CN101447646B - 光源装置、照明装置、监控装置及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光源装置、照明装置、监控装置以及图像显示装置。本发明的目的在于提供可使发光效率高且寿命长的出射光的元件小型化、可以减小出射光的区域的位置的变变的光源装置、使用该光源装置的照明装置、监控装置以及图像显示装置。本发明的光源装置具有设置在平面上的出射光的多个第一激光发光部和多个第二激光发光部，第一激光发光部和第二激光发光部，顺序切换用来出射光的驱动，在第一激光发光部彼此之间配置第二激光发光部。

Description

光源装置、照明装置、监控装置及图像显示装置

技术领域

本发明涉及光源装置、照明装置、监控装置及图像显示装置，特别涉及具有多个发光部的光源装置。

背景技术

近年来，提出了使用激光光源的技术作为投影机等的图像显示装置的光源装置。伴随着高输出化及多色化，正在开发激光光源作为图像显示装置的光源。作为图像显示装置的光源，与历来使用的UHP灯比较的话，激光光源具有色再现性高，可瞬时燃亮和寿命长的优点。历来，图像显示装置一直要求高辉度化。作为实现激光光源的高输出化的手段之一，使用具有出射光的多个发光部的半导体元件。由于投入半导体元件的电流多数转换为热能，激光光源，其发光部配置得越密集，就要求散热效率更高。随着由于散热不充分半导体元件的温度升高，半导体元件的发光效率降低。另外，随着半导体元件的温度升高，会加速半导体元件的劣化，激光光源的寿命也会缩短。与此相对，比如，在专利文献1中，提出将多个发光部分为设置在互相不同区域的主发光群和副发光群，可以切换主发光群的驱动和副发光群的驱动的技术。在驱动主发光群期间主发光群整体的光量降低时，通过将驱动切换到副发光群，可以在维持作为激光光源整体的输出的同时，延长激光光源整体的寿命。

专利文献1：日本专利特开2002-141604号公报

构成主发光群的发光部和构成副发光群的发光部的两者之中的任意一方都是以可以减小对发光效率及半导体元件的寿命的影响的间距进行排列的。此时，相应于将主发光群和副发光群设置在互相不同区域的程度，半导体元件的面积会大型化。因为半导体元件的制造成本在很大程度上取决于由一片晶片可以生产的半导体元件的个数，所以随着半导体元件的大型化，激光光源的成本增高。另外，由于在驱动主发光群期间和驱动副发光群期间出射光的区域的位置会大幅度地变化，有时在使用此种激光光源的机器、光学系统中，难以高效率地利用发自激光光源的光。这样，按照现有技术，在想要提高光源装置的发光效率及延长寿命时，会产生出射光的元件的区域的位置大幅度变化这一问题。

发明内容

本发明，是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于提供可使发光效率高且寿命长的出射光的元件小型化、可以减小出射光的区域的位置的变化的光源装置、使用该光源装置的照明装置、监控装置以及图像显示装置。

为了解决上述课题达到目的，本发明的光源装置，其特征在于，具有：在平面上设置的、出射光的多个第一激光发光部和多个第二激光发光部，第一激光发光部和第二激光发光部，顺序切换用于出射光的驱动，在第一激光发光部彼此之间配置有第二激光发光部。

各第一激光发光部，以在驱动第一激光发光部期间可以减小对发光效率及元件寿命的影响的间距设置。各第二激光发光部，以在驱动第二激光发光部期间可以减小对发光效率及元件寿命的影响的间距设置。由于在第一激光发光部和第二激光发光部中顺序切换驱动，可以将第一激光发光部和第二激光发光部的间隔设定成为比为减小由于热对发光效率等的影响所必需的间隔狭窄。通过将第二激光发光部配置在第一激光发光部彼此之间，可以紧密排列激光发光部，可以使出射光的元件小型化。通过将第二激光发光部配置在第一激光发光部彼此之间，可以减小出射光的区域的位置的变化。由于在第一激光发光部和第二激光发光部中顺序切换驱动，可以实现高发光效率及长寿命。由此，可以得到发光效率高且寿命长的出射光的元件小型化、可以减小出射光的区域的位置的变化的光源装置。

此外，本发明的光源装置，其特征在于，具有在平面上设置的、出射光的多个第一激光发光部和多个第二激光发光部，当第一激光发光部和第二激光发光部，顺序切换用于出射光的驱动，将包含多个第一激光发光部的平面上的区域作为第一区域，将包含多个第二激光发光部的平面上的区域作为第二区域时，第一区域包含第二区域的至少一部分。

通过在设定为包含第二区域的至少一部分的第一区域中配置第一激光发光部，在第二区域中配置第二激光发光部，与在平面上的每个区域顺序切换发光部群的驱动时的构成相比较，可以使出射光的元件小型化。另外，也可以使出射光的区域的位置的变化减小。由于在第一激光发光部和第二激光发光部中顺序切换驱动，可以实现高发光效率及长寿命。由此，可以得到发光效率高且寿命长的出射光的元件小型化、可以减小出射光的区域的位置的变化的光源装置。

另外，作为本发明的优选实施方式，第一区域及第二区域中的任意一个，都是可由互相大致平行的两条第一外轮廓线和与第一外轮廓线大致正交且互相大致平行的两条第二外轮廓线在上述平面上定义的矩形区域，第一区域的第一外轮廓线和第二区域的上述第一外轮廓线，都大致一致或有小于等于互相相邻的第一激光发光部及第二激光发光部的中心位置间的长度的偏离，第一区域的第二外轮廓线和第二区域的第二外轮廓线，都大致一致或有小于等于互相邻接的第一激光发光部及第二激光发光部的中心位置间的长度的偏离。第一区域及第二区域设定为大部分互相重叠。由此，可以使出射光的元件进一步小型化，可以进一步减小出射光的区域的位置的变化。

