(57)【要約】【課題】簡易な構成で、複数のレーザ光同士のコヒーレンスを低減させ、スペックルノイズを抑えた波長選択素子、波長選択素子の製造装置、光源装置及び画像表示装置を提供すること。【解決手段】レーザ光を発光する複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち所定の選択波長が選択される光選択領域が１つの基体に複数形成された波長選択素子であって、複数の光選択領域Ａ〜Ｄのそれぞれに、干渉縞が形成された干渉領域ａ〜ｄが設けられ、少なくとも一つの干渉領域ａ〜ｄの干渉縞の間隔が、残りの干渉領域ａ〜ｄの干渉縞の間隔と異なることを特徴とする。【選択図】図１
2008197627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発光する複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち所定の選択波長が選択される光選択領域が１つの基体に複数形成された波長選択素子であって、
前記複数の光選択領域のそれぞれに、干渉縞が形成された干渉領域が設けられ、少なくとも一つの前記干渉領域の干渉縞の間隔が、残りの前記干渉領域の干渉縞の間隔と異なることを特徴とする波長選択素子。
【請求項２】
複数の前記干渉領域の境界部分に、複数の種類の間隔の干渉縞が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の波長選択素子。
【請求項３】
複数の前記干渉領域の形状がすべて同一であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の波長選択素子。
【請求項４】
隣接する２つの前記干渉領域が重なっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の波長選択素子。
【請求項５】
複数の前記干渉領域が２次元に配列されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の波長選択素子。
【請求項６】
複数の前記干渉領域の前記基体の厚み方向に垂直な方向の断面積が、前記厚み方向に漸次あるいは段階的に大きくなる形状であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の波長選択素子。
【請求項７】
隣接する２つの前記干渉領域が間隔をあけて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の波長選択素子。
【請求項８】
レーザ光を発光する複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち所定の選択波長が選択される光選択領域が１つの基体に複数形成された波長選択素子の製造装置であって、
前記基体の光選択領域に２つの露光ビームを照射させる光源と、
前記２つの露光ビームのうち少なくとも一方の露光ビームの前記複数の光選択領域に入射する入射角を調整する入射角調整部とを備え、
該入射角調整部により、前記複数の光選択領域のうち少なくとも一つの前記光選択領域に照射する前記２つの露光ビームのなす角が、残りの前記光選択領域に照射する前記なす角と異なるように、前記露光ビームを調整することを特徴とする波長選択素子の製造装置。
【請求項９】
前記露光ビームが入射される前記光選択領域に対応した開口部を有するマスクを備えることを特徴とする請求項８に記載の波長選択素子の製造装置。
【請求項１０】
前記露光ビームを集光させる集光素子を備えることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の波長選択素子の製造装置。
【請求項１１】
前記マスクの開口部が前記複数の光選択領域に対応して複数形成され、
前記複数の開口部に前記集光素子がそれぞれ設けられ、
前記複数の集光素子の曲率がそれぞれ異なるとともに、前記複数の集光素子が前記入射角調整部として機能することを特徴とする請求項１０に記載の波長選択素子の製造装置。
【請求項１２】
前記マスクの開口部に、前記露光ビームを前記光選択領域の内側に回折させる回折素子が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の波長選択素子の製造装置。
【請求項１３】
前記入射角調整部が、円形状の中心電極及び半径の異なる複数の同心円状の輪帯電極が形成された第１基板と、一面に共通電極が形成された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられた液晶とを備えた液晶素子であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の波長選択素子の製造装置。
【請求項１４】
前記２つの露光ビームの一方の露光ビームの前記光選択領域に入射する入射角が前記入射角調整部により調整され、
残りの他方の露光ビームの前記光選択領域に入射する入射角は固定されていることを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の波長選択素子の製造装置。
【請求項１５】
前記マスクが、前記基体の露光ビームが照射される露光面に接触して設けられていることを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の波長選択素子の製造装置。
【請求項１６】
レーザ光を発光する複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち所定の選択波長が選択される光選択領域が１つの基体に複数形成された波長選択素子の製造方法であって、
前記基体の光選択領域に２つの露光ビームを照射し、
前記複数の光選択領域のうち少なくとも一つの前記光選択領域に照射する前記２つの露光ビームのなす角が、残りの前記光選択領域に照射する前記なす角と異なるように、前記露光ビームを調整することを特徴とする波長選択素子の製造方法。
【請求項１７】
光を射出する光源と、
該光源から射出された光のうち所定の波長の光を選択して透過させる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の波長選択素子とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された光により被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とするモニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長選択素子の製造装置、光源装置、画像表示装置及びモニタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の投射型画像表示装置では、光源として超高圧水銀ランプなどの放電ランプが用いられるのが一般的である。しかし、このような放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が難しい、色再現性範囲が狭い、ランプから放射された紫外線が液晶ライトバルブを劣化させてしまうことがある等の課題がある。そこで、このような放電ランプの代わりに、単色光を照射するレーザ光源を用いた投射型画像表示装置が提案されている。しかしながら、レーザ光源は、上記の課題を持たない反面、干渉性を有するという欠点を持っている。これにより、レーザ光が投射される被投射面において干渉縞がスペックルノイズとして現れ画像が劣化してしまうので、高精細な画像を表示させるためには、スペックルノイズの対策が必要となる（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００３】
まず、特許文献１に記載のスペックルノイズを除去する手段としては、異なる中心波長を有する複数のエミッタを備えた光源が提案されている。この光源では、射出されるレーザ光の帯域幅が、単一の中心波長を複数有する光源に比べて増すことになるため、表示画像のスペックルを低減させることが可能となる。
また、特許文献２に記載の外部共振型レーザは、レーザ光を発振させるレーザ発振器と、レーザ発振器から発振されたレーザ光のうち所定の波長のレーザ光のみをレーザ発振器に反射させる反射型フォトポリマ体積ホログラムとを備えている。このように、外部共振器ミラーとして体積型ホログラムを用いることにより、選択される波長の幅を狭くすることができるため、レーザ光のコヒーレンス長を長くすることができる。
【特許文献１】特表２００４−５０３９２３号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、共振器ミラーを用いて光を増幅させる場合、上記特許文献１に記載の技術では、光源から射出されるレーザ光のスペクトル幅を広くしているため、共振器ミラーは狭帯域であるので、光源から射出された光が共振できなくなるという問題が生じる。
また、特許文献２に記載の外部共振型レーザでは、共振器ミラーとして体積型ホログラムを用いているため、波長選択性を向上させることは可能である。しかしながら、複数のレーザ光を射出する光源を用いたとしても、単一の波長が選択されることになり、波長選択素子を含めた光源から射出されたレーザ光のスペックルノイズを抑えることはできない。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、複数のレーザ光同士のコヒーレンスを低減させ、スペックルノイズを抑えた波長選択素子の製造装置、光源装置、画像表示装置及びモニタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の波長選択素子は、レーザ光を発光する複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち所定の選択波長が選択される光選択領域が１つの基体に複数形成された波長選択素子であって、前記複数の光選択領域のそれぞれに、干渉縞が形成された干渉領域が設けられ、少なくとも一つの前記干渉領域の干渉縞の間隔が、残りの前記干渉領域の干渉縞の間隔と異なることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る波長選択素子では、複数の光選択領域のそれぞれに、干渉縞が形成された干渉領域が設けられ、少なくとも一つの干渉領域の干渉縞の間隔が、残りの干渉領域の干渉縞の間隔と異なる。この波長選択素子を光源装置に用いて、複数の干渉領域にそれぞれ光を入射させた場合、各干渉領域における選択波長を精度良く異ならせることができるため、光源装置より射出される光のスペックルノイズを抑えることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の波長選択素子は、複数の前記干渉領域の境界部分に、複数の種類の間隔の干渉縞が形成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る波長選択素子は、干渉領域の境界部分に、複数の種類の間隔の干渉縞が形成されている。この波長選択素子を光源装置に用いて、発光部から射出された光を波長選択素子の各干渉領域に入射させた場合、発光部と波長選択素子との位置が合っていない、すなわち、干渉領域内の境界部分に光が入射すると、波長選択素子から射出される光の出力強度が急激に低下する。これにより、発光部と波長選択素子とのアライメントの不具合を判別し易く、発光部から射出された光を波長選択素子の最適な位置に入射させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の波長選択素子は、複数の前記干渉領域の形状がすべて同一であることが好ましい。
