(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１００は、Ｘ方向に並置され、Ｘ方向と直交するＺ方向に光を出射する複数の光源を含む光源ユニット１０Ｂ、１０Ａと、Ｚ方向に並置され、Ｘ方向に光を出射する複数の光源を含む光源ユニット１０Ｃ、１０Ｄと、光源ユニット１０Ｂの光源からの出射光を透過し、光源ユニット１０Ｃの光源からの出射光をＺ方向に反射するミラー部２０Ｂと、ミラー部２０Ｂからの出射光を透過し、光源ユニット１０Ｄからの出射光をＺ方向に反射するミラー部２０Ｃと、光源ユニット１０Ａの光源からの出射光をＸ方向へ反射し、光源ユニット１０Ｃの光源からの出射光を透過し、ミラー部２０Ｂへ出射するミラー部２０Ａとを備える。ミラー部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置される。【選択図】図２
2017211603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に並置され、前記第１方向と直交する第２方向に光を出射する複数の光源を含む第１及び第２光源ユニットと、
前記第２方向に並置され、前記第１方向に光を出射する複数の光源を含む第３及び第４光源ユニットと、
前記第１光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第３光源ユニットの光源からの出射光を前記第２方向に反射する第１ミラー部と、
前記第１ミラー部からの出射光を透過し、前記第４光源ユニットからの出射光を前記第２方向に反射する第２ミラー部と、
前記第２光源ユニットの光源からの出射光を前記第１方向へ反射し、前記第３光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第１ミラー部へ出射する第３ミラー部と、を備え、
前記第１ないし第３ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置された
光源装置。
【請求項２】
前記第１ないし第２光源ユニットのそれぞれは、前記第１方向と、前記第１及び第２方向に直交する第３方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第３ないし第４光源ユニットのそれぞれは、前記第２方向と前記第３方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第１ミラー部において、帯状の反射領域と帯状の透過領域が前記第３方向に直交する第４方向において交互に配置され、
前記第２ミラー部において、前記反射領域は、前記第３方向及び第４方向のそれぞれにおいて、前記透過領域を挟んで配置され、
前記第３ミラー部において、帯状の反射領域と帯状の透過領域が前記第３方向において交互に配置され、
前記第１ミラー部の反射領域において、前記第２光源ユニットの光源からの光と、前記第３光源ユニットの光源からの光とが前記第３方向において交互に入射され、かつ、前記第２ミラー部において、前記第１ないし第４光源ユニットそれぞれの光源からの光が互いに重ならずに入射されるように、前記第１ないし第４光源ユニットの位置が調整された、
請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
第１方向に並置され、前記第１方向と直交する第２方向に光を出射する複数の光源を含む第１及び第２光源ユニットと、
前記第２方向に並置され、前記第１方向に光を出射する複数の光源を含む第３及び第４光源ユニットと、
前記第１光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第３光源ユニットの光源からの出射光を前記第２方向に反射する第１ミラー部と、
前記第１ミラー部からの出射光を透過し、前記第４光源ユニットからの出射光を前記第２方向に反射する第２ミラー部と、
前記第２光源ユニットの光源からの出射光を前記第１方向へ反射し、前記第４光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第２ミラー部へ出射する第３ミラー部と、を備え、
前記第１ないし第３ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置された
光源装置。
【請求項４】
前記第１ないし第２光源ユニットのそれぞれは、前記第１方向と、前記第１及び第２方向に直交する第３方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第３ないし第４光源ユニットのそれぞれは、前記第２方向と前記第３方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第１ミラー部において、帯状の反射領域と帯状の透過領域が前記第３方向に直交する第４方向において交互に配置され、
前記第２ミラー部において、帯状の反射領域と帯状の透過領域が前記第３方向において交互に配置され、
前記第３ミラー部において、帯状の反射領域と、帯状の透過領域が市松模様状に配置され、各帯状の反射領域と各帯状の透過領域のそれぞれには複数の光源からの光が入射され、
前記第２ミラー部の反射領域において、前記第２光源ユニットの光源からの光と、前記第４光源ユニットの光源からの光とが前記第４方向に交互に入射され、かつ、前記第２ミラー部の透過領域において、前記第１光源ユニットの光源からの光と、前記第３光源ユニットの光源からの光とが前記第４方向において交互に入射されるように、前記第１ないし第４光源ユニットの位置が調整された、
請求項３記載の光源装置。
【請求項５】
第１方向に光を出射する複数の光源を含む第１光源ユニットと、
前記第１光源ユニットと対向して配置され、前記第１方向と逆方向に光を出射する複数の光源を含む第２光源ユニットと、
前記第１方向に直交する第２方向に光を出射する複数の光源を含む第３光源ユニットと、
前記第３光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第２光源ユニットの光源からの出射光を前記第２方向に反射する第１ミラー部と、
前記第３光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第１光源ユニットの光源からの出射光を前記第２方向に反射する第２ミラー部と、を備え、
前記第１及び第２ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置された
光源装置。
【請求項６】
前記第１ないし第２光源ユニットのそれぞれは、前記第２方向と、前記第１及び第２方向に直交する第３方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第３光源ユニットは、前記第１方向と前記第３方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第１及び第２ミラー部において、前記反射領域は、前記第３方向及び前記第３方向に直交する第４方向のそれぞれにおいて、前記透過領域を挟んで配置され、
前記第１及び第２ミラー部において、前記第１ないし第３光源ユニットそれぞれの光源からの光が互いに重ならずに入射されるように、前記第１ないし第３光源ユニットの位置が調整された、
請求項５記載の光源装置。
【請求項７】
前記光源は、青色の光を出力するレーザダイオードまたは発光ダイオードである、請求項１ないし６のいずれかに記載の光源装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を映像信号によって変調して映像光を生成する映像生成部と、
前記映像光を投写する光学系とを備えた
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、３個以上の光源アレイ（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】
特許文献１及び２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。例えば、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（１１、１２、１３）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（１４、１５、１６）と、第１の光源アレイからの光を通過させる通過領域（３０５、３０６、３０７）と第２の光源アレイからの光を反射する反射領域（３０２、３０３、３０４）とが交互に配された光合成部材（３１）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。
【０００３】
これにより、第１の光源アレイからの光間の隙間を第２の光源アレイからの光が埋めるようにして光が合成されるため、合成後の照明光の光束サイズを抑制することができる。したがって、後段側の光学系に入射する際の照明光のEtendue値を抑制することができ、照明光の高光量化と利用効率の向上を実現することができる。
【０００４】
また、第１の光源アレイと第２の光源アレイは、それぞれ、通過領域と反射領域に対応して配置される。このとき、通過領域は反射領域を挟んで配されているため、第１の光源アレイにおける光源間の間隔は広くなり、同様に、第２の光源アレイにおける光源間の間隔も反射領域が通過領域を挟んで配されているため広くなる。よって、第１及び第２の光源アレイにおける各光源に熱交換部が装備されても各光源を円滑に配置することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０２０４９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、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、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】
【０００７】
本開示における光源装置は、第１方向に並置され、第１方向と直交する第２方向に光を出射する複数の光源を含む第１及び第２光源ユニットと、第２方向に並置され、第１方向に光を出射する複数の光源を含む第３及び第４光源ユニットと、第１光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第３光源ユニットの光源からの出射光を第２方向に反射する第１ミラー部と、第１ミラー部からの出射光を透過し、第４光源ユニットからの出射光を第２方向に反射する第２ミラー部と、第２光源ユニットの光源からの出射光を第１方向へ反射し、第３光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第１ミラー部へ出射する第３ミラー部とを備え、第１ないし第３ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置されている。
【０００８】
本開示における別の光源装置は、第１方向に並置され、第１方向と直交する第２方向に光を出射する複数の光源を含む第１及び第２光源ユニットと、第２方向に並置され、第１方向に光を出射する複数の光源を含む第３及び第４光源ユニットと、第１光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第３光源ユニットの光源からの出射光を第２方向に反射する第１ミラー部と、第１ミラー部からの出射光を透過し、第４光源ユニットからの出射光を第２方向に反射する第２ミラー部と、第２光源ユニットの光源からの出射光を第１方向へ反射し、第４光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第２ミラー部へ出射する第３ミラー部とを備え、第１ないし第３ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置されている。
