JP4888261B2 - 光源装置、画像表示装置及びモニタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源装置、画像表示装置及びモニタ装置に関する。

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、色再現性範囲が狭い、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。しかしながら、レーザ光源は、上記の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。これにより、レーザ光が投射される被投射面において干渉縞がスペックルノイズとして現れ画像が劣化してしまうので、高精細な画像を表示させるためには、スペックルノイズの対策が必要となる。

スペックルノイズを除去する手段としては、複数の発光素子を備え、設計上少しずつ異なる中心波長を有する発光素子をアレイ化することによって、１つの発光素子を用いた場合に比べて、広いスペクトル帯域を得ることで、スペックルノイズを低減させることが可能となる。
特表２００４−５０３９２３号公報

また、特許文献１に記載のスペックルノイズを除去する手段は、外部共振器構造を必要としない光源、すなわち、直接レーザ光を出力する光源の使用を前提としたものである。確かに、外部共振器構造を必要としない光源の場合には、スペックルノイズを抑える効果がある。
ここで、外部共振器を備える光源の場合、基本構成要素は、発光素子と、波長選択素子（共振器ミラー）とである。また、複数の発光素子を用いる場合であっても、コストや組み立ての容易さを考慮して、単一の波長を選択する波長選択素子が用いられるのが一般的である。この波長選択素子においては、レーザ発振させるために、選択する波長の帯域を狭くする必要がある。その結果、特許文献１に記載のように、アレイ光源から射出される光それぞれの波長にばらつきを持たせたとしても、波長選択素子により、単一の波長が選択されることになり、波長選択素子を含めた光源全体のコヒーレンスは低下しない。

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、複数のレーザ光同士のコヒーレンスを低減させ、スペックルノイズを抑えた光源装置、画像表示装置及びモニタ装置を提供することを目的とする。

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、光を発する複数の発光素子と、該複数の発光素子から射出された光に対してそれぞれ選択が行われる複数の光選択領域を有し、前記複数の発光素子から射出された光を選択的に反射させる波長選択素子と、該波長選択素子の複数の光選択領域の状態を検出する状態検出手段と、該状態検出手段により検出された前記複数の光選択領域の状態に応じて、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように、前記波長選択素子の光選択領域の状態を変化させる状態変化手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る光源装置では、複数の発光素子から射出された光は、波長選択素子において、所定の選択波長の一部の光が反射し、発光素子と波長選択素子との間で共振し増幅され、残りの光が増幅されずに透過する。また、状態検出手段が、波長選択素子の複数の光選択領域の状態を検出し、この検出された状態に応じて、状態変化手段が、複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように、波長選択素子の光選択領域の状態を変化させる。これにより、光選択領域ごとに選択される光の波長が異なる。したがって、たとえ、複数の発光素子から射出される光のピーク波長が同じであったとしても、発光素子から射出される光は、ある程度の帯域幅を持っているので、帯域幅内で異なる波長の光が増幅され取り出される。すなわち、発光素子から射出されたそれぞれの光は、波長選択素子のそれぞれの光選択領域において共振すると、光源と波長選択素子との間の共振器ミラー構造において増幅され、各領域から射出される光の波長が異なることになる。したがって、本発明は、従来のように、波長選択素子が単一波長の光を射出するものではないため、波長選択素子を透過した光の波長帯域は全体として広がることになる。これにより、波長選択素子の各領域から射出された増幅光同士のコヒーレンスが低減するため、スペックルノイズを抑えることが可能となる。
また、状態検出手段により検出された状態に応じて、状態変化手段により波長選択素子の光選択領域の状態を変化させているため、複数の光選択領域から射出される光の波長を確実に異ならせることができる。

また、本発明の光源装置は、前記状態検出手段及び前記状態変化手段が前記波長選択素子の光選択領域ごとにそれぞれ設けられていることが好ましい。

本発明に係る光源装置では、波長選択素子には、複数の光選択領域ごとに状態検出手段及び状態変化手段がそれぞれ設けられている。このとき、状態検出手段により、波長選択素子の個々の光選択領域の状態を検出し、この検出された状態に応じて、個々の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように、波長選択素子の複数の光選択領域のそれぞれの状態を変化させる。すなわち、光選択領域ごとに状態を変化させることができるため、波長選択素子から射出される出力波長分布の変化の自由度が高まる。したがって、発光素子から射出された光の波長と対応する波長選択素子の各光選択領域の選択する光の波長とを揃えることが可能となる。これにより、発光素子が製造誤差等により、出力波長にばらつきがあっても、スペックルノイズを低減させつつ、波長選択素子から射出される光の利用効率を向上させることが可能となる。
なお、状態変化手段が複数設けられ、状態変化手段が複数の光選択領域ごとに設けられていても良い。この構成の場合も、複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように状態を変化させれば良い。

また、本発明の光源装置は、前記状態変化手段により前記複数の光選択領域の状態を時間的に変化させることが好ましい。

本発明に係る光源装置では、状態変化手段により複数の光選択領域の状態を時間的に変化させる。これにより、各光選択領域から射出される光のスペックルパターンが時間とともに複雑に変化する。その変化に伴い、視認されるスペックル（干渉による斑点模様）が移動するため、人間の眼の残像時間内でスペックルのパターンが積分平均化され、スペックルの発生を低減させることが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記複数の光選択領域から射出される光の強度をそれぞれ検出する光強度検出手段を備え、該光強度検出手段により検出された光の強度に基づいて、前記複数の発光素子から射出される光の強度をそれぞれ調整することが好ましい。

本発明に係る光源装置では、光強度検出手段により検出された光の強度に基づいて、複数の発光素子から射出される光の強度をそれぞれ調整することにより、複数の光選択領域から射出される光の強度を均一にすることができる。波長選択素子の各領域から射出される光の強度が不均一である場合に比べて、本発明のように光の強度が均一である方が、波長を異ならせたときのスペックル低減の効果が大きくなる。つまり、波長選択素子から射出される光のコヒーレンスをより効果的に低下させることが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記状態検出手段が、前記波長選択素子の光選択領域の温度を検出する温度検出手段であり、前記状態変化手段が、前記温度検出手段により検出された温度に応じて、前記波長選択素子の光選択領域の温度を互いに異ならせる温度変化手段であることが好ましい。

本発明に係る光源装置では、温度変化手段により、波長選択素子の光選択領域ごとの温度を異ならせるため、各光選択領域の温度に応じて波長選択素子の内部の格子の間隔が変化する。これにより、波長選択素子は、各光選択領域において選択される光の波長が異なることになる。したがって、複数の発光素子から射出され、波長選択素子の各光選択領域から射出されたそれぞれの光は、波長が異なる光となる。このように、波長選択素子に、外力を与えることなく各光選択領域の温度が変わるだけで波長選択素子の内部の周期格子の間隔が変わる。これにより、より簡易な構成で波長選択素子の各領域を反射し増幅された光同士のコヒーレンスが低減するため、スペックルノイズを抑えることが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記状態検出手段が、前記波長選択素子の光選択領域の歪みの大きさを検出する歪み検出手段であり、前記状態変化手段が、前記歪み検出手段により検出された歪みの大きさに応じて、前記波長選択素子の光選択領域の歪みの大きさを互いに異ならせる歪み付与手段であることが好ましい。

