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WO2024225039A1 - プリズム、光源装置 - Google Patents

プリズム、光源装置 Download PDF

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Publication number
WO2024225039A1
WO2024225039A1 PCT/JP2024/014553 JP2024014553W WO2024225039A1 WO 2024225039 A1 WO2024225039 A1 WO 2024225039A1 JP 2024014553 W JP2024014553 W JP 2024014553W WO 2024225039 A1 WO2024225039 A1 WO 2024225039A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
prism
parallel light
substantially parallel
region
beams
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/014553
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康弘 田中
智子 飯山
陽介 淺井
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Publication of WO2024225039A1 publication Critical patent/WO2024225039A1/ja

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02253—Out-coupling of light using lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02255—Out-coupling of light using beam deflecting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30

Definitions

  • This disclosure relates to a prism and a light source device.
  • Patent Document 1 discloses a light source unit.
  • the light source unit of Patent Document 1 is composed of a light source group in which multiple light sources are arranged in a plane to form rows and columns, and a first reflecting mirror group that is arranged on the optical axis of the light source group and reflects light beams with a reduced cross-sectional area in the column direction by narrowing the row spacing of the light beams emitted from the light sources that make up each row of the light source group, and the first reflecting mirror group is composed of different rectangular reflecting mirrors arranged in a stepped pattern on the optical axis of the light beams emitted from each row of the light source group.
  • Each reflecting mirror is arranged so as to eliminate the spacing between the reflected light from each reflecting mirror, thereby making it possible to reduce the cross-sectional area of the light beam.
  • the reflective mirror group can narrow the spacing between beams from multiple laser light sources.
  • the reflective mirror group has a complex structure in which multiple reflective mirrors are arranged to eliminate the spacing between the reflected light from each reflective mirror.
  • To configure the reflective mirror group it is necessary to adjust the positions and angles of the multiple reflective mirrors, and this type of work is complicated and difficult.
  • the present disclosure provides a prism and light source device that allows adjustment of beam spacing, shape, and filling rate with a simple structure.
  • a prism according to one aspect of the present disclosure has a first surface onto which multiple nearly parallel light beams are incident from multiple collimating means that convert multiple beams emitted from multiple laser light sources into multiple nearly parallel light beams, and a second surface opposite the first surface.
  • the beam width in the first direction is greater than the beam width in a second direction perpendicular to the first direction.
  • the multiple nearly parallel light beams incident on the prism are aligned at least in the first direction.
  • the first surface includes an entrance region where the approximately parallel light beam is refracted to enter the prism and an exit region where the approximately parallel light beam is refracted to exit the prism
  • the second surface includes a reflection region that reflects the approximately parallel light beam that entered the prism through the entrance region toward the exit region.
  • a light source device includes a plurality of laser light sources, a plurality of collimating means for converting a plurality of beams emitted from the plurality of laser light sources into a plurality of substantially parallel beams, and a prism having a first surface onto which the plurality of substantially parallel beams are incident from the plurality of collimating means and a second surface facing the first surface.
  • the beam width in the first direction is greater than the beam width in the second direction perpendicular to the first direction.
  • the plurality of substantially parallel beams incident on the prism are aligned at least in the first direction.
  • the first surface includes an entrance region where the substantially parallel beam is refracted to enter the prism and an exit region where the substantially parallel beam is refracted to exit the prism
  • the second surface includes a reflection region that reflects the substantially parallel beam that entered the prism through the entrance region toward the exit region.
  • aspects of the present disclosure provide a prism and light source device that allows adjustment of beam spacing, shape, and fill factor with a simple structure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a light source device according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a partial enlarged view of a prism of a light source device according to a first embodiment
  • 1 is a schematic front view of a light source device according to a first embodiment
  • FIG. 13 is another schematic side view of the light source device according to the first embodiment
  • 1 is a graph showing a relationship between the angle of the first surface of the prism and the rate of change of the substantially parallel light in the first direction according to the first embodiment, the rate of change being in relation to the angle of the optical axis of the substantially parallel light exiting the prism relative to the optical axis of the substantially parallel light entering the prism.
  • 1 is a graph showing a relationship between the angle of the first surface of the prism and the filling rate of the substantially parallel light in the first direction according to the first embodiment, the relationship being changed with respect to the angle of the optical axis of the substantially parallel light exiting the prism relative to the optical axis of the substantially parallel light incident on the prism.
  • 1 is a graph showing a relationship between the angle of the first surface of the prism and the rate of change of substantially parallel light in the first direction with respect to the refractive index of the prism according to the first embodiment; 5 is a graph showing the relationship between the angle of the first surface of the prism and the filling rate of the substantially parallel light in the first direction according to the first embodiment, with respect to the refractive index of the prism; Graph showing transmittance of a first surface of a prism for S-polarized light according to the first embodiment. 1 is an image showing the shape of substantially parallel light entering a prism according to a first embodiment. 1 is an image showing the shape of substantially parallel light emitted from a prism according to a first embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic front view of a light source device according to a second embodiment. Graph showing transmittance of a first surface of a prism according to a second embodiment for S-polarized light.
  • FIG. 13 is a schematic front view of a light source device according to a third embodiment. 13 is a graph showing the transmittance of a first surface of a prism according to a third embodiment for S-polarized light.
  • FIG. 13 is a schematic front view of a light source device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic front view of a light source device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing the transmittance of a first surface of a prism according to a fifth embodiment for P-polarized light.
  • 13 is a schematic front view of a light source device according to a sixth embodiment.
  • 13 is a graph showing the transmittance of the first surface of the prism according to the sixth embodiment for S-polarized light.
  • 1 is a partial front view of a prism according to a first embodiment;
  • FIG. 13 is a partial front view of a prism according to a modified example.
  • FIG. 13 is a partial front view of a prism according to another modified example.
  • positional relationships such as up, down, left, and right are based on the positional relationships shown in the drawings.
  • Each figure described in the following embodiments is a schematic diagram, and the ratios of size and thickness of each component in each figure do not necessarily reflect the actual dimensional ratios. Furthermore, the dimensional ratios of each element are not limited to the ratios shown in the drawings.
  • prefixes such as “first” and “second” are added to the names of the components.
  • the prefixes such as “first” and “second” may be omitted in consideration of readability of the text.
  • suffixes such as "-1” and “-2” are added to the symbols of the components.
  • the suffixes "-1” and “-2” may be omitted to make the text easier to read.
  • First embodiment 1.1.1 Configuration 1 is a schematic diagram of a light source device 1 according to a first embodiment.
  • the light source device 1 is used in, for example, a projector.
  • the light source device 1 includes a plurality of laser light sources 2 and an optical system 3.
  • Each of the multiple laser light sources 2 emits a beam B.
  • the beam B is a so-called elliptical beam, in which the intensity distribution at a distance from the laser light source 2, i.e., the far-field pattern, is elliptical.
  • the laser light source 2 is, for example, a semiconductor laser.
  • the major axis direction, minor axis direction, and optical axis direction of each beam B are along the X direction, Y direction, and Z direction, respectively.
  • the multiple laser light sources 2 are lined up in both the X direction corresponding to the major axis direction of the beam B, and the Y direction corresponding to the minor axis direction of the beam B.
  • the number of laser light sources 2 is 24.
  • the 24 laser light sources 2 are lined up in four rows X1 to X4 in the X direction and six rows Y1 to Y6 in the Y direction.
  • the optical system 3 includes multiple collimating means 4, a prism 5, and a group of reflecting mirrors 6.
  • the collimating means 4 collimates the beams B emitted from the laser light sources 2 into a plurality of substantially parallel light beams L.
  • the beam width in the first direction is larger than the beam width in the second direction perpendicular to the first direction.
  • the beam width of the substantially parallel light beam L in the first direction or the second direction may be defined, for example, as the distance between two points at which the radiation intensity of the substantially parallel light beam is 1/ e2 relative to the peak radiation intensity of the substantially parallel light beam.
  • the beam width of the substantially parallel light beam L in the first direction or the second direction may be a full width at half maximum (FWHM).
  • the first direction corresponds to the major axis direction of the beam B
  • the second direction corresponds to the minor axis direction of the beam B. Since the laser light sources 2 are aligned in both the major axis direction and the minor axis direction of the beam B, the substantially parallel light beams L are aligned in both the first direction and the second direction.
  • the collimating means 4 may be configured, for example, by an aspherical lens or a plurality of spherical lenses. Alternatively, they may be integrated into one to form a lens array.
  • the optical system 3 has 24 collimating means 4. The 24 collimating means 4 are arranged so as to correspond one-to-one to the 24 laser light sources 2.
  • Prism 5 is provided to make beam B (approximately parallel light L) perfectly circular and to improve the filling rate of beam B (approximately parallel light L).
  • Prism 5 has a first surface 51 on which the multiple approximately parallel light beams L from the multiple collimating means 4 are incident, and a second surface 52 opposite to first surface 51.
  • Figure 2 is a partially enlarged view of the prism 5.
  • the prism 5 has an entrance region R1 on the first surface 51 where the substantially parallel light beam L is refracted and enters the prism 5, and an exit region R2 where the substantially parallel light beam L is refracted and exits the prism 5, and a reflection region R3 on the second surface 52 where the substantially parallel light beam L that entered the prism 5 through the entrance region R1 is reflected toward the exit region R2.
  • Figure 3 is a schematic front view of the light source device 1, in particular a schematic front view as seen from the -Y direction.
  • Figure 4 is another schematic side view of the light source device 1, in particular a schematic side view as seen from the -X direction. Note that the group of reflective mirrors 6 is omitted in Figures 3 and 4.
  • the first surface 51 is a flat surface.
  • the incident region R1 and the exit region R2 are located on the same plane.
  • the incident regions R1 and the exit regions R2 of the multiple substantially parallel light beams L are located on the same plane.
  • the incident region R1 is a portion of the first surface 51 where the substantially parallel light beams L are incident.
  • the center of the incident region R1 is a position where the central light beam L1 of the substantially parallel light beams L passes through.
  • the size of the incident region R1 may be in a range where the radiation intensity of the substantially parallel light beams L is 1/e 2 of the radiation intensity of the substantially parallel light beams L at the center of the incident region R1.
  • the exit region R2 is a portion of the first surface 51 where the substantially parallel light beams L are emitted.
  • the center of the exit region R2 is a position where the central light beam L1 of the substantially parallel light beams L passes through.
  • the size of the exit region R2 may be in a range where the radiation intensity of the substantially parallel light beams L is 1/e 2 of the radiation intensity of the substantially parallel light beams L at the center of the exit region R2.
  • the first surface 51 includes an entrance region R1 and an exit region R2 corresponding to each of the multiple laser light sources 2.
  • the first surface 51 includes a first entrance region R1-1 and a first exit region R2-1 corresponding to the first laser light source 2-1, and a second entrance region R1-2 and a second exit region R2-2 corresponding to the second laser light source 2-2.
  • the first exit region R2-1 is between the first entrance region R1-1 and the second entrance region R1-2. This makes it possible to reduce the overlapping portion of the first surface 51 between the exit region R2 and the entrance region R1. Therefore, it is possible to reduce partial thermal expansion of the first surface 51.
  • the first exit region R2-1 partially overlaps with the first entrance region R1-1, but it is more preferable that it does not overlap with either the first entrance region R1 or the second entrance region R1.
  • the distance on the first surface 51 between the centers of the entrance regions R1 (first entrance region R1-1 and second entrance region R1-2) of the multiple substantially parallel light beams L that are adjacent in the first direction is defined as s [mm].
  • the distance on the first surface 51 between the midpoint m between the centers of the entrance regions R1 (first entrance region R1-1 and second entrance region R1-2) and the exit region R2 (first exit region R2-1) that is closest to the midpoint m among the exit regions R2 (first exit region R2-1 and second exit region R2-2) of the adjacent substantially parallel light beams L is defined as t [mm].
  • the distances s and t vary depending on the refractive index n, the angles ⁇ , ⁇ , and ⁇ , and the thickness d [mm] of the prism 5 in the direction of the optical axis of the substantially parallel light beams L that are incident on the prism 5. It is preferable that the prism 5 satisfies
  • the second surface 52 When viewed from the second direction ( ⁇ Y direction) of the approximately parallel light L incident on the first surface 51, the second surface 52 is a stepped surface in which a plurality of parallel first inclined surfaces 52a and a plurality of parallel second inclined surfaces 52b are arranged alternately. Therefore, the first inclined surfaces 52a are not located on the same plane.
  • the multiple first inclined surfaces 52a include a reflective region R3.
  • the multiple second inclined surfaces 52b are surfaces that connect adjacent first inclined surfaces 52a.
  • the second inclined surfaces 52b are not used as reflective region R3.
  • the center of the reflection region R3 is a position through which the central luminous flux L1 of the approximately parallel light L passes.
  • the size of the reflection region R3 may be in a range in which the radiation intensity of the approximately parallel light L is 1/ e2 of the radiation intensity of the approximately parallel light L at the center of the reflection region R3.
  • the second surface 52 includes four first inclined surfaces 52a-1 to 52a-4.
  • the first inclined surface 52a-1 defines the reflection region R3 of the six laser light sources 2 in row X1.
  • the first inclined surfaces 52a-2 to 52a-4 correspond to rows X2 to X4.
  • the reflection region R3 is located on the same plane.
  • the reflection region R3 is not located on the same plane.
  • the distances between the centers of the first inclined surfaces 52a and the first surface 51 are equal to each other.
  • the distances between the centers of the entrance region R1 and the reflection region R3 are equal, and the distances between the centers of the exit region R3 and the reflection region R1 are equal.
  • the first surface 51 is inclined with respect to a first direction ( ⁇ X direction) of the approximately parallel light L incident on the first surface 51, and the first inclined surface 52a and the second inclined surface 52b are inclined with respect to the first direction ( ⁇ X direction) of the approximately parallel light L incident on the first surface 51.
  • the first surface 51 is parallel to but not inclined with respect to the second direction ( ⁇ Y direction) of the approximately parallel light L incident on the first surface 51, and the first inclined surface 52a and the second inclined surface 52b are parallel to but not inclined with respect to the second direction ( ⁇ Y direction) of the approximately parallel light L incident on the first surface 51.
  • the angle of the first surface 51 with respect to the first direction is ⁇ [°]
  • the angle of the first inclined surface 52a of the second surface 52 is ⁇ [°].
  • the angle ⁇ is the angle of the entrance region R1 and the exit region R2, and the angle ⁇ is the angle of the reflection region R3.
