JP2007171533A - 光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】高出力のレーザ光を射出できかつ、構造を簡素化して製造を容易とする光源装置を提供すること。
【解決手段】光源装置３１は、所定の波長のレーザ光を発振するレーザ光源３１１と、レーザ光源３１１の光射出面に対向配置され、レーザ光源３１１から射出されたレーザ光の発振波長を変換して射出する非線形光学素子３１２と、非線形光学素子３１２における変換された変換波長のレーザ光の光射出面に設けられ、変換波長のレーザ光の透過率が発振波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有する波長選択光学素子３１３とを備えている。
【選択図】図３
【解決手段】光源装置３１は、所定の波長のレーザ光を発振するレーザ光源３１１と、レーザ光源３１１の光射出面に対向配置され、レーザ光源３１１から射出されたレーザ光の発振波長を変換して射出する非線形光学素子３１２と、非線形光学素子３１２における変換された変換波長のレーザ光の光射出面に設けられ、変換波長のレーザ光の透過率が発振波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有する波長選択光学素子３１３とを備えている。
【選択図】図３
Description
本発明は、光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタに関する。
従来、所定の波長のレーザ光を発振する半導体レーザ（レーザ光源）を用いて、緑色や青色のレーザ光を射出する光源装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
この非特許文献１に記載の光源装置では、レーザ光源として、面発光型の半導体レーザチップを用いている。また、この光源装置では、レーザ光源の光射出側に非線形光学素子および外部ミラーを所定の間隔を空けて配置している。これらのうち、非線形光学素子は、半導体レーザチップから発振されたレーザ光を波長変換し第２次高調波光を生成する。また、外部ミラーは、非線形光学素子にて波長変換された第２次高調波光に対して高透過率でかつ、半導体レーザチップから発振された発振波長のレーザ光に対して低透過率の透過率特性を有する。そして、半導体レーザチップから発振されたレーザ光を外部ミラー、および半導体レーザチップ内に設けられたミラー構造にて反射させてレーザ光のエネルギーを増幅させつつ、外部ミラーを介して非線形光学素子にて波長変換したレーザ光を射出している。
この非特許文献１に記載の光源装置では、レーザ光源として、面発光型の半導体レーザチップを用いている。また、この光源装置では、レーザ光源の光射出側に非線形光学素子および外部ミラーを所定の間隔を空けて配置している。これらのうち、非線形光学素子は、半導体レーザチップから発振されたレーザ光を波長変換し第２次高調波光を生成する。また、外部ミラーは、非線形光学素子にて波長変換された第２次高調波光に対して高透過率でかつ、半導体レーザチップから発振された発振波長のレーザ光に対して低透過率の透過率特性を有する。そして、半導体レーザチップから発振されたレーザ光を外部ミラー、および半導体レーザチップ内に設けられたミラー構造にて反射させてレーザ光のエネルギーを増幅させつつ、外部ミラーを介して非線形光学素子にて波長変換したレーザ光を射出している。
A.V.Shchegrov et al.,"Development of compact blue-green lasers for projection display based on Novalux extended-cavity surface emitting laser technology,"Proceedings of SPIE,vol.5737,P.113−119(2005)
しかしながら、非特許文献１に記載の光源装置では、以下の問題がある。
すなわち、非線形光学素子および外部ミラーがそれぞれ独立に配置されているため、非線形光学素子の光入射側および光射出側の界面、外部ミラーにおける光入射側および光射出側の界面にて光損失が生じ、光源装置から射出されるレーザ光の出力が低下してしまう。
また、非線形光学素子にて最大変換効率を得るためには、レーザ光源に対して所定の姿勢となるように非線形光学素子を姿勢調整して配置する必要がある。外部ミラーも同様に、反射した発振波長のレーザ光をレーザ光源に入射させるためには、レーザ光源に対して所定の姿勢となるように外部ミラーを姿勢調整して配置する必要がある。このため、非線形光学素子および外部ミラーの双方を姿勢調整する必要があり、光源装置の製造が煩雑化してしまう。
このため、光源装置から高出力のレーザ光を射出できかつ、光源装置の構造を簡素化し容易に製造できる技術が要望されている。
すなわち、非線形光学素子および外部ミラーがそれぞれ独立に配置されているため、非線形光学素子の光入射側および光射出側の界面、外部ミラーにおける光入射側および光射出側の界面にて光損失が生じ、光源装置から射出されるレーザ光の出力が低下してしまう。
また、非線形光学素子にて最大変換効率を得るためには、レーザ光源に対して所定の姿勢となるように非線形光学素子を姿勢調整して配置する必要がある。外部ミラーも同様に、反射した発振波長のレーザ光をレーザ光源に入射させるためには、レーザ光源に対して所定の姿勢となるように外部ミラーを姿勢調整して配置する必要がある。このため、非線形光学素子および外部ミラーの双方を姿勢調整する必要があり、光源装置の製造が煩雑化してしまう。
このため、光源装置から高出力のレーザ光を射出できかつ、光源装置の構造を簡素化し容易に製造できる技術が要望されている。
本発明の目的は、高出力のレーザ光を射出できかつ、構造を簡素化して製造を容易とする光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタを提供することにある。
本発明の光源装置は、所定の波長のレーザ光を発振するレーザ光源と、前記レーザ光源の光射出面に対向配置され、前記レーザ光源から射出されたレーザ光の発振波長を変換して射出する非線形光学素子と、前記非線形光学素子における変換された変換波長のレーザ光の光射出面に設けられ、前記変換波長のレーザ光の透過率が前記発振波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有する波長選択光学素子とを備えていることを特徴とする。
ここで、波長選択光学素子としては、例えば、非線形光学素子の光射出面に、蒸着等により、屈折率の異なる薄膜である高屈折率層および低屈折率層が交互に積層された誘電体多層膜を採用できる。
また、波長選択光学素子の透過率特性としては、変換波長のレーザ光に対して９５％以上の透過率でかつ、発振波長のレーザ光に対して５％以下の透過率の透過率特性が好ましい。また、変換波長のレーザ光に対して９９％以上の透過率でかつ、発振波長のレーザ光に対して１％以下の透過率の透過率特性がより好ましい。
さらに、レーザ光源としては、種々の構成が採用でき、例えば、半導体基板上に形成されるミラー層と、ミラー層上に積層形成されるレーザ媒体とを備え、ミラー層およびレーザ媒体の積層方向にレーザ光を発振出力する、いわゆる面発光型半導体レーザや、クラッド層間に挟層されるレーザ媒体の端面でレーザ光を反射させてレーザ光の出力を増幅させて射出させる、いわゆる端面発光型半導体レーザ等を採用できる。
また、波長選択光学素子の透過率特性としては、変換波長のレーザ光に対して９５％以上の透過率でかつ、発振波長のレーザ光に対して５％以下の透過率の透過率特性が好ましい。また、変換波長のレーザ光に対して９９％以上の透過率でかつ、発振波長のレーザ光に対して１％以下の透過率の透過率特性がより好ましい。
さらに、レーザ光源としては、種々の構成が採用でき、例えば、半導体基板上に形成されるミラー層と、ミラー層上に積層形成されるレーザ媒体とを備え、ミラー層およびレーザ媒体の積層方向にレーザ光を発振出力する、いわゆる面発光型半導体レーザや、クラッド層間に挟層されるレーザ媒体の端面でレーザ光を反射させてレーザ光の出力を増幅させて射出させる、いわゆる端面発光型半導体レーザ等を採用できる。
本発明によれば、光源装置は、非線形光学素子の光射出面に波長選択光学素子が設けられているので、非線形光学素子および波長選択光学素子を一体化できる。このため、従来の構成と比較して、非線形光学素子および波長選択光学素子の界面の数を低減でき、界面による光損失を低減させることができる。したがって、光源装置から高出力のレーザ光を射出させることができる。
また、非線形光学素子および波長選択光学素子が一体化され構造が簡素化されているため、一体化された非線形光学素子および波長選択光学素子をレーザ光源に対して姿勢調整すれば、従来の構成のように非線形光学素子および外部ミラーをそれぞれ独立にレーザ光源に対して姿勢調整する構成と比較して、非線形光学素子および波長選択光学素子を一括して姿勢調整でき、光源装置を容易に製造できる。
したがって、高出力のレーザ光を射出できかつ、構造を簡素化して製造を容易とするため、本発明の目的を達成できる。
また、非線形光学素子および波長選択光学素子が一体化され構造が簡素化されているため、一体化された非線形光学素子および波長選択光学素子をレーザ光源に対して姿勢調整すれば、従来の構成のように非線形光学素子および外部ミラーをそれぞれ独立にレーザ光源に対して姿勢調整する構成と比較して、非線形光学素子および波長選択光学素子を一括して姿勢調整でき、光源装置を容易に製造できる。
したがって、高出力のレーザ光を射出できかつ、構造を簡素化して製造を容易とするため、本発明の目的を達成できる。
本発明の光源装置では、前記非線形光学素子における変換された変換波長のレーザ光の光射出面は、平面形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、非線形光学素子の光射出面が平面形状で構成されているので、例えば非線形光学素子の光射出面が曲面形状とされた構成と比較して、非線形光学素子の製造を容易とし、多数個を一括して製造できる。
本発明によれば、非線形光学素子の光射出面が平面形状で構成されているので、例えば非線形光学素子の光射出面が曲面形状とされた構成と比較して、非線形光学素子の製造を容易とし、多数個を一括して製造できる。
本発明の光源装置では、前記非線形光学素子における前記レーザ光源に対向する光入射面には、前記発振波長のレーザ光の前記レーザ光源側への反射を抑制する反射抑制光学素子が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、非線形光学素子の光入射面に反射抑制光学素子が設けられているので、レーザ光源から発振された発振波長のレーザ光が非線形光学素子の光入射面にて反射することを抑制できる。このため、非線形光学素子の光入射面における光損失を低減させ、光源装置からさらに高出力のレーザ光を射出させることができる。
