JP2021036259A - 光源装置および画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率的にスペクトル合成を行うことが可能、かつ省スペース、低コストである光源装置および画像投射装置を提供すること。【解決手段】 複数の光源と対になるアフォーカル光学系を有し、アフォーカル光学系は少なくとも１つの光学素子を共有する構成において、複数の光源から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす最大角は互いに異なり、複数のアフォーカル光学系から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす最大角は互いに略同じとなるように、アフォーカル光学系の異なる光学素子の焦点距離を異ならせる。【選択図】 図４

Description

本発明は、画像投射装置（プロジェクタ）等に好適な光源装置に関する。

近年、レーザダイオードの高出力化が進み、レーザダイオードからの励起光を蛍光体に照射して波長変換された蛍光光とレーザダイオードの単色光を合成させた光源を用いた広範囲の色再現領域を実現したプロジェクタが開発されている。

特許文献１には、光源（レーザおよびレーザ励起蛍光体）を複数合成させたプロジェクタが開示されている。特許文献１にて開示されたプロジェクタでは、複数の励起レーザからの光束をそれぞれ蛍光体に照射して波長変換された蛍光光と、赤のレーザを合成させ照明系に導くことで高輝度のプロジェクタを実現させている。

また、特許文献２にて開示されたプロジェクタでは、複数の励起レーザからの光束をそれぞれ蛍光体に照射して波長変換された蛍光光と、励起レーザとは波長の異なる青のレーザと、赤のレーザを合成させ照明系に導くことで高輝度のプロジェクタを実現させている。

特許第５９７９４１６号公報 特開２０１６−２２４３０４号公報

光変調素子を用いたプロジェクタでは、光変調素子を照明する光束の偏光方向を一致させる必要があり、照明系にはＰＳコンバータが搭載されている。そして光変調素子を照明する光束の効率を上げるため、かつ強度むらを軽減するためにフライアイレンズアレイが搭載されている。このＰＳコンバータは効率低下を防ぐため、フライアイレンズアレイが作る焦点位置近傍つまり光源の発光面の共役位置近傍に設置されるのが一般的である。

また波長の異なるレーザダイオードの発光面のサイズは異なり、出力、バンドギャップや材料の熱伝導率により最適なサイズが設計されている。蛍光体を用いたプロジェクタでは、レーザダイオードの発光面と蛍光体上とフライアイレンズアレイが作る焦点位置はおおよそ共役となっており、光学系の倍率によってサイズが規定される。蛍光体を用いていないプロジェクタでは、レーザダイオードの発光面とフライアイレンズアレイが作る焦点位置はおおよそ共役となっており、光学系の倍率によってサイズが規定される。

最近のプロジェクタの小型化に伴い、ＰＳコンバータの大きさが規制されるため、フライアイレンズアレイが作る光源と共役である光源像が大きくなってしまうと効率低下を招いてしまう。逆に小さすぎると、ＰＳコンバータの光密度が高くなってしまいＰＳコンバータの劣化を加速させてしまう。またフライアイレンズアレイが作る焦点位置と共役である蛍光体上の光密度が高くなり輝度飽和を起こし効率低下を招いてしまう。したがって、効率低下と光学素子劣化、蛍光体輝度飽和を起こさないバランスの良い大きさの光源像を形作る必要がある。

しかしながら、上記の特許文献１にて開示されたプロジェクタでは、フライアイレンズアレイが作る光源と共役である光源像は、光源の発光面のサイズと光源内にあるコリメータレンズの焦点距離で決まる。また、コリメータレンズの焦点距離が長すぎると光束の取り込み効率が落ち、逆に短すぎると光学素子の光密度が高くなり光学素子劣化を招いてしまうためコリメータの焦点距離はおおよそ決まってしまう。したがって、励起レーザと赤のレーザのフライアイレンズアレイが作る光源と共役である光源像の大きさは異なり、効率低下もしくは光学素子劣化を招いてしまう。

上記の特許文献２にて開示されたプロジェクタでは、フライアイレンズが作る光源と共役である光源像は、光源の発光面のサイズとそれぞれ波長の異なるレーザと対になる複数のリレーレンズの焦点距離で決まる。しかしながら光源の発光面のサイズに合わせたリレーレンズの設計にはなっていないため、波長の異なるレーザのフライアイレンズアレイが作る光源と共役である光源像の大きさは異なり、効率低下もしくは光学素子劣化を招いてしまう。そして、複数のリレーレンズを用いることで、光源装置が大型化してしまう。

