(57)【要約】【課題】高輝度化を図ることが可能な光源装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】第１の光を射出する複数の第１光源が配置された第１光源アレイ１０と、第２の光を射出する複数の第２光源が配置された第２光源アレイ２０と、第１光源アレイ１０により射出された複数の第１の光と第２光源アレイ２０により射出された複数の第２の光とを互いに重ならないように合成する第１合成光学系５０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を射出する複数の第１光源が配置された第１光源アレイと、
第２の光を射出する複数の第２光源が配置された第２光源アレイと、
前記第１光源アレイにより射出された前記複数の第１の光と前記第２光源アレイにより射出された前記複数の第２の光とを互いに重ならないように合成する第１合成光学系と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第１光源アレイには、前記複数の第１光源が、前記第１の光の射出方向から視て、第１の方向に沿って配列されるとともに前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列されており、且つ、
前記第２光源アレイには、前記複数の第２光源が、前記第２の光の射出方向から視て、第３の方向に沿って配列されるとともに前記第３の方向と直交する第４の方向に沿って配列されてい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】
前記第１の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔は、前記第２の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔と同じ間隔であり、且つ、
前記第３の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔は、前記第４の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔と同じ間隔であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔は、前記第３の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔と同じ間隔であり、且つ、
前記第２の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔は、前記第４の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔と同じ間隔であ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】
前記第１光源アレイ及び前記第２光源アレイは、
前記第１の方向に沿って配列された複数の第１光源により射出された複数の第１の光が前記第３の方向に沿って配列された複数の第２光源により射出された複数の第２の光の射出間隔の中心に位置するように、且つ、
前記第２の方向に沿って配列された複数の第１光源により射出された複数の第１の光が前記第４の方向に沿って配列された複数の第２光源により射出された複数の第２の光の射出間隔の中心に位置するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の光は、前記第２の光と同じ色であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１合成光学系により合成された光の光強度分布を均一化するインテグレータ光学系を備え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。
【請求項８】
前記第１合成光学系は、
ハーフミラーと、
反射ミラーと、を備え、
前記ハーフミラーは、前記第１光源アレイにより射出された前記複数の第１の光の半分を前記反射ミラーに向けて透過させ残りの半分を前記第１光源アレイとは異なる方向に反射させるとともに、前記第２光源アレイにより射出された前記複数の第２の光の半分を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に透過させ残りの半分を自身を透過した第１の光の透過方向と同じ方向に反射させ、
前記反射ミラーは、前記ハーフミラーを透過した第１の光を前記ハーフミラーによって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に反射させるとともに、前記ハーフミラーによって反射された第２の光を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に反射させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１合成光学系は、
偏光分離素子と、
反射ミラーと、を備え、
前記偏光分離素子は、前記第１光源アレイにより射出された前記複数の第１の光をＰ偏光とＳ偏光に分離し自身によって分離された前記第１の光の一方の偏光を前記反射ミラーに向けて透過させ他方の偏光を前記第１光源アレイとは異なる方向に反射させるとともに、前記第２光源アレイにより射出された前記複数の第２の光をＰ偏光とＳ偏光に分離し自身によって分離された前記第２の光の一方の偏光を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に透過させ他方の偏光を自身を透過した第１の光の透過方向と同じ方向に反射させ、
前記反射ミラーは、前記偏光分離素子を透過した前記第１の光の一方の偏光を前記偏光分離素子によって反射された前記第１の光の他方の偏光の反射方向と同じ方向に反射させるとともに、前記偏光分離素子によって反射された前記第２の光の他方の偏光を自身によって反射された第１の光の一方の偏光の反射方向と同じ方向に反射させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
第３の光を射出する複数の第３光源が配置された第３光源アレイと、
第４の光を射出する複数の第４光源が配置された第４光源アレイと、
前記第３光源アレイにより射出された前記複数の第３の光と前記第４光源アレイにより射出された前記複数の第４の光とを互いに重ならないように合成する第２合成光学系と、
前記第１合成光学系により合成された前記複数の第１の光及び前記複数の第２の光と前記第２合成光学系により合成された前記複数の第３の光及び前記複数の第４の光とを互いに重ならないように合成する第３合成光学系と、
を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第１の光、前記第２の光、前記第３の光及び前記第４の光は、互いに同じ色であることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記第１の光及び前記第２の光は青色光であり、且つ、
