(57)【要約】【課題】正確な温度制御により波長変換素子の温度変化を低減させ、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給可能な光源装置等を提供すること。【解決手段】レーザ光を供給する光源部と、光源部からのレーザ光の波長を変換する波長変換素子であるＳＨＧ素子１４と、温度を計測する温度計測部であるサーミスタ３３と、温度計測部による計測結果に基づいて波長変換素子の温度を調節する温度調節部であるヒータ３４と、波長変換素子へ伝導させる熱を拡散させる熱拡散部２０と、を有し、熱拡散部２０は、波長変換素子の側に設けられた第１面２２、及び第１面２２とは反対側に設けられた第２面２３を備え、温度計測部は、熱拡散部２０の第２面２３側であって、第１面２２側及び第２面２３側の間における熱拡散部２０の熱伝導率が他の部分より高い部分に設けられる。【選択図】図７
2008192873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を供給する光源部と、
前記光源部からの前記レーザ光の波長を変換する波長変換素子と、
温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部による計測結果に基づいて前記波長変換素子の温度を調節する温度調節部と、
前記波長変換素子へ伝導させる熱を拡散させる熱拡散部と、を有し、
前記熱拡散部は、前記波長変換素子の側に設けられた第１面、及び前記第１面とは反対側に設けられた第２面を備え、
前記温度計測部は、前記熱拡散部の前記第２面側であって、前記第１面側及び前記第２面側の間における前記熱拡散部の熱伝導率が他の部分より高い部分に設けられることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記熱拡散部は、前記温度計測部に接続された接続部を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記熱拡散部の前記第２面のうち前記接続部が設けられた部分以外の部分に設けられた絶縁層を有することを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記熱拡散部は、金属部材を用いて構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記熱拡散部及び前記絶縁層を備え、前記波長変換素子を支持する支持部と、
前記支持部が配置された基板と、を有し、
前記支持部は、前記絶縁層が設けられた部分を用いて前記基板上に配置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記熱拡散部を備え、前記波長変換素子を支持する支持部と、
前記支持部が配置された基板と、を有し、
前記支持部は、前記波長変換素子が設けられた部分以外の部分を用いて前記基板上に配置されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記熱拡散部を備え、前記波長変換素子を支持する支持部を有し、
前記接続部は、前記支持部の略中心位置を通過する中心線上に設けられることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記熱拡散部は、前記接続部、及び前記接続部の周囲の部分の間における熱の伝導を低減させる断熱部を備えることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記熱拡散部は、前記第１面及び前記第２面の間隔を他の部分より小さくさせた薄肉部を備え、
前記温度計測部は、前記薄肉部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記熱拡散部は、絶縁部材により構成されることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記熱拡散部を備え、前記波長変換素子を支持する支持部と、
前記支持部が配置された基板と、
前記支持部及び前記基板の間における熱の伝導を低減させる断熱部と、を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記熱拡散部を備え、前記波長変換素子を支持する支持部と、
前記支持部が配置された基板と、を有し、
前記支持部は、前記波長変換素子が設けられた部分以外の部分を用いて前記基板上に配置されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記熱拡散部を備え、前記波長変換素子を支持する支持部を有し、
前記薄肉部は、前記支持部の略中心位置を通過する中心線上に設けられることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光源装置を有し、前記光源装置からの光を用いて被照射物を照明することを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の照明装置と、
前記照明装置により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とするモニタ装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の照明装置と、
