レーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置
【課題】高出力化を実現するレーザー光源装置を提供する。
【解決手段】本発明のレーザー光源装置は、基台１１と、発光部２２を有する第１発光素子（第１半導体レーザー素子１２）と、発光部２３を有する第２発光素子（第２半導体レーザー素子１３）と、第１発光素子と第２発光素子との間の光路上に配置され、各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１６と、基台１１に支持され、波長変換素子１６を保持する保持部材２６とを備え、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レーザー光が他の発光素子の発光部に入射するように配置され、保持部材２６は、基台１１に対して、互いに直交する任意の２つの軸を中心とする各回転動作における回転角度が調整可能とされている。
【解決手段】本発明のレーザー光源装置は、基台１１と、発光部２２を有する第１発光素子（第１半導体レーザー素子１２）と、発光部２３を有する第２発光素子（第２半導体レーザー素子１３）と、第１発光素子と第２発光素子との間の光路上に配置され、各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１６と、基台１１に支持され、波長変換素子１６を保持する保持部材２６とを備え、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レーザー光が他の発光素子の発光部に入射するように配置され、保持部材２６は、基台１１に対して、互いに直交する任意の２つの軸を中心とする各回転動作における回転角度が調整可能とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。しかし、高圧水銀ランプは高出力が得られる反面、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、高圧水銀ランプに代わる高出力の光源として、レーザー光源装置の開発が進められている。
【０００３】
高出力のレーザー光を得られるレーザー光源装置としては、外部共振器構造を持つレーザー光源装置が上げられる。このようなレーザー光源装置では、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のレーザー光が得られる。
【０００４】
また、レーザー光源装置では、必要に応じて第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、発光素子から射出されるレーザー光を、１／２の波長のレーザー光に変換する技術が用いられる。この技術を用いると、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、波長変換素子を用いることで、赤外レーザー光を１／２の波長の可視光に変換し、可視光領域のレーザー光を高出力で射出可能なレーザー光源装置を実現することができる。
【０００５】
近年では、波長変換素子として非線形光学材料を用い、所望の波長のレーザー光を射出可能とする高出力半導体レーザーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この半導体レーザーでは、発光素子、波長変換素子、出力ミラー（外部共振ミラー）を精密にアライメントして光軸を揃えることにより、発光部と外部共振ミラーとの間をレーザー光が何度も往復し、誘導放出を連続的に起こさせることにより高出力のレーザー光が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００３−５２６９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１においては、光軸がわずかでもずれていると光は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が、精密なアライメント方法については提案されていない。そのため、十分なレーザー発振を生じさせる外部共振構造を確立することが非常に困難となっている。
【０００８】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであって、精密なアライメントを容易に行うことができ、高出力化を実現するレーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置を以下の形態として提供することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記特許文献１の構造においてアライメント精度を確保したとしても、１個の発光素子から得られるレーザー光の強度には自ずと限界がある。そこで、高出力化を進める手法として、近年、２個の発光素子を光学的に対峙させた外部共振器構造のレーザー光源装置が検討されている。２個の発光素子を用いた外部共振器構造では、共振器の両端に発光素子が配置され、２個の発光素子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ことが可能となる。また、発光素子と外部共振ミラーと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期待されている。
【００１０】
しかしながら、このような２個の発光素子を備えた外部共振器構造においても、十分なレーザー発振を生じさせるためには、互いの発光素子から射出されたレーザー光の中心軸を精密にアライメントする必要がある。上記のような様々な利点がある一方で、２個の発光素子を備えた共振器構造においては、微細なサイズのエミッター同士をアライメントすることが必要であり、アライメント精度を確保することは、発光素子と外部共振ミラーとをアライメントする場合と比べてより困難なものである。したがって、高出力なレーザー光を得るためには多大な労力が必要となる。
【００１１】
そこで、上記のような課題を解決するため、本発明のレーザー光源装置は、基台と、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発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され、前記第１発光素子及び前記第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と、前記基台に支持され、前記波長変換素子を保持する保持部材と、を備え、前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、前記第１発光素子の発光部から射出されたレーザー光が前記第２発光素子の発光部に入射するとともに前記第２発光素子の発光部から射出されたレーザー光が前記第１発光素子の発光部に入射するように配置され、前記保持部材は、前記基台に対して、互いに直交する任意の２つの軸を中心とする各回転動作における回転角度が調整可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、互いに直交する任意の２つの軸を中心とする回転方向における基台に対する保持部材の回転角度を調整することで、保持部材と同時に波長変換素子の回転角度を調整し、波長変換素子の入射端面に入射するレーザー光の位置および入射角を変更することができる。すると、波長変換素子の通過前後でレーザー光の光路がシフトするため、この光路のシフトを利用して第１，第２発光素子間のアライメントを実施することができる。これにより、共振器構造を実現可能な精度の高いアライメントを行うことができる。また、波長変換素子は加わる圧力や温度が変化すると特性が変化し、変換波長が変わる虞があるが、この構成によれば、保持部材を回転させると同時に波長変換素子を回転させる構成のため、波長変換素子に直接触れる必要がない。そのため、アライメント時の波長変換素子の特性変化を抑えることができ、高出力の共振構造を構築することができる。したがって、高出力のレーザー光を射出可能なレーザー光源装置とすることができる。
【００１３】
本発明において、前記保持部材は、前記波長変換素子を保持する保持部材本体と、前記保持部材本体の底部に設けられ、前記波長変換素子を載置する載置面の法線方向に沿う回転軸周りに前記保持部材本体を回転可能とし、且つ前記回転軸に沿う方向に前記保持部材本体を昇降可能とする回転軸部と、前記保持部材の、前記波長変換素子の入射端面と隣り合う側面に設けられ、前記回転軸方向と垂直な回動軸周りに前記保持部材を回動可能とする回動軸部と、を有する構成としても良い。
この構成によれば、保持部材本体に回転軸部と回動軸部とを設けるだけで、上記２つの軸を中心とする回転方向における回転角度を調整可能な構造を容易に実現することができる。
【００１４】
本発明において、前記回転軸部の回転軸が前記波長変換素子の中心を通るとともに、前記回動軸部の回動軸が前記波長変換素子の中心を通る構成とすることが望ましい。
なお、本明細書において、「波長変換素子の中心」とは、波長変換素子を、例えば非線形光学結晶から切り出されるチップ状（直方体状）の素子と仮定した場合、直方体の互いに対向する面の中心同士を結ぶ直線の交点を指すものとする。もしくは、互いに対向する面が平行でなく、波長変換素子が完全に直方体状でなかったとしても、波長変換素子を中心に内包する直方体を想定し、その直方体に対して上記と同様に考えればよい。
仮に回転軸や回動軸が波長変換素子の中心を通らない構成であったとすると、各軸回りの回転方向における回転角度を順次調整する作業を行う際、一つの軸周りの回転角度を調整すべく保持部材を回転させると、他の軸周りの回転角度が変わってしまい、一つの軸ずつ追い込んで保持部材を最適位置にアライメントするのが困難である。その点、上記の構成によれば、各軸周りの回転方向における回転角度を独立して調整できるため、アライメント作業が容易になる。
【００１５】
本発明において、前記回動軸部は、前記保持部材本体に凸形状または凹形状に形成され、前記回動軸部の回動軸と、凸形状の前記回動軸部の頂部、または凹形状の前記回動軸部の底部を通ることが望ましい。
この構成によれば、回動軸部の形状と回動軸の位置とが対応しているため、回動軸部を中心とした回動運動により、保持部材を回動軸まわりに良好に回動させることができ、効率的に精度良いアライメントを実現することができる。
【００１６】
本発明において、前記回動軸部は、前記保持部材本体から突出して形成された断面視略円形の突起物であることが望ましい。
この構成によれば、円形の断面形状の中心を通る軸周りに保持部材を円滑に回動させることができ、精度良いアライメントを実現することができる。
【００１７】
本発明において、前記回動軸部は、前記保持部材本体に形成された断面視Ｖ字状の溝部であり、前記溝部の最深部の延在方向が、前記載置面の法線方向に平行な方向と略一致していることが望ましい。
溝状の回動軸部は加工が容易であるため、所望の位置に精度良く回動軸部を形成することができ、精度良いアライメントを実現することができる。
【００１８】
本発明において、前記保持部材本体は、前記保持部材本体に対する前記波長変換素子の相対位置を規定する位置決め部を備えることが望ましい。
この構成によれば、保持部材本体に位置決め部を備えているため、波長変換素子を保持部材本体に対して常に同じ位置に設置することができる。これにより、例えば波長変換素子の交換や、交換に伴う波長変換素子の再設置などを行っても、アライメントを常に精度良く行うことができる。また上記のように、回転軸や回動軸が波長変換素子の中心を通るように調整する場合、位置決め部を用いて波長変換素子を保持部材本体に位置決めをしさえすれば、自ずと回転軸や回動軸が波長変換素子の中心を通るように予め設計しておけば、波長変換素子の中心位置合わせを簡単に安定して行うことができる。
【００１９】
本発明においては、前記第１発光素子及び前記第２発光素子が前記基台に支持され、前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上、及び前記第２発光素子と前記波長変換素子の間の光路上にそれぞれ配置され、前記所定の変換波長のレーザー光を前記第１発光素子または前記第２発光素子に向かう方向とは異なる方向へ射出させ、前記基本波長のレーザー光を前記第１発光素子または前記第２発光素子に向かう方向へ射出させる分離部を備えることが望ましい。
この構成によれば、第１発光素子と波長変換素子との間、第２発光素子と波長変換素子との間で分離部を介して光路を折り曲げることにより共振構造を実現することができる。この場合、第１発光素子と第２発光素子を１つの基台上に支持させることができるため、第１発光素子の光射出面と第２発光素子の光射出面とを同一平面上に合わせ込みやすく、アライメント作業が容易になる。また、双方の発光素子の冷却が必要な場合、冷却構造の簡略化が図れる。
【００２０】
本発明においては、前記第１発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され、所定の波長のレーザー光を透過させる波長選択素子を備え、前記保持部材が前記波長選択素子を保持する構成であることが望ましい。
この構成によれば、波長変換素子と波長選択素子との相対位置が常に同じになるため、保持部材を動かしても互いに物理的に干渉することなく、アライメント作業の作業性を向上させることができる。
【００２１】
本発明においては、前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上、または前記第２発光素子と前記波長変換素子との間の光路上の少なくとも一方に配置されに配置され、前記基本波長のレーザー光を反射させ、前記所定の変換波長のレーザー光を透過させる分離素子を備え、前記保持部材が前記分離素子を保持する構成であることが望ましい。
この構成によれば、分離素子と波長選択素子との相対位置が常に同じになるため、保持部材を動かしても互いに物理的に干渉することなく、アライメント作業の作業性を向上させることができる。
【００２２】
本発明においては、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の各々が前記発光部を複数備えることが望ましい。
