光源装置及び画像表示装置
【課題】簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能な光源装置及び画像表示装置を提供すること。
【解決手段】レーザ光源１１と波長変換素子１３との間に配置されるとともに、外部共振器１４において反射された光のうち、レーザ光源１１の方へ向かう光路において、波長変換素子１３を通過することによって所定の波長に変換された光を反射させてレーザ光源１１とは異なる位置へ導くとともに、所定の波長に変換されなかった光をレーザ光源１１の方へ透過させる分離部１２と、該分離部１２において反射された光を光学素子１５に向けて反射させる反射部１７とを備え、外部共振器１４を透過して光学素子１５に向かう第１光路Ａ１を進行する光と、反射部１７において反射され光学素子１５に向かう第２光路Ａ２を進行する光とは、互いに交差することを特徴とする。
【解決手段】レーザ光源１１と波長変換素子１３との間に配置されるとともに、外部共振器１４において反射された光のうち、レーザ光源１１の方へ向かう光路において、波長変換素子１３を通過することによって所定の波長に変換された光を反射させてレーザ光源１１とは異なる位置へ導くとともに、所定の波長に変換されなかった光をレーザ光源１１の方へ透過させる分離部１２と、該分離部１２において反射された光を光学素子１５に向けて反射させる反射部１７とを備え、外部共振器１４を透過して光学素子１５に向かう第１光路Ａ１を進行する光と、反射部１７において反射され光学素子１５に向かう第２光路Ａ２を進行する光とは、互いに交差することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びこれを備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の投射型画像表示装置では、光源として超高圧水銀ランプなどの放電ランプが用いられるのが一般的である。しかし、このような放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が難しい、色再現範囲が狭い、ランプから放射された紫外線が液晶ライトバルブを劣化させてしまうことがある等の課題がある。そこで、このような放電ランプの代わりに、単色光を照射するレーザ光源を用いた投射型画像表示装置が提案されている。そして、このような投射型画像表示装置には、特許文献１〜３に記載されたようなレーザ光源を利用することが可能である。しかしながら、レーザ光源は、上記のような課題を持たない反面、干渉性を有するという欠点を持っている。そこで、レーザ光の干渉性を低減させたレーザ照明装置が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
この特許文献１に記載のレーザ照明装置は、レーザ光源と、レーザ光源から射出された光を複数の光に分割する分割光学素子と、分割した複数の光の進行方向を変え、かつ、複数の光の光路長をそれぞれ変える光学素子が集まったユニットとを備えている。レーザ光源から射出され、分割光学素子により分割された複数の光は、ユニット内の４５度で傾いたミラー面においてそれぞれ反射する。そして、ミラー面により反射した複数の光は、ユニットより平行光として射出される。このとき、当該ユニットによって複数の光の光路長をそれぞれ異ならせることで、レーザ光の干渉性を低減させている。
【特許文献１】特開昭５９−１２８５２５号公報
【特許文献２】特開平７−８６６６８号公報
【特許文献３】米国特許第５，７６２，２２７号
【特許文献４】特開２００３−３１８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載のレーザ照明装置では、レーザ光源から射出され、分割された複数のレーザ光の干渉性を抑えるためには、それぞれの光の光路長の差を干渉距離（コヒーレンス長）以上にする必要が生じる。ここで、レーザ光のコヒーレンス長は数ｃｍから数ｍである。つまり、特許文献１のレーザ照明装置では、複数の光に数ｃｍから数ｍ以上の光路差を与えることになる。したがって、特許文献１の照明装置は、非常に大型なものとなってしまう。
また、ユニットに設けられたミラー面においてそれぞれ反射した光は、平行光としてユニットから射出されるため、後段に配置される光学素子も大型化してしまい、コストが高くなってしまう。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能な光源装置及び画像表示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】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の光源装置は、レーザ光源と、該レーザ光源から射出された光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子と、該波長変換素子から射出された光のうち前記所定の波長に変換されたを光を透過させ、前記所定の波長に変換されなかった光を反射させて、前記レーザ光源の方へ戻す外部共振器と、を備え、該外部共振器から射出された光により、光学素子を介して光変調装置を照明する光源装置であって、前記レーザ光源と前記波長変換素子との間に配置されるとともに、前記外部共振器において反射された光のうち、前記レーザ光源の方へ向かう光路において、前記波長変換素子を通過することによって前記所定の波長に変換された光を反射させて前記レーザ光源とは異なる位置へ導くとともに、前記所定の波長に変換されなかった光を前記レーザ光源の方へ透過させる分離部と、該分離部において反射された光を前記光学素子に向けて反射させる反射部とを備え、前記外部共振器を透過して前記光学素子に向かう第１光路を進行する光と、前記反射部において反射され前記光学素子に向かう第２光路を進行する光とは、互いに交差することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る光源装置では、レーザ光源から射出された光は波長変換素子を通過する。波長変換素子から射出された光のうち、所定の波長の光に変換された光は、外部共振器を透過し、光学素子に入射する。一方、波長変換素子から射出された光のうち、所定の波長に変換されなかった光は、外部共振器において反射され、レーザ光源の方へ戻され、再度、波長変換素子を通過する。そして、その一部は、所定の波長に変換される。本発明は、このように、外部共振器において反射された光のうち、レーザ光源の方へ向かう光路において、波長変換素子を透過することによって、所定の波長に変換された光を、分離部において反射させて、レーザ光源とは異なる位置へ導く。さらにその後、反射部において反射させることによって、光学素子へ入射させる。
さらに、本発明では、外部共振器を透過して光学素子に向かう第１光路を進行する光の光軸と、反射部において反射され光学素子に向かう第２光路を進行する光とが、互いに交差している。第１光路を進行する光と第２光路を進行する光とのなす角度をθとすると、干渉縞の間隔は、波長／ｓｉｎθとなる。したがって、本発明では、角度θを所定の角度にすることにより、干渉縞の間隔を認識することが困難である間隔まで短くすることが可能となる。また、角度θを時間的に変化させることにより、干渉縞を目立ちにくくすることが可能となる。
【０００７】
また、従来の構成の場合、第１光路を進行する光の光軸と第２光路を進行する光とが平行であるため、広い範囲の光が入射可能な開口を有する光学素子を用いる必要があるが、本発明では、第１光路を進行する光の光軸と第２光路を進行する光の光軸とが、角度をなしているため、その必要はなく、開口の小さい光学素子を用いることができる。したがって、安価な光学素子を用いることができる。すなわち、従来のように、レーザ光源から射出された光を複数に分岐させ、それぞれの平行光の光路差をコヒーレンス長にして、干渉を低減させる構成に比べ、本発明は、簡易な構成、かつ、装置全体を小型化、低コスト化した光源装置を実現することができる。
【０００８】
また、本発明の光源装置において、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度θは、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光との干渉縞の間隔が、前記光変調装置の画素のピッチ以下となるように設定されることが好ましい。角度θをこのような値に設定にすることにより、干渉縞の間隔を認識することが困難である間隔まで短くすることが可能となる。したがって、良好な照明光を光変調装置に照射することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の光源装置は、前記第１光路上及び前記第２光路上の少なくとも一方に、前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための集光素子を備えることが好ましい。
【００１０】
このような集光素子を設けることにより、第１光路及び第２光路の少なくとも一方を進行する光を光学素子に集光することができるため、それぞれの光路を進行する光の利用効率が向上する。さらには、外部共振器及び反射部の後段に配置された光学素子との距離を短くすることができるので、さらに装置全体の小型化を図ることが可能である。
【００１１】
また、本発明の光源装置は、前記第１光路及び前記第２光路上の少なくとも一方に、前記前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための偏向素子が設けられていることが好ましい。
かかる構成により、第１光路を進行する光と第２光路を進行する光とのなす角度θを偏向素子によって調整することができるので、より簡易な構成で、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難な程度まで短くすることが可能となる。
【００１２】
また、前記偏向素子には、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることが好ましい。
【００１３】
このように、可動部によって前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させると、干渉縞の間隔が時間的に変化するため、光学素子から射出される光は、残像効果により時間積分されて、干渉性が低下することになる。よって、この場合は、角度θを、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光との干渉縞の間隔が、光変調装置の画素のピッチ以下となるように設定しなくても、干渉縞を人間が認識することが困難な状態にすることができる。その結果、角度θの大きさに関わらず、良好な状態の照明光を得ることが可能となる。
【００１４】
また、上述のように偏向素子に可動部を設ける代わりに、前記反射部に可動部を設けることで、角度θを時間的に変化させるようにしても良いし、前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方に、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる音響光学素子を設けるようにしても良い。これらの場合も、偏向素子に可動部を設けた場合と同様の効果を得ることが可能である。
【００１５】
本発明の画像表示装置は、上記の光源装置と、該光源装置から射出された後、光学素子を介して射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る画像表示装置では、上記の光源装置から射出された後、光学素子を介して射出された光によって光変調装置を照明し、光変調装置により変調された画像が、投射装置を介して投射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、干渉縞を抑えた光となっているので、干渉縞の目立たない良好な画像を投射することができる。
【００１７】
また、本発明の画像表示装置において、前記光学素子は、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する均一化手段であり、前記光変調装置は、前記均一化手段によって照度分布が均一化された光によって照明されることが好ましい。
【００１８】
このような均一化手段を採用することにより、より良好な画像を投射することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置及び画像表示装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２０】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置１０は、レーザ光源１１より射出された光の波長を変換し、ロッドインテグレータ（光学素子：均一化手段）１５を介して液晶ライトバルブ（光変調装置）２０を照明するものである。具体的には、光源装置１０は、図１に示すように、単色光を発光するレーザ光源１１と、レーザ光源１１から射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子１３と、レーザ光源１１と波長変換素子１３との間に配置されたダイクロイックミラー（分離部）１２と、波長変換素子１３から射出されたレーザ光のうち、所定の波長の光を透過させ、それ以外の光を反射する外部共振器１４と、ダイクロイックミラー１２において反射したレーザ光をロッドインテグレータ１５に反射させる反射ミラー（反射部）１７とを備えている。
【００２１】
