JP2024060421A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】色むらを抑制可能な光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、第１波長帯の第１光束を射出する第１光源部と、第２波長帯の第２光束を射出する第２光源部と、第３波長帯の第３光束を射出する第３光源部と、第１光束の光束幅を拡大するとともに、第１光束と第２光束とを合成して第１合成光束を生成する第１光合成素子と、第１合成光束と第３光束とを合成して第２合成光束を生成する第２光合成素子と、を備える。第１光束の光束幅は、第２光束の光束幅と同じ、または第２光束の光束幅よりも小さく、第１光束の光束幅は、第３光束の光束幅よりも小さい。第１光合成素子は、第１光合成素子から射出される第１光束の光束幅を、第２光束の光束幅および第３光束の光束幅の少なくとも一方に近付けるように、第１光合成素子に入射する第１光束の光束幅よりも大きくする。【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。

例えばプロジェクターに用いる照明装置として、レーザー光源と蛍光体とを利用した照明装置が提案されている。下記の特許文献１に、青色レーザー光源と赤色レーザー光源と緑色蛍光体とを有する照明光学系と、照明光学系からの青色光、赤色光、および緑色光のそれぞれを変調する液晶パネルと、投写光学系と、を備えた投写装置が開示されている。この投写装置において、青色レーザー光源からの青色光は、ハーフミラーで分岐し、分岐した青色光の一方が青色光用液晶パネルに入射し、他方が励起光として緑色蛍光体に入射する。緑色蛍光体で発生した緑色の蛍光光は、緑色光用液晶パネルに入射する。赤色レーザー光源からの赤色光は、赤色光用液晶パネルに入射する。

特開２０１３－６５４１４号公報

特許文献１の投写装置において、蛍光光からなる緑色光は、ランバートな配光分布を有している。そのため、緑色光の光束幅は、レーザー光からなる赤色光および青色光の光束幅よりも大きい。また、青色レーザー光源と赤色レーザー光源とでは出力パワーが異なるため、光量バランスを取るために、レーザー光源の個数を互いに異ならせる必要がある。その結果、赤色光の光束幅と青色光の光束幅とは互いに異なる。このように、互いに光束幅が異なる色光を集光して表示パネルに照射し、画像を投写すると、色むらが生じる、という課題がある。

上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、第１波長帯の第１光束を射出する第１光源部と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光束を射出する第２光源部と、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光束を射出する第３光源部と、前記第１光束の光束幅を拡大するとともに、前記第１光束と前記第２光束とを合成して第１合成光束を生成する第１光合成素子と、前記第１合成光束と前記第３光束とを合成して第２合成光束を生成する第２光合成素子と、を備える。前記第１光束の光束幅は、前記第２光束の光束幅と同じ、または前記第２光束の光束幅よりも小さく、前記第１光束の光束幅は、前記第３光束の光束幅よりも小さい。前記第１光合成素子は、前記第１光合成素子から射出される前記第１光束の光束幅を、前記第２光束の光束幅および前記第３光束の光束幅の少なくとも一方に近付けるように、前記第１光合成素子に入射する前記第１光束の光束幅よりも大きくする。

本発明の他の態様の光源装置は、第１波長帯の第１光束を射出する第１光源部と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光束を射出する第２光源部と、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光束を射出する第３光源部と、前記第１光束および前記第２光束の光束幅を拡大するとともに、前記第１光束と前記第２光束と前記第３光束とを合成した第１合成光束を射出する第１光合成素子と、前記第１光束の一部と前記第２光束の一部と前記第３光束の一部とを合成した第２合成光束を前記第１光合成素子に入射させる第２光合成素子と、を備え、前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅と同じであり、前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅および前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅は、前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅よりも小さく、前記第２光合成素子は、前記第１光束の一部と前記第２光束の一部と透過して前記第１光合成素子に入射させるとともに、前記第３光束の一部を反射して前記第１光合成素子に入射させ、前記第１光合成素子は、前記第１光合成素子から射出される前記第１光束の光束幅および前記第２光束の光束幅を、前記第１光合成素子から射出される前記第３光束の光束幅に近付けるように、前記第１光合成素子に入射する前記第１光束の光束幅および前記第２光束の光束幅よりも大きくするとともに、前記第１光束の他の一部と前記第２光束の他の一部と前記第３光束の他の一部と前記第２合成光束とを合成して前記第１合成光束を生成する。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置から射出される前記第２合成光束を含む光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、を備える。

第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。 第１実施形態の光源装置の概略構成図である。 青色光束の複数の位置における断面の照度分布を示す図である。 緑色光束の複数の位置における断面の照度分布を示す図である。 赤色光束の複数の位置における断面の照度分布を示す図である。 第２実施形態の光源装置の概略構成図である。 第３実施形態の光源装置の概略構成図である。 第４実施形態の光源装置の概略構成図である。 第５実施形態の光源装置の概略構成図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１～図５を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、半導体レーザーを用いた光源装置を備える液晶プロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

本実施形態のプロジェクター１０は、スクリーン（被投写面）ＳＣＲ上にカラー画像を表示する投写型の画像表示装置である。プロジェクター１０は、赤色光束ＬＲ、緑色光束ＬＧ、および青色光束ＬＢの各色の光束に対応した３つの光変調装置を備える。

図１は、本実施形態のプロジェクター１０の概略構成図である。
図１に示すように、プロジェクター１０は、光源装置１００と、色分離導光光学系２００と、赤色光用光変調装置４００Ｒと、緑色光用光変調装置４００Ｇと、青色光用光変調装置４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学装置６００と、を備える。

本実施形態において、光源装置１００は、赤色光束ＬＲ、緑色光束ＬＧ、および青色光束ＬＢを含む白色の第２合成光束ＬＷを射出する。光源装置１００の具体的な構成については、後述する。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０と、ダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３０と、反射ミラー２４０と、反射ミラー２５０と、リレーレンズ２６０と、リレーレンズ２７０と、を備える。色分離導光光学系２００は、光源装置１００から射出される第２合成光束ＬＷを赤色光束ＬＲと緑色光束ＬＧと青色光束ＬＢとに分離し、赤色光束ＬＲを赤色光用光変調装置４００Ｒに導き、緑色光束ＬＧを緑色光用光変調装置４００Ｇに導き、青色光束ＬＢを青色光用光変調装置４００Ｂに導く。

色分離導光光学系２００と赤色光用光変調装置４００Ｒとの間には、フィールドレンズ３００Ｒが配置されている。色分離導光光学系２００と緑色光用光変調装置４００Ｇとの間には、フィールドレンズ３００Ｇが配置されている。色分離導光光学系２００と青色光用光変調装置４００Ｂとの間には、フィールドレンズ３００Ｂが配置されている。

ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を透過し、緑色光成分および青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を透過する。反射ミラー２３０は、赤色光成分を反射する。反射ミラー２４０および反射ミラー２５０のそれぞれは、青色光成分を反射する。

赤色光用光変調装置４００Ｒ、緑色光用光変調装置４００Ｇ、および青色光用光変調装置４００Ｂのそれぞれは、各光変調装置に入射された各色の光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する液晶パネルから構成されている。

図示を省略したが、フィールドレンズ３００Ｒと赤色光用光変調装置４００Ｒとの間、フィールドレンズ３００Ｇと緑色光用光変調装置４００Ｇとの間、フィールドレンズ３００Ｂと青色光用光変調装置４００Ｂとの間には、入射側偏光板がそれぞれ配置されている。また、赤色光用光変調装置４００Ｒとクロスダイクロイックプリズム５００との間、緑色光用光変調装置４００Ｇとクロスダイクロイックプリズム５００との間、青色光用光変調装置４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、射出側偏光板がそれぞれ配置されている。

クロスダイクロイックプリズム５００は、赤色光用光変調装置４００Ｒ、緑色光用光変調装置４００Ｇ、青色光用光変調装置４００Ｂのそれぞれから射出された各画像光を合成してカラー画像を形成する。クロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面に誘電体多層膜が設けられた構成を有する。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学装置６００によってスクリーンＳＣＲなどの被投写面上に拡大投写される。投写光学装置６００は、複数のレンズによって構成されている。

図２は、光源装置１００の概略構成図である。
以下の説明においては、座標軸としてＸＹＺ直交座標系を用いる。光源装置１００から第２合成光束ＬＷが射出される方向をＹ軸の正方向とし、後述する第３光源部１３から赤色光束ＬＲが射出される方向をＸ軸の負方向とし、Ｘ軸およびＹ軸と垂直で紙面の手前から奥へ向かう方向をＺ軸の正方向とする。

本実施形態の光源装置１００は、第１光源部１１と、第２光源部１２と、第３光源部１３と、第１光合成素子１５と、第２光合成素子１６と、光束幅縮小素子１７と、第１拡散板１９と、第２拡散板２０と、拡散装置２１と、集光素子２２と、ピックアップ素子２３と、インテグレーター光学素子２４と、偏光変換素子２５と、重畳レンズ２６と、第１ヒートシンク２７と、第２ヒートシンク２８と、を備える。

第１光源部１１は、第１発光素子３１と、コリメーターレンズ３２と、第１基板３３と、を備える。第１発光素子３１は、直線偏光の青色光ＬＢ１を射出する青色半導体レーザーから構成されている。第１発光素子３１は、第１波長帯の青色光ＬＢ１を＋Ｙ方向に射出する。第１波長帯は、例えば４５５ｎｍ±１０ｎｍの青色波長帯である。

