本發(fā)明涉及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件、光源裝置和投影儀。

背景技術(shù)：

近年，作為用于投影儀的光源裝置，使用了能夠獲得高亮度、高輸出的光的半導(dǎo)體激光等固體光源的光源裝置受到關(guān)注。作為這樣的光源裝置，已知在透明的基板的一個(gè)面?zhèn)葘盈B有二向色層和熒光體層、在相反面?zhèn)刃纬捎胁环瓷渫繉拥墓庠囱b置(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-122930號(hào)公報(bào)

可是，在上述光源裝置中，由于滿足布儒斯特(Brewster)條件的熒光的一部分(P偏振光成分)會(huì)透過二向色層和基板，因此，無法高效地利用熒光。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述的技術(shù)問題而作出的，一個(gè)目的在于提供光利用效率高的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。另外，目的在于提供具備所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的光源裝置。另外，目的在于提供具備所述光源裝置的投影儀。

根據(jù)本發(fā)明的第1形態(tài)，提供波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，其具備：基板；中間層，其設(shè)置于所述基板上，具有比所述基板的折射率小的折射率；二向色層，其設(shè)置于所述中間層上；以及熒光體層，其設(shè)置于所述二向色層上，被第1波段的光激勵(lì)而發(fā)出與所述第1波段不同的第2波段的光。

根據(jù)第1形態(tài)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，能夠使第2波段的光在中間層與二向色層的界面上全反射。由此，透過二向色層和基板而射出至外部的成分減少，因此，能夠高效地利用第2波段的光。

在上述第1形態(tài)中，優(yōu)選的是，所述二向色層具有由第1層疊膜和第2層疊膜交替層疊而成的多層膜結(jié)構(gòu)，所述第2層疊膜具有比所述第1層疊膜的折射率大的折射 率，在設(shè)所述第1層疊膜的折射率為n_L，設(shè)所述第2層疊膜的折射率為n_H，設(shè)在所述第1層疊膜和所述第2層疊膜的邊界面處滿足布儒斯特條件的光的入射角為θ1，設(shè)所述中間層的臨界角為θ1’，設(shè)所述中間層的折射率為N，并確定了θ1＝Atan(n_L/n_H)以及θ1’＝Asin(N/n_L)的情況下，滿足θ1＞θ1’。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使?jié)M足布儒斯特條件而到達(dá)二向色層與中間層的界面的光在中間層全反射，因此，能夠高效地利用光。

在上述第1形態(tài)中，優(yōu)選的是，在設(shè)所述熒光體層的折射率為n_a的情況下，滿足n_a＞n_L。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從熒光體層朝向中間層的滿足布儒斯特條件的光的比例較小，因此，能夠高效地利用光。

在上述第1形態(tài)中，優(yōu)選的是，所述二向色層透過所述第1波段的光，并且反射所述第2波段的光。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供可高效地將第2波段的光取出至外部的透過型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。

在上述第1形態(tài)中，優(yōu)選的是，所述二向色層反射所述第1波段的光和所述第2波段的光。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供可高效地將第2波段的光取出至外部的反射型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。

在上述第1形態(tài)中，優(yōu)選的是，所述熒光體層由熒光體和樹脂材料構(gòu)成，或者由熒光體和無機(jī)材料構(gòu)成，或者只由熒光體構(gòu)成。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠高效地將由各種形態(tài)的熒光體層發(fā)出的第2波段的光取出至外部。

根據(jù)本發(fā)明的第2形態(tài)，提供光源裝置，其具備：上述第1形態(tài)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件；和光源，其射出所述第1波段的光。

由于第2形態(tài)的光源裝置具備上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，因此，能夠高效地射出第2波段的光。

根據(jù)本發(fā)明的第3形態(tài)，提供投影儀，其具備：上述第2形態(tài)的光源裝置；光調(diào)制裝置，其根據(jù)圖像信息對(duì)從所述光源裝置射出的光進(jìn)行調(diào)制而形成圖像光；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，其對(duì)所述圖像光進(jìn)行投影。

