(57)【要約】【課題】小型であり、放熱性が優れ、光の利用効率を向上させることが可能な光源装置、照明装置、画像表示装置及びモニタ装置を提供すること。【解決手段】基本波長の光を射出する複数の発光部を有する光源１０と、波長変換素子３０と、共振器として機能する波長選択素子４０と、光源１０から射出された基本波長の光を波長変換素子３０に向かって導くとともに、所定の変換波長に変換された光を光源１０とは異なる方向へ導き、基本波長の光を光源１０へ導く分離部２０と、波長選択素子４０を透過した光と略同一方向へ導く導光部２５と、一方の面１５ａ，１５ｂに光源１０、波長変換素子３０、波長選択素子４０が配置された基材１５，１６と、を有する光源部２ａ，２ｂを少なくとも一対備え、一対の光源部２ａ，２ｂは、スペース部材１７，１８を挟んでそれぞれの基材１５，１６の一方の面１５ａ，１５ｂを向かい合わせて設けられている。【選択図】図１
2009105321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波長の光を射出する複数の発光部を有する光源と、
該光源から射出された光のうち少なくとも一部の光を所定の変換波長の光に変換する波長変換素子と、
前記光源から射出され、前記波長変換素子を通過した光のうち、前記所定の変換波長の光を透過させ、前記基本波長の光を反射させ共振器として機能する波長選択素子と、
前記光源から射出された基本波長の光を前記波長変換素子に向かって導くとともに、前記波長選択素子において反射され前記波長変換素子を通過した光のうち、前記所定の変換波長に変換された光を前記光源とは異なる方向へ導き、前記基本波長の光を前記光源へ導く分離部と、
前記光源とは異なる方向に導かれた光を前記波長選択素子を透過した光と略同一方向へ導く導光部と、
一方の面に前記光源、前記波長変換素子、前記波長選択素子が配置された基材と、を有する光源部を少なくとも一対備え、
前記一対の光源部は、スペース部材を挟んでそれぞれの前記基材の一方の面を向かい合わせて設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光源部が一対設けら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】
前記光源部が二対以上設けら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４】
前記スペース部材には、内面に反射加工の施された凹部が形成され、
前記光源とは異なる方向へ導かれた光が前記凹部により前記波長選択素子を透過した光と略同一方向へ導かれ、前記スペース部材が前記導光部として機能す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】
前記一対の光源部が１つの前記導光部を共有し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６】
複数の前記分離部のうち少なくとも一つの分離部は、前記導光部の前記光源から射出された光が入射する位置に形成された波長選択膜であり、
前記導光部が前記分離部として機能することを特徴とする請求項５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、
該光源装置からの光を利用して、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【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、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。また、レーザ光源には、高出力、スペックルノイズについてコントラストを低減させるために複数のレーザ光を射出させることや、光学系の簡単化のためにレーザ光の間隔をできるだけ狭くすることが望まれている。そこで、複数の面発光レーザを備えた半導体レーザ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の半導体レーザ装置は、ヒートシンクと、ヒートシンク上に配置されたサブマウントと、サブマウント上に配置された２次元の面発光レーザが設けられた面発光レーザチップと、複数の面発光レーザに対応して設けられた外部反射鏡として機能する凹面鏡とを備えている。この構成により、複数の面発光レーザから射出された光は、凹面鏡において反射されて面発光レーザに戻され、モード選択が起こりシングルモード化する。このように、複数の面発光レーザを有することにより高出力化を可能にしている。
【特許文献１】特開２００５−１９８０４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、上記特許文献１に記載の半導体レーザ装置では、面発光レーザを２次元配列にして高出力化を可能にしているものの、複数の面発光レーザを１つのヒートシンクにより放熱しているため、中央部に配置された面発光レーザの放熱性が悪い。また、複数の面発光レーザを１つの基板上に形成しているため、面発光レーザにおいて発生した熱が他の面発光レーザに影響するため、高出力化には限界がある。
