WO2016157754A1 - 光源装置、照明装置、およびプロジェクター - Google Patents

光源装置、照明装置、およびプロジェクター Download PDF

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WO2016157754A1
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light
light beam
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light source
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貴之 松原
秋山　光一
訓之 平野
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セイコーエプソン株式会社
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    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • G03B21/20—Lamp housings
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Definitions

  • the present invention relates to a light source device, a lighting device, and a projector.
  • a lens integrator is used to uniformly illuminate a phosphor layer with light from a plurality of light source units (for example, see Patent Document 1).
  • the reduction-type afocal optical system may be simply referred to as an afocal optical system.
  • a high afocal magnification means that a high light beam width compression rate is obtained
  • a low afocal magnification means that a low light beam width compression rate is obtained.
  • the afocal magnification is high, high alignment accuracy is required for the light source unit. For this reason, it is necessary to suppress the afocal magnification to some extent in consideration of mounting variation of the light source unit. However, if the afocal magnification is low, the light flux width of the light incident on the lens integrator cannot be made sufficiently small. Consequently, there is a problem that the optical element provided in the subsequent stage such as the lens integrator cannot be reduced in size. It was.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a light source device that can easily reduce the light flux. Moreover, it aims at providing the illuminating device provided with the said light source device, and the projector provided with the said illuminating device.
  • the first light source unit that emits the first light beam
  • the second light beam that emits the light beam including the second light beam and the third light beam arranged in the first direction.
  • Two light source units a reduction optical system for reducing the light bundle in the first direction and emitting it as a reduced light bundle, and transmitting or reflecting the first light beam and reflecting or transmitting the reduced light bundle.
  • a light source device including a combining optical system that combines the first light beam and the reduced light beam, the light source device including an optical axis of the reduced light beam and parallel to the first direction.
  • the reduction optical system includes the second light beam and the reference surface. Reducing the spacing between the third light beam in the first direction and the second light beam and the 3 rays are emitted as a fourth ray and a fifth ray, respectively, and the synthetic optical system has a light transmission region having a long side parallel to the reference surface and a long side parallel to the reference surface. A light reflection region, wherein the first light beam is incident on one of the light transmission region and the light reflection region, and the fourth light beam and the fifth light beam are the light transmission region. And a light source device that is incident on the other of the light reflection regions.
  • the light beam emitted from the second light source unit can be efficiently reduced and emitted in the first direction by the reduction optical system.
  • the optical system arranged in the subsequent stage of the synthesis optical system can be reduced in size.
  • reducing the light beam bundle in the first direction means reducing the light beam bundle in a direction parallel to the first direction.
  • the cross-sectional shape of the second light beam and the cross-sectional shape of the third light beam both have a longitudinal direction in the first direction. According to this configuration, the loss of the second light beam and the third light beam due to the reduction optical system is small.
  • the first aspect further includes a second reduction optical system, wherein the first light source unit further emits a sixth light beam, and the sixth light beam intersects the first direction.
  • the second reduction optical system reduces the distance between the first light beam and the sixth light beam in the second direction
  • the second light reduction optical system reduces the distance between the first light beam and the sixth light beam in the second direction.
  • the first ray and the sixth ray are emitted as a seventh ray and an eighth ray, respectively, and the seventh ray and the eighth ray are included in the light transmission region and the light reflection region. It is preferable to enter one of these. According to this configuration, the light bundle composed of a plurality of light beams emitted from the first light source unit can be reduced by the second reduction optical system.
  • the wavelength conversion of the light source device according to the first aspect, the wavelength conversion element, the first light, the fourth light beam, and the fifth light beam is performed.
  • An illumination device is provided that includes a light guide optical system that leads to an element.
  • a small illuminating device can be provided.
  • the illumination device according to the second aspect, a light modulation device that forms image light by modulating light emitted from the illumination device according to image information, and the image A projection optical system that projects light is provided.
  • a small projector can be realized.
  • the top view which shows schematic structure of a projector The figure which shows schematic structure of an illuminating device. The figure which shows schematic structure of a light source device. The figure which shows the effect by a reduction optical system. The figure which shows the effect by a 2nd reduction optical system. The figure which shows the planar structure of a synthetic
  • the projector according to the present embodiment is a projection type image display device that displays a color image (image) on a screen (projection surface) SCR.
  • the projector 1 uses three light modulation devices corresponding to each color light of red light, green light, and blue light.
  • the projector uses a semiconductor laser (laser light source) that can obtain light with high luminance and high output as the light source of the illumination device.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a projector according to the present embodiment.
  • the projector 1 includes an illumination device 2, a color separation optical system 3, a light modulation device 4R, a light modulation device 4G, a light modulation device 4B, a light synthesis unit 5, and a projection optical system 6. I have.
  • the color separation optical system 3 is for separating the illumination light WL into red light LR, green light LG, and blue light LB.
  • the color separation optical system 3 includes a first dichroic mirror 7a and a second dichroic mirror 7b, a first total reflection mirror 8a, a second total reflection mirror 8b, a third total reflection mirror 8c, and a first A relay lens 9a and a second relay lens 9b are roughly provided.
  • the first dichroic mirror 7a has a function of separating the illumination light WL from the illumination device 2 into red light LR and other light (green light LG and blue light LB).
  • the first dichroic mirror 7a transmits the separated red light LR and reflects other light (green light LG and blue light LB).
  • the second dichroic mirror 7b has a function of separating other light into green light LG and blue light LB.
  • the second dichroic mirror 7b reflects the separated green light LG and transmits the blue light LB.
  • the first total reflection mirror 8a is arranged in the optical path of the red light LR, and reflects the red light LR transmitted through the first dichroic mirror 7a toward the light modulation device 4R.
  • the second total reflection mirror 8b and the third total reflection mirror 8c are arranged in the optical path of the blue light LB, and guide the blue light LB transmitted through the second dichroic mirror 7b to the light modulation device 4B.
  • the green light LG is reflected from the second dichroic mirror 7b toward the light modulation device 4G.
  • the first relay lens 9a and the second relay lens 9b are arranged on the light exit side of the second total reflection mirror 8b in the optical path of the blue light LB.
  • the first relay lens 9a and the second relay lens 9b function to compensate for the optical loss of the blue light LB caused by the optical path length of the blue light LB being longer than the optical path lengths of the red light LR and the green light LG. have.
  • the light modulation device 4R modulates the red light LR according to the image information to form image light corresponding to the red light LR.
  • the light modulation device 4G modulates the green light LG according to the image information, and forms image light corresponding to the green light LG.
  • the light modulation device 4B modulates the blue light LB according to the image information, and forms image light corresponding to the blue light LB.
  • a transmissive liquid crystal panel is used for the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B.
  • a pair of polarizing plates are arranged on the incident side and the emission side of the liquid crystal panel so that only linearly polarized light in a specific direction passes therethrough.
  • a field lens 10R, a field lens 10G, and a field lens 10B are disposed on the incident side of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B, respectively.
  • the field lens 10R, the field lens 10G, and the field lens 10B are for parallelizing the red light LR, the green light LG, and the blue light LB incident on the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B, respectively. It is.
  • Image light from the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B is incident on the light combining unit 5.
  • the light combining unit 5 combines the image light corresponding to the red light LR, the green light LG, and the blue light LB, and emits the combined image light toward the projection optical system 6.
  • a cross dichroic prism is used for the light combining unit 5.
  • the projection optical system 6 includes a projection lens group, and enlarges and projects the image light combined by the light combining unit 5 toward the screen SCR. As a result, an enlarged color image is displayed on the screen SCR.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the illumination device 2.
  • the illumination device 2 includes a light source device 100, an integrator optical system 24, an optical element 25A including a polarization separation element 50A, a first pickup optical system 26, a fluorescent light emitting element (wavelength conversion element). ) 27, a retardation plate 28, a second pickup optical system 29, a diffuse reflection element 30, a homogenizer optical system 31, a polarization conversion element 32, and a superimposing optical system 33.
  • the light source device 100 emits excitation light BL and blue light BL ′. A detailed configuration of the light source device 100 will be described later.
  • the excitation light BL and the blue light BL ′ are incident on the integrator optical system 24.
  • the integrator optical system 24 includes a first multi-lens array 24a and a second multi-lens array 24b.
  • the first multi-lens array 24a includes a plurality of small lenses 24am
  • the second multi-lens array 24b includes a plurality of small lenses 24bm corresponding to the plurality of small lenses 24am.
  • the excitation light BL and blue light BL ′ that have passed through the integrator optical system 24 are incident on the optical element 25A.
  • the optical element 25A is composed of, for example, a dichroic prism having wavelength selectivity.
  • the dichroic prism has an inclined surface K that forms an angle of 45 ° with the optical axis ax1.
  • the inclined surface K forms an angle of 45 ° with respect to the optical axis ax2.
  • the inclined surface K is provided with a polarization separation element 50A having wavelength selectivity.
  • the polarization separation element 50A separates the excitation light BL and the blue light BL 'into an S polarization component and a P polarization component for the polarization separation element 50A.
  • the polarization separation element 50A has a color separation function that transmits fluorescent light YL, which is second light having different wavelength bands, from excitation light BL and blue light BL ′, which will be described later, regardless of the polarization state. Yes.
  • the excitation light BL is S-polarized light reflected by the polarization separation element 50A.
