光源装置、画像表示装置、プロジェクタ、照明装置、及びモニタ装置
【課題】所定面を効率良く照明できる照射光を生成できる光源装置を提供する。
【解決手段】所定面に照射するための照射光を生成する光源装置は、レーザ光を射出する複数のレーザ光源と、入射した光を回折させ、所定面に供給するための光を射出する回折光学素子と、レーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光が入射されるとともに、入射された複数のレーザ光を集光し、集光した光を回折光学素子に入射させる光学系とを備えている。光学系は、複数のレーザ光の少なくとも一部を所定面の中央側に集光し、回折光学素子に光を入射させる。
【解決手段】所定面に照射するための照射光を生成する光源装置は、レーザ光を射出する複数のレーザ光源と、入射した光を回折させ、所定面に供給するための光を射出する回折光学素子と、レーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光が入射されるとともに、入射された複数のレーザ光を集光し、集光した光を回折光学素子に入射させる光学系とを備えている。光学系は、複数のレーザ光の少なくとも一部を所定面の中央側に集光し、回折光学素子に光を入射させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、画像表示装置、プロジェクタ、照明装置、及びモニタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置等の空間光変調装置で生成された画像情報を含む色光を投射系を用いてスクリーン上に投射する投射型画像表示装置（プロジェクタ）において、レーザ光源を用いる技術が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−６４７８９号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プロジェクタにおいて、レーザ光により空間光変調装置の入射面を効率良く照明することが重要である。したがって、レーザ光により空間光変調装置の入射面を効率良く照明するための光学系を構築することが重要である。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、所定面を効率良く照明できる照射光を生成できる光源装置を提供することを目的とする。また、光源装置からの照射光を用いて画像を表示する画像表示装置、プロジェクタを提供することを目的とする。また、光源装置からの照射光を用いる照明装置、モニタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
【０００６】
本発明の第１の観点によると、所定面に照射するための照射光を生成する光源装置であって、レーザ光を射出する複数のレーザ光源と、入射した光を回折させ、前記所定面に供給するための光を射出する回折光学素子と、前記レーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光が入射されるとともに、該入射された複数のレーザ光を集光し、該集光した光を前記回折光学素子に入射させる光学系と、を備え、前記光学系は、前記複数のレーザ光の少なくとも一部を前記所定面の中央側に集光し、前記回折光学素子に光を入射させることを特徴とする光源装置が提供される。
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、複数のレーザ光源を設けることによって、所定面を照明するための高い照度（輝度）を有する照射光を生成できるとともに、スペックルパターンの発生を抑制し、所定面を良好に照明できる。また、複数のレーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光を集光する光学系を設け、その光学系で集光した光を回折光学素子に入射させるようにしたので、所定面を効率良く照明できる照射光を生成できる。そして、複数のレーザ光を所定面の中央側に集光することによって、高い回折効率を実現でき、光利用効率の高い光源装置を実現できる。
【０００８】
本発明の光源装置において、前記光学系は、前記回折光学素子に入射させる前記複数のレーザ光を平行にする構成を採用できる。これにより、回折光学素子に入射する光の波面をフラットにすることができ、回折光学素子は、高い回折効率で、所望の回折光を良好に生成できる。また、回折光学素子に入射する光の波面をフラットにすることで、回折光学素子を設計するときの負担、及び光源装置を製造するときの負担を軽減できる。
【０００９】
本発明の光源装置において、前記回折光学素子は、入射部及び射出部を有し、前記入射部に入射した光を、前記射出部で回折させ、前記入射部に配置され、前記射出部に供給される前記複数のレーザ光を平行にするコリメート光学素子を有する構成を採用できる。これにより、部品点数の増大を抑制しつつ、高い回折効率で、所望の回折光を良好に生成できる。
【００１０】
本発明の光源装置において、前記光学系は、該光学系の光軸が、前記所定面の所定領域と交差しないように配置される構成を採用できる。これにより、光学系から射出された光が所定面に直接的に供給されることを抑制できる。
【００１１】
本発明の光源装置において、前記回折光学素子は、該回折光学素子から発生する０次光が、前記所定面の所定領域に入射しないように配置される構成を採用できる。これにより、回折光学素子から０次光が発生しても、その０次光が所定面に入射することを抑制できる。したがって、所定面を所望状態で照明できる。
【００１２】
本発明の光源装置において、前記光学系は、屈折レンズを含む構成を採用できる。これにより、光学系を構築する際の設計上、製造上の負担を軽減できる。
【００１３】
本発明の光源装置において、前記光学系は、フレネルレンズを含む構成を採用できる。これにより、光学系を小型化できる。
【００１４】
本発明の光源装置において、前記回折光学素子は、前記光学系からの光が入射され、前記所定面に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率で射出する複数のセル領域を有し、前記セル領域それぞれの回折効率はほぼ等しい構成を採用できる。これにより、高い回折効率を有する各セル領域のそれぞれから発生した光で、所定面を高い照度で効率良く照明できる。また、スペックルパターンの発生を抑え、所定面をほぼ均一な照度分布で照明できる。
【００１５】
本発明の光源装置において、前記回折光学素子は、前記光学系からの光が入射され、前記所定面に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率で射出する複数のセル領域を有し、前記セル領域のそれぞれから前記所定面に供給される光によって形成される複数の照射領域は、前記所定面において合致する構成を採用できる。これにより、各セル領域から発生した光によって、所定面の所定領域を重畳的に照明できる。これにより、所定面を高い照度で効率良く照明できる。また、スペックルパターンの発生を抑え、所定面をほぼ均一な照度分布で照明できる。
【００１６】
本発明の第２の観点によると、上記に記載の光源装置からの照射光が照射され、前記所定面を介した光により画像を表示することを特徴とする画像表示装置が提供される。
【００１７】
本発明の第２の観点によれば、所望状態で照明された所定面を介した照射光により所望の画像を得ることができる。
【００１８】
本発明の画像表示装置において、前記所定面は、照射された照射光を画像信号に応じて光変調する空間光変調装置の入射面を含む構成を採用できる。これにより、所望の画像を表示することができる。
【００１９】
本発明の第３の観点によると、上記に記載の画像表示装置を含み、前記所定面を介した画像情報を含む光を表示面に投射する投射系を備えたことを特徴とするプロジェクタが提供される。
【００２０】
本発明の第３の観点によれば、良好な画像を形成できる。
【００２１】
本発明の第４の観点によると、上記に記載の光源装置を備えたことを特徴とする照明装置が提供される。
【００２２】
本発明の第４の観点によれば、高い照度の照射光で所定面を均一な照度分布で照明できる。
【００２３】
本発明の第５の観点によると、上記に記載の光源装置を備えたことを特徴とするモニタ装置が提供される。
【００２４】
本発明の第５の観点によれば、高い照度の照射光で物体を照明し、その物体を良好にモニタできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００２６】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る光源装置１を示す概略構成図、図２は、図１を模式的に示す斜視図である。図１及び図２において、光源装置１は、所定部材１０の所定面１１に照射するための照射光を生成するものであって、レーザ光を射出する複数のレーザ光源２と、入射したレーザ光を回折させ、所定面１１に供給するためのレーザ光（回折光）を射出する回折光学素子５と、複数のレーザ光源２のそれぞれから射出された複数のレーザ光が入射されるとともに、その入射された複数のレーザ光を集光し、その集光した光を回折光学素子５に入射させる光学系８とを備えている。光学系８は、レーザ光源２からの複数のレーザ光の少なくとも一部を所定面１１の中央側（図中、−Ｘ側）に集光し、回折光学素子５に光を入射させる。本実施形態においては、所定面１１は、ＸＹ平面とほぼ平行である。以下の説明においては、光源装置１が、ＸＹ平面とほぼ平行な所定面１１の所定領域（照明領域）に照射光を照射する場合を例にして説明する。所定部材１０の所定面１１と照明領域とはほぼ同じ大きさとする。
【００２７】
回折光学素子５は、レーザ光源２と所定面１１との間に配置されている。光学系８は、レーザ光源２と回折光学素子５との間に配置されている。また、本実施形態においては、回折光学素子５と所定面１１との間には、角度調整用光学素子９が配置されている。なお、図２においては、角度調整用光学素子９の図示を省略してある。
【００２８】
レーザ光源２は、レーザ光を射出する。本実施形態においては、レーザ光源２は複数設けられており、各レーザ光源２の光射出面は、＋Ｚ側を向いている。各レーザ光源２は、＋Ｚ方向に向かって、Ｚ軸とほぼ平行なレーザ光を射出する。また、本実施形態においては、複数のレーザ光源２は、二次元方向（図１、図２の例ではＸＹ方向）に複数並べられている。複数のレーザ光源２のそれぞれは、光学系８にレーザ光を照射する。
【００２９】
光学系８は、複数のレーザ光源２のそれぞれから射出された複数のレーザ光が照射されるとともに、その複数のレーザ光を集光し、集光したレーザ光を、回折光学素子５に入射させる。
【００３０】
本実施形態においては、光学系８は、レーザ光源２からのレーザ光が入射する入射面６Ａ、及び入射面６Ａからのレーザ光が射出する射出面６Ｂを有する第１光学素子６と、第１光学素子６からのレーザ光が入射する入射面７Ａ、及び入射面７Ａからのレーザ光が射出する射出面７Ｂを有する第２光学素子７とを有する。
【００３１】
本実施形態においては、第１光学素子６及び第２光学素子７のそれぞれは、屈折レンズ（幾何光学的レンズ）である。第１光学素子６の入射面６Ａは、ＸＹ平面とほぼ平行な平面であり、射出面６Ｂは、＋Ｚ側（レーザ光源２と反対側）に向かって凸状の曲面である。すなわち、本実施形態の第１光学素子６は、所謂平凸レンズである。第２光学素子７の入射面７Ａは、ＸＹ平面とほぼ平行な平面であり、射出面７Ｂは、＋Ｚ側（レーザ光源２と反対側）に向かって凹む曲面である。すなわち、本実施形態の第２光学素子７は、所謂平凹レンズである。
【００３２】
第１光学素子６及び第２光学素子７を含む光学系８は、レーザ光源２から入射された複数のレーザ光を集光して射出する。また、光学系８は、射出する複数のレーザ光（光線群）を平行にする。すなわち、本実施形態の光学系８は、入射した光を集光して射出する集光光学系としての機能と、射出する光を平行にするコリメート光学系（平行化光学系、視準光学系）としての機能とを有する。本実施形態においては、光学系８のうち、第１光学素子６が、主に集光機能を発揮し、第２光学素子７が、主にコリメート機能（平行化機能、視準機能）を発揮する。
【００３３】
光学系８は、レーザ光源２より射出され、回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を集光し、平行化（視準化）し、その集光し、平行化（視準化）したレーザ光を、回折光学素子５に入射させる。
【００３４】
光学系８は、レーザ光源２より射出されたレーザ光の少なくとも一部を所定面１１の中央側に集光させる。本実施形態においては、光学系８（及び回折光学素子５）は、所定部材１０の所定面１１に対して＋Ｘ側にずれるように配置されており、光学系８は、レーザ光源２より射出されたレーザ光の少なくとも一部を−Ｘ側に集光させる。
【００３５】
回折光学素子５は、光学系８からのレーザ光が入射する入射面３、及び入射面３からのレーザ光が射出する射出面４を有し、入射面３に入射したレーザ光を回折して回折光を生成し、所定面１１に供給するためのレーザ光を射出面４より射出する。
【００３６】