コリメーターレンズ３２は、第１発光素子３１の光射出側に設けられている。コリメーターレンズ３２は、第１発光素子３１に対応して設けられた１つの凸レンズから構成されている。コリメーターレンズ３２は、第１発光素子３１から射出される青色光ＬＢ１を平行化する。

第１基板３３は、第１発光素子３１を支持する第１面３３ａを有する。すなわち、第１発光素子３１は、第１基板３３に支持されている。第１面３３ａは、ＸＺ平面と平行に延在する。図２には、１個の第１発光素子３１が示されているが、実際には複数の第１発光素子３１、例えば４個の第１発光素子３１が紙面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に１列に並んで設けられている。なお、第１発光素子３１の個数は特に限定されない。したがって、第１光源部１１は、複数の青色光ＬＢ１を含む青色光束ＬＢを射出する。以下、本明細書では、複数の発光素子から射出される複数の光の全体を一括して示す場合に「光束」と称する。
本実施形態の青色光束ＬＢは、特許請求の範囲の第１光束に対応する。

第２光源部１２は、第２発光素子３４と、コリメーターレンズ３５と、第２基板３６と、を備える。第２発光素子３４は、直線偏光の緑色光ＬＧ１を射出する緑色半導体レーザーから構成されている。第２発光素子３４は、第２波長帯の緑色光ＬＧ１を＋Ｙ方向に射出する。第２波長帯は、例えば５３２ｎｍ±１０ｎｍの緑色波長帯である。

コリメーターレンズ３５は、第２発光素子３４の光射出側に設けられている。コリメーターレンズ３５は、第２発光素子３４に対応して設けられた１つの凸レンズから構成されている。コリメーターレンズ３５は、第２発光素子３４から射出される緑色光ＬＧ１を平行化する。

第２基板３６は、第２発光素子３４を支持する第２面３６ａを有する。すなわち、第２発光素子３４は、第２基板３６に支持されている。第２面３６ａは、ＸＺ平面と平行に延在する。図２には、２個の第２発光素子３４が示されているが、実際には、例えば８個の第２発光素子３４がＺ軸方向に４個ずつ２列に並んで設けられている。なお、第２発光素子３４の個数は特に限定されない。したがって、第２光源部１２は、複数の緑色光ＬＧ１を含む緑色光束ＬＧを射出する。第２光源部１２から射出される緑色光束ＬＧの中心軸を光軸ＡＸ２と定義する。
本実施形態の緑色光束ＬＧは、特許請求の範囲の第２光束に対応する。

第３光源部１３は、第３発光素子３７と、コリメーターレンズ３８と、第３基板３９と、を備える。第３発光素子３７は、直線偏光の赤色光ＬＲ１を射出する赤色半導体レーザーから構成されている。第３発光素子３７は、第３波長帯の赤色光ＬＲ１を－Ｘ方向に射出する。したがって、第３発光素子３７は、第１発光素子３１および第２発光素子３４の光の射出方向に対して直交する方向に赤色光ＬＲ１を射出する。第３波長帯は、例えば６４０ｎｍ±１０ｎｍの赤色波長帯である。

コリメーターレンズ３８は、第３発光素子３７の光射出側に設けられている。コリメーターレンズ３８は、第３発光素子３７に対応して設けられた１つの凸レンズから構成されている。コリメーターレンズ３８は、第３発光素子３７から射出される赤色光ＬＲ１を平行化する。

第３基板３９は、第３発光素子３７を支持する第３面３９ａを有する。すなわち、第３発光素子３７は、第３基板３９に支持されている。第３面３９ａは、ＹＺ平面と平行に延在する。図２には、７個の第３発光素子３７が示されているが、実際には、例えば１４個の第３発光素子３７がＺ軸方向に２個ずつ７列に並んで設けられている。なお、第３発光素子３７の個数は特に限定されない。したがって、第３光源部１３は、複数の赤色光ＬＲ１を含む赤色光束ＬＲを射出する。第３光源部１３から射出される赤色光束ＬＲの中心軸を光軸ＡＸ３と定義する。
本実施形態の赤色光束ＬＲは、特許請求の範囲の第３光束に対応する。

本明細書において、光束幅は、各光束の中心軸方向から各光束を見たとき、最外周に位置する複数の色光に外接する矩形の一辺の長さと定義する。上記の矩形が正方形である場合、光束幅は、最外周に位置する複数の色光に外接する正方形の一辺の長さである。矩形が長方形である場合、光束幅は、最外周に位置する複数の色光に外接する長方形の長辺の長さまたは短辺の長さである。例えば第３光源部１３の場合、赤色光束ＬＲの中心軸方向（光軸ＡＸ３方向）から見て、２本ずつ７列に並んだ１４本の赤色光ＬＲ１に外接する長方形の長辺の長さまたは短辺の長さである。本実施形態では、長辺の長さを採用するが、詳しくは後で説明する。

一般に、青色光源、緑色光源および赤色光源の全てにレーザー光源が用いられた場合、レーザー光源以外の光源が用いられた場合に比べて、合成光束の色域が大きく広がる。３色の中では緑色の色域が特に大きく広がるため、ホワイトバランスを調整するためには、赤色光束の光量を他の光束の光量に対して増やす必要がある。一例として各色のレーザー光源の個数を試算する。一般にレーザー光源の発光効率、１個あたりの出力、光学系の効率等が色によって異なるため、これらを考慮して試算すると、必要なレーザー光源の個数は、青が２個、緑が１０個、赤が２１個となる。この場合、複数のレーザー光源の全体の出力は、青が８Ｗ、緑が１０Ｗ、赤が３２Ｗとなる。ここで、仮にレーザー光源１個あたりの出力が４Ｗで全ての色で同じであったとしても、必要なレーザー光源の個数は、青が２個、緑が３個、赤が８個となる。いずれにしても、必要なレーザー光源の個数は、青が最も少なく、赤が最も多くなる。

本実施形態の場合、第１光源部１１は、４個の第１発光素子３１から射出される４本の青色光ＬＢ１からなる青色光束ＬＢを射出する。第２光源部１２は、８個の第２発光素子３４から射出される８本の緑色光ＬＧ１からなる緑色光束ＬＧを射出する。第３光源部１３は、１４個の第３発光素子３７から射出される１４本の赤色光ＬＲ１からなる赤色光束ＬＲを射出する。そのため、第１光源部１１から射出される青色光束ＬＢの光束幅ＷＢは、第２光源部１２から射出される緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧよりも小さい。第２光源部１２から射出される緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧは、第３光源部１３から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＬよりも小さい。この構成によれば、光源装置１００から射出される第２合成光束ＬＷのホワイトバランスを適切に調整することができる。

上述したように、各光束の断面は矩形状であるため、光束幅には長軸方向の光束幅と短軸方向の光束幅とが考えられる。しかし、上記のように光束幅同士を比較する場合、３つの光束が合成された際に互いに重なり合う側の光束幅に着目する。本実施形態では、第２合成光束ＬＷのＸ軸方向の光束幅に対応する側の光束幅に着目する。したがって、比較対象の光束幅は、第１光源部１１から射出される青色光束ＬＢおよび第２光源部１２から射出される緑色光束ＬＧではＸ軸方向の光束幅であり、第３光源部１３から射出される赤色光束ＬＲではＹ軸方向の光束幅である。

第１光合成素子１５は、導光部材４０と、第１反射部４１と、第２反射部４２と、第３反射部４３と、を備える。本実施形態の場合、第１反射部４１と第２反射部４２と第３反射部４３とは、導光部材４０に設けられている。すなわち、第１光合成素子１５は、第１反射部４１、第２反射部４２、第３反射部４３、および導光部材４０が一体となった１つの部材から構成されている。

導光部材４０は、光学ガラス、石英等の透光性材料からなる略四角柱状の形状を有する。導光部材４０は、第１光源部１１と第２光源部１２とに対向する光入射面４０ａを有する。導光部材４０は、第３反射部４３と第１反射部４１との間、および第１反射部４１と第２反射部４２との間で青色光束ＬＢを導光する。

第１反射部４１は、導光部材４０において、第２光源部１２の第１光源部１１に近い側の第２発光素子３４に対向する位置に設けられている。第１反射部４１は、光入射面４０ａに対して４５度の角度をなす向きに設けられている。第１反射部４１は、導光部材４０の内部に設けられた誘電体多層膜から構成されている。第１反射部４１は、青色光束ＬＢの一部の光束を－Ｘ方向に向けて透過し、青色光束ＬＢの他の一部の光束を－Ｘ方向と交差する＋Ｙ方向に向けて反射し、緑色光束ＬＧを＋Ｙ方向に向けて透過する。本実施形態の場合、第１反射部４１は、第１反射部４１に入射する青色光束ＬＢの５０％を透過し、５０％を反射する。このように、第１反射部４１は、青色光束ＬＢに対するハーフミラーとして機能する。
本実施形態の－Ｘ方向は、特許請求の範囲の第１方向に対応する。本実施形態の＋Ｙ方向は、特許請求の範囲の第２方向に対応する。

