(57)【要約】【課題】コヒーレント光を放射する光源素子を備えた光源装置において、スペックルが十分に低減されている光源装置を提供する。【解決手段】  光源装置は、コヒーレント光を放射する複数の光源素子と、光ファイバと、複数の光源素子からの放射光を前記光ファイバの光入射端面に導く結合光学系を有する。結合光学系は、複数の光源素子それぞれからの放射光受け、一括して光ファイバの光入射端面に集光する集光光学系を有する。複数の光源素子それぞれからの放射光が集光光学系への入力されるときの光束の角度分布の中心に対応する光線を主光線として、集光光学系を経て光ファイバの光入射端面に入射した直後の主光線は、光ファイバの中心軸に略平行である。【選択図】        図１
2014191206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレント光を放射する複数の光源素子と、
光ファイバと、
前記複数の光源素子からの放射光を前記光ファイバの光入射端面に導く結合光学系を有し、
前記結合光学系は、前記複数の光源素子それぞれからの放射光を受け、一括して前記光ファイバの光入射端面に集光する集光光学系を有し、
前記複数の光源素子それぞれからの放射光が前記集光光学系への入力されるときの光束の角度分布の中心に対応する光線を主光線として、前記集光光学系を経て前記光ファイバに入射した直後の前記主光線は、前記光ファイバの中心軸に略平行であることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光ファイバの光入射端面は、前記光ファイバの中心軸に垂直な平面で構成され、
前記集光光学系は、出力側にテレセントリックであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記集光光学系は複数のレンズを有し、
前記複数のレンズのうちの最も出力側に近い位置に配置されたレンズは、前記光ファイバの光入射端面に実質的に密着していることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記集光光学系の光入射端面に入射される光が、略軸対称な角度分布を示すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記複数の光源素子からの放射光は、光放射の角度分布が非軸対象であり、かつ光放射の中心軸を含む平面に対して略対称な角度分布を示し、
前記結合光学系は、前記複数の光源素子のそれぞれに対応した複数の角度分布変換素子を有し、
前記複数の角度分布変換素子は、前記複数の光源素子からの放射光を、略軸対称な角度分布を示す光に変換して前記集光光学系の光入射端面に射出することを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記複数の角度分布変換素子からの射出光の前記主光線が相互に略平行であることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記複数の角度分布変換素子は、非軸対象屈折面を有した光学素子を含む構成であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記非軸対象屈折面を含む光学素子が、シリンドリカルレンズ、トーリックレンズ、又は回転楕円体面レンズで構成されていることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記複数の角度分布変換素子は、平行光を発散光に変換する光発散性素子を含む構成であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記光発散性素子が、拡散板、２次元レンズアレイ、又はシリンドリカルレンズアレイで構成されていることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記複数の角度分布変換素子は、導光棒を含む構成であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光源装置からの射出光を利用して画像を投影表示することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源装置に関し、特に光ファイバを導光手段として用いる光源装置に関する。また、本発明はこのような光源装置からの射出光を利用して画像を投影表示するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザを光源として利用した光照射装置が開発されており、その光照射装置を使用した画像表示装置なども開発が進んでいる。
レーザを光源として用いる利点として、非常に指向性が高い光源であるため、光源から発した光を小さいエテンデュー内に注入できることが挙げられる。従って、画像表示装置の光源としてレーザを用いることで、高効率な光源を提供できるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、レーザは非常に可干渉性が高いコヒーレント光源であるため、特に光ファイバを通過した射出光を投射した場合に、粒状又は斑点状の模様が不可避的に現れる、いわゆるスペックルと呼ばれる干渉現象が発生するという問題がある。つまり、画像表示装置の光源としてレーザ及び光ファイバを用いた場合、投影画像の画質に著しい劣化が生じる。
【０００４】
このようなスペックルを低減させる方法が、例えば下記特許文献１及び２などに開示されている。
特許文献１には、各光源から放射されるコヒーレント光を、拡大光学系、集光光学系を介して、光ファイバの最大入射角度で光ファイバに入射する構成が開示されている。
この構成とすることで、光ファイバ内を伝搬される間に、当該光ファイバに入射された光の反射回数が増える。これにより、各コヒーレント光の等位相面が乱され、更に光ファイバ内部で光が混ざり合うことで、各光源からの光の空間強度分布、伝播角、発散角を一致させ光源全体のコヒーレンスを低減することができるとされている。
【０００５】
特許文献２には、一次元的に配列された各光源から放射されるコヒーレント光を、光のコヒーレント度合いを低減させる目的で、ビーム整形手段及び集光光学系を介して光ファイバに入射する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４２３７１号公報
【特許文献２】特開２００９−５４３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、これら従来技術では、互いにインコヒーレントな複数の光源からの光の混合によるスペックル低減作用を十分に活用できていなかった。
【０００８】
特許文献１及び２の方法では、いずれも、光ファイバの光入射端面に各光源から放射された光が入射される時点において、その光の主光線の傾きが放射元の光源毎に異なっている（図１５参照）。なお、ここで「主光線」とは、一つの点状光源から発せられた光束の角度分布の中心に対応する光線を指す。つまり、主光線を中心としてある角度で拡がりを有した光線群が光束に対応する。
【０００９】
図１５は、異なる光源素子２００，２１０，２２０からの放射光が光ファイバ１０に入射された後、光ファイバ１０から射出される状態を模式的に示す図である。なお図１５では、光ファイバ１０はコアのみを図示し、クラッドは省略してある。
