JP2017111210A - 光源装置及びそれを備えた投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の構成よりも、光量損失（例えば、角度誤差、光反射率や、位置誤差、光透過率等による光量損失）を少なくでき、これにより、光利用効率を向上させることができる光源装置及びそれを備えた投影装置を提供する。【解決手段】互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームをそれぞれ出射する複数の光源部と、複数本の光ビームを重ね合わせる光学素子を含む光合成部とを備え、複数本の光ビームを重ね合わせた合成光ビームを出射する光源装置は、光合成部を構成する光学素子の数を複数の光源部の数よりも少なくした構成とされている。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の光源部から互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームをそれぞれ出射し、複数本の光ビームを、光学素子を含む光合成部により重ね合わせ、重ね合わせた合成光ビームを出射する光源装置及びそれを備えた投影装置に関する。

光源装置として、レーザー光源部等の複数の光源部から互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームをそれぞれ出射し、複数本の光ビームをダイクロイックミラー等の光学素子を含む光合成部により重ね合わせ、重ね合わせた合成光ビームを出射する光源装置が従来から知られており（例えば特許文献１参照）、例えば、輝度変調した複数本の光ビームを重ね合わせてスクリーン等の被投影体上に走査させる光走査型の投影装置（プロジェクタ）に適用することができる。

特開２０１０−８５４５号公報

このような従来の光源装置では、出射される光の明るさを向上させることが要求されているが、光源部自身の光強度（輝度）を上げるのには限界があり、光合成部やアパーチャー部材等の光学系（特にダイクロイックミラー等の光学素子）での光量損失（例えば、角度誤差、光反射率や、位置誤差、光透過率等による光量損失）を如何に低減させて光利用効率を向上させるかが課題となっている。これについて、図１０から図１２を参照しながら以下に具体的に説明する。

図１０は、従来の投影装置１００Ｘにおける光源装置１０Ｘにおいて互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを、光合成部１２０Ｘを介して重ね合わせる一般的な構成を示す概略構成図である。

図１０に示す光源装置１０Ｘは、互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ（この例では３本のレーザービーム）をそれぞれ出射する複数の光源部１０ｒ，１０ｇ，１０ｂ（この例では３つレーザー光源部）と、複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを重ね合わせる光合成部１２０Ｘ（この例ではダイクロイックミラー）とを備え、光合成部１２０Ｘにより複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘを出射する構成とされている。

図１０に示す例では、複数本の光ビームは、赤色（Ｒ）の波長にピークを有する赤色の光ビームＬｒと、緑色（Ｇ）の波長にピークを有する緑色の光ビームＬｇと、青色（Ｂ）の波長にピークを有する青色の光ビームＬｂとの３本の光ビームとされている。

また、光合成部１２０Ｘを構成する光学素子は、青色の波長域の光を反射する第１ダイクロイックミラー１２１Ｘと、緑色の波長域の光を反射する一方、それ以外の波長域の光（この例では青色の波長の光）を透過する第２ダイクロイックミラー１２２Ｘと、赤色の波長域の光を透過する一方、それ以外の波長域の光（この例では青色及び緑色の波長の光）を反射する第３ダイクロイックミラー１２３Ｘとされている。

光源装置１０Ｘは、第１ダイクロイックミラー１２１Ｘにより、所定の進行方向に進行する青色の光ビームＬｂを反射させるようになっている。

また、光源装置１０Ｘは、第２ダイクロイックミラー１２２Ｘにより、第１ダイクロイックミラー１２１Ｘからの青色の光ビームＬｂを透過させる一方、所定の進行方向に進行する緑色の光ビームＬｇを青色の光ビームＬｂに重なるように反射させるようになっている。

さらに、光源装置１０Ｘは、第３ダイクロイックミラー１２３Ｘにより、所定の進行方向に進行する赤色の光ビームＬｒを透過させる一方、第２ダイクロイックミラー１２２Ｘからの緑色の光ビームＬｇ及び青色の光ビームＬｂを赤色の光ビームＬｒに重なるように反射させるようになっている。

かくして、第１ダイクロイックミラー１２１Ｘ、第２ダイクロイックミラー１２２Ｘ及び第３ダイクロイックミラー１２３Ｘは、複数の光源部１０ｒ，１０ｇ，１０ｂからそれぞれ出射した複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを重ね合わせて合成光ビームＬｍｉｘにする。

また、光源装置１０Ｘは、光源部１０ｒ，１０ｇ，１０ｂから出射して光合成部１２０Ｘ（この例ではダイクロイックミラー）にて重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘをアパーチャー部材１３にて所定サイズのビーム径に整形し、整形した合成光ビームＬｍｉｘを反射ミラー部１４で反射させる。

光源装置１０Ｘを備えた投影装置１００Ｘは、外部装置（図示省略）からの画像信号に基づいて光源装置１０Ｘにおける光源部１０ｒ，１０ｇ，１０ｂから出射される複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを輝度変調して光合成部１２０Ｘにて重ね合わせ、重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘを走査装置２０に向けて出射し、走査装置２０により走査した合成光ビームＬｍｉｘをスクリーン等の被投影体ＳＣ上に補正レンズ３０を介して投写する。そして、投影装置１００Ｘは、被投影体ＳＣに反射した光又は被投影体ＳＣを透過した光により、被投影体ＳＣ上に表示される映像を人に視認させる。

ところで、図１０に示す光源装置１０Ｘにおいては、光合成部１２０Ｘ（具体的にはダイクロイックミラー）やアパーチャー部材１３等の光学系（特にダイクロイックミラー等の光学素子）での光量損失（例えば、角度誤差、光反射率や、位置誤差、光透過率等による光量損失）により光利用効率が低下する。

図１１は、図１０に示す光源装置１０Ｘにおいて、複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂが入射される第１ダイクロイックミラー１２１Ｘ、第２ダイクロイックミラー１２２Ｘ及び第３ダイクロイックミラー１２３Ｘに角度誤差や位置誤差等の誤差がない或いは殆どない場合でのアパーチャー部材１３における開口１３ａを通過する合成光ビームＬｍｉｘを模式的に示す概略側面図である。図１１（ａ）は、その全体構成を示しており、図１１（ｂ）は、アパーチャー部材１３における開口１３ａ部分を拡大して示している。

図１２は、図１０に示す光源装置１０Ｘにおいて、複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂが入射される第１ダイクロイックミラー１２１Ｘ、第２ダイクロイックミラー１２２Ｘ及び第３ダイクロイックミラー１２３Ｘに角度誤差や位置誤差等の誤差がある場合でのアパーチャー部材１３における開口１３ａを通過する合成光ビームＬｍｉｘを模式的に示す概略側面図である。図１２（ａ）は、その全体構成を示しており、図１２（ｂ）は、アパーチャー部材１３における開口１３ａ部分を拡大して示している。

なお、図１１及び図１２において、αｒ，αｇ，αｂのグラフは、それぞれ、アパーチャー部材１３における開口１３ａを通過した赤色、緑色及び青色の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂのパワー分布を示している。

アパーチャー部材１３における開口１３ａにおいて複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘを所定サイズのビーム径に整形するにあたり、複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの光軸の中心をアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心又は略中心に位置させることで（図１１参照）、光量の損失を最大限又は略最大限に低減でき、それだけ光利用効率を向上させることができるのであるが、光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂが入射される光学素子（具体的にはダイクロイックミラー）の角度誤差や位置誤差等の誤差を避けることは困難である。従って、通常は、複数本の光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの光軸の中心がアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心又は略中心に位置していないことが多く（図１２参照）、そうすると、光ビームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂが開口１３ａに遮られて開口１３ａを通過する光ビームの量が少なくなり、それだけ光量の損失が大きくなり、これにより、光利用効率が低下する。

すなわち、従来の光源装置１０Ｘでは、光合成部１２０Ｘを構成する光学素子の数が多くなる程、角度誤差や位置誤差等の誤差が大きくなり、ひいては、光量損失が大きくなり、それだけ光利用効率の低下を招く。

