光源装置和投影仪的制作方法

1.本发明涉及光源装置和投影仪。


背景技术：

2.已知有对从光源射出的光进行调制而生成基于图像信息的图像光，并对所生成的图像光进行投射的投影仪。在下述的专利文献1中，公开了具备光源、多个分色镜、具有微透镜阵列的液晶显示元件和投射镜头的投射型彩色图像显示装置。投射型彩色图像显示装置通过将从光源射出的白色光分离成互不相同颜色的多种色光，并使分离后的多种色光分别入射到1个液晶显示元件内的不同的子像素而进行彩色显示。在上述投射型彩色图像显示装置中，沿着从光源射出的白色光的入射光轴，红色反射分色镜、绿色反射分色镜以及蓝色反射分色镜以相互不平行的状态配置。从光源射出的白色光通过上述分色镜，从而被分离为行进方向互不相同的红色光、绿色光和蓝色光。红色光、绿色光和蓝色光以被设置在光调制元件的入射侧的微透镜在空间上分离后的状态，分别入射到光调制元件的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。
3.专利文献1：日本特开平4-60538号公报
4.在专利文献1的投射型彩色图像显示装置中，作为白色光源，采用卤素灯、氙灯等灯光源，作为光调制元件，采用液晶显示元件。从灯光源射出的光是非偏振光，但在使用液晶显示元件作为光调制元件的情况下，入射到液晶显示元件的光需要是具有特定的偏振方向的线偏振光。对此，作为均匀地照明液晶显示元件的单元，考虑在从白色光源到液晶显示元件之间，设置将入射光分割为多个部分光束的一对多透镜阵列、和使多个部分光束的偏振方向一致的偏振转换元件。在这种情况下，经常使用具有以下部件的偏振转换元件：沿着与光的入射方向交叉的方向交替排列的多个偏振分离层和多个反射层；以及设置在透过了偏振分离层的光的光路、或者由反射层反射的光的光路中的任意一个上的相位差层。但是，根据近年来的小型化的要求，在使上述投射型彩色图像显示装置小型化的情况下，难以制造偏振分离层与反射层之间的间距窄的偏振转换元件。因此，难以使具有这种偏振转换元件的光源装置小型化，进而难以使具有光源装置的投影仪小型化。基于这样的课题，要求提供一种不使用间距窄的偏振转换元件就能够射出偏振方向一致的多种色光的光源装置。


技术实现要素：

5.为了解决上述的课题，根据本发明的1个方式，提供一种光源装置，其具有：光源部，其射出具有第1波段并且包含向第1偏振方向偏振的光和向与所述第1偏振方向不同的第2偏振方向偏振的光的第1光；第1偏振分离元件，其使从所述光源部沿着第1方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光沿所述第1方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第1光向与所述第1方向交叉的第2方向反射；第2偏振分离元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第1方向，将从所述第1偏振分离元件沿着所述第1方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光向所述第2方向反射；扩散元件，其相对于所述第1偏振分离元件
配置于所述第2方向，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第2方向入射的向所述第2偏振方向偏振的所述第1光扩散，将扩散的所述第1光向与所述第2方向相反的方向即第3方向射出；波长转换元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第2方向，对从所述第2偏振分离元件沿着所述第2方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光进行波长转换，将具有与所述第1波段不同的第2波段的第2光向所述第3方向射出；以及光学元件，其设置于所述第1偏振分离元件与所述第2偏振分离元件之间，具有平面区域和凹面区域，所述第2光从所述波长转换元件沿着所述第3方向入射到所述第2偏振分离元件，所述第2偏振分离元件使向所述第1偏振方向偏振的所述第2光沿所述第3方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第2光向与所述第1方向相反的方向即第4方向反射，所述光学元件将从所述第2偏振分离元件沿着所述第4方向入射的向所述第2偏振方向偏振的所述第2光分离为具有与所述第2波段不同的第3波段的第3光和具有与所述第2波段和所述第3波段不同的第4波段的第4光，使所述第3光沿所述第4方向透过，使所述第4光向所述第1方向反射，所述第1偏振分离元件使从所述扩散元件沿着所述第3方向射出的所述第1光透过，将从所述第2偏振分离元件沿着所述第4方向入射的所述第3光向所述第3方向反射。
6.根据本发明的1个方式，提供一种投影仪，其具有：本发明的1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
7.图1是第1实施方式的投影仪的概略结构图。
8.图2是第1实施方式的光源装置的立体图。
9.图3是从+y方向观察的光源装置的平面图。
10.图4是示出光学元件的结构的剖视图。
11.图5是示出比较例的光学元件的结构的剖视图。
12.图6是示出比较例的模拟结果的图。
13.图7是示出第1实施方式的模拟结果的图。
14.图8是示出透过光学元件的蓝色光和绿色光的状态的图。
15.图9是示出入射到波长转换元件的红色光的偏振状态的示意图。
16.图10是示出光隧道的结构的立体图。
17.图11是从-x方向朝向+x方向观察光隧道的侧视图。
18.图12是从-x方向观察的光源装置的侧视图。
19.图13是从+x方向观察的光源装置的侧视图。
20.图14是示出第1多透镜中的各色光的入射位置的示意图。
21.图15是光调制装置的放大图。
22.图16是示出第2实施方式的光学元件的结构的剖视图。
23.图17是示出第2实施方式的模拟结果的图。
24.标号说明
25.1：投影仪；2：光源装置；4：均匀化装置；6：光调制装置；7：投射光学装置；21：光源部；22：第1光学部件(第1偏振分离元件)；23：第2光学部件(第2偏振分离元件)；28：波长转
换元件；29：第1颜色分离元件；31、130：光学元件；31a：平面区域；31b：凹面区域；33：第2颜色分离元件；35：第3相位差元件；37：第1相位差元件；43：重叠透镜；61：液晶面板；62：微透镜阵列；131：光入射面(第1面)；132：光射出面(第2面)；141：第1镜；142：第2镜；143：第3镜；211：发光元件；621：微透镜；2131：第2相位差元件；ax2：主光线；bl：第1光；b：蓝色光线(第1波段的光)；blp：蓝色光(向第1偏振方向偏振的第1光、第6光)；bls：蓝色光(向第2偏振方向偏振的第1光)；blc1、blc2：蓝色光(第1光)；gls、gls1：绿色光(第3光、第5光、第7光)；rls、rls5：红色光(第4光、第7光)；p1：中央部；p2：周边部；px：像素；sx：子像素；sx1：第1子像素；sx2：第2子像素；sx3：第3子像素；sx4：第4子像素。
具体实施方式
26.[第1实施方式]
[0027]
以下，使用图1～图15说明本发明的第1实施方式。图1是本实施方式的投影仪1的概略结构图。另外，在以下的各附图中，为了易于观察各结构要素，有时根据结构要素而使尺寸的比例尺不同来进行示出。
[0028]
本实施方式的投影仪1对从光源装置2射出的光进行调制，形成与图像信息对应的图像，并将所形成的图像放大投射到屏幕等被投射面上。换言之，投影仪1通过包含1个液晶面板61的1个光调制装置6对从光源装置2射出的光进行调制而形成图像，并投射所形成的图像。投影仪1是所谓的单板方式的投影仪。
[0029]
如图1所示，投影仪1具有光源装置2、均匀化装置4、场透镜5、光调制装置6和投射光学装置7。光源装置2、均匀化装置4、场透镜5、光调制装置6以及投射光学装置7配置于沿着照明光轴ax的规定的位置。将照明光轴ax定义为沿着从光源装置2射出的光l的主光线的行进方向的轴。
[0030]
关于光源装置2和均匀化装置4的结构，将在后面详细说明。场透镜5配置在均匀化装置4与光调制装置6之间。场透镜5使从均匀化装置4射出的光l平行化，并引导到光调制装置6。
[0031]
投射光学装置7将通过光调制装置6调制后的光(即，形成图像的光)投射到屏幕等被投射面(省略图示)上。投射光学装置7具有1个或多个投射透镜。
[0032]
在以下的说明中，将与沿着照明光轴ax从光源装置2射出的光的行进方向平行的轴设为z轴，将光的行进方向设为+z方向。另外，将分别与z轴垂直且相互垂直的2个轴设为x轴和y轴。将沿着这些轴的方向中的、设置有投影仪1的空间中的铅直方向上方设为+y方向。另外，在观察光以+y方向朝向铅直方向上方的方式沿着+z方向所入射到的对象物的情况下，将水平方向右方设置为+x方向。虽然省略了图示，但将+x方向的相反方向设为-x方向、+y方向的相反方向设为-y方向、+z方向的相反方向设为-z方向。
[0033]
本实施方式的+x方向对应于本发明的第1方向，本实施方式的-z方向对应于本发明的第2方向。另外，本实施方式的+z方向对应于本发明的第3方向，本实施方式的-x方向对应于本发明的第4方向。
[0034]
[光源装置的结构]
[0035]
图2是本实施方式的光源装置2的立体图。图3是从+y方向观察到的光源装置2的平面图。如图2和图3所示，光源装置2将对光调制装置6进行照明的光l向与照明光轴ax平行的
方向、即+z方向射出。光源装置2射出的光l是偏振方向一致的线偏振光，包含在空间上分离的多种色光。在本实施方式中，光源装置2射出的光l由4条光束构成，该4条光束分别由p偏振光构成。4本光束是绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1。
[0036]
光源装置2具有光源部21、第1光学部件22、第2光学部件23、第1聚光元件25、扩散装置26、第2聚光元件27、波长转换元件28、第1颜色分离元件29、第2颜色分离元件33、光学元件31、第1相位差元件37、第3相位差元件35、第4相位差元件36、第5相位差元件38以及光隧道40。
[0037]
另外，本实施方式的p偏振成分相当于本发明的向第1偏振方向偏振的光，s偏振成分相当于本发明的向第2偏振方向偏振的光。另外，如后所述，在第1光学部件22和第2光学部件23与第1颜色分离元件29和第2颜色分离元件33中，分离偏振成分或色光的膜的取向不同。因此，p偏振成分以及s偏振成分这样的表述以相对于第1光学部件22以及第2光学部件23的偏振方向来表示，相对于第1颜色分离元件29以及第2颜色分离元件33的偏振方向相反。即，相对于第1光学部件22和第2光学部件23的p偏振成分是相对于第1颜色分离元件29和第2颜色分离元件33的s偏振成分，相对于第1光学部件22和第2光学部件23的s偏振成分是相对于第1颜色分离元件29和第2颜色分离元件33的p偏振成分。但是，为了不使说明混乱，以下，将p偏振成分以及s偏振成分表述为相对于第1光学部件22以及第2光学部件23的偏振方向。
