(57)【要約】【課題】効率良く、かつ、光の利用効率を向上させて光源と光学部材との位置合わせを行うことが可能な光源装置を提供すること。【解決手段】光を射出する光源２１と、該光源２１から射出された光が入射する光学部材２２，２３と、光源２１が載置された基台１１と、光学部材２２，２３を固定する第１保持部材１３と、該第１保持部材１３を保持するとともに、光源２１から射出された光の射出方向に基台１１上に立設された第２保持部材１２とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2009054446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する光源と、
該光源から射出された光が入射する光学部材と、
前記光源が載置された基台と、
前記光学部材を固定する第１保持部材と、
該第１保持部材を保持するとともに、前記光源から射出された光の射出方向に前記基台上に立設された第２保持部材とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第１保持部材が前記第２保持部材に接着あるいは溶着により固定されてい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】
前記第２保持部材には、前記光源から射出される光の射出方向に延在する凹部が形成され、前記第１保持部材の少なくとも一部が前記凹部内に収容さ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】
前記第２保持部材が前記基台に接着あるいは溶着により固定され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項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光源からの光の中心軸方向において、前記光学部材の入射端面及び射出端面のうち少なくとも一方が、前記第１保持部材の端面よりも外方に突出し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項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記光学部材が、前記光源から射出された光を共振させる外部共振器を有す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項に記載の光源装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６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る光を変調する光変調手段と、
該光変調手段によって変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
請求項１から請求項６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、光源装置、照明装置、プロジェクタ及びモニタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コヒーレント光源は、画像表示装置、光通信分野、医療分野や顕微鏡などの計測分野においても欠かせないものとなっている。そして、コヒーレント光の波長もその目的によって様々な波長が使用される。
そこで、非線形光学効果を利用した波長変換素子は、波長変換により光の波長を変換することでレーザ光源の使用波長の拡大が図れるため多くの分野で利用されている。このような非線形光学効果を利用した光の波長変換では、変換前の基本波と変換後の高調波との間で位相整合条件が成立する必要があり、周期的に分極方向を反転させた擬似位相整合法が用いられている。具体的には、LiNbO3に周期的な分極反転構造を形成して擬似位相整合 (QPM：uasi-phase-matching) を達成した波長変換素子（周期分極ニオブ酸リチウム：Periodically Poled Lithium Niobate : PPLN)が用いられている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載のレーザー光源装置では、レーザー光源部の種々の部品を取り付けるためのプレート状の支持ベースが設けられている。支持ベース上にはスペーサを介してＰＰＬＮフォルダが設けられており、スペーサによりＰＰＬＮフォルダの取り付け高さが規定される。
【特許文献１】特開２００６−３３２４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＰＰＬＮ等の光学部品は、光が入射する位置により性能が変わるため、最適な位置に光を入射させる必要がある。
しかしながら、上記特許文献１に記載のレーザー光源装置では、光源に対しＰＰＬＮ等の種々の光学部品の位置調整を行い、支持ベースに固定するものではないため、ＰＰＬＮにおける変換効率の低下や、種々の光学部品に入射した光の利用効率の低下が生じる。
また、このような構成で、光源に対するＰＰＬＮ等の種々の光学部品のアライメントを行ったとしても、位置調整のための部材を増やす必要があり、作業効率の低下が起こる。