しかしながら、特許文献１に記載の構成のように、光合成部を構成する光学素子（具体的には色合成ミラー）の数が複数の光源部の数と等しい構成では、光量損失を考慮しておらず、それだけ光利用効率が低下する。

そこで、本発明は、従来の構成よりも、光量損失（例えば、角度誤差、光反射率や、位置誤差、光透過率等による光量損失）を少なくでき、これにより、光利用効率を向上させることができる光源装置及びそれを備えた投影装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、次の光源装置及び投影装置を提供する。
（１）光源装置
本発明に係る光源装置は、互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームをそれぞれ出射する複数の光源部と、前記複数本の光ビームを重ね合わせる光学素子を含む光合成部とを備え、前記複数本の光ビームを重ね合わせた合成光ビームを出射する光源装置であって、前記光合成部を構成する前記光学素子の数を前記複数の光源部の数よりも少なくした構成とされていることを特徴とする。
（２）投影装置
本発明に係る投影装置は、前記本発明に係る光源装置を備えたことを特徴とする。

本発明において、前記複数本の光ビームの比視感度が大きくなるに従って該光ビームに入射される前記光学素子の数を少なくした構成とされている態様を例示できる。

本発明において、前記複数本の光ビームのうち、比視感度が最も大きい光ビームである比視感度最大光ビームに反射される前記光学素子の数を、他の光ビームに反射される前記光学素子の数よりも少なくした構成とされている態様を例示できる。

本発明において、前記複数本の光ビームの比視感度が大きくなるに従って該光ビームに反射される前記光学素子の数を少なくした構成とされている態様を例示できる。

本発明において、前記光合成部は、入射される前記光ビームのうち、比視感度が大きい方の光ビームを透過する一方、比視感度が小さい方の光ビームを反射する前記光学素子を含む態様を例示できる。

本発明において、前記複数本の光ビームのうち、比視感度が最も大きい光ビームである比視感度最大光ビームに入射される前記光学素子の数を１つにした構成とされている態様を例示できる。

本発明において、前記光源部は、前記複数本の光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、前記複数の光源からの光ビームをそれぞれ入射する複数のコリメータレンズとを備え、前記複数の光源は、何れも、発光素子と前記発光素子を収納するパッケージとを備え、前記コリメータレンズは、前記光源における前記パッケージに接触しない程度に近接するように配設されている態様を例示できる。

本発明において、前記合成光ビームを予め定めた所定のビーム径に整形する開口を有するアパーチャー部材を備え、前記複数本の光ビームのうちの何れか１つの光ビームを基準光ビームとして該基準光ビームの光軸の中心を前記アパーチャー部材における前記開口の中心又は略中心に位置させ、かつ、前記合成光ビームが投影される被投影体において前記他の光ビームの光軸を前記基準光ビームの光軸と一致又は略一致させ、前記基準光ビームを比視感度が最も大きい光ビームである比視感度最大光ビームとする構成とされている態様を例示できる。

本発明において、前記光合成部を構成する前記光学素子は、前記複数本の光ビームの波長域の違いを利用して前記複数本の光ビームを重ね合わせる構成とされている態様を例示できる。

本発明において、前記複数の光源部は、赤色の波長にピークを有する赤色の光ビームを出射する赤色用光源部と、緑色の波長にピークを有する緑色の光ビームを出射する緑色用光源部と、青色の波長にピークを有する青色の光ビームを出射する青色用光源部とを含み、前記光合成部は、前記赤色用光源部からの前記赤色の光ビームを透過する一方、前記青色用光源部からの前記青色の光ビームを反射する第１ダイクロイックミラーと、前記緑色用光源部からの緑色の光ビームを透過する一方、前記第１ダイクロイックミラーからの前記赤色の光ビーム及び前記青色の光ビームを反射する第２ダイクロイックミラーとを含む態様を例示できる。

本発明において、前記複数の光源部及び前記光合成部を一群とした複数群の光源群と、前記複数群の光源群からそれぞれ出射された複数本の前記合成光ビームを重ね合わせる合成素子とを備える態様を例示できる。

本発明において、前記合成素子は、前記複数群の光源群からそれぞれ出射される複数本の前記合成光ビームの偏光成分の違いを利用して前記複数群の光源群からそれぞれ出射される複数本の前記合成光ビームを重ね合わせる構成とされている態様を例示できる。

本発明において、前記複数群の光源群は、２群の光源群であり、前記２群の光源群のそれぞれにおいて、前記複数の光源部は、赤色の波長にピークを有する赤色の光ビームを出射する赤色用光源部と、緑色の波長にピークを有する緑色の光ビームを出射する緑色用光源部と、青色の波長にピークを有する青色の光ビームを出射する青色用光源部とを含み、前記光合成部は、前記赤色用光源部からの前記赤色の光ビームを透過する一方、前記青色用光源部からの前記青色の光ビームを反射する第１ダイクロイックミラーと、前記緑色用光源部からの緑色の光ビームを透過する一方、前記第１ダイクロイックミラーからの前記赤色の光ビーム及び前記青色の光ビームを反射する第２ダイクロイックミラーとを含み、前記２群の光源群のうち、一方の光源群から出射される前記合成光ビームは、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のうち、何れか一方の偏光成分を有し、他方の光源群から出射される前記合成光ビームは、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のうち、何れか他方の偏光成分を有し、前記合成素子は、前記一方の光源群から出射される前記何れか一方の偏光成分を透過する一方、前記他方の光源群から出射される前記何れか他方の偏光成分を反射する偏光ビームスプリッターである態様を例示できる。

本発明に係る投影装置において、前記光源装置からの前記合成光ビームを入射して予め定めた所定の第１走査方向に予め定めた所定の第１走査角度で走査しつつ前記第１走査方向とは直交又は略直交する第２走査方向に前記第１走査角度よりも小さい第２走査角度で走査する走査ミラーを有する走査装置を備え、前記走査装置における前記走査ミラーに対して前記合成光ビームを前記第２走査方向から入射する構成とされている態様を例示できる。

本発明によると、従来の構成よりも、光量損失（例えば、角度誤差、光反射率や、位置誤差、光透過率等による光量損失）を少なくでき、これにより、光利用効率を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る光源装置を備えた投影装置の概略構成を模式的に示す概略構成図である。 コリメータレンズの焦点距離が長い程、光ビームの光利用効率が低下することを説明するための概略断面図であって、（ａ）は、コリメータレンズの焦点距離が比較的長い場合での合成光ビームがアパーチャー部材における開口に入射している状態を示す図であり、（ｂ）は、コリメータレンズの焦点距離が比較的短い場合での合成光ビームがアパーチャー部材における開口に入射している状態を示す図である。 合成光ビームを構成する複数本の光ビームの光軸の中心がアパーチャー部材を基準に調整されている状態を模式的に示す概略断面である。 合成光ビームを構成する複数本の光ビームの光軸の中心が被投影体を基準に調整されている状態を模式的に示す概略断面である。 複数群の光源群及び合成素子を備えた光源装置を備えた投影装置の概略構成を模式的に示す概略構成図である。 投影装置から被投影体に投影する映像のアスペクト比が水平方向に長い長尺な比となることを示す概略斜視図である。 走査装置における走査ミラーに対して合成光ビームを第１走査方向から入射させた状態を模式的に示す概略断面であって、（ａ）は、走査ミラーの第１走査方向に入射される合成光ビームのビーム径を示す図であり、（ｂ）は、合成光ビームの走査ミラーに対する入射角度及び第１走査角度を示す図である。 走査装置における走査ミラーに対して合成光ビームを第２走査方向から入射させた状態を模式的に示す概略断面であって、（ａ）は、走査ミラーの第２走査方向に入射される合成光ビームのビーム径を示す図であり、（ｂ）は、合成光ビームの走査ミラーに対する入射角度及び第２走査角度を示す図である。 光の波長に対する比視感度を表したグラフである。 従来の投影装置における光源装置において互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを、光合成部を介して重ね合わせる一般的な構成を示す概略構成図である。 図１０に示す光源装置において、複数本の光ビームが入射される第１ダイクロイックミラー、第２ダイクロイックミラー及び第３ダイクロイックミラーに角度誤差や位置誤差等の誤差がない或いは殆どない場合でのアパーチャー部材における開口を通過する合成光ビームを模式的に示す概略側面図であって、（ａ）は、その全体構成を示す図であり、（ｂ）は、アパーチャー部材における開口部分を拡大して示す図である。 図１０に示す光源装置において、複数本の光ビームが入射される第１ダイクロイックミラー、第２ダイクロイックミラー及び第３ダイクロイックミラーに角度誤差や位置誤差等の誤差がある場合でのアパーチャー部材における開口を通過する合成光ビームを模式的に示す概略側面図であって、（ａ）は、その全体構成を示す図であり、（ｂ）は、アパーチャー部材における開口部分を拡大して示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。