【０００９】
本開示におけるさらに別の光源装置は、第１方向に光を出射する複数の光源を含む第１光源ユニットと、第１光源ユニットと対向して配置され、第１方向と逆方向に光を出射する複数の光源を含む第２光源ユニットと、第１方向に直交する第２方向に光を出射する複数の光源を含む第３光源ユニットと、第３光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第２光源ユニットの光源からの出射光を第２方向に反射する第１ミラー部と、第３光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第１光源ユニットの光源からの出射光を第２方向に反射する第２ミラー部とを備え、第１及び第２ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置されている。
【００１０】
本開示における投写型表示装置は、上記した光源装置と、光源装置からの光を映像信号によって変調して映像光を生成する映像生成部と、映像光を投写する投写光学系とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本開示における光源装置及び投写型表示装置は、３個以上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】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかるプロジェクタ装置の構成を示す図
【図２】実施の形態１にかかる光源装置の構成を示す図
【図３】光源ユニットの構成を示す図
【図４】実施の形態１にかかる光合成板２０Ａの構成を示す図
【図５】実施の形態１にかかる光合成板２０Ｂの構成を示す図
【図６】実施の形態１にかかる光合成板２０Ｃの構成を示す図
【図７】実施の形態１にかかる蛍光体ホイールの構成を示す図であって、（ａ）蛍光体ホイールを横からみた図、（ｂ）蛍光体ホイールを励起光の入射方向からみた図
【図８】光合成板２０Ａによる光合成動作を説明するための図
【図９】実施の形態２にかかる光源装置の構成を示す図
【図１０】実施の形態２にかかる光合成板２０Ａの構成を示す図
【図１１】実施の形態２にかかる光合成板２０Ｂの構成を示す図
【図１２】実施の形態２にかかる光合成板２０Ｃの構成を示す図
【図１３】実施の形態３にかかる光源装置の構成を示す図
【図１４】実施の形態３にかかる光合成板２０Ａの構成を示す図
【図１５】実施の形態３にかかる光合成板２０Ｂの構成を示す図
【図１６】実施の形態３にかかる光合成板２０Ｃの構成を示す図
【図１７】実施の形態４にかかるプロジェクタ装置の構成を示す図
【図１８】実施の形態４にかかる光源装置の構成を示す図
【図１９】実施の形態４にかかる光合成板２０Ａの構成を示す図
【図２０】実施の形態４にかかる光合成板２０Ｂの構成を示す図
【図２１】実施の形態４にかかる光合成板２０Ｃの構成を示す図
【図２２】実施の形態４にかかる蛍光体ホイールの構成を示す図であって、（ａ）蛍光体ホイールを横からみた図、（ｂ）蛍光体ホイールを励起光の入射方向からみた図
【図２３】他の実施の形態にかかる光源装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
なお、発明者（ら）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。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、図１〜８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装置を説明する。
【００１６】
［１−１．構成］
［１−１−１．プロジェクタ装置の構成］
図１は、実施の形態１にかかるプロジェクタ装置の構成を示す図である。プロジェクタ装置１は、光源装置１００と、導光光学系２００と、映像生成部３００と、投写光学系４００とを備える。なお、図１には、光の経路Ｌが矢印で示されている。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。
【００１７】
プロジェクタ装置１は、光源装置１００で生成された光を、映像生成部３００におけるデジタルマイクロミラーデバイス（以下、「ＤＭＤ」と称する）を用いて制御部（図示せず）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。プロジェクタ装置１は、生成した映像光を投写光学系４００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。
【００１８】
光源装置１００は、複数の青色の光と複数の黄色（緑色＋赤色）の光とが２次元状に配列された光束を生成する。光源装置１００の詳細は後述する。
【００１９】
導光光学系２００は、光源装置１００からの光束を映像生成部３００に導く。その際、導光光学系２００は、複数の青色の光と複数の黄色（緑色＋赤色）の光とを混合して白色光を生成する。導光光学系２００は、ロッドインテグレータ２１０、レンズ２２１、２２２、２３１、２３２、２３３と、ミラー２４１、２４２とを備える。
【００２０】
レンズ２２１、２２２は、光源装置１００からの光束をロッドインテグレータ２１０へ導くリレーレンズである。ミラー２４１は、レンズ２２１とレンズ２２２との間において光路を約９０度変更するミラーである。
【００２１】
ロッドインテグレータ２１０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２１０は、入射する光を内部で複数回反射させることにより、複数の青色の光と複数の黄色（緑色＋赤色）の光とを混合して白色光を生成すると共に、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２１０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】
レンズ２３１、２３２、２３３は、ロッドインテグレータ２１０からの出射光を映像生成部３００における各ＤＭＤ上に略結像するリレーレンズである。ミラー２４２は、レンズ２３２とレンズ２３３との間において光路を約９０度変更するミラーである。
【００２３】
映像生成部３００は、導光光学系２００からの光を制御部からの映像信号によって変調して映像光を生成する。映像生成部３００は、ＤＭＤ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂと、全反射プリズム３２０と、カラープリズム３３０とを備えている。
【００２４】
全反射プリズム３２０は、透光性部材からなるプリズム３２１とプリズム３２２とで構成される。プリズム３２１とプリズム３２２との近接面には薄い空気層３２５が存在する。空気層３２５は、臨界角以上の角度で入射する光を全反射する。全反射した光は、カラープリズム３３０に入射する。
【００２５】
カラープリズム３３０は、透光性部材からなるプリズム３３１、プリズム３３２及びプリズム３３３で構成される。プリズム３３１とプリズム３３２との近接面には、赤色成分の光及び緑色成分の光を透過し、青色成分の光を反射するダイクロイックミラー３３５が設けられている。また、プリズム３３２とプリズム３３３との近接面には、緑色成分の光を透過し、赤色成分の光を反射するダイクロイックミラー３３６が設けられている。
【００２６】
ＤＭＤ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂは、複数の可動式の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂは、制御部からの映像信号に基づいて各微小ミラーの角度を変更することにより、反射光を投写光学系４００に向けるか否かを切り替える。より具体的には、ＤＭＤ３１０Ｂには、プリズム３３１とプリズム３３２との間のダイクロイックミラー３３５で反射された青色成分の光が入射し、ＤＭＤ３１０Ｂは、青色用の映像信号に基づいて青色成分の光を変調する。ＤＭＤ３１０Ｒには、プリズム３３２とプリズム３３３との間のダイクロイックミラー３３６で反射された赤色成分の光が入射し、ＤＭＤ３１０Ｒは、赤色用の映像信号に基づいて赤色成分の光を変調する。ＤＭＤ３１０Ｇには、緑色成分の光が入射し、ＤＭＤ３１０Ｇは、緑色用の映像信号に基づいて緑色成分の光を変調する。ＤＭＤ３１０Ｂ、３１０Ｒ、３１０Ｇで反射された光のうち投写光学系４００に入射する光は、カラープリズム３３０にて合成される。合成された光は、全反射プリズム３２０に入射する。全反射プリズム３２０に入射した光は、空気層３２５に臨界角以下で入射する。従って、この光は空気層３２５を透過して投写光学系４００に入射する。
【００２７】
投写光学系４００は、映像生成部３００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４００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。
【００２８】
［１−１−２．光源装置の構成］
近年、プロジェクタ装置の光源として、レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）や発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）などの個体光源が用いられる。この種のプロジェクタ装置における光源装置は、複数の個体光源を２次元状に配列することにより、高輝度化を図っている。
【００２９】
ＬＤやＬＥＤ等の個体光源はランプ等に比べて発熱量が多いので、個体光源を冷却する必要がある。個体光源の冷却方法としては、ヒートシンクを用いる方法、ペルチェ素子を用いる方法、液冷機構を用いる方法などがあるが、安価な冷却方法であるヒートシンクを用いる方法が好ましい。この方法では、所望の冷却性能を得るために、個体光源を離間して配列する必要がある。
【００３０】
ところで、プロジェクタ装置では小型化が要望されている。プロジェクタ装置の小型化のために、個体光源の間隔を狭めることにより光束サイズを小さくし、後段の光学系を小型化することが考えられる。しかし、個体光源の間隔を狭めると、ヒートシンクによる冷却性能が低下し、個体光源の放熱が不十分となり、個体光源が破損する虞がある。
【００３１】
そこで、本願発明者（ら）は、ヒートシンクを用いる安価な冷却方法による冷却性能を損なうことなく、光源装置及びプロジェクタ装置の高輝度化及び小型化が可能な光源装置を提案する。
【００３２】
本実施の形態の光源装置１００は、ＬＤやＬＥＤ等の複数の光源を含む光源ユニットを４個備え、高輝度化を図る。その際、光源装置１００は、１つの光源ユニットからの光束の各隙間に、残りの光源ユニットからの光束の各光を挿入して、これらの光源ユニットからの光束を合成する。これにより、高輝度化を図りつつ、光束サイズを小さくすることができる。その結果、後段の光学系を小さくすることができ、光源装置１００及びプロジェクタ装置１の小型化が可能となる。
【００３３】
また、本実施の形態の光源装置１００では、小型化のために光源ユニットの光源の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンクを用いる安価な冷却方法による冷却性能を損なうことがない。
【００３４】
以下、光源装置１００の構成について、図２〜７を用いて詳細に説明する。図２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２には、光路が矢印で示されている。また、図２には、Ｘ方向（第１方向）及びＹ方向（第３方向）に対して４５度の角度をなす方向をＷ方向（第４方向）として示されている。光源装置１００は、複数の光源ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄと、複数の光合成板（複数のミラー部）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、蛍光体ホイール３０と、レンズ１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６と、拡散板１５１、１５２と、ミラー１６１と、ダイクロイックミラー（光合成板）１７１とを備える。
