(57)【要約】【課題】全体的な変換効率を落とすことなく、発光部ごとの出力波長にバラツキが生じていても、変換される波長の許容範囲を広くすることが可能な波長変換素子、光源装置及びプロジェクタを提供すること。【解決手段】複数の発光部から射出される複数のレーザ光が入射され、複数のレーザ光のそれぞれを所定の波長に変換して射出させる波長変換素子であって、複数の発光部のそれぞれに対応して複数の光通過領域Ｌが設けられ、複数の光通過領域Ｌが複数の発光部から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有しており、複数の光通過領域Ｌのそれぞれのドメインのレーザ光の中心軸方向の幅が複数の発光部の配列方向Ｋに沿って異なることを特徴とする。【選択図】図３
2008139381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部から射出される複数のレーザ光が入射され、前記複数のレーザ光のそれぞれを所定の波長に変換して射出させる波長変換素子であって、
前記複数の発光部のそれぞれに対応して複数の光通過領域が設けられ、
前記複数の光通過領域が前記複数の発光部から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有しており、前記複数の光通過領域のそれぞれの前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅が前記複数の発光部の配列方向に沿って異なることを特徴とする波長変換素子。
【請求項２】
前記複数の光通過領域のそれぞれが複数の光変換領域に分けられ、
前記複数の光変換領域のそれぞれの前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項３】
前記複数の光通過領域の前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅が前記複数の発光部の配列方向に沿って連続的に変化することを特徴とする請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項４】
前記複数の光通過領域のピッチが、前記複数の発光部のピッチと同じであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の波長変換素子。
【請求項５】
レーザ光を発光する複数の発光部と、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の波長変換素子と、
該波長変換素子から射出されたレーザ光のうち前記所定の波長に変換されなかったレーザ光を選択して前記発光部に向かって反射させることによって前記発光部の共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光を透過させる波長選択素子とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項５に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換素子、光源装置、プロジェクタ及びモニタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コヒーレント光源は、画像表示装置、光通信分野、医療分野や顕微鏡などの計測分野においても欠かせないものとなっている。そして、コヒーレント光の波長もその目的によって様々な波長が使用される。
そこで、非線形光学効果を利用した波長変換素子は、波長変換により光の波長を変換することでレーザ光源の使用波長の拡大が図れるため多くの分野で利用されている。このような非線形光学効果を利用した光の波長変換では、変換前の基本波と変換後の高調波との間で位相整合条件が成立する必要があり、周期的に分極方向を反転させた擬似位相整合法が用いられている。しかしながら、波長変換素子は、実際には位相整合条件を満足する波長の許容度が極端に狭いため、基本波の波長がずれると出力が極端に低下してしまう。
【０００３】
また、光源として用いられる半導体レーザはウエハ上で作りこまれ、ダイシングにより切り出されてチップとして製造される。このウエハ面内で製造のバラツキがあり、切り出された場所により特性が異なるという問題がある。そこで、この課題を解決するために、波長変換素子内のレーザ光の進行方向に、異なる分極ピッチの周期構造を作り込んだ波長変換素子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に記載の波長変換素子は、光の進行方向に３つの領域に分割され、領域ごとに異なる周期を持つ分極反転層が形成された素子となっている。このようにして半導体レーザの出力波長のばらつきに対応させ、波長変換素子の波長許容度の拡大を図っている。
【特許文献１】特開平５−２７３６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、波長変換の効率は素子長に比例するため、上記特許文献１に記載の波長変換素子では、分極ピッチの周期として位相整合条件と合致する部分と合致しない部分とが波長変換素子の長さ方向に混在しているので、全体的な変換効率が低下するという問題が生じる。
【０００５】
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、全体的な変換効率を落とすことなく、発光部ごとの出力波長にバラツキが生じていても、変換される波長の許容範囲を広くすることが可能な波長変換素子、光源装置及びプロジェクタ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】
【０００６】
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。
