JP2009054672A - Light source device, illumination device, monitor device, and image display device - Google Patents
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Abstract
【課題】外部共振器を用いて効率良く光を射出でき、かつスペックルノイズの発生を低減可能な光源装置、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】光を射出する複数の発光部12を並列させた光源部である半導体素子11と、光源部から射出された光を共振させる外部共振器である体積ホログラム17と、光源部及び外部共振器の間の光路中に設けられ、光源部から射出された光の波長を変換する波長変換素子であるSHG素子14と、光源部の温度を調節する流体流動部13と、外部共振器の温度を調節する外部共振器用熱供給部18と、波長変換素子の温度を調節する波長変換素子用熱供給部15と、を有し、流体流動部13、外部共振器用熱供給部18及び波長変換素子用熱供給部15は、複数の発光部12を並列させた方向に略平行な方向である特定方向へ温度勾配を付与する。
【選択図】図1A light source device capable of efficiently emitting light using an external resonator and capable of reducing the generation of speckle noise, an illumination device using the light source device, a monitor device, and an image display device.
A semiconductor element is a light source unit in which a plurality of light emitting units that emit light are arranged in parallel, a volume hologram is an external resonator that resonates light emitted from the light source unit, a light source unit and an external An SHG element 14 that is provided in the optical path between the resonators and converts the wavelength of light emitted from the light source unit, a fluid flow unit 13 that adjusts the temperature of the light source unit, and an external resonator It has a heat supply unit for external resonator 18 for adjusting the temperature and a heat supply unit for wavelength conversion element 15 for adjusting the temperature of the wavelength conversion element, and has a fluid flow unit 13, a heat supply unit for external resonator 18 and a wavelength conversion. The element heat supply unit 15 applies a temperature gradient in a specific direction that is a direction substantially parallel to the direction in which the light emitting units 12 are arranged in parallel.
[Selection] Figure 1
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、外部共振器を用いる光源装置の技術に関する。 The present invention relates to a light source device, an illumination device, a monitor device, and an image display device, and more particularly to a technology of a light source device using an external resonator.
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。コヒーレント光であるレーザ光を拡散面に照射させると、明点及び暗点がランダムに分布するスペックルパターンと呼ばれる干渉模様が現れることがある。スペックルパターンは、拡散面の各点で拡散した光同士がランダムに干渉し合うことにより発生する。画像を表示する際にスペックルパターンが認識されると、ぎらぎらとするちらつき感を観察者へ与えるため、画像観賞へ悪影響を及ぼすこととなる。このため、レーザ光源を用いる場合、スペックルノイズの発生を低減させることが望まれる。スペックルノイズの発生を低減させるためには、例えば、特許文献1には、異なる波長のレーザ光を射出する複数の発光素子をアレイ状に配置する技術が提案されている。特許文献1の技術では、各発光素子の温度を異ならせることで、各発光素子から射出されるレーザ光の波長を異ならせている。レーザ光のコヒーレンス長はレーザ光の波長幅におよそ反比例することから、波長幅を広くすることでコヒーレンス長を短くし、スペックルノイズの発生を低減させることが可能となる。 In recent years, a technique using a laser light source as a light source device of an image display device has been proposed. Compared with a UHP lamp conventionally used as a light source device for an image display device, a laser light source has advantages such as high color reproducibility, instant lighting, and long life. When a laser beam, which is coherent light, is irradiated onto a diffusion surface, an interference pattern called a speckle pattern in which bright spots and dark spots are randomly distributed may appear. The speckle pattern is generated when light diffused at each point on the diffusion surface interferes randomly. When a speckle pattern is recognized when an image is displayed, a glimmering flickering feeling is given to the observer, which adversely affects image viewing. For this reason, when using a laser light source, it is desired to reduce the generation of speckle noise. In order to reduce the generation of speckle noise, for example, Patent Document 1 proposes a technique in which a plurality of light emitting elements that emit laser beams having different wavelengths are arranged in an array. In the technique of Patent Document 1, the wavelength of the laser light emitted from each light emitting element is made different by changing the temperature of each light emitting element. Since the coherence length of the laser beam is approximately inversely proportional to the wavelength width of the laser beam, it is possible to shorten the coherence length and reduce the generation of speckle noise by increasing the wavelength width.
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。また、レーザ光源は、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。外部共振器及び波長変換素子を用いる場合、発光素子から光を射出させる段階で広い波長域を確保したとしても、外部共振器においてレーザ光は狭帯域化される。外部共振器でレーザ光が狭帯域化されると、スペックルノイズの発生を低減することが困難となる。これに対して、レーザ光の波長幅に対応して、外部共振器の全体について選択波長幅を広げることとすると、光を共振させることが困難となり、効率的なレーザ光の射出が難しくなる。以上のように、従来の技術によると、外部共振器を用いる構成においてスペックルノイズの発生を低減させることが困難であるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、外部共振器を用いて効率良く光を射出でき、かつスペックルノイズの発生を低減可能な光源装置、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。 As a laser light source, one that emits harmonic light whose wavelength is converted by a wavelength conversion element is known. By using the wavelength conversion element, it is possible to supply laser light having a desired wavelength and a sufficient amount of light using a general-purpose light-emitting element that can be easily obtained. Further, the laser light source uses an external resonator that resonates light, so that the wavelength of the laser light can be narrowed and the output of the laser light can be increased. In the case of using an external resonator and a wavelength conversion element, even if a wide wavelength range is secured at the stage of emitting light from the light emitting element, the laser beam is narrowed in the external resonator. When the laser beam is narrowed by an external resonator, it becomes difficult to reduce the generation of speckle noise. On the other hand, if the selected wavelength width is widened for the entire external resonator corresponding to the wavelength width of the laser light, it becomes difficult to resonate the light, and it is difficult to efficiently emit the laser light. As described above, according to the conventional technique, there is a problem that it is difficult to reduce the generation of speckle noise in a configuration using an external resonator. The present invention has been made in view of the above-described problems. A light source device that can efficiently emit light using an external resonator and can reduce generation of speckle noise, an illumination device using the light source device, An object is to provide a monitor device and an image display device.
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、光を射出する複数の発光部を並列させた光源部と、光源部から射出された光を共振させる外部共振器と、光源部及び外部共振器の間の光路中に設けられ、光源部から射出された光の波長を変換する波長変換素子と、光源部の温度を調節する光源部用温度調節部と、外部共振器の温度を調節する外部共振器用温度調節部と、波長変換素子の温度を調節する波長変換素子用温度調節部と、を有し、光源部用温度調節部、外部共振器用温度調節部及び波長変換素子用温度調節部は、複数の発光部を並列させた方向に略平行な方向である特定方向へ温度勾配を付与することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the light source device according to the present invention includes a light source unit in which a plurality of light emitting units emitting light are arranged in parallel and an external resonance that resonates light emitted from the light source unit. A wavelength conversion element that converts the wavelength of light emitted from the light source unit, and a temperature adjustment unit for the light source unit that adjusts the temperature of the light source unit, provided in the optical path between the light source unit and the external resonator, A temperature adjusting unit for the external resonator that adjusts the temperature of the external resonator, and a temperature adjusting unit for the wavelength conversion element that adjusts the temperature of the wavelength conversion element, the temperature adjusting unit for the light source unit, and the temperature adjusting unit for the external resonator The wavelength conversion element temperature adjusting unit applies a temperature gradient in a specific direction that is a direction substantially parallel to a direction in which the plurality of light emitting units are arranged in parallel.
