JP2002296514A

JP2002296514A - レーザ光源装置

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Publication number: JP2002296514A
Application number: JP2001097763A
Authority: JP
Inventors: Keishin Aisaka; 敬信逢坂; Yasuyuki Takiguchi; 康之滝口; Kenji Kameyama; 健司亀山; Ikuo Kato; 幾雄加藤; Kazuya Miyagaki; 一也宮垣
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP4132708B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ光源と干渉性対策手段を一体と捉え
た、効率良く干渉性対策が実施でき、複雑な機構や加工
を必要としない、小型化、低コスト化、省電力化がはか
れるレーザ光源装置を提供すること。【解決手段】少なくとも一つのレーザ光源１と、レー
ザ光源１からの放射光の光路上に設けた、前記レーザ光
源からの放射光の位相をずらす不規則配列をした大きさ
が前記レーザ光源の波長以上である複数のパターンを有
するマスク２と、マスク２を揺動させる駆動装置３と、
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可干渉性の高い
レーザ光を光源として用いる光学系において、複数の不
規則な配列のパターンを有するマスクとそのマスクを揺
動させる駆動手段とからなるスペックル低減に代表され
る干渉性対策装置を備えたレーザ光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】可干渉の高いレーザを光源として用いる
光学系には、画像等の情報の表示を目的としたもの、ま
た物理・化学測定を目的にしたものなどがある。しか
し、どのような光学系においても、可干渉性の高いレー
ザを用いれば、スペックルあるいは干渉縞等の可干渉性
の高さ故の現象が生じる。

【０００３】物理・化学測定を目的にした光学系では、
スペックル干渉計のようにスペックル自体を測定に用い
るものもあるが、画像の表示を目的とする光学系では、
スペックルや干渉縞は画像劣化を引き起こす大きな原因
になる。

【０００４】光源として可干渉性の高いレーザを用いる
限り、特にスペックルの出現は避けることができず、画
像の表示を目的とした多くの表示装置にはスペックル低
減装置が備えられている。このため以下では干渉性対策
に関してはスペックルを中心に述べる。

【０００５】スペックルは、細かな粒子の集合として、
観察者の目に捉えられる。このスペックルは、パターン
のある表面に可干渉性の高い光が照射されたときに現れ
る。たとえば、画像表示装置の一つであるプロジェクタ
ーでは、スクリーンの表面凹凸のパターンにより、スペ
ックルが生じる。

【０００６】ここで問題となるのは、プロジェクターに
よりスクリーン上に投影された画像とスクリーンのパタ
ーンにより生じたスペックルとが重なることであり、観
察者は、画像とスペックルの重なった見づらい画像を見
る。これは、深刻な画像劣化の問題である。

【０００７】このスペックルを低減する古典的な方法と
して、スクリーン自体を高速で揺動させる方法がある。
スクリーンが揺動すれば、スクリーン上のスペックルも
揺動し、その揺動の速さが充分高速であれば、観察者の
目には、スペックルの粒子は粒子として捉えきれず、ス
ペックルが低減あるいは消失したように見える。

【０００８】しかし、この方法は、スクリーン全体を揺
動させるため、電力を多量に消費すること、また揺動さ
せる速度に高速度が要求されるため、現実的でないこと
が指摘されていた。このため、スクリーンを除く光学系
のいずれかの場所でスペックル低減手段を設置する必要
がある。

【０００９】また、近年プロジェクター等の画像表示装
置自体は小型化されてきており、このため、スペックル
低減手段も小型可、さらに低コスト化が可能でなければ
ならない。

【００１０】特開平６−２０８０８９号公報では、スリ
ガラス等の拡散素子を用い、それを回転させることによ
りスペックルを低減させる装置を設けた画像表示装置に
ついて述べている。

【００１１】このスペックル低減手段は、光源とスクリ
ーンとの間においた拡散素子により、拡散素子上で既に
スペックルを発生させ、それをスクリーンに投影し、こ
の拡散素子を高速で回転させ、スクリーン上のスペック
ルを動かし、回転速度が充分速ければ、観察者の目にス
ペックルが低減したように見えさせるものである。これ
は、観察者の目には、運動する画像が短時間のうちに重
ね合わされ、平均化された画像として映るためである。

