JP2011114182A - レーザー光源装置、プロジェクター及びモニター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子同士を互いに対峙させる形態の共振器構造を有するレーザー光源において、高出力化を実現することが可能なレーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置を提供すること。
【解決手段】第１発光素子及び第２発光素子は、互いに一方の発光素子の発光部から射出された光が他方の発光素子の発光部に入射するように配置されたレーザー光源装置であって、レーザー光を射出する発光部を有する第１発光素子１２と、レーザー光を射出する発光部を有する第２発光素子１３と、第１発光素子１２が設けられる平坦面２２ａと、一部が凸状に形成された曲面２２ｃ，２２ｄと、を有する調整部材２２と、曲面２２ｃ，２２ｄに対応した凹部２３ａを有し該凹部２３ａに調整部材２２が嵌合された保持部材２３とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー光源装置、プロジェクター及びモニター装置に関する。

従来から、プロジェクター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、色再現性に制約がある、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、レーザー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ー光源装置は、外部共振ミラー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、例えば赤外レーザー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、赤外レーザー光を１／２の波長の可視光に変換する技術が用いられる。

レーザー発振器内ではレーザー光を何度も往復させ、誘導放出を連続的に起こしてレーザー光を増幅させることが必要であるが、光軸がわずかでもずれていると十分な往復ができず、レーザー発振ができない状態となってしまう。したがって、外部共振器型のレーザー光源装置において、エミッター（発光部）を含むレーザーダイオードと外部共振ミラーのアライメント（位置合わせ）は極めて重要であり、アライメント精度が悪いと十分な出力が得られない。そこで、レーザー励起媒体の熱レンズ効果によるアライメント精度の低下を抑制する方法として、外部共振ミラーの反射面を凹面とする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この文献には、レーザー励起媒体の熱レンズ効果により出力レーザー光が広がったり、偏ったりしても、レーザー光が外部共振ミラーの凹状反射面で反射することで光軸寄りに戻るため、十分な出力が得られる、と記載されている。

特開２００４−３６３４１４号公報

ところが、上記特許文献１の方法を用いてレーザー励起媒体と外部共振ミラーのアライメント精度を確保したとしても、レーザーの高出力化には自ずと限界がある。そこで、更なる高出力化を進める手法として、２個のレーザーダイオードを光学的に対峙させた外部共振器構造が検討されている。すなわち、この外部共振器構造は、共振器の両端にレーザーダイオードが配置され、２個のレーザーダイオード間でレーザー光を往復させることにより誘導放出を連続的に起こし、レーザー光を増幅させる構成となっている。この構成によれば、外部共振ミラーを備える必要がないため、コンパクトな装置を提供することが可能となる。また、外部共振ミラーを用いた場合と比べてレーザー光の増幅が大きくなることが考えられ、高出力化に好適なレーザー光源装置を実現することができる。

しかしながら、この外部共振器構造において、十分なレーザー発振を生じさせるためには２個のレーザーダイオードのエミッター同士を精密にアライメントする必要がある。すなわち、わずかでもそれぞれのレーザーダイオードから射出されたレーザー光の中心軸がずれると、十分な往復ができず、レーザー発振が起こらない状態や、正確にレーザーダイオードに戻らず光量を損失することになってしまう。このように、２個のレーザーダイオードを光学的に対峙させた外部共振器構造を有する光源装置を作成するのは困難であり、対峙されたレーザーダイオードにレーザー光が正確に戻らないため低出力化を招いてしまう。

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、発光素子同士を互いに対峙させる形態の共振器構造を有するレーザー光源において、高出力化を実現することが可能なレーザー光源装置、プロジェクター及びモニター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。
本発明のレーザー光源装置は、互いに一方の発光素子の発光部から射出された光が他方の発光素子の発光部に入射するように第１発光素子及び第２発光素子が配置されたレーザー光源装置であって、レーザー光を射出する発光部を有する第１発光素子と、レーザー光を射出する発光部を有する第２発光素子と、前記第１発光素子が設けられる平坦面と、一部が凸状に形成された曲面と、を有する調整部材と、前記曲面に対応した凹部を有し該凹部に前記調整部材が嵌合された保持部材とを備えることを特徴とする。