回折光学素子５の入射面３には、光学系８からの平行化されたレーザ光が照射される。本実施形態においては、回折光学素子５の入射面３は、ＸＹ平面とほぼ平行であり、光学系８は、Ｚ軸とほぼ平行なレーザ光を射出する。すなわち、本実施形態においては、回折光学素子５の入射面３には、光学系８からのレーザ光がほぼ垂直に入射する。また、本実施形態においては、回折光学素子５の射出面４も、ＸＹ平面とほぼ平行である。
【００３７】
回折光学素子５は、例えば石英（ガラス）、透明な合成樹脂等、レーザ光を透過可能な材料で形成されている。本実施形態の回折光学素子５は、計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram;ＣＧＨ）を含む。
【００３８】
回折光学素子（ホログラム素子）５は、照明領域設定機能、拡散光生成機能（照度均一化機能）、及び拡大照明機能を有する。照明領域設定機能を有する回折光学素子５を含む光源装置１は、レーザ光源２から射出され、光学系８を介して供給されたレーザ光に基づいて、所定面１１を所定の照明領域で照明する。また、拡散光生成機能を有する回折光学素子５を含む光源装置１は、所定面１１の照明領域の少なくとも一部の照度を均一化する。また、拡大照明機能を有する回折光学素子５を含む光源装置１は、回折光学素子５の射出面４から光が射出される射出領域よりも大きい照明領域で所定面１１を照明する。
【００３９】
図３は、回折光学素子の一例を示す模式図であって、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。図３において、回折光学素子５は、その表面に複数の矩形状の凹部（凹凸構造）５Ｍを有している。凹部５Ｍは、互いに異なる深さを有している。また、凹部５Ｍどうしの間の複数の凸部も互いに異なる高さを有している。そして、凹部５Ｍどうしのピッチｄ及び凹部５Ｍの深さ（凸部の高さ）ｔを含む回折光学素子５の表面条件を適宜調整することにより、回折光学素子５に所定の機能（照明領域設定機能、拡散光生成機能、及び拡大照明機能）を持たせることができる。その表面条件を最適化する設計手法としては、例えば反復フーリエ法など、所定の演算手法（シミュレーション手法）が挙げられる。
【００４０】
なお、回折光学素子５としては、矩形の凹部５Ｍを有するものに限られず、互いに異なる方向を向く平面を組み合わせた表面を有するものであってもよい。例えば、回折光学素子５としては、図４に示すような、斜面を有する三角形状の凹部を有するものであってもよい。また回折光学素子５としては、図３に示したような矩形状の凹部５Ｍを有する領域と、図４に示したような三角形状の凹部を有する領域とのそれぞれを有するものであってもよい。そして、その表面条件を最適化することにより、所望の機能を有する回折光学素子５を形成することができる。
【００４１】
図１に示すように、角度調整用光学素子９は、レーザ光が入射する入射面９Ａ、及び入射面９Ａからのレーザ光が射出する射出面９Ｂを有し、入射面９Ａより入射したレーザ光の射出角度を調整して、射出面９Ｂより射出する。本実施形態においては、角度調整用光学素子９は、回折光学素子５と所定面１１との間に配置されており、角度調整用光学素子９の入射面９Ａには、回折光学素子５からのレーザ光が入射する。本実施形態においては、角度調整用光学素子９は、屈折レンズ（フィールドレンズ）である。屈折レンズは、例えば球面レンズ、又は非球面レンズ等の光軸に対して回転対称な軸対象レンズを含む。あるいは、角度調整用光学素子９はフレネルレンズ等を含むものでもよい。角度調整用光学素子９は、射出面９Ｂから射出されるレーザ光の射出角度、ひいては所定面１１に対するレーザ光（照射光）の入射角度を調整可能である。
【００４２】
図１及び図２に示すように、本実施形態においては、光学系８は、その光学系８の光軸が、所定面１１と交差しないように配置されている。換言すれば、ＸＹ平面において、光学系８の光軸と所定面１１とが重ならないように、それら光学系８と所定面１１とが、所定の位置関係で配置されている。
【００４３】
本実施形態においては、光学系８の光軸とＺ軸とがほぼ平行であり、光学系８から射出される集光、平行化後のレーザ光は、光軸に沿って進行する。本実施形態においては、所定面１１は、光学系８から射出され、回折光学素子５に入射するレーザ光（集光、平行化後のレーザ光）の延長線上から外れた位置に設けられている。
【００４４】
また、回折光学素子５は、その回折光学素子５から発生する０次光が、所定面１１に入射しないように配置されている。換言すれば、入射面１１は、回折光学素子５から発生する０次光が入射されない位置に設けられている。そして、回折光学素子５は、発生した１次光で、角度調整用光学素子９を介して、所定面１１を照明する。
【００４５】
上述のように、回折光学素子５と所定面１１との間には角度調整用光学素子９が設けられている。角度調整用光学素子９は、回折光学素子５からの１次光が照射されるとともに、射出する光の射出角度を調整する。角度調整用光学素子９は、回折光学素子５から照射された光の射出角度、ひいては所定面１１に対する光の入射角度を調整可能である。
【００４６】
次に、光源装置１の動作の一例について説明する。複数のレーザ光源２のそれぞれから射出されたレーザ光は、光学系８の第１光学素子６に入射し、その第１光学素子６を通過した後、第２光学素子７に入射し、その第２光学素子７を通過して、光学系８より射出される。光学系８は、回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を集光し、平行化する。光学系８より射出されたレーザ光は、回折光学素子５の入射面３に入射し、その回折光学素子５を通過した後、回折光学素子５の射出面４より射出される。回折光学素子５は、入射面３より入射したレーザ光により回折光を生成し、射出面４より射出する。
【００４７】
回折光学素子３の射出面４から射出されたレーザ光（回折光、１次光）は、角度調整用光学素子９の入射面９Ａに入射し、その角度調整用光学素子９を通過した後、角度調整用光学素子９の射出面９Ｂより射出される。角度調整用光学素子９は、入射面９Ａより入射したレーザ光の射出角度を調整して、射出面９Ｂより射出する。角度調整用光学素子９の射出面９Ｂから射出されたレーザ光は、所定面１１に照射される。光学系８、回折光学素子５、及び角度調整用光学素子９を介したレーザ光は、所定面１１の所定領域（例えば矩形状の領域）に対して所定の入射角度で入射する。このように、本実施形態の光源装置１は、所定面１１を所定の照明領域（矩形状の照明領域）で照明する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数のレーザ光源２を設けたので、所定面１１を照明するための高い照度（輝度）を有する照射光を生成でき、所定面１１を良好に照明できる。また、複数のレーザ光源２のそれぞれから射出された複数のレーザ光を所定面１１の中央側に集光する光学系８を設け、その光学系８で集光した光を回折光学素子５に入射させるようにしたので、所定面１１を効率良く照明できる照射光を生成できる。そして、複数のレーザ光を所定面１１の中央側に集光することによって、高い回折効率を実現でき、光利用効率の高い光源装置１を実現できる。
【００４９】
例えば、図５に示すように、光学系８を設けず、複数のレーザ光源２のそれぞれに対応するように回折光学素子５を複数設け、それら各回折光学素子５から発生した光で所定面１１を重畳的に照明する場合について考える。図５において、複数のレーザ光源２のうち、所定面１１に対して遠い位置に配置されたレーザ光源２Ｔに対応する回折光学素子５Ｔは、発生する回折光（１次光）で所定面１１を照明するために、その発生する回折光の角度（回折角）を大きくする必要がある。換言すれば、回折光学素子５Ｔは、回折角が大きくなるように設計される必要がある。
【００５０】
一般に、回折光学素子５から発生する回折光の角度（回折角）が小さいほど、回折効率（回折光学素子５に入射する光強度ＩＯと回折光学素子５より射出する光強度ＩＰとの比＝ＩＰ／ＩＯ）は大きくなる。したがって、図５に示す例では、回折光学素子５Ｔから発生する回折光の所定面１１での照度は、他の回折光学素子５から発生する回折光の所定面１１での照度よりも小さくなってしまう可能性がある。この場合、レーザ光源２Ｔの性能を十分に発揮することができず、照明効率が低下する。
【００５１】
このように、複数のレーザ光源２のそれぞれに対応するように回折光学素子５を複数設け、それら各回折光学素子５から発生した光で所定面１１を重畳的に照明する場合において、所定面１１と各回折光学素子５との位置関係等によっては、複数の回折光学素子５のうち、ある回折光学素子５（図５においては回折光学素子５Ｔ）の回折角を大きくしなければならない状況が生じ、その回折光学素子５（５Ｔ）の回折効率の低下を招くおそれがある。
【００５２】
本実施形態によれば、複数のレーザ光源２のそれぞれから射出された複数のレーザ光を光学系８で所定面１１の中央側に集光し、その集光した光を回折光学素子５に入射させるので、高い回折効率を実現できる。したがって、回折光学素子５の高い回折効率が得られるように光源装置１及び回折光学素子５を設計することによって、高い回折効率を有する回折光学素子５を含む光源装置１を用いて、高い照明効率で所定面１１を良好に照明できる。
【００５３】
本実施形態においては、光学系８の光軸と所定面１１とが交差しない位置関係となる範囲内において、最も高い回折効率で、所定面１１を照明するための光（回折光、１次光）を回折光学素子５が発生できるように、光学系８、回折光学素子５、回折光学素子５と所定面１１との位置関係等が調整（最適化）されている。例えば、光学系８の光軸と所定面１１のエッジ（又はエッジの外側の近傍）とが交差するように光学系８及び回折光学素子５と所定面１１との位置関係が調整されるとともに、その位置関係で、最も高い回折効率で、所定面１１を照明するための光を回折光学素子５が発生できるように、光学系８及び回折光学素子５が調整される。
【００５４】
また、本実施形態においては、光源装置１は複数のレーザ光源２を備えているので、スペックルパターンの発生を抑えることもできる。スペックルパターンとは、レーザ光のようなコヒーレント光で散乱面を照射し、その散乱光を観察したとき、空間に生じるコントラストの高い斑点状の模様をいう。散乱面の各点で発生した散乱光は、互いにランダムな位相関係で干渉し、その結果複雑な干渉パターンを生じ、所定面１１を不均一な照度分布で照明する可能性がある。本実施形態では、光源装置１は複数のレーザ光源２を備えており、それら複数のレーザ光源２のそれぞれから射出されたレーザ光は互いにインコヒーレントであるため、互いに異なる照度分布（輝度分布）を持つ光で所定面１１を照明することとなる。そのため、それら各レーザ光に基づく照射光を所定面１１に照射することにより、見た目上のスペックルパターンを低減し、所定面１１での照度分布をほぼ均一にすることができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、光学系８は、回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を平行にするコリメート機能（平行化機能、視準機能）も有しているため、そのコリメートされたレーザ光が入射される回折光学素子５は、高い回折効率で、所望の回折光を良好に生成できる。また、回折光学素子５の入射面３に入射する光をコリメートし、回折光学素子５の入射面３に入射する光の波面をフラットにすることで、所望の回折光を発生させるための回折光学素子５を設計するときの負担、及び光源装置１を製造するときの負担を軽減できる。回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を平行化しなくても、回折光学素子５で所望の回折光を生成できるが、その場合、所望の回折光を発生させるための回折光学素子５の設計が複雑になったり、製造が複雑になったり、光源装置１の製造が複雑になったりする可能性がある。回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を平行化することによって、回折光学素子５を設計するときの負担、光源装置１を製造するときの負担を軽減できる。
【００５６】
また、本実施形態においては、光学系８の第１光学素子６及び第２光学素子７は、屈折レンズなので、光学系８を構築する際の設計上、製造上の負担を軽減できる。
【００５７】
また、本実施形態においては、回折光学素子５は、その回折光学素子５から発生する０次光が、所定面１１に入射しないように配置される。これにより、たとえ、回折光学素子５から０次光が発生しても、その０次光が所定面１１に入射することを抑制できる。したがって、所定面１１を所望状態で照明できる。
【００５８】
