(57)【要約】【課題】小型であって、かつ、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光源装置及びこれを備えた画像表示装置を提供すること。【解決手段】レーザ光を発する複数の発光素子１１ａ〜１１ｅと、複数の発光素子１１ａ〜１１ｅから射出された光Ｗ３がそれぞれ透過する光選択領域Ａ〜Ｅを１つの基体上に有し、入射したレーザ光のうち所定の選択波長の光の一部Ｗ１を選択して前記発光素子に向かって反射させることによって発光素子１１ａ〜１１ｅ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Ｗ２を透過させる波長選択素子１２とを備え、光選択領域Ａ〜Ｅごとに選択波長が異なることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発する複数の発光素子と、
前記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の光の一部を選択して前記発光素子に向かって反射させることによって前記発光素子の共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光を透過させる波長選択素子と、を備え、
前記波長選択素子は、前記複数の発光素子から射出された光がそれぞれ選択される複数の光選択領域を備えた１つの基体によって構成され、
前記複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記複数の光選択領域に、互いに大きさの異なる歪みを付与する歪み付与手段を備え、
該歪み付与手段によって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせ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】
前記歪み付与手段が複数設けられ、該歪み付与手段が前記光選択領域ごとにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記複数の光選択領域の温度を互いに異ならせる温度変化手段を備え、
該温度変化手段によって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記温度変化手段が複数設けられ、該温度変化手段が前記光選択領域ごとにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記波長選択素子は、波長選択膜によって構成されており、
前記複数の光選択領域における前記波長選択膜の厚みを互いに異ならせることによって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
レーザ光を発する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち、一部の波長をそれぞれ所定の波長に変換するとともに、前記所定の波長に変換された光と所定の波長に変換されなかった光とを、前記波長選択素子に射出する波長変換素子と、
前記波長変換素子から射出されたレーザ光のうち前記所定の波長に変換されなかった光を選択して前記発光素子に向かって反射させることによって前記発光素子の共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光を透過させる波長選択素子と、を備え、
前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出された光がそれぞれ通過する複数の光通過領域を備えており、前記複数の光通過領域によって変換された光の波長は互いに異なっており、
前記波長選択素子は、前記複数の発光素子から射出された光がそれぞれ選択される複数の光選択領域を備えた１つの基体によって構成されており、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長は互いに異なっていることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、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おり、
前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅を、前記光通過領域ごとに異ならせることによって、前記複数の光通過領域によって変換された光の波長を互いに異ならせることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、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おり、前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅は、前記複数の光通過領域のすべてにおいて等しく、
前記複数の各光通過領域の温度を異ならせる温度変化手段を設け、該温度変化手段によって、前記複数の光通過領域によって変換された光の波長を互いに異ならせることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、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おり、前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅は、前記複数の光通過領域のすべてにおいて等しく、
前記複数の光通過領域に、互いに異なる電圧を印加する電圧印加手段を設け、該電圧印加手段によって、前記複数の光通過領域によって変換された光の波長を互いに異ならせることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記波長選択素子の前記複数の光選択領域に、互いに大きさの異なる歪みを付与する歪み付与手段を備え、
該歪み付与手段によって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記歪み付与手段が複数設けられ、該歪み付与手段が前記光選択領域ごとにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記波長選択素子の前記複数の光選択領域の温度を互いに異ならせる温度変化手段を備え、
該温度変化手段によって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記温度変化手段が複数設けられ、該温度変化手段が前記光選択領域ごとにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記波長選択素子は、波長選択膜によって構成されており、
前記複数の光選択領域における前記波長選択膜の厚みを互いに異ならせることによって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記複数の発光素子から射出された光のピーク波長が、対応する前記波長選択素子の各光選択領域において選択される光のピーク波長と同一であることを特徴とする請求項７〜１５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか１項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１８】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の光源装置と、
該光源装置から射出されたレーザ光を被投射面上で走査する走査手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及び画像表示装置に関する。
【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。
【０００３】
スペックルノイズを除去する手段としては、被投射面や、被投射面にレーザ光を投影する光学系内に散乱素子を配置したり、散乱素子を振動させたりする手段がある。このような手段を備えた画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に記載の画像表示装置は、表面に所定形状の凹凸が形成された拡散素子を備えている。この拡散素子を光軸に直交する平面内において、加振手段により、所定の周波数で振動させることで、拡散素子に入射したレーザ光の強度分布が変化する。これによって、スペックルノイズを抑えることが可能となっている。
【０００４】
また、高輝度であるプロジェクタの光源には、高出力レーザが必要となり、高出力化のためにアレイ光源が用いられている。このアレイ光源によるスペックルノイズの対策方法として、アレイ光源の温度を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。
）。この特許文献２に記載の画像表示装置は、アレイ光源の一つ一つの半導体レーザが、異なる温度に維持されており、各半導体レーザが、この温度の違いに応じて異なる波長の光束を射出している。このように、出力波長を異ならせることにより、半導体レーザ同士のコヒーレンスが低減し、出力光全体としてスペックルノイズが低減する。
【特許文献１】特開２００４−１４４９３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の画像表示装置は、光源を一つだけ用いており、アレイ光源のような複数の光源を用いた場合、同一の拡散素子により光が拡散されるため、複数の光源から射出された光同士のコヒーレンスを低下することはできない。また、拡散素子を振動させるために、加振手段を用いているため、装置全体が大型化し、また、振動による騒音等が発生してしまう。
【０００６】
また、特許文献２に記載の画像表示装置は、外部共振器構造を必要としない光源、すなわち、直接レーザ光を出力する光源の使用を前提としたものである。確かに、外部共振器構造を必要としない光源の場合には、スペックルノイズを抑える効果がある。
ここで、外部共振器を備える光源の場合、基本構成要素は、発光素子と、波長選択素子（共振器ミラー）とである。また、複数の発光素子を用いる場合であっても、コストや組み立ての容易さを考慮して、単一の波長を選択する波長選択素子が用いられるのが一般的である。この波長選択素子においては、レーザ発振させるために、選択する波長の帯域を狭くする必要がある。その結果、特許文献２に記載のように、アレイ光源から射出される光それぞれの波長にばらつきを持たせたとしても、波長選択素子により、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全体のコヒーレンスは低下しない。
【０００７】