由于第3形態(tài)的投影儀具備上述光源裝置，因此，光利用效率高。

附圖說明

圖1是第1實(shí)施方式的投影儀的概要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是示出光源裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。

圖3的(a)、(b)是示出熒光體輪的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是示出熒光體輪的重要部位結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖5是示出熒光體層的折射率和滿足布儒斯特條件的入射角度之間的關(guān)系的圖。

圖6是示出第2實(shí)施方式的光源裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。

圖7的(a)、(b)是示出第2實(shí)施方式的熒光體輪的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)圖。

標(biāo)號(hào)說明

1：投影儀；2、2A：光源裝置；4R：紅色光用光調(diào)制裝置；4G：綠色光用光調(diào)制裝置；4B：藍(lán)色光用光調(diào)制裝置；6：投影光學(xué)系統(tǒng)；11：熒光體層；13：中間層；15、15A：熒光體輪(波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件)；15a：旋轉(zhuǎn)基板(基板)；16：二向色層；17：第1層疊膜；18：第2層疊膜；21：發(fā)光部(光源)；BL1：藍(lán)色光(第1波段的光)；YL：熒光(第2波段的光)。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。

并且，關(guān)于在以下的說明中所使用的附圖，為了容易理解特征，為了方便，存在將特征部分放大表示的情況，并不限于各構(gòu)成要素的尺寸比率等與實(shí)際相同。

(第1實(shí)施方式)

圖1是示出本實(shí)施方式的投影儀的概要結(jié)構(gòu)的圖。

如圖1所示，本實(shí)施方式的投影儀1是在屏幕SCR上顯示彩色圖像的投影型圖像顯示裝置。投影儀1具備3個(gè)光調(diào)制裝置，該3個(gè)光調(diào)制裝置與紅色光LR、綠色光LG、藍(lán)色光LB各色光對(duì)應(yīng)。投影儀1使用能夠獲得高亮度/高輸出的光的半導(dǎo)體激光器作為光源裝置2的光源。

投影儀1大略具備：光源裝置2；分色光學(xué)系統(tǒng)3；紅色光用光調(diào)制裝置4R、綠色光用光調(diào)制裝置4G；藍(lán)色光用光調(diào)制裝置4B；合成光學(xué)系統(tǒng)5；以及投影光學(xué)系 統(tǒng)6。

光源裝置2朝向分色光學(xué)系統(tǒng)3射出白色的照明光WL。對(duì)于光源裝置2，使用作為后述的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光源裝置。

分色光學(xué)系統(tǒng)3將從光源裝置2射出的白色的照明光WL分離為紅色光LR、綠色光LG及藍(lán)色光LB。分色光學(xué)系統(tǒng)3具備：第1二向色鏡7a；第2二向色鏡7b；第1反射鏡8a；第2反射鏡8b；第3反射鏡8c；第1中繼透鏡9a；以及第2中繼透鏡9b。

第1二向色鏡7a具有將從光源裝置2射出的照明光WL分離為紅色光LR、綠色光LG及藍(lán)色光LB的功能。第1二向色鏡7a透過紅色光LR，并且反射綠色光LG和藍(lán)色光LB。第2二向色鏡7b具有將由第1二向色鏡7a反射的光分離為綠色光LG和藍(lán)色光LB的功能。第2二向色鏡7b反射綠色光LG，并且透過藍(lán)色光LB。

第1反射鏡8a配置在紅色光LR的光路中。第1反射鏡8a使透過第1二向色鏡7a的紅色光LR朝向紅色光用光調(diào)制裝置4R反射。第2反射鏡8b和第3反射鏡8c配置在藍(lán)色光LB的光路中。第2反射鏡8b和第3反射鏡8c使透過第2二向色鏡7b的藍(lán)色光LB朝向藍(lán)色光用光調(diào)制裝置4B反射。綠色光LG被第2二向色鏡7b反射而朝向綠色光用光調(diào)制裝置4G前進(jìn)。

