本发明涉及光源装置以及投影仪。
背景技术：
作为投影仪中使用的光源装置，提出了利用对荧光体照射从发光元件射出的激励光时从荧光体发出的荧光的光源装置。在下述专利文献1中公开了如下形式的照明装置：其具备具有波长转换作用的棒状的陶瓷体和射出激励光的发光二极管(led)，从陶瓷体的侧面入射激励光，从陶瓷体的端面取出转换光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2017-536664号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
如专利文献1所记载的那样，使从led射出的光入射到波长转换部件，由此，能够得到与从led射出的光的波长不同的波长的光。例如，在波长转换部件包含黄色荧光体的情况下，能够根据从led射出的蓝色光得到黄色光。但是，为了得到投影仪用光源装置所需要的白色光，必须独立于专利文献1的照明装置地额外设置射出蓝色光的光源、对蓝色光和黄色光进行合成的光合成元件等光学系统。其结果，存在光源装置大型化这样的课题。此外，在得到白色以外的色光的情况下，需要用于对荧光和其他色光进行合成的光学系统，存在光源装置大型化这样的课题。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的一个方式的光源装置具有：光源部，其射出第1光；导光体，其传播从所述光源部射出的所述第1光的一部分；波长转换部，其包含荧光体，该荧光体被从所述光源部射出且通过了所述导光体的所述第1光的另外一部分激励而发出第2光；以及光合成部，其对从所述导光体射出的所述第1光的一部分和从所述波长转换部射出的所述第2光进行合成。所述导光体具有彼此相对的第1侧面和第2侧面以及彼此相对的第1端面和第2端面，所述波长转换部具有彼此相对的第3侧面和第4侧面、以及彼此相对的第3端面和第4端面，所述光源部设置于与所述第1侧面相对的位置，所述导光体和所述波长转换部以所述第2侧面和所述第3侧面相对的方式相互并列配置。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述导光体和所述波长转换部以所述导光体的长度方向和所述波长转换部的长度方向平行的方式相邻配置。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述第1光是蓝色光，所述第2光是黄色荧光，所述光合成部对所述第1光的一部分和所述第2光进行合成，由此从所述光合成部射出白色光。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，还具有透光性部件，该透光性部件设置于所述光源部与所述第1侧面之间。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述透光性部件的折射率和所述导光体的折射率相等。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述光源装置还具有激励光用光源部，该激励光用光源部与所述第4侧面相对设置，朝向所述波长转换部射出激励光。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述光源部具有发光二极管光源。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述光源部具有多个发光二极管光源，所述多个发光二极管光源相互隔开间隔地配置。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述导光体具有反射膜，所述反射膜设置于所述第1侧面中的相邻的所述发光二极管光源之间的区域。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述光合成部配置于与所述第2端面和所述第4端面相对的位置。
本发明的一个方式的光源装置也可以是，所述光合成部具有与所述第2端面相对的棱镜和与所述第4端面相对的分色棱镜。
本发明的一个方式的投影仪具有：本发明的一个方式的光源装置；光调制装置，其根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制；以及投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制后的光。
附图说明
图1是第1实施方式的投影仪的概略结构图。
图2是第1实施方式的光源装置的俯视图。
图3是沿着图2的iii-iii线的剖视图。
图4是第2实施方式的光源装置的俯视图。
图5是第3实施方式的光源装置的立体图。
图6是第3实施方式的变形例的光源装置的立体图。
图7是变形例的光源装置的俯视图。
图8是第4实施方式的投影仪的概略结构图。
标号说明
1、10：投影仪；2、16、18、19：光源装置；4b、4g、4r、13：光调制装置；6、14：投射光学装置；51、51a、51b：导光棒(导光体)；51a、51aa、51ba：第1端面；51b、51ab、51bb：第2端面；51c1：第1侧面；51c2：第2侧面；53、83、86：光合成部；54、84、87：棱镜；55、85、88：分色棱镜；58、58a、58b：波长转换棒(波长转换部)；58a：第3端面；58b：第4端面；58c3：第3侧面；58c4：第4侧面；62：光源部；65：透光性部件；67：反射膜；72：激励光用光源部；622、623、722：led光源；l1：第1光；l2：第2光；le：激励光；n1、n2：长度方向。