本発明に係るレーザー光源装置では、保持部材が調整部材の曲面に対応した凹部を有しこの凹部に調整部材が嵌合されているため、調整部材を保持部材に対して摺動させて、角度３軸の調整を行った後、保持部材に調整部材を固定する。これにより、第１半導体レーザー素子のＤＢＲ層と第２半導体レーザー素子のＤＢＲ層とが平行になるよう調整でき、第１発光素子及び第２発光素子の互いに一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光が他方の発光素子の発光部に入射させることが可能となる。
本発明の構成では、調整部材を保持部材に対して摺動させることにより、第１発光素子の角度を調整し固定する際、調整部材と保持部材との間に隙間がほとんど生じない。これにより、例えば、接着剤により調整部材と保持部材とを固定しても、経年変化による発光素子の角度変動を抑えることができる。したがって、第１発光素子の発光部から射出されたレーザー光は、第２発光素子の発光部に正確に入射するため、信頼性が高く、高出力なレーザー光を射出させることが可能となる。

また、本発明のレーザー光源装置は、前記第２発光素子が設けられた支持部材と、
前記第１発光素子と前記第２発光素子とを対向して配置させ、前記第１発光素子と前記第２発光素子との間隔を所定の間隔に保つスペース部材とを備えることが好ましい。

本発明に係るレーザー光源装置では、第１発光素子が備えられた調整部材を備えた保持部材と第２発光素子が備えられた支持部材との間にスペース部材を備えることで、第１発光素子と第２発光素子とを所定の間隔で対向させて配置することが可能となる。更に、第１発光素子のＤＢＲ層と第２発光素子のＤＢＲ層とを平行に調整しただけでは、第１発光素子及び第２発光素子の互いに一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光を他方の発光素子の発光部に十分に入射させられない場合、本発明の構成によると、スペース部材端面の面内で保持部材や支持部材の位置を調整することで、第１発光素子及び第２発光素子の互いに一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光を他方の発光素子の発光部に確実に入射させることができる。そのため、効率良く発振する位置に第１発光素子及び第２発光素子を配置することが可能となる。

また、本発明のレーザー光源装置は、前記スペース部材が、前記第１発光素子と前記第２発光素子との間隔を微調整可能であることが好ましい。
発光素子の製造ばらつきによって固体ごとに微妙に第１発光素子と第２発光素子との間隔の最適値が異なるが、本発明に係るレーザー光源装置では、スペース部材を、第１発光素子と第２発光素子とを所定の間隔保ち、さらに、その間隔を微調整可能であるため、最も効率良く発振する間隔に第１発光素子及び第２発光素子を配置することが可能となる。

また、本発明のレーザー光源装置は、入射するレーザー光の一部を前記第１発光素子及び前記第２発光素子に向かう方向とは異なる方向に射出させ、残りのレーザー光を前記第１発光素子及び前記第２発光素子に向かう方向に射出させる分離部を備えることが好ましい。

本発明に係るレーザー光源装置では、分離部を備えているため、第１発光素子と第２発光素子との間の光路からレーザー光を外部へ取り出すことができる。

また、本発明のレーザー光源装置は、前記第１発光素子及び前記第２発光素子から射出される基本波長のレーザー光がそれぞれ入射され、基本波長のレーザー光の少なくとも一部を所定の変換波長のレーザー光に変換する波長変換素子を備えることが好ましい。

本発明に係るレーザー光源装置では、第１，第２発光素子から射出された基本波長のレーザー光の少なくとも一部は、波長変換素子を通過することにより、所定の変換波長のレーザー光に変換される。このように、波長変換素子を用いることにより、例えば赤外のレーザー光を可視光のレーザー光に変換することができるため、所望の波長のレーザー光を得ることが可能となる。

また、本発明のレーザー光源装置は、前記分離部は、前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上に配置された第１分離部と、前記第２発光素子と前記波長変換素子との間の光路上に配置された第２分離部とを有し、前記第１，第２分離部は、前記所定の変換波長に変換されたレーザー光を前記第１発光素子及び前記第２発光素子とは異なる方向に射出させ、前記所定の変換波長に変換されなかったレーザー光を前記第１発光素子及び前記第２発光素子に射出させることが好ましい。

