CN114114810B - 光源装置、图像显示装置以及投影仪 - Google Patents

Abstract

提供光源装置、图像显示装置以及投影仪，该光源装置的照度不均少、能够对被照明对象的多个区域进行照明。本发明的光源装置具有：发光元件；以及具有第1多透镜面和第2多透镜面的微透镜阵列，光以具有角度分布的方式入射到第1多透镜面，第1多透镜面具有排列成阵列状的多个第1单元，第2多透镜面具有排列成阵列状的多个第2单元，从多个第1单元中的一个第1单元朝向第2多透镜面前进的光具有入射到多个第2单元中的一个第2单元的第1光束、和入射到与第1光束所入射的第2单元不同的第2单元的第2光束，第1光束对被照明对象的第1区域进行照射，第2光束对被照明对象的与第1区域不同的第2区域进行照射。

Description

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，有时使用微透镜阵列。

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源装置具有：发光元件，其射出光；以及微透镜阵列，其具有第1多透镜面和第2多透镜面，从所述发光元件射出的光入射到该第1多透镜面，从该第2多透镜面射出从所述第1多透镜面入射的光，所述光以具有角度分布的方式入射到所述第1多透镜面，所述第1多透镜面具有排列成阵列状的多个第1单元，所述第2多透镜面具有排列成阵列状的多个第2单元，从所述多个第1单元中的一个所述第1单元朝向所述第2多透镜面前进的光具有入射到所述多个第2单元中的一个所述第2单元的第1光束、和入射到与所述第1光束所入射的所述第2单元不同的所述第2单元的第2光束，所述第1光束对被照明对象的第1区域进行照射，所述第2光束对所述被照明对象的与所述第1区域不同的第2区域进行照射。

本发明一个方式的图像显示装置具有：本发明一个方式的光源装置；以及光调制装置，其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制。

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是发光元件的立体图。

图4是用于说明第1实施方式的微透镜阵列的作用的图。

图5是用于说明现有例的微透镜阵列的作用的图。

图6是第1变形例的照明装置的概略结构图。

图7是第2实施方式的照明装置的概略结构图。

图8是第3实施方式的照明装置的概略结构图。

图9是第4实施方式的照明装置的概略结构图。

图10是表示第4实施方式的光源装置在被照明对象上的照度分布的图。

图11是表示使第1光学系统的曲率变化的情况下的被照明对象上的照度分布的图。

图12是表示使第1光学系统的曲率进一步变化的情况下的被照明对象上的照度分布的图。

图13是第5实施方式的照明装置的概略结构图。

图14是用于说明比较例的光源装置的问题点的图。

图15是第6实施方式的照明装置的概略结构图。

图16是第7实施方式的照明装置的概略结构图。

标号说明

1：投影仪；4B、4G、4R：光调制装置；6：投射光学装置；20、52、56、61、66、71、77、81：光源装置；22、78：发光元件；23、51：微透镜阵列；35a、51a：第1多透镜面；36a、51b：第2多透镜面；40：波长转换元件；42a：第1区域；42b：第2区域；42c：第3区域；57、62：第1光学系统；67、73：第2光学系统；351a、511a：第1单元；362a、512b：第2单元；BL：光；BL1：第1光束；BL2：第2光束；BL3：第3光束。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，使用图1～图5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，本实施方式的照明装置2具有光源装置20、第1相位差板281、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。

本实施方式的光源装置20具有发光元件22、微透镜阵列23以及波长转换元件40。

在图2中，使用XYZ正交坐标系，将从发光元件22射出的光BL的沿着主光线的轴定义为发光元件22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。

发光元件22、微透镜阵列23、第1相位差板281、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依次排列配置在发光元件的光轴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。

发光元件22由射出光BL的半导体激光芯片构成。半导体激光芯片射出蓝色光、具体而言例如具有460nm的峰值波长的光BL。

图3是发光元件22的立体图。

如图3所示，发光元件22具有射出光的发光区域22c。从射出的光LB的主光线L0的方向观察，发光区域22c具有长方形的平面形状，该长方形具有长边方向W1和短边方向W2。发光区域22c的长边方向W1的尺寸与短边方向W2的尺寸之比(W1/W2)例如为30/1以上。在本实施方式中，发光区域22c的长边方向W1的尺寸例如为40μm，发光区域22c的短边方向W2的尺寸例如为1μm。另外，发光区域22c的形状和尺寸没有特别限定。

发光元件22射出具有椭圆形的截面LS的光LB，该截面LS的短轴处于发光区域22c的长边方向W1上，长轴处于发光区域22c的短边方向W2上。即，在从发光元件22射出的光LB中，与发光区域22c的长边方向W1垂直的面内的发散角γ1大于与发光区域22c的短边方向W2垂直的面内的发散角γ2。光LB的发散角γ1的最大值(最大辐射角度)例如为70°。光LB的发散角γ2的最大值(最大辐射角度)例如为20°。这样，发光元件22射出具有角度分布的光BL。