  • the prism 5 satisfies ⁇ > ⁇ .
  • the angle ⁇ is equal to the angle of incidence of the approximately parallel light L with respect to the entrance region R1.
  • the first surface 51 faces the side (right side in FIG. 3) from which the multiple nearly parallel light beams L are emitted from the prism 5 with respect to the multiple nearly parallel light beams L incident on the prism 5.
  • the angles ⁇ and ⁇ are positive in the rotation direction (counterclockwise direction in FIG. 3) in which the first surface 51 approaches the second surface 52 around the rotation axis A1 along the second direction ( ⁇ Y direction in FIG. 3) on the opposite side (left side in FIG. 3) from the side (right side in FIG. 3) from which the multiple nearly parallel light beams L are emitted from the prism 5 with respect to the multiple nearly parallel light beams L incident on the prism 5.
  • FIG. 3 in FIG.
  • the +X direction is 0°, and the counterclockwise direction is positive.
  • the rotation axis A1 is illustrated at the end of the first surface 51 on the opposite side (left side in FIG. 3) from the side (right side in FIG. 3) from which the multiple nearly parallel light beams L are emitted from the prism 5 with respect to the multiple nearly parallel light beams L incident on the prism 5.
  • the rotation axis A1 is used only to determine whether the angles ⁇ and ⁇ are positive or negative, and does not necessarily refer to the rotation axis of the first surface 51 and the second surface 52.
  • the angle ⁇ 0. In FIG.
  • the refraction angle of the substantially parallel light L with respect to the emission region R2 is ⁇ [°]. If the refractive index of the prism 5 is n, the prism 5 satisfies the following formula (1).
  • the approximately parallel light L is incident on the entrance region R1 of the first surface 51, is refracted by the entrance region R1, enters the prism 5, and travels inside the prism 5 toward the first inclined surface 52a.
  • the approximately parallel light L is reflected by the reflection region R3 of the first inclined surface 52a, and travels inside the prism 5 toward the first surface 51.
  • the approximately parallel light L is refracted at the exit region R2 of the first surface 51, and is emitted from the exit region R2 to the outside of the prism 5. This narrows the beam width of the approximately parallel light L in the first direction, and the spacing between the multiple approximately parallel light beams L in the first direction.
  • the spacing in the first direction of the nearly parallel light L incident on the prism 5 is a1, and the beam width in the first direction is b1.
  • the spacing in the third direction corresponding to the first direction in the nearly parallel light L emitted from the prism 5 is a2, and the beam width in the third direction is b2.
  • the prism 5 satisfies a2 ⁇ a1 and b2 ⁇ b1.
  • Figure 5 is a graph showing the relationship between the angle ⁇ of the first surface 51 of the prism 5 and the rate of change of the substantially parallel light L in the first direction, as a function of the angle ⁇ .
  • the rate of change of the substantially parallel light L in the first direction is expressed as a percentage of b2/b1. Therefore, a rate of change of 100% means that the beam width in the first direction does not change. A rate of change exceeding 100% means that the beam width in the first direction increases. In this case, the rate of change corresponds to the expansion rate. A rate of change of less than 100% means that the beam width in the first direction decreases. In this case, the rate of change corresponds to the reduction rate. An increase in the rate of change means an improvement in the expansion rate, and a decrease in the rate of change means an improvement in the reduction rate. A rate of change of 50% means that the beam width in the first direction is reduced by half.
  • Figure 6 is a graph showing the relationship between the angle ⁇ of the first surface 51 of the prism 5 and the filling rate of the substantially parallel light L in the first direction, as a function of the angle ⁇ .
  • Figure 6 shows the filling rate of the approximately parallel light L exiting the prism 5 when the filling rate of the approximately parallel light L entering the prism 5 is 50%.
  • the filling rate of the approximately parallel light L exiting the prism 5 is 50%, so if the filling rate in FIG. 6 exceeds 50%, the filling rate has been improved, which means that more integration has been achieved.
  • the prism 5 is set to satisfy the following equation (3).
  • the filling rate of the approximately parallel light L emitted from the prism 5 is greater than the filling rate of the approximately parallel light L incident on the prism 5.
  • the prism 5 satisfies the following formula (4).
  • the approximately parallel light L reflected at the reflection region R3 may be totally reflected at the emission region R2 of the first surface 51. If ⁇ /2, the rate of change may be 100% or more.
  • the ellipticity of a semiconductor laser (the ratio of the beam width in the minor axis direction to the beam width in the major axis direction) is approximately 0.2 to 0.5. Therefore, in order to bring the ellipticity closer to 1, it is preferable that the prism 5 satisfies the following expressions (5) and (6).
  • the approximately parallel light L emitted from the emission region R2 approaches the laser light source 2, which may make it difficult to configure the optical system 3.
  • the approximately parallel light L is more likely to be totally reflected in the emission region R2, and wasted space may occur in the optical system 3.
  • ⁇ 1.1 ⁇ -90 the effect of compressing the beam width of the approximately parallel light L in the first direction decreases, and when ⁇ 0.95 ⁇ -60, the effect of compressing the approximately parallel light L in the first direction becomes so large that the shape of the approximately parallel light L may become elliptical, with the beam width in the first direction being smaller than the beam width in the second direction, rather than circular.
  • Figure 7 is a graph showing the relationship between the angle ⁇ of the first surface 51 of the prism 5 and the rate of change of the substantially parallel light L in the first direction with respect to the refractive index n.
  • Figure 8 is a graph showing the relationship between the angle ⁇ of the first surface 51 of the prism 5 and the filling rate of the substantially parallel light L in the first direction as a function of the refractive index n.
  • the refractive index n is changed to 1.4, 1.5, and 1.7 when the angle ⁇ is 60° and when the angle ⁇ is 90°.
  • the filling rate in Figure 8 indicates the filling rate of the approximately parallel light L emitted from the prism 5, and here, the filling rate of the approximately parallel light L incident on the prism 5 is 50%.
  • Table 1 below shows an example of parameters for the light source device 1 according to this embodiment.
  • the prism 5 compresses the beam width of the approximately parallel light L in the first direction.
  • the beam width in the first direction is greater than the beam width in the second direction. Therefore, by compressing the beam width of the approximately parallel light L in the first direction, the approximately parallel light L changes from an elliptical shape to a shape closer to a perfect circle. Furthermore, the prism 5 makes it possible to improve the filling rate of the approximately parallel light L in the first direction.
  • an anti-reflection film is formed on the first surface 51.
  • the beam B is linearly polarized light. Since the first surface 51 includes the entrance region R1 and the exit region R2, it is preferable to form an anti-reflection film on the first surface 51 so as to satisfy the following formula (7), where the transmittance T ⁇ of the entrance region R1 for a predetermined linearly polarized light and the transmittance T ⁇ of the exit region R2 for a predetermined linearly polarized light.
  • the beam B is S-polarized in the major axis direction and P-polarized in the minor axis direction.
  • the first direction of the approximately parallel light L corresponds to the major axis direction of the beam B. Therefore, the transmittance for S-polarized light is taken into consideration in the first direction of the approximately parallel light L. That is, the predetermined linearly polarized light is S-polarized light.
  • G11 and G12 correspond to the anti-reflection coating of the first example.
  • G21 and G22 correspond to the anti-reflection coating of the second example.
  • G11 and G21 show the change in transmittance T ⁇ of the incident region R1 for S-polarized light with respect to wavelength
  • G12 and G22 show the change in transmittance T ⁇ of the exit region R2 for S-polarized light with respect to wavelength.
  • the transmittance T ⁇ of the incident region R1 for S-polarized light indicates the transmittance for light incident on the first surface 51 at an angle ⁇ .
  • the transmittance T ⁇ of the exit region R2 for S-polarized light indicates the transmittance for light incident on the first surface 51 at an angle equal to the refraction angle ⁇ .
  • the reference wavelength of the prism 5 and the anti-reflection films of the first and second examples is 450 nm.
  • the material of the prism 5 is glass, and the refractive index for the reference wavelength is 1.52532.
  • the anti-reflection film of the first example is a conventionally known single-layer MgF2 film having a thickness of 1/4 of the reference wavelength.
  • the anti-reflection film of the second example is a multi-layer film in which layers made of materials with different refractive indices for the reference wavelength are alternately stacked. Table 2 below shows the configuration of the anti-reflection film of the second example.
  • the transmittance T ⁇ for S-polarized light in the incident region R1 is 98% or more over a wide wavelength range, but the transmittance T ⁇ for S-polarized light in the exit region R2 is 12% or less over a wide wavelength range. This shows that the transmittance is low in the single-layer coating that has been commonly used in the past. Therefore, it is desirable to improve the transmittance.
  • both the transmittances T ⁇ and T ⁇ are high near the reference wavelength, and in the range from W11 to W12, T ⁇ ⁇ T ⁇ ⁇ 90%.
  • W11 is 437 nm
  • the approximately parallel light L can be changed from an elliptical shape to a shape closer to a perfect circle, the spacing of the approximately parallel light L in the first direction can be narrowed, and the filling rate of the approximately parallel light L can be improved. This allows the optical system 3 to be made more compact.
  • the reflecting mirror group 6 is provided to improve the filling rate of the substantially parallel light L.
  • the reflecting mirror group 6 includes a plurality of reflecting mirrors 6a-1 to 6a-6 that reflect the plurality of substantially parallel light L emitted from the prism 5.
  • the reflecting mirrors 6a-1 to 6a-6 are arranged such that the spacing in the second direction of the plurality of substantially parallel light L after being reflected by the reflecting mirror group 6 is smaller than the spacing in the second direction of the plurality of substantially parallel light L before being reflected by the reflecting mirror group 6.
  • FIG. 10 is an image showing the shape of the approximately parallel light L entering the prism 5 from the collimating means 4.
  • FIG. 11 is an image showing the shape of the approximately parallel light L emitted from the prism 5.
  • FIG. 12 is an image showing the shape of the approximately parallel light L reflected by the group of reflecting mirrors 6.
  • whiter colors indicate higher radiation intensity.
  • X1 to X4 and Y1 to Y6 in FIGS. 10 to 12 correspond to X1 to X4 and Y1 to Y6 in FIG. 1.
  • the beam width in the first direction (the ⁇ X direction in FIG. 10) is larger than the beam width in the second direction (the ⁇ Y direction in FIG. 10), and the approximately parallel light L has an elliptical shape.
  • the beam width in the first direction (the ⁇ Z direction in FIG. 11) is as small as the beam width in the second direction (the ⁇ Y direction in FIG. 11), and the approximately parallel light L is closer to a perfect circle than an ellipse. Furthermore, the spacing of the approximately parallel light L in the first direction is narrower.
  • the spacing of the approximately parallel light L is narrowed in both the first and second directions, and the shape of the approximately parallel light L is closer to a perfect circle than an ellipse, resulting in improved beam integration.
  • the prism 5 described above has a first surface 51 on which the multiple approximately parallel light beams L are incident from the multiple collimating means 4 that convert the multiple beams B emitted from the multiple laser light sources 2 into multiple approximately parallel light beams L, and a second surface 52 facing the first surface 51.
  • the beam width in the first direction is larger than the beam width in the second direction perpendicular to the first direction.
  • the multiple approximately parallel light beams L incident on the prism 5 are aligned at least in the first direction.
  • the first surface 51 includes an entrance region R1 where the approximately parallel light beams L are refracted and enter the prism 5, and an exit region R2 where the approximately parallel light beams L are refracted and exit from the prism 5, and the second surface 52 includes a reflection region R3 that reflects the approximately parallel light beams L that have entered the prism 5 through the entrance region R1 toward the exit region R2.
  • prism 5 if the spacing in a first direction of the multiple nearly parallel light beams L incident on prism 5 is a1, the beam width in the first direction is b1, and the spacing in a third direction corresponding to the first direction of the multiple nearly parallel light beams L emitted from prism 5 is a2, and the beam width in the third direction is b2, then b2/a2>b1/a1 is satisfied.
  • This configuration not only compresses the beam spacing in the first direction, but also improves the beam filling rate.
  • the entrance region R1 and the exit region R2 are located on the same plane in the first direction. This configuration allows the structure of the prism 5 to be simplified.
  • the reflective regions R2 are arranged so as not to be located on the same plane in the first direction. This configuration allows the prism 5 to be made thinner.
  • the distance between the center of the incident region R1 and the center of the reflective region R3 is equal, and the distance between the center of the exit region R2 and the center of the reflective region R3 is equal. This configuration allows the prism 5 to be made thinner.
  • Prism 5 further satisfies 50 ⁇ 100 and 1.1 ⁇ -90 ⁇ 0.95 ⁇ -60. This configuration allows for further improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • the light source device 1 described above includes a plurality of laser light sources 2, a plurality of collimating means 4 for converting a plurality of beams B emitted from the plurality of laser light sources 2 into a plurality of approximately parallel light beams L, and a prism 5 having a first surface 51 on which the plurality of approximately parallel light beams L are incident from the plurality of collimating means 4 and a second surface 52 facing the first surface 51.
  • the beam width in the first direction is greater than the beam width in the second direction perpendicular to the first direction.
  • the plurality of approximately parallel light beams L are aligned at least in the first direction.
  • the first surface 51 includes an entrance region R1 where the approximately parallel light beam L is refracted and enters the prism 5, and an exit region R2 where the approximately parallel light beam L is refracted and exits the prism 5, and the second surface 52 includes a reflection region R3 that reflects the approximately parallel light beam L that entered the prism 5 through the entrance region R1 toward the exit region R2.
  • the multiple substantially parallel light beams L that enter the prism 5 are aligned in both the first and second directions. This configuration allows for high output because the laser light source 2 is arranged on a flat surface.
  • the light source device 1 further includes a reflecting mirror group 6 that reflects the multiple approximately parallel light beams L emitted from the prism 5.
  • the reflecting mirror group 6 includes multiple reflecting mirrors 6a that are arranged such that the spacing in the second direction of the multiple approximately parallel light beams L after being reflected by the reflecting mirror group 6 is smaller than the spacing in the second direction of the multiple approximately parallel light beams L before being reflected by the reflecting mirror group 6. This configuration can also compress the spacing of the beams in the second direction.
  • Second embodiment 1.2.1 Configuration 13 is a schematic side view of a light source device 1A according to the second embodiment, particularly a schematic side view seen from the -Y direction.
  • the light source device 1A includes a plurality of laser light sources 2 and an optical system 3A.