光源部用温度調節部により光源部に温度勾配を付与することで、各発光部を用いて広い波長域の基本波光を射出できる。外部共振器用温度調節部により外部共振器に温度勾配を付与することで、広い波長域の基本波光を共振させ、かつ広い波長域の高調波光を射出できる。波長変換素子用温度調節部により波長変換素子に温度勾配を付与することで、広い波長域の基本波光を波長変換できる。光源部、外部共振器、波長変換素子の各温度勾配を適宜調節することで、光源部からの広い波長域の基本波光を共振させ、かつ波長変換された広い波長域の高調波光を効率良く射出できる。広い波長域の高調波光を射出可能とすることで、光源装置は、スペックルノイズの発生を低減できる。これにより、外部共振器を用いて効率良く光を射出でき、かつスペックルノイズの発生を低減可能な光源装置を得られる。 By applying a temperature gradient to the light source unit by the temperature control unit for the light source unit, it is possible to emit fundamental light in a wide wavelength range using each light emitting unit. By applying a temperature gradient to the external resonator by the external resonator temperature control unit, it is possible to resonate the fundamental wave light in a wide wavelength region and emit harmonic light in a wide wavelength region. By applying a temperature gradient to the wavelength conversion element by the wavelength conversion element temperature control unit, it is possible to convert the wavelength of fundamental light in a wide wavelength range. By appropriately adjusting the temperature gradient of the light source unit, external resonator, and wavelength conversion element, the fundamental wave light in a wide wavelength range from the light source unit is resonated and the wavelength converted harmonic light in a wide wavelength range is efficiently emitted. it can. By making it possible to emit harmonic light in a wide wavelength range, the light source device can reduce the generation of speckle noise. Thereby, it is possible to obtain a light source device that can emit light efficiently using an external resonator and can reduce generation of speckle noise.
また、本発明の好ましい態様としては、外部共振器用温度調節部は、外部共振器へ熱を供給する外部共振器用熱供給部を有し、外部共振器用熱供給部は、外部共振器のうち特定方向の一端である外縁部の近傍に設けられることが望ましい。外部共振器用熱供給部を用いた熱の供給により、外部共振器のうち特定方向の一端である外縁部近傍の温度を上昇させる。これにより、外部共振器において特定方向へ温度勾配を付与することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the external resonator temperature adjustment unit includes an external resonator heat supply unit that supplies heat to the external resonator, and the external resonator heat supply unit is specified among the external resonators. It is desirable to be provided in the vicinity of the outer edge which is one end in the direction. By supplying heat using the external resonator heat supply unit, the temperature in the vicinity of the outer edge, which is one end in a specific direction, of the external resonator is increased. Thereby, a temperature gradient can be given to a specific direction in an external resonator.
また、本発明の好ましい態様としては、外部共振器用温度調節部は、外部共振器からの熱を放散させる外部共振器用放熱部を有し、外部共振器用熱供給部は、外部共振器のうち第1外縁部の近傍に設けられ、外部共振器用放熱部は、外部共振器のうち特定方向の一端であって第1外縁部とは反対側の第2外縁部の近傍に設けられることが望ましい。外部共振器用放熱部を用いた放熱により、外部共振器のうち第2外縁部近傍の温度を低下させる。これにより、外部共振器において特定方向へ効率良く温度勾配を付与することができる。 Further, as a preferred aspect of the present invention, the external resonator temperature adjustment unit includes an external resonator heat dissipation unit that dissipates heat from the external resonator, and the external resonator heat supply unit is the first of the external resonators. Preferably, the external resonator heat dissipating portion is provided in the vicinity of one outer edge portion, and is provided in the vicinity of the second outer edge portion on one side of the external resonator in a specific direction and opposite to the first outer edge portion. Due to the heat radiation using the heat radiation portion for the external resonator, the temperature in the vicinity of the second outer edge portion of the external resonator is lowered. Thereby, a temperature gradient can be efficiently given to a specific direction in an external resonator.
また、本発明の好ましい態様としては、外部共振器からの伝熱を遮断する外部共振器用断熱部を有し、光源部から射出された光の進行方向に略平行な方向を第1方向、特定方向を第2方向、第1方向及び第2方向に略直交する方向を第3方向、とすると、外部共振器用断熱部は、第3方向へ外部共振器と並列させて設けられることが望ましい。これにより、第3方向についての熱の伝播を低減させ、第2方向へ効率良く温度勾配を付与することができる。 Further, as a preferred aspect of the present invention, there is a heat insulating portion for an external resonator that blocks heat transfer from the external resonator, and a direction substantially parallel to the traveling direction of the light emitted from the light source portion is specified as the first direction. Assuming that the direction is the second direction, and the direction substantially orthogonal to the first direction and the second direction is the third direction, the external resonator heat insulating portion is preferably provided in parallel with the external resonator in the third direction. Thereby, the propagation of heat in the third direction can be reduced, and a temperature gradient can be efficiently applied in the second direction.
また、本発明の好ましい態様としては、光源部用温度調節部は、流体が流動する流体流動部を有し、流体は、流体流動部の内部を特定方向に略平行な方向へ流動することが望ましい。流体は、特定方向に略平行な方向へ流動するとともに、光源部からの熱を受けることにより温度が上昇する。光源部には、流体が流動する方向へ向かうに従い温度が高くなるような温度勾配が生じる。これにより、光源部において特定方向へ温度勾配を付与することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the light source temperature control unit includes a fluid flow part through which a fluid flows, and the fluid may flow in a direction substantially parallel to a specific direction inside the fluid flow part. desirable. The fluid flows in a direction substantially parallel to the specific direction, and the temperature rises by receiving heat from the light source unit. A temperature gradient is generated in the light source unit such that the temperature increases as the fluid flows. Thereby, a temperature gradient can be given to a specific direction in a light source part.
また、本発明の好ましい態様としては、光源部用温度調節部は、光源部へ熱を供給する光源部用熱供給部を有し、光源部用熱供給部は、光源部のうち特定方向の一端である外縁部の近傍に設けられることが望ましい。これにより、光源部において容易に温度勾配を付与することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the light source unit temperature control unit includes a light source unit heat supply unit that supplies heat to the light source unit, and the light source unit heat supply unit is arranged in a specific direction in the light source unit. It is desirable to be provided in the vicinity of the outer edge which is one end. Thereby, a temperature gradient can be easily given in a light source part.
