JP5280502B2

JP5280502B2 - 光源装置

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Description

この発明は、光源として半導体レーザ素子を用いた光源装置に関する。

白熱電球、蛍光灯、または放電管のようなさまざまな光源装置に代わり、光源として半導体レーザ素子から発振されるレーザ光を用いた光源装置が提案されている。

下記の特許文献１には、半導体レーザ素子（励起光源）と、光ファイバと、波長変換部材とを備えた発光装置が開示されている。波長変換部材は、蛍光物質を有している。蛍光物質は、半導体レーザ素子から照射されたレーザ光を吸収する。レーザ光を吸収した蛍光物質は、レーザ光の波長を変換し、任意の波長域（色）の照明光を放出する。

下記の特許文献２には、励起光源と、ライトガイドと、照明レンズとを備えた内視鏡装置が開示されている。照明レンズは、ライトガイドの先端に設けられている。ライトガイドは、励起光源から発振された励起光を照明レンズまで導光する。照明レンズはライトガイドとともに身体の中の任意の患部まで挿入されつつ、導光された励起光を照明する。

下記の特許文献３には、励起光源と、光散乱部材とを備えた光送信デバイスが開示されている。励起光源は、光散乱部材によって覆われている。光散乱部材は、光散乱部材の光散乱機能により、励起光源から発振された励起光の光源径を拡大する。

特開２００８−４３７５４号公報特開２００２−９５６３４号公報特開２００６−３５２１０５号公報

特許文献１に開示される発光装置によると、レーザ光を吸収した蛍光物質は、任意の波長域の光を放出している。しかしながら、特許文献１に開示される発光装置によると、レーザ光を吸収した蛍光物質がレーザ光の波長を変換しているため、レーザ光のエネルギーが損失している（ストークス損失）。光源装置として所望の明るさを得るために、発光装置に備えられている半導体レーザ素子は、損失を考慮したより大きなエネルギーを有するレーザ光を発振しなければならない。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザ素子が発振したレーザ光のエネルギーを損失させることなく放出することができる光源装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく光源装置は、可視領域の波長のレーザ光を発振する２以上の半導体レーザ素子と、上記レーザ光が照射され、照射された上記レーザ光を波長を変えずに散乱させる光散乱体と、を備え、２以上の上記半導体レーザ素子から発振された上記レーザ光は、それぞれ異なる色であり、２以上の上記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された上記レーザ光を上記光散乱体まで導光し、導光された上記レーザ光を上記光散乱体に向かって照射する導光手段をさらに備える。

上記導光手段は、外形が略錐台状に形成され、入光面と上記入光面より面積が小さい出光面とを有する導光部材であり、上記導光部材は、可視光に対して透明な材料から構成され、上記入光面側に２以上の上記半導体レーザ素子が上記入光面に対向するように配置され、上記出光面側に上記光散乱体が配置され、２以上の上記半導体レーザ素子から発振された上記レーザ光は、上記導光部材の前記入光面にそのまま照射される。

好ましくは、２以上の上記半導体レーザ素子は、２以上の上記半導体レーザ素子から発振される上記レーザ光の光軸が上記光散乱体に向くように配置されている。好ましくは、上記光散乱体は、上記導光部材と一体的に構成されている。

好ましくは、上記光散乱体により波長を変えずに散乱された上記レーザ光は、混光されて白色光を形成している。好ましくは、焦点を有する略凹面形状の反射鏡をさらに備え、上記光散乱体は、上記焦点の位置に配置される。好ましくは、上記反射鏡は開口部を有しており、２以上の上記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された上記レーザ光は、上記開口部を通して上記光散乱体に向かって照射される。

好ましくは、上記白色光を形成するため、２以上の上記半導体レーザ素子は、３以上の上記半導体レーザ素子であり、青色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、赤色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、緑色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、を含む。好ましくは、上記白色光を形成するため、２以上の上記半導体レーザ素子は、黄色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、青色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、を含む。好ましくは、上記白色光を形成するため、２以上の上記半導体レーザ素子は、赤色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、青緑色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、を含む。

好ましくは、２以上の上記半導体レーザ素子は、２以上の上記半導体レーザ素子から発振された上記レーザ光が、上記導光部材の内部において全反射を繰り返しながら、上記入光面側から上記出光面側に向かって導波するように配置されている。

好ましくは、上記光散乱体は、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、上記母材と異なる屈折率を有し上記母材の内部に分散された透明な光散乱粒子と、を含む。

本発明における各用語の意義は、次の通りである。「可視領域の波長のレーザ光」とは、波長が約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍのレーザ光のことを意味する。

「青色のレーザ光」とは、波長が約４３０ｎｍ〜約４９０ｎｍであるレーザ光のことを意味する。「青緑色のレーザ光」とは、波長が約４９０ｎｍ〜約５１０ｎｍであるレーザ光のことを意味する。「緑色のレーザ光」とは、波長が約５１０ｎｍ〜約５７０ｎｍであるレーザ光のことを意味する。「黄色のレーザ光」とは、波長が約５７０ｎｍ〜約５９０ｎｍであるレーザ光のことを意味する。「赤色のレーザ光」とは、波長が約５９０ｎｍ〜約７８０ｎｍであるレーザ光のことを意味する。

なお、波長が約３８０ｎｍ〜約４３０ｎｍであるレーザ光とは、「青紫色のレーザ光」のことを意味する。

本発明によれば、半導体レーザ素子が発振したレーザ光のエネルギーを損失させることなく放出することができる光源装置を提供することができる。

実施の形態１における光源装置として、反射鏡を用いて出射口側からレーザ光を照射する構成を模式的に示す図である。実施の形態２における光源装置として、パッケージを用いた構成を模式的に示す図である。実施の形態３における光源装置として、パッケージおよび反射鏡を用いた構成を模式的に示す図である。実施の形態４における光源装置の構成を模式的に示す図である。実施の形態５における光源装置として、合成手段を用いた構成を模式的に示す図である。実施の形態６における光源装置として、導光手段を用いた構成を模式的に示す図である。実施の形態７における光源装置として、反射鏡を用いて背面側からレーザ光を照射する構成を模式的に示す図である。実施の形態８における光源装置として、反射鏡および合成手段を用いた構成を模式的に示す図である。実施の形態９における光源装置として、反射鏡および導光手段を用いて背面側からレーザ光を照射する構成を模式的に示す図である。実施の形態１０における光源装置として、反射鏡および導光手段を用いて出射口側からレーザ光を照射する構成を模式的に示す図である。実施の形態１１における光源装置として、導光部材を用いた構成を模式的に示す斜視図である。図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に関する矢視断面図である。実施の形態１２における光源装置として、各レーザ光の光軸が光散乱体に向かうように、各半導体レーザ素子が配置されている様子を模式的に示す断面図である。実施の形態１３における光源装置として、光散乱体が導光部材の出光面側と一体的に構成されていることを模式的に示す断面図である。実施の形態１４における光装装置として、導光部材と、反射鏡とを用いた構成を模式的に示す断面図である。実施の形態１５における光源装置として、パッケージと導光部材とを用いた構成を模式的に示す断面図である。実施の形態１６における光源装置として、パッケージと導光部材と反射鏡とを用いた構成を模式的に示す断面図である。実施の形態１７における光源装置を模式的に示す断面図である。実施の形態１８における光源装置を模式的に示す断面図である。実施の形態１９における光源装置を模式的に示す断面図である。

本発明に基づいた各実施の形態における光源装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、特に制限が無い限り、下記に示す各実施の形態に示す構成を適宜組み合わせて用いることは、当初から予定されていることである。

（実施の形態１）
（構成）
図１を参照して、本実施の形態における光源装置１００について説明する。この光源装置１００は、第１半導体レーザ素子１０Ａと、第２半導体レーザ素子１０Ｂと、光散乱体３０と、略凹面形状の反射鏡４０とを備えている。

（半導体レーザ素子）
第１半導体レーザ素子１０Ａは、可視領域の波長の第１レーザ光１１Ａを発振する。第２半導体レーザ素子１０Ｂは、可視領域の波長の第２レーザ光１１Ｂを発振する。第１半導体レーザ素子１０Ａは、青色の波長の第１レーザ光１１Ａを発振し、第２半導体レーザ素子１０Ｂは、第１レーザ光１１Ａとは異なる、黄色の波長の第２レーザ光１１Ｂを発振するとよい。なお、色の組合せは青色と黄色とに限定されるものではない。発振されるレーザ光の種類または構成について、特に制限は無い。

第１半導体レーザ素子１０Ａは、光散乱体３０に向かって第１レーザ光１１Ａを照射する。第２半導体レーザ素子１０Ｂは、光散乱体３０に向かって第２レーザ光１１Ｂを照射する。第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、相互に独立した状態で、光散乱体３０に向かってそれぞれ照射される。本実施の形態においては、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂは、（後述されるコリメータレンズまたは導光部材などを通さずに）そのまま光散乱体３０に照射される。

（光散乱体３０）
光散乱体３０について、第１レーザ光１１Ａに基づき説明する。第２レーザ光１１Ｂについても同様である。光散乱体３０は、照射された第１レーザ光１１Ａを、波長を変えずに散乱させる。波長を変えずにとは、光散乱体３０が照射された第１レーザ光１１Ａの波長を全く変えずに散乱させることを示し、蛍光物質によりレーザ光の波長が変換される場合を含まない。