【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、効率良く、かつ、光の利用効率を向上させて光源と光学部材との位置合わせを行うことが可能な光源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が入射する光学部材と、前記光源が載置された基台と、前記光学部材を固定する第１保持部材と、該第１保持部材を保持するとともに、前記光源から射出された光の射出方向に前記基台上に立設された第２保持部材とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る光源装置では、光学部材は第１保持部材を介して第２保持部材に保持されているため、第２保持部材の位置の調整により、所定の方向（所定の角度を含む）の第２保持部材の基台に対する位置合わせを行うことができ、第１保持部材の位置の調整により、所定の方向と異なる方向の第１保持部材の基台に対する位置合わせを行うことができる。このように、第１保持部材及び第２保持部材を備えることにより、位置合わせの方向（角度）を分担することができるため、光学部材の基台に対する移動範囲の自由度を大きくすることができる。したがって、光学部材の最適な位置に光源から射出された光を入射させることが可能となるため、光学部材から射出させる光の利用効率を向上させることが可能となる。
また、第１保持部材は、光源から射出された光の射出方向に基台上に対して立設されているため、光源から射出された光の光路を、例えば、反射部材を用いて折り曲げて光学部材に入射させるのではなく、光源から射出された光は直接光学部材に入射する。これにより、光源から射出された光を光学部材の最適な位置に入射させるように、光源と光学部材との位置合わせを効率良く行うことができる。
【０００８】
本発明の光源装置は、前記第１保持部材が前記第２保持部材に接着あるいは溶着により固定されていることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る光源装置では、第１保持部材が第２保持部材に接着あるいは溶着により固定されているため、第１保持部材により、光源から射出された光の射出方向に光学部材の位置を自由に調整することができる。すなわち、光源と光学部材とを近接させて配置することができるため、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
また、光源と光学部材との間に集光手段が配置されている場合、集光手段の焦点位置が光学部材の入射端面となるように、光学部材の位置を調整することができるため、光学部材における光の利用効率を高めることが可能となる。
さらに、第１保持部材が第２保持部材に接着あるいは溶着により固定されているため、第１保持部材により、光学部材の入射端面に対する光源から射出された光の入射角度を自由に調整することができる。すなわち、光源から射出された光を光学部材の入射端面に垂直に入射させることができる。これにより、光学部材における光の利用効率を高めることが可能となる。
また、例えば、光源が傾斜しており、光源の射出端面と光学部材の入射端面とが平行でない場合に、平行となるように光学部材の調整が可能となる。
【００１０】
また、本発明の光源装置は、前記第２保持部材には、前記光源から射出される光の射出方向に延在する凹部が形成され、前記第１保持部材の少なくとも一部が前記凹部内に収容されているが好ましい。
【００１１】
本発明に係る光源装置では、第２保持部材に形成された凹部に沿って、この凹部に収容された第１保持部材を移動させることにより、光源から射出された光の射出方向の第１保持部材の位置調整を容易に行うことが可能となる。したがって、光源と第１保持部材に保持された光学部材との距離を調整することができるため、光学部材を光源に対して最適な位置に配置することが可能となる。したがって、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の光源装置は、前記第２保持部材が前記基台に接着あるいは溶着により固定されていることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る光源装置では、第２保持部材が基台に接着あるいは溶着により固定されているため、第２保持部材により、当該第２保持部材が立設している基台の面内方向での光学部材の位置を自由に調整することができる。すなわち、光学部材の入射端面における光の入射位置を調整することができる。これにより、光源から射出された光を光学部材の最適な位置に入射させることが可能となる。
さらに、第２保持部材が基台に接着あるいは溶着により固定されているため、第２保持部材により、光源から射出された光の射出方向を軸に光学部材の回転調整を自由に行うことができる。この構成では、特に、光源を複数備えているときに効果的である。すなわち、複数の光源を備えている場合、複数の光源から射出された複数の光がすべて光学部材に入射しない場合がある。このとき、光源から射出された光の射出方向を軸に光学部材の回転調整を行うことにより、複数の光源から射出された光を光学部材の最適な位置に入射させることが可能となる。したがって、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の光源装置は、前記光源からの光の中心軸方向において、前記光学部材の入射端面及び射出端面のうち少なくとも一方が、前記第１保持部材の端面よりも外方に突出していることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る光源装置では、光源からの光の中心軸方向において、光学部材の入射端面及び射出端面のうち少なくとも一方が、第１保持部材の端面よりも外方に突出しているため、光学部材の前段あるいは後段に配置された他の光学部材（光源を含む）に、光学部材を近接して配置することが可能となる。したがって、光学部材をより最適な位置に配置することができるとともに、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の光源装置は、前記光学部材が、前記光源から射出された光を共振させる外部共振器を有することが好ましい。