第1中繼透鏡9a和第2中繼透鏡9b配置在藍(lán)色光LB的光路中的第2二向色鏡7b的光射出側(cè)。第1中繼透鏡9a和第2中繼透鏡9b具有下述這樣的功能：對(duì)由于藍(lán)色光LB的光路長(zhǎng)度比紅色光LR、綠色光LG的光路長(zhǎng)度長(zhǎng)而導(dǎo)致的藍(lán)色光LB的光的損失進(jìn)行補(bǔ)償。

紅色光用光調(diào)制裝置4R根據(jù)圖像信息對(duì)紅色光LR進(jìn)行調(diào)制，形成與紅色光LR對(duì)應(yīng)的圖像光。綠色光用光調(diào)制裝置4G根據(jù)圖像信息對(duì)綠色光LG進(jìn)行調(diào)制，形成與綠色光LG對(duì)應(yīng)的圖像光。藍(lán)色光用光調(diào)制裝置4B根據(jù)圖像信息對(duì)藍(lán)色光LB進(jìn)行調(diào)制，形成與藍(lán)色光LB對(duì)應(yīng)的圖像光。

在紅色光用光調(diào)制裝置4R、綠色光用光調(diào)制裝置4G和藍(lán)色光用光調(diào)制裝置4B中，例如使用透過型的液晶面板。另外，在液晶面板的入射側(cè)和射出側(cè)配置有未圖示的一對(duì)偏光板。偏光板使特定的方向的直線偏振光透過。

在紅色光用光調(diào)制裝置4R的入射側(cè)配置有場(chǎng)透鏡10R。在綠色光用光調(diào)制裝置4G的入射側(cè)配置有場(chǎng)透鏡10G。在藍(lán)色光用光調(diào)制裝置4B的入射側(cè)配置有場(chǎng)透鏡 10B。場(chǎng)透鏡10R將入射到紅色光用光調(diào)制裝置4R的紅色光LR平行化。場(chǎng)透鏡10G將入射到綠色光用光調(diào)制裝置4G的綠色光LG平行化。場(chǎng)透鏡10B將入射到藍(lán)色光用光調(diào)制裝置4B的藍(lán)色光LB平行化。

合成光學(xué)系統(tǒng)5將與紅色光LR、綠色光LG及藍(lán)色光LB各個(gè)色光對(duì)應(yīng)的圖像光合成，并將合成后的圖像光朝向投影光學(xué)系統(tǒng)6射出。合成光學(xué)系統(tǒng)5例如使用十字分色棱鏡。

投影光學(xué)系統(tǒng)6由包括多個(gè)投影透鏡的投影透鏡組構(gòu)成。投影光學(xué)系統(tǒng)6將利用合成光學(xué)系統(tǒng)5合成的圖像光朝向屏幕SCR放大投影。由此，被放大后的彩色圖像顯示在屏幕SCR上。

接下來，對(duì)光源裝置2進(jìn)行說明。圖2是示出光源裝置2的概要結(jié)構(gòu)的圖。

如圖2所示，在本實(shí)施方式的光源裝置2中，發(fā)光部21、準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)22、聚光光學(xué)系統(tǒng)23、熒光體輪(熒光發(fā)光元件)15、拾取光學(xué)系統(tǒng)40、集成光學(xué)系統(tǒng)31、偏振光轉(zhuǎn)換元件32、重疊光學(xué)系統(tǒng)33依次配置在照明光軸ax1上。

發(fā)光部21具備多個(gè)半導(dǎo)體激光器(發(fā)光元件)21a。多個(gè)半導(dǎo)體激光器21a被配置成，在與照明光軸ax1垂直的面內(nèi)呈陣列狀排列。半導(dǎo)體激光器21a的個(gè)數(shù)并不特別限定。

半導(dǎo)體激光器21a例如射出藍(lán)色的激勵(lì)光BLa。激勵(lì)光BLa朝向準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)22被射出。

