(57)【要約】【課題】光利用効率が高く、しかも装置の小型化を図った、レーザ光源装置、照明装置、画像表示装置、及びモニタ装置を提供する。【解決手段】光源３１１と、光源３１１との間で共振器構造を構成する外部共振器３１３と、光源３１１と外部共振器３１３との間に配設され、光源３１１からの光を波長変換する波長変換素子３１２と、を備えたレーザ光源装置３１である。そして、少なくとも波長変換素子３１２及び外部共振器３１３を所定間隔、離間された状態に保持する第一の間隔保持部材Ｂａ，Ｆを備えている。【選択図】図１
2008198980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源との間で共振器構造を構成する外部共振器と、
前記光源と前記外部共振器との間に配置され前記光源からの光を波長変換する波長変換素子と、
少なくとも前記波長変換素子及び前記外部共振器を所定間隔離間された状態に保持する第一の間隔保持部材と、を備えることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記光源と前記波長変換素子との間に、前記外部共振器によって反射されて、前記光源に向かう過程で波長変換された光を、前記光源と前記外部共振器との間に形成される第一光路とは異なる第二光路に分離する光路変換素子を備え、
該光路変換素子、前記光源、及び前記波長変換素子を含む光学部材のうち、隣接する少なくとも一組の前記光学部材間を所定間隔、離間された状態に保持する第二の間隔保持部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記光路変換素子は、前記光学部材として前記光源からの光を前記波長変換素子側に導くプリズム部材と、前記波長変換素子側からの光を分離する光路分離部材とを含み、
前記プリズム部材及び前記光路分離部材との間に前記第二の間隔保持部材が設けられることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記光路変換素子は、前記波長変換素子側からの光の波長を選択可能とする波長選択素子を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記第一又は第二の間隔保持部材の少なくとも一方は、所定間隔離間して保持する部材同士を所定角度だけ傾斜させた状態で保持可能とすることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
前記第一及び第二の間隔保持部材は、光路中に配置されないことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項７】
前記第二の間隔保持部材は、前記各光学部材のいずれかをユニット化するユニット保持部材を含むことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項８】
前記第一及び第二の間隔保持部材の少なくとも一方が、前記光源を保持するベース部材に一体形成されてなることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項９】
前記波長変換素子の熱を外部に放出させる熱拡散板を有し、
前記第一及び第二の間隔保持部材の少なくとも一方が、前記熱拡散板に一体形成されてなることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１０】
前記第一及び第二の間隔保持部材は、前記所定の間隔に対応したギャップ材を含有した接着材から構成されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１１】
前記光源は、アレイ化された複数の発光部を備えてなることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出されたレーザ光の進行方向に配設された拡散光学部材と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ光源装置からなる光源と、該光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と、を備えることを特徴とするモニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源装置、照明装置、画像表示装置、及びモニタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信、光応用測定、光表示などのオプトエレクトロニクス分野において、レーザ光源装置が広く使用されている。こうしたレーザ光源装置としては、基本波レーザの波長をそのまま利用するものと、基本波レーザの波長を変換して利用するものとがある。後者のレーザ光源装置において、基本波レーザの波長の変換を行う素子として、波長変換素子が知られている。この波長変換素子は、第二次高調波光発生（SHG: Second Harmonic Generation)素子とも呼ばれる。
【０００３】
また、レーザ光源装置は、外部共振器を組み合わせて用いることで光源からの光を共振させ、射出光を狭帯域化することで高出力のレーザ発振が得られるようになっている。
このような外部共振構造を組み合わせたレーザ光源装置の一例として、特許文献１のようなものが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２８４７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、レーザ光源装置は光の高効率化に加え、さらなる小型化も要求されている。しかしながら、上記特許文献１に記載のレーザ光源装置では、外部共振器のほかに、集光レンズや凹面ミラーなどといった複雑な光学部材が必要となるため、装置構成が複雑となり、装置の小型化が図られているとは言い難かった。また、装置の小型化を図る際に、各光学部材間が接触することで、光路中の光学膜の破損や、光学部材の損傷、あるいは光学部材に生じたひずみにより光の利用効率が低下するといった問題がある。そこで、接着剤を介して各光学部材間の面を貼着することも考えられるが、光路中に生じる熱で接着剤が変質し、光の有効活用が困難となるといった新たな問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光利用効率が高く、しかも装置の小型化を図った、レーザ光源装置、照明装置、画像表示装置、及びモニタ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレーザ光源装置は、光源と、該光源との間で共振器構造を構成する外部共振器と、前記光源と前記外部共振器との間に配置され前記光源からの光を波長変換する波長変換素子と、少なくとも前記波長変換素子及び前記外部共振器を所定間隔離間された状態に保持する第一の間隔保持部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のレーザ光源装置によれば、第一の間隔保持部材により波長変換素子と外部共振器とが所定の間隔、離間された状態に保持することができる。よって、波長変換素子及び外部共振器の面が互いに接触し、磨耗が生じることによる光学特性の低下を防止することができる。また、前記第一の間隔保持部材を用いることで、波長変換素子及び外部共振器の面を接着剤で貼り合せる場合のように、レーザ光の熱により接着剤が溶融し変質することでレーザ発振不良といった不具合を防止することができる。また、波長変換素子と外部共振器とをできるだけ近づけた状態で配置することで、装置全体の小型化を図るとともに、光源と外部共振器との間に配設される波長変換素子を大型化することができ、波長変換素子の光路長を延ばすことで波長変換効率を向上させることができる。したがって、装置構成の小型化を実現するとともに、光利用効率の高いものとなる。
【０００８】
また、上記レーザ光源装置としては、前記光源と前記波長変換素子との間に、前記外部共振器によって反射されて、前記光源に向かう過程で波長変換された光を、前記光源と前記外部共振器との間に形成される第一光路とは異なる第二光路に分離する光路変換素子を備え、該光路変換素子、前記光源、及び前記波長変換素子を含む光学部材のうち、隣接する少なくとも一組の前記光学部材間を所定間隔、離間された状態に保持する第二の間隔保持部材が設けられるのが好ましい。
この構成によれば、光源と波長変換素子との間に光路変換素子を設けた場合でも、第二の保持部材により隣接する少なくとも一組の光学部材が所定の間隔だけ離間された状態に保持されるので、装置全体が小型化して波長変換素子の光路長をできるだけ大きくとることができ、高い波長変換効率が得られる。また、前記光源には所定の焦点に前記外部共振器を配置することで、より高効率なレーザ光線をえることができる。従って、前記光源と前記焦点位置に配置した外部共振器間に前記波長変換素子を配置する。波長変換素子の波長変換効率は、単位断面積内を通過する前記光線のエネルギー密度に指数的に増大することが、一般的に知られており、前期外部共振器近くで焦点距離となる、すなわち前記光源のエネルギー密度が高くなり、波長変換効率が高くなる効果がある、言い換えれば、前記外部共振器に接しない範囲で近くに配置することが可能となり、高効率の波長変換が可能となる。
【０００９】
また、上記レーザ光源装置においては、前記光路変換素子は、前記光学部材として前記光源からの光を前記波長変換素子側に導くプリズム部材と、前記波長変換素子側からの光を分離する光路分離部材とを含み、前記プリズム部材及び前記光路分離部材との間に前記第二の間隔保持部材が設けられるのが好ましい。
この構成によれば、第二の間隔保持部材によってプリズム部材と光路分離部材とが所定間隔だけ離間された状態となるので、高い光路変換特性を得ることができる。
【００１０】
また、上記レーザ光源装置においては、前記光路変換素子は、前記波長変換素子側からの光の波長を選択可能とする波長選択素子を含むのが好ましい。
この構成によれば、波長変換素子側からの光の波長を選択することで不要な波長の光が光源に戻されるのを防止できる。
【００１１】
また、上記レーザ光源装置においては、前記第一又は第二の間隔保持部材の少なくとも一方は、所定間隔離間して保持する部材同士を所定角度だけ傾斜させた状態で保持可能とするのが好ましい。
この構成によれば、前記第一及び第二の間隔保持部材により各部材同士を所定の傾きを保ちつつ近接した状態に保持できるので、小型化及び高効率化が図られたレーザ光源装置を提供できる。
