(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１以上のエミッタを有する第１の青色レーザダイオードと、
少なくとも２以上のエミッタを有する赤色レーザダイオードとを備える発光装置であって、
上記赤色レーザダイオードのエミッタの数は、上記第１の青色レーザダイオードのエミッタの数よりも多く、
前記赤色レーザダイオードから出射された赤色レーザ光と第１の青色レーザダイオードから出射された青色レーザ光とを合わせて出射する共用の光学部品をさらに備え、
前記第１の青色レーザダイオードの出射端面は、前記赤色レーザダイオードの出射端面よりも前記共用の光学部品から遠ざけて配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
少なくとも１以上のエミッタを有する第１の青色レーザダイオードと、
少なくとも２以上のエミッタを有する赤色レーザダイオードとを備える発光装置であって、
上記赤色レーザダイオードのエミッタの数は、上記第１の青色レーザダイオードのエミッタの数よりも多く、
前記赤色レーザダイオードは、複数個設けられており、
上記赤色レーザダイオードのそれぞれから出射される赤色レーザ光は、６１５ｎｍ以上かつ６４０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記赤色レーザダイオードが、前記第１の青色レーザダイオードに比べて前記共用の光学部品の中心軸側に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１の青色レーザダイオードが前記赤色レーザダイオードに比べて前記共用の光学部品の中心軸側に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記赤色レーザダイオードの出射端面と第１の青色レーザダイオードの出射端面が、同一平面上にあることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置と、
青色レーザ光を出射する第２の青色レーザダイオードと、上記第２の青色レーザダイオードから出射された青色レーザ光を受けて緑色の蛍光を発する緑色蛍光体とを有する緑色発光装置とを備え、
前記赤色レーザダイオードから出射される赤色レーザ光と前記第１の青色レーザダイオードから出射される青色レーザ光と上記緑色の蛍光とが合わされて外部に出射されることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１、４又は５に記載の発光装置を備えていると共に、
上記発光装置における前記共用の光学部品の外部には、前記第１の青色レーザダイオードにて出射された青色レーザ光が照射されることにより緑色の蛍光を出射する緑色蛍光体が設けられており、前記赤色レーザダイオードから出射される赤色レーザ光と前記第１の青色レーザダイオードから出射される青色レーザ光と上記緑色の蛍光とが合わされて外部に出射されることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
前記発光装置の第１の青色レーザダイオードは、複数個設けられており、
上記第１の青色レーザダイオードのそれぞれから出射される青色レーザ光は、４４５ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記発光装置が複数個設けられており、
上記発光装置がマトリクス状に配列されたパッケージとなっていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の照明装置と、
上記照明装置から出射された光を受けて映像を投影する投影部材とを備えていることを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤色レーザ光を出射する赤色レーザダイオードと青色レーザ光を出射する青色レーザダイオードとを備える発光装置、照明装置、及び投影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体レーザ（レーザダイオード、以下「ＬＤ」ともいう）を光源とする発光装置が知られている。レーザダイオードは、小型、高効率、長寿命、エテンデュー（光源のサイズと発散角との積）が小さいといった様々な利点を有している。そのため、ランプや発光ダイオードの代わりにレーザダイオードを用いることにより、装置を高効率化、及び小型化することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された多波長半導体レーザ装置１００は、図１６に示すように、サブマウント１１０上に実装された、赤色ＬＤ１１１ａと赤外ＬＤ１１１ｂとからなる２波長レーザ１１１と、青紫色ＬＤ１１２とを備えている。これにより、１つの装置でＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、及びＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）の情報を取り扱うことができると共に、チップサイズを小さくすることができる。すなわち、ＣＤ用ＬＤの発振波長は７８０ｎｍ帯（赤外）であり、ＤＶＤ用ＬＤの発振波長は６５０ｎｍ帯（赤色）であり、ＢＤ用ＬＤの発振波長は４０５ｎｍ帯（青紫色）である。したがって、１つの光ディスク装置でＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの情報を取り扱うためには、赤外、赤色、青紫色の３つの光源が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６５８５号公報（２０１３年１月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の特許文献１に開示された多波長半導体レーザ装置１００は、３種類のディスクを使用する光ディスク装置に用いられるものであるため、各レーザダイオードがそれぞれ単独で駆動されて単色のレーザ光を出射するように制御されている。そのため、各レーザダイオードを同時に駆動することができない。また、各レーザダイオードの発光点（エミッタ）が１つであるため、各レーザダイオードの出力を高くすることには制限がある。
【０００６】
これに対して、プロジェクタ等の高光束な投影装置に用いられる発光装置においては、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）との三色が同時に必要であると共に、光源出力を高くする必要がある。
【０００７】
ここで、ＲＧＢの各色のレーザダイオードの性能として、現状では、青色のレーザダイオードの性能に対して、赤色及び緑色のレーザダイオードの光強度特性が小さく、緑色のレーザダイオードの光強度特性は特に小さい。そのため、緑色のレーザダイオードを用いる代わりに、青色のレーザダイオードを用いて緑色の蛍光を発する緑色蛍光体に照射することにより、レーザ光と蛍光とを混色して効率よく白色光を合成するタイプの投影装置が知られている。
【０００８】
しかし、十分な光源出力を得るためには、赤色のレーザダイオードの出力を強くする必要がある。例えば４８００Ｋの色温度の白色光とするためには、ＲＧＢの比をＲ：Ｇ：Ｂ＝３．５：２：１とする必要が有る。また、省スペースかつ低コストの発光装置とするためには、パッケージ数を少なくすることが求められる。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る、省スペースかつ低コストの発光装置、照明装置、及び投影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様における発光装置は、上記の課題を解決するために、少なくとも１以上のエミッタを有する第１の青色レーザダイオードと、少なくとも２以上のエミッタを有する赤色レーザダイオードとを備える発光装置であって、上記赤色レーザダイオードのエミッタの数は、上記第１の青色レーザダイオードのエミッタの数よりも多いことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の一態様における照明装置は、上記の課題を解決するために、前記発光装置と、青色レーザ光を出射する第２の青色レーザダイオードと、上記第２の青色レーザダイオードから出射された青色レーザ光を受けて緑色の蛍光を発する緑色蛍光体とを有する緑色発光装置とを備え、前記赤色レーザダイオードから出射される赤色レーザ光と前記第１の青色レーザダイオードから出射される青色レーザ光と上記緑色の蛍光とが合わされて外部に出射されることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の一態様における照明装置は、上記の課題を解決するために、前記発光装置を備えていると共に、上記発光装置における前記共用の光学部品の外部には、前記第１の青色レーザダイオードにて出射された青色レーザ光が照射されることにより緑色の蛍光を出射する緑色蛍光体が設けられており、前記赤色レーザダイオードから出射される赤色レーザ光と前記第１の青色レーザダイオードから出射される青色レーザ光と上記緑色の蛍光とが合わされて外部に出射されることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の一態様における投影装置は、上記の課題を解決するために、前記照明装置と、上記照明装置から出射された光を受けて映像を投影する投影部材とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置、照明装置、及び投影装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１における発光装置の概略的な構成を示す側面図であり、（ｂ）は上記発光装置の内部の概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】上記発光装置がパルス光を発する場合の各ＬＤの駆動タイミングチャートである。
【図３】本発明の実施形態２における発光装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図４】上記発光装置の変形例の概略的な構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態３における照明装置の概略的な構成を示す側面図である。
【図６】（ａ）は上記発光装置の概略的な構成を示す、ＬＤの周辺をレーザの出射面側から見た側面図であり、（ｂ）は上記発光装置の概略的な構成を示す平面図である。
【図７】上記発光装置のＬＤの出射端面の拡大図である。
【図８】本発明の実施形態４における照明装置の概略的な構成を示す側面図である。
【図９】上記照明装置における蛍光体ホイールの構成を示す側面図である。
【図１０】（ａ）は、上記照明装置における発光装置の概略的な構成を示す、ＬＤの周辺をレーザの出射面側から見た側面図であり、（ｂ）は上記発光装置の概略的な構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施形態４における照明装置の概略的な構成を示す側面図である。
【図１２】上記照明装置のスリットミラーホイールの構成を示す側面図である。
【図１３】上記照明装置のスリットミラーホイールの回転と、発光装置のＬＤの駆動タイミングと、それらによって照明装置から出射される光の色とを示すタイミングチャートである。
【図１４】（ａ）は、本発明の実施形態５における照明装置における発光装置の概略的な構成を示す、ＬＤの周辺をレーザの出射面側から見た側面図であり、（ｂ）は上記発光装置の概略的な構成を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施形態６における投影装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図１６】従来の多波長半導体レーザ装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、例えば、プロジェクタ等の投影装置に用いられる照明装置に備えられる発光装置について説明するが、本発明の発光装置においては、必ずしもこれに限らない。例えば、赤色レーザ光及び青色レーザ光をレンズやミラー等の光学素子により配光を制御する事により、発光ダイオード（ＬＥＤ）の代わりに、照明等の各種の用途に用いることもできる。