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、小型であって、かつ、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光源装置及びこれを備えた画像表示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】
【０００８】
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。
本発明の光源装置は、レーザ光を発する複数の発光素子と、前記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の光の一部を選択して前記発光素子に向かって反射させることによって前記発光素子の共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光を透過させる波長選択素子と、を備え、前記波長選択素子は、前記複数の発光素子から射出された光がそれぞれ選択される複数の光選択領域を備えた１つの基体によって構成され、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光源装置では、複数の発光素子から射出された光は、波長選択素子において、所定の選択波長の一部の光が反射し共振器ミラー間で共振し増幅され、残りのレーザ光が増幅されずに透過する。また、選択波長のうち波長選択素子を透過した一部の光は、他の波長とは異なり増幅されているため、非常に強い光強度となる。このとき、波長選択素子は、１つの基体上の光選択領域ごとに選択される光の波長が異なっている。これにより、たとえ、複数の発光素子から射出される光のピーク波長が同じであったとしても、発光素子から射出される光は、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取り出される。すなわち、発光素子から射出されたそれぞれの光は、波長選択素子のそれぞれの光選択領域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、波長選択素子の各領域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。
また、波長選択素子は、従来のように、拡散素子や加振手段を設ける必要がないため、装置全体の小型化が可能となる。
【００１０】
また、複数の発光素子は、製造の誤差等により、それぞれの発光素子から射出される光のピーク波長が数ｎｍ程度異なる場合がある。この場合、発光素子のそれぞれのピーク波長と同じ波長の光が選択される領域を有する波長選択素子を用いることにより、発光素子から射出された光を効率良く波長選択素子から取り出すことができる。すなわち、従来では、単一波長しか選択されることができない波長選択素子を用いているため、光源装置から射出される光の面内においてバラツキが生じる。しかしながら、本発明の光源装置は、波長選択素子により、入射した光の強度を落とすことなく光を透過させることができるので、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の光源装置は、前記複数の光選択領域に、互いに大きさの異なる歪みを付与する歪み付与手段を備え、該歪み付与手段によって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る光源装置では、歪み付与手段として、例えば、圧電素子を用いて波長選択素子の領域ごとに歪みが異なるように歪みを付与する。これにより、波長選択素子の内部の格子の間隔が変化するため、波長選択素子は、領域ごとに反射させる波長が異なることになる。したがって、複数の発光素子から射出された光は、波長選択素子により反射され共振を起こすと、各領域から射出される際、増幅された光は異なる波長となる。したがって、簡易な構成により、波長選択素子の各領域を透過した光同士のコヒーレンスが低減するため、低コスト化を図りつつ、スペックルノイズを抑えることが可能となる。
また、歪み付与手段が複数設けられ、歪み付与手段が光選択領域の複数ごとにそれぞれ設けられていても良い。この構成の場合も、複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように歪みを付与すれば良い。
【００１３】
また、本発明の光源装置は、前記歪み付与手段が複数設けられ、該歪み付与手段が前記光選択領域ごとにそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明の光源装置では、１つの光選択領域ごとに歪み付与手段を設けることにより、領域ごとに付与する歪みの量を変えることができる。これにより、波長選択素子の各領域の内部の格子の間隔を調整することができる。したがって、発光素子から射出される光にばらつきがある場合、発光素子から射出される光の波長に合うように、領域ごとに選択波長を変えることができる。すなわち、各発光素子から射出された光の波長と対応する波長選択素子の各領域の選択波長とを揃えることが可能となるため、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の光源装置は、前記複数の光選択領域の温度を互いに異ならせる温度変化手段を備え、該温度変化手段によって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る光源装置では、温度変化手段により、波長選択素子の光選択領域ごとの温度を異ならせるため、各光選択領域の温度に応じて波長変換素子の内部の格子の間隔が変化する。これにより、波長選択素子は、各光選択領域において選択される光の波長が異なることになる。したがって、複数の発光素子から射出され、波長選択素子の各光選択領域で反射されたそれぞれの光は、波長が異なる光となる。このように、波長選択素子は、外力を与えることなく各光選択領域の温度が変わるだけで波長選択素子の内部の周期格子の間隔が変わる。これにより、より簡易な構成で波長選択素子の各領域を反射し増幅された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。
また、温度変化手段が複数設けられ、温度変化手段が光選択領域の複数ごとに設けられていても良い。この構成の場合も、複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように温度を変化させれば良い。
【００１７】
また、本発明の光源装置は、前記温度変化手段が複数設けられ、該複数の温度変化手段が前記光選択領域ごとに設けられていることが好ましい。
【００１８】
本発明の光源装置では、１つの光選択領域ごとに温度変化手段を設けることにより、領域ごとの温度を変えることができる。これにより、各領域の内部の格子の間隔を調整することができる。したがって、発光素子から射出される光にばらつきがある場合、発光素子から射出される光の波長に合うように、領域ごとに選択波長を変えることができる。したがって、各発光素子から射出された光の波長と対応する波長選択素子の各領域の選択波長とを揃えることが可能となるため、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の光源装置では、前記波長選択素子は、波長選択膜によって構成されており、前記複数の光選択領域における前記波長選択膜の厚みを互いに異ならせることによって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る光源装置では、基板上に形成された屈折率の異なる薄膜の膜厚が、波長選択素子の光選択領域ごとに異なっているため、波長選択素子は、光選択領域ごとに選択される光の波長が異なることになる。したがって、複数の発光素子から射出された光が波長選択素子を透過すると、各光選択領域から射出される光の波長は異なることになる。すなわち、波長選択素子は、選択波長に応じた膜厚の薄膜が成膜されているため、波長選択素子の各選択領域における選択波長が異なるように波長選択素子を制御する必要がない。これにより、簡易な構成で波長選択素子の各領域を透過した光同士のコヒーレンスを確実に低減させるため、スペックルノイズを低減させることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の光源装置は、レーザ光を発する複数の発光素子と、前記複数の発光素子から射出されたレーザ光のうち、一部の波長をそれぞれ所定の波長に変換するとともに、前記所定の波長に変換された光と所定の波長に変換されなかった光とを、前記波長選択素子に射出する波長変換素子と、前記波長変換素子から射出されたレーザ光のうち前記所定の波長に変換されなかった光を選択して前記発光素子に向かって反射させることによって前記発光素子の共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光を透過させる波長選択素子と、を備え、前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出された光がそれぞれ通過する複数の光通過領域を備えており、前記複数の光通過領域によって変換された光の波長は互いに異なっており、前記波長選択素子は、前記複数の発光素子から射出された光がそれぞれ選択される複数の光選択領域を備えた１つの基体によって構成されており、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長は互いに異なっていることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る光源装置では、例えば、緑色のレーザ光を射出させる場合、発光素子として、１０６０ｎｍの波長の光源を用い、波長選択素子として、緑色の光を透過させるものを用いる。これにより、発光素子から射出された光は、波長変換素子を透過し、発光素子と波長選択素子との間で反射を繰り返す。その後、緑色に変換されたレーザ光は、波長選択素子より射出される。したがって、波長変換素子により、所望の波長の光を得ることができ、スペックルノイズを抑えた光を射出することが可能となる。
【００２３】
