(57)【要約】【課題】発光素子同士を互いに対峙させる形態の共振器構造を有するレーザー光源において、簡易な構成で、高出力化を実現することが可能なレーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置を提供すること。【解決手段】一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光が他方の発光素子の発光部に入射するように配置されたレーザー光源であって、レーザー光を射出する発光部を有する第１発光素子１２と、レーザー光を射出する発光部を有する第２発光素子１３と、入射するレーザー光の一部を第１，第２発光素子１２，１３に向かう方向とは異なる方向に射出させ、残りのレーザー光を第１，第２発光素子１２，１３に向かう方向に射出させる分離部１４，１５と、光透過性を有するとともに、第１発光素子１２と第２発光素子１３との間の光路上に配置され入射したレーザー光の光路を変換する光路調整部材１６とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2011114183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光が他方の発光素子の発光部に入射するように配置されたレーザー光源であって、
レーザー光を射出する発光部を有する第１発光素子と、
レーザー光を射出する発光部を有する第２発光素子と、
入射するレーザー光の一部を前記第１，第２発光素子に向かう方向とは異なる方向に射出させ、残りのレーザー光を前記第１，第２発光素子に向かう方向に射出させる分離部と、
光透過性を有するとともに、前記第１発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され入射したレーザー光の光路を変換する光路調整部材とを備えることを特徴とするレーザー光源装置。
【請求項２】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子から射出された基本波長のレーザー光がそれぞれ入射され、基本波長のレーザー光の少なくとも一部を所定の変換波長のレーザー光に変換する波長変換素子を備え、
前記分離部は、前記波長変換素子を通過することによって前記所定の変換波長に変換されたレーザー光を前記第１，第２発光素子とは異なる方向へ射出させ、前記所定の変換波長に変換されなかった基本波長のレーザー光を前記第１，第２発光素子へ射出させることを特徴とする請求項１に記載のレーザー光源装置。
【請求項３】
前記光路調整部材が前記波長変換素子であり、
前記波長変換素子の入射端面に入射するレーザー光の入射角が変化するように前記波長変換素子を回転可能な回転部材を備えることを特徴とする請求項２に記載のレーザー光源装置。
【請求項４】
前記光路調整部材が支持部材上に載置され、
前記支持部材に前記回転部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のレーザー光源装置。
【請求項５】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子が、それぞれ複数の前記発光部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレーザー光源装置と、
該レーザー光源装置からの光を利用して、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレーザー光源装置と、
該レーザー光源装置から射出されたレーザー光により被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とするモニター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プロジェクター等の光学装置用の照明光源として高圧水銀ランプが多用されてきたが、色再現性に制約がある、瞬時点灯が難しい、寿命が短い等の課題がある。そこで、この分野において、レーザー光源装置の開発が進められている。特に外部共振器構造を持つレーザー光源装置は、外部共振器の使用により特定の波長の光が強められ、高出力が得られるものである。また、例えば赤外レーザー光などの基本波長の光を発振させた後、第２高調波発生素子（Second Harmonic Generator，以下、ＳＨＧと略記する）等の波長変換素子を用いて、赤外レーザー光を１／２の波長の可視光に変換する技術が用いられる。
【０００３】
レーザー発振器内ではレーザー光を何度も往復させ、誘導放出を連続的に起こしてレーザー光を増幅させることが必要であるが、光軸がわずかでもズレていると十分な往復ができず、レーザー発振ができない状態となってしまう。したがって、外部共振器型のレーザー光源装置において、エミッター（発光部）を含むレーザーダイオードと外部共振ミラーのアライメント（位置合わせ）は極めて重要であり、アライメント精度が悪いと十分な出力が得られない。