本発明の波長変換素子は、複数の発光部を有する発光部から射出されたレーザ光のうち、一部の波長をそれぞれの所定の波長に変換するとともに、前記所定の波長に変換された光と前記所定の波長に変換されなかったレーザ光とを射出し、前記複数の発光部のそれぞれに対応して複数の光通過領域が設けられ、前記複数の光通過領域が前記複数の発光部から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有しており、前記複数の光通過領域のそれぞれの前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅が前記複数の発光部の配列方向に沿って異なることを特徴とする。
【０００７】
まず、発光部は製造の誤差等により、発光部のピーク波長が数ｎｍ程度異なる場合が生じる。このとき、本発明に係る波長変換素子では、複数の発光部のそれぞれに対応して複数の光通過領域が設けられている。そして、この複数の光通過領域のそれぞれのドメインのレーザ光の中心軸方向の幅が異なっているので、発光部のピーク波長と一致したあるいは近い波長が変換されるドメインの幅となる光通過領域に光を入射させることができる。
このように、発光部のピーク波長に一致したあるいは近い波長を変換するドメインの幅となっている光通過領域に合わせて光を入射させることにより、入射した光の強度を落とすことなく変換される波長の許容範囲を広くすることができる。
【０００８】
また、本発明の波長変換素子は、前記複数の光通過領域のそれぞれが複数の光変換領域に分けられ、前記複数の光変換領域のそれぞれの前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅がそれぞれ異なることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る波長変換素子では、発光部ごとの射出される光の波長のバラツキに基づいたドメインの幅となる複数の光変換領域が形成されている。これにより、発光部から射出される光の波長に応じた光変換領域に光を入射させることができる。このように、光通過領域を複数の光変換領域に分けることで、発光部と波長変換素子との位置合わせが容易となり、入射した光の強度を落とすことなく、簡易な構成で所定の波長に変換することができる。
【００１０】
また、本発明の波長変換素子は、前記複数の光通過領域の前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅が前記複数の発光部の配列方向に沿って連続的に変化することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る波長変換素子では、各光通過領域のドメインの幅を連続的に変化させることにより、所定の波長帯域内にピーク波長を有する発光部に対応させることができる。すなわち、所定の波長帯域内にピーク波長を有する発光部であれば、どのピーク波長を有する発光部であっても、ピーク波長に一致した波長を変換するドメインの幅となっている光通過領域で、発光部から射出された光の波長を変換させることができる。したがって、本発明の波長変換素子は、入射した光の強度をさらに落とすことなく発光部から射出された光の波長を変換することができる。
【００１２】
また、本発明の波長変換素子は、前記複数の光通過領域のピッチが、前記複数の発光部のピッチと同じであることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る波長変換素子では、複数の光通過領域のピッチが、複数の発光部のピッチと同じであるため、発光部のピーク波長と一致したあるいは近い波長が変換されるドメインの光通過領域に合わせてレーザ光を入射させる際、発光部と波長変換素子との位置合わせが容易となる。
【００１４】
本発明の光源装置は、レーザ光を発光する複数の発光部と、上記の波長変換素子と、該波長変換素子から射出されたレーザ光のうち前記所定の波長に変換されなかったレーザ光を選択して前記発光部に向かって反射させることによって前記発光部の共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光を透過させる波長選択素子とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る光源装置では、複数の発光部から射出されたレーザ光のうち一部の光は、波長変換素子により所定の波長に変換される。そして、所定の波長に変換された光と所定の波長に変換されなかった光とは波長選択素子に射出され、波長選択素子において、所定の選択波長光が反射され、変換された光は透過する。そして、波長選択素子で反射した光は共振器ミラー間で共振し増幅され、さらに波長変換素子を通過することで、変換された光が射出される。
このとき、上述したように、製造の誤差等により発光部のピーク波長のバラツキが生じていても、発光部のピーク波長と一致したあるいは近い波長が変換されるドメインの幅となっている光通過領域に合わせて光を入射させる。このようにして、複数の発光部から射出された光は、波長変換素子に入射した際、強度を落とすことなく波長選択素子に射出される。したがって、波長変換素子の光の変換効率が高いため、装置全体の光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１６】
本発明のプロジェクタは、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るプロジェクタでは、光源装置より射出された光は光変調装置に入射される。そして、光変調装置により形成された画像が、投射装置によって投射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、波長変換素子の光の変換効率が高いため、この光源装置をプロジェクタに備えることにより、明るい画像を表示することが可能となる。
【００１８】
本発明のモニタ装置は、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光により被写体を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るモニタ装置では、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、光源装置より射出される光は、上述したように、波長変換素子の光の変換効率が高いため、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係る波長変換素子、光源装置、プロジェクタ及びモニタ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。