光源装置１００は、光散乱体３０が照射された第１レーザ光１１Ａにより発熱することを防ぐために、光散乱体３０を一定の温度に維持する温度制御手段をさらに備えていてもよい。温度制御手段は、たとえば冷却ファンである。

光散乱体３０は、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、母材と異なる屈折率を有し母材の内部に分散された透明な光散乱粒子とを含んでいるとよい。樹脂は、たとえばシリコーンである。光散乱粒子は、たとえばＴｉＯ_２微粒子である。

光散乱体３０の大きさは、たとえば直径約１ｍｍ〜約１０ｍｍの球体、または１辺約１ｍｍ〜約１０ｍｍの立方体とすることができる。

光散乱体３０の第１レーザ光１１Ａが照射される側の形状は、所定の面積を有する平面形状であるとよい。第１レーザ光１１Ａは光散乱体３０に向かって所定の幅に広がりつつ照射される。第１レーザ光１１Ａが所定の幅に広がりつつ照射されるため、光散乱体３０に照射される第１レーザ光１１Ａの単位面積あたりの光密度が小さくなる。

第１半導体レーザ素子１０Ａから光散乱体３０までの距離が十分に短いと、第１レーザ光１１Ａは、第１レーザ光１１Ａが広がる前に光散乱体３０に十分に照射される。第１レーザ光１１Ａが照射される側の光散乱体３０の形状を、第１レーザ光１１Ａが光散乱体３０に十分に照射されるような所定の断面積を有する任意の形状とすることができる。

第１レーザ光１１Ａが照射される側の光散乱体３０の形状を所定の面積を有する平面形状とすることで、照射される第１レーザ光１１Ａの光密度が小さくなり、かつ照射される第１レーザ光１１Ａによって光散乱体３０が発熱することを抑制できる。発熱することを抑制された光散乱体３０は、十分に照射された第１レーザ光１１Ａのエネルギーを損失することなく散乱させることができる。

（レーザ光）
第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。たとえば、白色のレーザ光を形成するため、光源装置１００は、青色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、黄色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子とを備えているとよい。白色のレーザ光を形成するため、光源装置１００は、赤色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、青緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子とを備えていてもよい。

（反射鏡４０）
反射鏡４０は焦点を有しているとよい。光散乱体３０は、反射鏡４０の焦点を含むように配置されているとよい。光散乱体３０が反射鏡４０の焦点を含むように配置されていると、反射鏡４０の投光効率が高くなる。

第１半導体レーザ素子１０Ａは、光散乱体３０に向かって第１レーザ光１１Ａを照射する。第２半導体レーザ素子１０Ｂは、光散乱体３０に向かって第２レーザ光１１Ｂを照射する。

反射鏡４０の出射口がある側（図１紙面、反射鏡４０より右側）から、光散乱体３０に向かって第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが照射される。

第１レーザ光１１Ａは反射鏡４０に設けられた第１開口部４１Ａ２を通して光散乱体３０に向かって照射され、第２レーザ光１１Ｂは反射鏡４０に設けられた第２開口部４１Ｂ２を通して光散乱体３０に向かって照射されている。

反射鏡４０は、たとえばアルミニウムが表面にコーティングされたガラス製の凹面鏡である。散乱された第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが、混光されて白色光を形成する場合は、白色光に対して高い反射率を有するものを用いるとよい。反射鏡４０の形状は、たとえば半径約３０ｍｍ、深さ約５０ｍｍのパラボラ形状の凹面鏡である。

（作用・効果）
本実施の形態における光源装置１００の作用および効果について説明する。光源装置１００は、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂを備えている。第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂが任意の色のレーザ光をそれぞれ発振し、発振されたレーザ光は光散乱体３０を用いて混光され、光源装置１００は任意の色の光を放出する光源として用いられることができる。

光散乱体３０に向かって照射された第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０の内部において合成され、光散乱体３０の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光３１Ａ〜３１Ｆとなって散乱する。光散乱体３０は、散乱光３１Ａ〜３１Ｆを放出する光源を形成する。

多重散乱を繰り返す前は、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのコヒーレンシーは高い。多重散乱を繰り返した後、光散乱体３０は、コヒーレンシーが十分に低くなった散乱光３１Ａ〜３１Ｆを放出する。第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのコヒーレンシーが低下するため、光源装置１００はレーザ光の重ね合わせ（光干渉）によって縞模様が発生することを抑制できる。第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのコヒーレンシーが低下し、かつ見かけ上の光源の大きさが光散乱体３０の大きさにまで拡大するため、光源装置１００はレーザ光が人体（眼）に悪影響を及ぼすことも抑制できる。

光源装置１００は、光散乱体３０により第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂの波長を変換すること無く散乱光３１Ａ〜３１Ｆを放出する。散乱光３１Ａ〜３１Ｆが放出されても、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーは損失しない。光源装置１００は、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂが発振した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーを損失させることなく放出することができる。光源装置１００は、所望の明るさを得るために、蛍光物質を備えた発光装置に比べてより小さなエネルギーを有するレーザ光により実現することができる。

なお、本実施の形態では、２つの半導体レーザ素子を用いる場合について説明しているが、それぞれ異なる色のレーザ光を発振する２以上の半導体レーザ素子を用いる構成とすることも可能である。

散乱光３１Ａ〜３１Ｆのうち、反射鏡４０と反対側に向かって（図１紙面、左方から右方へ向かって）散乱光３１Ａ〜３１Ｃが放出される。散乱光３１Ａ〜３１Ｆのうち、反射鏡４０に向かって（図１紙面、右方から左方へ向かって）放出される散乱光３１Ｄ〜３１Ｆは、反射鏡４０によって反射される。散乱光３１Ａ〜３１Ｃおよび反射された散乱光３１Ｄ〜３１Ｆはさらに合成され、指向性を有する合成光３２Ａ〜３２Ｃとなって放出される。

反射鏡４０を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置１００は所望の指向性または明るさを有する合成光３２Ａ〜３２Ｃを放出することができる。反射鏡４０の設計により、光源装置１００は、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い合成光３２Ａ〜３２Ｃを放出することもできる。放出された合成光３２Ａ〜３２Ｃにより、光源装置１００を、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。

光源装置１００によれば、散乱光３１Ｄ〜３１Ｆが反射鏡４０によって反射されても、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーは損失しない。反射鏡４０によって第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーが損失したとしても、エネルギーの損失量は、蛍光物質を備えた発光装置が波長を変換するときのエネルギーの損失量に比べて極めて低い。

反射鏡４０によって散乱光３１Ｄ〜３１Ｆのエネルギーが損失しないため、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが光散乱体３０に照射され、合成光３２Ａ〜３２Ｃとなって放出されても、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーは損失しない。光源装置１００は、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂが発振した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーを損失させることなく放出することができる。

たとえば第１レーザ光１１Ａについて考えると、第１レーザ光１１Ａは光散乱体３０に向かって所定の幅（レーザ光１１Ａａとレーザ光１１Ａｂとの間の幅）に広がりつつ照射される。同様に、第２レーザ光１１Ｂも光散乱体３０に向かって所定の幅（レーザ光１１Ｂａとレーザ光１１Ｂｂとの間の幅）に広がりつつ照射される。第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂと、光散乱体３０との間の距離が十分に短くなるように第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂを配置することにより、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが広がる前に光散乱体３０に十分に各レーザ光１１Ａ，１１Ｂを照射することができる。

光散乱体３０の第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが照射される側の形状は、所定の断面積を有する任意の形状であるとよい。図１には、平面形状を有する光散乱体３０を図示している。照射される第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂの光密度が小さくなり、かつ照射される第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂによって光散乱体３０が発熱することを抑制できるため、発熱することを抑制された光散乱体３０は、十分に照射された第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーを損失することなく散乱させることができる。

照射される第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂの光密度が小さくなるため、光散乱体３０の劣化を抑制することもできる。さらに、光散乱体３０において、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが照射されている領域から最も効率的に散乱光を外へ取り出すことができるため、反射鏡４０の出射口がある側から各レーザ光１１Ａ，１１Ｂを照射させることにより、出射口がある側へ散乱光を効率よく取り出すことができる。

（実施の形態２）
（構成）
図２を参照して、本実施の形態における光源装置１００ａについて説明する。この光源装置１００ａは、第１半導体レーザ素子１０Ａと、第２半導体レーザ素子１０Ｂと、第３半導体レーザ素子１０Ｃと、光散乱体３０と、パッケージ５０とを備えている。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、実施の形態１と同様に、可視領域の波長のレーザ光を発振する。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振される各レーザ光の波長は、それぞれ異なっている。

パッケージ５０は、金属キャップ部５２と、基台部５４と、ヒートシンク５６と、透光性を有する透光部材としてのガラス５８とにより、箱状に構成されている。ガラス５８は、金属キャップ部５２に開口して設けられた窓部５３に取り付けられている。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、パッケージ５０の内部に実装されている。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、銅製または鉄製のヒートシンク５６の上に、半田材（図示せず）を介して実装されている。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを実装したヒートシンク５６を、金属キャップ部５２が封止している。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、ヒートシンク５６と各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとの間に、ヒートスプレッダとして機能するサブマウント材（ＳｉＣまたはＡｌＮなど）を介して実装されていてもよい。