本実施形態においては、回折光学素子５は、上述の反復フーリエ法等の所定の手法を用いて、０次光を発生させないように設計され、発生した１次光によって、均一な照度分布で所定面１１を照明できるように設計されているが、例えば回折光学素子５を製造するときの製造誤差（プロセス誤差）、レーザ光源２から射出されるレーザ光の波長誤差等に起因して、回折光学素子５より０次光が発生してしまう可能性がある。なお、レーザ光源２から射出されるレーザ光の波長の誤差（ぶれ）は、例えば温度変化に起因する。０次光は、回折光学素子５に入射するレーザ光の延長線上に形成される場合が多い。すなわち、図１においては、０次光は、回折光学素子５の射出面４の法線方向（Ｚ軸方向）に射出される場合が多い。そのような場合において、所定面１１が、回折光学素子５に入射するレーザ光の延長線上（本実施形態では、光学系８の光軸と交差する位置）に配置されている場合、所定面１１に、０次光が照射されてしまう可能性がある。所定面１１に０次光が照射された場合、所定面１１のうち、０次光が照射された部分の照度（輝度）が局所的に増大する場合がある。その場合、所定面１１を均一な照度分布の照射光で照明できなくなる。後述するように、所定面１１が、プロジェクタの空間光変調装置の入射面である場合、０次光に基づく照度（輝度）の局所的な増大により、形成される画像は不良となる。本実施形態では、所定面１１は、光学系８から回折光学素子５に入射するレーザ光の延長線上から外れた位置（光学系８の光軸と交差しない位置）に配置されるので、仮に回折光学素子５から０次光が発生しても、その０次光が所定面１１に照射されることを抑制することができる。したがって、所定面１１を均一な照度分布で照明できる。
【００５９】
また、ＸＹ平面において、光学系８の光軸と所定面１１とが重ならないように、それら光学系８と所定面１１との位置関係を調整することによって、光学系８から射出された光が所定面１１に直接的に供給されることを抑制できる。例えば、回折光学素子５を保持する保持部材等が劣化する等、何らかの理由で回折光学素子５が光学系８と所定面１１との間の所定位置から移動してしまったり、あるいは、何らかの理由で回折光学素子５が損傷してしまったりする状況が発生する可能性がある。その場合、光学系８の光軸と所定面１１とが交差するように、光学系８と所定面１１との位置関係が設定されていると、光学系８より射出されたレーザ光が、直接的に所定面１１に供給されてしまう状況が発生する可能性がある。この場合、所定面１１に、回折光学素子５を介していない（回折されていない）レーザ光が入射することとなり、所定面１１にダメージを与える可能性がある。本実施形態においては、光学系８は、その光軸が所定面１１と交差しないように配置されているので、上述の不具合の発生を抑制できる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００６１】
図６は、第２実施形態に係る光源装置１を示す概略構成図である。上述の第１実施形態においては、光学系８は、その光軸が、所定面１１と交差しないように配置されているが、図６に示すように、光学系８の光軸と所定面１１とが交差するように、光学系８と所定面１１との位置関係を設定してもよい。また、所定面１１が、光学系８から射出され、回折光学素子５に入射するレーザ光（集光、平行化後のレーザ光）の延長線上に配置されていてもよい。上述の第１実施形態で述べた不具合の発生が十分に抑制されているならば、図６に示すような構成とすることにより、光源装置１のコンパクト化を図ることができる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態に係る光学系８を示す図である。上述の実施形態においては、光学系８の第１光学素子６は、平凸レンズであり、第２光学素子７は、平凹レンズであったが、図７に示すように、第１光学素子６の入射面６Ａを、−Ｚ側（レーザ光源２側）に向かって凸状の曲面とし、射出面６Ｂを、ＸＹ平面とほぼ平行な平面としてもよい。図７に示す光学系８も、集光機能、及びコリメート機能を有する。
【００６３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。図８は、第４実施形態に係る光学系８を示す図である。上述の実施形態においては、光学系８の第１光学素子６及び第２光学素子７は、屈折レンズであったが、図８に示すように、第１光学素子６及び第２光学素子７のそれぞれを、フレネルレンズとしてもよい。本実施形態においては、第１光学素子６は、平凸型フレネルレンズであり、第２光学素子７は、平凹型フレネルレンズである。フレネルレンズを用いることにより、光学系８の小型化を図ることができる。図８に示す光学系８も、集光機能、及びコリメート機能を有する。
【００６４】
なお、第１光学素子６及び第２光学素子７の一方を屈折レンズとし、他方をフレネルレンズとしてもよい。また、第１光学素子６及び第２光学素子７の少なくとも一方を、回折光学素子としてもよい。すなわち、光学系８を、屈折レンズ、フレネルレンズ、及び回折光学素子の少なくとも１つを含むものとすることができる。
【００６５】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。図９は、第５実施形態に係る光学系８を示す図である。図９に示すように、光学系８を、１つの屈折レンズ６Ｋで構成してもよい。図９に示す例では、光学系８を構成する屈折レンズ６Ｋの入射面は、−Ｚ側（レーザ光源２側）に向かって凸状の曲面であり、射出面は、ＸＹ平面とほぼ平行な平面である。図９に示す光学系８は、集光機能は有するが、コリメート機能は有さない。
【００６６】
図９に示す光学系８において、屈折レンズ６Ｋの焦点距離、屈折レンズ６Ｋと回折光学素子５の入射面３との位置関係（距離）等を調整することによって、回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）をほぼ平行にすることができる。例えば、屈折レンズ６Ｋの入射面に入射するレーザ光の光束の直径を９ｍｍとし、屈折レンズ６Ｋの焦点距離を１５０ｍｍとした場合、回折光学素子５の入射面３に対して、最大で１．７度の入射角度で、屈折レンズ６Ｋ（光学系８）からのレーザ光を入射させることができる。このように、長い焦点距離を有する屈折レンズ６Ｋを用いることにより、回折光学素子５の入射面３に入射する光の波面をフラットに近い状態にすることができる。
【００６７】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。図１０は、第６実施形態に係る光学系８を示す図である。図１０に示すように、光学系８を、１つのフレネルレンズ６Ｆで構成してもよい。図１０に示す光学系８は、集光機能は有するが、コリメート機能は有さない。
【００６８】
本実施形態においても、上述の第５実施形態と同様、長い焦点距離を有するフレネルレンズ６Ｆを用いることにより、回折光学素子５の入射面３に入射する光の波面をフラットに近い状態にすることができる。
【００６９】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について説明する。図１１は、第７実施形態に係る光源装置１の一部を示す図、図１２は、図１１の回折光学素子５を示す拡大図である。なお、図１１においては、角度調整用光学素子９の図示を省略してある。
【００７０】
図１１及び図１２において、回折光学素子５は、入射部３Ｓ及び射出部４Ｓを有し、入射部３Ｓに入射した光を、射出部４Ｓで回折させる。本実施形態においては、回折光学素子５の入射部３Ｓには、射出部４Ｓに供給される複数のレーザ光（光線群）を平行にするコリメート光学素子６Ｃが配置されている。入射部３Ｓに配置されているコリメート光学素子６Ｃは、フレネルレンズを含む。また、射出部４Ｓには、表面レリーフ型ホログラム素子５Ｈが配置されている。回折光学素子５は、射出部４Ｓに配置されている表面レリーフ型ホログラム素子５Ｈによって、入射部３Ｓに入射され、その入射部３Ｓより射出部４Ｓに供給されたレーザ光を回折させる。
【００７１】
図１１に示すように、本実施形態の光学系８は、１つの屈折レンズ６Ｋを有し、集光機能を有するものの、コリメート機能は有さない。本実施形態においては、光学系８が集光機能のみを有する場合であっても、回折光学素子５の入射部３Ｓに配置されたコリメート光学素子６Ｃによって、射出部４Ｓに配置されている表面レリーフ型ホログラム素子５Ｈに入射させる複数のレーザ光（光線群）を平行にすることができる。
【００７２】
本実施形態においては、部品点数の増大を抑制しつつ、高い回折効率で、所望の回折光を良好に生成できる。
【００７３】
＜第８実施形態＞
次に、第８実施形態について説明する。図１３は、第８実施形態に係る回折光学素子５を示す図である。本実施形態の特徴的な部分は、回折光学素子５が、光学系８からの光が入射され、所定面１１に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率（回折角）で射出する複数のセル領域５Ｓを有する点にある。セル領域５Ｓのそれぞれは、回折光を生成可能である。なお、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）のそれぞれに示す回折光学素子５の入射面には、光学系８により、集光され、平行化されたレーザ光が入射される。光学系８は、レーザ光により、回折光学素子５の複数のセル領域５Ｓを一括して照明する。なお、セル領域５Ｓは、回折光学素子５の入射面（射出面）と平行なＸＹ平面において、１辺が例えば１ｍｍ程度の正方形状の領域である。
【００７４】
図１３（Ａ）においては、セル領域５Ｓのそれぞれから所定面１１に供給される光によって形成される複数の照射領域が、所定面１１において合致するように、回折光学素子５が調整（設計）されている。すなわち、図１３（Ａ）に示す例においては、回折光学素子５は、複数のセル領域５Ｓのそれぞれから発生したレーザ光で、所定面１１の所定領域を重畳的に照明する。
【００７５】
図１３（Ａ）に示す例においては、光源装置１は、各セル領域５Ｓから発生した光によって、所定面１１の所定領域を重畳的に照明できるので、所定面１１を高い照度で効率良く照明できる。また、スペックルパターンの発生を抑え、所定面１１をほぼ均一な照度分布で照明できる。
【００７６】
図１３（Ｂ）においては、セル領域５Ｓそれぞれの回折効率がほぼ等しくなるように、回折光学素子５が調整（設計）されている。すなわち、図１３（Ｂ）に示す例においては、セル領域５Ｓのそれぞれから発生する回折光の角度（回折角）はほぼ等しい。これにより、各セル領域５Ｓは、高い回折効率で回折光を生成でき、所定面１１を高い照度で効率良く照明できる。また、スペックルパターンの発生を抑えることができる。
【００７７】
図１３（Ｂ）に示す例においては、複数のセル領域５Ｓのうち、一部のセル領域５Ｓから発生した回折光の一部は、所定面１１の外側に漏れる可能性があるが、セル領域５Ｓは、高い回折効率で、高い輝度を有する回折光を発生しているので、所定面１１を高い照度で照明できる。そして、各セル領域５Ｓから発生した回折光を、所定面１１で重ねることによって、所定面１１をほぼ均一な照度分布で照明できる。
【００７８】
なお、上述の第１〜第８実施形態においては、光源装置１は二次元方向（ＸＹ方向）に複数並んだレーザ光源２を有しているが、一次元方向（例えばＸ軸方向）にアレイ状に配置されたレーザ光源２を備えていてもよい。
【００７９】
なお、上述の第１〜第８実施形態においては、回折光学素子として透過型の回折光学素子（回折格子）のうち、位相変調型の回折光学素子を用いているが、振幅変調型の回折光学素子を用いることもできる。また、透過型の回折光学素子に限られず、反射型の回折光学素子を用いることもできる。また、例えば、透過型の回折光学素子と、反射型の回折光学素子とを組み合わせてもよい。そして、それら回折光学素子の表面条件を最適化することにより、その回折光学素子に所望の機能を持たせることができる。
【００８０】
＜第９実施形態＞
次に、第９実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置１を応用した画像表示装置の一例について説明する。
【００８１】
図１４は、上述の各実施形態で説明した光源装置１（１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ）を備えた画像表示装置を示す概略構成図である。本実施形態においては、画像表示装置として、空間光変調装置で生成された画像情報を含む色光を投射系を介してスクリーン上に投射する投射型画像表示装置（プロジェクタ）を例にして説明する。
【００８２】
図１４において、投射型画像表示装置ＰＪは、スクリーン１００（表示面）上に画像情報を含む光を投射する投射ユニットＵを備えている。投射ユニットＵからスクリーン１００に対して光が投射されることにより、スクリーン１００上に画像が形成される。本実施形態の投射型画像表示装置ＰＪは、スクリーン１００を透過型のスクリーンとし、スクリーン１００の正面側からスクリーン１００上に画像情報を含む光を投射する。
【００８３】
投射ユニットＵは、第１の基本色光（赤色光）で所定面１１を照明可能な第１光源装置１Ｒと、第２の基本色光（緑色光）で所定面１１を照明可能な第２光源装置１Ｇと、第３の基本色光（青色光）で所定面１１を照明可能な第３光源装置１Ｂと、第１光源装置１Ｒで照明される入射面（所定面）１１を有し、照明された光を画像情報に応じて光変調する第１空間光変調装置１０Ｒと、第２光源装置１Ｇで照明される入射面（所定面）１１を有し、照明された光を画像情報に応じて光変調する第２空間光変調装置１０Ｇと、第３光源装置１Ｂで照明される入射面（所定面）１１を有し、照明された光を画像情報に応じて光変調する第３空間光変調装置１０Ｂと、空間光変調装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂにより変調された各基本色光を合成する色合成系２０と、色合成系２０で生成された光をスクリーン１００上に投射する投射系２１とを備えている。空間光変調装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのそれぞれは液晶装置を含んで構成されている。以下の説明においては、空間光変調装置を適宜、ライトバルブ、と称する。