本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、効率的にスペクトル合成を行うことが可能、かつ省スペース、低コストである光源装置および画像投射装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の一側面としての光源装置は、少なくとも２つの光源と、該光源と対になる少なくとも２つのアフォーカル光学系を有し該アフォーカル光学系は少なくとも１つの光学素子を共有し、前記少なくとも２つの光源から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす最大角は互いに異なり、前記少なくとも２つのアフォーカル光学系から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす最大角は互いに略同じとなるように、該アフォーカル光学系の異なる少なくとも１つの光学素子の焦点距離を異ならしめている。

本発明の他の側面としての画像投射装置は、光源装置と、光変調素子と、前記光源装置からの光を用いて前記光変調素子を照明する照明光学系と、前記光源装置からの光を前記光変調素子に導くとともに、前記光変調素子からの光を投射光学系に導く色分離合成系とを備える。

かかる構成において、本発明の実施例に基づき、さらに詳細に説明する。

本発明によれば、効率的にスペクトル合成を行うことが可能、かつ省スペース、低コストである光源装置および投射型表示装置の提供を実現できる。

第１実施例における光源から射出する光線の説明図 第１実施例における光源装置の構成図 第１実施例における光源装置から射出する光の波長スペクトル 第２実施例における光源装置の構成図 第２実施例における光源装置搭載の光学素子のコーティング特性 第２実施例における光源装置から射出する光の波長スペクトル 第２実施例における光源装置の他の形態の構成図 第２実施例における光源装置の他の形態の構成図 第２実施例における光源装置の他の形態の構成図

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

まず、図２を参照して、本発明の実施例１における光源装置について説明する。

図２は、本実施例における光源装置の構成図である。以下、光源から白色光生成までを順を追って説明する。

まず、光源について説明する。

図１は本実施例における光源から射出する光線の説明図である。

光源１はレーザダイオード１１と各射出光を平行化するコリメータレンズ１２で構成されている。厳密に点である光源から発せられる光束はコリメータレンズによって光軸と平行な平行光となるが、レーザダイオードは小さいながら光源の大きさを持っているため、レーザダイオード１１の軸外からの出射光はコリメータレンズ１２を透過後に光軸と傾きを持った平行光として出射される。このとき、コリメータレンズ１２から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす角をθ_ｔとする。

光源２はレーザダイオード２１と各射出光を平行化するコリメータレンズ２２で構成されている。光源１と同じように、レーザダイオード２１の軸外からの出射光はコリメータレンズ２２を透過後に光軸と傾きを持った略平行光として出射される。このとき、コリメータレンズ２２から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす角をθ_ｗとする。前述のθ_ｔとθ_ｗはそれぞれ光源の大きさとコリメータレンズの焦点距離によって規定されるため、レーザダイオードの波長、出力、バンドギャップや材料の熱伝導率等により異なる。

前述で光源から出射される平行光は傾きを持っていると説明したが、以下光源装置の説明では略平行光と表現する。

本実施例において、光源５は、４６５ｎｍの波長を有する青波長帯域光を射出する青レーザダイオード５１と各射出光を平行光化するコリメータレンズ５２で構成され、各々の射出光は略平行光となって図２の上方向に射出される。

光源６は、おおよそ６３８ｎｍの波長を有する赤波長帯域光を射出する赤レーザダイオード６１と各射出光を平行光化するコリメータレンズ６２で構成され、各々の射出光は略平行光となって図２の上方向に射出される。

光源７は、おおよそ５２０ｎｍの波長を有する緑波長帯域光を射出する緑レーザダイオード７１と各射出光を平行光化するコリメータレンズ７２で構成され、各々の射出光は略平行光となって図２の上方向に射出される。ただし本実施例の光源は、これに限定されるものではなく、広い色再現領域と品位の高い白色を両立可能な他の光源であってもよい。

光源５から射出された略平行光は、集光レンズ５３により集光される。光源６から射出された略平行光は、集光レンズ６３により集光される。光源７から射出された略平行光は、集光レンズ７３により集光される。それぞれ集光したレーザ光束群は凹レンズ５４の焦点位置に集光する。凹レンズ５４は、集光光を略平行光化してミラー１０１に導く。前述の凹レンズ５４は凸レンズであってもよい。