この構成によれば、複数の発光部の各々から発せられるレーザー光を用い、レーザー光の高出力化を図ることができる。
【００２３】
本発明の画像表示装置は、上述のレーザー光源装置と、該レーザー光源装置からの光を用い、画像信号に応じた所望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。
この構成によれば、レーザー光源装置から射出する高出力のレーザー光を用いて画像を表示することで、ダイナミックレンジが広く映像表現力に優れた画像表示装置を提供することができる。
【００２４】
本発明のモニター装置は、上述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。
この構成によれば、高出力のレーザー光で被写体を照射し、得られた反射光に基づく画像を撮影することで、鮮明な撮像が可能なモニター装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る第１実施形態のレーザー光源装置を示す概略構成図である。
【図２】同実施形態のレーザー光源装置を示す斜視図である。
【図３】同レーザー光源装置が備える保持部材を示す説明図である。
【図４】波長変換素子の内部を進行する光の光路を示す説明図である。
【図５】波長変換素子の回転角度に対する位相整合波長の変化を示すグラフである。
【図６】本実施形態のレーザー光源装置の製造方法を示す工程図である。
【図７】第１実施形態に係る別形態のレーザー光源装置を示す概略構成図である。
【図８】第２実施形態のレーザー光源装置が備える保持部材を示す説明図である。
【図９】本発明に係る実施形態としての画像表示装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の別形態の画像表示装置を示す概略構成図である。
【図１１】本発明に係る実施形態としてのモニター装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、図１〜図７を参照しながら、本発明の第１実施形態に係るレーザー光源装置について説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザー光源装置の概略構成図である。図２は、レーザー光源装置１の斜視図である。図３は、保持部材が備える載置台の説明図であり、図３(ａ)は斜視図、図３（ｂ）は平面図、図３(ｃ)は載置台を保持するクランパの例を示す概略図である。図４は、波長変換素子の内部を進行する光の光路を示す説明図であり、波長変換素子の平面図を示す。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２７】
本実施形態のレーザー光源装置１は、図１に示すように、基台１１と、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）１４と、第２ダイクロイックミラー（分離部）１５と、波長変換素子１６と、波長選択素子（Band‐Pass Filter、以下、ＢＰＦと略記する）１７と、光路変換プリズム１９と、保持部材２６と、を備えている。ここでは、基台１１の上面（第１、第２半導体レーザー素子１２，１３の載置面）の法線方向をＺ軸とし、後述するエミッターの配列方向をＹ軸とし、後述する各半導体レーザー素子１２，１３の対応するエミッター同士を結ぶ直線の延在方向であって、基台１１の上面の法線方向及びエミッター２２，２３の配列方向に直交する軸をＸ軸とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を互いに直交する３つの直交座標系として、以下説明を行う。
【００２８】
第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、基台１１の上面１１ａに設けられており、射出端面１２ａ，１３ａが基台１１の上側、すなわちＺ軸方向を向くように配置されている。そのため、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、いずれも基台１１の上面１１ａの法線方向（Ｚ軸方向）上方に向けて射出される。
【００２９】
そして、第１ダイクロイックミラー１４が、第１半導体レーザー素子１２から射出される光の光路上に光路に対して所定の角度（例えば４５°）をなす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１５が、第２半導体レーザー素子１３から射出される光の光路上に光路に対して所定の角度（例えば４５°）をなすように配置されている。波長変換素子１６は、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。この配置により、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１ダイクロイックミラー１４を介して波長変換素子１６内を透過し、さらに第２ダイクロイックミラー１５を介して第２半導体レーザー素子１３に入射する。第２半導体レーザー素子１３から射出されたレーザー光も、第１半導体レーザー素子１２からの光と逆の経路を辿り、第１半導体レーザー素子１２に入射する。即ち、第１半導体レーザー素子１２側から順に、第１ダイクロイックミラー１４、波長変換素子１６、第２ダイクロイックミラー１５がレーザー光の光路上に配置されている。
【００３０】
第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は同一の構成であり、射出端面１２ａ，１３ａから、例えば１０６５ｎｍ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る。第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の射出端面１２ａ，１３ａには、図２に示すように、平面視が円形状のエミッター（発光部）２２，２３がそれぞれ複数形成され、複数のエミッター２２，２３は素子の長手方向（Ｙ軸方向）に配置されている。また、第１半導体レーザー素子１２の複数のエミッター２２と第２半導体レーザー素子１３の複数のエミッター２３とは、１対１に対応している。第１、第２半導体レーザー素子１２，１３は、複数のエミッター２２の配列方向と複数のエミッター２３の配列方向とが略平行になるように基台１１上に配置されている。
【００３１】
エミッター２２は、図１中の拡大図（破線で囲んだ円内の図）に示すように、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層２２ａ上に、活性層２２ｂが積層された構成になっている。なお、エミッター２３も、エミッター２２と同様、ＤＢＲ層２３ａ上に、活性層２３ｂが積層された構成である。以上の構成により、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。すると、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する間にレーザー発振が生じ、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３で共振器構造を構成する。
【００３２】
第１ダイクロイックミラー１４は、複数のエミッター２２から射出されたレーザー光が入射し、赤外レーザー光を反射させて第１、第２半導体レーザー素子１２，１３に向けて射出させる一方、波長変換素子１６で変換された可視光を透過させて第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。同様に、第２ダイクロイックミラー１５は、複数のエミッター２３から射出されたレーザー光が入射し、赤外レーザー光を反射させて第１，第２半導体レーザー素子１２，１３に向けて射出させ、可視光を透過させて第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。具体的な構成としては、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５の反射面に誘電体多層膜が形成されており、波長１０６５ｎｍの赤外光を反射させ、波長５３２．５ｎｍの可視光を透過させる特性を有している。
【００３３】
第１ダイクロイックミラー１４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が反射面に対して例えば略４５°の角度で入射し、波長変換素子１６に向かって反射されるように配置されている。また、第２ダイクロイックミラー１５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が反射面に対して例えば略４５°の角度で入射し、波長変換素子１６に向かって反射されるように配置されている。
【００３４】
波長変換素子１６は、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、複数のエミッター２２から射出されたレーザー光が一つの端面（入射端面）１６ａに全て入射するように配置され、複数のエミッター２３から射出されたレーザー光が他の端面（射出端面）１６ｂに全て入射するように配置されている。また、波長変換素子１６としては、非線形光学結晶であるＰＰＬＮ（Periodically Poled Lithium Niobate）が用いられ、入射光を略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。
【００３５】
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に向かう光のうちの一部の光は、波長変換素子１６を通過することによって、略半分の（５３２．５ｎｍ）の緑色のレーザー光（所定の変換波長の光）に変換される。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に向かうレーザー光も同様に、一部の光が緑色のレーザー光に変換される。
【００３６】
第１ダイクロイックミラー１４と波長変換素子１６との間の保持部材２６上には、ＢＰＦ１７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る。ＢＰＦ１７の作用により、発振中のレーザー光の波長帯域が絞られ、波長変換素子１６から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。
【００３７】
第２半導体レーザー素子１３と第２ダイクロイックミラー１５との間の光路上には、ビームポラライザー１８が設けられている。このビームポラライザー１８は、Ｐ偏光のみを透過させる特性を有している。なお、ここで言う「Ｐ偏光」とは、第２ダイクロイックミラー１５を基準とした偏光方向である。ビームポラライザー１８の特性により、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との間を往復する光は、波長変換素子１６で変換可能なＰ偏光に制限される。
【００３８】
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で反射し、波長変換素子１６を通過し、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で反射され、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２２ａと第２半導体レーザー素子１３のＤＢＲ層２３ａとの間を往復して共振し、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。
【００３９】
一方、第１、第２半導体レーザー素子１２，１３からそれぞれ射出されたレーザー光が波長変換素子１６を通過することにより、少なくとも一部のレーザー光が緑色に変換される。第１半導体レーザー素子１２から第２半導体レーザー素子１３に向かう途中で緑色に変換されたレーザー光Ｗ２は、第２ダイクロイックミラー１５を通過し、図１の右側（＋Ｘ軸方向）に向けて射出される。第２半導体レーザー素子１３から第１半導体レーザー素子１２に向かう途中で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を通過し、図１の左側（−Ｘ軸方向）に向けて射出される。
【００４０】
光路変換プリズム１９は、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光の光路上に配置されており、図示しない保持部材により基台１１に固定されている。この光路変換プリズム１９は、第２ダイクロイックミラー１５を透過した緑色のレーザー光の光路を、第１ダイクロイックミラー１４を透過した緑色のレーザー光の光路と略同一方向に変換するものである。
【００４１】
本実施形態の光路変換プリズム１９は、直角三角プリズムであり、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光を第１面１９ａで反射させた後、第１面１９ａと９０°の角度をなす第２面１９ｂで反射させる。このようにして、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光の光路を折り返し、第１ダイクロイックミラー１４を透過したレーザー光と第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光とを略平行にすることが可能となる。
【００４２】
図１、図２に示すように、基台１１の第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の間には、波長変換素子１６とＢＰＦ１７とを保持する保持部材２６が配置されている。保持部材２６は、波長変換素子１６を載置する載置台３０を含む保持部材本体２７を備えている。また、保持部材本体２７には、保持部材本体２７の下面２７ａから基台１１に向かって突出する円柱状のピン（以下、円柱ピンと称する、回転軸部）２９が固定されている。また、基台１１の上面１１ａには、円柱ピン２９に対応して円柱状に窪んだ形状の穴１１ｂが設けられており、穴１１ｂの内部に円柱ピン２９が装入されている。
【００４３】