前記照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有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、照明装置、モニタ装置及びプロジェクタ、特に、レーザ光を供給する光源装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モニタ装置やプロジェクタの光源装置として、レーザ光を供給するレーザ光源を用いる技術が提案されている。モニタ装置やプロジェクタの光源装置として従来用いられているＵＨＰランプと比較すると、レーザ光源を用いる光源装置は、高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命である等の利点がある。レーザ光源を用いる光源装置としては、レーザ光源からの基本波レーザを直接供給するものの他、基本波レーザの波長を変換して供給するものが知られている。基本波レーザの波長を変換する波長変換素子として、例えば第二高調波発生（Second−Harmonic  Generation；ＳＨＧ）素子が用いられている。波長変換素子を用いることで、容易に入手可能な汎用のレーザ光源を用いて、所望の波長のレーザ光を供給することが可能となる。また、十分な光量のレーザ光を供給可能な構成とすることもできる。ＳＨＧ素子は、温度変化によって屈折率分布が変化する場合、位相整合条件が崩れ、波長を変換する効率が低下することが知られている。高い効率で安定した光量のレーザ光を供給するためには、波長変換素子の温度変化を低減させることが望まれる。例えば、特許文献１に提案されている技術では、熱伝導性を持つ基板に波長変換素子を取り付け、基板内に配置されたサーミスタにより計測された温度に基づいて基板の温度制御を行う。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１９８８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
波長変換素子の温度を変化させる要因としては、レーザ出力の変化に伴う波長変換素子へのレーザ光の吸収量の変化や、光源装置の環境温度の変化等がある。このような要因がある最中であっても波長変換素子の温度を精度良く制御するには、波長変換素子自体の温度に近い温度を検知することが望ましい。これに対して、上記の特許文献１に提案されている構成では、波長変換素子に対して数倍大きな体積の基板が示されている。このように大型な基板は大きな熱容量を持つため、波長変換素子の温度を変化させる要因が発生したときに、波長変換素子と基板との間に大きな温度差が生じることになる。このため、かかる基板内に配置されたサーミスタを用いても、波長変換素子の温度を精度良く制御することが困難な場合があるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、正確な温度制御により波長変換素子の温度変化を低減させ、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給可能な光源装置、その光源装置を用いる照明装置、モニタ装置、及びプロジェクタ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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、レーザ光を供給する光源部と、光源部からのレーザ光の波長を変換する波長変換素子と、温度を計測する温度計測部と、温度計測部による計測結果に基づいて波長変換素子の温度を調節する温度調節部と、波長変換素子へ伝導させる熱を拡散させる熱拡散部と、を有し、熱拡散部は、波長変換素子の側に設けられた第１面、及び第１面とは反対側に設けられた第２面を備え、温度計測部は、熱拡散部の第２面側であって、第１面側及び第２面側の間における熱拡散部の熱伝導率が他の部分より高い部分に設けられることを特徴とする光源装置を提供することができる。
【０００６】
熱拡散部の第２面側であって高い熱伝導率の部分に温度計測部を配置することで、波長変換素子自体の温度に近い温度を検知することができる。波長変換素子の温度を変化させる要因が発生しても、波長変換素子の温度を精度良く制御することが可能となる。これにより、正確な温度制御により波長変換素子の温度変化を低減させ、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給可能な光源装置を得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部は、温度計測部に接続された接続部を有することが望ましい。接続部を用いて温度計測部と熱拡散部とを接続させることで、接続部を通じた熱伝導が可能となる。接続部を用いた熱伝導により、波長変換素子の正確な温度制御を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部の第２面のうち接続部が設けられた部分以外の部分に設けられた絶縁層を有することが望ましい。これにより、温度計測部や温度調節部に接続された配線同士の不要な導通を遮断させることができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部は、金属部材を用いて構成されることが望ましい。これにより、波長変換素子へ伝導させる熱を効果的に拡散させることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部及び絶縁層を備え、波長変換素子を支持する支持部と、支持部が配置された基板と、を有し、支持部は、絶縁層が設けられた部分を用いて基板上に配置されることが望ましい。