另外，作为本发明的优选实施方式，优选，第一激光发光部和第二激光发光部数目相同。由此，可以使驱动第一激光发光部期间和驱动第二激光发光部期间的光源装置的输出的变化减小。

另外，作为本发明的优选实施方式，优选，第一区域的面积和第二区域的面积大致相等。由此，可以使驱动第一激光发光部期间和驱动第二激光发光部期间的出射光的区域的大小的变化减小。

另外，作为本发明的优选实施方式，优选，第一激光发光部和第二激光发光部被设置在同一基板上。由此，可以在驱动第一激光发光部期间和驱动第二激光发光部期间从同一平面上出射光。

另外，作为本发明的优选实施方式，优选，第一激光发光部及第二激光发光部，沿着第一方向及与第一方向大致垂直的第二方向中的至少一个交替排列。由此，沿着第一方向及第二方向中的至少一个，在各第一激光发光部彼此之间配置第二激光发光部。

另外，作为本发明的优选实施方式，优选，第一激光发光部及第二激光发光部，沿着第一方向及第二方向中的任意一个交替排列。由此，沿着第一方向及第二方向，在各第一激光发光部彼此之间配置第二激光发光部。此外，在第一区域和第二区域的重叠部分可以以大致相同密度配置第一激光发光部、第二激光发光部。

另外，作为本发明的优选实施方式，优选，具有变换从多个第一激光发光部及多个第二激光发光部出射的光的波长的波长变换元件，多个第一激光发光部及多个第二激光发光部，被配置在比与从多个第一激光发光部及多个第二激光发光部入射到波长变换元件的光线大致正交的波长变换元件的截面狭窄的区域。由此，可以高效率地对来自多个第一激光发光部及多个第二激光发光部的光进行波长变换。

此外，本发明的光源装置，其特征在于，具有在平面上设置的、出射光的多个第一激光发光部和多个第二激光发光部，第一激光发光部和第二激光发光部，顺序切换用于出射光的驱动，在第一激光发光部彼此之间配置有第二激光发光部，当同时驱动多个第一激光发光部及多个第二激光发光部，将对多个第一激光发光部及多个第二激光发光部的发光效率的影响和对多个第一激光发光部及多个第二激光发光部的寿命的影响的容许最小间距作为容许极限间距时，第一激光发光部彼此以比容许极限间距大的间距配置，第二激光发光部彼此以比容许极限间距大的间距配置，第一激光发光部及第二激光发光部以比容许极限间距小的间距配置。

所谓的“容许对发光效率的影响”，指的是满足规定的发光效率，例如作为针对该产品的规格或标准而确定的发光效率的情况。所谓的“容许对寿命的影响”，指的是满足可以持续保持发光元件的本来的功能的期间满足规定的期间，比如作为针对该制品的规格或标准而确定的耐用寿命的情况。通过将第一激光发光部彼此以比容许极限间距大的间距配置，将第二激光发光部彼此以比容许极限间距大的间距配置，可以容许对发光效率和寿命的影响成为，得到高发光效率和长寿命。通过将第一激光发光部及第二激光发光部以比容许极限间距小的间距配置，可以使出射光的元件小型化，可以使出射光的区域的位置的变化减小。

另外，作为本发明的优选实施方式，优选，从驱动多个第一激光发光部切换到驱动多个第二激光发光部，是在多个第一激光发光部的温度变成稳定状态之后进行的，从驱动多个第二激光发光部切换到驱动多个第一激光发光部，是在多个第二激光发光部的温度变成稳定状态之后进行的。所谓的“温度变成稳定状态”，说的是确认温度变化渐渐变小，收敛为某一一定的温度的状态。由此，由于在第一激光发光部和第二激光发光部中切换驱动的周期可以变长，可以使闪烁降低。

另外，作为本发明的优选实施方式，优选，每当多个第一激光发光部产生的最大光量及多个第二激光发光部产生的最大光量之差，达到预定的阈值时，多个第一激光发光部及多个第二激光发光部的驱动进行切换。由此，在第一激光发光部和第二激光发光部以很长周期进行驱动切换时，可以使对灰度差的认知困难，还可以使闪烁进一步减小。