【００８４】
ライトバルブは、入射側偏光板と、一対のガラス基板どうしの間に封入された液晶を有するパネルと、射出側偏光板とを備えている。ガラス基板には画素電極や配向膜が設けられている。空間光変調装置を構成するライトバルブは、定められた振動方向の光のみを透過させるようになっており、ライトバルブに入射した基本色光は、ライトバルブを通過することによって光変調される。
【００８５】
第１光源装置１Ｒの複数のレーザ光源２は、赤色（Ｒ）のレーザ光をそれぞれ射出する。第１光源装置１Ｒは、赤色のレーザ光に基づいて、第１ライトバルブ１０Ｒの入射面１１を照明する。
【００８６】
第２光源装置１Ｇの複数のレーザ光源２は、緑色（Ｇ）のレーザ光をそれぞれ射出する。第２光源装置１Ｇは、緑色のレーザ光に基づいて、第２ライトバルブ１０Ｇの入射面１１を照明する。
【００８７】
第３光源装置１Ｂの複数のレーザ光源２は、青色（Ｂ）のレーザ光をそれぞれ射出する。第３光源装置１Ｇは、青色のレーザ光に基づいて、第３ライトバルブ１０Ｂの入射面１１を照明する。
【００８８】
各ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを通過することで変調された各基本色光（変調光）は、色合成系２０で合成される。色合成系２０はダイクロイックプリズムによって構成されており、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、及び青色光（Ｂ）は色合成系２０で合成されてフルカラー合成光となる。色合成系２０から射出されたフルカラー合成光は投射系２１に供給される。投射系２１はフルカラー合成光をスクリーン１００上に投射する。投射系２１は、入射側の画像を拡大してスクリーン１００上に投射する所謂拡大系である。
【００８９】
投射ユニットＵは、各光源装置１Ｒ、１Ｇ、１Ｂのそれぞれで照明された各ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを介した画像情報を含むフルカラー合成光を投射系２１を用いてスクリーン１００上に投射することによって、スクリーン１００上にフルカラーの画像を形成する。鑑賞者は、投射ユニットＵによりスクリーン１００に対して投射された画像を鑑賞する。
【００９０】
本実施形態のプロジェクタＰＪの各ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、高い照明効率を有する各光源装置１Ｒ、１Ｂ、１Ｇにより、高い照度を有し、均一な照度分布を有する照射光で照明される。したがって、プロジェクタＰＪは、コントラストが高い良好な画像を表示できる。
【００９１】
なお、図１４を用いた説明では、スクリーン１００の正面側からスクリーン１００上に画像情報を含む光を投射するフロント投射型のプロジェクタを例にして説明したが、投射ユニットＵと、スクリーン１００と、筐体とを有し、投射ユニットＵがスクリーン１００の背面側に配置され、スクリーン１００の背面側からスクリーン１００上に画像情報を含む光を投射する所謂リアプロジェクタに、上述の各実施形態の光源装置１を適用することもできる。
【００９２】
なお上述の各実施形態においては、空間光変調装置として透過型の液晶装置（ライトバルブ）を用いているが、反射型の液晶装置を用いることもできるし、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等の反射型光変調装置（ミラー変調器）を用いてもよい。
【００９３】
なお、上述の実施形態のプロジェクタＰＪは、各基本色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を射出可能なレーザ光源２をそれぞれ有する第１、第２、第３光源装置１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを有しているが、赤色光（Ｒ）を射出する赤色レーザ光源、緑色光（Ｇ）を射出する緑色レーザ光源、及び青色光（Ｂ）を射出する青色レーザ光源をアレイ状に配置した構成を有する光源装置を１つ有する構成であってもよい。この場合、各基本色光を射出可能なレーザ光源のレーザ光射出動作を時分割で行い、その各レーザ光源のレーザ光射出動作に同期して、ライトバルブの動作を制御することにより、１つの光源装置及び１つのライトバルブでスクリーン１００上にフルカラー画像を表示することができる。
【００９４】
なお、上述の実施形態のプロジェクタにおいては、光源装置１で空間光変調装置を照明し、その空間光変調装置を介した光によりスクリーン１００上に画像を表示しているが、画像表示装置（プロジェクタ）としては、空間光変調装置を有していなくてもよい。例えば、画像情報を含むスライド（ポジフィルム）の面を光源装置１で照明し、スクリーン上に画像情報を含む光を投射する、所謂スライドプロジェクタに、上述の各実施形態の光源装置１を適用することも可能である。
【００９５】
また、画像表示装置としては、投射系を有さず空間光変調装置の画像を直接観察する直視型の画像表示装置であってもよい。
【００９６】
＜第１０実施形態＞
次に、第１０実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置１を応用した照明装置の一例について説明する。
【００９７】
図１５は、本実施形態に係る照明装置２００を示す概略構成図である。図１５に示すように、照明装置２００は、上述の各実施形態で説明した光源装置１を備えている。以上のように構成された照明装置２００によれば、所望の光量が得られ、長寿命化が図られた光源装置１を備えているので、照明装置２００自体も、低消費電力化及び長寿命化が図られたものとなる。
【００９８】
＜第１１実施形態＞
次に、第１１実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置１を応用したモニタ装置の一例について説明する。
【００９９】
図１６は、本実施形態に係るモニタ装置４００を示す概略構成図である。図１６において、モニター装置４００は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを備える。装置本体４１０は、上述の各実施形態で説明した光源装置１を備える。
【０１００】
光伝送部４２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド４２１、４２２を備える。各ライトガイド４２１、４２２は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド４２１の入射側には、光源装置１が配置され、その射出側には、拡散板４２３が配置されている。光源装置１から射出したレーザ光は、ライトガイド４２１を伝って、光伝送部４２０の先端に設けられた拡散板４２３に送られ、拡散板４２３により拡散されて被写体を照射する。
【０１０１】
光伝送部４２０の先端には、結像レンズ４２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２４で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド４２２を伝って、装置本体４１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ４１１に送られる。この結果、光源装置１により射出したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ４１１で撮像することができる。
【０１０２】
以上のように構成されたモニタ装置４００によれば、光源装置１により被写体を照射することができることから、カメラ４１１により得られる撮像画像の明るさを高めることができる。
【０１０３】
なお、上述の各実施形態で説明した光源装置１を、レーザ加工機の光源として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第１実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る光源装置を示す概略斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る回折光学素子の一例を説明するための模式図である。
【図４】第１実施形態に係る回折光学素子の一例を説明するための模式図である。
【図５】比較例としての光源装置を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。
【図７】第３実施形態に係る光学系を示す図である。
【図８】第４実施形態に係る光学系を示す図である。
【図９】第５実施形態に係る光学系を示す図である。
【図１０】第６実施形態に係る光学系を示す図である。
【図１１】第７実施形態に係る光源装置の一部を示す図である。
【図１２】第７実施形態に係る回折光学素子を拡大した図である。
【図１３】第８実施形態に係る回折光学素子の一例を説明するための模式図である。
【図１４】第９実施形態に係る画像表示装置を示す図である。
【図１５】第１０実施形態に係る照明を示す図である。
【図１６】第１１実施形態に係るモニタ装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…光源装置、２…レーザ光源、３Ｓ…入射部、４Ｓ…射出部、５…回折光学素子、５Ｓ…セル領域、６…第１光学素子、６Ｃ…コリメート光学素子、７…第２光学素子、８…光学系、９…角度調整用光学素子、１０…所定部材（空間光変調装置）、１１…所定面（入射面）、１００…スクリーン（表示面）、ＰＪ…画像表示装置（プロジェクタ）、２００…照明装置、４００…モニタ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、画像表示装置、プロジェクタ、照明装置、及びモニタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置等の空間光変調装置で生成された画像情報を含む色光を投射系を用いてスクリーン上に投射する投射型画像表示装置（プロジェクタ）において、レーザ光源を用いる技術が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−６４７８９号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プロジェクタにおいて、レーザ光により空間光変調装置の入射面を効率良く照明することが重要である。したがって、レーザ光により空間光変調装置の入射面を効率良く照明するための光学系を構築することが重要である。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、所定面を効率良く照明できる照射光を生成できる光源装置を提供することを目的とする。また、光源装置からの照射光を用いて画像を表示する画像表示装置、プロジェクタを提供することを目的とする。また、光源装置からの照射光を用いる照明装置、モニタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
【０００６】
本発明の第１の観点によると、所定面に照射するための照射光を生成する光源装置であって、レーザ光を射出する複数のレーザ光源と、入射した光を回折させ、前記所定面に供給するための光を射出する回折光学素子と、前記レーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光が入射されるとともに、該入射された複数のレーザ光を集光し、該集光した光を前記回折光学素子に入射させる光学系と、を備え、前記光学系は、前記複数のレーザ光の少なくとも一部を前記所定面の中央側に集光し、前記回折光学素子に光を入射させることを特徴とする光源装置が提供される。
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、複数のレーザ光源を設けることによって、所定面を照明するための高い照度（輝度）を有する照射光を生成できるとともに、スペックルパターンの発生を抑制し、所定面を良好に照明できる。また、複数のレーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光を集光する光学系を設け、その光学系で集光した光を回折光学素子に入射させるようにしたので、所定面を効率良く照明できる照射光を生成できる。そして、複数のレーザ光を所定面の中央側に集光することによって、高い回折効率を実現でき、光利用効率の高い光源装置を実現できる。
【０００８】
本発明の光源装置において、前記光学系は、前記回折光学素子に入射させる前記複数のレーザ光を平行にする構成を採用できる。これにより、回折光学素子に入射する光の波面をフラットにすることができ、回折光学素子は、高い回折効率で、所望の回折光を良好に生成できる。また、回折光学素子に入射する光の波面をフラットにすることで、回折光学素子を設計するときの負担、及び光源装置を製造するときの負担を軽減できる。
【０００９】
本発明の光源装置において、前記回折光学素子は、入射部及び射出部を有し、前記入射部に入射した光を、前記射出部で回折させ、前記入射部に配置され、前記射出部に供給される前記複数のレーザ光を平行にするコリメート光学素子を有する構成を採用できる。これにより、部品点数の増大を抑制しつつ、高い回折効率で、所望の回折光を良好に生成できる。