【００１２】ここで、回転速度は３０−４０ｒｐｍで観
察者はスペックルを認識できず、約１００ｒｐｍあれば
充分であり、これ以上であっても電力を消費するだけで
あることが記されている。ここで、拡散素子の大きさに
関して述べられていないが、たとえば、市販の直径５ｃ
ｍのスリガラスを使用し、その最も外側にレーザが照射
されたとし、これを４０ｒｐｍで揺動させたとき、その
速度はたかだか、時速０。３８ｋｍであり、１００ｒｐ
ｍであっても時速０．９４ｋｍであり、非常に低速でよ
いことがわかる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、拡散素
子としてスリガラスを用いることは、表面の粗さ（凹
凸）、や拡散素子の大きさ（縦、横、厚み）に制限を与
えてしまう。市販のものを使うとなるとなおさら制限さ
れ、特別仕様のものを作成するとなると高コスト化につ
ながる。表面粗さに関しては、表面処理に使う研磨粒子
のサイズで＃１２０から＃１２００程度のものがあり、
選択の幅があるが、粗さは誤差の範囲内で均一である。

【００１４】表面粗さに関しては、恣意的で誤差以上の
ばらつきがあったほうが好ましい。拡散素子の縦横の大
きさについては、数ｃｍから数１０ｃｍ程度のもの市販
されているが、装置の小型化をはかる上ではこの大きさ
では不利であり、１ｃｍ以下の大きさが好ましい。ま
た、厚みも含めて、小さく、薄くしたほうが、拡散素子
の重さが軽くなり、揺動させるうえで、省電力化につな
がる。

【００１５】拡散素子の揺動の方法としては、高速であ
れば回転のような簡単な揺動だけで充分である、しか
し、回転速度が遅ければ、観察者は運動するスペックル
の軌跡を線として捉える可能性がある。これは画像を見
る上で障害となる。この障害を取り除くためには、揺動
の速度を早くするか、複雑な揺動を導入する、また複数
の揺動を組み合わせるのが好ましい。

【００１６】しかしながら、これらは、駆動装置に依存
する。揺動の速度を早くすれば、電力がそれだけ必要と
なり、単純な構成を持たない複雑な揺動が可能な装置を
導入すれば、装置の大型化、高コスト化につながる。

【００１７】また、上述の拡散素子を用いたスペックル
を低減させる方法以外の方法としては、レーザ光の可干
渉距離を変える光学素子を使う方法がある。特開平１１
−３４４６８３号によれば、入射した可干渉性の高いレ
ーザ光を、複数の反射鏡を用いた光学素子により、分岐
させ、分岐させる場所により、光路長が異なるように
し、可干渉性を下げるスペックルの低減手段が述べられ
ている。

【００１８】しかしながら、このような光学素子を用い
る方法では、光学素子の形状が複雑になりかねず、高度
な加工技術が必要であり、高コストが予想される。また
光学素子の形状は、ビームが入射する方向に関しては、
入射ビームの大きさ程度になるが、それと直交するビー
ムを分岐させる方向では、設置する反射鏡の数に比例し
た大きさが必要でなる。

【００１９】また、より良く干渉距離を変えるには、多
数の反射鏡が必要となる。このため、装置の小型化には
向かない。また、このような光学素子は固定されるた
め、効率的なスペックル低減は望めない。また、レーザ
を光源として用いた画像表示装置においては、スペック
ル低減を代表として、干渉性対策が課題である。

【００２０】本発明は、これらの問題点を解決するもの
であって、レーザ光源と干渉性対策手段を一体と捉え
た、効率良く干渉性対策が実施でき、複雑な機構や加工
を必要としない、小型化、低コスト化、省電力化がはか
れるレーザ光源装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明にかかるレーザ光源装置は、
少なくとも一つのレーザ光源と、前記レーザ光源からの
放射光の光路上に設けた、前記レーザ光源からの放射光
の位相をずらす不規則配列をした大きさが前記レーザ光
源の波長以上である複数のパターンを有するマスクと、
前記マスクを揺動させる駆動手段と、を設けたことを特
徴とする。

