JP2024035928A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を実現した、光源装置およびプロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明の光源装置は、第１波長帯を有し第１偏光方向に偏光する第１光を第１方向に射出する第１光源と、第１波長帯を有し第２偏光方向に偏光する第２光を第２方向に射出する第２光源と、第２波長帯を有する第３光を第３方向に射出する第３光源と、第３波長帯を有する第４光を第４方向に射出する第４光源と、偏光特性に基づいて、第１光および第２光を合成する第１光合成部材と、偏光特性および波長特性のうち少なくとも一方に基づいて、第１光および第２光の少なくとも一方に対して第３光を合成する第２光合成部材と、偏光特性および波長特性のうち少なくとも一方に基づいて、第１光、第２光、および第３光の少なくとも１つの光に対して、第４光を合成する第３光合成部材と、第１光、第２光、第３光、および第４光を合成した合成光が入射する集光光学素子と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。

下記特許文献１には、２つの光源から射出した光束を偏光素子で合成することで合成光を生成する光源装置が開示されている。この光源装置において、各光源は、光軸に交差する面内に異なる色を発光する発光素子を並べて構成されている。

特開２００８－３１２５号公報

上記光源装置では、各発光素子から射出された色光同士の間隔が合成の前後で変わらないため、合成光の光束幅を十分に狭めることができていなかった。このため、合成光が入射する後段の光学系のサイズが大型化することで光源装置を小型化することが難しかった。

上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様によれば、第１波長帯を有し第１偏光方向に偏光する第１光束を第１方向に沿って射出する第１光源と、前記第１波長帯を有し前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する第２光束を、前記第１方向に交差する第２方向に沿って射出する第２光源と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有し第３偏光方向に偏光する第３光束を第３方向に沿って射出する第３光源と、前記第１波長帯とは異なる第３波長帯を有する第４光束を第４方向に沿って射出する第４光源と、偏光特性に基づいて、前記第１光束に前記第２光束を重ね合わせて合成する第１光合成部材と、波長特性に基づいて、前記第１光束および前記第２光束の少なくとも一方の光束に前記第３光束を重ね合わせて合成する第２光合成部材と、前記偏光特性および前記波長特性の少なくとも一方に基づいて、前記第１光束、前記第２光束、および前記第３光束の少なくとも１つの光束に前記第４光束を重ね合わせて合成する第３光合成部材と、前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束および前記第４光束を合成した合成光が入射する集光光学素子と、を備える、光源装置が提供される。

本発明の一つの態様によれば、上記態様の光源装置と、前記光源装置からの光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えた、プロジェクターが提供される。

第１実施形態のプロジェクターの構成を示す図である。 第１実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第２実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第３実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第４実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第５実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第６実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第７実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第８実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第９実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第１０実施形態の光源装置の概略構成を示す平面図である。 第１１実施形態のプロジェクターの構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
本実施形態のプロジェクターは、スクリーン（被投射面）上にフルカラーの画像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクターは、赤色光、緑色光、青色光の各色光を変調する液晶ライトバルブからなる３つの光変調装置を備えている。

図１は本実施形態のプロジェクターの構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、スクリーンＳＣＲ上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター１は、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学装置６と、第１の光源装置２０と、第２の光源装置８０と、を備えている。なお、第１の光源装置２０が本発明の光源装置の一実施形態に相当する。以下、第１の光源装置２０および第２の光源装置８０をそれぞれ光源装置２０および光源装置８０と省略して呼ぶ場合もある。

色分離光学系３は、色分離ミラー７と、第１反射ミラー８ａと、第２反射ミラー８ｂと、を備えている。
色分離ミラー７は、光源装置２０からのマゼンダ色の照明光ＷＬを赤色光ＬＲと青色光ＬＢとに分離するダイクロイックミラーで構成される。色分離ミラー７は、照明光ＷＬのうち、赤色光ＬＲを透過するとともに、青色光ＬＢを反射する。第２反射ミラー８ｂは青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに向けて反射する。第１反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置され、色分離ミラー７を透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。

一方、光源装置８０からの緑色光ＬＧは反射ミラー９で光変調装置４Ｇに向けて反射される。

ここで、第２の光源装置８０の構成について説明する。
光源装置８０は、第２光源８１と、集光レンズ８２と、拡散板８３と、ロッドレンズ８４と、リレーレンズ８５と、を有する。第２光源８１は、少なくとも一つの半導体レーザーで構成され、レーザー光からなる緑色光ＬＧを射出する。なお、第２光源８１は、半導体レーザーに限らずＬＥＤでもよい。

集光レンズ８２は凸レンズからなり、緑色光ＬＧを略集光した状態で拡散板８３に入射させる。拡散板８３は、第２光源８１からの緑色光ＬＧを所定の拡散度で拡散させて、光源装置２０から射出される照明光ＷＬに近い均一な配光分布を有する緑色光ＬＧを生成する。拡散板８３としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。

拡散板８３で拡散された緑色光ＬＧはロッドレンズ８４に入射する。ロッドレンズ８４は光源装置８０の照明光軸ａｘ２方向に沿って延びる角柱状であり、一端に設けられた入射端面８４ａと、他端に設けられた射出端面８４ｂと、を有する。拡散板８３は、ロッドレンズ８４の入射端面８４ａに図示しない光学接着剤を介して固定されている。拡散板８３の屈折率とロッドレンズ８４の屈折率とはできるだけ一致させることが望ましい。

緑色光ＬＧはロッドレンズ８４内を全反射で伝播することで照度分布の均一性が向上した状態で射出端面８４ｂから射出される。ロッドレンズ８４から射出された緑色光ＬＧはリレーレンズ８５に入射する。リレーレンズ８５はロッドレンズ８４によって照度分布の均一性が向上した緑色光ＬＧを反射ミラー９に入射させる。

ロッドレンズ８４の射出端面８４ｂの形状は光変調装置４Ｇの画像形成領域の形状と略相似形の矩形状である。これにより、ロッドレンズ８４から射出された緑色光ＬＧは光変調装置４Ｇの画像形成領域に効率良く入射する。

光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、及び光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側及び射出側には、図示しない偏光板がそれぞれ配置され、特定の方向の直線偏光のみを通過させる構成となっている。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、及び光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、及びフィールドレンズ１０Ｂは、それぞれの光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、光変調装置４Ｂに入射する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの主光線を平行化する。

合成光学系５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、及び光変調装置４Ｂから射出された画像光が入射することにより、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投射光学装置６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。

投射光学装置６は、複数のレンズから構成されている。投射光学装置６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上に画像が表示される。

図２は、光源装置２０の概略構成図である。
以下では、ＸＹＺ直交座標系を用いて、光源装置２０の各構成の配置などを説明する。本実施形態において、光源装置２０の照明光軸である第１光軸ＡＸ１に沿う方向をＸ軸方向、光源装置２０の第２光軸ＡＸ２に沿う方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸方向と定義する。照明光軸ａｘ１および第１光軸ＡＸ１は一致している。

図２に示すように、光源装置２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源２４と、第１偏光合成部材（第１光合成部材）２５と、第２偏光合成板（第３光合成部材）２６と、ダイクロイックミラー（第２光合成部材）２７と、集光光学素子２８ａと、拡散板（拡散光学素子）２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１偏光合成部材２５と、第２偏光合成部材２６と、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第３光源２３、ダイクロイックミラー２７および第２偏光合成部材２６が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第２光源２２は第１偏光合成部材２５の＋Ｙ方向に配置され、第４光源２４はダイクロイックミラー２７の＋Ｘ方向に配置されている。

第１光源２１は第１発光素子２１ａと、第１発光素子２１ａを実装する第１基板２１ｂと、を含む。第１発光素子２１ａは、青色光を射出する青色半導体レーザーから構成されている。青色半導体レーザーは、例えば、３８０ｎｍ～４９５ｎｍの青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光を射出する。第１基板２１ｂは、例えばアルミニウム、銅などの放熱性に優れた金属材料から構成されている。
第１光源２１は青色レーザー光からなる第１光束ＬＳ１を＋Ｘ方向（第１方向）に沿って射出する。

第２光源２２は第１光源２１と同一構成を有する。第２光源２２は第２発光素子２２ａと、第２発光素子２２ａを実装する第２基板２２ｂと、を含む。
第２光源２２は青色レーザー光からなる第２光束ＬＳ２を－Ｙ方向（第１方向に交差する第２方向）に沿って射出する。

なお、第１光源２１および第２光源２２の少なくとも一方は複数の発光素子で構成されていてもよく、この場合、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２は複数の青色レーザー光線束で構成される。

本実施形態において、第１光源２１から射出される第１光束ＬＳ１は、後述する第１偏光合成部材２５に対するＰ偏光の光（第１偏光方向に偏光する光）である。一方、第２光源２２から射出される第２光束ＬＳ２は、後述する第２偏光合成部材２６に対するＳ偏光の光（第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する光）である。

第１偏光合成部材２５は、青色光に対する偏光分離機能を有する偏光ビームスプリッターで構成される。第１偏光合成部材２５は、青色光に対してＳ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過させる偏光分離機能を有する。第１偏光合成部材２５は、第１光源２１に対向する表面２５ａと、第２光源２２に対向する裏面２５ｂと、を有する。
第１偏光合成部材２５は、第１光束ＬＳ１の主光線および第２光束ＬＳ２の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

本実施形態において、第１光源２１から射出された第１光束ＬＳ１は、第１偏光合成部材２５に対してＰ偏光として入射する。このため、第１光束ＬＳ１は第１偏光合成部材２５を透過して＋Ｘ方向に射出される。一方、第２光源２２から射出された第２光束ＬＳ２は、第１偏光合成部材２５に対してＳ偏光として入射する。このため、第２光束ＬＳ２は第１偏光合成部材２５で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

第１偏光合成部材２５は、第１光束ＬＳ１の主光線および第２光束ＬＳ２の主光線が交差する第１交点Ｐ１の近傍に配置される。第１交点Ｐ１の近傍に位置する第１偏光合成部材２５によれば、第１偏光合成部材２５を透過した第１光束ＬＳ１の主光線と第１偏光合成部材２５で反射された第２光束ＬＳ２の主光線とを近づけた状態で第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２を合成することができる。これにより、第１偏光合成部材２５は、偏光特性に基づいて、第１光束ＬＳ１に第２光束ＬＳ２を重ね合わせて合成することができる。
ここで、第１光束ＬＳ１に第２光束ＬＳ２を重ね合わせて合成するとは、例えば、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２の光束幅が異なる場合において光束幅が大きい一方の光束から光束幅が小さい他方の光束がはみ出さないように重なった状態、あるいは、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２の光束幅が同じ場合において２つの光束の主光線（光軸）が一致するように重なった状態、を意味する。なお、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２の光束幅が異なる場合、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳの主光線（光軸）は必ず一致する必要はなく、ずれていてもよい。

以下、第１偏光合成部材２５において第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２を重ね合わせて合成した光を合成光束（第１合成光束）Ｌ１と称す。合成光束Ｌ１は青色光である。
このように合成光束Ｌ１は、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２が重ね合わされるので、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２が重ならない場合に比べて、合成光束Ｌ１の光束幅を小さく抑えることができる。

本実施形態の場合、第１偏光合成部材２５の裏面２５ｂ上に第１交点Ｐ１を位置させるようにした。この場合、第１光束ＬＳ１の主光線と第２光束ＬＳ２の主光線とが概ね一致させることができる。

また、第３光源２３は第３発光素子２３ａと、第３発光素子２３ａを実装する第３基板２３ｂと、を含む。第３発光素子２３ａは、赤色光を射出する赤色半導体レーザーから構成されている。赤色半導体レーザーは、例えば、６２０～６４５ｎｍの赤色波長帯を有する赤色光を射出する。第３基板２３ｂは、例えばアルミニウム、銅などの放熱性に優れた金属材料から構成されている。
第３光源２３は赤色レーザー光からなる第３光束ＬＳ３を＋Ｙ方向（第３方向）に沿って射出する。

第４光源２４は第３光源２３と同一構成を有する。第４光源２４は第４発光素子２４ａと、第４発光素子２４ａを実装する第４基板２４ｂと、を含む。
第４光源２４は赤色レーザー光からなる第４光束ＬＳ４を－Ｘ方向（第４方向）に沿って射出する。

