CN114077140A - 光学元件、光源装置、图像显示装置以及投影仪 - Google Patents

Abstract

提供光学元件、光源装置、图像显示装置以及投影仪，该光学元件的照度不均少，能够在被照明对象上形成相互分离的多个部分照射区域。本发明的光学元件具有：第1多透镜面，其呈阵列状地配置有m个区域；以及第2多透镜面，其与m个区域对应地呈阵列状地配置有m个第2单元，光入射到第1多透镜面，从第2多透镜面射出光，第1多透镜面的m个区域分别具有n个第1单元，m个第2单元的焦平面比n个第1单元靠射出侧，m为2以上的自然数，n为2以上的自然数。

Description

光学元件、光源装置、图像显示装置以及投影仪

技术领域

本发明涉及光学元件、光源装置、图像显示装置以及投影仪。

背景技术

在投影仪等图像显示装置的领域中，提出了利用在对荧光体照射从光源射出的激励光时从荧光体发出的荧光的光源装置。在这种光源装置中，为了使荧光体上的激励光的照度分布均匀，有时使用多透镜阵列。

在下述的专利文献1中公开了一种光源单元，其具有激励光源、接受激励光而射出绿色光的荧光板、微透镜阵列、红色光源以及蓝色光源。在该光源单元中，微透镜阵列具有多个微凸透镜呈阵列状排列的结构，配置在激励光源与荧光板之间。从激励光源射出的激励光在被微透镜阵列分割为多个光束后，以重叠于荧光板上的方式照射，并以大致均匀的照度对荧光板进行照明。然而，在该结构中，存在波长转换效率随着荧光体的温度上升而降低的问题。

作为提高荧光体的波长转换效率的方法，在下述的专利文献2中公开了一种照明装置，其具有：光源；透镜阵列，其配置在从光源射出的激励光的光路上；以及波长转换元件，其接受从透镜阵列射出的多个部分光束，射出多个荧光。在该照明装置中，从透镜阵列射出的多个部分光束在波长转换元件上不重叠，而入射到波长转换元件的互不相同的多个区域。

专利文献1：日本特开2011-197597号公报

专利文献2：日本特开2019-28120号公报

在专利文献2的照明装置中，从构成透镜阵列的多个透镜中的一个透镜射出的部分光束入射到波长转换元件上的被分割的多个区域中的一个区域。这样，在专利文献2的照明装置中，由于透镜阵列的一个透镜和波长转换元件的一个区域对应，所以包含透镜阵列和波长转换元件的照明装置的光学系统大型化，并且波长转换元件上的照度不均有可能变大。

以上，对被照明对象为波长转换元件的情况进行了说明，但即使在被照明对象为液晶面板等光调制装置的情况下应用专利文献2的透镜阵列，也存在光学系统的大型化、照度不均等与上述同样的课题。

发明内容

为了解决上述课题，本发明一个方式的光学元件具有：第1多透镜面，其呈阵列状地配置有m个区域；以及第2多透镜面，其与所述m个区域对应地呈阵列状地配置有m个第2单元，光入射到所述第1多透镜面，从所述第2多透镜面射出所述光，所述第1多透镜面的所述m个区域分别具有n个第1单元，所述m个第2单元的焦平面比所述n个第1单元靠射出侧，所述m为2以上的自然数，所述n为2以上的自然数。

本发明一个方式的光源装置具有：光源，其射出光；以及本发明一个方式的光学元件，从所述光源射出的光入射到该本发明一个方式的光学元件。

本发明另一个方式的光源装置具有：光源，其射出激励光；本发明的一个方式的光学元件，从所述光源射出的所述激励光入射到该本发明一个方式的光学元件；以及波长转换元件，从所述光学元件射出的所述激励光入射到该波长转换元件，该波长转换元件对所述激励光进行波长转换而射出转换光。

本发明又一个方式的光源装置具有：光源，其射出光；本发明一个方式的光学元件，从所述光源射出的光入射到该本发明一个方式的光学元件；以及光调制元件，其对从所述光学元件射出的光进行调制。

本发明一个方式的图像显示装置具有：光源，其射出光；本发明一个方式的光学元件，从所述光源射出的光入射到该本发明一个方式的光学元件；以及光调制装置，其根据图像信息对从所述光学元件射出的光进行调制。

本发明一个方式的投影仪具有：本发明一个方式的光源装置；光调制装置，其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制；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实施方式的照明装置的概略结构图。

图3是第1实施方式的光学元件的立体图。

图4是用于说明第1实施方式的光学元件的作用的示意图。

图5是表示基于第1实施方式的光学元件的被照明对象上的照度分布的图。

图6是用于说明比较例的光学元件的作用的示意图。

图7是表示基于比较例的光学元件的被照明对象上的照度分布的图。

图8是第2实施方式的光学元件的俯视图。

图9A是使第2透镜阵列移动后的状态的光学元件的俯视图。

图9B是使第1透镜阵列移动后的状态的光学元件的俯视图。

图10A是第3实施方式的光学元件的示意图。

图10B是使第2单元的曲率与图10A不同时的光学元件的示意图。

图11A是第4实施方式的光学元件的示意图。

图11B是使透光性材料的折射率与图11A不同时的光学元件的示意图。

图12是第1变形例的光学元件的立体图。

图13是表示基于第1变形例的光学元件的被照明对象上的照度分布的图。

图14是表示基于第2变形例的光学元件的被照明对象上的照度分布的图。

图15是表示基于第3变形例的光学元件的被照明对象上的照度分布的图。

图16是表示基于第4变形例的光学元件的被照明对象上的照度分布的图。

图17是表示基于第5变形例的光学元件的被照明对象上的照度分布的图。

图18是第6变形例的光学元件的立体图。

图19是表示基于第6变形例的光学元件的被照明对象上的照度分布的图。

标号说明

1：投影仪；4B、4G、4R：光调制装置；6：投射光学装置；20：光源装置；21：光源；24、50、55、63、69、71：光学元件；24A、50A、55A、63A、69A、71A：第1多透镜面；24B、50B、55B、63B、69B、71B：第2多透镜面；27：透镜阵列；27a：第1面；27b：第2面；40：波长转换元件；51：第1透镜阵列；51a：第3面；51b：第4面；52：第2透镜阵列；52a：第5面；52b：第6面；53：保持部件；67：透光性材料；241、501、551、631、691、711：第1单元；242、502、552、632、692、712：第2单元；BL：光束(光)；F：焦平面；N：光的行进方向上的第1多透镜面与第2多透镜面之间的距离；R：区域。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，使用图1～图7对本发明的第1实施方式进行说明。

另外，在以下的各附图中，为了容易观察各结构要素，有时根据结构要素使尺寸的比例尺不同来表示。

[投影仪的结构]

对本实施方式的投影仪的一例进行说明。

图1是表示本实施方式的投影仪1的概略结构的图。

如图1所示，本实施方式的投影仪1是在屏幕SCR上显示彩色影像的投射型图像显示装置。投影仪1具有照明装置2、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以及投射光学装置6。关于照明装置2的结构，在后面详细说明。