【００２２】また、請求項２に記載の発明にかかるレー
ザ光源装置は、請求項１に記載の発明において、前記マ
スクの面積が前記レーザ光源からの放射光の断面積以上
であり、前記マスク上への前記放射光の照射部分のなか
に、前記パターンが常に複数存在するように、前記パタ
ーンの配置と前記駆動手段とを設けたことを特徴とす
る。

【００２３】また、請求項３に記載の発明にかかるレー
ザ光源装置は、請求項１または２に記載の発明におい
て、前記複数のパターンの形状が矩形あるいは円形であ
るマスクを設けたことを特徴とする。

【００２４】また、請求項４に記載の発明にかかるレー
ザ光源装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発
明において、２種以上の大きさで構成される前記複数の
パターンを有するマスクを設けたことを特徴とする。

【００２５】また、請求項５に記載の発明にかかるレー
ザ光源装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発
明において、揺動が前記マスクを含む平面内での直線運
動である駆動手段を設けたことを特徴とする。

【００２６】また、請求項６に記載の発明にかかるレー
ザ光源装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発
明において、揺動が光軸に平行な軸での回転である駆動
手段を設けたことを特徴とする。

【００２７】また、請求項７に記載の発明にかかるレー
ザ光源装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発
明において、揺動が振動である駆動手段を設けたことを
特徴とする。

【００２８】また、請求項８に記載の発明にかかるレー
ザ光源装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発
明において、揺動が光軸に平行な軸での回転と光軸に平
行な軸自体の運動とである駆動手段を設けたことを特徴
とする。

【００２９】また、請求項９に記載の発明にかかるレー
ザ光源装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発
明において、前記複数のパターンの不規則配列が異なる
マスクを二枚以上設けたことを特徴とする。

【００３０】また、請求項１０に記載の発明にかかるレ
ーザ光源装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の
発明において、前記複数のパターンの不規則配列が異な
るマスクを二枚以上設け、二種以上の揺動が可能な駆動
手段を設けたことを特徴とする。

【００３１】このようにして、レーザのように可干渉性
の高い光を光源として用い、スペックル等による画像劣
化が問題となる画像表示装置などの装置において、加工
が容易な複数の不規則配列をしたパターンを持つマスク
を有した効率良くスペックルを低減できるレーザ光源装
置を提供することができる。

【００３２】また、レーザのように可干渉性の高い光を
光源として用い、スペックル等による画像劣化が問題と
なる画像表示装置などの装置において、サイズが最低ビ
ーム断面積以上であるマスクを有し、このため装置の小
型化がはかれ、またビームのなかに常に複数のパターン
の数が存在するため、効率的にスペックルを低減できる
レーザ光源装置を提供することができる。

【００３３】また、光学素子の加工において、素子形状
が複雑になると高度な加工技術が要求され、加工上の障
害となり得るが、形状が簡単な円形あるいは矩形のパタ
ーンであるため、加工が容易で低コスト化のはかれるレ
ーザ光源装置を提供することができる。

【００３４】また、パターンの大きさが一定でそれがレ
ーザの波長よりも大きいときに、スクリーン上でのスペ
ックルの強度分布の偏りが生じるためスペックル低減効
率が低い問題に対して、それとは別の大きさを持つパタ
ーンを導入することにより、効率的にスペックルを低減
でき、低コスト化のはかれるレーザ光源装置を提供する
ことができる。

【００３５】また、駆動手段が複雑であれば、装置の大
型化、高コスト化、電力の浪費という問題が生じること
に対して、揺動の方法が簡単な直線運動であるため装置
の小型化、低コスト化、省電力化のはかれるレーザ光源
装置を提供することができる。

【００３６】また、揺動の方法が簡単な回転である駆動
手段であるため、装置の小型化、低コスト化、省電力化
のはかれるレーザ光源装置を提供することができる。

【００３７】また、揺動が単純な運動であればスペック
ルの低減効率が悪いという問題に対して、揺動が小刻み
な振動であるため、スペックルの変化が速く、効率良く
スペックルを低減できるレーザ光源装置を提供すること
ができる。

【００３８】また、揺動が単純であればスペックルの低
減効率が悪いという問題に対して、１枚のマスクに対し
て２種類の揺動が可能な駆動手段を有し、効率良くスペ
ックルを低減でき、装置の小型化がはかれるレーザ光源
装置を提供することができる。