从发光元件22射出的光BL入射到微透镜阵列23。微透镜阵列23由具有第1多透镜面35a的第1透镜阵列35和具有第2多透镜面36a的第2透镜阵列36构成。第1多透镜面35a具有排列成阵列状的多个第1单元351a。第2多透镜面36a具有排列成阵列状的多个第2单元362a。具体而言，第1多透镜面35a具有例如排列为6行6列的36个第1单元351a。第2多透镜面36a具有例如排列为6行6列的36个第2单元362a。这样，第1单元351a的数量与第2单元362a的数量彼此相等。另外，构成各多透镜面35a、36a的透镜面351a、362a的数量没有特别限定。

第1透镜阵列35具有光BL所入射的第1面35e、和射出从第1面35e入射的光BL的第2面35f。在本实施方式中，第1多透镜面35a由第1面35e构成。第2面35f形成为平面状。另外，第1透镜阵列35也可以将入射侧和射出侧反向地设置。即，第1多透镜面35a也可以由射出光BL的第2面35f构成，入射有光BL的第1面35e也可以形成为平面状。

第2透镜阵列36具有从第1透镜阵列35的第2面35f射出的光BL所入射的第3面36e、和射出从第3面36e入射的光BL的第4面36f。在本实施方式中，第2多透镜面36a由第4面36f构成。第3面36e形成为平面状。另外，第2透镜阵列36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36a也可以由光BL所入射的第3面36e构成，射出光BL的第4面36f也可以形成为平面状。

第1透镜阵列35和第2透镜阵列36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，第1透镜阵列35和第2透镜阵列36优选被任意的保持部件保持。

从微透镜阵列23射出的光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。从发光元件22射出的光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。

从第1相位差板281射出的包含S偏振成分和P偏振成分的光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BL分离为相对于偏振分离元件25的作为S偏振成分的光BLs和作为P偏振成分的光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BLs而引导至波长转换元件40，使作为P偏振成分的光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BLs，并使光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BLs入射到波长转换元件40。发光元件22射出的光BL的一部分是激励光，激励光入射到微透镜阵列23。波长转换元件40入射有从微透镜阵列23射出的激励光，对激励光进行波长转换而射出荧光YL。

波长转换层42包含将光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BLc1以接近朗伯扩散的角度分布反射，并且不扰乱蓝色光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BLc2。在本实施方式中，通过对蓝色光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BLc2。例如右旋的圆偏振的蓝色光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BLc2。

蓝色光BLc2在被第2聚光光学系统29转换为大致平行光之后，再次入射到第2相位差板282。左旋的圆偏振的蓝色光BLc2被第2相位差板282转换为S偏振的蓝色光BLs1。S偏振的蓝色光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。

[本实施方式的原理]

以下，对本实施方式的光源装置20的原理进行说明。

首先，设想现有例的光源装置。

图5是用于说明现有例的光源装置120的作用的示意图。

如图5所示，现有例的光源装置120具有发光元件122、准直透镜121、微透镜阵列123、聚光光学系统126和波长转换元件140。微透镜阵列123具有第1透镜阵列135和第2透镜阵列136。聚光光学系统126具有第1透镜126a和第2透镜126b。

在光源装置120中，从发光元件122射出的光BL被准直透镜121平行化。从准直透镜121射出的光BL在由构成第1多透镜面135a的多个第1单元1351a分割为多个部分光束之后，多个部分光束分别入射到构成第2多透镜面136a的多个第2单元。从微透镜阵列123射出的多个部分光束被聚光光学系统126会聚，以重叠的状态被照射到波长转换元件140上。

这样，现有例的微透镜阵列123成为以平行光入射为前提的设计，由第1多透镜面135a的各第1单元1351a分割而成的一个部分光束入射到第2多透镜面136a的一个第2单元1361a。此时，由于各第1单元1351a和波长转换元件140相互成为共轭的关系，因此，多个部分光束通过第2透镜阵列136和聚光光学系统126重叠在波长转换元件140上，波长转换元件140的整个面以大致均匀的强度被照明。然而，在该结构中，特别是在波长转换元件140的中央部产生的热难以释放掉，存在波长转换效率随着波长转换元件140的温度上升而降低的问题。

针对该问题，在本实施方式的光源装置20中，与现有例的微透镜阵列123的使用方法不同，通过使具有角度分布的光入射到微透镜阵列23，解决了上述问题。

另外，在本说明书中，具有角度分布的光是包含相对于微透镜阵列上的1点从各种方向入射的角度成分的光。即，具有角度分布的光为非平行光。因此，在从发光元件射出发散光、且在发光元件与微透镜阵列之间不存在其他光学元件的情况下，具有角度分布的光入射到微透镜阵列。但是，即使在光相对于微透镜阵列的光轴具有规定的入射角地入射的情况下，在光为平行光的情况下，也不符合具有角度分布的光。

图4是用于说明本实施方式的微透镜阵列23的作用的图。另外，在图4中，为了容易观察光BL的路径，在图2所示的光源装置20中仅取出发光元件22、微透镜阵列23、第1透镜261以及波长转换层42，直线地示出了光路。在本例中，第1多透镜面35a和第2多透镜面36a分别具有以阵列状排列为5行5列的透镜面351a、362a。