色分离光学系统3具有第1分色镜7a、第2分色镜7b、反射镜8a、反射镜8b、反射镜8c、中继透镜9a、中继透镜9b。色分离光学系统3将从照明装置2射出的照明光WL分离为红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB。色分离光学系统3将红色光LR引导至光调制装置4R，将绿色光LG引导至光调制装置4G，将蓝色光LB引导至光调制装置4B。

场透镜10R配置在色分离光学系统3与光调制装置4R之间。场透镜10R使入射的光大致平行地向光调制装置4R射出。场透镜10G配置在色分离光学系统3与光调制装置4G之间。场透镜10G使入射的光大致平行地向光调制装置4G射出。场透镜10B配置在色分离光学系统3与光调制装置4B之间。场透镜10B使入射的光大致平行地向光调制装置4B射出。

第1分色镜7a使红色光成分透过，反射绿色光成分和蓝色光成分。第2分色镜7b反射绿色光成分，使蓝色光成分透过。反射镜8a反射红色光成分。反射镜8b和反射镜8c反射蓝色光成分。

透过第1分色镜7a的红色光LR被反射镜8a反射，透过场透镜10R，入射到红色光用的光调制装置4R的图像形成区域。由第1分色镜7a反射后的绿色光LG被第2分色镜7b进一步反射，透过场透镜10G，入射到绿色光用的光调制装置4G的图像形成区域。由第1分色镜7a反射并透过第2分色镜7b的蓝色光LB经过中继透镜9a、入射侧的反射镜8b、中继透镜9b、射出侧的反射镜8c以及场透镜10B，入射到蓝色光用的光调制装置4B的图像形成区域。

光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B分别根据图像信息对入射的色光进行调制，形成图像光。光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B分别由液晶光阀构成。虽然省略了图示，但在光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B的光入射侧分别配置有入射侧偏振片。在光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B的光射出侧分别配置有射出侧偏振片。

合成光学系统5对从光调制装置4R射出的红色的图像光、从光调制装置4G射出的绿色的图像光以及从光调制装置4B射出的蓝色的图像光进行合成，形成全彩色的图像光。合成光学系统5由贴合4个直角三棱柱状棱镜而在俯视时呈大致正方形的十字分色棱镜构成。在将直角三棱柱状棱镜彼此贴合的界面，形成有电介质多层膜。

从合成光学系统5射出的图像光被投射光学装置6放大投射，在屏幕SCR上形成图像。即，投射光学装置6投射从光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B射出的全彩色的图像光。投射光学装置6由多个投射透镜构成。

[照明装置的结构]

对本实施方式的照明装置2的一例进行说明。

图2是表示照明装置2的概略结构的图。

如图2所示，照明装置2具有光源装置20、偏振分离元件25、第1聚光光学系统26、第2相位差板282、第2聚光光学系统29、扩散反射元件30、积分光学系统31、偏振转换元件32以及重叠透镜33a。积分光学系统31和重叠透镜33a构成重叠光学系统33。

光源装置20具有光源21、准直光学系统22、无焦光学系统23、第1相位差板281、光学元件24以及波长转换元件40。

在图2中，使用XYZ正交坐标系，将从光源21射出的光束BL的沿着主光线的轴定义为光源21的光轴ax1，将与光轴ax1平行的轴定义为X轴。将从波长转换元件40射出的荧光YL的沿着主光线的轴定义为波长转换元件40的光轴ax2，将与光轴ax2平行的轴定义为Y轴。另外，将与X轴以及Y轴垂直的轴定义为Z轴。

光源21、准直光学系统22、无焦光学系统23、第1相位差板281、光学元件24、偏振分离元件25、第2相位差板282、第2聚光光学系统29以及扩散反射元件30依次排列配置在光源21的光轴ax1上。波长转换元件40、第1聚光光学系统26、偏振分离元件25、积分光学系统31、偏振转换元件32、重叠透镜33a依次排列配置在波长转换元件40的光轴ax2上。光轴ax1和光轴ax2位于同一平面内，相互垂直。

光源21具有射出激励光的多个发光元件211。多个发光元件211在与光轴ax1垂直的面内呈阵列状排列配置。在本实施方式的情况下，光源21具有如下结构：4个发光元件211沿着Y轴排列配置成1列的光源单元沿着与排列有4个发光元件211的Y轴垂直的Z轴排列有4组。即，光源21具有16个发光元件211排列成4行4列的阵列状的结构。此外，发光元件211的个数以及配置并不限定于上述结构，发光元件211也可以为1个。

发光元件211由射出激光BL1的半导体激光元件构成。半导体激光元件射出第1波段的蓝色的光线(具体而言，峰值波长例如为460nm的第1波段的激光BL1)。因此，光源21作为整体射出包含多个激光BL1的光束BL。本实施方式的光束BL与本发明的光对应。

从光源21射出的光束BL入射到准直光学系统22。准直光学系统22将从光源21射出的光束BL转换为大致平行光。准直光学系统22由配置成阵列状的多个准直透镜221构成。1个准直透镜221配置在从1个发光元件211射出的激光BL1所入射的位置。

通过准直光学系统22后的光束BL入射到无焦光学系统23。无焦光学系统23调整光束BL的直径、即光束BL的粗细。无焦光学系统23由凸透镜231和凹透镜232构成。

通过无焦光学系统23后的光束BL入射到第1相位差板281。第1相位差板281例如由能够旋转的1/2波长板构成。刚从光源21射出后的光束BL是具有规定的偏振方向的线偏振光。通过适当地设定第1相位差板281的旋转角度，能够将透过第1相位差板281的光束BL转换为以规定的比率包含相对于偏振分离元件25的S偏振成分和P偏振成分的光束BL。通过改变第1相位差板281的旋转角度，能够调整S偏振成分与P偏振成分的比率。

通过第1相位差板281后的光束BL入射到光学元件24。光学元件24使作为被照明区域的波长转换元件40及扩散反射元件30中的光束BL的照度分布大致均匀。关于光学元件24的结构，在后面详细说明。

从光学元件24射出的包含S偏振成分和P偏振成分的光束BL入射到偏振分离元件25。偏振分离元件25例如由具有波长选择性的偏振分束器构成。偏振分离元件25配置成相对于光轴ax1以及光轴ax2呈45°的角度。

偏振分离元件25具有将光束BL分离为相对于偏振分离元件25的作为S偏振成分的光束BLs和作为P偏振成分的光束BLp的偏振分离功能。具体而言，偏振分离元件25反射作为S偏振成分的光束BLs而引导至波长转换元件40，使作为P偏振成分的光束BLp透过而引导至扩散反射元件30。另外，偏振分离元件25除了具有偏振分离功能以外，还具有不论偏振状态如何都使波段与蓝色的光束BL不同的黄色光成分透过的颜色分离功能。

被偏振分离元件25反射的S偏振的光束BLs入射到第1聚光光学系统26。第1聚光光学系统26入射有从偏振分离元件25射出的光束BLs，并使光束BLs朝向波长转换元件40会聚。第1聚光光学系统26由第1透镜261和第2透镜262构成。第1透镜261和第2透镜262分别由凸透镜构成。从第1聚光光学系统26射出的光束BLs在会聚的状态下入射到波长转换元件40。