本発明に係る波長選択素子では、複数の干渉領域の形状がすべて同一であるため、干渉領域を簡易に形成することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の波長選択素子は、隣接する２つの前記干渉領域が重なっていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る波長選択素子では、隣接する２つの干渉領域が重なっている。この波長選択素子を光源装置に用いて、発光部から射出された光を波長選択素子の各干渉領域に入射させた場合、発光部と波長選択素子との位置が合っていない、すなわち、干渉領域が重なっている領域に光が入射すると、波長選択素子から射出される光の出力強度が急激に低下する。これにより、アライメントの不具合を判別し易く、発光部から射出された光を波長選択素子の最適な位置に入射させることが可能となる。
また、発光部が光を射出する複数の発光素子を有し、発光素子の間隔が狭い場合、所定の選択波長を選択可能な干渉領域を大きく取ることは難しい。そこで、本発明では、重なる干渉領域を有することにより、所定の選択波長を選択可能な領域の大きさを調整することができる。したがって、所定の選択波長を選択可能な領域の大きさを大きくすることができるため、発光素子の間隔が狭い発光部に対応可能な干渉領域を有する波長選択素子を提供することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の波長選択素子は、複数の前記干渉領域が２次元に配列されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る波長選択素子では、複数の干渉領域が２次元に配列されているため、例えば、発光部の発光素子が２次元に配列されている場合でも対応することが可能である。また、１次元に複数の干渉領域が配列された波長選択素子に比べて、２次元、すなわち、２列に干渉領域が配列された本発明の波長選択素子を光源装置に用いた方が、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の波長選択素子は、複数の前記干渉領域の前記基体の厚み方向に垂直な方向の断面積が、前記厚み方向に漸次あるいは段階的に大きくなる形状であることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る波長選択素子では、複数の干渉領域の基体の厚み方向に垂直な方向の断面積が、厚み方向に漸次あるいは段階的に大きくなる形状であるため、入射した光が干渉領域から外れた場合、急激に光の選択効率が低下するので、発光部と波長選択素子との位置合わせの不具合を容易に判断することが可能となる。
また、波長選択素子の内部を伝播する光は若干広がるため、例えば、基体の射出側の断面積が入射側の断面積より大きくなるように、干渉領域を形成することにより、干渉領域を外れることなく光が射出される。これにより、波長選択素子に入射した光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の波長選択素子は、隣接する２つの前記干渉領域が間隔をあけて形成されていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る波長選択素子では、隣接する２つの干渉領域が間隔をあけて形成されているため、入射した光が干渉領域から外れた場合、光の出力強度が低下する。これにより、発光部と波長選択素子との位置合わせを正確に行うことができるため、複数の干渉領域に確実に光を入射させることが可能となる。
【００１９】
本発明の波長選択素子の製造装置は、レーザ光を発光する複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち所定の選択波長が選択される光選択領域が１つの基体に複数形成された波長選択素子の製造装置であって、前記基体の光選択領域に２つの露光ビームを照射させる光源と、前記２つの露光ビームのうち少なくとも一方の露光ビームの前記複数の光選択領域に入射する入射角を調整する入射角調整部とを備え、該入射角調整部により、前記複数の光選択領域のうち少なくとも一つの前記光選択領域に照射する前記２つの露光ビームのなす角が、残りの前記光選択領域に照射する前記なす角と異なるように、前記露光ビームを調整することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る波長選択素子の製造装置では、光源により一つの基体に２つの露光ビームを照射する。このとき、入射角調整部により、少なくとも一方の露光ビームの光選択領域に入射する入射角を調整する。このように、２つの露光ビームのなす角を調整することにより、基体の光選択領域に形成される干渉縞の間隔を変化させることができる。したがって、光選択領域ごとに所定の選択波長が選択されるように露光ビームの入射角を調整することができるため、簡易な構成で、１つの基体上の光選択領域ごとの選択波長を精度良く異ならせることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の波長選択素子の製造装置は、前記露光ビームが入射される前記光選択領域に対応した開口部を有するマスクを備えることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る波長選択素子の製造装置では、光選択領域に対応した開口部を有するマスクを備えることにより、露光ビームが入射されない光選択領域は遮光されることになる。したがって、露光ビームが入射される所定の光選択領域にのみ露光ビームが照射されるため、他の光選択領域に露光ビームが入射されることがない。したがって、１つの基体上の光選択領域ごとの選択波長を精度良く異ならせることが可能となる。
【００２３】
また、本発明の波長選択素子の製造装置は、前記露光ビームを集光させる集光素子を備えることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る波長選択素子の製造装置では、集光素子により、露光ビームが各光選択領域の内側に向かって集光するため、露光ビームが他の光選択領域に広がることを防ぐことができる。したがって、隣接する光選択領域間で干渉縞が混ざることを防止することができるため、１つの基体上の光選択領域ごとに選択される光の選択波長を精度良く異ならせることが可能となる。
さらに、所定の入射角になるような曲率を有する集光素子を用いれば良いため、各光選択領域に入射させる露光ビームの入射角を最適化させ易くなる。
【００２５】
また、本発明の波長選択素子の製造装置は、前記マスクの開口部が前記複数の光選択領域に対応して複数形成され、前記複数の開口部に前記集光素子がそれぞれ設けられ、前記複数の集光素子の曲率がそれぞれ異なるとともに、前記複数の集光素子が前記入射角調整部として機能することが好ましい。
【００２６】
本発明に係る波長選択素子の製造装置では、基体の光選択領域ごとに異なる曲率を有する集光素子により露光ビームを集光させる。これにより、各光選択領域の内側に向かって露光ビームが集光するため、露光ビームが他の光選択領域に広がることを防ぐことができる。
すなわち、複数の集光素子が入射角調整部として機能するため、複数の集光素子に同じ方向から露光ビームを入射させても、曲率の違いにより、基体の内部における露光ビームの回折角が光選択領域ごとに異なる。したがって、所定の光選択領域のみに対応した開口部が形成されたマスクを用いた場合にはマスクと基体とのアライメントが必要であるが、本発明では各集光レンズに露光ビームを照射すれば良いため、所望の光選択領域のみ多重露光し易くなる。
【００２７】
また、本発明の波長選択素子の製造装置は、前記マスクの開口部に、前記露光ビームを前記光選択領域の内側に回折させる回折素子が設けられていることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る波長選択素子の製造装置では、回折素子により、各光選択領域の内側に向かって露光ビームが回折するため、ビーム拡散を抑える回折素子の設計を行うことで、露光ビームが他の光選択領域に広がることを防ぐことができる。したがって、隣接する光選択領域間で干渉縞が混ざることを防止することができるため、１つの基体上の光選択領域ごとに選択される光の選択波長を精度良く異ならせることが可能となる。また、所定の入射角になるような回折角を有する回折素子を用いれば良いため、各光選択領域に入射させる露光ビームの入射角を変化させ易くなる。
また、回折素子は例えばフォトリソグラフィ法及びエッチングにより簡易に製造することができるため、製造装置全体のコストを抑えることが可能となる。さらに、基体が立方体である場合、回折素子は矩形状に形成し易いため、矩形状の回折素子を形成することにより、露光ビームの光利用効率を向上させることが可能となる。
【００２９】
また、本発明の波長選択素子の製造装置は、前記入射角調整部が、円形状の中心電極及び半径の異なる複数の同心円状の輪帯電極が形成された第１基板と、一面に共通電極が形成された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられた液晶とを備えた液晶素子であることが好ましい。
【００３０】
本発明に係る波長選択素子の製造装置では、中心電極，輪帯電極，共通電極に印加する電圧を制御することにより液晶の配向状態が変化するため、中心電極，輪帯電極と共通電極との間の光学的距離が変化する。これにより、印加電圧を変化させることで、液晶素子の集光位置が変化する。したがって、通常の液晶パネルの製造方法と同様の工程で作製することができるため、波長選択素子の製造コストを抑えることが可能となる。
また、電圧の制御のみで光選択領域に入射する露光ビームの入射角を調整することができるため、物理的に露光ビームを動かす部材等を設ける必要がない。すなわち、露光ビームと基体との位置合わせが簡易となるため、波長選択素子の製造コストをさらに抑えることが可能となる。
【００３１】
また、本発明の波長選択素子の製造装置は、前記２つの露光ビームの一方の露光ビームの前記光選択領域に入射する入射角が前記入射角調整部により調整され、残りの他方の露光ビームの前記光選択領域に入射する入射角は固定されていることが好ましい。
【００３２】
本発明に係る波長選択素子の製造装置では、２つの露光ビームのうち一方の露光ビームが調整され、残りの他方の露光ビームの入射角が固定される。このように、一方の露光ビームを調整するだけで、基体に形成される干渉縞の間隔を変化させることができるため、製造工程を簡易化することが可能な製造装置を提供することが可能となる。
【００３３】
また、本発明の波長選択素子の製造装置は、前記マスクが、前記基体の露光ビームが照射される露光面に接触して設けられていることが好ましい。
【００３４】
マスクと基体との間に間隙がある場合では、露光ビームがこの間隙を通り隣接する光選択領域に広がり悪影響を及ぼすおそれがある。しかしながら、本発明に係る波長選択素子の製造装置では、マスクが、基体の露光ビームが照射される露光面に接触して設けられているため、露光ビームが他の光選択領域に広がることを防ぐことができる。
【００３５】