前記第３の光及び前記第４の光は黄色光であることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクターの高性能化に関して、広色域かつ高効率な光源としてレーザー光源が注目されている。高輝度化を目的として、複数のレーザー光源を用いるプロジェクターが知られている。例えば、特許文献１の照明装置は、複数の青色光のレーザー光源を蛍光励起源として用いて黄色蛍光体を励起し、レーザー光源からの青色光と、蛍光体から発せられる黄色光とを混色させることにより、白色光を作り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２７３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の青色光を蛍光体の一点に集中して照射しているため、蛍光体表面における青色光の光密度が高くなり、蛍光体が高温になったり光飽和が生じたりしてしまう。その結果、蛍光体の蛍光への変換効率が低下し、明るさが低下してしまう。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高輝度化を図ることが可能な光源装置及びプロジェクター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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の光源装置は、第１の光を射出する複数の第１光源が配置された第１光源アレイと、第２の光を射出する複数の第２光源が配置された第２光源アレイと、前記第１光源アレイにより射出された前記複数の第１の光と前記第２光源アレイにより射出された前記複数の第２の光とを互いに重ならないように合成する第１合成光学系と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この光源装置によれば、第１合成光学系によって、第１光源アレイにより射出された複数の第１の光と第２光源アレイにより射出された複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うように相補的に合成される。このように、特許文献１に示す複数の光を一点に集中して照射する構成とはなっていない。そのため、第１光源アレイ及び第２光源アレイにより射出された光はロスなく全て取り出される。したがって、高輝度化を図ることが可能な光源装置を提供することができる。
【０００８】
前記光源装置において、前記第１光源アレイには、前記複数の第１光源が、前記第１の光の射出方向から視て、第１の方向に沿って配列されるとともに前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列されており、且つ、前記第２光源アレイには、前記複数の第２光源が、前記第２の光の射出方向から視て、第３の方向に沿って配列されるとともに前記第３の方向と直交する第４の方向に沿って配列されていてもよい。
【０００９】
この光源装置によれば、光源アレイに複数の光源が不規則に配置される構成に比べて、光強度分布を均一にすることができる。
【００１０】
前記光源装置において、前記第１の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔は、前記第２の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔と同じ間隔であり、且つ、前記第３の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔は、前記第４の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔と同じ間隔であってもよい。
【００１１】
この光源装置によれば、光源アレイにおいて光源の配列間隔が縦と横とで異なる間隔である構成に比べて、光強度分布を均一にすることができる。
【００１２】
前記光源装置において、前記第１の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔は、前記第３の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔と同じ間隔であり、且つ、前記第２の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔は、前記第４の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔と同じ間隔であってもよい。
【００１３】
この光源装置によれば、第１光源アレイと第２光源アレイとの間で光源の配列間隔が異なる構成に比べて、光強度分布を均一にすることができる。
【００１４】
前記光源装置において、前記第１光源アレイ及び前記第２光源アレイは、前記第１の方向に沿って配列された複数の第１光源により射出された複数の第１の光が前記第３の方向に沿って配列された複数の第２光源により射出された複数の第２の光の射出間隔の中心に位置するように、且つ、前記第２の方向に沿って配列された複数の第１光源により射出された複数の第１の光が前記第４の方向に沿って配列された複数の第２光源により射出された複数の第２の光の射出間隔の中心に位置するように配置されていてもよい。
【００１５】
この光源装置によれば、第２の光の射出間隔の中心に第１の光が位置するよう合成される。したがって、光強度分布を確実に均一にすることができる。
【００１６】
前記光源装置において、前記第１の光は、前記第２の光と同じ色であってもよい。
【００１７】
この光源装置によれば、同色の均一な光強度分布を持った強い光を得ることができる。
【００１８】
前記光源装置において、前記第１合成光学系により合成された光の光強度分布を均一化するインテグレータ光学系を備えていてもよい。
【００１９】
この光源装置によれば、離散的に射出された第１の光及び第２の光の光強度分布を均一化することができる。
【００２０】
前記光源装置において、前記第１合成光学系は、ハーフミラーと、反射ミラーと、を備え、前記ハーフミラーは、前記第１光源アレイにより射出された前記複数の第１の光の半分を前記反射ミラーに向けて透過させ残りの半分を前記第１光源アレイとは異なる方向に反射させるとともに、前記第２光源アレイにより射出された前記複数の第２の光の半分を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に透過させ残りの半分を自身を透過した第１の光の透過方向と同じ方向に反射させ、前記反射ミラーは、前記ハーフミラーを透過した第１の光を前記ハーフミラーによって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に反射させるとともに、前記ハーフミラーによって反射された第２の光を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に反射させてもよい。
【００２１】
この光源装置によれば、ハーフミラーによって反射された複数の第１の光とハーフミラーを透過した複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。また、ハーフミラーを透過して反射ミラーによって反射された複数の第１の光とハーフミラーによって反射されて反射ミラーによって反射された複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。例えば、第１光源アレイに単位面積当たり１２個の第１光源が配置され、第２光源アレイに単位面積当たり１２個の第２光源が配置されている場合、ハーフミラーにより単位面積当たり２４の光が取り出されるとともに、反射ミラーにより単位面積当たり２４の光が取り出されることとなる。このため、単位面積当たりに取り出される光束は増えることとなる。したがって、光強度分布を均一にすることができる。
【００２２】
前記光源装置において、前記第１合成光学系は、偏光分離素子と、反射ミラーと、を備え、前記偏光分離素子は、前記第１光源アレイにより射出された前記複数の第１の光をＰ偏光とＳ偏光に分離し自身によって分離された前記第１の光の一方の偏光を前記反射ミラーに向けて透過させ他方の偏光を前記第１光源アレイとは異なる方向に反射させるとともに、前記第２光源アレイにより射出された前記複数の第２の光をＰ偏光とＳ偏光に分離し自身によって分離された前記第２の光の一方の偏光を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に透過させ他方の偏光を自身を透過した第１の光の透過方向と同じ方向に反射させ、前記反射ミラーは、前記偏光分離素子を透過した前記第１の光の一方の偏光を前記偏光分離素子によって反射された前記第１の光の他方の偏光の反射方向と同じ方向に反射させるとともに、前記偏光分離素子によって反射された前記第２の光の他方の偏光を自身によって反射された第１の光の一方の偏光の反射方向と同じ方向に反射させてもよい。
