(57)【要約】【課題】複数の発光部からばらつきを抑えた光を射出することが可能な光源、光源の製造方法、レーザ光源装置、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】光を射出する複数の発光部１２を有し、少なくとも一部の発光部１２間に、少なくとも複数の発光部１２に電流を供給する電極を電気的に切断する切断部２２が形成されたレーザ素子１１と、該レーザ素子１１が実装された支持基板２０とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
2008311576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する複数の発光部を有し、少なくとも一部の前記発光部間に、少なくとも前記複数の発光部に電流を供給する電極を電気的に切断する切断部が形成されたレーザ素子と、
該レーザ素子が実装された支持基板とを備えることを特徴とする光源。
【請求項２】
前記切断部が、前記複数の発光部間の領域すべてに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記切断部が、活性層まで形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源。
【請求項４】
光を射出する複数の発光部を有するレーザチップが支持基板に実装された光源の製造方法であって、
前記レーザチップを前記支持基板に実装する実装工程と、
該実装工程後に、少なくとも一部の前記発光部間に、少なくとも前記複数の発光部に電流を供給する電極を電気的に切断する切断部を形成する切断部形成工程とを備えることを特徴とする光源の製造方法。
【請求項５】
前記切断部形成工程において、レーザスクライブ法を用いて前記切断部を形成することを特徴とする請求項４に記載の光源の製造方法。
【請求項６】
第一の波長の光を射出する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光源と、
該光源から射出される第一の波長の光を前記光源に向けて選択的に反射させる外部共振器と、
前記光源と前記外部共振器との間に形成された第一光路上に設けられ、入射した第一の波長の光のうち一部の光の波長を前記第一の波長とは異なる第二の波長に変換する波長変換素子と、
前記外部共振器によって反射されて前記光源の方へ向かう過程で前記第二の波長に変換された光を、前記第一光路とは異なる第二光路に取り出す光路変換素子とを備え、
前記外部共振器から射出される前記第二の波長の第一のレーザ光と、前記光路変換素子から射出される前記第二の波長の第二のレーザ光とを出力光として利用することを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項７】
請求項６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８】
請求項６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ー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源、光源の製造方法、レーザ光源装置、画像表示装置及びモニター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光を利用した装置として、光ディスク装置やレーザプリンタ、レーザ計測器などの製品が実用化されている。また、将来的な実用化を目指し、レーザディスプレイ等も開発、検討が進められている。このような応用に対しては、レーザ光源の短波長化の要求や、赤色光源、緑色光源、青色光源などの要求がある。これらの要求に対しては、半導体レーザ素子の開発や波長変換レーザの開発が進められている。特に、高出力（数Ｗ程度）のレーザ光源を必要とする応用に対しては、固体レーザを用いた波長変換光源が適しており、様々な研究機関が開発に取り組んでいる。また、高出力のレーザ光源を得るために、半導体レーザ素子を複数アレイ化したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載のレーザ装置は、固体レーザのアレイ化によって、高出力光源を得る発明である。これはマイクロチップレーザ構成をアレイ化したものである。
【特許文献１】特開平８−３０７０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載のレーザ装置では、複数の固体レーザを設けて高出力を得ているが、各固体レーザへの電流の供給は一括で行われる。これにより、固体レーザごとの特性の変化（波長シフトなど）に対応できないという問題が生じる。また、固体レーザごとに特性のばらつきが生じている場合に、固体レーザごとに供給電流を制御することができない。これにより、射出される光にはバラツキが生じ、輝度むらが発生する。