また、本発明の光源装置は、前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、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おり、前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅を、前記光通過領域ごとに異ならせることによって、前記複数の光通過領域によって変換された光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る光源装置では、波長変換素子の光通過領域ごとに、波長変換素子を透過する光の光軸方向の分極反転周期が異なっているため、波長変換素子は、光通過領域ごとに変換される光の波長が異なる。したがって、複数の発光素子から射出された光は、波長変換素子を透過すると、各光通過領域から射出される光の波長は異なることになる。すなわち、波長選択素子の各光選択領域において選択される光の波長に対応して、波長変換素子の各光通過領域の分極周期を変えれば良いため、波長選択素子に選択される光の波長に波長変換素子に変換される光の波長を合わせ易い。これにより、簡易な構成により、複数の発光素子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。
【００２５】
また、本発明の光源装置は、前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、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おり、前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅は、前記複数の光通過領域のすべてにおいて等しく、前記複数の各光通過領域の温度を異ならせる温度変化手段を設け、該温度変化手段によって、前記複数の光通過領域によって変換された光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る光源装置では、波長変換素子の各光通過領域の透過する光の光軸方向の分極反転周期が同じである。しかしながら、温度変化手段により、波長変換素子の光通過領域ごとの温度が変わるため、各光通過領域は温度に応じて屈折率が変わる。これにより、波長変換素子の光通過領域ごとに変換される光の波長が異なることになる。したがって、複数の発光素子から射出され、波長変換素子の各光通過領域を透過したそれぞれの光は、波長が異なる光となる。このように、波長選択素子の各光選択領域の温度を変えるだけで、波長選択素子の内部構造を容易に変えることができる。これにより、簡易な構成で、複数の発光素子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。
【００２７】
また、本発明の光源装置は、前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、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おり、前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅は、前記複数の光通過領域のすべてにおいて等しく、前記複数の光通過領域に、互いに異なる電圧を印加する電圧印加手段を設け、該電圧印加手段によって、前記複数の光通過領域によって変換された光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る光源装置では、波長選択素子の各光通過領域の電圧印加手段に印加する印加電圧を異ならせることにより、波長選択素子の光通過領域ごとに屈折率が異なる。このように、波長変換素子の光通過領域ごとに印加する電圧を変えることで、波長変換素子の各光通過領域において変換される光の波長と、この各領域に対応する波長選択素子の各光選択領域において透過する光の波長とを同一にすることができる。これにより、波長変換素子の各光通過領域において変換される光の波長を変えることができる。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。
【００２９】
また、本発明の光源装置は、前記波長選択素子の前記複数の光選択領域に、互いに大きさの異なる歪みを付与する歪み付与手段を備え、該歪み付与手段によって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、上記歪み付与手段を備えたときと同様の効果を得ることができる。
【００３０】
また、本発明の光源装置は、前記歪み付与手段が複数設けられ、該歪み付与手段が前記光選択領域ごとにそれぞれ設けられていることが好ましい。
また、本発明の光源装置では、上記歪み付与手段が複数設けられた場合と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、本発明の光源装置は、前記波長選択素子の前記複数の光選択領域の温度を互いに異ならせる温度変化手段を備え、該温度変化手段によって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、上記温度変化手段を備えたときと同様の効果を得ることができる。
【００３２】
また、本発明の光源装置は、前記温度変化手段が複数設けられ、該温度変化手段が前記光選択領域ごとにそれぞれ設けられていることが好ましい。
また、本発明の光源装置では、上記温度変化手段が複数設けられた場合と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、本発明の光源装置は、前記波長選択素子は、波長選択膜によって構成されており、前記複数の光選択領域における前記波長選択膜の厚みを互いに異ならせることによって、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長を互いに異ならせることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、上記波長選択膜の厚みを互いに異ならせたときと同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、本発明の光源装置は、前記複数の発光素子から射出された光のピーク波長が、対応する前記波長選択素子の各光選択領域において選択される光のピーク波長と同一であることが好ましい。
【００３５】
本発明に係る光源装置では、波長変換素子の各光通過領域において変換される光の波長が、対応する波長選択素子の各領域において選択される光の波長と同一である。これにより、波長変換素子の各領域において変換されたそれぞれの光は、対応する波長選択素子の各光選択領域を透過する際、光量が落ちることはない。したがって、複数の発光素子から射出される光の利用効率を向上させることが可能であるとともに、波長選択素子の各領域を透過した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。
【００３６】
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が好ましい。
【００３７】
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、コヒーレンスが低減された光となっているので、投射装置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、良好な画像を表示することができる。
【００３８】
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レーザ光を被投射面上で走査する走査手段とを備えることを特徴とする。
本発明に係る画像表示装置では、光源装置から射出された光は走査手段により走査される。そして、走査手段により走査された光は、被投射面に投影される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、コヒーレンスが低減された光となっているので、被投射面に照射される光はスペックルノイズが抑えられたものとなる。したがって、輝度ムラがなく良質な画像を表示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】
【００３９】
以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置及び画像表示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。
【００４０】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置１０は、図１に示すように、発光部１１と、波長選択素子１２とを備えている。
発光部１１は、レーザ光を発する５つの発光素子（半導体レーザ：ＬＤ）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを備えている。これらの発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅは、いずれも支持部１３に支持されている。発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅ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。
【００４１】
波長選択素子１２は、入射したレーザ光のうち所定の選択波長の光（図１に示す二点鎖線）Ｗ１の一部（９８〜９９％程度）を選択して発光部１１に向かって反射させることによって発光素子１１ａ〜１１ｅ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１に示す一点鎖線）Ｗ２を透過させるものである。波長選択素子１２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１１から射出された基本波の光（図１に示す実線）Ｗ３は、発光部１１と波長選択素子１２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１２から射出されるようになっている。波長選択素子１２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１２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１２の選択波長、つまり波長選択素子１２が反射する光Ｗ１の波長とほぼ同一である。波長選択素子１２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。
【００４２】
波長選択素子１２の発光部１１から射出された光が入射する入射端面１２ａに垂直な一端面（後述する領域Ｅ側の端面）１２ｃには、図１に示すように、圧電素子（歪み付与手段）１５が接着されている。この圧電素子１５としては、水晶、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等の圧電セラミックス及び圧電性結晶を用いることができる。また、波長選択素子１２の一端面１２ｃの反対の他端面（後述する領域Ａ側の端面）１２ｂには、図１に示すように、吸収体１６が設けられている。吸収体１６は、動かないように固定されている。また、圧電素子１５の波長選択素子１２の長手方向の厚みは、０．１ｍｍ程度である。ただしこの数値は一例であり、材料によって変化する。