【００３９】また、揺動が単純であるとスペックル低減
効率が悪いという問題に対して、二枚以上のパターンの
不規則配列が異なるマスクを用いることにより、スペッ
クルをより効率良く低減でき、省電力化のはかれるレー
ザ光源装置を提供することができる。

【００４０】また、揺動が単純であるとスペックル低減
効率が悪いという問題に対して、二枚以上のマスクを用
いさらに二種の方法で動揺させることにより、さらに効
率的にスペックルを低減できるレーザ光源装置を提供す
ることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるレーザ光源装置の好適な実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００４２】本発明の実施の形態におけるレーザ光源装
置の概念図を図１に示す。この図１においてレーザ光源
１から出たレーザ光４が、駆動装置３のモータの回転と
連動して回転しているマスク２に入射し、散乱光５がマ
スクから出射された様子を示している。ここで駆動装置
３としてモータを想定しているが、モータに限定するも
のではなく、揺動６の方法が回転に限定されるものでは
ない。

【００４３】また図２にマスク２の部分的拡大図を示
す。この図２では矩形のパターン８が不規則の配列して
いることが示されている。また、ここではパターン８の
一つの例として開口を用いている。

【００４４】しかし、パターン８は開口の限定されるも
のではなく、マスクの場所による厚みの違い、またマス
クの場所による屈折率の違い、また平坦なマスク表面に
薄膜をつけもの、マスクの材質がもともと持つ凹凸な
ど、そのパターンにより回折が起こり、入射光の波長の
位相がずれるようなものであればよい。

【００４５】パターンの大きさが光源の波長以上である
ことは、マスク２の加工上の問題である。たとえば、現
在、緑色レーザとして良く用いられる２次高調波発生Ｙ
ＡＧレーザの波長は０．５３２μｍであり、マスク２に
パターンをつけるときに加工上の容易なのはこのサブミ
クロンの０．５μｍ前後である。

【００４６】入射光の位相をずらすには厚みの異なる薄
膜をこの開口に付ければよいが開口一つ一つに薄膜をつ
けるのは面倒であるため、より簡単にはマスクの表面に
数μｍのパターンがあればよい。これはマスクの材質に
よってはもともとこの程度の表面パターンはあり、また
細かな研磨材を使い表面に数μｍのパターンをつけるこ
ともできる。

【００４７】マスクの材質としては、有機、無機材料を
問わず使用でき、ガラスのように割れるおそれがなく、
揺動に充分に耐え得るものであれば数１０μｍ以下の薄
さにすることが可能で、軽量化がはかれる。もし開口が
規則正しく配列していれば、それは回折格子と同じこと
であり、規則正しい回折パターンがスクリーン上に現
れ、回折パターン間には隙間があるため、揺動させたと
しても、規則正しいパターンが動くが見づらい画像が現
れる。

【００４８】開口は不規則配列でなければならない。こ
の複数の開口が不規則に配列していることはスリガラス
のモデルとして知られている（たとえば、応用光学Ｉ
鶴田匡夫著応用物理学選書１培風館）。すなわち、
スペックルは不規則な開口による不規則な回折による結
果として生じると考えることができる。このモデルによ
るスペックルは次の（１）式で与える。

【００４９】

【数１】

【００５０】ここで、I(x',y')はスクリーン上の座標
x',y'での光の強度、Io(x',y')は一つの開口によるスク
リーン上の座標x',y'での強度、Ｎは開口の数、(ξ'i,
η'i)、(ξ'j、η'j)はそれぞれマスク２の上のi番目と
j番目の開口の原点の座標であり、fはマスクからスクリ
ーンまでの距離である。

【００５１】この式にしたがって計算した、マスク後方
にあるスクリーン上の１次元のスペックル９を図３に示
す。この図３は、スクリーンに垂直方向の強度分布の断
面を見ていることに相当し、これをスクリーンに垂直方
向から見ると、この強度分布は粒子が集まっているよう
に見える。

【００５２】ここで、開口の１辺の大きさは５０μｍで
形状は正方形、この開口が２００個がレーザ照射領域の
なかにあり、０．５３２μｍの緑のレーザであるとして
いる。また、各開口を通った光の位相は不規則に０から
２πの間でずれるとしている。

