(57)【要約】【課題】３個以上の光源ユニットからの光束を合成して、高輝度化及び小型化が可能な光源装置を提供する。【解決手段】光源装置は、Ｓ偏光を出射するように光源素子が複数個配列され、出射方向に対向配置された第１及び第２光源ユニットと、Ｐ偏光を出射するように光源素子が複数個配列されてなり、第１及び第２光源ユニットの光出射方向と直交する方向にＰ偏光が出射するように配置された第３光源ユニットと、第１光源ユニットのＳ偏光を第３光源ユニットの出射光と同方向に向けて反射し、第２光源ユニットのＳ偏光を第３光源ユニットに向けて反射し、Ｐ偏光を透過する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）と、ＰＢＳと第３光源ユニットとの間に配置され、第３光源ユニットのＰ偏光を透過する開口が設けられた透明基板からなる偏光変換素子を備える。【選択図】図３
2019207394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の直線偏光光を第１の方向に出射する第１光源ユニットと、
前記第１光源ユニットと対向配置され、前記第１の直線偏光光を前記第１の方向とは反対の第２の方向に出射する第２光源ユニットと、
前記第１光源ユニットと前記第２光源ユニットの間に配置され、前記第１の直線偏光光を反射し、前記第１の直線偏光光とは直交関係にある第２の直線偏光光を透過する第１の偏光ビームスプリッタと、
一方の面に１/４波長コートを、他方の面に反射コートを有する透明基板からなる偏光変換素子と、を備え、
前記第１光源ユニットから出射する前記第１の直線偏光光は、前記第１の偏光ビームスプリッタで前記第１及び前記第２の方向と直交する第３の方向に反射され、
前記第２光源ユニットから出射する前記第１の直線偏光光は、前記第１の偏光ビームスプリッタで前記第３の方向とは反対の第４の方向に反射され、前記偏光変換素子で前記第２の直線偏光光に変換されて前記第３の方向に反射される、光源装置。
【請求項２】
前記第２の直線偏光光を前記第３の方向に出射する第３光源ユニットをさらに備え、
前記第１の偏光ビームスプリッタは、前記第３光源ユニットからの前記第２の直線偏光光が通過する開口を有する、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源装置の出射口に配置され、前記第２の直線偏光光を通過する開口を有し、一方の面に１/２波長コートを有する透明基板からなる位相差板をさらに備える、
請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の直線偏光光を前記第１の方向に出射する第３光源ユニットと、
前記第３光源ユニットと対向配置され、前記第１の直線偏光光を前記第２の方向に出射する第４光源ユニットと、
前記第３光源ユニットと前記第４光源ユニットの間に配置され、光透過用の第２開口部を有し、前記第１の直線偏光光を反射し、前記第２の直線偏光光を透過する第２の偏光ビームスプリッタと、をさらに備え、
前記第１の偏光ビームスプリッタは、光透過用の第１開口部を有し、
前記第２の光源ユニットから出射する前記第１の直線偏光光は、前記第１の偏光ビームスプリッタで前記第４の方向に反射され、前記第２の偏光ビームスプリッタの前記第２開口部を通過し、前記偏光変換素子で前記第２の直線偏光光に変換され前記第３の方向に反射され、
前記第３の光源ユニットから出射する前記第１の直線偏光光は、前記第２の偏光ビームスプリッタで前記第３の方向に反射され、前記第１の偏光ビームスプリッタの前記第１開口部を通過し、
前記第４の光源ユニットから出射する前記第１の直線偏光光は、前記第２の偏光ビームスプリッタで前記第４の方向に反射され、前記偏光変換素子で前記第２の直線偏光光に変換され前記第３の方向に反射される、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光源装置を備えた投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の光源アレイ（光源ユニット）の光束を合成して出射する光源装置、及びこれを用いた投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタでは小型化が要望されており、小型化のためには、光源間隔を狭めることにより光束径を小さくし、後段の光学系を小型化することと、複数光源からの光を省スペースに合成することが考えられる。しかし、光源間隔を狭めると、ヒートシンクによる冷却性能が低下し、光源の放熱が不十分となり、光源が破損する虞がある。また、ミラー等の反射材を用いた光合成手法では、１枚の反射材に対し、２方向からの光しか合成できないため、光合成部が大型化してしまう。
