(57)【要約】【課題】低コスト化を図りつつ、複数種の波長の光が入射しても波長変換素子による変換効率が高く、かつ、シンチレーションを低下させることが可能な光源装置、画像表示装置及びモニタ装置を提供すること。【解決手段】複数種の波長の光を射出する光源部２と、該光源部２から射出された複数種の波長の光のうち、少なくとも一部の光の光路を変換させる光路変換部３１と、分極が互いに反転した分極反転構造を有し、光源部２から射出された光のうち、少なくとも一部の光の波長を所定の変換波長に変換する波長変換素子３０とを備え、波長変換素子３０は、光源部２から射出された複数種の波長の光のうち、最も波長の長い光が通過する分極反転のピッチが最も長く、最も波長の短い光が通過する分極反転のピッチが最も短くなるように形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種の波長の光を射出する光源部と、
該光源部から射出された複数種の波長の光のうち、少なくとも一部の光の光路を変換させる光路変換部と、
分極が互いに反転した分極反転構造を有し、前記光源部から射出された光のうち、少なくとも一部の光の波長を所定の変換波長に変換する波長変換素子とを備え、
前記波長変換素子は、前記光源部から射出された複数種の波長の光のうち、最も波長の長い光が通過する分極反転のピッチが最も長く、最も波長の短い光が通過する分極反転のピッチが最も短くなるように形成されていることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記光路変換部は、前記最も波長の短い光の光路を最も大きく変換し、前記最も波長の長い光の光路を最も小さく変換し、
前記波長変換素子の分極反転構造は、分極反転の方向が前記光源部から射出された光の中心軸に対して傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記光路変換部が、屈折型の光学素子であることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記光路変換部は、前記最も波長の長い光の光路を最も大きく変換し、前記最も波長の短い光の光路を最も小さく変換し、
前記波長変換素子の分極反転構造は、分極反転の方向が前記光源部から射出された光の中心軸と略同一となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記光路変換部は、回折型の光学素子であることを特徴とする請求項４に記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
前記光路変換部が、前記波長変換素子に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
【請求項７】
前記光源部から一方向に向かって波長の短い順、あるいは、波長の長い順に、複数種の波長の光が前記波長変換素子に入射されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
【請求項８】
前記光源部から射出された複数種の波長の光のうち、
最も波長の長い光、あるいは、最も波長の短い光が、光源部の中央部から射出され、
前記光路変換部により、前記光源部の中央部以外から射出される光は中央部に向かって光路が変換されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
【請求項９】
前記波長変換素子から射出される複数種の波長の光のうち、少なくとも一部の光の光路を変換させる他の光路変換部を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１０】
前記光源部が、
出力波長が略同一である光を射出する発光部を複数有する光源と、
該複数の発光部から射出された光を選択的に透過させる波長選択素子とを備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１１】
前記波長選択素子が、前記光源と前記波長変換素子との間の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ光源装置。
【請求項１２】
前記波長選択素子が、前記波長変換素子から射出された光の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ光源装置。
【請求項１３】
前記光源部が、複数種の波長の光を射出する複数の発光部を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のレーザ光源装置と、
該レーザ光源装置からの光を利用して、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置と、
該画像形成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画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のレーザ光源装置と、
該レーザ光源装置から射出されたレーザ光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、レーザ光源装置、画像表示装置及びモニタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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。
しかしながら、コヒーレント光源は、干渉性を有するという欠点を持っている。これにより、レーザ光が投射される被投射面において干渉縞がスペックルノイズとして現れ画像が劣化してしまうので、高精細な画像を表示させるためには、スペックルノイズの対策が必要となる。
【０００３】
そこで、スペックルノイズを除去する手段として、複数の発光素子を備え、設計上少しずつ異なる中心波長を有する発光素子をアレイ化する手段が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の技術は、発光素子をアレイ化することによって、１つの発光素子を用いた場合に比べて、広いスペクトル帯域を得ることで、スペックルノイズを低減させることが可能となる。
【特許文献１】特表２００４−５０３８２３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、入射したレーザ光を所定の変換波長に変換する波長変換素子を用いた波長変換方式では複数の光源に対応した波長変換構造が必要であり、波長に応じた波長変換を実現する必要がある。また、演色性を確保するためには、所定の波長のレーザ共振を実現する手段が必要である。そこで、温度によって波長をシフトさせる方法が考えられるが、複数の光源の異なる波長に対応して波長変換構造を安定して温度を制御することは難しい。
さらに、波長変換方式では、波長変換素子の位相整合が可能な波長幅はおよそ０．３ｎｍ程度であり、この波長幅の光線だけが波長変換されることになる。すなわち、従来の構成では、レーザ発振した１０ｎｍ〜１５ｎｍで発振したレーザ光ではほんの僅かの光線のみしか波長変換することができない。
【０００５】
一方、波長変換素子においては、位相整合を確保するために、波長変換素子の温度を調整する。すなわち、波長変換素子の熱膨張を利用し位相整合温度を調整することにより、波長変換を実現することができる。そこで、１ｎｍ〜１０ｎｍの波長変換を実現する波長変換素子を作製するには、１０ｎｍの分解能が可能な製造プロセスが必要となる。一般的には、フォトリソグラフィ工程を経て作製する必要があるが、フォトリソグラフィ工程により実現できる分解能は０．２μｍ程度の装置が限界である。また、電子線（ＥＢ、electron-beam）描画や、例えばステッパを用いる高解像度のフォトリソグラフィ法では、１０ｎｍの分解能を有するが、これらの装置は高額であるため、製造コストが高くなってしまい、その結果、量産性を確保することは難しい。