ところで、光源から射出された光を所定の波長に変換するためには、波長変換素子が必要となる。そこで、特許文献１に記載の半導体レーザ装置に波長変換素子を用いた場合、波長変換素子を透過することにより、所定の変換波長に変換された光は凹面鏡を通過し、所定の変換波長に変換されなかった光は、凹面鏡において反射され、一部の光は、再び波長変換素子を透過することにより、所定の変換波長に変換される。この所定の波長に変換された光を面発光レーザに戻さず外部に取り出す構造を設ける必要があるが、従来の半導体レーザ装置では、このような構造を構成するのは困難である。すなわち、従来の技術では所定の変換波長に変換された光を取り出すことが困難であるため、面発光レーザから射出された光の利用効率が低下してしまう。
また、特許文献１に記載の半導体レーザ装置では、１つの基板上に複数の面発光レーザが形成されているため、個々の面発光レーザの間隔を狭くするのは難しく、装置の小型化が困難である。
【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、小型であり、放熱性が優れ、光の利用効率を向上させることが可能な光源装置、照明装置、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。
本発明の光源装置は、基本波長の光を射出する複数の発光部を有する光源と、該光源から射出された光のうち少なくとも一部の光を所定の変換波長の光に変換する波長変換素子と、前記光源から射出され、前記波長変換素子を通過した光のうち、前記所定の変換波長の光を透過させ、前記基本波長の光を反射させ共振器として機能する波長選択素子と、前記光源から射出された基本波長の光を前記波長変換素子に向かって導くとともに、前記波長選択素子において反射され前記波長変換素子を通過した光のうち、前記所定の変換波長に変換された光を前記光源とは異なる方向へ導き、前記基本波長の光を前記光源へ導く分離部と、前記光源とは異なる方向に導かれた光を前記波長選択素子を透過した光と略同一方向へ導く導光部と、一方の面に前記光源、前記波長変換素子、前記波長選択素子が配置された基材と、を有する光源部を少なくとも一対備え、前記一対の光源部は、スペース部材を挟んでそれぞれの前記基材の一方の面を向かい合わせて設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る光源装置では、光源から射出された基本波長の光は、分離部において波長変換素子に向かって反射される。波長変換素子を通過した光のうち、所定の変換波長の光に変換された光は、波長選択素子を透過する。
一方、波長変換素子を通過した光のうち、所定の変換波長に変換されなかった光は、波長選択素子において、再度、波長変換素子を通過する。そして、波長変換素子を通過した戻り光のうち、所定の変換波長に変換された光は、光源とは異なる方向へ導かれる。光源とは異なる方向へ導かれた光は、導光部により、波長選択素子を透過した光と略同一方向へ導かれる。また、戻り光のうち、所定の変換波長に変換されなかった光は、分離部により光源へ導かれる。このように、分離部及び導光部を備えることにより、光源から射出され波長選択素子において反射され光源に戻る光路において、波長変換素子で所定の変換波長に変換された光を取り出すことができるため、光利用効率を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明は、一対の光源部の光源同士を近接して配置させる構成ではない。すなわち、一対の光源部は、スペース部材を挟んでそれぞれの基材の一方の面を向かい合わせ光源同士を対向させて設けられているため、光源から射出された光の光路を近接させる構成が可能である。したがって、従来のように、光源を同一基板上に複数並べた場合に比べて、複数の光源から射出された光同士の間隔を狭くすることが可能となる。
また、本発明では、複数の光源部は、スペース部材を挟んでそれぞれの基材の一方の面を向かい合わせて設けられているため、それぞれの光源部の基材の一方の面と反対の他方の面を外部に露出させることが可能となる。したがって、基材の他方の面に、基材上に配置された光源、波長変換素子、波長選択素子等の光学部材を冷却する冷却装置として、例えば、空冷フィンを含む冷却装置をそれぞれの光源部に配置することができる。さらに、光源部を個々に冷却可能であるとともに、光源部で発生した熱が互いに干渉するのを抑えることができるため、効率良く一対の光源部を冷却することが可能となる。
したがって、光学部材、特に、光源から発生する熱を効率良く放熱することができるため、高出力なレーザ光を射出することが可能となる。
また、個々に光源部をレーザ発振するように組み立てた後、一対の光源部の基材の一方の面同士を向かい合わせてスペース部材を挟んで対向して組み立てれば良いため、製造が簡単となる。
【０００９】