【００４３】
圧電素子１５は、電圧が印加されると変位し、この変位によって波長選択素子１２に歪みを生じさせるものである。圧電素子１５は、波長選択素子１２の一端面１２ｃに設けられており、吸収体１６の位置は固定されている。よって、圧電素子１５は、吸収体１６の方向、つまり、各発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅから射出されたレーザ光の中心軸（光軸）Ｏに対して垂直な方向に加圧することになる。これにより、波長選択素子１２に歪みが発生する。歪みの大きさは、圧電素子１５が設けられている端面１２ｃ側が最も大きく、吸収体１６が設けられている端面１２ｂ側に向かうに従って徐々に小さくなる。そして、この歪みに対応して、波長選択素子１２の選択波長、つまり、波長選択素子１２によって反射される光Ｗ１の波長が変化する。選択波長は、波長選択素子１２の屈折率との関係で、歪みが大きいほど短くなり、歪みが小さくなるに従って長くなる。つまり、圧電素子１５によって加圧を行うと、圧電素子１５側の選択波長が、吸収体１６側の選択波長に比べて短波長側にシフトする。
ここで、波長選択素子１２を構成する１つの基体において、発光素子１１ａ、１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅから射出された光が選択される領域（光選択領域）を、それぞれ領域Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとする。ただし、領域Ａ〜領域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。
歪みの大きさは、圧電素子１５が設けられている端面１２ｃ側が最も大きく、吸収体１６が設けられている端面１２ｂ側に向かうに従って徐々に小さくなることから、歪みの大きさは、圧電素子１５に最も近い領域Ｅが最も大きく、領域Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ａの順に小さくなる。したがって、波長選択素子１２の選択波長、つまり、波長選択素子１２によって反射される光Ｗ１の波長は、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅごとに異なる。そして、選択波長は、歪みが大きいほど短くなり、歪みが小さくなるに従って長くなるので、圧電素子１５に最も近い領域Ｅが最も短く、領域Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ａの順に長くなる。つまり、波長選択素子１２の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅによって反射される光Ｗ１の波長をそれぞれλ１，λ２，λ３，λ４，λ５とすると、λ１＞λ２＞λ３＞λ４＞λ５となる。
そして、このように、波長選択素子１２によって反射される光Ｗ１の波長が、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅごとに異なることにより、発光部１１と波長選択素子１２との間で反射を繰り返し、増幅された後、波長選択素子１２から射出される光Ｗ２の波長も、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１２から射出される光Ｗ２の波長は、波長選択素子１２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１２の領域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となり、λ１＞λ２＞λ３＞λ４＞λ５の関係となる。
【００４４】
なお、波長λ１〜λ５は、歪みの大きさによって変化するので、圧電素子１５の制御によって、λ１，λ２，λ３，λ４，λ５の値や、これらの大きさの差を所望の値に設定することも可能である。
【００４５】
次に、本実施形態に係る光源装置１０の具体例について説明する。
まず、発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅ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１１ａ〜発光素子１１ｅ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１２の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおける選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が、それぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍ（選択波長の差が、最大で４ｎｍ）となるように圧電素子１５を制御すると、波長選択素子１２の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅから射出される光Ｗ２の波長も、それぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍとなる。
【００４６】
以上述べたように、本実施形態に係る光源装置１０では、１つの基体において、互いに選択波長が異なる複数の光選択領域Ａ〜Ｅを有する波長選択素子１２を備えることにより、領域Ａ〜Ｅからそれぞれ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１２から射出される光の帯域が、すべての領域から同一波長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１０を得ることが可能となる。
また、波長選択素子１２は、通常用いられる大きさのままであるため、装置が大型化することは無く、従来のように、拡散素子や加振手段を設けてスペックルノイズを低減させる構成に比べ、装置全体の小型化が可能となる。
以上より、本発明の光源装置１０は、小型であって、かつ、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ることが可能である。
【００４７】
なお、本実施形態では、複数の発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅ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この順に小さい値となるような発光素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを用い、領域Ａ〜Ｅにおいて、発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅ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、圧電素子１５を制御するようにしても良い。
【００４８】
また、圧電素子１５による波長選択素子１２の歪みの伝搬を所望の状態にし易くするために、波長選択素子１２の形状を非対称な形、すなわち、他端面１２ｂから一端面１２ｃに向かって断面積が小さくなる形状にしても良い。
また、具体例において、波長選択素子１２の各領域Ａ〜領域Ｅにおける選択波長の差は、最大で４ｎｍとしたが、最大で１０ｎｍ程度までの範囲であれば、人間が感知する光の色度は変わらない。このように、各領域Ａ〜Ｅにおける選択波長の差を最大で１０ｎｍ程度の範囲に抑えることにより、例えば、画像表示装置に光源装置１０を用いた場合、極めて鮮明な画像を表示することが可能となる。
また、歪み付与手段として圧電素子１５を用いたが、これに限ることはなく、例えば、歪みゲージや磁歪素子を用いても良い。
【００４９】
［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２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１実施形態に係る光源装置１０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。
本実施形態に係る光源装置２０では、第１実施形態の圧電素子１５と吸収体１６に代えて、発熱素子２１と吸熱素子２２を備えている。それ以外の点は、具体例や変形例の適用も含め、第１実施形態と同様である。
【００５０】
発熱素子（温度変化手段）２１は、図２に示すように、波長選択素子１２の発光部１１から射出された光の入射端面１２ａに垂直な他端面（領域Ｅ側の端面）１２ｂに接着されている。
また、波長選択素子１２の一端面（領域Ａ側の端面）１２ｃには、吸熱素子２２が設けられている。
このように、波長選択素子１２の他端面１２ｂに発熱素子２１が設けられ、一端面１２ｃには吸熱素子２２が設けられているため、波長選択素子１２は、レーザ光の中心軸Ｏに対して垂直な方向、すなわち、発熱素子２１側から吸熱素子２２側に向かって加熱されることになる。また、波長選択素子１２には発熱素子２１側から吸熱素子２２側に向かって徐々に低温となるような温度勾配が作られることになる。つまり、本実施形態では、波長選択素子１２の温度が、領域Ａから領域Ｅに向かうに従って徐々に低くなっている。波長選択素子１２は、加熱により熱膨張して、屈折率が変化する。この熱膨張に対応して、波長選択素子１２の選択波長、つまり、波長選択素子１２によって反射される光Ｗ１の波長が変化する。選択波長は、第１実施形態で説明したように、歪みが大きいほど短くなり、歪みが小さくなるに従って長くなる。熱膨張も歪みの一種であると考えられるので、より高温で熱膨張が大きい発熱素子側２１の選択波長が、吸収体１６側の選択波長に比べて長波長側にシフトする。
つまり、波長選択素子１２の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおける選択波長をそれぞれλ１，λ２，λ３，λ４，λ５とすると、λ１＞λ２＞λ３＞λ４＞λ５となる。また、波長選択素子１２の領域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となり、λ１＞λ２＞λ３＞λ４＞λ５の関係となる。
【００５１】
本実施形態に係る光源装置２０においても第１実施形態の光源装置と同様の効果を得ることができる。温度は圧力に比べて監視が容易であり、制御もしやすいため、第１実施形態の光源装置と同様の効果をより容易に得ることが可能である。さらに、本実施形態では、波長選択素子１２として、周期格子を有するホログラムのような光学素子を用いた場合、波長選択素子１２に熱を加えることにより、内部の周期格子の間隔を容易に変えることができる。よって、より簡易な構成で、波長選択素子１２の領域Ａ〜領域Ｅから射出された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ることが可能となる。