如图4所示，在本实施方式的光源装置20中，从发光元件22射出的光BL以具有角度分布的方式入射到微透镜阵列23的第1多透镜面35a。在图4中，仅示出从发光元件22射出的光BL中的、入射到第1多透镜面35a的中央的一个第1单元351a的光BL。

从构成第1多透镜面35a的多个第1单元351a中的一个第1单元351a朝向第2多透镜面36a前进的光BL具有：入射到构成第2多透镜面36a的多个第2单元362a中的一个第2单元362a的第1光束BL1；入射到与第1光束BL1所入射的第2单元362a不同的第2单元362a的第2光束BL2；以及入射到与第1光束BL1和第2光束BL2所入射的第2单元362a不同的第2单元362a的第3光束BL3。

第1光束BL1从第1多透镜面35a的中央的第1单元351a向与光轴ax1平行的方向前进，因此入射到与该第1单元351a对置的第2多透镜面36a的中央的第2单元362a。与此相对，第2光束BL2从第1多透镜面35a的中央的第1单元351a向相对于光轴ax1朝+Y侧倾斜的方向前进，所以入射到位于从第2多透镜面36a的中央的第2单元362a向+Y侧偏移了一个的位置的第2单元362a。另外，第3光束BL3从第1多透镜面35a的中央的第1单元351a向相对于光轴ax1朝-Y侧倾斜的方向前进，因此入射到位于从第2多透镜面36a的中央的第2单元362a向-Y侧偏离一个的位置的第2单元362a。以下，为了简化说明，将与光BL所入射的一个第1单元351a对置的第2单元362a称为对置透镜面362t，将位于从对置透镜面362t偏离的位置的第2单元362a称为周边透镜面362s。

这样，入射到一个第1单元351a的光中的第1光束BL1入射到对置透镜面362t，第2光束BL2和第3光束BL3分别入射到周边透镜面362s。其结果，各光束BL1、BL2、BL3在作为被照明对象的波长转换层42上照射互不相同的区域。即，第1光束BL1照射波长转换层的第1区域42a。第2光束BL2照射波长转换层42上的与第1区域42a不同的第2区域42b。第3光束BL3照射波长转换层42上的与第1区域42a和第2区域42b不同的第3区域42c。第1区域42a是波长转换层42的中央区域。第2区域42b是与第1区域42a的+Y侧相邻的波长转换层42的周缘区域。第3区域42c是与第1区域42a的-Y侧相邻的波长转换层42的周缘区域。

另外，图4示出了从Z轴方向观察到的状态，但在从Y轴方向观察的情况下也产生与图4同样的作用。即，从第1多透镜面35a的中央的第1单元351a入射的光中的一个光束入射到第2多透镜面36a中的对置透镜面362t。与此相对，另一个光束入射到第2多透镜面36a中的位于从对置透镜面362t向+Z侧偏离的位置的周边透镜面362s。又一个光束入射到位于从对置透镜面362t向-Z侧偏离的位置的周边透镜面362s。

并且，从光轴ax1方向观察，在YZ平面内，在从Y轴方向以及Z轴方向倾斜的倾斜方向上，也产生与图4同样的作用。因此，入射到一个第1单元351a的光BL入射到包含一个对置透镜面362t和8个周边透镜面362s、且排列为3行3列的9个第2单元362a。其结果，入射到互不相同的9个第2单元362a的9根光束在波长转换层42上照射到排列为3行3列的9个分割区域。

另外，在上述的说明中，仅着眼于入射到第1多透镜面35a的中央的一个第1单元351a的光BL，但实际上入射到第1多透镜面35a上的其他第1单元351a的光BL也产生与入射到中央的第1单元351a的光BL同样的作用。即，对于入射有光BL的全部第1单元351a，从一个第1单元351a入射的光BL入射到包含对置透镜面362t和周边透镜面362s的9个第2单元362a，入射到各第2单元362a的9根光束分别照射波长转换层42上的9个分割区域。因此，入射到各第1单元351a而被分割的9根光束分别以重叠了第1单元351a的数量的状态对波长转换层42上的各分割区域进行照明。

[第1实施方式的效果]

例如，如上述的专利文献1那样，在利用第1多透镜面将入射的光分割为多个部分光束之后，利用第2多透镜面将多个部分光束在波长转换元件上全部重叠于一处的情况下，能够以大致均匀的照度对波长转换元件的整个区域进行照明。然而，在该情况下，由于波长转换元件的温度在整个区域均匀地上升，因此特别是波长转换元件的中央部的热难以释放掉，存在波长转换效率随着荧光体的温度上升而降低的问题。