此外，本发明的照明装置，其特征在于，具有上述的光源装置，使用发自光源装置的光照射被照射物。通过使用上述的光源装置，可以得到高效率且长寿命的照明装置。

此外，本发明的监控装置，其特征在于，具有上述的照明装置和对由照明装置照明的被摄体进行摄像的摄像部。通过使用上述的照明装置，可以得到高效率且长寿命的监控装置。

此外，本发明的图像显示装置，其特征在于，具有上述的光源装置，使用发自光源装置的光显示图像。通过使用上述的光源装置，可以得到高效率且长寿命的图像显示装置。

附图说明

图1为示出实施例1所涉及的光源装置的概略构成的图。

图2为示出半导体元件的平面构成的图。

图3为说明用于驱动各发光部的构成的图。

图4为对第一激光发光部的驱动信号、第二激光发光部的驱动信号进行说明的图。

图5为示出发光部的间距和发光部的温度关系的示例的图。

图6为示出作为模拟模型的半导体元件的平面构成的图。

图7为示出实施例2的光源装置中的半导体元件的平面构成的图。

图8为说明SHG元件的XY截面构成的有效范围的图。

图9为示出实施例3的光源装置中的半导体元件的平面构成的图。

图10为示出实施例4的光源装置中的半导体元件的平面构成的图。

图11为说明本发明的实施例5所涉及的光源装置的驱动的图。

图12为示出第一激光发光部及第二激光发光部的最大光量和时间的关系的图。

图13为示出本发明的实施例6所涉及的监控装置中的概略构成的图。

图14为示出本发明的实施例7所涉及的投影机的概略构成的图。

附图标记说明

10光源装置、11半导体元件、12次载具、13SHG元件、14体积全息图、15第一布线部、16第二布线部、17激光发光部、18、20半导体元件、AR矩形区域、E有效范围、25、30半导体元件、AR1第一区域、AR2第二区域、m1、m2第一外轮廓线、n1、n2第二外轮廓线、40监控装置、41装置本体、42光传送部、43相机、44第一光导、45第二光导、46扩散板、47成像透镜、50投影机、51R R光用光源装置、51GG光用光源装置、51B B光用光源装置、52扩散元件、53场透镜、54RR光用空间光调制装置、54GG光用空间光调制装置、54B B光用空间光调制装置、55十字分色棱镜、56第一分色膜、57第二分色膜、58投影机、59屏幕

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例详细进行说明。

(实施例1)

图1示出本发明的实施例1所涉及的光源装置10的概略构成。光源装置10是具有半导体元件11、二次谐波生成(SHG)元件13及体积全息图14的阵列激光器。半导体元件11是具有出射第一波长的基波光的多个激光发光部的面发光型的阵列光源。基波光，是例如红外光。半导体元件11具有反射第一波长的光的未图示的镜面层。半导体元件11安装在次载具(submount)12上。次载具12是使在半导体元件11中产生的热量发散的散热基板。

SHG元件13，通过使来自半导体元件11的基波光入射，出射第二波长的高次谐波光。第二波长是与第一波长的一半相当的波长。SHG元件13是对从半导体元件11的激光发光部出射的光的波长进行变换的波长变换元件。高次谐波光，是例如可见光。SHG元件13，是例如非线性光学晶体铌酸锂(LiNbO₃)的极化反转结晶(Periodically Poled Lithium Niobate；PPLN(周期极化铌酸锂晶体))。通过使用SHG元件13，可以使用可容易取得的通用光源供给所需波长且光量充足的激光。

体积全息图14，作为在与半导体元件11的镜面层之间使来自半导体元件11的基波光谐振的外部谐振器发挥作用。体积全息图14是具有在红外区域以第一波长为中心半宽度值小于等于数nm的反射特性的窄带反射镜。另外，体积全息图14，在可见区域中，使包含第二波长的宽波长区域的光透射。作为体积全息图14，使用例如VHG(体积全息光栅)。VHG使用LiNbO₃、BGO等光折变晶体、聚合物等形成。

半导体元件11的激光发光部出射的基波光入射SHG元件13。在SHG元件13中生成的高次谐波光，透射体积全息图14，向光源装置10的外部出射。从设置半导体元件11的一侧透射SHG元件13的基波光，受到体积全息图14的反射。被体积全息图14反射的基波光入射SHG元件13。从体积全息图14入射SHG元件13、透射SHG元件13的基波光，入射半导体元件11。入射该半导体元件11的基波光，在受到半导体元件11的镜面层反射之后，从半导体元件11朝向SHG元件13出射。被镜面层及体积全息图14反射的基波光，由于与从激光发光部新出射的基波光发生共振而放大。

图2示出半导体元件11的平面构成。半导体元件11具有在第一方向上并列的12个激光发光部17。将12个激光发光部17并列的第一方向作为X轴方向。Y轴方向是与第一方向大致正交的第二方向。各激光发光部17，被设置在包含第一方向及第二方向的平面即XY平面上。Z轴方向是与X轴方向及Y轴方向大致正交的方向。各激光发光部17，朝向Z轴方向射出基波光。半导体元件11、图1所示的SHG元件13及体积全息图14，在Z轴方向上并列。激光发光部17，配置成为互相相邻的第一激光发光部及第二激光发光部的中心位置间的尺寸都是大致相等的长度p。

12个激光发光部17，由6个第一激光发光部和6个第二激光发光部构成。第一激光发光部，在图中以带网点的圆圈表示。第二激光发光部，在图中以带斜线的圆圈表示。第一激光发光部和第二激光发光部，设置在构成半导体元件11的同一基板上。第一激光发光部及第二激光发光部，在作为第一方向的X轴方向上交替排列。第一激光发光部，在X轴方向上与第二激光发光部相邻。在第一激光发光部彼此之间配置有第二激光发光部。第一激光发光部的中心位置间的尺寸都为大致相等的长度d1。第二激光发光部的中心位置间的尺寸都为大致相等的长度d2。第一激光发光部彼此之间的长度d1、第二激光发光部彼此之间的长度d2都相当于配置激光发光部17的间距p的2倍。

图3为说明用于驱动各发光部17的构成的图。第一布线部15与各第一激光发光部相连接。第一激光发光部，借助使用第一布线部15的供电出射光。第二布线部16与各第二激光发光部相连接。第二激光发光部，借助使用第二布线部16的供电出射光。这样，第一激光发光部和第二激光发光部构成为，可顺序切换用来出射光的驱动。关于具体的驱动切换见后述。