本実施形態において、レーザ光源１１から射出される光の波長は、青色のレーザ光を射出する青色レーザ光源装置の場合は９２０ｎｍ、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザ光源装置の場合は１０６０ｎｍ、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザ光源装置の場合は１２４０ｎｍの波長とする。ただし、この波長は単なる一例に過ぎない。レーザ光源１１としては、例えば単一の半導体レーザや、複数の半導体レーザがアレイ化されたものを用いることが可能である。
【００２２】
波長変換素子（ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）１３は、入射光を所定の波長に変換する光学素子である。本実施形態の場合は、レーザ光源１１から射出され、外部共振器１４に向かう光は、波長変換素子１３を通過することによって、ほぼ半分の波長の光に変換されるものとする。つまり、青色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光（９２０ｎｍ）は、波長変換素子によって４６０ｎｍの青色光に変換される。同様に、緑色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光（１０６０ｎｍ）が５３０ｎｍの緑色光に、赤色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光（１２４０ｎｍ）が６２０ｎｍの赤色光に変換される。ただし、波長変換素子１３の変換効率は４０〜５０％程度である。つまり、レーザ光源１１から射出された光のすべてが、約半分の波長のレーザ光に変換されるわけではない。よって、波長変換素子１３から射出されるレーザ光は、所定の波長に変換されたレーザ光と、変換されなかったレーザ光とが混ざったものとなる。波長変換素子１３による波長変換効率は、非線形の特性を有しており、例えば、波長変換素子に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率は向上する。なお、レーザ光源１１から外部共振器１４に向かう光路を往路ＯＷとする。
ここでは、波長変換素子１３として、板形状の導波路型のものを用いている。このような導波路型の波長変換素子１３を採用した場合、その波長変換素子１３の厚みが薄いので、周期分極反転構造が作成し易く、波長変換効率を高め易く、製造コストを低減することができる。
【００２３】
外部共振器１４は、波長変換素子１３から射出されたレーザ光のうち所定の波長（本実施形態の場合は約半分の波長）に変換されたレーザ光を透過させ、所定の波長に変換されなかったレーザ光を反射させて前記波長変換素子１３の方へ戻すものである。本実施形態において、外部共振器１４は、波長変換素子１３から射出された光のうち、波長変換素子１３によって所定の波長に変換されなかった光のみを選択的に約９９％の高効率で反射する特性を備えている。波長変換素子１３によって所定の波長（青色レーザ光源の場合は９２０ｎｍ、緑色レーザ光源の場合は５３０ｎｍ、赤色レーザ光源の場合は６２０ｎｍ）に変換された光は、外部共振器１４を透過する。
外部共振器１４を透過したレーザ光は、そのままロッドインテグレータ１５に入射する。このように、外部共振器１４を透過してロッドインテグレータ１５に向かうレーザ光の光路を第１光路Ａ１とする。なお、本実施形態において、第１光路Ａ１とは、外部共振器１４を透過してロッドインテグレータ１５に向かうレーザ光の中心軸を示している。
【００２４】
一方、波長変換素子１３によって所定の波長に変換されなかった光（青色レーザ光源の場合は９２０ｎｍ、緑色レーザ光源の場合は５３０ｎｍ、赤色レーザ光源の場合は６２０ｎｍの波長の光）は、外部共振器１４で反射される。そして、再び波長変換素子１３を通過し、レーザ光源１１の方へ戻る。このように、外部共振器１４からレーザ光源１１の方へ向かう光路を復路ＨＷとする。一般的なレーザ光源装置では、このような光はレーザ光源１１にそのまま戻される。しかしながら、外部共振器１４からレーザ光源１１の方へ戻る過程で、波長変換素子１３によって所定の波長に変換される光も存在する。ここでいう「所定の波長」とは、外部共振器１４が透過させる光の波長と同一の波長（つまり、青色レーザ光源装置の場合は４６０ｎｍ、緑色レーザ光源装置の場合は５３０ｎｍ、赤色レーザ光源装置の場合は６２０ｎｍ）である。ダイクロイックミラー１２は、このようにして、復路で所定の波長に変換されたレーザ光が、そのままレーザ光源１１に戻らないようにするものである。具体的には、ダイクロイックミラー１２は、レーザ光源１１と波長変換素子１３との間に配置され、外部共振器１４において反射されたレーザ光のうち、レーザ光源１１の方へ向かう光路（復路ＨＷ）において、波長変換素子１３を通過することによって所定の波長に変換されたレーザ光を反射させてレーザ光源１１とは異なる位置へ導き、所定の波長に変換されなかったレーザ光をレーザ光源１１の方へ透過させるものである。ダイクロイックミラー１２の反射面は、復路ＨＷの光が４５度で入射するように配置されている。従って、復路ＨＷで所定の波長に変換されたレーザ光は、ダイクロイックミラー１２によって９０度折り曲げられる。
復路ＨＷで所定の波長に変換されなかった光は、ダイクロイックミラー１２を透過して、そのままレーザ光源１１へ戻される。このように、レーザ光源１１へ戻された光は、一部レーザ光源１１で吸収されて熱となってしまうが、大部分はレーザ光源１１のエネルギーとして用いられたり、レーザ光源１１で反射されて再度レーザ光源から射出されたりすることで有効に利用される。
反射ミラー１７は、ダイクロイックミラー１２によって反射された所定の波長のレーザ光をロッドインテグレータ１５に向けて反射させるものである。この反射ミラー１７の反射面は、ダイクロイックミラー１２によって反射されたレーザ光が、角度θ１で入射するように配置されている。このように、反射ミラー１７によって反射され、ロッドインテグレータ１５に向かうレーザ光の光路を第２光路Ａ２とする。なお、本実施形態において、第２光路Ａ２とは、反射ミラー１７によって反射され、ロッドインテグレータ１５に向かうレーザ光の中心軸を示している。
なお、図１においては、説明をわかりやすくするために、往路ＯＷ、光路Ａ１、復路ＨＷの位置をずらして示しているが、これらは、いずれも一点鎖線で示した光源光軸Ｏ上に位置するものである。また、往路ＯＷ、光路Ａ１、復路ＨＷの位置をずらして示したため、光路Ａ１と光路Ａ２とがロッドインテグレータ１５の入射端面上の異なる位置に到達しているが、これらは、ロッドインテグレータ１５の入射端面の光源光軸Ｏの位置で交わるものである。ただし、光路Ａ１と光路Ａ２とは、必ずしもロッドインテグレータ１５の入射端面の光源光軸Ｏの位置で交わるようにする必要は無く、入射端面の付近で互いに交わっておれば良い。「入射端面の付近」とは、ロッドインテグレータが機能する範囲内であれば、ロッドインテグレータの入射端面の手前でもその後（ロッドインテグレータの内部）であっても構わない。
【００２５】
第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とは、互いに角度θで交差する。角度θは、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定される。このような値に設定することによって、人間が干渉縞を認識することが困難となるためである。ここで、干渉縞の間隔をＰ、レーザ光源装置１０から射出される波長をλとしたとき、Ｐ＝λ／ｓｉｎθである。本実施形態において、外部共振器１４及びダイクロイックミラー１２によって取り出されたレーザ光の波長λは、緑色レーザ光源装置の場合は５３０ｎｍ、青色レーザ光源装置の場合は４６０ｎｍ、赤色レーザ光源装置の場合は６２０ｎｍである。現在一般的な液晶ライトバルブ２０の画素ピッチは、対角０．７４インチのもので８．５μｍ程度である。よって、このようなライトバルブを照明することを考えて、干渉縞の間隔Ｐを８．５１μｍ以下にする場合、図２に示すように、角度θは、青色レーザ光源装置の場合は３．１０度以下、緑色レーザ光源装置の場合は３．５５度以下、赤色レーザ光源装置の場合は４．１８度以下に設定される。
この角度θは、ライトバルブの画素ピッチや光の波長によって異なるが、現在一般的な液晶ライトバルブの画素ピッチや、光の波長（青４４０〜４６０ｎｍ、緑５１０〜５６０ｎｍ、赤６２０〜６３０ｎｍ）を考慮すると、１５度以下であることが好ましい。また、角度θを小さくすればする程、光路Ａ１と光路Ａ２とが交わる位置がレーザ光源１１から離れてしまい、光源装置１０とその光路下流側に配置する光学素子との距離が離れてしまう可能性がある。つまり、画像表示装置に光源装置１０を採用した場合、画像表示装置の大型化を招いてしまう可能性がある、よって、角度θは、０．５度以上であることが好ましい。
【００２６】
ロッドインテグレータ１５は、その射出端面におけるレーザ光の面内照度分布をほぼ均一にするものである。第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光は、ロッドインテグレータ１５に入射し、その内部で反射される。そして、ロッドインテグレータ１５の射出端面において、面内照度分布がほぼ均一化された照明光となって射出される。このように面内照度分布が均一となったレーザ光によって、液晶ライトバルブ２０が照明される。
【００２７】
本実施形態に係る光源装置１０では、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とのなす角度θが、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定されているため、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難である程度まで短くすることができる。
また、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とが角度をなしているため、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とが交わる位置にロッドインテグレータ１５を配置することにより、ロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａの大きさを小さくすることができる。したがって、断面積が小さく、安価なロッドインテグレータ１５を用いることができるとともに、光源装置を小型軽量化することが可能となる。
つまり、本実施形態の光源装置１０は、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能である。
【００２８】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係る光源装置１０と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る光源装置３０では、第１光路Ａ１及び第２光路Ａ２上に、集光レンズ（集光素子）３１を備える点において、第１実施形態と異なる。
【００２９】
集光レンズ３１は、図３に示すように、第１光路Ａ１の外部共振器１４とロッドインテグレータ１５との間であるとともに、第２光路Ａ２の反射ミラー１７とロッドインテグレータ１５との間に配置されている。そして、集光レンズ３１は、外部共振器１４を透過し、第１光路Ａ１を進行するレーザ光をロッドインテグレータ１５の入射面１５ａに集光させている。さらに、集光レンズ３１は、反射ミラー１７において反射し第２光路Ａ２を光源光軸Ｏの方向へ折り曲げるとともに、光路Ａ２を進行するレーザ光をロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに集光させている。第１実施形態と同様、角度θは、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定される。なお、」角度θ１は、集光レンズ３１の屈折力と角度θとを考慮して適宜設定される。
【００３０】
本実施形態に係る光源装置３０は、第１実施形態の光源装置１０と同様の効果を備えている。さらに、本実施形態に係る光源装置３０では、集光レンズ３１を備えることにより、第１光路Ａ１を進行するレーザ光及び第２光路Ａ２を進行するレーザ光をそれぞれロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに集光させることができる。これにより、第１光路Ａ１及び第２光路Ａ２を進行するレーザ光の利用効率を向上させることが可能となる。さらに、集光レンズ３１により、外部共振器１４とロッドインテグレータ１５との距離、反射ミラー１７とロッドインテグレータ１５との距離をそれぞれ短くすることができる。これにより、第１実施形態に比べて、ロッドインテグレータ１５を光源装置１０側に配置することが可能となるので、さらに装置全体の小型化を図ることが可能である。
【００３１】
［第２実施形態の変形例１］