本発明に係る光源装置では、歪み付与手段として、例えば、圧電素子を用いて波長選択素子の領域ごとに歪みが異なるように歪みを付与する。これにより、波長選択素子の内部の格子の間隔が変化するため、波長選択素子は、領域ごとに反射させる波長が異なることになる。したがって、複数の発光素子から射出された光は、波長選択素子により反射され共振を起こすと、各領域から射出される際、増幅された光は異なる波長となる。したがって、簡易な構成により、波長選択素子の各領域を透過した光同士のコヒーレンスが低減するため、低コスト化を図りつつ、スペックルノイズを抑えることが可能となる。
なお、歪み付与手段が複数設けられ、歪み付与手段が複数の光選択領域ごとにそれぞれ設けられていても良い。この構成の場合も、複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように歪みを付与すれば良い。

本発明の光源装置は、光を発する複数の発光素子と、該複数の発光素子から射出された光がそれぞれ通過する複数の光通過領域を有し、前記複数の発光素子から射出された光のうち、少なくとも一部の波長をそれぞれ所定の波長に変換する波長変換素子と、該波長変換素子の複数の光通過領域から射出された光がそれぞれ選択される複数の光選択領域を有し、前記波長変換素子から射出される光を前記発光素子に向けて選択的に反射させる波長選択素子と、前記波長変換素子の複数の光通過領域の状態を検出する変換側状態検出手段と、該変換側状態検出手段により検出された前記複数の光通過領域の状態に応じて、前記複数の光通過領域によって変換される光の波長が互いに異なるように、前記波長変換素子の光通過領域の状態を変化させる変換側状態変化手段と、前記波長選択素子の複数の光選択領域の状態を検出する選択側状態検出手段と、該選択側状態検出手段により検出された前記複数の光選択領域の状態に応じて、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように、前記波長選択素子の光選択領域の状態を変化させる選択側状態変化手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る光源装置では、例えば、緑色の光を射出させる場合、発光素子として、１０６０ｎｍの波長の光源を用い、波長変換素子で発光素子より射出された光の波長を半分にした後、波長選択素子として、緑色の光を透過させるものを用いる。これにより、発光素子から射出された光は、波長変換素子を透過し、発光素子と波長選択素子との間で反射を繰り返す。その後、緑色に変換された光は、波長選択素子より射出される。
また、このとき、変換側状態検出手段により検出された状態に応じて変換側状態変化手段により波長変換素子の光通過領域の状態を変化させ、さらに、選択側状態検出手段により検出された状態に応じて選択側状態変化手段により波長選択素子の光選択領域の状態を変化させている。これにより、複数の光通過領域及び光選択領域から射出される光の波長を確実に異ならせることができる。
したがって、波長変換素子により、所望の波長の光を得ることができ、スペックルノイズを抑えた光を射出することが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記変換側状態検出手段及び前記変換側状態変化手段が前記波長変換素子の光通過領域ごとにそれぞれ設けられ、前記選択側状態検出手段及び前記選択側状態変化手段が前記波長選択素子の光選択領域ごとにそれぞれ設けられ、前記変換側状態変化手段及び前記選択側状態変化手段により、前記波長変換素子の各光通過領域の変換波長と前記波長選択素子の各光選択領域の選択波長とが略一致して変化するように、それぞれの領域の状態を変化させることが好ましい。

本発明に係る光源装置では、波長変換素子の各光通過領域において変換される光の波長（変換波長）が、対応する波長選択素子の各光選択領域において選択される光の波長と略同一となる。これにより、波長変換素子の各光通過領域において変換されたそれぞれの光は、対応する波長選択素子の各光選択領域を透過する際、効果的に取り出される。
なお、選択側状態変化手段が複数設けられ、選択側状態変化手段が複数の光選択領域ごとに設けられていても良い。この構成の場合も、複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように温度を変化させれば良い。同様に、変換側状態変化手段が複数の光通過領域ごとに設けられていても良い。

また、本発明の光源装置は、前記複数の光通過領域の状態及び前記複数の光選択領域の状態のうち少なくとも一方の状態を時間的に変化させることが好ましい。

本発明に係る光源装置では、複数の光通過領域の状態及び複数の光選択領域の状態のうち少なくとも一方の状態を時間的に変化させる。これにより、波長選択素子の光選択領域から射出される光のスペックルパターンが時間とともに複雑に変化する。その変化に伴い、視認されるスペックル（干渉による斑点模様）が移動するため、人間の眼の残像時間内でスペックルのパターンが積分平均化され、スペックルの発生を低減させることが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記複数の光選択領域から射出される光の強度をそれぞれ検出する光強度検出手段を備え、該光強度検出手段により検出された光の強度に基づいて、前記複数の発光素子から射出される光の強度をそれぞれ調整することが好ましい。
本発明に係る光源装置では、上記光強度検出手段を備えた場合と同様の効果を得ることができる。

また、本発明の光源装置は、前記波長変換素子は、前記複数の発光素子から射出された光の中心軸に沿って、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有しており、前記変換側状態検出手段が、前記波長変換素子の光通過領域の電圧を検出する電圧検出手段であり、前記変換側状態変化手段が、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて、前記波長変換素子の光通過領域に印加する電圧を互いに異ならせる電圧印加手段であることが好ましい。

本発明に係る光源装置では、電圧検出手段により検出された電圧に応じて、波長変換素子の各光通過領域の電圧印加手段に印加する印加電圧を異ならせることにより、波長変換素子の光通過領域ごとに確実に屈折率が異なる。このように、波長変換素子の光通過領域ごとに印加する電圧を変えることで、複数の発光素子から射出される光の出力波長と、各発光素子に対応する波長変換素子の各光通過領域において透過する光の波長とを同一にすることができる。さらに、波長変換素子の各光通過領域において変換される光の波長と、この各領域に対応する波長選択素子の各光選択領域において選択される光の波長とを同一にすることができる。これにより、波長変換素子の各光通過領域において変換される光の波長を変えることができる。したがって、より簡易な構成で、複数の発光素子から射出される光の利用効率を向上させつつ、スペックルノイズを抑えた光源装置を得ることが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記選択側状態検出手段が、前記波長選択素子の光選択領域の温度を検出する温度検出手段であり、前記選択側状態変化手段が、前記温度検出手段により検出された温度に応じて、前記波長選択素子の光選択領域の温度を互いに異ならせる温度変化手段であることが好ましい。
また、本発明の光源装置では、上記状態検出手段が温度検出手段であり、状態変化手段が温度変化手段である場合と同様の効果を得ることができる。

また、本発明の光源装置は、前記選択側状態検出手段が、前記波長選択素子の光選択領域の歪みの大きさを検出する歪み検出手段であり、前記選択側状態変化手段が、前記歪み検出手段により検出された歪みの大きさに応じて、前記波長選択素子の光選択領域の歪みの大きさを互いに異ならせる歪み付与手段であることが好ましい。
また、本発明の光源装置では、上記状態検出手段が歪み検出手段であり、状態変化手段が歪み付与手段である場合と同様の効果を得ることができる。

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形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置では、光源装置より射出された光は光変調装置に入射される。そして、光変調装置により形成された画像が、投射装置によって投射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、コヒーレンスが低減された光となっているので、投射装置によって投射される光はスペックルノイズを抑えたものとなる。したがって、良好な画像を表示することができる。

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光を被投射面上で走査する走査手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置では、光源装置から射出された光は走査手段により走査される。そして、走査手段により走査された光は、被投射面に投影される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、コヒーレンスが低減された光となっているので、被投射面に照射される光はスペックルノイズが抑えられたものとなる。したがって、輝度ムラがなく良質な画像を表示することが可能となる。

本発明のモニタ装置は、上記の光源装置と、該光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るモニタ装置では、光源装置より射出された光は被写体を照射し、撮像手段により被写体を撮像する。このとき、上述したように、光源装置は、コヒーレンスが低減された光を射出するため、輝度むらのない明るい光により被写体が照射される。したがって、撮像手段により被写体を鮮明に撮像することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置、画像表示装置及びモニタ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。