また、本発明の光源装置は、前記光源部が一対設けられていることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、光源部が一対設けられているため、２つの光源部の位置合わせを行えば良いため、組み立てが簡単であるので、製造コストを抑えることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の光源装置は、前記光源部が二対以上設けられていることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、光源部が二対以上設けられているため、１つの光源部の発光部の数を少なくして、所定の数の発光部を有する光源装置を構成することができる。したがって、複数の発光部をいくつかの光源部に分けることにより、複数の発光部を光源部ごとに離して配置することができるため、光源部ごとの発光部の熱が干渉しにくくなる。したがって、冷却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、前記スペース部材には、内面に反射加工の施された凹部が形成され、前記光源とは異なる方向へ導かれた光が前記凹部により前記波長選択素子を透過した光と略同一方向へ導かれ、前記スペース部材が前記導光部として機能することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る光源装置では、スペース部材に、内面に反射加工の施された凹部が形成されているため、光源とは異なる方向へ導かれた光は、波長選択素子を透過した光と略同一方向へ導く。このように、スペース部材が導光部の機能を担うため、スペース部材と導光部とを別々の部材で設けた場合に比べて、部品点数が少なくて済む。したがって、装置全体の低コスト化及び小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の光源装置は、前記一対の光源部が１つの前記導光部を共有していることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る光源装置では、一対の光源部が１つの前記導光部を共有しているため、部品点数を減らすことができるため、装置全体の低コスト化を図ることが可能となる。また、複数の導光部を備える場合、個々の導光部の位置合わせが必要であるが、複数の光源部の導光部を共通にすることにより、位置合わせが容易になる。
【００１５】
また、本発明の光源装置は、複数の前記分離部のうち少なくとも一つの分離部は、前記導光部の前記光源から射出された光が入射する位置に形成された波長選択膜であり、前記導光部が前記分離部として機能することが好ましい。
【００１６】
本発明に係る光源装置では、複数の分離部のうち少なくとも一つの分離部は、導光部の光源から射出された光が入射する位置に形成された波長選択膜であり、導光部が分離部として機能することため、部品点数を少なくすることができる。したがって、装置全体の低コスト化を図ることが可能となる。また、複数の分離部を備える場合、個々の分離部の位置合わせが必要であるが、分離部を導光部に形成することにより、位置合わせが容易になる。
【００１７】
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、小型化であり、放熱性が優れ、光の利用効率を向上させることが可能な光源装置を備えているので、照明装置自体も小型であり、明るい光を照射することが可能となる。
【００１８】
本発明の画像表示装置は、上記の光源装置と、該光源装置からの光を利用して、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置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、光源装置より射出された光は画像形成装置に入射される。そして、画像形成装置により、表示面に所望の大きさの画像が表示される。このとき、小型化であり、放熱性が優れ、光の利用効率を向上させることが可能な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。
【００１９】
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。
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、小型化であり、放熱性が優れ、光の利用効率を向上させることが可能な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】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置、照明装置、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。
【００２１】
［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。
図１は、光源装置を示す断面図であり、図２は、光源装置の１つの光源部を示す正面図であり、図３は、光源装置を示す斜視図である。なお、図２では、波長変換素子３０の内部を進行し外部共振ミラー４０に向かう光路を往路ＯＷとし、外部共振ミラー４０から光源１０へ向かう光路を復路ＨＷとする。また、往路ＯＷと復路ＨＷとを間隔をあけて示しているが、実際は重なっている。
本実施形態に係る光源装置１は、図１に示すように、レーザ光を射出する一対の第１光源部（光源部）２ａ及び第２光源部（光源部）２ｂと、スペース部材１７，１８とにより構成されている。
【００２２】
第１光源部２ａ，第２光源部２ｂの構成は同じであるため、第１光源部２ａについて説明する。
本実施形態の第１光源部２ａは、図２に示すように、光源１０から射出された光を光源１０の外部に設けた外部共振ミラー４０により共振させて増幅する方式である外部共振型のレーザ装置である。