【００２１】
［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４を参照して説明する。
本発明に係る光源装置１０は、図１に示すように、半導体レーザチップ１１と、半導体レーザチップ１１から射出された光の波長を変換する波長変換素子１２と、波長変換素子１２より変換された光を透過し、変換されなかった波長の光を選択して反射させる波長選択素子１３とを備えている。なお、図１は光源装置１０の概略構成を示す図である。
【００２２】
半導体レーザチップ１１は、図１に示すように、レーザ光を発する５つのエミッタ（半導体レーザ：ＬＤ）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを備えている。エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光のピーク波長は一致している。
この半導体レーザチップ１１は、図２に示すように、ウエハ２０上で作りこまれ、ダイシングにより切り出されてチップとして製造される。
【００２３】
波長変換素子（第２高調波発生素子、ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）１２は、図１に示すように、入射光をほぼ半分の波長に変換する非線形光学素子である。半導体レーザチップ１１から射出され、波長選択素子１３に向かう光Ｗ３は、波長変換素子１２を通過することによって、ほぼ半分の波長の光に変換される。波長変換素子１２による波長変換効率は非線形の特性を有しており、例えば、波長変換素子１２に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率が向上する。つまり、半導体レーザチップ１１から射出されたレーザ光のすべてが、所定波長のレーザ光に変換されるわけではない。
【００２４】
次に、波長変換素子１２の詳細について説明する。
波長変換素子１２としては、板形状のものを用いている。波長変換素子１２は、図１に示すように、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅに対応して複数の光通過領域Ｌに分かれている。そして、各光通過領域Ｌは、図３に示すように、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅの配列方向Ｋに沿って第１光変換領域Ｌ１，第２光変換領域Ｌ２，第３光変換領域Ｌ３とに分けられている。この第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３のエミッタの配列方向Ｋの幅はすべて同じである。そして、隣接する光通過領域ＬのピッチＰ１が、半導体レーザチップ１１のエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅ間のピッチＰ２と一致している。
そして、波長変換素子１２は、第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３ごとに分極周期構造、つまり、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有している。この分極周期構造内を光が透過することにより、入射した光の波長を変換するようになっている。この波長変換素子１２の第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３の各ドメインのレーザ光の中心軸Ｏ方向の幅（以下、「ピッチ」という）は、それぞれ入射端面１３ａから射出端面１３ｂまで同じピッチである。また、各光変換領域Ｌ１〜Ｌ３のピッチはそれぞれ異なり、Λ１，Λ２，Λ３とする。
【００２５】
このような分極周期構造は、例えば、特開平４−１９７１９号公報に記載されている製造方法を応用して製造することができる。すなわち、まず、非線形強誘電体材料（例えばＬｉＴａＯ３）からなる基板に、レーザ光の中心軸Ｏ方向に沿って電極が有る領域と無い領域とが交互に並んだストライプ状の電極パターンを形成する。この時、各電極パターンの幅及び電極パターン同士の間隔は、第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３における各ドメインのピッチが、それぞれΛ１，Λ２，Λ３となるように最適化される。つまり、電極パターンの幅及び間隔は、第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３においてそれぞれ異なったものとする。次に、これら電極パターンにパルス状の電圧を印加することにより、図３に示したような分極周期構造が得られる。このようにして分極周期構造を形成した後、通常電極パターンは除去されるが、そのまま残しておいても良い。
【００２６】
このように、波長変換素子１２は、第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３において、それぞれ周期（ピッチ）の異なる分極反転構造を有している。この各ドメインのピッチΛ１，Λ２，Λ３は、半導体レーザチップ１１の製造誤差により出力波長のバラツキに基づいた波長に変換させるピッチとなっている。具体的に、青色レーザ光源装置を用いた場合の波長を例に挙げて説明する。例えば、半導体レーザチップ１１から射出される光のピーク波長が９２０ｎｍとなるように設計したが、図２に示すように、ウエハ２０上の半導体レーザチップ１１の製造バラツキにより領域Ａの半導体レーザチップ１１のエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光の波長λ０１が９２０ｎｍであり、領域Ｂの半導体レーザチップ１１のエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光の波長λ０２が９１８ｎｍである場合や、領域Ｃの半導体レーザチップ１１のエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光の波長λ０３が９１６ｎｍである場合が生じる。