図１５では、図面の煩雑化を避けるべく、各光源素子（２００，２１０，２２０）からの放射光を、主光線（２０１，２１１，２２１）のみで表現している。更に、各光源素子（２００，２１０，２２０）からの放射光を光ファイバ１０に注入するための結合光学系の記載を省略してある。実際には、光源素子２００からは、主光線２０１を中心としたある角度の拡がりを有した光束が光ファイバ１０の光入射端面１０ａに入射される。同様に、光源素子２１０からは、主光線２１１を中心としたある角度の拡がりを有した光束が、光源素子２２０からは、主光線２２１を中心としたある角度の拡がりを有した光束が、光ファイバ１０の光入射端面１０ａに入射される。
【００１０】
ここで、主光線２０１は、光ファイバ１０の光入射端面１０ａに対して垂直に、すなわちファイバ軸１０ｃに対して平行に入射されるものとする。一方、主光線２１１及び主光線２２１は、いずれも光ファイバ１０のファイバ軸１０ｃに対して、角度θ１で入射されるものとする。ここでは、光入射端面１０ａの法線に対する主光線（２１１，２２１）の角度をθ１としている。
【００１１】
光ファイバ１０内では、光束は、コア−クラッド境界での反射の度毎に、ファイバ軸１０ｃ周りに引き伸ばされて混合されるが、光ファイバ１０の長さがあまり長くない場合（例えば直径１ｍｍのコア径を有するファイバでは１０ｍ程度以下の長さの場合）は、光ファイバ１０に入射された光の角度は、光ファイバ１０内で保存される。つまり、光ファイバ１０の光入射端面１０ａにおいて、ファイバ軸１０ｃに対して平行に入射された主光線２０１は、光ファイバ１０の光射出端面１０ｂにおいても、ファイバ軸１０ｃに対して略平行な光線群として射出される（光線群２０２）。同様に、光ファイバ１０の光入射端面１０ａにおいてファイバ軸１０ｃに対して角度θ１で入射された主光線２１１，２２１は、光射出端面１０ｂにおいて、ファイバ軸１０ｃに対して角度θ１を有する光線群として射出される（光線群２１２，２２２）。
【００１２】
ここで、光線群２１２と光線群２２２は、ファイバ軸１０ｃに対して同一の射出角θ１で射出されるため、これらの光は混ざり合う。一方、光線群２０２は、光線群２１２及び２２２とは射出角が異なるため、これらと混ざり合うことはない。
例えば特許文献１や特許文献２の技術では、それぞれの発光点から発した主光線は、集光光学系を通過後においては、互いに角度を有して光ファイバの入射端面に向かわせられるため、ファイバ軸を挟んで反対側に位置する主光線どうしは混ざり合うが、そうでない主光線どうしは混ざり合わない。
【００１３】
例として、光源素子２００と光源素子２１０で比較すると、光源素子２００から放射された光は、光ファイバ１０の光射出端面１０ｂから射出される際に、光線群２０２を中心としてある角度で拡がりを有する光束２０２ｓを形成する。同様に、光源素子２１０から放射された光は、光射出端面１０ｂから射出される際には、光線群２１２を中心としてある角度で拡がりを有する光束２１２ｓを形成する。
【００１４】
しかし、ファイバ軸１０ｃに対する射出角度が主光線２０２と主光線２１２では異なっているため、図１５に示すように、光束２０２ｓと光束２１２ｓは混ざり合わない。つまり、この構成では、各光源素子からの放射光の主光線が、光ファイバ１０のファイバ軸１０ｃに対して相互に軸対称となる位置関係に配置された光源素子（例えば光源素子２１０と光源素子２２０）からの光しか混ざり合わない（光束２１２ｓと光束２２２ｓ）。
【００１５】
コヒーレント光を放射する光源素子を複数配列して光源が構成されている場合、スペックルを効果的に低減させるためには、なるべく多くの異なる光源から放射された光を同一の場所に照射して相互に光を混ぜ合うことで、干渉縞を流すことが効果的である。しかし、上記の方法では、相互に光を混ぜ合うことのできる放射元の光源の数が極めて少ないため、スペックルの低減効果はあまり期待できない。
【００１６】
ちなみに、光ファイバ１０の光射出端面１０ｂ上においては、面内のどの点でも各光源素子からのコヒーレント光が通過するため、この箇所においては各光源素子からの光が混ざり合っているといえる。従って、この面を像として投影して利用することができれば、スペックルが低減された照明が可能となる。しかし、この面には、光ファイバ１０の明瞭なコア−クラッド境界で囲まれており、この境界はインテグレータ（後述）を用いても消去できない。したがって、コア像の内側から必要な（四角形）領域のみを切り出して使うようにしない限り、均一な照明を得ることができず、そうすると光の利用効率が著しく低下するため、実用的でない。
【００１７】
一方、光射出端面１０ｂから十分な距離ｄだけ離れた遠方の投射面２５０上においては、コア−クラッド境界はぼやけて消失するため、この面の像を投影するならば、インテグレータを用いて均一な照明を得ることができる。しかしながら、前記したように、各光源素子（２００，２１０，２２０）からの光は、光ファイバ１０の光入射端面１０ａに対する入射角に依存した射出角で光射出端面１０ｂから射出されるため、結果として光源素子毎に異なる輪帯の光に分かれてしまうため、スペックル低減効果が低下してしまう。
【００１８】
本発明は、上記の課題に鑑み、コヒーレント光を放射する複数の光源素子を備えた光源装置において、スペックルが十分に低減されている光源装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような光源装置からの射出光を利用して画像を投影表示するプロジェクタを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の光源装置は、
コヒーレント光を放射する複数の光源素子と、
光ファイバと、
前記複数の光源素子からの放射光を前記光ファイバの光入射端面に導く結合光学系を有し、
前記結合光学系は、前記複数の光源素子それぞれからの放射光を受け、一括して前記光ファイバの光入射端面に集光する集光光学系を有し、
前記複数の光源素子それぞれからの放射光が前記集光光学系への入力されるときの光束の角度分布の中心に対応する光線を主光線として、前記集光光学系を経て前記光ファイバに入射した直後の前記主光線は、前記光ファイバの中心軸に略平行であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の光源装置によれば、複数の光源素子から放射される各コヒーレント光は、光ファイバの光入射端面に入射した直後には、光ファイバの中心軸に略平行な主光線周りの光束として伝播している。
光ファイバに入射された光の角度は、当該光ファイバ内で保存される。このため、上記構成の場合、複数の光源素子からの放射光の主光線は、光ファイバの光射出端面においても、光ファイバの中心軸に略平行な状態が維持される。この結果、複数の光源素子からの放射光は、全て、光ファイバの中心軸に略平行な主光線と、この主光線を中心としてある角度で拡がりを有する光束を形成する。すなわち、光ファイバの中心軸に対してある角度で拡がりを有する当該光束内には、複数の光源素子からの放射光が混ざり合う。
【００２１】
従って、光ファイバの光射出端面から離れた位置に投射面を設置した場合、当該投射面上のどの位置においても、従来構成より多くの光源素子からの放射光が混ざり合った状態の光が照射される。よって、従来構成よりも極めて高いスペックル低減効果が得られる。
