(57)【要約】【課題】発光面積及び放射立体角が小さく、高照明効率、高出力、高信頼性及び排熱効率の良い照明用の光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１Ａは、放熱側ヒートスプレッダ８Ａと、放熱フィン７ａを有したヒートシンク７に、ペルチェ素子５、吸熱側ヒートスプレッダ６、及び半導体レーザアレイ３を実装したダイオードレーザデバイス４が取り付けられ、また、レーザアレイ直下には温度センサ１５が取り付けられ、更に、レーザ放射面に対向した放射開口部９ａにはシリンドリカルレンズ１０が取り付けられて、ダイオードレーザデバイス４とペルチェ素子５を封止構造体９で封止したレーザモジュール２Ａを備える。光源装置１Ａは、２個のレーザモジュール２Ａが、ヒートシンク７による放熱方向が互いに反対方向になるよう配置される。【選択図】        図１
2007201285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体レーザ素子を一の方向に並べて構成される半導体レーザアレイと、
放熱フィンを有したヒートシンクが接続される放熱側熱伝導部材と、
前記半導体レーザアレイと前記放熱側熱伝導部材との間に実装され、前記半導体レーザアレイと前記放熱側熱伝導部材に接続された前記ヒートシンクとの間で吸熱及び放熱を行う冷却素子とを有したレーザモジュールを備え、
前記レーザモジュールは、
前記半導体レーザアレイの光の放射面に対向して放射開口部が形成されると共に、前記半導体レーザアレイと接続された電極及び前記放熱側熱伝導部材と接続された前記ヒートシンクを外部へ露出させた封止構造体と、
前記半導体レーザアレイの光の放射面に対向して前記放射開口部に取り付けられ、前記半導体レーザアレイ及び前記冷却素子を前記封止構造体の内部に封止するレンズ部材とを備えた
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
一対の前記レーザモジュールを、それぞれの前記レンズ部材から出射される光が互いに沿う向きとして、前記半導体レーザ素子の並ぶ方向に直交した他の方向に沿って重ねて配置した
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記レーザモジュールは、前記放熱側熱伝導部材の一方の面に前記冷却素子が実装されると共に、前記放熱側伝導部材の他方の面に前記ヒートシンクが取り付けられた
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
一対の前記レーザモジュールを、前記ヒートシンクの放熱方向が互いに反対方向で、かつ、それぞれの前記レンズ部材から出射される光が互いに沿う向きとして、前記半導体レーザ素子の並ぶ方向に直交した他の方向に沿って重ねて配置した
ことを特徴とする請求項３記載の光源装置。
【請求項５】
前記レーザモジュールは、熱を伝導する熱伝導媒体を介して、前記ヒートシンクが前記放熱側熱伝導部材に接続された
ことを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項６】
一対の前記レーザモジュールは、それぞれの前記レンズ部材から出射される光の双方が、後段の光学系を構成するレンズに入射する距離で、前記半導体レーザアレイ同士を配置した
ことを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項７】
前記レーザモジュールは、前記半導体レーザアレイの温度を検知する温度センサを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置等に使用される照明用の光源装置に関する。詳しくは、複数の半導体レーザ素子を並べて構成した半導体レーザアレイを光源として使用すると共に、半導体レーザアレイ及び半導体レーザアレイとヒートシンクとの間で吸熱及び放熱を行う冷却素子を封止する封止構造体を備えることで、高出力化を図り、かつ、信頼性を保持できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタと称される画像表示装置では、例えば、ほぼ白色光である超高圧水銀ランプにより光源装置が構成されており、超高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）より出射される照明光を赤色、緑色、青色の波長帯域に分離して、液晶パネル等のライトバルブ素子により変調し、スクリーンに投射して三色を重ね合わせることにより、カラーの画像表示を行うよう構成されている。
【０００３】
これに対して、例えば超高圧水銀ランプにより光源装置を構成するプロジェクタにおいては、ランプ等の光源より出射される照明光を更に効率よく利用して、高い色再現性と明るい画像を表示するための手段として、ほぼ白色であるランプ等による主の照明光をレーザ光源による副の照明光により部分的に置き換えて、主の照明光の発光スペクトラムを副の照明光により強調して照明光を生成することを提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
詳細には、従来の技術として、「可視光の波長帯域で発光効率の高い超高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）では青色、緑色の波長帯域である４４０ｎｍ近辺の波長帯域、５５０ｎｍ近辺の波長帯域においては十分な光量を確保できるのに対し、赤色の波長帯域である６００ｎｍ以上の波長帯域においては、これら青色、緑色の波長帯域と比べ十分な光量を確保できない欠点があることにより、従来のプロジェクタにおいては、これら青色、緑色の波長帯域の出射光量とバランスを図り、充分な色再現を確保するようになされている。この結果、光源から出射される照明光の一部が無駄に消費される問題があり、表示画面が暗くなることを避け得ない」という問題に対し「赤の波長帯域である波長約６５０ｎｍの半導体レーザを副光源として用い、ＵＨＰランプによる主の照明光の発光スペクトラムの赤色波長帯域を副の照明光により強調して照明光を生成し、主の照明光で不足する赤色波長帯域の光量を補うようにすることによって高い色再現性により明るい画像を表示することができる」としている。
【０００５】
図２２は半導体レーザを使用した従来の光源装置の一例を示す構成図である。照明光の副光源としてレーザ光を使用する構成では、一般的にキャンタイプと称される半導体レーザ５１を使用する構成が考えられる。そして、出力を高めるためには、複数の半導体レーザ５１を並べて使用する構成が考えられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２９６６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、引用文献１では、照明用光源の副光源にレーザ光を用いているが、副光源用レーザの具体的な形状や構成を言及してはいない。