發(fā)光部21由于具備多個(gè)半導(dǎo)體激光器21a，因此射出多個(gè)激勵(lì)光BLa。以下，將多個(gè)激勵(lì)光BLa的束稱作激勵(lì)光BL。激勵(lì)光BL與權(quán)利要求書中的“第1波段的光”對(duì)應(yīng)，發(fā)光部21與權(quán)利要求書中的“光源”對(duì)應(yīng)。

從發(fā)光部21射出的激勵(lì)光BL入射到準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)22。準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)22將激勵(lì)光BLa轉(zhuǎn)換為平行光束。準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)22例如由多個(gè)準(zhǔn)直透鏡22a構(gòu)成，該多個(gè)準(zhǔn)直透鏡22a呈陣列狀排列配置。多個(gè)準(zhǔn)直透鏡22a被配置成分別與多個(gè)半導(dǎo)體激光器21a對(duì)應(yīng)。

通過準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)22后的激勵(lì)光BL入射到聚光光學(xué)系統(tǒng)23。聚光光學(xué)系統(tǒng)23使激勵(lì)光BL聚光并入射到熒光體輪15。

圖3是示出熒光體輪15的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)圖，圖3的(a)是俯視圖，圖3的(b)是沿圖3的(a)的A1-A1箭頭觀察的剖視圖。

在本實(shí)施方式中，熒光體輪15是透過型的旋轉(zhuǎn)熒光板。如圖3的(a)、(b)所示，熒光體輪15具有：圓盤狀的旋轉(zhuǎn)基板15a，其被馬達(dá)12(參照?qǐng)D2)驅(qū)動(dòng)而繞旋轉(zhuǎn)軸O進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；環(huán)狀的中間層13，其沿周向(旋轉(zhuǎn)方向)形成在旋轉(zhuǎn)基板15a的一個(gè)面?zhèn)龋欢蛏珜?6，其形成在中間層13上；以及熒光體層11，其形成在二向色層16上。

在使用投影儀1時(shí)，旋轉(zhuǎn)基板15a以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。由此來抑制激勵(lì)光BL連續(xù)地入射到熒光體層11的特定的區(qū)域，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)熒光體層11的長(zhǎng)壽命化。

旋轉(zhuǎn)基板15a由使激勵(lì)光BL透過的材料構(gòu)成。作為旋轉(zhuǎn)基板15a的材料，例如可以使用石英玻璃(石英ガラス)、水晶、藍(lán)寶石、光學(xué)玻璃、透明樹脂等。在本實(shí)施方式中，使用圓盤狀的玻璃基板作為旋轉(zhuǎn)基板15a。因此，旋轉(zhuǎn)基板15a的折射率為1.5。

熒光體層11將激勵(lì)光BL(藍(lán)色光)轉(zhuǎn)換為含有紅色光和綠色光的黃色光即熒光YL。熒光YL與權(quán)利要求書中的“第2波段的光”對(duì)應(yīng)。

熒光體層11例如由含有作為YAG系熒光體的(Y，Gd)₃(Al，Ga)₅O₁₂：Ce的層構(gòu)成。熒光體層11具有吸收激勵(lì)光BL(藍(lán)色光)而轉(zhuǎn)換為黃色的熒光YL的功能。

并且，作為熒光體層11，也可以如上所述僅由熒光體構(gòu)成，也可以由熒光體微粒和粘合劑構(gòu)成。作為粘合劑，使用樹脂材料或無機(jī)材料。這樣由熒光體微粒和粘合劑構(gòu)成的熒光體層的折射率(平均折射率)由熒光體和粘合劑的濃度比率來確定。

例如，在將熒光體微粒的折射率設(shè)為N1、將粘合劑的折射率設(shè)為N2、將熒光體比率設(shè)為α、將粘合劑比率設(shè)為β的情況下(設(shè)α+β＝1)，熒光體層的平均折射率可以由αN1+βN2來確定。

中間層13具有比旋轉(zhuǎn)基板15a的折射率(1.5)小的折射率。在本實(shí)施方式中，中間層13例如由透明石英玻璃(silica glass)構(gòu)成，并且，如后述那樣，折射率被設(shè)定為1.25。中間層13經(jīng)由未圖示的粘接層被支承于旋轉(zhuǎn)基板15a。