ここで、複数の固体レーザを個別制御するために、固体レーザを個々に製造し、サブマウント基板等に複数配列させる構成が考えられる。この構成では、各固体レーザの発光面が異なる方向を向いてしまうおそれがあり、後段に配置された光学素子、例えば、外部共振器の入射端面に対して傾きが生じる。すなわち、各固体レーザから射出された光は、光学素子の入射端面に対して斜め入射することになり、光学素子での光の利用効率を低下させる場合が生じる。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、複数の発光部からばらつきを抑えた光を射出することが可能な光源、光源の製造方法、レーザ光源装置、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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の光源は、光を射出する複数の発光部を有し、少なくとも一部の前記発光部間に、少なくとも前記複数の発光部に電流を供給する電極を電気的に切断する切断部が形成されたレーザ素子と、該レーザ素子が実装された支持基板とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る光源では、レーザ光を射出する複数の発光部を有するレーザ素子の少なくとも一部の発光部間の厚み方向に、複数の発光部に電流を供給する電極を切断する切断部が形成されている。これにより、少なくとも一部の発光部ごとに電流を供給することができる。したがって、不具合等により光出力が所定値より弱い発光部や強い発光部に供給する電流を制御することができるため、複数の発光部からばらつきを抑えた光を射出することが可能となる。
また、レーザ素子に切断部が形成されているため、発光部の射出端面は同じ方向を向いているので、後段に配置される光学素子に垂直に光を入射させることができる。したがって、光学素子における光の利用効率を向上させることが可能となる。
【０００７】
また、本発明の光源は、前記切断部が、前記複数の発光部間の領域すべてに形成されていることが好ましい。
本発明に係る光源では、切断部が、複数の発光部間の領域すべてに形成されているため、複数の発光部に供給する電流を個別に制御することが可能となる。したがって、複数の発光部から射出される光のばらつきをより抑えることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の光源は、前記切断部が、活性層まで形成されていることが好ましい。
本発明に係る光源では、切断部が、活性層まで形成されているため、隣接する発光部間で電流が流れることがないため、個々の発光部に確実に電流を供給することが可能となる。したがって、複数の発光部から射出される光の出力をより正確に調整することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の光源の製造方法は、光を射出する複数の発光部を有するレーザチップが支持基板に実装された光源の製造方法であって、前記レーザチップを前記支持基板に実装する実装工程と、該実装工程後に、少なくとも一部の前記発光部間に、少なくとも前記複数の発光部に電流を供給する電極を電気的に切断する切断部を形成する切断部形成工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光源の製造方法では、レーザチップを支持基板に実装した後に、複数の発光部に電流を供給する電極を電気的に切断する切断部を形成するため、発光部の射出端面の向きのバラツキを抑えることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の光源の製造方法は、前記切断部形成工程において、レーザスクライブ法を用いて前記切断部を形成することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る光源の製造方法では、レーザスクライブ法によりレーザチップに切断部を形成するため、発光部を損傷させることなく少なくとも一部の発光部間の厚み方向に、少なくとも複数の発光部に電流を供給する電極を切断することが可能となる。
【００１３】
また、本発明のレーザ光源装置は、第一の波長の光を射出する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光源と、該光源から射出される第一の波長の光を前記光源に向けて選択的に反射させる外部共振器と、前記光源と前記外部共振器との間に形成された第一光路上に設けられ、入射した第一の波長の光のうち一部の光の波長を前記第一の波長とは異なる第二の波長に変換する波長変換素子と、前記外部共振器によって反射されて前記光源の方へ向かう過程で前記第二の波長に変換された光を、前記第一光路とは異なる第二光路に取り出す光路変換素子とを備え、前記外部共振器から射出される前記第二の波長の第一のレーザ光と、前記光路変換素子から射出される前記第二の波長の第二のレーザ光とを出力光として利用することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るレーザ光源装置では、光源と外部共振器とによって構成された共振構造（第一光路）中に波長変換素子を設ける、そして、外部共振器によって反射されて光源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によって第二光路に取り出して利用することにより、出力光の損失を効率良く防止することが可能である。