【００１０】
本発明の光源装置において、前記光学系は、該光学系の光軸が、前記所定面の所定領域と交差しないように配置される構成を採用できる。これにより、光学系から射出された光が所定面に直接的に供給されることを抑制できる。
【００１１】
本発明の光源装置において、前記回折光学素子は、該回折光学素子から発生する０次光が、前記所定面の所定領域に入射しないように配置される構成を採用できる。これにより、回折光学素子から０次光が発生しても、その０次光が所定面に入射することを抑制できる。したがって、所定面を所望状態で照明できる。
【００１２】
本発明の光源装置において、前記光学系は、屈折レンズを含む構成を採用できる。これにより、光学系を構築する際の設計上、製造上の負担を軽減できる。
【００１３】
本発明の光源装置において、前記光学系は、フレネルレンズを含む構成を採用できる。これにより、光学系を小型化できる。
【００１４】
本発明の光源装置において、前記回折光学素子は、前記光学系からの光が入射され、前記所定面に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率で射出する複数のセル領域を有し、前記セル領域それぞれの回折効率はほぼ等しい構成を採用できる。これにより、高い回折効率を有する各セル領域のそれぞれから発生した光で、所定面を高い照度で効率良く照明できる。また、スペックルパターンの発生を抑え、所定面をほぼ均一な照度分布で照明できる。
【００１５】
本発明の光源装置において、前記回折光学素子は、前記光学系からの光が入射され、前記所定面に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率で射出する複数のセル領域を有し、前記セル領域のそれぞれから前記所定面に供給される光によって形成される複数の照射領域は、前記所定面において合致する構成を採用できる。これにより、各セル領域から発生した光によって、所定面の所定領域を重畳的に照明できる。これにより、所定面を高い照度で効率良く照明できる。また、スペックルパターンの発生を抑え、所定面をほぼ均一な照度分布で照明できる。
【００１６】
本発明の第２の観点によると、上記に記載の光源装置からの照射光が照射され、前記所定面を介した光により画像を表示することを特徴とする画像表示装置が提供される。
【００１７】
本発明の第２の観点によれば、所望状態で照明された所定面を介した照射光により所望の画像を得ることができる。
【００１８】
本発明の画像表示装置において、前記所定面は、照射された照射光を画像信号に応じて光変調する空間光変調装置の入射面を含む構成を採用できる。これにより、所望の画像を表示することができる。
【００１９】
本発明の第３の観点によると、上記に記載の画像表示装置を含み、前記所定面を介した画像情報を含む光を表示面に投射する投射系を備えたことを特徴とするプロジェクタが提供される。
【００２０】
本発明の第３の観点によれば、良好な画像を形成できる。
【００２１】
本発明の第４の観点によると、上記に記載の光源装置を備えたことを特徴とする照明装置が提供される。
【００２２】
本発明の第４の観点によれば、高い照度の照射光で所定面を均一な照度分布で照明できる。
【００２３】
本発明の第５の観点によると、上記に記載の光源装置を備えたことを特徴とするモニタ装置が提供される。
【００２４】
本発明の第５の観点によれば、高い照度の照射光で物体を照明し、その物体を良好にモニタできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００２６】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る光源装置１を示す概略構成図、図２は、図１を模式的に示す斜視図である。図１及び図２において、光源装置１は、所定部材１０の所定面１１に照射するための照射光を生成するものであって、レーザ光を射出する複数のレーザ光源２と、入射したレーザ光を回折させ、所定面１１に供給するためのレーザ光（回折光）を射出する回折光学素子５と、複数のレーザ光源２のそれぞれから射出された複数のレーザ光が入射されるとともに、その入射された複数のレーザ光を集光し、その集光した光を回折光学素子５に入射させる光学系８とを備えている。光学系８は、レーザ光源２からの複数のレーザ光の少なくとも一部を所定面１１の中央側（図中、−Ｘ側）に集光し、回折光学素子５に光を入射させる。本実施形態においては、所定面１１は、ＸＹ平面とほぼ平行である。以下の説明においては、光源装置１が、ＸＹ平面とほぼ平行な所定面１１の所定領域（照明領域）に照射光を照射する場合を例にして説明する。所定部材１０の所定面１１と照明領域とはほぼ同じ大きさとする。
【００２７】
回折光学素子５は、レーザ光源２と所定面１１との間に配置されている。光学系８は、レーザ光源２と回折光学素子５との間に配置されている。また、本実施形態においては、回折光学素子５と所定面１１との間には、角度調整用光学素子９が配置されている。なお、図２においては、角度調整用光学素子９の図示を省略してある。
【００２８】
レーザ光源２は、レーザ光を射出する。本実施形態においては、レーザ光源２は複数設けられており、各レーザ光源２の光射出面は、＋Ｚ側を向いている。各レーザ光源２は、＋Ｚ方向に向かって、Ｚ軸とほぼ平行なレーザ光を射出する。また、本実施形態においては、複数のレーザ光源２は、二次元方向（図１、図２の例ではＸＹ方向）に複数並べられている。複数のレーザ光源２のそれぞれは、光学系８にレーザ光を照射する。
【００２９】
光学系８は、複数のレーザ光源２のそれぞれから射出された複数のレーザ光が照射されるとともに、その複数のレーザ光を集光し、集光したレーザ光を、回折光学素子５に入射させる。
【００３０】
本実施形態においては、光学系８は、レーザ光源２からのレーザ光が入射する入射面６Ａ、及び入射面６Ａからのレーザ光が射出する射出面６Ｂを有する第１光学素子６と、第１光学素子６からのレーザ光が入射する入射面７Ａ、及び入射面７Ａからのレーザ光が射出する射出面７Ｂを有する第２光学素子７とを有する。
【００３１】
本実施形態においては、第１光学素子６及び第２光学素子７のそれぞれは、屈折レンズ（幾何光学的レンズ）である。第１光学素子６の入射面６Ａは、ＸＹ平面とほぼ平行な平面であり、射出面６Ｂは、＋Ｚ側（レーザ光源２と反対側）に向かって凸状の曲面である。すなわち、本実施形態の第１光学素子６は、所謂平凸レンズである。第２光学素子７の入射面７Ａは、ＸＹ平面とほぼ平行な平面であり、射出面７Ｂは、＋Ｚ側（レーザ光源２と反対側）に向かって凹む曲面である。すなわち、本実施形態の第２光学素子７は、所謂平凹レンズである。
【００３２】
第１光学素子６及び第２光学素子７を含む光学系８は、レーザ光源２から入射された複数のレーザ光を集光して射出する。また、光学系８は、射出する複数のレーザ光（光線群）を平行にする。すなわち、本実施形態の光学系８は、入射した光を集光して射出する集光光学系としての機能と、射出する光を平行にするコリメート光学系（平行化光学系、視準光学系）としての機能とを有する。本実施形態においては、光学系８のうち、第１光学素子６が、主に集光機能を発揮し、第２光学素子７が、主にコリメート機能（平行化機能、視準機能）を発揮する。
【００３３】
光学系８は、レーザ光源２より射出され、回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を集光し、平行化（視準化）し、その集光し、平行化（視準化）したレーザ光を、回折光学素子５に入射させる。
【００３４】
光学系８は、レーザ光源２より射出されたレーザ光の少なくとも一部を所定面１１の中央側に集光させる。本実施形態においては、光学系８（及び回折光学素子５）は、所定部材１０の所定面１１に対して＋Ｘ側にずれるように配置されており、光学系８は、レーザ光源２より射出されたレーザ光の少なくとも一部を−Ｘ側に集光させる。
【００３５】
回折光学素子５は、光学系８からのレーザ光が入射する入射面３、及び入射面３からのレーザ光が射出する射出面４を有し、入射面３に入射したレーザ光を回折して回折光を生成し、所定面１１に供給するためのレーザ光を射出面４より射出する。
【００３６】
回折光学素子５の入射面３には、光学系８からの平行化されたレーザ光が照射される。本実施形態においては、回折光学素子５の入射面３は、ＸＹ平面とほぼ平行であり、光学系８は、Ｚ軸とほぼ平行なレーザ光を射出する。すなわち、本実施形態においては、回折光学素子５の入射面３には、光学系８からのレーザ光がほぼ垂直に入射する。また、本実施形態においては、回折光学素子５の射出面４も、ＸＹ平面とほぼ平行である。
【００３７】
回折光学素子５は、例えば石英（ガラス）、透明な合成樹脂等、レーザ光を透過可能な材料で形成されている。本実施形態の回折光学素子５は、計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram;ＣＧＨ）を含む。
【００３８】
回折光学素子（ホログラム素子）５は、照明領域設定機能、拡散光生成機能（照度均一化機能）、及び拡大照明機能を有する。照明領域設定機能を有する回折光学素子５を含む光源装置１は、レーザ光源２から射出され、光学系８を介して供給されたレーザ光に基づいて、所定面１１を所定の照明領域で照明する。また、拡散光生成機能を有する回折光学素子５を含む光源装置１は、所定面１１の照明領域の少なくとも一部の照度を均一化する。また、拡大照明機能を有する回折光学素子５を含む光源装置１は、回折光学素子５の射出面４から光が射出される射出領域よりも大きい照明領域で所定面１１を照明する。
【００３９】
図３は、回折光学素子の一例を示す模式図であって、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。図３において、回折光学素子５は、その表面に複数の矩形状の凹部（凹凸構造）５Ｍを有している。凹部５Ｍは、互いに異なる深さを有している。また、凹部５Ｍどうしの間の複数の凸部も互いに異なる高さを有している。そして、凹部５Ｍどうしのピッチｄ及び凹部５Ｍの深さ（凸部の高さ）ｔを含む回折光学素子５の表面条件を適宜調整することにより、回折光学素子５に所定の機能（照明領域設定機能、拡散光生成機能、及び拡大照明機能）を持たせることができる。その表面条件を最適化する設計手法としては、例えば反復フーリエ法など、所定の演算手法（シミュレーション手法）が挙げられる。
【００４０】
なお、回折光学素子５としては、矩形の凹部５Ｍを有するものに限られず、互いに異なる方向を向く平面を組み合わせた表面を有するものであってもよい。例えば、回折光学素子５としては、図４に示すような、斜面を有する三角形状の凹部を有するものであってもよい。また回折光学素子５としては、図３に示したような矩形状の凹部５Ｍを有する領域と、図４に示したような三角形状の凹部を有する領域とのそれぞれを有するものであってもよい。そして、その表面条件を最適化することにより、所望の機能を有する回折光学素子５を形成することができる。
【００４１】
図１に示すように、角度調整用光学素子９は、レーザ光が入射する入射面９Ａ、及び入射面９Ａからのレーザ光が射出する射出面９Ｂを有し、入射面９Ａより入射したレーザ光の射出角度を調整して、射出面９Ｂより射出する。本実施形態においては、角度調整用光学素子９は、回折光学素子５と所定面１１との間に配置されており、角度調整用光学素子９の入射面９Ａには、回折光学素子５からのレーザ光が入射する。本実施形態においては、角度調整用光学素子９は、屈折レンズ（フィールドレンズ）である。屈折レンズは、例えば球面レンズ、又は非球面レンズ等の光軸に対して回転対称な軸対象レンズを含む。あるいは、角度調整用光学素子９はフレネルレンズ等を含むものでもよい。角度調整用光学素子９は、射出面９Ｂから射出されるレーザ光の射出角度、ひいては所定面１１に対するレーザ光（照射光）の入射角度を調整可能である。
【００４２】
図１及び図２に示すように、本実施形態においては、光学系８は、その光学系８の光軸が、所定面１１と交差しないように配置されている。換言すれば、ＸＹ平面において、光学系８の光軸と所定面１１とが重ならないように、それら光学系８と所定面１１とが、所定の位置関係で配置されている。
【００４３】
本実施形態においては、光学系８の光軸とＺ軸とがほぼ平行であり、光学系８から射出される集光、平行化後のレーザ光は、光軸に沿って進行する。本実施形態においては、所定面１１は、光学系８から射出され、回折光学素子５に入射するレーザ光（集光、平行化後のレーザ光）の延長線上から外れた位置に設けられている。
【００４４】
また、回折光学素子５は、その回折光学素子５から発生する０次光が、所定面１１に入射しないように配置されている。換言すれば、入射面１１は、回折光学素子５から発生する０次光が入射されない位置に設けられている。そして、回折光学素子５は、発生した１次光で、角度調整用光学素子９を介して、所定面１１を照明する。
【００４５】
上述のように、回折光学素子５と所定面１１との間には角度調整用光学素子９が設けられている。角度調整用光学素子９は、回折光学素子５からの１次光が照射されるとともに、射出する光の射出角度を調整する。角度調整用光学素子９は、回折光学素子５から照射された光の射出角度、ひいては所定面１１に対する光の入射角度を調整可能である。
【００４６】
