JP2009026844A - 光源装置、照明装置、モニタ装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高い効率でレーザ光を射出可能な光源装置、その光源装置を用いる照明装置、モニタ装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】光を射出する光源部である半導体素子１１と、光源部からの光を共振させる外部共振器１５と、を有し、外部共振器１５は、露光面Ｓ２へ入射させた第１光束、及び第１光束と所定の角度をなす第２光束を用いた露光によって生じた干渉縞が記録され、かつ、光源部からの光が入射する入射面Ｓ１における中心位置Ｃを、光源部からの光束の中心から露光面Ｓ２へ向かう方向とは反対の方向へシフトさせて配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置、照明装置、モニタ装置及びプロジェクタ、特に、外部共振器を用いる光源装置の技術に関する。

近年、プロジェクタの光源装置としてレーザ光源を用いる技術が提案されている。レーザ光源は、高出力化及び多色化に伴い、プロジェクタの光源として開発されている。プロジェクタの光源として従来用いられているＵＨＰランプと比較すると、レーザ光源は、高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命である等の利点がある。レーザ光源には、光を共振させる共振器構造が用いられる。共振器構造を有する光源装置の技術は、例えば、特許文献１に提案されている。共振器構造を構成する外部共振器としては、微細パターンが形成された波長選択性ミラーを用いることができる。波長選択性ミラーの微細パターンは、２つの光束により生じた干渉縞を記録することで得られる。かかる二光束干渉露光を行うための干渉露光装置については、例えば特許文献２に提案されている。二光束干渉露光により干渉縞を形成する技術は、例えば、特許文献３に提案されている。

特開平５−２３５４４１号公報 特開２００６−２４３３７０号公報 特開２００６−９８４８９号公報

記録材料の露光面へ入射した光束は、記録材料内を透過するに従って記録材料に吸収される。このため、光の強度は、露光面から記録材料の厚み方向へ進むに従って低下することとなる。光の強度が不均一となることで、記録材料の厚み方向について均一な幅を持つパターンを形成することが困難となる（例えば、D.Sawaki, A.Jun, Seiko Epson Corp. “Deep-UV laser-based nanopatterning with holographic techniques” SPIE Photonics WEST, LASE 2007, Lasers and Applications in Science and Technology, USA, 6459-14, Session 4, 20-25 January 2007. Fig.11 参照）。パターンが所望の幅とは異なる幅をなす部分では、所定の反射率が得られず、レーザ発振の効率が低下してしまう。このように、従来の技術によると、レーザ光を射出する効率が低下する場合があるため問題である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、高い効率でレーザ光を射出可能な光源装置、その光源装置を用いる照明装置、モニタ装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光源装置は、光を射出する光源部と、光源部からの光を共振させる外部共振器と、を有し、外部共振器は、光源部からの光が入射する入射面における中心位置を、光源部からの光束の中心から特定の方向へシフトさせて配置されることを特徴とする。

外部共振器は、入射面における中心位置をシフトさせることで、光源部からの光束を入射させる位置を適宜設定できる。外部共振器は、光源部からの光束を入射させる位置を適宜設定可能とすることで、所望の幅でパターンが形成されている部分へ光束を入射させるように配置できる。所望の幅でパターンが形成されている部分へ光束を入射させることで、高い反射率を得られる。これにより、高い効率でレーザ光を射出可能な光源装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、外部共振器は、露光面へ入射させた第１光束、及び第１光束と所定の角度をなす第２光束を用いた露光によって生じた干渉縞が記録され、かつ、光源部からの光束の中心から露光面へ向かう方向とは反対の方向へ中心位置をシフトさせて配置されることが望ましい。通常、パターンが所望の幅となるのは、露光面に近い部分である。これにより、所望の幅でパターンが形成されている部分へ、光源部からの光束を入射させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、入射面に略平行な第１の方向へ並列された複数の光束を外部共振器へ入射させ、入射面に略平行かつ第１の方向に略直交する方向を第２の方向とすると、外部共振器は、複数の光束の中心から第２の方向へ中心位置をシフトさせて配置されることが望ましい。これにより、所望の幅でパターンが形成されている部分へ、光源部からの複数の光束を入射させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、外部共振器が配置された基台を有し、外部共振器は、光源部からの光束の中心から基台へ向かう方向へ中心位置をシフトさせて配置されることが望ましい。外部共振器は、例えば、接着部材を用いて基台に配置される。外部共振器のうち中心位置から基台とは反対側へシフトした部分へ光束を入射させることで、接着部材が光束の妨げとなる事態を少なくできる。これにより、外部共振器を容易に設置できる。