【００１２】
また、上記レーザ光源装置においては、前記第一及び第二の間隔保持部材は、光路中に配置されないのが好ましい。
この構成によれば、前記第一及び第二の間隔保持部材が、光路を遮ることがなくなり、より多くの光を光源から外部に取り出すことができ、光利用効率をより向上できる。
また、前記第二の間隔保持部材は、前記各光学部材のいずれかをユニット化するユニット保持部材を含むのが好ましい。
この構成によれば、各光学部材がユニット化されたものとなるので、レーザ光源装置の組み立て性を向上させることができ、結果的にレーザ光源装置の低コスト化を図ることができる。
【００１３】
また、上記レーザ光源装置においては、前記第一及び第二の間隔保持部材の少なくとも一方が、前記光源を保持するベース部材に一体形成されてなるのが好ましい。
この構成によれば、第一及び第二の間隔保持部材の少なくとも一方がベース部材に一体形成されてなるので、レーザ光源装置全体の構造を小型化することができる。
【００１４】
あるいは、上記レーザ光源装置においては、前記波長変換素子の熱を外部に放出させる熱拡散板を有し、前記第一及び第二の間隔保持部材の少なくとも一方が、前記熱拡散板に一体形成されていてもよい。
この構成によれば、第一及び第二の間隔保持部材の少なくとも一方が熱拡散板に一体形成されているので、レーザ光源装置全体の構造を小型化することができる。
【００１５】
また、上記レーザ光源装置においては、前記第一及び第二の間隔保持部材は、前記所定の間隔に対応したギャップ材を含有した接着材から構成されていてもよい。
この構成によれば、ギャップ材により各光学部材間が所定の間隔に保持され、しかも接着剤によって各部材間を確実に保持されたものとすることができる。
【００１６】
また、上記レーザ光源装置においては、前記光源は、アレイ化された複数の発光部を備えてなるのが好ましい。
本発明では、このようにアレイ化された光源を用いたとしても、光路分離部材、波長変換素子、及び外部共振器の光入射出端面の面積を、アレイに対応した面積に拡張すればよいだけである。すなわち本発明を採用することで、光源がアレイ化されたとしても、装置の過度な大型化を招くことが無く、簡単な構成で対応することができ、コスト低減することができる。
【００１７】
本発明の照明装置は、上記のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出されたレーザ光の進行方向に配設された拡散光学部材と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の照明装置によれば、装置の小型化を実現するとともに光の利用効率が高い、上記レーザ光源装置を備えているので、被照射物に鮮明かつ均一な照度分布を有した光照射をなす、小型かつ高性能なものとなる。
【００１９】
本発明の画像表示装置は、上記のレーザ光源装置からなる光源と、該光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の画像表示装置によれば、上述したようなレーザ光源装置を光源として備えているので、光の利用効率が高いものとなる。
【００２１】
本発明のモニタ装置は、上記のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明のモニタ装置によれば、上述したようなレーザ光源装置を備えているので、光の利用効率が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明について図面を参照して説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２４】
（第一実施形態）
図１（ａ）は、第一実施形態に係るレーザ光源装置の分解斜視図を示すものである。レーザ光源装置３１は、光源３１１、該光源３１１との間で共振器構造を構成する外部共振器３１３、波長変換素子３１２、及び光路変換素子３１４を備えている。
【００２５】
図１（ａ）に示すように本実施形態では、光路変換素子３１４は、光源３１１からの光を前記波長変換素子３１２側に導く第一のプリズム部材（プリズム部材）３１５と、前記波長変換素子３１２側からの光を分離する光路分離部材３１６と、から構成されている。詳細については後述するが、前記光路分離部材３１６は第二のプリズム３１６ａと、図示されない選択反射膜とから構成されている。
【００２６】
本実施形態に係るレーザ光源装置３１は、後述するように前記波長変換素子３１２及び前記外部共振器３１３を所定の間隔だけ離間された配置関係に保持する第一の間隔保持部材を備えている。また、レーザ光源装置３１は、前記第一のプリズム部３１５、前記光路分離部材３１６、前記光源３１１、及び前記波長変換素子３１２を含む光学部材のうち、隣接する少なくとも一組の光学部材間を所定の間隔だけ離間した状態に保持する第二の間隔保持部材を備えている。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、前記光路変換素子３１４と波長変換素子３１２と外部共振器３１３とは、光源３１１とともにベース部材（第一の保持部材）Ｂａ上に保持されたものとなっている。このベース部材Ｂａを用いることで、特に波長変換素子３１２と外部共振器３１３の位置ズレを防止することができ、信頼性の高いレーザ光を得ることができる。
【００２８】
ベース部材Ｂａは、波長変換素子３１２及び前記光路変換素子３１４が保持される第一の面Ｂａ１と、該第一の面Ｂａ１よりも高く、前記外部共振器３１３が保持される第二の面Ｂａ２と、を備えている。第一の面Ｂａ１には凹部Ｂａ４が設けられており、この凹部Ｂａ４内に光源３１１が保持されたものとなっている。
【００２９】
また、前記第一の面Ｂａ１と前記第二の面Ｂａ２とは、ほぼ平行になっている。さらに第一の面Ｂａ１と第二の面Ｂａ２とを連続させる側面部は、これら２つの面Ｂａ１，Ｂａ２に対してそれぞれほぼ垂直に形成されている。前記波長変換素子３１２は、例えば四角柱形状からなるものであり、前記側面部に当接されることにより第一の面Ｂａ１上に配置され、これによってベース部材Ｂａ上での位置決めがなされている。
【００３０】
外部共振器３１３は、波長変換素子３１２と同様、四角柱形状をなしており、共振器用保持フレーム（第一の保持部材）Ｆを介してベース部材Ｂａに保持されている。共振器用保持フレームＦは、図１（ｃ）に示すように、断面視、略Ｌ字形状からなり、底面Ｆ１及び側面Ｆ２に外部共振器３１３を当接されるようになっている。
【００３１】
前記共振器用フレームＦの底面Ｆ１の反対側には、半球状の凸部Ｆ３が設けられており、この凸部Ｆ３がベース部材Ｂａの第二の面Ｂａ２に形成された凹部Ｂａ３に嵌合され、前記側面Ｆ２の反対面が前記波長変換素子３１２に当接されるようになっている。これにより、ベース部材Ｂａ上には、波長変換素子３１２及び光路変換素子３１４が所定の間隔だけ離間された状態（配置関係）に保持されることとなる。
【００３２】
よって、波長変換素子３１２及び外部共振器３１３の面が互いに接触し、磨耗が生じることによる光学特性の低下を防止することができる。また、前記波長変換素子３１２及び外部共振器３１３を接着材によって貼り合わせた場合と異なり、レーザ光の熱で接着剤が変質し、光有効利用を妨げるといった不具合の発生を防止することができる。また、装置全体の小型化を図ることができる。
【００３３】
なお、例えば共振器用フレームＦが光を透過しない材質から構成されている場合には、前記共振器用フレームＦの側面Ｆ２を、前記波長変換素子３１２及び前記外部共振器３１３における光路を遮らない高さに設定するのが好ましい。これにより、光源３１１からの光を確実に外部に取り出すことができる。なお、共振器用フレームＦが光透過性材料から構成される場合には、多少光の透過率が落ちるものの、側面Ｆ２が光路に重なっても実使用上問題がない。
【００３４】
すなわち、本実施形態においては、前記ベース部材Ｂａ及び前記共振器用保持フレームＦが第一の間隔保持部材として機能する。なお、前記共振器用保持フレームＦをベース部材Ｂａに一体化させた構造を採用することもできる。
【００３５】
また、前記ベース部材Ｂａの第一の面Ｂａ１に設けられた凹部Ｂａ４内に保持された光源３１１を覆うようにして、前記光路変換素子３１４がギャップ材を含有した接着剤（第二の保持部材）Ｇを介して第一の面Ｂａ１上に設けられている。前記ギャップ材は、所定の間隔（例えば、所望の間隔）に対応しており、このギャップ材を介して各部材を当接させることにより、これら部材が所定の間隔だけ離間された配置関係に保持することができるようになっている。
【００３６】
また、第一のプリズム３１５と第二のプリズム３１６ａとの間にも、ギャップ材を含有した接着剤Ｇが設けられており、これにより第一のプリズム３１５と第二のプリズム３１６ａとが所定の間隔だけ離間された配置関係に保持されたものとなっている。
【００３７】
また、前記光路変換素子３１４と波長変換素子３１２との間にも、ギャップ材を含有した接着剤Ｇが設けられており、これにより光路変換素子３１４及び波長変換素子３１２を所定の間隔だけ離間された配置関係に保持されたものとすることができる。なお、ギャップ材を含有した接着剤Ｇは、前記各光学部材の光路を遮ることのない位置に設けられるのが望ましい。これによれば、光源３１１からの光を効率的に外部に取り出すことができ、光の利用効率を向上させることができる。なお、ギャップ材が光透過性材料からなる場合には、多少光の透過率が落ちるものの、光路に多少重なったとしても実使用上の問題はない。
【００３８】
図２は光源３１１の構造を模式的に示す断面図である。図２に示した光源３１１は、いわゆる面発光半導体レーザであり、例えば半導体ウエハからなる基板４００と、基板４００上に形成され、反射ミラーとしての機能を有するミラー層３１１Ａと、ミラー層３１１Ａの表面に積層されるレーザ媒体３１１Ｂとを有する。
【００３９】
ミラー層３１１Ａは、基板４００上に、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により形成された、高屈折率の誘電体と低屈折率の誘電体の積層体によって構成されている。ミラー層３１１Ａを構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数は、光源３１１から射出される光の波長（第一の波長）に対して最適化され、反射光が干渉し強め合う条件に設定されている。
【００４０】