[0038]
[光源部的结构]
[0039]
光源部21射出沿着+x方向入射到第1光学部件22的蓝色光bls。光源部21包含多个发光元件211、多个准直透镜212和旋转相位差装置213。发光元件211由射出蓝色光线b的固体光源构成。具体而言，发光元件211由射出s偏振的蓝色光线b的半导体激光器构成。蓝色光线b具有例如440nm～480nm的蓝色波段，是在例如450nm～460nm的范围内具有峰值波长的激光。即，各发光元件211射出具有蓝色波段的蓝色光线b。在本实施方式中，具有蓝色波段的蓝色光线b与本发明的第1波段的光对应。
[0040]
在本实施方式的情况下，多个发光元件211沿着z轴排列。本实施方式的光源部21具有2个发光元件211，但发光元件211的数量没有限制，发光元件211的数量也可以是1个。另外，多个发光元件211的配置也没有限制。另外，发光元件211配置为射出s偏振成分的蓝色光线b，但由于能够通过旋转相位差装置213任意地设定s偏振光和p偏振光的光量比，所以也可以配置为射出p偏振成分的蓝色光。即，发光元件211也可以以射出光轴为中心旋转90
°
。
[0041]
多个准直透镜212设置在多个发光元件211与旋转相位差装置213之间。1个准直透镜212对应于1个发光元件211而设置。准直透镜212使从发光元件211发出的光平行化。
[0042]
旋转相位差装置213具有第2相位差元件2131和旋转装置2132。第2相位差元件2131能够以沿着向第2相位差元件2131入射的光的行进方向的旋转轴、即与x轴平行的旋转轴r2为中心旋转。旋转装置2132由电机等构成，使第2相位差元件2131旋转。
[0043]
第2相位差元件2131由针对蓝色波段的1/2波长板或1/4波长板构成。入射到第2相位差元件2131的s偏振成分的蓝色光线b的一部分被第2相位差元件2131转换为p偏振成分的蓝色光blp。因此，透过第2相位差元件2131的蓝色光线b成为s偏振成分的蓝色光bls与p偏振成分的蓝色光blp以规定的比例混合存在的光。即，从发光元件211射出的蓝色光线b入
射到第2相位差元件2131，该第2相位差元件2131射出包含s偏振成分的蓝色光bls和p偏振成分的蓝色光blp的第1光bl。
[0044]
通过由旋转装置2132调整第2相位差元件2131的旋转角，来调整透过第2相位差元件2131的光中包含的s偏振成分的蓝色光bls的光量与p偏振成分的蓝色光blp的光量比例。另外，在不需要调整蓝色光bls的光量和蓝色光blp的光量的比例的情况下，也可以不设置使第2相位差元件2131旋转的旋转装置2132。在这种情况下，在第2相位差元件2131的旋转角度被设定为使得蓝色光bls的光量与蓝色光blp的光量的比例成为预先设定的光量的比例之后，第2相位差元件2131的旋转位置被固定。
[0045]
这样，本实施方式的光源部21射出具有蓝色波段的第1光bl，该第1光bl包含s偏振成分的蓝色光bls和p偏振成分的蓝色光blp。在本实施方式中，具有蓝色波段的第1光bl与本发明的具有第1波段的第1光对应。另外，p偏振成分的蓝色光blp与本发明的向第1偏振方向偏振的光对应，s偏振成分的蓝色光bls与本发明的向第2偏振方向偏振的光对应。
[0046]
另外，在本实施方式中，是多个发光元件211全部射出s偏振成分的蓝色光bls的结构，但也可以混合存在射出s偏振成分的蓝色光bls的发光元件211、和射出p偏振成分的蓝色光blp的发光元件211。根据该结构，还能够省略旋转相位差装置213。另外，发光元件211也可以代替半导体激光器而由led(light emitting diode：发光二极管)等其他固体光源构成。
[0047]
[第1光学部件的结构]
[0048]
包含s偏振成分的蓝色光bls和p偏振成分的蓝色光blp的第1光bl沿着+x方向入射到第1光学部件22。第1光学部件22由板型的偏振分离元件构成。第1光学部件22具有第1透明基板220、第1光学层221和第2光学层222。第1透明基板220具有彼此朝向相反方向的第1面220a以及第2面220b。第1透明基板220由一般的光学玻璃板构成。本实施方式的第1光学部件22对应于本发明的第1偏振分离元件。
[0049]
第1透明基板220以相对于x轴和z轴倾斜45
°
的方式配置。换言之，第1透明基板220相对于xy平面和yz平面倾斜45
°
。
[0050]
第1透明基板220以第1面220a朝向光源部21侧的方式配置。第1光学层221形成于第1透明基板220的第1面220a。因此，第1光学层221与光源部21对置配置，并且相对于xy平面以及yz平面倾斜45
°
。
[0051]
第1光学层221具有对于蓝色波段的光使p偏振光透过而反射s偏振光的偏振分离特性。因此，第1光学部件22使沿着+x方向入射的蓝色的第1光bl中的p偏振成分的蓝色光blp沿着+x方向透过，将s偏振成分的蓝色光bls向-z方向反射。第1光学层221例如由电介质多层膜构成。
[0052]
第2光学层222形成于第1透明基板220的第2面220b。即，第2光学层222相对于第1光学层221配置于+x方向。第2光学层222具有使蓝色波段的光中的p偏振成分透过的光学特性。另外，第2光学层222具有使作为比蓝色波段长的波段的绿色波段的光中的至少s偏振成分反射的光学特性。在本实施方式中，第2光学层222例如由分色镜构成。另外，作为第2光学层222，也可以使用具有对于蓝色波段以及绿色波段的光使p偏振成分透过而反射s偏振成分的偏振分离特性的电介质多层膜。
[0053]
另外，由于本实施方式的第1光学部件22是板型的偏振分离元件，因此能够将形成
于第1透明基板220的第1面220a的第1光学层221的功能和形成于第1透明基板220的第2面220b的第2光学层222的功能分离而进行设计。因此，第1光学层221和第2光学层222的膜设计变得比较容易。
[0054]
透过第1光学层221的p偏振成分的蓝色光blp透过第1透明基板220而入射到第2光学层222。第2光学层222使从第1光学层221沿着+x方向入射的p偏振成分的蓝色光blp向+x方向透过。
[0055]
根据上述结构的第1光学部件22，能够将从光源部21射出的第1光bl分离为p偏振成分的蓝色光blp和s偏振成分的蓝色光bls，使p偏振成分的蓝色光blp向+x方向透过从而入射到第2光学部件23，使s偏振成分的蓝色光bls向-z方向反射而入射到扩散装置26。
[0056]
[第2光学部件的结构]
[0057]
第2光学部件23相对于第1光学部件22配置于+x方向。即，第2光学部件23相对于第1光学部件22的第2光学层222配置于+x方向。透过第1光学部件22的p偏振成分的蓝色光blp入射到第2光学部件23。第2光学部件23与第1光学部件22同样地由板型的偏振分离元件构成。本实施方式的第2光学部件23对应于本发明的第2偏振分离元件。
[0058]
第2光学部件23具有第2透明基板230、第3光学层231和第4光学层232。第2透明基板230具有彼此朝向相反方向的第3面230a以及第4面230b。第2透明基板230由一般的光学玻璃板构成。第2透明基板230以相对于x轴和z轴倾斜45
°
的方式配置。换言之，第2透明基板230相对于xy平面和yz平面倾斜45
°
。
[0059]
第2透明基板230以使第3面230a朝向第1光学部件22侧的方式配置。即，第2透明基板230的第3面230a与第1透明基板220的第2面220b相互对置。第3光学层231形成于第2透明基板230的第3面230a。因此，第3光学层231与第2光学层222对置配置，并且相对于xy平面以及yz平面倾斜45
°
。
[0060]
第3光学层231具有对于黄色波段的光使p偏振成分透过而反射s偏振成分的偏振分离特性。另外，第3光学层231具有对于蓝色波段的光使p偏振成分透过的特性。因此，第3光学层231使从第2光学层222沿着+x方向入射的p偏振成分的蓝色光blp向+x方向透过。第3光学层231例如由电介质多层膜构成。另外，作为第3光学层231，也可以使用具有对于蓝色波段、红色波段以及黄色波段的所有光使p偏振成分透过而反射s偏振成分的偏振分离特性的电介质多层膜。
[0061]
第4光学层232形成于第2透明基板230的第4面230b。即，第4光学层232相对于第3光学层231配置于+x方向。第4光学层232具有使蓝色波段的光反射，并且使具有比蓝色波段长的波段的光透过的光学特性。第4光学层232将从第3光学层231沿着+x方向入射的p偏振成分的蓝色光blp向-z方向反射。
[0062]
在本实施方式中，第4光学层232由分色镜构成，因此第4光学层232不使用偏振光，通过使入射的光反射或透过，能够高精度地进行分离。
[0063]
根据上述结构的第2光学部件23，能够使透过第1光学部件22而向+x方向入射的p偏振成分的蓝色光blp向-z方向反射而入射到波长转换元件28。
[0064]
由于本实施方式的第2光学部件23是板型的偏振分离元件，因此能够分离地设计形成于第2透明基板230的第3面230a的第3光学层231的功能和形成于第2透明基板230的第4面230b的第4光学层232的功能。因此，第3光学层231和第4光学层232的膜设计变得比较容
易。
[0065]
[第1相位差元件的结构]
[0066]
第1相位差元件37相对于第1光学部件22配置于-z方向。即，第1相位差元件37在z轴上配置于第1光学部件22与扩散装置26之间。被第1光学部件22的第1光学层221向-z方向反射的s偏振成分的蓝色光bls入射到第1相位差元件37。第1相位差元件37由针对入射的蓝色光bls的蓝色波段的1/4波长板构成。被第1光学部件22反射的s偏振成分的蓝色光bls被第1相位差元件37转换为例如右旋的圆偏振的蓝色光blc1后，朝向第1聚光元件25射出。即，第1相位差元件37对入射的蓝色光bls的偏振状态进行转换。
[0067]
[第1聚光元件的结构]
[0068]
第1聚光元件25相对于第1相位差元件37配置于-z方向。即，第1聚光元件25在z轴上配置于第1相位差元件37与扩散装置26之间。第1聚光元件25使从第1相位差元件37入射的蓝色光blc1会聚于扩散装置26的扩散板261上。另外，第1聚光元件25使从扩散装置26入射的后述的蓝色光blc2平行化。另外，在图3的例子中，第1聚光元件25由第1透镜251和第2透镜252构成，但构成第1聚光元件25的透镜的数量没有限定。
[0069]
[扩散装置的结构]
[0070]
扩散装置26相对于第1聚光元件25配置在-z方向上。即，扩散装置26相对于第1光学部件22配置在-z方向上。扩散装置26将从第1聚光元件25向-z方向入射的蓝色光blc1扩散成与从后述的波长转换元件28射出的黄色光yl同等的扩散角，并将其向+z方向反射。扩散装置26具有扩散板261和旋转装置262。扩散板261优选具有尽可能接近朗伯散射的反射特性，并广角地反射所入射的蓝色光blc1。旋转装置262由电机等构成，使扩散板261以与+z方向平行的旋转轴r1为中心旋转。本实施方式的扩散板261对应于本发明的扩散元件。