【００３５】
各光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄは同じ構成を有する。光源ユニット１０Ａ、１０Ｂは、Ｘ方向に順に並んで配置されている。光源ユニット１０Ａ、１０Ｂはそれぞれ、ＸＹ平面において２次元状に配列された複数の光源を有し、Ｚ方向（第２方向）に光束ＢＡ、ＢＢを出射する。
【００３６】
光源ユニット１０Ｃ、１０Ｄは、Ｚ方向に順に並んで配置されている。光源ユニット１０Ｃ、１０Ｄはそれぞれ、ＹＺ平面において２次元状に配列された複数の光源を有し、Ｘ方向に光束ＢＣ、ＢＤを出射する。光源ユニット１０Ａと光源ユニット１０Ｃとは、略Ｌ字状に隣接している。
【００３７】
図３は、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄの構成を示す図である。図３は、光源ユニット１０Ａを−Ｚ方向に向かってみた図である。なお、各光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄは同じ構成を有するので、代表して光源ユニット１０Ａの構成を説明する。
【００３８】
光源ユニット１０Ａは、２次元状に略等間隔で配列された複数の光源１１を有する。光源ユニット１０Ａは、上部光源ブロック１２ｕと、中間光源ブロック１２ｍと、下部光源ブロック１２ｌと、ヒートシンク１３とを有する。各光源ブロック１２ｕ、１２ｍ、１２ｌには、Ｙ方向に２列、Ｘ方向に４個の光源１１が配列されている。すなわち、各光源ブロック１２ｕ、１２ｍ、１２ｌには、合計８個の光源１１が配列されている。光源１１は、例えば、ＬＤやＬＥＤなどの固体光源を含む。本実施の形態では固体光源として青色光を出射するＬＤを用いる。ＬＤからの出射光は、例えば、波長４４０〜４７０ｎｍの青色光である。光源１１は、ＬＤからの出射光を平行光化するコリメートレンズを含み、光源１１は略平行な光を出射する。
【００３９】
ヒートシンク１３は、光源ブロック１２ｕ、１２ｍ、１２ｌの裏面に、熱伝導性グリス等を介して、接着されている。ヒートシンク１３は、光源ブロック１２ｕ、１２ｍ、１２ｌにおける光源１１で発生する熱を放熱するための部材である。
【００４０】
再び図２を参照し、光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとに対して４５度の角度をなすように配置されている。光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡのうちの一部の光束（実線矢印）を反射し、光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣのうち一部の光束（実線矢印）を透過する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ１としてＸ方向に出射する。また、光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡのうちの残りの光束（破線矢印）を透過し、光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣのうちの残りの光束（破線矢印）を反射する。これにより、これらの光束を合成光束Ｂ１と分離して合成し、合成光束（映像光の青色成分）Ｂ４としてＺ方向に出射する。
【００４１】
光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢと光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１とに対して４５度の角度をなすように配置されている。光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢを透過し、光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１を反射する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束Ｂ２としてＺ方向に出射する。
【００４２】
光合成板２０Ｃは、光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２と光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤとに対して４５度の角度をなすように配置されている。光合成板２０Ｃは、光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２を透過し、光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤを反射する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束Ｂ３としてＺ方向に出射する。以下、光合成板２０Ａ〜２０Ｃについて、図４〜６を用いてより詳細に説明する。
【００４３】
図４は、光合成板２０Ａの構成を示す図である。図４は、光合成板２０Ａを光源ユニット１０Ａ側からみた図である。光合成板２０Ａは、ガラスなどの光透過性を有する基板２１を有する。光合成板２０Ａは、Ｙ方向に３分割された上部領域２０Ａｕと、中間領域２０Ａｍと、下部領域２０Ａｌとを有する。
【００４４】
上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌには、光を透過する透過領域２３と、光を反射する反射領域２２とが−Ｙ方向に交互に配置されている。領域２０Ａｕ、２０Ａｌにおける透過領域２３は、光源ユニット１０Ｃの上部光源ブロック１２ｕ及び下部光源ブロック１２ｌからの光束ＢＣ（黒丸）を透過する。領域２０Ａｕ、２０Ａｌにおける反射領域２２は、光源ユニット１０Ａの上部光源ブロック１２ｕ及び下部光源ブロック１２ｌからの光束ＢＡ（白丸）を反射する。
【００４５】
一方、中間領域２０Ａｍには、光を反射する反射領域２２と、光を透過する透過領域２３とが−Ｙ方向に交互に配置されている。中間領域２０Ａｍにおける反射領域２２は、光源ユニット１０Ｃの中間光源ブロック１２ｍからの光束ＢＣ（黒丸）を反射する。中間領域２０Ａｍにおける透過領域２３は、光源ユニット１０Ａの中間光源ブロック１２ｍからの光束ＢＡ（白丸）を透過する。このように、中間領域２０Ａｍにおける光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡ及び光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣと、反射領域２２及び透過領域２３との対応関係は、上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌにおけるそれと逆になっている。
【００４６】
これにより、光合成板２０Ａは、上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌにおいて、光源ユニット１０Ｃからの光（黒丸）がＹ方向において光源ユニット１０Ａからの光（白丸）の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとを合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ１として出射する。一方、光合成板２０Ａは、中間領域２０Ａｍにおいて、光源ユニット１０Ｃからの光（黒丸）がＹ方向において光源ユニット１０Ａからの光（白丸）の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとを合成光束Ｂ１と分離して合成し、合成光束（映像光の青色成分）Ｂ４として出射する。
【００４７】
上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌの反射領域２２における基板２１の光源ユニット１０Ａ側の面には、反射膜が形成されている。中間領域２０Ａｍの反射領域２２における基板２１の光源ユニット１０Ｃ側の面には、反射膜が形成されている。なお、中間領域２０Ａｍの反射領域２２における反射膜は、基板２１の光源ユニット１０Ａ側の面に形成されてもよく、また、上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌの反射領域２２における反射膜は、基板２１の光源ユニット１０Ｃ側の面に形成されてもよい。一方、透過領域２３における基板２１の少なくとも一方の主面には反射防止膜が形成されている。
【００４８】
また、反射領域２２及び透過領域２３の形状は、Ｗ方向に複数の入射光にわたって連続する帯状であってもよいし、入射光ごとに分離された形状であってもよい。
【００４９】
図５は、光合成板２０Ｂの構成を示す図である。図５には、光合成板２０Ｂの光源ユニット１０Ｂ側からみた図が示されている。光合成板２０Ｂは、ガラスなどの光透過性を有する基板２１を有する。光合成板２０Ｂには、光を反射する反射領域２２と、光を透過する透過領域２３とがＷ方向に交互に配置されている。反射領域２２は、光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１（白丸及び黒丸）を反射する。透過領域２３は、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢ（縦縞丸）を透過する。
【００５０】
これにより、光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂからの光（縦縞丸）がＷ方向において光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１のうちの光源ユニット１０Ａからの光（白丸）の間に挿入されるように、光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１と光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢとを合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ２として出射する。
【００５１】
反射領域２２における基板２１の光合成板２０Ａ側の面には、反射膜が形成されている。なお、反射領域２２における反射膜は、基板２１の光源ユニット１０Ｂ側の面に形成されてもよい。一方、透過領域２３における基板２１の少なくとも一方の主面には反射防止膜が形成されている。
【００５２】
また、反射領域２２及び透過領域２３の形状は、Ｙ方向に複数の入射光にわたって連続する帯状であってもよいし、入射光ごとに分離された形状であってもよい。
【００５３】
図６は、光合成板２０Ｃの構成を示す図である。図６には、光合成板２０Ｃの光合成板２０Ｂ側の面が示されている。光合成板２０Ｃは、ガラスなどの光透過性を有する基板２１を有する。光合成板２０Ｃには、光を反射する反射領域２２と、光を透過する透過領域２３とが、Ｗ方向に交互に配置されると共にＹ方向に交互に配置されている。透過領域２３は、光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２（白丸、黒丸及び縦縞丸）を透過する。反射領域２２は、光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤ（横縞丸）を反射する。
【００５４】