本発明に係るレーザー光源装置では、波長変換素子によって所定の変換波長に変換されたレーザー光は、第１，第２分離部により、第１，第２発光素子とは異なる方向へ射出され、所定の変換波長に変換されなかったレーザー光は、第１，第２発光素子へ射出される。このように、第１，第２分離部を備えることにより、所定の変換波長に変換されたレーザー光を効率良く取り出すことが可能となる。

本発明のプロジェクターは、上記のレーザー光源装置と、該レーザー光源装置から射出されたレーザー光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。

本発明に係るレーザープロジェクターでは、レーザー光源装置より射出された光は光変調装置に入射される。そして、レーザー光変調装置により形成された画像が、投射装置によって投射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、高出力なレーザー光を射出するため、明るく鮮明な画像を表示することが可能となる。

本発明のモニター装置は、上記のレーザー光源装置と、該レーザー光源装置から射出されたレーザー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ー装置では、レーザー光源装置より射出されたレーザー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、高出力なレーザー光を射出するため、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。

本発明の第１実施形態に係るレーザー光源装置を示す要部断面図である。 図１の第１，第２発光素子を示す平面図及び側面図である。 図１のスペース部材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ー光源装置を示す要部断面図である。 本発明の第３実施形態に係るプロジェクターを示す概略構成図である。 本発明の第４実施形態に係る走査型の画像表示装置を示す概略構成図である。 本発明の第５実施形態に係るモニター装置を示す概略構成図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るレーザー光源装置、プロジェクター及びモニター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］
レーザー光源装置１は、図１に示すように、光学系１０と、保持部２０とを備えている。
光学系１０は、第１半導体レーザー素子（第１発光素子）１２と、第２半導体レーザー素子（第２発光素子）１３と、第１ダイクロイックミラー（分離部：第１分離部）１４と、第２ダイクロイックミラー（分離部：第２分離部）１５と、波長変換素子１６と、ＢＰＦ（波長選択素子）１７とを備えている。
ここで、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されるレーザー光の射出方向をＺ軸とし、後述するエミッター１８，１９の配列方向をＸ軸とし、射出方向及び配列方向に直交する軸をＹ軸とする。

第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、図２（ａ）に示すように、射出端面１２ａ，１３ａから、例えば、１０６０ｎｍの波長の赤外レーザー光（基本波長の光）を射出する面発光型レーザーダイオードであり、平面視が略円形のエミッター（発光部）１８，１９がそれぞれ複数形成されている。具体的には、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、Ｘ軸方向に複数のエミッター１８，１９を有している。そして、第１半導体レーザー素子１２の複数（図示例では６個）のエミッター１８と、第２半導体レーザー素子１３の複数（図示例では６個）のエミッター１９とは、１対１対応している。

また、エミッター１８は、図２（ｂ）の拡大図に示すように、ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層１８ａ上に、活性層１８ｂが積層された構成になっている。なお、エミッター１９においてもエミッター１８と同様と同様に、ＤＢＲ層１９ａ上に、活性層１９ｂが積層された構成である。
これにより、第１半導体レーザー素子１２から射出されたレーザー光は、第２半導体レーザー素子１３に入射し、第２半導体レーザー素子１３から射出されたレーザー光は、第１半導体レーザー素子１２に入射する。すなわち、第１半導体レーザー素子１２と第２半導体レーザー素子１３との間をレーザー光が往復しつつ、レーザー発振が生じる。すなわち、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３でレーザー光源をなしている。

波長変換素子１６は、図１に示すように、第１ダイクロイックミラー１４と第２ダイクロイックミラー１５との間に配置されている。また、波長変換素子１６は、一端面１６ａから複数のエミッター１８から射出されたレーザー光がすべて入射するように配置され、他端面１６ｂから複数のエミッター１９から射出されたレーザー光がすべて入射するように配置されている。
また、波長変換素子１６は、非線形光学素子であるＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ）が用いられ、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として機能する。
そして、図１に示すように、第１半導体レーザー素子１２から射出され、第２半導体レーザー素子１３に向かう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（５３０ｎｍ）の緑色のレーザー光（所定の変換波長の光）に変換される。同様に、第２半導体レーザー素子１３から射出され、第１半導体レーザー素子１２に向かう光のうち一部の光は緑色のレーザー光に変換される。