第１光源部２ａは、光源１０、波長選択部（分離部）２０と、プリズム（導光部）２５と、波長変換素子３０と、外部共振ミラー（波長選択素子）４０とを備えており、これらが、平板状の基材１５の表面１５ａ上に設けられている。
【００２３】
光源１０として、赤外光を射出する２４個のエミッタ（発光部、図示略）が一方向に配列された面発光レーザ素子を用いる。また、光源１０は、図２に示すように、半導体ウエハからなる基板１１と、基板１１上に形成され、反射ミラーとして機能するミラー層１２と、ミラー層１２の表面に積層されたレーザ媒体１３とを有する。
【００２４】
ミラー層１２は、基板１１上に、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により形成された高屈折率の誘電体と低屈折率の誘電体との積層体によって構成されている。ミラー層１２を構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数は、光源１０から射出される光の波長に対して最適化され、反射光が干渉し強め合う条件に設定されている。
レーザ媒体１３は、ミラー層１２の面上に形成されている。このレーザ媒体１３は、図示しない配線等の電流供給手段が接続されており、電流供給手段から所定量の電流が流されると、所定波長の光を射出する。
【００２５】
波長選択部２０は、高調波レーザ光（所定の変換波長の光）を透過させ、基本波長の光を反射させる。また、波長選択部２０は、光源１０から射出された光の光路上に、光源１０から射出された光が４５°で入射するように配置されている。そして、光源１０から射出され基材１５の表面１５ａに対して略垂直な方向に進行する光は、波長選択部２０で反射する。そして、波長選択部２０において反射された光の光路は、基材１５の表面１５ａに対して略平行な方向に変換される。
【００２６】
波長変換素子３０（第２高調波発生素子、：Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）は、光源１０から射出された基本波長の光を高調波レーザ光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。波長変換素子３０として、例えば、ＰＰＬＮ(Periodically Poled Lithium Niobate)を用いる。なお、波長変換素子３０としては、ＰＰＬＮに限らず、ニオブ酸リチウム（ＬＮ：ＬｉＮｂＯ3）あるいはタンタル酸リチウム（ＬＴ：ＬｉＴａＯ3）などの無機非線形光学材料であっても良い。
【００２７】
本実施形態では、光源１０から射出された光（基本波長の光）は、波長変換素子３０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。つまり、青色光源装置の場合は、光源１０から射出された光（９２０ｎｍ）は、波長変換素子３０によって４６０ｎｍの青色光に変換される。同様に、緑色光源装置の場合は、光源１０から射出された光（１０６０ｎｍ）が５３０ｎｍの緑色光に、赤色光源装置の場合は、光源１０から射出された光（１２４０ｎｍ）が６２０ｎｍの赤色光に変換される。ただし、波長変換素子３０の変換効率は４０〜５０％程度である。つまり、光源１０から射出された光のすべてが、約半分の波長のレーザ光に変換されるわけではない。よって、波長変換素子３０から射出されるレーザ光は、高調波レーザ光と、基本波長の光とが混ざったものとなる。
【００２８】
また、波長変換素子３０は、図２に示すように、温度調節ユニット３５を介して基材１５の表面１５ａに固定されている。波長変換素子３０は、温度の変化に伴い内部の屈折率が変化するため、温度調節ユニット３５により、波長変換素子３０を適温に調整することで、光源１０から射出された光を所定の波長の高調波レーザ光に変換することが可能となる。
【００２９】
外部共振ミラー４０は、波長変換素子３０の射出端面３０ｂに対向して設けられている。この外部共振ミラー４０は、波長変換素子３０において高調波レーザ光に変換された光を選択的に透過（図２に示す一点鎖線）させるとともにそれ以外の光を反射（図２に示す二点鎖線）させ、光源１０と、外部共振ミラー４０とで共振器ミラーとして機能する。外部共振ミラー４０は、図２に示すように、波長変換素子３０から射出された光のうち、往路ＯＷにおいて波長変換素子３０によって高調波レーザ光に変換されなかった光（基本波長の光）のみを約９９％の高効率で反射する特性を有している。すなわち、光源１０のミラー層１２と、外部共振ミラー４０との間で、高調波レーザ光が共振することにより、高調波レーザ光を増幅する。
【００３０】
具体的には、往路ＯＷにおいて波長変換素子３０によって高調波レーザ光（青色光源装置の場合は４６０ｎｍ、緑色光源装置の場合５３０ｎｍ、赤色光源装置の場合６２０ｎｍ）に変換された光Ｌ１は、外部共振ミラー４０を透過する。
一方、往路ＯＷにおいて波長変換素子３０によって高調波レーザ光に変換されなかった光（青色光源装置の場合は９２０ｎｍ、緑色光源装置の場合１０６０ｎｍ、赤色光源装置の場合１２４０ｎｍ）は、外部共振ミラー４０で反射される。そして、外部共振ミラー４０で反射され復路ＨＷにおいて再び波長変換素子３０を通過し、高調波レーザ光に変換されなかった光は、波長選択部２０で反射して光源１０に向かう。
また、外部共振ミラー４０で反射され復路ＨＷにおいて再び波長変換素子３０を通過し、高調波レーザ光に変換された光は、波長選択部２０を透過する。
【００３１】