［投影装置］
図１は、本発明の実施の形態に係る光源装置１０を備えた投影装置１００の概略構成を模式的に示す概略構成図である。

図１に示す投影装置１００は、光走査型の投影装置（プロジェクタ）であり、光源装置１０、走査装置２０（この例ではＭＥＭＳ）及び補正レンズ３０を備えている。

光源装置１０は、互いに異なる波長にピークを有する複数本（２本又は３本以上）の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂ（この例では３本のレーザービーム）をそれぞれ出射する複数（２又は３以上）の光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂ（この例では３つレーザー光源部）と、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂを重ね合わせる光学素子（この例ではダイクロイックミラー）を含む光合成部１２０とを備え、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂを重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘを出射する構成とされている。すなわち、光源装置１０における光学系１０ａは、光合成部１２０を含んでいる。

図１に示す例では、複数本の光ビームは、緑色（Ｇ）の波長（この例では５３０ｎｍ）にピークを有する緑色の光ビームＬｇと、赤色（Ｒ）の波長（この例では６４０ｎｍ）にピークを有する赤色の光ビームＬｒと、青色（Ｂ）の波長（この例では４５０ｎｍ）にピークを有する青色の光ビームＬｂとの３本の光ビームとされている。すなわち、３つの光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂは、外部装置２００から入力される映像信号に応じて緑色の光ビームＬｇ、赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂをそれぞれ射出する。なお、複数の光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂとしては、従来公知の光源部を用いることができ、ここでは詳しい説明を省略する。

走査装置２０は、走査ミラー２１と、走査ミラー２１を揺動させる圧電素子等のアクチュエータ２２を備えたミラー駆動装置である。投影装置１００は、光源装置１０からの合成光ビームＬｍｉｘを走査装置２０における走査ミラー２１に向けて出射する。

走査装置２０は、この例では、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ：微小電気機械システム）とされている。なお、走査装置２０としては、従来公知の走査装置を用いることができ、ここでは詳しい説明を省略する。

そして、光源装置１０は、光合成部１２０を構成する光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数を複数の光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂの数（この例では３つ）よりも少なくした（この例では２つにした）構成とされている。

詳しくは、光合成部１２０を構成する光学素子は、青色の波長域の光を反射する一方、それ以外の波長域の光（この例では赤色の波長の光）を透過する第１ダイクロイックミラー１２１と、緑色の波長域の光を透過する一方、それ以外の波長域の光（この例では赤色及び青色の波長の光）を反射する第２ダイクロイックミラー１２２とされている。

光源装置１０は、第１ダイクロイックミラー１２１により、所定の進行方向に進行する青色の光ビームＬｂを反射（この例では直角又は略直角に反射）させる一方、所定の進行方向（この例では青色の光ビームＬｂの進行方向に直交又は略直交する方向）に進行する赤色の光ビームＬｒを青色の光ビームＬｂに重なるように透過させるようになっている。

また、光源装置１０は、第２ダイクロイックミラー１２２により、第１ダイクロイックミラー１２１からの赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂを反射（この例では直角又は略直角に反射）させる一方、所定の進行方向（この例では赤色の光ビームＬｒの進行方向に直交又は略直交する方向かつ青色の光ビームＬｂの進行方向に平行又は略平行な方向）に進行する緑色の光ビームＬｇを赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂに重なるように透過させるようになっている。

かくして、第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２は、複数の光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂからそれぞれ出射した複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂを重ね合わせて合成光ビームＬｍｉｘにする。

光源装置１０は、アパーチャー部材１３をさらに備えている。すなわち、光学系１０ａは、アパーチャー部材１３をさらに含んでいる。アパーチャー部材１３は、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂを重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘを予め定めた所定サイズのビーム径に整形する開口１３ａを有している。なお、アパーチャー部材１３としては、従来公知のアパーチャー部材を用いることができ、ここでは詳しい説明を省略する。

光源装置１０は、反射ミラー部１４をさらに備えている。すなわち、光学系１０ａは、反射ミラー部１４をさらに含んでいる。反射ミラー部１４は、アパーチャー部材１３における開口１３ａにて所定サイズのビーム径に整形された合成光ビームＬｍｉｘを走査装置２０に向けて反射する。

走査装置２０は、光源装置１０からの合成光ビームＬｍｉｘを走査しつつ被投影体ＳＣに投射する。

なお、外部装置２００は、投影装置１００と一体として設けられてもよい。また、投影装置１００において被投影体ＳＣを１つの筐体内に収めるようにしてもよい。

［第１実施形態］
従来の構成では、光合成部を構成する光学素子の数（３つ）が複数の光源部の数（３つ）と等しくなっているところ、本実施の形態によれば、光合成部１２０を構成する光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数を複数の光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂの数（この例では３つ）よりも少なくした（この例では２つにした）構成とされているので、光合成部１２０を構成する光学素子の数（この例では２つ）を従来の構成（３つ）よりも少なくすることができる。従って、従来の構成よりも、光量損失（例えば、角度誤差、光反射率や、位置誤差、光透過率等による光量損失）を少なくでき、これにより、光利用効率を向上させることができる。

（第１実施形態−１）
光源装置１０を備えた投影装置１００では、外部装置２００からの画像信号に基づいて光源装置１０における光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂから出射される複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂを輝度変調（例えばパルス幅変調又はパワー変調）して光源装置１０にて重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘを走査装置２０に向けて出射し、走査装置２０により走査した合成光ビームＬｍｉｘをスクリーン等の被投影体ＳＣ上に補正レンズ３０を介して投写する。そして、投影装置１００は、被投影体ＳＣに反射した光又は被投影体ＳＣを透過した光により、被投影体ＳＣ上に表示される映像を人に視認させる。

ところで、人は、目（網膜）から可視光線を受光したときに波長によって明るさの感じ方が異なることが知られており、この明るさの感じ方は、通常は、比視感度という数値で表される。

すなわち、比視感度とは、分光視感効率ともいい、光のエネルギーが同じ場合において人が最も明るいと感じる波長（一般的には５５５ｎｍ）での光の明るさ感（感度）を１とし、他の光の明るさ感を相対値で表したものをいう。図９は、光の波長に対する比視感度を表したグラフである。

図９に示すように、例えば、赤色（Ｒ）（図示例ではピーク波長６４０ｎｍ）、緑色（Ｇ）（図示例ではピーク波長５３０ｎｍ）、青色（Ｂ）（図示例ではピーク波長４５０ｎｍ）の比視感度は、緑色（Ｇ）＞赤色（Ｒ）＞青色（Ｂ）となっており、光の明るさ感は、緑色で相対的に視感され易く、以下、赤色、青色の順で相対的に視感され難い。従って、人は比視感度が大きい波長（色）の光程、明るく感じることから、比視感度が大きい波長（色）の光に対して光利用効率を向上させることが望まれる。

この点、光源装置１０は、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂのうち、比視感度が最も大きい光ビームである比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）に入射される光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数を、他の光ビーム（具体的には赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂ）に入射される光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数よりも少なくした構成とされている。

本実施の形態では、緑色の光ビームＬｇは、ダイクロイックミラーを１回入射（この例では第２ダイクロイックミラー１２２を入射）する。赤色の光ビームＬｒは、ダイクロイックミラーを２回入射（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２を１回ずつ入射）する。また、青色の光ビームＬｂは、ダイクロイックミラーを２回入射（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２を１回ずつ入射）する。

