JP2009200284A - レーザ光源装置、画像表示装置及びモニタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高出力化を実現することが可能なレーザ光源装置、画像表示装置及びモニタ装置を提供すること。
【解決手段】基本波長の光を射出する光源と、基本波長の光の少なくとも一部を所定の変換波長のレーザ光に変換する波長変換素子１６と、該波長変換素子１６の射出端面１６ｂに設けられ所定の変換波長の光を透過させ、基本波長の光を反射させる反射部１８と、光源から射出された基本波長の光を波長変換素子１６に向かって反射させるとともに、反射部１８において反射された基本波長の光の光路を光源に戻すように調整する光路調整素子１３とを備えることを特徴とするレーザ光源装置。
【選択図】図１

Description

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。

従来から、プロジェクタ等の光学装置用の照明光源として高圧水銀ランプが多用されてきたが、色再現性、瞬時点灯が難しい、寿命が短い等の課題がある。そこで、この分野において、これらの課題を解決するためにレーザ光源装置の開発が進められている。特に外部共振器構造を持つレーザ光源装置は、外部共振器の使用により特定の波長の光が強められ、高出力が得られるものである。また、例えば赤外レーザ光などの基本波長の光を発振させた後、第２高調波発生素子（Second Harmonic Generator,以下、ＳＨＧと略記する）等の波長変換素子を用いて、赤外レーザ光を１／２の波長の可視光に変換する技術が用いられる（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の第２次高調波発生装置は、非線形光学材料からなるドメイン反転型構造の射出端面に曲率を有する凸面を形成し、この凸面にミラー構造を設けている。そして、非線形光学材料を傾けることにより、非線形光学材料を進行する光の共振長を変化させ、緑色光や青色光の第２次高調波光を発生させることができる。
特開平６−１３２５９５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の第２次高調波発生装置では、非線形光学材料の射出端面に曲率を有する凸面を形成する加工が必要となり、コストが高くなってしまう。また、一方向に曲率を有する凸面では、許容できる角度ズレが１軸しかないため、他の１つの角度軸については非線形光学材料を精度良く配置する必要がある。これにより、組み立て工数の増大を招いてしまう。
また、非線形光学結晶は波長整合を温度で制御する場合がある。この場合、所定の放熱量に設計されたヒータを備えたヒートスプレッダー上に波長変換素子を配置する。このとき、光源とミラー構造との面合わせを行うために非線形光学結晶の角度調整を行った場合、波長変換素子とヒートスプレッダー表面との隙間が増え、その隙間に充填される接着剤の量が増加する。その結果、ヒートスプレッダーからの放熱量が低下し、レーザ発振時にレーザの吸収により非線形光学結晶の整合温度よりも高温になってしまい、非線形光学結晶は位相整合条件から外れてしまう。これにより、射出されるレーザ光の強度が低下してしまう。

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、高出力化を実現することが可能なレーザ光源装置、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。

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、基本波長の光を射出する光源と、前記基本波長の光の少なくとも一部を所定の変換波長の光に変換する波長変換素子と、該波長変換素子の射出端面に設けられ前記所定の変換波長の光を透過させ、前記基本波長の光を反射させる反射部と、前記光源から射出された基本波長の光を前記波長変換素子に向かって反射させるとともに、前記反射部において反射された前記基本波長の光の光路を前記光源に戻すように調整する光路調整素子とを備えることを特徴とする。

本発明に係るレーザ光源装置では、光源から射出された基本波長の光は、光路調整素子を介して波長変換素子に入射する。波長変換素子に入射された光のうち所定の変換波長に変換された光は、波長変換素子の射出端面に設けられた反射部を透過し、所定の変換波長に変換されなかった基本波長の光は、反射部において反射される。反射部において反射された基本波長の光は、再び波長変換素子に入射される。そして、波長変換素子を通過することによって所定の変換波長に変換されなかった基本波長の光の光路は光路調整素子により調整される。
ここで、光路調整素子を調整することで、反射部において反射された基本波長の光を光源に正確に戻すことが可能となる。すなわち、光源と反射部とが共振可能な角度となっていない場合でも、光路調整素子を角度調整することにより、光源から射出された光を光源と反射部との間で共振させることが可能となる。したがって、波長変換素子の配置精度が不要となるため、簡易な組み立てにより高出力なレーザ光を射出させることが可能となる。