そこで、第１光変換領域Ｌ１には、波長λ０１の光の波長を変換するように、ドメインのピッチΛ１が形成されており、第１光変換領域Ｌ１を通過した光の波長λ１は４６０ｎｍに変換されるようになっている。また、同様に、第２，第３光変換領域Ｌ２，Ｌ３には、波長λ０２，λ０３の光の波長を変換するように、ドメインのピッチΛ２，Λ３が形成されており、第２，第３光変換領域Ｌ２，Ｌ３を通過した光の波長λ２は４５９ｎｍ，λ３は４５８ｎｍに変換されるようになっている。
ただし、ここに挙げた波長は単なる一例に過ぎない。
【００２７】
そして、領域Ａの半導体レーザチップ１１を用いた場合、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光の波長λ０１は９２０ｎｍである。したがって、図３に示すように、各エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅが第１光変換領域Ｌ１に対応するように半導体レーザチップ１１と波長変換素子１２との位置合わせを行う。これにより、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出された光のうち一部の光が４６０ｎｍの波長の光に変換される。
そして、領域Ｂの半導体レーザチップ１１を用いた場合、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光の波長λ０２は９１８ｎｍである。したがって、図４に示すように、各エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅが第２光変換領域Ｌ２に対応するように波長変換素子１２を配列方向Ｋに沿ってずらす。このようにして、半導体レーザチップ１１と波長変換素子１２との位置合わせを行う。これにより、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出された光のうち一部の光が４５９ｎｍの波長に変換される。
また、領域Ｃの半導体レーザチップ１１を用いた場合も同様に、各エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅが第３光変換領域Ｌ３に対応するように波長変換素子１２を配列方向Ｋに沿ってずらす。
この他に、例えば、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光の波長が、９２０ｎｍ、９１８ｎｍ、９１６ｎｍ以外であっても、波長が最も近い第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３に光を入射させれば良い。これにより、波長変換素子１２による変換効率を向上させることが可能となる。
【００２８】
波長選択素子１３は、図１に示すように、波長変換素子１２から射出された所定の選択波長のレーザ光（図１に示す鎖線）Ｗ１を選択して半導体レーザチップ１１に向かって反射させることによってエミッタ１１ａ〜１１ｅの共振器ミラーとして機能するとともに、変換されたレーザ光（図１に示す二点鎖線）Ｗ２を透過させるものである。波長選択素子１３としては、例えば、周期格子を有するホログラムのような光学素子を用いることができる。
半導体レーザチップ１１から射出された基本波の光（図１に示す実線）Ｗ３は、半導体レーザチップ１１と波長選択素子１３との間で反射を繰り返し、増幅された後、レーザ光Ｗ２として、波長選択素子１３から射出されるようになっている。波長選択素子１３は様々な波長の光を透過させるが、そのうち、所定の波長の光だけが増幅されている。増幅された光の強度は、他の波長の光の強度と比較して著しく高い。よって、波長選択素子１３を透過した光Ｗ２は、ほぼ単一波長の光とみなすことができる。この光Ｗ２の波長は、波長選択素子１３の選択波長、つまり波長選択素子１３が反射する光Ｗ１の波長とほぼ同一である。波長選択素子１３は、所定の選択波長の光の一部（９８〜９９％程度）を反射するので、その残り（１〜２％程度）の光が出力光として利用されることになる。
また、波長選択素子１３は、波長変換素子１２によって所定の波長に変換されなかったレーザ光Ｗ１のみを選択して半導体レーザチップ１１に向かって反射させ、それ以外のレーザ光を透過させるものである。
【００２９】
本実施形態に係る波長変換素子１２では、ドメインのピッチΛ１，Λ２，Λ３が形成された第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３に分けることにより、半導体レーザチップ１１から射出された光を適切なドメイン幅を有する第１〜第３光変換領域Ｌ１〜Ｌ３に通過させることが可能となる。すなわち、波長変換素子１２の位相整合条件を満足することができるため、製造誤差等により半導体レーザチップ１１ごとにエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光の波長が異なっていても、波長変換素子１２に入射した光の強度を落とすことなく、光を所定の波長に変換することができる。
また、光通過領域ＬのピッチＰ１が、半導体レーザチップ１１のエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅ間のピッチＰ２と一致しているため、半導体レーザチップ１１と波長変換素子１２との位置合わせが容易となる。
つまり、半導体レーザチップ１１ごとに出力波長にバラツキが生じていても変換される波長の許容範囲を広くすることが可能である。
また、光源装置１０では、変換効率の高い波長変換素子１２を用いることにより、光利用効率を向上させることが可能となる。
【００３０】
なお、光通過領域ＬのピッチＰ１が、半導体レーザチップ１１のエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅ間のピッチＰ２と一致している構成としたが、必ずしも一致していなくても良い。すなわち、波長変換素子１２を移動させた際、半導体レーザチップ１１のエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅ間のピッチＰ２が、各光変換領域Ｌ１〜Ｌ３に対向した位置に配置させることができる範囲であれば一致していなくても良い。したがって、このような範囲内のピッチの発光部であれば本発明の波長変換素子１２に適用が可能となる。