  • the blue light BL ' is P-polarized light that passes through the polarization separation element 50A.
  • the excitation light BL is reflected by the polarization separation element 50A toward the fluorescent light emitting element 27 as S-polarized excitation light BLs.
  • the blue light BL ′ passes through the polarization separation element 50 ⁇ / b> A toward the diffuse reflection element 30 as P-polarized blue light BL′p.
  • S-polarized excitation light BLs emitted from the polarization separation element 50A is incident on the first pickup optical system 26.
  • the first pickup optical system 26 condenses a plurality of light beams (excitation light BLs) emitted from the second multi-lens array 24 b toward the phosphor layer 34, and on the phosphor layer 34. Superimpose.
  • the first pickup optical system 26 includes, for example, a pickup lens 26a and a pickup lens 26b.
  • the excitation light BLs emitted from the first pickup optical system 26 enters the fluorescent light emitting element 27.
  • the fluorescent light emitting element 27 includes a phosphor layer 34, a substrate 35 that supports the phosphor layer 34, and a fixing member 36 that fixes the phosphor layer 34 to the substrate 35.
  • the phosphor layer 34 is fixed to the substrate 35 by a fixing member 36.
  • the surface of the phosphor layer 34 opposite to the side on which the excitation light BLs is incident is in contact with the substrate 35.
  • the phosphor layer 34 includes a phosphor that is excited by absorbing the excitation light BLs having a wavelength of 440 nm.
  • the phosphor excited by the excitation light BLs is, for example, in a wavelength region of 500 to 700 nm as the second light.
  • Fluorescent light (yellow light) YL having a peak wavelength is generated.
  • a phosphor layer 34 having excellent heat resistance and surface processability.
  • a phosphor layer 34 for example, a phosphor layer in which phosphor particles are dispersed in an inorganic binder such as alumina, or a phosphor layer in which phosphor particles are sintered without using a binder is suitable. Can be used.
  • the reflection unit 37 On the opposite side of the phosphor layer 34 from the side on which the excitation light BLs is incident, a reflecting portion 37 as a first reflecting element is provided.
  • the reflection unit 37 has a function of reflecting the fluorescent light YL generated by the phosphor layer 34.
  • a heat sink 38 is disposed on the surface of the substrate 35 opposite to the surface that supports the phosphor layer 34. In the fluorescent light emitting element 27, since heat can be radiated through the heat sink 38, thermal deterioration of the phosphor layer 34 can be prevented.
  • the fluorescent light YL generated in the phosphor layer 34 a part of the fluorescent light YL is reflected by the reflecting portion 37 and emitted to the outside of the phosphor layer 34.
  • another part of the fluorescent light YL is emitted outside the fluorescent material layer 34 without passing through the reflecting portion 37. In this way, the fluorescent light YL is emitted from the phosphor layer 34 toward the first pickup optical system 26.
  • Fluorescent light YL emitted from the phosphor layer 34 is non-polarized light.
  • the fluorescent light YL passes through the first pickup optical system 26 and the polarization separation element 50A and enters the homogenizer optical system 31.
  • the P-polarized blue light BL′p emitted from the polarization separation element 50 ⁇ / b> A enters the phase difference plate 28.
  • the phase difference plate 28 is composed of a quarter-wave plate disposed in the optical path between the polarization separation element 50 ⁇ / b> A and the diffuse reflection element 30. Accordingly, the P-polarized blue light BL′p emitted from the polarization separation element 50A is converted into circularly-polarized blue light BL′c by the phase difference plate 28 and then incident on the second pickup optical system 29. To do.
  • the second pickup optical system 29 collects the blue light BL'c toward the diffuse reflection element 30, and is composed of, for example, a pickup lens 29a.
  • the diffuse reflection element 30 diffusely reflects the blue light BL'c emitted from the second pickup optical system 29 toward the polarization separation element 50A.
  • the diffuse reflection element 30 it is preferable to use an element that causes Lambertian reflection of the blue light BL'c.
  • the blue light BL′c diffusely reflected by the diffuse reflection element 30 is converted to S-polarized blue light BL ′s by passing through the phase difference plate 28.
  • the blue light BL's enters the polarization separation element 50A. Then, the blue light BL's is reflected toward the homogenizer optical system 31 by the polarization separation element 50A.
  • the blue light BL's is used as the illumination light WL together with the fluorescent light YL transmitted through the polarization separation element 50A. That is, the blue light BL's and the fluorescent light YL are emitted from the polarization separation element 50A in the same direction. Thereby, illumination light (white light) WL in which blue light BL's and fluorescent light (yellow light) YL are mixed is obtained.
  • the illumination light WL emitted from the polarization separation element 50A is incident on the homogenizer optical system 31.
  • the homogenizer optical system 31 includes, for example, a lens array 31a and a lens array 31b.
  • the lens arrays 31a and 31b are composed of a plurality of lenses arranged in an array.
  • the illumination light WL that has passed through the homogenizer optical system 31 enters the polarization conversion element 32.
  • the polarization conversion element 32 includes a polarization separation film and a retardation plate. The polarization conversion element 32 converts the illumination light WL into linearly polarized light.
  • the illumination light WL emitted from the polarization conversion element 32 enters the superimposing optical system 33.
  • the superimposing optical system 33 superimposes the illumination light WL in the illuminated area.
  • the superimposing optical system 33 includes a superimposing lens 33a. Thereby, the illuminance distribution in the illuminated area is made uniform.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the light source device 100.
  • the light source device 100 includes a first light source unit 21A, a second reduction optical system 71, a second light source unit 21B, a reduction optical system 72, a combining optical system 70, And a focal optical system 23.
  • the first light source unit 21A includes a plurality of semiconductor lasers 11, and emits a light beam K1 including a plurality of light beams L1 emitted from each semiconductor laser 11.
  • the second light source unit 21B includes a plurality of semiconductor lasers 12, and emits a light beam K2 including a plurality of light beams L2 emitted from each semiconductor laser 12.
  • the traveling direction of the light beam K1 emitted from the first light source unit 21A is defined as the Y direction
  • the traveling direction of the light beam K2 emitted from the second light source unit 21B is defined as the -X direction
  • the X direction is defined as the Z direction.
  • the first light source unit 21A and the second reduction optical system 71 have a bilaterally symmetric configuration about the optical axis AX1. Therefore, the configuration of the left part with the optical axis AX1 as the center in FIG. 3 will be described below.
  • the five semiconductor lasers 11 on the left side of FIG. 3 are referred to as semiconductor lasers 11A to 11E in order from the ⁇ X side to the + X side.
  • the second light source unit 21B and the reduction optical system 72 have a vertically symmetric configuration around the optical axis AX2. Therefore, in FIG. 3, the configuration of the lower part with the optical axis AX2 as the center will be described below.
  • the five semiconductor lasers 12 on the lower side of FIG. 3 are referred to as semiconductor lasers 12A to 12E in order from the ⁇ Y side to the + Y side.
  • the plurality of semiconductor lasers 11 are arranged in an array in a plane orthogonal to the optical axis AX1 (in a plane parallel to the XZ plane).
  • AX1 optical axis
  • three laser rows 11 including nine semiconductor lasers 11 arranged along the X direction are arranged in the Z direction.
  • the X direction corresponds to a “second direction” in the claims.
  • the number of semiconductor lasers 11 installed and the number of arrays are not limited to this.
  • the semiconductor laser 11 emits, for example, blue light BL ′ having a peak wavelength of 460 nm as the light beam L1.
  • the plurality of semiconductor lasers 12 are arranged in an array in a plane orthogonal to the optical axis AX2 (in a plane parallel to the YZ plane).
  • the optical axis AX2 in a plane parallel to the YZ plane.
  • three laser rows 12 including nine semiconductor lasers 12 arranged along the Y direction are arranged in the Z direction.
  • the Y direction corresponds to the “first direction” in the claims.
  • the number of semiconductor lasers 12 installed and the number of arrays are not limited to this.
  • the distance from the reference plane of the beam bundle emitted from any laser row 11 is different from the distance from the reference plane of the beam bundle emitted from any laser row ( (See FIG. 6).
  • the semiconductor laser 12 emits excitation light BL having a peak wavelength of 440 nm, for example, as the light beam L2.
  • the reduction optical system 72 reduces the light bundle K2 emitted from the second light source unit 21B in the Y direction and emits it as a reduced light bundle K2s.
  • the reduced beam bundle K ⁇ b> 2 s emitted from the reduction optical system 72 enters the synthesis optical system 70.
  • the reduction optical system 72 includes prisms 72A, 72B, 72C, and 72D.
  • the prisms 72A, 72B, 72C, and 72D all have the same effect on incident light.
  • the light beam L2t emitted from the semiconductor laser 12C passes through the prisms 72B and 72A in order and travels straight.
  • the prism 72A changes the optical path of the light beam L2u emitted from the semiconductor laser 12A.
  • the prism 72A has a first reflecting surface 72A1 and a second reflecting surface 72A2.
  • the first reflecting surface 72A1 is arranged so that the light beam L2u is incident at an incident angle of 45 °.
  • the second reflecting surface 72A2 is arranged so that the light beam L2u reflected by the first reflecting surface 72A1 is incident at an incident angle of 45 °.
