(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光の光を発する第１の光源と、
前記第１の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第２の偏光の光を発する第２の光源と
を備え、
前記第１の偏光の光と前記第２の偏光の光とを合わせた光の波長帯域は、第１の波長帯域であり、
前記第１の波長帯域とは異なる波長帯域の第３の偏光の光を発する第３の光源と、
光の偏光の方向に基づいて、前記第１の偏光の光を透過して前記第２の偏光の光を反射する第１の選択透過素子と、
前記第１の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光と前記第１の選択透過素子で反射された前記第２の偏光の光とを合わせた光を光の波長帯域に基づいて透過して、前記第３の偏光の光を光の波長帯域に基づいて反射する第２の選択透過素子と、
前記第３の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第４の偏光の光を発する第４の光源と、
前記第２の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光と前記第２の偏光の光とを合わせた光を光の波長帯域に基づいて透過して、前記第２の選択透過素子で反射された前記第３の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて透過して、前記第４の偏光の光を反射する第３の選択透過素子と
をさらに備え、
前記第２の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光及び前記第２の偏光の光と、前記第２の選択透過素子で反射された前記第３の偏光の光とが、同一の方向に進行するよう構成され、
前記第３の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光、前記第２の偏光の光及び前記第３の偏光の光と、前記第３の選択透過素子で反射された前記第４の偏光の光とが、同一の方向に進行するよう構成されたこと
を特徴とする光源装置。
【請求項２】
第５の偏光の光を発する第５の光源と、
前記第５の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第６の偏光の光を発する第６の光源と
を備え、
前記第３の偏光の光と前記第４の偏光の光とを合わせた光の波長帯域は、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域であり、
前記第５の偏光の光と前記第６の偏光の光とを合わせた光の波長帯域は、前記第１の波長帯域及び前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域であり、
さらに、
前記第３の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光、前記第２の偏光の光及び前記第３の偏光の光と、前記第３の選択透過素子で反射された前記第４の偏光の光とを合わせた光を光の波長帯域に基づいて透過して、前記第５の偏光の光を光の波長帯域に基づいて反射する第４の選択透過素子と、
前記第４の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光、前記第２の偏光の光、前記第３の偏光の光及び前記第４の偏光の光を合わせた光を光の波長帯域に基づいて透過して、前記第４の選択透過素子で反射された前記第５の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて透過して、前記第６の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて反射する第５の選択透過素子と
をさらに備え、
前記第５の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光、前記第２の偏光の光、前記第３の偏光の光、前記第４の偏光の光及び前記第５の偏光の光と、前記第５の選択透過素子で反射された前記第６の偏光の光とが、同一の方向に進行するように構成されたこと
を特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第３の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光、前記第２の偏光の光及び前記第３の偏光の光と、前記第３の選択透過素子で反射された前記第４の偏光の光とが同一の方向に進行する際に、前記第１の偏光の光、前記第２の偏光の光、前記第３の偏光の光及び前記第４の偏光の光が重畳し、または近接することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第５の選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光、前記第２の偏光の光、前記第３の偏光の光、前記第４の偏光の光及び前記第５の偏光の光と、前記第５の選択透過素子で反射された前記第６の偏光の光とが同一の方向に進行する際に、前記第１の偏光の光、前記第２の偏光の光、前記第３の偏光の光、前記第４の偏光の光、前記第５の偏光の光及び前記第６の偏光の光が重畳し、または近接することを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の波長帯域、前記第２の波長帯域及び前記第３の波長帯域は、波長の短い方から前記第１の波長帯域、前記第２の波長帯域及び前記第３の波長帯域の順であるか、波長の短い方から前記第３の波長帯域、前記第２の波長帯域及び前記第１の波長帯域の順であることを特徴とする請求項２または４に記載の光源装置。
【請求項６】
第１の波長帯域の第１の光を発する第１の光源と、
前記第１の波長帯域とは異なる波長帯域の第１の偏光の光を発する第２の光源と、
前記第１の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第２の偏光の光を発する第３の光源と、
前記第１の光を光の波長帯域に基づいて透過して、前記第１の偏光の光を光の波長帯域に基づいて反射する第１の選択透過素子と、
前記第１の選択透過素子を透過した前記第１の光を光の波長帯域に基づいて透過して、前記第１の選択透過素子で反射された前記第１の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて透過して、前記第２の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて反射する第２の選択透過素子と
を備え、
前記第２の選択透過素子を透過した前記第１の光及び前記第１の偏光の光と、前記第２の選択透過素子で反射された前記第２の偏光の光とが、同一の方向に進行するよう構成されたこと
を特徴とする光源装置。
【請求項７】
前記第２の選択透過素子を透過した前記第１の光及び前記第１の偏光の光と、前記第２の選択透過素子で反射された前記第２の偏光の光とが同一の方向に進行する際に、前記第１の光、前記第１の偏光の光、及び前記第２の偏光の光が重畳し、または近接することを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
第１の偏光の光を発する第１の光源と、
前記第１の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第２の偏光の光を発する第２の光源と、
前記第１の偏光の光を反射する反射素子と、
前記反射素子で反射された前記第１の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて透過して、前記第２の偏光の光を反射する選択透過素子と
を備え、
前記反射素子の一面と、前記選択透過素子の一面とが、１８０度及び０度以外の角度をなすように、前記反射素子の端部と前記選択透過素子の端部とが接続されており、
前記第１の偏光の光を、前記角度が１８０度より小さい角度をなす側の前記反射素子の面で反射して、前記角度が１８０度より小さい角度をなす側の前記選択透過素子の面に入射させて、前記選択透過素子を透過させ、
前記第２の偏光の光を、前記角度が１８０度より大きい角度をなす側の前記選択透過素子の面で反射し、
前記選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光と前記選択透過素子の面で反射された前記第２の偏光の光とを、同じ方向に進行する光束として出射する光源モジュールを複数備え、
前記複数の光源モジュールは、
前記各々の光源モジュールが有する前記反射素子に対して、前記第１の光源が配置された方向が同一となるように配置されると共に、
前記各々の光源モジュールが有する前記選択透過素子に対して、前記第２の光源が配置された方向が同一となるように配置され、
前記複数の光源モジュールのうち、１つの光源モジュールの前記反射素子及び前記選択透過素子は、他の１つの光源モジュールの前記反射素子及び前記選択透過素子に対して前記１つの光源モジュールの有する前記第１の光源又は前記第２の光源の配置された側にずれて配置されることを特徴とする光源装置。
【請求項９】
前記第１の光源及び前記第２の光源が、同一の波長帯域の光を発することを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記選択透過素子を透過した前記第１の偏光の光と、前記選択透過素子で反射された前記第２の偏光の光とが同一の方向に進行する際に、前記第１の偏光の光及び前記第２の偏光の光が重畳し、または近接することを特徴とする請求項８または９に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の前記光源装置と、
前記光源装置から出射された光束を集光する集光レンズと、
前記集光レンズの出射側に配置され、入射した光束の光強度を均一化する光強度均一化素子と、
前記光強度均一化素子から出射された光束を導光するリレー光学系と、
前記リレー光学系から出射された光束が入射し、映像光を生成するライトバルブと、
前記ライトバルブにより生成された映像光を投写する投写光学系と
を備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光源を備えた光源装置と、その光源装置を備えた投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置は、光源装置でライトバルブを照明し、ライトバルブで生成した映像信号を投写光学系によりスクリーンに拡大して投写する。投写型表示装置は、光を発する光源（光源装置）、光をライトバルブに導く照明光学系、および、ライトバルブの映像信号をスクリーンに拡大投写する投写光学系を有している。投写型表示装置の光源としては、高圧水銀ランプまたはキセノンランプが主流であった。しかしながら、近年では、ＬＥＤ（発光ダイオード）あるいはＬＤ（レーザダイオード）といった光源を用いた投写型表示装置も開発されている。【０００３】
ＬＥＤあるいはＬＤを用いた光源は、光源単体の輝度がランプと比較して暗いため、複数の光源を使用することにより高輝度化を図る必要がある。しかしながら、複数の光源を一定の間隔で配列した場合、各光源から出射した光束の間に隙間が生じ、光の利用効率が低下するという問題があった。つまり、各光源を配列する際に生じる光源と光源との間の空間が非発光領域となるため、光の利用効率の低下を招くという問題があった。「非発光領域」とは、光束のない領域である。【０００４】
そこで、特許文献１に開示された光源装置では、行と列とに配列した複数の光源と、各行の光源に対応する複数の反射ミラー（第１の反射ミラー群）と、各列の光源に対応する別の複数の反射ミラー（第２の反射ミラー群）とが設けられている。つまり、特許文献１では、複数の光源を行と列とをなすように平面状に配列し、階段状にミラーを配置している。これにより、複数の光源から出射された光束の行方向の間隔または列方向の間隔をなくし、行方向に縮小された光束または列方向に縮小された光束を出射する構成が提案されている。さらに、特許文献２には、複数列の階段状の反射ミラーを配置した投写型表示装置の構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３３１７号公報（段落００２４〜００２６、図１）
【特許文献２】特開２０１１−９５３８８号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の光源装置では、光源の各行および光源の各列に対応する多数の反射ミラーを配列している。このため、光源装置の構成が複雑になるという問題がある。【０００７】
本発明は、上述のような問題を解消するためになされたもので、簡易な構成で、複数の光源から出射される光を隙間の発生を抑えて合成することができる光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明に係る光源装置は、第１の偏光の光を発する第１の光源と、第１の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第２の偏光の光を発する第２の光源とを備え、第１の偏光の光と第２の偏光の光とを合わせた光の波長帯域は、第１の波長帯域であり、第１の波長帯域とは異なる波長帯域の第３の偏光の光を発する第３の光源と、光の偏光の方向に基づいて、第１の偏光の光を透過して第２の偏光の光を反射する第１の選択透過素子と、第１の選択透過素子を透過した第１の偏光の光と第１の選択透過素子で反射された第２の偏光の光とを合わせた光を光の波長帯域に基づいて透過して、第３の偏光の光を光の波長帯域に基づいて反射する第２の選択透過素子と、第３の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第４の偏光の光を発する第４の光源と、第２の選択透過素子を透過した第１の偏光の光と第２の偏光の光とを合わせた光を光の波長帯域に基づいて透過して、第２の選択透過素子で反射された第３の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて透過して、第４の偏光の光を反射する第３の選択透過素子とをさらに備え、第２の選択透過素子を透過した第１の偏光の光及び第２の偏光の光と、第２の選択透過素子で反射された第３の偏光の光とが、同一の方向に進行するよう構成され、第３の選択透過素子を透過した第１の偏光の光、第２の偏光の光及び第３の偏光の光と、第３の選択透過素子で反射された第４の偏光の光とが、同一の方向に進行するよう構成されている。
本発明に係る光源装置は、また、第１の波長帯域の第１の光を発する第１の光源と、第１の波長帯域とは異なる波長帯域の第１の偏光の光を発する第２の光源と、第１の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第２の偏光の光を発する第３の光源と、第１の光を光の波長帯域に基づいて透過して、第１の偏光の光を光の波長帯域に基づいて反射する第１の選択透過素子と、第１の選択透過素子を透過した第１の光を光の波長帯域に基づいて透過して、第１の選択透過素子で反射された第１の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて透過して、第２の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて反射する第２の選択透過素子とを備え、第２の選択透過素子を透過した第１の光及び第１の偏光の光と、第２の選択透過素子で反射された第２の偏光の光とが、同一の方向に進行するよう構成されている。
【０００９】
本発明に係る光源装置は、また、第１の偏光の光を発する第１の光源と、第１の偏光の光に対して偏光方向が９０度異なる第２の偏光の光を発する第２の光源と、第１の偏光の光を反射する反射素子と、反射素子で反射された第１の偏光の光を光の偏光の方向に基づいて透過して、第２の偏光の光を反射する選択透過素子とを備え、反射素子の一面と、選択透過素子の一面とが、１８０度及び０度以外の角度をなすように、反射素子の端部と選択透過素子の端部とが接続されており、第１の偏光の光を、角度が１８０度より小さい角度をなす側の反射素子の面で反射して、角度が１８０度より小さい角度をなす側の選択透過素子の面に入射させて、選択透過素子を透過させ、第２の偏光の光を、角度が１８０度より大きい角度をなす側の選択透過素子の面で反射し、選択透過素子を透過した第１の偏光の光と選択透過素子の面で反射された第２の偏光の光とを、同じ方向に進行する光束として出射する光源モジュールを複数備え、複数の光源モジュールは、各々の光源モジュールが有する反射素子に対して、第１の光源が配置された方向が同一となるように配置されると共に、各々の光源モジュールが有する選択透過素子に対して、第２の光源が配置された方向が同一となるように配置され、複数の光源モジュールのうち、１つの光源モジュールの反射素子及び選択透過素子は、他の１つの光源モジュールの反射素子及び選択透過素子に対して１つの光源モジュールの有する第１の光源又は第２の光源の配置された側にずれて配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成で、複数の光源から出射される光の利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における光源装置を含む投写型表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における透過反射素子を集光レンズ側から見た図である。
【図３】球面収差を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２における光源装置の第１の光源群（Ａ）、第２の光源群（Ｂ）およびこれらを組み合わせた状態（Ｃ）を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２における透過反射素子を集光レンズ側から見た図である。
【図６】本発明の実施の形態２における光源装置から出射された光束の断面を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３における光源装置を含む投写型表示装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４における光源装置を含む投写型表示装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５における光源装置の色分離フィルタの波長に対する透過特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態６における光源装置を備えた投写型表示装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態６における光源装置の光源、反射素子および透過反射素子の位置関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態６における光源装置の集光レンズ４に入射する光束の分布図である。
【図１３】本発明の実施の形態７における光源装置を含む投写型表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態７における光源装置の色分離フィルタ３１７ｂの透過特性を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態７における光源装置の色分離フィルタ３１７ｇの透過特性を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態７における光源装置の色分離フィルタ３１７ｒの透過特性を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態７における光源装置を含む投写型表示装置の別の構成例を概略的に示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態７における光源装置の色分離フィルタ３１７ｇ２の透過特性を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態８における光源装置を含む投写型表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態８における光源装置の色分離フィルタ４１７ｒの透過特性を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態８における光源装置の色分離フィルタ４１７ｇの透過特性を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態８における光源装置の色分離フィルタ４１７ｂの透過特性を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態８における光源装置を含む投写型表示装置の別の構成例を概略的に示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態８における光源装置の色分離フィルタ４１７ｇ２の透過特性を示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態９における光源装置を備えた投写型表示装置の構成を示す図である。
【図２６】本発明の実施の形態９における光源と色分離フィルタとの位置関係を示す模式図（Ａ）、及び集光レンズ上の光束の入射位置を示す模式図（Ｂ）である。
【図２７】本発明の実施の形態９における光源装置の色分離フィルタの透過特性を示す図である。
【図２８】本発明の実施の形態１０における光源装置を備えた投写型表示装置の構成を示す図である。
【図２９】本発明の実施の形態１０における光源と色分離フィルタとの位置関係を示す模式図である。
【図３０】本発明の実施の形態１０における集光レンズ上の光束の入射位置を示す模式図である。
【図３１】本発明の実施の形態１１における光源装置を備えた投写型表示装置の構成を示す図である。
【図３２】本発明の実施の形態１１における光源と色分離フィルタとの位置関係を示す模式図である。
【図３３】本発明の実施の形態１１における集光レンズ上の光束の入射位置を示す模式図である。
【図３４】本発明の実施の形態１２における光源装置を備えた投写型表示装置の構成を示す図である。
【図３５】本発明の実施の形態１２における反射素子および反射透過素子の配置を示す模式図である。
【図３６】本発明の実施の形態１２における集光レンズ上の光束の入射位置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における光源装置を含む投写型表示装置の構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態１における投写型表示装置７ａは、光源装置１、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群（リレー光学系）６、画像表示素子（ライトバルブ）３及び投写光学系８を有する。光源装置１は、光束を出射する。集光レンズ４は、光源装置１から出射された光束を集光する。光強度均一化素子５は、集光レンズ４により集光された光束の強度分布を均一化する。リレーレンズ群（リレー光学系）６は、光強度均一化素子５により強度が均一化された光束を画像表示素子３に導く。画像表示素子（ライトバルブ）３は、リレーレンズ群６から入射した光束を入力映像信号に応じて変調して映像光（画像光）に変換する。投写光学系８は、映像光をスクリーン９に拡大投写する。なお、「映像光（画像光）」とは、画像情報を有する光のことである。
【００１３】
ここでは、集光レンズ４と、光強度均一化素子５と、リレーレンズ群６と、画像表示素子３と、投写光学系８とが共通（同軸上）の光軸Ｃ１を有する場合を示しているが、画像表示素子３と投写光学系８とは同軸上になくてもよい。以下では、図の説明を容易にするために、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が各々直交する座標軸を設けて説明する。光軸Ｃ１の方向をＺ方向とし、光源装置１に対してスクリーン９の方向を＋Ｚ方向とし、反対の方向を−Ｚ方向とする。また、Ｚ方向に直交する面をＸＹ面とする。ＸＹ面において、スクリーン９の水平軸と平行な方向をＸ方向とし、光源装置１からスクリーン９を見て左側を＋Ｘ方向とし、右側を−Ｘ方向とする。スクリーン９の鉛直軸と平行な方向をＹ方向とし、上方を＋Ｙ方向とし、下方を−Ｙ方向とする。図１は、投写型表示装置７ａを上方（＋Ｙ側）から見た図に相当する。
【００１４】
光源装置１は、第１の光源群２ａと第２の光源群２ｂとを有している。第１の光源群２ａの光軸と第２の光源群２ｂの光軸とは、互いに直交している。
【００１５】
第１の光源群２ａは、Ｚ方向の光軸を有する複数の光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇを有している。ここでは第１の光源群２ａを３個としているが、この数に限られるものではない。光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇは、光軸Ｃ１に直交する方向に一列に配列されている。ここでは、光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇをＸ方向に配列しているが、これに限るものではない。ミラーなどの反射部材を利用して、Ｙ軸方向に配列することもできる。
【００１６】
具体的には、＋Ｘ側から順に、赤色の光（赤色の波長帯域の光）を発する光源１１ｒと、青色の光（青色の波長帯域の光）を発する光源１１ｂと、緑色の光（緑色の波長帯域の光）を発する光源１１ｇとが配列されている。光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇは、＋Ｚ方向に光を発する。つまり、光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇは、集光レンズ４に向かう方向に光を発する。
【００１７】
第２の光源群２ｂは、Ｘ方向の光軸を有する複数の光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇを有している。ここでは、第２の光源群２ｂを３個としているが、この数に限られるものではない。光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇは、光軸Ｃ１と平行に一行に配列されている。すなわち、光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇは、Ｚ方向に一行に配列されている。
【００１８】
具体的には、＋Ｚ側から順に、赤色の光を発する光源１２ｒと、青色の光を発する光源１２ｂと、緑色の光を発する光源１２ｇとが配列されている。光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇは、−Ｘ方向に光を発する。
【００１９】
光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇ，１２ｒ，１２ｂ，１２ｇは、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）で構成することが好ましい。ＬＤは、光束の指向性が高いため光束の平行化が容易という利点があるからである。「平行化」とは、光源から出射した光を平行の光にすることである。但し、ＬＥＤ（発光ダイオード）またはＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いることもできる。ＬＥＤまたはＥＬの場合は、各光源に対応した平行化レンズを用意する。ＬＤの場合も、各光源に対応した平行化レンズを用意する。しかし、平行化レンズの構成はＬＤの方が簡略である。なぜなら、ＬＤの方がＬＥＤやＥＬに比べて指向性が高いため、光源から出射された光が平行に近いからである。
【００２０】
光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇのそれぞれの出射側には、当該光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇから出射された光束を平行光束にする平行化レンズ１３ｒ，１３ｂ，１３ｇが配置されている。同様に、光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇのそれぞれの出射側には、当該光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇから出射された光束を平行光束にする平行化レンズ１４ｒ，１４ｂ，１４ｇが配置されている。これら平行化レンズ１３ｒ，１３ｂ，１３ｇ，１４ｒ，１４ｂ，１４ｇを総称して、平行化レンズ群（１３，１４）と称する。
【００２１】
さらに、光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇから出射された平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇと、光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇから出射された平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇとが交わる位置には、選択透過素子としての透過反射素子１７が配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの透過反射素子１７で平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇを透過し、平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇを反射して、１つの光束にできる位置である。つまり、「交わる位置」とは、１つのフィルタで、２つの光束のうち、１つの光束を透過して、他の１つの光束を反射して、これらの各光束を重ね合わせて１つの光束にできる位置である。または、「交わる位置」とは、これらの各光束を並べて１つの光束にできる位置である。光源装置１の詳細は、後述する。また、「素子」とは、装置の中で、それ自身の機能が全体としての機能に対して意味を持つ個々の構成要素のことである。つまり、「素子」とは、構成要素として全体の機能に重要な役割をもつ個々の単位部品である。
【００２２】
光源装置１から出射された光束は、集光レンズ４により光強度均一化素子５に向けて集光する。光強度均一化素子５は、入射した光束を当該光束断面内における光強度を均一化する。「光束断面内」とは、光軸Ｃ１に直交する面内である。すなわち、光強度均一化素子５は、照度むらを軽減する機能を有する。
【００２３】
光強度均一化素子５は、一般に、ガラスまたは樹脂等の透明材料で作製されている。そして、光強度均一化素子５は、側壁の内面が全反射面となるように構成されている。光強度均一化素子５は、多角形断面を有する柱状部材である。例えば、光強度均一化素子５は多角柱状のロッドである。ここで、「ロッド」とは、内部に空間を有さない棒形状のことである。または、光反射面（表面鏡）を内側に有し、多角形断面を有する管状部材で構成される。「管状部材」とは、例えば多角形のパイプである。
【００２４】
光強度均一化素子５が多角柱状のロッドである場合には、入射端から入射した光束を、透明材料と空気との界面での全反射作用を利用して複数回反射させた後に、出射端から出射する。光強度均一化素子５が多角形のパイプである場合には、入射端から入射した光束を、内側を向く光反射面の反射作用を利用して複数回反射させた後に、出射端から出射させる。光強度均一化素子５は、光束の進行方向に適当な長さを確保すれば、内部で複数回反射した光が光強度均一化素子５の出射端の近傍に重畳照射され、その出射端の近傍において、略均一な強度分布が得られる。つまり、光強度均一化素子５から出射する光の強度分布は、入射する際の光の強度分布に比べて、均一になっている。
【００２５】
光強度均一化素子５で強度が均一化された光束は、リレー光学系としてのリレーレンズ群６により、画像表示素子３に導かれる。なお、図１に示すリレーレンズ群６は３枚のレンズを有しているが、４枚以上のレンズを用いてもよいし、また、非球面レンズを用いてもよい。また、曲面ミラーを用いて画像表示素子３に光束を導いてもよい。
【００２６】
画像表示素子（ライトバルブ）３は、反射型および透過型のいずれであってもよい。具体的には、画像表示素子３は、例えば、液晶表示素子またはデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）などで構成される。図１のような光強度均一化素子５を用いた投写型表示装置７においては、光強度均一化素子５から画像表示素子３に入射する光束の偏光方向が揃っていないため、デジタルマイクロミラーデバイスがより好ましい。「ライトバルブ」とは、光を制御あるいは調節するものである。つまり、「ライトバルブ」とは、光源からの光を制御して画像光として出力する光学素子である。
【００２７】
また、光源装置１の構成および作用について、詳細に説明する。
図２は、透過反射素子１７を集光レンズ４側（図１の＋Ｚ側）から見た図である。図２には、第１の光源群２ａの光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇを破線で示している。透過反射素子１７は、光を透過するガラス基板等の透明基板１７ａで形成されている。
【００２８】
透過反射素子１７は、さらに、反射部１８ｒ，１８ｂ，１８ｇを有している。反射部１８ｒ，１８ｂ，１８ｇは、図１に示す第２の光源群２ｂの各光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇから出射された平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇを反射する。すなわち、反射部１８ｒは、平行光束１６ｒを反射する。反射部１８ｂは、平行光束１６ｂを反射する。反射部１８ｇは、平行光束１６ｇを反射する。
【００２９】
反射部１８ｒ，１８ｂ，１８ｇは、例えば、反射膜である。反射膜は誘電体多層膜や銀などで形成されている。反射部１８ｒ，１８ｂ，１８ｇは、それぞれ、光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇから出射された平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇを反射する材質で構成されていればよい。例えば、反射部１８ｒは、赤色の光のみを反射する材質で構成してもよい。
【００３０】
透過反射素子１７は、Ｘ方向およびＺ方向に対して４５度の傾斜を有している。透過反射素子１７は、第２の光源群２ｂの光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇから反射部１８ｒ，１８ｂ，１８ｇで反射した光が、集光レンズ４に向かうように配置されている。
【００３１】