次に、光源装置１の動作の一例について説明する。複数のレーザ光源２のそれぞれから射出されたレーザ光は、光学系８の第１光学素子６に入射し、その第１光学素子６を通過した後、第２光学素子７に入射し、その第２光学素子７を通過して、光学系８より射出される。光学系８は、回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を集光し、平行化する。光学系８より射出されたレーザ光は、回折光学素子５の入射面３に入射し、その回折光学素子５を通過した後、回折光学素子５の射出面４より射出される。回折光学素子５は、入射面３より入射したレーザ光により回折光を生成し、射出面４より射出する。
【００４７】
回折光学素子３の射出面４から射出されたレーザ光（回折光、１次光）は、角度調整用光学素子９の入射面９Ａに入射し、その角度調整用光学素子９を通過した後、角度調整用光学素子９の射出面９Ｂより射出される。角度調整用光学素子９は、入射面９Ａより入射したレーザ光の射出角度を調整して、射出面９Ｂより射出する。角度調整用光学素子９の射出面９Ｂから射出されたレーザ光は、所定面１１に照射される。光学系８、回折光学素子５、及び角度調整用光学素子９を介したレーザ光は、所定面１１の所定領域（例えば矩形状の領域）に対して所定の入射角度で入射する。このように、本実施形態の光源装置１は、所定面１１を所定の照明領域（矩形状の照明領域）で照明する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数のレーザ光源２を設けたので、所定面１１を照明するための高い照度（輝度）を有する照射光を生成でき、所定面１１を良好に照明できる。また、複数のレーザ光源２のそれぞれから射出された複数のレーザ光を所定面１１の中央側に集光する光学系８を設け、その光学系８で集光した光を回折光学素子５に入射させるようにしたので、所定面１１を効率良く照明できる照射光を生成できる。そして、複数のレーザ光を所定面１１の中央側に集光することによって、高い回折効率を実現でき、光利用効率の高い光源装置１を実現できる。
【００４９】
例えば、図５に示すように、光学系８を設けず、複数のレーザ光源２のそれぞれに対応するように回折光学素子５を複数設け、それら各回折光学素子５から発生した光で所定面１１を重畳的に照明する場合について考える。図５において、複数のレーザ光源２のうち、所定面１１に対して遠い位置に配置されたレーザ光源２Ｔに対応する回折光学素子５Ｔは、発生する回折光（１次光）で所定面１１を照明するために、その発生する回折光の角度（回折角）を大きくする必要がある。換言すれば、回折光学素子５Ｔは、回折角が大きくなるように設計される必要がある。
【００５０】
一般に、回折光学素子５から発生する回折光の角度（回折角）が小さいほど、回折効率（回折光学素子５に入射する光強度ＩＯと回折光学素子５より射出する光強度ＩＰとの比＝ＩＰ／ＩＯ）は大きくなる。したがって、図５に示す例では、回折光学素子５Ｔから発生する回折光の所定面１１での照度は、他の回折光学素子５から発生する回折光の所定面１１での照度よりも小さくなってしまう可能性がある。この場合、レーザ光源２Ｔの性能を十分に発揮することができず、照明効率が低下する。
【００５１】
このように、複数のレーザ光源２のそれぞれに対応するように回折光学素子５を複数設け、それら各回折光学素子５から発生した光で所定面１１を重畳的に照明する場合において、所定面１１と各回折光学素子５との位置関係等によっては、複数の回折光学素子５のうち、ある回折光学素子５（図５においては回折光学素子５Ｔ）の回折角を大きくしなければならない状況が生じ、その回折光学素子５（５Ｔ）の回折効率の低下を招くおそれがある。
【００５２】
本実施形態によれば、複数のレーザ光源２のそれぞれから射出された複数のレーザ光を光学系８で所定面１１の中央側に集光し、その集光した光を回折光学素子５に入射させるので、高い回折効率を実現できる。したがって、回折光学素子５の高い回折効率が得られるように光源装置１及び回折光学素子５を設計することによって、高い回折効率を有する回折光学素子５を含む光源装置１を用いて、高い照明効率で所定面１１を良好に照明できる。
【００５３】
本実施形態においては、光学系８の光軸と所定面１１とが交差しない位置関係となる範囲内において、最も高い回折効率で、所定面１１を照明するための光（回折光、１次光）を回折光学素子５が発生できるように、光学系８、回折光学素子５、回折光学素子５と所定面１１との位置関係等が調整（最適化）されている。例えば、光学系８の光軸と所定面１１のエッジ（又はエッジの外側の近傍）とが交差するように光学系８及び回折光学素子５と所定面１１との位置関係が調整されるとともに、その位置関係で、最も高い回折効率で、所定面１１を照明するための光を回折光学素子５が発生できるように、光学系８及び回折光学素子５が調整される。
【００５４】
また、本実施形態においては、光源装置１は複数のレーザ光源２を備えているので、スペックルパターンの発生を抑えることもできる。スペックルパターンとは、レーザ光のようなコヒーレント光で散乱面を照射し、その散乱光を観察したとき、空間に生じるコントラストの高い斑点状の模様をいう。散乱面の各点で発生した散乱光は、互いにランダムな位相関係で干渉し、その結果複雑な干渉パターンを生じ、所定面１１を不均一な照度分布で照明する可能性がある。本実施形態では、光源装置１は複数のレーザ光源２を備えており、それら複数のレーザ光源２のそれぞれから射出されたレーザ光は互いにインコヒーレントであるため、互いに異なる照度分布（輝度分布）を持つ光で所定面１１を照明することとなる。そのため、それら各レーザ光に基づく照射光を所定面１１に照射することにより、見た目上のスペックルパターンを低減し、所定面１１での照度分布をほぼ均一にすることができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、光学系８は、回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を平行にするコリメート機能（平行化機能、視準機能）も有しているため、そのコリメートされたレーザ光が入射される回折光学素子５は、高い回折効率で、所望の回折光を良好に生成できる。また、回折光学素子５の入射面３に入射する光をコリメートし、回折光学素子５の入射面３に入射する光の波面をフラットにすることで、所望の回折光を発生させるための回折光学素子５を設計するときの負担、及び光源装置１を製造するときの負担を軽減できる。回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を平行化しなくても、回折光学素子５で所望の回折光を生成できるが、その場合、所望の回折光を発生させるための回折光学素子５の設計が複雑になったり、製造が複雑になったり、光源装置１の製造が複雑になったりする可能性がある。回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）を平行化することによって、回折光学素子５を設計するときの負担、光源装置１を製造するときの負担を軽減できる。
【００５６】
また、本実施形態においては、光学系８の第１光学素子６及び第２光学素子７は、屈折レンズなので、光学系８を構築する際の設計上、製造上の負担を軽減できる。
【００５７】
また、本実施形態においては、回折光学素子５は、その回折光学素子５から発生する０次光が、所定面１１に入射しないように配置される。これにより、たとえ、回折光学素子５から０次光が発生しても、その０次光が所定面１１に入射することを抑制できる。したがって、所定面１１を所望状態で照明できる。
【００５８】
本実施形態においては、回折光学素子５は、上述の反復フーリエ法等の所定の手法を用いて、０次光を発生させないように設計され、発生した１次光によって、均一な照度分布で所定面１１を照明できるように設計されているが、例えば回折光学素子５を製造するときの製造誤差（プロセス誤差）、レーザ光源２から射出されるレーザ光の波長誤差等に起因して、回折光学素子５より０次光が発生してしまう可能性がある。なお、レーザ光源２から射出されるレーザ光の波長の誤差（ぶれ）は、例えば温度変化に起因する。０次光は、回折光学素子５に入射するレーザ光の延長線上に形成される場合が多い。すなわち、図１においては、０次光は、回折光学素子５の射出面４の法線方向（Ｚ軸方向）に射出される場合が多い。そのような場合において、所定面１１が、回折光学素子５に入射するレーザ光の延長線上（本実施形態では、光学系８の光軸と交差する位置）に配置されている場合、所定面１１に、０次光が照射されてしまう可能性がある。所定面１１に０次光が照射された場合、所定面１１のうち、０次光が照射された部分の照度（輝度）が局所的に増大する場合がある。その場合、所定面１１を均一な照度分布の照射光で照明できなくなる。後述するように、所定面１１が、プロジェクタの空間光変調装置の入射面である場合、０次光に基づく照度（輝度）の局所的な増大により、形成される画像は不良となる。本実施形態では、所定面１１は、光学系８から回折光学素子５に入射するレーザ光の延長線上から外れた位置（光学系８の光軸と交差しない位置）に配置されるので、仮に回折光学素子５から０次光が発生しても、その０次光が所定面１１に照射されることを抑制することができる。したがって、所定面１１を均一な照度分布で照明できる。
【００５９】
また、ＸＹ平面において、光学系８の光軸と所定面１１とが重ならないように、それら光学系８と所定面１１との位置関係を調整することによって、光学系８から射出された光が所定面１１に直接的に供給されることを抑制できる。例えば、回折光学素子５を保持する保持部材等が劣化する等、何らかの理由で回折光学素子５が光学系８と所定面１１との間の所定位置から移動してしまったり、あるいは、何らかの理由で回折光学素子５が損傷してしまったりする状況が発生する可能性がある。その場合、光学系８の光軸と所定面１１とが交差するように、光学系８と所定面１１との位置関係が設定されていると、光学系８より射出されたレーザ光が、直接的に所定面１１に供給されてしまう状況が発生する可能性がある。この場合、所定面１１に、回折光学素子５を介していない（回折されていない）レーザ光が入射することとなり、所定面１１にダメージを与える可能性がある。本実施形態においては、光学系８は、その光軸が所定面１１と交差しないように配置されているので、上述の不具合の発生を抑制できる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００６１】
図６は、第２実施形態に係る光源装置１を示す概略構成図である。上述の第１実施形態においては、光学系８は、その光軸が、所定面１１と交差しないように配置されているが、図６に示すように、光学系８の光軸と所定面１１とが交差するように、光学系８と所定面１１との位置関係を設定してもよい。また、所定面１１が、光学系８から射出され、回折光学素子５に入射するレーザ光（集光、平行化後のレーザ光）の延長線上に配置されていてもよい。上述の第１実施形態で述べた不具合の発生が十分に抑制されているならば、図６に示すような構成とすることにより、光源装置１のコンパクト化を図ることができる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態に係る光学系８を示す図である。上述の実施形態においては、光学系８の第１光学素子６は、平凸レンズであり、第２光学素子７は、平凹レンズであったが、図７に示すように、第１光学素子６の入射面６Ａを、−Ｚ側（レーザ光源２側）に向かって凸状の曲面とし、射出面６Ｂを、ＸＹ平面とほぼ平行な平面としてもよい。図７に示す光学系８も、集光機能、及びコリメート機能を有する。
【００６３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。図８は、第４実施形態に係る光学系８を示す図である。上述の実施形態においては、光学系８の第１光学素子６及び第２光学素子７は、屈折レンズであったが、図８に示すように、第１光学素子６及び第２光学素子７のそれぞれを、フレネルレンズとしてもよい。本実施形態においては、第１光学素子６は、平凸型フレネルレンズであり、第２光学素子７は、平凹型フレネルレンズである。フレネルレンズを用いることにより、光学系８の小型化を図ることができる。図８に示す光学系８も、集光機能、及びコリメート機能を有する。
【００６４】
なお、第１光学素子６及び第２光学素子７の一方を屈折レンズとし、他方をフレネルレンズとしてもよい。また、第１光学素子６及び第２光学素子７の少なくとも一方を、回折光学素子としてもよい。すなわち、光学系８を、屈折レンズ、フレネルレンズ、及び回折光学素子の少なくとも１つを含むものとすることができる。
【００６５】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。図９は、第５実施形態に係る光学系８を示す図である。図９に示すように、光学系８を、１つの屈折レンズ６Ｋで構成してもよい。図９に示す例では、光学系８を構成する屈折レンズ６Ｋの入射面は、−Ｚ側（レーザ光源２側）に向かって凸状の曲面であり、射出面は、ＸＹ平面とほぼ平行な平面である。図９に示す光学系８は、集光機能は有するが、コリメート機能は有さない。
【００６６】