【００１７】
ここで、光学部材として、光源から射出された光を共振させる外部共振器を用いた場合、光の入射する位置により反射効率や反射波長が変化する。そこで、本発明に係る光源装置では、上述した調整を行うことにより、外部共振器の最適な位置に光源から射出された光を入射させることが可能となる。したがって、外部共振器における光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１８】
本発明の照明装置は、上記の光源装置を備えることを特徴とする。
本発明に係る照明装置では、光の利用効率が高い光源装置を備えているため、明るい光を射出することが可能となる。
【００１９】
本発明のプロジェクタは、上記の光源装置と、該光源装置から射出される光を変調する光変調手段と、該光変調手段によって変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るプロジェクタでは、光源装置から射出された光は、光変調手段により変調される。そして、変調された光は、投射装置により投射される。ここで、プロジェクタは、光の利用効率が高い光源装置を備えているので、明るく鮮明な画像を投射することが可能となる。
【００２１】
本発明のモニタ装置は、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。
【００２２】
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、光の利用効率が高い光源装置を備えているので、明るい光により被写体が照射される。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】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置、照明装置、プロジェクタ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。
【００２４】
次に、本発明の光源装置１０の第１実施形態について、図１から図９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、ベース（基台）１１上に配置されたタワー（第２保持部材）１２と、サブベース（第１保持部材）１３と、光源２１と、波長変換素子（光学部材）２２と、外部共振器（光学部材）２３とを備えている。
【００２５】
光源２１は、光を発する複数の発光素子（図示例では６つ）２１ａが一方向に配列されている。この発光素子２１ａの配列方向をＸ方向とし、発光素子２１ａから射出される光の射出方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向及びＺ方向に対して垂直な方向、つまり発光素子２１ａの配列方向に垂直でありかつベース１１の上面１１ａと平行な方向をＹ方向とする。
また、発光素子２１ａ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。
【００２６】
波長変換素子２２（第２高調波発生素子、ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）は、光源２１から射出された光を所定の波長に変換する素子であり、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。具体的には、波長変換素子２２は、図２に示すように、非分極反転部２６と分極反転部２７とが交互に形成されたドメインの繰り返し構造を有する。この波長変換素子２２内部を光源２１から射出された光が進行する方向の非分極反転部２６の幅をＰ１とし、分極反転部２７の幅をＰ２とする。この幅Ｐ１と幅Ｐ２とは略同じであり、分極反転周期のピッチはΛである。
このような分極周期構造は、まず、非線形強誘電体材料（例えばＬｉＴａＯ３）からなる基板の一方の面２２ｃに、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し、他方の面２２ｄに全面に電極を形成する。次に、一方の面２２ｃの電極パターンと他方の面２２ｄの電極との間にパルス状の電圧を印加することにより、図２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。
また、発光素子２１ａは、波長変換素子２２の入射端面２２ａの長手方向に沿って、入射端面２２ａに対向して配列されている。
【００２７】
また、外部共振器２３としては、ＶＢＧ（Ｖｏｌｕｍｅ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）素子を用いる。この外部共振器２３は、波長変換素子２２から射出された所定の波長の光を選択して光源２１に向かって反射させることによって光源２１の共振器ミラーとして機能するとともに、変換された光を透過させるものである。外部共振器２３としては、例えば、基体に２つの露光ビームを照射し、所定の選択波長の光を反射するように、干渉縞の間隔を調整し形成される。