图4为对用来驱动第一激光发光部的驱动信号及用来驱动第二激光发光部的驱动信号进行说明的图。激光发光部17，在驱动信号为“H”期间，进行用于驱动的供电。在驱动第一激光发光部期间，停止对第二激光发光部的供电。在开始向第一激光发光部供电之后经过一定时间T时，在停止向第一激光发光部的供电的同时，开始向第二激光发光部的供电。在驱动第二激光发光部期间，停止对第一激光发光部的供电。在开始向第二激光发光部供电之后经过一定时间T时，在停止向第二激光发光部的供电的同时，再度开始向第一激光发光部的供电。光源装置10，具有用于每经过一定时间T顺序切换使用第一布线部15的供电和使用第二布线部16的供电的切换设备。这样一来，第一激光发光部和第二激光发光部，交替切换用来出射光的驱动。一定时间T可根据由于激光发光部17驱动使半导体元件11劣化的程度而适当确定，设定为例如100小时左右。通过在同一基板上设置第一激光发光部和第二激光发光部，可以在驱动第一激光发光部期间和驱动第二激光发光部期间从同一平面上出射光。

图5示出同时驱动各激光发光部17时的激光发光部17的间距x和激光发光部17的温度t的关系的示例。此处，说明以图6示出的平面构成的半导体元件18作为模型的模拟结果。半导体元件18具有排列成为一列的6个激光发光部17。由于从激光发光部17出射光，半导体元件18在一个激光发光部17平均为直径0.1mm的圆形区域中发热1W。另外，半导体元件18，具有导热系数为44W/m·K的GaAs基板。

从配置成间距x为0.1mm的各激光发光部17同时出射光时，激光发光部17的温度达到260℃。随着激光发光部17的间距x变得比0.1mm长，激光发光部17的温度t下降。当激光发光部17的间距x大于等于0.3mm时，激光发光部17的温度t在130度附近大致一定。在从各激光发光部17同时出射光时，为了尽可能减小对发光效率及半导体元件18的寿命的影响并尽可能密集配置激光发光部17，将激光发光部17的间距x设定为，例如0.3mm。

在利用此结果时，在本实施例的光源装置10的情况下，将同时驱动的第一激光发光部的间距d1设定为0.3mm。另外，将同时驱动的第二激光发光部的间距d2也设定为0.3mm。通过将第一激光发光部和第二激光发光部交替排列，使第一激光发光部和第二激光发光部的中心位置间的长度为0.15mm。半导体元件11，可将激光发光部17的间距p设定为0.15mm。这样，激光发光部17的间距p可设定为比为减小发热对发光效率等的影响而必需的间距更窄。

在每个平面上的区域顺序切换发光部群的驱动时，激光发光部17的间距，为减小发热对发光效率等的影响而必需的间距，按照模拟结果必须确保0.3mm。与此相对，通过将交替切换驱动的第一激光发光部和第二激光发光部交替排列，可以将激光发光部17的间距缩小到0.15mm。由于可以密集配置激光发光部17，半导体元件11可以小型化。

另外，在互相不同的区域设置的发光部群彼此顺序切换时的构成中，每次在发光部群彼此切换驱动时，光出射的区域的位置会大幅度变化。与此相对，通过将第一激光发光部和第二激光发光部交替排列，可以减小光出射的区域的位置的变化。

此外，第一激光发光部彼此，以比容许极限间距大的间距配置。第二激光发光部彼此，以比容许极限间距大的间距配置。第一激光发光部及第二激光发光部以比容许极限间距小的间距配置。所谓容许极限间距，指的是，假如同时驱动多个第一激光发光部和多个第二激光发光部，容许对多个第一激光发光部及多个第二激光发光部的发光效率的影响和对多个第一激光发光部及多个第二激光发光部的寿命的影响的、激光发光部17的最小间距。

通过对同时驱动的第一激光发光部彼此以比容许极限间距大的间距进行配置，对第二激光发光部彼此以比容许极限间距大的间距进行配置，可以满足针对半导体元件11的规格或标准所确定的规定的发光效率及耐用寿命。另外，通过以比容许极限间距小的间距配置第一激光发光部和第二激光发光部，可以使半导体元件11小型化，可以使光出射的区域的位置的变化减小。

通过交替切换驱动第一激光发光部和第二激光发光部，可以提高发光效率并可以实现光源装置10的长寿命。由此，可以获得高发光效率且长寿命、半导体元件11小型化、可以使光出射的区域的位置变化减小的效果。通过使第一激光发光部和第二激光发光部的数目相同，可以使交替切换驱动第一激光发光部和第二激光发光部所产生的光源装置10的输出的变化减小。

另外，在X轴方向上并列的激光发光部17是多个即可，并不限定于在本实施例中说明的数目的情况。第一激光发光部和第二激光发光部，并不限定于是相同数目，也可以是互相不同的数目。光源装置10，也可以根据需要设置波长选择用滤光器、偏振选择用滤光器等光学元件。另外，光源装置10，并不限定于具有波长变换元件的结构成，也可以是不对来自半导体元件11的光进行波长变换就出射的构成。光源装置10，也可以是半导体泵浦固体(DPSS)激光器。

(实施例2)