第２反射部４２は、導光部材４０において、第２光源部１２の第１光源部１１から遠い側の第２発光素子３４に対向する位置に設けられている。第２反射部４２は、光入射面４０ａに対して４５度の角度をなし、第１反射部４１と平行な向きに設けられている。第２反射部４２は、第１反射部４１と同様、導光部材４０の内部に設けられた誘電体多層膜から構成されている。第２反射部４２は、第１反射部４１を透過する青色光束ＬＢを＋Ｙ方向に向けて反射し、緑色光束ＬＧを＋Ｙ方向に向けて透過する。したがって、第２反射部４２は、青色反射・緑色透過ダイクロイックミラーとして機能する。

第３反射部４３は、導光部材４０において、第１光源部１１の第１発光素子３１に対向する位置に設けられている。第３反射部４３は、光入射面４０ａに対して４５度の角度をなし、第１反射部４１および第２反射部４２と平行な向きに設けられている。第３反射部４３は、光入射面４０ａに対して４５度の角度をなすように形成された導光部材４０の端面から構成されている。第３反射部４３は、導光部材４０を構成する硝材と空気との界面における全反射によって第１光源部１１から射出される青色光束ＬＢを反射し、第１反射部４１に導く。なお、第３反射部４３は、導光部材４０の端面に反射膜が設けられた構成を有していてもよい。

以上の構成により、第１光合成素子１５は、青色光束ＬＢを２つの光束に分割することで青色光束ＬＢの光束幅を拡大するとともに、青色光束ＬＢと緑色光束ＬＧとを合成して第１合成光束ＬＣを生成する。第１合成光束ＬＣは、第１光合成素子１５から＋Ｙ方向に射出される。第１光合成素子１５の詳細な作用については後述する。

本実施形態の場合、第１光合成素子１５がＸ軸方向に互いに間隔をおいて設けられた第１反射部４１および第２反射部４２を有するため、第１反射部４１と第２反射部４２との間隔を変更することによって青色光束ＬＢの光束幅ＷＢを調整することができる。また、第１反射部４１と第２反射部４２とが導光部材４０によって一体化されているため、第１反射部４１と第２反射部４２との相対的な位置精度を容易に向上させやすい。さらに、この構成によれば、第１反射部４１と第２反射部４２とを支持するための支持部材が不要になるため、光源装置１００の小型化に寄与できる。

第２光合成素子１６は、第１光合成素子１５と拡散装置２１との間の光軸ＡＸ２上に設けられている。第２光合成素子１６は、光軸ＡＸ２と光軸ＡＸ３とが互いに交差する位置に、光軸ＡＸ２および光軸ＡＸ３のそれぞれと４５度の角度をなす向きに配置されている。第２光合成素子１６は、赤色光束ＬＲを反射し、青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧを透過するダイクロイックミラーから構成されている。以上の構成により、第２光合成素子１６は、青色光束ＬＢと緑色光束ＬＧとを含む第１合成光束ＬＣと、赤色光束ＬＲと、を合成して第２合成光束ＬＷを生成する。第２合成光束ＬＷは、第２光合成素子１６から＋Ｙ方向に射出される。

光束幅縮小素子１７は、第３光源部１３と第２光合成素子１６との間の光軸ＡＸ３上に設けられている。光束幅縮小素子１７は、第３光源部１３から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲを縮小する。具体的には、光束幅縮小素子１７は、光束幅縮小素子１７から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲを、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧに近付けるように、光束幅縮小素子１７に入射する赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲよりも小さくする。光束幅縮小素子１７は、アフォーカル光学素子から構成されている。本実施形態のアフォーカル光学素子は、１つの凸レンズと１つの凹レンズとから構成されているが、レンズの数は特に限定されない。光束幅縮小素子１７がアフォーカル光学素子から構成されているため、光束幅縮小素子１７に入射する赤色光束ＬＲは、平行光束のまま光束幅縮小素子１７から射出される。また、光束幅縮小素子１７がアフォーカル光学素子から構成されることにより、光束幅縮小素子１７の構成を簡易にできる。

また、光束幅縮小素子１７が第２光合成素子１６の前段に設けられているため、光束幅が縮小された後の赤色光束ＬＲが第２光合成素子１６に入射する。この構成によれば、第２光合成素子１６を小型化することができ、光源装置１００を小型化することができる。

第１拡散板１９は、第１光合成素子１５と第２光合成素子１６との間の光軸ＡＸ２上に設けられている。第１拡散板１９は、第１光合成素子１５から射出される第１合成光束ＬＣを拡散する。
本実施形態の第１拡散板１９は、特許請求の範囲の第１拡散素子に対応する。

第２拡散板２０は、第３光源部１３と第２光合成素子１６との間の光軸ＡＸ３上に設けられている。第２拡散板２０は、第３光源部１３から射出される赤色光束ＬＲを拡散する。本実施形態の第２拡散板２０は、特許請求の範囲の第２拡散素子に対応する。

拡散装置２１は、第２光合成素子１６とインテグレーター光学素子２４の間、すなわち第２光合成素子１６の光射出側の光軸ＡＸ２上に設けられている。拡散装置２１は、第３拡散板４５と、回転軸４６を中心として第３拡散板４５を回転させるモーター４７と、を備える。第３拡散板４５は、第２光合成素子１６から射出される第２合成光束ＬＷを拡散する。
本実施形態の第３拡散板４５は、特許請求の範囲の第３拡散素子に対応する。

第１拡散板１９、第２拡散板２０、および第３拡散板４５のそれぞれは、互いに同様の構成を有する。図示を省略するが、これらの拡散板の一方の面には、拡散板に入射する光束を拡散させるための凹凸構造が設けられている。凹凸構造は、不規則な形状および大きさを有する複数の凹部および凸部が形成された構成であってもよいし、複数のマイクロレンズが配列された構成であってもよい。なお、拡散板のその他の形態として、磨りガラス、ホログラフィックディフューザー、ブラスト処理が施された透明基板、散乱材が分散された透明基板などが用いられてもよい。これらの拡散板は、拡散板に入射する光束を透過しつつ拡散する透過型の拡散板から構成されている。なお、第１拡散板１９および第２拡散板２０も、第３拡散板４５と同様、回転可能となっていてもよい。

このように、本実施形態の光源装置１００は、第１合成光束ＬＣを拡散する第１拡散板１９と、赤色光束ＬＲを拡散する第２拡散板２０と、第２合成光束ＬＷを拡散する第３拡散板４５と、を備える。この構成によれば、各色の光束の照度分布を均一化できるため、画像の色むらを低減できる。また、半導体レーザーから射出されるコヒーレンス光である各色の光束が拡散するため、プロジェクター１０に適用した際の画像のスペックルノイズを抑制することができる。また、第２合成光束ＬＷが第３拡散板４５によって拡散されるため、インテグレーター光学素子２４に入射する第２合成光束ＬＷの照射領域が拡大し、光変調装置の画像形成領域における第２合成光束ＬＷの重畳性を高めることができる。これにより、画像の色むらを効率良く抑制することができる。

集光素子２２は、第２光合成素子１６と第３拡散板４５との間の光軸ＡＸ２上に設けられている。本実施形態の場合、集光素子２２は、１つの凸レンズで構成されているが、レンズの個数は特に限定されない。集光素子２２は、第２光合成素子１６から射出される第２合成光束ＬＷを第３拡散板４５に向けて集光する。

ピックアップ素子２３は、第３拡散板４５とインテグレーター光学素子２４との間の光軸ＡＸ２上に設けられている。本実施形態の場合、ピックアップ素子２３は、２つの凸レンズで構成されているが、レンズの個数は特に限定されない。ピックアップ素子２３は、第３拡散板４５によって拡散される第２合成光束ＬＷを平行化し、後段の光学系に向けて射出する。

インテグレーター光学素子２４は、第１マルチレンズアレイ４９と、第２マルチレンズアレイ５０と、を備える。第１マルチレンズアレイ４９は、第２合成光束ＬＷを複数の光束に分割するための複数の第１レンズを有する。

第１マルチレンズアレイ４９のレンズ面、すなわち第１レンズの表面と、各色光用の光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各々の画像形成領域とは、互いに共役の関係である。そのため、光軸ＡＸ２の方向から見て、第１レンズの各々の形状は、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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、第１マルチレンズアレイ４９から射出された複数の光束の各々は、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域にそれぞれ効率良く入射する。

第２マルチレンズアレイ５０は、第１マルチレンズアレイ４９の複数の第１レンズに対応する複数の第２レンズを有する。第２マルチレンズアレイ５０は、重畳レンズ２６とともに、第１マルチレンズアレイ４９の各第１レンズの像を各光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各々の画像形成領域の近傍に結像させる。

インテグレーター光学素子２４を透過した第２合成光束ＬＷは、偏光変換素子２５に入射する。偏光変換素子２５は、図示しない偏光分離膜と反射膜および位相差板とをアレイ状に配列した構成を有する。偏光変換素子２５は、第２合成光束ＬＷ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２５は、第２合成光束ＬＷの偏光方向を光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの入射側偏光板の透過軸の方向に揃える。

これにより、偏光変換素子２５を透過した第２合成光束ＬＷから分離される赤色光束ＬＲ、緑色光束ＬＧ、および青色光束ＬＢの偏光方向は、各光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの入射側偏光板の透過軸方向に一致する。したがって、赤色光束ＬＲ、緑色光束ＬＧ、および青色光束ＬＢは、入射側偏光板でそれぞれ吸収されることなく、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域にそれぞれ入射する。