  • the optical system 3A includes a plurality of collimating means 4 and a prism 5A.
  • prism 5A has a first surface 51 and a second surface 52, but differs from prism 5 mainly in the refractive index n, angle ⁇ , angle ⁇ , angle ⁇ , and thickness d.
  • Table 3 below shows an example of parameters for the light source device 1A in this embodiment.
  • the 14 is a graph showing the transmittance of the first surface 51 of the prism 5A for S-polarized light.
  • G31 shows the change in transmittance T ⁇ with respect to wavelength
  • G32 shows the change in transmittance T ⁇ with respect to wavelength.
  • the reference wavelength of prism 5A and the anti-reflection coating is 450 nm.
  • Prism 5A is made of glass, and has a refractive index of 1.4391 for the reference wavelength.
  • the anti-reflection coating of prism 5A is a multi-layer coating in which layers made of materials with different refractive indices for the reference wavelength are alternately stacked.
  • the composition of the anti-reflection coating is shown in Table 4 below.
  • the prism 5A makes it possible to adjust the beam spacing, shape, and filling rate.
  • the approximately parallel light L can be changed from an elliptical shape to one closer to a perfect circle, narrowing the spacing of the approximately parallel light L in the first direction and improving the filling rate of the approximately parallel light L. This allows the optical system to be made more compact.
  • the prism 5A described above satisfies ⁇ > ⁇ .
  • This configuration can narrow the interval between the beams (approximately parallel light L) with a simple structure, and further enables the beams (approximately parallel light L) to be made perfectly circular and the filling rate to be improved.
  • Prism 5A satisfies b2/a2>b1/a1. This configuration not only compresses the beam spacing in the first direction, but also improves the beam filling rate.
  • This configuration can achieve high transmittance even when there are two refractions at different angles in the entrance region R1 and the exit region R2.
  • Prism 5A satisfies ⁇ -90 ⁇ /2. This configuration enables an improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • Prism 5A further satisfies 50 ⁇ 100 and 1.1 ⁇ -90 ⁇ 0.95 ⁇ -60. This configuration allows for further improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • Third embodiment 1.3.1 Configuration 15 is a schematic side view of a light source device 1B according to the third embodiment, particularly a schematic side view seen from the -Y direction.
  • the light source device 1B includes a plurality of laser light sources 2 and an optical system 3B.
  • the optical system 3B includes a plurality of collimating means 4 and a prism 5B.
  • prism 5B has a first surface 51 and a second surface 52, but differs from prism 5 mainly in the refractive index n, angle ⁇ , angle ⁇ , angle ⁇ , and thickness d.
  • Table 5 below shows an example of parameters for the light source device 1B in this embodiment.
  • FIG 16 is a graph showing the transmittance of the first surface 51 of the prism 5B for S-polarized light.
  • G41 shows the change in transmittance T ⁇ with respect to wavelength
  • G42 shows the change in transmittance T ⁇ with respect to wavelength.
  • the reference wavelength of prism 5B and the anti-reflection coating is 500 nm.
  • Prism 5B is made of glass, and has a refractive index of 1.62904 for the reference wavelength.
  • the anti-reflection coating of prism 5B is a multi-layer coating in which layers made of materials with different refractive indices for the reference wavelength are alternately stacked.
  • the composition of the anti-reflection coating is shown in Table 6 below.
  • T ⁇ ⁇ T ⁇ ⁇ 90% is obtained in the wavelength range of W31 to W32 including the reference wavelength.
  • W31 is 487 nm
  • the antireflection film having the configuration of Table 6 can be a simple two-layer structure.
  • the prism 5B makes it possible to adjust the beam spacing, shape, and filling rate.
  • the approximately parallel light L can be changed from an elliptical shape to one closer to a perfect circle, narrowing the spacing of the approximately parallel light L in the first direction and improving the filling rate of the approximately parallel light L. This allows the optical system to be made more compact.
  • the prism 5B described above satisfies ⁇ > ⁇ .
  • This configuration can narrow the interval between the beams (approximately parallel light L) with a simple structure, and further enables the beams (approximately parallel light L) to be made perfectly circular and the filling rate to be improved.
  • Prism 5B satisfies b2/a2>b1/a1. This configuration not only compresses the beam spacing in the first direction, but also improves the beam filling rate.
  • This configuration can achieve high transmittance even when refraction occurs twice at different angles in the entrance region R1 and the exit region R2.
  • Prism 5B satisfies ⁇ -90 ⁇ /2. This configuration enables an improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • Prism 5B further satisfies 50 ⁇ 100 and 1.1 ⁇ -90 ⁇ 0.95 ⁇ -60. This configuration allows for further improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • Configuration 17 is a schematic side view of a light source device 1C according to the fourth embodiment, particularly a schematic side view seen from the -Y direction.
  • the light source device 1C includes a plurality of laser light sources 2 and an optical system 3C.
  • the optical system 3C includes a plurality of collimating means 4 and a prism 5C.
  • prism 5B has a first surface 51 and a second surface 52, but differs from prism 5 mainly in the refractive index n, angle ⁇ , angle ⁇ , angle ⁇ , and thickness d.
  • the first surface 51 faces the opposite side to the side from which the multiple approximately parallel light beams L exit the prism 5 (right side in FIG. 17) with respect to the multiple approximately parallel light beams L entering the prism 5.
  • the angles ⁇ and ⁇ are positive in the rotation direction (clockwise direction in FIG. 17) in which the first surface 51 moves away from the second surface 52 around the rotation axis A1 along the second direction ( ⁇ Y direction in FIG. 17) on the opposite side (left side in FIG. 17) from the side from which the multiple approximately parallel light beams L exit the prism 5 with respect to the multiple approximately parallel light beams L entering the prism 5 (right side in FIG. 17).
  • the -X direction is 0°, and the clockwise direction is positive.
  • the rotation axis A1 is illustrated at the end of the first surface 51 on the opposite side (left side in FIG. 17) from the side from which the multiple approximately parallel light beams L exit the prism 5 with respect to the multiple approximately parallel light beams L entering the prism 5 (right side in FIG. 17).
  • Table 7 below shows an example of parameters for the light source device 1C in this embodiment.
  • the approximately parallel light beams L can pass through the incident region R1 and enter the prism 5C. From a comparison of Tables 1 and 7, it can be seen that the filling rate is very high when the first surface 51 faces the opposite side of the multiple approximately parallel light beams L incident on the prism 5, rather than the side where the multiple approximately parallel light beams L exit the prism 5.
  • the filling rate of the approximately parallel light beams L incident on the prism 5C is 50.0%, whereas the filling rate of the approximately parallel light beams L exiting the prism 5C is very high at 84.1%, so that the prism 5C can greatly improve the integration of the beam and can focus the beam in a narrower range.
  • the angle ⁇ is -20.000 and the angle ⁇ is 6.604, and in this case too, ⁇ > ⁇ is satisfied. From this point of view, the angle ⁇ being negative can be said to mean that the first surface 51 faces the side opposite to the side from which the multiple approximately parallel light beams L exit the prism 5 with respect to the multiple approximately parallel light beams L entering the prism 5.
  • the prism 5C makes it possible to adjust the beam spacing, shape, and filling rate.
  • the approximately parallel light L can be changed from an elliptical shape to one closer to a perfect circle, narrowing the spacing of the approximately parallel light L in the first direction and improving the filling rate of the approximately parallel light L. This allows the optical system to be made more compact.
  • the prism 5C described above satisfies ⁇ > ⁇ .
  • This configuration can narrow the interval between the beams (approximately parallel light L) with a simple structure, and further enables the beams (approximately parallel light L) to be made perfectly circular and the filling rate to be improved.
  • Prism 5C satisfies b2/a2>b1/a1. This configuration not only reduces the beam spacing in the first direction, but also improves the beam filling rate.
  • This configuration can achieve high transmittance even when refraction occurs twice at different angles in the entrance region R1 and the exit region R2.
  • Prism 5C satisfies ⁇ -90 ⁇ /2. This configuration enables an improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • Prism 5C further satisfies 50 ⁇ 100 and 1.1 ⁇ -90 ⁇ 0.95 ⁇ -60. This configuration allows for further improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • the light source device 1D includes a plurality of laser light sources 2 and an optical system 3D.
  • the optical system 3D includes a plurality of collimating means 4 and a prism 5D.
  • prism 5D has a first surface 51 and a second surface 52, but differs from prism 5 mainly in the refractive index n, angle ⁇ , angle ⁇ , angle ⁇ , and thickness d.
  • Table 8 below shows an example of parameters for the light source device 1D in this embodiment.
  • Prism 5D compresses the beam width of the approximately parallel light L in the first direction.
  • the beam width in the first direction is greater than the beam width in the second direction. Therefore, by compressing the beam width of the approximately parallel light L in the first direction, the approximately parallel light L changes from an elliptical shape to one closer to a perfect circle.
  • prism 5D makes it possible to improve the filling rate of the approximately parallel light L in the first direction.
  • an anti-reflection film is formed on the first surface 51.
  • the beam B is linearly polarized. If the transmittance T ⁇ of the incident region R1 for a predetermined linearly polarized light and the transmittance T ⁇ of the exit region R2 for a predetermined linearly polarized light, it is preferable that an anti-reflection film is formed on the first surface 51 so as to satisfy the above formula (7).
  • the beam B is P-polarized in the major axis direction and S-polarized in the minor axis direction.
  • the first direction of the approximately parallel light L corresponds to the major axis direction of the beam B. Therefore, in the first direction of the approximately parallel light L, the transmittance for P-polarized light is taken into consideration. That is, the predetermined linearly polarized light is P-polarized light.
  • FIG 19 is a graph showing the transmittance of the first surface 51 of the prism 5D for P-polarized light.
  • G51 shows the change in transmittance T ⁇ with respect to wavelength
  • G52 shows the change in transmittance T ⁇ with respect to wavelength.
  • the reference wavelength of prism 5D and the anti-reflection coating is 635 nm.
  • Prism 5D is made of glass, and has a refractive index of 1.456954 for the reference wavelength.
  • the anti-reflection coating of prism 5D is a multi-layer coating in which layers made of materials with different refractive indices for the reference wavelength are alternately stacked. Table 9 below shows the composition of the anti-reflection coating.
  • W41 is 629 nm
  • the prism 5D makes it possible to adjust the beam spacing, shape, and filling rate.
  • a single prism 5D can change the shape of the approximately parallel light L from an elliptical shape to something closer to a perfect circle, narrowing the spacing of the approximately parallel light L in the first direction and improving the filling rate of the approximately parallel light L. This allows the optical system to be made more compact.
  • the prism 5D described above satisfies ⁇ > ⁇ .
  • This configuration can narrow the interval between the beams (approximately parallel light L) with a simple structure, and further enables the beams (approximately parallel light L) to be made perfectly circular and the filling rate to be improved.
  • Prism 5D satisfies b2/a2>b1/a1. This configuration not only reduces the beam spacing in the first direction, but also improves the beam filling rate.
  • Prism 5D satisfies ⁇ -90 ⁇ /2. This configuration enables an improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • Prism 5D further satisfies 50 ⁇ 100 and 1.1 ⁇ -90 ⁇ 0.95 ⁇ -60. This configuration allows for further improvement in the reduction ratio and filling rate of the substantially parallel light L in the first direction.
  • Sixth embodiment 1.6.1 Configuration 20 is a schematic side view of a light source device 1E according to the sixth embodiment, particularly a schematic side view seen from the -Y direction.
  • the light source device 1E includes a plurality of laser light sources 2 and an optical system 3E.
  • the optical system 3E includes a plurality of collimating means 4 and a prism 5E.
  • prism 5E has a first surface 51 and a second surface 52, but differs from prism 5 mainly in the refractive index n, angle ⁇ , angle ⁇ , angle ⁇ , and thickness d.
  • Table 10 below shows an example of parameters for the light source device 1E according to this embodiment.
  • the rate of change of the approximately parallel light L in the first direction is 222%, which exceeds 100%. Therefore, prism 5E expands the beam width of the approximately parallel light L in the first direction. In the approximately parallel light L, the beam width in the first direction is smaller than the beam width in the second direction. Therefore, by expanding the beam width of the approximately parallel light L in the first direction, the approximately parallel light L changes from an elliptical shape to one closer to a perfect circle. In addition, prism 5E makes it possible to reduce the filling rate of the approximately parallel light L in the first direction.
  • the 21 is a graph showing the transmittance of the first surface 51 of the prism 5E for S-polarized light.
  • G61 shows the change in transmittance T ⁇ with respect to wavelength
  • G62 shows the change in transmittance T ⁇ with respect to wavelength.
  • the reference wavelength of prism 5E and the anti-reflection coating is 455 nm.
  • Prism 5E is made of glass, and has a refractive index of 1.524396 for the reference wavelength.
  • the anti-reflection coating of prism 5E is a multi-layer coating in which layers made of materials with different refractive indices for the reference wavelength are alternately stacked.
  • the composition of the anti-reflection coating is shown in Table 11 below.
  • W51 is 424 nm
  • the prism 5E makes it possible to adjust the beam spacing, shape, and filling rate.
  • the approximately parallel light L can be changed from an elliptical shape to something closer to a perfect circle, the spacing of the approximately parallel light L in the first direction can be increased, and the filling rate of the approximately parallel light L can be reduced.
  • the prism 5E can increase the distance between the beams B while correcting the shape of the beams B, making it easier to configure the optical system.
  • Figure 22 is a partial front view of the prism 5 according to the first embodiment.
  • the approximately parallel light L is refracted at the entrance region R1 of the first surface 51 and enters the prism 5, reflected at the reflection region R3 of the second surface 52 within the prism 5, refracted at the exit region R2 of the first surface 51 and emitted outside the prism 5.
  • the prism 5 there are portions that have very little effect on the refraction and reflection of the multiple approximately parallel light beams L.
  • portions of the second surface 52 other than the reflection region R3, mainly the second inclined surface 52b and the boundary between the second inclined surface 52b and the first inclined surface 52a have very little effect on the reflection of the approximately parallel light L.
  • the peripheral edge of the approximately parallel light L may be present on the second inclined surface 52b and on the boundary between the second inclined surface 52b and the first inclined surface 52a, but the peripheral edge of the approximately parallel light L is a portion where the radiation intensity of the semiconductor laser, which usually has a Gaussian distribution, is almost zero. Therefore, the portion other than the reflection region R3, such as the second inclined surface 52b and the boundary between the second inclined surface 52b and the first inclined surface 52a, is an ineffective portion R4 that has very little effect on the light utilization efficiency. Therefore, the shape of such an ineffective portion R4 may be any shape.