光散乱体３０は、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからレーザ光を照射される。本実施の形態においては、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光は、（後述されるコリメータレンズまたは導光部材などを通さずに）そのまま光散乱体３０に照射される。光散乱体３０は、実施の形態１と同様に、照射された各レーザ光を、波長を変えずに散乱させる。

光散乱体３０は、ドーム状に形成されているとよい。光散乱体３０は、実施の形態１と同様に、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、母材と異なる屈折率を有し母材の内部に分散された透明な光散乱粒子とを含んでいるとよい。樹脂は、たとえばシリコーンである。光散乱粒子は、たとえばＴｉＯ_２微粒子である。

光散乱体３０は、パッケージ５０と一体的に構成されている。光散乱体３０は、ガラス５８上において、ガラス５８に密着するように配置されているとよい。

外部からリード線１８を通して所定の命令が各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに与えられることにより、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ独立してレーザ光を発振することができる。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光は、光散乱体３０により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。

たとえば白色のレーザ光を形成するため、光源装置１００ａにおいては、第１半導体レーザ素子１０Ａは、青色のレーザ光を発振するとよい。第２半導体レーザ素子１０Ｂは、赤色のレーザ光を発振するとよい。第３半導体レーザ素子１０Ｃは、緑色のレーザ光を発振するとよい。なお、色の組合せは上記に限定されるものではない。発振されるレーザ光の種類または構成についても、特に制限は無い。

青色のレーザ光を発振する第１半導体レーザ素子１０Ａは、たとえばＧａＮ基板またはサファイア基板の上にＡｌＧａＩｎＮ系の材料を形成することにより得ることができる。青色のレーザ光を発振する第１半導体レーザ素子１０Ａは、波長がたとえば約４４５ｎｍのレーザ光を発振する。

赤色のレーザ光を発振する第２半導体レーザ素子１０Ｂは、たとえばＧａＡｓ基板の上にＡｌＧａＩｎＰ系の材料を形成することにより得ることができる。赤色のレーザ光を発振する第２半導体レーザ素子１０Ｂは、波長がたとえば約６３５ｎｍのレーザ光を発振する。

緑色のレーザ光を発振する第３半導体レーザ素子１０Ｃは、ＡｌＧａＩｎＮ系の材料により形成された緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いることが出来る。緑色のレーザ光を発振する第３半導体レーザ素子１０Ｃは、波長がたとえば約５２０ｎｍのレーザ光を発振する。緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子は、現時点では研究開発段階ではあるものの、近い将来、量産および市販されることが予定されている。

（作用・効果）
本実施の形態における光源装置１００ａの作用および効果について説明する。光源装置１００ａは、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが任意の色のレーザ光をそれぞれ発振する。各レーザ光は、光散乱体３０の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した各レーザ光は、光散乱体３０の内部において合成され、光散乱体３０の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光３１Ａ〜３１Ｅとなって散乱する。光散乱体３０は、散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出する光源を形成する。

放出された散乱光３１Ａ〜３１Ｅにより、光源装置１００ａを種々の用途に用いられる光源として利用することができる。種々の用途とは、具体的には照明用の光源に限られず、オーバーヘッドプロジェクタのランプの代替用として、画像を投影する光源としても利用することができる。

多重散乱を繰り返す前は、各レーザ光のコヒーレンシーは高い。多重散乱を繰り返した後、光散乱体３０は、コヒーレンシーが十分に低くなった散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出する。各レーザ光のコヒーレンシーが低下するため、光源装置１００ａはレーザ光の重ね合わせ（光干渉）によって縞模様が発生することを抑制できる。各レーザ光のコヒーレンシーが低下し、かつ見かけ上の光源の大きさが光散乱体３０の大きさにまで拡大するため、光源装置１００ａはレーザ光が人体（眼）に悪影響を及ぼすことも抑制できる。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがパッケージ５０により一体化されているため、光源装置１００ａとしての全体の構成が非常に小さい。光源装置１００ａを、安価かつシンプルに構成することができる。パッケージ５０と光散乱体３０とが一体化されているため、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光をパッケージ５０から外部に出すことが無く、安全性が高い。

光源装置１００ａは、光散乱体３０により各レーザ光の波長を変換すること無く散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出する。散乱光３１Ａ〜３１Ｅが放出されても、各レーザ光のエネルギーは損失しない。光源装置１００ａは、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが発振した各レーザ光のエネルギーを損失させることなく放出することができる。光源装置１００ａは、所望の明るさを得るために、蛍光物質を備えた発光装置に比べてより小さなエネルギーを有するレーザ光により実現することができる。

なお、本実施の形態では、３つの半導体レーザ素子を用いる場合について説明しているが、それぞれ異なる色のレーザ光を発振する２以上の半導体レーザ素子を用いる他の構成とすることも可能である。

たとえば、２つの半導体レーザ素子を用いる構成とする場合、第１半導体レーザ素子１０Ａは青色の波長のレーザ光を発振し、第２半導体レーザ素子１０Ｂは黄色の波長のレーザ光を発振するとよい。第１半導体レーザ素子１０Ａは赤色の波長のレーザ光を発振し、第２半導体レーザ素子１０Ｂは青緑色の波長のレーザ光を発振してもよい。

（実施の形態３）
図３を参照して、本実施の形態における光源装置１００ｂについて説明する。ここでは、上述の実施の形態２における光源装置１００ａとの相違点についてのみ説明する。光源装置１００ｂは、実施の形態１の光源装置１００と同様に、略凹面形状の反射鏡４０をさらに備えている。

反射鏡４０は焦点を有しているとよい。光散乱体３０は、反射鏡４０の焦点を含むように配置されているとよい。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光は、反射鏡４０に設けられた開口部４１を通して光散乱体３０に向かって照射されている。

（作用・効果）
本実施の形態における光源装置１００ｂの作用および効果について説明する。光源装置１００ｂは、光散乱体３０により各レーザ光の波長を変換すること無く散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出する。光源装置１００ｂは、所望の明るさを得ることを、蛍光物質を備えた発光装置に比べてより小さなエネルギーを有するレーザ光により実現することができる。

光源装置１００ｂは、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光は、光散乱体３０の内部において多重散乱を繰り返し、散乱光３１Ａ〜３１Ｅとなって散乱する。光散乱体３０は、散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出する光源を形成する。多重散乱を繰り返すことにより、各レーザ光のコヒーレンシーが低下する。光源装置１００ｂは、レーザ光の重ね合わせ（光干渉）によって縞模様が発生することを抑制できる。光源装置１００ｂはレーザ光が人体（眼）に悪影響を及ぼすことも抑制でき、安全性が高い。

反射鏡４０を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置１００ｂは所望の指向性または明るさを有する散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出することができる。反射鏡４０の設計により、光源装置１００ｂは、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出することもできる。放出された散乱光３１Ａ〜３１Ｅにより、光源装置１００ｂを、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。光源装置１００ｂは、散乱光３１Ａ〜３１Ｅにより実施の形態１と同様な合成光が形成されるよう構成されてもよい。

（実施の形態４）
（構成）
図４を参照して、本実施の形態における光源装置１０１の構成について説明する。光源装置１０１は、第１半導体レーザ素子１０Ａと、第２半導体レーザ素子１０Ｂと、光散乱体３０とを備えている。

第１半導体レーザ素子１０Ａは、光散乱体３０に向かって第１レーザ光１１Ａを照射する。第２半導体レーザ素子１０Ｂは、光散乱体３０に向かって第２レーザ光１１Ｂを照射する。第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、相互に独立した状態で、光散乱体３０に向かってそれぞれ照射される。

光散乱体３０に向かってより精度良く第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂを照射するために、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは平行光線を形成しているとよい。ここで言う平行光線とは、光学の分野で用いられている学術用語の１つであり、光線をどこまで飛ばしても広がらない完全な直線状の光線（無限遠となる光線）を形成していることである。

第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが平行光線を形成しているとは、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂがそれぞれ完全な直線状の光線を形成していることである。ここで言う平行光線とは、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが幾何学的に平行に並んでいることを意味しない。第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、幾何学的に平行に並んで光散乱体３０に照射されていてもよい。

第１レーザ光１１Ａが平行光線を形成するために、光源装置１０１は、たとえば第１コリメータレンズ１５Ａを備えているとよい。第１レーザ光１１Ａは、第１コリメータレンズ１５Ａを通過することにより変換され、平行光線を形成する。第２レーザ光１１Ｂが平行光線を形成するために、光源装置１０１は、たとえば第２コリメータレンズ１５Ｂを備えているとよい。第２レーザ光１１Ｂは、第２コリメータレンズ１５Ｂを通過することにより変換され、平行光線を形成する。

平行光線を形成した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０にそれぞれ照射される。第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａ、および第２半導体レーザ素子１０Ｂから発振された第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０に向かってそのまま（コリメータレンズまたは後述される導光部材などを通さずに）照射されてもよい。第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂから光散乱体３０までの距離が十分に短いと、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが広がる前に、光散乱体３０に十分に照射されるため、コリメータレンズを設けなくてよい場合もある。

