65具有透過藍(lán)色波段的光且反射紅色光的特性。顏色分離元件65例如示出與圖4相同的光透射特性。這里，“藍(lán)色波段的光”表示450nm至480nm的光。“紅色波段的光”表不585nm至630nm的光。此外，“綠色波段的光”表不500nm至580nm的光。
[0206]從紅色用的第I熒光體層26a射出的光朝+X軸方向行進(jìn)，被顏色分離元件65朝+Z軸方向反射而朝向顏色分離元件69。從藍(lán)色用的第2熒光體層26b射出的光朝+Z軸方向行進(jìn)，透過顏色分離元件65而朝向顏色分離元件69。從紅色用的第I熒光體層26a射出并被顏色分離元件65反射后的光和從藍(lán)色用的第2熒光體層26b射出并透過顏色分離元件65的光在公共光路中行進(jìn)。
[0207]顏色分離元件69透過藍(lán)色波段的光和紅色波段的光。此外，顏色分離元件69反射綠色波段的光。圖20是示出顏色分離元件69的波長選擇特性的圖。在圖20中，橫軸表示光的波長[nm]，縱軸表不光透射率[% ]。在圖20中，由虛線表不的曲線210s不出了 s偏振光的光透射特性。此外，由點劃線表示的曲線210p示出了 P偏振光的光透射特性。例如圖20所示，s偏振光具有透射率從465nm(更詳細(xì)而言，為465nm附近)起降低且在480nm(更詳細(xì)而言，為480nm附近)處為0%的特性。此外，s偏振光的光透射特性從585nm(更詳細(xì)而言，為585nm附近)起開始提高，在600nm(更詳細(xì)而言，為600nm附近)處為100%。p偏振光具有透射率從475nm (更詳細(xì)而言，為475nm附近)起降低且在490nm(更詳細(xì)而言，為490nm附近)處為0%的特性。此外，p偏振光的光透射特性從570nm(更詳細(xì)而言，為570nm附近)起開始提高，在585nm(更詳細(xì)而言，為585nm附近)處為100%。透過顏色分離元件69的紅色波段的光和藍(lán)色波段的光朝向聚光透鏡71。
[0208]從第3熒光體層26c發(fā)出綠色波段的光束。第3熒光體層26c被配置在顏色分離元件69的一 X軸方向側(cè)。第3熒光體層26c的激勵光源為第3單色光源20c。第3單色光源20c被配置在顏色分離元件69的+X軸方向側(cè)。第3單色光源20c的中心波長為445nm。第3單色光源20c朝一 X軸方向射出光。射出的光的光束被平行化透鏡21c平行化。平行化的光束通過透鏡組63而成為光束直徑被縮小的平行光。
[0209]透鏡組63例如包含第I透鏡和第2透鏡。但是，透鏡組63的結(jié)構(gòu)不限于圖19所示的例子。透鏡組63還能夠由I個透鏡構(gòu)成。此外，透鏡組63還能夠由3個以上的透鏡構(gòu)成。此外，光源裝置7c還能夠設(shè)為省略透鏡組63的結(jié)構(gòu)。
[0210]光束直徑被縮小的平行光朝向顏色分離元件69。光束直徑被縮小的平行光透過顏色分離元件69。然后，光束直徑被縮小的平行光被第3聚光透鏡組25c會聚到綠色用的熒光體層26c。被會聚的光激勵第3熒光體層26c。第3熒光體層26c朝+X軸方向射出綠色光。綠色波段的光在被聚光透鏡組25c平行化后，被顏色分離元件69反射而朝+Z軸方向行進(jìn)。被顏色分離元件69反射后的綠色波段的光在與被顏色分離元件65反射后的紅色波段的光的光路和透過顏色分離元件65的藍(lán)色波段的光的光路的公共光路相同的光路中行進(jìn)。然后，綠色光朝向聚光透鏡71。
[0211]聚光透鏡71的后級(+Z軸側(cè))是與圖7相同的結(jié)構(gòu)，因此省略說明。另外，也可以將第I單色光源組20a和第2單色光源組20b設(shè)為與實施方式I相同的光源配置。此時，替代顏色分離元件62而配置光反射元件(光反射鏡)12。
[0212]如上所述，能夠與光源的偏振方向無關(guān)地，通過熒光體層產(chǎn)生紅色波段的光、綠色波段的光和藍(lán)色波段的光。因此，因激光的相干性而產(chǎn)生的斑點狀的亮度不均的影響消失。并且，不需要以時分方式進(jìn)行驅(qū)動，因此能夠在沒有時間制約的情況下點亮各色。另外，也可以與實施方式I同樣，顛倒藍(lán)色用的熒光體層26b和紅色用的熒光體層26a的位置。此時，顏色分離元件65具有如下的波長特性:反射紅色用的激勵光源20b發(fā)出的光，透過藍(lán)色用的激勵光源20a發(fā)出的光，反射藍(lán)色用的第I熒光體層26a發(fā)出的光，透過紅色用的第2熒光體層26b發(fā)出的光。即，顏色分離元件65設(shè)為與圖18的特性相同的特性即可。