上述中間層13例如是通過下述方式來形成的：使用石英玻璃(SiO₂)和聚乙烯醇(PVA)，將SiO₂-PVA溶液凝膠化后澆注到期望的鑄模中，將在大氣中干燥后的石英玻璃的前體(前駆體)以1000℃以上的溫度進(jìn)行燒結(jié)。

二向色層16作為二向色鏡發(fā)揮功能，具有透過激勵(lì)光BL并反射從熒光體層11 射出的熒光YL的特性。

入射到熒光體層11的激勵(lì)光BL的一部分通過被熒光體吸收而轉(zhuǎn)換為熒光YL。熒光YL直接或者通過被二向色層16反射而從熒光體層11射出至外部。另一方面，激勵(lì)光BL中的未被熒光體層11吸收的成分(作為激勵(lì)光BL中的一部分成分的藍(lán)色光BL1)從熒光體層11射出至外部。

光源裝置2通過將從熒光體層11射出的熒光YL和藍(lán)色光BL1合成而射出白色的照明光WL。

圖4是示出熒光體輪15的重要部位結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖4所示，在本實(shí)施方式中，二向色層16例如由第1層疊膜17和第2層疊膜18交替層疊而成的多層膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中，第1層疊膜17由SiO₂構(gòu)成，第2層疊膜18由TiO2構(gòu)成。第2層疊膜18(TiO₂)的折射率比第1層疊膜17(SiO₂)的折射率大。

在本實(shí)施方式中，在二向色層16中的與中間層13的邊界部分形成有第1層疊膜17，在二向色層16中的與熒光體層11的邊界部分形成有第2層疊膜18。即，二向色層16的上表面16a由第2層疊膜18構(gòu)成，二向色層16的下表面16b由第1層疊膜17構(gòu)成。

如圖4所示，將第1層疊膜17的折射率設(shè)為n_L，將第2層疊膜的折射率設(shè)為n_H，將中間層13的折射率設(shè)為N，將入射光(朝向下方的熒光YL)YL1相對(duì)于二向色層16的上表面16a的入射角設(shè)為θ₀，將第2層疊膜18中的光的折射角設(shè)為θ_H，將第1層疊膜17中的光的折射角設(shè)為θ_L。另外，在本實(shí)施方式中，使熒光體層11的折射率n_a為1.85，使第1層疊膜17的折射率n_L為1.46，使第2層疊膜18的折射率n_H為2.4。

在二向色層16與熒光體層11的邊界面處，n_asinθ₀＝n_Hsinθ_H成立，因此，可以得到下面的公式(1)。

sinθ_H＝(n_a/n_H)sinθ₀……公式(1)

來自熒光體層11的入射光YL1透過折射率比熒光體層11高的第2層疊膜18而到達(dá)第1層疊膜17。入射光YL1根據(jù)入射角θ₀的大小而在第1層疊膜17和第2層疊膜18的邊界面處發(fā)生全反射。

在此，第1層疊膜17和第2層疊膜18的邊界面上的臨界角度由下面的公式(2)來確定。

θ_H＝Asin(n_L/n_H)……公式(2)

根據(jù)上述公式(2)，θ_H為37.5°。因此，θ_H＝37.5°以上的光在第1層疊膜17和第2層疊膜18的邊界面上發(fā)生全反射。

根據(jù)上述公式(1)，θ_H＝37.5°以上的光滿足(n_a/n_H)sinθ₀＞sin(37.5°)的關(guān)系。因此，入射角θ₀為52.1°以上的光通過被二向色層16反射而作為照明光WL從熒光體層11射出。

另一方面，入射光YL1中的、入射角θ₀小于52.1°的光存在透過二向色層16而到達(dá)旋轉(zhuǎn)基板15a的可能性。

如果將在二向色層16的第1層疊膜17和第2層疊膜18的邊界面處的、滿足布儒斯特條件光的入射角度設(shè)為θ₁，則θ₁由下面的公式(3)來確定。

θ₁＝Atan(n_H/n_L)……公式(3)