光源装置１０１は、光散乱体３０が照射された第１レーザ光１１Ａにより発熱することを防ぐために、光散乱体３０を一定の温度に維持する温度制御手段をさらに備えていてもよい。温度制御手段は、たとえば冷却ファンである。

光散乱体３０の大きさは、たとえば直径約１ｍｍ〜約１０ｍｍの球体、または１辺約１ｍｍ〜約１０ｍｍの立方体とすることができる。第１コリメータレンズ１５Ａにより平行光線を形成している第１レーザ光１１Ａを光散乱体３０に照射する場合、光散乱体３０の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体３０は理想的な点光源を形成する。

第１コリメータレンズ１５Ａを設けないで第１レーザ光１１Ａを光散乱体３０に照射する場合、光散乱体３０の第１レーザ光１１Ａが照射される側の形状は、所定の面積を有する平面形状であるとよい（図１参照）。第１コリメータレンズ１５Ａを設けない場合、第１レーザ光１１Ａは光散乱体３０に向かって所定の幅に広がりつつ照射される。第１レーザ光１１Ａが所定の幅に広がりつつ照射されるため、光散乱体３０に照射される第１レーザ光１１Ａの単位面積あたりの光密度は、第１レーザ光１１Ａが平行光線を形成して照射される場合より、第１コリメータレンズ１５Ａを設けない場合の方が小さくなる。

第１半導体レーザ素子１０Ａから光散乱体３０までの距離が十分に短いと、第１レーザ光１１Ａが広がる前に光散乱体３０に十分に照射されるため、第１コリメータレンズ１５Ａを設けなくてよい場合もある。第１コリメータレンズ１５Ａを設けなくてもよい場合は、第１レーザ光１１Ａが照射される側の光散乱体３０の形状を、第１レーザ光１１Ａが光散乱体３０に十分に照射されるような所定の断面積を有する任意の形状とすることができる。

（レーザ光）
第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。たとえば、白色のレーザ光を形成するため、光源装置１０１は、青色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、黄色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子とを備えているとよい。白色のレーザ光を形成するため、光源装置１０１は、赤色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、青緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子とを備えていてもよい。

（作用・効果）
図４を再び参照して、本実施の形態における光源装置１０１の作用および効果について説明する。光源装置１０１は、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂを備えている。第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂが任意の色のレーザ光をそれぞれ発振し、発振されたレーザ光は光散乱体３０を用いて混光され、光源装置１０１は任意の色の光を放出する光源として用いることができる。光散乱体３０の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体３０は理想的な点光源を形成するため非常に有用である。

光散乱体３０に向かって照射された第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０の内部において合成され、光散乱体３０の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光３１Ａ〜３１Ｆとなって散乱する。光散乱体３０は、散乱光３１Ａ〜３１Ｆを放出する光源を形成する。放出された散乱光３１Ａ〜３１Ｆにより、光源装置１０１を種々の用途に用いられる光源として利用することができる。種々の用途とは、具体的には照明用の光源に限られず、オーバーヘッドプロジェクタのランプの代替用として、画像を投影する光源としても利用することができる。

多重散乱を繰り返す前は、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのコヒーレンシーは高い。多重散乱を繰り返した後、光散乱体３０は、コヒーレンシーが十分に低くなった散乱光３１Ａ〜３１Ｆを放出する。第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのコヒーレンシーが低下するため、光源装置１０１はレーザ光の重ね合わせ（光干渉）によって縞模様が発生することを抑制できる。第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのコヒーレンシーが低下し、かつ見かけ上の光源の大きさが光散乱体３０の大きさにまで拡大するため、光源装置１０１はレーザ光が人体（眼）に悪影響を及ぼすことも抑制できる。

光源装置１０１は、光散乱体３０により第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂの波長を変換すること無く散乱光３１Ａ〜３１Ｆを放出する。散乱光３１Ａ〜３１Ｆが放出されても、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーは損失しない。光源装置１０１は、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂが発振した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーを損失させることなく放出することができる。光源装置１０１は、所望の明るさを得るために、蛍光物質を備えた発光装置に比べてより小さなエネルギーを有するレーザ光により実現することができる。

（実施の形態５）
（構成）
図５を参照して、本実施の形態における光源装置１０２について説明する。光源装置１０２は、合成手段２０を備えている。より具体的に、光源装置１０２は、第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂおよび第３半導体レーザ素子１０Ｃと、光散乱体３０と、合成手段２０とを備えている。光源装置１０２は、実施の形態４の光源装置１０１と同様に、第１コリメータレンズ１５Ａ、第２コリメータレンズ１５Ｂ、および第３コリメータレンズ１５Ｃを備えているとよい。

合成手段２０は、第１ミラー２０Ａ、第２ミラー２０Ｂ、および第３ミラー２０Ｃを有する。合成手段２０は、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂから発振された第２レーザ光１１Ｂ、および第３半導体レーザ素子１０Ｃから発振された第３レーザ光１１Ｃを合成する。

上述の実施の形態４における光源装置１０１において（図４参照）、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａ、および、第２半導体レーザ素子１０Ｂから発振された第２レーザ光１１Ｂは、相互に独立した状態で光散乱体３０に向かってそれぞれ照射される。

一方、本実施の形態における光源装置１０２において（図５参照）、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂから発振された第２レーザ光１１Ｂ、および第３半導体レーザ素子１０Ｃから発振された第３レーザ光１１Ｃは、合成手段２０により相互に合成された状態で１つのレーザ光１２として光散乱体３０に向かって照射される。

第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃが合成手段２０により合成され、レーザ光１２を形成することについて、より詳細に説明する。第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａは、第１ミラー２０Ａにより反射され、光散乱体３０に向かって照射される。第２半導体レーザ素子１０Ｂから発振された第２レーザ光１１Ｂは、第２ミラー２０Ｂにより反射され、光散乱体３０に向かって照射される。第２ミラー２０Ｂは誘電体多層膜ミラーである。第２ミラー２０Ｂは、第２レーザ光１１Ｂのみを９９％以上反射し、他の波長の光を透過させる。第１ミラー２０Ａにより反射され光散乱体３０に向かって照射される第１レーザ光１１Ａは、第２ミラー２０Ｂを（図５紙面左方から右方に向かって）通過する。第２ミラー２０Ｂを通過した第１レーザ光１１Ａは、第２レーザ光１１Ｂと合成する。

第３半導体レーザ素子１０Ｃから発振された第３レーザ光１１Ｃは、第３ミラー２０Ｃにより反射され、光散乱体３０に向かって照射される。第３ミラー２０Ｃも第２ミラー２０Ｂと同様、誘電体多層膜ミラーである。第３ミラー２０Ｃは、第３レーザ光１１Ｃのみを９９％以上反射し、他の波長の光を透過させる。第２ミラー２０Ｂを通過した第１レーザ光１１Ａ、および第２ミラー２０Ｂにより反射され光散乱体３０に向かって照射される第２レーザ光１１Ｂは、第３ミラー２０Ｃを（図５紙面左方から右方に向かって）通過する。第３ミラー２０Ｃを通過した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、第３レーザ光１１Ｃと合成する。

第３ミラー２０Ｃを通過した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、第３レーザ光１１Ｃと合成して、１つのレーザ光１２を形成する。レーザ光１２は、合成手段２０により光散乱体３０に向かって照射される。その他の構成（第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂおよび第３半導体レーザ素子１０Ｃ、および光散乱体３０の構成）については、実施の形態４における光源装置１０１と同様であるため、その説明を繰り返さないものとする。

（レーザ光）
第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂおよび第３レーザ光１１Ｃは、光散乱体３０により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。照射対象物の視認が可能な光色は、たとえば、白色であるとよい。散乱されたレーザ光が混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成するため、光源装置１０２は、第１半導体レーザ素子１０Ａに青色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用い、第２半導体レーザ素子１０Ｂに赤色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用い、第３半導体レーザ素子１０Ｃに緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いる。したがって、第１レーザ光１１Ａが青色レーザ光であり、第２レーザ光１１Ｂは赤色レーザ光であり、第３レーザ光１１Ｃが緑色レーザ光である。

赤色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、たとえばＧａＡｓ基板の上にＡｌＧａＩｎＰ系の材料を形成することにより得ることができる。赤色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、波長約６３５ｎｍのレーザ光を発振する。青色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、たとえばＧａＮ基板またはサファイア基板の上にＡｌＧａＩｎＮ系の材料を形成することにより得ることができる。青色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、波長約４４５ｎｍのレーザ光を発振する。

緑色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、たとえば波長約８０８ｎｍの赤外線レーザと、Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶から発振される波長約１０６４ｎｍの赤外線とを非線形光学結晶を通すことにより得ることができる。緑色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、波長約５３２ｎｍの第二高調波を発振する。なお、現時点では研究開発段階であり市販されていないが、緑色レーザ光を直接発振するＡｌＧａＩｎＮ系の材料を形成することにより得られる緑色レーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いてもよい。