【０００８】
また、照明用光源の副光源に半導体レーザを使用する場合、例えば図２２のようにキャンタイプのものを複数個並べて使用することが考えられるが、キャンタイプであっても小さなもので数ミリの幅があり、並べられる個数には限界がある。これにより、一個あたりのレーザで最大出力を放射しても、充分に明るい画像表示（プロジェクション）に耐えうる光出力を得るのは困難である。
【０００９】
また、照明用光源の副光源に半導体レーザを使用して、充分に明るい画像表示（プロジェクション）に耐えうるだけの光出力を得る程度にキャンタイプの半導体レーザを複数個並べられたとしても、非常に大きな光源となってしまう。
【００１０】
つまり、並べた状態で一つの光源として考えた場合、Ｅｔｅｎｄｕｅ（光源の面積と放射立体角の積）が大きく、照明効率が低下するだけで明るい画像を表示することが困難である。
【００１１】
このような問題を解決するため、照明用光源の副光源に半導体レーザを使用して、充分に明るい画像表示（プロジェクション）に耐えうるだけの光出力を得る程度にキャンタイプの半導体レーザを複数個並べ、かつキャンタイプの半導体レーザ一個ずつに光学系を組み、一つの光源としてプロジェクタ光学系に組み込むことが考えられる。このような光学系を組める場合、半導体レーザは発光面積が非常に小さく、所定の放射立体角をもっているためＥｔｅｎｄｕｅが小さく、理論的に高い照明効率を得ることができる。
【００１２】
しかしながら、その場合の光学系は非常に複雑になってしまい、光学用レンズ、オプティクス等の部品点数が増加し結果的に相当なコスト高になってしまう。
【００１３】
また、これらの問題はキャンタイプの半導体レーザに限ったことではなく、基本的にシングルチップと言われる状態での半導体レーザでも同様の問題が生じる。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で、高出力かつ高信頼性を有した光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するため、本発明の光源装置は、複数の半導体レーザ素子を一の方向に並べて構成される半導体レーザアレイと、放熱フィンを有したヒートシンクが接続される放熱側熱伝導部材と、半導体レーザアレイと放熱側熱伝導部材との間に実装され、半導体レーザアレイと放熱側熱伝導部材に接続されたヒートシンクとの間で吸熱及び放熱を行う冷却素子とを有したレーザモジュールを備え、レーザモジュールは、半導体レーザアレイの光の放射面に対向して放射開口部が形成されると共に、半導体レーザアレイと接続された電極及び放熱側熱伝導部材と接続されたヒートシンクを外部へ露出させた封止構造体と、半導体レーザアレイの光の放射面に対向して放射開口部に取り付けられ、半導体レーザアレイ及び冷却素子を封止構造体の内部に封止するレンズ部材とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の光源装置では、半導体レーザアレイの各半導体レーザ素子に電力が供給され、各半導体レーザ素子で電力が光に変換されて放射される。半導体レーザアレイの各半導体レーザ素子から放射された光はレンズ部材を透過して、コリメートあるいは集光される。
【００１７】
また、半導体レーザアレイで発生した熱は、冷却素子により吸熱されて放熱側熱伝導部材を介してヒートシンクへと放熱され、ヒートシンクの放熱フィンによって外部へと放熱される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光源装置によれば、複数の半導体レーザ素子を並べて構成される半導体レーザアレイを光源として備えることで、発光面積及び放射立体角を小さくでき、簡単な構成で照明効率を向上させて容易に高出力を得ることができる。
【００１９】
また、半導体レーザアレイの光の放射面に対向して形成された放射開口部にレンズ部材を取り付けて、半導体レーザアレイ及び冷却素子を封止構造体の内部に封止したので、簡単な構成で高信頼性を長期間にわたって保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の光源装置の実施の形態について説明する。
【００２１】
＜第１の実施の形態の光源装置の構成例＞
図１〜図３は第１の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図で、図１は第１の実施の形態の光源装置１Ａの側断面図、図２は光源装置１Ａの正面図、図３は光源装置１Ａの分解斜視図である。なお、図３では、一対のレーザモジュール２Ａの一方のみを図示し、他方のレーザモジュールは図示していない。
【００２２】
まず、第１の実施の形態の光源装置１Ａの全体構成について説明すると、光源装置１Ａは、２個のレーザモジュール２Ａを備える。各レーザモジュール２Ａは、複数の発光スポットを有してレーザ光を放射する半導体レーザアレイ３が実装されたダイオードレーザデバイス４と、吸熱及び放熱を行うペルチェ素子５を備える。
【００２３】
レーザモジュール２Ａは、ダイオードレーザデバイス４が実装された吸熱側ヒートスプレッダ６と、放熱フィン７ａを有したヒートシンク７が接続される放熱側ヒートスプレッダ８Ａとの間に、ペルチェ素子５が実装される。
【００２４】
本例では、放熱熱伝導部材の一例である放熱側ヒートスプレッダ８Ａが例えばヒートシンク７と一体に構成され、放熱側ヒートスプレッダ８Ａの一方の面にペルチェ素子５が実装され、放熱側ヒートスプレッダ８Ａの他方の面に放熱フィン７ａが一体に形成されて、ヒートシンク７に半導体レーザ素子３及びペルチェ素子５が実装される構成となっている。
【００２５】
レーザモジュール２Ａは、半導体レーザアレイ３及びペルチェ素子５を封止する封止構造体９を備える。封止構造体９は、放熱側ヒートスプレッダ８Ａの一方の面に形成され、ヒートシンク７の放熱フィン７ａを外部に露出させている。また、封止構造体９は、半導体レーザアレイ３のレーザ光の放射面に対向して放射開口部９ａが形成され、放射開口部９ａにシリンドリカルレンズ１０が取り付けられて、半導体レーザアレイ３及びペルチェ素子５を封止構造体９の内部に封止している。
【００２６】
