(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに支持され、互いに反対方向に向かって進む第１出射光および第２出射光を出射する発光素子と、
前記第１出射光が入射する第１光学素子と、
前記第２出射光が入射する第２光学素子と、
を含み、
前記第１光学素子は、
前記第１出射光が入射する面であって、前記第１出射光を平行光に変換する第１レンズ面と、
前記第１レンズ面を通過した光を反射させる第１反射面と、
前記第１反射面によって反射された光を平行光に変換する第２レンズ面と、
を有し、
前記第２光学素子は、
前記第２出射光が入射する面であって、前記第２出射光を平行光に変換する第３レンズ面と、
前記第３レンズ面を通過した光を反射させる第２反射面と、
前記第２反射面によって反射された光を平行光に変換する第４レンズ面と、
を有し、
前記第１光学素子の前記第２レンズ面から射出される光の進行方向と、前記第２光学素子の前記第４レンズ面から射出される光の進行方向とは、同じである、発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ベースは、前記第１光学素子の前記第１反射面を支持する第１面と、前記第２光学素子の前記第２反射面を支持する第２面と、を有する、発光装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ベースは、前記発光素子を支持する第３面を有し、
前記発光素子は、前記第１出射光の進行方向および前記第２出射光の進行方向が、前記第３面に対して平行に配置され、
前記第１反射面および前記第２反射面は、前記第３面に対して４５度傾いている、発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記発光素子は、スーパールミネッセントダイオードである、発光装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記発光素子は、前記第１出射光を出射する第１出射面を複数有し、かつ前記第２出射光を出射する第２出射面を複数有している、発光装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含むプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
チップの両端面から光を出射する発光素子の場合、例えば、両端面からの光を同じ方向に向けるためにミラーを用いる場合がある。このような光の進行方向を変えるミラーを用いる例として、例えば特許文献１には、発光素子が半導体基板の上面部に平行な光を射出し、半導体基板の上面部に対して４５度の傾斜を有するプリズムの傾斜面部によって射出された光の進行方向を変え、レンズに入射させる構成が開示されている。すなわち、特許文献１の例では、プリズムの傾斜面部が光の進行方向を変えるミラーとして機能している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５３７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、半導体レーザー等の発光素子から出射される出射光は、一般的に放射角が大きい。したがって、例えば特許文献１のように、出射光をミラーによって反射された後にレンズに入射させる構成では、発光素子から出射された光がレンズに入射するまでの光路長が長くなってしまうため、口径の大きなレンズが必要となり、装置が大型化してしまう問題がある。
【０００５】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、小型化された発光装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記発光装置を有するプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発光装置は、
ベースと、
前記ベースに支持され、互いに反対方向に向かって進行する第１出射光および第２出射光を出射する発光素子と、
前記第１出射光が入射する第１光学素子と、
前記第２出射光が入射する第２光学素子と、
を含み、
前記第１光学素子は、
前記第１出射光が入射する面であって、前記第１出射光を平行光に変換する第１レンズ面と、
前記第１レンズ面を通過した光を反射させる第１反射面と、
前記第１反射面によって反射された光を平行光に変換する第２レンズ面と、
を有し、
前記第２光学素子は、
前記第２出射光が入射する面であって、前記第２出射光を平行光に変換する第３レンズ面と、
前記第３レンズ面を通過した光を反射させる第２反射面と、
前記第２反射面によって反射された光を平行光に変換する第４レンズ面と、
を有し、
前記第１光学素子の前記第２レンズ面から射出される光の進行方向と、前記第２光学素子の前記第４レンズ面から射出される光の進行方向とは、同じである。
【０００７】
このような発光装置によれば、前記第１光学素子は、前記第１出射光を、前記第１反射面によって反射させる前に、前記第１レンズ面によって平行光に変換することができる。同様に、前記第２光学素子は、前記第２出射光を、前記第２反射面によって反射させる前に、前記第３レンズ面によって平行光に変換することができる。これにより、前記発光素子から出射された光が前記第１レンズ面および前記第３レンズ面の各々に入射するまでの光路長を短くすることができるため、前記第１レンズ面および前記第３レンズ面の各々に径の小さな光を入射させることができる。したがって、前記第１レンズ面および前記第３レンズ面の口径を小さくすることができる。これにより、前記光学素子の小型化が可能となり、小型化された発光装置を得ることができる。
【０００８】
本発明に係る発光装置において、
前記ベースは、前記第１光学素子の前記第１反射面を支持する第１面と、前記第２光学素子の前記第２反射面を支持する第２面と、を有することができる。
【０００９】
このような発光装置によれば、前記発光素子に対する前記第１光学素子および前記第２光学素子の光軸の調整を容易化することができる。