ミラー１０１により反射された光は、集光レンズ１０２（集光レンズ群）により拡散体１０３上に集光される。拡散体１０３は、青レーザダイオード５１、赤レーザダイオード６１、および、緑レーザダイオード７１から射出した青波長帯域光、赤波長帯域光、および、緑波長帯域光を拡散させる光拡散素子である。

拡散体１０３は、例えば硫酸バリウムなどの白色粉体を金属基板上に塗布して構成されており、入射したレーザ光束を拡散反射させる。また拡散体１０３は、モータ（不図示）により回転可能であり、各々のレーザダイオードを励起光源とした際にスクリーン投影像に生じる特有の輝度むら（スペックル）を時間的に平均化し、低減させる機能も兼ねていてもよい。集光レンズ１０２で集光された光は、拡散体１０３により拡散された拡散光となって反射され、再度、集光レンズ１０２に入射する。集光レンズ１０２は、拡散光を略平行光として、光源装置から射出させる。

さて、光変調素子を用いたプロジェクタでは、光変調素子を照明する光束の偏光方向を一致させる必要があり、照明系にはＰＳコンバータが搭載されている。そして光変調素子を照明する光束の効率を上げるため、かつ強度むらを軽減するためにフライアイレンズアレイが搭載されている。このＰＳコンバータは効率低下を防ぐため、フライアイレンズアレイが作る焦点位置近傍つまり光源の発光面の共役位置近傍に設置されるのが一般的である。

また波長の異なるレーザダイオードの発光面のサイズは異なり、出力、バンドギャップや材料の熱伝導率により最適なサイズが設計されている。拡散体を用いたプロジェクタでは、レーザダイオードの発光面と拡散体上とフライアイレンズアレイが作る焦点位置はおおよそ共役となっており、光学系の倍率によってサイズが規定される。

最近のプロジェクタの小型化に伴い、ＰＳコンバータの大きさが規制されるため、フライアイレンズアレイが作る光源と共役である光源像が大きくなってしまうと効率低下を招いてしまう。逆に小さすぎると、ＰＳコンバータの光密度が高くなってしまいＰＳコンバータの劣化を加速させてしまう。したがって、効率低下と光学素子劣化を起こさないバランスの良い大きさの光源像を形作る必要がある。

本実施例では、それぞれの光源から出射される平行光は異なる傾きを持っているため、フライアイレンズアレイが作る光源と共役である光源像の大きさが異なってしまうことを改善するために、以下の工夫を行っている。

それについては図１の本実施例における光源から射出する光線の説明図を用いて説明する。光源１から出射された略平行光はアフォーカル光学系３に導かれる。アフォーカル光学系３は集光レンズ３１と凹レンズ３２で構成され、アフォーカル倍率はＭ_ｔとなる。凹レンズ３２を透過した光は略平行光となり、その後の光源装置内光学素子に導かれる。このとき、凹レンズ３２を透過した光束の軸外の周辺光線は光軸から傾いており、その角度はφ_ｔとなる。同様に光源２から出射された略平行光はアフォーカル光学系４に導かれる。アフォーカル光学系４は集光レンズ４１と前述したアフォーカル光学系３と共通の光学素子である凹レンズ３２で構成され、アフォーカル倍率はＭ_ｗとなる。凹レンズ３２を透過した光は略平行光となり、その後の光源装置内光学素子に導かれる。このとき、凹レンズ３２を透過した光束の軸外の周辺光線は光軸から傾いており、その角度はφ_ｗとなる。

レーザダイオード１１、２１の光源像と最初に共役になるのは、それぞれ集光レンズ３１、４１の焦点位置となる。すなわち、集光レンズ３１、４１の焦点位置での光源像の高さがお互いに同じとなれば、図２に示す拡散体１０３と照明系のフライアイレンズアレイの焦点位置での光源像の大きさは揃うことになる。コリメータレンズ１２から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす角θ_ｔと、コリメータレンズ２２から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす角θ_ｗは異なるため、集光レンズ３１、４１の焦点距離をお互いに異ならせ、集光レンズ３１、４１の焦点位置での光源像の高さを同じになるようにしている。アフォーカル光学系３とアフォーカル光学系４の後ろ側のレンズは共通であるため、集光レンズ３１、４１の焦点位置での光源像の高さが同じとなれば、凹レンズ３２を透過するコリメータレンズ１２、２２から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす角θ_ｔ、θ_ｗはそれぞれφ_ｔ、φ_ｗとなりお互いに同じ角度となる。アフォーカル倍率を用いてこの関係を表すと、