光源装置１Ａは、一方のレーザモジュール２Ａの半導体レーザアレイ３から放射され、シリンドリカルレンズ１０を透過したレーザ光と、他方のレーザモジュール２Ａの半導体レーザアレイ３から放射され、シリンドリカルレンズ１０を透過したレーザ光が、互いに沿う向きとして２個のレーザモジュール２Ａを重ね、レーザモジュール２Ａ同士を固定して構成される。
【００２７】
各レーザモジュール２Ａは、それぞれのヒートシンク７の放熱方向が互いに反対方向となる向きで重ねられ、半導体レーザアレイ３同士が近接して配置される。本例では、一方のレーザモジュール２Ａのシリンドリカルレンズ１０と他方のレーザモジュール２Ａのシリンドリカルレンズ１０が並列した構成となる。
【００２８】
次に、上述した光源装置１Ａの各部の詳細について説明する。
【００２９】
図４は半導体レーザアレイ３の構成の一例を示す斜視図である。半導体レーザアレイ３は、通常シングルチップと呼ばれる半導体レーザ素子３ａが、一の方向である横方向に複数個並列配置されたものである。
【００３０】
半導体レーザアレイ３は、横方向の長さは短くとも３ｍｍ程度から最大でも５０ｍｍ程度が好ましく、更に、一つの半導体レーザアレイ３は、少なくとも１０個程度から最大でも１０００個程度の発光スポットを有している。半導体レーザアレイ３は、発光スポットが一次元に配列されてアレイ化されたものであり、半導体基板上にモノリシックで形成したものでも良く、または複数個のシングルチップを高密度実装したものでも良い。
【００３１】
また、半導体レーザアレイ３の各発光スポットは、通常ナローストライプと呼ばれる１〜３μｍ程度の狭い発光領域でも良いが、高出力化、高排熱効率化、光密度低減化、デバイスの信頼性、歩留まり等を考えた場合、ブロードストライプと呼ばれる１０〜５００μｍ程度の広い発光領域が得られる構造を有している方が良い。
【００３２】
更に、半導体レーザアレイ３は、６４０ｎｍ波長帯の赤色レーザ光を放射することを目的とし、例えば特開２００４−１３４７７０号公報に開示されるような、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる赤色半導体レーザ素子を並列配置してレーザアレイとしている。
【００３３】
本実施の形態では、半導体レーザアレイ３の一例として、詳しくは、半導体レーザアレイ３の横方向の長さは約１０ｍｍ、共振器長は約７００μｍとし、発光領域幅は約１００μｍ、発光領域数は２５個とした。
【００３４】
図５は上述した半導体レーザアレイ３を有したダイオードレーザデバイス４の構成の一例を示す斜視図である。
【００３５】
ダイオードレーザデバイス４は、半導体レーザアレイ３の第１の電極及びヒートシンクとして機能する金属ブロック１１と、半導体レーザアレイ３と接続される第２電極ブロック１２を備える。
【００３６】
金属ブロック１１は、導電性及び熱伝導性を有した材質で形成され、半導体レーザアレイ３の本例ではカソード電極である図示しない下面電極とサブマウント１３を介して接続される。サブマウント１３は、導電性及び熱伝導性を有し、かつ、所定の熱膨張係数を有した材質で形成され、半導体レーザアレイ３と金属ブロック１１の熱膨張を緩和する。
【００３７】
第２電極ブロック１２は、導電性を有した材質で形成され、金属ブロック１１上に絶縁板１４を介して実装される。第２電極ブロック１２は、導電性を有したボンディングワイヤを介して半導体レーザアレイ３の本例ではアノード電極である図示しない上面電極と接続され、半導体レーザアレイ３の第２の電極として機能する。
【００３８】
図１等に戻り、ダイオードレーザデバイス４は温度センサ１５を備える。温度センサ１５はサーミスタであり、半導体レーザアレイ３の直下に配置され、図示しないが熱伝導性の良い樹脂、または熱伝導性の良い接着剤で固定される。
【００３９】
ダイオードレーザデバイス４は、吸熱側ヒートスプレッダ６の前端側に、例えば放熱用グリスを介して図示しないネジによって固定される。また、吸熱側ヒートスプレッダ６は、放熱側ヒートスプレッダ８Ａとの間に例えば放熱用グリスを介してペルチェ素子５を挟み込み、樹脂材料等で構成された図示しない絶縁ネジで、放熱側ヒートスプレッダ８Ａと固定される。
【００４０】
ペルチェ素子５は冷却素子の一例で、直流電流を流すことで、一方の面が吸熱（冷却）し、他方の面が放熱する。なお、電源の極性を反転させることで、吸熱及び放熱の切り替えが行われる。
【００４１】
吸熱側ヒートスプレッダ６は、導電性及び熱伝導性を有した材質で形成され、半導体レーザアレイ３で発生して金属ブロック１１に伝導された熱を、ペルチェ素子５の面積に応じて拡散する。
【００４２】
吸熱側ヒートスプレッダ６は、ダイオードレーザデバイス４が実装された一方の面に配線パターン１６ａ〜１６ｃを備える。各配線パターン１６ａ〜１６ｃは、ダイオードレーザデバイス４が実装される吸熱側ヒートスプレッダ６の前端側から、吸熱側ヒートスプレッダ６の後端側へと延びる電気配線で、配線パターン１６ａは、半導体レーザアレイ３の本例ではアノード電極と接続された第２電極ブロック１２とボンディングワイヤを介して接続される。また、配線パターン１６ｂ，１６ｃは、温度センサ１５の図示しない端子とボンディングワイヤを介して接続される。
【００４３】
更に、吸熱側ヒートスプレッダ６は、半導体レーザアレイ３の本例ではカソード電極と接続されて電気配線として機能するので、各配線パターン１６ａ〜１６ｃは、図示しない絶縁層を介して吸熱ヒートスプレッダ６の表面に形成され、各配線パターン１６ａ〜１６ｃと吸熱側ヒートスプレッダ６及び各配線パターン１６ａ〜１６ｃ同士は電気的に絶縁されている。
【００４４】
封止構造体９は、一対の側面封止板１７と背面封止板１８を備える。側面封止板１７は、放熱側ヒートスプレッダ８Ａに実装されたペルチェ素子５及びペルチェ素子５に吸熱側ヒートスプレッダ６を介して実装されたダイオードレーザデバイス４の左右両側に立設される。また、背面封止板１８は、ペルチェ素子５及び吸熱側ヒートスプレッダ６の後面側に立設される。
【００４５】
側面封止板１７と背面封止板１８は、例えば一体に構成されていても良いし、独立した部材で構成されていても良い。また、側面封止板１７及び背面封止板１８は、放熱側ヒートスプレッダ８Ａと例えば一体に構成されていても良いし、独立した部材で構成されていても良い。
【００４６】
背面封止板１８は、取り出し電極１９ａ〜１９ｆを備える。取り出し電極１９ａ〜１９ｆは、背面封止板１８を貫通して取り付けられ、取り出し電極１９ａは、半導体レーザアレイ３の本例ではカソード電極と接続されて電気配線として機能する吸熱側ヒートスプレッダ６とボンディングワイヤを介して接続される。また、取り出し電極１９ｂは、吸熱側ヒートスプレッダ６に形成され、半導体レーザアレイ３の本例ではアノード電極と接続された配線パターン１６ａとボンディングワイヤを介して接続される。
【００４７】
