(57)【要約】【課題】ストライプ状の各活性領域からの発熱を効率よく放熱することができ、低消費電流及び低消費電力で動作させることができる半導体レーザ装置及び画像表示装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ素子１３は、複数の光ビームを出射する複数のストライプ状の活性領域１２を有し、基台１８は、複数の活性領域１２の近傍の第１の面１４に隣接して形成されるとともに複数のストライプ状の活性領域１２のそれぞれに対応する半導体レーザ素子１３の複数のストライプ状のレーザ電極１５のそれぞれと電気的に接続された複数の配線１６，２１が形成されており、複数のレーザ電極１５のそれぞれのレーザ電極１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと配線１６，２１との複数の接続箇所２２ａ、２２ｂから活性領域１２に電流が注入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ビームを出射する複数のストライプ状の活性領域を有する半導体レーザ素子と、
前記複数の活性領域の近傍の第１の面に隣接して形成されるとともに前記複数のストライプ状の活性領域のそれぞれに対応する前記半導体レーザ素子の複数のストライプ状のレーザ電極のそれぞれと電気的に接続された複数の配線が形成された基台とを備え、
前記複数のレーザ電極のそれぞれのレーザ電極と前記複数の配線との複数の接続箇所から前記活性領域に電流が注入されることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記複数の配線は、前記半導体レーザ素子が配置された前記基台上のレーザ配置面の周辺部に形成された電極部にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記複数のレーザ電極のそれぞれのレーザ電極に接続された複数の配線は、前記半導体レーザ素子が配置された前記基台上のレーザ配置面の周辺部に形成された同一の前記電極部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記基台は、前記レーザ配置面に対向する裏面及び前記基台内部のうちの少なくとも一方に配線がさらに形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記半導体レーザ素子は、
前記複数のストライプ状の活性領域に垂直であり、前記光ビームが出射される前端面と、
前記前端面に対向する後端面とを用いてレーザ共振器を形成し、
前記基台は、前記半導体レーザ素子の前記後端面の後方において、前記レーザ共振器より長く構成されており、
前記電極部は、前記基台の後方の前記レーザ配置面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記半導体レーザ素子が配置された前記基台を配置するとともに、外部と接続するための接続電極部を有するパッケージをさらに備え、
前記第１の面と平行で、かつ対向する前記半導体レーザ素子の第２の面には裏面電極が形成され、
複数の導電性ワイヤの一端が前記裏面電極の前記複数のストライプ状の活性領域に沿って接続され、
前記複数の導電性ワイヤの他端が前記接続電極部に接続されることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記複数の導電性ワイヤの一端は、前記裏面電極上の複数箇所にマトリックス状に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記複数の導電性ワイヤの一端は、前記活性領域を挟んで前記レーザ電極に対向する前記裏面電極上の位置に接続されていることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記電極部と電気的に接続するための第１の基板電極部を含む回路基板をさらに備え、
前記第１の基板電極部にはバンプが形成されており、
前記バンプを介して前記電極部と前記第１の基板電極部とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記第１の面と平行で、かつ対向する前記半導体レーザ素子の第２の面に裏面電極が形成され、
前記回路基板は、前記裏面電極と電気的に接続するための第２の基板電極部をさらに含み、
前記第２の基板電極部にはバンプが形成されており、
前記バンプを介して前記裏面電極と前記第２の基板電極部とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
絶縁性を有し、かつ前記光ビームを透過する透明な液体を収容する容器をさらに備え、
前記半導体レーザ素子は、前記複数のストライプ状の活性領域の近傍の第１の表面を上部に、前記第１の表面に対向する第２の表面を下部にして、前記基台の上面部に配置され、
前記容器の底部には、前記半導体レーザ素子の前記第１の表面が前記液体中に位置するように、前記基台が配置されており、
前記容器の少なくとも前記光ビームを出射する領域は、前記光ビームを透過する透明な部材で形成され、
前記液体が前記半導体レーザ素子の前記第１の表面上、及び前記半導体レーザ素子の前端面に隣接した位置から移動することにより、前記複数のストライプ状の活性領域が冷却されることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記容器中に収容されている前記液体の液面と前記容器の上部との間には空間が形成されており、
前記容器は、前記液体を導入する導入口と、前記液体を排出する排出口とを含み、
前記液体を前記導入口から前記容器中に流入し、前記排出口から流出して、前記容器中の前記液体に流れを生じさせるポンプをさらに備え、
前記液体が前記半導体レーザ素子の光軸方向に沿って前記第１の表面上を流れるとともに、前記半導体レーザ素子の前記前端面に沿って流れることにより、前記複数のストライプ状の活性領域が冷却されることを特徴とする請求項１１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
前記容器を振動させる振動機構部をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１４】
前記容器内部の側壁に配置された発光素子と、
前記容器内部の側壁の、前記発光素子に対向する位置に配置された受光素子と、
前記受光素子によって受光された光の受光量の変化を検知し、検知した受光量の変化に応じて前記半導体レーザ素子の動作を制御する制御部とをさらに備え、
前記発光素子及び前記受光素子は、前記容器内の前記液面の上部に形成された空間を挟んで対向して配置されており、
前記制御部は、前記液体が前記発光素子又は前記受光素子の少なくとも一部を覆うことによる受光量の変化を検知した場合に、前記半導体レーザ素子の動作を停止することを特徴とする請求項１１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１５】
前記複数のストライプ状の活性領域に垂直であるとともに前記光ビームが出射される前記半導体レーザ素子の前端面と対向し、前記光ビームに垂直に配置された光学部材と、
前記光学部材を支持するために前記容器の底部に配置された支持部材と、
一方の端部が前記排出口に直通するとともに、他方の端部が前記支持部材に形成された貫通孔に直通する部分排出管とをさらに備え、
前記半導体レーザ素子の光軸方向に沿って前記第１の表面上を流れるとともに前記半導体レーザ素子の前端面から前記部分排出管に向かって流れる液体の速度が、前記容器内の他の部分を流れる前記液体の速度より速くなるように、前記ポンプは前記排出口から前記液体を排出させることを特徴とする請求項１２記載の半導体レーザ装置。
【請求項１６】
前記半導体レーザ素子の後端面と対向する前記容器の側壁に配置された配線基板をさらに備え、
前記配線基板は、前記半導体レーザ素子の前記第１の表面に形成されたレーザ電極と導電性部材を介して電気的に接続されるレーザ配線電極部を含むことを特徴とする請求項１１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１７】
前記半導体レーザ素子は、前記複数のストライプ状の活性領域の近傍の第１の表面を下部に、前記第１の表面に対向する第２の表面を上部にして、前記基台の上面部に配置され、
前記半導体レーザ素子の前端面は、前記基台の前端面よりも突出していることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１８】
前記複数のストライプ状の活性領域のうちの両端に位置する活性領域は、中央に位置する活性領域よりも高出力の光ビームを出射することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１９】
スクリーンと、
複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源を用いて前記スクリーン上に画像を形成する光学系とを備え、
前記複数のレーザ光源は、少なくとも赤色の光ビームを出射する赤色レーザ光源、緑色の光ビームを出射する緑色レーザ光源及び青色の光ビームを出射する青色レーザ光源を含み、
前記赤色レーザ光源及び前記青色レーザ光源のうちの少なくとも一方は、請求項１記載の半導体レーザ装置で構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２０】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト照明装置とを備え、
前記バックライト照明装置は、少なくとも赤色の光ビームを出射する赤色レーザ光源、緑色の光ビームを出射する緑色レーザ光源及び青色の光ビームを出射する青色レーザ光源を含み、
前記赤色レーザ光源及び前記青色レーザ光源のうちの少なくとも一方は、請求項１記載の半導体レーザ装置で構成されることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザディスプレイ装置などの画像表示装置に用いる高性能な半導体レーザ装置、及び半導体レーザ装置を用いた画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラズマディスプレイ装置や液晶ディスプレイ装置に代表される薄型平面ディスプレイ装置が急速に大画面化して普及しつつある。さらなる大画面化及び高輝度化を目的とした薄型平面ディスプレイ装置として、レーザディスプレイ装置の開発が行われている。このようなレーザディスプレイ装置の光源には、高輝度で低消費電力での動作が可能な半導体レーザ装置が用いられている。
【０００３】
ところで、このような半導体レーザ装置はワット級の高出力動作が要求されるので、同一の半導体素子に複数のストライプ状の活性領域を具備した、いわゆるマルチストライプ構造の半導体素子がよく用いられる。
【０００４】
このマルチストライプ構造の半導体レーザ素子からなる半導体レーザ装置は、高出力動作のために大きい電流を複数のストライプ状電極に配分して流す必要がある。そのために、半導体レーザ素子がマウントされた基台上の配線や半導体レーザ素子に配線を作りつけるなどの工夫がなされている。このような工夫の例として、半導体レーザ素子の表面に互いに分離した電極配線パターンを設けて、マルチストライプ構造のそれぞれのストライプ状電極に電極配線パターンを電気的に接続した例がある（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。上記の第１の従来技術では、それぞれのストライプ状電極に接続された各電極配線パターンは半導体レーザ素子の表面の周辺部に設けられた電極パッドにより導電性ワイヤに接続されて電流が注入されるので、マルチストライプ構造の半導体レーザ装置はマルチビーム動作を行うことができる。
【０００５】
また、従来のマルチストライプ構造の半導体レーザ装置において、ストライプ状電極ごとに複数の電極が接続されたときの配線の配置が示されている（例えば、特許文献４参照）。すなわち、この第２の従来技術では、電極パッドの位置を工夫して電極パッドと他の電極とが導電性ワイヤにより配線されるときに導電性ワイヤが接触しないようにした配線パターンの例が示されている。
【０００６】
さらに、このような半導体レーザ装置はワット級の高出力動作が要求されるので、大きい電流を流す必要があり、大きい電力を消費する。その結果、半導体レーザ装置が加熱されるので、適切な冷却を行わないとワット級の高出力動作を維持するために半導体レーザ装置にさらに大きい電流を注入することが必要になる。さらに加熱が進むと、半導体レーザ装置はワット級の高出力動作が維持できなくなる、あるいは半導体レーザ装置が劣化するという問題が生じることがあった。
【０００７】
このような問題が発生しないように、筐体やハウジングの中に半導体レーザ素子や半導体レーザアレイ素子を配置し、冷却した液体が筐体などに流入されている。そして、半導体レーザ素子などを直接冷却したのちに、冷却した液体が筐体から流出することにより、半導体レーザ素子や半導体レーザアレイ素子の加熱を防止している（例えば、特許文献５及び特許文献６参照）。この第３の従来技術では、半導体レーザ素子又は半導体レーザアレイ素子の少なくともいずれかの面が直接的に冷却した液体に接し、冷却した液体が流れてその面を連続して冷却することにより冷却高価を高めている。
【０００８】
また、半導体レーザ素子を励起光源にした固体レーザ装置においても、同様に液体による冷却が行われている（例えば、特許文献７及び特許文献８参照）。すなわち、この第４の従来技術では、半導体レーザ素子を含む固体レーザ装置全体を収容した筐体などに冷却した液体が注入されて、励起光源の半導体レーザ素子や固体レーザ装置を直接冷却する。このようにすることにより半導体レーザ素子や固体レーザ装置の温度上昇を抑えて、半導体レーザ素子や固体レーザ装置の高出力動作が安定に維持されることが期待できる。
【特許文献１】特開平７−３２１３９９号公報
【特許文献２】特開平７−１４７４５３号公報
【特許文献３】特開２００５−４５１４６号公報
【特許文献４】特開２００３−２３２００号公報
【特許文献５】特開平８−１１６１３８号公報
