(57)【要約】【課題】  レーザアレイまたは光波長変換素子の位置あわせに要する時間を短縮する。【解決手段】  構造部材２０に半導体レーザアレイ３０、光波長変換素子４０および反射ミラー５０が配置される。第１ないし第３の度当たり部２２Ｐ，６０Ｐにより３軸方向についての半導体レーザアレイ３０の位置決めがなされる。第１の度当たり部２２Ｐによりレーザ光源の並びの方向であるｙ軸方向についての位置決めがなされ、第２の度当たり部によりｚ軸方向（後述するｘ軸方向とｙ軸方向とに垂直な方向）についての位置決めがなされ、第３の度当たり部によりレーザ光の出射方向であるｘ軸方向についての位置決めがなされる。【選択図】図３
2008108767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に、
第１の方向にレーザ光を発するレーザ光源を前記第１の方向と垂直な第２の方向に複数配列したレーザアレイと、
該レーザアレイから発したレーザ光を基本波として入射して該基本波を第２高調波に変換する光波長変換素子と
を配置したレーザ装置において、
前記基台に、
前記レーザアレイに前記第２の方向から当接することにより、前記第２の方向における前記レーザアレイの位置決めを行なう第１の度当たり部
を設けたことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記基台に、
前記第１の方向と前記第２の方向とに垂直な第３の方向から前記レーザアレイに当接することにより、前記第３の方向における前記レーザアレイの位置決めを行なう第２の度当たり部
を設けたレーザ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザ装置であって、
前記基台に、
前記第１の方向から前記レーザアレイに当接することにより、前記第１の方向における前記レーザアレイの位置決めを行なう第３の度当たり部
を設けたレーザ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のレーザ装置であって、
前記基台に、
前記光波長変換素子に前記第２の方向から当接することにより、前記第２の方向における前記光波長変換素子の位置決めを行なう光波長変換素子用度当たり部
を設けたレーザ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ装置であって、
前記第３の方向における前記光波長変換素子の位置を調整する位置調整機構を備え、該位置調整機構が所定の調整位置でもって固定された構成である
レーザ装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のレーザ装置であって、
前記基台に、
前記光波長変換素子から発した第２高調波を入射する外部共振用の反射ミラー
を配置するレーザ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレーザ装置であって、
前記反射ミラーの傾斜角度を調整する角度調整機構を備え、該角度調整機構は所定の傾斜角度でもって固定された構成である
レーザ装置。
【請求項８】
基台に、
レーザ光を発するレーザ光源を複数配列したレーザアレイと、
該レーザアレイから発したレーザ光を基本波として入射して該基本波を第２高調波に変換する光波長変換素子と
を配置したレーザ装置において、
前記基台に、
前記レーザアレイに所定の方向から当接することにより、前記所定の方向における前記レーザアレイの位置決めを行なうレーザアレイ用度当たり部
を設けたことを特徴とするレーザ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のレーザ装置であって、
前記基台に、
前記光波長変換素子に前記所定の方向から当接することにより、前記所定の方向における前記光波長変換素子の位置決めを行なう光波長変換素子用度当たり部
を設けたレーザ装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のレーザ装置であって、
前記基台に、
前記光波長変換素子から発した第２高調波を入射する外部共振用の反射ミラー
を配置するレーザ装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のレーザ装置であって、
前記各度当たり部は、
面当たりの状態となって前記当接を行なう凸形状である
レーザ装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のレーザ装置であって、
前記各度当たり部は、
点当たりの状態となって前記当接を行なう突起形状である
レーザ装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のレーザ装置であって、
前記レーザアレイは、
光の共振する方向が基板面に対して垂直な面発光型のものである
レーザ装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のレーザ装置であって、
前記レーザアレイに当接する各度当たり部は、
前記レーザアレイの基板面よりも光の出射方向において外側に突出しない構成である
レーザ装置。
【請求項１５】
基台に、
レーザ光を発するレーザ光源を複数配列したレーザアレイと、
該レーザアレイから発したレーザ光を基本波として入射して該基本波を第２高調波に変換する光波長変換素子と
を配置したレーザ装置において、
前記基台に、
前記光波長変換素子に前記所定の方向から当接することにより、前記所定の方向における前記光波長変換素子の位置決めを行なう光波長変換素子用度当たり部
を設けたことを特徴とするレーザ装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載のレーザ装置であって、
前記基台は、構造部材である
レーザ装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれかに記載のレーザ装置を備える照明装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１６のいずれかに記載のレーザ装置と、
前記レーザ装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と
を備えるモニタ装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１６のいずれかに記載のレーザ装置と、
前記レーザ装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調手段と、
前記光変調手段により形成された画像を投写する投写手段と
を備えるプロジェクタ。
【請求項２０】
基台に、
第１の方向にレーザ光を発するレーザ光源を前記第１の方向と垂直な第２の方向に複数配列したレーザアレイ
を装着するダイアタッチ方法において、
前記第２の方向と、前記第１の方向および前記第２の方向に垂直な第３の方向との２方向に位置出しを行なう位置出し用治具を用いるダイアタッチ方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のダイアタッチ方法において、
前記基台は、
開口部が多角形の凹部を有する構成であり、
前記位置出し用治具は、
前記凹部の多角形を構成する複数の辺のうちの対向しない２辺に対して度当たり状態となり得る少なくとも２つの度当たり面を有する構成であり、
前記位置出し用治具を、前記度当たり面を前記２辺に対して度当たり状態として用いるダイアタッチ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を発するレーザアレイを備えるレーザ装置と、そのレーザ装置を備える照明装置、モニタ装置およびプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、波長変換の技術として、入射光の半波長の光を発生させる第２高調波発生（Second Harmonic Generation：ＳＨＧ）の技術がよく知られている。このＳＨＧの技術を半導体レーザの技術と組み合わせることにより、遠赤外域で発振する入手容易な半導体レーザを用いて可視領域内の波長のレーザ光を実現することができる。上記組み合わせた技術の一例として、下記の特許文献１がある。これによれば、強誘電体光学材料上に周期的な分極反転構造を形成することにより光波長変換素子を作製することができる。