【００５３】この位相のずれは（１）式の左辺に付け加
えられる。スペックル９を開口の大きさを１辺５０μｍ
の正方形にしているが、開口の大きさも形状もこれに限
定されるものではない。ただし、開口の大きさは、前記
開口の大きさの条件を満たす範囲内で、小さい方か好ま
しい。これは、開口が大きくなると、スクリーン上のス
ペックル強度分布が、スクリーン中心付近に集中し、ス
クリーン周辺部ではスペックル強度が弱く、スペックル
低減効果が下がるためである。

【００５４】この開口の原点の位置はマスク上での位置
は乱数を発生させることにより決定している。不規則配
列というのは、このように乱数の発生により決められる
不規則さである。開口の大きさの１辺５０μｍは人の髪
の毛の直径程度であり、この程度の大きさの加工であれ
ば加工装置を使わずともたとえば手作業でも可能であ
る。

【００５５】図３はある瞬間のスペックルに相当する。
駆動装置によりマスク２を動かすと、このパターンも動
くことになる。このある瞬間で観察者はスペックルの粒
子の集合を見るが、マスク２を動かすことにより、スペ
ックル９が動いた軌跡、すなわち線状の像を見ることに
なり、スペックル９をスペックル９として認識できな
い。

【００５６】今回の場合、一次元で説明であるが、二次
元に拡張しても、線が面となり、観察者はスクリーン上
でスペックルを認識できない。このようにしてスペック
ルを効率良く低減することができる。

【００５７】実施の形態２におけるレーザ光源装置にお
いて、マスク上のレーザ光の照射部分のなかに、パター
ンが２個以上であればスペックルを生じるが、このよう
にパターンの数が極端に少なければ、スクリーン上での
スペックル強度が弱くなり、スペックル自体を認識でき
ず、効率的に揺動によるスペックル低減をおこなうこと
ができない。

【００５８】たとえば、実施の形態１のパターンとして
の開口の例で、開口の数を横軸に、スクリーン上のスペ
ックルの強度を縦軸に取ったグラフを図９に示す。図９
から、開口の数の増加とともにスペックル強度が増加す
ることがわかる。この例では、１００個以上で強度増加
がなだらかになり、この数以上あることが好ましい。

【００５９】マスク上のレーザ光の照射部分のなかに、
たとえば、常にＮ個のパターンが含まれるようにするに
は、マスク設計時にマスクの面積とレーザの断面積（マ
スクの面積／レーザの断面積、ただしマスクの面積の方
が大）の比を求め、それにＮを掛けた数だけパターンを
マスクに備えればよい。

【００６０】このようにすれば、スペックルを効率的に
低減できる。また、開口の数が２個から１００個未満程
度と少ないときは、揺動の手段として、小刻みな揺動、
たとえば振動のようなものを使えばよい。このようにす
れば、ビームの断面積中にある複数のパターンは、ビー
ムの断面積から外れることなく揺動し、パターンが常に
複数個存在するようにできる。

【００６１】したがって確実にスペックルを低減するこ
とができる。また、入射レーザの断面積より、マスクの
面積が小さいと、生じるスペックルは常に一定となり、
その一定のスペックルが動くだけで、スペックル低減に
はあまり効率的ではない、ビーム断面積より大きけれ
ば、それだけ生じるスペックルのパターンが存在するこ
とになり、スペックルが複雑に変化し、より効率的にス
ペックルを低減することができる。

【００６２】また、たとえばビームの断面積が１ｍｍ²
でその１００倍の断面積１００ｍｍ²のマスクを用いれ
ば、正方形としては一辺約１０ｍｍのマスクでよく装置
の小型化がはかれる。

【００６３】また、実施の形態３におけるレーザ光源装
置において、マスク上のパターンの形状を矩形あるいは
円形にすることは、加工するときに複雑な形状のパター
ンよりも簡単に作成するためである。たとえば、５０μ
ｍ径の円形の開口であれば、先端がこの程度の大きさの
針を用いても作成できる。このため、低コスト化がはか
れる。

【００６４】また矩形あるいは円形の開口による回折は
よく知られており、矩形の開口による回折は、シンク関
数で表され、円形の開口による回折は、ベッセル関数で
表される。これは（１）式のIo(x',y')に相当する。こ
れと、開口の原点の座標とから、マスク作成前の段階
で、生じるスペックルが計算でき、設計の段階でスペッ
クル低減効果を予測できる利点もある。