また、１つのチップに複数のエミッタが形成された半導体レーザチップ１１を用いたが、エミッタが個々に形成された半導体レーザチップを用いても良い。この構成では、個々のエミッタを当該エミッタのピーク波長に対応した光変換領域に配置することで、変換効率を向上させることが可能となる。さらに、バラツキを有する個々のエミッタを用いて、ピーク波長に対応した光変換領域に対応してそれぞれ配置させることで、複数のエミッタを配置することができる。これにより、明るい光を射出する光源装置を提供することが可能となる。
【００３１】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係る光源装置１０と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る光源装置３０では、光通過領域Ｍにおけるドメインのピッチにおいて第１実施形態と異なる。
【００３２】
波長変換素子３１には、図５（ａ）に示すように、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅの配列方向Ｋに沿って複数の光通過領域Ｍに分かれている。各光通過領域Ｍにおいて、図５（ｂ）の拡大図に示すように、一方向Ｐに向かってドメインのレーザ光の中心軸Ｏ方向の幅が連続的に大きくなっている。すなわち、光通過領域Ｍの一端３１ａ側における各ドメインのピッチがΛ１であり、他端３１ｂ側における各ドメインのピッチがΛ２となっている。また、ドメインのピッチは、一端３１ａ側〜他端３１ｂ側まで、すなわち、ピッチΛ１〜ピッチΛ２まで滑らかに（連続的に）変化している。
このように、波長変換素子３１は、各光通過領域Ｍにおいて、周期（ピッチ）の連続的に変化する分極反転構造を有している。この各ドメインのピッチΛ１，Λ２は、半導体レーザチップ１１の製造誤差により出力波長のバラツキに基づいた波長に変換させるピッチとなっている。具体的に、青色レーザ光源装置を用いた場合の波長を例に挙げて説明する。例えば、半導体レーザチップ１１から射出される光のピーク波長が９２０ｎｍとなるように設計したが、半導体レーザチップ１１から射出される光の波長はλ０１＝９１５ｎｍ〜λ０２＝９２５ｎｍの範囲でバラツキが生じる場合がある。
【００３３】
そこで、光通過領域Ｍの一端３１ａ側には、波長λ０１（９１５ｎｍ）の光を変換するように、ドメインのピッチΛ１が形成されており、光通過領域Ｍの一端３１ａ側を通過した光の波長λ１は、４５７．５ｎｍに変換されるようになっている。また、同様に、光通過領域Ｍの他端３１ｂ側には、波長λ０２（９２５ｎｍ）の光を変換するように、ドメインのピッチΛ２が形成されており、光通過領域Ｍの他端３１ｂ側を通過した光の波長λ２は、４６２．５ｎｍに変換されるようになっている。したがって、半導体レーザチップ１１ごとのエミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出される光の波長に応じたドメインのピッチを有する位置に光が入射するように、半導体レーザチップ１１と波長変換素子３１との位置合わせを行う。これにより、エミッタ１１ａ〜エミッタ１１ｅから射出された光のうち一部の光が所定の波長に変換される。
【００３４】
本実施形態に係る光源装置３０では、第１実施形態の波長変換素子１２及び光源装置１０と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の波長変換素子３１及び光源装置３０では、各光通過領域ＭのドメインのピッチΛ１からΛ２まで連続的に変化させることにより、所定の波長帯域内の光を射出する半導体レーザチップ１１に対応させることができる。すなわち、半導体レーザチップ１１であれば、半導体レーザチップ１１のピーク波長と一致した波長が変換されるドメインの幅と位置に光を入射させることで、入射した光の強度をさらに落とすことなく変換することができる。これにより、半導体レーザチップ１１から射出される光の波長のバラツキが多い場合に、複数種の波長に対応させることができるので効果的である。
なお、第１実施形態の波長変換素子１２と第２実施形態の波長変換素子３１とを組み合わせた波長変換素子であっても良い。すなわち、ドメインのレーザ光の中心軸方向の幅が段階的に変化する光変換領域と、連続的に変化する光変換領域とが混在していても良い。
【００３５】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図６を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１実施形態の光源装置１０を備えるプロジェクタ１００について説明する。なお、図６中においては、簡略化のためプロジェクタ１００を構成する筐体は省略している。
【００３６】
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（光源装置）１１Ｒ，緑色レーザ光源（光源装置）１１Ｇ、青色レーザ光源（光源装置）１１Ｂとしては、上記第１実施形態の光源装置１０を用いる。
また、プロジェクタ１００は、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ（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写レンズ１０７に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）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（投射装置）１０７とを備えている。
【００３７】
さらに、プロジェクタ１００は、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを設けており、これらによって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。例えば、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ、１０２Ｂは、例えば、ホログラム１０２ａ及びフィールドレンズ１０２ｂによって構成される。