波长转换元件40具有基材41、波长转换层42和散热器44。在本实施方式中，波长转换层42由荧光体构成。在本实施方式中，作为波长转换元件40，使用不具有电机等驱动源从而不能旋转的固定型的波长转换元件。由第1透镜261和第2透镜262会聚的光束BLs入射到波长转换元件40。

波长转换层42包含将光束BLs转换为与第1波段不同的第2波段的荧光YL的陶瓷荧光体。第2波段例如为490～750nm，荧光YL为包含绿色光成分和红色光成分的黄色光。波长转换层42例如包含钇铝石榴石(YAG)系荧光体。作为活化剂，以含有铈(Ce)的YAG：Ce为例，作为波长转换层42，可以使用将含有Y₂O₃、Al₂O₃、CeO₃等构成元素的原料粉末混合并进行固相反应而得到的材料、通过共沉淀法、溶胶-凝胶法等湿式法得到的Y-Al-O无定形粒子、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。另外，波长转换层42也可以含有例如由多个气泡等构成的散射要素。波长转换层42通过含有散射要素，能够提高荧光YL的取出效率。

波长转换层42通过接合材料(省略图示)接合于基材41的第1面41a。接合材料例如使用纳米银烧结金属材料。基材41例如由铝、银等光反射率高的金属材料构成。基材41的第1面41a反射在波长转换层42的内部行进的光。另外，也可以在基材41的第1面41a与波长转换层42之间还设置反射层。

散热器44具有多个翅片。散热器44设置于基材41的第2面41b。散热器44例如通过金属接合而固定于基材41。在波长转换元件40中，由于能够经由散热器44释放波长转换层42的热，因此能够抑制波长转换层42的热劣化。

由波长转换元件40生成的黄色的荧光YL在第1聚光光学系统26中被大致平行化后，入射到偏振分离元件25。如上所述，由于偏振分离元件25具有无论偏振状态如何都使黄色光成分透过的特性，因此荧光YL透过偏振分离元件25。

另一方面，从偏振分离元件25射出的P偏振的光束BLp入射到第2相位差板282。第2相位差板282由配置在偏振分离元件25与扩散反射元件30之间的光束BLp的光路中的1/4波长板构成。从偏振分离元件25射出的P偏振的光束BLp在被第2相位差板282转换为例如右旋的圆偏振的蓝色光束BLc1后，入射到第2聚光光学系统29。

第2聚光光学系统29由第1透镜291和第2透镜292构成。第1透镜291和第2透镜292分别由凸透镜构成。第2聚光光学系统29使蓝色光束BLc1以会聚的状态入射到扩散反射元件30。

扩散反射元件30配置在从偏振分离元件25射出的光束BLp的光路上。扩散反射元件30使从第2聚光光学系统29射出的蓝色光束BLc1朝向偏振分离元件25扩散反射。扩散反射元件30优选使蓝色光束BLc1以接近朗伯扩散的角度分布反射，并且不扰乱蓝色光束BLc1的偏振状态。

以下，将由扩散反射元件30扩散反射后的光称为蓝色光束BLc2。在本实施方式中，通过对蓝色光束BLc1进行扩散反射而得到具有大致均匀的照度分布的蓝色光束BLc2。例如右旋的圆偏振的蓝色光束BLc1被扩散反射元件30扩散反射，而转换为左旋的圆偏振的蓝色光束BLc2。

蓝色光束BLc2在被第2聚光光学系统29转换为平行光束之后，再次入射到第2相位差板282。左旋的圆偏振的蓝色光束BLc2被第2相位差板282转换为S偏振的蓝色光束BLs1。S偏振的蓝色光束BLs1被偏振分离元件25朝向积分光学系统31反射。

这样，蓝色光束BLs1与透过了偏振分离元件25的荧光YL合成，被用作照明光WL。即，蓝色光束BLs1和荧光YL从偏振分离元件25朝向彼此相同的方向射出，生成将蓝色光束BLs1和黄色荧光YL合成而得的白色的照明光WL。

照明光WL朝向积分光学系统31射出。积分光学系统31由第1透镜阵列31a和第2透镜阵列31b构成。第1透镜阵列31a和第2透镜阵列31b分别具有多个透镜排列成阵列状的结构。

透过积分光学系统31的照明光WL入射到偏振转换元件32。偏振转换元件32具有未图示的偏振分离膜和相位差板。偏振转换元件32将包含非偏振的荧光YL的照明光WL转换为要入射到光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B的线偏振光。具体而言，偏振转换元件32将照明光WL转换为具有与光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B的入射侧偏振片的透射轴对应的偏振方向的线偏振光。

透过偏振转换元件32的照明光WL入射到重叠透镜33a。重叠透镜33a与积分光学系统31协作，使光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B的图像形成区域中的照明光WL的照度分布均匀化。这样，照明装置2生成照明光WL。

[光学元件的结构]

以下，对光学元件24的结构进行说明。

图3是光学元件24的立体图。

如图3所示，本实施方式的光学元件24具有：呈阵列状配置m个区域R的第1多透镜面24A；以及与m个区域R对应地呈阵列状配置m个第2单元242的第2多透镜面24B。在光学元件24中，光束BL入射到第1多透镜面24A，从第2多透镜面24B射出。第1多透镜面24A的m个区域R分别具有n个第1单元241。m为2以上的自然数，n为2以上的自然数。

作为具体的结构，本实施方式的光学元件24具有透镜阵列27，该透镜阵列27具有光束BL所入射的第1面27a和射出从第1面27a入射的光束BL的第2面27b。透镜阵列27例如可以由光学玻璃、石英等无机材料构成，也可以由树脂等有机材料构成。第1多透镜面24A由透镜阵列27的第1面27a构成，第2多透镜面24B由透镜阵列27的第2面27b构成。即，光学元件24的第1多透镜面24A以及第2多透镜面24B由透镜阵列27的相互对置的2个面27a、27b构成。

在以下的说明中，将在Y轴方向上排列的结构要素称为行，将在Z轴方向上排列的结构要素称为列。在本实施方式的情况下，m＝9，n＝4。即，第1多透镜面24A具有9个区域R呈阵列状地配置为3行3列的结构。另外，第1多透镜面24A的9个区域R分别具有4个第1单元241。各区域R所具有的4个第1单元241呈阵列状地配置为2行2列。因此，第1多透镜面24A整体上具有36个第1单元241呈阵列状地配置为6行6列的结构。

另外，第2多透镜面24B具有与第1多透镜面24A的9个区域R对应地将9个第2单元242排列成3行3列的结构。

在本实施方式的情况下，第1单元241和第2单元242分别具有凸透镜形状。构成第1多透镜面24A的全部第1单元241具有相同的大小和曲率。另外，构成第2多透镜面24B的全部第2单元242具有相同的大小和曲率。另外，在本实施方式中，设想为正方形的被照明对象，因此从光束BL的行进方向观察到的第2单元242的形状是与被照明对象相似形状的正方形。另外，从光束BL的行进方向观察到的第1单元241的形状也为正方形。