また、本発明の好ましい態様としては、外部共振器は、基台に設けられた段差部に配置されることが望ましい。これにより、光源部からの光束の中心から基台へ向かう方向へ中心位置をシフトさせて外部共振器を配置できる。また、外部共振器は、段差部に当接させることで、安定した設置が容易にできる。

さらに、本発明に係る照明装置は、上記の光源装置を有し、光源装置からの光を用いて被照射物を照明することを特徴とする。上記の光源装置を用いることで、高い効率でレーザ光を射出できる。これにより、高い効率で光を供給可能な照明装置を得られる。

さらに、本発明に係るモニタ装置は、上記の照明装置と、照明装置により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とする。上記の照明装置を用いることで、高い効率で光を供給できる。これにより、高い効率で供給された光を用いて明るい像をモニタすることが可能なモニタ装置を得られる。

さらに、本発明に係るプロジェクタは、上記の光源装置を有し、光源装置からの光を用いて画像を表示することを特徴とする。上記の光源装置を用いることで、高い効率でレーザ光を射出できる。これにより、高い効率で供給された光を用いて明るい画像を表示可能なプロジェクタを得られる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る光源装置１０の概略構成を示す。光源装置１０は、半導体素子１１、光学プリズム１２、第二高調波発生（Second−Harmonic Generation；ＳＨＧ）素子１４、及び外部共振器１５を有する半導体レーザである。光学プリズム１２、ＳＨＧ素子１４、及び外部共振器１５は、図中Ｚ軸方向へ並列している。光源装置１０は、Ｚ軸方向へ光を射出する。Ｘ軸は、Ｚ軸に垂直な軸である。Ｙ軸は、Ｚ軸及びＸ軸に垂直な軸である。

半導体素子１１は、基台１６に設けられた凹部１８に固定されている。半導体素子１１は、Ｙ軸方向へ第１波長の基本波光を射出する光源部であって、例えば、面発光型の半導体素子である。第１波長は、例えば１０６４ｎｍである。光学プリズム１２は、基台１６のうち凹部１８の上に配置されている。光学プリズム１２は、図示するＹＺ面において直角三角形をなしている。光学プリズム１２は、かかる直角三角形を二等分する２つの三角プリズムを貼り合わせて構成されている。２つの三角プリズムの間には、ダイクロイック膜１３が挟持されている。ダイクロイック膜１３は、第１波長の光を透過させ、第１波長とは異なる第２波長の光を反射する。

ＳＨＧ素子１４は、基台１６上に配置されている。ＳＨＧ素子１４は、半導体素子１１からの第１波長の光を第２波長の光へ変換する波長変換素子である。第２波長は、第１波長の半分の波長であって、例えば５３２ｎｍである。ＳＨＧ素子１４は、直方体形状をなしている。ＳＨＧ素子１４としては、例えば、非線形光学結晶を用いることができる。非線形光学結晶としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）の分極反転結晶（Periodically Poled Lithium Niobate；ＰＰＬＮ）を用いることができる。ＳＨＧ素子１４は、基本波光の第１波長に対応するピッチの分極反転構造を有する。ＳＨＧ素子１４を用いることで、容易に入手可能な汎用の光源を用いて、所望の波長かつ十分な光量のレーザ光を供給することが可能となる。