となり、フライアイレンズアレイが作る光源と共役である光源像の大きさが揃い、効率的にスペクトル合成を行うことが可能となる。

以上が理想的な光学系の構成となる。プロジェクタの筐体内は光学素子だけではなく、冷却機構や電気制御基板等が配置されるため、省スペースな光学素子の配置が望まれる。したがって、効率低下と光学素子劣化を起こさない範囲でアフォーカル倍率を若干変え、省スペースな光学配置を行うこともある。アフォーカル倍率を用いてこの関係を表すと、

となり、フライアイレンズアレイが作る光源と共役である光源像の大きさが若干異な
るが、比較的効率的にスペクトル合成を行うことが可能となる。

また、プロジェクタの筐体内の光学素子、冷却機構や電気制御基板等の配置によっては、

の関係式を満たす光学配置でもよい。この場合は、前述の関係式に比べると複数の光源がフライアイレンズアレイ焦点位置に作る光源像の大きさがお互いに近くなる。

図３は、光源装置から射出される光の波長スペクトルである。

図３において、横軸は波長、縦軸は強度をそれぞれ示している。

青レーザダイオード５１の中心波長は、４６５ｎｍである。青レーザダイオードは、発光波長が短いほど光変換効率が高くなるが、紫がかった青となってしまう。このため、明るさを出す光源としては短波長の青レーザダイオードが好ましいが、画像としてより好ましい青を表示するため、青レーザダイオード５１としては、より長波長側の青レーザダイオードが用いられる。

赤レーザダイオード６１の中心波長は、６３８ｎｍ近傍である。緑レーザダイオード７１の中心波長は、５２０ｎｍ近傍である。

緑レーザダイオードの波長は、実際には５３５〜５４０ｎｍ近傍であることが好ましいが、現状効率や寿命の点において十分な性能を発揮することが難しい。一方、５２０ｎｍの波長を有する緑レーザダイオード７１を用いると、画像光の緑としては最良であるとはいえない。特に、緑色を赤色と合成して黄色を表示する場合、白んだ色味の黄色しか出すことができず、画像としての表現力が低下するため、より長波長側の緑レーザダイオードの開発が望まれている。以上を合成し、図３に示されるように、４６５ｎｍ、５２０ｎｍ、および、６３８ｎｍにピーク強度を有する急峻（先鋭）なスペクトルが得られる。

光源装置を射出した光束は、照明光学系に導かれる。光束は、後段の照明光学系において三原色に分離され、各色の光変調素子（液晶パネルなど）によりカラー画像が形成される。そしてカラー画像は、スクリーン上に投影される。

次に、図４を参照して、本発明の実施例２における光源装置について説明する。

図４は、本実施例における光源装置の構成図である。以下、光源から白色光生成までを順を追って説明する。

まず、光源について説明する。

光源は、出射する光束の軸外の周辺光線の傾きがそれぞれ異なる複数の光源８と光源９を有する。本実施例において、光源８は、４５５ｎｍの波長を有する青波長帯域光を射出する青レーザダイオード８１と各射出光を平行光化するコリメータレンズ８２で構成され、各々の射出光は略平行光となって図４の上方向に射出される。光源９は、おおよそ６４１ｎｍの波長を有する赤波長帯域光を射出する赤レーザダイオード９１と各射出光を平行光化するコリメータレンズ９２で構成され、各々の射出光は略平行光となって図４の上方向に射出される。ただし本実施例の光源は、これに限定されるものではなく、蛍光体を励起させる紫外レーザダイオードや緑レーザダイオードなどの他の光源であってもよい。

光源８から射出された略平行光は、ひとつひとつが異なる曲率半径及び頂点座標を有する放物面からなる複数のミラーからなる曲面ミラーアレイ８３により集光されつつ反射される。ダイクロイックミラー１０５は、両側（図４の左側および右側）から集光したレーザ光束群を凹レンズ８４の焦点位置に集光する。光源９から射出された略平行光は、集光レンズ９３により集光される。ダイクロイックミラー１０５は、集光したレーザ光束群を透過し、凹レンズ８４の焦点位置に集光する。凹レンズ４は、集光光を略平行光化してミラー１０１に導く。前述の凹レンズ８４は凸レンズであってもよい。ミラー１０１により反射された光は、集光レンズ１０２（集光レンズ群）により蛍光体１０４上に集光される。