[0213]在本實施方式5中，將第I光源20a設(shè)為紅色用的激勵光源，將第3光源20c設(shè)為綠色用的激勵光源。但是，也可以將第I光源20a的中心波長設(shè)為445nm，將第I光源20a設(shè)為綠色用的激勵光源。此時，顏色分離元件62具有如下特性:反射中心波長405nm的光且透過中心波長445nm的光。此外，顏色分離元件65反射中心波長405nm的光且透過中心波長445nm的光，并且，透過藍(lán)色波段的光且反射綠色波段的光即可。例如，顏色分離元件62、65可以是圖21所示的特性。
[0214]圖21是示出顏色分離元件的波長選擇特性的圖。在圖21中，橫軸表示光的波長[nm]，縱軸表不光透射率[% ]。在圖21中，由虛線表不的曲線220s不出了 s偏振光的光透射特性。此外，由點劃線表示的曲線220p示出了 P偏振光的光透射特性。s偏振光具有透射率從425nm (更詳細(xì)而言，為425nm附近)起提高且在440nm (更詳細(xì)而言，為440nm附近)處為100%的特性。此外，s偏振光的光透射特性為透射率從470nm(更詳細(xì)而言，為470nm附近)起開始降低，在485nm(更詳細(xì)而言，為485nm附近)處為0%。p偏振光具有透射率從415nm (更詳細(xì)而言，為415nm附近)起提高且在430nm (更詳細(xì)而言，為430nm附近)處為100%的特性。此外，P偏振光的光透射特性為透射率從485nm(更詳細(xì)而言，為485nm附近)起開始降低，在500nm(更詳細(xì)而言，為500nm附近)處為0%。即，反射中心波長405nm的光且透過中心波長445nm的光，并且，透過藍(lán)色波段(450nm至480nm)的光且反射綠色波段(500nm至580nm)的光。
[0215]此外，第I熒光體層26a發(fā)出綠色光，第3熒光體層26c發(fā)出紅色光。因此，第3光源20c為紅色用的激勵光源，因此需要考慮顏色分離元件69的特性。此時，第3光源20c的中心波長為445nm或460nm。對于顏色分離元件69的特性，需要反射紅色波段的光且透過藍(lán)色和綠色波段的光。因此，顏色分離元件69的特性可以是圖22所示的特性。
[0216]圖22是示出顏色分離元件的波長選擇特性的圖。在圖22中，橫軸表示光的波長[nm]，縱軸表不光透射率[% ]。在圖22中，由虛線表不的曲線230s不出了 s偏振光的光透射特性。此外，由點劃線表示的曲線230p示出了 P偏振光的光透射特性。s偏振光的光透射特性為透射率從570nm(更詳細(xì)而言，為570nm附近)起開始降低，在585nm(更詳細(xì)而言，為585nm附近)處為0%。此外，P偏振光的光透射特性為透射率從585nm(更詳細(xì)而言，為585nm附近)起開始降低，在600nm(更詳細(xì)而言，為600nm附近)處為0%。由此，顏色分離元件69能夠僅反射紅色波段。
[0217]這樣，藍(lán)色用的激勵光源20b的中心波長405nm與綠色用的激勵光源20a的中心波長445nm相比，存在40nm的差異。因此，即使不考慮s偏振光的光透射特性和P偏振光的光透射特性的差異，也能夠通過顏色分離元件65分離藍(lán)色用的激勵光源20b的光和綠色用的激勵光源20a的光。這里，為了減小偏振的影響，優(yōu)選的是，激勵光源的中心波長的差異至少有30nm以上。
[0218]光源裝置7c具有第I單色光源組2000a、第2單色光源組2000b、波長選擇元件65、第I熒光體層26a和第2熒光體層26b。第I單色光源組2000a射出第I光。第2單色光源組2000b射出中心波長與第I光不同的第2光。第I熒光體層26a由于被激勵而發(fā)出第I波段的光。第2熒光體層26b由于被激勵而發(fā)出第2波段的光。波長選擇元件65通過使第I光透過而使第I光入射到第I熒光體層26a。此外，波長選擇元件65通過反射第2光而使第2光入射到第2熒光體層26b。此外，波長選擇元件65反射從第I熒光體層26a發(fā)出的第I波段的光。此外，波長選擇元件65使從第2熒光體層26b發(fā)出的第2波段的光透過。波長選擇元件65將反射后的第I波段的光和透過后的第2波段的光設(shè)為公共光路。第I熒光體層26a和第2熒光體層中的任意一方是發(fā)出藍(lán)色光的熒光體層。另外，“波長選擇元件”是“顏色分離元件”。
[0219]在實施方式1、2、3、4中，關(guān)于第I單色光源10a、20a、30a和第2單色光源10b、20b、30b為線偏振的情況進(jìn)行了敘述。但是，關(guān)于與偏振軸垂直或平行的成分占大部分的橢圓偏振，也同樣有效果。這里，“大部分”例如是指80%以上。
