(57)【要約】【課題】複数の発光部を備えたレーザ光源装置であっても波長変換素子を小型化し、製造コストの削減を図ることができ、好ましくは、装置毎の波長変換効率のばらつきの抑制をも実現することができるレーザ光源装置およびその製造方法、画像表示装置を提供する。【解決手段】レーザ光源１から波長変換素子４へ向かう光路上に、複数の発光部１ａから射出された光Ｌ１を集光して波長変換素子４へ入射させる集光部材６を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2009003246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部を有するレーザ光源と、前記発光部から射出された光の波長を変換する波長変換素子と、を備えたレーザ光源装置であって、
前記レーザ光源から前記波長変換素子へ向かう光路上に、前記複数の発光部から射出された光を集光して前記波長変換素子へ入射させる集光部材を備えたことを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記集光部材は、集光ミラーであることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記集光部材は、集光レンズであることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記集光部材と前記波長変換素子との間に、前記集光部材によって集光された前記光を前記波長変換素子の光透過方向と平行にする平行化レンズを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記集光部材と前記波長変換素子とは、前記レーザ光源から射出された光が、前記波長変換素子の、波長変換効率が他の領域よりも高い高効率波長変換領域に入射するように、それぞれ位置決めされて固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
前記波長変換素子の側面に、反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項７】
複数の発光部を有するレーザ光源と、前記発光部から射出された光の波長を変換する波長変換素子と、を備えたレーザ光源装置の製造方法であって、
前記レーザ光源から前記波長変換素子へと向かう光路上に、前記複数の発光部から射出された光を集光する集光部材を、前記集光部材によって集光された前記光が、前記波長変換素子へ入射するように配置する工程と、
前記集光部材によって集光された前記光が、前記波長変換素子の、波長変換効率が他の領域よりも高い高効率波長変換領域に入射するように、前記波長変換素子と前記集光部材とをそれぞれ位置決めして固定する工程と、
を有することを特徴とするレーザ光源装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、
前記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、
を備える画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ光源装置およびその製造方法、画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、波長変換素子を用いたレーザ光源装置が知られている。波長変換素子は、分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ：Periodically Poled Lithium Niobate）結晶や、ＰＰＬＮにＭｇＯを添加したＰＰＭｇＯＬＮ等により構成され、結晶を分極反転することで、光源から射出された光を半波長化することができる素子である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平７−１９００４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、上記従来のレーザ光源装置は、出力を向上させるために複数の発光部を形成すると、波長変換素子が大型化するという課題がある。
例えば、レーザ光源の幅方向に発光部を配列させると、レーザ光源から波長変換素子へ向かう光路が、レーザ光源の幅方向に複数形成される。このため、波長変換素子の幅をレーザ光源の幅に対応させて大型化せざるを得ない。これにより、レーザ光源装置の小型化が困難になる。
【０００４】
