JP2009059641A - 光源装置、照明装置、モニタ装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源装置のパッケージが破損した場合に高いエネルギー密度の光の漏洩を防ぎ高い安全性を確保可能な光源装置、その光源装置を用いる照明装置、モニタ装置、及び画像表示装置を提供すること。
【解決手段】光を射出する光源部である半導体素子１１と、少なくとも光源部を収納するパッケージである第１構造体１９及び第２構造体２１と、第２構造体２１に設けられ、パターンをなすように形成されたパッケージ配線部２５と、を有し、パッケージ配線部２５の断線により、光源部からの光の射出を停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置、照明装置、モニタ装置及び画像表示装置、特に、レーザ光を射出する光源装置の技術に関する。

近年、画像表示装置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。画像表示装置の光源装置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。レーザ光源は、光を射出する半導体素子等をパッケージ内に密閉することで、予期しない箇所から外部へのレーザ光の漏洩を防ぐこととしている。例えば、特許文献１にて提案された技術では、発生させたレーザ光を光ファイバへ導入するレーザ光源において、金属製のパッケージ内に光ファイバを収納することで、光ファイバの破損によるレーザ光の漏洩を防止する。

特開２００４−２１２５２２号公報

光源装置は、光を共振させる外部共振器を用いることで、レーザ光の波長を狭帯域化でき、レーザ光の高出力化が可能となる。光を共振させる共振器構造内には、パッケージ外へ射出されるレーザ光より高いエネルギー密度の光が存在する。パッケージ内に高いエネルギー密度の光が存在するため、パッケージが破損した場合、高いエネルギー密度の光が漏洩することがあり得る。また、レーザ光源としては、波長変換素子により波長が変換された高調波光を射出するものが知られている。波長変換素子を用いることで、容易に入手可能な汎用の発光素子を用いて、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。高調波光として可視光を射出する光源装置は、通常、基本波光として赤外光が用いられる。赤外光の場合は可視光の場合よりも忌避反応による退避が難しいことから、高出力の赤外光が漏洩することで人体、特に眼に不快感を与える不具合をもたらすことがあり得る。上記特許文献１の技術では、光ファイバのみならずパッケージが破損することで、高いエネルギー密度の光が漏洩する場合があるという問題がある。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、光源装置のパッケージが破損した場合に高いエネルギー密度の光の漏洩を防ぎ高い安全性を確保可能な光源装置、その光源装置を用いる照明装置、モニタ装置、及び画像表示装置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、少なくとも光源部を収納するパッケージと、パッケージに設けられ、パターンをなすように形成されたパッケージ配線部と、を有し、パッケージ配線部の断線により、光源部からの光の射出を停止することを特徴とする。

パッケージが破損すると、パッケージのうち破損箇所においてパッケージ配線部が断線する。パッケージ配線部を用いることで、パッケージの破損とともに光源部からの光の射出を停止することができる。これにより、パッケージが破損した場合に高いエネルギー密度の光の漏洩を防ぎ高い安全性を確保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、パッケージ配線部の断線を検出する断線検出部を有し、断線検出部は、パッケージ配線部の断線を検出した場合に、光源部の駆動を停止させることが望ましい。これにより、パッケージの破損に応じて光源部からの光の射出を停止することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、パッケージは、光源部が配置された第１構造体と、パッケージ配線部が配置された第２構造体と、を有することが望ましい。これにより、第２構造体の破損に応じて光源部からの光の射出を停止することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、パッケージは、パッケージ配線部及び断線検出部を接続する接続用導線を有し、接続用導線は、第１構造体に配置されることが望ましい。これにより、パッケージ配線部の断線を断線検出部で検出することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、第２構造体は、第１構造体に接合可能に形成された接合部を有し、パッケージ配線部の端部は、接合部に配置されることが望ましい。これにより、第１構造体及び第２構造体の接合によって、パッケージ配線部及び断線検出部を容易に接続することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、第１波長の光を射出し、光源部から射出された第１波長の光を波長変換し、第１波長とは異なる波長である第２波長の光を射出する波長変換素子と、パッケージのうち波長変換素子からの光が入射する位置に設けられ、第１波長の光を反射し、第２波長の光を透過させる波長選択透過部と、を有し、パッケージ配線部のパターンは、パッケージのうち波長選択透過部で反射した第１波長の光が入射する領域における間隔が、第１波長の光が入射する領域以外の領域における間隔より小さく形成されることが望ましい。これにより、第１波長の光が入射する可能性が高い箇所についてパッケージ破損の検出分解能を高め、第１波長の光の漏洩を効果的に防止できる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源部から射出された光を波長変換する波長変換素子と、波長変換素子の温度を計測する温度計測部と、温度計測部による計測結果に基づいて、波長変換素子の温度を調節する温度調節部と、を有し、パッケージ配線部は、温度計測部及び温度調節部の少なくとも一方に接続されることが望ましい。これにより、パッケージの破損により、温度計測部による計測、及び温度調節部による温度調節の少なくとも一方を停止することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、パッケージ配線部は、第１配線層と、第１配線層に対して光源部が設けられた側に配置された第２配線層と、を有し、第１配線層におけるパターンと第２配線層におけるパターンとが互いに略直交することが望ましい。第１配線層におけるパターンと第２配線層におけるパターンとを略直交させることで、パッケージ破損の検出分解能を高めることができる。これにより、光の漏洩を効果的に防止できる。

