(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子を含む光源部と、
前記光源部から射出された光のうち、異なる光がそれぞれに入射される複数の導光部材を含む第一光学系と、
複数の前記導光部材から射出された光をそれぞれコリメートする複数のコリメートレンズを含む第二光学系と、
複数のコリメートレンズから射出された、相互に平行な光を集光する第三光学系とを備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
複数の前記ＬＥＤ素子のそれぞれから射出された光が、それぞれ異なる前記導光部材に入射されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源部は、２以上の前記ＬＥＤ素子からなる複数のＬＥＤ群を構成しており、
複数の前記ＬＥＤ群のそれぞれから射出された光が、それぞれ異なる前記導光部材に入射され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】
複数の前記ＬＥＤ群のそれぞれから射出された光が、それぞれ入射される複数の集光レンズを備え、
複数の前記集光レンズのそれぞれから射出された光が、それぞれ異なる前記導光部材の光入射面に集光されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記導光部材は、前記ＬＥＤ素子に対して、光軸方向に離間して配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記導光部材は、前記ＬＥＤ素子を、光軸周りに覆うように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記導光部材は、ロッドインテグレータ又はライトトンネルで構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置に関し、特に、複数のＬＥＤ素子を備えた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を活用した光処理技術が多様な分野で利用されている。例えば、光を用いた微細加工に露光装置が利用されている。近年では、露光技術は種々の分野で展開されており、微細加工の中でも比較的大きなパターンの作製や三次元的な微細加工に利用されている。より具体的には、例えばＬＥＤの電極パターンの作製や、加速度センサーに代表されるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の製造工程などに露光技術が利用されている。
【０００３】
これらの光処理技術において、光源としては、以前から輝度の高い放電ランプが用いられていた。しかし、近年の固体光源技術の進歩に伴い、複数のＬＥＤ素子が配置されたものを光源として利用することが検討されている。なお、露光技術に限られず、プロジェクタなどの分野においても、このように複数のＬＥＤ素子が配置されたものを光源として利用することが検討されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３００７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された光源装置は、複数のＬＥＤ素子からなる光源部と、各ＬＥＤ素子から射出された光をコリメートするコリメート光学系と、コリメートされた各光を集光する集光光学系とを備える。また、この光源装置は、ロッドインレグレータを備え、集光光学系によって集光された光が、このロッドインテグレータの光入射面に集光されるように配置されている。ロッドインテグレータの光入射面に導かれた各光は、ロッドインテグレータ内で反射を繰り返すことで、照度が均一化された状態でロッドインテグレータの光射出面へと導かれる。特許文献１によれば、ロッドインテグレータの光射出面から射出された光が投影光学系に入射されるため、照度ムラが抑制された光が利用できるとされている。
【０００６】
しかし、本発明者の鋭意研究によれば、特許文献１のような光源装置によれば、照度ムラが十分に抑制された光を実現するためには、ロッドインテグレータの長さを長くする必要があることが分かった。この結果、光源装置が大型化してしまう。一方、装置の小型化を図るべく、ロッドインテグレータの長さを短くすると、ロッドインテグレータの射出面上に得られる光は、照度ムラが十分には抑制されない。よって、このような光を露光用や投影用の光として利用した場合には、露光ムラや投影時の照度ムラが発生してしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑み、光源装置全体の小型化と、光の照度ムラの抑制との両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光源装置は、
複数のＬＥＤ素子を含む光源部と、
前記光源部から射出された光のうち、異なる光がそれぞれに入射される複数の導光部材を含む第一光学系と、