レーザ媒体３１１Ｂは、ミラー層３１１Ａの面上に形成されている。このレーザ媒体３１１Ｂは、図示しない電通手段が接続されており、電通手段から所定量の電流が流されると、所定波長の光を射出する。また、レーザ媒体３１１Ｂは、ミラー層３１１Ａと、図１、図２に示した外部共振器３１３との間で、第一の波長の光が共振することにより、特定の波長（第一の波長）の光を増幅させる。すなわち、ミラー層３１１Ａや、後述する外部共振器３１３により反射された光は、レーザ媒体３１１Ｂにより新たに射出される光と共振して増幅され、レーザ媒体３１１Ｂの光射出端面からミラー層３１１Ａや基板４００に略直交する方向に射出される。
【００４１】
図３は波長変換素子３１２の構造を模式的に示す断面図である。
波長変換素子３１２は、例えば四角柱形状をなし、波長変換部３１２Ａと、波長変換部３１２Ａの光源３１１側の面（入射端面）に形成された反射防止（ＡＲ：anti-reflective）膜３１２Ｂと、波長変換部３１２Ａの外部共振器３１３側の面（射出端面）に形成されたＡＲ膜３１２Ｃとを備えている。
【００４２】
波長変換部３１２Ａは、入射した光の第二高調波を生成する第二次高調波発生（ＳＨＧ：Second Harmonic Generation）素子である。波長変換部３１２Ａは、周期的な分極反転構造を備えており、擬似位相整合（ＱＰＭ：Quasi Phase Matching）による波長変換によって、入射した光の波長をほぼ半分の波長（第二の波長）の光に変換する。このようにすれば、他のタイプの波長変換素子に比べて変換効率の高い擬似位相制御型が用いられるので、後述する本発明の効果をより高めている。
【００４３】
例えば、光源３１１から射出される光の波長（第一の波長）が１０６４ｎｍ（近赤外）である場合、波長変換部３１２Ａは、これを半分の波長（第二の波長）５３２ｎｍに変換して、緑色の光を生成する。ただし、背景技術でも述べたように、波長変換部３１２Ａの波長変換効率は、一般的に３０〜４０％程度である。つまり、光源３１１から射出された光のすべてが、第二の波長の光に変換されるわけではない。
【００４４】
周期的な分極反転構造は、例えばニオブ酸リチウム（ＬＮ：ＬｉＮｂＯ３）やタンタル酸リチウム（ＬＴ：ＬｉＴａＯ３）などの無機非線形光学材料の結晶基板内部に形成されている。具体的には、周期的な分極反転構造は、このような結晶基板内部に、光源３１１から射出された光に対して略直交する方向に、相互に分極方向が反転した２つの領域３１２Ａａ，３１２Ａｂを、所定の間隔で交互に多数形成した構成となっている。これら２つの領域３１２Ａａ，３１２Ａｂのピッチは、入射光の波長と結晶基板の屈折率分散とを考慮して、適宜決定される。
【００４５】
なお、一般に半導体レーザから発振されるレーザ光は、利得帯域の中で複数の縦モードが発振し、温度の変動などの影響によりそれらの波長が変化する。すなわち、波長変換素子３１２において変換される光の波長の許容幅は０．３ｎｍ程度であり、使用環境温度の変化に対して、０．１ｎｍ／℃程度変動する。
【００４６】
ＡＲ膜３１２Ｂ，３１２Ｃは、例えば単層または多層からなる誘電体膜であり、第一の波長の光および第二の波長の光の双方を例えば９８％以上の透過率で透過させる。なお、これらのＡＲ膜３１２Ｂ，３１２Ｃは、波長変換素子３１２の機能を達成する上で必須の構成ではないため、省略することも可能である。つまり、波長変換素子３１２を、波長変換部３１２Ａのみで構成することも可能である。
【００４７】
外部共振器３１３は、第一の波長の光を選択的に反射して光源３１１の方に向かわせ、それ以外の波長（第二の波長を含む）の光を透過する機能を有する。外部共振器３１３は、第一の波長の光を選択的に反射することで、増幅する光の波長を狭帯域化する機能も担っている。
【００４８】
図４は外部共振器３１３の構造を模式的に示す断面図である。外部共振器３１３は、波長変換素子３１２と同様、四角柱形状をなしている。そして、ブラッグ格子構造が内部に形成された体積型位相格子としてのブラッグ格子部３１３Ａと、その波長変換素子３１２側の端面（入射端面）に形成された反射防止（ＡＲ）膜３１３Ｂとを備えている。
【００４９】
ブラッグ格子部３１３Ａは、ＳｉＯ２を主体とした例えばアルカリボロアルミノシリケートガラスなどのガラス層に所定波長の紫外線を照射し、ガラス層中に屈折率の異なる干渉パターンを層状に形成したものである。このブラッグ格子部３１３Ａによって、上述した外部共振器３１３の機能がもたらされる。
【００５０】
ＡＲ膜３１３Ｂは、単層または多層からなる誘電体膜であり、第一の波長の光および第二の波長の光の双方を例えば９８％以上の透過率で透過させる。ＡＲ膜３１３Ｂは、ブラッグ格子部３１３Ａの入射端面だけでなく、射出端面にも形成することが可能である。
なお、ＡＲ膜３１３Ｂは、外部共振器３１３の機能を達成する上で必須の構成ではないため、省略することも可能である。つまり、外部共振器３１３を、ブラッグ格子部３１３Ａのみで構成することも可能である。
【００５１】
図５は光路変換素子３１４の斜視図である。光路変換素子３１４は図５に示すように、光源３１１からの光を波長変換素子３１２側に導く第一のプリズム（プリズム部材）３１５と、前記波長変換素子３１２側からの光を分離する光路分離部材３１６とを備えている。この光路分離部材３１６は、第二のプリズム３１６ａと、この第二のプリズム３１６ａ及び前記第一のプリズム３１５の間に設けられた選択反射膜３１６ｂと、を備えている。以下、第一のプリズム３１５及び第二のプリズム３１６ａをそれぞれプリズム３１５，３１６ａと称す場合もある。
【００５２】
プリズム３１５は、例えばＢＫ７などの光学ガラスからなり、二等辺三角柱の形を成している。このプリズム３１５の側面は、二等辺三角形の頂角を挟む二辺を含む面３１５Ｂ，Ｃと、斜辺を含む面３１５Ａから構成されている。
【００５３】
光路分離部材３１６を構成する第二のプリズム３１６ａは、第一のプリズム３１５と同様に、ＢＫ７などの光学ガラスからなり、二等辺三角柱の形を成している。このプリズム３１６ａの側面は、三角形の頂角を挟む二辺を含む面３１６Ａ，Ｂと、斜辺を含む面３１６Ｃから構成されている。
【００５４】
プリズム３１６ａの面３１６Ｂには、選択反射膜３１６ｂが形成されている。この選択反射膜３１６ｂは、例えば誘電体多層膜によって構成される。このような誘電体多層膜は、例えばＣＶＤによって形成することが可能であり、多層膜を構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数は、求められる特性に応じて最適化される。選択反射膜３１６ｂは、光源３１１と、波長変換素子３１２との間に設けられ、波長変換素子３１２によって波長変換された第二の波長の光を選択的に反射し、前記波長変換素子３１２によって波長変換されていない第一の波長の光を透過させる特性を有する。すなわち、前記選択反射膜３１６ｂは、ダイクロイックミラーとしての機能を備えている。選択反射膜３１６ｂの、第一波長の光に対する透過率、及び第二波長の光に対する反射率は、高ければ高いほど良いが、８０％以上あれば十分である。
【００５５】
第一のプリズム３１５の面３１５Ｂは、選択反射膜３１６ｂが形成されたプリズム３１６ａの面３１６Ｂと、例えば、紫外線光で硬化する光学用接着剤中に上述したギャップ材を含有したものにより貼り合わされている。面３１６Ｃは、その一部が波長変換素子３１２と対向するように配置される。面３１６Ａは、入射光ＩＬ（図６参照）に対して全反射条件を満足する角度に配置された平滑面である。このように、面３１６Ａを入射光ＩＬに対して全反射条件を満足する角度に配置された平滑面とすることで、反射面の反射効率をほぼ１００％にすることができ、光の利用効率をより向上させることができる。
【００５６】
なお、面３１６Ａに反射膜を設け、この反射膜によって第二のレーザ光ＬＳ２を第一のレーザ光ＬＳ１の進行方向とほぼ同じ方向へ向けるようにしても良い。このような構成とした場合は、反射効率が多少低下する可能性はあるものの、面３１６Ａを、全反射条件を満足する角度に配置しなくても良いため、光路設計の自由度が増す。
【００５７】
プリズム３１５と３１６とは貼り合わせにより一体化されている。なお、プリズム３１５と３１６とは貼り合わせ以外の方法によって一体化されていても良い。
【００５８】
なお、選択反射膜３１６ｂは、プリズム３１６ａの面３１６Ｂではなく、プリズム３１５の面３１５Ｂに形成されてもよい。要するに、選択反射膜３１６ｂは、プリズム３１５の面３１５Ｂと、プリズム３１６ａの面３１６Ｂの間に設けられていれば良い。この場合、光路変換素子３１４は第一のプリズムと選択反射膜とから構成されることとなる。また、プリズム３１５の面３１５Ａ、プリズム３１６ａの面３１６Ｃに反射防止（ＡＲ）膜を形成してもよい。これらの面にＡＲ膜を形成することにより、これらの面を介して、光路変換素子３１４に光が入射したり、光路変換素子３１４から光が射出されたりする際の光の損失を低減することが可能となる。
【００５９】
次に、レーザ光源装置３１から出力光が得られるまでの過程について図面を参照して説明する。
図６は、前記レーザ光源装置３１の概略構成を示す模式図であり、上述したように光源３１１、波長変換素子３１２、外部共振器３１３、光路変換素子３１４を備えている。光源３１１は、第一の波長の光を射出する。なお、図６においては、上述したベース部材Ｂａ、共振器用保持フレームＦ、及びギャップ材を含有した接着剤の図示を省略している。
【００６０】
なお、図６において、Ｌ１は、光源３１１から射出され、波長変換素子３１２によって第二の波長の光に変換され、第一のレーザ光ＬＳ１として外部共振器３１３から射出される光を示している。光路Ｏ１は、光源３１１から射出された後、波長変換素子３１２によって第二の波長に変換されること無く、外部共振器３１３によって反射され光源３１１に向かう過程においても波長変換素子３１２にて第二の波長に変換されず、選択反射膜３１６ｂを透過して光源３１１に戻る光を示しており、このような光によって光路Ｏ１が形成されると考えることができる。また、前記外部共振器３１３は、図６に示すように、第一光路Ｏ１上に、該第一光路Ｏ１に対して略直交するように設けられている。また、その入射端面は、波長変換素子３１２の射出端面に対向している。そして、前記ブラッグ格子部３１３Ａは、光路Ｏ１に沿って設けられた多数の層によって構成されている。
【００６１】