【０００３】
特許文献１は、投写型映像表示装置（プロジェクタ）のための照明装置（光源装置）を開示する。特許文献１に開示の照明装置は、所定平面に平行な第１の方向に所定間隔で配置され所定平面に平行な同一方向にそれぞれ光を出射する第１の光源アレイと、所定平面に平行な第２の方向に所定間隔で配置され第１の光源アレイからの光と交差する同一方向にそれぞれ光を出射する第２の光源アレイと、第１の光源アレイからの光を通過させる通過領域と第２の光源アレイからの光を反射する反射領域とが交互に配された光合成部材とを備える。光合成部材は、第１の光源アレイからの光が通過領域に入射するとともに第２の光源アレイからの光が反射領域に入射し、且つ、通過領域を通過した第１の光源アレイからの光と反射領域によって反射された第２の光源アレイからの光が同一方向に向かうよう配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０２０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、複数の光源ユニットからの光束を好適に合成して、高輝度化及び小型化が可能な光源装置、及び投写型映像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示における光源装置は、第１の直線偏光光を第１の方向に出射する第１光源ユニットと、第１光源ユニットと対向配置され、第１の直線偏光光を第１の方向とは反対の第２の方向に出射する第２光源ユニットと、第１光源ユニットと第２光源ユニットの間に配置され、第１の直線偏光光を反射し、第１の直線偏光光とは直交関係にある第２の直線偏光光を透過する第１の偏光ビームスプリッタと、一方の面に１/４波長コートを、他方の面に反射コートを有する透明基板からなる偏光変換素子と、を備える。第１光源ユニットから出射する第１の直線偏光光は、第１の偏光ビームスプリッタで第１及び第２の方向と直交する第３の方向に反射される。第２光源ユニットから出射する第１の直線偏光光は、第１の偏光ビームスプリッタで第３の方向とは反対の第４の方向に反射され、偏光変換素子で第２の直線偏光光に変換されて第３の方向に反射される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示における光源装置及び投写型表示装置は、複数の光源ユニットの光束を合成して、高輝度化及び小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかるプロジェクタの構成を示す図
【図２】実施の形態１にかかる照明光学系内蛍光体ホイール装置を示す図
【図３】実施の形態１にかかる光源装置の構成を示す図
【図４】実施の形態１にかかる光源ユニットの構成を示す図
【図５】実施の形態１にかかる偏光変換素子の構成を示す図
【図６】実施の形態１にかかる偏光ビームスプリッタ上の光線透過領域を示す図
【図７】実施の形態２にかかる光源装置の構成を示す図
【図８】実施の形態２にかかる位相差板の構成を示す図
【図９】実施の形態２にかかる偏光ビームスプリッタ上の光線透過領域を示す図
【図１０】実施の形態３にかかる光源装置の構成を示す図
【図１１】実施の形態３にかかる偏光ビームスプリッタの構成を示す図
【図１２】実施の形態３にかかる偏光ビームスプリッタ上の光線透過領域を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、図１〜図６を用いて、実施の形態１を説明する。以下では、本開示にかかる投写型映像表示装置の具体的な実施の形態としてプロジェクタを説明する。
【００１２】
［１−１．構成］
［１−１−１．プロジェクタの構成］
図１は、実施の形態１にかかるプロジェクタの構成を示す図である。プロジェクタ１は、光源装置１１と、照明光学系２０と、映像生成部３０と、投写光学系４０とを備える。また、図１には、ＸＹＺ直交座標系が示されており、図２以降の図面にも適宜、同一のＸＹＺ直交座標系が示される。
【００１３】
プロジェクタ１は、光源装置１１から出射した光を、照明光学系２０により、映像生成部３０に導き、映像生成部３０おけるＤｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ（以下、「ＤＭＤ」と称する）を用いて制御部からの映像信号に応じて変調することによって映像光を生成する。プロジェクタ１は、生成した映像光を投写光学系４０によってスクリーン等に投写する。以下、各部構成について詳細に説明する。
【００１４】