【０００３】
上記光波長変換素子はレーザアレイと共に構造部材上に載置される。一方、光波長変換素子においては、上記分極反転構造を広い範囲に渡って一様に形成することは難しく、高効率な波長変換を実現できるのは光波長変換素子内の限られた領域となっている。このため、この領域に高精度にレーザ光を透過させることが、波長変換の効率化には不可欠なものとなっている。他方、試料を積極的に位置合わせる技術として、下記の特許文献２が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２８９１３６号公報
【特許文献２】特開平４−２５１１０号公報
【０００５】
しかしながら、特許文献２の技術では、位置あわせに多くの工数を必要とすることから、位置あわせに長時間を要するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、レーザアレイまたは光波長変換素子の位置あわせに要する時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題の少なくとも一部を解決するための手段として、以下に示す構成をとった。
【０００８】
本発明の第１のレーザ装置は、
基台に、
第１の方向にレーザ光を発するレーザ光源を前記第１の方向と垂直な第２の方向に複数配列したレーザアレイと、
該レーザアレイから発したレーザ光を基本波として入射して該基本波を第２高調波に変換する光波長変換素子と
を配置したレーザ装置において、
前記基台に、
前記レーザアレイに前記第２の方向から当接することにより、前記第２の方向における前記レーザアレイの位置決めを行なう第１の度当たり部
を設けたことを特徴としている。
【０００９】
前記構成のレーザ装置によれば、第１の度当たり部により、第２の方向（レーザアレイにおけるレーザ光源の並びの方向）における前記レーザアレイの位置決めがなされる。作業者は、第１の度当たり部にレーザアレイを当接するという容易な作業により位置決めを行なうことができる。したがって、本発明の第１のレーザ装置によれば、レーザアレイの位置決めに要する時間を短縮することができ、延いては、レーザ装置の組み立てに要する時間を短縮することができる。
【００１０】
前記レーザ装置において、前記基台に、前記第１の方向と前記第２の方向とに垂直な第３の方向から前記レーザアレイに当接することにより、前記第３の方向における前記レーザアレイの位置決めを行なう第２の度当たり部を設けた構成としてもよい。
【００１１】
この構成によれば、レーザ光の発射方向である第１の方向とレーザアレイにおけるレーザ光源の並びの方向である第２の方向とに垂直な第３の方向においても、第２の度当たり部により容易に位置決めを行なうことができる。したがって、レーザアレイの位置決めに要する時間をより短縮することができる。
【００１２】
前記レーザ装置において、前記基台に、前記第１の方向から前記レーザアレイに当接することにより、前記第１の方向における前記レーザアレイの位置決めを行なう第３の度当たり部を設けた構成としてもよい。
【００１３】
この構成によれば、レーザ光の発射方向である第１の方向においても、第３の度当たり部により容易に位置決めを行なうことができる。したがって、レーザアレイの位置決めに要する時間をより短縮することができる。
【００１４】
前記レーザ装置において、前記基台に、前記光波長変換素子に前記第２の方向から当接することにより、前記第２の方向における前記光波長変換素子の位置決めを行なう光波長変換素子用度当たり部を設けた構成としてもよい。
【００１５】
この構成によれば、レーザアレイのレーザ光源の並びの方向である第２の方向における光波長変換素子の位置決めを、光波長変換素子用度当たり部により容易に行なうことができる。したがって、光波長変換素の位置決めに要する時間をより短縮することができる。また、この構成によれば、レーザアレイについての第２の方向と光波長変換素子についての第２の方向とが共に高精度に位置決めされることから、光波長変換素子の第２の方向における位置は、レーザアレイの第２の方向における位置と所定の関係を維持するように決定される。所定の関係を、レーザアレイからのレーザ光が光波長変換素子における変換効率が高い領域を照射するような位置関係とすれば、光波長変換素子における変換効率を確実に高めることができる。
【００１６】
前記光波長変換素子における前記第２の方向における位置決めがなされたレーザ装置において、前記第３の方向における前記光波長変換素子の位置を調整する位置調整機構を備え、該位置調整機構が所定の調整位置でもって固定された構成としてもよい。
【００１７】
この構成によれば、光波長変換素子の第３の方向における位置が、位置調整機構により所定の調整位置に決定される。このために、光波長変換素子の第３の方向における位置決めを容易に行なうことができる。
【００１８】
前記レーザ装置において、前記基台に、前記光波長変換素子から発した第２高調波を入射する外部共振用の反射ミラーを配置する構成としてもよい。この構成によれば、反射ミラーによって共振される、すなわち光学フィードバックを得ることができる。これにより、光波長変換素子によって変換された波長をもつレーザ光を得ることができる。
【００１９】
前記反射ミラーを備えたレーザ装置において、前記反射ミラーの傾斜角度を調整する角度調整機構を備え、該角度調整機構は所定の傾斜角度でもって固定された構成としてもよい。
【００２０】
この構成によれば、反射ミラーの角度調整を角度調整機構で行なった後に角度調整機構を固定することで、高精度で反射ミラーの角度調整を行なうことができる。この結果、高効率で共振を行なうことができる。
【００２１】
本発明の第２のレーザ装置は、
基台に、
レーザ光を発するレーザ光源を複数配列したレーザアレイと、
該レーザアレイから発したレーザ光を基本波として入射して該基本波を第２高調波に変換する光波長変換素子と
を配置したレーザ装置において、
前記基台に、
前記レーザアレイに所定の方向から当接することにより、前記所定の方向における前記レーザアレイの位置決めを行なうレーザアレイ用度当たり部
を設けたことを特徴としている。
【００２２】
前記構成の第２のレーザ装置によれば、レーザアレイ用度当たり部により、所定の方向における前記レーザアレイの位置決めがなされる。作業者は、レーザアレイ用度当たり部にレーザアレイを当接するという容易な作業により位置決めを行なうことができる。したがって、本発明の第２のレーザ装置によれば、レーザアレイの位置決めに要する時間を短縮することができ、延いては、レーザ装置の組み立てに要する時間を短縮することができる。
【００２３】
前記第２のレーザ装置において、前記基台に、前記光波長変換素子に前記所定の方向から当接することにより、前記所定の方向における前記光波長変換素子の位置決めを行なう光波長変換素子用度当たり部を設けた構成としてもよい。
【００２４】
この構成によれば、所定の方向における光波長変換素子の位置決めを、光波長変換素子用度当たり部により容易に行なうことができる。したがって、光波長変換素の位置決めに要する時間をより短縮することができる。また、この構成によれば、レーザアレイについての所定の方向と、光波長変換素子についての所定の方向とが共に高精度に位置決めされることから、光波長変換素子の所定の方向の位置を、レーザアレイの前記所定の方向における位置と所定の関係を維持するように決定することができる。
【００２５】
前記第２のレーザ装置において、前記基台に、前記光波長変換素子から発した第２高調波を入射する外部共振用の反射ミラーを配置する構成としてもよい。この構成によれば、反射ミラーによって共振される、すなわち光学フィードバックを得る。これにより、光波長変換素子によって変換された波長をもつレーザ光を得ることができる。
【００２６】
前記第１または第２のレーザ装置において、前記各度当たり部は、面当たりの状態となって前記当接を行なう凸形状である構成としてもよい。あるいは、各度当たり部は、点当たりの状態となって前記当接を行なう突起形状である構成としてもよい。
【００２７】