また、図３に示すように、光源２１の内部には、擬似的にサーマルレンズ２４が発生する。このサーマルレンズ２４により、発光素子２１ａから射出された光は、外部共振器２３の入射端面２３ａ上に集光される。
【００２８】
タワー１２は、図１に示すように、光源２１の発光素子２１ａから射出された光の射出方向にベース１１の上面１１ａに立設されている。このタワー１２は、ベース１１の上面１１ａに固定されている。すなわち、タワー１２は、ベース１１の上面１１ａ内（ＸＹ平面内）で位置調整された後固定されている。
さらに、タワー１２は、発光素子２１ａから射出された光の射出方向を軸として角度φを回転調整した後固定されている。すなわち、波長変換素子２２の入射端面２２ａに対する複数の発光素子２１ａから射出する複数の光の入射位置を調整した後固定されている。
また、タワー１２には、Ｙ方向に開口したガイド溝（凹部）１２ａが形成されている。このガイド溝１２ａのＸ方向の幅をＬ１とする。
【００２９】
サブベース１３は、平板状であり、タワー１２のガイド溝１２ａの底面１２ｂとサブベース１３の面１３ａとが対向するように配置されている。このサブベース１３の他方の面１３ｂ上に、光源２１に近い側からＺ方向に順に後述する温度調節ユニット３０を介して波長変換素子２２及び外部共振器２３が固定されている。波長変換素子２２の射出端面２２ｂと外部共振器２３の入射端面２３ａとは平行となるように配置されている。さらに、サーマルレンズ２４の焦点位置付近のエネルギー密度が高くなることから、波長変換素子２２の射出端面２２ｂと外部共振器２３の入射端面２３ａとを極力近づけるように、波長変換素子２２と外部共振器２３とを配置する。また、波長変換素子２２は、製造時に電極が形成された面２２ｄ側とサブベース１３の他方の面１３ｂ側とが対向して配置されている。
また、波長変換素子２２の入射端面２２ａは、図４に示すように、サブベース１３の光源２１側の端面１３ｃに対して光源２１から射出された光の中心軸方向（Ｚ方向）、すなわち、光源２１側に突出している。
【００３０】
また、図１に示すように、サブベース１３のＸ方向の幅をＬ２としたとき、サブベース１３のＸ方向の幅Ｌ２とガイド溝１２ａの幅Ｌ１とは略同じである。これにより、サブベース１３はタワー１２のガイド溝１２ａに保持されており、ガイド溝１２ａに沿ってＺ方向に移動可能な構成となっている。
また、サブベース１３は、光源２１の発光素子２１ａの配列方向に平行な方向（Ｘ方向）を軸として傾斜して固定されている。すなわち、図４に示すように、波長変換素子２２の入射端面２２ａに対する光源２１から射出された光の中心軸Ｏの入射角度θ及び外部共振器２３の入射端面２３ａに対する光源２１から射出された光の中心軸Ｏの入射角度θを調整した後、サブベース１３はタワー１２に固定されている。
また、この入射角度θを調整することにより、光源２１から射出された光の波長変換素子２２の入射端面２２ａ及び外部共振器２３の入射端面２３ａのＹ方向の位置調整もされることになる。
さらに、波長変換素子２２とサブベース１３との間には温度調節ユニット３０が設けられている。波長変換素子２２は、温度の変化に伴い内部の屈折率が変化するため、変換波長を変えることができる。したがって、温度調節ユニット３０により波長変換素子２２の温度を調節することにより、波長変換素子２２の分極反転周期のピッチΛを調整することができるため、光の変換効率を向上させることが可能となる。
【００３１】
まず、波長変換素子２２及び外部共振器２３の特性について説明する。
外部共振器２３は、製造時の内部の干渉露光状態により、図５（ａ）に示すように、Ｚ方向の干渉縞のピッチＱ１がＹ方向に異なるため、光を入射させる入射端面２３ａの位置によって反射効率が低下してしまう。すなわち、本実施形態では、破線により囲まれた領域Ａが反射効率の低下しない良好な領域である。具体的には、領域Ａは、波長変換素子２２を通過し、所定の波長に変換されなかった光（光源２１から射出された波長の光）を効率良く反射させる領域である。したがって、この領域Ａに光を入射させる必要が生じる。
【００３２】
図６（ａ）は、外部共振器２３の入射端面２３ａと光の中心軸Ｏとのなす角度（入射角度）θと、外部共振器２３における光の反射率との関係を示す図である。具体的には、図６（ａ）は角度θが９０度である場合を基準にして、角度θが９０度からずれた場合の光の反射率の変化を示したものである。図６（ａ）から分かるように、角度θが９０度から±０．５ｍｒａｄずれると、光の反射率は角度θが９０度である場合と比較すると約９０％に落ちる。したがって、外部共振器２３に対して垂直に光を入射させることが重要になる。
図６（ｂ）は、サーマルレンズ２４の焦点位置に対する外部共振器２３の入射端面２３ａの位置と、外部共振器２３における光の反射率との関係を示す図である。具体的には、図６（ｂ）は外部共振器２３の入射端面２３ａの位置がサーマルレンズ２４の焦点位置である場合を基準にして、外部共振器２３の入射端面２３ａがＺ方向にサーマルレンズ２４の焦点位置からずれた場合の反射率の変化を示したものである。図６（ｂ）から分かるように、外部共振器２３の入射端面２３ａが焦点位置からＺ方向に±１ｍｍずれると、光の反射率は入射端面２３ａの位置がサーマルレンズ２４の焦点位置である場合と比較すると約９０％に落ちる。したがって、サーマルレンズ２４の焦点位置に外部共振器２３の入射端面２３ａを配置させることが重要である。