图4是用于说明本实施方式的光学元件24的作用的示意图。在图4中，仅示出了光学元件24中的与1个区域R对应的部分。

如图4所示，9个第2单元242的焦平面F位于比4个第1单元241靠射出侧的位置。在本实施方式的情况下，由于全部第2单元242具有相同的大小和曲率，因此9个第2单元242各自的焦点f在X轴方向上形成在相同的位置。因此，将焦平面F定义为与包含这9个焦点f的X轴垂直的平面。另外，将第1单元241定义为位于相对于一个第1单元241而在一侧相邻的第1单元241的触点S1和在另一侧相邻的第1单元241的触点S2之间的面。另外，各第2单元242将焦平面F上的光束BL的像形成在被照明对象上。

[本实施方式的原理]

以下，对本实施方式的光学元件24中的光束BL的动作进行说明。

首先，设想比较例的光学元件324。

图6是用于说明比较例的光学元件324的作用的示意图。在图6中，仅示出了光学元件324中的与1个区域R对应的部分。

如图6所示，在比较例的光学元件324中，也与本实施方式的光学元件24同样，与1个第2单元342对应地，将4个第1单元341呈阵列状地配置为2行2列。但是，在比较例的光学元件324中，与本实施方式的光学元件24不同，第2单元342的焦平面F不比4个第1单元341靠射出侧，而位于4个第1单元341上。具体而言，在图6的例子中，第2单元342的焦平面F形成于通过触点S1和触点S2的位置。

如上所述，第2单元342具有将焦平面F上的光束的像形成在被照明对象上的功能。另外，4个第1单元341具有将入射到一个区域R的光束分割为4根部分光束BLd的功能。然而，在比较例的光学元件324的情况下，由于第2单元342的焦平面F位于4个第1单元341上，因此在该位置处，未在相邻的部分光束BLd彼此之间形成间隙。

图7示出了本发明人的仿真结果，是表示基于比较例的光学元件324的被照明对象上的照度分布的图。图7右侧的曲线图表示沿着直线TY(Y轴方向)的照度分布，图7下侧的曲线图表示沿着直线TZ(Z轴方向)的照度分布。

在比较例的光学元件324的情况下，在第2单元342的焦平面F中相邻的部分光束BLd彼此之间没有形成间隙，因此如图7所示，虽然在被照明对象上，照射区域M也被分割为与4根部分光束BLd对应的4个部分照射区域M1，但在4个部分照射区域M1之间没有形成间隙。因此，如图7的曲线图所示，被照明对象上的照度分布示出在Y轴方向的中央部以及Z轴方向的中央部不具有照度谷值的大致平坦的分布。

例如，如所述的专利文献1那样，在通过第1多透镜面将入射的光分割为多个部分光束后，再通过第2多透镜面将多个部分光束全部重叠于波长转换元件上的一处的情况下，波长转换元件的整个区域以大致均匀的照度被照明。此时，由于波长转换元件的温度均匀地上升，因此热难以释放掉，存在波长转换效率随着荧光体的温度上升而降低的问题。

因此，在采用通过第1多透镜面将入射的光分割为多个部分光束后，再通过第2多透镜面使多个部分光束分别照射波长转换元件的互不相同的多个区域的结构的情况下，能够避免使多个部分光束全部重叠于波长转换元件的一处。然而，即使采用该结构，在如比较例的光学元件324那样在彼此相邻的部分照射区域M1之间没有间隙的情况下，波长转换元件上的照度分布与使多个部分光束全部重叠在波长转换元件上的情况大致相同。因此，难以抑制与荧光体的温度上升相伴的波长转换效率的降低。

图5示出了本发明人的仿真结果，是表示基于本实施方式的光学元件24的被照明对象上的照度分布的图。图5右侧的曲线图表示沿着直线TY(Y轴方向)的照度分布，图5下侧的曲线图表示沿着直线TZ(Z轴方向)的照度分布。

针对上述问题，如图5所示，在本实施方式的光学元件24的情况下，由于在第2单元242的焦平面F上彼此相邻的部分光束BLd的彼此之间形成间隙，因此在被照明对象上，照射区域M也被分割为与4根部分光束BLd对应的4个部分照射区域M1，并且在彼此相邻的部分照射区域M1之间形成间隙。因此，如图5的2个曲线图所示，在Y轴方向、Z轴方向上都在中央部具有照度的谷值，得到被明确分割为了4个部分照射区域M1的照度分布。

在使用比较例的光学元件324的情况下，波长转换元件上的照射区域整体大致均匀地温度上升，因此特别是照射区域的中央部附近的热难以释放出，难以抑制温度上升。与此相对，在使用本实施方式的光学元件24的情况下，波长转换元件40上的照射区域M被分割为相互分离的4个部分照射区域M1，因此热容易从各部分照射区域M1的中央部朝向周缘部释放出。其结果，能够有效地抑制温度上升。

[第1实施方式的效果]

本实施方式的光学元件24具有：第1多透镜面24A，其呈阵列状地配置有m个区域；以及第2多透镜面24B，其与m个区域对应地呈阵列状地配置有m个第2单元242，光束BL入射到第1多透镜面24A，光束BL从第2多透镜面24B射出，第1多透镜面24A的m个区域R分别具有n个第1单元241，m个第2单元242的焦平面F比n个第1单元241靠射出侧，m为2以上的自然数，n为2以上的自然数。

根据本实施方式的光学元件24，如上所述，光束BL以被分割的状态对波长转换元件40上的照射区域M相互分离的n个部分照射区域M1进行照明。另外，从m个第2单元242射出的部分光束BLd分别与n个部分照射区域M1重叠，因此能够使部分照射区域M1的照度分布均匀化。因此，可提供照度不均少、能够形成相互分割的多个部分照射区域M1的光学元件24。

另外，本实施方式的光源装置20具有：光源21，其射出光束BL；光学元件24，从光源21射出的光束BL入射到该光学元件24；以及波长转换元件40，从光学元件24射出的光束BL入射到该波长转换元件40，该波长转换元件40对光束BL进行波长转换而射出荧光。

根据本实施方式的光源装置20，能够有效地抑制波长转换元件40的温度上升，因此能够抑制与波长转换元件40的温度上升相伴的波长转换效率的降低。

以上，着眼于波长转换元件40进行了说明，但在本实施方式的情况下，对于作为另一个被照明对象的扩散反射元件30，也能够得到同样的效果。即，光束BL以被分割的状态对扩散反射元件30上的照射区域M相互分离的4个部分照射区域M1进行照明。由此，能够有效地抑制扩散反射元件30的温度上升，因此能够提高扩散反射元件30的可靠性。

另外，本实施方式的光学元件24具有透镜阵列27，该透镜阵列27具有光束BL所入射的第1面27a、和射出从第1面27a入射的光束BL的第2面27b，第1多透镜面24A由第1面27a构成，第2多透镜面24B由第2面27b构成。

根据该结构，由于第1多透镜面24A和第2多透镜面24B由一个透镜阵列27形成，因此能够实现光源装置20的部件数量的削减，并且能够使光源装置20小型化。

另外，本实施方式的投影仪1具有：光源装置20；光调制装置4B、4G、4R，其根据图像信息对从光源装置20射出的照明光WL进行调制；以及投射光学装置6，其投射由光调制装置4B、4G、4R调制的光。