なお、本実施形態では、温度変化手段として発熱素子を用いて、波長選択素子１２を加熱したが、発熱素子の代わりにペルチェ素子を用いても良い。ペルチェ素子を用いた場合、加熱及び冷却が可能であるため、特に、波長選択素子１２の領域Ａ〜領域Ｅにおける選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５を所望の値に制御する場合に有利である。
また、吸熱素子２２を用いずに、空冷等の方法で放熱するようにしても良い。
【００５２】
また、選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５の制御を行うために、波長選択素子１２の領域Ａ〜領域Ｅに、サーミスタ等の温度センサを設けて温度を測定し、測定された温度に応じて、発熱素子２１よる加熱温度や加熱時間を制御したり、ペルチェ素子に流す電流を制御したりするようにしても良い。
【００５３】
［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３を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置３０では、波長選択素子３３が基板３２上により形成された波長選択膜で構成されている点において、第１実施形態と異なる。それ以外の点は、具体例を含め、第１実施形態と同様である。
波長選択素子３３は、図３に示すように、光透過性を有する基板３２上に形成されており、基板３２側から第１の膜３１ａ，第２の膜３１ｂ，第３の膜３１ｃの順に積層された構成になっている。基板３２としては、例えばガラスを用いることができる。膜３１ｂとしては、例えば、ＴｉＯ２膜３１ａ，３１ｃとしては、例えばＳｉＯ２を用いることができる。なお、波長選択素子３３を構成する膜の種類や数は、所望の特性に応じて適宜選択可能である。この点については周知であるため、詳細な説明を省略する。
波長選択素子３３は、一方の端３３ｂ側から他方の端３３ｃに向かうに従って、膜３１ａ，３１ｂ，３１ｃの厚みをそれぞれ小さくすることにより、全体の厚みが小さくなるように形成されている。このような波長選択素子３３は、斜め蒸着を行うことで形成することができる。そして、この膜の厚みの変化に対応して、波長選択素子３３の選択波長、つまり、波長選択素子３３によって反射される光Ｗ１の波長が変化する。選択波長は、膜の厚みが大きいほど長く、厚みが小さくなるに従って短くなる。領域Ａ〜領域Ｅのうち、レーザ光が通過する部分の膜の厚みＪ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎは、領域Ａから領域Ｅに向かって順に小さくなっているので、それぞれの領域における選択波長λ１〜λ５はλ１＞λ２＞λ３＞λ４＞λ５となる。
なお、波長λ１〜λ５は、膜の材料、層数、厚み等によって変化するので、これらの要素を制御することによって、λ１，λ２，λ３，λ４，λ５の値や、これらの大きさの差を所望の値に設定することが可能である。
【００５４】
本実施形態に係る光源装置３０においても、第１実施形態の光源装置と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態に係る光源装置３０では、膜厚の設定によって確実に選択波長の制御を行うことが可能であり、何ら機械的な制御を行う必要がない。したがって、第１，第２実施形態に比べて、より簡易な構成により、波長選択素子３３の各領域から射出された光同士のコヒーレンスを確実に低減させ、スペックルノイズを低減させることが可能となる。
なお、本実施形態では、複数の発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅとして、ピーク波長が概ね一致するものを用いたが、第１実施形態で述べたように、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。
また、本実施形態では、膜の厚みが一方の端３３ｂ側から他方の端３３ｃに向かうに従って、徐々に小さくなる構成としたが、波長選択素子３３の領域ごとに厚みを変えるようにしても良い。
【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４を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置７０では、波長選択素子１２に設けられた圧電素子１５及び吸収体１６に代えて、波長選択素子１２の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅごとに圧電素子１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅが設けられている点において、第１実施形態と異なる。それ以外の点は、具体例を含め、第１実施形態と同様である。
【００５６】
本実施形態の波長選択素子１２では、図４に示すように、表面１２ｄ上の領域Ａ〜Ｅのそれぞれに、圧電素子（歪み付与手段）１５ａ〜１５ｅが所定の間隔をあけて設けられている。また、隣接する圧電素子１５ａ〜１５ｅの間には防振材を設けて、隣接する領域間で歪みが伝わらないようにしても良い。
これらの圧電素子１５ａ〜１５ｅにより、それぞれ領域Ａ〜Ｅに異なる歪みを生じさせることが可能となっている。なお、圧電素子１５ａ〜１５ｅは第１実施形態の圧電素子１５と同様のものを用いているため、電圧が印加されると変位し、この変位によって波長選択素子１２に歪みを生じさせるものである。
ここで、第１実施形態では、図５（ａ）に示すように、波長選択素子１２における選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が、領域Ａから領域Ｅに向かって連続的に小さくなるように波長選択素子１２を制御した。本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、波長選択素子１２における選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が断続的な波長分布（ランダムな波長分布）となるように制御可能である。なお、図５（ｂ）に示す分布は一例に過ぎない。
そこで、本実施形態では、例えば、製造誤差により、発光素子１１ａ〜１１ｅから射出される光のピーク波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５がそれぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍである素子を用いる。このとき、圧電素子１５ａ〜１５ｅにより、波長選択素子１２の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの歪みを制御することにより、各領域Ａ〜Ｅの屈折率が変化する。そして、各領域Ａ〜Ｅにおける選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が、それぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍとなるように各領域Ａ〜Ｅの歪みを制御する。
【００５７】
本実施形態に係る光源装置７０においても、第１実施形態の光源装置と同様にスペックルノイズを低減させることができる。さらに、本実施形態では、領域Ａ〜Ｅごとに圧電素子１５ａ〜１５ｅが設けられているため、波長選択素子１２から射出される出力波長分布の自由度が高まる。したがって、発光素子１１ａ〜１１ｅから射出された光の波長と対応する波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｅの選択する光の波長とを揃えることが可能となる。これにより、発光素子１１ａ〜１１ｅが製造誤差等により、出力波長にばらつきがあっても、波長選択素子１２から射出される光の利用効率を向上させることが可能となる。
さらに、領域Ａ〜Ｅごとに圧電素子１５ａ〜１５ｅが設けられているため、領域Ａ〜Ｅごとの選択波長の差を１ｎｍに限らず大きくすることや小さくすることができるため、より効率的にスペックルノイズを低減させることが可能となる。
【００５８】
なお、意図的に異なる波長の光を射出する発光素子１１ａ〜１１ｅを用いても良い。
また、第１実施形態と同様に発光素子１１ａ〜１１ｅから射出される光のピーク波長がすべて同じである場合も用いることができる。この構成の場合、各領域Ａ〜Ｅの選択波長が異なるように各領域Ａ〜Ｅの歪みを制御することにより、スペックルノイズを低減することが可能となる。
さらに、複数の光選択領域Ａ〜Ｅごとに、すなわち、例えば２つの領域をまとめて１つの圧電素子により歪みを制御しても良い。この構成の場合も、複数の光選択領域Ａ〜Ｅによって選択される光の波長が互いに異なるように歪みを付与すれば良い。
【００５９】
また、圧電素子１５ａ〜１５ｅに代えて、各領域Ａ〜Ｅにペルチェ素子（温度変化手段）を設けても良い。ペルチェ素子を用いた場合も圧電素子を用いた場合と同様に、波長選択素子１２の領域Ａ〜Ｅの温度を制御することにより熱膨張が生じ、各領域Ａ〜Ｅの屈折率が変化する。そして、各領域Ａ〜Ｅにおける選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が、それぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍとなるように各領域Ａ〜Ｅの温度を制御する。この構成の場合も、スペックルノイズを抑えることができるとともに、光の利用効率を向上させることが可能となる。
また、温度変化手段としてペルチェ素子を用いることにより、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｅの温度を上げることも下げることもできるため、より正確に発光素子１１ａ〜１１ｅから射出される光の波長に波長選択素子の選択波長を対応させることが可能となる。
なお、ペルチェ素子に代えて、発熱素子（温度変化手段）として、電熱線等を用いて波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｅの温度を変えても良い。
【００６０】
［第５実施形態］
次に、本発明に係る第５実施形態について、図６を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置８０では、第４実施形態の圧電素子１５ａ〜１５ｅに代えて熱吸収膜８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅが設けられている点において、第５実施形態と異なる。それ以外の点は、具体例を含め、第５実施形態と同様である。
