CN101405653A - 投影型显示装置及光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过将激光光源和均匀器的配置最优化，从而实现小型化，并且得到高输出的光的投影型显示装置以及光源装置。激光光源(1)具有射出椭圆状激光的发光区域；聚光透镜(2)将从激光光源(1)射出的激光聚光；棒状积分器(4)在聚光透镜(2)的聚光光束处具有矩形的入射面；空间光调制元件(7)调制从棒状积分器(4)射出的激光；投影透镜(8)投影由空间光调制元件(7)调制的激光，其中，棒状积分器(4)的入射面为长方形，激光光源(1)被配置成使发光区域的长轴方向与棒状积分器(4)的入射面的长边方向平行。

Description

投影型显示装置及光源装置
技术领域
本发明涉及使用激光光源的投影型显示装置及光源装置。
背景技术
作为大屏幕显示装置，使用透过/反射型液晶元件或微镜阵列(micromirror array)等空间光调制元件的前投型显示装置及背投型显示装置为人所知。在前投型以及背投型显示装置中，有为形成彩色图像对应红、绿、蓝此三原色具有三个空间光调制元件的类型；还有将三原色分时照射于一个空间光调制元件合成彩色图像的类型。以往，使用超高压水银灯作为投影型显示装置的光源，但近年来，由于高输出的蓝色半导体激光器被商用化，与红色半导体激光器及基于二次谐波发生(以下简称为SHG)的绿色激光器结合，使用三原色的激光光源的投影型显示装置的开发正在不断推进。
作为光源采用单色光的激光器，从而可实现可再现的色彩范围扩大，并且消耗电力也较少的投影型激光装置。在投影型显示装置中，为得到明亮的画面，需要高输出的光源，但由一个半导体激光器得到的输出有限，因此需要采用将从多个半导体激光器射出的激光合在一起得到高输出的光的方法。作为以往的投影型显示装置，有通过聚光透镜合波来自固体发光元件的光以实现高输出化的结构(例如参照日本专利公开公报特开2005-300712号(以下称作“专利文献1”))。
图12是表示专利文献1中记载的以往的投影型显示装置的结构的图。在图12中，从固体光源101射出的光由透镜阵列(lens array)102校准后，由聚光透镜103聚光于棒状积分器(rod integrator)104。通过在棒状积分器104内反复反射，在棒状积分器104的射出端面得到均匀的光量分布。将来自棒状积分器104的射出光经由中继透镜15和场透镜(field lens)106照射于液晶空间光调制元件107，从而可得到均匀的照明光。
液晶空间光调制元件107的像通过投影透镜108成像于未图示的屏幕上。棒状积分器104是由玻璃材料构成的长方体的光学元件，光的入射面的形状和射出面的形状与液晶空间光调制元件的被照明部的形状相似。近年来显示画面的宽屏化不断推进，纵横比为16∶9的画面增多，空间光调制元件、棒状积分器也都变为16∶9的纵横比。
作为以往的投影型显示装置中的固体发光元件，采用发光二极管或超高压水银灯等。发光二极管或超高压水银灯等的发散角和发光区域均相对于棒状积分器的光轴轴对称。因此，在以往的投影型显示装置中，无需特别考虑光源与棒状积分器的配置，可以作为单纯的点光源使用。
因此，在专利文献1中的以往的投影型显示装置的结构中，虽记载有作为固体发光元件采用射出直线偏振光的半导体激光器时无需偏振光变换装置，但并未提及半导体激光器的其他特性。图13为表示半导体激光器的结构的立体图。
在图13中，半导体激光芯片109包括活性层110及包层(cladding layer)111。如果让电流经由未图示的电极流过半导体激光芯片109，则从活性层110中的由包层111限制的发光区域112会有激光射出。由于活性层110的厚度为1微米左右，因此如激光为高输出，则发光区域112内的能量密度增高，最终导致端面损坏。因此，在高输出的半导体激光器中，为了避免端面损坏，发光区域112的X轴方向的长度(以下称“条幅”)为10微米～200微米，而较大。
另外，从半导体激光器射出的激光的发散角，在图13中的Y方向上的半最大值全角宽度(full width at half maximum)为20～40度，X方向上的半最大值全角宽度为10～15度。因此，如果用聚光透镜聚光从发光区域112射出的激光，则会得到纵横比完全不同的聚光点。如上所述，由于来自半导体激光器的射出光与来自发光二极管的射出光不同，其发散角或发光区域的方向性很强，不能将其作为单纯的点光源来对待，但上述专利文献1中却未对棒状积分器与半导体激光器的配置进行详细说明。
另外，棒状积分器的光轴与入射光束的最外缘光线构成的角度，基于与投影透镜的焦距比数(F-number，光圈数)的关系确定最佳的值，但在专利文献1中，由于通过聚光透镜将来自固体发光元件的校准光聚光于棒状积分器，因此，聚光透镜的口径与焦距之比直接成为射入棒状积分器的光的角度。如想在保持该角度的状态下增加固体发光元件的数量，则聚光透镜的口径增大，必然地焦距也增大，因此，存在导致装置大型化的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，其目的在于提供一种通过最优化激光光源与均匀器(beamhomogenizer)的配置，可实现小型化，并且可得到高输出的光的投影型显示装置及光源装置。
本发明所涉及的投影型显示装置包括，激光光源，具有射出椭圆状激光的发光区域；聚光透镜，将从所述激光光源射出的激光聚光；均匀器，在所述聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面；空间光调制元件，将从所述均匀器射出的激光调制；投影透镜，将由所述空间光调制元件调制的激光投影，其中，所述均匀器的入射面为长方形，所述激光光源被配置成使所述发光区域的长轴方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
根据该结构，激光光源具有射出椭圆状激光的发光区域，从激光光源射出的激光通过聚光透镜被聚光。均匀器在聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面，从均匀器射出的激光被由空间光调制元件调制，通过空间光调制元件调制的激光由投影透镜投影。而且，均匀器的入射面为长方形，激光光源被配置成使发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行。
因此，由于激光光源的发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行地设置激光光源，因此，可以有效地将从激光光源射出的激光导入均匀器，激光光源与均匀器的配置得到最优化，可实现小型化，并且可以从均匀器得到高输出的光。
本发明所涉及的光源装置包括，激光光源，具有射出椭圆状激光的发光区域；聚光透镜，将从所述激光光源射出的激光聚光；均匀器，在所述聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面，其中，所述均匀器的入射面为长方形，所述激光光源被配置成使所述发光区域的长轴方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
根据该结构，激光光源具有射出椭圆状激光的发光区域，从激光光源射出的激光通过聚光透镜被聚光，而且配置有在聚光透镜的聚光光束处具有矩形入射面的均匀器。而且，均匀器的入射面为长方形，激光光源被配置成使发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行。