特に、上記構成としたことで、端面の面積が比較的大きく、且つ長さが比較的短いような、従来構成ではスペックル低減効果がほとんど期待できないような光ファイバの構成であっても、スペックルを低減する効果が得られる。
【００２２】
なお、ここで、主光線が光ファイバの光入射端面に入射した直後に光ファイバの中心軸に「略平行」であるとは、光ファイバの中心軸に完全に平行な状態の他、高々数度程度の角度しか有しない状態を含む概念である。
【００２３】
上記構成を実現する具体的な一方法としては、前記光ファイバの光入射端面を前記光ファイバの中心軸に垂直な平面で構成し、前記集光光学系を出力側にテレセントリックとする方法が利用できる。
【００２４】
ここで、前記集光光学系が複数のレンズを有して構成される場合に、前記複数のレンズのうちの最も出力側に近い位置に配置されたレンズを前記光ファイバの光入射端面に実質的に密着させるのが好ましい。
【００２５】
前記複数の光源素子からの放射光は、集光光学系に入射され、当該集光光学系が有する最も出力側に近い位置に配置されたレンズ（以下、「最終レンズ」と呼ぶ。）から射出され、光ファイバの光入射端面にある拡がり角度を有した光束として入射される。
ここで、最終レンズと光ファイバの光入射端面に大きな離間が存在していると、光束が有する拡がり角度に起因して、当該光束に含まれる光線のうちの一部が光ファイバの光入射端面に取り込めず、複数光源素子からの放射光の利用効率が低下することが考えられる。
よって、上記のように最終レンズを前記光ファイバの光入射端面に実質的に密着させることで、光の利用効率を低下させることなく、スペックルの低減効果を著しく高められる。
【００２６】
なお、ここで、最終レンズが光ファイバの光入射端面に「実質的に密着する」とは、最終レンズが光ファイバの光入射端面に完全に密着している状態の他、光ファイバコア径の数分の一程度しか離間していない状態を含む概念である。
【００２７】
本発明の光源装置は、上記構成に加えて、前記集光光学系の光入射端面に入射される光が、略軸対称な角度分布を示すことを別の特徴とする。
これにより、光ファイバの光入射端面に入射される光が略軸対称となる。この結果、複数の光源素子からの放射光は、光ファイバの光射出端面から射出される時点において、主光線は全て略平行であると共に、発散角度も全て等しくなる。これにより、スペックルの低減効果を更に高めることができる。
【００２８】
なお、ここで、光が「略軸対称な角度分布」を示すとは、完全に軸対称な角度分布を示す状態の他、分布の半値半幅角（中心の半分になる角度までの中心軸からの角度）の最大と最小の比が十パーセント程度以下の状態を含む概念である。
【００２９】
より具体的には、前記複数の光源素子からの放射光が、光放射の角度分布が非軸対象であり、かつ光放射の中心軸を含む平面に対して略対称な角度分布を示す場合において、
前記結合光学系が、前記複数の光源素子のそれぞれに対応した複数の角度分布変換素子を有し、
前記複数の角度分布変換素子が、前記複数の光源素子からの放射光を、略軸対称な角度分布を示す光に変換して前記集光光学系の光入射端面に射出する構成とすることで、前記集光光学系の光入射端面に入射される光が略軸対称な角度分布を示す状態を実現することができる。
【００３０】
このとき、前記複数の角度分布変換素子からの射出光の前記主光線が相互に略平行になるようにすることで、光学系の設計が容易になる利点がある。
【００３１】
なお、ここで、前記複数の角度分布変換素子からの射出光の前記の主光線が「相互に略平行」とは、相互に完全に平行な関係にある場合の他、高々数度程度の角度しか有しない状態を含む概念である。
【００３２】
なお、前記複数の角度分布変換素子としては、種々の形態が想定され得る。
一手法としては、前記複数の角度分布変換素子を、非軸対象屈折面を有した光学素子を含む構成とすることで実現できる。より具体的には、シリンドリカルレンズ、トーリックレンズ、又は回転楕円体面レンズにて実現できる。
【００３３】
また、別の一手法としては、前記複数の角度分布変換素子を、平行光を発散光に変換する光発散性素子を含む構成とすることで実現できる。より具体的には、拡散板、２次元レンズアレイ、又はシリンドリカルレンズアレイにて実現できる。
【００３４】
更に別の一手法としては、前記複数の角度分布変換素子を、導光棒を含む構成とすることで実現できる。
【００３５】
また、本発明のプロジェクタは、上述した特徴を有する光源装置からの射出光を利用して画像を投影することを特徴とする。これにより、コヒーレント光を放射する複数の光源素子を備えた光源装置を用いた場合においても、投影画像にスペックルノイズが視認されないプロジェクタを実現できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の光源装置によれば、コヒーレント光を放射する複数の光源素子を備えた場合であっても、スペックルを十分に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】光源装置の第１実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図２】光源装置の第２実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図３】光源装置の第２実施形態の他の構成を模式的に示す図である。
【図４】光源装置の第２実施形態の詳細な構成の一例を模式的に示す図である。
【図５】光源装置の第３実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図６Ａ】光源素子からの放射光を模式的に示す図である。
【図６Ｂ】光源素子からの放射光が非軸対象である場合の角度分布を模式的に示す図である。
【図７】角度分布変換素子として導光棒を用いた場合の模式図である。
【図８Ａ】角度分布変換素子として非軸対象屈折面を有する光学素子を用いた場合の模式図である。
【図８Ｂ】非軸対象屈折面を有する光学素子としてシリンドリカルレンズを用いた場合の模式図及びそのときの射出光の角度分布の模式図である。
【図９Ａ】角度分布変換素子として光発散性素子を用いた場合の模式図である。
【図９Ｂ】光発散性素子として拡散板を用いた場合の模式図及びそのときの射出光の角度分布の模式図である。
【図１０】光源装置の第３実施形態の詳細な構成の一例を模式的に示す図である。
【図１１】光源装置の第３実施形態の詳細な構成の別の一例を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の光源装置を用いたプロジェクタの構成を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の光源装置を用いたプロジェクタの別の構成を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の光源装置を用いたプロジェクタの別の構成を模式的に示す図である。
【図１５】従来の光源装置において、異なる光源素子からの放射光が光ファイバに入射された後、光ファイバから射出される状態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の光源装置及びプロジェクタにつき、図面を参照して説明する。各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。なお、図１５と同一の構成要素については同一の符号を付している。