  • the second reflecting surface 72A2 is provided between the optical path of the light beam L2t emitted from the semiconductor laser 12C and the optical path of the light emitted from the semiconductor laser 12D.
  • the light beam L2u emitted from the semiconductor laser 12A is reflected by the first reflecting surface 72A1 of the prism 72A, and the optical path of the light beam L2u is bent 90 ° clockwise.
  • the light beam L2u reflected by the first reflecting surface 72A1 travels in the prism 72A, and then is reflected by the second reflecting surface 72A2, and the optical path of the light beam L2u is bent 90 ° counterclockwise.
  • the light beam L2u incident on the prism 72A is emitted as a light beam L2u 'whose optical path is shifted.
  • the light beam L2u ' is located between the optical path of the light beam L2t emitted from the semiconductor laser 12C and the optical path of the light beam L2 emitted from the semiconductor laser 12D.
  • the light beam L2u moves in the + Y direction by the reduction optical system 72 (prism 72A), and the light beam L2t has an optical path. Go straight in the -X direction without changing.
  • the light beam L2t after passing through the reduction optical system 72 (prism 72A) is referred to as a light beam L2t ′.
  • the reduction optical system 72 reduces the distance between the light beam L2u and the light beam L2t in the first direction, and emits the light beam L2u and the light beam L2t as the light beam L2u ′ and the light beam L2t ′, respectively. That is, in the present embodiment, the light beam L2t corresponds to the “second light beam” in the claims, the light beam L2u corresponds to the “third light beam” in the claims, and the light beam Lt ′ corresponds to the claims. The range corresponds to the “fourth ray”, and the ray L1u ′ corresponds to the “fifth ray” in the claims.
  • the prism 72B changes the optical path of the light beam L2 emitted from the semiconductor laser 12B.
  • the prism 72B has a first reflecting surface 72B1 and a second reflecting surface 72B2.
  • the first reflecting surface 72B1 is arranged so that the light beam L2 emitted from the semiconductor laser 12B is incident at an incident angle of 45 °.
  • the second reflecting surface 72B2 is arranged so that the light beam L2 reflected by the first reflecting surface 72B1 is incident at an incident angle of 45 °.
  • the second reflecting surface 72B2 is provided between the optical path of the light beam L2 from the semiconductor laser 12D and the optical path of the light beam L2 from the semiconductor laser 12E.
  • the optical path of the light beam L2 emitted from the semiconductor laser 12B is shifted in the + Y direction similarly to the light beam L2u.
  • the optical path of the light beam L2 emitted from the semiconductor laser 12B is between the optical path of the light beam L2 from the semiconductor laser 12D and the optical path of the light beam L2 from the semiconductor laser 12E after exiting the reduction optical system 72. Is arranged.
  • the light beam L2 emitted from the semiconductor laser 12D passes through the prism 72B and travels straight.
  • the light beam L2 emitted from the semiconductor laser 12E travels straight toward the synthesis optical system 70.
  • optical path of the light beam L2 emitted from the second light source unit 21B can be shifted in the ⁇ Y direction by the prisms 72C and 72D also in the upper portion with the optical axis AX2 as the center.
  • the plurality of light beams L2 emitted from the plurality of semiconductor lasers 12 are emitted from the reduction optical system 72 in parallel with each other and in parallel with the optical axis AX1.
  • the light beam K2 whose width in the Y direction is W3 is converted into the reduced light beam K2s whose width in the Y direction is W4 by the reduction optical system 72, and is emitted from the reduction optical system 72.
  • FIG. 4A is a diagram showing each light beam L2 before being reduced
  • FIG. 4B is a diagram showing each light beam L2 after being reduced.
  • the spot S2 of the light beam L2 has a substantially elliptical shape having a major axis in the Y direction.
  • the reduction optical system 72 reduces the light beam K2 in the major axis direction of the spot S2.
  • the second reduction optical system 71 compresses the light beam K1 emitted from the first light source unit 21A in the X direction and emits it as a reduced light beam K1s.
  • the reduced beam bundle K1s emitted from the second reduction optical system 71 is incident on the combining optical system 70.
  • the second reduction optical system 71 includes prisms 71A, 71B, 71C, 71D. All of the prisms 71A, 71B, 71C, 71D have the same effect on the incident light.
  • the light beam L1t emitted from the semiconductor laser 11C passes through the prisms 71B and 71A in order and travels straight.
  • the prism 71A changes the optical path of the light beam L1u emitted from the semiconductor laser 11A.
  • the prism 71A has a first reflecting surface 71A1 and a second reflecting surface 71A2.
  • the first reflecting surface 71A1 is arranged so that the light beam L1u is incident at an incident angle of 45 °.
  • the second reflecting surface 71A2 is arranged so that the light beam L1u reflected by the first reflecting surface 71A1 is incident at an incident angle of 45 °.
  • the second reflecting surface 71A2 is provided between the optical path of the light beam L1t emitted from the semiconductor laser 11C and the optical path of the light beam L1 from the semiconductor laser 11D.
  • the optical path of the light beam L1u emitted from the semiconductor laser 11A is shifted in the + X direction by the prism 71A similarly to the light beam L2u.
  • the light beam L1u incident on the prism 71A is emitted as a light beam L1u 'whose optical path is shifted.
  • the light path of the light beam L1u emitted from the semiconductor laser 11A is the light path of the light beam L1t emitted from the semiconductor laser 11C and the light beam L1 from the semiconductor laser 11D after the second reduction optical system 71 is emitted. Located between the light path.
  • the light path of the light beam L1u is moved in the + X direction by the second reduction optical system 71 (prism 71A), and the light beam L1t Travels straight in the + Y direction without changing the optical path.
  • the light beam L1t after passing through the second reduction optical system 71 (prism 71A) is referred to as a light beam L1t '.
  • the second reduction optical system 71 reduces the distance between the light beam L1u and the light beam L1t in the second direction, and emits the light beam L1u and the light beam L1t as the light beam L1u ′ and the light beam L1t ′, respectively. That is, in the present embodiment, the light beam L1t corresponds to the “first light beam” in the claims, the light beam L1u corresponds to the “sixth light beam” in the claims, and the light beam L1t ′ corresponds to the claims. The range corresponds to the “seventh ray”, and the ray L1u ′ corresponds to the “eighth ray” in the claims.
  • the prism 71B changes the optical path of the light beam L1 emitted from the semiconductor laser 11B.
  • the prism 71B has a first reflecting surface 71B1 and a second reflecting surface 71B2.
  • the first reflecting surface 71B1 is arranged so that the light beam L1 emitted from the semiconductor laser 11B is incident at an incident angle of 45 °.
  • the second reflecting surface 71B2 is arranged such that the light beam L1 reflected by the first reflecting surface 71B1 is incident at an incident angle of 45 °.
  • the second reflecting surface 71B2 is provided between the optical path of the light beam L1 from the semiconductor laser 11D and the optical path of the light beam L1 from the semiconductor laser 11E.
  • the optical path of the light beam L1 emitted from the semiconductor laser 11B is shifted in the + X direction similarly to the light beam L1u.
  • the optical path of the light beam L1 emitted from the semiconductor laser 11B is the optical path of the light beam L1 from the semiconductor laser 11D and the optical path of the light beam L1 from the semiconductor laser 11E after the second reduction optical system 71 is emitted. It is arranged between.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 11D passes through the prism 71B and travels straight. Further, the light beam L1 emitted from the semiconductor laser 11E travels straight toward the synthesis optical system 70.
  • optical path of the light beam L1 emitted from the first light source unit 21A can also be shifted in the ⁇ X direction by the prisms 71C and 71D for the right portion around the optical axis AX1.
  • the plurality of light beams L1 emitted from the plurality of semiconductor lasers 11 are emitted from the second reduction optical system 71 in parallel with each other and in parallel with the optical axis AX1.
  • the light beam K1 whose width in the X direction is W1 is converted into the reduced light beam K1s whose width in the X direction is W2 by the second reduction optical system 71 and is emitted from the second reduction optical system 71.
  • FIG. 5A is a diagram showing each light beam L1 before being reduced
  • FIG. 5B is a diagram showing each light beam L1 after being reduced.
  • the spot S1 of the light beam L1 has a substantially elliptical shape having a major axis in the X direction.
  • the second reduction optical system 71 reduces the light bundle K1 in the major axis direction of the spot S1.
  • the second reduction optical system 71 and the reduction optical system 72 include a plurality of prisms.
  • Each prism includes a first reflecting surface and a second reflecting surface facing each other.
  • the parallelism between the first reflecting surface and the second reflecting surface is determined by the processing accuracy at the time of prism production. Therefore, a reduction optical system independent of prism mounting accuracy is realized. Even if the prism is rotated by a small angle around the Z axis, the light incident on the prism and the light emitted from the prism are parallel to each other. Therefore, it is easy to make the optical axis of the light incident on the reduction optical system and the optical axis of the light emitted from the reduction optical system parallel to each other.
  • the combining optical system 70 combines the reduced light bundle K1s emitted from the second reducing optical system 71 and the reduced light bundle K2s emitted from the reducing optical system 72.
  • the synthesizing optical system 70 is disposed so as to form 45 ° with respect to the optical axes AX1 and AX2.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a planar configuration of the synthesis optical system 70.