具体实施方式
[第1实施方式]
下面，使用图1～图3对本发明的第1实施方式进行说明。
本实施方式的投影仪是使用液晶面板作为光调制装置的液晶投影仪的一例。
另外，在以下的各附图中，为了容易观察各结构要素，有时根据结构要素的不同而以不同尺寸的比例尺进行示出。
图1是第1实施方式的投影仪1的概略结构图。
第1实施方式的投影仪1是在屏幕(被投射面)scr上投射彩色图像的投射型图像显示装置。投影仪1使用与红色光lr、绿色光lg、蓝色光lb的各色光对应的3个光调制装置。
如图1所示，投影仪1具有光源装置2、均匀照明光学系统40、色分离光学系统3、光调制装置4r、光调制装置4g、光调制装置4b、合成光学系统5和投射光学装置6。
光源装置2朝向均匀照明光学系统40射出照明光wl。光源装置2的详细结构在后面详细说明。
均匀照明光学系统40具有积分器光学系统31、偏振转换元件32和重叠光学系统33。积分器光学系统31具有第1透镜阵列31a和第2透镜阵列31b。均匀照明光学系统40使从光源装置2射出的照明光wl的强度分布在作为被照明区域的光调制装置4r、光调制装置4g和光调制装置4b中分别均匀化。从均匀照明光学系统40射出的照明光wl入射到色分离光学系统3。
色分离光学系统3将白色的照明光wl分离成红色光lr、绿色光lg和蓝色光lb。色分离光学系统3具有第1分色镜7a、第2分色镜7b、第1反射镜8a、第2反射镜8b、第3反射镜8c、第1中继透镜9a、第2中继透镜9b。
第1分色镜7a将来自光源装置2的照明光wl分离成红色光lr和其他光(绿色光lg和蓝色光lb)。第1分色镜7a使分离后的红色光lr透过，并且反射其他光(绿色光lg和蓝色光lb)。另一方面，第2分色镜7b将其他光分离成绿色光lg和蓝色光lb。第2分色镜7b反射分离后的绿色光lg，使蓝色光lb透过。
第1反射镜8a配置在红色光lr的光路中，使透过第1分色镜7a的红色光lr朝向光调制装置4r反射。另一方面，第2反射镜8b和第3反射镜8c配置在蓝色光lb的光路中，使透过第2分色镜7b的蓝色光lb朝向光调制装置4b反射。此外，第2分色镜7b使绿色光lg朝向光调制装置4g反射。
第1中继透镜9a和第2中继透镜9b配置在蓝色光lb的光路中的第2分色镜7b的光射出侧。第1中继透镜9a和第2中继透镜9b对由于蓝色光lb的光路长度比红色光lr、绿色光lg的光路长度长而引起的蓝色光lb的照明分布的差异进行修正。
光调制装置4r根据图像信息对红色光lr进行调制，形成与红色光lr对应的图像光。光调制装置4g根据图像信息对绿色光lg进行调制，形成与绿色光lg对应的图像光。光调制装置4b根据图像信息对蓝色光lb进行调制，形成与蓝色光lb对应的图像光。
光调制装置4r、光调制装置4g和光调制装置4b例如使用透过型的液晶面板。此外，构成为在液晶面板的入射侧和射出侧分别配置有偏振板(未图示)，仅使特定方向的线偏振光通过。
在光调制装置4r、光调制装置4g和光调制装置4b的入射侧分别配置有场透镜10r、场透镜10g、场透镜10b。场透镜10r、场透镜10g和场透镜10b对入射到各个光调制装置4r的红色光lr、入射到光调制装置4g的绿色光lg、入射到光调制装置4b的蓝色光lb的各主光线进行平行化。
从光调制装置4r、光调制装置4g和光调制装置4b射出的图像光向合成光学系统5入射，由此，对与红色光lr、绿色光lg、蓝色光lb对应的图像光进行合成，使合成后的图像光朝向投射光学装置6射出。合成光学系统5例如使用十字分色棱镜。
投射光学装置6由多个投射透镜构成。投射光学装置6将由合成光学系统5合成的图像光放大并朝向屏幕scr投射。由此，在屏幕scr上显示图像。
下面，对光源装置2进行说明。
图2是示出光源装置2的概略结构的俯视图。图3是沿着图2的iii-iii线的剖视图。
如图2所示，光源装置2具有导光棒51(导光体)、波长转换棒58(波长转换部)、光源部62、透光性部件65、光合成部53、角度转换元件56、准直透镜57。
导光棒51具备具有6个面的四棱柱状的形状。6个面包含彼此相对的第1端面51a和第2端面51b、以及与第1端面51a和第2端面51b交叉的4个侧面51c1、51c2、51c3、51c4。在本说明书中，将第1端面51a和第2端面51b相对的方向定义为导光棒51的长度方向n1。在以下的说明中，将4个侧面51c1、51c2、51c3、51c4中的与光源部62相对的侧面称为第1侧面51c1，将与波长转换棒58相对的侧面称为第2侧面51c2。
同样，波长转换棒58具备具有6个面的四棱柱状的形状。6个面包含彼此相对的第3端面58a和第4端面58b、以及与第3端面58a和第4端面58b交叉的4个侧面58c1、58c2、58c3、58c4。将穿过波长转换棒58的第3端面58a的中心和第4端面58b的中心的轴定义为光源装置2的光轴j1。来自光源装置2的光向光轴j1的方向射出。在本说明书中，将第3端面58a和第4端面58b相对的方向定义为波长转换棒58的长度方向n2。在以下的说明中，将4个侧面58c1、58c2、58c3、58c4中的与导光棒51相对的侧面称为第3侧面58c3，将与第3侧面58c3相对的侧面称为第4侧面58c4。