偏光変換素子２５を透過した第２合成光束ＬＷは、重畳レンズ２６に入射する。重畳レンズ２６は、インテグレーター光学素子２４と協働して、被照明領域である光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各々の画像形成領域における照度分布を均一化する。

本実施形態の場合、第１光源部１１の第１基板３３の第１面３３ａと、第２光源部１２の第２基板３６の第２面３６ａとは、ＸＺ平面に平行であって、互いに同一の仮想平面Ｋ１上に配置されている。第１光源部１１と第２光源部１２とは、互いに共通の第１ヒートシンク２７上に設けられている。第１ヒートシンク２７は、第１光源部１１および第２光源部１２で発生する熱を外部に放出し、第１光源部１１および第２光源部１２を冷却する。また、第３光源部１３の第３基板３９の第３面３９ａは、ＹＺ平面に平行であって、第１面３３ａおよび第２面３６ａが配置される仮想平面Ｋ１に交差して配置されている。第３光源部１３は、第２ヒートシンク２８上に設けられている。第２ヒートシンク２８は、第３光源部１３で発生する熱を外部に放出し、第３光源部１３を冷却する。

上述したように、本実施形態の光源装置１００は、第１光源部１１から射出される青色光束ＬＢを反射して第１反射部４１に導く第３反射部４３を備える。
本実施形態において、例えば、第１光源部１１と第２光源部１２と第１光合成素子１５と第１拡散板１９とを＋Ｙ方向にシフトして配置してもよい。この場合、第３光源部１３から射出される赤色光束ＬＲの射出方向（Ｘ軸方向）に沿って見たとき、第３反射部４３で反射された後の青色光束ＬＢの光路が第３光源部１３の第３基板３９の第３面３９ａと重なる。この構成によれば、最も多くの発光素子が設けられた第３光源部１３の第３基板３９の延在方向（Ｙ軸方向）における光源装置１００の大型化を抑制することができる。

以下、各光源部から射出される光の振る舞いについて説明する。
第１光源部１１から＋Ｙ方向に射出される青色光束ＬＢは、第１光合成素子１５の第３反射部４３で反射し、導光部材４０の内部を－Ｘ方向に向かって進み、第１反射部４１に入射する。第１反射部４１に入射する青色光束ＬＢのうち、５０％の青色光束ＬＢは、第１反射部４１で反射し、＋Ｙ方向に向かって進み、第１光合成素子１５から射出される。他の５０％の青色光束ＬＢは、第１反射部４１を透過し、－Ｘ方向に向かって進み、第２反射部４２に入射する。第２反射部４２に入射する青色光束ＬＢは、第２反射部４２で反射し、＋Ｙ方向に向かって進み、第１光合成素子１５から射出される。

このように、第１光源部１１から射出される青色光束ＬＢは、第１光合成素子１５によって２つの青色光束ＬＢに分割され、２つの青色光束ＬＢは、第１反射部４１と第２反射部４２との間の間隔をおいて、＋Ｙ方向に向かって互いに平行に射出される。これにより、第１光合成素子１５から射出された後の青色光束ＬＢの光束幅ＷＢは、第１光合成素子１５に入射する前の青色光束ＬＢの光束幅ＷＢよりも大きくなり、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧと略同じになる。

また、第２光源部１２の２列の第２発光素子３４から＋Ｙ方向に射出される２列の緑色光束ＬＧのうち、左側の列の緑色光束ＬＧは第１反射部４１を透過し、右側の列の緑色光束ＬＧは第２反射部４２を透過し、ともに第１光合成素子１５から＋Ｙ方向に射出される。そのため、第２光源部１２から射出される緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧは、緑色光束ＬＧが第１光合成素子１５を透過する前後でほとんど変化しない。このように、青色光束ＬＢと緑色光束ＬＧとは、第１光合成素子１５によって合成され、第１合成光束ＬＣとして第１光合成素子１５から射出される。

これに対して、第３光源部１３から－Ｘ方向に射出される赤色光束ＬＲは、光束幅縮小素子１７に入射する。光束幅縮小素子１７は、光束幅縮小素子１７から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲを、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧに近付けるように、光束幅縮小素子１７から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲよりも小さくする。これにより、光束幅縮小素子１７から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲは、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧと略同じになる。

第１光合成素子１５から射出される第１合成光束ＬＣは、第１拡散板１９によって拡散された後、第２光合成素子１６を透過し、＋Ｙ方向に向かって進む。一方、光束幅縮小素子１７から射出される赤色光束ＬＲは、第２拡散板２０によって拡散された後、第２光合成素子１６で反射し、＋Ｙ方向に向かって進む。このように、第１合成光束ＬＣと赤色光束ＬＲとは、第２光合成素子１６によって合成され、白色の第２合成光束ＬＷとなって＋Ｙ方向に進む。

以下、各色の光束の光束幅の変化について説明する。
図３は、青色光束ＬＢの複数の位置における断面の照度分布を示す図である。図４は、緑色光束ＬＧの複数の位置における断面の照度分布を示す図である。図５は、赤色光束ＬＲの複数の位置における断面の照度分布を示す図である。図３～図５において、左端の図は、各光源部１１，１２，１３から射出された直後の各光束の断面を示す。中央の図は、第１拡散板１９または第２拡散板２０に入射する直前の各光束の断面を示す。右端の図は、第３拡散板４５から射出されてピックアップ素子２３に入射する直前の各光束の断面を示す。図３および図４において、横軸はＸ軸方向の長さを示し、縦軸はＺ軸方向の長さを示す。赤色光束ＬＲについては、第２光合成素子１６の入射前後で進行方向が９０度曲がるため、図５において、左端および中央の図は、横軸がＹ軸方向の長さを示し、縦軸がＺ軸方向の長さを示す。右端の図は、横軸がＸ軸方向の長さを示し、縦軸はＺ軸方向の長さを示す。

［青色光束の光束幅の変化］
図３の左端の図に示すように、第１光源部１１から射出された直後の青色光束ＬＢは、４本の青色光ＬＢ１が１列に並んだ構成を有する。青色光束ＬＢの光束幅ＷＢ１は、３つの光束の中で最も小さい。その後、青色光束ＬＢが第１光合成素子１５によってＸ軸方向に２つの青色光束ＬＢに分割されるため、図３の中央の図に示すように、青色光束ＬＢは、４本の青色光ＬＢ１が２列に並んだ構成に変化する。これにより、青色光束ＬＢの光束幅は、ＷＢ１からＷＢ２に拡大し、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧ２と略等しくなる。その後、青色光束ＬＢは、第３拡散板４５によって拡散されるため、図３の右端の図に示すように、各青色光ＬＢ１の照度分布が広がった状態となる。ただし、青色光束ＬＢの光束幅ＷＢ３は、ＷＢ２からそれ程変化しない。

［緑色光束の光束幅の変化］
図４の左端の図に示すように、第２光源部１２から射出された直後の緑色光束ＬＧは、８本の緑色光ＬＧ１が４本ずつ２列に並んだ構成を有する。緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧ１は、３つの光束の中で２番目に小さい。緑色光束ＬＧは、第１光合成素子１５を透過してそのまま直進するだけであり、青色光束ＬＢのように分割されることはない。そのため、図４の中央の図に示すように、第１拡散板１９に入射する直前の緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧ２は、第２光源部１２から射出された直後の緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧ１からほとんど変化しない。その後、緑色光束ＬＧは、第３拡散板４５によって拡散され、図４の右端の図に示すように、各緑色光ＬＧ１の照度分布が広がった状態となる。緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧ３は、ＷＧ２からそれ程変化しない。

［赤色光束の光束幅の変化］
図５の左端の図に示すように、第３光源部１３から射出された直後の赤色光束ＬＲは、１４本の赤色光ＬＲ１が２本ずつ７列に並んだ構成を有する。赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲ１は、３つの光束の中で最も大きい。その後、図５の中央の図に示すように、赤色光束ＬＲの光束幅は、光束幅縮小素子１７によってＷＲ１からＷＲ２に縮小され、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧ２と略等しくなる。その後、赤色光束ＬＲは、第３拡散板４５によって拡散され、図５の右端の図に示すように、各赤色光ＬＲ１の照度分布が広がって繋がった状態となる。赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲ３は、ＷＲ２からそれ程変化しない。

以上のように、第２合成光束ＬＷを構成する青色光束ＬＢ、緑色光束ＬＧおよび赤色光束ＬＲは、互いに略等しい光束幅を有する。図３～図５において、横方向（Ｘ軸方向）は、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の横方向に対応する。縦方向（Ｚ軸方向）は、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の縦方向に対応する。青色光束ＬＢ、緑色光束ＬＧおよび赤色光束ＬＲの光束幅は、横方向、縦方向のいずれを等しくしてもよいが、横方向を等しくすることが望ましい。その理由は、横方向は例えば偏光変換素子２５のストライプ状の遮光板が並ぶ方向であるため、縦方向よりも表示特性への影響が大きいからである。本実施形態の場合、図３～図５の右側の図に示すように、青色光束ＬＢ、緑色光束ＬＧおよび赤色光束ＬＲの光束幅を、横方向、縦方向の双方ともに等しくしており、最も望ましい。

