CN1914556B - 光源装置和二维图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供可使二维图像显示装置尽可能小型化的光源装置。该装置包括：红色、蓝色、绿色的3个相干光源(11a)、(11b)、(11c)；棱镜(12a)、(12c)，反射从该相干光源(11a)、(11c)射出的光；以及衍射部(20)，由多重地形成了多个光栅的1片体积全息元件构成，该光栅衍射从上述相干光源(11b)射出的光和从上述相干光源(11a)、(11c)射出并用棱镜(12a)、(12b)反射的光，使这些光经同一光路传输。

Description

光源装置和二维图像显示装置
技术领域
本发明涉及光源装置和二维图像显示装置，特别是涉及实现二维图像显示装置的小型化的光源装置和使用了该光源装置的小型的二维图像显示装置。
背景技术
近年来，可进行鲜艳的颜色表现的二维图像显示装置(激光显示装置)越来越引人注目。该装置使用了红色、绿色、蓝色这3种相干光源(例如激光光源)，例如采取图13那样的结构。
在图13中，600是现有的使用了激光光源的二维图像显示装置。该二维图像显示装置600具有：红色、绿色、蓝色激光光源601a、601b、601c；光束扩展器(expander)602a、602b、602c；光学积分器(lightintegrator)603a、603b、603c；反射镜604a、604c；扩散板606a、606b、606c；扩散板移动单元605a、605b、605c；空间光调制元件607a、607b、607c；物镜608a、608b、608c；分色棱镜(dichroic prism)609；以及投射透镜610。
在该二维图像显示装置600中，分别用光束扩展器602a、602b、602c扩展来自红色、绿色、蓝色激光光源601a、601b、601c的光，通过光学积分器603a、603b、603c。利用反射镜604a、604c使通过了光学积分器603a、603c的红色光和蓝色光的光路弯曲90度，不使通过了光学积分器603b的绿色光的光路弯曲，分别经物镜608a、608b、608c和扩散板606a、606b、606c照射空间光调制元件607a、607b、607c。来自3种激光光源601a、601b、601c的光因通过光学积分器603a、603b、603c，在空间光调制元件607a、607b、607c上的照度分布为恒定。用分色棱镜609合成用该空间光调制元件607a、607b、607c分别独立地调制了的光，成为经同一光路传输的同轴光束，进而用投射透镜610扩展投射该光束，在屏幕61上成像。此时，由于激光的干涉性高，故使斑纹噪声重叠在投射于屏幕61上的像上。为了防止这一点，用扩散板移动单元605a、605b、605c摇动扩散板606a、606b、606c，对斑纹噪声进行时间平均。
但是，在图13中示出那样的现有的二维图像显示装置600中，为了扩展来自3种激光光源601a～601c的光使光强度分布为一样，分别必须有3个光束扩展器和光学积分器。再者，为了使来自上述3种激光光源的光成为互相平行且经同一光路传输的同轴光束，有必要在该装置内配置较多的透镜或反射镜。因此，现有的二维图像显示装置存在装置整体的规模变大这样的课题。
为了解决该课题，可考虑将二维图像显示装置的光学系统作成例如如图14中所示那样首先使用分色镜混合了从红色、绿色、蓝色这3色的激光光源射出的光后使其通过光束扩展器、光学积分器的结构。
在图14中，700是现有的使用了激光光源的二维图像显示装置。该二维图像显示装置700具有：红色、绿色、蓝色激光光源701a、701b、701c；准直透镜704a、704b、704c；第1、第2分色镜705a、705b；光束扩展器702；光学积分器703；投射透镜710；以及液晶屏71。
在此，分色镜是在玻璃基板上层叠多层膜并根据波长使透射率不同的镜。在图14中示出的二维图像显示装置700的第1分色镜705a以约580nm的波长为边界、反射比该波长短的波长的光而只使比该波长长的波长的光通过，第2分色镜705b以约490nm的波长为边界、反射比该波长短的波长的光而只使比该波长长的波长的光通过。
在这样的现有的使用了激光光源的二维图像显示装置700中，首先，用准直透镜704a、704b、704c对来自红色、绿色、蓝色激光光源701a、701b、701c的射出光进行准直，在利用第1、第2分色镜705a、705b使该准直了的光成为互相平行并经同一光路传输的同轴光束后，使其入射到光束扩展器702上。然后，在光束扩展器702中扩展了入射到该光束扩展器702上的光后，通过光学积分器703。上述光学积分器703具有使长方形的单元透镜(element lens)以二维状形成了阵列的2片蝇眼透镜(flyeye lens)703a和703b以及准直透镜703c，利用第2片蝇眼透镜703b使第1片蝇眼透镜703a的各单元透镜上的光在二维空间光调制元件上成像，由此，使各单元透镜上的光强度分布在二维空间光调制元件上多重化，在二维空间光调制元件上的光强度分布成为一样的分布。
然后，利用投射透镜710使通过了上述光学积分器703、光强度分布成为一样的光在液晶屏71上成像。
专利文献1：日本专利申请特开平10-293268号公报
这样，与如图13所示那样用光束扩展器602a～602c扩展从各激光光源601a～601c射出的光、在用光学积分器603a～603b使其光强度分布变得一样后用分色棱镜609合成而成为同轴光束的方法相比，如图14所示那样首先用第1、第2分色镜705a、705b合成从各激光光源701a～701c射出的光使其成为同轴光束后用光束扩展器702扩展并用光学积分器703使其光强度分布变得一样的方法可缩小二维图像显示装置整体的装置规模。
但是，对于现有的二维图像显示装置来说，即使如图14中所示那样构成该光学系统整体，为了安装到携带电话等那样的小型装置上，存在部件数目还是多、装置规模还是大的课题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供可安装在小型装置上的超小型的光源装置和使用了该光源装置的小型的二维图像显示装置。
为了解决上述课题，本发明的光源装置具备：至少2个相干光源；以及衍射部，衍射从至少1个相干光源射出的光，使得从该至少2个相干光源射出的各光经同一光路传输。