また、本発明の好ましい態様としては、第２構造体は、セラミック部材を用いて構成されることが望ましい。絶縁性部材であるセラミック部材で構成された第２構造体を用いることで、パッケージ配線部同士の不要な導通を遮断できる。

また、本発明の好ましい態様としては、第２構造体は、金属部材を用いて構成され、第２構造体及びパッケージ配線部の間に設けられた絶縁層を有することが望ましい。金属部材で構成された第２構造体を用いることで、パッケージを安価かつ強固にできる。絶縁層を用いることで、パッケージ配線部同士の不要な導通を遮断できる。

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、高いエネルギー密度の光の漏洩を防ぎ高い安全性を確保できる。これにより、高い安全性を確保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、高い安全性を確保できる。これにより、高い安全性を確保可能なモニタ装置を得られる。

さらに、本発明に係る画像表示装置は、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、高いエネルギー密度の光の漏洩を防ぎ高い安全性を確保できる。これにより、高い安全性を確保可能な画像表示装置を得られる。

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、レーザ光を射出する半導体レーザである。半導体素子１１は、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。基本波光は、例えば赤外光である。第１波長は、例えば１０６４ｎｍである。光学プリズム１３は、プリズム用基台１２上に配置されている。光学プリズム１３は、直角三角形の側面を備える。光学プリズム１３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接合面には、ダイクロイック膜１４が形成されている。ダイクロイック膜１４は、第１波長の光を透過させ、第１波長とは異なる波長である第２波長の光を反射する。

第二高調波発生（Second−Harmonic Generation；ＳＨＧ）素子１５は、ＳＨＧ素子用基台１６上に配置されている。ＳＨＧ素子１５は、半導体素子１１からの第１波長の基本波光を波長変換し、第２波長の高調波光を射出する波長変換素子である。高調波光は、例えば可視光である。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１５は、直方体形状をなしている。ＳＨＧ素子１５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１５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１５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１７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１７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１７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。

第１構造体１９及び第２構造体２１は、半導体素子１１、光学プリズム１３、ＳＨＧ素子１５、外部共振器１７を収納するパッケージを構成する。第１構造体１９は、板形状の金属部材を用いて構成されている。半導体素子１１、光学プリズム１３、ＳＨＧ素子１５、外部共振器１７は、第１構造体１９上に配置されている。プリズム用基台１２は、半導体素子１１に対して紙面手前側、及び紙面奥側において光学プリズム１３を支持する。プリズム用基台１２は、半導体素子１１が設けられた部分を空けて形成されている。ＳＨＧ素子用基台１６は、ＳＨＧ素子１５を支持する。