このように構成されているため、第１の光源群２ａの光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇから出射されて透過反射素子１７の透明部分を透過した平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇと、第２の光源群２ｂの光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇから出射されて透過反射素子１７の反射部１８ｒ，１８ｂ，１８ｇで反射された平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇは、集光レンズ４に入射する。つまり、平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇは、第１の光源群２ａの光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇから出射されて透過反射素子１７の透明部分を透過する。平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇは、第２の光源群２ｂの光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇから出射されて透過反射素子１７の反射部１８ｒ，１８ｂ，１８ｇで反射される。そして、平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇ及び平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇは、集光レンズ４に入射する。透過反射素子１７の透明部分を透過部とよぶ。
【００３２】
透過反射素子１７から集光レンズ４に入射する光束は、図１の上側（＋Ｘ側）から順に、光束１５ｒ、光束１６ｇ、光束１５ｂ、光束１６ｂ、光束１５ｇそして光束１６ｒとなる。これらの平行光束がＸ方向に隙間なく並んで入射するため、集光レンズ４による集光効率を高めることができる。
【００３３】
また、光束１５ｒ、光束１６ｇ、光束１５ｂ、光束１６ｂ、光束１５ｇそして光束１６ｒは、色で表わすと、赤、緑、青、青、緑そして赤の順番となる。「色」とは、波長帯域のことである。すなわち、波長が短い光束ほど、集光レンズ４の光軸（光軸Ｃ１）に近い位置に入射するようになっている。
【００３４】
一般に、集光レンズ４の有効外形が大きいほど、球面収差の影響が大きい。このため、集光レンズ４の光軸Ｃ１から離れた位置に入射した光束ほど、Ｚ方向において集光レンズ４の近くに集光する。レンズの屈折率は波長に依存する。このため、屈折率が比較的大きい低波長の青色の光を光軸Ｃ１の近傍に入射させ、屈折率が比較的小さい長波長の赤色の光を光軸Ｃ１から最も離れた位置に入射させることにより、各色の光束の集光位置をほぼ同じにすることができる。そして、集光レンズ４による集光効率を高めることができる。ここで、「集光効率」とは、光強度均一化素子５への集光効率である。
【００３５】
図３（Ａ）は、上記の球面収差を説明するための模式図およびその拡大図である。レンズ２００ａの光軸Ｃから離れた位置に入射した緑色の光線２０１ｇは、光軸Ｃに近い位置に入射した緑色の光線２０２ｇよりも手前の集光位置ｆ１に集光する。ここで「手前」とは、「集光レンズ２００ａ寄り」のことである。つまり、−Ｚ方向である。これは、Ｘ方向における入射位置によってＺ方向の集光位置が変化することを示している。ここで、「入射位置」とは、レンズ２００ａに入射する光の光軸Ｃからの距離である。図３（Ａ）において、光線２０１ｇ，２０２ｇの集光位置をｆ１，ｆ２とし、集光位置ｆ１，ｆ２の間隔をｄ２０とする。
【００３６】
一方、図３（Ｂ）では、レンズ２００ｂの光軸Ｃから離れた位置に、赤色の光線２０１ｒが入射し、レンズ２００ｂの光軸Ｃに近い位置に、青色の光線２０２ｂが入射している。図３（Ｂ）の拡大図に示すように、間隔ｄ２１は、青色の光線２０２ｂの集光位置ｆ４と赤色の光線２０１ｒの集光位置ｆ３との間隔である。間隔ｄ２０は、図３（Ａ）に示した緑色の光線２０１ｇ，２０２ｇの集光位置ｆ１，ｆ２の間隔である。球面収差の影響は残っているが、間隔ｄ２１は、間隔ｄ２０よりも狭くなっている。このように、レンズ２００ｂの光軸Ｃから離れた位置に入射する光線の波長を長く、光軸Ｃ付近の光線の波長を短くすることにより、球面収差の影響を軽減し、レンズ２００ｂによる集光効率を向上することができる。ここでは、波長の長い光線は、赤色の光である。また、波長の短い光線は、青色の光である。
【００３７】
図１に戻り、第１の光源群２ａ（光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇ）および第２の光源群２ｂ（光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇ）は、それぞれの冷却効率を確保するため、隣り合う光源の間隔をあけて配置する必要がある。このように光源の間隔をあけると、各光源から出射された光束の間に隙間が生じるため、光の利用効率の低下を招く可能性がある。つまり、光束が大きくなるために、レンズ等の光学素子が大きくなるからである。
【００３８】
そこで、この実施の形態１では、第１の光源群２ａの光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇから出射された光束の隙間を、第２の光源群２ｂの光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇから出射された光束によって埋めるようにしている。これにより、集光レンズ４に到達する光束は、隙間を小さくして密な状態となり、光の利用効率を向上することできる。ここで、「光利用効率を向上する」とは、光束の輝度を高くすることができることである。つまり、高い輝度を得ることができることである。「輝度」とは、単位面積当たりの明るさである。つまり、光束の断面の単位面積当たりの明るさである。
【００３９】
以上、説明したように、この実施の形態１は、透過反射素子１７を用いて、第１の光源群２ａおよび第２の光源群２ｂの光束を合成して集光レンズ４に導くように構成した。このため、簡単な構成で高輝度化を実現することができる。また、光の利用効率を向上することができる。また、特許文献１に開示された光源装置のように多数のミラーの調整を行う必要がないため、複雑な調整作業が不要となる。
【００４０】
特に、透過反射素子１７を用いて、第１の光源群２ａの各光源から出射された光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇを透過し、第２の光源群２ｂの各光源から出射された光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇを反射するようにした。このため、両光源群２ａ，２ｂの各光源から出射された光束を隙間なく合成することができる。そして輝度を向上することができる。また、各光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇ，１２ｒ，１２ｂ，１２ｇの配列の間隔を十分に確保することができるため、冷却効率も向上する。また、光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇ，１２ｒ，１２ｂ，１２ｇを駆動する電子部品等を配置することが容易となる。また、光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇ，１２ｒ，１２ｂ，１２ｇを保持する保持部品の配置も容易となる。
【００４１】
また、この実施の形態１では、波長が短い光束を、集光レンズ４の光軸に近い位置に入射するように構成した。このため、球面収差の影響を軽減し、集光レンズ４による集光効率を向上することができる。
【００４２】
また、透過反射素子１７は透明基板１７ａ上に反射膜を形成したものである。このため、様々な形状の反射膜を形成することが可能である。ここで、反射膜を施した部分は反射部である。
【００４３】
なお、この実施の形態１では、透過反射素子１７を、Ｘ方向およびＺ方向に対して４５度の角度をなすように配置している。しかし、この角度は、４５度に限らず、第１の光源群２ａの各光源の出射した光束と第２の光源群２ｂの各光源の出射した光束とを合成することができる角度であればよい。
【００４４】
但し、第１の光源群２ａの各光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇの光軸と、第２の光源群２ｂの各光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇの光軸とが直交している場合には、透過反射素子１７をＸ方向およびＺ方向に対して４５度の角度となるように配置することが好ましい。最もコンパクトな装置構成で、第１の光源群２ａの各光源の出射した光束と第２の光源群２ｂの各光源の出射した光束とを合成することができるからである。
【００４５】
また、ここでは、第１の光源群２ａの各光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇの光軸と、第２の光源群２ｂの各光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇの光軸とが直交している。しかし、これらの光軸が必ずしも直交している必要はない。すなわち、第１の光源群２ａの各光源から出射されて透過反射素子１７を透過した光束と、第２の光源群２ｂの各光源から出射されて透過反射素子１７で反射された光束とが、集光レンズ４に向けて進行するような配置であればよい。
【００４６】
なお、この実施の形態１では、光源装置１が３色の光束を出射する場合について説明したが、単色の光束を出射する場合であっても同様の効果が得られる。「単色の光束」とは、例えば、第１の光源群２ａ及び第２の光源群２ｂが赤色の光源のみを有する場合である。この場合、赤色の光源装置、緑色の光源装置及び青色の光源装置からの光を合成する必要がある。その場合には、各色の光束を合成するように、光源装置１の出射側に色合成ミラーを配置する等の工夫をすればよい。
【００４７】
また、光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇと光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇとは、それぞれ１行３列に配列されているが、このような配列に限らず、例えば、複数行で複数列に配列されていても良い。ここで、「行」とはＸ方向の並びを示し、「列」とはＹ方向の並びを示している。つまり、図２で示すように、光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇは、Ｘ方向に１行に並んでおり、Ｙ方向には３列に並んでいる。
【００４８】
また、この実施の形態１では、光源１１ｒ，１１ｂ，１１ｇおよび光源１２ｒ，１２ｂ，１２ｇをそれぞれ等間隔に配置している。しかし、光源の大きさに応じて間隔を変化させても良い。例えば、光源１１ｒの配列方向（Ｘ方向）における長さが他の光源１１ｂ，１１ｇよりも長ければ、光源１１ｂと光源１１ｇとの間隔を当該長さに対応させれば良い。
【００４９】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１に対して、第１の光源群２０ａおよび第２の光源群２０ｂの光源の配列、および透過反射素子２７の透過部と反射部の配列が異なる。この実施の形態２では、光源装置よりも出射側の構成要素は、実施の形態１で説明した構成要素と同一である。光源装置よりも出射側の構成要素は、図１に示した集光レンズ４からスクリーン９までの構成である。つまり、光源装置よりも出射側の構成要素は、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８およびスクリーン９である。
【００５０】
図４は、透過反射素子２７上の平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇ，１６ｒ，１６ｂ，１６ｇの照射される領域に、各光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇ，２２ｒ，２２ｂ，２２ｇの位置を重ねて示した図である。
【００５１】
図４では、透過反射素子２７は破線の四角形状で示している。平行光束１５ｒ，１６ｒの照射される照射領域は、四角の枠の中に点を散りばめた模様で示している。以下、点を散りばめた模様を「ドット模様」とよぶ。平行光束１５ｇ，１６ｇの照射される領域は、四角の枠の中に縦線と横線が直交する模様で示している。以下、縦線と横線が直交する模様を「格子模様」とよぶ。平行光束１５ｂ，１６ｂの照射される領域は、四角の枠の中に横方向の破線が並ぶ模様で示している。以下、横方向の破線が並ぶ模様を「破線縞模様」とよぶ。
【００５２】
図４（Ａ）は、第１の光源群２０ａの光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇが透過反射素子２７上に照射する平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇの照射領域を示した図である。図４（Ｂ）は、第２の光源群２０ｂの光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇが透過反射素子２７上に照射する平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇの照射領域を示した図である。図４（Ａ）は、＋Ｚ方向から見た図である。図４（Ｂ）−Ｘ方向から見た図である。
【００５３】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）には、第１の光源群２０ａの各光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇの位置および第２の光源群２０ｂの各光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇの位置を、黒枠で囲んだ四角形で示している。図４では、透過反射素子２７の裏面側に光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇ，２２ｒ，２２ｂ，２２ｇが配置されているが、説明を容易にするために、光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇ，２２ｒ，２２ｂ，２２ｇを実線で示している。裏面側は、図４（Ａ）では−Ｚ方向側で、図４（Ｂ）では＋Ｘ方向側である。
【００５４】
図４（Ａ）に示すように、第１の光源群２０ａの光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇは、ＸＹ面に平行な面内に６行６列に配列されている。ここで「６行６列」とは、図４（Ａ）でＹ方向に６つの並び（行）があり、Ｘ方向に６つの並び（列）があることである。すなわち、＋Ｚ方向から見て、最も右側（＋Ｘ側）の列には、上（＋Ｙ側）から１行目、３行目、５行目に、赤色の光を発する光源２１ｒが配置されている。右から２番目の列には、上から２行目、４行目、６行目に、緑色の光を発する光源２１ｇが配置されている。右から３番目の列には、上から１行目、３行目、５行目に、青色の光を発する光源２１ｂが配置されている。
【００５５】
同様に、右から４番目の列には、上から２行目、４行目、６行目に、青色の光を発する光源２１ｂが配置されている。右から５番目の列には、上から１行目、３行目、５行目に、緑色の光を発する光源２１ｇが配置されている。最も左側（−Ｘ側）の列には、上から２行目、４行目、６行目に、赤色の光を発する光源２１ｒが配置されている。
【００５６】
光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇの光軸方向は、Ｚ方向である。また、光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇの出射側には、実施の形態１で説明した平行化レンズ１３ｒ，１３ｂ，１３ｇ（図４では省略）が各色の光源で６枚、合計１８枚配置されている。
【００５７】
図４（Ｂ）に示すように、第２の光源群２０ｂの光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇは、ＹＺ面に平行な面内に６行６列に配列されている。ここで「６行６列」とは、図４（Ｂ）でＹ方向に６つの並び（行）があり、Ｚ方向に６つの並び（列）があることである。すなわち、−Ｘ方向から見て、最も右側（＋Ｚ側）の列には、上（＋Ｙ側）から１行目、３行目、５行目に、赤色の光を発する光源２２ｒが配置されている。右から２番目の列には、上から２行目、４行目、６行目に、緑色の光を発する光源２２ｇが配置されている。右から３番目の列には、上から１行目、３行目、５行目に、青色の光を発する光源２２ｂが配置されている。
【００５８】
同様に、右から４番目の列には、上から２行目、４行目、６行目に、青色の光を発する光源２２ｂが配置されている。右から５番目の列には、上から１行目、３行目、５行目に、緑色の光を発する光源２２ｇが配置されている。最も左側（−Ｚ側）の列には、上から２行目、４行目、６行目に、赤色の光を発する光源２２ｒが配置されている。
【００５９】
光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇの光軸方向は、Ｘ方向である。また、光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇの出射側には、実施の形態１で説明した平行化レンズ１４ｒ，１４ｂ，１４ｇ（図４では省略）が各色の光源で６枚、合計１８枚配置されている。
【００６０】
図４（Ｃ）は、光源群２０ａ，２０ｂを組み合わせた状態を示す斜視図である。つまり、図４（Ｃ）は、透過反射素子２７上の各光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇ，２２ｒ，２２ｂ，２２ｇの照射領域を、ＸＹ面に平行な面上およびＹＺ面に平行な面上に投影した図である。第１の光源群２０ａの照射領域は、ＸＹ平面に平行な面上に投影されている。第２の光源群２０ｂの照射領域は、ＹＺ面に平行な面上に投影されている。透過反射素子２７は破線の四角形状で示されている。Ｚ方向の光軸を有する第１の光源群２０ａと、Ｘ方向の光軸を有する第２の光源群２０ｂとは、互いに９０度となるように配置される。
【００６１】
第１の光源群２０ａ（光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇ）から出射された後に平行となった平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇと、第２の光源群２０ｂ（光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇ）から出射された後に平行となった平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇの交わる位置には、選択透過素子としての透過反射素子２７が配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの透過反射素子２７で平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇを透過し、平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇを反射して、１つの光束にできる位置である。
【００６２】
図５は、透過反射素子２７を示す正面図である。すなわち、＋Ｙ方向から見て、Ｙ軸を中心として、＋Ｘ方向から４５度時計回りに回転した方向から透過反射素子２７を見た図である。これは、同様に＋Ｙ方向から見て、＋Ｚ方向から４５度反時計回りに回転した方向から見た図である。このため、図５に示された座標は、向かって左側が＋Ｚ方向となり、右側が＋Ｘ方向として示されている。実際は、Ｘ軸およびＺ軸は、紙面の手前側に４５度傾いた方向を示している。
【００６３】
透過反射素子２７は、例えばガラス基板等の透明基板上に、第２の光源群２０ｂ（光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇ）から出射された光束を反射する反射部２８ｒ，２８ｂ，２８ｇを設けたものである。図５において、反射部２８ｒは、「ドット模様」で示されている。反射部２８ｇは、「格子模様」で示されている。反射部２８ｂは、「破線縞模様」で示されている。
【００６４】
透過反射素子２７は、Ｘ方向およびＺ方向に対して４５度の角度で傾斜している。このため、反射部２８ｒ，２８ｂ，２８ｇの個々のＸ方向長さＬ１は、Ｙ方向長さＬ２の√２倍となる。
【００６５】
透過反射素子２７の反射部２８ｒ，２８ｂ，２８ｇ以外の部分は、第１の光源群２０ａの光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇから出射されて平行となった平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇを透過する部分となる。
【００６６】
このように構成されているため、透過反射素子２７は、第１の光源群２０ａ（光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇ）から出射された平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇを透過させ、第２の光源群２０ｂ（光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇ）から出射された平行光束１６ｒ，１６ｂ，１６ｇを反射させて、集光レンズ４（図１）に導く。
【００６７】
実施の形態１でも説明したように、光源群２０ａ，２０ｂの各光源は、冷却のために一定の間隔をあけて配列する必要がある。このため、透過部と反射部２８ｒ，２８ｂ，２８ｇとを交互に有する透過反射素子２７を用いることにより、各光源から出射された光束を隙間なく合成し、高輝度化を実現することができる。
【００６８】
図６は、光源装置１から出射された光束の断面（ＸＹ断面）を示す模式図である。光源装置１から出射された光束は、透過反射素子２７の反射部２８ｒ，２８ｂ，２８ｇで反射された光束と、透過反射素子２７の透過部を透過した光束とが合成した光束となる。よって、図６に示すように、Ｙ方向に長く、Ｘ方向に短い断面形状を有する６つの光束４０ｒ、光束４０ｇ、光束４０ｂ、光束４０ｂ、光束４０ｇおよび光束４０ｒが、−Ｘ方向から＋Ｘ方向に向けて隙間なく密に配列される。図６において、光束４０ｒは、「ドット模様」で示している。光束４０ｇは、「格子模様」で示している。光束４０ｂは、「破線縞模様」で示している。また、図６に示した光束の断面は、Ｘ方向の長さとＹ方向の長さの比が略同じである。すなわち、縦横比はほぼ１対１である。ここでは、便宜上、光束を四角形状としているが、実際には概ね円形状となる。なお、「便宜上」とは、説明するのに都合が良いということである。
【００６９】
また、図６に示した光束は、青色の光束４０ｂが光軸Ｃ１に最も近く、赤色の光束４０ｒが光軸Ｃ１から最も遠くなるように配列されている。従って、実施の形態１で説明したように、集光レンズ４による集光効率を高めることができる。ここで、「集光効率」とは、光強度均一化素子５への集光効率である。
【００７０】
この実施の形態２では、図４（Ａ）および（Ｂ）に示した配列の光源群２０ａ，２０ｂを用いたが、このような構成には限定されない。すなわち、透過反射素子２７から出射された光束の断面において各光束が隙間を小さくして密に配列されていれば、光の利用効率を向上することができる。例えば、外周近傍の光源を赤色の光源とし、中心近傍の光源を青色の光源としてもよい。
【００７１】
以上説明したように、この実施の形態２によれば、光源を複数の行および複数の列に配列した場合でも、第１の光源群２０ａの各光源および第２の光源群２０ｂの各光源から出射された光束を透過反射素子２７で隙間なく合成することができる。これにより、高輝度化を実現することができる。また、光の利用効率を向上することができる。また、特許文献１に開示された光源装置のように多数のミラーの調整を行う必要が無いため、複雑な調整作業が不要となる。
【００７２】
また、図６に示すように、光源装置１の出射した光束のＸ方向とＹ方向の長さを略同じとすることにより、光強度均一化素子５への集光効率を向上することができる。すなわち、実施の形態１では、光源装置１の出射した光束のＸ方向とＹ方向の長さが異なっている。しかし、実施の形態２では、Ｘ方向の長さとＹ方向の長さとが略同じであるため、Ｘ方向の球面収差とＹ方向の球面収差との影響が等しい。そのため光の利用効率が高くなる。例えば、６行６列に配列することで、４行９列に配列するよりも、光の利用効率が高くなる。ここで、「略同じ」とは、例えば、ＬＤは速軸方向と遅軸方向とで発散角が異なるため、正確にＸ方向とＹ方向とが一致しない場合も含むことを示している。
【００７３】
なお、この実施の形態２では、光源装置１が３色の光束を出射する場合について説明した。しかし、光源装置１から単色の光束を出射する場合であっても同様の効果が得られる。つまり、光源装置を３つ用意して、第１の光源装置からは赤色の光束を出射し、第２の光源装置からは緑色の光束を出射し、第３の光源装置からは青色の光束を出射する場合である。その場合には、各色の光源装置から出射する光束を合成するように、光源装置の出射側に色合成ミラーを配置する等の工夫をすればよい。
【００７４】
また、この実施の形態２では、第１の光源群２０ａの各光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇと、第２の光源群２０ｂの各光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇとが、互いに直交する面内に配列されている。すなわち、第１の光源群２０ａの各光源２１ｒ，２１ｂ，２１ｇは、ＸＹ面に配列されている。第２の光源群２０ｂの各光源２２ｒ，２２ｂ，２２ｇは、ＹＺ面に配列されている。しかし、このような配列に限らず、透過反射素子２７で光源群２０ａ，２０ｂの出射した光束を合成できるような配列であればよい。
【００７５】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３における光源装置を備えた投写型表示装置７ｂの構成を示す構成図である。この実施の形態３における光源装置は、２つの光源ユニット１０１ａ，１０１ｂを有し、偏光分離素子６８を用いて、２つの光源ユニット１０１ａ，１０１ｂから出射された光束を合成するものである。ここで、「光源ユニット」とは、例えば単体でも実施の形態１に示した光源装置１のようになり得るが、光量を上げるために複数の光源装置を備えた場合に、その１つ１つを光源ユニットと呼ぶ。つまり、実施の形態３では、実施の形態１又は２で示した光源装置１を光源ユニット１０１ａ，１０１ｂとして示している。投写型表示装置７ｂの光源装置よりも出射側の構成要素は、実施の形態１と同じである。光源装置よりも出射側の構成要素は、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８およびスクリーン９である。なお、図１で示した投写光学系８およびスクリーン９は、図示を省略している。「偏光」とは、ある決まった方向の振動面を持つ光のことである。「偏光分離素子」とは、偏光方向によって、入射した光の一部を反射し、一部を透過する素子である。
【００７６】
第１の光源ユニット１０１ａは、光源群１０２ａ，１０２ｂを有している。光源群１０２ａは、Ｚ方向の光軸を有している。また、光源群１０２ａは、Ｘ方向に配列された複数の光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇを有している。図７では、光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇは３つで示している。また、＋Ｘ側から順に、赤色の光を発する光源３１ｒと、青色の光を発する光源３１ｂと、緑色の光を発する光源３１ｇとが配列されている。光源群１０２ａは第１の光源群である。
【００７７】
光源群１０２ｂは、Ｘ方向の光軸を有している。また、光源群１０２ｂは、Ｚ方向に配列された複数の光源３２ｒ，３２ｂ，３２ｇを有している。図７では、光源３２ｒ，３２ｂ，３２ｇは３つで示している。また、＋Ｚ側から順に、赤色の光を発する光源３２ｒと、青色の光を発する光源３２ｂと、緑色の光を発する光源３２ｇとが配列されている。光源群１０２ｂは第２の光源群である。
【００７８】
光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇ，３２ｒ，３２ｂ，３２ｇは、特定の偏光を有する光束を出射する。「特定の偏光」とは、例えばＰ偏光やＳ偏光である。例えば、光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇ，３２ｒ，３２ｂ，３２ｇがＰ偏光の光を出射する場合、偏光分離素子６８に到達する光束はＰ偏光の光となる。なお、光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇ，３２ｒ，３２ｂ，３２ｇとしては、偏光が揃った光束を出射することができるＬＤが好ましい。
【００７９】
光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇのそれぞれの出射側には、当該光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇから出射された光束を平行光束にする平行化レンズ３３ｒ，３３ｂ，３３ｇが配置されている。同様に、光源３２ｒ，３２ｂ，３２ｇのそれぞれの出射側には、当該光源３２ｒ，３２ｂ，３２ｇから出射された光束を平行光束にする平行化レンズ３４ｒ，３４ｂ，３４ｇが配置されている。
【００８０】
光源群１０２ａの各光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇから出射された平行光束３５ｒ，３５ｂ，３５ｇと、光源群１０２ｂの各光源３２ｒ，３２ｂ，３２ｇから出射された平行光束３６ｒ，３６ｂ，３６ｇとが交わる位置には、透過反射素子３７が配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの透過反射素子３７で平行光束３５ｒ，３５ｂ，３５ｇを透過し、平行光束３６ｒ，３６ｂ，３６ｇを反射して、１つの光束にできる位置である。なお図７では、図が煩雑となるため各光束を中心光線のみで示している。透過反射素子３７は、透過部と反射部３８ｒ，３８ｂ，３８ｇとを有している。透過部は、光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇから出射された平行光束３５ｒ，３５ｂ，３５ｇを透過する。反射部３８ｒ，３８ｂ，３８ｇは、光源３２ｒ，３２ｂ，３２ｇから出射された平行光束３６ｒ，３６ｂ，３６ｇを反射する。
【００８１】
透過反射素子３７は、例えば、透明基板上に、誘電体多層膜や銀等により反射膜を形成したものである。反射膜の施された部分は、反射部３８ｒ，３８ｂ，３８ｇである。なお、反射部３８ｒ，３８ｂ，３８ｇは、それぞれ特定の色の光のみを反射するものであってもよい。
【００８２】
第２の光源ユニット１０１ｂは、光源群１０２ｃ，１０２ｄを有する。光源群１０２ｃは、Ｘ方向の光軸を有している。また、光源群１０２ｃは、Ｚ方向に配列された複数の光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを有している。光源群１０２ｃは、第１の光源群である。図７では、光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇは３つで示している。また、＋Ｚ側から順に、赤色の光を発する光源５１ｒと、青色の光を発する光源５１ｂと、緑色の光を発する光源５１ｇとが配列されている。
【００８３】
光源群１０２ｄは、Ｚ方向の光軸を有している。また、光源群１０２ｄは、Ｘ方向に配列された複数の光源５２ｒ，５２ｂ，５２ｇを有している。光源群１０２ｄは、第２の光源群である。図７では、光源５２ｒ，５２ｂ，５２ｇは３つで示している。また、＋Ｘ側から順に、緑色の光を発する光源５２ｇと、青色の光を発する光源５２ｂと、赤色の光を発する光源５２ｒとが配列されている。
【００８４】
第２の光源ユニット１０１ｂの各光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇ，５２ｇ，５２ｂ，５２ｒは、上述した第１の光源ユニット１０１ａの各光源から出射される光束の偏光方向と９０度異なる方向の偏光を有する光束を出射する。すなわち、第１の光源ユニット１０１ａの各光源がＰ偏光の光を出射する場合には、第２の光源ユニット１０１ｂの各光源はＳ偏光の光を出射する。また、第１の光源ユニット１０１ａの各光源がＳ偏光の光を出射する場合には、第２の光源ユニット１０１ｂの各光源はＰ偏光の光を出射する。なお、光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇ，５２ｇ，５２ｂ，５２ｒとしては、偏光が揃った光束を出射することができるＬＤが好ましい。
【００８５】
光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇのそれぞれの出射側には、当該光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇから出射された光束を平行光束５５ｒ，５５ｂ，５５ｇにする平行化レンズ５３ｒ，５３ｂ，５３ｇが配置されている。同様に、光源５２ｇ，５２ｂ，５２ｒのそれぞれの出射側には、当該光源５２ｇ，５２ｂ，５２ｒから出射された光束を平行光束５６ｇ，５６ｂ，５６ｒにする平行化レンズ５４ｇ，５４ｂ，５４ｒが配置されている。
【００８６】
光源群１０２ｃの各光源から出射された平行光束５５ｒ，５５ｂ，５５ｇと、光源群１０２ｄの各光源から出射された平行光束５６ｇ，５６ｂ，５６ｒとが交わる位置には、透過反射素子５７が配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの透過反射素子５７で平行光束５５ｒ，５５ｂ，５５ｇを透過し、平行光束５６ｇ，５６ｂ，５６ｒを反射して、１つの光束にできる位置である。透過反射素子５７は、透過部と反射部５８ｇ，５８ｂ，５８ｒとを有している。透過部は、光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇから出射された平行光束５５ｒ，５５ｂ，５５ｇを透過する。反射部５８ｇ，５８ｂ，５８ｒは、光源５２ｇ，５２ｂ，５２ｒから出射された平行光束５６ｇ，５６ｂ，５６ｒを反射する。
【００８７】
透過反射素子５７は、例えば、透明基板上に、誘電体多層膜や銀等により反射膜を形成したものである。反射膜の施された部分は、反射部５８ｇ，５８ｂ，５８ｒである。なお、反射部５８ｇ，５８ｂ，５８ｒは、それぞれ特定の色の光のみを反射するものであってもよい。