図９に示す光学系８において、屈折レンズ６Ｋの焦点距離、屈折レンズ６Ｋと回折光学素子５の入射面３との位置関係（距離）等を調整することによって、回折光学素子５に入射させる複数のレーザ光（光線群）をほぼ平行にすることができる。例えば、屈折レンズ６Ｋの入射面に入射するレーザ光の光束の直径を９ｍｍとし、屈折レンズ６Ｋの焦点距離を１５０ｍｍとした場合、回折光学素子５の入射面３に対して、最大で１．７度の入射角度で、屈折レンズ６Ｋ（光学系８）からのレーザ光を入射させることができる。このように、長い焦点距離を有する屈折レンズ６Ｋを用いることにより、回折光学素子５の入射面３に入射する光の波面をフラットに近い状態にすることができる。
【００６７】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。図１０は、第６実施形態に係る光学系８を示す図である。図１０に示すように、光学系８を、１つのフレネルレンズ６Ｆで構成してもよい。図１０に示す光学系８は、集光機能は有するが、コリメート機能は有さない。
【００６８】
本実施形態においても、上述の第５実施形態と同様、長い焦点距離を有するフレネルレンズ６Ｆを用いることにより、回折光学素子５の入射面３に入射する光の波面をフラットに近い状態にすることができる。
【００６９】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について説明する。図１１は、第７実施形態に係る光源装置１の一部を示す図、図１２は、図１１の回折光学素子５を示す拡大図である。なお、図１１においては、角度調整用光学素子９の図示を省略してある。
【００７０】
図１１及び図１２において、回折光学素子５は、入射部３Ｓ及び射出部４Ｓを有し、入射部３Ｓに入射した光を、射出部４Ｓで回折させる。本実施形態においては、回折光学素子５の入射部３Ｓには、射出部４Ｓに供給される複数のレーザ光（光線群）を平行にするコリメート光学素子６Ｃが配置されている。入射部３Ｓに配置されているコリメート光学素子６Ｃは、フレネルレンズを含む。また、射出部４Ｓには、表面レリーフ型ホログラム素子５Ｈが配置されている。回折光学素子５は、射出部４Ｓに配置されている表面レリーフ型ホログラム素子５Ｈによって、入射部３Ｓに入射され、その入射部３Ｓより射出部４Ｓに供給されたレーザ光を回折させる。
【００７１】
図１１に示すように、本実施形態の光学系８は、１つの屈折レンズ６Ｋを有し、集光機能を有するものの、コリメート機能は有さない。本実施形態においては、光学系８が集光機能のみを有する場合であっても、回折光学素子５の入射部３Ｓに配置されたコリメート光学素子６Ｃによって、射出部４Ｓに配置されている表面レリーフ型ホログラム素子５Ｈに入射させる複数のレーザ光（光線群）を平行にすることができる。
【００７２】
本実施形態においては、部品点数の増大を抑制しつつ、高い回折効率で、所望の回折光を良好に生成できる。
【００７３】
＜第８実施形態＞
次に、第８実施形態について説明する。図１３は、第８実施形態に係る回折光学素子５を示す図である。本実施形態の特徴的な部分は、回折光学素子５が、光学系８からの光が入射され、所定面１１に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率（回折角）で射出する複数のセル領域５Ｓを有する点にある。セル領域５Ｓのそれぞれは、回折光を生成可能である。なお、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）のそれぞれに示す回折光学素子５の入射面には、光学系８により、集光され、平行化されたレーザ光が入射される。光学系８は、レーザ光により、回折光学素子５の複数のセル領域５Ｓを一括して照明する。なお、セル領域５Ｓは、回折光学素子５の入射面（射出面）と平行なＸＹ平面において、１辺が例えば１ｍｍ程度の正方形状の領域である。
【００７４】
図１３（Ａ）においては、セル領域５Ｓのそれぞれから所定面１１に供給される光によって形成される複数の照射領域が、所定面１１において合致するように、回折光学素子５が調整（設計）されている。すなわち、図１３（Ａ）に示す例においては、回折光学素子５は、複数のセル領域５Ｓのそれぞれから発生したレーザ光で、所定面１１の所定領域を重畳的に照明する。
【００７５】
図１３（Ａ）に示す例においては、光源装置１は、各セル領域５Ｓから発生した光によって、所定面１１の所定領域を重畳的に照明できるので、所定面１１を高い照度で効率良く照明できる。また、スペックルパターンの発生を抑え、所定面１１をほぼ均一な照度分布で照明できる。
【００７６】
図１３（Ｂ）においては、セル領域５Ｓそれぞれの回折効率がほぼ等しくなるように、回折光学素子５が調整（設計）されている。すなわち、図１３（Ｂ）に示す例においては、セル領域５Ｓのそれぞれから発生する回折光の角度（回折角）はほぼ等しい。これにより、各セル領域５Ｓは、高い回折効率で回折光を生成でき、所定面１１を高い照度で効率良く照明できる。また、スペックルパターンの発生を抑えることができる。
【００７７】
図１３（Ｂ）に示す例においては、複数のセル領域５Ｓのうち、一部のセル領域５Ｓから発生した回折光の一部は、所定面１１の外側に漏れる可能性があるが、セル領域５Ｓは、高い回折効率で、高い輝度を有する回折光を発生しているので、所定面１１を高い照度で照明できる。そして、各セル領域５Ｓから発生した回折光を、所定面１１で重ねることによって、所定面１１をほぼ均一な照度分布で照明できる。
【００７８】
なお、上述の第１〜第８実施形態においては、光源装置１は二次元方向（ＸＹ方向）に複数並んだレーザ光源２を有しているが、一次元方向（例えばＸ軸方向）にアレイ状に配置されたレーザ光源２を備えていてもよい。
【００７９】
なお、上述の第１〜第８実施形態においては、回折光学素子として透過型の回折光学素子（回折格子）のうち、位相変調型の回折光学素子を用いているが、振幅変調型の回折光学素子を用いることもできる。また、透過型の回折光学素子に限られず、反射型の回折光学素子を用いることもできる。また、例えば、透過型の回折光学素子と、反射型の回折光学素子とを組み合わせてもよい。そして、それら回折光学素子の表面条件を最適化することにより、その回折光学素子に所望の機能を持たせることができる。
【００８０】
＜第９実施形態＞
次に、第９実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置１を応用した画像表示装置の一例について説明する。
【００８１】
図１４は、上述の各実施形態で説明した光源装置１（１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ）を備えた画像表示装置を示す概略構成図である。本実施形態においては、画像表示装置として、空間光変調装置で生成された画像情報を含む色光を投射系を介してスクリーン上に投射する投射型画像表示装置（プロジェクタ）を例にして説明する。
【００８２】
図１４において、投射型画像表示装置ＰＪは、スクリーン１００（表示面）上に画像情報を含む光を投射する投射ユニットＵを備えている。投射ユニットＵからスクリーン１００に対して光が投射されることにより、スクリーン１００上に画像が形成される。本実施形態の投射型画像表示装置ＰＪは、スクリーン１００を透過型のスクリーンとし、スクリーン１００の正面側からスクリーン１００上に画像情報を含む光を投射する。
【００８３】
投射ユニットＵは、第１の基本色光（赤色光）で所定面１１を照明可能な第１光源装置１Ｒと、第２の基本色光（緑色光）で所定面１１を照明可能な第２光源装置１Ｇと、第３の基本色光（青色光）で所定面１１を照明可能な第３光源装置１Ｂと、第１光源装置１Ｒで照明される入射面（所定面）１１を有し、照明された光を画像情報に応じて光変調する第１空間光変調装置１０Ｒと、第２光源装置１Ｇで照明される入射面（所定面）１１を有し、照明された光を画像情報に応じて光変調する第２空間光変調装置１０Ｇと、第３光源装置１Ｂで照明される入射面（所定面）１１を有し、照明された光を画像情報に応じて光変調する第３空間光変調装置１０Ｂと、空間光変調装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂにより変調された各基本色光を合成する色合成系２０と、色合成系２０で生成された光をスクリーン１００上に投射する投射系２１とを備えている。空間光変調装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのそれぞれは液晶装置を含んで構成されている。以下の説明においては、空間光変調装置を適宜、ライトバルブ、と称する。
【００８４】
ライトバルブは、入射側偏光板と、一対のガラス基板どうしの間に封入された液晶を有するパネルと、射出側偏光板とを備えている。ガラス基板には画素電極や配向膜が設けられている。空間光変調装置を構成するライトバルブは、定められた振動方向の光のみを透過させるようになっており、ライトバルブに入射した基本色光は、ライトバルブを通過することによって光変調される。
【００８５】
第１光源装置１Ｒの複数のレーザ光源２は、赤色（Ｒ）のレーザ光をそれぞれ射出する。第１光源装置１Ｒは、赤色のレーザ光に基づいて、第１ライトバルブ１０Ｒの入射面１１を照明する。
【００８６】
第２光源装置１Ｇの複数のレーザ光源２は、緑色（Ｇ）のレーザ光をそれぞれ射出する。第２光源装置１Ｇは、緑色のレーザ光に基づいて、第２ライトバルブ１０Ｇの入射面１１を照明する。
【００８７】
第３光源装置１Ｂの複数のレーザ光源２は、青色（Ｂ）のレーザ光をそれぞれ射出する。第３光源装置１Ｇは、青色のレーザ光に基づいて、第３ライトバルブ１０Ｂの入射面１１を照明する。
【００８８】
各ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを通過することで変調された各基本色光（変調光）は、色合成系２０で合成される。色合成系２０はダイクロイックプリズムによって構成されており、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、及び青色光（Ｂ）は色合成系２０で合成されてフルカラー合成光となる。色合成系２０から射出されたフルカラー合成光は投射系２１に供給される。投射系２１はフルカラー合成光をスクリーン１００上に投射する。投射系２１は、入射側の画像を拡大してスクリーン１００上に投射する所謂拡大系である。
【００８９】
投射ユニットＵは、各光源装置１Ｒ、１Ｇ、１Ｂのそれぞれで照明された各ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを介した画像情報を含むフルカラー合成光を投射系２１を用いてスクリーン１００上に投射することによって、スクリーン１００上にフルカラーの画像を形成する。鑑賞者は、投射ユニットＵによりスクリーン１００に対して投射された画像を鑑賞する。
【００９０】
本実施形態のプロジェクタＰＪの各ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、高い照明効率を有する各光源装置１Ｒ、１Ｂ、１Ｇにより、高い照度を有し、均一な照度分布を有する照射光で照明される。したがって、プロジェクタＰＪは、コントラストが高い良好な画像を表示できる。
【００９１】
なお、図１４を用いた説明では、スクリーン１００の正面側からスクリーン１００上に画像情報を含む光を投射するフロント投射型のプロジェクタを例にして説明したが、投射ユニットＵと、スクリーン１００と、筐体とを有し、投射ユニットＵがスクリーン１００の背面側に配置され、スクリーン１００の背面側からスクリーン１００上に画像情報を含む光を投射する所謂リアプロジェクタに、上述の各実施形態の光源装置１を適用することもできる。
【００９２】
なお上述の各実施形態においては、空間光変調装置として透過型の液晶装置（ライトバルブ）を用いているが、反射型の液晶装置を用いることもできるし、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等の反射型光変調装置（ミラー変調器）を用いてもよい。
【００９３】
なお、上述の実施形態のプロジェクタＰＪは、各基本色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を射出可能なレーザ光源２をそれぞれ有する第１、第２、第３光源装置１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを有しているが、赤色光（Ｒ）を射出する赤色レーザ光源、緑色光（Ｇ）を射出する緑色レーザ光源、及び青色光（Ｂ）を射出する青色レーザ光源をアレイ状に配置した構成を有する光源装置を１つ有する構成であってもよい。この場合、各基本色光を射出可能なレーザ光源のレーザ光射出動作を時分割で行い、その各レーザ光源のレーザ光射出動作に同期して、ライトバルブの動作を制御することにより、１つの光源装置及び１つのライトバルブでスクリーン１００上にフルカラー画像を表示することができる。
【００９４】
なお、上述の実施形態のプロジェクタにおいては、光源装置１で空間光変調装置を照明し、その空間光変調装置を介した光によりスクリーン１００上に画像を表示しているが、画像表示装置（プロジェクタ）としては、空間光変調装置を有していなくてもよい。例えば、画像情報を含むスライド（ポジフィルム）の面を光源装置１で照明し、スクリーン上に画像情報を含む光を投射する、所謂スライドプロジェクタに、上述の各実施形態の光源装置１を適用することも可能である。
【００９５】