【００１０】
本発明に係る発光装置において、
前記ベースは、前記発光素子を支持する第３面を有し、
前記発光素子は、前記第１出射光の進行方向および前記第２出射光の進行方向が、前記第３面に対して平行に配置され、
前記第１反射面および前記第２反射面は、前記第３面に対して４５度傾いていることができる。
【００１１】
このような発光装置によれば、前記第１出射光の進行方向と、前記第１反射面によって反射された光の進行方向とは、直角をなすことができ、前記第２出射光の進行方向と、前記第２反射面によって反射された光の進行方向とは、直角をなすことができる。
【００１２】
このような発光装置において、
前記発光素子は、スーパールミネッセントダイオードであることができる。
【００１３】
このような発光装置によれば、端面反射による共振器の形成を抑えることにより、レーザー発振を防止することができるため、スペックルノイズを低減させることができる。
【００１４】
本発明に係る発光装置において、
前記発光素子は、前記第１出射光を出射する第１出射面を複数有し、かつ前記第２出射光を出射する第２出射面を複数有していることができる。
【００１５】
このような発光装置によれば、高出力化を図ることができる。
【００１６】
本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る発光装置と、
前記発光装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む。
【００１７】
このようなプロジェクターによれば、本発明に係る発光装置を光源として用いることができるため、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図２】本実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態の第１変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態の第２変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態の第３変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１１】本実施形態係るプロジェクターを模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
１．  発光装置
まず、本実施形態に係る発光装置１０００について、図面を参照しながら説明する。図１は、発光装置１０００を模式的に示す平面図である。図２は、発光装置１０００を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、発光装置１０００を模式的に示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、図１および図３では、便宜上、リッド１９０の図示を省略している。また、図２では、便宜上、発光素子１００を簡略化して図示している。
【００２１】
発光装置１０００は、図１〜図３に示すように、ベース１４０およびリッド１９０を有するパッケージ２００と、発光素子１００と、第１光学素子１７０と、第２光学素子１８０と、を含む。発光装置１０００は、さらに、サブマウント１５０と、絶縁部材１３６と、端子１３４と、接続部材１３２と、を含むことができる。なお、ここでは、発光素子１００がＩｎＧａＡｌＰ系（赤色）のスーパールミネッセントダイオード（Super Luminescent Diode、以下「ＳＬＤ」ともいう）である場合について説明する。ＳＬＤは、半導体レーザーと異なり、端面反射による共振器の形成を抑えることにより、レーザー発振を防止することができる。そのため、スペックルノイズを低減することができる。
【００２２】
発光素子１００は、サブマウント１５０を介して、パッケージ２００のベース１４０上に実装されている。図示の例では、発光素子１００は、１つ実装されているが、その数は限定されない。例えば、発光素子１００を複数実装してもよい。これにより、発光装置全体の高出力化を図ることができる。発光素子１００は、ベース１４０の第３面１４６によって支持されている。発光素子１００は、図３に示すように、クラッド層（以下「第１クラッド層」という）１０８と、その上に形成された活性層１０６と、その上に形成されたクラッド層（以下「第２クラッド層」という）１０４と、を有する。発光素子１００は、さらに、例えば、基板１０２と、コンタクト層１１０と、電極（以下「第１電極」という）１１４と、電極（以下「第２電極」という）１１２と、絶縁部１１６と、を有することができる。
【００２３】
基板１０２としては、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板などを用いることができる。
【００２４】
第２クラッド層１０４は、基板１０２下に形成されている。第２クラッド層１０４としては、例えば、ｎ型のＡｌＧａＩｎＰ層などを用いることができる。なお、図示はしないが、基板１０２と第２クラッド層１０４との間に、バッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば、ｎ型のＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層などを用いることができる。
【００２５】
活性層１０６は、第２クラッド層１０４下に形成されている。活性層１０６は、例えば、発光素子１００においてベース１４０側に設けられている。すなわち、活性層１０６は、例えば、発光素子１００のうち、厚さ方向の中間よりも下側（基板１０２側とは反対側）に設けられている。活性層１０６は、第２クラッド層１０４と第１クラッド層１０８とに挟まれている。活性層１０６は、例えば、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。
【００２６】