【特許文献６】特開２００５−７２５４９号公報
【特許文献７】特開平５−２１１３６１号公報
【特許文献８】特開平７−２０２３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、ディスプレイ装置などの画像表示装置の光源としてマルチストライプ構造の半導体レーザ装置を使用する場合には、光ディスク装置やプリンタ装置などで使用する場合に比べて大きい電流を流すので、ストライプ状の活性領域で発生した熱を速やかに活性領域から放熱しないと光出力が熱のために飽和して高出力が出ないという問題が生じる。また、ストライプ状の活性領域に大きい電流を流すので、ストライプ状電極に平行な方向での電流注入が不均一となり動作電流が上昇する。その結果、動作電力が増大するなどの課題も発生する。さらに電流が増大すると半導体レーザ装置の劣化を引き起こすという問題もある。
【００１０】
しかしながら、上記で説明した第１及び第２の従来技術にはマルチストライプ構造の半導体レーザ装置の実装上の課題に対して、配線の方法や導電性ワイヤの実装の方法が示されているが、半導体レーザ装置に大きい電流を流したときに生じる熱の有効な放熱の方法やストライプ状の活性領域に均一に電流を注入する方法などは明示されていない。
【００１１】
また、上記で説明した第３及び第４の従来技術には半導体レーザ素子の発光点、レーザチップまたはレーザバーを直接冷却することは示されているが、半導体レーザ素子の活性領域を効率的に冷却することは示されていない。また、冷却に使用する液体を筐体などに流入して半導体レーザ素子などを直接冷却したのちに液体を筐体から流出することは示されているが、半導体レーザ素子のレーザ光が出射する端面やレーザ光を増幅する活性領域を効率的に冷却するように液体を流す構成や液体に熱を伝えて効率的に放熱する構成などは示されていない。さらに、半導体レーザ装置が倒れるなどして傾いたときに装置が停止するなどの安全面に配慮した構成についても示されていない。
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、ストライプ状の各活性領域からの発熱を効率よく放熱することができ、低消費電流及び低消費電力で動作させることができる半導体レーザ装置及び画像表示装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
また、このような半導体レーザ装置を光源に用いて、低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作する画像表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一局面に係る半導体レーザ装置は、複数の光ビームを出射する複数のストライプ状の活性領域を有する半導体レーザ素子と、前記複数の活性領域の近傍の第１の面に隣接して形成されるとともに前記複数のストライプ状の活性領域のそれぞれに対応する前記半導体レーザ素子の複数のストライプ状のレーザ電極のそれぞれと電気的に接続された複数の配線が形成された基台とを備え、前記複数のレーザ電極のそれぞれのレーザ電極と前記複数の配線との複数の接続箇所から前記活性領域に電流が注入される。
【００１５】
この構成によれば、ストライプ状の各活性領域からの発熱が各レーザ電極を介して、それぞれ複数接続された配線と基台とから効率よく放熱される。また、各活性領域に注入される電流は、複数接続された配線との接続箇所から均一に注入される。したがって、注入された電流は効率よく高出力のレーザ光に変換されるので、低消費電流及び低消費電力で動作させることができる。
【００１６】
上記の半導体レーザ装置において、前記複数の配線は、前記半導体レーザ素子が配置された前記基台上のレーザ配置面の周辺部に形成された電極部に接続されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、複数の配線が、半導体レーザ素子が配置された基台上のレーザ配置面の周辺部に形成された電極部に接続されているので、パッケージの電極又は回路基板の電極とレーザ電極との電気的な接続を効率よく行うことができる。
【００１８】
上記の半導体レーザ装置において、前記複数のレーザ電極のそれぞれのレーザ電極に接続された複数の配線は、前記半導体レーザ素子が配置された前記基台上のレーザ配置面の周辺部に形成された同一の前記電極部に接続されていることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、外部から一つの配線で一つの電極部に電流を注入しても、複数の配線により同一のレーザ電極の複数箇所から活性領域に電流を均一に注入することができる。
【００２０】
上記の半導体レーザ装置において、前記基台は、前記レーザ配置面に対向する裏面及び前記基台内部のうちの少なくとも一方に配線がさらに形成されていることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、各活性領域の任意の部分に電流を注入する配線を接続することができる。すなわち、基台内部に立体的な配線を形成することにより、基台の周辺部に形成された電極部から各活性領域の任意の部分に電流を注入することができる。したがって、複数のストライプ状の活性領域のそれぞれにさらに均一に電流を注入することができる。
【００２２】
上記の半導体レーザ装置において、前記半導体レーザ素子は、前記複数のストライプ状の活性領域に垂直であり、前記光ビームが出射される前端面と、前記前端面に対向する後端面とを用いてレーザ共振器を形成し、前記基台は、前記半導体レーザ素子の前記後端面の後方において、前記レーザ共振器より長く構成されており、前記電極部は、前記基台の後方の前記レーザ配置面に形成されていることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、複数のストライプ状のレーザ電極からの配線を基台の後方に延在させることができ、半導体レーザ素子のレーザ電極とレーザ配置面の電極部とを適切に接続することができる。
【００２４】
上記の半導体レーザ装置において、前記半導体レーザ素子が配置された前記基台を配置するとともに、外部と接続するための接続電極部を有するパッケージをさらに備え、前記第１の面と平行で、かつ対向する前記半導体レーザ素子の第２の面に裏面電極が形成され、複数の導電性ワイヤの一端が前記裏面電極の前記複数のストライプ状の活性領域に沿って接続され、前記複数の導電性ワイヤの他端が前記接続電極部に接続されることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、活性領域に注入される電流は、半導体レーザ素子の第１の面のレーザ電極における複数の接続箇所から注入され、かつ第２の面の裏面電極における複数の接続箇所から排出されるので、さらに均一に活性領域に電流を注入することができる。すなわち、電流が排出される裏面電極においても、複数のストライプ状の活性領域に沿って複数の導電性ワイヤが接続されており、均一に注入された電流を活性領域全体から排出することができる。
【００２６】
上記の半導体レーザ装置において、前記複数の導電性ワイヤの一端は、前記裏面電極上の複数箇所にマトリックス状に接続されていることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、電流が排出される裏面電極において、複数の導電性ワイヤの一端が複数箇所にマトリックス状に接続されているので、均一に注入された電流を活性領域全体から排出することができる。
【００２８】
上記の半導体レーザ装置において、前記複数の導電性ワイヤの一端は、前記活性領域を挟んで前記レーザ電極に対向する前記裏面電極上の位置に接続されていることが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、電流が排出される裏面電極において、複数の導電性ワイヤが活性領域を挟んでレーザ電極に対向する裏面電極上の位置に接続されているので、均一に注入された電流を活性領域全体から排出することができる。
【００３０】
上記の半導体レーザ装置において、前記電極部と電気的に接続するための第１の基板電極部を含む回路基板をさらに備え、前記第１の基板電極部にはバンプが形成されており、前記バンプを介して前記電極部と前記第１の基板電極部とが電気的に接続されていることが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、電極部は導電性ワイヤを使用せずに回路基板の第１の基板電極部に形成されたバンプを介して他の回路基板等に接続することができるので、半導体レーザ素子に大電流を流して高出力動作をさせても、小型化及び高信頼性化を図ることができる。
【００３２】
上記の半導体レーザ装置において、前記第１の面と平行で、かつ対向する前記半導体レーザ素子の第２の面に裏面電極が形成され、前記回路基板は、前記裏面電極と電気的に接続するための第２の基板電極部をさらに含み、前記第２の基板電極部にはバンプが形成されており、前記バンプを介して前記裏面電極と前記第２の基板電極部とが電気的に接続されていることが好ましい。
【００３３】
この構成によれば、裏面電極は導電性ワイヤを使用せずに回路基板の第２の基板電極部に形成されたバンプを介して他の回路基板等に接続することができるので、半導体レーザ素子に大電流を流して高出力動作をさせても、小型化及び高信頼性化を図ることができる。
【００３４】
上記の半導体レーザ装置において、絶縁性を有し、かつ前記光ビームを透過する透明な液体を収容する容器をさらに備え、前記半導体レーザ素子は、前記複数のストライプ状の活性領域の近傍の第１の表面を上部に、前記第１の表面に対向する第２の表面を下部にして、前記基台の上面部に配置され、前記容器の底部には、前記半導体レーザ素子の前記第１の表面が前記液体中に位置するように、前記基台が配置されており、前記容器の少なくとも前記光ビームを出射する領域は、前記光ビームを透過する透明な部材で形成され、前記液体が前記半導体レーザ素子の前記第１の表面上、及び前記半導体レーザ素子の前端面に隣接した位置から移動することにより、前記複数のストライプ状の活性領域が冷却されることが好ましい。
【００３５】
この構成によれば、液体は、半導体レーザ素子の活性領域の近傍の第１の表面と、前端面とによって加熱された後、半導体レーザ素子が配置された容器中を移動する。そして、液体が循環することにより、半導体レーザ素子の活性領域の近傍の第１の表面と、前端面とを連続して効率的に冷却し、半導体レーザ素子の温度の上昇を抑えることができる。したがって、低消費電流及び低消費電力でワット級の高出力動作を行うことができる。
【００３６】
上記の半導体レーザ装置において、前記容器中に収容されている前記液体の液面と前記容器の上部との間には空間が形成されており、前記容器は、前記液体を導入する導入口と、前記液体を排出する排出口とを含み、前記液体を前記導入口から前記容器中に流入し、前記排出口から流出して、前記容器中の前記液体に流れを生じさせるポンプをさらに備え、前記液体が前記半導体レーザ素子の光軸方向に沿って前記第１の表面上を流れるとともに、前記半導体レーザ素子の前記前端面に沿って流れることにより、前記複数のストライプ状の活性領域が冷却されることが好ましい。
【００３７】
この構成によれば、液体は、半導体レーザ素子の活性領域の近傍の第１の表面と、前端面とから加熱された後、半導体レーザ素子が配置された容器中を流れて移動する。そして、液体がポンプにより循環されることにより半導体レーザ素子の活性領域の近傍の第１の表面と、前端面とを連続して効率的に冷却し、半導体レーザ素子の温度の上昇をさらに抑えることができる。したがって、低消費電流及び低消費電力でワット級の高出力動作を行うことができる。
【００３８】
上記の半導体レーザ装置において、前記容器を振動させる振動機構部をさらに備えることが好ましい。
【００３９】
この構成によれば、容器を振動させることにより、容器内の液体を振動させることができる。液体を振動させることにより、半導体レーザ素子から発生した熱を半導体レーザ素子から迅速に放熱させることができるので、低消費電流及び低消費電力でワット級の高出力動作を行うことができる。また、容器を振動させることにより、容器内の半導体レーザ素子を振動させることができる。半導体レーザ素子を振動させることにより、半導体レーザ装置から出力される光ビームの位置が時間的に変化する。したがって、半導体レーザ装置を画像表示装置などの光源に使用した場合に、スペックルノイズを低減することができる。
【００４０】
上記の半導体レーザ装置において、前記容器内部の側壁に配置された発光素子と、前記容器内部の側壁の、前記発光素子に対向する位置に配置された受光素子と、前記受光素子によって受光された光の受光量の変化を検知し、検知した受光量の変化に応じて前記半導体レーザ素子の動作を制御する制御部とをさらに備え、前記発光素子及び前記受光素子は、前記容器内の前記液面の上部に形成された空間を挟んで対向して配置されており、前記制御部は、前記液体が前記発光素子又は前記受光素子の少なくとも一部を覆うことによる受光量の変化を検知した場合に、前記半導体レーザ素子の動作を停止することが好ましい。
【００４１】
この構成によれば、半導体レーザ装置が傾いた場合に、半導体レーザ素子の動作が停止するので、半導体レーザ装置が単独で電子機器などに組み込まれても安全に使用することができる。
【００４２】
上記の半導体レーザ装置において、前記複数のストライプ状の活性領域に垂直であるとともに前記光ビームが出射される前記半導体レーザ素子の前端面と対向し、前記光ビームに垂直に配置された光学部材と、前記光学部材を支持するために前記容器の底部に配置された支持部材と、一方の端部が前記排出口に直通するとともに、他方の端部が前記支持部材に形成された貫通孔に直通する部分排出管とをさらに備え、前記半導体レーザ素子の光軸方向に沿って前記第１の表面上を流れるとともに前記半導体レーザ素子の前端面から前記部分排出管に向かって流れる液体の速度が、前記容器内の他の部分を流れる前記液体の速度より速くなるように、前記ポンプは前記排出口から前記液体を排出させることが好ましい。
【００４３】