また、波長変換素子を温度制御する場合でも、波長変換素子を動かさずに、光源と反射部との位置合わせができる。これにより、波長変換素子とヒートスプレッダーとの隙間量は設計値から変化しないため、所定の放熱量が確保される温度制御が可能となる。したがって、波長変換素子を所定の温度に保つことが可能となるため、波長変換素子における光の利用効率を向上させることが可能となる。

また、本発明のレーザ光源装置は、前記光路調整素子が、前記所定の変換波長の光を透過させて前記光源とは異なる方向に射出させることが好ましい。

本発明に係るレーザ光源装置では、光路調整素子が、所定の変換波長の光を透過させて光源とは異なる方向に射出させる。これにより、反射部において反射され、再び波長変換素子を通過することにより所定の変換波長に変換された光を光源と反射部との間の光路から取り出すことができる。したがって、光源から射出された光の利用効率を向上させることが可能となる。

また、本発明のレーザ光源装置は、前記光路調整素子の角度調整を行う角度調整機構を備えることが好ましい。

本発明に係るレーザ光源装置では、角度調整機構により、反射部において反射され、光路調整素子に入射する光の光路を調整する。これにより、反射部において反射された光を光源に正確に入射させることが可能となる。
また、角度調整機構を設けない場合は、光路調整素子を調整した後、例えば、接着剤で光路調整素子を固定する必要があるため、経年変化により接着剤が劣化し、光路調整素子の位置にも経年変化が生じる。しかしながら、本発明では、接着剤等による固定とは異なるため、経年変化による光路調整素子の位置ズレが少なくなるため、出力強度の低下を抑えることが可能となる。

また、本発明のレーザ光源装置は、溝部に前記光路調整素子を保持する保持部材を備え、前記角度調整機構は、前記溝部に設けられ前記光路調整素子を固定する固定部と、前記光路調整素子の射出端面側の前記保持部材に前記射出端面に接触して設けられ、前記射出端面から前記光路調整素子の入射端面に向かう方向に進退する第１ねじ部及び第２ねじ部と、前記光路調整素子の入射端面と前記溝部との間に設けられた弾性部材とを備えることが好ましい。

本発明に係るレーザ光源装置では、保持部材に設けられた第１，第２ねじ部を進退させることにより、保持部材に保持された光路調整素子の角度２軸を調整することが可能となる。このように、第１，第２ねじ部により、反射部において反射された光の光路が調整されることにより、光源内のミラーの面と反射部の反射面とを簡易な構成で、精度の良く位置合わせすることが可能となる。
さらに、光路調整素子の入射端面と溝部との間に弾性部材を備えることにより、光路調整素子の射出端面を第１，第２ねじ部に押し当てることができる。これにより、第１，第２ねじ部と光路調整素子との間に隙間が生じてしまうのを抑えることができる。したがって、光路調整素子と第１，第２ねじ部との接触を良好に保つことができる。

本発明のレーザ光源装置は、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、前記光源から射出された光のうち所定の選択波長の光を透過させる波長選択部を備えることが好ましい。

本発明に係るレーザ光源装置では、光源から射出された光は、波長選択部を通過することにより所定の選択波長の光が透過される。これにより、光源と反射部との間を往復する光の発振波長のスペクトルが制限されるため、所望の波長の光を安定して射出させることが可能となる。

また、本発明のレーザ光源装置は、前記波長選択部が、前記波長変換素子の入射端面に成膜されていることが好ましい。

本発明に係るレーザ光源装置では、波長選択部が、波長変換素子の入射端面に成膜されている。これにより、波長変換素子と波長選択部とが別体に設けられる場合に比べて、光源から射出された光が通過する光学部材と空気との界面を少なくすることができるため、光量の損失を抑えることが可能となる。したがって、高出力なレーザ光を射出することが可能となる。

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を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置では、レーザ光源装置より射出されたレーザ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表示面に表示される。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。

