CN110476010B - 照明装置以及投影仪 - Google Patents

Abstract

提供能够减少颜色不匀的照明装置。本发明的照明装置具有包含第1光源区域的第1光源单元、第2光源单元和光线束调整光学系统。第1光源区域射出平行化后的第1色光。第1光源单元射出包含第1色光的第1光。第2光源单元射出比第1光粗的平行化后的第2光。第2光由颜色与第1色光不同的第2色光构成。光线束调整光学系统设置在第1光的光路上。光线束调整光学系统的后级的第1光与第2光的粗度之差比光线束调整光学系统的前级的第1光与第2光的粗度之差小。

Description

照明装置以及投影仪

技术领域

本发明涉及照明装置以及投影仪。

背景技术

例如，作为用于投影仪的照明装置，提出了利用激光元件和荧光体的照明装置。下述的专利文献1中公开了如下投射装置，该投射装置具有：照明光学系统，其具有蓝色激光光源、红色激光光源和绿色荧光体；液晶面板，其对来自照明光学系统的蓝色光、红色光和绿色光分别进行调制；以及投射光学系统。

在该投射装置中，来自蓝色激光光源的蓝色光在半反射镜上分支，分支出的蓝色光的一部分射入到蓝色光用液晶面板，另一部分作为激励光射入到绿色荧光体。由绿色荧光体产生的绿色的荧光射入到绿色光用液晶面板。来自红色激光光源的红色光射入到红色光用液晶面板。

专利文献1：日本特开2013-65414号公报

发明内容

在专利文献1的投射装置中，由荧光形成的绿色光具有兰伯配光分布，比由激光形成的红色光、蓝色光粗。此外，一般而言，在蓝色激光元件和红色激光元件中输出功率不同，因此，为了取得光量平衡，需要使所使用的激光元件的个数相互不同。因此，红色光与蓝色光的粗度相互不同。这样，当会聚粗度相互不同的彩色光而向显示面板照射并投射图像时，存在产生颜色不匀这样的问题。

本发明的一个方式正是为了解决上述课题而完成的，其目的之一在于提供一种能够减少颜色不匀的照明装置。此外，本发明的一个方式的目的之一在于提供一种具有所述照明装置的投影仪。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明的一个方式的照明装置具有：第1光源单元，其包含射出平行化后的第1色光的第1光源区域，并射出包含所述第1色光的第1光；第2光源单元，其射出由颜色与所述第1色光不同的第2色光构成且比所述第1色光粗的平行化后的第2光；以及光线束调整光学系统，其设置在所述第1光的光路上。所述光线束调整光学系统具有使所述第1光变粗的功能，以使所述光线束调整光学系统的后级的所述第1光与所述第2光的粗度之差比所述光线束调整光学系统的前级的所述第1光与所述第2光的粗度之差小。

根据本发明的一个方式的照明装置，与不具有光线束调整光学系统的情况相比，可减少颜色不匀。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述光线束调整光学系统包含：第1反射元件，其使所述第1光的第1成分透过并且使所述第1光的第2成分反射；以及第2反射元件，其使透过所述第1反射元件的所述第1成分反射。

根据该结构，通过变更第1反射元件与第2反射元件的距离，能够调整第1光的粗度。

也可以是，本发明的一个方式的照明装置还具有：第1光线合成光学系统，其具有对所述第2光与通过所述光线束调整光学系统的所述第1光进行合成的功能；以及扩散元件，其设置在所述光线束调整光学系统与所述第1光线合成光学系统之间的所述第1光的光路上。

根据该结构，第2光与通过光线束调整光学系统的第1光从第1光线合成光学系统朝向相同的方向射出。此外，由于第1光在通过光线束调整光学系统变粗的状态下射入到扩散元件，因此与第1光在保持较窄的状态下射入到扩散元件的情况相比，能够使用扩散力较弱的扩散元件。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述第1光源单元还具有：第2光源区域，其射出颜色与所述第1色光和所述第2色光不同的平行化后的第3色光；以及第2光线合成光学系统，其具有对所述第1色光与所述第3色光进行合成的功能，所述第1光源单元射出包含所述第1色光和所述第3色光中的至少一者的所述第1光。

根据该结构，第1色光和第3色光从第2光线合成光学系统朝向相同的方向射出。因此，通过光线束调整光学系统来调整包含第1色光和第3色光中的至少一者的第1光的粗度。

也可以是，本发明的一个方式的照明装置还具有光源控制装置，所述第2光源单元具有：第3光源区域，其射出第4色光；以及波长转换元件，其将所述第4色光转换为所述第2色光，所述光源控制装置构成为，相互独立地控制所述第1光源区域、所述第2光源区域和所述第3光源区域的各输出。

根据该结构，照明装置能够以时分的方式射出第1色光、第2色光和第3色光。此外，能够调整从照明装置射出的照明光的颜色平衡。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述第1色光和所述第4色光位于蓝色区域，所述第2色光位于绿色区域，所述第3色光位于红色区域。

根据该结构，可以提供能够应用于与全彩色显示对应的显示装置等的照明装置。此外，能够获得白色光。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述第4色光的峰值波长比所述第1色光的峰值波长短。

根据该结构，在使第1色光射入到例如显示装置的光调制装置并作为显示用的光使用的情况下，能够与显示用的光的波长独立地结合波长转换元件的特性，来选择使波长转换元件激励的激励光即第4色光的波长。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述光线束调整光学系统包含远焦光学系统。

根据该结构，能够容易地使第1光变粗。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述光线束调整光学系统包含：第1反射元件，其使所述第1光的第1成分透过并且使所述第1光的第2成分反射；以及第2反射元件，其使被所述第1反射元件反射的所述第2成分反射。

根据该结构，通过变更第1反射元件与第2反射元件的距离，能够调整第1光的粗度。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述第1光源区域具有激光元件，所述激光元件的光射出区域的长边方向与所述第1反射元件反射所述第2成分的方向平行。

在第1光源区域具有激光元件的情况下，与从激光元件射出的光的光轴垂直的截面形状是椭圆形，光射出区域的长边方向对应于椭圆形的短轴方向。因此，如果光射出区域的长边方向与第1反射元件使第2成分反射的方向平行，则与不平行的情况相比，能够使与包含多道光的光线束的光轴垂直的截面形状接近圆形。由此，颜色不匀容易减少。

可以是，本发明的一个方式的照明装置还具有：第1光线合成光学系统，其具有对所述第2光与通过所述光线束调整光学系统的所述第1光进行合成的功能；以及扩散元件，其供从所述第1光线合成光学系统射出的光入射。

根据该结构，第2光与通过光线束调整光学系统的第1光从第1光线合成光学系统朝向相同的方向射出，并射入到扩散元件。因此，能够在第1光和第2光中共用1个扩散元件。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述第2光源单元具有：第2光源区域，其射出第4色光；波长转换元件，其将所述第4色光转换为所述第2色光；至少一个透镜阵列，其设置在所述第1光源区域以及所述第2光源区域的后级；以及扩散元件，其供从所述光线束调整光学系统射出的光入射，所述光线束调整光学系统设置在所述至少一个透镜阵列的后级。