图7示出本发明的实施例2的光源装置中的半导体元件20的平面构成。对于与上述实施例1相同的部分标注相同标号，重复说明则省略。半导体元件20具有24个激光发光部17。激光发光部17，在作为第一方向的X轴方向上并列12个，在作为第二方向的Y轴方向上并列2个。24个激光发光部17由12个第一激光发光部及12个第二激光发光部构成。第一激光发光部及第二激光发光部在X轴方向及Y轴方向中的任意一个上都是交替排列。在第一激光发光部彼此之间配置有第二激光发光部。

图8对SHG元件13的XY截面构成的有效范围进行说明。XY截面是与从激光发光部17入射SHG元件13的光线大致正交的截面。有效范围E，是指能够有效地对SHG元件13中的光进行波长变换的范围。例如，在厚度h为500μm的SHG元件13时，有效范围E可以设定为从SHG元件13的表面起的100μm内侧的范围。

全部激光发光部17，都配置在SHG元件13的XY截面上的与有效范围E相同的矩形区域AR内。由此，可以使来自全部激光发光部17的基波光高效率地入射有效范围E，对基波光进行高效率的波长变换。与上述实施例1的情况一样，半导体元件20可以小型化，并且光出射的区域的位置的变化可以减小。因而，按照本发明，具有SHG元件13也可以小型化的优点。另外，半导体元件20，并不限定于全部激光发光部17配置在与有效范围E相同的矩形区域AR内的构成。半导体元件20，全部激光发光部17至少可以被配置在比SHG元件13的XY截面狭窄的区域。激光发光部17的总数及相对X轴方向及Y轴方向并列的激光发光部17的数目，并不限定于在本实施例中说明的情况，也可以适当地改变。

(实施例3)

图9示出本发明的实施例3所涉及的光源装置中的半导体元件25的平面构成。对于与上述实施例1相同的部分标注相同标号，重复说明则省略。半导体元件25具有36个激光发光部17。激光发光部17，在作为第一方向的X轴方向上并列6个，在作为第二方向的Y轴方向上并列6个。36个激光发光部17由12个第一激光发光部、12个第二激光发光部及12个第三激光发光部构成。第三激光发光部，在图中以空白圆圈示出。

第一激光发光部，在X轴方向及Y轴方向中的任意一个上，都与第二激光发光部及第三激光发光部相邻。在X轴方向及Y轴方向上，在第一激光发光部彼此之间，配置有第二激光发光部及第三激光发光部。第一激光发光部、第二激光发光部及第三激光发光部，顺序切换用于出射光的驱动。在本实施例中，也可以在高发光效率且长寿命的情况下使半导体元件25小型化，可以使光出射的区域的位置变化减小。光源装置，也可以分类为顺序切换驱动大于等于4个的激光发光部。

(实施例4)

图10示出本发明的实施例4所涉及的光源装置中的半导体元件30的平面构成。对于与上述实施例1相同的部分标注相同标号，重复说明则省略。半导体元件30具有32个激光发光部17。激光发光部17，在作为第一方向的X轴方向上并列4个，在作为第二方向的Y轴方向上并列8个。32个激光发光部17由16个第一激光发光部及16个第二激光发光部构成。第一激光发光部及第二激光发光部在Y轴方向上交替排列。在Y轴方向上，在第一激光发光部彼此之间配置有第二激光发光部。激光发光部17，在Y轴方向上以间距p配置。在X轴方向上，各个第一激光发光部、各个第二激光发光部并列。激光发光部17，在X轴方向上以间距d1(＝d2)配置。

将XY平面中的包含16个第一激光发光部的矩形区域作为第一区域AR1。另外，将XY平面中的包含16个第二激光发光部的矩形区域作为第二区域AR2。第一区域AR1，由与作为第一方向的X轴方向大致平行的两条第一外轮廓线m1及与作为第二方向的Y轴方向大致平行的两条第二外轮廓线n1在XY平面上定义。第一外轮廓线m1及第二外轮廓线n1互相大致正交。第一外轮廓线m1及第二外轮廓线n1是示出第一区域AR1的外轮廓的假想的线。第二区域AR2，由与X轴方向大致平行的两条第一外轮廓线m2及与Y轴方向大致平行的两条第二外轮廓线n2在XY平面上定义。第一外轮廓线m2及第二外轮廓线n2互相大致正交。第一外轮廓线m2及第二外轮廓线n2是示出第二区域AR2的外轮廓的假想的线。

第一区域AR1的第一外轮廓线m1和第二区域AR2的第一外轮廓线m2，在Y轴方向上都偏离长度g。该偏离的长度g，与在Y轴方向上互相相邻的激光发光部17的中心位置间的长度p大致相同。第一区域AR1的第二外轮廓线n1和第二区域AR2的第二外轮廓线n2，在X轴方向上都大致一致。第一区域AR1，包含第二区域AR2的大部分。另外，第一区域AR1的面积与第二区域AR2的面积大致相等。第一区域AR1中的第一发光部的密度和第二区域AR2中的第二发光部的密度大致相等。

通过在设定为包含第二区域AR2的大部分的第一区域AR1中配置第一激光发光部，在第二区域AR2中配置第二激光发光部，与在平面上的每个区域中顺序切换发光部群的驱动时的构成比较，可以使半导体元件30小型化。另外，也可以使光出射的区域的位置的变化减小。由此，在本实施例的情况下，也可以在高发光效率且长寿命的情况下使半导体元件30小型化，可以使光出射的区域的位置变化减小。

第一区域AR1的第一外轮廓线m1和第二区域AR2的第一外轮廓线m2，在Y轴方向上可以都大致一致，或有小于等于激光发光部17的中心位置间的长度p的偏离。第一区域AR1的第2外轮廓线n1和第二区域AR2的第二外轮廓线n2，在X轴方向上可以都大致一致，或有小于等于激光发光部17的中心位置间的长度p的偏离。在此情况下，半导体元件30可以构成为，第一区域AR1包含第二区域AR2的大部分。