由此，在衍射部中可简单地使从多个相干光源射出的各光合成，可使光源装置超小型化。
此外，在本发明的光源装置中，从上述至少2个相干光源射出的各光的传输光路在上述衍射部上互相重叠。
由此，可使该光源装置进一步小型化。
此外，在本发明的光源装置中，从上述至少2个相干光源射出的各光的传输光路的中心轴在上述衍射部上的一点相交。
由此，可使该光源装置进一步小型化。
此外，在本发明的光源装置中，在同一基座上设置上述至少2个相干光源。
由此，利用1片基座的散热，可进行3个光源的散热，也具有可利用简单的结构实现该光源装置中的光源的散热这样的效果。
此外，在本发明的光源装置中，上述相干光源是发出红色光的相干光源、发出绿色光的相干光源和发出蓝色光的相干光源。
由此，可提供点亮RGB的光的小型的光源装置。
此外，在本发明的光源装置中，上述衍射部使从上述相干光源中的至少1个相干光源射出的光不在该衍射部中衍射而通过。
由此，由于可削减衍射部的制造工序，故可更廉价地提供该光源装置。
此外，在本发明的光源装置中，用1个衍射元件构成上述衍射部，上述衍射元件衍射从至少1个相干光源射出的光，使从该至少2个相干光源射出的各光经同一光路传输。
由此，可使上述衍射部变得紧凑，可使该光源装置超小型化。
再者，在本发明的光源装置中，上述衍射元件还具备透镜作用。
由此，从上述多个相干光源射出的各光可照射上述衍射元件的上方的同一平面区域。
此外，在本发明的光源装置中，上述衍射部由下述2个衍射元件构成：第1衍射元件，衍射已接受的至少2束光中的至少1束光，使得该已接受的至少2束光经同一光路传输；以及第2衍射元件，衍射从上述至少2个相干光源中的至少1个相干光源射出的光，使得来自该各相干光源的光的传输光路的中心轴在上述第1衍射元件上的一点相交。
由此，可以更廉价地提供在上述衍射部中能够简易地使来自上述多个相干光源的各光成为同轴光束而合成的小型的光源装置。
再者，在本发明的光源装置中，上述第2衍射元件还具备透镜作用，上述第2衍射元件聚集从上述至少2个相干光源射出的各光，以使由该第2衍射元件衍射了的各光照射上述第1衍射元件的同一区域。
由此，可使从上述多个相干光源射出的各光照射在上述第2衍射元件的上方设置的第1衍射元件的同一区域。
再者，在本发明的光源装置中，上述衍射元件是体积全息元件(hologram)，在该体积全息元件中，使接受从上述至少2个相干光源射出的各光且使该各光的传输方向变化的多个光栅多重化。
由此，可实现在衍射部中简易地使来自上述多个相干光源的各光成为同轴光束而合成的光源装置的超小型化。
再者，在本发明的光源装置中，对上述衍射元件进行了区域分割，在该衍射元件的各分割区域中衍射了的各光照射同一平面区域。
由此，可使上述衍射元件兼备光学积分器的功能，可使对上述空间照射的光的强度分布变得均等。
再者，在本发明的光源装置中，以格子状对上述衍射元件进行了区域分割。
由此，可使对上述空间照射的光的强度分布变得更均等。
本发明的二维图像显示装置具备：至少2个相干光源；衍射部，衍射从至少1个相干光源射出的光，使得从该至少2个相干光源射出的各光经同一光路传输；以及二维空间光调制元件，设置在该衍射部上的空间中，接受由该衍射部衍射并成为同轴光束的各光。
由此，可使显示从光源装置射出的光的二维图像显示装置小型化。
此外，本发明的二维图像显示装置具备控制上述至少2个相干光源的动作的控制部，上述至少2个相干光源是发出红色光的相干光源、发出绿色光的相干光源和发出蓝色光的相干光源，上述控制部控制该3个相干光源，以便按时间分割方式依次射出光。
由此，在该二维图像显示装置中也可显示运动图像。
按照本发明的光源装置，由于在具有多个相干光源的光源装置中具备衍射从上述相干光源射出的各光使其经同一光路传输的衍射部，故可使合成来自上述多个相干光源的各光使其成为同轴光束的光学系统变得紧凑，可提供超小型的光源装置。
此外，按照本发明的光源装置，由于使从上述多个相干光源中的至少1个相干光源射出的光不在上述衍射部中衍射而通过，故可减少在上述衍射部中多重化的光栅的数目，可廉价地构成该光源装置。
此外，按照本发明的光源装置，由于利用第1和第2这2个衍射格子构成衍射部，使第2衍射格子衍射来自多个相干光源的光以使这些光照射到第1衍射元件的同一区域上，使第1衍射格子衍射通过了上述第2衍射元件的各光使其成为同轴光束，故可提供能简易地合成来自多个光源的光使其成为同轴光束的小型的光源装置。
此外，按照本发明的光源装置，由于在同一基座上设置上述多个相干光源，故可利用1片基座的散热进行多个光源的散热，也具有能容易地进行光源装置中的散热处理的效果。
此外，按照本发明的光源装置，由于对上述衍射部进行区域分割，在该衍射部的各分割区域中多重地形成多个光栅，而且具备凹透镜作用，除了能简易地使从上述多个相干光源射出的各光成为同轴光束而合成外，可使从该衍射部射出的光的强度分布变得一样。再者，具有使从该衍射部射出的光的强度分布变得一样的光学积分器的衍射部与现有的透镜阵列相比，由于可利用小型且在材料方面廉价的元件，故可廉价地实现光源装置。
此外，按照本发明的二维图像显示装置，由于将光源装置作成使用衍射元件的小型化的装置，故可使二维图像显示装置小型化。
再者，按照本发明的二维图像显示装置，由于上述光源装置的衍射部兼备光学积分器的功能，故即使不使用以往在光强度分布的均匀化中必需的蝇眼透镜，光源装置的输出光也成为强度分布均匀的光，可使光源光的强度分布是一样的二维图像显示装置进一步小型化，同时也可削减该二维图像显示装置的构成部件数目。其结果，可将光源光的强度分布是一样的二维图像显示装置作成组装简单且廉价的装置。
附图说明
图1是示出与本发明的实施方式1有关的光源装置的结构的侧面图(图(a))和平面图(图(b))。
图2是示出与本发明的实施方式1有关的衍射部的制作方法的图，示出了衍射绿色、蓝色、红色激光光源的射出光的光栅的制造工序(图(a)、图(b)、图(c))。
图3是示出与本发明的实施方式1有关的光源装置的另一结构的侧面图(图(a))和平面图(图(b))。
图4是示出与本发明的实施方式1有关的光源装置的又一结构的侧面图(图(a))和平面图(图(b))。
图5是示出与本发明的实施方式2有关的光源装置的结构的侧面图(图(a))和平面图(图(b))。