根据该结构，除了通过透镜阵列使波长转换元件上的光强度分布均匀化以外，还通过将光线束调整光学系统设置于至少一个透镜阵列的后级，来使扩散元件上的光强度分布也均匀化。由此，能够减少颜色不匀和斑点。

本发明的一个方式的投影仪具有：本发明的一个方式的照明装置；光调制装置，其通过根据图像信息调制来自所述照明装置的光，从而形成图像光；以及投射光学系统，其投射所述图像光。

本发明的一个方式的投影仪能够显示颜色不匀较少的彩色图像。

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实施方式的照明装置的概略结构图。

图3是从-X方向观察到的第2光源单元的侧视图。

图4是用于说明从与Z方向垂直的方向观察照明装置的情况下的蓝色光的光路的图。

图5是用于说明从Z方向观察照明装置的情况下的蓝色光的光路的图。

图6是半导体激光元件的立体图。

图7是用于说明从与Z方向垂直的方向观察照明装置的情况下的红色光的光路的图。

图8是用于说明从与Z方向垂直的方向观察照明装置的情况下的绿色光的光路的图。

图9是用于说明从与Z方向垂直的方向观察比较例的照明装置的情况下的蓝色光的光路的图。

图10是用于说明从Z方向观察比较例的照明装置的情况下的蓝色光的光路的图。

图11是第2实施方式的照明装置的概略结构图。

图12是第2实施方式的变形例的照明装置的概略结构图。

图13是第3实施方式的投影仪的概略结构图。

图14是第4实施方式的照明装置的概略结构图。

图15是第5实施方式的照明装置的概略结构图。

图16是第6实施方式的照明装置的概略结构图。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，使用图1～图9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具有使用半导体激光器的光源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示出了不同的比例尺。

本实施方式的投影仪1是在屏幕SCR上显示彩色图像的投影型图像显示装置。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。投影仪1使用能够获得高亮度/高输出的光的半导体激光器来作为光源装置的发光元件。

图1是本实施方式的投影仪1的概略结构图。

如图1所示，投影仪1具有照明装置100、颜色分离导光光学系统200、红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G、蓝色光用光调制装置400B、十字分色棱镜500和投射光学系统600。

在本实施方式中，照明装置100射出包含红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB的白色的照明光WL。

颜色分离导光光学系统200具有分色镜210、分色镜220、反射镜230、反射镜240、反射镜250、中继透镜260和中继透镜270。颜色分离导光光学系统200将来自照明装置100的照明光WL分离为红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB，将红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB分别引导至对应的红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B。

在颜色分离导光光学系统200与红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G、蓝色光用光调制装置400B之间分别配置有场透镜300R、场透镜300G、场透镜300B。

分色镜210使红色光成分透过，对绿色光成分和蓝色光成分进行反射。分色镜220对绿色光成分进行反射，使蓝色光成分透过。反射镜230对红色光成分进行反射。反射镜240和反射镜250对蓝色光成分进行反射。

红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B分别由根据图像信息调制所入射的彩色光从而形成图像的液晶面板构成。

另外，虽然省略图示，但是，在场透镜300R、场透镜300G、场透镜300B与红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G、蓝色光用光调制装置400B之间分别配置有入射侧偏振片。在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G、蓝色光用光调制装置400B与十字分色棱镜500之间分别配置有射出侧偏振片。

十字分色棱镜500合成从红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G、蓝色光用光调制装置400B射出的各图像光，从而形成彩色图像。十字分色棱镜500将4个直角棱镜贴合在一起而得到，俯视观察呈大致正方形，在将直角棱镜彼此贴合而形成的大致X字状的界面上设置有电介质多层膜。

利用投射光学系统600将从十字分色棱镜500射出的彩色图像扩大投射在屏幕SCR上。

图2是照明装置100的概略结构图。图3是在+X方向上观察到的第2光源单元20的侧视图。

作为坐标轴，设从照明装置100射出照明光WL的方向为Y方向，设从第2光源单元20射出红色光R的方向为X方向，设与X方向和Y方向垂直且从纸面的近前朝向里侧的方向为Z方向。

如图2所示，照明装置100具有第1光源单元10、光线束调整光学系统15、第2光源单元20、第1光线合成光学系统25、第3光源单元30、光线合成元件35、聚光光学系统40、扩散元件50、拾取光学系统60、积分光学系统70和重叠透镜80。

本实施方式的照明装置100对应于权利要求的照明装置。本实施方式的第1光源单元10对应于权利要求的第1光源单元。本实施方式的光线束调整光学系统15对应于权利要求的光线束调整光学系统。本实施方式的第2光源单元20对应于权利要求的第2光源单元。本实施方式的第1光线合成光学系统25对应于权利要求的第1光线合成光学系统。本实施方式的扩散元件50对应于权利要求的扩散元件。

第1光源单元10、光线束调整光学系统15和第1光线合成光学系统25设置在光轴AX1上。第2光源单元20、第1光线合成光学系统25和光线合成元件35设置在与光轴AX1垂直的光轴AX2上。第3光源单元30、光线合成元件35、聚光光学系统40、扩散元件50、拾取光学系统60、积分光学系统70和重叠透镜80设置在与光轴AX2垂直的光轴AX3上。

第1光源单元10具有第1光源区域11和准直光学系统13。第1光源区域11具有1个第1半导体激光元件111。第1半导体激光元件111射出例如峰值波长为460nm～480nm的蓝色光B。

准直光学系统13对从第1半导体激光元件111射出的蓝色光B进行大致平行化。准直光学系统13由凸透镜131构成。这样，第1光源单元10射出平行化后的蓝色光B0。

本实施方式的蓝色光B0对应于权利要求的第1色光和第1光。

光线束调整光学系统15包含远焦光学系统16和光线宽度扩大光学系统17。如下所述，光线束调整光学系统15使从第1光源单元10射出的蓝色光B0变粗。

远焦光学系统16扩大从第1光源单元10射出的蓝色光B0的直径。远焦光学系统16具有凹透镜161和凸透镜162。本实施方式的远焦光学系统16对应于权利要求的远焦光学系统。

光线宽度扩大光学系统17包含：第1反射元件171(参照图4)，其使蓝色光B0的第1成分B1透过并且使蓝色光B0的第2成分B2反射；以及第2反射元件172(参照图4)，其使被第1反射元件171反射的第2成分B2反射。第1反射元件171和第2反射元件172分别配置成与Y方向和Z方向分别形成45°的角度。

另外，在本说明书中，第1成分B1和第2成分B2分别表示一部分的光与另外一部分的光，而不表示光中的具有相互不同的波长的成分。即，在本实施方式中，第1反射元件171由半反射镜构成。但是，第1反射元件171也可以是偏振光分离元件。第2反射元件172由使被第1反射元件171反射的第2成分B2反射的全反射镜构成。

图4是用于说明从X方向观察照明装置100的情况下的蓝色光B0的光路的图。在图4中，为了容易理解说明，省略位于蓝色光B0的光路上的第1光线合成光学系统25和光线合成元件35的图示，如图2所示，呈直线状地描绘出弯折的蓝色光B0的光路。