【００３３】
また、波長変換素子２２は、製造時の分極反転周期を形成する際、図５（ｂ）に示すように、Ｚ方向の分極反転周期ピッチＱ２がＹ方向に異なるため、光を入射させる入射端面２２ａの位置によって変換効率が低下してしまう。すなわち、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、破線により囲まれた領域Ｂが変換効率の低下しない良好な領域である。具体的には、領域Ｂは、光源２１から射出された光を効率良く波長変換させる領域である。したがって、この領域Ｂに光を入射させる必要が生じる。
【００３４】
次に、以上の構成からなる本実施形態の光源装置１０の光源２１に対する波長変換素子２２，外部共振器２３の固定方法の一例について説明する。
本実施形態では、光源２１の射出端面２１ｂが、図４に示すように、サブベース１３の面１３ａのＹ方向に対して傾斜している場合について説明する。
まず、サブベース１３の面１３ｂ上に外部共振器２３を接着する。また、サブベース１３の面１３ｂ上に温度調節ユニット３０を介して波長変換素子２２を接着する。
次に、サブベース１３をタワー１２のガイド溝１２ａ内に配置する。そして、タワー１２をＸ方向及びＹ方向に移動させることにより、光源２１から射出された光が入射する波長変換素子２２の入射端面２２ａの入射位置及び外部共振器２３の入射端面２３ａの入射位置を調整する。また、タワー１２をＺ軸まわりに回転して角度φを調整し、発光素子２１ａの配列方向と波長変換素子２２の入射端面２２ａとの位置合わせ及び発光素子２１ａの配列方向と外部共振器２３の入射端面２３ａとの位置合わせを同時に行う。
このとき、光源２１から射出され波長変換素子２２を通過し、外部共振器２３から射出する光の強度を測定し、光の出力強度が高くなるように、タワー１２の位置を調整する。これにより、光源２１の複数の発光素子２１ａから射出された光が、外部共振器２３の領域Ａ及び波長変換素子２２の領域Ｂに入射する。
そして、タワー１２の位置を調整した後、図４に示すように、ベース１１とタワー１２とを接着剤３１により固定する。
【００３５】
次に、サブベース１３をタワー１２のガイド溝１２ａに沿ってＺ方向に移動し、サーマルレンズ２４の焦点位置に外部共振器２３の入射端面２３ａが位置するように調整する。そして、サブベース１３をＸ軸まわりに回転し、角度θを調整する。すなわち、光源２１の発光素子２１ａから射出された光が、波長変換素子２２の入射端面２２ａに対して垂直に入射するように、サブベース１３を調整する。また、この角度θを調整することにより、サブベース１３はＹ方向に移動する。したがって、角度θを調整しつつ、光源２１の複数の発光素子２１ａから射出された光が、波長変換素子２２の領域Ａ及び外部共振器２３の領域Ｂから外れないようにサブベース１３を調整する。このときも、光源２１から射出され波長変換素子２２を通過し、外部共振器２３から射出する光の強度を測定し、光の出力強度が高くなるように、サブベース１３の位置を調整する。
そして、サブベース１３の位置を調整した後、図７に示すように、サブベース１３の側面１３ｄと、タワー１２のガイド溝１２ａの側面１２ｃとを４箇所接着剤３２により接着する。
【００３６】
ここで、図８に示すように、タワー１２の底面１２ｂとサブベース１３の面１３ａとを接着剤３３により固定すると、接着剤３３の硬化収縮や吸湿膨張の影響によりベース１１に対するサブベース１３の位置がずれてしまう。すなわち、光源２１から射出された光が入射する波長変換素子２２の入射端面２２ａの位置がずれてしまう。しかしながら、本実施形態では、図７に示すように、ガイド溝１２ａの側面１２ｃでサブベース１３を固定しているため、接着剤３２の硬化収縮や吸湿膨張の影響を抑えることができる。したがって、光源２１と波長変換素子２２，外部共振器２３との位置調整を精度の良く行うことが可能となる。
【００３７】
本実施形態に係る光源装置１０では、サブベース１３がタワー１２に接着剤３２により固定されているため、最も高性能な位置合わせが必要な工程である光源２１に対する波長変換素子２２及び外部共振器２３のＺ方向への移動及びＸ軸周りの回転を自由に調整することが可能となる。この調整を１工程で容易に行うことができるため、光源２１と、波長変換素子２２，外部共振器２３との位置調整を効率良く行うことが可能となる。
また、サブベース１３を備えているため、波長変換素子２２の領域Ｂ及び外部共振器２３の領域Ａの最適な位置に光源２１から射出された光を入射することができる。さらには、サーマルレンズ２４の焦点位置に外部共振器２３の入射端面２３ａが位置するように、外部共振器２３を配置することができるため、外部共振器２３における反射効率が高くなる。したがって、波長変換素子２２及び外部共振器２３の最適な位置に、光源から射出された光を入射させることができるため、波長変換素子２２及び外部共振器２３における光の利用効率を向上させることが可能となる。
さらに、タワー１２にはガイド溝１２ａが形成されているため、サブベース１３をＺ方向に位置調整し易くなる。
また、タワー１２がベース１１に接着剤３１により固定されているため、ベース１１の上面１１ａ内でのタワー１２の調整を自由に行うことができる。
【００３８】
また、タワー１２がベース１１に対して立設されているため、光源２１、波長変換素子２２、外部共振器２３を直線的に配置することができる。すなわち、タワー１２がベース１１に対して立設していない構成として、例えば、図９に示すように、ベース４１上にタワー４２が載置されている光源装置４０が考えられる。