第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５は、図１に示すように、複数のエミッター１８，１９から射出されたレーザー光が入射し、赤外レーザー光を透過させ第１，第２半導体レーザー素子１２，１３へ射出させ、可視光を反射させ第１，第２半導体レーザー素子１２，１３とは異なる方向へ射出させるミラーである。
第１ダイクロイックミラー１４は、波長変換素子１６から射出されたレーザー光が略４５°の角度で入射するように配置されており、第２ダイクロイックミラー１５も同様に、波長変換素子１６から射出されたレーザー光が略４５°の角度で入射するように配置されている。

この構成により、第１半導体レーザー素子１２から射出された赤外レーザー光のうち、第１ダイクロイックミラー１４、波長変換素子１６を順に通過し、緑色のレーザー光に変換されなかった赤外レーザー光は、第２ダイクロイックミラー１５を透過して、第２半導体レーザー素子１３に入射する。すなわち、第１半導体レーザー素子１２から射出された赤外レーザー光Ｗ１は、第１半導体レーザー素子１２のＤＢＲ層１８ａと第２半導体レーザー素子１３のＤＢＲ層１９ａとの間で共振し増幅される。また、第２半導体レーザー素子１３から射出された赤外レーザー光Ｗ１も同様である。

一方、各第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出され、波長変換素子１６を通過することにより、緑色に変換されたレーザー光Ｗ２は、第１ダイクロイックミラー１４、あるいは、第２ダイクロイックミラー１５において反射されＹ軸方向に反射される。

また、第１ダイクロイックミラー１４と波長変換素子１６との間には、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１７が配置されている。このＢＰＦ１７は、所定の変換波長の光のみを透過させ、発振波長のスペクトルを制限するものであり、ＢＰＦ１７により緑色のレーザー光が安定して出力されるようになっている。

保持部２０は、図１に示すように、支持基板（支持部材）２１と、球面ベース（調整部材）２２と、保持ベース（保持部材）２３と、スペース部材２４と、タワー部材２５と、温度調節基板２６とを備えている。

支持基板２１は、平板状の部材であり、上面２１ａに第２半導体レーザー素子１３が設けられている。
球面ベース２２は、球体の一部を平面的に切除され平坦面２２ａが形成された形状となっており、側面２２ｃ，２２ｄが凸状の曲面となっている。また、平坦面２２ａ上に第１半導体レーザー素子１２が設けられている。また、球面ベース２２には、平坦面２２ａと平行な他の平坦面２２ｂが形成されているが、他の平坦面２２ｂは必ずしも形成されていなくても良い。

保持ベース２３は、一部に貫通孔２３ａが形成されており、この貫通孔２３ａは球面ベース２２の側面２２ｃ，２２ｄに対応した凹部となっており、貫通孔２３ａに球面ベース２２が嵌合されて固定されている。また、球面ベース２２は、保持ベース２３の上面２３ｂ側に球面ベース２２の平坦面２２ａが向くように配置されている。

保持ベース２３は、球面ベース２２を摺動可能に保持しており、球面ベース２２は、当該球面ベース２２の中心Ｃを中心に回転自在となっている。また、保持ベース２３は、球面ベース２２を摺動可能に保持すれば良いため、保持ベース２３と球面ベース２２との隙間はほとんどない。
この構成により、第１半導体レーザー素子１２のＤＢＲ層１８ａと第２半導体レーザー素子のＤＢＲ層１９ａとを平行に合わせ、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３を互いに一方の半導体レーザー素子のエミッターから射出されたレーザー光が他方の半導体レーザー素子のエミッターに入射するように、第１半導体レーザー素子１２のＸ軸まわり（θｘ）、Ｙ軸まわり（θｙ）、Ｚ軸まわり（θｚ）の調整することが可能になる。この調整がされた後、球面ベース２２は保持ベース２３に接着、溶接、ロウ付け等により固定されている。
また、支持基板２１及び球面ベース２２は、支持基板２１の上面２１ａ上の第２半導体レーザー素子１３と、球面ベース２２の平坦面２２ａ上の第１半導体レーザー素子１２とが対向するように配置されている。