【００１７】
本実施の形態の発光装置１Ａについて、図１の（ａ）（ｂ）、及び図２に基づいて説明する。図１の（ａ）は、本実施の形態１における発光装置１Ａの概略的な構成を示す側面図である。図１の（ｂ）は、発光装置１Ａの内部の概略的な構成を示す斜視図である。図２は、発光装置１Ａがパルス光を発する場合の各レーザダイオードの駆動タイミングチャートである。
【００１８】
本実施の形態の発光装置１Ａは、図１の（ａ）（ｂ）に示すように、円盤状のステム２０と、ステム２０の上面の搭載部品を保護するように覆うキャップ２１と、コリメートレンズ２２とを備えた封止容器となっている。また、上記封止容器の内部に、赤色レーザ光を出射する赤色ＬＤ（Laser Diode）１２と青色レーザ光を出射する青色ＬＤ１３とを備えている。
【００１９】
上記のような封止容器は一般にＣＡＮ型と称されるが、本発明の発光装置が有する封止容器は、これに限定されず、例えばフラット型や、ＣＯＢパッケージを板ガラス等で封止した構造であってもよい。
【００２０】
上記ステム２０は、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３を支持するものである。ステム２０の径は、キャップ２１の径よりも大きいものとなっている。上記ステム２０及びキャップ２１は、例えばＦｅ合金のような金属からなっている。
【００２１】
また、ステム２０の底面には、ステム２０を貫通して複数の端子２３が設けられている。端子２３を通じて、発光装置１Ａを駆動する電力が供給される。
【００２２】
ステム２０の上面の中央部近傍には、ベース部材１０が接合して搭載されている。ベース部材１０は、例えばＣｕのような熱伝導率の高い金属で形成されている。ベース部材１０の一面には、サブマウント１１が固定されている。
【００２３】
サブマウント１１上には、赤色レーザ光を出射する赤色ＬＤ１２と、青色レーザ光を出射する青色ＬＤ１３とが実装されている。サブマウント１１は、ＡｌＮを使用しているが、例えばＳｉＣやダイヤモンド等のセラミックやＣｕ等、熱伝導率が良く、チップやパッケージとの熱膨張係数差で問題が起こらない材料で構成する。サブマウント１１は、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３からの熱を放散するための放熱板であると共に、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３を支持するための支持基板でもある。
【００２４】
尚、赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３とは、ｎ型クラッド層又はｐ型クラッド層の一方が共用される構造であってもよい。
【００２５】
また、上記赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３とは、キャップ２１に覆われており、キャップ２１の上面の中央部分には、レーザ光が通過する開口部（図示せず）が形成されている。
【００２６】
赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３はそれぞれ、その端面であるレーザ出射端面からレーザ光を出射する。そのため、サブマウント１１は、上記レーザ出射端面が上記開口部の方向を向くようにして、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３を支持している。すなわち、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３は、それらから出射されるレーザ光が、上記開口部の方向に、すなわち同一方向に出射されるように配置されている。
【００２７】
本実施の形態では、上記開口部を覆うように、キャップ２１の上面に単一のコリメートレンズ２２が接合して設けられているが、例えばレーザ光を透過するガラスが接合して設けられていてもよい。
【００２８】
ここで、発光装置１Ａから出射する赤色レーザ及び青色レーザ光を、照明装置に用いるような場合には、赤色レーザ光の強度が重要となる。
【００２９】
例えば、ＲＧＢとしてそれぞれ、６３８ｎｍ、５２５ｎｍ、４４５ｎｍの波長の光を用いて、４８００Ｋの色温度の白色光とするためには、ＲＧＢの強度比として、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３．５：２：１である必要がある。
【００３０】
そこで、本実施の形態の発光装置１Ａでは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３のうち少なくとも赤色ＬＤ１２は、複数の赤色エミッタを有する、マルチエミッタのＬＤとなっている。すなわち、赤色ＬＤ１２は、少なくとも２以上のエミッタを有している。尚、赤色ＬＤ１２の出力を強くするには、ワイドストライプのエミッタを有することも考えられるが、ワイドストライプのエミッタにおいては、熱の問題や、内部で屈折率分布ができてしまうといった問題がある。
【００３１】
通常、赤色ＬＤ１２は温度特性が悪く、赤色ＬＤ１２の１エミッタあたりのレーザ光の出力は、青色ＬＤ１３のそれよりも小さい。しかし、このようにマルチエミッタとすることにより、赤色ＬＤ１２からのレーザ光の総出力を大きくすることができる。
【００３２】
また、本実施の形態の発光装置１Ａは、青色ＬＤ１３もマルチエミッタであってもよい。換言すれば、青色ＬＤ１３は、少なくとも１以上のエミッタを有しているといえる。
【００３３】
本実施の形態の発光装置１Ａは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３がどのような場合であっても、赤色ＬＤ１２のエミッタの数が、青色ＬＤ１３のエミッタの数よりも多くなるように構成されている。
【００３４】
そのため、発光装置１Ａから出射される赤色レーザ光の強度を大きくすることができる。換言すれば、発光装置１Ａから出射されるレーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができる。
【００３５】
このように、本実施の形態の発光装置１Ａは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が同一パッケージ内に設けられているとともに、発光装置１Ａから出射されるレーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができる。そのため、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置とすることができる。
【００３６】
また、本実施の形態の発光装置１Ａは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３の動作を制御する制御部２４をさらに備えている。制御部２４は、例えば、ステム２０とキャップ２１とコリメートレンズ２２とからなるパッケージの外部に設けられており、端子２３を介して、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３を制御するようになっている。
【００３７】
制御部２４は、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が、同時に発光するように制御することが好ましい。ここで、「同時に発光する」とは、赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３とが、それぞれ連続的に同時に発光している場合だけでなく、それぞれがパルスレーザ光を発している場合も含む。すなわち、制御部２４は、赤色ＬＤ１２からの赤色パルスレーザ光と、青色ＬＤ１３からの青色パルスレーザ光とが、交互に発生するように制御していてもよい。
【００３８】
この場合には、発光装置１Ａから出射されるレーザ光は、ある一瞬の間において、赤色パルスレーザ光及び青色パルスレーザ光のどちらか一方であるが、次の瞬間には、他方のパルスレーザ光が出射される。そして、それらが極めて短い時間間隔にて瞬間的に繰り返される。そのため、この場合、赤色パルスレーザ光と青色パルスレーザ光とは、同時に発生しているとみなすことができる。
【００３９】
具体的には、一例として、制御部２４は、図２に示すように、短い時間間隔にて赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３とを交互にレーザ光を出射するように制御する。図２の横軸は時間を表し、縦軸の上側は、青色ＬＤ１３のＯＮとＯＦＦとを、縦軸の下側は赤色ＬＤ１２のＯＮとＯＦＦとを示している。ここでは、制御部２４が、青色ＬＤ１３をＯＮ、赤色ＬＤ１２をＯＦＦに制御している時点を時間Ｔ０とする。尚、以下では、特に言及の無い限り、制御部２４はその時点までの制御を継続するものとする。
【００４０】
制御部２４は、時間Ｔ１にて青色ＬＤ１３をＯＦＦにし、次の瞬間である時間Ｔ２にて赤色ＬＤ１２をＯＮにする。これにより、時間Ｔ０〜Ｔ１では青色レーザ光が出射され、時間Ｔ２からは赤色レーザ光が出射される。
【００４１】
そして、制御部２４は、時間Ｔ３にて赤色ＬＤ１２をＯＦＦにし、次の瞬間である時間Ｔ４にて青色ＬＤ１３をＯＮにする。これにより、時間Ｔ２〜Ｔ３では赤色レーザ光が出射され、時間Ｔ４からは青色レーザ光が出射される。
【００４２】
その後、時間Ｔ５及びＴ６では、それぞれ時間Ｔ１及び時間Ｔ２と同じ制御を行う。このように、時間Ｔ１〜Ｔ５又は時間Ｔ２〜Ｔ６を１周期として、同様の制御が繰り返される。
【００４３】
制御部２４は、時間Ｔ１〜Ｔ５又は時間Ｔ２〜Ｔ６の１周期を、例えば、１秒間に１８０回（１８０Ｈｚ）繰り返すように制御する。このような非常に短い時間間隔で瞬間的に繰り返される赤色パルスレーザ光と青色パルスレーザ光とは、同時に発光しているようにみなすことができる。つまり、発光装置１Ａは、瞬間的に繰り返される赤色パルスレーザ光と青色パルスレーザ光とが混合した混合パルスレーザ光を出射しており、この混合パルスレーザ光は、連続的なレーザ光が混合した混合レーザ光と視覚的に見分けがつかない。尚、時間Ｔ１とＴ２との間には、青色ＬＤ１３と赤色ＬＤ１２との両方共がＯＦＦとなる一瞬のタイムラグがあるが、このようなさらに短い瞬間は、問題とならない。
【００４４】
したがって、本明細書における「同時に発光する」は、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が、上述のようにパルスレーザ光を交互に発している場合も包含して意味している。
【００４５】
ここで、制御部２４は、青色ＬＤ１３がＯＮになっている時間（例えば、時間Ｔ４から時間Ｔ５の間）よりも、赤色ＬＤ１２がＯＮになっている時間（例えば、時間Ｔ２から時間Ｔ３の間）を長くするように制御してもよい。この場合には、赤色パルスレーザ光と青色パルスレーザ光とが混合した混合パルスレーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率をさらに大きくすることができる。
【００４６】
このように、本実施の形態の発光装置１Ａでは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３を同時に発光させて、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３からのレーザ光を、混合レーザ光として出射することができる。ここで、発光装置１Ａから出射する上記混合レーザ光を、照明装置に用いるような場合には、上述のように、上記混合レーザ光における赤色レーザ光の強度が重要となる。
【００４７】