因此，由于激光光源的发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行地设置激光光源，因此，可以有效地将从激光光源射出的激光导入均匀器，激光光源与均匀器的配置得到最优化，可实现小型化，并且可以从均匀器得到高输出的光。
本发明所涉及的另一种投影型显示装置包括，多个激光光源；多个聚光透镜，对应于每个所述多个激光光源而设置，将从所述多个激光光源射出的激光聚光；均匀器，在所述多个聚光透镜的聚光光束处具有矩形入射面；空间光调制元件，将从所述均匀器射出的激光调制；投影透镜，将由所述空间光调制元件调制的激光投影，其中，所述多个激光光源包含射出红色激光的红色激光光源、射出蓝色激光的蓝色激光光源、射出绿色激光的绿色激光光源，其中，所述红色激光光源及蓝色激光光源相对于所述均匀器的光轴轴对称地被配置，所述绿色激光光源被配置在所述均匀器的光轴上，所述多个聚光透镜包含将从所述红色激光光源射出的红色激光聚光于所述均匀器的入射面的红色用聚光透镜、将从所述蓝色激光光源射出的蓝色激光聚光于所述均匀器的入射面的蓝色用聚光透镜、将从所述绿色激光光源射出的绿色激光在射入所述均匀器前进行聚光的绿色用聚光透镜，其中，所述绿色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述绿色激光的最外缘所构成的角度，等于所述红色用聚光透镜或所述蓝色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述红色激光或所述蓝色激光所构成的角度。
根据该结构，从多个激光光源射出的激光通过对应于每一个激光光源而设置的多个聚光透镜聚光。均匀器在多个聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面，从均匀器射出的激光被由空间光调制元件调制，通过空间光调制元件调制的激光由投影透镜投影。而且，射出红色激光的红色激光光源，与射出蓝色激光的蓝色激光光源相对于均匀器的光轴轴对称地被配置，射出绿色激光的绿色激光光源被配置在均匀器的光轴上。从红色激光光源射出的红色激光由红色用聚光透镜聚光为一点，从蓝色激光光源射出的蓝色激光由蓝色用聚光透镜聚光为一点，从绿色激光光源射出的绿色激光在射入均匀器之前被由绿色用聚光透镜聚光。而且，绿色用聚光透镜的聚光点的均匀器的光轴与绿色激光的最外缘所构成的角度，等于红色用聚光透镜或蓝色用聚光透镜的聚光点的均匀器的光轴与红色激光或蓝色激光所构成的角度。
因此，比作为半导体激光器的红色激光光源及蓝色激光光源结构更复杂的绿色激光光源被配置在均匀器的光轴上，因此，可实现装置的小型化。另外，即使将绿色激光光源配置在均匀器的光轴上，但由于绿色激光以规定的角度射入均匀器的入射面，因此可以使绿色激光的光量分布与红色及蓝色激光的光量分布同程度地均匀化，从而可以抑制色差的产生。
附图说明
图1是本发明第一实施例的投影型显示装置的YZ侧视图。
图2是本发明第一实施例的投影型显示装置的XZ侧视图。
图3是本发明第一实施例的投影型显示装置的XY侧视图。
图4是用于说明半导体激光器及棒状积分器的配置关系的图。
图5是用于说明具有多个发光区域的半导体激光器与棒状积分器的配置关系的图。
图6是表示本发明第二实施例的投影型显示装置的结构的图。
图7是表示本发明第三实施例的投影型显示装置的结构的图。
图8是表示本发明第四实施例的投影型显示装置的结构的图。
图9是本发明第四实施例的激光光源的XY侧视图。
图10是表示本发明第四实施例的绿色激光器的结构的图。
图11是在第四实施例中，用于对射入棒状积分器的各色激光进行说明的图。
图12是表示以往的投影型显示装置的结构的图。
图13是表示以往的半导体激光器的结构的立体图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施例进行说明。另外，本发明可以在不变更其要点的范围内适宜变更后实施。
(第一实施例)
图1及图2是表示本发明第一实施例的投影型显示装置的结构的图。另外，如图1及图2中所示地定义XYZ轴。图1是本发明第一实施例的投影型显示装置的YZ侧视图，图2是本发明第一实施例的投影型显示装置的XZ侧视图。
在图1及图2中，第一实施例所涉及的投影型显示装置具有激光光源1、聚光透镜2、阵列透镜(lenticular lens)3、棒状积分器(rod integrator)4、中继透镜5、场透镜(fieldlens)6、空间光调制元件7及投影透镜8。
激光光源1如后所述，由六个半导体激光器构成，射出红色或蓝色的激光。聚光透镜2如后述，由六个透镜构成，聚光从激光光源1射出的激光。阵列透镜3是将沿Y轴方向排列的柱面透镜(cylindrical lens)群和沿X轴方向排列的柱面透镜群一体化的透镜。阵列透镜3被未图示的驱动元件驱动而绕Z轴旋转并被保持。
棒状积分器4由长方体的玻璃体构成，将射入的激光的光量分布均匀化。棒状积分器4的入射面呈以Y轴方向为长边、以X轴方向为短边的长方形。另外，本实施例中的棒状积分器4相当于均匀器(homogenizer)的一个例子。中继透镜5与场透镜6将棒状积分器4的射出端面的像成像在空间光调制元件7上。空间光调制元件7例如由液晶面板构成，调制棒状积分器4的射出端面的像。投影透镜8将用空间光调制元件7调制的像投影在未图示的屏幕上。
图3是本发明第一实施例的投影型显示装置的XY侧视图。另外，在图3中，为避免烦杂，表示了从激光光源1观察棒状积分器4的情况下的结构。在图3中，对于与图1及图2相同的结构标注相同的编号，并省略其说明。在图3中，激光光源1包含多个半导体激光器1a～1f，聚光透镜2包含多个聚光透镜2a～2f。
半导体激光器1a～1f相对于棒状积分器4的光轴轴对称地被配置。并且被配置成半导体激光器1a～1f各自的发光区域的条(stripe)幅方向与棒状积分器4的长边平行。半导体激光器1a～1f与聚光透镜2a～2f的相对位置，被调整为可使从半导体激光器1a～1f射出的激光分别透过阵列透镜3并射入棒状积分器4后再被固定。
图4是用于说明半导体激光器与棒状积分器的配置关系的图。另外，在图4中，作为一个例子，对半导体激光器1a的结构进行说明。其他半导体激光器1b～1f的结构与半导体激光器1a的结构相同。在图4中，半导体激光器1a具有基板21、活性层22、上部光导层23、下部光导层24、p型包层(cladding layer)25、n型包层26、p型电极27及n型电极28，其中，各层被层叠。
活性层22，被注入的电子及空穴(hole)再结合，发出波长与频带隙能量(band gapenergy)相对应的光。上部光导层23及下部光导层24将发出的光封闭于活性层22中。p型包层25及n型包层26提高活性层22的接合区域的电子密度及空穴密度。p型电极27及n型电极28分别连接于电源的正极及负极。
如果经由p型电极27及n型电极28注入电流，则大量的电子从n侧向p侧汇集，并且大量的空穴从p侧向n侧汇集。而且，在p-n结合的活性层22附近区域，汇集的电子与空穴再结合，再结合时光被感应射出(induced emission)。感应射出的光被封闭于上部光导层23及下部光导层24之间，通过在上部光导层23及下部光导层24之间反复反射，从而作为激光射出。
活性层22的厚度例如为1μm。活性层22的发光部分的宽度方向长度，蓝色激光时例如为7μm，红色激光时例如为150μm。因此，从活性层22的发光区域29射出椭圆形状的光。
在此，棒状积分器4的入射面4a为长方形。半导体激光器1a被配置成，其发光区域29的长轴方向(图4的箭头31所示的条幅方向)与棒状积分器4的入射面4a的长边方向(图4的箭头32所示的方向)平行。