外部共振器１５は、基台１６に設けられた段差部１９に配置されている。外部共振器１５は、半導体素子１１との間において、半導体素子１１からの光を共振させる。外部共振器１５は、第１波長の光を選択的に反射し、第１波長とは異なる波長（第２波長を含む）の光を透過させる。外部共振器１５としては、例えば、ＶＨＧ（Volume Holographic Grating）を用いることができる。ＶＨＧは、ＬｉＮｂＯ_３、ＢＧＯ等のフォトリフラクティブ結晶、ポリマー等を用いて形成できる（例えば、Ondax, Inc. “Volume Holographic Grating (VHG)” インターネット＜URL: http://www.ondaxinc.com/PDFs/whitepaper-VHG.pdf＞ 参照）。外部共振器１５は、例えば、一辺が５ｍｍの立方体形状をなしている。立方体形状の外部共振器１５は、板状に形成された材料を切り分けることで得られる。外部共振器１５は、切り分け前の材料の厚みや、材料から切り出すサイズを適宜変更することで、所望の大きさとすることができる。

基台１６は、半導体素子１１、光学プリズム１２、ＳＨＧ素子１４、外部共振器１５を支持する。基台１６は、板状部材に凹部１８及び段差部１９を施したものである。凹部１８は、基台１６の上面の一部に形成されている。段差部１９は、板状部材の外縁の一部をＸＹ面及びＸＺ面で切断することで形成できる。外部共振器１５は、Ｙ軸方向について、段差部１９の段差に相当する分、ＳＨＧ素子１４より長い形状をなしている。外部共振器１５は、ＳＨＧ素子１４からの光が入射する入射面Ｓ１の中心位置Ｃを、外部共振器１５へ入射する光線から基台１６へ向かう方向（図中下方向）へシフトさせて配置されている。入射面Ｓ１は、外部共振器１５へ入射する光線に略直交する。入射面Ｓ１は、Ｚ軸方向へ進行する光線に略直交するＸＹ面である。なお、図中の一点鎖線は、中心位置Ｃを通過する外部共振器１５の中心線を表している。

光学プリズム１２、ＳＨＧ素子１４、外部共振器１５は、いずれも接着部材１７により基台１６に固定されている。外部共振器１５は、段差部１９を構成するＸＹ面及びＸＺ面によって位置決めされる。外部共振器１５は、段差部１９に当接させることにより、安定した設置が容易にできる。ＳＨＧ素子１４、光学プリズム１２は、接着部材１７で固定することにより正確に位置決めできる。外部共振器１５へ入射する光線から基台１６へ向かう方向へ中心位置Ｃをシフトさせて外部共振器１５を配置することで、接着部材１７が光束の妨げとなる事態を低減できる。これにより、外部共振器１５を容易に設置できる。

光学プリズム１２、ＳＨＧ素子１４、外部共振器１５は、表面に反射防止膜（ＡＲコート）を施すことで、界面での反射による光の損失を低減できる。光学プリズム１２及びＳＨＧ素子１４、ＳＨＧ素子１４及び外部共振器１５を近接させて配置する場合に、接着部材１７は、界面同士が接触することによるＡＲコートの磨耗を低減する役割も果たす。なお、半導体素子１１、光学プリズム１２、ＳＨＧ素子１４、外部共振器１５のうち隣接するもの同士は、接着部材１７及びＡＲコートを介在させず互いに密着させて配置することとしても良い。

半導体素子１１からの基本波光は、光学プリズム１２へ入射する。光学プリズム１２へ入射した光は、光学プリズム１２の界面で反射し、光路が折り曲げられた後、ダイクロイック膜１３へ入射する。ダイクロイック膜１３へ入射した基本波光は、ダイクロイック膜１３を透過し、光学プリズム１２から射出する。光学プリズム１２からの光は、ＳＨＧ素子１４へ入射する。

光学プリズム１２から光を入射させることによりＳＨＧ素子１４で生じた第２波長の高調波光は、外部共振器１５を透過する。外部共振器１５を透過した高調波光は、光源装置１０外へ向けて射出される。光学プリズム１２側からＳＨＧ素子１４を透過した基本波光は、外部共振器１５で反射する。外部共振器１５で反射した光は、ＳＨＧ素子１４へ入射する。