前記第１または第２のレーザ装置において、前記レーザアレイは、光の共振する方向が基板面に対して垂直な面発光型のものとしてもよい。
【００２８】
前記レーザアレイを面発光型のものとする構成において、前記レーザアレイに当接する各度当たり部は、前記レーザアレイの基板面よりも光の出射方向において外側に突出しない構成としてもよい。
【００２９】
度当たり部がレーザアレイの基板面よりも光の出射方向において外側に突出した場合、基台に対して各種のボンディングの作業を行なうに際し、その突出した部分が作業の邪魔になる。例えば、モニタカメラの視野障害、ボンディングワイヤのショート、ボンディングヘッドの干渉を引き起こすことにより前記作業の邪魔が起こる。これに対して、前記構成によれば、度当たり部がレーザアレイの基板面よりも前記外側に突出することがないことから、前記作業の邪魔が起こることもなく、この結果、ボンディングの作業効率を高めることができる。したがって、レーザ装置の組み立て時間をより短縮することができる。
【００３０】
本発明の第３のレーザ装置は、
基台に、
レーザ光を発するレーザ光源を複数配列したレーザアレイと、
該レーザアレイから発したレーザ光を基本波として入射して該基本波を第２高調波に変換する光波長変換素子と
を配置したレーザ装置において、
前記基台に、
前記光波長変換素子に前記所定の方向から当接することにより、前記所定の方向における前記光波長変換素子の位置決めを行なう光波長変換素子用度当たり部
を設けたことを特徴としている。
【００３１】
前記構成の第３のレーザ装置によれば、光波長変換素子用度当たり部により、所定の方向における前記光波長変換素子の位置決めがなされる。作業者は、光波長変換素子用度当たり部に光波長変換素子を当接するという容易な作業により位置決めを行なうことができる。したがって、本発明の第３のレーザ装置によれば、光波長変換素子の位置決めに要する時間を短縮することができ、延いては、レーザ装置の組み立てに要する時間を短縮することができる。
【００３２】
前記第１ないし第３のいずれかに記載のレーザ装置において、前記基台は、構造部材である構成としてもよい。
【００３３】
本発明の照明装置は、前記第１ないし第３のいずれかのレーザ装置を備えることを特徴としている。この照明装置は、組み立て時間の短縮化を図ることができる。
【００３４】
本発明のモニタ装置は、
前記第１ないし第３のいずれかのレーザ装置と、
前記レーザ装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と
を備えることを特徴としている。
【００３５】
このモニタ装置は、高出力のレーザ装置により被写体を照射することができる。その上、組み立て時間の短縮化を図ることができる。
【００３６】
本発明のプロジェクタは、
前記第１ないし第３のいずれかのレーザ装置と、
前記レーザ装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調手段と、
前記光変調手段により形成された画像を投写する投写手段と
を備えることを特徴としている。
【００３７】
このプロジェクタは、高出力のレーザ装置を用いることができる。その上、組み立て時間の短縮化を図ることができる。
【００３８】
本発明のダイアタッチ方法は、
基台に、
第１の方向にレーザ光を発するレーザ光源を前記第１の方向と垂直な第２の方向に複数配列したレーザアレイ
を装着するダイアタッチ方法において、
前記第２の方向と、前記第１の方向および前記第２の方向に垂直な第３の方向との２方向に位置出しを行なう位置出し用治具を用いることを特徴としている。
【００３９】
前記構成のダイアタッチ方法によれば、レーザアレイの基台に対する位置決めを第２の方向、第３の方向という２軸により行なうことができる。したがって、レーザアレイの位置あわせを高精度に行なうことができる。
【００４０】
前記ダイアタッチ方法において、前記基台は、開口部が多角形の凹部を有する構成であり、前記位置出し用治具は、前記凹部の多角形を構成する複数の辺のうちの対向しない２辺に対して度当たり状態となり得る少なくとも２つの度当たり面を有する構成であり、前記位置出し用治具を、前記度当たり面を前記２辺に対して度当たり状態として用いる構成としてもよい。
【００４１】
この構成によれば、位置出し用治具の２つの度当たり面によって、レーザアレイの基台に対する位置決めを行なうことができる。したがって、半導体レーザアレイの位置あわせを容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
１．第１実施例
Ａ．装置全体の構成：
Ｂ．各部の取り付けの構成：
Ｂ−１．半導体レーザアレイの取り付け：
Ｂ−２．光波長変換素子の取り付け：
Ｂ−３．反射ミラーの取り付け：
Ｃ．レーザ装置本体の組み立て作業：
Ｄ．作用、効果
Ｅ．変形例：
２．第２実施例：
３．第３実施例：
４．第４実施例：
５．第５実施例：
６．第６実施例：
７．他の実施形態：
【００４３】
１．第１実施例
Ａ．装置全体の構成：
図１は、本発明の第１実施例としてのレーザ装置１０を示す模式図である。図１では、構成を分かりやすくするために、一部に断面を用いた。図１に示すように、レーザ装置１０は、レーザ装置本体１２と、ヒートシンク１４と、カバー１６とを備える。レーザ装置本体１２は、ヒートシンク１４上に載置されており、ヒートシンク１４により放熱される。カバー１６は、レーザ装置本体１２の上部や側部を覆っている。カバー１６の一部には、開口部が設けられ、その開口部には窓ガラス１６ａが取り付けている。レーザ装置本体１２から出射されたレーザ光は、窓ガラス１６ａを通じて外部へ出射される。
【００４４】
図２はレーザ装置本体１２の斜視図であり、図３はレーザ装置本体１２の平面図である。また、図１には、レーザ装置本体１２の側面が示されている。図１ないし図３に示すように、レーザ装置本体１２は、基台としての構造部材２０上に、半導体レーザアレイ３０と光波長変換素子４０と反射ミラー５０とを固定した構成である。
【００４５】
半導体レーザアレイ３０は、光の共振する方向が基板面に対して垂直なＶＣＳＥＬ（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）と呼ばれる面発光型のもので、基板面３０ａに対して垂直にレーザ光を出射する。また、半導体レーザアレイ３０は、複数の発光層（活性層）３０ｂが１列に並ぶ１次元のアレイ構造を有する。発光層３０ｂの数は、図示の例では５つとなっているが、５つに限る必要はなく複数のうちの他の数としてもよい。発光層３０ｂは、本願発明の「レーザ光源」に相当し、赤外領域（波長８２０ｎｍ）のレーザ光を出射する。図示においては、発光層３０ｂからのレーザ光ＬＢ１の出射方向をｘ軸方向（第１の方向）、半導体レーザアレイ３０のアレイ構造の配列方向、すなわち発光層３０ｂの並び方向をｙ軸方向（第２の方向）、双方に垂直な方向をｚ軸方向とする座標軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）が定められており、この座標軸は、必要に応じて以下の説明に用いる。
【００４６】
光波長変換素子４０は、第２高調波発生（ＳＨＧ）の現象、すなわち、入射した光（基本光）の半波長の光を発生する現象を引き起こす素子であり、強誘電体材料に分極反転構造が形成されたものである。分極反転構造は、強誘電体光学結晶の持つ自発分極の方向が反転された分極反転領域と、その反転がなされていない分極非反転領域とが交互に形成された周期的反転構造である。この分極反転領域と分極非反転領域とが交互に並ぶ方向は、前述したｘ軸方向、すなわち半導体レーザアレイ３０のレーザ光の出射方向と一致している。
【００４７】
上記分極反転構造は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを用いた素子において電界印加法により形成されている。なお、分極反転構造の形成方法は、この方法に限る必要もなく、イオン交換による分極反転法、電子ビームによるマイクロドメイン反転法等の他の方法によるものであってもよい。材料についても、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムに限る必要はなく、それぞれの方法における適正な材料を用いる構成とすればよい。
【００４８】