如图4所示，蓝色光B0在通过远焦光学系统16而成为较粗的蓝色光B0’之后，被光线宽度扩大光学系统17分支为第1成分B1和第2成分B2。第1成分B1透过第1反射元件171而在-Y方向上前进。第2成分B2由第1反射元件171反射而在+Z方向上前进，进而由第2反射元件172反射而在-Y方向上前进。这样，蓝色光B被光线束调整光学系统15分支为在相互平行的方向上前进的第1成分B1和第2成分B2。由此，光线束调整光学系统15的后级的蓝色光B3比光线束调整光学系统的前级的蓝色光B0粗。

另外，在本说明书中，在光由多道光束构成的情况下，光的粗度被定为在从光的光轴方向观察时与位于最外周的光束外接的图形的面积。此外，在光由一道光束构成的情况下，光的粗度被定义为与光轴垂直的光的截面积。因此，上述的情况下，示出了光线束调整光学系统15的后级的与构成蓝色光B3的2道光束(第1成分B1和第2成分B2)外接的图形的面积比光线束调整光学系统15的前级的蓝色光B0的截面积大。作为上述的图形，例如使用圆。

第2光源单元20具有第2光源区域21和准直光学系统22。如图3所示，第2光源区域21由7个第2半导体激光元件211构成。第2半导体激光元件211射出例如峰值波长为610nm～680nm的红色光R。第2光源单元20射出由与蓝色光B(第1色光)不同的颜色的7条红色光R形成的红色光R0。

准直光学系统22对从第2半导体激光元件211射出的红色光R进行大致平行化。准直光学系统22由分别与多个第2半导体激光元件211对应地设置的凸透镜221构成。因此，红色光R0被平行化，比蓝色光B0粗。

本实施方式的红色光R0对应于权利要求的第2色光和第2光。

图3是在+X方向上观察到的第2光源单元20的侧视图。

如图3所示，7个第2半导体激光元件211具有以下结构：在Z方向的上段，在Y方向上并列地配置有2个第2半导体激光元件211，在中段，在Y方向上并列地配置有3个第2半导体激光元件211，在下段，在Y方向上并列地配置有2个第2半导体激光元件211。通过这样的配置，例如，在使用具有CAN封装的半导体激光元件的情况下，能够紧密地配置7个第2半导体激光元件211，并能够对第2光源单元20进行小型化。关于第3光源单元30，也同样如此。

如图2所示，第1光线合成光学系统25具有对红色光R0与通过光线束调整光学系统15的蓝色光B3进行合成从而生成光BR的功能。第1光线合成光学系统25由使红色光R0透过并对蓝色光B3进行反射的分色镜构成。分色镜配置成分别与X方向和Y方向形成45°的角度。

第3光源单元30具有第3光源区域31和准直光学系统32。第3光源区域31由7个第3半导体激光元件311构成。第3半导体激光元件311射出例如峰值波长为500nm～590nm的绿色光G。第3光源单元30射出由颜色与蓝色光B不同的7条绿色光G形成的绿色光G0。

准直光学系统32对从第3半导体激光元件311射出的绿色光G进行大致平行化。准直光学系统32由分别与多个第3半导体激光元件311对应地设置的凸透镜321构成。因此，绿色光G0被平行化，比蓝色光B0粗。

光线合成元件35具有将绿色光G0与光BR进行合成的功能。光线合成元件35由使绿色光G0透过并对光BR进行反射的分色镜构成。分色镜配置成分别与X方向和Y方向形成45°的角度。因此，从光线合成元件35射出将蓝色光B3、绿色光G0与红色光R0合成后得到的白色光W。

聚光光学系统40会聚从光线合成元件35射出的白色光W并使其射入到扩散元件50。聚光光学系统40由凸透镜401构成。

扩散元件50具有：扩散板501；以及马达503，其用于以旋转轴502为中心使扩散板501旋转。扩散元件50使射入到扩散板501的白色光W扩散。

拾取光学系统60对从扩散元件50射出的白色光W进行大致平行化。拾取光学系统60由凸透镜601构成。

积分光学系统70具有第1透镜阵列71和第2透镜阵列72。第1透镜阵列71具有多个透镜711，该多个透镜711用于将从拾取光学系统60射出的白色光W分割为多个部分的光线束。多个透镜711呈矩阵状地排列在与光轴AX3垂直的面内。

第2透镜阵列72具有多个透镜721，该多个透镜721对应于第1透镜阵列71的多个透镜711。第2透镜阵列72与重叠透镜80一起使第1透镜阵列71的各透镜711的像形成在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域的附近。多个透镜721呈矩阵状地排列在与光轴AX3垂直的面内。

图6是第1半导体激光元件111的立体图。

如图6所示，第1半导体激光元件111具有射出蓝色光B的光射出区域111a。光射出区域111a的平面形状是在从光的主光线Bc的方向观察时具有长边方向W1和短边方向W2的大致矩形状。第2半导体激光元件211和第3半导体激光元件311的形状也与第1半导体激光元件111相同。

在第1半导体激光元件111中，光射出区域111a的长边方向W1与Z方向一致，光射出区域111a的短边方向W2与X方向一致，该X方向与Z方向交叉。

从第1半导体激光元件111射出的蓝色光B是具有与长边方向W1平行的偏振方向的直线偏振光。短边方向W2上的蓝色光B的发散角θ2比长边方向W1上的蓝色光B的发散角θ1大。由此，与蓝色光B的光轴垂直的截面形状BS为将X方向作为长轴方向、将Z方向作为短轴方向的椭圆形状。

如图4所示，在从与YZ面垂直的方向观察照明装置100的情况下，从第1半导体激光元件111射出的蓝色光B的发散角θ1相对较小。蓝色光B在通过远焦光学系统16而成为较粗的蓝色光B0’之后，被光线宽度扩大光学系统17分支为2个成分B1、B2。第1半导体激光元件111的光射出区域111a的长边方向W1与光线束调整光学系统15的第1反射元件171反射第2成分B2的方向平行。通过被分支为2个成分B1、B2而变粗的蓝色光B3射入到聚光光学系统40。

图5是用于说明从Z方向观察照明装置100的情况下的蓝色光B0的光路的图。在图5中，为了容易理解说明，省略位于蓝色光B0的光路上的第1光线合成光学系统25和光线合成元件35的图示，如图2所示，呈直线状地描绘出弯折的蓝色光B0的光路。

如图5所示，在从Z方向观察照明装置100的情况下，从第1半导体激光元件111射出的蓝色光B的发散角θ2比图4所示的发散角θ1大。

图7是用于说明从X方向观察照明装置100的情况下的红色光R的光路的图。在图7中，为了容易理解说明，省略位于红色光R的光路上的第1光线合成光学系统25和光线合成元件35的图示，如图2所示，呈直线状地描绘出弯折的红色光R的光路。

图8是用于说明从X方向观察照明装置100的情况下的绿色光G的光路的图。在图8中，为了容易理解说明，省略了位于绿色光G的光路上的光线合成元件35的图示。

如图7所示，在从X方向观察照明装置100的情况下，分别从第2半导体激光元件211射出的红色光R的发散角θ3是与蓝色光B的发散角θ1相同的水平。图7中仅示出了3条红色光R，但是实际上7道红色光R射入到聚光光学系统。如图8所示，关于绿色光G，也与红色光R相同。