［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、図１に示すように、発光部１１と、波長選択素子１２と、制御部２０とを備えている。
発光部１１は、レーザ光を射出する６つの発光素子（半導体レーザ；ＬＤ）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを備えている。これらの発光素子１１ａ〜１１ｆは、いずれも支持部１３に支持されている。発光素子１１ａ〜１１ｆから射出される光のピーク波長は、発光素子１１ａ〜１１ｆの製造誤差により、数ｎｍ程度異なっている。ここで、発光素子１１ａ〜１１ｆから射出される光の波長をλ１，λ２，λ３，λ４，λ５，λ６とすると、λ１＞λ４＞λ５＞λ３＞λ２＞λ６である。なお、製造誤差で偶然的に異なるのではなく、設計当初から意図的に異なる波長の光を射出する発光素子を用いても良い。

波長選択素子１２は、入射したレーザ光のうち所定の選択波長の光（図１に示す破線）Ｗ１の一部（９８〜９９％程度）を選択して発光部１１に向かって反射させることによって発光素子１１ａ〜１１ｆの共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光（図１に示す二点鎖線）Ｗ２を透過させるものである。波長選択素子１２としては、例えば、周期格子を有するホログラムのような光学素子を用いることができる。
発光部１１から射出された基本波の光（図１に示す実線）Ｗ３は、発光部１１と波長選択素子１２との間で反射を繰り返し、増幅された後、レーザ光Ｗ２として、波長選択素子１２から射出されるようになっている。波長選択素子１２はある程度の範囲の波長の光を透過させるが、そのうち、所定の波長の光だけが増幅されている。増幅された光の強度は、他の波長の光の強度と比較して著しく高い。よって、波長選択素子１２を透過した光Ｗ２は、ほぼ単一波長の光とみなすことができる。この光Ｗ２の波長は、波長選択素子１２の選択波長、つまり波長選択素子１２が反射する光Ｗ１の波長とほぼ同一である。波長選択素子１２は、所定の選択波長の光の一部（９８〜９９％程度）を反射するので、その残り（１〜２％程度）の光が出力光として利用されることになる。

ここで、波長選択素子１２を構成する１つの基体において、発光素子１１ａ〜１１ｆから射出された光が選択される領域（光選択領域）をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆとする。ただし、領域Ａ〜Ｆは実際には選択波長の大きさが異なる連続した領域であるため、これらの間に物理的な境界は存在しない。

制御部２０は、図１に示すように、温度センサ（状態検出手段）２１、ペルチェ素子（状態変化手段）２２、温度調整部２３を備えている。
温度センサ２１及びペルチェ素子２２は、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｆの表面１２ａにそれぞれ接着されている。また、各領域Ａ〜Ｆに設けられた温度センサ２１及びペルチェ素子２２は温度調整部２３に接続されている。
温度センサ２１は、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｆの温度を測定するセンサである。また、ペルチェ素子２２は、各領域Ａ〜Ｆの表面１２ａに設けられているため、波長選択素子１２は、各領域Ａ〜Ｆの表面１２ａから裏面（紙面裏側の面）に向かって加熱または冷却される。波長選択素子１２は、加熱により膨張し冷却により収縮して屈折率が変化する。この屈折率に対応して、波長選択素子１２の選択波長、つまり、波長選択素子１２によって反射される光Ｗ１の波長が異なる。
また、ペルチェ素子２２は、所定の間隔をあけて表面１２ａ上の領域Ａ〜Ｆそれぞれに設けられている。なお、隣接するペルチェ素子２２の間には断熱材を設けて、隣接する領域Ａ〜Ｆ間で熱が伝わらないようにしても良い。
さらに、ペルチェ素子２２は、温度センサ２１により検出された領域Ａ〜Ｆの温度に応じて、領域Ａ〜Ｆによって選択される光の波長が互いに異なるように、波長選択素子１２の領域Ａ〜Ｆの状態を変化させる。

温度調整部２３が、領域Ａ〜Ｆごとに、温度センサ２１により検出された温度に基づいて、それぞれのペルチェ素子２２に供給する電流を制御する。そして、領域Ａ〜Ｆごとの温度を異ならせ、選択波長を異ならせている。このように、本実施形態では、各領域Ａ〜Ｆの温度を個別に制御し、各領域Ａ〜Ｆの温度を異ならせることにより、波長選択素子１２によって反射される光Ｗ１の波長を領域ごとに異ならせることが可能となる。具体的には、高温で熱膨張が大きい領域ほど選択波長は、長波長側にシフトする。つまり、波長選択素子１２の領域Ａ〜Ｆによって反射される光Ｗ１の波長をそれぞれλ１，λ２，λ３，λ４，λ５，λ６とすると、発光素子１１ａ〜１１ｆの波長の長短に合わせて、λ１＞λ４＞λ５＞λ３＞λ２＞λ６となるように、温度調整部２３によりペルチェ素子２２を制御し各領域Ａ〜Ｆの温度を調整する。

そして、このように、波長選択素子１２によって反射される光Ｗ１の波長が、領域Ａ〜Ｆごとに異なることにより、発光部１１と波長選択素子１２との間で反射を繰り返し、増幅された後、波長選択素子１２から射出される光Ｗ２も、領域Ａ〜Ｆごとに異なったものとなる。

次に、本実施形態に係る光源装置１０の具体例について説明する。
まず、発光素子１１ａ〜１１ｆは、赤色の半導体レーザであり、射出される光のピーク波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５，λ６は、それぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍ，６２５ｎｍとなっている。
そして、波長選択素子１２の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆにおける選択波長λ１，λ２，λ３，λ４，λ５，λ６が、それぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍ，６２５ｎｍ（選択波長の差が、最大で５ｎｍ）となるように温度調整部２３によりペルチェ素子２２を制御すると、波長選択素子１２の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆから射出される光Ｗ２の波長も、それぞれ６３０ｎｍ，６２６ｎｍ，６２７ｎｍ，６２９ｎｍ，６２８ｎｍ，６２５ｎｍとなる。

温度調整部２３の具体的な制御について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
ここで、波長選択素子１２の領域Ａは温度がＴ１のとき選択波長が６３０ｎｍとなり、領域Ｂは温度がＴ２のとき選択波長が６２６ｎｍとなり、波長選択素子１２の領域Ｃは温度がＴ３のとき選択波長が６２７ｎｍとなり、波長選択素子１２の領域Ｄは温度がＴ４のとき選択波長が６２９ｎｍとなり、波長選択素子１２の領域Ｅは温度がＴ５のとき選択波長が６２８ｎｍとなり、波長選択素子１２の領域Ｆは温度がＴ６のとき選択波長が６２５ｎｍとなるものとする。
まず、温度調整部２３に、各領域Ａ〜Ｆにおける波長分布を設定する（ステップＳ０）。ここで、領域Ａで代表して説明すると、波長分布が決まると、波長と温度との関係から領域Ａの温度がＴ１に設定され（ステップＳ１）、領域Ａの温度がＴ１となるように温度調整部２３によりペルチェ素子２２を制御する（ステップＳ２）。そして、温度センサ２１により領域Ａの温度を測定し（ステップＳ３）、温度センサ２１により測定された温度と、設定温度Ｔ１とが一致しているかを判断する（ステップＳ４）。温度センサ２１により測定された温度と、設定温度Ｔ１とが一致していない場合（ステップＳ４「ＮＯ」）、すなわち、実際の領域Ａの温度が設定温度Ｔ１より低い場合、温度調整部２３の制御によりペルチェ素子２２が領域Ａを加熱し、実際の領域Ａの温度が設定温度Ｔ１より高い場合、温度調整部２３の制御によりペルチェ素子２２が領域Ａを冷却する。このような操作を繰り返すことにより、温度センサ２１により測定された温度と、設定温度Ｔ１とが一致した場合（ステップＳ４「ＹＥＳ」）、ペルチェ素子２２により領域Ａの温度を変化させず、この温度を維持する（ステップＳ５）。このとき、温度センサ２１において、常時、あるいは、断続的に領域Ａの温度を測定し設定温度Ｔ１との比較を行っている。そして、温度センサ２１において測定された領域Ａの温度が設定温度Ｔ１から外れると、温度調整部２３がペルチェ素子２２の制御を行う。
また、領域Ｂ〜Ｆにおいても、温度調整部２３により同様の制御が行われる。