【０００６】
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、低コスト化を図りつつ、複数種の波長の光が入射しても波長変換素子による変換効率が高く、かつ、シンチレーションを低下させることが可能な光源装置、画像表示装置及びモニタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
本発明のレーザ光源装置は、複数種の波長の光を射出する光源部と、該光源部から射出された複数種の波長の光のうち、少なくとも一部の光の光路を変換させる光路変換部と、分極が互いに反転した分極反転構造を有し、前記光源部から射出された光のうち、少なくとも一部の光の波長を所定の変換波長に変換する波長変換素子とを備え、
前記波長変換素子は、前記光源部から射出された複数種の波長の光のうち、最も波長の長い光が通過する分極反転のピッチが最も長く、最も波長の短い光が通過する分極反転のピッチが最も短くなるように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るレーザ光源装置では、光源部から射出された複数種の波長の光は、光路変換部により少なくとも一部の光の光路が変換され、波長変換素子に入射する。そして、波長変換素子に入射した光の少なくとも一部の光は、所定の変換波長に変換される。
このとき、波長変換素子は、光源部から射出された複数種の波長の光のうち、最も波長の長い光が通過する分極反転のピッチが最も長く、最も波長の短い光が通過する分極反転のピッチが最も短くなるように形成されている。これにより、光源部から射出された複数種の波長の光のうち、最も波長の長い光及び最も波長の短い光の位相整合条件を満たすことが可能となるため、波長変換素子における変換効率が高くなる。すなわち、光源部から射出された複数種の波長の光が１つの波長変換素子に入射しても、出力強度が向上される。したがって、簡易な構成であるため、低コスト化を図りつつ、光源部から射出された光を所定の変換波長の光に変換することが可能となる。
また、波長変換素子から複数種の波長の光が射出されるため、光同士の干渉性が低下するので、シンチレーションを低減させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記光路変換部は、前記最も波長の短い光の光路を最も大きく変換し、前記最も波長の長い光の光路を最も小さく変換し、前記波長変換素子の分極反転構造は、分極反転の方向が前記光源部から射出された光の中心軸に対して傾斜するように形成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明に係るレーザ光源装置では、光源部から射出された複数種の波長の光は、光路変換部により、最も波長の短い光の光路が最も大きく変換され、最も波長の長い光の光路が最も小さく変換される。そして、波長変換素子の分極反転構造は、分極反転の方向が光源部から射出された光の中心軸に対して傾斜しているため、分極反転方向と略同一方向に、最も波長の短い光を進行させることが可能となる。また、最も波長の長い光を分極反転方向と角度をなして進行させることが可能となる。
これにより、最も波長の長い光が通過する分極反転のピッチが最も長く、最も波長の短い光が通過する分極反転のピッチが最も短くなるため、位相整合条件が満たされているので、波長変換素子における変換効率が高くなる。したがって、高出力化が可能となる。
【００１１】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記光路変換部が、屈折型の光学素子であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るレーザ光源装置では、光源部から射出された複数種の波長の光は、屈折型の光学素子である光路変換部に入射することにより、最も波長の短い光は、最も波長の長い光に比べて大きく光路が変換される。
このように、屈折型の光学素子により、光源部から射出された光の光路の変化量（屈折角の大きさ）を変化させることによって、光源部から射出された光を最適な光路に進行させることが可能となる。したがって、複数種の波長の光の位相整合条件を効率良く満たすことが可能となる。
【００１３】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記光路変換部は、前記最も波長の長い光の光路を最も大きく変換し、前記最も波長の短い光の光路を最も小さく変換し、
前記波長変換素子の分極反転構造は、分極反転の方向が前記光源部から射出された光の中心軸と略同一となるように形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係るレーザ光源装置では、光源部から射出された複数種の波長の光は、光路変換部により、最も長い波長の光の光路が最も大きく変換され、最も短い波長の光の光路が最も小さく変換される。そして、波長変換素子の分極反転構造は、分極反転の方向が光源部から射出された光の中心軸と略同一となるように形成されているため、分極反転方向と略同一方向に、最も波長の短い光を進行させることが可能となる。また、最も波長の長い光を分極反転方向と角度をなして進行させることが可能となる。
これにより、最も波長の長い光が通過する分極反転のピッチが最も長く、最も波長の短い光が通過する分極反転のピッチが最も短くなるため、位相整合条件が満たされているので、波長変換素子における変換効率が高くなる。したがって、高出力化が可能となる。
【００１５】
また、また、本発明のレーザ光源装置は、前記光路変換部は、回折型の光学素子であることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るレーザ光源装置では、光源部から射出された複数種の波長の光は、回折型の光学素子である光路変換部に入射することにより、最も波長の長い光は、最も波長の短い光に比べて大きく光路が変換される。
このように、回折型の光学素子により、光源部から射出された光の光路の変化量（回折角の大きさ）を変化させることによって、光源部から射出された光を最適な光路に進行させることが可能となる。したがって、複数種の波長の光の位相整合条件を効率良く満たすことが可能となる。
【００１７】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記光路変換部が、前記波長変換素子に一体的に形成されていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係るレーザ光源装置では、光路変換部が、波長変換素子に一体的に形成されているため、別部材を設けて光路を変換する場合に比べて、装置全体の小型化を図ることが可能となる。また、別部材を設ける場合に比べて、空気との界面を減らすことができるので、光の損失を抑えることが可能となる。
【００１９】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記光源部から一方向に向かって波長の短い順、あるいは、波長の長い順に、複数種の波長の光が前記波長変換素子に入射されることが好ましい。
【００２０】
本発明に係るレーザ光源装置では、光源部から一方向に向かって波長の短い順、あるいは、波長の長い順に、複数種の波長の光が波長変換素子に入射される。これにより、光源部から射出された光の波長に応じた分極反転ピッチを有する波長変換素子を形成し易くなる。したがって、光源部から射出される複数種の波長の光の位相整合条件を効率良く満たすことが可能となる。