更に、取り出し電極１９ｃ，１９ｄは、吸熱側ヒートスプレッダ６に形成され、温度センサ１５と接続された配線パターン１６ｂ，１６ｃとボンディングワイヤを介して接続される。
【００４８】
取り出し電極１９ｅは、ペルチェ素子５の図示しないアノード電極とボンディングワイヤを介して接続され、取り出し電極１９ｆは、ペルチェ素子５の図示しないカソード電極とボンディングワイヤを介して接続される。
【００４９】
シリンドリカルレンズ１０はレンズ部材の一例で、半導体レーザアレイ３から放射されたレーザ光の縦方向の発散角を平行にコリメートするように構成される。なお、図３では、シリンドリカルレンズ１０の中央部分を破断して図示している。
【００５０】
＜第１の実施の形態の光源装置の動作例＞
図６は第１の実施の形態の光源装置１Ａの制御例を示すフローチャートで、次に、第１の実施の形態の光源装置１Ａの動作原理について説明する。
【００５１】
ＳＡ１：まず、温度センサ１５により、ダイオードレーザデバイス４の半導体レーザアレイ３直下の温度検知を行う。
【００５２】
ＳＡ２：次に、温度センサ１５による検知温度が、所定のレーザ動作が許容される温度範囲に設定される値になるまで、ペルチェ素子５を動作させる。すなわち、ペルチェ素子５の動作方向は、レーザ動作設定温度を例えば２５℃とした場合、２５℃以上の場合は冷却、２５℃以下の場合は加熱となる。
【００５３】
ＳＡ３：次に、温度センサ１５で検知される温度を、本実施の形態では例えば２５℃で一定温度になるようにペルチェ素子５を動作させフィードバック制御を行う。制御方法としては、例えば比例積分微分（ＰＩＤ）制御があげられる。
【００５４】
ＳＡ４：温度センサ１５の検知温度が、本例では２５℃で一定に制御された後、ダイオードレーザデバイス４に所定の電力を供給して必要なレーザ光を発生させる。ここで所定の電力とは、供給する電力値に対して、半導体レーザアレイ３では電気−光変換効率に応じてある割合でしかレーザ光が発生されないため、必要なレーザ放射量によって決定される。
【００５５】
図７及び図８は光源装置１Ａから出射されるレーザ光の光路を示す説明図である。図７に示すように、ダイオードレーザデバイス４の半導体レーザアレイ３から放射され、縦方向に発散したレーザ光Ｓは、レーザ放射前面に設置されたシリンドリカルレンズ１０によりコリメートされて外部に放出される。ここで、図８に示すように、本実施の形態では、横方向に発散したレーザ光Ｓに関しては、縦方向の発散角と比較して充分小さいので集光機構を設けていない。
【００５６】
ＳＡ５：ダイオードレーザデバイス４に電力を供給した後、継続して温度センサ１５により半導体レーザアレイ３直下の温度検知を行う。ダイオードレーザデバイス４に電力を供給した瞬間から、レーザ光に変換されなかった電気エネルギーが熱になって放出されるため、温度センサ１５で検知される温度が上昇する。
【００５７】
ＳＡ６：次に、ダイオードレーザデバイス４の連続レーザ発振中に発生する熱によって上昇する温度を、本例では２５℃に保つように、さらにペルチェ素子５を動作させてフィードバック制御を行う。ここでも制御方法としては、例えば比例積分微分（ＰＩＤ）制御があげられる。
【００５８】
以上の動作原理により、ダイオードレーザデバイス４は、温度センサ１５で検知される温度からペルチェ素子５を動作させてフィードバック制御を行うことにより、連続レーザ発振中でも一定温度を保つことが可能となり、出力、波長、電圧、更には放射立体角を安定に動作させることができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、温度フィードバック制御の一例としてＰＩＤ制御を挙げたが、これに限ることなく、オンオフ制御等で行っても良い。また、ＰＩＤ制御では加温が必要になる場合があるため、その場合ペルチェ素子５の極性反転が必須であるが、制御温度よりも、温度センサ１５から検知される温度が低く、加温が必要な場合には、半導体レーザアレイ３から発生する熱によって加温し、ペルチェ素子５の動作方向は冷却のみで制御を行っても良い。その場合、照明点燈時にはレーザ発振閾値以下の電流を供給し、半導体レーザアレイ３から発生する熱によって加温を行うことが好ましい。
【００６０】
更に、放熱側ヒートスプレッダ８Ａと、放熱フィン７ａを備えたヒートシンク７、ペルチェ素子５、吸熱側ヒートスプレッダ６、ダイオードレーザデバイス４の大きさや形状、ペルチェ素子５についてはその性能、能力、許容吸熱量等については言及していないが、これは外部環境温度によって適切な値にすることが好ましい。つまりはダイオードレーザデバイス４を必要なレーザ放射量で連続動作させた場合に、温度を一定に保つよう放熱できる充分な大きさが好ましい。
【００６１】
また、吸熱側ヒートスプレッダ６及び放熱側ヒートスプレッダ８Ａとペルチェ素子５との接合面、ダイオードレーザデバイス４と吸熱側ヒートスプレッダ６との接合面には、放熱用グリスを使用したが、他の熱伝導剤でもよく、放熱シート、接着剤、フェイズチェンジ剤等でも良い。
【００６２】
更に、吸熱側ヒートスプレッダ６と放熱側ヒートスプレッダ８Ａはペルチェ素子５を介して絶縁ネジで固定するとしたが、ペルチェ素子５との接合は半田で固定しても良い。その場合、溶融した半田が接合面の隙間に入り込み、効率の良い放熱剤となる。またダイオードレーザデバイス４と吸熱側ヒートスプレッダ６との接合も半田付けで行っても良い。
【００６３】
また、ダイオードレーザデバイス４は、半導体レーザアレイ３が金属ブロック１１に実装され、更に吸熱側ヒートスプレッダ６と接合されているが、ダイオードレーザデバイス４の金属ブロック１１と吸熱側ヒートスプレッダ６は一体型でも良い。すなわち、半導体レーザアレイ３が吸熱側ヒートスプレッダ６に直接実装される構成としても良く、または、ダイオードレーザデバイス４が吸熱側ヒートスプレッダの機能を兼ねた形状であっても良い。
【００６４】
図９は光源装置１Ａにおけるレーザ光の出射方向と放熱方向を示す説明図である。本実施の形態では、２個のレーザモジュール２Ａを、半導体レーザアレイ３が実装されたダイオードレーザデバイス４が互いに向き合うように近接して配置したことで、照明効率の低下が防止される。また、出射されるレーザビームは図９のようになり、複雑な光学系を介さずに二つの任意の平行光としてとり扱うことが容易となる。
【００６５】
また、本実施の形態では、一対のダイオードレーザデバイス４が互いに向き合うように近接して配置されることで、ヒートシンク７による排熱方向Ｈが図９に示すように互いに反対方向になる。すなわち、それぞれ半導体レーザアレイ３を実装したダイオードレーザデバイス４同士で、互いに熱の干渉が少なくて済む。
【００６６】