波長変換素子は分極反転の困難性等のため、歩留まりが悪く、製造コストが非常に高い。したがって、波長変換素子が大型化すると、レーザ光源装置の製造コストが大幅に上昇してしまうという問題がある。
また、波長変換素子は分極反転の困難性等により、波長変換素子に厚さ方向で分極反転にばらつきを生じ、その結果、装置毎の波長変換効率にばらつきを生じてしまうという課題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、複数の発光部を備えたレーザ光源装置であっても波長変換素子を小型化し、製造コストの削減を図ることができ、好ましくは、装置毎の波長変換効率のばらつきの抑制をも実現することができるレーザ光源装置およびその製造方法、画像表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明のレーザ光源装置は、複数の発光部を有するレーザ光源と、前記発光部から射出された光の波長を変換する波長変換素子と、を備えたレーザ光源装置であって、前記レーザ光源から前記波長変換素子へ向かう光路上に、前記複数の発光部から射出された光を集光して前記波長変換素子へ入射させる集光部材を備えたことを特徴とする。
このように構成することで、レーザ光源の複数の発光部から射出された複数の光からなる光束の幅を、集光部材によって縮小させた状態で波長変換素子に入射させることができる。そして、波長変換素子を、縮小された光束が入射する領域のみに形成することができる。
したがって、本発明のレーザ光源装置によれば、波長変換素子を小型化し、製造コストを削減することができる。
【０００７】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記集光部材は、集光ミラーであることを特徴とする。
このように構成することで、レーザ光源から射出された光を集光ミラーによって反射させ、集光させた状態で波長変換素子に入射させることができる。
【０００８】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記集光部材は、集光レンズであることを特徴とする。
このように構成することで、レーザ光源から射出された光を集光レンズによって集光させた状態で波長変換素子に入射させることができる。
【０００９】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記集光部材と前記波長変換素子との間に、前記集光部材によって集光された前記光を前記波長変換素子の光透過方向と平行にする平行化レンズを備えたことを特徴とする。
このように構成することで、集光部材によって集光され、波長変換素子の光透過方向に対して角度を有する光を、波長変換素子の光透過方向に方向修正することができる。これにより、光の波長変換効率を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記集光部材と前記波長変換素子とは、前記レーザ光源から射出された光が、前記波長変換素子の、波長変換効率が他の領域よりも高い高効率波長変換領域に入射するように、それぞれ位置決めされて固定されていることを特徴とする。
このように構成することで、レーザ光源装置の波長変換効率を向上させ、波長変換効率のばらつきを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記波長変換素子の側面に、反射膜が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、波長変換素子の光透過方向に対して角度を有した状態で入射した光を反射膜によって反射させ、波長変換素子の側面から波長変換素子の外部に光が漏出することを防止できる。したがって、レーザ光源装置の波長変換効率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明のレーザ光源装置の製造方法は、複数の発光部を有するレーザ光源と、前記発光部から射出された光の波長を変換する波長変換素子と、を備えたレーザ光源装置の製造方法であって、前記レーザ光源から前記波長変換素子へと向かう光路上に、前記複数の発光部から射出された光を集光する集光部材を、前記集光部材によって集光された前記光が、前記波長変換素子へ入射するように配置する工程と、前記集光部材によって集光された前記光が、前記波長変換素子の、波長変換効率が他の領域よりも高い高効率波長変換領域に入射するように、前記波長変換素子と前記集光部材とをそれぞれ位置決めして固定する工程と、を有することを特徴とする。