  • the combining optical system 70 includes a light transmission region 70A that transmits the reduced light bundle K1s emitted from the second reduction optical system 71 and a reduced light bundle K2s emitted from the reduction optical system 72. It is comprised from the plate-shaped member which has the light reflection area
  • the distance from the reference plane of the beam bundle emitted from any laser row 11 is different from the distance from the reference plane of the beam bundle emitted from any laser row 12. Yes. Further, the light transmission regions 70A and the light reflection regions 70B are alternately arranged in the Z direction.
  • the light transmission region 70A is made of a transparent member, for example, and has a stripe shape.
  • the light transmission region 70A has a long side parallel to the XY plane (reference plane).
  • the light transmission region 70A may be configured by a stripe-shaped opening formed in the substrate.
  • the light reflection region 70B is formed of, for example, a mirror member such as metal, a dielectric multilayer film, or the like and has a stripe shape.
  • the light reflection region 70B has a long side parallel to the XY plane (reference surface).
  • the combining optical system 70 transmits the reduced light beam K1s emitted from the second reduction optical system 71 to travel in parallel with the optical axis AX1, and is emitted from the reduction optical system 72.
  • the reduced light bundle K2s is reflected to advance in parallel with the optical axis AX1.
  • a combined light beam K3 obtained by combining the reduced light beam K1s and the reduced light beam K2s is emitted toward the afocal optical system 23.
  • the stripe-shaped light transmission region 70A has a long side direction that coincides with the long axis direction of the spot S1, that is, the reduction direction of the light beam K1.
  • the long side direction thereof coincides with the long axis direction of the spot S2, that is, the reduction direction of the light beam K2. Note that the sizes of the spots S1 and S2 are the same.
  • the plurality of spots S1 formed on one light transmission region 70A and the plurality of spots S2 formed on one light reflection region 70B are as follows.
  • the spots S1 and S2 are shifted from each other by a half pitch. Thereby, the uniformity of the intensity distribution in the cross section of the synthetic light beam K3 can be enhanced.
  • the reduced beam bundle K1s passes through the light transmission region 70A, and the reduced beam bundle K2s must be reflected by the light reflection region 70B.
  • the short axis direction of the spot S5 of each light beam after compression coincides with the reduction direction of the light beam (left and right direction in FIG. 7)
  • a part of the reduced light beam K1s is light. Reflected by the reflection region 70B.
  • a part of the reduced light bundle K2s passes through the light transmission region 70A.
  • a loss occurs when the combined light bundle K3 is generated by combining the reduced light bundle K1s and the reduced light bundle K2s.
  • the interval between two laser arrays adjacent to each other in the Z direction is increased so that the reduced light bundle K1s does not enter the light reflection region 70B and the reduced light bundle K2s does not enter the light transmission region 70A. Must be.
  • the reduced light bundle K1s and the reduced light bundle K2s can be efficiently used.
  • the afocal optical system 23 is a reduction-type afocal optical system that further reduces the luminous flux width of the combined light bundle K3 (excitation light BL and blue light BL ').
  • the afocal optical system 23 includes, for example, a convex lens 23a and a concave lens 23b.
  • the afocal optical system 23 is unnecessary.
  • the conventional afocal optical system 23 may be used.
  • the afocal magnification of the afocal optical system 23 is high, it is likely to be affected by mounting variations in the first light source unit 21A (semiconductor laser 11) and the second light source unit 21B (semiconductor laser 12). That is, the variation in the traveling direction of each laser beam in the synthetic beam bundle K3 increases, and the synthetic beam bundle K3 may not be efficiently incident on a desired region.
  • the afocal since the combined light beam K3 reduced by the second reduction optical system 71 and the reduction optical system 72 is incident on the afocal optical system 23, the afocal has a relatively small afocal magnification.
  • the optical system 23 can be used.
  • the lighting device 2 and the projector 1 can be reduced in size.
  • the case where the second reduction optical system 71 and the reduction optical system 72 are provided for each of the first light source unit 21A and the second light source unit 21B has been described as an example. Is not limited to this. For example, only one of the second reduction optical system 71 and the reduction optical system 72 may be included.
