(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の半導体レーザチップを用いて、装置規模の拡大を抑制しながら光出力を高めた光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１は、同一の又は異なる半導体レーザチップ５上に設けられた複数の光射出領域と、隣接する複数の光射出領域から射出された複数の第一光線束が入射され、略平行光線束である複数の第二光線束に変換して射出する第一屈折光学系６とを含む複数の半導体レーザユニッ２トと、異なる傾斜角を有する複数の平坦面、又は複数の平坦面のそれぞれを基礎として突出する複数の凸曲面を含み、同一の半導体レーザユニットから射出された複数の第二光線束それぞれの少なくとも一部が異なる平坦面又は異なる凸曲面に入射されて、それぞれの主光線同士の離間距離を縮小するように複数の第二光線束の進行方向を変換して射出する第二屈折光学系３とを備える。第二屈折光学系は、半導体レーザユニットの数に対応して配置されている。【選択図】図７
2019211530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の又は異なる半導体レーザチップ上に設けられた複数の光射出領域と、隣接する複数の前記光射出領域から射出された複数の第一光線束が入射されて、前記複数の第一光線束それぞれを、略平行光線束である複数の第二光線束に変換して射出する第一屈折光学系とを含む、複数の半導体レーザユニットと、
異なる傾斜角を有する複数の平坦面、又は前記複数の平坦面のそれぞれを基礎として突出する複数の凸曲面を含み、同一の前記半導体レーザユニットから射出された複数の前記第二光線束それぞれの少なくとも一部が異なる前記平坦面又は異なる前記凸曲面に入射されて、同一の前記半導体レーザユニットから射出された複数の前記第二光線束のそれぞれの主光線同士の離間距離を縮小するように複数の前記第二光線束の進行方向を変換して射出する第二屈折光学系と、を備え、
前記第二屈折光学系は、前記半導体レーザユニットの数に対応して配置されていることを特徴とする、光源装置。
【請求項２】
前記第二屈折光学系は、異なる傾斜角を有する複数の前記平坦面のそれぞれを基礎として前記第一屈折光学系とは反対側に突出する複数の凸曲面を含む構成であり、
複数の前記凸曲面の焦点距離は、前記第二屈折光学系の光射出面側の位置から、前記第二屈折光学系から射出された複数の前記第二光線束のそれぞれの主光線同士の交差箇所、又は複数の前記第二光線束のそれぞれの主光線の仮想延長線同士の交差箇所までの距離以上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】
同一の前記第一屈折光学系から射出された複数の前記第二光線束が入射される前記複数の平坦面、又は同一の前記第一屈折光学系から射出された複数の前記第二光線束が入射される前記複数の凸曲面が基礎とされる前記複数の平坦面は、前記第二屈折光学系の光軸からの距離が遠いほど、傾斜角の絶対値が小さいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第一屈折光学系は、光射出面側に突出する曲面を有し、
前記第二屈折光学系は、前記第一屈折光学系に対して、前記第一屈折光学系の焦点距離よりも離れた位置に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第二屈折光学系は、隣接する一対の前記第二光線束に関して、一方の前記第二光線束の上光線と他方の前記第二光線束の下光線とが交差する特定位置、又は前記特定位置よりも前記第一屈折光学系に対して離れた位置に配置されてい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】
前記第二屈折光学系は、隣接する前記半導体レーザユニットから射出された前記第二光線束が入射されない位置に配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項の光源装置から射出された光を利用して画像を投影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、特に半導体レーザチップから射出された光を利用する光源装置に関する。また、本発明は、このような光源装置を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ用の光源として、半導体レーザチップを利用することが進められている。近年、このように半導体レーザチップを光源として用いながらも、更に光出力を高めた光源装置が市場から期待されている。
【０００３】
光源側の光出力を高めるためには、複数の半導体レーザチップから射出された光を集光する方法が考えられる。しかし、半導体レーザチップには一定の幅が存在し、これらを密接して配置することには限界がある。つまり、単に複数の半導体レーザチップを配置するだけでは、光源装置が大型化してしまう。
【０００４】
かかる観点から、例えば下記特許文献１のように、第一の領域に半導体レーザチップ群を配置し、第一の領域とは別の第二の領域に別の半導体レーザチップ群を配置し、両半導体レーザチップ群から射出される光を、スリットミラーからなる光合成手段を用いて合成する技術が存在する。かかる方法により、単に同一箇所に複数の半導体レーザチップを並べた場合と比較して、配置面積を縮小しながらも光強度を高めることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−２１５５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光源側の光強度を高める方法として、レーザ光を射出する領域（光射出領域：以下では「エミッタ」と称することがある。）を複数設けた半導体レーザチップを用いる方法が考えられる。このような半導体レーザチップは、「マルチエミッタ型」と称されることがある。本発明者らは、マルチエミッタ型の半導体レーザチップを光源に利用することで、光強度を高めることを検討したところ、以下のような課題が存在することを突き止めた。
【０００７】
図１Ａは、一つのエミッタを備えた半導体レーザチップの構造を模式的に示す斜視図である。このような半導体レーザチップは、「シングルエミッタ型」と称されることがある。なお、図１Ａには、エミッタから射出される光（レーザ光）の光線束についても、模式的に図示している。なお、本明細書では、単一のエミッタから射出される束状に形成された光線群を「光線束」と称する。
【０００８】