また、本発明の好ましい態様としては、波長変換素子用温度調節部は、波長変換素子へ熱を供給する複数の波長変換素子用熱供給部を有することが望ましい。これにより、波長変換素子の通常の温度調節と、温度勾配の付与とが容易にできる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the wavelength conversion element temperature adjusting unit includes a plurality of wavelength conversion element heat supply units for supplying heat to the wavelength conversion element. Thereby, normal temperature adjustment of the wavelength conversion element and application of a temperature gradient can be easily performed.
また、本発明の好ましい態様としては、複数の波長変換素子用熱供給部は、特定方向へ並列させて設けられることが望ましい。これにより、波長変換素子において特定方向へ温度勾配を付与することができる。 As a preferred embodiment of the present invention, it is desirable that the plurality of wavelength conversion element heat supply units be provided in parallel in a specific direction. Thereby, a temperature gradient can be provided in a specific direction in the wavelength conversion element.
また、本発明の好ましい態様としては、波長変換素子用熱供給部は、波長変換素子の特定方向における中心に合わせて配置された波長変換素子用第1熱供給部と、波長変換素子のうち特定方向の一端である外縁部の近傍に配置された波長変換素子用第2熱供給部と、を有することが望ましい。これにより、主に波長変換素子用第1熱供給部を用いて通常の温度調節をし、かつ主に波長変換素子用第2熱供給部を用いて温度勾配を付与することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the wavelength conversion element heat supply unit includes a wavelength conversion element first heat supply unit arranged in accordance with a center in a specific direction of the wavelength conversion element, and a wavelength conversion element specified. It is desirable to have the 2nd heat supply part for wavelength conversion elements arrange | positioned in the vicinity of the outer edge part which is the end of a direction. Thereby, normal temperature adjustment can be performed mainly using the first heat supply unit for wavelength conversion elements, and a temperature gradient can be applied mainly using the second heat supply unit for wavelength conversion elements.
また、本発明の好ましい態様としては、波長変換素子用第1熱供給部により供給された熱を拡散させる波長変換素子用熱拡散部を有することが望ましい。これにより、波長変換素子用第1熱供給部からの熱を均等に波長変換素子へ伝播させることができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable to have a wavelength conversion element thermal diffusion section that diffuses the heat supplied by the wavelength conversion element first heat supply section. Thereby, the heat from the 1st heat supply part for wavelength conversion elements can be uniformly propagated to a wavelength conversion element.
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の進行方向に略平行な方向を第1方向、特定方向を第2方向、とすると、波長変換素子用熱供給部は、第2方向より第1方向へ長い形状をなすことが望ましい。これにより、第1方向について波長変換素子の温度を均等にし、高い波長変換効率を実現できる。 As a preferred aspect of the present invention, when the direction substantially parallel to the traveling direction of the light emitted from the light source unit is the first direction and the specific direction is the second direction, the heat supply unit for the wavelength conversion element is It is desirable to make the shape longer in the first direction than in the two directions. Thereby, the temperature of the wavelength conversion element is made uniform in the first direction, and high wavelength conversion efficiency can be realized.
また、本発明の好ましい態様としては、光源部用温度調節部により付与される光源部の温度勾配、及び波長変換素子用温度調節部により付与される波長変換素子の温度勾配の少なくとも一方は、外部共振器用温度調節部により付与される外部共振器の温度勾配に基づいて決定されることが望ましい。外部共振器で反射する光の波長域は、外部共振器の温度勾配により決定する。外部共振器の反射特性に応じて光源部の温度勾配、波長変換素子の温度勾配を決定することで、波長変換後の高調波光を効率良く射出するための調整を容易にすることができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, at least one of the temperature gradient of the light source unit provided by the temperature control unit for light source unit and the temperature gradient of the wavelength conversion device provided by the temperature control unit for wavelength conversion element is an external It is desirable to determine the temperature based on the temperature gradient of the external resonator provided by the resonator temperature adjustment unit. The wavelength range of light reflected by the external resonator is determined by the temperature gradient of the external resonator. By determining the temperature gradient of the light source unit and the temperature gradient of the wavelength conversion element according to the reflection characteristics of the external resonator, adjustment for efficiently emitting the harmonic light after wavelength conversion can be facilitated.
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、効率良く光を射出でき、かつスペックルノイズの発生を低減できる。これにより、高い効率で光を供給でき、かつスペックルノイズの発生を低減可能な照明装置を得られる。 Furthermore, an illumination device according to the present invention includes the light source device described above, and illuminates an object to be irradiated using light from the light source device. By using the above light source device, light can be emitted efficiently and speckle noise can be reduced. As a result, it is possible to obtain a lighting device that can supply light with high efficiency and can reduce the generation of speckle noise.
さらに、本発明に係るモニタ装置は、上記の照明装置と、照明装置により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とする。上記の照明装置を用いることで、高い効率で光を供給でき、かつスペックルノイズの発生を低減できる。これにより、明るく、かつ高品質な像をモニタすることが可能なモニタ装置を得られる。 Furthermore, a monitor device according to the present invention includes the above-described illumination device and an imaging unit that captures an image of a subject illuminated by the illumination device. By using the above illumination device, light can be supplied with high efficiency and generation of speckle noise can be reduced. As a result, a monitor device capable of monitoring a bright and high-quality image can be obtained.
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、効率良く光を射出でき、かつスペックルノイズの発生を低減できる。これにより、明るく、かつ高品質な画像を表示可能な画像表示装置を得られる。 Furthermore, an image display device according to the present invention includes the light source device described above, and displays an image using light from the light source device. By using the above light source device, light can be emitted efficiently and speckle noise can be reduced. Thereby, an image display device capable of displaying a bright and high-quality image can be obtained.