蛍光体１０４は、励起光を励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換素子を含む。蛍光体１０４は、金属基板の表面に蛍光粉体（蛍光体）が円周上に塗布されており、モータ（不図示）により回転可能であってもよい。集光された青レーザダイオード８１からの光（励起光）は、蛍光体１０４により波長変換された蛍光光となって反射され、再度、集光レンズ１０２に入射する。また集光された赤レーザダイオード９１からの光は、蛍光体１０４により拡散反射され、青レーザダイオード８１からの光と同様に集光レンズ１０２に入射する。そして集光レンズ１０２は、蛍光光と赤レーザダイオード９１からの光を略平行光として、光源装置から射出させる。本実施例において、蛍光体１０４は、青レーザダイオード８１からの光を黄波長帯域光に変換する（黄色の蛍光光を発する）。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、蛍光体１０４は、緑波長帯域光などの他の波長帯域光に変換するように構成してもよい。この場合、蛍光体１０４は、黄色以外の蛍光光（緑色の蛍光光など）を発する。

図５はダイクロイックミラー１０５の反射膜特性である。

青光源８からの光束を反射させ、赤光源９からの光束を透過させる特性となっている。ダイクロイックミラー１０５で合成することで省スペースに複数の波長の異なる光源を配置することが可能となっている。

さて実施例１と同様、実施例２の光源装置でも複数の光源がフライアイレンズアレイの焦点位置に作る光源像の大きさはおおよそ同じであることが望ましい。したがって、実施例１と同様、光源から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす角とアフォーカル倍率の関係式は適用され、効率的にスペクトル合成を行うことが可能となる。

図６は光源装置から射出される光の波長スペクトルである。

図６において、横軸は波長、縦軸は強度をそれぞれ示している。本実施例では、励起光源として用いられる青レーザダイオード８１は、４５５ｎｍの波長を有する励起光を射出する青レーザダイオードである。また、５５０〜５６０ｎｍの近傍にピークを有する黄色蛍光体を蛍光体上１０４に塗布している。光源装置の射出光は、黄色蛍光光とともに、蛍光変換されない未変換の励起光（青レーザダイオード８１から射出された励起光そのもの）を含む。そして赤レーザダイオード９１の中心波長は、６４１ｎｍ近傍である。このため、図６に示されるように、４５５ｎｍにピーク強度を有する急峻（先鋭）なスペクトルと、５５０〜５６０ｎｍにピーク強度を有するなだらかなスペクトルと、６４１ｎｍにピーク強度を有する急峻（先鋭）なスペクトルが得られる。

また前述の実施例において、おおよそ同じ効果が得られるようであれば、光源装置内の光学素子の変更や追加をしてもよい。

例えば、図７に示すように曲面ミラーアレイ８３を曲面ミラー８５に変更してもよい。曲面ミラー８５は双曲放物面ミラーであってもよく、楕円放物面ミラーであってもよい。

例えば、図８に示すように凹レンズ８４の後にロッドインテグレータレンズ１０６を設置してもよい。ロッドインテグレータレンズ１０６の入射側が蛍光体上１０４と共役であり、ロッドインテグレータレンズ１０６に入射した光の一部はロッドインテグレータレンズ１０６内において複数回反射されたあと出射する。入射する光束が不均一な輝度分布を持っていたとしても平均化の効果が期待できる。このため蛍光体上１０４では比較的均一な分布の光源像を形成することができる。したがって蛍光体上１０４において光源８、９からの光束が１点へ集中することを抑制し、輝度飽和現象による発光効率の低下を抑制することができる。

例えば、図９に示すように凹レンズ８４の後にフライアイレンズアレイ１０７を設置してもよい。フライアイレンズアレイ１０７の入射側が蛍光体上１０４と共役であり、フライアイレンズアレイ１０７の各レンズセル上に形成される光分布を重畳した光源像が蛍光体上１０４に形成されるため図８の方式より効率低下が少ない。入射する光束が不均一な輝度分布を持っていたとしても各レンズセル上に形成される光分布はレンズセル数だけ平均化される。このため蛍光体上１０４では均一な分布の光源像を形成することができる。したがって蛍光体上１０４において光源８、９からの光束が１点へ集中することを抑制し、輝度飽和現象による発光効率の低下を抑制することができる。また、フライアイレンズアレイ１０７は１枚で構成されていてもよい。