【００２３】
この光源装置によれば、偏光分離素子によって反射された複数の第１の光と偏光分離素子を透過した複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。また、偏光分離素子を透過して反射ミラーによって反射された複数の第１の光と偏光分離素子によって反射されて反射ミラーによって反射された複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。例えば、第１光源アレイに単位面積当たり１２個の第１光源が配置され、第２光源アレイに単位面積当たり１２個の第２光源が配置されている場合、偏光分離素子により単位面積当たり２４の光が取り出されるとともに、反射ミラーにより単位面積当たり２４の光が取り出されることとなる。このため、単位面積当たりに取り出される光束は増えることとなる。したがって、光強度分布を均一にすることができる。
【００２４】
前記光源装置において、複数の第３光源が配置された第３光源アレイと、複数の第４光源が配置された第４光源アレイと、前記第３光源アレイにより射出された前記複数の第３の光と前記第４光源アレイにより射出された前記複数の第４の光とを互いに重ならないように合成する第２合成光学系と、前記第１合成光学系により合成された前記複数の第１の光及び前記複数の第２の光と前記第２合成光学系により合成された前記複数の第３の光及び前記複数の第４の光とを互いに重ならないように合成する第３合成光学系と、を備えていてもよい。
【００２５】
この光源装置によれば、第１合成光学系によって合成された複数の第１の光及び複数の第２の光と第２合成光学系によって合成された複数の第３の光及び複数の第４の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。例えば、第１合成光学系により単位面積当たり２４の光が取り出され、第２合成光学系により単位面積当たり２４の光が取り出されている場合、第３合成光学系により単位面積当たり４８の光が取り出されることとなる。このため、均一な光強度分布を持った強い光を得ることができる。したがって、高輝度化を図ることが可能な光源装置を提供することができる。
【００２６】
前記光源装置において、前記第１の光、前記第２の光、前記第３の光及び前記第４の光は、互いに同じ色であってもよい。
【００２７】
この光源装置によれば、同色の均一な光強度分布を持った強い光を得ることができる。
【００２８】
前記光源装置において、前記第１の光及び前記第２の光は青色光であり、且つ、前記第３の光及び前記第４の光は黄色光であってもよい。
【００２９】
この光源装置によれば、青色光と黄色光とを並置混色させて均一な光強度分布を持った強い白色光を取り出すことができる。
【００３０】
本発明のプロジェクターは、上述した光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
このプロジェクターによれば、上述した光源装置を備えているので、高輝度化を図ることが可能なプロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る第１光源アレイを示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る第２光源アレイを示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光源及び蛍光体の発光特性を示すグラフである。
【図５】第１合成光学系により合成された光を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す模式図である。
【図７】第３合成光学系により合成された光を示す図である。
【図８】本発明に係る光源アレイの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００３４】
以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。
【００３５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクター１０００の光学系を示す模式図である。なお、図１において、符号１００ａｘは照明光軸（光源装置１から色分離導光光学系２００に向けて射出される光の光軸）である。なお、光軸とは、光学系において、系全体を透過する光束の代表となる仮想的な光線を指すものとする。
図２は、本発明の第１実施形態に係る第１光源アレイを示す模式図である。図２（ａ）は第１光源アレイの側面図であり、図２（ｂ）は第１光源アレイの正面図である。図２（ｂ）において、符号Ｗ１は第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔、符号Ｗ２は第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔である。なお、図２（ｂ）において、便宜上、第１蛍光体１３及び第１平行化レンズ１４の図示を省略している。また、第１光源１２は第１基体１１上に３行３列で９個配置されているが、第１光源１２は複数配置されていればよく、その配置数は適宜変更可能である。
図３は、本発明の第１実施形態に係る第２光源アレイを示す模式図である。図３（ａ）は第２光源アレイの側面図であり、図３（ｂ）は第１光源アレイの正面図である。図３（ｂ）において、符号Ｗ３は第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔、符号Ｗ４は第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔である。なお、図３（ｂ）において、便宜上、第２蛍光体２３及び第２平行化レンズ２４の図示を省略している。また、第２光源２２は第２基体２１上に３行３列で９個配置されているが、第２光源２２は複数配置されていればよく、その配置数は適宜変更可能である。
図４は、本発明の第１実施形態に係る光源及び蛍光体の発光特性を示すグラフである。図４（ａ）は光源の発光特性を示すグラフであり、図４（ｂ）は蛍光体の発光特性を示すグラフである。なお、発光特性とは、光源であれば電圧を印加したときに、蛍光体であれば励起光が入射したときに、どのような波長の光をどの位の強度で射出するのかという特性のことをいう。図４において、グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も強い波長における発光強度を１としている。グラフの横軸は、波長を表す。図４（ａ）において、符号Ｂは、光源が励起光として青色光を射出する色光成分である。図４（ｂ）において、符号Ｒは、蛍光体が発する光のうち赤色光として利用可能な色光成分である。符号Ｇは、蛍光体が発する光のうち緑色光として利用可能な色光成分である。
【００３６】
図１に示すように、プロジェクター１０００は、光源装置１と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ,４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００と、を具備して構成されている。
【００３７】
光源装置１は、第１光源アレイ１０と、第２光源アレイ２０と、第１合成光学系５０と、コリメート光学系６０と、照明光学系１００と、を具備して構成されている。
【００３８】
第１光源アレイ１０は、第１の光を射出するものである。第１光源アレイ１０は、第１基体１１と、第１基体１１上に配置された複数の第１光源１２と、第１光源１２上に配置された第１蛍光体１３と、第１蛍光体１３上に配置された第１平行化レンズ１４と、を備えている（図２（ａ）参照）。第１光源１２としては、レーザー光源及び発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を用いる。本実施形態では、第１光源１２として、レーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図３（ａ）参照）を射出するレーザー光源を用いる。また、光源として、４４５ｎｍ以外の波長（例えば４６０ｎｍ）の青色光を射出する光源を用いることもできる。