図３の実施形態では、第１光路Ａ１と第２光路Ａ２に対して１つの集光レンズ３１を配置しているが、第１光路Ａ１には第１集光レンズ３１Ａ１を配置し、第２光路Ａ２には第２の集光レンズ３１Ａ２を配置するようにしても良い。このような変形例について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態や第２実施形態に係る光源装置１０，３０と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本変形例に係る光源装置３０Ａでは、第１光路Ａ１及び第２光路Ａ２上に、別々の集光レンズ（集光素子）３１Ａ１，３１Ａ２を備える点において、第３実施形態と異なる。図３の実施形態では、光路Ａ１を光源光軸Ｏと一致させ、光路Ａ２を光源光軸Ｏに対して傾けることによって角度θを形成しているのに対し、本変形例では、光路Ａ１を光源光軸Ｏに対して傾け、光路Ａ２を光源光軸Ｏと一致させることによって角度θを形成している。また、本変形例に係る光源装置３０Ａでは、レーザ光源１１の軸（レーザ光源１１から射出される光の中心軸を言うものとする）ＯＬと光源光軸Ｏとが互いに平行な状態でずれている。レーザ光源１１の軸ＯＬは、レーザ光源１１から射出される光の中心軸と一致しており、光源光軸Ｏはロッドインテグレータ１５の中心と一致している。ただし、図４においては、説明をわかりやすくするために、往路ＯＷ、光路Ａ１のレンズ３１Ａ１に入射する前の部分、復路ＨＷの位置をずらして示している。これらは、いずれも一点鎖線で示したレーザ光源の軸ＯＬ上に位置するものである。また、同様に、光路Ａ２は光源光軸Ｏ上に位置するものである。液晶ライトバルブ２０の画像形成領域２０の中心は、光源光軸Ｏとほぼ一致するように配置される。
外部共振器１４を透過したレーザ光は、レーザ光源１１の軸ＯＬに沿って射出され、集光レンズ３１Ａ１に入射する。光路Ａ１に配置された第１の集光レンズ３１Ａ１は、レーザ光源１１の軸ＯＬに沿って射出されたレーザ光（光路Ａ１）を光源光軸Ｏの方向へ折り曲げるとともに、光路Ａ１を進行するレーザ光をロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに集光させる。
一方、外部共振器１４で反射され、復路ＨＷで所定の波長に変換されたレーザ光は、ミラー１２によって９０度折り曲げられ、ミラー１７に入射する。ミラー１７の反射面は、ダイクロイックミラー１２によって反射されたレーザ光が、角度θ１で入射するように配置されている。本変形例では、角度θ１は４５度に設定されている。よって、ミラー１７に入射した光は９０度折り曲げられ、光源光軸Ｏに沿ってロッドインテグレータ１５の方へ向かう。光路Ａ２に配置された第２の集光レンズ３１は、光路Ａ２を進行するレーザ光をロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに集光させる。
なお、図４においては、光路Ａ１のレンズ３１Ａ１に入射する前の部分を軸ＯＬからずらし、光路Ａ２を光源光軸Ｏからずらして示したため、光路Ａ１と光路Ａ２とがロッドインテグレータ１５の入射端面上の異なる位置に到達しているが、これらは、ロッドインテグレータ１５の入射端面の光源光軸Ｏの位置で交わるものである。ただし、光路Ａ１と光路Ａ２とは、必ずしもロッドインテグレータ１５の入射端面の光源光軸Ｏの位置で交わるようにする必要は無く、入射端面の付近で互いに交わっておれば良い。「入射端面の付近」とは、ロッドインテグレータが機能する範囲内であれば、ロッドインテグレータの入射端面の手前でもその後（ロッドインテグレータの内部）であっても構わない。
このように、第１光路Ａ１と第２光路Ａ２とに別々の集光レンズ３１Ａ１，３１Ａ２を設けることにより、第１光路Ａ１あるいは第２光路Ａ２を進行するレーザ光のロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに対する入射角度を個別に調整することが可能となる。よって、光学系の設計における自由度が増す。
なお、この変形例では、光路Ａ２を光源光軸Ｏと一致させ、光路Ａ１のみを光源光軸Ｏに対して傾けることによって角度θを形成しているが、光路Ａ２とＡ２の双方を光源光軸Ｏに対して傾けるような構成も可能である。このとき、集光レンズ３１Ａ１には、光路Ａ１を折り曲げる機能と、光路Ａ１に沿って進行するレーザ光を集光する機能とを持たせる。一方、光レンズ３１Ａ２には、集光レンズ３１Ａ１と同様、光路Ａ２を折り曲げる機能と、レーザ光を集光する機能の双方を持たせることも可能であるが、集光機能のみを持たせ、光路を折り曲げる機能はミラー１７の角度θ１の調整によって実現させることも可能である。
また、この変形例では、第１光路Ａ１あるいは第２光路Ａ２の双方に集光レンズ３１Ａ１，３１Ａ２を設けているが、光路Ａ１,Ａ２の一方のみに、集光レンズを設け、いずれか一方の光路を進行するレーザ光だけを集光させるようにしても良い。このとき、光路Ａ１あるいはＡ２に設けた集光レンズには、光路を折り曲げる機能を持たせずに集光機能のみを持たせ、光路を折り曲げる機能はミラー１７の角度θ１の調整によって実現させることも可能である。
【００３２】
［第２実施形態の変形例２］
図３の実施形態では、角度θ１を４５度よりも小さくすることにより、光路Ａ２のうち、反射ミラー１７と集光レンズ３１までの部分をも光源光軸Ｏに対して非平行としているが、角度θ１は、４５度に設定しても良い。この場合は、図５に示すように、光路Ａ２のうち、反射ミラー１７と集光レンズ３２までの部分は光源光軸Ｏに対して平行となり、集光レンズ３２からロッドインテグレータ１５の部分だけが光源光軸Ｏに対して非平行となる。図５の構成は、特に、集光レンズ３２の収差を積極的に利用できる点で有利である。つまり、集光レンズ３２に収差がある場合には、集光レンズ３２本来のパワー（光路Ａ２を折り曲げる力）に加え、収差によっても干渉性が弱まるので、干渉縞の発生をより効率良く抑えることが可能となる。
【００３３】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図６を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置４０では、第２光路Ａ２上に、プリズム（偏向素子）４１を備える点において、第１実施形態と異なる。
反射ミラー１７は、レーザ光の入射角度θ１が４５度となるように配置されており、入射したレーザ光を第１光路Ａ１を進行するレーザ光と平行な方向、つまり、光源光軸Ｏと平行な方向に反射させるようになっている。
プリズム４１は、楔形状であり、反射ミラー１７において反射されたレーザ光（光路Ａ２）を折り曲げてロッドインテグレータ１５の入射面１５ａの中心に向けるようにしている。このプリズム４１の形状及び配置により、第１光路Ａ１を進行する光と第２光路Ａ２を進行する光とのなす角度θを調整することが可能である。第１実施形態と同様、角度θは、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定される。
【００３４】
本実施形態に係る光源装置４０は、第１実施形態の光源装置１０と同様の効果を備えている。さらに、本実施形態に係る光源装置４０では、プリズム４１により、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とのなす角度θを調整することができるので、より簡易な構成で、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難である程度まで短くすることが可能となる。
なお、プリズム４１は、反射ミラー１７と一体化することも可能である。このような一体化により、装置の小型化を実現することが可能となる。
また、プリズム４１を、第２光路Ａ２ではなく、第１光路Ａ１に配置することも可能である。この場合は、光路Ａ１を光源光軸Ｏに対して傾けることにより、角度θを形成することが可能となる。なお、このとき、光路Ａ２は、角度θ１を４５度とすることで、光源光軸Ｏと一致させても良いが、角度θ１を４５度よりも小さくして、光源光軸Ｏに対して傾けることも可能である。また、プリズム４１を第１光路Ａ１と第２光路Ａ２の双方に配置することにより、光路Ａ２とＡ２の双方を光源光軸Ｏに対して傾けるような構成も可能である。
【００３５】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について説明する。
本実施形態に係る光源装置５０では、図７に示すように、反射ミラー５１に静電アクチュエータ（可動部）５２が設けられている点において、第１実施形態と異なる。
静電アクチュエータ５２は、図８（ａ）に示すように、反射ミラー５１の中央部に設けられるとともに、屈曲するバネからなるＧＮＤ電極５２ａと、ＧＮＤ電極５２ａを挟んで設けられた第１電極５２ｂ及び第２電極５２ｃとを備えている。この第１電極５２ｂ及び第２電極５２ｃには、図８（ｂ）に示すように、第１電極５２ｂと第２電極５２ｃとで電位差が生じるように、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー５１は、回転軸Ｍ１を中心にして回転する。そして、図８の矢印Ｐに示すように、反射ミラー５１により反射したレーザ光の傾き、つまり、光路Ａ２の傾きを時間的に変化させることが可能となる。
【００３６】
本実施形態に係る光源装置５０では、このように静電アクチュエータ５２により光路Ａ２の傾きを時間的に変化させることによって、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光のなす角度θを時間的に変化させているので、干渉縞の間隔Ｐが時間的に変化する。したがって、ロッドインテグレータ１５から射出される光は、残像効果により時間積分されて、干渉性が低下することになる。よって、この場合は、角度θを、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定しなくても、干渉縞を人間が認識することが困難な状態にすることが可能となる。つまり、本実施形態の光源装置５０は、角度θの大きさに関わらず、第１実施形態と同様、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能である。
【００３７】
なお、本実施形態では、可動部として、静電アクチュエータ５２を用いたが、これに限らず、図９（ａ）に示すような電磁アクチュエータ５５を用いても良い。この電磁アクチュエータ５５は、反射ミラー５６の中央部に設けられたＧＮＤ電極５５ａと、反射ミラー５６の一方の端面５６ａに設けられたＳ極の磁石５５ｂと、他方の端面５６ｂに設けられたＮ極の磁石５５ｃと、ＧＮＤ電極５５ａを挟んで設けられた１対の電磁コイル５５ｄ，５５ｅとを備えている。また、電磁コイル５５ｄ，５５ｅには、図９（ｂ）に示すような、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー５６は、回転軸Ｍ２を中心にして回転するため、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とのなす角度θを時間的に変化させることが可能となる。
【００３８】
また、可動部として、圧電アクチュエータ６０を用いても良い。圧電アクチュエータ６０は、図１０（ａ）に示すように、ＧＮＤ電極６０ａと、ＧＮＤ電極６０ａと反射ミラー６１との間の反射ミラー６１の一端６１ａ側に設けられた第１圧電素子６０ｂ及び反射ミラー６１の他端６１ｂ側に設けられた第２圧電素子６０ｃとを備えている。この第１圧電素子６０ｂ及び第２圧電素子６０ｃには、図１０（ｂ）に示すような、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー６１は、回転軸Ｍ３を中心にして回転するため、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とのなす角度θを時間的に変化させることが可能となる。
なお、本実施形態では、第１実施形態の光源装置の反射ミラー１７に相当する反射ミラー５１を回転させるようにしていたが、第２，第３実施形態（変形例を含む）の光源装置の反射ミラー１７に上述したような可動部を設けても良い。
【００３９】
［第４実施形態の変形例１］
第４実施形態では、静電アクチュエータ５２，電磁アクチュエータ５５，圧電アクチュエータ６０によって反射ミラー５１を回転させるようにしていたが、その代わりに、第３実施形態（変形例を含む）のプリズム４１を回転させるようにしても良い。この場合も、プリズム４１へのレーザ光の入射や、プリズム４１からのレーザ光の射出を妨げない位置に、上述したような静電アクチュエータ５２，電磁アクチュエータ５５，圧電アクチュエータ６０を設ければ良い。
［第４実施形態の変形例２］
更に、反射ミラー１７，５１やプリズム４１を回転させる代わりに、図１１に示すようなＡＯＭ（音響光学素子）４６を用いても良い。この構成では、ＡＯＭ４６に供給される周波数によって、ＡＯＭ４６から射出されるレーザ光の角度が調整される。つまり、ＡＯＭ４６を可動部として機能させることも可能である。この場合、人間が感知可能なフリッカの周波数よりも高い周波数、例えば、３０Ｈｚ以上、好ましくは６０Ｈｚ以上の周期でＡＯＭ４６に印加する交流電圧の周波数を変えることにより、第４実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。この変形例では、ロッドインテグレータ１５の位置に応じて、ＡＯＭ４６に供給する周波数を変えれば良いため、ロッドインテグレータ１５の配置の自由度が向上する。なお、反射ミラー１７へのレーザ光の入射角度θ１は、４５度に限らず、それより小さくても良い。なお、この変形例では、ＡＯＭ４６を第２光路Ａ２に配置し、光路Ａ２の傾きを時間的に変化させることによって、角度θを時間的に変化させているが、ＡＯＭ４６を第１光路に配置し、光路Ａ１の傾きを時間的に変化させることによって、角度θを時間的に変化させるようにしても良い。また、第１光路Ａ１と第２光路Ａ２の両方にＡＯＭ４６を設けるようにしても良い。さらに、図１１では、第２実施形態（変形例を含む）の集光レンズ３１等や、第３実施形態のプリズム４１の代わりにＡＯＭ４６を設けた構成を説明しているが、集光レンズ３１等やプリズム４１に加えて、ＡＯＭ４６を設けるようにしても良い。
【００４０】
［第５実施形態］
次に、本発明に係る第５実施形態について、図１２を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１実施形態の光源装置１０を備えるプロジェクタ（画像表示装置）５００について説明する。