本実施形態に係る光源装置１０では、ペルチェ素子２２により各領域Ａ〜Ｆの温度を互いに異ならせることにより、波長選択素子１２から射出される光の帯域が、すべての領域Ａ〜Ｆから同一の波長が射出する場合に比べて広がる。また、ペルチェ素子２２は、温度センサ２１により測定された温度に応じて、波長選択素子１２の領域Ａ〜Ｆの状態を変化させているため、領域Ａ〜Ｆから射出される光の波長を確実に異ならせることができる。このため、レーザ光同士のコヒーレンスが低減し、その結果、スペックルノイズを抑えた光源装置１０を得ることが可能となる。
また、領域Ａ〜Ｆごとに温度を変化させることができるため、波長選択素子１２から射出される出力波長分布の自由度が高まる。したがって、発光素子１１ａ〜１１ｆから射出された光の波長と対応する波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｆの選択する光の波長とを揃えることが可能となる。これにより、発光素子１１ａ〜１１ｆが製造誤差等により、出力波長にばらつきがあっても、波長選択素子１２から射出される光の利用効率を向上させることが可能となる。
つまり、本実施形態の光源装置１０は、高い光利用効率を維持しつつ複数のレーザ光同士のコヒーレンスを低減させ、スペックルノイズを抑えることが可能となる。

なお、製造誤差がなく、発光素子１１ａ〜１１ｆから射出される光のピーク波長が同じであっても良い。この構成では、若干光の利用効率は落ちるが、スペックルノイズを低減することが可能となる。
また、ペルチェ素子２２に代えて発熱素子、圧電素子（歪み付与手段）を用いても良い。圧電素子は、電圧が印加されると変位し、この変位によって波長選択素子１２に歪みを生じさせるものである。波長選択素子１２は歪みが大きいほど、選択波長が短くなる。したがって、各領域Ａ〜Ｆの歪みを検出する他の圧電素子（歪み検出手段）を備え、他の圧電素子により検出された歪みに応じて圧電素子により各領域Ａ〜Ｆの歪みの量を調整することにより、各領域Ａ〜Ｆから射出される光の波長を異ならせることが可能となる。なお、歪み付与手段としては、例えば、歪みゲージや磁歪素子を用いても良い。
また、上の例では、複数の発光素子１１ａ〜１１ｆに対して１つの波長選択素子１２を設け、１つの基体を複数の領域に分けたが、波長選択素子を発光素子ごとに個々に設ける構成であっても良い。
さらに、複数の領域Ａ〜Fごとに、すなわち、２つや３つの領域をまとめて１つのペルチェ素子２２により温度を制御しても良い。この構成の場合も、複数の領域Ａ〜Ｆによって選択される光の波長が互いに異なるように温度を付与すれば良い。

［第１実施形態の変形例１］
図１に示す第１実施形態では、各領域Ａ〜Ｆの温度を変化させるために、ペルチェ素子２２を用いたが、ペルチェ素子２２に代えて、図３に示すように、温度変化部（温度変化手段）３５を用いた光源装置３０であっても良い。
光源装置３０に用いられる温度変化部（温度変化手段）３５は、熱発生用レーザ光源３２と、ミラー３３と、熱吸収膜３１と、第１実施形態と同様の温度センサ２１とを備えている。

熱吸収膜３１は、ペルチェ素子２２と同様に所定の間隔をあけて表面１２ａ上の領域Ａ〜Ｆそれぞれに設けられている。なお、各領域Ａ〜Ｆの熱吸収膜３１間に断熱材を設けて、隣接する領域Ａ〜Ｆ間で熱が伝わらないようにしても良い。また、熱吸収膜３１の膜厚は各領域Ａ〜Ｆで同じである。
また、ミラー３３は、熱発生用レーザ光源３２から射出されたレーザ光を熱吸収膜３１に向かって走査するものである。そして、ミラー３３の傾き角度を制御することにより、どの領域Ａ〜Ｆの熱吸収膜３１に光を照射するかを制御し、ある傾き角度に保持する時間を決めることにより、熱吸収膜３１への光の照射時間を制御する。
熱吸収膜３１に照射されるレーザ光の時間を調整する。これにより、照射されるレーザ光の時間が長いほど熱吸収膜３１の温度が上昇し、領域Ａ〜Ｆの温度が上昇する。そして、領域Ａ〜Ｆの温度がそれぞれ異なるように、熱吸収膜３１に照射するレーザ光の時間を制御する。すなわち、本変形例においても、各領域Ａ〜Ｆに設けられた温度センサ２１により検出された温度に応じて、温度調整部２３により熱発生用レーザ光源３２の出力を調整する。
本変形例の光源装置３０においても、第１実施形態の光源装置と同様にスペックルノイズを低減させることができるとともに、光の利用効率を向上させることが可能となる。

なお、本変形例では、熱吸収膜３１の膜厚を同じにしたが、熱吸収膜３１の膜厚を不規則に代えておいても良い。すなわち、熱吸収膜３１の膜厚が厚いほど熱の吸収量が多くなり高温になるため、本変形例では、ミラー３３の走査速度（１つの熱吸収膜３１への光の照射時間）を変えることなく、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｆに温度分布を持たせることができる。つまり、領域Ａ〜Ｆごとにレーザ光の照射時間を変えるのでなく、領域Ａ〜Ｆまでミラー３３を振る１走査ごとの走査速度は一定で良いため、ミラー３３の制御が容易になる。
なお、熱吸収膜３１を領域Ａ〜Ｆごとに設けたが、波長選択素子１２の表面１２ａの全面に設けても良い。
また、ミラー８３としてはＭＥＭＳミラーを用いることも可能である。

［第１実施形態の変形例２］
図１に示す第１実施形態では、各領域Ａ〜Ｆが設定温度となった場合は、温度を常に維持（各領域Ａ〜Ｆの選択波長は時間的に一定）したが、各領域Ａ〜Ｆの温度を時間的に変化させても良い。
すなわち、図４のフローチャートに示すように、まず、温度調整部２３に、各領域Ａ〜Ｆの時間の経過に伴う温度変化パターンをタイムテーブル（波長分布設定）として設定する（ステップＳ０）。そして、第１実施形態と同様に各領域Ａ〜Ｆの温度を調整し、温度センサ２１により測定された温度と、設定温度Ｔ１とが一致した後、この温度を維持する（ステップＳ５）。その後、次の温度設定待ち（ステップＳ６）となり、再びステップＳ０に戻り、各領域Ａ〜Ｆの時間における温度が設定される（ステップＳ０）。このとき、各領域Ａ〜Ｆの温度は１つ前の設定温度と異なる温度が設定される。このように、時間的に各領域Ａ〜Ｆの温度を変えることにより、領域Ａ〜Ｆごとの熱膨張の度合いが変わり屈折率が変化し、選択波長が時間的に異なる。したがって、各領域Ａ〜Ｆから射出される光の波長は時間的に変化する。