本実施の形態の発光装置１Ａは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３がどのような場合であっても、赤色ＬＤ１２のエミッタの数が、青色ＬＤ１３のエミッタの数よりも多くなるように構成されている。
【００４８】
そのため、発光装置１Ａからの上記混合レーザ光における、赤色レーザ光の強度を大きくすることができる。換言すれば、発光装置１Ａからの上記混合レーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができる。
【００４９】
このように、本実施の形態の発光装置１Ａは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が同一パッケージ内に設けられているとともに、発光装置１Ａからの上記混合レーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができる。そのため、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置とすることができる。
【００５０】
また、本実施の形態の発光装置１Ａでは、上述のように、開口部を覆うように、キャップ２１の上面に単一のコリメートレンズ２２が接合して設けられていることが好ましい。尚、キャップ２１とコリメートレンズ２２との接合方法は特に限定されないし、或いは、キャップ２１とコリメートレンズ２２との間に別の部材が挿入されていてもよい。
【００５１】
この場合には、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３のそれぞれから出射されるレーザ光が、コリメートレンズ２２の方向に出射される。
【００５２】
コリメートレンズ２２は、レーザ光を適切に略コリメート又は集光するように光学的に設計されている。そのため、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３からのレーザ光は、１つのコリメートレンズ２２によって略コリメート又は集光されて、出射される。
【００５３】
ここで、コリメートレンズ２２は、例えば非球面レンズである。そして、青色レーザ光用の非球面レンズは、プラスチックでは耐久性に問題がある。そのため、コリメートレンズ２２は高価な部材となっており、装置の製造コストが増大する要因の１つとなっている。
【００５４】
そこで、本実施の形態の発光装置１Ａでは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３からのレーザ光は、１つのみ設けられた単一レンズとしてのコリメートレンズ２２を通じて出射される。つまり、コリメートレンズ２２は、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３の共用の光学部品となっている。尚、この共用の光学部品としては、コリメートレンズ２２以外に、レーザ光をコリメートできる他の光学部品（例えば、コリメートミラー）を用いることもできる。
【００５５】
このように、本実施の形態の発光装置１Ａは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が同一パッケージ内に設けられており、それと共にコリメートレンズ２２を共用していることが好ましい。これにより、製造コストを低減することができる。また、部品点数を少なくできることから、装置を省スペースにすることができる。
【００５６】
そのため、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る、さらに省スペースかつ低コストの発光装置とすることができる。
【００５７】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
前記実施の形態１の発光装置１Ａは、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が、ステム２０と、キャップ２１と、コリメートレンズ２２とによって封止された小型のパッケージとなっているものであった。本実施の形態では、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３、共用の光学部品を１セットとすれば、複数のセットが大型の基体内にマトリクス状に配列して収容された大型のパッケージとしての発光装置１Ｂについて説明する。
【００５９】
本実施の形態の発光装置１Ｂの構成を、図３に基づいて説明する。図３は、発光装置１Ｂの概略的な構成を示す斜視図である。
【００６０】
本実施の形態の発光装置１Ｂは、図３に示すように、基体２５の内部に、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３からなるレーザ発光部１４と、共用の光学部品としてのコリメートミラー２６とが、複数個マトリクス状に配列して収容されている。
【００６１】
基体２５は、複数のレーザ発光部１４とコリメートミラー２６とを収容する空間としての孔部２５ａを有している。孔部２５ａは、四方の側面と底面とが基体２５によって形成されており、上面は透明封止板２７によって覆われている。透明封止板２７を構成する物質は、例えばガラスであるが、レーザ発光部１４からのレーザ光を透過する物質であれば、特に限定されない。
【００６２】
また、孔部２５ａには、複数のサブマウント２８が平行に配設されている。それぞれのサブマウント２８上に、レーザ発光部１４が間隔を空けて複数個設けられている。例えば、本実施の形態の発光装置１Ｂでは、サブマウント２８が６個設けられ、各サブマウント２８にレーザ発光部１４が５個設けられている。つまり、３０個のレーザ発光部１４が、マトリクス状に配列して収容されている。尚、当然ながら、レーザ発光部１４の数はこれに限定されない。
【００６３】
レーザ発光部１４はそれぞれ、１つの青色ＬＤ１３と、青色ＬＤ１３の両隣に設けられた２つの赤色ＬＤ１２とからなっている。赤色ＬＤ１２のエミッタの数は、青色ＬＤ１３のエミッタの数よりも多いものとなっている。このため、発光装置１Ｂから出射される混合レーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができる。
【００６４】
尚、レーザ発光部１４が有する赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３との数や配置は、これに限定されず、適宜変更することができる。
【００６５】
発光装置１Ｂが備える複数の赤色ＬＤ１２は、各赤色ＬＤ１２のそれぞれから出射される赤色レーザ光が、６１５ｎｍ以上かつ６４０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していてもよい。また、発光装置１Ｂが備える複数の青色ＬＤ１３は、各青色ＬＤ１３のそれぞれから出射される青色レーザ光は、４４５ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していてもよい。
【００６６】
尚、ここでいう「互いに異なる中心波長」とは、各ＬＤに物理的に不可避に生じる中心波長の僅かな違いではなく、意図的に設計して生じた１ｎｍ以上の中心波長違いを主に意味している。
【００６７】
このように互いに中心波長の異なるレーザ光とすることによって、レーザ光のような時間コヒーレンスの高い光に特有のスペックルノイズを低減することができる。すなわち、レーザ光のようなコヒーレントな光で紙や壁等の粗面を照射してその反射光や透過光を観察した場合、紙や壁等の粗面にきらきら輝く明暗の斑点模様を見ることができる。このような斑点模様はスペックルノイズと呼ばれる。この現象は、レーザ光がその物体でランダムに散乱され、散乱波が観察面の各点で重なり合わさって生じるランダムな干渉現象である。この干渉現象を防止するためには、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３から出射されるレーザ光の波長が揃っていない方が好ましい。これにより、スペックルノイズを低減することができる。
【００６８】
赤色レーザ光の中心波長は６３８ｎｍが好ましい。中心波長６３８ｎｍでは、高出力な赤色ＬＤ１２を得やすい。
【００６９】
一方、青色レーザ光の中心波長は４６５ｎｍが好ましい。中心波長４６５ｎｍでは、高出力な青色ＬＤ１３を得やすい。
【００７０】
ここで、サブマウント２８上に設けられたレーザ発光部１４からのレーザ光は、孔部２５ａの上面ではなく側面方向に出射されるようになっているが、このレーザ光の出射先には、それぞれコリメートミラー２６が設けられている。そのため、レーザ光はコリメートミラー２６によって反射されて、孔部２５ａの上面の透明封止板２７を通って出射される。
【００７１】
コリメートミラー２６は、レーザ光を適切に略コリメート又は集光して反射するように光学的に設計されている。そのため、各レーザ発光部１４からのレーザ光は、それぞれ１つのコリメートミラー２６によって略コリメート又は集光されて反射され、発光装置１Ｂから出射される。
【００７２】
コリメートミラー２６は、非球面コリメートミラーであり、高価な部材である。本実施の形態の発光装置１Ｂでは、各レーザ発光部１４において、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３がコリメートミラー２６を共用している。このため、製造コストを低減することができる。
【００７３】
また、本実施の形態の発光装置１Ｂは、複数個のレーザ発光部１４を備えることにより、高出力のレーザ光を出射することができる。また、このように大型のパッケージとすることによって、省スペースな高出力のレーザ光を出射する発光装置とすることができる。
【００７４】
そのため、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る、省スペースかつ低コストの発光装置とすることができる。
【００７５】
〔変形例〕
本実施の形態の発光装置１Ｂの変形例について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。図４は、発光装置１Ｂの変形例の概略的な構成を示す斜視図である。
【００７６】
前記実施の形態２の発光装置１Ｂは、各レーザ発光部１４からのレーザ光が、コリメートミラー２６によって略コリメート又は集光して反射され出射されていた。本変形例では、各レーザ発光部１４からのレーザ光が、コリメートレンズ２２によって略コリメート又は集光して出射される。
【００７７】
本変形例の発光装置１Ｂは、図４に示すように、基体２５の孔部２５ａの内部に、複数個のレーザ発光部１４がマトリクス状に配列して収容されており、各レーザ発光部１４について、それぞれ共用の光学部品としてのコリメートレンズ２２が設けられている。
【００７８】
例えば、本変形例の発光装置１Ｂでは、４×５の２０個のレーザ発光部１４と、それに対応する２０個のコリメートレンズ２２とが、マトリクス状に配設されている。
【００７９】
本変形例の発光装置１Ｂでは、レーザ発光部１４は、孔部２５ａの上面方向にレーザ光を出射するようになっており、このレーザ光は、コリメートレンズ２２によって、略コリメート又は集光して出射される。
【００８０】
各レーザ発光部１４において、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３がコリメートレンズ２２を共用しているため、製造コストを低減することができる。また、複数個のレーザ発光部１４を備えることにより、高出力のレーザ光を出射することができる。また、このように大型のパッケージとすることによって、省スペースな高出力のレーザ光を出射する発光装置とすることができる。
【００８１】
そのため、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る、省スペースかつ低コストの発光装置とすることができる。
【００８２】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図５〜図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