スペース部材２４は、図１に示すように、支持基板２１の上面２１ａ側及び保持ベース２３の上面２３ｂ側に設けられている。また、スペース部材２４は、図３に示すように、角筒状であり、第１半導体レーザー素子１２と第２半導体レーザー素子１３との間隔を所定の間隔に保っている。更に、スペース部材２４の端面で、保持部材２３や支持部材２１をＸ軸方向及びＹ方向に調整して固定でき、第１半導体レーザー素子１２及び第２半導体レーザー素子１３の互いに一方の発光素子の発光部から射出されたレーザー光を他方の発光素子の発光部に、より少ない損失で入射させることができる。また、スペース部材２４のレーザー光が通過する側の少なくとも一部には、図１に示すように、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５で反射したレーザー光Ｗ２を透過させる光透過性を有する材質からなるウィンドウ３１が設けられている。すなわち、このウィンドウ３１は、可視レーザー光を透過させ、赤外レーザー光を反射、あるいは、吸収させるものである。
本実施形態では、ウィンドウ３１は赤外レーザー光を反射させる構成であるため、ウィンドウ３１をレーザー光Ｗ２が垂直に入射しないように傾斜して配置する。これにより、ウィンドウ３１に入射した赤外レーザー光が、第１半導体レーザー素子１２と第２半導体レーザー素子１３とから射出されたレーザー光の光路以外に反射されるため、共振しているレーザー光と干渉するのを抑えることが可能となる。

また、スペース部材２４は、保持ベース２３の上面２３ｂ側に第１半導体レーザー素子１２と第２半導体レーザー素子１３との間隔を微調整可能な微調整用スペース部材（スペース部材）２４ａを備えている。この微調整用スペース部材２４ａにより、第１半導体レーザー素子１２と第２半導体レーザー素子１３との間隔（Ｚ軸方向）を調整することが可能である。そして、微調整用スペース部材２４ａは、位置調整がされた後、保持ベース２３に図示しない接着剤やロウ材によって固定される。

タワー部材２５は、図１に示すように、支持基板２１の上面２１ａに保持ベース２３に向かって延在されて設けられており、タワー部材２５の上面２５ａには、温度調節基板２６が設けられている。
温度調節基板２６は、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５、波長変換素子１６、ＢＰＦ１７の温度を調整するためのものである。特に、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、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、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光を所定の波長の高調波レーザー光に変換することが可能となる。

以上より、本実施形態に係るレーザー光源装置１では、球面ベース２２を保持ベース２３に対して摺動させることにより、第１半導体レーザー素子１２をＸ軸まわり（θｘ）、Ｙ軸まわり（θｙ）、Ｚ軸まわり（θｚ）に回転させて第１半導体レーザー素子１２のＤＢＲ層１８ａと第２半導体レーザー素子のＤＢＲ層１９ａとを平行に合わせることが可能となる。この構成では、第１半導体レーザー素子１２の回転調整時に、球面ベース２２と保持ベース２３との間に隙間がほとんど生じない。これにより、球面ベース２２と保持ベース２３とを固定後、経年変化による第１半導体レーザー素子１２の位置変動を抑えることができる。したがって、第１半導体レーザー素子１２のエミッター１８から射出されたレーザー光は、第２半導体レーザー素子１３のエミッター１９に正確に入射するため、信頼性が高く、高出力なレーザー光を射出させることが可能となる。

また、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の個体差により、最も効率良くレーザー発振する第１半導体レーザー素子１２と第２半導体レーザー素子１３との間隔が数百ミクロン程度異なる。そこで、本実施形態では、微調整用スペース部材２４ａにより、第１半導体レーザー素子１２と第２半導体レーザー素子１３との間隔（Ｚ軸方向）を調整した後固定されているため、最適な間隔で第１，第２半導体レーザー素子１２，１３を固定することが可能となる。

なお、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のＺ軸方向の調整が必要でない場合は、微調整用スペース部材２４ａを設けなくても良い。
また、本実施形態において、波長変換素子１６を備えたレーザー光源装置１を備えた構成を例に挙げたが、波長変換素子１６を用いない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４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ー光源装置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ー光源装置４０では、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の配置及び光路変換プリズム４１を備える点において第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。