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

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。

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。

［第１実施形態］
レーザ光源装置１は、図１及び図２に示すように、基台１１と、半導体レーザ素子（光源）１２と、ダイクロイックミラー（光路調整素子）１３と、波長変換素子１６と、角度調整機構２０とを備えている。
ここで、半導体レーザ素子１２から射出されるレーザ光の射出方向をＺ軸とし、後述するエミッタ１４の配列方向をＹ軸とし、射出方向及び配列方向に直交する軸をＸ軸とする。

半導体レーザ素子１２は、図２に示すように、射出端面１２ａから、例えば、１０６５ｎｍの波長の赤外レーザ光（基本波長の光）を射出する面発光型レーザダイオードであり、平面視が円形状のエミッタ（発光部）１４がそれぞれ複数形成されている。具体的には、半導体レーザ素子１２は、Ｙ軸方向に複数のエミッタ１４を有している。
また、エミッタ１４は、図２の拡大図に示すように、ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層１２ｂ上に、活性層１２ｃが積層された構成になっている。

また、図２に示すように、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光の光路上にダイクロイックミラー１３が配置されている。このダイクロイックミラー１３は、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光が４５°の角度で反射面（入射端面）１３ａに入射するように配置されている。これにより、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光の光路は９０°変換されて射出される。
このダイクロイックミラー１３は、図１に示すように、溝部３１ａ，３２ａを有する第１，第２保持部（保持部材）３１，３２に保持されている。第１，第２保持部３１，３２は、ダイクロイックミラー１３のＹ軸方向の端部側に設けられており、ＸＺ平面において、角度４５°の方向に開口している。そして、溝部３１ａ，３２ａ内にダイクロイックミラー１３の端部が、ダイクロイックミラー１３と隙間３３を設けて配置されている。

波長変換素子１６は、図１に示すように、ダイクロイックミラー１３から射出されたレーザ光の光路上に配置されている。また、波長変換素子１６は、複数のエミッタ１４から射出されたレーザ光が入射端面１６ａにすべて入射するように配置されている。
波長変換素子１６としては、非線形光学素子であるＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ)が用いられ、入射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素子として機能する。
そして、図１に示すように、半導体レーザ素子１２から射出された光のうち一部の光は、波長変換素子１６を通過することによって、ほぼ半分の（５３２．５ｎｍ）の緑色のレーザ光（所定の変換波長の光）に変換される。

波長変換素子１６は、ヒートスプレッダーとして機能する温度調節基板（本実施形態では、銅製の板）２６の上面２６ａに接着固定されている。この温度調節基板２６には、波長変換素子１６の温度を調節するサーミスタ（図示略）と、ヒータ（図示略）とが設けられている。波長変換素子１６は、温度の変化に伴い内部の屈折率が変化するため、サーミスタにより波長変換素子１６の温度を検出し、検出された波長変換素子１６の温度に基づいてヒータにより、波長変換素子１６を加熱する。すなわち、温度調節基板２６により、波長変換素子１６を適温に調整することで膨張させ、波長整合させる。これにより、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光を所定の変換波長の高調波レーザ光に効率良く変換することが可能となる。

また、波長変換素子１６の射出端面１６ｂには、共振器ミラーとして機能する反射膜（反射部）１８が形成されている。反射膜１８は、波長変換素子１６において半分の波長に変換された光を選択的に透過するとともに、それ以外の光を反射する機能を有する。すなわち、反射膜１８により、波長変換素子１６において半分の波長に変換されなかった光は半導体レーザ素子１２の方へ戻される。本実施形態において、反射膜１８は、図２に示すように、波長変換素子１６から射出された光のうち、波長変換素子１６によって所定の変換波長に変換されなかった光（赤外光：基本波長の光）を選択的に約８０％以上の高効率で反射し、所定の変換波長に変換された光を約８０％以上透過する。すなわち、半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂと、反射膜１８との間で、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光が共振することにより、所定の変換波長のレーザ光を増幅させる。
また、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光は、サーマルレンズ効果により集光される。そして、反射膜１８は、集光されたレーザ光のビームウエスト部に位置するように配置されている。これにより、波長変換素子１６における変換効率を向上させることが可能となる。