[0071]
入射到扩散板261的蓝色光blc1被扩散板261反射，由此转换为旋转方向为相反方向的圆偏振的蓝色光blc2。即，右旋的圆偏振的蓝色光blc1被扩散板261转换为左旋的圆偏振的蓝色光blc2。从扩散装置26射出的蓝色光blc2沿+z方向通过第1聚光元件25之后，再次入射到第1相位差元件37。此时，从第1聚光元件25入射到第1相位差元件37的蓝色光blc2被第1相位差元件37转换为p偏振成分的蓝色光blp。转换后的蓝色光blp入射到第1光学部件22。此时，第1光学层221使从扩散板261沿着+z方向射出并入射到第1光学层221的蓝色光blp向+z方向透过。第2光学层222使从第1光学层221沿着+z方向射出并透过第1透明基板220而入射的蓝色光blp向+z方向透过。这样，转换后的蓝色光blp从第1光学部件22向+z方向射出。
[0072]
[第2聚光元件的结构]
[0073]
第2聚光元件27相对于第2光学部件23配置在-z方向上。即，第2聚光元件27在z轴上配置在第2光学部件23与波长转换元件28之间。第2聚光元件27使由第2光学部件23反射后的蓝色光bls会聚在波长转换元件28上。并且，第2聚光元件27使从波长转换元件28射出的后述的黄色光yl平行化，并朝向第2光学部件23射出。另外，在图3的例子中，第2聚光元件27由第1透镜271和第2透镜272构成，但构成第2聚光元件27的透镜的数量没有限制。
[0074]
[波长转换元件的结构]
[0075]
波长转换元件28相对于第2聚光元件27配置在-z方向上。即，波长转换元件28相对于第2光学部件23配置在-z方向上。波长转换元件28是通过光的入射而被激励，将具有与所
入射的光的波长不同的波长的光向与光的入射方向相反的方向射出的反射型的波长转换元件。换言之，波长转换元件28对入射的光进行波长转换，并将波长转换后的光向与光的入射方向相反的方向射出。
[0076]
在本实施方式中，波长转换元件28含有被蓝色光激励而射出黄色光的黄色荧光体。具体地，波长转换元件28例如包括含有铈(ce)作为活化剂的钇铝石榴石(yag)系荧光体。波长转换元件28将具有比从第2光学部件23的第4光学层232沿着-z方向入射的蓝色光blp的蓝色波段长的黄色波段的荧光、即非偏振的黄色光yl向+z方向射出。黄色光yl具有例如500nm～650nm的波段。黄色光yl包含绿色光成分和红色光成分，是在各色光成分中混合存在s偏振成分和p偏振成分的光。
[0077]
本实施方式的具有黄色波段的荧光、即非偏振的黄色光yl对应于本发明的具有第2波段的第2光。
[0078]
从波长转换元件28射出的黄色光yl沿+z方向透过第2聚光元件27而被大致平行化之后，入射到第2光学部件23。本实施方式的波长转换元件28是固定型的波长转换元件，但是也可以代替该结构，使用具有旋转装置的旋转型的波长转换元件，该旋转装置使波长转换元件28以与z轴平行的旋转轴为中心旋转。在该情况下，能够抑制波长转换元件28的温度上升，提高波长转换效率。
[0079]
如上所述，第2光学部件23的第3光学层231具有使入射的光中的s偏振光反射而使p偏振光透过的偏振分离特性。因此，入射到第3光学层231的非偏振的黄色光yl中的s偏振成分的黄色光yls被第3光学层231向-x方向反射。根据本实施方式的第2光学部件23，能够向-x方向射出s偏振成分的黄色光yls。s偏振成分的黄色光yls入射到光学元件31。
[0080]
另一方面，入射到第3光学层231的非偏振的黄色光yl中的p偏振成分的黄色光ylp向+z方向透过第3光学层231而入射到第4光学层232。如上所述，第4光学层232具有使具有比蓝色波段长的波段的光透过的光学特性。因此，第4光学层232使从第3光学层231沿着+z方向入射的p偏振成分的黄色光ylp向+z方向透过。
[0081]
根据本实施方式的第2光学部件23，能够将p偏振成分的黄色光ylp向+z方向射出。
[0082]
在本实施方式中，p偏振成分的黄色光ylp对应于本发明的向第1偏振方向偏振的第2光，s偏振成分的黄色光yls对应于本发明的向第2偏振方向偏振的第2光。
[0083]
[光学元件的结构]
[0084]
光学元件31在沿着x轴的方向上配置于第1光学部件22与第2光学部件23之间。光学元件31由具有反射红色波段的光并使其以外的波段、即蓝色波段或绿色波段的光透过的特性的分色镜构成。因此，光学元件31使从第1光学部件22向+x方向射出的蓝色波段的蓝色光blp透过。
[0085]
另外，光学元件31将从第2光学部件23的第3光学层231沿着-x方向入射的黄色光yls分离为绿色光gls和红色光rls。即，光学元件31使从黄色光yls分离出的绿色光gls向-x方向透过，将从黄色光yls分离出的红色光rls向+x方向反射。
[0086]
另外，绿色光gls是具有黄色光yls的波段中的绿色波段的光，红色光rls是具有黄色光yls的波段中的红色波段的光。
[0087]
本实施方式的具有绿色波段的光、即绿色光gls与本发明的具有与第2波段不同的第3波段的第3光对应。另外，本实施方式的具有红色波段的光、即红色光rls与本发明的具
有与第3波段不同的第4波段的第4光对应。
[0088]
透过光学元件31的绿色光gls向第1光学部件22的第2光学层222入射。如上所述，由于第2光学层222具有使绿色波段的光中的至少s偏振成分反射的光学特性，因此将黄色光yls所包含的绿色光gls向+z方向反射。
[0089]
这样，第1光学部件22能够将从波长转换元件28射出的黄色光yl中的s偏振成分的黄色光yls向+z方向射出。
[0090]
另一方面，被光学元件31反射的红色光rls向第2光学部件23的第3光学层231入射。如上所述，由于第3光学层231具有反射黄色光yls的特性，因此将黄色光yls所包含的红色光rls向-z方向反射。被第3光学层231反射的红色光rls被第2聚光元件27会聚并入射到波长转换元件28。即，第2光学部件23将被光学元件31反射从而从黄色光yls分离出的红色光rls向-z方向反射而使其入射到波长转换元件28。
[0091]
接着，对光学元件31的结构进行说明。
[0092]
图4是示出光学元件31的结构的剖视图。图4是基于与xz面平行的面的光学元件31的剖视图。在图4中，为了容易观察图，省略了配置在光学元件31与第2聚光元件27之间的第2光学部件23的图示，将光学元件31和第2聚光元件27排列成直线状来示出。
[0093]
如图4所示，光学元件31具有朝向+x方向的光入射面131和朝向-x方向的光射出面132。光入射面131是与第2光学部件23对置的面，光射出面132是与第1光学部件22对置的面。光入射面131是供从第2光学部件23射出的黄色光yl入射的面。另外，光射出面132是射出从黄色光yl分离出的绿色光gls的面。在本实施方式中，光入射面131对应于本发明的第1面，光射出面132对应于本发明的第2面。
[0094]
光学元件31以使光学元件31的光轴31c与从第2光学部件23向-x方向射出的黄色光yl的主光线ax2一致的方式配置。即，包含黄色光yls的主光线ax2的光束入射到光学元件31的中央部p1。以下，将黄色光yls中的、包含入射到光学元件31的中央部p1的主光线ax2的光束称为中央光束y1，将入射到光学元件31的周边部p2的光束称为周边光束y2。
[0095]
光学元件31具有平面区域31a和凹面区域31b。平面区域31a具有由平板状构成的平面形状，凹面区域31b具有由朝向+x方向弯曲的弯曲形状构成的凹面形状。
[0096]
平面区域31a位于光学元件31的光轴31c上。即，平面区域31a位于光学元件31的中央部p1。黄色光yls中的中央光束y1入射到平面区域31a。凹面区域31b位于光学元件31的周边部p2。黄色光yls中的周边光束y2入射到凹面区域31b。
[0097]
在本实施方式中，在从沿着光学元件31的光轴31c的方向俯视光学元件31时，平面区域31a与凹面区域31b配置成同心圆状。凹面区域31b以包围平面区域31a的周边的方式设置。在从沿着光学元件31的光轴31c的方向俯视光学元件31的情况下，平面区域31a的平面面积具有占光学元件31的整个平面面积的一半以上的大小。即，中央部p1的平面面积大于凹面区域31b的平面面积。
[0098]
平面区域31a包含形成于光入射面131的中央部p1的入射侧平面131a和形成于光射出面132的中央部p1的射出侧平面132a。另外，入射侧平面131a和射出侧平面132a是相互平行的面。
[0099]
凹面区域31b包含形成于光入射面131的周边部p2的入射侧凹面131b和形成于光射出面132的周边部p2的射出侧凹面132b。在本实施方式中，入射侧凹面131b和射出侧凹面
132b分别具有非球面形状。
[0100]
在本实施方式中，从波长转换元件28射出的黄色光yl被第2聚光元件27平行化，并被第2光学部件23反射而入射到光学元件31。
[0101]
然而，由于构成第2聚光元件27的第1透镜271、第2透镜272所产生的像差，会导致黄色光yls的一部分作为非平行光入射到光学元件31。
[0102]
具体而言，黄色光yls中的中央光束y1作为平行光入射到光学元件31，但位于中央光束y1的周边的周边光束y2作为向外侧扩展的发散光入射到光学元件31。
[0103]
这里，列举平板形状的光学元件作为比较例，对本实施方式的光学元件31所得到的作用进行说明。
[0104]
图5是示出比较例的光学元件100的结构的剖视图。图5是基于与xz面平行的面的光学元件100的剖视图。
[0105]
如图5所示，比较例的光学元件100具有平板形状，因此，光学元件100的光入射面101为平面。如上所述，黄色光yls的中央光束y1作为平行光入射到光学元件100的光入射面101，黄色光yls的周边光束y2作为发散光入射到光学元件100的光入射面101。
[0106]
如上所述，黄色光yls在光学元件100中分离为绿色光和红色光，红色光被光学元件100反射而向+x方向射出。此时，从作为平行光而入射到光入射面101的中央光束y1分离的红色光rl1从光入射面101向+x方向作为平行光射出，经由与黄色光yls的中央光束y1相同的路径入射到波长转换元件28。
[0107]
另一方面，周边光束y2作为发散光入射到光入射面101，因此相对于光入射面101倾斜地入射。此时，从作为发散光而倾斜地入射到光入射面101的周边光束y2分离出的红色光rl2从光入射面101向+x方向作为非平行光射出。即，红色光rl2作为以远离光轴31c的方式向外侧扩展的发散光而从光学元件31射出，因此经由与黄色光yls的周边光束y2不同的路径返回到波长转换元件28侧。因此，红色光rl2的至少一部分成分不能入射到波长转换元件28，产生红色光rl2的光利用效率降低的问题。
[0108]