第２構造体２１は、第１構造体１９上にて半導体素子１１、光学プリズム１３、ＳＨＧ素子１５、外部共振器１７を覆う。第２構造体２１は、セラミック部材を用いて構成されている。第１構造体１９及び第２構造体２１は、第２構造体２１の接合部２２を第１構造体１９に接合させることで、半導体素子１１、光学プリズム１３、ＳＨＧ素子１５、外部共振器１７が設けられた空間を密閉する。接合部２２は、第１構造体１９に接合可能に形成された部分であって、第２構造体２１のうち半導体素子１１等を収納する部分の周囲に形成されている。接合部２２は、第２構造体２１の外縁部を第１構造体１９の上面に平行になるように折り曲げて形成されている。接合部２２を薄肉形状とすることで、半田のレーザ加熱等により第１構造体１９及び第２構造体２１を容易に接合できる。

ウィンドウ１８は、第２構造体２１のうち半導体素子１１からの光が入射する位置に設けられている。ウィンドウ１８は、第２構造体２１に形成された開口を完全に塞ぐ形で設けられている。ウィンドウ１８は、第１波長の光を反射し、第２波長の光を透過させる波長選択透過部として機能する。ウィンドウ１８は、ガラス等の透明部材のうち外部共振器１７側の面に誘電体多層膜を設けることにより構成されている。第１構造体１９及び第２構造体２１を用いた密閉構造と、波長選択性を持たせたウィンドウ１８により、光源装置１０外部への基本波光の射出を低減させる。

半導体素子１１からの基本波光は、光学プリズム１３へ入射する。光学プリズム１３へ入射した光は、光学プリズム１３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１４へ入射する。ダイクロイック膜１４へ入射した基本波光は、ダイクロイック膜１４を透過し、光学プリズム１３から射出する。光学プリズム１３からの光は、ＳＨＧ素子１５へ入射する。

光学プリズム１３から基本波光を入射させることによりＳＨＧ素子１５で生じた高調波光は、外部共振器１７を透過する。外部共振器１７を透過した高調波光は、ウィンドウ１８を透過した後、光源装置１０外へ射出する。光学プリズム１３からＳＨＧ素子１５を透過した基本波光は、外部共振器１７で反射する。外部共振器１７で反射した光は、ＳＨＧ素子１５へ入射する。

外部共振器１７から基本波光を入射させることによりＳＨＧ素子１５で生じた高調波光は、光学プリズム１３内のダイクロイック膜１４で反射し、光路が折り曲げられる。ダイクロイック膜１４で反射した光は、光学プリズム１３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１３から射出する。光学プリズム１３から射出した光は、ＳＨＧ素子１５の近傍及び外部共振器１７の近傍を通過する。ＳＨＧ素子１５の近傍及び外部共振器１７の近傍を通過した光は、外部共振器１７を透過した光と略平行に進行し、ウィンドウ１８を透過する。

外部共振器１７側からＳＨＧ素子１５を透過した基本波光は、光学プリズム１３内のダイクロイック膜１４を透過する。ダイクロイック膜１４を透過した光は、光学プリズム１３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１３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１７により反射された光は、半導体素子１１から新たに射出する基本波光と共振して増幅される。光学プリズム１３を用いることで、外部共振器１７からＳＨＧ素子１５へ基本波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１５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、第１構造体１９から第２構造体２１を取り外した状態を示す。図３は、図２に示す第２構造体２１のＡＡ断面構成を示す。図２において第２構造体２１は、第１構造体１９側から斜めに見た構成を示す。パッケージを構成する第２構造体２１には、パッケージ配線部２５が設けられている。図３に示すように、パッケージ配線部２５は、第２構造体２１の内面に沿って配置されている。パッケージ配線部２５は、１本の導線を複数箇所で折り曲げることにより、縞状のパターンをなすように形成されている。パッケージ配線部２５のパターンは、半導体素子１１からの光の進行方向に略直交させて配置されている。パッケージ配線部２５の端部である第１端部２６及び第２端部２７は、いずれも接合部２２に配置されている。パッケージ配線部２５は、例えば、メタライズ技術等を用いて第２構造体２１に金属膜を形成した後、金属膜をパターニングすることにより形成することができる。