前記実施の形態１及び実施の形態２の発光装置１Ａ・１Ｂは、青色レーザ光と赤色レーザ光との混合レーザ光を、赤色レーザ光の強度の比率を大きくして出射することができるものであった。本実施の形態では、そのような赤色レーザ光の強度の比率を大きくして出射することができる発光装置であって、赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３と共用の光学部品との位置関係を規定した発光装置１Ｃと、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体３０及び該蛍光体の励起用青色ＬＤ３１ｂを有する緑色発光装置３４とを別系統で備える照明装置２について説明する。
【００８４】
以下では、先ず本実施の形態の照明装置２の構成について説明し、その後、照明装置２が備える発光装置１Ｃの構成について説明する。
【００８５】
（照明装置の構成）
本実施の形態の照明装置２の構成を、図５に基づいて説明する。図５は、照明装置２の概略的な構成を示す側面図である。
【００８６】
本実施の形態の照明装置２は、図５に示すように、発光装置１Ｃと、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体３０と、緑色蛍光体３０を励起する青色レーザ光を発する励起用青色レーザ装置３１と、ＲＧＢの各光を導く２枚のダイクロイックミラー３２ａ・３２ｂとを備えている。ここで、緑色蛍光体３０及び励起用青色レーザ装置３１は、緑色の光を出射する緑色発光装置３４となっている。つまり、本実施の形態の照明装置２では、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３を備えた発光装置１Ｃと、緑色蛍光体３０により緑色の蛍光を出射する第２の青色レーザダイオードを備えた緑色発光装置３４とが別系統にて構成されている。
【００８７】
そして、照明装置２は、発光装置１Ｃからの赤色のレーザ光及び青色のレーザ光と、緑色発光装置３４からの緑色蛍光とを、同時かつ同一方向に合わして白色の照明光３３として外部に出射するようになっている。
【００８８】
本実施の形態の発光装置１Ｃは、実施の形態１及び実施の形態２にて説明した発光装置１Ａ及び発光装置１Ｂと同様の構成において、後述のように内部の赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３とコリメートレンズ２２との位置関係が規定されたものである。
【００８９】
発光装置１Ｃは、放熱フィン４０上に、ステム２０と放熱フィン４０とが接するようにして、複数個設けられている。そのため、複数個の発光装置１Ｃから複数のレーザ光が出射される。その結果、照明装置２から、高光束なレーザ光を出射することができる。尚、発光装置１Ｃは、１個だけ設けられている構成であってもよい。
【００９０】
ここで、複数の発光装置１Ｃのそれぞれから出射される赤色レーザ光が、６１５ｎｍ以上かつ６４０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していることが好ましい。すなわち、各発光装置１Ｃから出射される赤色レーザ光の中心波長が、それぞれ微妙に異なっており、ばらついていることが好ましい。
【００９１】
また、複数の発光装置１Ｃのそれぞれから出射される青色レーザ光が、４４５ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していることが好ましい。すなわち、各発光装置１Ｃから出射される青色レーザ光の中心波長が、それぞれ微妙に異なっており、ばらついていることが好ましい。
【００９２】
このように互いに中心波長の異なるレーザ光とすることによって、スペックルノイズを低減することができる。
【００９３】
また、赤色レーザ光の中心波長は６３８ｎｍが好ましい。中心波長６３８ｎｍでは、高出力な赤色ＬＤ１２を得やすい。
【００９４】
一方、青色ＬＤ１３からの青色レーザ光は、中心波長が４４５ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下であることが好ましく、４６５ｎｍがさらに好ましい。中心波長４６５ｎｍでは、高出力な青色ＬＤ１３を得やすい。
【００９５】
また、発光装置１Ｃが複数の赤色ＬＤ１２を備えている場合には、各赤色ＬＤ１２のそれぞれから出射される赤色レーザ光は、６１５ｎｍ以上かつ６４０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していてもよい。また、発光装置１Ｃが複数の青色ＬＤ１３を備えている場合には、各青色ＬＤ１３のそれぞれから出射される青色レーザ光は、４４５ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していてもよい。これにより、スペックルノイズを低減することができる。
【００９６】
尚、ここでいう「互いに異なる中心波長」とは、各ＬＤに物理的に不可避に生じる中心波長の僅かな違いではなく、意図的に設計して生じた１ｎｍ以上の中心波長違いを主に意味している。
【００９７】
放熱フィン４０は、発光装置１Ｃから生じた熱を、効率よく発散することができる。尚、放熱フィン４０は必須の構成ではない。
【００９８】
ここで、以下では、赤色、青色、緑色の各色をそれぞれＲ、Ｇ、Ｂと表現し、例えば赤色レーザ光はＲレーザ光、緑色の蛍光はＧ蛍光ということがある。また、例えば赤色レーザ光と青色レーザ光との混合レーザ光は、ＲＢ混合レーザ光と称する。その他の組み合わせについても同様である。尚、一例としての上記ＲＢ混合レーザ光は、赤色レーザ光と青色レーザ光とがそれぞれ、前述のようにパルスレーザ光として略同時に出射されて、混合されている場合も包含する。
【００９９】
発光装置１Ｃの上方であってＲＢ混合レーザ光の光路上には、ＲＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックミラー３２ａが設けられている。発光装置１Ｃから出射したＲＢ混合レーザ光は、ダイクロイックミラー３２ａを透過し、緑色発光装置３４からのＧ蛍光と混合され白色の照明光３３として照明装置２から出射される。
【０１００】
緑色発光装置３４は、緑色蛍光体３０と、緑色蛍光体３０を励起する青色レーザ光を発する励起用青色レーザ装置３１とを備えている。
【０１０１】
緑色蛍光体３０は、緑色の蛍光を発する蛍光物質を含んでいれば、蛍光物質の種類、形状、及び組成等は特に限定されないが、蛍光物質は高量子収率であることが好ましい。そのような蛍光物質としては、例えばセリウム付活ルテチウムアルミニウムガーネット（Ｃｅ：ＬｕＡＧ）が挙げられる。Ｃｅ：ＬｕＡＧは、５２０ｎｍ前後の緑色の蛍光を発する。
【０１０２】
緑色蛍光体３０は、放熱フィン４１上に設置されている。これにより、緑色蛍光体３０へと励起用のレーザ光が照射されることによって発生する熱を、効率よく発散することができる。尚、放熱フィン４１は必須の構成ではない。
【０１０３】
本実施の形態の発光装置１Ｃでは、緑色蛍光体３０を励起するために、励起用青色レーザ装置３１を備えている。励起用青色レーザ装置３１は、複数個設けられていてもよいし、１つだけ設けられていてもよい。
【０１０４】
励起用青色レーザ装置３１は、発光装置１Ｃの同様の構成にて、ステム２０と、キャップ２１と、コリメートレンズ３１ａとからなるパッケージを備えている。該パッケージ内に、Ｂレーザ光を出射する励起用青色ＬＤ３１ｂを備えている。尚、ステム２０及びキャップ２１は、発光装置１Ｃと同様の材質からなっていてもよいし、異なっていてもよい。
【０１０５】
励起用青色レーザ装置３１は、放熱フィン４２上に設置されている。これにより、励起用のＢレーザ光を出射することによって発生する熱を、効率よく発散することができる。尚、放熱フィン４２は必須の構成ではない。
【０１０６】
励起用青色レーザ装置３１においても、レーザ光を略コリメート又は集光するコリメートレンズ３１ａは、ただ１つ設けられていることが好ましい。これにより、製造コストを低減することができる。
【０１０７】
励起用青色ＬＤ３１ｂから出射されるＢレーザ光の中心波長は、例えば、４４５ｎｍであるが、これに限定されない。励起用青色ＬＤ３１ｂからのＢレーザ光は、励起用青色レーザ装置３１のコリメートレンズ３１ａによって略コリメート又は集光され、励起用青色レーザ装置３１から出射される。
【０１０８】
励起用青色レーザ装置３１から出射されたＢレーザ光（以下、励起用Ｂレーザ光という）の光路上には、Ｂ光を透過し、Ｇ光を反射する、もう１つのダイクロイックミラー３２ｂが設けられている。
【０１０９】
ダイクロイックミラー３２ｂは、Ｂ光を透過するようになっているため、励起用Ｂレーザ光は、ダイクロイックミラー３２ｂを透過し、方向を変えずに直進する。そして、ダイクロイックミラー３２ｂの後方において、励起用Ｂレーザ光の光路上には緑色蛍光体３０が設置されており、励起用Ｂレーザ光が緑色蛍光体３０に照射するようになっている。
【０１１０】
励起用Ｂレーザ光の照射によって、緑色蛍光体３０はＧ蛍光を発する。該Ｇ蛍光は、ダイクロイックミラー３２ｂ方向へと照射される。ここで、緑色蛍光体３０の上方には、集光レンズ３０ａが設けられていることが好ましい。集光レンズ３０ａは、緑色蛍光体３０から放射状に出射されるＧ蛍光を集光し、効率的にダイクロイックミラー３２ｂの方向に出射することができる。
【０１１１】
尚、集光レンズ３０ａは複数枚設けられていてもよく、その場合には、複数枚の集光レンズ３０ａを透過することにより、上記Ｇ蛍光を、精度よく、効率的に集光することができる。
【０１１２】
上記Ｇ蛍光は、ダイクロイックミラー３２ｂによって反射され、その後、反射されたＧ蛍光は、もう１つのダイクロイックミラー３２ａへと入射し、再度反射される。この再度反射されたＧ蛍光は、発光装置１ＢからのＲＢ混合レーザ光と混合され、白色の照明光３３として照明装置２から出射される。
【０１１３】
尚、ＲＧＢの光を合成し白色の照明光３３として照明装置２から出射するための光路の構成は、上記の構成に限らない。各部材の位置や、ダイクロイックミラーの数は、適宜変更することができる。
【０１１４】
また、本実施の形態の照明装置２では、上述のように発光装置１Ｃが複数個設けられていてもよく、または、発光装置１Ｃは、前記実施の形態２の発光装置１Ｂのように、大型のパッケージとして設けられていてもよい。また、大型のパッケージを複数備える構成であってもよい。
【０１１５】
尚、励起用青色レーザ装置３１も、発光装置１Ｃと同様に、マトリクス状に並んで配置されたパッケージとなっていてもよい。
【０１１６】
上記のように、本実施の形態の照明装置２では、発光装置１Ｃと、緑色発光装置３４とを備えている。以下では、このような構成の場合における、発光装置１Ｃが備える赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３の好ましい構成、すなわち共用の光学部品としてのコリメートレンズ２２と赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３との関係について説明する。
【０１１７】
（発光装置の構成）
本実施の形態の発光装置１Ｃの構成について、図６の（ａ）（ｂ）及び図７に基づいて説明する。図６の（ａ）は、発光装置１Ｃの概略的な構成を示す、ＬＤの周辺をレーザの出射面側から見た側面図である。図６の（ｂ）は、上記発光装置１Ｃの概略的な構成を示す平面図である。図７は、発光装置１ＣのＬＤの出射端面の拡大図である。
【０１１８】
本実施の形態の発光装置１Ｃは、図６の（ａ）（ｂ）に示すように、ベース部材１０と、ベース部材１０上に設けられたサブマウント１１と、サブマウント１１上に設けられた赤色ＬＤ１２及び２つの青色ＬＤ１３とを備えている。
【０１１９】
赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３は、それぞれ、レーザ光の発光点としてのエミッタを有している。このエミッタは、図７に示すように、楕円形状となっている。