[0220]另外，如上所述對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明不限于這些實施方式。
[0221]標(biāo)號說明
[0222]1、2、3、8、9、90:投影式顯示裝置;4、5、6、7、7a、7b、7c:光源裝置;10a、20a、30a:第I單色光源；1000a,2000a,3000a:第I單色光源組;10b、20b、30b:第2單色光源；1000b,2000b,3000b:第 2 單色光源組;lla、21a、31a:第 I 平行化透鏡;1100a、2100a、3100a:第 I平行化透鏡組；llb、21b、31b:第2平行化透鏡；1100b、2100b、3100b:第2平行化透鏡組；2100c,5800:第3平行化透鏡組;12、32:光反射元件；22:偏振選擇元件;13、23、33、53、63:透鏡組；14、24、34:偏振選擇/波長選擇元件；15a、25a、35a:第I聚光透鏡組；15b、25b、35b:第2聚光透鏡組；25c、55c:第3聚光透鏡組；16a、26a、36a:第I焚光體層;16b、26b、36b:第 2 熒光體層；26c、56c:第 3 熒光體層；17a、17b、27a、27b、37a、37b、47a、47b、20c、57:第 3 單色光源；1700,2000c,2700,3700,4700,5700:第 3 單色光源組；18a、18b、28a、28b、38a、38b、48a、48b、21c、58:第 3 平行化透鏡；19、29、39、49、59、62、65、69:顏色分離元件(光路變更元件)；44、54:波長選擇元件；64:光擴散元件；71:聚光透鏡；72:光強度均勻化元件；72a:入射面；72b:出射面；72aV:入射面的縱向尺寸；72aH:入射面的橫向尺寸；73:中繼透鏡組；74:光閥(圖像顯示元件)；75:投影光學(xué)系統(tǒng)；76:屏幕；80:透鏡陣列組；80a:第I透鏡陣列；80b:第2透鏡陣列；81:透鏡;80al、80bl:透鏡單元;130a、130b、140、170a、170p、170s、200、200p、200s、201p、201s、210p、210s、220p、220a、220s、230p、230s、400a、400p、400s、200R、200G:曲線；1200:光線；120:反射元件；300:聚光透鏡;W1、W2、W3、W4、W5:波段；V:縱向尺寸；H:橫向尺寸。
【主權(quán)項】
1.一種光源裝置，其特征在于，該光源裝置具有: 第I單色光源組，其射出具有固定的偏振方向的第I偏振光； 第2單色光源組，其射出具有固定的偏振方向的第2偏振光； 偏振選擇/波長選擇元件； 第I熒光體層，其由于被激勵而發(fā)出第I波段的光；以及 第2熒光體層，其由于被激勵而發(fā)出第2波段的光， 所述偏振選擇/波長選擇元件通過使所述第I偏振光透過而使所述第I偏振光入射到所述第I熒光體層，通過反射所述第2偏振光而使所述第2偏振光入射到所述第2熒光體層，反射從所述第I熒光體層發(fā)出的所述第I波段的光，使從所述第2熒光體層發(fā)出的所述第2波段的光透過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于， 所述第2偏振光具有與所述第I偏振光的偏振方向相差90°的偏振方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于， 所述第2偏振光的中心波長與所述第I偏振光的中心波長不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述光源裝置還具有偏振選擇元件，該偏振選擇元件通過使所述第I偏振光和所述第2偏振光中的一方透過并反射另一方，使所述第I偏振光的行進(jìn)方向和所述第2偏振光的行進(jìn)方向朝向所述偏振選擇/波長選擇元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源裝置，其特征在于， 與所述偏振選擇/波長選擇元件有關(guān)的表示光透射率相對于波長的變化的光透射特性和與所述偏振選擇元件有關(guān)的表示光透射率相對于波長的變化的光透射特性相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述光源裝置還具有波長選擇元件，該波長選擇元件將包含從所述第I單色光源組射出的所述第I偏振光的波段和從所述第2單色光源組射出的所述第2偏振光的波段兩者的波段作為光透射波段， 所述波長選擇元件被配置在從所述第I單色光源組和所述第2單色光源組到所述偏振選擇/波長選擇元件的光路上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 