かかる構成によると、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）の光利用効率を他の光ビーム（具体的には赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂ）よりも向上させることができ、これにより、スクリーン等の被投影体ＳＣに投影される光を人に明るく感じさせることができる。

（第１実施形態−２）
光源装置１０は、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂの比視感度が大きくなるに従って（具体的には青色、赤色、緑色の順に）該光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂに入射される光学素子の数を少なくした構成とされている。

本実施の形態では、既述のとおり、緑色の光ビームＬｇは、ダイクロイックミラーを１回入射する。赤色の光ビームＬｒは、ダイクロイックミラーを２回入射する。また、青色の光ビームＬｂは、ダイクロイックミラーを２回入射する。なお、青色の光ビームＬｂは、赤色の光ビームＬｒよりもダイクロイックミラーを多く入射するようにしてもよい。

かかる構成によると、比視感度が大きくなるに従って光利用効率を大きくすることができ、これにより、比視感度に応じて被投影体ＳＣに投影される光を人に明るく感じさせることができる。

（第１実施形態−３）
ところで、光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂが反射される光学素子（この例ではダイクロイックミラー）においては、光反射率が低下すると、それだけ光量の損失が大きくなり、これにより、光利用効率が低下する。また、光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂが反射される光学素子（この例ではダイクロイックミラー）では、角度誤差等の誤差によりアパーチャー部材１３における開口１３ａにおいて光利用効率の低下を招く。従って、光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂの光学素子への反射を考慮して、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）の光利用効率を他の光ビーム（具体的には赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂ）よりも向上させることが望まれる。

この点、光源装置１０は、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）に反射される光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数を、他の光ビーム（具体的には赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂ）に反射される光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数よりも少なくした構成とされている。

本実施の形態では、緑色の光ビームＬｇは、ダイクロイックミラー（この例では第２ダイクロイックミラー１２２）を実質的に反射しない。赤色の光ビームＬｒは、ダイクロイックミラーを１回反射（この例では第２ダイクロイックミラー１２２を反射）する。また、青色の光ビームＬｂは、ダイクロイックミラーを２回反射（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２を反射）する。なお、赤色の光ビームＬｒは、青色の光ビームＬｂと同じ回数だけダイクロイックミラーを反射するようにしてもよい。

かかる構成によると、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）の光利用効率を他の光ビーム（具体的には赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂ）よりも向上させることができ、それだけ被投影体ＳＣに投影される光を人に明るく感じさせることができる。

（第１実施形態−４）
光源装置１０は、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂの比視感度が大きくなるに従って（具体的には青色、赤色、緑色の順に）該光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂに反射される光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数を少なくした構成とされている。

本実施の形態では、既述のとおり、緑色の光ビームＬｇは、ダイクロイックミラーを実質的に反射しない。赤色の光ビームＬｒは、ダイクロイックミラーを１回反射する。また、青色の光ビームＬｂは、ダイクロイックミラーを２回反射する。

かかる構成によると、比視感度が大きくなるに従って光利用効率を大きくすることができ、これにより、比視感度に応じて被投影体ＳＣに投影される光を人に明るく感じさせることができる。

（第１実施形態−５）
ところで、反射による損失（例えば角度誤差や光反射率による損失）は、通常は、透過による損失（例えば位置誤差や光透過率による損失）よりも大きい。従って、光学素子において比視感度が大きい方の反射による損失をなくすことが望まれる。

この点、光源装置１０において、光合成部１２０は、入射される光ビームのうち、比視感度が大きい方の光ビームを透過する一方、比視感度が小さい方の光ビームを反射する光学素子（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２）を含んでいる。

本実施の形態では、ダイクロイックミラー（この例では第１ダイクロイックミラー１２１）は、比視感度が大きい方の赤色の光ビームＬｒを透過する一方、比視感度が小さい方の青色の光ビームＬｂを反射する。また、ダイクロイックミラー（この例では第２ダイクロイックミラー１２２）は、比視感度が大きい方の緑色の光ビームＬｇを透過する一方、比視感度が小さい方の赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂを反射する。

かかる構成によると、光学素子において比視感度が大きい方の反射による損失をなくすことができ、これにより、比視感度が大きい方の光ビームの光利用効率を向上させることができ、それだけ被投影体ＳＣに投影される光を人に明るく感じさせることができる。

（第１実施形態−６）
光源装置１０は、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）に入射される光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数を１つにした構成とされている。

具体的には、光源装置１０において、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）は、第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２のうちの第２ダイクロイックミラー１２２だけに入射する。

かかる構成によると、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）の光利用効率をさらに向上させることができ、それだけ被投影体ＳＣに投影される光を人に明るく感じさせることができる。

（第１実施形態−７）
ところで、既述したように、反射による損失（例えば角度誤差や光反射率による損失）は、通常は、透過による損失（例えば位置誤差や光透過率による損失）よりも大きい。従って、光学素子において比視感度最大光ビームに対して反射による損失をなくすことが望まれる。

この点、光源装置１０において、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）を１つの光学素子（この例では第２ダイクロイックミラー１２２）に通過させる構成とされている。

具体的には、光源装置１０において、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）は、第２ダイクロイックミラー１２２を透過した後、アパーチャー部材１３に入射する。

かかる構成によると、光学素子において比視感度最大光ビームに対して反射による損失（例えば角度誤差や光反射率による損失、特に角度誤差による損失）をなくすことができ、これにより、比視感度最大光ビームに対する光利用効率を向上させることができ、それだけ被投影体ＳＣに投影される光を人に明るく感じさせることができる。

［第２実施形態］
光源装置１０は、複数の光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂは、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂをそれぞれ出射する複数の光源１１ｇ，１１ｒ，１１ｂと、複数の光源１１ｇ，１１ｒ，１１ｂからの光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂをそれぞれ入射する複数のコリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂとを備えている。

複数の光源１１ｇ，１１ｒ，１１ｂは、何れも、発光素子１１ｇ１，１１ｒ１，１１ｂ１（具体的にはレーザーダイオード）と発光素子１１ｇ１，１１ｒ１，１１ｂ１を収納するパッケージ１１ｇ２，１１ｒ２，１１ｂ２（この例では箱型或いは缶状のパッケージ、所謂ＣＡＮパッケージ）とを備えている。光源１１ｇ，１１ｒ，１１ｂは、出射する光ビームの色が異なる以外は互いに同一タイプのものとされている。

コリメータレンズ１５ｇは、光源１１ｇから射出された緑色の光ビームＬｇを平行光又は略平行光にする。コリメータレンズ１５ｒは、光源１１ｒから射出された赤色の光ビームＬｒを平行光又は略平行光にする。コリメータレンズ１５ｂは、光源１１ｂから射出された青色の光ビームＬｂを平行光又は略平行光にする。コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂは、互いに同一タイプのものとされている。

ところで、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒが重ね合わされた合成光ビームＬｍｉｘのビーム径がアパーチャー部材１３における開口１３ａのサイズ（具体的には径）よりも大きくなる程、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率の低下を招く。一方、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離が長い程、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘのビーム径が大きくなる。すなわち、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離が長い程、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率が低下する。

図２は、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｒ，Ｆｂが長い程、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率が低下することを説明するための概略断面図である。図２（ａ）は、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｒ，Ｆｂが比較的長い場合での合成光ビームＬｍｉｘがアパーチャー部材１３における開口１３ａに入射している状態を示している。図２（ｂ）は、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｒ，Ｆｂが比較的短い場合での合成光ビームＬｍｉｘがアパーチャー部材１３における開口１３ａに入射している状態を示している。

なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）において、光源１１ｇ，１１ｒ，１１ｂ、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒ及びコリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂは何れも実質的に同一の構成であるので、一つにまとめて示している。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）において、第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２は図示を省略している。また、α１，α２のグラフは、それぞれ、アパーチャー部材１３における開口１３ａを通過した合成光ビームＬｍｉｘのパワー分布を示しており、β１，β２の斜線部は、それぞれ、アパーチャー部材１３における開口１３ａにより遮られるパワー領域を示している。