  • FIG. 23 is a partial front view of a prism 5 according to a modified example.
  • the second inclined surface 52b of the second surface 52 is a surface along the ⁇ Z direction.
  • FIG. 24 is a partial front view of a prism 5 according to another modified example.
  • the ridgeline between the first inclined surface 52a and the second inclined surface 52b of the second surface 52 is rounded.
  • the prism 5 can be manufactured by polishing, glass molding, resin molding, or the like.
  • the shape of FIG. 22 or FIG. 240 has a smaller aspect ratio than the shape of FIG. 23, so deformation of the shape during molding is more easily suppressed and the mold can be easily removed, which is preferable.
  • the ineffective portion R4 of the prism 5 is not limited to the shapes shown in Figures 22 to 24, and may be set to a shape suitable for the manufacturing method of the prism 5 using the degree of freedom of the ineffective portion R4.
  • the multiple laser light sources 2 may be structured such that each is mounted in a can package, or may be structured as an integrated structure.
  • the multiple collimating means 4 may be integrated into one optical component.
  • the multiple collimating means 4 may be provided as a light source unit together with the multiple laser light sources 2.
  • the optical system 3 does not need to include multiple collimating means 4.
  • the first surface 51 may not be a flat surface, but may be a stepped surface like the second surface 52.
  • the entrance region R1 and the exit region R2 do not have to be located on the same plane in the first direction.
  • the entrance region R1 or the exit region R2 may be arranged so as not to be located on the same plane in the first direction. Note that when the first surface 51 is a stepped surface like the second surface 52, the second surface 52 may be a flat surface.
  • a reflective film may be formed on the second surface 52 of the prism 5, particularly on the first inclined surface 52a.
  • the reflective film may be a dielectric multilayer film or a metal coating film, as long as it has a high reflectance in a desired wavelength range that includes the wavelength of the substantially parallel light L.
  • the optical system 3 may not include the reflective mirror group 6.
  • the optical systems 3A, 3B, 3C, 3D, and 3E may include the reflective mirror group 6.
  • the first surface includes an entrance area where the substantially parallel light is refracted to enter the prism and an exit area where the substantially parallel light is refracted to exit the prism
  • the second surface includes a reflection region that reflects the substantially parallel light that has passed through the entrance region and entered the prism toward the exit region, prism.
  • the reflective areas are arranged so as not to be coplanar in the first direction.
  • the prism according to any one of embodiments 1 to 7.
  • the reflection mirror group includes a plurality of reflection mirrors arranged such that an interval in the second direction of the plurality of substantially parallel beams after being reflected by the reflection mirror group is smaller than an interval in the second direction of the plurality of substantially parallel beams before being reflected by the reflection mirror group,
  • Aspects 2 to 13, 15, and 16 are optional elements and are not required. Aspects 2 to 13 can be appropriately combined with aspects 14 to 16.
  • This disclosure is applicable to prisms and light source devices. Specifically, this disclosure is applicable to a prism for integrating beams from multiple laser light sources, and a light source device including such a prism.

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Abstract

単純な構造でビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にするプリズム及び光源装置を提供する。プリズムは、レーザ光源からのビームを略平行光にするコリメート手段から略平行光が屈折して進入する入射領域及び略平行光が屈折して出射する出射領域を含む第１面と、第１面に対向し、入射領域を通って進入した略平行光を出射領域に向けて反射する反射領域を含む第２面と、を有する。プリズムに入射する略平行光は、第１方向のビーム幅が第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きく、少なくとも第１方向に並ぶ。

Description

プリズム、光源装置
　本開示は、プリズム及び光源装置に関する。
　特許文献１は、光源ユニットを開示する。特許文献１の光源ユニットは、複数の光源が行及び列をなすように平面状に配列された光源群と、光源群の光軸上に配置され、光源群の各行を構成する光源から射出された光線束の行間隔を狭めることにより列方向に断面面積が縮小された光線束として反射する第一反射ミラー群と、から構成され、第一反射ミラー群は、光源群の各行から射出される光線束の光軸上にそれぞれ異なる短冊状の反射ミラーが階段状に配置されることによって構成される。各反射ミラーは、各反射ミラーからの反射光相互の間隔をなくすように配置されており、これにより光線束の断面面積を縮小することができる。
特開２０１１－１３３１７号公報
　特許文献１の光源ユニットでは、反射ミラー群により、複数のレーザ光源からのビームの間隔を狭めることはできる。しかしながら、反射ミラー群は、複数の反射ミラーが各反射ミラーからの反射光相互の間隔をなくすように配置された複雑な構造を有する。反射ミラー群を構成するには、複数の反射ミラーの位置及び角度を調整する必要があり、このような作業は、複雑であり、困難さを伴う。
　また、近年では、光源として、数十～数百の半導体レーザ等のレーザ光源が用いられる場合が増えている。レーザ光源のビームは一般に楕円形状であり、真円形状に近付くようにビーム形状を補正することが望まれる。特許文献１の光源ユニットでは、ビームの間隔を狭めることはできるものの、ビームを楕円形状から真円形状に近付けることはできない。そのため、特許文献１の光源ユニットには、縦横比を異ならせるアナモフィックレンズ等のアナモフィック光学系を用いる必要があり、結果として、多数の光学部品が必要となり、構造が更に複雑化することになる。
　本開示は、単純な構造でビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にするプリズム及び光源装置を提供する。
　本開示の一態様にかかるプリズムは、複数のレーザ光源から放射される複数のビームを複数の略平行光にする複数のコリメート手段から、複数の略平行光が入射する第１面と、第１面に対向する第２面と、を有する。プリズムに入射する複数の略平行光の各々において、第１方向のビーム幅は、第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きい。プリズムに入射する複数の略平行光は、少なくとも第１方向に並ぶ。複数の略平行光の各々に対して、第１面は、略平行光が屈折してプリズム内に進入する入射領域及び略平行光が屈折してプリズムから出射する出射領域を含み、第２面は、入射領域を通ってプリズムに進入した略平行光を出射領域に向けて反射する反射領域を含む。
　本開示の一態様にかかる光源装置は、複数のレーザ光源と、複数のレーザ光源から放射される複数のビームを複数の略平行光にする複数のコリメート手段と、複数のコリメート手段から複数の略平行光が入射する第１面及び第１面に対向する第２面を有するプリズムと、を備える。プリズムに入射する複数の略平行光の各々において、第１方向のビーム幅は、第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きい。プリズムに入射する複数の略平行光は、少なくとも第１方向に並ぶ。複数の略平行光の各々に対して、第１面は、略平行光が屈折してプリズム内に進入する入射領域及び略平行光が屈折してプリズムから出射する出射領域を含み、第２面は、入射領域を通ってプリズムに進入した略平行光を出射領域に向けて反射する反射領域を含む。
　本開示の態様は、単純な構造でビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にするプリズム及び光源装置を提供する。
実施の形態１にかかる光源装置の概略図 実施の形態１にかかる光源装置のプリズムの部分拡大図 実施の形態１にかかる光源装置の概略正面図 実施の形態１にかかる光源装置の別の概略側面図 実施の形態１にかかるプリズムの第１面の角度と略平行光の第１方向の変化率との関係の、プリズムに入射する略平行光の光軸に対するプリズムから出射した略平行光の光軸の角度に対する変化を示すグラフ 実施の形態１にかかるプリズムの第１面の角度と略平行光の第１方向の充填率との関係の、プリズムに入射する略平行光の光軸に対するプリズムから出射した略平行光の光軸の角度に対する変化を示すグラフ 実施の形態１にかかるプリズムの第１面の角度と略平行光の第１方向の変化率との関係の、プリズムの屈折率に対する変化を示すグラフ 実施の形態１にかかるプリズムの第１面の角度と略平行光の第１方向の充填率との関係の、プリズムの屈折率に対する変化を示すグラフ 実施の形態１にかかるプリズムの第１面のＳ偏光に対する透過率を示すグラフ 実施の形態１にかかるプリズムに入射する略平行光の形状を示す画像 実施の形態１にかかるプリズムから出射された略平行光の形状を示す画像 実施の形態１にかかる反射ミラー群で反射された略平行光の形状を示す画像 実施の形態２にかかる光源装置の概略正面図 実施の形態２にかかるプリズムの第１面のＳ偏光に対する透過率を示すグラフ 実施の形態３にかかる光源装置の概略正面図 実施の形態３にかかるプリズムの第１面のＳ偏光に対する透過率を示すグラフ 実施の形態４にかかる光源装置の概略正面図 実施の形態５にかかる光源装置の概略正面図 実施の形態５にかかるプリズムの第１面のＰ偏光に対する透過率を示すグラフ 実施の形態６にかかる光源装置の概略正面図 実施の形態６にかかるプリズムの第１面のＳ偏光に対する透過率を示すグラフ 実施の形態１にかかるプリズムの部分的な正面図 変形例にかかるプリズムの部分的な正面図 別の変形例にかかるプリズムの部分的な正面図
　［１．実施の形態］
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
　上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。以下の実施の形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、各要素の寸法比率は図面に図示された比率に限られるものではない。
　なお、以下の説明において、複数ある構成要素を互いに区別する必要がある場合には、「第１」、「第２」等の接頭辞を構成要素の名称に付すが、構成要素に付した符号により互いに区別可能である場合には、文章の読みやすさを考慮して、「第１」、「第２」等の接頭辞を省略する場合がある。
　なお、以下の説明において、複数ある構成要素を互いに区別する必要がある場合には、「－１」、「－２」等の接尾辞を構成要素の符号に付すが、複数ある構成要素を区別する必要がない場合には、文章の読みやすさを考慮して、「－１」、「－２」等の接尾辞を省略する場合がある。
　［１．１　実施の形態１］
　［１．１．１　構成］
　図１は、実施の形態１にかかる光源装置１の概略図である。光源装置１は、例えば、プロジェクタに用いられる。光源装置１は、複数のレーザ光源２と、光学系３と、を備える。