在本实施方式中，导光棒51与波长转换棒58具有大致相同的尺寸。导光棒51的长度方向n1的尺寸a比导光棒51的短边方向(与长度方向n1正交的方向)的尺寸b长。例如尺寸a是尺寸b的十倍～几十倍左右。波长转换棒58也与导光棒51相同。
导光棒51和波长转换棒58以导光棒51的第2侧面51c2和波长转换棒58的第3侧面58c3相对的方式隔开间隔相互并列配置。在导光棒51与波长转换棒58之间的空间存在有空气k。也可以在导光棒51与波长转换棒58之间的空间填充具有比导光棒51的折射率低的折射率的低折射率材料，但是，优选存在有空气k。
在本实施方式的情况下，导光棒51和波长转换棒58以导光棒51的长度方向n1与波长转换棒58的长度方向n2平行的方式相邻配置。通过该配置，能够减小光源装置2的宽度(与光轴j1垂直的方向的尺寸)。另外，导光棒51的长度方向n1与波长转换棒58的长度方向n2也可以不必须平行，也可以自平行起倾斜。
在以下的说明中，将导光棒51的2个端面中的位于离光合成部53较远的一侧的导光棒51的端面称为第1端面51a，将与第1端面51a相对且光从导光棒51射出的一侧的端面称为第2端面51b。此外，将波长转换棒58的2个端面中的位于与导光棒51的第1端面51a相同的一侧的波长转换棒58的端面称为第3端面58a，将与第3端面58a相对且光从波长转换棒58射出的一侧的端面称为第4端面58b。
光源部62具有基板621、以及射出第1光l1的多个发光二极管光源622(led光源)。多个led光源622安装于与导光棒51的第1侧面51c1相对的基板621的一面。在本实施方式中，光源部62具有5个led光源622，但是，led光源622的个数没有特别限定。多个led光源622在导光棒51的长度方向n1上相互隔开间隔地配置。
从led光源622射出的第1光l1的波段例如是400nm～480nm的蓝色波段，峰值波长例如为445nm。即，第1光l1是蓝色光。这样，光源部62朝向导光棒51的第1侧面51c1射出蓝色的第1光l1。
导光棒51例如由玻璃等透光性材料构成。导光棒51入射有从光源部62射出的第1光l1，使所入射的第1光l1中的一部分光l11在内部传播。此外，第1光l1中的另外一部分光l12作为波长转换棒58中包含的荧光体的激励光发挥功能。因此，在第1光l1的波段中，选择能够作为波长转换棒58中使用的荧光体的激励光发挥功能的波段。
此外，导光棒51具有在第1侧面51c1中的相邻的led光源622之间的区域设置的反射膜67。在本实施方式的情况下，反射膜67不仅设置于第1侧面51c1中的相邻的led光源622之间的区域，还设置于与led光源622不相对的全部区域。反射膜67由在构成导光棒51的透光性材料的表面形成的电介质多层膜构成。进而，反射膜67也可以设置于除了第1侧面51c1和第2侧面51c2以外的其他的侧面51c3、51c4。
导光棒51具有设置于导光棒51的第1端面51a的反射镜64。反射镜64由金属膜或电介质多层膜构成。
透光性部件65设置于光源部62与导光棒51之间。更详细地讲，透光性部件65以覆盖led光源622的光射出面的方式设置于光源部62的led光源622与导光棒51的第1侧面51c1之间。透光性部件65例如由硅酮树脂等透明树脂、玻璃熔块等构成。优选透光性部件65具有光透过性和耐热性。此外，透光性部件65还作为固定光源部62和导光棒51的粘接材料发挥功能。
此外，优选透光性部件65的折射率与导光棒51的折射率相等。根据该结构，第1光l1以规定的角度入射到导光棒51，而不会产生第1光l1从透光性部件65入射到导光棒51时的无用的折射。由此，能够提高第1光l1的利用效率。另外，技术方案中的“透光性部件的折射率和导光体的折射率相等”的概念中包含以下情况：透光性部件和导光体具有仅产生光利用效率的降低不影响性能的程度的微小折射的折射率差。
波长转换棒58包含荧光体，该荧光体被从光源部62射出且通过了导光棒51的第1光l1中的另外一部分光l12激励而发出第2光l2。在本实施方式中，作为荧光体，由陶瓷荧光体(多晶荧光体)构成。第2光l2的波段例如是490nm～750nm的黄色波段。即，第2光l2是黄色荧光。波长转换棒58也可以代替多晶荧光体而由单晶荧光体构成。或者，波长转换棒58也可以由荧光玻璃构成。或者，波长转换棒58也可以由将多个荧光体粒子分散到由玻璃或树脂构成的粘合剂中而得到的材料构成。
具体而言，波长转换棒58例如由钇铝石榴石(yag)系荧光体构成。当举例含有作为活化剂的铈(ce)的yag：ce时，作为波长转换棒58的材料，能够使用：混合包含y2o3、al2o3、ceo3等构成元素在内的原料粉末并使它们进行固相反应而得的材料；通过共沉淀法、溶胶凝胶法等湿式法得到的y-al-o非晶粒子；通过喷雾干燥法、火焰热分解法、热等离子体法等气相法得到的yag粒子等。
波长转换棒58具有设置于波长转换棒58的第3端面58a的反射镜63。反射镜63由金属膜或电介质多层膜构成。