本発明の波長選択素子の製造方法は、レーザ光を発光する複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち所定の選択波長が選択される光選択領域が１つの基体に複数形成された波長選択素子の製造方法であって、前記基体の光選択領域に２つの露光ビームを照射し、前記複数の光選択領域のうち少なくとも一つの前記光選択領域に照射する前記２つの露光ビームのなす角が、残りの前記光選択領域に照射する前記なす角と異なるように、前記露光ビームを調整することを特徴とする。
【００３６】
本発明に係る波長選択素子の製造方法では、１つの基体に２つの露光ビームを照射する。このとき、露光ビームの光選択領域に入射する入射角を調整する。このように、２つの露光ビームのなす角を調整することにより、基体の光選択領域に形成される干渉縞の間隔を変化させることができる。したがって、光選択領域ごとに所定の選択波長が選択されるように露光ビームの入射角を調整することができるため、簡易な方法で、１つの基体上の光選択領域ごとの選択波長を精度良く異ならせることが可能となる。
【００３７】
本発明の光源装置は、光を射出する光源と、該光源から射出された光のうち所定の波長の光を選択して透過させる上記の波長選択素子とを備えることを特徴とする。
【００３８】
本発明に係る光源装置では、光源から射出された光は、波長選択素子により所定の波長の光が選択されて透過する。このとき、上述したように、波長選択素子の１つの基体上の光選択領域ごとの選択波長を精度良く異ならせているため、光源装置より射出される光のスペックルノイズを抑えることが可能となる。
【００３９】
本発明の画像表示装置は、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。
【００４０】
本発明に係る画像表示装置では、光源装置より射出された光は光変調装置に入射される。そして、光変調装置により形成された画像が、投射装置によって投射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、スペックルノイズが抑えられた光であるため、この光源装置をプロジェクタに備えることにより、ぎらつきを抑えた鮮明な画像を表示することが可能となる。
【００４１】
本発明に係る波長選択素子のモニタ装置では、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光により被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。
【００４２】
本発明に係るモニタ装置では、光源装置より射出された光は被写体を照射し、撮像手段により被写体を撮像する。このとき、上述したように、光源装置より射出される光は、上述したように、スペックルノイズが抑えられた光である。したがって、撮像手段により被写体を鮮明に撮像することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面を参照して、本発明に係る波長選択素子、波長選択素子の製造装置、光源装置、画像表示装置及びモニタ装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００４４】
［第１実施形態］
本発明の波長選択素子の第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
波長選択素子３は、入射したレーザ光のうち所定の選択波長の光の一部（９８〜９９％程度）を選択して反射させる素子である。
本実施形態に係る波長選択素子３は、図１に示すように、基体１２に４つの光選択領域Ａ〜Ｄを一方向（１次元）に有している。各光選択領域Ａ〜Ｄは、干渉縞が形成された円柱状の干渉領域ａ〜ｄを有しており、それぞれの干渉縞のピッチ（間隔）は異なっている。また、干渉領域ａ〜ｄはすべて同一の円柱状であり、所定の間隔をあけて形成されている。なお、各光選択領域Ａ〜Ｄの干渉縞のピッチはすべて異なっていても、少なくとも１つの干渉領域ａ〜ｄの干渉縞のピッチが他の干渉領域ａ〜ｄの干渉縞のピッチと異なっていても良い。
また、各干渉領域Ａ〜Ｄの境界部（境界部分）Ｋには、複数の種類の間隔の干渉縞が重なって露光されている。これは、マスクを用いた露光時に生じるマスクエッジによる回折光の影響により生じるものである。
【００４５】
次に、図２に示すように、波長選択素子３に入射させるレーザ光を発光する発光素子３１ａ〜３１ｄを有する発光部３１と、波長選択素子３との位置合わせについて説明する。
発光部３１から射出された光を波長選択素子３の各光選択領域Ａ〜Ｄの干渉領域ａ〜ｄに入射させるため、例えば、発光部３１を波長変換素子３の長手方向に移動させ位置を調整する。このとき、発光部３１から射出された光が、各干渉領域ａ〜ｄの境界部Ｋに入射すると、複数の方向に回折されるため、急激に光の選択効率が下がる。すなわち、波長選択素子３から射出される光の出力強度が低下する。これにより、発光部３１から射出された光が干渉領域ａ〜ｄに入射していないことが分かる。また、干渉領域ａ〜ｄ以外に光が入射した場合も波長選択素子３から射出される光の出力強度が小さいため、発光部３１から射出された光が干渉領域ａ〜ｄに入射していないことが分かる。したがって、波長選択素子３から射出される光の出力強度が大きくなるように、発光部３１と波長選択素子３との位置合わせを行う。
【００４６】
本実施形態に係る波長選択素子３では、異なるピッチの干渉縞が形成された干渉領域ａ〜ｄを有する。この波長選択素子３を光源装置に用いて、干渉領域ａ〜ｄにそれぞれ光を入射させた場合、各干渉領域ａ〜ｄにおける選択波長を精度良く異ならせることができるため、波長選択素子３より射出される光のスペックルノイズを抑えることが可能となる。
また、隣接する２つの干渉領域ａ〜ｄが間隔をあけて形成されているため、入射した光が干渉領域ａ〜ｄから外れた場合、光の出力強度が低下する。また、隣接する干渉領域ａ〜ｄが間隔をあけて形成されているため、入射した光が干渉領域ａ〜ｄから外れた場合、出力強度が小さい。これらにより、複数の干渉領域ａ〜ｄに正確に光を入射させることが可能となる。特に、本実施形態では、各干渉領域Ａ〜Ｄの境界部Ｋに複数種類の干渉縞が重なって露光されているため、発光部３１と波長選択素子３との位置が合っていない場合、急激に出力強度が低下する。これにより、アライメントの不具合を判別し易く、発光部３１から射出された光を波長選択素子３の最適な位置に入射させることが可能となる。
また、複数の干渉領域ａ〜ｄの形状が同一の円柱状であるため、干渉領域ａ〜ｄを簡易に形成することが可能となる。
【００４７】
なお、波長選択素子３は、光選択領域Ａ〜Ｄの境界部Ｋに複数の種類の干渉縞が重なって露光させた構成であったが、光選択領域Ａ〜Ｄの境界部Ｋに必ずしも複数種類の干渉縞が重なって露光されていなくても良い。
また、干渉領域ａ〜ｄはすべて同一の円柱状としたが、大きさの異なる円柱状であっても良い。また、干渉領域ａ〜ｄの形状は円柱状に限らず、図３に示すように、光選択領域Ａ〜Ｄごと異なる形状であっても良い。すなわち、光選択領域Ａの干渉領域ａの形状が三角柱状であり、光選択領域Ｂ，Ｃの干渉領域ｂ，ｃの形状が四角柱状であり、光選択領域Ｄの干渉領域ｄの形状が円柱状であっても良い。さらに、発光部３１の複数の発光素子３１ａ〜３１ｄの間隔に応じて、干渉領域ａ〜ｄのピッチを変えても良い。また、発光部３１の複数の発光素子３１ａ〜３１ｄの開口部の大きさに応じて、図１に示す干渉領域ａ〜ｄの露出面ａ１〜ｄ１の径、すなわち、各干渉領域ａ〜ｄの直径の大きさを変えても良い。
また、本実施形態では、干渉領域ａ〜ｄが円柱形状であったが、図４に示すように、５つの光選択領域Ａ〜Ｅ全体にそれぞれ干渉領域ａ〜ｅが形成された波長選択素子２であっても良い。
【００４８】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態の図面において、上述した第１実施形態に係る波長選択素子３と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る波長選択素子４では、隣接する２つの干渉領域ａ〜ｄが重なっている点において、第１実施形態と異なる。その他の構成においては第１実施形態と同様である。
【００４９】
波長選択素子４は、隣接する干渉領域ａ〜ｄの一部が重なっている。すなわち、干渉領域ａと干渉領域ｂとは重なり領域Ｌ１ａを有し、干渉領域ｂと干渉領域ｃとは重なり領域Ｌ２ａを有し、干渉領域ｃと干渉領域ｄとは重なり領域Ｌ３ａを有している。この干渉領域ａ〜ｄの重なり領域Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは、入射した光の選択効率が低下する領域であるため、干渉領域ａ〜ｄのうち重なり領域Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ以外の領域Ｌ１ｂ〜Ｌ４ｂに光を入射させる。
【００５０】
次に、図５に示すように、波長選択素子４に入射させるレーザ光を発光する発光素子３１ａ〜３１ｄを有する発光部３１と、波長選択素子４との位置合わせについて説明する。
波長選択素子４の干渉領域Ａ〜Ｄの重なり領域Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ以外の領域Ｌ１ｂ〜Ｌ４ｄに光を入射させるために、発光部３１を波長変換素子３の長手方向に移動させ位置を調整する。このとき、発光部３１から射出された光が、各干渉領域ａ〜ｄの重なり領域Ｌ１ａ〜Ｌ３ａに入射すると、波長選択素子４から射出される光の選択効率が急激に低下する。すなわち、波長選択素子４から射出される光の出力強度が低下する。したがって、発光部３１から射出された光が干渉領域ａ〜ｄの重なり領域Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ以外の領域Ｌ１ｂ〜Ｌ４ｄに入射しているかが分かるため、波長選択素子４から射出される光の出力強度が大きくなるように、発光部３１と波長選択素子４との位置合わせを行う。
【００５１】
本実施形態に係る波長選択素子４では、発光部３１の発光素子３１ａ〜３１ｄのピッチが非常に狭く、開口部も狭い場合に有効である。すなわち、干渉領域ａ〜ｄを重ねず、干渉領域ａ〜ｄを小さくした際には、出力強度が低下する干渉領域ａ〜ｄの境界部分で干渉領域ａ〜ｄが埋まってしまい、所定の選択波長を選択することができなくなるおそれがある。したがって、発光素子３１ａ〜３１ｄのピッチＳ１より直径Ｓ２の大きい干渉領域ａ〜ｄを形成し、重ねることにより、所定の選択波長を選択可能な干渉領域Ｌ１ｂ〜Ｌ４ｂを大きくすることができる。また、重なり領域Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの大きさを調整することにより、所定の選択波長を選択可能な干渉領域Ｌ１ｂ〜Ｌ４ｂの大きさを調整することができるため、発光部３１に最適な波長選択素子４を得ることが可能となる。
したがって、良好なアライメントを行いつつ、発光素子３１ａ〜３１ｄのピッチが狭い発光部３１に対応可能な干渉領域ａ〜ｄを有する波長選択素子４を提供することが可能となる。
【００５２】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図６を参照して説明する。
本実施形態に係る波長選択素子５では、光選択領域Ａ〜Ｊが２次元である点において、第１実施形態と異なる。その他の構成においては第１実施形態と同様である。
【００５３】