円柱ピン２９の上面および下面の輪郭をなす円の直径は、穴１１ｂの底面の輪郭をなす円の直径よりも小さい。つまり、円柱ピン２９を穴１１ｂの内部に装入した状態において、円柱ピン２９の側面と穴１１ｂの内面との間には若干の間隙がある。この構成により、保持部材２６の全体が、基台１１の上面に平行な面内（ＸＹ面内）で円柱ピン２９の中心軸（回転軸、図２に符号Ａ１で示す）周りに回転可能となっている。また、穴１１ｂに円柱ピン２９を抜き差しして円柱ピン２９の装入長さを調整することにより、保持部材２６の全体が基台１１の上面の法線方向（Ｚ軸方向）に昇降可能となっている。保持部材２６は、上述した基台１１の上面に平行な面内（ＸＹ面内）での回転角度、および基台１１の上面の法線方向（Ｚ軸方向）における基台１１に対する高さが最適化された状態で、図１に示すように、保持部材本体２７と基台１１とが接着剤等の固定材３５により固定されている。
【００４４】
図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、載置台３０の両側面には、外側へ突出した回動ピン（回動軸部）３２が形成されている。回動ピン３２は、載置台３０と一体に形成されている。回動ピン３２は、載置台３０の側面に平行な面で切断した断面形状が略円形の形状であり、本実施形態では外側にいくほど径が小さくなる円錐形である。回動ピン３２の形状は、他にも例えば円柱状であっても良い。載置台３０に回動ピン３２が設けられたことにより、回動ピン３２の中心軸（回動軸、図２に符号Ａ２で示す）周りに回動可能となっている。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、載置台３０には、波長変換素子１６を載置させる面に窪み（位置決め部）３０ａが設けられている。図３（ｂ）に示すように、窪み３０ａの平面形状は波長変換素子１６の形状に対応した矩形状であり、窪み３０ａの輪郭をなす矩形の縦横寸法は、波長変換素子１６を内部に収容できるだけの若干の余裕はあるものの、波長変換素子１６の輪郭をなす矩形の縦横寸法と略同一である。なお、図３（ｂ）において、波長変換素子１６の輪郭を２点鎖線の仮想線で示す。したがって、波長変換素子１６の側面を窪み３０ａの内壁に突き当てるようにして収容したときに、波長変換素子１６の中心Ｐと、回転軸Ａ１と回動軸Ａ２との交点とが一致するように設計されている。また、波長変換素子１６を載置台３０の正規の位置に収容したとき、波長変換素子１６の入射端面に対して垂直に入射するレーザー光の光路Ｌと、回転軸Ａ１および回動軸Ａ２とは垂直に交わるようになっている。
【００４６】
載置台３０は、図３（ｃ）に示すクランパ４０を用いて両側から回動ピン３２をくわえ込むように保持した状態で、図２に示す回動軸Ａ２周りに所定角度だけ回動させることができる。クランパ４０は、対向する２つのクランプ部４２と、クランプ部４２を支持する本体４４とを備え、２つのクランプ部４２を接近、離間させる方向に移動させ、２つのクランプ部４２間の距離を変化させることで回動ピン３２を保持する。そして、クランパ４０を矢印Ｙ１の方向に回動させることにより、載置台３０は回動軸Ａ２周りに所定の回転角度だけ回動する。
【００４７】
このような構成の保持部材２６を回転軸Ａ１周りに回転、または回動軸Ａ２周りに回動させると、波長変換素子１６は中心位置が移動することなく、入射端面に対するレーザー光の光路Ｌがなす角度（入射角）が変化する。また、保持部材２６を回転軸Ａ１に沿って昇降させると、保持部材２６に保持された波長変換素子１６も同時に基台１１に対して昇降する。このようにして、波長変換素子１６の位置および姿勢の制御を行うことが可能となる。本実施形態のレーザー光源装置１は、上述の機構を用いて保持部材２６を回転又は回動させることにより、保持部材２６が保持している波長変換素子１６を回転又は回動させることができ、精密なアライメントが可能となる。
【００４８】
次に、図４から図６を用いて本実施形態のレーザー光源装置１の製造方法について説明する。以下では、保持部材２６を回転又は回動させることによって各半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３同士をアライメントさせる原理について説明し、その後、レーザー光源装置１の実際の製造方法について説明する。
【００４９】
波長変換素子１６の屈折率をｎとし、図４に示すように、波長変換素子１６の短手方向（回転させない状態でのレーザー光の進行方向）の長さをＬとし、波長変換素子１６に入射するレーザー光の中心軸Ｏに垂直な面と波長変換素子１６の入射端面１６ａまたは射出端面１６ｂとのなす角をθとする。角度θは、入射端面１６ａに垂直にレーザー光が入射する状態から、波長変換素子１６を矢印Ｙ１方向に回転軸Ａ１周りに回転させたときの波長変換素子１６の回転角に相当する。
【００５０】
その場合、レーザー光は波長変換素子１６の入射端面１６ａで屈折し、波長変換素子１６の内部を進行するレーザー光Ｏ２は、入射する前のレーザー光の中心軸Ｏに対して角度θ１だけ進行方向を変える。言い換えると、波長変換素子１６の内部を進行するレーザー光Ｏ２の光路の、入射端面１６ａの法線Ｓに対する角度はθ−θ１となる。このとき、角度θ１は、スネルの式より求めることができ、次の式（１）で表される。
【００５１】
【数１】
【００５２】
そして、波長変換素子１６の内部を進行するレーザー光の光路長をＬ１とすると、光路長Ｌ１は次の式（２）で表される。
【００５３】
【数２】
【００５４】
そして、レーザー光が波長変換素子１６から射出される際に射出端面１６ｂで屈折するため、波長変換素子１６から射出された後のレーザー光の中心軸Ｏ１は、波長変換素子１６に入射する前のレーザー光の中心軸Ｏと平行になるとともに、Ｙ軸方向にシフトする。波長変換素子１６から射出されたレーザー光の中心軸Ｏ１と中心軸Ｏとのずれ量をＷとすると、ずれ量Ｗは次の式（３）で表される。
【００５５】
【数３】
【００５６】
したがって、波長変換素子１６の回転角θを適宜調整すれば、上記（１）、（２）、（３）式で決まるずれ量Ｗだけ、レーザー光の中心軸をＹ軸方向にシフトさせることができる。これにより、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３のＹ軸方向（エミッター２２，２３の配列方向）の位置ずれを補正することができる。
【００５７】
以下、説明を省略するが、同様の原理により、図２に示す回動軸Ａ２周りに波長変換素子１６を回動させることで、レーザー光の中心軸をＸ軸方向にシフトさせることができる。これにより、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３のＸ軸方向（半導体レーザー素子１２，１３の対応するエミッター２２，２３同士を結ぶ直線方向）の位置ずれを補正することができる。
【００５８】
図５は、波長変換素子１６の屈折率ｎを２．１５、図４で示す長さＬを５ｍｍとした場合の、波長変換素子１６の回転角度に対する位相整合波長の変化を示すグラフである。図５の横軸は回転角度［°］、左側の縦軸は位相整合波長［μｍ］、右側の縦軸は回転角度０度のときを基準とした位相整合波長の変化量［μｍ］、である。図５中、符号Ｇ１で示すグラフは位相整合波長、符号Ｇ２で示すグラフは位相整合波長の変化量を示す。
【００５９】
図５に示すように、波長変換素子１６を回転させると、回転させない（θ＝０°）の場合に対して位相整合波長が変化する。しかしながら、その変化量は僅かであり、回転角度が７°のとき、変化量はたかだか０．０００５μｍ程度である。したがって、波長変換素子１６を回転させて第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３の位置ずれを補正する際に必要な回転角度の範囲をある程度見積もっておけばよい。そして、その回転角度の範囲内で位相整合波長が変化したとしても位相整合が可能な程度にレーザー光の波長を設定しておけば、レーザー光を充分な変換効率で射出させることができる。
【００６０】
次に、図６を参照しながら、本実施形態のレーザー光源装置１の実際の製造方法について説明する。以下では、特にアライメント方法について説明する。説明する方法および手順は一例であり、これに限るものではない。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のそれぞれのエミッター２２，２３からレーザー光を射出させ、一方の半導体レーザー素子のエミッターが発したレーザー光が他方のレーザー素子のエミッターに入射する状態を作り出す。詳しくは、第１半導体レーザー素子１２からレーザー光を射出させ、射出するレーザー光の角度をオートコリメータで測定しながら、レーザー光が第２半導体レーザー素子１３に入射するようにダイクロイックミラー１４、１５の位置および角度を調節する。また、第２半導体レーザー素子１３からのレーザー光についても同様の操作を行い、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のそれぞれのエミッター２２，２３から射出されたレーザー光が、互いに他方のエミッターに入射する状態とする。
【００６２】
次いで、図６（ｂ）に示すように、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３を発光させ、波長変換素子１６で変換され、ダイクロイックミラー１４，１５、および光路変換プリズム１９を介して射出されるレーザー光の強度を測定しながら、保持部材２６の回動ピン３２を不図示のクランパで保持し、保持部材２６を回転軸Ａ１周りに回転させる。それと同時に、保持部材２６を回転軸Ａ１軸に沿う方向に昇降させ、射出されるレーザー光の最大の強度が得られる位置を見つけ出す。
【００６３】
次いで、図６（ｃ）に示すように、保持部材２６を回動軸Ａ２周りに回動させ、射出されるレーザー光の最大の強度が得られる位置を見つけ出す。最大強度が得られる位置が確定できたならば、保持部材２６を基台１１に固定材３５で固定する。固定材３５は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の硬化性樹脂を主体とする接着剤を用いることができる。また、固定材３５として、ハンダを用いると硬化収縮が無いため、好ましい。
以上の工程を経て、本実施形態のレーザー光源装置を製造することができる。
【００６４】
以上、本実施形態に係るレーザー光源装置１においては、保持部材２６を用いて波長変換素子１６を回転させ、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の光路を補正することによって、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を他方の半導体レーザー素子のエミッターに正確に入射させることが可能となる。そのため、高出力のレーザー光を射出可能なレーザー光源装置とすることができる。
【００６５】
以上のような構成のレーザー光源装置１によれば、保持部材２６を移動させることで波長変換素子１６を移動させる構成のため、アライメント作業時に波長変換素子１６に直接触れることなく、波長変換素子１６を移動させることができる。そのため、波長変換素子１６に外力が加わったり、温度変化が生じたりし難くなり、アライメント時の波長変換素子１６の特性変化を抑えることができる。そのため、高精度なアライメントが可能となり、高出力のレーザー光を射出可能なレーザー光源装置１とすることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、回転軸Ａ１は、波長変換素子１６内の光路Ｌの中央で垂直に交わり、回動軸Ａ２は、波長変換素子１６内の光路Ｌの中央で光路Ｌおよび回転軸Ａ１と垂直に交わるように構成されている。すなわち、回転軸Ａ１および回動軸Ａ２が波長変換素子１６の中心を通っている。したがって、保持部材２６を回転軸Ａ１、回動軸Ａ２周りに回転、回動させると、波長変換素子１６は中心位置が移動することなく、光路Ｌに対する角度を変えるため、各方向の回転角度の調整を独立して行うことができる。これにより、波長変換素子１６のアライメントを容易に行うことができる。
【００６７】
また、本実施形態では、保持部材２６の載置台３０には、載置面に波長変換素子の位置を規定する位置決め手段となる窪み３０ａが設けられている。そのため、波長変換素子１６を交換したり、装着し直すようなことがあっても、保持部材２６に対する波長変換素子１６の位置を常に確実に規定することができ、アライメント精度を安定して維持することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、保持部材２６は、側面から外側に突出して形成された回動ピン３２を備えており、回動ピン３２の断面視形状は略円形となっている。そして、保持部材２６の載置台３０は、回動ピン３２の中心軸周りを回動可能となっている。回動ピン３２の形状と保持部材２６を回動軸の位置とが対応しているため、回動ピン３２まわりを良好に回動運動させることができ、回動ピン３２を通る回動軸Ａ２周りに保持部材２６を円滑に回動させることができ、良好なアライメント作業を実現できる。
【００６９】
また、本実施形態では、保持部材２６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との間の光路上に配置されたＢＰＦ１７が備えられている。そのため、波長変換素子１６とＢＰＦ１７との相対位置が常に変わらないため、保持部材２６を動かしても波長変換素子１６とＢＰＦ１７とが互いに物理的に干渉することがなく、アライメント作業の作業性を向上することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３が、それぞれ複数のエミッター２２，２３を備えている。そのため、複数のエミッター２２，２３の各々から発せられるレーザー光を用い、高出力のレーザー光を射出させることが可能なレーザー光源装置１を実現することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、保持部材２６が波長変換素子１６とＢＰＦ１７とを保持することとしたが、これらに加えて、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との一方または両方を保持することとしても良い。
【００７２】