本实施方式的投影仪1包含具有上述效果的光源装置20，因此小型且显示品质优异。

[第2实施方式]

以下，使用图8、图9A以及图9B对本发明的第2实施方式进行说明。

第2实施方式的投影仪以及照明装置的结构与第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，省略关于投影仪以及照明装置的结构的说明。

图8是本实施方式的光学元件50的俯视图。图9A是使第2透镜阵列52移动后的状态的光学元件50的俯视图。图9B是使第1透镜阵列51移动后的状态的光学元件50的俯视图。

[光学元件的结构]

如图8所示，本实施方式的光学元件50具有：呈阵列状配置m个区域的第1多透镜面50A；以及与m个区域R对应地呈阵列状配置m个第2单元502的第2多透镜面50B。在光学元件50中，光束BL入射到第1多透镜面50A，从第2多透镜面50B射出。第1多透镜面50A的m个区域R分别具有n个第1单元501。m为2以上的自然数，n为2以上的自然数。

在本实施方式中，也与第1实施方式同样，m＝9，n＝4。另外，关于第1单元501以及第2单元502的配置，也与第1实施方式相同。第1单元501和第2单元502分别具有凸透镜形状。构成第1多透镜面50A的全部第1单元501具有相同的大小和曲率。另外，构成第2多透镜面50B的全部第2单元502具有相同的大小和曲率。

作为具体的结构，本实施方式的光学元件50具有第1透镜阵列51、第2透镜阵列52、保持第1透镜阵列51和第2透镜阵列52的保持部件53。

第1透镜阵列51具有光束BL所入射的第3面51a、和射出从第3面51a入射的光束BL的第4面51b。在本实施方式中，第1多透镜面50A由第3面51a构成。第4面51b形成为平面状。另外，第1透镜阵列51也可以将入射侧和射出侧反向地设置。即，第1多透镜面50A可以由射出光束BL的第4面51b构成，入射有光束BL的第3面51a也可以形成为平面状。

第2透镜阵列52具有从第1透镜阵列51的第4面51b射出的光束BL所入射的第5面52a、和射出从第5面52a入射的光束BL的第6面52b。在本实施方式中，第2多透镜面50B由第6面52b构成。第5面52a形成为平面状。另外，第2透镜阵列52也可以与本实施方式反向地设置入射侧和射出侧。即，第2多透镜面50B也可以由入射光束BL的第5面52a构成，射出光束BL的第6面52b也可以形成为平面状。

第1透镜阵列51和第2透镜阵列52分别例如可以由光学玻璃、石英等无机材料构成，也可以由树脂等有机材料构成。另外，优选第1透镜阵列51及第2透镜阵列52分别具有用于设置保持部件53所插通的孔的框部。

保持部件53沿着作为光束BL的行进方向的X轴方向延伸，保持第1透镜阵列51和第2透镜阵列52。由此，保持部件53保持第1透镜阵列51与第2透镜阵列52之间的相对位置关系。另外，在本实施方式的情况下，第1透镜阵列51以及第2透镜阵列52分别不固定于保持部件53的特定的位置，而能够沿着保持部件53的延伸方向移动。各透镜阵列51、52例如既可以通过步进电机等驱动源自动地移动，也可以通过手动进行移动。另外，也可以仅将第1透镜阵列51和第2透镜阵列52中的任意一方设为能够沿着保持部件53的延伸方向移动。

相对于图8所示的第2透镜阵列52的位置，如图9A所示，通过使第2透镜阵列52沿着保持部件53的延伸方向移动，能够使光束BL的行进方向上的第1多透镜面50A与第2多透镜面50B之间的距离N可变。或者，相对于图8所示的第1透镜阵列51的位置，如图9B所示，通过使第1透镜阵列51沿着保持部件53的延伸方向移动，能够使光束BL的行进方向上的第1多透镜面50A与第2多透镜面50B之间的距离N变化。另外，将第1多透镜面50A与第2多透镜面50B之间的距离N定义为构成第1多透镜面50A的第1单元501的顶点与构成第2多透镜面50B的第2单元502的顶点之间的、沿着光束BL的行进方向的距离。

这样，通过使光束BL的行进方向上的第1多透镜面50A与第2多透镜面50B之间的距离N变化，能够使光束BL的行进方向上的m个第2单元502的焦平面相对于第1多透镜面50A的位置可变。但是，在本实施方式的情况下，m个第2单元502的焦平面也位于比n个第1单元501靠射出侧的位置。

[第2实施方式的效果]

在本实施方式的光学元件50中，光束BL也在照射区域被分割为相互分离的n个部分照射区域的状态下对被照明对象进行照明。另外，对于n个部分照射区域的每一个，重叠有从m个第2单元502射出的部分光束，因此能够使部分照射区域的照度分布均匀化。因此，可得到能够提供照度不均少、能够形成相互分割的多个照射区域的光学元件50这样的与第1实施方式相同的效果。

另外，在本实施方式的光学元件50中，光束BL的行进方向上的m个第2单元502的焦平面相对于第1多透镜面50A的位置是可变的。

根据图4可知，通过使光束BL的行进方向上的第2单元502的焦平面的位置变化，能够调整焦平面上的相邻的部分光束的间隔。由此，例如能够根据被照明对象的散热程度等来调整相邻的部分照射区域间的间隔。

另外，在本实施方式的光学元件50中，通过使第1透镜阵列51和第2透镜阵列52中的至少一方能够沿着保持部件53的延伸方向移动，使光束BL的行进方向上的第1多透镜面50A与第2多透镜面50B之间的距离N可变。

根据该结构，能够通过比较简单的移动机构来实现上述相邻的部分照射区域间的间隔调整。

[第3实施方式]

以下，使用图10A和图10B对本发明的第3实施方式进行说明。

第3实施方式的投影仪以及照明装置的结构与第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，省略关于投影仪以及照明装置的结构的说明。

图10A是本实施方式的光学元件55的示意图。图10B是使第2单元552的曲率与图10A不同时的光学元件55的示意图。

[光学元件的结构]

如图10A所示，本实施方式的光学元件55具有：呈阵列状配置m个区域的第1多透镜面55A；以及与m个区域R对应地呈阵列状配置m个第2单元552的第2多透镜面55B。在光学元件55中，光束BL入射到第1多透镜面55A，从第2多透镜面55B射出。第1多透镜面55A的m个区域R分别具有n个第1单元551。m为2以上的自然数，n为2以上的自然数。

在本实施方式中，也与第1实施方式同样，m＝9，n＝4。另外，关于第1单元551以及第2单元552的配置，也与第1实施方式相同。第1单元551和第2单元552分别具有凸透镜形状。

作为具体的结构，本实施方式的光学元件55具有第1透镜阵列56、第2透镜阵列57以及压力施加装置58。

第1透镜阵列56的结构与第2实施方式的第1透镜阵列51大致相同。即，第1透镜阵列56具有光束BL所入射的第3面56a、和射出从第3面56a入射的光束BL的第4面56b。在本实施方式中，第1多透镜面55A由第3面56a构成。第4面56b形成为平面状。第1透镜阵列56例如可以由光学玻璃、石英等无机材料构成，也可以由树脂等有机材料构成。