光源装置１１は、複数の半導体レーザで構成され、レーザ光が２次元状に配列された光束を生成する。光源装置１１の詳細は後述する。
【００１５】
照明光学系２０は、光源装置１１からの光束を映像生成部３０に導く。光源装置１１からの光は、集光レンズ２００により集光され、拡散板２０１を透過した後、コリメートレンズ２０２により、平行光化される。この平行光は、ダイクロイックミラー２０３で−Ｘ方向に反射し、蛍光体ホイール装置２３０に集光される。
【００１６】
拡散板２０１は平板ガラスであり、片面、もしくは両面に微細な凹凸形状が形成されている。また、ダイクロイックミラー２０３は、青色光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する特性を有する。
【００１７】
蛍光体ホイール装置２３０は、図２の（ａ）の正面図、図２の（ｂ）の側面図に示すように、モータ２３１と、モータ２３１の回転軸を中心に回転駆動される円盤状の板体からなる回転基材２３２とで構成される。回転基材２３２の一方の面は鏡面加工されており、その一方の面には、図２の（ａ）の正面図に示すように蛍光体ホイールの回転軸中心Ａから距離Ｒ隔てられた円周上において、この円周の内外に所定の幅Ｗをもって赤色蛍光体部２３３Ｒと緑色蛍光体部２３３Ｇと開口部２３３Ｂが形成されている。
【００１８】
光源装置１１からのレーザ光が蛍光体ホイール装置２３０の赤色蛍光体部２３３Ｒに集光すると、赤色蛍光体部２３３Ｒの蛍光体は励起され、赤色光を発光する。また、光源装置１１からのレーザ光が蛍光体ホイール装置２３０の緑色蛍光体部２３３Ｇに集光すると、緑色蛍光体部２３３Ｇの蛍光体は励起され、緑色光を発光する。さらに、蛍光体ホイール装置２３０の開口部２３３Ｂに集光する光源装置１１からのレーザ光は、蛍光体ホイール装置２３０を透過する。
【００１９】
図１に戻り、蛍光体ホイール装置２３０で得られる赤色光及び緑色光は、蛍光体ホイール装置２３０から＋Ｘ方向に出射される。赤色蛍光体部２３３Ｒと緑色蛍光体部２３３Ｇで−Ｘ方向に出射された蛍光光は回転基材２３２の上記一方の面で反射して＋Ｘ方向に出射される。これら赤色光、緑色光はレンズ２０４によって平行化されダイクロイックミラー２０３を透過し、集光レンズ２１２で集光されてロッドインテグレータ２１３に入射する。
【００２０】
一方、開口部２３３Ｂを通過した青色半導体レーザの青色光は、レンズ２０５、ミラー２０６、レンズ２０７、ミラー２０８、レンズ２０９、ミラー２１０、レンズ２１１の経路で進み、ダイクロイックミラー２０３で反射し、集光レンズ２１２で集光されてロッドインテグレータ２１３に入射する。レンズ２０７、２０９、２１１はリレーレンズとして機能する。
【００２１】
ロッドインテグレータ２１３は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ２１３は、入射する光を内部で複数回反射させることにより、光強度分布を均一化した光を生成する。なお、ロッドインテグレータ２１３は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
【００２２】
ロッドインテグレータ２１３から出射された光は、レンズ２１４、レンズ２１５、レンズ２１６を通して、第１のプリズム３０１と第２のプリズム３０２の一対のプリズムからなるＴＩＲ（内部全反射）プリズム３０３に入射し、光変調素子であるＤＭＤ３００で、映像信号によって入射光が変調され、映像光Ｐとして出射される。レンズ２１４、２１５、２１６は、ロッドインテグレータ２１３からの出射光を映像生成部３０におけるＤＭＤ３００上に略結像するリレーレンズである。
【００２３】
ＤＭＤ３００からの出射光は投写光学系４０に入射され、投写光学系４０は、映像生成部３０からの映像光を例えばスクリーン等に投写する。投写光学系４０は、フォーカスやズーム等を調整するためのレンズを含む。
【００２４】
［１−１−２．光源装置の構成］
以下、光源装置１１の構成について、図３〜５を用いて詳細に説明する。図３は、実施の形態１にかかる光源装置の構成を示す図である。なお、図３には、光路が矢印で示されている。また、図３には、Ｘ方向及びＺ方向に対して４５度の角度をなす方向がＷ方向として示されている。光源装置１１は、第１光源ユニット１００Ａ、第２光源ユニット１００Ｂ、第３光源ユニット１００Ｃ、偏光ビームスプリッタ１１０と、偏光変換素子１２０とを備える。
【００２５】