この構成によれば、半導体レーザ素子の光軸方向に沿った第１の表面上、半導体レーザ素子の前端面及び部分排出管の順に液体が流れる。そして、この経路上を流れる液体の速度が、容器内の他の部分を流れる液体の速度より速くなるので、半導体レーザ素子で発生した熱をさらに迅速に液体中に放熱することができ、低消費電流及び低消費電力でワット級の高出力動作を行うことができる。
【００４４】
上記の半導体レーザ装置において、前記半導体レーザ素子の後端面と対向する前記容器の側壁に配置された配線基板をさらに備え、前記配線基板は、前記半導体レーザ素子の前記第１の表面に形成されたレーザ電極と導電性部材を介して電気的に接続されるレーザ配線電極部を含むことが好ましい。
【００４５】
この構成によれば、半導体レーザ素子が液体中に配置されていても、半導体レーザ素子の第１の表面に形成されたレーザ電極を高い信頼性で配線基板のレーザ配線電極部に電気的に接続することができる。
【００４６】
上記の半導体レーザ装置において、前記半導体レーザ素子は、前記複数のストライプ状の活性領域の近傍の第１の表面を下部に、前記第１の表面に対向する第２の表面を上部にして、前記基台の上面部に配置され、前記半導体レーザ素子の前端面は、前記基台の前端面よりも突出していることが好ましい。
【００４７】
この構成によれば、複数のストライプ状の活性領域の近傍の第１の表面を下部に、第１の表面に対向する第２の表面を上部にして、半導体レーザ素子が基台の上面部に配置されている。そして、半導体レーザ素子の前端面は、基台の前端面よりも突出している。したがって、複数のストライプ状の活性領域の近傍の第１の表面が基台に接している場合であっても、半導体レーザ素子の前端面が、基台の前端面よりも突出しているので、第１の表面を効率的に冷却することができる。
【００４８】
上記の半導体レーザ装置において、前記複数のストライプ状の活性領域のうちの両端に位置する活性領域は、中央に位置する活性領域よりも高出力の光ビームを出射することが好ましい。
【００４９】
この構成によれば、複数のストライプ状の活性領域のうちの両端に位置する活性領域の方が、中央に位置する活性領域よりも効率よく冷却することができるので、両端に位置する活性領域の出力を中央に位置する活性領域の出力よりも高くすることができる。
【００５０】
本発明の他の局面に係る画像表示装置は、スクリーンと、複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源を用いて前記スクリーン上に画像を形成する光学系とを備え、前記複数のレーザ光源は、少なくとも赤色の光ビームを出射する赤色レーザ光源、緑色の光ビームを出射する緑色レーザ光源及び青色の光ビームを出射する青色レーザ光源を含み、前記赤色レーザ光源及び前記青色レーザ光源のうちの少なくとも一方は、上記の半導体レーザ装置で構成される。
【００５１】
この構成によれば、レーザ光源を低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作させることができるので、画像表示装置を低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作させることができる。
【００５２】
本発明の他の局面に係る画像表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト照明装置とを備え、前記バックライト照明装置は、少なくとも赤色の光ビームを出射する赤色レーザ光源、緑色の光ビームを出射する緑色レーザ光源及び青色の光ビームを出射する青色レーザ光源を含み、前記赤色レーザ光源及び前記青色レーザ光源のうちの少なくとも一方は、上記の半導体レーザ装置で構成される。
【００５３】
この構成によれば、レーザ光源を低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作させることができるので、画像表示装置を低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作させることができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、ストライプ状の各活性領域からの発熱が各レーザ電極を介して、それぞれ複数接続された配線と基台とから効率よく放熱される。また、各活性領域に注入される電流は、複数接続された配線との接続箇所から均一に注入される。したがって、注入された電流は効率よく高出力のレーザ光に変換されるので、低消費電流及び低消費電力で動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。また、図面で同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合もある。
【００５６】
（実施の形態１）
図１〜４は本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置を説明するための図である。図１〜３は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０の概略構成を示す図である。図１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０の実装状態を上から見た概略平面図である。図２は、図１の２−２線の断面から半導体レーザ装置１０の実装状態を見た概略断面図である。図３は、図１の３−３線の断面から半導体レーザ装置１０の実装状態を見た概略断面図である。
【００５７】
図１及び図２に示すように、半導体レーザ装置１０は、複数の光ビーム１１を出射する複数のストライプ状の活性領域１２を有する半導体レーザ素子１３と、活性領域１２の近傍の第１の面１４に隣接して形成された半導体レーザ素子１３のストライプ状のレーザ電極１５が電気的に接続された配線及び電極部１７が形成された基台１８とから構成されている。そして、半導体レーザ装置１０の基台１８に形成された配線は活性領域１２に対してレーザ電極１５を介してそれぞれ複数本接続されている。すなわち、レーザ共振器の前端面１９付近で配線１６が、後端面２０付近で配線２１が、それぞれ活性領域１２ｃに対して接続箇所２２ａ、２２ｂにより接続されている。その結果、レーザ電極１５と配線１６，２１との複数の接続箇所２２ａ、２２ｂから活性領域１２ｃに電流が注入されることにより、前端面１９より光ビーム１１が出射される。ストライプ状の活性領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄからなる複数の活性領域１２は、全て上記で説明した構成と同様の構成である。したがって、図１に示す構成の半導体レーザ装置１０は、例えば４本の光ビームを同時に出射することもできる。
【００５８】
さらに、図１に示すように複数の活性領域１２のうちの１つ、例えば活性領域１２ｃは半導体レーザ素子１３の前端面１９から後端面２０までストライプ状のレーザ電極１５ｃを介して基台１８の上に配置されている。同時に、活性領域１２ｃで発熱した熱は、配線１６，２１及び基台１８を経由して効率よく放熱される。このような構成は他の活性領域１２ａ，１２ｂ，１２ｄについても同様である。なお、活性領域１２ａ，１２ｄについて、レーザ電極１５ａ，１５ｄの配線１６及び配線２３が横切る部分の近傍は、図２及び図３に示すようにレーザ電極１５ａ，１５ｄではなく、絶縁性の保護膜２４で覆っている。
【００５９】
なお、配線１６，２１は、基台１８上の半導体レーザ素子１３が配置されたレーザ配置面２５の周辺部に形成された電極部１７にそれぞれ接続されている。すなわち、活性領域１２は複数の接続箇所２２を介して電極部１７に電気的に接続される。例えば、活性領域１２ｃは、前端面１９近傍の接続箇所２２ａ及び後端面２０近傍の接続箇所２２ｂの２箇所で配線１６及び配線２１に接続され、電極部１７に電気的に接続される。したがって、活性領域１２ｃはストライプ状の両端からレーザ電極１５ｃを介して電流が注入されて光ビーム１１を出射する。他の活性領域１２ａ，１２ｂ，１２ｄについても図１〜図３に示すように同様に構成されている。また、半導体レーザ素子１３の第１の面１４と対向する第２の面２７には裏面電極２８が形成されている。
【００６０】
このような構成にすることにより、ストライプ状の各活性領域１２での発熱が各レーザ電極１５を介して、それぞれ複数本接続された配線１６，２１などと基台１８とから効率よく放熱される。また、各活性領域１２に注入される電流は、複数本接続された配線１６，２１との接続箇所２２ａ，２２ｂからさらに均一に注入される。したがって、注入された電流は効率よく高出力のレーザ光に変換されるので、さらに低消費電流及び低消費電力で動作させることができる。また、パッケージの電極や回路基板の電極との電気的な接続をさらに効率よく行うことができる。
【００６１】
また、図１に示すように半導体レーザ素子１３は、ストライプ状の活性領域１２に垂直であり、光ビームが出射される前端面１９と、前端面１９に対向する後端面２０とによりレーザ共振器を形成している。基台１８は、半導体レーザ素子１３の後端面２０の後方において、レーザ共振器を構成する半導体レーザ素子１３より長く構成されている。そして、電極部１７は、基台１８の後方のレーザ配置面２５に形成されている。電極部１７をこのように配置することにより、レーザ配置面２５に形成されたストライプ状のレーザ電極１５の接続箇所２２からの配線１６，２１を基台１８の後方に延在させることができ、半導体レーザ素子１３のレーザ電極１５とレーザ配置面２５の電極部１７とを適切に接続することができる。
【００６２】
ところで、このような構成にすると、光源である半導体レーザ装置１０をディスプレイ装置の筐体などに取り付ける場合に、光ビームの光路を調整する基準面の設定が重要になる。しかしながら、筐体の基準面と半導体レーザ装置１０の基準面２６とを合わせて実装することにより光ビームの光路の調整が容易になる。すなわち、基準面２６に対して半導体レーザ素子１３の前端面１９は垂直に実装される。そのため、光ビーム１１は前端面１９に垂直で基準面２６に平行な方向に出射される。なお、基台１８に基準面２６を確保することにより、半導体レーザ装置１０で発生した熱は基準面２６を介して、例えばディスプレイ装置の筐体へと効率よく放熱することができる。
【００６３】
ここで、同一のウェハから製作した半導体レーザ素子１３を用いて、本実施の形態１における半導体レーザ装置の特性と、第１の従来技術に示される従来の半導体レーザ装置と同様の実装を行ったときの半導体レーザ装置の特性とを比較して説明する。
【００６４】
図４（Ａ）は、本実施の形態１における半導体レーザ装置の特性を示す図であり、図４（Ｂ）は、従来の半導体レーザ装置の特性を示す図である。
【００６５】
使用した半導体レーザ素子は波長６４０ｎｍの赤色レーザ光を出射する。半導体レーザ素子の形状は、共振器長が２ｍｍであり、幅が１ｍｍであり、厚さが１５０μｍである。活性領域は、長さが２ｍｍ、幅が１００μｍ、厚さが０．０８μｍとなっている。隣接する活性領域の間隔は２００μｍである。レーザ電極及び裏面電極は、ともに表面が金材料で形成されている。活性領域からは、０．５Ｗ（ワット）の光ビームが出力される。半導体レーザ装置は、図１で示したように４本の活性領域から構成されているので合計で２Ｗのワット級の光ビームを出力する。
【００６６】
なお、４本の活性領域は、それぞれのレーザ電極により４つの活性領域がそれぞれ独立にレーザ駆動をすることが可能である。独立に動作ができると次のような利点が生まれる。例えば４つのうち１つが劣化したとしても残り３つのストライプ状活性領域で発光させることで装置としては継続して使用が可能となる。
【００６７】
本実施の形態１の半導体レーザ装置は、１つの活性領域に複数の配線により電流を注入し、活性領域に均一に電流を注入する。そのため、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示したデータより明らかなように、本実施の形態１の半導体レーザ装置は、従来の半導体レーザ装置に比べて、動作電流Ｉｏｐが平均で約５％、スロープ効率が約３％向上するという特性の改善が見られる。したがって、図１に示す半導体レーザ装置の構成は、半導体レーザ装置が低消費電流で動作する上で有効であることがわかる。
【００６８】
また、動作電圧Ｖｏｐの平均値は両方で２．２Ｖと変わらないので、消費電力は消費電流に比例して低下する結果となる。したがって、本実施の形態１の半導体レーザ装置は、従来の半導体レーザ装置に比べて、低消費電流に加えて低消費電力で動作することができることがわかる。またこれにより寿命も１．５倍長くなる。
【００６９】
なお、本実施の形態１では、半導体レーザ装置を波長６４０ｎｍの光ビームを出射するＡｌＧａＩｎＰ系材料の赤色半導体レーザ装置として説明したが、異なる波長や異なる材料で構成した半導体レーザ装置にも適用が可能である。例えば、ディスプレイ装置などの画像表示装置に用いられる半導体レーザ装置であれば、ＧａＮ系材料の青色半導体レーザ装置、及び２波長半導体レーザ装置などの多波長の半導体レーザ装置を含む各種の半導体レーザ装置についても適用することができる。もちろん、緑色用波長変換に用いる基本波の赤外半導体レーザ装置に用いることも可能である。
【００７０】
（実施の形態２）
図５〜９は、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ装置を説明するための図である。図５〜８は、本発明の実施の形態２の半導体レーザ装置３０の概略構成を示す図である。図５は、本実施の形態２の半導体レーザ装置３０の実装状態を上から見た概略平面図である。図６は、図５の６−６線の断面から半導体レーザ装置３０の実装状態を見た概略断面図である。図７は、図５の７−７線の断面から半導体レーザ装置３０の実装状態を見た概略断面図である。図８は、図５の８−８線の断面から半導体レーザ装置３０の実装状態を見た概略断面図である。
【００７１】
図５及び図６に示すように、半導体レーザ装置３０は、複数の光ビーム１１を出射する複数のストライプ状の活性領域１２を有する半導体レーザ素子１３と、活性領域１２の近傍の第１の面１４に隣接して形成された半導体レーザ素子１３のストライプ状のレーザ電極１５が電気的に接続される配線及び電極部１７が形成された基台１８とから構成されている。なお、図６に示すように配線３１，３２は、基台１８の内部に形成されている。そして、半導体レーザ装置３０の基台１８の内部に形成されて活性領域１２と平行にほぼ同じ長さで形成された配線３３は活性領域１２に対してレーザ電極１５を介してそれぞれ複数本接続されている。すなわち、基台１８は内部に配線パターンなどが形成された内部形成面４２，４３を含んでいる。