【００６１】
光源装置８０に用いられる温度変化部（温度変化手段）８５は、熱発生用レーザ光源８２と、ミラー８３と、熱吸収膜８１ａ〜８１ｅとを備えている。
熱吸収膜８１ａ〜８１ｅは、図６に示すように、所定の間隔をあけて表面１２ｄ上の領域Ａ〜Ｅそれぞれに設けられている。また、熱吸収膜８１ａ〜８１ｅのそれぞれの膜厚は同じである。なお、隣接する熱吸収膜８１ａ〜８１ｅの間には断熱材を設けて、隣接する領域Ａ〜Ｅ間で熱が伝わらないようにしても良い。
また、ミラー８３は、熱発生用レーザ光源８２から射出されたレーザ光を熱吸収膜８１ａ〜８１ｅに向かって走査するものである。そして、ミラー８３の傾きを制御することにより、熱吸収膜８１ａ〜８１ｅに照射されるレーザ光の時間を調整する。これにより、照射されるレーザ光の時間が長いほど熱吸収膜８１ａ〜８１ｅの温度が上昇し、領域Ａ〜Ｅの温度が上昇する。
本実施形態でも、第５実施形態と同様に発光素子１１ａ〜１１ｅのピーク波長に一致するように波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｅの温度を制御する。
【００６２】
本実施形態に係る光源装置８０においても、第１実施形態の光源装置と同様にスペックルノイズを低減させることができる。さらに、本実施形態では、第５実施形態と同様に波長選択素子１２から射出される光の利用効率を向上させることが可能となる。
なお、本実施形態では、熱吸収膜８１ａ〜８１ｅの膜厚を同じにしたが、熱吸収膜８１ａ〜８１ｅの膜厚を不規則に代えておいても良い。この構成では、ミラー８３の走査速度を変えることなく、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｅに温度分布を持たせることができる。つまり、領域Ａ〜Ｅまでミラー８３を振る１走査ごとの走査速度は一定で良いため、ミラー８３の制御が容易になる。
なお、熱吸収膜８１ａ〜８１ｅを領域Ａ〜Ｅごとに設けたが、波長選択素子１２の表面１２ｄの全面に設けても良い。
また、ミラー８３としてはＭＥＭＳミラーを用いることも可能である。
【００６３】
［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７を参照して説明する。  
【００６４】
本実施形態に係る光源装置４０は、図７に示すように、発光部４１と、発光部４１から射出された光の波長を変換する波長変換素子４３と、波長変換素子４３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４２とを備えている。
発光部４１は、支持部４１ｆに、発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ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４１ａ〜発光素子４１ｅ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。
【００６５】
波長変換素子（第２高調波発生素子、ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）４３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４１から射出され、波長選択素子４２に向かう光Ｗ３は、波長変換素子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４３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４３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４３の変換効率は４０〜５０％程度である。つまり、発光部４１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。
【００６６】
波長変換素子４３としては、板形状のものを用いている。波長変換素子４３は、複数の発光素子４１ａ〜発光素子４１ｅ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４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ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。
【００６７】
また、波長変換素子４３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４３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おり、Λ１＞Λ２＞Λ３＞Λ４＞Λ５となっている。
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７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４３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。
【００６８】
青色レーザ光源装置を用いた場合の波長を例に挙げて説明すると、発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅからそれぞれ射出されたピーク波長λ０＝９２０ｎｍの波長の光のうち、それぞれ波長λ０１＝９２０ｎｍ，λ０２＝９１８ｎｍ，λ０３＝９１６ｎｍ，λ０４＝９１４ｎｍ，λ０５＝９１２ｎｍ付近の光が、波長λ１＝４６０ｎｍ，λ２＝４５９ｎｍ，λ３＝４５８ｎｍ，λ４＝４５７ｎｍ，λ５＝４５６ｎｍの光に変換される。
同様に、緑色レーザ光源装置を用いた場合の波長を例に挙げて説明すると、発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅからそれぞれ射出されたピーク波長λ０＝１０６０ｎｍの光のうち、それぞれ波長λ０１＝１０６０ｎｍ，λ０２＝１０５８ｎｍ，λ０３＝１０５６ｎｍ，λ０４＝１０５４ｎｍ，λ０５＝１０５２ｎｍ付近の光が、波長λ１＝５３０ｎｍ，λ２＝５２９ｎｍ，λ３＝５２８ｎｍ，λ４＝５２７ｎｍ，λ５＝５２６ｎｍの光に変換される。
また同様に、赤色レーザ光源装置を用いた場合の波長を例に挙げて説明すると、発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅからそれぞれ射出されたピーク波長１２４０ｎｍの光のうち、それぞれ波長λ０１＝１２４０ｎｍ，λ０２＝１２３８ｎｍ，λ０３＝１２３６ｎｍ，λ０４＝１２３４ｎｍ，λ０５＝１２３２ｎｍ付近の光が、波長λ１＝６２０，λ２＝６１９ｎｍ，λ３＝６１８ｎｍ，λ４＝６１７ｎｍ，λ５＝６１６ｎｍの波長の光に変換される。
ただし、ここに挙げた波長は、単なる一例に過ぎない。
【００６９】
波長選択素子４２は、波長変換素子４３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４１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４２の構造は第１実施形態と同様であり、一方の端面（領域Ｅ側の端面）４２ｂに圧電素子１５が、他方の端面（領域Ａ側の端面）４２ｃに吸収体１６が設けられている。圧電素子１５は、領域Ｐ，Ｑ、Ｒ，Ｓ，Ｔにおいて変換されなかったレーザ光の波長λ０１〜λ０５と、波長選択素子の領域Ａ〜領域Ｅにおいて選択される光の波長とが、それぞれ同じ値となるように制御される。
つまり、例えば青色レーザ光源装置の場合、圧電素子１５は、領域Ａ〜領域Ｅにおいて反射される光の波長が、それぞれ９２０ｎｍ、９１８ｎｍ、９１６ｎｍ、９１４ｎｍ、９１２ｎｍとなるように制御される。緑色レーザ光源装置の場合、圧電素子１５は、波長選択素子４２の領域Ａ〜領域Ｅにおいて反射される光の波長が、それぞれ１０６０ｎｍ、１０５８ｎｍ、１０５６ｎｍ、１０５４ｎｍ、１０５２ｎｍとなるように制御される。赤色レーザ光源装置の場合、圧電素子１５は、領域Ａ〜領域Ｅにおいて選択される光の波長が、それぞれ１２４０ｎｍ、１２３８ｎｍ、１２３６ｎｍ、１２３４ｎｍ、１２３２ｎｍとなるように制御される。
ただし、ここに挙げた波長は、単なる一例に過ぎない。
【００７０】
波長選択素子４２によって反射された光Ｗ１（図７に示す２点鎖線）は、再び波長変換素子４３を通過し、発光素子４１ａ〜４１ｅに戻る。発光素子４１ａ〜４１ｅ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４１ａ〜４１ｅ内で反射されて再度発光素子４１ａ〜４１ｅから射出されたりすることで、有効に利用される。
【００７１】
一方、波長変換素子４３によって波長選択素子４２を通過する波長λ１〜λ５に変換された光Ｗ２（図７に示す一点鎖線）は、波長選択素子４２を透過する。
以上説明したように、発光部４１から射出された光Ｗ３は、発光部４１と波長選択素子４２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７に示す一点鎖線）が、波長選択素子４２から射出されるようになっている。つまり、波長選択素子４２は、第１〜第３実施形態の波長選択素子１２や３３とは若干作用が異なるものの、発光素子４１ａ〜４１ｅの共振器ミラーとしての機能を有している。
【００７２】
本実施形態に係る光源装置４０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４３と、選択波長が異なる複数の光選択領域Ａ〜Ｅを備えた圧電素子１５との組み合わせにより、波長選択素子４２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１２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４０を得ることが可能となる。
また、波長変換素子４３や波長選択素子４２は通常用いられる大きさのままであるため、装置が大型化することは無く、従来のように拡散素子や加振手段を設けてスペックルノイズを低減させる構成に比べ、装置全体の小型化が可能となる。
以上より、本発明の光源装置４０は、小型であって、かつ、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ることが可能である。