［第１実施形態の効果］
本実施形態の光源装置１００は、青色光束ＬＢを射出する第１光源部１１と、緑色光束ＬＧを射出する第２光源部１２と、赤色光束ＬＲを射出する第３光源部１３と、青色光束ＬＢの光束幅ＷＢを拡大するとともに、青色光束ＬＢと緑色光束ＬＧとを合成して第１合成光束ＬＣを生成する第１光合成素子１５と、第１合成光束ＬＣと赤色光束ＬＲとを合成して第２合成光束ＬＷを生成する第２光合成素子１６と、第３光源部１３から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲを縮小する光束幅縮小素子１７と、を備える。青色光束ＬＢの光束幅ＷＢは、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧよりも小さく、赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲよりも小さい。第１光合成素子１５は、第１光合成素子１５から射出される青色光束ＬＢの光束幅ＷＢを、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧに近付けるように、第１光合成素子１５に入射する青色光束ＬＢの光束幅ＷＢよりも大きくする。光束幅縮小素子１７は、光束幅縮小素子１７から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲを、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧに近付けるように、光束幅縮小素子１７に入射する赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲよりも小さくする。

この構成によれば、青色光束ＬＢの光束幅ＷＢ、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧ、および赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲを、互いに略等しく揃えることができる。これにより、光源装置１００をプロジェクター１０に適用した場合に、画像の色むらを抑制することができる。また、第１光合成素子１５が青色光束ＬＢを分割する機能と、青色光束ＬＢと緑色光束ＬＧとを合成する機能と、を兼ね備えているため、部品点数の削減が図れ、光源装置１００を小型化することができる。

特に本実施形態の場合、最も小さい青色光束ＬＢの光束幅ＷＢを緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧに合わせ、最も大きい赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲを緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧに合わせている。この構成によれば、光源装置１００を効率良く小型化することができる。その理由は、仮に緑色光束ＬＧおよび赤色光束ＬＲの光束幅を最も小さい青色光束ＬＢの光束幅に合わせるとすると、光束幅縮小素子１７を構成するアフォーカル光学素子の光路長を長くする必要があり、光源装置１００の小型化が難しくなるからである。また、仮に青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧの光束幅を最も大きい赤色光束ＬＲの光束幅に合わせるとすると、最終的に射出される第２合成光束ＬＷの光束幅が大きくなるため、光源装置１００が全体的に大型化するからである。

本実施形態のプロジェクター１０は、本実施形態の光源装置１００と、光源装置１００から射出される第２合成光束ＬＷを含む光を画像情報に応じて変調する光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにより変調される光を投写する投写光学装置６００と、を備える。

この構成によれば、画像の色むらが少なく、表示品質に優れるプロジェクター１０を提供することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図６を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの基本構成の説明は省略する。

図６は、第２実施形態の光源装置１２０の概略構成図である。
図６において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態の光源装置１２０は、第１光源部１１と、第２光源部１２と、第３光源部１３と、第１光合成素子１５と、第２光合成素子５２と、光束幅縮小素子１７と、第１拡散板１９と、第２拡散板２０と、拡散装置２１と、集光素子２２と、ピックアップ素子２３と、インテグレーター光学素子２４と、偏光変換素子２５と、重畳レンズ２６と、第１ヒートシンク２７と、第２ヒートシンク２８と、を備える。

本実施形態においては、各光学素子の配置が第１実施形態とは異なる。第２光源部１２、第１光合成素子１５、第１拡散板１９、および第２光合成素子５２は、光軸ＡＸ２上に設けられている。第３光源部１３、光束幅縮小素子１７、第２拡散板２０、第２光合成素子５２、集光素子２２、拡散装置２１、ピックアップ素子２３、インテグレーター光学素子２４、偏光変換素子２５、および重畳レンズ２６は、光軸ＡＸ３上に設けられている。

本実施形態の第２光合成素子５２は、第１実施形態の第２光合成素子１６とは逆の光学特性を有する。すなわち、第２光合成素子５２は、青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧを反射し、赤色光束ＬＲを透過するダイクロイックミラーから構成されている。第２光合成素子５２は、青色光束ＬＢと緑色光束ＬＧとを含む第１合成光束ＬＣと赤色光束ＬＲとを合成して第２合成光束ＬＷを生成する。光源装置１２０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
本実施形態においても、画像の色むらを抑制可能な小型の光源装置１２０を実現することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図７を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの基本構成の説明は省略する。

図７は、第３実施形態の光源装置１３０の概略構成図である。
図７において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態の光源装置１３０は、第１光源部１１と、第２光源部６２と、第３光源部１３と、第１光合成素子６３と、第２光合成素子１６と、光束幅縮小素子１７と、第１拡散板１９と、第２拡散板２０と、拡散装置２１と、集光素子２２と、ピックアップ素子２３と、インテグレーター光学素子２４と、偏光変換素子２５と、重畳レンズ２６と、第１ヒートシンク２７と、第２ヒートシンク２８と、を備える。

本実施形態の場合、第１光合成素子６３は、導光部材４０と、第１反射部６５と、第２反射部４２と、第３反射部４３と、第４反射部６６と、第５反射部６７と、を備える。また、第２光源部６２の複数の第２発光素子３４は、Ｘ軸方向に互いに間隔をおいて４列に並べられている。

第１光合成素子６３において、第１反射部６５は、第１光源部１１の側から数えて１列目の第２発光素子３４に対向する位置に設けられている。第１反射部６５は、青色光束ＬＢの一部を－Ｘ方向に向けて透過し、青色光束ＬＢの他の一部を－Ｘ方向と交差する＋Ｙ方向に向けて反射し、緑色光束ＬＧを＋Ｙ方向に向けて透過する。本実施形態の場合、第１反射部６５は、第１反射部６５に入射する青色光束ＬＢの２５％を反射し、７５％を透過する。

第４反射部６６は、第１光源部１１の側から数えて２列目の第２発光素子３４に対向する位置に設けられている。第４反射部６６は、第１反射部６５を透過する青色光束ＬＢの一部を－Ｘ方向に向けて透過し、青色光束ＬＢの他の一部を－Ｘ方向と交差する＋Ｙ方向に向けて反射し、緑色光束ＬＧを＋Ｙ方向に向けて透過する。本実施形態の場合、第４反射部６６は、第４反射部６６に入射する青色光束ＬＢの３４％を反射し、６６％を透過する。

第５反射部６７は、第１光源部１１の側から数えて３列目の第２発光素子３４に対向する位置に設けられている。第５反射部６７は、第４反射部６６を透過する青色光束ＬＢの一部を－Ｘ方向に向けて透過し、青色光束ＬＢの他の一部を－Ｘ方向と交差する＋Ｙ方向に向けて反射し、緑色光束ＬＧを＋Ｙ方向に向けて透過する。本実施形態の場合、第５反射部６７は、第５反射部６７に入射する青色光束ＬＢの５０％を反射し、５０％を透過する。

第２反射部４２は、第１光源部１１の側から数えて４列目の第２発光素子３４に対向する位置に設けられている。第２反射部４２は、第５反射部６７を透過する青色光束ＬＢを＋Ｙ方向に向けて反射し、緑色光束ＬＧを＋Ｙ方向に向けて透過する。

このように、第１反射部６５、第４反射部６６、および第５反射部６７のそれぞれは、当該反射部に入射する青色光束ＬＢの一部を反射し、他の一部を透過する点では共通するが、反射率が上記のように互いに異なる。そのため、第１反射部６５からは、第１反射部６５に入射する青色光束ＬＢの２５％が反射され、＋Ｙ方向に射出される。第４反射部６６からは、第１反射部６５に入射する青色光束ＬＢの２５％（＝７５％×３４％）が反射され、＋Ｙ方向に射出される。第５反射部６７からは、第１反射部６５に入射する青色光束ＬＢの２５％（＝７５％×６６％×５０％）が反射され、＋Ｙ方向に射出される。第２反射部４２からは、第１反射部６５に入射する青色光束ＬＢの２５％（＝７５％×６６％×５０％）が反射され、＋Ｙ方向に射出される。このように、第１光源部１１から射出される青色光束ＬＢは、第１光合成素子６３によって４つの光束に均等に分割される。また、４つの光束に分割された青色光束ＬＢの光束幅ＷＢは、緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧと略等しくなる。光源装置１３０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態の効果］
本実施形態においても、画像の色むらを抑制可能な小型の光源装置１３０を実現することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図８を用いて説明する。
第４実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの基本構成の説明は省略する。

図８は、第４実施形態の光源装置１４０の概略構成図である。
図８において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態の光源装置１４０は、第１光源部７１と、第２光源部７２と、第３光源部７３と、第１光合成素子７５と、第２光合成素子１６と、第１拡散板１９と、第２拡散板２０と、拡散装置２１と、集光素子２２と、ピックアップ素子２３と、インテグレーター光学素子２４と、偏光変換素子２５と、重畳レンズ２６と、第１ヒートシンク７７と、第２ヒートシンク７８と、を備える。

本実施形態においては、各光学素子の配置が第１実施形態とは異なる。第１光源部７１、第１光合成素子７５、第１拡散板１９、第２光合成素子１６、集光素子２２、拡散装置２１、ピックアップ素子２３、インテグレーター光学素子２４、偏光変換素子２５、および重畳レンズ２６は、光軸ＡＸ４上に設けられている。なお、第２光合成素子１６から射出される第２合成光束ＬＷの中心軸を光軸ＡＸ４と定義する。第３光源部７３、第２拡散板２０、および第２光合成素子１６は、光軸ＡＸ２上に設けられている。