また、本発明では、光源は少なくとも一部の発光部ごとに電流を供給することができるとともに、発光部の射出端面が同じ方向を向いている。これにより、発光部の射出端面と波長変換素子の入射端面との角度トレランス、あるいは、発光部の射出端面と外部共振器の入射端面との角度トレランスを所定値以下にすることが可能となる。したがって、波長変換素子及び外部共振器での光の利用効率の低下を防止することが可能となる。
【００１５】
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レーザ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。
本発明に係る画像表示装置では、レーザ光源装置より射出された光は光変調素子に入射される。このとき、上述したように、レーザ光源装置は、複数の発光部からばらつきを抑えた光を射出するため、光変調素子により形成された画像は、輝度むらのない明るい画像となる。
【００１６】
本発明のモニター装置は、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。
本発明に係るモニター装置では、レーザ光源装置より射出された光は被写体を照射し、撮像手段により被写体を撮像する。このとき、上述したように、レーザ光源装置は、複数の発光部からばらつきを抑えた光を射出するため、輝度むらのない明るい光により被写体が照射される。したがって、撮像手段により被写体を鮮明に撮像することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係る光源、光源の製造方法、レーザ光源装置、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。
【００１８】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
図１はレーザ光源装置の概略構成を示す模式図であり、図２は、光源の構造を模式的に示す斜視図であり、図３は、光源に用いるレーザチップを示す断面図であり、図４、図５は、光源の製造工程を示す断面図である。
【００１９】
本発明に係るレーザ光源装置１は、図１に示すように、光源１０と、波長変換素子４０と、外部共振器５０と、光路変換素子６０とを備えている。光源１０は、第一の波長の光を射出する。
光源１０は、図２に示すように、エミッタ（発光部）１２ごとに分割されたレーザ素子１１と、サブマウント（支持基板）２０と、電流供給基板３０とを備えている。また、サブマウント２０は、レーザ素子１１を支持するとともに、機械的強度を補強するためのものである。このサブマウント２０は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ダイヤモンドなどからなっている。
【００２０】
また、図２に示すレーザ素子１１は、複数のエミッタ１２が一体に形成されたレーザチップを切断したものであるため、切断される前のレーザチップ１１ａについて図３を用いて説明する。
レーザチップ１１ａは、図３に示すように、レーザ光を射出する複数のエミッタ（発光部）１２が１次元方向に配列された垂直共振器を有する面発光半導体レーザである。
レーザチップ１１ａは、具体的には、図３に示すように、上部半導体層（ＩｎＧａＡｓ層）１６に、第２ミラー層（ＤＢＲ層）１５と、活性層１４と、第１ミラー層（ＤＢＲ層）１３とが順に積層されている。本実施形態では、このように積層されたレーザチップ１１ａを反転させて用いる。また、第１ミラー層１３は、エミッタ１２となる領域にのみ形成されており、それ以外の領域には下部半導体層（ＩｎＧａＡｓ層）１７が形成されている。また、上部半導体層１６の上面１６ａには、第１ミラー層１３に対応した領域に開口部１９ｃを有する上部電極（電極）１９ａが形成されている。これにより、この開口部１９ｃから射出される光がエミッタ１２となっている。また、下部半導体層１７から上部半導体層１６に向かって凹部１８が形成されており、この凹部１８により、活性層１４を分離し、エミッタ１２から射出されるレーザ光の指向性を高めている。
【００２１】
第１ミラー層１３及び第２ミラー層１５は、低組成層と高組成層とを交互に積層したＡｌＧａＡｓ層である。また、第１ミラー層１３と第２ミラー層１５とにより、光源１０の垂直共振器を構成している。
【００２２】
電流供給基板３０は、図２に示すように、フレキシブル基板であり、上部電極１９に電流を供給するための複数の配線パターン３１が形成されている。そして、レーザ素子１１の上部電極１９ａからそれぞれに対応した配線パターン３１にボンディングワイヤ３２がボンディングされている。
【００２３】
次に、以上の構成からなる本実施形態のレーザチップ１１ａを切断する方法について説明する。
まず、図４に示すように、サブマウント２０の上面２０ａのほぼ全面に下部電極１９ｂを形成する。すなわち、下部電極１９ｂは複数のエミッタ１２に対して共通である。
次に、サブマウント２０のレーザチップ１１ａが実装される領域に、Ａｕ−Ｓｎ（金錫）やＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｉｎ（インジウム）のはんだ２１をフラックスレスで使用し、レーザチップ１１ａをサブマウント２０に固着する。