光合成部53配置于与导光棒51的第2端面51b和波长转换棒58的第4端面58b相对的位置。光合成部53对从导光棒51射出的第1光l1中的一部分光l11和从波长转换棒58射出的第2光l2进行合成。光合成部53具有与导光棒51的第2端面51b相对的棱镜54、以及与波长转换棒58的第4端面58b相对的分色棱镜55。
棱镜54与导光棒51的第2端面51b接触设置。棱镜54由具有等腰直角三角形的截面的三棱柱状棱镜构成，具有光入射端面54a、反射面54c和光射出端面54b。棱镜54具有使所入射的光l11的光路折曲90°而射出的功能。即，棱镜54使从导光棒51的第2端面51b射出的光l11在反射面54c反射，由此使光路弯曲，使其从光射出端面54b射出。
分色棱镜55与波长转换棒58的第4端面58b和棱镜54的光射出端面54b相对设置。分色棱镜55具有在棱镜主体的内部设置有分色镜551的结构。分色棱镜55具有立方体状的形状，具有光入射端面55a和光入射端面55b、光射出端面55c。分色镜551具有反射蓝色波段的光而使黄色波段的光透过的特性。因此，从棱镜54射出的光l11由分色镜551反射而朝向光射出端面55c行进。另一方面，从波长转换棒58的第4端面58b射出的第2光l2透过分色镜551而朝向光射出端面55c行进。
这样，分色棱镜55对从导光棒51的第2端面51b射出的蓝色的光l11和从波长转换棒58的第4端面58b射出的黄色的第2光l2进行合成。然后，由蓝色的光l11和黄色的第2光l2构成的白色的合成光lw从分色棱镜55射出。这样，在光合成部53中，通过对第1光l1中的一部分光l11和第2光l2进行合成，从光合成部53射出白色的合成光lw。
角度转换元件56设置于分色棱镜55的光射出端面55c的光射出侧。角度转换元件56由具有供合成光lw入射的光入射端面56a和射出合成光lw的光射出端面56b的锥形棒构成。角度转换元件56具有四棱锥台状的形状，与光轴j1垂直的截面面积沿着合成光lw的行进方向扩大，光射出端面56b的面积比光入射端面56a的面积大。由此，合成光lw在角度转换元件56的内部行进的期间内，每当在侧面56c进行全反射时，角度在与光轴j1平行的方向上改变。这样，角度转换元件56使光射出端面56b中的合成光lw的扩散角比光入射端面56a中的合成光lw的扩散角小。
角度转换元件56以光入射端面56a与分色棱镜55的光射出端面55c相对的方式固定于分色棱镜55。即，角度转换元件56和分色棱镜55经由光学粘接剂(省略图示)接触，在角度转换元件56与分色棱镜55之间未设置空隙(空气层)。另外，角度转换元件56例如也可以通过任意的支承部件，以与分色棱镜55直接接触的方式进行固定。总之，优选在角度转换元件56与分色棱镜55之间未设置空隙。优选角度转换元件56的折射率和分色棱镜55的折射率尽可能一致。
另外，作为角度转换元件56，也可以代替锥形棒而使用复合抛物面型会聚器(compoundparabolicconcentrator，cpc)。在使用cpc作为角度转换元件56的情况下，也得到与使用锥形棒的情况相同的效果。
准直透镜57设置于角度转换元件56的光射出端面56b的光射出侧。准直透镜57对从角度转换元件56射出的合成光lw进行平行化。即，由角度转换元件56对角度分布进行转换后的合成光lw的平行度通过准直透镜57进一步提高。准直透镜57由凸透镜构成。另外，在仅通过角度转换元件56就能够得到充分的平行度的情况下，也可以不必须设置准直透镜57。
下面，对上述结构的光源装置2的作用进行说明。
led光源622的配光分布示出朗伯配光。因此，从led光源622射出的第1光l1具有非常宽的发散角。
如图3所示，第1光l1从led光源622射出后，透过透光性部件65，从第1侧面51c1入射到导光棒51。入射到导光棒51的第1光l1中的以较大射出角射出的一部分光l11以临界角以上的入射角到达任意一个侧面。这种光l11在该侧面反射后，反复在侧面进行反射，并且，如图2所示，在导光棒51的内部传播，朝向第2端面51b行进。
然后，从导光棒51的第2端面51b射出的光l11在棱镜54的反射面54c反射，使光路弯曲并入射到分色棱镜55。另外，优选以使棱镜54和分色棱镜55不直接接触的方式在棱镜54与分色棱镜55之间设置有间隙(空气层)。通过在棱镜54与分色棱镜55之间设置有间隙，抑制在棱镜54与分色棱镜55的界面附近行进的光l11中的以小于临界角的入射角入射到界面的光泄漏到棱镜54或分色棱镜55的外部，能够提高光利用效率。
另一方面，入射到导光棒51的第1光l1中的以较小的射出角射出的光l12以小于临界角的入射角到达第2侧面51c2。这种光l12从导光棒51的第2侧面51c2射出，然后，入射到波长转换棒58。此时，波长转换棒58中包含的荧光体被光l12激励，从任意的发光点p1发出第2光l2。第2光l2从任意的发光点p1朝向所有的方向行进，但是，如图2所示，朝向各侧面58c1、58c2、58c3、58c4的第2光l2反复进行全反射，并且朝向第3端面58a或第4端面58b行进。朝向第4端面58b的第2光l2从第4端面58b入射到分色棱镜55。另一方面，朝向第3端面58a的第2光l2在反射镜63反射后，朝向第4端面58b行进。