　複数のレーザ光源２は各々、ビームＢを放射する。ビームＢは、レーザ光源２から遠方での強度分布すなわちファーフィールドパターンが楕円状をしている、いわゆる楕円ビームである。レーザ光源２は、例えば、半導体レーザである。本実施の形態では、各ビームＢの長径方向、短径方向、光軸方向は、それぞれＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に沿っている。複数のレーザ光源２は、ビームＢの長径方向に対応するＸ方向、及び、ビームＢの短径方向に対応するＹ方向の両方向に並ぶ。本実施の形態では、レーザ光源２の数は２４個である。２４個のレーザ光源２は、Ｘ方向に４列Ｘ１～Ｘ４で、Ｙ方向に６列Ｙ１～Ｙ６で並べられる。
　光学系３は、複数のコリメート手段４と、プリズム５と、反射ミラー群６と、を備える。
　複数のコリメート手段４は、複数のレーザ光源２から放射される複数のビームＢをそれぞれコリメートして複数の略平行光Ｌにする。プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌの各々において、第１方向のビーム幅は、第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きい。略平行光Ｌの第１方向又は第２方向のビーム幅は、例えば、略平行光の放射強度のピークに対して放射強度が１／ｅ２となる２点間の距離で定義されてよい。なお、略平行光Ｌの第１方向又は第２方向のビーム幅は、半値全幅（ＦＷＨＭ）であってもよい。本実施の形態では、第１方向は、ビームＢの長径方向に対応し、第２方向は、ビームＢの短径方向に対応する。複数のレーザ光源２は、ビームＢの長径方向及び短径方向の両方向に並ぶから、複数の略平行光Ｌは、第１方向及び第２方向の両方向に並ぶ。コリメート手段４は、例えば、非球面レンズ、又は、複数の球面レンズにより構成されてよい。あるいはそれらを一体化しレンズアレイの形状でもよい。本実施の形態では、光学系３は、２４個のコリメート手段４を有する。２４個のコリメート手段４は、２４個のレーザ光源２に一対一で対応するように配置される。
　プリズム５は、ビームＢ（略平行光Ｌ）の真円化及びビームＢ（略平行光Ｌ）の充填率の向上のために設けられる。プリズム５は、複数のコリメート手段４からの複数の略平行光Ｌが入射する第１面５１と、第１面５１に対向する第２面５２と、を有する。
　図２は、プリズム５の部分拡大図である。プリズム５は、複数の略平行光Ｌの各々に対して、略平行光Ｌが屈折してプリズム５内に進入する入射領域Ｒ１及び略平行光Ｌが屈折してプリズム５から出射する出射領域Ｒ２を第１面５１に有し、入射領域Ｒ１を通ってプリズム５に進入した略平行光Ｌを出射領域Ｒ２に向けて反射する反射領域Ｒ３を第２面５２に有する。
　図３及び図４を参照して、光源装置１、特にプリズム５について更に説明する。図３は、光源装置１の概略正面図、特に、－Ｙ方向から見た概略正面図である。図４は、光源装置１の別の概略側面図、特に、－Ｘ方向から見た概略側面図である。なお、図３及び図４において、反射ミラー群６は省略されている。
　第１面５１は、平坦な面である。各略平行光Ｌについて、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２は、同一平面上に位置する。本実施の形態では、複数の略平行光Ｌの入射領域Ｒ１同士及び出射領域Ｒ２同士はそれぞれ同一平面上に位置する。入射領域Ｒ１は、第１面５１において略平行光Ｌが入射する部分である。入射領域Ｒ１の中心は、略平行光Ｌの中心光束Ｌ１が通る位置である。入射領域Ｒ１の大きさは、略平行光Ｌの放射強度が、入射領域Ｒ１の中心での略平行光Ｌの放射強度の１／ｅ２になる範囲であってよい。出射領域Ｒ２は、第１面５１において略平行光Ｌが出射する部分である。出射領域Ｒ２の中心は、略平行光Ｌの中心光束Ｌ１が通る位置である。出射領域Ｒ２の大きさは、略平行光Ｌの放射強度が、出射領域Ｒ２の中心での略平行光Ｌの放射強度の１／ｅ２になる範囲であってよい。
　第１面５１は、複数のレーザ光源２のそれぞれに対応する入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２を含む。図３において、第１方向で互いに隣り合うレーザ光源２を、第１レーザ光源２－１及び第２レーザ光源２－２とすると、第１面５１は、第１レーザ光源２－１に対応する第１入射領域Ｒ１－１及び第１出射領域Ｒ２－１と、第２レーザ光源２－２に対応する第２入射領域Ｒ１－２及び第２出射領域Ｒ２－２と、を含む。第１出射領域Ｒ２－１は、第１入射領域Ｒ１－１と第２入射領域Ｒ１－２との間にある。これによって、第１面５１において、出射領域Ｒ２と入射領域Ｒ１とが重なる部分を減らすことができる。そのため、第１面５１の部分的な熱膨張を低減できる。図３では、第１出射領域Ｒ２－１は、第１入射領域Ｒ１－１と部分的に重なっているが、第１入射領域Ｒ１及び第２入射領域Ｒ１のいずれとも重ならないほうがより好ましい。
　ここで、複数の略平行光Ｌのうち第１方向で隣り合う略平行光Ｌの入射領域Ｒ１（第１入射領域Ｒ１－１及び第２入射領域Ｒ１－２）の中心間の、第１面５１上での距離をｓ［ｍｍ］とする。入射領域Ｒ１（第１入射領域Ｒ１－１及び第２入射領域Ｒ１－２）の中心間の中点ｍと、隣り合う略平行光Ｌの出射領域Ｒ２（第１出射領域Ｒ２－１及び第２出射領域Ｒ２－２）のうち中点ｍに近い出射領域Ｒ２（第１出射領域Ｒ２－１）との間の、第１面５１上での距離をｔ［ｍｍ］とする。距離ｓ及び距離ｔは、屈折率ｎ、角度α、角度β、角度γ、及び、プリズム５に入射する略平行光Ｌの光軸の方向でのプリズム５の厚みｄ［ｍｍ］により変化する。プリズム５は、｜２ｔ／ｓ｜＜０．３を満たすことが好ましい。特に、｜２ｔ／ｓ｜＝０を満たすこと（すなわち、ｔ＝０）が好ましい。これにより、レーザ光源２からの第１方向で隣り合う略平行光Ｌが、プリズム５の第１面５１に入射する入射領域Ｒ１の間を、なるべく重ならないように出射するようにすることができる。そのため、略平行光Ｌの入射領域Ｒ１と出射領域Ｒ２とが重なる領域を減らすことができ、温度の上昇、及び、これにともなう、プリズム５の屈折率変化、形状変化等の影響を抑えることができる。
　第２面５２は、第１面５１に入射する略平行光Ｌの第２方向（±Ｙ方向）から見て、互いに平行な複数の第１傾斜面５２ａと互いに平行な複数の第２傾斜面５２ｂとが交互に並ぶ階段状の面である。そのため、複数の第１傾斜面５２ａは同一平面上には位置しない。
　複数の第１傾斜面５２ａは、反射領域Ｒ３を含む。複数の第２傾斜面５２ｂは、隣り合う第１傾斜面５２ａ同士をつなぐ面である。第２傾斜面５２ｂは、反射領域Ｒ３としては使用されない。
　反射領域Ｒ３の中心は、略平行光Ｌの中心光束Ｌ１が通る位置である。反射領域Ｒ３の大きさは、略平行光Ｌの放射強度が、反射領域Ｒ３の中心での略平行光Ｌの放射強度の１／ｅ２になる範囲であってよい。
　本実施の形態では、第２面５２は、４つの第１傾斜面５２ａ－１～５２ａ－４を含む。第１傾斜面５２ａ－１は、列Ｘ１の６つのレーザ光源２の反射領域Ｒ３を規定する。同様に、第１傾斜面５２ａ－２～５２ａ－４は、列Ｘ２～Ｘ４に対応する。列Ｘ１～Ｘ４の各々においては、反射領域Ｒ３は同一平面上に位置する。列Ｙ１～Ｙ６の各々においては、反射領域Ｒ３は同一平面上に位置しない。
　プリズム５において、複数の第１傾斜面５２ａの中心と第１面５１との間の距離は、互いに等しい。これによって、複数の略平行光Ｌの各々に対して、入射領域Ｒ１の中心と反射領域Ｒ３の中心との間の距離は等しく、出射領域Ｒ３の中心と反射領域Ｒ１の中心との間の距離は等しい。
　図３に示すように、第１面５１は、第１面５１に入射する略平行光Ｌの第１方向（±Ｘ方向）に対して傾斜し、第１傾斜面５２ａ及び第２傾斜面５２ｂは、第１面５１に入射する略平行光Ｌの第１方向（±Ｘ方向）に対して傾斜する。図４に示すように、第１面５１は、第１面５１に入射する略平行光Ｌの第２方向（±Ｙ方向）に対して傾斜せず平行し、第１傾斜面５２ａ及び第２傾斜面５２ｂは、第１面５１に入射する略平行光Ｌの第２方向（±Ｙ方向）に対して傾斜せず平行する。
　プリズム５において、第１方向（図３では±Ｘ方向）に対して、第１面５１の角度をα［°］、第２面５２の第１傾斜面５２ａの角度をβ［°］とする。角度αは、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２の角度であり、角度βは、反射領域Ｒ３の角度である。プリズム５は、β＞αを満たす。角度αは、入射領域Ｒ１に対する略平行光Ｌの入射角に等しい。
　本実施の形態では、第１面５１は、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側（図３の右側）に向いている。この場合、角度α，βは、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側（図３の右側）とは反対側（図３の左側）にある第２方向（図３では±Ｙ方向）に沿った回転軸Ａ１の周りに第１面５１が第２面５２に近付く回転方向（図３では反時計回り方向）を正とする。つまり、図３において、＋Ｘ方向を０°として、反時計回り方向を正とする。図３において、回転軸Ａ１は、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側（図３の右側）とは反対側（図３の左側）の、第１面５１の端部に図示されている。回転軸Ａ１は、あくまでも角度α、βの正負を決めるために用いられ、必ずしも第１面５１及び第２面５２の回転軸を意味しない。第１面５１が第１方向に平行する場合は、角度α＝０である。図３において、第１面５１が第１方向に平行する位置から反時計回り方向に回転する場合、角度αは正であり、第１面５１が第１方向に平行する位置から時計回り方向に回転する場合、角度αは負である。この点は、角度βについても同様である。
　図３に示すように、略平行光Ｌの出射領域Ｒ２に対する屈折角をθ［°］とする。プリズム５の屈折率をｎとすると、プリズム５は、次式（１）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　プリズム５に入射する略平行光Ｌの光軸に対するプリズム５から出射した略平行光Ｌの光軸の角度をγとすると、次式（２）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図３に示すように、略平行光Ｌは、第１面５１の入射領域Ｒ１に入射し、入射領域Ｒ１により屈折してプリズム５内に進入し、プリズム５内を第１傾斜面５２ａに向かって進行する。略平行光Ｌは、第１傾斜面５２ａの反射領域Ｒ３で反射され、プリズム５内を第１面５１に向かって進行する。略平行光Ｌは、第１面５１の出射領域Ｒ２で屈折され、出射領域Ｒ２からプリズム５外に出射される。これによって、略平行光Ｌの第１方向のビーム幅、及び、複数の略平行光Ｌの第１方向の間隔が狭まる。
　ここで、プリズム５に入射する略平行光Ｌの第１方向の間隔をａ１、第１方向のビーム幅をｂ１とする。プリズム５から出射した略平行光Ｌにおいて第１方向に対応する第３方向の間隔をａ２、第３方向のビーム幅をｂ２とする。プリズム５は、ａ２＜ａ１、及び、ｂ２＜ｂ１を満たす。
　図５は、プリズム５の第１面５１の角度αと略平行光Ｌの第１方向の変化率との関係の、角度γに対する変化を示すグラフである。
　略平行光Ｌの第１方向の変化率は、ｂ２／ｂ１の百分率で表される。したがって、変化率が１００％であることは、第１方向のビーム幅が変化しないことを意味する。変化率が１００％を超えることは、第１方向のビーム幅が大きくなることを意味する。この場合の変化率は、拡大率に相当する。変化率が１００％未満であることは、第１方向のビーム幅が小さくなることを意味する。この場合の変化率は、縮小率に相当する。変化率の増加は、拡大率の向上を意味し、変化率の低下は、縮小率の向上を意味する。変化率が５０％であることは、第１方向のビーム幅が１／２になることを意味する。
　図５から、第１面５１の角度αが大きくなると、変化率が増加する傾向があることが理解される。図５から、角度αが同じでも、角度γが大きいほど変化率が低下する傾向があることが理解される。図５から、角度αと角度γとを適宜設定することで、所望の変化率を得ることができることがわかる。
　図６は、プリズム５の第１面５１の角度αと略平行光Ｌの第１方向の充填率との関係の、角度γに対する変化を示すグラフである。
　略平行光Ｌの第１方向の充填率は、第１方向において隣り合う略平行光Ｌの同じ部分間の距離に対する略平行光Ｌの第１方向のビーム幅の比で表される。プリズム５に入射する略平行光Ｌの、第１方向において隣り合う略平行光Ｌの同じ部分間の距離をｃ１とすると、プリズム５に入射する略平行光Ｌの充填率は、ｂ１／ｃ１で表される。距離ｃ１は間隔ａ１に等しいから、ｂ１／ｃ１＝ｂ１／ａ１である。プリズム５から出射した略平行光Ｌの、第１方向に対応する第３方向において隣り合う略平行光Ｌの同じ部分間の距離をｃ２とすると、プリズム５から出射した略平行光Ｌの充填率は、ｂ２／ｃ２で表される。距離ｃ２は間隔ａ２に等しいから、ｂ２／ｃ２＝ｂ２／ａ２である。
　図６は、プリズム５に入射する略平行光Ｌの充填率が５０％であった場合のプリズム５から出射した略平行光Ｌの充填率を示している。
　充填率は高いほうが、ビームをより集積できたことになる。プリズム５に入射する略平行光Ｌの充填率よりも、プリズム５から出射した略平行光Ｌの充填率が高いことは、よりビームを集積できたことを意味する。図６では、プリズム５に入射する略平行光Ｌの充填率が５０％であるから、図６の充填率が５０％を超えていれば、充填率が向上している、つまりは、より集積化できたことを意味する。
　したがって、プリズム５は、次式（３）を満たすように設定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　つまり、プリズム５では、プリズム５から出射した略平行光Ｌの充填率が、プリズム５に入射する略平行光Ｌの充填率より大きい。
　図６から、出射後の充填率を高めるためには、角度αを小さくする、又は、角度γを大きくすることが望ましい。また角度γが９０°を下回る場合は、角度αをマイナスにすることが有利であることが理解される。
　略平行光Ｌの第１方向の変化率及び充填率を考慮すると、プリズム５は、次式（４）を満たすことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　α≦γ－９０の場合、反射領域Ｒ３で反射された略平行光Ｌが第１面５１の出射領域Ｒ２で全反射する可能性がある。α≧γ／２の場合、変化率が１００％以上になる可能性がある。
　一般に、半導体レーザの楕円度（長径方向のビーム幅に対する短径方向のビーム幅の比）は約０．２～０．５程度である。そのため、楕円度を１に近付けるためには、プリズム５は、次式（５）及び（６）を満たすことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　γ≦５０の場合、出射領域Ｒ２から出射される略平行光Ｌがレーザ光源２側に近付くため、光学系３を構成しにくくなる可能性がある。γ≧１００の場合、出射領域Ｒ２において略平行光Ｌの全反射する可能性が高くなり、また、光学系３において無駄な空間が生じ得る。α≦１．１γ－９０の場合、略平行光Ｌの第１方向のビーム幅の圧縮の効果が減少し、α≧０．９５γ－６０の場合、略平行光Ｌの第１方向の圧縮の効果が大きくなりすぎて略平行光Ｌの形状が、円形状ではなく、第１方向のビーム幅が第２方向のビーム幅より小さい楕円形状となる可能性がある。
　図７は、プリズム５の第１面５１の角度αと略平行光Ｌの第１方向の変化率との関係の、屈折率ｎに対する変化を示すグラフである。
　図７は、角度γが６０°である場合と角度γが９０°である場合とで、屈折率ｎを、１．４，１．５，１．７と変化させた。図７から、角度αと変化率との関係については、プリズム５の屈折率ｎによる依存性が少ないことが理解される。
　図８は、プリズム５の第１面５１の角度αと略平行光Ｌの第１方向の充填率との関係の、屈折率ｎに対する変化を示すグラフである。
　図８は、角度γが６０°である場合と角度γが９０°である場合とで、屈折率ｎを、１．４，１．５，１．７と変化させた。図８の充填率は、プリズム５から出射した略平行光Ｌの充填率を示しており、ここで、プリズム５に入射する略平行光Ｌの充填率は５０％である。
　図８から、充填率を５０％以上に高めるためには、プリズム５の屈折率ｎを低くすることが有効であることが理解される。また、角度αを選択することによって最も高い充填率を得るには、角度γを大きくしたほうが有効であることが理解される。