第１光源部７１は、Ｘ軸方向に互いに間隔をおいて２列に並べられた複数の第１発光素子３１を備える。第２光源部７２は、Ｙ軸方向に互いに間隔をおいて２列に並べられた複数の第２発光素子３４を備える。第３光源部７３は、Ｙ軸方向に互いに間隔をおいて４列に並べられた複数の第３発光素子３７を備える。したがって、本実施形態の場合、第１光源部７１から射出される青色光束ＬＢの光束幅ＷＢは、第２光源部７２から射出される緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧと略同じである。第１光源部７１から射出される青色光束ＬＢの光束幅ＷＢは、第３光源部７３から射出される赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲよりも小さい。

第１実施形態の場合、第１光源部１１の第１基板３３の第１面３３ａと、第２光源部１２の第２基板３６の第２面３６ａとは、互いに同一の仮想平面Ｋ１上に配置され、第３光源部１３の第３基板３９の第３面３９ａは、仮想平面Ｋ１に交差して配置されていた。これに対して、本実施形態の場合、第２光源部７２の第２基板３６の第２面３６ａと第３光源部７３の第３基板３９の第３面３９ａとは、ＹＺ平面に平行であって、互いに同一の仮想平面Ｋ２上に配置されている。第１光源部７１の第１基板３３の第１面３３ａは、仮想平面Ｋ２に交差して配置されている。すなわち、本実施形態の場合、第１実施形態とは異なり、第２光源部７２は、第１光源部７１と同じ側ではなく、第３光源部７３と同じ側に配置されている。そのため、第１光源部７１は、第１ヒートシンク７７上に設けられている。第２光源部７２と第３光源部７３とは、互いに共通の第２ヒートシンク７８上に設けられている。

第１光合成素子７５は、導光部材８０と、第１反射部８１と、第６反射部８２と、を備える。本実施形態においては、第１実施形態と異なり、第１光合成素子７５は、青色光束ＬＢの光路を９０度曲げるための第３反射部を備えていない。導光部材８０の端面は、第２光源部７２の２列の第２発光素子３４に対向して配置されている。そのため、第２光源部７２から射出される緑色光束ＬＧは、－Ｘ方向に進み、導光部材８０の端面から第１光合成素子７５に入射する。

第１反射部８１は、光入射面８０ａに対して４５度の角度をなす向きに設けられている。第１反射部８１は、第１反射部８１に入射する青色光束ＬＢの一部を－Ｘ方向に向けて反射し、青色光束ＬＢの他の一部を＋Ｙ方向に向けて透過し、－Ｘ方向に進む緑色光束ＬＧの一部を－Ｘ方向に向けて反射し、緑色光束ＬＧの他の一部を＋Ｙ方向に向けて透過する。本実施形態の場合、第１反射部８１は、第１反射部８１に入射する青色光束ＬＢの５０％を反射し、青色光束ＬＢの５０％を透過し、第１反射部８１に入射する緑色光束ＬＧの５０％を反射し、緑色光束ＬＧの５０％を透過する。第１反射部８１は、青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧの双方に対するハーフミラーとして機能する。

第６反射部８２は、第１反射部８１と平行であって、光入射面８０ａに対して４５度の角度をなす向きに設けられている。第６反射部８２は、第６反射部８２に入射する光束を波長帯にかかわらず反射する。

以上の構成により、第１光源部７１から射出される青色光束ＬＢは、第１光合成素子７５によって２つの光束に分割され、２つの光束は、第１反射部８１と第６反射部８２との間の間隔をおいて、＋Ｙ方向に向かって互いに平行に射出される。これにより、第１光合成素子７５から射出される青色光束ＬＢの光束幅ＷＢは、第１光合成素子７５に入射する青色光束ＬＢの光束幅ＷＢよりも大きくなる。同様に、第２光源部７２から射出される緑色光束ＬＧは、第１光合成素子７５によって２つの光束に分割され、２つの光束は、第１反射部８１と第６反射部８２との間の間隔をおいて、＋Ｙ方向に向かって互いに平行に射出される。これにより、第１光合成素子７５から射出される緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧは、第１光合成素子７５に入射する緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧよりも大きくなる。これにより、青色光束ＬＢの光束幅ＷＢと緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧとは略同じになる。

第２光合成素子１６は、第１実施形態と同様、赤色光束ＬＲを反射し、青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧを透過するダイクロイックミラーから構成されている。そのため、第２光合成素子１６は、青色光束ＬＢと緑色光束ＬＧとを含む第１合成光束ＬＣと、赤色光束ＬＲと、を合成して第２合成光束ＬＷを生成する。第１光合成素子７５の第１反射部８１と第６反射部８２との間の間隔は、赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲと略同じに設定されている。そのため、青色光束ＬＢの光束幅ＷＢおよび緑色光束ＬＧの光束幅ＷＧのそれぞれが第１光合成素子７５によって拡大されることにより、赤色光束ＬＲの光束幅ＷＲと略同じに揃えられる。光源装置１４０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第４実施形態の効果］
本実施形態においても、画像の色むらを抑制可能な小型の光源装置１４０を実現することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図９を用いて説明する。
第５実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの基本構成の説明は省略する。

図９は、第５実施形態の光源装置１５０の概略構成図である。
図９において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態の光源装置１５０は、第１光源ユニット９１と、第２光源ユニット９２と、第１光合成素子９３と、第２光合成素子９４と、拡散装置２１と、集光素子２２と、ピックアップ素子２３と、インテグレーター光学素子２４と、偏光変換素子２５と、重畳レンズ２６と、第１ヒートシンク９５と、第２ヒートシンク９６と、を備える。

第１～第４実施形態においては、同色の発光素子が１つの基板上に設けられ、特定の色の光束を射出する１つの光源部を構成していた。これに対して、本実施形態においては、互いに異なる色光を射出する発光素子が１つの基板上に混在して設けられ、１つの光源ユニットを構成している。第１光源ユニット９１と第２光源ユニット９２とは、互いに同じ構成を有する。

第１光源ユニット９１および第２光源ユニット９２のそれぞれは、青色光束ＬＢを射出する１列の第１発光素子３１と、緑色光束ＬＧを射出する１列の第２発光素子３４と、赤色光束ＬＲを射出する２列の第３発光素子３７と、これらの発光素子を支持する基板８５と、を備える。したがって、本実施形態では、第１～第４実施形態における第１～第３光源部が２つの光源ユニット９１，９２に分割されて設けられている。第１光源ユニット９１から、青色光束ＬＢ、緑色光束ＬＧおよび赤色光束ＬＲを含む第１光線束Ｌ１が＋Ｙ方向に射出される。第２光源ユニット９２から、青色光束ＬＢ、緑色光束ＬＧおよび赤色光束ＬＲを含む第２光線束Ｌ２が＋Ｘ方向に射出される。第１光線束Ｌ１の中心軸を光軸ＡＸ５と定義し、第２光線束Ｌ２の中心軸を光軸ＡＸ６と定義する。

第１光合成素子９３は、第１光源ユニット９１の各発光素子３１，３４，３７と、第２光源ユニット９２の第１発光素子３１および第２発光素子３４と、に対向する位置に設けられている。第１光合成素子９３は、導光部材９９と、第１反射部９７と、第２反射部９８と、を備える。第１光合成素子９３は、青色光束ＬＢの光束幅および緑色光束ＬＧの光束幅を拡大するとともに、青色光束ＬＢと緑色光束ＬＧと赤色光束ＬＲとを合成した第１合成光束ＬＣ１を射出する。

第１反射部９７は、第１光源ユニット９１の第１発光素子３１および第２発光素子３４と、第２光源ユニット９２の第１発光素子３１および第２発光素子３４と、に対向する位置に設けられている。第１反射部９７は、光入射面９９ａに対して４５度の角度をなす向きに設けられている。第１反射部９７は、導光部材９９の内部に設けられた誘電体多層膜から構成されている。第１反射部９７は、青色光束ＬＢの一部を透過し、青色光束ＬＢの他の一部を反射し、緑色光束ＬＧの一部を透過し、緑色光束ＬＧの他の一部を反射し、赤色光束ＬＲを透過する。第１反射部９７は、第１反射部９７に入射する青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧの５０％を透過し、５０％を反射する。このように、第１反射部９７は、青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧに対するハーフミラーとして機能するとともに、赤色光束ＬＲを透過する。

第２反射部９８は、第１光源ユニット９１の２列の第３発光素子３７と、第２光源ユニット９２の第１発光素子３１および第２発光素子３４と、に対向する位置に設けられている。第２反射部９８は、第１反射部９７と平行であって、光入射面９９ａに対して４５度の角度をなす向きに設けられている。第２反射部９８は、青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧを反射し、赤色光束ＬＲを透過するダイクロイックミラーから構成されている。

第２光合成素子９４は、第１光源ユニット９１の第１発光素子３１および第２発光素子３４と、第２光源ユニット９２の２列の第３発光素子３７と、に対向する位置に設けられている。第２光合成素子９４は、第１反射部９７と平行に設けられている。第２光合成素子９４は、第２光源ユニット９２の第３発光素子３７から射出した赤色光束ＬＲを反射し、第２光源ユニット９２の第１発光素子３１から射出した青色光束ＬＢおよび第２光源ユニット９２の第２発光素子３４から射出した緑色光束ＬＧを透過するダイクロイックミラーから構成されている。