一般而言，蓝色光用半导体激光元件的输出功率充分大于绿色光用半导体激光元件、红色光用半导体激光元件。因此，在由这些彩色光构成白色光的情况下，为了调整白平衡，需要使绿色光用半导体激光元件、红色光用半导体激光元件的个数比蓝色光用半导体激光元件的个数多。

因此，在本实施方式中，第1光源单元10具有1个第1半导体激光元件111，与此相对，第2光源单元20具有7个第2半导体激光元件211，第3光源单元30具有7个第3半导体激光元件311。由此，在光线束调整光学系统的前级进行比较的情况下，由7条红色光R构成的从第2光源单元20射出的第2光(红色光R0)、由7条绿色光G构成的从第3光源单元30射出的绿色光G0分别比由1条蓝色光B构成的从第1光源单元10射出的第1光(蓝色光B0)粗。

这里，说明从本实施方式的照明装置100去除光线束调整光学系统15后的比较例的照明装置900。

图9是用于说明从与YZ面垂直的方向观察比较例的照明装置900的情况下的蓝色光B0的光路的图。图10是用于说明从Z方向观察比较例的照明装置900的情况下的蓝色光B0的光路的图。

如图9和图10所示，在比较例的照明装置900的情况下，蓝色光B0在不被光线束调整光学系统15加粗的情况下，射入到聚光光学系统40。射入到聚光光学系统40之前的蓝色光B0越粗，蓝色光B0射入到扩散元件50时的入射角的分布范围越大。

关于红色光R0和绿色光G0，比较例的照明装置900具有与本实施方式的照明装置100相同的结构。因此，如图7和图8所示，红色光R0和绿色光G0在比蓝色光B0粗的状态下射入到聚光光学系统40进行会聚后，射入到扩散元件50。因此，红色光R0和绿色光G0分别射入到扩散元件50时的入射角的分布范围α5、α6比蓝色光B0射入到扩散元件50时的入射角的分布范围α3、α4大。在本实施方式的结构中，由于全部的彩色光射入到共用的聚光光学系统40，因此反映出入射角的分布范围，从扩散元件50射出红色光R0和绿色光G0时的扩散角β5、β6比从扩散元件50射出蓝色光B3时的扩散角β3、β4大。

这样，在比较例的照明装置900中，扩散角不同的多个彩色光射入到积分光学系统等的后级的光学系统，由此，产生颜色不匀。

与此相对，如图4所示，由于本实施方式的照明装置100具有光线束调整光学系统15，所以光线束调整光学系统15的后级的蓝色光B3比光线束调整光学系统15的前级的蓝色光B0粗。因此，光线束调整光学系统15的后级的蓝色光B3与红色光R0的粗度之差比光线束调整光学系统15的前级的蓝色光B0与红色光R0的粗度之差小。

并且，通过适当调整光线束调整光学系统15的第1反射元件171与第2反射元件172的距离，能够使光线束调整光学系统15的后级的蓝色光B3与红色光R0的粗度大致相同。另外，上面说明了蓝色光B3与红色光R0的关系，但是，蓝色光B3与绿色光G0的关系也同样如此。

该情况下，由于各色光射入到扩散元件50时的入射角的分布范围相互大致相等，所以从扩散元件50射出各色光时的扩散角也相互大致相等。这样，在本实施方式的照明装置100中，扩散角大致相等的多个彩色光射入到积分光学系统70等的后级的光学系统，由此，能够减少颜色不匀。

此外，在不具有光线束调整光学系统15的比较例的照明装置900中，为了减小多个彩色光的扩散角的不同，需要另行具有扩散力比红色光用或绿色光用的扩散元件大的蓝色光用的扩散元件。该情况下，产生部件个数的增大、照明装置的大型化等不良情况。与此相对，在本实施方式的照明装置100中，由于能够在全部彩色光中共用1个扩散元件50，因此不会产生上述的不良情况。

此外，在本实施方式的情况下，光线束调整光学系统15包含远焦光学系统16，能够利用远焦光学系统16使蓝色光B0变粗，因此，容易实现光线束调整光学系统15的后级的蓝色光B3与红色光R0的粗度之差比光线束调整光学系统15的前级的蓝色光B0与红色光R0的粗度之差小的结构。

另外，关于远焦光学系统16与光线宽度扩大光学系统17的配置顺序，也可以与本实施方式相反，在远焦光学系统16的前级配置光线宽度扩大光学系统17。但是，如本实施方式所示，在光线宽度扩大光学系统17的前级配置远焦光学系统16的情况更能够实现远焦光学系统16的小型化。

此外，在本实施方式的情况下，第1半导体激光元件111的光射出区域111a的长边方向W1与第1反射元件171使第2成分B2反射的方向(即，第1成分B1和第2成分B2分支的方向)平行。因此，与这些方向不平行的情况相比，能够使与包含2个成分B1、B2的光的光轴垂直的截面形状接近圆形。由此，容易减少颜色不匀。

[第2实施方式]

接着，使用图11对本发明的第2实施方式进行说明。

第2实施方式的投影仪的基本结构与第1实施方式相同，照明装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略投影仪整体的说明，仅说明照明装置。

图11是第2实施方式的照明装置102的概略结构图。

在图11中，对于与在第1实施方式中使用的附图相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。

如图11所示，本实施方式的照明装置102具有第1光源单元330、光路变更光学系统340、光线束调整光学系统350、第2光源单元360、第1光线合成光学系统370、扩散元件380、积分光学系统70、偏振光转换元件390和重叠透镜80。

第1光源单元330具有第1光源区域331和准直光学系统13。第1光源区域331由分别射出例如峰值波长为460nm～480nm的蓝色光B的多个第1半导体激光元件111构成。图11示出了一个第1半导体激光元件111，但是，在与纸面垂直的方向上排列有多个第1半导体激光元件111。

准直光学系统13由对蓝色光B进行大致平行化的凸透镜131构成。从第1光源区域331射出并被准直光学系统13平行化后的多个蓝色光B构成蓝色光B0。蓝色光B0对应于权利要求的第1色光和第1光。

第2光源单元360具有第2光源区域361、准直光学系统13、均化器光学系统362、准直聚光光学系统364和波长转换元件365。第2光源区域361由分别射出例如峰值波长为440nm～460nm的激励光E的多个第2半导体激光元件363构成。

准直光学系统13对从第2半导体激光元件363射出的激励光E进行大致平行化。准直光学系统13由分别与多个第2半导体激光元件363对应地设置的凸透镜131构成。

均化器光学系统362将从准直光学系统13射出的激励光E的被照明区域(波长转换元件365的荧光体层366)中的光强度分布转换为均匀的状态。均化器光学系统362例如由一对的透镜阵列362A和透镜阵列362B构成。

准直聚光光学系统364具有在使透过第1光线合成光学系统370的激励光E大致会聚的状态下射入到荧光体层366的功能和对从荧光体层366射出的荧光Y进行大致平行化的功能。准直聚光光学系统364具有第1凸透镜364A和第2凸透镜364B。