入射到分色棱镜55的光l11在分色镜551反射。另一方面，入射到分色棱镜55的第2光l2透过分色镜551。其结果，对蓝色的光l11和黄色的第2光l2进行合成，从分色棱镜55的光射出端面55c射出白色的合成光lw。从分色棱镜55射出的合成光lw由角度转换元件56和准直透镜57进行平行化后，从光源装置2射出。如图1所示，从光源装置2射出的合成光lw(照明光wl)朝向积分器光学系统31行进。
在本实施方式的光源装置2中，射出蓝色的光l11的导光棒51和射出黄色的第2光l2的波长转换棒58以第2侧面51c2和第3侧面58c3相对的方式进行配置，在导光棒51的第2端面51b和波长转换棒58的第4端面58b配置有光合成部53，与导光棒51的第1侧面51c1相对地设置有光源部62，因此，可实现能够射出白色光的小型的光源装置。
本实施方式的光源装置2具有通过导光棒51将从光源部62射出的蓝色的光l11引导至光合成部53的结构，因此，例如，不用额外准备紫外led和蓝色荧光体的组合这样的能够发出蓝色光的荧光体光源，能够通过简单的结构高效地得到蓝色光。
如上所述，led光源622示出朗伯配光，因此，特别是在导光棒51的直径(与长度方向n1垂直的方向的尺寸b)较细的情况下，很难使来自led光源622的第1光l1入射到导光棒51的端面。因此，在使用led光源622的情况下，如本实施方式那样，采用使来自led光源622的第1光l1入射到导光棒51的侧面的结构是合理的。
但是，在使来自led光源622的第1光l1入射到导光棒51的侧面的情况下，第1光l1的一部分以小于临界角的入射角入射到与第1光入射的侧面相对的侧面，因此，从导光棒51向外部射出。其结果，向外部射出的第1光l1成为损失，成为使光利用效率降低的主要原因。根据本发明人的试算可知，在设led光源622的配光分布为朗伯配光的情况下，从led光源622射出且入射到导光棒51的第1光l1中的大约85％的光l11在导光棒51的内部传播，大约15％的光l12从导光棒51向外部射出。即，入射到导光棒51的第1光l1中的大约15％成为未被使用的光。
针对该问题，在本实施方式的光源装置2中，导光棒51和波长转换棒58以第2侧面51c2和第3侧面58c3相对的方式进行配置，光源部62以与导光棒51的第1侧面51c1相对的方式进行配置。即，如图3所示，波长转换棒58隔着导光棒51配置于与光源部62相反的一侧。因此，从导光棒51的第2侧面51c2射出且以往未被使用的光l12入射到波长转换棒58，作为激励荧光体的激励光发挥作用。这样，根据本实施方式的光源装置2，与以往相比，能够提高从光源部62射出的第1光l1的利用效率。
此外，在本实施方式的光源装置2中，在led光源622与导光棒51之间插入具有与导光棒51的折射率相等的折射率的透光性部件65，因此，从led光源622射出的第1光l1经由透光性部件65入射到导光棒51。根据该结构，与led光源622和导光棒51分开配置且在它们之间存在空气的情况相比，能够增加入射到导光棒51的第1光l1的光量。
此外，led光源622的光射出面的反射率不太高，因此，在导光棒51的侧面反复进行反射且在棒内传播的第1光l1中的一部分光l11经由透光性部件65入射到led光源622，不在光射出面反射而成为损失，成为使光利用效率降低的主要原因。与此相对，在本实施方式的光源装置2中，在导光棒51的第1侧面51c1中的相邻的led光源622之间的区域设置有由电介质多层膜构成的反射膜67。由此，抑制在导光棒51内传播的光l11在第1侧面51c1反射时的光损失，因此，能够改善由于设置透光性部件65而产生的缺点。
在本实施方式的光源装置2中，在分色棱镜55的光射出侧设置有角度转换元件56，因此，能够对从分色棱镜55射出的合成光lw进行平行化。进而，在角度转换元件56的光射出侧设置有准直透镜57，因此，能够进一步提高合成光lw的平行度。由此，能够提高光源装置2后级的光学系统中的光利用效率。
本实施方式的投影仪1具有上述光源装置2，因此，实现小型化，并且光利用效率优良。
[第2实施方式]
下面，使用图4对本发明的第2实施方式进行说明。
第2实施方式的光源装置的基本结构与第1实施方式相同，附加了激励光用光源部这点与第1实施方式不同。因此，省略光源装置的整体结构的说明。
图4是示出第2实施方式的光源装置16的概略结构的俯视图。
在图4中，对与图2相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图4所示，光源装置16具有导光棒51(导光体)、波长转换棒58(波长转换部)、光源部62、激励光用光源部72、透光性部件65、光合成部53、角度转换元件56、准直透镜57。
激励光用光源部72与波长转换棒58的第4侧面58c4相对设置。激励光用光源部72具有基板721、以及朝向波长转换棒58射出激励光le的多个led光源722。多个led光源722安装于与波长转换棒58的第4侧面58c4相对的基板721的一面。在本实施方式中，激励光用光源部72具有5个led光源722，但是，led光源722的个数没有特别限定。多个led光源722在波长转换棒58的长度方向n2上相互隔开间隔地配置。另外，在本实施方式中，光源部62和激励光用光源部72分别具有led光源622、722，因此，将光源部62的led光源622称为第1led光源622，将激励光用光源部72的led光源722称为第2led光源722。