支持部のうち絶縁層が設けられた部分を基板上に配置することで、支持部から基板への熱の伝導を低減させることが可能となる。これにより、温度計測部により波長変換素子自体の温度に近い温度を検知することができる。また、支持部から基板への熱の伝導を低減させることで、少ない熱量により効率良く波長変換素子の温度調節を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部を備え、波長変換素子を支持する支持部と、支持部が配置された基板と、を有し、支持部は、波長変換素子が設けられた部分以外の部分を用いて基板上に配置されることが望ましい。かかる構成により、支持部のうち波長変換素子が設けられた部分の温度を波長変換素子の温度に近づけることが可能となる。これにより、温度計測部により波長変換素子自体の温度に近い温度を検知することができる。また、波長変換素子の温度を均一化させることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部を備え、波長変換素子を支持する支持部を有し、接続部は、支持部の略中心位置を通過する中心線上に設けられることが望ましい。中心線上に接続部を配置することで、支持部のうち基板との当接領域から最も離れた位置で波長変換素子の温度を計測することが可能となる。これにより、波長変換素子の温度を正確に計測することができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部は、接続部、及び接続部の周囲の部分の間における熱の伝導を低減させる断熱部を備えることが望ましい。断熱部を設けることで、波長変換素子から温度計測部までの間の熱容量を小さくでき、波長変換素子と温度計測部との温度差を小さくすることができる。これにより、波長変換素子の温度を正確に計測することができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部は、第１面及び第２面の間隔を他の部分より小さくさせた薄肉部を備え、温度計測部は、薄肉部に設けられることが望ましい。薄肉部に温度計測部を配置することで、波長変換素子自体の温度に近い温度を検知することができる。これにより、波長変換素子の正確な温度制御を行うことができる。また、熱拡散部のうち薄肉部以外の部分により、波長変換素子の支持に必要な強度を確保することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部は、絶縁部材により構成されることが望ましい。これにより、温度計測部や温度調節部に接続された配線同士の不要な導通を遮断させることができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部を備え、波長変換素子を支持する支持部と、支持部が配置された基板と、支持部及び基板の間における熱の伝導を低減させる断熱部と、を有することが望ましい。支持部から基板への熱の伝導を低減させることで、温度計測部により波長変換素子自体の温度に近い温度を検知することができる。また、支持部から基板への熱の伝導を低減させることで、少ない熱量により効率良く波長変換素子の温度調節を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部を備え、波長変換素子を支持する支持部と、支持部が配置された基板と、を有し、支持部は、波長変換素子が設けられた部分以外の部分を用いて基板上に配置されることが望ましい。かかる構成により、支持部のうち波長変換素子が設けられた部分の温度を波長変換素子の温度に近づけることが可能となる。これにより、温度計測部により波長変換素子自体の温度に近い温度を検知することができる。また、波長変換素子の温度を均一化させることができる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様としては、熱拡散部を備え、波長変換素子を支持する支持部を有し、薄肉部は、支持部の略中心位置を通過する中心線上に設けられることが望ましい。中心線上に接続部を配置することで、支持部のうち基板に当接させた部分から離れた位置で波長変換素子の温度を計測することが可能となる。これにより、波長変換素子の温度を正確に計測することができる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、上記の光源装置を有し、光源装置からの光を用いて被照射物を照明することを特徴とする照明装置を提供することができる。上記の光源装置を用いることで、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給することができる。これにより、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給可能な照明装置を得られる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、上記の照明装置と、照明装置により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とするモニタ装置を提供することができる。上記の照明装置を用いることにより、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給することができる。これにより、明るい像をモニタすることが可能なモニタ装置を得られる。
【００２１】