本変形例において、領域Ａ〜Ｆの温度を時間的に変化させることにより、領域Ａ〜Ｆから射出される光のスペックルパターンが時間とともに複雑に変化する。その変化に伴い、視認されるスペックル（干渉による斑点模様）が移動するため、人間の眼の残像時間内でスペックルのパターンが積分平均化され、スペックルの発生を低減させることが可能となる。

［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５を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態の図面において、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４０では、領域Ａ〜Ｆから射出される光の強度を調整する光強度調整部４５を備える点において第１実施形態と異なる。その他の構成においては第１実施形態と同様である。

光強度調整部４５は、図５に示すように、光強度センサ（光強度検出手段）４１と、ミラー４２と、発光素子制御部４３とを備えている。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の温度調整部２３を備えているが、図５においては、図を簡略にするため温度調整部２３を省略して示している。
光強度センサ４１は、波長選択素子１２の射出端面１２ｂの発光素子１１ａ〜１１ｆから射出された光の中心軸Ｏから外れた位置に設けられている。
ミラー４２は、波長選択素子１２の射出端面１２ｂ側の各領域Ａ〜Ｆに対応してそれぞれ設けられており、軸Ｋを中心に回転可能となっている。そして、ミラー４２は、軸Ｋの回転により、各領域Ａ〜Ｆから射出された光をそれぞれ反射させ、射出端面１２ｂに設けられた光強度センサ４１に入射させる。
また、発光素子制御部４３は、光強度センサ４１により検出された光強度に基づいて、各発光素子１１ａ〜１１ｆから射出される光の出力を調整する。

次に、光強度調整部４５の作用について説明する。
発光素子１１ａ〜１１ｆから光が射出されると、ミラー４２は、一定の時間ごとに軸Ｋを中心に光の中心軸Ｏを基準に左周りに略８０°回転し、ミラー４２において反射された光の強度は、光強度センサ４１により検出される。そして、発光素子制御部４３は、光強度センサ４１により検出された光強度が所定の値より小さい場合は、その領域に光を射出する発光素子１１ａ〜１１ｆの光出力を上げ、所定の値より大きい場合は、その領域に光を射出する発光素子１１ａ〜１１ｆの光出力を下げる。このようにして、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｆから射出される光の強度を均一にする。

本実施形態に係る光源装置４０では、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｆから射出される光の強度を均一にすることができる。これにより、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｆから射出される光の強度が不均一である場合に比べて、本実施形態のように光の強度が均一である方が、波長を異ならせたときのスペックル低減の効果が大きくなる。つまり、波長選択素子１２から射出される光のコヒーレンスをより効果的に低下させることが可能となる。

なお、本実施形態ではミラー４２を設けて、波長選択素子１２から射出される光の強度を測定したが、ミラー４２を設けなくても良い。すなわち、図６に示すように、発光素子１１ａ〜１１ｆ及び波長選択素子１２の外側に設けられたキャップ４６に嵌め込まれたガラス４７を傾斜させ、波長選択素子１２を通過した光の一部をこのガラス４７で反射させ、光強度センサにより光強度を検出しても良い。この構成の場合、光強度センサは、キャップで反射した光を検出可能な位置に配置しておけば良い。
また、光強度センサ４１を設ける位置は射出端面１２ｂに限るものではない。
また、光強度センサ４１により検出された光強度に基づいて、各発光素子１１ａ〜１１ｆから射出される光の出力を調整したが、波長選択素子１２に設けられたペルチェ素子２２にフィードバックし、波長選択素子１２の各領域Ａ〜Ｆの温度を調整し出力波長を変えることで出力強度を調整させても良い。この構成では、若干光利用効率は落ちるが、発光素子制御部４３を設ける必要がないため、コストの低減を図ることが可能となる。

［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７を参照して説明する
本実施形態に係る光源装置５０は、図７に示すように、発光部５１と、発光部５１から射出された光の波長を変換する波長変換素子５３と、波長変換素子５３により変換される波長を選択して反射させる波長選択素子５２とを備えている。
なお、図７においては、図を簡略にするため波長選択素子５２側の温度調整部２３を省略して示している。
発光部５１は、レーザ光を射出する６つの発光素子（半導体レーザ；ＬＤ）５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆを備えている。これらの発光素子５１ａ〜５１ｆは、いずれも支持部５４に支持されている。発光素子５１ａ〜５１ｆから射出される光のピーク波長は、発光素子５１ａ〜５１ｆの製造誤差により、数ｎｍ程度異なっている。ここで、発光素子５１ａ〜５１ｆから射出される光の波長をλ０１，λ０２，λ０３，λ０４，λ０５，λ０６とすると、λ０１＞λ０４＞λ０５＞λ０３＞λ０２＞λ０６である。なお、意図的に異なる波長の光を射出する発光素子を用いても良い。

波長変換素子（第２高調波発生素子、ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）５３は、入射光をほぼ半分の波長に変換する非線形光学素子である。発光部５１から射出され、波長選択素子５２に向かう光Ｗ３は、波長変換素子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。波長変換素子５３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５３に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率が向上する。ただし、波長変換素子５３の変換効率は４０〜５０％程度である。つまり、発光部５１から射出されたレーザ光のすべてが、所定波長のレーザ光に変換されるわけではない。

波長変換素子５３としては、板形状のものを用いている。波長変換素子５３は、複数の発光素子５１ａ〜５１ｅに対応して５つの領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕに分かれている。すなわち、発光素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆから射出された光が通過する領域を、それぞれ領域（光通過領域）Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕとする。

また、波長変換素子５３は、領域Ｐ〜Ｕごとに分極周期構造、つまり、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有している。この分極周期構造内を光が透過することにより、入射した光の波長を変換するようになっている。この波長変換素子５３の領域Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕの各ドメインのレーザ光の中心軸Ｏ方向の幅（以下、「ピッチ」という）Λ１は、同一である。
このような分極周期構造は、まず、非線形強誘電体材料（例えばＬｉＴａＯ_３）からなる基板に、レーザ光の中心軸Ｏ方向に沿って電極が有る領域と無い領域とが交互に並んだストライプ状の電極パターンを形成する。次に、これら電極パターンにパルス状の電圧を印加することにより、図７に示したような分極周期構造が得られる。このようにして分極周期構造を形成した後、通常電極パターンは除去されるが、そのまま残しておいても良い。
このように、波長変換素子５３は、領域Ｐ〜Ｕにおいて、それぞれ周期（ピッチ）が同一である分極反転構造を有している。

制御部６０は、図７に示すように、温度センサ（状態検出手段）６１、ペルチェ素子（状態変化手段）６２、温度調整部６３を備えている。
温度センサ６１及びペルチェ素子６２は、波長変換素子５３の各領域Ａ〜Ｆの表面５３ａにそれぞれ接着されている。また、各領域Ｐ〜Ｕに設けられた温度センサ６１及びペルチェ素子６２は温度調整部６３に接続されている。
温度センサ６１は、波長変換素子５３の各領域Ｐ〜Ｕの温度を測定するセンサである。また、ペルチェ素子６２は、各領域Ｐ〜Ｕの表面５３ａに設けられているため、波長変換素子５３は、各領域Ｐ〜Ｕの表面５３ａから裏面（図示略）に向かって加熱または冷却される。波長変換素子５３も波長選択素子５２と同様に、加熱により膨張し冷却により収縮してドメインピッチが変化する。このドメインピッチに対応して、波長変換素子５３の変換波長、つまり、波長変換素子５３によって変換される光Ｗ１の波長が異なる。
また、ペルチェ素子６２は、温度センサ６１により検出された領域Ｐ〜Ｕの温度に応じて、領域Ｐ〜Ｕによって変換される光の波長が互いに異なるように、波長変換素子５３の領域Ｐ〜Ｕの状態を変化させる