半导体元件30，并不限定于各个第一外轮廓线m1、m2，各个第二外轮廓线n1、n2大致一致或偏离小于等于长度p。半导体元件30构成为，第一区域AR1包含第二区域AR2的至少一部分，即可人。由此，可以获得使半导体元件30小型化、可以使光出射的区域的位置变化减小的效果。第一区域AR1及第二区域AR2并不限定于面积大致相等的情况，也可以是面积互相不同。此外，第一激光发光部及第二激光发光部，并不限定于数目相等的情况，也可以是数目不同。

在上述各实施例的情况下，与本实施例同样地定义第一区域AR1及第二区域AR2，第一区域AR1也至少包含第二区域AR2的一部分。另外，在上述各实施例的情况下，各个第一外轮廓线m1、m2，各个第二外轮廓线n1、n2也大致一致或偏离小于等于长度p。另外，优选，将第一区域AR1及第二区域AR2设定为比在上述实施例2中说明的SHG元件13的XY截面狭窄。此外，更优选，将第一区域AR1及第二区域AR2与有效范围E(参照图8)设定在同一矩形区域内。由此，可以对基波光进行高效率的波长变换。

(实施例5)

图11为说明本发明的实施例5所涉及的光源装置的驱动的示图，示出第一激光发光部及第二激光发光部的温度和时间的关系。本实施例说明的光源装置，具有出射光的多个第一激光发光部和多个第二激光发光部。第一激光发光部L1及第二激光发光部L2，顺序切换用于出射光的驱动。在时间t0，开始第一激光发光部L1的驱动。第一激光发光部L1的温度，从时间t0起上升，在温度TA成为稳定状态。第二激光发光部L2的温度，由于来自第一激光发光部L1的热量而从时间t0起上升，在温度TB(TA>TB)成为稳定状态。第二激光发光部L2，在温度为TB期间，对发光效率及寿命没有影响。

从时间t0起驱动多个第一激光发光部L1，在多个第一激光发光部L1的温度达到温度TA成为稳定状态之后，在时间t1，将驱动从多个第一激光发光部L1切换到多个第二激光发光部L2。在时间t1，开始第二激光发光部L2的驱动时，第二激光发光部L2的温度从温度TB起上升，在温度为TA时成为稳定状态。第一激光发光部L1的温度从温度TA起下降，由于来自第二激光发光部L2的热量在温度TB成为稳定状态。第一激光发光部L1，在温度为TB期间，对发光效率及寿命没有影响。

图12示出第一激光发光部及第二激光发光部的最大光量和时间的关系。在时间t0，第一激光发光部L1及第二激光发光部L2可以出射的最大光量都为P0。在时间t0开始第一激光发光部L1的驱动之后，由于发热导致的劣化，随着时间的经过，第一激光发光部L1的最大光量缓慢下降。在驱动从第一激光发光部L1切换到第二激光发光部L2的时间t1，第一激光发光部L1的最大光量为P1(P0>P1)。在驱动第一激光发光部L1的时间t0～t1中，不存在第二激光发光部L2由于发热导致劣化时，在时间t1第二激光发光部L2可射出的最大光量仍为P0不变。

此处，在光以低频(1～5Hz)交替时，人可以认知的最大辉度差大约为5％(比如，参照日本专利特开2005-107009号公报，段落0011)。由此，可以说，优选，在时间t1的最大光量差ΔP(＝P0-P1)在5％以内。在本实施例中，例如，将相当于起初的最大光量P0的5％的值预先设定为最大光量差ΔP的阈值时，每当最大光量差ΔP成为阈值时，在第一激光发光部L1及第二激光发光部L2之间进行驱动切换。

例如，在将时间t0的最大光量P0作为100时，时间t1时的第一激光发光部L1的最大光量P1为95。从第一激光发光部L1向第二激光发光部L2的驱动切换，是在多个第一激光发光部L1的温度变成稳定状态之后，且在多个第一激光发光部L1的最大光量和多个第二激光发光部L2的最大光量之差到达阈值时进行的。

之后，在时间t1开始第二激光发光部L2的驱动之后，由于发热所导致的劣化，在时间经过的同时，第二激光发光部L2的最大光量缓慢下降。在驱动从第二激光发光部L2向第一激光发光部L1切换的时间t2，第二激光发光部L2的最大光量为P2(P1>P2)。在驱动第二光发光部L2的时间t1～t2中，不存在第一激光发光部L1由于发热导致劣化时，在时间t2第一激光发光部L1可射出的最大光量仍为P1不变。例如，在将时间t2的第一激光发光部L1的最大光量P1作为95时，时间t2时的第二激光发光部L2的最大光量P2为90。

从第二激光发光部L2到第一激光发光部L1的驱动切换，是在多个第二激光发光部L2的温度变成稳定状态之后，且在多个第二激光发光部L2的最大光量P2和多个第一激光发光部L1的最大光量P1之差达到阈值时进行的。从第一激光发光部L1到第二激光发光部L2的驱动切换时间t3，也是在多个第一激光发光部L1的温度变成稳定状态之后，且在多个第一激光发光部L1的最大光量P3和多个第二激光发光部L2的最大光量P2之差达到阈值的时间。