从第2led光源722射出的激励光le的波段例如是400nm～480nm的蓝色波段，峰值波长例如为445nm。这样，激励光用光源部72朝向波长转换棒58的第4侧面58c4射出蓝色的激励光le。
从光源部62的第1led光源622射出的第1光l1中的一部分光l11在导光棒51的内部传播后从导光棒51射出，作为构成合成光lw的一部分的蓝色光发挥功能。另一方面，从激励光用光源部72的第2led光源722射出的激励光le在入射到波长转换棒58后，作为使长转换棒58的荧光体激励的激励光发挥功能。这样，从第1led光源622射出的第1光l1的功能和从第2led光源722射出的激励光le的功能相互不同。因此，第1led光源622和第2led光源722可以射出作为蓝色光或激励光而分别优化后的相互不同的波长的光，也可以射出在任意功能中共通使用的相同波长的光。
光源装置16的其他结构与第1实施方式相同。
在本实施方式中，也得到能够实现小型且高效的光源装置16这样的与第1实施方式相同的效果。
第1实施方式、第2实施方式双方均具有从导光棒51射出的第1光l1中的另外一部分光l12入射到波长转换棒58的结构。第1光l1的配光分布大幅影响从光源部62射出的第1光l1中的在导光棒51的内部传播的l11的量和入射到波长转换棒58的光l12的量的比例。在第1实施方式的结构中，很难对第1光l1的配光分布进行控制，因此，有时很难对光l11和光l12的比例进行调整。因此，例如当光l12相对于光l11的比例不足时，合成光lw的色泽成为带有蓝调的白色，有时无法得到期望的白色的合成光lw。
与此相对，本实施方式的光源装置16具有激励光用光源部72，因此，通过调整对激励光用光源部72供给的电力，能够以使从导光棒51射出而作为激励光发挥功能的光l12的光量和来自激励光用光源部72的激励光le的光量的合计成为最佳的激励光量的方式进行调节。这样，能够对合成光lw的白平衡进行调整，能够得到期望的白色的合成光lw。此外，从另一个观点来看，在本实施方式的情况下，不是通过来自激励光用光源部72的激励光le提供所需要的全部激励光，从导光棒51射出的光l12也被利用为激励光，因此，与激励光用光源部72提供全部激励光的情况相比，能够削减激励光用光源部72的消耗电力。
[第3实施方式]
下面，使用图5对本发明的第3实施方式进行说明。
第3实施方式的光源装置的基本结构与第1实施方式相同，各棒的根数和光源部的结构与第1实施方式不同。因此，省略光源装置的整体结构的说明。
图5是示出第3实施方式的光源装置18的概略结构的俯视图。
在图5中，对与图2相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图5所示，光源装置18具有2根导光棒51(导光体)、2根波长转换棒58(波长转换部)、光源部62、透光性部件65、光合成部83、角度转换元件56、准直透镜57。另外，在图5中，为了容易观察光源部62的结构，省略光源部62的基板621的图示。此外，为了容易观察各棒的位置关系，与各棒分离地图示光合成部83。此外，省略角度转换元件56和准直透镜57的图示。
2根导光棒51在与导光棒51和波长转换棒58排列的方向(x轴方向)正交的方向(z轴方向)上相互并列配置。2根导光棒51以各导光棒51的长度方向n1相互平行的方式配置成彼此相对的侧面彼此接触。另外，2根导光棒51的长度方向n1也可以不必须平行，也可以自平行起倾斜。此外，2根导光棒51的彼此相对的侧面也可以彼此分开。
与导光棒51同样，2根波长转换棒58在与导光棒51和波长转换棒58排列的方向正交的方向上相互并列配置。2根波长转换棒58以各波长转换棒58的长度方向n2相互平行的方式配置成彼此相对的侧面彼此接触。另外，2根波长转换棒58的长度方向n2也可以不必须平行，也可以自平行起倾斜。此外，2根波长转换棒58的彼此相对的侧面也可以彼此分开。
光源部62具有基板(图示略)和多个led光源623。多个led光源623在导光棒51的长度方向n1上相互隔开间隔地配置。多个led光源623分别以与2根导光棒51的第1侧面51c1相对的方式跨越2根导光棒51进行配置。在本实施方式中，光源部62具有5个led光源623，但是，led光源623的个数没有特别限定。
光合成部83配置于与2根导光棒51的第2端面51b和2根波长转换棒58的第4端面58b相对的位置。光合成部83由棱镜84和分色棱镜85构成。棱镜84以与2根导光棒51的第2端面51b相对的方式跨越2根导光棒51进行配置。分色棱镜85以与2根波长转换棒58的第4端面58b相对的方式跨越2根波长转换棒58进行配置。
光源装置18的其他结构与第1实施方式相同。
在本实施方式中，也得到能够实现小型且高效的光源装置18这样的与第1实施方式相同的效果。
本实施方式的结构例如在led光源623的一边的尺寸e比导光棒51的宽度f(与长度方向n1正交的方向的尺寸)大的情况下是有效的。即，以led光源623跨越2根导光棒51的方式进行配置，由此，能够构成为led光源623不会露出到导光棒51的外侧。由此，能够使从led光源623射出的第1光高效地入射到导光棒51。此外，通过在2根导光棒51中共用一个led光源623，能够进一步减小光源装置18的光学扩展量。