光源装置４０は、タワー４２のガイド溝４２ａに沿ってサブベース４３がＹ方向に移動可能な構成とする。また、サブベース４３上には、Ｙ方向に波長変換素子２２及び外部共振器２３が載置されている。また、光源２１から射出されたＺ方向に進行する光をＹ方向に曲げるために、プリズム４５を用いる。このとき、図４に示すように、光源２１が傾斜している場合、光源２１から射出された光は、プリズム４５の入射端面４５ａに対して角度θ１で入射する。そして、プリズム４５の反射面４５ｂにおいて反射した光は、射出端面４５ｃから角度２θ１で射出される。
【００３９】
ここで、本実施形態では、光源２１から射出された光は、プリズム４５の入射端面４５ａに対して角度θ１で入射した場合、角度θ１だけサブベース４３を回転調整すれば良い。しかしながら、タワー４２がベース４１に対して立設していない構成では、プリズム４５の入射端面４５ａと光源２１から射出された光とのなす角の２倍の角度のサブベース４３の調整が必要となる。さらには、タワー４２がベース４１に対して立設していない構成では、Ｚ方向の調整が困難である。
したがって、本実施形態の構成では、サブベース１３の調整量が少なくなるため、光源２１と波長変換素子２２と外部共振器２３との位置調整の作業効率が向上する。
つまり、本実施形態の光源装置１０は、効率良く、かつ、波長変換素子２２及び外部共振器２３から射出される光の高出力化、組み立て工数の削減による低コスト化を図ることが可能となる。
【００４０】
また、波長変換素子２２の入射端面２２ａをサブベース１３の端面１３ｃに対して光源２１側に突出させることにより、光源２１と波長変換素子２２とを近接に配置することができる。したがって、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００４１】
なお、光源装置１０は、ＸＹ方向、Ｚ方向、θ方向、φ方向のすべての調整した後、サブベース１３をタワー１２に固定したが、特にＺ方向及びθ方向の調整を精度良く行うことにより、波長変換素子２２及び外部共振器２３の光の利用効率を向上させることが可能となる。
また、波長変換素子２２と外部共振器２３とを１つのサブベース１３で固定したが、波長変換素子２２と外部共振器２３とを別々のサブベース１３により固定しても良い。この構成では、波長変換素子２２と、外部共振器２３とを別々に位置調整することができるため、波長変換素子２２及び外部共振器２３をより最適に位置に調整することができる。
また、タワー１２とサブベース１３とを接着剤３３により固定したが、溶着により固定しても良い。
さらに、外部共振器２３の射出端面２３ｂをサブベース１３に対して突出させても良い。これにより、光源装置１０の後段側に配置された光学素子を外部共振器２３に近接して配置することができるため、装置の全体の小型化を図ることが可能となる。
また、サブベース１３をＺ方向に移動させる構成としては、必ずしも凹部１２ａを有するタワー１２に限らない。
【００４２】
［第１実施形態の変形例１］
図１に示す第１実施形態の光源装置１０では、ＸＹ方向、Ｚ方向、θ方向、φ方向の調整を行った後、サブベース１３をタワー１２に固定したが、さらに、タワー１２をＹ軸まわりに回転可能な光源装置５０であっても良い。
波長変換素子２２及び外部共振器２３を、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりに回転可能な構成としては、図１０（ａ）に示す構成を有するサブベース５５，回転部材５６及びタワー５７を用いれば良い。このサブベース５５には、タワー５７側の面５５ａに半球状の凹部５５ｂが形成されている。
【００４３】
回転部材５６は、平板状であり、サブベース５５に対向する面５６ａ上に半球状の凸部５６ｂが形成されている。この回転部材５６の凸部５６ｂは、サブベース５５の凹部５５ｂに嵌合されており、凸部５６ｂを凹部５５ｂ内でＸ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりに回転可能となる。また、回転部材５６の凸部５６ｂの頂点部５６ｃからタワー５７に対向する面５６ｄに向かって貫通孔５６ｅが形成されている。
また、タワー５７には、第１実施形態と同様にガイド溝５７ａが形成されており、回転部材５６をＺ方向に移動可能に保持している。さらに、タワー５７のガイド溝５７ａが形成された面５７ｂから反対の面５７ｃに向かって貫通孔５７ｄが形成されている。この貫通孔５７ｄの大きさは、図１０（ｂ）に示す図１０（ａ）の矢印Ｋからの矢視図に示すように、回転部材５６の貫通孔５６ｅより大きい。
【００４４】
次に、光源２１に対する波長変換素子２２，外部共振器２３の固定方法の一例について説明する。
第１実施形態と同様に、光源２１から射出された光が入射する波長変換素子２２の入射端面２２ａの入射位置及び外部共振器２３の入射端面２３ａを調整する。そして、回転部材５６をタワー５７のガイド溝５７ａに沿ってＺ方向移動に移動し、光源２１と波長変換素子２２の入射端面２２ａとの距離を調整する。そして、回転部材５６をタワー５７に固定する。その後、サブベース５５に対して回転部材５６をＸ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりに回転させて、光源２１から射出された光の波長変換素子２２の入射端面２２ａ及び外部共振器２３の入射端面２３ａにおける入射位置及び入射角度を調整する。