なお、第３光源２３および第４光源２４の少なくとも一方は複数の発光素子で構成されていてもよく、この場合、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４は複数の赤色レーザー光線束で構成される。

本実施形態において、第３光源２３から射出される第３光束ＬＳ３は、後述するダイクロイックミラー２７に対するＰ偏光の光（第３偏光方向に偏光する光）である。一方、第４光源２４から射出される第４光束ＬＳ４は、後述するダイクロイックミラー２７に対するＳ偏光の光（第４偏光方向に偏光する光）である。つまり、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４は同じ波長帯を有するとともに、互いに異なる方向に偏光する光である。

第２偏光合成部材２６は、赤色光に対する偏光分離機能を有する偏光ビームスプリッターで構成される。第２偏光合成部材２６は、赤色光に対してＳ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過させる偏光分離機能を有する。第２偏光合成部材２６は、第３光源２３に対向する表面２６ａと、第４光源２４に対向する裏面２６ｂと、を有する。
第２偏光合成部材２６は、第３光束ＬＳ３の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

本実施形態において、第３光源２３から射出された第３光束ＬＳ３は、第２偏光合成部材２６に対してＰ偏光として入射する。このため、第３光束ＬＳ３は第２偏光合成部材２６を透過して＋Ｙ方向に射出される。一方、第４光源２４から射出された第４光束ＬＳ４は、第２偏光合成部材２６に対してＳ偏光として入射する。このため、第４光束ＬＳ４は第２偏光合成部材２６で反射されて＋Ｙ方向に射出される。

第２偏光合成部材２６は、第３光束ＬＳ３の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線が交差する第２交点Ｐ２の近傍に配置される。第２交点Ｐ２の近傍に位置する第２偏光合成部材２６によれば、第２偏光合成部材２６を透過した第３光束ＬＳ３の主光線と第２偏光合成部材２６で反射された第４光束ＬＳ４の主光線とを近づけた状態で第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４を合成することができる。第２偏光合成部材２６は、偏光特性に基づいて、第３光束ＬＳ３に第４光束ＬＳ４を重ね合わせて合成することができる。

なお、第３光束ＬＳ３に第４光束ＬＳ４を重ね合わせて合成するとは、上述した第１光束ＬＳ１および第４光束ＬＳ４の重ね合わせと同様、例えば、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４の光束幅が異なる場合において光束幅が大きい一方の光束から光束幅が小さい他方の光束がはみ出さないように重なった状態、あるいは、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４の光束幅が同じ場合において２つの光束の主光線（光軸）が一致するように重なった状態、を意味する。

以下、第２偏光合成部材２６において第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４を合成した光を合成光束Ｌ２と称す。合成光束Ｌ２は赤色光である。
このように合成光束Ｌ２は、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４が重ね合わされるので、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４が重ならない場合に比べて、合成光束Ｌ２の光束幅を小さく抑えることができる。

本実施形態の場合、第２偏光合成部材２６の裏面２６ｂ上に第２交点Ｐ２を位置させるようにした。この場合、第３光束ＬＳ３の主光線と第４光束ＬＳ４の主光線とが概ね一致させることができる。

本実施形態の場合、ダイクロイックミラー２７には、第１偏光合成部材２５で合成された合成光束Ｌ１と第２偏光合成部材２６で合成された合成光束Ｌ２とが入射する。ダイクロイックミラー２７は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光を透過し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を反射する波長特性を有している。ダイクロイックミラー２７は、例えば、誘電体多層膜で構成される。

ダイクロイックミラー２７は、合成光束Ｌ１が入射する表面２７ａと、合成光束Ｌ２を反射して射出する裏面２７ｂと、を有する。ダイクロイックミラー２７は、光源装置２０の第１光軸ＡＸ１および第２光軸ＡＸ２に対して４５°の角度をなすように配置されている。

青色光である合成光束Ｌ１はダイクロイックミラー２７を透過して＋Ｘ方向に射出され、赤色光である合成光束Ｌ２は、ダイクロイックミラー２７で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

ダイクロイックミラー２７は、波長特性に基づいて、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２各々の光束に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成する。より具体的にダイクロイックミラー２７は、波長特性に基づいて、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２を合成した合成光束Ｌ１に第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４を合成した合成光束Ｌ２を重ね合わせて合成する。

ダイクロイックミラー２７は、合成光束Ｌ１の主光線および合成光束Ｌ２の主光線が交差する第３交点Ｐ３の近傍に配置される。このため、ダイクロイックミラー２７は、ダイクロイックミラー２７を透過した合成光束Ｌ１の主光線とダイクロイックミラー２７で反射された合成光束Ｌ２の主光線とを近づけた状態で合成することができる。ダイクロイックミラー２７は、波長特性に基づいて、合成光束Ｌ１および合成光束Ｌ２同士を重ね合わせて合成することができる。

以下、ダイクロイックミラー２７において合成光束Ｌ１および合成光束Ｌ２を合成した光を合成光ＬＬと称す。
このように合成光ＬＬは、合成光束Ｌ１および合成光束Ｌ２が重ね合わせされるため、光束幅が小さく抑えられている。

本実施形態の場合、ダイクロイックミラー２７の裏面２７ｂ上に第３交点Ｐ３を位置させるようにした。この場合、合成光束Ｌ１の主光線と合成光束Ｌ２の主光線とが概ね一致させることができる。

合成光ＬＬは、集光光学素子２８ａに入射する。本実施形態の場合、集光光学素子２８ａは１つの凸レンズで構成されるが、集光光学素子２８ａを構成するレンズの数、種類はこれに限られない。

集光光学素子２８ａは、合成光ＬＬを集光して拡散板２９に入射させる。拡散板２９は、合成光ＬＬを所定の拡散度で拡散させることで照度分布を均一化させる。拡散板２９としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。

拡散板２９で拡散された合成光ＬＬは光学素子２８ｂに入射する。光学素子２８ｂは拡散板２９から射出される合成光ＬＬをピックアップして平行化する機能を有する。本実施形態の場合、光学素子２８ｂは１つの凸レンズで構成されるが、光学素子２８ｂを構成するレンズの数、種類はこれに限られない。

光学素子２８ｂで平行化された合成光ＬＬは、位相差素子１２に入射する。位相差素子１２は１／４波長板で構成される。本実施形態の場合、第１光束ＬＳ１、第２光束ＬＳ２、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４は直線偏光であるため、合成光ＬＬは直線偏光を主とした光で構成される。このため、合成光ＬＬは位相差素子１２を透過することで直線偏光から円偏光に変換される。

円偏光に変換された合成光ＬＬは均一化照明光学系３０に入射する。均一化照明光学系３０は、合成光ＬＬの照度分布を均一化することでマゼンダ色の照明光ＷＬを生成する。

均一化照明光学系３０は、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３と、を含む。インテグレーター光学系３１は、第１マルチレンズアレイ３１ａと、第２マルチレンズアレイ３１ｂと、を備えている。

偏光変換素子３２は、偏光分離膜と位相差板とをアレイ状に並べて構成されている。偏光変換素子３２は、光源装置２０から射出される照明光ＷＬの偏光方向を所定の方向に揃える。具体的には、偏光変換素子３２は、照明光ＷＬの偏光方向を光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの入射側偏光板の透過軸の方向に揃える。

これにより、照明光ＷＬを分離して得られる赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢの偏光方向は、各光変調装置４Ｒ，４Ｂの入射側偏光板の透過軸方向に一致する。よって、赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢは、入射側偏光板でそれぞれ遮光されることなく、光変調装置４Ｒ，４Ｂの画像形成領域にそれぞれ入射する。

重畳光学系３３は、第２マルチレンズアレイ３１ｂとともに、第１マルチレンズアレイ３１ａの各小レンズの像を各光変調装置４Ｒ，４Ｂの各々の画像形成領域の近傍に結像させる。

ここで、偏光変換素子３２に入射する合成光ＬＬの偏光状態が乱れ、Ｐ偏光およびＳ偏光を含む割合に差が生じていたとする。この場合、偏光変換素子３２を透過した合成光ＬＬが場所毎に光量差が生じてしまい、色ムラ等の不具合を生じさせるおそれがある。

これに対して、本実施形態の光源装置２０では、Ｐ偏光およびＳ偏光を略５０％ずつ含む円偏光に合成光ＬＬを位相差素子１２によって変換しておくことで、偏光変換素子３２を透過した際に合成光ＬＬに生じる光量差による色ムラ等の不具合の発生を抑制できる。

以下のように、本実施形態の光源装置２０は、青色光波長帯を有するＰ偏光の第１光束ＬＳ１を＋Ｘ方向に沿って射出する第１光源２１と、青色波長帯を有しＳ偏光の第２光束ＬＳ２を、－Ｙ方向に沿って射出する第２光源２２と、赤色波長帯を有しＰ偏光の第３光束ＬＳ３を＋Ｙ方向に沿って射出する第３光源２３と、赤色波長帯を有する第４光束ＬＳ４を－Ｘ方向に沿って射出する第４光源２４と、偏光特性に基づいて、第１光束ＬＳ１に第２光束ＬＳ２を重ね合わせ合成する第１偏光合成部材２５と、波長特性に基づいて、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成するダイクロイックミラー２７と、偏光特性に基づいて、第３光束ＬＳ３に第４光束ＬＳ４を重ね合わせて合成する第２偏光合成部材２６と、第１光束ＬＳ１、第２光束ＬＳ２、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４を合成した合成光ＬＬが入射する集光光学素子２８ａと、を備えている。

本実施形態の光源装置２０によれば、第１偏光合成部材２５によって第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２を重ね合わせることで光束幅を抑えた合成光束Ｌ１が合成される。第２偏光合成部材２６によって第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４各々の光束同士を重ね合わせることで光束幅を抑えた合成光束Ｌ２が合成される。よって、ダイクロイックミラー２７によって合成光束Ｌ１および合成光束Ｌ２各々の光束同士を重ね合わせることで光束幅を抑えた合成光ＬＬが生成される。
従って、本実施形態の光源装置２０によれば、合成光ＬＬ１が入射する集光光学素子２８ａの外径が小さくなることで、光源装置２０自体を小型化することができる。

本実施形態のプロジェクター１は、照明光ＷＬを射出する光源装置２０と、緑色光ＬＧを射出する光源装置８０と、光源装置２０および光源装置８０からの光を変調する光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにより変調された光を投射する投射光学装置６と、を備える。

本実施形態のプロジェクター１によれば、小型の光源装置２０を備えるため、プロジェクター１自体を小型化することができる。

（第２実施形態）
続いて、第２実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。本実施形態の光源装置は、第１実施形態の光源装置２と置き換え可能である。

図３は本実施形態の光源装置１２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図３に示すように、本実施形態の光源装置１２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源２４と、偏光合成部材（第１光合成部材）１２５と、第１ダイクロイックミラー（第２光合成部材）１２６と、第２ダイクロイックミラー（第３光合成部材）１２７と、集光光学素子２８ａと、拡散板２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１ダイクロイックミラー１２６、偏光合成部材１２５、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第２光源２２、第２ダイクロイックミラー１２７および偏光合成部材１２５が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第３光源２３は第１ダイクロイックミラー１２６の＋Ｙ方向に配置され、第４光源２４は第２ダイクロイックミラー１２７の＋Ｘ方向に配置されている。

第１光源２１は青色レーザー光からなる第１光束ＬＳ１を＋Ｘ方向（第１方向）に沿って射出する。第２光源２２は青色レーザー光からなる第２光束ＬＳ２を＋Ｙ方向（第２方向）に沿って射出する。第３光源２３は赤色レーザー光からなる第３光束ＬＳ３を－Ｙ方向（第３方向）に沿って射出する。第４光源２４は赤色レーザー光からなる第４光束ＬＳ４を－Ｘ方向（第４方向）に沿って射出する。

本実施形態において、第１光束ＬＳ１は偏光合成部材１２５に対するＰ偏光の光（第１偏光方向に偏光する光）であり、第２光束ＬＳ２は偏光合成部材１２５に対するＳ偏光の光（第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する光）である。第３光束ＬＳ３は偏光合成部材１２５に対するＰ偏光の光（第３偏光方向に偏光する光）であり、第４光束ＬＳ４は偏光合成部材１２５に対するＳ偏光の光（第３偏光方向と異なる第４偏光方向に偏光する光）である。