【００８８】
第１の光源ユニット１０１ａから出射されて＋Ｚ方向に進行する光束と、第２の光源ユニット１０１ｂから出射されて−Ｘ方向に進行する光束とが交わる位置には、偏光分離素子６８が配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの偏光分離素子６８で＋Ｚ方向に進行する光束を透過し、−Ｘ方向に進行する光束を反射して、１つの光束にできる位置である。偏光分離素子６８は、特定の偏光の光（例えば、Ｐ偏光の光）を透過し、特定の偏光の光と偏光方向が９０度異なる偏光の光（例えば、Ｓ偏光の光）を反射する特性を有する。
【００８９】
ここでは、偏光分離素子６８は、第１の光源ユニット１０１ａから出射された光束を透過し、第２の光源ユニット１０１ｂから出射された光束を反射する。つまり、第１の光源ユニット１０１ａから出射された光束は、Ｐ偏光の光である。また、第２の光源ユニット１０１ｂから出射された光束は、Ｓ偏光の光である。これにより、第１の光源ユニット１０１ａから出射された光束は、偏光分離素子６８を透過して集光レンズ４に到達する。第２の光源ユニット１０１ｂから出射された光束は、偏光分離素子６８によりＺ方向に反射されて集光レンズ４に到達する。
【００９０】
また、偏光分離素子６８は、光源ユニット１０１ａ，１０１ｂから出射された同じ色の光束を、同じ位置で透過または反射するように構成されている。すなわち、例えば、第１の光源ユニット１０１ａの光源３１ｒから出射された光束（Ｐ偏光の光）は偏光分離素子６８上のある位置を透過する。そして、その偏光分離素子６８上の同じ位置で、第２の光源ユニット１０１ｂの光源５２ｒから出射された光束（Ｓ偏光の光）は反射される。すなわち、偏光分離素子６８を透過した光束と反射された光束とが、同一光路上を進行する。従って、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光とが重ね合わされた光束（赤色の光）６６ｒが、集光レンズ４に到達する。
【００９１】
同様にして、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光とが重ね合わされた光束（緑色の光）６６ｇ、および、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光とが重ね合わされた光束（青色の光）６６ｂが、集光レンズ４に到達する。
【００９２】
このように、実施の形態３は、２つの光源ユニット１０１ａ，１０１ｂを用いている。その２つの光源ユニット１０１ａ，１０１ｂは、偏光の方向を選択することが可能な光源（例えばＬＤ）を用いることにより、実施の形態１の約２倍の明るさを得ることが可能となる。そして、投写型表示装置のさらなる高輝度化を実現することができる。
【００９３】
また、図７に示したように、光源群１０２ａの各光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇから出射された平行光束３５ｒ，３５ｂ，３５ｇの隙間を、光源群１０２ｂの各光源３２ｒ，３２ｂ，３２ｇから出射された平行光束３６ｒ，３６ｂ，３６ｇによって埋めるようにした。また、光源群１０２ｃの各光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇから出射された平行光束５５ｒ，５５ｂ，５５ｇの隙間を、光源群１０２ｄの各光源５２ｇ，５２ｂ，５２ｒから出射された平行光束５６ｇ，５６ｂ，５６ｒによって埋めるようにした。このため、集光レンズ４に到達する光束は、隙間が小さくなり密な状態となる。これにより、光の利用効率を向上することができる。
【００９４】
以上説明したように、この実施の形態３によれば、第１の光源ユニット１０１ａにおいて、光源群１０２ａ，１０２ｂの出射した光束を透過反射素子３７で合成している。それと共に、第２の光源ユニット１０１ｂにおいて、光源群１０２ｃ，１０２ｄの出射した光束を透過反射素子５７で合成している。さらに、これら光源ユニット１０１ａ，１０１ｂの出射した光束を偏光分離素子６８で合成している。このため、高輝度化を実現することができる。また、光の利用効率も向上することができる。また、特許文献１に開示された光源装置のように多数のミラーの調整を行う必要が無いため、複雑な調整作業が不要となる。
【００９５】
なお、ここでは、光源群１０２ａの光源３１ｒ，３１ｂ，３１ｇ、光源群１０２ｂの光源３２ｒ，３２ｂ，３２ｇ、光源群１０２ｃの光源５１ｒ，５１ｂ，５１ｇおよび光源群１０２ｄの光源５２ｇ，５２ｂ，５２ｒを、それぞれ１行３列に配列した例について説明した。しかし、実施の形態２のように、複数行および複数列に配列しても良い。このようにすれば、光源装置の出射した光束の断面形状のＸ方向の寸法およびＹ方向の寸法（縦方向の寸法および横方向の寸法）を略同じとして、集光レンズ４による集光効率を向上し、高輝度化を実現することができる。つまり、実施の形態２と同様に、Ｘ方向の長さとＹ方向の長さとが略同じであるため、Ｘ方向の球面収差とＹ方向の球面収差との影響が等しい。そのため光の利用効率が高くなる。例えば、６行６列に配列することで、４行９列に配列するよりも、光の利用効率が高くなる。ここで、「略同じ」とは、例えば、ＬＤは速軸方向と遅軸方向とで発散角が異なるため、正確にＸ方向とＹ方向とが一致しない場合も含むことを示している。
【００９６】
また、この実施の形態３では、光源装置が３色の光束を出射する場合について説明した。しかし、単色の光束を出射する場合であっても同様の効果が得られる。その場合には、各色の光束を合成するように、光源装置の出射側に色合成ミラーを配置する等の工夫をすればよい。
【００９７】
実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４における光源装置を備えた投写型表示装置７ｃの構成を示す構成図である。実施の形態４における光源装置は、２つの光源ユニット１０１ｃ，１０１ｄを有している。また、光源装置は、透過反射素子８８を有する。各光源ユニット１０１ｃ，１０１ｄは、選択透過素子としての偏光分離素子７７ｂ，８７ｂを用いて光源群１０２ｅ，１０２ｆおよび光源群１０２ｇ，１０２ｈの出射した光束を合成している。さらに、各光源ユニット１０１ｃ，１０１ｄが合成した光束を、透過反射素子８８によってさらに合成している。なお、投写型表示装置７ｃの光源装置よりも出射側の構成要素は、実施の形態１と同じである。光源装置よりも出射側の構成要素は、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８およびスクリーン９である。なお、図１で示した投写光学系８およびスクリーン９は、図示を省略している。
【００９８】
実施の形態４は、実施の形態３で示した透過反射素子３７，５７を偏光分離素子７７ｂ，８７ｂに置き換えることができることを示している。また、実施の形態４は、実施の形態３で示した偏光分離素子６８を透過反射素子８８に置き換えることができることを示している。つまり、透過反射素子と偏光分離素子とは相互に交換または選択することができることを示している。
【００９９】
なお、実施の形態４の光源装置は、光源ユニット１０１ｃ，１０１ｄが合成した光束を、透過反射素子８８によってさらに合成している。しかし、光源ユニット１０１ｃ，１０１ｄは、それ自体で光源装置となり得る。つまり、光源ユニット１０１ｃは、光源７１ｂ，７２ｂから出射した光束を偏光分離素子７７ｂで合成する光源装置となり得る。また、光源ユニット１０１ｄは、光源８１ｂ，８２ｂから出射した光束を偏光分離素子８７ｂで合成する光源装置となり得る。これらの光源装置は、単色の光を発する光源となる。実施の形態４では、光源ユニット１０１ｃ，１０１ｄは、青色の光を発する光源装置となる。
【０１００】
例えば、青色のＬＤの場合には、青色の光はピーク波長が４５０ｎｍ、４６０ｎｍ付近の光強度分布を有する。また、緑色のＬＤの場合には、緑色の光はピーク波長５３０ｎｍ付近の光強度を有する。赤色のＬＤの場合には、赤色の光はピーク波長が６４０ｎｍ付近の光強度分布を有する。ＬＤの光の波長帯域の幅は、１０ｎｍ以下が一般的である。ＬＤの光の波長帯域の幅は、透過反射素子を使用する場合には、５ｎｍより小さいことが望ましい。
【０１０１】
この実施の形態４の光源装置は、全ての光源が同一色（単色）の光束を出射する場合に特に効果が得られる。ここでは、第１の光源ユニット１０１ｃの光源群１０２ｅ，１０２ｆの各光源、および第２の光源ユニット１０１ｄの光源群１０２ｇ，１０２ｈの各光源が、全て青色の光を出射する場合について説明する。
【０１０２】
第１の光源ユニット１０１ｃは、光源群１０２ｅ，１０２ｆを有している。また、第１の光源ユニット１０１ｃは、偏光分離素子７７ｂを有している。光源群１０２ｅは、Ｚ方向の光軸を有し、Ｘ方向に配列された複数の光源７１ｂを有している。光源群１０２ｅは、第１の光源群である。図８では、光源７１ｂは３つで示している。また、光源群１０２ｆは、Ｘ方向の光軸を有し、Ｚ方向に配列された複数の光源７２ｂを有している。光源群１０２ｆは、第２の光源群である。図８では、光源７２ｂは３つで示している。
【０１０３】
光源７１ｂは、特定の偏光（例えばＰ偏光）を有する青色の光（第１の光束）を発する。光源７２ｂは、光源７１ｂと偏光方向が９０度異なる偏光（例えばＳ偏光）を有する青色の光（第２の光束）を出射する。なお、光源７１ｂ，７２ｂとしては、偏光が揃った光束を出射することができるＬＤが好ましい。上述したように、「ＬＤ」とは、レーザのことである。
【０１０４】
３つの光源７１ｂのそれぞれの出射側には、当該光源７１ｂから出射された光束を平行光束７５ｂにする３つの平行化レンズ７３ｂが配置されている。同様に、３つの光源７２ｂのそれぞれの出射側には、当該光源７２ｂから出射された光束を平行光束７６ｂにする３つの平行化レンズ７４ｂが配置されている。
【０１０５】
光源群１０２ｅの各光源７１ｂから出射された平行光束７５ｂと、光源群１０２ｆの各光源７２ｂから出射された平行光束７６ｂとが交わる位置には、偏光分離素子７７ｂが配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの偏光分離素子７７ｂで平行光束７５ｂを透過し、平行光束７６ｂを反射して、１つの光束にできる位置である。なお図８では、図が煩雑となるため各光束を中心光線のみで示している。偏光分離素子７７ｂは、特定の偏光の光（第１の偏光の光で、例えばＰ偏光の光）を透過し、特定の偏光の光と偏光方向が９０度異なる偏光の光（第２の偏光の光で、例えばＳ偏光の光）を反射する特性を有する。ここでは、偏光分離素子７７ｂは、光源群１０２ｅの各光源７１ｂから出射された平行光束７５ｂ（Ｐ偏光の光）を透過し、光源群１０２ｆの各光源７２ｂから出射された平行光束７６ｂ（Ｓ偏光の光）を反射する。
【０１０６】
従って、光源群１０２ｅの各光源７１ｂから出射された平行光束７５ｂ（Ｐ偏光の光）は、偏光分離素子７７ｂを透過して透過反射素子８８に到達する。また、光源群１０２ｆの各光源７２ｂから出射された平行光束７６ｂ（Ｓ偏光の光）は、偏光分離素子７７ｂでＺ方向に反射されて透過反射素子８８に到達する。
【０１０７】
つまり、偏光分離素子７７ｂは、平行光束７５ｂ（Ｐ偏光の光）と平行光束７６ｂ（Ｓ偏光の光）とが入射して、平行光束７５ｂを透過し、平行光束７６ｂを反射して、同一の光路上で平行光束７５ｂと平行光束７６ｂとを合成する。
【０１０８】
第２の光源ユニット１０１ｄは、光源群１０２ｇ，１０２ｈを有している。また、第２の光源ユニット１０１ｄは、偏光分離素子８７ｂを有している。光源群１０２ｇは、Ｘ方向の光軸を有し、Ｚ方向に配列された複数の光源８１ｂを有している。光源群１０２ｇは、第１の光源群である。図８では、光源８１ｂは３つで示している。また、光源群１０２ｈは、Ｚ方向の光軸を有し、Ｘ方向に配列された複数の光源８２ｂを有している。光源群１０２ｈは、第２の光源群である。図８では、光源８２ｂは３つで示している。
【０１０９】
光源８１ｂは、特定の偏光（例えばＰ偏光）を有する青色の光（第１の光束）を発する。光源８２ｂは、光源８１ｂと偏光方向が９０度異なる偏光（例えばＳ偏光）を有する青色の光（第２の光束）を出射する。なお、光源８１ｂ，８２ｂとしては、偏光が揃った光束を出射することができるＬＤが好ましい。
【０１１０】
３つの光源８１ｂのそれぞれの出射側には、当該光源８１ｂから出射された光束を平行光束８５ｂにする３つの平行化レンズ８３ｂが配置されている。同様に、３つの光源８２ｂのそれぞれの出射側には、当該光源８２ｂから出射された光束を平行光束８６ｂにする３つの平行化レンズ８４ｂが配置されている。
【０１１１】
光源群１０２ｇの各光源８１ｂから出射された平行光束８５ｂと、光源群１０２ｈの各光源８２ｂから出射された平行光束８６ｂとが交わる位置には、偏光分離素子８７ｂが配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの偏光分離素子８７ｂで平行光束８５ｂを透過し、平行光束８６ｂを反射して、１つの光束にできる位置である。偏光分離素子８７ｂは、特定の偏光の光（例えばＰ偏光の光）を透過し、特定の偏光の光と偏光方向が９０度異なる偏光の光（例えばＳ偏光の光）を反射する特性を有する。ここでは、偏光分離素子８７ｂは、光源群１０２ｇから出射された平行光束８５ｂ（Ｐ偏光の光）を透過し、光源群１０２ｈから出射された平行光束８６ｂ（Ｓ偏光の光）を反射する。
【０１１２】
従って、光源群１０２ｇから出射された平行光束８５ｂ（Ｐ偏光の光）は、偏光分離素子８７ｂを透過して透過反射素子８８に到達する。また、光源群１０２ｈから出射された平行光束８６ｂ（Ｓ偏光の光）は、偏光分離素子８７ｂで−Ｘ方向に反射されて透過反射素子８８に到達する。
【０１１３】
つまり、偏光分離素子８７ｂは、平行光束８５ｂ（Ｐ偏光の光）と平行光束８６ｂ（Ｓ偏光の光）とが入射して、平行光束８５ｂを透過し、平行光束８６ｂを反射して、同一の光路上で平行光束８５ｂと平行光束８６ｂとを合成する。
【０１１４】
第１の光源ユニット１０１ｃから出射された光束と、第２の光源ユニット１０１ｄから出射された光束とが交わる位置には、透過反射素子８８が配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの透過反射素子８８で第１の光源ユニット１０１ｃから出射された光束を透過して、第２の光源ユニット１０１ｄから出射された光束を反射し、１つの光束にできる位置である。透過反射素子８８は、第１の光源ユニット１０１ｃから出射された光束を透過する透過部と、第２の光源ユニット１０１ｄから出射された光束を反射する反射部８８ｂとを有している。
【０１１５】
透過反射素子８８は、例えば、ガラス基板等の透明基板上に、誘電体多層膜や銀等により反射膜を形成したものである。
【０１１６】
第１の光源ユニット１０１ｃから出射された光束は、透過反射素子８８を透過して＋Ｚ方向に進行し、集光レンズ４に入射する。第２の光源ユニット１０１ｄから出射された光束は、透過反射素子８８の反射部８８ｂで＋Ｚ方向に反射され、集光レンズ４に入射する。
【０１１７】
このように、実施の形態４によれば、第１の光源ユニット１０１ｃは、光源群１０２ｅ，１０２ｆの各光源の出射した光束７５ｂ，７６ｂを偏光分離素子７７ｂで合成している。また、第２の光源ユニット１０１ｄは、光源群１０２ｇ，１０２ｈの各光源の出射した光束８５ｂ，８６ｂを偏光分離素子８７ｂで合成している。さらに、光源ユニット１０１ｃ，１０１ｄの出射した光束を、透過反射素子８８で合成している。このため、高輝度化を実現することができる。また、光の利用効率を向上することができる。また、特許文献１に開示された光源装置のように多数のミラーの調整を行う必要が無いため、複雑な調整作業が不要となる。
【０１１８】
また、光源ユニット１０１ｃ，１０１ｄのそれぞれにおいて、偏光分離素子７７ｂ，８７ｂを用いて光束を合成しているため、同一の光路上に光束を合成することが可能となる。これにより、実施の形態３で説明したように、各光源ユニットから出射される光束の輝度を約２倍にすることができる。
【０１１９】
更に、透過反射素子８８によって、第１の光源ユニット１０１ｃから出射された光束の隙間を、第２の光源ユニット１０１ｄから出射された光束によって埋めるようにした。これにより、集光レンズ４に到達する光束は、隙間が小さくなる。また、集光レンズ４に到達する光束は、密な状態となる。これにより、光の利用効率を向上することができる。
【０１２０】
また、例えば特許文献１に記載されているように、蛍光体をＬＤで照明することによって緑色の光を出力させる投写型表示装置では、単色ＬＤの高輝度化が必要であるが、この実施の形態４の光源装置は、光の利用効率を向上させることができるため、光源自体の高輝度化を抑えて光源装置の高輝度化が可能となる。
【０１２１】
なお、ここでは、全ての光源が同一色の光束（青色の光束）を出射する場合について説明したが、このような構成に限定されるものではない。複数の色の光束を発する光源を用いた場合であっても、光源群１０２ｅ，１０２ｆから出射される光束の偏光方向が互いに９０度異なり、光源群１０２ｇ，１０２ｈから出射される光束の偏光方向が互いに９０度異なっていればよい。
【０１２２】
また、複数の色の光束を発する光源を用い、光源装置の出射した光束を単色の光とする場合には、集光レンズ４の入射側に光合成素子（色合成ミラー）を配置する等の工夫をすればよい。
【０１２３】
なお、ここでは、光源群１０２ｅの光源７１ｂ、光源群１０２ｆの光源７２ｂ、光源群１０２ｇの光源８１ｂおよび光源群１０２ｈの光源８２ｂを、それぞれ１行３列に配列した例について説明した。しかし、実施の形態２のように、複数の行および複数の列に配列しても良い。このようにすれば、光源装置の出射した光束の断面形状のＸ方向の寸法およびＹ方向の寸法（縦の寸法及び横の寸法）を略同じとすることができる。そのため、集光レンズ４による集光効率を向上し、高輝度化を実現することができる。つまり、実施の形態２と同様に、Ｘ方向の長さとＹ方向の長さとが略同じであるため、Ｘ方向の球面収差とＹ方向の球面収差との影響が等しい。そのため光の利用効率が高くなる。例えば、６行６列に配列することで、４行９列に配列するよりも、光の利用効率が高くなる。ここで、「略同じ」とは、例えば、ＬＤは速軸方向と遅軸方向とで発散角が異なるため、正確にＸ方向とＹ方向とが一致しない場合も含むことを示している。
【０１２４】
また、光源群１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇ，１０２ｈからの出射光の偏光を同一の偏光とすることにより、光源群１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇ，１０２ｈの共用化を図ることができる。例えば全ての光源群がＰ偏光の光を出射する場合、光源群１０２ｆ，１０２ｈの平行化レンズ７４ｂ，８４ｂの直後に偏光方向を９０度回転させるλ／２位相差板を配置すればよい。これにより、４つの光源群を同一の光源で実現することが可能になる。
【０１２５】
実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態４と同一の装置構成において、偏光分離素子７７ｂ，８７ｂの構造が異なるものである。実施の形態４で説明した偏光分離素子７７ｂ，８７ｂは、反射型の偏光分離素子である。しかし、一般的な反射型の偏光分離素子は、反射率および透過率が８０％〜９０％であり、光量損失が比較的存在する。つまり、一般的な反射型の偏光分離素子は、光量損失が無視できない程度に大きい。この実施の形態５は、偏光分離素子として、誘電体多層膜を形成した色分離フィルタを用いることにより、光量損失の低減を図るものである。
【０１２６】
実施の形態５は、実施の形態４で示した偏光分離素子７７ｂ，８７ｂ以外の構成要素は同じである。偏光分離素子７７ｂ，８７ｂ以外の構成要素は、光源７１ｂ，７２ｂ，８１ｂ，８２ｂ、平行化レンズ７３ｂ，７４ｂ，８３ｂ，８４ｂ、透過反射素子８８、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８およびスクリーン９である。なお、図８では、図１で示した投写光学系８およびスクリーン９は、図示を省略している。
【０１２７】
図９は、青色の色分離フィルタの波長に対する透過特性を示す図である。図９に実線で示す曲線８ａは、ピーク波長が４５０ｎｍの青色の光の光強度分布である。青色のＬＤの光の場合は、波長帯域の幅が５ｎｍより小さいのが一般的である。
【０１２８】
図９に一点鎖線で示す曲線８ｐは、色分離フィルタのＰ偏光の光に対する透過特性である。また、図９に破線で示す曲線８ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。図９は、色分離フィルタが、Ｐ偏光の光については、波長が略４６０ｎｍ以下の光束を透過し、波長が略４６０ｎｍ以上の光束を反射することを示している。また、Ｓ偏光の光については、波長が略４４０ｎｍ以下の光束を透過し、波長が略４４０ｎｍ以上の光束を反射することを示している。ここで、例えば略４６０ｎｍ以下の光束と記載したのは、一点鎖線で示す曲線８ｐの立下りが僅かながら傾斜しているためである。４６０ｎｍ等の数値は、透過率５０％の値を示している。
【０１２９】
図９の特性から、色分離フィルタは、青色の光（ピーク波長４５０ｎｍ）のＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。このような色分離フィルタを用いることにより、約９９％の透過率を確保することができ、約９８％の反射率を確保することができる。これにより、光の利用効率の高い光源装置を実現することができる。
【０１３０】
ここで、青色の光のピーク波長を４５０ｎｍとしたが、ピーク波長４６０ｎｍの青色の光を用いて、ピーク波長４６０ｎｍのＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する色分離フィルタを用いてもよい。それにより、長波長側の光を利用することができる。また、ピーク波長４５０ｎｍの光と比較して、ランプ光源を用いた場合の青色に近い色を表示することが可能となる。なお、ピーク波長４５０ｎｍの光は、青色から若干紫よりの色となる。上記の色分離フィルタは、図９の色分離フィルタの特性を１０ｎｍ長波長側にシフトした特性を有していれば良い。ピーク波長４６０ｎｍのＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射することとなる。
【０１３１】
なお、色分離フィルタのＰ偏光の光に対する透過率を表わす曲線８ｐおよびＳ偏光の光に対する透過率を表わす曲線８ｓは、できるだけ急峻であることが好ましい。また、図９では、曲線８ｐと曲線８ｓの半値位置の差は２０ｎｍであるが、２０ｎｍに限らず、差が大きいほうが好ましい。「半値位置」とは、透過率が５０％のときの波長の値である。
【０１３２】
以上説明したように、この実施の形態５によれば、実施の形態４で説明した偏光分離素子７７ｂ，８７ｂ（図８）に色分離フィルタを用いることにより、光束の透過率および反射率を改善し、光の利用効率をさらに向上することができる。
【０１３３】
この実施の形態５では、青色の光を発するＬＤについて説明したが、緑色の光を発するＬＤおよび赤色の光を発するＬＤについても同様に、色分離フィルタを用いて偏光分離することができる。
【０１３４】
また、ここでは、実施の形態４の偏光分離素子７７ｂ，８７ｂ（図８）に色分離フィルタを用いると説明したが、実施の形態３の偏光分離素子６８（図７）に色分離フィルタを用いてもよい。図７の場合、光源が３色になっている。この場合、偏光分離素子６８は、赤色の光に対応する領域、青色の光に対応する領域および緑色の光に対応する領域に、それぞれ特性の異なる色分離フィルタを用いる。例えば、ピーク波長６４０ｎｍの赤色の光に対応する領域は、図２０に示すような特性を有する。ピーク波長５３０ｎｍの緑色の光に対応する領域は、図１８に示すような特性を有する。ピーク波長４５０ｎｍの青色の光に対応する領域は、図９に示すような特性を有する。
【０１３５】
実施の形態６．
図１０は、本発明の実施の形態６における光源装置１１１を備えた投写型表示装置７ｄの構成を示す図である。投写型表示装置７ｄの光源装置よりも出射側の構成は、実施の形態１と同じである。光源装置よりも出射側の構成要素は、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８およびスクリーン９である。なお、図１で示した投写光学系８およびスクリーン９は、図示を省略している。
【０１３６】
実施の形態６は、実施の形態１で示した光源装置１の透過反射素子１７を反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇ（後述）および透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇ（後述）で置き換えている。これにより、実施の形態１で示した光源群２ａの位置を実施の形態６の光源群１１２ｉのように光源群１１２ｊと対向する位置に変更している。
【０１３７】
図１０に示すように、この実施の形態６における投写型表示装置７ｄの光源装置１１１は、第１の光源群１１２ｉと、第２の光源群１１２ｊとを有している。第１の光源群１１２ｉは、Ｘ方向の光軸を有している。また、第１の光源群１１２ｉは、ＹＺ面内に配列された複数の光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇを有している。第２の光源群１１２ｊは、Ｘ方向の光軸を有している。また、第２の光源群１１２ｊは、ＹＺ面内に配列された複数の光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇを有している。
【０１３８】
図１１は、−Ｘ方向から見た光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇ，９２ｒ，９２ｂ，９２ｇ、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇ（後述）および透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇ（後述）の位置関係を示した図である。図１１（Ａ）は、光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇと反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇとの位置関係を示す図である。図１１（Ｂ）は、光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇと透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇとの位置関係を示す図である。なお、平行化レンズ９４ｒ，９４ｂ，９４ｇ，１０４ｒ，１０４ｂ，１０４ｇは、説明する上で必要が無いため省略している。図１１では、反射部Ｒｒは、ドット模様を施している。反射部Ｒｂは、破線縞模様を施している。反射部Ｒｇは、格子模様を施している。
【０１３９】
図１１（Ａ）に示すように、第１の光源群１１２ｉの光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇは、Ｙ方向に２行でＺ方向に３列の２行３列に配列されている。一方、図１１（Ｂ）に示すように、第２の光源群１１２ｊの光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇは、Ｙ方向に３行、Ｚ方向に３列（３行３列）に配列されている。
【０１４０】
図１０に示すように、第１の光源群１１２ｉの光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇのそれぞれの出射側（＋Ｘ方向側）には、平行化レンズ９４ｒ，９４ｂ，９４ｇが配置されている。平行化レンズ９４ｒ，９４ｂ，９４ｇのさらに出射側（＋Ｘ方向側）には、光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇから出射された平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇを集光レンズ４に向けて反射する反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇが配置されている。つまり、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇは、平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇを＋Ｚ方向に向けて反射する。
【０１４１】
第２の光源群１１２ｊの光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇのそれぞれの出射側（−Ｘ方向側）には、平行化レンズ１０４ｒ，１０４ｂ，１０４ｇが配置されている。平行化レンズ１０４ｒ，１０４ｂ，１０４ｇのさらに出射側（−Ｘ方向側）には、光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇから出射された平行光束１０６ｒ，１０６ｂ，１０６ｇを集光レンズ４に向けて反射する透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇが配置されている。つまり、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇの反射部Ｒｒ，Ｒｂ，Ｒｇは、平行光束１０６ｒ，１０６ｂ，１０６ｇを＋Ｚ方向に向けて反射する。
【０１４２】
図１１（Ａ）は、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇを−Ｘ方向から見た図である。図１１（Ｂ）は、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇを−Ｘ方向から見た図である。図１１（Ａ）には、第１の光源群１１２ｉの各光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇを反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇとの位置関係が分かるように示している。図１１（Ｂ）には、第２の光源群１１２ｊの各光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇを透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇとの位置関係が分かるように示している。光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇ，９２ｒ，９２ｂ，９２ｇは、黒枠で囲んだ四角形で示している。なお、図１１（Ｂ）では、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇの裏面側（＋Ｘ方向側）に光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇが配置されている。しかし、図面上では、位置関係を明確にするために光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇを実線で描いている。
【０１４３】
図１１（Ａ）に示すように、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇは、Ｙ方向に長い矩形形状を有している。また、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇは、Ｚ方向に等間隔に配列されている。
【０１４４】
また、図１０に示すように、透過反射素子１０８ｇの−Ｘ方向端面と、透過反射素子１０８ｂの＋Ｘ方向端面とは、Ｘ座標上で一致して配置されている。同様に、透過反射素子１０８ｂの−Ｘ方向端面と、透過反射素子１０８ｒの＋Ｘ方向端面とは、Ｘ座標上で一致して配置されている。ここで、「一致」とは、部品ばらつきの範囲や組立てばらつきの範囲で生じる隙間や重なりを含むものである。
【０１４５】
反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇは、例えばガラス等の透明基板の表面に、反射膜等により反射部Ｒｒ，Ｒｂ，Ｒｇを形成したものである。反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇは、それぞれ全面に反射部Ｒｒ，Ｒｂ，Ｒｇが形成されている。
【０１４６】
図１１（Ｂ）に示すように、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇは、Ｙ方向に長い矩形形状を有している。また、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇは、Ｚ方向に等間隔に配列されている。
【０１４７】
透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇは、例えばガラス等の透明基板の表面に、反射膜等の反射部Ｒｒ，Ｒｂ，Ｒｇを形成したものである。透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇは、光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇから出射された光束が入射する領域に、それぞれ反射部Ｒｒ，Ｒｂ，Ｒｇを有している。透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇにおいて、反射部Ｒｒ，Ｒｂ，Ｒｇが形成されていない領域は、光束を透過する領域となる。「光束を透過する領域」は、透過部である。
【０１４８】
このように構成されているため、第１の光源群１１２ｉの光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｂから出射された平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇは、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇで＋Ｚ方向に反射され、さらに透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇの透過部を通過して、集光レンズ４に入射する。
【０１４９】
また、第２の光源群１１２ｊの光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇから出射された平行光束１０６ｒ，１０６ｂ，１０６ｇは、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇで＋Ｚ方向に反射されて、集光レンズ４に入射する。
【０１５０】
図１２は、集光レンズ４に入射する光束の分布図である。図１２（Ａ）は、光源群１１２ｉ，１１２ｊのうち、第２の光源群１１２ｊのみを用いた場合の集光レンズ４に入射する光束の分布図である。図１２（Ｂ）は、この実施の形態６において、第１の光源群１１２ｉと第２の光源群１１２ｊとを用いた場合の集光レンズ４に入射する光束の分布図である。