該光源裝置還具有: 第I聚光元件，其被配置在所述偏振選擇/波長選擇元件與所述第I熒光體層之間的所述第I偏振光的光路上；以及 第2聚光元件，其被配置在所述偏振選擇/波長選擇元件與所述第2熒光體層之間的所述第2偏振光的光路上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于，所述光源裝置還具有透鏡陣列組，該透鏡陣列組包含第I透鏡陣列和第2透鏡陣列，且彼此相對地配置所述第I透鏡陣列和所述第2透鏡陣列，其中，所述第I透鏡陣列包含呈陣列狀地排列的多個透鏡單元，所述第2透鏡陣列包含呈陣列狀地排列的多個透鏡單元，所述第I透鏡陣列在從所述第I單色光源組到所述偏振選擇/波長選擇元件之間的所述第I偏振光的光路和從所述第2單色光源組到所述偏振選擇/波長選擇元件之間的所述第2偏振光的光路的公共光路上，并且，所述第I透鏡陣列的入射面與所述第I熒光體層以及所述第2熒光體層處于共軛關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 該光源裝置還具有: 第3單色光源組，其射出第3波段的光；以及 光路變更元件，其將所述第3波段的光的光路，設(shè)為與由所述偏振選擇/波長選擇元件反射后的所述第I波段的光的光路和透過所述偏振選擇/波長選擇元件的所述第2波段的光的光路的公共光路相同的光路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光源裝置，其特征在于， 所述光源裝置還具有聚光透鏡，該聚光透鏡將由所述偏振選擇/波長選擇元件反射后的所述第I波段的光和透過所述偏振選擇/波長選擇元件的所述第2波段的光會聚到光強度均勾化元件， 所述光路變更元件被配置在所述聚光透鏡與所述光強度均勻化元件之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1?10中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述第I偏振光在入射到所述偏振選擇/波長選擇元件時為P偏振光， 所述第2偏振光在入射到所述偏振選擇/波長選擇元件時為S偏振光。
12.根據(jù)權(quán)利要求1?11中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述第I偏振光是藍(lán)色激光， 所述第2偏振光是藍(lán)色激光。
13.一種光源裝置，其特征在于，該光源裝置具有: 第I單色光源組，其射出第I光； 第2單色光源組，其射出中心波長與所述第I光不同的第2光； 波長選擇元件； 第I熒光體層，其由于被激勵而發(fā)出第I波段的光；以及 第2熒光體層，其由于被激勵而發(fā)出第2波段的光， 所述波長選擇元件通過使所述第I光透過而使所述第I光入射到所述第I熒光體層，通過反射所述第2光而使所述第2光入射到所述第2熒光體層，反射從所述第I熒光體層發(fā)出的所述第I波段的光，使從所述第2熒光體層發(fā)出的所述第2波段的光透過， 將反射后的第I波段的光和透過后的第2波段的光設(shè)為公共光路， 所述第I熒光體層和所述第2熒光體層中的任意一方是發(fā)出藍(lán)色光的熒光體層。
【專利摘要】為了提高光利用效率，光源裝置(4)具有第1單色光源組(1000a)、第2單色光源組(1000b)、偏振選擇/波長選擇元件(14)、第1熒光體層(16a)和第2熒光體層(16b)。第1單色光源組(1000a)射出具有固定的偏振方向的第1偏振光。第2單色光源組(1000b)射出具有固定的偏振方向的第2偏振光。第1熒光體層發(fā)出第1波段的光。第2熒光體層發(fā)出第2波段的光。偏振選擇/波長選擇元件(14)通過使第1偏振光透過而使第1偏振光入射到第1熒光體層，通過反射第2偏振光而使第2偏振光入射到第2熒光體層，反射從第1熒光體層發(fā)出的第1波段的光，使從第2熒光體層發(fā)出的第2波段的光透過。
【IPC分類】F21S2-00, G03B21-14, F21Y101-02, G02B5-30, H01S5-022
【公開號】CN104603689
【申請?zhí)枴緾N201380046739
【發(fā)明人】山田旭洋, 澤中智彥, 柳生伸二, 木田博, 鮫島研治
【申請人】三菱電機株式會社
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年8月27日
【公告號】DE112013004405T5, US20150167932, WO2014038434A1