保持ベース４３には、図４に示すように、第１実施形態と同様に、貫通孔４３ａが設けられており、この貫通孔４３ａに球面ベース４２が嵌合されている。また、球面ベース４２の平坦面４２ａには第１半導体レーザー素子１２が設けられている。この構成により、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３を互いに一方の半導体レーザー素子のエミッターから射出されたレーザー光が他方の半導体レーザー素子のエミッターに入射するように、第１半導体レーザー素子１２のＸ軸まわり（θｘ）、Ｙ軸まわり（θｙ）、Ｚ軸まわり（θｚ）の調整がされた後、球面ベース４２は保持ベース４３に接着、溶接、ロウ付け等により固着されている。
また、波長変換素子１６は、保持ベース４３の上面４３ｂに配置された温度調節基板４５に固定されている。

また、第２半導体レーザー素子１３は、保持ベース（保持部材）４３の上面４３ｂに配置されており、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３ともに射出端面１２ａ，１３ａが紙面上方を向くように配置されている。すなわち、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３から射出されたレーザー光は２つともＹ軸方向を向くように射出される。
第１，第２ダイクロイックミラー（分離部：第１，第２分離部）４６，４７は、赤外レーザー光（基本波長の光）を反射させ第１，第２半導体レーザー素子１２，１３へ射出し、可視レーザー光（所定の変換波長の光）を透過させ第１，第２半導体レーザー素子１２，１３とは異なる方向へ射出させるミラーである。

また、第１ダイクロイックミラー４６は、第１半導体レーザー素子１２から射出されたレーザー光の中心軸Ｏ１上に配置されており、レーザー光が略４５°の角度で入射するように配置されている。同様に、第２ダイクロイックミラー４７は、第２半導体レーザー素子１３から射出されたレーザー光の中心軸Ｏ２上に配置されており、レーザー光が略４５°の角度で入射するように配置されている。

光路変換プリズム４１は、図示しない保持部材により、例えば保持ベース４３に固定されている。また、光路変換プリズム４１は、波長変換素子１６において所定の変換波長に変換され、第１ダイクロイックミラー４６を透過した光の光路を、第２ダイクロイックミラー４７を透過した所定の変換波長のレーザー光と略同一方向の光路に変換するものである。
具体的には、光路変換プリズム４１は、直角三角プリズムであり、第１ダイクロイックミラー４６を透過したレーザー光を第１面４１ａで反射させ、さらに、第１面４１ａと１８０°の角度をなす第２面４１ｂで反射させる。このように、第１ダイクロイックミラー４６を透過したレーザー光の光路を９０°変換する。したがって、光路変換プリズム４１により、第２ダイクロイックミラー４７を透過したレーザー光Ｌ１と、第１ダイクロイックミラー４６を透過したレーザー光Ｌ２とを略平行にすることが可能となる。

以上より、本実施形態に係るレーザー光源装置４０では、球面ベース４２により第１半導体レーザー素子１２の位置調整をした後固定することにより、第１半導体レーザー素子１２から射出されたレーザー光が、第２半導体レーザー素子１３に入射し、第２半導体レーザー素子１３ら射出されたレーザー光が、第１半導体レーザー素子１２に入射する。したがって、高出力なレーザー光を射出させ、信頼性の高いレーザー光源装置４０を提供することが可能となる。
また、球面ベース４２の平坦面４２ａ上に第１半導体レーザー素子１２を配置し、球面ベース４２と嵌合された保持ベース４３の上面４３ｂに第２半導体レーザー素子１３を配置することにより、装置全体の小型化を図ることが可能となる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１，第２実施形態のレーザー光源装置を備えるプロジェクターについて説明する。図５は本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。

本実施形態のプロジェクター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ー光源装置１Ｒ，緑色レーザー光源装置１Ｇ、青色レーザー光源装置１Ｂを備えており、これら光源装置が上記第１，第２実施形態のレーザー光源装置１，４０である。
プロジェクター１００は、レーザー光源装置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、プロジェクター１００は、レーザー光源装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから射出されたレーザー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ー１００においては、赤色レーザー光源装置１Ｒ，緑色レーザー光源装置１Ｇ，青色レーザー光源装置１Ｂとして上記第１，第２実施形態のレーザー光源装置１，４０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ー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４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について図６を参照して説明する。
本実施形態では、走査型の画像表示装置について説明する。図６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６に示すように、上記第１実施形態のレーザー光源装置１と、レーザー光源装置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、レーザー光源装置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。レーザー光源装置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、例えばレーザーダイオードを構成する複数のエミッターを、赤、緑、青のピーク波長を持つエミッターの組み合わせによって構成すれば良い。
なお、第２実施形態のレーザー光源装置４０を用いても良い。