【００７２】
図７に示すように、活性領域１２ｃは、レーザ電極１５ｃを介して、基台１８の内部においてレーザ配置面２５表面から垂直下方向に延びる配線３１に接続されている。そして、配線３１は、活性領域１２ｃと平行に形成された配線３３に接続されている。配線３３は、配線３１に対して垂直に接続された配線３４に接続されている。また、配線３４は、接続箇所３５から上方向に延びて電極部１７へ接続する配線３６に接続されている。なお、活性領域１２ｂは、活性領域１２ｃの配線構成と同じであり、活性領域１２ｃの配線構成を左右反転させただけである。これにより、活性領域１２ｂ，１２ｃは電極部１７に接続される。
【００７３】
同様に、図８に示すように活性領域１２ｄは、レーザ電極１５ｄを介して、基台１８の内部においてレーザ配置面２５から垂直下方向に延びる配線３７に接続される。そして、配線３７は、活性領域１２ｄと平行に形成された配線３８に接続されている。配線３８は、配線３７に対して垂直に接続された配線３９に接続されている。また、配線３９は、接続箇所４０から上方向に延びて電極部１７へ接続する配線４１に接続されている。なお、活性領域１２ａは、活性領域１２ｄの配線構成と同じであり、活性領域１２ｄの配線構成を左右反転させただけである。これにより、活性領域１２ａ，１２ｄは電極部１７に接続される。
【００７４】
次に、基台１８の内部形成面における配線について説明する。図９は、図７の９−９線で示した面の上部を剥がして内部形成面４２を見た平面図である。図１０は、図８の１０−１０線で示した面の上部を剥がして内部形成面４３を見た平面図である。
【００７５】
図９に示すように、配線３３には半導体レーザ素子の前端面付近、後端面付近及び中央付近の３箇所にレーザ電極に接続される配線３１が接続された接続箇所４４が形成されている。半導体レーザ素子の活性領域（図示せず）は、３箇所の接続箇所４４から電流が注入され、光ビームを出力する。そして、配線３３は、配線３４により電極部１７の真下に延長されている。そして、配線３４は、接続箇所３５から上方に延びた配線３６により電極部１７（図示せず）に接続されている。
【００７６】
図１０も図９と同様に、配線３８には半導体レーザ素子の前端面付近、後端面付近及び中央付近の３箇所にレーザ電極に接続される配線３７が接続された接続箇所４５が形成されている。半導体レーザ素子の活性領域（図示せず）は、３箇所の接続箇所４５から電流が注入され、光ビームを出力する。そして、配線３８は、接続箇所４６を経由して配線３９により電極部１７の真下に延長されている。そして、配線３９は、接続箇所４０から上方に延びた配線４１により電極部１７（図示せず）に接続されている。
【００７７】
このように、半導体レーザ装置３０は、同一のレーザ電極、例えば図９でのレーザ電極１５ｃと接続された複数の配線３１ａ，３１ｂ，３１ｃは配線３３にまとめられて、図７に示す基台１８上の半導体レーザ素子１３が配置されたレーザ配置面２５の周辺部に形成された電極部１７にそれぞれ接続される構成となっている。さらに、上記で説明したように基台１８は、レーザ配置面２５に対向する裏面４７及び基台内部のレーザ配置面２５に平行な内部形成面４２，４３のうち少なくとも１つの面、ここでは内部形成面４２または内部形成面４３に配線がさらに形成されている。
【００７８】
このような構成にすることにより、外部から１つの配線で１つの電極部に電流を注入しても基台上または基台内部に形成された複数の配線により同一のレーザ電極の複数箇所から活性領域に電流が注入される。したがって、活性領域には、複数本の配線と接続されたレーザ電極の複数の接続箇所から均一に電流が注入される。また、基台内部の配線を活用すると、半導体レーザ素子は複数本のストライプ状の各活性領域の任意の部分に電流を注入することができる。すなわち、基台１８の内部に形成される内部形成面に立体的な配線を形成することにより、周辺部に形成された電極部１７から各活性領域の任意の部分に電流を注入することができる。したがって、ストライプ状の各活性領域に均一に電流を注入することができる。
【００７９】
このように構成した半導体レーザ装置３０は、実施の形態１で示したものと同様に注入された電流が効率よく高出力のレーザ光に変換されるので、低消費電流及び低消費電力で動作させることができる。
【００８０】
（実施の形態３）
図１１〜１４は、本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ装置を説明するための図である。図１１は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置５０の実装状態を上から見た概略平面図である。図１１に示す半導体レーザ装置５０は、実施の形態１，２の半導体レーザ装置１０，３０がパッケージ５１に搭載されている。
【００８１】
すなわち、実施の形態１，２で示した半導体レーザ装置１０，３０に比べて、図１１に示す半導体レーザ装置５０は、半導体レーザ素子１３が配置された基台１８を配置するパッケージ５１をさらに備えた構成になっている。そして、半導体レーザ素子１３の活性領域にの近傍の第１の面（図示せず）と平行で、かつ対向する第２の面２７に裏面電極２８が形成されている。この裏面電極２８上にストライプ状の活性領域１２に沿って複数の導電性ワイヤ５２の一方の端５３が接続され、導電性ワイヤ５２の他方の端５４がパッケージ５１の接続電極部５５に接続されている。ここでは、導電性ワイヤ５２は、例えば裏面電極２８上の破線で囲まれた領域Ｑに一方の端５３が接続され、接続電極部５５の破線で囲まれた領域Ｒに他方の端５４が接続されている。図１１に示すように、接続電極部５５は、半導体レーザ素子１３と電気的に接続された基台１８が配置された金属基台に金メッキが施されたものが使用される。なお、ここでは基台１８はパッケージ５１上に配置されて導電性ワイヤ５２が接続されているが、回路基板上に配置されて導電性ワイヤで接続される構成であってもよい。
【００８２】
さらに、図１１に示す導電性ワイヤ５２は、１つの活性領域１２の両端部と中央部の３箇所に接続され、図１１に示す半導体レーザ素子１３は、４つの活性領域１２からなるレーザアレイ構成である。したがって、各活性領域に３本ずつの合計１２本の導電性ワイヤ５２が半導体レーザ素子１３の裏面電極２８に接続されている。また、この複数の導電性ワイヤ５２は、一方の端５３が裏面電極２８上にマトリックス状に接続されている。
【００８３】
また、複数の導電性ワイヤ５２の一方の端５３は、活性領域１２を挟んでレーザ電極に対向する裏面電極２８上の位置に接続されている。
【００８４】
さらに、図１１では１つの活性領域１２に接続される３つの導電性ワイヤ５２のうち、前端面側の活性領域１２に接続された導電性ワイヤ５２と、中央付近の活性領域１２に接続された導電性ワイヤ５２とは同じ方向の接続電極部５５に接続されているが、本発明は特にこれに限定されない。複数の導電性ワイヤ５２をそれぞれ異なる方向の接続電極部５５に接続してもよい。
【００８５】
このような構成にすることにより、半導体レーザ素子の第１の面のレーザ電極及び第２の面の裏面電極において、活性領域に沿って設けられた複数の接続箇所から電流が注入され、かつ排出されるので、電流がさらに均一に活性領域に満たされることとなる。すなわち、電流が排出される裏面電極においても、活性領域に沿って複数の導電性ワイヤ５２が接続されて、活性領域全体からより均一に電流が排出されることとなる。裏面電極において排出される電流が特定箇所に集中することがないように導電性ワイヤ５２の接続箇所を分散させることにより、活性領域全体からさらに均一に電流が排出されるようにしている。この導電性ワイヤ５２の接続箇所の分散は活性領域に沿った方向に分散させるだけでなく、活性領域が並ぶ方向にも分散させている。
【００８６】
図１１に示す半導体レーザ装置５０のレーザ電極（図示せず）は、基台１８の内部に形成された配線（図示せず）により電極部１７に電気的に接続されている。そして、電極部１７は、導電性ワイヤ５６によりリード端子５７の接続電極部５８に接続されて外部回路などと電気的に接続されている。一方、裏面電極２８に接続された複数の導電性ワイヤ５２は、リード端子５９と一体成形された接続電極部５５に接続されているので、裏面電極２８もリード端子５９により外部回路などと電気的に接続されている。
【００８７】
次に、実施の形態３の変形例に係る半導体レーザ装置について説明する。図１２は、図１１とは異なる本実施の形態３の変形例に係る半導体レーザ装置６０を示す概略平面図である。図１２に示す半導体レーザ装置６０は、図１１において電極部１７と接続電極部５８との電気的接続及び裏面電極２８と接続電極部５５との電気的接続に使用している導電性ワイヤ５６，５２に代わり、バンプ６１，６２を電極部１７上及び半導体レーザ素子１３の裏面電極２８上に形成している。これにより、導電性ワイヤ５２を用いることなく、電極部１７と接続電極部５８とを電気的に接続するとともに、裏面電極２８と接続電極部５５とを電気的に接続する。なお、バンプ６１は、図１２に示すように個々の電極部１７の上にそれぞれバンプ６１ａ，６１ｂとして配置されている。また、バンプ６２は、１つの活性領域１２に沿って、その両端部と中央部の３箇所にそれぞれバンプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃとして配置されている。
【００８８】
図１３は、バンプを予め形成した回路基板を半導体レーザ素子及び基板に電気的に接続した、実施の形態３の他の変形例に係る半導体レーザ装置７０の概略平面図である。図１４は、図１３の１４−１４線の断面から見た半導体レーザ装置７０の概略断面図である。
【００８９】
図１３に示すように、半導体レーザ装置７０は、半導体レーザ素子１３と、内部に配線を形成した基台１８と、電源などに接続される基板電極部６３（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ）を有する回路基板６６（６６ａ，６６ｂ）とを備える。電極部１７に対向する基板電極部６３ｂ、６３ｃ上には、バンプ６４（６４ａ，６４ｂ）が形成されている。基板電極部６３ｂ、６３ｃは、バンプ６４ａ，６４ｂにより電極部１７と電気的に接続される。また、図１３に示すように、裏面電極２８に対向する基板電極部６３ａ上には、各活性領域１２に沿って、その両端部と中央部との３箇所にバンプ６５（６５ａ，６５ｂ，６５ｃ）が形成されている。基板電極部６３ａは、バンプ６５ａ，６５ｂ，６５ｃにより裏面電極２８と電気的に接続される。この構成により、回路基板６６は、導電性ワイヤの代わりにバンプ６２を用いて、半導体レーザ装置７０の裏面電極２８及び基台１８の電極部１７と電気的に接続することができる。
【００９０】
また、図１３に示すように回路基板６６は、裏面電極２８に接続する回路基板６６ａと、電極部１７に接続する回路基板６６ｂとに分かれていてもよい。また電極部１７には基板電極部６３ｂ，６３ｃが、裏面電極２８には基板電極部６３ａが配線として接続されている。
【００９１】
さらに、基板電極部６３ａ上に形成されたバンプ６５は、活性領域１２に沿って両端部と中央部との３箇所にバンプ６５ａ，６５ｂ，６５ｃが形成されている。これらのバンプ６５ａ，６５ｂ，６５ｃは、活性領域１２を挟んでレーザ電極に対向する位置に形成される。また、図１３に示すようにバンプ６５は、裏面電極２８上にマトリックス状に形成されている。このようにすると、回路基板６６の基板電極部６３ａの一部と裏面電極２８とがバンプ６５により電気的に接続されるので、半導体レーザ素子１３に注入された電流は活性領域１２の特定領域に集中することなく効率よく裏面電極２８から排出される。
【００９２】
したがって、導電性ワイヤを使用せずに電極部１７は基板電極部６３を介して他の回路基板等に接続することができるので、半導体レーザ装置７０に大電流を流して高出力動作をさせることができ、半導体レーザ装置７０の小型化及び高信頼性化を図ることができる。
【００９３】
図１４は、図１３の１４−１４線の断面から見た半導体レーザ装置７０の概略断面図である。基台１８の左右に配置された電極部１７に回路基板６６ｂの基板電極部６３ｂ上に形成されたバンプ６４ａがコンパクトに電気的に接続されていることがわかる。また、同様に、複数の活性領域１２の上部近傍の裏面電極２８に回路基板６６ａの基板電極部６３ａ上に形成されたバンプ６５ｃがコンパクトに電気的に接続されていることがわかる。なお、基台１８の内部に構成された、レーザ電極１５と電極部１７とを接続する配線などは図１４では省略している。
【００９４】
このように構成した半導体レーザ装置７０では、実施の形態１で示した半導体レーザ装置と同様に注入された電流が効率よく高出力のレーザ光に変換されるので、半導体レーザ装置７０を低消費電流及び低消費電力で動作させることができる。
【００９５】
なお、実施の形態２及び３では、半導体レーザ装置を波長６４０ｎｍの光ビームを出射するＡｌＧａＩｎＰ系材料の赤色半導体レーザ装置として説明したが、異なる波長や異なる材料で構成した半導体レーザ装置にも適用が可能である。例えば、ディスプレイ装置などの画像表示装置に用いられる半導体レーザ装置であれば、ＧａＮ系材料の青色半導体レーザ装置や、２波長半導体レーザ装置などの多波長の半導体レーザ装置を含む各種の半導体レーザ装置についても適用することができる。もちろん、緑色用波長変換に用いる基本波の赤外半導体レーザ装置に用いることも可能である。
【００９６】
なお、赤外半導体レーザとしては、８００ｎｍ帯の光ビーム、９００ｎｍ帯の光ビーム、及び１０００ｎｍ帯の光ビームを出射する半導体レーザ装置への適用が可能である。例えば、８００ｎｍの光ビームを出射する固体レーザをポンプして１０６４ｎｍの光ビームに変換する場合、また９００ｎｍ帯の光ビームを出射するファイバーレーザをポンプして１０６０ｎｍの光ビームに変換する場合、及びそのまま１０６０ｎｍの光ビームを発振する場合に適用できる。発生した１０６０ｎｍ近傍の光ビームは、さらに波長変換されることにより緑色光に変換されて用いられる。この場合の基本波となる半導体レーザには、複数の活性領域を含むアレイ構造が望まれ、本実施の形態３の構成が有効である。