図１Ａに示されるような、いわゆる「端面発光型」の半導体レーザチップ１００の場合、エミッタ１０１から射出される光線束１０１Ｌは、楕円錐型を示すことが知られている。本明細書では、光軸（図１Ａに示すＺ方向）に直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）のうち、光線束１０１Ｌの発散角が大きい方向（図１Ａに示すＹ方向）を、「ファースト軸方向」と呼び、光線束１０１Ｌの発散角が小さい方向（図１Ａに示すＸ方向）を、「スロー軸方向」と呼ぶ。
【０００９】
図１Ｂは、光線束１０１Ｌを、Ｘ方向から見た場合と、Ｙ方向から見た場合とに分けて模式的に図示したものである。図１Ｂに示すように、ファースト軸方向については光線束１０１Ｌの発散角θyが大きく、スロー軸方向については光線束１０１Ｌの発散角θxが小さい。
【００１０】
なお、以下の各図では、説明の都合上、光線束の発散角が実際よりも誇張して図示されている場合がある。
【００１１】
半導体レーザチップ１００を複数配置し、各半導体レーザチップ１００から射出される光（光線束１０１Ｌ）を集光して利用する場合、光学部材のサイズを抑制する観点から、各光線束１０１Ｌを平行光化した後、レンズによって集光するのが一般的である。具体的には、半導体レーザチップ１００の後段にコリメートレンズ（「コリメーションレンズ」とも称される。）を配置して、各光線束１０１Ｌの発散角を縮小することが行われる。
【００１２】
図２Ａは、半導体レーザチップ１００の後段にコリメートレンズ１０２を配置した場合において、ＹＺ平面方向に進行する光線束を、模式的に示した図面である。なお、図２Ａでは、幾何光学上における上光線及び下光線のみを描画している。
【００１３】
なお、本明細書において、「上光線」とは、光線束のうち、光学部材（例えばレンズ）の絞り（入射瞳）の上縁を通過する光線を指し、「下光線」とは、光線束のうち、前記絞り（入射瞳）の下縁を通過する光線を指す。また、以下では、光線束のうち、前記絞り（入射瞳）の中心を通る光線を「主光線」と称する。すなわち、主光線は、光線束の上光線と下光線との間の中心を通過する光線である。
【００１４】
図２Ａによれば、光線束１０１Ｌは、コリメートレンズ１０２を通過した後、ファースト軸方向（Ｙ方向）に関して実質的な平行光線束（以下、「略平行光線束」と称する。）となる。なお、本明細書において、「実質的な平行光線束」又は「略平行光線束」とは、上光線と下光線のなす角度が２°未満である光線束を指す。
【００１５】
図２Ｂは、半導体レーザチップ１００の後段にコリメートレンズ１０２を配置した場合において、ＸＺ平面方向に進行する光線束を、模式的に示した図面である。図２Ｂによれば、光線束１０１Ｌは、コリメートレンズ１０２を通過した後、スロー軸方向（Ｘ方向）に関しても略平行光線束となる。
【００１６】
図３Ａは、図１Ａとは異なり、複数のエミッタを備えた半導体レーザチップの構造を模式的に示す斜視図である。図３Ａでは、半導体レーザチップ１１０が２つのエミッタ（１１１，１１２）を備えている場合が示されている。
【００１７】
図３Ｂは、図１Ｂにならって、各エミッタ（１１１，１１２）から射出される光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）を、Ｘ方向から見た場合と、Ｙ方向から見た場合とに分けて模式的に図示したものである。各エミッタ（１１１，１１２）は、Ｙ方向については同一の座標位置に形成されるため、Ｘ方向から見たときに光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）は完全に重なっている。一方、各エミッタ（１１１，１１２）は、Ｘ方向については異なる座標位置に形成されるため、Ｙ方向から見たときに光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）はそれぞれの位置がずれて表示される。
【００１８】
図３Ａに図示された半導体レーザチップ１１０の後段に、図２Ａ及び図２Ｂと同様にコリメートレンズ１０２を配置した場合における光線束の態様について検討する。図３Ｂを参照して上述したように、Ｘ方向から見たときに光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）は完全に重なっている。このため、ファースト軸方向（Ｙ方向）に関しては、各光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）は、コリメートレンズ１０２を通過した後、図２Ａと同様に略平行光線束となる。
【００１９】
図４は、半導体レーザチップ１１０の後段にコリメートレンズ１０２を配置した場合において、ＸＺ平面方向に進行する光線束を、模式的に示した図面である。半導体レーザチップ１１０は、Ｘ方向に離間して複数のエミッタ（１１１，１１２）を備えているため、コリメートレンズ１０２の中心位置におけるＸ座標と、各エミッタ（１１１，１１２）の中心位置におけるＸ座標には不可避的にずれが生じる。
【００２０】
この結果、エミッタ１１１から射出された光線束１１１Ｌ、及びエミッタ１１２から射出された光線束１１２Ｌのそれぞれは、コリメートレンズ１０２を通過後に略平行光線束となるものの、光線束１１１Ｌの主光線１１１Ｌｍと、光線束１１２Ｌの主光線１１２Ｌｍとは、非平行となる。つまり、光線束１１１Ｌと光線束１１２Ｌとは、それぞれＸ方向に係る進行方向を異ならせてしまう。
【００２１】
かかる構成の場合、後に集光光学系を用いて各光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）を集光したとしても、集光後の光線束群に拡がりが生じ、目的とする方向に導くことのできない光線が生じてしまう。この結果、光の利用効率が低下する。特に、マルチエミッタ型の半導体レーザチップ１１０を複数配置して、各半導体レーザチップ１１０から射出される光を利用するような場合には、利用できない光の量が無視できない程度となる。
【００２２】
コリメートレンズ１０２を通過した後において、光線束１１１Ｌと光線束１１２ＬのＸ方向に係る進行方向の角度は、コリメートレンズ１０２の焦点距離に対する、エミッタ（１１１，１１２）間の距離の相対値によって決定される。より詳細には、コリメートレンズ１０２の光軸から、前記光軸に対して最も遠い各エミッタ（１１１，１１２）の位置までの距離をｄ、コリメートレンズ１０２の焦点距離ｆとしたときに、光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）の発散角θは、θ= tan-1（ｄ／ｆ）で規定される。
【００２３】
図５は、同一のコリメートレンズ１０２を用い、図４の構成よりも、エミッタ（１１１，１１２）間の距離（Ｘ方向の距離）を拡げた場合において、図４にならってＸＺ平面方向に進行する光線束を模式的に示した図面である。言い換えれば、図５は、図４の構成よりも、コリメートレンズ１０２の焦点距離に対する、エミッタ（１１１，１１２）間の距離の相対値を大きくした場合に対応する。