さらに、本発明によれば、上記の照明装置と、照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とするプロジェクタを提供することができる。上記の照明装置を用いることにより、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給することができる。これにより、高い効率で明るい画像を安定して表示可能なプロジェクタを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係る光源装置１０の概略構成を模式的に表したものである。光源装置１０は、半導体レーザ励起固体（Diode  Pumped  Solid  State；ＤＰＳＳ）レーザ発振器である。光源装置１０は、第１共振ミラー１２及び第２共振ミラー１６を用いた共振器構造を有する。励起用レーザ１１は、例えば、８０８ｎｍの波長を持つレーザ光を供給する半導体レーザであって、端面発光型レーザである。励起用レーザ１１からのレーザ光は、第１共振ミラー１２を通過した後、レーザ結晶１３へ入射する。レーザ結晶１３としては、例えばＮｄ：ＹＶＯ4結晶やＮｄ：ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）結晶を用いることができる。レーザ結晶１３は、励起されることによりレーザ発振し、例えば、１０６４ｎｍの波長を持つレーザ光を供給する。励起用レーザ１１及びレーザ結晶１３は、レーザ光を供給する光源部を構成する。
【００２４】
ＳＨＧ素子１４は、レーザ結晶１３からのレーザ光の波長を変換する波長変換素子である。ＳＨＧ素子１４は、レーザ結晶１３からのレーザ光を、２分の１の波長のレーザ光に変換して出射させる。ＳＨＧ素子１４としては、例えば、非線形光学結晶を用いることができる。非線形光学結晶としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）の分極反転結晶（Periodically  Poled  Lithium  Niobate；ＰＰＬＮ）を用いることができる。支持部１５は、ＳＨＧ素子１４を支持する。第２共振ミラー１６は、ＳＨＧ素子１４に対してレーザ結晶１３とは反対側に設けられている。
【００２５】
ＳＨＧ素子１４は、例えば１０６４ｎｍのレーザ光を、５３２ｎｍのレーザ光に変換させる。第２共振ミラー１６は、所定の波長、例えば１０６４ｎｍのレーザ光を選択的に反射させ、他の波長のレーザ光を透過させる機能を有する。ＳＨＧ素子１４で所望の波長、例えば５３２ｎｍに変換されたレーザ光は、第２共振ミラー１６を通過し、光源装置１０から出射する。所望の波長以外の波長のレーザ光は、第２共振ミラー１６で反射する。第１共振ミラー１２は、第２共振ミラー１６と同様に、所定の波長、例えば１０６４ｎｍのレーザ光を選択的に反射させ、他の波長の光を透過させる。共振器構造により、所望の波長のレーザ光を効率良く出射させることができる。励起用レーザ１１、第１共振ミラー１２、レーザ結晶１３、支持部１５及び第２共振ミラー１６は、基板１７上に設けられている。
【００２６】
励起用レーザ１１は、端面発光型レーザである他、面発光型レーザであっても良い。光源装置１０は、ＤＰＳＳレーザ発振器である場合に限られない。光源部である半導体レーザからのレーザ光を波長変換素子へ入射させる光源装置であっても良い。この場合、光源部としては半導体レーザを用いる他、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いても良い。
【００２７】
図２は、ＳＨＧ素子１４及び支持部１５の斜視構成を示す。支持部１５は、熱拡散部２０及び絶縁層２１を有する。熱拡散部２０は、ＳＨＧ素子１４へ伝導させる熱を拡散させる。熱拡散部２０は、高い熱伝導率を持つ部材、例えば金属部材である銅を用いて構成されている。熱拡散部２０は、長方形の平板形状を有する。熱拡散部２０は、例えば４０μｍ〜１ｍｍ程度の厚さで構成されている。ＳＨＧ素子１４は、熱拡散部２０の第１面２２上に設けられている。ＳＨＧ素子１４は、ＳＨＧ素子１４の中心位置と熱拡散部２０の中心位置とを一致させて配置されている。
【００２８】
ＳＨＧ素子１４は、長方形の平板形状であって、熱拡散部２０の長手方向について熱拡散部２０より短い形状を有する。熱拡散部２０の第１面２２とＳＨＧ素子１４は、例えば熱伝導性接着剤を用いて接着されている。絶縁層２１は、熱拡散部２０の第２面２３上に設けられている。第２面２３は、熱拡散部２０のうち第１面２２とは反対側に設けられた面である。絶縁層２１は、絶縁性を持つ部材、例えばエポキシ樹脂を用いて構成されている。絶縁層２１は、例えば１０〜２００μｍ程度の厚さで構成されている。
【００２９】
図３は、図２に示す構成を絶縁層２１の側から見た斜視構成を示す。絶縁層２１上には、配線パターン２５が形成されている。配線パターン２５は、導電性部材、例えば金属部材である銅箔を用いて構成されている。配線パターン２５のうちサーミスタ用第１ランド２６、サーミスタ用第２ランド２７には、後述のサーミスタが接続される。配線パターン２５のうちヒータ用第１ランド２９、ヒータ用第２ランド３０には、後述のヒータが接続される。導線部２８は、サーミスタ、或いはヒータへ電流を供給する。支持部１５の中心線Ｃは、支持部１５の中心位置を通る線であって、支持部１５の長手方向について支持部１５を二等分する線である。サーミスタ用第１ランド２６は、中心線Ｃ上に配置されている。
【００３０】
図４は、図３に示す中心線Ｃに沿ったＳＨＧ素子１４、支持部１５、配線パターン２５の断面構成を示す。熱拡散部２０は、第２面２３側に形成された接続部３１を有する。接続部３１は、サーミスタ用第１ランド２６に対応する位置、即ち中心線Ｃ上に形成されている。接続部３１は、サーミスタ用第１ランド２６を介して、後述のサーミスタに接続されている。接続部３１は、高い熱伝導率を持つ部材、例えば金属部材である銅を用いて構成されている。