さらに、ダイクロイックミラー１３は、反射膜１８で反射されたレーザ光（基本波長の光）の光路を調整する。具体的には、反射膜１８で反射されたレーザ光のうち、再び波長変換素子１６を通過することにより、所定の変換波長の光に変換されたレーザ光を透過させ半導体レーザ素子１２とは異なる方向に射出させる。一方、所定の変換波長に変換されなかったレーザ光を半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂに戻すものである。

角度調整機構２０は、図１に示すように、固定部２１と、第１ねじ部２２と、第２ねじ部２３と、バネ（弾性部材）２４，２５とを備えており、ダイクロイックミラー１３の角度を調整し、反射膜１８において反射され波長変換素子１６から射出されたレーザ光が半導体レーザ素子１２に向かって射出される光路を調整するものである。
固定部２１は、図３に示すように、第２保持部３２の溝部３２ａに設けられている。具体的には、固定部２１は、ダイクロイックミラー１３の射出端面１３ｂと接触している。この固定部２１により、ダイクロイックミラー１３を安定して保持することが可能となる。さらに、溝部３２ａには、他の固定部２７が設けられており、この他の固定部２７は、ダイクロイックミラー１３の底面１３ｃと接触している。

第１ねじ部２２は、図１に示すように、ダイクロイックミラー１３の射出端面１３ｂ側の第１保持部３１に設けられており、ダイクロイックミラー１３の角部１３ｄに接触している。また、第２ねじ２３部は、ダイクロイックミラー１３の射出端面１３ｂ側の第２保持部３２に設けられており、ダイクロイックミラー１３の角部１３ｄと対角の位置の角部１３ｅに接触している。すなわち、第１，第２ねじ部２２，２３は、図１及び図４に示すように、ダイクロイックミラー１３の射出端面１３ｂの対角の位置に配置されている。
そして、図１に示すように、第１，第２ねじ部２２，２３を回転し、第１ねじ部２２を長手方向（矢印Ａ方向）に進退させ、第２ねじ部２３を長手方向（矢印Ｂ方向）に進退させる。そして、溝部３１ａ，３２ａ内に突出される第１，第２ねじ部２２，２３の長さを変化させる。これによって、ダイクロイックミラー１３の幅方向の軸Ｐ１及び長さ方向の軸Ｐ２まわりの角度が変化する。このようにして、ダイクロイックミラー１３の２軸の角度調整を行うことにより、ダイクロイックミラー１３において反射されたレーザ光の光路が調整され、それぞれ対応した半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂに入射される。

また、ダイクロイックミラー１３の入射端面１３ａと溝部３１ａ，３２ａとの隙間３３には、図３に示すように、それぞれバネ２４，２５が設けられている。このバネ２４，２５は、ダイクロイックミラー１３の入射端面１３ａから射出端面１３ｂに向かう方向に付勢されているため、バネ２４，２５の付勢力によりダイクロイックミラー１３を第１，第２ねじ部２２，２３に押し当てている。

以上より、本実施形態に係るレーザ光源装置１では、ダイクロイックミラー１３を軸Ｐ１，Ｐ２まわりに角度調整することで、反射膜１８において反射された基本波長のレーザ光の光路が調整され、レーザ光を半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂに正確に戻すことが可能となる。すなわち、半導体レーザ素子１２と反射膜１８とが共振可能な角度となっていない場合でも、ダイクロイックミラー１３の角度を調整することにより、レーザ光の入射位置と半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂとの位置合わせが行われる。これにより、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光を半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂと反射膜１８との間で共振させることが可能となる。しがって、波長変換素子１６の配置精度が不要となるため、簡易な組み立てにより、高出力なレーザ光を射出させることが可能となる。
また、波長変換素子１６を温度制御する場合でも、波長変換素子１６を動かさずに、ダイクロイックミラー１３を角度調整することによって、半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂと反射膜１８との位置合わせができる。これにより、波長変換素子１６とヒートスプレッダーとの隙間量は設計値から変化しないため、所定の放熱量が確保される温度制御が可能となる。したがって、波長変換素子１６を所定の温度に保つことが可能となるため、波長変換素子１６におけるレーザ光の利用効率を向上させることが可能となる。
つまり、本実施形態のレーザ光源装置１は、高出力化を実現することが可能である。