【００９７】
（実施の形態４）
図１５は、実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置を適用した実施の形態４に係る画像表示装置の模式的な構成の一例を示す図である。光源には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色のレーザ光源８１ａ，８１ｂ，８１ｃを用いている。赤色レーザ光源（Ｒ光源）８１ａには波長６４０ｎｍの光ビームを出射するＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系材料からなる半導体レーザ装置が用いられる。青色レーザ光源（Ｂ光源）８１ｃには波長４５０ｎｍの光ビームを出射するＧａＮ系材料からなる半導体レーザ装置が用いられる。また、緑色レーザ光源（Ｇ光源）８１ｂには赤外レーザ光の波長を１／２にする波長変換素子を具備した波長５３０ｎｍの光ビームを出射する波長変換装置が用いられる。
【００９８】
図１５に示すように、本実施の形態４の画像表示装置８０は、複数のレーザ光源８１ａ，８１ｂ，８１ｃと、レーザ光源８１ａ，８１ｂ，８１ｃから出射された光ビームを走査する反射型２次元ビーム走査部８２ａ，８２ｂ，８２ｃとを備えている。レーザ光源８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、少なくとも赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）及び青色光（Ｂ光）をそれぞれ出射する。これらのレーザ光源８１ａ，８１ｂ，８１ｃのうち、赤色光を出射するレーザ光源８１ａ及び青色光を出射するレーザ光源８１ｃの少なくとも一方は上記で説明した実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置を用いて構成される。ここでは、波長６４０ｎｍのＲ光を出射するレーザ光源８１ａと、波長４５０ｎｍのＢ光を出射するレーザ光源８１ｃとに半導体レーザ装置を用いている。
【００９９】
次に、本実施の形態４の画像表示装置８０のレーザ光源を用いて画像を形成する光学系の構成について説明する。画像表示装置８０のＲ、Ｇ及びＢの各レーザ光源８１ａ，８１ｂ，８１ｃから出射されたレーザビームは、集光レンズ８９ａ，８９ｂ，８９ｃにより集光された後、反射型２次元ビーム走査部８２ａ，８２ｂ，８２ｃにより拡散板８３ａ，８３ｂ，８３ｃ上に走査される。
【０１００】
拡散板８３ａ，８３ｂ，８３ｃによって拡散されたレーザビームは、フィールドレンズ８４ａ，８４ｂ，８４ｃによって絞られ、空間変調素子８５ａ，８５ｂ，８５ｃに入射する。画像データはＲ、Ｇ及びＢそれぞれのデータに分割されており、各データは空間変調素子８５ａ，８５ｂ，８５ｃに入力される。空間変調素子８５ａ，８５ｂ，８５ｃによって変調されたレーザビームは、ダイクロイックプリズム８６で合波され、カラー画像が形成される。このように合波したカラー画像は、投射レンズ８７によりスクリーン８８に投影される。ただし、Ｇ光源８１ｂから空間光変調素子８５ｂに入射する光路中には、空間変調素子８５ｂでのＧ光のスポットサイズをＲ光やＢ光と同じにするための凹レンズ８９が挿入されている。
【０１０１】
このように、本実施の形態４の画像表示装置８０において、レーザ光源部に本発明の実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置を用いることにより、通常の半導体レーザ装置を用いた場合に比べてレーザ光源部を低消費電流、低消費電力及び長寿命で構成することができ、画像表示装置８０をさらに低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作させることができる。
【０１０２】
（実施の形態５）
図１６は、実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置を含むバックライト照明装置を適用した実施の形態５に係る画像表示装置の模式的な構成の一例を示す図である。図１６は、このような画像表示装置の一例として液晶表示装置９０の模式的な構成図を示している。
【０１０３】
図１６に示すように液晶表示装置９０は、液晶表示パネル９６と、液晶表示パネル９６を背面側から照明するバックライト照明装置９１とを備えて構成されている。そして、バックライト照明装置９１は、複数のレーザ光源９２を含んで構成され、複数のレーザ光源９２は少なくとも赤色、緑色及び青色をそれぞれ出射する光源を備える。すなわち、複数のレーザ光源９２は、赤色のレーザ光を出射する赤色レーザ光源（Ｒ光源）９２ａ、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源（Ｇ光源）９２ｂ及び青色のレーザ光を出射する青色レーザ光源（Ｂ光源）９２ｃで構成される。複数のレーザ光源９２のうち、Ｒ光源９２ａ及びＢ光源９２ｃの少なくとも一方は上記で説明した実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置を用いて構成される。
【０１０４】
ここでは、Ｒ光源９２ａには波長６４０ｎｍの赤色光を出射するＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系材料からなる半導体レーザ装置が用いられ、Ｂ光源９２ｃには波長４５０ｎｍの青色光を出射するＧａＮ系材料からなる半導体レーザ装置が用いられる。また、Ｇ光源９２ｂには赤外レーザ光の波長を１／２にする波長変換素子を具備した波長５３０ｎｍの光ビームを出射する波長変換装置が用いられる。
【０１０５】
次に、本実施の形態５の液晶表示装置９０の構成についてさらに説明する。液晶表示パネル９６は、バックライト照明装置９１から出射されるＲ光、Ｇ光及びＢ光の各レーザ光を利用して画像表示を行う偏光板９７と、液晶板９８とで構成される。図１６に示す本実施の形態５のバックライト照明装置９１は、複数のレーザ光源９２と、複数のレーザ光源９２からのＲ光、Ｇ光及びＢ光のレーザ光をまとめて導光部９４を介して導光板９５に導く光ファイバ９３と、導光部９４から導入したＲ光、Ｇ光及びＢ光で均一に満たされた主面（図示せず）からレーザ光を出射する導光板９５とから構成されている。
【０１０６】
このように、本実施の形態５の液晶表示装置９０において、バックライト照明装置９１のレーザ光源部に本発明の実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置を用いることにより、通常の半導体レーザ装置を用いた場合に比べてレーザ光源部を低消費電流、低消費電力及び長寿命で構成することができ、画像表示装置をさらに低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作させることができる。
【０１０７】
（実施の形態６）
図１７は、本発明の実施の形態６に係る半導体レーザ装置の概略構成を示す模式図である。
【０１０８】
図１７に示す実施の形態６に係る半導体レーザ装置１００は、前端面１２２からレーザ光１２３を出射する活性領域１２４を有する半導体レーザ素子１２５と、半導体レーザ素子１２５の活性領域１２４の近傍の第１の表面１３０を上部に、第１の表面１３０に対向する第２の表面１３１を下部にして、半導体レーザ素子１２５を上面部１２６に配置するための基台１２７と、半導体レーザ素子１２５及び基台１２７を収容した容器１１１とを備えている。なお、容器１１１は、絶縁性であり、かつレーザ光１２３を透過する透明な液体１２８を収容している。また、容器１１１の底部１３５には、半導体レーザ素子１２５の第１の表面１３０が液体１２８中に位置するように、半導体レーザ素子１２５が取り付けられた基台１２７が配置されている。また、容器１１１は、少なくともレーザ光１２３を出射する領域がレーザ光１２３を透過する透明な透明部材１３４で構成されている。そして、容器１１１中に収容されている液体１２８の液面１３７と容器１１１の上部との間には空間１３８が形成されている。
【０１０９】
このような構成を備えた半導体レーザ装置１００では、液体１２８が、半導体レーザ素子１２５の第１の表面１３０上及び前端面１２２に隣接した位置から矢印１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅの方向などに移動することにより活性領域１２４を冷却する構成となっている。すなわち、活性領域１２４及び前端面１２２で発生した熱がその近辺にある液体１２８の一部に伝わり、温度が上昇した液体１２８の一部は膨張などにより矢印１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅの方向などに拡散して移動していく。このとき、後端面１６０でも前端面１２２と同様に液体１２８の一部は矢印１１２ｆ，１１２ｇの方向などに移動して活性領域１２４が冷却される。なお、半導体レーザ装置１００の出力光であるレーザ光１２３は、支持部材１４８に支持された光学部材１４７を通過して容器１１１に備え付けられた透明部材１３４から出射される。
【０１１０】
このような構成とすることにより、液体１２８は、半導体レーザ素子１２５の前端面１２２と活性領域１２４とによって加熱された後、半導体レーザ素子１２５が配置された容器１１１中を移動する。そして、液体１２８が移動することにより、液体１２８の少なくとも一部に循環が生じるので半導体レーザ素子１２５の前端面１２２と活性領域１２４とを連続して効率的に冷却して半導体レーザ素子１２５の温度の上昇を抑えることができる。このことにより、半導体レーザ装置１００を低消費電流、低消費電力及びワット級の高出力で動作させることができる。
【０１１１】
さらに、図１７に示すように、半導体レーザ装置１００は、容器１１１に振動を付与する振動機構部１５４を備える。振動機構部１５４は、半導体レーザ素子１２５及び液体１２８を振動させる。これにより、活性領域１２４で発生した熱などが効率よく放熱される。すなわち、容器１１１は、振動機構部１５４の振動基台１５５に取り付けられている。超音波振動子１５６は、超音波を発生させる。超音波振動子１５６で発生させた超音波は、超音波ホーン１５７により振動基台１５５に伝達される。容器１１１中の半導体レーザ素子１２５及び液体１２８などが超音波により振動することにより、活性領域１２４で発生した熱が液体１２８を媒体として効率よく放熱される。なお、容器１１１上部に空間１３８が設けられているので液体１２８は超音波の振動により動きやすく、効率よく放熱される。
【０１１２】
このように、液体１２８を振動させることにより、半導体レーザ素子１２５で発生した熱を迅速に放熱することができるので、半導体レーザ装置１００を低消費電流、低消費電力及びワット級の高出力で動作させることができる。また、半導体レーザ素子１２５を振動させることにより、半導体レーザ装置１００の出力光であるレーザ光１２３の位置が振動により矢印１５８に示すような方向などに時間的に変化するので、半導体レーザ装置１００を画像表示装置などの光源に使用した場合に、スペックルノイズを低減することができる。
【０１１３】
なお、半導体レーザ装置１００を振動させる振動周波数は、６０Ｈｚ以上であることが好ましい。人間の目の応答速度は数ｍｓである。そのため、人間の目の応答速度よりも速く振動させた場合、人間には、振動による画像の変化を感じることができず、画像が平均化されて見える。そのため、６０Ｈｚ以上で振動させることにより、スペックルノイズをより効果的に低減することができる。また、振動波形は、三角波、サイン波及び矩形波のいずれであってもよい。
【０１１４】
また、上記の振動を付与する以外に、容器１１１を外部から冷却するために、容器１１１の外部の壁面１１３に放熱用のフィン（図示せず）を取り付けて冷却してもよい。また、容器１１１の外部の壁面１１３にペルチェ素子（図示せず）などを取り付けて冷却してもよい。このようにすることで、活性領域１２４、前端面１２２及び後端面１６０で発生した熱がより迅速に移動するようになり、液体１２８の一部に循環が生じやすくなり、活性領域１２４、前端面１２２及び後端面１６０がより効率的にかつ迅速に冷却されるようになる。なお、振動機構部１５４、放熱用のフィン及びペルチェ素子などの冷却手段は併用してもよい。
【０１１５】
なお、本実施の形態６では、空間１３８を設けているが、本発明は特にこれに限定されず、空間１３８がなく、容器１１１内にほぼ液体が満たされている場合にも適用可能である。
【０１１６】
図１８〜２０は、図１７に比べてさらに冷却効率を高めた、本発明の実施の形態６の変形例に係る半導体レーザ装置の概略構成を示す図である。図１８は、実施の形態６の変形例に係る半導体レーザ装置２００の主要部の概略構成を示す模式図である。図１９は、図１８の１９−１９線の断面から液体がない状態で容器１２１の中の構成を見た主要部の模式図である。図２０は、図１９の２０−２０線の断面から容器１２１を見た主要部の概略断面図である。
【０１１７】
図１８に示す本実施の形態６の変形例に係る半導体レーザ装置２００は、前端面１２２からレーザ光１２３を出射する活性領域１２４を有する半導体レーザ素子１２５と、半導体レーザ素子１２５が上面部１２６に配置された基台１２７と、半導体レーザ素子１２５及び基台１２７を収容した容器１２１と、容器１２１の中に液体１２８を流すとともに、容器１２１の中の液体１２８を排出するポンプ１２９とを備えた構成となっている。
【０１１８】
そして、基台１２７の上面部１２６には、半導体レーザ素子１２５の活性領域１２４の近傍の第１の表面１３０を上部に、第１の表面１３０に対向する第２の表面１３１を下部にして、半導体レーザ素子１２５が配置されている。容器１２１は、絶縁性であり、かつレーザ光１２３を透過する透明な液体１２８を収容している。さらに、容器１２１は、液体１２８を導入する導入口１３２と、液体１２８を排出する排出口１３３とを有している。また、容器１２１は、少なくともレーザ光１２３が出射する領域がレーザ光１２３を透過する透明な透明部材１３４で構成されている。
【０１１９】