またＬ２は、光源３１１から射出され、波長変換素子３１２によって第二の波長に変換されること無く射出され、外部共振器３１３によって反射され光源に向かう過程において、波長変換素子３１２によって第二の波長に変換されて、選択反射膜３１６ｂへ入射する光を示している。図１では、Ｌ１、Ｏ１、Ｌ２を異なる位置に示しているが、これらは説明の便宜上、異なる位置に示されているだけであり、本来は同じ位置に存在する。
【００６２】
光源３１１は、レーザ媒体３１１Ｂに電流が流されると、第一の波長の光を射出する。光源３１１から射出された第一の波長の光は、プリズム３１５の面３１５Ａから光路変換素子３１４中に入射して、プリズム３１５の面３１５Ｂで全反射された後、プリズム３１５の面３１５Ｃを透過し、選択反射膜３１６ｂ、プリズム３１６ａの面３１６Ｂをこの順に通過して、プリズム３１６ａの面３１６Ａから波長変換素子３１２に向けて射出される。
【００６３】
光路変換素子３１４から射出された第一の波長の光は、波長変換素子３１２に入射する。波長変換素子３１２では、入射した第一の波長の光のうち一部の光が、半分の波長（第二の波長）に変換される。波長変換素子３１２から射出された光のうち、第二の波長に変換された光は、外部共振器３１３を透過して、第一のレーザ光ＬＳ１として外部共振器３１３から射出される。
【００６４】
一方、波長変換素子３１２から射出された光のうち、第二の波長に変換されなかった光（第一波長の光）は、外部共振器３１３によって反射され、光源３１１の方に向かう。外部共振器３１３によって反射された第一の波長の光は、光源３１１の方へ向かう過程で再び波長変換素子３１２を通過する。そして、そのうち一部の光が、第二の波長に変換される。
【００６５】
そして波長変換素子３１２から光源３１１の方へ射出された光は、プリズム３１６ａの面３１６Ｃから光路変換素子３１４内に入射して選択反射膜３１６ｂに入射する。このようにして選択反射膜３１６ｂに入射した光のうち、第一の波長の光は、選択反射膜３１６ｂを透過する。
【００６６】
そして、選択反射膜３１６ｂを透過した第一の波長の光は、プリズム３１５の面３１５Ｃを通過して、プリズム３１５の面３１５Ｂで全反射された後、プリズム３１５の面３１５Ａから光源３１１に向けて射出される。
さらに、この光は光源３１１に戻り、ミラー層３１１Ａによって反射され、再び光源３１１から射出される。このように、第一の波長の光は、光源３１１と外部共振器３１３との間に形成された第一光路Ｏ１を往復することにより、レーザ媒体３１１Ｂにて新たに発振される光と共振して増幅される。すなわち、レーザ光源装置３１は、光源３１１のミラー層３１１Ａと外部共振器３１３との間に形成された共振構造を備えている。
【００６７】
一方、外部共振器３１３によって反射されて光源３１１の方へ向かう過程で波長変換素子３１２によって第二の波長に変換された光は、選択反射膜３１６ｂによって反射される。
そして、プリズム３１６ａの反射面としての面３１６Ａによって反射されて、第一のレーザ光ＬＳ１の進行方向とほぼ平行な方向へ向けられる。さらに、面３１６Ａによって反射された光は、第二のレーザ光ＬＳ２として、プリズム３１６ａの面３１６Ｃから射出される。
【００６８】
すなわち、光路変換素子３１４は、外部共振器３１３によって反射されて光源３１１の方へ向かう過程で第二の波長に変換された光を、第一光路Ｏ１とは異なる第二光路Ｏ２へ取り出す機能を備えている。そして、光路変換素子３１４は、このような機能を達成できる限度において、上記第一のプリズム３１５、第二のプリズム３１６ａ以外の形状からなるプリズムを用いて構成することも可能である。
【００６９】
一般にレーザ光源装置では、光源からの光が焦点を結ぶ位置に外部共振器を配置することで光の利用効率の向上を図っている。また、波長変換素子の光路長を延ばすことで波長の変換効率を向上させることができる。
【００７０】
したがって、レーザ光源装置においては波長変換素子のレーザ光方向の光路長をできるだけ大きくするのが望ましく、そのためには光源と外部共振器との間に配置される、各光学部材（波長変換素子、光路分離部材）の間隔を狭める必要がある。
【００７１】
本実施形態に係るレーザ光源装置３１は、以下の効果を奏する。
（１）第一の間隔保持部材としてのベース部材Ｂａ及び共振器用フレームＦを備えているので、波長変換素子３１２と外部共振器３１３とが所定の間隔、離間された状態に保持することができる。よって、波長変換素子３１２及び外部共振器３１３の面が互いに接触し、磨耗が生じることによる光学特性の低下を防止することができる。また、各光学部材（例えば、光路変換素子３１４、波長変換素子３１２、及び外部共振器３１３）を、接着材を介して貼着した場合のように、レーザ光の熱によって変質した接着剤に起因する不具合の発生を防止することができる。また、装置全体の小型化を図るとともに、光源３１１と外部共振器３１３との間に配設される波長変換素子３１２をできる限り大型化できるので、波長変換素子３１２の光路長が延びて波長変換効率を向上させることができる。したがって、装置構成の小型化を実現するとともに、光利用効率の高いものとなる。
また、ギャップ剤を含有した接着剤（第二の保持部材）が所定の間隔だけ離間された状態に各光学部材（プリズム部材３１５、光路分離部材３１６、光源３１１、及び波長変換素子３１２）を保持できるので、特に本実施形態のように光源３１１と波長変換素子３１２との間に光路変換素子３１４を備えている場合には、高い波長変換効率を得ることができる。
【００７２】
（２）光源３１１と外部共振器３１３とによって構成された共振構造（第一光路Ｏ１）中に波長変換素子３１２を設け、外部共振器３１３によって反射されて光源３１１へ向かう過程で波長が変換された第二のレーザ光を、光路変換素子３１４によって第二光路Ｏ２に取り出して利用することにより、出力光のパワー低下を効率よく低減することが可能である。また、光源３１１と外部共振器３１３とによって構成された共振構造の内部に波長変換素子３１２を設けているため、外部共振器３１３によって反射されて光源３１１の方へ向かう過程で第二の波長に変換されなかった光を光源３１１に戻さないようにする構成が不要となる。よって、光学系の大型化を招く恐れが少なく、光路の長さが長くなったり、光学要素を通過する回数が増えてしまったりすることによる光の損失を低減することもできる。さらに、第二のレーザ光ＬＳ２を、第一のレーザ光ＬＳ１の進行方向とほぼ同じ方向へ向けるだけで良いため、偏光方向がほぼ揃った出力光を得ることができる。よって、偏光制御型のデバイス（例えば液晶装置）と組み合わせて使用する場合であっても、光の利用効率を向上させることが可能である。
【００７３】
（３）プリズム３１５，３１６の面３１５Ａ，３１６Ａを介して、光路変換素子３１４に光を入射させたり、光路変換素子３１４から光を射出させたりすることができるため、光路変換素子３１４に入射する光や、光路変換素子３１４から射出させる光の方向を制御し易い。
【００７４】
（４）本実施形態に係るレーザ光源装置３１は、拡散光学部材、レンズ、フィルタ、ミラー、回折格子、プリズム、光変調素子など、他の光学デバイスと組み合わせて利用される可能性が高いが、このような光学デバイスの多くは、入射光の角度に依存して特性が変化したり、出力結果が変化してしまったりする。しかし、本実施形態に係るレーザ光源装置３１では、外部共振器３１３から射出される第一のレーザ光ＬＳ１と第二のレーザ光とＬＳ２とがほぼ平行であるため、レーザ光源装置３１の後に配置される光学デバイスの設計や配置が容易となる。従って、本実施形態に係るレーザ光源装置３１を、画像表示装置やモニタ装置等に応用した場合は、光学設計の自由度が非常に高まるという効果がある。
【００７５】
（第二実施形態）
図７は、第二実施形態に係るレーザ光源装置４１の側断面を示す模式図である。第二実施形態のレーザ光源装置４１は、第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材の構成が第一実施形態のレーザ光源装置３１と異なっており、それ以外は、前記第一実施形態と同様である。したがって、図７において、第一実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。また、レーザ光源装置４１から出力光が得られるまでの過程についても同様であり、その詳細な説明も省略または簡略化する。
【００７６】
具体的には、レーザ光源装置４１は、前記波長変換素子３１２の熱を外部に放出させる熱拡散板３１７を有している。この熱拡散板３１７には、波長変換素子３１２の温度を計測するためのサーミスタや、波長変換素子３１２の温度を調整するヒータ（いずれも図示せず）が設けられている。
【００７７】
本実施形態では、熱拡散板３１７に第一の間隔保持部材と第二の間隔保持部材の一部とが一体に設けられている。第二の間隔保持部３１７ｂは、波長変換素子３１２と光路変換素子３１４との間を所定の間隔だけ離間した状態に保持している。また、第一の間隔保持部３１７ａは、外部共振器３１３と波長変換素子３１２との間を所定の間隔だけ離間した状態に保持している。
【００７８】
図８は、前記熱拡散板３１７の概略構成を示す斜視図である。本実施形態においても上記実施形態と同様に、第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材は、上記実施形態と同様に光路中に配置されないようになっている。具体的には、前記第一の間隔保持部３１７ａには、開口部３１７ａ´が形成されており、開口部３１７ａ´内がレーザ光路となっている。また、前記第二の間隔保持部３１７ｂは、図７に示したようにレーザ光路を遮らない位置まで延出している。このように第一、及び第二の間隔保持部３１７ａ，３１７ｂがレーザ光路を遮らない構成とすることで、光源３１１からより多くの光を外部に取り出すことができ、これによって光利用効率を高めることができる。なお、上記実施形態では、熱拡散板３１７によって、光路変換素子３１４と波長変換素子３１２とを所定の位置に保持しているが、本発明はこれに限定されず、例えば光路変換素子３１４を構成する第一のプリズム３１５及び光路分離部材３１６を所定の位置に保持する第二の間隔保持部材を熱拡散板に一体形成しても良い。
【００７９】
本実施形態に係るレーザ光源装置４１においても、第一実施形態の上記効果（１）〜（４）に加え、以下の効果を奏することができる。
第一の間隔保持部３１７ａ及び第二の間隔保持部３１７ｂが熱拡散板３１７に一体形成されているので、レーザ光源装置４１全体の構造を小型化することができる。よって、レーザ光源装置４１の軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００８０】