本発明によれば、非線形光学素子の光入射面に反射抑制光学素子が設けられているので、レーザ光源から発振された発振波長のレーザ光が非線形光学素子の光入射面にて反射することを抑制できる。このため、非線形光学素子の光入射面における光損失を低減させ、光源装置からさらに高出力のレーザ光を射出させることができる。
本発明の光源装置では、前記反射抑制光学素子は、前記発振波長のレーザ光の透過率が前記変換波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有していることが好ましい。
ここで、反射抑制光学素子としては、例えば、非線形光学素子の光入射面に、蒸着等により、屈折率の異なる薄膜である高屈折率層および低屈折率層が交互に積層された誘電体多層膜を採用できる。
また、反射抑制光学素子の透過率特性としては、発振波長のレーザ光に対して９５％以上の透過率でかつ、変換波長のレーザ光に対して５％以下の透過率の透過率特性が好ましい。また、発振波長のレーザ光に対して９９％以上の透過率でかつ、変換波長のレーザ光に対して１％以下の透過率の透過率特性が好ましい。
本発明によれば、反射抑制光学素子が上述した透過率特性を有しているので、非線形光学素子にて変換された変換波長のレーザ光の一部が波長選択光学素子にて反射された場合であっても、前記変換波長のレーザ光の一部をレーザ光源側に進行させることなく、反射抑制光学素子にて前記変換波長のレーザ光の一部を反射させて、再度、波長選択光学素子に向けて進行させ、光源装置から射出させることが可能となる。したがって、非線形光学素子における波長変換効率を向上させ、光源装置からより一層高出力のレーザ光を射出させることができる。
ここで、反射抑制光学素子としては、例えば、非線形光学素子の光入射面に、蒸着等により、屈折率の異なる薄膜である高屈折率層および低屈折率層が交互に積層された誘電体多層膜を採用できる。
また、反射抑制光学素子の透過率特性としては、発振波長のレーザ光に対して９５％以上の透過率でかつ、変換波長のレーザ光に対して５％以下の透過率の透過率特性が好ましい。また、発振波長のレーザ光に対して９９％以上の透過率でかつ、変換波長のレーザ光に対して１％以下の透過率の透過率特性が好ましい。
本発明によれば、反射抑制光学素子が上述した透過率特性を有しているので、非線形光学素子にて変換された変換波長のレーザ光の一部が波長選択光学素子にて反射された場合であっても、前記変換波長のレーザ光の一部をレーザ光源側に進行させることなく、反射抑制光学素子にて前記変換波長のレーザ光の一部を反射させて、再度、波長選択光学素子に向けて進行させ、光源装置から射出させることが可能となる。したがって、非線形光学素子における波長変換効率を向上させ、光源装置からより一層高出力のレーザ光を射出させることができる。
本発明の光源装置では、前記レーザ光源は、半導体基板上に形成されるミラー層と、前記ミラー層上に積層形成されるレーザ媒体とを備え、前記ミラー層および前記レーザ媒体の積層方向にレーザ光を発振出力する面発光型半導体レーザであることが好ましい。
ところで、レーザ光源として、端面発光型半導体レーザとした場合には、端面発光型半導体レーザから射出されるレーザ光は、所定の拡がりをもって非線形光学素子側に射出される。このため、非線形光学素子に前記レーザ光を平行光として入射させるためには、端面発光型半導体レーザと非線形光学素子との間に、平行レンズ等を配置する必要がある。したがって、光源装置を製造するにあたって、平行レンズの姿勢調整をする必要があり、製造が煩雑化してしまう。
本発明によれば、レーザ光源は、面発光型半導体レーザで構成されているので、ミラー層およびレーザ媒体で構成されるレーザ素子から発振されるレーザ光は、半導体基板面に略垂直な平行光として射出される。このため、面発光型半導体レーザと非線形光学素子との間に平行レンズ等を配置する必要がなく、光源装置を容易に製造できる。
また、面発光型半導体レーザは、同一半導体基板内に前記レーザ素子を複数作り込むことが可能で、それぞれのレーザ素子から発振されるレーザ光は、半導体基板面に略垂直で、互いに平行な方向に射出される。したがって、それぞれのレーザ素子から射出された発振光を、非線形光学素子および波長選択光学素子に入射させ、それぞれに波長変換および発振波長のレーザ光の反射をさせることができる。このような構成とすれば、複数のレーザ素子に対し、非線形光学素子および波長選択光学素子を共通して使用することができる。また、複数のレーザ素子を近接して形成することによって、各レーザ素子の数だけ光源装置から射出されるレーザ光の出力を増やしながらも、非常にコンパクトな構成とすることが可能となる。
ところで、レーザ光源として、端面発光型半導体レーザとした場合には、端面発光型半導体レーザから射出されるレーザ光は、所定の拡がりをもって非線形光学素子側に射出される。このため、非線形光学素子に前記レーザ光を平行光として入射させるためには、端面発光型半導体レーザと非線形光学素子との間に、平行レンズ等を配置する必要がある。したがって、光源装置を製造するにあたって、平行レンズの姿勢調整をする必要があり、製造が煩雑化してしまう。
本発明によれば、レーザ光源は、面発光型半導体レーザで構成されているので、ミラー層およびレーザ媒体で構成されるレーザ素子から発振されるレーザ光は、半導体基板面に略垂直な平行光として射出される。このため、面発光型半導体レーザと非線形光学素子との間に平行レンズ等を配置する必要がなく、光源装置を容易に製造できる。
また、面発光型半導体レーザは、同一半導体基板内に前記レーザ素子を複数作り込むことが可能で、それぞれのレーザ素子から発振されるレーザ光は、半導体基板面に略垂直で、互いに平行な方向に射出される。したがって、それぞれのレーザ素子から射出された発振光を、非線形光学素子および波長選択光学素子に入射させ、それぞれに波長変換および発振波長のレーザ光の反射をさせることができる。このような構成とすれば、複数のレーザ素子に対し、非線形光学素子および波長選択光学素子を共通して使用することができる。また、複数のレーザ素子を近接して形成することによって、各レーザ素子の数だけ光源装置から射出されるレーザ光の出力を増やしながらも、非常にコンパクトな構成とすることが可能となる。
本発明の光源装置の製造方法は、所定の波長のレーザ光を発振するレーザ光源と、前記レーザ光源の光射出面に対向配置され、前記レーザ光源から射出されたレーザ光の発振波長を変換して射出する非線形光学素子と、前記非線形光学素子における変換された変換波長のレーザ光の光射出面に設けられ、前記変換波長のレーザ光の透過率が前記発振波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有する波長選択光学素子とを備えた光源装置の製造方法であって、前記光源装置は、前記レーザ光源および前記非線形光学素子を固定する固定部材を備え、当該製造方法は、前記固定部材に対して前記レーザ光源を固定するレーザ光源固定工程と、前記レーザ光源からレーザ光を射出させるレーザ光射出工程と、前記レーザ光源から射出され、前記非線形光学素子、および前記非線形光学素子に設けられた前記波長選択光学素子を介したレーザ光を検出するレーザ光検出工程と、前記レーザ光の検出光量に基づいて、前記非線形光学素子の姿勢を調整する姿勢調整工程とを備えていることを特徴とする。
本発明では、レーザ光源固定工程にて、固定部材に対してレーザ光源を所定位置に固定する。また、レーザ光射出工程にて、レーザ光源を駆動し、レーザ光源からレーザ光を射出させる。ここで、波長選択光学素子を固定した非線形光学素子を治具等にて保持した状態で、レーザ光源から射出されるレーザ光を入射する位置に非線形光学素子を移動させる。さらに、レーザ光検出工程にて、非線形光学素子および波長選択光学素子を介したレーザ光を光束検出装置にて検出させる。そして、姿勢調整工程にて、光束検出装置で検出されたレーザ光の検出光量を確認しながら、前記治具を移動させ非線形光学素子および波長選択光学素子を所定の姿勢に調整する。
以上のように、本発明の光学装置の製造方法は、上述した光学装置の製造方法であり、上述した光学装置と同様の作用および効果を享受できる。また、上述したように光学装置を製造することで、光学装置を容易に製造できる。
本発明では、レーザ光源固定工程にて、固定部材に対してレーザ光源を所定位置に固定する。また、レーザ光射出工程にて、レーザ光源を駆動し、レーザ光源からレーザ光を射出させる。ここで、波長選択光学素子を固定した非線形光学素子を治具等にて保持した状態で、レーザ光源から射出されるレーザ光を入射する位置に非線形光学素子を移動させる。さらに、レーザ光検出工程にて、非線形光学素子および波長選択光学素子を介したレーザ光を光束検出装置にて検出させる。そして、姿勢調整工程にて、光束検出装置で検出されたレーザ光の検出光量を確認しながら、前記治具を移動させ非線形光学素子および波長選択光学素子を所定の姿勢に調整する。
以上のように、本発明の光学装置の製造方法は、上述した光学装置の製造方法であり、上述した光学装置と同様の作用および効果を享受できる。また、上述したように光学装置を製造することで、光学装置を容易に製造できる。
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、前記変調されたレーザ光を射出する投射光学系とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、上述した光源装置であることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光源装置を備えているので、上述した光源装置と同様の作用および効果を享受できる。また、レーザ光を射出する光源装置を設けることで、簡単な構成でかつ、小型化が可能なプロジェクタを提供することができる。さらに、高出力のレーザ光を射出できる光源装置を設けることで、高出力のレーザ光を射出させるために光源装置におけるレーザ光源に大電流を注入する必要がなく、レーザ光源を駆動するための電力を低減でき、低消費電力化が図れる。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光源装置を備えているので、上述した光源装置と同様の作用および効果を享受できる。また、レーザ光を射出する光源装置を設けることで、簡単な構成でかつ、小型化が可能なプロジェクタを提供することができる。さらに、高出力のレーザ光を射出できる光源装置を設けることで、高出力のレーザ光を射出させるために光源装置におけるレーザ光源に大電流を注入する必要がなく、レーザ光源を駆動するための電力を低減でき、低消費電力化が図れる。