そして、波長変換素子２２，外部共振器２３と光源２１との位置を合わせた後、タワー５７の貫通孔５７ｄ側から回転部材５６の貫通孔５６ｅとサブベース５５の凹部５５ｂとを接着剤５８により固定する。
【００４５】
この構成では、光源２１に対して波長変換素子２２，外部共振器２３の位置を６軸方向に調整することが可能であるため、より精度良く波長変換素子２２及び外部共振器２３の最適な位置に光を入射させることが可能となる。
【００４６】
［第１実施形態の変形例２］
本変形例に係る光源装置６０では、外部共振器２３に変えて外部ミラー６１を用いる点及び光源２１と波長変換素子２２との間にプリズム６５を用いる点において、第２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。
【００４７】
外部ミラー６１は、図１１に示すように、ワイドバンドなミラーであり、波長変換素子２２から射出された光を波長変換素子２２に戻すように反射させる。
また、波長変換素子２２の入射端面２２ａには、共振器ミラーとして機能する波長選択膜（誘電体多層膜）６２が形成されている。波長選択膜６２は、波長変換素子２２において半分の波長に変換された光を選択的に透過するとともに、それ以外の光を反射する機能を有する。すなわち、波長選択膜６２により、波長変換素子２２において半分の波長に変換されなかった光は外部ミラー６１の方へ戻される。本実施形態において、波長選択膜６２は、波長変換素子２２によって所定の波長に変換されなかった光（赤外光：基本波長の光）のみを選択的に約９９％の高効率で反射する特性を有している。
【００４８】
プリズム６５は、光透過性を有する三角柱状のプリズムである。このプリズム６５は、波長変換素子２２に対向する面６５ａと、入射した光を分離する分離面６５ｂと、入射した光を反射する反射面６５ｃとを有している。
プリズム６５の分離面６５ｂには、分離膜（誘電体多層膜）６６が形成されている。この分離面６５ｂは、光源２１と波長変換素子２２との間の光路上に設けられている。そして、分離膜６６の特性は、光源２１から射出され波長変換素子２２に向かう光を透過し、波長変換素子２２において所定の波長に変換された光を反射する特性を有する。
また、分離膜６６において反射された所定の波長の光は、プリズム６５の反射面６５ｃにおいて反射し、後段に配置された、例えば、ロットインテグレータ（図示略）に入射する。
【００４９】
また、サブベース１３には、プリズム６５，波長変換素子２２及び外部ミラー６１が固定されている。そして、第１実施形態と同様に、光源２１から射出された光が、波長変換素子２２の入射端面２２ａ及び波長選択膜６２の最適な位置に入射するように、タワー１２及びサブベース１３の位置調整が行われる。
【００５０】
この構成の場合でも、第１実施形態と同様に、タワー１２がベース１１に対して立設されているため、光源２１、プリズム６５、波長変換素子２２、外部ミラー６１を直線的に配置することができる。すなわち、サブベース１３を備えることにより、光源２１と波長変換素子２２との位置合わせにおいて、特に重要となるＺ方向の調整及びＸ軸まわりの調整を効率良く行うことが可能となる。
【００５１】
［第２実施形態：照明装置］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、上述の実施形態で説明した光源装置を応用した照明装置の一例について説明する。
図１２は、本実施形態に係る照明装置２００を示す概略構成図である。図１２に示すように、照明装置２００は、上述の第１実施形態で説明した光源装置１０と、光源装置１０から射出された光を拡散させる拡散板２１０と備えている。
以上のように構成された照明装置２００によれば、シンチレーションの発生を軽減することが可能な光源装置１０を備えているので、照明装置２００自体もシンチレーションの発生が軽減されるものとなる。
【００５２】
［第３実施形態：プロジェクタ］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、上述の実施形態で説明した光源装置１０を応用したプロジェクタの一例について説明する。
本実施形態のプロジェクタ３００では、図１３に示すように、反射型のスクリーン３５０を用い、スクリーン３５０の正面側からスクリーン３５０上に画像情報を含む光を投射する。
プロジェクタ３００は、図１３に示すように、光源装置１０と、光変調装置（光変調手段）３２０と、ダイクロイックプリズム（色合成手段）３３０と、投射装置３４０とを備えている。
光源装置１０は、赤色光を射出する赤色光源装置（光源）１０Ｒと、緑色光を射出する第１実施形態の緑色光源装置（光源）１０Ｇと、青色光を射出する第１実施形態の青色光源装置（光源）１０Ｂとからなる。
【００５３】
また、液晶ライトバルブ３２０は、赤色光源装置１０Ｒから射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の赤色用光変調装置３２０Ｒと、緑色光源装置１０Ｇから射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の緑色用光変調装置３２０Ｇと、青色光源装置１０Ｂから射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の青色用光変調装置３２０Ｂとからなる。さらに、ダイクロイックプリズム３３０は、各光変調装置３２０Ｒ，３２０Ｇ，３２０Ｂにより変調された各色光を合成するものである。