このように製造することで、波長変換素子を小型化することができ、波長変換効率のばらつきが少ないレーザ光源装置を製造することができる。また、波長変換素子の小型化により、レーザ光源装置の製造コストを低下させることができる
【００１３】
また、本発明の画像表示装置は、上述したようなレーザ光源装置と、前記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、を備えたことを特徴とする。
このような画像表示装置は、上述したようなレーザ光源装置を備えているため、装置を小型化し、製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。尚、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００１５】
（レーザ光源装置）
図１および図２に示すレーザ光源装置１００は、レーザ光源から射出された光を外部共振構造により共振させて外部にレーザ光を射出するレーザ光源装置である。
レーザ光源装置１００は、レーザ光源として半導体レーザチップ１を備えている。半導体レーザチップ１は、基台２上のアライメントマークＭ１，Ｍ１を基準として、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の所定の位置に、精密に位置決めされて固定されている。ここで、半導体レーザチップ１の位置決め精度は、例えば、５μｍ以下となっている。
【００１６】
半導体レーザチップ１には、複数の発光部１ａが形成されている。発光部１ａは、図のＹ軸方向に等間隔に配列されている。発光部１ａは、例えば、約０．３ｍｍ程度の直径に形成されている。半導体レーザチップ１は、発光部１ａから射出される光Ｌ１の光路が図のＺ軸と平行になるように、Ｘ軸周りの回転角度αおよびＹ軸周りの回転角度βが微調整されて基台２上に固定されている。また、半導体レーザチップ１は、電流供給基板（図示省略）にワイヤボンディング等により接続され、電流を供給可能に構成されている。
【００１７】
基台２上には、光学部品保持部材３Ａ，３Ａによって支持された波長変換素子４が固定されている。波長変換素子４は、断面が矩形の柱状に形成され、幅方向（Ｙ軸方向）の幅寸法Ｗは、発光部１ａの直径と等しいか、それ以上の寸法に形成されている。波長変換素子４は、後述する光透過方向がＸ軸と平行になるように固定されている。波長変換素子４は、分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ：Periodically Poled Lithium Niobate）結晶や、ＰＰＬＮにＭｇＯを添加したＰＰＭｇＯＬＮ等により構成され、結晶を分極反転することにより形成されている。
波長変換素子４には、光入射面４ａと光射出面４ｂを除く上下左右の側面に反射膜５が形成されている。反射膜５は、例えば、Ａｌ等の反射性を有する材料によって形成されている。波長変換素子４の右側（Ｙ軸負方向）および上側（Ｚ軸正方向）の反射膜５の表面にはアライメントマークＭ２，Ｍ２が形成されている。
【００１８】
波長変換素子４は、図３に矢印Ｐ１，Ｐ２で示すように、分極の方向が反転した領域４Ａ，４Ｂが交互に連続して形成されている。波長変換素子４の光透過方向は、矢印Ｘ１，Ｘ２で示すように、分極の方向と略垂直な波長変換素子４の長手方向（Ｘ軸方向）となっている。また、波長変換素子４は分極のパターンに不良が生じやすく、波長変換素子４の厚さＴ方向で、波長変換効率にばらつきが生じている。本実施形態においては、図３の二点鎖線で囲まれた領域が、それ以外の領域と比較して波長変換効率が高い高効率波長変換領域Ｈとなっている。
【００１９】
レーザ光源装置１００は、図１および図２に示すように、半導体レーザチップ１の発光部１ａから射出される光Ｌ１の光路上に、集光部材として集光ミラー６を備えている。集光ミラー６は反射面６ａが凹曲面状に湾曲した凹面鏡であり、反射面６ａで反射した光Ｌ２が焦点Ｆ（図２参照）に集光されるように形成されている。集光ミラー６は、基台２上に固定された光学部品保持部材３Ｂに固定されて半導体レーザチップ１上に配置されている。
【００２０】
集光ミラー６は、焦点Ｆに集光された光Ｌ２が波長変換素子４の光入射面４ａの高効率波長変換領域Ｈに入射するように位置決めされて固定されている。具体的には、波長変換素子４のアライメントマークＭ２，Ｍ２を基準として、図のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向の位置、および各軸周りの回転角度α，β，γが微調整され、焦点Ｆが、波長変換素子４の光入射面４ａ上あるいは波長変換素子４内部の高効率波長変換領域Ｈに位置するように位置決めされて固定されている。