【００３９】
［第１実施形態］
図１は、光源装置の第１実施形態の構成を模式的に示す図である。光源装置１は、光源部２０、結合光学系３０、及び光ファイバ１０を備える。
光源部２０は、複数の光源素子（１００，１１０，１２０，…）を備える。各光源素子（１００，１１０，１２０，…）は、コヒーレント光を放射する構成であり、一例として、半導体レーザの各エミッタ（発光部）に対応する。
結合光学系３０は、複数の光源素子（１００，１１０，１２０，…）からの放射光を光ファイバ１０の光入射端面１０ａに導く光学系であり、集光光学系３１を有する構成である。この集光光学系３１は、複数の光源素子（１００，１１０，１２０，…）からの放射光を光ファイバ１０の光入射端面１０ａに集光する。なお、図１上において、光ファイバ１０はコアのみを図示しており、クラッドは省略してある。
【００４０】
以下では、光源部２０が備える光源素子として、光源素子１００、光源素子１１０、及び光源素子１２０を代表的に採り上げて議論する。
図１には、光源素子１００からの放射光の主光線１０１、光源素子１１０からの放射光の主光線１１１、及び光源素子１２０からの放射光の主光線１２１が、集光光学系３１の光入射端面に入射されている状態を模式的に示している。ここで、主光線とは、図１５を参照して上述したのと同様、各光源素子からの放射光のうち、角度分布の中心に位置する光線を指す。つまり、実際には、光源素子１００からは、主光線１０１を中心としたある角度の拡がりを有した光束が集光光学系３１の光入射端面に入射されている。光源素子１１０及び光源素子１２０からの放射光についても同様である。
なお、集光光学系３１は、複数のレンズ（４１，４２，…）を含んで構成することができる。
【００４１】
本実施形態の構成では、各光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光の主光線は、光ファイバ１０の光入射端面１０ａに入射された直後において、光ファイバ１０のファイバ軸１０ｃ（「光ファイバの中心軸」に対応）と略平行になっている（主光線１０２，１１２，１２２）。なお、このように、光ファイバ１０への入射後において主光線がファイバ軸に略平行となるための、集光光学系３１の設計指針については後述される。
【００４２】
光ファイバ１０の光入射端面１０ａに入射された各光線の角度は、光ファイバ１０内で保存されたまま当該光ファイバ１０内を伝搬し、光射出端面１０ｂから射出される。つまり、光源装置１の構成によれば、複数の光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光の主光線（１０２，１１２，１２２）は、光ファイバ１０の光射出端面１０ｂにおいても、ファイバ軸１０ｃに略平行な状態が維持される。
【００４３】
よって、複数の光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光は、光射出端面１０ｂから射出された後においても、全て、ファイバ軸１０ｃに略平行な主光線（１０３，１１３，１２３）を中心としてある角度で拡がりを有する光束を形成し、これらは遠方において同じ位置に到達する（１０３ｓ，１１３ｓ，１２３ｓ）。従って、ファイバ軸１０ｃに対してある角度で拡がりを有する当該光束内には、複数の光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光が混ざり合う。
【００４４】
つまり、光射出端面１０ｂから、ファイバ軸１０ｃに平行に射出する光線も、ファイバ軸１０ｃに対してある角度で射出する光線も、光束の最外周を構成するように射出する光線も、全て複数の光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光が混ざり合っている。すなわち、光射出端面１０ｂから、どの角度で射出される光線についても、全て複数の光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光が混ざり合っている。
【００４５】
この結果、光射出端面１０ｂから十分な距離ｄだけ離れた遠方の位置に投射面２５０を設置した場合、当該投射面２５０上のどの位置においても、光源部２０を構成する複数の光源素子（１００，１１０，１２０，…）からの放射光が混ざり合った状態の光が照射されるため、極めて高いスペックル低減効果が得られる。
【００４６】
なお、図１においては、各光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光の集光光学系３１の光入射端面に入射される際の主光線（１０１，１１１，１２１）が、相互に平行な場合に限定されず、また光ファイバ１０の光入射端面１０ａが平面に限定されない一般的な条件においても、集光光学系３１は、その前段から入射される主光線（１０１，１１１，１２１）を、光ファイバ１０の光入射端面１０ａの後段において、ファイバ軸１０ｃと略平行な主光線（１０２，１１２，１２２）へと変換する機能を有している状態を描いており、集光光学系３１がこの機能を有する限り、前記した極めて高いスペックル低減効果が発揮される。
【００４７】
また、図１の構成においても、前記したように、光ファイバ１０の光射出端面１０ｂの面上では各光源素子からの光が混ざり合っているため、スペックルが低減されている。従って本発明の光源装置１においては、光ファイバ１０の光出射端面１０ｂの面上から十分な遠方の投射面２５０まで、連続的な至る所の投射面を使ってスペックルが低減された照明を実現することができる。
【００４８】
なお、図１に示す光源部２０が、角度分布が軸対称な光を放射する構成であればより好ましいが、本実施形態においては、必ずしもこのような光が放射されなくても構わない。なお、「角度分布が軸対称である」という内容については、第３実施形態で後述される。
【００４９】
［第２実施形態］
図２は、光源装置の第２実施形態の構成を模式的に示す図である。
図２に示す光源装置１では、光ファイバ１０の光入射端面１０ａがファイバ軸１０ｃに垂直な平面で構成されている。そして、集光光学系３１は、出力側にテレセントリックである。
図２に示す構成とすることで、各光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光の、集光光学系３１の光射出端面から射出された光の主光線（１０４，１１４，１２４）は全て光軸、すなわち光ファイバ１０のファイバ軸１０ｃと略平行となる。
なお、図２では、集光光学系３１の光射出端面がレンズ４２の光射出端面に対応するものとして図示しているが、この図示態様は一例である。また、集光光学系３１は、レンズ４１，４２以外の光学部材（レンズなど）を含む構成であっても構わない。
【００５０】
また、図３に示すように、本実施形態において、集光光学系３１の最も出力側に近い位置に配置されたレンズ４２を、光ファイバ１０の光入射端面１０ａに実質的に密着させる構成としても構わない。
【００５１】
各光源素子（１００，１１０，１２０）からの放射光は、集光光学系３１が有する最も出力側に近い位置に配置されたレンズ（最終レンズ）４２を射出した後、光ファイバ１０の光入射端面１０ａに、ある拡がり角度を有した光束として入射される。