活性層１０６の形状は、例えば直方体（立方体である場合を含む）などである。活性層１０６は、図１に示すように、第１側面１０５および第２側面１０７を有する。第１側面１０５と第２側面１０７とは、互いに対向しており、例えば平行である。第１クラッド層１０８と第２クラッド層１０４とで挟まれた活性層１０６は、例えば、積層構造体を構成している。第１側面１０５および第２側面１０７は、活性層１０６の面のうち第１クラッド層１０８または第２クラッド層１０４に接していない面であり、積層構造体において、露出している面ともいえる。積層構造体は、さらに、基板１０２と、コンタクト層１１０と、を有していてもよい。
【００２７】
活性層１０６の一部の領域は、活性層１０６の電流経路となる利得領域１６０を構成している。利得領域１６０には、光を生じさせることができ、この光は、利得領域１６０内で利得を受けることができる。利得領域１６０の平面形状は、例えば、平行四辺形である。利得領域１６０は、図１に示すように、活性層１０６の積層方向から平面視して（活性層１０６の厚み方向から見て）、第１側面１０５から第２側面１０７まで、第１側面１０５の垂線Ｐに対して傾いた方向に向かって設けられている。これにより、利得領域１６０に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。なお、利得領域１６０が、ある方向に向かって設けられている場合とは、当該方向が、平面的に見て、利得領域１６０の第１側面１０５側の第１端面１６２の中心と、第２側面１０７側の第２端面１６４の中心とを結ぶ方向に一致する場合をいう。
【００２８】
なお、図示はしないが、利得領域１６０は、第１側面１０５側の第１端面１６２から第２側面１０７側の第２端面１６４まで、直線状に、第１側面１０５の垂線Ｐと平行となる方向に向かって設けられていてもよい。この場合には、共振器が構成され、レーザー光を発することができる。すなわち、発光素子１００は、例えば、半導体レーザーであってもよい。
【００２９】
第１クラッド層１０８は、図３に示すように、活性層１０６下に形成されている。第１クラッド層１０８としては、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＡｌＧａＩｎＰ層などを用いることができる。
【００３０】
例えば、ｐ型の第１クラッド層１０８、不純物がドーピングされていない活性層１０６、およびｎ型の第２クラッド層１０４により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層１０８および第２クラッド層１０４の各々は、活性層１０６よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層１０６は、光を増幅する機能を有する。第１クラッド層１０８および第２クラッド層１０４は、活性層１０６を挟んで、注入キャリア（電子および正孔）並びに光を閉じ込める機能を有する。
【００３１】
コンタクト層１１０は、第１クラッド層１０８下に形成されている。コンタクト層１１０としては、第１電極１１４とオーミックコンタクトする層を用いることができる。コンタクト層１１０は、例えば第２導電型の半導体からなる。コンタクト層１１０としては、例えばｐ型ＧａＡｓ層などを用いることができる。
【００３２】
絶縁部１１６は、利得領域１６０の下方以外のコンタクト層１１０下に形成されている。すなわち、絶縁部１１６は利得領域１６０の下方に開口を有し、該開口ではコンタクト層１１０の表面が露出している。絶縁部１１６としては、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ２層、ポリイミド層などを用いることができる。
【００３３】
第１電極１１４は、露出しているコンタクト層１１０下および絶縁部１１６下に形成されている。第１電極１１４は、コンタクト層１１０を介して、第１クラッド層１０８と電気的に接続されている。第１電極１１４は、発光素子１００を駆動するための一方の電極である。第１電極１１４としては、例えば、コンタクト層１１０側からＣｒ層、ＡｕＺｎ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。第１電極１１４とコンタクト層１１０との接触面は、例えば、利得領域１６０と同じ平面形状を有している。図示の例では、第１電極１１４とコンタクト層１１０との接触面の平面形状によって、電極１１２，１１４間の電流経路が決定され、その結果、利得領域１６０の平面形状が決定されることができる。
【００３４】
第２電極１１２は、基板１０２の上の全面に形成されている。第２電極１１２は、該第２電極１１２とオーミックコンタクトする層（図示の例では基板１０２）と接していることができる。第２電極１１２は、基板１０２を介して、第２クラッド層１０４と電気的に接続されている。第２電極１１２は、発光素子１００を駆動するための他方の電極である。第２電極１１２としては、例えば、基板１０２側からＣｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。なお、第２クラッド層１０４と基板１０２との間に、第２コンタクト層（図示せず）を設け、ドライエッチングなどにより該第２コンタクト層の第２クラッド層１０４側を露出させ、第２電極１１２を第２コンタクト層下に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。第２コンタクト層としては、例えばｎ型ＧａＡｓ層などを用いることができる。
【００３５】
発光素子１００では、第１電極１１４と第２電極１１２との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層１０６の利得領域１６０において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、利得領域１６０内を光が進行し、その間に光強度が増幅され、第１端面（第１出射面）１６２から第１出射光Ｌ１として出射され、第２端面（第２出射面）１６４から第２出射光Ｌ２として出射されることができる。第１出射光Ｌ１および第２出射光Ｌ２は、例えば、光の屈折により、第１側面１０５の垂線Ｐに対する利得領域１６０の傾きよりも、さらに傾いた方向に出射されることができる。第１出射光Ｌ１および第２出射光Ｌ２は、例えば、活性層１０６の上面と平行な方向（水平方向）に進行することができる。第１出射光Ｌ１の進行方向と第２出射光Ｌ２の進行方向とは、互いに反対方向である。