波長変換素子４の光射出面４ｂのＸ軸正方向側には、外部共振ミラー７が配置されている。外部共振ミラー７は、半導体レーザチップ１との間で外部共振構造を構成するように、ＺＹ平面と平行に配置されている。
【００２１】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
レーザ光源装置１００の半導体レーザチップ１に電流を供給すると、図１に示すように、複数の発光部１ａからＺ軸方向に光Ｌ１が射出される。発光部１ａから射出された光Ｌ１は、半導体レーザチップ１上に配置された集光ミラー６の反射面６ａに入射する。集光ミラー６の反射面６ａに入射した光Ｌ１は、反射面６ａによって、図２に示すように、集光ミラー６の焦点Ｆに向けて反射される。集光ミラー６の焦点Ｆに向けて反射された光Ｌ２は、図３に示すように、波長変換素子４の光入射面４ａから高効率波長変換領域Ｈに入射する。
【００２２】
このように、複数の発光部１ａから射出された複数の光Ｌ１からなる光束を、集光ミラー６によって焦点Ｆに集光し、図１に示すように、光束の幅ＷＬを縮小させた状態で波長変換素子４に入射させることができる。このため、従来、光束の幅ＷＬと等しいかそれ以上の寸法が必要であった波長変換素子４の幅寸法Ｗを、発光部１ａの直径と同程度まで小型化することができる。
したがって、本実施形態のレーザ光源装置１００によれば、波長変換素子４を小型化し、レーザ光源装置１００の製造コストを著しく削減することができる。
【００２３】
また、集光ミラー６の焦点Ｆに向けて反射され、波長変換素子４の光入射面４ａに入射した光Ｌ２は、図３に示すように、波長変換素子４を光透過方向（Ｘ軸方向）に透過して波長が変換される。
このとき、集光ミラー６は、波長変換素子４に対して、焦点Ｆが波長変換素子４の光入射面４ａの高効率波長変換領域Ｈに位置するように位置決めされて固定されている。このため、集光ミラー６の焦点Ｆに向けて反射された光Ｌ２は、図３の矢印Ｘ１に示すように、波長変換素子４の高効率波長変換領域Ｈに入射して、高効率波長変換領域Ｈを透過する。
【００２４】
したがって、本実施形態のレーザ光源装置１００によれば、集光ミラー６によって反射させた光Ｌ２を、波長変換素子４の高効率波長変換領域Ｈに透過させることができる。このため、光Ｌ２を高効率波長変換領域Ｈ以外の領域に、図３の矢印Ｘ２に示すように透過させる場合と比較して、レーザ光源装置１００の波長変換効率を向上させ、装置毎の波長変換効率のばらつきを抑制することができる。
【００２５】
また、集光ミラー６の焦点Ｆに集光され、波長変換素子４の光入射面４ａに入射した光Ｌ２の多くは、波長変換素子４の光透過方向に対して角度を有している。光透過方向に対する角度が所定の角度を超えると、光Ｌ２は波長変換素子４の側面に入射する。このとき、波長変換素子４と外気との間の屈折率の関係から、光の入射角が全反射の条件を満たさなくなる場合がある。
このような場合であっても、光入射面４ａと光射出面４ｂを除く側面に反射膜５が形成されているので、反射膜５によって側面に入射した光を全反射させることができる。これにより、波長変換素子４の側面から波長変換素子４の外部に光が漏出することを防止できる。
したがって、本実施形態によれば、レーザ光源装置１００の波長変換効率を向上させることができる。
【００２６】
波長変換素子４の高効率波長変換領域Ｈを透過することで波長が変換され、光射出面４ｂから射出された光Ｌは、図１および図２に示すように、外部共振ミラー７を透過して外部にレーザ光として射出される。波長変換素子４によって波長が変換されなかった光は、外部共振ミラーによって反射され、発光部１ａとの間で共振し増幅される。そして、最終的に波長変換素子４によって波長変換され、外部共振ミラー７を透過して外部へレーザ光として射出される。
【００２７】
（レーザ光源装置の変形例）
上述のレーザ光源装置１００の変形例として、凹面鏡である集光ミラー６の代わりに、図４に示すように、反射面６ａ’に複数の平面６ｂ’〜６ｈ’が形成された集光ミラー６’を用いてもよい。集光ミラー６’の反射面６ａ’の各平面６ｂ’〜６ｈ’は、各発光部１ａから射出された光Ｌ１を焦点Ｆ’に向けて反射するように、各発光部１ａに対応して角度が調整されて形成されている。
このような集光ミラー６’を用いることで、上述のレーザ光源装置１００と同様の効果を得られるだけでなく、凹面鏡である集光ミラー６を使用する場合と比較して、集光ミラー６’の厚さＴＭ方向の寸法を減少させ、レーザ光源装置１００を小型化することができる。