波長選択素子５は、図６に示すように、光選択領域Ａ〜Ｅを一方向に有しており、一方向に直交する側に同様に光選択領域Ｆ〜Ｊを一方向に有している。また、光選択領域Ａ〜Ｊには第１実施形態と同様の円形状の干渉領域ａ〜ｊが形成されている。このように、２次元の光選択領域Ａ〜Ｊを有する波長選択素子５の場合も１次元の場合と同様に、各干渉領域ａ〜ｊの干渉縞のピッチはすべて異なっていても、少なくとも１つの干渉領域ａ〜ｊが他の干渉領域ａ〜ｊの干渉縞のピッチと異なっていても良い。
【００５４】
本実施形態に係る波長選択素子５では、干渉領域ａ〜ｊが２次元に配列されているため、例えば、発光部の発光素子が２次元に配列されている場合でも対応することが可能である。また、干渉領域ａ〜ｊが２次元に配列された波長選択素子５を用いることにより、１次元に複数の干渉領域ａ〜ｊが配列された波長選択素子に比べて、波長選択素子５を光源装置に用いた方が、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００５５】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について、図７を参照して説明する。
本実施形態に係る波長選択素子６では、光選択領域Ａ〜Ｅの干渉領域ａ〜ｅの形状が厚み方向に異なる点において、第１実施形態と異なる。その他の構成においては第１実施形態と同様である。
【００５６】
波長選択素子６は、図７に示すように、厚み方向（光が進行する方向）に、干渉領域ａ〜ｅの形状が異なる。具体的には、干渉領域ａ〜ｅの形状は、干渉領域ａ〜ｅの露出面ａ１〜ｅ１から露出面ａ２〜ｅ２に向かって厚み方向に垂直な方向の断面積が漸次大きくなるテーパー形状となっている。すなわち、干渉領域ａ〜ｅの露出面ａ１〜ｅ１に比べて、露出面ａ２〜ｅ２の大きさの方が大きい。
また、波長選択素子６の露出面ａ１〜ｅ１から光を入射し、露出面ａ２〜ｅ２から光を射出させる。
【００５７】
本実施形態に係る波長選択素子６では、光を入射させる露出面ａ１〜ｅ１の大きさが、露出面ａ２〜ｅ２の大きさに比べて小さいため、入射した光が波長選択素子６の干渉領域ａ〜ｅから外れた場合、急激に光の選択効率が低下するので、発光部と波長選択素子６との位置合わせの不具合を容易に判断することが可能となる。
また、波長選択素子６の内部を伝播する光Ｌは若干広がるため、射出側の露出面ａ２〜ｅ２の大きさを入射側の露出面ａ１〜ｅ１より大きくすることにより、干渉領域ａ〜ｅを外れることなく光Ｌは射出される。これにより、波長選択素子６に入射した光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００５８】
なお、本実施形態では、厚み方向に、干渉領域ａ〜ｅの形状が異なる構成として、テーパー形状を例に挙げて説明したが、これに限らず、厚み方向に段階的に断面積が大きくなる形状や、断面積が大きくなったり、小さくなったりする形状であっても良い。
また、光Ｌの広がりが小さい場合、波長選択素子６の露出面ａ２〜ｅ１から光を入射し、露出面ａ１〜ｅ１から光を射出させても良い。
【００５９】
［第５実施形態］
次に、本発明の波長選択素子の製造装置の第５実施形態について、図８から図１２を参照して説明する。
なお、本発明の波長選択素子の製造装置では、上述した波長選択素子２，３，４，５，６のいずれも製造可能であるが、本実施形態では、波長選択素子２の製造方法について説明する。
本実施形態に係る波長選択素子２の製造装置１は、図８に示すように、レーザ光を照射する光源１０と、光源１０から射出されるレーザ光の射出方向を調整する入射角調整部２０とを備えている。この光源１０としては、例えば、エキシマレーザ（波長：１２０ｎｍ〜３６０ｎｍ）を用いることが可能である。
なお、本実施形態の製造装置１では、基体（例えば、ガラス）１２に５つの光選択領域Ａ〜Ｅを形成する場合について説明する。
【００６０】
また、波長選択素子２の製造装置１は、光源１０から射出されたレーザ光の一部を透過させ残りのレーザ光を反射させるハーフミラー１１と、ハーフミラー１１を透過したレーザ光を基体１２に反射させる反射ミラー１３とを備えている。このハーフミラー１１は、入射したレーザ光が基体１２に向かって反射されるように、レーザ光の中心軸に対して傾斜して配置されている。これにより、ハーフミラー１１において反射した露光ビームＬＡは、基体１２の法線に対して角度θＡをなして入射する。なお、波長選択素子２に入射するレーザ光の出力強度にもよるが、基体１２としては耐熱性が高い材質からなることが好ましい。
反射ミラー１３もハーフミラー１１と同様に、レーザ光の中心軸に対して傾斜して配置されている。また、反射ミラー１３において反射した露光ビームＬＢは、基体１２の法線に対して角度θＢをなして入射する。
また、露光ビームＬＡ及び露光ビームＬＢのビーム径は、例えば５００μｍである。
【００６１】
入射角調整部２０は、反射ミラー１３に設けられており、回転軸Ｍを中心に反射ミラー１３を回転させるものである。すなわち、入射角調整部２０は、反射ミラー１３を回転させることで露光ビームＬＢの反射方向を変えることにより、基体１２に入射する露光ビームＬ２の入射角θＢを変化させることが可能となっている。
また、基体１２には、ハーフミラー１１において反射された露光ビームＬＡと、反射ミラー１３において反射された露光ビームＬＢとが、角度θ（入射角θＡと入射角θＢとの和）をなして照射され、多重露光が行われる。また、この角度θにより、基体１２に形成される干渉縞の間隔が変わる。
なお、基体１２には、各光選択領域Ａ〜Ｅにおいて選択される選択波長の１／２の長さに略等しくなるように干渉縞を形成する。
また、角度θは例えば４０度〜１４０度である。さらに、光選択領域Ａ〜Ｅごとの入射角θＢの変化量は０〜２０度となるように、露光ビームＬＢの入射角θＢが調整される。これにより、各光選択領域Ａ〜Ｅに形成される干渉縞の間隔は１０ｎｍ程度変化する。
【００６２】
また、本実施形態では、基体１２に５つの光選択領域Ａ〜Ｅに露光ビームＬＡ，ＬＢを照射し、選択波長の異なる光選択領域Ａ〜Ｅを形成する。すなわち、使用する発光部３１として、図９に示すように、５つの発光素子３１ａ〜３１ｅを有する発光部３１を用いる場合、発光素子３１ａ〜３１ｅの配置に対応した位置に光選択領域Ａ〜Ｅを形成する。具体的には、発光部３１の隣接する発光素子３１ａ〜３１ｅ間の間隔Ｋ１が２５０μｍであり、図８に示すように、光選択領域Ａ〜Ｅの長さ方向の幅Ｋ２も２５０μｍである。
【００６３】
本実施形態では、マスク２１を用いて各光選択領域Ａ〜Ｅを多重露光する。マスク２１には、図１０に示すように、光選択領域Ａ〜Ｅに対応した開口部２１ａが形成されている。なお、図１に示すような円形状の干渉領域ａ〜ｄを形成するには、円形状の開口部を有するマスクを用いれば良い。すなわち、干渉領域ａ〜ｄの形状に応じた開口部を有するマスクを適宜用いてれば良い。このようなマスク２１により、開口部２１ａに対応した光選択領域Ａ〜Ｅのみ多重露光され、それ以外の光選択領域に入射する露光ビームＬＡ，ＬＢを遮光するようになっている。
さらに、基体１２には移動機構１５が設けられている。この移動機構１５により、多重露光する光選択領域Ａ〜Ｅごとに、基体１２を長さ方向に移動させ、所望の光選択領域Ａ〜Ｅを多重露光するようになっている。
なお、マスク２１の開口部２１ａの寸法Ｋ３は、光選択領域Ａ〜Ｅの幅Ｋ２と同じく２５０μｍである。
なお、マスク２１としては光選択領域Ａ〜Ｅごとに異なるものを用いても良いが、本実施形態では、光選択領域Ａ〜Ｅの幅Ｋ２が等しいため、基体１２を長さ方向に２５０ｍずつ移動させることにより光選択領域Ａ〜Ｅを多重露光する。
【００６４】
次に、以上の構成からなる本実施形態の製造装置１を用いて、波長選択素子２を製造する方法について説明する。
まず、図１１（ａ）に示すように、光選択領域Ａに開口部２１ａが位置するように移動機構１５により基体１２を移動させ、基体１２の露光面１２ａに、マスク２１を接触させる。そして、入射角調整部２０により、光源１０からレーザ光を射出し露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θ＝θ１となるように調整され、光選択領域Ａを多重露光する。
次に、図１１（ｂ）に示すように、光選択領域Ｂに開口部２１ａが位置するように移動機構１５により基体１２を移動させ、基体１２の露光面１２ａに、マスク２１を接触させる。そして、入射角調整部２０により、反射ミラー１３が回転され、光源１０からレーザ光を射出し露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θは、θ１より大きいθ２となるように調整され、光選択領域Ｂを多重露光する。
【００６５】
さらに、光選択領域Ａ，Ｂと同様に、光選択領域Ｃに開口部２１ａが位置するようにマスク２１を基体１２に接触させる。そして、入射角調整部２０により、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θが、θ２より大きいθ３となるように調整され、光選択領域Ｃを多重露光する。次に、光選択領域Ｄも同様に、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θが、θ３より大きいθ４となるように調整され、多重露光する。さらに、光選択領域Ｅも同様に、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θが、θ４より大きいθ５となるように調整され、多重露光する。
このように、各光選択領域Ａ〜Ｅに入射する露光ビームＬＡ，ＬＢのなす角θを調整することにより、基体１２の各光選択領域Ａ〜Ｅに形成される干渉縞のピッチが異なる。したがって、各光選択領域Ａ〜Ｅにおける選択波長がλ１〜λ５となるように、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θを調整する。
【００６６】
以上の製造装置１により製造された波長選択素子２を備えた光源装置３０について説明する。
光源装置３０は、図１２に示すように、発光部３１と、波長選択素子２とを備えている。
発光部３１は、図１２に示すように、レーザ光を発する５つの発光素子（半導体レーザ：ＬＤ）３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを備えている。これらの発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅは、いずれも支持部３１ｆに支持されている。発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅから射出される光のピーク波長は、概ね一致している。ただし、完全に一致している必要は無く、多少のばらつきがあっても構わない。通常は、発光素子の製造誤差等により、数ｎｍ程度異なることが多い。
【００６７】
波長選択素子２は、入射したレーザ光のうち所定の選択波長の光（図８に示す破線）Ｗ１の一部（９８〜９９％程度）を選択して発光部３１に向かって反射させることによって発光素子３１ａ〜３１ｅの共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光（図８に示す二点鎖線）Ｗ２を透過させるものである。波長選択素子２としては、例えば、周期格子を有するホログラムのような光学素子を用いることができる。