次に、青色光源装置の場合の波長を例に挙げて説明すると、発光素子５１ａ〜５１ｆからそれぞれ射出される光のピーク波長は、λ０１＝９２０ｎｍ，λ０２＝９１４ｎｍ，λ０３＝９１２ｎｍ，λ０４＝９１６ｎｍ，λ０５＝９１８ｎｍ，λ０６＝９１０ｎｍである。ただし、ここで挙げた波長は単なる一例に過ぎない。
そして、領域Ｐでは、ペルチェ素子６２により９２０ｎｍの波長の光を半波長に変換する温度Ｔ２ａに温度が設定される。また、ペルチェ素子６２により、領域Ｑでは９１４ｎｍの波長の光を半波長に変換する温度Ｔ２ｂに温度が設定され、領域Ｒでは９１２ｎｍの波長の光を半波長に変換する温度Ｔ２ｃに温度が設定され、領域Ｓでは９１６ｎｍの波長の光を半波長に変換する温度Ｔ２ｄに温度が設定され、領域Ｔでは９１８ｎｍの波長の光を半波長に変換する温度Ｔ２ｅに温度が設定され、領域Ｕでは９１０ｎｍの波長の光を半波長に変換する温度Ｔ２ｆに温度が設定される。そして、温度調整部６３により、各領域Ｐ〜Ｕが温度Ｔ２ａ〜Ｔ２ｆとなるように、ペルチェ素子６２を制御する。これにより、波長変換素子５３の各領域Ｐ〜Ｕから射出される光の波長は、λ１＝４６０ｎｍ，λ２＝４５７ｎｍ，λ３＝４５６ｎｍ，λ４＝４５８ｎｍ，λ５＝４５９ｎｍ，λ６＝４５５ｎｍとなる。

波長選択素子５２は、第１実施形態と同様に、温度センサ２１、ペルチェ素子２２、温度調整部２３とを備えている。
また、波長選択素子５２は、波長変換素子５３によって所定波長λ１〜λ６に変換される波長（つまり、波長λ０１〜λ０６）のレーザ光Ｗ１（つまり、波長変換素子５３によって変換されず透過した分の光）のみを選択して発光部５１に向かって反射させ、それ以外のレーザ光を透過させるものである。ペルチェ素子２２は、領域Ｐ〜Ｕにおいて変換される光の波長λ０１〜λ０６と、波長選択素子５２の領域Ａ〜Ｅにおいて選択される光の波長とが、それぞれ同じ値となるように制御される。
つまり、青色光源装置の場合、温度調整部２３は、領域Ａ〜Ｆにおいて反射される光の波長が、それぞれ異なるようにペルチェ素子２２により各領域Ａ〜Ｆの温度を制御する。

波長選択素子５２によって反射された光Ｗ１（図７に示す二点鎖線）は、再び波長変換素子５３を通過し、発光素子５１ａ〜５１ｅに戻る。発光素子５１ａ〜５１ｅへ戻された光は、一部そこで吸収されて熱となってしまうが、大部分は発光のエネルギーとして用いられたり、発光素子５１ａ〜５１ｅ内で反射されて再度発光素子５１ａ〜５１ｅから射出されたりすることで、有効に利用される。

一方、波長変換素子５３によって波長選択素子５２を通過する波長λ１〜λ６に変換された光Ｗ２（図７に示す一点鎖線）は、波長選択素子５２を透過する。
以上説明したように、発光部５１から射出された光Ｗ３は、発光部５１と波長選択素子５２との間で反射を繰り返し、所定の波長に変換された変換光Ｗ２（図７に示す一点鎖線）が、波長選択素子５２から射出されるようになっている。つまり、波長選択素子５２は、第１実施形態の波長選択素子１２とは若干作用が異なるものの、発光素子５１ａ〜５１ｅの共振器ミラーとしての機能を有している。

本実施形態に係る光源装置５０では、ペルチェ素子６２により各領域Ｐ〜Ｕのドメインピッチを変えることにより、異なる波長λ１〜λ６への変換を可能とした波長変換素子５３と、領域Ａ〜Ｆごとに選択波長が異なる波長選択素子５２とを組み合わせることにより、波長選択素子５２から射出される光の波長を互いに異ならせることができる。したがって、波長選択素子５２から射出される光の帯域が、すべての領域から同一の波長が射出する場合に比べて広がるため、レーザ光同士のコヒーレンスが低減する。その結果、スペックルノイズを抑えた光源装置５０を得ることが可能となる。
また、領域Ｐ〜Ｔごとにペルチェ素子６２が設けられているため、波長変換素子５３から射出される出力波長分布の自由度が高まる。したがって、発光素子５１ａ〜５１ｅから射出された光の波長と対応する波長変換素子５３の各領域Ｐ〜Ｕの変換する光の波長とを揃えることが可能となる。これにより、発光素子５１ａ〜５１ｅが製造誤差等により、出力波長にばらつきがあっても、波長変換素子５３から射出される光の利用効率を向上させることが可能となる。
さらに、領域Ｐ〜Ｕごとにペルチェ素子６２が設けられているため、領域Ｐ〜Ｔごとの変換波長の差を２ｎｍに限らず大きくすることや小さくすることができるため、より効率的にスペックルノイズを低減させることが可能となる。

なお、ペルチェ素子６２に代えて発熱素子、圧電素子（歪み付与手段）を用いても良い。圧電素子は、電圧が印加されると変位し、この変位によって波長変換素子５３に歪みを生じさせるものである。波長変換素子５３は歪みが大きいほど、選択波長が短くなるため、各領域Ｐ〜Ｕの歪みの量を調整することにより、各領域Ｐ〜Ｕから射出される光の波長を異ならせることが可能となる。なお、歪み付与手段としては、例えば、歪みゲージや磁歪素子を用いても良い。
また、第１実施形態の変形例１の図３で示した温度変化部３５を用いて、各領域Ｐ〜Ｕから射出される光の波長を異ならせても良い。
また、第２実施形態の図５で示した光強度調整部４５を備えた、図８に示す光源装置６５であっても良い。この構成の場合も、第２実施形態と同様に、波長選択素子５２の各領域Ａ〜Ｆから射出される光の強度を均一にすることができるため、波長選択素子５２から射出される光のコヒーレンスをより効果的に低下させることが可能となる。