第１ダイクロイックミラー１２６は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光を透過し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を反射する波長特性を有している。第１ダイクロイックミラー１２６は、例えば、誘電体多層膜で構成される。

第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１が入射する表面１２６ａと、第３光束ＬＳ３が入射する裏面１２６ｂと、を有する。第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

青色光である第１光束ＬＳ１は第１ダイクロイックミラー１２６を透過して＋Ｘ方向に射出され、赤色光である第３光束ＬＳ３は第１ダイクロイックミラー１２６で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第１交点Ｐ１１の近傍に配置される。第１交点Ｐ１１の近傍に位置する第１ダイクロイックミラー１２６によれば、第１光束ＬＳ１の主光線と第３光束ＬＳ３の主光線とを近づけた状態で第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を合成することができる。第１ダイクロイックミラー１２６は、波長特性に基づいて、第１光束ＬＳ１に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成することができる。

以下、第１ダイクロイックミラー１２６において第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を合成した光を合成光束（第５合成光束）Ｌ１１と称す。
このように合成光束Ｌ１１は、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を重ね合わされるため、光束幅が小さく抑えられている。
本実施形態の場合、第１ダイクロイックミラー１２６の裏面１２６ｂ上に第１交点Ｐ１１を位置させるようにすることで第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第２ダイクロイックミラー１２７は、第１ダイクロイックミラー１２６と同様の波長特性を有する。第２ダイクロイックミラー１２７は、第２光束ＬＳ２が入射する表面１２７ａと、第４光束ＬＳ４が入射する裏面１２７ｂと、を有する。第２ダイクロイックミラー１２７は、第２光束ＬＳ２の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

青色光である第２光束ＬＳ２は第２ダイクロイックミラー１２７を透過して＋Ｙ方向に射出され、赤色光である第４光束ＬＳ４は第２ダイクロイックミラー１２７で反射されて＋Ｙ方向に射出される。

第２ダイクロイックミラー１２７は、第２光束ＬＳ２の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線が交差する第２交点Ｐ１２の近傍に配置される。第２交点Ｐ１２の近傍に位置する第２ダイクロイックミラー１２７によれば、波長特性に基づいて、第２光束ＬＳ２に第４光束ＬＳ４を重ね合わせて合成することができる。

以下、第２ダイクロイックミラー１２７において第２光束ＬＳ２および第４光束ＬＳ４を合成した光を合成光束（第６合成光束）Ｌ１２と称す。
このように合成光束Ｌ１２は、第２光束ＬＳ２および第４光束ＬＳ４の光束同士が重ね合わされるため、光束幅が小さく抑えられている。
本実施形態の場合、第２ダイクロイックミラー１２７の裏面１２７ｂ上に第２交点Ｐ１２を位置させるようにした。この場合、第２光束ＬＳ２の主光線と第４光束ＬＳ４の主光線とが概ね一致させることができる。

偏光合成部材１２５は、Ｐ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射させる偏光分離機能を有する偏光ビームスプリッターで構成される。偏光合成部材１２５は、第１ダイクロイックミラー１２６に対向する表面１２５ａと、第２ダイクロイックミラー１２７に対向する裏面１２７ｂと、を有する。偏光合成部材１２５は、合成光束Ｌ１１の主光線および合成光束Ｌ１２の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

偏光合成部材１２５には、第１ダイクロイックミラー１２６で合成された合成光束Ｌ１１と第２ダイクロイックミラー１２７で合成された合成光束Ｌ１２とが入射する。合成光束Ｌ１１はＰ偏光として入射する偏光合成部材１２５を透過して＋Ｘ方向に射出され、合成光束Ｌ１２はＳ偏光として入射する偏光合成部材１２５で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

偏光合成部材１２５は、合成光束Ｌ１１の主光線および合成光束Ｌ１２の主光線が交差する第３交点Ｐ１３の近傍に配置される。第３交点Ｐ１３の近傍に位置する偏光合成部材１２５は、偏光特性に基づいて、合成光束Ｌ１１に合成光束Ｌ１２を重ね合わせて合成することができる。

以下、偏光合成部材１２５において合成光束Ｌ１１および合成光束Ｌ１２を合成した光を合成光ＬＬ１と称す。
このように合成光ＬＬ１は、合成光束Ｌ１１および合成光束Ｌ１２同士が重ね合わされるため、光束幅が小さく抑えられている。

本実施形態の光源装置１２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ１を生成するため、合成光ＬＬ１が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置１２０自体を小型化することができる。

（第３実施形態）
続いて、第３実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。本実施形態の光源装置は、第１実施形態の光源装置２と置き換え可能である。

図４は本実施形態の光源装置２２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図４に示すように、本実施形態の光源装置２２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源２４と、第１偏光合成部材（第１光合成部材）２５と、ダイクロイックミラー（第２光合成部材）２２６と、第２偏光合成部材（第３光合成部材）２２７と、集光光学素子２８ａと、拡散板２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１偏光合成部材２５、ダイクロイックミラー２２６、第２偏光合成部材２２７、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第４光源２４および第２偏光合成部材２２７が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第２光源２２は第１偏光合成部材２２５の＋Ｙ方向に配置され、第３光源２３はダイクロイックミラー２２６の＋Ｙ方向に配置されている。

第１光源２１は青色レーザー光からなる第１光束ＬＳ１を＋Ｘ方向（第１方向）に沿って射出する。第２光源２２は青色レーザー光からなる第２光束ＬＳ２を－Ｙ方向（第２方向）に沿って射出する。第３光源２３は赤色レーザー光からなる第３光束ＬＳ３を－Ｙ方向（第３方向）に沿って射出する。第４光源２４は赤色レーザー光からなる第４光束ＬＳ４を＋Ｙ方向（第４方向）に沿って射出する。本実施形態において、第２光束ＬＳ２の射出方向である第２方向と第３光束ＬＳ３の射出方向である第３方向とは等しく、第３光束ＬＳ３の第２波長帯と第４光束ＬＳ４の第３波長帯とは同じ波長帯である。

本実施形態において、第３光束ＬＳ３は第２偏光合成部材２２７に対するＰ偏光の光（第３偏光方向に偏光する光）であり、第４光束ＬＳ４は第２偏光合成部材２２７に対するＳ偏光の光（第３偏光方向とは異なる方向に偏光する光）である。

第１偏光合成部材２５は、第１光束ＬＳ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第１交点Ｐ１の近傍に配置されることで、第１光束ＬＳ１に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成する。第１偏光合成部材２５は、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を合成した合成光束（第１合成光）Ｌ１の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１偏光合成部材２５の裏面２５ｂ上に第１交点Ｐ１を位置させることで第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

ダイクロイックミラー２２６は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光を透過し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を反射する波長特性を有している。ダイクロイックミラー２２６は、例えば、誘電体多層膜からなるダイクロイックミラーで構成される。

ダイクロイックミラー２２６は、第１偏光合成部材２５からの合成光束Ｌ１が入射する表面２２６ａと、第３光束ＬＳ３が入射する裏面２２６ｂと、を有する。ダイクロイックミラー２２６は、合成光束Ｌ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

青色光である合成光束Ｌ１はダイクロイックミラー２２６を透過して＋Ｘ方向に射出され、赤色光である第３光束ＬＳ３はダイクロイックミラー２２６で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

ダイクロイックミラー２２６は、合成光束Ｌ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第２交点Ｐ２２の近傍に配置される。第２交点Ｐ２２の近傍に位置するダイクロイックミラー２２６によれば、合成光束Ｌ１の主光線と第３光束ＬＳ３の主光線とを近づけた状態で合成することができる。ダイクロイックミラー２２６は、波長特性に基づいて、合成光束Ｌ１に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成することができる。

以下、ダイクロイックミラー２２６において合成光束Ｌ１および第３光束ＬＳ３を合成した光を合成光束（第２合成光束）Ｌ２２と称す。
このように合成光束Ｌ２２は、合成光束Ｌ１および第３光束ＬＳ３が重ね合わされるため、光束幅が小さく抑えられている。
本実施形態の場合、ダイクロイックミラー２２６の裏面２２６ｂ上に第２交点Ｐ２２を位置させるようにすることで合成光束Ｌ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第２偏光合成部材２２７は、赤色光に対する偏光分離機能を有するとともに、青色光に対しては偏光状態によらず透過させる光学特性を有する偏光ビームスプリッターで構成される。第２偏光合成部材２２７は、ダイクロイックミラー２２６に対向する表面２２７ａと、第４光源２４に対向する裏面２２７ｂと、を有する。第２偏光合成部材２２７は、合成光束Ｌ２２の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

第３光束ＬＳ３はＰ偏光として入射する第２偏光合成部材２２７を透過して＋Ｘ方向に射出され、第４光束ＬＳ４はＳ偏光として入射する第２偏光合成部材２２７で反射されて＋Ｘ方向に射出される。合成光束Ｌ２２のうちの青色光である合成光束Ｌ１は第２偏光合成部材２２７を透過して＋Ｘ方向に射出される。

第２偏光合成部材２２７は、合成光束Ｌ２２の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線が交差する第３交点Ｐ２３の近傍に配置される。第３交点Ｐ２３の近傍に位置する第２偏光合成部材２２７は、偏光特性に基づいて、合成光束Ｌ２２に第４光束ＬＳ４を重ね合わせて合成することができる。

以下、第２偏光合成部材２２７において合成光束Ｌ２２および第４光束ＬＳ４を合成した光を合成光ＬＬ２と称す。
このように合成光ＬＬ２は、合成光束Ｌ２２および第４光束ＬＳ４各々が重なり合うため、光束幅が小さく抑えられている。本実施形態の場合、第２偏光合成部材２２７の裏面２２７ｂ上に第３交点Ｐ２３を位置させることで合成光束Ｌ２２および第４光束ＬＳ４の主光線を一致させることができる。

本実施形態の光源装置２２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ２を生成するため、合成光ＬＬ２が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置２２０自体を小型化することができる。

（第４実施形態）
続いて、第４実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図５は本実施形態の光源装置３２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図５に示すように、本実施形態の光源装置３２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源３２４と、第５光源３５０と、第６光源３６０と、偏光合成部材（第１光合成部材）３２５と、第１ダイクロイックミラー（第２光合成部材）１２６と、第２ダイクロイックミラー（第３光合成部材）３２７と、第３ダイクロイックミラー（第４光合成部材）３２８と、第４ダイクロイックミラー（第５光合成部材）３２９と、集光光学素子２８ａと、拡散板２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。
本実施形態の光源装置３２０は、第１実施形態から第３実施形態の光源装置と異なり、白色の照明光ＷＬを射出するようになっている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１ダイクロイックミラー１２６、第２ダイクロイックミラー３２７、偏光合成部材３２５、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第２光源２２、第３ダイクロイックミラー３２８および第４ダイクロイックミラー３２９が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第３光源２３は第１ダイクロイックミラー１２６の＋Ｙ方向に配置され、第４光源２４は第２ダイクロイックミラー３２７の＋Ｙ方向に配置され、第５光源３５０は第４ダイクロイックミラー３２９の＋Ｘ方向に配置され、第６光源３６０は第３ダイクロイックミラー３２８の＋Ｘ方向に配置されている。

本実施形態において、第４光源３２４は第４発光素子３２４ａと、第４発光素子３２４ａを実装する第４基板３２４ｂと、を含む。第４発光素子３２４ａは、緑色光を射出する緑色半導体レーザーから構成されている。緑色半導体レーザーは、例えば、例えば５００～５７０ｎｍの緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を射出する。第４基板３２４ｂは、例えばアルミニウム、銅などの放熱性に優れた金属材料から構成されている。
第４光源３２４は緑色レーザー光からなる第４光束ＬＳ４を－Ｙ方向（第４方向）に沿って射出する。
本実施形態の場合、第３光束ＬＳ３の赤色波長帯（第２波長帯）と第４光束ＬＳ４の緑色波長帯（第３波長帯）とは異なる。

第５光源３５０は第３光源２３と同一構成を有する。第５光源３５０は第５発光素子３２０ａと、第５発光素子３２０ａを実装する第５基板３２０ｂと、を含む。
第５光源３５０は赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光からなる第５光束ＬＳ５を－Ｙ方向（第３方向）に交差する－Ｘ方向（第５方向）に沿って射出する。