【００３６】
パッケージ２００は、図２に示すように、ベース１４０と、リッド１９０と、を有することができる。
【００３７】
ベース１４０は、サブマウント１５０を介して、間接的に発光素子１００を支持することができる。ベース１４０としては、例えば、板状（直方体形状）の部材に凹部１４８を設けたものを用いることができる。ベース１４０は、第１面１４２と、第２面１４４と、第３面１４６と、を有する。第１面１４２は、第１光学素子１７０の第１反射面１７４を支持することができる。図示の例では、第１面１４２は、第１反射面１７４と接している。第２面１４４は、第２光学素子１８０の第２反射面１８４を支持することができる。図示の例では、第２面１４４は、第２反射面１８４と接している。第１面１４２および第２面１４４は、例えば、第３面１４６に対して４５度傾いた面であることができる。第３面１４６は、発光素子１００を支持する面であることができる。図示の例では、第３面１４６は、サブマウント１５０を介して、発光素子１００を支持している。発光素子１００は、出射光Ｌ１，Ｌ２の進行方向が、第３面１４６に対して平行となるように配置されている。凹部１４８の側面の数は、例えば４つである。例えば凹部１４８の４つの側面により、発光素子１００は囲まれている。図示の例では、ベース１４０の第１面１４２および第２面１４４は、凹部１４８の側面を構成し、ベース１４０の第３面１４６は、凹部１４８の底面を構成している。
【００３８】
ベース１４０には、図１および図３に示すように、例えば円柱状の貫通孔１３７が形成されている。この貫通孔１３７内には、例えば、絶縁部材１３６に側面を覆われた円柱状の端子１３４が設けられている。絶縁部材１３６は、例えば、樹脂、セラミックス（例えばＡｌＮ等）などからなる。端子１３４は、例えば銅（Ｃｕ）などからなる。
【００３９】
端子１３４は、例えば、ワイヤーボンディング等の接続部材１３２により、発光素子１００の第２電極１１２と接続されている。接続部材１３２は、出射光Ｌ１，Ｌ２の光路を遮らないように設けられている。また、発光素子１００の第１電極１１４は、例えば、めっきバンプ等（図示せず）により、サブマウント１５０と接続されている。サブマウント１５０は、ベース１４０と接続されている。端子１３４とベース１４０とに異なる電位を与えることにより、第１電極１１４と第２電極１１２との間に電圧を印加することができる。
【００４０】
サブマウント１５０は、ベース１４０の第３面１４６によって支持されている。サブマウント１５０としては、例えば、板状の部材を用いることができる。サブマウント１５０は、直接的に発光素子１００を支持することができる。
【００４１】
ベース１４０の熱伝導率は、サブマウント１５０の熱伝導率よりも高く、サブマウント１５０の熱伝導率は、発光素子１００の熱伝導率よりも高い。ベース１４０およびサブマウント１５０の各々の熱伝導率は、例えば、１４０Ｗ／ｍＫ以上である。サブマウント１５０の熱膨張率は、発光素子１００の熱膨張率に近いことが望ましい。例えば、図示はしないが、サブマウント１５０を用いず、発光素子１００を直接ベース１４０に実装すると、ベース１４０と発光素子１００との熱膨張率の差により、実装時の過熱や駆動時の発熱により反りが発生し発光素子１００に応力が加わって、信頼性が低下する場合がある。このような問題に対し、本実施形態では、サブマウント１５０を用いることにより、ベース１４０と発光素子１００との熱膨張率の差によって生じる応力を緩和し、信頼性を向上させることができる。ベース１４０は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｃ、Ｂｅ、Ａｕや、これらの化合物（例えば、ＡｌＮ、ＢｅＯなど）や合金（例えばＣｕＭｏなど）などからなることができる。また、これらの例示を組み合わせたもの、例えば銅（Ｃｕ）層とモリブデン（Ｍｏ）層の多層構造などから、ベース１４０を構成することもできる。サブマウント１５０は、例えば、ＡｌＮ、ＣｕＷ、ＳｉＣ、ＢｅＯ、ＣｕＭｏ、銅（Ｃｕ）層とモリブデン（Ｍｏ）層の多層構造（ＣＭＣ）などからなることができる。
【００４２】
第１光学素子１７０は、ベース１４０に支持されている。より具体的には、第１光学素子１７０は、ベース１４０の第１面１４２および第３面１４６によって支持されている。第１光学素子１７０は、発光素子１００から出射された第１出射光Ｌ１を平行光に変換し、かつ第１出射光Ｌ１の進行方向を変えることができる。第１光学素子１７０は、第１レンズ面１７２と、第１反射面１７４と、第２レンズ面１７６と、を有している。第１レンズ面１７２は、第１出射光Ｌ１が入射する面である。第１レンズ面１７２は、第１出射光Ｌ１を平行光に変換することができる。第１出射光Ｌ１は、第１レンズ面１７２で屈折して、平行光に変換されることができる。第１レンズ面１７２は、例えば、凸面であることができる。第１レンズ面１７２は、非球面であってもよい。これにより、収差を減らすことができる。第１反射面１７４は、図２に示すように、第１レンズ面１７２を通過した光を発光素子１００の上側に向けて反射させることができる。第１出射光Ｌ１は、第１反射面１７４によって反射され、第１反射光Ｌ３として、例えば、ベース１４０の第３面１４６に対して垂直上向き（図１のＺ方向）に進むことができる。第１反射面１７４は、例えば、第３面１４６に対して４５度傾いている。これにより、第１出射光Ｌ１の進行方向と、第１反射光Ｌ３の進行方向とは、直角を成すことができる。第１反射面１７４の第１出射光Ｌ１に対する反射率は、５０％より高く、１００％以下であることが好ましい。第２レンズ面１７６は、第１反射光Ｌ３を平行光に変換することができる。第１反射光Ｌ３は、第２レンズ面１７６で屈折して、平行光に変換されることができる。第２レンズ面１７６は、第１光学素子１７０において、光を射出する面であることができる。第２レンズ面１７６は、例えば、凸面であることができる。第２レンズ面１７６は、非球面であってもよい。これにより、収差を減らすことができる。第１光学素子１７０は、第１レンズ面１７２および第２レンズ面１７６を用いて、第１出射光Ｌ１を平行光に変換することができる。したがって、第１出射光Ｌ１を平行光に変換するためのレンズ面が１つである場合と比べて、より平行な光（発散角の小さい光）を第２レンズ面１７６から射出することができる。さらに、第１出射光Ｌ１に対する第１光学素子１７０の光軸ずれの影響を小さくすることができ、第１出射光Ｌ１に対する第１光学素子１７０の光軸の調整範囲を広くすることができる。