与此相对，本实施方式的光学元件31如上述那样具有将由平面形状构成的平面区域31a和由非球面形状构成的凹面区域31b组合而成的构造。
[0109]
在本实施方式的光学元件31中，如图4所示，黄色光yls的中央光束y1作为平行光入射到平面区域31a，黄色光yls的周边光束y2作为发散光入射到凹面区域31b。
[0110]
中央光束y1从沿着光轴31c的法线方向入射到平面区域31a的入射侧平面131a。入射侧平面131a将从沿着光轴31c入射的中央光束y1分离出的红色光rl1作为平行光向+x方向射出，经由与黄色光yls的中央光束y1相同的路径入射到波长转换元件28。
[0111]
对于从波长转换元件28射出后被平面区域31a的入射侧平面131a反射而入射到波长转换元件28的光，波长转换元件28的表面被视为物体面和像面。即，被平面区域31a的入射侧平面131a反射的红色光rl1维持共轭关系，因此能够高效地入射到波长转换元件28的表面。
[0112]
另一方面，周边光束y2从与光轴31c交叉的方向入射到凹面区域31b的入射侧凹面131b。入射侧凹面131b以朝向周边光束y2的入射方向的方式弯曲。因此，入射侧凹面131b以使从作为发散光而入射的周边光束y2分离出的红色光rl2接近光轴31c的方式向+x方向射出红色光rl2。由此，红色光rl2借助入射侧凹面131b而作为沿着光轴31c的平行光向+x方向
射出，并被第2聚光元件27良好地会聚于波长转换元件28上。
[0113]
因此，根据本实施方式的光学元件31，能够使从黄色光yls的中央光束y1分离出的红色光rl1和从黄色光yls的周边光束y2分离出的红色光rl2这双方高效地入射到波长转换元件28。由此，能够消除比较例那样使用平板形状的光学元件100时产生的红色光rls的光利用效率降低的问题。
[0114]
另外，作为光学元件31，也可以考虑使用由凹面区域构成光入射面131的整体的凹面镜。这样，在由完全的凹面镜构成光学元件31的情况下，在光入射面131反射的红色光的共轭关系被破坏，成为在比波长转换元件28靠近前的位置处连结焦点的散焦状态，因此无法高效地使红色光rls入射到波长转换元件28。根据本实施方式的光学元件31，通过采用组合了平面区域31a和凹面区域31b的构造，能够一并实现在通过平面区域31a维持共轭关系的状态下使红色光返回到波长转换元件28的功能和通过凹面区域31b使发散光作为平行光返回到波长转换元件28的功能。
[0115]
如上所述，在本实施方式的光源装置2中，在第1光学部件22和第2光学部件23之间配置有光学元件31，但光学元件31也可以配置在第1光学部件22的+z方向、即第1颜色分离元件29与第1光学部件22之间。
[0116]
如上所述，周边光束y2作为发散光入射到光学元件31。因此，例如，若在第1颜色分离元件29与第1光学部件22之间配置光学元件31，则光学元件31与波长转换元件28的距离拉大，因此周边光束y2的一部分难以入射到光学元件31。在本实施方式的光源装置2中，通过在第1光学部件22和第2光学部件23之间配置光学元件31，能够使作为发散光入射的周边光束y2从较近的位置返回到波长转换元件28。因此，能够抑制因光学元件31与波长转换元件28的距离拉大而导致的上述不良情况的产生。
[0117]
另外，本发明人对利用本实施方式的光学元件31和比较例的光学元件100而返回到波长转换元件28的红色光的情况进行了模拟。
[0118]
图6和图7是示出入射到波长转换元件28的红色光的模拟结果的图。图6对应于比较例的光学元件100的模拟结果，图7对应于本实施方式的光学元件31的模拟结果。另外，在图6所示的模拟条件下，在第1颜色分离元件29与第1光学部件22之间配置光学元件100。在图7所示的模拟条件下，在第1光学部件22和第2光学部件23之间配置光学元件31。
[0119]
如图6所示，根据比较例的光学元件100，能够确认入射到波长转换元件28之外的区域的红色成分比较多。即，在比较例的结构中，能够确认无法使分离出的红色光高效地入射到波长转换元件28上。
[0120]
另一方面，如图7所示，根据本实施方式的光学元件31，能够确认与比较例的结构相比，使分离出的红色光高效地入射到了波长转换元件28上。具体而言，能够确认相对于图6的模拟结果，在图7的模拟结果中，入射到波长转换元件28的红色光的光量增加了12％左右。
[0121]
另外，本实施方式的光学元件31在沿着x轴的方向上配置于第1光学部件22与第2光学部件23之间。因此，如图3所示，从第1光学部件22向+x方向射出的蓝色光blp从光射出面132朝向光入射面131透过光学元件31。另外，从第2光学部件23向-x方向射出的黄色光yls所包含的绿色光gls从光入射面131朝向光射出面132透过光学元件31。
[0122]
图8是示出透过光学元件31的蓝色光blp以及绿色光gls的状态的图。
[0123]
例如，蓝色光blp在透过光学元件31时，如图8所示，在光射出面132的界面折射后，在光入射面131的界面再次折射。因此，在透过光学元件31前后，若蓝色光blp的行进方向变化，则蓝色光blp无法高效地入射到波长转换元件28，黄色光yl的光量有可能减少。
[0124]
与此相对，在本实施方式的光学元件31中，光入射面131和光射出面132具有对入射到光学元件31时蓝色光blp产生的角度变化进行校正并射出的角度校正功能。光学元件31以减小在透过光学元件31前后蓝色光blp产生的角度变化的方式设定光入射面131以及光射出面132的面形状。
[0125]
以下，关于基于光入射面131和光射出面132的角度校正功能，以蓝色光blp为例进行说明。
[0126]
如上所述，蓝色光blp作为平行光入射到光学元件31。
[0127]
在本实施方式中，在平面区域31a中，在光入射面131的中央部p1形成的入射侧平面131a和在光射出面132的中央部p1形成的射出侧平面132a由平行的面构成。因此，入射到平面区域31a的蓝色光blp在透过射出侧平面132a和入射侧平面131a时，不产生角度变化而从平面区域31a以维持平行光的状态射出。
[0128]
另外，在本实施方式中，在凹面区域31b中，在光入射面131的周边部p2形成的入射侧凹面131b和在光射出面132的周边部p2形成的射出侧凹面132b分别由非球面构成。在该情况下，蓝色光blp在入射到凹面区域31b时在射出侧凹面132b的界面向接近光轴31c的方向折射后，在从凹面区域31b射出时在入射侧凹面131b的界面再次向远离光轴31c的方向折射。即，射出侧凹面132b以及入射侧凹面131b的面形状被设定为以在透过光学元件31前后不产生角度变化的方式使蓝色光blp偏转的形状。
[0129]
由此，入射到凹面区域31b的蓝色光blp透过射出侧凹面132b和入射侧凹面131b，从而在透过光学元件31前后不产生角度变化地从凹面区域31b作为平行光射出。
[0130]
同样地，绿色光gls在透过光学元件31时，在光入射面131和光射出面132的界面分别折射，因此在透过光学元件31前后，若绿色光gls的行进方向变化，则绿色光gls不会高效地从配置于后级的第1颜色分离元件29向外部射出，绿色光gls的取出光量有可能减少。
[0131]
与此相对，在本实施方式的光学元件31中，光入射面131以及光射出面132具有对在入射到光学元件31时绿色光gls产生的角度变化进行校正并射出的角度校正功能。光入射面131和光射出面132的面形状被设定为以在透过光学元件31前后不产生角度变化的方式使绿色光gls偏转的形状。
[0132]
如上所述，黄色光yls中的周边光束y2作为发散光入射到光入射面131(入射侧凹面131b)。因此，在本实施方式的光学元件31中，调整入射侧凹面131b和射出侧凹面132b的非球面形状，以使从周边光束y2分离出的绿色光gls以与从光射出面132(射出侧凹面132b)入射到光入射面131(入射侧凹面131b)的角度相同的角度射出。
[0133]
这样，根据本实施方式的光学元件31，能够防止因蓝色光blp或者绿色光gls透过光学元件31而导致的黄色光yl的光量的减少、绿色光gls的光利用效率的降低这样的不良情况的产生。
[0134]
[第3相位差元件的结构]
[0135]
本实施方式的光源装置2具有设置在第2光学部件23与波长转换元件28之间的红色光rls的光路上的第3相位差元件35。即，第3相位差元件35在z轴上配置于第2光学部件23
与波长转换元件28之间。第3相位差元件35由针对红色波段的1/4波长板构成。第3相位差元件35由波长选择性相位差元件构成，该波长选择性相位差元件具有对红色光赋予红色波段的1/4的相位差，对具有红色波段以外的波段的光、即蓝色光和绿色光不赋予相位差的特性。作为波长选择性相位差元件，具体而言，可以使用color select(商品名，colorlink公司制)。
[0136]
第3相位差元件35仅对红色波段的光赋予1/4的相位差。因此，从第2光学部件23射出的p偏振成分的蓝色光blp透过第3相位差元件35，经由第2聚光元件27入射到波长转换元件28。
[0137]
红色光rls被第3相位差元件35转换为例如右旋的圆偏振的红色光rlc1后，朝向第2聚光元件27射出。即，第3相位差元件35对入射的红色光rls的偏振状态进行转换。
[0138]
被第3相位差元件35转换为右旋的圆偏振光的红色光rlc1入射到波长转换元件28。
[0139]
图9是示出透过第3相位差元件35而入射到波长转换元件28的红色光的偏振状态的示意图。在图9中，为了容易观察附图，省略了第2聚光元件27的图示。
[0140]
如图9所示，波长转换元件28中含有的黄色荧光体几乎不吸收从外部入射的光，因此黄色荧光体几乎不吸收红色光rlc1。因此，入射到波长转换元件28的红色光rlc1在波长转换元件28的内部被反复反射，由此作为s偏振光和p偏振光混合存在的非偏振的红色光，与由黄色荧光体产生的黄色光yl一起向波长转换元件28的外部射出。从波长转换元件28射出的非偏振的红色光rlm包含各一半的s偏振成分以及p偏振成分。
[0141]
入射到波长转换元件28的红色光rlc1中的、在波长转换元件28的表面28a反射的光、或者在波长转换元件28的表层被后向散射的光的偏振状态难以紊乱。因此，如图9所示，由波长转换元件28进行了表面反射或后向散射的红色光rlc1作为左旋的圆偏振的红色光rlc2从波长转换元件28射出。左旋的圆偏振的红色光rlc2在向+z方向通过第2聚光元件27之后，再次入射到第3相位差元件35。此时，从第2聚光元件27入射到第3相位差元件35的红色光rlc2被第3相位差元件35转换为p偏振成分的红色光rlp3。转换后的红色光rlp3入射到第2光学部件23。
[0142]
入射到第2光学部件23的p偏振成分的红色光rlp3与黄色光ylp同样，透过第2光学部件23向+z方向射出。即，根据本实施方式的光源装置2，通过具有第3相位差元件35，能够将由波长转换元件28进行了表面反射或者后向散射的红色光取出到外部。
[0143]