反射ミラー５０は、光波長変換素子４０側の面５０ａに特殊コーティングが施されたもので、外部共振器として作用する。この特殊コーティングは、半導体レーザアレイ３０から発した励起光に対しては高反射、光波長変換素子４０から発した第２高調波に対しては高透過となるようなものである。一方、半導体レーザアレイ３０の出射側の基板面３０ａには、前記励起光に対しては高透過、前記第２高調波に対しては高反射となる特殊コーティングが施されている。かかる構成により、半導体レーザアレイ３０の基板面３０ａと反射ミラー５０の面５０ａとの間で光共振器が構成される。半導体レーザアレイ３０から出射したレーザ光は、この光共振器内に閉じこめられる形になって、光波長変換素子４０を何回も透過する。光波長変換素子４０は、入力された基本波、すなわち半導体レーザアレイ３０からの８２０ｎｍのレーザ光に対して波長変換がなされた第２高調波を得ることができ、その第２高調波ＬＢ２は、反射ミラー５０を透過し、波長の変換されたレーザ光としてレーザ装置１０を出射する。波長の変換されたレーザ光は、波長４１０ｎｍの青色レーザ光である。
【００４９】
なお、前述してきた半導体レーザアレイ３０、光波長変換素子４０および反射ミラー５０の各外形は、図示するように、ほぼ直方体である。
【００５０】
B．各部の取り付けの構成：
B−１．半導体レーザアレイの取り付け：
図４は図３におけるＡ−Ａ線矢視図である。図４に示すように、構造部材２０は、平板形状の基部２１と、基部２１の左側（−ｙ軸方向の側）の側部と面一となるように基部２１の表面に立設された側壁部２２とを備える。基部２１には半導体レーザアレイ３０を始めとして、光波長変換素子４０や反射ミラー５０（図１〜３参照）が載置される。なお、基部２１の半導体レーザアレイ３０が載置される部分には、上方向（ｚ軸方向）に張り出す度当たり部２１Ｐが形成されている。度当たり部２１Ｐは、凸形状、より詳しくは直方体形状であり、半導体レーザアレイ３０の側面（下方側に位置する側面で、以下「下側面」と呼ぶ）３０ｃと面当たりの状態となって、半導体レーザアレイ３０のｚ軸方向の位置を定める。換言すれば、度当たり部２１Ｐは、下側面３０ｃに対してｚ軸方向から当接することにより、半導体レーザアレイ３０のｚ軸方向の位置決めを行なう。この度当たり部２１Ｐは、本発明の「第２の度当たり部」に相当する。以下、この度当たり部２１Ｐを第２の度当たり部２１Ｐと呼ぶ。
【００５１】
また、側壁部２２には、横方向（ｙ軸方向）に張り出す度当たり部２２Ｐが形成されている。度当たり部２２Ｐは、凸形状、より詳しくは直方体形状であり、半導体レーザアレイ３０の側面（図中左側に位置する側面で、以下「左側面」と呼ぶ）３０ｄと面当たりの状態となって、半導体レーザアレイ３０のｙ軸方向の位置を定める。換言すれば、度当たり部２２Ｐは、左側面３０ｄに対してｙ軸方向から当接することにより、半導体レーザアレイ３０のｙ軸方向の位置決めを行なう。この度当たり部２２Ｐは、本発明の「第１の度当たり部」に相当する。以下、この度当たり部２２Ｐを第１の度当たり部２２Ｐと呼ぶ。
【００５２】
なお、本実施例では、半導体レーザアレイ３０の下側面３０ｃと構造部材２０の基部２１との間に、構造部材２０とは別体の度当たり部６２が設けられている。度当たり部６２は、第２の度当たり部２１Ｐと同じ高さを備え、第２の度当たり部２１Ｐと同様に、半導体レーザアレイ３０の下側面３０ｃと面当たりの状態となる。すなわち、本実施例では、第２の度当たり部２１Ｐと度当たり部６２によって、半導体レーザアレイ３０のｚ軸方向の位置を定めている。第２の度当たり部２１Ｐと度当たり部６２の双方を用いることで、第２の度当たり部２１Ｐのｙ軸方向の寸法をそれほど大きくすることなしに半導体レーザアレイ３０の固定を確実にすることができる。なお、度当たり部６２は必ずしも必要なく、構造部材２０に形成された第２の度当たり部２１Ｐだけでｚ軸方向の位置を定める構成としてもよい。また、第２の度当たり部２１Ｐを無くして、度当たり部６２だけでｚ軸方向の位置を定める構成とすることもできる。
【００５３】
なお、図１ないし図３に示すように、前述した第１の度当たり部２２Ｐ、第２の度当たり部２１Ｐおよび度当たり部６２は、半導体レーザアレイ３０の出射側の基板面３０ａよりもｘ軸方向において外側に突出しない構成となっている。すなわち、ｘ軸方向において、各度当たり部２２Ｐ、２１Ｐ、６２の位置が最大となる側面２２Ｐｓ、２１Ｐｓ、６２ｓは、半導体レーザアレイ３０の基板面３０ａよりも、ｘの値が小さくなるような位置となっている。この構成をとったのは、各度当たり部２２Ｐ、２１Ｐ、６２が、モニタカメラの視野障害、ボンディングワイヤのショート、ボンディングヘッドの干渉等を引き起こすことを防止して、ボンディングの作業効率を高めるためである。
【００５４】
図１ないし図３に示すように、さらに、半導体レーザアレイ３０の背面３０ｅ側には、放熱用の放熱板６０が設けられている。放熱板６０は、構造部材２０の表面に接合されている。なお、この実施例では、構造部材２０と放熱板６０とはそれぞれ別体にて作製した後、ダイアタッチ部材である、インジウムまたは金鈴材料での溶着により接合されている。このほか、溶接や表面を平坦化した後に接合する常温接合法を用いてもよい。また、これに換えて、構造部材２０と放熱板６０とを一つの放熱部材として一体的に作製する構成としてもよい。
【００５５】
図５は、半導体レーザアレイ３０と放熱板６０との接触部付近を示す説明図である。図５では、構成を分かりやすくするために一部に断面を用いているが、矢視の方向は上部から半導体レーザアレイ３０を見下ろす方向である。放熱板６０の半導体レーザアレイ３０側（ｘ軸方向側）の表面には、ｘ軸方向に張り出す度当たり部６０Ｐが形成されている。この度当たり部６０Ｐは、凸形状、より詳しくは直方体形状であり、半導体レーザアレイ３０の背面３０ｅと面当たりの状態となって、半導体レーザアレイ３０のｘ軸方向の位置を定める。換言すれば、度当たり部６０Ｐは、背面３０ｅに対してｘ軸方向から当接することにより、半導体レーザアレイ３０のｘ軸方向の位置決めを行なう。以下、この度当たり部６０Ｐは、第３の度当たり部６０Ｐと呼ぶ。
【００５６】
作業者は、半導体レーザアレイ３０を、下側面３０ｃが構造部材２０の第２の度当たり部２１Ｐに面当たりの状態となり（図４参照）、左側面３０ｄが構造部材２０の第１の度当たり部２２Ｐに面当たりの状態となり（図４参照）、背面３０ｅが放熱板６０の第３の度当たり部６０Ｐに面当たりの状態となる（図５参照）ように配置し、その上で、半導体レーザアレイ３０の下側面３０ｃと基部２１との間、および半導体レーザアレイ３０の背面３０ｅと放熱板６０との間を固定する。図５における６４は、ダイボンディングに用いられたダイボンド材である。なお、図４における第２の度当たり部２１Ｐにも実際はダイボンド材が付着しているが、図示の都合によりこの図４ではダイボンド材の記載は省略した。なお、半導体レーザアレイ３０の左側面３０ｄと第１の度当たり部２２Ｐとの間は、面当たりの状態となっているだけで固定されてはいない。以上のような作業により、半導体レーザアレイ３０は構造部材２０にダイアタッチされる。
【００５７】
B−２．光波長変換素子の取り付け：
図１ないし図３に示すように、構造部材２０には、光波長変換素子４０も載置されている。図２および図３に示すように、構造部材２０の側壁部２２における光波長変換素子４０と向かい合う部分には、ｙ軸方向に張り出す度当たり部２２Ｑが形成されている。度当たり部２２Ｑは、凸形状、より詳しくは直方体形状であり、光波長変換素子４０の−ｙ軸方向の側面４０ａと面当たりの状態となって、光波長変換素子４０のｙ軸方向の位置を定める。換言すれば、度当たり部２２Ｑは、側面４０ａに対してｙ軸方向から当接することにより、光波長変換素子４０のｙ軸方向の位置決めを行なう。この度当たり部２２Ｑは、本発明の「第３の度当たり部」に相当する。以下、この度当たり部２２Ｑを光波長変換素子用度当たり部２２Ｑと呼ぶ。
【００５８】
なお、本実施例では、光波長変換素子用度当たり部２２Ｑについての高さ、すなわち、側壁部２２からの張り出し量は、第１の度当たり部２２Ｐについての高さ、すなわち、側壁部２２からの張り出し量と同じである。この結果、光波長変換素子４０のｙ軸方向における位置は、第１の度当たり部２２Ｐにより位置決めされる半導体レーザアレイ３０のｙ軸方向における位置と所定の関係を維持するように決定される。ここでいう「所定の関係」とは、予め定められた位置関係であり、半導体レーザアレイ３０からのレーザ光が、光波長変換素子４０における変換効率が高い領域を照射するような位置関係をいう。この変換効率が高い領域については後述する。