複数の前記導光部材から射出された光をそれぞれコリメートする複数のコリメートレンズを含む第二光学系と、
複数のコリメートレンズから射出された光を集光する第三光学系とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
特許文献１の構成では、集光光学系によって集光された光がロッドインテグレータに入射され、ロッドインテグレータの光射出面に導かれた光が投影光学系へと入射されていた。本発明者の鋭意研究によれば、ロッドインテグレータやライトトンネルといった導光部材を、光源部側に近づけることで、照度ムラを低減するために必要な光軸方向の長さを短くすることができることを見出した。
【００１０】
上記光源装置は、複数のコリメートレンズよりも光源部側に複数の導光部材を備えている。この複数の導光部材の光射出面には、照度ムラが抑制された光が導かれ、これらの光射出面より射出された光は、複数のコリメートレンズを介して第三光学系によって集光される。この結果、集光された光は照度ムラが抑制されたものであり、且つ、導光部材の長さは、従来よりも短くすることが可能となる。より詳細には、「発明を実施するための形態」の項で後述される。
【００１１】
このような光源装置の具体的な構成としては、いくつかのバリエーションが想定される。一例としては、複数の前記ＬＥＤ素子のそれぞれから射出された光が、それぞれ異なる前記導光部材に入射される構成を採用することができる。この場合、ＬＥＤ素子と導光部材とが１：１に対応している。
【００１２】
別の一例としては、前記光源部は、２以上の前記ＬＥＤ素子からなる複数のＬＥＤ群を構成しており、複数の前記ＬＥＤ群のそれぞれから射出された光が、それぞれ異なる前記導光部材に入射される構成とすることができる。この場合、ＬＥＤ素子と導光部材とがｎ：１（ｎは２以上の自然数）に対応しており、ＬＥＤ群と導光部材が１：１に対応している。
【００１３】
なお、このような光源装置において、複数の前記ＬＥＤ群のそれぞれから射出された光が、それぞれ入射される複数の集光レンズを備え、複数の前記集光レンズのそれぞれから射出された光が、それぞれ異なる前記導光部材の光入射面に集光される構成としても構わない。
【００１４】
導光部材とＬＥＤ素子とは光軸方向に離間して配置されているものとしても構わない。また、導光部材が、ＬＥＤ素子を光軸周りに覆うように配置されているものとしても構わない。
【００１５】
なお、本明細書において、「導光部材」とは、光入射面に入射された光を側面で全反射を繰り返させながら光射出面へと導くことで、光射出面における光の照度分布を均一化する機能を有する光学部材を指す。このような導光部材としては、例えば、ガラスや樹脂などの光透過性の材料からなる柱状部材、内面が反射鏡で構成された中空部材等で構成される。前者の構成のものは、特に「ロッドインテグレータ」と称されることがあり、後者の構成のものは、特に「ライトトンネル」や「ライトパイプ」と称されることがある。なお、導光部材は、光軸方向に関してテーパー又は逆テーパー形状を有していても構わない。また、導光部材の光軸に直交する面で切断したときの断面形状は、四角形、三角形、六角形等、種々の形状を採用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光源装置によれば、装置全体の小型化と、光の照度ムラの抑制との両立が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光源装置の第一実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図２】参考例の光源装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】図１の光源装置が備える導光部材と、図２の光源装置が備えるロッドインテグレータのそれぞれに光が入射される状況を模式的に示した図面である
【図４】光源装置の第二実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図５】光源装置の第二実施形態の別の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の光源装置につき、図面を参照して説明する。なお、各図における寸法比は、実際の寸法比と必ずしも一致していない。
【００１９】
［第一実施形態］
図１は、第一実施形態の光源装置の光学系を模式的に示す図面である。光源装置１は、光源部２と、第一光学系５と、第二光学系７と、第三光学系９とを備える。なお、以下では、光軸１１に平行な方向をＺ方向とし、このＺ方向に直交する平面をＸＹ平面として説明する。
【００２０】
光源部２は、複数のＬＥＤ素子３を含む。本実施形態において、複数のＬＥＤ素子３は、所定の平面上（例えばＸＹ平面上）に配置されている。ただし、光源部２に含まれるいくつかのＬＥＤ素子３がＺ方向に変位して配置されていても構わない。
【００２１】