　下表１に、本実施の形態にかかる光源装置１のパラメータの一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　プリズム５は、略平行光Ｌの第１方向のビーム幅を圧縮する。略平行光Ｌでは、第１方向のビーム幅が第２方向のビーム幅より大きい。そのため、略平行光の第１方向のビーム幅が圧縮されることで、略平行光Ｌが楕円形状から真円形状に近付くことになる。また、プリズム５は、略平行光Ｌの第１方向の充填率の向上を可能にする。
　プリズム５の光の利用効率を考慮し、第１面５１には、反射防止膜が形成される。レーザ光源２が一般的な半導体レーザである場合、ビームＢは、直線偏光である。第１面５１は、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２を含むから、入射領域Ｒ１の所定の直線偏光に対する透過率Ｔα、出射領域Ｒ２の所定の直線偏光に対する透過率Ｔθとすると、次式（７）を満たすように第１面５１に反射防止膜が形成されることが好ましい。本実施の形態では、ビームＢは、長径方向ではＳ偏光であり、短径方向ではＰ偏光である。本実施の形態では、略平行光Ｌの第１方向はビームＢの長径方向に対応する。よって、略平行光Ｌの第１方向においては、Ｓ偏光に対する透過率を考慮する。すなわち、所定の直線偏光はＳ偏光である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　図９は、プリズム５の第１面５１のＳ偏光に対する透過率を示すグラフである。Ｇ１１，Ｇ１２は、第１例の反射防止膜に対応する。Ｇ２１，Ｇ２２は、第２例の反射防止膜に対応する。Ｇ１１，Ｇ２１は、波長に対する入射領域Ｒ１のＳ偏光に対する透過率Ｔαの変化を示し、Ｇ１２，Ｇ２２は、波長に対する出射領域Ｒ２のＳ偏光に対する透過率Ｔθの変化を示す。入射領域Ｒ１のＳ偏光に対する透過率Ｔαは、角度αで第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。出射領域Ｒ２のＳ偏光に対する透過率Ｔθは、屈折角θに等しい角度で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。
　プリズム５、並びに、第１例及び第２例の反射防止膜の基準波長は４５０ｎｍである。プリズム５の材料は、ガラスであり、基準波長の波長に対する屈折率が１．５２５３２である。第１例の反射防止膜は、従来周知の、基準波長の１／４の厚みのＭｇＦ２の単層膜である。第２例の反射防止膜は、基準波長に対する屈折率が異なる材料からなる層を交互に重ねた多層膜である。下表２に、第２例の反射防止膜の構成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　Ｇ１１，Ｇ１２から、第１例の反射防止膜では、入射領域Ｒ１のＳ偏光に対する透過率Ｔαが幅広い波長範囲にわたって９８％以上であるが、出射領域Ｒ２のＳ偏光に対する透過率Ｔθは幅広い波長範囲にわたって１２％以下である。このことから、従来一般的に使われているような単層膜のコーティングでは、透過率が低い。そのため、透過率の改善が望まれる。
　Ｇ２１，Ｇ２２から、第２例の反射防止膜では、基準波長近傍において、透過率Ｔα，Ｔθがいずれも高く、Ｗ１１～Ｗ１２の範囲では、Ｔα・Ｔθ≧９０％となる。Ｗ１１は、４３７ｎｍであり、Ｗ１２は、４６７ｎｍである。よって、第２例の反射防止膜であれば、波長範囲が３０ｎｍという半導体レーザの波長のばらつきを十分にカバーできる範囲内で、プリズム５の第１面５１を２回透過しても、トータルの透過率（＝Ｔα・Ｔθ）が９０％以上という高い透過率を確保できる。
　このように、１つのプリズム５で、略平行光Ｌを楕円形状から真円形状に近付けることができ、略平行光Ｌの第１方向の間隔を狭め、かつ、略平行光Ｌの充填率を向上できる。そのため、光学系３をよりコンパクトにできる。
　反射ミラー群６は、略平行光Ｌの充填率の向上のために設けられる。反射ミラー群６は、プリズム５から出射した複数の略平行光Ｌを反射する複数の反射ミラー６ａ－１～６ａ－６を含む。複数の反射ミラー６ａ－１～６ａ－６は、反射ミラー群６で反射される前の複数の略平行光Ｌの第２方向の間隔よりも反射ミラー群６で反射された後の複数の略平行光Ｌの第２方向の間隔が小さくなるように並ぶ。
　［１．１．２　評価等］
　本実施の形態にかかる光源装置１の効果を確認するために、略平行光Ｌの形状を評価した。
　図１０は、コリメート手段４からプリズム５に入射する略平行光Ｌの形状を示す画像である。図１１は、プリズム５から出射された略平行光Ｌの形状を示す画像である。図１２は、反射ミラー群６で反射された略平行光Ｌの形状を示す画像である。図１０～図１２では、色が白いほど放射強度が高いことを示している。図１０～図１２のＸ１～Ｘ４及びＹ１～Ｙ６は、図１のＸ１～Ｘ４及びＹ１～Ｙ６に対応する。
　図１０から理解されるように、略平行光Ｌがコリメート手段４から出射した後、プリズム５に入射する前では、第１方向（図１０では±Ｘ方向）のビーム幅が、第２方向（図１０では±Ｙ方向）のビーム幅より大きく、略平行光Ｌは楕円形状である。
　図１１から理解されるように、略平行光Ｌがプリズム５から出射した後、反射ミラー群６に入射する前では、第１方向（図１１では±Ｚ方向）のビーム幅が、第２方向（図１１では±Ｙ方向）のビーム幅と同程度に小さくなっており、略平行光Ｌは楕円形状よりも真円形状に近くなっている。さらに、略平行光Ｌの第１方向の間隔が狭くなっている。
　図１２から理解されるように、反射ミラー群６から出射した後では、略平行光Ｌの第２方向（図１２の±Ｘ方向）の間隔が狭くなっている。
　以上述べた光源装置１では、略平行光Ｌの間隔が第１方向及び第２方向の両方向で狭まり、かつ略平行光Ｌの形状が楕円形状から真円形状に近付いており、結果としてビームの集積度が向上していることが確認できた。
　［１．１．３　効果等］
　以上述べたプリズム５は、複数のレーザ光源２から放射される複数のビームＢを複数の略平行光Ｌにする複数のコリメート手段４から、複数の略平行光Ｌが入射する第１面５１と、第１面５１に対向する第２面５２と、を有する。プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌの各々において、第１方向のビーム幅は、第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きい。プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌは、少なくとも第１方向に並ぶ。複数の略平行光Ｌの各々に対して、第１面５１は、略平行光Ｌが屈折してプリズム５内に進入する入射領域Ｒ１及び略平行光Ｌが屈折してプリズム５から出射する出射領域Ｒ２を含み、第２面５２は、入射領域Ｒ１を通ってプリズム５に進入した略平行光Ｌを出射領域Ｒ２に向けて反射する反射領域Ｒ３を含む。この構成は、単純な構造でビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にする。
　プリズム５において、第１方向に対して、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２の角度をα［°］、反射領域Ｒ３の角度をβ［°］とすると、β＞αを満たす。この構成は、単純な構造でビーム（略平行光Ｌ）の間隔を狭めることができ、更に、ビーム（略平行光Ｌ）の真円化及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５において、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌの第１方向の間隔をａ１、第１方向のビーム幅をｂ１、プリズム５から出射した複数の略平行光Ｌにおいて第１方向に対応する第３方向の間隔をａ２、第３方向のビーム幅をｂ２とすると、ｂ２／ａ２＞ｂ１／ａ１を満たす。この構成は、第１方向のビームの間隔の圧縮だけでなく、ビームの充填率の向上もできる。
　プリズム５において、プリズム５の屈折率をｎ、複数の略平行光Ｌの出射領域Ｒ２に対する屈折角をθ［°］とすると、θ＝ｓｉｎ－１（ｎ・ｓｉｎ（ｓｉｎ－１（ｓｉｎα／ｎ）＋２（β－α）））を満たす。入射領域Ｒ１の所定の直線（Ｓ偏光）に対する透過率Ｔα［％］、出射領域Ｒ２の所定の直線（Ｓ偏光）に対する透過率Ｔθ［％］とすると、Ｔα・Ｔθ≧９０％を満たす。この構成は、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２での２回の異なる角度での屈折がある場合でも、高い透過率を実現できる。
　プリズム５において、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２は、第１方向において同一平面上に位置する。この構成は、プリズム５の構造の単純化を可能にする。
　プリズム５において、反射領域Ｒ２は、第１方向において同一平面上に位置しないように並ぶ。この構成は、プリズム５の薄型化を可能にする。
　プリズム５において、複数の略平行光Ｌの各々に対して、入射領域Ｒ１の中心と反射領域Ｒ３の中心との間の距離は等しく、出射領域Ｒ２の中心と反射領域Ｒ３の中心との間の距離は等しい。この構成は、プリズム５の薄型化を可能にする。
　プリズム５において、複数の略平行光Ｌのうち第１方向で隣り合う略平行光Ｌの入射領域Ｒ１の中心間の、第１面５１上での距離をｓ［ｍｍ］、中心間の中点ｍと、隣り合う略平行光Ｌの出射領域Ｒ２のうち中点ｍに近い出射領域Ｒ２との間の、第１面５１上での距離をｔ［ｍｍ］、とすると、｜２ｔ／ｓ｜＜０．３を満たす。この構成は、入射領域Ｒ１と出射領域Ｒ２とが重なる部分を減らすことができて、第１面５１の部分的な熱膨張を低減できる。
　プリズム５において、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌの光軸に対するプリズム５から出射した複数の略平行光Ｌの光軸の角度をγ［°］とすると、γ－９０＜α＜γ／２を満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５において、５０＜γ＜１００、及び、１．１γ－９０＜α＜０．９５γ－６０を更に満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率のさらなる向上を可能にする。
　以上述べた光源装置１は、複数のレーザ光源２と、複数のレーザ光源２から放射される複数のビームＢを複数の略平行光Ｌにする複数のコリメート手段４と、複数のコリメート手段４から複数の略平行光Ｌが入射する第１面５１及び第１面５１に対向する第２面５２を有するプリズム５と、を備える。プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌの各々において、第１方向のビーム幅は、第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きい。複数の略平行光Ｌは、少なくとも第１方向に並ぶ。複数の略平行光Ｌの各々に対して、第１面５１は、略平行光Ｌが屈折してプリズム５内に進入する入射領域Ｒ１及び略平行光Ｌが屈折してプリズム５から出射する出射領域Ｒ２を含み、第２面５２は、入射領域Ｒ１を通ってプリズム５に進入した略平行光Ｌを出射領域Ｒ２に向けて反射する反射領域Ｒ３を含む。この構成は、単純な構造でビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にする。
　光源装置１において、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌは、第１方向及び第２方向の両方に並ぶ。この構成は、レーザ光源２を平面上に配置されるから、高出力化が可能になる。
　光源装置１は、プリズム５から出射した複数の略平行光Ｌを反射する反射ミラー群６を更に備える。反射ミラー群６は、反射ミラー群６で反射される前の複数の略平行光Ｌの第２方向の間隔よりも反射ミラー群６で反射された後の複数の略平行光Ｌの第２方向の間隔が小さくなるように並ぶ複数の反射ミラー６ａを含む。この構成は、第２方向のビームの間隔も圧縮できる。
　［１．２　実施の形態２］
　［１．２．１　構成］
　図１３は、実施の形態２にかかる光源装置１Ａの概略側面図、特に、－Ｙ方向から見た概略側面図である。光源装置１Ａは、複数のレーザ光源２と、光学系３Ａと、を備える。光学系３Ａは、複数のコリメート手段４と、プリズム５Ａと、を備える。
　プリズム５Ａは、プリズム５と同様に、第１面５１及び第２面５２を有するが、主に、屈折率ｎ、角度α、角度β、角度γ、及び、厚みｄが、プリズム５とは異なる。
　下表３に、本実施の形態にかかる光源装置１Ａのパラメータの一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　表１と表３との比較から、プリズムの屈折率を低くすることで、充填率を向上できることが理解される。
　図１４は、プリズム５Ａの第１面５１のＳ偏光に対する透過率を示すグラフである。Ｇ３１は、波長に対する透過率Ｔαの変化を示し、Ｇ３２は、波長に対する透過率Ｔθの変化を示す。透過率Ｔαは、角度α（＝５°）で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。透過率Ｔθは、屈折角θ（＝８０°）に等しい角度で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。
　プリズム５Ａ及び反射防止膜の基準波長は４５０ｎｍである。プリズム５Ａの材料は、ガラスであり、基準波長の波長に対する屈折率が１．４３９１である。プリズム５Ａの反射防止膜は、基準波長に対する屈折率が異なる材料からなる層を交互に重ねた多層膜である。下表４に、反射防止膜の構成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　Ｇ４１，Ｇ４２から、表４の構成の反射防止膜では、基準波長を含むＷ２１～Ｗ２２の波長範囲で、Ｔα・Ｔθ≧９０％となる。Ｗ２１は、４４２ｎｍであり、Ｗ２２は、４６０ｎｍである。よって、表４の構成の反射防止膜であれば、波長範囲が１８ｎｍという半導体レーザの波長のばらつきを十分にカバーできる範囲内で、プリズム５Ａの第１面５１を２回透過しても、トータルの透過率（＝Ｔα・Ｔθ）が９０％以上という高い透過率を確保できる。
　このように、プリズム５Ａは、ビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にする。特に、１つのプリズム５Ａで、略平行光Ｌを楕円形状から真円形状に近付けることができ、略平行光Ｌの第１方向の間隔を狭め、かつ、略平行光Ｌの充填率を向上できる。そのため、光学系をよりコンパクトにできる。
　［１．２．２　効果等］
　以上述べたプリズム５Ａは、β＞αを満たす。この構成は、単純な構造でビーム（略平行光Ｌ）の間隔を狭めることができ、更に、ビーム（略平行光Ｌ）の真円化及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ａは、ｂ２／ａ２＞ｂ１／ａ１を満たす。この構成は、第１方向のビームの間隔の圧縮だけでなく、ビームの充填率の向上もできる。
　プリズム５Ａは、θ＝ｓｉｎ－１（ｎ・ｓｉｎ（ｓｉｎ－１（ｓｉｎα／ｎ）＋２（β－α）））を満たし、Ｔα・Ｔθ≧９０％を満たす。この構成は、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２での２回の異なる角度での屈折がある場合でも、高い透過率を実現できる。
　プリズム５Ａは、γ－９０＜α＜γ／２を満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ａは、５０＜γ＜１００、及び、１．１γ－９０＜α＜０．９５γ－６０を更に満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率のさらなる向上を可能にする。
　［１．３　実施の形態３］
　［１．３．１　構成］
　図１５は、実施の形態３にかかる光源装置１Ｂの概略側面図、特に、－Ｙ方向から見た概略側面図である。光源装置１Ｂは、複数のレーザ光源２と、光学系３Ｂと、を備える。光学系３Ｂは、複数のコリメート手段４と、プリズム５Ｂと、を備える。