【００２４】
図５によれば、主光線１１１Ｌｍと主光線１１２Ｌｍとのなす角度θxm（この角度は、コリメートレンズ１０２の光軸と各主光線のなす角度の２倍に対応する。）は、図４の場合よりも大きくなっていることが分かる。この場合、光線束１１１Ｌと光線束１１２Ｌとが、図４の態様よりも、Ｚ方向に関してコリメートレンズ１０２に対して近い位置で完全に分離してしまう。図４の態様では、光軸方向（Ｚ方向）に関して、ｚ１の位置で光線束１１１Ｌと光線束１１２Ｌとが完全に分離する。これに対し、図５の態様では、光軸方向（Ｚ方向）に関して、ｚ１よりも前段のｚ２の位置で光線束１１１Ｌと光線束１１２Ｌとが完全に分離する。
【００２５】
逆にいえば、コリメートレンズ１０２の焦点距離に対して、エミッタ（１１１，１１２）間の距離が十分無視できる程度の大きさである場合には、Ｘ方向に関しても、光線束１１１Ｌの主光線１１１Ｌｍと、光線束１１２Ｌの主光線１１２Ｌｍとのなす角度は実質的に０°に近づき、各光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）が分離するようなことは生じない。しかし、このためには、コリメートレンズ１０２を、十分長い焦点距離を有するレンズとする必要があり、光学系のサイズが拡大してしまう。
【００２６】
特に、マルチエミッタ型の半導体レーザチップ１１０を複数配置する場合、各半導体レーザチップ１１０に対応してコリメートレンズ１０２を配置する必要があるため、装置規模が極めて大きくなってしまう。
【００２７】
上記の課題は、シングルエミッタ型の半導体レーザチップ１００でも起こり得る。すなわち、上記の課題は、半導体レーザチップ１００の出力を上昇させるべく、エミッタ１０１の幅を広くした場合や、シングルエミッタ型の半導体レーザチップ１００を複数配置して、複数の半導体レーザチップ１００から射出された光線束を一つのコリメートレンズ１０２に対して入射させる場合においても同様に起こり得る。
【００２８】
本発明は、上記の課題に鑑み、複数の半導体レーザチップを用いて、装置規模の拡大を抑制しながら光出力を高めた光源装置を提供することを課題とする。また、本発明は、かかる光源装置を備えたプロジェクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明に係る光源装置は、
同一の又は異なる半導体レーザチップ上に設けられた複数の光射出領域と、隣接する複数の前記光射出領域から射出された複数の第一光線束が入射されて、前記複数の第一光線束それぞれを、略平行光線束である複数の第二光線束に変換して射出する第一屈折光学系とを含む、複数の半導体レーザユニットと、
異なる傾斜角を有する複数の平坦面、又は前記複数の平坦面のそれぞれを基礎として突出する複数の凸曲面を含み、同一の前記半導体レーザユニットから射出された複数の前記第二光線束それぞれの少なくとも一部が異なる前記平坦面又は異なる前記凸曲面に入射されて、複数の前記第二光線束のそれぞれの主光線同士の離間距離を縮小するように複数の前記第二光線束の進行方向を変換して射出する第二屈折光学系と、を備え、
前記第二屈折光学系は、前記半導体レーザユニットの数に対応して配置されていることを特徴とする。
【００３０】
図３Ａ〜図５を参照して上述したように、マルチエミッタ型の半導体レーザチップ１１０の後段にコリメートレンズ１０２を配置した場合、ファースト軸方向（Ｙ方向）に関しては、各光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）は略平行光線束になるものの、スロー軸方向（Ｘ方向）に関しては、各光線束（１１１Ｌ，１１２Ｌ）の進行方向が異なる。かかる状況下で、図６に示すように、輝度を高めるべく半導体レーザチップ１１０とコリメートレンズ１０２を複数配置して、各コリメートレンズ１０２から射出された光線束を集光レンズ１２０で集光すると、エミッタ１１１から射出された光線束１１１Ｌの主光線１１１Ｌｍと、エミッタ１１２から射出された光線束１１２Ｌの主光線１１２Ｌｍの進行方向とが異なる結果、複数の箇所（１３１，１３２）で結像してしまう。
【００３１】
図６に示す態様において、集光レンズ１２０で集光された光を後段の光学系で利用することを鑑みた場合には、離間した各結像位置（１３１，１３２）を含む広い入射面を有する光学系を配置する必要があり、入射面上における輝度の低下や装置規模の拡大を招く。
【００３２】
これに対し、本発明に係る光源装置によれば、同一の半導体レーザユニットから射出された主光線同士をほぼ同一の箇所に集光させることが可能となり、光の利用効率及び／又は輝度の向上が図られる。より詳細には、以下の通りである。
【００３３】
第一屈折光学系に対して複数の第一光線束が入射されると、それぞれは略平行光線束である複数の第二光線束に変換される。しかし、各第二光線束同士、より詳細には各第二光線束の主光線同士は、第一光線束の主光線同士の間隔に応じた角度を有して進行する。第一光線束の主光線同士の間隔は、各第一光線束を射出する光射出領域の中心位置同士の間隔に依存する。
【００３４】
上記光源装置は、第一屈折光学系の後段に、異なる傾斜角を有する複数の平坦面、又は前記複数の平坦面のそれぞれを基礎として突出する複数の凸曲面を含む第二屈折光学系を備える。ここで、「傾斜角」とは、光軸に対する角度であるものとして構わない。より詳細には、「傾斜角」とは、第二屈折光学系を、光軸方向（例えば後述される図７内のＺ方向）及び複数の光射出領域が隣接する方向（例えば後述される図７内のＸ方向）の双方に直交する、所定の第一方向（例えば後述される図７内のＹ方向）から見たときの、各平坦面の光軸に対する角度であるものとして構わない。すなわち、図７内の座標系を参照すれば、ＸＺ平面上におけるＺ軸に対する角度であるものとして構わない。
【００３５】
第二屈折光学系が、前記「異なる傾斜角を有する複数の平坦面」を備える場合、第二屈折光学系を、前記第一方向（例えば後述される図７内のＹ方向）から見たときに、異なる傾斜角を有する折れ線又は複数の線分が確認される。より詳細には、第二屈折光学系が単一部材内に複数の平坦面を備える場合には上記折れ線が確認される。また、第二屈折光学系が複数の部材に分割されており、それぞれの部材が異なる傾斜角を有する平坦面を備える場合には、上記複数の線分が確認される。
【００３６】
また、別の態様として、第二屈折光学系が、前記「異なる傾斜角を有する複数の平坦面のそれぞれを基礎として突出する複数の凸曲面」を備える場合、第二屈折光学系を、前記第一方向（例えば後述される図７内のＹ方向）から見たときには、上述の折れ線や複数の線分は視認されないが、異なる傾斜角を有する仮想的な折れ線又は複数の線分を基準とし、各線分のそれぞれの２つの端点を結ぶ曲線（例えば円弧又は楕円弧）が確認される。
【００３７】