【００５９】
図６は、光波長変換素子４０と反射ミラー５０の取り付けの構成を説明するための一部破断斜視図である。図示するように、光波長変換素子４０の底面４０ａには、直方体形状の台座４２が固着されている。構造部材２０の基部２１の光波長変換素子４０が載置される部分（厳密には、台座４２が載置される部分）には、２つのピン孔２１ａ，２１ｂが設けられている。ピン孔ａ，２１ｂは、基部２１の厚み方向（ｚ軸方向）に貫通している。ピン孔ａ，２１ｂのｘ−ｙ座標上における位置は、基部２１に台座４２が載置されたときに、光波長変換素子４０の底面における幅方向の中心線Ｌ上に並ぶような位置である。
【００６０】
各ピン孔２１ａ，２１ｂには、台座４２から伸びる調整ピン４３ａ，４３ｂがそれぞれ昇降自在に装着されている。図示しない調整治具により光波長変換素子４０を高さ、向きを最適な方向、位置に調整する。台座４２のｙ軸まわりの傾き（以下、単に「傾き」と呼ぶときは、このｙ軸まわりの傾きであるものとする）についても変化する。したがって、調整ピン４３ａ，４３ｂの差し込みの深さによって、台座４２上の光波長変換素子４０の高さおよび傾きが調整される。この状態で、調整ピン４３ａ，４３ｂは、ピン孔２１ａ，２１ｂ内で半田や溶接により固定される。
【００６１】
作業者は、光波長変換素子４０を、−ｙ軸方向の側面４０ａが構造部材２０に形成された光波長変換素子用度当たり部２２Ｑに面当たりの状態となる（図２，図３参照）ように配置するとともに、台座から伸びる調整ピン４３ａ，４３ｂが、構造部材２０に設けられた中空位置に図示しない高さ、位置調整具により深さを調整して光波長変換素子４０の高さおよび傾き調整を行なう。その後、その状態で台座４２の底面と構造部材２０の基部２１との間を半田止めや溶着により固定する。なお、光波長変換素子４０の−ｙ軸方向の側面４０ａと光波長変換素子用度当たり部２２Ｑとの間は、面当たりの状態となっているだけである。かかる作業により、光波長変換素子４０は構造部材２０に固定される。
【００６２】
B−３．反射ミラーの取り付け：
図１ないし図３に示すように、構造部材２０には、反射ミラー５０も載置されている。図１および図６に示すように、反射ミラー５０の底面５０ａには、底部５２ａが半球形状となった角度調整用台座５２が固着されている。一方、構造部材２０の基部２１には、上記底部５２ａの半球形状に対応した半球形状の穴部２１ｃが設けられている。詳細には、穴部２１ｃは、半球形状の凹みであり、その凹みの曲率半径は、角度調整用台座５２の底部５２ａの曲率半径よりも小さいものとなっている。このため、穴部２１ｃに角度調整用台座５２の底部５２ａを入れると、図１に示すように、底部５２ａの半球部分は穴部２１ｃに完全に埋没することはなく、穴部２１ｃから一部分が飛び出した状態となる。この状態では、反射ミラー５０をｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の全ての方向、すなわち３次元において任意の傾斜角度に調整することが可能である。
【００６３】
作業者は、穴部２１ｃに角度調整用台座５２の底部５２ａを入れ、反射ミラー５０とともに角度調整用台座５２の傾斜角度を調整し、その後、その状態で角度調整用台座５２の底部５２ａを構造部材２０の基部２１に溶接または半田付けにより固定する。かかる作業により、反射ミラー５０は構造部材２０に固定される。
【００６４】
Ｃ．レーザ装置本体の組み立て作業：
作業者によるレーザ装置本体１２の組み立ての作業について次に説明する。図７は、その組み立て作業を示すフローチャートである。図示するように、作業者は、最初に、半導体レーザアレイ３０を構造部材２０上に配置し（ステップＳ１００）、ダイボンディングする（ステップＳ１１０）。ステップＳ１００における配置は、前述したように、３つの度当たり部２１Ｐ，２２Ｐ，６０Ｐが面当たりの状態となるようにして行なわれるものである。ステップＳ１１０におけるダイボンディングは、前述したように、第２の度当たり部２１Ｐを含む半導体レーザアレイ３０の下側面３０ｃと基部２１との間、および第３の度当たり部６０Ｐを含む半導体レーザアレイ３０の背面３０ｅと放熱板６０との間をダイアタッチするものである。
【００６５】
作業者は、次に、光波長変換素子４０を構造部材２０上に配置し（ステップＳ１２０）、光波長変換素子４０の高さおよび傾き調整を行ない（ステップＳ１３０）、光波長変換素子４０を構造部材２０に固定する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１２０における配置は、前述したように、第２の度当たり部２２Ｐが面当たりの状態となるようにして行なわれるものである。ステップＳ１３０における調整は、前述したように、調整ピン４３ａ，４３ｂによるものである。ステップＳ１４０における固定は、前述したように、台座４２と基部２１との間を固定するものである。
【００６６】
図８は、光波長変換素子４０の変換効率の分布を示す説明図である。図中における外側の矩形７０−１が、光波長変換素子４０の入射面に相当する。矩形７０内には順により小さい矩形７０−２，７０−３，７０−４，７０−５が内包するように記載されているが、各矩形７０−１〜７０−５は、効率５０％、６０％、７０％、８０％、９０％を示す。図中ハッチングで示した矩形７０−５内の領域は、９０％以上と高効率である。
【００６７】
図８からも判るように、光波長変換素子４０の入射面の中央部分（図中、ハッチングの部分）７０−５が高効率となっている。光波長変換素子では分極反転構造を均一化することが難しく、ある限られた領域だけしか十分な均一化を得られないためである。特に、非線形光学結晶を擬似位相整合（ＱＰＭ）法を用いて構成した光波長変換素子では、位相反転ピッチを構造内に均一かつ等間隔な状態で正確に作成することが極めて困難である関係から高効率の部分は非常に狭い。上記高効率の領域７０−５がいずれの位置にあるかは予め実験的に求められており、その求められた高さ方向（ｚ軸方向）の位置に半導体レーザアレイ３０からのレーザ光が照射されるようにステップＳ１３０の調整を行なう。なお、ｙ軸方向については、前述した第１の度当たり部２２Ｐの高さと光波長変換素子用度当たり部２２Ｑの高さによって、レーザ光が上記高効率の領域７０−５に照射されるようになされている。また、光波長変換素子４０では、光入射角の調整も必要であるが、ステップＳ１３０では高さと共に角度も調整することができることから、変換効率をいっそう高めることができる。
【００６８】
図７に戻って、作業者は、ステップＳ１４０の実行後、反射ミラー５０を構造部材２０上に配置し（ステップＳ１５０）、反射ミラー５０の傾斜角度調整を行ない（ステップＳ１６０）、反射ミラー５０を構造部材２０に固定する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１５０における配置は、穴部２１ｃに角度調整用台座５２の底部５２ａを入れるように行なわれるものである。ステップＳ１６０における調整は、前述したように、角度調整用台座５２の傾斜角度を調整するものである。ステップＳ１７０における固定は、先に詳述したように、角度調整用台座５２の底部５２ａと基部２１との間を固定するものである。
【００６９】
図９は、反射ミラー５０の傾斜角度と出射効率との関係を示すグラフである。このグラフでは、横軸に反射ミラー５０の傾斜角度、すなわち設置角度が示され、縦軸にレーザ装置本体１２から出力する出射光量を１００分率の効率（出射効率）として示す。グラフ中に示すように、出射効率が９５％以上となるような高効率を実現するには、傾斜角度を目標とする０［ｍｒａｄ］の位置からプラス側、マイナス側を含めて概ね１［ｍｒａｄ］の範囲内に収める必要がある。このことからも判るように、反射ミラー５０の傾斜角度は、概ね１［ｍｒａｄ］以内というように高精度で合わせ込む必要がある。
【００７０】