＜第１の実施の形態の光源装置の製造方法例＞
次に、第１の実施の形態の光源装置１Ａの製造方法の一例について説明する。図１０はダイオードレーザデバイス４の製造方法の一例を示す工程説明図で、まず、ダイオードレーザデバイス４の製造方法について説明する。
【００６７】
まず、図１０（ａ）に示すように、サブマウント１３上に、半導体レーザアレイ３を接合するため第一の実装を行う。実装方法としては、熱をかけて半田を一度溶融した後に冷却を行い、半導体レーザアレイ３を固定して実装するが、半田は予めサブマウント１３上に蒸着あるいは塗布されたものであっても良く、サブマウント１３とは別途に半田箔や半田線を使用しても良い。サブマウント１３の材料としては、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｃｕ、ＣｕＷ、ダイアモンド等がある。
【００６８】
次に、図１０（ｂ）に示すように、半導体レーザアレイ３が実装されたサブマウント１３を、更に、半導体レーザアレイ３の第１の電極機能とヒートシンク機能を兼ねる金属ブロック１１に第二の実装をする。この場合も半田材料を使用して実装するが、半田材料の溶融温度は第一の実装工程で使用した温度よりも低いことが好ましく、第二の実装工程時に第一の実装工程で硬化した半田剤が溶融してサブマウント１３と半導体レーザアレイ３の接合が外れないようにする。例えば、第一の実装時の半田剤はＡｕ−３ＯＳｎ、第二の実装時の半田剤はＩｎ−３Ａｇ等がある。
【００６９】
次に、図１０（ｃ）に示すように、金属ブロック１１との間に絶縁板１４を介して第２電極ブロック１２を取り付け、ワイヤボンディング等により半導体レーザアレイ３との電気的な接合を行う。この場合の電気的な接合は、ワイヤボンディングに限ることはなく、リボンボンディングや金属箔による電気的な接合であっても良い。またこのときの電気的接合を行う材料は例えば金やアルミニウム等で良い。
【００７０】
以上の製造工程により、ダイオードレーザデバイス４を作製することができる。ここでダイオードレーザデバイス４の製造工程はこれに限ることなく、ボンディングワイヤを保護するための部品等を追加しても良く、また、好ましくはこの後、ダイオードレーザデバイス４単体で通電試験、出力特性試験、スクリーニング試験等を行うことが好ましい。これは、照明用光源として、全工程を作成し終えた後に歩留まる不良に対するリスクを多少でも回避するためである。
【００７１】
図１１〜図１６は光源装置１Ａの製造方法の一例を示す工程説明図で、次に、上述したダイオードレーザデバイス４を用いた光源装置１Ａの製造方法について説明する。
【００７２】
まず、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ヒートシンク７の放熱側ヒートスプレッダ８Ａに、ペルチェ素子５を間に挟みこむようにして、吸熱側ヒートスプレッダ６を図示しない絶縁ネジで固定する。吸熱側ヒートスプレッダ６と放熱側ヒートスプレッダ８Ａとの固定方法としてはこれに限らず、より高い放熱性を考慮して、半田付けで行なっても良い。
【００７３】
また、放熱側ヒートスプレッダ８Ａ、吸熱側ヒートスプレッダ６とペルチェ素子５との接合面には、放熱用グリスを介して固定を行なう。放熱用グリスは放熱側ヒートスプレッダ８Ａ、吸熱側ヒートスプレッダ６、ペルチェ素子５の接触する全ての面に予め塗布しておくのが好ましく、可能な限り薄く、気泡が入らないようにする。なお、半田による固定の場合は、半田剤が放熱剤の機能を兼ねるので、放熱用グリスは不要である。
【００７４】
次に、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、吸熱側ヒートスプレッダ６にダイオードレーザデバイス４を接合する。この工程での接合はネジによる固定でも半田付けによる固定でも良い。ネジによる固定の場合、やはり放熱用グリスを介して固定するのが好ましく、また、本実施の形態のように、吸熱側ヒートスプレッダ６が半導体レーザアレイ３の第１の電極機能を兼ねる場合、放熱用グリス、固定ネジは導電性であることが好ましい。
【００７５】
次に、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、温度センサ１５を、ダイオードレーザデバイス４の半導体レーザアレイ３の直下に設置する。ダイオードレーザデバイス４の金属ブロック１１には、予め半導体レーザアレイ３が実装される位置の直下に温度センサ用の穴を開けておくことが好ましく、設置方法は、熱伝導性の良い接着剤や樹脂を使用して動かないよう固定する。ここでの温度センサ１５は、例えばサーミスタを使用し、サーミスタを構成するガラス球が可能な限り半導体レーザアレイ３の直下に近く接触するよう設置する。
【００７６】
次に、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、放熱側ヒートスプレッダ８Ａに実装されたペルチェ素子５及びペルチェ素子５に吸熱側ヒートスプレッダ６を介して実装されたダイオードレーザデバイス４の左右両側面には側面封止板１７、背面には取り出し電極１９ａ〜１９ｆと一体の背面封止板１８を取り付けて、封止構造体９を作製する。取り付け方法としては、例えば抵抗溶接等で行う。また、他にはネジ止めによる固定でも良いが、その場合、隙間を樹脂やＯリング等による封止を行う。また、好ましくは側面封止板１７、取り出し電極１９ａ〜１９ｆと一体の背面封止板１８は、予め隙間のないよう放熱側ヒートスプレッダ８Ａと一体型であっても良い。
【００７７】
次に、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、取り出し電極１９ａと、半導体レーザアレイ３の本例ではカソード電極と接続されて電気配線として機能する吸熱側ヒートスプレッダ６との電気配線、及び、取り出し電極１９ｂと、吸熱側ヒートスプレッダ６に形成され、半導体レーザアレイ３の本例ではアノード電極と接続された配線パターン１６ａとの電気配線を行う。
【００７８】
また、取り出し電極１９ｃ，１９ｄと、吸熱側ヒートスプレッダ６に形成され、温度センサ１５と接続された配線パターン１６ｂ，１６ｃとの電気配線を行う。
【００７９】
更に、取り出し電極１９ｅと、ペルチェ素子５の図示しないアノード電極との電気配線、及び、取り出し電極１９ｆと、ペルチェ素子５の図示しないカソード電極との電気配線を行う。これらの電気的な接合方法としては、例えば金属ワイヤでの半田接合や簡単なプリント基板での接合でも良い。
【００８０】