【００３１】
絶縁層２１は、熱拡散部２０の第２面２３のうち、接続部３１が設けられた部分以外の部分に設けられている。接続部３１は、絶縁層２１を構成する樹脂部材と比較して高い熱伝導率を持つ銅を用いて構成されている。このため、熱拡散部２０のうち接続部３１は、熱拡散部２０の他の部分である絶縁層２１が設けられた部分と比較して、第１面２２側及び第２面２３側の間における熱伝導率が高い部分である。
【００３２】
接続部３１は、配線パターン２５のうちサーミスタ用第１ランド２６のみに当接している。配線パターン２５のうちサーミスタ用第２ランド２７、ヒータ用第１ランド２９、ヒータ用第２ランド３０（いずれも図３参照）、導線部２８は、いずれも熱拡散部２０との間に絶縁層２１を介在させて配置されている。絶縁層２１を設けることで、熱拡散部２０を介したランド２６、２７、２９、３０間、導線部２８間の不要な導通を遮断させることができる。
【００３３】
接続部３１は、例えば平板状の銅部材のうち接続部３１以外の部分をエッチングすることで形成できる。絶縁層２１は、熱拡散部２０の第２面２３のうち接続部３１以外の部分に絶縁部材を塗布することで形成できる。配線パターン２５は、絶縁層２１及び接続部３１上にめっきを施すことにより銅箔を形成した後、パターニング及びエッチングを施すことで形成できる。
【００３４】
図５は、サーミスタ３３及びヒータ３４の配置について説明するものである。サーミスタ３３は、例えば半田付けによりサーミスタ用第１ランド２６及びサーミスタ用第２ランド２７に固定されている。サーミスタ３３は、温度を計測する温度計測部である。ヒータ３４は、例えば半田付けによりヒータ用第１ランド２９及びヒータ用第２ランド３０に固定されている。ヒータ３４は、サーミスタ３３による計測結果に基づいて熱を供給することにより、ＳＨＧ素子１４の温度を調節する温度調節部である。図５において、サーミスタ３３はヒータ３４の紙面手前側に配置されている。サーミスタ用第１ランド２６及びサーミスタ用第２ランド２７は、ヒータ用第１ランド２９及びヒータ用第２ランド３０の紙面手前側に配置されている。
【００３５】
図６は、サーミスタ３３による計測結果に基づいてＳＨＧ素子１４の温度を調節するためのブロック構成を示す。サーミスタ３３は、温度の変化を抵抗値の変化として温度制御部３５へ出力する。温度制御部３５は、サーミスタ３３により計測された温度とＳＨＧ素子１４の設定温度との温度差からヒータ３４へ供給する電力量を計算し、計算された電力量に応じた電力をヒータ３４へ供給する。温度制御部３５は、サーミスタ３３による計測結果に基づいてヒータ３４のフィードバック制御を行う。ヒータ３４は、サーミスタ３３による計測結果に基づいてＳＨＧ素子１４の温度を調節する。
【００３６】
接続部３１（図４参照）を用いてサーミスタ３３と熱拡散部２０を接続させることで、接続部３１を通じた熱伝導が可能となる。熱拡散部２０のうち他の部分と比較して高い熱伝導率の部分である接続部３１を用いた熱伝導により、ＳＨＧ素子１４自体の温度に近い温度を検知することができる。さらに、小さい体積を持つ熱拡散部２０を用いることで、熱拡散部２０の熱容量を小さくすることができる。
【００３７】
図７は、図５に示す構成と基板１７とを組み合わせた状態について説明するものである。サーミスタ３３及びヒータ３４は、基板１７の凹部３６内に配置されている。支持部１５は、絶縁層２１の当接領域３８を基板１７に当接させることで、基板１７上に配置されている。当接領域３８は、長方形形状の絶縁層２１の四隅に相当する領域である。支持部１５は、絶縁層２１が設けられた部分を用いて基板１７上に配置されている。凹部３６は、支持部１５に対応する部分のうち当接領域３８に当接させる部分以外の部分に形成されている。
【００３８】
支持部１５のうち絶縁層２１が設けられた部分の当接領域３８を基板１７上に配置することで、支持部１５から基板１７への熱の伝導を低減させることが可能となる。支持部１５から基板１７への熱の伝導を低減させることで、少ない熱量により効率良くＳＨＧ素子１４の温度調節を行うことができる。さらに、小さい面積の当接領域３８によって支持部１５を配置することで、支持部１５から基板１７への熱の伝導を低減させることができる。絶縁層２１の四隅を当接領域３８とすることで、支持部１５から基板１７への熱の伝導を低減可能とし、かつ基板１７上に支持部１５を固定することができる。また、ＳＨＧ素子１４の温度を均一化させることができる。
【００３９】
当接領域３８は、絶縁層２１の一部であり、熱拡散部２０のうちＳＨＧ素子１４が搭載されていない部分と接する部分である。支持部１５は、当接領域３８を用いて基板１７上に配置されている。また、上述のように、中心線Ｃ（図３参照）上の接続部３１（図４参照）にサーミスタ３３を接続させる構成とすることで、支持部１５のうち当接領域３８から最も離れた位置でＳＨＧ素子１４の温度を計測することが可能となる。
【００４０】
以上説明した構成により、支持部１５のうちＳＨＧ素子１４が設けられた部分の温度をＳＨＧ素子１４の温度に近づけることが可能となる。これにより、サーミスタ３３によりＳＨＧ素子１４自体の温度に近い温度を検知することができる。また、ＳＨＧ素子１４の温度を均一化させることができる。
【００４１】