以下，利用图1～图3说明本发明第一实施例的投影型显示装置的动作。从半导体激光器1a～1f射出的激光通过聚光透镜2a～2f，其各聚光光束的交点被一致地聚光到棒状积分器4的入射面。此时，半导体激光器1a～1f的各活性层的条幅方向与棒状积分器4的长边方向平行，从而可以在不让射入棒状积分器4的光被散射的范围内得到最大的聚光点，因此可以使棒状积分器4的射出端面的光量分布均匀。
阵列透镜3通过未图示的驱动元件围绕Z轴转动，从而具有使射入棒状积分器4的激光的入射位置和入射角随时间变化的作用，进行棒状积分器4的射出端面的光量分布的均匀化。
进一步，虽然由于激光的可干涉性较高，从屏幕的细微凹凸反射的光进入人眼会产生干涉，从而形成被称为斑点噪声(speckle noise)的随机干涉图案，但通过驱动阵列透镜3，可以使随机干涉图案均匀化，从而可降低斑点噪声。射入棒状积分器4的光在内部多重反射，在射出端面成为大致均匀的光量分布。而且，相对于棒状积分器4的光轴轴对称地设置半导体激光器1a～1f，从各半导体激光器射出的光的光量分布相互轴对称，因此，射出端面的光量分布的均匀性进一步提高。
从棒状积分器4射出的光的最外缘光与棒状积分器4的光轴构成的角度，是从半导体激光器1a～1f射入棒状积分器4的光与棒状积分器4的光轴构成的角度、和通过阵列透镜3将平行于棒状积分器4的光轴的光折射后形成的光与棒状积分器4的光轴构成的角度之和。因此，需要将这些角度之和与中继透镜5的入射角度进行整合。从棒状积分器4射出的光经由中继透镜5和场透镜6照射于空间光调制元件7。空间光调制元件7基于来自未图示的控制电路的信号，空间调制被照射的光。投影透镜8将通过空间光调制元件7空间调制的调制光投影到未图示的屏幕上，从而形成像。
根据上述结构，使半导体激光器1a～1f的各活性层的条幅方向与棒状积分器4的长边方向平行地配置半导体激光器1a～1f，从而可以在不让射入棒状积分器4的光被反射的范围内得到最大的聚光点，因此可以使棒状积分器4的射出端面的光量分布均匀。而且，通过半导体激光器1a～1f相对于棒状积分器4的光轴轴对称地被配置，从各半导体激光器射出的光的光量分布相互轴对称，因此棒状积分器4的射出端面的光量分布的均匀性进一步提高，屏幕上可得到明亮均匀的光量分布。
另外，在本实施例中，用中空的光管(light pipe)来替代棒状积分器4也无妨。而且，在本实施例中，半导体激光器的个数并不限定为六个，无论多少，只需相对于棒状积分器4的光轴轴对称地配置即可。
另外，半导体激光器1a～1f的发光区域不必对于一个激光芯片限定为一个，也可以采用多个发光区域沿活性层排列的多发射极(multiemitter)型半导体激光器。图5是用于说明具有多个发光区域的半导体激光器与棒状积分器的配置关系的图。在图5中，多发射极型半导体激光器1a’具有基板21、活性层22、上部光导层23、下部光导层24、p型包层25、n型包层26、p型电极27及n型电极28，各部分被层叠。另外，在图5的多发射极型半导体激光器1a’中，对与图4所示的半导体激光器1a相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
多发射极型半导体激光器1a’具有分别沿活性层直线配置的多个发光区域29a、29b、29c。从活性层22的各发光区域29a、29b、29c分别射出椭圆形状的光。在此，棒状积分器4的入射面4a为长方形。半导体激光器1a’被配置成，其多个发光区域29a、29b、29c排列的方向(图5的箭头33所示的条幅方向)与棒状积分器4的入射面4a的长边方向(图5的箭头32所示的方向)平行。
这样，在多发射极型半导体激光器中，也通过使条幅方向与棒状积分器4的长边方向平行，从而可以在不让射入棒状积分器4的光被散射的范围内得到最大的聚光点，因此可以使棒状积分器4的射出端面的光量分布均匀。
另外，图5所示的多发射极型半导体激光器1a’具有三个发光区域，但本发明并不特别限定于此，多发射极型半导体激光器1a’也可以具有两个或四个以上的发光区域。
(第二实施例)
图6是表示本发明第二实施例的投影型显示装置的结构的图。在图6中，对与图1及图2相同的构成要素使用相同的符号，并省略其说明。
在图6中，第二实施例所涉及的投影型显示装置具有激光光源1、聚光透镜2、阵列透镜3、棒状积分器4、中继透镜5、场透镜6、空间光调制元件7、投影透镜8、凸透镜9及凹透镜10。凸透镜9和凹透镜10构成望远型的光学系统，射入凸透镜9的平行光聚光于棒状积分器4的入射面。以下，结合图6说明本发明第二实施例的投影型显示装置的动作。
构成激光光源1的多个半导体激光器的发光区域被调整为与构成聚光透镜2的各透镜的焦点一致，从半导体激光器射出的光通过聚光透镜2分别成为与棒状积分器4的光轴平行的平行光。射出聚光透镜的平行光被由凸透镜9和凹透镜10聚光，并穿过阵列透镜3后，射入棒状积分器4的入射端面。此后的动作与第一实施例的投影型显示装置的动作相同，因此省略其说明。
根据上述结构，由于凸透镜9和凹透镜10的间隔小于由凸透镜9和凹透镜10构成的望远型透镜的焦距，因此能够缩短从激光光源1至棒状积分器4的间隔，可实现投影型显示装置的小型化。
(第三实施例)
图7是表示本发明第三实施例的投影型显示装置的结构的图。在图7中，对与图1及图2相同的构成要素使用相同的符号，并省略其说明。
在图7中，第三实施例所涉及的投影型显示装置具有激光光源1、聚光透镜2、阵列透镜3、棒状积分器4、中继透镜5、场透镜6、空间光调制元件7、投影透镜8、第一凸透镜11及第二凸透镜12。第一凸透镜11和第二凸透镜12的间隔被设定为各自焦距之和左右，被由第一凸透镜11聚光的光，通过第二凸透镜12聚光于棒状积分器4的入射端面。第一凸透镜11和第二凸透镜12构成望远型的光学系统，与合成焦距相比，可以减小透镜间隔。以下结合图7说明本发明第三实施例的投影型显示装置的动作。
构成激光光源1的多个半导体激光器的发光区域被调整为与构成聚光透镜2的各透镜的焦点一致，从半导体激光器射出的光通过聚光透镜2分别成为与棒状积分器4的光轴平行的平行光。射出聚光透镜的平行光被由第一凸透镜11和第二凸透镜12聚光，并穿过阵列透镜3后，射入棒状积分器4的入射端面。此后的动作与第一实施例的投影型显示装置的动作相同，因此省略其说明。
根据上述结构，与由第一凸透镜11和第二凸透镜12构成的望远型透镜的合成焦距相比，第一凸透镜11与第二凸透镜12的间隔小。因此，在保持射入棒状积分器4的最外缘光与棒状积分器4的光轴构成的角度的状态下，增大激光光源1的尺寸即第一凸透镜11的口径时，能够使从激光光源1至棒状积分器4的间隔比合成焦距还要短，从而可以提供小型且高输出的投影型显示装置。
(第四实施例)
图8是表示本发明第四实施例的投影型显示装置的结构的图。在图8中，对于与图6相同的构成要素使用相同的符号，并省略其说明。
在图8中，第四实施例所涉及的投影型显示装置具有激光光源13、聚光透镜2、阵列透镜3、棒状积分器4、中继透镜5、场透镜6、空间光调制元件7、投影透镜8、凸透镜9、凹透镜10及1/2波长板14。
激光光源13如后所述，由三原色的激光光源构成。1/2波长板14使偏振面转动。图9是图8所示的激光光源13的XY侧视图。在图9中，激光光源13包含红色半导体激光器13a、13c、13d、13f，蓝色激光器13b、13e及绿色激光器13g。红色半导体激光器13a、13c、13d、13f射出偏振面与活性层的层叠方向垂直的红色激光。蓝色半导体激光器13b、13e射出偏振面与活性层的层叠方向平行的蓝色激光。绿色激光器13g射出绿色激光。
另外，聚光透镜2包含多个聚光透镜2a～2g。聚光透镜2a、2c、2d、2f将从红色半导体激光器13a、13c、13d、13f射出的各红色激光聚光于棒状积分器4的入射面。聚光透镜2b、2e将从蓝色半导体激光器13b、13e射出的各蓝色激光聚光于棒状积分器4的入射面。聚光透镜2g将从绿色半导体激光器13g射出的绿色激光聚光于棒状积分器4的入射面的跟前。