なお、本実施形態では、複数の発光素子４１ａ〜発光素子４１ｅ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（つまり、波長変換素子４３となるような発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅを用い、領域Ａ〜Ｅにおいて、発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅ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、圧電素子１５を制御するようにしても良い。このように、発光素子１１ａ〜発光素子１１ｅそれぞれのピーク波長と、波長選択素子４２の領域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。
また、本実施形態では、圧電素子１５を波長選択素子４２の一端面１２ｃにのみ設けることにより、選択波長が、圧電素子１５側から吸収体１６側に向かうに従って徐々に長くなる構成としたが、第４実施形態に示すように、波長選択素子の領域ごとに個別の圧電素子を設けて、個々の領域の歪みを制御するようにしても良い。さらには、第５実施形態で示すように、熱吸収膜により各領域の温度を制御するようにしても良い。
また、圧電素子１５による波長選択素子４２の歪みの伝搬を所望の状態にし易くするために、波長選択素子４２の形状を非対称な形、すなわち、一端面４２ｂから他端面４２ｃに向かって断面積が小さくなる形状にしても良い。
また、具体例において、各領域Ａ〜領域Ｅから射出される光Ｗ２の波長の差は、最大で４ｎｍとしたが、最大で１０ｎｍ程度までの範囲であれば、人間が感知する光の色度は変わらない。このように、各領域Ａ〜領域Ｅから射出される光Ｗ２の波長の差を最大で１０ｎｍ程度の範囲に抑えることにより、例えば、画像表示装置に光源装置４０を用いた場合、極めて鮮明な画像を表示することが可能となる。
また、歪み付与手段として圧電素子１５を用いたが、これに限ることはなく、例えば、歪みゲージや磁歪素子を用いても良い。
【００７３】
［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８を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置５０では、波長変換素子５１のドメインのピッチが異なる点、ペルチェ素子５２を備える点において、第６実施形態と相違している。それ以外の点は、具体例や変形例の適用も含め、第６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６実施形態に係る光源装置４０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。
【００７４】
第６実施形態の波長変換素子４３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５１では、後に説明するペルチェ素子５２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５１も、第６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６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。
【００７５】
ペルチェ素子（温度変化手段）５２は、波長変換素子５１の発光部４１から射出された光が入射する入射端面５１ｃに垂直な一端面（領域Ｐ側の端面）５１ｄに接着されている。ペルチェ素子５２は、波長変換素子５１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５１の各領域Ｐ〜Ｔにおいて、発光素子４１ａ〜４１ｅ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５２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５１を加熱したり、冷却したりする。
【００７６】
ペルチェ素子５２の制御は、波長変換素子５１の入射端面５１ｃの領域Ｐ〜Ｔごとに設けられた、温度センサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅを用いて行われる。すなわち、温度センサ５３ａ〜温度センサ５３ｅにより測定された温度に応じて、ペルチェ素子５２に流す電流が制御される。なお、これらの温度センサ５３ａ〜５３ｅは、波長変換素子５１に入射する光Ｗ３や、波長変換素子５１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。
【００７７】
ここで、ペルチェ素子５２によって付与される温度勾配は、波長変換素子５１のペルチェ素子５２が設けられている端面５１ｄ側（領域Ｐ側）から反対の端面５１ａ側（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５１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５１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。
【００７８】
本実施形態に係る光源装置５０においても、第６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５０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５１を用いて、ペルチェ素子５２で温度勾配を付与することにより、波長変換素子５１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５１の製造コスト、ひいては光源装置５０の製造コストを低減することが可能となる。
【００７９】
［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９を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置５５では、ペルチェ素子５２，温度センサ５３ａ〜５３ｅに代えて、波長変換素子５１の領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔごとにペルチェ素子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅが設けられている点及び第４実施形態の波長選択素子１２を用いる点において、第７実施形態と異なる。それ以外の点は、具体例を含め、第７実施形態と同様である。
【００８０】
本実施形態の波長変換素子５１では、図９に示すように、表面５１ｂ上の領域Ｐ〜Ｔのそれぞれに、ペルチェ素子（温度変化手段）５２ａ〜５２ｅが所定の間隔をあけて設けられている。なお、隣接するペルチェ素子５２ａ〜５２ｅの間には断熱材を設けて、隣接する領域間で熱が伝わらないようにしても良い。
これらペルチェ素子５２ａ〜５２ｅにより、それぞれの領域Ｐ〜Ｔを異なる温度に制御可能となっている。
ここで、第７実施形態では、図５（ａ）に示すように、波長変換素子５１における選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が、領域Ｐから領域Ｔに向かって連続的に小さくなるように波長変換素子５１を制御した。本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、波長変換素子５１における変換波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が断続的な波長分布（ランダムな波長分布）となるように制御可能である。
【００８１】
そこで、本実施形態では、例えば、製造誤差により、発光素子４１ａ〜４１ｅから射出される光のピーク波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５がそれぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍである素子を用いる。このとき、ペルチェ素子５２ａ〜５２ｅにより、波長変換素子５１の領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔの温度を制御することにより熱膨張が生じ、各領域Ｐ〜Ｔの屈折率が変化する。そして、各領域Ａ〜Ｅにおける変換波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５が、それぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍとなるように各領域Ｐ〜Ｔの温度を制御する。
【００８２】
本実施形態に係る光源装置５５においても、第７実施形態の光源装置と同様にスペックルノイズを低減させることができる。さらに、本実施形態では、領域Ｐ〜Ｔごとにペルチェ素子５２ａ〜５２ｅが設けられているため、波長変換素子５１から射出される出力波長分布の自由度が高まる。したがって、発光素子４１ａ〜４１ｅから射出された光の波長と対応する波長変換素子５１の各領域Ｐ〜Ｔの変換する光の波長とを揃えることが可能となる。これにより、発光素子４１ａ〜４１ｅが製造誤差等により、出力波長にばらつきがあっても、波長変換素子５１から射出される光の利用効率を向上させることが可能となる。さらには、波長選択素子１２も領域Ａ〜Ｅごとに選択波長を変化させることができるため、波長変換素子５１と波長選択素子１２との対応波長を揃えることができる。これにより、光の利用効率をより向上させることが可能となる。
さらに、領域Ｐ〜Ｔごとにペルチェ素子５２ａ〜５２ｅが設けられているため、領域Ｐ〜Ｔごとの選択波長の差を１ｎｍに限らず大きくすることや小さくすることができるため、より効率的にスペックルノイズを低減させることが可能となる。
【００８３】
なお、ペルチェ素子５２ａ〜５２ｅに変えて、発熱素子（温度変化手段、例えば電熱線等）や圧電素子（歪み付与手段）を用いても良い。この構成の場合も、波長選択素子１２に用いたときと同様に、各領域Ｐ〜Ｔを個別に制御することができるため、各領域Ｐ〜Ｔのドメインピッチを変えて変換波長を変えることが可能となる。
【００８４】
さらには、第５実施形態の図６に示す波長選択素子１２と同様に、波長変換素子５１の表面５１ｂの各領域Ｐ〜Ｔに熱吸収膜を設けても良い。この構成の場合も第５実施形態と同様に、熱吸収膜に照射されるレーザ光の時間を調整する。これにより、波長変換素子５１の各領域Ｐ〜Ｔの温度が変わるため、熱膨張によるドメインピッチの変化が生じる。したがって、波長変換素子５１のドメインピッチを発光素子４１ａ〜４１ｅの出力波長に合わせることにより、光の利用効率を向上させることが可能となる。
さらに、波長変換素子５１の複数の領域Ｐ〜Ｔごと、すなわち、例えば２つの領域をまとめて１つのペルチェ素子により温度を制御しても良い。この構成の場合も、複数の光選択領域Ｐ〜Ｔによって選択される光の波長が互いに異なるように温度を制御すれば良い。