赤色レーザ光を発振する半導体レーザ素子を約０．６Ｗ、青色レーザ光を発振する半導体レーザ素子を約１．５Ｗ、および緑色レーザ光を発振する半導体レーザ素子を約０．３Ｗでそれぞれ発振させることにより、白色光を得ることが出来る。発振されるレーザ光の種類または構成について、特に制限は無い。光源装置１０２は、光源として用いる所望の色に応じて任意の色のレーザ光を発振する２以上の半導体レーザ素子を備えているとよい。

（作用・効果）
本実施の形態における光源装置１０２によれば、合成手段２０によって第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃが合成されてレーザ光１２となっても、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーは損失しない。合成手段２０によって第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーが損失したとしても、エネルギーの損失量は、蛍光物質を備えた発光装置が波長を変換するときのエネルギーの損失量に比べて極めて低い。

合成手段２０によって第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーが損失しないため、実施の形態４と同様に、レーザ光１２が光散乱体３０に照射され、散乱光３１Ａ〜３１Ｆが放出されても、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーは損失しない。光源装置１０２は、第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂおよび第３半導体レーザ素子１０Ｃがそれぞれ発振した第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーを損失させることなく放出することができる。光散乱体３０の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体３０は理想的な点光源を形成するため非常に有用である。

実施の形態４における光源装置１０１によれば、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが相互に独立した状態で照射されるため、第１レーザ光１１Ａと第２レーザ光１１Ｂとの間に、相互に所定の角度θをもって光散乱体３０に向かって照射される（図４参照）。光源装置１０１は、光散乱体３０の周りに、第１レーザ光１１Ａと第２レーザ光１１Ｂとの間に相互に所定の角度θをもって照射されるための空間を有している必要がある。

図５を再び参照して、光源装置１０２によれば、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃが合成手段２０により合成されて、１つのレーザ光１２として光散乱体３０に向かって照射される。光源装置１０２は、光散乱体３０の周りに、１つのレーザ光１２が照射されるための空間を有していればよい。光源装置１０２は、光源装置１０１に比べ、レーザ光が照射されるために必要な光散乱体３０の周りの空間を小さくすることができる。光源装置１０２は、光源装置１０１に比べ、光散乱体３０の周りの空間を利用して種々の機器を配置することができる。

図５を再び参照して、光源装置１０２によれば、合成手段２０によりレーザ光１２が光散乱体３０に向かって照射される。第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃを光散乱体３０に向かって適切に照射するために、合成手段２０の設置角度のみを精度良く調整すればよく、個々の半導体レーザ素子の全体の設置角度を調整する必要がない。ミラーなどの合成手段２０の設置角度を調整する方が、個々の半導体レーザ素子の全体の設置角度を調整する方に比べて容易であり、且つ破損する可能性も低い。光源装置１０２は、光源装置１０１に比べ、容易かつ破損する可能性も低く設置することができる。

（実施の形態６）
（構成）
図６を参照して、本実施の形態における光源装置１０３について説明する。光源装置１０３は、導光手段１３を備えている。より具体的に、光源装置１０３は、第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂ、および第３半導体レーザ素子１０Ｃと、光散乱体３０と、導光手段１３とを備えている。

導光手段１３は、第１光ファイバ１３Ａ、第２光ファイバ１３Ｂ、および第３光ファイバ１３Ｃを有する。第１光ファイバ１３Ａは、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａを光散乱体３０まで導光し、光散乱体３０に向かって第１レーザ光１４Ａとして照射する。第２光ファイバ１３Ｂは、第２半導体レーザ素子１０Ｂから発振された第２レーザ光１１Ｂを光散乱体３０まで導光し、光散乱体３０に向かって第２レーザ光１４Ｂとして照射する。第３光ファイバ１３Ｃは、第３半導体レーザ素子１０Ｃから発振された第３レーザ光１１Ｃを光散乱体３０まで導光し、光散乱体３０に向かって第３レーザ光１４Ｃとして照射する。

導光手段１３として光ファイバを用いた場合について説明したが、光ファイバに限らず、導光手段１３はたとえば石英を材料とするライトガイドであってもよい。その他の構成（第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂおよび第３半導体レーザ素子１０Ｃおよび光散乱体３０の構成）については、実施の形態５における光源装置１０２と同様であるため、その説明を繰り返さないものとする。

（作用・効果）
本実施の形態における光源装置１０３によれば、第１レーザ光１４Ａ、第２レーザ光１４Ｂ、および第３レーザ光１４Ｃは、相互に独立した状態で、導光手段１３によって光散乱体３０に向かってそれぞれ照射される。光源装置１０３によれば、導光手段１３によって第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃが導光されて第１レーザ光１４Ａ、第２レーザ光１４Ｂ、および第３レーザ光１４Ｃとなっても、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーは損失しない。導光手段１３によって第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーが損失したとしても、エネルギーの損失量は、蛍光物質を備えた発光装置が波長を変換するときのエネルギーの損失量に比べて極めて低い。

導光手段１３によって第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーが損失しないため、実施の形態５と同様に、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃが第１レーザ光１４Ａ、第２レーザ光１４Ｂ、および第３レーザ光１４Ｃとして光散乱体３０に照射され、散乱光３１Ａ〜３１Ｆが放出されても、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーは損失しない。光源装置１０３は、第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂおよび第３半導体レーザ素子１０Ｃがそれぞれ発振した第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーを損失させることなく放出することができる。光散乱体３０の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体３０は理想的な点光源を形成するため非常に有用である。

実施の形態４における光源装置１０１によれば、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂと光散乱体３０との間の所定の空間を通じて光散乱体３０に向かって照射される（図４参照）。光源装置１０１によれば、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂと光散乱体３０との間に種々の機器を配置するとき、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂと光散乱体３０との間に、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂの通り道である空間を有している必要がある。

実施の形態５における光源装置１０２によれば、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振されたそれぞれの各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと合成手段２０との間の所定の空間、および合成手段２０と光散乱体３０との間の所定の空間を通じて光散乱体３０に向かって照射される（図５参照）。光源装置１０２によれば、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと合成手段２０との間、または合成手段２０と光散乱体３０との間に種々の機器を配置するとき、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと光散乱体３０との間に、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの通り道である空間を有している必要がある。

図６を再び参照して、本実施の形態における光源装置１０３によれば、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振されたそれぞれの各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが導光手段１３により導光され、各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとして光散乱体３０に向かって照射される。光源装置１０３は、光散乱体３０の周りに各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが照射されるための空間を有していればよい。

光源装置１０３は、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと光散乱体３０との間に種々の機器を配置したとしても、種々の機器を避けるようにそれぞれの各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを導光手段１３によって導光することができる。光源装置１０３は、導光手段１３によって光散乱体３０に向かって各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとして照射することができる。光源装置１０３は、光源装置１０１および光源装置１０２に比べ、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと光散乱体３０との間に種々の機器を配置することができる。

（実施の形態７）
（構成）
図７を参照して、本実施の形態における光源装置２０１について説明する。光源装置２０１は、実施の形態４における光源装置１０１の構成に加え、略凹面形状の反射鏡４０をさらに備えている。より具体的に、光源装置２０１は、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂと、光散乱体３０と、反射鏡４０とを備えている。

反射鏡４０は焦点を有しているとよい。光散乱体３０は、反射鏡４０の位置に配置されているとよい。光散乱体３０が反射鏡４０の焦点を含むように配置されていると、反射鏡４０の投光効率が高くなる。光源装置２０１は、実施の形態４の光源装置１０１と同様に、第１コリメータレンズ１５Ａおよび第２コリメータレンズ１５Ｂを備えているとよい。

なお、本実施の形態に示す構成であっても、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂから光散乱体３０までの距離が十分に短いと、コリメータレンズを設けなくてよい場合もある。

第１半導体レーザ素子１０Ａは、光散乱体３０に向かって第１レーザ光１１Ａを照射する。第２半導体レーザ素子１０Ｂは、光散乱体３０に向かって第２レーザ光１１Ｂを照射する。図７の中では、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは反射鏡４０を通して光散乱体３０に向かって照射されている。

第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが、反射鏡４０を通して光散乱体３０に向かって照射される場合、反射鏡４０の第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂの通路に相当する位置に、第１開口部（ピンホール）４１Ａ１、および第２開口部４１Ｂ１をそれぞれ設けるとよい。

第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、反射鏡４０を通さず、反射鏡４０の出射口がある側（図７紙面、反射鏡４０より右側）から光散乱体３０に向かって照射されてもよい。

（作用・効果）
実施の形態４と同様に、光散乱体３０に向かって照射された第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂは、光散乱体３０の内部において合成され、光散乱体３０の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光３１Ａ〜３１Ｆとなって散乱する。光散乱体３０は、散乱光３１Ａ〜３１Ｆを放出する光源を形成する。

散乱光３１Ａ〜３１Ｆのうち、反射鏡４０と反対側に向かって（図７紙面、左方から右方へ向かって）散乱光３１Ａ〜３１Ｃが放出される。散乱光３１Ａ〜３１Ｆのうち、反射鏡４０に向かって（図７紙面、右方から左方へ向かって）放出される散乱光３１Ｄ〜３１Ｆは、反射鏡４０によって反射される。散乱光３１Ａ〜３１Ｃおよび反射された散乱光３１Ｄ〜３１Ｆはさらに合成され、指向性を有する合成光３２Ａ〜３２Ｃとなって放出される。光散乱体３０の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体３０は理想的な点光源を形成する。光散乱体３０を、非常に小さな点光源として反射鏡４０の焦点を含むように配置することにより、反射鏡４０による光束の制御を効率的に行なうことが可能となる。