【０１５１】
図１２（Ａ）に示すように、第２の光源群１１２ｊのみを用いた場合、集光レンズ４の入射面には、合計９つの光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇから出射された赤色、青色および緑色の光束１０６ｒ，１０６ｂ，１０６ｇが、Ｙ方向に３行に並び、Ｘ方向に３列に並んで入射する（３行３列）。光束１０６ｒ，１０６ｂ，１０６ｇは、Ｘ方向には密に配列されているが、Ｙ方向には隙間が生じており、光の利用効率が良くない。
【０１５２】
一方、この実施の形態６は、第１の光源群１１２ｉと第２の光源群１１２ｊとを用いている。この場合には、３行３列に並んで入射する上記の光束１０６ｒ，１０６ｂ，１０６ｇのＹ方向の隙間を埋めるように、合計６つの光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇから出射された赤色、青色および緑色の光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇが、Ｙ方向に２行に並び、Ｘ方向に３列に並んで入射する（２行３列）。このように、集光レンズ４の入射面には、光束が隙間を小さくして入射するため、光の利用効率を向上することができる。
【０１５３】
以上説明したように、この実施の形態６では、第１の光源群１１２ｉの各光源から出射された光束と、第２の光源群１１２ｊの各光源から出射された光束とを合成している。これにより、集光レンズ４の入射面における光束の隙間を小さくして、光の利用効率の高い光源装置を実現することができる。
【０１５４】
また、第１の光源群１１２ｉおよび第２の光源群１１２ｊは、互いに対向する方向（Ｘ方向）に光束を出射する。しかし、光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇと光源９２ｒ，９２ｂ，９２ｇとは、Ｚ方向に位置をずらして配置されている。このため、互いに出射する平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇおよび平行光束１０６ｒ，１０６ｂ，１０６ｇが、対向する光源群に到達することを抑制できる。そのため、対向する光源からの出射される光束を受けて加熱することによる光源の寿命の低下を防止することができる。
【０１５５】
また、光源群１１２ｉ，１１２ｊを対向して配置しているため、集光レンズ４上の光束の分布を密にすることができると共に、小型化を実現することができる。例えば、図１０の第１の光源群１１２ｉにおいて、集光レンズ４上の光束の分布はＸ方向に密となる。つまり、図１０の第１の光源群１１２ｉの光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇは、隙間を有して配置されている。そのため、平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇはＺ方向に隙間を有している。しかし、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇで反射されて集光レンズ４に向かう平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇはＸ方向の隙間が無くなって集光レンズ４に入射する。これに対し、例えば、図１の第１の光源群２ａの場合、集光レンズ４に入射する際にも平行光束１５ｒ，１５ｂ，１５ｇはＸ方向に隙間が生じる。そのため、この実施の形態６の方が、同一個数の光源を使用した場合に、集光レンズ４に集光する光束の幅を狭くすることができる。従って、集光レンズ４の小型化を実現することができる。つまり、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇは、単に平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇを反射するだけの機能を有するだけでなく、隙間のある平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇを隙間のない平行光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇに変換する機能を有する。
【０１５６】
なお、この実施の形態６では、第１の光源群１１２ｉの各光源の光軸と第２の光源群１１２ｊの各光源の光軸は平行であるが、両光軸が平行でなくても、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇと透過反射素子１０８ｒ，１０８，１０８ｇによって合成した光束が集光レンズ４に向かうように、両光源群１１２ｉ，１１２ｊの各光源が配置されていればよい。
【０１５７】
また、反射素子９８ｒ，９８ｂ，９８ｇは、透過領域が存在しないため、反射率の高い反射膜を用いることができる。これにより、光の利用効率を向上することができる。
【０１５８】
また、ここでは、赤色、青色および緑色の光源を用いたが、単色の光源を用いても同様の効果が得られる。
【０１５９】
また、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇとして、偏光分離素子を用いてもよい。その場合、第１の光源群１１２ｉの各光源から出射される光束の偏光方向と、第２の光源群１１２ｊの各光源から出射される光束の偏光方向とが９０度異なっていることが好ましい。さらに、第１の光源群１１２ｉと第２の光源群１１２ｊとの偏光方向が９０度異なる場合、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇの全面を偏光分離膜とすることができる。これにより、第１の光源群１１２ｉから出射する光束１０５ｒ，１０５ｂ，１０５ｇのうち、透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇの反射部Ｒｒ，Ｒｂ，Ｒｇで反射され集光レンズ４に到達しなかった一部の光束が到達することとなる。この透過反射素子１０８ｒ，１０８ｂ，１０８ｇを用いた場合の光の利用効率の低下は、部品のばらつきや製品の組立てばらつき等によって生じる。部品のばらつきや製品の組立てばらつき等を考慮すると、偏光分離素子を用いることによって、透過反射素子を用いた場合より光の利用効率を高めることができる。その場合、透過反射素子１０８ｒは、赤色の光のピーク波長を６４０ｎｍとすると、全面が図２０に示した透過率特性を有していればよい。透過反射素子１０８ｇは、緑色のピーク波長が５３０ｎｍとすると、全面が図１８の透過率特性を有していればよい。透過反射素子１０８ｂは、青色のピーク波長が４５０ｎｍとすると、全面が図９の透過率特性を有していればよい。
【０１６０】
また、この実施の形態６では、図１１（Ａ）に示すように、第１の光源群１１２ｉの光源９１ｒ，９１ｂ，９１ｇは、Ｙ方向に２行に配列されているが、３行以上であっても良い。
【０１６１】
また、光束が集光レンズ４の光軸Ｃ１から離れた位置に入射するほど収差が発生することを考慮すると、集光レンズ４の光軸Ｃ１の近傍にできるだけ多くの光束を集めた方が、光の利用効率を大きくすることができる。そのため、図１２（Ｂ）に示すように、各光源群１１２ｉ，１１２ｊを合わせた全光源を、集光レンズ４の入射面で重ね合わせた場合に、Ｘ方向とＹ方向との光源の数が同じである方が好ましい。従って、例えばＸ方向に４列でＹ方向に９行の配列よりも、Ｘ方向に６列でＹ方向に６行の配列の方が、光の利用効率を向上できるため好ましい。
【０１６２】
また、第１の光源群１１２ｉおよび第２の光源群１１２ｊは、蛍光体を励起するための単色光源でもよい。この場合には、光束の集光位置に蛍光体を配置し、蛍光体に集光した単色光源と異なる色（波長）の光束を出射する構成となる。
【０１６３】
実施の形態７．
図１３は、本発明の実施の形態７における光源装置１ｅを含む投写型表示装置７ｅの構成を概略的に示す図である。この実施の形態７は、上述した実施の形態５に関連する実施の形態である。
【０１６４】
実施の形態７は、実施の形態４で示した光源ユニット１０１ｃの平行光束７５ｂと平行光束７６ｂとを合成する構成を、複数並べている。つまり、色分離フィルタ３１７ｂから出射される光束の進行方向の上に色分離フィルタ３１７ｇを配置して、平行光束３１６ｇを合成している。また、色分離フィルタ３１７ｇから出射される光束の進行方向の上に色分離フィルタ３１７ｒを配置して、平行光束３１６ｒを合成している。
【０１６５】
図１３に示すように、実施の形態７における投写型表示装置７ｅは、光源装置１ｅ、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子（ライトバルブ）３および投写光学系（投写レンズ）８を有している。光源装置１ｅは、光束を出射する。集光レンズ４は、光源装置１ｅから出射された光束を集光する。光強度均一化素子５は、集光レンズ４により集光された光束の強度分布を均一化する。リレーレンズ群６は、光強度均一化素子５により強度が均一化された光束を画像表示素子３に導く。画像表示素子（ライトバルブ）３は、リレーレンズ群６から入射した光束を入力映像信号に応じて変調して画像光に変換する。投写光学系（投写レンズ）８は、映像光をスクリーン９（図１）に拡大して投写する。ここでは、図１で示しているスクリーン９および投写光学系８を省略している。ライトバルブ３は、反射型あるいは透過型のいずれであってもよい。投写型表示装置７ｅの光源装置よりも出射側の構成要素は、実施の形態１と同じである。光源装置よりも出射側の構成要素は、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８およびスクリーン９である。
【０１６６】
光源装置１ｅは、青色の光を発する光源群３０２ａ，３０２ｂ（第１の光源群３０２ａおよび第２の光源群３０２ｂ）と、緑色の光を発する光源群３０２ｇ（第３の光源群３０２ｇ）と、赤色の光を発する光源群３０２ｒ（第４の光源群３０２ｒ）とを有している。そして、光源群３０２ａの出射光の進行方向であるＺ方向に沿って、−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向かって光源群３０２ｂ、光源群３０２ｇおよび光源群３０２ｒが順に配列されている。
【０１６７】
光源群３０２ａは、複数の光源３１１ｂを有する。ここでは、光源３１１ｂは３つである。各光源３１１ｂは、Ｐ偏光の光を出射する。そして、光源３１１ｂは、４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する光束（青色の光束）を出射する。各光源３１１ｂは、Ｚ方向の光軸を有している。そして、各光源３１１ｂはＸ方向に一行に配列されている。また、各光源３１１ｂの出射側には、各光源３１１ｂから射出される光束を平行光束３１５ｂにする平行化レンズ３１３ｂが配置されている。「４５０ｎｍ付近」とは、図１４に示した青色の色分離フィルタの波長に対する透過特性の範囲の４４０ｎｍから４６０ｎｍまでの中心付近であることを示している。
【０１６８】
光源群３０２ｂは、複数の光源３１２ｂを有する。ここでは、光源３１２ｂは３つである。各光源３１２ｂは、Ｓ偏光の光を出射する。そして、光源３１２ｂは４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する光束（青色の光束）を出射する。各光源３１２ｂは、Ｘ方向の光軸を有している。そして、各光源３１２ｂはＺ方向に一行に配列されている。また、各光源３１２ｂの出射側には、各光源３１２ｂから射出される光束を平行光束３１６ｂにする平行化レンズ３１４ｂが配置されている。「４５０ｎｍ付近」とは、図１４に示した青色の色分離フィルタの波長に対する透過特性の範囲の４４０ｎｍから４６０ｎｍまでの中心付近であることを示している。
【０１６９】
光源群３０２ａの各光源３１１ｂから出射された平行光束３１５ｂ（第１の光束）と、光源群３０２ｂの各光源３１２ｂから出射された平行光束３１６ｂ（第２の光束）とが交わる位置には、偏光分離素子としての色分離フィルタ３１７ｂが配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの色分離フィルタ３１７ｂで平行光束３１５ｂを透過し、平行光束３１６ｂを反射して、１つの光束にできる位置である。色分離フィルタ３１７ｂは、光源群３０２ａの各光源３１１ｂからのＰ偏光の光を透過し、光源群３０２ｂの各光源３１２ｂからのＳ偏光の光を反射する。これにより、光源群３０２ａから出射されて平行化レンズ３１３ｂを透過した青色の光と、光源群３０２ｂから出射されて平行光化レンズ３１４ｂを透過した青色の光とが同一の光路上で合成されて、＋Ｚ方向に進行する。このように同一の光路上に同一の波長の光束を合成することにより、光の利用効率が向上する。
【０１７０】
本実施の形態では、光源３１１ｂ，３１２ｂは、いずれも青色ＬＤであり、同じ波長帯域の光束を発する。但し、光源３１１ｂ，３１２ｂの発する光束の波長帯域が若干異なっていてもよい。すなわち、色分離フィルタ３１７ｂが、光源群３０２ａ（光源３１１ｂ）の光束を透過して、光源群３０２ｂ（光源３１２ｂ）の光束を反射することができればよい。なお、光源３１１ｂ，３１２ｂから出射される青色の光の波長帯域は、例えば、４５０ｎｍ付近にピークを有し、幅が１０ｎｍ以下の帯域である。「４５０ｎｍ付近」とは、図１４に示した青色の色分離フィルタの波長に対する透過特性の範囲の４４０ｎｍから４６０ｎｍまでの中心付近であることを示している。
【０１７１】
図１４は、青色の色分離フィルタ３１７ｂの透過特性を示す図である。図１４に実線で示す曲線２０ａは、ピーク波長４５０ｎｍの青色の光の光強度分布である。一点鎖線で示す曲線２０ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。破線で示す曲線２０ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。この特性により、色分離フィルタ３１７ｂは、上記の通りＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。
【０１７２】
図１３に戻り、光源群３０２ｇは、複数の光源３１２ｇを有する。ここでは、光源３１２ｇは３つである。各光源３１２ｇは、例えば緑色ＬＤで構成され、５３０ｎｍ付近にピーク波長を有する光束（緑色の光束）を出射する。光源３１２ｇの出射する光束は、Ｐ偏光の光またはＳ偏光の光である。各光源３１２ｇは、Ｘ方向の光軸を有している。そして、各光源３１２ｇはＺ方向に一行に配列されている。また、各光源３１２ｇの出射側には、各光源３１２ｇから射出される光束を平行光束３１６ｇにする平行化レンズ３１４ｇが配置されている。なお、光源３１２ｇから出射される緑色の光の波長帯域は、５３０ｎｍ付近にピークを有し、幅が１０ｎｍ以下の波長帯域である。「５３０ｎｍ付近」とは、図１５に示した緑色の色分離フィルタの波長に対する透過特性の範囲の５１０ｎｍまでよりも波長が長いことを示している。
【０１７３】
光源群３０２ｇの各光源３１２ｇから−Ｘ方向に出射された光束３１６ｇ（第３の光束）と、上述した色分離フィルタ３１７ｂで合成されて＋Ｚ方向に進行する光束とが交わる位置には、偏光分離素子（第１の選択透過素子）としての色分離フィルタ３１７ｇが配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの色分離フィルタ３１７ｇで、色分離フィルタ３１７ｂで合成されて＋Ｚ方向に進行する光束を透過し、光束３１６ｇを反射して、１つの光束にできる位置である。
【０１７４】
色分離フィルタ３１７ｇは、光源群３０２ｇの各光源３１２ｇから出射された光束３１６ｇを反射し、上記の色分離フィルタ３１７ｂで合成されて＋Ｚ方向に進行してきた光束を透過する。これにより、光源群３０２ｇの各光源３１２ｇから出射されて平行化レンズ３１４ｇを透過した緑色の光が、色分離フィルタ３１７ｂからの青色の光と同一光路上で合成されて、＋Ｚ方向に進行する。
【０１７５】
図１５は、緑色の色分離フィルタ３１７ｇの透過特性を示す図である。図１５に実線で示す曲線３０ａは、ピーク波長５３０ｎｍの緑色の光の光強度分布である。一点鎖線で示す曲線３０ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。破線で示す曲線３０ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。色分離フィルタ３１７ｇは、Ｐ偏光の光（曲線３０ｐの透過特性）およびＳ偏光の光（曲線３０ｓの透過特性）のいずれについても、透過率が約０％である。つまり、緑色の色分離フィルタ３１７ｇは、波長５１０ｎｍ以下のＰ偏光の光を透過し、波長４９０ｎｍ以下のＳ偏光の光を透過する。このため、ピーク波長５３０ｎｍの緑色の光は透過率が約０％となる。従って、光源群３０２ｇからの光束（緑色の光束）がＰ偏光の光およびＳ偏光の光のいずれであっても、全て反射する。また、色分離フィルタ３１７ｇは、波長４９０ｎｍ以下の光束を透過するため、上記の色分離フィルタ３１７ｂからの青色の光は透過する。このように構成されているため、光源群３０２ｇからの緑色の光を、色分離フィルタ３１７ｂからの青色の光と同一光路上で合成することができる。
【０１７６】
なお、色分離フィルタ３１７ｇの特性は、図１５に示した特性に限定されるものではない。例えば、色分離フィルタ３１７ｂの特性（図１４）を、長波長側に約２０ｎｍシフトした特性であっても良い。
【０１７７】
図１３に戻り、光源群３０２ｒは、複数の光源３１２ｒを有する。ここでは、光源３１２ｒは３つである。各光源３１２ｒは、例えば赤色ＬＤで構成され、６４０ｎｍ付近にピーク波長を有する光束（赤色の光束）を出射する。光源３１２ｒの出射する光束は、Ｐ偏光の光またはＳ偏光の光である。各光源３１２ｒは、Ｘ方向の光軸を有している。そして、各光源３１２ｒはＺ方向に一行に配列されている。また、各光源３１２ｒの出射側には、各光源３１２ｒから射出される光束を平行光束３１６ｒにする平行化レンズ３１４ｒが配置されている。なお、光源３１２ｒから出射される赤色の光の波長帯域は、６４０ｎｍ付近にピークを有し、幅が１０ｎｍ以下の帯域である。「６４０ｎｍ付近」とは、図１６に示した赤色の色分離フィルタの波長に対する透過特性の範囲の６００ｎｍまでよりも波長が長いことを示している。
【０１７８】
光源群３０２ｒの各光源３１２ｒから出射された光束３１６ｒ（第４の光束で赤色の光束）と、上述した色分離フィルタ３１７ｇで合成されて＋Ｚ方向に進行する光束（青色の光束および緑色の光束）とが交わる位置には、偏光分離素子（第２の選択透過素子）としての色分離フィルタ３１７ｒが配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの色分離フィルタ３１７ｒで、色分離フィルタ３１７ｇで合成されて＋Ｚ方向に進行する光束を透過し、光束３１６ｒを反射して、１つの光束にできる位置である。
【０１７９】
色分離フィルタ３１７ｒは、光源群３０２ｒの各光源３１２ｒから−Ｘ方向に出射された光束を反射し、上記の色分離フィルタ３１７ｇで合成されて＋Ｚ方向に進行してきた光束を透過する。これにより、光源群３０２ｒの各光源３１２ｒから出射されて平行化レンズ３１４ｒを透過した赤色の光が、上記の色分離フィルタ３１７ｇからの青色の光および緑色の光と同一の光路上で合成されて、＋Ｚ方向に進行する。このように色分離フィルタ３１７ｒで合成された青色の光、緑色の光および赤色の光は、集光レンズ４に入射する。
【０１８０】
図１６は、赤色の色分離フィルタ３１７ｒの透過特性を示す図である。図１６に実線で示す曲線４０ａは、ピーク波長６４０ｎｍの赤色の光の光強度分布である。一点鎖線で示す曲線４０ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。破線で示す曲線４０ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。赤色の色分離フィルタ３１７ｒは、波長６００ｎｍ以下のＰ偏光の光（曲線４０ｐの透過特性）を透過し、波長５６０ｎｍ以下のＳ偏光の光（曲線４０ｓの透過特性）を透過する。このため、ピーク波長６４０ｎｍの赤色の光は透過率が約０％となる。従って、光源群３０２ｒからの光束（赤色の光束）がＰ偏光の光およびＳ偏光の光のいずれであっても、全て反射する。また、色分離フィルタ３１７ｒは、波長５６０ｎｍ以下の光束を透過するため、上記の色分離フィルタ３１７ｇからの青色の光および緑色の光は透過する。このように構成されているため、光源群３０２ｒからの赤色の光を、色分離フィルタ３１７ｇからの青色の光および緑色の光と同一光路上で合成することができる。
【０１８１】
なお、色分離フィルタ３１７ｒの特性は、図１６に示した特性に限定されるものではない。例えば、色分離フィルタ３１７ｇの特性（図１５）を、長波長側に約６０ｎｍシフトした特性であっても良い。
【０１８２】
このように、本発明の実施の形態７は、光源群３０２ａから出射される光束の進行方向（＋Ｚ方向）に沿って、光源群３０２ｂ，３０２ｇ，３０２ｒを配列している。そして、これら光源群３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｇ，３０２ｒの光束を色分離フィルタ３１７ｂ，３１７ｇ，３１７ｒで合成するように構成している。このため、青色の光、緑色の光および赤色の光を効率よく合成し、高輝度化を実現することができる。また、色分離フィルタの利用により、光の利用効率を向上することができる。
【０１８３】
なお、ここでは、光源群３０２ａ（第１の光源群３０２ａ）の出射光の進行方向に沿って、３つの光源群３０２ｂ，３０２ｇ，３０２ｒ（第２の光源群３０２ｂ、第３の光源群３０２ｇ、第４の光源群３０２ｒ）を配列した例を示した。しかし、配列する光源群の数は３つに限らず、１つ以上であればよい。
【０１８４】
この実施の形態７は、青色の光のＰ偏光の光と青色の光のＳ偏光の光とを合成する場合を示している。しかし、緑色の光のＰ偏光の光と緑色の光のＳ偏光の光を合成することも可能である。その場合の構成の概略図を、図１７に示す。図１３と比較して、光源３１２ｂは、Ｐ偏光の光またはＳ偏光の光のどちらでもよい。さらに、図１３の光源３１１ｂは、図１７では緑色のＰ偏光の光の光源３１１ｇとなる。
【０１８５】
色分離フィルタ３１７ｂ２は、図１９（後述する実施の形態８）に示す色分離フィルタ４１７ｂと同様の特性を有している。色分離フィルタ４１７ｂ（色分離フィルタ３１７ｂ２）の特性は、図２２に示されている。図２２に示すように、ピーク波長４５０ｎｍの青色の光の光源３１２ｂは、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光とに関わらず、透過率が約０％であり、反射されることが確認できる。すなわち、光源３１２ｂから出射された青色の光（平行光束３１６ｂ）は、色分離フィルタ３１７ｂ２で反射される。また、ピーク波長５３０ｎｍの緑色の光源３１１ｇは、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光とに関わらず、透過率が１００％である。ここでは、次に説明する色分離フィルタ３１７ｇ２での合成を考慮して、光源３１１ｇの出射する光を、Ｐ偏光の光とする。光源３１１ｇから出射された光束は、平行化レンズ３１３ｇによって平行光束３１５ｇとなって、色分離フィルタ３１７ｂ２を透過する。
【０１８６】
次に、青色の光と緑色の光が合成された光は、色分離フィルタ３１７ｇ２に入射する。この色分離フィルタ３１７ｇ２には、光源群３０２ｇの各光源３１２ｇから出射された緑色の光（平行光束３１６ｇ）も入射する。
【０１８７】
図１８に、色分離フィルタ３１７ｇ２の特性を示す。図１８に実線で示す曲線１００ａは、ピーク波長４５０ｎｍの青色の光の光強度分布である。実線で示す曲線１００ｂは、ピーク波長５３０ｎｍの緑色の光の光強度分布である。一点鎖線で示す曲線１００ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。破線で示す曲線１００ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。波長５２０ｎｍ以下の光は偏光に関係なく透過するため、青色の光は透過することが確認できる。また、光源３１１ｇから出射されたピーク波長５３０ｎｍの光は、Ｐ偏光の光であるため、透過する。さらに、光源３１２ｇから出射されたピーク波長５３０ｎｍの光は、Ｓ偏光の光であれば、反射される。従って、緑色の光に関して、光源３１１ｇの光をＰ偏光の光とし、光源３１２ｇの光をＳ偏光の光とする。これにより、色分離フィルタ３１７ｇ２を透過あるいは反射することで、青色の光と、Ｐ偏光の緑色の光と、Ｓ偏光の緑色の光とが合成される。
【０１８８】
色分離フィルタ３１７ｇ２によって合成された光は、色分離フィルタ３１７ｒに入射する。この色分離フィルタ３１７ｒには、光源群３０２ｒの各光源３１２ｒから出射された赤色の光（平行光束３１６ｒ）も入射する。色分離フィルタ３１７ｒの構成は、実施の形態７で説明したとおりである。このように色分離フィルタ３１７ｒによってさらに赤色の光が合成され、集光レンズ４に３色の光が到達することとなる。
【０１８９】
なお、実施の形態７は、選択透過素子として偏光分離素子を採用したが、各光束の配置を適切に選択すれば、選択透過素子として透過反射素子を採用することができる。つまり、実施の形態４の図８で示した光源ユニット１０１ｃの光源群１０２ｅ，１０２ｆ及び色分離フィルタ７７ｂを光源群３０２ａ，３０２ｂ及び色分離フィルタ３１７ｂに置き換えて考える。また、実施の形態４の図８で示した光源ユニット１０１ｄを光源群３０２ｇに置き換えて考える。そうすると、図１３に示す色分離フィルタ３１７ｇを図８に示す透過反射素子８８に置き換えることが容易であることが分かる。ただし、選択透過素子を透過反射素子とした場合には、色分離フィルタを用いた場合のように平行光束３１５ｂ，３１６ｂと平行光束３１６ｇとを合成することはできない。つまり、平行光束３１５ｂ，３１６ｂの隙間を、平行光束３１６ｇによって埋める構成となる。これにより、集光レンズ４に到達する光束は、隙間がなくなる。また、集光レンズ４に到達する光束は、密な状態となる。これにより、光の利用効率を向上することができる。
【０１９０】
同様に、実施の形態４の図８で示した透過反射素子８８に−Ｚ方向から入射する光束を、図１３に示す色分離フィルタ３１７ｒに−Ｚ方向から入射する光束に置き換えて考える。また、実施の形態４の図８で示した光源ユニット１０１ｄを光源群３０２ｒに置き換えて考える。そうすると、図１３に示す色分離フィルタ３１７ｒを図８に示す透過反射素子８８に置き換えることが容易であることが分かる。ただし、選択透過素子を透過反射素子とした場合には、色分離フィルタを用いた場合のように平行光束３１５ｂ，３１６ｂ，３１６ｇと平行光束３１６ｒとを合成することはできない。つまり、平行光束３１５ｂ，３１６ｂ，３１６ｇの隙間を、平行光束３１６ｒによって埋める構成となる。これにより、集光レンズ４に到達する光束は、隙間がなくなる。また、集光レンズ４に到達する光束は、密な状態となる。これにより、光の利用効率を向上することができる。
【０１９１】
実施の形態８．
図１９は、本発明の実施の形態８における光源装置１ｆを含む投写型表示装置７ｆの構成を概略的に示す図である。この実施の形態８は、上述した実施の形態７に関連する実施の形態である。実施の形態７では、光源群３０２ｂ，３０２ｇ，３０２ｒを配置する順番が集光レンズ４から遠い方から光源群３０２ｂ、光源群３０２ｇそして光源群３０２ｒの順に並んでいる。一方、実施の形態８では、光源群３０２ｂ，３０２ｇ，３０２ｒを配置する順番が集光レンズ４から遠い方から光源群３０２ｒ、光源群３０２ｇそして光源群３０２ｂの順に並んでいる。このように、異なる波長帯域の光源群３０２ｂ，３０２ｇ，３０２ｒを配置する順番を変更できることを示している。実施の形態８における投写型表示装置７ｆの光源装置よりも出射側の構成要素は、実施の形態７（図１３）と同じである。実施の形態７と同じということは、つまり実施の形態１と同じである。光源装置よりも出射側の構成要素は、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８およびスクリーン９である。なお、図１で示した投写光学系８およびスクリーン９は、図示を省略している。
【０１９２】
光源装置１ｆは、赤色の光を発する光源群４０２ａ，４０２ｒと、緑色の光を発する光源群４０２ｇと、青色の光を発する光源群４０２ｂとを有している。そして、Ｚ方向に沿って−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向かって、光源群４０２ｒ、光源群４０２ｇおよび光源群４０２ｂの順に配列されている。光源群４０２ａの出射光の進行方向は＋Ｚ方向である。
【０１９３】
光源群４０２ａは、複数の光源４１１ｒを有する。ここでは、光源４１１ｒは３つである。各光源４１１ｒは、Ｐ偏光の光を出射する。各光源４１１ｒは、６４０ｎｍ付近にピーク波長を有する光（赤色の光）を出射する。各光源４１１ｒは、Ｚ方向の光軸を有している。そして、各光源４１１ｒはＸ方向に一行に配列されている。また、各光源４１１ｒの出射側（＋Ｚ方向側）には、各光源４１１ｒから射出される光束を平行光束４１５ｒにする平行化レンズ４１３ｒが配置されている。
【０１９４】
光源群４０２ｒは、複数の光源４１２ｒを有する。ここでは、光源４１２ｒは３つである。各光源４１２ｒは、Ｓ偏光の光であって、６４０ｎｍ付近にピーク波長を有する光（赤色の光）を出射する。各光源４１２ｒは、Ｘ方向の光軸を有している。そして、各光源４１２ｒはＺ方向に一行に配列されている。また、各光源４１２ｒの出射側（−Ｘ方向側）には、各光源４１２ｒから射出される光束を平行光束４１６ｒにする平行化レンズ４１４ｒが配置されている。
【０１９５】
光源群４０２ａの各光源４１１ｒから出射された光束４１５ｒ（第１の光束）と、光源群４０２ｒの各光源４１２ｒから出射された光束４１６ｒ（第２の光束）とが交わる位置には、偏光分離素子としての色分離フィルタ４１７ｒが配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの色分離フィルタ４１７ｒで光束４１５ｒを透過し、光束４１６ｒを反射して、１つの光束にできる位置である。色分離フィルタ４１７ｒは、光源群４０２ａの各光源４１１ｒからのＰ偏光の光を透過し、光源群４０２ｒの各光源４１２ｒからのＳ偏光の光を反射する。これにより、光源群４０２ａから出射されて平行化レンズ４１３ｒを透過した赤色の光と、光源群４０２ｒから出射されて平行光化レンズ４１４ｒを透過した赤色の光とが同一の光路上で合成されて、＋Ｚ方向に進行する。
【０１９６】
本実施の形態では、光源４１１ｒ，４１２ｒは、いずれも赤色のＬＤであり、同じ波長帯域の光束を発する。但し、光源４１１ｒ，４１２ｒの発する光束の波長帯域が若干異なっていてもよい。すなわち、色分離フィルタ４１７ｒが、光源群４０２ａ（光源４１１ｒ）の光束を透過して、光源群４０２ｒ（光源４１２ｒ）の光束を反射することができればよい。
【０１９７】
図２０は、赤色の色分離フィルタ４１７ｒの透過特性を示す図である。図２０に実線で示す曲線６０ａは、ピーク波長６４０ｎｍの赤色の光の光強度分布である。破線で示す曲線６０ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。６２０ｎｍ以上でＰ偏光の光を透過する。一点鎖線で示す曲線６０ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。６６０ｎｍ以上でＳ偏光の光を透過する。この特性により、色分離フィルタ４１７ｒは、ピーク波長６４０ｎｍの赤色の光では、Ｐ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。
【０１９８】
なお、図２０では、色分離フィルタ４１７ｒの偏光の光の透過特性は、６４０ｎｍに対して±２０ｎｍの幅を有しているが、±２０ｎｍに限らず、±１０ｎｍでもよく、あるいは±２０ｎｍ以上でもよい。すなわち、光源群４０２ａの光束と光源群４０２ｒの光束とを合成することができる特性であれば良い。
【０１９９】
図１９に戻り、光源群４０２ｇは、複数の光源４１２ｇを有する。ここでは、光源４１２ｇは３つである。各光源４１２ｇは、例えば緑色のＬＤで構成され、５３０ｎｍ付近にピーク波長を有する光束（緑色の光束）を出射する。光源４１２ｇの光束は、Ｐ偏光の光またはＳ偏光の光である。各光源４１２ｇは、Ｘ方向の光軸を有している。そして、各光源４１２ｇはＺ方向に一行に配列されている。また、各光源４１２ｇの出射側（−Ｘ方向側）には、各光源４１２ｇから射出される光束を平行光束４１６ｇにする平行化レンズ４１４ｇが配置されている。
【０２００】
光源群４０２ｇの各光源４１２ｇから出射された光束４１６ｇ（第３の光束）と、上述した色分離フィルタ４１７ｒで合成されて＋Ｚ方向に進行する光束とが交わる位置には、偏光分離素子（第１の選択透過素子）としての色分離フィルタ４１７ｇが配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの色分離フィルタ４１７ｇで、色分離フィルタ４１７ｒで合成されて＋Ｚ方向に進行する光束を透過し、光束４１６ｇを反射して、１つの光束にできる位置である。
【０２０１】
色分離フィルタ４１７ｇは、光源群４０２ｇの各光源４１２ｇから出射された光束を反射し、上記の色分離フィルタ４１７ｒで合成されて＋Ｚ方向に進行してきた光束を透過する。これにより、光源群４０２ｇの各光源４１２ｇから出射されて平行化レンズ４１４ｇを透過した緑色の光が、色分離フィルタ４１７ｒからの赤色の光と同一の光路上で合成されて、＋Ｚ方向に進行する。
【０２０２】
図２１は、緑色の色分離フィルタ４１７ｇの透過特性を示す図である。図２１に実線で示す曲線７０ａは、ピーク波長５３０ｎｍの緑色の光の光強度分布である。破線で示す曲線７０ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。色分離フィルタ４１７ｇは、波長５５０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過する。一点鎖線で示す曲線７０ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。色分離フィルタ４１７ｇは、波長５９０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過する。色分離フィルタ４１７ｇは、ピーク波長５３０ｎｍの緑色の光に対しては、Ｐ偏光の光（曲線７０ｐの透過特性）およびＳ偏光の光（曲線７０ｓの透過特性）のいずれについても、透過率が約０％である。従って、光源群４０２ｇからの光（緑色の光）がＰ偏光の光およびＳ偏光の光のいずれであっても、全て反射する。また、色分離フィルタ４１７ｇは、波長５９０ｎｍ以上の光を透過するため、上記の色分離フィルタ４１７ｒからの赤色の光は透過する。このように構成されているため、上述したように光源群４０２ｇからの緑色の光を、色分離フィルタ４１７ｒからの赤色の光と同一の光路上で合成することができる。
【０２０３】
なお、色分離フィルタ４１７ｇの特性は、図２１に示した特性に限定されるものではない。例えば、色分離フィルタ４１７ｒ（図２０）の特性を、短波長側に約４０ｎｍシフトした特性であっても良い。