これにより、光合成板２０Ｃは、光源ユニット１０Ｄからの光（横縞丸）がＷ方向において光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２のうちの光源ユニット１０Ｃからの光（黒丸）の間に挿入されるように、かつ、光源ユニット１０Ｄからの光（横縞丸）がＹ方向において光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２のうちの光源ユニット１０Ｂからの光（縦縞丸）の間に挿入されるように、光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２と光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤとを合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ３として出射する。
【００５５】
反射領域２２における基板２１の光源ユニット１０Ｄ側の面には、反射膜が形成されている。なお、反射膜は、基板２１の光合成板２０Ｂ側の面に形成されてもよい。一方、透過領域２３における基板２１の少なくとも一方の主面には反射防止膜が形成されている。
【００５６】
また、透過領域２３の形状は、Ｙ方向に複数の入射光にわたって連続する帯状であり、かつ、Ｗ方向に複数の入射光にわたって連続する帯状であってもよいし、入射光ごとに分離された形状であってもよい。
【００５７】
なお、各光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄは、各光合成板２０Ａ〜２０Ｃにおいて前述した各領域に光束が入射するように位置が調整される。本実施の形態では、光源ユニット１０Ｃは、図４に示すように、光合成板２０Ａにおいて、光源ユニット１０Ｃの各光源１１からの光の入射位置（黒丸）が、光源ユニット１０Ａの各光源１１からの光の入射位置（白丸）に対して、光源ユニット１０Ａの光の入射位置の間隔の１／２だけＹ方向にずれるように、配置される。光源ユニット１０Ｂは、図５に示すように、光合成板２０Ｂにおいて、光源ユニット２０Ｂの各光源１１からの光の入射位置（縦縞丸）が、光源ユニット１０Ａの各光源１１からの光の入射位置（白丸）に対して、光源ユニット１０Ａの光の入射位置の間隔の１／２だけＷ方向にずれるように、配置される。光源ユニット１０Ｄは、図６に示すように、光合成板２０Ｃにおいて、光源ユニット１０Ｄの各光源１１からの光の入射位置（横縞丸）が、光源ユニット１０Ｃの各光源１１からの光の入射位置（黒丸）に対して光源ユニット１０Ｃの光の入射位置の間隔の１／２だけＷ方向にずれるように、かつ、光源ユニット１０Ｂの各光源１１からの光の入射位置（縦縞丸）に対して光源ユニット１０Ｂの光の入射位置の間隔の１／２だけＹ方向にずれるように、配置される。
【００５８】
再び図２を参照し、レンズ１４１は、光合成板２０Ｃからの光束Ｂ３を集光するコンデンサレンズである。レンズ１４２は、レンズ１４１からの光束を平行光化する凹レンズである。拡散板１５１は、レンズ１４２からの光束を拡散する拡散板である。拡散板１５１及び後述する拡散板１５２は、例えば、表面に微細な凹凸が形成されたガラス基板からなる。なお、凹凸は、拡散板１５１、１５２の片面に形成されてもよいし、両面に形成されてもよい。
【００５９】
レンズ１４３及びレンズ１４４は、励起光を蛍光体ホイール３０の蛍光体上に集光するコンデンサレンズである。また、レンズ１４３及びレンズ１４４は、蛍光体からの出射光を平行光化する。
【００６０】
蛍光体ホイール３０は、入射する青色の光Ｂ３を励起光として、光の入射方向と反対方向に黄色（赤色＋緑色）の蛍光Ｙ１を発光する反射型蛍光体ホイールの一例である。図７（ａ）は、蛍光体ホイール３０を横からみた図であり、図７（ｂ）は、蛍光体ホイール３０を励起光の入射方向からみた図である。蛍光体ホイール３０は、基板３１と、モータ３２と、蛍光体３３とを有する。
【００６１】
基板３１は、励起光の入射方向に平行な回転軸３０Ｘを中心とする円盤状をなしている。モータ３２は、基板３１の中心に設けられ、基板３１を回転軸３０Ｘを中心として回転させる。
【００６２】
蛍光体３３は、基板２１の入射面側に、環状に塗布されて形成される。なお、蛍光体３３は、基板２１に形成された反射膜上に形成される。蛍光体３３は、青色の励起光を効率的に吸収して、黄色（赤色＋緑色）の蛍光を効率的に発光する。なお、蛍光体３３は、温度消光に対する耐性が高い蛍光体であることが好ましい。蛍光体３３としては、セリウム付活ガーネット構造蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）、静的な無機蛍光体セラミック等が用いられる。なお、蛍光体３３に代えて燐光体が用いられてもよい。
【００６３】
レンズ１４５は、第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光を集光するコンデンサレンズである。拡散板１５２は、レンズ１４５の集光点近傍に配置され、レンズ１４５からの光を拡散させる拡散板である。レンズ１４６は、拡散板１５２からの光を平行光化するコンデンサレンズである。ミラー１６１は、レンズ１４６からの光の光路を約９０度変更するミラーである。
【００６４】
ダイクロイックミラー１７１は、拡散板１５１からの光及びレンズ１４３からの光、並びにミラー１６１からの光に対して略４５度の角度をなすように配置される。ダイクロイックミラー１７１は、青色の光を透過し、黄色の光を反射する特性を有するダイクロイックミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー１７１は、拡散板１５１からの青色の光束（励起光）Ｂ３を透過して蛍光体ホイール３０に導く。また、ダイクロイックミラー１７１は、ミラー１６１からの青色の光束（映像光）Ｂ４を透過すると共に、レンズ１４３からの黄色（赤色＋緑色）の光束Ｙ１を反射して、これらの光束Ｂ４と光束Ｙ１とが２次元状に配列された合成光を生成する。
【００６５】
なお、蛍光体ホイール３０からの発光光の発光点とロッドインテグレータ２１０の入射面とが略共役の関係となり、拡散板１５２とロッドインテグレータ２１０の入射面とが略共役の関係となるように、各レンズの形状が調整されている。
【００６６】
これにより、光源装置１００は、光合成板２０Ａ〜２０Ｃによって合成された青色の光束Ｂ３を励起光として蛍光体ホイール３０で発光した黄色（赤色＋緑色）の光束Ｙ１と、光合成板２０Ａによって分離された青色の光束Ｂ４とが合成され、２次元状に配列された光束を出射する。
【００６７】
［１−２．動作］
以上のように構成されたプロジェクタ装置の光源装置について、その動作を以下に説明する。図８は、光合成板２０Ａによる光合成動作を説明するための図である。なお、光合成板２０Ｂ、２０Ｃによる光合成動作についても、光合成板２０Ａによる光合成動作と同様であるため、その説明図は省略する。
【００６８】
図２、図４及び図８に示すように、光源ユニット１０Ａにおける上部光源ブロック１２ｕ及び下部光源ブロック１２ｌの光源１１から出射された青色の光束ＢＡ（図８において実線矢印）は、光合成板２０Ａの反射領域２２で反射され、Ｘ方向すなわち光合成板２０Ｂに向かう。一方、光源ユニット１０Ｃにおける上部光源ブロック１２ｕ及び下部光源ブロック１２ｌの光源１１から出射された青色の光束ＢＣ（図８において実線矢印）は、光合成板２０Ａの透過領域２３を透過して、Ｘ方向すなわち光合成板２０Ｂに向かう。このようにして、光束ＢＣと光束ＢＡとは、光束ＢＣにおける光がＹ方向において光束ＢＡにおける隣り合う２つの光の間にそれぞれ挿入されるように合成され、合成光束Ｂ１として出射される。
【００６９】
また、光源ユニット１０Ａにおける中間光源ブロック１２ｍの光源１１から出射された青色の光束ＢＡ（図８において破線矢印）は、光合成板２０Ａの透過領域２３を透過して、Ｚ方向すなわちレンズ１４５に向かう。一方、光源ユニット１０Ｃにおける中間光源ブロック１２ｍの光源１１から出射された青色の光束ＢＣ（図８において破線矢印）は、光合成板２０Ａの反射領域２２で反射され、Ｚ方向すなわちレンズ１４５に向かう。このようにして、光束ＢＣと光束ＢＡとは、光束ＢＣにおける光がＹ方向において光束ＢＡにおける隣り合う２つの光の間にそれぞれ挿入されるように合成され、合成光束Ｂ１と分離して合成光束Ｂ４として出射される。
【００７０】
さらに、図２及び図５に示すように、光源ユニット１０Ｂの光源１１から出射された青色の光束ＢＢは、光合成板２０Ｂの透過領域２３を透過して、Ｚ方向すなわち光合成板２０Ｃに向かう。一方、光合成板２０Ａからの合成光Ｂ１は、光合成板２０Ｂの反射領域２２で反射され、Ｚ方向すなわち光合成板２０Ｃに向かう。このようにして、光束ＢＢと合成光束Ｂ１とは、光束ＢＢにおける光がＷ方向において合成光束Ｂ１のうちの光束ＢＡにおける隣り合う２つの光の間にそれぞれ挿入されるように合成され、合成光束Ｂ２として出射される。
【００７１】
さらに、図２及び図６に示すように、光合成板２０Ｂからの合成光Ｂ２は、光合成板２０Ｃの透過領域２３を透過して、Ｚ方向すなわちレンズ１４１に向かう。一方、光源ユニット１０Ｄにおける光源１１から出射される青色の光束ＢＤは、光合成板２０Ｃの反射領域２２で反射され、Ｚ方向すなわちレンズ１４１に向かう。光合成板２０Ｃにおいて、光束ＢＤにおける光は、Ｗ方向において合成光束Ｂ２のうちの光束ＢＣにおける光の間に入射する。また、光合成板２０Ｃにおいて、光束ＢＤにおける光は、Ｙ方向において合成光束Ｂ２のうちの光束ＢＢにおける光の間に入射する。光合成板２０Ｃにおいて、各光束がこのように合成され、合成光束Ｂ３として出射される。
【００７２】
合成光束Ｂ３は、レンズ１４１、１４２、拡散板１５１、ダイクロイックミラー１７１、及び、レンズ１４３、１４４を通って、青色の励起光として蛍光体ホイール３０に入射する。蛍光体ホイール３０において、青色の合成光束Ｂ３を励起光として黄色（赤色＋緑色）の光束Ｙ１が発光され、この光束Ｙ１はレンズ１４４、１４３を通ってダイクロイックミラー１７１に入射する。
【００７３】
一方、分離された青色の光束Ｂ４は、レンズ１４５、拡散板１５２、レンズ１４６、及び、ミラー１６１を通ってダイクロイックミラー１７１に入射する。ダイクロイックミラー１７１において、黄色（赤色＋緑色）の光束Ｙ１と青色の光束Ｂ４が２次元状に合成されて出射される。
【００７４】
このように、４個の光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄからの光束を合成することにより、出射光の輝度を高めることができる（高輝度化）。
【００７５】
また、光合成板２０Ｃにおいて、光源ユニット１０Ａからの光束のＷ方向及びＹ方向における各隙間に他の光源ユニット１０Ｂ〜１０Ｄからの光束の光を挿入して合成するため、複数の光源ユニットを単にＷ方向及びＹ方向に並べて複数の光源ユニットの光束を合成する手法と比べて、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子（レンズ１４１〜１４６、拡散板１５１〜１５２、ミラー１６１及びダイクロイックミラー１７１等）を大きくする必要がなく、複数の光源ユニットを単にＷ方向及びＹ方向に並べて複数の光源ユニットの光束を合成する手法と比べて、光源装置１００の小型化が可能である。さらに、導光光学系２００、映像生成部３００及び投写光学系４００における光学素子を大きくする必要がないため、プロジェクタ装置１の小型化も可能である。
【００７６】
なお、小型化のために、すなわち出射光の光束サイズを小さくするために、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄにおける光源１１の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク１３を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