图6是示出与本发明的实施方式2有关的衍射部的第2体积全息元件的制作方法的图，示出了衍射绿色、蓝色、红色激光光源的射出光的光栅的制造工序(图(a)、图(b)、图(c))。
图7是示出与本发明的实施方式2有关的衍射部的第1体积全息元件的制作方法的图，示出了衍射绿色、蓝色、红色激光光源的射出光的光栅的制造工序(图(a)、图(b)、图(c))。
图8是示出与本发明的实施方式3有关的光源装置的结构的侧面图(图(a))和平面图(图(b))。
图9是示出与本发明的实施方式3有关的衍射部的绿色光用的光栅的形成方法的图，示出了对以1列并排的4个分割区域进行干涉曝光的处理(图(a)～图(d))。
图10是示出与本发明的实施方式3有关的衍射部的蓝色光用的光栅的形成方法的图，示出了对以1列并排的4个分割区域进行干涉曝光的处理(图(a)～图(d))。
图11是示出与本发明的实施方式3有关的衍射部的红色光用的光栅的形成方法的图，示出了对以1列并排的4个分割区域进行干涉曝光的处理(图(a)～图(d))。
图12是示出与本发明的实施方式4有关的二维图像显示装置的结构的图。
图13是示出现有的二维图像显示装置的一个结构例的图。
图14是示出现有的二维图像显示装置的另一个结构例的图。
符号说明
10、10a、10b、10c基座
11a、11b、11c、21a、21b、21c、601a、601b、601c、701a、701b、701c激光光源
12a、12b、12c棱镜
32分割区域
32a、32b、32c光栅
20、220、320衍射部
221第1体积全息元件
222第2体积全息元件
222a、222b、222c光栅
30、607a、607b、607c、707空间光调制元件
51、61屏幕
71液晶屏
100、100a、100b、200、300光源装置
500、600、700二维图像显示装置
510、710投射透镜
520控制部
530影像信号切换部
540激光切换部
550a、550b、550c激光驱动部
560、608a、608b、608c物镜
602a、602b、602c光束扩展器
603a、603b、603c光学积分器
604a、604c反射镜
605a、605b、605c扩散板摇动单元
606a、606b、606c扩散板
609分色棱镜
610投射透镜
704a、704b、704c准直透镜
705a、705b分色镜
具体实施方式
以下，说明本发明的各实施方式。
(实施方式1)
在本实施方式1中，说明用1片衍射元件衍射从射出红色、蓝色、绿色的光的3个相干光源射出的光使其成为同轴光束并合成该各光的光源装置。再有，在以下的说明中，所谓「同轴光束」，假定意味着经同一光路传输的光，所谓「光轴」，假定意味着光传输路的中心轴。
图1是示出与本实施方式1有关的光源装置的结构的图，图(a)是侧面图，图(b)是平面图。
在图1中，100是本实施方式1的光源装置，该光源装置100作为二维图像显示装置的光源来使用。该光源装置100具有：相干光源、在此是射出红色光、蓝色光、绿色光的3个半导体激光器(以下，单单称为「激光光源」)11a～11c；以及直接安装该激光光源11a～11c的、作为硅基板等的基座10。此外，光源装置100具有：衍射部20，设置在该基座10的上方，衍射从至少1个相干光源、在此是3个激光光源11a、11b、11c射出的光以使从该3个相干光源射出的全部的光成为同轴光束；以及棱镜12a、12b、12c，设置在上述基座10上，使来自激光光源11a、11b、11c的射出光反射，以使从上述3个激光光源11a、11b、11c射出的光照射上述衍射部20的同一区域。而且，在上述衍射部20的上方，设置了使由该衍射部20成为同轴光束的各光的振幅在空间上变化的空间光调制元件30。
上述各激光光源11a～11c是端面发光激光器，在1条直线上配置了红色光和绿色光的激光光源11a和11c，在与上述直线正交的直线上配置了蓝色光的激光光源11b。此外，如图1中所示，设定了上述棱镜12a、12b、12c的反射面的反射角度，使得用该反射面反射的来自上述激光光源11a、11b、11c的射出光的光轴和来自激光光源11b的射出光的光轴在上述衍射部20上的一点相交。
在本实施方式1中，用1片体积全息元件构成衍射部20。而且，在该体积全息元件中，多重地形成了衍射从上述各激光光源11a～11c射出的各光使其成为同轴光束的多个光栅。再有，本实施方式1的体积全息元件也具有聚集上述各光的透镜的作用，使得通过了该衍射部20的各光照射在该衍射部20的上方设置的空间光调制元件30的同一区域。
以下，说明本实施方式1的衍射部20的制作方法。
图2是示出本实施方式1的体积全息元件的制作方法的图，图2(a)示出了从绿色光的激光光源11c射出的光用的光栅的形成方法，图2(b)示出了从蓝色光的激光光源11b射出的光用的光栅的形成方法，图2(c)示出了从红色光的激光光源11a射出的光用的光栅的形成方法。
例如，在与来自绿色光的激光光源11c的射出光对应的光栅的形成中，使用与上述绿色光的激光光源11c相同的波长的光源Lg1、光源Lg2。此时，光源Lg1、Lg2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lg1、Lg2的位置上即可。此外，将光源Lg1配置成对于体积全息元件20的光学上的位置与图1(a)和(b)中示出的激光光源11c一致，将光源Lg2配置在将衍射部20的光射出面投影到空间光调制元件30的整个接受面的投影中心上。在该实施方式1中，由于空间光调制元件30位于衍射部20的正上方，故将光源Lg2配置在与衍射部20的光射出面垂直的直线上(参照图2(a))。然后，利用来自该光源Lg1、Lg2的射出光对上述体积全息元件进行干涉曝光。由此，在该体积全息元件中记录干涉条纹，形成衍射且聚集来自上述激光光源11c的射出光的布拉格(Bragg)光栅。
在与来自蓝色光的激光光源11b的射出光对应的光栅的形成中，使用与上述蓝色光的激光光源11b相同的波长的光源Lb1、光源Lb2。此时，光源Lb1、Lb2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lb1、Lb2的位置上即可。此外，将光源Lb1配置成对于体积全息元件20的光学上的位置与图1中示出的激光光源11b一致，将光源Lb2配置在与上述光源Lg2相同的位置上(参照图2(b))。然后，利用来自该光源Lb1、Lb2的射出光对上述体积全息元件进行干涉曝光。由此，在该体积全息元件中再记录干涉条纹，形成聚集来自上述激光光源11b的射出光的布拉格光栅。