次に、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、封止構造体９の放射開口部９ａにシリンドリカルレンズ１０を取り付ける。シリンドリカルレンズ１０の取り付けには、上述した取り出し電極１９ａ，１９ｂを使用してダイオードレーザデバイス４の半導体レーザアレイ３に電力を供給し、適当なレーザ光を放射しながら所望のレーザビームになるようコリメート光を形成しながらシリンドリカルレンズ１０の位置を決める。
【００８１】
このシリンドリカルレンズ１０の位置合わせの工程で、ダイオードレーザデバイス４だけに電力を供給することのみならず、同時に温度センサ１５で温度を検知しながらペルチェ素子５も動作させ、ダイオードレーザデバイス４の温度を制御する。これは、一定の動作温度下でない場合、レーザの放射角が変化してしまうためである。設置位置が決まった後、例えば紫外線硬化樹脂剤等によりシリンドリカルレンズ１０を固定する。なお、シリンドリカルレンズ１０の固定は、図示しないネジとＯリング等の封止構造を利用した構成でも良い。
【００８２】
次に、図１６に示す構造を有した２個のレーザモジュール２Ａを、互いに向き合うように封止構造体９を突き合せて固定する。レーザモジュール２Ａ同士の固定には、例えば、抵抗溶接等を用いて封止を行う。他にはネジ止めによる固定でも良いが、その場合、隙間を樹脂やＯリング等による封止を行う。また、好ましくはシリンドリカルレンズ１０との隙間は信頼性の高い樹脂やＯリング等で封止することが好ましい。
【００８３】
以上の製造方法により、図１〜図３に示す構造を有した照明用の光源装置１Ａを作製することができる。
【００８４】
＜第１の実施の形態の光源装置の効果例＞
以上説明した光源装置１Ａでは、光源として半導体レーザ素子３ａをアレイ化した半導体レーザアレイ３を使用するために、発光面積及び放射立体角が小さく、高い照明効率の高出力照明用光源装置が実現できる。
【００８５】
すなわち、半導体レーザアレイ３を使用することで、一般的なキャンタイプの半導体レーザを並べて使用する場合と比較して、発光面積を小さくできる。これにより、光源装置１Ａの後段に更にレンズを備えるような構成でも、複数の半導体レーザアレイ３を使用することができる。２個の半導体レーザアレイ３は、縦方向に上下、または横方向に左右に配置した構成とすることで、発光面積及び放射立体角を大きくすることなく、更なる高出力化が可能となり、高い照明効率で容易に高出力を得ることができる。
【００８６】
あるいは、２個の半導体レーザアレイで１個の半導体レーザアレイのレーザ放射量として使用する形態では、１個の半導体レーザアレイあたりの出力負荷を軽減でき、光源装置１Ａの長寿命化を実現できる。
【００８７】
また、光源装置１Ａでは、温度センサ１５を備えて半導体レーザアレイ３の温度を検知し、ペルチェ素子５を備えて温度制御を行うことで、一定温度下でのレーザ動作が可能となり、放射角の変化を抑えることができると共に、半導体レーザアレイ３の長寿命化を図ることができる。
【００８８】
なお、本例では、温度センサ１５としてサーミスタを用いたが、これに限るものではなく、Ｐｔ（白金）測温抵抗体や熱伝対等でも良い。
【００８９】
更に、半導体レーザアレイ３が実装されたダイオードレーザデバイス４及びペルチェ素子５を封止する封止構造体９を備えることで、結露の発生等を防いで高い信頼性を長期間にわたって保持することができる。
【００９０】
また、光源装置１Ａでは、一対のレーザモジュール２Ａが、シリンドリカルレンズ１０でコリメートされたレーザビームが互いに沿う向きとして、半導体レーザアレイ３を備えたダイオードレーザデバイス４同士を互いに向き合うように近接して配置される。これにより、一対のレーザモジュール２Ａから出射されるレーザビームは、複雑な光学系を介さずに任意の平行光として取り扱うことが容易となる。
【００９１】
更に、光源装置１Ａでは、半導体レーザアレイ３を備えたダイオードレーザデバイス４同士を互いに向き合うように近接して配置したことで、ヒートシンク７は放熱方向Ｈが互いに反対方向になり、それぞれ互いの熱の干渉が起こりにくく、また空気中に拡散する熱の移動が互いに逆になるので、取り込みの空気もそれぞれ影響を及ぼさないで済む。これにより、冷却効率を向上させることができる。
【００９２】
＜第２の実施の形態の光源装置の構成例＞
図１７は第２の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図である。第２の実施の形態の光源装置１Ｂは、光源として、図１〜図３で説明した一対のレーザモジュール２Ａと、超高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）２１を備える。
【００９３】
また、光源装置１Ｂは、光学系として、一対のレーザモジュール２Ａの各シリンドリカルレンズ１０から出射したレーザビームの光路中に、２枚のフライアイレンズ２２ａとコンデンサレンズ２３ａを備えると共に、超高圧水銀ランプ２１から出射した光の光路中に、２枚のフライアイレンズ２２ｂと偏光素子２４とコンデンサレンズ２３ｂを備える。
【００９４】
更に、各レーザモジュール２Ａの半導体レーザアレイ３から出射されるレーザ光Ｓは透過すると共に、超高圧水銀ランプ２１から出射されるランプ光Ｌは反射して、一対のレーザモジュール２Ａから出射されるレーザビームと超高圧水銀ランプ２１から出射される光を合波して、照明光Ｂを得るダイクロイックミラー２５を備える。
【００９５】
第２の実施の形態の光源装置１Ｂでは、一対のレーザモジュール２Ａが、シリンドリカルレンズ１０でコリメートされたレーザビームが互いに沿う向きとして、半導体レーザアレイ３を備えたダイオードレーザデバイス４同士を互いに向き合うように近接して配置される。
【００９６】
そして、各レーザモジュール２Ａのシリンドリカルレンズ１０から出射されたレーザビームの双方が、所定の面積を有したフライアイレンズ２２ａに入射するように、半導体レーザアレイ３の距離が設定されている。
【００９７】
これにより、第１の実施の形態の光源装置１Ａで得られる効果に加えて、照明効率を低下させずに、均一照明を実現することが可能となる。
【００９８】
＜第３の実施の形態の光源装置の構成例＞
図１８及び図１９は第３の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図で、図１８は第３の実施の形態の光源装置１Ｃの側断面図、図１９は光源装置１Ｃの平面図である。
【００９９】
第３の実施の形態の光源装置１Ｃは、半導体レーザアレイ３を有したダイオードレーザデバイス４が吸熱側ヒートスプレッダ６に実装され、吸熱側ヒートスプレッダ６と放熱側ヒートスプレッダ８Ｂとの間にペルチェ素子５が実装されると共に、ダイオードレーザデバイス４及びペルチェ素子５が封止構造体９で封止されたレーザモジュール２Ｂを備える。そして、光源装置１Ｃでは、放熱側ヒートスプレッダ８Ｂに対してヒートシンク２６を別体構造で備える。