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。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る光源装置10の概略構成を示す。光源装置10は、半導体素子11、第二高調波発生(Second−Harmonic Generation;SHG)素子14、及び体積ホログラム17を有するアレイレーザである。半導体素子11は、基本波光を射出する複数の発光部12を並列させた光源部であって、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。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
半導体素子11は、基本波光を反射する不図示のミラー層を有する。半導体素子11は、流体流動部13上に実装されている。半導体素子11は、複数の発光部12により複数の光を供給可能であれば良く、7つの発光部12を備える構成に限られない。ここで、Z軸方向は、半導体素子11から射出された光の進行方向に略平行な第1方向である。半導体素子11、SHG素子14、及び体積ホログラム17は、Z軸方向へ並列している。X軸方向は、Z軸方向に略直交する方向であって、複数の発光部12を並列させる方向に略平行な第2方向である。Y軸方向は、Z軸方向及びX軸方向に略直交する方向である。
The
SHG素子14は、基本波光が入射することにより、高調波光を射出する。高調波光は、基本波光の波長の半分の波長を持つ光であって、例えば可視光である。SHG素子14は、半導体素子11から射出された光の波長を変換する波長変換素子である。SHG素子14は、半導体素子11及び体積ホログラム17の間の光路中に設けられている。SHG素子14は、例えば、非線形光学結晶であるニオブ酸リチウム(LiNbO3)の分極反転結晶(Periodically Poled Lithium Niobate;PPLN)である。SHG素子14は、直方体形状をなしている。
The
分極反転構造は、コヒーレント長ごとに非線形光学定数の符号を反転させて構成されている。SHG素子14は、分極反転構造のピッチに対応する波長の光を波長変換する。分極反転構造の形成には、自発分極を持つ非線形光学結晶へ電圧を印加する手法が多く用いられている。分極反転構造は、例えば、ニオブ酸リチウム(LN)基板上に絶縁層の微細なパターンを形成し、金属膜或いは電解液を介して電圧を印加することにより得られる。SHG素子14の周囲には、波長変換素子用第2熱供給部15、及び波長変換素子用熱拡散部16が設けられている。
The polarization inversion structure is configured by inverting the sign of the nonlinear optical constant for each coherent length. The
体積ホログラム17は、半導体素子11のミラー層との間において、半導体素子11から射出された基本波光を共振させる外部共振器である。体積ホログラム17は、基本波光を選択的に反射し、基本波光の波長とは異なる波長の光(高調波光を含む)を透過させる。体積ホログラム17としては、例えば、VHG(Volume Holographic Grating)を用いることができる。VHGは、LiNbO3、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。体積ホログラム17の周囲には、外部共振器用熱供給部18が設けられている。
The
VHGには、二方向から入射させた入射光によって生じた干渉縞が記録されている。干渉縞は、高屈折率部分と低屈折率部分とが周期的に配列された周期構造として記録される。VHGは、かかる干渉縞とブラッグ条件が適合する光のみを、回折により選択的に反射する。体積ホログラム17は、直方体形状をなしている。体積ホログラム17は、板状に形成された材料を切り分けることで得られる。体積ホログラム17は、切り分け前の材料の厚みや、材料から切り出すサイズを適宜変更することで、所望の大きさとすることができる。
Interference fringes generated by incident light incident from two directions are recorded on the VHG. The interference fringes are recorded as a periodic structure in which a high refractive index portion and a low refractive index portion are periodically arranged. The VHG selectively reflects only light that satisfies the interference fringes and the Bragg condition by diffraction. The
図2は、体積ホログラム17の温度を調節するための構成を説明するものである。外部共振器用熱供給部18は、体積ホログラム17へ熱を供給するヒータである。ヒータとしては、例えば電熱ヒータを用いることができる。外部共振器用熱供給部18は、体積ホログラム17のうちX軸方向の一端である第1外縁部24に当接させて設けられている。外部共振器用放熱部21は、体積ホログラム17からの熱を放散させる。外部共振器用放熱部21は、体積ホログラム17の第2外縁部25に当接させて設けられている。第2外縁部25は、体積ホログラム17のうちX軸方向の一端であって第1外縁部24とは反対側である。
FIG. 2 illustrates a configuration for adjusting the temperature of the
外部共振器用断熱部22は、体積ホログラム17からの伝熱を遮断する。2つの外部共振器用断熱部22は、第3方向であるY軸方向において体積ホログラム17、外部共振器用熱供給部18及び外部共振器用放熱部21を挟持する。外部共振器用断熱部22は、Y軸方向について体積ホログラム17と並列させて設けられている。外部共振器用断熱部22は、断熱性部材、例えば樹脂部材を用いて構成されている。体積ホログラム17は、外部共振器用熱供給部18、外部共振器用放熱部21、及び外部共振器用断熱部22により取り囲まれている。
The external resonator
外部共振器用熱供給部18を用いた熱の供給により、体積ホログラム17のうち第1外縁部24近傍の部分の温度を上昇させる。また、外部共振器用放熱部21を用いた放熱により、体積ホログラム17のうち第2外縁部25近傍の部分の温度を低下させる。外部共振器用熱供給部18及び外部共振器用放熱部21は、体積ホログラム17の温度を調節する外部共振器用温度調節部として機能する。また、外部共振器用断熱部22を用いた断熱により、Y軸方向への熱の伝播を低減させる。外部共振器用熱供給部18からの熱は、体積ホログラム17内を外部共振器用放熱部21の方向へ伝播する。体積ホログラム17の温度T1は、図中X軸の矢印方向へ進行するに従いt1からt1’まで高くなるように分布する。このように、外部共振器用熱供給部18及び外部共振器用放熱部21は、体積ホログラム17において特定方向であるX軸方向へ温度勾配を付与する。
By supplying heat using the external resonator
体積ホログラム17は、温度が上昇するに従って膨張する。干渉縞の間隔は、体積ホログラム17が膨張するに従って広くなる。干渉縞の間隔が広くなるに従って、反射する光の波長、透過させる光の波長はいずれも長波長側へ変化する。体積ホログラム17は、第2外縁部25から第1外縁部24へ(図中BからAへ)向かうに従って、反射する基本波光の波長、透過させる高調波光の波長を長波長側へシフトさせることができる。従って、体積ホログラム17は、広い波長域の基本波光を共振させ、かつ広い波長域の高調波光を射出できる。通常、体積ホログラム17を構成する部材は、比較的低い熱伝導性を示す。体積ホログラム17の熱伝導率は、例えば0.1W/mK程度である。低い熱伝導性を示すことから、体積ホログラム17へ容易に温度勾配を付与することができる。
The
図3は、半導体素子11の温度を調節するための構成を説明するものである。流体である冷媒、例えば水は、流体流動部13の内部を流動する。流体流動部13は、半導体素子11の温度を調節する光源部用温度調節部として機能する。流体流動部13は、不図示の循環部に接続されている。循環部は、冷媒が流動する流路を形成する。冷媒の流動には、不図示の循環ポンプが用いられる。半導体素子11で生じた熱は、流体流動部13の内部を流動する冷媒へ伝達される。半導体素子11の直下に流体流動部13を配置することで、半導体素子11の効率的な冷却を行うことができる。冷媒へ伝達された熱は、循環部にて冷媒を循環させる過程において周辺空気へ放出される。冷媒から周辺空気への放熱には、例えば熱交換器を用いることができる。
FIG. 3 illustrates a configuration for adjusting the temperature of the