第一光学系５は、複数の導光部材６を含む。導光部材６は、光入射面に入射された光を、側面で全反射を繰り返させながら光射出面へと導くことで、光射出面における光の照度分布を均一化する機能を有する光学部材で構成される。本実施形態では、導光部材６がロッドインテグレータで構成されている場合について説明する。
【００２２】
各導光部材６には、光源部２から射出された光のうちの異なる光が入射される。特に、本実施形態では、複数のＬＥＤ素子３と複数の導光部材６とが、それぞれ１：１に対応付けられて配置されている。すなわち、異なる導光部材６の光入射面には、異なるＬＥＤ素子３から射出された光が入射される。ＬＥＤ素子３から射出され、導光部材６に入射された光は、導光部材６内において反射を繰り返すことで、照度分布が均一化された後、導光部材６の光射出面に導かれる。
【００２３】
第二光学系７は、複数の導光部材６から射出された光をコリメートする光学系であり、複数のコリメートレンズ８を備える。なお、図１では、コリメートレンズ８として、光軸１１の方向（図１ではＺ方向）に２枚のレンズが配置されている光学系を図示しているが、光軸１１の方向に配置されるレンズ枚数は２枚に限られず、１枚でも構わないし、３枚以上であっても構わない。
【００２４】
図１に示されるように、複数の導光部材６と複数のコリメートレンズ８とが、それぞれ１：１に対応付けられて配置されている。すなわち、異なるコリメートレンズ８の光入射面には、異なる導光部材６から射出された光が入射される。導光部材６から射出され、コリメートレンズ８に入射された光は、平行光に変換されてコリメートレンズ８の光射出面から射出される。
【００２５】
第三光学系９は、複数のコリメートレンズ８から射出された光を集光する光学系であり、例えば集光レンズを含んで構成される。図１に示す光源装置１においては、各コリメートレンズ８から射出された複数の平行光が第三光学系９の光入射面に導かれ、第三光学系９によってアプリケーション光学系３１の光入射面に集光される。アプリケーション光学系３１とは、光源装置１から射出された光を利用する光学系であり、例えば露光装置であれば露光用の光学系に対応し、投影装置であれば投影用の光学系に対応する。
【００２６】
本実施形態の光源装置１によれば、集光光学系よりもロッドインテグレータを後段に配置した構成（以下、「参考例」と呼ぶ。）よりも、小型化が実現できる点につき、図面を参照して説明する。図２は、参考例の光源装置の構成を図１にならって図示したものである。図２に示す参考例の光源装置４１は、光源部２と、コリメート光学系４７と、集光光学系４９と、ロッドインテグレータ４５とを備える。光源部２が、複数のＬＥＤ素子３が配置されて構成されている点は、図１の光源装置１と共通である。
【００２７】
コリメート光学系４７は、複数のコリメートレンズ４８を含む。複数のコリメートレンズ４８は、複数のＬＥＤ素子３と、１：１に対応付けられて配置されている。すなわち、異なるＬＥＤ素子３から射出された光は、異なるコリメートレンズ４８に入射され、各コリメートレンズ４８で平行光に変換される。そして、各コリメートレンズ４８によって平行光に変換された複数の光が、集光光学系４９の光入射面に入射される。集光光学系４９は、入射された各平行光を、ロッドインテグレータ４５の光入射面に集光させる。ロッドインテグレータ４５は、入射された光の照度分布を均一化させて光射出面に導く。ロッドインテグレータ４５の光射出面に導かれた、照度分布が均一化された光は、アプリケーション光学系３１へと射出される。
【００２８】
図３は、図１の光源装置１が備える導光部材６、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５のそれぞれに光が入射される状況を模式的に示した図面である。図３において、（ａ）が図１の光源装置１が備える導光部材６に対応し、（ｂ）が光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５に対応する。なお、以下において、図３の説明に際しては、導光部材６を適宜「ロッドインテグレータ６」と記載することがある。
【００２９】
ロッドインテグレータ（６，４５）の光射出面上において、光の照度分布が均一化されるためには、ロッドインテグレータ（６，４５）の内側面における光の反射回数を多く確保することが必要となる。すなわち、ロッドインテグレータ（６，４５）の内側面における光の反射回数によって、ロッドインテグレータ（６，４５）の光射出面上での放射照度の均一度を指標化することが可能となる。ロッドインテグレータ６の内側面における光の反射回数をＮ1、ロッドインテグレータ４５の内側面における光の反射回数をＮ2とすると、Ｎ1は下記式（１）、Ｎ2は下記式（２）によってそれぞれ算出される。
【００３０】
【数１】
0006651775.tif 000002
【００３１】
なお、上記式（１）において、ロッドインテグレータ６の光軸１１の方向（Ｚ方向）に係る長さをＬ1とし、ロッドインテグレータ６の光軸１１に直交する一方の軸方向（ここではＹ方向）に係る長さをａ1としている。また、ロッドインテグレータ６の光入射面に対する光の入射角度をθ1としている。