そこで、レーザー励起媒体の熱レンズ効果によるアライメント精度の低下を抑制する方法として、外部共振ミラーの反射面を凹面とする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この文献には、レーザー励起媒体の熱レンズ効果により出力レーザー光が広がったり、偏ったりしても、レーザー光が外部共振ミラーの凹状反射面で反射することで光軸寄りに戻るため、十分な出力が得られる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６３４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１の方法を用いてレーザー励起媒体と外部共振ミラーのアライメント精度を確保したとしても、レーザーの高出力化には自ずと限界がある。そこで、更なる高出力化を進める手法として、２個のレーザーダイオードを光学的に対峙させた外部共振器構造が検討されている。すなわち、この外部共振器構造は、共振器の両端にレーザーダイオードが配置され、２個のレーザーダイオード間でレーザー光を往復させることにより誘導放出を連続的に起こし、レーザー光を増幅させる構成となっている。また、レーザーダイオードと外部共振ミラーとを用いた場合と比べてレーザー光の増幅が大きくなることが考えられ、高出力化に好適なレーザー光源装置を実現することができる。
【０００６】
しかしながら、この外部共振器構造において、十分なレーザー発振を生じさせるためには２個のレーザーダイオードのエミッター同士を精密にアライメントする必要がある。すなわち、一方のレーザーダイオードから射出された光が他方のレーザーダイオードに入射するように、レーザーダイオード同士を精密にアライメントしなければ、出力強度の低下を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、発光素子同士を互いに対峙させる形態の共振器構造を有するレーザー光源において、簡易な構成で、高出力化を実現することが可能なレーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のレーザー光源装置は、一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光が他方の発光素子の発光部に入射するように配置されたレーザー光源であって、レーザー光を射出する発光部を有する第１発光素子と、レーザー光を射出する発光部を有する第２発光素子と、入射するレーザー光の一部を前記第１，第２発光素子に向かう方向とは異なる方向に射出させ、残りのレーザー光を前記第１，第２発光素子に向かう方向に射出させる分離部と、光透過性を有するとともに、前記第１発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され入射したレーザー光の光路を変換する光路調整部材とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るレーザー光源装置では、第１発光素子及び第２発光素子のそれぞれの発光部からレーザー光が射出され、互いに一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光が他方の発光素子の発光部に入射する。そして、分離部により、入射するレーザー光の一部を第１発光素子及び第２発光素子とは異なる方向に射出させ、残りのレーザー光を第１発光素子及び第２発光素子に射出させる。このとき、光路調整部材により、簡易な構成で、一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光の光路が変換されて、他方の発光素子の発光部に入射する。
ここで、光路調整部材を用いない場合は、第１，第２発光素子の位置ズレにより、一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光が他方の発光素子の発光部に入射しないことがある。そこで、本発明では、光透過性を有する光路調整部材（例えば、ガラス部材）により、第１，第２発光素子のそれぞれの発光部から射出されたレーザー光の光路が変換される。これにより、一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光を他方の発光素子の発光部に正確に入射させることが可能となる。これにより、高出力なレーザー光を射出させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係るレーザー光源装置では、前記第１発光素子及び前記第２発光素子から射出された基本波長のレーザー光がそれぞれ入射され、基本波長のレーザー光の少なくとも一部を所定の変換波長のレーザー光に変換する波長変換素子を備え、前記分離部は、前記波長変換素子を通過することによって前記所定の変換波長に変換されたレーザー光を前記第１，第２発光素子とは異なる方向へ射出させ、前記所定の変換波長に変換されなかったレーザー光を前記第１，第２発光素子へ射出させることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るレーザー光源装置では、第１発光素子及び第２発光素子から射出された基本波長のレーザー光の少なくとも一部は、波長変換素子により、所定の変換波長のレーザー光に変換される。そして、波長変換素子から射出された光のうち、所定の変換波長に変換されたレーザー光は、分離部により第１，第２発光素子とは異なる方向に射出される。一方、所定の変換波長に変換されなかったレーザー光は、分離部により第１，第２発光素子へ射出される。