针对该问题，本实施方式的光源装置20具有：发光元件22，其射出光BL；以及微透镜阵列23，其具有第1多透镜面35a和第2多透镜面36a，从发光元件22射出的光入射到该第1多透镜面35a，从第2多透镜面36a射出从第1多透镜面35a入射的光BL，光BL以具有角度分布的方式入射到第1多透镜面35a，第1多透镜面35a具有排列成阵列状的多个第1单元351a，第2多透镜面36a具有排列成阵列状的多个第2单元362a，从多个第1单元351a中的一个第1单元351a朝向第2多透镜面36a前进的光具有入射到多个第2单元362a中的一个第2单元362a的第1光束BL1、入射到与第1光束BL1所入射的第2单元362a不同的第2单元362a的第2光束BL2、以及入射到与第1光束BL1和第2光束BL2所入射的第2单元362a不同的第2单元362a的第3光束BL3，第1光束BL1对被照明对象的第1区域进行照射，第2光束BL2对被照明对象的与第1区域不同的第2区域进行照射，第3光束BL3照射被照明对象的与第1区域以及第2区域不同的第3区域。

在本实施方式的光源装置20中，如上所述，光BL以具有角度分布的方式入射到第1多透镜面35a，因此入射到一个第1单元351a的光BL入射到互不相同的多个第2单元362a，以被分割的状态在互不相同的多个区域对被照明对象进行照明。另外，由于从多个第2单元362a射出的光束与多个区域分别重叠，因此能够使被照明对象的照度分布均匀化。因此，本实施方式的光源装置20的照度不均少，能够对被照明对象的相互分割而成的多个区域进行照明。

另外，在本实施方式中，发光元件22射出的光为激励光，激励光入射到微透镜阵列23，光源装置20还具有波长转换元件40，其入射有从微透镜阵列23射出的激励光，对激励光进行波长转换而射出荧光YL。

根据该结构，由于重叠照明到对波长转换元件40进行分割而成的每个区域，因此与重叠照明到波长转换元件40的整个区域的情况相比，在波长转换元件40中产生的热容易释放掉，能够有效地抑制波长转换元件40的温度上升。由此，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，着眼于被照明对象是波长转换元件40的情况进行了说明，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BL以分割的状态在互不相同的9个区域对扩散反射元件30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，在本实施方式的光源装置20中，发光元件22射出具有角度分布的光BL。

根据该结构，不需要在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上设置用于产生角度分布的光学元件，因此能够简化光源装置20的结构。

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1变形例]

以下，对第1变形例的照明装置进行说明。

图6是第1变形例的照明装置50的概略结构图。

在图6中，对与上述第1实施方式的照明装置2相同的结构要素标注相同的标号，并省略说明。

如图6所示，在本变形例的光源装置52中，微透镜阵列51由在一个基材的两面形成有多透镜面的双面微透镜阵列构成。即，微透镜阵列51具有从发光元件22射出的光BL所入射的第1多透镜面51a、和射出从第1多透镜面51a入射的光BL的第2多透镜面51b。第1多透镜面51a具有排列成阵列状的多个第1单元511a。第2多透镜面51b具有排列成阵列状的多个第2单元512b。

[第1变形例的效果]

在本变形例的光源装置52中，也可得到照度不均少、能够对波长转换元件40上的多个区域进行照明、从而能够抑制波长转换效率的降低等与第1实施方式相同的效果。

另外，在本变形例中，由于微透镜阵列51由双面微透镜阵列构成，因此能够实现光源装置52的进一步小型化。

[第2实施方式]

以下，使用图7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基本结构与第1实施方式相同，光源装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略关于投影仪以及照明装置的整体结构的说明。

图7是本实施方式的照明装置55的概略结构图。

在图7中，对与在第1实施方式中使用的图2相同的结构要素标注相同的标号，并省略详细的说明。

如图7所示，本实施方式的照明装置55具有光源装置56、第1相位差板281、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。

本实施方式的光源装置56具有发光元件22、第1光学系统57、微透镜阵列23以及波长转换元件40。

第1光学系统57设置在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上。第1光学系统57由具有正的屈光力的凸透镜构成。另外，第1光学系统57也可以由多个透镜构成。第1光学系统57将从发光元件22射出的光BL转换为具有角度分布的光。

在本实施方式的情况下，为了从发光元件22射出具有角度分布的光BL，第1光学系统57使从发光元件22射出的光BL的角度分布变化地射出光BL。具体而言，由于第1光学系统57具有正的屈光力，因此从第1光学系统57射出后的光BL的角度分布变得比入射到第1光学系统57之前的光BL的角度分布小。因此，从第1光学系统57射出的光BL以具有角度分布的方式入射到微透镜阵列23的第1多透镜面35a。

照明装置55的其他结构与第1实施方式的照明装置2相同。

[第2实施方式的效果]

在本实施方式的光源装置56中，也可得到照度不均少、能够对波长转换元件40上的多个区域进行照明、从而能够抑制波长转换效率的降低等与第1实施方式相同的效果。

另外，本实施方式的光源装置56还具有第1光学系统57，其设置在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上，具有正的屈光力，将入射的光BL转换为具有角度分布的光BL。