また、ポンプ１２９は、液体１２８を導入口１３２から容器１２１中に流入し、排出口１３３から流出して、容器１２１中で液体１２８の流れを生じさせる。すなわち、半導体レーザ装置２００は、半導体レーザ装置１００に比べて、液体１２８を循環させるポンプ１２９と、液体１２８が循環する循環経路とを備えている。
【０１２０】
このような構成からなる半導体レーザ装置２００において、容器１２１の底部１３５には、半導体レーザ素子１２５の第１の表面１３０が液体１２８中に位置するように、半導体レーザ素子１２５が取り付けられた基台１２７が配置されている。そして、液体１２８の少なくとも一部が、半導体レーザ素子１２５の光軸の方向１３６に沿って第１の表面１３０上を流れるとともに、半導体レーザ素子１２５の前端面１２２に沿って流れて、活性領域１２４を効率よく冷却する。このように、実施の形態６では、半導体レーザ素子１２５の活性領域１２４の近傍の第１の表面１３０を上部にしているため、より大きな冷却効果を得ることができる。
【０１２１】
このような構成とすることにより、液体１２８は半導体レーザ素子１２５が配置された容器１２１中を流れて、半導体レーザ素子１２５の前端面１２２と活性領域１２４とを効率的に冷却して半導体レーザ素子１２５の温度の上昇を抑えるので、半導体レーザ装置２００を低消費電流、低消費電力及びワット級の高出力で動作させることができる。
【０１２２】
次に、図１８〜２０を用いて半導体レーザ装置２００の構成を詳細に説明する。
【０１２３】
図１８に示すように、半導体レーザ装置２００は、容器１２１中に収容されている液体１２８の液面１３７と容器１２１の上部との間に空間１３８を設けている。このような構成とすることにより、半導体レーザ装置２００が倒れるなどして傾いたときに液体１２８の液面１３７を動かすことができる。後述するように、液面１３７が動くことを、例えば一組の発光素子及び受光素子を使用して検出することにより、安全のために半導体レーザ装置２００を緊急停止するときのスイッチとして使用することもできる。さらに、容器１２１の上部の適当な位置に液体１２８の導入口１３２を配置することにより、冷却された液体１２８を側壁１３９から離して矢印１４０のように直接迅速に半導体レーザ素子１２５の活性領域１２４の近傍に供給することができ、活性領域１２４が効率的に冷却されるようにすることもできる。
【０１２４】
液体１２８は、容器１２１の導入口１３２に接続された導入管１４１から導入口１３２を通過して矢印１４０のように流入される。これにより、容器１２１内の液体１２８中の半導体レーザ素子１２５の活性領域１２４などが効率よく冷却される。その後、液体１２８は、容器１２１の排出口１３３から、排出口１３３に接続された排出管１４２に流出される。流出された液体１２８は、ポンプ１２９に接続されたパイプ１４３を通ってポンプ１２９に到達したのち、ポンプ１２９によりパイプ１４４に送り出されて再び導入口１３２より容器１２１に流入する。ポンプ１２９は、液体１２８をパイプ１４３，１４４及び容器１２１に循環させるだけでなく、ポンプ１２９内の液体１２８を一定の温度に冷却する役割も果たしている。
【０１２５】
また、さらに活性領域１２４を効率よく冷却するために、図１８に示すように、半導体レーザ装置２００は、部分排出管１４６と、光学部材１４７と、支持部材１４８とを備える。部分排出管１４６は、容器１２１の底部１３５に配置され、一方の端部１４５が排出口１３３に直結している。光学部材１４７は、半導体レーザ素子１２５の前端面１２２に対向し、レーザ光１２３に垂直となるように配置されている。支持部材１４８は、光学部材１４７を支持するために底部１３５に配置されている。そして、液体１２８の流れを整える整流部１４９は、光学部材１４７と支持部材１４８とで構成される。支持部材１４８は、底部１３５側の一部に貫通孔１５０が形成され、貫通孔１５０に部分排出管１４６の他方の端部１５１が直結されて、他方の端部１５１より液体１２８を流出させる。
【０１２６】
このようにすることにより、半導体レーザ素子１２５の光軸の方向１３６に沿って第１の表面１３０上を流れるとともに前端面１２２から部分排出管１４６に向かって流れる液体１２８の速度が、容器１２１内の他の部分を流れる液体１２８の速度より速くすることができる。すなわち、活性領域１２４の近傍の矢印１５２の方向に流れる液体１２８は、容器１２１内の他の部分を流れる液体１２８より速い速度で流れる。この流れは矢印１５３の方向に前端面１２２に沿って下方に継続して流れた後、部分排出管１４６を介して容器１２１の排出口１３３から流出する。
【０１２７】
このような構成とすることにより、半導体レーザ素子１２５で発生する熱がさらに迅速に液体１２８中に放熱されるので、半導体レーザ装置２００を低消費電流、低消費電力及びワット級の高出力で動作させることができる。
【０１２８】
また、図１８に示すように、半導体レーザ装置２００は、容器１２１に振動を付与する振動機構部１５４をさらに備える。振動機構部１５４は、半導体レーザ素子１２５及び液体１２８を振動させる。これにより、活性領域１２４で発生した熱などが効率よく放熱される。すなわち、容器１２１は、振動機構部１５４の振動基台１５５に取り付けられている。超音波振動子１５６は、超音波を発生させる。超音波振動子１５６で発生させた超音波は、超音波ホーン１５７により振動基台１５５に伝達される。容器１２１中の半導体レーザ素子１２５及び液体１２８などが超音波により振動することにより、活性領域１２４で発生した熱が液体１２８を媒体として効率よく放熱される。なお、容器１２１上部に空間１３８が設けられているので液体１２８は超音波の振動により動きやすく、効率よく放熱される。
【０１２９】
したがって、液体１２８を振動させることにより、半導体レーザ素子１２５で発生する熱を半導体レーザ素子１２５から迅速に放熱することができるので、半導体レーザ装置２００を低消費電流、低消費電力及びワット級の高出力で動作させることができる。また、半導体レーザ素子１２５を振動させることにより、半導体レーザ装置２００の出力光の位置が振動により図１８の矢印１５８や図１９の矢印１５９の方向に時間的に変化するので、半導体レーザ装置２００を画像表示装置などの光源に使用した場合に、スペックルノイズを低減することができる。
【０１３０】
また、本実施の形態６の変形例に係る半導体レーザ装置２００は電気的な接続においても特徴がある。すなわち、半導体レーザ装置２００は、半導体レーザ素子１２５の後端面１６０と対向する容器１２１の後方の側壁１３９に配置された配線基板１６１をさらに備える。配線基板１６１に形成されたレーザ配線電極部１６２と半導体レーザ素子１２５の第１の表面１３０に形成されたレーザ電極１６３とが、導電性部材１６４で電気的に接続されている。また、半導体レーザ素子１２５の第２の表面１３１上に形成された裏面電極部（図示せず）は、同様に基台１２７上の基台電極部１６６を介して配線基板１６１のレーザ配線電極部１６５と電気的に接続されている。なお、電気的な接続に用いられる導電性部材１６４は、半導体素子で通常用いられるワイヤボンディング用の導電性ワイヤだけでなく、液体の流れの中でも変形しない、例えば棒状の金属線や板状の金属板を使用することができる。このように接続された配線基板１６１は、容器１２１の外部と接続電極部１６７により電気的に接続される。
【０１３１】
このような構成とすることにより、半導体レーザ素子１２５が液体１２８中に配置されていても、半導体レーザ素子１２５の第１の表面１３０に形成されたレーザ電極１６３を高い信頼性で配線基板１６１のレーザ配線電極部１６５に電気的に接続することができる。
【０１３２】
また、図１８及び図１９に示すようにレーザ光１２３が通過する透明部材１３４及び光学部材１４７のうちの少なくとも一方がレーザ光１２３を集光するレンズで構成されている。そして、このレンズは、屈折率が１．６以上、２．６以下となる光学材料により製作されている。例えば、屈折率が１．６から１．８の酸化アルミニウム材料、屈折率が１．６４のＳＦ−２ガラス及び屈折率が２．５２の酸化チタンなどの材料で製作されたものを使用することができる。本実施の形態６の変形例では、一例として半導体レーザ素子１２５の前端面１２２の近傍の透明部材１３４が凸レンズである構成を示している。このような構成とすることにより、半導体レーザ素子１２５が液体中に配置されていてもレーザ光を効率的にレンズで集光させることができるので、半導体レーザ装置２００は、さらに効率的に高出力のレーザ光を出力することができる。
【０１３３】
ところで、本実施の形態６の変形例に係る半導体レーザ装置２００は安全面も配慮されている。そのために、半導体レーザ装置２００は、容器１２１の内部の側壁に配置された発光素子１７０と、容器１２１の内部の側壁の発光素子１７０に対向する位置に配置された受光素子１７１と、半導体レーザ素子１２５、発光素子１７０及び受光素子１７１を少なくとも制御する制御部１７３とをさらに備える。一組の発光素子１７０及び受光素子１７１は、容器１２１の対向する一組の側壁１６８ａ，１６８ｂと側壁１６９ａ，１６９ｂにそれぞれ配置されている。
【０１３４】
図２０に示すように、一組の発光素子１７０及び受光素子１７１は液面１３７の上部の空間１３８を挟んで対向して配置されている。制御部１７３は、液体１２８が発光素子１７０及び受光素子１７１のいずれかの少なくとも一部を覆うことによる受信光量の変化を検知する。受信光量の変化が検知された場合、制御部１７３は、半導体レーザ素子１２５の動作を停止する。
【０１３５】
なお、レーザ光１２３の出力の制御、発光素子１７０から出射される信号光１７４の出力の制御及び受光素子１７１の受光量に応じた信号の制御は直接的には電源部１７２により制御される。すなわち、半導体レーザ素子１２５、発光素子１７０及び受光素子１７１は、配線により電気的に制御部１７３に接続されて半導体レーザ装置２００の他の部分と総合して制御されている。したがって、図１８に示すように、ポンプ１２９及び振動機構部１５４も配線により電気的に制御部１７３に接続されているので、半導体レーザ装置２００の全体の動作は制御部１７３により制御されている。
【０１３６】
このような構成とすることにより、半導体レーザ装置２００は、単独で電子機器などに組み込まれても安全に使用することができる。
【０１３７】
図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）は、本実施の形態６にかかる半導体レーザ装置１００、２００の安全面を考慮した構成について説明するための模式図である。図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）では、半導体レーザ装置１００、２００の安全面に関する部分のみを抽出して図示している。以下、半導体レーザ装置２００を例として説明する。
【０１３８】
図２１（Ａ）は、図２０と同じ図を示し、半導体レーザ装置２００が傾いていない通常の状態のときの容器１２１と液体１２８の液面１３７と液面１３７の上部の一組の発光素子１７０及び受光素子１７１との配置を示す模式図である。この場合、発光素子１７０から出射された信号光１７４は容器１２１の内部の空間１３８を直進して受光素子１７１に到達して受光される。
【０１３９】
次に、半導体レーザ装置２００が傾いた場合、すなわち容器１２１が傾いた場合について説明する。説明は、簡単のため例えば図２１（Ａ）の状態の容器１２１が左下に傾いた場合について説明する。
【０１４０】
図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）の容器１２１が左下に傾いた場合の液面１３７と信号光１７５（１７５ａ，１７５ｂ）と一組の発光素子１７０及び受光素子１７１との変化について示す図である。容器１２１が傾いても液面１３７は空間１３８があるので水平面を保つ。したがって、発光素子１７０は液体１２８で覆われて液面１３７の下に位置する。このような状態において、発光素子１７０が信号光１７５ａを出射すると液面１３７で液体１２８と空間１３８中の空気との屈折率の差により破線で示す方向から進路を曲げられて信号光１７５ｂのように進む。その結果、受光素子１７１に信号光１７５ｂが到達しない、あるいは信号光１７５ｂの一部しか到達しないことになり、受光量が図２１（Ａ）の状態での受信光量より減少する。また、発光素子１７０の一部を液体１２８が覆うときには、信号光１７５ａが散乱されて受光素子１７１に到達する信号光１７５の光量が減少することになる。
【０１４１】
図２１（Ｃ）は、図２１（Ａ）の容器１２１が右下に傾いた場合の液面１３７と信号光１７６（１７６ａ、１７６ｂ）と一組の発光素子１７０及び受光素子１７１との変化について示す図である。この場合も上記の図２１（Ｂ）で説明したように信号光１７６ａは、液面１３７で空間１３８の空気と液体１２８との屈折率の差により曲げられる。したがって、受光素子１７１に到達する信号光１７６ｂの光量は図２１（Ａ）の状態での受光量より減少する。
【０１４２】
このように、半導体レーザ装置２００が倒れるなどして傾くと、受光素子１７１の受光量の変化によりそのことを検知して、半導体レーザ装置２００の動作などを停止することができ安全面に配慮することができる。
【０１４３】
なお、容器１２１を振動させる振動機構部１５４と、半導体レーザ装置２００の傾きを検知するための発光素子１７０及び受光素子１７１とを併用する場合、振動機構部１５４による振動により、液体１２８の表面が発光素子１７０又は受光素子１７１を覆う虞がある。そこで、液体１２８は、振動機構部１５４によって振動されたとしても、発光素子１７０及び受光素子１７１を覆うことのない位置まで注入される。
【０１４４】
次に、本実施の形態６の変形例の半導体レーザ装置２００の一例である、ディスプレイ用光源として使用する赤色光出力レーザ素子を動作させた実験結果について説明する。
【０１４５】
図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）は、同一のウェハから製作した半導体レーザ素子１２５を用いて、実施の形態６の変形例における半導体レーザ装置２００の特性と、従来の半導体レーザ装置の特性とを比較した図である。図２２（Ａ）は、実施の形態６の変形例における半導体レーザ装置２００の特性を示す図であり、図２２（Ｂ）は、従来の半導体レーザ装置の特性を示す図である。なお、従来の半導体レーザ装置の特性は、図１８の半導体レーザ装置２００の構成において、液体１２８を容器１２１に入れずに半導体レーザ装置２００を動作させた場合の特性を示している。