したがって、高出力なレーザー光が第１発光素子と第２発光素子との間を共振しているため、波長変換素子における変換効率も高くなり、レーザー光源装置から所望の出力波長のレーザー光を高出力で射出させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るレーザー光源装置では、前記光路調整部材が前記波長変換素子であり、前記波長変換素子の入射端面に入射するレーザー光の入射角が変化するように前記波長変換素子を回転可能な回転部材を備えることが好ましい。
【００１３】
本発明に係るレーザー光源装置では、回転部材により、波長変換素子の入射端面に入射するレーザー光の入射角が変化するように波長変換素子を回転可能である。これにより、第１発光素子と第２発光素子との位置ズレに応じて、波長変換素子を回転させることによって、一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光を他方の発光素子の発光部に精度良く入射させることが可能となる。
また、波長変換素子により、第１，第２発光素子から射出されたレーザー光の光路を変換しているため、別部材を設けて光路を変換する場合に比べて、部品点数の削減による低コスト化及び装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係るレーザー光源装置では、前記光路調整部材が支持部材上に載置され、前記支持部材に前記回転部材が設けられていることが好ましい。
【００１５】
ここで、例えば、光路調整部材を直接回転させる場合、光路調整部材を回転させた後、接着剤等により回転部材を固定する。このとき、接着剤が、光路調整部材に入射するレーザー光の光路上に回り込むおそれがあり、これにより、入射したレーザー光の光量の損失を招く。
しかしながら、本発明に係るレーザー光源装置では、回転部材により支持部材を回転させることによって波長変換素子を回転させて、支持基板上に載置された波長変換素子に入射するレーザー光の入射角を変化させている。これにより、光路調整部材に入射するレーザー光の光路上に接着剤が回り込むのを抑えることができるため、入射したレーザー光の光量の損失を低減することができる。したがって、高出力なレーザー光を射出させることが可能となり、一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光を他方の発光素子の発光部に正確に入射させることが可能となる。
また、特に、光路調整部材が波長変換素子である場合、支持部材に温度調節機能を持たせることにより、波長変換素子を所定の温度に調整することが可能となる。これにより、第１，第２発光素子の発光部から射出されたレーザー光の波長変換素子における変換効率を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係るレーザー光源装置では、前記第１発光素子及び前記第２発光素子が、それぞれ複数の前記発光部を備えることが好ましい。
【００１７】
ここで、第１発光素子及び第２発光素子が、それぞれ複数の発光部を備える場合、高出力なレーザー光を射出させることが可能となる。また、この場合でも、本発明に係るレーザー光源装置では、光路調整部材により、一方の発光素子の複数の発光部から射出されたレーザー光を他方の発光素子の複数の発光部に精度良く入射させることが可能となる。
【００１８】
本発明に係る画像表示装置では、上記のレーザー光源装置と、該レーザー光源装置からの光を利用して、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る画像表示装置では、レーザー光源装置より射出されたレーザー光は画像形成装置に入射される。そして、画像形成装置により形成された画像が表示面に表示される。このとき、レーザー光源装置より射出される光は、上述したように、高出力なレーザー光を射出するため、明るく鮮明な画像を表示することが可能となる。
【００２０】
本発明に係るモニター装置では、上記のレーザー光源装置と、該レーザー光源装置から射出されたレーザー光により被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るモニター装置では、レーザー光源装置より射出されたレーザー光は被写体を照射し、撮像手段により被写体を撮像する。このとき、上述したように、高出力なレーザー光を射出するため、明るい光により被写体が照射される。したがって、撮像手段により被写体を鮮明に撮像することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザー光源装置を示す平面図である。
【図２】図１のレーザー光源装置を示す斜視図である。
【図３】図１の波長変換素子の内部を進行する光の光路を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る画像表示装置を示す要部断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るモニター装置を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係るレーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２４】
［第１実施形態］
レーザー光源装置１は、図１に示すように、基台１１と、第１半導体レーザー素子（第１発光素子）１２と、第２半導体レーザー素子（第２発光素子）１３と、第１ダイクロイックミラー（分離部）１４と、第２ダイクロイックミラー（分離部）１５と、波長変換素子（光路調整部材）１６と、光路変換プリズム１９とを備えている。