(变形例)
第3实施方式的光源装置18也可以具有以下说明的结构。
图6是变形例的光源装置19的立体图。图7是从导光棒51a、51b侧观察的光源装置19的俯视图。在图6和图7中，对与图5相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图6和图7所示，光源装置19具有2根导光棒51a、51b(导光体)、2根波长转换棒58a、58b(波长转换部)、光源部62、透光性部件65、光合成部86、角度转换元件56、准直透镜57、棱镜反射镜92。在图6和图7中，为了容易观察附图，省略光源部62的基板621、角度转换元件56和准直透镜57的图示。此外，为了容易观察各棒的位置关系，在图6中，与各棒分离地图示光合成部86。
如图7所示，棱镜反射镜92具有与导光棒51a的第1端面51aa和导光棒51b的第1端面51ba相对设置的反射面92f。另外，在图7中没有示出，但是，反射面92f还与2根波长转换棒58a、58b的第1端面(图示省略)分别相对。棱镜反射镜55由具有等腰直角三角形的截面的三棱柱状棱镜构成。反射面92f具有第1反射面92f1和第2反射面92f2。第1反射面92f1与导光棒51a的第1端面51aa相对，第2反射面92f2与导光棒51b的第1端面51ba相对。
棱镜反射镜92具有使所入射的光l11的光路折曲180°而射出的功能。即，棱镜反射镜92使所入射的光l11在2个反射面92f1、92f2依次进行反射，由此使光路折曲180°而射出。由此，棱镜反射镜92将从导光棒51a射出的光l11引导至导光棒51b。此外，在图7中没有示出，但是，棱镜反射镜92具有将由波长转换棒58a生成的光l12与光l11同样地引导至波长转换棒58b的功能。
光合成部86由棱镜87和分色棱镜88构成。光合成部86以仅与2根导光棒51a、51b中的一个导光棒51b和2根波长转换棒58a、58b中的一个波长转换棒58b相对的方式设置。因此，光合成部86的宽度(z轴方向的尺寸)为第3实施方式(图5)的光合成部83的宽度(z轴方向的尺寸)的大约1/2。
此外，在光合成部86不相对的一侧的导光棒51a的第2端面51ab和波长转换棒58a的第2端面设置有反射镜68。因此，如图7所示，在导光棒51a的内部传播的光l11中的朝向第2端面51ab行进的光l11b由反射镜68反射而朝向第1端面51aa行进。在波长转换棒58a、58b的内部传播的光l12也示出同样的动作。
在本变形例中，也得到能够实现小型且高效的光源装置19这样的与第1实施方式相同的效果。
进而，在本变形例的情况下，如上所述，使用棱镜反射镜92使在一个导光棒51a和波长转换棒58a中传播的光l11、l12反射，将它们引导至另一个导光棒51b和波长转换棒58b，并从导光棒51b和波长转换棒58b射出。根据该结构，各使用2根导光棒51a、51b和波长转换棒58a、58b这点相同，但是，本变形例的合成光lw的波束宽度(z轴方向的尺寸)成为第3实施方式的合成光lw的波束宽度(z轴方向的尺寸)的大约1/2。这样，根据本变形例，与第3实施方式相比，能够减小光源像的尺寸，能够实现低光学扩展量。
[第4实施方式]
下面，使用图8对本发明的第4实施方式进行说明。
在第1实施方式中，举出液晶投影仪的例子，但是，在第4实施方式中，举出具有微镜型的光调制装置的投影仪的一例进行说明。
如图8所示，第4实施方式的投影仪10具有照明装置11、导光光学系统12、微镜型的光调制装置13、投射光学装置14。照明装置11具有光源装置2、色轮23、拾取光学系统21。
在第4实施方式中，使用第1实施方式的光源装置2作为光源装置2。但是，也可以使用第2实施方式的光源装置16或第3实施方式的光源装置18作为光源装置2。因此，在第4实施方式中，省略光源装置2的说明。
色轮23具有在可旋转的基板上沿着旋转轴的周向设置有红色、绿色、蓝色这3色的滤色器的结构。从光源装置2射出的白色的合成光lw通过高速旋转的色轮23，由此，以分时的方式从色轮23射出红色光lr、绿色光lg和蓝色光lb。
拾取光学系统21由第1透镜211和第2透镜212构成。第1透镜211和第2透镜212分别由凸透镜构成。从色轮23射出的红色光lr、绿色光lg和蓝色光lb通过拾取光学系统21传递到导光光学系统12。
导光光学系统12由反射镜构成。导光光学系统12使从光源装置2射出的红色光lr、绿色光lg和蓝色光lb反射，并以分时的方式入射到光调制装置13。
作为微镜型的光调制装置13，例如使用dmd(digitalmicromirrordevice)。dmd具有呈矩阵状排列有多个微镜的结构。dmd通过切换多个微镜的倾斜方向，在入射到投射光学装置14的方向与不入射到投射光学装置14的方向之间高速切换入射光的反射方向。这样，光调制装置13依次对从光源装置2射出的红色光lr、绿色光lg和蓝色光lb进行调制，生成绿色图像、红色图像和蓝色图像。
投射光学装置14向屏幕投射绿色图像、红色图像和蓝色图像。投射光学装置14例如由多个投射透镜构成。
本实施方式的投影仪10具有第1实施方式的光源装置2，因此，实现小型化，并且光利用效率优良。