【０１４６】
使用した半導体レーザ素子１２５は、波長６４０ｎｍの赤色レーザ光を出射するＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる半導体レーザ素子である。半導体レーザ素子１２５の形状は、共振器長が２ｍｍであり、幅が３００μｍであり、厚さが１５０μｍである。活性領域は、長さが２ｍｍ、幅が１００μｍ、厚さが０．０８μｍとなっている。レーザ電極及び裏面電極は、ともに表面は金材料で形成されている。ここでは、サンプルを４つ準備して特性を測定した。活性領域からは、０．５Ｗの光ビームが出力される。
【０１４７】
図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）に示したデータより明らかなように、従来の半導体レーザ装置に比べて本実施の形態６の変形例の半導体レーザ装置２００は、液温ＴＬを２５℃と一定にした液体１２８により活性領域１２４を効率よく冷却する。したがって、本実施の形態６の変形例の半導体レーザ装置２００は、従来の半導体レーザ装置に比べて、動作電流Ｉｏｐが平均で約１５％、スロープ効率で約３％向上するという特性の改善が見られる。なお、従来の半導体レーザ装置では、周囲温度Ｔａが２５℃であり、本実施の形態６の変形例の半導体レーザ装置２００と同じ条件である。しかしながら、液体１２８で冷却しないので、従来の半導体レーザ素子は、本実施の形態６の変形例の半導体レーザ素子と比べて約１０℃ほど温度が高くなっていた。
【０１４８】
このような実験結果により、図１８に示す半導体レーザ装置２００の構成は、半導体レーザ装置が低消費電流で動作する上で有効であることがわかる。また、動作電圧Ｖｏｐも本実施の形態６の変形例の半導体レーザ装置２００は従来の半導体レーザ装置に比べて約４％低減できる。したがって、消費電力は消費電流に比例するよりも多く低減できる。このことにより、本実施の形態６の変形例の半導体レーザ装置２００は、従来の半導体レーザ装置に比べて、低消費電流に加えて低消費電力で動作することがわかる。
【０１４９】
なお、本実施の形態６では、半導体レーザ装置を波長６４０ｎｍの光ビームを出射するＡｌＧａＩｎＰ系材料の赤色半導体レーザ装置として説明したが、異なる波長や異なる材料で構成した半導体レーザ装置にも適用が可能である。例えば、ディスプレイ装置などの画像表示装置に用いられる半導体レーザ装置であれば、ＧａＮ系材料の青色半導体レーザ装置、及び２波長半導体レーザ装置などの多波長の半導体レーザ装置を含む各種の半導体レーザ装置についても適用することができる。また、光ディスクでよく用いられるＡｌＧａＡｓ系材料の半導体レーザ装置や、光通信用に用いられるＩｎＧａＡｓＰ系材料やＩｎＧａＡｓ系材料などの半導体レーザ装置についても適用できることはいうまでもない。
【０１５０】
なお、本実施の形態６で用いた容器１２１は、透明部材１３４以外を放熱のよい金属材料で構成しているが、樹脂材料など他の材料を用いて主要部分を一体成形で構成してもよい。さらに、配線基板１６１と容器１２１とを一体にして構成してもよい。
【０１５１】
また、半導体レーザ素子１２５を冷却する液体１２８は、例えば、絶縁性の不活性な液体であるフロリナート（登録商標）などを用いているが、同様に冷却効果があり絶縁性の不活性な液体であれば、他の液体を用いてもよい。
【０１５２】
（実施の形態７）
図２３は、本発明の実施の形態７に係る半導体レーザ装置２１０の主要部を示す概略構成図である。実施の形態６の半導体レーザ装置２００の容器１２１内の構成と異なるのは、整流部１４９に平板状の光学部材１８２を使用し、レーザ光１２３を容器１２１から取り出す部材に、例えば凸レンズである透明部材１８１を使用しているところである。
【０１５３】
このような構成とすることにより、整流部１４９と半導体レーザ素子１２５の前端面１２２との間隔をより狭くして、矢印１５３の方向に液体１２８をより高速に流して半導体レーザ素子１２５の活性領域１２４を効率よく冷却することができる。また、半導体レーザ素子１２５の前端面１２２から出射するレーザ光１２３を効率よく集光するために、透明部材１８１を前端面１２２に近接して配置するので、容器１２１の形状を小さくすることができる。
【０１５４】
なお、本実施の形態７と実施の形態６との構成の差による効果は上記で説明したが、それ以外の共通の構成要素により得られる効果は、本実施の形態７も実施の形態６も同様の効果を奏する。
【０１５５】
すなわち、本実施の形態７の半導体レーザ装置２１０においても、液体１２８が半導体レーザ素子１２５の前端面１２２と活性領域１２４とを効率的に冷却して半導体レーザ素子１２５の温度の上昇を抑えるので、低消費電流、低消費電力及びワット級の高出力で動作させることができる。このような半導体レーザ装置２１０を使用して構成した画像表示装置は、レーザ光源を低消費電力で構成できるので、さらに低消費電力で動作することができる。また、画像表示装置は、倒れるなどして傾いたときに動作を停止するなどの安全面も配慮され、スペックルノイズの少ない高品質の画像を表示することができる。
【０１５６】
（実施の形態８）
図２４〜図２７は、本発明の実施の形態８に係る半導体レーザ装置を示す概略構成図である。本実施の形態８の半導体レーザ装置は、複数のレーザ光を同時に出射することができる。
【０１５７】
図２４の半導体レーザ装置２２０において、容器１２１内の半導体レーザ素子１２５の活性領域１８３はストライプ状の複数の活性領域１８３ａ，１８３ｂから構成されている。なお、半導体レーザ素子１２５の活性領域１８３ａ，１８３ｂにはそれぞれ対応する導電性部材１８４が接続されている。導電性部材１８４は、個別に配線基板１６１に電気的に接続されている。例えば、半導体レーザ素子１２５は、赤色高出力レーザの活性領域が２つある半導体レーザアレイ構造の半導体レーザ素子に該当する。このような構成とすることにより、さらに高出力のレーザ光１８６（１８６ａ，１８６ｂ）を低消費電流及び低消費電力で出力することができる。また、半導体レーザ素子１２５の活性領域１８３ａ，１８３ｂの近傍の第１の表面１３０を上部にしているため、複数の活性領域１８３ａ，１８３ｂを同時に冷却することできる。また、それぞれの活性領域１８３ａ，１８３ｂに対応する電極が設けられるため、複数の活性領域１８３ａ，１８３ｂの独立した駆動が可能となる。
【０１５８】
また、図２５の半導体レーザ装置２３０において、容器１２１内の半導体レーザ素子１２５の活性領域１８７は、図２４で示した赤色レーザ光を出射するストライプ状の複数の活性領域１８７ａ，１８７ｂに加えて赤外光を出射する活性領域１８７ｃから構成されている。例えば、図２５に示す半導体レーザ素子１２５は、赤色高出力レーザの活性領域が２つあり、赤外光出力レーザの活性領域が１つある２波長の半導体レーザ素子に該当する。このような構成とすることにより、さらに２波長の高出力のレーザ光１８８（１８８ａ，１８８ｂ，１８８ｃ）を低消費電流及び低消費電力で出力することができる。
【０１５９】
また、図２６の半導体レーザ装置２４０において、半導体レーザ素子は、２つの個別の半導体レーザ素子１７７、１７８から構成されている。半導体レーザ素子１７７は、少なくとも赤色光を出射する赤色高出力レーザの活性領域１９１ａを含み、半導体レーザ素子１７８は、少なくとも青色光を出射する青色高出力レーザの活性領域１９１ｂを含む構成となっている。このような構成とすることにより、さらに２波長の高出力のレーザ光１９２（１９２ａ，１９２ｂ）を低消費電流及び低消費電力で出力することができる。
【０１６０】
また、半導体レーザ装置２４０の出射ガラス面（透明部材１３４）の内側（半導体レーザ素子側）にＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コートを施す必要がなくなる。これは、液体で内側が満たされているので、ガラス面での反射は少ないためである。２つ以上の波長の異なる半導体レーザ素子に対してＡＲコートを施すのは易しくはない。本実施の形態８では、ＡＲコートが不要となるので、低コストで半導体レーザ装置を製造することが可能となる。
【０１６１】
さらに、図２７の半導体レーザ装置２５０において、２つの半導体レーザ素子１９６，１９７が容器１２１内に配置されている。半導体レーザ素子１９６は、赤色高出力レーザの活性領域１９３ａと赤外光出力レーザの活性領域１９３ｂとを含む２波長半導体レーザ素子である。半導体レーザ素子１９７は、２つの青色高出力レーザの活性領域１９４ａ，１９４ｂを含む半導体レーザアレイ素子である。このような構成とすることにより、波長の異なるレーザ光１９８（１９８ａ，１９８ｂ，１９８ｃ，１９８ｄ）を同時に出力することができる。
【０１６２】
なお、本実施の形態８で示した赤外高出力レーザの代わりに現在開発が行われている緑色の半導体レーザ素子を搭載して半導体レーザ装置を構成してもよい。また、赤色、緑色及び青色の半導体レーザ素子または赤色、緑色及び青色のレーザ光を出力する半導体レーザアレイ素子を搭載して構成してもよい。
【０１６３】
なお、本実施の形態８のように多波長または複数のレーザ光を出射できる半導体レーザ装置においても、液体が半導体レーザ素子の前端面と活性領域とを効率的に冷却して半導体レーザ素子の温度の上昇を抑えるので、半導体レーザ装置を低消費電流、低消費電力及びワット級の高出力で動作させることができる。また、このような半導体レーザ装置を使用して構成した画像表示装置は、レーザ光源を低消費電力で構成できるので、さらに低消費電力で動作することができる。また、画像表示装置は、倒れるなどして傾いたときに動作を停止するなどの安全面も配慮され、スペックルノイズの少ない高品質の画像を表示することができる。
【０１６４】
（実施の形態９）
図２８は、実施の形態９に係る半導体レーザ装置の半導体レーザ素子及び基台の概略構成を示す図である。なお、実施の形態９に係る半導体レーザ装置の構成は、半導体レーザ素子及び基台の配置以外は図１８に示す半導体レーザ装置２００の構成と同じである。そのため、図１８に示す半導体レーザ装置２００と異なる構成についてのみ説明する。
【０１６５】
図１８に示す半導体レーザ装置２００では、半導体レーザ素子１２５の活性領域１２４の近傍の第１の表面１３０を上部に、第１の表面１３０に対向する第２の表面１３１を下部にして、基台１２７の上面部１２６に半導体レーザ素子１２５が配置されている。
【０１６６】
これに対し、図２８に示す実施の形態９に係る半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子１２５の活性領域１２４の近傍の第１の表面１３０を下部に、第１の表面１３０に対向する第２の表面１３１を上部にして、基台１２７の上面部１２６に半導体レーザ素子１２５が配置されている。
【０１６７】
半導体レーザ素子１２５の前端面１２２と、基台１２７の前端面２０１とが同一平面となるように配置した場合、活性領域１２４の近傍の第１の表面１３０の全面が基台１２７の上面部１２６に接する。そのため、活性領域１２４の近傍の第１の表面１３０を上部にした場合に比べて、活性領域１２４を効率よく冷却するのが困難となる。
【０１６８】
そこで、図２８に示す実施の形態９に係る半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子１２５は、前端面１２２が基台１２７の前端面２０１よりも突出するように配置される。これにより、第１の表面１３０を下部に、第２の表面１３１を上部にして、半導体レーザ素子１２５を配置したとしても、第１の表面１３０の一部が液体１２８に接触し、活性領域１２４から発生した熱が放熱されるので、活性領域１２４を効率よく冷却することができる。
【０１６９】
また、本実施の形態９に係る半導体レーザ素子１２５は、複数のストライプ状の活性領域１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄを含む。そして、複数のストライプ状の活性領域１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄのうちの両端に位置する活性領域１２４ａ，１２４ｄは、中央に位置する活性領域１２４ｂ，１２４ｃよりも高出力の光ビームを出射する。
【０１７０】
すなわち、複数のストライプ状の活性領域１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄのうちの両端に位置する活性領域１２４ａ，１２４ｄの方が、中央に位置する活性領域１２４ｂ，１２４ｃよりも効率よく冷却することができる。そのため、両端に位置する活性領域１２４ａ，１２４ｄの出力を中央に位置する活性領域１２４ｂ，１２４ｃの出力よりも高くすることができる。
【０１７１】
なお、実施の形態９に係る半導体レーザ装置の構成は、図１８に示す実施の形態６の変形例に係る半導体レーザ装置だけでなく、他の実施の形態１〜８に係る半導体レーザ装置の構成にも適用可能である。
【０１７２】
さらに、実施の形態６〜９に係る半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子及び基台の配線構成は、実施の形態１〜３に係る半導体レーザ素子及び基台の配線構成を適用してもよい。
【０１７３】
（実施の形態１０）
図２９は、実施の形態６〜９で示した半導体レーザ装置を適用した実施の形態１０に係る画像表示装置２６０の模式的な構成の一例を示す図である。光源には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色のレーザ光源２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃを用いている。赤色レーザ光源（Ｒ光源）２６１ａには波長６４０ｎｍの光ビームを出射するＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系材料からなる半導体レーザ装置が用いられる。青色レーザ光源（Ｂ光源）２６１ｃには波長４５０ｎｍの光ビームを出射するＧａＮ系材料からなる半導体レーザ装置が用いられる。また、緑色レーザ光源（Ｇ光源）２６１ｂには赤外レーザ光の波長を１／２にする波長変換素子を具備した波長５３０ｎｍの光ビームを出射する波長変換装置が用いられる。なお、ここではレーザの投射光学系を有する投射部を用いている。