第６光源３６０は第４光源２４と同一構成を有する。第６光源３６０は第６発光素子３２１ａと、第６発光素子３２１ａを実装する第６基板３２１ｂと、を含む。
第６光源３６０は緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光からなる第６光束ＬＳ６を－Ｙ方向（第４方向）に交差する－Ｘ方向（第６方向）に沿って射出する。

本実施形態において、第３光束ＬＳ３の射出方向である第３方向と第４光束ＬＳ４の射出方向である第４方向とは等しい。また、第５光束ＬＳ５の射出方向である第５方向と第６光束ＬＳ６の射出方向である第６方向とは等しい。

なお、第５光源３５０および第６光源３６０は複数の発光素子で構成されていてもよく、この場合、第５光束ＬＳ５および第６光束ＬＳ６は複数の赤色レーザー光線束で構成される。

本実施形態において、第１光束ＬＳ１は偏光合成部材３２５に対するＰ偏光の光（第１偏光方向に偏光する光）である。第２光束ＬＳ２は偏光合成部材３２５に対するＳ偏光の光（第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する光）である。第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４は偏光合成部材３２５に対するＰ偏光の光（第２偏光方向に偏光する光）である。また、第５光束ＬＳ５および第６光束ＬＳ６は偏光合成部材３２５に対するＳ偏光の光（第２偏光方向に偏光する光）である。本実施形態において、第３光束ＬＳ３の第３偏光方向と第５光束ＬＳ５の第５偏光方向とは互いに異なり、第４光束ＬＳ４の第４偏光方向と第６光束ＬＳ６の第６偏光方向とは互いに異なる。

第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第１交点Ｐ１１の近傍に配置されることで、第１光束ＬＳ１の光束に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成する。第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を合成した合成光束（第５合成光束）Ｌ１１の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１ダイクロイックミラー１２６の裏面１２６ｂ上に第１交点Ｐ１１を位置させることで第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第２ダイクロイックミラー３２７は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光および赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を透過し、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を反射する波長特性を有している。
第２ダイクロイックミラー３２７は、第１ダイクロイックミラー１２６から射出される合成光束Ｌ１１が入射する表面３２７ａと、第４光束ＬＳ４が入射する裏面３２７ｂと、を有する。第２ダイクロイックミラー３２７は、合成光束Ｌ１１の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。
青色光および赤色光を含む合成光束Ｌ１１は第２ダイクロイックミラー３２７を透過して＋Ｘ方向に射出され、緑色光である第４光束ＬＳ４は第２ダイクロイックミラー３２７で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

第２ダイクロイックミラー３２７は、合成光束Ｌ１１の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線が交差する第２交点Ｐ３２の近傍に配置される。第２交点Ｐ３２の近傍に位置する第２ダイクロイックミラー３２７によれば、合成光束Ｌ１１の主光線と第４光束ＬＳ４の主光線とを近づけた状態で合成することができる。第２ダイクロイックミラー３２７は、波長特性に基づいて、合成光束Ｌ１１に第４光束ＬＳ４を重ね合わせて合成することができる。

第２ダイクロイックミラー３２７は、合成光束Ｌ１１および第４光束ＬＳ４を合成した合成光束（第７合成光束）Ｌ３２の光束幅を小さく抑えることができる。本実施形態の場合、第２ダイクロイックミラー３２７の裏面３２７ｂ上に第２交点Ｐ３２を位置させるようにすることで合成光束Ｌ１１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第３ダイクロイックミラー３２８は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光を透過し、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を反射する波長特性を有している。
第３ダイクロイックミラー３２８は、第２光束ＬＳ２が入射する表面３２８ａと、第６光束ＬＳ６が入射する裏面３２８ｂと、を有する。第３ダイクロイックミラー３２８は、第２光束ＬＳ２の主光線および第６光束ＬＳ６の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。
青色光である合成光束Ｌ２は第３ダイクロイックミラー３２８を透過して＋Ｙ方向に射出され、緑色光である第６光束ＬＳ６は第３ダイクロイックミラー３２８で反射されて＋Ｙ方向に射出される。

第３ダイクロイックミラー３２８は、第２光束ＬＳ２の主光線および第６光束ＬＳ６の主光線が交差する第３交点Ｐ３３の近傍に配置される。第３交点Ｐ３３の近傍に位置する第３ダイクロイックミラー３２８によれば、第２光束ＬＳ２および第６光束ＬＳ６を重ね合わせて合成することができる。

第３ダイクロイックミラー３２８は、第２光束ＬＳ２および第６光束ＬＳ６を合成した合成光束（第８合成光束）ＬＳ３３の光束幅を小さく抑えることができる。本実施形態の場合、第３ダイクロイックミラー３２８の裏面３２８ｂ上に第３交点Ｐ３３を位置させるようにすることで第２光束ＬＳ２および第６光束ＬＳ６の主光線を一致させることができる。

第４ダイクロイックミラー３２９は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光および緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を透過し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を反射する波長特性を有している。
第４ダイクロイックミラー３２９は、合成光束ＬＳ３３が入射する表面３２９ａと、第５光束ＬＳ５が入射する裏面３２９ｂと、を有する。第４ダイクロイックミラー３２９は、合成光束ＬＳ３３の主光線および第５光束ＬＳ５の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。
赤色光である第５光束ＬＳ５は第４ダイクロイックミラー３２９で反射されて＋Ｙ方向に射出され、青色光および緑色光を含む合成光束ＬＳ３３は第４ダイクロイックミラー３２９を透過して＋Ｙ方向に射出される。

第４ダイクロイックミラー３２９は、合成光束ＬＳ３３の主光線および第５光束ＬＳ５の主光線が交差する第４交点Ｐ３４の近傍に配置される。第４交点Ｐ３４の近傍に位置する第４ダイクロイックミラー３２９によれば、合成光束ＬＳ３３および第５光束ＬＳ５を重ね合わせて合成することができる。

第４ダイクロイックミラー３２９は、合成光束ＬＳ３３および第５光束ＬＳ５を合成した合成光束（第９合成光束）Ｌ３４の光束幅を小さく抑えることができる。本実施形態の場合、第４ダイクロイックミラー３２９の裏面３２９ｂ上に第４交点Ｐ３４を位置させるようにすることで合成光束ＬＳ３３および第５光束ＬＳ５の主光線を一致させることができる。

偏光合成部材３２５は、Ｐ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射させる偏光分離機能を有する偏光ビームスプリッターで構成される。偏光合成部材３２５は、第２ダイクロイックミラー３２７に対向する表面３２５ａと、第４ダイクロイックミラー３２９に対向する裏面３２５ｂと、を有する。偏光合成部材３２５は、合成光束Ｌ３２の主光線および合成光束ＬＳ３４の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

合成光束Ｌ３２はＰ偏光として入射した偏光合成部材３２５を透過して＋Ｘ方向に射出され、合成光束ＬＳ３４はＳ偏光として入射した偏光合成部材３２５で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

偏光合成部材３２５は、合成光束Ｌ３２の主光線および合成光束ＬＳ３４の主光線が交差する第５交点Ｐ３５の近傍に配置される。第５交点Ｐ３５の近傍に位置する偏光合成部材３２５によれば、合成光束Ｌ３２および合成光束ＬＳ３４を重ね合わせて合成することができる。

偏光合成部材３２５は、合成光束Ｌ３２および合成光束ＬＳ３４を合成した合成光ＬＬ３の光束幅を小さく抑えることができる。本実施形態の場合、偏光合成部材３２５の裏面３２５ｂ上に第５交点Ｐ３５を位置させるようにすることで合成光束Ｌ３２および合成光束ＬＳ３４の主光線を一致させることができる。

このように本実施形態の光源装置３２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ３を生成するため、合成光ＬＬ３が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置３２０自体を小型化することができる。

（第５実施形態）
続いて、第５実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図６は本実施形態の光源装置４２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図６に示すように、本実施形態の光源装置４２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源３２４と、第５光源３５０と、第６光源３６０と、第１偏光合成部材（第１光合成部材）２５と、ダイクロイックミラー（第２光合成部材）２２６と、第２偏光合成部材（第３光合成部材）４２７と、第３偏光合成部材（第４光合成部材）４２８と、ダイクロイックミラー（第５光合成部材）４２９と、集光光学素子２８ａと、拡散板２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。
本実施形態の光源装置４２０は、第４実施形態の光源装置３２０と同様、白色の照明光ＷＬを射出するようになっている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１偏光合成部材２５と、ダイクロイックミラー２２６、第２偏光合成部材４２７、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第４光源３２４、第３偏光合成部材４２８、ダイクロイックミラー４２９および第２偏光合成部材４２７が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第５光源３５０はダイクロイックミラー４２９の＋Ｘ方向に配置され、第６光源３６０は第３偏光合成部材４２８の＋Ｘ方向に配置されている。

第１光源２１は青色レーザー光からなる第１光束ＬＳ１を＋Ｘ方向（第１方向）に沿って射出する。第２光源２２は青色レーザー光からなる第２光束ＬＳ２を＋Ｙ方向（第２方向）に沿って射出する。第３光源２３は赤色レーザー光からなる第３光束ＬＳ３を－Ｙ方向（第３方向）に沿って射出する。第４光源２４は緑色レーザー光からなる第４光束ＬＳ４を＋Ｙ方向（第４方向）に沿って射出する。第５光源３５０は赤色レーザー光からなる第５光束ＬＳ５を－Ｘ方向（第５方向）に沿って射出する。第６光源３６０は緑色レーザー光からなる第６光束ＬＳ６を－Ｘ方向（第６方向）に沿って射出する。

本実施形態において、第２光束ＬＳ２の射出方向である第２方向と第３光束ＬＳ３の射出方向である第３方向とは等しい。

第１光束ＬＳ１は第１偏光合成部材２５および第２偏光合成部材４２７に対するＰ偏光の光（第１偏光方向に偏光する光）である。第２光束ＬＳ２は第１偏光合成部材２５および第２偏光合成部材４２７に対するＳ偏光の光（第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する光）である。第３光束ＬＳ３は第２偏光合成部材４２７に対するＰ偏光の光（第３偏光方向に偏光する光）である。第４光束ＬＳ４は第３偏光合成部材４２８に対するＰ偏光の光（第４偏光方向に偏光する光）である。第５光束ＬＳ５は第２偏光合成部材４２７に対するＳ偏光の光（第５偏光方向に偏光する光）である。第６光束ＬＳ６は第３偏光合成部材４２８に対するＳ偏光の光（第６偏光方向に偏光する光）である。
本実施形態において、第３光束ＬＳ３の第３偏光方向と第５光束ＬＳ５の第５偏光方向とは互いに異なり、第４光束ＬＳ４の第４偏光方向と第６光束ＬＳ６の第６偏光方向とは互いに異なる。

第１偏光合成部材２５は、第１光束ＬＳ１の主光線および第２光束ＬＳ２の主光線が交差する第１交点Ｐ１の近傍に配置されることで、第１光束ＬＳ１の光束に対して第２光束ＬＳ２の光束を重ね合わせて合成する。第１偏光合成部材２５は、第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２を合成した合成光束（第２合成光束）Ｌ１の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１偏光合成部材２５の裏面２５ｂ上に第１交点Ｐ１を位置させることで第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２の主光線を一致させることができる。

ダイクロイックミラー２２６は、合成光束Ｌ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第２交点Ｐ２２の近傍に配置されることで、合成光束Ｌ１および第３光束ＬＳ３を合成した合成光束Ｌ２２の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、ダイクロイックミラー２２６の裏面２２６ｂ上に第２交点Ｐ２２を位置させることで合成光束Ｌ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第３偏光合成部材４２８は、Ｐ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射させる偏光分離機能を有する偏光ビームスプリッターで構成される。第３偏光合成部材４２８は、第４光源２４に対向する表面４２８ａと、第６光源３６０に対向する裏面４２８ｂと、を有する。第３偏光合成部材４２８は、第４光束ＬＳ４の主光線および第６光束ＬＳ６の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。
第４光束ＬＳ４はＰ偏光として入射する第３偏光合成部材４２８を透過して＋Ｙ方向に射出され、第６光束ＬＳ６はＳ偏光として入射する第３偏光合成部材４２８で反射されて＋Ｙ方向に射出される。