图10是表示图9所示绿色激光器13g的结构的图，在图10中，绿色激光器13g具有红外半导体激光器15、激光介质16及SHG(second harmonic generation)元件17。红外半导体激光器15，射出例如波长为809nm的激励用激光。激光介质16例如由YAG结晶构成。在激光介质16的红外半导体激光器15一侧形成有反射1064nm的光的反射膜。SHG元件17的与激光介质16相反一侧的面上形成有透过532nm的光、反射1064nm的光的反射膜。SHG元件17例如由KTP结晶或铌酸锂(lithium niobate)结晶构成。另外，在本实施例中，红外半导体激光器15相当于激励用半导体激光器光源的一个例子，SHG元件17相当于波长转换元件的一个例子。
如果激光介质16通过从红外半导体激光器15射出的激光被激励，就射出1064nm的激光。在该激光作为基本波在激光介质16与SHG元件17之间往复期间发生二次谐波，从SHG元件17射出532nm的绿色激光。从绿色激光器13g射出的激光与从半导体激光器13a～13f射出的激光不同，射出大致平行的光。在图9中，绿色激光器13g的偏振面被设置为与Y轴平行。其它半导体激光器13a～13f的活性层的条幅方向被设置为与X轴平行。因此，红色半导体激光器13a、13c、13d、13f的偏振面与X轴平行，蓝色半导体激光器13b、13e的偏振面与Y轴平行。
在图8中，从激光光源13中的半导体激光器13a～13f射出的激光通过聚光透镜2成为平行光，与本来为平行光的绿色激光一起通过凸透镜9和凹透镜10射入棒状积分器4的入射端面。而且，从激光光源13中的红色半导体激光器13a、13c、13d、13f射出的激光原本与X轴平行，但当通过1/2波长板14时被旋转成与Y轴平行。因此射入棒状积分器4的激光的偏振面均与Y轴平行。此后的动作与第一实施例的投影型显示装置的动作相同，因此省略其说明。
另外，在第四实施例中，将绿色激光的聚光点与红色激光及蓝色激光的聚光点设定于相同的棒状积分器4的入射面时，由于绿色激光13g设置于棒状积分器4的光轴上，因此绿色激光不在棒状积分器4内反射而直接射出，从而存在绿色激光的光量分布未得到均匀化之虞。对此，在第四实施例中，激光光源13、聚光透镜2、凸透镜9及凹透镜10被配置成：使绿色激光在射入棒状积分器4之前聚光，以使绿色激光聚光的聚光点中棒状积分器4的光轴与绿色激光的最外缘构成的角度，等于红色激光或蓝色激光聚光的聚光点中棒状积分器4的光轴与红色激光或蓝色激光构成的角度。
图11是用于说明第四实施例中射入棒状积分器4的各色激光的图。从红色半导体激光器13a射出的红色激光131通过聚光透镜2a聚光于棒状积分器4的入射面4a，从红色半导体激光器13c射出的红色激光132通过聚光透镜2c聚光于棒状积分器4的入射面4a。另一方面，从绿色半导体激光器13g射出的绿色激光133通过聚光透镜2g在射入棒状积分器4之前被聚光。绿色激光133的聚光点Pa在凹透镜10与阵列透镜3之间。
在此，绿色用聚光透镜2g的聚光点Pa中棒状积分器4的光轴4b与绿色激光133的最外缘133a构成的角度α，等于红色用聚光透镜2a的聚光点Pb中棒状积分器4的光轴4b与红色激光132的光轴132a构成的角度β。
这样，即使将绿色激光器13g配置在棒状积分器4的光轴上，但由于绿色激光以规定的角度射入棒状积分器4的入射面，因此，可以使绿色激光的光量分布与红色及蓝色激光的光量分布同程度地均匀，从而可以抑制色差的产生。
根据上述结构，由于空间光调制元件7被照射三原色的照明光，因此只要在空间光调制元件7的各像素上设置三原色的滤色器，即可显示全色的图像。或者按颜色脉冲驱动构成激光光源13的各激光元件，并与之同步按颜色分时驱动空间光调制元件，即可同样地显示全色的图像。此外，在对齐活性层的条幅方向与棒状积分器4的长边方向时，通过使三原色的激光的偏振面一致，从而可以使射入空间光调制元件7的激光的偏振面只为一个方向。其结果，若空间光调制元件7为液晶面板，则易于对齐入射侧偏振镜(polarizers)的偏振面，可以提高光利用效率。而且，即使空间光调制元件7为微镜阵列，由于三原色均可以利用反射率较高的S偏振，因此也可以提高光利用效率。
另外，在本实施例中，是对红色半导体激光器的偏振面与蓝色半导体激光器的偏振面相对于活性层相互相差90度的例子进行了说明，但本发明并不限定于此，在偏振面相对于活性层均为平行的情况下，无需1/2波长板。另外，通过使用对于蓝色激光的波长作为1/2波长板发挥功能、对于绿色激光或红色激光的波长作为1波长板发挥功能的波长板，可以将波长板的设置位置设定为棒状积分器4的前后等光束较小的部位，从而减少部件。
此外，在本实施例中，所有半导体激光器13a～13f被配置成其活性层的条幅方向与棒状积分器4的长边方向平行，但本发明并不限定于此，对于蓝色半导体激光器13b、13e，活性层的条幅方向也可以不与棒状积分器4的长边方向平行地配置。如上所述，蓝色半导体激光器13b、13e的发光区域的短轴(活性层的厚度)例如为1μm，长轴(发光的活性层的宽度)例如为7μm，发光区域的纵横比与红色激光相比较小。因此，即使以活性层的条幅方向与棒状积分器4的长边方向垂直的方式设置蓝色半导体激光器13b、13e，棒状积分器4的入射面的激光的长轴长度也比棒状积分器4的短边长度短，激光不会被棒状积分器4的入射面散射而入射。为此，也可将红色半导体激光器13a、13c、13d、13f设置成其活性层的条幅方向与X轴平行，将蓝色半导体激光器13b、13e设置成其活性层的条幅方向与X轴垂直。
这样，当棒状积分器4入射面的激光的长轴长度比棒状积分器4的短边长度长时，由于将红色半导体激光器13a、13c、13d、13f配置成发光区域的长轴方向与棒状积分器4的入射面的长边方向平行，因此可以有效地将从红色半导体激光器13a、13c、13d、13f射出的激光导入棒状积分器4。而且，当棒状积分器4入射面的激光的长轴长度比棒状积分器4的短边长度短时，即使不让使发光区域的长轴方向与棒状积分器4的入射面的长边方向平行，激光也不会被反射，而被导入棒状积分器4。因此，棒状积分器4入射面的激光的长轴长度比棒状积分器4的短边长度短时，也可不让使蓝色半导体激光器13b、13e的发光区域的长轴方向与棒状积分器4的入射面的长边方向平行，可以自由地配置蓝色半导体激光器13b、13e和棒状积分器4。
另外，在上述的具体实施方式中，主要包括具有以下结构的发明。
本发明所涉及的投影型显示装置包括，激光光源，具有射出椭圆形状激光的发光区域；聚光透镜，将从所述激光光源射出的激光聚光；均匀器，在所述聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面；空间光调制元件，将从所述均匀器射出的激光调制；投影透镜，将由所述空间光调制元件调制的激光投影，其中，所述均匀器的入射面为长方形，所述激光光源被配置成所述发光区域的长轴方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
根据该结构，激光光源具有射出椭圆形状激光的发光区域，从激光光源射出的激光通过聚光透镜被聚光。均匀器在聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面，从均匀器射出的激光被由空间光调制元件调制，通过空间光调制元件调制的激光由投影透镜投影。而且，均匀器的入射面为长方形，激光光源被配置成发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行。