【００４３】
第１光学素子１７０は、第１レンズ面１７２、第１反射面１７４、および第２レンズ面１７６が、一体的に形成された光学素子である。第１光学素子１７０の材質としては、例えば、ＢＫ７等の光学ガラスを用いることができる。例えば、光学ガラスからなる部材の一部に金属膜（図示しない）を成膜し、その成膜された金属膜の表面を第１反射面１７４とすることができる。第１レンズ面１７２の光軸は、例えば、ベース１４０の第３面１４６と平行である。第２レンズ面１７６の光軸は、例えば、ベース１４０の第３面１４６の垂線と平行である。第１レンズ面１７２の光軸と、第２レンズ面１７６の光軸とは、第１反射面１７４上で直交している。
【００４４】
第２光学素子１８０は、ベース１４０に支持されている。より具体的には、第２光学素子１８０は、ベース１４０の第２面１４４および第３面１４６によって支持されている。第２光学素子１８０は、発光素子１００から出射された第２出射光Ｌ２を平行光に変換し、かつ第２出射光Ｌ２の進行方向を変えることができる。第２光学素子１８０は、第３レンズ面１８２と、第２反射面１８４と、第４レンズ面１８６と、を有している。第３レンズ面１８２は、第２出射光Ｌ２が入射する面である。第３レンズ面１８２は、第２出射光Ｌ２を平行光に変換することができる。第２出射光Ｌ２は、第３レンズ面１８２で屈折して、平行光に変換されることができる。第３レンズ面１８２は、例えば、凸面であることができる。第３レンズ面１８２は、非球面であってもよい。これにより、収差を減らすことができる。第２反射面１８４は、図２に示すように、第３レンズ面１８２を通過した光を発光素子１００の上側に向けて反射させることができる。第２出射光Ｌ２は、第２反射面１８４によって反射され、第２反射光Ｌ４として、例えば、ベース１４０の第３面１４６に対して垂直上向き（図１のＺ方向）に進むことができる。第２反射面１８４は、例えば、第３面１４６に対して４５度傾いている。これにより、第２出射光Ｌ２の進行方向と、第２反射光Ｌ４の進行方向とは、直角を成すことができる。第２反射面１８４の第２出射光Ｌ２に対する反射率は、５０％より高く、１００％以下であることが好ましい。第４レンズ面１８６は、第２反射光Ｌ４を平行光に変換することができる。第２反射光Ｌ４は、第４レンズ面１８６で屈折して、平行光に変換されることができる。第４レンズ面１８６は、第２光学素子１８０において、光を射出する面であることができる。第４レンズ面１８６は、例えば、凸面であることができる。第４レンズ面１８６は、非球面であってもよい。これにより、収差を減らすことができる。第２光学素子１８０は、第３レンズ面１８２および第４レンズ面１８６を用いて、第２出射光Ｌ２を平行光に変換することができる。したがって、第２出射光Ｌ２を平行光に変換するためのレンズ面が１つである場合と比べて、より平行な光（発散角の小さい光）を第４レンズ面１８６から射出することができる。さらに、第２出射光Ｌ２に対する第２光学素子１８０の光軸ずれの影響を小さくすることができ、第２出射光Ｌ２に対する第２光学素子１８０の光軸の調整範囲を広くすることができる。
【００４５】
第２光学素子１８０は、第３レンズ面１８２、第２反射面１８４、および第４レンズ面１８６が、一体的に形成された光学素子である。第２光学素子１８０の材質としては、例えば、ＢＫ７等の光学ガラスを用いることができる。例えば、光学ガラスからなる部材の一部に金属膜（図示しない）を成膜し、その成膜された金属膜の表面を第２反射面１８４とすることができる。第３レンズ面１８２の光軸は、例えば、ベース１４０の第３面１４６と平行である。第４レンズ面１８６の光軸は、例えば、ベース１４０の第３面１４６の垂線と平行である。第３レンズ面１８２の光軸と、第４レンズ面１８６の光軸とは、第２反射面１８４上で直交している。
【００４６】
第１出射光Ｌ１の進行方向は、図１に示すように、ベース１４０の第３面１４６に平行な面（Ｘ−Ｙ平面）と第１反射面１７４との交線Ｖに対して直角を成している。同様に、第２出射光Ｌ２の進行方向は、ベース１４０の第３面１４６に平行な面と第２反射面１８４との交線Ｗに対して直角を成している。
【００４７】
リッド１９０は、図２に示すように、ベース１４０上に設けられている。リッド１９０は、ベース１４０の凹部１４８を密閉して、該凹部１４８内に設けられた発光素子１００を封止することができる。リッド１９０は、反射光Ｌ３，Ｌ４の波長に対して透過性のある材質である。これにより、第１反射光Ｌ３のうちの少なくとも一部は、リッド１９０を透過することができ、第２反射光Ｌ４のうちの少なくとも一部は、リッド１９０を透過することができる。リッド１９０は、例えば、石英、ガラス、水晶、プラスチックなどからなることができる。これらは、反射光Ｌ３，Ｌ４の波長に応じて適宜選択されることができる。これにより、光の吸収損失を低減することができる。
【００４８】
発光装置１０００の一例として、発光素子１００がＩｎＧａＡｌＰ系の場合について説明したが、発光素子１００は、発光利得領域が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。半導体材料であれば、例えば、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＺｎＣｄＳｅ系などの半導体材料を用いることができる。