第３偏光合成部材４２８は、第４光束ＬＳ４の主光線および第６光束ＬＳ６の主光線が交差する第３交点Ｐ４３の近傍に配置される。第３交点Ｐ４３の近傍に位置する第３偏光合成部材４２８によれば、第４光束ＬＳ４および第６光束ＬＳ６を重ね合わせて合成することができる。

第３偏光合成部材４２８は、第２光束ＬＳ２および第６光束ＬＳ６を合成した合成光束（第３合成光束）Ｌ４３の光束幅を小さく抑えることができる。本実施形態の場合、第３偏光合成部材４２８の裏面４２８ｂ上に第３交点Ｐ４３を位置させるようにすることで第２光束ＬＳ２および第６光束ＬＳ６の主光線を一致させることができる。

ダイクロイックミラー４２９は、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を透過し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を反射する波長特性を有している。
ダイクロイックミラー４２９は、第３偏光合成部材４２８から射出される合成光束Ｌ４３が入射する表面４２９ａと、第５光束ＬＳ５が入射する裏面４２９ｂと、を有する。ダイクロイックミラー４２９は、合成光束Ｌ４３の主光線および第５光束ＬＳ５の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。
緑色光である合成光束Ｌ４４はダイクロイックミラー４２９を透過して＋Ｙ方向に射出され、赤色光である第５光束ＬＳ５はダイクロイックミラー４２９で反射されて＋Ｙ方向に射出される。

ダイクロイックミラー４２９は、合成光束Ｌ４３の主光線および第５光束ＬＳ５の主光線が交差する第４交点Ｐ４４の近傍に配置される。第４交点Ｐ４４の近傍に位置するダイクロイックミラー４２９によれば、合成光束Ｌ４３および第５光束ＬＳ５を重ね合わせて合成することができる。

ダイクロイックミラー４２９は、合成光束Ｌ４３および第５光束ＬＳ５を合成した合成光束Ｌ４４の光束幅を小さく抑えることができる。本実施形態の場合、ダイクロイックミラー４２９の裏面４２９ｂ上に第４交点Ｐ４４を位置させるようにすることで合成光束Ｌ４３および第５光束ＬＳ５の主光線を一致させることができる。

第２偏光合成部材４２７は、赤色光に対する偏光分離機能を有するとともに、青色光を透過、緑色光を反射する波長特性を有する光学素子で構成される。第２偏光合成部材４２７は、ダイクロイックミラー２２６に対向する表面４２７ａと、ダイクロイックミラー４２９に対向する裏面４２７ｂと、を有する。第２偏光合成部材４２７は、合成光束Ｌ２２の主光線および合成光束Ｌ４４の主光線に対して４５°の角度をなすように配置されている。

第３光束ＬＳ３はＰ偏光として入射する第２偏光合成部材４２７を透過して＋Ｘ方向に射出され、合成光束Ｌ４４のうちの赤色成分である第５光束ＬＳ５はＳ偏光として入射する第２偏光合成部材４２７で反射されて＋Ｘ方向に射出される。合成光束Ｌ２２のうちの青色成分（合成光束Ｌ１）は第２偏光合成部材４２７を透過して＋Ｘ方向に射出される。合成光束Ｌ４４のうちの緑色成分（合成光束Ｌ４３）は第２偏光合成部材４２７で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

第２偏光合成部材４２７は、合成光束Ｌ２２の主光線および合成光束Ｌ４４の主光線が交差する第５交点Ｐ４５の近傍に配置される。第５交点Ｐ４５の近傍に位置する第２偏光合成部材４２７によれば、合成光束Ｌ２２および合成光束Ｌ４４を重ね合わせて合成することができる。

第２偏光合成部材４２７は、合成光束Ｌ２２および合成光束Ｌ４４を合成した合成光ＬＬ４の光束幅を小さく抑えることができる。本実施形態の場合、第２偏光合成部材４２７の裏面４２７ｂ上に第５交点Ｐ４５を位置させるようにすることで合成光束Ｌ２２および合成光束Ｌ４４の主光線を一致させることができる。

このように本実施形態の光源装置４２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ４を生成するため、合成光ＬＬ４が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置４２０自体を小型化することができる。
本実施形態の第２偏光合成部材４２７は、波長特性に基づいて合成光束Ｌ１と第４光束ＬＳ４と第６光束ＬＳ６とを合成するとともに、偏光分離特性に基づいて第３光束ＬＳ３と第５光束ＬＳ５とを合成して合成光ＬＬ４を生成することができる。

なお、本実施形態において、第４光源３２４と第６光源３６０との位置を入れ替えてもよい。この場合、第４光源３２４は第４光束ＬＳ４として第３偏光合成部材４２８に対するＳ偏光の光を射出し、第６光源３６０は第６光束ＬＳ６として第３偏光合成部材４２８に対するＰ偏光の光を射出すればよい。この場合において、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４は異なる偏光方向に偏光する光となる。

（第６実施形態）
続いて、第６実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図７は本実施形態の光源装置５２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図７に示すように、本実施形態の光源装置５２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源３２４と、第５光源３５０と、第６光源３６０と、第１偏光合成部材（第１光合成部材）５２５と、第１ダイクロイックミラー（第２光合成部材）１２６と、第２偏光合成部材（第３光合成部材）４２７と、第２ダイクロイックミラー（第４光合成部材）５２８と、第３偏光合成部材（第５光合成部材）５２９と、集光光学素子２８ａと、拡散板２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。
本実施形態の光源装置５２０は、第４実施形態の光源装置３２０と同様、白色の照明光ＷＬを射出するようになっている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１ダイクロイックミラー１２６、第１偏光合成部材５２５、第２偏光合成部材４２７、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第２光源２２、第２ダイクロイックミラー５２８、第３偏光合成部材５２９および第２偏光合成部材４２７が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第２光源２２は第１偏光合成部材５２５の＋Ｙ方向に配置され、第５光源３５０は第２ダイクロイックミラー５２８の＋Ｘ方向に配置され、第６光源３６０は第３偏光合成部材５２９の＋Ｘ方向に配置されている。

第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第１交点Ｐ１１の近傍に配置されることで、第１光束ＬＳ１に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成する。第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を合成した合成光束（第５合成光束）Ｌ１１の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１ダイクロイックミラー１２６の裏面１２６ｂ上に第１交点Ｐ１１を位置させることで第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第１偏光合成部材５２５は、青色光に対する偏光分離機能を有するとともに、赤色光を透過する光学特性を有する光学素子で構成される。このため、合成光束Ｌ１１のうちの赤色光である第３光束ＬＳ３は第１偏光合成部材５２５を透過して＋Ｘ方向に射出され、合成光束Ｌ１１のうちの青色光かつＰ偏光として入射する第１光束ＬＳ１は第１偏光合成部材５２５を透過して＋Ｘ方向に射出され、Ｓ偏光として入射する第２光束ＬＳ２は第１偏光合成部材５２５で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

第１偏光合成部材５２５は、合成光束Ｌ１１の主光線および第２光束ＬＳ２の主光線が交差する第２交点Ｐ５２の近傍に配置されることで、合成光束Ｌ１１に第２光束ＬＳ２を重ね合わせて合成する。第１偏光合成部材５２５は、合成光束Ｌ１１および第２光束ＬＳ２を合成した合成光束Ｌ５２の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１偏光合成部材５２５の裏面５２５ｂ上に第２交点Ｐ５２を位置させることで合成光束Ｌ１１および第２光束ＬＳ２の主光線を一致させることができる。

第２ダイクロイックミラー５２８は、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を透過し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を反射する波長特性を有している。
第２ダイクロイックミラー５２８は、第４光束ＬＳ４の主光線および第５光束ＬＳ５の主光線が交差する第３交点Ｐ５３の近傍に配置されることで第４光束ＬＳ４および第５光束ＬＳ５を合成した合成光束（第１１合成光束）Ｌ５３の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第２ダイクロイックミラー５２８の裏面５２８ｂ上に第３交点Ｐ５３を位置させることで第４光束ＬＳ４および第５光束ＬＳ５の主光線を一致させることができる。

第３偏光合成部材５２９は、緑色光に対する偏光分離機能を有するとともに、赤色光を透過する光学特性を有する光学素子で構成される。このため、合成光束Ｌ５３のうちの赤色光である第５光束ＬＳ５は第３偏光合成部材５２９を透過して＋Ｙ方向に射出され、合成光束Ｌ５３のうちの緑色光かつＰ偏光として入射する第４光束ＬＳ４は第３偏光合成部材５２９を透過して＋Ｘ方向に射出される。また、Ｓ偏光として入射する第６光束ＬＳ６は第３偏光合成部材５２９で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

第３偏光合成部材５２９は、合成光束Ｌ５３の主光線および第６光束ＬＳ６の主光線が交差する第４交点Ｐ５４の近傍に配置されることで、合成光束Ｌ５３および第６光束ＬＳ６を合成した合成光束Ｌ５４の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第３偏光合成部材５２９の裏面５２９ｂ上に第４交点Ｐ５４を位置させることで合成光束Ｌ５３および第６光束ＬＳ６の主光線を一致させることができる。

第２偏光合成部材４２７は、赤色光に対する偏光分離機能を有するとともに、青色光を透過、緑色光を反射する波長特性を有する光学素子で構成される。
このため、第１光束ＬＳ１、第２光束ＬＳ２および第３光束ＬＳ３を含む合成光束Ｌ５２は第２偏光合成部材４２７を透過して＋Ｘ方向に射出され、第４光束ＬＳ４、第５光束ＬＳ５および第６光束ＬＳ６を含む合成光束Ｌ５４は第２偏光合成部材４２７で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

第２偏光合成部材４２７は、合成光束Ｌ５２の主光線および合成光束Ｌ５４の主光線が交差する第５交点Ｐ５５の近傍に配置されることで、合成光束Ｌ５２および合成光束Ｌ５４を重ね合わせて合成できる。これにより、光束幅を抑えた合成光ＬＬ５を生成できる。なお、本実施形態において、第２偏光合成部材４２７の裏面４２７ｂ上に第５交点Ｐ５５を位置させることで合成光束Ｌ５２および合成光束Ｌ５４の主光線を一致させることができる。
本実施形態の第２偏光合成部材４２７によれば、偏光特性および波長特性の両方に基づいて、第１ダイクロイックミラー１２６で合成された合成光束（第５合成光束）Ｌ１および第２光束ＬＳ２を含む合成光（第１０合成光束）Ｌ５２と第４光束ＬＳ４を含む合成光束Ｌ５４とを合成することができる。第２偏光合成部材４２７は、波長特性に基づいて第１光束ＬＳ１および第２光束ＬＳ２と第４光束ＬＳ４および第６光束ＬＳ６とを合成するとともに、偏光特性に基づいて第３光束ＬＳ３と第５光束ＬＳ５とを合成して合成光ＬＬ５を生成する。

このように本実施形態の光源装置５２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ５を生成するため、合成光ＬＬ５が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置５２０自体を小型化することができる。

なお、本実施形態において、第４光源３２４と第５光源３５０との位置を入れ替えてもよい。この場合、第２ダイクロイックミラー５２８は、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を反射し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を透過する波長特性を有していればよい。

（第７実施形態）
続いて、第７実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図８は本実施形態の光源装置６２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図８に示すように、本実施形態の光源装置６２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源３２４と、第１ダイクロイックミラー（第２光合成部材）１２６と、第２ダイクロイックミラー（第３光合成部材）６２７と、偏光合成部材（第１光合成部材）６２８と、集光光学素子２８ａと、拡散板２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。
本実施形態の光源装置６２０は、第４実施形態の光源装置３２０と同様、白色の照明光ＷＬを射出するようになっている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１ダイクロイックミラー１２６、第２ダイクロイックミラー６２７、偏光合成部材６２８、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第２光源２２および偏光合成部材６２８が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第４光源３２４は第２ダイクロイックミラー６２７の＋Ｙ方向に配置されている。

第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第１交点Ｐ１１の近傍に配置されることで、第１光束ＬＳ１に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成する。第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を合成した合成光束Ｌ１１の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１ダイクロイックミラー１２６の裏面１２６ｂ上に第１交点Ｐ１１を位置させることで第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第２ダイクロイックミラー６２７は、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を反射し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光および青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光を透過する波長特性を有している。