【０１００】
すなわち、上述した第１の実施の形態の光源装置１Ａ及び第２の実施の形態の光源装置１Ｂでは、放熱側ヒートスプレッダ８Ａとヒートシンク７を直接接合して一体構造としたが、ヒートシンクを放熱側ヒートスプレッダと別体構造とし、図示しない保持具等を介してヒートシンクを放熱側ヒートスプレッダに取り付けられるような構成としても良い。
【０１０１】
また、第３の実施の形態の光源装置１Ｃのように、放熱側ヒートスプレッダ８Ｂとヒートシンク２６を、ヒートパイプ２７を介して接続した構成としても良い。ヒートパイプ２７は熱移動媒体の一例で、ヒートパイプ２７の一端側は、放熱側ヒートスプレッダ８Ｂに挿入されて固定されている。なお、ヒートパイプ２７の一端側を図示しない受熱部材と接続し、図示しない保持具等を介して受熱部材を放熱側ヒートスプレッダに取り付けられるような構成としても良い。また、ヒートパイプ２７の他端側は、ヒートシンク２６を構成する各放熱フィン２６ａに接続されて固定されている。
【０１０２】
これにより、ヒートパイプ２７の長さ及び形状に応じて、レーザモジュール２Ｂから所望の距離及び所望の位置に、ヒートシンク２６が設置可能となる。
【０１０３】
第１の実施の形態の光源装置１Ａ及び第２の実施の形態の光源装置１Ｂの全容積のうち、ヒートシンク７を構成する放熱フィン７ａの占める割合はかなり大きく、かつ、ダイオードレーザデバイス４及びペルチェ素子５からの放熱量から、放熱フィン７ａはかなり大きなものになる。
【０１０４】
このため、ある装置内部に光源装置を組み込むことを考慮すると、放熱フィンの設計自由度は大きい方が良い。これにより、第３の実施の形態の光源装置１Ｃのように、ヒートパイプ２７を介してレーザモジュール２Ｂから離れた任意の位置にヒートシンク２６を配置できるようにすれば、第１の実施の形態の光源装置１Ａで得られた効果に加えて、取り扱いが容易な構造となる。
【０１０５】
なお、第３の実施の形態の光源装置１Ｃでは、放熱側ヒートスプレッダ８Ｂ同士を突き当てて、２個のレーザモジュール２Ｂを重ねて配置しても良い。
【０１０６】
＜各実施の形態の光源装置の変形例＞
上述した各実施の形態の光源装置１（Ａ〜Ｃ）では、装置の内部または外部にモニタ用のフォトダイオードを備えても良い。なお、モニタ用のフォトダイオードから検出された電気信号用に取り出し電極を追加して、フォトダイオードから検出された電気信号は、追加した取り出し電極から取り出すことが好ましい。
【０１０７】
モニタ用のフォトダイオードを備えた構成では、常時レーザ出力及びそれと同時に劣化量をモニタすることができる。また、レーザ出力の変化に応じて投入する電力を変化させることにより、レーザ出力をコントロールすることが可能になる。
【０１０８】
例えば、図１７で説明した第２の実施の形態の光源装置１Ｂのように、レーザモジュール２Ａを他の光源と併用して使用する場合、具体的には他の光源を超高圧水銀ランプ２１とし、ダイクロイックミラー２５で合波して使用する場合、超高圧水銀ランプ２１の出力劣化に伴って、レーザ出力を減少させる必要がある。そのような場合は、モニタ用のフォトダイオードによってレーザ出力を検出し、所望のレーザ出力になるよう投入電力を変化させることができる。
【０１０９】
また、上述した各実施の形態の光源装置１では、吸熱側ヒートスプレッダ６にダイオードレーザデバイス４を接合するような構成としたが、吸熱側ヒートスプレッダ６とダイオードレーザデバイス４は予め一体型で作成しても良く、つまりは、半導体レーザアレイ３が吸熱側ヒートスプレッダに実装されてダイオードレーザデバイス４の機能を有していても良い。
【０１１０】
更に、各実施の形態の光源装置１では、吸熱側ヒートスプレッダ６にダイオードレーザデバイス４を接合し、半導体レーザアレイ３の第１の電極を吸熱側ヒートスプレッダ６が兼ねるような構成としたが、これに限ることはなく、ダイオードレーザデバイス４から直接取り出し電極１９ａに接合されていても良い。例えば、ダイオードレーザデバイス４の第１の電極を兼ねた金属ブロック１１から直接取り出し電極１９ａにボンディングワイヤが接合されていても良い。
【０１１１】
また、各実施の形態の光源装置１では、半導体レーザアレイ３から放射されたレーザ光をコリメートするレンズ部材はシリンドリカルレンズ１０を設置する構成としたが、これに限ることなく、二個以上のレンズで構成されたコリメート機構を備えていても良く、またはマイクロレンズがアレイ状に設置されていても良い。
【０１１２】
すなわち、各実施の形態の光源装置１では、横方向に発散したレーザ光に関しては、縦方向の発散角と比較して発散角が充分小さいので集光機構を設けていない。これに対して、図２０はレンズ部材の変形例を示す説明図で、半導体レーザアレイ３のレーザ放射面の近傍に、マイクロレンズアレイ２８を備えて、半導体レーザアレイ３から放射されたレーザ光の縦方向と横方向の双方をコリメートする構成としても良い。
【０１１３】
更に、各実施の形態の光源装置１では、出力波長が６４０ｎｍ波長帯の赤色レーザ光を放射できるＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる半導体レーザアレイ３を使用するとしたが、これに限ることはなく、例えば、赤外レーザ光を放射できるＡｌＧａＡｓ系材料からなる半導体レーザアレイでも良く、青色レーザ光を放射できるＧａＮ系材料からなる半導体レーザアレイでも良い。
【０１１４】
＜本実施の形態の画像表示装置の構成例＞
図２１は本実施の形態の光源装置を適用した画像表示装置の一例を示す構成図である。本実施の形態の画像表示装置３１は、図１７で説明した第２の実施の形態の光源装置１Ｂと、ライトバルブ素子の一例である液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと、投射レンズ３３を備える。
【０１１５】
また、画像表示装置３１は、光源装置１Ｂから出射された照明光から、青色の波長帯域の光を分離して、液晶パネル３２Ｂへ入射する第１の分波器３４Ｂと、照明光から緑色の波長帯域の光を分離して、液晶パネル３２Ｇへ入射する第２の分波器３４Ｇと、照明光から分離された赤色の波長帯域の光を液晶パネル３２Ｒへ入射する光学系３４Ｒと、各液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを透過した光を合波して投射レンズ３３へ入射する合波器３５を備える。
【０１１６】
なお、画像表示装置３１では、各レーザモジュール２Ａのヒートシンク７の放熱フィン７ａに対向して、電動ファン３６を備えても良い。電動ファン３６の設置としては、放熱フィン７ａによる排熱方向Ｈと対向する位置とする。