第１光源ユニット１００Ａ〜第３光源ユニット１００Ｃの構成を図４に示す。第１光源ユニット１００Ａ〜第３光源ユニット１００Ｃは同じ構成を有するので、図４では光源ユニット１００として示している。図４の（ａ）は光源ユニットの正面図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の切断線４ｂに示す切断位置における断面図である。光源ユニットの光出射面内には所定のピッチでアレイ状に配列された、複数の光源素子１０１を有する。本実施の形態で光源素子１０１は４×４のマトリックス状に配置されている。光源素子には、例えば半導体レーザが使用される。それぞれの光源素子１０１から出射した光は、コリメートレンズ１０２により、略平行光になり光源ユニット１００より射出される。光源素子１０１及びコリメートレンズ１０２が配置されている部分を光源素子部１０３と称する。図３の矢印は、第１光源ユニット１００Ａ〜第３光源ユニット１００Ｃのそれぞれにある複数の光源素子のうちの一つの光源素子からの出射光を代表して示している。
【００２６】
第１光源ユニット１００Ａと第２光源ユニット１００Ｂは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１０を挟み各光源素子の出射光の光軸が一致するように、対向配置され、それぞれ−Ｘ方向（第１の方向に相当）、＋Ｘ方向（第３の方向に相当）を向いて配置される。第３光源ユニット１００Ｃは、−Ｚ方向（第３の方向に相当）を向いて配置され、偏光ビームスプリッタ１１０と第３光源ユニット１００Ｃとの間には、偏光変換素子１２０が配置される。このようにして、第１光源ユニット１００Ａ及び第２光源ユニット１００Ｂからの光出射方向と直交する方向に光が出射するように第３光源ユニット１００Ｃが配置される。
【００２７】
第１光源ユニット１００Ａ、及び第２光源ユニット１００Ｂからは、偏光ビームスプリッタ１１０に対して反射される第１の直線偏光光であるＳ偏光の光が出射するように光源素子１０１が配置されている。また、第３光源ユニット１００Ｃからは、偏光ビームスプリッタ１１０に対して透過する、第１の直線偏光光とは直交関係にある第２の直線偏光光であるＰ偏光の光が出射するように光源素子１０１が配置されている。
【００２８】
それぞれの光源ユニットから出射する光の偏光方向は、第１光源ユニット１００Ａ、第２光源ユニット１００ＢはＹ方向に平行となり、第３光源ユニット１００ＣはＸ方向に平行になるように配置される。
【００２９】
偏光変換素子１２０の詳細を図５に示す。偏光変換素子１２０は、図５の（ａ）の平面図に示されるように、透明なガラス基板に形成された開口領域１２１（網掛けが施された領域）と、非開口領域１２２に分けられ、非開口領域１２２は、図５の（ｂ）の側面図に示されるように、一方の面１２３に１／４波長コートが施され、他方の面１２４はミラー面として、反射コートが施されている。１／４波長コートは、互いに垂直な関係にある、２つの偏光成分の位相をずらす役割をもち、遅相軸は、Ｙ方向から４５度回転したθａ方向に平行に配備される。また、図５の（ａ）に示すθｂ方向は進相軸の方向を示している。なお、偏光変換素子１２０は、１／４波長コートが施された面１２３が偏光ビームスプリッタ１１０と対向し、反射コートが施された面１２４が第３光源ユニット１００Ｃと対向するように配置される。
【００３０】
［１−２．光源装置の動作］
以下、偏光ビームスプリッタ１１０に対して反射する偏光方向をＳ方向、透過する偏光方向をＰ方向とし、これらの方向に沿って振動する直線偏光をそれぞれＳ偏光、Ｐ偏光と呼ぶことにする。
【００３１】
第１光源ユニット１００Ａから出射した光束ＬＡは、Ｓ偏光を有するため、偏光ビームスプリッタ１１０で、−Ｚ方向に反射される。第３光源ユニット１００Ｃから出射した光束ＬＣは、偏光変換素子１２０の開口領域１２１を通り、Ｐ偏光を有するため、偏光ビームスプリッタ１１０を透過し、−Ｚ方向へ進行する。第２光源ユニット１００Ｂから出射した光束ＬＢは、Ｓ偏光を有するため、偏光ビームスプリッタ１１０で＋Ｚ方向（第４の方向に相当）に反射され、偏光変換素子１２０の非開口領域１２２に入射する。非開口領域１２２に入射した光束ＬＢは、面１２３を透過する際に、円偏光となり、面１２４で反射後、再び面１２３を透過する際に、Ｐ偏光となる。光束ＬＢはその後、偏光ビームスプリッタ１１０を透過し、−Ｚ方向へ進行する。
【００３２】
偏光ビームスプリッタ１１０上における、光束ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの透過領域を図６に示す。光束ＬＡ、ＬＢは同じ透過領域(図６に黒丸で示す領域)で反射またはその領域を透過し、光束ＬＣは光束ＬＡ、ＬＢの透過領域の間（図６に白丸で示す領域）を透過する。
【００３３】