  • the case where the reduced light beam K1s is transmitted through the light transmission region 70A and the reduced light beam K2s is reflected by the light reflection region 70B is taken as an example.
  • the reduced light beam K1s is reflected by the light reflection region 70B and reduced.
  • the peak wavelength of the excitation light BL is 440 nm
  • the peak wavelength for the blue light BL ′ is 460 nm.
  • the peak wavelengths of the excitation light BL and the blue light BL ′ are not necessarily limited to such examples.
  • the projector 1 including the three light modulation devices 4R, 4G, and 4B is exemplified.
  • the projector 1 can be applied to a projector that displays a color image with one light modulation device.
  • the shape, number, arrangement, material, and the like of the various components of the lighting device and the projector are not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
  • the example which mounted the illuminating device by this invention in the projector was shown in the said embodiment, it is not restricted to this.
  • the lighting device according to the present invention can also be applied to lighting fixtures, automobile headlights, and the like.
  • Optical axis (optical axis of reduced ray bundle), ray L1t (first ray), ray L1u (sixth ray), ray L1t ′ (seventh ray), ray L1u ′ (first ray) 8 rays), ray L2t (second ray), ray L2u (third ray), ray L2t ′ (fourth ray), ray L2u ′ (fifth ray).

Abstract

　本発明は、アフォーカル倍率が低いながら光線束を細く絞ることができ、かつ小型の光源装置、照明装置およびプロジェクターを提供することを目的とする。　本発明の光源装置は、第１の光線（Ｌ１ｔ）を射出する第１の光源ユニット（２１Ａ）と、第２の光線（Ｌ２ｔ）と第３の光線（Ｌ２ｕ）とを含む光線束を射出する第２の光源ユニット（２１Ｂ）と、光線束を縮小する縮小光学系（７２）と、第１の光線と縮小光線束とを合成する合成光学系（７０）と、を備える。縮小光学系は、第２の光線と第３の光線との間の間隔を第１の方向に縮小して第４の光線（Ｌ２ｔ'）と第５の光線（Ｌ２ｕ'）として射出し、合成光学系は、光透過領域（７０Ａ）と光反射領域（７０Ｂ）と、を備え、第１の光線は、光透過領域と光反射領域とのうちの一方に入射し、第４の光線と第５の光線は、光透過領域と光反射領域とのうちの他方に入射する。

Description

光源装置、照明装置、およびプロジェクター
　本発明は、光源装置、照明装置、およびプロジェクターに関するものである。
　プロジェクター用の光源装置として、レンズインテグレーターを用いて、複数の光源ユニットからの光で蛍光体層を均一に照明するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３－１１４９８０号公報
　ところで、例えば、縮小系のアフォーカル光学系を用いて光線束を小さくすることで、レンズインテグレーター等の後段に設けられる光学素子を小さくし、光源装置を小型化することも考えられる。なお、本明細書では、縮小系のアフォーカル光学系を単にアフォーカル光学系と称すこともある。また、アフォーカル倍率が高いとは高い光束幅圧縮率が得られることを意味し、アフォーカル倍率が低いとは、低い光束幅圧縮率が得られることを意味する。
　アフォーカル倍率が高い場合、光源ユニットに対して高いアライメント精度が要求される。そのため、光源ユニットの実装ばらつき等を考慮し、アフォーカル倍率をある程度低く抑える必要がある。しかしながら、アフォーカル倍率が低いとレンズインテグレーターに入射する光の光束幅を充分小さくすることができず、ひいては、レンズインテグレーター等、後段に設けられる光学素子を小型化することができない、という課題があった。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、光線束を容易に縮小できる光源装置を提供することを目的の一つとする。また、前記光源装置を備えた照明装置および前記照明装置を備えたプロジェクターを提供することを目的とする。
　本発明の第１態様に従えば、第１の光線を射出する第１の光源ユニットと、第１の方向に並んでいる第２の光線と第３の光線とを含む光線束を射出する第２の光源ユニットと、前記光線束を前記第１の方向に縮小して縮小光線束として射出する縮小光学系と、前記第１の光線を透過又は反射させるとともに前記縮小光線束を反射又は透過させることで、前記第１の光線と前記縮小光線束とを合成する合成光学系と、を備えた光源装置であって、前記縮小光線束の光軸を含み、かつ前記第１の方向と平行な面を基準面としたとき、前記第１の光線と前記基準面との距離は、前記第２の光線と前記基準面との距離と異なり、前記縮小光学系は、前記第２の光線と前記第３の光線との間の間隔を前記第１の方向に縮小して、前記第２の光線と前記第３の光線とをそれぞれ第４の光線と第５の光線として射出し、前記合成光学系は、前記基準面と平行な長辺を持つ光透過領域と、前記基準面と平行な長辺を持つ光反射領域と、を備え、前記第１の光線は、前記光透過領域と前記光反射領域とのうちの一方に入射し、前記第４の光線と前記第５の光線は、前記光透過領域と前記光反射領域とのうちの他方に入射する光源装置が提供される。
　第１態様に係る光源装置によれば、第２の光源ユニットから射出された光線束を縮小光学系により第１の方向に効率良く縮小して射出することができる。これにより、例えば、合成光学系の後段に配置された光学系を小型化することができる。なお、本明細書においては、光線束を第１の方向に縮小する、ということは、光線束を第１の方向と平行な方向に縮小することを意味する。
　上記第１態様において、前記第２の光線の断面形状及び前記第３の光線の断面形状はいずれも、前記第１の方向に長手方向を有するのが好ましい。
　この構成によれば、縮小光学系による第２の光線および第３の光線の損失が小さい。
　上記第１態様において、第２の縮小光学系をさらに備え、前記第１の光源ユニットは第６の光線をさらに射出し、前記第６の光線は、前記第１の方向と交差する第２の方向に前記第１の光線と並んでおり、前記第２の縮小光学系は、前記第１の光線と前記第６の光線との間の間隔を前記第２の方向に縮小して、前記第１の光線と前記第６の光線とをそれぞれ第７の光線と第８の光線として射出し、前記第７の光線と前記第８の光線は、前記光透過領域と前記光反射領域とのうちの一方に入射するのが好ましい。
　この構成によれば、第１の光源ユニットから射出された複数の光線からなる光線束を第２の縮小光学系により縮小することができる。
　本発明の第２態様に従えば、上記第１態様に係る光源装置と、波長変換素子と、前記第１の光、前記第４の光線および前記第５の光線の少なくとも一部を前記波長変換素子に導く導光光学系と、を備える照明装置が提供される。
　第２態様によれば、小型の照明装置を提供することができる。
　本発明の第３態様に従えば、上記第２態様に係る照明装置と、前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。
　第３態様によれば、小型のプロジェクターを実現できる。
プロジェクターの概略構成を示す平面図。 照明装置の概略構成を示す図。 光源装置の概略構成を示す図。 縮小光学系による効果を示す図。 第２の縮小光学系による効果を示す図。 合成光学系の平面構成を示す図。 比較例に係る構成を示す図。
　以下、本発明の実施の形態について、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。
　（第１実施形態）
　まず、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）ＳＣＲ上にカラー映像（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１は、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した３つの光変調装置を用いている。プロジェクターは、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザー（レーザー光源）を用いている。
　（プロジェクター）
　図１は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す平面図である。プロジェクター１は、図１に示すように、照明装置２と、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、光合成部５と、投射光学系６とを備えている。
　色分離光学系３は、照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧと、青色光ＬＢとに分離するためのものである。色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａ及び第２のダイクロイックミラー７ｂと、第１の全反射ミラー８ａ、第２の全反射ミラー８ｂ及び第３の全反射ミラー８ｃと、第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂとを概略備えている。
　第１のダイクロイックミラー７ａは、照明装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、その他の光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）とに分離する機能を有する。第１のダイクロイックミラー７ａは、分離された赤色光ＬＲを透過すると共に、その他の光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）を反射する。一方、第２の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とに分離する機能を有する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、分離された緑色光ＬＧを反射すると共に、青色光ＬＢを透過する。