【００２１】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記光源部から射出された複数種の波長の光のうち、最も波長の長い光、あるいは、最も波長の短い光が、光源部の中央部から射出され、前記光路変換部により、前記光源部の中央部以外から射出される光は中央部に向かって光路が変換されることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るレーザ光源装置では、光源部から射出された複数種の波長の光のうち、最も波長の長い光、あるいは、最も波長の短い光が、光源部の中央部から射出され、光源部の中央部以外から射出される光は光路変換部により中央部に向かって光路が変換される。これにより、光源部から射出された複数種の光を中央部にまとめることができる。したがって、例えば、波長変換素子の後段側に配置された光学素子を小型にすることができる。
【００２３】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記波長変換素子から射出される複数種の波長の光のうち、少なくとも一部の光の光路を変換させる他の光路変換部を備えることが好ましい。
【００２４】
本発明に係るレーザ光源装置では、他の光路変換部により、波長変換素子から射出される複数種の波長の光を所望の方向に射出させることが可能となる。
したがって、光源部から射出され波長変換素子に入射する複数種の波長の光と略平行に、波長変換素子から射出された複数種の波長の光の光路を変換することが可能となる。これにより、例えば、波長変換素子の後段に配置された光学素子を均一に照明することが可能となる。
【００２５】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記光源部が、出力波長が略同一である光を射出する発光部を複数有する光源と、該複数の発光部から射出された光を選択的に透過させる波長選択素子とを備えることが好ましい。
【００２６】
本発明に係るレーザ光源装置では、発光部から射出された光は、波長選択素子を通過することにより、複数種の所定の選択波長の光が透過する。したがって、出力波長が略同一の光を射出する発光部を形成すれば良いため、光源の製造が容易となる。
【００２７】
また、また、本発明のレーザ光源装置は、前記波長選択素子が、前記光源と前記波長変換素子との間の光路上に配置されていることが好ましい。
【００２８】
本発明に係るレーザ光源装置では、波長選択素子が、光源と波長変換素子との間の光路上に配置されているため、波長選択素子を通過することにより、所定の選択波長の光が透過する。すなわち、波長変換素子の分極反転構造や所望の出力波長に応じた波長選択素子を用いることにより、波長変換素子における変換効率を向上させることが可能となる。
【００２９】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記波長選択素子が、前記波長変換素子から射出された光の光路上に配置されていることが好ましい。
【００３０】
本発明に係るレーザ光源装置では、複数の発光部から射出された略同一の波長の光は、波長変換素子を通過することにより、所定の変換波長の光に変換され射出される。そして、波長変換素子から射出された光は波長選択素子を通過することにより、所定の選択波長の光が選択され射出される。すなわち、例えば、複数種の波長の光が波長変換素子からまとめられて射出された場合、波長選択素子の大きさを小さくすることができるため、低コスト化を図ることが可能となる。
【００３１】
また、本発明のレーザ光源装置は、前記光源部が、複数種の波長の光を射出する複数の発光部を有することが好ましい。
【００３２】
本発明に係るレーザ光源装置では、複数の発光部から複数種の波長の光が射出され、波長変換素子に入射する。これにより、例えば、波長選択素子を用いて、複数種の波長の光を波長変換素子に入射する場合に比べて、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００３３】
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の光を利用して、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置と、該画像形成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。
【００３４】
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画像形成装置に入射される。そして、画像形成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、レーザ光源装置より射出される光は、上述したように、高出力なレーザ光を射出するため、明るく鮮明な画像を表示することが可能となる。
【００３５】
本発明のモニタ装置は、上記のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出されたレーザ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。
【００３６】
本発明に係るモニタ装置では、レーザ光源装置より射出されたレーザ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、高出力なレーザ光を射出するため、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】
【００３７】
以下、図面を参照して、本発明に係るレーザ光源装置、画像表示装置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。
【００３８】
［第１実施形態］
次に、本発明のレーザ光源装置１の第１実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態に係るレーザ光源装置１は、図１に示すように、光源部２と、波長変換素子３０と、外部共振器ミラー４０とを備えている。
【００３９】
光源部２は、光源１０と、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ、波長選択素子）２０とを備えている。
光源１０は、図１に示すように、一方向に配列され、レーザ光を射出する５つのエミッタ（半導体レーザ：ＬＤ、発光部）１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを備えている。エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出される光のピーク波長（出力波長）は一致している。
【００４０】
ＢＰＦ２０は、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出された光ごとに選択波長を異ならせるとともに、射出される光の波長分布を狭くする。具体的には、光源１０から射出されたレーザ光は、ＢＰＦ２０を通過することにより、一端部１０ｆ側のエミッタ１０ａから射出されたレーザ光の波長が最も短く、一端部１０ｆ側と反対の他端部１０ｇ側のエミッタ１０ｅから射出されたレーザ光の波長が最も長くなる。すなわち、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出されＢＰＦ２０を通過したレーザ光のピーク波長をλ１，λ２，λ３，λ４，λ５とすると、ピーク波長の関係は、ピーク波長λ１が最も小さく、ピーク波長λ２、λ３、λ４、λ５の順に大きくなっている（λ１＜λ２＜λ３＜λ４＜λ５）。