另外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更。
例如，在上述第1实施方式中，举出了波长转换棒包含射出黄色荧光的荧光体的例子，但是，波长转换棒也可以包含由射出绿色荧光的荧光体和射出红色荧光的荧光体构成的2种荧光体。该情况下，2种荧光体可以在波长转换棒的内部均等地混合存在，也可以划分区域而不均匀地存在。
在上述实施方式中，举出了射出白色光的光源装置的例子，但是，本发明还能够应用于射出白色以外的色光的光源装置。例如，也可以是如下的光源装置：具有射出蓝色光的导光棒和射出红色光的波长转换棒，射出通过合成蓝色光和红色光而生成的品红色的光。该情况下，根据本发明，也能够实现射出品红色的光的小型且高效的光源装置。进而，也可以使用该光源装置和射出绿色光的光源装置构成射出白色光的光源装置。
在上述实施方式中，提示了使用棱镜和分色棱镜作为光合成元件的结构例，但是，还能应用能够进行光合成的其他光学部件。例如也可以代替棱镜而使用反射镜。此外，也可以代替分色棱镜而使用在内部具有光散射构造的散射体。作为散射体的例子，举出包含散射粒子的玻璃、包含各向异性散射层的光学部件等。在使用散射体的情况下，光利用效率多少有些降低，但是，通过使蓝色光的一部分和黄色光的一部分向相同方向散射，能够进行光合成。
此外，构成光源装置的各结构要素的形状、数量、配置、材料等具体结构不限于上述实施方式，能够适当变更。
在上述第1实施方式中，说明了在透过型的液晶投影仪中应用本发明的情况的例子，但是，本发明还能够应用于反射型的液晶投影仪。这里，“透过型”意味着包含液晶面板等的液晶光阀使光透过的形式。“反射型”意味着液晶光阀反射光的形式。
在上述第1实施方式中，举出了使用3个液晶面板的投影仪的例子，但是，本发明还能够应用于仅使用1个液晶光阀的投影仪、使用4个以上的液晶光阀的投影仪。
在上述实施方式中，示出了在投影仪中搭载了本发明的光源装置的例子，但是不限于此。本发明的光源装置还能够应用于照明器具、汽车的前照灯等。
1.一种光源装置，其具有：
光源部，其射出第1光；
导光体，其传播从所述光源部射出的所述第1光的一部分；
波长转换部，其包含荧光体，该荧光体被从所述光源部射出的通过了所述导光体后的所述第1光的另外一部分激励而发出第2光；以及
光合成部，其对从所述导光体射出的所述第1光的一部分和从所述波长转换部射出的所述第2光进行合成，
所述导光体具有彼此相对的第1侧面和第2侧面、以及彼此相对的第1端面和第2端面，
所述波长转换部具有彼此相对的第3侧面和第4侧面、以及彼此相对的第3端面和第4端面，
所述光源部设置于与所述第1侧面相对的位置，
所述导光体和所述波长转换部以所述第2侧面和所述第3侧面相对的方式相互并列配置。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述导光体和所述波长转换部以所述导光体的长度方向和所述波长转换部的长度方向平行的方式相邻配置。
3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
所述第1光是蓝色光，所述第2光是黄色荧光，
所述光合成部对所述第1光的一部分和所述第2光进行合成，由此从所述光合成部射出白色光。
4.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述光源装置还具有透光性部件，该透光性部件设置于所述光源部与所述第1侧面之间。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其中，
所述透光性部件的折射率和所述导光体的折射率相等。
6.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述光源装置还具有激励光用光源部，该激励光用光源部与所述第4侧面相对设置，朝向所述波长转换部射出激励光。
7.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
所述光源部具有发光二极管光源。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其中，
所述光源部具有多个发光二极管光源，
所述多个发光二极管光源相互隔开间隔地配置。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其中，
所述导光体具有反射膜，所述反射膜设置于所述第1侧面中的相邻的所述发光二极管光源之间的区域。
10.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述光合成部配置于与所述第2端面和所述第4端面相对的位置。
11.根据权利要求10所述的光源装置，其中，
所述光合成部具有与所述第2端面相对的棱镜和与所述第4端面相对的分色棱镜。
12.一种投影仪，其具有：
权利要求1～11中的任意一项所述的光源装置；
光调制装置，其根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制；以及
投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制后的光。
技术总结