【０１２０】
赤色ＬＤ１２はマルチエミッタであり、例えば、楕円の長軸側の直径が６０μｍ、短軸側の直径が１μｍのサイズのエミッタを３つ備えている。この場合の出力は、例えば約２ワット（Ｗ）である。また、３つ並んだエミッタの一方の端から他端までの長さは、２６０μｍとなっている。
【０１２１】
青色ＬＤ１３はシングルエミッタであり、例えば、楕円の長軸側の直径が３５μｍ、短軸側の直径が１μｍのサイズのエミッタを１つ備えている。この場合の出力は、例えば約３．５Ｗである。
【０１２２】
通常、レンズによる集光においては、Ｒレーザ光とＢレーザ光とでは、屈折率の違いから、Ｂレーザ光の方が短い焦点距離となる。このことはレンズの色収差として知られる。その観点からは、サブマウント１１上において、青色ＬＤ１３をコリメートレンズ２２の中心軸Ａ１に近い側に設置することが想定され得る。
【０１２３】
しかしながら、本実施の形態の発光装置１Ｃでは、赤色ＬＤ１２は、サブマウント１１上において、青色ＬＤ１３よりも、コリメートレンズ２２の中心軸Ａ１側に配設されている。すなわち、赤色ＬＤ１２の光軸と、コリメートレンズ２２の中心軸Ａ１とが互いに近接するようになっている。また、青色ＬＤ１３は、赤色ＬＤ１２の両隣に設置されている。
【０１２４】
本実施の形態の発光装置１Ｃにおける上記の構成は、以下の理由によりなっている。
【０１２５】
まず、照明装置２に用いられる発光装置１Ｃとしては、照明装置２から白色の照明光３３を出射するために、ＲＢ混合レーザ光における、Ｒレーザ光の強度を大きくする必要がある。
【０１２６】
また、赤色ＬＤ１２はマルチエミッタであるため、赤色ＬＤ１２における見かけ上の発光点が大きい。このため、赤色ＬＤ１２からのＲレーザ光は、半導体チップのビーム出射端の光強度分布であるニアフィールドパターンが横長であり、半導体レーザのチップから例えば１ｍ離れた場所での光強度分布であるファーフィールドパターンが縦長のレーザ光、すなわち楕円形状のレーザ光となる。ここで、「横」とは、赤色ＬＤ１２の出射端面において各エミッタが並んでいる、エミッタの楕円形状の長軸方向を指す。このような見かけ上の発光点の大きな赤色ＬＤ１２からのＲレーザ光を、コリメートレンズ２２に有効に結合させるためには、Ｒレーザ光がコリメートレンズ２２の中心部を通過することが好ましい。
【０１２７】
このため、本実施の形態の発光装置１Ｃでは、赤色ＬＤ１２をコリメートレンズ２２の中心軸Ａ１に近い側に配設している。その結果、Ｒレーザ光を、コリメートレンズ２２によって有効に略コリメート又は集光することができる。
【０１２８】
また、発光装置１Ｃにおいて、Ｂレーザ光を出射するエミッタ数は、Ｒレーザ光を出射するエミッタ数よりも少なくなっている。
【０１２９】
これにより、ＲＢ混合レーザ光における、Ｂレーザ光の強度に対するＲレーザ光の強度の比率を大きくすることができる。
【０１３０】
また、サブマウント１１上において、青色ＬＤ１３の出射端面が、赤色ＬＤ１２の出射端面よりも、コリメートレンズ２２から遠ざけて配置されていてもよい。これにより、青色ＬＤ１３とコリメートレンズ２２との実際の位置関係と、理想的焦点位置との差が大きくなり、ＲＢ混合レーザ光における、Ｂレーザ光の強度を弱めることができる。その結果、ＲＢ混合レーザ光における、Ｂレーザ光に対するＲレーザ光の強度の比率をさらに大きくすることができる。
【０１３１】
したがって、発光装置１Ｃを用いた照明装置２において、６５００Ｋの白色の照明光３３を出射し易い。
【０１３２】
以上のように、本実施の形態の発光装置１Ｃを備える照明装置２によれば、緑色蛍光体を励起する青色ＬＤを別系統にて有する構成において、複数のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置を備えた照明装置とすることができる。
【０１３３】
〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図８〜図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜３と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３４】
前記実施の形態３の照明装置２は、緑色蛍光体３０と、緑色蛍光体３０を励起する励起用Ｂレーザ光を発する励起用青色レーザ装置３１とを有する緑色発光装置３４を備えていた。これに対して、本実施の形態の照明装置３は、緑色発光装置３４を備えておらず、赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３とコリメートレンズ２２との位置関係を規定した発光装置１ＤからのＢレーザ光が、蛍光体ホイール６０の緑色蛍光体の励起と白色光の合成との両方に用いられるようになっている点が異なっている。
【０１３５】
（照明装置の構成）
本実施の形態の照明装置３の構成を、図８及び図９に基づいて説明する。図８は、照明装置３の概略的な構成を示す側面図である。図９は、照明装置３における蛍光体ホイール６０の構成を示す側面図である。
【０１３６】
本実施の形態の照明装置３は、図８に示すように、発光装置１Ｄと、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体が搭載された蛍光体ホイール６０と、ＲＧＢの各光を導く２枚のダイクロイックミラー６１ａ・６１ｂ及び２枚のミラー６２ａ・６２ｂとを備えている。照明装置３は、発光装置１ＤからのＲＢ混合レーザ光と、蛍光体ホイール６０からのＧ蛍光とが混合した白色の照明光３３を、同時かつ同一方向に外部に出射するようになっている。
【０１３７】
本実施の形態の発光装置１Ｄは、前記実施の形態３にて説明した発光装置１Ｃと同様の構成において、後述のように内部の赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３とコリメートレンズ２２との位置関係が規定されたものである。
【０１３８】
発光装置１Ｄは、放熱フィン４０上に、ステム２０と放熱フィン４０とが接するようにして、複数個設けられている。発光装置１Ｄは、前記実施の形態２の発光装置１Ｂのように、大型のパッケージとして設けられていてもよい。また、大型のパッケージを複数備える構成であってもよい。これにより、高光束なレーザ光を出射することができる。
【０１３９】
発光装置１Ｄの上方の光路上には、ＲＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックミラー６１ａが設けられており、発光装置１Ｄとダイクロイックミラー６１ａとを直線で結んだ延長線上には、蛍光体ホイール６０が設けられている。このため、発光装置１Ｄから出射するＲＢ混合レーザ光は、ダイクロイックミラー６１ａを透過し、蛍光体ホイール６０へと進行する。
【０１４０】
蛍光体ホイール６０は、図９に示すように、モータ（図示せず）により回転可能な円形のホイール６０ａと、ホイール６０ａの一部に円弧状に緑色蛍光体を配置した緑色蛍光部６０ｂと、ホイール６０ａの一部に円弧上に設けられ光を透過する透過部６０ｃとを備えている。緑色蛍光部６０ｂと透過部６０ｃとはそれぞれ、ホイール６０ａと中心を同じくする円を分割した円弧状の２つの領域になっている。
【０１４１】
緑色蛍光部６０ｂは、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体を備えている。該緑色蛍光体の種類、及びそれを備える方法や濃度は適宜選択することができる。例えば、緑色蛍光体として、Ｃｅ：ＬｕＡＧを用いることができる。また、緑色蛍光体は、例えば、基板に塗布されていてもよいし、ガラスに混合されていてもよい。
【０１４２】
透過部６０ｃは、透過型のホログラフィックディフューザであることが好ましい。これによれば、透過部６０ｃを通過するＲＢ混合レーザ光のスペックルノイズを低減することができる。尚、透過部６０ｃは、拡散板が設けられていてもよいし、何も設けられておらず単に光が透過する空間となっていてもよい。
【０１４３】
蛍光体ホイール６０に照射された発光装置１ＤからのＲＢ混合レーザ光は、ホイール６０ａが回転しているため、ある瞬間には緑色蛍光部６０ｂに照射され、別の瞬間には透過部６０ｃを透過する。緑色蛍光部６０ｂは、ＲＢ混合レーザ光のうちＢレーザ光を吸収して、Ｇ蛍光を発する。
【０１４４】
つまり、発光装置１ＤからのＲＢ混合レーザ光におけるＢレーザ光は、ある部分が蛍光体ホイール６０を通過し、残りの部分が蛍光体ホイール６０の緑色蛍光部６０ｂに照射して緑色蛍光体に吸収されるようになっている。ＲＢ混合レーザ光におけるＢレーザ光の、この両者の比率については、特に制限されない。
【０１４５】
一方で、発光装置１ＤからのＲＢ混合レーザ光におけるＲレーザ光は、ＲＢ混合レーザ光が蛍光体ホイール６０の緑色蛍光部６０ｂに照射した場合、ほぼ透過する。これは、緑色蛍光部６０ｂにおけるＲレーザ光の吸光度が小さいためである。そのため、ＲＢ混合レーザ光におけるＲレーザ光は、蛍光体ホイール６０を透過するようになっている。
【０１４６】
蛍光体ホイール６０の緑色蛍光部６０ｂからのＧ蛍光は、ダイクロイックミラー６１ａの方向に出射され、ダイクロイックミラー６１ａにて反射される。この反射されたＧ蛍光の進行方向には、もう１つのダイクロイックミラー６１ｂが設けられている。
【０１４７】
ダイクロイックミラー６１ｂは、Ｇ蛍光を透過し、ＲＢ光を反射するようになっている。そのため、ダイクロイックミラー６１ａにて反射されたＧ蛍光は、ダイクロイックミラー６１ｂを透過する。
【０１４８】
一方で、蛍光体ホイール６０の透過部６０ｃを通過したＲＢ混合レーザ光は、ミラー６２ａ及びミラー６２ｂによって反射されて、ダイクロイックミラー６１ｂへと向かう。ＲＢ混合レーザ光は、ダイクロイックミラー６１ｂによって反射される。
【０１４９】
これにより、ダイクロイックミラー６１ｂからは、上記Ｇ蛍光とＲＢ混合レーザ光とが混合した白色の照明光３３が出射される。
【０１５０】
尚、蛍光体ホイール６０の前後には、集光レンズ６３が設けられていてもよい。集光レンズ６３によって、蛍光体ホイール６０に入射及び透過するＲＢ混合レーザ光と、緑色蛍光部６０ｂからのＧ蛍光とが集光される。その結果、照明装置３の効率を高くすることができる。
【０１５１】
また、本実施の形態の照明装置３においては、緑色蛍光体が蛍光体ホイール６０に搭載されているが、本発明の照明装置は、これに限らない。すなわち、緑色蛍光体を搭載した緑色蛍光部材に、発光装置１ＤからのＲＢ混合レーザ光か照射され、一部が緑色蛍光体に吸収されるようになっていればよい。
【０１５２】
上記のように、本実施の形態の照明装置３では、発光装置１Ｄと、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体が搭載された蛍光体ホイール６０とを備え、該緑色蛍光体は、発光装置１ＤからのＢレーザ光によって励起されるようになっている。以下では、このような構成の場合における、発光装置１Ｄが備える赤色ＬＤ１２と青色ＬＤ１３との好ましい構成、すなわちコリメートレンズ２２と赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３との関係について説明する。
【０１５３】
（発光装置の構成）
本実施の形態の発光装置１Ｄの構成について、図１０の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１０の（ａ）は、照明装置３における発光装置１Ｄの概略的な構成を示す、ＬＤの周辺をレーザの出射面側から見た側面図である。図１０の（ｂ）は、上記発光装置１Ｄの概略的な構成を示す平面図である。
【０１５４】
本実施の形態の発光装置１Ｄは、図１０の（ａ）（ｂ）に示すように、ベース部材１０と、ベース部材１０上に設けられたサブマウント１１と、サブマウント１１上に設けられた赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３とを備えている。
【０１５５】