在与来自红色光的激光光源11a的射出光对应的光栅的形成中，使用与上述红色光的激光光源11a相同的波长的光源Lr1、光源Lr2。此时，光源Lr1、Lr2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lr1、Lr2的位置上即可。此外，将光源Lr1配置成对于体积全息元件20的光学上的位置与图1中示出的激光光源11a一致，将光源Lr2配置在与上述光源Lg2相同的位置上(参照图2(c))。然后，利用来自该光源Lr1、Lr2的射出光对体积全息元件进行干涉曝光。由此，在该体积全息元件中再记录干涉条纹，形成衍射且聚集来自上述激光光源11a的射出光的布拉格光栅。
再有，有必要进行3次上述体积全息元件的干涉曝光，以便在1个体积全息元件中形成对于3个激光光源的各自的射出光的光栅，因此，用使构成体积全息元件的感光性材料通过3次曝光完全被曝光的程度的光强度进行各自的干涉曝光。
其次，说明作用效果。
在上述光源装置100中，如果从在基座10上设置的红色光、蓝色光、绿色光的激光光源11a～11c射出光，利用该基座10上的棱镜12a、12b、12c反射来自该3个激光光源11a、11b、11c的射出光，使各射出光的光轴在衍射部20上的一点相交。
然后，在衍射部20中，利用与各自的光对应的光栅，将来自各激光光源11a、11b、11c的红色、蓝色、绿色的激光如图1中所示那样合成为同轴光束，照射上述空间光调制元件30的相同的区域、即光接受面。即，用棱镜反射的来自红色光、蓝色光、绿色光的激光光源11a、11b、11c的射出光在通过该衍射部20时，分别被衍射且聚集。由此，来自衍射部20的、合成了3个激光光源的射出光的光照射作为上述空间光调制元件30的一定区域的光接受面。
如上所述，按照本实施方式1，由于在光源装置中具备3个激光光源11a～11c和将来自激光光源11a～11c的射出光合成为同轴光束的由1片体积全息元件构成的衍射部20，故可使将来自3个激光光源的射出光变换为同轴光束的光学系统小型化，由此，可实现能安装在携带电话等那样的小型装置上的超小型的二维图像显示装置。
此外，由于在同一基座10上配置了3个光源，故可利用1片基座10的散热进行该3个光源的散热，也具有可容易地进行该光源装置中的光源的散热处理的效果。
此外，在本实施方式1中，使用端面发光的激光器作为3个光源11a～11c，将蓝色光的激光器配置在与连结绿色光的激光器与红色光的激光器的直线正交的直线上，但激光光源的配置不限于此。
例如，也可使用面发光激光器作为蓝色光的激光器。将其配置在绿色光的激光器与红色光的激光器之间。图3(a)和(b)是示出这样的结构的光源装置100a的光源装置100a的侧面图和平面图，图3中的与图1(a)和(b)相同的符号示出与光源装置100中的部分相同的部分。
在该情况下，可减少在基座10上设置的棱镜的数目，可廉价地制造该光源装置100。
此外，在本实施方式1中，在同一基座10上设置了作为激光光源的半导体激光器芯片，但也可如图4(a)和(b)中示出的光源装置100b那样在激光光源中分别在各自的基座10a～10c上安装了半导体激光器芯片。再有，图4(a)和图4(b)是光源装置100b的侧面图和平面图，图4中的与图1(a)和(b)相同的符号示出与光源装置100中的部分相同的部分。
这样，通过分别在各自的基座10a～10c上安装作为3个光源的半导体激光器芯片，该3个光源的布局的自由度变大，具有能容易设计小型装置中的光源装置的效果。
再者，在本实施方式1中，假定衍射部20具有聚光透镜的作用来说明，但如果通过了衍射部20的光容纳于空间光调制元件30的面内，则没有必要用衍射部20使各光聚集。在该情况下，由于没有必要在上述体积全息元件中形成使从激光光源11b射出的光聚集的光栅，故可减少上述体积全息元件的制作工序，可更廉价地提供该装置。
此外，在本实施方式1中，以相干光源为3个的情况为例进行了说明，但光源至少大于等于2个即可。例如，在设置大于等于4个相干光源的情况下，如果除了红色光、蓝色光、绿色光外还设置蓝绿色或黄色等的光，则可提供能表现更宽的范围的鲜艳的颜色的光源。
此外，在本实施方式1中，将光源装置作为二维图像显示装置的光源来使用，假定空间光调制元件30使来自衍射部20的光的振幅在空间上变化，但该实施方式的光源装置不限于二维图像显示装置的光源，也可作为二维图像显示装置以外的、空间光调制元件使来自衍射部20的光的相位在空间上变化的装置的光源来使用。
(实施方式2)
在上述实施方式1中，说明了用1片衍射元件构成衍射部的情况，但在本实施方式2中，说明用2片衍射元件构成上述衍射部的情况。
首先，说明与本实施方式2有关的光源装置的结构。图5是示出与本实施方式2有关的光源装置的结构的图，图5(a)示出侧面图，图5(b)示出平面图。
在图5中，200是本实施方式2的光源装置，该光源装置200具有：硅基板等的基座10；在该基座10上设置的、分别射出红色光、蓝色光、绿色光的3个半导体激光光源(以下，单单称为「激光光源」)21a～21c；以及衍射部220，设置在该基座10的上方，衍射从上述3个激光光源21a～21c射出的各光使其成为同轴光束。在该衍射部220的上方，设置了使在该衍射部220中成为同轴光束的光的振幅在空间上变化的空间光调制元件30。
在此，上述3个激光光源21a～21c是从激光器芯片的上表面发光的面发光激光器，在上述基座10上沿1条直线配置该激光光源21a～21c。
而且，在本实施方式2中，用2片体积全息元件(第1、第2体积全息元件)221、222构成了衍射部220。
上述第2体积全息元件222设置在上述基座10的上方，衍射来自上述3个激光光源21a～21c的各射出光，使该各射出光的光轴在更上方设置的第1体积全息元件221上在一点相交，同时聚集该各射出光，使其照射第1体积全息元件221的同一区域。于是，在上述第2体积全息元件222中分别形成了与该各光对应的多个光栅，具体地说，红色光用的光栅222a、蓝色光用的光栅222b、绿色光用的光栅222c，以使从上述各激光光源21a～21c射出的各光照射第1体积全息元件221的同一区域。