【０２０４】
図１９に戻り、光源群４０２ｂは、複数の光源４１２ｂを有する。ここでは、光源４１２ｂは３つである。各光源４１２ｂは、例えば青色のＬＤで構成され、４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する光束（青色の光）を出射する。光源４１２ｂの光束は、Ｐ偏光の光またはＳ偏光の光である。各光源４１２ｂは、Ｘ方向の光軸を有している。そして、各光源４１２ｂはＺ方向に一行に配列されている。また、各光源４１２ｂの出射側（−Ｘ方向側）には、各光源４１２ｂから射出される光束を平行光束４１６ｂにする平行化レンズ４１４ｂが配置されている。
【０２０５】
光源群４０２ｂの各光源４１２ｂから出射された光束（青色の光束）と、上述した色分離フィルタ４１７ｇで合成されて＋Ｚ方向に進行する光束（赤色の光束および緑色の光束）とが交わる位置には、偏光分離素子（第２の選択透過素子）としての色分離フィルタ４１７ｂが配置されている。ここで、「交わる位置」とは、１つの色分離フィルタ４１７ｂで、色分離フィルタ４１７ｇで合成されて＋Ｚ方向に進行する光束を透過し、光束４１６ｂを反射して、１つの光束にできる位置である。
【０２０６】
色分離フィルタ４１７ｂは、光源群４０２ｂの各光源４１２ｂから出射された光束を反射し、上記の色分離フィルタ４１７ｇで合成されて＋Ｚ方向に進行してきた光束を透過する。これにより、光源群４０２ｂの各光源４１２ｂから出射されて平行化レンズ４１４ｂを透過した青色の光が、上記の色分離フィルタ４１７ｇからの赤色の光および緑色の光と同一の光路上で合成されて、＋Ｚ方向に進行する。このように色分離フィルタ４１７ｂで合成された青色の光、緑色の光および赤色の光は、集光レンズ４に入射する。
【０２０７】
図２２は、青色の色分離フィルタ４１７ｂの透過特性を示す図である。図２２に実線で示す曲線８０ａは、ピーク波長４５０ｎｍの青色の光の光強度分布である。破線で示す曲線８０ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。色分離フィルタ４１７ｂは、波長４７０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過する。一点鎖線で示す曲線８０ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。色分離フィルタ４１７ｂは、波長５１０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過する。色分離フィルタ４１７ｂは、Ｐ偏光の光（曲線８０ｐの透過特性）またはＳ偏光の光（曲線８０ｓの透過特性）のいずれについても、透過率が約０％である。従って、光源群４０２ｂからの光束（青色の光束）がＰ偏光の光またはＳ偏光の光のいずれであっても、全て反射する。また、色分離フィルタ４１７ｂは、波長５１０ｎｍ以上の光を透過するため、上記の色分離フィルタ４１７ｇからの赤色の光および緑色の光は透過する。このように構成されているため、光源群４０２ｂからの青色の光を、色分離フィルタ４１７ｇからの赤色の光および緑色の光と同一の光路上で合成することができる。
【０２０８】
このように、実施の形態８によれば、光源群４０２ａから出射される光束の進行方向（＋Ｚ方向）に沿って、光源群４０２ｒ，４０２ｇ，４０２ｂを配列している。また、光源群４０２ａ，４０２ｒ，４０２ｇ，４０２ｂの光束を色分離フィルタ４１７ｒ，４１７ｇ，４１７ｂで合成するように構成している。このため、赤色の光、緑色の光および青色の光を効率良く合成すると共に、高輝度化を実現することができる。また、色分離フィルタ４１７ｒ，４１７ｇ，４１７ｂの利用により、光の利用効率を向上することができる。
【０２０９】
なお、ここでは、光源群４０２ａ（第１の光源群）の出射光の進行方向（＋Ｚ方向）に沿って、３つの光源群４０２ｒ，４０２ｇ，４０２ｂ（第２の光源群４０２ｒ、第３の光源群４０２ｇ、第４の光源群４０２ｂ）を配列した例を示した。しかし、配列する光源群の数は３つに限らず、１つ以上であればよい。
【０２１０】
本実施の形態では、赤色の光のＰ偏光の光とＳ偏光の光とを合成する場合について説明した。しかしながら、緑色の光のＰ偏光の光とＳ偏光の光とを合成することも可能である。その際の構成の概略図を、図２３に示す。図１９の光源装置１ｆと比較して、光源４１２ｒは、Ｐ偏光の光またはＳ偏光の光のどちらでもよい。さらに、図２３の光源装置１ｆでは、図１９の光源装置１ｆの光源４１１ｒの代わりに、緑色のＰ偏光の光を出射する光源４１１ｇを有する。
【０２１１】
色分離フィルタ４１７ｒ２は、実施の形態７の色分離フィルタ３１７ｒ（図１３）と同様の特性を有していれば良い。図１６に示したように、赤色の光（６４０ｎｍ）は、Ｐ偏光の光またはＳ偏光の光に関わらず反射される。更に、５３０ｎｍにピーク波長を有するＰ偏光の光である緑色の光は、波長が６００ｎｍ以下であるから、透過することが確認できる。すなわち、色分離フィルタ４１７ｒ２は、光源群４０２ａの各光源４１１ｇから出射された緑色の光を透過し、光源群４０２ｂの各光源４１２ｒから出射された赤色の光を反射する。つまり、色分離フィルタ４１７ｒ２によって、赤色の光と緑色の光とが合成される。
【０２１２】
次に、赤色の光と緑色の光とが合成された光は、色分離フィルタ４１７ｇ２に入射する。この色分離フィルタ４１７ｇ２には、光源群４０２ｇの各光源４１２ｇから出射された緑色の光（平行光束４１６ｇ）も入射する。
【０２１３】
図２４に色分離フィルタ４１７ｇ２の特性を示す。図２４に実線で示す曲線１０１ｇは、ピーク波長５３０ｎｍの緑色の光の光強度分布である。破線で示す曲線１０１ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。色分離フィルタ４１７ｇ２は、波長５１０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過する。一点鎖線で示す曲線１０１ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。色分離フィルタ４１７ｇ２は、波長５５０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過する。色分離フィルタ４１７ｇ２は、波長５５０ｎｍ以上の光を透過するため、赤色の光は透過することが確認できる。５３０ｎｍにピーク波長を有する光源４１１ｇの光は、Ｐ偏光の光のため、色分離フィルタ４１７ｇ２を透過する。更に、５３０ｎｍにピーク波長を有する光源４１２ｇの光に関しては、Ｓ偏光の光の場合には、色分離フィルタ４１７ｇ２で反射されることが確認できる。従って、緑色の光に関して、光源４１１ｇの光をＰ偏光の光とすることにより、色分離フィルタ４１７ｇ２を透過する。また、光源４１２ｇの光をＳ偏光の光とすることにより、色分離フィルタ４１７ｇ２で反射される。これにより、赤色の光、Ｐ偏光の緑色の光およびＳ偏光の緑色の光が合成される。
【０２１４】
色分離フィルタ４１７ｇ２によって合成された光は、色分離フィルタ４１７ｂに入射する。この色分離フィルタ４１７ｂには、光源群４０２ｂの光源４１２ｂから出射された青色の光（平行光束４１６ｂ）も入射する。色分離フィルタ４１７ｂの構成は、実施の形態８で説明したとおりである。このように色分離フィルタ４１７ｂによってさらに青色の光が合成され、集光レンズ４に３色の光が到達することとなる。
【０２１５】
なお、実施の形態８は、選択透過素子として偏光分離素子を採用したが、各光束の配置を適切に選択すれば、選択透過素子として透過反射素子を採用することができる。
【０２１６】
実施の形態９．
図２５は、本発明の実施の形態９における光源装置１１３を備えた投写型表示装置７ｇの構成を示す図である。図２６（Ａ）は、光源と色分離フィルタとの位置関係を、−Ｘ方向から見た模式図である。図２６（Ｂ）は、集光レンズ４上の光束Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の入射位置を、＋Ｚ方向から見た模式図である。
【０２１７】
投写型表示装置７ｇの光源装置１１３よりも出射側の構成要素は、実施の形態１で説明した構成要素と同一である。光源装置よりも出射側の構成要素は、図１に示した集光レンズ４からスクリーン９までの構成である。つまり、光源装置よりも出射側の構成要素は、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８及びスクリーン９である。なお、図２５では、投写光学系８及びスクリーン９を省略している。
【０２１８】
図２５に示すように、実施の形態９における投写型表示装置７ｇの光源装置１１３は、第１の光源群１１４ｉと、第２の光源群１１４ｊとを有している。
【０２１９】
第１の光源群１１４ｉは、Ｘ方向の光軸を有している。第１の光源群１１４ｉは、複数の光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐを有している。複数の光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐは、ＹＺ面内のＹ方向に各３個ずつ配列されている。つまり、光源１ｒｐはＹ方向に３個並んでいる。光源１ｇｐはＹ方向に３個並んでいる。光源１ｂｐはＹ方向に３個並んでいる。
【０２２０】
第２の光源群１１４ｊは、Ｘ方向の光軸を有している。第２の光源群１１４ｊは、複数の光源２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓを有している。複数の光源２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓは、ＹＺ面内のＹ方向に各３個ずつ配列されている。つまり、光源２ｒｓはＹ方向に３個並んでいる。光源２ｇｓはＹ方向に３個並んでいる。光源２ｂｓはＹ方向に３個並んでいる。
【０２２１】
ここで、光源１ｒｐ及び光源２ｒｓは、赤色の光源である。光源１ｇｐ及び光源２ｇｓは、緑色の光源である。光源１ｂｐ及び光源２ｂｓは、青色の光源である。
【０２２２】
第１の光源群１１４ｉの光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐは、Ｙ方向に３行でＺ方向に１列の３行１列に配列されている。また、第２の光源群１１４ｊの光源２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓも、Ｙ方向に３行でＺ方向に１列の３行１列に配列されている。ここで、「行」とは、Ｙ方向の並びを示し、「列」とは、Ｚ方向の並びを示している。
【０２２３】
第１の光源群１１４ｉの光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐのそれぞれの出射側（＋Ｘ方向側）には、平行化レンズ３ｒｐ，３ｇｐ，３ｂｐが配置されている。平行化レンズ３ｒｐ，３ｇｐ，３ｂｐのさらに出射側（＋Ｘ方向側）には、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐが配置されている。色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐは、光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐから出射された平行光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐを集光レンズ４の方向（＋Ｚ方向）に向けて反射する。
【０２２４】
また、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐは、特定の波長のみを透過させる。つまり、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐは、波長によって光を透過または反射する機能を有する。なお、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐは、偏光分離機能を有していても良い。偏光分離機能とは、光の偏光方向によって光を透過または反射する機能である。また、色分離フィルタ７ｒｐは、単なる反射機能を有するだけでも良い。なぜなら、色分離フィルタ７ｒｐは、平行光束５ｒｐを集光レンズ４に向けて反射しているだけであり、他の光線を透過していないからである。
【０２２５】
第２の光源群１１４ｊの光源２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓのそれぞれの出射側（−Ｘ方向側）には、平行化レンズ４ｒｓ，４ｇｓ，４ｂｓが配置されている。平行化レンズ４ｒｓ，４ｇｓ，４ｂｓのさらに出射側（−Ｘ方向側）には、色分離フィルタ８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓが配置されている。色分離フィルタ８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、光源２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓから出射された平行光束６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓを集光レンズ４の方向（＋Ｚ方向）に向けて反射する。また、色分離フィルタ８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、偏光分離機能を有する。また、色分離フィルタ８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、特定の波長のみを透過させる。つまり、色分離フィルタ８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、光の偏光方向及び波長によって光を透過または反射する機能を有する。
【０２２６】
色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、板形状を有している。色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐは、＋Ｙ方向から見て、ＸＹ平面を時計回りに４５度回転させた面に対して平行に配置されている。色分離フィルタ８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、＋Ｙ方向から見て、ＸＹ平面を反時計回りに４５度回転させた面に対して平行に配置されている。
【０２２７】
色分離フィルタ７ｒｐの＋Ｚ方向の端面は、色分離フィルタ８ｒｓの−Ｚ方向の端面に接続されている。色分離フィルタ８ｒｓの＋Ｚ方向の端面は、色分離フィルタ７ｇｐの−Ｚ方向の端面に接続されている。色分離フィルタ７ｇｐの＋Ｚ方向の端面は、色分離フィルタ８ｇｓの−Ｚ方向の端面に接続されている。色分離フィルタ８ｇｓの＋Ｚ方向の端面は、色分離フィルタ７ｂｐの−Ｚ方向の端面に接続されている。色分離フィルタ７ｂｐの＋Ｚ方向の端面は、色分離フィルタ８ｂｓの−Ｚ方向の端面に接続されている。
【０２２８】
このように各色分離フィルタを接続した構成としているのは、光源装置１１３のＺ方向の大きさを小さくするためである。各色分離フィルタを接続することは、各光源からの光束を重畳するための必須の要件ではない。実施の形態９では、光源装置１１３の小型化に有利な構成を例にとって説明する。
【０２２９】
また、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、同一の光軸上に配置されている。図２５では、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、光軸Ｃ１上に配置されている。つまり、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓの面上の中心は、光軸Ｃ１上に位置する。
【０２３０】
ここで、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓの特性を説明する。色分離フィルタ７ｒｐは、例えばピーク波長が約６４０ｎｍである赤色の光を反射する反射膜であればよい。例えば、図１６で説明した透過特性である。図１６の色分離フィルタは、波長が５６０ｎｍ以下のＳ偏光の光を透過し、波長が６００ｎｍ以下のＰ偏光の光を透過する。
【０２３１】
色分離フィルタ７ｇｐは、例えばピーク波長が約６４０ｎｍである赤色の光を透過して、ピーク波長が約５３０ｎｍである緑色の光を反射すればよい。例えば、図２１で説明した透過特性である。図２１の色分離フィルタは、波長が５９０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過し、波長が５５０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過する。
【０２３２】
色分離フィルタ７ｂｐは、例えばピーク波長が約６４０ｎｍである赤色の光及びピーク波長が約５３０ｎｍである緑色の光を透過し、ピーク波長が約４５０ｎｍである青色の光を反射すればよい。例えば、図２２で説明した透過特性である。図２２の色分離フィルタは、波長が５１０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過し、波長が４７０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過する。
【０２３３】
また、色分離フィルタ８ｒｓは、例えばピーク波長が約６４０ｎｍである赤色の光のうち、Ｐ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射すればよい。例えば、図２０で説明した透過特性である。図２０の色分離フィルタは、波長が６６０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過し、波長が６２０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過する。
【０２３４】
色分離フィルタ８ｇｓは、例えばピーク波長が約６４０ｎｍである赤色の光を透過して、ピーク波長が約５３０ｎｍである緑色の光のＳ偏光の光を反射すればよい。例えば、図２４で説明した透過特性である。図２４の色分離フィルタは、波長が５５０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過し、波長が５１０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過する。
【０２３５】
色分離フィルタ８ｂｓは、例えばピーク波長が約６４０ｎｍである赤色の光及びピーク波長が約５３０ｎｍである緑色の光を透過し、ピーク波長が約４５０ｎｍである青色のＳ偏光の光を反射すればよい。例えば、図２７で示す透過特性である。図２７の色分離フィルタは、波長が４６０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過し、波長が４３０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過する。
【０２３６】
図２７は、色分離フィルタの透過特性を示す図である。図２７に実線で示す曲線１１１ａは、ピーク波長４５０ｎｍの青色の光の光強度分布である。破線で示す曲線１１１ｐは、Ｐ偏光の光に対する透過特性である。一点鎖線で示す曲線１１１ｓは、Ｓ偏光の光に対する透過特性である。この特性により、色分離フィルタは、ピーク波長４５０ｎｍの青色の光のうち、Ｐ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。
【０２３７】
図２７の色分離フィルタの透過特性によれば、波長が４６０ｎｍ以上の光を透過するため、赤色の光及び緑色の光を透過することが確認できる。また、波長が４３０ｎｍ以上のＰ偏光の光を透過するため、ピーク波長が４５０ｎｍである青色の光のうち、Ｐ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。
【０２３８】
図２５に戻り、光源２ｒｓは、光源１ｒｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源２ｇｓは、光源１ｇｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源２ｂｓは、光源１ｂｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。
【０２３９】
光源１ｒｐから出射された平行光束５ｒｐは、色分離フィルタ７ｒｐで集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｒｓから出射された平行光束６ｒｓは、色分離フィルタ８ｒｓで集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｒｐで反射された平行光束５ｒｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｒｓを透過する。平行光束５ｒｐ，６ｒｓは、第１の波長帯域の光である。
【０２４０】
光源１ｇｐから出射された平行光束５ｇｐは、色分離フィルタ７ｇｐで集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｇｓから出射された平行光束６ｇｓは、色分離フィルタ８ｇｓで集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｇｐで反射された平行光束５ｇｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｇｓを透過する。平行光束５ｇｐ，６ｇｓは、第２の波長帯域の光である。平行光束５ｒｐ，６ｒｓは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｇｐ，８ｇｓを透過する。
【０２４１】
光源１ｂｐから出射された平行光束５ｂｐは、色分離フィルタ７ｂｐで集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｂｓから出射された平行光束６ｂｓは、色分離フィルタ８ｂｓで集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｂｐで反射された平行光束５ｂｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｂｓを透過する。平行光束５ｂｐ，６ｂｓは、第３の波長帯域の光である。平行光束５ｒｐ，６ｒｓ及び平行光束５ｇｐ，６ｇｓは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｂｐ，８ｂｓを透過する。
【０２４２】
色分離フィルタ８ｇｓを透過した平行光束５ｒｐ、平行光束６ｒｓ及び平行光束５ｇｐと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された平行光束６ｇｓとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｇｓを透過した平行光束５ｒｐ、平行光束６ｒｓ及び平行光束５ｇｐと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された平行光束６ｇｓとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０２４３】
また、色分離フィルタ８ｂｓを透過した平行光束５ｒｐ、平行光束６ｒｓ、平行光束５ｇｐ、平行光束６ｇｓ及び平行光束５ｂｐと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された平行光束６ｂｓとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｂｓを透過した平行光束５ｒｐ、平行光束６ｒｓ、平行光束５ｇｐ、平行光束６ｇｓ及び平行光束５ｂｐと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された平行光束６ｂｓとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０２４４】
図２６（Ａ）に示した光源群Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３は、それぞれＹ方向に３個ずつ並んで配置された光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐ，２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓを、Ｙ方向の位置毎にグループ分けしたものである。
【０２４５】
図２６（Ａ）に示した光源群Ｚ１の光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐ，２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓから出射された光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓは、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓで反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。反射または透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓのＸ方向の位置は同じであるため、各光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓは重ね合わされて白色の光束Ｗ１となる。
【０２４６】
つまり、光源群Ｚ１から出射されて色分離フィルタ８ｇｓを透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，６ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された光束６ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ１から出射されて色分離フィルタ８ｂｓを透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された光束６ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ１となる。
【０２４７】
図２６（Ａ）に示した光源群Ｚ２の光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐ，２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓから出射された光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓは、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓで反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。反射または透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓのＸ方向の位置は同じであるため、各光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓは重ね合わされて白色の光束Ｗ２となる。
【０２４８】
つまり、光源群Ｚ２から出射されて色分離フィルタ８ｇｓを透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，６ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された光束６ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ２から出射されて色分離フィルタ８ｂｓを透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された光束６ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ２となる。
【０２４９】
図２６（Ａ）に示した光源群Ｚ３の光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐ，２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓから出射された光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓは、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓで反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。反射または透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓのＸ方向の位置は同じであるため、各光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓは重ね合わされて白色の光束Ｗ３となる。
【０２５０】
つまり、光源群Ｚ３から出射されて色分離フィルタ８ｇｓを透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，６ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された光束６ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ３から出射されて色分離フィルタ８ｂｓを透過した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された光束６ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ３となる。
【０２５１】
また、光源群Ｚ１から出射されて重畳した光束５ｒｐ，５ｇｐ，６ｒｓ，６ｇｓと、光源群Ｚ２から出射されて重畳した光束５ｒｐ，５ｇｐ，６ｒｓ，６ｇｓと、光源群Ｚ３から出射されて重畳した光束５ｒｐ，５ｇｐ，６ｒｓ，６ｇｓとは、一定の間隔を有している。また、光源群Ｚ１から出射されて重畳した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓと、光源群Ｚ２から出射されて重畳した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓと、光源群Ｚ３から出射されて重畳した光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓとは、一定の間隔を有している。
【０２５２】
また、実施の形態９の各光源は、−Ｚ方向から光源１ｒｐ，２ｒｓ、光源１ｇｐ，２ｇｓ、光源１ｂｐ，２ｂｓの順に配置されている。光源１ｒｐ，２ｒｓは、赤色の光を発する光源である。光源１ｇｐ，２ｇｓは、緑色の光を発する光源である。光源１ｂｐ，２ｂｓは、青色の光を発する光源である。
【０２５３】
しかしながら、各光源は、−Ｚ方向から光源１ｂｐ，２ｂｓ、光源１ｇｐ，２ｇｓ、光源１ｒｐ，２ｒｓの順に配置する等、赤色の光を発する光源、緑色の光を発する光源及び青色の光を発する光源をどの順序で配置しても構わない。その際には、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓの特性を適宜設定することで、実施の形態９で説明した光の透過及び反射を実現することができ、同等の効果を得ることができる。
【０２５４】
本実施の形態では、図２５及び図２６（Ｂ）に示すようにＸ方向の光束を広げることなく、赤色、青色及び緑色の３色を合成することが可能なため、光利用効率が高まる。「Ｘ方向の光束を広げることなく」とは、集光レンズ４に入射する光束のＸＹ平面上のＸ方向の幅が、各々の平行光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓのＹＺ平面上のＺ方向の幅と同じであることを示している。つまり、平行光束５ｒｐ，５ｇｐ，５ｂｐ，６ｒｓ，６ｇｓ，６ｂｓの各々のＹＺ平面上のＺ方向の幅と同じである。
【０２５５】
また、「光利用効率が高まる」とは、光束の輝度を高くすることができることである。つまり、高い輝度を得ることができることである。「輝度」とは、単に面積当たりの明るさである。つまり、光束の断面の単位面積当たりの明るさである。
【０２５６】
また、本実施の形態では、光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐ，２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓを、−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向けて、赤色の光源１ｒｐ，２ｒｓ、緑色の光源１ｇｐ，２ｇｓ及び青色の光源１ｂｐ，２ｂｓの順で配置している。しかし、青色の光源１ｂｐ，２ｂｓ、緑色の光源１ｇｐ，２ｇｓ及び赤色の光源１ｒｐ，２ｒｓの順で配置しても、同様の効果が得られる。但し、その際には色分離フィルタの特性を適宜設定する必要がある。「適宜」とは、その状況に合っていることである。つまり、光源の配列に合わせて色分離フィルタの特性を設定することになる。
【０２５７】
実施の形態１０．
図２８は、本発明の実施の形態１０における光源装置１２０を備えた投写型表示装置７ｈの構成を示す図である。図２９は、光源と色分離フィルタの位置関係を−Ｘ方向から見た模式図である。図３０は、集光レンズ４上の光束Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ｂ，Ｗ１ｃ，Ｗ２ｃ，Ｗ３ｃの入射位置を、＋Ｚ方向側から見た模式図である。
【０２５８】
投写型表示装置７ｈの光源装置１２０よりも出射側の構成要素は、実施の形態１で説明した構成要素と同一である。光源装置よりも出射側の構成要素は、図１に示した集光レンズ４からスクリーン９までの構成である。つまり、光源装置よりも出射側の構成要素は、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８及びスクリーン９である。なお、図２８では、投写光学系８及びスクリーン９を省略している。
【０２５９】
実施の形態１０の光源装置１２０は、実施の形態９の光源装置１１３を複数備えた構成を有している。実施の形態１０では、３つの光源ユニット１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃを備えている。図２８において、−Ｚ方向側から、第１の光源ユニット１１３ａ、第２の光源ユニット１１３ｂ及び第３の光源ユニット１１３ｃとする。
【０２６０】