【００３９】
第１光源アレイ１０には、複数の第１光源１２が、第１の光の射出方向（＋Ｘ方向）から視て、第１の方向（Ｚ方向）に沿って配列されるとともに第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ方向）に沿って配列されている（図２（ｂ）参照）。第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔Ｗ１は、第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔Ｗ２と同じ間隔になっている（Ｗ１＝Ｗ２）。
【００４０】
第１蛍光体１３は、第１光源１２上に形成されている。第１蛍光体１３は、第１光源１２により射出された励起光によって励起され、励起光（青色光）とは異なる色の蛍光（黄色光）を放射する。
【００４１】
具体的には、第１蛍光体１３は、第１光源１２からの青色光の一部を赤色光及び緑色光を含む光に変換し、かつ、青色光の残りの一部を変換せずに通過させる。第１蛍光体（図４参照）は、波長が約４４５ｎｍの青色光によって効率的に励起され、赤色光及び緑色光を含む黄色光（蛍光）に変換して射出する。第１蛍光体１３は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ,Ｇｄ）３（Ａｌ,Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを含有する粒子からなる。なお、蛍光体として、赤色光及び緑色光を含む蛍光を射出する他の蛍光体を含有する粒子を用いてもよい。また、蛍光体として、励起光を赤色光に変換する蛍光体と、励起光を緑色光に変換する蛍光体との混合物を含有する粒子を用いてもよい。
【００４２】
第１平行化レンズ１４は、第１蛍光体１３上に形成されている。第１平行化レンズ１４は、第１蛍光体１３により放射された光を略平行化した状態で第１合成光学系５０に入射させる。
【００４３】
第２光源アレイ２０は、第２の光を射出するものである。第２光源アレイ２０は、第２基体２１と、第２基体２１上に配置された複数の第２光源２２と、第２光源２２上に配置された第２蛍光体２３と、第２蛍光体２３上に配置された第２平行化レンズ２４と、を備えている（図３（ａ）参照）。本実施形態では、第２光源２２として、第１光源１２と同様に、レーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図３（ａ）参照）を射出するレーザー光源を用いる。なお、本実施形態において、第１の光は、第２の光と同じ色である。
【００４４】
第２光源アレイ２０には、複数の第２光源２２が、第２の光の射出方向（＋Ｙ方向）から視て、第３の方向（Ｘ方向）に沿って配列されるとともに第３の方向と直交する第４の方向（Ｚ方向）に沿って配列されている（図３（ｂ）参照）。第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔Ｗ３は、第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔Ｗ４と同じ間隔になっている（Ｗ３＝Ｗ４）。
【００４５】
第２蛍光体２３は、第２光源２２上に形成されている。第２蛍光体２３は、第２光源２２により射出された励起光によって励起され、励起光（青色光）とは異なる色の蛍光（黄色光）を放射する。
【００４６】
具体的には、第２蛍光体２３は、第２光源２２からの青色光の一部を赤色光及び緑色光を含む光に変換し、かつ、青色光の残りの一部を変換せずに通過させる。第２蛍光体（図４参照）は、波長が約４４５ｎｍの青色光によって効率的に励起され、赤色光及び緑色光を含む黄色光（蛍光）に変換して射出する。第２蛍光体２３は、第１蛍光体１３と同様に、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ,Ｇｄ）３（Ａｌ,Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを含有する粒子からなる。
【００４７】
第２平行化レンズ２４は、第２蛍光体２３上に形成されている。第２平行化レンズ２４は、第２蛍光体２３により放射された光を略平行化した状態で第１合成光学系５０に入射させる。
【００４８】
図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の方向（Ｚ方向）に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔Ｗ１は、第３の方向（Ｘ方向）に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔Ｗ３と同じ間隔となっている（Ｗ１＝Ｗ４）。第２の方向（Ｙ方向）に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔Ｗ２は、第４の方向（Ｚ方向）に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔Ｗ４と同じ間隔となっている（Ｗ２＝Ｗ４）。
【００４９】
第１光源アレイ１０及び第２光源アレイ２０は、第１の方向（Ｚ方向）に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光が第３の方向（Ｘ方向）に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔の中心に位置するように、且つ、第２の方向（Ｙ方向）に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光が第４の方向（Ｚ方向）に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔の中心に位置するように配置されている。
【００５０】
第１合成光学系５０は、ハーフミラー５１と、反射ミラー５２と、を備えている（図１参照）。第１合成光学系５０は、第１光源アレイ１０により射出された複数の第１の光と第２光源アレイ２０により射出された複数の第２の光とを互いに重ならないように合成する。
【００５１】
ハーフミラー５１は、第１光源アレイ１０により射出された複数の第１の光の半分を反射ミラー５２に向けて（＋Ｘ方向に向けて）透過させ、残りの半分を第１光源アレイ１０とは異なる方向（＋Ｙ方向）に反射させる。ハーフミラー５１は、第２光源アレイ２０により射出された複数の第２の光の半分を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向（＋Ｙ方向）に透過させ、残りの半分を自身を透過した第１の光の透過方向と同じ方向（＋Ｘ方向）に反射させる。
【００５２】
反射ミラー５２は、ハーフミラー５１を透過した第１の光をハーフミラー５１によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向（＋Ｙ方向）に反射させる。反射ミラー５２は、ハーフミラー５１によって反射された第２の光を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向（＋Ｙ方向）に反射させる。
【００５３】