【００４１】
ＢＰＦ２０は、例えば、ＩＢＳ（Ion Beam Sputtering）を用いて製造される。ＩＢＳでの成膜では、膜厚分布が発生する。具体的には、同心円状に同一の膜厚となり、図２に示すように、例えば、３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃごとに膜厚が異なる。なお、図２に示す例では、３つの領域Ａ〜Ｃごとに膜厚が異なる例を示したが、膜厚分布の数は３つに限らず、４つ以上でも良く、連続的に膜厚分布が異なっていても良い。
また、ＩＢＳ法では、ウエハー上にターゲットと基板との距離、温度、ガス熱等を制御することにより、同心円状の所望の膜厚分布を生じさせることができる。そして、図３に示すように、ウエハーの径方向にＢＰＦ２０を切り出すことにより、径方向に選択波長が異なる。
【００４２】
波長変換素子３０は、図１に示すように、ＢＰＦ２０の射出端面２０ｂ側に配置されている。波長変換素子３０は、分極が互いに反転した分極反転構造を有しており、本実施形態では、分極反転方向が光源１０から射出された光の中心軸Ｏに対して傾斜するように形成されている。また、波長変換素子３０としては、非線形光学素子であるＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ｐｏｌｅｄ  ＬｉｔＨｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ)を用いている。これにより、波長変換素子３０は、入射光の少なくとも一部の光をほぼ半分の波長に変換し、２次高調波を発生させる（ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）。
そして、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出されＢＰＦ２０を通過した光の少なくとも一部の光は、波長変換素子３０を通過することによって、ほぼ半分の波長のレーザ光（所定の変換波長の光）に変換される。
【００４３】
波長変換素子３０の入射端面３０ａは、光路変換部３１になっており、この光路変換部３１は、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出されたレーザ光の中心軸Ｏに垂直な面に対して傾斜している。この光路変換部３１の断面形状は鋸歯形状となっている。この光路変換部３１により、波長変換素子３０に入射したレーザ光は屈折する。ここで、波長の短いレーザ光ほど大きく屈折するため、エミッタ１０ａから射出されたレーザ光が最も大きく屈折し、エミッタ１０ｂ〜１０ｅの順に射出されたレーザ光の屈折角は徐々に小さくなる。
【００４４】
また、波長変換素子３０は、最も短い波長の光が通過する分極反転のピッチの方が、最も長い波長の光に比べて短くなるように形成されている。すなわち、図４に示すように、波長変換素子３０の分極反転方向と、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出され波長変換素子３０を通過するレーザ光とのなす角度θ１〜θ５は、角度θ１が最も小さく、角度θ２、θ３、θ４、θ５の順に大きくなっている（θ１＜θ２＜θ３＜θ４＜θ５）。これにより、エミッタ１０ａから射出されたレーザ光ほど、分極反転方向と略同一方向に進行するため、エミッタ１０ａ及びエミッタ１０ｅから射出されたレーザ光を比べると、エミッタ１０ａから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチＰａは、エミッタ１０ｅから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチＰｂに比べて短くなる。したがって、波長の短いレーザ光ほど、通過する分極反転ピッチが短くなる。
【００４５】
また、波長変換素子３０の光路変換部３１は、図１に示すように、波長変換素子３０の射出端面３０ｂから射出された隣接する光線同士の間隔Ｋ２が、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出され波長変換素子３０に入射する隣接する光線同士の間隔Ｋ１に比べて狭くなるように傾斜している。
【００４６】
波長変換素子３０の射出端面３０ｂは、平行変換部（他の光路変換部）３２になっており、この平行変換部３２は、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出され波長変換素子３０の内部を進行したレーザ光の中心軸Ｏに垂直な面に対して傾斜している。この平行変換部３２の断面形状は鋸歯形状となっている。この平行変換部３２により、波長変換素子３０から射出されるレーザ光は屈折し、波長変換素子３０に入射するレーザ光と略平行となる。
【００４７】
外部共振器ミラー４０は、波長変換素子３０から射出されたレーザ光のうち所定の選択波長の光の一部（９８〜９９％程度）を選択してエミッタ１０ａ〜１０ｅに向かって反射させることによってエミッタ１０ａ〜１０ｅ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ものである。波長変換素子３０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。
エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出された基本波の光は、エミッタ１０ａ〜１０ｅと外部共振器ミラー４０との間で反射を繰り返し、増幅された後、レーザ光として、外部共振器ミラー４０から射出されるようになっている。外部共振器ミラー４０はある程度の範囲の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、外部共振器ミラー４０を透過した光は、ほぼ単一波長の光とみなすことができる。この光の波長は、外部共振器ミラー４０からの選択波長、つまり外部共振器ミラー４０が反射する光の波長とほぼ同一である。外部共振器ミラー４０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。
【００４８】
本実施形態に係るレーザ光源装置１では、波長変換素子３０の分極反転構造及び入射端面３０ａの形状（光路変換部３１）により、波長変換素子３０に入射された異なる波長のレーザ光は、波長に応じた分極反転ピッチを通過することが可能となる。したがって、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出されたレーザ光の位相整合条件が満たされているため、波長変換素子３０における変換効率が高くなる。これにより、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出されＢＰＦ２０を通過することにより異なった波長（λ１〜λ５）のレーザ光を１つの波長変換素子３０に入射させても、出力強度が低下することなく、所定の波長のレーザ光に変換されることが可能となる。
また、波長変換素子３０から複数種の波長のレーザ光が射出されるため、レーザ光同士の干渉性が低下するので、シンチレーションを低減させることが可能となる。
【００４９】
また、ＢＰＦ２０は、光源１０と波長変換素子３０との間の光路上に配置されているため、所望の波長のレーザ光を波長変換素子３０に入射させることができるので、波長変換素子３０における変換効率を向上させることが可能となる。
また、波長変換素子３０の入射端面３０ａは、エミッタ１０ａ〜１０ｅから射出されたレーザ光の中心軸Ｏに垂直な面に対して傾斜しているため、間隔Ｋ１に比べて間隔Ｋ２を狭くすることができる。これにより、隣接するエミッタ１０ａ〜１０ｅの間隔を広げても、波長変換素子３０から射出されるレーザ光同士を近接させることができる。したがって、例えば、後段に配置された光学素子の照明領域を効果的に限定しつつ、エミッタ１０ａ〜１０ｅを効率的に冷却することが可能となる。