冷媒は、矢印で示すように、特定方向であるX軸方向に略平行な方向へ、流体流動部13の内部を流動する。冷媒は、矢印方向へ流動し半導体素子11からの熱を受けるに従って、温度が上昇する。半導体素子11の直下の部分を矢印方向へ冷媒が流動するに従い、冷媒によって半導体素子11から奪われる熱は減少する。このため、半導体素子11の温度T2は、図中X軸の矢印方向へ進行するに従いt2からt2’まで高くなるように分布する。半導体素子11から射出される光の波長は、半導体素子11が高温であるほど長波長側へ変化する。半導体素子11は、流体流動部13における冷媒の上流側から下流側へ(図中BからAへ)向かうに従って、射出させる基本波光の波長を長波長側へシフトさせることができる。従って、半導体素子11は、各発光部12を用いて広い波長域の基本波光を射出できる。
As indicated by the arrows, the refrigerant flows through the
図4は、SHG素子14の温度を調節するための構成を説明するものである。波長変換素子用第1熱供給部27及び波長変換素子用第2熱供給部15は、SHG素子14へ熱を供給するヒータであって、SHG素子14の温度を調節する波長変換素子用温度調節部として機能する。ヒータとしては、例えば電熱ヒータを用いることができる。SHG素子14は、波長変換素子用熱拡散部16上に実装されている。波長変換素子用熱拡散部16は、波長変換素子用第1熱供給部27により供給された熱を拡散させる。波長変換素子用熱拡散部16は、高い熱伝導率を持つ部材、例えば金属部材である銅を用いて構成されている。
FIG. 4 illustrates a configuration for adjusting the temperature of the
波長変換素子用第1熱供給部27は、波長変換素子用熱拡散部16のうちSHG素子14が実装された面とは反対側の面に設けられている。波長変換素子用第1熱供給部27は、SHG素子14のX軸方向における中心に合わせて配置されている。波長変換素子用第2熱供給部15は、波長変換素子用熱拡散部16のうちSHG素子14が実装された面に設けられている。波長変換素子用第2熱供給部15は、SHG素子14のうちX軸方向の一端である第1外縁部28の近傍に配置されている。
The wavelength conversion element first
図5は、図4に示す構成をSHG素子14が設けられた側から見た平面構成を示す。波長変換素子用第1熱供給部27、波長変換素子用第2熱供給部15のいずれも、第2方向であるX軸方向より第1方向であるZ軸方向へ長い短冊形状をなしている。波長変換素子用第1熱供給部27、波長変換素子用第2熱供給部15のいずれも、Z軸方向についてSHG素子14と略同じ長さで形成されている。
FIG. 5 shows a planar configuration of the configuration shown in FIG. 4 as viewed from the side where the
図6は、X軸方向の位置、及びSHG素子14の温度T3の関係を示す。波長変換素子用第1熱供給部27により供給された熱は、波長変換素子用熱拡散部16にて均一化された後、SHG素子14へ伝播する。また、波長変換素子用第2熱供給部15を用いた熱の供給により、SHG素子14のうち第1外縁部28近傍の部分の温度を上昇させる。SHG素子14の温度T3は、図4中X軸の矢印方向へ進行するに従いt3からt3’まで高くなるように分布する。
FIG. 6 shows the relationship between the position in the X-axis direction and the temperature T3 of the
このように、波長変換素子用第1熱供給部27及び波長変換素子用第2熱供給部15は、SHG素子14において特定方向であるX軸方向へ温度勾配を付与する。波長変換素子用第1熱供給部27は、SHG素子14の温度T3をt3とする通常の温度調節を行う。波長変換素子用第2熱供給部15は、t3からt3’までSHG素子14に温度勾配を付与する温度調節を行う。波長変換素子用第1熱供給部27及び波長変換素子用第2熱供給部15を用いることで、SHG素子14の通常の温度調節と、温度勾配の付与とが容易にできる。
Thus, the wavelength conversion element first
SHG素子14は、温度が上昇するに従って膨張する。分極反転構造のピッチは、SHG素子14が膨張するに従って広くなる。分極反転構造のピッチが広くなるに従って、波長変換可能な光の波長は長波長側へ変化する。SHG素子14は、第2外縁部29から第1外縁部28へ(図中BからAへ)向かうに従って、波長変換可能な基本波光の波長を長波長側へシフトさせることができる。従って、SHG素子14は、広い波長域の基本波光を波長変換できる。広い波長域の基本波光を波長変換するのに応じて、広い波長域の高調波光を射出することができる。Z軸方向についてSHG素子14と略同じ長さで形成された波長変換素子用第1熱供給部27及び波長変換素子用第2熱供給部15を用いることで、Z軸方向についてSHG素子14の温度を均等にできる。これにより、高い波長変換効率を実現できる。
The
以上のように、半導体素子11、SHG素子14及び体積ホログラム17には、いずれも同じX軸方向へ温度勾配が付与される。体積ホログラム17の温度勾配は、外部共振器用熱供給部18により供給される熱量を変化させることで調節できる。SHG素子14の温度勾配は、波長変換素子用第2熱供給部15により供給される熱量を変化させることで調節できる。半導体素子11の温度勾配は、冷媒の温度及び流量の少なくとも一方を変化させることで調節できる。
As described above, the
半導体素子11、SHG素子14、体積ホログラム17の各温度勾配を適宜調節することで、半導体素子11からの広い波長域の基本波光を共振させ、かつ波長変換された広い波長域の高調波光を効率良く射出できる。広い波長域の高調波光を射出可能とすることで、光源装置10は、スペックルノイズの発生を低減できる。これにより、外部共振器を用いて効率良く光を射出でき、かつスペックルノイズの発生を低減できるという効果を奏する。
By appropriately adjusting the temperature gradients of the
半導体素子11、SHG素子14、体積ホログラム17に温度勾配を付与する場合に、体積ホログラム17により共振可能な光の波長域の幅は、半導体素子11から射出させる光の波長域の幅、及び、SHG素子14で波長変換可能な光の波長域の幅のいずれに対しても小さくなる。光源部用温度調節部により付与される半導体素子11の温度勾配、及び波長変換素子用温度調節部により付与されるSHG素子14の温度勾配は、外部共振器用温度調節部により付与される体積ホログラム17の温度勾配に基づいて決定されることが望ましい。これにより、波長変換後の高調波光を効率良く射出するための調整を容易にすることができる。
When a temperature gradient is applied to the
外部共振器用温度調節部の構成は、本実施例で説明するものに限られず、適宜変形しても良い。例えば、外部共振器用熱供給部18、外部共振器用放熱部21の位置は、適宜変更しても良い。また、体積ホログラム17において十分温度勾配を付与することが可能であれば、外部共振器用放熱部21及び外部共振器用断熱部22の少なくとも一方を省略しても良い。光源部用温度調節部の構成、波長変換素子用温度調節部の構成も、適宜変形しても良い。例えば、光源部用温度調節部、波長変換素子用温度調節部にも、放熱部を適用しても良い。各熱供給部には、ヒータに代えて他の素子、例えばペルチェ素子や、薄膜状の抵抗体等を用いても良い。
The configuration of the external resonator temperature adjustment unit is not limited to that described in the present embodiment, and may be modified as appropriate. For example, the positions of the external resonator
図7−1は、半導体素子11の温度を調節するための構成の変形例を示す。光源部用熱供給部31は、半導体素子11へ熱を供給するヒータである。流体流動部13及び光源部用熱供給部31は、半導体素子11の温度を調節する光源部用温度調節部として機能する。光源部用熱供給部31は、流体流動部13のうち半導体素子11が実装された面に設けられている。光源部用熱供給部31は、半導体素子11のうちX軸方向の一端である、冷媒の下流側の外縁部32の近傍に配置されている。
FIG. 7A shows a modification of the configuration for adjusting the temperature of the