外部共振器１５から光を入射させることによりＳＨＧ素子１４で生じた高調波光は、光学プリズム１２内のダイクロイック膜１３で反射し、光路が折り曲げられる。ダイクロイック膜１３で反射した光は、光学プリズム１２の界面での反射によりさらに光路が折り曲げられ、光学プリズム１２から射出する。光学プリズム１２から射出した光は、Ｚ軸方向へ進行し、ＳＨＧ素子１４の近傍及び外部共振器１５の近傍を通過する。ＳＨＧ素子１４の近傍及び外部共振器１５の近傍を通過した光は、外部共振器１５を透過した光と略平行に進行し、光源装置１０外へ向けて射出される。

外部共振器１５側からＳＨＧ素子１４を透過した基本波光は、光学プリズム１２内のダイクロイック膜１３を透過する。ダイクロイック膜１３を透過した光は、光学プリズム１２の界面で反射し、半導体素子１１の方向へ進行する。光学プリズム１２から半導体素子１１へ入射した光は、半導体素子１１に設けられたミラー層（不図示）で反射する。半導体素子１１のミラー層、及び外部共振器１５により反射された光は、半導体素子１１から新たに射出される光と共振して増幅される。光学プリズム１２を用いることで、外部共振器１５側からＳＨＧ素子１４へ光を入射させることにより生じた高調波光を光源装置１０外へ進行させ、かつＳＨＧ素子１４を透過した基本波光を半導体素子１１の方向へ進行させることができる。これにより、波長変換効率を向上させることができる。

図２は、外部共振器１５に形成されたパターン２０を模式的に表したものである。図３は、記録材料２２への露光によるパターン２０の形成について説明するものである。図３に示すように、パターン２０は、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を用いた二光束干渉露光によって生じた干渉縞が記録されたものである。パターン２０の部分は、パターン２０以外の部分とは異なる屈折率を有する。第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、記録材料２２の露光面Ｓ２へ入射する。露光面Ｓ２は、記録材料２２のうち干渉露光装置の光源（不図示）側の面である。第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、所定の角度をなすように露光面Ｓ２へ入射する。干渉縞は、高屈折率部分と低屈折率部分とが周期的に配列された周期構造として記録される。外部共振器１５は、かかる干渉縞とブラッグ条件が適合する光のみを、回折により選択的に反射させる。

パターン２０のピッチは、基本波光の波長や屈折率に応じて決定できる。パターン２０のピッチは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の角度に応じて調整できる。例えば、パターン２０の幅ｄ２は、パターン２０同士の間隔ｄ１より小さくなるように設定される。パターン２０の形成には、例えば、上記特許文献２に提案されている干渉露光装置を用いることができる。パターン２０は、例えば、上記特許文献３にて説明されている微細パターンと同様である。外部共振器１５は、露光後の記録材料２２を適宜切断することにより得られる。

露光面Ｓ２へ入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、記録材料２２内を透過するに従って記録材料２２に吸収される。第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の強度は、露光面Ｓ２から記録材料２２の厚み方向へ進むに従って低下する。図３に示す第２領域ＡＲ２は、適正な強度の第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２により、略一定の幅ｄ２でパターン２０が形成された領域である。第２領域ＡＲ２は、中心位置Ｃより露光面Ｓ２側の位置を中心として形成される。

第１領域ＡＲ１は、第２領域ＡＲ２に対して露光面Ｓ２側の領域である。第１領域ＡＲ１は、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の減衰が殆どないために過反応が生じた領域であって、幅ｄ２以上の幅でパターン２０が形成されている。第３領域ＡＲ３は、第２領域ＡＲ２に対して露光面Ｓ２とは反対側の領域である。第３領域ＡＲ３は、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の減衰が著しいために反応不足が生じた領域であって、幅ｄ２以下の幅でパターン２０が形成されている。なお、第３領域ＡＲ３は、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の強度が不十分であるためにパターン２０が形成されなかった領域も含む。

図１に戻って、外部共振器１５は、基台１６とは反対側に露光面Ｓ２を向けて設置されている。外部共振器１５は、外部共振器１５へ入射する光線から露光面Ｓ２へ向かう方向とは反対の方向へ中心位置Ｃをシフトさせて配置されている。かかる特定の方向へ中心位置Ｃをシフトさせる構成により、光線は、外部共振器１５の第２領域ＡＲ２（図３参照）へ入射する。