第２ダイクロイックミラー６２７は、合成光束Ｌ１１の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線が交差する第２交点Ｐ６２の近傍に配置されることで、合成光束Ｌ１１に第４光束ＬＳ４を重ね合わせて合成する。第２ダイクロイックミラー６２７は、合成光束Ｌ１１および第４光束ＬＳ４を合成した合成光束Ｌ６２の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第２ダイクロイックミラー６２７の裏面６２７ｂ上に第２交点Ｐ６２を位置させることで合成光束Ｌ１１および第４光束ＬＳ４の主光線を一致させることができる。

偏光合成部材６２８は、青色光に対する偏光分離機能を有するとともに、赤色光および緑色光を透過する光学特性を有する光学素子で構成される。このため、合成光束Ｌ６２のうちの赤色光である第３光束ＬＳ３および緑色光である第４光束ＬＳ４は偏光合成部材６２８を透過して＋Ｘ方向に射出され、合成光束Ｌ６２のうちの青色光かつＰ偏光として入射する第１光束ＬＳ１は偏光合成部材６２８を透過して＋Ｘ方向に射出され、青色光かつＳ偏光として入射する第２光束ＬＳ２は偏光合成部材６２８で反射されて＋Ｘ方向に射出される。

偏光合成部材６２８は、合成光束Ｌ６２の主光線および第２光束ＬＳ２の主光線が交差する第３交点Ｐ６３の近傍に配置されることで、合成光束Ｌ６２および第２光束ＬＳ２を重ね合わせて合成できる。これにより、合成光束Ｌ６２および第２光束ＬＳ２を合成した合成光ＬＬ６の光束幅を抑えることができる。なお、本実施形態において、偏光合成部材６２８の裏面６２８ｂ上に第３交点Ｐ６３を位置させることで合成光束Ｌ６２および第２光束ＬＳ２の主光線を一致させることができる。

このように本実施形態の光源装置６２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ６を生成するため、合成光ＬＬ６が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置６２０自体を小型化することができる。

なお、本実施形態において、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を第１ダイクロイックミラー１２６で合成する場合を例に挙げたが、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を偏光成分に基づいて合成してもよい。この構成は、第１ダイクロイックミラー１２６に代えて、第３光源２３からＳ偏光として射出された第３光束ＬＳ３を反射し、第１光源２１からＰ偏光として射出された第１光束ＬＳ１を透過させる偏光ビームスプリッターを用いることで実現できる。

また、本実施形態において、合成光束Ｌ１１および第４光束ＬＳ４を第２ダイクロイックミラー６２７で合成する場合を例に挙げたが、合成光束Ｌ１１および第４光束ＬＳ４を偏光成分に基づいて合成してもよい。この構成は、第２ダイクロイックミラー６２７に代えて、第４光源３２４からＳ偏光として射出された第４光束ＬＳ４を反射し、第１ダイクロイックミラー３２６からＰ偏光として射出された合成光束Ｌ１１を透過させる偏光ビームスプリッターを用いることで実現できる。

（第８実施形態）
続いて、第８実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図９は本実施形態の光源装置７２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図９に示すように、本実施形態の光源装置７２０は、第３実施形態の光源装置２２０の第４光源２４を第４光束ＬＳ４として緑色光を射出する第４光源３２４に置き換え、第２偏光合成部材２２７をダイクロイックミラー（第３光合成部材）７２７に置き換えた構成を有する。本実施形態の光源装置７２０は、第４実施形態の光源装置３２０と同様、白色の照明光ＷＬを射出するようになっている。

本実施形態において、ダイクロイックミラー７２７は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光および赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を透過し、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を反射する波長特性を有している。

ダイクロイックミラー７２７は、合成光束Ｌ２２の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線が交差する第３交点Ｐ７３の近傍に配置されることで、合成光束Ｌ２２に第４光束ＬＳ４を重ね合わせて合成する。ダイクロイックミラー７２７は、合成光束Ｌ２２および第４光束ＬＳ４を合成した合成光ＬＬ７の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、ダイクロイックミラー７２７の裏面７２７ｂ上に第３交点Ｐ７３を位置させることで合成光束Ｌ２２および第４光束ＬＳ４の主光線を一致させることができる。

このように本実施形態の光源装置７２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ７を生成するため、合成光ＬＬ７が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置７２０自体を小型化することができる。

（第９実施形態）
続いて、第９実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図１０は本実施形態の光源装置８２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図１０に示すように、本実施形態の光源装置８２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源３２４と、第１ダイクロイックミラー（第２光合成部材）１２６と、第２ダイクロイックミラー（第３光合成部材）８２７と、偏光合成部材（第１光合成部材）８２８と、集光光学素子２８ａと、拡散板２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。
本実施形態の光源装置８２０は、第４実施形態の光源装置３２０と同様、白色の照明光ＷＬを射出するようになっている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１ダイクロイックミラー１２６、偏光合成部材８２８、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第２光源２２、第２ダイクロイックミラー８２７および偏光合成部材８２８が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第４光源３２４は第２ダイクロイックミラー８２７の＋Ｘ方向に配置されている。

第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第１交点Ｐ１１の近傍に配置されることで、第１光束ＬＳ１に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成する。第１ダイクロイックミラー１２６は、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を合成した合成光束Ｌ１１の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１ダイクロイックミラー１２６の裏面１２６ｂ上に第１交点Ｐ１１を位置させることで第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第２ダイクロイックミラー８２７は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光を透過し、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を反射する波長特性を有している。
第２ダイクロイックミラー８２７は、第２光束ＬＳ２の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線が交差する第２交点Ｐ８２の近傍に配置されることで第２光束ＬＳ２および第４光束ＬＳ４を合成した合成光束（第１２合成光束）Ｌ８２の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第２ダイクロイックミラー８２７の裏面８２７ｂ上に第２交点Ｐ８２を位置させることで第２光束ＬＳ２および第４光束ＬＳ４の主光線を一致させることができる。本実施形態の第２ダイクロイックミラー８２７は、波長特性に基づいて、第２光束ＬＳ２と第４光束ＬＳ４とを合成する。

偏光合成部材８２８は、青色光に対する偏光分離機能を有するとともに、赤色光および緑色光を透過する光学特性を有する。
偏光合成部材８２８は、赤色光である第３光束ＬＳ３と青色光かつＰ偏光として入射する第１光束ＬＳ１とを含む合成光束Ｌ１１を透過させて＋Ｘ方向に射出し、緑色光である第４光束ＬＳ４と青色光かつＳ偏光として入射する第２光束ＬＳ２とを含む合成光束Ｌ８２を反射して＋Ｘ方向に射出する。

偏光合成部材８２８は、合成光束Ｌ１１の主光線および合成光束Ｌ８２の主光線が交差する第３交点Ｐ８３の近傍に配置されることで、合成光束Ｌ１１と、第２ダイクロイックミラー８２７で合成された合成光束Ｌ８２と、を合成して生成した合成光ＬＬ８の光束幅を抑えることができる。なお、本実施形態において、偏光合成部材８２８の裏面８２８ｂ上に第３交点Ｐ８３を位置させることで合成光束Ｌ１１および合成光束Ｌ８２の主光線を一致させることができる。

このように本実施形態の光源装置８２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ８を生成するため、合成光ＬＬ８が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置８２０自体を小型化することができる。

なお、本実施形態において、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を第１ダイクロイックミラー１２６で合成する場合を例に挙げたが、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を偏光成分に基づいて合成してもよい。この構成は、第１ダイクロイックミラー１２６に代えて、第３光源２３からＳ偏光として射出された第３光束ＬＳ３を反射し、第１光源２１からＰ偏光として射出された第１光束ＬＳ１を透過させる偏光ビームスプリッターを用いることで実現できる。

また、本実施形態において、第２光束ＬＳ２および第４光束ＬＳ４を第２ダイクロイックミラー８２７で合成する場合を例に挙げたが、第２光束ＬＳ２および第４光束ＬＳ４を偏光成分に基づいて合成してもよい。つまり、第２ダイクロイックミラー８２７に代えて、第４光源２４からＰ偏光として射出された緑色光の第４光束ＬＳ４を反射し、第２光源２２から射出された青色光の第２光束ＬＳ２を透過させる波長特性を有する偏光ビームスプリッターを第３光合成部材として用いることで実現できる。

（第１０実施形態）
続いて、第１０実施形態の光源装置について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図１１は本実施形態の光源装置９２０の全体構成を＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって視た平面図である。
図１１に示すように、本実施形態の光源装置９２０は、第１光源２１と、第２光源２２と、第３光源２３と、第４光源３２４と、第１偏光合成部材（第１光合成部材）２５と、第１ダイクロイックミラー（第２光合成部材）９２１と、第２ダイクロイックミラー（第３光合成部材）９２２と、集光光学素子２８ａと、拡散板２９と、光学素子２８ｂと、位相差素子１２と、均一化照明光学系３０と、を備えている。
本実施形態の光源装置９２０は、第４実施形態の光源装置３２０と同様、白色の照明光ＷＬを射出するようになっている。

本実施形態の場合、第１光源２１、第１偏光合成部材２５、第１ダイクロイックミラー９２１、集光光学素子２８ａ、拡散板２９、光学素子２８ｂ、位相差素子１２および均一化照明光学系３０が第１光軸ＡＸ１上に配置されている。また、第２光源２２、第２ダイクロイックミラー９２２および第１ダイクロイックミラー９２１が第２光軸ＡＸ２上に配置されている。なお、第４光源３２４は第２ダイクロイックミラー９２２の＋Ｘ方向に配置されている。

第１偏光合成部材２５は、第１光束ＬＳ１の主光線および第３光束ＬＳ３の主光線が交差する第１交点Ｐ１の近傍に配置されることで、第１光束ＬＳ１に第３光束ＬＳ３を重ね合わせて合成する。第１偏光合成部材２５は、第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３を合成した合成光束Ｌ１の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１偏光合成部材２５の裏面２５ｂ上に第１交点Ｐ１を位置させることで第１光束ＬＳ１および第３光束ＬＳ３の主光線を一致させることができる。

第２ダイクロイックミラー９２２は、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光を透過し、緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を反射する波長特性を有している。
第２ダイクロイックミラー９２２は、第３光束ＬＳ３の主光線および第４光束ＬＳ４の主光線が交差する第２交点Ｐ９２の近傍に配置されることで第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４を合成した合成光束（第４合成光束）Ｌ９２の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第２ダイクロイックミラー９２２の裏面９２２ｂ上に第２交点Ｐ９２を位置させることで第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４の主光線を一致させることができる。本実施形態の第２ダイクロイックミラー９２２は、波長特性に基づいて、第３光束ＬＳ３と第４光束ＬＳ４とを合成する。

第１ダイクロイックミラー９２１は、青色波長帯（第１波長帯）を有する青色光を透過し、赤色波長帯（第２波長帯）を有する赤色光および緑色波長帯（第３波長帯）を有する緑色光を反射する波長特性を有している。
第１ダイクロイックミラー９２１は、青色光である第１光束ＬＳ１を透過させ、赤色光および緑色光を含む合成光束Ｌ９２を反射する。

第１ダイクロイックミラー９２１は、合成光束Ｌ１の主光線および合成光束Ｌ９２の主光線が交差する第３交点Ｐ９３の近傍に配置されることで合成光束Ｌ１および合成光束Ｌ９２を合成した合成光ＬＬ９の光束幅を小さく抑えることができる。なお、本実施形態において、第１ダイクロイックミラー９２１の裏面９２１ｂ上に第３交点Ｐ９３を位置させることで合成光束Ｌ１および合成光束Ｌ９２の主光線を一致させることができる。本実施形態の第１ダイクロイックミラー９２１は、合成光束Ｌ１と、第２ダイクロイックミラー９２２により合成された第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４を含む合成光束Ｌ９２と、を合成することができる。

このように本実施形態の光源装置９２０においても光束幅を小さく抑えた合成光ＬＬ９を生成するため、合成光ＬＬ９が入射する集光光学素子２８ａのサイズを小型化できる。よって、光源装置９２０自体を小型化することができる。