ここで、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されるレーザー光の射出方向をＺ軸とし、後述するエミッター２２，２３の配列方向をＹ軸とし、射出方向及び配列方向に直交する軸をＸ軸とする。
第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、基台１１上に設けられており、射出端面１２ａ，１３ａが紙面上方を向くように配置されている。すなわち、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光はいずれもＺ軸方向を向くように射出される。
【００２５】
また、第１半導体レーザー素子１２側から順に第１ダイクロイックミラー１４、波長変換素子１６、第２ダイクロイックミラー１５が、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光の光路上に配置されている。
さらに、第２半導体レーザー素子１３と第２ダイクロイックミラー１５との間の光路上には、ビームポラライザー１８が設けられている。このビームポラライザー１８は、Ｐ偏光光のみを透過させる特性を有している。
【００２６】
第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、射出端面１２ａ，１３ａから、例えば、１０６５ｎｍの波長の赤外レーザー光（基本波長の光）を射出する面発光型レーザーダイオードであり、図２に示すように、平面視が円形状のエミッター（発光部）２２，２３がそれぞれ複数形成されている。具体的には、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、Ｙ軸方向に複数のエミッター２２，２３を有している。そして、第１半導体レーザー素子１２の複数のエミッター２２と、第２半導体レーザー素子１３の複数のエミッター２３とは、１対１対応している。
また、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、複数のエミッター２２の配列方向と、複数のエミッター２３の配列方向とが略平行になるように配置されている。
【００２７】
また、エミッター２２は、図１の拡大図に示すように、ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層２２ａ上に、活性層２２ｂが積層された構成になっている。なお、エミッター２３においてもエミッター２２と同様と同様に、ＤＢＲ層２３ａ上に、活性層２３ｂが積層された構成である。
これにより、第１半導体レーザー素子１２から射出されたレーザー光は、第２半導体レーザー素子１３に入射し、第２半導体レーザー素子１３から射出されたレーザー光は、第１半導体レーザー素子１２に入射する。すなわち、第１半導体レーザー素子１２と第２半導体レーザー素子１３との間をレーザー光が往復しつつ、レーザー発振が生じる。すなわち、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３でレーザー光源をなしている。
【００２８】
波長変換素子１６は、図１に示すように、第１ダイクロイックミラー１４と第２ダイクロイックミラー１５との間に配置されている。また、波長変換素子１６は、複数のエミッター２２から射出されたレーザー光が一端面１６ａにすべて入射するように配置され、複数のエミッター２３から射出されたレーザー光が他端面１６ｂにすべて入射するように配置されている。
また、波長変換素子１６としては、非線形光学素子であるＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ｐｏｌｅｄ  Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ）が用いられ、入射光をほぼ半分の波長に変換し、２次高調波を発生させるＳＨＧとして機能する。
そして、図１に示すように、第１半導体レーザー素子１２から射出され、第２半導体レーザー素子１３に向かう光のうち一部の光は、波長変換素子１６を通過することによって、ほぼ半分の（５３０ｎｍ）の緑色のレーザー光（所定の変換波長の光）に変換される。同様に、第２半導体レーザー素子１３から射出され、第１半導体レーザー素子１２に向かうレーザー光のうち一部の光は緑色のレーザー光に変換される。
【００２９】
波長変換素子１６は、温度調節基板（支持部材）２６の上面２６ａに載置されている。この温度調節基板２６には、波長変換素子１６の温度を調節するサーミスター２７と、ヒーター２８とが設けられている。波長変換素子１６は、温度の変化に伴い内部の屈折率が変化するため、サーミスター２７により波長変換素子１６の温度を検出し、検出された波長変換素子１６の温度に基づいてヒーター２８により、波長変換素子１６を加熱する。このように、温度調節基板２６により、波長変換素子１６を適温に調整することで、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光を所定の変換波長の高調波レーザー光に効率良く変換することが可能となる。
【００３０】