同一の半導体レーザユニットから射出された、より詳細には同一の第一屈折光学系から射出された、複数の第二光線束は、それぞれの少なくとも一部が、第二屈折光学系の異なる平坦面又は異なる凸曲面に入射される。そして、平坦面（又は凸曲面が基礎とする平坦面）に形成された傾斜角に応じて、複数の第二光線束は屈折し、その進行方向が変化する。
【００３８】
ここで、第二屈折光学系は、入射された複数の第二光線束のそれぞれの主光線同士の離間距離を縮小するよう、各平坦面（又は凸曲面が基礎とする各平坦面）の傾斜角が設定されている。好ましくは、複数の第二光線束のそれぞれの主光線が、ほぼ一点に集光されるように各平坦面の傾斜角が設定されている。この結果、同一の前記半導体レーザユニットから射出された主光線同士をほぼ同一の箇所に集光させることが可能となり、光の利用効率及び／又は輝度の向上が図られる。
【００３９】
上記光源装置は、同一の半導体レーザチップ上に複数の光射出領域（いわゆる「エミッタ」）を有してなるマルチエミッタ型の半導体レーザチップを複数備えるものとしても構わないし、同一の半導体レーザチップ上に単一の光射出領域（エミッタ）を有してなるシングルエミッタ型の半導体レーザチップを複数備えるものとしても構わない。
【００４０】
前記光源装置において、
前記第二屈折光学系は、異なる傾斜角を有する複数の前記平坦面のそれぞれを基礎として前記第一屈折光学系とは反対側に突出する複数の凸曲面を含む構成であり、
複数の前記凸曲面の焦点距離は、前記第二屈折光学系の光射出面側の位置から、前記第二屈折光学系から射出された複数の前記第二光線束のそれぞれの主光線同士の交差箇所、又は複数の前記第二光線束のそれぞれの主光線の仮想延長線同士の交差箇所までの距離以上であるものとしても構わない。
【００４１】
複数の前記凸曲面の焦点距離ｄ１が、前記第二屈折光学系の光射出面側の位置から、前記第二屈折光学系から射出された複数の前記第二光線束のそれぞれの主光線同士の交差箇所、又は複数の前記第二光線束のそれぞれの主光線の仮想延長線同士の交差箇所までの距離ｄ２よりも実質的に極めて長いものとした場合、各凸曲面から射出された第二光線束のうち、主光線から離れた位置を通過する光線を、前記各主光線とほぼ平行に進行させることができる。
【００４２】
一方、前記距離ｄ１と前記距離ｄ２とを実質的に等しくした場合、複数の凸曲面から射出された第二光線束のうち、主光線から離れた位置を通過する光線についても、同一の前記半導体レーザユニットから射出された主光線同士の集光箇所と実質的に同一の箇所に導くことができる。つまり、複数の第二光線束に含まれる全ての光線が、ほぼ同一の箇所に集光されるため、後段の光学系の入射面を当該箇所に配置することで、極めて高い輝度の光を後段の光学系に導くことができる。
【００４３】
なお、複数の凸曲面の焦点距離（各凸曲面の焦点距離が異なる場合には、焦点距離の平均値）をｄ１とし、第二屈折光学系の光射出面側の位置から、第二屈折光学系から射出された複数の第二光線束のそれぞれの主光線同士の交差箇所、又は複数の第二光線束のそれぞれの主光線の仮想延長線同士の交差箇所までの距離をｄ２としたときに、ｄ１とｄ２の値が実質的に同一であるとは、｜ｄ１−ｄ２｜／ｄ１≦０．１であるものとして構わない。
【００４４】
前記光源装置において、
前記第一屈折光学系は、光射出面側に突出する曲面を有し、
前記第二屈折光学系は、前記第一屈折光学系に対して、前記第一屈折光学系の焦点距離よりも離れた位置に配置されているものとしても構わない。
【００４５】
第一屈折光学系から射出された複数の第二光線束は、その主光線同士が、第一屈折光学系の焦点の位置で交差する。各第二光線束の上光線と下光線の幅は、実質的に共通であるため、第一屈折光学系の焦点の位置において、各第二光線束同士が完全に重なり合う。仮に、第二屈折光学系が配置されていないとすれば、各第二光線束同士は、第一屈折光学系の焦点の位置から離れるに連れて相互に拡がりを有して進行していく。
【００４６】
ところで、第一屈折光学系から射出された第二光線束は、主光線の位置において最も光強度が高く、主光線から離れるほど光強度が急激に低下するような配光分布、例えば、ガウス分布のような分布を示す。
【００４７】
上記構成によれば、少なくとも第一屈折光学系から射出された複数の第二光線束の主光線は、それぞれ第二屈折光学系の異なる平坦面（又は凸曲面）に入射される。つまり、各第二光線束のうち、放射照度が極めて高い光線については、異なる平坦面（又は凸曲面）に入射された後、主光線と実質的に同方向に変換され、ほぼ同一の箇所に向かって進行する。この結果、複数の第二光線束に含まれる放射照度の高い光線は、ほぼ同一の箇所に集光されるため、後段の光学系の入射面を当該箇所に配置することで、高い輝度の光を後段の光学系に導くことができる。
【００４８】
前記光源装置において、
前記第二屈折光学系は、隣接する一対の前記第二光線束に関して、一方の前記第二光線束の上光線と他方の前記第二光線束の下光線とが交差する特定位置、又は前記特定位置よりも前記第一屈折光学系に対して離れた位置に配置されているものとしても構わない。
【００４９】
前記特定位置において、隣接する一対の前記第二光線束同士は完全に分離される。仮に、第二屈折光学系が配置されていないとすれば、各第二光線束同士は、前記特定位置から離れるに連れて、離間距離を拡げながら分散進行する。
【００５０】
つまり、上記特定位置、又はその特定位置よりも後段に第二屈折光学系が配置されることで、第一屈折光学系から射出された複数の第二光線束は、それぞれ完全に第二屈折光学系が備える傾斜角の異なる平坦面（又は凸曲面）に入射される。この結果、各第二光線束に含まれる放射照度の高い光線を、ほぼ同一の箇所に集光させることができる。
【００５１】
前記第二屈折光学系は、隣接する前記半導体レーザユニットから射出された前記第二光線束が入射されない位置に配置されているものとすることができる。このことは、第二屈折光学系の、第一屈折光学系からの離間位置の好ましい上限値を規定することに対応する。
【００５２】
仮に、第二屈折光学系を第一屈折光学系から極めて遠い位置に配置すると、この第二屈折光学系に対して、隣接する半導体レーザユニットから射出された第二光線束が入射される。このとき、以下の問題が生じる可能性がある。
【００５３】
第二屈折光学系が第一屈折光学系から極めて遠い位置に配置されるため、同一の第一屈折光学系から射出された複数の第二光線束同士は、完全に分離し、更にその離間距離が大きい状態で、第二屈折光学系の各平坦面（又は各凸曲面）に入射されることになる。この結果、第二屈折光学系は、各平坦面（若しくは各凸曲面）を大きくするか、又は、各平坦面間（若しくは各凸曲面間）の間隔を大きくする必要が生じ、第二屈折光学系の規模が大きくなってしまう。
【００５４】