また、波長選択部２０を透過した光の光路上にはプリズム２５が配置されている。プリズム２５は平面形状が直角三角形であり、長辺を有する第１面２５ａと、短辺を有する第２面２５ｂ、第３面２５ｃとを有している。また、第２面２５ｂ及び第３面２５ｃには、鏡面加工が施されている。
プリズム２５は、第１面２５ａに波長選択部２０を透過した光が入射するように配置されている。そして、第１面２５ａを透過した光の光路は、第２面２５ｂにおいて９０°変換される。そして、第２面２５ｂで反射された光の光路は、第３面２５ｃにおいてさらに９０°変換されて、波長変換素子３０及び外部共振ミラー４０を透過した光と略同一方向へ導かれる。すなわち、プリズム２５から射出されたレーザ光Ｌ２は、外部共振ミラー４０を透過した光と略平行な光となる。
【００３２】
光源装置１は、図１に示すように、第１光源部２ａと、第１光源部２ａと同様に基材１６の表面１６ａ上に上述した光源１０、波長選択部２０、波長変換素子３０、温度調節ユニット３５、外部共振ミラー４０が設けられた第２光源部２ｂとを備え、第１，第２光源部２ａ，２ｂの基材１５，１６の表面１５ａ,１６ａを向かい合わせ、光源１０同士を対向させた構成になっている。そして、基材１５，１６の光源１０側にスペース部材１７を設け、外部共振ミラー４０側にスペース部材１８を設けることにより、第１，第２光源部２ａ，２ｂの間隔が一定に保たれる。すなわち、光源装置１の全体的な構成は、図３に示すように、角筒となっており、４つの面が、基材１５，１６及びスペース部材１７，１８により構成されている。
【００３３】
また、図１に示すように、スペース部材１７，１８の厚みＫは、第１光源部２ａから射出されたレーザ光Ｌ２と、第２光源部２ｂから射出されたレーザ光Ｌ２とが近接する厚みとなっている。これにより、第１，第２光源部２ａ，２ｂのプリズム２５間は、ほぼ隙間なく配置されている。
また、図１に示すように、第１光源部２ａの基材１５の裏面１５ｂ上及び第２光源部２ｂの基材１６の裏面１６ｂには空冷フィンを含む冷却装置（図示略）が設けられている。この冷却装置は、特に、光源１０を冷却するものであり、光源１０から発生した熱を基材１５,１６を介して受熱するようになっている。なお、冷却フィンに限らず液冷ヒートシンク、ヒートパイプ、ペルチェ素子であっても良い。
【００３４】
光源１０から射出された光が透過するスペース部材１８の少なくとも一部は、外部共振ミラー４０を透過したレーザ光Ｌ１及びプリズム２５において反射したレーザ光Ｌ２を透過させる光透過性を有する材質からなる。また、スペース部材１８は、光源１０から射出され高調波レーザ光以外の光が、外部に射出されるのを防止する特性を有している。
また、光源１０側のスペース部材１７は、スペース部材１８と同様に光透過性を有する材質で形成されていても良いが、スペース部材１７からレーザ光は射出されないため、光透過性を有していない材質から形成されていても良い。
【００３５】
本実施形態に係る光源装置１では、光源１０から射出され往路ＯＷにおいて波長変換素子３０で変換されず、復路ＨＷにおいて波長変換素子３０で変換された光を波長選択部２０及びプリズム２５により取り出して利用する。これにより、光源１０から射出された光を効率良く利用することができる。
また、第１，第２光源部２ａ，２ｂは、基材１５，１６の表面１５ａ，１６ａ上の光源１０同士を向かい合わせてスペース部材１７，１８を挟んで対向して設けられているため、第１，第２光源部２ａ，２ｂの光源１０同士を近接して配置する構成ではない。本実施形態の光源装置１は、光源１０から射出されたレーザ光Ｌ２を近接させる構成が可能であるため、従来のように、光源１０を同一基板上に複数並べた場合に比べて、複数の光源１０から射出された光同士の間隔を狭くすることが可能となる。
また、第１，第２光源部２ａ，２ｂの基材１５，１６の表面１５ａ，１６ａを向かい合わせることにより、基材１５，１６の裏面１５ｂ，１６ｂを外部に露出させることができる。これにより、光源１０を冷却する冷却装置の大きさの制約を抑えることができるため、光源１０を十分冷却可能な冷却装置を備えることができる。
【００３６】
さらに、第１光源部２ａの光源１０は、第２光源部２ｂの冷却面となる裏面１６ｂに離れて配置されている。これにより、光源１０で発生した熱が干渉するのを抑えることができるため、効率良く第１光源部２ａを冷却することが可能となる。また、第２光源部２ｂについても同様に効率良く冷却することが可能となる。
また、光源装置１は、個々に第１，第２光源部２ａ，２ｂをレーザ発振するように組み立てた後、スペース部材１７，１８を挟んで、基材１５，１６の表面１５ａ，１６ａ同士を向かい合わせることにより形成されるので、簡易に製造することが可能となる。
【００３７】
また、複数のエミッタを２つの第１，第２光源部２ａ，２ｂで分けて備えることにより、すべてのエミッタを冷却し易くなる。すなわち、従来では、１つの基板上に複数のエミッタを有する光源を用いた場合、中央部の冷却が困難であったが、本実施形態では、いずれのエミッタの冷却も効率良く行うことが可能となる。
さらに、本実施形態では、第１光源部２ａ，第２光源部２ｂの２つの光源部の位置合わせを行えば良いため、組み立てが簡単である。したがって、製造コストを抑えることが可能となる。