　第１の全反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されて、第１の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の全反射ミラー８ｂ及び第３の全反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置されて、第２の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に導く。緑色光ＬＧは、第２のダイクロイックミラー７ｂから光変調装置４Ｇに向けて反射される。
　第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２の全反射ミラー８ｂの光射出側に配置されている。第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることに起因した青色光ＬＢの光損失を補償する機能を有している。
　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，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、一対の偏光板（図示せず。）が配置されており、特定の方向の直線偏光光のみを通過させる構成となっている。
　また、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，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，フィールドレンズ１０Ｂは、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂそれぞれに入射する赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢそれぞれを平行化するためのものである。
　光合成部５には、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂからの画像光が入射する。光合成部５は、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢに対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学系６に向けて射出する。光合成部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ている。
　投射光学系６は、投射レンズ群からなり、光合成部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上には、拡大されたカラー映像が表示される。
　（照明装置）
　続いて、本発明の一実施形態に係る照明装置２について説明する。図２は照明装置２の概略構成を示す図である。図２に示すように、照明装置２は、光源装置１００と、インテグレータ光学系２４と、偏光分離素子５０Ａを含む光学素子２５Ａと、第１のピックアップ光学系２６と、蛍光発光素子（波長変換素子）２７と、位相差板２８と、第２のピックアップ光学系２９と、拡散反射素子３０と、ホモジナイザー光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３とを備えている。
　光源装置１００は励起光ＢＬ及び青色光ＢＬ’を射出する。なお、光源装置１００の詳細な構成については後述する。
　励起光ＢＬ及び青色光ＢＬ’はインテグレータ光学系２４に入射する。インテグレータ光学系２４は、第１のマルチレンズアレイ２４ａと、第２のマルチレンズアレイ２４ｂとから構成されている。第１のマルチレンズアレイ２４ａは複数の小レンズ２４ａｍを備え、第２のマルチレンズアレイ２４ｂは、複数の小レンズ２４ａｍに対応する複数の小レンズ２４ｂｍを備えている。
　インテグレータ光学系２４を透過した励起光ＢＬ及び青色光ＢＬ’は、光学素子２５Ａに入射する。光学素子２５Ａは、例えば波長選択性を有するダイクロイックプリズムから構成されている。ダイクロイックプリズムは、光軸ａｘ１に対して４５°の角度をなす傾斜面Ｋを有している。傾斜面Ｋは、光軸ａｘ２に対しても４５°の角度をなしている。
　傾斜面Ｋには、波長選択性を有する偏光分離素子５０Ａが設けられている。偏光分離素子５０Ａは、励起光ＢＬ及び青色光ＢＬ’を、この偏光分離素子５０Ａに対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する。
　また、偏光分離素子５０Ａは、後述する励起光ＢＬと青色光ＢＬ’とは波長帯が異なる第２の光である蛍光光ＹＬを、その偏光状態にかかわらず透過させる色分離機能を有している。
　励起光ＢＬは偏光分離素子５０Ａで反射されるＳ偏光である。青色光ＢＬ’は偏光分離素子５０Ａを透過するＰ偏光である。
　したがって、励起光ＢＬは、Ｓ偏光の励起光ＢＬｓとして、蛍光発光素子２７に向けて偏光分離素子５０Ａで反射される。一方、青色光ＢＬ’は、Ｐ偏光の青色光ＢＬ’ｐとして、拡散反射素子３０に向けて偏光分離素子５０Ａを透過する。
　偏光分離素子５０Ａから射出されたＳ偏光の励起光ＢＬｓは、第１のピックアップ光学系２６に入射する。第１のピックアップ光学系２６は、第２のマルチレンズアレイ２４ｂから射出された複数の光束（励起光ＢＬｓ）を、蛍光体層３４に向けて集光させるとともに、蛍光体層３４の上で互いに重畳させる。
　第１のピックアップ光学系２６は、例えばピックアップレンズ２６ａ，ピックアップレンズ２６ｂから構成されている。第１のピックアップ光学系２６から射出された励起光ＢＬｓは、蛍光発光素子２７に入射する。蛍光発光素子２７は、蛍光体層３４と、この蛍光体層３４を支持する基板３５と、蛍光体層３４を基板３５に固定する固定部材３６とを有している。
　蛍光体層３４は、固定部材３６により、基板３５に固定されている。蛍光体層３４の励起光ＢＬｓが入射する側とは反対側の面は基板３５に接触している。
　蛍光体層３４は、波長４４０ｎｍの励起光ＢＬｓを吸収して励起される蛍光体を含み、この励起光ＢＬｓにより励起された蛍光体は、第２の光として、例えば５００～７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光光（黄色光）ＹＬを生成する。
　蛍光体層３４には、耐熱性及び表面加工性に優れたものを用いることが好ましい。このような蛍光体層３４としては、例えば、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層や、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などを好適に用いることができる。
　蛍光体層３４の励起光ＢＬｓが入射する側とは反対側には、第１の反射素子としての反射部３７が設けられている。反射部３７は、蛍光体層３４で生成された蛍光光ＹＬを反射する機能を有している。
　基板３５の蛍光体層３４を支持する面とは反対側の面には、ヒートシンク３８が配置されている。蛍光発光素子２７では、このヒートシンク３８を介して放熱できるため、蛍光体層３４の熱劣化を防ぐことができる。
　蛍光体層３４で生成された蛍光光ＹＬのうち、一部の蛍光光ＹＬは、反射部３７によって反射され、蛍光体層３４の外部へと射出される。また、蛍光体層３４で生成された蛍光光ＹＬのうち、他の一部の蛍光光ＹＬは、反射部３７を介さずに蛍光体層３４の外部へと射出される。このようにして、蛍光光ＹＬが蛍光体層３４から第１のピックアップ光学系２６に向けて射出される。
　蛍光体層３４から射出された蛍光光ＹＬは、非偏光光である。蛍光光ＹＬは、第１のピックアップ光学系２６および偏光分離素子５０Ａを透過して、ホモジナイザー光学系３１に入射する。
　偏光分離素子５０Ａから射出されたＰ偏光の青色光ＢＬ’ｐは、位相差板２８に入射する。位相差板２８は、偏光分離素子５０Ａと拡散反射素子３０との間の光路中に配置された１／４波長板から構成されている。したがって、偏光分離素子５０Ａから射出されたＰ偏光の青色光ＢＬ’ｐは、この位相差板２８によって、円偏光の青色光ＢＬ’ｃに変換された後、第２のピックアップ光学系２９に入射する。
　第２のピックアップ光学系２９は、青色光ＢＬ’ｃを拡散反射素子３０に向けて集光させるものであり、例えばピックアップレンズ２９ａから構成されている。
　拡散反射素子３０は、第２のピックアップ光学系２９から射出された青色光ＢＬ’ｃを偏光分離素子５０Ａに向けて拡散反射させる。拡散反射素子３０としては、青色光ＢＬ’ｃをランバート反射させるものを用いることが好ましい。
　拡散反射素子３０で拡散反射された青色光ＢＬ’ｃは、位相差板２８を透過することによって、Ｓ偏光の青色光ＢＬ’ｓに変換される。青色光ＢＬ’ｓは、偏光分離素子５０Ａに入射する。そして、青色光ＢＬ’ｓは、偏光分離素子５０Ａでホモジナイザー光学系３１に向けて反射される。
　これにより、青色光ＢＬ’ｓは、偏光分離素子５０Ａを透過した蛍光光ＹＬと共に、照明光ＷＬとして利用されることになる。すなわち、青色光ＢＬ’ｓ及び蛍光光ＹＬは、偏光分離素子５０Ａから互いに同一方向に向けて射出される。これにより、青色光ＢＬ’ｓと蛍光光（黄色光）ＹＬとが混ざった照明光（白色光）ＷＬが得られる。
　偏光分離素子５０Ａから射出された照明光ＷＬは、ホモジナイザー光学系３１に入射する。ホモジナイザー光学系３１は、例えば、レンズアレイ３１ａ，レンズアレイ３１ｂから構成されている。レンズアレイ３１ａ，３１ｂは、複数のレンズがアレイ状に配列されたものからなる。
　ホモジナイザー光学系３１を透過した照明光ＷＬは、偏光変換素子３２に入射する。偏光変換素子３２は、偏光分離膜と位相差板とから構成されている。偏光変換素子３２は、照明光ＷＬを直線偏光に変換する。
　偏光変換素子３２から射出された照明光ＷＬは、重畳光学系３３に入射する。重畳光学系３３は、照明光ＷＬを被照明領域において重畳させるものである。重畳光学系３３は、例えば、重畳レンズ３３ａから構成されている。これにより、被照明領域の照度分布が均一化される。
　続いて、光源装置１００の詳細について説明する。図３は光源装置１００の概略構成を示す図である。
　図３に示すように、光源装置１００は、第１の光源ユニット２１Ａと、第２の縮小光学系７１と、第２の光源ユニット２１Ｂと、縮小光学系７２と、合成光学系７０と、アフォーカル光学系２３と、を有する。
　第１の光源ユニット２１Ａは、複数の半導体レーザー１１を含み、各半導体レーザー１１から射出した複数の光線Ｌ１を含む光線束Ｋ１を射出する。
　第２の光源ユニット２１Ｂは、複数の半導体レーザー１２を含み、各半導体レーザー１２から射出した複数の光線Ｌ２を含んだ光線束Ｋ２を射出する。
　図３においては、第１の光源ユニット２１Ａから射出された光線束Ｋ１の進行方向をＹ方向とし、第２の光源ユニット２１Ｂから射出された光線束Ｋ２の進行方向を－Ｘ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ直交する方向をＺ方向とする。