図２に示す第１構造体１９は、第２構造体２１側から斜めに見た構成を示す。第１構造体１９上のうち半導体素子１１、プリズム用基台１２、ＳＨＧ素子用基台１６、外部共振器１７が設けられた部分以外の部分には、基板２０が設けられている。基板２０は、絶縁性部材を用いて構成されている。基板２０上のうち半導体素子１１に対向する部分には、光源用電力供給部３３が設けられている。光源用電力供給部３３は、半導体素子１１へ電力を供給するための導線である。光源用電力供給部３３のうち半導体素子１１側とは反対側の端部には、不図示の光源駆動部が接続されている。

基板２０上のうち光源用電力供給部３３の両隣には、第１接続用導線３１及び第２接続用導線３２が設けられている。第１接続用導線３１及び第２接続用導線３２は、パッケージ配線部２５及び不図示の断線検出回路を接続する接続用導線である。基板２０は、光源用電力供給部３３、第１接続用導線３１、及び第２接続用導線３２の不要な導通を遮断する。第１接続用導線３１の端部３４は、第１構造体１９及び第２構造体２１を接合することにより、パッケージ配線部２５の第１端部２６に当接する位置に設置される。

第２接続用導線３２の端部３５は、第１構造体１９及び第２構造体２１を接合することにより、パッケージ配線部２５の第２端部２７に当接する位置に設置される。第２構造体２１の接合部２２に第１端部２６及び第２端部２７を配置しているため、第１構造体１９及び第２構造体２１を接合することで、第１接続用導線３１、第２接続用導線３２及びパッケージ配線部２５を容易に接続できる。

図４は、断線検出回路４０の構成を示す。断線検出回路４０は、パッケージ配線部２５の断線を検出する断線検出部である。断線検出回路４０は、パッケージ配線部２５の断線を電圧の変化により検出する。第１接続用導線３１には、通電用電源４２が接続されている。第２接続用導線３２には、電圧検出用抵抗４３が接続されている。パッケージ配線部２５及び電圧検出用抵抗４３は、通電用電源４２により通電する。コンパレータ４５は、電圧検出用抵抗４３の電圧と、比較用電源４４による基準電圧とを比較し、その大小関係に応じて互いに異なる二値の電圧を出力する。光源駆動部４１は、コンパレータ４５からの入力に応じて半導体素子１１を駆動する。パッケージ配線部２５が通電している間、電圧検出用抵抗４３の電圧と基準電圧の大小関係は一定となる。この間、コンパレータ４５からの入力に応じて、光源駆動部４１は、半導体素子１１の駆動を継続する。

例えば、第２構造体２１の破損によりパッケージ配線部２５が断線したとする。パッケージ配線部２５の断線により、電圧検出用抵抗４３の電圧及び基準電圧の大小関係は変化する。電圧検出用抵抗４３の電圧及び基準電圧の大小関係の変化に応じて、光源駆動部４１は、半導体素子１１の駆動を停止する。このようにして、断線検出回路４０は、パッケージ配線部２５の断線を検出した場合に、半導体素子１１の駆動を停止する。半導体素子１１は、パッケージ配線部２５の断線により、光の射出を停止する。

以上により、パッケージ配線部２５を用いることで、パッケージの破損とともに半導体素子１１からの光の射出を停止することができる。これにより、パッケージが破損した場合に高いエネルギー密度の光の漏洩を防ぎ高い安全性を確保できるという効果を奏する。なお、断線検出回路４０は、パッケージ配線部２５の断線を検出可能であれば良く、本実施例で説明する構成に限られない。

図５は、本実施例の変形例を説明するものである。本変形例の第２構造体４７は、金属部材を用いて構成されている。第２構造体４７及びパッケージ配線部２５の間には、絶縁層４６が設けられている。絶縁層４６は、パッケージ配線部２５及び第２構造体４７間の導通を遮断する。金属部材で構成された第２構造体４７を用いることで、パッケージを安価かつ強固にできる。絶縁層４６を用いることで、パッケージ配線部２５同士の不要な導通を遮断できる。本変形例で説明するパッケージ配線部２５は、第２構造体４７に絶縁層４６及び金属膜を積層した後、金属層をパターニングすることにより形成することができる。

光源装置１０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。光源部は、複数の光を射出するアレイ光源であっても良い。光源装置１０は、本実施例で説明する構成である場合に限られず、構成を適宜変更しても良い。