光源部用熱供給部31により供給された熱は、流体流動部13を介して、半導体素子11へ伝播する。光源部用熱供給部31を用いた熱の供給により、半導体素子11のうち外縁部32近傍の部分の温度を上昇させる。流体流動部13に加えて光源部用熱供給部31を用いることで、半導体素子11において容易に温度勾配を付与することができる。光源部用熱供給部31の位置は、本実施例で説明する場合に限られず、半導体素子11において容易に温度勾配を付与可能ないずれの位置であっても良い。また、光源部用温度調節部としては、流体流動部13を用いず光源部用熱供給部31のみを用いることとしても良い。
The heat supplied by the light source unit
図7−2は、半導体素子11の温度を調節するための構成の他の変形例を示す。半導体素子11は、基板35上に実装されている。光源部用温度調節部である光源部用熱供給部31は、基板35のうち半導体素子11が実装された面に設けられている。基板35のうち半導体素子11及び光源部用熱供給部31が設けられた面とは反対側の面には、ヒートシンク36が設けられている。
FIG. 7-2 shows another modification of the configuration for adjusting the temperature of the
半導体素子11で生じた熱は、基板35及びヒートシンク36を経て周辺空気へ放出される。光源部用熱供給部31により供給された熱は、基板35を介して、半導体素子11へ伝播する。光源部用熱供給部31を用いた熱の供給により、半導体素子11のうち外縁部32近傍の部分の温度を上昇させる。この場合も、半導体素子11において容易に温度勾配を付与することができる。なお、ヒートシンク36は、X軸方向について光源部用熱供給部31から離れるに従い高い放熱効率を持たせることとしても良い。この場合、ヒートシンク36は、X軸方向へ温度勾配を付与する光源部用温度調節部として機能する。これにより、半導体素子11においてさらに温度勾配を付与することができる。
Heat generated in the
図8は、SHG素子14の温度を調節するための構成の変形例を示す。波長変換素子用第1熱供給部33及び波長変換素子用第2熱供給部34は、SHG素子14へ熱を供給するヒータであって、SHG素子14の温度を調節する波長変換素子用温度調節部として機能する。ヒータとしては、例えば電熱ヒータを用いることができる。波長変換素子用第1熱供給部33及び波長変換素子用第2熱供給部34は、波長変換素子用熱拡散部16のうちSHG素子14が実装された面とは反対側の面に設けられている。
FIG. 8 shows a modification of the configuration for adjusting the temperature of the
波長変換素子用第1熱供給部33は、SHG素子14のうち第2外縁部29の位置に合わせて配置されている。波長変換素子用第2熱供給部34は、SHG素子14のうち第1外縁部28の位置に合わせて配置されている。波長変換素子用第1熱供給部33及び波長変換素子用第2熱供給部34は、特定方向であるX軸方向へ並列させて設けられている。
The first
図9は、図8に示す構成をSHG素子14が設けられた側から見た平面構成を示す。波長変換素子用第1熱供給部33、波長変換素子用第2熱供給部34のいずれも、第2方向であるX軸方向より第1方向であるZ軸方向へ長い短冊形状をなしている。波長変換素子用第1熱供給部33及び波長変換素子用第2熱供給部34は、Z軸方向についてSHG素子14と略同じ長さで形成されている。これにより、Z軸方向についてSHG素子14の温度を均等にできる。
FIG. 9 shows a planar configuration when the configuration shown in FIG. 8 is viewed from the side where the
波長変換素子用第1熱供給部33により供給された熱、波長変換素子用第2熱供給部34により供給された熱は、いずれも波長変換素子用熱拡散部16を経てSHG素子14へ伝播する。本変形例では、波長変換素子用第1熱供給部33、波長変換素子用第2熱供給部34の双方による温度調節により、SHG素子14の通常の温度調節と、温度勾配を付与する温度調節とを行う。波長変換素子用第1熱供給部33から供給される熱量に対して波長変換素子用第2熱供給部34により供給される熱量を大きくすることで、図中X軸の矢印方向へ進行するに従い高温となるような温度勾配を付与することができる。この場合も、高い波長変換効率を実現できる。
Both the heat supplied by the first wavelength conversion element
波長変換素子用熱供給部は、2つである場合に限られず、1つ又は複数であれば良い。波長変換素子用熱供給部の形状及び位置も、本実施例で説明する場合に限られず、SHG素子14の通常の温度調節と、温度勾配を付与する温度調節が可能であればいずれの形状、位置であっても良い。外部共振器は、波長選択性を有するものであれば良く、体積ホログラム17に限られない。外部共振器としては、例えば、バンドパスフィルタやダイクロイックミラーを用いても良い。光源装置10は、例えば、半導体レーザ励起固体(Diode Pumped Solid State;DPSS)レーザとしても良い。光源装置10は、必要に応じて、偏光選択用フィルタ、波長選択用フィルタ等の光学素子を設けても良い。
The number of wavelength conversion element heat supply units is not limited to two, and may be one or more. The shape and position of the wavelength conversion element heat supply unit are not limited to those described in the present embodiment, and any shape can be used as long as normal temperature adjustment of the
図10は、本発明の実施例2に係るモニタ装置40の概略構成を示す。モニタ装置40は、装置本体41と、光伝送部42とを有する。装置本体41は、上記実施例1の光源装置10(図1参照)を備える。光伝送部42は、2つのライトガイド44、45を有する。光伝送部42のうち被写体(不図示)側の端部には、拡散板46及び結像レンズ47が設けられている。第1ライトガイド44は、光源装置10からの光を被写体へ伝送する。拡散板46は、第1ライトガイド44の射出側に設けられている。第1ライトガイド44内を伝播した光は、拡散板46を透過することにより、被写体側にて拡散する。光源装置10から拡散板46までの光路中の各部は、被写体を照明する照明装置を構成する。
FIG. 10 shows a schematic configuration of a
第2ライトガイド45は、被写体からの光をカメラ43へ伝送する。結像レンズ47は、第2ライトガイド45の入射側に設けられている。結像レンズ47は、被写体からの光を第2ライトガイド45の入射面へ集光させる。被写体からの光は、結像レンズ47により第2ライトガイド45へ入射した後、第2ライトガイド45内を伝播してカメラ43へ入射する。
The second
第1ライトガイド44、第2ライトガイド45としては、多数の光ファイバを束ねたものを用いることができる。光ファイバを用いることで、光を遠方へ伝送させることができる。カメラ43は、装置本体41内に設けられている。カメラ43は、光源装置10からの光により照明された被写体を撮像する撮像部である。第2ライトガイド45から入射した光をカメラ43へ入射させることで、カメラ43による被写体の撮像ができる。上記実施例1の光源装置10を用いることにより、高い効率で、かつスペックルノイズが低減された光を供給することができる。これにより、明るく、かつ高品質な像をモニタできるという効果を奏する。
As the
図11は、本発明の実施例3に係るプロジェクタ50の概略構成を示す。プロジェクタ50は、スクリーン59に光を供給し、スクリーン59で反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ50は、赤色(R)光用光源装置51R、緑色(G)光用光源装置51G、青色(B)光用光源装置51Bを有する。各色光用光源装置51R、51G、51Bは、いずれも上記実施例1の光源装置10(図1参照)と同様の構成を有する。プロジェクタ50は、各色光用光源装置51R、51G、51Bからの光を用いて画像を表示する画像表示装置である。
FIG. 11 shows a schematic configuration of a