また、光源１０は、複数のエミッタを備えているため、高出力のレーザ光を射出することができる。したがって、明るい光を光源装置１から射出することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、第１，第２光源部２ａ，２ｂを一対備えた構成であったが、二対以上備えた光源装置４５であっても良い。すなわち、光源装置４５は、図４に示すように、第１，第２光源部２ａ，２ｂが三対設けられており、第１，第２光源部２ａ，２ｂの光源１０が一方向に配列されるように、各光源部２ａ，２ｂの基材１５，１６の側面が接触されて設けられている。また、３つの光源部２ａの基材１５と３つの光源部２ｂの基材１６との間には、光源１０側にスペース部材４７が設けられ、外部共振ミラー４０側にスペース部材４８が設けられている。このスペース部材４７，４８は、三対の第１，第２光源部２ａ，２ｂに共通して１枚設けられている。この光源装置４５の場合も光源装置１と同様の効果を得ることが可能となる。また、第１，第２光源部２ａ，２ｂが三対設けられているため、光源装置１と同様の数の２４個のエミッタを得るには、１つの光源部の光源１０のエミッタの数を８個にすれば良い。このように、２４個のエミッタを三対の第１，第２光源部２ａ，２ｂに分けることにより、８個のエミッタを第１，第２光源部２ａ，２ｂごとに離して配置することができるため、冷却効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
［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及び図６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実施形態に係る光源装置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。
本実施形態に係る光源装置５０では、プリズム２５に代えて、光源１０側のスペース部材１７が導光部を兼ねる点において第１実施形態と異なる。他の構成においては、第１実施形態と同様である。
【００４０】
光源装置５０のスペース部材１７には、図５に示すように、内側の面１７ａに開口した凹部１７ｂが形成されている。この凹部１７ｂは断面形状が直角三角形状の溝であり、凹部１７ｂの内面には反射加工が施されている。
これにより、波長選択部２０を透過した光の光路は、凹部１７ｂの第１傾斜面１７ｃで反射し、９０°変換され、第２傾斜面１７ｄに向かう。第２傾斜面１７ｄにおいて反射された光の光路は９０°変換され、波長変換素子３０及び外部共振ミラー４０を透過した光と略同一方向へ導かれる。すなわち、スペース部材１７の凹部１７ｂから射出されたレーザ光Ｌ２は、外部共振ミラー４０を透過した光と略平行な光となる。
【００４１】
本実施形態に係る光源装置５０では、第１実施形態の光源装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の光源装置５０では、スペース部材１７に凹部１７ｂが形成されているため、スペース部材１７が第１実施形態のプリズム２５の機能を担うことになる。これにより、部品点数が少なくて済むため、低コスト化を図ることが可能となる。
また、図６に示すように、光源装置５０を組み立てるときに、スペース部材１７が、基材１５，１６の表面１５ａ，１６ａに対して曲がったとしても、入射した光を平行に射出することができる。したがって、スペース部材１７を精度良く配置する必要がないため、組み立てが容易になる。
【００４２】
［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７を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置６０では、第１，第２光源部２ａ，２ｂで個々にプリズム２５を備えたが、第１，第２光源部２ａ，２ｂで共通のプリズム６５を備える点において、第１実施形態と異なる。他の構成においては、第１実施形態と同様である。
【００４３】
光源装置６０のプリズム（導光部）６５は、断面形状が略正方形である直方体であり、レーザ光の進行方向に対して交差する第１面６５ａ，第２面６５ｂ，第３面６５ｃ，第４面６５ｄを有している。第１面の６５ａと第２面６５ｂとは略垂直な面となっており、第１，第２面６５ａ，６５ｂが波長選択部２０の射出端面２０ａと略平行となるように、プリズム６５が配置されている。また、第１，第２面６５ａ，６５ｂと波長選択部２０との間には、若干の隙間が設けられている。また、プリズム６５の第１，第２面６５ａ，６５ｂには、ＡＲ（Anti−Reflection）膜が施されている。このＡＲ膜により、プリズム６５の第１，第２面６５ａ，６５ｂから入射した光が反射して、再び波長選択部２０に戻らないようになっている。
また、第３，第４面６５ｃ，６５ｄには、高調波レーザ光を反射させる反射膜が施されている。これにより、第２面６５ｂから入射し、第３面６５ｃにおいて反射された高調波レーザ光は、第４面６５ｄで再び反射され、第２面６５ｂから射出される。第２面６５ｂから射出される高調波レーザ光は、外部共振ミラー４０を透過した光と略平行な光となる。
同様に、第１面６５ａから入射し、第４面６５ｄにおいて反射された高調波レーザ光は、第３面６５ｃで再び反射され、第１面６５ａから射出される。
【００４４】