さらに、光路変換部３１により、波長変換素子３０から射出される複数の光線同士の間隔Ｋ２が狭くなるため、例えば、波長変換素子３０の後段に配置された光学素子を小型にすることが可能となる。
【００５０】
また、光路変換部３１が波長変換素子３０の入射端面３０ａとなっており、平行変換部３２が波長変換素子３０の射出端面３０ｂとなっている。すなわち、光路変換部３１及び平行変換部３２が波長変換素子３０と一体的に形成されているため、別部材を設けて光路を変換する場合に比べて、装置全体の小型化を図ることが可能となる。また、別部材を設ける場合に比べて、空気との界面を減らすことができるので、光の損失を抑えることが可能となる。
また、波長変換素子３０の射出側の平行変換部３２により、波長変換素子３０から所望の方向にレーザ光を射出させることが可能となる。
さらに、平行変換部３２により、波長変換素子３０から射出される複数の光線が、複数のエミッタ１０ａ〜１０ｅから射出され波長変換素子３０に入射する複数の光線と略平行となる。これにより、例えば、波長変換素子３０の後段に配置された光学素子を均一に照明することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施形態では、ＩＢＳ法により膜厚を異ならせたが、これに限るものではない。例えば、図５に示すように、膨張率の異なる二つの膜２５ａ，２５ｂを積層することによって形成されたＢＰＦ２５を用いても良い。ここで、膜２５ａの熱膨張率をｌ１とし、膜２５ｂの熱膨張率をｌ２とすると、ｌ１＞ｌ２である。このように膨張率の異なる膜２５ａ，２５ｂが形成されているため、ＢＰＦ２５を透過するレーザ光の熱により、図６に示すように、熱膨張率の差によって反りが生じる。これにより、所望の波長が選択されるように、ＢＰＦ２５の反りを調整することで、入射するレーザ光の位置ごとに選択波長を異ならせることが可能となる。
【００５２】
また、熱膨張により反りを発生させたが、物理的に変形させて反らせても良い。すなわち、図７に示すように、ＢＰＦ２６の片側の端部２６ａを固定し、端部２６ａと反対の端部２６ｂを冶具２７により、矢印Ｅに示す方向に機械的強度を加えることにより、反らせても良い。
また、レーザ光源装置１として外部共振器ミラー４０を備えた構成を例に挙げて説明したが、外部共振器ミラー４０を備えていない構成であっても良い。
【００５３】
［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８を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態の図面において、上述した第１実施形態に係るレーザ光源装置１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。
本実施形態に係るレーザ光源装置５０では、第１，第２光源５１，５２、第１，第２波長変換素子５５，５６の形状及びＢＰＦ５７の配置において第１実施形態と異なる。その他の構成においては第１実施形態と同様である。
【００５４】
レーザ光源装置５０は、図８に示すように、第１光源（光源）５１と、第２光源（光源）５２と、第１波長変換素子（波長変換素子）５５と、第２波長変換素子（波長変換素子）５６とを備えている。
第１光源５１は、一方向に配列され、レーザ光を発する３つのエミッタ（発光部）５１ａ〜５１ｃを備えており、エミッタ５１ａ〜５１ｃから射出された光のピーク波長は一致している。
第１波長変換素子５５は、エミッタ５１ａ〜５１ｃから射出されたレーザ光が入射する入射端面５５ａを有している。第１波長変換素子５５の入射端面５５ａは、エミッタ５１ａ〜５１ｅから射出されたレーザ光の中心軸Ｏに垂直な面に対して傾斜しており、光路変換部になっている。
また、第１波長変換素子５５の射出端面５５ｂは、エミッタ５１ａ〜５１ｃから射出され第１波長変換素子５５の内部を進行したレーザ光の中心軸Ｏに垂直な面に対して傾斜している。すなわち、入射端面５５ａと射出端面５５ｂとが同一方向に傾斜しており、第１波長変換素子５５は、平行四辺形状となっている。この射出端面５５ｂにより、第１波長変換素子５５から射出されるレーザ光は屈折し、第１波長変換素子５５に入射する複数の光線と略平行となる。
【００５５】
次に、第２光源５２及び第２波長変換素子５６について説明する。
第２光源５２は、エミッタ（発光部）５２ａ〜５２ｃを有している。また、第２光源５２及び第２波長変換素子５６は、第１光源５１及び第１波長変換素子５５と、第１波長変換素子５５の下面５５ｃを基準に対称的な配置及び形状となっている。
【００５６】
ＢＰＦ５７は、第１波長変換素子５５の射出端面５５ｂ及び波長変換素子５６の射出端面５６ｂから射出されたレーザ光の光路上に共通に設けられている。
ＢＰＦ５７は、エミッタ５１ａ〜５１ｃ，エミッタ５２ａ〜５２ｃから射出され第１，第２波長変換素子５５，５６を通過した光ごとに選択波長を異ならせる。
また、エミッタ５１ａ〜５１ｃから射出されＢＰＦ５７を通過するレーザ光と、エミッタ５２ａ〜５２ｃから射出されＢＰＦ５７を通過するレーザ光とは対称的である点以外は同様であるため、エミッタ５１ａ〜５１ｃから射出されＢＰＦ５７を通過するレーザ光についてのみ説明する。
第１光源５１のエミッタ５１ａ〜５１ｃから射出されたレーザ光は、ＢＰＦ５７を通過することにより、一端部５１ｄ側のエミッタ５１ａから射出されたレーザ光の波長が最も短く、一端部５１ｄ側と反対の他端部５１ｅ側のエミッタ５１ｃから射出されたレーザ光の波長が最も長くなる。すなわち、エミッタ５１ａ〜５１ｃから射出されＢＰＦ５７を通過したレーザ光のピーク波長をλ１，λ２，λ３とすると、ピーク波長の関係は、ピーク波長λ１が最も小さく、ピーク波長λ２、λ３の順に大きくなっている（λ１＜λ２＜λ３）。
【００５７】
第２光源５２のエミッタ５２ａ〜５２ｃから射出された光も同様に、ＢＰＦ５７を通過することにより、一端部５２ｄ側のエミッタ５２ａから射出されたレーザ光の波長が最も短く、一端部５２ｄ側と反対の他端部５２ｅ側のエミッタ５２ｃから射出されたレーザ光の波長が最も長くなる。すなわち、エミッタ５２ａ〜５２ｃから射出されたレーザ光のピーク波長をλ１，λ２，λ３とすると、エミッタ５１ａ〜５１ｃと同様に、ピーク波長λ１が最も小さく、ピーク波長λ２、λ３の順に大きくなっている（λ１＜λ２＜λ３）。
【００５８】
また、第１，第２波長変換素子５５，５６も、波長変換素子３０と同様に、最も短い波長の光が通過する分極反転のピッチの方が、最も長い波長の光に比べて短くなるように形成されている。すなわち、エミッタ５１ａ，５２ａから射出されたレーザ光ほど、分極反転方向と略同一方向に進行するため、エミッタ５１ａ，５２ａから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰａとし、エミッタ５１ｂ，５２ｂから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰｂとし、エミッタ５１ｃ，５２ｃから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰｃとすると、ピッチＰａが最も短く、ピッチＰｂ，ピッチＰｃの順に長くなる（Ｐａ＜Ｐｂ＜Ｐｃ）。
【００５９】
本実施形態に係るレーザ光源装置５０では、第１，第２波長変換素子５５，５６の分極反転構造及び入射端面５５ａ，５６ａの形状により、エミッタ５１ａ，５２ａから射出され、ＢＰＦ５７によって短い波長が選択されたレーザ光ほど、分極反転のピッチＰａが短い光路を進行する。これにより、複数のエミッタ５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃから射出されたレーザ光は、波長に応じた分極反転ピッチを通過することが可能となる。したがって、エミッタ５１ａ〜５１ｃ，エミッタ５２ａ〜５２ｂから射出されたレーザ光の位相整合条件が満たされているため、第１波長変換素子５５における変換効率が高くなる。