ここで、レンズ４２と光ファイバ１０の光入射端面１０ａに大きな離間が存在していると、光束が有する拡がり角度に起因して、当該光束に含まれる光線のうちの一部が光ファイバ１０の光入射端面１０ａに取り込めない場合が想定される。このような事態が招来すると、光源部２０が備える複数の光源素子（１００，１１０，１２０，…）のうち、放射光を有効に利用できない光源素子が存在することになり、光の利用効率が低下する。
よって、図３のようにレンズ４２を光ファイバ１０の光入射端面１０ａに実質的に密着させることで、光の利用効率を低下させることなく、スペックルの低減効果を著しく高められる。
【００５２】
なお、本実施形態の光源装置１は、出力側にテレセントリックであるため、集光光学系３１の最終レンズの入射瞳は、その入力側焦点と一致する。図４は、集光光学系３１の最終レンズ４２を、正の焦点距離を有するレンズ（凸レンズ）とする場合の一実施例を描いてあり、光源部２０の各光源素子（１００，…）からの主光線が、最終レンズ４２より入力側（図面上左側）に存在する入力側焦点で交わるように配置すればよいことが判る。
なお、最終レンズ４２は、負の焦点距離を有するレンズ（凹レンズ）とすることも可能で、その場合は、最終レンズ４２の入力側焦点は、最終レンズ４２より出力側（図面上右側）に位置する。従って、光源部２０の各光源素子（１００，…）からの主光線が、最終レンズ４２より出力側（図面上右側）に存在する入力側焦点に向かうように配置すればよい。
【００５３】
言い換えれば、集光光学系３１を出力側にテレセントリックとなるようにするためには、最終レンズ４２の焦点距離の正負によらず、集光光学系３１のうちの、最終レンズ４２より入力側（図面上左側）に存在する部分光学系の射出瞳が、最終レンズ４２の入力側焦点と一致するように設計すればよいことが判る。
【００５４】
ここで、前記した図１の構成を振り返ると、例えば、光ファイバ１０の光入射端面１０ａが凸面又は凹面であった場合、光ファイバ１０の光入射端面１０ａ部を、仮想的な平凸又は平凹レンズと見なすことができるから、この仮想的なレンズの入力側焦点と、集光光学系３１の射出瞳とが一致するよう、図１の集光光学系３１を設計すればよいことが判る。
【００５５】
ちなみに、図４では、光源部２０の各光源素子（１００，…）からの主光線が全て平行である状態を描いてあり、このような場合は、集光光学系３１は入力側にもテレセントリックとなるように設計すればよい。
なお、図４はあくまで一例であり、本実施形態の光源装置１において、光源部２０の各光源素子（１００，…）からの主光線を全て平行にしなければならないものではない。また、図４では、光線方向を変更する目的でミラー８１を図示しているが、このミラー８１は光源装置１に必須の要素ではない。
【００５６】
［第３実施形態］
図５は、光源装置の第３実施形態の構成を模式的に示す図である。
図５に示す光源装置１は、結合光学系３０が、複数の光源素子（１００，１１０，１２０，…）のそれぞれに対応した複数の角度分布変換素子６０を備える構成である。この角度分布変換素子６０は、複数の光源素子（１００，１１０，１２０，…）からの放射光を、略軸対称な角度分布を示す光に変換して、集光光学系３１の光入射端面に射出する。なお、図５では、一例として、光源素子１００に対応した角度分布変換素子６１を示している。
【００５７】
図６Ａ及び図６Ｂを参照して、軸対称な角度分布を示す光についての説明を行う。
図６Ａは、光源部２０を構成する一つの光源素子１００からの放射光を模式的に示す図である。ここでは、光軸方向、すなわち光ファイバ１０のファイバ軸１０ｃの軸方向をｚ軸とし、これに直交する２軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸と規定する。
図６Ａには、光源素子１００からの放射光として、ｘｚ平面に平行な平面αに沿って角度θｘで進行する光線１０６ｘ、及びｙｚ平面に平行な平面βに沿って角度θｙで進行する光線１０６ｙを図示している。
また、図６Ｂには、光線１０６ｘ及び光線１０６ｙに関し、θｘ及びθｙを変化させたときの、角度と光強度の関係（「角度分布」に対応）を模式的に示している。
【００５８】
光源部２０を構成する各光源素子（１００，１１０，１２０，…）からの放射光は、ある角度で発散する。ここで、ある平面上に沿って発散する光線については、角度分布に対称性が存在する。すなわち、ある平面上に沿って発散する光線は、ある特定の角度（以下、ここでは「最大強度角度」と呼ぶ。）で発散する光の強度が最も高く、最大強度角度から離れる角度で発散する光線は、角度が離れるほどその強度は低下する。図６Ｂによれば、光源素子１００からの射出光に関し、ｘｚ平面（平面α）に沿って進行する光線１０６ｘ、及びｙｚ平面（平面β）に沿って進行する光線１０６ｙの双方に上記の性質が現れている。
一方、図６Ｂによれば、ｘｚ平面（平面α）に沿って進行する光線１０６ｘとｙｚ平面（平面β）に沿って進行する光線１０６ｙでは、ｚ軸と同一角度を成して進行する光線の強度が異なっている。このような光を、角度分布が非軸対象な光と呼ぶ。
【００５９】
つまり、光源素子１００からの放射光が図６Ｂに示すような角度分布を示す場合、光源素子１００から放射された光線については、ｚ軸と成す角度が同じであっても、ｘｚ平面（平面α）に沿って進行する光線の強度とｙｚ平面（平面β）に沿って進行する光線の強度とでは、強度が異なる、又はｘ方向とｙ方向とでは、分布の幅が異なることになる。
ただし、このような角度分布を有する光であっても、ｘｚ平面（平面α）又はｙｚ平面（平面β）に関して対称である。何故なら、図６Ｂに記載の分布は、角度θｘ，θｙに関して対称だからである。
【００６０】
角度分布変換素子６０は、このように角度分布が非軸対象な性質を有する光が入射されると、これを角度分布が軸対称な光に変換して集光光学系３１の光入射端面に射出する機能を有する。
本実施形態の構成によれば、集光光学系３１から射出され、光ファイバ１０の光入射端面１０ａに集光された光は、全て角度分布が軸対称な光となる。これにより、光入射端面１０ａのどの位置に光が入射されても、同じ伝搬角度を有して光ファイバ１０内を伝搬するため、光ファイバ１０の光射出端面１０ｂでは、全ての光の光軸及び発散角度が等しくなる。
この結果、光ファイバ１０の光射出端面１０ｂから距離ｄだけ離れた位置においても、あらゆる場所において各光源素子（１００，１１０，１２０，…）からの射出光が混ざり合うため、スペックルを低減する効果が最大限発揮される。
なお、角度分布変換素子６０からの射出光の主光線が、相互に略平行となるように構成することで、光学系の設計が容易になる利点がある。
【００６１】
以下、本実施形態の角度分布変換素子６０の具体例につき、説明する。なお、以下では、光源素子１００に対応した角度分布変換素子６１を例に採り上げて説明する。
【００６２】
（具体例１）
図７に示すように、角度分布変換素子６１として導光棒７１を採用することができる。この導光棒７１は、種々の入射角で入射された光を内部で複数回反射を起こさせながら伝搬することで、角度分布を均一化する機能を有する。一例としては、光ファイバ１０と同等の構成でその長さが光ファイバ１０より短いもの、ガラスや樹脂などの光透過性の材料からなる柱状のもの、内面に反射鏡が形成された筒状のものなどが利用され得る。
なお、光源素子１００からの放射光の発散角度を抑制する目的で、導光棒７１の光入射端面及び／又は光射出端面を曲面で構成しても構わない。一例として、導光棒７１の光入射端面をシリンドリカル形状とし、光射出端面を球面状とすることができる。