反射鏡４０を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置２０１は所望の指向性または明るさを有する合成光３２Ａ〜３２Ｃを放出することができる。反射鏡４０の設計により、光源装置２０１は、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い合成光３２Ａ〜３２Ｃを放出することもできる。放出された合成光３２Ａ〜３２Ｃにより、光源装置２０１を、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。反射鏡４０をパラボラ形状（放物線ミラー）に構成し、反射鏡４０の焦点位置に可能な限り小さな点光源を配置することにより、コヒーレンシーが十分に低くなった可視光の合成光を平行光線状に投光することが可能となる。この場合、光源装置２０１として、投光器、スポットライトなどの用途に適した光学系を容易に設計することが可能となる。なお、反射鏡４０をパラボラ形状（放物線ミラー）に構成することで投光することが可能となり、反射鏡４０を楕円ミラー形状に構成することで集光することが可能となる。

光源装置２０１によれば、散乱光３１Ｄ〜３１Ｆが反射鏡４０によって反射されても、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーは損失しない。反射鏡４０によって第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーが損失したとしても、エネルギーの損失量は、蛍光物質を備えた発光装置が波長を変換するときのエネルギーの損失量に比べて極めて低い。

反射鏡４０によって散乱光３１Ｄ〜３１Ｆのエネルギーが損失しないため、実施の形態４と同様に、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂが光散乱体３０に照射され、合成光３２Ａ〜３２Ｃとなって放出されても、第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーは損失しない。光源装置２０１は、第１半導体レーザ素子１０Ａおよび第２半導体レーザ素子１０Ｂが発振した第１レーザ光１１Ａおよび第２レーザ光１１Ｂのエネルギーを損失させることなく放出することができる。

（実施の形態８）
（構成）
図８を参照して、本実施の形態における光源装置２０２について説明する。光源装置２０２は、合成手段２０を有する実施の形態５の光源装置１０２の構成に加え、実施の形態７で説明した略凹面形状の反射鏡４０をさらに備えている。

より具体的に、光源装置２０２は、第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂ、および第３半導体レーザ素子１０Ｃと、合成手段２０と、光散乱体３０と、反射鏡４０とを備えている。光源装置２０２は、実施の形態７の光源装置２０１と同様に、第１コリメータレンズ１５Ａ、第２コリメータレンズ１５Ｂ、および第３コリメータレンズ１５Ｃを備えているとよい。

合成手段２０は、実施の形態５における合成手段２０と同じである。第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂから発振された第２レーザ光１１Ｂ、および第３半導体レーザ素子１０Ｃから発振された第３レーザ光１１Ｃは、合成手段２０により合成されて、１つのレーザ光１２を形成する。

レーザ光１２は、合成手段２０により光散乱体３０に向かって照射される。図８の中では、レーザ光１２は反射鏡４０を通して光散乱体３０に向かって照射されている。レーザ光１２は、反射鏡４０を通さず、反射鏡４０の出射口がある側（図８紙面、反射鏡４０より右側）から光散乱体３０に向かって照射されてもよい。

実施の形態７と同様に、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃが、反射鏡４０を通して光散乱体３０に向かって照射される場合、反射鏡４０の各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ（レーザ光１２）の通路に相当する位置に、開口部（ピンホール）４１Ｃ１を設けるとよい。その他の構成（第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂ、第３半導体レーザ素子１０Ｃ、光散乱体３０および反射鏡４０の構成）については、実施の形態５の光源装置１０２および実施の形態７の光源装置２０１と同様であるため、その説明を繰り返さないものとする。

（作用・効果）
実施の形態５と同様に、光源装置２０２によれば、合成手段２０によって第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、第３レーザ光１１Ｃが合成されてレーザ光１２となっても、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーは損失しない。光源装置２０２は、第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂおよび第３半導体レーザ素子１０Ｃが発振したそれぞれの第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃのエネルギーを損失させることなく放出することができる。

実施の形態５の構成と同様に、光源装置２０２によれば、第１レーザ光１１Ａ、第２レーザ光１１Ｂ、および第３レーザ光１１Ｃが合成手段２０により合成されて、１つのレーザ光１２として光散乱体３０に向かって照射される。光源装置２０２は、光源装置２０１に比べ、光散乱体３０の周りの空間を利用して種々の機器を配置することができる。

実施の形態７と同様に、反射鏡４０をパラボラ形状（放物線ミラー）に構成し、反射鏡４０の焦点位置に可能な限り小さな点光源を配置することにより、コヒーレンシーが十分に低くなった可視光の合成光を平行光線状に投光することが可能となる。この場合の光源装置２０２によれば、投光器、スポットライトなどの用途に適した光学系を容易に設計することが可能となる。

（実施の形態９）
（構成）
図９を参照して、本実施の形態における光源装置２０３ついて説明する。光源装置２０３は、導光手段１３を有する実施の形態６の光源装置１０３の構成に加え、実施の形態７で説明した略凹面形状の反射鏡４０をさらに備えている。より具体的に、光源装置２０３は、第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂ、および第３半導体レーザ素子１０Ｃと、光散乱体３０と、導光手段１３と、反射鏡４０とを備えている。

導光手段１３は、第１光ファイバ１３Ａ、第２光ファイバ１３Ｂ、および第３光ファイバ１３Ｃを有する。導光手段１３は、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがそれぞれ発振した各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを光散乱体３０まで導光する。導光手段１３は、導光された各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを、光散乱体３０に向かって各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとしてそれぞれ照射する。

図９の中では、各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、反射鏡４０に設けられた開口部４１Ｃ２を通して光散乱体３０に向かって照射されている。反射鏡４０に設けられた開口部４１Ｃ２を通して各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを光散乱体３０に照射する場合、導光手段１３は光散乱体３０の近くまで各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを導光し、導光された各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃをできるだけ光散乱体３０の近くから光散乱体３０に向かって各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとして照射するとよい。

その他の構成（第１半導体レーザ素子１０Ａ、第２半導体レーザ素子１０Ｂ、第３半導体レーザ素子１０Ｃ、光散乱体３０および反射鏡４０の構成）については、実施の形態６の光源装置１０３および上記の光源装置２０１と同様であるため、その説明を繰り返さないものとする。

（作用・効果）
本実施の形態における光源装置２０３によれば、実施の形態６の構成と同様に、各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、相互に独立した状態で、導光手段１３によって光散乱体３０に向かってそれぞれ照射される。光源装置２０３によれば、導光手段１３によって各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが導光されて各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとなっても、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのエネルギーは損失しない。

導光手段１３によって各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのエネルギーが損失しないため、実施の形態６の構成と同様に、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが各レーザ光１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとして光散乱体３０に照射され、散乱光３１Ａ〜３１Ｆが放出されても、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのエネルギーは損失しない。光源装置２０３は、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがそれぞれ発振した各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのエネルギーを損失させることなく放出することができる。

実施の形態７と同様に、反射鏡４０をパラボラ形状（放物線ミラー）に構成し、反射鏡４０の焦点位置に可能な限り小さな点光源を配置することにより、コヒーレンシーが十分に低くなった可視光の合成光を平行光線状に投光することが可能となる。この場合の光源装置２０３によれば、投光器、スポットライトなどの用途に適した光学系を容易に設計することが可能となる。

（実施の形態１０）
図１０を参照して、本実施の形態における光源装置２０３ａついて説明する。光源装置２０３ａは、実施の形態９における光源装置２０３に対して、反射鏡４０に開口部４１Ｃ２を設けずに、第１レーザ光１４Ａ、第２レーザ光１４Ｂ、および第３レーザ光１４Ｃを、反射鏡４０の出射口がある側（図１０紙面、反射鏡４０より右側）から光散乱体３０に向かって照射するように、導光手段１３を配設している。その他の構成は、実施の形態９における光源装置２０３と同じである。

この構成によっても、上記の実施の形態９における光源装置２０３と同様に、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが発振した各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのエネルギーを損失させることなく放出することができる。

実施の形態７と同様に、反射鏡４０をパラボラ形状（放物線ミラー）に構成し、反射鏡４０の焦点位置に可能な限り小さな点光源を配置することにより、コヒーレンシーが十分に低くなった可視光の合成光を平行光線状に投光することが可能となる。この場合の光源装置２０３ａによれば、投光器、スポットライトなどの用途に適した光学系を容易に設計することが可能となる。

（実施の形態１１）
（構成）
図１１および図１２を参照して、本実施の形態における光源装置３０１について説明する。図１１を参照して、この光源装置３０１は、第１半導体レーザ素子１０Ａと、第２半導体レーザ素子１０Ｂと、第３半導体レーザ素子１０Ｃと、光散乱体３０と、導光手段としての導光部材６０とを備えている。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ波長の異なる可視領域のレーザ光を発振する。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振される各レーザ光の波長は、それぞれ異なっている。