【００４１】
図１２は、上記実施形態の光源装置を備えたプロジェクタ５００の説明図である。
プロジェクタ５００は、光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、液晶ライトバルブ５２２，５２３，５２４と、クロスダイクロイックプリズム５２５と、投射レンズ（投射装置）５２６とを備えている。
【００４２】
図１２のプロジェクタ５００は、緑色の光源装置１０Ｇ及び青色の光源装置１０Ｂとしては、第１実施形態の光源装置を用いている。赤色の光源装置１０Ｒはレーザ光源のみで構成されており、レーザ光源から射出される波長６２０ｎｍのレーザ光を波長変換を行わずにそのまま射出する。なお、緑色の光源装置１０Ｇおよび青色の光源装置１０Ｂの構成等については、第１実施形態で説明したため、詳細な説明を省略する。
また、それぞれの光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの後段（光路下流側）には、ロッドインテグレータ（光学素子：均一化手段）１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが設けられている。これらは、第１実施形態で説明したロッドインテグレータ１５と同様のものであるため、詳細な説明を省略する。
【００４３】
赤色の光源装置１０Ｒからの光束は、ロッドインテグレータ１５Ｒにおいて均一化された後、伝達レンズ５３５Ｒを透過して反射ミラー５１７で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ２０Ｒに入射する。また、緑色の光源装置１０Ｇからの光束は、ロッドインテグレータ１５Ｇにおいて均一化された後、伝達レンズ５３５Ｇを透過して緑色光用液晶ライトバルブ２０Ｇに入射する。また、青色の光源装置１０Ｂからの光束は、ロッドインテグレータ１５Ｂにおいて均一化された後、伝達レンズ５３５Ｂを透過して反射ミラー５１６で反射され、青色の光用液晶ライトバルブ２０Ｂに入射する。伝達レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂは、いずれも、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂの射出端面の像を液晶ライトバルブの画像形成領域に伝達するためのものである。本実施形態では、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂと伝達レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂの作用により、液晶ライトバルブが均一に照明されるようになっている。なお、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂの射出端面の形状が液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ、Ｂの画像形成領域と同一であり、かつ、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂが液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂに近接して配置される場合は、レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂを省略することも可能である。また、図１２では、伝達レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂがほぼ同一形状のレンズとして図示されているが、伝達レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂの作用は、光源１０Ｒ，Ｇ，Ｂと液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂの距離等に応じて最適化されるため、必ずしも同一形状になるとは限らない。
【００４４】
各液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂの入射側および出射側には、偏光板（図示せず）が配置されている。そして、各光源装置１０Ｒ，Ｇ，Ｂからの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブに入射する。レーザ光は、基本的には偏光状態が揃った光（直線偏光）であるため、入射側偏光板を省略することも可能である。しかし、光源から液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂに到達するまでに、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂや反射ミラー５１６，５１７等の光学要素を通過する際に、偏光状態が多少乱れてしまう可能性がある。よって、入射側偏光板を設けて偏光状態を揃えることにより、画像のコントラストを向上させることが可能となる。また、入射側偏光板の前方に、または入射側偏光板の代わりに偏光変換手段（図示せず）を設けて、液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂに入射する光を直線偏光に揃えるようにしてもよい。この場合、入射側偏光板の前方に偏光変換手段を設けた場合は、入射側偏光板で光が吸収または反射されることによる光の損失を低減することが可能となる。よって、光の利用効率を向上させることができる。入射側偏光板の代わりに偏光変換手段を設けた場合は、入射側偏光板の場合と同様、画像のコントラストを向上させることが可能となる。
【００４５】
各液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム５２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投射光学系である投射レンズ５２６により投射スクリーン５２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００４６】
上述した本実施形態のプロジェクタ５００では、緑色の光源装置１０Ｇ，青色の光源装置１０Ｂとして、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能な第１実施形態の光源装置を用いている。したがって、本実施形態のプロジェクタ５００は、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、投射スクリーン５２７に干渉縞の目立たない良好な画像を表示することができる。
なお、本実施形態のプロジェクタにおいて、緑色及び青色の光源装置１０Ｇ，Ｂについて第１実施形態の光源装置１０を用いたものを説明したが、赤色の光源装置１０Ｒについても第１実施形態の光源装置１０を採用することが可能である。また、光源装置１０Ｒ，Ｇ，Ｂについて、第２〜第４実施形態（変形例を含む)の光源装置を用いることも可能である。
また、第１〜第４実施形態（変形例を含む）の光源装置は、光源装置１０Ｒ，Ｇ，Ｂのうち、最低１つに適用されていれば良い。さらに、光源装置１０Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに、異なる実施形態の光源装置を採用することも可能である。
【００４７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態において、均一化手段として、ロッドインテグレータ１５等を用いたが、これに限らず、光ファイバやフライアレイレンズ等であっても良い。また、光源装置１０等と光変調装置２０等との間に配置される光学素子は、均一化手段に限られず、レンズやプリズム等他の光学素子であっても良い。また、上記実施形態では、光源装置１０等と光変調装置２０等との間に配置される光学素子の数は１つ（均一化手段のみ）であったが、２つ以上の光学素子を配置するようにしても良い。
また、上記実施形態では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いた例について説明したが、本発明は、液晶ライトバルブ以外の変調装置にも適用することが可能である。また、光変調装置には、透過型のものと反射型のものとがあるが、本発明はいずれのタイプにも適用可能である。
さらに、第５実施形態では、光変調装置を３つ用いたプロジェクタの例について説明したが、本発明は、光変調装置を１つ、２つ、あるいは４つ以上用いたプロジェクタにも適用することができる。プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行うフロント型のものと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行うリア型のものとがあるが、本発明はいずれのタイプにも適用可能である。
また、第５実施形態では画像表示装置の一例としてプロジェクタを挙げて説明したが、本発明の光源装置はプロジェクタ以外の画像表示装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図２】第１光路Ａ１と第２光路Ａ２とのなす角度θと、干渉縞の間隔Ｐとの関係を示すグラフ本である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の変形例１に係る光源装置を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の変形例２に係る光源装置の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る光源装置の変形例を示す平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図９】図８の光源装置の可動部を示す平面図である。
【図１０】図８の光源装置の可動部の変形例を示す平面図である。
【図１１】図８の光源装置の可動部の変形例を示す平面図である。
【図１２】本発明の光源装置を備えた画像表示装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，３０，３５，４０，４５…光源装置、１１…レーザ光源、１２…ダイクロイックミラー（分離部）、１３…波長変換素子、１４…外部共振器、１５，１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ…ロッドインテグレータ（光学素子：均一化手段）、１７…反射ミラー（反射部）、２０，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、３１…集光レンズ（集光素子）、４１…プリズム（偏向素子）、５００…プロジェクタ（画像表示装置）、５２６…投射レンズ（投射装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びこれを備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の投射型画像表示装置では、光源として超高圧水銀ランプなどの放電ランプが用いられるのが一般的である。しかし、このような放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が難しい、色再現範囲が狭い、ランプから放射された紫外線が液晶ライトバルブを劣化させてしまうことがある等の課題がある。そこで、このような放電ランプの代わりに、単色光を照射するレーザ光源を用いた投射型画像表示装置が提案されている。そして、このような投射型画像表示装置には、特許文献１〜３に記載されたようなレーザ光源を利用することが可能である。しかしながら、レーザ光源は、上記のような課題を持たない反面、干渉性を有するという欠点を持っている。そこで、レーザ光の干渉性を低減させたレーザ照明装置が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
この特許文献１に記載のレーザ照明装置は、レーザ光源と、レーザ光源から射出された光を複数の光に分割する分割光学素子と、分割した複数の光の進行方向を変え、かつ、複数の光の光路長をそれぞれ変える光学素子が集まったユニットとを備えている。レーザ光源から射出され、分割光学素子により分割された複数の光は、ユニット内の４５度で傾いたミラー面においてそれぞれ反射する。そして、ミラー面により反射した複数の光は、ユニットより平行光として射出される。このとき、当該ユニットによって複数の光の光路長をそれぞれ異ならせることで、レーザ光の干渉性を低減させている。
【特許文献１】特開昭５９−１２８５２５号公報
【特許文献２】特開平７−８６６６８号公報
【特許文献３】米国特許第５，７６２，２２７号
【特許文献４】特開２００３−３１８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載のレーザ照明装置では、レーザ光源から射出され、分割された複数のレーザ光の干渉性を抑えるためには、それぞれの光の光路長の差を干渉距離（コヒーレンス長）以上にする必要が生じる。ここで、レーザ光のコヒーレンス長は数ｃｍから数ｍである。つまり、特許文献１のレーザ照明装置では、複数の光に数ｃｍから数ｍ以上の光路差を与えることになる。したがって、特許文献１の照明装置は、非常に大型なものとなってしまう。