図７は、保持部材２６が第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５を保持したレーザー光源装置３の概略平面図である。レーザー光源装置３は、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５が載置台３１に保持されている構成以外は、図１に示すレーザー光源装置１と同じ構成である。図７では図を簡略化するため、保持部材２６が保持するＢＰＦを省略している。
【００７３】
図７では、レーザー光源装置３が備える第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の配置位置が、エミッター２２，２３の延在方向にずれている場合を示している。このような場合であっても、図７に示すように、回転軸Ａ１周りに保持部材２６を回転させることで第１，第２半導体レーザー素子１２，１３間のアライメントを行うことができる。この場合、波長変換素子１６と第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５との相対位置が常に変わらないため、保持部材２６を動かしてもこれらが互いに物理的に干渉することがなく、アライメント作業の作業性を向上することができる。
【００７４】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態のレーザー光源装置について、図８を用いて説明する。
第１実施形態において示した保持部材の載置台の構成は一例であり、他の構成とすることもできる。本実施形態では、保持部材を構成する載置台の他の例について説明するが、レーザー光源装置の他の部分は第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
図８は、本実施形態の載置台５０の説明図であり、図８(ａ)は斜視図、図８（ｂ）は平面図、図８(ｃ)は載置台５０に用いるクランパの例を示す概略図である。
【００７５】
図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、載置台５０の側面の外側には、溝部（回動軸部）５２が形成されている。溝部５２は、断面視Ｖ字状の形状である。この載置台５０は、例えば図８（ｃ）に示すようなクランパ６０を用いて上下から保持される。クランパ６０は、溝部５２の形状に対応してＶ字状に突出した嵌合部６２を備えた対向する２つのクランプ部６４を備えており、２つのクランプ部６４が上下に移動することで２つのクランプ部６４間の距離が変化する。２つのクランプ部６４がある程度離間した位置から載置台５０を間に挟んで２つのクランプ部６４を接近させると、クランパ６０の嵌合部６２が載置台５０の溝部５２に嵌合する。このとき、上下の壁部６３が載置台５０の側壁を挟み込むことで載置台５０が保持される。
【００７６】
そして、クランパ６０を矢印Ｙ２方向に回動させることで、載置台５０を図８（ｂ）に示す回動軸Ａ２周りに回動させることができる。したがって、回動軸Ａ２は溝部５２の最深部（谷部）を通ることになる。また、溝部の最深部の延在方向は回転軸Ａ１と平行な方向、すなわち載置台５０の載置面の法線方向に平行な方向と一致するように形成されている。
【００７７】
載置台５０には、波長変換素子１６を載置させる載置面に複数（本実施形態では４つ）の突起（位置決め部）５０ａが設けられている。載置台５０の載置面は矩形状であり、載置面５０の輪郭をなす矩形の縦横寸法は、波長変換素子１６の輪郭をなす矩形の縦横寸法よりも大きい。各突起５０ａは、載置面５０の縁から所定距離だけ内側に位置するように固定されている。図８（ａ）、図８（ｂ）において、波長変換素子１６を載置面上に載置したときの波長変換素子１６の輪郭を１点鎖線の仮想線で示す。４つの突起５０ａのうち、２つの突起５０ａは波長変換素子１６の入射端面側の辺（ＢＰＦ１７が設置された側の辺）に沿って互いに離間して配置され、残りの２つの突起５０ａは波長変換素子１６の両側面に対向する辺に沿って１つずつ配置されている。
【００７８】
上記の突起５０ａの配置により、波長変換素子１６の入射端面および側面を各突起５０ａに突き当てるようにして載置台５０上に載置したときに、波長変換素子１６の中心Ｐと、回転軸Ａ１と回動軸Ａ２との交点とが一致するように設計されている。また、波長変換素子１６を載置台５０の正規の位置に収容したとき、波長変換素子１６の入射端面に対して垂直に入射するレーザー光の光路Ｌと、回転軸Ａ１および回動軸Ａ２とは垂直に交わるようになっている。
【００７９】
本実施形態の載置台５０を備えた保持部材を用いた場合でも、図３に示した第１実施形態の載置台３０を備えた保持部材を用いた場合と同様、保持部材に対して波長変換素子１６が正確に位置決めされる。その結果、エミッター間の高精度なアライメントが可能となり、高出力のレーザー光を射出可能なレーザー光源装置１とすることができる。また、このような断面Ｖ字状の溝部５２は加工が容易であるため、所望の位置に精度良く溝部５２を形成することができ、精度良いアライメントを実現することができる。
【００８０】
［画像表示装置］
図９は、本発明に係る一実施形態として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を備えている。これらのレーザー光源装置には上記第１実施形態のレーザー光源装置１を用いる。
【００８１】
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（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１０７と、を備えている。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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実施形態のレーザー光源装置１が用いられているので、ダイナミックレンジが広く映像表現力に優れたプロジェクターを実現することができる。
【００８５】
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ミラーデバイス（Digital Mirror 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。
【００８６】
また、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ることとしたが、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、双方のエミッターに対し光路を変換するダイクロイックミラーが設置された構成のレーザー光源装置を例に挙げて説明したが、エミッターの配列はこれに限るものではない。例えば、一方のエミッターにのみダイクロイックミラーが設置されていても良い。
【００８７】
［走査型画像表示装置］
図１０は、本発明に係る別形態の画像表示装置の概略構成図であり、走査型画像表示装置の構成図を示す。本実施形態の画像表示装置２００は、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（画像形成装置）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。
【００８８】
［モニター装置］
図１１は、本発明に係る一実施形態として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、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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（撮像部）３１１で撮像することができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。例えば上記実施形態においては、第１，第２半導体レーザー素子が、それぞれ複数の発光部を備えることとしたが、各々の半導体レーザー素子がそれぞれ一つずつのエミッターを備えるだけであっても良い。また、上記実施形態においては、アライメント後の保持部材２６を接着剤等の固定材３５で固定することしたが、溶接することとしても構わない。
【００９３】
さらに、上記実施形態では、回転軸Ａ１を基台の上面の法線方向（Ｚ軸方向）、回動軸Ａ２をエミッターの配列方向（Ｙ軸方向）に一致させ、これらを中心として保持部材を回転、回動させる構成としたが、これに比べてアライメント作業は困難になるものの、必ずしもこの構成に限ることなく、これらＺ軸、Ｙ軸方向からずれた軸を中心として保持部材を回転、回動させてもよい。また、上記実施形態では、２つの半導体レーザー素子が１つの基台上に支持され、双方の半導体レーザー素子から上方に向けて射出されるレーザー光の光路をダイクロイックミラーで折り曲げる構成を採用した。この構成に代えて、２つの半導体レーザー素子の光射出面を直線状に対峙させ、ダイクロイックミラーを用いない構成としても良い。
【符号の説明】
【００９４】
１，３…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…第１ダイクロックミラー（分離部）、１５…第２ダイクロックミラー（分離部）、１６…波長変換素子、１７…ＢＰＦ（波長選択素子）、２３，２４…エミッター（発光部）、２６…保持部材、２９…円柱ピン（回転軸部）、３０ａ…窪み（位置決め部）、３２…回動ピン（回動軸部）、５０ａ…突起（位置決め部）、５２…溝部（回動軸部）、１００，２００…プロジェクター（画像表示装置）、１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ…液晶ライトバルブ（画像形成装置）、２０２…ＭＥＭＳミラー（画像形成装置）、３００…モニター装置、３１１…カメラ（撮像手段）、Ａ１…回転軸、Ａ２…回動軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。しかし、高圧水銀ランプは高出力が得られる反面、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、高圧水銀ランプに代わる高出力の光源として、レーザー光源装置の開発が進められている。
【０００３】
高出力のレーザー光を得られるレーザー光源装置としては、外部共振器構造を持つレーザー光源装置が上げられる。このようなレーザー光源装置では、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のレーザー光が得られる。
【０００４】
また、レーザー光源装置では、必要に応じて第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、発光素子から射出されるレーザー光を、１／２の波長のレーザー光に変換する技術が用いられる。この技術を用いると、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、波長変換素子を用いることで、赤外レーザー光を１／２の波長の可視光に変換し、可視光領域のレーザー光を高出力で射出可能なレーザー光源装置を実現することができる。
【０００５】
近年では、波長変換素子として非線形光学材料を用い、所望の波長のレーザー光を射出可能とする高出力半導体レーザーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この半導体レーザーでは、発光素子、波長変換素子、出力ミラー（外部共振ミラー）を精密にアライメントして光軸を揃えることにより、発光部と外部共振ミラーとの間をレーザー光が何度も往復し、誘導放出を連続的に起こさせることにより高出力のレーザー光が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００３−５２６９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１においては、光軸がわずかでもずれていると光は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が、精密なアライメント方法については提案されていない。そのため、十分なレーザー発振を生じさせる外部共振構造を確立することが非常に困難となっている。
【０００８】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであって、精密なアライメントを容易に行うことができ、高出力化を実現するレーザー光源装置、画像表示装置及びモニター装置を以下の形態として提供することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記特許文献１の構造においてアライメント精度を確保したとしても、１個の発光素子から得られるレーザー光の強度には自ずと限界がある。そこで、高出力化を進める手法として、近年、２個の発光素子を光学的に対峙させた外部共振器構造のレーザー光源装置が検討されている。２個の発光素子を用いた外部共振器構造では、共振器の両端に発光素子が配置され、２個の発光素子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ことが可能となる。また、発光素子と外部共振ミラーと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期待されている。
【００１０】
しかしながら、このような２個の発光素子を備えた外部共振器構造においても、十分なレーザー発振を生じさせるためには、互いの発光素子から射出されたレーザー光の中心軸を精密にアライメントする必要がある。上記のような様々な利点がある一方で、２個の発光素子を備えた共振器構造においては、微細なサイズのエミッター同士をアライメントすることが必要であり、アライメント精度を確保することは、発光素子と外部共振ミラーとをアライメントする場合と比べてより困難なものである。したがって、高出力なレーザー光を得るためには多大な労力が必要となる。
【００１１】