　プリズム５Ｂは、プリズム５と同様に、第１面５１及び第２面５２を有するが、主に、屈折率ｎ、角度α、角度β、角度γ、及び、厚みｄが、プリズム５とは異なる。
　下表５に、本実施の形態にかかる光源装置１Ｂのパラメータの一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　表１と表５との比較から、プリズムの屈折率を高くすることで、角度αと角度βとの差で規定されるプリズム５Ｂの頂角が小さくなる。これにより、プリズム５Ｂの第２面５２が平面に近付くから、プリズム５Ｂをガラス成形等で製造する場合には、形状精度の達成が容易になる。
　図１６は、プリズム５Ｂの第１面５１のＳ偏光に対する透過率を示すグラフである。Ｇ４１は、波長に対する透過率Ｔαの変化を示し、Ｇ４２は、波長に対する透過率Ｔθの変化を示す。透過率Ｔαは、角度α（＝２５°）で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。透過率Ｔθは、屈折角θ（＝６５°）に等しい角度で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。
　プリズム５Ｂ及び反射防止膜の基準波長は、５００ｎｍである。プリズム５Ｂの材料は、ガラスであり、基準波長の波長に対する屈折率が１．６２９０４である。プリズム５Ｂの反射防止膜は、基準波長に対する屈折率が異なる材料からなる層を交互に重ねた多層膜である。下表６に、反射防止膜の構成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　Ｇ４１，Ｇ４２から、表６の構成の反射防止膜では、基準波長を含むＷ３１～Ｗ３２の波長範囲で、Ｔα・Ｔθ≧９０％となる。Ｗ３１は、４８７ｎｍであり、Ｗ３２は、６５６ｎｍである。よって、表６の構成の反射防止膜であれば、波長範囲が約１７０ｎｍという非常に広い範囲内で、プリズム５Ｂの第１面５１を２回透過しても、トータルの透過率（＝Ｔα・Ｔθ）が９０％以上という高い透過率を確保できる。そのため、例えば、緑色と赤色の２つの波長帯域の半導体レーザを用いる場合でも、表６の構成の反射防止膜だけで両方の透過率の向上が可能である。また、表６の構成の反射防止膜は、表２又は表４ｂの構成の反射防止膜とは異なり、２層構造という単純な構造で済む。
　このように、プリズム５Ｂは、ビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にする。特に、１つのプリズム５Ｂで、略平行光Ｌを楕円形状から真円形状に近付けることができ、略平行光Ｌの第１方向の間隔を狭め、かつ、略平行光Ｌの充填率を向上できる。そのため、光学系をよりコンパクトにできる。
　［１．３．２　効果等］
　以上述べたプリズム５Ｂは、β＞αを満たす。この構成は、単純な構造でビーム（略平行光Ｌ）の間隔を狭めることができ、更に、ビーム（略平行光Ｌ）の真円化及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ｂは、ｂ２／ａ２＞ｂ１／ａ１を満たす。この構成は、第１方向のビームの間隔の圧縮だけでなく、ビームの充填率の向上もできる。
　プリズム５Ｂは、θ＝ｓｉｎ－１（ｎ・ｓｉｎ（ｓｉｎ－１（ｓｉｎα／ｎ）＋２（β－α）））を満たし、Ｔα・Ｔθ≧９０％を満たす。この構成は、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２での２回の異なる角度での屈折がある場合でも、高い透過率を実現できる。
　プリズム５Ｂは、γ－９０＜α＜γ／２を満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ｂは、５０＜γ＜１００、及び、１．１γ－９０＜α＜０．９５γ－６０を更に満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率のさらなる向上を可能にする。
　［１．４　実施の形態４］
　［１．４．１　構成］
　図１７は、実施の形態４にかかる光源装置１Ｃの概略側面図、特に、－Ｙ方向から見た概略側面図である。光源装置１Ｃは、複数のレーザ光源２と、光学系３Ｃと、を備える。光学系３Ｃは、複数のコリメート手段４と、プリズム５Ｃと、を備える。
　プリズム５Ｂは、プリズム５と同様に、第１面５１及び第２面５２を有するが、主に、屈折率ｎ、角度α、角度β、角度γ、及び、厚みｄが、プリズム５とは異なる。
　本実施の形態では、第１面５１は、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側（図１７の右側）とは反対側に向いている。この場合、角度α，βは、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側（図１７の右側）とは反対側（図１７の左側）にある第２方向（図１７では±Ｙ方向）に沿った回転軸Ａ１の周りに第１面５１が第２面５２に遠ざかる回転方向（図１７では時計回り方向）を正とする。つまり、図１７において、－Ｘ方向を０°として、時計回り方向を正とする。なお、図１７において、回転軸Ａ１は、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側（図１７の右側）とは反対側（図１７の左側）の、第１面５１の端部に図示されている。
　下表７に、本実施の形態にかかる光源装置１Ｃのパラメータの一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
　このように、第１面５１が、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側（図１７の右側）ではなく、この反対側に向いていても、略平行光Ｌは入射領域Ｒ１を透過でき、プリズム５Ｃ内に進入可能である。表１と表７との比較から、第１面５１が、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側とは反対側に向いている場合には、充填率が非常に高くなることが理解される。特に、プリズム５Ｃに入射する略平行光Ｌの充填率が５０．０％であるのに対して、プリズム５Ｃから出射した略平行光Ｌの充填率は８４．１％と非常に大きく、プリズム５Ｃはビームの集積度を大きく向上でき、より狭い範囲にビームを集光することができる。これによって、光学系３Ｃをよりコンパクトにすることができる。なお、本実施の形態では、図１７の＋Ｘ方向を０°として、反時計回り方向を正としても、角度α＝－２０．０００、角度β＝６．６０４であり、この場合も、β＞αを満たしている。この点から、角度αが負であることは、第１面５１が、プリズム５に入射する複数の略平行光Ｌに対して複数の略平行光Ｌがプリズム５から出射する側とは反対側に向いていることを意味するともいえる。
　このように、プリズム５Ｃは、ビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にする。特に、１つのプリズム５Ｃで、略平行光Ｌを楕円形状から真円形状に近付けることができ、略平行光Ｌの第１方向の間隔を狭め、かつ、略平行光Ｌの充填率を向上できる。そのため、光学系をよりコンパクトにできる。
　［１．４．２　効果等］
　以上述べたプリズム５Ｃは、β＞αを満たす。この構成は、単純な構造でビーム（略平行光Ｌ）の間隔を狭めることができ、更に、ビーム（略平行光Ｌ）の真円化及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ｃは、ｂ２／ａ２＞ｂ１／ａ１を満たす。この構成は、第１方向のビームの間隔の低下だけでなく、ビームの充填率の向上もできる。
　プリズム５Ｃは、θ＝ｓｉｎ－１（ｎ・ｓｉｎ（ｓｉｎ－１（ｓｉｎα／ｎ）＋２（β－α）））を満たし、Ｔα・Ｔθ≧９０％を満たす。この構成は、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２での２回の異なる角度での屈折がある場合でも、高い透過率を実現できる。
　プリズム５Ｃは、γ－９０＜α＜γ／２を満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ｃは、５０＜γ＜１００、及び、１．１γ－９０＜α＜０．９５γ－６０を更に満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率のさらなる向上を可能にする。
　［１．５　実施の形態５］
　［１．５．１　構成］
　図１８は、実施の形態５にかかる光源装置１Ｄの概略側面図、特に、－Ｙ方向から見た概略側面図である。光源装置１Ｄは、複数のレーザ光源２と、光学系３Ｄと、を備える。光学系３Ｄは、複数のコリメート手段４と、プリズム５Ｄと、を備える。
　プリズム５Ｄは、プリズム５と同様に、第１面５１及び第２面５２を有するが、主に、屈折率ｎ、角度α、角度β、角度γ、及び、厚みｄが、プリズム５とは異なる。
　下表８に、本実施の形態にかかる光源装置１Ｄのパラメータの一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　プリズム５Ｄは、略平行光Ｌの第１方向のビーム幅を圧縮する。略平行光Ｌでは、第１方向のビーム幅が第２方向のビーム幅より大きい。そのため、略平行光の第１方向のビーム幅が圧縮されることで、略平行光Ｌが楕円形状から真円形状に近付くことになる。また、プリズム５Ｄは、略平行光Ｌの第１方向の充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ｄの光の利用効率を考慮し、第１面５１には、反射防止膜が形成される。レーザ光源２が一般的な半導体レーザである場合、ビームＢは、直線偏光である。入射領域Ｒ１の所定の直線偏光に対する透過率Ｔα、出射領域Ｒ２の所定の直線偏光に対する透過率Ｔθとすると、上式（７）を満たすように第１面５１に反射防止膜が形成されることが好ましい。本実施の形態では、ビームＢは、長径方向ではＰ偏光であり、短径方向ではＳ偏光である。本実施の形態では、略平行光Ｌの第１方向はビームＢの長径方向に対応する。よって、略平行光Ｌの第１方向においては、Ｐ偏光に対する透過率を考慮する。すなわち、所定の直線偏光はＰ偏光である。
　図１９は、プリズム５Ｄの第１面５１のＰ偏光に対する透過率を示すグラフである。Ｇ５１は、波長に対する透過率Ｔαの変化を示し、Ｇ５２は、波長に対する透過率Ｔθの変化を示す。透過率Ｔαは、角度α（＝１０°）で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。透過率Ｔθは、屈折角θ（＝８０°）に等しい角度で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。
　プリズム５Ｄ及び反射防止膜の基準波長は、６３５ｎｍである。プリズム５Ｄの材料は、ガラスであり、基準波長の波長に対する屈折率が１．４５６９５４である。プリズム５Ｄの反射防止膜は、基準波長に対する屈折率が異なる材料からなる層を交互に重ねた多層膜である。下表９に、反射防止膜の構成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　Ｇ５１，Ｇ５２から、表９の構成の反射防止膜では、基準波長を含むＷ４１～Ｗ４２の波長範囲で、Ｔα・Ｔθ≧９０％となる。Ｗ４１は、６２９ｎｍであり、Ｗ４２は、６５４ｎｍである。よって、表９の構成の反射防止膜であれば、プリズム５Ｄの第１面５１を２回透過しても、トータルの透過率（＝Ｔα・Ｔθ）が９０％以上という高い透過率を確保できる。
　このように、プリズム５Ｄは、ビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にする。特に、１つのプリズム５Ｄで、略平行光Ｌを楕円形状から真円形状に近付けることができ、略平行光Ｌの第１方向の間隔を狭め、かつ、略平行光Ｌの充填率を向上できる。そのため、光学系をよりコンパクトにできる。
　［１．５．２　効果等］
　以上述べたプリズム５Ｄは、β＞αを満たす。この構成は、単純な構造でビーム（略平行光Ｌ）の間隔を狭めることができ、更に、ビーム（略平行光Ｌ）の真円化及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ｄは、ｂ２／ａ２＞ｂ１／ａ１を満たす。この構成は、第１方向のビームの間隔の低下だけでなく、ビームの充填率の向上もできる。
　プリズム５Ｄにおいて、プリズム５Ｄの屈折率をｎ、複数の略平行光Ｌの出射領域Ｒ２に対する屈折角をθ［°］とすると、θ＝ｓｉｎ－１（ｎ・ｓｉｎ（ｓｉｎ－１（ｓｉｎα／ｎ）＋２（β－α）））を満たす。入射領域Ｒ１の所定の直線（Ｐ偏光）に対する透過率Ｔα［％］、出射領域Ｒ２の所定の直線（Ｐ偏光）に対する透過率Ｔθ［％］とすると、Ｔα・Ｔθ≧９０％を満たす。この構成は、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２での２回の異なる角度での屈折がある場合でも、高い透過率を実現できる。
　プリズム５Ｄは、γ－９０＜α＜γ／２を満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率の向上を可能にする。
　プリズム５Ｄは、５０＜γ＜１００、及び、１．１γ－９０＜α＜０．９５γ－６０を更に満たす。この構成は、略平行光Ｌの第１方向の縮小率及び充填率のさらなる向上を可能にする。
　［１．６　実施の形態６］
　［１．６．１　構成］
　図２０は、実施の形態６にかかる光源装置１Ｅの概略側面図、特に、－Ｙ方向から見た概略側面図である。光源装置１Ｅは、複数のレーザ光源２と、光学系３Ｅと、を備える。光学系３Ｅは、複数のコリメート手段４と、プリズム５Ｅと、を備える。
　プリズム５Ｅは、プリズム５と同様に、第１面５１及び第２面５２を有するが、主に、屈折率ｎ、角度α、角度β、角度γ、及び、厚みｄが、プリズム５とは異なる。
　下表１０に、本実施の形態にかかる光源装置１Ｅのパラメータの一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　プリズム５Ｅでは、略平行光Ｌの第１方向の変化率は、２２２％であり、１００％を超える。したがって、プリズム５Ｅは、略平行光Ｌの第１方向のビーム幅を拡大する。略平行光Ｌでは、第１方向のビーム幅が第２方向のビーム幅より小さい。そのため、略平行光の第１方向のビーム幅が拡大されることで、略平行光Ｌが楕円形状から真円形状に近付くことになる。また、プリズム５Ｅは、略平行光Ｌの第１方向の充填率の低下を可能にする。
　図２１は、プリズム５Ｅの第１面５１のＳ偏光に対する透過率を示すグラフである。Ｇ６１は、波長に対する透過率Ｔαの変化を示し、Ｇ６２は、波長に対する透過率Ｔθの変化を示す。透過率Ｔαは、角度α（＝７０°）で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。透過率Ｔθは、屈折角θ（＝２０°）に等しい角度で第１面５１に入射する光に対する透過率を示す。
　プリズム５Ｅ及び反射防止膜の基準波長は、４５５ｎｍである。プリズム５Ｅの材料は、ガラスであり、基準波長の波長に対する屈折率が１．５２４３９６である。プリズム５Ｅの反射防止膜は、基準波長に対する屈折率が異なる材料からなる層を交互に重ねた多層膜である。下表１１に、反射防止膜の構成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　Ｇ６１，Ｇ６２から、表１１の構成の反射防止膜では、基準波長を含むＷ５１～Ｗ５２の波長範囲で、Ｔα・Ｔθ≧９０％となる。Ｗ５１は、４２４ｎｍであり、Ｗ５２は、５０２ｎｍである。よって、表１１の構成の反射防止膜であれば、プリズム５Ｅの第１面５１を２回透過しても、トータルの透過率（＝Ｔα・Ｔθ）が９０％以上という高い透過率を確保できる。
　このように、プリズム５Ｅは、ビームの間隔、形状及び充填率の調整を可能にする。特に、１つのプリズム５Ｅで、略平行光Ｌを楕円形状から真円形状に近付けることができ、略平行光Ｌの第１方向の間隔を広め、かつ、略平行光Ｌの充填率を下げることができる。そのため、光学系をよりコンパクトにできる。例えば、プリズム５Ｅは、個々のレーザ光源２からのビームＢを分離して色々な用途に使いたいような場合、レーザ光源２の密度が高すぎる場合等に、ビームＢの形状は補正しながら、ビームＢ間の距離を広げることができ、光学系の構成しやすくすることができる。
　［１．６．２　効果等］