这里，即使在从波长转换元件28作为非偏振光而射出的红色光rlm透过了第3相位差元件35的情况下，偏振状态也不会发生变化，而是保持为非偏振光而入射到第2光学部件23。
[0144]
入射到第2光学部件23的非偏振的红色光rlm与黄色光ylp同样，在第3光学层231中，如图3所示，被分离为p偏振成分的红色光rlp1和s偏振成分的红色光rls1。即，s偏振成分的红色光rls1与黄色光yls同样地入射到光学元件31，并被光学元件31反射而再次返回到波长转换元件28。被光学元件31反射的p偏振成分的红色光rls1与红色光rls同样，经由第3相位差元件35再次返回到波长转换元件28，从波长转换元件28作为非偏振光或圆偏振光射出。
[0145]
另外，第4光学层232使向+z方向透过第3光学层231的p偏振成分的红色光rlp1向+
z方向透过。即，p偏振成分的红色光rlp1与黄色光ylp同样，从第2光学部件23向+z方向射出。
[0146]
在本实施方式中，非偏振的红色光rlm与本发明的从波长转换元件射出的第4光对应。另外，p偏振成分的红色光rlp1与本发明的第4光中的向第1偏振方向偏振的光对应。另外，s偏振成分的红色光rls1与本发明的第4光中的向第2偏振方向偏振的光对应。
[0147]
[光隧道的结构]
[0148]
图10是示出光隧道40的结构的立体图。另外，在图10中，为了容易观察附图，省略了光学元件31的图示。图11是从-x方向朝向+x方向观察光隧道40的侧视图。在图11中，示出了经由第2聚光元件27入射到第2光学部件23的绿色光gl。
[0149]
如图10所示，光隧道40具有第1镜141、第2镜142和第3镜143。第1镜141、第2镜142和第3镜143通过粘接材料等相互接合。另外，第1透明基板220和第2透明基板230通过粘接材料等与第1镜141和第2镜142接合。由第1镜141、第2镜142以及第3镜143构成的光隧道40的与第1光学部件22以及第2光学部件23对置的一侧的面全部为反射面。由此，光隧道40具有通过使朝向后级的光学要素扩展并前进的光反射来抑制光的损失的功能。另外，光隧道40具有作为支承第1透明基板220和第2透明基板230的支承部件的功能。
[0150]
第1镜141相对于第1透明基板220和第2透明基板230配置在+y方向上。第1镜141的至少面向第1透明基板220和第2透明基板230的内表面侧被设为光反射面。
[0151]
第2镜142相对于第1透明基板220和第2透明基板230配置在-y方向上。第2镜142的至少面向第1透明基板220和第2透明基板230的内表面侧被设为光反射面。第1镜141和第2镜142沿着xz平面配置并且相互对置。
[0152]
第3镜143以与第1透明基板220和第2透明基板230交叉的方式配置。第3镜143以沿着yz面的方式配置，将第1镜141的+x方向的端部141a与第2镜142的+x方向的端部142a连接。第3镜143与第2透明基板230形成45
°
的角度。第3镜143的至少面向第2透明基板230的内表面侧被设为光反射面。
[0153]
另外，在本实施方式中，+y方向对应于本发明的第5方向，-y方向对应于本发明的第6方向。
[0154]
此外，光隧道40也可以不一定如本实施方式那样具有3张板材相互接合的结构，也可以由至少2张板材一体地形成。
[0155]
在本实施方式中，从波长转换元件28射出的黄色光yl被第2聚光元件27大致平行化，但一部分成分因像差的影响等而以发散的状态下入射到第2光学部件23。这里，作为比较例，考虑从本实施方式的光源装置2去除了光隧道40的光源装置。
[0156]
第2光学部件23是板型的偏振分离元件，因此，在如比较例的光源装置那样不具有光隧道40的情况下，从第2聚光元件27射出的黄色光yl的一部分扩展到比第2光学部件23靠外侧的位置，从而黄色光yl的光利用效率有可能降低。另外，如果使用棱镜型的偏振分离元件作为第2光学部件23，则能够使从第2聚光元件27以广角射出的光在棱镜表面折射而取入到内部，但无法得到由于使用板型的偏振分离元件而带来的膜设计性的容易度等优点。
[0157]
与此相对，在本实施方式的光源装置2中具有光隧道40，因此，如图11所示，能够通过由第1镜141和第2镜142反射在y方向上扩展的黄色光yl而将其取入到第2光学部件23中。即，根据本实施方式的光源装置2，即使使用板型的偏振分离元件作为第2光学部件23，也能
够如由棱镜型的偏振分离元件构成第2光学部件的情况那样将从第2聚光元件以广角射出的光取入到内部。由此，能够提高黄色光yl的光利用效率。
[0158]
另外，虽然省略了图示，但例如向+x方向扩展的黄色光yl能够通过被第3镜143反射而取入到第2光学部件23。另外，从第1聚光元件25射出并向y方向扩展的蓝色光blp被第1镜141和第2镜142反射，从而能够取入到第1光学部件22。由此，能够提高蓝色光blp的光利用效率。并且，从光源部21以向y方向扩展的状态射出的第1光bl也被第1镜141和第2镜142反射，从而能够高效地取入到第1光学部件22。由此，能够提高第1光bl的光利用效率。
[0159]
[第1颜色分离元件的结构]
[0160]
图12是从-x方向观察的光源装置2的侧视图。即，图12示出从-x方向观察第1颜色分离元件29以及第5相位差元件38等的状态。在图12中，为了易于观察附图，省略了第1相位差元件37、第1聚光元件25以及扩散装置26等的图示。
[0161]
如图12所示，第1颜色分离元件29相对于第1光学部件22配置于+z方向。第1颜色分离元件29具有分色棱镜291和反射棱镜292。分色棱镜291和反射棱镜292沿着y轴排列配置。第1颜色分离元件29将从第1光学部件22向+z方向射出的光分离为绿色光gls和蓝色光blp。
[0162]
从第1光学部件22射出的包含绿色光gls和蓝色光blp的光入射到分色棱镜291。分色棱镜291由组合大致直角等腰三棱柱状的2个基材而形成为大致长方体形状的棱镜型的颜色分离元件构成。在2个基材的界面设置颜色分离层2911。颜色分离层2911相对于y轴和z轴倾斜45
°
。换言之，颜色分离层2911相对于xy平面和xz平面倾斜45
°
。
[0163]
颜色分离层2911作为使入射的光中的蓝色光成分反射而使具有比蓝色波段大的波段的色光、即绿色光成分透过的分色镜发挥功能。因此，从第1光学部件22入射到分色棱镜291的光中的绿色光gls向+z方向透过颜色分离层2911，并向分色棱镜291的外部射出。
[0164]
另一方面，从第1光学部件22入射到分色棱镜291的光中的蓝色光blp被颜色分离层2911向-y方向反射。在本实施方式的情况下，蓝色光blp是相对于分色棱镜291的颜色分离层2911的s偏振成分的光，绿色光gls是相对于分色棱镜291的颜色分离层2911的p偏振成分的光。即，本实施方式的颜色分离层2911反射作为s偏振成分的光而入射的蓝色光blp，并使作为p偏振成分的光而入射的绿色光gls透过。一般而言，s偏振成分的光容易反射，p偏振成分的光容易透过。本实施方式的颜色分离层2911如上述那样设计成使p偏振光透过而反射s偏振光即可，因此颜色分离层2911能够比较容易地进行膜设计。
[0165]
另外，也可以采用具有颜色分离层2911的分色镜来代替分色棱镜291。另外，第1颜色分离元件29也可以是具有偏振分离元件和反射棱镜292的结构，该偏振分离元件具有偏振分离层。即使在第1颜色分离元件29中采用例如使入射的绿色光gls向+z方向透过、使蓝色光blp朝向反射棱镜292向-y方向反射的偏振分离元件来代替分色棱镜291，也能够与具有分色棱镜291的第1颜色分离元件29同样地将绿色光gls与蓝色光blp分离。
[0166]
反射棱镜292相对于分色棱镜291配置在-y方向上。由颜色分离层2911反射的蓝色光blp入射到反射棱镜292。反射棱镜292是组合大致直角等腰三棱柱状的2个基材而形成为大致长方体形状的棱镜型的反射元件。在2个基材的界面设置反射层2921。反射层2921相对于+y方向和+z方向倾斜45
°
。换言之，反射层2921相对于xy平面和xz平面倾斜45
°
。即，反射层2921和颜色分离层2911平行配置。
[0167]
反射层2921将从分色棱镜291向-y方向入射的蓝色光blp向+z方向反射。被反射层
2921反射的蓝色光blp从反射棱镜292向+z方向射出。另外，也可以代替反射棱镜292而采用具有反射层2921的反射镜。
[0168]
[第5相位差元件的结构]
[0169]
第5相位差元件38配置在相对于反射棱镜292的+z方向上。换言之，第5相位差元件38配置在从反射棱镜292射出的蓝色光blp的光路上。第5相位差元件38由针对入射的蓝色光blp所具有的蓝色波段的1/2波长板构成。第5相位差元件38将从反射棱镜292入射的蓝色光blp转换为s偏振成分的蓝色光bls1。被第5相位差元件38转换为s偏振成分的蓝色光bls1从光源装置2向+z方向射出，入射到图1所示的均匀化装置4。另外，第5相位差元件38也可以与反射棱镜292的射出蓝色光blp的面接触地设置。
[0170]
蓝色光bls1与绿色光gls在空间上分离，从光源装置2中的与绿色光gls的射出位置不同的射出位置射出，入射到均匀化装置4。详细而言，蓝色光bls1从光源装置2中的向-y方向远离绿色光gls的射出位置的射出位置射出，入射到均匀化装置4。
[0171]
图13是从+x方向观察的光源装置2的侧视图。换言之，图13示出从+x方向观察到的第4相位差元件36和第2颜色分离元件33。另外，在图13中，省略第2聚光元件27以及波长转换元件28的图示。
[0172]
[第4相位差元件的结构]
[0173]
如图3和图13所示，第4相位差元件36相对于第2光学部件23配置于+z方向。透过第2光学部件23的黄色光ylp入射到第4相位差元件36。另外，通过光学元件31从黄色光yls分离并从波长转换元件28射出且透过第2光学部件23的红色光rlp1以及红色光rlp3入射到第4相位差元件36。第4相位差元件36由针对黄色光ylp的黄色波段和红色光rlp1以及红色光rlp3的红色波段的1/2波长板构成。第4相位差元件36将p偏振成分的黄色光ylp转换为s偏振成分的黄色光yls1，将p偏振成分的红色光rlp1转换为s偏振成分的红色光rls2，将p偏振成分的红色光rlp3转换为s偏振成分的红色光rls3。被转换为s偏振成分的黄色光yls1、红色光rls2以及红色光rls3入射到第2颜色分离元件33。
[0174]
[第2颜色分离元件的结构]
[0175]
如图13所示，第2颜色分离元件33相对于第2光学部件23配置于+z方向。第2颜色分离元件33具有分色棱镜331和反射棱镜332。分色棱镜331和反射棱镜332沿着y轴排列配置。第2颜色分离元件33将从第2光学部件23向+z方向射出并被第4相位差元件36转换为s偏振成分的黄色光yls1分离为绿色光gls1和红色光rls4。
[0176]
分色棱镜331与分色棱镜291同样，由棱镜型的颜色分离元件构成。在2个基材的界面设置颜色分离层3311。颜色分离层3311相对于+y方向和+z方向倾斜45
°