そこで、上記のような課題を解決するため、本発明のレーザー光源装置は、基台と、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発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され、前記第１発光素子及び前記第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と、前記基台に支持され、前記波長変換素子を保持する保持部材と、を備え、前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、前記第１発光素子の発光部から射出されたレーザー光が前記第２発光素子の発光部に入射するとともに前記第２発光素子の発光部から射出されたレーザー光が前記第１発光素子の発光部に入射するように配置され、前記保持部材は、前記基台に対して、互いに直交する任意の２つの軸を中心とする各回転動作における回転角度が調整可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、互いに直交する任意の２つの軸を中心とする回転方向における基台に対する保持部材の回転角度を調整することで、保持部材と同時に波長変換素子の回転角度を調整し、波長変換素子の入射端面に入射するレーザー光の位置および入射角を変更することができる。すると、波長変換素子の通過前後でレーザー光の光路がシフトするため、この光路のシフトを利用して第１，第２発光素子間のアライメントを実施することができる。これにより、共振器構造を実現可能な精度の高いアライメントを行うことができる。また、波長変換素子は加わる圧力や温度が変化すると特性が変化し、変換波長が変わる虞があるが、この構成によれば、保持部材を回転させると同時に波長変換素子を回転させる構成のため、波長変換素子に直接触れる必要がない。そのため、アライメント時の波長変換素子の特性変化を抑えることができ、高出力の共振構造を構築することができる。したがって、高出力のレーザー光を射出可能なレーザー光源装置とすることができる。
【００１３】
本発明において、前記保持部材は、前記波長変換素子を保持する保持部材本体と、前記保持部材本体の底部に設けられ、前記波長変換素子を載置する載置面の法線方向に沿う回転軸周りに前記保持部材本体を回転可能とし、且つ前記回転軸に沿う方向に前記保持部材本体を昇降可能とする回転軸部と、前記保持部材の、前記波長変換素子の入射端面と隣り合う側面に設けられ、前記回転軸方向と垂直な回動軸周りに前記保持部材を回動可能とする回動軸部と、を有する構成としても良い。
この構成によれば、保持部材本体に回転軸部と回動軸部とを設けるだけで、上記２つの軸を中心とする回転方向における回転角度を調整可能な構造を容易に実現することができる。
【００１４】
本発明において、前記回転軸部の回転軸が前記波長変換素子の中心を通るとともに、前記回動軸部の回動軸が前記波長変換素子の中心を通る構成とすることが望ましい。
なお、本明細書において、「波長変換素子の中心」とは、波長変換素子を、例えば非線形光学結晶から切り出されるチップ状（直方体状）の素子と仮定した場合、直方体の互いに対向する面の中心同士を結ぶ直線の交点を指すものとする。もしくは、互いに対向する面が平行でなく、波長変換素子が完全に直方体状でなかったとしても、波長変換素子を中心に内包する直方体を想定し、その直方体に対して上記と同様に考えればよい。
仮に回転軸や回動軸が波長変換素子の中心を通らない構成であったとすると、各軸回りの回転方向における回転角度を順次調整する作業を行う際、一つの軸周りの回転角度を調整すべく保持部材を回転させると、他の軸周りの回転角度が変わってしまい、一つの軸ずつ追い込んで保持部材を最適位置にアライメントするのが困難である。その点、上記の構成によれば、各軸周りの回転方向における回転角度を独立して調整できるため、アライメント作業が容易になる。
【００１５】
本発明において、前記回動軸部は、前記保持部材本体に凸形状または凹形状に形成され、前記回動軸部の回動軸と、凸形状の前記回動軸部の頂部、または凹形状の前記回動軸部の底部を通ることが望ましい。
この構成によれば、回動軸部の形状と回動軸の位置とが対応しているため、回動軸部を中心とした回動運動により、保持部材を回動軸まわりに良好に回動させることができ、効率的に精度良いアライメントを実現することができる。
【００１６】
本発明において、前記回動軸部は、前記保持部材本体から突出して形成された断面視略円形の突起物であることが望ましい。
この構成によれば、円形の断面形状の中心を通る軸周りに保持部材を円滑に回動させることができ、精度良いアライメントを実現することができる。
【００１７】
本発明において、前記回動軸部は、前記保持部材本体に形成された断面視Ｖ字状の溝部であり、前記溝部の最深部の延在方向が、前記載置面の法線方向に平行な方向と略一致していることが望ましい。
溝状の回動軸部は加工が容易であるため、所望の位置に精度良く回動軸部を形成することができ、精度良いアライメントを実現することができる。
【００１８】
本発明において、前記保持部材本体は、前記保持部材本体に対する前記波長変換素子の相対位置を規定する位置決め部を備えることが望ましい。
この構成によれば、保持部材本体に位置決め部を備えているため、波長変換素子を保持部材本体に対して常に同じ位置に設置することができる。これにより、例えば波長変換素子の交換や、交換に伴う波長変換素子の再設置などを行っても、アライメントを常に精度良く行うことができる。また上記のように、回転軸や回動軸が波長変換素子の中心を通るように調整する場合、位置決め部を用いて波長変換素子を保持部材本体に位置決めをしさえすれば、自ずと回転軸や回動軸が波長変換素子の中心を通るように予め設計しておけば、波長変換素子の中心位置合わせを簡単に安定して行うことができる。
【００１９】
本発明においては、前記第１発光素子及び前記第２発光素子が前記基台に支持され、前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上、及び前記第２発光素子と前記波長変換素子の間の光路上にそれぞれ配置され、前記所定の変換波長のレーザー光を前記第１発光素子または前記第２発光素子に向かう方向とは異なる方向へ射出させ、前記基本波長のレーザー光を前記第１発光素子または前記第２発光素子に向かう方向へ射出させる分離部を備えることが望ましい。
この構成によれば、第１発光素子と波長変換素子との間、第２発光素子と波長変換素子との間で分離部を介して光路を折り曲げることにより共振構造を実現することができる。この場合、第１発光素子と第２発光素子を１つの基台上に支持させることができるため、第１発光素子の光射出面と第２発光素子の光射出面とを同一平面上に合わせ込みやすく、アライメント作業が容易になる。また、双方の発光素子の冷却が必要な場合、冷却構造の簡略化が図れる。
【００２０】
本発明においては、前記第１発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され、所定の波長のレーザー光を透過させる波長選択素子を備え、前記保持部材が前記波長選択素子を保持する構成であることが望ましい。
この構成によれば、波長変換素子と波長選択素子との相対位置が常に同じになるため、保持部材を動かしても互いに物理的に干渉することなく、アライメント作業の作業性を向上させることができる。
【００２１】
本発明においては、前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上、または前記第２発光素子と前記波長変換素子との間の光路上の少なくとも一方に配置されに配置され、前記基本波長のレーザー光を反射させ、前記所定の変換波長のレーザー光を透過させる分離素子を備え、前記保持部材が前記分離素子を保持する構成であることが望ましい。
この構成によれば、分離素子と波長選択素子との相対位置が常に同じになるため、保持部材を動かしても互いに物理的に干渉することなく、アライメント作業の作業性を向上させることができる。
【００２２】
本発明においては、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の各々が前記発光部を複数備えることが望ましい。
この構成によれば、複数の発光部の各々から発せられるレーザー光を用い、レーザー光の高出力化を図ることができる。
【００２３】
本発明の画像表示装置は、上述のレーザー光源装置と、該レーザー光源装置からの光を用い、画像信号に応じた所望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。
この構成によれば、レーザー光源装置から射出する高出力のレーザー光を用いて画像を表示することで、ダイナミックレンジが広く映像表現力に優れた画像表示装置を提供することができる。
【００２４】
本発明のモニター装置は、上述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。
この構成によれば、高出力のレーザー光で被写体を照射し、得られた反射光に基づく画像を撮影することで、鮮明な撮像が可能なモニター装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る第１実施形態のレーザー光源装置を示す概略構成図である。
【図２】同実施形態のレーザー光源装置を示す斜視図である。
【図３】同レーザー光源装置が備える保持部材を示す説明図である。
【図４】波長変換素子の内部を進行する光の光路を示す説明図である。
【図５】波長変換素子の回転角度に対する位相整合波長の変化を示すグラフである。
【図６】本実施形態のレーザー光源装置の製造方法を示す工程図である。
【図７】第１実施形態に係る別形態のレーザー光源装置を示す概略構成図である。
【図８】第２実施形態のレーザー光源装置が備える保持部材を示す説明図である。
【図９】本発明に係る実施形態としての画像表示装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の別形態の画像表示装置を示す概略構成図である。
【図１１】本発明に係る実施形態としてのモニター装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、図１〜図７を参照しながら、本発明の第１実施形態に係るレーザー光源装置について説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザー光源装置の概略構成図である。図２は、レーザー光源装置１の斜視図である。図３は、保持部材が備える載置台の説明図であり、図３(ａ)は斜視図、図３（ｂ）は平面図、図３(ｃ)は載置台を保持するクランパの例を示す概略図である。図４は、波長変換素子の内部を進行する光の光路を示す説明図であり、波長変換素子の平面図を示す。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２７】
本実施形態のレーザー光源装置１は、図１に示すように、基台１１と、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）１４と、第２ダイクロイックミラー（分離部）１５と、波長変換素子１６と、波長選択素子（Band‐Pass Filter、以下、ＢＰＦと略記する）１７と、光路変換プリズム１９と、保持部材２６と、を備えている。ここでは、基台１１の上面（第１、第２半導体レーザー素子１２，１３の載置面）の法線方向をＺ軸とし、後述するエミッターの配列方向をＹ軸とし、後述する各半導体レーザー素子１２，１３の対応するエミッター同士を結ぶ直線の延在方向であって、基台１１の上面の法線方向及びエミッター２２，２３の配列方向に直交する軸をＸ軸とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を互いに直交する３つの直交座標系として、以下説明を行う。
【００２８】
第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は、基台１１の上面１１ａに設けられており、射出端面１２ａ，１３ａが基台１１の上側、すなわちＺ軸方向を向くように配置されている。そのため、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、いずれも基台１１の上面１１ａの法線方向（Ｚ軸方向）上方に向けて射出される。
【００２９】
そして、第１ダイクロイックミラー１４が、第１半導体レーザー素子１２から射出される光の光路上に光路に対して所定の角度（例えば４５°）をなす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１５が、第２半導体レーザー素子１３から射出される光の光路上に光路に対して所定の角度（例えば４５°）をなすように配置されている。波長変換素子１６は、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。この配置により、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１ダイクロイックミラー１４を介して波長変換素子１６内を透過し、さらに第２ダイクロイックミラー１５を介して第２半導体レーザー素子１３に入射する。第２半導体レーザー素子１３から射出されたレーザー光も、第１半導体レーザー素子１２からの光と逆の経路を辿り、第１半導体レーザー素子１２に入射する。即ち、第１半導体レーザー素子１２側から順に、第１ダイクロイックミラー１４、波長変換素子１６、第２ダイクロイックミラー１５がレーザー光の光路上に配置されている。
【００３０】
第１，第２半導体レーザー素子１２，１３は同一の構成であり、射出端面１２ａ，１３ａから、例えば１０６５ｎｍ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る。第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の射出端面１２ａ，１３ａには、図２に示すように、平面視が円形状のエミッター（発光部）２２，２３がそれぞれ複数形成され、複数のエミッター２２，２３は素子の長手方向（Ｙ軸方向）に配置されている。また、第１半導体レーザー素子１２の複数のエミッター２２と第２半導体レーザー素子１３の複数のエミッター２３とは、１対１に対応している。第１、第２半導体レーザー素子１２，１３は、複数のエミッター２２の配列方向と複数のエミッター２３の配列方向とが略平行になるように基台１１上に配置されている。
【００３１】