発光部３１から射出された基本波の光（図８に示す実線）Ｗ３は、発光部３１と波長選択素子２との間で反射を繰り返し、増幅された後、レーザ光Ｗ２として、波長選択素子２から射出されるようになっている。波長選択素子２は様々な波長の光を透過させるが、そのうち、所定の波長の光だけが増幅されている。増幅された光の強度は、他の波長の光の強度と比較して著しく高い。よって、波長選択素子２を透過した光Ｗ２は、ほぼ単一波長の光とみなすことができる。この光Ｗ２の波長は、波長選択素子２の選択波長、つまり波長選択素子２が反射する光Ｗ１の波長とほぼ同一である。波長選択素子２は、所定の選択波長の光の一部（９８〜９９％程度）を反射するので、その残り（１〜２％程度）の光が出力光として利用されることになる。
【００６８】
ここで、波長選択素子２を構成する１つの基体において、発光素子３１ａ、３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅから射出された光が選択される光選択領域を、それぞれ光選択領域Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとする。ただし、光選択領域Ａ〜Ｅは、実際には選択波長や歪みの大きさが徐々に変化する連続した領域であるため、これらの間に物理的な境界は存在しない。
また、光選択領域Ａ〜Ｅによって反射される光Ｗ１の波長はそれぞれλ１，λ２，λ３，λ４，λ５となる。
そして、このように、波長選択素子２によって反射される光Ｗ１の波長が、光選択領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅごとに異なることにより、発光部３１と波長選択素子２との間で反射を繰り返し、増幅された後、波長選択素子２から射出される光Ｗ２の波長も、光選択領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅごとに異なったものとなる。先に説明したとおり、波長選択素子２から射出される光Ｗ２の波長は、波長選択素子２によって反射される光Ｗ１の波長とほぼ同一である。よって、波長選択素子２の光選択領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅから射出される光Ｗ２の波長は、それぞれλ１，λ２，λ３，λ４，λ５となる。
【００６９】
次に、本実施形態に係る光源装置３０の具体例について説明する。
まず、発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅは、赤色の半導体レーザであり、いずれも射出される光のピーク波長は６３０ｎｍとなっている。このピーク波長は、すべての発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅにおいて、ぴったりと一致している必要は無く、多少のばらつきがあっても構わない。通常は、発光素子の製造誤差等により、数ｎｍ程度異なることが多い。そして、このとき、波長選択素子２の光選択領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおける選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が、それぞれ６３０ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍ，６２７ｎｍ，６２６ｎｍ（選択波長の差が、最大で４ｎｍ）となるように露光ビームＬＡ，ＬＢを照射する。これにより、波長選択素子２の光選択領域Ａ〜Ｅから射出される光Ｗ２の波長もそれぞれ６３０ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍ，６２７ｎｍ，６２６ｎｍとなる。
【００７０】
本実施形態に係る波長選択素子２の製造装置１及び製造方法では、入射角調整部２０により、露光ビームＬＢの基体１２に入射する入射角θＢを調整することができるため、基体１２の各光選択領域Ａ〜Ｅに形成される干渉縞の間隔を変化させることができる。すなわち、入射角調整部２０により、光選択領域Ａ〜Ｅごとに所定の選択波長が選択されるように露光ビームＬＢの入射角を調整することができる。したがって、簡易な構成で、１つの基体１２上の光選択領域Ａ〜Ｅごとに選択される光の選択波長を精度良く異ならせることが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態に係る波長選択素子２を備えた光源装置３０では、たとえ、複数の発光素子から射出されるレーザ光のピーク波長が同じであったとしても、発光素子３１ａ〜３１ｅから射出されたレーザ光は帯域幅を持っているので、帯域幅内で異なる波長の光が増幅されて取り出される。すなわち、発光素子３１ａ〜３１ｅから射出されたそれぞれの光は、波長選択素子２のそれぞれの光選択領域Ａ〜Ｅにおいて共振すると、各領域から射出される共振器ミラー構造において増幅された光の波長が異なることになる。すなわち、本発明は、従来のように、波長選択素子が単一波長の光を射出するものではないため、波長選択素子を透過した光の波長帯域は全体として広がることになる。これにより、波長選択素子２の各光選択領域Ａ〜Ｅから射出された増幅光同士のコヒーレンスが低減するため、スペックルノイズを抑えることが可能となる。
つまり、本実施形態の波長選択素子２の製造装置１は、簡易な構成で、複数のレーザ光同士のコヒーレンスを低減させ、スペックルノイズを抑えた波長選択素子を製造することが可能である。
【００７２】
なお、反射ミラー１３を固定し、ハーフミラー１１に入射角度調整部を設けて基体１２に入射するレーザ光の入射角θＡを調整させても良い。さらには、ハーフミラー１１及び反射ミラー１３のいずれにも入射角度調整部を設けて、露光ビームＬＡの入射角θＡと露光ビームＬＢの入射角θＢとを調整しても良い。この構成では、移動機構１５により基体１２を移動させなくても所望の光選択領域Ａ〜Ｅに露光ビームＬＡ，ＬＢが照射されるため、移動機構１５を用いなくても良い。
また、基体１２を長さ方向に移動させたが、基体１２の位置を固定しマスク２１を移動させて光選択領域Ａ〜Ｅの露光位置を変えても良い。
【００７３】
また、干渉縞の間隔を光選択領域Ａ〜Ｅごとに変える方法として、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θを調整したが、例えば、露光ビームＬＡ及び露光ビームＬＢを平面波あるいは球面波にすることにより干渉縞のピッチを変えることも可能である。
なお、光選択領域Ａ〜Ｅの幅Ｋ２は、使用する発光部３１の発光素子３１ａ〜３１ｅ間の間隔Ｋ１に応じてマスク２１の開口部２１ａの大きさを変える等により適宜変更が可能となっている。
また、本実施形態では、隣接する光選択領域Ａ〜Ｅに露光ビームＬＡ，ＬＢが入射しないようにマスク２１を用いて各光選択領域Ａ〜Ｅを多重露光したが、隣接する光選択領域Ａ〜Ｅに露光ビームＬＡ，ＬＢが入射しても影響を及ぼさないような材質の基体１２であれば、マスク２１を用いなくても良い。
【００７４】
［第６実施形態］
次に、本発明に係る第６実施形態について、図１３から図１５を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第５実施形態に係る波長選択素子２の製造装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る波長選択素子２の製造装置４０では、集光素子を備える点において第５実施形態と異なる。その他の構成においては第５実施形態と同様である。
【００７５】
基体１２の露光面１２ａに、図１３（ａ）に示すように、マスク４１を接触させて多重露光する。このマスク４１には、図１３（ｂ）に示すように、円形状の開口部４１ａが形成されており、この開口部４１ａに集光レンズ（集光素子）４２が嵌め込まれている。これにより、マスク４１は、開口部４１ａ以外に入射したレーザ光を遮光するようになっている。
集光レンズ４２の直径Ｄ１は、図１３（ｂ）に示すように、光選択領域Ａ〜Ｅの露光面１２ａの大きさより若干小さくなっており、例えば５００μｍである。
【００７６】
次に、以上の構成からなる本実施形態の製造装置４０を用いて、波長選択素子２を製造する方法について説明する。
まず、第５実施形態と同様に、光選択領域Ａに開口部４１ａが位置するように移動機構１５により基体１２を移動させ、基体１２の露光面１２ａに、マスク４１を接触させる。そして、入射角調整部２０により、反射ミラー１３が露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θ＝θ１となるように調整され、集光レンズ４２に露光ビームＬＡ，ＬＢが入射される。
次に、第５実施形態と同様に、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θ２，θ３，θ４，θ５となるように反射ミラー１３を調整し、光選択領域Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを多重露光する。このとき、集光レンズ４２に入射された露光ビームＬＡ，ＬＢは光選択領域Ａ〜Ｅの内側に向かって集光する。これにより、露光ビームＬＡ，ＬＢが隣接する光選択領域Ａ〜Ｅに広がることを防ぐことができる。具体的には、光選択領域Ａを多重露光する場合に、光選択領域Ｂに露光ビームＬＡ，ＬＢが広がることを防止できる。なお、集光レンズは、露光ビームが広がることが防止できれば良いので、ゆるくビームを絞る程度で良く、焦点位置が非常に遠いような集光レンズを用いても良い。
【００７７】
本実施形態に係る波長選択素子２の製造装置４０及び製造方法では、集光レンズ４２を備えることにより、露光ビームＬＡ，ＬＢが隣接する光選択領域Ａ〜Ｅに広がることを防ぐことができるため、隣接する光選択領域Ａ〜Ｅ間で干渉縞が混ざることを防止することが可能となる。したがって、光選択領域Ａ〜Ｅごとに所望の干渉縞を形成することができるため、光選択領域Ａ〜Ｅごと選択される光の選択波長を精度良く異ならせることが可能となる。
【００７８】
なお、集光レンズ４２により露光ビームＬＡ，ＬＢを集光させているため、マスク４１を用いず、集光レンズ４２のみであっても良い。
また、マスク４１を移動させたが、図１４に示すように、曲率の等しい複数の集光レンズ４２ａ〜４２ｅが配列されたマスク４５であっても良い。このマスク４５を用いた場合も、上述したように、各集光レンズ４２ａ〜４２ｅに入射する露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角がθ１〜θ５となるように露光ビームＬＢの入射角θＢを調整し、光選択領域Ａ〜Ｅを多重露光する。この構成では、基体１２あるいはマスク４５を移動させる必要がないため、マスク４５と基体１２とのアライメントが容易になる。
【００７９】
［第６実施形態の変形例］
図１３に示す第６実施形態では、１つの集光レンズ４２を備えたマスク４１を用いたが、曲率の異なる複数の集光レンズ４６ａ〜４６ｅが配列されたマスク４７であっても良い。このような変形例について、図１５を参照して説明する。
集光レンズ４６ａ〜４６ｅの曲率は、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５であり、すべて異なっている。また、光源１０，ハーフミラー１１及び反射ミラー１３が基体１２の長さ方向に移動する。これにより、各集光レンズ４６ａ〜４６ｅに同じ方向から露光ビームＬＡ及び露光ビームＬＢを入射させた場合、集光レンズ４６ａ〜４６ｅの曲率の違いにより光の屈折角が異なる。したがって、基体１２の内部において露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θが異なるため、基体１２の各光選択領域Ａ〜Ｅに生じる干渉縞の間隔も異なる。したがって、このようなマスク４７を用いた構成では、入射角調整部２０を設けず反射ミラー１３を固定させて良い。すなわち、曲率の異なる集光レンズ４６ａ〜４６ｅが各光選択領域Ａ〜Ｅに入射する露光ビームＬＡ，ＬＢの入射角を調整する入射角調整部として機能する。