【０１１７】
画像表示装置３１では、光源装置１Ｂにおいて、超高圧水銀ランプ２１からほぼ白色色であるランプ光Ｌが出射されると共に、一対のレーザモジュール２Ａから、赤色のレーザ光Ｓが出射され、一対のレーザモジュール２Ａが、赤色光の副光源として利用される。
【０１１８】
次に、画像表示装置３１の動作原理について説明すると、画像表示装置３１では、光源装置１Ｂから出射された照明光Ｂは、第１の分波器３４Ｂで青色の波長帯域の光が分離されて液晶パネル３２Ｂに入射し、第２の分波器３４Ｇで緑色の波長帯域の光が分離されて液晶パネル３２Ｇに入射し、照明光Ｂから分離された赤色の波長帯域の光が光学系３４Ｒによって液晶パネル３２Ｒに入射する。
【０１１９】
そして、各色の光を液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂによって変調し、投射レンズ３３により図示しないスクリーンに投射して三色を重ね合わせることにより、カラーの画像表示が行われる。
【０１２０】
以上説明した画像表示装置３１では、超高圧水銀ランプ２１の副光源として、一対のレーザモジュール２Ａを備えた光源装置１Ｂを使用することで、発光面積及び放射立体角が小さく、高照明効率で高出力の赤色光を得ることができる。
【０１２１】
これにより、主光源である超高圧水銀ランプ２１で不足する赤色波長帯域の光量を必要十分に補って、高い色再現性により明るい画像を表示することができる。
【０１２２】
また、照明用光源の副光源に半導体レーザを用いる場合、半導体レーザの特性上、光に変換されなかった電力エネルギーは熱になる。そのため高輝度になり半導体レーザの出力が上がるほど熱の発生量も増大し、排熱の問題も避けては通れない。これは半導体レーザを用いた照明用光源だけの問題ではなく、それを使用した装置の内部温度上昇の問題にも繋がる。
【０１２３】
これに対して、光源装置１Ｂでは、一対のレーザモジュール２Ａの各ヒートシンク７は、放熱方向が互いに反対方向で、それぞれ互いの熱の干渉が起こりにくく、また空気中に拡散する熱の移動が互いに逆になるので、取り込みの空気もそれぞれ影響を及ぼさないで済む。
【０１２４】
これにより、装置を大型化することなく、冷却効率を向上させることができ、光源装置１Ｂが組み込まれた画像表示装置３１の内部温度の上昇を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明の光源装置は、照明機能を持つ装置または機器に適用することができる。例えば半導体リソグラフィ露光装置、観察用機器、画像表示装置等に適用することができる。すなわち、本発明のレーザによる照明用光源装置では、ほぼ白色であるランプ等による照明光と置き換えて、単色光の照明系に用たり、又は白色光に混ぜ込み照明光の発光スペクトラムを強調して照明光を生成することができる。特に画像表示装置に関しては、ランプ等の光源より出射される照明光を効率よく利用して高い色再現性を実現でき、且つ高輝度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】第１の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図である。
【図３】第１の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図である。
【図４】半導体レーザアレイの構成の一例を示す斜視図である。
【図５】ダイオードレーザデバイスの構成の一例を示す斜視図である。
【図６】第１の実施の形態の光源装置の制御例を示すフローチャートである。
【図７】光源装置から出射されるレーザ光の光路を示す説明図である。
【図８】光源装置から出射されるレーザ光の光路を示す説明図である。
【図９】光源装置におけるレーザ光の出射方向と放熱方向を示す説明図である。
【図１０】ダイオードレーザデバイスの製造方法の一例を示す工程説明図である。
【図１１】光源装置の製造方法の一例を示す工程説明図である。
【図１２】光源装置の製造方法の一例を示す工程説明図である。
【図１３】光源装置の製造方法の一例を示す工程説明図である。
【図１４】光源装置の製造方法の一例を示す工程説明図である。
【図１５】光源装置の製造方法の一例を示す工程説明図である。
【図１６】光源装置の製造方法の一例を示す工程説明図である。
【図１７】第２の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図である。
【図１８】第３の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図である。
【図１９】第３の実施の形態の光源装置の一例を示す構成図である。
【図２０】レンズ部材の変形例を示す説明図である。
【図２１】本実施の形態の光源装置を適用した画像表示装置の一例を示す構成図である。
【図２２】半導体レーザを使用した従来の光源装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ・・・光源装置、２Ａ，２Ｂ・・・レーザモジュール、３・・・半導体レーザアレイ、４・・・ダイオードレーザデバイス、５・・・ペルチェ素子、６・・・吸熱側ヒートスプレッダ、７・・・ヒートシンク、７ａ・・・放熱フィン、８Ａ，８Ｂ・・・放熱側ヒートスプレッダ、９・・・封止構造体、９ａ・・・放射開口部、１０・・・シリンドリカルレンズ、１１・・・金属ブロック、１２・・・第２電極ブロック、１３・・・サブマウント、１４・・・絶縁板、１５・・・温度センサ、１６ａ〜１６ｃ・・・配線パターン、１７・・・側面封止板、１８・・・背面封止板、１９ａ〜１９ｆ・・・取り出し電極、２１・・・超高圧水銀ランプ、２２ａ，２２ｂ・・・フライアイレンズ、２３ａ，２３ｂ・・・コンデンサレンズ、２４・・・偏光素子、２５・・・ダイクロイックミラー、２６・・・ヒートシンク、２６ａ・・・放熱フィン、２７・・・ヒートパイプ、２８・・・マイクロレンズアレイ、３１・・・画像表示装置、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ・・・液晶パネル、３３・・・投射レンズ、３４Ｂ・・・第１の分波器、３４Ｇ・・・第２の分波器、３４Ｒ・・・光学系、３５・・・合波器、３６・・・電動ファン
【図１】
2007201285.tif 000003
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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