【００２８】
（レーザ光源装置の製造方法）
次に、本実施形態のレーザ光源装置１００の製造方法について説明する。
以下の説明では、集光ミラー６と波長変換素子４の設置工程を中心に説明し、その他の工程の説明については、適宜、簡略化または省略する。尚、集光ミラー６と波長変換素子４の設置工程以外の工程については、公知のものを採用することができる。
図１に示すように、まず、基台２上のアライメントマークＭ１，Ｍ１を基準として、半導体レーザチップ１をＸ軸方向、Ｙ軸方向に位置決めした状態で、基台２上に固定する。このとき、同時に半導体レーザチップ１のＸ軸およびＹ軸周りの回転角度α，βを微調整し、発光部１ａから射出される光Ｌ１の光路が、Ｚ軸と平行になるように固定する。
【００２９】
次に、基台２上に光学部品保持部材３Ａ，３Ａ，３Ｂを固定する。そして、光学部品保持部材３Ａ，３Ａ上に波長変換素子４を固定する。このとき、波長変換素子４の光透過方向がＸ軸と平行になるように固定する。
次いで、発光部１ａから射出される光Ｌ１の光路上に集光ミラー６を配置する。ここで、集光ミラー６の配置は、集光ミラー６によって反射されて集光される光Ｌ２が波長変換素子４の光入射面４ａへ入射するように配置する。すなわち、集光ミラー６は、図２に示すように、焦点Ｆが波長変換素子４の光入射面４ａ上か、あるいは波長変換素子４内部に位置するように位置決めして配置する。
【００３０】
集光ミラー６の位置決めは、波長変換素子４のアライメントマークＭ２，Ｍ２を基準として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向の位置、および各軸周りの回転角度α，β，γを微調整することにより行う。集光ミラー６の位置決めにより、集光ミラー６によって集光される光Ｌ２が、波長変換素子４の高効率波長変換領域Ｈに入射するようにした状態で、集光ミラー６を光学部品保持部材３Ｂに固定する。
次いで、波長変換素子４の光射出面４ｂ側に外部共振ミラー７を設置し、外部共振構造を構成する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態のレーザ光源装置１００の製造方法によれば、発光部１ａから射出される光Ｌ１の光路上に集光ミラー６を配置することで、複数の発光部１ａから射出される光Ｌ１を集光させて波長変換素子４に入射させることができるので、波長変換素子４を小型化することができる。そして、波長変換素子４の小型化により、レーザ光源装置１００の製造コストを低下させることができる。
また、発光部１ａからの光Ｌ１を集光させ、波長変換素子４の高効率波長変換領域Ｈに入射させることができるので、波長変換効率を向上させ、装置毎の波長変換効率のばらつきを防止することができる。
【００３２】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図３を援用し、図５および図６を用いて説明する。本実施形態では、上述の第一実施形態で説明したレーザ光源装置１００と、集光ミラー６の代わりに、反射ミラー８と集光レンズ９が設置されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
レーザ光源装置２００は、図５および図６に示すように、半導体レーザチップ１の発光部１ａから射出される光Ｌ１の光路上に、反射ミラー８を備えている。反射ミラー８は、発光部１ａからＺ軸方向に射出された光Ｌ１を反射面８ａによってＸ軸方向に反射するように、各軸周りの回転角度α，β，γが微調整されて配置されている。反射ミラー８は基台２上に固定された光学部品保持部材３Ｂに固定されて半導体レーザチップ１上に配置されている。
【００３３】
反射ミラー８のＸ軸正方向側には、集光部材として集光レンズ９が配置されている。集光レンズ９は、基台２上に固定された光学部品保持部材３Ｃ，３Ｃによって、反射ミラー８に反射された光Ｌ２の光路上に固定されている。集光レンズ９は、反射ミラーに反射されたＸ軸方向の光Ｌ２を集光し、波長変換素子４の高効率波長変換領域Ｈに入射するように位置決めされて固定されている。具体的には、波長変換素子４のアライメントマークＭ２，Ｍ２を基準として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向の位置、および各軸周りの回転角度α，β，γが微調整され、焦点Ｆが、波長変換素子４の光入射面４ａ上あるいは波長変換素子４内部の高効率波長変換領域Ｈに位置するように位置決めされて固定されている。