然后，上述第1体积全息元件221再衍射用上述各第2体积全息元件222衍射了的来自各光源的射出光，使其成为同轴光束。于是，在上述第1体积全息元件221中多重地形成了衍射通过了上述第2体积全息元件222的、来自各光源的射出光使其成为同轴光束的多个光栅。
再有，在本实施方式2中，为了使该光源装置200更小型化，使上述光源21a～21c的配置间隔变窄，如图5中所示，使从该各光源射出的光在第2体积全息元件222上重叠。因此，在第2体积全息元件222中，部分重叠地形成红色光用、蓝色光用、绿色光用的光栅222a～222c。
以下，说明本实施方式2的衍射部220的制作方法。
图6是示出本实施方式2的第2体积全息元件的制作方法的图，图6(a)示出了绿色光用的光栅的形成方法，图6(b)示出了蓝色光用的光栅的形成方法，图6(c)示出了红色光用的光栅的形成方法。此外，图7是示出本实施方式2的第1体积全息元件的制作方法的图，图7(a)示出了绿色光用的光栅的形成方法，图7(b)示出了蓝色光用的光栅的形成方法，图7(c)示出了红色光用的光栅的形成方法。
首先，说明第2体积全息元件222的制作方法。
第2体积全息元件222是通过进行衍射，使来自各光源21a～21c的各射出光的光轴在第1体积全息元件221上在一点相交，同时聚集该各射出光，使其照射第1体积全息元件221的同一区域的元件。
例如，在与来自绿色光的激光光源21c的射出光对应的光栅的形成中，使用与上述绿色光的激光光源21c相同的波长的光源Lg1、光源Lg2。此时，光源Lg1、Lg2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lg1、Lg2的位置上即可。在此，将光源Lg1配置成对于体积全息元件222的光学上的位置与图5(a)和(b)中示出的激光光源21c一致，将光源Lg2配置在将第2体积全息元件222中的来自光源Lg1的射出光照射的区域扩展投影到第1体积全息元件221的整个面的投影中心上(参照图6(a))。然后，利用来自该光源Lg1、Lg2的射出光对上述第2体积全息元件222进行干涉曝光。由此，在该第2体积全息元件222中记录干涉条纹，形成衍射来自上述激光光源21c的射出光且聚集的布拉格光栅222c。而且，在该干涉曝光时，利用具有与分割区域对应的形状的开口(aperture)的遮光掩模对曝光的区域以外的区域进行遮光。
在与来自蓝色光的激光光源21b的射出光对应的光栅的形成中，使用与上述蓝色光的激光光源21b相同的波长的光源Lb1、光源Lb2。此时，光源Lb1、Lb2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lb1、Lb2的位置上即可。在此，将光源Lb1配置成对于第2体积全息元件222的光学上的位置与图5(a)和(b)中示出的激光光源21b一致，将光源Lb2配置在将第2体积全息元件222中的来自光源Lb1的射出光照射的区域扩展投影到第1体积全息元件221的整个面的投影中心上(参照图6(b))。然后，利用来自该光源Lb1、Lb2的射出光对上述第2体积全息元件222进行干涉曝光。由此，在该第2体积全息元件222中记录干涉条纹，形成衍射且聚集来自上述激光光源21b的射出光的布拉格光栅222b。而且，在该干涉曝光时，利用具有与分割区域对应的形状的开口的遮光掩模对曝光的区域以外的区域进行遮光。
在与来自红色光的激光光源21a的射出光对应的光栅的形成中，使用与上述红色光的激光光源21a相同的波长的光源Lr1、光源Lr2。此时，光源Lr1、Lr2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lr1、Lr2的位置上即可。在此，将光源Lr1配置成对于体积全息元件222的光学上的位置与图5(a)和(b)中示出的激光光源21a一致，将光源Lr2配置在将第2体积全息元件222中的来自光源Lr1的射出光照射的区域扩展投影到第1体积全息元件221的整个面的投影中心上。然后，利用来自该光源Lr1、Lr2的射出光对上述第2体积全息元件222进行干涉曝光。由此，在该第2体积全息元件222中记录干涉条纹，形成衍射且聚集来自上述激光光源21a的射出光的布拉格光栅222a。而且，在该干涉曝光时，利用具有与分割区域对应的形状的开口的遮光掩模对曝光的区域以外的区域进行遮光。
再有，在本实施方式2中，由于接近地配置了各光源，使其射出光在第2体积全息元件222上部分地重叠，故在已制作的第2体积全息元件222中，邻接的布拉格光栅222a与布拉格光栅222b、邻接的布拉格光栅222b与布拉格光栅222c部分地重叠。
其次，说明第1体积全息元件221的制作方法。
第1体积全息元件221衍射且聚集通过了上述第2体积全息元件222的、来自各光源21a～21c的射出光使其成为同轴光。
例如，在与来自绿色光的激光光源21c的射出光对应的光栅的形成中，如图7(a)中所示，使用透镜Lc和与上述绿色光的激光光源21c相同的波长的光源Lg2、光源Lg3。此时，光源Lg2、Lg3发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lg2、Lg3的位置上即可。在此，透镜Lc聚集来自光源Lg3的发散光，使其成为平行光入射到第1体积全息元件上。将光源Lg2配置在将第2体积全息元件222中的形成了光栅222c的区域扩展投影到第1体积全息元件221的整个面的投影中心上。然后，利用来自该光源Lg2、Lg3的射出光对上述第1体积全息元件221进行干涉曝光。由此，在该第1体积全息元件221中记录干涉条纹，形成衍射来自上述激光光源21c的射出光的布拉格光栅。
如图7(b)中所示，将图7(a)中示出的光源Lg1、Lg2置换为与绿色光的激光光源21b相同的波长的光源Lb2、光源Lb3来进行这样的第1体积全息元件221的干涉曝光，进而，如图7(c)中所示，将图7(a)中示出的光源Lg1、Lg2置换为与红色光的激光光源21a相同的波长的光源Lr2、光源Lr3来进行这样的第1体积全息元件221的干涉曝光。由此，在第1体积全息元件221中与对于绿色光的激光光源21c的布拉格光栅多重地形成分别衍射来自蓝色光的激光光源21b的射出光和来自红色光的激光光源21a的射出光的光栅。此时，将光源Lb2配置在将第2体积全息元件222中的形成了光栅222b的区域扩展投影到第1体积全息元件221的整个面的投影中心上，将光源Lr2配置在将第2体积全息元件222中的形成了光栅222a的区域扩展投影到第1体积全息元件221的整个面的投影中心上。