【００４９】
発光装置１０００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５０】
発光装置１０００によれば、光学素子１７０，１８０は、発光素子１００から出射された光Ｌ１，Ｌ２を、反射面１７４，１８４によって反射させる前に、レンズ面（第１レンズ面１７２、第３レンズ面１８２）によって平行光に変換させることができる。これにより、例えば、発光素子から出射された出射光を反射面によって反射させた後に、レンズ面に入射させた場合と比べて、反射面を介せずに出射光を該レンズ面に入射させることができるため、該レンズ面を発光素子に近づけることができる。すなわち、発光素子１００から出射された光Ｌ１，Ｌ２が、レンズ（第１レンズ面１７２，第３レンズ面１８２）に入射するまでの光路長を短くすることができるため、径の小さな出射光Ｌ１，Ｌ２を、レンズ面（第１レンズ面１７２，第３レンズ面１８２）に入射させることができる。したがって、レンズ面（第１レンズ面１７２，第３レンズ面１８２）の口径を小さくすることができる。これにより、光学素子１７０，１８０の小型化が可能となり、小型化された発光装置を得ることができる。
【００５１】
また、一般的に、ＳＬＤや半導体レーザー等の発光素子から出射される出射光は、放射角が大きい。したがって、例えば、発光素子から出射される出射光の上下方向の放射角（出射面から出射される円錐光の頂角の半分）が、出射光の進行方向に対する反射面の角度よりも大きい場合、出射光の一部が反射面に反射されずにロスしてしまう。発光装置１０００によれば、出射光Ｌ１，Ｌ２をレンズ面（第１レンズ面１７２および第３レンズ面１８２）によって平行光に変換した後に、反射面１７４，１８４に入射させることができるため、出射光Ｌ１，Ｌ２の放射角によらず、光のロスを小さくすることができる。したがって、出射光Ｌ１，Ｌ２を低損失で、後段の光学系（例えば、図１１に示す均一化光学系５０２Ｒ，５０２Ｇ，５０２Ｂ）に導くことができる。
【００５２】
発光装置１０００によれば、２つの出射光Ｌ１，Ｌ２を同じ向きに向けて反射させることができる。すなわち、第１光学素子１７０の第２レンズ面１７６から射出される光の進行方向（第１反射面１７４による第１反射光Ｌ３の進行方向）と、第２光学素子１８０の第４レンズ面１８６から射出される光の進行方向（第２反射面１８４による第２反射光Ｌ４の進行方向）とを同じにすることができる。これにより、例えば、発光装置をプロジェクターの光源として用いる場合、プロジェクターの光学系の構成を簡素化することができ、プロジェクターにおいて光軸合わせを容易化することができる。
【００５３】
発光装置１０００によれば、ベース１４０は、第１光学素子１７０の第１反射面１７４を支持する第１面１４２と、第２光学素子１８０の第２反射面１８４を支持する第２面１４４と、を有することができる。これにより、発光素子１００に対する光学素子１７０，１８０の光軸の調整を容易化することができる。すなわち、本実施形態によれば、第１面１４２によって発光素子１００に対する第１出射光Ｌ１の進行方向における第１光学素子１７０の位置を決めることができ、第２面１４４によって発光素子１００に対する第２出射光Ｌ２の進行方向における第２光学素子１８０の位置を決めることができる。したがって、容易に発光素子１００に対する光学素子１７０，１８０の光軸の調整を行うことができる。
【００５４】
発光装置１０００によれば、第１光学素子１７０は、第１レンズ面１７２、第１反射面１７４、および第２レンズ面１７６が一体的に形成された光学素子であることができる。同様に、第２光学素子１８０は、第３レンズ面１８２、第２反射面１８４、および第４レンズ面１８６が一体的に形成された光学素子であることができる。したがって、光学系の小型化を図ることができる。
【００５５】
発光装置１０００によれば、発光素子１００は、ＳＬＤであることができる。そのため、利得領域１６０に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。したがって、スペックルノイズを低減させることができる。
【００５６】
２．  発光装置の製造方法
次に、本実施形態に係る発光装置１０００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４〜図７は、発光装置１０００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００５７】
図４に示すように、基板１０２上に、第２クラッド層１０４、活性層１０６、第１クラッド層１０８、およびコンタクト層１１０を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などを用いることができる。
【００５８】
図５に示すように、コンタクト層１１０上に、開口部を有する絶縁部１１６を形成する。絶縁部１１６は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などにより形成される。開口部は、例えば、絶縁部をフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によりパターニングし、コンタクト層１１０が露出するように形成される。
【００５９】
次に、露出したコンタクト層１１０および絶縁部１１６上に第１電極１１４を形成する。次に、基板１０２の下面下に第２電極１１２を形成する。第１電極１１４および第２電極１１２は、例えば、真空蒸着法により形成される。なお、第１電極１１４および第２電極１１２の形成順序は、特に限定されない。以上の工程により、発光素子１００を得ることができる。
【００６０】
図６に示すように、例えば切削などにより、第１面１４２、第２面１４４、および第３面１４６を有するベース１４０を作製する。
【００６１】