図４は、外部共振器１５における位置、及び反射率の関係を表したものである。外部共振器１５における位置は、Ｙ軸方向についての位置であって、露光面Ｓ２の位置を基準として表している。所望の幅でパターン２０が形成されている第２領域ＡＲ２では、９０％以上の高い反射率を示す。第１領域ＡＲ１及び第３領域ＡＲ３では、第２領域ＡＲ２から離れるに従い反射率が低下する。

外部共振器１５は、中心位置Ｃをシフトさせることで、半導体素子１１からの光線を入射させる位置を適宜設定できる。所望の幅でパターン２０が形成されている第２領域ＡＲ２へ光束を入射させるように外部共振器１５を配置することで、高い反射率を得られる。これにより、高い効率でレーザ光を射出できるという効果を奏する。外部共振器１５は、基台１６側に露光面Ｓ２を向けて設置することとしても良い。この場合、外部共振器１５は、外部共振器１５へ入射する光線から基台１６とは反対側へ向かう方向（図１中上方向）へ中心位置Ｃをシフトさせて配置できる。

光源装置１０は、光学プリズム１２を省略しても良い。この場合、光源装置１０は、半導体素子１１、ＳＨＧ素子１４、及び外部共振器１５をＺ軸方向へ並列させる構成にできる。外部共振器１５は、基本波光を選択的に反射させる波長特性を持つものであれば良く、ＶＨＧを用いる場合に限られない。外部共振器１５としては、例えば、ダイクロイックミラーを用いても良い。半導体素子１１及びＳＨＧ素子１４の間の光路中には、必要に応じて、偏光選択用フィルタ、波長選択用フィルタ等の光学素子を設けても良い。

図５は、本発明の実施例２に係る光源装置３０の概略構成を示す。光源装置３０は、半導体アレイ素子３１、ＳＨＧ素子１４、及び外部共振器３３を有するアレイレーザである。半導体アレイ素子３１、ＳＨＧ素子１４、及び外部共振器３３は、図中Ｚ軸方向に並列している。光源装置３０は、Ｚ軸方向へ光を射出する。基台３２は、Ｙ軸及びＺ軸に沿うＬ字型の部材に段差部１９を施したものである。半導体アレイ素子３１は、基台３２のＸＹ面及びＸＺ面に固定されている。半導体アレイ素子３１は、Ｚ軸方向へ基本波光を射出させる。ＳＨＧ素子１４及び外部共振器３３は、接着部材１７によって互いに位置決めされている。外部共振器３３は、Ｚ軸方向に比べてＹ軸方向へ長い直方体形状をなしている以外は、上記実施例１の外部共振器１５（図１参照）と同様の構造をなしている。

図６は、半導体アレイ素子３１の斜視概略構成を示す。半導体アレイ素子３１は、Ｘ軸方向へ並列された４つの発光部３４を有する。半導体アレイ素子３１は、入射面Ｓ１に略平行な第１の方向であるＸ軸方向へ並列された４つの光束を外部共振器１５へ入射させる。なお、半導体アレイ素子３１は、複数の発光部３４を有する構成であれば良く、４つの発光部３４を有する構成に限られない。各発光部３４は、サーマルレンズ効果により、若干収束ぎみの基本波光を射出する。半導体アレイ素子３１の活性層（不図示）は、電流供給、及びレーザ光の照射により局所的に温度が上昇する。サーマルレンズ効果は、局所的な温度上昇からレーザ結晶に屈折率分布が生じる現象である。

図５に戻って、ＳＨＧ素子１４を透過した光は、外部共振器３３の位置でビームウェストを形成する。ビームウェストの位置に外部共振器３３を設けることで、外部共振器３３に対して略垂直に光を入射させることができる。また、波長変換素子は、通常、波長変換素子内を透過する光のエネルギー密度に略比例して、波長変換効率が向上することが知られている。ビームウェストに近い位置にＳＨＧ素子１４を配置することで、波長変換効率を向上させることができる。