【００２４】
次に、レーザスクライブ法を用いてレーザチップ１１ａの上部電極１９ａを切断する。レーザスクライブ法とは、図５に示すように、レーザ照射装置３５を用いて加工対象物にレーザ光を照射して溝を形成するものである。
具体的には、まず、レーザ照射装置３５とレーザチップ１１ａが実装されたサブマウント２０との位置合わせを行う。そして、レーザチップ１１ａの隣接するエミッタ１２間の上部電極１９ａにレーザ照射装置３５よりレーザ光を照射する。そして、レーザ照射装置３５とレーザチップ１１ａの相対的な位置を移動させ、エミッタ１２の配列方向と直交する上部電極１９ａの表面に沿ってレーザ光を照射する。これにより、レーザチップ１１ａには厚み方向に溝（切断部）２２が形成される。この溝２２の深さは、凹部１８に到達する深さとなっている。
このようにして、レーザチップ１１ａは、図２に示すように、１つのエミッタ１２ごとに個片化されたレーザ素子１１となる。このとき、光源１０は、複数のエミッタ１２が配列されたレーザチップ１１ａをサブマウント２０に実装した後、個片化しているため、個片化されたレーザ素子１１の射出端面１０ａは同じ向きとなっている。
【００２５】
そして、図２に示すように、個片化されたレーザ素子１１のエミッタ１２ごとの上部電極１９ａからそれぞれに対応した配線パターン３１にボンディングワイヤ３２がボンディングされる。個片化されたレーザ素子１１は、１本のボンディングにより、配線パターン３１と電気的に接続されている。このようにして、電流供給基板３０より、個片化されたレーザ素子１１には個々に電流が供給される。
【００２６】
波長変換素子４０は、入射した光の波長をほぼ半分の波長（第二波長）の光に変換する。波長変換素子４０は、図１に示すように、光源１０と外部共振器５０との間の第一光路Ｏ１上に設けられている。
【００２７】
波長変換素子４０は、例えば四角柱形状をなし、入射端面４０ａに反射防止（ＡＲ：anti-reflective）膜４０Ｂが形成され、射出端面４０ｂにＡＲ膜４０Ｃが形成されている。
【００２８】
波長変換素子４０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。波長変換素子４０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。例えば、光源１０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、波長変換素子４０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、波長変換素子４０の波長変換効率は、一般的に３０〜４０％程度である。つまり、光源１０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。
また、波長変換素子４０は、入射端面４０ａが光源１０の射出端面１０ａとほぼ平行になるように配置されている。
【００２９】
外部共振器５０は、第一の波長の光を光源１０に向けて選択的に反射して、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５０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。すなわち、外部共振器５０は、波長変換素子４０において第二の波長に変換された光を通過させ、第一のレーザ光ＬＳ１として射出させ、波長変換素子４０において第二の波長に変換されなかった光を光源１０に向かって反射する。
また、外部共振器５０は、図１に示すように、第一光路Ｏ１上に、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５０ａは、波長変換素子４０の射出端面４０ｂに対向している。
【００３０】
外部共振器５０は、波長変換素子４０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５０Ａと、その波長変換素子４０側の端面（入射端面）に形成された反射防止（ＡＲ）膜５０Ｂとを備えている。ブラッグ格子部５０Ａ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。
また、外部共振器５０は、入射端面５０ａが光源１０の射出端面１０ａとほぼ平行になるように配置されている。具体的には、光源１０と外部共振器５０の入射端面５０ａとの角度トレランスが０．０６度以下となるように、光源１０と外部共振器５０とが配置されている。このように、外部共振器５０は入射端面５０ａに対して垂直に光を入射させることにより、光損失を抑えて効率良く光を共振させることが可能となる。
【００３１】
光路変換素子６０は、外部共振器５０によって反射されて光源１０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。光路変換素子６０は、図１に示すように、透光性部材としての第一、及び第二のプリズム６１，６２と、これらの間に設けられた選択反射膜６３とを備えている。
【００３２】