また、第１波長変換素子５５から複数種の波長のレーザ光が射出されるため、レーザ光同士の干渉性が低下するので、シンチレーションを低減させることが可能となる。
なお、第１実施形態においても、本実施形態のように、波長変換素子３０の射出端面３０ｂ側にＢＰＦ２０を配置しても良い。
【００６０】
［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９を参照して説明する。
本実施形態に係るレーザ光源装置６０では、光路変換部及び他の光路変換部が回折型の光学素子である点、ＢＰＦ６２から射出される光の波長の長さの配列、波長変換素子６３の分極反転構造において、第１実施形態と異なる。その他の構成においては第１実施形態と同様である。
【００６１】
光源６１は、図９に示すように、レーザ光を射出する５つのエミッタ（発光部）６１ａ〜６１ｅを備えている。エミッタ６１ａ〜６１ｅから射出される光のピーク波長（出力波長）は一致している。
ＢＰＦ６２は、エミッタ６１ａ〜６１ｅから射出された光ごとに選択波長を異ならせる。具体的には、光源６１から射出されたレーザ光は、ＢＰＦ６２を通過することにより、光源６１の中央に配置されたエミッタ６１ｃから射出されたレーザ光の波長λ１が最も短くなる。そして、光源６１のエミッタ６１ｃから外側に向かうエミッタから射出される光、すなわち、エミッタ６１ｂ，６１ｄから射出されるレーザ光の波長λ２が次に短く、さらに外側に配置されたエミッタ６１ａ，６１ｅから射出されるレーザ光の波長λ３が最も長くなる（λ１＜λ２＜λ３）。
波長変換素子６３の分極反転構造は、第１実施形態と異なり、分極反転方向が光源６１から射出されたレーザ光の中心軸Ｏと略同一である。
【００６２】
光路変換部及び他の光路変換部として、本実施形態では、フレネルゾーンプレートを用いる。入射側，射出側フレネルゾーンプレート６６，６７は、回折型の光学素子であり、波長変換素子６３の入射端面６３ａ側，射出端面６３ｂ側に間隔をあけてそれぞれ設けられている。なお、入射側，射出側フレネルゾーンプレート６６，６７を波長変換素子６３の入射端面６３ａ，射出端面６３ｂにそれぞれ接触させて配置しても良い。
【００６３】
エミッタ６１ｃから射出されたレーザ光は、光源６１のエミッタ６１ｃから射出されたレーザ光の中心軸Ｏと、入射側フレネルゾーンプレート６６の光軸Ｏ１とが略一致しているため、屈折せずに入射側フレネルゾーンプレート６６、波長変換素子６３を通過する。
また、入射側フレネルゾーンプレート６６は、最も波長の長い光の光路を最も大きく変換し、最も波長の短い光の光路を最も小さく変換する。すなわち、入射側フレネルゾーンプレート６６を通過することにより、エミッタ６１ｂ，６１ｄから射出されるレーザ光の回折に比べて、エミッタ６１ａ，６１ｅから射出されるレーザ光は大きく回折される。したがって、エミッタ６１ｂ，６１ｄから射出されたレーザ光に比べて、エミッタ６１ａ，６１ｅから射出されたレーザ光は、分極反転方向とより大きな角度をなして進行する。
これにより、エミッタ６１ｃから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰ１とし、エミッタ６１ｂ，６１ｄから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰ２とし、エミッタ６１ａ，６１ｅから射出されたレーザ光が通過する分極反転ピッチをＰ３とすると、分極反転ピッチＰ１が最も短く、分極反転ピッチＰ２、分極反転ピッチＰ３の順に長くなる（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３）。
【００６４】
また、入射側フレネルゾーンプレート６６により、波長変換素子６３の射出端面６３ｂから射出された隣接する光線同士の間隔Ｋ２が、エミッタ６１ａ〜６１ｅから射出され入射側フレネルゾーンプレート６６に入射する隣接する光線同士の間隔Ｋ１に比べて狭くなる。
また、波長変換素子６３の射出端面６３ｂ側に、射出側フレネルゾーンプレート６７が設けられている。この射出側フレネルゾーンプレート６７により、波長変換素子６３から射出されたレーザ光は回折され、入射側フレネルゾーンプレート６６に入射する光と略平行となる。
【００６５】
本実施形態に係るレーザ光源装置６０では、第１実施形態のレーザ光源装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のレーザ光源装置６０では、ＢＰＦ６２及び入射側フレネルゾーンプレート６６により、光源６１のエミッタ６１ａ〜６１ｅから射出されたレーザ光を波長変換素子６３の中央部に向かってまとめることができる。したがって、例えば、波長変換素子６３の後段側に配置された光学素子を小型にすることができる。
【００６６】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について、図１０を参照して説明する。
本実施形態に係るレーザ光源装置７０では、ＢＰＦ７２の形状、回折型の光学素子の形状において、第３実施形態と異なる。その他の構成においては第３実施形態と同様である。
【００６７】
光源７１は、図１０に示すように、レーザ光を射出する３つのエミッタ（発光部）７１ａ〜７１ｃを備えている。エミッタ７１ａ〜７１ｃから射出される光のピーク波長（出力波長）は一致している。
ＢＰＦ７２は、図６と同様に反った形状となっており、反りを調整することにより、エミッタ７１ａ〜７１ｃから射出された光ごとに選択波長を異ならせる。具体的には、光源７１から射出されたレーザ光は、ＢＰＦ７２を通過することにより、光源７１の一端部７１ｄ側に配置されたエミッタ７１ａから射出されたレーザ光の波長λ１が最も短く、エミッタ７１ｂ、エミッタ７１ｃの順に射出されたレーザ光の波長λ２，λ３が長くなっている（λ１＜λ２＜λ３）。
なお、ＢＰＦ７２の形状は、これに限るものではなく、第３実施形態と同様に直線的な形状であっても良い。
【００６８】
光路変換部及び他の光路変換部として、本実施形態では、ブレーズ型のグレーティングを用いる。入射側，射出側グレーティング７６，７７は、回折型の光学素子であり、第３実施形態と同様の分極反転構造を有する波長変換素子６３の入射端面６３ａ，射出端面６３ｂに接触してそれぞれ設けられている。なお、入射側，射出側グレーティング７６，７７を波長変換素子６３の入射端面６３ａ，射出端面６３ｂにそれぞれ間隔をあけて配置しても良い。
【００６９】
また、第３実施形態と同様に、入射側グレーティング７６は、最も長い波長の光の光路を最も大きく変換し、最も短い波長の光の光路を最も小さく変換する。すなわち、入射側，射出側グレーティング７６，７７を通過することにより、エミッタ７１ｃから射出されるレーザ光の回折角が最も大きく、エミッタ７１ｂ，７１ａの順に射出されるレーザ光の回折角が小さくなる。すなわち、入射側グレーティング７６を通過することにより、エミッタ７１ｃから射出されたレーザ光が最も分極反転方向と大きな角度をなして進行し、エミッタ７１ｂ，７１ａの順に、分極反転方向となす角度は小さくなる。
これにより、エミッタ７１ａから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰ１とし、エミッタ７１ｂから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰ２とし、エミッタ７１ｃから射出されたレーザ光が通過する分極反転ピッチをＰ３とすると、分極反転ピッチＰ１が最も短く、分極反転ピッチＰ２、分極反転ピッチＰ３の順に長くなる（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３）。