由于需要等待受驱动的激光发光部的温度变成稳定状态才进行驱动切换，能够延长切换驱动第一激光发光部和第二激光发光部的周期。在本实施例中，在第一激光发光部和第二激光发光部之间的驱动切换，相对例如大于等于数Hz的频率的一般的脉冲驱动，以长周期实施。另外，通过预先设定在切换驱动之际的最大光量的差的阈值，在以长周期切换第一激光发光部和第二激光发光部的驱动时，对辉度差的认知可能变得困难。如上所述，可以使在第一激光发光部和第二激光发光部之间进行驱动切换之际的闪烁减小。另外，在对第一激光发光部的驱动期间内的第一激光发光部的驱动、对第二激光发光部的驱动期间内的第二激光发光部的驱动，可以是连续出射光的的连续(CW)驱动或脉冲驱动。有时可按照半导体元件的特性，特别是在CW驱动时，得到高的发光效率。

在第一激光发光部L1及第二激光发光部L2之间切换驱动的最大光量差ΔP的阈值，并不限定于起初的最大光量P0的5％的取可，可以适当地设定。另外，本实施例的说明，并不限定于在第一激光发光部L1及第二激光发光部L2之间顺序切换驱动的情况，也可以应用到顺序切换分类为3个以上的激光发光部的驱动的情况。

(实施例6)

图13示出本发明的实施例6所涉及的监控装置40中的概略构成。监控装置40具有装置本体41、光传送部42。装置本体41具有上述实施例1的光源装置10(参照图1)。光传送部42具有两个光导44、45。在光传送部42中，在被摄体(未图示)一侧的端部，设置有扩散板46及成像透镜47。第一光导44将来自光源装置10的光向被摄体传送。扩散板46被设置在第一光导44的出射侧。在第一光导44内传播的光，借助透射扩散板46，扩散到被摄体一侧。从光源装置10起到扩散板46止的光路中的各部，构成对被摄体进行照明的照明装置。

第二光导45，将来自被摄体的光向相机43传送。成像透镜47被设置在第二光导45的入射侧。成像透镜47，将来自被摄体的光聚光于第二光导45的入射面。在来自被摄体的光通过成像透镜47入射第二光导45之后，在第二光导45内传播而入射到相机43中。

作为第一光导44、第二光导45，使用将多根光纤集束构成的光导。通过使用光纤，可以将光传送到远方。相机43，被设置在装置本体41内。相机43，是对利用来自光源装置10的光进行照明的被摄体进行摄像的摄像部。通过使从第二光导45入射的光入射相机43，可利用相机43进行被摄体的摄像。通过使用上述实施例1的光源装置10，可以获得使监控装置40高效率及长寿命的效果。监控装置40，也可以是具有上述实施例所涉及的任意一种光源装置的构成。

(实施例7)

图14示出本发明的实施例7所涉及的投影机50的概略构成。投影机50，是将光投射到屏幕59上，再通过观察屏幕59反射的光，欣赏图像的正面投射型的投影机。投影机50，具有红色(R)光用光源装置51R、绿色(G)光用光源装置51G及蓝色(B)光用光源装置51B。各色光用光源装置51R、51G、51B都具有与上述实施例1的光源装置10(参照图1)同样的构成。投影机50是使用来自各色光用光源装置51R、51G、51B的光显示图像的图像显示装置。

R光用光源装置51R是出射R光的光源装置。扩散元件52进行照明区域的整形、扩大、照明区域的光量分布的均匀化。作为扩散元件52，例如使用作为衍射光学元件的计算机合成全息图(Computer GeneratedHologram；CGH)。场透镜53，使来自R光用光源装置51R的光平行化，并使其入射R光用空间光调制装置54R。R光用光源装置51R、扩散元件52及场透镜53构成对R光用空间光调制装置54R进行照明的照明装置。R光用空间光调制装置54R，是与图像信号相对应地对来自照明装置的R光进行调制的空间光调制装置，是透射型液晶显示装置。由R光用空间光调制装置54R调制的R光，入射作为色合成光学系统的十字分色棱镜55。

G光用光源装置51G是出射G光的光源装置。经过扩散元件52及场透镜53的光入射于G光用空间光调制装置54G。G光用光源装置51G、扩散元件52及场透镜53，构成对G光用空间光调制装置54G进行照明的照明装置。G光用空间光调制装置54G，是与图像信号相对应地对来自照明装置的G光进行调制的空间光调制装置，是透射型液晶显示装置。由G光用空间光调制装置54G调制的G光，入射在十字分色棱镜55中的与R光入射的面不同的面。

B光用光源装置51B是出射B光的光源装置。经过扩散元件52及场透镜53的光入射B光用空间光调制装置54B。B光用光源装置51B、扩散元件52及场透镜53构成对B光用空间光调制装置54B进行照明的照明装置。B光用空间光调制装置54B，是与图像信号相对应地对来自照明装置的B光进行调制的空间光调制装置，是透射型液晶显示装置。由B光用空间光调制装置54B调制的B光，入射十字分色棱镜55中的与R光入射的面不同的面及与G光入射的面不同的面。作为透射型液晶显示装置，例如使用高温多晶硅TFT液晶板(HTPS)。

十字分色棱镜55具有互相大致正交配置的两片分色膜56、57。第一分色膜56，反射R光，使G光及B光透射。第二分色膜57，反射B光，使R光及G光透射。十字分色棱镜55，对分别从不同方向入射的R光、G光及B光进行合成，向投影透镜58的方向出射。投影透镜58，使经过十字分色棱镜55合成的光向屏幕59投射。