図７のステップＳ１６０では、半導体レーザアレイ３０を点灯して、実際にレーザ装置本体１２から出射される光量を測量しながら、反射ミラー５０の傾斜角度を変化させて、前記光量が最大となるように傾斜角度を定める作業を行なう。ステップＳ１７０で反射ミラー５０の固定が終了すると、レーザ装置本体１２の組み立ての作業を終了する。
【００７１】
Ｄ．作用・効果：
以上のように構成されたレーザ装置１０によれば、第１ないし第３の度当たり部２２Ｐ，２１Ｐ，６０Ｐにより３軸方向についての半導体レーザアレイ３０の位置決めがなされる。第１の度当たり部２２Ｐによりレーザ光源の並びの方向であるｙ軸方向についての位置決めがなされ、第２の度当たり部２１Ｐによりｚ軸方向（後述するｘ軸方向とｙ軸方向とに垂直な方向であり、この実施例では上下方向）についての位置決めがなされ、第３の度当たり部６０Ｐによりレーザ光の出射方向であるｘ軸方向についての位置決めがなされる。このために、作業者は、各度当たり部２２Ｐ，２１Ｐ，６０Ｐに半導体レーザアレイ３０を当接するという容易な作業により位置決めを行なうことができる。したがって、レーザ装置１０によれば、半導体レーザアレイ３０の位置決めに要する時間を短縮することができ、延いては、レーザ装置１０の組み立てに要する時間を短縮することができる。
【００７２】
また、レーザ装置１０によれば、光波長変換素子用度当たり部２２Ｑにより、光波長変換素子４０についてのｙ軸方向の位置決めがなされる。このために、作業者は、光波長変換素子用度当たり部２２Ｑに光波長変換素子４０を当接するという容易な作業により位置決めを行なうことができる。したがって、レーザ装置１０によれば、光波長変換素子４０の位置決めに要する時間についても短縮することができる。
【００７３】
さらに、レーザ装置１０によれば、第１の度当たり部２２Ｐと光波長変換素子用度当たり部２２Ｑとによって、レーザ光が光波長変換素子４０の所望の領域７０−５を照射するように、半導体レーザアレイ３０と光波長変換素子４０のｙ軸方向の位置決めが高精度になされる。また、第２の度当たり部２１Ｐと、構造部材２０の基部２１に設けられた調整ピン４３ａ，４３ｂの差し込みの深さとによって、レーザ光が光波長変換素子４０の所望の領域７０−５を照射するように、半導体レーザアレイ３０と光波長変換素子４０のｚ軸方向の位置決めが高精度になされる。したがって、半導体レーザアレイ３０と光波長変換素子４０は、ｙ軸方向、ｚ軸方向共に高精度に位置決めされることから、半導体レーザアレイ３０から出射されるレーザ光を、光波長変換素子４０における変換効率が高い領域に高精度で照射することができる。したがって、光波長変換素子４０の変換効率を確実に高めることができる。
【００７４】
また、レーザ装置１０によれば、反射ミラー５０の傾斜角度をｘ、ｙ、ｚの３軸方向でもって高精度に調整することができることから、高効率で共振を行なうことができる。前述した光波長変換素子４０の変換効率を高めたことと、この共振の効率を高めたことにより、レーザ装置１０は高出力を実現することができる。
【００７５】
本実施例のレーザ装置１０によれば、構造部材２０は、基部２１と側壁部２２と放熱板６０とが一体化されたものであり、この構造部材２０上に各度当たり部２２Ｐ，２１Ｐ，６０Ｐ，２２Ｑが形成された構成である。このために、半導体レーザアレイ３０と光波長変換素子４０との相対的な位置を予め定めた所定の関係に確実に維持することができる。
【００７６】
Ｅ．変形例：
上記第１実施例の変形例について次に説明する。
図１０は、第１実施例の第１変形例を示す説明図である。第１実施例では、半導体レーザアレイ３０のｙ軸方向の位置決めを第１の度当たり部２２Ｐにより行ない、光波長変換素子４０のｙ軸方向の位置決めを光波長変換素子用度当たり部２２Ｑにより行なっていたが、これに換えて、第１変形例では、図１０に示すように、ｘ軸方向に長尺な１つの度当たり部１２２Ｐにより、半導体レーザアレイ３０および光波長変換素子４０の双方の位置決めを行なう構成としている。すなわち、度当たり部１２２Ｐは、第１実施例における第１の度当たり部２２Ｐと光波長変換素子用度当たり部２２Ｑとの間を同じ高さ（ｙ軸方向の張り出し量）、幅（ｚ軸方向の長さ）で連結したものである。
【００７７】
この構成によっても、第１実施例と同様に、半導体レーザアレイ３０および光波長変換素子４０の位置決めに要する時間を短縮することができる。
【００７８】
図１１は、第１実施例の第２変形例を示す説明図である。第１実施例では、半導体レーザアレイ３０のｙ軸方向の位置決めを、面当たりの状態で当接する凸形状の第１の度当たり部２２Ｐにより行なっていたが、これに換えて、図１１に示すように、点当たりの状態で当接する突起形状のピン２２２Ｐにより行なう構成としてもよい。また、第１実施例では、光波長変換素子４０のｙ軸方向の位置決めを、面当たりの状態で当接する凸形状の光波長変換素子用度当たり部２２Ｑにより行なっていたが、これに換えて、図示するように、点当たりの状態で当接する突起形状の２本のピン２２２Ｑ，２２２Ｒにより行なう構成としてもよい。
【００７９】
さらには、図示はしないが、他の度当たり部２１Ｐ，６０Ｐについても、面当たりに換えて点当たりの状態で当接する突起形状としてもよい。なお、全ての度当たり部２２Ｐ，２１Ｐ，６０Ｐ，２２Ｑを突起形状とすることもできるし、それらのうちの少なくとも１以上の度当たり部だけを突起形状とすることもできる。なお、１つ面に対する度当たりは、突起形状のものでは好ましくは、２本以上とするのがよいが、必ずしも２本以上に限る必要はなく１本としてもよい。
【００８０】
図１２は、第１実施例の第３変形例を示す説明図である。前記第１実施例では、反射ミラー５０を載置する角度調整用台座５２の底部５２ａは、半球形状となっていたが、これに換えて、第３変形例では、角度調整用台座３５２の底部３５２ａを円筒形状としてもよい。円筒形状は、円筒の中心軸がｚ軸方向となるように形成されている。この場合、構造部材３２０の基部３２１に形成された穴部３２１ｃは、上記円筒形状の底部３５２ａに嵌合し得る円筒形状とする。
【００８１】
この第３変形例によれば、ｘ軸方向、ｙ軸方向の２方向、すなわち２次元において任意の傾斜角度に調整することが可能である。半導体レーザアレイから出射されるレーザ光が基部３２１の表面に対して高精度に平行であれば、反射ミラー５０を基部３２１の表面に対して垂直となるよう立設し、上記２次元による傾斜角度調整を行なうことで、第１実施例と同様に、高効率で共振を行なうことができる。
【００８２】
前記第１実施例または各変形例は、様々な装置に搭載される。これら搭載された各種の装置を第２実施例ないし第４実施例として以下に説明する。
【００８３】
２．第２実施例：
図１３は、第２実施例としての照明装置６００の概略構成図である。照明装置６００は、前述した第１実施例のレーザ装置１０と、レーザ装置１０から発したレーザ光を拡散する拡散素子６１０とを備える。レーザ装置１０は、第１実施例で説明したように、半導体レーザアレイ３０、光波長変換素子４０および反射ミラー５０を図示しない構造部材に載置したものである。
【００８４】
以上のように構成された照明装置６００によれば、高出力のレーザ装置１０により照明を行なうことができることから、照明の明るさを高めることができる。また、レーザ装置１０の組み立てに要する時間を短縮することができることから、照明装置６００の全体としての組み立て時間の短縮化を図ることができる。
【００８５】
なお、この第２実施例の変形例として、レーザ装置１０を、第１実施例の第１ないし第３変形例に代える構成とすることもできる。
【００８６】
３．第３実施例：
図１４は、第３実施例としてのモニタ装置４００の概略構成図である。モニタ装置４００は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを備える。装置本体４１０は、前述した第１実施例のレーザ装置１０を備える。レーザ装置１０は、第１実施例で説明したように、半導体レーザアレイ３０、光波長変換素子４０および反射ミラー５０を図示しない構造部材に載置したものである。
【００８７】
光伝送部４２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド４２１，４２２を備える。各ライトガイド４２１，４２２は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド４２１の入射側にはレーザ装置１０が配設され、その出射側には拡散板４２３が配設されている。レーザ装置１０から出射したレーザ光は、ライトガイド４２１を伝って光伝送部４２０の先端に設けられた拡散板４２３に送られ、拡散板４２３により拡散されて被写体を照射する。