【００６５】また、実施の形態４におけるレーザ光源装
置において、同一の大きさでないパターンをマスクに導
入することは、スクリーン上の強度分布を均一に近づけ
るためである。これは、たとえばもともと材質的に表面
パターンのあるマスクで、そのパターンの大きさが、用
いる光源の波長に比べて大きく、スクリーン上でのスペ
ックルの強度分布が中心付近に集まっている場合に、こ
のパターンの大きさよりも小さなパターンをこのマスク
に導入することにより、スクリーン上のスペックルの強
度分布を中心から外に広げることである。

【００６６】このように、スクリーン全体に渡り強度が
均一であるほうが、マスクを揺動させる範囲が小さくて
よく、省電力化がはかれる。また、光源の波長に比して
大きいパターンを持つコストの安い材料を有効に使うこ
とができ、低コスト化がはかれる。

【００６７】実施の形態５のレーザ光源装置の概念図を
図４に示す。この図４は、外形が矩形のマスク２ｂを用
い、揺動６ａの方法が直線上での往復運動であることを
示したものである。このようにマスク２ｂの形状が矩形
であれば、矩形のマスク２ｂの一方の幅をビームの直径
程度にまで小型化することが可能である。また、往復運
動をおこなうためには、モータを一つと、モーターの回
転を直線運動に変換する機構を設けた駆動装置３ａがあ
ればよく、装置の小型化また低コスト化、省電力化につ
ながる。

【００６８】実施の形態６のレーザ光源装置の概念図は
前記の図１に示したものである。マスク２を円運動させ
るには、駆動装置３としてモータが一つあればよくか
つ、モータの回転が直接マスクの回転となるため、揺動
６の手段としては簡単である。このため、駆動装置３は
非常に簡素化できる。よって、装置自体の小型化、低コ
スト化、また省電力化につながる。

【００６９】実施の形態７における、レーザ光源装置の
概念図を図５に示す。マスク２ｃをマスク２ｃより少し
大きなホルダー７の内側にいれ、ホルダー７の内側に
は、マスク２ｃが揺動６ｂの振動で容易に動かせるだけ
の、隙間を持たせておく。このホルダー７自体は駆動装
置３ｂに固定する。

【００７０】駆動装置３ｂとしては超音波発生機を用い
れば、マスク２ｃに不規則な振動を与えることができ
る。これにより、スペックルパターンが不規則に動き、
効率的にスペックルを低減できる。

【００７１】本実施の形態８における、レーザ光源装置
を図６に示す。回転の軸１１を固定せずに、回転の軸１
１自体も揺動させる機構を持たせたものである。ここで
は、上記のホルダー７aの内側に隙間を持っておさまっ
たマスク２ｄを、モータで２本のローラ１０を回して、
その２本のローラ１０の上でホルダー７aとマスク２ｄ
とが回転することを示している。

【００７２】これは揺動６ｃである回転に加え、回転の
軸１１の揺動６ｄをも伴っていることになる。このとき
のスクリーン上でのスペックルの変化は単なる回転のと
きのそれと比べて回転の軸１１も揺動６ｄする分だけ複
雑であり、効率的にスペックルを低減でき、回転の軸を
揺動させる装置を別に設けなくともよいため装置の小型
化につながる。

【００７３】実施の形態９のレーザ光源装置において、
二枚以上の複数のパターンの配列が異なるマスクを用い
ることは、よりスペックルを効率的に低減するためであ
る。マスクが二枚の例を図７に示す。

【００７４】二枚のマスク２ｅには、同時にはレーザ光
４ｆは照射されないものとし、それぞれのマスクの揺動
６ｅの仕方は、たとえば、両方とも直線上往復し、二枚
のマスク２ｅが交互に入れ替わるものである。駆動装置
３ｆは２枚のマスク２ｅを、図７では上下方向に動かし
ている。

【００７５】また、複数のマスクを連動させておけば、
一つの駆動機構、たとえば一つのモータで、複数のマス
クを揺動させることができる。このため、省電力化がは
かれる。