［第３実施形態の変形例］
図７に示す第３実施形態では、各領域Ｐ〜Ｕが設定温度となった場合は、温度を常に維持（各領域Ｐ〜Ｕの選択波長は時間的に一定）したが、各領域Ｐ〜Ｕの温度を時間的に変化させた光源装置であっても良い。
さらに、本変形例の光源装置では、波長変換素子５３の各領域Ｐ〜Ｕの温度が、対応する波長選択素子５２の各領域Ａ〜Ｆの温度と同期するように制御を行う。なお、全体構成は第３実施形態の光源装置５０と同様である。
本変形例の光源装置は、図９のフローチャートに示すように、温度調整部２３に、各領域Ａ〜Ｆの時間における温度がタイムテーブル（波長分布設定）、温度調整部６３に、各領域Ｐ〜Ｕの時間における温度が波長分布を設定する（ステップＳ０）。
ここで、各領域Ｐ〜Ｕのフローチャートは同じであるため、図９の左側に示す発光素子５１ａに対応する領域Ｐ及び領域Ａの制御について説明する。
まず、ある時間における波長選択素子５２から射出される波長が設定され（ステップＳ１）、その波長の光を射出する波長選択素子５２の温度Ｔ１ａが設定される（ステップＳ２ａ）。そして、第１実施形態と同様に各領域Ａの温度をペルチェ素子２２により制御し（ステップＳ３ａ）、温度センサ２１により各領域Ａの温度を測定する（ステップＳ４ａ）。そして、温度センサ２１により測定された温度と、設定温度Ｔ１ａとを比較し（ステップＳ５ａ）、一致した後、この温度を維持する（ステップＳ６）。
また、波長選択素子５２のステップＳ１ａ〜Ｓ５ａのフローが行われるのと同時に、波長変換素子５３においても同様に、設定された波長の光を変換する波長変換素子５３の温度Ｔ２ａが設定される（ステップＳ２ｂ）。そして、ペルチェ素子６２により各領域Ｐの温度を制御し（ステップＳ３ｂ）、温度センサ６１により各領域Ｐの温度を測定する（ステップＳ４ｂ）。その後、温度センサ６１により測定された温度と、設定温度Ｔ２ａとを比較し（ステップＳ５ｂ）、一致した後、この温度を維持する（ステップＳ６）。

その後、次の温度設定待ち（ステップＳ７）となり、再びステップＳ０に戻り、各領域Ａ及び領域Ｐの時間における温度が設定される（ステップＳ０）。このとき、各領域Ａの温度は１つ前の設定温度と異なる温度が設定され、各領域Ｐの温度も１つ前の設定温度と異なる温度が設定される。
このとき、波長選択素子５２の温度と、波長変換素子５３の温度とが同期して変化するように、波長選択素子５２のペルチェ素子２２により各領域Ａ〜Ｆの温度制御を行い、波長変換素子５３のペルチェ素子６２により各領域Ｐ〜Ｕの温度制御を行う。
すなわち、例えば、波長変換素子５３の領域Ｐを９１８ｎｍの波長の光を半波長に変換させる温度Ｔ２ａに設定した場合、波長選択素子５２の領域Ａを９１８ｎｍの波長の光を反射させる温度Ｔ１ａに設定する。このように、波長選択素子５２の温度と、波長変換素子５３の温度とを同期させて変化させることにより、波長選択素子５２における光の利用効率を向上させることが可能となる。

本変形例において、波長選択素子５２の領域Ａ〜Ｆ及び波長変換素子５３の領域Ｐ〜Ｕの温度を時間的に変化させることにより、領域Ａ〜Ｆから射出される光のスペックルパターンが複雑に変化する。その変化に伴い、視認されるスペックル（干渉による斑点模様）が移動するため、人間の眼の残像時間内でスペックルのパターンが積分平均化され、スペックルの発生を低減させることが可能となる。
さらには、波長選択素子５２の温度と波長変換素子５３の温度とが同期して変化するため、波長変換素子５３の各領域Ｐ〜Ｕにおいて変換される光の波長が、対応する波長選択素子５２の各領域Ａ〜Ｕにおいて選択される光の波長と同一である。これにより、波長変換素子５３の各領域Ｐ〜Ｕにおいて変換されたそれぞれの光は、対応する波長選択素子５２の各領域Ｐ〜Ｕを透過する際、効果的に取り出される。
なお、波長選択素子５２及び波長変換素子５３のうち少なくとも一方の領域の温度を時間的に変化させても良い。
また、本変形例の光源装置において、図５に示すように、第２実施形態で示した光強度調整部４５を備えていても良い。本変形例に光強度調整部４５を設けることにより、波長選択素子１２から射出される光のコヒーレンスを低下させつつ、人間の眼の残像時間内でスペックルのパターンが積分平均化される。したがって、スペックルノイズをより効果的に低減することが可能となる。

［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する
本実施形態に係る光源装置８０は、ペルチェ素子６２に代えて波長変換素子８１の領域Ｐ〜Ｕを含む表面８１ａに、電極（状態変化手段：電圧印加手段）８５が設けられている点において第３実施形態と異なる。
本実施形態の波長変換素子８１では、表面８１ａ上の領域Ｐ〜Ｕそれぞれに、隣接する電極と所定の間隔を保つように、シート状の電極８５がそれぞれ設けられている。
制御部９０は、図１０に示すように、電圧測定素子（状態検出手段）９１、電源（状態変化手段）Ｖ、電圧調整部９３を備えている。
電圧測定素子９１及び電極８５は、波長変換素子８１の各領域Ｐ〜Ｕの表面８１ａにそれぞれ接着されている。また、各領域Ｐ〜Ｕに設けられた電圧測定素子９１は電圧調整部９３に接続され、電極８５は電源Ｖを介して電圧調整部９３に接続されている。
電圧測定素子９１は、波長変換素子８１の各領域Ｐ〜Ｕの温度を測定する素子である。
また、波長変換素子８１は、電圧が印加されると屈折率が変化する。この屈折率に対応して、波長変換素子８１の変換波長、つまり、波長変換素子８１によって変換される光Ｗ１の波長が異なる。

また、電極８５には、電源Ｖにより、それぞれの電極８５に異なった電圧が印加されるようになっている。そして、印加される電圧に従って、各領域Ｐ〜Ｔは異なった温度となる。この温度の違いによって、波長変換素子８１の領域Ｐ〜Ｕにおいて、それぞれ温度が変化するとともに、熱膨張によるドメインピッチの変化が生じる。そして、電極８５には、それぞれ異なる電圧が印加されるように制御されている。
なお、図１０では表面８１ａ上に形成された電極８５のみが示されているが、表面８１ａとは反対側の表面上にも電極８５とそれぞれ対になる６つの電極がそれぞれ形成されており、この対になった電極によって領域Ｐ〜Ｕを挟み込むことにより、領域Ｐ〜Ｕにそれぞれ所定の電圧を印加するような構成となっている。

また、第３実施形態の変形例と同様に、各領域Ｐ〜Ｕの温度を時間的に変化させ、波長変換素子の各領域Ｐ〜Ｕの屈折率が、対応する波長選択素子５２の各領域Ａ〜Ｆの温度と同期するように制御を行う。
すなわち、図１１のフローチャートに示すように、まず、温度調整部２３に、各領域Ａ〜Ｆの時間における温度がタイムテーブル（波長分布設定）、温度調整部６３に、各領域Ｐ〜Ｕの時間における波長分布を設定する（ステップＳ０）。
ここで、波長選択素子５２のフローチャートは図９に示すフローと同じであるため、波長変換素子５３の制御について説明する。
まず、ある時間における波長変換素子５３から射出される波長が設定され（ステップＳ１）、その波長の光を射出する波長変換素子５３の電圧値Ｖ２ａが設定される（ステップＳ２ｂ）。そして、電源Ｖにより各領域Ｐ〜Ｕに印加される電圧値を制御し（ステップＳ３ｂ）、電圧測定素子９１により各領域Ｐ〜Ｕの電圧を測定する（ステップＳ４ｂ）。その後、電圧測定素子９１により測定された電圧値と、設定電圧値Ｖ２ａとを比較し（ステップＳ５ｂ）が、一致した後、この電圧値を維持する（ステップＳ６）。