なお、本実施形態において、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４を第２ダイクロイックミラー９２２で合成する場合を例に挙げたが、第３光束ＬＳ３および第４光束ＬＳ４を偏光成分に基づいて合成してもよい。この構成は、第２ダイクロイックミラー９２２に代えて、第４光源２４からＳ偏光として射出された第４光束ＬＳ４を反射し、第２光源２２から射出された赤色光の第２光束ＬＳ２を透過させる波長特性を有する偏光ビームスプリッターを用いることで実現できる。

（第１１実施形態）
続いて、第１１実施形態として第１実施形態とは異なる形態のプロジェクターについて説明する。
図１２は本実施形態のプロジェクターの構成を示す図である。
図１２に示す本実施形態のプロジェクター１００は、光源装置２と、色分離光学系３Ａと、光変調装置４Ｒと、光変調装置４Ｇと、光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学装置６と、を備えている。本実施形態の光源装置２は、白色の照明光ＷＬを射出する第４実施形態から第１０実施形態の光源装置のいずれかで構成される。

光源装置２は、白色の照明光ＷＬを色分離光学系３に向けて射出する。色分離光学系３は、白色の照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１ダイクロイックミラー７ａと、第２ダイクロイックミラー７ｂと、第１反射ミラー８ａと、第２反射ミラー８ｂと、第３反射ミラー８ｃと、第１リレーレンズ９ａと、第２リレーレンズ９ｂと、を備えている。

第１ダイクロイックミラー７ａは、光源装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）とに分離する。第１ダイクロイックミラー７ａは、分離された赤色光ＬＲを透過するとともに、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）を反射する。一方、第２ダイクロイックミラー７ｂは、その他の光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。第２ダイクロイックミラー７ｂは、分離された緑色光ＬＧを反射し、青色光ＬＢを透過する。

第１反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置され、第１ダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。一方、第２反射ミラー８ｂおよび第３反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置され、第２ダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに向けて反射する。また、緑色光ＬＧは、第２ダイクロイックミラー７ｂによって光変調装置４Ｇに向けて反射される。

第１リレーレンズ９ａおよび第２リレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２ダイクロイックミラー７ｂの光射出側に配置されている。第１リレーレンズ９ａおよび第２リレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長いことに起因した青色光ＬＢの照明分布の違いを修正する。

本実施形態のプロジェクター１００によれば、白色の照明光ＷＬを射出する第４実施形態から第１０実施形態のいずれかの光源装置で構成された光源装置２を備えるため、プロジェクター自体のさらなる小型化を実現できる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
その他、光源装置を構成する各種構成要素の数、配置、形状および材料等の具体的な構成は、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。

例えば、第１～第３実施形態の光源装置において、拡散光学素子としての拡散板２９を蛍光体に置き換えてもよい。蛍光体としては、黄色蛍光を発光する黄色蛍光体や緑色蛍光を発光する緑色蛍光体を用いることができる。

例えば、第１実施形態の光源装置２０において、拡散板２９を緑色蛍光体に置き換えると、集光光学素子２８ａから蛍光体に入射する合成光ＬＬのうちの青色光の一部が励起光として作用し、緑色蛍光体は緑色光を発光する。緑色蛍光体は、緑色光と合成光ＬＬの赤色光および青色光とを含む白色光を射出する。よって、第１実施形態の光源装置２０は、拡散板２９を蛍光体に置き換えることで白色の照明光ＷＬを生成することができる。

また、白色の照明光ＷＬを射出する第４～第１０実施形態の光源装置において、拡散板２９を蛍光体に置き換えてもよい。蛍光体としては、例えば、黄色蛍光を発光する黄色蛍光体、緑色蛍光を発光する緑色蛍光体あるいは赤色蛍光を発光する赤色蛍光体を用いることができる。

例えば、第４実施形態の光源装置３２０において、拡散板２９を赤色蛍光体に置き換えると、集光光学素子２８ａから蛍光体に入射する合成光ＬＬ３のうちの青色光の一部が励起光として作用し、赤色蛍光体は赤色光を発光する。よって、第４実施形態の光源装置３２０は、拡散板２９を蛍光体に置き換えることで照明光ＷＬにおける赤色光の色純度を高めることができる。

また、上記実施形態の光源装置では、光源部が位相差素子１２を有する場合を例に挙げたが、光源部の光射部において照明光ＷＬの偏光状態がＳ偏光およびＰ偏光の割合がほぼ等しい場合には位相差素子１２をガラス板に変更してもよい。

また、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは透過型の液晶パネルに限定されない。光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂとして、反射型の液晶パネルなどの反射型の光変調装置が採用されてもよい。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより光を変調するデジタルマイクロミラーデバイスなどが採用されてもよい。さらに、複数の色光毎にそれぞれ光変調装置を備える構成に限定されず、１つの光変調装置によって複数の色光を時分割して変調する構成が採用されてもよい。

また、上記実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクターに応用する例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を自動車用ヘッドライトなどの照明器具にも適用することができる。

以下、本開示のまとめを付記する。

（付記１）
第１波長帯を有し第１偏光方向に偏光する第１光束を第１方向に沿って射出する第１光源と、
前記第１波長帯を有し前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する第２光束を、前記第１方向に交差する第２方向に沿って射出する第２光源と、
前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有し第３偏光方向に偏光する第３光束を第３方向に沿って射出する第３光源と、
前記第１波長帯とは異なる第３波長帯を有する第４光束を第４方向に沿って射出する第４光源と、
偏光特性に基づいて、前記第１光束に前記第２光束を重ね合わせて合成する第１光合成部材と、
波長特性に基づいて、前記第１光束および前記第２光束のうち少なくとも一方の光束に前記第３光束を重ね合わせて合成する第２光合成部材と、
前記偏光特性および前記波長特性のうち少なくとも一方に基づいて、前記第１光束、前記第２光束、および前記第３光束の少なくとも１つの光束に前記第４光束を重ね合わせて合成する第３光合成部材と、
前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束および前記第４光束を合成した合成光が入射する集光光学素子と、を備える、
ことを特徴とする光源装置。

この構成の光源装置によれば、第１光合成部材によって第１光および第２光各々の光束同士を重ねることで光束幅を抑えた第１光束が合成される。第２光合成部材によって各光束同士を重ねることで光束幅を抑えた第２光束が合成される。よって、第３光合成部材によって第１光束および第２光束各々の光束同士を重ねることで光束幅を抑えた合成光が生成される。
従って、この構成の光源装置によれば、合成光が入射する集光光学素子の外径が小さくなることで光源装置自体を小型化することができる。

（付記２）
前記第２光合成部材は、前記第１光合成部材により合成された前記第１光束および前記第２光束を含む第１合成光束と、前記第３光束と、を合成する、
ことを特徴とする付記１に記載の光源装置。

この構成によれば、第１合成光束と第３光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた合成光を生成することができる。

（付記３）
前記第３波長帯は、前記第２波長帯と同じ波長帯であり、
前記第４光束は、前記第３光束の前記第３偏光方向とは異なる第４偏光方向に偏光し、
前記第３光合成部材は、前記偏光特性に基づいて、前記第２光合成部材により合成された前記第１合成光束および前記第３光束を含む第２合成光束と、前記第４光束と、を合成して前記合成光を生成する、
ことを特徴とする付記２に記載の光源装置。

この構成によれば、第２合成光束と第４光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた２色の色光を含む合成光を生成することができる。

（付記４）
前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
前記第３光合成部材は、前記偏光特性および前記波長特性のうち少なくとも一方の特性に基づいて、前記第２光合成部材により合成された前記第１合成光束および前記第３光束を含む第２合成光束と、前記第４光束と、を合成する、
ことを特徴とする付記２に記載の光源装置。

この構成によれば、第２合成光束と第４光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた３色の色光を含む合成光を生成することができる。

（付記５）
前記第２波長帯を有し前記第３光束の前記第３偏光方向とは異なる第５偏光方向に偏光された第５光束を前記第３方向に交差する第５方向に沿って射出する第５光源と、
前記第３波長帯を有し前記第４光束の第４偏光方向とは異なる第６偏光方向に偏光された第６光束を前記第４方向に交差する第６方向に沿って射出する第６光源と、
前記偏光特性に基づいて、前記第４光束と前記第６光束とを重ね合わせて合成する第４光合成部材と、
前記波長特性に基づいて、前記第４光合成部材により合成された前記第４光束および前記第６光束を含む第３合成光束と前記第５光束とを重ね合わせて合成する第５光合成部材と、をさらに備え、
前記第３光合成部材は、前記波長特性に基づいて前記第１合成光束と前記第４光束と前記第６光束とを合成するとともに、前記偏光特性に基づいて前記第３光束と前記第５光束とを合成して前記合成光を生成する、
ことを特徴とする付記４に記載の光源装置。

この構成によれば、第１から第６光束を重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた３色の色光を含む合成光を生成することができる。

（付記６）
前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
前記第３光合成部材は、前記偏光特性および前記波長特性のうち少なくとも一方に基づいて、前記第３光束と前記第４光束とを合成し、
前記第２光合成部材は、前記第１合成光束と、前記第３光合成部材により合成された前記第３光束および前記第４光束を含む第４合成光束と、を合成して前記合成光を生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。

この構成によれば、第１合成光束と第４合成光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた３色の色光を含む合成光を生成することができる。

（付記７）
前記第１光合成部材は、前記第２光合成部材により合成された前記第１光束および前記第３光束を含む第５合成光束と、前記第２光束と、を合成して前記合成光を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。

この構成によれば、第５合成光束と第２光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた合成光を生成することができる。

（付記８）
前記第３波長帯は、前記第２波長帯と同じ波長であり、
前記第４光束は、前記第３光束の前記第３偏光方向と異なる第４偏光方向に偏光し、
前記第３光合成部材は、前記波長特性に基づいて、前記第２光束と前記第４光束とを合成し、
前記第１光合成部材は、前記偏光特性に基づいて、前記第５合成光束と、前記第３光合成部材により合成された前記第２光束および前記第４光束を含む第６合成光束と、を合成して前記合成光を生成する、
ことを特徴とする付記７に記載の光源装置。

この構成によれば、第５合成光束と第６合成光束とを合成することで光束幅を抑えた２色の色光を含む合成光を生成することができる。

（付記９）
前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
前記第３光合成部材は、前記波長特性に基づいて、前記第５合成光束と前記第４光束とを合成し、
前記第１光合成部材は、前記第３光合成部材により合成された前記第５合成光束および前記第４光束を含む第７合成光束と、前記第２光束と、を合成する、
ことを特徴とする付記７に記載の光源装置。

この構成によれば、第５合成光束と第２合成光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた３色の色光を含む合成光を生成することができる。

（付記１０）
前記第２波長帯を有し前記第３光束の前記第３偏光方向とは異なる第５偏光方向に偏光された第５光束を前記第３方向に交差する第５方向に沿って射出する第５光源と、
前記第３波長帯を有し前記第４光束の第４偏光方向とは異なる第６偏光方向に偏光された第６光束を前記第４方向に交差する第６方向に沿って射出する第６光源と、
前記波長特性に基づいて、前記第２光束および前記第６光束を重ね合わせて合成する第４光合成部材と、
前記波長特性に基づいて、前記第４光合成部材により合成された前記第２光束および前記第６光束を含む第８合成光束と前記第５光束とを重ね合わせて合成する第５光合成部材と、をさらに備え、
前記第１光合成部材は、前記第３光合成部材により合成された前記第７合成光束と、前記第５光合成部材により合成された前記第８合成光束および前記第５光束を含む第９合成光束と、を合成して前記合成光を生成する、
ことを特徴とする付記９に記載の光源装置。

この構成によれば、第７合成光束と第９合成光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた３色の色光を含む合成光を生成することができる。

（付記１１）
前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
前記第３光合成部材は、前記偏光特性および前記波長特性の両方に基づいて、前記第１光合成部材で合成された前記第５合成光束および前記第２光束を含む第１０合成光束と前記第４光束とを合成する、
ことを特徴とする付記７に記載の光源装置。

この構成によれば、第１０合成光束と第４光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた３つの色光を含む合成光を生成することができる。