再有，由于有必要进行3次上述第1体积全息元件的干涉曝光，以便在1个体积全息元件中形成对于3个激光光源的各自的射出光的光栅，故用使构成体积全息元件的感光性材料通过3次曝光完全被曝光的程度的光强度进行各自的干涉曝光。
其次，说明作用效果。
首先，从在基座10上设置的红色光、蓝色光、绿色光的激光光源21a～21c射出激光，将该各激光照射到衍射部220的第2体积全息元件222上。
然后，从各激光光源21a～21c射出的各光在通过上述第2体积全息元件222时，分别由红色光用、蓝色光用、绿色光用的光栅222a～222c衍射且聚集。由此，该各光的光轴在上述第1体积全息元件221上在一点相交，同时照射该第1体积全息元件221的同一区域。
然后，在由上述各第2体积全息元件222进行了衍射且聚集的各光在通过上述第1体积全息元件221时，如图5(a)中所示，被衍射和合成为经同一光路传输的同轴光束，照射上述空间光调制元件30的同一区域。
如上所述，按照本实施方式2，由于光源装置中具备3个激光光源21a～21c和将来自激光光源21a～21c的射出光合成为同轴光束的由体积全息元件构成的衍射部220，故与实施方式1同样，可实现能安装在携带电话等那样的小型装置上的超小型的二维图像显示装置。
此外，在本实施方式2中，由于用第1和第2这2个体积全息元件221和222构成衍射部220，利用第2体积全息元件222衍射来自3个激光光源的射出光，使这些射出光的光轴在上述第1体积全息元件221上的一点相交，利用第1体积全息元件221衍射来自第2体积全息元件222的3条激光，使其照射空间光调制元件30的同一区域，故没有必要使从各光源入射到衍射部220上的光的光轴在该衍射部220上一致，可直接在上述基座10上配置面发光激光器等的对基座在垂直方向上射出光的光源。其结果，可使该光源装置的结构简易，可容易地进行其组装。这一点与该光源装置的成本削减有关。
此外，在本实施方式2中，由于在同一基座10上设置了3个光源21a～21c，故可利用1片基座10的散热进行该3个光源的散热，也具有在该光源装置中可容易地进行光源的散热处理的效果。
再有，在本实施方式2中，将第2体积全息元件222作成了使邻接的光栅222a～222c的边界部分有一些重叠的结构，但也可在上述第2体积全息元件222中，多重地形成各光用的光栅使其大部分重叠。如果这样做，可减小装置规模。
此外，也可相反地将上述第2体积全息元件222形成为各光用的光栅不重叠。如果这样做，则光源装置的装置规模稍微变大，但由于在同一基座10上设置的光源与光源之间隔开一定距离，故具有可高效地进行光源的散热的效果。
此外，在本实施方式2中，假定第2体积全息元件222具有透镜作用进行了说明，但如果通过了该第2体积全息元件222的光的照射区域容纳于第1体积全息元件221的面内，则没有必要用第2体积全息元件222使各光聚集。在该情况下，由于在上述第2体积全息元件222中只多重地形成用于衍射来自上述2个激光光源21a、21c的射出光的不同的2个光栅222a、222c即可，故可减少在体积全息元件中多重的光栅的数目，可更廉价地提供该装置。
此外，在本实施方式2中，以相干光源为3个的情况为例进行了说明，但光源至少大于等于2个即可。
(实施方式3)
本实施方式3的光源装置使实施方式1的光源装置中的衍射部兼备使来自各激光光源的射出光的光强度分布变得一样的光学积分器的功能。
图8是示出与本实施方式3有关的光源装置的结构的图，图8(a)示出侧面图，图8(b)示出平面图。
在图8中，300是与本实施方式3有关的光源装置，该光源装置300与实施方式1的光源装置100同样，具有：红色光、蓝色光、绿色光的激光光源11a、11b、11c；反射红色光、绿色光的激光光源11a、11c的射出光的棱镜12a、12b、12c；支撑这些激光光源和棱镜的基座10；以及用棱镜12a、12b、12c反射了的激光光源11a、11b、11c的射出光通过的衍射部320。在此，激光光源11a～11c、棱镜12a～12c、以及基座10与实施方式1是相同的。
而且，在该实施方式3中，上述衍射部320在衍射入射光的同时，使其光强度分布均匀化，衍射部320由1片体积全息元件构成。
将上述体积全息元件320分割为多个区域，在此，以分割为16个为例来说明。
在上述体积全息元件320中，16个分割区域32以纵横4列并排。而且，在各分割区域32中多重地形成了衍射入射到该各区域上的来自上述光源11a～11c的射出光以使这些光照射空间光调制元件30的整个光照射面的光栅。在此，体积全息元件320的各区域具有扩展入射光的发散角的凹透镜的作用。
用在该体积全息元件的16个区域中分别形成的光栅衍射入射到这样的16分割了的体积全息元件的各分割区域上的来自各光源的射出光使其成为同轴光束，同时从该体积全息元件的16个区域分别输出的各光照射在上述衍射部320的上方设置的空间光调制元件30的同一区域。
再有，在图8(a)中，为了简化图，主要显示了从蓝色的光源11b射出的光的光路，但从红色、绿色的光源11a、11c射出的光也同样地入射到上述衍射部320的各分割区域上，被在该各分割区域中多重地形成的光栅衍射且被发散，照射空间光调制元件30的同一区域。
以下，说明本实施方式3的衍射部320的制作方法。
图9是示出在本实施方式3的体积全息元件中形成衍射从绿色光的激光光源射出的光的光栅的方法的图，图10是示出在本实施方式3的体积全息元件中形成衍射从蓝色光的激光光源射出的光的光栅的方法的图，图11是示出在本实施方式3的体积全息元件中形成衍射从红色光的激光光源射出的光的光栅的方法的图。
在本实施方式3的体积全息元件320中，有必要在已分割的16个各区域中分别个别地形成光栅。于是，在衍射来自绿色光的激光光源11c的射出光的光栅的形成中，如图9(a)～图9(d)中所示，使用与上述绿色光的激光光源11c相同的波长的光源Lg1、光源Lg2。此时，光源Lg1、Lg2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lg1、Lg2的位置上即可。此外，在使用了这些光源的干涉曝光中，将光源Lg1固定于对于体积全息元件320的光学上的位置与图8(a)和(b)中示出的激光光源11c一致的位置，对各个分割区域32中的每一个改变光源Lg2的位置。