本実施形態に係る光源装置６０では、第１実施形態の光源装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の光源装置６０では、第１，第２光源部２ａ，ｂで１つのプリズム６５を導光部として用いているため、第１実施形態に比べて部品点数を減らすことができる。したがって、装置全体の低コスト化を図ることが可能となる。また、第１実施形態のように２つのプリズム２５を備える場合、個々のプリズム２５の位置合わせが必要である。そこで、本実施形態のように、２つのプリズム２５を１つのプリズム６５で置き換えることにより、プリズム６５の位置合わせが容易になる。
なお、プリズム６５の形状は、直方体に限るものではない。
【００４５】
［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８を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置７０では、プリズム７５が、第１光源部２ａの波長選択部２０を兼ねる点において、第３実施形態と異なる。他の構成においては、第３実施形態と同様である。
【００４６】
プリズム（導光部）７５は、断面形状が略正方形である直方体であり、レーザ光の進行方向に対して交差する第１面７５ａ，第２面７５ｂ，第３面７５ｃ，第４面７５ｄを有している。そして、プリズム７５は、第１面７５ａが第２光源部２ｂの波長選択部２０の射出端面２０ａと略平行になるように配置されている。また、第２面７５ｂには、波長選択膜（分離部）が形成されている。この波長選択膜は、波長選択部２０と同様に、高調波レーザ光を透過させ、基本波長の光を反射させる。また、プリズム７５の第２面７５ｂに、光源１０から射出された光が略４５°で入射するように配置されている。そして、光源１０から射出された基材１５の表面１５ａに対して略垂直な光は、第２面７５ｂの波長選択膜によって、表面１５ａに対して略平行な光に光路が変換される。また、外部振器ミラー４０で反射し、再び波長変換素子３０を透過することにより高調波レーザ光に変換された光は、第２面７５ｂの波長選択部膜を透過し、第３面７５ｃ及び第４面７５ｄの順で反射される。そして、第４面６５ｄを反射し第２面６５ｂから射出される高調波レーザ光は、外部共振ミラー４０を透過した光と略平行な光となる。
【００４７】
本実施形態に係る光源装置７０では、第１，第２光源部２ａ，２ｂで１つのプリズム７５を導光部として用い、さらに、このプリズム７５は、第２面７５ｂに波長選択膜が形成されているため、第１光源部２ａの波長選択部２０を兼ねている。これにより、第３実施形態の光源装置６０に比べて、より部品点数を減らすことが可能となる。また、本実施形態では、第１実施形態に比べて、２つのプリズム２５及び第１光源部２ａの波長選択部２０を１つのプリズム７５で置き換えることにより、プリズム７５の位置合わせが容易になる。
なお、第１光源部２ａは第３実施形態のように波長選択部２０を備え、第２光源部２ｂの波長選択部２０を備えず、プリズム７５の第１面７５ａに波長選択膜を形成しても良い。また、第１，第２光源部２ａ，２ｂの波長選択部２０に代えて、プリズム７５の第１面７５ａ，第２面７５ｂの両方に波長選択膜を形成しても良い。
【００４８】
［第５実施形態：照明装置］
次に、第５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９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９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１と、光源装置１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、小型化であり、放熱性が優れ、光の利用効率を向上させることが可能な光源装置１を備えているので、照明装置２００自体も小型であり、明るい光を照射することが可能となる。
【００４９】
［第６実施形態：プロジェクタ］
次に、第６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１を応用したプロジェクタ（画像表示装置）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１０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１０に示すように、光源装置１と、光変調装置（画像形成装置）３２０と、ダイクロイックプリズム（色合成手段）３３０と、投射装置（画像形成装置）３４０とを備えている。
光源装置１は、赤色光を射出する赤色光源装置（光源）１Ｒと、緑色光を射出する第１実施形態の緑色光源装置（光源）１Ｇと、青色光を射出する第１実施形態の青色光源装置（光源）１Ｂとからなる。
【００５０】
また、液晶ライトバルブ３２０は、赤色光源装置１Ｒ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１Ｇ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１Ｂ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（色光合成手段）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１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ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１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ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３０２ｂ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。