在第1实施方式的情况下，入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布由发光元件22决定，因此只要不改变发光元件22，则入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布是恒定的。与此相对，在本实施方式的情况下，由于在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上设置有第1光学系统57，因此通过改变构成第1光学系统57的凸透镜的曲率，能够调整入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布。

例如，构成第1光学系统57的凸透镜的曲率越增大，则光BL的主光线附近的光线以越大的角度弯曲，因此入射到周边透镜面362s的光BL相对于入射到对置透镜面362t的光BL的比例越增加。其结果，能够使波长转换层42的周缘区域的强度相对高于波长转换层42的中央区域的强度。这样，能够改变分配到第2多透镜面36a的对置透镜面362t和周边透镜面362s的光BL的比例，因此能够调整照射波长转换层42上的多个区域的光BL的强度分布。

[第3实施方式]

以下，使用图8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基本结构与第1实施方式相同，光源装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略关于投影仪以及照明装置的整体结构的说明。

图8是本实施方式的照明装置60的概略结构图。

在图8中，对与在第1实施方式中使用的图2相同的结构要素标注相同的标号，并省略详细的说明。

如图8所示，本实施方式的照明装置60具有光源装置61、第1相位差板281、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。

本实施方式的光源装置61具有发光元件22、第1光学系统62、微透镜阵列23以及波长转换元件40。

第1光学系统62设置在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上。第1光学系统62由具有负的屈光力的凹透镜构成。另外，第1光学系统62也可以由多个透镜构成。第1光学系统62将从发光元件22射出的光BL转换为具有角度分布的光BL。

在本实施方式的情况下，为了从发光元件22射出具有角度分布的光BL，第1光学系统62使从发光元件22射出的光BL的角度分布变化地射出光BL。具体而言，由于第1光学系统62具有负的屈光力，因此从第1光学系统62射出后的光BL的角度分布变得比入射到第1光学系统62之前的光BL的角度分布大。因此，从第1光学系统62射出的光BL以具有角度分布的方式入射到微透镜阵列23的第1多透镜面35a。

照明装置60的其他结构与第1实施方式的照明装置2相同。

[第3实施方式的效果]

在本实施方式的光源装置61中，也可得到照度不均少、能够对波长转换元件40上的多个区域进行照明、从而能够抑制波长转换效率的降低等与第1实施方式相同的效果。

另外，本实施方式的光源装置61还具有第1光学系统62，其设置在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上，具有负的屈光力，将入射的光BL转换为具有角度分布的光BL。

在本实施方式的情况下，也与第2实施方式同样地，在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上设置有第1光学系统62，因此通过改变构成第1光学系统62的凹透镜的曲率，能够调整入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布。由此，能够改变分配到第2多透镜面36a的对置透镜面362t和周边透镜面362s的光BL的比例，因此能够调整照射波长转换层42上的多个区域的光的强度分布。

[第4实施方式]

以下，使用图9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基本结构与第1实施方式相同，光源装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略关于投影仪以及照明装置的整体结构的说明。

图9是本实施方式的照明装置65的概略结构图。

在图9中，对与在第1实施方式中使用的图2相同的结构要素标注相同的标号，并省略详细的说明。

如图9所示，本实施方式的照明装置65具有光源装置66、第1相位差板281、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。

本实施方式的光源装置66具有发光元件22、第2光学系统67、第1光学系统57、微透镜阵列23以及波长转换元件40。

第2光学系统67设置在发光元件22与第1光学系统57之间的光BL的光路上。第1光学系统57由具有正的屈光力的凸透镜构成。第2光学系统67将从发光元件22射出的光BL转换为平行光。即，第2光学系统67由准直透镜构成。另外，第2光学系统67也可以由多个透镜构成。

第1光学系统57设置在第2光学系统67与微透镜阵列23之间的光BL的光路上。第1光学系统57由具有正的屈光力的凸透镜构成。第1光学系统57将从第2光学系统67射出的平行光转换为具有角度分布的光。在本实施方式的情况下，由于第1光学系统57具有正的屈光力，因此入射到第1光学系统57的平行光被转换为会聚光。因此，从第1光学系统57射出的光BL以具有角度分布的方式入射到微透镜阵列23的第1多透镜面35a。

照明装置65的其他结构与第1实施方式的照明装置2相同。

[第4实施方式的效果]

在本实施方式的光源装置66中，也可得到照度不均少、能够对波长转换元件40上的多个区域进行照明、从而能够抑制波长转换效率的降低等与第1实施方式相同的效果。

另外，本实施方式的光源装置66还具有第1光学系统57，其设置在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上，具有正的屈光力，将入射的光BL转换为具有角度分布的光BL。

根据该结构，通过改变构成第1光学系统57的凸透镜的曲率，能够调整入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布。由此，可得到能够调整照射波长转换层42上的多个区域的光的强度分布这样的、与第2实施方式相同的效果。