光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒのビーム径は、光源１１ｇ，１１ｒ，１１ｂからの光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの広がりにより、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｂ，Ｆｒの長い短いによって変化する。

すなわち、図２（ａ）に示すように、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｂ，Ｆｒが長い程、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒのビーム径が大きくなる。そうすると、アパーチャー部材１３における開口１３ａによって遮られるパワー領域β１が多くなり、すなわち、合成光ビームＬｍｉｘのパワー分布α１のパワーの大きい領域が制限され、それだけ光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率が低下する。

換言すれば、図２（ｂ）に示すように、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｂ，Ｆｒが短い程、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒのビーム径が小さくなる。そうすると、アパーチャー部材１３における開口１３ａによって遮られるパワー領域β２が少なくなり、すなわち、合成光ビームＬｍｉｘのパワー分布α２のパワーの大きい領域をより多く使用でき、それだけ光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率が向上する。

従って、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｂ，Ｆｒを可及的に短くし、これにより、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘのビーム径γをアパーチャー部材１３における開口１３ａのサイズδに可及的に近づくようにして光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率を向上させることが望まれる。

この点、光源装置１０において、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂは、光源１１ｇ，１１ｒ，１１ｂにおけるパッケージ１１ｇ２，１１ｒ２，１１ｂ２に接触しない程度に近接するように（すなわちパッケージ１１ｇ２，１１ｒ２，１１ｂ２から予め定めた所定の間隔Ｄｇ，Ｄｒ，Ｄｂをおいて）配設されている（図２（ｂ）参照）。この例では、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂは、光源装置１０のハウジング１０ｈ（図１参照）に接着剤により固定されている
ここで、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂは、パッケージ１１ｇ２，１１ｒ２，１１ｂ２に可及的に近接させるべく、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂとパッケージ１１ｇ２，１１ｒ２，１１ｂ２との間の間隔Ｄｇ，Ｄｒ，Ｄｂ（図２（ｂ）参照）は、部品のばらつきに起因するコリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂとパッケージ１１ｇ２，１１ｒ２，１１ｂ２との接触による位置精度の悪化を考慮した予め定めた所定の距離（例えば、０．５ｍｍ程度）とすることができる。この例では、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｂ，Ｆｒは、１．７ｍｍ程度とされている。

かかる構成によると、コリメータレンズ１５ｇ，１５ｒ，１５ｂの焦点距離Ｆｇ，Ｆｂ，Ｆｒを可及的に短くすることができ、これにより、合成光ビームＬｍｉｘのビーム径γをアパーチャー部材１３における開口１３ａのサイズδに可及的に近づけることができ、それだけ光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率を向上させることができる。

［第３実施形態］
ところで、合成光ビームＬｍｉｘを構成する光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光軸の中心がアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心から離れる程、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率の低下を招く。従って、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光軸の中心の何れもがアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心又は略中心に位置し、かつ、被投影体ＳＣでもその状態に維持されることが望まれる。しかしながら、実際は、光源１１ｇ，１１ｒ，１１ｂの位置ずれ、光学素子（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２）の位置ずれ、光学素子（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２）の角度ずれなどの部品精度の悪化、取り付け誤差等の要因により、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒは、多少なりとも角度をもってしまい、次のような不都合がある。

図３は、合成光ビームＬｍｉｘを構成する複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光軸の中心がアパーチャー部材１３を基準に調整されている状態を模式的に示す概略断面である。

図３に示すように、合成光ビームＬｍｉｘを構成する複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを光軸の中心が何れもアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心又は略中心に位置するように調整しても、被投影体ＳＣでは複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光軸の中心がずれてしまう。すなわち、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを光軸の中心がアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心で一致又は略一致するように調整した場合、被投影体ＳＣ上で光軸のずれが大きくなってしまうことになる。

一方、被投影体ＳＣに投影される映像の画質を向上させるという観点からは、合成光ビームＬｍｉｘを構成する複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを光軸の中心が被投影体ＳＣで一致又は略一致するように調整することが望ましい。そうすると、今度は、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを光軸の中心がアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心からずれてしまうことになり、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率の低下を招く。従って、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光軸の中心を被投影体ＳＣで一致又は略一致させた状態で光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率を向上させることが望まれる。

この点、光源装置１０では、先ず、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒのうちの何れか１つの光ビーム（この例では緑色の光ビームＬｇ）を基準光ビームとして該基準光ビームの光軸の中心をアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心又は略中心に位置させるように（好ましくは開口１３ａの中心又は略中心に位置させ、かつ、開口１３ａの貫通方向に平行又は略平行になるように）調整する。次に、合成光ビームＬｍｉｘが投影される被投影体ＳＣにおいて他の光ビーム（この例では赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂ）の光軸を基準光ビームの光軸と一致又は略一致させるように調整する。そして、基準光ビームは、比視感度が大きい波長（色）の光に対して光利用効率を向上させる観点から、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）とする。

図４は、合成光ビームＬｍｉｘを構成する複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光軸の中心が被投影体ＳＣを基準に調整されている状態を模式的に示す概略断面である。

図４に示すように、合成光ビームＬｍｉｘを構成する複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを光軸の中心が被投影体ＳＣで一致又は略一致するように位置させた状態で複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒのうちの何れか１つの光ビーム（この例では緑色の光ビームＬｇ）を基準光ビームとして光軸の中心をアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心に一致又は略位置させることで、他の光ビーム（この例では赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂ）の中心がアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心からずれたとしても、全光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光軸の中心がアパーチャー部材１３における開口１３ａの中心からずれるよりも、光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの光利用効率を向上させることが可能となる。そして、比視感度が大きい波長（色）の光に対して光利用効率を向上させる観点から、基準光ビームを比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）とすることで、それだけ被投影体ＳＣに投影される光を人に明るく感じさせることができる。

なお、第１実施形態−６の構成、すなわち、比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）を１つの光学素子（この例では第２ダイクロイックミラー１２２）に通過させる構成とされている場合には、基準光ビームを比視感度最大光ビーム（具体的には緑色の光ビームＬｇ）として、比視感度最大光ビームの光軸を合わせ易くすることができる。

［第４実施形態］
光源装置１０において、光合成部１２０を構成する光学素子（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２）は、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒの波長域の違いを利用して複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを重ね合わせる構成とされている。

かかる構成によると、複数本の光ビームＬｇ，Ｌｂ，Ｌｒを簡単な構成で重ね合わせることができる。

（第４実施形態−１）
光源装置１０において、複数の光源部は、緑色の波長にピークを有する緑色の光ビームＬｇを出射する緑色用光源部１０ｇと、赤色の波長にピークを有する赤色の光ビームＬｒを出射する赤色用光源部１０ｒと、青色の波長にピークを有する青色の光ビームＬｂを出射する青色用光源部１０ｂとを含んでいる。

光合成部１２０は、赤色用光源部１０ｒからの赤色の光ビームＬｒを透過する一方、青色用光源部１０ｂからの青色の光ビームＬｂを反射する第１ダイクロイックミラー１２１と、緑色用光源部１０ｇからの緑色の光ビームＬｇを透過する一方、第１ダイクロイックミラー１２１からの赤色の光ビームＬｒ及び青色の光ビームＬｂを反射する第２ダイクロイックミラー１２２とを含んでいる。

詳しくは、緑色用光源部１０ｇ及び青色用光源部１０ｂは、赤色用光源部１０ｒからの赤色の光ビームＬｒの進行方向に沿って並設されている。

かかる構成によると、ダイクロイックミラーといった既存の汎用部材を用いることができ、これにより、光合成部１２０を構成する光学素子（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２）の数を複数の光源部（この例では緑色用光源部１０ｇ、赤色用光源部１０ｒ及び青色用光源部１０ｂ）の数よりも少なくする構成を簡単にかつ容易に実現させることができる。