【００８８】
光伝送部４２０の先端には、結像レンズ４２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２４で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド４２２を伝って、装置本体４１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ４１１に送られる。この結果、レーザ装置１０により出射したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ４１１で撮像することができる。
【００８９】
以上のように構成されたモニタ装置４００によれば、高出力のレーザ装置１０により被写体を照射することができることから、カメラ４１１により得られる撮像画像の明るさを高めることができる。また、レーザ装置１０の組み立てに要する時間を短縮することができることから、モニタ装置４００の全体としての組み立て時間の短縮化を図ることができる。
【００９０】
なお、この第３実施例の変形例として、レーザ装置１０を、第１実施例の第１ないし第３変形例に代える構成とすることもできる。
【００９１】
３．第４実施例：
本発明の第４実施例について次に説明する。
図１５は、本発明の第４実施例としてのプロジェクタ５００の概略構成図である。図中においては、簡略化のためプロジェクタ５００を構成する筐体は省略している。プロジェクタ５００は、赤色光を射出する赤色レーザ装置５０１Ｒと、緑色光を射出する緑色レーザ装置５０１Ｇと、青色光を射出する青色レーザ装置５０１Ｂとを備える。
【００９２】
赤色レーザ装置５０１Ｒは、赤色のレーザ光ＬＢｂを発する一般的な半導体レーザアレイである。緑色レーザ装置５０１Ｇは、前述した第１実施例のレーザ装置１０と同一の構成で、半導体レーザアレイ３０、光波長変換素子４０および反射ミラー５０を図示しない構造部材に載置したものである。この光波長変換素子４０では、緑色の波長のレーザ光ＬＢｇを出射するように波長変換がなされている。青色レーザ装置５０１Ｂは、前述した第１実施例のレーザ装置１０と同一の構成で、半導体レーザアレイ３０、光波長変換素子４０および反射ミラー５０を図示しない構造部材に載置したものである。この光波長変換素子４０では、青色の波長のレーザ光ＬＢｂを出射するように波長変換がなされている。
【００９３】
また、プロジェクタ５００は、各色のレーザ装置５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂから射出された各色のレーザ光ＬＢｒ，ＬＢｇ，ＬＢｂをパソコン等から送られてきた画像信号に応じてそれぞれ変調する液晶ライトバルブ（光変調手段）５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂと、液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂから射出された光を合成して投写レンズ５０７に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）５０６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５１０に投写する投写レンズ（投写手段）５０７とを備えている。
【００９４】
さらに、プロジェクタ５００は、各レーザ装置５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ装置５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂ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。例えば、均一化光学系５０２Ｒ，５０２Ｇ、５０２Ｂは、ホログラムやフィールドレンズによって構成される。
【００９５】
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写レンズ５０７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。
【００９６】
以上のように構成されたプロジェクタ５００によれば、高出力のレーザ装置５０１Ｇ，５０１Ｂを用いることができることから、高輝度の画像を表示することができる。また、レーザ装置５０１Ｇ，５０１Ｂの組み立てに要する時間を短縮することができることから、プロジェクタ５００の全体としての組み立て時間の短縮化を図ることができる。
【００９７】
なお、この第４実施例の変形例として、緑色レーザ装置５０１Ｇおよび／または青色レーザ装置５０１Ｂを、第１実施例の第１ないし第３変形例に換える構成とすることもできる。
【００９８】
５．第５実施例：
半導体レーザアレイをダイアタッチする方法について次に説明する。
図１６は、第５実施例のダイアタッチ方法を説明するための斜視図である。図示するように、基台としてのダイ７１０が用意されており、このダイ７１０のほぼ中央に半導体レーザアレイ７２０が載せられている。半導体レーザアレイ７２０は第１実施例の半導体レーザアレイ３０と同一のもので、図中ｘ軸方向にレーザ光を出射すると共に、図中ｙ軸方向に複数の発光層７２０ｂが配列されている。ダイ７１０は、平板形状で、そのほぼ中央に凹部７１２が形成されている。凹部７１２の開口部は矩形状である。この凹部７１２に半導体レーザアレイ７２０が載せられている。この状態（以下、「作業前状態」と呼ぶ）では、半導体レーザアレイ７２０は固着されておらず、単に載せられただけで、ダイアタッチをしたい位置に目視により置かれている。なお、ダイ７１０は、例えば、第１実施例における放熱板６０に替わるものとし、構造部材２０と一体化されたものとしてもよい。
【００９９】
上記作業前状態から、位置出し用治具７３０を用いて、半導体レーザアレイ７２０をダイ７１０の凹部７１２にダイアタッチする作業を行なう。位置出し用治具７３０は、凹部７１２の開口形状と嵌合し得る形状の治具本体部７３２と、治具本体部７３２に固着された２本の把手７３４，７３６とを備える。詳細には、治具本体部７３２のｙ軸方向、ｚ軸方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向に垂直な方向）のサイズは、凹部７１２のｙ軸方向、ｚ軸方向のサイズよりもそれぞれ小さくなっており、凹部７１２ａへの嵌合がスムーズになるようになされている。すなわち、ここで言う「嵌合」とは、ピッチリかみ合った嵌合ではなく、若干の遊びの空間を持った嵌合である。
【０１００】
治具本体部７３２の中央付近には貫通孔７３８が形成されている。貫通孔７３８の開口形状は、半導体レーザアレイ７２０の横断面（ｙ−ｚ平面による断面）の外周形状と一致しており、半導体レーザアレイ７２０は貫通孔７３８に嵌合可能となっている。なお、ここで言う「嵌合」は、ピッチリかみ合った嵌合である。
【０１０１】
上記ダイアタッチをする作業においては、作業者は、位置出し用治具７３０の把手７３４，７３６を掴んで、治具本体部７３２を凹部７１２に嵌合するようにして、治具本体部７３２に形成された貫通孔７３８に上記目視によって置かれた半導体レーザアレイ７２０を嵌合させる。この際、治具本体部７３２の図中左側面７３２ａがｙ軸方向（本願発明の「第２の方向」に相当する）についての度当たり面となっており、治具本体部７３２の図中前側面７３２ｂがｚ軸方向（本願発明の「第３の方向」に相当する）についての度当たり面となっており、この両側面７３２ａ，７３２ｂが凹部７１２の側壁に度当たり状態となるようにして上記の嵌合を行なう。
【０１０２】
治具本体部７３２は、左側面７３２ａから貫通孔７３８までの距離Ｓ１と、前側面７３２ｂから貫通孔７３８までの距離Ｓ２とが予め定められたそれぞれのサイズとなるように高精度に製造されている。このため、位置出し用治具７３０を上記のようにして治具本体部７３２の凹部７１２に嵌合することにより、貫通孔７３８に嵌合する半導体レーザアレイ７２０を高精度に位置決めすることができる。その後、半導体レーザアレイ７２０の底面７２０ａと凹部７１２の底面７１２ａとの間をダイボンディングする。こうしてダイアタッチする作業は終了する。