【００６３】
（具体例２）
別の具体例として、図８Ａに示すように、角度分布変換素子６１として非軸対象屈折面を有した光学素子７２を採用することができる。図８Ａ（ａ）は、角度分布変換素子６１として非軸対象屈折面を有した光学素子７２を採用した場合の模式図、図８Ａ（ｂ）はこの光学素子７２のｙ方向及びｘ方向から見たときの平面図である。
光学素子７２は、非軸対象屈折面を有することで、ｘ方向及びｙ方向で焦点距離が異なる特性を有する。よって、光学素子１００からの放射光が、図６Ｂに示したように、ｘｚ平面（平面α）に沿って発散する光線の角度分布と、ｙｚ平面（平面β）に沿って発散する光線の角度分布が異なる場合に、一方の角度分布を他方の角度分布に合わせるように各方向の焦点距離を設定した非軸対象屈折面を有する光学素子７２を角度分布変換素子６１として用いることができる。
【００６４】
角度分布変換素子６１として用いる非軸対象屈折面を有する光学素子７２の一具体例として、図８Ｂに示すように、ｘｚ平面とｙｚ平面で曲率の異なるシリンドリカルレンズ７３を用いることができる。図８Ｂは、曲率の異なる２組のシリンドリカルレンズ７３を角度分布変換素子６１として用いる場合を例示している。
【００６５】
図８Ｂ（ａ）に示すように、シリンドリカルレンズ７３は、ｘｙ平面とｙｚ平面で曲率が異なるため、図６Ｂに示すような両平面で異なる角度分布（１０６ｘ，１０６ｙ）を有する光束が、当該シリンドリカルレンズ７３を通過することで、図８Ｂ（ｂ）に示すように両平面共に同一の角度分布（１０７ｘ，１０７ｙ）を有するものに変換される。
【００６６】
角度分布変換素子６１として非軸対象屈折面を有した光学素子７２を用いる場合には、この光学素子７２として、シリンドリカルレンズの他、トーリックレンズや回転楕円体面レンズも同様に利用可能である。
【００６７】
（具体例３）
更に別の具体例として、図９Ａに示すように、角度分布変換素子６１として平行光を発散光に変換する光発散性素子７４を採用することができる。
この光発散性素子７４は、ｘｚ平面に沿って進行する光線の発散角度θｘ’と、ｙｚ平面に沿って進行する光線の発散角度θｙ’を異なる角度に設定することのできる素子である。従って、光学素子１００からの放射光が、図６Ｂに示したように、ｘｚ平面（平面α）に沿って発散する光線の角度分布と、ｙｚ平面（平面β）に沿って発散する光線の角度分布が異なる場合に、一方の角度分布を他方の角度分布に合わせるように各平面に沿って進行する光線の発散角度を設定した光発散性素子７４を角度分布変換素子６１として用いることができる。
【００６８】
角度分布変換素子６１として用いる光発散性素子７４の一具体例として、図９Ｂに示すように、ｘｚ平面とｙｚ平面で光線の拡散角度の異なる拡散板７５を用いることができる。図９Ｂ（ａ）に示すように、拡散板７５は、ｘｙ平面とｙｚ平面で拡散角度が異なるため、図６Ｂに示すような両平面で異なる角度分布（１０６ｘ，１０６ｙ）を示す光線が、当該拡散板７５を通過することで、図９Ｂ（ｂ）に示すように両平面共に同一の角度分布（１０７ｘ，１０７ｙ）を有するものに変換される。
角度分布変換素子６１として光発散性素子７４を用いる場合には、この光発散性素子７４として、拡散板の他、ホログラム、２次元レンズアレイやシリンドリカルレンズアレイも同様に利用可能である。
【００６９】
図１０は、本実施形態の詳細な構成の一例を模式的に示す図である。光源部２０は、複数の光源素子としての、複数のシングルエミッターレーザー素子を想定している。これらの光源素子は、角度分布が非軸対象なコヒーレント光を放射する。
各光源素子からの放射光は、シリンドリカルレンズによって構成された角度分布変換素子６０を介して、角度分布が軸対称な光に変換された後、各ミラー８２を介して光線の進行方向が変えられ、集光光学系３１で集光されて光ファイバ１０の光入射端面１０ａに導かれる。光入射端面１０ａに入射された光の主光線は、ファイバ軸１０ｃと略平行になっている。
【００７０】
図１１は、本実施形態の詳細な構成の別の一例を模式的に示す図である。光源部２０は、複数の光源素子としての、マルチエミッターレーザーを備えている。これらの光源素子は、角度分布が非軸対象なコヒーレント光を放射する。
各光源素子からの放射光は、導光棒によって構成された角度分布変換素子６０を介して、角度分布が軸対称な光に変換された後、ミラー８１を介して光線の進行方向が変えられ、集光光学系３１で集光されて光ファイバ１０の光入射端面１０ａに導かれる。光入射端面１０ａに入射された光の主光線は、ファイバ軸１０ｃと略平行になっている。
なお、図４と同様、図１０及び図１１の構成においても、ミラー８１、ミラー８２はあくまで光線方向を変更する目的で設置されているものであり、光源装置１に必須の要素ではない。
【００７１】
［第４実施形態］
次に、図１２〜図１４を参照して、第１〜第３実施形態で上述した光源装置１を利用して導かれた光を、プロジェクタに利用する場合の一例につき、特に、光ファイバ１０の射出端以後について説明する。
図１２に示すように、光源装置１の光ファイバ１０によって伝搬された光は、凹面反射鏡やレンズなどからなる集光手段（図示を省略）の助けを借りるなどして、光均一化手段（ＦｍＡ）の入射端（ＰｍｉＡ）に入力され、射出端（ＰｍｏＡ）から出力される。
【００７２】
ここで、光均一化手段（ＦｍＡ）としては、例えば光ガイドを使うことができる。これは、ロッドインテグレータ、ライトトンネルなどの名称でも呼ばれており、ガラスや樹脂などの光透過性の材料からなる角柱によって構成される。入射端（ＰｍｉＡ）に入力された光は、光ファイバと同じ原理に従って、光均一化手段（ＦｍＡ）の側面で全反射を繰り返しながら、光均一化手段（ＦｍＡ）の中を伝播することにより、仮に入射端（ＰｍｉＡ）に入力された光の分布にムラがあったとしても、射出端（ＰｍｏＡ）上の照度が十分に均一化されるように機能する。
この光ガイドとしては、ガラスや樹脂などの光透過性の材料からなる角柱によって構成されるものの他に、中空の角筒で、その内面が反射鏡になっており、同様に内面で反射を繰り返しながら光を伝播させることで、同様の機能を果たすものを利用することも可能である。
【００７３】
射出端（ＰｍｏＡ）の四角形の像が、２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＡ）上に結像されるように、照明レンズ（Ｅｊ１Ａ）を配置することにより、射出端（ＰｍｏＡ）から出力された光によって２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＡ）が照明される。
なお、図１２においては、照明レンズ（Ｅｊ１Ａ）と２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＡ）との間にミラー（ＭｊＡ）が配置された構成を示している。
２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＡ）は、映像信号に従って、画素毎に光を投影レンズ（Ｅｊ２Ａ）に入射される方向、又は入射されない方向に向かわせるように変調することにより、スクリーン（Ｔｊ）上に画像を表示する。
【００７４】