因此，由于激光光源的发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行地设置激光光源，因此，可以有效地将从激光光源射出的激光导入均匀器，激光光源与均匀器的配置得到最优化，可实现小型化，并且可以从均匀器得到高输出的光。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源包含多个半导体激光光源，上述聚光透镜包含将从上述多个半导体激光光源射出的激光聚光于一点的对应于每个上述多个半导体激光光源而设置的多个聚光透镜，所述均匀器在多个激光的聚光点处具有矩形入射面。
根据该结构，激光光源中包含多个半导体激光光源，从多个半导体激光光源射出的激光通过对应于每一个半导体激光光源而设置的多个聚光透镜聚光于一点，而且设置有在多个聚光的聚光点处具有矩形入射面的均匀器。因此，从多个半导体激光器射出的激光聚光于均匀器的入射面，从而可以从均匀器的出射面得到高输出的光。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述多个半导体激光光源相对于上述均匀器的光轴轴对称地被配置。根据该结构，多个半导体激光光源相对于均匀器的光轴轴对称地被设置，因此从各半导体激光器射出的光的光量分布相互轴对称，可以提高均匀器的射出端面的光量分布的均匀性。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源包含多个半导体激光光源，上述聚光透镜包含将从上述多个半导体激光光源射出的激光准直的对应于每个上述多个半导体激光光源而设置的多个准直透镜、将由上述准直透镜准直的激光聚光的凸透镜、设置在上述凸透镜与上述凸透镜的聚光点之间的凹透镜，上述均匀器在由上述凸透镜和上述凹透镜构成的组合透镜的聚光点处具有矩形的入射面。
根据该结构，从多个半导体激光光源射出的激光通过对应于每一个半导体激光光源而设置的多个准直透镜准直，准直后的激光通过凸透镜被聚光。而且，凹透镜设置于凸透镜与凸透镜的聚光点之间，并且设置有在由凸透镜和凹透镜构成的组合透镜的聚光点处具有矩形的入射面的均匀器。
因此，凸透镜和凹透镜的间隔小于由凸透镜和凹透镜构成的望远型组合透镜的焦距，所以，能够缩短从各半导体激光光源至均匀器的间隔，可实现装置的小型化。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源包含，射出红色激光的红色激光光源、射出蓝色激光的蓝色激光光源、射出绿色激光的绿色激光光源，其中，上述红色激光光源及蓝色激光光源相对于上述均匀器的光轴轴对称地被配置，上述绿色激光光源被配置在上述均匀器的光轴上。
根据该结构，射出红色激光的红色激光光源和射出蓝色激光的蓝色激光光源相对于均匀器的光轴轴对称地被设置，射出绿色激光的绿色激光光源设置于均匀器的光轴上。因此，三原色的照明光照射于空间光调制元件，从而可以显示全色的图像。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述多个聚光透镜包含，将从上述红色激光光源射出的红色激光聚光为一点的红色用聚光透镜、将从上述蓝色激光光源射出的蓝色激光聚光为一点的蓝色用聚光透镜、将从上述绿色激光光源射出的绿色激光在射入上述均匀器之前聚光的绿色用聚光透镜，其中，上述绿色用聚光透镜的聚光点的上述均匀器的光轴与上述绿色激光的最外缘所构成的角度，等于上述红色用聚光透镜或上述蓝色用聚光透镜的聚光点的上述均匀器的光轴与上述红色激光或上述蓝色激光所构成的角度。
根据该结构，从红色激光光源射出的红色激光由红色用聚光透镜聚光为一点，从蓝色激光光源射出的蓝色激光由蓝色用聚光透镜聚光为一点，从绿色激光光源射出的绿色激光于射入均匀器前由绿色用聚光透镜聚光。而且，绿色用聚光透镜的聚光点的均匀器的光轴与绿色激光的最外缘所构成的角度，等于红色用聚光透镜或蓝色用聚光透镜的聚光点的均匀器的光轴与红色激光或蓝色激光所构成的角度。
因此，即使将绿色激光光源设置在均匀器的光轴上，但由于绿色激光以规定的角度射入均匀器的入射面，因此可以使绿色激光的光量分布与红色及蓝色激光的光量分布同程度地均匀化，从而可以抑制色差的产生。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述红色激光光源及上述蓝色激光光源包含半导体激光光源，上述绿色激光光源包含，射出激励用激光的激励用半导体激光光源、由从上述激励用半导体激光光源射出的激光激励的激光介质、转换从上述激光介质射出的激光的波长并射出绿色激光的波长转换元件。
根据该结构，从半导体激光光源射出红色及蓝色的激光。另外，从激励用半导体激光光源射出激励用激光，通过从激励用半导体激光光源射出的激光激光介质被激励，而且通过波长转换元件转换从激光介质射出的激光的波长并射出绿色的激光。因此，比作为半导体激光器的红色激光光源及蓝色激光光源结构复杂的绿色激光光源被设置在均匀器的光轴上，所以能实现装置的小型化。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，多个半导体激光光源包含射出红色激光的红色半导体激光光源和射出蓝色激光的蓝色半导体激光光源。根据该结构，从红色半导体激光光源射出红色的激光，从蓝色半导体激光光源射出蓝色的激光，因此可以从均匀器得到红色及蓝色的光。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，还包括1/2波长板，上述红色半导体激光光源和上述蓝色半导体激光光源被配置成其偏振面互不相同，所述1/2波长板被设置在从上述红色半导体激光光源射出的激光到达上述均匀器为止的光程和从上述蓝色半导体激光光源射出的激光到达上述均匀器为止的光程的其中之一上，并且使各半导体激光光源的偏振面达到一致。
根据该结构，红色半导体激光光源与蓝色半导体激光光源被配置成偏振面互不相同。并且在从红色半导体激光光源射出的激光到达均匀器为止的光程和从蓝色半导体激光光源射出的激光到达均匀器为止的光程中的其中一方，配置使各半导体激光光源的偏振面一致的1/2波长板。
因此，从红色半导体激光光源射出的激光的偏振面，与从蓝色半导体激光光源射出的激光的偏振面一致，从而可以使射入空间光调制元件的激光的偏振面只为一个方向，易于对齐空间光调制元件的入射侧偏振镜的偏振面，可以提高光利用效率。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源包含具有分别设置在直线上的多个发光区域的半导体激光光源，上述半导体激光光源被配置成使上述多个发光区域的排列方向与上述均匀器的入射面的长边方向平行。
根据该结构，具有分别设置于直线上的多个发光区域的半导体激光光源被配置成，使多个发光区域排列的方向与均匀器的入射面的长边方向平行。因此，在直线上排列多个发光区域的半导体激光光源中，半导体激光光源也被配置成使多个发光区域排列的方向与均匀器的长边方向平行，因此可以在不让射入均匀器的激光被反射的范围内得到最大的聚光点。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源被配置成，当上述均匀器的入射面的激光的长轴长度比上述均匀器的短边长度长时，使上述发光区域的长轴方向与上述均匀器的入射面的长边方向平行。