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔リアプロジェクタの主な構成〕
図１は、第１実施形態におけるリアプロジェクタの側断面図である。
図１において、１は、リアプロジェクタであり、このリアプロジェクタ１は、キャビネット２と、プロジェクタユニット３と、制御ユニット４と、反射ミラー５と、透過型スクリーン６とにより大略構成されている。
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔リアプロジェクタの主な構成〕
図１は、第１実施形態におけるリアプロジェクタの側断面図である。
図１において、１は、リアプロジェクタであり、このリアプロジェクタ１は、キャビネット２と、プロジェクタユニット３と、制御ユニット４と、反射ミラー５と、透過型スクリーン６とにより大略構成されている。
キャビネット２は、図１に示すように、背面側（図１中、右側）が傾斜した箱形に構成され、内部にプロジェクタユニット３、制御ユニット４、および反射ミラー５を収納配置する。なお、具体的な図示は省略するが、キャビネット２内部には、プロジェクタユニット３、制御ユニット４、および反射ミラー５の他、リアプロジェクタ１の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、および、リアプロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、音声を出力する音声出力部等が配設される。
また、このキャビネット２の前面側（図１中、左側）には、平面視矩形状の開口部２１が形成され、開口部２１周縁に透過型スクリーン６が支持固定される。
プロジェクタユニット３は、キャビネット２内の底面に配設され、制御ユニット４から出力された画像信号に基づいて画像光Ｌを形成して反射ミラー５に向けて拡大投射する。このプロジェクタユニット３の具体的な構成は後述する。
制御ユニット４は、具体的な図示は省略するが、例えば、チューナ、ＩＦ回路、音声検波回路、映像検波回路、増幅回路、およびＣＰＵ等を備えて構成され、プロジェクタユニット３を統括的に制御する。また、制御ユニット４は、例えば、リモートコントローラ（図示略）の操作によって選択されたチャンネルに対応する周波数の放送信号を抽出して、画像信号をプロジェクタユニット３に出力するとともに音声信号を音声出力部（図示略）に出力する。
反射ミラー５は、キャビネット２内の上部の背面側に配設され、プロジェクタユニット３によって投射された画像光Ｌを透過型スクリーン６の背面側に反射する。
透過型スクリーン６は、矩形形状を有し、キャビネット２の開口部２１周縁に支持固定される。この透過型スクリーン６は、背面側に配設されるフレネルレンズシート６１と、前面側に配設されるレンチキュラーレンズシート６２とにより構成されている。そして、透過型スクリーン６は、反射ミラー５を介して入射した画像光Ｌをフレネルレンズシート６１にて平行光に変換し、前記平行光をレンチキュラーレンズシート６２にて拡大（拡散）光に変換して、画像光Ｌを背面側から前面側に投影して投影画像を表示する。
〔プロジェクタユニットの構成〕
図２は、プロジェクタユニット３の内部に構成される光学系の概略構成を示す模式図である。
プロジェクタユニット３は、光源装置３１と、液晶パネル３２と、偏光板３３と、クロスダイクロイックプリズム３４と、投射光学系としての投射レンズ３５等を備えている。
図２は、プロジェクタユニット３の内部に構成される光学系の概略構成を示す模式図である。
プロジェクタユニット３は、光源装置３１と、液晶パネル３２と、偏光板３３と、クロスダイクロイックプリズム３４と、投射光学系としての投射レンズ３５等を備えている。
光源装置３１は、前述した制御ユニット４から入力される制御信号に基づいて点灯し、液晶パネル３２に向けてレーザ光を射出する。これらの光源装置３１は、赤色レーザ光を射出する赤色光用光源装置３１Ｒと、青色レーザ光を射出する青色光用光源装置３１Ｂと、緑色レーザ光を射出する緑色光用光源装置３１Ｇとを備えている。これらの光源装置３１は、図２に示すように、それぞれクロスダイクロイックプリズム３４の側面三方にそれぞれ対向するように配設される。この時、クロスダイクロイックプリズム３４を挟んで、赤色用光源装置３１Ｒおよび青色光用光源装置３１Ｂが互いに対向し、投射レンズ３５および緑色光用光源装置３１Ｇが互いに対向するように、各光源装置３１が配設される。なお、これらの光源装置３１の詳細な説明は後述する。
液晶パネル３２は、例えば、ポリシリコンＴＦＴ(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いたものであり、光源装置３１から射出された各色光は、これら３枚の液晶パネル３２とこれらの光束入射側および射出側にある偏光板３３によって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
偏光板３３は、液晶パネル３２の光路前段側および光路後段側に配置される入射側偏光板３３１および射出側偏光板３３２を備える。入射側偏光板３３１は、光源装置３１から射出された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、水晶またはサファイア等からなる基板に偏光膜が貼付されたものである。射出側偏光板３３２も、入射側偏光板３３１と略同様に構成され、液晶パネル３２から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム３４に貼り付けてもよいし、基板をクロスダイクロイックプリズム３４に貼り付けてもよい。これらの入射側偏光板３３１および射出側偏光板３３２は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
クロスダイクロイックプリズム３４は、各液晶パネル３２から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム３４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、互いに対向する各液晶パネル３２から射出された各色光を反射し、投射レンズ３５に対向する液晶パネル３２から射出された色光を透過する。このようにして、各液晶パネル３２にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
投射レンズ３５は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。そして、この投射レンズ３５は、クロスダイクロイックプリズム３４にて形成されたカラー画像に基づいた画像光Ｌを形成して反射ミラー５に向けて拡大投射する。
〔光源装置の構成〕
図３は、光源装置３１の概略構成を模式的に示す図である。なお、赤色光用光源装置３１Ｒ、緑色光用光源装置３１Ｇ、および青色光用光源装置３１Ｂは、略同様の構成であるため、以下では、緑色光用光源装置３１Ｇの構成のみを説明する。
緑色光用光源装置３１Ｇは、図３に示すように、レーザ光源３１１と、非線形光学素子３１２と、波長選択光学素子３１３と、固定部材３１４（図６参照）とを備える。なお、固定部材３１４の具体的な構成については、後述する。
図３は、光源装置３１の概略構成を模式的に示す図である。なお、赤色光用光源装置３１Ｒ、緑色光用光源装置３１Ｇ、および青色光用光源装置３１Ｂは、略同様の構成であるため、以下では、緑色光用光源装置３１Ｇの構成のみを説明する。
緑色光用光源装置３１Ｇは、図３に示すように、レーザ光源３１１と、非線形光学素子３１２と、波長選択光学素子３１３と、固定部材３１４（図６参照）とを備える。なお、固定部材３１４の具体的な構成については、後述する。
レーザ光源３１１は、図３に示すように、半導体基板３１１１上にレーザ素子３１１２が形成された構成を有し、半導体基板３１１１の板面に略直交して平行にレーザ光を射出する、いわゆる面発光型半導体レーザで構成されている。
半導体基板３１１１としては、種々の材料を採用できるが、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板を採用できる。
半導体基板３１１１としては、種々の材料を採用できるが、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板を採用できる。
レーザ素子３１１２は、図３に示すように、半導体基板３１１１上の上面に形成されたミラー層３１１２Ａと、ミラー層３１１２Ａの上面に形成された量子井戸構造のレーザ媒体としての活性層３１１２Ｂと、活性層３１１２Ｂの上面に形成されたｐ型半導体層３１１２Ｃとを備える。
活性層３１１２Ｂは、電流を注入する図示しない電極を介して電流が注入されることで、波長が１０６０ｎｍ（以下、発振されたレーザ光の波長を発振波長と記載する）のレーザ光を発振する。そして、活性層３１１２Ｂにて発振されたレーザ光は、ミラー層３１１２Ａにより活性層３１１２Ｂの面外方向に射出される。
ミラー層３１１２Ａは、ＤＢＲ(Distributed Bragg Reflector)ミラーとして構成される。このミラー層３１１２Ａは、レーザ光源に３１１に必須となる一対のミラーのうち一方を構成している。なお、他方のミラーは、波長選択光学素子３１３が用いられている。その他の例としては他方のミラーは、ＤＢＲをもう一つ活性層３１１２Ｂの上に製作したものをもちいてもよい。そして、このミラー層３１１２Ａは、上述したように活性層３１１２Ｂで生じた発振波長のレーザ光を活性層３１１２Ｂの面外方向に射出する。
非線形光学素子３１２は、レーザ光源３１１のレーザ素子３１１２に対向配置され、レーザ素子３１１２から発振されるレーザ光の光路上に配置されている。この非線形光学素子３１２は、例えば、ＬＮ(LiNbO3)やＬＴ(LiTaO3)等の無機非線形光学材料の単結晶基板を用い、フォトリソグラフィにより周期的にストライプ状絶縁層を形成した後、電界を印加することにより周期的分極反転構造が形成された基板を、適当なサイズに切り出し、レーザ光の入出射する表面を研磨して形成したものを用いている。すなわち、非線形光学素子３１２の光入射面（レーザ素子３１１２に対向する端面）および光射出面（レーザ素子３１１２に対向する端面と反対側の端面）は、図３に示すように、平面形状を有している。そして、非線形光学素子３１２は、レーザ素子３１１２から射出されたレーザ光の発振波長を２分の１波長のレーザ光に変換する（以下、非線形光学素子３１２にて変換された波長を変換波長と記載する）。すなわち、非線形光学素子３１２は、レーザ素子３１１２から発振される発振波長１０６０ｎｍの赤外レーザ光から、変換波長５３０ｎｍの緑色レーザ光を生成する。
図４は、波長選択光学素子３１３の透過率特性の一例を示す図である。