波长转换元件365将激励光E转换为荧光Y。波长转换元件365具有：荧光体层366；基板367，其支承荧光体层366；以及固定部件368，其将荧光体层366固定于基板367。

荧光体层366包含有荧光体材料，该荧光体材料吸收例如波长440nm～460nm的激励光E而被激励。被激励光E激励后的荧光体生成例如在500nm～700nm的波段中具有峰值波长的黄色的荧光Y。荧光体层366具有由无机材料构成的母剂和分散到母剂中的作为发光中心的活化剂。荧光体层366例如由以Ce作为活化剂的(Y、Gd)₃(Al、Ga)₅O₁₂(YAG：Ce)构成的YAG系荧光体构成。

第2半导体激光元件363的峰值波长优选比第1半导体激光元件111的峰值波长短，以使YAG系荧光体有效地产生荧光Y。

多个第1半导体激光元件111和多个第2半导体激光元件363构成光源阵列334。多个第1半导体激光元件111排列成1列，多个第2半导体激光元件363排列成3列。

光路变更光学系统340具有分支镜341和反射镜342。分支镜341和反射镜342分别配置成与X方向和Y方向分别形成45°的角度。分支镜341通过使来自光源阵列334的光中的蓝色光B0反射，使蓝色光B0从激励光E分支出。在+X方向上前进的蓝色光B0由分支镜341反射而在-Y方向上前进，进一步由反射镜342反射而在+X方向上前进。

光线束调整光学系统350包含：第1反射元件351，其使蓝色光B0中的第1成分B1透过，并且使蓝色光B0中的第2成分B2反射；以及第2反射元件352，其使透过第1反射元件351的第1成分B1反射。第1反射元件351和第2反射元件352分别配置成与X方向和Y方向分别形成45°的角度。第1反射元件351由半反射镜构成。

第1成分B1由第2反射元件352反射而在+Y方向上前进。第2成分B2由第1反射元件351反射而在+Y方向上前进。这样，蓝色光B被光线束调整光学系统350分支为在相同的方向上前进的2个成分B1、B2。由此，光线束调整光学系统350的后级的蓝色光B3比光线束调整光学系统350的前级的蓝色光B0粗。

荧光Y具有兰伯配光分布，从荧光体层366射出。从波长转换元件365射出的荧光Y被准直聚光光学系统364平行化。这样，第2光源单元360呈与蓝色光B0(第1色光)不同的颜色的黄色，射出比蓝色光B0粗的平行化后的荧光Y。

本实施方式的荧光Y对应于权利要求的第2色光和第2光。

第1光线合成光学系统370具有对荧光Y与从光线束调整光学系统350射出的蓝色光B3进行合成的功能。第1光线合成光学系统370由使蓝色波段的光透过并对黄色波段的光进行反射的分色镜构成。分色镜配置成分别与X方向和Y方向形成45°的角度。因此，荧光Y被第1光线合成光学系统370反射。蓝色光B3透过第1光线合成光学系统370。

这样，荧光Y和蓝色光B3被第1光线合成光学系统370合成，成为白色的照明光W。

扩散元件380设置在光线束调整光学系统350与第1光线合成光学系统370之间的蓝色光B3的光路上。扩散元件380由扩散板构成，使射入到扩散板的蓝色光B3扩散。

偏振光转换元件390设置在积分光学系统70与重叠透镜80之间的照明光W的光路上。偏振光转换元件390将被第1透镜阵列711分割后的各部分光线束转换为直线偏振的光线束。虽然省略图示，但是，偏振光转换元件390具有偏振光分离层、反射层和相位差层。

一般而言，用于获得标准白色的蓝色光与激励光的光量比优选的是，蓝色光为20％左右，激励光为80％左右。基于该观点，在本实施方式的照明装置102中，光源阵列334中的1列的第1半导体激光元件111被分配为蓝色光用，3列的第2半导体激光元件363被分配为激励光用。

由于第1半导体激光元件111的列数为1列，所以从第1半导体激光元件111射出的蓝色光B0比被准直聚光光学系统364平行化后的荧光Y窄。当对较窄的蓝色光B0和较粗的荧光Y进行合成时，产生颜色不匀。假设当不存在光线束调整光学系统350时，即使由扩散元件380使蓝色光B0扩散，也难以充分使蓝色光B0变粗。

与此相对，在本实施方式的照明装置102中，由于蓝色光B0被光线束调整光学系统350转换为较粗的蓝色光B3，因此光线束调整光学系统350的后级的蓝色光B3与平行化后的荧光Y的粗度之差比光线束调整光学系统350的前级的蓝色光B0与平行化后的荧光Y的粗度之差小。

并且，通过调整光线束调整光学系统350的第1反射元件351与第2反射元件352的距离，能够使蓝色光B3与平行化后的荧光Y的粗度大致相同。这样，在本实施方式的照明装置102中，粗度之差较小的蓝色光B3和荧光Y射入到积分光学系统70等的后级的光学系统。由此，能够减少颜色不匀。

此外，当假设照明装置102不具有光线束调整光学系统350时，为了减小蓝色光B0与荧光Y的粗度之差，需要充分提高扩散元件380的扩散力。该情况下，产生扩散力的增大存在界限、扩散元件的成本上升等不良情况。与此相对，在本实施方式的照明装置102中，能够在射入到扩散元件380之前的时刻使蓝色光B0变粗，无需使用扩散力较高的扩散元件。因此，不会产生上述的不良情况。

[第2实施方式的变形例]

以下，使用图12，说明第2实施方式的变形例。

变形例的照明装置的基本结构与第2实施方式同样，照明装置的一部分的结构与第2实施方式不同。因此，省略照明装置整体的说明，仅说明不同的部分。

图12是变形例的照明装置104的概略结构图。

在图12中，对于与在第1实施方式中使用的图2和第2实施方式中使用的图11相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。

如图12所示，在变形例的照明装置104中，光线束调整光学系统85具有第1反射元件351、第2反射元件352、第3反射元件853和第4反射元件854。

第3反射元件853使由第2反射元件352反射的第1成分B1反射。第4反射元件854使由第1反射元件351反射的第2成分B2反射。

聚光光学系统86会聚从光线束调整光学系统85射出的蓝色光B3而使其射入到扩散元件50。聚光光学系统86由凸透镜861构成。扩散元件50与第1实施方式的扩散元件50相同。拾取光学系统87对从扩散元件50射出的蓝色光B3进行大致平行化。拾取光学系统87由第1凸透镜871和第2凸透镜872构成。

在本实施方式的照明装置104中，也通过设置有光线束调整光学系统85，来使光线束调整光学系统85的后级的蓝色光B3与平行化后的荧光Y的粗度之差比光线束调整光学系统85的前级的蓝色光B0与平行化后的荧光Y的粗度之差小。由此，能够减少颜色不匀。

[第3实施方式]