（第三実施形態）
図９は、第三実施形態に係るレーザ光源装置５１の側断面を示す模式図である。第三実施形態のレーザ光源装置５１は、第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材の構成が上記第一、第二実施形態のレーザ光源装置３１，４１とは異なっており、それ以外は、上記実施形態と同様である。したがって、図９において、上記実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。また、レーザ光源装置５１から出力光が得られるまでの過程についても同様であり、その詳細な説明も省略または簡略化する。
【００８１】
具体的に本実施形態に係るレーザ光源装置５１は、図９に示すように第一の間隔保持部材と第二の間隔保持部材の一部とがベース部材Ｂａに一体形成されている。この構成によれば、レーザ光源装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００８２】
本実施形態に係るベース部材Ｂａは、図１０（ａ）に示すように、光路変換素子３１４及び波長変換素子３１２を保持する第一の面Ｂａ１´と、外部共振器３１３を保持する第二の面Ｂａ２´とを備えている。本実施形態では、第一の面Ｂａ１´の高さが第二の面Ｂａ２´の高さよりも高くなっている。そして、前記第一の面Ｂａ１´における前記第二の面Ｂａ２´との境界部分には、前記外部共振器３１３及び波長変換素子３１２にそれぞれ当接することにより、波長変換素子３１２と外部共振器３１３とが所定の間隔だけ離間された状態に保持する第一の間隔保持部材をなす凸部２００が形成されている。また、前記第一の面Ｂａ１´における凹部Ｂａ４側には、前記波長変換素子３１２と前記光路変換素子３１４とが所定の間隔だけ離間された状態に保持する第二の間隔保持部材をなす凸部２０１が形成され、波長変換素子３１２における前記光路変換素子３１４側の端面に凸部２０１が当接されるようになっている。すなわち、波長変換素子３１２は第一の面Ｂａ１´上に形成された凸部２００，２０１により、ベース部材Ｂａ上での配置が規定されるようになっている。
【００８３】
また、レーザ光源装置５１は、図９，図１０（ｂ），（ｃ）に示すような光路変換素子（光学部材）３１４をユニット化するユニット保持部材２０５を備えている。具体的には、ユニット保持部材２０５は、光路変換素子３１４を構成する第一のプリズム部３１５と光路分離部材３１６との間を所定の間隔に保持するとともにユニット化、すなわち２つの部材から構成される光路変換素子３１４を一つの部材として取り扱うことができるようにしている。
【００８４】
これにより、ユニット保持部材２０５を備えることで、レーザ光源装置の組み立て時に取り扱われる部品点数を少なくでき、これによって組み立て性が向上し、レーザ光源装置の低コスト化を図ることができる。
【００８５】
（レーザ光源装置の変形例）
本発明は前述の第一実施形態及び第二実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。以下に変形例として挙げられているような形態であっても、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
上記実施形態では、外部共振器３１３によって反射されて、光源３１１に向かう過程で波長変換された光を、光源３１１と外部共振器３１３との間に形成される第一光路とは異なる第二光路に分離する光路変換素子３１４を備えたレーザ光源装置について説明したが、本発明は光路変換素子を有しない図１１に示すようなレーザ光源装置についても適用できるのはもちろんである。
【００８７】
図１１に示すレーザ光源装置は、光源３１１と、波長変換素子３１２と、外部共振器３１３とを備えており、前記波長変換素子３１２と外部共振器３１３との間にスペーサ（第一の間隔保持部材）Ｓが設けられたものとなっている。この場合にも、装置構成の小型化を実現するとともに、光利用効率の高いレーザ光源装置となる。
【００８８】
光源３１１としては、上述した面発光型半導体レーザ以外に、いわゆる端面発光型半導体レーザまたは半導体励起固体レーザを用いることができる。なお、端面発光型半導体レーザを用いる場合には、光源３１１と光路変換素子３１４，４１４，５１４，５１５との間に、光源３１１から射出された光を平行化するためのレンズを設けることが好ましい。
【００８９】
また、光源３１１は、アレイ化された複数の発光部を備えたものとすることができる。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、いずれも発光部がアレイ化された光源を示す模式図である。図９（Ａ）の光源３２１では、複数の発光部３２２が一列に並んでいる。また、図９（Ｂ）の光源３２３では、複数の発光部３２２が２列に並んでいる。なお、発光部の数や、列の数は、図１２（Ａ）や（Ｂ）に示したものには限らない。上述したレーザ光源装置３１，４１，５１では、このように発光部がアレイ化された光源を用いたとしても、選択反射膜、反射面、波長選択素子や外部共振器の光入射出端面の面積を、アレイに対応した面積に拡張すれば良いだけである。
【００９０】
このように、上述したレーザ光源装置３１，４１，５１では、光源がアレイ化されたとしても、装置の過度な大型化を招くことが無く、簡単な構成で対応することが可能である。よって、上述したレーザ光源装置３１，４１，５１では、光源がアレイ化されたとしても、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力光の偏光方向が揃っており、かつ、出力が安定したレーザ光源装置を得ることが可能となる効果をそのまま保持しつつ、アレイ化による光量の増加を、効果的に出力光のパワーアップに繋げることが可能である。
【００９１】
波長変換素子３１２を構成する非線形光学材料としては、先にＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）や、ＬＴ（ＬｉＴａＯ３）を例示したが、これ以外にもＫＮｂＯ３、ＢＮＮ（Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ１５）、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）、ＫＴＡ（ＫＴｉＯＡｓＯ４）、ＢＢＯ（β―ＢａＢ２Ｏ４）、ＬＢＯ（ＬｉＢ３Ｏ７）などの無機非線形光学材料を利用してもよい。また、メタニトロアニリン、２−メチル−４−ニトロアニリン、カルコン、ジシアノビニルアニソール、３，５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール、Ｎ−メトキシメチル−４−ニトロアニリンなどの低分子有機材料や、ポールドポリマなどの有機非線形光学材料を用いてもよい。
【００９２】
波長変換素子３１２として、上述したＳＨＧ素子に変えて、第三次高調波発生素子を用いても良い。
【００９３】
外部共振器３１３としては、先に説明した体積型位相格子以外に、結晶型の体積ホログラム、フォトポリマ体積ホログラム、ブレーズド型回折格子（溝の断面形状が鋸歯状である回折格子）などを用いても良い。
【００９４】
（照明装置）
次に、本発明に係る照明装置の一実施形態として、例えば上記レーザ光源装置４１を応用した照明装置５００の構成例について説明する。図１３は、照明装置５００の概略を示す模式図である。なお、図１３中においては光路変換素子４１４の図示を省略している。
図１３に示すように、照明装置５００は、前記レーザ光源装置４１と、該レーザ光源装置４１から発したレーザ光を拡散するとともに、レーザ光の照度分布を均一化する拡散光学部材１４とを備えている。この拡散光学部材１４としては、ホログラム素子から構成されている。具体的には、ホログラム原板に計算機で計算して人工的に作成した干渉縞が形成された計算機ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）を用いることができる。計算機ホログラムは、回折格子の分割領域の自由な設定が可能であり、収差の問題が生じないので好適である。
【００９５】
本実施形態に係る照明装置５００によれば、装置の小型化を実現するとともに光の利用効率が高いレーザ光源装置４１を備えているので、被照射物に鮮明かつ均一な照度分布を有した光照射を行うことのできる小型で高性能なものとなる。
【００９６】
（画像表示装置）
次に、上記レーザ光源装置を含む照明装置５００を応用した画像表示装置の一例として、プロジェクタ３の構成について説明する。図１４は、プロジェクタ３の光学系の概略を示す模式図である。
【００９７】
図１４において、プロジェクタ３は、光源としての上記照明装置５００、光変調装置としての液晶パネル（光変調素子）３２、偏光板３３１，３３２、クロスダイクロイックプリズム３４、及び投射レンズ３５を備えている。なお、液晶パネル３２と、その光入射側に設けられた偏光板３３１及び光射出側に設けられた偏光板３３２によって液晶ライトバルブ３３が構成される。
【００９８】
照明装置５００からなる光源は、赤色レーザ光を射出する赤色光用光源５００Ｒと、青色レーザ光を射出する青色光用光源５００Ｂと、緑色レーザ光を射出する緑色光用光源５００Ｇとから構成されたものとなっている。これらの各光源５００Ｒ、５００Ｇ、５００Ｂは、それぞれクロスダイクロイックプリズム３４の側面三方にそれぞれ対向するように配置されている。図１４では、クロスダイクロイックプリズム３４を挟んで、赤色光用光源５００Ｒと青色光用光源５００Ｂとが互いに対向し、投射レンズ３５と緑色光用光源５００Ｇが互いに対向しているが、これらの位置は、適宜入れ替えることが可能である。
【００９９】
液晶パネル３２は、例えば、ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）をスイッチング素子として用いたものである。各レーザ光源装置から射出された色光は、入射側偏光板３３１を介して液晶パネル３２に入射する。液晶パネル３２に入射した光は、画像情報に応じて変調されて、液晶パネル３２から射出される。液晶パネル３２によって変調された光のうち、特定の直線偏光だけが、射出側偏光板３３２を透過して、クロスダイクロイックプリズム３４に向かう。
【０１００】