（付記１２）
前記第２波長帯を有し前記第３光束の前記第３偏光方向とは異なる第５偏光方向に偏光された第５光束を前記第３方向に交差する第５方向に沿って射出する第５光源と、
前記第３波長帯を有し前記第４光束の第４偏光方向とは異なる第６偏光方向に偏光された第６光束を前記第４方向に交差する第６方向に沿って射出する第６光源と、
前記波長特性に基づいて、前記第４光束および前記第５光束を重ね合わせて合成する第４光合成部材と、
前記偏光特性に基づいて、前記第４光合成部材により合成された前記第４光束および前記第５光束を含む第１１合成光束に前記第６光束を重ね合わせて合成する第５光合成部材と、をさらに備え、
前記第３光合成部材は、前記波長特性に基づいて前記第１光束および前記第２光束と前記第４光束および前記第６光束とを合成するとともに、前記偏光特性に基づいて前記第３光束と前記第５光束とを合成して前記合成光を生成する、
ことを特徴とする付記１１に記載の光源装置。

この構成によれば、第１から第６光を重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた３つの色光を含む合成光を生成することができる。

（付記１３）
前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
前記第３光合成部材は、前記偏光特性および前記波長特性のうちの少なくとも一方に基づいて、前記第２光束と前記第４光束とを合成し、
前記第１光合成部材は、前記第５合成光束と、前記第３光合成部材で合成された前記第２光束および前記第４光束を含む第１２合成光束と、を合成して前記合成光を生成する、
ことを特徴とする付記７に記載の光源装置。

この構成によれば、第５合成光束と第１１合成光束とを重ね合わせて合成することで光束幅を抑えた３つの色光を含む合成光を生成することができる。

（付記１４）
前記集光光学素子の後段に設けられ、前記集光光学素子から射出された前記合成光が入射する拡散光学素子をさらに備える、
ことを特徴とする付記１から付記１３のうちのいずれか一項に記載の光源装置。

この構成によれば、拡散光学素子によって合成光を拡散させることができる。

（付記１５）
前記拡散光学素子が拡散板である、
ことを特徴とする付記１４に記載の光源装置。

この構成によれば、拡散板によって合成光を拡散させることができる。

（付記１６）
前記拡散光学素子が蛍光体である、
ことを特徴とする付記１４に記載の光源装置。

この構成によれば、合成光の一部を波長変換して蛍光を含む照明光を生成できる。

（付記１７）
前記集光光学素子の後段に設けられ、前記集光光学素子から射出された前記合成光が入射する位相差素子をさらに備える、
ことを特徴とする付記１から付記１６のうちのいずれか一項に記載の光源装置。

この構成によれば、位相差素子によって、例えば、合成光をＰ偏光およびＳ偏光を略５０％ずつ含む円偏光に変換することができる。これにより、例えば、後段に配置された偏光変換素子を透過した際に合成光に生じる光量差による色ムラ等の不具合の発生を抑制できる。

（付記１８）
付記１から付記１７のうちのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えた、
ことを特徴とするプロジェクター。

この構成のプロジェクターによれば、小型の光源装置を備えるため、プロジェクター自体を小型化することができる。

１，４，５，６，７，８，１１－１，１－１２，１２－１，３－５…パターン、１，１００…プロジェクター、２，２０，８０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０…光源装置、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ…光変調装置、６…投射光学装置、１２…位相差素子、２１…第１光源、２２，８１…第２光源、２３…第３光源、２４，３２４…第４光源、２５，５２５…第１偏光合成部材（第１光合成部材）、２６…第２偏光合成板（第３光合成部材）、２７，２２６…ダイクロイックミラー（第２光合成部材）、２８ａ…集光光学素子、２８ｂ…光学素子、２９…拡散板（拡散光学素子）、１２５，３２５，６２８，８２８…偏光合成部材（第１光合成部材）、１２６，９２１…第１ダイクロイックミラー（第２光合成部材）、１２７，３２７，６２７，８２７，９２２…第２ダイクロイックミラー（第３光合成部材）、２２７，４２７…第２偏光合成部材（第３光合成部材）、３２８…第３ダイクロイックミラー（第４光合成部材）、３２９…第４ダイクロイックミラー（第５光合成部材）、３５０…第５光源、３６０…第６光源、４２８…第３偏光合成部材（第４光合成部材）、４２９…ダイクロイックミラー（第５光合成部材）、５２８…第２ダイクロイックミラー（第４光合成部材）、５２９…第３偏光合成部材（第５光合成部材）、７２７…ダイクロイックミラー（第３光合成部材）、Ｌ１…合成光束（第１合成光束）、Ｌ２２…合成光束（第２合成光束）、Ｌ１１…合成光束（第５合成光束）、Ｌ１２…合成光束（第６合成光束）、Ｌ３２…合成光束（第７合成光束）、Ｌ３４…合成光束（第９合成光束）、Ｌ４３…合成光束（第３合成光束）、Ｌ５２…合成光（第１０合成光束）、Ｌ５３…合成光束（第１１合成光束）、Ｌ８２…合成光束（第１２合成光束）、Ｌ９２…合成光束（第４合成光束）、ＬＳ３３…合成光束（第８合成光束）、ＬＬ，ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３，ＬＬ４，ＬＬ５，ＬＬ６，ＬＬ７，ＬＬ８，ＬＬ９…合成光、ＬＳ１…第１光束、ＬＳ２…第２光束、ＬＳ３…第３光束、ＬＳ４…第４光束、ＬＳ５…第５光束、ＬＳ６…第６光束。

Claims (18)

1. 第１波長帯を有し第１偏光方向に偏光する第１光束を第１方向に沿って射出する第１光源と、
   前記第１波長帯を有し前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する第２光束を、前記第１方向に交差する第２方向に沿って射出する第２光源と、
   前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有し第３偏光方向に偏光する第３光束を第３方向に沿って射出する第３光源と、
   前記第１波長帯とは異なる第３波長帯を有する第４光束を第４方向に沿って射出する第４光源と、
   偏光特性に基づいて、前記第１光束に前記第２光束を重ね合わせて合成する第１光合成部材と、
   波長特性に基づいて、前記第１光束および前記第２光束のうち少なくとも一方の光束に前記第３光束を重ね合わせて合成する第２光合成部材と、
   前記偏光特性および前記波長特性のうち少なくとも一方に基づいて、前記第１光束、前記第２光束、および前記第３光束の少なくとも１つの光束に前記第４光束を重ね合わせて合成する第３光合成部材と、
   前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束および前記第４光束を合成した合成光が入射する集光光学素子と、を備える、
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記第２光合成部材は、前記第１光合成部材により合成された前記第１光束および前記第２光束を含む第１合成光束と、前記第３光束と、を合成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記第３波長帯は、前記第２波長帯と同じ波長帯であり、
   前記第４光束は、前記第３光束の前記第３偏光方向とは異なる第４偏光方向に偏光し、
   前記第３光合成部材は、前記偏光特性に基づいて、前記第２光合成部材により合成された前記第１合成光束および前記第３光束を含む第２合成光束と、前記第４光束と、を合成して前記合成光を生成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
   前記第３光合成部材は、前記偏光特性および前記波長特性のうち少なくとも一方の特性に基づいて、前記第２光合成部材により合成された前記第１合成光束および前記第３光束を含む第２合成光束と、前記第４光束と、を合成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
5. 前記第２波長帯を有し前記第３光束の前記第３偏光方向とは異なる第５偏光方向に偏光された第５光束を前記第３方向に交差する第５方向に沿って射出する第５光源と、
   前記第３波長帯を有し前記第４光束の第４偏光方向とは異なる第６偏光方向に偏光された第６光束を前記第４方向に交差する第６方向に沿って射出する第６光源と、
   前記偏光特性に基づいて、前記第４光束と前記第６光束とを重ね合わせて合成する第４光合成部材と、
   前記波長特性に基づいて、前記第４光合成部材により合成された前記第４光束および前記第６光束を含む第３合成光束と前記第５光束とを重ね合わせて合成する第５光合成部材と、をさらに備え、
   前記第３光合成部材は、前記波長特性に基づいて前記第１合成光束と前記第４光束と前記第６光束とを合成するとともに、前記偏光特性に基づいて前記第３光束と前記第５光束とを合成して前記合成光を生成する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
   前記第３光合成部材は、前記偏光特性および前記波長特性のうち少なくとも一方に基づいて、前記第３光束と前記第４光束とを合成し、
   前記第２光合成部材は、前記第１合成光束と、前記第３光合成部材により合成された前記第３光束および前記第４光束を含む第４合成光束と、を合成して前記合成光を生成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
7. 前記第１光合成部材は、前記第２光合成部材により合成された前記第１光束および前記第３光束を含む第５合成光束と、前記第２光束と、を合成して前記合成光を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
8. 前記第３波長帯は、前記第２波長帯と同じ波長であり、
   前記第４光束は、前記第３光束の前記第３偏光方向と異なる第４偏光方向に偏光し、
   前記第３光合成部材は、前記波長特性に基づいて、前記第２光束と前記第４光束とを合成し、
   前記第１光合成部材は、前記偏光特性に基づいて、前記第５合成光束と、前記第３光合成部材により合成された前記第２光束および前記第４光束を含む第６合成光束と、を合成して前記合成光を生成する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長であり、
   前記第３光合成部材は、前記波長特性に基づいて、前記第５合成光束と前記第４光束とを合成し、
   前記第１光合成部材は、前記第３光合成部材により合成された前記第５合成光束および前記第４光束を含む第７合成光束と、前記第２光束と、を合成する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
10. 前記第２波長帯を有し前記第３光束の前記第３偏光方向とは異なる第５偏光方向に偏光された第５光束を前記第３方向に交差する第５方向に沿って射出する第５光源と、
    前記第３波長帯を有し前記第４光束の第４偏光方向とは異なる第６偏光方向に偏光された第６光束を前記第４方向に交差する第６方向に沿って射出する第６光源と、
    前記波長特性に基づいて、前記第２光束および前記第６光束を重ね合わせて合成する第４光合成部材と、
    前記波長特性に基づいて、前記第４光合成部材により合成された前記第２光束および前記第６光束を含む第８合成光束と前記第５光束とを重ね合わせて合成する第５光合成部材と、をさらに備え、
    前記第１光合成部材は、前記第３光合成部材により合成された前記第７合成光束と、前記第５光合成部材により合成された前記第８合成光束および前記第５光束を含む第９合成光束と、を合成して前記合成光を生成する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
11. 前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
    前記第３光合成部材は、前記偏光特性および前記波長特性の両方に基づいて、前記第１光合成部材で合成された前記第５合成光束および前記第２光束を含む第１０合成光束と前記第４光束とを合成する、
    ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
12. 前記第２波長帯を有し前記第３光束の前記第３偏光方向とは異なる第５偏光方向に偏光された第５光束を前記第３方向に交差する第５方向に沿って射出する第５光源と、
    前記第３波長帯を有し前記第４光束の第４偏光方向とは異なる第６偏光方向に偏光された第６光束を前記第４方向に交差する第６方向に沿って射出する第６光源と、
    前記波長特性に基づいて、前記第４光束および前記第５光束を重ね合わせて合成する第４光合成部材と、
    前記偏光特性に基づいて、前記第４光合成部材により合成された前記第４光束および前記第５光束を含む第１１合成光束に前記第６光束を重ね合わせて合成する第５光合成部材と、をさらに備え、
    前記第３光合成部材は、前記波長特性に基づいて前記第１光束および前記第２光束と前記第４光束および前記第６光束とを合成するとともに、前記偏光特性に基づいて前記第３光束と前記第５光束とを合成して前記合成光を生成する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光源装置。
13. 前記第３波長帯は、前記第２波長帯と異なる波長帯であり、
    前記第３光合成部材は、前記偏光特性および前記波長特性のうちの少なくとも一方に基づいて、前記第２光束と前記第４光束とを合成し、
    前記第１光合成部材は、前記第５合成光束と、前記第３光合成部材で合成された前記第２光束および前記第４光束を含む第１２合成光束と、を合成して前記合成光を生成する、
    ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
14. 前記集光光学素子の後段に設けられ、前記集光光学素子から射出された前記合成光が入射する拡散光学素子をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
15. 前記拡散光学素子が拡散板である、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の光源装置。
16. 前記拡散光学素子が蛍光体である、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の光源装置。
17. 前記集光光学素子の後段に設けられ、前記集光光学素子から射出された前記合成光が入射する位相差素子をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
18. 請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置からの光を変調する光変調装置と、
    前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えた、
    ことを特徴とするプロジェクター。
    

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