【００３２】
ロッドインテグレータ６の光入射面から入射された光が、最初にロッドインテグレータ６の内側面で反射されるまでの間に光軸１１の方向に進行する長さは、Ｌ1／Ｎと表すことができる。そして、この長さＬ1／Ｎと、ロッドインテグレータ６のＹ方向に係る長さａ1の間には、ａ1＝tanθ1（Ｌ1／Ｎ）が成立する。θ1が極めて小さい場合においてtanθ1≒θ1が成立するため、この式を変形することで上記式（１）が得られる。
【００３３】
同様に、上記式（２）において、ロッドインテグレータ４５の光軸１１の方向（Ｚ方向）に係る長さをＬ2とし、ロッドインテグレータ４５の光軸１１に直交する一方の軸方向（ここではＹ方向）に係る長さをａ2としている。また、ロッドインテグレータ４５の入射面に対する光の入射角度をθ2としている。
【００３４】
上記式（１），（２）は、いずれもθ1及びθ2が極めて小さく、sinθ1≒θ1、及びsinθ2≒θ2が成立する場合を想定したものである。すなわち、上記式（１）は、ロッドインテグレータ６の光射出面上での放射照度の均一度は、ロッドインテグレータ６の内側面における光の反射回数Ｎ1に比例することを表している。同様に、上記式（２）は、ロッドインテグレータ４５の光射出面上での放射照度の均一度は、ロッドインテグレータ４５の内側面における光の反射回数Ｎ2に比例することを表している。
【００３５】
ここで、ロッドインテグレータ４５の内側面における光の反射回数Ｎ2を、ロッドインテグレータ６の内側面における光の反射回数Ｎ1に等しくするために必要な、ロッドインテグレータ４５の光軸１１方向の長さＬ2を算出する。具体的は、下記式（３）を、上記式（１）及び式（２）に代入して、下記式（４）を得る。これを変換することで、下記式（５）を得る。
【００３６】
【数２】
0006651775.tif 000003
【００３７】
ここで、上述したように、図１の光源装置１が備える第一光学系５は、複数のロッドインテグレータ６（導光部材６）を有しており、これらは平面上に配置されている。そこで、図１における複数のロッドインテグレータ６の光入射面の総数をｋ12とおくことができる。このとき、複数のロッドインテグレータ６の光入射面におけるエテンデュＥ1は、下記式（６）で表される。ただし、式（６）において、Ω1はそれぞれのロッドインテグレータ６の光入射面に入射される光の立体角であり、Ｓ1は、それぞれのロッドインテグレータ６の光入射面に入射される光の光束面積である。
【００３８】
【数３】
0006651775.tif 000004
【００３９】
同様に、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５の入射面におけるエテンデュＥ2は、下記式（７）で表される。ただし、式（７）において、Ω2はロッドインテグレータ４５の光入射面に入射される光の立体角であり、Ｓ2は、ロッドインテグレータ４５の光入射面に入射される光の光束面積である。
【００４０】
【数４】
0006651775.tif 000005
【００４１】
ここで、光源部２の構成を共通とすると、エテンデュの保存則により、Ｅ1＝Ｅ2が満たされる。よって、下記式（８）が得られる。
【００４２】
【数５】
0006651775.tif 000006
【００４３】
ここで、立体角Ω1はθ1を用いて下記式（９）のように表せる。ただし、θ1の値が小さく、cosθ1≒1−1/2×θ12の近似式が成立するとした。
【００４４】
【数６】
0006651775.tif 000007
【００４５】
同様に、Ω2に対しても下記式（１０）が成立する。
【００４６】
【数７】
0006651775.tif 000008
【００４７】
ところで、図３（ａ）において、各ロッドインテグレータ６の大きさに関し、Ｘ方向の長さ及びＹ方向の長さが共にａ1である場合には、Ｓ1＝ａ12と置き換えることができる。同様に、図３（ｂ）において、ロッドインテグレータ４５の大きさに関し、Ｘ方向の長さ及びＹ方向の長さが共にａ2である場合には、Ｓ2＝ａ22と置き換えることができる。Ｓ1＝ａ12、及びＳ2＝ａ22と、上記式（９）及び式（１０）を、上記式（８）に代入することで、下記式（１１）が得られる。この式（１１）を変形すると、式（１２）が得られる。
【００４８】
【数８】
0006651775.tif 000009
【００４９】
上記式（１２）を上記式（５）に代入すると、下記式（１３）が得られる。この式（１３）をＬ1について整理すると、下記式（１４）が得られる。
【００５０】
【数９】
0006651775.tif 000010
【００５１】
ここで、ｋ1は、複数のロッドインテグレータ６の光入射面の総数ｋ12の平方根である。例えば、複数のロッドインテグレータ６を円状に配置した場合には、ｋ1は配置されている領域の内径に対応する。また、例えば、複数のロッドインテグレータ６を方形状に配置した場合には、ｋ1は配置されている領域の辺に対応する。いずれにしてもｋ1＞０の数である。
【００５２】