。换言之，颜色分离层3311相对于xy平面和xz平面倾斜45
°
。颜色分离层3311与反射层3321平行配置。
[0177]
颜色分离层3311作为使入射的光中的绿色光成分反射并使红色光成分透过的分色镜发挥功能。因此，入射到分色棱镜331的黄色光yls1中的s偏振的红色光rls4向+z方向透过颜色分离层3311，向分色棱镜331的外部射出。另外，被第4相位差元件36转换为s偏振成分的红色光rls2和红色光rls3与s偏振成分的红色光rls4一起向+z方向透过颜色分离层3311而射出。以下，将红色光rls2、红色光rls3以及红色光rls4统称为红色光rls5。
[0178]
红色光rls5从光源装置2向+z方向射出，并向均匀化装置4入射。即，红色光rls5与绿色光gls和蓝色光bls1在空间上分离，从与绿色光gls和蓝色光bls1不同的位置射出，入
射到均匀化装置4。换言之，红色光rls5从光源装置2中的向+x方向远离绿色光gls的射出位置的射出位置射出，入射到均匀化装置4。
[0179]
另一方面，入射到分色棱镜331的黄色光yls1中的绿色光gls1被颜色分离层3311向-y方向反射。此外，也可以使用具有颜色分离层3311的分色镜来代替分色棱镜331。
[0180]
反射棱镜332相对于分色棱镜331配置于-y方向。反射棱镜332具有与反射棱镜292相同的结构。即，反射棱镜332具有与颜色分离层3311和反射层2921平行的反射层3321。
[0181]
反射层3321将由颜色分离层3311反射而入射到该反射层3321的绿色光gls1向+z方向反射。被反射层3321反射的绿色光gls1射出到反射棱镜332的外部。另外，也可以代替反射棱镜332而采用具有反射层3321的反射镜。
[0182]
绿色光gls1与红色光rls5在空间上分离，从光源装置2中的与红色光rls5的射出位置不同的射出位置射出，入射到均匀化装置4。即，绿色光gls1与绿色光gls、蓝色光bls1以及红色光rls5在空间上分离，从与绿色光gls、蓝色光bls1以及红色光rls5不同的位置射出，入射到均匀化装置4。换言之，绿色光gls1从光源装置2中的向-y方向远离红色光rls5的射出位置并且向+x方向远离蓝色光bls1的射出位置的射出位置射出，入射到均匀化装置4。
[0183]
[均匀化装置的结构]
[0184]
如图1所示，均匀化装置4使光调制装置6中的被从光源装置2射出的光照射的图像形成区域中的照度均匀化。均匀化装置4具有第1多透镜41、第2多透镜42以及重叠透镜43。
[0185]
第1多透镜41具有在与从光源装置2入射的光l的中心轴、即照明光轴ax垂直的面内排列成矩阵状的多个透镜411。第1多透镜41通过多个透镜411将从光源装置2入射的光分割为多个部分光束。
[0186]
图14是示出从-z方向观察的第1多透镜41中的各色光的入射位置的示意图。
[0187]
如图14所示，从光源装置2射出的绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1入射到第1多透镜41。从光源装置2中的-x方向且+y方向的位置射出的绿色光gls入射到第1多透镜41中的-x方向且+y方向的区域a1所包含的多个透镜411。另外，从光源装置2中的-x方向且-y方向的位置射出的蓝色光bls1入射到第1多透镜41中的-x方向且-y方向的区域a2所包含的多个透镜411。
[0188]
从光源装置2中的+x方向且+y方向的位置射出的红色光rls5入射到第1多透镜41中的+x方向且+y方向的区域a3所包含的多个透镜411。从光源装置2中的+x方向且-y方向的位置射出的绿色光gls1入射到第1多透镜41的+x方向且-y方向的区域a4所包含的多个透镜411。入射到各透镜411的各色光成为多个部分光束，入射到第2多透镜42中与透镜411对应的透镜421。本实施方式的从光源装置2射出的光l中的绿色光gls对应于本发明的第5光，蓝色光bls1对应于本发明的第6光，红色光rls5对应于本发明的第7光，绿色光gls1对应于本发明的第8光。
[0189]
如图1所示，第2多透镜42具有在与照明光轴ax垂直的面内排列成矩阵状并且与第1多透镜41的多个透镜411对应的多个透镜421。从与该透镜421对应的透镜411射出的多个部分光束入射到各透镜421。各透镜421使入射的部分光束入射到重叠透镜43。
[0190]
重叠透镜43使从第2多透镜42入射的多个部分光束重叠于光调制装置6的图像形成区域。详细而言，分别被分割为多个部分光束的绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1通过第2多透镜42和重叠透镜43而经由场透镜5以不同的角度分别入射到构成
光调制装置6的后述的微透镜阵列62的多个微透镜621。
[0191]
[光调制装置的结构]
[0192]
如图1所示，光调制装置6对从光源装置2射出的光进行调制。详细地说，光调制装置6根据图像信息分别调制从光源装置2射出并经由均匀化装置4和场透镜5入射的各色光，形成与图像信息对应的图像光。光调制装置6具有1个液晶面板61和1个微透镜阵列62。
[0193]
[液晶面板的结构]
[0194]
图15是对从-z方向观察到的光调制装置6的一部分进行了放大示出的示意图。换句话说，图15示出了液晶面板61具有的像素px和微透镜阵列62具有的微透镜621之间的对应关系。如图15所示，液晶面板61具有在与照明光轴ax垂直的面内排列成矩阵状的多个像素px。
[0195]
各像素px具有对颜色互不相同的色光进行调制的多个子像素sx。在本实施方式中，各像素px具有4个子像素sx(sx1～sx4)。具体而言，在1个像素px内，在-x方向且+y方向的位置处配置第1子像素sx1。在-x方向且-y方向的位置处配置第2子像素sx2。在+x方向且+y方向的位置处配置第3子像素sx3。在+x方向且-y方向的位置处配置第4子像素sx4。
[0196]
[微透镜阵列的结构]
[0197]
如图1所示，微透镜阵列62设置在液晶面板61的光入射侧即-z方向上。微透镜阵列62将入射到微透镜阵列62的色光引导至各个像素px。微透镜阵列62具有与多个像素px对应的多个微透镜621。
[0198]
如图15所示，多个微透镜621在与照明光轴ax垂直的面内排列成矩阵状。换言之，多个微透镜621在与从场透镜5入射的光的中心轴垂直的面内排列成矩阵状。在本实施方式中，1个微透镜621与在+x方向上排列的2个子像素和在+y方向上排列的2个子像素对应地设置。即，1个微透镜621与在xy平面内排列成2行2列的4个子像素sx1～sx4对应地设置。
[0199]
通过均匀化装置4重叠的绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1分别以不同的角度入射到微透镜621。微透镜621使入射到微透镜621的色光入射到与该色光对应的子像素sx。具体而言，微透镜621使绿色光gls入射到对应的像素px的子像素sx中的第1子像素sx1，使蓝色光bls1入射到第2子像素sx2，使红色光rls5入射到第3子像素sx3，使绿色光gls1入射到第4子像素sx4。由此，与各子像素sx1～sx4对应的色光入射到该子像素sx1～sx4，通过各子像素sx1～sx4分别调制对应的色光。这样，由液晶面板61调制后的图像光被投射光学装置7投射到未图示的被投射面上。
[0200]
[第1实施方式的效果]
[0201]
在专利文献1所记载的现有的投影仪中，使用灯来作为光源。由于从灯射出的光的偏振方向不一致，所以为了使用液晶面板作为光调制装置，需要用于使偏振方向一致的偏振转换单元。在投影仪中，通常使用具有多透镜阵列和偏振分离元件(pbs)阵列的偏振转换单元。但是，为了使投影仪小型化，需要间距窄的多透镜阵列和pbs阵列，但制作间距窄的pbs阵列非常困难。
[0202]
针对该问题，在本实施方式中，从光源装置2射出偏振方向一致的多种色光、即s偏振成分的绿色光gls、s偏振成分的蓝色光bls1、s偏振成分的红色光rls5以及s偏振成分的绿色光gls1。根据该结构，不采用上述那样的间距窄的偏振转换元件，就能够实现可射出在空间上分离、且偏振方向一致的多种色光的光源装置2。由此，能够实现光源装置2的小型
化，进而能够实现投影仪1的小型化。
[0203]
并且，在本实施方式的投影仪1中，由于绿色光入射到光调制装置6中的4个子像素sx中的2个子像素sx1、sx4，因此能够增加入射到像素px的绿色光的光量。由此，能够提高投射图像的可见度。
[0204]
另外，本实施方式的光源装置2具有：光源部21，其射出具有蓝色波段并且包含p偏振成分的蓝色光blp和s偏振成分的蓝色光bls的第1光bl；第1光学部件22，其使从光源部21沿着+x方向入射的蓝色光blp向+x方向透过，将蓝色光bls向-z方向反射；第2光学部件23，其相对于第1光学部件22配置于+x方向，将从第1光学部件22沿着+x方向入射的蓝色光blp向-z方向反射；扩散板261，其相对于第1光学部件22配置于-z方向，使从第1光学部件22沿着-z方向入射的蓝色光blp扩散，向+z方向射出；波长转换元件28，其相对于第2光学部件23配置于-z方向，对从第2光学部件23沿着-z方向入射的蓝色光blp的一部分进行波长转换，将黄色光yl向+z方向射出；以及光学元件31，其设置于第1光学部件22与第2光学部件23之间，具有平面区域31a和凹面区域31b。黄色光yl从波长转换元件28沿着+z方向入射到第2光学部件23，第2光学部件23使黄色光ylp向+z方向透过，使黄色光yls向-x方向反射。光学元件31将从第2光学部件23沿着-x方向入射的黄色光yls分离为绿色光gls和红色光rls，使绿色光gls向-x方向透过，使红色光rls向+x方向反射。第1光学部件22使从扩散板261沿着+z方向射出的蓝色光blc2透过，将从第2光学部件23沿着-x方向入射的绿色光gls向+z方向反射。
[0205]
根据本实施方式的光源装置2，通过使在光学元件31中从黄色光yls分离出的红色光rls入射到波长转换元件28，能够使非偏振的红色光rlm与黄色光yl一起从波长转换元件28射出。作为非偏振的红色光rlm的一部分的p偏振成分的红色光rlp1与黄色光ylp同样地从第2光学部件23向+z方向射出。
[0206]
在本实施方式的情况下，能够将红色光rlp1作为红色光rls5的一部分取出。即，由于能够将在光学元件31中从黄色光yl分离出的红色成分的一部分再利用为红色光rls5，因此能够提高红色成分的光利用效率。
[0207]
另外，本实施方式的光学元件31能够通过凹面区域31b使黄色光yls的作为发散光而入射的周边光束y2作为平行光返回到波长转换元件28侧。由此，从黄色光yls分离出的红色光rls高效地入射到波长转换元件28，因此能够进一步提高红色成分的光利用效率。
[0208]
因此，根据本实施方式的光源装置2，能够提高投射图像的红色成分的颜色再现性。
[0209]