波長選択光学素子３１３は、蒸着等の方法により、非線形光学素子３１２の光射出面に直接、屈折率の異なる薄膜である高屈折率層および低屈折率層が交互に積層された誘電体多層膜で構成される。前記高屈折率層の材料としては、例えば、五酸化タンタル(Ta2O5)を採用できる。また、前記低屈折率層の材料としては、例えば、二酸化珪素(SiO2)を採用できる。そして、波長選択光学素子３１３は、変換波長のレーザ光の透過率が発振波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有している。この透過率特性としては、例えば、前記高屈折率層および前記低屈折率層の数や、厚み、あるいは、各層の屈折率を適宜、選択することで、種々の透過率特性を持たせることが可能である。例えば、波長選択光学素子３１３の透過率特性としては、図４に示す透過率特性を採用できる。
波長選択光学素子３１３は、蒸着等の方法により、非線形光学素子３１２の光射出面に直接、屈折率の異なる薄膜である高屈折率層および低屈折率層が交互に積層された誘電体多層膜で構成される。前記高屈折率層の材料としては、例えば、五酸化タンタル(Ta2O5)を採用できる。また、前記低屈折率層の材料としては、例えば、二酸化珪素(SiO2)を採用できる。そして、波長選択光学素子３１３は、変換波長のレーザ光の透過率が発振波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有している。この透過率特性としては、例えば、前記高屈折率層および前記低屈折率層の数や、厚み、あるいは、各層の屈折率を適宜、選択することで、種々の透過率特性を持たせることが可能である。例えば、波長選択光学素子３１３の透過率特性としては、図４に示す透過率特性を採用できる。
例えば、波長選択光学素子３１３の透過率特性としては、図４（Ａ）に示すように、略８００ｎｍ程度を基準として、前記基準よりも低波長側のレーザ光を透過させ、前記基準よりも高波長側のレーザ光を反射させる透過率特性を採用できる。
また、例えば、波長選択光学素子３１３の透過率特性としては、図４（Ｂ）に示すように、略５３０ｎｍ程度のレーザ光のみを透過させ、他のレーザ光を反射させる透過率特性を採用できる。
さらに、例えば、波長選択光学素子３１３の透過率特性としては、図４（Ｃ）に示すように、略１０６０ｎｍ程度のレーザ光のみを反射させ、他のレーザ光を透過させる透過率特性を採用できる。
すなわち、上述したような透過率特性を有する波長選択光学素子３１３を採用することで、レーザ素子３１１２から射出された発振波長１０６０ｎｍのレーザ光を反射し、非線形光学素子３１２による変換波長５３０ｎｍのレーザ光を透過し、光源装置３１から変換波長５３０ｎｍのレーザ光が射出されることとなる。
そして、波長選択光学素子３１３は、発振波長１０６０ｎｍのレーザ光に対して５％以下の透過率でかつ、変換波長５３０ｎｍのレーザ光に対して９５％以上の透過率の透過率特性を有する。また、波長選択光学素子３１３は、発振波長１０６０ｎｍのレーザ光に対して１％以下の透過率でかつ、変換波長５３０ｎｍのレーザ光に対して９９％以上の透過率の透過率特性を有することがより好ましい。
また、例えば、波長選択光学素子３１３の透過率特性としては、図４（Ｂ）に示すように、略５３０ｎｍ程度のレーザ光のみを透過させ、他のレーザ光を反射させる透過率特性を採用できる。
さらに、例えば、波長選択光学素子３１３の透過率特性としては、図４（Ｃ）に示すように、略１０６０ｎｍ程度のレーザ光のみを反射させ、他のレーザ光を透過させる透過率特性を採用できる。
すなわち、上述したような透過率特性を有する波長選択光学素子３１３を採用することで、レーザ素子３１１２から射出された発振波長１０６０ｎｍのレーザ光を反射し、非線形光学素子３１２による変換波長５３０ｎｍのレーザ光を透過し、光源装置３１から変換波長５３０ｎｍのレーザ光が射出されることとなる。
そして、波長選択光学素子３１３は、発振波長１０６０ｎｍのレーザ光に対して５％以下の透過率でかつ、変換波長５３０ｎｍのレーザ光に対して９５％以上の透過率の透過率特性を有する。また、波長選択光学素子３１３は、発振波長１０６０ｎｍのレーザ光に対して１％以下の透過率でかつ、変換波長５３０ｎｍのレーザ光に対して９９％以上の透過率の透過率特性を有することがより好ましい。
なお、上記では、緑色光用光源装置３１Ｇの構成について説明したが、緑色光用光源装置３１Ｇに対して赤色光用光源装置３１Ｒおよび青色光光源装置３１Ｂの異なる点は、例えば、以下の通りである。
すなわち、赤色光用光源装置３１Ｒでは、活性層３１１２Ｂは、発振波長が１２４０ｎｍのレーザ光を発振する。また、非線形光学素子３１２は、レーザ素子３１１２から発振される発振波長１２４０ｎｍのレーザ光から、変換波長６２０ｎｍの赤色レーザ光を生成する。さらに、波長選択光学素子３１３は、発振波長１２４０ｎｍのレーザ光に対して５％あるいは１％以下の透過率でかつ、変換波長６２０ｎｍのレーザ光に対して９５％あるいは９９％以上の透過率の透過率特性を有する。
すなわち、赤色光用光源装置３１Ｒでは、活性層３１１２Ｂは、発振波長が１２４０ｎｍのレーザ光を発振する。また、非線形光学素子３１２は、レーザ素子３１１２から発振される発振波長１２４０ｎｍのレーザ光から、変換波長６２０ｎｍの赤色レーザ光を生成する。さらに、波長選択光学素子３１３は、発振波長１２４０ｎｍのレーザ光に対して５％あるいは１％以下の透過率でかつ、変換波長６２０ｎｍのレーザ光に対して９５％あるいは９９％以上の透過率の透過率特性を有する。
また、青色光用光源装置３１Ｂでは、活性層３１１２Ｂは、発振波長が９２０ｎｍのレーザ光を発振する。また、非線形光学素子３１２は、レーザ素子３１１２から発振される発振波長９２０ｎｍのレーザ光から、変換波長４６０ｎｍの青色レーザ光を生成する。さらに、波長選択光学素子３１３は、発振波長９２０ｎｍのレーザ光に対して５％あるいは１％以下の透過率でかつ、変換波長４６０ｎｍのレーザ光に対して９５％あるいは９９％以上の透過率の透過率特性を有する。
〔光源装置の動作〕
次に、上述した光源装置３１の動作について説明する。なお、以下では、各光源装置３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの動作が略同様であるため、緑色光用光源装置３１Ｇの動作を主に説明し、他の赤色光用光源装置３１Ｒ，青色光用光源装置３１Ｂの動作については説明を省略する。
緑色光用光源装置３１Ｇは、制御ユニット４の制御により、レーザ素子３１１２の活性層３１１２Ｂに電流が注入されると、発振波長１０６０ｎｍの赤外レーザ光を発振する。ここで、発振された赤外レーザ光のうち、半導体基板３１１１から離間する側に進行する赤外レーザ光は、レーザ素子３１１２の非線形光学素子３１２側端面から射出される。また、半導体基板３１１１側に進行するレーザ光も、ミラー層３１１２Ａにて反射され、再び活性層３１１２Ｂを通って、非線形光学素子３１２側に射出される。
次に、上述した光源装置３１の動作について説明する。なお、以下では、各光源装置３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの動作が略同様であるため、緑色光用光源装置３１Ｇの動作を主に説明し、他の赤色光用光源装置３１Ｒ，青色光用光源装置３１Ｂの動作については説明を省略する。
緑色光用光源装置３１Ｇは、制御ユニット４の制御により、レーザ素子３１１２の活性層３１１２Ｂに電流が注入されると、発振波長１０６０ｎｍの赤外レーザ光を発振する。ここで、発振された赤外レーザ光のうち、半導体基板３１１１から離間する側に進行する赤外レーザ光は、レーザ素子３１１２の非線形光学素子３１２側端面から射出される。また、半導体基板３１１１側に進行するレーザ光も、ミラー層３１１２Ａにて反射され、再び活性層３１１２Ｂを通って、非線形光学素子３１２側に射出される。
そして、非線形光学素子３１２では、入射した発振波長１０６０ｎｍの赤外レーザ光を、変換波長５３０ｎｍの緑色レーザ光に波長変換する。
非線形光学素子３１２にて波長変換された緑色レーザ光は、波長選択光学素子３１３を透過し、液晶パネル３２、偏光板３３、クロスダイクロイックプリズム３４に入射し、他のレーザ光（赤色光用光源装置３１Ｒおよび青色光用光源装置３１Ｂから射出され各部材３２〜３４に入射した赤色レーザ光および青色レーザ光）と合成されて投射レンズ３５から画像光Ｌとして投射される。
非線形光学素子３１２にて波長変換された緑色レーザ光は、波長選択光学素子３１３を透過し、液晶パネル３２、偏光板３３、クロスダイクロイックプリズム３４に入射し、他のレーザ光（赤色光用光源装置３１Ｒおよび青色光用光源装置３１Ｂから射出され各部材３２〜３４に入射した赤色レーザ光および青色レーザ光）と合成されて投射レンズ３５から画像光Ｌとして投射される。
一方、非線形光学素子３１２にて波長変換されなかった発振波長１０６０ｎｍの赤外レーザ光は、波長選択光学素子３１３にて反射され、非線形光学素子３１２を介してレーザ素子３１１２に入射する。そして、ミラー層３１１２Ａおよび波長選択光学素子３１３間で反射を繰り返し、活性層３１１２Ｂにて新たに発振された赤外レーザ光と共振して増幅され、再び、非線形光学素子３１２に向って射出する。そして、上記同様に、非線形光学素子３１２にて波長変換された緑色レーザ光のみが波長選択光学素子３１３を透過して、緑色光用光源装置３１Ｇから射出される。
〔光源装置の製造方法〕
次に、上述した光源装置３１の製造方法を図面に基づいて説明する。
図５は、光源装置３１の製造方法を説明するフローチャートである。
図６は、光源装置３１の概略構成、および光源装置３１の製造方法を説明するための図である。
先ず、光源装置３１を構成する固定部材３１４の構成について説明する。
固定部材３１４は、レーザ光源３１１、および、波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２が固定され支持する部材である。この固定部材３１４の材料としては、熱伝導性を有する材料が好ましく、例えば、銅や真鍮等の金属材料を採用できる。そして、この固定部材３１４は、図６に示すように、側面視略Ｌ字形状を有し、Ｌ字内側にてレーザ光源３１１および非線形光学素子３１２を支持する。より具体的に、固定部材３１４は、図６に示すように、レーザ光源３１１をＬ字水平部分にて支持し、非線形光学素子３１２をＬ字垂直部分にて支持する。
次に、上述した光源装置３１の製造方法を図面に基づいて説明する。
図５は、光源装置３１の製造方法を説明するフローチャートである。
図６は、光源装置３１の概略構成、および光源装置３１の製造方法を説明するための図である。
先ず、光源装置３１を構成する固定部材３１４の構成について説明する。