第2透镜阵列57由透光性部件60和透光性液体61构成。透光性部件60具有一体地形成有固定于第1透镜阵列56的第4面56b的侧面部60a和构成第2多透镜面55B的透镜部60b的结构。透光性部件60例如由硅橡胶等具有透光性的软质薄膜材料构成，能够弹性变形。透光性液体61例如由硅油等折射率大于1的液体构成。透光性液体61填充在由第1透镜阵列56的第4面56b和透光性部件60包围的空间内。

压力施加装置58对填充在空间内的透光性液体61施加压力。在通过压力施加装置58对透光性液体61施加了适度的压力的状态下，形成了透镜部60b的凸透镜形状。

在本实施方式的光学元件55中，通过使施加于透光性液体61的压力变化，能够改变透光性部件60的弹性变形的程度，能够使第2单元552的曲率可变。例如，在假设图10A所示的状态为初始状态时，使施加于透光性液体61的压力高于初始状态，由此如图10B所示，能够使透光性部件60的膨胀比初始状态大，能够增大第2单元552的曲率。通过增大第2单元552的曲率，能够使m个第2单元552的焦平面的位置远离n个第1单元551，因此能够增大在被照明对象上相邻的部分照射区域间的间隙。

[第3实施方式的效果]

在本实施方式的光学元件55中，光束BL也以被分割的状态对被照明对象上的照射区域相互分离的n个部分照射区域进行照明。另外，对于n个部分照射区域的每一个，重叠有从m个第2单元552射出的部分光束，因此能够使部分照射区域的照度分布均匀化。因此，可得到能够提供照度不均少、能够形成相互分割的多个部分照射区域的光学元件55这样的与第1实施方式相同的效果。

另外，在本实施方式的光学元件55中，也使光束BL的行进方向上的m个第2单元552的焦平面相对于第1多透镜面55A的位置可变，因此可得到能够调整相邻的部分照射区域间的间隔这样的与第2实施方式相同的效果。

[第4实施方式]

以下，使用图11A和图11B对本发明的第4实施方式进行说明。

第4实施方式的投影仪以及照明装置的结构与第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，省略关于投影仪以及照明装置的结构的说明。

图11A是本实施方式的光学元件63的示意图。图11B是使透光性材料的折射率与图11A不同时的光学元件63的示意图。

[光学元件的结构]

如图11A所示，本实施方式的光学元件63具有：呈阵列状配置m个区域的第1多透镜面63A；以及与m个区域R对应地呈阵列状配置m个第2单元632的第2多透镜面63B。在光学元件63中，光束BL入射到第1多透镜面63A，从第2多透镜面63B射出。第1多透镜面63A的m个区域R分别具有n个第1单元631。m为2以上的自然数，n为2以上的自然数。

在本实施方式中，也与第1实施方式同样，m＝9，n＝4。另外，关于第1单元631以及第2单元632的配置，也与第1实施方式相同。第1单元631和第2单元632分别具有凸透镜形状。

作为具体的结构，本实施方式的光学元件63具有第1透镜阵列56、第2透镜阵列65以及压力施加装置58。

第1透镜阵列56的结构与第3实施方式的第1透镜阵列56相同。即，第1透镜阵列56具有光束BL所入射的第3面56a、和射出从第3面56a入射的光束BL的第4面56b。在本实施方式中，第1多透镜面63A由第3面56a构成。第4面56b形成为平面状。第1透镜阵列56例如可以由光学玻璃、石英等无机材料构成，也可以由树脂等有机材料构成。

第2透镜阵列65由透光性部件66和透光性材料67构成。透光性部件66具有一体地形成有固定于第1透镜阵列56的第4面56b的侧面部66a和构成第2多透镜面63B的透镜部66b的结构。透光性部件66例如由光学玻璃等具有透光性的硬质材料构成。透光性材料67例如由硅油等折射率大于1的液体构成。透光性材料67填充在由第1透镜阵列56的第4面56b和透光性部件66包围的空间内。

压力施加装置58与第3实施方式的压力施加装置58相同。压力施加装置58对填充在空间内的透光性材料67施加压力。

在本实施方式的光学元件63中，通过使施加于透光性材料67的压力变化，能够使透光性材料67的折射率可变，从而能够使第2单元632的焦距变化。例如，在假设图11A所示的状态为初始状态时，使施加于透光性材料67的压力高于初始状态，由此如图11B所示，能够使透光性材料67的折射率比初始状态大，从而能够缩短第2单元632的焦距。通过缩短第2单元632的焦距，能够使m个第2单元632的焦平面的位置远离n个第1单元631，因此能够增大在被照明对象上相邻的部分照射区域间的间隙。

[第4实施方式的效果]

在本实施方式的光学元件63中，光束BL也以被分割的状态对被照明对象上的照射区域相互分离的n个部分照射区域进行照明。另外，从m个第2单元632射出的部分光束分别与n个部分照射区域重叠，因此能够使部分照射区域的照度分布均匀化。因此，可得到能够提供照度不均少、能够形成相互分割的多个部分照射区域的光学元件63这样的与第1实施方式相同的效果。

另外，在本实施方式的光学元件63中，也使光束BL的行进方向上的m个第2单元632的焦平面相对于第1多透镜面63A的位置可变，因此可得到能够调整相邻的部分照射区域间的间隔这样的与第2实施方式相同的效果。

[第1变形例]

以下，使用图12以及图13对第1变形例的光学元件进行说明。

图12是第1变形例的光学元件69的立体图。

如图12所示，第1变形例的光学元件69具有：第1多透镜面69A，其呈阵列状地配置有m个区域R；以及第2多透镜面69B，其与m个区域R对应地呈阵列状地配置有m个第2单元692。在光学元件69中，光束BL入射到第1多透镜面69A，从第2多透镜面69B射出。第1多透镜面69A的m个区域R分别具有n个第1单元691。m为2以上的自然数，n为2以上的自然数。

在第1变形例中，m＝9，n＝2。即，第1多透镜面69A具有9个区域R呈阵列状地配置为3行3列的结构。另外，第1多透镜面69A的9个区域R分别具有2个第1单元691。各区域R所具有的2个第1单元691沿Z轴方向排列配置。因此，第1多透镜面69A具有作为整体呈阵列状地配置有6行3列的18个第1单元691的结构。第2多透镜面69B与上述实施方式相同。

图13示出了本发明人的仿真结果，是表示基于第1变形例的光学元件69的被照明对象上的照度分布的图。

如图13所示，在第1变形例的光学元件69的情况下，反映上述的第1多透镜面69A的结构，在被照明对象上，整体的照射区域M也被分割为2个部分照射区域M1，并且在2个部分照射区域M1之间形成间隙。

[第2变形例]

以下，使用图14对第2变形例的光学元件进行说明。

另外，在以下的第2变形例、第3变形例、第4变形例以及第5变形例中，省略光学元件的图示，仅示出被照明对象上的照度分布。

第2变形例的光学元件具有：m个区域配置成阵列状的第1多透镜面；以及m个第2单元与m个区域对应地配置成阵列状的第2多透镜面。在第2变形例中，m＝9，n＝3。即，第1多透镜面的9个区域分别具有3个第1单元。各区域所具有的3个第1单元在Y轴方向上排列配置。