另外，如果將滿足布儒斯特條件光的基于邊界面的折射角設(shè)為θ₂，則θ₂由下面的公式(4)來確定。

θ₂＝Atan(n_L/n_H)……公式(4)

根據(jù)上述公式(3)，θ₁為58.7°。另外，根據(jù)上述公式(4)，θ₂為33.1°。

滿足布儒斯特條件光(入射角度θ₁的光)的P偏振光成分的反射率為0，即透過率為100％，因此，會(huì)到達(dá)旋轉(zhuǎn)基板15a。在本實(shí)施方式中，通過使該入射角度θ₁的光在中間層13全反射而能夠使大部分光射出至外部。

在此，如果將中間層13的臨界角設(shè)為θ₁’，則θ₁’由下面的公式(5)來確定。

θ₁’＝Asin(N/n_L)……公式(5)

在本實(shí)施方式中，具備滿足θ₁＞θ₁’的條件的中間層13。由此，能夠使?jié)M足布儒斯特條件而到達(dá)第1層疊膜17與中間層13的界面的光在中間層13全反射。

具體而言，根據(jù)公式(5)，只要使中間層13的折射率N為1.25以下即可，在本實(shí)施方式中，例如使折射率N為1.25。

并且，在上述說明中，雖然例舉了在二向色層16中的與中間層13的邊界部分形成有第1層疊膜17并在二向色層16中的與熒光體層11的邊界部分形成有第2層疊膜18的情況，但也可以在二向色層16中的與中間層13的邊界部分形成有第2層疊膜18并在二向色層16中的與熒光體層11的邊界部分形成有第1層疊膜17。在該情況下，也只要使熒光體層11的折射率N為1.25以下即可。

另外，熒光YL含有各種角度成分的光線。如果考慮到立體角來比較彼此不同的入射角θ₀的光線，則熒光YL中含有入射角θ₀大的光線比入射角θ₀小的光線多。

圖5是示出在第1層疊膜17和第2層疊膜18的邊界面上、滿足布儒斯特條件的入射光YL1的入射角度θ₀與熒光體層11的折射率n_a之間的關(guān)系的曲線圖。并且，圖5是示出了n_H為2.4、n_L為1.46、θ₂為31.3°、在改變了N_a的情況下、θ₂滿足31.3°的θ₀的變化的曲線圖。

如圖5所示，如果使熒光體層11的折射率n_a增大，則滿足布儒斯特條件的入射角度θ₀變小。即，如果使熒光體層11的折射率n_a增大，則熒光YL中的滿足布儒斯特條件的光線的比例減小，因此，能夠減少朝向旋轉(zhuǎn)基板15a側(cè)的光。

因此，在本實(shí)施方式中，使熒光體層11的折射率n_a為比第1層疊膜17的折射率n_L(1.46)大的1.85。

返回圖2，照明光WL經(jīng)由拾取光學(xué)系統(tǒng)40而入射到集成光學(xué)系統(tǒng)31。拾取光學(xué)系統(tǒng)40包括第1透鏡40a和第2透鏡40b。

集成光學(xué)系統(tǒng)31將照明光WL分割成多個(gè)小光束。集成光學(xué)系統(tǒng)31例如由第1透鏡陣列31a和第2透鏡陣列31b構(gòu)成。第1透鏡陣列31a和第2透鏡陣列31b由多個(gè)微透鏡呈陣列狀排列成的透鏡陣列構(gòu)成。

從集成光學(xué)系統(tǒng)31射出的照明光WL(多個(gè)小光束)入射到偏振光轉(zhuǎn)換元件32。偏振光轉(zhuǎn)換元件32將照明光WL轉(zhuǎn)換為直線偏振光。偏振光轉(zhuǎn)換元件32例如由偏振光分離膜、相位差板和鏡子(mirror)構(gòu)成。