　第１の光源ユニット２１Ａおよび第２の縮小光学系７１は、光軸ＡＸ１を中心として左右対称の構成を有する。そのため、図３において、光軸ＡＸ１を中心として左部分の構成について以下、説明する。説明の便宜上、図３の左側の５個の半導体レーザー１１について、－Ｘ側から＋Ｘ側に向かって順に、それぞれ半導体レーザー１１Ａ～１１Ｅと称する。
　また、第２の光源ユニット２１Ｂおよび縮小光学系７２は、光軸ＡＸ２を中心として上下対称の構成を有する。そのため、図３において、光軸ＡＸ２を中心として下部分の構成について以下、説明する。説明の便宜上、図３の下側の５個の半導体レーザー１２について、－Ｙ側から＋Ｙ側に向かって順に、それぞれ半導体レーザー１２Ａ～１２Ｅと称する。
　複数の半導体レーザー１１は、光軸ＡＸ１と直交する面内（ＸＺ平面と平行な面内）においてアレイ状に配置されている。本実施形態では、図示しないが、例えば、Ｘ方向に沿って配置された９個の半導体レーザー１１からなるレーザー列１１がＺ方向に３列配置されている。Ｘ方向は、特許請求の範囲における「第２の方向」に相当する。なお、半導体レーザー１１の設置数や配列数はこれに限定されることはない。
　半導体レーザー１１は、光線Ｌ１として、例えばピーク波長が４６０ｎｍの青色光ＢＬ’を射出する。
　複数の半導体レーザー１２は、光軸ＡＸ２と直交する面内（ＹＺ平面と平行な面内）においてアレイ状に配置されている。本実施形態では、図示しないが、例えば、Ｙ方向に沿って配置された９個の半導体レーザー１２からなるレーザー列１２がＺ方向に３列配置されている。Ｙ方向は、特許請求の範囲における「第１の方向」に相当する。なお、半導体レーザー１２の設置数や配列数はこれに限定されることはない。
　ＸＹ平面を基準面とした場合、いずれのレーザー列１１から射出された光線束の基準面からの距離も、いずれのレーザー列から射出された光線束の基準面からの距離とは異なっている（図６参照）。
　半導体レーザー１２は、光線Ｌ２として、例えばピーク波長が４４０ｎｍの励起光ＢＬを射出する。
　縮小光学系７２は、第２の光源ユニット２１Ｂから射出された光線束Ｋ２をＹ方向に縮小して、縮小光線束Ｋ２ｓとして射出する。縮小光学系７２から射出された縮小光線束Ｋ２ｓは、合成光学系７０に入射する。
　本実施形態において、縮小光学系７２は、プリズム７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄを含む。プリズム７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄはいずれも、入射した光に対して同じ作用を持っている。
　半導体レーザー１２Ｃから射出された光線Ｌ２ｔは、プリズム７２Ｂ，７２Ａを順に透過して直進する。プリズム７２Ａは、半導体レーザー１２Ａから射出された光線Ｌ２ｕの光路を変更する。プリズム７２Ａは、第１の反射面７２Ａ１と第２の反射面７２Ａ２とを有する。第１の反射面７２Ａ１は、光線Ｌ２ｕが４５°の入射角で入射するように配置されている。第２の反射面７２Ａ２は、第１の反射面７２Ａ１で反射した光線Ｌ２ｕが４５°の入射角で入射するように配置されている。第２の反射面７２Ａ２は、半導体レーザー１２Ｃから射出された光線Ｌ２ｔの光路と半導体レーザー１２Ｄからの射出光の光路との間に設けられている。
　これにより、半導体レーザー１２Ａから射出された光線Ｌ２ｕはプリズム７２Ａの第１の反射面７２Ａ１で反射し、光線Ｌ２ｕの光路は右回りに９０°折り曲げられる。次に、第１の反射面７２Ａ１で反射した光線Ｌ２ｕは、プリズム７２Ａ内を進行した後、第２の反射面７２Ａ２で反射し、光線Ｌ２ｕの光路は左回りに９０°折り曲げられる。このようにして、プリズム７２Ａに入射した光線Ｌ２ｕは、光路がシフトされた光線Ｌ２ｕ’として射出される。光線Ｌ２ｕ’は、半導体レーザー１２Ｃから射出された光線Ｌ２ｔの光路と半導体レーザー１２Ｄから射出された光線Ｌ２の光路との間に位置する。
　半導体レーザー１２Ｃから射出された光線Ｌ２ｔと、半導体レーザー１２Ａから射出された光線Ｌ２ｕとに着目すると、光線Ｌ２ｕは縮小光学系７２（プリズム７２Ａ）により光路が＋Ｙ方向に移動し、光線Ｌ２ｔは光路が変更することなく－Ｘ方向に向かって直進する。ここで、縮小光学系７２（プリズム７２Ａ）を経由した後の光線Ｌ２ｔを光線Ｌ２ｔ’とする。
　縮小光学系７２は、光線Ｌ２ｕと光線Ｌ２ｔとの間の間隔を第一の方向に縮小して、光線Ｌ２ｕと光線Ｌ２ｔとをそれぞれ光線Ｌ２ｕ’と光線Ｌ２ｔ’として射出している。すなわち、本実施形態において、光線Ｌ２ｔは特許請求の範囲の「第２の光線」に相当し、光線Ｌ２ｕは特許請求の範囲の「第３の光線」に相当し、光線Ｌｔ’は特許請求の範囲の「第４の光線」に相当し、光線Ｌ１ｕ’は特許請求の範囲の「第５の光線」に相当する。
　プリズム７２Ｂは、半導体レーザー１２Ｂから射出された光線Ｌ２の光路を変更する。プリズム７２Ｂは、第１の反射面７２Ｂ１と第２の反射面７２Ｂ２とを有する。第１の反射面７２Ｂ１は、半導体レーザー１２Ｂから射出された光線Ｌ２が４５°の入射角で入射するように配置されている。第２の反射面７２Ｂ２は、第１の反射面７２Ｂ１で反射した光線Ｌ２が４５°の入射角で入射するように配置されている。第２の反射面７２Ｂ２は、半導体レーザー１２Ｄからの光線Ｌ２の光路と半導体レーザー１２Ｅからの光線Ｌ２の光路との間に設けられている。
　半導体レーザー１２Ｂから射出された光線Ｌ２の光路は、光線Ｌ２ｕと同様に＋Ｙ方向にシフトされる。このようにして、半導体レーザー１２Ｂから射出された光線Ｌ２の光路は、縮小光学系７２を射出した後には、半導体レーザー１２Ｄからの光線Ｌ２の光路と半導体レーザー１２Ｅからの光線Ｌ２の光路との間に配置されている。
　半導体レーザー１２Ｄから射出された光線Ｌ２は、プリズム７２Ｂを透過して直進する。半導体レーザー１２Ｅから射出された光線Ｌ２は、合成光学系７０へ向かって直進する。
　なお、光軸ＡＸ２を中心として上部分においても、プリズム７２Ｃ，７２Ｄにより、第２の光源ユニット２１Ｂから射出した光線Ｌ２の光路を－Ｙ方向にシフトすることができる。
　本実施形態によれば、複数の半導体レーザー１２から射出された複数の光線Ｌ２が縮小光学系７２から互いに平行に、かつ光軸ＡＸ１と平行な状態で射出される。かくして、Ｙ方向の幅がＷ３である光線束Ｋ２は、縮小光学系７２によって、Ｙ方向の幅がＷ４である縮小光線束Ｋ２ｓに変換され、縮小光学系７２から射出される。
　図４（ａ）は縮小される前の各光線Ｌ２を示す図であり、図４（ｂ）は縮小後の各光線Ｌ２を示す図である。図４（ａ），（ｂ）に示すように、光線Ｌ２のスポットＳ２は、Ｙ方向に長軸を有する略楕円状である。本実施形態において、縮小光学系７２は、光線束Ｋ２をスポットＳ２の長軸方向に縮小している。
　一方、第２の縮小光学系７１は、第１の光源ユニット２１Ａから射出された光線束Ｋ１をＸ方向に圧縮して縮小光線束Ｋ１ｓとして射出する。第２の縮小光学系７１から射出された縮小光線束Ｋ１ｓは、合成光学系７０に入射する。本実施形態において、第２の縮小光学系７１は、プリズム７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄを含む。プリズム７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄはいずれも、入射した光に対して同じ作用を持っている。
　半導体レーザー１１Ｃから射出された光線Ｌ１ｔは、プリズム７１Ｂ，７１Ａを順に透過して直進する。プリズム７１Ａは、半導体レーザー１１Ａから射出された光線Ｌ１ｕの光路を変更する。プリズム７１Ａは、第１の反射面７１Ａ１と第２の反射面７１Ａ２とを有する。第１の反射面７１Ａ１は、光線Ｌ１ｕが４５°の入射角で入射するように配置されている。第２の反射面７１Ａ２は、第１の反射面７１Ａ１で反射した光線Ｌ１ｕが４５°の入射角で入射するように配置されている。第２の反射面７１Ａ２は、半導体レーザー１１Ｃから射出された光線Ｌ１ｔの光路と半導体レーザー１１Ｄからの光線Ｌ１の光路との間に設けられている。
　半導体レーザー１１Ａから射出された光線Ｌ１ｕの光路は、光線Ｌ２ｕと同様にプリズム７１Ａによって＋Ｘ方向にシフトされる。プリズム７１Ａに入射した光線Ｌ１ｕは、光路がシフトされた光線Ｌ１ｕ’として射出される。このようにして、半導体レーザー１１Ａから射出された光線Ｌ１ｕの光路は、第２の縮小光学系７１を射出した後には、半導体レーザー１１Ｃから射出された光線Ｌ１ｔの光路と半導体レーザー１１Ｄからの光線Ｌ１の光路との間に位置する。
　半導体レーザー１１Ｃから射出された光線Ｌ１ｔと、半導体レーザー１１Ａから射出された光線Ｌ１ｕとに着目すると、光線Ｌ１ｕは第２の縮小光学系７１（プリズム７１Ａ）により光路が＋Ｘ方向に移動し、光線Ｌ１ｔは光路が変更することなく＋Ｙ方向に向かって直進する。ここで、第２の縮小光学系７１（プリズム７１Ａ）を経由した後の光線Ｌ１ｔを光線Ｌ１ｔ’とする。
　第２の縮小光学系７１は、光線Ｌ１ｕと光線Ｌ１ｔとの間の間隔を第２の方向に縮小して、光線Ｌ１ｕと光線Ｌ１ｔとをそれぞれ光線Ｌ１ｕ’と光線Ｌ１ｔ’として射出している。すなわち、本実施形態において、光線Ｌ１ｔは特許請求の範囲の「第１の光線」に相当し、光線Ｌ１ｕは特許請求の範囲の「第６の光線」に相当し、光線Ｌ１ｔ’は特許請求の範囲の「第７の光線」に相当し、光線Ｌ１ｕ’は特許請求の範囲の「第８の光線」に相当する。
　プリズム７１Ｂは、半導体レーザー１１Ｂから射出された光線Ｌ１の光路を変更する。プリズム７１Ｂは、第１の反射面７１Ｂ１と第２の反射面７１Ｂ２とを有する。第１の反射面７１Ｂ１は、半導体レーザー１１Ｂから射出された光線Ｌ１が４５°の入射角で入射するように配置されている。第２の反射面７１Ｂ２は、第１の反射面７１Ｂ１で反射した光線Ｌ１が４５°の入射角で入射するように配置されている。第２の反射面７１Ｂ２は、半導体レーザー１１Ｄからの光線Ｌ１の光路と半導体レーザー１１Ｅからの光線Ｌ１の光路との間に設けられている。
　半導体レーザー１１Ｂから射出された光線Ｌ１の光路は、光線Ｌ１ｕと同様に＋Ｘ方向にシフトされる。このようにして、半導体レーザー１１Ｂから射出された光線Ｌ１の光路は、第２の縮小光学系７１を射出した後には、半導体レーザー１１Ｄからの光線Ｌ１の光路と半導体レーザー１１Ｅからの光線Ｌ１の光路との間に配置されている。
　半導体レーザー１１Ｄから射出された光線は、プリズム７１Ｂを透過して直進する。また、半導体レーザー１１Ｅから射出された光線Ｌ１は、合成光学系７０へ向かって直進する。
　なお、光軸ＡＸ１を中心として右部分についても、プリズム７１Ｃ，７１Ｄにより、第１の光源ユニット２１Ａから射出した光線Ｌ１の光路を－Ｘ方向にシフトすることができる。
　本実施形態によれば、複数の半導体レーザー１１から射出された複数の光線Ｌ１が第２の縮小光学系７１から互いに平行に、かつ光軸ＡＸ１と平行な状態で射出される。かくして、Ｘ方向の幅がＷ１である光線束Ｋ１は、第２の縮小光学系７１によって、Ｘ方向の幅がＷ２である縮小光線束Ｋ１ｓに変換され、第２の縮小光学系７１から射出される。
　図５（ａ）は縮小される前の各光線Ｌ１を示す図であり、図５（ｂ）は縮小後の各光線Ｌ１を示す図である。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、光線Ｌ１のスポットＳ１は、Ｘ方向に長軸を有する略楕円状である。本実施形態において、第２の縮小光学系７１は、光線束Ｋ１をスポットＳ１の長軸方向に縮小している。