また、ダイクロイックミラー１３は、所定の変換波長のレーザ光を透過させる特性も有している。これにより、反射膜１８で反射され再び波長変換素子１６を通過することにより、所定の変換波長に変換されたレーザ光を半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂと反射膜１８との間の光路から取り出すことが可能となる。したがって、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光の利用効率を向上させることが可能となる。
また、角度調整機構２０により、ダイクロイックミラー１３の角度を調整することにより、反射膜１８において反射されたレーザ光を半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂに正確に入射させることが可能となる。また、第１，第２ねじ部２２，２３を進退させることにより、ダイクロイックミラー１３の角度を調整しているため、反射膜１８において反射されたレーザ光を簡易な構成で、精度の良く半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂに入射させることが可能となる。
また、バネ２４，２５を備えることにより、ダイクロイックミラー１３を第１，第２ねじ部２２，２３に押し当てることができる。これにより、第１，第２ねじ部２２，２３とダイクロイックミラー１３との間に隙間が生じてしまうのを抑えることができる。したがって、ダイクロイックミラー１３と第１，第２ねじ部２２，２３との接触を良好に保つことができるので、ダイクロイックミラー１３の角度を精度良く調整することが可能となる。

また、反射膜１８は、レーザ光のビームウエスト部に位置するように配置されている。ここで、波長変換素子１６における変換効率はエネルギー密度の２乗に比例するため、波長変換素子１６内のレーザエネルギー密度が高まり変換効率が向上する。さらに、反射膜１８を設けず、波長変換素子１６とは別体で反射ミラーを設ける場合に比べて、本実施形態では、反射膜１８と空気との界面がないため、基本波長の光の界面反射による光量の損失が減ることになる。したがって、より高出力なレーザ光を射出することが可能となる。

なお、ダイクロイックミラー１３は、波長変換素子１６の反射膜１８で反射されたレーザ光のうち、再び波長変換素子１６を通過することにより、所定の変換波長の光に変換されたレーザ光を透過させたが、この機能は必ずしも有していなくても良い。すなわち、ダイクロイックミラー１３に変えて反射させる特性のみ有する反射ミラーを用い、波長変換素子１６の反射膜１８のみにおいて所定の変換波長に変換されたレーザ光を取り出す構成であっても良い。
また、他の固定部２７は必ずしも設ける必要はないが、他の固定部２７を設けることにより、ダイクロイックミラー１３をより安定して保持することが可能となる。
また、角度調整機構２０は、固定部２１と、第１ねじ部２２と、第２ねじ部２３と、バネ２４，２５とを備えた構成にしたが、角度調整機構２０の構成はこれに限らず、反射膜１８において反射され、ダイクロイックミラー１３に入射するレーザ光の入射角度を調整する機構であれば良い。また、角度調整機構２０を備えず、製造装置が備えた図示しない調整機構によりダイクロイックミラー１３の角度調整を行った後、固定する構成であっても良い。
さらに、第１，第２ねじ部２２，２３がダイクロイックミラー１３を直接接触した構成としたが、ダイクロイックミラー１３が枠体に保持された構成で、第１，第２ねじ部２２，２３を枠体に接触させ、枠体を矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に押圧しても良い。この構成では、ダイクロイックミラー１３に第１，第２ねじ部２２，２３を直接接触させる場合に比べて、ダイクロイックミラー１３の損傷を抑えることが可能となる。
また、第１保持部３１及び第２保持部３２を別々に設けたが、一体的に構成されていても良い。また、複数のエミッタ１４を備えた構成としたが、１つのエミッタを備えた半導体レーザ素子１２を備えた構成であっても良い。