更に、第二屈折光学系のうち、複数の光射出領域が隣接する方向（例えば後述される図７内のＸ方向）に係る端部に位置する平坦面（又は凸曲面）に対しては、対応する第一屈折光学系から射出された第二光線束が入射される。これに対し、第二屈折光学系のうち、前記端部以外に位置する平坦面（又は凸曲面）に対しては、対応する第一屈折光学系からの第二光線束に加えて、隣接する第一屈折光学系からの第二光線束が入射される。この場合、第二光線束に含まれる多くの光線が、主光線とは大きく異なる方向に向かって進行するため、光の利用効率が低下する可能性がある。
【００５５】
これに対し、上記の構成とすることで、第二屈折光学系の大きさを必要以上に拡大化することなく、光の利用効率を向上させることができる。
【００５６】
本発明に係るプロジェクタは、上記光源装置から射出された光を利用して画像を投影することを特徴とする。
【発明の効果】
【００５７】
本発明によれば、複数の半導体レーザチップを用いて、装置規模の拡大を抑制しながらも、光出力を高めた光源装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１Ａ】シングルエミッタ型の半導体レーザチップの構造を模式的に示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの半導体レーザチップから射出される光線束を、Ｘ方向から見た場合と、Ｙ方向から見た場合とに分けて模式的に図示したものである。
【図２Ａ】半導体レーザチップの後段にコリメートレンズを配置した場合において、ＹＺ平面方向に進行する光線束を、模式的に示した図面である。
【図２Ｂ】半導体レーザチップの後段にコリメートレンズを配置した場合において、ＸＺ平面方向に進行する光線束を、模式的に示した図面である。
【図３Ａ】マルチエミッタ型の半導体レーザチップの構造を模式的に示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの半導体レーザチップから射出される光線束を、Ｘ方向から見た場合と、Ｙ方向から見た場合とに分けて模式的に図示したものである。
【図４】図３Ａの半導体レーザチップの後段にコリメートレンズを配置した場合において、ＸＺ平面方向に進行する光線束を、模式的に示した図面である。
【図５】図４の構成よりも、エミッタ間の距離を拡げた場合において、ＸＺ平面方向に進行する光線束を模式的に示した図面である。
【図６】図３Ａの半導体レーザチップとコリメートレンズとを複数組配置し、各コリメートレンズから射出される光線束を集光レンズで集光した場合において、ＸＺ平面方向に進行する光線束を、模式的に示した図面である。
【図７】光源装置の一実施形態の構成を模式的に示す図面である。
【図８】図７から隣接する２つの半導体レーザユニットと、その後段に配置された第二屈折光学系とを抽出して図示した図面である。
【図９】図８において、１つの半導体レーザチップに備えられた光射出領域から第一屈折光学系までの部分を拡大した図面である。
【図１０】図８において、第二屈折光学系の近傍の部分を拡大した図面である。
【図１１】図８において、主光線以外の光線の表示を省略して図示した模式的な図面である。
【図１２】図１１において、第二屈折光学系の構造を別態様にした場合の模式的な図面である。
【図１３】図７において、第二屈折光学系の構造を別態様にした場合の模式的な図面である。
【図１４】図１１において、第二屈折光学系の構造を別態様にした場合の模式的な図面である。
【図１５】図７において、第二屈折光学系の構造を別態様にした場合の模式的な図面である。
【図１６】光源装置を含むプロジェクタの構成例を模式的に示す図面である。
【図１７】光源装置の別実施形態の構成を模式的に示す図面である。
【図１８】光源装置の別実施形態の構成を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明に係る光源装置、及びプロジェクタの各実施形態について、適宜図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、実際の寸法比と図面上の寸法比とは必ずしも一致していない。
【００６０】
図７は、光源装置の一実施形態の構成を模式的に示す図面である。光源装置１は、複数の半導体レーザユニット（２，２，‥‥）と、各半導体レーザユニット（２，２，‥‥）の数に応じて配置された第二屈折光学系３とを備える。なお、図７では、第二屈折光学系３から射出された光が導かれる後段光学系４０が図示されている。第二屈折光学系３が、各半導体レーザユニット（２，２，‥‥）の数に応じて配置されているという点については、図１０を参照して後述される。
【００６１】
半導体レーザユニット２は、半導体レーザチップ５と、第一屈折光学系６とを備える。図８は、隣接する２つの半導体レーザユニット２と、この半導体レーザユニット２に対応して配置された第二屈折光学系３とを抽出して図示した図面である。本実施形態において、半導体レーザチップ５は、複数の光射出領域（１０，２０）を備えた、マルチエミッタ型の構造であり、図３Ａを参照して上述した半導体レーザチップ１１０と同様の形状を示す。以下では、図３Ａと同様に、光射出領域（１０，２０）が隣接する方向をＸ方向、光軸方向をＺ方向、Ｘ及びＺ方向に直交する方向をＹ方向として説明する。
【００６２】
図９は、図８において、１つの半導体レーザチップ５に備えられた光射出領域（１０，２０）から第一屈折光学系６までの部分を拡大した図面である。
【００６３】
半導体レーザチップ５が備える各光射出領域（１０，２０）の、ファースト軸方向（Ｙ方向）に係る幅は、２μｍ以下であり、一例として１μｍである。各光射出領域（１０，２０）の、スロー軸方向（Ｘ方向）に係る幅は５μｍ以上５００μｍ以下であり、一例として８０μｍである。各光射出領域（１０，２０）の間隔（Ｘ方向）は、５０μｍ以上、１０００μｍ以下であり、一例として、１５０μｍである。
【００６４】
半導体レーザチップ５は、各光射出領域（１０，２０）から、ほぼ円錐形状の第一光線束（１１，２１）を射出する。このとき、図３Ｂを参照して上述したのと同様に、各光射出領域（１０，２０）は、Ｙ方向については同一の座標位置に形成されるため、Ｘ方向から見たときに各第一光線束（１１，２１）は完全に重なっている。一方、各光射出領域（１０，２０）は、Ｘ方向については異なる座標位置に形成されるため、Ｙ方向から見たときに各第一光線束（１１，２１）はそれぞれの位置がずれて表示される。図８及び図９は、各第一光線束（１１，２１）を、Ｙ方向から見たときの光線図を模式的に示したものである。
【００６５】
より詳細には、図９に図示されるように、第一光線束１１は、上光線１１ａと、下光線１１ｂとに挟まれた光線群で規定される。上光線１１ａと下光線１１ｂとの中間を進行する光線を、主光線１１ｍと定義する。同様に、第一光線束２１は、上光線２１ａと、下光線２１ｂとに挟まれた光線群で規定され、その中間の位置に主光線２１ｍが存在する。主光線（１１ｍ，２１ｍ）は、便宜上一点鎖線で示されている。なお、図８及び図９では、第一屈折光学系６の光軸が光軸６１として図示されている。