図５は、第１合成光学系５０により合成された光を示す図である。図５において、符号Ｌ１は第１光源アレイ１０により射出された第１の光、符号Ｌ２は第２光源アレイ２０により射出された第２の光である。また、符号Ｌｗ１は第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光の射出間隔、符号Ｌｗ２は第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光の射出間隔、符号Ｌｗ３は第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔、符号Ｌｗ４は第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔、符号Ｌｗ５は第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光と第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光との射出間隔、符号Ｌｗ６は第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光と第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光との射出間隔である。
【００５４】
図５に示すように、第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光の射出間隔Ｌｗ１は、第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光の射出間隔Ｌｗ２と同じ間隔になっている（Ｌｗ１＝Ｌｗ２）。第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔Ｌｗ３は、第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔Ｌｗ４と同じ間隔になっている（Ｌｗ３＝Ｌｗ４）。
【００５５】
また、第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光の射出間隔Ｌｗ１は、第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔Ｌｗ３と同じ間隔になっている（Ｌｗ１＝Ｌｗ３）。第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光の射出間隔Ｌｗ２は、第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔Ｌｗ４と同じ間隔になっている（Ｌｗ２＝Ｌｗ４）。
【００５６】
第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光と第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光との射出間隔Ｌｗ５は、第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光の射出間隔Ｌｗ１（第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔Ｌｗ３）の半分の長さになっている（Ｌｗ５＝Ｌｗ１／２）。第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光と第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光との射出間隔Ｌｗ６は、第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光の射出間隔Ｌｗ２（第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔Ｌｗ４）の半分の長さになっている（Ｌｗ６＝Ｌｗ２／２）。
【００５７】
コリメート光学系６０は、第１合成光学系５０から照明光学系１００までの光路中に配置されている。コリメート光学系６０は、第１レンズ６１及び第２レンズ６２を備えている。第１レンズ６１及び第２レンズ６２は凸レンズからなっている。コリメート光学系６０は、第１合成光学系５０により合成された光を略平行化した状態で照明光学系１００に入射させる。
【００５８】
図１に示すように、照明光学系１００は、コリメート光学系６０と色分離導光光学系２００との間に配置されている。照明光学系１００は、インテグレータ光学系１１０と、偏光変換素子１２０と、重畳レンズ１３０とを備えている。
【００５９】
インテグレータ光学系１１０は、第１フライアイレンズ１１１及び第２フライアイレンズ１１２を備えている。第１フライアイレンズ１１１及び第２フライアイレンズ１１２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなる。第１フライアイレンズ１１１は、第１フライアイレンズ１１１を構成する複数の要素レンズによってコリメート光学系６０からの光（第１の光及び第２の光）を分割して個別に集光する機能を有する。第２フライアイレンズ１１２は、第２フライアイレンズ１１２を構成する複数の要素レンズによって第１フライアイレンズ１１１からの分割光束を適当な発散角にして射出する機能を有する。インテグレータ光学系１１０は、第１合成光学系５０により合成された光の光強度分布を均一化する。
【００６０】
偏光変換素子１２０は、ＰＢＳ、ミラー、位相差板等を一組の要素とするアレイで形成されている。偏光変換素子１２０は、第１フライアイレンズ１１１により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える機能を有する。
【００６１】
重畳レンズ１３０は、偏光変換素子１２０を経た照明光を全体として適宜収束させて、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂの被照明領域に対する重畳照明を可能にする。
【００６２】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０,２２０、反射ミラー２３０,２４０,２５０及びリレーレンズ２６０,２７０を備えている。色分離導光光学系２００は、光源装置１（照明光学系１００）からの光（第１の光及び第２の光）を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂに導光する機能を有する。色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂが配置されている。なお、集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂ及びリレーレンズ２６０，２７０は、プロジェクター１０００を構成するインテグレータ光学系の一部となる。
【００６３】
ダイクロイックミラー２１０,２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を透過させる。
【００６４】
反射ミラー２３０,２４０,２５０は、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー２３０は、ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光成分を反射する。反射ミラー２４０,２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を反射する。
【００６５】
ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを透過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、集光レンズ３００Ｇを透過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光は、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｂを経て青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。
【００６６】