【００７０】
また、入射側グレーティング７６により、波長変換素子６３の射出端面６３ｂから射出された隣接する光線同士の間隔Ｋ２が、エミッタ７１ａ〜７１ｃから射出され入射側グレーティング７６に入射する隣接する光線同士の間隔Ｋ１に比べて狭くなる。
また、波長変換素子６３の射出端面６３ｂ側に、射出側グレーティング７７が設けられている。この射出側グレーティング７７により、波長変換素子６３から射出されるレーザ光は回折し、入射側グレーティング７６に入射する光と略平行となる。
【００７１】
本実施形態に係るレーザ光源装置７０では、第１実施形態のレーザ光源装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のレーザ光源装置７０では、入射側グレーティング７６を備えることにより、簡易な構成で、光源７１から射出されたレーザ光の光路を所望の方向に変換することが可能となる。また、射出側グレーティング７７を備えることにより、簡易な構成で、波長変換素子６３から射出されたレーザ光を略平行光に変換することが可能となる。
【００７２】
［第５実施形態］
次に、本発明に係る第５実施形態について、図１１を参照して説明する。
本実施形態に係るレーザ光源装置８０では、光路変換部及び他の光路変換部が屈折
型の光学素子である点において、第３実施形態と異なる。その他の構成においては第１実施形態と同様である。
【００７３】
光源８１は、図１１に示すように、レーザ光を射出する３つのエミッタ（発光部）８１ａ〜８１ｃを備えている。エミッタ８１ａ〜８１ｃから射出される光のピーク波長（出力波長）は一致している。
ＢＰＦ８２は、第３実施形態と同様に、光源８１から射出されたレーザ光は、ＢＰＦ８２を通過することにより、光源８１の中央に配置されたエミッタ８１ｂから射出されたレーザ光の波長λ１が最も短くなる。すなわち、一端部８１ｄ側に配置されたエミッタ８１ａ及び一端部８１ｄの反対側の他端部８１ｅ側に配置されたエミッタ８１ｃから射出されたレーザ光の波長λ２が、波長λ１より長くなる（λ１＜λ２）。
【００７４】
光路変換部及び他の光路変換部として、本実施形態では、屈折型のレンズを用いる。入射側，射出側レンズ８６，８７は、屈折型の光学素子であり、第３実施形態と同様の分極反転構造を有する波長変換素子６３の入射端面６３ａ側，射出端面６３ｂ側に間隔をあけてそれぞれ設けられている。なお、入射側，射出側レンズ８６，８７を波長変換素子６３の入射端面６３ａ，射出端面６３ｂにそれぞれ接触させて配置しても良い。
入射側レンズ８６は、ＢＰＦ８２側に凸面を有する凸レンズであり、射出側レンズ８７は、外部共振器ミラー４０側に凹面を有する凹レンズである。
【００７５】
光源８１のエミッタ８１ｂから射出されたレーザ光の中心軸Ｏと、入射側レンズ８６の光軸Ｏ１とが一致しているため、エミッタ８１ｂから射出されたレーザ光は屈折せずに入射側レンズ８６、波長変換素子６３を通過する。
光源８１のエミッタ８１ａ，８１ｃから射出されたレーザ光は、入射側レンズ８６において屈折し、波長変換素子６３の分極反転方向と角度をなして進行する。
これにより、エミッタ８１ｂから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰ１とし、エミッタ８１ａ，８１ｃから射出されたレーザ光が通過する分極反転のピッチをＰ２とすると、分極反転ピッチＰ２に比べて分極反転ピッチＰ１が短くなる。（Ｐ１＜Ｐ２）。
【００７６】
また、入射側レンズ８６により、波長変換素子６３の射出端面６３ｂから射出された隣接する光線同士の間隔Ｋ２が、エミッタ８１ａ〜８１ｃから射出され入射側レンズ８６に入射する隣接する光線同士の間隔Ｋ１に比べて狭くなる。
また、波長変換素子６３の射出端面６３ｂ側に、射出側レンズ８７が設けられている。この射出側レンズ８７により、波長変換素子６３から射出されるレーザ光は回折し、光源８１から射出されたレーザ光と略平行となる。
【００７７】
本実施形態に係るレーザ光源装置８０では、第１実施形態のレーザ光源装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のレーザ光源装置８０では、入射側レンズ８６を備えることにより、簡易な構成で、光源８１から射出されたレーザ光の光路を所望の方向に変換することが可能となる。また、射出側レンズ８７を備えることにより、簡易な構成で、波長変換素子６３から射出されたレーザ光を略平行光に変換することが可能となる。
【００７８】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について図１２を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１〜第５実施形態のレーザ光源装置を備えるプロジェクタについて説明する。図１２は本実施形態のプロジェクタの概略構成図である。
なお、本実施形態では、第１実施形態のレーザ光源装置１を用いたプロジェクタについて説明するが、第２〜第５実施形態のレーザ光源装置（変形例を含む）５０，６０，７０，８０を用いても良い。
【００７９】
本実施形態のプロジェクタ（画像表示装置）１００は、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ射出する赤色レーザ光源装置１Ｒ，緑色レーザ光源装置１Ｇ、青色レーザ光源装置１Ｂを備えており、これら光源装置が上記第１実施形態の光源装置１である。
プロジェクタ１００は、レーザ光源装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから射出された各色光をそれぞれ変調する透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置、画像形成装置）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射レンズ１０７に導くクロスダイクロイックプリズム（色合成手段）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（投射手段）１０７と、を備えている。
【００８０】
さらに、プロジェクタ１００は、レーザ光源装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ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の均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを備えており、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。本実施形態では、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ、１０２Ｂは、例えばホログラム１０２ａとフィールドレンズ１０２ｂによって構成されている。
【００８１】
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、合成された光は投射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。
【００８２】
本実施形態のプロジェクタ１００においては、赤色レーザ光源装置１Ｒ，緑色レーザ光源装置１Ｇ，青色レーザ光源装置１Ｂとして上記第１実施形態のレーザ光源装置１が用いられているので、小型、安価で明るい画像表示が可能なプロジェクタを実現することができる。
【００８３】