外部共振器３３で反射した基本波光は、外部共振器３３へ入射したときと略同じ光路を逆に辿り、半導体アレイ素子３１の方向へ進行する。よって、半導体アレイ素子３１及び外部共振器３３間で往復させる基本波光の拡散による損失を低減できる。外部共振器３３を透過した高調波光は、外部共振器３３から若干拡散しながら、光源装置３０外へ向けて射出される。なお、図中の二点鎖線は、複数の光束の中心を表している。

図７は、半導体アレイ素子３１及び外部共振器３３の位置関係について説明するものである。外部共振器３３は、Ｙ軸方向について、発光部３４の位置から中心位置Ｃをシフトさせて配置されている。Ｙ軸方向は、入射面Ｓ１に略平行、かつ第１の方向であるＸ軸方向に略直交する方向である。複数の光束の中心は、発光部３４の位置に対応している。外部共振器３３は、複数の光束の中心からＹ軸方向へ中心位置Ｃをシフトさせて配置されている。

本実施例においても、外部共振器３３は、外部共振器３３へ入射する複数の光束の中心から露光面Ｓ２へ向かう方向とは反対の方向へ中心位置Ｃをシフトさせて配置されている。これにより、本実施例においても、高い効率でレーザ光を射出できる。光源装置３０は、実施例１の光源装置１０（図１参照）と同様に、光学プリズム１２を用いても良い。

半導体アレイ素子の構成は、適宜変更しても良い。例えば、図８に示す半導体アレイ素子３５のように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向について複数の発光部３４を配置することとしても良い。半導体アレイ素子３５は、Ｘ軸方向へ４つ、Ｙ軸方向へ２つのアレイ状に配置された発光部３４を有する。複数の光束の中心は、Ｙ軸方向へ並列させた２つの発光部３４の中間位置となる。外部共振器３３は、かかる複数の光束の中心からＹ軸方向へ中心位置Ｃをシフトさせて配置されている。

図９に示す半導体アレイ素子３８は、三角形の頂点をなすように配置された３つの発光部３４を有する。このうち２つの発光部３４は、Ｘ軸方向へ並列している。複数の光束の中心は、３つの発光部３４が配置された部分の、Ｙ軸方向についての中間位置となる。図１０に示すように、外部共振器３３は、かかる複数の光束の中心からＹ軸方向へ中間位置Ｃをシフトさせて配置されている。なお、半導体アレイ素子に配置される発光部３４の位置及び個数は、本実施例で説明するものに限られず、適宜変更しても良い。上記各実施例の光源装置は、光源部として半導体素子を用いる他、半導体レーザ励起固体（Diode Pumped Solid State；ＤＰＳＳ）レーザや、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いる構成としても良い。

図１１は、本発明の実施例３に係るモニタ装置４０の概略構成を示す。モニタ装置４０は、装置本体４１と、光伝送部４２とを有する。装置本体４１は、上記実施例１の光源装置１０（図１参照）を備える。上記実施例１と重複する説明は省略する。光伝送部４２は、２つのライトガイド４４、４５を有する。光伝送部４２のうち被写体（不図示）側の端部には、拡散板４６及び結像レンズ４７が設けられている。第１ライトガイド４４は、光源装置１０からの光を被写体へ伝送する。拡散板４６は、第１ライトガイド４４の射出側に設けられている。第１ライトガイド４４内を伝播した光は、拡散板４６を透過することにより、被写体側にて拡散する。光源装置１０から拡散板４６までの光路中の各部は、被写体を照明する照明装置を構成する。

第２ライトガイド４５は、被写体からの光をカメラ４３へ伝送する。結像レンズ４７は、第２ライトガイド４５の入射側に設けられている。結像レンズ４７は、被写体からの光を第２ライトガイド４５の入射面へ集光させる。被写体からの光は、結像レンズ４７により第２ライトガイド４５へ入射した後、第２ライトガイド４５内を伝播してカメラ４３へ入射する。