選択反射膜６３は、光源１０と、波長変換素子４０との間の第一のプリズム６１と第二のプリズム６２との接触面に形成されており、この選択反射膜６３には、第二の波長の光が４５度で入射する。そして、選択反射膜６３は、第二の波長の光を選択的に反射し、第一の波長の光を透過させる特性を有する。選択反射膜６３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。
また、第二のプリズム６２の面６２Ａは、選択反射膜６３において反射した光が４５度で入射するように傾斜しており、選択反射膜６３において反射した光を第一光路Ｏ１と平行な第二光路Ｏ２に向かって第二のレーザ光ＬＳ２として反射させる。
【００３３】
本実施形態に係る光源１０では、複数のエミッタ１２に電流を供給する上部電極１９ａを切断する溝２２が形成されている。したがって、電流供給基板３０の各配線パターン３１からボンディングワイヤ３２を介して各上部電極１９ａに供給される電流を制御することが可能となる。これにより、不具合等により光出力の弱いエミッタ１２に供給する電流を個別に制御することで、各エミッタ１２から射出される光出力が同一になるように供給する電流を制御することが可能となる。すなわち、複数のエミッタ１２からばらつきを抑えた光を射出することが可能となる。
また、溝２２は、凹部１８まで到達、すなわち、レーザ素子１１の厚み方向に貫通した孔となっているため、隣接するエミッタ１２間に電流が流れるのを確実に防止することができる。これにより、より正確に個々のエミッタ１２に供給する電流を調整することが可能となる。
【００３４】
また、この光源１０を備えたレーザ光源装置１では、半導体レーザ素子１１はエミッタ１２ごとに個片化されているが、実装後に個片化しているため、エミッタ１２ごとの射出端面１０ａは同じ向きとなっている。すなわち、外部共振器５０の入射端面５０ａの角度トレランスを０．０６度以下となるように、光源１０と外部共振器５０とをアライメントすることが容易となる。
また、レーザスクライブ法によりレーザチップ１１ａに溝２２を形成するため、エミッタ１２を損傷させることなくレーザチップ１１ａをエミッタ１２ごとに分割することが可能となる。
つまり、本実施形態の光源１０は、複数のエミッタ１２からばらつきを抑えた光を射出することが可能である。
【００３５】
なお、溝２２を形成する方法としては、レーザスクライブ法に限るものではない。すなわち、例えば、ダイヤモンド製の円形回転刃（ダイシングブレード）を高速回転させ、超純水で冷却しながら切断するダイシングでも良く、極細ワイヤを用いて切断するワイヤソーであっても良い。
また、溝２２は、凹部１８まで到達したが、少なくとも上部電極１９ａが切断されていれば良い。また、凹部１８は必ずしも形成しなくても良く、凹部１８が形成されていない場合は、溝２２が活性層１４まで切断する構成であっても良い。
また、隣接するエミッタ１２間の上部電極１９を切断するために溝２２を形成したが、隣接するエミッタ１２間の上部電極１９を改質、例えば、腐食、酸化させ絶縁化等の処理を施して電気的に切断させても良い。
また、下部電極１９ｂはすべてのエミッタ１２で共通としたが、レーザチップ１１ａをサブマウント２０の上面２０ａに実装した際に、レーザチップ１１ａの凹部１８が対応する以外の領域に下部電極１９ｂを形成しても良い。すなわち、下部電極１９ｂはエミッタ１２ごとに形成しても良い。
また、すべてのエミッタ１２間に溝２２を形成する必要はなく、複数個のエミッタ１２ごとに溝２２を形成しても良い。
また、レーザチップ１１ａを複数のエミッタ１２ごとに分割する場合は、複数個まとめて上部電極１９ａと配線パターン３１とを電気的に接続可能なテープ状の配線を用いても良い。
【００３６】
［第１実施形態の変形例］
本変形例では、光源のレーザチップ７０の構成において、図５に示す第１実施形態と異なる。
レーザチップ７０は、図６に示すように、ＧａＡｓ基板７１上に、第１ミラー層（ＤＢＲ層）７２、活性層７３、第２ミラー層（ＤＢＲ層）７４が順に積層された構成となっている。第２ミラー層（ＤＢＲ層）７４の上面７４ａには上部電極（電極）７６ａが形成され、ＧａＡｓ基板７１の下面７１ａには下部電極７６ｂが形成されている。
このレーザチップ７０も第１実施形態のレーザチップ１１ａと同様に、サブマウント２０に実装した後、レーザスクライブ法を用いて、隣接するエミッタ１２間の上部電極７６ａにレーザ照射装置３５を用いてレーザ光を照射する。これにより、図６に示すように、レーザチップ１１ａには厚み方向に溝（切断部）７８が形成される。この溝７８の深さは、第１ミラー層７２に到達する深さとなっている。
この構成では、溝７８により、隣接する活性層７３が分離されているため、隣接するエミッタ１２に供給される電流が確実に分離される。これにより、複数のエミッタ１２に供給する電流を個々に確実に制御することが可能となる。
なお、溝７８は、少なくとも上部電極７６ａを切断するように形成されていれば良い。
さらには、溝７８はＧａＡｓ基板７１まで貫通していても良い。これにより、隣接するエミッタ１２に供給される電流が確実に分離されため、エミッタ１２から射出される光をより均一にすることが可能となる。
【００３７】
［第２実施形態］