図６は、本発明の実施例２に係る光源装置５０の概略構成を示す。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。ウィンドウ５１は、外部共振器１７からの光線に対して傾けて配置されている。ウィンドウ５１は、第１波長の光を反射し、第２波長の光を透過させる波長選択透過部として機能する。ウィンドウ５１は、ガラス等の透明部材のうち外部共振器１７側の面に誘電体多層膜を設けることにより構成されている。外部共振器１７から射出した高調波光は、ウィンドウ５１を透過した後、光源装置５０外へ射出する。外部共振器１７からウィンドウ５１へ斜めに入射した基本波光は、ウィンドウ５１で反射した後、第２構造体２１へ入射する。第２構造体２１へ入射した基本波光は、第２構造体２１で吸収される。

図７は、第２構造体２１に設けられたパッケージ配線部５２の構成を説明するものである。領域ＡＲは、第２構造体２１のうちウィンドウ５１で反射した第１波長の基本波光が入射する領域、及びその近傍の領域である。パッケージ配線部５２のパターンは、領域ＡＲにおける間隔が、第２構造体２１のうち領域ＡＲ以外の領域より小さく形成されている。パッケージ配線部５２のパターンは、領域ＡＲにおける幅も、領域ＡＲ以外の領域より小さく形成されている。パッケージ配線部５２の幅を小さくすることで、パッケージ配線部５２を密に配置することができる。パッケージ配線部５２の間隔を領域ＡＲにて小さくすることで、基本波光が入射する可能性が高い箇所についてパッケージ破損の検出分解能を高めることができる。これにより、基本波光の漏洩を効果的に防止できる。

図８〜図１０は、本発明の実施例３に係る光源装置について説明するものである。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図８に示すように、ＳＨＧ素子１５上には、ヒータ６１及びサーミスタ６２が設けられている。ヒータ６１は、ＳＨＧ素子１５の中心部に配置されている。ヒータ６１は、熱の供給によりＳＨＧ素子１５の温度を調節する温度調節部である。ヒータ６１は、例えば電熱ヒータである。サーミスタ６２は、ＳＨＧ素子１５の温度を計測する温度計測部である。サーミスタ６２は、ＳＨＧ素子１５のうち中心部以外の位置に配置されている。サーミスタ６２は、ＳＨＧ素子１５の温度を計測可能であれば良く、本実施例で説明する位置に配置する場合に限られない。

図９は、ＳＨＧ素子１５の温度を調節するためのブロック構成を示す。サーミスタ６２は、温度の変化を抵抗値の変化として温度制御部６３へ出力する。温度制御部６３は、サーミスタ６２により計測された温度、及び所定の設定温度の偏差からヒータ６１へ供給する電力量を計算し、計算された電力量に応じた電力をヒータ６１へ供給する。温度制御部６３は、サーミスタ６２による計測結果に基づいてヒータ６１のフィードバック制御を行う。ヒータ６１は、サーミスタ６２による計測結果に基づいて、ＳＨＧ素子１５の温度を調節する。

図１０は、第１接続用導線３１及び第２接続用導線３２の間にヒータ６１が接続された構成を説明するものである。ヒータ６１は、第１接続用導線３１の端部６４、及びパッケージ配線部２５の第１端部２６の間に接続されている。ヒータ６１は、第１接続用導線３１、第２接続用導線３２及びパッケージ配線部２５を備えた回路を用いて電力が供給される。パッケージ配線部２５が断線した場合、ヒータ６１は、電力供給が遮断されることで駆動を停止する。本実施例では、パッケージ配線部２５の断線により、半導体素子１１が駆動を停止するとともに、ヒータ６１も駆動を停止する。これにより、パッケージの破損により、半導体素子１１の駆動を停止するとともに、ヒータ６１による温度調節も停止することができる。また、ヒータ６１への電力供給のための配線を別途設ける必要が無いため、光源装置を簡易な構成にできる。