なお、図１において、説明していない第１反射ミラー１４１及び第２反射ミラー１４２については、後ほど説明する。

［第５実施形態］
ところで、光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂ自身の光強度（輝度）を上げるのには限界があることから、同一又は略同一の波長にピークを有する同一色又は略同一色の光ビームを出射する光源部を複数（例えば複数の緑色用光源部１０ｇ〜１０ｇ、複数の赤色用光源部１０ｒ〜１０ｒ、複数の青色用光源部１０ｂ〜１０ｂ）用いて、同一色又は略同一色の光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂを複数重ね合わせることで、複数重ね合わせた同一色又は略同一色の光ビーム（Ｌｇ，Ｌｒ，Ｌｂ）〜（Ｌｇ，Ｌｒ，Ｌｂ）を被投影体ＳＣに投影したときの投影光の照度が向上する。従って、同一又は略同一の波長にピークを有する同一色又は略同一色の光ビームを出射する光源部を複数（例えば複数の緑色用光源部１０ｇ〜１０ｇ、複数の赤色用光源部１０ｒ〜１０ｒ、複数の青色用光源部１０ｂ〜１０ｂ）用いて複数重ね合わせた同一色又は略同一色の合成光ビームＬｍｉｘ〜Ｌｍｉｘを被投影体ＳＣに投影したときの投影光の照度を向上させることが望まれる。

この点、光源装置１０は、複数の光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂ及び光合成部１２０（この例では第１ダイクロイックミラー１２１及び第２ダイクロイックミラー１２２）を一群とした複数群の光源群１１０（１）〜１１０（ｎ）（ｎは２以上の整数、この例ではｎ＝２）と、複数群の光源群１１０（１）〜１１０（ｎ）からそれぞれ出射された複数本の合成光ビームＬｍｉｘ（１）〜Ｌｍｉｘ（ｎ）を重ね合わせる合成素子１６（図５参照）とを備えている。すなわち、光学系１０ａは、合成素子１６をさらに含んでいる。

図５は、複数群の光源群１１０（１）〜１１０（ｎ）及び合成素子１６を備えた光源装置１０を備えた投影装置１００の概略構成を模式的に示す概略構成図である。

図５において、図１に示す投影装置１００の構成部材と実質的に同じ構成部材については同一符号を付し、その説明を省略する。

図５に示す光源装置１０は、複数群の光源群１１０（１），１１０（２）を備えている。

光源群１１０（１）は、光合成部１２０（１）を構成する光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数を複数の光源部１０ｒ（１），１０ｇ（１），１０ｂ（１）の数（この例では３つ）よりも少なくした（この例では２つにした）構成とされている。また、光源群１１０（２）も同様に、光合成部１２０（２）を構成する光学素子（この例ではダイクロイックミラー）の数を複数の光源部１０ｒ（２），１０ｇ（２），１０ｂ（２）の数（この例では３つ）よりも少なくした（この例では２つにした）構成とされている。

詳しくは、図５に示す光源装置１０は、図１に示す構成において、光源部１０ｇ，１０ｒ，１０ｂ、第１ダイクロイックミラー１２１、第２ダイクロイックミラー１２２及び光ビームＬｇ，Ｌｒ，Ｌｂを、光源群１１０（１）では、光源部１０ｇ（１），１０ｒ（１），１０ｂ（１）、第１ダイクロイックミラー１２１（１）、第２ダイクロイックミラー１２２（１）及び光ビームＬｇ（１），Ｌｒ（１），Ｌｂ（１）とし、光源群１１０（２）では、光源部１０ｇ（２），１０ｒ（２），１０ｂ（２）、第１ダイクロイックミラー１２１（２）、第２ダイクロイックミラー１２２（２）及び光ビームＬｇ（２），Ｌｒ（２），Ｌｂ（２）としている。

そして、合成素子１６は、複数群の光源群１１０（１）〜１１０（ｎ）からそれぞれ出射された複数本の合成光ビームＬｍｉｘ（１），Ｌｍｉｘ（２）を重ね合わせて合成光ビームＬｍｉｘにし、合成光ビームＬｍｉｘをアパーチャー部材１３に入射する。

かかる構成によると、同一又は略同一の波長にピークを有する同一色又は略同一色の光ビームを出射する光源部を複数（例えば複数の緑色用光源部１０ｇ（１）〜１０ｇ（ｎ）、複数の赤色用光源部１０ｒ（１）〜１０ｒ（ｎ）、複数の青色用光源部１０ｂ（１）〜１０ｂ（ｎ））用いて同一色又は略同一色の合成光ビームＬｍｉｘ（１）〜Ｌｍｉｘ（ｎ）を複数重ね合わせることで、重ね合わせた合成光ビームＬｍｉｘを被投影体ＳＣに投影したときの投影光の照度を向上させることができる。

（第５実施形態−１）
図５に示す光源装置１０において、合成素子１６は、複数群の光源群１１０（１）〜１１０（ｎ）からそれぞれ出射される複数本の合成光ビームＬｍｉｘ（１）〜Ｌｍｉｘ（ｎ）の偏光成分の違いを利用して複数群の光源群１１０（１）〜１１０（ｎ）からそれぞれ出射される複数本の合成光ビームＬｍｉｘ（１）〜Ｌｍｉｘ（ｎ）を重ね合わせる構成とされている。

詳しくは、光源群１１０（１）の光源部１０ｇ（１），１０ｒ（１），１０ｂ（１）から出射される光ビームＬｇ（１），Ｌｒ（１），Ｌｂ（１）と、光源群１１０（２）の光源部１０ｇ（２），１０ｇ（２），１０ｂ（２）から出射される光ビームＬｇ（２），Ｌｒ（２），Ｌｂ（２）とは、偏光成分が異なっている。

かかる構成によると、複数本の合成光ビームＬｍｉｘ（１）〜Ｌｍｉｘ（ｎ）を簡単な構成で重ね合わせることができる。

（第５実施形態−２）
図５に示す光源装置１０において、複数群の光源群１１０（１）〜１１０（ｎ）は、２群の光源群１１０（１），１１０（２）である。

２群の光源群１１０（１），１１０（２）のうち、一方の光源群１１０（１）において、複数の光源部は、図１に示す緑色用光源部１０ｇと実質的に同じ構成の緑色用光源部１０ｇ（１）と、図１に示す赤色用光源部１０ｒと実質的に同じ構成の赤色用光源部１０ｒ（１）と、図１に示す青色用光源部１０ｂと実質的に同じ構成の青色用光源部１０ｂ（１）とを含んでおり、光合成部１２０（１）は、図１に示す第１ダイクロイックミラー１２１と実質的に同じ構成の第１ダイクロイックミラー１２１（１）と、図１に示す第２ダイクロイックミラー１２２と実質的に同じ構成の第２ダイクロイックミラー１２２（１）とを含んでいる。

２群の光源群１１０（１），１１０（２）のうち、他方の光源群１１０（２）において、複数の光源部は、図１に示す緑色用光源部１０ｇと実質的に同じ構成の緑色用光源部１０ｇ（２）と、図１に示す赤色用光源部１０ｒと実質的に同じ構成の赤色用光源部１０ｒ（２）と、図１に示す青色用光源部１０ｂと実質的に同じ構成の青色用光源部１０ｂ（２）とを含んでおり、光合成部１２０（２）は、図１に示す第１ダイクロイックミラー１２１と実質的に同じ構成の第１ダイクロイックミラー１２１（２）と、図１に示す第２ダイクロイックミラー１２２と実質的に同じ構成の第２ダイクロイックミラー１２２（２）とを含んでいる。

そして、一方の光源群１１０（１）から出射される合成光ビームＬｍｉｘ（１）は、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のうち、何れか一方の偏光成分（この例ではＰ偏光成分）を有している。他方の光源群１１０（２）から出射される合成光ビームＬｍｉｘ（２）は、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のうち、何れか他方の偏光成分（この例ではＳ偏光成分）を有している。