光源装置を射出した光束は、照明光学系に導かれる。光束は、後段の照明光学系において三原色に分離され、各色の光変調素子（液晶パネルなど）によりカラー画像が形成される。そしてカラー画像は、スクリーン上に投影される。

１，２ 光源、３，４ アフォーカル光学系、５，８ 青光源、
６，９ 赤光源、７ 緑光源、１１，２１ レーザダイオード、
１２，２２ コリメータレンズ、３１，４１ 集光レンズ、
３２ 凹レンズ、５１，８１ 青レーザダイオード、
６１，９１ 赤レーザダイオード、７１ 緑レーザダイオード、
５２，６２，７２，８２，９２ コリメータレンズ、
５３，６３，７３，９３ 集光レンズ、５４，８４ 凹レンズ、
８３ 曲面ミラーアレイ、８５ 曲面ミラー、１０１ ミラー、
１０２ 集光レンズ、１０３ 拡散体、１０４ 蛍光体、
１０５ ダイクロイックミラー、
１０６ ロッドインテグレータレンズ、
１０７ フライアイレンズアレイ

Claims (12)

1. 少なくとも２つの光源と、
   該光源と対になる少なくとも２つのアフォーカル光学系を有し
   該アフォーカル光学系は少なくとも１つの光学素子を共有し、
   前記少なくとも２つの光源から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす最大角は互いに異なり、
   前記少なくとも２つのアフォーカル光学系から出射する光束の軸外の周辺光線と光軸のなす最大角は互いに略同じとなるように、
   該アフォーカル光学系の異なる少なくとも１つの光学素子の焦点距離を異ならしめたことを特徴とする光源装置
2. 軸外の周辺光線と光軸のなす最大角が異なる少なくとも２つの光源と、
   該光源と対になる少なくとも２つのアフォーカル光学系を有し
   該アフォーカル光学系は少なくとも１つの光学素子を共有し
   前記少なくとも２つの光源のうち前記最大角θ_ｔを持つ任意の光源と対になるアフォーカル倍率をＭ_ｔ、
   前記最大角θ_ｗを持つ任意の光源と対になるアフォーカル倍率をＭ_ｗとすると
   となることを特徴とする光源装置。
3. 軸外の周辺光線と光軸のなす最大角が異なる少なくとも２つの光源と、
   該光源と対になる少なくとも２つのアフォーカル光学系を有し
   該アフォーカル光学系は少なくとも１つの光学素子を共有し
   前記少なくとも２つの光源のうち前記最大角θ_ｔを持つ任意の光源と対になるアフォーカル倍率をＭ_ｔ、
   前記最大角θ_ｗを持つ任意の光源と対になるアフォーカル倍率をＭ_ｗとすると
   となることを特徴とする光源装置。
4. 前記アフォーカル光学系を経由した前記少なくとも２つの光源から発する光束が集光レンズを介して拡散体に入射することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光源装置。
5. 前記アフォーカル光学系を経由した前記少なくとも２つの光源から発する光束が集光レンズを介して蛍光体に入射することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光源装置。
6. 前記アフォーカル光学系の少なくとも１つの共有した光学素子の直前に、
   少なくとも１つの光源からの光束を透過、
   少なくとも１つの光源からの光束を反射する光学素子が配置され、
   前記少なくとも２つの光源から発する光束は合成されることを特徴とする請求項１至請求項３の何れか一項に記載の光源装置。
7. 前記アフォーカル光学系の光学素子は全てレンズで構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
8. 前記アフォーカル光学系の光学素子の少なくとも１つは曲面ミラーで構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
9. 前記アフォーカル光学系の光学素子の少なくとも１つは複数の焦点距離を持った
   曲面ミラーアレイで構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
10. 前記アフォーカル光学系を経由した前記少なくとも２つの光源から発する光束がロッドインテグレータレンズに入射することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光源装置。
11. 前記アフォーカル光学系を経由した前記少なくとも２つの光源から発する光束がフライアイレンズアレイに入射することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光源装置。
12. 光源装置と、
    光変調素子と、
    前記光源装置からの光を用いて前記光変調素子を照明する照明光学系と、
    前記光源装置からの光を前記光変調素子に導くとともに、
    前記光変調素子からの光を投射光学系に導く色分離合成系と、
    を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の画像投射装置。