【０１０３】
以上のように構成されたダイアタッチ方法によれば、位置出し用治具７３０の２つの度当たり面によって、半導体レーザアレイ７２０のダイ７１０に対する位置決めをｙ軸方向、ｚ軸方向という２軸により行なうことができる。したがって、半導体レーザアレイ７２０の位置あわせを高精度に行なうことができる。
【０１０４】
図１７は、第５実施例で使用した位置出し用治具の他の一例としての位置出し用治具８３０の斜視図である。この位置出し用治具８３０は、Ｌ字型の平板である治具本体部８３２と、治具本体部８３２に固着された２本の把手８３４，８３６とを備える。治具本体部８３２には、２つの度当たり面８３２ａ，８３２ｂが形成されている。両度当たり面８３２ａ，８３２ｂは互いに直角となっている。作業者は、両度当たり面８３２ａ，８３２ｂを半導体レーザアレイ７２０の側面の角に当てて使用する。
【０１０５】
上記位置出し用治具８３０でも、２つの度当たり面によって、半導体レーザアレイ７２０のダイ７１０に対する位置決めをｙ軸方向、ｚ軸方向という２軸により行なうことができる。したがって、この変形例でも、第５実施例と同様に、半導体レーザアレイ７２０の位置あわせを高精度に行なうことができる。
【０１０６】
６．第６実施例：
図１８は、本発明の第６実施例としてのダイ９１０の斜視図である。このダイ９１０は、半導体レーザアレイ９２０の載置用のものである。ダイ９１０には、アライメントマーク９３０，９３２が記されている。アライメントマーク９３０，９３２は、例えば、図示するように十字形状となっている。作業者は、このアライメントマーク９３０，９３２を光学的に撮像しながら半導体レーザアレイ９２０の位置決めを行なう。かかる構成により、半導体レーザアレイ９２０の位置決めを高精度に行なうことができる。
【０１０７】
７．他の実施形態：
本発明は上記した実施例や変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【０１０８】
（１）前記実施例では、レーザ光源としての発光層が１列に配列された１次元のアレイ構造であったが、これに換えて、発光層が複数列に並んだ２次元のアレイ構造としてもよい。この場合には、各列の配列方向は同一方向であることから、この方向から当接するように度当たり部を形成すればよい。
【０１０９】
（２）前記実施例では、レーザアレイとしてＶＣＳＥＬ型のものを用いていたが、これに換えて、光の共振する方向が基板面に対して平行になる端面発光型のレーザアレイを用いる構成としてもよい。さらには、レーザ光源は、半導体レーザに換えて、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ、自由電子レーザ等、他の種類のレーザとすることもできる。
【０１１０】
（３）前記実施例では、光波長変換素子４０は、分極反転領域Ｐ１が深さ方向に貫通しているＳＨＧ素子であったが、これに換えて、基板上に光導波路を設けた光導波路型のＳＨＧ素子であってもよい。さらには、結晶型波長変換素子でもよく、それぞれの場合において、光線方向と素子の配置位置、軸方向を高精度に合わせる必要がある。
【０１１１】
（４）前記第４実施例のプロジェクタ５００は、いわゆる3板式の液晶プロジェクタであったが、これに換えて、色毎に時分割でレーザ装置を点灯することにより１つのライトバルブのみでカラー表示を可能とした構成等の単板式の液晶プロジェクタとしてもよい。
【０１１２】
（５）前記第１ないし第４実施例およびそれらの変形例では、半導体レーザアレイ３０に対して、第１ないし第３の度当たり部２２Ｐ，２１Ｐ，６０Ｐにより３軸方向についての位置決めを行なっていたが、これに替えて、第１の度当たり部２２Ｐによりｙ軸方向だけの位置決めを行なう構成としてもよい。また、第１の度当たり部２２Ｐと第２の度当たり部２１Ｐとによりｙ軸方向とｚ軸方向、もしくは第１の度当たり部２２Ｐと第３の度当たり部６０Ｐとによりｙ軸方向とｘ軸方向の２軸方向についての位置決めを行なう構成としてもよい。さらには、第２の度当たり部２２Ｐまたは第３の度当たり部６０Ｐによりｚ軸方向またはｘ軸方向だけの位置決めを行なう構成としてもよい。また、第１ないし第４実施例およびそれらの変形例では、半導体レーザアレイ３０の位置決めと共に、光波長変換素子４０についても光波長変換素子用度当たり部２２Ｑにより位置決めを行なっていたが、これに換えて、半導体レーザアレイ３０、光波長変換素子４０のいずれか一方だけを位置決めする構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１実施例としてのレーザ装置１０を示す模式図である。
【図２】レーザ装置本体１２の斜視図である。
【図３】レーザ装置本体１２の平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】半導体レーザアレイ３０と放熱板６０との接触部付近を示す説明図である。
【図６】光波長変換素子４０と反射ミラー５０の取り付けの構成を説明するための一部破断斜視図である。
【図７】レーザ装置本体１２の組み立て作業を示すフローチャートである。
【図８】光波長変換素子４０の変換効率の分布を示す説明図である。
【図９】反射ミラー５０の傾斜角度と出射効率との関係を示すグラフである。
【図１０】第１実施例の第１変形例を示す説明図である。
【図１１】第１実施例の第２変形例を示す説明図である。
【図１２】第１実施例の第３変形例を示す説明図である。
【図１３】第２実施例としての照明装置６００の概略構成図である。
【図１４】第３実施例としてのモニタ装置４００の概略構成図である。
【図１５】第４実施例としてのプロジェクタ５００の概略構成図である。
【図１６】第５実施例のダイアタッチ方法を説明するための斜視図である。
【図１７】第５実施例で使用した位置出し用治具の他の一例としての位置出し用治具８３０の斜視図である。
【図１８】第６実施例としてのダイ９１０の斜視図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０…レーザ装置
１２…レーザ装置本体
１４…ヒートシンク
１６…カバー
１６ａ…窓ガラス
２０…構造部材
２１…基部
２１Ｐ…第２の度当たり部
２１ａ，２１ｂ…ピン孔
２１ｃ…穴部
２２…側壁部
２２Ｐ…第１の度当たり部
２２Ｑ…光波長変換素子用部
２２Ｐｓ…側面
３０…半導体レーザアレイ
３０ａ…基板面
３０ｂ…発光層
３０ｃ…下側面
３０ｄ…左側面
３０ｅ…背面
４０…光波長変換素子
４０ａ…側面
４０ａ…底面
４２…台座
４３ａ，４３ｂ…調整ピン
５０…反射ミラー
５０ａ…底面
５２…角度調整用台座
５２ａ…底部
６０…放熱板
６０Ｐ…第３の度当たり部
６１ｂ…先端部
６２…度当たり部
１２２Ｐ…度当たり部
２２２Ｐ，２２２Ｑ…ピン
３２０…構造部材
３２１…基部
３２１ｃ…穴部
３５２…角度調整用台座
３５２ａ…底部
４００…モニタ装置
４１０…装置本体
４１１…カメラ
４２０…光伝送部
４２１，４２２…ライトガイド
４２３…拡散板
４２４…結像レンズ
５００…プロジェクタ
５０１Ｒ…赤色レーザ装置
５０１Ｇ…緑色レーザ装置
５０１Ｂ…青色レーザ装置
５０２Ｒ，５０２Ｇ，５０２Ｂ…均一化光学系
５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂ…液晶ライトバルブ
５０６…クロスダイクロイックプリズム
５０７…投写レンズ
５１０…スクリーン
６００…照明装置
６１０…拡散素子
７１０…ダイ
７１２…凹部
７１２ａ…底面
７２０…半導体レーザアレイ
７２０ａ…底面
７２０ｂ…発光層
７３０…位置出し用治具
７３２…治具本体部
７３２ａ…左側面
７３２ｂ…前側面
７３４，７３６…把手
７３８…貫通孔
８３０…位置出し用治具
８３２…治具本体部
８３２ａ，８３２ｂ…度当たり面
８３４…把手
９１０…ダイ
９２０…半導体レーザアレイ
９３０…アライメントマーク
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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