通过使用具有与上述光源装置10同样构成的各色用光源装置51R、51G、51B，可以获得使投影机50变得高效率及长寿命的效果。各色光用光源装置51R、51G、51B，也可以具有与上述实施例所涉及的任意一种光源装置同样的构成。

投影机，并不限定于使用透射型液晶显示装置作为空间光调制装置的情况。作为空间光调制装置，也可以使用反射型液晶显示装置(LCOS)、DMD(数字微镜器件)、GLV(光栅光阀)等。投影机，并不限定于对每个色光都具有空间光调制装置的构成。投影机，也可以是利用一个空间光调制装置对2个或3个以上的色光进行调制的构成。投影机，并不限定于使用空间光调制装置的情况。投影机，也可以是利用电镜(Galvanomirror)等扫描设备对来自光源装置的光进行扫描，在被照射面中显示图像的激光扫描型的投影机。投影机，也可以是使用具有图像信息的幻灯片的幻灯放映机。投影机，也可以是将光供给屏幕的一面，观察从屏幕的另一面出射的光，欣赏图像的所谓的背面投影机。

本发明的光源装置，也可以适用于作为图像显示装置的液晶显示器。通过组合本发明的光源装置和光导板，可以用作对液晶板进行照明的照明装置。在此时也可以显示明亮的高质量的图像。本发明的光源装置，并不限定于应用于监控装置及图像显示装置的情况。本发明的光源装置，例如也可以用于使用激光进行曝光的曝光装置、激光加工装置等光学系统。

如上所述，本发明所涉及的光源装置，适用于监控装置及图像显示装置。

Claims (13)

1.一种光源装置，其特征在于：

具有在平面上设置的、出射光的多个第一激光发光部和多个第二激光发光部，

当上述第一激光发光部和上述第二激光发光部，交替切换用于出射光的驱动，将包含上述多个第一激光发光部的上述平面上的区域作为第一区域，将包含上述多个第二激光发光部的上述平面上的区域作为第二区域时，

上述第一区域包含上述第二区域的至少一部分；

当同时驱动上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部，将对上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部的发光效率的影响和对上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部的寿命的影响的容许最小间距作为容许极限间距时，

上述第一激光发光部彼此以比上述容许极限间距大的间距配置，

上述第二激光发光部彼此以比上述容许极限间距大的间距配置，

上述第一激光发光部及上述第二激光发光部以比上述容许极限间距小的间距配置。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：

上述第一区域及上述第二区域中的任意一个，都是可由互相大致平行的两条第一外轮廓线和与上述第一外轮廓线大致正交且互相大致平行的两条第二外轮廓线在上述平面上定义的矩形区域，

上述第一区域的上述第一外轮廓线和上述第二区域的上述第一外轮廓线，都大致一致或有小于等于互相相邻的上述第一激光发光部及上述第二激光发光部的中心位置间的长度的偏离，

上述第一区域的上述第二外轮廓线和上述第二区域的上述第二外轮廓线，都大致一致或有小于等于互相邻接的上述第一激光发光部及上述第二激光发光部的中心位置间的长度的偏离。

3.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于：

上述第一激光发光部和上述第二激光发光部数目相同。

4.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于：

上述第一区域的面积和上述第二区域的面积大致相等。

5.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于：

上述第一激光发光部和上述第二激光发光部被设置在同一基板上。

6.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于：

上述第一激光发光部及上述第二激光发光部，被沿着第一方向及与上述第一方向大致垂直的第二方向中的至少一方交替排列。

7.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于：

具有对从上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部出射的光的波长进行变换的波长变换元件，

上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部，被配置在比与从上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部入射到上述波长变换元件的光线大致正交的上述波长变换元件的截面狭窄的区域。

8.一种光源装置，其特征在于：

具有在平面上设置的、出射光的多个第一激光发光部和多个第二激光发光部，

上述第一激光发光部和上述第二激光发光部，交替切换用于出射光的驱动，

在上述第一激光发光部彼此之间配置有上述第二激光发光部，

当同时驱动上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部，将对上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部的发光效率的影响和对上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部的寿命的影响的容许最小间距作为容许极限间距时，

上述第一激光发光部彼此以比上述容许极限间距大的间距配置，

上述第二激光发光部彼此以比上述容许极限间距大的间距配置，

上述第一激光发光部及上述第二激光发光部以比上述容许极限间距小的间距配置。

9.如权利要求1或8所述的光源装置，其特征在于：

从驱动上述多个第一激光发光部切换到驱动上述多个第二激光发光部，是在上述多个第一激光发光部的温度变成稳定状态之后进行的，

从驱动上述多个第二激光发光部切换到驱动上述多个第一激光发光部，是在上述多个第二激光发光部的温度变成稳定状态之后进行的。

10.如权利要求1或8所述的光源装置，其特征在于：

每当由上述多个第一激光发光部产生的最大光量及由上述多个第二激光发光部产生的最大光量之差，达到预先设定的阈值时，对上述多个第一激光发光部及上述多个第二激光发光部的驱动进行切换。

11.一种照明装置，其特征在于：

具有如权利要求1或8所述的光源装置，使用发自上述光源装置的光对被照射物进行照射。

12.一种监控装置，其特征在于：

具有如权利要求11所述的照明装置，和

对由上述照明装置照明的被摄体进行摄像的摄像部。

13.一种图像显示装置，其特征在于：

具有如权利要求1或8所述的光源装置，使用发自上述光源装置的光显示图像。

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