よって、仮にθ1＝θ2であるとしても、Ｌ1＜Ｌ2が成立する。すなわち、このことから、図１の光源装置１が備える導光部材６は、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５の光軸方向の長さＬ2よりも短い長さＬ1によって、光射出面上の照度分布の均一化を図ることができる。
【００５３】
更に、図１の光源装置１が備える導光部材６は、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５よりも光源部２に近い位置に配置されている。このため、導光部材６の光入射面に入射される光の入射角度θ1は、ロッドインテグレータ４５の光入射面に入射される光の入射角度θ2よりも大きくなる。一例として、θ1は７０°程度であり、θ2は広くても３０°程度である。この場合、θ1＞θ2であることから、上記式（１４）によって、図１の光源装置１が備える導光部材６は、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５の光軸方向の長さＬ2よりも遥かに短い長さＬ1によって、光射出面上の照度分布の均一化を図ることができる。
【００５４】
例えば、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５の光入射面に入射される光の入射角度θ2を、最大限広い３０°（≒0.5rad）程度に設定した場合を想定する。そして、ロッドインテグレータ４５の光射出面上の照度分布の均一化を図るために必要な反射回数Ｎ2を４回とする。この場合において、Ｘ方向及びＹ方向の長さａ2を２０ｍｍに設定した場合を想定すると、ロッドインテグレータ４５の内側面で４回の反射を実現するために必要なロッドインテグレータ４５の光軸方向の長さＬ2は、４０ｍｍである。これに対し、図１の光源装置１が備える導光部材６の入射面に入射される光の入射角度θ1を７０°（≒0.9rad）程度に設定し、Ｘ方向及びＹ方向の長さａ1を１ｍｍに設定し、光入射面の総数ｋ12を１００個に設定した場合を想定すると、導光部材６の内側面で４回の反射を実現するために必要な導光部材６の光軸方向の長さＬ1は、４．４ｍｍ程度である。つまり、この例によれば、図１の光源装置１が備える導光部材６は、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５と比較して、光軸方向の長さを１０％程度まで短くしながらも、光射出面上における照度分布の均一化を図ることができる。
【００５５】
よって、図１の光源装置１によれば、照度ムラを抑制しながらも、第一光学系５の光軸１１方向の長さを短くすることができるため、装置全体として小型化が可能となる。
【００５６】
［第二実施形態］
光源装置の第二実施形態について説明する。第一実施形態では、第一光学系５が備える複数の導光部材６は、複数のＬＥＤ３に対して、それぞれ１：１に対応付けられて配置されていた。すなわち、異なるＬＥＤ３から射出された光は、それぞれ異なる導光部材６に入射される構成であった。しかし、第一実施形態で上述したように、導光部材６を含む第一光学系５が光源部２に近い位置に配置されることで、導光部材６の光射出面上での照度分布の均一化を実現するために必要な導光部材６の長さを短くすることができる。従って、必ずしも、各導光部材６は、各ＬＥＤ素子３に対して１：１で対応づけて配置される必要はない。
【００５７】
図４は、第二実施形態の光源装置の構成を模式的に示す図面である。本実施形態の光源装置１は、第一実施形態と同様に、光源部２と、第一光学系５と、第二光学系７と、第三光学系９とを備える。ただし、第一光学系５に備えられる導光部材６の数は、光源部２に備えられるＬＥＤ素子３の数よりも少ない。
【００５８】
すなわち、同一の導光部材６に対して、複数の異なるＬＥＤ素子３から射出された光が入射される構成である。言い換えれば、光源部２に含まれる複数のＬＥＤ素子３はいくつかのＬＥＤ群を構成し、同一のＬＥＤ群に含まれるＬＥＤ素子３から射出された光が同一の導光部材６に対して入射され、異なるＬＥＤ群に含まれるＬＥＤ素子３から射出された光が異なる導光部材６に対して入射される。
【００５９】
本実施形態では、導光部材６として、内面が反射鏡で構成された中空部材からなるライトトンネルを想定しており、いくつかのＬＥＤ素子３を覆うように配置されている。
【００６０】
かかる構成においても、各導光部材６の光射出面上に照度分布を均一化した光を導くために必要な導光部材６の長さを、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５よりも短くすることができる。これにより、光源装置１の小型化が実現される。
【００６１】
なお、図４では、ＬＥＤ素子３から射出された光が直接導光部材６に入射される構成としたが、ＬＥＤ素子３と導光部材６の間に別の光学系を介しても構わない。図５は、第二実施形態の光源装置の別の構成を模式的に示す図面である。図５に示す光源装置１は、光源部２と第一光学系５の間に別の光学系１３が配置されている。この光学系１３は、コリメート光学系１４と集光光学系１５を含む。