接着，使用图13对本发明的第3实施方式进行说明。

第3实施方式的投影仪具有微镜型的光调制装置。

图13是第3实施方式的投影仪3的概略结构图。

在图13中，对于与在第1实施方式中使用的图1相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。

如图13所示，本实施方式的投影仪3具有照明装置106、微镜型光调制装置450和投射光学系统600。照明装置106以时分的方式射出红色光R0、绿色光GE、蓝色光B0，并使该红色光R0、绿色光GE、蓝色光B0依次射入到微镜型光调制装置450。

作为微镜型光调制装置450，例如使用DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜装置)。DMD将多个微镜(可动反射元件)呈矩阵状地排列。DMD通过切换多个微镜的倾斜方向，在射入到投射光学系统600的方向和未射入到投射光学系统600的方向之间切换入射光的反射方向。

这样，微镜型光调制装置450对从照明装置106射出的红色光R0、绿色光GE和蓝色光B0依次进行调制，生成绿色图像、红色图像和蓝色图像。投射光学系统600将绿色图像、红色图像和蓝色图像投射在屏幕SCR上。

照明装置106具有第1光源单元91、光线束调整光学系统350、扩散元件380、第2光源单元92、第1光线合成光学系统93、第1聚光光学系统94、积分棒95、拾取光学系统96、第2聚光光学系统97、导光光学系统98和光源控制装置108。

第1光源单元91具有第1光源区域911、第2光源区域912、准直光学系统13和第2光线合成光学系统913。第1光源区域911由分别射出例如峰值波长为460nm～480nm的蓝色光B的多个第1半导体激光元件111构成。第2光源区域912由分别射出例如峰值波长为610nm～680nm的红色光R的多个第2半导体激光元件211构成。

多个第1半导体激光元件111、多个第2半导体激光元件211和后述的第2光源单元92的多个第3半导体激光元件921构成光源阵列923。多个第1半导体激光元件111排列成1列，多个第2半导体激光元件211排列成1列，多个第3半导体激光元件921排列成2列。第3半导体激光元件921射出例如峰值波长为440nm～460nm的激励光E。激励光E的峰值波长比蓝色光B的峰值波长短，位于蓝色区域。

本实施方式的激励光E对应于权利要求的第4色光。

多个第1半导体激光元件111、多个第2半导体激光元件211和多个第3半导体激光元件921以时分的方式点亮。

准直光学系统13对蓝色光B和红色光R分别进行大致平行化。准直光学系统13由与各半导体激光元件111、211对应地设置的凸透镜131构成。被准直光学系统13平行化后的多个蓝色光B构成蓝色光B0。蓝色光B0对应于权利要求的第1色光。被准直光学系统13平行化后的多个红色光R构成红色光R0。红色光R0对应于权利要求的第3色光。

第2光线合成光学系统913具有分支镜916、合成镜917和反射镜918。分支镜916、合成镜917和反射镜918分别配置成与X方向和Y方向分别形成45°的角度。

分支镜916由设置在蓝色光B0的光路上的全反射镜构成。分支镜916通过使蓝色光B0反射，使蓝色光B0从自第3半导体激光元件921射出的激励光E分支。在+Y方向上前进的蓝色光B0由分支镜916反射而在+X方向上前进。

合成镜917由设置在红色光R0和蓝色光B0的光路上的分色镜构成。合成镜917使蓝色光B0透过，使红色光R0反射。即，合成镜917具有对蓝色光B0与红色光R0进行合成的功能。在+Y方向上前进的红色光R0由合成镜917反射而在+X方向上前进。

将从合成镜917射出的光称作第1光BR。第1光源区域911和第2光源区域912分别以时分的方式射出蓝色光B0和红色光R0。即，第1光源单元91射出包含蓝色光B0和红色光R0中的一者的第1光BR。

反射镜918对从合成镜917射出的第1光BR进行反射。在+X方向上前进的第1光BR由反射镜918反射而在+Y方向上前进，射入到光线束调整光学系统350。

光线束调整光学系统350和扩散元件380的结构与第2实施方式相同。

第2光源单元92具有第3光源区域925、准直光学系统13、均化器光学系统362、准直聚光光学系统364和波长转换元件927。如上所述，第3光源区域925对应于光源阵列923中的多个第3半导体激光元件921排列成2列的区域。

准直光学系统13对激励光E进行大致平行化。准直光学系统13由分别与多个第3半导体激光元件921对应地设置的凸透镜131构成。

均化器光学系统362和准直聚光光学系统364的结构与第2实施方式相同。此外，波长转换元件927的基本结构与第2实施方式相同，但是，荧光体层928与第2实施方式不同。

荧光体层928包含有荧光体材料，该荧光体材料吸收激励光E而生成在例如500nm～590nm的波段中具有峰值波长的绿色的荧光GE。

从波长转换元件927射出的绿色的荧光GE被准直聚光光学系统364平行化。这样，第2光源单元92呈与蓝色光B(第1色光)不同的绿色，射出比第1光BR粗的平行化后的荧光GE。

本实施方式的荧光GE对应于权利要求的第2色光和第2光。

第1光线合成光学系统93具有对荧光GE与包含从光线束调整光学系统350射出的蓝色光B0和红色光R0中的一者的第1光BR进行合成的功能。第1光线合成光学系统93由使蓝色波段和红色波段的光透过并对绿色波段的光进行反射的分色镜构成。

这样，第1光BR和荧光GE从第1光线合成光学系统93朝向-X方向射出。以下，将第1光BR和荧光GE统称作照明光LS。

第1聚光光学系统94由第1凸透镜941和第2凸透镜942构成。第1聚光光学系统94朝向积分棒95的光入射端面95a会聚从第1光线合成光学系统93射出的照明光LS。

积分棒95由四棱柱状的光透射性部件构成，具有光入射端面95a、光射出端面95b和4个反射面。照明光LS通过透过积分棒95而使强度分布均匀化。

拾取光学系统96由第1凸透镜961和第2凸透镜962构成。拾取光学系统96对从积分棒95射出的照明光LS进行大致平行化。

第2聚光光学系统97由凸透镜972构成。第2聚光光学系统97使从拾取光学系统96射出的照明光LS会聚在微镜型光调制装置450上。

导光光学系统98由反射镜构成。导光光学系统98使照明光LS反射，使红色光R0、绿色光GE和蓝色光B0以时分的方式射入到微镜型光调制装置450。

光源控制装置108构成为相互独立地控制第1光源区域911、第2光源区域912和第3光源区域925的各输出。

在本实施方式的照明装置106中，从第1光源单元91射出的第1光BR被光线束调整光学系统350加粗，因此，光线束调整光学系统350的后级的第1光BR3与平行化后的荧光GE的粗度之差比光线束调整光学系统350的前级的第1光BR与平行化后的荧光GE的粗度之差小。

并且，通过调整光线束调整光学系统350的第1反射元件351与第2反射元件352的距离，能够使光线束调整光学系统350的后级的第1光BR3与平行化后的荧光GE的粗度大致相同。这样，在本实施方式的照明装置106中，粗度大致相等的第1光BR3和荧光GE射入到后级的光学系统，由此，能够减少颜色不匀。

[第4实施方式]