［第１実施形態の変形例１］
図１に示す第１実施形態では、角度調整機構２０を用いてダイクロイックミラー１３の角度調整を行い、反射膜１８において反射されたレーザ光を正確に半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂに入射させたが、角度調整機構２０を備えていないレーザ光源装置４０であっても良い。
レーザ光源装置４０のダイクロイックミラー１３は、図５に示すように、まず、図示しない調整機構により、ダイクロイックミラー１３の幅方向の軸Ｐ１及び長さ方向の軸Ｐ２まわりの角度を調整する。その後、第１，第２保持部３１，３２とダイクロイックミラー１３との隙間３３の少なくとも一部に接着剤４１（固定部材）を充填させることにより、ダイクロイックミラー１３を第１，第２保持部３１，３２に固定する。
この構成の場合も、ダイクロイックミラー１３の角度を調整することにより、反射膜１８において反射されたレーザ光を正確に半導体レーザ素子１２のＤＢＲ層１２ｂに入射させることができる。これにより、高出力なレーザ光を射出させることが可能となる。

［第１実施形態の変形例２］
本第１実施形態の変形例２では、図６に示すように、溝部３１ａ，３２ｂを覆うカバー部材４６を備えたレーザ光源装置であっても良い。なお、図６では、第１実施形態と構成の異なる部分のみ示し、また、第１，第２保持部３１，３２は同様の構成であるため、第２保持部３２を例に挙げて説明する。
カバー部材４６は、図６に示すように、ダイクロイックミラー１３の上面１３ｆ及び第２保持部３２の端面３２ｂ，３２ｃに接触している。具体的には、カバー部材４６は、半導体レーザ素子１２の射出端面１２ａと略平行な端面３２ｂ及びダイクロイックミラー１３の上面１３ｆと略平行な端面３２ｃに接触している。また、カバー部材４６は、第１ねじ部４７により第２保持部３２の端面３２ｂにカバー部材４６が固定され、第２ねじ部４８により第２保持部３２の端面３２ｃにカバー部材４６が固定さている。さらに、カバー部材４６は、弾性力を有しており、ダイクロイックミラー１３の上面１３ｆから他の固定部２７に向かって付勢されている。また、第１保持部３１にも同様のカバー部材４６が設けられている。
このように、カバー部材４６を設けることにより、ダイクロイックミラー１３の幅方向の位置ずれを抑えることができるため、より精度良く、ダイクロイックミラー１３の角度を調整することが可能となる。
なお、カバー部材４６の配置は、これに限るものではなく、例えば、ダイクロイックミラー１３の側面１３ｇ及び第２保持部３２の側面３２ｄに接触するカバー部材であっても良い。これにより、ダイクロイックミラー１３の長さ方向の位置ずれを抑えることができる。また、幅方向の位置ずれを抑えるカバー部材４６及び長さ方向の位置ずれを抑えるカバー部材を両方を備えた構成であっても良い。

［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７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６０では、ＢＰＦ６１を備えている点で第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。

ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、波長選択部）６１は、図７に示すように、ダイクロイックミラー１３と波長変換素子１６との間の光路上に配置されている。このＢＰＦ６１は、ダイクロイックミラー１３で反射されたレーザ光のうち所定の選択波長のレーザ光を透過させる特性を有している。
また、ＢＰＦ６１は、ダイクロイックミラー１３において反射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配置されている。これにより、ＢＰＦ６１よって所定の選択波長以外のレーザ光が半導体レーザ素子１２に戻らないようになっている。

以上より、本実施形態に係るレーザ光源装置６０では、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光は、ＢＰＦ６１を通過することにより、必要な帯域幅となる。このように、ＢＰＦ６１は、半導体レーザ素子１２と反射膜１８との間を往復するレーザ光の発振波長のスペクトルを制限されるため、ＢＰＦ６１により緑色のレーザ光が安定して出力されるようになっている。
また、ＢＰＦ６１を波長変換素子１６と一体的に形成するのではなく、別体に備えることにより、所望の選択波長のレーザ光を透過させるＢＰＦ６１を作製し易くなる。
なお、ＢＰＦ６１は必ずしも傾斜して配置しなくても良い。
また、ＢＰＦ６１をダイクロイックミラー１３と波長変換素子１６との間の光路上に配置したが、半導体レーザ素子１２とダイクロイックミラー１３との間の光路上に設けても良い。

［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８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、波長選択膜７１が波長変換素子１６の入射端面１６ａに成膜されている点において第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。