第１光源ユニット９１の第１発光素子３１から射出される青色光束ＬＢは、第２光合成素子９４を透過し、第１光合成素子９３の第１反射部９７に入射する。第１光源ユニット９１の第２発光素子３４から射出される緑色光束ＬＧは、第２光合成素子９４を透過し、第１光合成素子９３の第１反射部９７に入射する。第２光源ユニット９２の第３発光素子３７から射出された赤色光束ＬＲは、第２光合成素子９４で＋Ｙ方向に反射され、第１光合成素子９３の第１反射部９７に入射する。

本実施形態の第２光合成素子９４は、第１光源ユニット９１および第２光源ユニット９２が射出する青色光ＬＢの一部と緑色光束ＬＧの一部と赤色光束ＬＲの一部とを合成した第２合成光束ＬＷ１を第１光合成素子９３に入射させる。なお、青色光束ＬＢの一部とは第１光源ユニット９１における第１発光素子３１から射出された青色光束ＬＢに相当し、緑色光束ＬＧの一部とは第１光源ユニット９１における第２発光素子３４から射出された緑色光束ＬＧに相当し、赤色光束ＬＲの一部とは第２光源ユニット９２における第３発光素子３７から射出された赤色光束ＬＲに相当する。

第２光源ユニット９２における第１発光素子３１から射出された青色光束ＬＢと第２発光素子３４から射出された緑色光束ＬＧとは、第１光合成素子９３の第１反射部９７に入射する。第１反射部９７に入射した青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧの５０％は、第１反射部９７で＋Ｙ方向に反射される。青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧにおける他の５０％は、第１反射部９７を透過して＋Ｘ方向に進み、第２反射部９８で反射され、＋Ｙ方向に向かって進む。

第１反射部９７に入射した第２合成光束ＬＷ１のうち青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧの５０％は、第１反射部９７を透過して＋Ｙ方向に進む。青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧにおける他の５０％は、第１反射部９７で反射されて＋Ｘ方向に進み、第２反射部９８で反射され、＋Ｙ方向に向かって進む。

このようにして、各青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧが第１光合成素子９３の第１反射部９７によって２つの光束に分割されることにより、第１光合成素子９３から射出された後の青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧの光束幅は、第１光合成素子９３に入射する前の青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧの光束幅に比べて、第１反射部９７と第２反射部９８との間隔だけ大きくなる。

第１光源ユニット９１における第３発光素子３７から射出された赤色光束ＬＲは第２反射部９８を透過して＋Ｙ方向に進む。また、第１反射部９７に入射した第２合成光束ＬＷ１のうち赤色光束ＬＲは、第１反射部９７を透過して＋Ｙ方向に進む。

このようにして第１光合成素子９３は、青色光束ＬＢおよび緑色光束ＬＧの光束幅を拡大して赤色光束ＬＲの光束幅に揃えるとともに、青色光束ＬＢの他の一部と緑色光束ＬＧの他の一部と赤色光束ＬＲの他の一部と第２合成光束ＬＷ１とを合成して白色の第１合成光束ＬＣ１を生成し、＋Ｙ方向に向かって射出する。
なお、青色光束ＬＢの他の一部とは第２光源ユニット９２における第１発光素子３１から射出された青色光束ＬＢに相当し、緑色光束ＬＧの他の一部とは第２光源ユニット９２における第２発光素子３４から射出された緑色光束ＬＧに相当し、赤色光束ＬＲの他の一部とは第１光源ユニット９１における第３発光素子３７から射出された赤色光束ＬＲに相当する。

［第５実施形態の効果］
本実施形態においても、画像の色むらを抑制可能な小型の光源装置１５０を実現することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の構成は、３色の発光素子を備えた光源ユニットを用いる場合に好適である。

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。また、本発明の一つの態様は、上記の各実施形態の特徴部分を適宜組み合わせた構成とすることができる。

例えば第１光合成素子は、必ずしも第１反射部と第２反射部と導光部材とが一体化されたプリズム型の構造を有していなくてもよい。例えば、第１反射部と第２反射部とのそれぞれがプレート型の素子で構成されて任意の支持部材に支持されており、第１光合成素子が導光部材を有していなくてもよい。

その他、光源装置およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。また、上記実施形態では、本発明による光源装置を、液晶パネルを用いたプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに適用してもよい。また、プロジェクターは、複数の光変調装置を有していなくてもよく、１つの光変調装置のみを有する単板式のプロジェクターであってもよい。

上記実施形態では、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例を示したが、これに限られない。本発明の光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。

［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。

（付記１）
第１波長帯の第１光束を射出する第１光源部と、
前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光束を射出する第２光源部と、
前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光束を射出する第３光源部と、
前記第１光束の光束幅を拡大するとともに、前記第１光束と前記第２光束とを合成して第１合成光束を生成する第１光合成素子と、
前記第１合成光束と前記第３光束とを合成して第２合成光束を生成する第２光合成素子と、
を備え、
前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅と同じ、または前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅よりも小さく、
前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅よりも小さく、
前記第１光合成素子は、前記第１光合成素子から射出される前記第１光束の光束幅を、前記第２光束の光束幅および前記第３光束の光束幅の少なくとも一方に近付けるように、前記第１光合成素子に入射する前記第１光束の光束幅よりも大きくする、光源装置。

付記１の構成によれば、第１光束の光束幅が第２光束の光束幅および第３光束の光束幅の少なくとも一方に近付くため、画像の色むらを抑制可能な小型の光源装置を実現することができる。

（付記２）
前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅よりも小さく、
前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅は、前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅よりも小さい、付記１に記載の光源装置。

付記２の構成によれば、各光源部がレーザー光源を有する場合に第２合成光束の色バランスを調整しやすい。

（付記３）
前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅を縮小する光束幅縮小素子をさらに備える、付記２に記載の光源装置。

付記３の構成によれば、最も大きい第３光束の光束幅を縮小できるため、全ての光束の光束幅を揃えやすい。

（付記４）
前記光束幅縮小素子は、前記第３光源部と前記第２光合成素子との間の前記第３光束の光路上に設けられている、付記３に記載の光源装置。

付記４の構成によれば、第３光束の光束幅が第２光合成素子に入射する前に縮小されるため、第２光合成素子を小型化することができる。

（付記５）
前記第１光合成素子は、前記第１光合成素子から射出される前記第１光束の光束幅を、前記第２光束の光束幅に近付けるように、前記第１光合成素子に入射する前記第１光束の光束幅よりも大きくし、
前記光束幅縮小素子は、前記光束幅縮小素子から射出される前記第３光束の光束幅を、前記第２光束の光束幅に近付けるように、前記光束幅縮小素子に入射する前記第３光束の光束幅よりも小さくする、付記３または付記４に記載の光源装置。

付記５の構成によれば、最も小さい第１光束の光束幅と最も大きい第３光束の光束幅とのそれぞれを第２光束の光束幅に合わせるため、光源装置を効率良く小型化することができる。

（付記６）
前記光束幅縮小素子は、アフォーカル光学素子を有する、付記３から付記５までのいずれか一項に記載の光源装置。

付記６の構成によれば、光束幅縮小素子の構成を簡易にできる。

（付記７）
前記第１光合成素子は、
前記第１光束の一部の光束を第１方向に向けて透過し、前記第１光束の他の一部の光束を前記第１方向とは交差する第２方向に向けて反射し、前記第２光束を前記第２方向に向けて透過する第１反射部と、
前記第１反射部を透過する前記第１光束の一部の光束を前記第２方向に向けて反射し、前記第２光束を前記第２方向に向けて透過する第２反射部と、
を備える、付記１から付記６までのいずれか一項に記載の光源装置。

付記７の構成によれば、第１反射部と第２反射部との間隔を変更することによって、第１光束の光束幅を適切に調整することができる。

（付記８）
前記第１光合成素子は、前記第１反射部と前記第２反射部との間で前記第１光束を導光する導光部材をさらに備え、
前記第１反射部と前記第２反射部とは、前記導光部材に設けられている、付記７に記載の光源装置。

付記８の構成によれば、第１反射部と第２反射部とが導光部材に支持されるため、第１反射部と第２反射部との相対的な位置精度を容易に向上させやすい。さらに、第１反射部と第２反射部とを別途支持するための支持部材が不要になるため、光源装置の小型化に寄与できる。

（付記９）
前記第１光合成素子と前記第２光合成素子との間に設けられ、前記第１合成光束を拡散する第１拡散素子と、
前記第３光源部と前記第２光合成素子との間に設けられ、前記第３光束を拡散する第２拡散素子と、
前記第２光合成素子の光射出側に設けられ、前記第２合成光束を拡散する第３拡散素子と、をさらに備える、付記１から付記８までのいずれか一項に記載の光源装置。

付記９の構成によれば、この光源装置をプロジェクターに適用した場合の画像のスペックルノイズを抑制することができる。

（付記１０）
前記第１光源部は、前記第１光束を構成する第１光を射出する第１発光素子と、前記第１発光素子を支持する第１面を有する第１基板と、を備え、
前記第２光源部は、前記第２光束を構成する第２光を射出する第２発光素子と、前記第２発光素子を支持する第２面を有する第２基板と、を備え、
前記第３光源部は、前記第３光束を構成する第３光を射出する第３発光素子と、前記第３発光素子を支持する第３面を有する第３基板と、を備え、
前記第１面と前記第２面とは、互いに同一の仮想平面上に配置され、
前記第３面は、前記仮想平面に交差して配置されている、付記７または付記８に記載の光源装置。