リレーレンズ２６０,２７０及び反射ミラー２４０,２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。これにより、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長い場合であっても、青色光の発散等による青色光の利用効率の低下を抑制することができる。なお、他の色光（例えば赤色光）の光路の長さが青色光の光路の長さよりも長い場合は、リレーレンズ２６０,２７０及び反射ミラー２４０,２５０を赤色光の光路に配置する構成も考えられる。
【００６７】
液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、光源装置１の照明対象となる。なお、図示を省略したが、各集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂと各液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置されている。また、各液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。これら入射側偏光板、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂ及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００６８】
例えば、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂは、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板（図示略）から射出された１種類の直線偏光の偏向方向を変調する。
【００６９】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板（図示略）から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００７０】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００７１】
本実施形態の光源装置１によれば、第１合成光学系５０によって、第１光源アレイ１０により射出された複数の第１の光と第２光源アレイ２０により射出された複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うように相補的に合成される。このように、特許文献１に示す複数の光を一点に集中して照射する構成とはなっていない。そのため、第１光源アレイ１０及び第２光源アレイ２０により射出された光はロスなく全て取り出される。したがって、高輝度化を図ることが可能な光源装置１を提供することができる。
【００７２】
また、この構成によれば、第１光源アレイ１０には複数の第１光源１２が縦横整列して配置されており、且つ、第２光源アレイ２０には複数の第２光源２２が縦横整列して配置されている。このため、光源アレイに複数の光源が不規則に配置される構成に比べて、光強度分布を均一にすることができる。
【００７３】
また、この構成によれば、第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔Ｗ１が第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔Ｗ２と同じ間隔となっており、且つ、第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔Ｗ３が第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔Ｗ４と同じ間隔になっている。このため、光源アレイにおいて光源の配列間隔が縦と横とで異なる間隔である構成に比べて、光強度分布を均一にすることができる。
【００７４】
また、この構成によれば、第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔Ｗ１が第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔Ｗ３と同じ間隔となっており、且つ、第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２の配列間隔Ｗ２が第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２の配列間隔Ｗ４と同じ間隔になっている。このため、第１光源アレイと第２光源アレイとの間で光源の配列間隔が異なる構成に比べて、光強度分布を均一にすることができる。
【００７５】
また、この構成によれば、第１光源アレイ１０及び第２光源アレイ２０は、第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光が第３の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔の中心に位置するように、且つ、第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１２により射出された複数の第１の光が第４の方向に沿って配列された複数の第２光源２２により射出された複数の第２の光の射出間隔の中心に位置するように配置されている。このため、第２の光の射出間隔の中心に第１の光が位置するよう合成される。したがって、光強度分布を確実に均一にすることができる。
【００７６】
また、この構成によれば、第１の光は第２の光と同じ色であるので、同色の均一な光強度分布を持った強い光を得ることができる。
【００７７】
また、この構成によれば、第１合成光学系５０により合成された光の光強度分布を均一化するインテグレータ光学系１１０を備えているので、離散的に射出された第１の光及び第２の光の光強度分布を均一化することができる。
【００７８】
また、この構成によれば、第１合成光学系５０がハーフミラー５１と反射ミラー５２とを備えるので、ハーフミラー５１によって反射された複数の第１の光とハーフミラー５１を透過した複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。また、ハーフミラー５１を透過して反射ミラー５２によって反射された複数の第１の光とハーフミラー５１によって反射されて反射ミラー５２によって反射された複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。例えば、第１光源アレイ１０に単位面積当たり１２個の第１光源１２が配置され、第２光源アレイ２０に単位面積当たり１２個の第２光源２２が配置されている場合、ハーフミラー５１により単位面積当たり２４の光が取り出されるとともに、反射ミラー５２により単位面積当たり２４の光が取り出されることとなる。このため、単位面積当たりに取り出される光束は増えることとなる。したがって、光強度分布を均一にすることができる。
【００７９】
本実施形態のプロジェクター１０００によれば、上述した光源装置１を備えているので、高輝度化を図ることが可能なプロジェクター１０００を提供することができる。
【００８０】
なお、本実施形態の光源装置１では、青色光を射出する光源と、青色光の一部によって励起され、赤色光及び緑色光を含む光（黄色光）を第１合成光学系に向けて放射する蛍光体と、を用いているが、これに限らない。例えば、紫色光又は紫外光を射出する光源と、光源から射出された紫色光又は紫外光によって励起され、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を第１合成光学系に向けて放射する蛍光体を用いてもよい。
【００８１】
また、本実施形態の光源装置１では、コリメート光学系６０における第１レンズ６１及び第２レンズ６２として凸レンズを用いたが、これに限らない。要するに、コリメート光学系が、蛍光体部によって放射された光を略平行化した状態で照明光学系に入射させるようになっていればよい。また、コリメート光学系を構成するレンズの枚数は、１枚であってもよく、３枚以上であってもよい。