［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において光源装置１１から出射する全光束は、光束ＬＡ、ＬＢが重なり、また光束ＬＡ、ＬＢの隙間に光束ＬＣが入るため光束径が小さい。そのため照明光学系２０が小さくなり、プロジェクタ１を小型化することができる。また、光源ユニットは、３方向からの光束を合成しているため、従来の２方向からの構成と比較し光源ユニットを小型化することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
以下、図７〜図９を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態２において、実施の形態１と同一構成部分には同一の符号を付し、その重複説明は省略する。
【００３５】
図７に実施の形態２に係る光源装置１２の構成を示す。光源装置１２は、第１光源ユニット１００Ａと第２光源ユニット１００Ｂが、偏光ビームスプリッタ１１０を挟み、Ｘ方向に向かい合って配置されるが、これとともにＹ方向に光源素子間の半ピッチ分ずれて配置される点で、実施の形態１の光源装置１１とは異なる。また、位相差板１３０が、光源装置１２の出射口付近に配置される。
【００３６】
位相差板１３０の構成を図８に示す。図８の（ａ）は正面図であり、図８の（ｂ）は側面図である。位相差板１３０は、透明なガラス基板に設けられた開口領域１３１（網掛けが施された領域）と非開口領域１３２を有し、非開口領域１３２の面１３３には、１／２波長コートが施されており、遅相軸は、Ｙ方向から４５度回転したθａ方向と平行に配備される。なお、面１３３は、第３光源ユニット１００Ｃ側に対向するように配置される。
【００３７】
再び図７に戻り、動作について説明する。第１光源ユニット１００ＡからのＳ偏光の光束ＬＡは、偏光ビームスプリッタ１１０で−Ｚ方向に反射され、位相差板１３０の非開口領域１３２に入射する。その際、光束ＬＡの偏光方向は、Ｓ偏光からＰ偏光に変換され−Ｚ方向へ進む。第３光源ユニット１００ＣからのＰ偏光の光束ＬＣは、偏光変換素子１２０の開口領域１２１を通り、偏光ビームスプリッタ１１０を透過し、位相差板１３０の開口領域１３１を通り、−Ｚ方向へ進む。第２光源ユニット１００ＢからのＳ偏光の光束ＬＢは、偏光ビームスプリッタ１１０で＋Ｚ方向に反射され、偏光変換素子１２０にてＰ偏光に変換されて−Ｚ方向に反射される。その後、偏光ビームスプリッタ１１０を透過し、位相差板１３０の開口領域１３１を通り、−Ｚ方向へ進行する。偏光ビームスプリッタ１１０上の各光束の透過領域を図９に示す。本実施の形態では、光束ＬＡ（横ストライプを施した丸）、ＬＢ（縦ストライプを施した丸）、ＬＣ（白丸）が偏光ビームスプリッタ１１０上において、それぞれ異なる領域を通る。
【００３８】
以上のように、実施の形態２の光源装置１２は、実施の形態１の光源装置１１と同様に、小型化の利点を得ながらも、さらに光束ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの偏光方向を揃えることができる。また、光源装置１２をプロジェクタ１の光源装置として採用することができる。
【００３９】
（実施の形態３）
以下、図１０〜図１２を用いて実施の形態３について説明する。図１０に実施の形態３にかかる光源装置１３の構成を示す。光源装置１３は、第１光源ユニット１００Ａ、第２光源ユニット１００Ｂ、第３光源ユニット１００Ｃ、第４光源ユニット１００Ｄと、第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａ、第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂと、コリメートレンズ１４０、１５０と、偏光変換素子１６０から構成される。
【００４０】
第１光源ユニット１００Ａ〜第４光源ユニット１００Ｄのそれぞれの構造は、図４で示す光源ユニット１００と同じである。第１光源ユニット１００Ａと第２光源ユニット１００Ｂは、これらの間に配置された第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａを挟み各光源素子からの出射光のＸ方向の光軸が合うように対向して配置され、第３光源ユニット１００Ｃと第４光源ユニット１００Ｄは、これらの間に配置された第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂを挟み各光源素子からの出射光のＸ方向の光軸が合うように対向して配置されている。
【００４１】
なお、第１光源ユニット１００Ａ〜第４光源ユニット１００Ｄは、それぞれの偏光ビームスプリッタに対して出射光がＳ偏光を持つように配備される。