【００５１】
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１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ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１Ｒは、光源１０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１のように、赤外光を射出する光源１０を備え、光源１０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１をプロジェクタ３００に限らず、レーザ光源（光源装置）からのレーザ光をスクリーン上で走査させることにより表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置の光源装置にも適用するこが可能である。
【００５２】
［第７実施形態：モニタ装置］
次に、第１実施形態に係る光源装置１を応用したモニタ装置４００の構成例について説明する。図１１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。
【００５３】
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１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１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。
【００５４】
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１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。
【００５５】
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１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。
【００５６】
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。
また、照明装置２００、プロジェクタ３００、モニタ装置４００では、第１実施形態の光源装置１を用いたが、これに限るものではなく、光源装置４５、第２〜第４実施形態の光源装置５０，６０，７０を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す断面図である。
【図２】図１の光源装置の斜視図である。
【図３】図１の光源装置の１つの光源部を示した平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光源装置の変形例を示す斜視図である。
【図５】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６】本発明の第２実施形態に係る光源装置の変形例を示す要部断面図である。
【図７】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８】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９】本発明の第５実施形態に係る照明装置を示す平面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る画像表示装置を示す平面図である。
【図１１】本発明の第７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】
【００５８】
１，４５，５０，６０，７０…光源装置、２ａ…第１光源部、２ｂ…第２光源部、１０…光源、１５，１６…基材、１５ａ，１６ａ…表面（一方の面）、１７，１８，４７，４８…スペース部材、２０…波長選択部（分離部）、２５，６５，７５…プリズム（導光部）、３０…波長変換素子、４０…外部共振ミラー（波長選択素子）、２００…照明装置、３００…プロジェクタ（画像表示装置）、４００…モニタ装置、４１１…カメラ（撮像手段）
【図１】
2009105321.tif 000003
【図２】
2009105321.tif 000004
【図３】
2009105321.tif 000005
【図４】
2009105321.tif 000006
【図５】
2009105321.tif 000007
【図６】
2009105321.tif 000008
【図７】
2009105321.tif 000009
【図８】
2009105321.tif 000010
【図９】
2009105321.tif 000011
【図１０】
2009105321.tif 000012
【図１１】
2009105321.tif 000013