并且，本实施方式的光源装置66还具有设置于发光元件22与第1光学系统57之间的光BL的光路上、且将光BL转换为平行光的第2光学系统67。

根据该结构，由第2光学系统67平行化后的光BL入射到第1光学系统57，因此能够提高基于构成第1光学系统57的凸透镜的曲率的、角度分布调整的自由度。

在此，本发明人对照射被照明对象上的多个区域的光的照度根据构成第1光学系统57的凸透镜的曲率如何变化进行了仿真。

图10、图11以及图12是表示本发明人的仿真结果的图。在各图中，左上的图表示被照明对象上的照度分布，左下以及右上的图是表示将光相对于被照明对象的入射方向设为X轴方向时沿着Y轴方向以及Z轴方向的照度分布的曲线图。

首先，在使由第2光学系统67平行化后的光BL入射到第1光学系统57的结构中，设想构成第1光学系统57的凸透镜的曲率足够小的第1仿真条件。在该条件下，入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布小，入射到第1多透镜面35a的光BL接近平行光。在该情况下，入射到周边透镜面362s的光的量相对于入射到对置透镜面362t的光的量的比例足够小。因此，如图10所示，在被照明对象上配置为3行3列的多个区域中，中央区域的照度比周缘区域的照度高。

接着，作为第2仿真条件，使构成第1光学系统57的凸透镜的曲率比第1仿真条件大。在该情况下，入射到周边透镜面362s的光的量相对于入射到对置透镜面362t的光的量的比例比第1仿真条件大。其结果，如图11所示，在被照明对象上配置为3行3列的多个区域中，中央区域的照度与周缘区域的照度大致相等。

接着，作为第3仿真条件，使构成第1光学系统的凸透镜的曲率比第2仿真条件大。在该情况下，入射到周边透镜面362s的光的量相对于入射到对置透镜面362t的光的量的比例进一步变大。其结果，如图12所示，与图10的结果相反，在被照明对象上配置为3行3列的多个区域中，中央区域的照度比周缘区域的照度小。

即，在设第1实施方式中说明的第1区域是波长转换元件40的中央区域、第2区域是波长转换元件40的周缘区域时，在第3仿真条件下，第1区域中的第1光束BL1的照度比第2区域中的第2光束BL2的照度小。这样，在被照明对象为波长转换元件40的情况下，通过使中央区域中的光照度小于周缘区域中的光照度，能够抑制波长转换元件40的中央区域中的温度上升，能够高效地冷却波长转换元件40。由此，能够提高波长转换效率。

由此可知，通过改变构成第1光学系统57的凸透镜的曲率，能够调整照射被照明对象上的多个区域的光的照度分布。

[第5实施方式]

以下，使用图13对本发明的第5实施方式进行说明。

第5实施方式的投影仪以及照明装置的基本结构与第1实施方式相同，光源装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略关于投影仪以及照明装置的整体结构的说明。

图13是本实施方式的照明装置70的概略结构图。

在图13中，对与在第1实施方式中使用的图2相同的结构要素标注相同的标号，并省略详细的说明。

如图13所示，本实施方式的照明装置70具有光源装置71、第1相位差板281、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。

本实施方式的光源装置71具有发光装置72、第2光学系统73、第1光学系统62、微透镜阵列23以及波长转换元件40。

发光装置72具有多个发光元件22。多个发光元件22分别沿着X轴方向射出光BL。多个发光元件22的数量及配置没有特别限定。多个发光元件22例如可以排列成阵列状，也可以排列成1列。

第2光学系统73具有多个准直透镜74。准直透镜74的数量与发光元件22的数量相同。即，从一个发光元件22射出的光BL入射到与该发光元件22对置配置的一个准直透镜74。从一个发光元件22射出的光BL被一个准直透镜74平行化，朝向第1光学系统62射出。从第2光学系统73射出的多个光BL入射到第1光学系统62。

照明装置70的其他结构与图8所示的第3实施方式的照明装置60相同。

[第5实施方式的效果]

在本实施方式的光源装置71中，也可得到照度不均少、能够对波长转换元件40上的多个区域进行照明、从而能够抑制波长转换效率的降低等与第1实施方式相同的效果。

另外，本实施方式的光源装置71还具有第1光学系统62，其设置在发光装置72与微透镜阵列23之间的光BL的光路上，具有负的屈光力，将入射的光转换为具有角度分布的光BL。

根据该结构，通过改变构成第1光学系统62的凹透镜的曲率，能够调整入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布。由此，可得到能够调整照射波长转换层42上的多个区域的光BL的强度分布这样的、与第2实施方式相同的效果。

另外，本实施方式中的第1光学系统也可以由凸透镜构成。

在此，设想不具有使从发光装置射出的光平行化的第2光学系统的比较例的光源装置。

图14是用于说明比较例的光源装置171的问题点的图。在比较例的光源装置171中，第1光学系统157由凸透镜构成。

如图14所示，在比较例的光源装置171中，从多个发光元件122分别射出的光BL不被平行化，而以具有角度分布的方式入射到第1光学系统157。在光源装置171具有多个发光元件122的情况下，从互不相同的多个发光元件122射出的多个光BL从互不相同的方向入射到第1光学系统157的透镜面上的规定的部位P。因此，在比较例的光源装置171中，存在通过第1光学系统157的透镜面的曲率来调整光BL的角度分布时的自由度有可能降低的问题。