R光用光源装置51Rは、R光を供給する光源装置である。拡散素子52は、照明領域の整形、拡大、照明領域における光量分布の均一化を行う。拡散素子52としては、例えば、回折光学素子である計算機合成ホログラム(Computer Generated Hologram;CGH)を用いることができる。フィールドレンズ53は、R光用光源装置51Rからの光を平行化させ、R光用空間光変調装置54Rへ入射させる。R光用光源装置51R、拡散素子52、及びフィールドレンズ53は、R光用空間光変調装置54Rを照明する照明装置を構成する。R光用空間光変調装置54Rは、照明装置からのR光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。R光用空間光変調装置54Rで変調されたR光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム55へ入射する。
The R
G光用光源装置51Gは、G光を供給する光源装置である。拡散素子52及びフィールドレンズ53を経た光は、G光用空間光変調装置54Gへ入射する。G光用光源装置51G、拡散素子52、及びフィールドレンズ53は、G光用空間光変調装置54Gを照明する照明装置を構成する。G光用空間光変調装置54Gは、照明装置からのG光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。G光用空間光変調装置54Gで変調されたG光は、クロスダイクロイックプリズム55のうちR光が入射する面とは異なる面へ入射する。
The
B光用光源装置51Bは、B光を供給する光源装置である。拡散素子52及びフィールドレンズ53を経た光は、B光用空間光変調装置54Bへ入射する。B光用光源装置51B、拡散素子52、及びフィールドレンズ53は、B光用空間光変調装置54Bを照明する照明装置を構成する。B光用空間光変調装置54Bは、照明装置からのB光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。B光用空間光変調装置54Bで変調されたB光は、クロスダイクロイックプリズム55のうちR光が入射する面、及びG光が入射する面とは異なる面へ入射する。透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンTFT液晶パネル(High Temperature Polysilicon;HTPS)を用いることができる。
The
クロスダイクロイックプリズム55は、互いに略直交させて配置された2つのダイクロイック膜56、57を有する。第1ダイクロイック膜56は、R光を反射し、G光及びB光を透過させる。第2ダイクロイック膜57は、B光を反射し、R光及びG光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム55は、それぞれ異なる方向から入射したR光、G光及びB光を合成し、投写レンズ58の方向へ射出する。投写レンズ58は、クロスダイクロイックプリズム55で合成された光をスクリーン59に向けて投写する。
The cross
上記の光源装置10と同様の構成を有する各色光用光源装置51R、51G、51Bを用いることにより、効率良く光を射出でき、かつスペックルノイズの発生を低減できる。これにより、明るく、かつ高品質な画像を表示できるという効果を奏する。従来、プロジェクタにおいて、光路中の素子やスクリーンを用いてスペックルノイズの発生を低減させる技術が提案されている。特定のスペックルパターンを認識させにくくするために、スクリーンや素子の機械的な駆動を用いる場合や、光の散乱を用いる場合がある。本発明は、駆動のための機構を別途設ける必要が無いため、これら従来の技術に対して、装置の大型化、振動による信頼性の低下、静粛性の悪化に対する措置を不要にできる利点がある。光の散乱を用いる技術に対して、本発明は、光利用効率の低下を低減できる利点がある。スクリーンの構成を用いてスペックルノイズの発生を低減させる技術に対して、本発明は、汎用のスクリーンが使用できる利点がある。
By using each color
なお、プロジェクタ50は、R光用光源装置51R、G光用光源装置51G、B光用光源装置51Bがいずれも上記実施例の光源装置10と同様の構成である場合に限られない。例えば、R光用光源装置51R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ても良い。
The
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す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。 The projector is not limited to the case where a transmissive liquid crystal display device is used as the spatial light modulation device. As the spatial light modulator, a reflective liquid crystal display (Liquid Crystal On Silicon; LCOS), DMD (Digital Micromirror Device), GLV (Grating Light Valve), or the like may be used. The projector is not limited to a configuration including a spatial light modulator for each color light. The projector may be configured to modulate two or three or more color lights with one spatial light modulator. The projector is not limited to the case where the spatial light modulator is used. The projector may be a laser scanning projector that scans the laser light from the light source device by scanning means such as a galvanometer mirror and displays an image on the irradiated surface. The projector may be a slide projector that uses a slide having image information. The projector may be a so-called rear projector that supplies light to one surface of the screen and observes an image by observing light emitted from the other surface of the screen.
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と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、明るく高品質な画像を表示することができる。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。 The light source device of the present invention may be applied to a liquid crystal display that is an image display device. By combining the light source device of the present invention and the light guide plate, it can be used as an illumination device for illuminating the liquid crystal panel. Also in this case, a bright and high-quality image can be displayed. The light source device of the present invention is not limited to being applied to a monitor device or an image display device. The light source device of the present invention may be used, for example, in an optical system such as an exposure device for laser beam exposure or a laser processing device.
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。 As described above, the light source device according to the present invention is suitable for use in a monitor device or an image display device.