例如，如图9(a)～图9(d)中所示那样配置光源Lg1和Lg2，通过进行4次干涉曝光，在体积全息元件320的16个分割区域中的并排为1列的4个区域中形成光栅32c。在各区域的干涉曝光中，将光源Lg2配置在将体积全息元件320的各区域扩展投影到空间光调制元件30上的投影中心上。因而，通过对体积全息元件320中的上述分割区域的各列中的每一个进行图9(a)～图9(d)中示出的4次干涉曝光，在全部体积全息元件320的16个分割区域32中形成衍射来自绿色光的激光光源11c的射出光的光栅32c。在上述各分割区域32的干涉曝光时，利用具有与分割区域对应的形状的开口的遮光掩模对曝光的区域以外的区域进行遮光。
此外，如图10(a)～图10(d)中所示，通过将光源Lb1固定于对于体积全息元件320的光学上的位置与图8(a)和(b)中示出的激光光源11c一致的位置上并对各个分割区域的每一个改变光源Lb2的位置来进行使用了与上述蓝色光的激光光源11b相同的波长的光源Lb1、光源Lb2的干涉曝光，形成衍射来自蓝色光的激光光源11b的射出光的光栅。此时，光源Lb1、Lb2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lb1、Lb2的位置上即可。
在该情况下，利用图10(a)～图10(d)中示出的4次干涉曝光，也在体积全息元件320的16个分割区域32中的并排为1列的4个区域中形成衍射来自蓝色光的激光光源的射出光的光栅32b，通过对体积全息元件320中的上述分割区域的各列中的每一个进行该4次干涉曝光，在全部体积全息元件320的16个分割区域32中形成衍射蓝色光的光栅32b。在该情况下，在上述各分割区域的干涉曝光时，对曝光的区域以外的区域进行遮光。
此外，如图11(a)～图11(d)中所示，通过将光源Lr1固定在对于体积全息元件320的光学上的位置与图8(a)和(b)中示出的激光光源11a一致的位置上并对各个分割区域的每一个改变光源Lr2的位置来进行使用了与上述红色光的激光光源11a相同的波长的光源Lr1、光源Lr2的干涉曝光，形成衍射来自红色光的激光光源11a的射出光的光栅。此时，光源Lr1、Lr2发出从同一光源发生且再分割了的激光。例如，将来自一个激光光源的光导入到光纤内，再用光纤耦合器分割到2条光纤中，将该2条光纤的射出端面配置在Lr1、Lr2的位置上即可。
在该情况下，利用图11(a)～图11(d)中示出的4次干涉曝光，也在体积全息元件320的16个分割区域32中的并排为1列的4个区域中形成衍射来自红色光的激光光源的射出光的光栅32a，通过对上述分割区域的各列中的每一个进行该4次干涉曝光，在全部体积全息元件320的16个分割区域32中形成衍射红色光的光栅32a。在该情况下，也在上述各分割区域的干涉曝光时，对曝光的区域以外的区域进行遮光。
其次，说明作用效果。
如果从红色光、蓝色光、绿色光的激光光源11a～11c射出光，则利用该基座10上设置的棱镜12a、12b、12c反射来自激光光源11a、11b、11c的射出光，这些反射光照射衍射部320。此时，从该各激光光源11a～11c射出的各光的光轴在衍射部320上一致，照射衍射部320的相同的区域。
然后，在来自红色光、蓝色光、绿色光的激光光源11a～11c的3条光通过该衍射部320时，在上述衍射部320的各分割区域32中，通过了该区域的红、蓝、绿的光的光轴一致，而且这些光被衍射且发散为照射同一区域、即空间光调制元件30的整个面。由此，在上述空间光调制元件30上照射合成了备色的激光的光强度分布一样的光。
如上所述，按照本实施方式3，由于以二维状对衍射部320进行区域分割，在该衍射部320的各分割区域中多重地形成了衍射且发散来自各光源的射出光的光栅，使通过了各自的区域的各光源光成为同轴光束并照射空间光调制元件30的光照射区域整个面，故可使将来自3个激光光源的射出光变换为同轴光束的光学系统小型化，同时可使上述空间光调制元件30上的各光源光的强度分布变得一样，可提供超小型的光源装置。
此外，现有的构成光学积分器的透镜阵列在加工等方面成本较高，而体积全息元件由于可利用小型且廉价的感光性材料(聚合物)来制作，故如果象本实施方式3那样使由体积全息元件构成的衍射部320兼备光学积分器的功能，则可削减装置的成本。
再有，在本实施方式3中，以用1片体积全息元件构成衍射部320的情况为例进行了说明，但衍射部也可象实施方式2那样用2片体积全息元件来构成。在该情况下，如果如本实施方式3所示那样将图5中示出的第1体积全息元件221作成进行了区域分割的结构，则与本实施方式3同样，可得到能使空间光调制元件30上的各光源光的光强度分布变得一样的效果。
此外，在本实施方式3中，举出对衍射部320进行了16分割的情况为例，但衍射部的区域分割不限于16分割，可以是64分割或128分割、进而可以是更多的分割。此外，也可根据空间光调制元件的平面形状进行衍射部的区域分割，使其分割区域的纵横的排列数不同。
(实施方式4)
以下说明使用了在上述实施方式1～3中已说明的光源装置的二维图像显示装置。
图12是示出本实施方式4中的二维图像显示装置的结构的图。
在图12中，500是本实施方式4的二维图像显示装置，该二维图像显示装置500具有：具有红色光、蓝色光、绿色光的激光光源11a、11b、11c的光源装置300；驱动该光源装置300内的各激光光源的红色光用、蓝色光用、绿色光用的激光驱动部550a～550c；切换该各激光驱动部550a～550c的驱动的激光切换部540；切换从外部输入的红色影像信号、蓝色影像信号、绿色影像信号并输出给空间光调制元件30的影像信号切换部530；输出控制信号以便依次显示RGB的各图像并控制上述激光切换部540和影像信号切换部530的控制部520；使从上述光源装置300输出的各激光成为接近于平行光束的聚光光束的物镜560；以及接受来自上述空间光调制元件30的射出光并投射到屏幕51上的投射透镜510。在此，上述光源装置300与上述实施方式3的光源装置相同。
其次，说明如上述那样构成的二维图像显示装置500的动作。