前記実施の形態３の発光装置１Ｃでは、赤色ＬＤ１２は、サブマウント１１上において、青色ＬＤ１３よりも、コリメートレンズ２２の中心軸Ａ１側に配設されていた。それに対して、本実施の形態の発光装置１Ｄでは、サブマウント１１上において、青色ＬＤ１３が、赤色ＬＤ１２よりも、コリメートレンズ２２の中心軸Ａ１側に配設されている。すなわち、青色ＬＤ１３の光軸と、コリメートレンズ２２の中心軸Ａ１とが互いに近接している。また、赤色ＬＤ１２は、青色ＬＤ１３の両隣に設置されている。
【０１５６】
本実施の形態の発光装置１Ｄは、照明装置３において、青色ＬＤ１３から出射されるＢレーザ光が、白色光の合成と蛍光体ホイール６０の緑色蛍光体の励起との両方に用いられる。そのため、Ｂレーザ光の出力を高くする必要が有る。
【０１５７】
そこで、コリメートレンズ２２の色収差の観点から、青色ＬＤ１３をコリメートレンズ２２の中心軸Ａ１に近い位置に設置している。これにより、Ｂレーザ光を効率よく略コリメート又は集光することができる。その結果、ＲＢ混合レーザ光における、Ｂレーザ光の強度を強くすることができる。
【０１５８】
さらに、サブマウント１１上に支持された赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３における、レーザ光の出射端面が同一面上にあることが好ましい。これにより、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３の出射端面からコリメートレンズ２２までの距離が、赤色ＬＤ１２の方が少し遠くなるため、コリメートレンズ２２の色収差を利用して、レーザ光をコリメートレンズ２２によって適切に略コリメート又は集光することができる。
【０１５９】
以上のように、本実施の形態の発光装置１Ｄを備える照明装置３によれば、緑色蛍光体を励起する青色ＬＤを別系統にて有さない構成において、複数のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置を備えた照明装置とすることができる。
【０１６０】
〔実施形態５〕
発明のさらに他の実施の形態について図１１〜１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜４と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜４の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６１】
前記実施の形態４の照明装置３は、緑色蛍光体が、蛍光体ホイール６０の緑色蛍光部６０ｂに備えられていた。また、発光装置１Ｄからのレーザ光は、連続光とパルス光とのいずれであってもよかった。これに対して、本実施の形態の照明装置４は、発光装置１Ｄからのレーザ光を、透過する状態と反射する状態とが時間に依存して交互に切り替わるスリットミラーホイールが設けられており、該スリットミラーホイールを透過したＢレーザ光が緑色蛍光体３０を励起して、緑色蛍光体３０がＧ蛍光を発するようになっている。また、発光装置１Ｄは、Ｒパルスレーザ光又はＢパルスレーザ光を、制御されたタイミングで出射するようになっている点が異なっている。
【０１６２】
本実施の形態の照明装置４の構成を、図１１〜図１３に基づいて説明する。図１１は、照明装置４の概略的な構成を示す側面図である。図１２は、照明装置４のスリットミラーホイールの構成を示す側面図である。図１３は、照明装置４のスリットミラーホイールの回転と、発光装置１ＤのＬＤの駆動タイミングと、それらによって照明装置３から出射される光の色とを示すタイミングチャートである。
【０１６３】
以下では、先ず本実施の形態の照明装置４の構成について説明し、その説明の中で、照明装置４が備えるスリットミラーホイールについても説明する。その後、発光装置１Ｄからのパルスレーザ光と、スリットミラーホイールの回転とのタイミングの制御について詳細に説明する。尚、発光装置１Ｄの構成については、前記実施の形態４と同様であるため、説明を省略する。
【０１６４】
本実施の形態の照明装置４は、図１１に示すように、発光装置１Ｄと、発光装置１Ｄから出射されたレーザ光をタイミングによって透過又は反射するスリットミラーホイール７０と、スリットミラーホイール７０を透過したＢレーザ光によって励起される緑色蛍光体３０と、ＲＧＢの各光を導くダイクロイックミラー７１ａ・７１ｂ及びミラー７２とを備えている。照明装置４は、発光装置１Ｄからパルスレーザ光として出射されるＲパルスレーザ光及びＢパルスレーザ光と、緑色蛍光体３０が発するパルス光としてのＧ蛍光とを合わせて、白色の照明光３３として出射するようになっている。
【０１６５】
尚、ここでＲパルスレーザ光と、Ｂパルスレーザ光と、パルス光としてのＧ蛍光とは、時間的に重複することが無く出射されている。すなわち、ある瞬間的には、ＲＧＢのいずれか１つの光のみが照明装置４から出射されている。しかし、本明細書における「同時に発光する」は、前記実施の形態１にて説明したように、このようにＲＧＢの各光が非常に短い時間間隔にて周期的に繰り返して発光される場合を含む。
【０１６６】
本実施の形態の照明装置４では、発光装置１Ｄの上方の光路上に、偏光板７３と、λ／４板７４と、スリットミラーホイール７０と、ダイクロイックミラー７１ａとがこの順に設けられている。
【０１６７】
発光装置１Ｄは、後述するようなタイミングによってＲパルスレーザ光又はＢパルスレーザ光が出射するようになっている。
【０１６８】
発光装置１Ｄからのレーザ光の光路上に、偏光板７３とλ／４板７４とを設置することにより、スリットミラーホイール７０からの反射光（戻り光）が発光装置１Ｄに戻ることがない。そのため、レーザの発振が不安定になる恐れを低減することができる。このことについて説明する。
【０１６９】
偏光板７３は、例えば、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）である。ＰＢＳを用いた場合には、ＰＢＳが、入射レーザ光のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。このため、発光装置１Ｄから出射されたレーザ光は、ＰＢＳによって一部が反射されて９０°方向を変えて進行し、他の一部がＰ偏光レーザ光として透過する。
【０１７０】
偏光板７３を透過したＰ偏光レーザ光は、λ／４板７４によって、円偏光レーザ光に変換される。そして、この円偏光レーザ光は、スリットミラーホイール７０に入射して、透過又は反射される。円偏光レーザ光がスリットミラーホイール７０によって反射される場合には、再度λ／４板７４を通過して偏光板７３に向かうことになる。このとき、円偏光の光はミラーにより反射しても回転方向は変わらない性質があることから、λ／４板７４の位相差の２往復分が加算され、合計１８０°の位相差を得ることになる。この位相差によって、スリットミラーホイール７０に反射してλ／４板７４を通り抜けたレーザ光の偏光方位は、入射偏光方位に対し９０°回転させられる。これによって反射光は偏光板７３を通り抜けられず、発光装置１Ｄに戻らないようにすることができる。
【０１７１】
そのため、偏光板７３とλ／４板７４とを設置することにより、スリットミラーホイール７０からの反射光（戻り光）が発光装置１Ｄに戻り、レーザの発振が不安定になる恐れを低減することができる。
【０１７２】
ここで、スリットミラーホイール７０は、図１２に示すように、モータ（図示せず）により回転可能な円形のホイールミラー７０ａと、ホイールミラー７０ａの一部に円弧状に設けられた、光を透過する空間としてのスリット７０ｂとから形成されている。尚、スリット７０ｂは、光を透過する物質が設けられている構成であってもよい。
【０１７３】
スリット７０ｂは、ホイールミラー７０ａが回転することによって、発光装置１Ｄからのレーザ光の光路を断続的に通過するようになっている。つまり、発光装置１Ｄからのレーザ光が照射される位置が、ホイールミラー７０ａの場合にはレーザ光は反射され、スリット７０ｂの場合にはレーザ光が通過するようになっている。
【０１７４】
ここで、本実施の形態の照明装置４では、後述のように、発光装置１Ｄからのレーザ光が照射される位置が、スリット７０ｂのときには、発光装置１ＤはＢパルスレーザ光を出射するようにタイミングを制御されている。このタイミング制御については後述するが、要するに、スリットミラーホイール７０は、時間に依存して、Ｒパルスレーザ光又はＢパルスレーザ光を反射し、Ｂパルスレーザ光を通過するようになっている。
【０１７５】
ホイールミラー７０ａによって反射されたＲパルスレーザ光又はＢパルスレーザ光は、偏光板７３によって反射されて、ダイクロイックミラー７２ｂへと向かう。ダイクロイックミラー７２ｂは、ＲＢ光を透過し、Ｇ光を反射するようになっている。そのため、上記の偏光板７３によって反射されたＲパルスレーザ光又はＢパルスレーザ光は、ダイクロイックミラー７２ｂを透過する。
【０１７６】
その一方で、スリット７０ｂを通過したＢパルスレーザ光は、ダイクロイックミラー７１ａへと向かう。ダイクロイックミラー７１ａは、Ｂ光を透過して、Ｇ光を反射するようになっている。このため、Ｂパルスレーザ光は、ダイクロイックミラー７１ａを透過する。ダイクロイックミラー７１ａを透過したＢパルスレーザ光は、緑色蛍光体３０に入射して、緑色蛍光体３０を励起する。緑色蛍光体３０が発するＧ蛍光は、ダイクロイックミラー７１ａにより反射されて、ミラー７２へと向かう。そして、このＧ蛍光は、ミラー７２によって反射され、ダイクロイックミラー７１ｂへと向かい、ダイクロイックミラー７１ｂによって反射される。
【０１７７】
以上のようにして、ダイクロイックミラー７１ｂを透過したＢパルスレーザ光及びＲパルスレーザ光と、ダイクロイックミラー７１ｂによって反射されたＧ蛍光とが合わされて、白色の照明光３３が、照明装置４から出射される。
【０１７８】
次に、本実施の形態の照明装置４における、発光装置１Ｄから出射するパルスレーザ光と、スリットミラーホイール７０の回転と、の制御について説明する。
【０１７９】
照明装置４は、発光装置１Ｄと、スリットミラーホイール７０を回転させるモータ（図示せず）とを制御する制御部７５をさらに備えている。
【０１８０】
制御部７５は、図１３に示すように、スリットミラーホイール７０の回転と、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３のパルスレーザ光の出射タイミングとを制御する。図１３の横軸は時間を表している。図１３の縦軸は上から順にそれぞれ、（ｉ）レーザ光が照射される位置が、スリットミラーホイール７０のスリット７０ｂ又はホイールミラー７０ａのどちらにあるか、（ｉｉ）青色ＬＤ１３がＯＮとＯＦＦとのいずれの状態であるか、（ｉｉｉ）赤色ＬＤ１２がＯＮとＯＦＦとのいずれの状態であるか、（ｉｖ）ある時間において照明装置４から出射される光の色、を示している。
【０１８１】
ここでは、レーザ光の照射位置がスリット７０ｂであって、青色ＬＤ１３がＯＮ、赤色ＬＤ１２がＯＦＦに制御されている時点を時間Ｔ１０とする。このとき、照明装置４からは、緑色蛍光体３０が発したＧ蛍光が出射される。尚、以下では、特に言及の無い限り、制御部７５はその時点までの制御を継続するものとする。
【０１８２】
制御部７５は、時間Ｔ１１にてレーザ光の照射位置がホイールミラー７０ａとなるように制御する。このとき、青色ＬＤ１３がＯＮ、赤色ＬＤ１２がＯＦＦのままである。これにより、照明装置４からＢレーザ光が出射されるようになる。
【０１８３】
制御部７５は、時間Ｔ１２にて青色ＬＤ１３をＯＦＦにし、次の瞬間である時間Ｔ１３にて赤色ＬＤ１２をＯＮにする。これにより、照明装置４からＲレーザ光が出射されるようになる。
【０１８４】
制御部７５は、時間Ｔ１４にて赤色ＬＤ１２をＯＦＦにし、次の瞬間である時間Ｔ１５にて青色ＬＤ１３をＯＮにすると共にレーザ光の照射位置がスリット７０ｂとなるように制御する。これにより、本変形例の照明装置３からＧ蛍光が出射される。
【０１８５】
そして、制御部７５は、時間Ｔ１６、Ｔ１７、Ｔ１８にて、それぞれ時間Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３と同じ制御を行う。つまり、制御部７５は、時間Ｔ１１〜Ｔ１６を１周期として、同様の制御を繰り返す。