针对该问题，本实施方式的光源装置71还具有设置在发光元件22与第1光学系统62之间的光BL的光路上、将多个光BL的每一个转换为平行光的第2光学系统73。由此，能够抑制从互不相同的多个发光元件22射出的多个光BL从互不相同的方向入射到第1光学系统62的透镜面上的规定的部位。其结果，能够确保基于构成第1光学系统62的凹透镜的曲率的、光的角度分布调整的自由度。

[第6实施方式]

以下，使用图15对本发明的第6实施方式进行说明。

第6实施方式的投影仪以及照明装置的基本结构与第1实施方式相同，光源装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略关于投影仪以及照明装置的整体结构的说明。

图15是本实施方式的照明装置76的概略结构图。

在图15中，对与在第1实施方式中使用的图2相同的结构要素标注相同的标号，并省略详细的说明。

如图15所示，本实施方式的照明装置76具有光源装置77、第1相位差板281、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。

本实施方式的光源装置77具有发光元件78、第2光学系统67、第1光学系统57、微透镜阵列23以及波长转换元件40。

如图3所示，第1实施方式的光源装置20具有端面发光型的半导体激光芯片来作为发光元件22，该半导体激光芯片具有微小面积的发光区域22c。与此相对，如图15所示，本实施方式的光源装置77例如具有面发光激光元件等发光元件78，该发光元件78具有与端面发光型半导体激光元件的发光区域相比足够大的面积的发光区域78c。发光元件78从发光区域78c内的多个部位分别射出具有规定的发散角的光BL。

照明装置76的其他结构与第1实施方式的照明装置2相同。

[第6实施方式的效果]

在本实施方式的光源装置77中，也可得到照度不均少、能够对波长转换元件40上的多个区域进行照明、从而能够抑制波长转换效率的降低等与第1实施方式相同的效果。

另外，本实施方式的光源装置77还具有第1光学系统57，其设置在发光元件78与微透镜阵列23之间的光BL的光路上，具有正的屈光力，将入射的光BL转换为具有角度分布的光BL。

根据该结构，通过改变构成第1光学系统57的凸透镜的曲率，能够调整入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布。由此，可得到能够调整照射波长转换层42上的多个区域的光的强度分布这样的、与第2实施方式相同的效果。

在本实施方式的情况下，使用由面发光激光元件等构成的发光元件78，假设没有设置第2光学系统67，则与第5实施方式所述的比较例的光源装置171同样，从发光区域78c的互不相同的部位射出的多个光从互不相同的方向入射到第1光学系统57的透镜面上的规定的部位。其结果，通过第1光学系统57的透镜面的曲率来调整光BL的角度分布时的自由度有可能降低。与此相对，本实施方式的光源装置77还具有设置于发光元件78与第1光学系统57之间的光BL的光路上、且将光BL转换为平行光的第2光学系统67，因此能够提高基于构成第1光学系统57的凸透镜的曲率的、角度分布调整的自由度。

[第7实施方式]

以下，使用图16对本发明的第7实施方式进行说明。

第7实施方式的投影仪以及照明装置的基本结构与第1实施方式相同，光源装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略关于投影仪以及照明装置的整体结构的说明。

图16是本实施方式的照明装置80的概略结构图。

在图16中，对与在第1实施方式中使用的图2相同的结构要素标注相同的标号，并省略详细的说明。

如图16所示，本实施方式的照明装置80具有光源装置81、第1相位差板281、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。

本实施方式的光源装置81具有发光元件22、第2光学系统67、第1光学系统62、微透镜阵列23以及波长转换元件40。

第1光学系统62设置在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上。第1光学系统62由具有负的屈光力的凹透镜构成。第1光学系统62将由第2光学系统67平行化后的光BL转换为具有角度分布的光BL。在本实施方式的情况下，由于第1光学系统62具有负的屈光力，因此从第1光学系统62射出的光成为发散光，以具有角度分布的方式入射到微透镜阵列23的第1多透镜面35a。

照明装置80的其他结构与第1实施方式的照明装置2相同。

[第7实施方式的效果]

在本实施方式的光源装置81中，也可得到照度不均少、能够对波长转换元件40上的多个区域进行照明、从而能够抑制波长转换效率的降低等与第1实施方式相同的效果。

另外，本实施方式的光源装置81还具有第1光学系统62，其设置在发光元件22与微透镜阵列23之间的光BL的光路上，具有负的屈光力，将入射的光BL转换为具有角度分布的光BL。

根据该结构，通过改变构成第1光学系统62的凹透镜的曲率，能够调整入射到第1多透镜面35a的光BL的角度分布。由此，可得到能够调整照射波长转换层42上的多个区域的光BL的强度分布这样的、与第2实施方式相同的效果。