なお、マスク４７を用いた場合、光選択領域Ａ〜Ｅごとに露光ビームＬＡ，ＬＢを照射しても良いが、光選択領域Ａ〜Ｅを包括するビーム径を有する露光ビームＬＡ，ＬＢを用いて、光選択領域Ａ〜Ｅを一括照射しても良い。
【００８０】
［第７実施形態］
次に、本発明に係る第７実施形態について、図１６を参照して説明する。
本実施形態に係る波長選択素子２の製造装置５０では、回折素子を備える点において第５実施形態と異なる。その他の構成においては第５実施形態と同様である。
【００８１】
基体１２の露光面１２ａに、図１６（ａ）に示すように、マスク５１を接触させて多重露光する。このマスク５１には、図１６（ｂ）に示すように、矩形状の開口部５１ａが形成されており、この開口部５１ａに回折レンズ（回折素子）５２が嵌め込まれている。
回折レンズ５２の大きさは、光選択領域Ａ〜Ｅのそれぞれの露光面１２ａとほぼ同じ大きさとなっている。具体的には、回折レンズ５２の大きさは、図１６（ｂ）に示すように、基体１２の長さ方向の寸法Ｅ１が２５０μｍであり、図１６（ａ）に示すように、露光面１２ａ内の幅Ｅ２が２５０μｍである。
【００８２】
回折レンズ５２は、図１６（ａ）に示すように、同心円状の輪帯の格子周期構造で周縁部に向かうに伴い格子周期が小さくなっている。また、回折レンズ５２の断面形状は、図１６（ｂ）に示すように、鋸歯状になっている。この回折レンズ５２は位相型回折格子であり、波長オーダーの輪帯の位相を変化させることにより、集光作用及び結像作用を有するレンズである。
【００８３】
次に、以上の構成からなる本実施形態の製造装置５０を用いて、波長選択素子２を製造する方法について説明する。
まず、第５実施形態と同様に、光選択領域Ａに開口部５１ａが位置するように移動機構１５により基体１２を移動させ、基体１２の露光面１２ａに、マスク５１を接触させる。そして、入射角調整部２０により、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θ＝θ１となるように調整され、回折レンズ５２に露光ビームＬＡ，ＬＢが入射される。
次に、第５実施形態と同様に、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θ２，θ３，θ４，θ５となるように反射ミラー１３を調整し、光選択領域Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを多重露光する。このとき、回折レンズ５２に入射された露光ビームＬＡ，ＬＢは光選択領域Ａ〜Ｅの内側に向かって回折する。これにより、露光ビームＬＡ，ＬＢが隣接する光選択領域Ａ〜Ｅに広がることを防ぐことができる。具体的には、光選択領域Ａを多重露光する場合に、光選択領域Ｂに露光ビームＬＡ，ＬＢが広がることを防止できる。
【００８４】
本実施形態に係る波長選択素子２の製造装置５０及び製造方法では、回折レンズ５２を備えることにより、光選択領域Ａ〜Ｅの内側に向かって露光ビームＬＡ，ＬＢが回折するため、第６実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、回折レンズ５２は、例えば、フォトリソグラフィ法及びエッチングにより簡易に製造することができるため、製造装置５０全体のコストを抑えることが可能となる。
【００８５】
［第８実施形態］
次に、本発明に係る第８実施形態について、図１７を参照して説明する。
本実施形態に係る波長選択素子２の製造装置６０では、入射角調整部２０が液晶レンズ（液晶素子）６１である点において第５実施形態と異なる。すなわち、入射角調整部２０を設けず反射ミラー１３は固定されている。また、その他の構成においては第５実施形態と同様である。
【００８６】
基体１２の露光面１２ａに、図１７（ａ）に示すように、マスク６１を接触させて多重露光する。このマスク６１には、図１７（ｂ）に示すように、矩形状の開口部６１ａが形成されており、この開口部６１ａに液晶レンズ（入射角調整部）６２が嵌め込まれている。
液晶レンズ６２は、図１７（ｂ）に示すように、一対の光透過性を有する第１基板６３及び第２基板６４を備え、この第１基板６３及び第２基板６４の間に設けられた封止材６５により液晶６６が充填された構成になっている。
【００８７】
第１基板６３の液晶６６が設けられた側には、図１７（ａ）に示すように、円形状の中心電極６３ａと、この中心電極６３ａの回りに、半径の異なる複数の同心円の輪帯電極６３ｂとが形成されている。一方、第２基板６４の液晶６６が設けられた側には、図１７（ｂ）に示すように、一面に共通電極６４ａが形成されている。また、これら電極６３ａ，６３ｂ，６４ａは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムスズ酸化物）で形成されている。形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法で基板６３，６４の全面にＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によって所望の形状に形成する。また、中心電極６３ａと輪帯電極６３ｂとは引き出し電極（図示略）により電気的に接続されている。
また、中心電極６３ａと共通電極６４ａとには電源Ｖが接続されており、中心電極６３ａと共通電極６４ａとの間に電圧が印加されるようになっている。なお、電源Ｖにより印加される電圧の波形は、正弦波の波形となっている。
【００８８】
電源Ｖにより、中心電極６３ａ及び輪帯電極６３ｂと共通電極６４ａとの間に電圧が印加されていない状態では、液晶６６の配向状態は変化していないため、液晶レンズ６２より入射した光は、液晶６６内を直進する。そして、電源Ｖにより、中心電極６３ａ及び輪帯電極６３ｂと共通電極６４ａとの間に印加する電圧を変化させると、液晶６６の配向が変わるため、液晶レンズ６２から射出される光の回折角が変化する。これにより、露光ビームＬＡ，ＬＢの集光位置は電圧の変化とともに変わる。このようにして、液晶レンズ６２により、入射した露光ビームＬＡ，ＬＢの基体１２に入射する入射角θＡ，θＢを調整可能となっている。
【００８９】
次に、以上の構成からなる本実施形態の製造装置６０を用いて、波長選択素子２を製造する方法について説明する。
まず、第５実施形態と同様に、光選択領域Ａに開口部６１ａが位置するように移動機構１５により基体１２を移動させ、基体１２の露光面１２ａに、マスク６１を接触させる。そして、電源Ｖにより、光源１０からレーザ光を射出し露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θ＝θ１となるように液晶６６の配向状態が調整され、液晶レンズ６２から基体１２に露光ビームＬＡ，ＬＢが入射される。
次に、第５実施形態と同様に、電源Ｖにより、露光ビームＬＡと露光ビームＬＢとのなす角θ２，θ３，θ４，θ５となるように液晶６６の配向を調整し、光選択領域Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを多重露光する。このとき、液晶レンズ６２に入射された露光ビームＬＡ，ＬＢは光選択領域Ａ〜Ｅの内側に向かって回折する。これにより、露光ビームＬＡ，ＬＢが隣接する光選択領域Ａ〜Ｅに広がることを防ぐことができる。具体的には、光選択領域Ａを多重露光する場合に、光選択領域Ｂに露光ビームＬＡ，ＬＢが広がることを防止できる。
【００９０】
本実施形態に係る波長選択素子２の製造装置６０及び製造方法では、中心電極６３ａ及び輪帯電極６３ｂと共通電極６４ａに印加する電圧の制御のみで、光選択領域Ａ〜Ｅに入射する露光ビームＬＡ，ＬＢの入射角を調整することができる。これにより、反射ミラー１３を回転させる入射角調整部を設ける必要がないため、露光ビームＬＡ，ＬＢと基体１２との位置合わせが簡易となるので、製造に要する工数を抑えることが可能となる。
【００９１】
なお、マスク６１を基体１２の露光面１２ａに接触させて設けたが、基体１２の露光面１２ａに接触させず、液晶レンズ６２を露光ビームＬＢの光路上に配置させても良い。この構成では、露光ビームＬＡの基体１２に入射する入射角θＡを固定し、液晶レンズ６２の中心電極６３ａ及び輪帯電極６３ｂと共通電極６４ａに印加する電圧を制御することで、露光ビームＬＢの基体１２に入射する入射角のみ変更させることが可能となる。
また、複数の液晶レンズが配列されたマスクを用いても良い。この構成では、各液晶レンズを構成する中心電極６３ａ及び輪帯電極６３ｂの半径を液晶レンズごとに異ならせる。これにより、いずれの液晶レンズに印加する電圧を同じにしても、射出するレーザ光の回折角を異ならせることが可能となるため、液晶レンズの電圧の制御が容易となる。
さらに、入射角調整部として液晶レンズ６２を用いたが空間光変調器であっても良い。
【００９２】
［第９実施形態］
次に、本発明に係る第９実施形態について、図１８を参照して説明する。
本実施形態では、上記第５実施形態の波長選択素子２及び波長変換素子８１を備える光源装置８０について説明する。
【００９３】
本実施形態に係る光源装置８０は、図１８に示すように、発光部３１と、発光部３１から射出された光の波長を変換する波長変換素子８１と、波長変換素子８１により変換した波長を選択して反射させる波長選択素子２とを備えている。
発光部３１は、支持部３１ｆに、発光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅの５つが直線状に支持された構成となっている。発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅから射出される光のピーク波長λ０は、概ね一致している。ただし、完全に一致している必要は無く、多少のばらつきがあっても構わない。通常は、発光素子の製造誤差等により、数ｎｍ程度異なることが多い。ピーク波長λ０は、例えば、青色のレーザ光を射出する青色レーザ光源装置の場合は９２０ｎｍ、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザ光源装置の場合は１０６０ｎｍ、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザ光源装置の場合は１２４０ｎｍである。ただし、この波長は単なる一例に過ぎない。
【００９４】
波長変換素子（第２高調波発生素子、ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）８１は、入射光をほぼ半分の波長に変換する非線形光学素子である。
発光部３１から射出され、波長選択素子２に向かう光Ｗ３は、波長変換素子８１を通過することによって、ほぼ半分の波長の光に変換される。波長変換素子８１による波長変換効率は非線形の特性を有しており、例えば、波長変換素子８１に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率が向上する。また、波長変換素子８１の変換効率は４０〜５０％程度である。つまり、発光部３１から射出されたレーザ光のすべてが、所定波長のレーザ光に変換されるわけではない。
【００９５】