光源装置は、パッケージ配線部２５にサーミスタ６２の信号線を接続することとしても良い。サーミスタ６２は、ヒータ６１の場合と同様にして、パッケージ配線部２５に接続することができる。これにより、パッケージの破損により、半導体素子１１の駆動を停止するとともに、サーミスタ６２による計測も停止することができる。ヒータ６１の位置、数量、形状は、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。温度調節部としては、ヒータ６１の他、ペルチェ素子や薄膜状の抵抗体を用いても良い。また、温度調節部として、赤外線照射等のエネルギーを制御することで温度制御を行うものを利用しても良い。

図１１は、本発明の実施例４に係る光源装置の要部概略構成を示す。本実施例の光源装置は、第１配線層７７及び第２配線層７２により構成されたパッケージ配線部を有することを特徴とする。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第１配線層７７は、上記実施例のパッケージ配線部２５（図２参照）と同様に構成されている。

第２配線層７２は、第１配線層７７に対して半導体素子１１（図１参照）が設けられた側に配置されている。第１配線層７７におけるパターンと第２配線層７２におけるパターンは、互いに略直交する。第１配線層７７及び第２配線層７２の間には、絶縁層７１が設けられている。絶縁層７１は、第１配線層７７及び第２配線層７２間の不要な導通を遮断する。絶縁層７１は、絶縁性部材を用いて構成されている。

パッケージ配線部のうち第１配線層７７の第１端部２６は、第１接続用導線３１の端部３４（図２参照）に接続されている。第１配線層７７のうち第１端部２６とは反対側の第２端部７３は、第２配線層７２の第１端部７４に合わせて配置されている。絶縁層７１のうち、第１配線層７７の第２端部７３及び第２配線層７２の第１端部７４に挟まれた部分には、不図示の貫通孔が形成されている。第１配線層７７の第２端部７３及び第２配線層７２の第１端部７４は、貫通孔に設けられた不図示のバンプにより接続されている。バンプは、導電性部材、例えば金属部材を用いて構成されている。

パッケージ配線部のうち第２配線層７２の第２端部７６は、第２接続用導線３２の端部３５（図２参照）に接続されている。このような構成により、パッケージ配線部の第１配線層７７及び第２配線層７２は、第１接続用導線３１及び第２接続用導線３２の間に接続されている。本実施例の光源装置は、パッケージの破損によりパッケージ配線部の第１配線層７７及び第２配線層７２の少なくとも一方に断線が生じれば、半導体素子１１からの光の射出を停止する。第１配線層７７におけるパターンと第２配線層７２におけるパターンとを略直交させることで、パッケージ破損の検出分解能を高めることができる。これにより、光の漏洩を効果的に防止できる。

各実施例において、パッケージ配線部は、１本の導線で構成する場合に限られず、２本以上の複数本の導線で構成することとしても良い。例えば実施例３において２本の導線によりパッケージ配線部を構成する場合、一方の導線にヒータ、他方の導線にサーミスタを接続することとしても良い。各実施例の構成は、適宜組み合わせることとしても良い。

図１２は、本発明の実施例５に係るモニタ装置８０の概略構成を示す。モニタ装置８０は、装置本体８１と、光伝送部８２とを有する。装置本体８１は、上記実施例１の光源装置１０（図１参照）を備える。光伝送部８２は、２つのライトガイド８４、８５を有する。光伝送部８２のうち被写体（不図示）側の端部には、拡散板８６及び結像レンズ８７が設けられている。第１ライトガイド８４は、光源装置１０からの光を被写体へ伝送する。拡散板８６は、第１ライトガイド８４の射出側に設けられている。第１ライトガイド８４内を伝播した光は、拡散板８６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８６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８５は、被写体からの光をカメラ８３へ伝送する。結像レンズ８７は、第２ライトガイド８５の入射側に設けられている。結像レンズ８７は、被写体からの光を第２ライトガイド８５の入射面へ集光させる。被写体からの光は、結像レンズ８７により第２ライトガイド８５へ入射した後、第２ライトガイド８５内を伝播してカメラ８３へ入射する。

第１ライトガイド８４、第２ライトガイド８５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８３は、装置本体８１内に設けられている。カメラ８３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８５から入射した光をカメラ８３へ入射させることで、カメラ８３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、高いエネルギー密度の光の漏洩を防ぎ高い安全性を確保できる。これにより、高い安全性を確保できるという効果を奏する。なお、モニタ装置８０は、上記実施例のいずれの光源装置を適用しても良い。