如图14所示，在第2变形例的光学元件的情况下，反映上述的第1多透镜面的结构，在被照明对象上，整体的照射区域M也被分割为3个部分照射区域M1，并且在彼此相邻的部分照射区域M1之间形成间隙。

[第3变形例]

以下，使用图15对第3变形例的光学元件进行说明。

第3变形例的光学元件具有：m个区域配置成阵列状的第1多透镜面；以及m个第2单元与m个区域对应地配置成阵列状的第2多透镜面。在第3变形例中，与第2变形例同样，m＝9，n＝3。即，第1多透镜面的9个区域分别具有3个第1单元。各区域所具有的3个第1单元在Y轴方向上排列配置。

在上述实施方式以及变形例中，设想为正方形的被照明对象，但在第3变形例中，设想为长方形的被照明对象。如图15所示，在第3变形例的光学元件的情况下，反映上述的第1多透镜面的结构，在长方形的被照明对象上，整体的照射区域M也被分割为3个部分照射区域M1，并且在彼此相邻的部分照射区域M1之间形成间隙。

[第4变形例]

以下，使用图16对第4变形例的光学元件进行说明。

第4变形例的光学元件具有：m个区域配置成阵列状的第1多透镜面；以及m个第2单元与m个区域对应地配置成阵列状的第2多透镜面。在第4变形例中，m＝9，n＝9。即，第1多透镜面的9个区域分别具有9个第1单元。各区域所具有的9个第1单元呈阵列状地配置为3行3列。

如图16所示，在第4变形例的光学元件的情况下，反映上述的第1多透镜面的结构，在被照明对象上，整体的照射区域M也被分割为9个部分照射区域M1，并且在彼此相邻的部分照射区域M1之间形成间隙。

[第5变形例]

以下，使用图17对第5变形例的光学元件进行说明。

第5变形例的光学元件具有：m个区域配置成阵列状的第1多透镜面；以及m个第2单元与m个区域对应地配置成阵列状的第2多透镜面。在第5变形例中，m＝9，n＝3。即，第1多透镜面的9个区域分别具有3个第1单元。在各区域所具有的3个第1单元中，在沿Y轴方向与长方形的第1单元相邻的区域中，在Z轴方向上排列配置有正方形的2个第1单元。

如图17所示，在第5变形例的光学元件的情况下，反映上述的第1多透镜面的结构，在被照明对象上，整体的照射区域M也被分割为3个部分照射区域M1、M2，并且在彼此相邻的部分照射区域之间形成间隙。

[第6变形例]

以下，使用图18以及图19对第6变形例的光学元件进行说明。

图18是第6变形例的光学元件71的立体图。

如图18所示，第6变形例的光学元件71具有：第1多透镜面71A，其呈阵列状地配置有m个区域R；以及第2多透镜面71B，其与m个区域R对应地呈阵列状地配置有m个第2单元712。在光学元件71中，光束BL入射到第1多透镜面71A，从第2多透镜面71B射出。第1多透镜面71A的m个区域R分别具有n个第1单元711。

在第6变形例中，m＝9，n＝4。即，第1多透镜面71A的9个区域R分别具有4个第1单元711。各区域R所具有的4个第1单元711呈阵列状地配置为2行2列。因此，第1多透镜面71A具有作为整体呈阵列状地配置有6行6列的36个第1单元711的结构。第2多透镜面71B与上述实施方式相同。

在第6变形例中，各区域R所具有的4个第1单元711中的1个第1单元711与第2单元712之间的距离N1比其他3个第1单元711与第2单元712之间的距离N2长。因此，该1个第1单元711与第2单元712的焦平面的距离比其他3个第1单元711与第2单元712的焦平面的距离长。另外，1个第1单元711的曲率与其他3个第1单元711的曲率可以彼此相同，也可以彼此不同。

由此，在第6变形例的光学元件71的情况下，如图19所示，反映上述的第1多透镜面71A的结构，在被照明对象上，整体的照射区域M被分割为4个部分照射区域M3、M4，并且4个部分照射区域M3、M4中的1个部分照射区域M3的面积小于其他3个部分照射区域M4的面积，仅1个部分照射区域M3与相邻的照射区域M4之间的间隙较大。这样，也可以仅使多个部分照射区域中的一部分的部分照射区域的面积与其他的部分照射区域的面积不同。

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。

例如，在上述实施方式中，列举了将本发明一个方式的光学元件应用为用于对光源装置的波长转换元件和扩散反射元件进行照明的部件的例子，但也可以代替该结构而应用于例如图2所示的积分光学系统31。

在该情况下，光学元件的被照明对象是构成图1所示的投影仪1的光调制装置4B、4G、4R。作为通过相互分离的多个部分照射区域对光调制装置4B、4G、4R进行照明的技术意义，例如考虑在屏幕上投射多个窗口的情况等。在该情况下，在光调制装置的有效显示区域内设置多个图像形成区域，在多个图像形成区域以外的区域不形成图像，因此即使不对该以外的区域照射照明光也没有障碍。或者，本发明一个方式的光学元件不限于投射多个窗口的情况，也能够应用于在一个窗口内显示亮显示区域和暗显示区域分离后的图像的情况等。这样，通过将本发明一个方式的光学元件应用于投影仪的积分光学系统，能够在不对不需要的区域进行照明的情况下，实现照明光的利用效率高的投影仪。

另外，在第2实施方式中，示出了第1透镜阵列以及第2透镜阵列中的至少一方能够沿着保持部件的延伸方向移动，从而能够调整第2单元的焦平面位置的结构，但第1透镜阵列以及第2透镜阵列也可以不是一定能够沿着保持部件的延伸方向移动。例如，也可以构成为，在适当调整了第2单元的焦平面的位置之后，第1透镜阵列以及第2透镜阵列相对于保持部件被固定，之后第1透镜阵列以及第2透镜阵列无法移动。

另外，在第3实施方式和第4实施方式中，第1透镜阵列和第2透镜阵列由一体的部件构成，但第1透镜阵列和第2透镜阵列也可以分体构成。

另外，在上述实施方式中，示出了将本发明一个方式的光学元件应用于如下方式的照明装置的例子：利用偏振分离元件将从光源射出的光分支为2个光束，使一个光束入射到波长转换元件，使另一个光束入射到扩散反射元件，并利用偏振分离元件对从波长转换元件射出的荧光和从扩散反射元件射出的蓝色光进行合成。也可以代替该结构，将本发明一个方式的光学元件应用于如下方式的照明装置：使从光源射出的蓝色光入射到波长转换元件，使用一部分的蓝色光作为激励光，使不作为激励光的另一部分的蓝色光反向散射，从而取出从波长转换元件射出的荧光和蓝色光。

另外，在上述实施方式中，列举了不能够旋转的固定型的波长转换元件的例子，但本发明的一个方式也能够应用于具有能够通过电机旋转的波长转换元件的光源装置。另外，列举了不能够旋转的固定型的扩散反射元件的例子，但本发明的一个方式也能够应用于具有能够通过电动机旋转的扩散反射元件的光源装置。