［第５実施形態］
以下、上記実施形態のレーザー光源装置１を応用したモニター装置３００の構成例について図７を用いて説明する。
図７は、本実施形態のモニター装置の概略構成図である。
本実施形態のモニター装置３００は、図７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実施形態のレーザー光源装置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ーを束ねたものであり、レーザー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の入射側にはレーザー光源装置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。レーザー光源装置１から射出されたレーザー光は、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、レーザー光源装置１から射出されたレーザー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ー装置３００によれば、上記第１実施形態のレーザー光源装置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ー装置を実現することができる。
なお、第２実施形態のレーザー光源装置４０を用いても良い。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、第１、第２実施形態のレーザー光源装置における第１，第２半導体レーザー素子、ＢＰＦ、波長変換素子の具体的な構成については上記の例に限ることなく、適宜変更が可能である。
また、プロジェクターにおいて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、第２半導体レーザー素子が、第１半導体レーザー素子と同様に、他の球面部材の平坦面上に設けられていても良い。
また、分離部として、入射した光を透過及び反射させることにより分離させたが、これに限ることはなく、透過、あるいは、反射させることのみで分離する構成であっても良い。

１，４０…レーザー光源装置、１２…第１半導体レーザー素子（第１発光素子）、１３…第２半導体レーザー素子（第２発光素子）、１４，４６…第１ダイクロイックミラー（分離部：第１分離部）、１５，４７…第１ダイクロイックミラー（分離部：第２分離部）、２１…支持基板（支持部材）、２２…球面ベース（調整部材）、２３…保持ベース（保持部材）、２３ａ…貫通孔（凹部）、２４…スペース部材。

Claims (8)

1. 互いに一方の発光素子の発光部から射出された光が他方の発光素子の発光部に入射するように第１発光素子及び第２発光素子が配置されたレーザー光源装置であって、
   レーザー光を射出する発光部を有する第１発光素子と、
   レーザー光を射出する発光部を有する第２発光素子と、
   前記第１発光素子が設けられる平坦面と、一部が凸状に形成された曲面と、を有する調整部材と、
   前記曲面に対応した凹部を有し該凹部に前記調整部材が嵌合された保持部材とを備えることを特徴とするレーザー光源装置。
2. 前記第２発光素子が設けられた支持部材と、
   前記第１発光素子と前記第２発光素子とを対向して配置させ、前記第１発光素子と前記第２発光素子との間隔を所定の間隔に保つスペース部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザー光源装置。
3. 前記スペース部材が、前記第１発光素子と前記第２発光素子との間隔を微調整可能であることを特徴とする請求項２に記載のレーザー光源装置。
4. 入射するレーザー光の一部を前記第１発光素子及び前記第２発光素子に向かう方向とは異なる方向に射出させ、残りのレーザー光を前記第１発光素子及び前記第２発光素子に向かう方向に射出させる分離部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
5. 前記第１発光素子及び前記第２発光素子から射出される基本波長のレーザー光がそれぞれ入射され、基本波長のレーザー光の少なくとも一部を所定の変換波長のレーザー光に変換する波長変換素子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項に記載のレーザー光源装置。
6. 前記分離部は、前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上に配置された第１分離部と、前記第２発光素子と前記波長変換素子との間の光路上に配置された第２分離部とを有し、
   前記第１，第２分離部は、前記所定の変換波長に変換されたレーザー光を前記第１発光素子及び前記第２発光素子とは異なる方向に射出させ、前記所定の変換波長に変換されなかったレーザー光を前記第１発光素子及び前記第２発光素子に射出させることを特徴とする請求項５に記載のレーザー光源装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーザー光源装置と、
   該レーザー光源装置から射出されたレーザー光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
   該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とするプロジェクター。
8. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーザー光源装置と、
   該レーザー光源装置から射出されたレーザー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ー装置。

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