【００３４】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
レーザ光源装置２００の半導体レーザチップ１に電流を供給すると、図５に示すように、複数の発光部１ａからＺ軸方向に光Ｌ１が射出される。発光部１ａから射出された光Ｌ１は、半導体レーザチップ１上に配置された反射ミラー８の反射面８ａに入射する。反射ミラー８の反射面８ａに入射した光Ｌ１は、反射面８ａによってＸ軸方向に向けて反射される。反射ミラー８の反射面８ａで反射されＸ軸方向に向けて射出された光Ｌ２は、集光レンズ９に入射する。
集光レンズ９に入射した光Ｌ２は、集光レンズ９によって、図６に示すように、焦点Ｆに集光されて波長変換素子４の光入射面４ａから高効率波長変換領域Ｈに入射する。
【００３５】
集光レンズ９の焦点Ｆに集光され、波長変換素子４の光入射面４ａに入射した光Ｌ２は、図３に示すように、波長変換素子４を光透過方向（Ｘ軸方向）に透過して波長が変換される。
このとき、集光レンズ９は、波長変換素子４に対して、焦点Ｆが波長変換素子４の光入射面４ａの高効率波長変換領域Ｈに位置するように位置決めされて固定されている。このため、集光レンズ９の焦点Ｆに集光された光Ｌ２は、図３の矢印Ｘ１に示すように、波長変換素子４の高効率波長変換領域Ｈに入射して、高効率波長変換領域Ｈを透過する。
【００３６】
したがって、本実施形態のレーザ光源装置２００によれば、集光レンズ９によって集光させた光Ｌ２を、第一実施形態と同様に、波長変換素子４の高効率波長変換領域Ｈに透過させることができる。したがって、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、光路変換素子である反射ミラー８とは別に、集光部材として集光レンズ９を用いているので、集光レンズ９を交換あるいはＸ軸方向に移動することで、容易に焦点ＦのＸ軸方向の位置を微調整することができる。
【００３７】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について、図１および図３を援用し、図７を用いて説明する。本実施形態では上述の第一実施形態で説明したレーザ光源装置１００と、平行化レンズ１０を備えている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３８】
レーザ光源装置３００は、図７に示すように、集光ミラー６と波長変換素子４との間に平行化レンズ１０を備えている。平行化レンズ１０は、例えば、光入射面１０ａと光射出面１０ｂが凹曲面状に形成された凹レンズである。平行化レンズ１０は、所定の位置に配置されたときに集光ミラー６によって集光された光Ｌ２を波長変換素子４の光透過方向（Ｘ軸方向）と平行にするように形成されている。平行化レンズ１０は、基台２上に固定された光学部品保持部材３Ｄ，３Ｄによって、上述の所定の位置に位置決めされて固定されている。
【００３９】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
レーザ光源装置３００の半導体レーザチップ１に電流を供給すると、図１に示すように、複数の発光部１ａからＺ軸方向に光が射出される。発光部１ａから射出された光Ｌ１は、半導体レーザチップ１上に配置された集光ミラー６の反射面６ａに入射する。集光ミラー６の反射面６ａに入射した光Ｌ１は、反射面６ａによって、図２に示すように、集光ミラー６の焦点Ｆに向けて反射される。集光ミラー６の焦点Ｆに向けて反射された光Ｌ２は、集光ミラー６と波長変換素子４との間に配置された平行化レンズ１０に入射する。平行化レンズ１０に入射した光Ｌ２は、波長変換素子４の光透過方向（Ｘ軸方向）と平行に光路変換され、図３の矢印Ｘ１に示すように、波長変換素子４の光入射面４ａから高効率波長変換領域Ｈに入射する。
【００４０】
したがって、本実施形態のレーザ光源装置３００によれば、上述の第一、第二実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、集光ミラー６によって集光され、波長変換素子４の光透過方向に対して角度を有する光Ｌ２を、波長変換素子４の光透過方向に方向修正することができる。これにより、光Ｌ２の波長変換効率を向上させることができる。
【００４１】
＜レーザ光源装置の応用例＞
以上に述べたようなレーザ光源装置１００，２００，３００を画像表示装置に応用することにより、これらの装置における光源の小型・高性能化および装置の製造コストの削減が可能である。以下、画像表示装置への応用例について説明する。
【００４２】
［応用例：プロジェクタ］