図２８及び図２９に示すように、第１の光源ユニット１１３ａの色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓに対して、第２の光源ユニット１１３ｂの色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、集光レンズ４に入射する光束のＸＹ平面上のＸ方向の幅の分だけ、−Ｘ方向にずらして配置されている。また、第１の光源ユニット１１３ａの色分離フィルタ８ｂｓの＋Ｚ方向の端部と、第２の光源ユニット１１３ｂの色分離フィルタ７ｒｐの−Ｚ方向の端部とは、Ｘ方向から見て近接する位置に配置されている。
【０２６１】
「近接」とは、近くにあることである。このため、「近接」とは、接しているとは限らない。また、「近接」とは、光束と光束との間の隙間が、光束の幅以下であることを目安とする。
【０２６２】
同様に、第２の光源ユニット１１３ｂの色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓに対して、第３の光源ユニット１１３ｃの色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、集光レンズ４に入射する光束のＸＹ平面上のＸ方向の幅の分だけ、−Ｘ方向にずらして配置されている。また、第２の光源ユニット１１３ｂの色分離フィルタ８ｂｓの＋Ｚ方向の端部と、第３の光源ユニット１１３ｃの色分離フィルタ７ｒｐの−Ｚ方向の端部とは、Ｘ方向から見て近接する位置に配置されている。
【０２６３】
つまり、第２の光源ユニット１１３ｂの色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、第１の光源ユニット１１３ａの色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓに対して、平行光束の幅の分だけ、−Ｘ方向にずれている。また、第３の光源ユニット１１３ｃの色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓは、第２の光源ユニット１１３ｂの色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓに対して、平行光束の幅の分だけ、−Ｘ方向にずれている。
【０２６４】
第１の光源ユニット１１３ａ、第２の光源ユニット１１３ｂ及び第３の光源ユニット１１３ｃの各々の光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐは、Ｙ方向にずらさずに、Ｚ軸方向に並べて配置されている。第１の光源ユニット１１３ａ、第２の光源ユニット１１３ｂ及び第３の光源ユニット１１３ｃの各々の光源２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓは、Ｙ方向にずらさずに、Ｚ軸方向に並べて配置されている。
【０２６５】
３つの光源ユニット１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃは、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓのＸ方向の位置以外は、同じ構成をしているので、光束、色分離フィルタ及び集光レンズ４の関係について、光源ユニット１１３ａを例にとって説明する。また、実施の形態９と同様に、色分離フィルタ７ｒｐは、単なる反射機能を有するだけでも良い。なぜなら、色分離フィルタ７ｒｐは、平行光束５ｒｐａを集光レンズ４に向けて反射しているだけで、他の光束を透過していないからである。
【０２６６】
光源ユニット１１３ａは、第１の光源群１２１ｉと、第２の光源群１２１ｊとを有している。第１の光源群１２１ｉは、Ｘ方向の光軸を有し、ＹＺ面内に配列された複数の光源１ｒｐ，１ｇｐ，１ｂｐを有している。第２の光源群１２１ｊは、Ｘ方向の光軸を有し、ＹＺ面内に配列された複数の光源２ｒｓ，２ｇｓ，２ｂｓを有している。
【０２６７】
光源２ｒｓは、光源１ｒｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源２ｇｓは、光源１ｇｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源２ｂｓは、光源１ｂｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。
【０２６８】
光源１ｒｐから出射された平行光束５ｒｐａは、色分離フィルタ７ｒｐで集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｒｓから出射された平行光束６ｒｓａは、色分離フィルタ８ｒｓで集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｒｐで反射された平行光束５ｒｐａは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｒｓを透過する。平行光束５ｒｐａ，６ｒｓａは、第１の波長帯域の光である。
【０２６９】
光源１ｇｐから出射された平行光束５ｇｐａは、色分離フィルタ７ｇｐで集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｇｓから出射された平行光束６ｇｓａは、色分離フィルタ８ｇｓで集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｇｐで反射された平行光束５ｇｐａは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｇｓを透過する。平行光束５ｇｐａ，６ｇｓａは、第２の波長帯域の光である。平行光束５ｒｐａ，６ｒｓａは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｇｐ，８ｇｓを透過する。
【０２７０】
光源１ｂｐから出射された平行光束５ｂｐａは、色分離フィルタ７ｂｐで集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｂｓから出射された平行光束６ｂｓａは、色分離フィルタ８ｂｓで集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｂｐで反射された平行光束５ｂｐａは、色分離フィルタ８ｂｓを光の偏光の方向に基づいて透過する。平行光束５ｂｐａ，６ｂｓａは、第３の波長帯域の光である。平行光束５ｒｐａ，６ｒｓａ及び平行光束５ｇｐａ，６ｇｓａは、色分離フィルタ７ｂｐ，８ｂｓを光の波長帯域に基づいて透過する。
【０２７１】
色分離フィルタ８ｇｓを透過した平行光束５ｒｐａ、平行光束６ｒｓａ及び平行光束５ｇｐａと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された平行光束６ｇｓａとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｇｓを透過した平行光束５ｒｐａ、平行光束６ｒｓａ及び平行光束５ｇｐａと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された平行光束６ｇｓａとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０２７２】
また、色分離フィルタ８ｂｓを透過した平行光束５ｒｐａ、平行光束６ｒｓａ、平行光束５ｇｐａ、平行光束６ｇｓａ及び平行光束５ｂｐａと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された平行光束６ｂｓａとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｂｓを透過した平行光束５ｒｐａ、平行光束６ｒｓａ、平行光束５ｇｐａ、平行光束６ｇｓａ及び平行光束５ｂｐａと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された平行光束６ｂｓａとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０２７３】
図２９に示すように、光源１ｒｐ，２ｒｓ、光源１ｇｐ，２ｇｓ及び光源１ｂｐ，２ｂｓは、Ｙ方向に３個配列されている。光源ユニット１１３ａは、３つの光源群Ｚ１ａ，Ｚ２ａ，Ｚ３ａを有する。各光源群Ｚ１ａ，Ｚ２ａ，Ｚ３ａは、Ｚ方向に並んだ光源１ｒｐ，２ｒｓ，１ｇｐ，２ｇｓ，１ｂｐ，２ｂｓを有する。各光源群Ｚ１ａ，Ｚ２ａ，Ｚ３ａの光源１ｒｐ，２ｒｓ，１ｇｐ，２ｇｓ，１ｂｐ，２ｂｓは、Ｘ方向の位置及びＹ方向の位置が同じである。３つの光源群Ｚ１ａ，Ｚ２ａ，Ｚ３ａは、＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側に向けて光源群Ｚ１ａ、光源群Ｚ２ａ及び光源群Ｚ３ａの順番でならんでいる。
【０２７４】
光源ユニット１１３ａでは、光源群Ｚ１ａから出射された平行光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａは、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓで反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。各平行光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａは、重ね合わされて白色の光束Ｗ１ａとなる。
【０２７５】
つまり、光源群Ｚ１ａから出射されて色分離フィルタ８ｇｓを透過した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，６ｒｓａと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された光束６ｇｓａとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ１ａから出射されて色分離フィルタ８ｂｓを透過した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された光束６ｂｓａとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ１ａとなる。
【０２７６】
同様に、光源群Ｚ２ａから出射された平行光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａは、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓで反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。各平行光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａは、重ね合わされて白色の光束Ｗ２ａとなる。
【０２７７】
つまり、光源群Ｚ２ａから出射されて色分離フィルタ８ｇｓを透過した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，６ｒｓａと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された光束６ｇｓａとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ２ａから出射されて色分離フィルタ８ｂｓを透過した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された光束６ｂｓａとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ２ａとなる。
【０２７８】
また、光源群Ｚ３ａから出射された平行光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａは、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓで反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。各平行光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａは、重ね合わされて白色の光束Ｗ３ａとなる。
【０２７９】
つまり、光源群Ｚ３ａから出射されて色分離フィルタ８ｇｓを透過した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，６ｒｓａと、色分離フィルタ８ｇｓで反射された光束６ｇｓａとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ３ａから出射されて色分離フィルタ８ｂｓを透過した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａと、色分離フィルタ８ｂｓで反射された光束６ｂｓａとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ３ａとなる。
【０２８０】
また、光源群Ｚ１ａから発せられて重畳した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａと、光源群Ｚ２ａから発せられて重畳した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａと、光源群Ｚ３ａから発せられて重畳した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａとは、一定の間隔を有している。また、光源群Ｚ１ａから発せられて重畳した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａと、光源群Ｚ２ａから発せられて重畳した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａと、光源群Ｚ３ａから発せられて重畳した光束５ｒｐａ，５ｇｐａ，５ｂｐａ，６ｒｓａ，６ｇｓａ，６ｂｓａとは、一定の間隔を有している。
【０２８１】
同様に、光源ユニット１１３ｂでは、光源群Ｚ１ｂから出射された平行光束５ｒｐｂ，５ｇｐｂ，５ｂｐｂ，６ｒｓｂ，６ｇｓｂ，６ｂｓｂは、白色の光束Ｗ１ｂとなる。光源群Ｚ２ｂから出射された平行光束５ｒｐｂ，５ｇｐｂ，５ｂｐｂ，６ｒｓｂ，６ｇｓｂ，６ｂｓｂは、白色の光束Ｗ２ｂとなる。光源群Ｚ３ｂから出射された平行光束５ｒｐｂ，５ｇｐｂ，５ｂｐｂ，６ｒｓｂ，６ｇｓｂ，６ｂｓｂは、白色の光束Ｗ３ｂとなる。
【０２８２】
同様に、光源ユニット１１３ｃでは、光源群Ｚ１ｃから出射された平行光束５ｒｐｃ，５ｇｐｃ，５ｂｐｃ，６ｒｓｃ，６ｇｓｃ，６ｂｓｃは、白色の光束Ｗ１ｃとなる。光源群Ｚ２ｃから出射された平行光束５ｒｐｃ，５ｇｐｃ，５ｂｐｃ，６ｒｓｃ，６ｇｓｃ，６ｂｓｃは、白色の光束Ｗ２ｃとなる。光源群Ｚ３ｃから出射された平行光束５ｒｐｃ，５ｇｐｃ，５ｂｐｃ，６ｒｓｃ，６ｇｓｃ，６ｂｓｃは、白色の光束Ｗ３ｃとなる。
【０２８３】
これにより、３色（赤色、緑色及び青色）の各２個（Ｓ偏光の光及びＰ偏光の光）の光源をＹ方向に３個並べて、集光レンズ４に入射する光束をＹ方向に３個（例えば、光束Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ）としている。つまり、３色の光源を各色２個で１つの光束となっている。つまり、６つの光束を１つの白色の光束としている。また、その３個にまとまった光束をＸ方向に３ユニット並べている。このため、集光レンズ４に入射する光束は、３行×３列の配列の９つとなっている。つまり、５４個の光源が発する光束を９つにまとめて集光レンズ４に出射しているため、光利用効率が向上することとなる。
【０２８４】
「光利用効率が高まる」とは、光束の輝度を高くすることができることである。つまり、高い輝度を得ることができることである。「輝度」とは、単に面積当たりの明るさである。つまり、光束の断面の単位面積当たりの明るさである。
【０２８５】
また、実施の形態１０の各光源は、−Ｚ方向側から、光源１ｒｐ，２ｒｓ、光源１ｇｐ，２ｇｓ、光源１ｂｐ，２ｂｓの順に配置されている。光源１ｒｐ，２ｒｓは、赤色の光を発する光源である。光源１ｇｐ，２ｇｓは、緑色の光を発する光源である。光源１ｂｐ，２ｂｓは、青色の光を発する光源である。
【０２８６】
しかしながら、各光源は、−Ｚ方向から光源１ｂｐ，２ｂｓ、光源１ｇｐ，２ｇｓ、光源１ｒｐ，２ｒｓの順に配置する等、赤色の光を発する光源、緑色の光を発する光源及び青色の光を発する光源をどの順序で配置しても構わない。その際には、色分離フィルタ７ｒｐ，７ｇｐ，７ｂｐ，８ｒｓ，８ｇｓ，８ｂｓの特性を適宜設定することで、実施の形態１０で説明した光の透過及び反射を実現することができ、同等の効果を得ることができる。
【０２８７】
実施の形態１１．
図３１は、本実施の形態１１における光源装置１５０を備えた投写型表示装置７ｉの構成を示す図である。図３２は、光源と色分離フィルタの位置関係を−Ｘ方向から見た模式図である。図３３は、集光レンズ４上の光束Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ｂ，Ｗ１ｃ，Ｗ２ｃ，Ｗ３ｃの入射位置を、＋Ｚ方向側から見た模式図である。
【０２８８】
投写型表示装置７ｉの光源装置１５０よりも出射側の構成要素は、実施の形態１で説明した構成要素と同一である。光源装置よりも出射側の構成要素は、図１に示した集光レンズ４からスクリーン９までの構成である。つまり、光源装置よりも出射側の構成要素とは、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８及びスクリーン９である。なお、図３１では、投写光学系８及びスクリーン９を省略している。
【０２８９】
実施の形態１１の光源装置１５０は、実施の形態６の光源装置１１１をＺ軸方向に３個並べた構成を有している。−Ｚ軸方向側から、第１の光源ユニット１６０Ｒａ、第２の光源ユニット１６０Ｇｂ及び第３の光源ユニット１６０Ｂｃが並んでいる。光源装置１１１と異なる点は、各光源ユニット１６０Ｒａ，１６０Ｇｂ，１６０Ｂｃは同じ色の光源を有する点である。つまり、第１の光源ユニット１６０Ｒａの光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐは、赤色のＰ偏光の光を発し、光源１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓは、赤色のＳ偏光の光を発する。同様に、第２の光源ユニット１６０Ｇｂの光源１ｇｐ，２ｇｐ，３ｇｐは、緑色のＰ偏光の光を発し、光源１ｇｓ，２ｇｓ，３ｇｓは、緑色のＳ偏光の光を発する。第３の光源ユニット１６０Ｂｃの光源１ｂｐ，２ｂｐ，３ｂｐは、青色のＰ偏光の光を発し、光源１ｂｓ，２ｂｓ，３ｂｓは、青色のＳ偏光の光を発する。
【０２９０】
第１の光源ユニット１６０Ｒａは、第１の光源群１５１ｉと、第２の光源群１５１ｊとを有している。第１の光源群１５１ｉは、Ｘ方向の光軸を有し、ＹＺ面内に配列された複数の光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐを有している。第２の光源群１５１ｊは、Ｘ方向の光軸を有し、ＹＺ面内に配列された複数の光源１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓを有している。
【０２９１】
第２の光源ユニット１６０Ｇｂは、第１の光源群１５１ｉと、第２の光源群１５１ｊとを有している。第１の光源群１５１ｉは、Ｘ方向の光軸を有し、ＹＺ面内に配列された複数の光源１ｇｐ，２ｇｐ，３ｇｐを有している。第２の光源群１５１ｊは、Ｘ方向の光軸を有し、ＹＺ面内に配列された複数の光源１ｇｓ，２ｇｓ，３ｇｓを有している。
【０２９２】
第３の光源ユニット１６０Ｂｃは、第１の光源群１５１ｉと、第２の光源群１５１ｊとを有している。第１の光源群１５１ｉは、Ｘ方向の光軸を有し、ＹＺ面内に配列された複数の光源１ｂｐ，２ｂｐ，３ｂｐを有している。第２の光源群１５１ｊは、Ｘ方向の光軸を有し、ＹＺ面内に配列された複数の光源１ｂｓ，２ｂｓ，３ｂｓを有している。
【０２９３】
第１の光源ユニット１６０Ｒａの６つの光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐ，１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓは、全て赤色の光を出射する。光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐは、Ｐ偏光の光を出射する。光源１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓは、Ｓ偏光の光を出射する。光源１ｒｐ、光源２ｒｐ、光源３ｒｐ、光源１ｒｓ、光源２ｒｓ及び光源３ｒｓは、各々Ｙ方向に３個の光源を有している。そのため、光源の個数は１８個である。
【０２９４】
第２の光源ユニット１６０Ｇｂの６つの光源１ｇｐ，２ｇｐ，３ｇｐ，１ｇｓ，２ｇｓ，３ｇｓは、全て緑色の光を出射する。光源１ｇｐ，２ｇｐ，３ｇｐは、Ｐ偏光の光を出射する。光源１ｇｓ，２ｇｓ，３ｇｓは、Ｓ偏光の光を出射する。光源１ｇｐ、光源２ｇｐ、光源３ｇｐ、光源１ｇｓ、光源２ｇｓ及び光源３ｇｓは、各々Ｙ方向に３個の光源を有している。そのため、光源の個数は１８個である。
【０２９５】
第３の光源ユニット１６０Ｂｃの６つの光源１ｂｐ，２ｂｐ，３ｂｐ，１ｂｓ，２ｂｓ，３ｂｓは、全て青色の光を出射する。光源１ｂｐ，２ｂｐ，３ｂｐは、Ｐ偏光の光を出射する。光源１ｂｓ，２ｂｓ，３ｂｓは、Ｓ偏光の光を出射する。光源１ｂｐ、光源２ｂｐ、光源３ｂｐ、光源１ｂｓ、光源２ｂｓ及び光源３ｂｓは、各々Ｙ方向に３個の光源を有している。そのため、光源の個数は、１８個である。
【０２９６】
色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３，７ｇｐ１，７ｇｐ２，７ｇｐ３，７ｂｐ１，７ｂｐ２，７ｂｐ３，８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３，８ｇｓ１，８ｇｓ２，８ｇｓ３，８ｂｓ１，８ｂｓ２，８ｂｓ３は、板形状をしている。
【０２９７】
色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３，７ｇｐ１，７ｇｐ２，７ｇｐ３，７ｂｐ１，７ｂｐ２，７ｂｐ３は、＋Ｙ方向から見て、ＸＹ平面を時計回りに４５度回転させた面に平行に配置されている。色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３，８ｇｓ１，８ｇｓ２，８ｇｓ３，８ｂｓ１，８ｂｓ２，８ｂｓ３は、＋Ｙ方向から見て、ＸＹ平面を反時計回りに４５度回転させた面に平行に配置されている。
【０２９８】
また、実施の形態９と同様に、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３は、単なる反射機能を有するだけでも良い。なぜなら、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３は、平行光束１５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐを集光レンズ４に向けて反射しているだけで、他の光線を透過していないからである。
【０２９９】
色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３は、実施の形態９（図２５）の色分離フィルタ７ｒｐと同様の透過特性であればよい。色分離フィルタ７ｒｐの特性は、図１６に示す特性である。また、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３は、は単なる反射膜でも良い。
【０３００】
同様に、色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３は、実施の形態９（図２５）の色分離フィルタ８ｒｓと同様の透過特性であればよい。色分離フィルタ８ｒｓの特性は、図２０に示す特性である。
【０３０１】
色分離フィルタ７ｇｐ１，７ｇｐ２，７ｇｐ３は、実施の形態９（図２５）の色分離フィルタ７ｇｐと同様の透過特性であればよい。色分離フィルタ７ｇｐの特性は、図２１に示す特性である。
【０３０２】
色分離フィルタ８ｇｓ１，８ｇｓ２，８ｇｓ３は、実施の形態９（図２５）の色分離フィルタ８ｇｓと同様の透過特性であればよい。色分離フィルタ８ｇｓの特性は、図２４に示す特性である。
【０３０３】
色分離フィルタ７ｂｐ１，７ｂｐ２，７ｂｐ３は、実施の形態９（図２５）の色分離フィルタ７ｂｐと同様の透過特性であればよい。色分離フィルタ７ｂｐの特性は、図２２に示す特性である。
【０３０４】
色分離フィルタ８ｂｓ１，８ｂｓ２，８ｂｓ３は、実施の形態９（図２５）の色分離フィルタ８ｂｓと同様の透過特性であればよい。色分離フィルタ８ｂｓの特性は、図２７に示す特性である。
【０３０５】
第１の光源ユニット１６０Ｒａでは、色分離フィルタ８ｒｓ１の−Ｘ方向端面と、色分離フィルタ８ｒｓ２の＋Ｘ方向端面とが、Ｘ座標上で一致して配置されている。同様に、色分離フィルタ８ｒｓ２の−Ｘ方向端面と、色分離フィルタ８ｒｓ３の＋Ｘ方向端面とが、Ｘ座標上で一致して配置されている。
【０３０６】
第１の光源ユニット１６０Ｒａでは、また、色分離フィルタ８ｒｓ１の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ７ｒｐ２の−Ｚ方向端面とが、Ｚ座標上で一致して配置されている。同様に、色分離フィルタ８ｒｓ２の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ７ｒｐ３の−Ｚ方向端面とが、Ｚ座標上で一致して配置されている。
【０３０７】
さらに、色分離フィルタ７ｒｐ１の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｒｓ１の−Ｚ方向端面とは接続されている。色分離フィルタ７ｒｐ２の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｒｓ２の−Ｚ方向端面とは接続されている。同様に、色分離フィルタ７ｒｐ３の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｒｓ３の−Ｚ方向端面とは接続されている。
【０３０８】
第２の光源ユニット１６０Ｇｂでは、色分離フィルタ８ｇｓ１の−Ｘ方向端面と色分離フィルタ８ｇｓ２の＋Ｘ方向端面がＸ座標上で一致して配置されている。同様に、色分離フィルタ８ｇｓ２の−Ｘ方向端面と色分離フィルタ８ｇｓ３の＋Ｘ方向端面がＸ座標上で一致して配置されている。
【０３０９】
第２の光源ユニット１６０Ｇｂでは、また、色分離フィルタ８ｇｓ１の＋Ｚ方向端面と色分離フィルタ７ｇｐ２の−Ｚ方向端面がＺ座標上で一致して配置されている。同様に、色分離フィルタ８ｇｓ２の＋Ｚ方向端面と色分離フィルタ７ｇｐ３の−Ｚ方向端面がＺ座標上で一致して配置されている。
【０３１０】
さらに、色分離フィルタ７ｇｐ１の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｇｓ１の−Ｚ方向端面とは接続されている。色分離フィルタ７ｇｐ２の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｇｓ２の−Ｚ方向端面とは接続されている。同様に、色分離フィルタ７ｇｐ３の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｇｓ３の−Ｚ方向端面とは接続されている。
【０３１１】
第３の光源ユニット１６０Ｂｃでは、色分離フィルタ８ｂｓ１の−Ｘ方向端面と、色分離フィルタ８ｂｓ２の＋Ｘ方向端面がＸ座標上で一致して配置されている。同様に、色分離フィルタ８ｂｓ２の−Ｘ方向端面と色分離フィルタ８ｂｓ３の＋Ｘ方向端面がＸ座標上で一致して配置されている。
【０３１２】
第３の光源ユニット１６０Ｂｃでは、また、色分離フィルタ８ｂｓ１の＋Ｚ方向端面と色分離フィルタ７ｂｐ２の−Ｚ方向端面がＺ座標上で一致して配置されている。同様に、色分離フィルタ８ｂｓ２の＋Ｚ方向端面と色分離フィルタ７ｂｐ３の−Ｚ方向端面がＺ座標上で一致して配置されている。
【０３１３】
さらに、色分離フィルタ７ｂｐ１の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｂｓ１の−Ｚ方向端面とは接続されている。色分離フィルタ７ｂｐ２の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｂｓ２の−Ｚ方向端面とは接続されている。同様に、色分離フィルタ７ｂｐ３の＋Ｚ方向端面と、色分離フィルタ８ｂｓ３の−Ｚ方向端面とは接続されている。
【０３１４】
ここで、「一致」とは、実施の形態６で説明した通りである。つまり、「一致」とは、部品ばらつきの範囲や組立てばらつきの範囲で生じる隙間や重なりを含むものである。
【０３１５】
第１の光源ユニット１６０Ｒａでは、光源１ｒｐから＋Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｒｐは、色分離フィルタ７ｒｐ１で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源２ｒｐから＋Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５２ｒｐは、色分離フィルタ７ｒｐ２で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源３ｒｐから＋Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５３ｒｐは、色分離フィルタ７ｒｐ３で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。
【０３１６】
また、光源１ｒｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｒｓは、色分離フィルタ８ｒｓ１で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源２ｒｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５２ｒｓは、色分離フィルタ８ｒｓ２で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源３ｒｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５３ｒｓは、色分離フィルタ８ｒｓ３で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。
【０３１７】
第２の光源ユニット１６０Ｇｂでは、光源１ｇｐから＋Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｇｐは、色分離フィルタ７ｇｐ１で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源２ｇｐから＋Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５２ｇｐは、色分離フィルタ７ｇｐ２で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源３ｇｐから＋Ｘ方向に出射して平行化レンズで平行化された平行光束１５３ｇｐは、色分離フィルタ７ｇｐ３で反射されて＋Ｚ方向に進行して集光レンズ４に到達する。
【０３１８】
また、光源１ｇｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｇｓは、色分離フィルタ８ｇｓ１で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源２ｇｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５２ｇｓは、色分離フィルタ８ｇｓ２で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源３ｇｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５３ｇｓは、色分離フィルタ８ｇｓ３で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。
【０３１９】
第３の光源ユニット１６０Ｂｃでは、光源１ｂｐから＋Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｂｐは、色分離フィルタ７ｂｐ１で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源２ｂｐから＋Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５２ｂｐは、色分離フィルタ７ｂｐ２で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源３ｂｐから＋Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５３ｂｐは、色分離フィルタ７ｂｐ３で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。
【０３２０】
また、光源１ｂｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｂｓは、色分離フィルタ８ｂｓ１で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源２ｂｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５２ｂｓは、色分離フィルタ８ｂｓ２で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。光源３ｂｓから−Ｘ方向に出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５３ｂｓは、色分離フィルタ８ｂｓ３で反射されて＋Ｚ方向に進行して、集光レンズ４に到達する。
【０３２１】
３つの光源ユニット１６０Ｒａ，１６０Ｇｂ，１６０Ｂｃは、次の２つの点で異なる。第１の相違点は、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３，７ｇｐ１，７ｇｐ２，７ｇｐ３，７ｂｐ１，７ｂｐ２，７ｂｐ３，８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３，８ｇｓ１，８ｇｓ２，８ｇｓ３，８ｂｓ１，８ｂｓ２，８ｂｓ３の透過特性及び反射特性が異なる点である。
【０３２２】
第２の相違点は、光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐ，１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓ，１ｇｐ，２ｇｐ，３ｇｐ，１ｇｓ，２ｇｓ，３ｇｓ，１ｂｐ，２ｂｐ，３ｂｐ，１ｂｓ，２ｂｓ，３ｂｓが異なる色の光を発光する点である。