導光部材６０は、外形が略錐台状に形成されている。ここでいう錐台状とは、たとえば四角錐等の多角錐または円錐などの頭頂部を底面よりも面積が小さな面で切断した形状のことを意味する。導光部材６０は、可視光に対して透明な材料から構成されている。導光部材６０は、たとえば、可視光に対して透明性を有する光学ガラス（ＢＫ７）または樹脂等である。導光部材６０は、入光面６２（底面）と、入光面６２より表面積が小さい出光面６４とを有している。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）が導光部材６０の内部に向かうように、入光面６２側に近接して配置されている。光散乱体３０は、導光部材６０の内部を導光した各レーザ光（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）が照射されるように、出光面６４側に近接して配置されている。

図１２を参照して、第１半導体レーザ素子１０Ａは、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａが、導光部材６０の内部において全反射を繰り返しながら、入光面６２側から出光面６４側に向かって導波するように配置されているとよい。

第３半導体レーザ素子１０Ｃは、第３半導体レーザ素子１０Ｃから発振された第３レーザ光１１Ｃが、導光部材６０の内部において全反射を繰り返しながら、入光面６２側から出光面６４側に向かって導波するように配置されているとよい。

図１２においては、各レーザ光の光軸を破線（１１Ａ〜１１Ｃ）で示している。この破線（１１Ａ〜１１Ｃ）は、各レーザ光の光軸の方向および導光部材６０の内部での反射の様子を模式的に示したものである。実際には、各レーザ光はこの光軸を中心として、各半導体レーザ素子１０Ａ〜１０Ｃから所定の角度の放射角をもって拡がって放出される。各レーザ光が拡がって放出されても、拡がった光も含めて導光部材６０の内部で全反射が起こり、出光面６４に集光される。以下の図１３〜図１７においても同様である。

外部からリード線１８を通して所定の命令が各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに与えられることにより、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ独立してレーザ光を発振することができる。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、光散乱体３０により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。

たとえば白色のレーザ光を形成するため、光源装置３０１においては、第１半導体レーザ素子１０Ａは、青色のレーザ光を発振するとよい。第２半導体レーザ素子１０Ｂは、赤色のレーザ光を発振するとよい。第３半導体レーザ素子１０Ｃは、緑色のレーザ光を発振するとよい。なお、色の組合せは上記に限定されるものではない。発振されるレーザ光の種類、数または構成についても、特に制限は無い。

（作用・効果）
本実施の形態における光源装置３０１の作用および効果について説明する。光源装置３０１は、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが任意の色のレーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃをそれぞれ発振する。各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、導光部材６０の内部を（全）反射しながら、出光面６４に向かって導波する。各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、出光面６４を通って光散乱体３０に到達する。導光部材６０の斜面側の傾斜角は、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが全反射しながら導波するように設計されているとよい。

各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、光散乱体３０の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した各レーザ光は、光散乱体３０の内部において合成され、光散乱体３０の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光３１Ａ〜３１Ｅとなって散乱する。光散乱体３０は、散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出する光源を形成する。

多重散乱を繰り返すことにより、光散乱体３０は、コヒーレンシーが十分に低くなった散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出する。各レーザ光のコヒーレンシーが低下するため、光源装置３０１はレーザ光の重ね合わせ（光干渉）によって縞模様が発生することを抑制できる。各レーザ光のコヒーレンシーが低下し、かつ見かけ上の光源の大きさが光散乱体３０の大きさにまで拡大するため、光源装置３０１はレーザ光が人体（眼）に悪影響を及ぼすことも抑制できる。

光源装置３０１が導光部材６０を備えていることにより、上述の実施の形態１〜９で説明した各光源装置（レーザ光をコリメートレンズに通過させることにより平行光線を形成する構成、または、導光手段として光ファイバを用いる構成など）とは異なり、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの取付精度に対する要求を低くすることが可能となる。換言すると、アライメントフリーで各レーザ光を集光および散乱させることが可能になる。外部要因により光源装置３０１に振動などが発生したとしても、アライメントがずれたり故障したりすることが極めて少なくなる。

（実施の形態１２）
図１３を参照して、本実施の形態における光源装置３０１ａについて説明する。ここでは、上述の実施の形態１１における光源装置３０１との相違点についてのみ説明する。光源装置３０１ａにおいては、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振される各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの光軸が、すべて光散乱体３０に向くように配置されている。

各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの光軸がすべて光散乱体３０に向いた状態で、導光部材６０の内部を導波する。導光部材６０の内部において各レーザ光が反射しないため（若しくは反射する回数が極めて少なくなるため）、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのエネルギーが損失することを抑制できる。

（実施の形態１３）
図１４を参照して、本実施の形態における光源装置３０１ｂについて説明する。ここでは、上述の実施の形態１２における光源装置３０１ａとの相違点についてのみ説明する。光源装置３０１ｂにおいては、光散乱体３０が、出光面６４側において導光部材６０と一体化（接合）されている。光散乱体３０は、導光部材６０の出光面６４側に対して作りつけられることにより、導光部材６０と一体化されている。

各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、導光部材６０の内部を導波した後、そのまま光散乱体３０に照射（入光）される。導光部材６０（の出光面６４側）と、光散乱体３０との間において、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのエネルギーが損失することを抑制できる。

（実施の形態１４）
図１５を参照して、実施の形態１４における光源装置３０２について説明する。ここでは、上述の実施の形態１２における光源装置３０１ａとの相違点についてのみ説明する。光源装置３０２は、実施の形態１と同様な略凹面形状の反射鏡４０をさらに備えている。反射鏡４０は焦点を有しているとよい。光散乱体３０は、反射鏡４０の焦点を含むように配置されているとよい。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ、１１Ｃは、導光部材６０の内部を導波した後、光散乱体３０に照射される。各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ、１１Ｃは、反射鏡４０に設けられた開口部４１を通して光散乱体３０に向かって照射されている。各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ、１１Ｃは、光散乱体３０の内部において合成され、光散乱体３０の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光３１Ａ〜３１Ｅとなって散乱する。光源装置３０２は、散乱光３１Ａ〜３１Ｅにより実施の形態１と同様な合成光が形成されるよう構成されてもよい。

反射鏡４０を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置３０２は所望の指向性または明るさを有する散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出することができる。反射鏡４０の設計により、光源装置３０２は、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出することもできる。放出された散乱光３１Ａ〜３１Ｅにより、光源装置３０２を、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。

（実施の形態１５）
図１６を参照して、本実施の形態における光源装置３０３について説明する。この光源装置３０３は、第１半導体レーザ素子１０Ａと、第２半導体レーザ素子１０Ｂと、第３半導体レーザ素子１０Ｃと、光散乱体３０と、パッケージ５０と、導光部材６０とを備えている。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃおよびパッケージ５０については、上述の実施の形態２における光源装置１００ａ（図２参照）と同様に構成される。導光部材６０は、上述の実施の形態１１における光源装置３０１（図１１参照）と同様に構成される。

本実施の形態の光源装置３０３における導光部材６０は、導光部材６０の入光面６２が、パッケージ５０のガラス５８に密着するように配置されているとよい。

（作用・効果）
光源装置３０３においては、光散乱体３０の大きさを、上述の実施の形態２の光源装置１００ａ（図２参照）における光散乱体３０の大きさに比べて小さくすることが可能となる。光源装置３０３においては、たとえば各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの間隔よりも小さな光散乱体３０を採用することが可能となる。光散乱体３０の大きさとしてより小さいものを採用することにより、光散乱体３０は理想的な点光源を形成することが可能となる。

本実施の形態における光源装置３０３において、上述の実施の形態１２と同様に、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振される各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの光軸が、すべて光散乱体３０に向くように配置されていてもよい。本実施の形態における光源装置３０３において、上述の実施の形態１３と同様に、光散乱体３０が、導光部材６０と一体的に構成されていてもよい。

（実施の形態１６）
図１７を参照して、本実施の形態における光源装置３０３ａについて説明する。ここでは、上述の実施の形態１５における光源装置３０３との相違点についてのみ説明する。光源装置３０３ａにおいては、実施の形態１と同様な略凹面形状の反射鏡４０をさらに備えている。反射鏡４０は焦点を有しているとよい。光散乱体３０は、反射鏡４０の焦点を含むように配置されているとよい。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ、１１Ｃは、導光部材６０の内部を導波した後、光散乱体３０に照射される。各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ、１１Ｃは、反射鏡４０に設けられた開口部４１を通して光散乱体３０に向かって照射されている。各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ、１１Ｃは、光散乱体３０の内部において合成され、光散乱体３０の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光３１Ａ〜３１Ｅとなって散乱する。光源装置３０３ａは、散乱光３１Ａ〜３１Ｅにより実施の形態１と同様な合成光が形成されるよう構成されてもよい。

反射鏡４０を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置３０３ａは所望の指向性または明るさを有する散乱光３１Ａ〜３１Ｅを放出することができる。反射鏡４０の設計により、光源装置３０３ａは、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い合成光３２Ａ〜３２Ｅを放出することもできる。放出された散乱光３１Ａ〜３１Ｅにより、光源装置３０３ａを、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。