　以上述べたプリズム５Ｅにおいて、第１方向に対して、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２の角度をα［°］、反射領域Ｒ３の角度をβ［°］とすると、β＜αを満たす。この構成は、単純な構造でビーム（略平行光Ｌ）の間隔を広げることができ、更に、ビーム（略平行光Ｌ）の真円化の向上及び充填率の低下を可能にする。
　［２．変形例］
　本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
　なお、以下では、上記の実施の形態１～６のいずれにおいても適用可能であっても、実施の形態１において用いた符号に言及するが、これは、単に記載を簡略化するためであって、実施の形態２～６への適用を排除する趣旨ではない。
　図２２は、実施の形態１にかかるプリズム５の部分的な正面図である。プリズム５では、略平行光Ｌは、第１面５１の入射領域Ｒ１で屈折されてプリズム５に進入し、プリズム５内で第２面５２の反射領域Ｒ３で反射され、第１面５１の出射領域Ｒ２で屈折されてプリズム５外に出射する。プリズム５では、複数の略平行光Ｌの屈折及び反射への影響が非常に少ない部分が存在する。特に、第２面５２において反射領域Ｒ３以外の部分、主に、第２傾斜面５２ｂ、及び、第２傾斜面５２ｂと第１傾斜面５２ａとの境界部分は、略平行光Ｌの反射に対する影響が非常に少ない。反射領域Ｒ３の位置によっては、第２傾斜面５２ｂ、及び、第２傾斜面５２ｂと第１傾斜面５２ａとの境界部分に略平行光Ｌの周端が存在し得るが、略平行光Ｌの周端は、通常はガウシアン分布をしている半導体レーザの放射強度では放射強度がほとんどない部分である。そのため、第２傾斜面５２ｂ、及び、第２傾斜面５２ｂと第１傾斜面５２ａとの境界部分等の、反射領域Ｒ３以外の部分は、光の利用効率への影響が非常に少ない無効部分Ｒ４である。したがって、このような無効部分Ｒ４の形状は、どのような形状であってもよい。
　図２３は、変形例にかかるプリズム５の部分的な正面図である。図２３では、第２面５２において、第２傾斜面５２ｂが±Ｚ方向に沿った面となっている。図２４は、別の変形例にかかるプリズム５の部分的な正面図である。図２４では、第２面５２において、第１傾斜面５２ａと第２傾斜面５２ｂとの稜線がＲ状となっている。プリズム５は研磨やガラス成形、樹脂成型などによって製造することができる。プリズム５をガラス成形で製造する場合は、図２３のような形状よりも、図２２又は図２４０の形状の方がアスペクト比も小さいので、成形時の形状変形が抑えられやすく、かつ金型の抜けがよく好ましい。
　プリズム５の無効部分Ｒ４は、図２２～図２４の形状に限定されず、無効部分Ｒ４の自由度を使って、プリズム５の製造方法に適した形状に設定されてよい。
　一変形例において、複数のレーザ光源２は、一つ一つがカン（ＣＡＮ）パッケージに実装された構造であってもよいし、集積化された構造であってもよい。
　一変形例において、複数のコリメート手段４は、一つの光学部品として一体化されてよい。複数のコリメート手段４は、複数のレーザ光源２とともに、光源ユニットとして提供されてよい。この場合、光学系３は、複数のコリメート手段４を備えている必要はない。
　一変形例において、第１面５１は、平面ではなく、第２面５２のような階段状の面であってよい。この場合、入射領域Ｒ１及び出射領域Ｒ２は、第１方向において同一平面上に位置しなくてもよい。入射領域Ｒ１又は出射領域Ｒ２は、第１方向において同一平面上に位置しないように並んでよい。なお、第１面５１が第２面５２のような階段状の面である場合、第２面５２が平面であってよい。
　一変形例において、プリズム５の第２面５２、特に、第１傾斜面５２ａには反射膜が形成されてよい。反射膜は、略平行光Ｌの波長を含む所望の波長範囲において高い反射率を有するものであればよく、誘電体多層膜や金属コーティング膜であってもよい。
　一変形例において、光学系３は、反射ミラー群６を備えていなくてもよい。一方で、光学系３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅは、反射ミラー群６を備えてもよい。
　［３．態様］
　上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
　［態様１］
　複数のレーザ光源から放射される複数のビームを複数の略平行光にする複数のコリメート手段から、前記複数の略平行光が入射する第１面と、
　前記第１面に対向する第２面と、
　を有し、
　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光の各々において、第１方向のビーム幅は、前記第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きく、
　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光は、少なくとも前記第１方向に並び、
　前記複数の略平行光の各々に対して、
　　前記第１面は、略平行光が屈折して前記プリズム内に進入する入射領域及び前記略平行光が屈折して前記プリズムから出射する出射領域を含み、
　　前記第２面は、前記入射領域を通って前記プリズムに進入した前記略平行光を前記出射領域に向けて反射する反射領域を含む、
　プリズム。
　［態様２］
　　前記第１方向に対して、前記入射領域及び前記出射領域の角度をα［°］、前記反射領域の角度をβ［°］とすると、
　β≠αを満たす、
　態様１のプリズム。
　［態様３］
　β＞αを満たす、
　態様２のプリズム。
　［態様４］
　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光の前記第１方向の間隔をａ１、前記第１方向のビーム幅をｂ１、前記プリズムから出射した前記複数の略平行光において前記第１方向に対応する第３方向の間隔をａ２、前記第３方向のビーム幅をｂ２とすると、
　ｂ２／ａ２＞ｂ１／ａ１を満たす、
　態様３のプリズム。
　［態様５］
　β＜αを満たす、
　態様２のプリズム。
　［態様６］
　前記プリズムの屈折率をｎ、前記複数の略平行光の前記出射領域に対する屈折角をθ［°］とすると、
　θ＝ｓｉｎ－１（ｎ・ｓｉｎ（ｓｉｎ－１（ｓｉｎα／ｎ）＋２（β－α）））
　を満たし、
　前記入射領域の所定の直線偏光に対する透過率Ｔα［％］、前記出射領域の前記所定の直線偏光に対する透過率Ｔθ［％］とすると、
　Ｔα・Ｔθ≧９０％
　を満たす、
　態様１～５のいずれか一つのプリズム。
　［態様７］
　前記入射領域及び前記出射領域は、前記第１方向において同一平面上に位置する、
　態様１～６のいずれか一つのプリズム。
　［態様８］
　前記反射領域は、前記第１方向において同一平面上に位置しないように並ぶ、
　態様１～７のいずれか一つのプリズム。
　［態様９］
　前記複数の略平行光の各々に対して、前記入射領域の中心と前記反射領域の中心との間の距離は等しく、前記出射領域の中心と前記反射領域の中心との間の距離は等しい、
　態様８のプリズム。
　［態様１０］
　前記複数の略平行光のうち前記第１方向で隣り合う略平行光の前記入射領域の中心間の、前記第１面上での距離をｓ［ｍｍ］、
　前記中心間の中点と、前記隣り合う略平行光の前記出射領域のうち前記中点に近い前記出射領域との間の、前記第１面上での距離をｔ［ｍｍ］、
　とすると、
　｜２ｔ／ｓ｜＜０．３
　を満たす、
　態様１～９のいずれか一つのプリズム。
　［態様１１］
　ｔ＝０を満たす、
　態様１０のプリズム。
　［態様１２］
　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光の光軸に対する前記プリズムから出射した前記複数の略平行光の光軸の角度をγ［°］とすると、
　γ－９０＜α＜γ／２
　を満たす、
　態様１～１１のいずれか一つのプリズム。
　［態様１３］
　５０＜γ＜１００、及び
　１．１γ－９０＜α＜０．９５γ－６０
　を更に満たす、
　態様１２のプリズム。
　［態様１４］
　複数のレーザ光源と、
　前記複数のレーザ光源から放射される複数のビームを複数の略平行光にする複数のコリメート手段と、
　前記複数のコリメート手段から前記複数の略平行光が入射する第１面及び前記第１面に対向する第２面を有するプリズムと、
　を備え、
　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光の各々において、第１方向のビーム幅は、前記第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きく、
　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光は、少なくとも前記第１方向に並び、
　前記複数の略平行光の各々に対して、
　　前記第１面は、略平行光が屈折して前記プリズム内に進入する入射領域及び前記略平行光が屈折して前記プリズムから出射する出射領域を含み、
　　前記第２面は、前記入射領域を通って前記プリズムに進入した前記略平行光を前記出射領域に向けて反射する反射領域を含む、
　光源装置。
　［態様１５］
　前記複数の略平行光は、前記第１方向及び前記第２方向の両方に並ぶ、
　態様１４の光源装置。
　［態様１６］
　前記プリズムから出射した前記複数の略平行光を反射する反射ミラー群を更に備え、
　前記反射ミラー群は、前記反射ミラー群で反射される前の前記複数の略平行光の前記第２方向の間隔よりも前記反射ミラー群で反射された後の前記複数の略平行光の前記第２方向の間隔が小さくなるように並ぶ複数の反射ミラーを含む、
　態様１５の光源装置。
　態様２～１３、１５、１６は、任意の要素であり、必須ではない。態様２～１３は、態様１４～１６に適宜組み合わせることが可能である。
　本開示は、プリズム及び光源装置に適用可能である。具体的には、複数のレーザ光源からのビームを集積化するためのプリズム、及び、当該プリズムを備える光源装置に、本開示は適用可能である。
　　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ　光源装置
　　２　レーザ光源
　　３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ　光学系
　　４　コリメート手段
　　５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ　プリズム
　　５１　第１面
　　５２　第２面
　　Ｒ１　入射領域
　　Ｒ２　出射領域
　　Ｒ３　反射領域
　　６　反射ミラー群
　　６ａ　反射ミラー
　　Ｌ　略平行光

Claims (15)

  1. 　プリズムであって、
    　複数のレーザ光源から放射される複数のビームを複数の略平行光にする複数のコリメート手段から、前記複数の略平行光が入射する第１面と、
    　前記第１面に対向する第２面と、
    　を有し、
    　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光の各々において、第１方向のビーム幅は、前記第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きく、
    　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光は、少なくとも前記第１方向に並び、
    　前記複数の略平行光の各々に対して、
    　　前記第１面は、略平行光が屈折して前記プリズム内に進入する入射領域及び前記略平行光が屈折して前記プリズムから出射する出射領域を含み、
    　　前記第２面は、前記入射領域を通って前記プリズムに進入した前記略平行光を前記出射領域に向けて反射する反射領域を含む、
    　プリズム。
  2. 　前記第１方向に対して、前記入射領域及び前記出射領域の角度をα［°］、前記反射領域の角度をβ［°］とすると、
    　β＞αを満たす、
    　請求項１のプリズム。
  3. 　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光の前記第１方向の間隔をａ１、前記第１方向のビーム幅をｂ１、前記プリズムから出射した前記複数の略平行光において前記第１方向に対応する第３方向の間隔をａ２、前記第３方向のビーム幅をｂ２とすると、
    　ｂ２／ａ２＞ｂ１／ａ１を満たす、
    　請求項２のプリズム。
  4. 　前記第１方向に対して、前記入射領域及び前記出射領域の角度をα［°］、前記反射領域の角度をβ［°］とすると、
    　β＜αを満たす、
    　請求項１のプリズム。
  5. 　前記プリズムの屈折率をｎ、前記複数の略平行光の前記出射領域に対する屈折角をθ［°］とすると、
    　θ＝ｓｉｎ－１（ｎ・ｓｉｎ（ｓｉｎ－１（ｓｉｎα／ｎ）＋２（β－α）））
    　を満たし、
    　前記入射領域の所定の直線偏光に対する透過率Ｔα［％］、前記出射領域の前記所定の直線偏光に対する透過率Ｔθ［％］とすると、
    　Ｔα・Ｔθ≧９０％
    　を満たす、
    　請求項１のプリズム。
  6. 　前記入射領域及び前記出射領域は、前記第１方向において同一平面上に位置する、
    　請求項１のプリズム。
  7. 　前記反射領域は、前記第１方向において同一平面上に位置しないように並ぶ、
    　請求項１のプリズム。
  8. 　前記複数の略平行光の各々に対して、前記入射領域の中心と前記反射領域の中心との間の距離は等しく、前記出射領域の中心と前記反射領域の中心との間の距離は等しい、
    　請求項５のプリズム。
  9. 　前記複数の略平行光のうち前記第１方向で隣り合う略平行光の前記入射領域の中心間の、前記第１面上での距離をｓ［ｍｍ］、
    　前記中心間の中点と、前記隣り合う略平行光の前記出射領域のうち前記中点に近い前記出射領域との間の、前記第１面上での距離をｔ［ｍｍ］、
    　とすると、
    　｜２ｔ／ｓ｜＜０．３
    　を満たす、
    　請求項１のプリズム。
  10. 　ｔ＝０
    　を満たす、
    　請求項９のプリズム。
  11. 　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光の光軸に対する前記プリズムから出射した前記複数の略平行光の光軸の角度をγ［°］とすると、
    　γ－９０＜α＜γ／２
    　を満たす、
    　請求項１のプリズム。
  12. 　５０＜γ＜１００、及び
    　１．１γ－９０＜α＜０．９５γ－６０
    　を更に満たす、
    　請求項１１のプリズム。
  13. 　複数のレーザ光源と、
    　前記複数のレーザ光源から放射される複数のビームを複数の略平行光にする複数のコリメート手段と、
    　前記複数のコリメート手段から前記複数の略平行光が入射する第１面及び前記第１面に対向する第２面を有するプリズムと、
    　を備え、
    　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光の各々において、第１方向のビーム幅は、前記第１方向に直交する第２方向のビーム幅より大きく、
    　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光は、少なくとも前記第１方向に並び、
    　前記複数の略平行光の各々に対して、
    　　前記第１面は、略平行光が屈折して前記プリズム内に進入する入射領域及び前記略平行光が屈折して前記プリズムから出射する出射領域を含み、
    　　前記第２面は、前記入射領域を通って前記プリズムに進入した前記略平行光を前記出射領域に向けて反射する反射領域を含む、
    　光源装置。
  14. 　前記プリズムに入射する前記複数の略平行光は、前記第１方向及び前記第２方向の両方に並ぶ、
    　請求項１３の光源装置。
  15. 　前記プリズムから出射した前記複数の略平行光を反射する反射ミラー群を更に備え、
    　前記反射ミラー群は、前記反射ミラー群で反射される前の前記複数の略平行光の前記第２方向の間隔よりも前記反射ミラー群で反射された後の前記複数の略平行光の前記第２方向の間隔が小さくなるように並ぶ複数の反射ミラーを含む、
    　請求項１４の光源装置。
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