【００６６】
半導体レーザチップ５は、その中心位置５ａが、対応する第一屈折光学系６の光軸６１上に位置するように配置される。この結果、各光射出領域（１０，２０）は、それぞれＸ方向に関して光軸６１から離れた位置に配置される。更に、個々の光射出領域（１０，２０）においても、Ｘ方向に大きさを有しているため、光軸６１に近い側の端部と、光軸６１から遠い側の端部との間では、それぞれ光軸６１からの距離に差が生じる。
【００６７】
半導体レーザチップ５と第一屈折光学系６とは、Ｚ方向に関して、第一屈折光学系６の焦点距離ｆ６だけ離れて配置される。これにより、半導体レーザチップ５の各光射出領域（１０，２０）から射出された各第一光線束（１１，２１）は、第一屈折光学系６によって屈折され、それぞれが略平行光線束である第二光線束（１２，２２）に変換される。第一屈折光学系６は、各第一光線束（１１，２１）を、略平行光線束である第二光線束（１２，２２）に変換する光学系であれば、どのような光学部材で構成されていても構わない。
【００６８】
上述したように、各光射出領域（１０，２０）は、それぞれＸ方向に関して光軸６１から離れた位置に配置されている。このため、略平行光線束である第二光線束（１２，２２）それぞれの主光線（１２ｍ，２２ｍ）は、第一屈折光学系６の後段の（光射出面側の）焦点位置に向かって進行する。この結果、第二光線束（１２，２２）は、それぞれ略平行光線束として進行しながらも、それぞれの進行方向は異なる。図８には、各第二光線束（１２，２２）が交差する場合が図示されている。
【００６９】
第二光線束（１２，２２）は、第一屈折光学系６の後段に配置された第二屈折光学系３に導かれる。図１０は、図８において、第二屈折光学系３の近傍の部分を拡大した図面である。また、図１１は、説明の都合上、図８から、主光線（１２ｍ，２２ｍ）以外の光線の表示を省略して図示した図面である。
【００７０】
図１１に示されるように、第二屈折光学系３は、光入射面側に設けられた平坦面３１と、光射出面側に設けられた、複数の異なる傾斜角（θa，θb，θc，θd，‥‥）を示す、複数の平坦面（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，‥‥）とを有する。なお、第二屈折光学系３において、傾斜角の異なる複数の平坦面につき、「平坦面３２」と総称することがある。
【００７１】
本実施形態においては、平坦面３１は、第二屈折光学系３の光軸６３に対して直交する面で構成されている。第二屈折光学系３の光軸６３とは、第二屈折光学系３全体の中央位置を通る光軸を指す。なお、図１１では、第二屈折光学系３の一部のみが図示されているため、第二屈折光学系３は、Ｘ方向に関して、平坦面（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）以外の平坦面３２を含むものとして構わない。
【００７２】
ここで、各平坦面（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，‥‥）の傾斜角（θa，θb，θc，θd，‥‥）とは、ＸＺ平面上、すなわち、複数の光射出領域（１０，２０）が隣接する方向（Ｘ方向）と、第二屈折光学系３の光軸６３の方向（Ｚ方向）とがなす平面上において、前記光軸６３の方向を基準としたときの角度を指し、この角度は回転方向に応じて正負の値を付して区別される。ここでは、回転方向が反時計方向である場合を正とし、時計方向である場合を負とする。このとき、図１１内に図示されている傾斜角（θa，θb，θc，θd，‥‥）はいずれも正の値である。また、図１１において図示が省略されている、第二屈折光学系３の下半分における平坦面３２の傾斜角θは、いずれも負の値となる。
【００７３】
第二屈折光学系３は、各平坦面（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，‥‥）に入射された第二光線束（１２，２２）を、それぞれの主光線（１２ｍ，２２ｍ）同士の離間距離ｄｍ（図１０参照）が縮小されるように、各傾斜角（θa，θb，θc，θd，‥‥）が設定されている。より好ましくは、それぞれの主光線（１２ｍ，２２ｍ）同士が実質的に同一の箇所に向かうように、各傾斜角（θa，θb，θc，θd，‥‥）が設定されている。
【００７４】
より具体的には、同一の第一屈折光学系６から射出された複数の第二光線束（１２，２２）が入射される平坦面群（例えば３２ａと３２ｂ）に関し、第二屈折光学系３の光軸６３からの距離が遠いほど、傾斜角の絶対値が小さくなるように設定されている。すなわち、図１１の例では、θa＜θb、θc＜θdが成立するように、各平坦面（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）の傾斜角が設定されている。図１１において図示が省略されている平坦面３２においても同様である。
【００７５】
１つの平坦面３２ａに着目すると、この平坦面３２ａに入射された第二光線束２２は、その主光線２２ｍが、平坦面３２ａの傾斜角θaに応じて屈折し、集光領域７０（図７参照）に向かって進行方向が変換される。第二光線束２２は、第一屈折光学系６によって略平行光線束に変換されているため、第二光線束２２に含まれる主光線２２ｍ以外の光線についても、主光線２２ｍと実質的に同方向に向かって進行方向が変換される。この結果、集光領域７０内において、結像される。
【００７６】
別の平坦面３２ｂに着目すると、この平坦面３２ｂに入射された第二光線束１２は、その主光線１２ｍが、平坦面３２ｂの傾斜角θbに応じて屈折し、前記集光領域７０（図７参照）に向かって進行方向が変換される。このとき、第二光線束１２に含まれる主光線１２ｍ以外の光線についても、主光線１２ｍと実質的に同方向に向かって進行方向が変換される。この結果、集光領域７０内において、結像される。
【００７７】
図１１に示される例では、第二屈折光学系３は、ある１つの半導体レーザユニット２に対応して、所定の傾斜角θaを示す平坦面３２ａを有する一部分３ａと、所定の傾斜角θbを示す平坦面３２ｂを有する一部分３ｂとを有している。同様に、第二屈折光学系３は、別の半導体レーザユニット２に対応して、所定の傾斜角θcを示す平坦面３２ｃを有する一部分３ｃと、所定の傾斜角θdを示す平坦面３２ｄを有する一部分３ｄとを有している。
【００７８】