【００７７】
［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１００は、光源ユニット（第１光源ユニット）１０Ｂと、光源ユニット（第２光源ユニット）１０Ａと、光源ユニット（第３光源ユニット）１０Ｃと、光源ユニット（第４光源ユニット）１０Ｄと、光合成板（第１ミラー部）２０Ｂと、光合成板（第２ミラー部）２０Ｃと、光合成板（第３ミラー部）２０Ａとを備える。光源ユニット１０Ｂ、１０Ａは、Ｘ方向（第１方向）に並置され、Ｚ方向（第２方向）に光を出射する複数の光源１１を含む。光源ユニット１０Ｃ、１０Ｄは、Ｚ方向に並置され、Ｘ方向に光を出射する複数の光源１１を含む。光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂの光源１１からの出射光を透過し、光源ユニット１０Ｃの光源１１からの出射光をＺ方向に反射する。光合成板２０Ｃは、光合成板２０Ｂからの出射光を透過し、光源ユニット１０Ｄからの出射光をＺ方向に反射する。光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａの光源１１からの出射光をＸ方向へ反射し、光源ユニット１０Ｃの光源１１からの出射光を透過し、光合成板２０Ｂへ出射する。光合成板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、入射した光を透過する透過領域２３と、入射した光を反射する反射領域２２とが交互に配置されている。
【００７８】
また、本実施の形態において、光源ユニット１０Ａ、１０Ｂのそれぞれは、Ｘ方向とＹ方向（第３方向）とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源１１を含み、光源ユニット１０Ｃ、１０Ｄのそれぞれは、Ｚ方向とＹ方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源１１を含み、光合成板２０Ｂにおいて、帯状の反射領域２２と帯状の透過領域２３がＹ方向に直交するＷ方向（第４方向）において交互に配置され、光合成板２０Ｃにおいて、反射領域２２は、Ｙ方向及びＷ方向のそれぞれにおいて、透過領域２３を挟んで配置され、光合成板２０Ａにおいて、帯状の反射領域２２と帯状の透過領域２３がＹ方向において交互に配置され、光合成板２０Ｂの反射領域２２において、光源ユニット１０Ａの光源１１からの光ＢＡと、光源ユニット１０Ｃの光源１１からの光ＢＣとがＹ方向において交互に入射され、かつ、光合成板２０Ｃにおいて、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄそれぞれの光源１１からの光が互いに重ならずに入射されるように、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄの位置が調整されている。
【００７９】
これにより、光合成板２０Ａによって、光源ユニット１０Ｃからの光ＢＣがＹ方向において光源ユニット１０Ａからの光ＢＡの間に挿入されて、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとが合成される。また、光合成板２０Ｂによって、光源ユニット１０Ｂからの光ＢＢがＷ方向において光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１のうちの光源ユニット１０Ａからの光ＢＡの間に挿入されて、光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１と光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢとが合成される。さらに、光合成板２０Ｃによって、光源ユニット１０Ｄからの光ＢＤが、Ｗ方向において光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２のうちの光源ユニット１０Ｃからの光ＢＣの間に挿入され、かつ、Ｙ方向において光合成板２０Ｂからの光束Ｂ２のうちの光源ユニット１０Ｂからの光ＢＢの間に挿入されて、光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２と光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤとが合成される。
【００８０】
このように、４個の光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄからの光束ＢＡ〜ＢＤを合成して、出射光の輝度を高めることができる（高輝度化）。また、光源ユニット１０Ａからの光束のＷ方向及びＹ方向における各隙間に光源ユニット１０Ｂ〜１０Ｄからの光束の各光を挿入して合成するため、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子を大きくする必要がなく、複数の光源ユニットを単にＷ方向及びＹ方向に並べて複数の光源ユニットの光束を合成する手法と比べて、光源装置１００及びプロジェクタ装置１の小型化が可能となる。
【００８１】
なお、小型化のために、すなわち出射光の光束サイズを小さくするために、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄにおける光源１１の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク１３を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
【００８２】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１と比較して、光源装置１００における光合成板２０Ａの位置が異なる。また、実施の形態２では、実施の形態１と比較して、光合成板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにおける反射領域２２及び透過領域２３の形状が異なる。
【００８３】
以下、実施の形態２にかかる光源装置の構成について、図９〜１２を用いて説明する。図９は、実施の形態２にかかる光源装置の構成を示す図である。実施の形態２の光源装置１００において、光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤとを受けるように配置される。光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤとに対して４５度の角度をなすように配置されている。光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡのうちの一部の光束（実線矢印）を反射し、光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤのうちの一部の光束（実線矢印）を透過する。これにより、これらの光束を合成して、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ１としてＸ方向に出射する。また、光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡのうちの残りの光束（破線矢印）を透過し、光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤのうちの残りの光束（破線矢印）を反射する。これにより、これらの光束を合成光束Ｂ１と分離して合成し、合成光束（映像光の青色成分）Ｂ４としてＺ方向に出射する。
【００８４】
光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとに対して４５度の角度をなすように配置されている。光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢを透過し、光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣを反射する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束Ｂ２としてＺ方向に出射する。
【００８５】
光合成板２０Ｃは、光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１と光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２とに対して４５度の角度をなすように配置されている。光合成板２０Ｃは、光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１を反射し、光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２を透過する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束Ｂ３としてＺ方向に出射する。以下、光合成板２０Ａ〜２０Ｃについて、図１０〜１２を用いてより詳細に説明する。
【００８６】
図１０は、光合成板２０Ａの構成を示す図である。図１０は、光合成板２０Ａを光源ユニット１０Ａ側からみた図である。光合成板２０Ａにおける上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌには、光を反射する反射領域２２と、光を透過する透過領域２３とがＷ方向に交互に配置されている。領域２０Ａｕ、２０Ａｌにおける反射領域２２は、光源ユニット１０Ａの上部光源ブロック１２ｕ及び下部光源ブロック１２ｌからの光束ＢＡ（白丸）を反射する。領域２０Ａｕ、２０Ａｌにおける透過領域２３は、光源ユニット１０Ｄの上部光源ブロック１２ｕ及び下部光源ブロック１２ｌからの光束ＢＤ（横縞丸）を透過する。
【００８７】
一方、光合成板２０Ａにおける中間領域２０Ａｍには、光を透過する透過領域２３と、光を反射する反射領域２２とがＷ方向に交互に配置されている。中間領域２０Ａｍにおける透過領域２３は、光源ユニット１０Ａの中間光源ブロック１２ｍからの光束ＢＡ（白丸）を透過する。中間領域２０Ａｍにおける反射領域２２は、光源ユニット１０Ｄの中間光源ブロック１２ｍからの光束ＢＤ（黒丸）を反射する。このように、中間領域２０Ａｍにおける光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡ及び光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤと、透過領域２３及び反射領域２２との対応関係は、上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌにおけるそれと逆になっている。
【００８８】
これにより、光合成板２０Ａは、上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌにおいて、光源ユニット１０Ｄからの光（横縞丸）がＷ方向において光源ユニット１０Ａからの光（白丸）の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤとを合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ１として出射する。一方、光合成板２０Ａは、中間領域２０Ａｍにおいて、光源ユニット１０Ｄからの光（横縞丸）がＷ方向において光源ユニット１０Ａからの光（白丸）の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｄからの光束ＢＤとを合成光束Ｂ１と分離して合成し、合成光束（映像光の青色成分）Ｂ４として出射する。
【００８９】