クロスダイクロイックプリズム３４は、各液晶パネル３２によって変調された各色光を合成して、カラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム３４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなしている。そして、これら４つの直角プリズムの界面には、２種類の誘電体多層膜がＸ字状に設けられている。これら誘電体多層膜は、互いに対向する各液晶パネル３２から射出された各色光を反射し、投射レンズ３５に対向する液晶パネル３２から射出された色光を透過する。このようにして、各液晶パネル３２にて変調された各色光が合成されて、カラー画像が形成される。
【０１０１】
投射レンズ３５は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。この投射レンズ３５は、カラー画像Ｌを拡大投射する。
【０１０２】
本実施形態に係るプロジェクタ３によれば、上記照明装置を光源として備えているので、光の利用効率が高いものとなる。また、照明装置自体の小型化が図られたものとなっているので、プロジェクタ３自体も小型化なものとすることができる。
【０１０３】
この実施形態では、光変調素子を３つ用いたプロジェクタの例について説明したが、光変調装置を１つ、２つ、あるいは４つ以上用いたプロジェクタにも適用することができる。また、この実施形態では、透過型のプロジェクタについて説明したが、照明装置５００及びこれらの変形例は、反射型プロジェクタにも適用可能である。ここで、「透過型」とは、光変調素子が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、光変調素子が光を反射するタイプであることを意味している。
【０１０４】
また、光変調素子は液晶パネル３２に限られず、例えばマイクロミラーを用いたデバイスであっても良い。さらに、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行うフロントタイプと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行うリアタイプとがあるが、照明装置５００は、いずれのタイプにも適用可能である。また、上記レーザ光源装置３１，４１の変形例を応用した照明装置を光源として用いてもよい。
【０１０５】
（モニタ装置）
最後に、次に、第一の実施形態に係るレーザ光源装置３１を備えたモニタ装置４０の構成例について説明する。図１５は、モニタ装置の概略を示す模式図である。モニタ装置４０は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを備える。装置本体４１０は、前述した第一実施形態のレーザ光源装置３１を備える。
【０１０６】
図１５に示すように、光伝送部４２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド４２１，４２２を備える。各ライトガイド４２１，４２２は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド４２１の入射側にはレーザ光源装置３１が配設され、その出射側には拡散板４２３が配設されている。レーザ光源装置３１から出射したレーザ光は、ライトガイド４２１を伝って光伝送部４２０の先端に設けられた拡散板４２３に送られ、拡散板４２３により拡散されて被写体を照射する。
【０１０７】
光伝送部４２０の先端には、結像レンズ４２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２４で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド４２２を伝って、装置本体４１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ４１１に送られる。この結果、レーザ光源装置３１により出射したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ４１１で撮像することができる。
【０１０８】
以上のように構成されたモニタ装置４０によれば、光の利用効率の高いレーザ光源装置３１により被写体を照射することができることから、カメラ４１１により得られる撮像画像の明るさを高めることができる。なお、この応用例では、第一実施形態に係るレーザ光源装置３１を用いているが、これを、他の実施形態に係るレーザ光源装置４１，５１あるいは変形例に係るレーザ光源装置に置き換えても良い。
【０１０９】
（第四実施形態）
続いて、本発明のレーザ光源装置に係る第四実施形態について説明する。なお、上述した実施形態に係る構成と同じ構成については同一の符号を付して説明する。
図１６は、本実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。図１６に示されるように本実施形態に係るレーザ光源装置１３１は、光源３１１、波長変換素子３１２、外部共振器３１３、光路変換素子３１４を備えている。なお、同図中では光路変換素子３１４における選択反射膜の図示を省略している。
【０１１０】
本実施形態では、隣接する部材間にギャップ材を含有する接着材Ｇを介して接合されている。具体的には、接着材Ｇが、外部共振器３１３と波長変換素子３１２との間、及び波長変換素子３１２と光路変換素子３１４との間に設けられている。また、本実施形態に係る光路変換素子３１４は、上記接着材Ｇを介して貼り合わされたプリズム３１６、３１５によって構成されている。上記プリズム３１５の側面は、二等辺三角形の頂角を挟む二辺を含む面３１５Ｂ，Ａと、斜辺を含む面３１５Ｃから構成されている。本実施形態では光源３１１がプリズム３１５の面３１５Ｂに対向配置されている。
【０１１１】
図１６に示されるように、光路変換素子３１４と光源３１１との間には波長選択素子としてのバンドパスフィルタ３５０が設けられている。このバンドパスフィルタ３５０は、上記プリズム３１５との間に上記接着材Ｇを介して接合されており、傾斜した状態に配置されている。この構成は、接着材Ｇ中に含有されるギャップ材の粒子の径或いは粒子数を異ならせることで実現できる。上記バンドパスフィルタ３５０の傾斜角を適宜調整することで、波長変換素子３１２側からの光のうち不要な波長成分の光を光源３１１に戻さないようにすることができる。また、多層膜で形成されたバンドパスフィルタは、角度を調整することで多層膜の膜厚を疑似的に調整可能となり所望の波長を選択することが可能となる。
【０１１２】
（第五実施形態）
続いて、本発明のレーザ光源装置に係る第五実施形態について説明する。なお、上述した実施形態に係る構成と同じ構成については同一の符号を付して説明する。
図１７は本実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。図１７に示されるように本実施形態に係るレーザ光源装置１４１は、光源３１１と外部共振器３１３との間に、ギャップ材を含有する接着材Ｇを介して一体形成された波長変換素子３１２、バンドパスフィルタ３５０、及び光路変換素子３１４が配置されている。なお、同図中では光路変換素子３１４における選択反射膜の図示を省略している。
【０１１３】
本実施形態に係る光路変換素子３１４は、上記接着材Ｇを介して貼り合わされたプリズム３１６、３１５によって構成されている。上記プリズム３１５の側面は、二等辺三角形の頂角を挟む二辺を含む面３１５Ｂ，Ａと、斜辺を含む面３１５Ｃから構成されている。
プリズム３１５の面３１５Ｂには、不図示の偏光選択するワイヤグリッドが形成されており偏光選択され、不要光は光源３１１に戻らない構成となっている。
【０１１４】
本実施形態では、光源３１１から射出される光軸に対し、光路変換素子３１４におけるプリズム３１５の面３１５が角度θだけ傾斜した状態となっている。このような傾斜角θを付与することで光源３１１から射出された光のうちプリズム表面３１５Ｂの上記ワイヤグリッドで反射される不要の偏光成分を光源３１１に戻すことなく、カットすることができる。よって、所望の偏光光のみを共振させることができ、高い光出力を得ることができる。
【０１１５】
一方、外部共振器３１３は、上記傾き角θを補正する角度となるような大きさのギャップ材を含有する接着材Ｇを介して波長変換素子３１２上に保持される。これにより、光源３１１の光を正反射させることが可能となり、外部共振器３１１との間で良好に共振させることでレーザ発信効率を高めることができる。更に外部共振器３１３がＬＳ２に近づく様に傾斜させることで、外部共振器３１３を通過した光線ＬＳ１は、屈折によりＬＳ２側に光路がシフトすることから、結果ＬＳ１とＬＳ２の光線が近づき、照明光線として使用すする際、高効率に利用できる。特に図１３のプロジェクタ用光源として用いる場合には、拡散光学部材１４での光利用効率向上、拡散光学部材１４を小さくすることによる、小型化低コスト化を実現できる。
【０１１６】
上記接着材Ｇ中に含有されるギャップ材の粒径を変えることで、容易に傾きの補正やギャップ量の制御、各部材の端面保護を両立することができる。なお、上記傾斜角θとしては、上記バンドパスフィルタ３５０における波長選択のために２〜４°程度の傾斜を施した際の補正に有効である。
【０１１７】
（第六実施形態）
続いて、本発明のレーザ光源装置に係る第六実施形態について説明する。なお、上述した実施形態に係る構成と同じ構成については同一の符号を付して説明する。
図１８は本実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。図１８に示されるように本実施形態に係るレーザ光源装置１５１は、光源３１１と、波長変換素子３１２と、光路変換素子３１４とを備えている。本実施形態に係る光路変換素子３１４は、波長選択素子としてのバンドパスフィルタ３５０と、一対のミラー３６０，３６１とを備えている。バンドパスフィルタ３５０は接着材Ｇ中に含まれる粒子Ｇ１，Ｇ２を介して波長変換素子３１２に対して傾斜した状態に保持される。ミラー３６０は光源３１１から射出された光の偏光を選択し、不要光線を光源３１１に戻すことなく捨てることができる。よって、有効な光線のみを共振させることで効果的に増幅できる。また、上述したようにバンドパスフィルタ３５０を傾斜させることで波長変換素子３１２側からの光のうち、不要な波長の光を光源３１１に返すことなく捨てることができる。よって、良好な共振を得ることで効果的に増幅させることができる。
【０１１８】
図１８（ｂ）は波長変換素子３１２とバンドパスフィルタ３５０との間に設けられる接着材Ｇ中に含有される粒子Ｇ１，Ｇ２を示す模式図である。