また、温度調節基板２６には、下面２６ｂから基台１１に向かって吐出された円柱ピン（回転部材）２９が固定されて設けられている。また、基台１１の第１，第２半導体レーザー素子１２，１３が設けられた上面１１ａには、円柱ピン２９に対応した形状の穴１１ｂが設けられている。これにより、円柱ピン２９は、基台１１の穴１１ｂに対して摺動しながらＺ軸を中心に回転可能となっている。すなわち、円柱ピン２９の回転により、温度調節基板２６上の波長変換素子１６がＺ軸まわりに回転可能となっている。そして、円柱ピン２９により波長変換素子１６を回転させることにより、波長変換素子１６の一端面１６ａに入射するレーザー光の入射角が変化するようになっている。
【００３１】
ここで、図３に示すように、波長変換素子１６の屈折率をｎとし、波長変換素子１６のレーザー光が進行する方向の長さをＬとし、波長変換素子１６に入射するレーザー光の中心軸Ｏに垂直な面と波長変換素子１６の一端面１６ａ，他端面１６ｂとのなす角（波長変換素子１６の回転角）をθとすると、波長変換素子１６の内部を進行するレーザー光Ｏ２は、入射する前のレーザー光の中心軸Ｏに対して角度θ１だけズレる。このとき、θ１は、次の式（１）で表される。
【００３２】
θ１＝θ−ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（θ）／ｎ）    …（１）
【００３３】
そして、波長変換素子１６の内部を進行するレーザー光の光路長をＬ１とすると、光路長Ｌ１は次の式（２）で表される。
【００３４】
Ｌ１＝Ｌ／ｃｏｓ（θ−θ１）                    …（２）
【００３５】
そして、波長変換素子１６から射出されたレーザー光の中心軸Ｏ１と中心軸Ｏとのずれ量をＷとすると、ずれ量Ｗは次の式（３）で表される。
【００３６】
Ｗ＝Ｌ１×ｓｉｎ（θ１）                      …（３）
【００３７】
また、波長変換素子１６の回転角θは、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の配置の位置ズレ量、すなわち、ズレ量Ｗに応じて算出される。
ここで、波長変換素子１６を回転させると、レーザー光が進行する光路が変わるため、位相整合波長はズレるが、０．１ｎｍ程度しか位相整合波長はズレないので、波長変換素子１６を回転させても問題なく入射したレーザー光を高い変換効率で射出させることが可能となる。
このように、波長変換素子１６をＺ軸まわりに回転させることにより、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光の光路を変換することができる。
また、波長変換素子１６の他端面１６ｂについても同様である。
【００３８】
第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５は、図１に示すように、複数のエミッター２２，２３から射出されたレーザー光が入射し、赤外レーザー光を反射させ第１，第２半導体レーザー素子１２，１３へ射出し、可視光を透過させ第１，第２半導体レーザー素子１２，１３とは異なる方向へ射出させるミラーである。具体的には、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５の反射面側に誘電体多層膜が形成されており、１０６５ｎｍの赤外光を反射させ、５３２．５ｎｍの可視光を透過させる特性を有している。
第１ダイクロイックミラー１４は、第１半導体レーザー素子１２から射出されたレーザー光が略４５°の角度で入射するように配置されており、波長変換素子１６に向かって反射される。
また、第２ダイクロイックミラー１５は、第２半導体レーザー素子１３から射出されたレーザー光が略４５°の角度で入射するように配置されており、波長変換素子１６に向かって反射される。
【００３９】
この構成により、第１半導体レーザー素子１２から射出された赤外レーザー光のうち、第１ダイクロイックミラー１４で反射し、波長変換素子１６を通過し、緑色のレーザー光に変換されなかった赤外レーザー光は、第２ダイクロイックミラー１５で反射され、第２半導体レーザー素子１３に入射する。すなわち、第１半導体レーザー素子１２から射出された赤外レーザー光Ｗ１は、第１半導体レーザー素子１２のＤＢＲ層２２ａと第２半導体レーザー素子１３のＤＢＲ層２３ａとの間で共振し増幅される。また、第２半導体レーザー素子１３から射出された赤外レーザー光Ｗ１も同様である。
【００４０】
一方、各第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出され、波長変換素子１６を通過することにより、少なくとも一部のレーザー光が緑色に変換される。緑色に変換されたレーザー光Ｗ２は、第１ダイクロイックミラー１４を通過し−Ｘ軸方向、あるいは、第２ダイクロイックミラー１５を通過し＋Ｘ軸方向に射出される。
【００４１】
光路変換プリズム１９は、図１に示すように、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光の光路上に配置されており、図示しない保持部材により、基台１１に固定されている。この光路変換プリズム１９は、第１ダイクロイックミラー１４を透過した緑色のレーザー光と略同一方向の光路に、第２ダイクロイックミラー１５を透過した緑色のレーザー光の光路を変換するものである。