【００６２】
図５に示す光源装置１は、図４に示した光源装置１と比較して、同一の導光部材６に対して、複数の異なるＬＥＤ素子３から射出された光が入射される点において共通である。より詳細には、図４に示した光源装置１と同様に、光源部２に含まれる複数のＬＥＤ素子３はいくつかのＬＥＤ群を構成し、同一のＬＥＤ群に含まれるＬＥＤ素子３から射出された光が同一の導光部材６に対して入射され、異なるＬＥＤ群に含まれるＬＥＤ素子３から射出された光が異なる導光部材６に対して入射されている。
【００６３】
ただし、複数の異なるＬＥＤ素子３から射出された光、より詳細には、同一のＬＥＤ群に含まれる複数のＬＥＤ素子３から射出された光が、集光光学系１５を介して集光された後に、同一の導光部材６に入射されている点が異なる。そして、異なる導光部材６から射出された光は、図１及び図４の光源装置１と同様に、各導光部材６に対応して配置されたコリメートレンズ８を含む第二光学系７によってそれぞれ平行光に変換された後、第三光学系９を介してアプリケーション光学系３１の光入射面に集光される。
【００６４】
図５に示す光源装置１は、図４に示した光源装置１と比較すると、導光部材６を含む第一光学系５が光源部２から遠ざかっている。このため、図４の構成と比べると導光部材６の長さが長くなる可能性はある。しかし、図５に示す光源装置１が備える導光部材６は、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５よりは短くすることができる。これは、図５に示す光源装置１においても、第一光学系５が複数の導光部材６を備えているため、上記式（１４）におけるｋ1が正の値となるためである。この結果、上記式（１４）により、図５に示す光源装置１が備える導光部材６の光軸１１方向の長さを、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５の光軸１１方向の長さよりも短くすることができる。
【００６５】
また、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５は、光源部２が備える全てのＬＥＤ素子３から射出された光が入射される構成である。このため、ロッドインテグレータ４５に入射される光の入射角度は、図５に示す光源装置１が備える導光部材６に入射される光の入射角度よりも小さくなる。よって、上記式（１４）において、θ1＞θ2となるため、図５に示す光源装置１が備える導光部材６の光軸１１方向の長さを、図２の光源装置４１が備えるロッドインテグレータ４５の光軸１１方向の長さよりも短くすることができる。
【００６６】
［別実施形態］
以下、別実施形態について説明する。
【００６７】
〈１〉  第一実施形態において、第一光学系５に含まれる各導光部材６をライトトンネルで構成し、各導光部材６を、各ＬＥＤ素子３を覆うように配置しても構わない。また、第一実施形態において、各ＬＥＤ素子３と各導光部材６との間に、集光光学系等の別の光学系を配置しても構わない。
【００６８】
〈２〉  図１、図４、及び図５は、光源部２に含まれる複数のＬＥＤ素子３と、第一光学系５に含まれる複数の導光部材６の入射面とが、共にＸＹ平面上に存在する場合を想定して図示されたものである。しかし、本発明は、光源部２と第一光学系５の間に反射光学系を適宜配置して光の進行方向を変更する態様を排除するものではない。この場合、複数のＬＥＤ素子３が配置されている平面は、必ずしもＸＹ平面には限られず、異なる平面上に配置される。
【００６９】
また、本発明は、光源部２に含まれる各ＬＥＤ素子３が概ねＸＹ平面上に配置されており、いくつかのＬＥＤ素子３が、Ｚ方向に変位して配置されている態様を排除するものではない。光源部２と第一光学系５の間に反射光学系を適宜配置されており、各ＬＥＤ素子３が概ね配置されている平面がＸＹ平面とは異なる平面である場合についても同様である。
【符号の説明】
【００７０】
１      ：    光源装置
２      ：    光源部
３      ：    ＬＥＤ素子
５      ：    第一光学系
６      ：    導光部材
７      ：    第二光学系
８      ：    コリメートレンズ
９      ：    第三光学系
１１      ：    光軸
１３      ：    別の光学系
１４      ：    コリメート光学系
１５      ：    集光光学系
３１      ：    アプリケーション光学系
４１      ：    参考例の光源装置
４５      ：    ロッドインテグレータ
４７      ：    コリメート光学系
４８      ：    コリメートレンズ
４９      ：    集光光学系
【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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