図１３は、本発明の実施例６に係るプロジェクタ９０の概略構成を示す。プロジェクタ９０は、スクリーン９９に光を供給し、スクリーン９９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９０は、赤色（Ｒ）光用光源装置９１Ｒ、緑色（Ｇ）光用光源装置９１Ｇ、青色（Ｂ）光用光源装置９１Ｂを有する。各色光用光源装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂ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９０は、各色光用光源装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂからの光を用いて画像を表示する。

Ｒ光用光源装置９１Ｒは、Ｒ光を供給する光源装置である。拡散素子９２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９２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９３は、Ｒ光用光源装置９１Ｒからのレーザ光を平行化させ、Ｒ光用空間光変調装置９４Ｒへ入射させる。Ｒ光用光源装置９１Ｒ、拡散素子９２、及びフィールドレンズ９３は、Ｒ光用空間光変調装置９４Ｒを照明する照明装置を構成する。Ｒ光用空間光変調装置９４Ｒ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９４Ｒ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９５へ入射する。

Ｇ光用光源装置９１Ｇは、Ｇ光を供給する光源装置である。拡散素子９２及びフィールドレンズ９３を経たレーザ光は、Ｇ光用空間光変調装置９４Ｇへ入射する。Ｇ光用光源装置９１Ｇ、拡散素子９２、及びフィールドレンズ９３は、Ｇ光用空間光変調装置９４Ｇを照明する照明装置を構成する。Ｇ光用空間光変調装置９４Ｇ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９４Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム９５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９１Ｂは、Ｂ光を供給する光源装置である。拡散素子９２及びフィールドレンズ９３を経たレーザ光は、Ｂ光用空間光変調装置９４Ｂへ入射する。Ｂ光用光源装置９１Ｂ、拡散素子９２、及びフィールドレンズ９３は、Ｂ光用空間光変調装置９４Ｂを照明する照明装置を構成する。Ｂ光用空間光変調装置９４Ｂ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９４Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム９５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９５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９６、９７を有する。第１ダイクロイック膜９６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９７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９５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９８の方向へ射出する。投写レンズ９８は、クロスダイクロイックプリズム９５で合成された光をスクリーン９９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９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂを用いることにより、高いエネルギー密度の光の漏洩を防ぎ高い安全性を確保できる。これにより、高い安全性を確保できるという効果を奏する。なお、各色光用光源装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂは、上記各実施例で説明するいずれの光源装置と同様の構成を適用しても良い。プロジェクタ９０は、例えば、Ｒ光用光源装置９１ＲについてはＳＨＧ素子を用いず光源部からの基本波光をそのまま射出するものとし、Ｇ光用光源装置９１Ｇ及びＢ光用光源装置９１Ｂについて、上記の光源装置１０と同様の構成としても良い。