図１８（ｂ）に示されるように、粒子Ｇ１，Ｇ２の大きさはそれぞれ２μｍ、２８μｍに設定される。また、粒子Ｇ１，Ｇ２の中心間距離は、０．５ｍｍに設定される。このような大きさからなる粒子Ｇ１，Ｇ２を用いることで波長変換素子３１２に対してバンドパスフィルタ３５０が３°傾斜した状態に保持することができる。
【０１１９】
なお、図１９に示されるように上記接着材Ｇは各部材、例えば波長変換素子３１２の外周面に点付けするのが好ましい。なお、接着材Ｇは部品に対し対象位置に配置するのが好ましい。このように点付けすることで、程よい接着力で互いの部材を接着することで部材の歪みを抑制することができる。
【０１２０】
続いて、上記接着材Ｇを用いることなく、各部材を所定間隔だけ離間した状態に保持するとともに所定角度傾斜した状態に保持可能とする構成について説明する。
図２０に係る構成は、図９、１０に示した第三実施形態に係る構成を一部変形したものである。具体的には、ベース部材Ｂａ上に前記波長変換素子３１２と前記光路変換素子３１４とが所定の間隔だけ離間された状態に保持する凸部２０１が傾き角を有している。これにより、波長変換素子３１２と光路変換素子３１４をなすプリズム３１６との対向面が第１の面Ｂａ１´方向に沿って傾斜をなす構成を容易に実現することができる。
【０１２１】
また、他の形態としては、図２１に示すようにベース部材Ｂａの凸部２００と凸部２０１との間における第１の面Ｂａ１´及び第２の面Ｂａ２´をベース部材Ｂａの底面に対し傾斜させた構成を採用することもできる。この構成によれば、波長変換素子３１２と光路変換素子３１４との対向面がベース部材Ｂａの厚み方向に沿って傾斜をなす構成を容易に実現することができる。
【０１２２】
また、図２２に示されるように、図７に示した第二実施形態に係る波長変換素子３１２の熱を外部に放出させる熱拡散板３１７を一部変形した構成を採用することもできる。図２２（ａ）は本変形例に係る熱拡散板１３１７の斜視図を示すものであり、図２２（ｂ）は波長変換素子３１２及び外部共振器３１３を保持した熱拡散板１３１７がベース部材Ｂａ上に配置された状態を説明する図である。
【０１２３】
図２２（ａ），（ｂ）に示されるように、熱拡散板１３１７は、ベース部材Ｂａと当接する台座部１３１７ａを有しており、この台座部１３１７ａはベース部材Ｂａに当接した際に波長変換素子３１２及び外部共振器３１３の底面がベース部材Ｂａの第１の面Ｂａ１´に対して傾斜角をなすようになっている。この構成により、光路変換素子３１４における光入射出面に対し、波長変換素子３１２の光入射出面が所定角度だけ傾斜をなした状態に保持することができる。実施の形態５と同様に図２２（ｂ）では波長変換素子３１２および外部共振器３１３がＬＳ２側との距離が小さくなるように傾斜させることで、外部共振器３１３を通過した光線ＬＳ１は、屈折によりＬＳ２側に光路がシフトすることから、結果ＬＳ１とＬＳ２の光線が近づき、証明光線として使用すする際、高効率に利用できる。特に図１３のプロジェクタ用光源として用いる場合には、拡散光学部材１４での光利用効率工場、拡散工学部材１４を小さくすることによる、小型化低コスト化を実現できる。
【０１２４】
また、図２３に示されるように、図９に示した光路変換素子３１４をユニット化するユニット保持部材１２０５を一部変形した構成を採用することもできる。図２３（ａ）はユニット保持部材１２０５が光路変換素子３１４を保持した状態を示す図であり、図２３（ｂ）はユニット保持部材１２０５によって保持された光路変換素子３１４を備えるレーザ光源装置１０３１の概略構成を示す模式図である。
【０１２５】
図２３（ａ）に示されるように、ユニット保持部材１２０５は対向して配置されるプリズム３１５の面３１５Ｂ及びプリズム３１６の面３１６Ｂが傾斜角をなすように配置可能となっている。これにより、図２３（ｂ）に示されるように光路変換素子３１４に対する光源３１１の位置を所望の位置に配置することができ、レーザ光源装置の設計自由度が向上するとともに、装置の小型化を図ることができる。なお、簡単のため、図２３（ｂ）中においては、ユニット保持部材１２０５の図示を省略している。
【０１２６】
また、図２４（ａ）、（ｂ）に示されるようにギャップ材を含有した接着材に代えて、波長変換素子３１２における外部共振器３１３との対向面に突起部３１２ａを設け、対峙する外部共振器３１３との間で所定間隔だけ離間された状態に保持することもできる。図２４（ａ）は突起部３１２ａを有する波長変換素子３１２の平面構成図であり、図２４（ｂ）は波長変換素子３１２及びこれに当接する外部共振器３１３を示す図である。なお、前記突起部３１２ａには、反射防止（ＡＲ）膜３１３Ｂが形成されない。これにより、突起部３１２ａが外部共振器３１２との間で、ギャップ確保時に接触することで、組立時の光学部品間の接触による性膜面のダメージによる成膜片の飛散によってダストが発生するのを防止することができる。また、レーザ光源装置１５１の小型化と、安定した組立構造を実現し高信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】第一実施形態に係るレーザ光源装置の構造における分解斜視図である。
【図２】光源の構造を模式的に示す断面図である。
【図３】波長変換素子の構造を模式的に示す断面図である。
【図４】外部共振器の構造を模式的に示す断面図である。
【図５】光路変換素子の斜視図である。
【図６】レーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
【図７】第二実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】熱拡散板の概略構成を示す斜視図である。
【図９】第三実施形態に係るレーザ光源装置の側断面を示す模式図である。
【図１０】光学部材をユニット化するユニット保持部材の概略模式図である。
【図１１】レーザ光源装置の変形例に係る概略構成を示す図である。
【図１２】発光部の変形例に係る概略構成を示す図である。
【図１３】照明装置の概略を示す模式図である。
【図１４】プロジェクタの光学系の概略を示す模式図である。
【図１５】モニタ装置の概略を示す模式図である。
【図１６】第四実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
【図１７】第五実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
【図１８】第六実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
【図１９】接着材を配置する所望の位置を示す図である。
【図２０】第三実施形態の変形例を示す構成図である。
【図２１】ベース部材の構成に係る変形例を示す図である。
【図２２】第二実施形態に係る熱拡散板の変形例に係る構成を示す図である。
【図２３】ユニット保持部材の変形例に係る構成を示す図である。
【図２４】（ａ）、（ｂ）は波長変換素子に突起部を設けた構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１２８】
３…プロジェクタ（画像表示装置）、１４…拡散光学部材、３１，４１，５１，１３１，１４１，１５１，１０３１…レーザ光源装置、３２…液晶パネル（光変調素子）、４０…モニタ装置、５０…照明装置、２０５，１２０５…ユニット保持部材、３１１…光源、３１２…波長変換素子、３１３…外部共振器、３１４…光路変換素子、３１５…第一のプリズム部材（プリズム部材）、３１６…光路分離部材、３１７，１３１７…熱拡散板、３１７ａ…第一の間隔保持部（第一の間隔保持部材）、３１７ｂ…第二の間隔保持部（第二の間隔保持部材）、３２２…発光部、３５０…バンドパスフィルタ、Ｂａ…ベース部材（第一の間隔保持部材）、Ｓ…スペーサ（第一の間隔保持部材）、Ｆ…共振器用保持フレーム（第一の保持部材）、Ｇ…ギャップ材を含有する接着剤（第二の間隔保持部材）、Ｇ１，Ｇ２…粒子
【図１】
2008198980.tif 000003
【図２】
2008198980.tif 000004
【図３】
2008198980.tif 000005
【図４】
2008198980.tif 000006
【図５】
2008198980.tif 000007
【図６】
2008198980.tif 000008
【図７】
2008198980.tif 000009
【図８】
2008198980.tif 000010
【図９】
2008198980.tif 000011
【図１０】
2008198980.tif 000012
【図１１】
2008198980.tif 000013
【図１２】
2008198980.tif 000014
【図１３】
2008198980.tif 000015
【図１４】
2008198980.tif 000016
【図１５】
2008198980.tif 000017
【図１６】
2008198980.tif 000018
【図１７】
2008198980.tif 000019
【図１８】
2008198980.tif 000020
【図１９】
2008198980.tif 000021
【図２０】
2008198980.tif 000022
【図２１】
2008198980.tif 000023
【図２２】
2008198980.tif 000024
【図２３】
2008198980.tif 000025
【図２４】
2008198980.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月3日(2008.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源との間で共振器構造を構成する外部共振器と、
前記光源と前記外部共振器との間に配置され前記光源からの光を波長変換する波長変換素子と、
少なくとも前記波長変換素子及び前記外部共振器を所定間隔離間された状態に保持する第一の間隔保持部材と、を備えることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記光源と前記波長変換素子との間に、前記外部共振器によって反射されて、前記光源に向かう過程で波長変換された光を、前記光源と前記外部共振器との間に形成される第一光路とは異なる第二光路に分離する光路変換素子を備え、
該光路変換素子、前記光源、及び前記波長変換素子を含む光学部材のうち、隣接する少なくとも一組の前記光学部材間を所定間隔、離間された状態に保持する第二の間隔保持部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記光路変換素子は、前記光学部材として前記光源からの光を前記波長変換素子側に導くプリズム部材と、前記波長変換素子側からの光を分離する光路分離部材とを含み、