【０１８６】
制御部７５は、時間Ｔ１１〜Ｔ１６の１周期を、例えば、１秒間に１８０回（１８０Ｈｚ）繰り返すように制御する。
【０１８７】
このような非常に短い時間間隔で瞬間的に繰り返されるＲレーザ光とＢレーザ光とＧ蛍光とは、同時に発光しているようにみなすことができる。
【０１８８】
また、制御部７５は、スリットミラーホイール７０の回転と、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３のパルスレーザ光の出射タイミングとを適切に制御することによって、照明装置４から出射されるＲＧＢの各光の出射する時間の長さを調節することができる。つまり、照明装置４から出射される照明光３３における、ＲＧＢの各光の強度比を調節することができる。
【０１８９】
そのため、例えば、本実施の形態における制御部７５のように、時間Ｔ１３と時間Ｔ１４との間隔を長くすることによって、照明装置４から出射される照明光３３における、Ｂ光及びＧ光に対するＲ光の強度の比率を大きくすることができる。
【０１９０】
このように、本実施の形態の照明装置４では、制御部７５が、スリットミラーホイール７０の回転と、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３のパルスレーザ光の出射タイミングとを適切に制御することによって、発光装置１ＤからのＲＢ混合パルスレーザ光と、緑色蛍光体３０からのＧ蛍光とを合わせて、照明光３３として出射することができる。
【０１９１】
また、発光装置１Ｄを用いることで、発光装置１ＤからのＲＢ混合パルスレーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができる。
【０１９２】
そして、制御部７５が、スリットミラーホイール７０の回転と、赤色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３のパルスレーザ光の出射タイミングとを適切に制御して、ＲＢＧ混合パルスレーザ光における各光の出射時間を調節することによって、照明装置４からの照明光３３における、Ｂ光及びＧ光に対するＲ光の強度の比率をさらに大きくすることができる。
【０１９３】
したがって、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る、省スペースかつ低コストの照明装置を提供することができる。
【０１９４】
〔実施形態６〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜実施の形態５と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜実施の形態５の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１９５】
前記実施の形態４の照明装置３における発光装置１Ｄでは、青色ＬＤ１３は、コリメートレンズ２２の中心軸Ａ１と光軸が近接するようにして１つのみ設けられていた。これに対して、本実施の形態の発光装置１Ｅは、青色ＬＤ１３が３つ設けられている点が異なっている。
【０１９６】
本実施の形態の照明装置は、前記実施の形態４と同様であり、説明を省略する。
【０１９７】
本実施の形態の発光装置１Ｄの構成を、図１４の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１４の（ａ）は、本実施の形態における照明装置における発光装置１Ｅの概略的な構成を示す、ＬＤの周辺をレーザの出射面側から見た側面図である。図１４の（ｂ）は、発光装置１Ｅの概略的な構成を示す平面図である。
【０１９８】
本実施の形態の発光装置１Ｅは、図１４の（ａ）（ｂ）に示すように、サブマウント１１上に、２つの赤色ＬＤ１２と、３つの青色ＬＤ１３ａ・１３ｂ・１３ｃとを備えている。
【０１９９】
青色ＬＤ１３ｂは、サブマウント１１上において、コリメートレンズ２２の中心軸Ａ１に近くなる位置に配設されており、青色ＬＤ１３ｂの両隣に、それぞれ青色ＬＤ１３ａと青色ＬＤ１３ｃとが配設されている。
【０２００】
青色ＬＤ１３ａ・１３ｃの、青色ＬＤ１３ｂとは反対側には、赤色ＬＤ１２が配設されている。
【０２０１】
これにより、発光装置１Ｅは、青色ＬＤ１３ａ・１３ｂ・１３ｃからのＢレーザ光を出射することができる。その結果、発光装置１ＥからのＲＢ混合レーザ光における、Ｂレーザ光の強度をさらに強くすることができる。
【０２０２】
また、青色ＬＤ１３ａ・１３ｂ・１３ｃのそれぞれから出射されるＢレーザ光は、４４５ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していることが好ましい。
【０２０３】
これにより、発光装置１Ｅは、青色ＬＤ１３ａ・１３ｂ・１３ｃからのＢレーザ光によってスペックルノイズが発生することを防止することができる。
【０２０４】
〔実施形態７〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜実施の形態６と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜実施の形態６の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２０５】
前記実施の形態１〜６においては、本発明の一実施形態としての発光装置１Ａ〜１Ｅ及び照明装置２〜４について説明した。これに対して、本実施の形態では、発光装置及び照明装置を備える投影装置について説明する。尚、本実施の形態では、一例としての単板式ＤＬＰ（Digital Light Processing）（登録商標）プロジェクタについて説明するが、本発明の投影装置においては、必ずしもこれに限らない。例えば、３板式ＤＬＰプロジェクタ、ＬＣＤプロジェクタ、ＬＣＯＳプロジェクタに用いることもできる。
【０２０６】
本実施の形態の投影装置５の構成を、図１５に基づいて説明する。図１５は、投影装置５の概略的な構成を示す斜視図である。
【０２０７】
本実施の形態の投影装置５は、図１５に示すように、内部に発光装置を備える照明装置５ａと、照明装置５ａからの光が入射するＤＬＰチップ８０と、ＤＬＰチップ８０からの光を拡大する投影光学系８１とを備えている。投影光学系８１によって拡大された光が、投影画面７２に投影される。ここで、照明装置５ａは、前記照明装置２〜４であってもよいし、前記照明装置２〜４に適切な変更を加えたものであってもよい。
【０２０８】
ＤＬＰチップ８０は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）８０ａを備えており、照明装置５ａからの光は、このＤＭＤ８０ａに入射して、反射される。ＤＭＤ８０ａは、半導体の上に画素数分の小さなミラーを多数形成したデジタルデバイスである。
【０２０９】
ＤＭＤ８０ａからの光が、投影光学系８１によって拡大されて、投影画面８２に画像を投影するようになっている。
【０２１０】
この場合、照明装置５ａから出射される光は、ＲＧＢのパルス光となっていることが好ましい。ＲＧＢの各パルス光が、それぞれＤＭＤ８０ａに入射し、各ＲＧＢのパルス光に対応して、ＤＭＤ８０ａのミラーが制御され映像を作り出すことができる。
【０２１１】
本実施の形態の投影装置５は単板式であるが、照明装置５ａからパルス光が出射される場合には、カラーフィルター等によって白色光の色分離をする必要がない。そのため、投影装置５は、高効率に投影画面８２に画像を投影することができる。
【０２１２】
また、色分離をするためのカラーフィルター等が必要でないため、投影装置５を小型化することができる。
【０２１３】
したがって、複数のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置を有する照明装置を備えた投影装置を提供することができる。
【０２１４】
尚、照明装置５ａから連続光が出射され、投影装置５がカラーフィルターを備えている構成であってもよいし、投影装置５が、上記の他の方式のプロジェクタであってもよい。
【０２１５】
〔まとめ〕
本発明の態様１における発光装置１Ａは、少なくとも１以上のエミッタを有する第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）と、少なくとも２以上のエミッタを有する赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）とを備える発光装置であって、上記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）のエミッタの数は、前記第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）のエミッタの数よりも多いことを特徴としている。
【０２１６】
上記の発明によれば、発光装置は、赤色レーザダイオード及び第１の青色レーザダイオードが同一パッケージ内に設けられているとともに、発光装置から出射されるレーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができる。
【０２１７】
すなわち、従来、赤色レーザ光を出射する赤色レーザダイオードと青色レーザ光を出射する第１の青色レーザダイオードとが同一パッケージ内に設けられ、赤色レーザダイオードのエミッタの数が第１の青色レーザダイオードのエミッタの数よりも多くなっている発光装置は存在しなかった。
【０２１８】
したがって、本願発明により、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置を提供することができる。
【０２１９】
本発明の態様２における発光装置１Ａは、態様１における発光装置において、前記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）から出射された赤色レーザ光と第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）から出射された青色レーザ光とを合わせて出射する共用の光学部品（コリメートレンズ２２・コリメートミラー２６）を備えていることが好ましい。
【０２２０】
上記の発明によれば、発光装置は、赤色レーザ光を出射する赤色レーザダイオードと青色レーザ光を出射する第１の青色レーザダイオードとが一つの光学部品を共用している。そして、赤色レーザダイオード及び第１の青色レーザダイオードは、同時に点灯される。それにより、赤色レーザ光と青色レーザ光とが合わされた混合レーザ光が、共用の光学部品によって略コリメート又は集光されて出射されるようになっている。
【０２２１】
すなわち、従来、赤色レーザ光を出射する赤色レーザダイオードと青色レーザ光を出射する第１の青色レーザダイオードとが一つの光学部品を共用し、かつ両者を同時点灯する発光装置は存在しなかった。
【０２２２】
また、本発明では、赤色レーザダイオード及び第１の青色レーザダイオードのうち少なくとも赤色レーザダイオードは、複数のエミッタを有している。この結果、上記混合レーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができる。
【０２２３】
また、高価な光学部品を共有することで、数を少なくすることができる。
【０２２４】
したがって、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る、さらに省スペースかつ低コストの発光装置を提供することができる。
【０２２５】
本発明の態様３における発光装置１Ａ・１Ｃは、態様２における発光装置において、前記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）が、前記第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）に比べて前記共用の光学部品（コリメートレンズ２２・コリメートミラー２６）の中心軸Ａ１側に配設されていてもよい。