【００８２】
また、本実施形態のプロジェクター１０００では、液晶光変調装置として３つの液晶光変調装置を用いたが、これに限らない。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。
【００８３】
また、本実施形態のプロジェクター１０００では、透過型のプロジェクターを用いたが、これに限らない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味している。「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
【００８４】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る光源装置２を示す模式図である。
図６に示すように、本実施形態に係る光源装置２は、上述の第１合成光学系５０に替えて第１合成光学系７０Ａを備えている点、第３光源アレイ３０と第４光源アレイ４０とをさらに備えている点、第２合成光学系７０Ｂと第３合成光学系８０とをさらに備えている点、で上述の第１実施形態に係る光源装置１と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図１と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８５】
光源装置２は、第１光源アレイ１０と、第２光源アレイ２０と、第１合成光学系７０Ａと、第１コリメート光学系６０Ａと、第３光源アレイ３０と、第４光源アレイ４０と、第２合成光学系７０Ｂと、第２コリメート光学系６０Ｂと、第３合成光学系８０と、第３コリメート光学系９０と、照明光学系１００と、を具備して構成されている。
【００８６】
第１光源アレイ１０は、第１の光を射出するものである。第２光源アレイ２０は、第２の光を射出するものである。第３光源アレイ３０は、第３の光を射出するものである。第４光源アレイ４０は、第４の光を射出するものである。本実施形態では、各光源アレイを構成する光源として、Ｐ偏光とＳ偏光とを含む光を射出する光源を用いる。ここで、「偏光」とは、電場及び磁場が特定の方向にしか振動していない光のことをいい、「Ｐ偏光」とは、電界成分が入射面に対して平行な電磁波、「Ｓ偏光」とは、電界成分が入射面に対して垂直な電磁波、を意味する。「入射面」は、第１の光が偏光分離素子７１Ａに入射するとき、反射面に垂直で入射光と反射光を含む面（ＸＹ面）とする。
【００８７】
なお、本実施形態において、第１の光、第２の光、第３の光及び第４の光は、互いに同じ色である。第３光源アレイ３０及び第４光源アレイ４０の構成については、上述した第１光源アレイ１０と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８８】
第１合成光学系７０Ａは、偏光分離素子７１Ａと、反射ミラー７２Ａと、を備えている。第１合成光学系７０Ａは、第１光源アレイ１０により射出された複数の第１の光と第２光源アレイ２０により射出された複数の第２の光とを互いに重ならないように合成する。
【００８９】
偏光分離素子７１Ａは、第１光源アレイ１０により射出された複数の第１の光をＰ偏光とＳ偏光に分離する。偏光分離素子７１Ａは、自身によって分離された第１の光の一方の偏光（Ｐ偏光）を反射ミラー７２Ａに向けて（＋Ｙ方向に向けて）透過させ、他方の偏光（Ｓ偏光）を第１光源アレイ１０とは異なる方向（−Ｘ方向）に反射させる。偏光分離素子７１Ａは、第２光源アレイ２０により射出された複数の第２の光をＰ偏光とＳ偏光に分離する。偏光分離素子７１Ａは、自身によって分離された第２の光の一方の偏光（Ｐ偏光）を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向（−Ｘ方向）に透過させ、他方の偏光（Ｓ偏光）を自身を透過した第１の光の透過方向と同じ方向（＋Ｙ方向）に反射させる。
【００９０】
反射ミラー７２Ａは、偏光分離素子７１Ａを透過した第１の光の一方の偏光（Ｐ偏光）を偏光分離素子７１Ａによって反射された第１の光の他方の偏光（Ｓ偏光）の反射方向と同じ方向（−Ｘ方向）に反射させる。反射ミラー７２Ａは、偏光分離素子７１Ａによって反射された第２の光の他方の偏光（Ｓ偏光）を自身によって反射された第１の光の一方の偏光（Ｐ偏光）の反射方向と同じ方向（−Ｘ方向）に反射させる。
【００９１】
第１コリメート光学系６０Ａは、第１合成光学系７０Ａから第３合成光学系８０までの光路中に配置されている。第１コリメート光学系６０Ａは、第１レンズ６１Ａ及び第２レンズ６２Ａを備えている。第１レンズ６１Ａ及び第２レンズ６２Ａは凸レンズからなっている。第１コリメート光学系６０Ａは、第１合成光学系７０Ａにより合成された光を略平行化した状態で第３合成光学系８０に入射させる。
【００９２】
第２合成光学系７０Ｂは、偏光分離素子７１Ｂと、反射ミラー７２Ｂと、を備えている。第２合成光学系７０Ｂは、第３光源アレイ３０により射出された複数の第３の光と第４光源アレイ４０により射出された複数の第４の光とを互いに重ならないように合成する。
【００９３】
偏光分離素子７１Ｂは、第３光源アレイ３０により射出された複数の第３の光をＰ偏光とＳ偏光に分離する。偏光分離素子７１Ｂは、自身によって分離された第３の光の一方の偏光（Ｐ偏光）を反射ミラー７２Ｂに向けて（＋Ｙ方向に向けて）透過させ、他方の偏光（Ｓ偏光）を第３光源アレイ３０とは異なる方向（−Ｘ方向）に反射させる。偏光分離素子７１Ｂは、第４光源アレイ４０により射出された複数の第４の光をＰ偏光とＳ偏光に分離する。偏光分離素子７１Ｂは、自身によって分離された第４の光の一方の偏光（Ｐ偏光）を自身によって反射された第３の光の反射方向と同じ方向（−Ｘ方向）に透過させ、他方の偏光（Ｓ偏光）を自身を透過した第３の光の透過方向と同じ方向（＋Ｙ方向）に反射させる。
【００９４】
反射ミラー７２Ｂは、偏光分離素子７１Ｂを透過した第３の光の一方の偏光（Ｐ偏光）を偏光分離素子７１Ｂによって反射された第３の光の他方の偏光（Ｓ偏光）の反射方向と同じ方向（−Ｘ方向）に反射させる。反射ミラー７２Ｂは、偏光分離素子７１Ｂによって反射された第４の光の他方の偏光（Ｓ偏光）を自身によって反射された第３の光の一方の偏光（Ｐ偏光）の反射方向と同じ方向（−Ｘ方向）に反射させる。
【００９５】
第２コリメート光学系６０Ｂは、第２合成光学系７０Ｂから第３合成光学系８０までの光路中に配置されている。第２コリメート光学系６０Ｂは、第１レンズ６１Ｂ及び第２レンズ６２Ｂを備えている。第１レンズ６１Ｂ及び第２レンズ６２Ｂは凸レンズからなっている。第２コリメート光学系６０Ｂは、第２合成光学系７０Ｂにより合成された光を略平行化した状態で第３合成光学系８０に入射させる。
【００９６】
第３合成光学系８０は、ハーフミラー８１と、反射ミラー８２，８３と、を備えている。第３合成光学系８０は、第１合成光学系７０Ａにより合成された複数の第１の光及び複数の第２の光と第２合成光学系７０Ｂにより合成された複数の第３の光と複数の第４の光とを互いに重ならないように合成する。
【００９７】
反射ミラー８２は、第１合成光学系７０Ａにより合成された複数の第１の光及び複数の第２の光をハーフミラー８１に向けて（＋Ｙ方向に向けて）反射させる。
【００９８】
ハーフミラー８１は、反射ミラー８２により反射された複数の第１の光及び複数の第２の光の双方の半分を第３コリメート光学系９０に向けて（＋Ｙ方向に向けて）透過させ、残りの半分を反射ミラー８３に向けて（−Ｘ方向に向けて）反射させる。ハーフミラー８１は、第２合成光学系７０Ｂにより合成された複数の第３の光及び複数の第４の光の双方の半分を自身によって反射された第３の光及び第４の光の反射方向と同じ方向（−Ｘ方向）に透過させ、残りの半分を自身を透過した第３の光及び第４の光の透過方向と同じ方向（＋Ｙ方向）に反射させる。
【００９９】