ＳＨＧ素子１４は、温度変化によって屈折率分布が変化する場合、位相整合条件が崩れ、波長を変換する効率が低下することが知られている。例えば、ＰＰＬＮにおいて高い波長変換効率を維持するためには、温度変化の範囲を１度程度以内に制御することが望まれる。また、励起用レーザ１１からのレーザ光は赤外光であって、ＳＨＧ素子１４へ入射するレーザ光のエネルギーのうち１０-4〜１０-2倍相当がＳＨＧ素子１４へ吸収されることが確認されている。かかるエネルギーの吸収は、ＳＨＧ素子１４の温度を変化させる主な要因となり得る。励起用レーザ１１（図１参照）からのレーザ光の出力を変化させる場合、ＳＨＧ素子１４の温度は容易に変化することとなる。さらに、光源装置１０を設置する環境に応じて、ＳＨＧ素子１４の温度は容易に変化することにもなる。
【００４２】
本発明の光源装置１０は、上述のように、サーミスタ３３によってＳＨＧ素子１４自体の温度に近い温度を検知することができる。ＳＨＧ素子１４の温度を変化させる要因が発生しても、ＳＨＧ素子１４の温度を精度良く制御することが可能となる。これにより、正確な温度制御により波長変換素子の温度変化を低減させ、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給できるという効果を奏する。
【００４３】
図８は、本実施例の変形例１について説明するものであって、ＳＨＧ素子１４、支持部１５、配線パターン２５の断面構成と、かかる構成中における熱拡散部４０のＡＡ断面を示す。本変形例は、熱拡散部４０に設けられた断熱部４２を備えることを特徴とする。熱拡散部４０は、第１面２２側から第２面２３側へ貫かせて設けられた接続部４１を有する。接続部４１は、例えば円柱形状をなしている。断熱部４２は、熱拡散部４０のうち接続部４１の周囲に形成されている。断熱部４２は、接続部４１と同様、第１面２２側から第２面２３側へ貫かせて設けられている。
【００４４】
断熱部４２は、熱拡散部４０のうち接続部４１、及び接続部４１の周囲の部分の間における熱の伝達を低減させる。断熱部４２は、断熱性部材、例えばエポキシ樹脂を用いて構成されている。断熱部４２を設けることで、ＳＨＧ素子１４から不図示のサーミスタまでの間の熱容量を小さくでき、ＳＨＧ素子１４とサーミスタとの温度差を小さくすることができる。これにより、ＳＨＧ素子１４の温度を正確に計測することができる。断熱部４２は、エポキシ樹脂以外の他の樹脂を用いて構成しても良い。また、接続部４１の周囲に空隙を設けることにより形成された空気の層を断熱部４２としても良い。
【００４５】
図９は、本実施例の変形例２について説明するものである。本変形例は、薄肉部４６を備える熱拡散部４５を有することを特徴とする。熱拡散部４５は、ＳＨＧ素子１４を支持する支持部である。熱拡散部４５は、高い熱伝導性の他、絶縁性を持つ部材、例えばセラミック部材である窒化アルミニウムを用いて構成されている。絶縁部材を用いて熱拡散部４５を構成することで、ランド間、導線部間の不要な導通を遮断させることができる。
【００４６】
薄肉部４６は、熱拡散部４５のうち、第１面２２及び第２面２３の間隔を他の部分より小さくさせた部分である。薄肉部４６は、熱拡散部４５のうち第２面２３側に凹みを設けることで形成されている。薄肉部４６は、第２面２３の略中心部分に形成されている。薄肉部４６は、熱拡散部４５の他の部分と比較して、第１面２２側及び第２面２３側の間における熱伝導率が高い部分である。
【００４７】
配線パターン２５（図３参照）は、熱拡散部４５の第２面２３上に形成されている。サーミスタ用第１ランド２６及びサーミスタ用第２ランド２７は、熱拡散部４５の第２面２３のうち薄肉部４６に設けられている。サーミスタ３３は、薄肉部４６に設けられている。図９において、サーミスタ３３は、ヒータ用第１ランド２９及びヒータ用第２ランド３０の紙面手前側に配置されている。薄肉部４６にサーミスタ３３を配置することでＳＨＧ素子１４自体の温度に近い温度を検知することができる。また、熱拡散部４５のうち薄肉部４６以外の部分により、ＳＨＧ素子１４の支持に必要な強度を確保することができる。さらに、小さい体積を持つ熱拡散部４５を用いることで、熱拡散部４５の熱容量を小さくすることができる。
【００４８】
熱拡散部４５と基板１７との間には、断熱部４７が設けられている。断熱部４７は、熱拡散部４５及び基板１７の間における熱の伝導を低減させる。断熱部４７は、上記の当接領域３８（図７参照）と同じ部分に配置することができる。断熱部４７を設けることで、熱拡散部４５から基板１７への熱の伝導を低減させることができる。熱拡散部４５から基板１７への熱の伝導を低減させることで、少ない熱量により効率良くＳＨＧ素子１４の温度調節を行うことができる。
【００４９】
断熱部４７は、熱拡散部４５の第２面２３のうちＳＨＧ素子１４に対応する部分以外の部分に設けられている。熱拡散部４５は、ＳＨＧ素子１４が設けられた部分以外の部分を用いて基板１７上に配置されている。また、熱拡散部４５の略中心部分に形成されたサーミスタ３３は、熱拡散部４５のうち断熱部４７を介して基板１７に当接させた部分から最も離れた位置でＳＨＧ素子１４の温度を計測することが可能となる。
【００５０】
以上説明した構成により、熱拡散部４５のうち薄肉部４６の温度をＳＨＧ素子１４の温度に近づけることが可能となる。よって、ＳＨＧ素子１４の温度を精度良く制御可能とし、ＳＨＧ素子１４の正確な温度制御ができる。熱拡散部４５を構成する部材は、高い熱伝導性及び絶縁性を持つものであれば良く、窒化アルミニウム以外の他のセラミック部材、例えばアルミナ等を用いても良い。
【００５１】