エミッター２２は、図１中の拡大図（破線で囲んだ円内の図）に示すように、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層２２ａ上に、活性層２２ｂが積層された構成になっている。なお、エミッター２３も、エミッター２２と同様、ＤＢＲ層２３ａ上に、活性層２３ｂが積層された構成である。以上の構成により、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。すると、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する間にレーザー発振が生じ、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３で共振器構造を構成する。
【００３２】
第１ダイクロイックミラー１４は、複数のエミッター２２から射出されたレーザー光が入射し、赤外レーザー光を反射させて第１、第２半導体レーザー素子１２，１３に向けて射出させる一方、波長変換素子１６で変換された可視光を透過させて第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。同様に、第２ダイクロイックミラー１５は、複数のエミッター２３から射出されたレーザー光が入射し、赤外レーザー光を反射させて第１，第２半導体レーザー素子１２，１３に向けて射出させ、可視光を透過させて第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。具体的な構成としては、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５の反射面に誘電体多層膜が形成されており、波長１０６５ｎｍの赤外光を反射させ、波長５３２．５ｎｍの可視光を透過させる特性を有している。
【００３３】
第１ダイクロイックミラー１４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が反射面に対して例えば略４５°の角度で入射し、波長変換素子１６に向かって反射されるように配置されている。また、第２ダイクロイックミラー１５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が反射面に対して例えば略４５°の角度で入射し、波長変換素子１６に向かって反射されるように配置されている。
【００３４】
波長変換素子１６は、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、複数のエミッター２２から射出されたレーザー光が一つの端面（入射端面）１６ａに全て入射するように配置され、複数のエミッター２３から射出されたレーザー光が他の端面（射出端面）１６ｂに全て入射するように配置されている。また、波長変換素子１６としては、非線形光学結晶であるＰＰＬＮ（Periodically Poled Lithium Niobate）が用いられ、入射光を略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。
【００３５】
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に向かう光のうちの一部の光は、波長変換素子１６を通過することによって、略半分の（５３２．５ｎｍ）の緑色のレーザー光（所定の変換波長の光）に変換される。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に向かうレーザー光も同様に、一部の光が緑色のレーザー光に変換される。
【００３６】
第１ダイクロイックミラー１４と波長変換素子１６との間の保持部材２６上には、ＢＰＦ１７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る。ＢＰＦ１７の作用により、発振中のレーザー光の波長帯域が絞られ、波長変換素子１６から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。
【００３７】
第２半導体レーザー素子１３と第２ダイクロイックミラー１５との間の光路上には、ビームポラライザー１８が設けられている。このビームポラライザー１８は、Ｐ偏光のみを透過させる特性を有している。なお、ここで言う「Ｐ偏光」とは、第２ダイクロイックミラー１５を基準とした偏光方向である。ビームポラライザー１８の特性により、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との間を往復する光は、波長変換素子１６で変換可能なＰ偏光に制限される。
【００３８】
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で反射し、波長変換素子１６を通過し、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で反射され、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２２ａと第２半導体レーザー素子１３のＤＢＲ層２３ａとの間を往復して共振し、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。
【００３９】
一方、第１、第２半導体レーザー素子１２，１３からそれぞれ射出されたレーザー光が波長変換素子１６を通過することにより、少なくとも一部のレーザー光が緑色に変換される。第１半導体レーザー素子１２から第２半導体レーザー素子１３に向かう途中で緑色に変換されたレーザー光Ｗ２は、第２ダイクロイックミラー１５を通過し、図１の右側（＋Ｘ軸方向）に向けて射出される。第２半導体レーザー素子１３から第１半導体レーザー素子１２に向かう途中で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を通過し、図１の左側（−Ｘ軸方向）に向けて射出される。
【００４０】
光路変換プリズム１９は、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光の光路上に配置されており、図示しない保持部材により基台１１に固定されている。この光路変換プリズム１９は、第２ダイクロイックミラー１５を透過した緑色のレーザー光の光路を、第１ダイクロイックミラー１４を透過した緑色のレーザー光の光路と略同一方向に変換するものである。
【００４１】
本実施形態の光路変換プリズム１９は、直角三角プリズムであり、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光を第１面１９ａで反射させた後、第１面１９ａと９０°の角度をなす第２面１９ｂで反射させる。このようにして、第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光の光路を折り返し、第１ダイクロイックミラー１４を透過したレーザー光と第２ダイクロイックミラー１５を透過したレーザー光とを略平行にすることが可能となる。
【００４２】
図１、図２に示すように、基台１１の第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の間には、波長変換素子１６とＢＰＦ１７とを保持する保持部材２６が配置されている。保持部材２６は、波長変換素子１６を載置する載置台３０を含む保持部材本体２７を備えている。また、保持部材本体２７には、保持部材本体２７の下面２７ａから基台１１に向かって突出する円柱状のピン（以下、円柱ピンと称する、回転軸部）２９が固定されている。また、基台１１の上面１１ａには、円柱ピン２９に対応して円柱状に窪んだ形状の穴１１ｂが設けられており、穴１１ｂの内部に円柱ピン２９が装入されている。
【００４３】
円柱ピン２９の上面および下面の輪郭をなす円の直径は、穴１１ｂの底面の輪郭をなす円の直径よりも小さい。つまり、円柱ピン２９を穴１１ｂの内部に装入した状態において、円柱ピン２９の側面と穴１１ｂの内面との間には若干の間隙がある。この構成により、保持部材２６の全体が、基台１１の上面に平行な面内（ＸＹ面内）で円柱ピン２９の中心軸（回転軸、図２に符号Ａ１で示す）周りに回転可能となっている。また、穴１１ｂに円柱ピン２９を抜き差しして円柱ピン２９の装入長さを調整することにより、保持部材２６の全体が基台１１の上面の法線方向（Ｚ軸方向）に昇降可能となっている。保持部材２６は、上述した基台１１の上面に平行な面内（ＸＹ面内）での回転角度、および基台１１の上面の法線方向（Ｚ軸方向）における基台１１に対する高さが最適化された状態で、図１に示すように、保持部材本体２７と基台１１とが接着剤等の固定材３５により固定されている。
【００４４】
図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、載置台３０の両側面には、外側へ突出した回動ピン（回動軸部）３２が形成されている。回動ピン３２は、載置台３０と一体に形成されている。回動ピン３２は、載置台３０の側面に平行な面で切断した断面形状が略円形の形状であり、本実施形態では外側にいくほど径が小さくなる円錐形である。回動ピン３２の形状は、他にも例えば円柱状であっても良い。載置台３０に回動ピン３２が設けられたことにより、回動ピン３２の中心軸（回動軸、図２に符号Ａ２で示す）周りに回動可能となっている。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、載置台３０には、波長変換素子１６を載置させる面に窪み（位置決め部）３０ａが設けられている。図３（ｂ）に示すように、窪み３０ａの平面形状は波長変換素子１６の形状に対応した矩形状であり、窪み３０ａの輪郭をなす矩形の縦横寸法は、波長変換素子１６を内部に収容できるだけの若干の余裕はあるものの、波長変換素子１６の輪郭をなす矩形の縦横寸法と略同一である。なお、図３（ｂ）において、波長変換素子１６の輪郭を２点鎖線の仮想線で示す。したがって、波長変換素子１６の側面を窪み３０ａの内壁に突き当てるようにして収容したときに、波長変換素子１６の中心Ｐと、回転軸Ａ１と回動軸Ａ２との交点とが一致するように設計されている。また、波長変換素子１６を載置台３０の正規の位置に収容したとき、波長変換素子１６の入射端面に対して垂直に入射するレーザー光の光路Ｌと、回転軸Ａ１および回動軸Ａ２とは垂直に交わるようになっている。
【００４６】
載置台３０は、図３（ｃ）に示すクランパ４０を用いて両側から回動ピン３２をくわえ込むように保持した状態で、図２に示す回動軸Ａ２周りに所定角度だけ回動させることができる。クランパ４０は、対向する２つのクランプ部４２と、クランプ部４２を支持する本体４４とを備え、２つのクランプ部４２を接近、離間させる方向に移動させ、２つのクランプ部４２間の距離を変化させることで回動ピン３２を保持する。そして、クランパ４０を矢印Ｙ１の方向に回動させることにより、載置台３０は回動軸Ａ２周りに所定の回転角度だけ回動する。
【００４７】
このような構成の保持部材２６を回転軸Ａ１周りに回転、または回動軸Ａ２周りに回動させると、波長変換素子１６は中心位置が移動することなく、入射端面に対するレーザー光の光路Ｌがなす角度（入射角）が変化する。また、保持部材２６を回転軸Ａ１に沿って昇降させると、保持部材２６に保持された波長変換素子１６も同時に基台１１に対して昇降する。このようにして、波長変換素子１６の位置および姿勢の制御を行うことが可能となる。本実施形態のレーザー光源装置１は、上述の機構を用いて保持部材２６を回転又は回動させることにより、保持部材２６が保持している波長変換素子１６を回転又は回動させることができ、精密なアライメントが可能となる。
【００４８】
次に、図４から図６を用いて本実施形態のレーザー光源装置１の製造方法について説明する。以下では、保持部材２６を回転又は回動させることによって各半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３同士をアライメントさせる原理について説明し、その後、レーザー光源装置１の実際の製造方法について説明する。
【００４９】
波長変換素子１６の屈折率をｎとし、図４に示すように、波長変換素子１６の短手方向（回転させない状態でのレーザー光の進行方向）の長さをＬとし、波長変換素子１６に入射するレーザー光の中心軸Ｏに垂直な面と波長変換素子１６の入射端面１６ａまたは射出端面１６ｂとのなす角をθとする。角度θは、入射端面１６ａに垂直にレーザー光が入射する状態から、波長変換素子１６を矢印Ｙ１方向に回転軸Ａ１周りに回転させたときの波長変換素子１６の回転角に相当する。
【００５０】
その場合、レーザー光は波長変換素子１６の入射端面１６ａで屈折し、波長変換素子１６の内部を進行するレーザー光Ｏ２は、入射する前のレーザー光の中心軸Ｏに対して角度θ１だけ進行方向を変える。言い換えると、波長変換素子１６の内部を進行するレーザー光Ｏ２の光路の、入射端面１６ａの法線Ｓに対する角度はθ−θ１となる。このとき、角度θ１は、スネルの式より求めることができ、次の式（１）で表される。
【００５１】
【数１】
【００５２】
そして、波長変換素子１６の内部を進行するレーザー光の光路長をＬ１とすると、光路長Ｌ１は次の式（２）で表される。
【００５３】
【数２】
【００５４】
そして、レーザー光が波長変換素子１６から射出される際に射出端面１６ｂで屈折するため、波長変換素子１６から射出された後のレーザー光の中心軸Ｏ１は、波長変換素子１６に入射する前のレーザー光の中心軸Ｏと平行になるとともに、Ｙ軸方向にシフトする。波長変換素子１６から射出されたレーザー光の中心軸Ｏ１と中心軸Ｏとのずれ量をＷとすると、ずれ量Ｗは次の式（３）で表される。
【００５５】
【数３】
【００５６】
したがって、波長変換素子１６の回転角θを適宜調整すれば、上記（１）、（２）、（３）式で決まるずれ量Ｗだけ、レーザー光の中心軸をＹ軸方向にシフトさせることができる。これにより、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３のＹ軸方向（エミッター２２，２３の配列方向）の位置ずれを補正することができる。
【００５７】
以下、説明を省略するが、同様の原理により、図２に示す回動軸Ａ２周りに波長変換素子１６を回動させることで、レーザー光の中心軸をＸ軸方向にシフトさせることができる。これにより、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３のＸ軸方向（半導体レーザー素子１２，１３の対応するエミッター２２，２３同士を結ぶ直線方向）の位置ずれを補正することができる。