另外，在本实施方式的光源装置2中，第2光学部件23构成为使被光学元件31反射而沿着+x方向入射的红色光rls向-z方向反射而入射到波长转换元件28。
[0210]
根据该结构，能够使在光学元件31中从黄色光yls分离出的红色光rls可靠地入射到波长转换元件28。由此，能够提高红色光的光利用效率。
[0211]
另外，在本实施方式的光源装置2中，第2光学部件23构成为使从波长转换元件28射出的红色光rlm中的红色光rlp1向+z方向透过，使红色光rls1朝向光学元件31反射。
[0212]
根据该结构，能够将从红色光rlm分离出的p偏振成分的红色光rlp1作为红色光rls5取出。由此，通过增加红色光rls5的光量，能够提高投射图像的颜色再现性。
[0213]
另外，在本实施方式的光源装置2中，构成为还具有设置于第1光学部件22与扩散
装置26之间的第1相位差元件37，蓝色光blp从第1光学部件22沿着-z方向入射到该第1相位差元件37。
[0214]
根据该结构，由于在第1光学部件22与扩散装置26之间设置有第1相位差元件37，因此能够将从扩散装置26射出的圆偏振的蓝色光blc2转换为p偏振成分的蓝色光blp，并使该蓝色光blp透过第1光学部件22。由此，能够提高从扩散装置26射出的蓝色光blc2的利用效率。
[0215]
另外，在本实施方式的光源装置2中，光源部21构成为具有发光元件211和第2相位差元件2131，从发光元件211射出的光入射到该第2相位差元件2131，并且该第2相位差元件2131射出第1光bl。
[0216]
根据该结构，由于光源部21具有第2相位差元件2131，因此，能够使p偏振成分的蓝色光blp和s偏振成分的蓝色光bls可靠地入射到第1光学部件22。进而，根据该结构，从多个发光元件211射出的光的偏振方向可以相同，所以只要将同一固体光源配置为同一朝向即可，能够使光源部21的结构简单。
[0217]
另外，在本实施方式的光源装置2中，第2相位差元件2131构成为能够以沿着向第2相位差元件2131入射的光的行进方向的旋转轴r2为中心旋转。
[0218]
根据该结构，由于第2相位差元件2131能够以沿着+x方向的旋转轴r2为中心旋转，因此通过调整第2相位差元件2131的旋转角，能够调整入射到第1光学部件22的蓝色光bls的光量与蓝色光blp的光量的比例。由此，能够调整从光源装置2射出的绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1的各光量的比例，因此能够调整光源装置2的白平衡。
[0219]
另外，在本实施方式的光源装置2中，还具有设置在第2光学部件23与波长转换元件28之间、对红色光rls赋予红色波段的1/4的相位差的第3相位差元件35。
[0220]
根据该结构，由于在第2光学部件23与波长转换元件28之间设置有第3相位差元件35，因此能够将从波长转换元件28射出的圆偏振的红色光rlc2转换为p偏振成分的红色光rlp3，并使其透过第2光学部件23而作为红色光rls5向外部射出。由此，能够提高从波长转换元件28射出的红色光rls5的利用效率。
[0221]
另外，在本实施方式的光源装置2中，构成为还具有：第1镜141，其相对于第1光学部件22和第2光学部件23配置于+y方向；第2镜142，其与第1镜141对置地设置，相对于第1光学部件22和第2光学部件23配置于-y方向；以及第3镜143，其配置为与第1光学部件22和第2光学部件23交叉，将第1镜141的+x方向的端部141a与第2镜142的+x方向的端部142a连接。
[0222]
如上所述，从扩散装置26射出的蓝色光blc2被第1聚光元件25大致平行化，但一部分的成分以发散的状态入射到第1光学部件22。同样地，从波长转换元件28射出的黄色光yl被第2聚光元件27大致平行化，但一部分的成分以发散的状态入射到第2光学部件23。
[0223]
与此相对，在本实施方式的情况下，由于具有在y方向上夹着第1光学部件22以及第2光学部件23的光隧道40，因此在y方向上扩展的光被第1镜141以及第2镜142反射从而能够取入到第1光学部件22或者第2光学部件23。另外，向+x方向扩展的光被第3镜143反射从而能够取入到第2光学部件23。
[0224]
由此，能够高效地将从扩散装置26和波长转换元件28射出的光取入到板型的第1光学部件22和第2光学部件23。
[0225]
另外，在本实施方式的光源装置2中，构成为光学元件31的平面区域31a位于包含
从第2光学部件23入射的黄色光yls的主光线ax2的中央光束y1所入射的中央部p1，光学元件31的凹面区域31b位于周边部p2，该周边部p2位于中央部p1的周边。
[0226]
根据该结构，能够使作为平行光而入射的中央光束y1入射到光学元件31的平面区域31a，使作为发散光而入射的周边光束y2入射到光学元件31的凹面区域31b。由此，使从周边光束y2分离出的红色光rl2作为平行光入射到第2聚光元件27，并会聚在波长转换元件28上。因此，能够使从周边光束y2分离出的红色光rl2高效地入射到波长转换元件28。
[0227]
另外，在本实施方式的光源装置2中，构成为光学元件31具有与第2光学部件23对置的光入射面131和与第1光学部件22对置的光射出面132，凹面区域31b包含设置于光学元件31的至少光入射面131的非球面形状。
[0228]
根据该结构，通过包含设置于光入射面131的非球面形状的凹面区域31b，使黄色光yls中作为发散光而入射的周边光束y2以接近光学元件31的光轴31c的方式反射，由此能够作为平行光返回到波长转换元件28侧。
[0229]
另外，在本实施方式的光源装置2中，构成为蓝色光blp从光射出面132朝向光入射面131透过光学元件31，绿色光gls从光入射面131朝向光射出面132透过光学元件31，光入射面131以及光射出面132具有对在入射到光学元件31时蓝色光blp或者绿色光gls产生的角度变化进行校正并射出的角度校正功能。
[0230]
根据该结构，由于在蓝色光blp或者绿色光gls透过光学元件31的前后不易产生角度变化，因此能够防止黄色光yl的光量的减少、绿色光gls的光利用效率的降低这样的不良情况的产生。
[0231]
另外，本实施方式的光源装置2构成为还具有：第1颜色分离元件29，其相对于第1光学部件22配置于+z方向，将从第1光学部件22射出的光分离为绿色光gls和蓝色光blp；以及第2颜色分离元件33，其相对于第2光学部件23配置于+z方向，将从第2光学部件23射出的光分离为红色光rls5和绿色光gls1。
[0232]
根据该结构，能够从光源装置2射出绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1。
[0233]
另外，在本实施方式的情况下，由于在从反射棱镜292射出的蓝色光blp的光路上配置有第5相位差元件38，因此能够将蓝色光blp转换为s偏振成分的蓝色光bls1。由此，能够使从第1颜色分离元件29射出的绿色光gls和蓝色光bls1成为s偏振成分的光。
[0234]
另外，在本实施方式的情况下，由于在第2光学部件23与第2颜色分离元件33之间配置有第4相位差元件36，因此能够将黄色光ylp、红色光rlp1、红色光rlp3转换为s偏振成分的黄色光yls、红色光rls2、红色光rls3。由此，能够使从第2颜色分离元件33射出的红色光rls5和绿色光gls1成为s偏振成分的光。
[0235]
因此，能够使从光源装置2射出的绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1全部一致成s偏振成分的光。
[0236]
另外，在本实施方式的情况下，光源装置2具有将蓝色光bls朝向扩散装置26会聚的第1聚光元件25，因此能够利用第1聚光元件25将从第3相位差元件35射出的蓝色光blc1高效地会聚于扩散装置26，并且能够使从扩散装置26射出的蓝色光blc2大致平行化。由此，能够抑制蓝色光bls的损失，能够提高蓝色光bls的利用效率。
[0237]
另外，在本实施方式的情况下，光源装置2具有将蓝色光blp朝向波长转换元件28
会聚的第2聚光元件27，因此能够利用第2聚光元件27将蓝色光blp高效地会聚于波长转换元件28，并且能够使从波长转换元件28射出的黄色光yl大致平行化。由此，能够抑制黄色光yl的损失，能够提高黄色光yl的利用效率。
[0238]
另外，在本实施方式的情况下，投影仪1具有位于光源装置2与光调制装置6之间的均匀化装置4，因此能够利用从光源装置2射出的绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1来大致均匀地对光调制装置6进行照明。由此，能够抑制投射图像的颜色不均以及亮度不均。
[0239]
并且，在本实施方式的情况下，因为光调制装置6具有微透镜阵列62，该微透镜阵列62具有与多个像素px对应的多个微透镜621，所以能够通过微透镜621使入射到光调制装置6的4种色光入射到液晶面板61的对应的4个子像素sx。由此，能够使从光源装置2射出的各色光高效地入射到各子像素sx，能够提高各色光的利用效率。
[0240]
[第2实施方式]
[0241]
以下，使用图16以及图17对本发明的第2实施方式进行说明。
[0242]
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，光学元件的结构与第1实施方式不同。因此，以下仅说明光学元件的结构，省略其他结构的说明。
[0243]
图16是示出本实施方式的光学元件130的结构的剖视图。图16是基于与xz面平行的面的光学元件130的剖视图。
[0244]
如图16所示，在本实施方式的光学元件130中，构成凹面区域31b的入射侧凹面131b和射出侧凹面132b分别具有球面形状。本实施方式的光学元件130采用组合了由平面形状构成的平面区域31a和由球面形状构成的凹面区域31b的构造，因此，与采用组合了由平面形状构成的平面区域31a和由非球面形状构成的凹面区域31b的构造的第1实施方式的光学元件31相比，能够容易地制造。因此，通过采用光学元件130，根据本实施方式的光源装置，能够实现成本降低。
[0245]
在本实施方式的光学元件130中，光入射面131以及光射出面132也具有对在入射到光学元件130时蓝色光blp或者绿色光gls产生的角度变化进行校正并射出的角度校正功能。由此，能够防止因蓝色光blp或绿色光gls透过光学元件130而导致的黄色光yl的光量的减少、绿色光gls的光利用效率的降低这样的不良情况的产生。
[0246]
图17是示出在本实施方式中入射到波长转换元件28的红色光的模拟结果的图。
[0247]
如图17所示，根据本实施方式的光学元件130，能够确认与图6所示的比较例的结构相比，使分离出的红色光高效地入射到了波长转换元件28上。具体而言，能够确认相对于图6的模拟结果，在图17的模拟结果中，入射到波长转换元件28的红色光的光量增加了10％左右。
[0248]
[第2实施方式的效果]
[0249]