另外，在上述实施方式中，示出了将本发明一个方式的光学元件搭载于使用了液晶光阀的投影仪的例子，但不限于此。也可以将本发明一个方式的光学元件应用于使用了数字微镜器件作为光调制装置的投影仪。另外，投影仪可以不具有多个光调制装置，也可以仅具有一个光调制装置。

此外，构成光源装置以及投影仪的各结构要素的数量、配置、形状以及材料等的具体结构不限于上述实施方式，能够适当变更。

另外，在上述实施方式中，示出了将本发明一个方式的光源装置应用于投影仪的例子，但不限于此。本发明一个方式的光源装置能够应用于照明器具、汽车的头灯等光源装置。在该情况下，这种光源装置也可以具有光源、本发明一个方式的光学元件、以及用于调整从光学元件射出的光的照度的光调制元件。

本发明一个方式的光学元件也可以具有以下的结构。

本发明一个方式的光学元件具有：第1多透镜面，其呈阵列状地配置有m个区域；以及第2多透镜面，其与所述m个区域对应地呈阵列状地配置有m个第2单元，光入射到所述第1多透镜面，从所述第2多透镜面射出所述光，所述第1多透镜面的所述m个区域分别具有n个第1单元，所述m个第2单元的焦平面比所述n个第1单元靠射出侧，所述m为2以上的自然数，所述n为2以上的自然数。

本发明一个方式的光学元件也可以具有透镜阵列，该透镜阵列具有第1面和第2面，所述光入射到该第1面，从该第2面射出从所述第1面入射的所述光，所述第1多透镜面由所述第1面构成，所述第2多透镜面由所述第2面构成。

在本发明一个方式的光学元件中，也可以是，所述光的行进方向上的所述m个第2单元的焦平面相对于所述第1多透镜面的位置是可变的。

在本发明一个方式的光学元件中，也可以是，所述光的行进方向上的所述第1多透镜面与所述第2多透镜面之间的距离是可变的。

本发明一个方式的光学元件可以具有：第1透镜阵列，该第1透镜阵列具有第3面和第4面，所述光入射到该第3面，从该第4面射出从所述第3面入射的所述光；第2透镜阵列，该第2透镜阵列具有第5面和第6面，从所述第4面射出的所述光入射到该第5面，从该第6面射出从所述第5面入射的所述光；以及保持部件，其保持所述第1透镜阵列和所述第2透镜阵列，所述第1多透镜面由所述第3面或所述第4面构成，所述第2多透镜面由所述第5面或所述第6面构成，也可以是，所述光的行进方向上的所述第1透镜阵列与所述第2透镜阵列之间的距离是可变的。

在本发明一个方式的光学元件中，所述m个第2单元各自的曲率可以是可变的。

在本发明一个方式的光学元件中，配置在所述第1多透镜面与所述第2多透镜面之间的透光性材料的折射率也可以是可变的。

本发明一个方式的光源装置也可以具有以下的结构。

本发明一个方式的光源装置具有：光源，其射出光；以及本发明一个方式的光学元件，从所述光源射出的光入射到该本发明一个方式的光学元件。

本发明一个方式的光源装置具有：光源，其射出激励光；本发明的一个方式的光学元件，从所述光源射出的所述激励光入射到该本发明一个方式的光学元件；以及波长转换元件，从所述光学元件射出的所述激励光入射到该波长转换元件，该波长转换元件对所述激励光进行波长转换而射出荧光。

本发明一个方式的光源装置具有：光源，其射出光；本发明一个方式的光学元件，从所述光源射出的光入射到该本发明一个方式的光学元件；以及光调制元件，其对从所述光学元件射出的光进行调制。

本发明一个方式的图像显示装置也可以具有以下的结构。

本发明一个方式的图像显示装置具有：光源，其射出光；本发明一个方式的光学元件，从所述光源射出的光入射到该本发明一个方式的光学元件；以及光调制装置，其根据图像信息对从所述光学元件射出的光进行调制。

本发明一个方式的投影仪也可以具有以下的结构。

本发明一个方式的投影仪具有：本发明一个方式的光源装置；光调制装置，其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制；以及投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制的光。

Claims (12)

1.一种光学元件，其中，该光学元件具有：

第1多透镜面，其呈阵列状地配置有m个区域；以及

第2多透镜面，其与所述m个区域对应地呈阵列状地配置有m个第2单元，

光入射到所述第1多透镜面，

从所述第2多透镜面射出所述光，

所述第1多透镜面的所述m个区域分别具有n个第1单元，

所述m个第2单元的焦平面比所述n个第1单元靠射出侧，

所述m为2以上的自然数，

所述n为2以上的自然数。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，

该光学元件具有透镜阵列，该透镜阵列具有第1面和第2面，所述光入射到该第1面，从该第2面射出从所述第1面入射的所述光，

所述第1多透镜面由所述第1面构成，

所述第2多透镜面由所述第2面构成。

3.根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述光的行进方向上的所述m个第2单元的焦平面相对于所述第1多透镜面的位置是可变的。

4.根据权利要求3所述的光学元件，其中，

所述光的行进方向上的所述第1多透镜面与所述第2多透镜面之间的距离是可变的。

5.根据权利要求4所述的光学元件，其中，该光学元件具有：

第1透镜阵列，该第1透镜阵列具有第3面和第4面，所述光入射到该第3面，从该第4面射出从所述第3面入射的所述光；

第2透镜阵列，该第2透镜阵列具有第5面和第6面，从所述第4面射出的所述光入射到该第5面，从该第6面射出从所述第5面入射的所述光；以及

保持部件，其保持所述第1透镜阵列和所述第2透镜阵列，

所述第1多透镜面由所述第3面或所述第4面构成，

所述第2多透镜面由所述第5面或所述第6面构成，

所述光的行进方向上的所述第1透镜阵列与所述第2透镜阵列之间的距离是可变的。

6.根据权利要求3所述的光学元件，其中，

所述m个第2单元各自的曲率是可变的。

7.根据权利要求3所述的光学元件，其中，

配置在所述第1多透镜面与所述第2多透镜面之间的透光性材料的折射率是可变的。

8.一种光源装置，其中，该光源装置具有：

光源，其射出光；以及

权利要求1至7中的任意一项所述的光学元件，从所述光源射出的光入射到该光学元件。

9.一种光源装置，其中，该光源装置具有：

光源，其射出激励光；

权利要求1至7中的任意一项所述的光学元件，从所述光源射出的所述激励光入射到该光学元件；以及

波长转换元件，从所述光学元件射出的所述激励光入射到该波长转换元件，该波长转换元件对所述激励光进行波长转换而射出转换光。

10.一种光源装置，其中，该光源装置具有：

光源，其射出光；

权利要求1至7中的任意一项所述的光学元件，从所述光源射出的光入射到该光学元件；以及

光调制元件，其对从所述光学元件射出的光进行调制。

11.一种图像显示装置，其中，该图像显示装置具有：

光源，其射出光；

权利要求1至7中的任意一项所述的光学元件，从所述光源射出的光入射到该光学元件；以及

光调制装置，其根据图像信息对从所述光学元件射出的光进行调制。

12.一种投影仪，其中，该投影仪具有：

权利要求8～10中的任意一项所述的光源装置；

光调制装置，其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制；以及

投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制的光。

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