根据该结构，当均匀器入射面的激光的长轴长度比均匀器的短边长度长时，由于发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行地设置激光光源，因此可以将从激光光源射出的激光高效地导入均匀器。另外，当均匀器入射面的激光的长轴长度比均匀器的短边长度短时，即使不使发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行，激光也不会被反射而导入均匀器。因此，当均匀器入射面的激光的长轴长度比均匀器的短边长度短时，也可以不使激光光源的发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行，因此，可以自由地设置激光光源与均匀器。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源包含具有分别设置在直线上的多个发光区域的半导体激光光源，上述半导体激光光源被配置成使上述多个发光区域的排列方向与上述均匀器的入射面的长边方向平行。
根据该结构，具有分别设置于直线上的多个发光区域的半导体激光光源被配置成，使多个发光区域排列的方向与均匀器的入射面的长边方向平行。因此，在直线上排列多个发光区域的半导体激光光源中，半导体激光光源也被配置成多个发光区域排列的方向与均匀器的长边方向平行，因此可以在不让射入均匀器的激光被反射的范围内得到最大的聚光点。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源包含多个半导体激光光源，上述聚光透镜包含将从上述多个半导体激光光源射出的激光准直的对应于每个上述多个半导体激光光源而设置的多个准直透镜、将由上述准直透镜校准的激光聚光的凸透镜、设置在上述凸透镜与上述凸透镜的聚光点之间的凹透镜，上述均匀器在由上述凸透镜和上述凹透镜构成的组合透镜的聚光点处具有矩形的入射面。
根据该结构，从多个半导体激光光源射出的激光通过对应于每一个半导体激光光源设置的多个准直透镜准直，准直后的激光通过凸透镜被聚光。而且，凹透镜设置在凸透镜与凸透镜的聚光点之间，并且设置有在由凸透镜和凹透镜构成的组合透镜的聚光点处具有矩形的入射面的均匀器。
因此，凸透镜和凹透镜的间隔小于由凸透镜和凹透镜构成的望远型组合透镜的焦距，因此能够缩短从各半导体激光光源至均匀器的间隔，可实现装置的小型化。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源包含多个半导体激光光源，上述聚光透镜包含将从上述多个半导体激光光源射出的激光准直的对应于每个上述多个半导体激光光源而设置的多个准直透镜、将由上述准直透镜准直的激光聚光的第一凸透镜、相对于上述第一凸透镜的聚光点设置于上述第一凸透镜的相反一侧且中继被聚光的激光的第二凸透镜，上述均匀器在上述第二凸透镜的聚光点处具有矩形的入射面。
根据该结构，从多个半导体激光光源射出的激光通过对应于每一个半导体激光光源设置的多个准直透镜准直，准直后的激光通过第一凸透镜被聚光。而且，通过相对于第一凸透镜的聚光点设置于第一凸透镜的相反一侧的第二凸透镜，中继由第一凸透镜聚光的激光，并且设置有在第二凸透镜的聚光点处具有矩形的入射面的均匀器。
因此，第一凸透镜和第二凸透镜的间隔小于由第一凸透镜和第二凸透镜构成的望远型组合透镜的综合焦距，因此能够在保持射入均匀器的最外缘光与均匀器的光轴构成的角度的状态下，增大半导体激光光源的尺寸即聚光透镜的口径，从均匀器得到高输出的光。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，多个半导体激光光源包含射出红色激光的红色半导体激光光源和射出蓝色激光的蓝色半导体激光光源。根据该结构，从红色半导体激光光源射出红色的激光，从蓝色半导体激光光源射出蓝色的激光，因此可以从均匀器得到红色及蓝色的光。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，还包括1/2波长板，上述红色半导体激光光源与上述蓝色半导体激光光源被配置成偏振面互不相同，上述1/2波长板被设置在从上述红色半导体激光光源射出的激光到达上述均匀器为止的光程和从上述蓝色半导体激光光源射出的激光到达上述均匀器为止的光程中的其中之一上，并且使各半导体激光光源的偏振面达到一致。
根据该结构，红色半导体激光光源与蓝色半导体激光光源被配置成偏振面互不相同。并且在从红色半导体激光光源射出的激光到达均匀器为止的光程和从蓝色半导体激光光源射出的激光到达均匀器为止的光程中的其中之一上，配置使各半导体激光光源的偏振面一致的1/2波长板。
因此，从红色半导体激光光源射出的激光的偏振面，与从蓝色半导体激光光源射出的激光的偏振面一致，从而可以使射入空间光调制元件的激光的偏振面只为一个方向，易于对齐空间光调制元件的入射侧偏振镜的偏振面，可以提高光利用效率。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述红色半导体激光光源和上述蓝色半导体激光光源被配置成偏振面互相平行。
根据该结构，使相互的偏振面平行地设置红色半导体激光光源和蓝色半导体激光光源，从而可以使射入空间光调制元件的激光的偏振面只为一个方向，易于对齐空间光调制元件的入射侧偏振镜的偏振面，可以提高光利用效率。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源包含，射出红色激光的红色激光光源、射出蓝色激光的蓝色激光光源、和射出绿色激光的绿色激光光源，其中，上述红色激光光源及蓝色激光光源相对于上述均匀器的光轴轴对称地被配置，上述绿色激光光源被配置在上述均匀器的光轴上。
根据该结构，射出红色激光的红色激光光源，与射出蓝色激光的蓝色激光光源相对于均匀器的光轴轴对称地被设置，射出绿色激光的绿色激光光源设置在均匀器的光轴上。因此，三原色的照明光照射于空间光调制元件，从而可以显示全色的图像。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述红色激光光源及上述蓝色激光光源包含半导体激光光源，上述绿色激光光源包含射出激励用激光的激励用半导体激光光源、被由从上述激励用半导体激光光源射出的激光激励的激光介质、将从上述激光介质射出的激光的波长进行转换并射出绿色激光的波长转换元件。
根据该结构，从半导体激光光源射出红色及蓝色的激光。另外，从激励用半导体激光光源射出激发用激光，而且通过从激励用半导体激光光源射出的激光激光介质被激励，通过波长转换元件转换从激光介质射出的激光的波长并射出绿色的激光。因此，比作为半导体激光器的红色激光光源及蓝色激光光源结构复杂的绿色激光光源被设置在均匀器的光轴上，因此可实现装置的小型化。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述多个聚光透镜包含，将从上述红色激光光源射出的红色激光聚光为一点的红色用聚光透镜、将从上述蓝色激光光源射出的蓝色激光聚光为一点的蓝色用聚光透镜、将从上述绿色激光光源射出的绿色激光在射入上述均匀器之前聚光的绿色用聚光透镜，其中，上述绿色用聚光透镜的聚光点的上述均匀器的光轴与上述绿色激光的最外缘所构成的角度，等于上述红色用聚光透镜或上述蓝色用聚光透镜的聚光点的上述均匀器的光轴与上述红色激光或上述蓝色激光所构成的角度。
根据该结构，从红色激光光源射出的红色激光通过红色用聚光透镜聚光为一点，从蓝色激光光源射出的蓝色激光通过蓝色用聚光透镜聚光为一点，从绿色激光光源射出的绿色激光于射入均匀器前被由绿色用聚光透镜聚光。而且，绿色用聚光透镜的聚光点的均匀器的光轴与绿色激光的最外缘所构成的角度，等于红色用聚光透镜或蓝色用聚光透镜的聚光点的均匀器的光轴与红色激光或蓝色激光所构成的角度。
因此，即使将绿色激光光源配置在均匀器的光轴上，但由于绿色激光以规定的角度射入均匀器的入射面，因此可以使绿色激光的光量分布与红色及蓝色激光的光量分布同程度地均匀化，从而可以抑制色差的产生。