具体的には、光路変換プリズム１９は、直角三角プリズムであり、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光を第１面１９ａで反射させ、さらに、第１面１９ａと９０°の角度をなす第２面１９ｂで反射させる。このように、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光の光路を１８０°変換する。したがって、第１ダイクロイックミラー１４を透過したレーザー光Ｌ１と、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光Ｌ２とを略平行にすることが可能となる。
【００４２】
また、第１ダイクロイックミラー１４と波長変換素子１６との間には、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）１７が配置されている。このＢＰＦ１７は、所定の変換波長の光のみを透過させ、発振波長のスペクトルを制限するものであり、ＢＰＦ１７により緑色のレーザー光が安定して出力されるようになっている。
【００４３】
次に、以上の構成からなる本実施形態のレーザー光源装置１の作用について、以下に説明する。
まず、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のそれぞれのエミッター２２，２３からレーザー光を射出させる。第１半導体レーザー素子１２のエミッター２２から射出された赤外のレーザー光は、第１ダイクロイックミラー１４で反射され、少なくとも一部のレーザー光が波長変換素子１６において所定の変換波長のレーザー光に変換される。所定の変換波長に変換されたレーザー光は、第２ダイクロイックミラー１５を透過し、光路変換プリズム１９において光路が１８０°変換される。一方、所定の変換波長に変換されなかったレーザー光は、第２ダイクロイックミラー１５で反射され、ビームポラライザー１８を通過して、第２半導体レーザー素子１３のエミッター２３に入射する。
【００４４】
また、第２半導体レーザー素子１３から射出されたレーザー光は、ビームポラライザー１８を通過して、第２ダイクロイックミラー１５で反射され、波長変換素子１６において所定の変換波長のレーザー光に変換される。所定の変換波長に変換されたレーザー光は、第１ダイクロイックミラー１４を透過する。一方、所定の変換波長に変換されなかったレーザー光は、第１ダイクロイックミラー１４で反射され、第１半導体レーザー素子１２のエミッター２２に入射する。
【００４５】
このとき、一方の半導体レーザー素子のエミッターから射出されたレーザー光が、他方の半導体レーザー素子のエミッターに正確に入射していない場合、第１，第２ダイクロイックミラーから射出されるレーザー光の出力強度が低下する。この場合、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の位置ズレが生じている。そこで、この位置ズレを補償するようにレーザー光の光路を補正（調整）するため、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５をＺ軸周り（θｚ）に回転させ、または、Ｘ軸方向に平行移動させる。これにより、Ｚ軸周りと、Ｘ軸方向の第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の位置ズレが補償される。しかしながら、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５では、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のＹ軸方向の位置ズレを補償することができない。そこで、円柱ピン２９を基台１１の穴１１ｂに対して摺動させ、波長変換素子１６をＺ軸周りに回転させる。これにより、図３に示すように、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光の光路がＹ軸方向に移動され、補正される。
このようにして、一方の半導体レーザー素子のエミッターから射出されたレーザー光を他方の半導体レーザー素子のエミッターに正確に入射させる。
【００４６】
以上より、本実施形態に係るレーザー光源装置１は、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光の光路を波長変換素子１６により補正することによって、一方の半導体レーザー素子のエミッターから射出されたレーザー光を他方の半導体レーザー素子のエミッターに正確に入射させることが可能となる。
つまり、本実施形態のレーザー光源装置１は、簡易な構成で高出力化を図ることが可能となる。
【００４７】
また、波長変換素子１６により、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光の光路を変換しているため、別部材を設けて光路を変換する場合に比べて、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
さらに、本実施形態では、温度調節基板２６上に波長変換素子１６を載置し、温度調節基板２６を回転させることにより、波長変換素子１６を回転させている。これにより、直接波長変換素子１６を回転させる場合に比べて、例えば、円柱ピン２９を固定させた際、接着剤が、波長変換素子１６のレーザー光の通過する領域に流れ込むのを防ぐことが可能となる。したがって、本実施形態では、入射するレーザー光の光路上に接着剤が回り込むのを抑えることができるため、光量の損失を抑えることができる。これにより、確実に高出力なレーザー光を射出させることが可能となる。