前記プリズム部材及び前記光路分離部材との間に前記第二の間隔保持部材が設けられることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記光路変換素子は、前記波長変換素子側からの光の波長を選択可能とする波長選択素子を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記第一又は第二の間隔保持部材の少なくとも一方は、所定間隔離間して保持する部材同士を所定角度だけ傾斜させた状態で保持可能とすることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
前記第一及び第二の間隔保持部材は、光路中に配置されないことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項７】
前記第二の間隔保持部材は、前記各光学部材のいずれかをユニット化するユニット保持部材を含むことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項８】
前記第一及び第二の間隔保持部材の少なくとも一方が、前記光源を保持するベース部材に一体形成されてなることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項９】
前記波長変換素子の熱を外部に放出させる熱拡散板を有し、
前記第一及び第二の間隔保持部材の少なくとも一方が、前記熱拡散板に一体形成されてなることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１０】
前記第一及び第二の間隔保持部材は、前記所定の間隔に対応したギャップ材を含有した接着材から構成されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１１】
前記光源は、アレイ化された複数の発光部を備えてなることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出されたレーザ光の進行方向に配設された拡散光学部材と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と、を備えることを特徴とするモニタ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の画像表示装置は、上記のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、を備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、前記ベース部材Ｂａの第一の面Ｂａ１に設けられた凹部Ｂａ４内に保持された光源３１１を覆うようにして、前記光路変換素子３１４がギャップ材を含有した接着剤（第二の間隔保持部材）Ｇを介して第一の面Ｂａ１上に設けられている。前記ギャップ材は、所定の間隔（例えば、所望の間隔）に対応しており、このギャップ材を介して各部材を当接させることにより、これら部材が所定の間隔だけ離間された配置関係に保持することができるようになっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
波長変換部３１２Ａは、入射した光の第二高調波を生成する第二次高調波発生（ＳＨＧ：Second Harmonic Generation）素子である。波長変換部３１２Ａは、周期的な分極反転構造を備えており、擬似位相整合（ＱＰＭ：Quasi Phase Matching）による波長変換によって、入射した光の波長をほぼ半分の波長（第二の波長）の光に変換する。このようにすれば、他のタイプの波長変換素子に比べて変換効率の高い擬似位相整合型が用いられるので、後述する本発明の効果をより高めている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第一のプリズム３１５の面３１５Ｃは、選択反射膜３１６ｂが形成されたプリズム３１６ａの面３１６Ｂと、例えば、紫外線光で硬化する光学用接着剤中に上述したギャップ材を含有したものにより貼り合わされている。面３１６Ｃは、その一部が波長変換素子３１２と対向するように配置される。面３１６Ａは、入射光ＩＬ（図６参照）に対して全反射条件を満足する角度に配置された平滑面である。このように、面３１６Ａを入射光ＩＬに対して全反射条件を満足する角度に配置された平滑面とすることで、反射面の反射効率をほぼ１００％にすることができ、光の利用効率をより向上させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
なお、選択反射膜３１６ｂは、プリズム３１６ａの面３１６Ｂではなく、プリズム３１５の面３１５Ｃに形成されてもよい。要するに、選択反射膜３１６ｂは、プリズム３１５の面３１５Ｃと、プリズム３１６ａの面３１６Ｂの間に設けられていれば良い。この場合、光路変換素子３１４は第一のプリズムと選択反射膜とから構成されることとなる。また、プリズム３１５の面３１５Ａ、プリズム３１６ａの面３１６Ｃに反射防止（ＡＲ）膜を形成してもよい。これらの面にＡＲ膜を形成することにより、これらの面を介して、光路変換素子３１４に光が入射したり、光路変換素子３１４から光が射出されたりする際の光の損失を低減することが可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
またＬ２は、光源３１１から射出され、波長変換素子３１２によって第二の波長に変換されること無く射出され、外部共振器３１３によって反射され光源に向かう過程において、波長変換素子３１２によって第二の波長に変換されて、選択反射膜３１６ｂへ入射する光を示している。図６では、Ｌ１、Ｏ１、Ｌ２を異なる位置に示しているが、これらは説明の便宜上、異なる位置に示されているだけであり、本来は同じ位置に存在する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
光源３１１は、レーザ媒体３１１Ｂに電流が流されると、第一の波長の光を射出する。光源３１１から射出された第一の波長の光は、プリズム３１５の面３１５Ａから光路変換素子３１４中に入射して、プリズム３１５の面３１５Ｂで全反射された後、プリズム３１５の面３１５Ｃを透過し、選択反射膜３１６ｂ、プリズム３１６ａの面３１６Ｂをこの順に通過して、プリズム３１６ａの面３１６Ｃから波長変換素子３１２に向けて射出される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
本実施形態に係るレーザ光源装置３１は、以下の効果を奏する。
（１）第一の間隔保持部材としてのベース部材Ｂａ及び共振器用フレームＦを備えているので、波長変換素子３１２と外部共振器３１３とが所定の間隔、離間された状態に保持することができる。よって、波長変換素子３１２及び外部共振器３１３の面が互いに接触し、磨耗が生じることによる光学特性の低下を防止することができる。また、各光学部材（例えば、光路変換素子３１４、波長変換素子３１２、及び外部共振器３１３）を、接着材を介して貼着した場合のように、レーザ光の熱によって変質した接着剤に起因する不具合の発生を防止することができる。また、装置全体の小型化を図るとともに、光源３１１と外部共振器３１３との間に配設される波長変換素子３１２をできる限り大型化できるので、波長変換素子３１２の光路長が延びて波長変換効率を向上させることができる。したがって、装置構成の小型化を実現するとともに、光利用効率の高いものとなる。
また、ギャップ剤を含有した接着剤（第二の間隔保持部材）が所定の間隔だけ離間された状態に各光学部材（プリズム部材３１５、光路分離部材３１６、光源３１１、及び波長変換素子３１２）を保持できるので、特に本実施形態のように光源３１１と波長変換素子３１２との間に光路変換素子３１４を備えている場合には、高い波長変換効率を得ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
光源３１１としては、上述した面発光型半導体レーザ以外に、いわゆる端面発光型半導体レーザまたは半導体励起固体レーザを用いることができる。なお、端面発光型半導体レーザを用いる場合には、光源３１１と光路変換素子３１４との間に、光源３１１から射出された光を平行化するためのレンズを設けることが好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
また、光源３１１は、アレイ化された複数の発光部を備えたものとすることができる。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、いずれも発光部がアレイ化された光源を示す模式図である。図１２（Ａ）の光源３２１では、複数の発光部３２２が一列に並んでいる。また、図１２（Ｂ）の光源３２３では、複数の発光部３２２が２列に並んでいる。なお、発光部の数や、列の数は、図１２（Ａ）や（Ｂ）に示したものには限らない。上述したレーザ光源装置３１，４１，５１では、このように発光部がアレイ化された光源を用いたとしても、選択反射膜、反射面、波長選択素子や外部共振器の光入射出端面の面積を、アレイに対応した面積に拡張すれば良いだけである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
次に、本発明に係る照明装置の一実施形態として、例えば上記レーザ光源装置４１を応用した照明装置５００の構成例について説明する。図１３は、照明装置５００の概略を示す模式図である。なお、図１３中においては光路変換素子の図示を省略している。
図１３に示すように、照明装置５００は、前記レーザ光源装置４１と、該レーザ光源装置４１から発したレーザ光を拡散するとともに、レーザ光の照度分布を均一化する拡散光学部材１４とを備えている。この拡散光学部材１４としては、ホログラム素子から構成されている。具体的には、ホログラム原板に計算機で計算して人工的に作成した干渉縞が形成された計算機ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）を用いることができる。計算機ホログラムは、回折格子の分割領域の自由な設定が可能であり、収差の問題が生じないので好適である。