【００５８】
図５は、波長変換素子１６の屈折率ｎを２．１５、図４で示す長さＬを５ｍｍとした場合の、波長変換素子１６の回転角度に対する位相整合波長の変化を示すグラフである。図５の横軸は回転角度［°］、左側の縦軸は位相整合波長［μｍ］、右側の縦軸は回転角度０度のときを基準とした位相整合波長の変化量［μｍ］、である。図５中、符号Ｇ１で示すグラフは位相整合波長、符号Ｇ２で示すグラフは位相整合波長の変化量を示す。
【００５９】
図５に示すように、波長変換素子１６を回転させると、回転させない（θ＝０°）の場合に対して位相整合波長が変化する。しかしながら、その変化量は僅かであり、回転角度が７°のとき、変化量はたかだか０．０００５μｍ程度である。したがって、波長変換素子１６を回転させて第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のエミッター２２，２３の位置ずれを補正する際に必要な回転角度の範囲をある程度見積もっておけばよい。そして、その回転角度の範囲内で位相整合波長が変化したとしても位相整合が可能な程度にレーザー光の波長を設定しておけば、レーザー光を充分な変換効率で射出させることができる。
【００６０】
次に、図６を参照しながら、本実施形態のレーザー光源装置１の実際の製造方法について説明する。以下では、特にアライメント方法について説明する。説明する方法および手順は一例であり、これに限るものではない。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のそれぞれのエミッター２２，２３からレーザー光を射出させ、一方の半導体レーザー素子のエミッターが発したレーザー光が他方のレーザー素子のエミッターに入射する状態を作り出す。詳しくは、第１半導体レーザー素子１２からレーザー光を射出させ、射出するレーザー光の角度をオートコリメータで測定しながら、レーザー光が第２半導体レーザー素子１３に入射するようにダイクロイックミラー１４、１５の位置および角度を調節する。また、第２半導体レーザー素子１３からのレーザー光についても同様の操作を行い、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３のそれぞれのエミッター２２，２３から射出されたレーザー光が、互いに他方のエミッターに入射する状態とする。
【００６２】
次いで、図６（ｂ）に示すように、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３を発光させ、波長変換素子１６で変換され、ダイクロイックミラー１４，１５、および光路変換プリズム１９を介して射出されるレーザー光の強度を測定しながら、保持部材２６の回動ピン３２を不図示のクランパで保持し、保持部材２６を回転軸Ａ１周りに回転させる。それと同時に、保持部材２６を回転軸Ａ１軸に沿う方向に昇降させ、射出されるレーザー光の最大の強度が得られる位置を見つけ出す。
【００６３】
次いで、図６（ｃ）に示すように、保持部材２６を回動軸Ａ２周りに回動させ、射出されるレーザー光の最大の強度が得られる位置を見つけ出す。最大強度が得られる位置が確定できたならば、保持部材２６を基台１１に固定材３５で固定する。固定材３５は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の硬化性樹脂を主体とする接着剤を用いることができる。また、固定材３５として、ハンダを用いると硬化収縮が無いため、好ましい。
以上の工程を経て、本実施形態のレーザー光源装置を製造することができる。
【００６４】
以上、本実施形態に係るレーザー光源装置１においては、保持部材２６を用いて波長変換素子１６を回転させ、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の光路を補正することによって、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を他方の半導体レーザー素子のエミッターに正確に入射させることが可能となる。そのため、高出力のレーザー光を射出可能なレーザー光源装置とすることができる。
【００６５】
以上のような構成のレーザー光源装置１によれば、保持部材２６を移動させることで波長変換素子１６を移動させる構成のため、アライメント作業時に波長変換素子１６に直接触れることなく、波長変換素子１６を移動させることができる。そのため、波長変換素子１６に外力が加わったり、温度変化が生じたりし難くなり、アライメント時の波長変換素子１６の特性変化を抑えることができる。そのため、高精度なアライメントが可能となり、高出力のレーザー光を射出可能なレーザー光源装置１とすることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、回転軸Ａ１は、波長変換素子１６内の光路Ｌの中央で垂直に交わり、回動軸Ａ２は、波長変換素子１６内の光路Ｌの中央で光路Ｌおよび回転軸Ａ１と垂直に交わるように構成されている。すなわち、回転軸Ａ１および回動軸Ａ２が波長変換素子１６の中心を通っている。したがって、保持部材２６を回転軸Ａ１、回動軸Ａ２周りに回転、回動させると、波長変換素子１６は中心位置が移動することなく、光路Ｌに対する角度を変えるため、各方向の回転角度の調整を独立して行うことができる。これにより、波長変換素子１６のアライメントを容易に行うことができる。
【００６７】
また、本実施形態では、保持部材２６の載置台３０には、載置面に波長変換素子の位置を規定する位置決め手段となる窪み３０ａが設けられている。そのため、波長変換素子１６を交換したり、装着し直すようなことがあっても、保持部材２６に対する波長変換素子１６の位置を常に確実に規定することができ、アライメント精度を安定して維持することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、保持部材２６は、側面から外側に突出して形成された回動ピン３２を備えており、回動ピン３２の断面視形状は略円形となっている。そして、保持部材２６の載置台３０は、回動ピン３２の中心軸周りを回動可能となっている。回動ピン３２の形状と保持部材２６を回動軸の位置とが対応しているため、回動ピン３２まわりを良好に回動運動させることができ、回動ピン３２を通る回動軸Ａ２周りに保持部材２６を円滑に回動させることができ、良好なアライメント作業を実現できる。
【００６９】
また、本実施形態では、保持部材２６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との間の光路上に配置されたＢＰＦ１７が備えられている。そのため、波長変換素子１６とＢＰＦ１７との相対位置が常に変わらないため、保持部材２６を動かしても波長変換素子１６とＢＰＦ１７とが互いに物理的に干渉することがなく、アライメント作業の作業性を向上することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、第１，第２半導体レーザー素子１２，１３が、それぞれ複数のエミッター２２，２３を備えている。そのため、複数のエミッター２２，２３の各々から発せられるレーザー光を用い、高出力のレーザー光を射出させることが可能なレーザー光源装置１を実現することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、保持部材２６が波長変換素子１６とＢＰＦ１７とを保持することとしたが、これらに加えて、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との一方または両方を保持することとしても良い。
【００７２】
図７は、保持部材２６が第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５を保持したレーザー光源装置３の概略平面図である。レーザー光源装置３は、第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５が載置台３１に保持されている構成以外は、図１に示すレーザー光源装置１と同じ構成である。図７では図を簡略化するため、保持部材２６が保持するＢＰＦを省略している。
【００７３】
図７では、レーザー光源装置３が備える第１，第２半導体レーザー素子１２，１３の配置位置が、エミッター２２，２３の延在方向にずれている場合を示している。このような場合であっても、図７に示すように、回転軸Ａ１周りに保持部材２６を回転させることで第１，第２半導体レーザー素子１２，１３間のアライメントを行うことができる。この場合、波長変換素子１６と第１，第２ダイクロイックミラー１４，１５との相対位置が常に変わらないため、保持部材２６を動かしてもこれらが互いに物理的に干渉することがなく、アライメント作業の作業性を向上することができる。
【００７４】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態のレーザー光源装置について、図８を用いて説明する。
第１実施形態において示した保持部材の載置台の構成は一例であり、他の構成とすることもできる。本実施形態では、保持部材を構成する載置台の他の例について説明するが、レーザー光源装置の他の部分は第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
図８は、本実施形態の載置台５０の説明図であり、図８(ａ)は斜視図、図８（ｂ）は平面図、図８(ｃ)は載置台５０に用いるクランパの例を示す概略図である。
【００７５】
図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、載置台５０の側面の外側には、溝部（回動軸部）５２が形成されている。溝部５２は、断面視Ｖ字状の形状である。この載置台５０は、例えば図８（ｃ）に示すようなクランパ６０を用いて上下から保持される。クランパ６０は、溝部５２の形状に対応してＶ字状に突出した嵌合部６２を備えた対向する２つのクランプ部６４を備えており、２つのクランプ部６４が上下に移動することで２つのクランプ部６４間の距離が変化する。２つのクランプ部６４がある程度離間した位置から載置台５０を間に挟んで２つのクランプ部６４を接近させると、クランパ６０の嵌合部６２が載置台５０の溝部５２に嵌合する。このとき、上下の壁部６３が載置台５０の側壁を挟み込むことで載置台５０が保持される。
【００７６】
そして、クランパ６０を矢印Ｙ２方向に回動させることで、載置台５０を図８（ｂ）に示す回動軸Ａ２周りに回動させることができる。したがって、回動軸Ａ２は溝部５２の最深部（谷部）を通ることになる。また、溝部の最深部の延在方向は回転軸Ａ１と平行な方向、すなわち載置台５０の載置面の法線方向に平行な方向と一致するように形成されている。
【００７７】
載置台５０には、波長変換素子１６を載置させる載置面に複数（本実施形態では４つ）の突起（位置決め部）５０ａが設けられている。載置台５０の載置面は矩形状であり、載置面５０の輪郭をなす矩形の縦横寸法は、波長変換素子１６の輪郭をなす矩形の縦横寸法よりも大きい。各突起５０ａは、載置面５０の縁から所定距離だけ内側に位置するように固定されている。図８（ａ）、図８（ｂ）において、波長変換素子１６を載置面上に載置したときの波長変換素子１６の輪郭を１点鎖線の仮想線で示す。４つの突起５０ａのうち、２つの突起５０ａは波長変換素子１６の入射端面側の辺（ＢＰＦ１７が設置された側の辺）に沿って互いに離間して配置され、残りの２つの突起５０ａは波長変換素子１６の両側面に対向する辺に沿って１つずつ配置されている。
【００７８】
上記の突起５０ａの配置により、波長変換素子１６の入射端面および側面を各突起５０ａに突き当てるようにして載置台５０上に載置したときに、波長変換素子１６の中心Ｐと、回転軸Ａ１と回動軸Ａ２との交点とが一致するように設計されている。また、波長変換素子１６を載置台５０の正規の位置に収容したとき、波長変換素子１６の入射端面に対して垂直に入射するレーザー光の光路Ｌと、回転軸Ａ１および回動軸Ａ２とは垂直に交わるようになっている。
【００７９】
本実施形態の載置台５０を備えた保持部材を用いた場合でも、図３に示した第１実施形態の載置台３０を備えた保持部材を用いた場合と同様、保持部材に対して波長変換素子１６が正確に位置決めされる。その結果、エミッター間の高精度なアライメントが可能となり、高出力のレーザー光を射出可能なレーザー光源装置１とすることができる。また、このような断面Ｖ字状の溝部５２は加工が容易であるため、所望の位置に精度良く溝部５２を形成することができ、精度良いアライメントを実現することができる。
【００８０】
［画像表示装置］
図９は、本発明に係る一実施形態として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を備えている。これらのレーザー光源装置には上記第１実施形態のレーザー光源装置１を用いる。
【００８１】
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（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１０７と、を備えている。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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実施形態のレーザー光源装置１が用いられているので、ダイナミックレンジが広く映像表現力に優れたプロジェクターを実現することができる。
【００８５】
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ミラーデバイス（Digital Mirror 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。
【００８６】
また、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ることとしたが、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、双方のエミッターに対し光路を変換するダイクロイックミラーが設置された構成のレーザー光源装置を例に挙げて説明したが、エミッターの配列はこれに限るものではない。例えば、一方のエミッターにのみダイクロイックミラーが設置されていても良い。