被轉(zhuǎn)換為直線偏振光的照明光WL入射到重疊透鏡33a。重疊透鏡33a使從偏振光轉(zhuǎn)換元件32射出的多個(gè)小光束在照明對(duì)象物上互相重疊。由此，能夠均勻地對(duì)照明對(duì)象物進(jìn)行照明。本實(shí)施方式的重疊光學(xué)系統(tǒng)33由集成光學(xué)系統(tǒng)31和重疊透鏡33a構(gòu)成，其中，集成光學(xué)系統(tǒng)31由第1透鏡陣列31a和第2透鏡陣列31b構(gòu)成。

根據(jù)本實(shí)施方式的光源裝置2，利用配置在二向色層16與旋轉(zhuǎn)基板15a之間的、折射率比旋轉(zhuǎn)基板15a小的中間層13，能夠使透過二向色層16后的光(熒光YL的一部分)全反射而經(jīng)由熒光體層11射出至外部。由此，能夠高效地將由熒光體層11生成的熒光YL作為照明光WL來利用，因此，能夠獲得明亮的照明光WL。

另外，在本實(shí)施方式的投影儀1中，由于具備光利用效率高的光源裝置2，因此，能夠提供光利用效率高的投影儀。

(第2實(shí)施方式)

接下來，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式與第1實(shí)施方式的差異是在光源裝置中生成照明光的結(jié)構(gòu)。在以下內(nèi)容中，以光源裝置的結(jié)構(gòu)為主體進(jìn)行說明。并且，對(duì)于與第1實(shí)施方式中的構(gòu)成部件相同的構(gòu)成部件，附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略說明。

圖6是示出本實(shí)施方式的光源裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。

如圖6所示，本實(shí)施方式的光源裝置2A具備發(fā)光部110、準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)70、二向色鏡80、聚光光學(xué)系統(tǒng)90、相位差板50、熒光體輪(熒光發(fā)光元件)15A、馬達(dá)12、集成光學(xué)系統(tǒng)31、偏振光轉(zhuǎn)換元件32和重疊光學(xué)系統(tǒng)33。

發(fā)光部110由射出由激光構(gòu)成的激勵(lì)光BL的半導(dǎo)體激光器(發(fā)光元件)構(gòu)成。發(fā)光部110可以是由1個(gè)半導(dǎo)體激光器構(gòu)成的部件，也可以是由許多半導(dǎo)體激光器構(gòu)成的部件。并且，發(fā)光部110也可以使用射出除445nm以外的波長(zhǎng)(例如，460nm)的藍(lán)色光的半導(dǎo)體激光器。

在本實(shí)施方式中，發(fā)光部110被配置成照明光軸ax3與照明光軸ax2垂直。

準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)70具備第1透鏡72和第2透鏡74，將來自發(fā)光部110的光大致平行化。第1透鏡72和第2透鏡74由凸透鏡構(gòu)成。

二向色鏡80被配置成，在從準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)70至聚光光學(xué)系統(tǒng)90的光路中，以45°的角度分別與發(fā)光部110的照明光軸ax3和照明光軸ax2相交。二向色鏡80對(duì)于藍(lán)色光具有偏振光分離功能，并且，對(duì)于含有紅色光和綠色光的黃色的熒光，不論其偏振狀態(tài)如何都使其通過。

來自發(fā)光部110的激勵(lì)光BL作為S偏振光入射到二向色鏡80，被二向色鏡80朝向聚光光學(xué)系統(tǒng)90反射。

聚光光學(xué)系統(tǒng)90具有使來自二向色鏡80的激勵(lì)光BL在大致聚光的狀態(tài)下入射到熒光體輪15A的熒光體層11的功能、以及對(duì)從熒光體輪15A射出的熒光進(jìn)行拾取(pick up)的功能。