第１ライトガイド４４、第２ライトガイド４５としては、多数の光ファイバを束ねたものを用いることができる。光ファイバを用いることで、レーザ光を遠方へ伝送させることができる。カメラ４３は、装置本体４１内に設けられている。カメラ４３は、光源装置１０からの光により照明された被写体を撮像する撮像部である。第２ライトガイド４５から入射した光をカメラ４３へ入射させることで、カメラ４３による被写体の撮像ができる。上記実施例１の光源装置１０を用いることにより、高い効率で光を供給することができる。これにより、高い効率で供給された光を用いて明るい像をモニタできるという効果を奏する。なお、モニタ装置４０は、上記各実施例のいずれの光源装置を適用しても良い。

図１２は、本発明の実施例４に係るプロジェクタ５０の概略構成を示す。プロジェクタ５０は、スクリーン５９に光を供給し、スクリーン５９で反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ５０は、赤色（Ｒ）光用光源装置５１Ｒ、緑色（Ｇ）光用光源装置５１Ｇ、青色（Ｂ）光用光源装置５１Ｂを有する。各色光用光源装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂは、いずれも上記実施例１の光源装置１０（図１参照）と同様の構成を有する。上記実施例１と重複する説明は省略する。プロジェクタ５０は、各色光用光源装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂからの光を用いて画像を表示する。

Ｒ光用光源装置５１Ｒは、Ｒ光を供給する光源装置である。拡散素子５２は、照明領域の整形、拡大、照明領域におけるレーザ光の光量分布の均一化を行う。拡散素子５２としては、例えば、回折光学素子である計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram；ＣＧＨ）を用いることができる。フィールドレンズ５３は、Ｒ光用光源装置５１Ｒからのレーザ光を平行化させ、Ｒ光用空間光変調装置５４Ｒへ入射させる。Ｒ光用光源装置５１Ｒ、拡散素子５２、及びフィールドレンズ５３は、Ｒ光用空間光変調装置５４Ｒを照明する照明装置を構成する。Ｒ光用空間光変調装置５４Ｒは、照明装置からのＲ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置５４Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５５へ入射する。

Ｇ光用光源装置５１Ｇは、Ｇ光を供給する光源装置である。拡散素子５２及びフィールドレンズ５３を経たレーザ光は、Ｇ光用空間光変調装置５４Ｇへ入射する。Ｇ光用光源装置５１Ｇ、拡散素子５２、及びフィールドレンズ５３は、Ｇ光用空間光変調装置５４Ｇを照明する照明装置を構成する。Ｇ光用空間光変調装置５４Ｇは、照明装置からのＧ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置５４Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム５５のうちＲ光が入射する面とは異なる面へ入射する。

Ｂ光用光源装置５１Ｂは、Ｂ光を供給する光源装置である。拡散素子５２及びフィールドレンズ５３を経たレーザ光は、Ｂ光用空間光変調装置５４Ｂへ入射する。Ｂ光用光源装置５１Ｂ、拡散素子５２、及びフィールドレンズ５３は、Ｂ光用空間光変調装置５４Ｂを照明する照明装置を構成する。Ｂ光用空間光変調装置５４Ｂは、照明装置からのＢ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置５４Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム５５のうちＲ光が入射する面、及びＧ光が入射する面とは異なる面へ入射する。透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High Temperature Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いることができる。

クロスダイクロイックプリズム５５は、互いに略直交させて配置された２つのダイクロイック膜５６、５７を有する。第１ダイクロイック膜５６は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜５７は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム５５は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ５８の方向へ射出する。投写レンズ５８は、クロスダイクロイックプリズム５５で合成された光をスクリーン５９に向けて投写する。

上記の光源装置１０と同様の構成を有する各色光用光源装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂを用いることにより、高い効率でレーザ光を供給できる。これにより、高い効率で供給された光を用いて明るい画像を表示できるという効果を奏する。なお、プロジェクタ５０は、上記各実施例のいずれの光源装置と同様の構成の各色光用光源装置を適用しても良い。

プロジェクタは、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。プロジェクタは、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクタは、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクタは、空間光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクタは、ガルバノミラー等の走査手段により光源装置からのレーザ光を走査させ、被照射面において画像を表示するレーザスキャン型のプロジェクタであっても良い。プロジェクタは、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクタであっても良い。プロジェクタは、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から射出される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。