また、各光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光の照度分布を均一化させるため、各光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系３０２Ｒ，３０２Ｇ，３０２Ｂ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３２０Ｒ，３２０Ｇ，３２０Ｂを照明している。例えば、均一化光学系３０２Ｒ，３０２Ｇ、３０２Ｂは、例えば、ホログラム３０２ａ及びフィールドレンズ３０３ｂによって構成される。
また、投射装置３４０は、ダイクロイックプリズム３３０で合成された光をスクリーン３５０上に投射するものである。
【００５４】
以上のように構成されたプロジェクタ３００によれば、光の利用効率が高い光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを備えているので、明るく鮮明な画像をスクリーン３５０に投射することが可能となる。
なお、赤色光源装置１０Ｒは、光源２１が赤色光（可視光）を射出する光源装置を用いたが、第１実施形態で示した光源装置１０のように、赤外光を射出する光源２１を備え、光源２１から射出された光の波長を変換する光源装置を用いても良い。
また、第１実施形態の光源装置１０をプロジェクタ３００に限らず、走査型の画像表示装置にも適用することが可能である。
【００５５】
［第４実施形態：モニタ装置］
次に、第１実施形態に係る光源装置１０を応用したモニタ装置４００の構成例について説明する。図１４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。
【００５６】
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１０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１０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。
【００５７】
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１０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。
【００５８】
以上のように構成されたモニタ装置４００によれば、光の利用効率の高い光源装置１００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明るさを高めることができる。
【００５９】
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、色光合成手段として、クロスダイクロイックプリズムを用いたが、これに限るものではない。色光合成手段としては、例えば、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するもの、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光源装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の光源装置に用いられる波長変換素子を示す斜視図である。
【図３】図１の光源装置の光路を示す平面図である。
【図４】図１の光源装置の要部断面側面図である。
【図５】図１の光源装置に用いられる（ａ）は外部共振器の内部構造を示し、（ｂ）は波長変換素子の内部構造を示す平面図である。
【図６】図１の光源装置に用いられる外部共振器の特性を示す図である。
【図７】図１の光源装置の要部断面側面図である。
【図８】図１の光源装置の接着剤の位置を比較する光源装置の側面図である。
【図９】図１の光源装置と比較する光源装置を示す平面図である。
【図１０】図１の光源装置の変形例を示す要部断面図である。
【図１１】図１の光源装置の変形例を示す要部断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタを示す斜視図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るモニタ装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０，５０，６０…光源装置、１１…ベース（基台）、１２，５５…サブベース（第１保持部材）、１２ａ…ガイド溝（凹部）、１３，５７…タワー（第２保持部材）、２１…光源、２２…波長変換素子（光学部材）、２２ａ…入射端面、２３…外部共振器（光学部材）、２３ｂ…射出端面
【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】
2009054446.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009054446.tif 000011
【図１０】
2009054446.tif 000012
【図１１】
2009054446.tif 000013
【図１２】
2009054446.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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