圖7是用于說明實(shí)施方式的熒光體輪15A而示出的圖。圖7的(a)是熒光體輪15A的俯視圖，圖7的(b)是沿圖7的(a)的B1-B1箭頭觀察的剖視圖。

本實(shí)施方式的熒光體輪15A是反射型的旋轉(zhuǎn)熒光板。如圖6和圖7所示，熒光體輪15A中，在能夠借助馬達(dá)12旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)基板25上具有：環(huán)狀的中間層13；二 向色層16，其形成在中間層13上；以及熒光體層11，其形成在二向色層16上。

在本實(shí)施方式中，熒光體輪15A是下述這樣的反射型輪：朝向與激勵(lì)光BL入射的一側(cè)相同的一側(cè)射出熒光YL。

旋轉(zhuǎn)基板25例如由石英玻璃、水晶、藍(lán)寶石、光學(xué)玻璃、透明樹脂等透光性部件構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，使用圓盤狀的玻璃基板作為旋轉(zhuǎn)基板25。因此，旋轉(zhuǎn)基板25的折射率為1.5。

中間層13具有比旋轉(zhuǎn)基板25的折射率(1.5)小的折射率。

在本實(shí)施方式中，中間層13例如由透明石英玻璃構(gòu)成，折射率為1.25。

熒光體層11被來自發(fā)光部110的激勵(lì)光BL激勵(lì)而射出熒光YL。二向色層16使激勵(lì)光BL中的未被熒光體層11吸收的成分(作為激勵(lì)光BL中的一部分成分的藍(lán)色光B)反射，并且，使由熒光體層11產(chǎn)生的熒光YL中向下方射出的成分朝向上方反射。

熒光YL透過二向色鏡80而入射到集成光學(xué)系統(tǒng)31。藍(lán)色光B再次透過相位差板50而被轉(zhuǎn)換為相對(duì)于二向色鏡80的P偏振光。作為P偏振光的藍(lán)色光B透過二向色鏡80而入射到集成光學(xué)系統(tǒng)31。

并且，也可以利用二向色鏡80使從配置在二向色鏡80的與發(fā)光部110相反一側(cè)的另一發(fā)光部射出的藍(lán)色光B向集成光學(xué)系統(tǒng)31側(cè)反射，并與熒光YL合成而生成照明光WL。

本實(shí)施方式的光源裝置2A使從熒光體層11射出的熒光YL和藍(lán)色光B合成而成的白色的照明光WL入射到集成光學(xué)系統(tǒng)31。

在本實(shí)施方式的熒光體輪15A中，在二向色層16與旋轉(zhuǎn)基板15a之間配置有折射率比旋轉(zhuǎn)基板25小的中間層13。因此，透過二向色層16后的光(熒光YL)被中間層13朝向聚光光學(xué)系統(tǒng)90反射。由此，能夠高效地將由熒光體層11生成的熒光YL作為照明光WL來利用。

以上，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不受上述方式限定，能夠在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)刈兏?/p>

例如，在上述實(shí)施方式中，雖然例舉了由透明石英玻璃形成中間層13的情況，但本發(fā)明并不限于此。例如，也可以利用樹脂材料來形成中間層13。

另外，在上述實(shí)施方式中，雖然例舉了使用熒光體層11形成于旋轉(zhuǎn)基板15a或 25上的旋轉(zhuǎn)熒光輪的情況，但本發(fā)明并不限于此。

例如，也可以對(duì)下述這樣的光源裝置采用本發(fā)明，該光源裝置對(duì)設(shè)置于被固定的基板上的熒光體層11照射激勵(lì)光而產(chǎn)生熒光。

另外，在上述實(shí)施方式中，雖然例示出具備3個(gè)光調(diào)制裝置4R、4G、4B的投影儀1，但也可以應(yīng)用于以1個(gè)液晶光調(diào)制裝置來顯示彩色影像的投影儀。另外，作為光調(diào)制裝置，也可以使用數(shù)字微鏡器件(Digital Mirror Device)。

另外，雖然在上述實(shí)施方式中，示出了將本發(fā)明的光源裝置搭載于投影儀的示例，但并不限于此。本發(fā)明的光源裝置還可以應(yīng)用于照明器具、汽車的頭燈等。