接着，使用图14对本发明的第4实施方式进行说明。

第4实施方式的投影仪的基本结构与第1实施方式相同，照明装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略投影仪整体的说明，仅说明照明装置。

图14是第4实施方式的照明装置120的概略结构图。

在图14中，对于与在第1实施方式中使用的附图相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。

如图14所示，本实施方式的照明装置120具有第1光源单元330、光路变更光学系统340、光线束调整光学系统355、第2光源单元360、第1光线合成光学系统370、扩散元件380、积分光学系统70、偏振光转换元件390和重叠透镜80。

第1光源单元330具有第1光源区域331和准直光学系统13。第1光源区域331由分别射出例如峰值波长为460nm～480nm的蓝色光B的多个第1半导体激光元件111构成。图14示出了一个第1半导体激光元件111，但是，在与纸面垂直的方向上排列有多个第1半导体激光元件111。

第2光源单元360具有第2光源区域361、准直光学系统13、透镜阵列362B、准直聚光光学系统364和波长转换元件365。第2光源区域361由分别射出例如峰值波长为440nm～460nm的激励光E的多个第2半导体激光元件363构成。

本实施方式的激励光E对应于权利要求的第4色光。

准直光学系统13对从第1半导体激光元件111射出的蓝色光B和从第2半导体激光元件363射出的激励光E分别进行大致平行化。准直光学系统13由分别与第1半导体激光元件111和多个第2半导体激光元件363对应地设置的凸透镜131构成。从第1光源区域331射出并被准直光学系统13平行化后的多个蓝色光B构成蓝色光B0。

透镜阵列362B利用自准直光学系统13射出的激励光E和蓝色光B生成分割光束，在激励光E的被照明区域(波长转换元件365的荧光体层366)和蓝色光B的被照明区域(扩散元件380)中使光强度的峰值的数量增加。透镜阵列362B由呈矩阵状地排列在与激励光E和蓝色光B的光轴垂直的面内的多个透镜构成。

准直聚光光学系统364、波长转换元件365和光路变更光学系统340的结构与图11所示的第2实施方式的照明装置102相同，因此省略说明。

光线束调整光学系统355设置在透镜阵列362B的后级。

光线束调整光学系统355具有第1反射元件351、第3反射元件353和第2反射元件352。第1反射元件351和第3反射元件353分别由半反射镜构成。因此，第1反射元件351使蓝色光B0的第1成分B1透过，并且使蓝色光B0的第2成分B2反射。第3反射元件353使透过第1反射元件351的第1成分B1中的一部分的成分B11透过，并使其他成分B12反射。第2反射元件352使透过第3反射元件353的成分B11反射。

第1反射元件351、第3反射元件353和第2反射元件352分别配置成与X方向和Y方向分别形成45°的角度。第1反射元件351和第3反射元件353的反射率优选设定为，使分别从第1反射元件351、第3反射元件353和第2反射元件352射出的光的强度成为大致均等。

第2成分B2由第1反射元件351反射而在+Y方向上前进。成分B12由第3反射元件353反射而在+Y方向上前进。成分B11由第2反射元件352反射而在+Y方向上前进。这样，蓝色光B被光线束调整光学系统355分支为在相同的方向上前进的3个成分B2、B12、B11。由此，光线束调整光学系统355的后级的蓝色光B3比光线束调整光学系统355的前级的蓝色光B0粗。

荧光Y具有兰伯配光分布，从荧光体层366射出。从波长转换元件365射出的荧光Y被准直聚光光学系统364平行化。这样，第2光源单元360呈颜色与蓝色光B0(第1色光)不同的黄色，射出比蓝色光B0粗的平行化后的荧光Y。

本实施方式的荧光Y对应于权利要求的第2色光和第2光。

第1光线合成光学系统370具有对荧光Y与从光线束调整光学系统355射出的蓝色光B3进行合成的功能。第1光线合成光学系统370由使蓝色波段的光透过并对黄色波段的光进行反射的分色镜构成。分色镜配置成与X方向和Y方向分别形成45°的角度。因此，荧光Y被第1光线合成光学系统370反射。蓝色光B3透过第1光线合成光学系统370。

这样，荧光Y和蓝色光B3被第1光线合成光学系统370合成，成为白色的照明光W。

扩散元件380设置在光线束调整光学系统355与第1光线合成光学系统370之间的蓝色光B3的光路上。扩散元件380由扩散板构成，使射入到扩散板的蓝色光B3扩散。优选为，扩散元件380由扩散角度为半峰全角下的1～5度的低扩散的扩散板构成。当扩散角度过大时，后级的光学系统中的不可预见的光变多，光损失变大。作为扩散元件380，通过对玻璃板实施喷砂处理成为磨砂玻璃状，来形成扩散板，也可以对玻璃板实施蚀刻处理，形成凸球面或凹球面形状，来形成扩散板。除了玻璃以外，也可以使用石英、蓝宝石基板等，只要是透明部件即可。

积分光学系统70、偏振光转换元件390和重叠透镜80的结构与图11所示的第2实施方式的照明装置102相同，因此，省略说明。

在本实施方式的照明装置120中，也通过设置有光线束调整光学系统355，使光线束调整光学系统355的后级的蓝色光B3与平行化后的荧光Y的粗度之差比光线束调整光学系统355的前级的蓝色光B0与平行化后的荧光Y的粗度之差小。由此，能够减少颜色不匀。

此外，在本实施方式的照明装置120中，由于由光线束调整光学系统355扩大了宽度的蓝色光B3射入到扩散元件380，因此射入到扩散元件380的蓝色光B3的角度分布扩大，与不具有光线束调整光学系统355的情况相比，能够使投射光学系统600的射出瞳所形成的2次光源像的强度分布更加均匀。其结果，能够减轻投射在屏幕SCR上的图像的斑点。

[第5实施方式]

接着，使用图15对本发明的第5实施方式进行说明。

第5实施方式的投影仪的基本结构与第1实施方式相同，照明装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略投影仪整体的说明，仅说明照明装置。此外，第5实施方式的照明装置的基本结构与第4实施方式相同，均化器光学系统与光路变更光学系统的位置关系与第4实施方式不同。

图15是第5实施方式的照明装置122的概略结构图。

在图15中，对于与在第4实施方式中使用的图14相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。

如图15所示，在本实施方式的照明装置122中，在透镜阵列362B的后级设置有透镜阵列362A。透镜阵列362B和透镜阵列362A使从准直光学系统13射出的激励光E的被照明区域(波长转换元件365的荧光体层366)中的光强度分布均匀化。即，透镜阵列362B和透镜阵列362A构成用于波长转换元件365的均化器光学系统362。与透镜阵列362B同样，透镜阵列362A也由呈矩阵状地排列在与激励光E和蓝色光B的光轴垂直的面内的多个透镜构成。

分支镜341设置在透镜阵列362B与透镜阵列362A之间的蓝色光B的光路上。因此，透过透镜阵列362B之后的蓝色光B0射入到分支镜341。此外，光线束调整光学系统355设置在透镜阵列362B的后级。