この２次元光振幅変調素子は、ライトバルブと呼ばれることもある。図１２に示す光学系においては、２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＡ）として、例えばＤＭＤ（登録商標）（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）を利用することができる。
【００７５】
光均一化手段に関しては、光ガイドの他に、フライアイインテグレータという名称で呼ばれるものを利用することもできる。この光均一化手段を使ったプロジェクタについて、一例として、図１３を参照して説明する。
【００７６】
図１２の構成と同様、光源装置１の光ファイバ１０によって伝搬された光は、凹面反射鏡やレンズなどからなるコリメータ手段（図示を省略）の助けを借りるなどして、略平行光束として、フライアイインテグレータによる光均一化手段（ＦｍＢ）の入射端（ＰｍｉＢ）に入力され、射出端（ＰｍｏＢ）から出力される。
ここで、光均一化手段（ＦｍＢ）は、入射側の前段フライアイレンズ（Ｆ１Ｂ）と射出側の後段フライアイレンズ（Ｆ２Ｂ）と照明レンズ（Ｅｊ１Ｂ）の組み合わせで構成される。
前段フライアイレンズ（Ｆ１Ｂ）及び後段フライアイレンズ（Ｆ２Ｂ）は、共に、同一焦点距離、同一形状の四角形のレンズを、縦横それぞれに多数並べたものとして形成されている。
【００７７】
前段フライアイレンズ（Ｆ１Ｂ）の各レンズと、それぞれの後段にある、後段フライアイレンズ（Ｆ２Ｂ）の対応するレンズとは、ケーラー照明と呼ばれる光学系を構成している。つまり、フライアイインテグレータによる光均一化手段（ＦｍＢ）においては、ケーラー照明光学系が縦横に多数並んでいることになる。
一般にケーラー照明光学系とは、２枚のレンズから構成され、前段レンズが光を集めて対象面を照明するに際し、前段レンズは、対象面に光源像を結像するのではなく、後段レンズ中央の面上に光源像を結像し、後段レンズが前段レンズの外形の四角形を対象面（照明したい面）に結像するよう配置することにより、対象面を均一に照明するものである。
仮に後段レンズがない場合、光源が完全な点光源でなく有限の大きさを持つとき、その大きさに依存して対象面の四角形の周囲部の照度が落ちる現象が生じる可能性がある。後段レンズは、このような現象を防ぐために設けられており、後段レンズによって、光源の大きさに依存せずに、対象面の四角形の周囲部まで均一な照度にすることができる。
【００７８】
図１３に示す光学系の場合、光均一化手段（ＦｍＢ）には略平行光束が入力されることを基本としているため、前段フライアイレンズ（Ｆ１Ｂ）と後段フライアイレンズ（Ｆ２Ｂ）との間隔は、それらの焦点距離に等しくなるように配置される。よって、ケーラー照明光学系としての均一照明の対象面の像は無限遠に生成される。
ただし、後段フライアイレンズ（Ｆ２Ｂ）の後段には、照明レンズ（Ｅｊ１Ｂ）を配置してあるため、対象面は、無限遠から照明レンズ（Ｅｊ１Ｂ）の焦点面上に引き寄せられる。
縦横に多数並んでいるケーラー照明光学系は、入射光軸（ＺｉＢ）に平行であり、それぞれの中心軸に対して略軸対称に光束が入力されため、出力光束も略軸対称である。このため、レンズ面に同じ角度で入射した光線は、レンズ面上の入射位置によらず、焦点面上の同じ点に向かうよう屈折される、というレンズの性質、即ちレンズのフーリエ変換作用により、全てのケーラー照明光学系の出力は、照明レンズ（Ｅｊ１Ｂ）の焦点面上の同じ対象面に結像される。
【００７９】
その結果、前段フライアイレンズ（Ｆ１Ｂ）の各レンズ面での照度分布が全て重ね合わされるので、ケーラー照明光学系が１個の場合よりも照度分布がより均一となった、１個の合成四角形の像が、入射光軸（ＺｉＢ）上に形成されることになる。
そして、合成四角形の像の位置に２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＢ）を配置することにより、射出端（ＰｍｏＢ）から出力された光によって、照明対象である２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＢ）が照明される。
なお、図１３に示す光学系においては、照明レンズ（Ｅｊ１Ｂ）と２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＢ）との間に偏光ビームスプリッタ（ＭｊＢ）を配置して、これにより光が２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＢ）に向けて反射されるように構成されている。
２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＢ）は、映像信号に従って、画素毎に光の偏光方向を９０度回転させ、又は回転させないように変調して反射することにより、回転させられた光のみが、偏光ビームスプリッタ（ＭｊＢ）を透過して投影レンズ（Ｅｊ３Ｂ）に入射され、スクリーン（Ｔｊ）上に画像を表示する。
【００８０】
なお、図１３に示す光学系においては、２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＢ）として、例えばＬＣＯＳ（登録商標）（シリコン液晶デバイス）を利用することができる。
このような液晶デバイスの場合、規定の偏光方向の光の成分しか有効に変調できないため、一般的には、規定の偏光方向に平行な成分はそのまま透過させ、規定の偏光方向に垂直な成分のみ偏光方向を９０度回転させる構成とする。そこで、全ての光を有効利用できるようにするための偏光整列機能素子（ＰｃＢ）が、例えば前記後段フライアイレンズ（Ｆ２Ｂ）の後段に挿入される。
また、２次元光振幅変調素子（ＤｍｊＢ）には略平行光が入射されるよう、例えばその直前に、フィールドレンズ（Ｅｊ２Ｂ）が挿入される。
【００８１】
なお、２次元光振幅変調素子に関しては、図１３に示したような反射型のものの他に、透過型の液晶デバイス（ＬＣＤ）もそれに適合する光学配置にして使用することが可能である。
【００８２】
なお、図１２及び図１３では図示を省略しているが、画像をカラー表示するために、例えば、光均一化手段（ＦｍＡ，ＦｍＢ）の後段にカラーホイールなどの動的色フィルタを配置して、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）の色順次光束として２次元光振幅変調素子を照明し、時分割によってカラー表示を実現する構成とすることができる。
同様に、カラー表示を実現する別の方法として、光均一化手段（ＦｍＡ，ＦｍＢ）の後段にダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムを配置して、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）の３原色に色分解した光で各色独立に設けた２次元光振幅変調素子を照明し、この３原色の変調光束の色合成を行うためのダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムを配置する構成とすることができる。
【００８３】
図１４は、光源装置１を用いたプロジェクタの別の構成を模式的に示す図である。なお、図１４では、光源装置１からＲ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）の光がそれぞれ放射され、それぞれの色に対応した光ファイバ１０によって、各色の光が伝搬される場合を想定している。
【００８４】