また、ユニットに設けられたミラー面においてそれぞれ反射した光は、平行光としてユニットから射出されるため、後段に配置される光学素子も大型化してしまい、コストが高くなってしまう。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能な光源装置及び画像表示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】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の光源装置は、レーザ光源と、該レーザ光源から射出された光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子と、該波長変換素子から射出された光のうち前記所定の波長に変換されたを光を透過させ、前記所定の波長に変換されなかった光を反射させて、前記レーザ光源の方へ戻す外部共振器と、を備え、該外部共振器から射出された光により、光学素子を介して光変調装置を照明する光源装置であって、前記レーザ光源と前記波長変換素子との間に配置されるとともに、前記外部共振器において反射された光のうち、前記レーザ光源の方へ向かう光路において、前記波長変換素子を通過することによって前記所定の波長に変換された光を反射させて前記レーザ光源とは異なる位置へ導くとともに、前記所定の波長に変換されなかった光を前記レーザ光源の方へ透過させる分離部と、該分離部において反射された光を前記光学素子に向けて反射させる反射部とを備え、前記外部共振器を透過して前記光学素子に向かう第１光路を進行する光と、前記反射部において反射され前記光学素子に向かう第２光路を進行する光とは、互いに交差することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る光源装置では、レーザ光源から射出された光は波長変換素子を通過する。波長変換素子から射出された光のうち、所定の波長の光に変換された光は、外部共振器を透過し、光学素子に入射する。一方、波長変換素子から射出された光のうち、所定の波長に変換されなかった光は、外部共振器において反射され、レーザ光源の方へ戻され、再度、波長変換素子を通過する。そして、その一部は、所定の波長に変換される。本発明は、このように、外部共振器において反射された光のうち、レーザ光源の方へ向かう光路において、波長変換素子を透過することによって、所定の波長に変換された光を、分離部において反射させて、レーザ光源とは異なる位置へ導く。さらにその後、反射部において反射させることによって、光学素子へ入射させる。
さらに、本発明では、外部共振器を透過して光学素子に向かう第１光路を進行する光の光軸と、反射部において反射され光学素子に向かう第２光路を進行する光とが、互いに交差している。第１光路を進行する光と第２光路を進行する光とのなす角度をθとすると、干渉縞の間隔は、波長／ｓｉｎθとなる。したがって、本発明では、角度θを所定の角度にすることにより、干渉縞の間隔を認識することが困難である間隔まで短くすることが可能となる。また、角度θを時間的に変化させることにより、干渉縞を目立ちにくくすることが可能となる。
【０００７】
また、従来の構成の場合、第１光路を進行する光の光軸と第２光路を進行する光とが平行であるため、広い範囲の光が入射可能な開口を有する光学素子を用いる必要があるが、本発明では、第１光路を進行する光の光軸と第２光路を進行する光の光軸とが、角度をなしているため、その必要はなく、開口の小さい光学素子を用いることができる。したがって、安価な光学素子を用いることができる。すなわち、従来のように、レーザ光源から射出された光を複数に分岐させ、それぞれの平行光の光路差をコヒーレンス長にして、干渉を低減させる構成に比べ、本発明は、簡易な構成、かつ、装置全体を小型化、低コスト化した光源装置を実現することができる。
【０００８】
また、本発明の光源装置において、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度θは、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光との干渉縞の間隔が、前記光変調装置の画素のピッチ以下となるように設定されることが好ましい。角度θをこのような値に設定にすることにより、干渉縞の間隔を認識することが困難である間隔まで短くすることが可能となる。したがって、良好な照明光を光変調装置に照射することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の光源装置は、前記第１光路上及び前記第２光路上の少なくとも一方に、前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための集光素子を備えることが好ましい。
【００１０】
このような集光素子を設けることにより、第１光路及び第２光路の少なくとも一方を進行する光を光学素子に集光することができるため、それぞれの光路を進行する光の利用効率が向上する。さらには、外部共振器及び反射部の後段に配置された光学素子との距離を短くすることができるので、さらに装置全体の小型化を図ることが可能である。
【００１１】
また、本発明の光源装置は、前記第１光路及び前記第２光路上の少なくとも一方に、前記前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための偏向素子が設けられていることが好ましい。
かかる構成により、第１光路を進行する光と第２光路を進行する光とのなす角度θを偏向素子によって調整することができるので、より簡易な構成で、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難な程度まで短くすることが可能となる。
【００１２】
また、前記偏向素子には、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることが好ましい。
【００１３】
このように、可動部によって前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させると、干渉縞の間隔が時間的に変化するため、光学素子から射出される光は、残像効果により時間積分されて、干渉性が低下することになる。よって、この場合は、角度θを、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光との干渉縞の間隔が、光変調装置の画素のピッチ以下となるように設定しなくても、干渉縞を人間が認識することが困難な状態にすることができる。その結果、角度θの大きさに関わらず、良好な状態の照明光を得ることが可能となる。
【００１４】
また、上述のように偏向素子に可動部を設ける代わりに、前記反射部に可動部を設けることで、角度θを時間的に変化させるようにしても良いし、前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方に、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる音響光学素子を設けるようにしても良い。これらの場合も、偏向素子に可動部を設けた場合と同様の効果を得ることが可能である。
【００１５】
本発明の画像表示装置は、上記の光源装置と、該光源装置から射出された後、光学素子を介して射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る画像表示装置では、上記の光源装置から射出された後、光学素子を介して射出された光によって光変調装置を照明し、光変調装置により変調された画像が、投射装置を介して投射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、干渉縞を抑えた光となっているので、干渉縞の目立たない良好な画像を投射することができる。
【００１７】
また、本発明の画像表示装置において、前記光学素子は、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する均一化手段であり、前記光変調装置は、前記均一化手段によって照度分布が均一化された光によって照明されることが好ましい。
【００１８】
このような均一化手段を採用することにより、より良好な画像を投射することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置及び画像表示装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２０】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置１０は、レーザ光源１１より射出された光の波長を変換し、ロッドインテグレータ（光学素子：均一化手段）１５を介して液晶ライトバルブ（光変調装置）２０を照明するものである。具体的には、光源装置１０は、図１に示すように、単色光を発光するレーザ光源１１と、レーザ光源１１から射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子１３と、レーザ光源１１と波長変換素子１３との間に配置されたダイクロイックミラー（分離部）１２と、波長変換素子１３から射出されたレーザ光のうち、所定の波長の光を透過させ、それ以外の光を反射する外部共振器１４と、ダイクロイックミラー１２において反射したレーザ光をロッドインテグレータ１５に反射させる反射ミラー（反射部）１７とを備えている。
【００２１】
本実施形態において、レーザ光源１１から射出される光の波長は、青色のレーザ光を射出する青色レーザ光源装置の場合は９２０ｎｍ、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザ光源装置の場合は１０６０ｎｍ、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザ光源装置の場合は１２４０ｎｍの波長とする。ただし、この波長は単なる一例に過ぎない。レーザ光源１１としては、例えば単一の半導体レーザや、複数の半導体レーザがアレイ化されたものを用いることが可能である。
【００２２】
波長変換素子（ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）１３は、入射光を所定の波長に変換する光学素子である。本実施形態の場合は、レーザ光源１１から射出され、外部共振器１４に向かう光は、波長変換素子１３を通過することによって、ほぼ半分の波長の光に変換されるものとする。つまり、青色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光（９２０ｎｍ）は、波長変換素子によって４６０ｎｍの青色光に変換される。同様に、緑色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光（１０６０ｎｍ）が５３０ｎｍの緑色光に、赤色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光（１２４０ｎｍ）が６２０ｎｍの赤色光に変換される。ただし、波長変換素子１３の変換効率は４０〜５０％程度である。つまり、レーザ光源１１から射出された光のすべてが、約半分の波長のレーザ光に変換されるわけではない。よって、波長変換素子１３から射出されるレーザ光は、所定の波長に変換されたレーザ光と、変換されなかったレーザ光とが混ざったものとなる。波長変換素子１３による波長変換効率は、非線形の特性を有しており、例えば、波長変換素子に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率は向上する。なお、レーザ光源１１から外部共振器１４に向かう光路を往路ＯＷとする。
ここでは、波長変換素子１３として、板形状の導波路型のものを用いている。このような導波路型の波長変換素子１３を採用した場合、その波長変換素子１３の厚みが薄いので、周期分極反転構造が作成し易く、波長変換効率を高め易く、製造コストを低減することができる。
【００２３】
外部共振器１４は、波長変換素子１３から射出されたレーザ光のうち所定の波長（本実施形態の場合は約半分の波長）に変換されたレーザ光を透過させ、所定の波長に変換されなかったレーザ光を反射させて前記波長変換素子１３の方へ戻すものである。本実施形態において、外部共振器１４は、波長変換素子１３から射出された光のうち、波長変換素子１３によって所定の波長に変換されなかった光のみを選択的に約９９％の高効率で反射する特性を備えている。波長変換素子１３によって所定の波長（青色レーザ光源の場合は９２０ｎｍ、緑色レーザ光源の場合は５３０ｎｍ、赤色レーザ光源の場合は６２０ｎｍ）に変換された光は、外部共振器１４を透過する。
外部共振器１４を透過したレーザ光は、そのままロッドインテグレータ１５に入射する。このように、外部共振器１４を透過してロッドインテグレータ１５に向かうレーザ光の光路を第１光路Ａ１とする。なお、本実施形態において、第１光路Ａ１とは、外部共振器１４を透過してロッドインテグレータ１５に向かうレーザ光の中心軸を示している。
【００２４】
一方、波長変換素子１３によって所定の波長に変換されなかった光（青色レーザ光源の場合は９２０ｎｍ、緑色レーザ光源の場合は５３０ｎｍ、赤色レーザ光源の場合は６２０ｎｍの波長の光）は、外部共振器１４で反射される。そして、再び波長変換素子１３を通過し、レーザ光源１１の方へ戻る。このように、外部共振器１４からレーザ光源１１の方へ向かう光路を復路ＨＷとする。一般的なレーザ光源装置では、このような光はレーザ光源１１にそのまま戻される。しかしながら、外部共振器１４からレーザ光源１１の方へ戻る過程で、波長変換素子１３によって所定の波長に変換される光も存在する。ここでいう「所定の波長」とは、外部共振器１４が透過させる光の波長と同一の波長（つまり、青色レーザ光源装置の場合は４６０ｎｍ、緑色レーザ光源装置の場合は５３０ｎｍ、赤色レーザ光源装置の場合は６２０ｎｍ）である。ダイクロイックミラー１２は、このようにして、復路で所定の波長に変換されたレーザ光が、そのままレーザ光源１１に戻らないようにするものである。具体的には、ダイクロイックミラー１２は、レーザ光源１１と波長変換素子１３との間に配置され、外部共振器１４において反射されたレーザ光のうち、レーザ光源１１の方へ向かう光路（復路ＨＷ）において、波長変換素子１３を通過することによって所定の波長に変換されたレーザ光を反射させてレーザ光源１１とは異なる位置へ導き、所定の波長に変換されなかったレーザ光をレーザ光源１１の方へ透過させるものである。ダイクロイックミラー１２の反射面は、復路ＨＷの光が４５度で入射するように配置されている。従って、復路ＨＷで所定の波長に変換されたレーザ光は、ダイクロイックミラー１２によって９０度折り曲げられる。