【００７６】実施の形態１０におけるレーザ光源装置の
概念図を図８に示す。ここでは３枚のマスク２ｆを用い
ることにより、スペックルの変化を複雑にしている。ま
た駆動装置３ｇとしては、直線上の往復の揺動６ｆと振
動の揺動６ｇが可能なものを用いている。この二種の揺
動を同時におこなうことにより、スペックルの変化はさ
らに複雑に起こることになる。これによって、効率的に
スペックルを低減できる。

【００７７】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、レーザを光源として用いた画像標示装置において
は、スペックル低減に代表される干渉性対策の課題に対
して、レーザ光源と干渉性対策装置を一体と捉えた、レ
ーザ光源装置を提供することができる。

【００７８】また、実施の形態１によれば、不規則な配
列の複数のパターンを持つマスクが複雑なスペックルを
形成し、それを揺動することによりスペックルを効率的
に低減できるため、レーザ光源と干渉性対策装置を一体
と捉えたレーザ光源装置を提供することができる。

【００７９】また、実施の形態２によれば、マスクの大
きさが小さくて良いため装置の小型化がはかれ、ビーム
のなかに常に複数のパターンが存在するため効率的にス
ペックルを低減できるレーザ光源装置を提供することが
できる。

【００８０】また、実施の形態３によれば、形状が簡単
な円形あるいは矩形のパターンであるためマスクの加工
が容易なため、低コスト化のはかれるレーザ光源装置を
提供することができる。

【００８１】また、実施の形態４によれば、マスクのパ
ターンの大きさがを２種以上にすることによりスクリー
ン上でスペックル強度が金一に近づけられるマスクを備
えているため、効率的にスペックルを低減でき、低コス
ト化のはかれるレーザ光源装置を提供することができ
る。

【００８２】また、実施の形態５によれば、揺動の方法
が簡単な直線運動であるめ、装置の小型化、低コスト
化、省電力化のはかれる、レーザ光源装置を提供するこ
とができる。

【００８３】また、実施の形態６によれば、揺動の方法
が簡単な回転であるため、装置の小型化、低コスト化、
省電力化のはかれるレーザ光源装置を提供することがで
きる。

【００８４】また、実施の形態７によれば、揺動の方法
が振動であり、複雑な揺動ができるため、効率良くスペ
ックルを低減できるレーザ光源装置を提供できる。

【００８５】また、実施の形態８によれば、揺動の手段
を２種類用いているため、効率のよいスペックル低減が
でき、装置の小型化がはかれるレーザ光源装置を提供で
きる。

【００８６】また、実施の形態９によれば、二枚以上の
マスクを用いることにより、スペックルを効率良く低減
でき、また駆動手段は一つで済むため省電力化のはかれ
るレーザ光源装置を提供することができる。

【００８７】また、実施の形態１０によれば、二枚以上
のマスクを用いさらに二種類の動揺の方法を同時におこ
なうことにより、効率良くスペックルを低減できるレー
ザ光源装置を提供することことができる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、不規則な配列の複数のパターンを持つマ
スクが複雑なスペックルを形成し、それを揺動すること
によりスペックルを効率的に低減できるため、レーザ光
源と干渉性対策装置を一体と捉えたレーザ光源装置が得
られるという効果を奏する。

【００８９】また、請求項２に記載の発明によれば、マ
スクの大きさが小さくて良いため装置の小型化がはか
れ、ビームのなかに常に複数のパターンが存在するため
効率的にスペックルを低減できるレーザ光源装置が得ら
れるという効果を奏する。

【００９０】また、請求項３に記載の発明によれば、形
状が簡単な円形あるいは矩形のパターンであるためマス
クの加工が容易なため、低コスト化のはかれるレーザ光
源装置が得られるという効果を奏する。

【００９１】また、請求項４に記載の発明によれば、マ
スクのパターンの大きさがを２種以上にすることにより
スクリーン上でスペックル強度が金一に近づけられるマ
スクを備えているため、効率的にスペックルを低減で
き、低コスト化のはかれるレーザ光源装置が得られると
いう効果を奏する。

【００９２】また、請求項５に記載の発明によれば、揺
動の方法が簡単な直線運動であるめ、装置の小型化、低
コスト化、省電力化のはかれる、レーザ光源装置が得ら
れるという効果を奏する。