固定部材３１４は、レーザ光源３１１、および、波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２が固定され支持する部材である。この固定部材３１４の材料としては、熱伝導性を有する材料が好ましく、例えば、銅や真鍮等の金属材料を採用できる。そして、この固定部材３１４は、図６に示すように、側面視略Ｌ字形状を有し、Ｌ字内側にてレーザ光源３１１および非線形光学素子３１２を支持する。より具体的に、固定部材３１４は、図６に示すように、レーザ光源３１１をＬ字水平部分にて支持し、非線形光学素子３１２をＬ字垂直部分にて支持する。
上述した光源装置３１の製造方法は、以下の通りである。
先ず、レーザ光源３１１における半導体基板３１１１の裏面を固定部材３１４に対して半田等により固定する（ステップＳ１：レーザ光源固定工程）。
ステップＳ１の後、レーザ光源３１１における前記電極を介して活性層３１１２Ｂに電流を注入し、レーザ素子３１１２からレーザ光を発振出力させる（ステップＳ２：レーザ光射出工程）。
先ず、レーザ光源３１１における半導体基板３１１１の裏面を固定部材３１４に対して半田等により固定する（ステップＳ１：レーザ光源固定工程）。
ステップＳ１の後、レーザ光源３１１における前記電極を介して活性層３１１２Ｂに電流を注入し、レーザ素子３１１２からレーザ光を発振出力させる（ステップＳ２：レーザ光射出工程）。
ステップＳ２の後、波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２を図示しない治具等で保持した状態で、レーザ素子３１１２から射出され非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３を介したレーザ光を光束検出装置１００（図６）にて検出させる（ステップＳ３：レーザ光検出工程）。ここで、光束検出装置１００としては、レーザ光を検出し検出した光量に応じた信号を出力可能であれば、いずれの構成も採用でき、例えば、光パワーメータ等を採用できる。
ステップＳ３の後、光束検出装置１００にて検出された光量に基づいて、光束検出装置１００にて検出される光量が最大となるように、前記治具を移動させ、レーザ光源３１１に対して波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２の姿勢調整を実施する（ステップＳ４：姿勢調整工程）。なお、この姿勢調整工程Ｓ４では、前記治具を用いて光束検出装置１００にて検出される光量を目視しながら手動にて姿勢調整する構成としてもよく、あるいは、光束検出装置１００にて検出される光量が最大となるように前記治具を自動制御して姿勢調整する構成としてもよい。
ステップＳ４の後、固定部材３１４および非線形光学素子３１２間を接着剤Ａにて固定する（ステップＳ５：固定工程）。ここで、接着剤Ａとしては、熱伝導性を有する接着剤が好ましく、例えば、エポキシ系の紫外線硬化型または熱硬化型の接着剤を採用できる。
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、光源装置３１は、非線形光学素子３１２の光射出面に波長選択光学素子３１３が形成されているので、非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３を一体化できる。このため、従来の構成と比較して、非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３の界面の数を低減でき、界面における光損失を低減させることができる。したがって、光源装置３１から高出力のレーザ光を射出させることができる。
また、リアプロジェクタ１にレーザ光を射出する光源装置３１を設けることで、簡単な構成でかつ、小型化したリアプロジェクタ１を提供することができる。また、高出力のレーザ光を射出できる光源装置３１を設けることで、高出力のレーザ光を射出させるために光源装置３１におけるレーザ光源３１１を構成する活性層３１１２Ｂに大電流を注入する必要がなく、レーザ光源３１１を駆動するための電力を低減でき、低消費電力化が図れる。
本実施形態では、光源装置３１は、非線形光学素子３１２の光射出面に波長選択光学素子３１３が形成されているので、非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３を一体化できる。このため、従来の構成と比較して、非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３の界面の数を低減でき、界面における光損失を低減させることができる。したがって、光源装置３１から高出力のレーザ光を射出させることができる。
また、リアプロジェクタ１にレーザ光を射出する光源装置３１を設けることで、簡単な構成でかつ、小型化したリアプロジェクタ１を提供することができる。また、高出力のレーザ光を射出できる光源装置３１を設けることで、高出力のレーザ光を射出させるために光源装置３１におけるレーザ光源３１１を構成する活性層３１１２Ｂに大電流を注入する必要がなく、レーザ光源３１１を駆動するための電力を低減でき、低消費電力化が図れる。
また、非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３が一体化され構造が簡素化されているため、一体化された非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３をレーザ光源３１１に対して姿勢調整することで、従来の構成のように非線形光学素子および外部ミラーをそれぞれ独立にレーザ光源に対して姿勢調整する構成と比較して、非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３を一括して姿勢調整でき、光源装置３１を容易に製造できる。
すなわち、光源装置３１は、固定部材３１４を備え、固定部材３１４に対してレーザ光源３１１、および波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２を上述したステップＳ１〜Ｓ５の工程にて固定するので、光源装置３１を容易に製造できる。
すなわち、光源装置３１は、固定部材３１４を備え、固定部材３１４に対してレーザ光源３１１、および波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２を上述したステップＳ１〜Ｓ５の工程にて固定するので、光源装置３１を容易に製造できる。
さらに、非線形光学素子３１２の光射出面が平面形状で構成されているので、例えば、非線形光学素子の光射出面が曲面形状とされた構成と比較して、非線形光学素子３１２の製造を容易とし、多数個を一括して製造できる。
さらにまた、波長選択光学素子３１３の透過率特性として、例えば、図４（Ａ）の透過率特性を採用すれば、波長選択光学素子３１３は、略８００ｎｍ程度を基準として、前記基準よりも低波長側のレーザ光を透過させ、前記基準よりも高波長側のレーザ光を反射する。すなわち、波長選択光学素子３１３は、赤色光用光源装置３１Ｒのレーザ素子３１１２からの発振波長１２４０ｎｍのレーザ光、緑色光用光源装置３１Ｇのレーザ素子３１１２からの発振波長１０６０ｎｍのレーザ光、および青色光用光源装置３１Ｂのレーザ素子３１１２からの発振波長９２０ｎｍのレーザ光を反射する。また、波長選択光学素子３１３は、赤色光用光源装置３１Ｒの非線形光学素子３１２による変換波長６２０ｎｍのレーザ光、緑色光用光源装置３１Ｇの非線形光学素子３１２による変換波長５３０ｎｍのレーザ光、および青色光用光源装置３１Ｂの非線形光学素子３１２による変換波長４６０ｎｍのレーザ光を透過する。したがって、各光源装置３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを製造するにあたって、各非線形光学素子３１２の各光射出面に、同一の成膜条件で波長選択光学素子３１３を形成することができ、光源装置３１をより容易に製造できる。
ところで、レーザ光源として、クラッド層間に挟層されるレーザ媒体の端面でレーザ光を反射させてレーザ光の出力を増幅させて射出させる、いわゆる端面発光型半導体レーザとした場合には、端面発光型半導体レーザから射出されるレーザ光は、所定の拡がりをもって非線形光学素子側に射出される。このため、非線形光学素子にレーザ光を平行光として入射させるためには、端面発光型半導体レーザと非線形光学素子との間に、平行レンズ等を配置する必要がある。したがって、光源装置を製造するにあたって、平行レンズの姿勢調整をする必要があり、製造が煩雑化してしまう。
本実施形態では、レーザ光源３１１は、面発光型半導体レーザで構成されているので、レーザ素子３１１２から発振されるレーザ光は、半導体基板３１１１面に略直交した平行光として射出される。このため、レーザ光源３１１と非線形光学素子３１２との間に平行レンズ等を配置する必要がなく、光源装置３１を容易に製造できる。
本実施形態では、レーザ光源３１１は、面発光型半導体レーザで構成されているので、レーザ素子３１１２から発振されるレーザ光は、半導体基板３１１１面に略直交した平行光として射出される。このため、レーザ光源３１１と非線形光学素子３１２との間に平行レンズ等を配置する必要がなく、光源装置３１を容易に製造できる。
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図７は、第２実施形態における光源装置３１Ａの概略構成を模式的に示す図である。
本実施形態では、光源装置３１Ａは、図７に示すように、前記第１実施形態で説明した光源装置３１に対して、非線形光学素子３１２の光入射面（レーザ光源３１１に対向する端面）に反射抑制光学素子３１５が設けられている点が異なるのみである。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図７は、第２実施形態における光源装置３１Ａの概略構成を模式的に示す図である。
本実施形態では、光源装置３１Ａは、図７に示すように、前記第１実施形態で説明した光源装置３１に対して、非線形光学素子３１２の光入射面（レーザ光源３１１に対向する端面）に反射抑制光学素子３１５が設けられている点が異なるのみである。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
図８は、反射抑制光学素子３１５の透過率特性の一例を示す図である。なお、図８は、緑色光用光源装置３１Ｇに用いられる反射抑制光学素子３１５の透過率特性の一例を示す図である。