10 光源装置、11 半導体素子、12 発光部、13 流体流動部、14 SHG素子、15 波長変換素子用第2熱供給部、16 波長変換素子用熱拡散部、17 体積ホログラム、18 外部共振器用熱供給部、21 外部共振器用放熱部、22 外部共振器用断熱部、24 第1外縁部、25 第2外縁部、27 波長変換素子用第1熱供給部、28 第1外縁部、29 第2外縁部、31 光源部用熱供給部、32 外縁部、33 波長変換素子用第1熱供給部、34 波長変換素子用第2熱供給部、35 基板、36 ヒートシンク、40 モニタ装置、41 装置本体、42 光伝送部、43 カメラ、44 第1ライトガイド、45 第2ライトガイド、46 拡散板、47 結像レンズ、50 プロジェクタ、51R R光用光源装置、51G G光用光源装置、51B B光用光源装置、52 拡散素子、53 フィールドレンズ、54R R光用空間光変調装置、54G G光用空間光変調装置、54B B光用空間光変調装置、55 クロスダイクロイックプリズム、56 第1ダイクロイック膜、57 第2ダイクロイック膜、58 投写レンズ、59 スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source device, 11 Semiconductor element, 12 Light emission part, 13 Fluid flow part, 14 SHG element, 15 2nd heat supply part for wavelength conversion elements, 16 Thermal diffusion part for wavelength conversion elements, 17 Volume hologram, 18 Heat for external resonators Supply part, 21 External resonator heat radiation part, 22 External resonator heat insulation part, 24 First outer edge part, 25 Second outer edge part, 27 Wavelength conversion element first heat supply part, 28 First outer edge part, 29 Second outer edge Part, 31 heat supply part for light source part, 32 outer edge part, 33 first heat supply part for wavelength conversion element, 34 second heat supply part for wavelength conversion element, 35 substrate, 36 heat sink, 40 monitor device, 41 apparatus main body, 42 light transmission unit, 43 camera, 44 first light guide, 45 second light guide, 46 diffuser plate, 47 imaging lens, 50 projector, light source device for 51R R light, 51G Light source device for G light, light source device for 51B B light, 52 diffuser element, 53 field lens, spatial light modulation device for 54R R light, spatial light modulation device for 54G G light, spatial light modulation device for 54B B light, 55 cross Dichroic prism, 56 1st dichroic film, 57 2nd dichroic film, 58 projection lens, 59 screen
Claims (15)
前記光源部から射出された光を共振させる外部共振器と、
前記光源部及び前記外部共振器の間の光路中に設けられ、前記光源部から射出された光の波長を変換する波長変換素子と、
前記光源部の温度を調節する光源部用温度調節部と、
前記外部共振器の温度を調節する外部共振器用温度調節部と、
前記波長変換素子の温度を調節する波長変換素子用温度調節部と、を有し、
前記光源部用温度調節部、前記外部共振器用温度調節部及び前記波長変換素子用温度調節部は、複数の前記発光部を並列させた方向に略平行な方向である特定方向へ温度勾配を付与することを特徴とする光源装置。 A light source unit in which a plurality of light emitting units emitting light are arranged in parallel;
An external resonator for resonating light emitted from the light source unit;
A wavelength conversion element that is provided in an optical path between the light source unit and the external resonator and converts a wavelength of light emitted from the light source unit;
A light source temperature control unit for adjusting the temperature of the light source unit;
An external resonator temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the external resonator;
A wavelength conversion element temperature adjustment unit for adjusting the temperature of the wavelength conversion element;
The temperature adjusting unit for the light source unit, the temperature adjusting unit for the external resonator, and the temperature adjusting unit for the wavelength conversion element provide a temperature gradient in a specific direction that is substantially parallel to the direction in which the plurality of light emitting units are arranged in parallel. And a light source device.
前記外部共振器用熱供給部は、前記外部共振器のうち前記特定方向の一端である外縁部の近傍に設けられることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 The external resonator temperature control unit includes an external resonator heat supply unit that supplies heat to the external resonator,
The light source device according to claim 1, wherein the external resonator heat supply unit is provided in the vicinity of an outer edge that is one end in the specific direction of the external resonator.
前記外部共振器用熱供給部は、前記外部共振器のうち第1外縁部の近傍に設けられ、
前記外部共振器用放熱部は、前記外部共振器のうち前記特定方向の一端であって前記第1外縁部とは反対側の第2外縁部の近傍に設けられることを特徴とする請求項2に記載の光源装置。 The external resonator temperature control unit includes an external resonator heat dissipation unit that dissipates heat from the external resonator,
The external resonator heat supply unit is provided in the vicinity of the first outer edge of the external resonator,
The heat radiation portion for the external resonator is provided at one end in the specific direction of the external resonator and in the vicinity of the second outer edge portion on the side opposite to the first outer edge portion. The light source device described.
前記光源部から射出された光の進行方向に略平行な方向を第1方向、前記特定方向を第2方向、前記第1方向及び前記第2方向に略直交する方向を第3方向、とすると、
前記外部共振器用断熱部は、前記第3方向へ前記外部共振器と並列させて設けられることを特徴とする請求項2又は3に記載の光源装置。 Having an external resonator heat insulating portion that blocks heat transfer from the external resonator;
When the direction substantially parallel to the traveling direction of the light emitted from the light source unit is a first direction, the specific direction is a second direction, and the direction substantially orthogonal to the first direction and the second direction is a third direction. ,
The light source device according to claim 2, wherein the heat insulating portion for the external resonator is provided in parallel with the external resonator in the third direction.
前記流体は、前記流体流動部の内部を前記特定方向に略平行な方向へ流動す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。 The light source temperature control unit has a fluid flow part through which a fluid flows,
5. The light source device according to claim 1, wherein the fluid flows in the fluid flow portion in a direction substantially parallel to the specific direction.
前記光源部用熱供給部は、前記光源部のうち前記特定方向の一端である外縁部の近傍に設けられることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。 The light source unit temperature control unit includes a light source unit heat supply unit that supplies heat to the light source unit,
The light source device according to claim 5, wherein the heat supply unit for the light source unit is provided in the vicinity of an outer edge portion that is one end in the specific direction of the light source unit.
前記波長変換素子の前記特定方向における中心に合わせて配置された波長変換素子用第1熱供給部と、
前記波長変換素子のうち前記特定方向の一端である外縁部の近傍に配置された波長変換素子用第2熱供給部と、を有することを特徴とする請求項7又は8に記載の光源装置。 The wavelength converter heat supply unit is
A first heat supply unit for a wavelength conversion element arranged in alignment with the center of the wavelength conversion element in the specific direction;
The light source device according to claim 7, further comprising: a second heat supply unit for a wavelength conversion element disposed in the vicinity of an outer edge that is one end in the specific direction among the wavelength conversion elements.
前記波長変換素子用熱供給部は、前記第2方向より前記第1方向へ長い形状をなすことを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の光源装置。 When the direction substantially parallel to the traveling direction of the light emitted from the light source unit is a first direction and the specific direction is a second direction,
The light source device according to claim 6, wherein the wavelength conversion element heat supply unit has a shape that is longer in the first direction than in the second direction.
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。 A lighting device according to claim 13;
An image pickup unit for picking up an image of a subject illuminated by the illumination device.
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| JP2007217994A JP2009054672A (en) | 2007-08-24 | 2007-08-24 | Light source device, illumination device, monitor device, and image display device |
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