首先，影像信号切换部530根据从控制部520输出的控制信号依次切换所输入的红色影像信号、蓝色影像信号、绿色影像信号并输出给空间光调制元件30。
此外，激光切换部540根据来自上述控制部520的控制信号，驱动红色光用、蓝色光用、绿色光用的激光驱动部550a～550c。依次点亮红色、蓝色、绿色的激光光源11a～11c。
由此，同步地进行各色的激光光源中的发光和根据上述空间光调制元件30的各色的图像的形成。具体地说，在红色光用激光光源11a的发光状态下，对上述空间光调制元件30供给红色影像信号，进行红色光的调制，在蓝色光用激光光源11b的发光状态下，对上述空间光调制元件30供给蓝色影像信号，进行蓝色光的调制，在绿色光用激光光源11c的发光状态下，对上述空间光调制元件30供给绿色影像信号，进行绿色光的调制。
然后，利用投射透镜510将利用由这样的空间光调制元件30进行的各色的光的调制形成的图像投射到屏幕51上。
再有，在显示运动图像的情况下，有必要在短时间内显示很多的帧数的图像、例如每秒30帧的图像，但为了用该装置500实现这一点，在以每秒30帧显示的图像的1帧的图像显示中，如果用上述控制部520控制成使各光源11a～11c各发光几次，则由于在用人眼观察时不能分离各色的图像，故用户可观察全彩色的自然的运动图像。
如上所述，按照本实施方式4，由于假定使二维图像显示装置500的光源装置具有3个激光光源11a～11c和将来自激光光源11a～11c的射出光合成为同轴光束的由体积全息元件构成的衍射部320，故可使将来自3个激光光源的射出光变换为同轴光束的光学系统小型化，由此，可使二维图像显示装置小型化。
此外，按照本实施方式4，由于该光源装置300的衍射部320兼备光学积分器的功能，故即使不使用以往在光强度分布的均匀化中必需的由蝇眼透镜构成的光学积分器，光源装置的输出光也成为强度分布均匀的光。由此，可使光源光的强度分布是一样的二维图像显示装置进一步小型化，同时也可削减该二维图像显示装置的构成部件数目，可实现组装简单且廉价的二维图像显示装置。
产业上利用的可能性
本发明的光源装置和二维图像显示装置作为使用于小型的图像投影装置、携带型信息终端或笔记本型个人计算机等的装置是有用的。

Claims (14)

1.一种光源装置，其特征在于，具备：
至少2个相干光源；以及
衍射部，衍射从至少1个相干光源射出的光，使得从该至少2个相干光源射出的各光经同一光路传输，
其中，从上述至少2个相干光源射出的各光的传输光路的中心轴在上述衍射部上的一点相交，
上述衍射部由1个衍射元件构成，
对上述衍射元件进行了区域分割，上述衍射元件衍射从至少1个相干光源射出的光，使从该至少2个相干光源射出的各光经同一光路传输，
在该衍射元件的各分割区域中衍射了的各光照射同一平面区域。
2.如权利要求1中所述的光源装置，其特征在于：
在从上述至少2个相干光源射出的各光的传输光路中，规定的光的传输光路的一部分与其他的光的传输光路的一部分在上述衍射部上互相重叠。
3.如权利要求1中所述的光源装置，其特征在于：
在同一基座上设置上述至少2个相干光源。
4.如权利要求1中所述的光源装置，其特征在于：
上述相干光源是发出红色光的相干光源、发出绿色光的相干光源和发出蓝色光的相干光源。
5.如权利要求1中所述的光源装置，其特征在于：
上述衍射部使从上述相干光源中的至少1个相干光源射出的光不在该衍射部中衍射而通过。
6.如权利要求1中所述的光源装置，其特征在于：
上述衍射元件还具备透镜作用。
7.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
上述衍射元件是体积全息元件，
在该体积全息元件中，使接受从上述至少2个相干光源射出的各光且使该各光的传输方向变化的多个光栅多重化。
8.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
以格子状对上述衍射元件进行了区域分割。
9.一种光源装置，其特征在于，具备：
至少2个相干光源；以及
衍射部，衍射从至少1个相干光源射出的光，使得从该至少2个相干光源射出的各光经同一光路传输，
其中，从上述至少2个相干光源射出的各光的传输光路的中心轴在上述衍射部上的一点相交，
上述衍射部由下述2个衍射元件构成：
第1衍射元件，衍射已接受的至少2束光中的至少1束光，使得该已接受的至少2束光经同一光路传输；以及
第2衍射元件，衍射从上述至少2个相干光源中的至少1个相干光源射出的光，使得来自该各相干光源的光的传输光路的中心轴在上述第1衍射元件上的一点相交，
对上述第1衍射元件进行了区域分割，
在该第1衍射元件的各分割区域中衍射了的各光照射同一平面区域。
10.如权利要求9中所述的光源装置，其特征在于：
上述第2衍射元件还具备透镜作用，
上述第2衍射元件聚集从上述至少2个相干光源射出的各光，以使由该第2衍射元件衍射了的各光照射上述第1衍射元件的同一区域。
11.如权利要求9所述的光源装置，其特征在于：
上述第1衍射元件是体积全息元件，
在该体积全息元件中，使接受从上述至少2个相干光源射出的各光且使该各光的传输方向变化的多个光栅多重化。
12.如权利要求9所述的光源装置，其特征在于：
以格子状对上述第1衍射元件进行了区域分割。
13.一种二维图像显示装置，其特征在于，具备：
至少2个相干光源；
衍射部，衍射从至少1个相干光源射出的光，使得从该至少2个相干光源射出的各光经同一光路传输；以及
二维空间光调制元件，设置在该衍射部上的空间中，接受由该衍射部衍射并成为同轴光束的各光，
其中，从上述至少2个相干光源射出的各光的传输光路的中心轴在上述衍射部上的一点相交，
上述衍射部由1个衍射元件构成，
对上述衍射元件进行了区域分割，上述衍射元件衍射从至少1个相干光源射出的光，使从该至少2个相干光源射出的各光经同一光路传输，
在该衍射元件的各分割区域中衍射了的各光照射同一平面区域。
14.如权利要求13中所述的二维图像显示装置，其特征在于：
具备控制上述至少2个相干光源的动作的控制部，
上述至少2个相干光源是发出红色光的相干光源、发出绿色光的相干光源和发出蓝色光的相干光源，
上述控制部控制该3个相干光源，以便按时间分割方式依次射出光。
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