なお、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、反射型のライトバルブを用いても良いし、液晶以外の光変調装置を用いても良い。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すればよい。
【００８４】
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について図１３を参照して説明する。
本実施形態では、走査型の画像表示装置について説明する。図１３は本実施形態の画像表示装置の概略構成図である。
【００８５】
本実施形態の画像表示装置２００は、図１３に示すように、上記第１実施形態のレーザ光源装置１と、レーザ光源装置１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、画像形成装置）２０２と、レーザ光源装置１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。レーザ光源装置１から射出された光は、ＭＥＭＳミラー２０２の駆動によってスクリーン２１０上を水平方向、垂直方向に走査される。カラー画像を表示する場合は、例えばレーザダイオード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。
なお、本実施形態では、第１実施形態のレーザ光源装置１を用いた画像表示装置２００について説明したが、第２〜第５実施形態のレーザ光源装置（変形例を含む）５０，６０，７０，８０を用いても良い。
【００８６】
［第５実施形態］
以下、上記実施形態のレーザ光源装置１を応用したモニタ装置３００の構成例について図１４を用いて説明する。
図１４は、本実施形態のモニタ装置の概略構成図である。
本実施形態のモニタ装置３００は、図１４に示すように、装置本体３１０と、光伝送部３２０と、を備える。装置本体３１０は、上述の第１実施形態のレーザ光源装置１を備えている。
【００８７】
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を備えている。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あり、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１が設置され、その出射側には拡散板３２３が設置されている。レーザ光源装置１から射出されたレーザ光は、ライトガイド３２１を通じて光伝送部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。
【００８８】
光伝送部３２０の先端には、結像レンズ３２４が設けられており、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。受けた反射光は、受け側のライトガイド３２２を通じて装置本体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、レーザ光源装置１から射出されたレーザ光で被写体を照射して得られた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。
【００８９】
本実施形態のモニタ装置３００によれば、上記第１実施形態のレーザ光源装置１が用いられているので、小型、安価で鮮明な撮像が可能なモニタ装置を実現することができる。
なお、本実施形態では、第１実施形態のレーザ光源装置１を用いた画像表示装置２００について説明したが、第２〜第５実施形態のレーザ光源装置（変形例を含む）５０，６０，７０，８０を用いても良い。
【００９０】
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、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。
また、光路変換部及び他の光路変換部のうち、一方が波長変換素子と別体に設けられた屈折型、回折型光学素子であり、他方が波長変換素子に一体的に形成されていても良い。
また、複数のエミッタから射出された光のうち、屈折（回折）させる必要がない光の光路上には、光路変換部及び他の光路変換部が設けられていなくても良い。
さらに、波長変換素子の射出側には必ずしも他の光路変換部が設けられていなくても良い。
また、射出される光のピーク波長が一致している複数の発光部とＢＰＦとを用いて、波長変換素子に異なる波長の光を入射させたが、出力波長の異なる複数の発光部を有する光源を備えて、ＢＰＦを用いなくても良い。また、発光部から射出される光の波長分布が十分狭い場合はＢＰＦを用いなくても良い。
また、上記各実施形態では、光源部と、波長変換素子と、外部共振器ミラーとを備えたレーザ光源装置を例に挙げて説明したが、これに限るものではない。例えば、内部共振器を備えている場合は、外部共振器ミラーを備えていなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【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要部断面図である。
【図２】図１の波長選択素子の製造方法を示す説明図である。
【図３】図１の波長選択素子の製造方法を示す説明図である。
【図４】波長変換素子の内部を通過するレーザ光の光路を示す図である。
【図５】波長選択素子の変形例を示す平面図である。
【図６】波長選択素子の変形例を示す平面図である。
【図７】波長選択素子の変形例を示す平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るレーザ光源装置を示す要部断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るレーザ光源装置を示す要部断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るレーザ光源装置を示す要部断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係るレーザ光源装置を示す要部断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る画像表示装置を示す要部断面図である。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る画像表示装置を示す要部断面図である。
【図１４】本発明の第８実施形態に係るモニタ装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１，５０，６０，７０，８０…レーザ光源装置、１０，６１，７１，８１…光源、１０ａ〜１０ｅ、５１ａ〜５１ｃ、５２ａ〜５２ｃ、６１ａ〜６１ｅ、７１ａ〜７１ｃ、８１ａ〜８１ｃ…エミッタ（発光部）、３０，５５，６３…波長変換素子、３１…光路変換部、３２…平行変換部（他の光路変換部）、４０…外部共振器ミラー、５１…第１光源（光源）、５２…第２光源（光源）、５５…第１波長変換素子（波長変換素子）、５６…第２波長変換素子（波長変換素子）、６６…入射側フレネルゾーンプレート（光学素子）、６７…射出側フレネルゾーンプレート（光学素子）、７６…入射側グレーティング（光学素子）、７７…射出側グレーティング（光学素子）、８６…入射側レンズ（光学素子）、８７…射出側レンズ（光学素子）、１００…プロジェクタ（画像表示装置）、２００…画像表示装置、３００…モニタ装置
【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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