また、温度調節基板２６が波長変換素子１６の温度を調整する基板であるため、最適な温度に波長変換素子１６を調整することができるので、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３から射出されたレーザー光の波長変換素子１６における変換効率を向上させることが可能となる。
さらに、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、それぞれ複数のエミッター２２，２３を備えているため、高出力なレーザー光を射出させることが可能となる。また、この場合でも、波長変換素子１６により、エミッター２２，２３の配列方向（Ｙ軸）の位置の調整が可能となり、一方の半導体レーザー素子のエミッターから射出されたレーザー光を他方の半導体レーザー素子のエミッターに精度良く入射させることが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態のレーザー光源装置１では、波長変換素子１６を備えた構成を例に挙げて説明したが、必ずしも波長変換素子１６を備えていなくても良い。波長変換素子１６を備えていない構成では、光透過性を有する光路調整部材を備えて、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光の光路を変換すれば良い。また、波長変換素子１６とは別に光路を変換する光路調整部材を備えた構成であっても良い。この構成では、波長変換素子１６及び光路調整部材のうち、少なくともいずれか一方が入射したレーザー光の光路を変換すれば良い。この場合、分離部として入射する光の一部を透過し、残りを反射させるハーフミラーを使用しても良い。
また、波長変換素子１６を温度調節基板２６上に載置して、温度調節基板２６に円柱ピン２９を設けたが、波長変換素子１６に直接円柱ピン２９を設けて回転させても良い。さらに、円柱ピン２９を基台１１に対して摺動させたが、基台１１に円柱ピンを設けて、温度調節基板２６に円柱ピンが摺動可能な穴が形成されている構成であっても良い。
また、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は複数のエミッター２２，２３を備えた構成としたが、１つのエミッターを備えた構成であっても良い。
また、光路変換プリズム１９を用いて、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光の光路を第１ダイクロイックミラー１４を透過したレーザー光と略平行になるように変換したが、これに限るものではない。
【００４９】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１実施形態のレーザー光源装置を備える画像表示装置について説明する。図４は本実施形態の画像表示装置の概略構成図である。
【００５０】
本実施形態の画像表示装置（プロジェクター）１００は、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ射出する赤色レーザー光源装置１Ｒ，緑色レーザー光源装置１Ｇ、青色レーザー光源装置１Ｂを備えており、これら光源装置が上記第１実施形態のレーザー光源装置１である。
プロジェクター１００は、レーザー光源装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから射出された各色光をそれぞれ変調する透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置）１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂと、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂから射出された光を合成して投射レンズ１０７に導くクロスダイクロイックプリズム（色合成手段）１０６と、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン１１０に投射する投射レンズ（投射手段）１０７と、を備えている。
【００５１】
さらに、プロジェクター１００は、レーザー光源装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから射出されたレーザー光の照度分布を均一化させるための均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを備えており、照度分布が均一化された光によって液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを照明している。本実施形態では、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ、１０２Ｂは、例えばホログラム１０２ａとフィールドレンズ１０２ｂによって構成されている。
【００５２】
各液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１０６に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投射光学系である投射レンズ１０７によりスクリーン１１０上に投写され、拡大された画像が表示される。