反射抑制光学素子３１５は、波長選択光学素子３１３の構成と略同様である。すなわち、反射抑制光学素子３１５は、蒸着等の方法により、非線形光学素子３１２の光入射面（レーザ素子３１１２に対向する端面）に直接、屈折率の異なる薄膜である高屈折率層および低屈折率層が交互に積層された誘電体多層膜で構成される。前記高屈折率層の材料としては、例えば、五酸化タンタル(Ta2O5)を採用できる。また、前記低屈折率層の材料としては、例えば、二酸化珪素(SiO2)を採用できる。そして、反射抑制光学素子３１５は、発振波長のレーザ光の透過率が変換波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有している。この透過率特性としては、例えば、前記高屈折率層および前記低屈折率層の数や、厚み、あるいは、各層の屈折率を適宜、選択することで、種々の透過率特性を持たせることが可能である。例えば、反射抑制光学素子３１５の透過率特性としては、図６に示す透過率特性を採用できる。
反射抑制光学素子３１５は、波長選択光学素子３１３の構成と略同様である。すなわち、反射抑制光学素子３１５は、蒸着等の方法により、非線形光学素子３１２の光入射面（レーザ素子３１１２に対向する端面）に直接、屈折率の異なる薄膜である高屈折率層および低屈折率層が交互に積層された誘電体多層膜で構成される。前記高屈折率層の材料としては、例えば、五酸化タンタル(Ta2O5)を採用できる。また、前記低屈折率層の材料としては、例えば、二酸化珪素(SiO2)を採用できる。そして、反射抑制光学素子３１５は、発振波長のレーザ光の透過率が変換波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有している。この透過率特性としては、例えば、前記高屈折率層および前記低屈折率層の数や、厚み、あるいは、各層の屈折率を適宜、選択することで、種々の透過率特性を持たせることが可能である。例えば、反射抑制光学素子３１５の透過率特性としては、図６に示す透過率特性を採用できる。
例えば、反射抑制光学素子３１５の透過率特性としては、図８（Ａ）に示すように、略８００ｎｍ程度を基準として、前記基準よりも低波長側のレーザ光を反射させ、前記基準よりも高波長側のレーザ光を透過させる透過率特性を採用できる。
また、例えば、反射抑制光学素子３１５の透過率特性としては、図８（Ｂ）に示すように、略５３０ｎｍ程度のレーザ光のみを反射させ、他のレーザ光を透過させる透過率特性を採用できる。
さらに、例えば、反射抑制光学素子３１５の透過率特性としては、図８（Ｃ）に示すように、略１０６０ｎｍ程度のレーザ光のみを透過させ、他のレーザ光を反射させる透過率特性を採用できる。
すなわち、上述したような反射抑制光学素子３１５を採用することで、レーザ素子３１１２から射出された発振波長１０６０ｎｍのレーザ光を透過させるとともに、非線形光学素子３１２により変換され波長選択光学素子３１３にて反射された一部の変換波長５３０ｎｍのレーザ光を再度反射し、波長選択光学素子３１３側に進行させる。
そして、反射抑制光学素子３１５は、発振波長１０６０ｎｍのレーザ光に対して９５％以上の透過率でかつ、変換波長５３０ｎｍのレーザ光に対して５％以下の透過率の透過率特性を有する。また、反射抑制光学素子３１５は、発振波長１０６０ｎｍのレーザ光に対して９９％以上の透過率でかつ、変換波長５３０ｎｍのレーザ光に対して１％以下の透過率の透過率特性を有することがより好ましい。
また、例えば、反射抑制光学素子３１５の透過率特性としては、図８（Ｂ）に示すように、略５３０ｎｍ程度のレーザ光のみを反射させ、他のレーザ光を透過させる透過率特性を採用できる。
さらに、例えば、反射抑制光学素子３１５の透過率特性としては、図８（Ｃ）に示すように、略１０６０ｎｍ程度のレーザ光のみを透過させ、他のレーザ光を反射させる透過率特性を採用できる。
すなわち、上述したような反射抑制光学素子３１５を採用することで、レーザ素子３１１２から射出された発振波長１０６０ｎｍのレーザ光を透過させるとともに、非線形光学素子３１２により変換され波長選択光学素子３１３にて反射された一部の変換波長５３０ｎｍのレーザ光を再度反射し、波長選択光学素子３１３側に進行させる。
そして、反射抑制光学素子３１５は、発振波長１０６０ｎｍのレーザ光に対して９５％以上の透過率でかつ、変換波長５３０ｎｍのレーザ光に対して５％以下の透過率の透過率特性を有する。また、反射抑制光学素子３１５は、発振波長１０６０ｎｍのレーザ光に対して９９％以上の透過率でかつ、変換波長５３０ｎｍのレーザ光に対して１％以下の透過率の透過率特性を有することがより好ましい。
なお、上記では、緑色光用光源装置３１Ｇに用いられる反射抑制光学素子３１５の構成について説明したが、緑色光用光源装置３１Ｇに用いられる反射抑制光学素子３１５に対して赤色光用光源装置３１Ｒおよび青色光用光源装置３１Ｂにそれぞれ用いられる反射抑制光学素子３１５の異なる点は、例えば、以下の通りである。
すなわち、赤色光用光源装置３１Ｒに用いられる反射抑制光学素子３１５は、レーザ素子３１１２から発振される発振波長１２４０ｎｍのレーザ光に対して９５％あるいは９９％以上の透過率でかつ、非線形光学素子３１２にて変換される変換波長６２０ｎｍのレーザ光に対して５％あるいは１％以下の透過率の透過率特性を有する。
また、青色光用光源装置３１Ｂに用いられる反射抑制光学素子３１５は、レーザ素子３１１２から発振される発振波長９２０ｎｍのレーザ光に対して９５％あるいは９９％以上の透過率でかつ、非線形光学素子３１２にて変換される変換波長４６０ｎｍのレーザ光に対して５％あるいは１％以下の透過率の透過率特性を有する。
すなわち、赤色光用光源装置３１Ｒに用いられる反射抑制光学素子３１５は、レーザ素子３１１２から発振される発振波長１２４０ｎｍのレーザ光に対して９５％あるいは９９％以上の透過率でかつ、非線形光学素子３１２にて変換される変換波長６２０ｎｍのレーザ光に対して５％あるいは１％以下の透過率の透過率特性を有する。
また、青色光用光源装置３１Ｂに用いられる反射抑制光学素子３１５は、レーザ素子３１１２から発振される発振波長９２０ｎｍのレーザ光に対して９５％あるいは９９％以上の透過率でかつ、非線形光学素子３１２にて変換される変換波長４６０ｎｍのレーザ光に対して５％あるいは１％以下の透過率の透過率特性を有する。
なお、本実施形態は、上述したように前記第１実施形態に対して反射抑制光学素子３１５を設けた点が異なるのみであり、光源装置３１の動作および製造方法は、前記第１実施形態と略同様のものである。
上述した第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、非線形光学素子３１２の光入射面に反射抑制光学素子３１５が形成されているので、レーザ光源３１１から発振された発振波長のレーザ光が非線形光学素子３１２の光入射面にて反射することを抑制できる。このため、非線形光学素子３１２の光入射面における光損失を低減させ、光源装置３１Ａからさらに高出力のレーザ光を射出させることができる。
本実施形態では、非線形光学素子３１２の光入射面に反射抑制光学素子３１５が形成されているので、レーザ光源３１１から発振された発振波長のレーザ光が非線形光学素子３１２の光入射面にて反射することを抑制できる。このため、非線形光学素子３１２の光入射面における光損失を低減させ、光源装置３１Ａからさらに高出力のレーザ光を射出させることができる。
また、非線形光学素子３１２の光入射面に反射抑制光学素子３１５を形成することで、非線形光学素子３１２にて変換された変換波長のレーザ光の一部が波長選択光学素子３１３にて反射された場合であっても、前記変換波長のレーザ光の一部をレーザ光源３１１側に進行させることなく、反射抑制光学素子３１５にて前記変換波長のレーザ光の一部を反射させて、再度、波長選択光学素子３１３に向けて進行させ、光源装置３１Ａから射出させることができる。したがって、非線形光学素子３１２における波長変換効率を向上させ、光源装置３１Ａからより一層高出力のレーザ光を射出させることができる。
さらに、反射抑制光学素子３１５の透過率特性として、例えば、図８（Ａ）の透過率特性を採用すれば、反射抑制光学素子３１５は、略８００ｎｍ程度を基準として、前記基準よりも低波長側のレーザ光を反射させ、前記基準よりも高波長側のレーザ光を透過する。すなわち、反射抑制光学素子３１５は、赤色光用光源装置３１Ｒのレーザ素子３１１２からの発振波長１２４０ｎｍのレーザ光、緑色光用光源装置３１Ｇのレーザ素子３１１２からの発振波長１０６０ｎｍのレーザ光、および青色光用光源装置３１Ｂのレーザ素子３１１２からの発振波長９２０ｎｍのレーザ光を透過する。また、反射抑制光学素子３１５は、赤色光用光源装置３１Ｒの非線形光学素子３１２による変換波長６２０ｎｍのレーザ光、緑色光用光源装置３１Ｇの非線形光学素子３１２による変換波長５３０ｎｍのレーザ光、および青色光用光源装置３１Ｂの非線形光学素子３１２による変換波長４６０ｎｍのレーザ光を反射する。したがって、各光源装置３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを製造するにあたって、各非線形光学素子３１２の各光入射面に、同一の成膜条件で反射抑制光学素子３１５を形成することができ、光源装置３１Ａをより容易に製造できる。
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図９は、第３実施形態における光源装置３１Ｃの概略構成を模式的に示す図である。
本実施形態では、光源装置３１Ｃは、図９に示すように、前記第１実施形態で説明した光源装置３１に対して、レーザ光源３１１、および波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２を固定する固定部材３１４Ａの構造、および、光源装置３１Ｃの製造方法が異なるのみである。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図９は、第３実施形態における光源装置３１Ｃの概略構成を模式的に示す図である。
本実施形態では、光源装置３１Ｃは、図９に示すように、前記第１実施形態で説明した光源装置３１に対して、レーザ光源３１１、および波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２を固定する固定部材３１４Ａの構造、および、光源装置３１Ｃの製造方法が異なるのみである。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
固定部材３１４Ａは、図９に示すように、前記第１実施形態で説明した固定部材３１４に対して形状が異なるのみである。この固定部材３１４Ａは、図９に示すように、側面視略コ字形状を有し、コ字状内側にてレーザ光源３１１および非線形光学素子３１２を支持する。より具体的に、固定部材３１４Ａは、図９に示すように、レーザ光源３１１をコ字状基端部分にて支持し、非線形光学素子３１２をコ字状先端部分にて複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて挟持する。
この固定部材３１４Ａにおいて、コ字状先端部分の一方側には、図９に示すように、コ字状内側および外側を貫通し、複数の螺合部材３１４１とそれぞれ螺合する複数のねじ孔３１４Ａ１が形成されている。