【０３２３】
第１の光源ユニット１６０Ｒａは、赤色の光を発する光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐ，１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓを有する。第２の光源ユニット１６０Ｇｂは、緑色の光を発する光源１ｇｐ，２ｇｐ，３ｇｐ，１ｇｓ，２ｇｓ，３ｇｓを有する。第３の光源ユニット１６０Ｂｃは、青色の光を発する光源１ｂｐ，２ｂｐ，３ｂｐ，１ｂｓ，２ｂｓ，３ｂｓを有する。
【０３２４】
なお、異なる色の光を発光する光源は、光源自体の内部の構成が異なることはあり得る。光源ユニット１６０Ｒａ，１６０Ｇｂ，１６０Ｂｃは、上記の２つの相違点を除き、同じ構成を有している。そのため、光束、色分離フィルタ及び集光レンズ４の関係について、光源装置１６０Ｒａを例にとって説明する。
【０３２５】
図３２に示すように、光源１ｒｐ，１ｒｓ，２ｒｐ，２ｒｓ，３ｒｐ，３ｒｓは、Ｙ方向に３個配列されている。第１の光源ユニット１６０Ｒａは、３つの光源群Ｚ１ａ，Ｚ２ａ，Ｚ３ａを有する。各光源群Ｚ１ａ，Ｚ２ａ，Ｚ３ａは、Ｚ方向に並んだ光源１ｒｐ，１ｒｓ，２ｒｐ，２ｒｓ，３ｒｐ，３ｒｓを有する。各光源群Ｚ１ａ，Ｚ２ａ，Ｚ３ａの光源１ｒｐ，１ｒｓ，２ｒｐ，２ｒｓ，３ｒｐ，３ｒｓは、Ｘ方向の位置及びＹ方向の位置が同じである。
【０３２６】
第１の光源ユニット１６０Ｒａでは、光源群Ｚ１ａから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ，１５２ｒｐ，１５２ｒｓ，１５３ｒｐ，１５３ｒｓは、色分離フィルタ７ｒｐ１，８ｒｓ１，７ｒｐ２，８ｒｓ２，７ｒｐ３，８ｒｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３２７】
平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ａの位置に進む。平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ｂの位置に進む。平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ｃの位置に進む。
【０３２８】
同様に、光源群Ｚ２ａから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ，１５２ｒｐ，１５２ｒｓ，１５３ｒｐ，１５３ｒｓは、色分離フィルタ７ｒｐ１，８ｒｓ１，７ｒｐ２，８ｒｓ２，７ｒｐ３，８ｒｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３２９】
平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ａの位置に進む。平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ｂの位置に進む。平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ｃの位置に進む。
【０３３０】
また、光源群Ｚ３ａから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ，１５２ｒｐ，１５２ｒｓ，１５３ｒｐ，１５３ｒｓは、色分離フィルタ７ｒｐ１，８ｒｓ１，７ｒｐ２，８ｒｓ２，７ｒｐ３，８ｒｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３３１】
平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ａの位置に進む。平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ｂの位置に進む。平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓは重ね合わされて赤色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ｃの位置に進む。
【０３３２】
第２の光源ユニット１６０Ｇｂでは、光源群Ｚ１ｂから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓ，１５２ｇｐ，１５２ｇｓ，１５３ｇｐ，１５３ｇｓは、色分離フィルタ７ｇｐ１，８ｇｓ１，７ｇｐ２，８ｇｓ２，７ｇｐ３，８ｇｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３３３】
平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ａの位置に進む。平行光束１５２ｇｐ，１５２ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ｂの位置に進む。平行光束１５３ｇｐ，１５３ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ｃの位置に進む。
【０３３４】
同様に、光源群Ｚ２ｂから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓ，１５２ｇｐ，１５２ｇｓ，１５３ｇｐ，１５３ｇｓは、色分離フィルタ７ｇｐ１，８ｇｓ１，７ｇｐ２，８ｇｓ２，７ｇｐ３，８ｇｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３３５】
平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ａの位置に進む。平行光束１５２ｇｐ，１５２ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ｂの位置に進む。平行光束１５３ｇｐ，１５３ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ｃの位置に進む。
【０３３６】
同様に、光源群Ｚ３ｂから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓ，１５２ｇｐ，１５２ｇｓ，１５３ｇｐ，１５３ｇｓは、色分離フィルタ７ｇｐ１，８ｇｓ１，７ｇｐ２，８ｇｓ２，７ｇｐ３，８ｇｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３３７】
平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ａの位置に進む。平行光束１５２ｇｐ，１５２ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ｂの位置に進む。平行光束１５３ｇｐ，１５３ｇｓは重ね合わされて緑色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ｃの位置に進む。
【０３３８】
第３の光源ユニット１６０Ｂｃでは、光源群Ｚ１ｃから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓ，１５２ｂｐ，１５２ｂｓ，１５３ｂｐ，１５３ｂｓは、色分離フィルタ７ｂｐ１，８ｂｓ１，７ｂｐ２，８ｂｓ２，７ｂｐ３，８ｂｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３３９】
平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ａの位置に進む。平行光束１５２ｂｐ，１５２ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ｂの位置に進む。平行光束１５３ｂｐ，１５３ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ｃの位置に進む。
【０３４０】
同様に、光源群Ｚ２ｃから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓ，１５２ｂｐ，１５２ｂｓ，１５３ｂｐ，１５３ｂｓは、色分離フィルタ７ｂｐ１，８ｂｓ１，７ｂｐ２，８ｂｓ２，７ｂｐ３，８ｂｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３４１】
平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ａの位置に進む。平行光束１５２ｂｐ，１５２ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ｂの位置に進む。平行光束１５３ｂｐ，１５３ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ｃの位置に進む。
【０３４２】
同様に、光源群Ｚ３ｃから出射されて平行化レンズで平行化された平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓ，１５２ｂｐ，１５２ｂｓ，１５３ｂｐ，１５３ｂｓは、色分離フィルタ７ｂｐ１，８ｂｓ１，７ｂｐ２，８ｂｓ２，７ｂｐ３，８ｂｓ３で反射され、または透過して、＋Ｚ方向に進む。
【０３４３】
平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ａの位置に進む。平行光束１５２ｂｐ，１５２ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ｂの位置に進む。平行光束１５３ｂｐ，１５３ｂｓは重ね合わされて青色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ｃの位置に進む。
【０３４４】
光源群Ｚ１ａ、光源群Ｚ１ｂ及び光源群Ｚ１ｃは、Ｘ方向及びＹ方向の位置は同じで、Ｚ方向に一列に並んでいる。−Ｚ方向側から＋Ｚ方向側に向かって、光源群Ｚ１ａ、光源群Ｚ１ｂ及び光源群Ｚ１ｃの順に並んでいる。
【０３４５】
光源群Ｚ２ａ、光源群Ｚ２ｂ及び光源群Ｚ２ｃは、Ｘ方向及びＹ方向の位置は同じで、Ｚ方向に一列に並んでいる。−Ｚ方向側から＋Ｚ方向側に向かって、光源群Ｚ２ａ、光源群Ｚ２ｂ及び光源群Ｚ２ｃの順に並んでいる。
【０３４６】
光源群Ｚ３ａ、光源群Ｚ３ｂ及び光源群Ｚ３ｃは、Ｘ方向及びＹ方向の位置は同じで、Ｚ方向に一列に並んでいる。−Ｚ方向側から＋Ｚ方向側に向かって、光源群Ｚ３ａ、光源群Ｚ３ｂ及び光源群Ｚ３ｃの順に並んでいる。
【０３４７】
「各光源群のＸ方向の位置が同じ」とは、対応する光源のＸ方向の位置が同じであることを示す。「対応する光源」とは、光源１ｒｐ、光源１ｇｐ及び光源１ｂｐである。また、光源１ｒｓ、光源１ｇｓ及び光源１ｂｓである。また、光源２ｒｐ、光源２ｇｐ及び光源２ｂｐである。また、光源２ｒｓ、光源２ｇｓ及び光源２ｂｓである。また、光源３ｒｐ、光源３ｇｐ及び光源３ｂｐである。また、光源３ｒｓ、光源３ｇｓ及び光源３ｂｓである。
【０３４８】
光源群Ｚ１ａの平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ、光源群Ｚ１ｂの平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓ、及び光源群Ｚ１ｃの平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ａの位置に進む。
【０３４９】
光源群Ｚ１ａの平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓ、光源群Ｚ１ｂの平行光束１５２ｇｐ，１５２ｇｓ、及び光源群Ｚ１ｃの平行光束１５２ｂｐ，１５２ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ｂの位置に進む。
【０３５０】
光源群Ｚ１ａの平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓ、光源群Ｚ１ｂの平行光束１５３ｇｐ，１５３ｇｓ、及び光源群Ｚ１ｃの平行光束１５３ｂｐ，１５３ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ１ｃの位置に進む。
【０３５１】
光源群Ｚ２ａの平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ、光源群Ｚ２ｂの平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓ、及び光源群Ｚ２ｃの平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ａの位置に進む。
【０３５２】
光源群Ｚ２ａの平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓ、光源群Ｚ２ｂの平行光束１５２ｇｐ，１５２ｇｓ、及び光源群Ｚ２ｃの平行光束１５２ｂｐ，１５２ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ｂの位置に進む。
【０３５３】
光源群Ｚ２ａの平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓ、光源群Ｚ２ｂの平行光束１５３ｇｐ，１５３ｇｓ、及び光源群Ｚ２ｃの平行光束１５３ｂｐ，１５３ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ２ｃの位置に進む。
【０３５４】
光源群Ｚ３ａの平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ、光源群Ｚ３ｂの平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓ、及び光源群Ｚ３ｃの平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ａの位置に進む。
【０３５５】
光源群Ｚ３ａの平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓ、光源群Ｚ３ｂの平行光束１５２ｇｐ，１５２ｇｓ、及び光源群Ｚ３ｃの平行光束１５２ｂｐ，１５２ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ｂの位置に進む。
【０３５６】
光源群Ｚ３ａの平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓ、光源群Ｚ３ｂの平行光束１５３ｇｐ，１５３ｇｓ、及び光源群Ｚ３ｃの平行光束１５３ｂｐ，１５３ｂｓは、重ね合わされて白色の光束となり、集光レンズ４のＷ３ｃの位置に進む。
【０３５７】
上述のように実施の形態１１の構成について説明した。ここで、実施の形態１１の構成が、実施の形態９の構成の変形例であることについて説明する。つまり、実施の形態１１の構成は、実施の形態９の構成をＸ方向に３つ並べた構成と同じである。
【０３５８】
光源１ｒｓは、光源１ｒｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源２ｒｓは、光源２ｒｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源３ｒｓは、光源３ｒｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。
【０３５９】
同様に、光源１ｇｓは、光源１ｇｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源２ｇｓは、光源２ｇｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源３ｇｓは、光源３ｇｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。
【０３６０】
同様に、光源１ｂｓは、光源１ｂｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源２ｂｓは、光源２ｂｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。光源３ｂｓは、光源３ｂｐに対して偏光方向が９０度異なる偏光の光を発する。
【０３６１】
光源１ｒｐから出射された平行光束１５１ｒｐは、色分離フィルタ７ｒｐ１で集光レンズ４に向けて反射される。光源１ｒｓから出射された平行光束１５１ｒｓは、色分離フィルタ８ｒｓ１で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｒｐ１で反射された平行光束１５１ｒｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｒｓ１を透過する。平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓは、第１の波長帯域の光である。
【０３６２】
光源１ｇｐから出射された平行光束１５１ｇｐは、色分離フィルタ７ｇｐ１で集光レンズ４に向けて反射される。光源１ｇｓから出射された平行光束１５１ｇｓは、色分離フィルタ８ｇｓ１で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｇｐ１で反射された平行光束１５１ｇｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｇｓ１を透過する。平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓは、第２の波長帯域の光である。平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｇｐ１，８ｇｓ１を透過する。
【０３６３】
光源１ｂｐから出射された平行光束１５１ｂｐは、色分離フィルタ７ｂｐ１で集光レンズ４に向けて反射される。光源１ｂｓから出射された平行光束１５１ｂｓは、色分離フィルタ８ｂｓ１で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｂｐ１で反射された平行光束１５１ｂｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｂｓ１を透過する。平行光束１５１ｂｐ，１５１ｂｓは、第３の波長帯域の光である。平行光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ及び平行光束１５１ｇｐ，１５１ｇｓは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｂｐ１，８ｂｓ１を透過する。
【０３６４】
色分離フィルタ８ｇｓ１を透過した平行光束１５１ｒｐ、平行光束１５１ｒｓ及び平行光束１５１ｇｐと、色分離フィルタ８ｇｓ１で反射された平行光束１５１ｇｓとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｇｓ１を透過した平行光束１５１ｒｐ、平行光束１５１ｒｓ及び平行光束１５１ｇｐと、色分離フィルタ８ｇｓ１で反射された平行光束１５１ｇｓとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０３６５】
また、色分離フィルタ８ｂｓ１を透過した平行光束１５１ｒｐ、平行光束１５１ｒｓ、平行光束１５１ｇｐ、平行光束１５１ｇｓ及び平行光束１５１ｂｐと、色分離フィルタ８ｂｓ１で反射された平行光束１５１ｂｓとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｂｓ１を透過した平行光束１５１ｒｐ、平行光束１５１ｒｓ、平行光束１５１ｇｐ、平行光束１５１ｇｓ及び平行光束１５１ｂｐと、色分離フィルタ８ｂｓ１で反射された平行光束１５１ｂｓとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０３６６】
光源２ｒｐ，２ｒｓ，２ｇｐ，２ｇｓ，２ｂｐ，２ｂｓの場合も、同様である。
【０３６７】
光源２ｒｐから出射された平行光束１５２ｒｐは、色分離フィルタ７ｒｐ２で集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｒｓから出射された平行光束１５２ｒｓは、色分離フィルタ８ｒｓ２で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｒｐ２で反射された平行光束１５２ｒｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｒｓ２を透過する。平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓは、第１の波長帯域の光である。
【０３６８】
光源２ｇｐから出射された平行光束１５２ｇｐは、色分離フィルタ７ｇｐ２で集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｇｓから出射された平行光束１５２ｇｓは、色分離フィルタ８ｇｓ２で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｇｐ２で反射された平行光束１５２ｇｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｇｓ２を透過する。平行光束１５２ｇｐ，１５２ｇｓは、第２の波長帯域の光である。平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｇｐ２，８ｇｓ２を透過する。
【０３６９】
光源２ｂｐから出射された平行光束１５２ｂｐは、色分離フィルタ７ｂｐ２で集光レンズ４に向けて反射される。光源２ｂｓから出射された平行光束１５２ｂｓは、色分離フィルタ８ｂｓ２で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｂｐ２で反射された平行光束１５２ｂｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｂｓ２を透過する。平行光束１５２ｂｐ，１５２ｂｓは、第３の波長帯域の光である。平行光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓ及び平行光束１５２ｇｐ，１５２ｇｓは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｂｐ２，８ｂｓ２を透過する。
【０３７０】
色分離フィルタ８ｇｓ２を透過した平行光束１５２ｒｐ、平行光束１５２ｒｓ及び平行光束１５２ｇｐと、色分離フィルタ８ｇｓ２で反射された平行光束１５２ｇｓとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｇｓ２を透過した平行光束１５２ｒｐ、平行光束１５２ｒｓ及び平行光束１５２ｇｐと、色分離フィルタ８ｇｓ２で反射された平行光束１５２ｇｓとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０３７１】
また、色分離フィルタ８ｂｓ２を透過した平行光束１５２ｒｐ、平行光束１５２ｒｓ、平行光束１５２ｇｐ、平行光束１５２ｇｓ及び平行光束１５２ｂｐと、色分離フィルタ８ｂｓ２で反射された平行光束１５２ｂｓとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｂｓ２を透過した平行光束１５２ｒｐ、平行光束１５２ｒｓ、平行光束１５２ｇｐ、平行光束１５２ｇｓ及び平行光束１５２ｂｐと、色分離フィルタ８ｂｓ２で反射された平行光束１５２ｂｓとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０３７２】
光源３ｒｐ，３ｒｓ，３ｇｐ，３ｇｓ，３ｂｐ，３ｂｓの場合も同様である。
【０３７３】
光源３ｒｐから出射された平行光束１５３ｒｐは、色分離フィルタ７ｒｐ３で集光レンズ４に向けて反射される。光源３ｒｓから出射された平行光束１５３ｒｓは、色分離フィルタ８ｒｓ３で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｒｐ３で反射された平行光束１５３ｒｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｒｓ３を透過する。平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓは、第１の波長帯域の光である。
【０３７４】
光源３ｇｐから出射された平行光束１５３ｇｐは、色分離フィルタ７ｇｐ３で集光レンズ４に向けて反射される。光源３ｇｓから出射された平行光束１５３ｇｓは、色分離フィルタ８ｇｓ３で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｇｐ３で反射された平行光束１５３ｇｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｇｓ３を透過する。平行光束１５３ｇｐ，１５３ｇｓは、第２の波長帯域の光である。平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｇｐ３，８ｇｓ３を透過する。
【０３７５】
光源３ｂｐから出射された平行光束１５３ｂｐは、色分離フィルタ７ｂｐ３で集光レンズ４に向けて反射される。光源３ｂｓから出射された平行光束１５３ｂｓは、色分離フィルタ８ｂｓ３で集光レンズ４に向けて反射される。色分離フィルタ７ｂｐ３で反射された平行光束１５３ｂｐは、光の偏光の方向に基づいて、色分離フィルタ８ｂｓ３を透過する。平行光束１５３ｂｐ，１５３ｂｓは、第３の波長帯域の光である。平行光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓ及び平行光束１５３ｇｐ，１５３ｇｓは、光の波長帯域に基づいて、色分離フィルタ７ｂｐ３，８ｂｓ３を透過する。
【０３７６】
色分離フィルタ８ｇｓ３を透過した平行光束１５３ｒｐ、平行光束１５３ｒｓ及び平行光束１５３ｇｐと、色分離フィルタ８ｇｓ３で反射された平行光束１５３ｇｓとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｇｓ３を透過した平行光束１５３ｒｐ、平行光束１５３ｒｓ及び平行光束１５３ｇｐと、色分離フィルタ８ｇｓ３で反射された平行光束１５３ｇｓとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０３７７】
また、色分離フィルタ８ｂｓ３を透過した平行光束１５３ｒｐ、平行光束１５３ｒｓ、平行光束１５３ｇｐ、平行光束１５３ｇｓ及び平行光束１５３ｂｐと、色分離フィルタ８ｂｓ３で反射された平行光束１５３ｂｓとは、同一の方向に進行する。つまり、色分離フィルタ８ｂｓ３を透過した平行光束１５３ｒｐ、平行光束１５３ｒｓ、平行光束１５３ｇｐ、平行光束１５３ｇｓ及び平行光束１５３ｂｐと、色分離フィルタ８ｂｓ３で反射された平行光束１５３ｂｓとは、集光レンズ４に向けて進行する。
【０３７８】
光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ１を透過した光束１５１ｒｐ，１５１ｇｐ，１５１ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ１で反射された光束１５１ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ，Ｚ１ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ１を透過した光束１５１ｒｐ，１５１ｇｐ，１５１ｂｐ，１５１ｒｓ，１５１ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ１で反射された光束１５１ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ１ａとなる。
【０３７９】
光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ１を透過した光束１５１ｒｐ，１５１ｇｐ，１５１ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ１で反射された光束１５１ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂ，Ｚ２ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ１を透過した光束１５１ｒｐ，１５１ｇｐ，１５１ｂｐ，１５１ｒｓ，１５１ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ１で反射された光束１５１ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ２ａとなる。
【０３８０】
光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ１を透過した光束１５１ｒｐ，１５１ｇｐ，１５１ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ１で反射された光束１５１ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ１を透過した光束１５１ｒｐ，１５１ｇｐ，１５１ｂｐ，１５１ｒｓ，１５１ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ１で反射された光束１５１ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ３ａとなる。
【０３８１】
光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ２を透過した光束１５２ｒｐ，１５２ｇｐ，１５２ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ２で反射された光束１５２ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ，Ｚ１ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ２を透過した光束１５２ｒｐ，１５２ｇｐ，１５２ｂｐ，１５２ｒｓ，１５２ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ２で反射された光束１５２ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ１ｂとなる。
【０３８２】
光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ２を透過した光束１５２ｒｐ，１５２ｇｐ，１５２ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ２で反射された光束１５２ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂ，Ｚ２ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ２を透過した光束１５２ｒｐ，１５２ｇｐ，１５２ｂｐ，１５２ｒｓ，１５２ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ２で反射された光束１５２ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ２ｂとなる。
【０３８３】
光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ２を透過した光束１５２ｒｐ，１５２ｇｐ，１５２ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ２で反射された光束１５２ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ２を透過した光束１５２ｒｐ，１５２ｇｐ，１５２ｂｐ，１５２ｒｓ，１５２ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ２で反射された光束１５２ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ３ｂとなる。
【０３８４】
光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ３を透過した光束１５３ｒｐ，１５３ｇｐ，１５３ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ３で反射された光束１５３ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ，Ｚ１ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ３を透過した光束１５３ｒｐ，１５３ｇｐ，１５３ｂｐ，１５３ｒｓ，１５３ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ３で反射された光束１５３ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ１ｃとなる。
【０３８５】
光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ３を透過した光束１５３ｒｐ，１５３ｇｐ，１５３ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ３で反射された光束１５３ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂ，Ｚ２ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ３を透過した光束１５３ｒｐ，１５３ｇｐ，１５３ｂｐ，１５３ｒｓ，１５３ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ３で反射された光束１５３ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ２ｃとなる。
【０３８６】
光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂから出射されて色分離フィルタ８ｇｓ３を透過した光束１５３ｒｐ，１５３ｇｐ，１５３ｒｓと、色分離フィルタ８ｇｓ３で反射された光束１５３ｇｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。また、光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃから出射されて色分離フィルタ８ｂｓ３を透過した光束１５３ｒｐ，１５３ｇｐ，１５３ｂｐ，１５３ｒｓ，１５３ｇｓと、色分離フィルタ８ｂｓ３で反射された光束１５３ｂｓとは、同一の方向に進行する際に重畳する。そして重畳した光束は、白色の光束Ｗ３ｃとなる。
【０３８７】