并且，本实施方式的光源装置81还具有设置于发光元件22与第1光学系统62之间的光BL的光路上、且将光BL转换为平行光的第2光学系统67。

根据该结构，由第2光学系统67平行化后的光入射到第1光学系统62，因此能够提高基于构成第1光学系统62的凹透镜的曲率的、角度分布调整的自由度。

此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨范围内施加各种变更。

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。例如在屏幕上投射多个窗口的情况下，能够应用于在一个窗口内显示包含亮显示区域和暗显示区域的图像的情况等。这样，通过将本发明一个方式的光源装置的微透镜阵列应用于投影仪的积分光学系统，能够实现照明光的利用效率高的投影仪。

另外，在第2实施方式、第3实施方式、第4实施方式、第5实施方式、第6实施方式以及第7实施方式的全部中，也可以应用第1透镜阵列和第2透镜阵列由一体的部件构成的、图6所示的变形例的微透镜阵列。

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：发光元件，其射出光；以及微透镜阵列，其具有第1多透镜面和第2多透镜面，从所述发光元件射出的光入射到该第1多透镜面，从该第2多透镜面射出从所述第1多透镜面入射的光，所述光以具有角度分布的方式入射到所述第1多透镜面，所述第1多透镜面具有排列成阵列状的多个第1单元，所述第2多透镜面具有排列成阵列状的多个第2单元，从所述多个第1单元中的一个所述第1单元朝向所述第2多透镜面前进的光具有入射到所述多个第2单元中的一个所述第2单元的第1光束、和入射到与所述第1光束所入射的所述第2单元不同的所述第2单元的第2光束，所述第1光束对被照明对象的第1区域进行照射，所述第2光束对所述被照明对象的与所述第1区域不同的第2区域进行照射。

在本发明一个方式的光源装置中，也可以是，所述发光元件射出具有角度分布的所述光。

本发明一个方式的光源装置也可以还具有第1光学系统，该第1光学系统设置在所述发光元件与所述微透镜阵列之间的所述光的光路上，具有正的屈光力，将所述光转换为具有角度分布的光。

本发明一个方式的光源装置也可以还具有第1光学系统，该第1光学系统设置在所述发光元件与所述微透镜阵列之间的所述光的光路上，具有负的屈光力，将所述光转换为具有角度分布的光。

本发明一个方式的光源装置也可以还具有第2光学系统，该第2光学系统设置在所述发光元件与所述第1光学系统之间的所述光的光路上，将所述光转换为平行光。

在本发明一个方式的光源装置中，也可以是，所述发光元件射出的所述光是激励光，所述激励光入射到所述微透镜阵列，还具有波长转换元件，从所述微透镜阵列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。

在本发明一个方式的光源装置中，也可以是，所述被照明对象是所述波长转换元件，所述第1区域是所述波长转换元件的中央部，所述第2区域是所述波长转换元件的周缘部，所述第1区域中的所述第1光束的照度小于所述第2区域中的所述第2光束的照度。

本发明一个方式的光源装置也可以还具有光调制元件，该光调制元件对从所述微透镜阵列射出的光进行调制。

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：本发明一个方式的光源装置；以及光调制装置，其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制。

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 (8)

1.一种光源装置，其中，该光源装置具有：

发光元件，其射出光；以及

微透镜阵列，其具有第1多透镜面和第2多透镜面，从所述发光元件射出的光入射到该第1多透镜面，从该第2多透镜面射出从所述第1多透镜面入射的光，

所述光以具有角度分布的方式入射到所述第1多透镜面，

所述第1多透镜面具有排列成阵列状的多个第1单元，

所述第2多透镜面具有排列成阵列状的多个第2单元，

从所述多个第1单元中的一个所述第1单元朝向所述第2多透镜面前进的光具有入射到所述多个第2单元中的一个所述第2单元的第1光束、和入射到与所述第1光束所入射的所述第2单元不同的所述第2单元的第2光束，

所述第1光束对被照明对象的第1区域进行照射，所述第2光束对所述被照明对象的与所述第1区域不同的第2区域进行照射，

该光源装置还具有第1光学系统，该第1光学系统设置在所述发光元件与所述微透镜阵列之间的所述光的光路上，具有正或负的屈光力，将所述光转换为具有角度分布的光。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述发光元件射出具有角度分布的所述光。

3.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

该光源装置还具有第2光学系统，该第2光学系统设置在所述发光元件与所述第1光学系统之间的所述光的光路上，将所述光转换为平行光。

4.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，

所述发光元件射出的所述光是激励光，

所述激励光入射到所述微透镜阵列，

该光源装置还具有波长转换元件，从所述微透镜阵列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。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其中，

所述被照明对象是所述波长转换元件，

所述第1区域是所述波长转换元件的中央部，所述第2区域是所述波长转换元件的周缘部，

所述第1区域中的所述第1光束的照度小于所述第2区域中的所述第2光束的照度。

6.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，

该光源装置还具有光调制元件，该光调制元件对从所述微透镜阵列射出的光进行调制。

7.一种图像显示装置，其中，该图像显示装置具有：

权利要求1～6中的任意一项所述的光源装置；以及

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。

8.一种投影仪，其中，该投影仪具有：

权利要求1～6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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