【００３８】
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、合成された光は投写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。
【００３９】
上述した本実施形態のプロジェクタ１００は、赤色レーザ光源１１Ｒ，緑色レーザ光源１１Ｇ，青色レーザ光源１１Ｂより射出される光は、強度が落ちることなく均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに射出されているため、投射レンズ１０７によって投射される光は明るい光となっている。したがって、スクリーン１１０に鮮明な画像を表示することができる。
【００４０】
なお、本実施形態のプロジェクタにおいて、赤色，緑色及び青色のレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ、１１Ｂについては、第１実施形態の光源装置１０を用いたものを説明したが、第２実施形態の光源装置３０を用いることも可能である。このとき、各光源装置１０のそれぞれに異なる実施形態の光源装置を採用することも可能であるし、同じ実施形態の光源装置を採用することも可能である。
【００４１】
また、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、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の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される。
また、第１，第２実施形態の光源装置１０，３０は、走査型の画像表示装置にも適用される。このような画像表示装置の例を図７に示す。図７に示した画像表示装置２００は、第１実施形態の光源装置１０と、光源装置１０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）２０２と、光源装置１０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。光源装置１０から射出された光は、ＭＥＭＳミラー２０２を動かすことによって、スクリーン２１０上を横方向、縦方向に走査するように導かれる。カラーの画像を表示する場合は、半導体レーザチップ１１を構成する複数のエミッタを、赤、緑、青のピーク波長を持つエミッタの組み合わせによって構成すれば良い。
【００４２】
［第４実施形態］
次に、第１実施形態に係る光源装置１０を応用したモニタ装置３００の構成例について説明する。図８は、モニタ装置の概略を示す模式図である。モニタ装置３００は、装置本体３１０と、光伝送部３２０とを備える。装置本体３１０は、前述した第１実施形態の光源装置１０を備える。
【００４３】
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を備える。各ライトガイド３２１，３２２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３２１の入射側には光源装置１０が配設され、その出射側には拡散板３２３が配設されている。光源装置１０から出射したレーザ光は、ライトガイド３２１を伝って光伝送部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。
【００４４】
光伝送部３２０の先端には、結像レンズ３２４も設けられており、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。その受けた反射光は、受け側のライトガイド３２２を伝って、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、光源装置１０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３１１で撮像することができる。
【００４５】
以上のように構成されたモニタ装置３００によれば、高出力の光源装置１０により被写体を照射することができることから、カメラ３１１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。
【００４６】
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。
例えば第３，第４実施形態では、第１実施形態と同様の構造を備えた光源装置１０を用いたが、これに変えて、第２実施形態と同様の構造を備えた光源装置１０を用いるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図２】図１の発光部がダイシングされる前のウエハを示す斜視図である。
【図３】図１の波長変換素子を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光源装置の波長変換素子を移動させた平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタを示す平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの変形例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装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｌ１〜Ｌ３…光変換領域、Ｐ１…光通過領域Ｌのピッチ、Ｐ２…発光部のエミッタ間のピッチ、１０，３０…光源装置、１１ａ〜１１ｅ…エミッタ（発光部）、１２，３１…波長変換素子、１３…波長選択素子、１００…プロジェクタ、１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、１０７…投射レンズ（投射装置）、３００…モニタ装置、３１１…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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