図１１は、光合成板２０Ｂの構成を示す図である。図１１には、光合成板２０Ｂの光源ユニット１０Ｂ側からみた図が示されている。光合成板２０Ｂには、光を反射する反射領域２２と、光を透過する透過領域２３とがＷ方向に交互に配置されている。反射領域２２は、光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣ（黒丸）を反射する。透過領域２３は、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢ（縦縞丸）を透過する。
【００９０】
これにより、光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂからの光（縦縞丸）がＷ方向において光源ユニット１０Ｃからの光（黒丸）の間に挿入されるように、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとを合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ２として出射する。
【００９１】
図１２は、光合成板２０Ｃの構成を示す図である。図１２には、光合成板２０Ｃの光合成板２０Ｂ側の面が示されている。光合成板２０Ｃには、光を反射する反射領域２２と、光を透過する透過領域２３とが、Ｙ方向に交互に配置されている。反射領域２２は、光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１（白丸及び横縞丸）を反射する。透過領域２３は、光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２（黒丸及び縦縞丸）を透過する。
【００９２】
これにより、光合成板２０Ｃは、光合成板２０Ａからの光（白丸、横縞丸）がＹ方向において光合成板２０Ｂからの光（黒丸及び縦縞丸）の間に挿入されるように、光合成板２０Ａからの合成光束Ｂ１と光合成板２０Ｂからの合成光束Ｂ２とを合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ３として出射する。
【００９３】
以上のように、本実施の形態２において、光源装置１００は、光源ユニット（第１光源ユニット）１０Ｂと、光源ユニット（第２光源ユニット）１０Ａと、光源ユニット（第３光源ユニット）１０Ｃと、光源ユニット（第４光源ユニット）１０Ｄと、光合成板（第１ミラー部）２０Ｂと、光合成板（第２ミラー部）２０Ｃと、光合成板（第３ミラー部）２０Ａとを備える。光源ユニット１０Ｂ、１０Ａは、Ｘ方向（第１方向）に並置され、Ｚ方向（第２方向）に光を出射する複数の光源１１を含む。光源ユニット１０Ｃ、１０Ｄは、Ｚ方向に並置され、Ｘ方向に光を出射する複数の光源１１を含む。光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂの光源１１からの出射光を透過し、光源ユニット１０Ｃの光源１１からの出射光をＺ方向に反射する。光合成板２０Ｃは、光合成板２０Ｂからの出射光を透過し、光源ユニット１０Ｄからの出射光をＺ方向に反射する。光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａの光源１１からの出射光をＸ方向へ反射し、光源ユニット１０Ｄの光源１１からの出射光を透過し、光合成板２０Ｃへ出射する。光合成板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、入射した光を透過する透過領域２３と、入射した光を反射する反射領域２２とが交互に配置されている。
【００９４】
また、本実施の形態２において、光源装置１００は、光源ユニット１０Ａ、１０Ｂのそれぞれは、Ｘ方向とＹ方向（第３方向）とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源１１を含み、光源ユニット１０Ｃ、１０Ｄのそれぞれは、Ｚ方向とＹ方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源１１を含み、光合成板２０Ｂにおいて、帯状の反射領域２２と帯状の透過領域２３がＹ方向に直交するＷ方向（第４方向）において交互に配置され、光合成板２０Ｃにおいて、帯状の反射領域２２と帯状の透過領域２３がＹ方向において交互に配置され、光合成板２０Ａにおいて、帯状の反射領域２２と、帯状の透過領域２３が市松模様状に配置され、各帯状の反射領域２２と各帯状の透過領域２３のそれぞれには複数の光源１１からの光が入射され、光合成板２０Ｃの反射領域２２において、光源ユニット１０Ａの光源１１からの光ＢＡと、光源ユニット１０Ｄの光源１１からの光ＢＤとがＷ方向に交互に入射され、かつ、光合成板２０Ｃの透過領域２３において、光源ユニット１０Ｂの光源１１からの光ＢＢと、光源ユニット１０Ｃの光源１１からの光ＢＣとがＷ方向において交互に入射されるように、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄの位置が調整されている。
【００９５】
本実施の形態２でも、実施の形態１と同様の利点を得ることができる。すなわち、４個の光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄからの光束ＢＡ〜ＢＤを合成することにより、出射光の輝度を高めることができる（高輝度化）。また、光源ユニット１０Ａからの光束のＷ方向及びＹ方向における各隙間に光源ユニット１０Ｂ〜１０Ｄからの光束の各光を挿入して合成するため、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子を大きくする必要がなく、光源装置１００及びプロジェクタ装置１の小型化が可能である。
【００９６】
また、小型化のために、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄにおける光源１１の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク１３を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
【００９７】
（実施の形態３）
実施の形態１及び２では、光源装置１００が、４つの光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄと３つの光合成板２０Ａ〜２０Ｃとを備えた。実施の形態３では、光源装置１００は、３つの光源ユニット１０Ａ〜１０Ｃと２つの光合成板２０Ａ、２０Ｂとを備える。
【００９８】
また、実施の形態１及び２では、光合成板２０Ａが光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄからの光束を合成する光合成機能に加え、蛍光体ホイール３０の励起光のための青色の光束Ｂ３と映像光のための青色の光束Ｂ４とを分離する光分離機能を備えた。実施の形態３では、蛍光体ホイール３０の励起光のための青色の光束Ｂ３と映像光のための青色の光束Ｂ４とを分離するための光分離板を光合成板と別に備える。
【００９９】
以下、実施の形態３にかかる光源装置の構成について、図１３〜１６を用いて説明する。図１３は、実施の形態３にかかる光源装置の構成を示す図である。なお、図１３には、Ｗ方向と直交する方向であって、−Ｘ方向及びＹ方向に対して４５度の角度をなす方向をＶ方向として示されている。実施の形態３の光源装置１００は、実施の形態１の光源装置１００において４つの光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄと３つの光合成板２０Ａ〜２０Ｃに代えて３つの光源ユニット１０Ａ〜１０Ｃと２つの光合成板２０Ａ、２０Ｂとを備える。さらに、実施の形態３の光源装置１００は、光分離板１８１とミラー１６２とを備える。
【０１００】
光源ユニット１０Ａは、複数の光源がＸＹ平面に配列されるように配置され、Ｚ方向に光束ＢＡを出射する。
【０１０１】
光源ユニット１０Ｂと光源ユニット１０Ｃとは、Ｘ方向において互いに対向し、光源ユニット１０Ａと略Ｌ字状に隣接するように、配置されている。光源ユニット１０Ｂは、複数の光源がＹＺ平面に配列されるように配置され、−Ｘ方向に光束ＢＢを出射する。光源ユニット１０Ｃは、複数の光源がＹＺ平面に配列されるように配置され、Ｘ方向に光束を出射する。
【０１０２】
光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢとに対して４５度の角度をなすように配置されている。光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとに対して４５度の角度をなすように配置されている。これらの光合成板２０Ａと光合成板２０Ｂとは、ＸＺ平面において直交している。
【０１０３】
光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡを透過し、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢを反射する。これにより、これらの光束を合成してＺ方向に出射する。光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡを透過し、光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣを反射する。これにより、これらの光束を合成してＺ方向に出射する。以下、光合成板２０Ａ、２０Ｂについて、図４、５を用いてより詳細に説明する。
【０１０４】
図１４は、光合成板２０Ａの構成を示す図である。図１４は、光合成板２０Ａを光源ユニット１０Ａ側からみた図である。光合成板２０Ａには、光を透過する透過領域２３と、光を反射する反射領域２２とがＶ方向に交互に配置されている。透過領域２３は、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡ（白丸）を透過する。反射領域２２は、光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢ（縦縞丸）を反射する。
【０１０５】
また、光合成板２０Ａには、Ｙ方向における反射領域２２の間に透過領域２３が形成されている。これにより、光合成板２０Ｂで反射される前に光合成板２０Ａに到達する光源ユニット１０Ｃからの一部の光束ＢＣ（黒丸）を妨げることなく透過し、この光束ＢＣを光合成板２０Ｂに導くことができる。また、光合成板２０Ｂで反射されて光合成板２０Ａに到達する光源ユニット１０Ｃからの一部の光束ＢＣ（黒丸）を妨げることなく透過し、Ｚ方向へ出射することができる。
【０１０６】
図１５は、光合成板２０Ｂの構成を示す図である。図１５は、光合成板２０Ｂを光源ユニット１０Ａ側からみた図である。光合成板２０Ｂには、光を透過する透過領域２３と、光を反射する反射領域２２とがＹ方向に交互に、かつ、Ｗ方向に交互に配置されている。透過領域２３は、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡ（白丸）を透過する。反射領域２２は、光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣ（黒丸）を反射する。
【０１０７】
また、光合成板２０Ｂには、Ｙ方向における反射領域２２の間に透過領域２３が形成されている。これにより、光合成板２０Ａで反射される前に光合成板２０Ｂに到達する光源ユニット１０Ｂからの一部の光束ＢＢ（縦縞丸）を妨げることなく透過し、この光束ＢＢを光合成板２０Ａに導くことができる。また、光合成板２０Ａで反射されて光合成板２０Ｂに到達する光源ユニット１０Ｂからの一部の光束ＢＢ（縦縞丸）を妨げることなく透過し、Ｚ方向へ出射することができる。
【０１０８】