復路ＨＷで所定の波長に変換されなかった光は、ダイクロイックミラー１２を透過して、そのままレーザ光源１１へ戻される。このように、レーザ光源１１へ戻された光は、一部レーザ光源１１で吸収されて熱となってしまうが、大部分はレーザ光源１１のエネルギーとして用いられたり、レーザ光源１１で反射されて再度レーザ光源から射出されたりすることで有効に利用される。
反射ミラー１７は、ダイクロイックミラー１２によって反射された所定の波長のレーザ光をロッドインテグレータ１５に向けて反射させるものである。この反射ミラー１７の反射面は、ダイクロイックミラー１２によって反射されたレーザ光が、角度θ１で入射するように配置されている。このように、反射ミラー１７によって反射され、ロッドインテグレータ１５に向かうレーザ光の光路を第２光路Ａ２とする。なお、本実施形態において、第２光路Ａ２とは、反射ミラー１７によって反射され、ロッドインテグレータ１５に向かうレーザ光の中心軸を示している。
なお、図１においては、説明をわかりやすくするために、往路ＯＷ、光路Ａ１、復路ＨＷの位置をずらして示しているが、これらは、いずれも一点鎖線で示した光源光軸Ｏ上に位置するものである。また、往路ＯＷ、光路Ａ１、復路ＨＷの位置をずらして示したため、光路Ａ１と光路Ａ２とがロッドインテグレータ１５の入射端面上の異なる位置に到達しているが、これらは、ロッドインテグレータ１５の入射端面の光源光軸Ｏの位置で交わるものである。ただし、光路Ａ１と光路Ａ２とは、必ずしもロッドインテグレータ１５の入射端面の光源光軸Ｏの位置で交わるようにする必要は無く、入射端面の付近で互いに交わっておれば良い。「入射端面の付近」とは、ロッドインテグレータが機能する範囲内であれば、ロッドインテグレータの入射端面の手前でもその後（ロッドインテグレータの内部）であっても構わない。
【００２５】
第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とは、互いに角度θで交差する。角度θは、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定される。このような値に設定することによって、人間が干渉縞を認識することが困難となるためである。ここで、干渉縞の間隔をＰ、レーザ光源装置１０から射出される波長をλとしたとき、Ｐ＝λ／ｓｉｎθである。本実施形態において、外部共振器１４及びダイクロイックミラー１２によって取り出されたレーザ光の波長λは、緑色レーザ光源装置の場合は５３０ｎｍ、青色レーザ光源装置の場合は４６０ｎｍ、赤色レーザ光源装置の場合は６２０ｎｍである。現在一般的な液晶ライトバルブ２０の画素ピッチは、対角０．７４インチのもので８．５μｍ程度である。よって、このようなライトバルブを照明することを考えて、干渉縞の間隔Ｐを８．５１μｍ以下にする場合、図２に示すように、角度θは、青色レーザ光源装置の場合は３．１０度以下、緑色レーザ光源装置の場合は３．５５度以下、赤色レーザ光源装置の場合は４．１８度以下に設定される。
この角度θは、ライトバルブの画素ピッチや光の波長によって異なるが、現在一般的な液晶ライトバルブの画素ピッチや、光の波長（青４４０〜４６０ｎｍ、緑５１０〜５６０ｎｍ、赤６２０〜６３０ｎｍ）を考慮すると、１５度以下であることが好ましい。また、角度θを小さくすればする程、光路Ａ１と光路Ａ２とが交わる位置がレーザ光源１１から離れてしまい、光源装置１０とその光路下流側に配置する光学素子との距離が離れてしまう可能性がある。つまり、画像表示装置に光源装置１０を採用した場合、画像表示装置の大型化を招いてしまう可能性がある、よって、角度θは、０．５度以上であることが好ましい。
【００２６】
ロッドインテグレータ１５は、その射出端面におけるレーザ光の面内照度分布をほぼ均一にするものである。第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光は、ロッドインテグレータ１５に入射し、その内部で反射される。そして、ロッドインテグレータ１５の射出端面において、面内照度分布がほぼ均一化された照明光となって射出される。このように面内照度分布が均一となったレーザ光によって、液晶ライトバルブ２０が照明される。
【００２７】
本実施形態に係る光源装置１０では、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とのなす角度θが、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定されているため、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難である程度まで短くすることができる。
また、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とが角度をなしているため、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とが交わる位置にロッドインテグレータ１５を配置することにより、ロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａの大きさを小さくすることができる。したがって、断面積が小さく、安価なロッドインテグレータ１５を用いることができるとともに、光源装置を小型軽量化することが可能となる。
つまり、本実施形態の光源装置１０は、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能である。
【００２８】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係る光源装置１０と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る光源装置３０では、第１光路Ａ１及び第２光路Ａ２上に、集光レンズ（集光素子）３１を備える点において、第１実施形態と異なる。
【００２９】
集光レンズ３１は、図３に示すように、第１光路Ａ１の外部共振器１４とロッドインテグレータ１５との間であるとともに、第２光路Ａ２の反射ミラー１７とロッドインテグレータ１５との間に配置されている。そして、集光レンズ３１は、外部共振器１４を透過し、第１光路Ａ１を進行するレーザ光をロッドインテグレータ１５の入射面１５ａに集光させている。さらに、集光レンズ３１は、反射ミラー１７において反射し第２光路Ａ２を光源光軸Ｏの方向へ折り曲げるとともに、光路Ａ２を進行するレーザ光をロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに集光させている。第１実施形態と同様、角度θは、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定される。なお、」角度θ１は、集光レンズ３１の屈折力と角度θとを考慮して適宜設定される。
【００３０】
本実施形態に係る光源装置３０は、第１実施形態の光源装置１０と同様の効果を備えている。さらに、本実施形態に係る光源装置３０では、集光レンズ３１を備えることにより、第１光路Ａ１を進行するレーザ光及び第２光路Ａ２を進行するレーザ光をそれぞれロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに集光させることができる。これにより、第１光路Ａ１及び第２光路Ａ２を進行するレーザ光の利用効率を向上させることが可能となる。さらに、集光レンズ３１により、外部共振器１４とロッドインテグレータ１５との距離、反射ミラー１７とロッドインテグレータ１５との距離をそれぞれ短くすることができる。これにより、第１実施形態に比べて、ロッドインテグレータ１５を光源装置１０側に配置することが可能となるので、さらに装置全体の小型化を図ることが可能である。
【００３１】
［第２実施形態の変形例１］
図３の実施形態では、第１光路Ａ１と第２光路Ａ２に対して１つの集光レンズ３１を配置しているが、第１光路Ａ１には第１集光レンズ３１Ａ１を配置し、第２光路Ａ２には第２の集光レンズ３１Ａ２を配置するようにしても良い。このような変形例について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態や第２実施形態に係る光源装置１０，３０と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本変形例に係る光源装置３０Ａでは、第１光路Ａ１及び第２光路Ａ２上に、別々の集光レンズ（集光素子）３１Ａ１，３１Ａ２を備える点において、第３実施形態と異なる。図３の実施形態では、光路Ａ１を光源光軸Ｏと一致させ、光路Ａ２を光源光軸Ｏに対して傾けることによって角度θを形成しているのに対し、本変形例では、光路Ａ１を光源光軸Ｏに対して傾け、光路Ａ２を光源光軸Ｏと一致させることによって角度θを形成している。また、本変形例に係る光源装置３０Ａでは、レーザ光源１１の軸（レーザ光源１１から射出される光の中心軸を言うものとする）ＯＬと光源光軸Ｏとが互いに平行な状態でずれている。レーザ光源１１の軸ＯＬは、レーザ光源１１から射出される光の中心軸と一致しており、光源光軸Ｏはロッドインテグレータ１５の中心と一致している。ただし、図４においては、説明をわかりやすくするために、往路ＯＷ、光路Ａ１のレンズ３１Ａ１に入射する前の部分、復路ＨＷの位置をずらして示している。これらは、いずれも一点鎖線で示したレーザ光源の軸ＯＬ上に位置するものである。また、同様に、光路Ａ２は光源光軸Ｏ上に位置するものである。液晶ライトバルブ２０の画像形成領域２０の中心は、光源光軸Ｏとほぼ一致するように配置される。
外部共振器１４を透過したレーザ光は、レーザ光源１１の軸ＯＬに沿って射出され、集光レンズ３１Ａ１に入射する。光路Ａ１に配置された第１の集光レンズ３１Ａ１は、レーザ光源１１の軸ＯＬに沿って射出されたレーザ光（光路Ａ１）を光源光軸Ｏの方向へ折り曲げるとともに、光路Ａ１を進行するレーザ光をロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに集光させる。
一方、外部共振器１４で反射され、復路ＨＷで所定の波長に変換されたレーザ光は、ミラー１２によって９０度折り曲げられ、ミラー１７に入射する。ミラー１７の反射面は、ダイクロイックミラー１２によって反射されたレーザ光が、角度θ１で入射するように配置されている。本変形例では、角度θ１は４５度に設定されている。よって、ミラー１７に入射した光は９０度折り曲げられ、光源光軸Ｏに沿ってロッドインテグレータ１５の方へ向かう。光路Ａ２に配置された第２の集光レンズ３１は、光路Ａ２を進行するレーザ光をロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに集光させる。
なお、図４においては、光路Ａ１のレンズ３１Ａ１に入射する前の部分を軸ＯＬからずらし、光路Ａ２を光源光軸Ｏからずらして示したため、光路Ａ１と光路Ａ２とがロッドインテグレータ１５の入射端面上の異なる位置に到達しているが、これらは、ロッドインテグレータ１５の入射端面の光源光軸Ｏの位置で交わるものである。ただし、光路Ａ１と光路Ａ２とは、必ずしもロッドインテグレータ１５の入射端面の光源光軸Ｏの位置で交わるようにする必要は無く、入射端面の付近で互いに交わっておれば良い。「入射端面の付近」とは、ロッドインテグレータが機能する範囲内であれば、ロッドインテグレータの入射端面の手前でもその後（ロッドインテグレータの内部）であっても構わない。
このように、第１光路Ａ１と第２光路Ａ２とに別々の集光レンズ３１Ａ１，３１Ａ２を設けることにより、第１光路Ａ１あるいは第２光路Ａ２を進行するレーザ光のロッドインテグレータ１５の入射端面１５ａに対する入射角度を個別に調整することが可能となる。よって、光学系の設計における自由度が増す。
なお、この変形例では、光路Ａ２を光源光軸Ｏと一致させ、光路Ａ１のみを光源光軸Ｏに対して傾けることによって角度θを形成しているが、光路Ａ２とＡ２の双方を光源光軸Ｏに対して傾けるような構成も可能である。このとき、集光レンズ３１Ａ１には、光路Ａ１を折り曲げる機能と、光路Ａ１に沿って進行するレーザ光を集光する機能とを持たせる。一方、光レンズ３１Ａ２には、集光レンズ３１Ａ１と同様、光路Ａ２を折り曲げる機能と、レーザ光を集光する機能の双方を持たせることも可能であるが、集光機能のみを持たせ、光路を折り曲げる機能はミラー１７の角度θ１の調整によって実現させることも可能である。
また、この変形例では、第１光路Ａ１あるいは第２光路Ａ２の双方に集光レンズ３１Ａ１，３１Ａ２を設けているが、光路Ａ１,Ａ２の一方のみに、集光レンズを設け、いずれか一方の光路を進行するレーザ光だけを集光させるようにしても良い。このとき、光路Ａ１あるいはＡ２に設けた集光レンズには、光路を折り曲げる機能を持たせずに集光機能のみを持たせ、光路を折り曲げる機能はミラー１７の角度θ１の調整によって実現させることも可能である。
【００３２】
［第２実施形態の変形例２］