照明装置122的其他结构与第4实施方式的照明装置120相同。

在本实施方式的照明装置120中，也可以获得能够减轻图像的颜色不匀、斑点这样的与第4实施方式相同的效果。

并且，根据本实施方式，激励光E在荧光体层366上的光强度分布被透镜阵列362B和透镜阵列362A均匀化，并且，蓝色光B0不射入到透镜阵列362A，因此，不会产生透镜阵列362A中的蓝色光B0的损失，能够确保蓝色光B0的光量，提高蓝色光B0的利用效率。

[第6实施方式]

接着，使用图16对本发明的第6实施方式进行说明。

第6实施方式的投影仪的基本结构与第1实施方式相同，照明装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略投影仪整体的说明，仅说明照明装置。此外，第6实施方式的照明装置的基本结构与第5实施方式相同，透镜阵列与光路变更光学系统的位置关系与第5实施方式不同。

图16是第6实施方式的照明装置124的概略结构图。

在图16中，对于与在第5实施方式中使用的图15相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。

如图16所示，在本实施方式的照明装置124中，分支镜341设置在透镜阵列362A的后级的蓝色光B的光路上。因此，透过均化器光学系统362之后的蓝色光B0射入到分支镜341。此外，光线束调整光学系统355设置在透镜阵列362B和透镜阵列362A的后级。

照明装置124的其他结构与第5实施方式的照明装置122相同。

在本实施方式的照明装置124中，也可以获得能够减轻图像的颜色不匀、斑点这样的与第4实施方式和第5实施方式相同的效果。

并且，根据本实施方式的照明装置124，与第5实施方式的照明装置122相比，能够缩小透镜阵列362A与透镜阵列362B之间的距离，所以能够实现照明装置124的小型化。

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，在上述实施方式中，列举了光线束调整光学系统包含第1反射元件和第2反射元件并使入射光分支为2个成分的例子，但是，也可以是，光线束调整光学系统包含3个以上的反射元件，通过使入射光分支为3个以上的成分，从而使光变粗。此外，不限于反射镜型的反射元件，也可以是棱镜型的反射元件。

在第3实施方式中，列举了以时分的方式射出红色光R0、绿色光GE和蓝色光B0的例子，但是，也可以同时射出红色光R0、绿色光GE和蓝色光B0，从而生成白色光。该情况下，使用与各色光对应的多个DMD即可，也可以使用与各色光对应的多个液晶面板。

此外，构成照明装置和投影仪的各结构要素的数量、形状、材料、配置等也能够适当变更。另外，在上述各实施方式中，对将本发明的照明装置应用于投影仪的示例进行了说明，但本发明并不限于此。还能够将本发明的照明装置应用于照明设备、汽车的车灯等。

符号说明

1、3：投影仪；10、91、330：第1光源单元；11、331、911：第1光源区域；15、85、350、355：光线束调整光学系统；16：远焦光学系统；20、92、360：第2光源单元；21、912：第2光源区域；25、93：第1光线合成光学系统；50：扩散元件；100、102、104、106、120、122、124：照明装置；108：光源控制装置；171、351：第1反射元件；172、352：第2反射元件；361：第2光源区域；365、927：波长转换元件；400R：红色光用光调制装置；400G：绿色光用光调制装置；400B：蓝色光用光调制装置；450：微镜型光调制装置；600：投射光学系统；913：第2光线合成光学系统。

Claims (10)

1.一种照明装置，该照明装置具有：

第1光源单元，其包含射出平行化后的第1色光的第1光源区域，并射出包含所述第1色光的第1光；

第2光源单元，其射出由颜色与所述第1色光不同的第2色光构成且比所述第1光粗的平行化后的第2光；以及

光线束调整光学系统，其设置在所述第1光的光路上，

所述光线束调整光学系统具有如下功能：以使所述光线束调整光学系统的后级的所述第1光与所述第2光的粗度之差比所述光线束调整光学系统的前级的所述第1光与所述第2光的粗度之差小的方式，使所述第1光变粗，

所述光线束调整光学系统包含：第1反射元件，其使所述第1光的第1成分透过并且使所述第1光的第2成分反射；以及第2反射元件，其使透过所述第1反射元件的所述第1成分反射，

所述照明装置还具有：

第1光线合成光学系统，其具有对所述第2光与通过所述光线束调整光学系统的所述第1光进行合成的功能；以及

扩散元件，其设置在所述光线束调整光学系统与所述第1光线合成光学系统之间的所述第1光的光路上。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述第1光源单元还具有：

第2光源区域，其射出颜色与所述第1色光和所述第2色光不同的平行化后的第3色光；以及

第2光线合成光学系统，其具有对所述第1色光与所述第3色光进行合成的功能，

所述第1光源单元射出包含所述第1色光和所述第3色光中的至少一者的所述第1光。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，

所述照明装置还具有光源控制装置，

所述第2光源单元具有：第3光源区域，其射出第4色光；以及波长转换元件，其将所述第4色光转换为所述第2色光，

所述光源控制装置构成为，相互独立地控制所述第1光源区域、所述第2光源区域和所述第3光源区域的各输出。

4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，

所述第1色光和所述第4色光位于蓝色区域，所述第2色光位于绿色区域，所述第3色光位于红色区域。

5.根据权利要求4所述的照明装置，其中，

所述第4色光的峰值波长比所述第1色光的峰值波长短。

6.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述光线束调整光学系统包含远焦光学系统。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述第2光源单元具有：第2光源区域，其射出第4色光；波长转换元件，其将所述第4色光转换为所述第2色光；至少一个透镜阵列，其设置在所述第1光源区域以及所述第2光源区域的后级；以及扩散元件，从所述光线束调整光学系统射出的光入射到该扩散元件，

所述光线束调整光学系统设置于所述至少一个透镜阵列的后级。

8.一种照明装置，该照明装置具有：

第1光源单元，其包含射出平行化后的第1色光的第1光源区域，并射出包含所述第1色光的第1光；

第2光源单元，其射出由颜色与所述第1色光不同的第2色光构成且比所述第1光粗的平行化后的第2光；以及

光线束调整光学系统，其设置在所述第1光的光路上，

所述光线束调整光学系统具有如下功能：以使所述光线束调整光学系统的后级的所述第1光与所述第2光的粗度之差比所述光线束调整光学系统的前级的所述第1光与所述第2光的粗度之差小的方式，使所述第1光变粗，

所述光线束调整光学系统包含：第1反射元件，其使所述第1光的第1成分透过并且使所述第1光的第2成分反射；以及第2反射元件，其使被所述第1反射元件反射的所述第2成分反射，

所述照明装置还具有：

第1光线合成光学系统，其具有对所述第2光与通过所述光线束调整光学系统的所述第1光进行合成的功能；以及

扩散元件，从所述第1光线合成光学系统射出的光入射到该扩散元件。

9.根据权利要求8所述的照明装置，其中，

所述第1光源区域具有激光元件，

所述激光元件的光射出区域的长边方向与所述第1反射元件反射所述第2成分的方向平行。

10.一种投影仪，其具有：

权利要求1～9中的任意一项所述的照明装置；

光调制装置，其根据图像信息对来自所述照明装置的光进行调制，从而形成图像光；以及

投射光学系统统，其投射所述图像光。

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