另外，在上述投影型显示装置中，较为理想的是，上述激光光源被配置成，当上述均匀器的入射面的激光的长轴长度比上述均匀器的短边长度长时，上述发光区域的长轴方向与上述均匀器的入射面的长边方向平行。
根据该结构，均匀器的入射面的激光的长轴长度比均匀器的短边长度长时，由于发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行地设置激光光源，因此可以有效地将从激光光源射出的激光导入均匀器。另外，均匀器的入射面的激光的长轴长度比均匀器的短边长度短时，即使不使发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行，激光也不会被反射而被导入均匀器。因此，均匀器入射面的激光的长轴长度比均匀器的短边长度短时，也可以不使激光光源的发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行，可以自由地配置激光光源和均匀器。
本发明所涉及的光源装置包括，激光光源，具有射出椭圆状激光的发光区域；聚光透镜，将从所述激光光源射出的激光聚光；均匀器，在所述聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面，其中，所述均匀器的入射面为长方形，所述激光光源被配置成使所述发光区域的长轴方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
根据该结构，激光光源具有射出椭圆状激光的发光区域，从激光光源射出的激光通过聚光透镜被聚光，而且配置有在聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面的均匀器。而且，均匀器的入射面为长方形，激光光源被配置成使发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行。
因此，由于激光光源的发光区域的长轴方向与均匀器的入射面的长边方向平行地设置激光光源，因此，可以有效地将从激光光源射出的激光导入均匀器，激光光源与均匀器的配置得到最优化，可实现小型化，并且可以从均匀器得到高输出的光。
本发明所涉及的另一种投影型显示装置包括，多个激光光源；多个聚光透镜，对应于每个所述多个激光光源而设置，将从所述多个激光光源射出的激光聚光；均匀器，在所述多个聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面；空间光调制元件，将从所述均匀器射出的激光调制；投影透镜，将由所述空间光调制元件调制的激光投影，其中，所述多个激光光源包含射出红色激光的红色激光光源、射出蓝色激光的蓝色激光光源、射出绿色激光的绿色激光光源，其中，所述红色激光光源及蓝色激光光源相对于所述均匀器的光轴轴对称地被配置，所述绿色激光光源被配置在所述均匀器的光轴上，所述多个聚光透镜包含将从所述红色激光光源射出的红色激光聚光于所述均匀器的入射面的红色用聚光透镜、将从所述蓝色激光光源射出的蓝色激光聚光于所述均匀器的入射面的蓝色用聚光透镜、将从所述绿色激光光源射出的绿色激光在射入所述均匀器前进行聚光的绿色用聚光透镜，其中，所述绿色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述绿色激光的最外缘所构成的角度，等于所述红色用聚光透镜或所述蓝色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述红色激光或所述蓝色激光所构成的角度。
根据该结构，从多个激光光源射出的激光通过对应于每一个激光光源设置的多个聚光透镜聚光。均匀器在多个聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面，从均匀器射出的激光被由空间光调制元件调制，通过空间光调制元件调制的激光由投影透镜投影。而且，射出红色激光的红色激光光源，与射出蓝色激光的蓝色激光光源相对于均匀器的光轴轴对称地被配置，射出绿色激光的绿色激光光源被配置在均匀器的光轴上。从红色激光光源射出的红色激光由红色用聚光透镜聚光为一点，从蓝色激光光源射出的蓝色激光由蓝色用聚光透镜聚光为一点，从绿色激光光源射出的绿色激光在射入均匀器之前被由绿色用聚光透镜聚光。而且，绿色用聚光透镜的聚光点的均匀器的光轴与绿色激光的最外缘所构成的角度，等于红色用聚光透镜或蓝色用聚光透镜的聚光点的均匀器的光轴与红色激光或蓝色激光所构成的角度。
因此，比作为半导体激光器的红色激光光源及蓝色激光光源结构更复杂的绿色激光光源被配置在均匀器的光轴上，因此，可实现装置的小型化。另外，即使将绿色激光光源配置在均匀器的光轴上，但由于绿色激光以规定的角度射入均匀器的入射面，因此可以使绿色激光的光量分布与红色及蓝色激光的光量分布同程度地均匀化，从而可以抑制色差的产生。
产业上的可利用性
本发明中的投影型显示装置及光源装置可实现小型化，并且可得到高输出的光，可用作使用激光光源的前投型投影装置或背投型投影装置等。另外也可仅利用其照明光学系统，应用于照明装置或液晶显示器的背面板(back panel)等用途。

Claims (23)

1.一种投影型显示装置，其特征在于包括：
激光光源，具有射出椭圆状激光的发光区域；
聚光透镜，将从所述激光光源射出的激光聚光；
均匀器，在所述聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面；
空间光调制元件，将从所述均匀器射出的激光调制；
投影透镜，将由所述空间光调制元件调制的激光投影，其中，
所述均匀器的入射面为长方形，
所述激光光源被配置成使所述发光区域的长轴方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
2.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述激光光源包含多个半导体激光光源，
所述聚光透镜包含将从所述多个半导体激光光源射出的激光聚光于一点的对应于每个所述多个半导体激光光源而设置的多个聚光透镜，
所述均匀器在多个激光的聚光点处具有矩形入射面。
3.根据权利要求2所述的投影型显示装置，其特征在于：所述多个半导体激光光源相对于所述均匀器的光轴轴对称地被配置。
4.根据权利要求3所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述激光光源包含多个半导体激光光源，
所述聚光透镜包含将从所述多个半导体激光光源射出的激光准直的对应于每个所述多个半导体激光光源而设置的多个准直透镜、将由所述准直透镜准直的激光聚光的凸透镜、设置在所述凸透镜与所述凸透镜的聚光点之间的凹透镜，
所述均匀器在由所述凸透镜和所述凹透镜构成的组合透镜的聚光点处具有矩形的入射面。
5.根据权利要求4所述的投影型显示装置，其特征在于：射出绿色激光的绿色激光光源，其中，
所述红色激光光源及蓝色激光光源相对于所述均匀器的光轴轴对称地被配置，所述绿色激光光源被配置在所述均匀器的光轴上。
6.根据权利要求5所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述多个聚光透镜包含，将从所述红色激光光源射出的红色激光聚光为一点的红色用聚光透镜、将从所述蓝色激光光源射出的蓝色激光聚光为一点的蓝色用聚光透镜、将从所述绿色激光光源射出的绿色激光在射入所述均匀器之前聚光的绿色用聚光透镜，其中，
所述绿色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述绿色激光的最外缘所构成的角度，等于所述红色用聚光透镜或所述蓝色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述红色激光或所述蓝色激光所构成的角度。