また、本実施形態では、第４実施形態で示した波長選択素子１２を用いたが、第１〜３，第５実施形態で示した波長選択素子を用いることも可能である。
【００８５】
［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１０を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置６０では、ペルチェ素子５２に代えて、波長変換素子６１の領域Ｐ〜Ｔを含む表面６１ａ上に、電極（電圧印加手段）６５ａ〜６５ｅが設けられている点において、第７実施形態と相違している。それ以外の点は、具体例や変形例の適用を含め、第７実施形態と同様である。
【００８６】
本実施形態の波長変換素子６１では、表面６１ａ上の領域Ｐ〜Ｔそれぞれに、隣接する電極と所定の間隔を保つように、シート状の電極６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅが設けられている。これらの電極６５ａ〜６５ｅには、それぞれ異なった電圧が印加されるようになっており、印加される電圧に従って、各領域Ｐ〜Ｔは異なった温度となる。この温度の違いによって、波長変換素子６１の領域Ｐ〜Ｔにおいて、それぞれ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。そして、電極６５ａ〜６５ｅに印加する電圧は、第７実施形態と同様、領域Ｐ側から領域Ｔ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。
なお、図１０では表面６１ａ上に形成された電極６５ａ〜６５ｅのみが示されているが、表面６１ａとは反対側の表面上にも電極６５ａ〜６５ｅとそれぞれ対になる５つの電極がそれぞれ形成されており、この対になった電極によって領域Ｐ〜Ｔを挟み込むことにより、領域Ｐ〜Ｔにそれぞれ所定の電圧を印加するような構成となっている。
【００８７】
本実施形態に係る光源装置５０においても、第７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５０では、領域Ｐ〜Ｔのそれぞれに異なった電圧を印加することができるため、領域ごとの変換特性の制御をより精密に行うことが可能となる。
また、波長変換素子６１の領域Ｐ〜Ｔごとのドメインピッチを変えることができるため、発光素子４１ａ〜４１ｅから射出される光の波長が異なる場合、出力波長に合わせて対応する領域Ｐ〜Ｔのドメインピッチを変えることが可能となる。これにより、波長変換素子における光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００８８】
［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１１を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１実施形態の光源装置１０を備える画像表示装置１００について説明する。なお、図１１中においては、簡略化のため画像表示装置１００を構成する筐体は省略している。
【００８９】
画像表示装置１００において、赤色光を射出する赤色レーザ光源（光源装置）１０１Ｒとしては、上記第１実施形態の光源装置１０を用い、緑色光、青色光を射出する緑色レーザ光源（光源装置）１０１Ｇ、青色レーザ光源（光源装置）１０１Ｂとしては、上記第６実施形態の光源装置４０を用いる。
また、画像表示装置１００は、レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ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）１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂと、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂから射出された光を合成して投写レンズ１０７に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）１０６と、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン１１０に投射する投射レンズ（投射装置）１０７とを備えている。
【００９０】
さらに、画像表示装置１００は、レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ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１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ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１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを照明している。例えば、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ、１０２Ｂは、例えば、ホログラム１０２ａ及びフィールドレンズ１０３ｂによって構成される。
【００９１】
各液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ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１０６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１０７によりスクリーン１１０上に投写され、拡大された画像が表示される。
【００９２】
上述した本実施形態の画像表示装置１００は、赤色レーザ光源１０１Ｒ，緑色レーザ光源１０１Ｇ，青色レーザ光源１０１Ｂ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１０７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１１０に良好な画像を表示することができる。
【００９３】
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１０１Ｇ、１０１Ｂについては、第６実施形態の光源装置４０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１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ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。
【００９４】
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１〜第６実施形態の光源装置１０〜８０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１２に示す。図１２に示した画像表示装置２００は、第１実施形態の光源装置１０と、光源装置１０から射出された光をスクリーン２１０に向かって走査するＭＥＭＳミラー（走査手段）２０２と、光源装置１０から射出された光をＭＥＭＳミラー２０２に集光させる集光レンズ２０３とを備えている。光源装置１０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２１０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１１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。
【００９５】
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、第６，第７，第９実施形態では、第１実施形態と同様の構造を備えた波長選択素子４２を用いていたが、これに変えて、第２〜第５実施形態と同様の構造を備えた波長選択素子を用いるようにしても良い。
また、波長選択素子１２，３３，４２は、光選択領域ごとに選択波長が異なっていれば良く、上記のように順に短くなるようにしなくても良い。波長変換素子４３，５１，６１についても同様である。
また、発光素子としては、端面発光レーザや、面発光レーザを用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図５】図４の光源装置の発光素子の出力波長を示す図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図８】本発明の第７実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図９】本発明の第８実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図１０】本発明の第９実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１０実施形態に係る画像表示装置を示す平面図である。
【図１２】本発明の画像表示装置の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９７】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…波長選択素子の領域、Ｏ…レーザ光の中心軸（光軸）、Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ…波長変換素子の領域、１０，２０，３０，４０，５０，６０…光源装置、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ…発光素子、１２，３３，４２…波長選択素子、１５，１５ａ〜１５ｅ…圧電素子（歪み付与手段）、２１…発熱素子（温度変化手段）、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…薄膜、４３，５１，６１…波長変換素子、５２，５２ａ〜５２ｅ…ペルチェ素子（温度変化手段）、６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅ…電極、８５…温度変化部（温度変化手段）、１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、１０７…投射レンズ（投射装置）
【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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