【０２２６】
上記の発明によれば、共用の光学部品の色収差を利用して、又は、発光の光強度分布が楕円形状となるマルチエミッタの赤色レーザダイオードからの赤色レーザ光を、共用の光学部品によって有効に略コリメート又は集光して、上記混合レーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率をさらに大きくすることができる。
【０２２７】
本発明の態様４における発光装置１Ａ・１Ｃは、態様２又は３における発光装置において、前記第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）の出射端面は、前記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）の出射端面よりも前記共用の光学部品（コリメートレンズ２２・コリメートミラー２６）から遠ざけて配置されていてもよい。
【０２２８】
第１の青色レーザダイオードは赤色レーザダイオードに比べて出射光の波長が短いので、共用の光学部品の焦点位置の観点からすると、本来、青色レーザダイオードが赤色レーザダイオードよりも近い位置に存在する方が好ましい。
【０２２９】
本発明では、それを敢えて、逆にしている。その結果、第１の青色レーザダイオードと共用の光学部品との実際の位置関係と、光学部品の理想的焦点位置との差が大きくなり、上記混合レーザ光における、青色レーザ光の強度を弱めることができる。
【０２３０】
したがって、上記混合レーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率をさらに大きくすることができる。
【０２３１】
本発明の態様５における発光装置１Ａ・１Ｃは、態様１〜４のいずれか１における発光装置において、前記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）は、複数個設けられており、
上記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）のそれぞれから出射される赤色レーザ光は、６１５ｎｍ以上かつ６４０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していることが好ましい。
【０２３２】
すなわち、赤色レーザダイオードの複数のエミッタから出射される各赤色レーザ光はコヒーレント性を有し、干渉現象により粗面の照射面にきらきら輝く明暗の斑点模様が現れるという所謂スペックルノイズが発生する。このスペックルノイズを防止するためには、複数の赤色レーザダイオードから出射される各赤色レーザ光の光分布が揃っていない方が好ましい。
【０２３３】
そこで、本発明では、赤色レーザダイオードが複数個設けられ、それぞれの赤色レーザダイオードから出射される各赤色レーザ光は、６１５ｎｍ以上かつ６４０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有している。この結果、複数の赤色レーザダイオードのそれぞれから出射される各赤色レーザ光によってスペックルノイズが発生するのを防止することができる。
【０２３４】
本発明の態様６における発光装置１Ａ・１Ｄは、態様２における発光装置において、前記第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）が前記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）に比べて前記共用の光学部品（コリメートレンズ２２・コリメートミラー２６）の中心軸Ａ１側に配設されていてもよい。
【０２３５】
発光装置が照明装置に用いられる場合に、発光装置から出射される混合レーザ光に求められる特性は、照明装置の構成に応じて変わり得る。例えば、発光装置から出射される混合レーザ光における青色レーザ光を用いて緑色蛍光体を励起するような構成となっている場合には、混合レーザ光における青色レーザ光の強度を高くする必要がある。
【０２３６】
そこで、本発明では、第１の青色レーザダイオードが、共用の光学部品の中心軸側に配設されている。これにより、上記混合レーザ光における、赤色レーザ光の強度に対する青色レーザ光の強度の比率を高くすることができる。
【０２３７】
本発明の態様７における発光装置１Ａ・１Ｄは、前記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）の出射端面と第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）の出射端面が、同一平面上にあってもよい。
【０２３８】
上記の発明によれば、赤色レーザダイオードから出射される赤色レーザ光と、第１の青色レーザダイオードから出射される青色レーザ光とを、共用の光学部品によって略コリメート又は集光するにあたって、色収差の影響を抑制することができる。
【０２３９】
本発明の態様８における照明装置２は、態様１〜５のいずれか１における発光装置と、青色レーザ光を出射する第２の青色レーザダイオード（励起用青色ＬＤ３１ｂ）と、上記第２の青色レーザダイオード（励起用青色ＬＤ３１ｂ）から出射された青色レーザ光を受けて緑色の蛍光を発する緑色蛍光体３０とを有する緑色発光装置３４とを備え、前記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）から出射される赤色レーザ光と前記第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）から出射される青色レーザ光と上記緑色の蛍光とが合わされて外部に出射されることを特徴としている。
【０２４０】
本発明の照明装置では、赤色レーザ光を出射する赤色レーザダイオード及び青色レーザ光を出射する第１の青色レーザダイオードを備えた発光装置と、青色レーザ光を出射する第２の青色レーザダイオードと、上記第２の青色レーザダイオードから出射された青色レーザ光を受けて緑色の蛍光を発する緑色蛍光体とを有する緑色発光装置とが別系統にて構成されている。
【０２４１】
このような照明装置において、発光装置が、赤色レーザダイオード及び第１の青色レーザダイオードが同一パッケージ内に設けられているとともに、発光装置から出射されるレーザ光における、青色レーザ光の強度に対する赤色レーザ光の強度の比率を大きくすることができるものとなっている。
【０２４２】
そのため、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置を備えた照明装置を提供することができる。
【０２４３】
本発明の態様９における照明装置３は、態様２，６又は７の発光装置を備えていると共に、上記発光装置における前記共用の光学部品（コリメートレンズ２２・コリメートミラー２６）の外部には、前記第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）にて出射された青色レーザ光が照射されることにより緑色の蛍光を出射する緑色蛍光体（緑色蛍光部６０ｂ）が設けられており、前記赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ１２）から出射される赤色レーザ光と前記第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）から出射される青色レーザ光と上記緑色の蛍光とが合わされて外部に出射されることを特徴としている。
【０２４４】
このような照明装置において、発光装置は、赤色レーザダイオード及び第１の青色レーザダイオードが同一パッケージ内に設けられている。また、第１の青色レーザダイオードからの青色レーザ光が、緑色蛍光体の励起にも使われるため、比較的高い強度が求められる。このような場合であっても、発光装置から出射される混合レーザ光における、青色レーザ光と赤色レーザ光との強度比を適切に調整すれば、照明装置から適切な白色光を出射することができる。
【０２４５】
したがって、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置を備えた照明装置を提供することができる。
【０２４６】
本発明の態様１０における照明装置３は、態様９における照明装置において、前記発光装置の第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）は、複数個設けられており、上記第１の青色レーザダイオード（青色ＬＤ１３）のそれぞれから出射される青色レーザ光は、４４５ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有していることが好ましい。
【０２４７】
すなわち、複数個の第１の青色レーザダイオードから出射される各青色レーザ光はコヒーレント性を有し、干渉現象により粗面の照射面にきらきら輝く明暗の斑点模様が現れるという所謂スペックルノイズが発生する。このスペックルノイズを防止するためには、複数個の第１の青色レーザダイオードから出射される各青色レーザ光の光分布が揃っていない方が好ましい。
【０２４８】
そこで、本発明では、複数個の第１の青色レーザダイオードのそれぞれから出射される青色レーザ光は、４４５ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の範囲から選択された互いに異なる中心波長を有している。この結果、複数個の第１の青色レーザダイオードのそれぞれから出射される青色レーザ光によってスペックルノイズが発生するのを防止することができる。
【０２４９】
本発明の態様１１における照明装置は、態様８〜１０のいずれか１における照明装置において、前記発光装置が複数個設けられており、上記発光装置がマトリクス状に配列されたパッケージとなっていてもよい。
【０２５０】
これにより、照明装置は、複数個の前記発光装置がマトリクス状に配列されたパッケージとなっているので、照明装置がコンパクトになる。
【０２５１】
したがって、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置を備えた照明装置を提供することができる。
【０２５２】
本発明の態様１２における投影装置５は、態様８〜１１のいずれか１における照明装置と、上記照明装置から出射された光を受けて映像を投影する投影部材（ＤＬＰチップ８０）とを備えていることを特徴としている。
【０２５３】
上記の発明によれば、照明装置から出射された光を投影部材によって投影画面に映像を投影する投影装置を提供することができる。
【０２５４】
したがって、複数種類のレーザダイオードを用いて白色光を適切に合成し得る省スペースかつ低コストの発光装置を有する照明装置を備えた投影装置を提供することができる。
【０２５５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０２５６】
１Ａ〜１Ｅ        発光装置
２・３・４・５ａ      照明装置
５                投影装置
１２                赤色ＬＤ（赤色レーザダイオード）
１３                青色ＬＤ（第１の青色レーザダイオード）
２２                コリメートレンズ（共用の光学部品）
２６                コリメートミラー（共用の光学部品）
２４・７５          制御部
３０                緑色蛍光体
３１ｂ              励起用青色ＬＤ（第２の青色レーザダイオード）
３４                緑色発光装置
６０                蛍光体ホイール
６０ｂ              緑色蛍光部（緑色蛍光体）
８０                ＤＬＰチップ（投影部材）
８１                投影光学系（投影部材）
【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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