また、光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ，Ｚ１ｃから発せられて重畳した光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓ，１５２ｇｐ，１５２ｇｓ，１５２ｂｐ，１５２ｂｓ（図３０の光束Ｗ１ｂの位置の光束）は、光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ，Ｚ１ｃから発せられて重畳した光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ，１５１ｇｐ，１５１ｇｓ，１５１ｂｐ，１５１ｂｓ（図３０の光束Ｗ１ａの位置の光束）及び光源群Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ，Ｚ１ｃから発せられて重畳した光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓ，１５３ｇｐ，１５３ｇｓ，１５３ｂｐ，１５３ｂｓ（図３０の光束Ｗ１ｃの位置の光束）と近接している。
【０３８８】
光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂ，Ｚ２ｃから発せられて重畳した光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓ，１５２ｇｐ，１５２ｇｓ，１５２ｂｐ，１５２ｂｓ（図３０の光束Ｗ２ｂの位置の光束）は、光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂ，Ｚ２ｃから発せられて重畳した光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ，１５１ｇｐ，１５１ｇｓ，１５１ｂｐ，１５１ｂｓ（図３０の光束Ｗ２ａの位置の光束）及び光源群Ｚ２ａ，Ｚ２ｂ，Ｚ２ｃから発せられて重畳した光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓ，１５３ｇｐ，１５３ｇｓ，１５３ｂｐ，１５３ｂｓ（図３０の光束Ｗ２ｃの位置の光束）と近接している。
【０３８９】
光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃから発せられて重畳した光束１５２ｒｐ，１５２ｒｓ，１５２ｇｐ，１５２ｇｓ，１５２ｂｐ，１５２ｂｓ（図３０の光束Ｗ３ｂの位置の光束）は、光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃから発せられて重畳した光束１５１ｒｐ，１５１ｒｓ，１５１ｇｐ，１５１ｇｓ，１５１ｂｐ，１５１ｂｓ（図３０の光束Ｗ３ａの位置の光束）及び光源群Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃから発せられて重畳した光束１５３ｒｐ，１５３ｒｓ，１５３ｇｐ，１５３ｇｓ，１５３ｂｐ，１５３ｂｓ（図３０の光束Ｗ３ｃの位置の光束）と近接している。
【０３９０】
また、光束Ｗ１ｂは、光束Ｗ１ａ及び光束Ｗ１ｃと近接している。同様に、光束Ｗ２ｂは、光束Ｗ２ａ及び光束Ｗ２ｃと近接している。光束Ｗ３ｂは、光束Ｗ３ａ及び光束Ｗ３ｃと近接している。
【０３９１】
「近接している」とは、近くにあることである。そのため、「近接している」とは、接しているとは限らない。また、「近接」とは、光束と光束との間の隙間が、光束の幅以下であることを目安とする。
【０３９２】
また、実施の形態１１の各光源は、−Ｚ方向側から、光源１ｒｐ，１ｒｓ、光源１ｇｐ，１ｇｓ、光源１ｂｐ，１ｂｓの順に配置されている。しかしながら、各光源は、−Ｚ方向側から、光源１ｂｐ，１ｂｓ、光源１ｇｐ，１ｇｓ、光源１ｒｐ，１ｒｓの順に配置する等、赤色の光を発する光源、緑色の光を発する光源、及び青色の光を発する光源を、どの順序で配置してもよい。
【０３９３】
同様に、実施の形態１１の各光源は、−Ｚ方向側から、光源２ｒｐ，２ｒｓ、光源２ｇｐ，２ｇｓ、光源２ｂｐ，２ｂｓの順に配置されている。しかしながら、各光源は、−Ｚ方向側から、光源２ｂｐ，２ｂｓ、光源２ｇｐ，２ｇｓ、光源２ｒｐ，２ｒｓの順に配置する等、赤色の光を発する光源、緑色の光を発する光源、及び青色の光を発する光源を、どの順序で配置してもよい。
【０３９４】
同様に、実施の形態１１の各光源は、−Ｚ方向側から、光源３ｒｐ，３ｒｓ、光源３ｇｐ，３ｇｓ、光源３ｂｐ，３ｂｓの順に配置されている。しかしながら、各光源は、−Ｚ方向側から、光源３ｂｐ，３ｂｓ、光源３ｇｐ，３ｇｓ、光源３ｒｐ，３ｒｓの順に配置する等、赤色の光を発する光源、緑色の光を発する光源、及び青色の光を発する光源を、どの順序で配置してもよい。
【０３９５】
光源１ｒｐ，１ｒｓ，２ｒｐ，２ｒｓ，３ｒｐ，３ｒｓは、赤色の光を発する光源である。光源１ｇｐ，１ｇｓ，２ｇｐ，２ｇｓ，３ｇｐ，３ｇｓは、緑色の光を発する光源である。光源１ｂｐ，１ｂｓ，２ｂｐ，２ｂｓ，３ｂｐ，３ｂｓは、青色の光を発する光源である。色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３、７ｇｐ１，７ｇｐ２，７ｇｐ３、７ｂｐ１，７ｂｐ２，７ｂｐ３、８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３、８ｇｓ１，８ｇｓ２，８ｇｓ３、８ｂｓ１，８ｂｓ２，８ｂｓ３の特性を適宜設定することで、実施の形態１１で説明した光の透過及び反射を実現することができ、同等の効果を得ることができる。
【０３９６】
次に、光源ユニット１６０Ｒａについて確認する。光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐは、光束１５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐを出射する。光源１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓは、光束１５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐに対して偏光方向が９０度異なる光束１５１ｒｓ，１５２ｒｓ，１５３ｒｓを出射する。
【０３９７】
色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３は、光束１５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐを反射する色分離フィルタである。色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３は、板形状の色分離フィルタである。
【０３９８】
色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３は、光の偏光の方向に基づいて、光束１５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐを透過して光束１５１ｒｓ，１５２ｒｓ，１５３ｒｓを反射する色分離フィルタである。色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３は、板形状の色分離フィルタである。なお、上述のように、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３は、単なる反射機能を有するだけでも良い。
【０３９９】
光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐ、光源１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓ、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３及び色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３を有するモジュールを、光源モジュールとする。
【０４００】
光源モジュールでは、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３の一面と、色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３の一面とが、１８０度及び０度以外の角度をなすように色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３の端部と、色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３の端部とが接続されている。この角度は、実施の形態１１では、９０度としている。
【０４０１】
光束１５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐは、色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３とのなす角度が１８０度より小さい側の色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３の面で反射される。そして、光束１５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐは、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３とのなす角度が１８０度より小さい側の色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３の面に入射して、色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３を透過する。
【０４０２】
光束１５１ｒｓ，１５２ｒｓ，１５３ｒｓは、色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３とのなす角度が１８０度より大きい側の色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３の面で反射する。
【０４０３】
光源モジュールは、色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３を透過した光束１５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐと、色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３の面で反射された光束１５１ｒｓ，１５２ｒｓ，１５３ｒｓとを、同じ方向に進行する光束として出射する。
【０４０４】
光源ユニット１６０Ｒａは、複数の光源モジュールを有する。複数の光源モジュールは、各々の光源モジュールが有する色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３に対する光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐの配置されている方向が同一となるように配置されている。それと共に、複数の光源モジュールは、各々の光源モジュールが有する色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３に対する光源１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓの配置されている方向が同一となるように配置されている。
【０４０５】
複数の光源モジュールのうち、１つの光源モジュールの色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３及び色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３は、他の１つの光源モジュールの色分離フィルタ７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３及び色分離フィルタ８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３に対して、当該１つの光源モジュールの有する光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐまたは光源１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓの配置された側にずれて配置されている。
【０４０６】
また、光源１ｒｐ，２ｒｐ，３ｒｐ及び光源１ｒｓ，２ｒｓ，３ｒｓは、同一の波長帯域の光を出射する。同様に、光源１ｇｐ，２ｇｐ，３ｇｐ及び光源１ｇｓ，２ｇｓ，３ｇｓは、同一の波長帯域の光を出射する。光源１ｂｐ，２ｂｐ，３ｂｐ及び光源１ｂｓ，２ｂｓ，３ｂｓは、同一の波長帯域の光を出射する。
【０４０７】
光源装置１５０は、以上のように構成されているので、集光レンズ４を透過する平行光束の配置は、＋Ｚ方向から見て、赤色の平行光束がＸＹ平面に９つ並んでいる。緑色の平行光束は、ＸＹ平面に９つ並んでいる。青色の平行光束は、ＸＹ平面に９つ並んでいる。これらの平行光束は、各光源からの平行光束がＸＹ平面のＸ方向に３つ並んだ形状を有している。また、ＸＹ平面のＹ方向に３つ並んだ形状を有している。この９つ並んだ形状の平行光束が、各色合成されるため、白色の平行光束がＸＹ平面に９つ並ぶこととなる。つまり、図３３に示すように、集光レンズ４を、３行×３列の平行光束が透過する。
【０４０８】
これにより、３色の各２個の光源（合計６個の光源）の光束を合成して白色の光束を生成している。この白色の光束をＹ方向に３個及びＸ方向に３個並べている。そのため、集光レンズ４には、３行×３列に配列された９つの光束が入射する。つまり、５４個の光源が発する光束を９つにまとめて集光レンズ４に入射させるため、光利用効率が向上することとなる。
【０４０９】
「光利用効率が高まる」とは、光束の輝度を高くすることができることである。つまり、高い輝度を得ることができることである。「輝度」とは、単に面積当たりの明るさである。つまり、光束の断面の単位面積当たりの明るさである。
【０４１０】
なお、本実施の形態では、青色の光のピーク波長を約４５０ｎｍとしたが、約４６０ｎｍとしても構わない、但し、その際には、上述した色分離フィルタの設定を、適宜変更する必要がある。例えば、図２７に示すＳ偏光の光の透過特性が、波長４７０ｎｍ以上のＳ偏光の光を透過する透過特性となるように、透過特性をシフトすればよい。
【０４１１】
実施の形態１２．
図３４は、上述した実施の形態６における光源装置１１１（図１０）を変形した投写型表示装置７ｊの構成を示す図である。投写型表示装置７ｊの光源装置よりも出射側の構成は、実施の形態１で説明したとおりである。「光源装置よりも出射側の構成」とは、図１に示した集光レンズ４からスクリーン９までの構成である。つまり、「光源装置よりも出射側の構成」とは、集光レンズ４、光強度均一化素子５、リレーレンズ群６、画像表示素子３、投写光学系８及びスクリーン９である。なお、図３４では、投写光学系８及びスクリーン９を省略している。
【０４１２】
図３４に示すように、投写型表示装置７ｊは、光源装置１０００を有する。光源装置１０００は、第１の光源群のみで構成される点において、実施の形態６の光源装置１１１と異なる。第１の光源群１００１は、Ｘ方向の光軸を有している。また、第１の光源群１００１は、複数の光源ｇ１００，ｇ２００，ｂ１００，ｂ２００，ｒ１００，ｒ２００を有している。光源ｇ１００，ｇ２００，ｂ１００，ｂ２００，ｒ１００，ｒ２００は、ＹＺ面内に配列されている。「ＹＺ面内」とは、「ＹＺ平面上」という意味である。同様に、「ＸＹ面内」は「ＸＹ平面上」という意味である。また、「ＺＸ面内」は「ＺＸ平面上」という意味である。
【０４１３】
複数の光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００は、Ｙ方向に２行及びＺ方向に１列（２行１列）に配列されている（図３５参照）。一方、複数の光源ｇ２００，ｂ２００，ｒ２００は、Ｙ方向に３行及びＺ方向に１列（３行１列）に配列されている（図３５参照）。
【０４１４】
複数の光源ｇ１００，ｇ２００，ｂ１００，ｂ２００，ｒ１００，ｒ２００のそれぞれの出射側には、平行化レンズｇ１０１，ｇ２０１，ｂ１０１，ｂ２０１，ｒ１０１，ｒ２０１が配置されている。つまり、複数の光源ｇ１００，ｇ２００，ｂ１００，ｂ２００，ｒ１００，ｒ２００のそれぞれの−Ｘ方向側には、平行化レンズｇ１０１，ｇ２０１，ｂ１０１，ｂ２０１，ｒ１０１，ｒ２０１が配置されている。
【０４１５】
平行化レンズｇ１０１のさらに出射側には、反射素子ｇ１０３が配置されている。平行化レンズｇ２０１のさらに出射側には、透過反射素子ｇ２０３が配置されている。平行化レンズｂ１０１のさらに出射側には、反射素子ｂ１０３が配置されている。平行化レンズｂ２０１のさらに出射側には、透過反射素子ｂ２０３が配置されている。平行化レンズｒ１０１のさらに出射側には、反射素子ｒ１０３が配置されている。平行化レンズｒ２０１のさらに出射側には、透過反射素子ｒ２０３が配置されている。
【０４１６】
反射素子ｇ１０３は、平行化レンズｇ１０１で平行化された平行光束ｇ１０２を集光レンズ４に向けて（＋Ｚ方向に）反射する。透過反射素子ｇ２０３は、平行化レンズｇ２０１で平行化された平行光束ｇ２０２を集光レンズ４に向けて（＋Ｚ方向に）反射する。反射素子ｂ１０３は、平行化レンズｂ１０１で平行化された平行光束ｂ１０２を集光レンズ４に向けて（＋Ｚ方向に）反射する。透過反射素子ｂ２０３は、平行化レンズｂ２０１で平行化された平行光束ｂ２０２を集光レンズ４に向けて（＋Ｚ方向に）反射する。反射素子ｒ１０３は、平行化レンズｒ１０１で平行化された平行光束ｒ１０２を集光レンズ４に向けて（＋Ｚ方向に）反射する。透過反射素子ｒ２０３は、平行化レンズｒ２０１で平行化された平行光束ｒ２０２を集光レンズ４に向けて（＋Ｚ方向に）反射する。
【０４１７】
反射素子ｇ１０３及び透過反射素子ｇ２０３は、Ｘ方向及びＹ方向において、互いに同じ位置に配置されている。このため、反射素子ｇ１０３で反射された平行光束ｇ１０２は、透過反射素子ｇ２０３を透過してＺ方向に進行する。反射素子ｂ１０３及び透過反射素子ｂ２０３は、Ｘ方向及びＹ方向において、互いに同じ位置に配置されている。このため、反射素子ｂ１０３で反射された平行光束ｂ１０２は、透過反射素子ｂ２０３を透過してＺ方向に進行する。反射素子ｒ１０３及び透過反射素子ｒ２０３は、Ｘ方向及びＹ方向において、互いに同じ位置に配置されている。このため、反射素子ｒ１０３で反射された平行光束ｒ１０２は、透過反射素子ｒ２０３を透過してＺ方向に進行する。
【０４１８】
Ｘ方向において、反射素子ｂ１０３及び透過反射素子ｂ２０３は、反射素子ｇ１０３及び透過反射素子ｇ２０３に対して−Ｘ方向側に位置している。Ｘ方向において、反射素子ｂ１０３及び透過反射素子ｂ２０３は、＋Ｚ方向に進行する平行光束ｇ１０２，ｇ２０２を遮らない位置に配置されている。また、Ｘ方向において、反射素子ｒ１０３及び透過反射素子ｒ２０３は、反射素子ｂ１０３及び透過反射素子ｂ２０３に対して−Ｘ方向側に位置している。Ｘ方向において、反射素子ｒ１０３及び透過反射素子ｒ２０３は、＋Ｚ方向に進行する平行光束ｂ１０２，ｂ２０２を遮らない位置に配置されている。
【０４１９】
図３５は、反射素子ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３及び透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３を−Ｘ方向から見た構成図である。図３５では、反射素子ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３の位置及び透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３の位置と、光源ｇ１００，ｇ２００，ｂ１００，ｂ２００，ｒ１００，ｒ２００との位置関係を示すために、第１の光源群１００１の各光源ｇ１００，ｇ２００，ｂ１００，ｂ２００，ｒ１００，ｒ２００を実線で示している。
【０４２０】
図３５に示すように、反射素子ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３は、Ｙ方向に長い矩形形状を有している。また、透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３は、Ｙ方向に長い矩形形状を有している。また、反射素子ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３及び透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３は、Ｚ方向に等間隔に配列されている。
【０４２１】
また、光源ｇ１００のＺ方向の位置は、反射素子ｇ１０３のＺ方向の中心の位置と一致している。光源ｇ２００のＺ方向の位置は、透過反射素子ｇ２０３のＺ方向の中心の位置と一致している。光源ｂ１００のＺ方向の位置は、反射素子ｂ１０３のＺ方向の中心の位置と一致している。光源ｂ２００のＺ方向の位置は、透過反射素子ｂ２０３のＺ方向の中心の位置と一致している。光源ｒ１００のＺ方向の位置は、反射素子ｒ１０３のＺ方向の中心の位置と一致している。光源ｒ２００のＺ方向の位置は、透過反射素子ｒ２０３のＺ方向の中心の位置と一致している。光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００は、Ｙ方向に２個配置されている。光源ｇ２００，ｂ２００，ｒ２００は、Ｙ方向に３個配置されている。
【０４２２】
反射素子ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３は、例えばガラス等の透明基板の表面に、反射膜等により反射部Ｒｇ，Ｒｂ，Ｒｒを形成したものである。反射素子ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３は、それぞれ全面に反射部Ｒｇ，Ｒｂ，Ｒｒが形成されている。
【０４２３】
透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３は、例えばガラス等の透明基板の表面に、反射膜等の反射部Ｒｇ，Ｒｂ，Ｒｒを形成したものである。透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３は、光源ｇ２００，ｂ２００，ｒ２００から出射された光束が入射する領域に、それぞれ反射部Ｒｇ，Ｒｂ，Ｒｒを有している。透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３において、反射部Ｒｇ，Ｒｂ，Ｒｒが形成されていない領域は、光束を透過する領域となる。
【０４２４】
Ｙ方向において、光源ｇ１００は、透過反射素子ｇ２０３の光束を透過する領域に対応する位置に配置されている。同様に、Ｙ方向において、光源ｂ１００は、透過反射素子ｂ２０３の光束を透過する領域に対応する位置に配置されている。また、Ｙ方向において、光源ｒ１００は、透過反射素子ｒ２０３の光束を透過する領域に対応する位置に配置されている。
【０４２５】
このように構成されているため、光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００から出射されて、平行化レンズｇ１０１，ｂ１０１，ｒ１０１で平行化された平行光束ｇ１０２，ｂ１０２，ｒ１０２は、反射素子ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３で＋Ｚ方向に反射され、さらに透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３の透過領域を通過して、集光レンズ４に入射する。
【０４２６】
また、光源ｇ２００，ｂ２００，ｒ２００から出射されて、平行化レンズｇ２０１，ｂ２０１，ｒ２０１で平行化された平行光束ｇ２０２，ｂ２０２，ｒ２０２は、透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３で＋Ｚ方向に反射されて、集光レンズ４に入射する。
【０４２７】
図３６（Ａ）は、平行光束ｇ１０２，ｂ１０２，ｒ１０２の集光レンズ４に入射する位置を示した模式図である。平行光束ｇ１０２，ｂ１０２，ｒ１０２は、第１の光源群１００１の光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００から出射されて、平行化レンズｇ１０１，ｂ１０１，ｒ１０１で平行化された光束である。
【０４２８】
図３６（Ａ）に示すように、光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００のみを用いた場合には、集光レンズ４の入射面に、合計６つの平行光束が入射する。光源ｇ１００から出射された緑色の平行光束ｇ１０２は、Ｙ方向に２行及びＸ方向に１列（２行１列）に並んで集光レンズ４に入射する。光源ｂ１００から出射された青色の平行光束ｂ１０２は、Ｙ方向に２行及びＸ方向に１列（２行１列）に並んで集光レンズ４に入射する。光源ｒ１００から出射された赤色の平行光束ｒ１０２は、Ｙ方向に２行及びＸ方向に１列（２行１列）に並んで集光レンズ４に入射する。平行光束ｇ１０２，ｂ１０２，ｒ１０２は、Ｘ方向には密に配列されているが、Ｙ方向には隙間が生じるため、光の利用効率が良くない。
【０４２９】
一方、この実施の形態１２において、全ての光源ｇ１００，ｇ２００，ｂ１００，ｂ２００，ｒ１００，ｒ２００を用いた場合には、集光レンズ４の入射面に、合計１５つの平行光束が入射する。光源ｇ２００，ｂ２００，ｒ２００（合計９つ）から出射されて、平行化レンズｇ２０１，ｂ２０１，ｒ２０１で平行化された平行光束ｇ２０２，ｂ２０２，ｒ２０２は、Ｙ方向に３行及びＸ方向に３列（３行３列）に並んで集光レンズ４に入射する。平行光束ｇ２０２は、緑色の光束である。平行光束ｂ２０２は、青色の光束である。平行光束ｒ２０２は、赤色の光束である。３行３列に並んで集光レンズ４に入射する平行光束ｇ２０２，ｂ２０２，ｒ２０２のＹ方向の隙間を埋めるように、平行光束ｇ１０２，ｂ１０２，ｒ１０２は、２行３列に並んで集光レンズ４に入射する。このように、集光レンズ４の入射面には、平行光束ｇ１０２，ｂ１０２，ｒ１０２，ｇ２０２，ｂ２０２，ｒ２０２が隙間なく入射するため、光の利用効率を向上することができる。
【０４３０】
以上説明したように、この実施の形態１２の光源装置１０００は、光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００から出射された光束と、光源ｇ２００，ｂ２００，ｒ２００から出射された光束とを合わせて、集光レンズ４の入射面における光束の隙間をなくしている。これにより、光の利用効率の高い光源装置１０００を実現することができる。
【０４３１】
また、反射素子ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３は、透過領域が存在しないため、反射率の高い反射膜を用いることができる。
【０４３２】
また、ここでは、緑色の光源、青色の光源及び赤色の光源を用いたが、単色の光源を用いても同様の効果が得られる。
【０４３３】
また、透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３として、偏光分離素子を用いてもよい。その場合、光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００から出射される光束の偏光方向と、光源ｇ２００，ｂ２００，ｒ２００から出射される光束の偏光方向とが９０度異なっていることが好ましい。
【０４３４】
さらに、光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００の偏光方向と光源ｇ２００，ｂ２００，ｒ２００の偏光方向とが９０度異なる場合には、透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３の全面を偏光分離膜とすることができる。透過反射素子ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３を用いた場合には、光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００から出射した平行光束ｇ１０２，ｂ１０２，ｇ１０２の一部が、反射部Ｒｇ，Ｒｂ，Ｒｒで反射され集光レンズ４に到達しなかった。偏光分離膜を用いることにより、反射部Ｒｇ，Ｒｂ，Ｒｒで反射され集光レンズ４に到達しなかった一部の平行光束を、集光レンズ４に到達させることができる。これにより、光源装置１０００の光の利用効率を高めることができる。
【０４３５】
その場合、透過反射素子ｒ２０３は、赤色のピーク波長が６４０ｎｍとすると全面が図２０の透過率特性を有していればよい。透過反射素子ｇ２０３は、緑色のピーク波長が５３０ｎｍとすると全面が図１８の透過率特性を有していればよい。透過反射素子ｂ２０３は、青色のピーク波長が４５０ｎｍとすると全面が図１４の透過率特性を有していればよい。
【０４３６】
また、この実施の形態１２では、図３６（Ａ）に示すように、光源ｇ１００，ｂ１００，ｒ１００は、Ｙ方向に２行に配列されているが、３行以上であっても良い。
【０４３７】
また、本実施の形態では光源ｇ２００と光源ｂ１００のＺ方向の間隔、光源ｂ２００と光源ｒ１００のＺ方向の間隔が、集光レンズ４に到達する際の平行光束ｇ１０２，ｇ２０２とｂ１０２，ｂ２０２とのＸ方向の間隔、平行光束ｂ１０２，ｂ２０２とｒ１０２、ｒ２０２とのＸ方向の間隔に相当し、Ｘ方向の間隔がそれぞれ近接しているため、光利用効率が高まる。
【０４３８】
さらに、一つの光源装置１０００で集光レンズ４に密な平行光束を到達されることが可能となるため、冷却が容易となる。
【０４３９】
また、第１の光源群１００１は、蛍光体を励起するための単色光源でもよい。この場合には、光束の集光位置に蛍光体を配置し、蛍光体に集光した単色光源と異なる色（波長）の光束を出射する構成となる。
【０４４０】
本発明は、例えば、ＬＥＤやＬＤ等の光源を用いた光源装置、及びその光源装置を用いた投写型表示装置に適用することができる。
【０４４１】
また、本発明は、例えば、赤色の光を発するＬＥＤと青色の光を発するＬＥＤを用い、さらにＬＤの発する青色の光を蛍光体に集光させて緑色の光を発する投写型表示装置に適用することができる。光源として一般的に使用される高圧水銀ランプを使用しないため、水銀フリーを実現することができる。また、ランプは電極摩耗により明るさが低下するため、長寿命化が難しいのに対し、本発明を適用した投写型表示装置は長寿命化が可能である。
【０４４２】
上述した各実施の形態では、光源から出射された光を、平行化レンズにより平行光束としている。しかしながら、光束を平行化することは必須の要件ではない。集光レンズに向けて集光する光束であっても、同様の効果を得ることができる。但し、各光源と集光レンズ４との距離が異なるため、平行光束とした方が、光源の出射側に配置するレンズの設計が容易になるというメリットがある。
【０４４３】
また、上述した各実施の形態では、対向する光源の光軸が互いに平行になるように配置されている。しかしながら、本発明はこのような配置に限定されない。各光源から発せられる光の光軸は、透過反射素子や偏光分離素子などで反射された際に集光レンズ４に向かうように配置されていれば良い。互いに対向する位置に配置された光源の光軸を平行としないことで、対向する光源から発せられた光が自らの光源内に入射することを避けることができる。これにより、光源の劣化を防ぎ、光源の寿命が短くなることを防止することができる。
【０４４４】
なお、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０４４５】
１，１ｅ，１ｆ，１１１，１１３，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１２０，１５０，１０００  光源装置、  １ｒｐ  光源（第１の光源）、  １ｇｐ  光源（第３の光源）、  １ｂｐ  光源（第５の光源）、  ２ａ  第１の光源群、  ２ｂ  第２の光源群、  ２ｒｓ  光源（第２の光源）、  ２ｇｓ  光源（第４の光源）、  ２ｂｓ  光源（第６の光源）、  ３  画像表示素子（ライトバルブ）、  ４  集光レンズ（集光光学系）、  ５  光強度均一化素子、  ５ｒｐ  平行光束（第１の偏光の光）、  ５ｇｐ  平行光束（第３の偏光の光）、  ５ｂｐ  平行光束（第５の偏光の光）、  ６  リレーレンズ群、  ６ｒｓ  平行光束（第２の偏光の光）、  ６ｇｓ  平行光束（第４の偏光の光）、  ６ｂｓ  平行光束（第６の偏光の光）、  ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ，７ｉ  投写型表示装置、  ７ｒｐ，７ｒｐ１，７ｒｐ２，７ｒｐ３  色分離フィルタ（反射素子）、  ７ｇｐ  色分離フィルタ（第２の選択透過素子）、  ７ｂｐ  色分離フィルタ（第４の選択透過素子）、  ８ｒｓ，８ｒｓ１，８ｒｓ２，８ｒｓ３  色分離フィルタ（第１の選択透過素子）、  ８ｇｓ  色分離フィルタ（第３の選択透過素子）、  ８ｂｓ  色分離フィルタ（第５の選択透過素子）、  １１ｒ，１１ｂ，１１ｇ，１２ｒ，１２ｂ，１２ｇ  光源、  １３ｒ，１３ｂ，１３ｇ，１４ｒ，１４ｂ，１４ｇ  平行化レンズ、  １７  透過反射素子、  ２１ｒ，２１ｂ，２１ｇ，２２ｒ，２２ｂ，２２ｇ  光源、  ２７  透過反射素子、  ３７，５７，８８，１０８ｒ、１０８ｂ，１０８ｇ  透過反射素子、  ７７ｂ，８７ｂ，６８  偏光分離素子（偏光分離素子）、  １０１ａ，１０１ｃ  第１の光源ユニット、  １０１ｂ，１０１ｄ  第２の光源ユニット、  １０２ａ，１０２ｃ，１０２ｅ，１０２ｇ，１１４ｉ，１２１ｉ  第１の光源群、  １０２ｂ，１０２ｄ，１０２ｆ，１０２ｈ，１１４ｊ，１２１ｊ  第２の光源群、  １５１ｒｐ，１５２ｒｐ，１５３ｒｐ  平行光束（第１の偏光の光）、  １５１ｒｓ，１５２ｒｓ，１５３ｒｓ  平行光束（第２の偏光の光）、  １６０Ｒａ  第１の光源ユニット、  １６０Ｇｂ  第２の光源ユニット、  １６０Ｂｃ  第３の光源ユニット、  ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｇ，３０２ｒ  光源群（第１の光源群）、  ４０２ａ，４０２ｒ，４０２ｇ，４０２ｂ  光源群（第２の光源群）、  ３１１ｂ，３１２ｂ，３１２ｇ，３１２ｒ，４１１ｒ，４１２ｒ，４１２ｇ，４１２ｂ  光源（第１の光源）、  ３１３ｂ，３１４ｂ，３１４ｇ，３１４ｒ，４１３ｒ，４１４ｒ，４１４ｇ，４１４ｂ  平行化レンズ、  ３１７ｂ，４１７ｒ  色分離フィルタ（偏光分離素子）、  ３１７ｇ，４１７ｇ  色分離フィルタ（第１の選択透過素子）、  ３１７ｒ，４１７ｂ  色分離フィルタ（第２の選択透過素子）、  ｇ１００，ｇ２００，ｂ１００，ｂ２００，ｒ１００，ｒ２００  光源、  ｇ１０３，ｂ１０３，ｒ１０３  反射素子、  ｇ２０３，ｂ２０３，ｒ２０３  透過反射素子、  １００１  第１の光源群。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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