［応用例１：画像表示装置］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図７を参照して説明する。なお、図７中においては、簡略化のためプロジェクタ（画像表示装置）１００を構成する筐体は省略している。
【００３８】
プロジェクタ１００において、赤色光、緑色光、青色光を射出する赤色レーザ光源装置（レーザ光源装置）１Ｒ，緑色レーザ光源装置（レーザ光源装置）１Ｇ、青色レーザ光源装置（光源装置）１Ｂとしては、上記第１実施形態のレーザ光源装置１を用いる。
図７において、プロジェクタ１００は、レーザ光源装置１、光変調素子としての液晶パネル１０３、偏光板１０１及び１０２、クロスダイクロイックプリズム（色合成手段）１１０、投射レンズ１１５などを備えている。なお、液晶パネル１０３と、その光入射側に設けられた偏光板１０１及び光射出側に設けられた偏光板１０２によって液晶ライトバルブ１０５が構成される。
【００３９】
レーザ光源装置１は、赤色レーザ光を射出する赤色光用光源装置１Ｒと、青色レーザ光を射出する青色光用光源装置１Ｂと、緑色レーザ光を射出する緑色光用光源装置１Ｇとを備えている。これらの光源装置１（１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ）は、それぞれクロスダイクロイックプリズム１１０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７では、クロスダイクロイックプリズム１１０を挟んで、赤色光用光源装置１Ｒと青色光用光源装置１Ｂとが互いに対向し、投射レンズ１１５と緑色光用光源装置１Ｇ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。
【００４０】
液晶パネル１０３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１から射出された色光は、入射側偏光板１０１を介して液晶パネル１０３に入射する。液晶パネル１０３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１０３から射出される。液晶パネル１０３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１０２を透過して、クロスダイクロイックプリズム１１０に向かう。
【００４１】
なお、レーザ光源装置１から射出される光は、偏光方向が良く揃った光であるため、原理上は、入射側偏光板１０１を省略することも可能である。しかしながら、実際は、レーザ光源装置１から射出された光をそのまま照明光として利用する場合は少なく、レーザ光源装置１から射出された光を照明光に適した光に加工するための光学要素（例えば、回折格子、レンズ、ロッドインテグレータ等）が、レーザ光源装置１と液晶パネル１０３との間に設けられることが多い。そして、このような光学要素を通過することにより、偏光に多少の乱れが生じる可能性もある。偏光が乱れた光を液晶パネル１０３にそのまま入射させると、投射画像のコントラストが低下したり、投射画像に色むらが生じたりする可能性もある。そこで、液晶パネル１０３の入射側に偏光板１０１を設けて、液晶パネル１０３に入射する偏光の方向を揃えるようにすれば、投射画像のコントラストの低下や、色むらの発生を低減することができ、より質の高い画像を得ることが可能となる。
【００４２】
クロスダイクロイックプリズム１１０は、各液晶パネル１０３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１１０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１０３から射出された各色光を反射し、投射レンズ１１５に対向する液晶パネル１０３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１０３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。
【００４３】
投射レンズ１１５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１１５は、カラー画像Ｌを拡大投射する。
【００４４】
なお、この応用例では、第１実施形態に係るレーザ光源装置１（１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ）を用いているが、これらのうち一部もしくは全部を、第１実施形態の変形例に係る光源を備えたレーザ光源装置に置き換えても良い。さらに、レーザ光源装置１Ｒ，Ｇ，Ｂのうち、一部を、基本波レーザの波長をそのまま利用するレーザ光源装置に置き換えても良い。
【００４５】
この応用例では、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、第１実施形態（変形例を含む）のレーザ光源装置１は、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、この応用例では、透過型のプロジェクタについて説明したが、第１実施形態（変形例を含む）のレーザ光源装置１は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。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。