また、この固定部材３１４Ａにおいて、コ字状先端部分の他方側には、図９に示すように、付勢部材３１４２であるコイルばねの一端が固定されている。
この固定部材３１４Ａにおいて、コ字状先端部分の一方側には、図９に示すように、コ字状内側および外側を貫通し、複数の螺合部材３１４１とそれぞれ螺合する複数のねじ孔３１４Ａ１が形成されている。
また、この固定部材３１４Ａにおいて、コ字状先端部分の他方側には、図９に示すように、付勢部材３１４２であるコイルばねの一端が固定されている。
そして、光源装置３１Ｃを製造する際には、以下の通りに実施する。なお、光源装置３１Ｃの製造方法は、前記第１実施形態と略同様であり、以下では異なる点のみを説明する。
先ず、ステップＳ１において、レーザ光源３１１における半導体基板３１１１の裏面を固定部材３１４Ａのコ字状基端部分に半田等により固定する。
ステップＳ１の後、波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａのコ字状内側に配置し、固定部材３１４Ａの側面を付勢部材３１４２であるコイルばねの他端に当接する。この状態で、複数の螺合部材３１４１を複数のねじ孔３１４Ａ１に螺合させ、複数の螺合部材３１４１の先端部分を非線形光学素子３１２に当接し、複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して仮固定する。
なお、上述した仮固定は、前記第１実施形態で説明したステップＳ２の前に実施してもよく、あるいは、ステップＳ２の後に実施しても構わない。
先ず、ステップＳ１において、レーザ光源３１１における半導体基板３１１１の裏面を固定部材３１４Ａのコ字状基端部分に半田等により固定する。
ステップＳ１の後、波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａのコ字状内側に配置し、固定部材３１４Ａの側面を付勢部材３１４２であるコイルばねの他端に当接する。この状態で、複数の螺合部材３１４１を複数のねじ孔３１４Ａ１に螺合させ、複数の螺合部材３１４１の先端部分を非線形光学素子３１２に当接し、複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して仮固定する。
なお、上述した仮固定は、前記第１実施形態で説明したステップＳ２の前に実施してもよく、あるいは、ステップＳ２の後に実施しても構わない。
そして、ステップＳ４において、光束検出装置１００（図６参照）にて検出された光量に基づいて、光束検出装置１００にて検出される光量が最大となるように、複数のねじ孔３１４Ａ１に対する複数の螺合部材３１４１の螺合状態を変更し複数の螺合部材３１４１の先端部分にて非線形光学素子３１３を押圧することで、レーザ光源３１１に対して波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２の姿勢調整を実施する。
本実施形態では、複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して固定可能に構成されているため、前記第１実施形態で説明したステップＳ５は省略される。
なお、ステップＳ４の後、前記第１実施形態と略同様に、接着剤Ａを用いて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して固定する工程を設けても構わない。
本実施形態では、複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して固定可能に構成されているため、前記第１実施形態で説明したステップＳ５は省略される。
なお、ステップＳ４の後、前記第１実施形態と略同様に、接着剤Ａを用いて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して固定する工程を設けても構わない。
上述した第３実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、レーザ光源３１１に対する、波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２の姿勢調整を、固定部材３１４Ａに螺合する複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて実施できるので、前記第１実施形態で説明したように治具等により非線形光学素子３１２を保持する必要がなく、簡単な構成で波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２の姿勢調整を実施できる。また、複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して固定可能に構成されているため、姿勢調整工程Ｓ４の後、接着剤Ａを用いて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して固定する工程を省略できる。したがって、光源装置３１Ｃの製造をさらに容易に実施できるとともに、迅速に光源装置３１Ｃを製造できる。
本実施形態では、レーザ光源３１１に対する、波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２の姿勢調整を、固定部材３１４Ａに螺合する複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて実施できるので、前記第１実施形態で説明したように治具等により非線形光学素子３１２を保持する必要がなく、簡単な構成で波長選択光学素子３１３が形成された非線形光学素子３１２の姿勢調整を実施できる。また、複数の螺合部材３１４１および付勢部材３１４２にて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して固定可能に構成されているため、姿勢調整工程Ｓ４の後、接着剤Ａを用いて非線形光学素子３１２を固定部材３１４Ａに対して固定する工程を省略できる。したがって、光源装置３１Ｃの製造をさらに容易に実施できるとともに、迅速に光源装置３１Ｃを製造できる。
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態では、光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃとして単体の光源装置を説明したが、これに限らない。例えば、これら光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃを並列に複数配置した構成としても構わない。また、例えば、面発光半導体レーザは、同一半導体基板３１１１内にレーザ素子３１１２を複数作り込むことが可能であるため、半導体基板３１１１上に複数のレーザ素子３１１２を並列に複数作り込んだ構成としても構わない。このように構成した場合には、複数のレーザ素子３１１２から発振されるレーザ光は、半導体基板３１１１面に略垂直で互いに平行な方向に射出されるため、複数のレーザ素子３１１２に対し、非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３を共通して用いることができる。また、複数のレーザ素子３１１２を近接して形成することによって、各レーザ素子３１１２の数だけ光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃから射出されるレーザ光の出力を増やしながらも、非常にコンパクトな構成とすることができる。
前記各実施形態では、光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃとして単体の光源装置を説明したが、これに限らない。例えば、これら光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃを並列に複数配置した構成としても構わない。また、例えば、面発光半導体レーザは、同一半導体基板３１１１内にレーザ素子３１１２を複数作り込むことが可能であるため、半導体基板３１１１上に複数のレーザ素子３１１２を並列に複数作り込んだ構成としても構わない。このように構成した場合には、複数のレーザ素子３１１２から発振されるレーザ光は、半導体基板３１１１面に略垂直で互いに平行な方向に射出されるため、複数のレーザ素子３１１２に対し、非線形光学素子３１２および波長選択光学素子３１３を共通して用いることができる。また、複数のレーザ素子３１１２を近接して形成することによって、各レーザ素子３１１２の数だけ光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃから射出されるレーザ光の出力を増やしながらも、非常にコンパクトな構成とすることができる。
前記各実施形態において、レーザ光源３１１の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らない。
図１０は、変形例を示す図である。
前記各実施形態では、レーザ光源３１１として面発光型半導体レーザを採用したが、これに限らず、図１０に示すように、レーザ光源３１１Ａを端面発光型半導体レーザで構成しても構わない。
すなわち、レーザ光源３１１Ａは、クラッド層３１１Ａ１間に挟層されるレーザ媒体３１１Ａ２の端面でレーザ光を反射させてレーザ光の出力を増幅させて射出させる。このようなレーザ光源３１１Ａを採用した場合には、レーザ光源３１１Ａから射出されるレーザ光は、所定の拡がりをもって非線形光学素子３１２側に射出されるため、非線形光学素子３１２にレーザ光を平行光として入射させるために、レーザ光源３１１Ａと非線形光学素子３１２との間に、平行レンズ等の光平行光学素子３１６を配置する。
また、前記各実施形態では、レーザ光源３１１は、レーザ光をミラー層３１１２Ａおよび波長選択光学素子３１３の一対のミラー間で反射を繰り返させ、共振させて増幅していたが、前記ミラーは、２つに限らず、従来の構成のように３つで構成しても構わない。すなわち、波長選択光学素子３１３およびミラー層３１１２Ａの他、他のミラー層をレーザ光源３１１に形成する構成としても構わない。
図１０は、変形例を示す図である。
前記各実施形態では、レーザ光源３１１として面発光型半導体レーザを採用したが、これに限らず、図１０に示すように、レーザ光源３１１Ａを端面発光型半導体レーザで構成しても構わない。
すなわち、レーザ光源３１１Ａは、クラッド層３１１Ａ１間に挟層されるレーザ媒体３１１Ａ２の端面でレーザ光を反射させてレーザ光の出力を増幅させて射出させる。このようなレーザ光源３１１Ａを採用した場合には、レーザ光源３１１Ａから射出されるレーザ光は、所定の拡がりをもって非線形光学素子３１２側に射出されるため、非線形光学素子３１２にレーザ光を平行光として入射させるために、レーザ光源３１１Ａと非線形光学素子３１２との間に、平行レンズ等の光平行光学素子３１６を配置する。