図３の実施形態では、角度θ１を４５度よりも小さくすることにより、光路Ａ２のうち、反射ミラー１７と集光レンズ３１までの部分をも光源光軸Ｏに対して非平行としているが、角度θ１は、４５度に設定しても良い。この場合は、図５に示すように、光路Ａ２のうち、反射ミラー１７と集光レンズ３２までの部分は光源光軸Ｏに対して平行となり、集光レンズ３２からロッドインテグレータ１５の部分だけが光源光軸Ｏに対して非平行となる。図５の構成は、特に、集光レンズ３２の収差を積極的に利用できる点で有利である。つまり、集光レンズ３２に収差がある場合には、集光レンズ３２本来のパワー（光路Ａ２を折り曲げる力）に加え、収差によっても干渉性が弱まるので、干渉縞の発生をより効率良く抑えることが可能となる。
【００３３】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図６を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置４０では、第２光路Ａ２上に、プリズム（偏向素子）４１を備える点において、第１実施形態と異なる。
反射ミラー１７は、レーザ光の入射角度θ１が４５度となるように配置されており、入射したレーザ光を第１光路Ａ１を進行するレーザ光と平行な方向、つまり、光源光軸Ｏと平行な方向に反射させるようになっている。
プリズム４１は、楔形状であり、反射ミラー１７において反射されたレーザ光（光路Ａ２）を折り曲げてロッドインテグレータ１５の入射面１５ａの中心に向けるようにしている。このプリズム４１の形状及び配置により、第１光路Ａ１を進行する光と第２光路Ａ２を進行する光とのなす角度θを調整することが可能である。第１実施形態と同様、角度θは、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定される。
【００３４】
本実施形態に係る光源装置４０は、第１実施形態の光源装置１０と同様の効果を備えている。さらに、本実施形態に係る光源装置４０では、プリズム４１により、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とのなす角度θを調整することができるので、より簡易な構成で、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難である程度まで短くすることが可能となる。
なお、プリズム４１は、反射ミラー１７と一体化することも可能である。このような一体化により、装置の小型化を実現することが可能となる。
また、プリズム４１を、第２光路Ａ２ではなく、第１光路Ａ１に配置することも可能である。この場合は、光路Ａ１を光源光軸Ｏに対して傾けることにより、角度θを形成することが可能となる。なお、このとき、光路Ａ２は、角度θ１を４５度とすることで、光源光軸Ｏと一致させても良いが、角度θ１を４５度よりも小さくして、光源光軸Ｏに対して傾けることも可能である。また、プリズム４１を第１光路Ａ１と第２光路Ａ２の双方に配置することにより、光路Ａ２とＡ２の双方を光源光軸Ｏに対して傾けるような構成も可能である。
【００３５】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について説明する。
本実施形態に係る光源装置５０では、図７に示すように、反射ミラー５１に静電アクチュエータ（可動部）５２が設けられている点において、第１実施形態と異なる。
静電アクチュエータ５２は、図８（ａ）に示すように、反射ミラー５１の中央部に設けられるとともに、屈曲するバネからなるＧＮＤ電極５２ａと、ＧＮＤ電極５２ａを挟んで設けられた第１電極５２ｂ及び第２電極５２ｃとを備えている。この第１電極５２ｂ及び第２電極５２ｃには、図８（ｂ）に示すように、第１電極５２ｂと第２電極５２ｃとで電位差が生じるように、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー５１は、回転軸Ｍ１を中心にして回転する。そして、図８の矢印Ｐに示すように、反射ミラー５１により反射したレーザ光の傾き、つまり、光路Ａ２の傾きを時間的に変化させることが可能となる。
【００３６】
本実施形態に係る光源装置５０では、このように静電アクチュエータ５２により光路Ａ２の傾きを時間的に変化させることによって、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光のなす角度θを時間的に変化させているので、干渉縞の間隔Ｐが時間的に変化する。したがって、ロッドインテグレータ１５から射出される光は、残像効果により時間積分されて、干渉性が低下することになる。よって、この場合は、角度θを、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ２０の画素のピッチ以下となるように設定しなくても、干渉縞を人間が認識することが困難な状態にすることが可能となる。つまり、本実施形態の光源装置５０は、角度θの大きさに関わらず、第１実施形態と同様、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能である。
【００３７】
なお、本実施形態では、可動部として、静電アクチュエータ５２を用いたが、これに限らず、図９（ａ）に示すような電磁アクチュエータ５５を用いても良い。この電磁アクチュエータ５５は、反射ミラー５６の中央部に設けられたＧＮＤ電極５５ａと、反射ミラー５６の一方の端面５６ａに設けられたＳ極の磁石５５ｂと、他方の端面５６ｂに設けられたＮ極の磁石５５ｃと、ＧＮＤ電極５５ａを挟んで設けられた１対の電磁コイル５５ｄ，５５ｅとを備えている。また、電磁コイル５５ｄ，５５ｅには、図９（ｂ）に示すような、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー５６は、回転軸Ｍ２を中心にして回転するため、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とのなす角度θを時間的に変化させることが可能となる。
【００３８】
また、可動部として、圧電アクチュエータ６０を用いても良い。圧電アクチュエータ６０は、図１０（ａ）に示すように、ＧＮＤ電極６０ａと、ＧＮＤ電極６０ａと反射ミラー６１との間の反射ミラー６１の一端６１ａ側に設けられた第１圧電素子６０ｂ及び反射ミラー６１の他端６１ｂ側に設けられた第２圧電素子６０ｃとを備えている。この第１圧電素子６０ｂ及び第２圧電素子６０ｃには、図１０（ｂ）に示すような、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー６１は、回転軸Ｍ３を中心にして回転するため、第１光路Ａ１を進行するレーザ光と第２光路Ａ２を進行するレーザ光とのなす角度θを時間的に変化させることが可能となる。
なお、本実施形態では、第１実施形態の光源装置の反射ミラー１７に相当する反射ミラー５１を回転させるようにしていたが、第２，第３実施形態（変形例を含む）の光源装置の反射ミラー１７に上述したような可動部を設けても良い。
【００３９】
［第４実施形態の変形例１］
第４実施形態では、静電アクチュエータ５２，電磁アクチュエータ５５，圧電アクチュエータ６０によって反射ミラー５１を回転させるようにしていたが、その代わりに、第３実施形態（変形例を含む）のプリズム４１を回転させるようにしても良い。この場合も、プリズム４１へのレーザ光の入射や、プリズム４１からのレーザ光の射出を妨げない位置に、上述したような静電アクチュエータ５２，電磁アクチュエータ５５，圧電アクチュエータ６０を設ければ良い。
［第４実施形態の変形例２］
更に、反射ミラー１７，５１やプリズム４１を回転させる代わりに、図１１に示すようなＡＯＭ（音響光学素子）４６を用いても良い。この構成では、ＡＯＭ４６に供給される周波数によって、ＡＯＭ４６から射出されるレーザ光の角度が調整される。つまり、ＡＯＭ４６を可動部として機能させることも可能である。この場合、人間が感知可能なフリッカの周波数よりも高い周波数、例えば、３０Ｈｚ以上、好ましくは６０Ｈｚ以上の周期でＡＯＭ４６に印加する交流電圧の周波数を変えることにより、第４実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。この変形例では、ロッドインテグレータ１５の位置に応じて、ＡＯＭ４６に供給する周波数を変えれば良いため、ロッドインテグレータ１５の配置の自由度が向上する。なお、反射ミラー１７へのレーザ光の入射角度θ１は、４５度に限らず、それより小さくても良い。なお、この変形例では、ＡＯＭ４６を第２光路Ａ２に配置し、光路Ａ２の傾きを時間的に変化させることによって、角度θを時間的に変化させているが、ＡＯＭ４６を第１光路に配置し、光路Ａ１の傾きを時間的に変化させることによって、角度θを時間的に変化させるようにしても良い。また、第１光路Ａ１と第２光路Ａ２の両方にＡＯＭ４６を設けるようにしても良い。さらに、図１１では、第２実施形態（変形例を含む）の集光レンズ３１等や、第３実施形態のプリズム４１の代わりにＡＯＭ４６を設けた構成を説明しているが、集光レンズ３１等やプリズム４１に加えて、ＡＯＭ４６を設けるようにしても良い。
【００４０】
［第５実施形態］
次に、本発明に係る第５実施形態について、図１２を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１実施形態の光源装置１０を備えるプロジェクタ（画像表示装置）５００について説明する。
【００４１】
図１２は、上記実施形態の光源装置を備えたプロジェクタ５００の説明図である。
プロジェクタ５００は、光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、液晶ライトバルブ５２２，５２３，５２４と、クロスダイクロイックプリズム５２５と、投射レンズ（投射装置）５２６とを備えている。
【００４２】
図１２のプロジェクタ５００は、緑色の光源装置１０Ｇ及び青色の光源装置１０Ｂとしては、第１実施形態の光源装置を用いている。赤色の光源装置１０Ｒはレーザ光源のみで構成されており、レーザ光源から射出される波長６２０ｎｍのレーザ光を波長変換を行わずにそのまま射出する。なお、緑色の光源装置１０Ｇおよび青色の光源装置１０Ｂの構成等については、第１実施形態で説明したため、詳細な説明を省略する。
また、それぞれの光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの後段（光路下流側）には、ロッドインテグレータ（光学素子：均一化手段）１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが設けられている。これらは、第１実施形態で説明したロッドインテグレータ１５と同様のものであるため、詳細な説明を省略する。
【００４３】
赤色の光源装置１０Ｒからの光束は、ロッドインテグレータ１５Ｒにおいて均一化された後、伝達レンズ５３５Ｒを透過して反射ミラー５１７で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ２０Ｒに入射する。また、緑色の光源装置１０Ｇからの光束は、ロッドインテグレータ１５Ｇにおいて均一化された後、伝達レンズ５３５Ｇを透過して緑色光用液晶ライトバルブ２０Ｇに入射する。また、青色の光源装置１０Ｂからの光束は、ロッドインテグレータ１５Ｂにおいて均一化された後、伝達レンズ５３５Ｂを透過して反射ミラー５１６で反射され、青色の光用液晶ライトバルブ２０Ｂに入射する。伝達レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂは、いずれも、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂの射出端面の像を液晶ライトバルブの画像形成領域に伝達するためのものである。本実施形態では、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂと伝達レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂの作用により、液晶ライトバルブが均一に照明されるようになっている。なお、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂの射出端面の形状が液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ、Ｂの画像形成領域と同一であり、かつ、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂが液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂに近接して配置される場合は、レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂを省略することも可能である。また、図１２では、伝達レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂがほぼ同一形状のレンズとして図示されているが、伝達レンズ５３５Ｒ，Ｇ，Ｂの作用は、光源１０Ｒ，Ｇ，Ｂと液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂの距離等に応じて最適化されるため、必ずしも同一形状になるとは限らない。
【００４４】