本発明の光源装置は、モニタ装置やプロジェクタに適用される場合に限られない。本発明の光源装置は、例えば、レーザ光を用いて露光を行う露光装置やレーザ加工装置等の光学系に用いても良い。

以上のように、本発明に係る光源装置は、モニタ装置やプロジェクタに用いる場合に適している。

本発明の実施例１に係る光源装置の概略構成を示す図。 外部共振器に形成されたパターンを模式的に表した図。 二光束干渉露光について説明する図。 外部共振器における位置、及び反射率の関係を表した図。 本発明の実施例２に係る光源装置の概略構成を示す図。 半導体アレイ素子の斜視概略構成を示す図。 半導体アレイ素子及び外部共振器の位置関係について説明する図。 Ｘ軸、Ｙ軸方向について複数の発光部を配置する半導体アレイ素子の図。 三角形の頂点に配置された発光部を有する半導体アレイ素子の図。 半導体アレイ素子及び外部共振器の位置関係について説明する図。 本発明の実施例３に係るモニタ装置の概略構成を示す図。 本発明の実施例４に係るプロジェクタの概略構成を示す図。

符号の説明

１０ 光源装置、１１ 半導体素子、１２ 光学プリズム、１３ ダイクロイック膜、１４ ＳＨＧ素子、１５ 外部共振器、１６ 基台、１７ 接着部材、１８ 凹部、１９ 段差部、Ｃ 中心位置、Ｓ１ 入射面、Ｓ２ 露光面、２０ パターン、２２ 記録材料、３０ 光源装置、３１ 半導体アレイ素子、３２ 基台、３３ 外部共振器、３４ 発光部、３５ 半導体アレイ素子、３８ 半導体アレイ素子、４０ モニタ装置、４１ 装置本体、４２ 光伝送部、４３ カメラ、４４ 第１ライトガイド、４５ 第２ライトガイド、４６ 拡散板、４７ 結像レンズ、５０ プロジェクタ、５１Ｒ Ｒ光用光源装置、５１Ｇ Ｇ光用光源装置、５１Ｂ Ｂ光用光源装置、５２ 拡散素子、５３ フィールドレンズ、５４Ｒ Ｒ光用空間光変調装置、５４Ｇ Ｇ光用空間光変調装置、５４Ｂ Ｂ光用空間光変調装置、５５ クロスダイクロイックプリズム、５６ 第１ダイクロイック膜、５７ 第２ダイクロイック膜、５８ 投写レンズ、５９ スクリーン

Claims (8)

1. 光を射出する光源部と、
   前記光源部からの光を共振させる外部共振器と、を有し、
   前記外部共振器は、前記光源部からの光が入射する入射面における中心位置を、前記光源部からの光束の中心から特定の方向へシフトさせて配置されることを特徴とする光源装置。
2. 前記外部共振器は、露光面へ入射させた第１光束、及び前記第１光束と所定の角度をなす第２光束を用いた露光によって生じた干渉縞が記録され、かつ、前記光源部からの光束の中心から前記露光面へ向かう方向とは反対の方向へ前記中心位置をシフトさせて配置されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光源部は、前記入射面に略平行な第１の方向へ並列された複数の光束を前記外部共振器へ入射させ、
   前記入射面に略平行かつ前記第１の方向に略直交する方向を第２の方向とすると、
   前記外部共振器は、前記複数の光束の中心から前記第２の方向へ前記中心位置をシフトさせて配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記外部共振器が配置された基台を有し、
   前記外部共振器は、前記光源部からの光束の中心から前記基台へ向かう方向へ前記中心位置をシフトさせて配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源装置。
5. 前記外部共振器は、前記基台に設けられた段差部に配置されることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源装置を有し、前記光源装置からの光を用いて被照射物を照明することを特徴とする照明装置。
7. 請求項６に記載の照明装置と、
   前記照明装置により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とするモニタ装置。
8. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源装置を有し、前記光源装置からの光を用いて画像を表示することを特徴とするプロジェクタ。

Images