つまり、光源装置１が備える第二屈折光学系３は、半導体レーザユニット２の数、及び、各半導体レーザユニット２に備えられる光射出領域（１０，２０）の数に応じて、異なる傾斜角を示す平坦面３２を含む。かかる構成により、各平坦面３２に入射された複数の第二光線束（１２，２２）は、いずれも、主光線（１２ｍ，２２ｍ）が、主光線同士の離間距離を縮小させるように、より好ましくは集光領域７０に向かうように、進行方向が変換される。また、第二光線束（１２，２２）に含まれる主光線（１２ｍ，２２ｍ）以外の光線についても、各主光線（１２ｍ，２２ｍ）と実質的に同方向に向かって進行方向が変換される。この結果、各第二屈折光学系３から射出された第二光線束（１２，２２）は、いずれもが、同一の集光領域７０に向かって進行する。この結果、狭い面積を示す集光領域７０内に、各第二光線束（１２，２２）が導かれるため、集光領域７０を含む領域に後段光学系４０の入射面を配置することで、輝度の高い光を後段光学系４０に導くことができる。
【００７９】
なお、図８に図示されているように、第二屈折光学系３は、隣接する一対の第二光線束（１２，２２）に関して、一方の第二光線束２２の上光線２２ａと、他方の第二光線束１２の下光線１２ｂとが交差する位置（特定位置）よりも後段に配置されるのが好ましい。このとき、第二屈折光学系３の各平坦面（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，‥‥）に入射されるより前の段階において、隣接する第二光線束（１２，２２）同士が完全に分離されるため、各第二光線束（１２，２２）に含まれるほぼ全ての光線を、各主光線（１２ｍ，２２ｍ）と同じ方向に進行させることができる。
【００８０】
第二屈折光学系３は、入射された各第二光線束（１２，２２）の各主光線（１２ｍ，２２ｍ）を、ほぼ同一の位置に向かって進行方向を変換させる機能を有していれば、どのような光学部材で構成しても構わない。一例として、第二屈折光学系３は、複数の平坦面３２を有してなるプリズムで構成される。
【００８１】
なお、図１２及び図１３に示されるように、第二屈折光学系３は、傾斜角の異なる平坦面３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，‥‥）毎に分割された複数の光学素子（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，‥‥）を含む構成としても構わない。この場合、第二屈折光学系３は、半導体レーザユニット２の数に対応した数の光学素子（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，‥‥）を備える。
【００８２】
また、第二屈折光学系３は、傾斜角の異なる平坦面３２に代えて、この平坦面３２を基礎とする凸曲面３３を備える構成としても構わない。図１４は、図１１にならって、凸曲面３３を備える第二屈折光学系３の一部を模式的に図示したものである。
【００８３】
ここで、平坦面３２を基礎とする凸曲面３３とは、ＸＺ平面上において、平坦面３２によって構成される線分の始点と終点を結ぶ円弧状又は楕円弧状の曲線を示す曲面である。より好ましくは、各主光線（１２ｍ，２２ｍ）が凸曲面３３に入射されると、それぞれの主光線（１２ｍ，２２ｍ）同士が実質的に同一の箇所に向かうように、主光線（１２ｍ，２２ｍ）が入射される箇所における凸曲面３３の接平面の傾斜角が設定されている。
【００８４】
このとき、凸曲面３３の各焦点距離は、第二屈折光学系３と集光領域７０との間の距離以上であるのが好ましく、両者が実質的に同一であるのがより好ましい。この場合、各第二光線束（１２，２２）に含まれる、主光線（１２ｍ，２２ｍ）以外の光線についても、主光線（１２ｍ，２２ｍ）とほぼ同一の箇所に集光させることができるため、極めて輝度の高い光が実現される（図１５参照）。
【００８５】
なお、後段光学系４０の入射面が、集光領域７０よりも前段に配置される場合には、主光線（１２ｍ，２２ｍ）が交差する手前の位置で、各第二光線束（１２，２２）が後段光学系４０に入射されることになる。この場合、各凸曲面３３の焦点距離が、後段光学系４０が存在しないと仮定して主光線（１２ｍ，２２ｍ）を仮想的に延長させたときに両者が交差する箇所と第二屈折光学系３との間の距離に実質的に同一であるものとするのが好ましい。この場合も、各第二光線束（１２，２２）に含まれる、主光線（１２ｍ，２２ｍ）以外の光線についても、主光線（１２ｍ，２２ｍ）の近傍に集光された状態で、後段光学系４０に入射される。
【００８６】
後段光学系４０としては、光源装置１から射出される光の利用目的に応じて、ロッドインテグレータ、レンズなどの種々の光学系を採用することができる。
【００８７】
図１６は、上述した光源装置１を含むプロジェクタの構成例を模式的に示す図面である。プロジェクタ９は、光源装置１を含む照明光学系８０と、照明光学系８０から導かれた光から映像光を生成し、スクリーンに投影する映像光学系９０とを備える。なお、この例では、図７に図示された後段光学系４０が、光源装置１の後段に配置されている照明光学系８０の要素に対応する。
【００８８】
図１６に示す例では、光源装置１を青色用光源とした場合が想定されている。光源装置１から射出された、輝度の高い青色光は、必要に応じて拡散板８１で干渉性が低減された後、レンズ８２によってビーム幅の狭い平行光に変換された後、ダイクロイックミラー８３に導かれる。青色光は、ダイクロイックミラー８３で反射された後、蛍光体ホイール８４に導かれる。この際、必要に応じてレンズによって集光されるものとすることができる。蛍光体ホイール８４には、黄色蛍光体の塗布領域、緑色蛍光体の塗布領域、青色光を透過させる切欠き領域が、所定の角度毎に設けられており、蛍光体ホイール８４の回転に応じて、蛍光体ホイール８４で反射される光／又は通過する光の波長が変化する。
【００８９】
蛍光体ホイール８４を通過した青色光は、必要に応じてレンズを介して平行光化された後、ミラー（８５，８５，８５）を介して再びダイクロイックミラー８３に戻される。なお、必要に応じてミラー間にレンズが設けられる。
【００９０】
蛍光体ホイール８４によって反射された黄色光又は緑色光は、ダイクロイックミラー８３を透過する。すなわち、ダイクロイックミラー８３において、各色の光が合成され、必要に応じてレンズで集光された後、フィルタホイール８６を介してロッドインテグレータ８７に入射される。フィルタホイール８６は、短波長成分をカットするフィルタが塗布された領域と、光をそのまま透過させる領域とが所定の角度毎に設けられている。フィルタ領域を光が透過すると、短波長成分がカットされ、赤色光が生成される。
【００９１】
ロッドインテグレータ８７を通過した合成光は、必要に応じてレンズを介してビーム幅が調整された後、映像光学系９０に入射される。映像光学系９０は、照明光学系８０から照射される光を受けて映像を生成する装置であって、例えばレンズ９１と、全反射プリズム９２と、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス、登録商標）９３を有している。ロッドインテグレータ８７を通過した合成光は、レンズ９１を介して全反射プリズム９２に入射されると、プリズム面で反射された後、ＤＭＤ９３へ導かれる。ＤＭＤ９３は、可動式のマイクロミラーを複数有しており、図示しない制御部によって、それぞれに入射する各色光のタイミングに合わせ、かつ入力される映像信号に応じて制御される。ＤＭＤ９３によって変調された光は、全反射プリズム９２を透過して投写レンズ９４へ導かれ、投射レンズ９４を介して図示しないスクリーン上に投射される。