【００４６】
また、光変調素子は液晶パネル１０３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、第１実施形態のレーザ光源装置１は、いずれのタイプにも適用可能である。
【００４７】
さらにまた、この応用例では、レーザ光源装置１を応用した画像表示装置の一例として、画像を拡大投射する投射レンズ１１５を備えたプロジェクタを紹介しているが、第１実施形態のレーザ光源装置１は、投射レンズ１１５を用いない画像表示装置にも応用可能である。
【００４８】
［第３実施形態］
［応用例２：モニター装置］
次に、第１実施形態に係るレーザ光源装置１を応用したモニター装置２００の構成例について説明する。図８は、モニター装置の概略を示す模式図である。モニター装置２００は、装置本体２１０と、光伝送部２２０とを備える。装置本体２１０は、前述した第１実施形態のレーザ光源装置１を備える。
【００４９】
光伝送部２２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド２２１，２２２を備える。各ライトガイド２２１，２２２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２２１の入射側にはレーザ光源装置１が配設され、その出射側には拡散板２２３が配設されている。レーザ光源装置１から出射したレーザ光は、ライトガイド２２１を伝って光伝送部２２０の先端に設けられた拡散板２２３に送られ、拡散板２２３により拡散されて被写体を照射する。
【００５０】
光伝送部２２０の先端には、結像レンズ２２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ２２４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２２２を伝って、装置本体２１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ２１１に送られる。この結果、レーザ光源装置１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２１１で撮像することができる。
【００５１】
以上のように構成されたモニター装置２００によれば、高出力のレーザ光源装置１により被写体を照射することができることから、カメラ２１１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１実施形態に係るレーザ光源装置１を用いているが、これを、第１実施形態の変形例の光源を用いたレーザ光源装置に置き換えても良い。
【００５２】
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、外部共振型の面発光レーザに限るものではなく、端面発光レーザや、外部共振器を用いない面発光レーザについても同様にエミッタごとに溝を形成すれば良い。
また、レーザチップとして、エミッタが１次元に配列された構造のものを用いたが、マトリクス状に配列されたエミッタを有するレーザチップであっても良い。このレーザチップは、エミッタ間に格子状に溝を形成することにより、エミッタから射出される光出力を個別に制御することが可能となる。
また、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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ光源装置を示す平面図である。
【図２】図１のレーザ光源装置の光源を示す模式的な斜視図である。
【図３】図１の光源に用いられるレーザチップを示す断面図である。
【図４】図１の光源の製造工程を示す断面図である。
【図５】図１の光源の製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るレーザ光源装置の変形例を示す平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るモニター装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…レーザ光源装置、１０…光源、１１…レーザ素子、１１ａ，７０…レーザチップ、１２…エミッタ（発光部）、１９ａ，７６ａ…上部電極（電極）、２０…サブマウント（支持基板）、２２…溝（切断部）、４０…波長変換素子、５０…外部共振器、６０…光路変換素子、１００…プロジェクタ（画像表示装置）、１０３…液晶パネル（光変調素子）、２００…モニター装置、２１１…カメラ（撮像手段）
【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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【図７】
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【図８】
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