【００８７】
［走査型画像表示装置］
図１０は、本発明に係る別形態の画像表示装置の概略構成図であり、走査型画像表示装置の構成図を示す。本実施形態の画像表示装置２００は、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（画像形成装置）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。
【００８８】
［モニター装置］
図１１は、本発明に係る一実施形態として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、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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（撮像部）３１１で撮像することができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。例えば上記実施形態においては、第１，第２半導体レーザー素子が、それぞれ複数の発光部を備えることとしたが、各々の半導体レーザー素子がそれぞれ一つずつのエミッターを備えるだけであっても良い。また、上記実施形態においては、アライメント後の保持部材２６を接着剤等の固定材３５で固定することしたが、溶接することとしても構わない。
【００９３】
さらに、上記実施形態では、回転軸Ａ１を基台の上面の法線方向（Ｚ軸方向）、回動軸Ａ２をエミッターの配列方向（Ｙ軸方向）に一致させ、これらを中心として保持部材を回転、回動させる構成としたが、これに比べてアライメント作業は困難になるものの、必ずしもこの構成に限ることなく、これらＺ軸、Ｙ軸方向からずれた軸を中心として保持部材を回転、回動させてもよい。また、上記実施形態では、２つの半導体レーザー素子が１つの基台上に支持され、双方の半導体レーザー素子から上方に向けて射出されるレーザー光の光路をダイクロイックミラーで折り曲げる構成を採用した。この構成に代えて、２つの半導体レーザー素子の光射出面を直線状に対峙させ、ダイクロイックミラーを用いない構成としても良い。
【符号の説明】
【００９４】
１，３…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…第１ダイクロックミラー（分離部）、１５…第２ダイクロックミラー（分離部）、１６…波長変換素子、１７…ＢＰＦ（波長選択素子）、２３，２４…エミッター（発光部）、２６…保持部材、２９…円柱ピン（回転軸部）、３０ａ…窪み（位置決め部）、３２…回動ピン（回動軸部）、５０ａ…突起（位置決め部）、５２…溝部（回動軸部）、１００，２００…プロジェクター（画像表示装置）、１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ…液晶ライトバルブ（画像形成装置）、２０２…ＭＥＭＳミラー（画像形成装置）、３００…モニター装置、３１１…カメラ（撮像手段）、Ａ１…回転軸、Ａ２…回動軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
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発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され、前記第１発光素子及び前記第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と、
前記基台に支持され、前記波長変換素子を保持する保持部材と、を備え、
前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、前記第１発光素子の発光部から射出されたレーザー光が前記第２発光素子の発光部に入射するとともに前記第２発光素子の発光部から射出されたレーザー光が前記第１発光素子の発光部に入射するように配置され、
前記保持部材は、前記基台に対して、互いに直交する任意の２つの軸を中心とする各回転動作における回転角度が調整可能とされていることを特徴とするレーザー光源装置。
【請求項２】
前記保持部材は、前記波長変換素子を保持する保持部材本体と、
前記保持部材本体の底部に設けられ、前記波長変換素子を載置する載置面の法線方向に沿う回転軸周りに前記保持部材本体を回転可能とし、且つ前記回転軸に沿う方向に前記保持部材本体を昇降可能とする回転軸部と、
前記保持部材の、前記波長変換素子の入射端面と隣り合う側面に対向する面に設けられ、前記回転軸方向と垂直な回動軸周りに前記保持部材を回動可能とする回動軸部と、を有す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。
【請求項３】
前記回転軸部の回転軸が前記波長変換素子の中心を通るとともに、前記回動軸部の回動軸が前記波長変換素子の中心を通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。
【請求項４】
前記回動軸部は、前記保持部材本体に凸形状または凹形状に形成され、
前記回動軸部の回動軸が、凸形状の前記回動軸部の頂部、または凹形状の前記回動軸部の底部を通ることを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項５】
前記回動軸部は、前記保持部材本体から突出して形成された断面視略円形の突起物であることを特徴とする請求項４に記載のレーザー光源装置。
【請求項６】
前記回動軸部は、前記保持部材本体に形成された断面視Ｖ字状の溝部であり、
前記溝部の最深部の延在方向は、前記載置面の法線方向に平行な方向と略一致していることを特徴とする請求項４に記載のレーザー光源装置。
【請求項７】
前記保持部材本体は、前記保持部材本体に対する前記波長変換素子の相対位置を規定する位置決め部を備えることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項８】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子が前記基台に支持され、
前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上、及び前記第２発光素子と前記波長変換素子の間の光路上にそれぞれ配置され、前記所定の変換波長のレーザー光を前記第１発光素子または前記第２発光素子に向かう方向とは異なる方向へ射出させ、前記基本波長のレーザー光を前記第１発光素子または前記第２発光素子に向かう方向へ射出させる分離部を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項９】
前記第１発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され、所定の波長のレーザー
光を透過させる波長選択素子を備え、
前記保持部材が前記波長選択素子を保持することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項１０】
前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上、または前記第２発光素子と前記波長変換素子との間の光路上の少なくとも一方に配置されに配置され、前記基本波長のレーザー光を反射させ、前記所定の変換波長のレーザー光を透過させる分離素子を備え、
前記保持部材が前記分離素子を保持することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項１１】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子の各々が前記発光部を複数備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のレーザー光源装置と、
前記レーザー光源装置からの光を用い、画像信号に応じた所望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。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のレーザー光源装置と、
前記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。
【請求項１】
基台と、
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発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され、前記第１発光素子及び前記第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と、
前記基台に支持され、前記波長変換素子を保持する保持部材と、を備え、
前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、前記第１発光素子の発光部から射出されたレーザー光が前記第２発光素子の発光部に入射するとともに前記第２発光素子の発光部から射出されたレーザー光が前記第１発光素子の発光部に入射するように配置され、
前記保持部材は、前記基台に対して、互いに直交する任意の２つの軸を中心とする各回転動作における回転角度が調整可能とされていることを特徴とするレーザー光源装置。
【請求項２】
前記保持部材は、前記波長変換素子を保持する保持部材本体と、
前記保持部材本体の底部に設けられ、前記波長変換素子を載置する載置面の法線方向に沿う回転軸周りに前記保持部材本体を回転可能とし、且つ前記回転軸に沿う方向に前記保持部材本体を昇降可能とする回転軸部と、
前記保持部材の、前記波長変換素子の入射端面と隣り合う側面に対向する面に設けられ、前記回転軸方向と垂直な回動軸周りに前記保持部材を回動可能とする回動軸部と、を有す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。
【請求項３】
前記回転軸部の回転軸が前記波長変換素子の中心を通るとともに、前記回動軸部の回動軸が前記波長変換素子の中心を通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。
【請求項４】
前記回動軸部は、前記保持部材本体に凸形状または凹形状に形成され、
前記回動軸部の回動軸が、凸形状の前記回動軸部の頂部、または凹形状の前記回動軸部の底部を通ることを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項５】
前記回動軸部は、前記保持部材本体から突出して形成された断面視略円形の突起物であることを特徴とする請求項４に記載のレーザー光源装置。
【請求項６】
前記回動軸部は、前記保持部材本体に形成された断面視Ｖ字状の溝部であり、
前記溝部の最深部の延在方向は、前記載置面の法線方向に平行な方向と略一致していることを特徴とする請求項４に記載のレーザー光源装置。
【請求項７】
前記保持部材本体は、前記保持部材本体に対する前記波長変換素子の相対位置を規定する位置決め部を備えることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項８】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子が前記基台に支持され、
前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上、及び前記第２発光素子と前記波長変換素子の間の光路上にそれぞれ配置され、前記所定の変換波長のレーザー光を前記第１発光素子または前記第２発光素子に向かう方向とは異なる方向へ射出させ、前記基本波長のレーザー光を前記第１発光素子または前記第２発光素子に向かう方向へ射出させる分離部を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項９】
前記第１発光素子と前記第２発光素子との間の光路上に配置され、所定の波長のレーザー
光を透過させる波長選択素子を備え、
前記保持部材が前記波長選択素子を保持することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項１０】
前記第１発光素子と前記波長変換素子との間の光路上、または前記第２発光素子と前記波長変換素子との間の光路上の少なくとも一方に配置されに配置され、前記基本波長のレーザー光を反射させ、前記所定の変換波長のレーザー光を透過させる分離素子を備え、
前記保持部材が前記分離素子を保持することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項１１】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子の各々が前記発光部を複数備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のレーザー光源装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のレーザー光源装置と、
前記レーザー光源装置からの光を用い、画像信号に応じた所望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。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のレーザー光源装置と、
前記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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１２４３０６（Ｐ２０１１−１２４３０６Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７９１９４（Ｐ２００９−２７９１９４）
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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