7.根据权利要求6所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述红色激光光源及所述蓝色激光光源包含半导体激光光源，
所述绿色激光光源包含，射出激励用激光的激励用半导体激光光源、由从所述激励用半导体激光光源射出的激光激励的激光介质、转换从所述激光介质射出的激光的波长并射出绿色激光的波长转换元件。
8.根据权利要求7所述的投影型显示装置，其特征在于：所述多个半导体激光光源包括射出红色激光的红色半导体激光光源和射出蓝色激光的蓝色半导体激光光源。
9.根据权利要求8所述的投影型显示装置，其特征在于还包括：1/2波长板，
所述红色半导体激光光源和所述蓝色半导体激光光源被配置成其偏振面互不相同，
所述1/2波长板被设置在从所述红色半导体激光光源射出的激光到达所述均匀器为止的光程和从所述蓝色半导体激光光源射出的激光到达所述均匀器为止的光程的其中之一上，使各半导体激光光源的偏振面达到一致。
10.根据权利要求9所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述激光光源包含具有分别设置在直线上的多个发光区域的半导体激光光源，
所述半导体激光光源被配置成使所述多个发光区域的排列方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
11.根据权利要求10所述的投影型显示装置，其特征在于：所述激光光源被配置成，当所述均匀器的入射面的激光的长轴长度比所述均匀器的短边长度长时，使所述发光区域的长轴方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
12.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述激光光源包含具有分别设置在直线上的多个发光区域的半导体激光光源，
所述半导体激光光源被配置成使所述多个发光区域的排列方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
13.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述激光光源包含多个半导体激光光源，
所述聚光透镜包含将从所述多个半导体激光光源射出的激光准直的对应于每个所述多个半导体激光光源而设置的多个准直透镜、将由所述准直透镜准直的激光聚光的凸透镜、设置在所述凸透镜与所述凸透镜的聚光点之间的凹透镜，
所述均匀器在由所述凸透镜和所述凹透镜构成的组合透镜的聚光点处具有矩形的入射面。
14.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述激光光源包含多个半导体激光光源，
所述聚光透镜包含将从所述多个半导体激光光源射出的激光准直的对应于每个所述多个半导体激光光源而设置的多个准直透镜、将由所述准直透镜准直的激光聚光的第一凸透镜、相对于所述第一凸透镜的聚光点设置于所述第一凸透镜的相反一侧且中继被聚光的激光的第二凸透镜，
所述均匀器在所述第二凸透镜的聚光点处具有矩形的入射面。
15.根据权利要求14所述的投影型显示装置，其特征在于：所述多个半导体激光光源包含射出红色激光的红色半导体激光光源和射出蓝色激光的蓝色半导体激光光源。
16.根据权利要求15所述的投影型显示装置，其特征在于还包括：1/2波长板，
所述红色半导体激光光源与所述蓝色半导体激光光源被配置成偏振面互不相同，
所述1/2波长板被设置在从所述红色半导体激光光源射出的激光到达所述均匀器为止的光程和从所述蓝色半导体激光光源射出的激光到达所述均匀器为止的光程中的其中之一上，使各半导体激光光源的偏振面达到一致。
17.根据权利要求15所述的投影型显示装置，其特征在于：所述红色半导体激光光源和所述蓝色半导体激光光源被配置成偏振面互相平行。
18.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述激光光源包含，射出红色激光的红色激光光源、射出蓝色激光的蓝色激光光源、和射出绿色激光的绿色激光光源，其中，
所述红色激光光源及蓝色激光光源相对于所述均匀器的光轴轴对称地被配置，所述绿色激光光源被配置在所述均匀器的光轴上。
19.根据权利要求18所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述红色激光光源及所述蓝色激光光源包含半导体激光光源，
所述绿色激光光源包含射出激励用激光的激励用半导体激光光源、由从所述激励用半导体激光光源射出的激光激励的激光介质、将从所述激光介质射出的激光的波长进行转换并射出绿色激光的波长转换元件。
20.根据权利要求18所述的投影型显示装置，其特征在于：
所述多个聚光透镜包含，将从所述红色激光光源射出的红色激光聚光为一点的红色用聚光透镜、将从所述蓝色激光光源射出的蓝色激光聚光为一点的蓝色用聚光透镜、将从所述绿色激光光源射出的绿色激光在射入所述均匀器之前聚光的绿色用聚光透镜，其中，
所述绿色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述绿色激光的最外缘所构成的角度，等于所述红色用聚光透镜或所述蓝色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述红色激光或所述蓝色激光所构成的角度。
21.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于：所述激光光源被配置成，当所述均匀器的入射面的激光的长轴长度比所述均匀器的短边长度长时，使所述发光区域的长轴方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
22.一种光源装置，其特征在于包括：
激光光源，具有射出椭圆状激光的发光区域；
聚光透镜，将从所述激光光源射出的激光聚光；
均匀器，在所述聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面，其中，
所述均匀器的入射面为长方形，
所述激光光源被配置成使所述发光区域的长轴方向与所述均匀器的入射面的长边方向平行。
23.一种投影型显示装置，其特征在于包括：
多个激光光源；
多个聚光透镜，对应于每个所述多个激光光源而设置，将从所述多个激光光源射出的激光聚光；
均匀器，在所述多个聚光透镜的聚光光束处具有矩形的入射面；
空间光调制元件，将从所述均匀器射出的激光调制；
投影透镜，将由所述空间光调制元件调制的激光投影，其中，
所述多个激光光源包含射出红色激光的红色激光光源、射出蓝色激光的蓝色激光光源、射出绿色激光的绿色激光光源，其中，
所述红色激光光源及蓝色激光光源相对于所述均匀器的光轴轴对称地被配置，
所述绿色激光光源被配置在所述均匀器的光轴上，
所述多个聚光透镜包含将从所述红色激光光源射出的红色激光聚光于所述均匀器的入射面的红色用聚光透镜、将从所述蓝色激光光源射出的蓝色激光聚光于所述均匀器的入射面的蓝色用聚光透镜、将从所述绿色激光光源射出的绿色激光在射入所述均匀器前进行聚光的绿色用聚光透镜，其中，
所述绿色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述绿色激光的最外缘所构成的角度，等于所述红色用聚光透镜或所述蓝色用聚光透镜的聚光点的所述均匀器的光轴与所述红色激光或所述蓝色激光所构成的角度。
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