【００９２】
図１６に示すように、プロジェクタ９が光源装置１で生成された光を光源として利用することで、極めて輝度の高い光が利用できるため、プロジェクタ９の出力を大幅に向上させることができる。
【００９３】
なお、図１６に示すプロジェクタ９は、変調装置が、反射型の素子（ＤＭＤ）で構成される場合について説明したが、透過型の液晶素子で構成されていても構わない。照明光学系８０や映像光学系９０は、変調装置の構成に応じて適宜変更される。
【００９４】
［別実施形態］
以下、別実施形態につき説明する。
【００９５】
〈１〉図７等を参照して上述した半導体レーザチップ５は、２つの光射出領域（１０，２０）を有するマルチエミッタ型の構成であった。この半導体レーザチップ５が備える光射出領域の数は、２個に限定されず、３個以上であっても構わない。第二屈折光学系３が備える、傾斜角の異なる平坦面（３ａ，３ｂ，‥‥）の数は、同一の半導体レーザユニット２に含まれる光射出領域の数に応じて設定される。
【００９６】
逆に、各半導体レーザチップ５は、例えば図１Ａを参照して上述したように、単独の光射出領域を有するシングルエミッタ型の構成であり、複数の半導体レーザチップ５からの射出光が、第一屈折光学系６に入射される構成であっても構わない（図１７参照）。更に、図１７のように、複数の半導体レーザチップ５からの射出光が、第一屈折光学系６に入射される態様において、各半導体レーザチップ５がマルチエミッタ型の構造であっても構わない。また、第一屈折光学系６は各半導体レーザチップ５に対応して設けられていれば良く、該第一屈折光学系６自身が個別に設けられていても、アレー状に一体形成されていても構わない。
【００９７】
〈２〉上記実施形態では、第二屈折光学系３は、第一屈折光学系６とは反対側の面、すなわち、光射出面側に、傾斜角の異なる複数の平坦面３２を有するものとしたが、第一屈折光学系６側の面、すなわち、光入射面側に傾斜角の異なる複数の平坦面３２を有するものとしても構わない。この場合においても、「平坦面３２」に代えて「凸曲面３３」としても構わない。
【００９８】
ただし、角度によっては、平坦面３２に入射された第二光線束（１２，２２）の一部の光線が全反射する可能性があるため、光の利用効率を更に高める観点では、第二屈折光学系３は光射出面側に平坦面３２を設けるのが好ましい。
【００９９】
〈３〉上記実施形態では、各半導体レーザチップ５は、光射出領域（１０，２０）が半導体レーザチップ５の端面に形成された、いわゆる「端面発光型」の構造である場合を想定して説明した。しかし、本発明は、各半導体レーザチップ５が、半導体層の積層方向に光が取り出される、いわゆる「面発光型」の構造であっても、同様に適用可能である。
【０１００】
〈４〉本発明に係る光源装置１は、複数の光線束を集光して、所定の照射対象物に照射するアプリケーションであれば、プロジェクタ以外にも適用可能である。一例として、光源装置１を露光装置用の光源として利用することが可能である。
【０１０１】
〈５〉図１８に示すように、第二屈折光学系３が、屈折光学系５１と集光レンズ５２とを含む構成としても構わない。屈折光学系５１は、光入射面側に相互に傾斜角の異なる平坦面（５１ａ，５１ｂ）を備える。また、屈折光学系５１は、光射出面側に、光軸６３に対して直交する平坦面５１ｃを備え、この平坦面５１ｃに連結するように集光レンズ５２が配されている。
【０１０２】
平坦面（５１ａ，５１ｂ）は、それぞれに異なる光射出領域（１０，２０）から射出された主光線が入射され、両者を略平行にするように傾斜角が設定されている。この結果、屈折光学系５１に入射された第二光線束（１２，２２）は、略平行光線束として屈折光学系５１内を進行する。その後、連結された集光レンズ５２に入射されると、第二光線束（１２，２２）は、主光線（１２ｍ，２２ｍ）及びその周囲を進行する光線が、集光レンズ５２の焦点に集光される。これにより、図１５の構成と同様、主光線（１２ｍ，２２ｍ）以外の光線についても、主光線（１２ｍ，２２ｍ）とほぼ同一の箇所に集光させることができるため、極めて輝度の高い光が実現される。
【０１０３】
〈６〉  上述した光源装置１が備える光学配置態様は、あくまで一例であり、本発明は、図示された各構成に限定されない。例えば、ある光学系と別の光学系との間において、光の進行方向を変化させるための反射光学系が適宜介在されていても構わない。
【符号の説明】
【０１０４】
１      ：    光源装置
２      ：    半導体レーザユニット
３      ：    第二屈折光学系
５      ：    半導体レーザチップ
６      ：    第一屈折光学系
１０，２０    ：    光射出領域（エミッタ）
１１，２１  ：    第一光線束
３１，３２      ：    第二屈折光学系の平坦面
３３        ：    第二屈折光学系の凸曲面
４０      ：    後段光学系
５１      ：    第二屈折光学系の一部をなす屈折光学系
５２      ：    第二屈折光学系の一部をなす集光レンズ
６１      ：    第一屈折光学系の光軸
６３      ：    第二屈折光学系の光軸
７０      ：    集光領域
８０      ：    照明光学系
８１      ：    拡散板
８２      ：    レンズ
８３      ：    ダイクロイックミラー
８４      ：    蛍光体ホイール
８５      ：    ミラー
８６      ：    フィルタホイール
８７      ：    ロッドインテグレータ
９０      ：    映像光学系
９１      ：    レンズ
９２      ：    全反射プリズム
９３      ：    ＤＭＤ
９４      ：    投射レンズ
１００，１１０      ：    半導体レーザチップ
１０１，１１１，１１２      ：    エミッタ
１０１Ｌ，１１１Ｌ，１１２Ｌ    ：    エミッタから射出される光線束
１０２      ：      コリメートレンズ
１２０      ：    集光レンズ
１３１，１３２      ：    結像位置
ｆ６      ：    第一屈折光学系の焦点距離
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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