以上の構成により、光合成板２０Ａ、２０Ｂは、光源ユニット１０Ｂからの光（縦縞丸）がＶ方向において光源ユニット１０Ａからの光（白丸）の間に挿入されるように、かつ、光源ユニット１０Ｃからの光（黒丸）がＹ方向かつＷ方向において光源ユニット１０Ａからの光（白丸）の間に挿入されるように、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｂからの光束ＢＢと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとを合成し、合成光束として出射する。
【０１０９】
図１３に戻り、光分離板１８１は、光合成板２０Ａ、２０Ｂからの合成光束に対して４５度の角度をなすように配置されている。光分離板１８１は、合成光束における一部の光束を透過して、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ３としてＺ方向に出射する。また、光分離板１８１は、合成光束における残りの光束を反射して、これらの光束を合成光束Ｂ３と分離し、合成光束（映像光の青色成分）Ｂ４としてＸ方向と逆方向に出射する。以下、光分離板１８１について、図１６を用いてより詳細に説明する。
【０１１０】
図１６は、実施の形態３にかかる光分離板１８１の構成を示す図である。図１６は、光分離板１８１を光源ユニット１０Ａ側からみた図である。光分離板１８１は、ガラスなどの光透過性を有する基板２１を有する。光分離板１８１は、−Ｙ方向に３分割された上部領域２０Ａｕと、中間領域２０Ａｍと、下部領域２０Ａｌとを有する。
【０１１１】
上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌには、光を透過する透過領域２３のみが配置されている。これらの領域２０Ａｕ、２０Ａｌにおける透過領域２３は、光合成板２０Ａ、２０Ｂからの光束を透過する。
【０１１２】
一方、中間領域２０Ａｍには、光を反射する反射領域２２と、光を透過する透過領域２３とがＶ方向に交互に配置されている。中間領域２０Ａｍにおける反射領域２２は、光合成板２０Ａ、２０Ｂからの光束のうちの当該中間領域２０Ａｍに入射する光束（白丸）を反射する。中間領域２０Ａｍにおける透過領域２３は、光合成板２０Ａ、２０Ｂからの光束のうちの当該中間領域２０Ａｍに入射する光束（黒丸及び縦縞丸）を透過する。
【０１１３】
これにより、光分離板１８１は、光合成板２０Ａ、２０Ｂからの光束のうちの上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌにおける光束と、中間領域２０Ａｍにおける光源ユニット１０Ｂ及び１０Ｃからの光束ＢＢ、ＢＣ（黒丸及び縦縞丸）を、合成光束を合成光束（青色成分の励起光）Ｂ３として出射する。また、光分離板１８１は、光合成板２０Ａ、２０Ｂからの光束のうちの中間領域２０Ａｍにおける光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡ（白丸）を、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ３と分離して、合成光束（映像光の青色成分）Ｂ４として出射する。
【０１１４】
図１３に戻り、合成光束Ｂ３は、レンズ１４２、拡散板１５１、ダイクロイックミラー１７１、及び、レンズ１４３、１４４を通って、青色の励起光として蛍光体ホイール３０に入射する。蛍光体ホイール３０において、青色の合成光束Ｂ３を励起光として黄色（赤色＋緑色）の光束Ｙ１が発光され、この光束Ｙ１はレンズ１４４、１４３を通ってダイクロイックミラー１７１に入射する。
【０１１５】
一方、分離された青色の光束Ｂ４は、レンズ１４５、ミラー１６２、拡散板１５２、レンズ１４６、及び、ミラー１６１を通ってダイクロイックミラー１７１に入射する。なお、ミラー１６２は、光分離板１８１によって分離された合成光束（映像光の青色成分）Ｂ４の光路を略９０度変更する。ダイクロイックミラー１７１において、黄色（赤色＋緑色）の光束Ｙ１と青色の光束Ｂ４が２次元状に合成されて出射される。
【０１１６】
以上のように、本実施の形態２において、光源装置１００は、光源ユニット（第１光源ユニット）１０Ｃと、光源ユニット（第２光源ユニット）１０Ｂと、光源ユニット（第３光源ユニット）１０Ａと、光合成板（第１ミラー部）２０Ａと、光合成板（第２ミラー部）２０Ｂとを備える。光源ユニット１０Ｃは、Ｘ方向（第１方向）に光を出射する複数の光源１１を含む。光源ユニット１０Ｂは、光源ユニット１０Ｃと対向して配置され、Ｘ方向と逆方向に光を出射する複数の光源１１を含む。光源ユニット１０Ａは、Ｚ方向（第２方向）に光を出射する複数の光源１１を含む。光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａの光源１１からの出射光を透過し、光源ユニット１０Ｂの光源からの出射光をＺ方向に反射する。光合成板２０Ｂは、光源ユニット１０Ａの光源１１からの出射光を透過し、光源ユニット１０Ｃの光源１１からの出射光をＺ方向に反射する。光合成板２０Ａ、２０Ｂは、入射した光を透過する透過領域２３と、入射した光を反射する反射領域２２とが交互に配置されている。
【０１１７】
また、本実施の形態２において、光源装置１００は、光源ユニット１０Ｃ、１０Ｂのそれぞれは、Ｚ方向とＹ方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源１１を含み、光源ユニット１０Ａは、Ｘ方向とＹ方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源１１を含み、光合成板２０Ａにおいて、反射領域２２は、Ｙ方向及びＶ方向のそれぞれにおいて、透過領域２３を挟んで配置され、光合成板２０Ｂにおいて、反射領域２２は、Ｙ方向及びＷ方向のそれぞれにおいて、透過領域２３を挟んで配置され、光合成板２０Ｂ、２０Ａにおいて、光源ユニット１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａそれぞれの光源１１からの光が互いに重ならずに入射されるように、光源ユニット１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの位置が調整されている。
【０１１８】
本実施の形態３でも、実施の形態１と同様の利点を得ることができる。すなわち、３個の光源ユニット１０Ａ〜１０Ｃからの光束ＢＡ〜ＢＣを合成することにより、出射光の輝度を高めることができる（高輝度化）。また、光源ユニット１０Ａからの光束のＷ方向及びＹ方向における各隙間に光源ユニット１０Ｂ〜１０Ｃからの光束の各光を挿入して合成するため、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子を大きくする必要がなく、光源装置１００及びプロジェクタ装置１の小型化が可能である。
【０１１９】
また、小型化のために、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｃにおける光源１１の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク１３を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
【０１２０】
さらに、本実施の形態３では、実施の形態１及び２に比べて光源ユニットの数及び光合成板の数が少ないので、光源装置１００及びプロジェクタ装置１の更なる小型化が可能である。本実施の形態３の光源装置１００は、高輝度化よりも小型化が要望される場合に好適である。
【０１２１】
（実施の形態４）
実施の形態１では、光源装置１００において、黄色（赤色＋緑色）の光束Ｙ１と青色の光束Ｂ４とが２次元状に配列された合成光束を生成し、映像生成部３００において、３つのＤＭＤ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂを用いて合成光束の赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ変調した。実施の形態４では、光源装置１００において、黄色（赤色を含む）の光束、緑色の光束、青色の光束をそれぞれ異なるタイミングで出射し、映像生成部３００において、１つのＤＭＤを用いて黄色光（赤色光を含む）、緑色光、青色光をそれぞれ異なるタイミングで変調する。
【０１２２】
以下、実施の形態４にかかるプロジェクタ装置の構成について、図１７〜２２を用いて説明する。図１７は、実施の形態４にかかるプロジェクタ装置の構成を示す図である。実施の形態４のプロジェクタ装置１は、実施の形態１のプロジェクタ装置１と比較して、光源装置１００及び映像生成部３００の構成が異なる。以下、光源装置１００、映像生成部３００について順に説明する。
【０１２３】
図１８は、実施の形態４にかかる光源装置の構成を示す図である。実施の形態４の光源装置１００は、実施の形態１の光源装置１００と比較して、光合成板２０Ａにおける反射領域２２及び透過領域２３の形状、及び、蛍光体ホイール３０の形状が異なる。また、実施の形態４の光源装置１００は、レンズ１４５、１４６、拡散板１５２、ミラー１６１に代えて、ミラー１６３、１６４、１６５をさらに備える。
【０１２４】
実施の形態４の光合成板２０Ａは、図３に示す実施の形態１の光合成板２０Ａと比較して、光分離機能を備えない点で異なる。すなわち、光合成板２０Ａは、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡの全てを反射し、光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣの全てを透過することにより、これらの光束を合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ１としてＸ方向に出射する。以下、光合成板２０Ａについて、図１９を用いてより詳細に説明する。
【０１２５】
図１９は、実施の形態４にかかる光合成板２０Ａの構成を示す図である。図１９に示す実施の形態４の光合成板２０Ａは、図４に示す実施の形態１の光合成板２０Ａと比較して、中間領域２０Ａｍにおける光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡ及び光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣと、反射領域２２及び透過領域２３との対応関係が、上部領域２０Ａｕ及び下部領域２０Ａｌにおけるそれと同一である点で異なる。これにより、光合成板２０Ａは、光分離機能を備えず、上部領域２０Ａｕ、中間領域２０Ａｍ及び下部領域２０Ａｌの全ての領域において、光源ユニット１０Ｃからの光（黒丸）がＹ方向において光源ユニット１０Ａからの光（白丸）の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット１０Ａからの光束ＢＡと光源ユニット１０Ｃからの光束ＢＣとを合成し、合成光束（青色成分の励起光）Ｂ１として出射する。
【０１２６】
なお、図２０に示す実施の形態４の光合成板２０Ｂにおける反射領域２２及び透過領域２３の形状は、図５に示す実施の形態１の光合成板２０Ｂと同一である。また、図２１に示す実施の形態４の光合成板２０Ｃにおける反射領域２２及び透過領域２３の形状は、図６に示す実施の形態１の光合成板２０Ｂと同一である。
【０１２７】
図１８に戻り、蛍光体ホイール３０は、光合成板２０Ｃからの青色の合成光束Ｂ３を励起光として、光の入射方向と反対方向に黄色の光束Ｙ１及び緑色の光束Ｇ１（実線矢印）をそれぞれ異なるタイミングで発光する。また、蛍光体ホイール３０は、光合成板２０Ｃからの青色の光束Ｂ３を青色の光束Ｂ４（破線矢印）として透過し、黄色の光束Ｙ１及び緑色の光束Ｇ１の出射タイミングと異なるタイミングで出射する。以下、蛍光体ホイール３０について、図２２を用いてより詳細に説明する。
【０１２８】