また、前記各実施形態では、レーザ光源３１１は、レーザ光をミラー層３１１２Ａおよび波長選択光学素子３１３の一対のミラー間で反射を繰り返させ、共振させて増幅していたが、前記ミラーは、２つに限らず、従来の構成のように３つで構成しても構わない。すなわち、波長選択光学素子３１３およびミラー層３１１２Ａの他、他のミラー層をレーザ光源３１１に形成する構成としても構わない。
前記各実施形態において、固定部材３１４，３１４Ａの形状は、前記各実施形態で説明した形状に限らず、その他の形状を採用しても構わない。
前記第３実施形態および図１０に示す変形例において、非線形光学素子３１２の光入射面に、前記第２実施形態で説明した反射抑制光学素子３１５を形成した構成としても構わない。
前記第３実施形態および図１０に示す変形例において、非線形光学素子３１２の光入射面に、前記第２実施形態で説明した反射抑制光学素子３１５を形成した構成としても構わない。
前記各実施形態では、光変調素子として透過型の液晶パネル３２を採用していたが、これに限らず、反射型の液晶パネルを採用してもよく、あるいは、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（テキサス・インスツルメント社の商標）を採用してもよい。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアプロジェクタ１に光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃを搭載したが、これに限らず、その他の光学機器に搭載しても構わない。
図１１および図１２は、変形例を示す図である。
例えば、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタに光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃを搭載しても構わない。
図１１および図１２は、変形例を示す図である。
例えば、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタに光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃを搭載しても構わない。
また、例えば、図１１に示すように、走査型のプロジェクタ（スキャンプロジェクタ）に光源装置３１，３１Ａ，３１Ｃを搭載しても構わない。
スキャンプロジェクタ２００においては、図１１に示すように、各色のレーザ光を射出する各光源装置３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂからの各レーザ光を合成するとともに、ミラー２１０の反射角度を制御してレーザ光の反射方向を変更する。これにより、スクリーンＳｃ上で光を走査させて画像を表示させる。
スキャンプロジェクタ２００においては、図１１に示すように、各色のレーザ光を射出する各光源装置３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂからの各レーザ光を合成するとともに、ミラー２１０の反射角度を制御してレーザ光の反射方向を変更する。これにより、スクリーンＳｃ上で光を走査させて画像を表示させる。
さらに、例えば、図１２に示すように、液晶ディスプレイ３００において、各色のレーザ光を射出する各光源装置３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを用いて白色レーザ光を生成し、この白色レーザ光をバックライトとするように構成しても構わない。すなわち、液晶ディスプレイ３００では、図１２に示すように、各光源装置３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを複数配設して、白色を合成している。そして、導光板３１０から射出される光を液晶パネル３２０によって画素毎に変調して画像を表示する。
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
本発明の光源装置は、高出力のレーザ光を射出できかつ、構造を簡素化して製造を容易とするため、プレゼンテーションやホームシアタで用いられるプロジェクタの光源装置として利用できる。
１・・・リアプロジェクタ、３１，３１Ａ，３１Ｃ・・・光源装置、３２・・・液晶パネル（光変調素子）、３５・・・投射レンズ（投射光学系）、３１１，３１１Ａ・・・レーザ光源、３１２・・・非線形光学素子、３１３・・・波長選択光学素子、３１４，３１４Ａ・・・固定部材、３１５・・・反射抑制光学素子、３１１２Ａ・・・ミラー層、３１１２Ｂ・・・活性層（レーザ媒体）、Ｓ１・・・レーザ光源固定工程、Ｓ２・・・レーザ光射出工程、Ｓ３・・・レーザ光検出工程、Ｓ４・・・姿勢調整工程。
Claims (7)
- 所定の波長のレーザ光を発振するレーザ光源と、
前記レーザ光源の光射出面に対向配置され、前記レーザ光源から射出されたレーザ光の発振波長を変換して射出する非線形光学素子と、
前記非線形光学素子における変換された変換波長のレーザ光の光射出面に設けられ、前記変換波長のレーザ光の透過率が前記発振波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有する波長選択光学素子とを備えている
ことを特徴とする光源装置。 - 請求項１に記載の光源装置において、
前記非線形光学素子における変換された変換波長のレーザ光の光射出面は、平面形状を有している
ことを特徴とする光源装置。 - 請求項１または請求項２に記載の光源装置において、
前記非線形光学素子における前記レーザ光源に対向する光入射面には、前記発振波長のレーザ光の前記レーザ光源側への反射を抑制する反射抑制光学素子が設けられている
ことを特徴とする光源装置。 - 請求項３に記載の光源装置において、
前記反射抑制光学素子は、前記発振波長のレーザ光の透過率が前記変換波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有している
ことを特徴とする光源装置。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光源装置において、
前記レーザ光源は、半導体基板上に形成されるミラー層と、前記ミラー層上に積層形成されるレーザ媒体とを備え、前記ミラー層および前記レーザ媒体の積層方向にレーザ光を発振出力する面発光型半導体レーザである
ことを特徴とする光源装置。 - 所定の波長のレーザ光を発振するレーザ光源と、前記レーザ光源の光射出面に対向配置され、前記レーザ光源から射出されたレーザ光の発振波長を変換して射出する非線形光学素子と、前記非線形光学素子における変換された変換波長のレーザ光の光射出面に設けられ、前記変換波長のレーザ光の透過率が前記発振波長のレーザ光の透過率よりも大きい透過率特性を有する波長選択光学素子とを備えた光源装置の製造方法であって、
前記光源装置は、前記レーザ光源および前記非線形光学素子を固定する固定部材を備え、
当該製造方法は、
前記固定部材に対して前記レーザ光源を固定するレーザ光源固定工程と、
前記レーザ光源からレーザ光を射出させるレーザ光射出工程と、
前記レーザ光源から射出され、前記非線形光学素子、および前記非線形光学素子に設けられた前記波長選択光学素子を介したレーザ光を検出するレーザ光検出工程と、
前記レーザ光の検出光量に基づいて、前記非線形光学素子の姿勢を調整する姿勢調整工程とを備えている
ことを特徴とする光源装置の製造方法。 - 光源装置と、前記光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、前記変調されたレーザ光を射出する投射光学系とを備えたプロジェクタであって、
前記光源装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光源装置である
ことを特徴とするプロジェクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005368814A JP2007171533A (ja) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | 光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタ |
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| JP2005368814A JP2007171533A (ja) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | 光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタ |
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| JP2005368814A Withdrawn JP2007171533A (ja) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | 光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタ |
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| JP (1) | JP2007171533A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009188134A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Seiko Epson Corp | レーザ光源装置、照明装置、画像表示装置及びモニタ装置 |
| JP2009251005A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Seiko Epson Corp | 光源装置及びプロジェクタ |
| JP2011247953A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | ビーム出射位置調整装置およびビーム出射位置調整方法 |
-
2005
- 2005-12-21 JP JP2005368814A patent/JP2007171533A/ja not_active Withdrawn
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