波長変換素子１６の入射端面１６ａは、図８に示すように、傾斜されており、この傾斜面に波長選択膜（波長選択部）７１が成膜されている。このように、波長変換素子１６の入射端面１６ａを傾斜させて波長選択膜７１を成膜することにより、所定の選択波長のレーザ光が透過する。また、波長変換素子１６の入射端面１６ａが傾斜しているため、所定の選択波長以外のレーザ光が半導体レーザ素子１２に戻らないようになっている。

以上より、本実施形態に係るレーザ光源装置７０では、波長選択膜７１が波長変換素子１６の入射端面１６ａに成膜されているため、波長変換素子１６と波長選択部とを別体に設ける場合に比べて、半導体レーザ素子１２から射出されたレーザ光が通過する光学部材と空気との界面を少なくすることができる。したがって、光量の損失を抑えることができるため、高出力なレーザ光を射出させることが可能となる。
なお、波長変換素子１６の入射端面１６ａは必ずしも傾斜していなくても良い。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について図９を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１〜第３実施形態のレーザ光源装置（変形例を含む）を備えるプロジェクタについて説明する。図９は本実施形態のプロジェクタの概略構成図である。

本実施形態のプロジェクタ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〜第３実施形態の光源装置（変形例を含む）４０，６０，７０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）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。

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。

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。

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〜第３実施形態のレーザ光源装置４０，６０，７０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。

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。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について図１０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１０は本実施形態の画像表示装置の概略構成図である。

本実施形態の画像表示装置２００は、図１０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）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、第２，第３実施形態のレーザ光源装置（変形例を含む）４０，６０，７０を用いても良い。

［第６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１１を用いて説明する。
図１１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１１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。

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。

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。

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、第２，第３実施形態のレーザ光源装置（変形例を含む）４０，６０，７０を用いても良い。

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。

本発明の第１実施形態に係るレーザ光源装置を示す斜視図である。 図１のレーザ光源装置を示す斜視図である。 図１のレーザ光源装置を示す平面図である。 図１のレーザ光源装置の背面図である。 本発明の第１実施形態に係るレーザ光源装置の変形例１を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るレーザ光源装置の変形例２を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るレーザ光源装置を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係るレーザ光源装置を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す要部断面図である。 本発明の第３実施形態に係る画像表示装置を示す要部断面図である。 本発明の第４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

１，４０，６０，７０…レーザ光源装置、１２…半導体レーザ素子（光源）、１３…ダイクロイックミラー（光路調整素子）、１６…波長変換素子、１８…反射膜（反射部）、２０…角度調整機構、２２…第１ねじ部、２３…第２ねじ部、３１…第１保持部、３２…第２保持部

Claims (8)

1. 基本波長の光を射出する光源と、
   前記基本波長の光の少なくとも一部を所定の変換波長の光に変換する波長変換素子と、
   該波長変換素子の射出端面に設けられ前記所定の変換波長の光を透過させ、前記基本波長の光を反射させる反射部と、
   前記光源から射出された基本波長の光を前記波長変換素子に向かって反射させるとともに、前記反射部において反射された前記基本波長の光の光路を調整する光路調整素子とを備えることを特徴とするレーザ光源装置。
2. 前記光路調整素子が、前記所定の変換波長の光を透過させて前記光源とは異なる方向に射出させることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
3. 前記光路調整素子の角度調整を行う角度調整機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ光源装置。
4. 溝部に前記光路調整素子を保持する保持部材を備え、
   前記角度調整機構は、前記溝部に設けられ前記光路調整素子を固定する固定部と、
   前記光路調整素子の射出端面側の前記保持部材に前記射出端面に接触して設けられ、前記射出端面から前記光路調整素子の入射端面に向かう方向に進退する第１ねじ部及び第２ねじ部と、
   前記光路調整素子の入射端面と前記溝部との間に設けられた弾性部材とを備えることを特徴とする請求項３に記載のレーザ光源装置。
5. 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、前記光源から射出された光のうち所定の選択波長の光を透過させる波長選択部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
6. 前記波長選択部が、前記波長変換素子の入射端面に成膜されていることを特徴とする請求項５に記載のレーザ光源装置。
7. 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を備えることを特徴とする画像表示装置。
8. 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。

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