なお、上記の各実施の形態１〜１６においては、２つの半導体レーザ素子を用いる場合、または３つの半導体レーザ素子を用いる場合について説明しているが、半導体レーザ素子は、これらの数量に限定されるものではない。より好ましい白色光を得るために、４つ以上の半導体レーザ素子を用いて、異なる４色以上のレーザ光を用いることも可能である。

（実施の形態１７）
（構成）
図１８を参照して、本実施の形態における光源装置４０１について説明する。光源装置４０１は、第１半導体レーザ素子１０Ａと、第２半導体レーザ素子１０Ｂと、第３半導体レーザ素子１０Ｃと、導光手段としての導光部材６０とを備えている。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ波長の異なるレーザ光を発振する。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振される各レーザ光の波長は、それぞれ異なっていても、略同一であってもよい。各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振される各レーザ光の波長は、可視領域であってもよい。

導光部材６０は、外形が略錐台状に形成されている。ここでいう錐台状とは、たとえば四角錐等の多角錐または円錐などの頭頂部を底面よりも面積が小さな面で切断した形状のことを意味する。導光部材６０は、レーザ光に対して透明な材料から構成されている。導光部材６０は、たとえば使用するレーザ光が可視光であれば、可視光に対して透明性を有する光学ガラス（ＢＫ７）または樹脂等である。導光部材６０は、たとえば使用するレーザ光が紫外光であれば、合成石英等である。導光部材６０は、入光面６２（底面）と、入光面６２より表面積が小さい出光面６４とを有している。

各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振された各レーザ光（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）が導光部材６０の内部に向かうように、入光面６２側に近接して配置されている。

第１半導体レーザ素子１０Ａは、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａが、導光部材６０の内部において全反射を繰り返しながら、入光面６２側から出光面６４側に向かって導波するように配置されているとよい。

図１８においては、各レーザ光の光軸を破線（１１Ａ〜１１Ｃ）で示している。この破線（１１Ａ〜１１Ｃ）は、各レーザ光の光軸の方向および導光部材６０の内部での反射の様子を模式的に示したものである。実際には、各レーザ光はこの光軸を中心として、各半導体レーザ素子１０Ａ〜１０Ｃから所定の角度の放射角をもって拡がって放出される。各レーザ光が拡がって放出されても、拡がった光も含めて導光部材６０の内部で全反射が起こり、出光面６４に集光される。以下の図１９および図２０においても同様である。

外部からリード線１８を通して所定の命令が各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに与えられることにより、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ独立してレーザ光を発振することができる。

（作用・効果）
本実施の形態における光源装置４０１の作用および効果について説明する。光源装置４０１は、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが任意の色のレーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃをそれぞれ発振する。各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、導光部材６０の内部を（全）反射しながら、出光面６４に向かって導波する。導光部材６０の斜面側の傾斜角は、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが全反射しながら導波するように設計されているとよい。

光源装置４０１が導光部材６０を備えていることにより、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの取付精度に対する要求を低くすることが可能となる。換言すると、アライメントフリーで各レーザ光を集光させることが可能になる。外部要因により光源装置４０１に振動などが発生したとしても、アライメントがずれたり故障したりすることが極めて少なくなる。光源装置４０１によれば、比較的低い取付精度でレーザ光を容易に集光させ、レーザ光３１として出射させることができる。光源装置４０１を簡便な集光光学素子として利用することができる。

（実施の形態１８）
図１９を参照して、本実施の形態における光源装置４０１ａについて説明する。ここでは、上述の実施の形態１７における光源装置４０１との相違点についてのみ説明する。光源装置４０１ａにおいては、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振される各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの光軸が、すべて出光面６４に向くように配置されている。好適には、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、各半導体レーザ素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発振される各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの光軸が、すべて出光面６４の略中央に向くように配置されているとよい。

各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの光軸がすべて出光面６４に向いた状態で、導光部材６０の部を導波する。導光部材６０の内部において、各レーザ光の光軸方向に沿って出射されたレーザ光は反射しないで出光面に届き、また各レーザの光軸方向に対して斜めに出射されたレーザ光は、導光部材内でより少ない回数の全反射で出光面に届くため、各レーザ光１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのエネルギーが損失することを抑制できる。

（実施の形態１９）
図２０を参照して、本実施の形態における光源装置４０２について説明する。光源装置４０２は、第１半導体レーザ素子１０Ａと、実施の形態１７および実施の形態１８と同様に構成される導光部材６０とを備えている。

第１半導体レーザ素子１０Ａは、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａが導光部材６０の内部に向かうように、入光面６２側に近接して配置されている。第１半導体レーザ素子１０Ａは、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振された第１レーザ光１１Ａが、導光部材６０の内部において全反射を繰り返しながら、入光面６２側から出光面６４側に向かって導波するように配置されているとよい。

外部からリード線１８を通して所定の命令が第１半導体レーザ素子１０Ａに与えられることにより、第１半導体レーザ素子１０Ａはレーザ光を発振することができる。

光源装置４０２においても、第１半導体レーザ素子１０Ａから発振されたレーザ光を、比較的低い取付精度で容易に集光させることができる。光源装置４０２を、集光されたレーザ光３１を出射する簡便な集光光学素子として利用することができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０Ａ第１半導体レーザ素子、１０Ｂ第２半導体レーザ素子、１０Ｃ第３半導体レーザ素子、１１Ａ，１４Ａ第１レーザ光、１１Ｂ，１４Ｂ第２レーザ光、１１Ｃ，１４Ｃ第３レーザ光、１１Ａａ，１１Ａｂ，１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１２レーザ光、１３導光手段、１３Ａ第１光ファイバ、１３Ｂ第２光ファイバ、１３Ｃ第３光ファイバ、１５Ａ第１コリメータレンズ、１５Ｂ第２コリメータレンズ、１５Ｃ第３コリメータレンズ、１８リード線、２０合成手段、２０Ａ第１ミラー、２０Ｂ第２ミラー、２０Ｃ第３ミラー、３０光散乱体、３１，３１Ａ〜３１Ｆ散乱光、３２Ａ〜３２Ｃ合成光、４０反射鏡、４１開口部、４１Ａ１，４１Ａ２第１開口部、４１Ｂ１，４１Ｂ２第２開口部、４１Ｃ１，４１Ｃ２開口部、５０パッケージ、５２金属キャップ部、５３窓部、５４基台部、５６ヒートシンク、５８ガラス、６０導光部材、６２入光面、６４出光面、１００〜１０３，１００ａ，１００ｂ，２０１〜２０３，２０３ａ，３０１〜３０３，３０１ａ，３０１ｂ，４０１，４０１ａ，４０２光源装置、θ 角度。

Claims

可視領域の波長のレーザ光を発振する２以上の半導体レーザ素子と、
前記レーザ光が照射され、照射された前記レーザ光を波長を変えずに散乱させる光散乱体と、を備え、
２以上の前記半導体レーザ素子から発振された前記レーザ光は、それぞれ異なる色であり、
２以上の前記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された前記レーザ光を前記光散乱体まで導光し、導光された前記レーザ光を前記光散乱体に向かって照射する導光手段をさらに備え、
前記導光手段は、外形が略錐台状に形成され、入光面と前記入光面より面積が小さい出光面とを有する導光部材であり、
前記導光部材は、可視光に対して透明な材料から構成され、
前記入光面側に２以上の前記半導体レーザ素子が前記入光面に対向するように配置され、
前記出光面側に前記光散乱体が配置され、
２以上の前記半導体レーザ素子から発振された前記レーザ光は、前記導光部材の前記入光面にそのまま照射される、
光源装置。
２以上の前記半導体レーザ素子は、２以上の前記半導体レーザ素子から発振される前記レーザ光の光軸が前記光散乱体に向くように配置されている、
請求項１に記載の光源装置。
前記光散乱体は、前記導光部材と一体的に構成されている、
請求項１または２に記載の光源装置。
前記光散乱体により波長を変えずに散乱された前記レーザ光は、混光されて白色光を形成している、
請求項１から３のいずれかに記載の光源装置。
焦点を有する略凹面形状の反射鏡をさらに備え、
前記光散乱体は、前記焦点の位置に配置される、
請求項１から４のいずれかに記載の光源装置。
前記反射鏡は開口部を有しており、
２以上の前記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された前記レーザ光は、前記開口部を通して前記光散乱体に向かって照射される、
請求項５に記載の光源装置。
前記白色光を形成するため、２以上の前記半導体レーザ素子は、
３以上の前記半導体レーザ素子であり、
青色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、
赤色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、
緑色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、を含む、
請求項４に記載の光源装置。
前記白色光を形成するため、２以上の前記半導体レーザ素子は、
黄色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、
青色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、を含む、
請求項４に記載の光源装置。
前記白色光を形成するため、２以上の前記半導体レーザ素子は、
赤色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、
青緑色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、を含む、
請求項４に記載の光源装置。
２以上の前記半導体レーザ素子は、２以上の前記半導体レーザ素子から発振された前記レーザ光が、前記導光部材の内部において全反射を繰り返しながら、前記入光面側から前記出光面側に向かって導波するように配置されている、
請求項１に記載の光源装置。
前記光散乱体は、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、前記母材と異なる屈折率を有し前記母材の内部に分散された透明な光散乱粒子と、を含む、
請求項１から１０のいずれかに記載の光源装置。