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、画像表示装置である液晶ディスプレイに適用しても良い。本発明の光源装置と導光板を組み合わせることにより、液晶パネルを照明する照明装置として用いることができる。この場合も、高い安全性を確保することができる。本発明の光源装置は、モニタ装置や画像表示装置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、レーザ光を用いた露光のための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、モニタ装置や画像表示装置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。 第１構造体から第２構造体を取り外した状態を示す図。 図２に示す第２構造体のＡＡ断面構成を示す図。 断線検出回路の構成を示す図。 実施例１の変形例を説明する図。 本発明の実施例２に係る光源装置の概略構成を示す図。 第２構造体に設けられたパッケージ配線部の構成を説明する図。 ヒータ及びサーミスタの配置を説明する図。 ＳＨＧ素子の温度を調節するためのブロック構成を示す図。 第１接続用導線等にヒータが接続された構成を説明する図。 本発明の実施例４に係る光源装置の要部概略構成を示す図。 本発明の実施例５に係るモニタ装置の概略構成を示す図。 本発明の実施例６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 プリズム用基台、１３ 光学プリズム、１４ ダイクロイック膜、１５ ＳＨＧ素子、１６ ＳＨＧ素子用基台、１７ 外部共振器、１８ ウィンドウ、１９ 第１構造体、２０ 基板、２１ 第２構造体、２２ 接合部、２５ パッケージ配線部、２６ 第１端部、２７ 第２端部、３１ 第１接続用導線、３２ 第２接続用導線、３３ 光源用電力供給部、３４、３５ 端部、４０ 断線検出回路、４１ 光源駆動部、４２ 通電用電源、４３ 電圧検出用抵抗、４４ 比較用電源、４５ コンパレータ、４６ 絶縁層、４７ 第２構造体、５０ 光源装置、５１ ウィンドウ、５２ パッケージ配線部、６１ ヒータ、６２ サーミスタ、６３ 温度制御部、６４ 端部、７１ 絶縁層、７２ 第２配線層、７３、７６ 第２端部、７４ 第１端部、７７ 第１配線層、８０ モニタ装置、８１ 装置本体、８２ 光伝送部、８３ カメラ、８４ 第１ライトガイド、８５ 第２ライトガイド、８６ 拡散板、８７ 結像レンズ、９０ プロジェクタ、９１Ｒ Ｒ光用光源装置、９１Ｇ Ｇ光用光源装置、９１Ｂ Ｂ光用光源装置、９２ 拡散素子、９３ フィールドレンズ、９４Ｒ Ｒ光用空間光変調装置、９４Ｇ Ｇ光用空間光変調装置、９４Ｂ Ｂ光用空間光変調装置、９５ クロスダイクロイックプリズム、９６ 第１ダイクロイック膜、９７ 第２ダイクロイック膜、９８ 投写レンズ、９９ スクリーン

Claims (13)

1. 光を射出する光源部と、
   少なくとも前記光源部を収納するパッケージと、
   前記パッケージに設けられ、パターンをなすように形成されたパッケージ配線部と、を有し、
   前記パッケージ配線部の断線により、前記光源部からの光の射出を停止することを特徴とする光源装置。
2. 前記パッケージ配線部の断線を検出する断線検出部を有し、
   前記断線検出部は、前記パッケージ配線部の断線を検出した場合に、前記光源部の駆動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記パッケージは、
   前記光源部が配置された第１構造体と、
   前記パッケージ配線部が配置された第２構造体と、を有す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. 前記パッケージ配線部及び前記断線検出部を接続する接続用導線を有し、
   前記接続用導線は、前記第１構造体に配置されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記第２構造体は、前記第１構造体に接合可能に形成された接合部を有し、
   前記パッケージ配線部の端部は、前記接合部に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源装置。
6. 前記光源部は、第１波長の光を射出し、
   前記光源部から射出された前記第１波長の光を波長変換し、前記第１波長とは異なる波長である第２波長の光を射出する波長変換素子と、
   前記パッケージのうち前記波長変換素子からの光が入射する位置に設けられ、前記第１波長の光を反射し、前記第２波長の光を透過させる波長選択透過部と、を有し、
   前記パッケージ配線部のパターンは、前記パッケージのうち前記波長選択透過部で反射した前記第１波長の光が入射する領域における間隔が、前記第１波長の光が入射する領域以外の領域における間隔より小さく形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源装置。
7. 前記光源部から射出された光を波長変換する波長変換素子と、
   前記波長変換素子の温度を計測する温度計測部と、
   前記温度計測部による計測結果に基づいて、前記波長変換素子の温度を調節する温度調節部と、を有し、
   前記パッケージ配線部は、前記温度計測部及び前記温度調節部の少なくとも一方に接続されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源装置。
8. 前記パッケージ配線部は、第１配線層と、前記第１配線層に対して前記光源部が設けられた側に配置された第２配線層と、を有し、前記第１配線層におけるパターンと前記第２配線層におけるパターンとが互いに略直交することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光源装置。
9. 前記第２構造体は、セラミック部材を用いて構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源装置。
10. 前記第２構造体は、金属部材を用いて構成され、
    前記第２構造体及び前記パッケージ配線部の間に設けられた絶縁層を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源装置。
11. 請求項１〜１０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。
12. 請求項１１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。
13. 請求項１〜１０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画像表示装置。

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