具体的には、光源群１１０（１）の光源１１ｇ（１），１１ｒ（１），１１ｂ（１）からＰ偏光成分の光ビームＬｇ（１），Ｌｒ（１），Ｌｂ（１）を出射し、光源群１１０（２）の光源１１ｇ（２），１１ｒ（２），１１ｂ（２）からＳ偏光成分の光ビームＬｇ（２），Ｌｒ（２），Ｌｂ（２）を出射する。

そして、合成素子１６は、一方の光源群１１０（１）から出射される何れか一方の偏光成分（この例ではＰ偏光成分）を透過する一方、他方の光源群１１０（２）から出射される何れか他方の偏光成分（この例ではＳ偏光成分）を反射する偏光ビームスプリッターとされている。ここで、Ｐ偏光成分とは、入射面内で電界が振動する光の偏光成分をいい、Ｓ偏光成分とは、入射面に垂直に電界が振動する光の偏光成分をいう。

図５に示す光源装置１０は、合成素子１６として作用する偏光ビームスプリッターにより、一方の光源群１１０（１）から所定の進行方向に進行するＰ変調成分を有する合成光ビームＬｍｉｘ（１）を透過させる一方、他方の光源群１１０（２）から所定の進行方向（この例では一方の光源群１１０（１）からの合成光ビームＬｍｉｘ（１）に直交又は略直交する方向）に進行してＳ変調成分を有する合成光ビームＬｍｉｘ（２）を一方の光源群１１０（１）からの合成光ビームＬｍｉｘ（１）に重なるように反射させるようになっている。

かくして、合成素子１６として作用する偏光ビームスプリッターは、２群の光源群１１０（１），１１０（２）からそれぞれ出射した複数本の合成光ビームＬｍｉｘ（１），Ｌｍｉｘ（２）を重ね合わせて合成光ビームＬｍｉｘにする。

詳しくは、２群の光源群１１０（１），１１０（２）において、比視感度最大光ビーム（この例では緑色の光ビームＬｇ，Ｌｇ）は、第２ダイクロイックミラー１２２，１２２を透過した後、合成素子１６を介してアパーチャー部材１３に入射する。

なお、一方の光源群１１０（１）から出射される合成光ビームＬｍｉｘ（１）は、Ｓ偏光成分を有し、他方の光源群１１０（２）から出射される合成光ビームＬｍｉｘ（２）は、Ｐ偏光成分を有し、合成素子１６は、Ｓ偏光成分を透過する一方、Ｐ偏光成分を反射する偏光ビームスプリッターとされていてもよい。

かかる構成によると、偏光ビームスプリッターといった既存の汎用部材を用いることができ、これにより、複数群の光源群１１０（１），１１０（２）からの合成光ビームＬｍｉｘ（１），Ｌｍｉｘ（２）を重ね合わせる構成を簡単にかつ容易に実現させることができる。

［第６実施形態］
ところで、投影装置１００から被投影体ＳＣに投影する映像のアスペクト比は、通常は、水平方向に長い長尺な比（例えば横縦比＝１６：９）とされている。

図６は、投影装置１００から被投影体ＳＣに投影する映像のアスペクト比が水平方向に長い長尺な比となることを示す概略斜視図である。

図６に示すように、投影装置１００から被投影体ＳＣに投影する映像のアスペクト比は、通常は、水平方向に長い長尺な比とされることから、走査装置２０は、光源装置１０からの合成光ビームＬｍｉｘを入射して予め定めた所定の第１走査方向Ｘ（具体的には水平方向）に予め定めた所定の第１走査角度θｘで走査しつつ第１走査方向Ｘとは直交又は略直交する第２走査方向Ｙ（具体的には垂直方向）に第１走査角度θｘよりも小さい第２走査角度θｙで走査する走査ミラー２１を有している。すなわち、走査ミラー２１は、第１走査方向Ｘに走査するときには、第２走査方向Ｙに沿った軸線回りに揺動し、かつ、第２走査方向Ｙに走査するときには、第１走査方向Ｘに沿った軸線回りに揺動する。

そして、走査装置２０は、被投影体ＳＣに投影される映像の乱れを回避する観点から、合成光ビームＬｍｉｘを走査ミラー２１からはみ出さないようにすることを前提に構成する必要がある。

そうすると、走査ミラー２１に対する入射角度φ（図７（ｂ）及び図８（ｂ）参照）が大きい程、走査ミラー２１に入射される合成光ビームＬｍｉｘのビーム径γ（図７（ａ）及び図８（ａ）参照）、すなわち、アパーチャー部材１３における開口１３ａ（図１から図５参照）のサイズδ（２参照）を小さくする必要がある。一方、アパーチャー部材１３における開口１３ａのサイズδが小さい程、合成光ビームＬｍｉｘの光利用効率の低下を招く。従って、合成光ビームＬｍｉｘを走査ミラー２１からはみ出さないようにした状態で合成光ビームＬｍｉｘの光利用効率を可及的に向上させることが望まれる。

図７は、走査装置２０における走査ミラー２１に対して合成光ビームＬｍｉｘを第１走査方向Ｘから入射させた状態を模式的に示す概略断面である。図７（ａ）は、走査ミラー２１の第１走査方向Ｘに入射される合成光ビームＬｍｉｘのビーム径γを示しており、図７（ｂ）は、合成光ビームＬｍｉｘの走査ミラー２１に対する入射角度φ及び第１走査角度θｘを示している。

図７に示すように、走査ミラー２１に対して合成光ビームＬｍｉｘを第１走査方向Ｘから入射させる場合には、第１走査角度θｘが比較的大きくなるため（図６参照）、走査ミラー２１による合成光ビームＬｍｉｘの走査領域より外側から入射するとなると、必然的に合成光ビームＬｍｉｘの走査ミラー２１への入射角度φが大きくなり（図７（ｂ）参照）、それだけ、走査ミラー２１に入射される合成光ビームＬｍｉｘのビーム径γ（図７（ａ）参照）を小さくする必要があり、すなわち、アパーチャー部材１３における開口１３ａのサイズδを小さくする必要があり、ひいては、合成光ビームＬｍｉｘの光利用効率の低下を招く。

この点、本実施の形態において、光源装置１０は、走査装置２０における走査ミラー２１に対して合成光ビームＬｍｉｘを第２走査方向Ｙから入射する構成とされている。

詳しくは、反射ミラー部１４は、第１反射ミラー１４１と、第２反射ミラー１４２とを含んでいる。第１反射ミラー１４１は、アパーチャー部材１３からの合成光ビームＬｍｉｘの光路上に設けられている。第２反射ミラー１４２は、走査ミラー２１を基準にして第２走査方向Ｙの一方側又は他方側に設けられている。そして、第１反射ミラー１４１は、アパーチャー部材１３からの合成光ビームＬｍｉｘを反射して第２反射ミラーに入射させる。第２反射ミラー１４２は、第１反射ミラー１４１からの合成光ビームＬｍｉｘを反射して走査ミラー２１の第２走査方向Ｙの一方側又は他方側から入射させる。

図８は、走査装置２０における走査ミラー２１に対して合成光ビームＬｍｉｘを第２走査方向Ｙから入射させた状態を模式的に示す概略断面である。図８（ａ）は、走査ミラー２１の第２走査方向Ｙに入射される合成光ビームＬｍｉｘのビーム径γを示しており、図８（ｂ）は、合成光ビームＬｍｉｘの走査ミラー２１に対する入射角度φ及び第２走査角度θｙを示している。