【００９３】また、請求項６に記載の発明によれば、揺
動の方法が簡単な回転であるため、装置の小型化、低コ
スト化、省電力化のはかれるレーザ光源装置が得られる
という効果を奏する。

【００９４】また、請求項７に記載の発明によれば、揺
動の方法が振動であり、複雑な揺動ができるため、効率
良くスペックルを低減できるレーザ光源装置が得られる
という効果を奏する。

【００９５】また、請求項８に記載の発明によれば、揺
動の手段を２種類用いているため、効率のよいスペック
ル低減ができ、装置の小型化がはかれるレーザ光源装置
が得られるという効果を奏する。

【００９６】また、請求項９に記載の発明によれば、二
枚以上のマスクを用いることにより、スペックルを効率
良く低減でき、また駆動手段は一つで済むため省電力化
のはかれるレーザ光源装置が得られるという効果を奏す
る。

【００９７】また、請求項１０に記載の発明によれば、
二枚以上のマスクを用いさらに二種類の動揺の方法を同
時におこなうことにより、効率良くスペックルを低減で
きるレーザ光源装置を提供することことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるレーザ光源装置の
概念図である。

【図２】この発明の実施の形態におけるレーザ光源装置
のマスクの部分的拡大図である。

【図３】この発明の実施の形態におけるレーザ光源装置
のマスク後方にあるスクリーン上の１次元のスペックル
を示す説明図である。

【図４】この発明の実施の形態５におけるレーザ光源装
置の概念図である。

【図５】この発明の実施の形態７におけるレーザ光源装
置の概念図である。

【図６】この発明の実施の形態８におけるレーザ光源装
置の概念図である。

【図７】この発明の実施の形態９におけるレーザ光源装
置の概念図（マスクが二２枚）である。

【図８】この発明の実施の形態１０におけるレーザ光源
装置の概念図である。

【図９】この発明の実施の形態におけるレーザ光源装置
の実施の形態１のパターンとしての開口の例を示す説明
図（グラフ）である。

【符号の説明】

１レーザ光源２マスク３駆動装置４レーザ光５散乱光６駆動７ホルダー

フロントページの続き (72)発明者亀山健司東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者加藤幾雄東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者宮垣一也東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H041 AA23 AB03 AC04 AZ01 AZ05 5F072 AB01 JJ01 JJ05 JJ08 MM08 QQ02 YY06 YY15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つのレーザ光源と、前記レーザ光源からの放射光の光路上に設けた、前記レ
ーザ光源からの放射光の位相をずらす不規則配列をした
大きさが前記レーザ光源の波長以上である複数のパター
ンを有するマスクと、前記マスクを揺動させる駆動手段と、を設けたことを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】前記マスクの面積が前記レーザ光源から
の放射光の断面積以上であり、前記マスク上への前記放射光の照射部分のなかに、前記
パターンが常に複数存在するように、前記パターンの配
置と前記駆動手段とを設けたことを特徴とする請求項１
に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】前記複数のパターンの形状が矩形あるい
は円形であるマスクを設けたことを特徴とする請求項１
または２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】２種以上の大きさで構成される前記複数
のパターンを有するマスクを設けたことを特徴とする請
求項１〜３のいずれか一つに記載のレーザ光源装置。
【請求項５】揺動が前記マスクを含む平面内での直線
運動である駆動手段を設けたことを特徴とする請求項１
〜４のいずれか一つに記載のレーザ光源装置。
【請求項６】揺動が光軸に平行な軸での回転である駆
動手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か一つに記載のレーザ光源装置。
【請求項７】揺動が振動である駆動手段を設けたこと
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレー
ザ光源装置。
【請求項８】揺動が光軸に平行な軸での回転と光軸に
平行な軸自体の運動とである駆動手段を設けたことを特
徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレーザ光
源装置。
【請求項９】前記複数のパターンの不規則配列が異な
るマスクを二枚以上設けたことを特徴とする１〜４のい
ずれか一つに記載のレーザ光源装置。
【請求項１０】前記複数のパターンの不規則配列が異
なるマスクを二枚以上設け、二種以上の揺動が可能な駆
動手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か一つに記載のレーザ光源装置。