各液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂの入射側および出射側には、偏光板（図示せず）が配置されている。そして、各光源装置１０Ｒ，Ｇ，Ｂからの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブに入射する。レーザ光は、基本的には偏光状態が揃った光（直線偏光）であるため、入射側偏光板を省略することも可能である。しかし、光源から液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂに到達するまでに、ロッドインテグレータ１５Ｒ，Ｇ，Ｂや反射ミラー５１６，５１７等の光学要素を通過する際に、偏光状態が多少乱れてしまう可能性がある。よって、入射側偏光板を設けて偏光状態を揃えることにより、画像のコントラストを向上させることが可能となる。また、入射側偏光板の前方に、または入射側偏光板の代わりに偏光変換手段（図示せず）を設けて、液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂに入射する光を直線偏光に揃えるようにしてもよい。この場合、入射側偏光板の前方に偏光変換手段を設けた場合は、入射側偏光板で光が吸収または反射されることによる光の損失を低減することが可能となる。よって、光の利用効率を向上させることができる。入射側偏光板の代わりに偏光変換手段を設けた場合は、入射側偏光板の場合と同様、画像のコントラストを向上させることが可能となる。
【００４５】
各液晶ライトバルブ２０Ｒ，Ｇ，Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム５２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投射光学系である投射レンズ５２６により投射スクリーン５２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００４６】
上述した本実施形態のプロジェクタ５００では、緑色の光源装置１０Ｇ，青色の光源装置１０Ｂとして、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能な第１実施形態の光源装置を用いている。したがって、本実施形態のプロジェクタ５００は、簡易な構成、かつ、小型，低コストであるとともに、投射スクリーン５２７に干渉縞の目立たない良好な画像を表示することができる。
なお、本実施形態のプロジェクタにおいて、緑色及び青色の光源装置１０Ｇ，Ｂについて第１実施形態の光源装置１０を用いたものを説明したが、赤色の光源装置１０Ｒについても第１実施形態の光源装置１０を採用することが可能である。また、光源装置１０Ｒ，Ｇ，Ｂについて、第２〜第４実施形態（変形例を含む)の光源装置を用いることも可能である。
また、第１〜第４実施形態（変形例を含む）の光源装置は、光源装置１０Ｒ，Ｇ，Ｂのうち、最低１つに適用されていれば良い。さらに、光源装置１０Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに、異なる実施形態の光源装置を採用することも可能である。
【００４７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態において、均一化手段として、ロッドインテグレータ１５等を用いたが、これに限らず、光ファイバやフライアレイレンズ等であっても良い。また、光源装置１０等と光変調装置２０等との間に配置される光学素子は、均一化手段に限られず、レンズやプリズム等他の光学素子であっても良い。また、上記実施形態では、光源装置１０等と光変調装置２０等との間に配置される光学素子の数は１つ（均一化手段のみ）であったが、２つ以上の光学素子を配置するようにしても良い。
また、上記実施形態では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いた例について説明したが、本発明は、液晶ライトバルブ以外の変調装置にも適用することが可能である。また、光変調装置には、透過型のものと反射型のものとがあるが、本発明はいずれのタイプにも適用可能である。
さらに、第５実施形態では、光変調装置を３つ用いたプロジェクタの例について説明したが、本発明は、光変調装置を１つ、２つ、あるいは４つ以上用いたプロジェクタにも適用することができる。プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行うフロント型のものと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行うリア型のものとがあるが、本発明はいずれのタイプにも適用可能である。
また、第５実施形態では画像表示装置の一例としてプロジェクタを挙げて説明したが、本発明の光源装置はプロジェクタ以外の画像表示装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図２】第１光路Ａ１と第２光路Ａ２とのなす角度θと、干渉縞の間隔Ｐとの関係を示すグラフ本である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の変形例１に係る光源装置を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の変形例２に係る光源装置の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る光源装置の変形例を示す平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図９】図８の光源装置の可動部を示す平面図である。
【図１０】図８の光源装置の可動部の変形例を示す平面図である。
【図１１】図８の光源装置の可動部の変形例を示す平面図である。
【図１２】本発明の光源装置を備えた画像表示装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，３０，３５，４０，４５…光源装置、１１…レーザ光源、１２…ダイクロイックミラー（分離部）、１３…波長変換素子、１４…外部共振器、１５，１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ…ロッドインテグレータ（光学素子：均一化手段）、１７…反射ミラー（反射部）、２０，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、３１…集光レンズ（集光素子）、４１…プリズム（偏向素子）、５００…プロジェクタ（画像表示装置）、５２６…投射レンズ（投射装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
該レーザ光源から射出された光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子と、
該波長変換素子から射出された光のうち前記所定の波長に変換された光を透過させ、前記所定の波長に変換されなかった光を反射させて、前記レーザ光源の方へ戻す外部共振器と、を備え、
該外部共振器から射出された光により、光学素子を介して光変調装置を照明する光源装置であって、
前記レーザ光源と前記波長変換素子との間に配置されるとともに、前記外部共振器において反射された光のうち、前記レーザ光源の方へ向かう光路において、前記波長変換素子を通過することによって前記所定の波長に変換された光を反射させて前記レーザ光源とは異なる位置へ導くとともに、前記所定の波長に変換されなかった光を前記レーザ光源の方へ透過させる分離部と、
該分離部において反射された光を前記光学素子に向けて反射させる反射部とを備え、
前記外部共振器を透過して前記光学素子に向かう第１光路を進行する光と、前記反射部において反射され前記光学素子に向かう第２光路を進行する光とは、互いに交差することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度は、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光との干渉縞の間隔が、前記光変調装置の画素のピッチ以下となる角度となるように設定され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】
前記第１光路上及び前記第２光路上の少なくとも一方に、前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための集光素子を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１光路及び前記第２光路上の少なくとも一方に、前記前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための偏向素子が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記偏向素子には、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記反射部には、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方に、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる音響光学素子が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された後、前記光学素子を介して射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
前記光学素子は、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する均一化手段であり、前記光変調装置は、前記均一化手段によって照度分布が均一化された光によって照明されることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１】
レーザ光源と、
該レーザ光源から射出された光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子と、
該波長変換素子から射出された光のうち前記所定の波長に変換された光を透過させ、前記所定の波長に変換されなかった光を反射させて、前記レーザ光源の方へ戻す外部共振器と、を備え、
該外部共振器から射出された光により、光学素子を介して光変調装置を照明する光源装置であって、
前記レーザ光源と前記波長変換素子との間に配置されるとともに、前記外部共振器において反射された光のうち、前記レーザ光源の方へ向かう光路において、前記波長変換素子を通過することによって前記所定の波長に変換された光を反射させて前記レーザ光源とは異なる位置へ導くとともに、前記所定の波長に変換されなかった光を前記レーザ光源の方へ透過させる分離部と、
該分離部において反射された光を前記光学素子に向けて反射させる反射部とを備え、
前記外部共振器を透過して前記光学素子に向かう第１光路を進行する光と、前記反射部において反射され前記光学素子に向かう第２光路を進行する光とは、互いに交差することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度は、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光との干渉縞の間隔が、前記光変調装置の画素のピッチ以下となる角度となるように設定され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】
前記第１光路上及び前記第２光路上の少なくとも一方に、前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための集光素子を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１光路及び前記第２光路上の少なくとも一方に、前記前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための偏向素子が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記偏向素子には、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記反射部には、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１光路及び前記第２光路のうち少なくとも一方に、前記第１光路を進行する光と前記第２光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる音響光学素子が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された後、前記光学素子を介して射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
前記光学素子は、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する均一化手段であり、前記光変調装置は、前記均一化手段によって照度分布が均一化された光によって照明されることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１３４３２０（Ｐ２００８−１３４３２０Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１８７０２（Ｐ２００６−３１８７０２）
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【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６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【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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