また、画像表示装置としては、投射系を有さず空間光変調装置の画像を直接観察する直視型の画像表示装置であってもよい。
【００９６】
＜第１０実施形態＞
次に、第１０実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置１を応用した照明装置の一例について説明する。
【００９７】
図１５は、本実施形態に係る照明装置２００を示す概略構成図である。図１５に示すように、照明装置２００は、上述の各実施形態で説明した光源装置１を備えている。以上のように構成された照明装置２００によれば、所望の光量が得られ、長寿命化が図られた光源装置１を備えているので、照明装置２００自体も、低消費電力化及び長寿命化が図られたものとなる。
【００９８】
＜第１１実施形態＞
次に、第１１実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置１を応用したモニタ装置の一例について説明する。
【００９９】
図１６は、本実施形態に係るモニタ装置４００を示す概略構成図である。図１６において、モニター装置４００は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを備える。装置本体４１０は、上述の各実施形態で説明した光源装置１を備える。
【０１００】
光伝送部４２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド４２１、４２２を備える。各ライトガイド４２１、４２２は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド４２１の入射側には、光源装置１が配置され、その射出側には、拡散板４２３が配置されている。光源装置１から射出したレーザ光は、ライトガイド４２１を伝って、光伝送部４２０の先端に設けられた拡散板４２３に送られ、拡散板４２３により拡散されて被写体を照射する。
【０１０１】
光伝送部４２０の先端には、結像レンズ４２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２４で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド４２２を伝って、装置本体４１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ４１１に送られる。この結果、光源装置１により射出したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ４１１で撮像することができる。
【０１０２】
以上のように構成されたモニタ装置４００によれば、光源装置１により被写体を照射することができることから、カメラ４１１により得られる撮像画像の明るさを高めることができる。
【０１０３】
なお、上述の各実施形態で説明した光源装置１を、レーザ加工機の光源として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第１実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る光源装置を示す概略斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る回折光学素子の一例を説明するための模式図である。
【図４】第１実施形態に係る回折光学素子の一例を説明するための模式図である。
【図５】比較例としての光源装置を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。
【図７】第３実施形態に係る光学系を示す図である。
【図８】第４実施形態に係る光学系を示す図である。
【図９】第５実施形態に係る光学系を示す図である。
【図１０】第６実施形態に係る光学系を示す図である。
【図１１】第７実施形態に係る光源装置の一部を示す図である。
【図１２】第７実施形態に係る回折光学素子を拡大した図である。
【図１３】第８実施形態に係る回折光学素子の一例を説明するための模式図である。
【図１４】第９実施形態に係る画像表示装置を示す図である。
【図１５】第１０実施形態に係る照明を示す図である。
【図１６】第１１実施形態に係るモニタ装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…光源装置、２…レーザ光源、３Ｓ…入射部、４Ｓ…射出部、５…回折光学素子、５Ｓ…セル領域、６…第１光学素子、６Ｃ…コリメート光学素子、７…第２光学素子、８…光学系、９…角度調整用光学素子、１０…所定部材（空間光変調装置）、１１…所定面（入射面）、１００…スクリーン（表示面）、ＰＪ…画像表示装置（プロジェクタ）、２００…照明装置、４００…モニタ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定面に照射するための照射光を生成する光源装置であって、
レーザ光を射出する複数のレーザ光源と、
入射した光を回折させ、前記所定面に供給するための光を射出する回折光学素子と、
前記レーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光が入射されるとともに、該入射された複数のレーザ光を集光し、該集光した光を前記回折光学素子に入射させる光学系と、を備え、
前記光学系は、前記複数のレーザ光の少なくとも一部を前記所定面の中央側に集光し、前記回折光学素子に光を入射させることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光学系は、前記回折光学素子に入射させる前記複数のレーザ光を平行にすることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記回折光学素子は、入射部及び射出部を有し、前記入射部に入射した光を、前記射出部で回折させ、
前記入射部に配置され、前記射出部に供給される前記複数のレーザ光を平行にするコリメート光学素子を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光学系は、該光学系の光軸が、前記所定面の所定領域と交差しないように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。
【請求項５】
前記回折光学素子は、該回折光学素子から発生する０次光が、前記所定面の所定領域に入射しないよう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。
【請求項６】
前記光学系は、屈折レンズを含む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。
【請求項７】
前記光学系は、フレネルレンズを含む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。
【請求項８】
前記回折光学素子は、前記光学系からの光が入射され、前記所定面に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率で射出する複数のセル領域を有し、
前記セル領域それぞれの回折効率はほぼ等しい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。
【請求項９】
前記回折光学素子は、前記光学系からの光が入射され、前記所定面に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率で射出する複数のセル領域を有し、
前記セル領域のそれぞれから前記所定面に供給される光によって形成される複数の照射領域は、前記所定面において合致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。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の光源装置からの照射光が照射され、前記所定面を介した光により画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
前記所定面は、照射された照射光を画像信号に応じて光変調する空間光変調装置の入射面を含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の画像表示装置を含み、前記所定面を介した画像情報を含む光を表示面に投射する投射系を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１３】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の光源装置を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の光源装置を備えたことを特徴とするモニタ装置。
【請求項１】
所定面に照射するための照射光を生成する光源装置であって、
レーザ光を射出する複数のレーザ光源と、
入射した光を回折させ、前記所定面に供給するための光を射出する回折光学素子と、
前記レーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光が入射されるとともに、該入射された複数のレーザ光を集光し、該集光した光を前記回折光学素子に入射させる光学系と、を備え、
前記光学系は、前記複数のレーザ光の少なくとも一部を前記所定面の中央側に集光し、前記回折光学素子に光を入射させることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光学系は、前記回折光学素子に入射させる前記複数のレーザ光を平行にすることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記回折光学素子は、入射部及び射出部を有し、前記入射部に入射した光を、前記射出部で回折させ、
前記入射部に配置され、前記射出部に供給される前記複数のレーザ光を平行にするコリメート光学素子を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光学系は、該光学系の光軸が、前記所定面の所定領域と交差しないように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。
【請求項５】
前記回折光学素子は、該回折光学素子から発生する０次光が、前記所定面の所定領域に入射しないよう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。
【請求項６】
前記光学系は、屈折レンズを含む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。
【請求項７】
前記光学系は、フレネルレンズを含む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。
【請求項８】
前記回折光学素子は、前記光学系からの光が入射され、前記所定面に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率で射出する複数のセル領域を有し、
前記セル領域それぞれの回折効率はほぼ等しい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。
【請求項９】
前記回折光学素子は、前記光学系からの光が入射され、前記所定面に供給するための光をそれぞれ所定の回折効率で射出する複数のセル領域を有し、
前記セル領域のそれぞれから前記所定面に供給される光によって形成される複数の照射領域は、前記所定面において合致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。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の光源装置からの照射光が照射され、前記所定面を介した光により画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
前記所定面は、照射された照射光を画像信号に応じて光変調する空間光変調装置の入射面を含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の画像表示装置を含み、前記所定面を介した画像情報を含む光を表示面に投射する投射系を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１３】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の光源装置を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の光源装置を備えたことを特徴とするモニタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１５２０１９（Ｐ２００８−１５２０１９Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３９９３３（Ｐ２００６−３３９９３３）
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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