波長変換素子８１としては、板形状のものを用いている。波長変換素子８１は、複数の発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅに対応して５つの領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔに分かれている。すなわち、発光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅから射出された光が通過する領域を、それぞれ領域（光通過領域）Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔとする。
【００９６】
また、波長変換素子８１は、領域Ｐ〜領域Ｔごとに分極周期構造、つまり、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有している。この分極周期構造内を光が透過することにより、入射した光の波長を変換するようになっている。この波長変換素子８１の領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔの各ドメインのレーザ光の中心軸Ｏ方向の幅（以下、「ピッチ」という）は、それぞれΛ１，Λ２，Λ３，Λ４，Λ５となっている。ピッチΛ１〜Λ５はそれぞれ異なっている。
このような分極周期構造は、例えば、特開平４−１９７１９号公報に記載されている製造方法を応用して製造することができる。すなわち、まず、非線形強誘電体材料（例えばＬｉＴａＯ３）からなる基板に、レーザ光の中心軸Ｏ方向に沿って電極が有る領域と無い領域とが交互に並んだストライプ状の電極パターンを形成する。この時、各電極パターンの幅及び電極パターン同士の間隔は、領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔにおける各ドメインのピッチが、それぞれΛ１，Λ２，Λ３，Λ４，Λ５となるように最適化される。つまり、電極パターンの幅及び間隔は、領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓにおいてそれぞれ異なったものとする。次に、これら電極パターンにパルス状の電圧を印加することにより、図１８に示したような分極周期構造が得られる。このようにして分極周期構造を形成した後、通常電極パターンは除去されるが、そのまま残しておいても良い。
このように、波長変換素子８１は、領域Ｐ〜領域Ｔにおいて、それぞれ周期（ピッチ）の異なる分極反転構造を有している。よって、領域Ｐ〜領域Ｔを通過した光は、ピーク波長λ０の光に含まれる様々な波長成分のうち、互いに若干異なる波長λ０１〜λ０５の成分に変換作用を受け、それぞれ若干異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５に変換される。
【００９７】
波長選択素子２は、波長変換素子８１によって所定波長λ１〜λ５に変換されなかったレーザ光Ｗ１（つまり、波長λ０１〜λ０５の光）のみを選択して発光部３１に向かって反射させ、それ以外のレーザ光を透過させるものである。波長選択素子２は第５実施形態の製造装置１により製造された波長選択素子２を用いる。
【００９８】
波長選択素子２によって反射された光Ｗ１（図１８に示す破線）は、再び波長変換素子８１を通過し、発光素子３１ａ〜３１ｅに戻る。発光素子３１ａ〜３１ｅへ戻された光は、一部そこで吸収されて熱となってしまうが、大部分は発光のエネルギーとして用いられたり、発光素子３１ａ〜３１ｅ内で反射されて再度発光素子３１ａ〜３１ｅから射出されたりすることで、有効に利用される。
【００９９】
一方、波長変換素子８１によって波長選択素子２を通過する波長λ１〜λ５に変換された光Ｗ２（図１８に示す二点鎖線）は、波長選択素子２を透過する。
以上説明したように、発光部３１から射出された光Ｗ３は、発光部３１と波長選択素子２との間で反射を繰り返し、所定の波長に変換された変換光Ｗ２（図１８に示す二点鎖線）が、波長選択素子２から射出されるようになっている。つまり、波長選択素子２は、第５実施形態の波長選択素子２とは若干作用が異なるものの、発光素子３１ａ〜３１ｅの共振器ミラーとしての機能を有している。
【０１００】
本実施形態に係る光源装置８０では、領域Ｐ〜Ｔにおけるドメインのピッチを変えることにより、異なる波長λ１〜λ５への変換を可能とした波長変換素子８１と、選択波長が異なる複数の光選択領域Ａ〜Ｅを備えた波長選択素子２との組み合わせにより、波長選択素子２から射出される光の波長を互いに異ならせることができる。したがって、波長選択素子２から射出される光の帯域が、すべての領域から同一の光が射出される場合に比べて広がるため、レーザ光同士のコヒーレンスが低減する。その結果、スペックルノイズを抑えた光源装置８０を得ることが可能となる。
【０１０１】
なお、本実施形態では、複数の発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅとして、ピーク波長が概ね一致するものを用いたが、ピーク波長の異なる発光素子を積極的に用いるようにしても良い。すなわち、ピーク波長がそれぞれλ０１，λ０２，λ０３，λ０４，λ０５を用い、光選択領域Ａ〜Ｅにおいて、発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅのそれぞれのピーク波長と同じ波長の光が選択されるように、波長選択素子２を製造すれば良い。このように、発光素子３１ａ〜発光素子３１ｅそれぞれのピーク波長と、波長選択素子２の光選択領域Ａ〜Ｅにおける選択波長とを一致させることにより、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【０１０２】
［第１０実施形態］
次に、本発明に係る第１０実施形態について、図１９を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置９０では、ペルチェ素子９２を備える点において、第９実施形態と相違している。それ以外の点は、第９実施形態と同様である。なお、本実施形態の説明において、上述した第９実施形態に係る光源装置８０と構成を共通とする箇所には、同一符号を付けて、その説明を省略する
【０１０３】
第９実施形態の波長変換素子８１では、分極周期構造のドメインのピッチΛ１〜Λ５がそれぞれ異なっており、この順番に徐々に小さな値となっていたが、本実施形態の波長変換素子９１では、後に説明するペルチェ素子９２による作用を受けていない時、ピッチΛ１〜Λ５はほぼ同一となっている。このように、ドメインのピッチΛ１〜Λ５がそれぞれ等しい波長変換素子９１も、第９実施形態で説明したような方法に従って製造することが可能である。第９実施形態で説明した製造工程において、パルス状の電圧を印加するために使用する電極パターンの幅及び間隔を、領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔにおいて、すべて同じにすれば良い。
【０１０４】
ペルチェ素子（温度変化手段）９２は、波長変換素子９１の発光部３１から射出された光が入射する入射端面９１ｃに垂直な一端面（領域Ｐ側の端面）９１ｄに接着されている。ペルチェ素子９２は、波長変換素子９１に適度の温度勾配を付与するために使用される。温度勾配は、波長変換素子９１の各領域Ｐ〜Ｔにおいて、発光素子３１ａ〜３１ｅから射出された光Ｗ３が所望の波長λ１〜λ５に変換されるように、制御されなければならない。ペルチェ素子９２は、このような適切な温度勾配が得られるように制御され、波長変換素子９１を加熱したり、冷却したりする。
【０１０５】
ペルチェ素子９２の制御は、波長変換素子９１の入射端面９１ｃの領域Ｐ〜Ｔごとに設けられた、温度センサ９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄ，９３ｅを用いて行われる。すなわち、温度センサ９３ａ〜温度センサ９３ｅにより測定された温度に応じて、ペルチェ素子９２に流す電流が制御される。なお、これらの温度センサ９３ａ〜９３ｅは、波長変換素子９１に入射する光Ｗ３や、波長変換素子９１から戻ってくる光Ｗ１の経路を避けた位置に設けられており、これらの光に対して影響を及ぼすことがない構成となっている。
【０１０６】
ここで、ペルチェ素子９２によって付与される温度勾配は、波長変換素子９１のペルチェ素子９２が設けられている端面９１ｄ側（領域Ｐ側）から反対の端面９１ａ側（光選択領域Ａ側）に向かうに従って、徐々に低温となるように制御されている。つまり、波長変換素子９１には、入射するレーザ光の中心軸Ｏに対して垂直な方向に、高温から低温へと徐々に変化する温度勾配が付与されている。この温度勾配に従って、波長変換素子９１の屈折率が変化するとともに、熱膨張によるドメインピッチの変化が生じる。このような屈折率の変化やドメインピッチの変化の影響を受けて、領域Ｐ〜Ｔを通過した光は、ピーク波長λ０の光に含まれる様々な波長成分のうち、互いに若干異なる波長λ０１〜λ０５の成分に変換作用を受け、それぞれ若干異なる波長λ１〜λ５に変換される。
【０１０７】
本実施形態に係る光源装置９０においても、第９実施形態の光源装置と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態に係る光源装置９０では、ドメインのピッチΛ１〜Λ５がそれぞれ等しい波長変換素子９１を用いて、ペルチェ素子９２で温度勾配を付与することにより、波長変換素子９１の内部構造を変化させている。よって、ピッチΛ１〜Λ５をそれほど厳密に制御する必要がなくなるため、波長変換素子９１の製造コスト、ひいては光源装置９０の製造コストを低減することが可能となる。
【０１０８】
［第１１実施形態］
次に、本発明に係る第１１実施形態について、図２０を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置１００では、ペルチェ素子９２に代えて、波長変換素子１０１の領域Ｐ〜Ｔを含む表面１０１ａ上に、電極（電圧印加手段）１０２ａ〜１０２ｄが設けられている点において、第９実施形態と相違している。それ以外の点は、第９実施形態と同様である。
【０１０９】
本実施形態の波長変換素子１０１では、の表面１０１ａ上の領域Ｐ〜Ｔにわたって、シート状の電極１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄが設けられている。これらの電極１０２ａ〜１０２ｄの端面１０３側と、反対の端面１０４側との間には電源Ｖが接続されている。また、電極１０２ａ〜１０２ｄは、面内において抵抗が大きくなるように、例えば抵抗の大きい材料として、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムスズ酸化物）により形成されている。これにより、電極１０２ａ〜１０２ｄに電圧を印加することにより、端面１０３側から端面１０４側に向かって電圧勾配が起こる。そして、電極１０２ａ〜１０２ｄには、端面１０３側に高い電圧が印加され、端面１０４側に向かって低い電圧が印加されるため、波長変換素子１０１には屈折率勾配が生じる。この屈折率勾配は、波長変換素子１０１の各領域Ｐ〜Ｔにおいて、発光素子３１ａ〜３１ｅから射出された光Ｗ３が所望の波長λ１〜λ５に変換されるように、制御されなければならない。電源Ｖは、このような適切な屈折率勾配が得られるように制御され、電極１０２ａ〜１０２ｄに印加する電圧を変える。
【０１１０】