　前述したように、第２の縮小光学系７１および縮小光学系７２は複数のプリズムを備えている。各プリズムは、互いに対向する第１の反射面と第２の反射面を備えている。第１の反射面と第２の反射面との平行度はプリズム作製時の加工精度で決まる。そのため、プリズムの実装精度に依らない縮小光学系を実現している。プリズムがＺ軸の周りに微小角回転したとしても、プリズムに入射する光とプリズムから射出した光とは互いに平行である。したがって、縮小光学系に入射する光の光軸と縮小光学系から射出された光の光軸とを互いに平行にしやすい。
　図３に戻り、合成光学系７０は、第２の縮小光学系７１から射出された縮小光線束Ｋ１ｓと、縮小光学系７２から射出された縮小光線束Ｋ２ｓとを合成する。合成光学系７０は、光軸ＡＸ１およびＡＸ２に対してそれぞれ４５°をなすように配置されている。
　図６は合成光学系７０の平面構成を示す図である。
　合成光学系７０は、図６に示すように、第２の縮小光学系７１から射出された縮小光線束Ｋ１ｓを透過させる光透過領域７０Ａと、縮小光学系７２から射出された縮小光線束Ｋ２ｓを反射させる光反射領域７０Ｂとを有する板状部材から構成される。
　本実施形態では、上述のように、いずれのレーザー列１１から射出された光線束の基準面からの距離も、いずれのレーザー列１２から射出された光線束の基準面からの距離とは異なっている。また、光透過領域７０Ａおよび光反射領域７０ＢはＺ方向において交互に配置されている。
　光透過領域７０Ａは、例えば、透明部材から構成され、ストライプ形状を有している。光透過領域７０Ａは、ＸＹ平面（基準面）に平行な長辺を有している。なお、光透過領域７０Ａは、基板に形成されたストライプ状の開口から構成されていても良い。
　また、光反射領域７０Ｂは、例えば、金属等のミラー部材や誘電体多層膜等から構成され、ストライプ形状を有している。光反射領域７０Ｂは、ＸＹ平面（基準面）に平行な長辺を有している。
　このような構成に基づき、合成光学系７０は、第２の縮小光学系７１から射出された縮小光線束Ｋ１ｓを透過させて光軸ＡＸ１と平行に進行させるとともに、縮小光学系７２から射出された縮小光線束Ｋ２ｓを反射させることで光軸ＡＸ１と平行に進行させる。これにより、縮小光線束Ｋ１ｓおよび縮小光線束Ｋ２ｓが合成された合成光線束Ｋ３がアフォーカル光学系２３に向けて射出される。
　図６に示すように、ストライプ状の光透過領域７０Ａは、その長辺方向がスポットＳ１の長軸方向、すなわち光線束Ｋ１の縮小方向と一致している。また、同様に、ストライプ状の光反射領域７０Ｂは、その長辺方向がスポットＳ２の長軸方向、すなわち光線束Ｋ２の縮小方向と一致している。なお、各スポットＳ１，Ｓ２の大きさは同じものとする。
　また、本実施形態では、図６に示すように、一の光透過領域７０Ａ上に形成されている複数のスポットＳ１と、一の光反射領域７０Ｂ上に形成されている複数のスポットＳ２とは、該スポットＳ１，Ｓ２の半ピッチ分だけ互いにずれて配置されている。これにより、合成光線束Ｋ３の断面における強度分布の均一性を高めることができる。
　ここで、比較例として、各光線のスポットの短軸方向が光線束の縮小方向と一致している場合について説明する。縮小光線束Ｋ１ｓは光透過領域７０Ａを透過し、縮小光線束Ｋ２ｓは光反射領域７０Ｂで反射しなければならない。しかし、図７に示すように、圧縮後の各光線のスポットＳ５の短軸方向が光線束の縮小方向（図７の左右方向）と一致している場合、縮小光線束Ｋ１ｓの一部は光反射領域７０Ｂで反射される。また、縮小光線束Ｋ２ｓの一部は光透過領域７０Ａを透過する。このように、縮小光線束Ｋ１ｓと縮小光線束Ｋ２ｓとを合成して合成光線束Ｋ３を生成するときに損失が発生する。損失を防ぐためには、Ｚ方向に互いに隣り合う２つのレーザー列の間隔を大きくして、縮小光線束Ｋ１ｓが光反射領域７０Ｂに入射せず、縮小光線束Ｋ２ｓが光透過領域７０Ａに入射しないようにしなければならない。
　これに対し、本実施形態によれば、合成光線束Ｋ３を生成するときに損失が発生する可能性が低い。そのため、縮小光線束Ｋ１ｓと縮小光線束Ｋ２ｓとを効率よく利用することができる。
　アフォーカル光学系２３は、合成光線束Ｋ３（励起光ＢＬ及び青色光ＢＬ’）の光束幅をさらに縮小する縮小系のアフォーカル光学系である。アフォーカル光学系２３は、例えば凸レンズ２３ａ，凹レンズ２３ｂから構成されている。
　合成光線束Ｋ３を充分細くすることができれば、アフォーカル光学系２３は不要である。合成光線束Ｋ３をさらに細くしたい場合、従来のアフォーカル光学系２３を用いればよい。しかし、アフォーカル光学系２３のアフォーカル倍率が高い場合、第１の光源ユニット２１Ａ（半導体レーザー１１）および第２の光源ユニット２１Ｂ（半導体レーザー１２）における実装ばらつきの影響を受けやすくなる。すなわち、合成光線束Ｋ３における各レーザー光線の進行方向のばらつきが大きくなり、合成光線束Ｋ３が所望の領域に効率よく入射することができないおそれがある。例えば、後述の蛍光体層３４への入射位置にずれが生じ、蛍光を効率良く発生させることができなるおそれがある。そのため、アフォーカル倍率が高い場合、光源ユニット２１Ａ，２１Ｂに対して高いアライメント精度が要求される。
　そのため、光源ユニット２１Ａ，２１Ｂの実装ばらつき等を考慮し、アフォーカル光学系２３のアフォーカル倍率をある程度低く抑える必要がある。しかし、アフォーカル倍率を下げると、光源装置１００から射出された光線を充分細くすることができない。
　これに対し、本実施形態においては、第２の縮小光学系７１および縮小光学系７２により縮小された合成光線束Ｋ３がアフォーカル光学系２３に入射するため、比較的アフォーカル倍率が小さいアフォーカル光学系２３を用いることができる。
　また、光源装置１００では、合成光線束Ｋ３の光束幅が縮小されているので、小型のアフォーカル光学系２３を採用可能である。
　したがって、本実施形態によれば、合成光線束Ｋ３の損失を抑えつつ、インテグレータ光学系２４、光学素子２５Ａ、第１のピックアップ光学系２６等の、後段の光学素子を小型化することができる。ひいては、照明装置２およびプロジェクター１の小型化を図ることができる。
　なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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。
　例えば、上記実施形態においては、第１の光源ユニット２１Ａおよび第２の光源ユニット２１Ｂのそれぞれに対し、第２の縮小光学系７１および縮小光学系７２を設ける場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２の縮小光学系７１および縮小光学系７２のいずれか一方のみを有していても良い。
　また、縮小光線束Ｋ１ｓが光透過領域７０Ａを透過し、縮小光線束Ｋ２ｓが光反射領域７０Ｂで反射される場合を例に挙げたが、縮小光線束Ｋ１ｓが光反射領域７０Ｂで反射され、縮小光線束Ｋ２ｓが光透過領域７０Ａを透過するように構成した合成光学系７０を用いても良い。
　また、上記実施形態では、励起光ＢＬのピーク波長は４４０ｎｍであり、青色光ＢＬ’用のピーク波長は４６０ｎｍであった。しかし、励起光ＢＬ及び青色光ＢＬ’のピーク波長については、このような例に必ずしも限定されるものではない。
　また、上記実施形態では、３つの光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを備えるプロジェクター１を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。
　その他、照明装置およびプロジェクターの各種構成要素の形状、数、配置、材料等については、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照明装置を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。本発明による照明装置は、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。
　１…プロジェクター、２…照明装置、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、６…投射光学系、２１Ａ…第１の光源ユニット、２１Ｂ…第２の光源ユニット、３２…波長変換素子、７０…合成光学系、７０Ａ…光透過領域、７０Ｂ…光反射領域、７１…第２の縮小光学系、７２…縮小光学系、１００…光源装置、Ｋ１，Ｋ２…光線束、Ｋ１ｓ…縮小光線束、Ｋ２ｓ…縮小光線束、ＡＸ２…光軸（縮小光線束の光軸）、光線Ｌ１ｔ（第１の光線）、光線Ｌ１ｕ（第６の光線）、光線Ｌ１ｔ’（第７の光線）、光線Ｌ１ｕ’（第８の光線）、光線Ｌ２ｔ（第２の光線）、光線Ｌ２ｕ（第３の光線）、光線Ｌ２ｔ’（第４の光線）、光線Ｌ２ｕ’（第５の光線）。

Claims (5)

  1. 　第１の光線を射出する第１の光源ユニットと、
    　第１の方向に並んでいる第２の光線と第３の光線とを含む光線束を射出する第２の光源ユニットと、
    　前記光線束を前記第１の方向に縮小して縮小光線束として射出する縮小光学系と、
    　前記第１の光線を透過又は反射させるとともに前記縮小光線束を反射又は透過させることで、前記第１の光線と前記縮小光線束とを合成する合成光学系と、を備えた光源装置であって、
    　前記縮小光線束の光軸を含み、かつ前記第１の方向と平行な面を基準面としたとき、前記第１の光線と前記基準面との距離は、前記第２の光線と前記基準面との距離と異なり、
    　前記縮小光学系は、前記第２の光線と前記第３の光線との間の間隔を前記第１の方向に縮小して、前記第２の光線と前記第３の光線とをそれぞれ第４の光線と第５の光線として射出し、
    　前記合成光学系は、前記基準面と平行な長辺を持つ光透過領域と、前記基準面と平行な長辺を持つ光反射領域と、を備え、
    　前記第１の光線は、前記光透過領域と前記光反射領域とのうちの一方に入射し、前記第４の光線と前記第５の光線は、前記光透過領域と前記光反射領域とのうちの他方に入射する
    　光源装置。
  2. 　前記第２の光線の断面形状及び前記第３の光線の断面形状はいずれも、前記第１の方向に長手方向を有する
    　請求項１に記載の光源装置。
  3. 　第２の縮小光学系をさらに備え、
    　前記第１の光源ユニットは第６の光線をさらに射出し、
    　前記第６の光線は、前記第１の方向と交差する第２の方向に前記第１の光線と並んでおり、
    　前記第２の縮小光学系は、前記第１の光線と前記第６の光線との間の間隔を前記第２の方向に縮小して、前記第１の光線と前記第６の光線とをそれぞれ第７の光線と第８の光線として射出し、
    　前記第７の光線と前記第８の光線は、前記光透過領域と前記光反射領域とのうちの一方に入射する
    　請求項１又は２に記載の光源装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の光源装置と、
    　波長変換素子と、
    　前記第１の光、前記第４の光線および前記第５の光線の少なくとも一部を前記波長変換素子に導く導光光学系と、を備える照明装置。
  5. 　請求項４に記載の照明装置と、
    　前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
    　前記画像光を投射する投射光学系と、を備える
    　プロジェクター。
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