その後、波長選択素子５２は次の温度設定待ち、波長変換素子５３は次の電圧設定待ち（ステップＳ７）となり、再びステップＳ０に戻り、各領域Ａ〜Ｆの時間における温度及び各領域Ｐ〜Ｕの時間における電圧が設定される（ステップＳ０）。このとき、各領域Ａ〜Ｆの温度は１つ前の設定温度と異なる温度が設定され、各領域Ｐ〜Ｕの電圧値は１つ前の設定電圧値と異なる電圧値が設定される。
このとき、波長選択素子５２の温度と、波長変換素子５３の電圧値とが同期して変化するように、波長選択素子５２のペルチェ素子２２により各領域Ａ〜Ｆの温度制御を行い、波長変換素子８１の電圧測定素子９１により各領域Ｐ〜Ｕの電圧制御を行う。
すなわち、波長変換素子８１の領域Ｐを９１８ｎｍの波長の光を半波長に変換させる電圧値Ｖ２ａに設定した場合、波長選択素子５２の領域Ａにおいて９１８ｎｍの波長の光を反射させる温度Ｔ１ａに設定する。このように、波長選択素子５２の温度と、波長変換素子８１の電圧値とを同期させて変化させることにより、波長選択素子５２における光の利用効率を向上させることが可能となる。

本実施形態の光源装置８０においても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。また、光源装置８０は、各領域Ｐ〜Ｕに印加する電圧を変えることで、各領域Ｐ〜Ｕから射出される光の波長を異ならせているため、波長変換素子８１の制御が容易となる。

［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を備える画像表示装置１００について説明する。なお、図１２中においては、簡略化のため画像表示装置１００を構成する筐体は省略している。

画像表示装置１００において、赤色光を射出する赤色レーザ光源（光源装置）１０１Ｒとしては、上記第１実施形態の光源装置１０を用い、緑色光、青色光を射出する緑色レーザ光源（光源装置）１０１Ｇ、青色レーザ光源（光源装置）１０１Ｂとしては、上記第３実施形態の光源装置５０を用いる。
また、画像表示装置１００は、レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ（光変調装置）１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂと、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂから射出された光を合成して投写レンズ１０７に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）１０６と、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン１１０に投射する投射レンズ（投射装置）１０７とを備えている。

さらに、画像表示装置１００は、レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを照明している。例えば、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ、１０２Ｂは、例えば、ホログラム１０２ａ及びフィールドレンズ１０３ｂによって構成される。

各液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ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１０６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、合成された光は投写光学系である投射レンズ１０７によりスクリーン１１０上に投写され、拡大された画像が表示される。

上述した本実施形態の画像表示装置１００は、赤色レーザ光源１０１Ｒ，緑色レーザ光源１０１Ｇ，青色レーザ光源１０１Ｂより射出される光は、コヒーレンスが低減された光となっているので、投射レンズ１０７によって投射される光は、スペックルノイズを抑えたものとなる。したがって、スクリーン１１０に良好な画像を表示することができる。

なお、本実施形態の画像表示装置において、緑色及び青色のレーザ光源１０１Ｇ、１０１Ｂについては、第３実施形態の光源装置５０を用いたものを説明したが、他の実施形態の光源装置を用いることも可能である。このとき、光源装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ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し、同じ実施形態の光源装置を採用することも可能である。

また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
また、第１〜第４実施形態（変形例を含む）の光源装置は、走査型の画像表示装置にも適用される。このような画像表示装置の例を図１３に示す。図１３に示した画像表示装置２００は、第１実施形態の光源装置１０と、光源装置１０から射出された光をスクリーン２１０に向かって走査するＭＥＭＳミラー（走査手段）２０２と、光源装置１０から射出された光をＭＥＭＳミラー２０２に集光させる集光レンズ２０３とを備えている。光源装置１０から射出された光は、ＭＥＭＳミラーを動かすことによって、スクリーン２１０上を横方向、縦方向に走査するように導かれる。カラーの画像を表示する場合は、発光部１１を構成する複数の発光素子を、赤、緑、青のピーク波長を持つ発光素子の組み合わせによって構成すれば良い。

［第６実施形態］
次に、第３実施形態に係る光源装置５０を応用したモニタ装置３００の構成例について説明する。図１４は、モニタ装置の概略を示す模式図である。モニタ装置３００は、装置本体３１０と、光伝送部３２０とを備える。装置本体３１０は、前述した第１実施形態のレーザ光源装置１０を備える。

光伝送部３２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド３２１，３２２を備える。各ライトガイド３２１，３２２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３２１の入射側にはレーザ光源装置１０が配設され、その出射側には拡散板３２３が配設されている。レーザ光源装置１０から出射したレーザ光は、ライトガイド３２１を伝って光伝送部３２０の先端に設けられた拡散板３２３に送られ、拡散板３２３により拡散されて被写体を照射する。

光伝送部３２０の先端には、結像レンズ３２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ３２４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３２２を伝って、装置本体３１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ３１１に送られる。この結果、レーザ光源装置１０により出射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３１１で撮像することができる。

以上のように構成されたモニタ装置３００によれば、光源装置５０は、スペックルノイズが抑えられた光を射出するため、カメラ３１１により被写体を鮮明に撮像することが可能となる。
なお、本実施形態のモニタ装置として、第３実施形態の光源装置５０を用いたものを説明したが、他の実施形態（変形例を含む）の光源装置を用いることも可能である。

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、色光合成手段として、クロスダイクロイックプリズムを用いたが、これに限るものではない。色光合成手段としては、例えば、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するもの、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するものを用いることができる。

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１の光源装置に用いられるフローチャートである。 図１の光源装置の変形例を示す平面図である。 図１の光源装置の変形例を示すフローチャートである。 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５の光源装置の変形例を示す斜視図である。 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の光源装置の変形例を示す平面図である。 図８の光源装置の変形例を示すフローチャートである。 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１０の光源装置用いられるフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係る画像表示装置を示す平面図である。 本発明の画像表示装置の変形例を示す平面図である。 本発明の第６実施形態に係るモニタ装置を示す平面図である。

符号の説明

１０，３０，４０，５０，６５，８０…光源装置、１１ａ〜１１ｆ、５１ａ〜５１ｆ…発光素子、１２，５２…波長選択素子、２１…温度センサ（状態検出部）、２２…ペルチェ素子（状態変化手段）、４１…光強度センサ（光強度検出手段）、５３，８１…波長変換素子、６１…温度センサ（状態検出手段）、６２…ペルチェ素子（状態変化手段）、１００，２００…画像表示装置、３００…モニタ装置、３１１…カメラ（撮像手段）

Claims (4)

1. 光を発する複数の発光素子と、
   該複数の発光素子から射出された光に対してそれぞれ選択が行われる複数の光選択領域を有し、前記複数の発光素子から射出された光を選択的に反射させる波長選択素子と、
   該波長選択素子の複数の光選択領域の状態を検出する状態検出手段と、
   該状態検出手段により検出された前記複数の光選択領域の状態に応じて、前記複数の光選択領域によって選択される光の波長が互いに異なるように、前記波長選択素子の光選択領域の状態を変化させる状態変化手段とを備え、
   前記状態検出手段及び前記状態変化手段が前記波長選択素子の光選択領域ごとにそれぞれ設けられ、
   前記状態変化手段により前記複数の光選択領域の状態を時間的に変化させ、
   前記複数の光選択領域から射出される光の強度をそれぞれ検出する光強度検出手段を備え、該光強度検出手段により検出された光の強度に基づいて、前記複数の発光素子から射出される光の強度をそれぞれ調整し、
   前記状態検出手段が、前記波長選択素子の光選択領域の温度を検出する温度検出手段であり、
   前記状態変化手段が、前記温度検出手段により検出された温度に応じて、前記波長選択素子の光選択領域の温度を互いに異ならせる温度変化手段であることを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置と、
   該光源装置から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形成された画像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。
3. 請求項１に記載の光源装置と、
   該光源装置から射出された光を被投射面上で走査する走査手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１に記載の光源装置と、
   該光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とするモニタ装置。

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