図８に示すように、走査ミラー２１に対して合成光ビームＬｍｉｘを第２走査方向Ｙから入射させる場合には、第２走査角度θｙが比較的小さくなるため（図６参照）、走査ミラー２１による合成光ビームＬｍｉｘの走査領域より外側から入射しても、合成光ビームＬｍｉｘの走査ミラー２１への入射角度φを小さくすることができ（図８（ｂ）参照）、それだけ、走査ミラー２１に入射される合成光ビームＬｍｉｘのビーム径γ（図８（ａ）参照）を大きくすることができ、すなわち、アパーチャー部材１３における開口１３ａのサイズδを大きくすることができ、ひいては、合成光ビームＬｍｉｘの光利用効率を向上させることができる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１０ 光源装置
１０ａ 光学系
１０ｂ 青色用光源部
１０ｇ 緑色用光源部
１０ｒ 赤色用光源部
１１ｂ 青色用光源
１１ｂ１ 発光素子
１１ｂ２ パッケージ
１１ｇ 緑色用光源
１１ｇ１ 発光素子
１１ｇ２ パッケージ
１１ｒ 赤色用光源
１１ｒ１ 発光素子
１１ｒ２ パッケージ
１３ アパーチャー部材
１３ａ 開口
１４ 反射ミラー部
１５ｂ コリメータレンズ
１５ｇ コリメータレンズ
１５ｒ コリメータレンズ
１６ 合成素子（偏光ビームスプリッタ―）
２０ 走査装置
２１ 走査ミラー
２２ アクチュエータ
３０ 補正レンズ
１００ 投影装置
１１０ 光源群
１２０ 光合成部
１２１ 第１ダイクロイックミラー
１２２ 第２ダイクロイックミラー
１４１ 第１反射ミラー
１４２ 第２反射ミラー
２００ 外部装置
Ｄｂ 間隔
Ｄｇ 間隔
Ｄｒ 間隔
Ｆｂ 焦点距離
Ｆｇ 焦点距離
Ｆｒ 焦点距離
Ｌｂ 青色の光ビーム
Ｌｇ 緑色の光ビーム
Ｌｒ 赤色の光ビーム
Ｌｍｉｘ 合成光ビーム
ＳＣ 被投影体
Ｘ 第１走査方向
Ｙ 第２走査方向
α１ パワー分布
α２ パワー分布
β１ パワー領域
β２ パワー領域
γ ビーム径
δ 開口のサイズ
θｘ 第１走査角度
θｙ 第２走査角度
φ 入射角度

Claims (15)

1. 互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームをそれぞれ出射する複数の光源部と、前記複数本の光ビームを重ね合わせる光学素子を含む光合成部とを備え、前記複数本の光ビームを重ね合わせた合成光ビームを出射する光源装置であって、
   前記光合成部を構成する前記光学素子の数を前記複数の光源部の数よりも少なくした構成とされていることを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記複数本の光ビームの比視感度が大きくなるに従って該光ビームに入射される前記光学素子の数を少なくした構成とされていることを特徴とする光源装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光源装置であって、
   前記複数本の光ビームのうち、比視感度が最も大きい光ビームである比視感度最大光ビームに反射される前記光学素子の数を、他の光ビームに反射される前記光学素子の数よりも少なくした構成とされていることを特徴とする光源装置。
4. 請求項３に記載の光源装置であって、
   前記複数本の光ビームの比視感度が大きくなるに従って該光ビームに反射される前記光学素子の数を少なくした構成とされていることを特徴とする光源装置。
5. 請求項１から請求項４までの何れか１つに記載の光源装置であって、
   前記光合成部は、入射される前記光ビームのうち、比視感度が大きい方の光ビームを透過する一方、比視感度が小さい方の光ビームを反射する前記光学素子を含むことを特徴とする光源装置。
6. 請求項１から請求項５までの何れか１つに記載の光源装置であって、
   前記複数本の光ビームのうち、比視感度が最も大きい光ビームである比視感度最大光ビームに入射される前記光学素子の数を１つにした構成とされていることを特徴とする光源装置。
7. 請求項１から請求項６までの何れか１つに記載の光源装置であって、
   前記光源部は、前記複数本の光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、前記複数の光源からの光ビームをそれぞれ入射する複数のコリメータレンズとを備え、
   前記複数の光源は、何れも、発光素子と前記発光素子を収納するパッケージとを備え、
   前記コリメータレンズは、前記光源における前記パッケージに接触しない程度に近接するように配設されていることを特徴とする光源装置。
8. 請求項１から請求項７までの何れか１つに記載の光源装置であって、
   前記合成光ビームを予め定めた所定のビーム径に整形する開口を有するアパーチャー部材を備え、
   前記複数本の光ビームのうちの何れか１つの光ビームを基準光ビームとして該基準光ビームの光軸の中心を前記アパーチャー部材における前記開口の中心又は略中心に位置させ、かつ、前記合成光ビームが投影される被投影体において前記他の光ビームの光軸を前記基準光ビームの光軸と一致又は略一致させ、前記基準光ビームを比視感度が最も大きい光ビームである比視感度最大光ビームとする構成とされていることを特徴とする光源装置。
9. 請求項１から請求項８までの何れか１つに記載の光源装置であって、
   前記光合成部を構成する前記光学素子は、前記複数本の光ビームの波長域の違いを利用して前記複数本の光ビームを重ね合わせる構成とされていることを特徴とする光源装置。
10. 請求項１から請求項９までの何れか１つに記載の光源装置であって、
    前記複数の光源部は、赤色の波長にピークを有する赤色の光ビームを出射する赤色用光源部と、緑色の波長にピークを有する緑色の光ビームを出射する緑色用光源部と、青色の波長にピークを有する青色の光ビームを出射する青色用光源部とを含み、
    前記光合成部は、前記赤色用光源部からの前記赤色の光ビームを透過する一方、前記青色用光源部からの前記青色の光ビームを反射する第１ダイクロイックミラーと、前記緑色用光源部からの緑色の光ビームを透過する一方、前記第１ダイクロイックミラーからの前記赤色の光ビーム及び前記青色の光ビームを反射する第２ダイクロイックミラーとを含むことを特徴とする光源装置。
11. 請求項１から請求項１０までの何れか１つに記載の光源装置であって、
    前記複数の光源部及び前記光合成部を一群とした複数群の光源群と、前記複数群の光源群からそれぞれ出射された複数本の前記合成光ビームを重ね合わせる合成素子とを備えることを特徴とする光源装置。
12. 請求項１１に記載の光源装置であって、
    前記合成素子は、前記複数群の光源群からそれぞれ出射される複数本の前記合成光ビームの偏光成分の違いを利用して前記複数群の光源群からそれぞれ出射される複数本の前記合成光ビームを重ね合わせる構成とされていることを特徴とする光源装置。
13. 請求項１１又は請求項１２に記載の光源装置であって、
    前記複数群の光源群は、２群の光源群であり、
    前記２群の光源群のそれぞれにおいて、前記複数の光源部は、赤色の波長にピークを有する赤色の光ビームを出射する赤色用光源部と、緑色の波長にピークを有する緑色の光ビームを出射する緑色用光源部と、青色の波長にピークを有する青色の光ビームを出射する青色用光源部とを含み、前記光合成部は、前記赤色用光源部からの前記赤色の光ビームを透過する一方、前記青色用光源部からの前記青色の光ビームを反射する第１ダイクロイックミラーと、前記緑色用光源部からの緑色の光ビームを透過する一方、前記第１ダイクロイックミラーからの前記赤色の光ビーム及び前記青色の光ビームを反射する第２ダイクロイックミラーとを含み、
    前記２群の光源群のうち、一方の光源群から出射される前記合成光ビームは、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のうち、何れか一方の偏光成分を有し、他方の光源群から出射される前記合成光ビームは、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のうち、何れか他方の偏光成分を有し、
    前記合成素子は、前記一方の光源群から出射される前記何れか一方の偏光成分を透過する一方、前記他方の光源群から出射される前記何れか他方の偏光成分を反射する偏光ビームスプリッターであることを特徴とする光源装置。
14. 請求項１から請求項１３までの何れか１つに記載の光源装置を備えたことを特徴とする投影装置。
15. 請求項１４に記載の投影装置であって、
    前記光源装置からの前記合成光ビームを入射して予め定めた所定の第１走査方向に予め定めた所定の第１走査角度で走査しつつ前記第１走査方向とは直交又は略直交する第２走査方向に前記第１走査角度よりも小さい第２走査角度で走査する走査ミラーを有する走査装置を備え、
    前記走査装置における前記走査ミラーに対して前記合成光ビームを前記第２走査方向から入射する構成とされていることを特徴とする投影装置。

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