光源装置１０は、温度調節部としてヒータ３４を用いる構成に限られない。温度調節部としては、例えば、ペルチェ素子を用いることとしても良い。ペルチェ素子を用いる場合、熱の供給のみならず、熱の吸収を行うことでＳＨＧ素子１４の温度を調節することとしても良い。光源装置１０は、ＤＰＳＳレーザ発振器である場合に限られない。光源部である半導体レーザからのレーザ光を波長変換素子へ入射させる光源装置であっても良い。この場合、光源装置１０は、半導体レーザに設けたミラーを第１共振ミラーとして用いる外部共振器構造を採用しても良い。さらに、光源部としては、半導体レーザを用いる他、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いても良い。
【実施例２】
【００５２】
図１０は、本発明の実施例２に係るモニタ装置５０の概略構成を示す。モニタ装置５０は、装置本体５１と、光伝送部５２とを有する。装置本体５１は、上記実施例１に係る光源装置１０を備える。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５３】
光伝送部５２は、２つのライトガイド５４、５５を有する。光伝送部５２のうち被写体（不図示）側の端部には、拡散板５６及び結像レンズ５７が設けられている。第１ライトガイド５４は、光源装置１０からの光を被写体へ伝送する。拡散板５６は、第１ライトガイド５４の出射側に設けられている。第１ライトガイド５４内を伝播した光は、拡散板５６を透過することにより、被写体側にて拡散する。光源装置１０から拡散板５６までの光路中の各部は、被写体を照明する照明装置を構成する。
【００５４】
第２ライトガイド５５は、被写体からの光をカメラ５３へ伝送する。結像レンズ５７は、第２ライトガイド５５の入射側に設けられている。結像レンズ５７は、被写体からの光を第２ライトガイド５５の入射面へ集光させる。被写体からの光は、結像レンズ５７により第２ライトガイド５５へ入射した後、第２ライトガイド５５内を伝播してカメラ５３へ入射する。
【００５５】
第１ライトガイド５４、第２ライトガイド５５としては、多数の光ファイバを束ねたものを用いることができる。光ファイバを用いることで、レーザ光を遠方へ伝送させることができる。カメラ５３は、装置本体５１内に設けられている。カメラ５３は、光源装置１０から拡散板５６までの光路中の各部により照明された被写体を撮像する撮像部である。第２ライトガイド５５から入射した光をカメラ５３へ入射させることで、カメラ５３による被写体の撮像ができる。上記実施例１に係る光源装置１０を備える照明装置を適用することにより、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給することができる。これにより、明るい像をモニタすることができるという効果を奏する。
【実施例３】
【００５６】
図１１は、本発明の実施例３に係るプロジェクタ７０の概略構成を示す。プロジェクタ７０は、スクリーン８８に光を供給し、スクリーン８８で反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ７０は、赤色（Ｒ）光用光源装置８０Ｒ、緑色（Ｇ）光用光源装置８０Ｇ、青色（Ｂ）光用光源装置８０Ｂを有する。各色光用光源装置８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂは、いずれも上記実施例１の光源装置１０（図１参照）と同様の構成を有する。上記実施例１と重複する説明は省略する。プロジェクタ７０は、各色光用光源装置８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂからの光を用いて画像を表示する。
【００５７】
Ｒ光用光源装置８０Ｒは、Ｒ光を供給する光源装置である。拡散素子８１は、照明領域の整形、拡大、証明領域におけるレーザ光の光量分布の均一化を行う。拡散素子８１としては、例えば、回折光学素子である計算機合成ホログラム（Computer  Generated  Hologram；ＣＧＨ）を用いることができる。フィールドレンズ８２は、拡散素子８１からのレーザ光を平行化させ、Ｒ光用空間光変調装置８３Ｒへ入射させる。Ｒ光用光源装置８０Ｒ、拡散素子８１及びフィールドレンズ８２は、Ｒ光用空間光変調装置８３Ｒを照明する照明装置を構成する。Ｒ光用空間光変調装置８３Ｒは、照明装置からのＲ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置８３Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム８４へ入射する。
【００５８】
Ｇ光用光源装置８０Ｇは、Ｇ光を供給する光源装置である。拡散素子８１及びフィールドレンズ８２を経たレーザ光は、Ｇ光用空間光変調装置８３Ｇへ入射する。Ｇ光用光源装置８０Ｇ、拡散素子８１及びフィールドレンズ８２は、Ｇ光用空間光変調装置８３Ｇを照明する照明装置を構成する。Ｇ光用空間光変調装置８３Ｇは、照明装置からのＧ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置８３Ｇで変調されたＧ光は、Ｒ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム８４へ入射する。
【００５９】
Ｂ光用光源装置８０Ｂは、Ｂ光を供給する光源装置である。拡散素子８１及びフィールドレンズ８２を経たレーザ光は、Ｂ光用空間光変調装置８３Ｂへ入射する。Ｂ光用光源装置８０Ｂ、拡散素子８１及びフィールドレンズ８２は、Ｂ光用空間光変調装置８３Ｂを照明する照明装置を構成する。Ｂ光用空間光変調装置８３Ｂは、照明装置からのＢ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置８３Ｂで変調されたＢ光は、Ｒ光、Ｇ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム８４へ入射する。透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High  Temperature  Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いることができる。