【００４２】
図１１に第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａの構成を示す。図１１の（ａ）は正面図であり、図１１の（ｂ）は側面図である。第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａは開口領域１１１Ａ（光透過用の第１開口部に相当）と、非開口領域１１２Ａで構成され、非開口領域１１２Ａの一方の面１１３Ａには、Ｓ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過するビームスプリッタコートが施される。なお、図示しないが、第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂについても、開口領域（光透過用の第２開口部に相当）と、非開口領域で構成され、非開口領域の一方の面には、Ｓ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過するビームスプリッタコートが施されている。Ｚ方向に投影して見たときに、第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂの開口領域及び非開口領域は、第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａの開口領域及び非開口領域とそれぞれ重ならないように、Ｗ方向にずれて配備される。第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａと第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂは、ビームスプリッタコートが施された一方の面側がコリメートレンズ１４０側になるように配置される。
【００４３】
偏光変換素子１６０は、コリメートレンズ１５０と対向する側の面に１/４波長コートを有し、その反対側の面に反射コートが施された透明基板からなる。
【００４４】
再び図１０に戻り、動作について説明する。第１光源ユニット１００Ａから出射されるＳ偏光の光束ＬＡは、第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａの非開口領域１１２Ａで−Ｚ方向に反射される。第３光源ユニット１００Ｃから出射されるＳ偏光の光束ＬＣは、第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂの非開口領域で反射され、第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａの開口領域１１１Ａを通り、−Ｚ方向へ進行する。
【００４５】
第４光源ユニット１００Ｄから出射されるＳ偏光の光束ＬＤは、第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂの非開口領域で＋Ｚ方向へ反射され、コリメートレンズ１４０、１５０で光束径が縮小され、偏光変換素子１６０に入射し、偏光変換素子１６０でＰ偏光に変換される。Ｐ偏光に変換された光束ＬＤは、再びコリメートレンズ１４０、１５０に入射し、光束径を拡大される。その後、第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂの非開口領域を透過し、第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａの開口領域１１１Ａを通り、−Ｚ方向へ進行する。
【００４６】
第２光源ユニット１００Ｂから出射されるＳ偏光の光束ＬＢは、第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａの非開口領域１１２Ａで＋Ｚ方向に反射され、第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂの開口領域を通り、コリメートレンズ１４０に入射する。その後、光束ＬＤと同様にＰ偏光に変換された後、第２の偏光ビームスプリッタ１１０Ｂの開口領域を通り、第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａの非開口領域１１２Ａを透過し、−Ｚ方向へ進行する。
【００４７】
図１２は、第１の偏光ビームスプリッタ１１０Ａ上での光束ＬＡ〜ＬＤの透過領域を示す。光束ＬＡ、ＬＢは非開口領域１１２Ａで反射又は透過し、ＬＣ、ＬＤは開口領域１１１Ａを通る。
【００４８】