根据本实施方式的光学元件130，通过将凹面区域31b构成为球面形状来代替非球面形状，能够抑制成本增加，并且能够使红色光高效地入射到波长转换元件28。
[0250]
另外，在本实施方式中，也能够得到如下的与第1实施方式同样的效果：无需使用间距窄的偏振转换元件就能够实现可射出偏振方向一致的多种色光的光源装置，能够实现光源装置和投影仪的小型化。
[0251]
此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范
围内能够施加各种变更。
[0252]
例如，在上述实施方式的光学元件31、130中，列举了平面区域31a的入射侧平面131a和射出侧平面132a均由平面构成的情况为例，但平面区域31a至少具有入射侧平面131a即可。即，射出侧平面132a也可以由凹面、凸面等弯曲面构成。另外，在上述实施方式的光学元件31中，列举了凹面区域31b的入射侧凹面131b以及射出侧凹面132b均由非球面形状或凹面形状构成的情况为例，但构成凹面区域31b的非球面形状或凹面形状至少形成于入射侧凹面131b即可。即，凹面区域31b中的射出侧凹面132b也可以由平面构成。
[0253]
另外，在上述实施方式的光学元件31中，构成凹面区域31b的入射侧凹面131b和射出侧凹面132b也可以分别由自由曲面构成。根据该结构，能够使红色光rls更高效地返回到波长转换元件28侧，因此能够提高红色光rls的利用效率。
[0254]
另外，在上述实施方式中，列举了第1光学部件22和第2光学部件23均由板型的偏振分离元件构成的情况为例，但第1光学部件22和第2光学部件23也可以由将形成为大致直角等腰三棱柱状的2个基材组合并在2个基材的界面形成光学膜的、形成为大致长方体形状的棱镜型的偏振分离元件构成。在使用棱镜型的偏振分离元件作为第1光学部件22和第2光学部件23的情况下，不需要光隧道40。另外，也可以是，第1光学部件22和第2光学部件23中的一方由棱镜型构成，另一方由板型构成。
[0255]
另外，在上述实施方式中，第1光学层221和第2光学层222设置在1个透光性基材的2个面。也可以代替该结构，第1光学层221和第2光学层222分别设置在不同的透光性基材上。例如也可以是，第1光学层221设置于第1透光性基材的第1面，在第1透光性基材的与第1面不同的第2面设置有防反射层，第2光学层222设置于第2透光性基材的第3面，在第2透光性基材的与第3面不同的第4面设置有防反射层，第1光学层221和第2光学层222相互对置配置。同样地，第3光学层231和第4光学层232也可以分别设置于不同的透光性基材。
[0256]
上述实施方式的光源装置2具有第1聚光元件25以及第2聚光元件27。但是，不限于该结构，也可以不设置第1聚光元件25和第2聚光元件27中的至少一方。
[0257]
上述各实施方式的光源部21向+x方向射出蓝色光bls、blp。但是，不限于此，光源部21也可以构成为向与+x方向交叉的方向射出蓝色光bls、blp，例如使用反射部件使蓝色光bls、blp反射后，向+x方向入射到第1光学部件22。
[0258]
上述各实施方式的投影仪1具有包含第1多透镜41、第2多透镜42以及重叠透镜43的均匀化装置4。也可以代替该结构而设置具有其他结构的均匀化装置，也可以不设置均匀化装置4。
[0259]
上述实施方式的光源装置2分别从4个射出位置射出色光，构成光调制装置6的液晶面板61在1个像素px中具有4个子像素sx。也可以代替该结构，光源装置2射出3种色光，液晶面板是在1个像素中具有3个子像素的结构。在该情况下，例如，在上述实施方式的光源装置中，也可以在绿色光gls的光路上设置全反射部件。
[0260]
上述实施方式的光源装置2射出各自是s偏振光并且在空间上分离的绿色光gls、蓝色光bls1、红色光rls5以及绿色光gls1。代替这些结构，光源装置射出的各色光的偏振状态也可以是其他偏振状态。例如，光源装置也可以是射出各自是p偏振光并且在空间上分离的多种色光的结构。
[0261]
除此以外，关于光源装置和投影仪的各结构要素的形状、数量、配置、材料等的具
体记载，并不限于上述实施方式，可以适当进行变更。此外，在上述实施方式中示出了将本发明的光源装置搭载于投影仪的例子，但不限于此。本发明的一个方式的光源装置也能够应用于照明器具或汽车的前照灯等。
[0262]
本发明的一个方式的光源装置也可以具有以下的结构。
[0263]
本发明的一个方式的光源装置具有：光源部，其射出具有第1波段并且包含向第1偏振方向偏振的光和向与第1偏振方向不同的第2偏振方向偏振的光的第1光；第1偏振分离元件，其使从光源部沿着第1方向入射的向第1偏振方向偏振的第1光沿第1方向透过，将向第2偏振方向偏振的第1光向与第1方向交叉的第2方向反射；第2偏振分离元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第1方向，将从第1偏振分离元件沿着第1方向入射的向第1偏振方向偏振的第1光向第2方向反射；扩散元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第2方向，使从第1偏振分离元件沿着第2方向入射的向第2偏振方向偏振的第1光扩散，将扩散的第1光向与第2方向相反的方向即第3方向射出；波长转换元件，其相对于第2偏振分离元件配置于第2方向，对从第2偏振分离元件沿着第2方向入射的向第1偏振方向偏振的第1光进行波长转换，将具有与第1波段不同的第2波段的第2光向第3方向射出；以及光学元件，其设置于第1偏振分离元件与第2偏振分离元件之间，具有平面区域和凹面区域，第2光从波长转换元件沿着第3方向入射到第2偏振分离元件，第2偏振分离元件使向第1偏振方向偏振的第2光沿第3方向透过，将向第2偏振方向偏振的第2光向与第1方向相反的方向即第4方向反射，光学元件将从第2偏振分离元件沿着第4方向入射的向第2偏振方向偏振的第2光分离为具有与第2波段不同的第3波段的第3光和具有与第2波段和第3波段不同的第4波段的第4光，使第3光沿第4方向透过，使第4光向第1方向反射，第1偏振分离元件使从扩散元件沿着第3方向射出的第1光透过，将从第2偏振分离元件沿着第4方向入射的第3光向第3方向反射。
[0264]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第2偏振分离元件使被光学元件反射而沿着第1方向入射的第4光向第2方向反射而入射到波长转换元件。
[0265]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第2偏振分离元件使从波长转换元件射出的第4光中的向第1偏振方向偏振的光沿第3方向透过，使向第2偏振方向偏振的光朝向光学元件反射。
[0266]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有第1相位差元件，该第1相位差元件设置在第1偏振分离元件与扩散元件之间，向第2偏振方向偏振的第1光从第1偏振分离元件沿着第2方向入射到该第1相位差元件。
[0267]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，光源部具有：发光元件，其射出第1波段的光；以及第2相位差元件，其被入射从发光元件射出的光，并且射出第1光。
[0268]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第2相位差元件能够以沿着向第2相位差元件入射的光的行进方向的旋转轴为中心旋转。
[0269]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有第3相位差元件，该第3相位差元件设置于第2偏振分离元件与波长转换元件之间，对第4光赋予第4波段的1/4的相位差。
[0270]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有：第1镜，其相对于第1偏振分离元件和第2偏振分离元件配置在与第1方向、第2方向、第3方向以及第4方向分别交叉的第5方向上；第2镜，其与第1镜对置设置，相对于第1偏振分离元件和第2偏
振分离元件配置在与第5方向相反的方向即第6方向上；以及第3镜，其以与第1偏振分离元件和第2偏振分离元件交叉的方式配置，将第1镜的第1方向的端部与第2镜的第1方向的端部连接。
[0271]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，光学元件的平面区域位于如下的光束所入射的中央部：该光束包含从第2偏振分离元件入射的向第2偏振方向偏振的第2光的主光线，光学元件的凹面区域位于设置在中央部的周边的周边部。
[0272]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，光学元件具有与第2偏振分离元件对置的第1面以及与第1偏振分离元件对置的第2面，凹面区域包含设置于光学元件的至少第1面的球面形状或非球面形状。
[0273]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，向第1偏振方向偏振的第1光从第2面朝向第1面透过光学元件，第4光从第1面朝向第2面透过光学元件，第1面和第2面具有角度校正功能，该角度校正功能对入射到光学元件时第1光或第4光产生的角度变化进行校正而射出。
[0274]
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有：第1颜色分离元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第3方向，将从第1偏振分离元件射出的光分离为具有第3波段的第5光和具有第1波段的第6光；以及第2颜色分离元件，其相对于第2偏振分离元件配置于第3方向，将从第2偏振分离元件射出的光分离为具有第4波段的第7光和具有第3波段的第8光。
[0275]
本发明的一个方式的投影仪也可以具有以下的结构。
[0276]
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光源装置的光进行调制；以及投射光学装置，其投射由光调制装置调制后的光。
[0277]
在本发明的一个方式的投影仪中，也可以构成为，该投影仪还具有设置在光源装置与光调制装置之间的均匀化装置，均匀化装置具有：2个多透镜，它们将从光源装置入射的光分割为多个部分光束；以及重叠透镜，其使从2个多透镜入射的多个部分光束重叠于光调制装置。
[0278]
在本发明的一个方式的投影仪中，也可以构成为，所述光调制装置具有：液晶面板，其具有多个像素；以及微透镜阵列，其相对于所述液晶面板设置于光入射侧，具有与所述多个像素对应的多个微透镜，所述多个像素各自具有第1子像素、第2子像素、第3子像素以及第4子像素，所述微透镜使所述第5光入射到所述第1子像素，使所述第6光入射到所述第2子像素，使所述第7光入射到所述第3子像素，使所述第8光入射到所述第4子像素。