[发明专利]光源装置、图像投影装置和光源光学系统

说明书

本发明涉及能够实现小型化及低成本化的光源装置、图像投影装置及光源光学系统。其包括射出第一颜色光的光源(101)、具有对光源射出的第一颜色光进行反射的反射面(102a)的光学构件(102)以及被光学构件反射的第一颜色光射入后射出与第一颜色光为不同波长的第二颜色光的波长转换单元(103)，在将投影在光学构件的反射面上的第一颜色光的投影像中心设为点P，并在将从波长转换单元射出的第一颜色光的光束设为光束Q时，点P与光束Q被配置为不相交。

技术领域

本发明涉及光源装置、图像投影装置和光源光学系统。

背景技术

近年来，放大投影各种影像的投影仪(图像投影装置)正在广泛普及。投影仪是使光源射出的光汇聚到数字微镜器件(DMD)或液晶显示元件等空间光调制元件里，并将来自于通过影像信号调制的空间光调制元件的射出光作为彩色影像显示到屏幕上。

以往，在投影仪中主要使用高亮度的超高压水银灯等，但由于寿命短，所以需要频繁进行维护。因此，近年来，使用激光光源或LED(Light Emitting Diode：发光二极管)光源等来代替超高压水银灯的投影仪正在增加。这是因为，与超高压水银灯相比，激光光源和LED光源的寿命长，另外，因其单色性，颜色再现性也良好。

在投影仪中，是通过向DMD等图像显示元件照射例如颜色的三原色即红色、绿色、蓝色等3种颜色来形成影像的。虽然可以用激光光源来生成全部的该3种颜色，但由于绿色激光和红色激光的发光效率比蓝色激光低，因此不优选。因此而使用的方法是将蓝色激光作为激发光照射到荧光体上，从通过荧光体进行波长转换后的荧光光来生成红色光和绿色光。

由于在荧光体中会聚光及照射数十W的激发光，因此会引起烧坏或温度上升导致的效率降低及经年变化。因此，通过在圆板上形成荧光体层并使其旋转，来使得激发光的照射位置不集中于一点。该圆板被称为荧光体轮。在荧光体轮中，荧光体沿圆板的外周形成为扇形或圆环形状。

作为使用如上所述的DMD及荧光体轮的光源装置，为了简化装置整体而提出了将荧光体轮的一部分作为透射板的装置(例如，参照专利文献1)。在专利文献1记载的技术中，是通过反射镜来多次反射穿透荧光体轮的激发光，并引导到与荧光光相同的方向。由此，就成为激发光和荧光在同一光路中合成并照射到DMD上的结构了。

此外，作为使用如上所述的DMD及荧光体轮的光源装置，为了装置整体小型化而提出了将荧光体轮的一部分作为反射板的装置(例如，参照专利文献2)。在专利文献2记载的技术中，是使用位相延迟器(1/4波片)及偏振光分离元件分离光路，来通过荧光体轮在与荧光光为相同的方向上反射激发光，以使得反射的激发光不返回到激发光源里。由此，就成为激发光和荧光在同一光路中合成并照射到DMD上的结构了。

【专利文献1】(日本)特许第4711156号公报

【专利文献2】(日本)特许第5817109号公报

但是，在上述专利文献1中，由于激发光的光路是迂回的，所以装置整体就变得大型化。另一方面，在上述专利文献2中，由于使用位相延迟器和偏振光分离元件，所以成本就会变高。另外，朝向荧光体轮的激发光的光路和从荧光体轮反射的激发光的光路穿透位相延迟器或偏振光分离元件中的同一部位。因此，这些光学元件上的聚光密度上升成为破损等的原因，而可能会导致可靠性下降的情况的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于上述的问题意识而完成，并能够实现小型化和低成本化的光源装置、图像投影装置及光源光学系统。