以上により、実施の形態３の光源装置１３においては、偏光変換素子１６０が実施の形態１、２の光源装置と比較して小型になるため、コストを低減することができる。また、光源装置１３をプロジェクタ１の光源装置として採用することができる。
【００４９】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００５０】
（１）実施の形態１では、３つの光源ユニット１００Ａ〜１００Ｃと偏光ビームスプリッタ１１０、偏光変換素子１２０を備える光源装置１１を説明した。本開示はこれに限定されず、ｎ個の光源ユニットとｎ−１個の光合成板を備える形態に適用可能である。なお、ｎは３以上の整数である。
【００５１】
（２）また、実施の形態１〜３における偏光変換素子は、位相差フィルムをガラス板に貼り合わせた構成を取ってもよい。
【００５２】
（３）実施の形態１〜３における光源ユニットは、４行４列、計１６個の光源が並んだマトリックス構成をとるが、光源の数ならびに配列はこれに限定されない。
【００５３】
（４）実施の形態１、２では、３つの光源ユニット１００Ａ〜１００Ｃを備える光源装置を説明した。本開示はこれに限定されず、２つの光源ユニット１００Ａ、１００Ｂで光源装置を構成してもよい。即ち、光源装置１１、１２において光源ユニット１００Ｃを省略することができ、この場合、偏光変換素子１２０の開口領域１２１も省略可能である。
【００５４】
（５）実施の形態３では、４つの光源ユニット１００Ａ〜１００Ｄと２つの偏光ビームスプリッタ１１０Ａ、１１０Ｂを備える光源装置１３を説明した。本開示はこれに限定されず、さらに、同様の構成を有する４つの光源ユニットと２つの偏光ビームスプリッタを用い、合計８つの光源ユニットと４つの偏光ビームスプリッタで光源装置を構成することも可能である。即ち、新たに追加した４つの光源ユニットと２つの偏光ビームスプリッタを、実施の形態３の光源装置１３の−Ｚ方向側に配置する。この場合、追加された４つの光源ユニットの各光源素子の光軸を４つの光源ユニット１００Ａ〜１００Ｄに対してＹ方向に半ピッチ分ずれるように配置する。また、追加された２つの偏光ビームスプリッタには４つの光源ユニット１００Ａ〜１００Ｄからの光束が通過するための開口を設け、２つの偏光ビームスプリッタ１１０Ａ、１１０Ｂには追加された光源ユニットからの光束が通過するための開口を設けるとよい。
【００５５】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００５６】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００５７】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本開示は、複数の光源からの光を合成して利用する光源装置、及び、この光源装置を用いた投写型映像表示装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１    プロジェクタ
１１、１２、１３    光源装置
２０    照明光学系
３０    映像生成部
４０    投写光学系
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ    光源ユニット
１０１    光源素子
１０２    コリメートレンズ
１０３    光源素子部
１１０    偏光ビームスプリッタ
１１０Ａ    第１の偏光ビームスプリッタ
１１０Ｂ    第２の偏光ビームスプリッタ
１１１Ａ    開口領域
１１２Ａ    非開口領域
１１３Ａ    面
１２０    偏光変換素子
１２１    開口領域
１２２    非開口領域
１２３、１２４    面
１３０    位相差板
１３１    開口領域
１３２    非開口領域
１３３    面
１４０、１５０    コリメートレンズ
１６０    偏光変換素子
２００    集光レンズ
２０１    拡散板
２０２    コリメートレンズ
２０３    ダイクロイックミラー
２０４、２０５、２０７、２０９、２１１、２１４、２１５、２１６    レンズ
２０６、２０８、２１０    ミラー
２１２    集光レンズ
２１３    ロッドインテグレータ
２３０    蛍光体ホイール装置
２３１    モータ
２３２    回転基材
２３３Ｒ    赤色蛍光体部
２３３Ｇ    緑色蛍光体部
２３３Ｂ    開口部
３０１    第１のプリズム
３０２    第２のプリズム
３０３    プリズム
【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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