【０１７４】
図２９に示すように、本実施の形態１０の画像表示装置２６０は、複数のレーザ光源２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃと、レーザ光源２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃから出射された光ビームを拡大するレンズ２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃとを備えている。そして、レーザ光源２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃは、少なくとも赤色（Ｒ光）、緑色（Ｇ光）及び青色（Ｂ光）をそれぞれ出射する。これらのレーザ光源２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃのうち、赤色（Ｒ光）を出射するレーザ光源２６１ａ及び青色（Ｂ光）を出射するレーザ光源２６１ｃの少なくとも一方は上記で説明した実施の形態６〜９で示した半導体レーザ装置を用いた構成となっている。ここでは、波長６４０ｎｍのＲ光を出射するレーザ光源２６１ａと、波長４５０ｎｍのＢ光を出射するレーザ光源２６１ｃとに半導体レーザ装置を用いている。
【０１７５】
次に、本実施の形態１０の画像表示装置２６０のレーザ光源を用いて画像を形成する光学系の構成について説明する。画像表示装置２６０のＲ、Ｇ及びＢ各レーザ光源２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃから出射されたレーザビームは、集光レンズ２６９ａ，２６９ｂ，２６９ｃにより集光された後、レンズ２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃにより拡散板２６３ａ，２６３ｂ，２６３ｃ上に拡大される。なお、半導体レーザが振動し位置を変えているため拡大光はわずかに位置が変わっている。
【０１７６】
拡散板２６３ａ，２６３ｂ，２６３ｃによって拡散されたレーザビームは、フィールドレンズ２６４ａ，２６４ｂ，２６４ｃによって絞られ、空間変調素子２６５ａ，２６５ｂ，２６５ｃに入射する。画像データはＲ、Ｇ及びＢそれぞれのデータに分割されており、各データは空間変調素子２６５ａ，２６５ｂ，２６５ｃに入力される。空間変調素子２６５ａ，２６５ｂ，２６５ｃによって変調されたレーザビームは、ダイクロイックプリズム２６６で合波され、カラー画像が形成される。このように合波したカラー画像は、投射レンズ２６７によりスクリーン２６８に投射される。ただし、Ｇ光源２６１ｂから空間変調素子２６５ｂに入射する光路中には、空間変調素子２６５ｂでのＧ光のスポットサイズをＲ光やＢ光と同じにするための凹レンズ２６９が挿入されている。
【０１７７】
このように、本実施の形態１０の画像表示装置２６０において、本発明の実施の形態６〜９で示した半導体レーザ装置を用いることにより、画像表示装置２６０は、通常の半導体レーザ装置を用いた場合に比べてレーザ光源部を低消費電流、低消費電力及び長寿命で構成でき、画像表示装置２６０をさらに低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作させることができる。また、本実施の形態１０の画像表示装置２６０は、倒れるなどして傾いたときに動作を停止するなどの安全面も配慮され、半導体レーザ素子１２５を振動させることでスペックルノイズの少ない高品質の画像を表示することができる。
【０１７８】
（実施の形態１１）
図３０は、実施の形態６〜９で示した半導体レーザ装置を含むバックライト照明装置を用いた実施の形態１１に係る画像表示装置の模式的な構成の一例を示す図である。図３０は、このような画像表示装置の一例として液晶表示装置２７０の模式的な構成図を示している。
【０１７９】
図３０に示すように液晶表示装置２７０は、液晶表示パネル２７６と、液晶表示パネル２７６を背面側から照明するバックライト照明装置２７１とを備えて構成されている。そして、バックライト照明装置２７１は、複数のレーザ光源２７２を含んで構成され、複数のレーザ光源２７２は少なくとも赤色、緑色及び青色をそれぞれ出射する光源を備える。すなわち、複数のレーザ光源２７２は、赤色のレーザ光を出射する赤色レーザ光源（Ｒ光源）２７２ａ、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源（Ｇ光源）２７２ｂ及び青色のレーザ光を出射する青色レーザ光源（Ｂ光源）２７２ｃで構成される。複数のレーザ光源２７２のうち、Ｒ光源２７２ａ及びＢ光源２７２ｃの少なくとも一方は上記で説明した実施の形態６〜９で示した半導体レーザ装置を用いて構成される。
【０１８０】
ここでは、Ｒ光源２７２ａには波長６４０ｎｍの赤色光を出射するＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系材料からなる半導体レーザ装置が用いられ、青色レーザ光源（Ｂ光源）２７２ｃには波長４５０ｎｍの青色光を出射するＧａＮ系材料からなる半導体レーザ装置が用いられる。また、緑色レーザ光源（Ｇ光源）２７２ｂには赤外レーザ光の波長を１／２にする波長変換素子を具備した波長５３０ｎｍの光ビームを出射する波長変換装置が用いられる。
【０１８１】
次に、本実施の形態１１の液晶表示装置２７０の構成についてさらに説明する。液晶表示パネル２７６は、バックライト照明装置２７１から出射されるＲ光、Ｇ光及びＢ光の各レーザ光を利用して画像表示を行う偏光板２７７と、液晶板２７８とで構成される。図３０に示す本実施の形態１１のバックライト照明装置２７１は、複数のレーザ光源２７２と、複数のレーザ光源２７２からのＲ光、Ｇ光及びＢ光のレーザ光をまとめて導光部２７４を介して導光板２７５に導く光ファイバ２７３と、導光部２７４から導入したＲ光、Ｇ光及びＢ光のレーザ光で均一に満たされた主面（図示せず）からレーザ光を出射する導光板２７５とから構成されている。なお、半導体レーザが振動し位置を変えているため導波する光はわずかに位置が変わり、マルチモードの光ファイバ中の導波光の状態も変わることになる。これによりスペックルが除去される。
【０１８２】
このように本実施の形態１１の液晶表示装置２７０において、バックライト照明装置２７１のレーザ光源部に本発明の実施の形態６〜９で示した半導体レーザ装置を用いることにより、通常の半導体レーザ装置を用いた場合に比べてレーザ光源部を低消費電流、低消費電力及び長寿命で構成することができ、液晶表示装置２７０をさらに低消費電流、低消費電力及び長寿命で動作させることができる。
【０１８３】
また、本実施の形態１１の液晶表示装置２７０は、倒れるなどして傾いたときに動作を停止するなどの安全面も配慮され、スペックルノイズの少ない高品質の画像を表示することができる。また、赤、青及び緑の半導体レーザ素子を１つのパッケージに入れ冷却できるので放熱部分も大きくならず、半導体レーザ装置を小型化することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明は、高出力の半導体レーザ装置への電流の注入方法を工夫することにより、電流を均一に流して半導体レーザ素子を効率よく動作させ、半導体レーザ装置を低消費電流及び低消費電力で動作させるものであり、ワット級のレーザ光源が必要な高輝度で大画面のディスプレイ装置や画像表示装置等に有用である。
【０１８５】
また、本発明は、高出力の半導体レーザ装置の半導体レーザ素子の活性領域を効率よく冷却する構成を工夫することにより、半導体レーザ装置が低消費電流及び低消費電力で動作させるものであり、ワット級のレーザ光源が必要な高輝度で大画面のディスプレイ装置や画像表示装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】実施の形態１に係る半導体レーザ装置の実装状態を上から見た概略平面図である。
【図２】図１の２−２線の断面から半導体レーザ装置の実装状態を見た概略断面図である。
【図３】図１の３−３線の断面から半導体レーザ装置の実装状態を見た概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体レーザ装置の特性と従来の半導体レーザ装置の特性とを示す図である。
【図５】本実施の形態２の半導体レーザ装置の実装状態を上から見た概略平面図である。
【図６】図５の６−６線の断面から半導体レーザ装置の実装状態を見た概略断面図である。
【図７】図５の７−７線の断面から半導体レーザ装置の実装状態を見た概略断面図である。
【図８】図５の８−８線の断面から半導体レーザ装置の実装状態を見た概略断面図である。
【図９】図７の９−９線で示した面の上部を剥がして内部形成面を見た平面図である。
【図１０】図８の１０−１０線で示した面の上部を剥がして内部形成面を見た平面図である。
【図１１】実施の形態３に係る半導体レーザ装置の実装状態を上から見た概略平面図である。
【図１２】実施の形態３の変形例に係る半導体レーザ装置を示す概略平面図である。
【図１３】バンプを予め形成した回路基板を半導体レーザ素子及び基板に電気的に接続した、実施の形態３の他の変形例に係る半導体レーザ装置の概略平面図である。
【図１４】図１３の１４−１４線の断面から見た半導体レーザ装置の概略断面図である。
【図１５】実施の形態４に係る画像表示装置の模式的な構成の一例を示す図である。
【図１６】実施の形態５に係る画像表示装置の模式的な構成の一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る半導体レーザ装置の概略構成を示す模式図である。
【図１８】実施の形態６の変形例に係る半導体レーザ装置の主要部の概略構成を示す模式図である。
【図１９】図１８の１９−１９線の断面から液体がない状態で容器の中の構成を見た主要部の模式図である。
【図２０】図１９の２０−２０線の断面から容器を見た主要部の概略断面図である。
【図２１】本実施の形態６にかかる半導体レーザ装置の安全面を考慮した構成について説明するための模式図である。
【図２２】本発明の実施の形態６の変形例における半導体レーザ装置の特性と従来の半導体レーザ装置の特性とを示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態７に係る半導体レーザ装置の主要部を示す概略構成図である。
【図２４】本発明の実施の形態８に係る半導体レーザ装置の一例を示す概略構成図である。
【図２５】本発明の実施の形態８に係る半導体レーザ装置の他の例を示す概略構成図である。
【図２６】本発明の実施の形態８に係る半導体レーザ装置のさらに他の例を示す概略構成図である。
【図２７】本発明の実施の形態８に係る半導体レーザ装置のさらに他の例を示す概略構成図である。
【図２８】実施の形態９に係る半導体レーザ装置の半導体レーザ素子及び基台の概略構成を示す図である。
【図２９】実施の形態１０に係る画像表示装置の模式的な構成の一例を示す図である。
【図３０】実施の形態１１に係る画像表示装置の模式的な構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１８７】
１０，３０，５０，６０，７０，１００    半導体レーザ装置
１２，１２４    活性領域
１３，１２５    半導体レーザ素子
１４    第１の面
１５，１６３    レーザ電極
１６，２１，２３，３１，３２，３３，３４，３６，３７，３８，３９，４１    配線
１７    電極部
１８，１２７    基台
２２  接続箇所
２５    レーザ配置面
２６    基準面
２７    第２の面
２８    裏面電極
３５，４０，４４，４５，４６    接続箇所
４２，４３    内部形成面
５１    パッケージ
５２，５６    導電性ワイヤ
５５，５８    接続電極部
５７，５９    リード端子
６１，６２，６４，６５    バンプ
６３    基板電極部
６６    回路基板
８０，２６０    画像表示装置
８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ    レーザ光源
８２ａ，８２ｂ，８２ｃ    反射型２次元ビーム走査部
８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，２６３ａ，２６３ｂ，２６３ｃ    拡散板
８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，２６４ａ，２６４ｂ，２６４ｃ    フィールドレンズ
８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，２６５ａ，２６５ｂ，２６５ｃ    空間変調素子
８６，２６６    ダイクロイックプリズム
８７，２６７    投射レンズ
８８，２６８    スクリーン
８９，２６９    凹レンズ
８９ａ，８９ｂ，８９ｃ，２６９ａ，２６９ｂ，２６９ｃ    集光レンズ
９０，２７０    液晶表示装置
９１，２７１    バックライト照明装置
９２，２７２    レーザ光源
９３，２７３    光ファイバ
９４，２７４    導光部
９５，２７５    導光板
９６，２７６    液晶表示パネル
９７，２７７    偏光板
９８，２７８    液晶板
１１１，１２１    容器
１２８    液体
１２９    ポンプ
１３４，１８１    透明部材
１４７，１８２    光学部材
１４８    支持部材
１５４    振動機構部
１５５    振動基台
１５６    超音波振動子
１５７    超音波ホーン
１６１    配線基板
１６２，１６５    レーザ配線電極部
１６４    導電性部材
１６６    基台電極部
１６７    接続電極部
１７０    発光素子
１７１    受光素子
１７２    電源部
１７３    制御部
２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃ      レンズ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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