図７に示すように、公知の方法によりベース１４０に貫通孔１３７を設ける。次に、貫通孔１３７の内側の側面を覆うように絶縁部材１３６を形成する。絶縁部材１３６は、貫通孔１３７を塞がないように形成される。絶縁部材１３６は、例えばＣＶＤ法などにより成膜される。次に、絶縁部材１３６の内側に棒状の端子１３４を挿入する。なお、棒状の端子１３４の周囲に絶縁部材１３６を形成したものを、貫通孔１３７に挿入する方法を用いることもできる。
【００６２】
次に、第１光学素子１７０および第２光学素子１８０を作製する。光学素子１７０，１８０は、例えば、射出成形や２Ｐ法により作製することができる。射出成形や２Ｐ法により金型を用いて光学素子１７０，１８０を作製することで、第１光学素子１７０における第１レンズ面１７２と第２レンズ面１７６との光軸合わせ、および第２光学素子１８０における第３レンズ面１８２と第４レンズ面１８６との光軸合わせを高精度に行うことができる。
【００６３】
図３に示すように、まず、発光素子１００をサブマウント１５０に実装し、次に、発光素子１００が実装されたサブマウント１５０をベース１４０に実装する。発光素子１００は、活性層１０６側をベース１４０側に向けて（ジャンクションダウン）、実装されている。すなわち、発光素子１００をフリップチップ実装することができる。
【００６４】
次に、端子１３４と、発光素子１００の第２電極１１２とを、接続部材１３２により接続する。本工程は、例えばワイヤーボンディングなどにより行われる。
【００６５】
次に、図１および図２に示すように、第１光学素子１７０をベース１４０の第１面１４２および第３面１４６に支持されるように配置する。同様に、第２光学素子１８０をベース１４０の第２面１４４および第３面１４６に支持されるように配置する。光学素子１７０，１８０の各々は、出射光Ｌ１，Ｌ２に対する光軸調整を行いながら配置される。光学素子１７０，１８０は、例えば、接着剤によりベース１４０に固定してもよい。
【００６６】
図２に示すように、リッド１９０を、例えば窒素雰囲気中でベース１４０に接着または溶接する。これにより、発光素子１００を封止することができる。
【００６７】
以上の工程により、発光装置１０００を製造することができる。
【００６８】
３．  発光装置の変形例
次に、本実施形態の変形例に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。以下、本実施形態の変形例に係る発光装置において、本実施形態に係る発光装置１０００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６９】
（１）第１変形例に係る発光装置
まず、本実施形態の第１変形例に係る発光装置２０００について、説明する。図８は、発光装置２０００を模式的に示す断面図であり、図３に対応している。なお、図８では、便宜上、リッド１９０の図示を省略している。
【００７０】
発光装置１０００の例では、図３に示すように、活性層１０６は、発光素子１００においてベース１４０側に設けられていた。これに対し、発光装置２０００では、図８に示すように、活性層１０６は、発光素子１００においてベース１４０とは反対側に設けられている。すなわち、活性層１０６は、発光素子１００のうち、厚さ方向の中間よりも上側に設けられている。発光装置２０００では、活性層１０６とベース１４０との間に基板１０２が設けられている。第２電極１１２は、例えば、接続部材（図示せず）により、サブマウント１５０と接続されている。また、第１電極１１４は、例えば、接続部材１３２により、端子１３４と接続されている。
【００７１】
発光装置２０００によれば、活性層１０６とベース１４０との間に基板１０２が設けられているため、発光装置１０００の例に比べて、少なくとも基板１０２の厚み分、活性層１０６はベース１４０から離れた位置に設けられている。そのため、より良好な形状（断面形状）の出射光を得ることができる。例えば、利得領域１６０からの出射光の放射角が大きいと、出射光がベース１４０によって遮られ、出射光の形状が歪んでしまう場合がある。発光装置２０００では、このような問題を回避することができる。
【００７２】
（２）第２変形例に係る発光装置
次に、本実施形態の第２変形例に係る発光装置３０００について、図面を参照しながら説明する。図９は、発光装置３０００を模式的に示す断面図であり、図３に対応している。なお、図９では、便宜上、リッド１９０の図示を省略している。
【００７３】
発光装置１０００の例では、いわゆる利得導波型について説明した。これに対し、発光装置３０００は、いわゆる屈折率導波型であることができる。
【００７４】
すなわち、発光装置３０００では、図９に示すように、コンタクト層１１０と、第１クラッド層１０８の一部とは、柱状部１１１を構成することができる。柱状部１１１の平面形状は、利得領域１６０と同じである。例えば、柱状部１１１の平面形状によって、電極１１２，１１４間の電流経路が決定され、その結果、利得領域１６０の平面形状が決定される。なお、図示はしないが、柱状部１１１は、例えば、コンタクト層１１０、第１クラッド層１０８、および活性層１０６から構成されていてもよいし、さらに、第２クラッド層１０４をも含んで構成されていてもよい。また、柱状部１１１の側面を傾斜させることもできる。
【００７５】
柱状部１１１の側方には、絶縁部１１６が設けられている。絶縁部１１６は、柱状部１１１の側面に接していることができる。電極１１２，１１４間の電流は、絶縁部１１６を避けて、該絶縁部１１６に挟まれた柱状部１１１を流れることができる。絶縁部１１６は、活性層１０６の屈折率よりも小さい屈折率を有することができる。これにより、平面方向（活性層１０６の上面と平行な方向）において、利得領域１６０内に効率良く光を閉じ込めることができる。
【００７６】
（３）第３変形例に係る発光装置
次に、本実施形態の第３変形例に係る発光装置４０００について、図面を参照しながら説明する。図１０は、発光装置４０００を模式的に示す平面図であり、図１に対応している。なお、図１０では、便宜上、リッド１９０の図示を省略している。
【００７７】