上述の実施の形態に係るレーザ光源装置１００，２００，３００を応用した画像表示装置の一例として、プロジェクタ３０の構成について説明する。図８は、プロジェクタ３０の光学系の概略を示す模式図である。
【００４３】
図８において、プロジェクタ３０は、レーザ光源装置１００、光変調装置としての液晶パネル３２、偏光板３３１及び３３２、クロスダイクロイックプリズム３４、投射レンズ３５などを備えている。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。
【００４４】
レーザ光源装置１００は、赤色レーザ光を射出する赤色光用光源装置１００Ｒと、青色レーザ光を射出する青色光用光源装置１００Ｂと、緑色レーザ光を射出する緑色光用光源装置１００Ｇを備えている。これらの光源装置１００（１００Ｒ，Ｇ，Ｂ）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８ではクロスダイクロイックプリズム３４を挟んで、赤色光用光源装置１００Ｒと青色光用光源装置１００Ｂとが互いに対向し、投射レンズ３５と緑色光用光源装置１００Ｇ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。
【００４５】
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１００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。
【００４６】
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。
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Ｖを拡大投射する。
【００４７】
以上説明したように、上述の実施の形態に係るレーザ光源装置１００をプロジェクタ３０に応用することで、プロジェクタ３０の光源を小型・高性能化し、製造コスト低下させることができる。また、レーザ光源装置１００の代わりにレーザ光源装置２００，３００を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４８】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施の形態では、発光部からＺ軸方向に射出された光をＸ軸方向に光路変換する場合について説明したが、発光部からの光を光路変換せずにＺ軸方向にそのまま射出するようにしてもよい。この場合、波長変換素子の光透過方向をＺ軸と略平行に設置する。そして、集光部材として集光レンズのみを用い、波長変換素子の光射出側に外部共振ミラーをＸＹ平面と平行に設置することで、Ｚ軸方向にレーザ光を射出するレーザ光源装置を得ることができる。
【００４９】
また、上述の第三実施形態では、平行化レンズを集光ミラーと組み合わせて使用する場合について説明したが、平行化レンズを集光レンズと組み合わせて用いてもよいことは勿論である。また、上述の実施形態では波長変換素子の側面に反射膜を形成する場合について説明したが、十分な波長変換効率が得られる場合は、反射膜は形成しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第一実施形態に係るレーザ光源装置の斜視図である。
【図２】同、平面図である。
【図３】同、波長変換素子の模式断面図である。
【図４】同、変形例の集光ミラーの図１のＡ方向矢視図に相当する図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るレーザ光源装置の斜視図である。
【図６】同、平面図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係るレーザ光源装置の平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  半導体レーザチップ（レーザ光源）、１ａ  発光部、４  波長変換素子、５  反射膜、６，６’  集光ミラー（集光部材）、９  集光レンズ（集光部材）、１０  平行化レンズ、３０  プロジェクタ（画像表示装置）、３２  液晶パネル（光変調素子）、１００，２００，３００  レーザ光源装置、Ｈ  高効率波長変換領域、Ｌ  光（レーザ光）、Ｌ１，Ｌ２  光
【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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