より詳細には、光ファイバ１０として、Ｒ・Ｇ・Ｂ３原色に対応した各色複数本の光ファイバ、すなわちＲ色光源用光ファイバ（ＥｆＲ１，ＥｆＲ２，…）、Ｇ色光源用光ファイバ（ＥｆＧ１，ＥｆＧ２，…）、Ｂ色光源用光ファイバ（ＥｆＢ１，ＥｆＢ２，…）を備えており、これらはそれぞれが射出端を揃えて束ねられたファイババンドルとして構成されている。
【００８５】
そして、これら３組のファイババンドルの射出端からの射出光束は、それぞれコリメータレンズ（ＥｓＲ，ＥｓＧ，ＥｓＢ）で無限遠の像に変換された後、ミラー（ＨｕＲ）及びダイクロイックミラー（ＨｕＧ，ＨｕＢ）を用いて色合成されることで、出力光束（Ｆｏ）が生成される。
そして、出力光束（Ｆｏ）は集光レンズ（Ｅｕ）に入力され、必要に応じてスペックルを更に除去するための拡散素子（Ｅｄｍ）を介して、光均一化手段（Ｆｍ）の入射端（Ｐｍｉ）に入射される。
光均一化手段（Ｆｍ）及び、その射出端（Ｐｍｏ）以後の光学系については、図１２及び図１３と同様である。
【００８６】
第１〜第３実施形態で上述したように、光ファイバ１０の光射出端面から射出された光は、複数の光源素子からの放射光が混ざり合った光となる。よって、この光を用いて投射面（Ｔｊ）に映像を投射する本実施形態のプロジェクタによれば、スペックルノイズが重畳した映像が視認されるようなことがなく、鮮明な映像が実現できる。
【００８７】
なお、以上においては、コヒーレント光源の例として半導体レーザを挙げたが、それ以外にも、他のレーザ光源や、例えば半導体レーザ等の放射光を、高調波発生や光パラメトリック効果などのような非線形光学現象を利用して波長変換する光源などを用いる場合でも、本発明は良好に効果を発揮する。
【符号の説明】
【００８８】
１      ：    光源装置
１０      ：    光ファイバ
１０ａ    ：    光ファイバ１０の光入射端面
１０ｂ    ：    光ファイバ１０の光射出端面
１０ｃ    ：    光ファイバ１０のファイバ軸
２０      ：    光源部
３０      ：    結合光学系
３１      ：    集光光学系
４１      ：    レンズ
４２      ：    レンズ
６０      ：    波長分布変換素子
６１      ：    光源素子１００に対応した波長分布変換素子
７１      ：    導光棒
７２      ：    非軸対象屈折面を有した光学素子
７３      ：    シリンドリカルレンズ
７４      ：    光発散性素子
７５      ：    拡散板
８１      ：    ミラー
８２      ：    ミラー
１００      ：    光源素子
１０１      ：    光源素子１００からの放射光の主光線
１０２      ：    光源素子１００からの放射光の主光線
１０３      ：    光源素子１００からの放射光の主光線
１０４      ：    光源素子１００からの放射光の主光線
１０３ｓ    ：    光源素子１００からの放射光の光束
１０６ｘ    ：    光源素子１００からｘｚ平面に沿って進行する光線
１０６ｙ    ：    光源素子１００からｙｚ平面に沿って進行する光線
１１０      ：    光源素子
１１１      ：    光源素子１１０からの放射光の主光線
１１２      ：    光源素子１１０からの放射光の主光線
１１３      ：    光源素子１１０からの放射光の主光線
１１３ｓ    ：    光源素子１１０からの放射光の光束
１１４      ：    光源素子１１０からの放射光の主光線
１２０      ：    光源素子
１２１      ：    光源素子１２０からの放射光の主光線
１２２      ：    光源素子１２０からの放射光の主光線
１２３      ：    光源素子１２０からの放射光の主光線
１２３ｓ    ：    光源素子１２０からの放射光の光束
１２４      ：    光源素子１２０からの放射光の主光線
２００      ：    光源素子
２０１      ：    光源素子２００からの放射光の主光線
２０２      ：    光源素子２００からの放射光の光線群
２０２ｓ    ：    光源素子２００からの放射光の光束
２１０      ：    光源素子
２１１      ：    光源素子２１０からの放射光の主光線
２１２      ：    光源素子２１０からの放射光の光線群
２１２ｓ    ：    光源素子２１０からの放射光の光束
２２０      ：    光源素子
２２１      ：    光源素子２２０からの放射光の主光線
２２２      ：    光源素子２２０からの放射光の光線群
２２２ｓ    ：    光源素子２２０からの放射光の光束
２５０      ：    投射面
ＤｍｊＡ    ：    ２次元光振幅変調素子
ＤｍｊＢ    ：    ２次元光振幅変調素子
Ｅｄｍ      ：    拡散素子
ＥｆＢ１    ：    Ｂ色光源用光ファイバ
ＥｆＢ２    ：    Ｂ色光源用光ファイバ
ＥｆＧ１    ：    Ｇ色光源用光ファイバ
ＥｆＧ２    ：    Ｇ色光源用光ファイバ
ＥｆＲ１    ：    Ｒ色光源用光ファイバ
ＥｆＲ２    ：    Ｒ色光源用光ファイバ
Ｅｊ１Ａ    ：    照明レンズ
Ｅｊ１Ｂ    ：    照明レンズ
Ｅｊ２Ａ    ：    投影レンズ
Ｅｊ２Ｂ    ：    フィールドレンズ
Ｅｊ３Ｂ    ：    投影レンズ
ＥｓＢ      ：    コリメータレンズ
ＥｓＧ      ：    コリメータレンズ
ＥｓＲ      ：    コリメータレンズ
Ｅｕ        ：    集光レンズ
Ｆ１Ｂ      ：    前段フライアイレンズ
Ｆ２Ｂ      ：    後段フライアイレンズ
Ｆｍ        ：    光均一化手段
ＦｍＡ      ：    光均一化手段
ＦｍＢ      ：    光均一化手段
Ｆｏ        ：    出力光束
ＨｕＢ      ：    ダイクロイックミラー
ＨｕＧ      ：    ダイクロイックミラー
ＨｕＲ      ：    ミラー
ＬＣＤ      ：    液晶デバイス
ＭｊＡ      ：    ミラー
ＭｊＢ      ：    偏光ビームスプリッタ
ＰｃＢ      ：    偏光整列機能素子
Ｐｍｉ      ：    入射端
ＰｍｉＡ    ：    入射端
ＰｍｉＢ    ：    入射端
Ｐｍｏ      ：    射出端
ＰｍｏＡ    ：    射出端
ＰｍｏＢ    ：    射出端
ＳｊＡ      ：    光源
ＳｊＢ      ：    光源
Ｔｊ        ：    スクリーン
ＺｉＢ      ：    入射光軸
α      ：    ｘｚ平面に平行な平面
β      ：    ｙｚ平面に平行な平面
θｘ    ：    平面αに沿って拡散する光束の拡散角
θｙ    ：    平面βに沿って拡散する光束の拡散角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2014191206.tif 000009
【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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