本実施形態に係る光源装置１００においても、第９実施形態の光源装置と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態に係る光源装置１００では、電源Ｖにより電極１０２ａ〜１０２ｄに電圧を印加することにより、波長変換素子１０１の内部構造を変化させることができる。したがって、より簡易な構成で、複数の発光素子３１ａ〜３１ｅから射出される光の利用効率を向上させつつ、スペックルノイズを抑えた光源装置を得ることが可能となる。
【０１１１】
［第１２実施形態］
次に、本発明に係る第１２実施形態について、図２１を参照して説明する。
本実施形態では、上記第５実施形態の光源装置３０及び上記第９実施形態の光源装置８０を備える画像表示装置２００について説明する。なお、図２１中においては、簡略化のため画像表示装置２００を構成する筐体は省略している。
【０１１２】
画像表示装置２００において、赤色光を射出する赤色レーザ光源としては、上記第５実施形態の光源装置３０を用い、緑色光、青色光を射出する緑色レーザ光源、青色レーザ光源としては、上記第９実施形態の光源装置８０Ｇ，８０Ｂを用いる。
また、画像表示装置２００は、レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ（光変調装置）２０４Ｒ，２０４Ｇ，２０４Ｂと、液晶ライトバルブ２０４Ｒ，２０４Ｇ，２０４Ｂから射出された光を合成して投写レンズ２０７に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）２０６と、液晶ライトバルブ２０４Ｒ，２０４Ｇ，２０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン２１０に投射する投射レンズ（投射装置）２０７とを備えている。
【０１１３】
さらに、画像表示装置２００は、レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系２０２Ｒ，２０２Ｇ，２０２Ｂを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ２０４Ｒ，２０４Ｇ，２０４Ｂを照明している。例えば、均一化光学系２０２Ｒ，２０２Ｇ、２０２Ｂは、例えば、ホログラム２０２ａ及びフィールドレンズ２０２ｂによって構成される。
【０１１４】
各液晶ライトバルブ２０４Ｒ，２０４Ｇ，２０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム２０６に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ２０７によりスクリーン２１０上に投写され、拡大された画像が表示される。
【０１１５】
上述した本実施形態の画像表示装置２００は、赤色レーザ光源３１Ｒ，緑色レーザ光源３１Ｇ，青色レーザ光源３１Ｂより射出される光は、コヒーレンスが低減された光となっているので、投射レンズ２０７によって投射される光は、スペックルノイズを抑えたものとなる。したがって、スクリーン２１０に良好な画像を表示することができる。
【０１１６】
なお、本実施形態の画像表示装置において、緑色及び青色のレーザ光源３１Ｇ、３１Ｂについては、第９実施形態の光源装置８０を用いたものを説明したが、他の実施形態の光源装置を用いることも可能である。このとき、光源装置３０，８０Ｇ，８０Ｂのそれぞれに異なる実施形態の光源装置を採用することも可能であるし、同じ実施形態の光学装置を採用することも可能である。
【０１１７】
また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
また、第５〜第１１実施形態の光源装置３０〜１００は、走査型の画像表示装置にも適用される。このような画像表示装置の例を図２２に示す。図２２に示した画像表示装置３００は、第５実施形態の光源装置３０と、光源装置３０から射出された光をスクリーン３１０に向かって走査するＭＥＭＳミラー（走査手段）３０２と、光源装置３０から射出された光をＭＥＭＳミラー３０２に集光させる集光レンズ３０３とを備えている。第５実施形態の波長選択素子２を備えた光源装置３０から射出された光は、ＭＥＭＳミラーを動かすことによって、スクリーン３１０上を横方向、縦方向に走査するように導かれる。カラーの画像を表示する場合は、発光部３１を構成する複数の発光素子を、赤、緑、青のピーク波長を持つ発光素子の組み合わせによって構成すれば良い。
【０１１８】
［第１３実施形態］
次に、第５実施形態に係る光源装置３０を応用したモニタ装置４００の構成例について説明する。図２３は、モニタ装置の概略を示す模式図である。モニタ装置４００は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを備える。装置本体４１０は、前述した第５実施形態の波長選択素子２を有する光源装置３０を備える。
【０１１９】
光伝送部４２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド４２１，４２２を備える。各ライトガイド４２１，４２２は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド４２１の入射側には光源装置３０が配設され、その出射側には拡散板４２３が配設されている。光源装置３０から出射したレーザ光は、ライトガイド４２１を伝って光伝送部４２０の先端に設けられた拡散板４２３に送られ、拡散板４２３により拡散されて被写体を照射する。
【０１２０】
光伝送部４２０の先端には、結像レンズ４２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２４で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド４２２を伝って、装置本体４１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ４１１に送られる。この結果、光源装置３０により出射したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ４１１で撮像することができる。
【０１２１】
以上のように構成されたモニタ装置４００によれば、射出される光のスペックルノイズを抑えた光源装置３０により被写体を照射することができることから、カメラ４１１により得られる撮像画像の鮮明さを高めることができる。
なお、本実施形態では、第５実施形態と同様の構造を備えた光源装置３０を用いたが、これに代えて、第９実施形態の光源装置８０、第１０実施形態の光源装置９０、あるいは、第１１実施形態の光源１００を用いるようにしても良い。
【０１２２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、波長選択素子の各光選択領域の選択波長をすべて異なる波長としたが、複数の光選択領域のうち少なくとも一つの光選択領域の選択波長が、残りの光選択領域の選択波長と異なるように、露光ビームを調整すれば良い。
また、発光素子１つに光選択領域１つを対応させたが、複数の発光素子に１つの光選択領域を対応させても良い。
また、複数の光選択領域の幅をすべて同じにしたが、これに限るものではなく、発光素子の間隔等により適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る波長選択素子を示す平面図である。
【図２】図１の波長選択素子と発光部との位置合わせを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る波長選択素子の変形例を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る波長選択素子の変形例を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る波長選択素子を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る波長選択素子を示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る波長選択素子を示す平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る波長選択素子の製造装置を示す概略構成図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る波長選択素子に照射する発光部を示す平面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る波長選択素子の製造装置に用いられるマスクを示す斜視図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る波長選択素子の製造装置による露光工程を示す概略構成図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る波長選択素子の製造装置により製造された波長選択素子を備える光源装置を示す平面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る波長選択素子の製造装置を示す概略構成図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る波長選択素子の製造装置の変形例を示す平面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る波長選択素子の製造装置の変形例を示す平面図である
【図１６】本発明の第７実施形態に係る波長選択素子の製造装置を示す概略構成図である。
【図１７】本発明の第８実施形態に係る波長選択素子の製造装置を示す概略構成図である。
【図１８】本発明の第９実施形態に係る波長選択素子の製造装置により製造された波長選択素子を備える光源装置を示す平面図である。
【図１９】本発明の第１０実施形態に係る波長選択素子の製造装置により製造された波長選択素子を備える光源装置を示す平面図である。
【図２０】本発明の第１１実施形態に係る波長選択素子の製造装置により製造された波長選択素子を備える光源装置を示す平面図である。
【図２１】本発明の第１２実施形態に係る画像表示装置を示す平面図である。
【図２２】本発明の画像表示装置の変形例を示す平面図である。
【図２３】本発明の第１３実施形態に係るモニタ装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…光選択領域、Ｋ…境界部（境界部分）、ＬＡ…露光ビーム、ＬＢ…露光ビーム、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ…干渉領域、１，４０，５０，６０…製造装置、２，３，４，５，６…波長選択素子、１０…光源、２０…入射角調整部、２１，４１，４５，４７，５１，６１…マスク、２１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ…開口部、３０…光源装置、４２…集光レンズ、５２…回折レンズ（回折素子）、６１…液晶レンズ（液晶素子）、８０，９０，１００…光源装置、８１，９１，１０１…波長変換素子、２００，３００…画像表示装置、４００…モニタ装置
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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