付記１０の構成によれば、各光源部を効率良く配置することができ、光源装置の小型化を図ることができる。また、各光源部を冷却するヒートシンクを設ける場合、第１光源部と第２光源部とでヒートシンクの共通化を図ることができる。

（付記１１）
前記第１光源部から射出される前記第１光束を反射して前記第１反射部に導く第３反射部をさらに備え、
前記第３光源部から射出される前記第３光束の射出方向に沿って見たとき、前記第３反射部で反射した前記第１光束の光路は、前記第３面と重なる、付記１０に記載の光源装置。

付記１１の構成によれば、特に第３面の延在方向における光源装置の小型化を図ることができる。

（付記１２）
前記第１光束は青色光束であり、前記第２光束は緑色光束であり、前記第３光束は赤色光束である、付記１から付記１１までのいずれか一項に記載の光源装置。

付記１２の構成によれば、ホワイトバランスに優れる白色の第２合成光束を得ることができる。

（付記１３）
第１波長帯の第１光束を射出する第１光源部と、
前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光束を射出する第２光源部と、
前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光束を射出する第３光源部と、
前記第１光束および前記第２光束の光束幅を拡大するとともに、前記第１光束と前記第２光束と前記第３光束とを合成した第１合成光束を射出する第１光合成素子と、
前記第１光束の一部と前記第２光束の一部と前記第３光束の一部とを合成した第２合成光束を前記第１光合成素子に入射させる第２光合成素子と、
を備え、
前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅と同じであり、
前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅および前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅は、前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅よりも小さく、
前記第２光合成素子は、前記第１光束の一部と前記第２光束の一部と透過して前記第１光合成素子に入射させるとともに、前記第３光束の一部を反射して前記第１光合成素子に入射させ、
前記第１光合成素子は、前記第１光合成素子から射出される前記第１光束の光束幅および前記第２光束の光束幅を、前記第１光合成素子から射出される前記第３光束の光束幅に近付けるように、前記第１光合成素子に入射する前記第１光束の光束幅および前記第２光束の光束幅よりも大きくするとともに、前記第１光束の他の一部と前記第２光束の他の一部と前記第３光束の他の一部と前記第２合成光束とを合成して前記第１合成光束を生成する、光源装置。

付記１３の構成によれば、第１光束および第２光束の光束幅が第３光束の光束幅に近付くため、画像の色むらを抑制可能な小型の光源装置を実現することができる。

（付記１４）
付記１から付記１３までのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される前記第２合成光束を含む光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、
を備える、プロジェクター。

付記１５の構成によれば、色むらが少ない画像を投写可能なプロジェクターを実現することができる。

１０…プロジェクター、１１，７１…第１光源部、１２，６２，７２…第２光源部、１３，７３…第３光源部、１５，６３，７５，９３…第１光合成素子、１６，５２，９４…第２光合成素子、１７…光束幅縮小素子、１９…第１拡散板（第１拡散素子）、２０…第２拡散板（第２拡散素子）、３１…第１発光素子、３３…第１基板、３３ａ…第１面、３４…第２発光素子、３６…第２基板、３６ａ…第２面、３７…第３発光素子、３９…第３基板、３９ａ…第３面、４０，８０，９９…導光部材、４１，６５，８１，９７…第１反射部、４２，９８…第２反射部、４３…第３反射部、４５…第３拡散板（第３拡散素子）、１００，１２０，１３０，１４０，１５０…光源装置、４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ…光変調装置、６００…投写光学装置、ＬＢ…青色光束（第１光束）、ＬＧ…緑色光束（第２光束）、ＬＲ…赤色光束（第３光束）、ＬＣ，ＬＣ１…第１合成光束、ＬＷ，ＬＷ１…第２合成光束、ＷＢ，ＷＧ，ＷＲ…光束幅、Ｋ１，Ｋ２…仮想平面。

Claims (14)

1. 第１波長帯の第１光束を射出する第１光源部と、
   前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光束を射出する第２光源部と、
   前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光束を射出する第３光源部と、
   前記第１光束の光束幅を拡大するとともに、前記第１光束と前記第２光束とを合成して第１合成光束を生成する第１光合成素子と、
   前記第１合成光束と前記第３光束とを合成して第２合成光束を生成する第２光合成素子と、
   を備え、
   前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅と同じ、または前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅よりも小さく、
   前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅よりも小さく、
   前記第１光合成素子は、前記第１光合成素子から射出される前記第１光束の光束幅を、前記第２光束の光束幅および前記第３光束の光束幅の少なくとも一方に近付けるように、前記第１光合成素子に入射する前記第１光束の光束幅よりも大きくする、光源装置。
2. 前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅よりも小さく、
   前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅は、前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅よりも小さい、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅を縮小する光束幅縮小素子をさらに備える、請求項２に記載の光源装置。
4. 前記光束幅縮小素子は、前記第３光源部と前記第２光合成素子との間の前記第３光束の光路上に設けられている、請求項３に記載の光源装置。
5. 前記第１光合成素子は、前記第１光合成素子から射出される前記第１光束の光束幅を、前記第２光束の光束幅に近付けるように、前記第１光合成素子に入射する前記第１光束の光束幅よりも大きくし、
   前記光束幅縮小素子は、前記光束幅縮小素子から射出される前記第３光束の光束幅を、前記第２光束の光束幅に近付けるように、前記光束幅縮小素子に入射する前記第３光束の光束幅よりも小さくする、請求項３または請求項４に記載の光源装置。
6. 前記光束幅縮小素子は、アフォーカル光学素子を有する、請求項３または請求項４に記載の光源装置。
7. 前記第１光合成素子は、
   前記第１光束の一部の光束を第１方向に向けて透過し、前記第１光束の他の一部の光束を前記第１方向とは交差する第２方向に向けて反射し、前記第２光束を前記第２方向に向けて透過する第１反射部と、
   前記第１反射部を透過する前記第１光束の一部の光束を前記第２方向に向けて反射し、前記第２光束を前記第２方向に向けて透過する第２反射部と、
   を備える、請求項１または請求項２に記載の光源装置。
8. 前記第１光合成素子は、前記第１反射部と前記第２反射部との間で前記第１光束を導光する導光部材をさらに備え、
   前記第１反射部と前記第２反射部とは、前記導光部材に設けられている、請求項７に記載の光源装置。
9. 前記第１光合成素子と前記第２光合成素子との間に設けられ、前記第１合成光束を拡散する第１拡散素子と、
   前記第３光源部と前記第２光合成素子との間に設けられ、前記第３光束を拡散する第２拡散素子と、
   前記第２光合成素子の光射出側に設けられ、前記第２合成光束を拡散する第３拡散素子と、をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の光源装置。
10. 前記第１光源部は、前記第１光束を構成する第１光を射出する第１発光素子と、前記第１発光素子を支持する第１面を有する第１基板と、を備え、
    前記第２光源部は、前記第２光束を構成する第２光を射出する第２発光素子と、前記第２発光素子を支持する第２面を有する第２基板と、を備え、
    前記第３光源部は、前記第３光束を構成する第３光を射出する第３発光素子と、前記第３発光素子を支持する第３面を有する第３基板と、を備え、
    前記第１面と前記第２面とは、互いに同一の仮想平面上に配置され、
    前記第３面は、前記仮想平面に交差して配置されている、請求項７に記載の光源装置。
11. 前記第１光源部から射出される前記第１光束を反射して前記第１反射部に導く第３反射部をさらに備え、
    前記第３光源部から射出される前記第３光束の射出方向に沿って見たとき、前記第３反射部で反射した前記第１光束の光路は、前記第３面と重なる、請求項１０に記載の光源装置。
12. 前記第１光束は青色光束であり、前記第２光束は緑色光束であり、前記第３光束は赤色光束である、請求項１または請求項２に記載の光源装置。
13. 第１波長帯の第１光束を射出する第１光源部と、
    前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光束を射出する第２光源部と、
    前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光束を射出する第３光源部と、
    前記第１光束および前記第２光束の光束幅を拡大するとともに、前記第１光束と前記第２光束と前記第３光束とを合成した第１合成光束を射出する第１光合成素子と、
    前記第１光束の一部と前記第２光束の一部と前記第３光束の一部とを合成した第２合成光束を前記第１光合成素子に入射させる第２光合成素子と、
    を備え、
    前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅は、前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅と同じであり、
    前記第１光源部から射出される前記第１光束の光束幅および前記第２光源部から射出される前記第２光束の光束幅は、前記第３光源部から射出される前記第３光束の光束幅よりも小さく、
    前記第２光合成素子は、前記第１光束の一部と前記第２光束の一部と透過して前記第１光合成素子に入射させるとともに、前記第３光束の一部を反射して前記第１光合成素子に入射させ、
    前記第１光合成素子は、前記第１光合成素子から射出される前記第１光束の光束幅および前記第２光束の光束幅を、前記第１光合成素子から射出される前記第３光束の光束幅に近付けるように、前記第１光合成素子に入射する前記第１光束の光束幅および前記第２光束の光束幅よりも大きくするとともに、前記第１光束の他の一部と前記第２光束の他の一部と前記第３光束の他の一部と前記第２合成光束とを合成して前記第１合成光束を生成する、光源装置。
14. 請求項１または請求項２に記載の光源装置と、
    前記光源装置から射出される前記第２合成光束を含む光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
    前記光変調装置により変調される光を投写する投写光学装置と、
    を備える、プロジェクター。

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