反射ミラー８３は、ハーフミラー８１を透過した第３の光及び第４の光をハーフミラー８１によって反射された第３の光及び第４の光の反射方向と同じ方向（＋Ｙ方向）に反射させる。反射ミラー８３は、ハーフミラー８１によって反射された第１の光及び第２の光を自身によって反射された第３の光及び第４の光の反射方向と同じ方向（＋Ｙ方向）に反射させる。
【０１００】
第３コリメート光学系９０は、第３合成光学系８０から照明光学系１００までの光路中に配置されている。第３コリメート光学系９０は、第１レンズ９１及び第２レンズ９２を備えている。第１レンズ９１及び第２レンズ９２は凸レンズからなっている。第３コリメート光学系９０は、第３合成光学系８０により合成された光を略平行化した状態で照明光学系１００に入射させる。
【０１０１】
図７は、第３合成光学系８０により合成された光を示す図である。図７において、符号Ｌ１は第１光源アレイ１０により射出された第１の光、符号Ｌ２は第２光源アレイ２０により射出された第２の光、符号Ｌ３は第３光源アレイ３０により射出された第３の光、符号Ｌ４は第４光源アレイ４０により射出された第４の光である。
【０１０２】
図７に示すように、第１光源アレイ１０により射出された複数の第１の光Ｌ１の射出間隔は、縦方向と横方向のそれぞれにおいて、第２光源アレイ１０により射出された複数の第２の光Ｌ２の射出間隔と同じ間隔になっている。複数の第１の光Ｌ１の射出位置は、複数の第２の光Ｌ２の射出間隔の中心に位置している。第３光源アレイ３０により射出された複数の第３の光Ｌ３の射出間隔は、縦方向と横方向のそれぞれにおいて、第４光源アレイ４０により射出された複数の第４の光Ｌ４の射出間隔と同じ間隔になっている。複数の第３の光Ｌ３の射出位置は、複数の第４の光Ｌ４の射出間隔の中心に位置している。
【０１０３】
複数の第１の光Ｌ１及び複数の第２の光Ｌ２の射出位置は、縦方向と横方向のそれぞれにおいて、複数の第３の光Ｌ３及び複数の第４の光Ｌ４の射出間隔の中心に位置している。そのため、複数の第１の光Ｌ１、複数の第２の光Ｌ２、複数の第３の光Ｌ３及び複数の第４の光Ｌ４は、縦方向と横方向のそれぞれにおいて、互いに等間隔で取り出されることとなる。
【０１０４】
照明光学系１００は、インテグレータ光学系１１０と、偏光変換素子１２０と、重畳レンズ１３０とを備えている。インテグレータ光学系１１０は、第３合成光学系８０により合成された光の光強度分布を均一化する。
【０１０５】
本実施形態の光源装置２によれば、第３光源アレイ３０と第４光源アレイ４０と第２合成光学系７０Ｂと第３合成光学系８０とを備えるので、第１合成光学系７０Ａによって合成された複数の第１の光及び複数の第２の光と第２合成光学系７０Ｂによって合成された複数の第３の光及び複数の第４の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。例えば、第１合成光学系７０Ａにより単位面積当たり２４の光が取り出され、第２合成光学系７０Ｂにより単位面積当たり２４の光が取り出されている場合、第３合成光学系８０により単位面積当たり４８の光が取り出されることとなる。このため、均一な光強度分布を持った強い光を得ることができる。したがって、高輝度化を図ることが可能な光源装置２を提供することができる。
【０１０６】
また、この構成によれば、第１合成光学系７０Ａが偏光分離素子７１Ａと反射ミラー７２Ａとを備えるので、偏光分離素子７１Ａによって反射された複数の第１の光と偏光分離素子７１Ａを透過した複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。また、偏光分離素子７１Ａを透過して反射ミラー７２Ａによって反射された複数の第１の光と偏光分離素子７１Ａによって反射されて反射ミラー７２Ａによって反射された複数の第２の光とが互いの隙間を埋め合うよう相補的に合成される。例えば、第１光源アレイ１０に単位面積当たり１２個の第１光源が配置され、第２光源アレイ２０に単位面積当たり１２個の第２光源が配置されている場合、偏光分離素子７１Ａにより単位面積当たり２４の光が取り出されるとともに、反射ミラー７２Ａにより単位面積当たり２４の光が取り出されることとなる。このため、単位面積当たりに取り出される光束は増えることとなる。したがって、光強度分布を均一にすることができる。
【０１０７】
また、この構成によれば、第１の光Ｌ１、第２の光Ｌ２、第３の光Ｌ３及び第４の光Ｌ４が互いに同じ色であるので、同色の均一な光強度分布を持った強い光を得ることができる。
【０１０８】
なお、本実施形態の光源装置２では、第１の光、第２の光、第３の光及び第４の光が互いに同じ色である構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１の光及び第２の光は青色光であり、且つ、第３の光及び第４の光は黄色光である構成においても適用可能である。この構成によれば、青色光と黄色光とを並置混色させて均一な光強度分布を持った強い白色光を取り出すことができる。
【０１０９】
また、本実施形態の光源装置２では、第１合成光学系及び第２合成光学系が偏光分離素子を備え、第３合成光学系がハーフミラーを備える構成であるが、これに限らない。例えば、第１合成光学系及び第２合成光学系が偏光分離素子に替えてハーフミラーを備え、第３合成光学系がハーフミラーに替えて偏光分離素子を備える構成であってもよい。また、第１合成光学系及び第２合成光学系が偏光分離素子に替えてハーフミラーを備える構成、つまり、第１合成光学系、第２合成光学系及び第３合成光学系の全てがハーフミラーを備える構成であってもよい。
【０１１０】
（変形例１）
図８は、本発明に係る光源アレイの第１変形例を示す図である。
図８に示すように、本変形例の光源アレイ１０Ａは、基体１１Ａと、基体１１Ａ上に配置された複数の光源１２Ａと、複数の光源１２Ａ上に配置された蛍光体１３Ａと、蛍光体１３Ａ上に配置された複数の平行化レンズ１４Ａと、を備えている。
【０１１１】
蛍光体１３Ａは、複数の光源１２Ａと離間して配置されている。蛍光体１３Ａは、複数の光源１２Ａにつき１つだけ配置されている。各平行化レンズ１４Ａは、蛍光体１３Ａと離間して配置されている。各平行化レンズ１４Ａは、各光源１２Ａと重なる位置に配置されている。
【０１１２】
本変形例においても、高輝度化を図ることが可能な光源装置を提供することができる。
【０１１３】
本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも、適用することができる。
【０１１４】
上記各実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、本発明の光源装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等）に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１，２…光源装置、１０…第１光源アレイ、１２…第１光源、２０…第２光源アレイ、２２…第２光源、３０…第３光源アレイ、４０…第４光源アレイ、５０，７０Ａ…第１合成光学系、５１，８１…ハーフミラー、５２…反射ミラー、７０Ｂ…第２合成光学系、７１Ａ，７１Ｂ…偏光分離素子、７２Ａ，７２Ｂ…反射ミラー、８０…第３合成光学系、１１０…インテグレータ光学系、４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投写光学系、１０００…プロジェクター、Ｌ１…第１の光、Ｌ２…第２の光、Ｌ３…第３の光、Ｌ４…第４の光、Ｗ１…第１の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔、Ｗ２…第２の方向に沿って配列された複数の第１光源の配列間隔、Ｗ３…第３の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔、Ｗ４…第４の方向に沿って配列された複数の第２光源の配列間隔
【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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