【００６０】
クロスダイクロイックプリズム８４は、互いに略直交させて配置された２つのダイクロイック膜８５、８６を有する。第１ダイクロイック膜８５は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜８６は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム８４は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ８７の方向へ出射させる。投写レンズ８７は、クロスダイクロイックプリズム８４で合成された光をスクリーン８８の方向へ投写する。
【００６１】
上記の光源装置１０と同様の構成を有する各色光用光源装置８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂを用いることにより、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給できる。これにより、高い効率で明るい画像を安定して表示できるという効果を奏する。プロジェクタ７０は、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid  Crystal  On  Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital  Micromirror  Device）、ＧＬＶ（Grating  Light  Valve）等を用いても良い。
【００６２】
プロジェクタ７０は、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクタ７０は、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクタは、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。さらに、本発明の光源装置は、プロジェクタ及びモニタ装置に適用する場合に限られない。例えば、レーザ光を用いて露光を行う露光装置等に用いることとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係る光源装置は、モニタ装置やプロジェクタに用いる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例１に係る光源装置の概略構成を示す図。
【図２】ＳＨＧ素子及び支持部の斜視構成を示す図。
【図３】図２に示す構成を絶縁層の側から見た斜視構成を示す図。
【図４】中心線に沿ったＳＨＧ素子、支持部、配線パターンの断面構成を示す図。
【図５】サーミスタ及びヒータの配置について説明する図。
【図６】ＳＨＧ素子の温度を調節するためのブロック構成を示す図。
【図７】図５に示す構成と基板とを組み合わせた状態について説明する図。
【図８】実施例１の変形例１について説明する図。
【図９】実施例１の変形例２について説明する図。
【図１０】本発明の実施例２に係るモニタ装置の概略構成を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１０  光源装置、１１  励起用レーザ、１２  第１共振ミラー、１３  レーザ結晶、１４  ＳＨＧ素子、１５  支持部、１６  第２共振ミラー、１７  基板、２０  熱拡散部、２１  絶縁層、２２  第１面、２３  第２面、２５  配線パターン、２６  サーミスタ用第１ランド、２７  サーミスタ用第２ランド、２８  導線部、２９  ヒータ用第１ランド、３０  ヒータ用第２ランド、Ｃ  中心線、３１  接続部、３３  サーミスタ、３４  ヒータ、３５  温度制御部、３６  凹部、３８  当接領域、４０  熱拡散部、４１  接続部、４２  断熱部、４５  熱拡散部、４６  薄肉部、４７  断熱部、５０  モニタ装置、５１  装置本体、５２  光伝送部、５３  カメラ、５４  第１ライトガイド、５５  第２ライトガイド、５６  拡散板、５７  結像レンズ、７０  プロジェクタ、８０Ｒ  Ｒ光用光源装置、８０Ｇ  Ｇ光用光源装置、８０Ｂ  Ｂ光用光源装置、８１  拡散素子、８２  フィールドレンズ、８３Ｒ  Ｒ光用空間光変調装置、８３Ｇ  Ｇ光用空間光変調装置、８３Ｂ  Ｂ光用空間光変調装置、８４  クロスダイクロイックプリズム、８５  第１ダイクロイック膜、８６  第２ダイクロイック膜、８７  投写レンズ、８８  スクリーン
【図１】
2008192873.tif 000003
【図２】
2008192873.tif 000004
【図３】
2008192873.tif 000005
【図４】
2008192873.tif 000006
【図５】
2008192873.tif 000007
【図６】
2008192873.tif 000008
【図７】
2008192873.tif 000009
【図８】
2008192873.tif 000010
【図９】
2008192873.tif 000011
【図１０】
2008192873.tif 000012
【図１１】
2008192873.tif 000013