図２２（ａ）は、蛍光体ホイール３０を横からみた図であり、図２０（ｂ）は、蛍光体ホイール３０を励起光の入射方向からみた図である。図２２（ｂ）に示す実施の形態４の蛍光体ホイール３０は、図７（ｂ）に示す実施の形態１の蛍光体ホイール３０と比較して、蛍光体３３の形成位置に蛍光体領域３５と、蛍光体領域３６と、切欠き領域３７とを有する点で異なる。
【０１２９】
蛍光体領域３５には、波長約４５０ｎｍの光を励起光として主波長が５７０ｎｍの黄色の光を発光する蛍光体が、基板３１の入射面側に、回転軸３０Ｘを中心とする扇形形状に塗布されている。蛍光体領域３６には、波長約４５０ｎｍの光を励起光として主波長が５５２ｎｍの緑色の光を発光する蛍光体が、基板３１の入射面側に、回転軸３０Ｘを中心とする扇形形状に塗布されている。切欠き領域３７は、蛍光体ホイール３０の周方向における一部を、回転軸３０Ｘを中心とする扇形形状に切り欠いて形成されている。なお、蛍光体領域３５と蛍光体領域３６とは、ほぼ同じ大きさの領域になるように形成されている。また、蛍光体領域３５及び蛍光体領域３６は、切欠き領域３７よりも大きい領域として形成されている。
【０１３０】
蛍光体ホイール３０は、上述した２つの蛍光体領域３５、３６と１つの切欠き領域３７とが、１フレーム（例えば、１／６０秒）で回転するように構成されている。なお、１フレームに相当する時間で蛍光体ホイール３０が一回転するように、モータ３２の回転速度が制御される。
【０１３１】
これにより、光合成板２０Ｃからの青色の光は、１フレームに相当する時間で、蛍光体領域３５、蛍光体領域３６、切欠き領域３７に順に入射する。蛍光体領域３５では、入射する光を励起光として黄色の蛍光が発光され、黄色の光束Ｙ１として光の入射方向と反対方向に出射される。蛍光体領域３６では、入射する光を励起光として緑色の蛍光が発光され、緑色の光束Ｇ１として光の入射方向と反対方向に出射される。一方、切欠き領域３７では、入射する光はそのまま通過し、青色の光束Ｂ４として光の入射方向に出射される。
【０１３２】
図１８に戻り、蛍光体ホイール３０からの黄色の光束Ｙ１及び緑色の光束Ｒ１は、レンズ１４４、１４３を通ってダイクロイックミラー１７１で反射され、出射される。一方、蛍光体ホイール３０からの青色の光束Ｂ４は、レンズ１４５、ミラー１６３、１６４、１６５によって光路が９０度ずつ変更されてダイクロイックミラー１７１を通過し、出射される。このようにして、黄色の光束Ｙ１と、緑色の光束Ｒ１と、青色の光束Ｂ４とが異なるタイミングで出射される。
【０１３３】
図１７に戻り、実施の形態４の映像生成部３００は、図１に示す実施の形態１の映像生成部３００と比較して、３つのＤＭＤ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂに代えて１つのＤＭＤ３１０を備え、さらにカラープリズム３３０を備えない点で異なる。ＤＭＤ３１０は、全反射プリズム３２０を介して入射する黄色光、緑色光、青色光を、各色光の入射タイミングに合わせて制御部から受信する各色の映像信号に応じて変調し、映像光を生成する。
【０１３４】
本実施の形態４でも、実施の形態１と同様の利点を得ることができる。すなわち、４個の光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄからの光束ＢＡ〜ＢＤを合成することにより、出射光の輝度を高めることができる（高輝度化）。また、光源ユニット１０Ａからの光束のＷ方向及びＹ方向における各隙間に光源ユニット１０Ｂ〜１０Ｄからの光束の各光を挿入して合成するため、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子を大きくする必要がなく、光源装置１００及びプロジェクタ装置１の小型化が可能である。
【０１３５】
また、小型化のために、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄにおける光源１１の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク１３を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
【０１３６】
さらに、本実施の形態４では、映像生成部３００においてＤＭＤの数を少なくできるとともにカラープリズムを備える必要がないので、プロジェクタ装置１の更なる小型化が可能である。
【０１３７】
（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１〜４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１〜４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。
【０１３８】
（１）実施の形態１〜４では、３つの光源ユニット１０Ａ〜１０Ｃと２つの光合成板２０Ａ〜２０Ｂ、又は、４つの光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄと３つの光合成板２０Ａ〜２０Ｃを備える光源装置１００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１０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。
【０１３９】
（２）また、実施の形態１〜４では、透過領域２３において、ガラスなどの光透過性を有する基板２１上に反射防止膜を形成したが、透過領域２３は、基板２１を切り欠いて形成した貫通孔やスリット等であってもよい。
【０１４０】
（３）また、実施の形態１〜４では、光源ユニット１０Ａ〜１０Ｄにおける光源１１の出射光の波長は全て同一であってもよいし、青色帯域（４４０〜４７０ｎｍ）において異ならせてよい。例えば、光源ユニット１０Ａの上部光源ブロック１２ｕ及び下部光源ブロック１２ｌ、光源ユニット１０Ｃの上部光源ブロック１２ｕ及び下部光源ブロック１２ｌ、光源ユニット１０Ｂの全ての光源ブロック１２ｕ、１２ｍ、１２ｌ、及び、光源ユニット１０Ｄの全ての光源ブロック１２ｕ、１２ｍ、１２ｌにおける光源１１は、蛍光体を励起するのに好適な波長の光を発する光源であってもよい。これに対して、光源ユニット１０Ａの中間光源ブロック１２ｍ、及び、光源ユニット１０Ｃの中間光源ブロック１２ｍにおける光源１１は、蛍光体で発光する黄色の蛍光光と合成されたときに所望の色が得られる波長の光を発する光源であってもよい。
【０１４１】
（４）また、実施の形態１〜４では、光変調素子としてＤＭＤを例示したが、光変調素子は、液晶パネルであってもよい。例えば、図１のように、赤色光変調のための液晶パネル、緑色光変調のための液晶パネル、及び、青色光変調のための液晶パネルのように３つの液晶パネルを用いてもよいし、図１７のように、１つの液晶パネルを用いて赤色光変調、緑色光変調、青色光変調を時間的に区別して行ってもよい。また、液晶パネルは、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。
【０１４２】
（５）また、実施の形態１及び４では、光源装置１００において、光合成板２０Ａの反射領域２２と透過領域２３とをＹ方向に交互に配置し、光合成板２０Ｂの反射領域２２と透過領域２３とをＷ方向（主面においてＹ方向に直交する方向）に交互に配置し、光合成板２０Ｃの透過領域２３と反射領域２２とをＹ方向及びＷ方向に交互に配置した。本開示はこれに限定されず、光合成板２０Ａの反射領域２２と透過領域２３とをＹ方向及びＷ方向（主面においてＹ方向に直交する方向）のうちの一方の方向に交互に配置し、光合成板２０Ｂの反射領域２２と透過領域２３とをＹ方向及びＷ方向のうちの他方の方向に交互に配置し、光合成板２０Ｃの反射領域２２と透過領域２３とを一方の方向に、かつ、他方の方向に交互に配置する形態であってもよい。
【０１４３】
（６）また、実施の形態２では、光源装置１００において、光合成板２０Ａの反射領域２２と透過領域２３とをＷ方向（主面においてＹ方向に直交する方向）に交互に配置し、光合成板２０Ｂの反射領域２２と透過領域２３とをＷ方向に交互に配置し、光合成板２０Ｃの透過領域２３と反射領域２２とをＹ方向に交互に配置した。本開示はこれに限定されず、光合成板２０Ａの反射領域２２と透過領域２３とをＹ方向及びＷ方向（主面においてＹ方向に直交する方向）のうちの一方の方向に交互に配置し、光合成板２０Ｂの反射領域２２と透過領域２３とを当該一方の方向に交互に配置し、光合成板２０Ｃの反射領域２２と透過領域２３とをＹ方向及びＷ方向のうちの他方の方向に交互に配置する形態であってもよい。
【０１４４】
（７）また、実施の形態３では、光源装置１００において、光合成板２０Ａの反射領域２２と透過領域２３とをＶ方向（主面においてＹ方向に直交する方向）に交互に配置し、光合成板２０Ｂの反射領域２２と透過領域２３とをＹ方向にかつＷ方向（主面においてＹ方向に直交する方向）（Ｗ方向とＶ方向は直交）に交互に配置した。本開示はこれに限定されず、光合成板２０Ａの反射領域２２と透過領域２３とをＹ方向及び主面においてＹ方向に直交する方向のうちの一方の方向に交互に配置し、光合成板２０Ｂの反射領域２２と透過領域２３とをＹ方向及び主面においてＹ方向に直交する方向のうちの他方の方向に、又は、当該一方の方向かつ他方の方向に交互に配置する形態であってもよい。
【０１４５】
（８）また、実施の形態１では、光源装置１００において、光合成板２０Ａと光合成板２０Ｃとが分離していたが、図２０に示すように、光合成板２０Ａと光合成板２０Ｃは１枚の光合成板で構成されてもよい。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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】
【０１４９】
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】
【０１５０】
１  プロジェクタ装置（投写型映像表示装置）
１００  光源装置
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  光源ユニット
１１  光源
１２ｕ  上部光源ユニット
１２ｍ  中間光源ユニット
１２ｌ  下部光源ユニット
１３  ヒートシンク
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ  光合成板（ミラー部）
２１  基板
２２  反射領域
２３  透過領域
２０Ａｕ  上部領域
２０Ａｍ  中間領域
２０Ａｌ  下部領域
３０  蛍光体ホイール
３０Ｘ  回転軸
３１  基板
３２  モータ
３３  蛍光体
３５、３６  蛍光体領域
３７  切欠き領域
１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６  レンズ
１５１、１５２  拡散板
１６１、１６２、１６３、１６４、１６５  ミラー
１７１  ダイクロイックミラー
１８１  光分離板
２００  導光光学系
２１０  ロッドインテグレータ
２２１、２２２、２３１、２３２、２３３  レンズ
２４１、２４２  ミラー
３００  映像生成部
３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂ、３１０  ＤＭＤ
３２０  全反射プリズム
３２１、３２２  プリズム
３２５  空気層
３３０  カラープリズム
３３１、３３２、３３３  プリズム
３３５、３３６  ダイクロイックミラー
４００  投写光学系
【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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【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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