発光装置１０００の例では、図１および図３に示すように、発光素子１００は、活性層１０６に利得領域１６０が１つ設けられていた。これに対し、発光装置４０００では、図１０に示すように、活性層１０６に複数の利得領域１６０が設けられていることができる。すなわち、発光素子１００は、複数の第１出射面（第１端面）１６２および複数の第２出射面（第２端面）１６４を有することができる。図示の例では、利得領域１６０は、２つ設けられているが、その数は特に限定されない。
【００７８】
発光装置４０００によれば、発光装置１０００の例に比べて、発光装置全体の高出力化を図ることができる。
【００７９】
発光装置４０００によれば、小型化された第１光学素子１７０および第２光学素子１８０を用いることができるため、複数の利得領域１６０を高密度で配列することができる。
【００８０】
４．  プロジェクター
次に、本実施形態に係るプロジェクター５０００について、図面を参照しながら説明する。図１６は、プロジェクター５０００を模式的に示す図である。なお、図１６では、便宜上、プロジェクター５０００を構成する筐体は省略している。
【００８１】
プロジェクター５０００において、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源（発光装置）１０００Ｒ，緑色光源（発光装置）１０００Ｇ、青色光源（発光装置）１０００Ｂは、本発明に係る発光装置（例えば発光装置１０００）である。
【００８２】
プロジェクター５０００は、光源１０００Ｒ，１０００Ｇ，１０００Ｂから出射された光をそれぞれ画像情報に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置）５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂと、液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン（表示面）５１０に投射する投射レンズ（投射装置）５０８と、を備えている。また、プロジェクター５０００は、液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂから出射された光を合成して投写レンズ５０８に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）５０６を備えていることができる。
【００８３】
さらに、プロジェクター５０００は、光源１０００Ｒ，１０００Ｇ，１０００Ｂから出射された光の照度分布を均一化させるため、各光源１０００Ｒ，１０００Ｇ，１０００Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系５０２Ｒ，５０２Ｇ，５０２Ｂを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを照明している。均一化光学系５０２Ｒ，５０２Ｇ、５０２Ｂは、例えば、ホログラム５０２ａおよびフィールドレンズ５０２ｂによって構成される。
【００８４】
各液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂ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５０６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、合成された光は投写光学系である投射レンズ５０６によりスクリーン５１０上に投写され、拡大された画像が表示される。
【００８５】
プロジェクター５０００によれば、上述のように、小型化された発光装置１０００を光源として用いることができる。そのため、プロジェクター５０００は、小型化を図ることができる。
【００８６】
なお、上述の例では、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、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の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。また、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される。
【００８７】
また、発光装置１０００を、発光装置１０００からの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置（プロジェクター）の光源装置にも適用することが可能である。
【００８８】
なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【００８９】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９０】
１００  発光素子、１０２  基板、１０４  第２クラッド層、１０５  第１側面、
１０６  活性層、１０７  第２側面、１０８  第１クラッド層、１１０  コンタクト層、
１１１  柱状部、１１２  第２電極、１１４  第１電極、１１６  絶縁部、
１３２  接続部材、１３４  端子、１３６  絶縁部材、１３７  貫通孔、
１４０  ベース、１４２  第１面、１４４  第２面、１４６  第３面、１４８  凹部、
１５０  サブマウント、１６０  利得領域、１６２  第１端面、１６４  第２端面、
１７０  第１光学素子、１７２  第１レンズ面、１７４  第１反射面、
１７６  第２レンズ面、１８０  第２光学素子、１８２  第３レンズ面、
１８４  第２反射面、１８６  第４レンズ面、１９０  リッド、２００  パッケージ
５０２  均一化光学系、５０２ａ  ホログラム、５０２ｂ  フィールドレンズ、
５０４  液晶ライトバルブ、５０６  クロスダイクロイックプリズム、
５０８  投写レンズ、５１０  スクリーン、
１０００，２０００，３０００，４０００  発光装置、５０００  プロジェクター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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