【００５３】
本実施形態のプロジェクター１００においては、赤色レーザー光源装置１Ｒ，緑色レーザー光源装置１Ｇ，青色レーザー光源装置１Ｂとして上記第１実施形態のレーザー光源装置１が用いられているので、小型、安価で明るい画像表示が可能なプロジェクターを実現することができる。
【００５４】
なお、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、反射型のライトバルブを用いても良いし、液晶以外の光変調装置を用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型液晶ライトバルブやデジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更すればよい。
【００５５】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。
本実施形態では、走査型の画像表示装置について説明する。図５は本実施形態の画像表示装置の概略構成図である。
【００５６】
本実施形態の画像表示装置２００は、図５に示すように、上記第１実施形態のレーザー光源装置１と、レーザー光源装置１から射出された光をスクリーン２１０に向かって走査するＭＥＭＳミラー（走査手段、画像形成装置）２０２と、レーザー光源装置１から射出された光をＭＥＭＳミラー２０２に集光させる集光レンズ２０３とを備えている。レーザー光源装置１から射出された光は、ＭＥＭＳミラー２０２の駆動によってスクリーン２１０上を水平方向、垂直方向に走査される。カラー画像を表示する場合は、例えばレーザーダイオードを構成する複数のエミッターを、赤、緑、青のピーク波長を持つエミッターの組み合わせによって構成すれば良い。
【００５７】
［第４実施形態］
以下、上記実施形態のレーザー光源装置１を応用したモニター装置３００の構成例について図６を用いて説明する。
図６は、本実施形態のモニター装置の概略構成図である。
本実施形態のモニター装置３００は、図６に示すように、装置本体３１０と、光伝送部３２０と、を備える。装置本体３１０は、上述の第１実施形態のレーザー光源装置１を備えている。
【００５８】
光伝送部３２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド３２１，３２２を備えている。各ライトガイド３２１，３２２は、多数本の光ファイバーを束ねたものであり、レーザー光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド３２１の入射側にはレーザー光源装置１が設置され、その出射側には拡散板３２３が設置されている。レーザー光源装置１から射出されたレーザー光は、ライトガイド３２１を通じて光伝送部３２０の先端に設けられた拡散板３２３に送られ、拡散板３２３により拡散されて被写体を照射する。
【００５９】
光伝送部３２０の先端には、結像レンズ３２４が設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ３２４で受けることができる。受けた反射光は、受け側のライトガイド３２２を通じて装置本体３１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ３１１に送られる。この結果、レーザー光源装置１から射出されたレーザー光で被写体を照射して得られた反射光に基づく画像をカメラ３１１で撮像することができる。
【００６０】
本実施形態のモニター装置３００によれば、上記第１実施形態のレーザー光源装置１が用いられているので、小型、安価で鮮明な撮像が可能なモニター装置を実現することができる。
【００６１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、色光合成手段として、クロスダイクロイックプリズムを用いたが、これに限るものではない。色光合成手段としては、例えば、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するもの、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するものを用いることができる。
また、双方のエミッターに対し光路を変換するダイクロイックミラーが設置された構成のレーザー光源装置を例に挙げて説明したが、エミッターの配列はこれに限るものではない。例えば、一方のエミッターにのみダイクロイックミラーが設置されていても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１…レーザー光源装置、１２…第１半導体レーザー素子（第１発光素子）、１３…第２半導体レーザー素子（第２発光素子）、２２，２３…エミッター（発光部）、１４…第１ダイクロイックミラー（分離部）、１５…第２ダイクロイックミラー（分離部）、１６…波長変換素子（光路調整部材）、２６…温度調節基板（支持基板）、１００…プロジェクター（画像表示装置）、２００…画像表示装置、３００…モニター装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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