(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエミッタがアレイ状に配列されたレーザチップと、前記エミッタから射出される光の光路に配置された光学部品と、を有する光源装置であって、
前記レーザチップを収容する支持部材と、
前記レーザチップと前記光学部品との間隔を規定するスペーサと、
を含み、
前記支持部材は前記レーザチップの前記エミッタを有しない面と固定され、
前記レーザチップは前記支持部材と前記光学部品とを接合することにより封止され、
前記光学部品の前記レーザチップに対向する面に嵌合部が形成され、
前記嵌合部は、前記スペーサの外形に対応した形状に形成され、
前記スペーサは、前記レーザチップの前記発光面に接合材を介して固定された発光面支持部材の少なくとも一部として形成され、
前記スペーサが前記嵌合部に嵌合していることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記発光面支持部材の前記レーザチップに対向する面に、前記接合材の流動を規制する隔壁が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記発光面支持部材に前記レーザチップの端子を引き出す配線層が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記支持部材に前記レーザチップの端子を引き出す配線層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光学部品はシール材を介して前記支持部材に接合され、
前記支持部材の前記レーザチップとの接合面から前記光学部品との接合面までの高さが、前記支持部材の前記レーザチップとの接合面から前記スペーサの前記光学部品に対向する面までの高さよりも小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記スペーサが、前記光を透過する材料によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記スペーサが、複数に分割された柱状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光学部品は、透明基板と、前記透明基板に固定されたフレームと、前記フレームに固定された選択反射膜と、によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の光源装置と、
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、
前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射装置と、を備えるプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と、を備えるモニター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源装置およびその製造方法、プロジェクタ、モニター装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プロジェクタ等の小型・高出力化を目的として、光源に半導体レーザチップ等の光素子を用いた光源装置が知られている。このような光源装置として、光素子が、埃や湿気等、外部環境の影響を受けて劣化することを防止するために、光素子がパッケージ内に密閉封止されたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、半導体レーザチップは、高出力化のために発光面の複数のエミッタをアレイ状に配列したものが使用される場合がある。
【特許文献１】特表２００２−５３４８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の光源装置は、光素子と、光素子から射出される光の光路上に配置する光学部品との位置合わせが困難であるという課題がある。
光素子を、例えば、光ファイバ等の他のデバイスと光結合させる際に、高い結合効率を得るためには、光素子と光素子の光軸方向に配置するプリズム等の光学部品との相対位置関係を精密に調整し、位置合わせしなければならない。しかし、上記従来の光源装置では、光素子を収容するパッケージ自体の構造が精密に形成されていないため、光素子と光学部品との相対位置関係を精密に調整することが困難であった。
また、光源装置の半導体レーザチップは、上述のように複数のエミッタがアレイ状に配列されるため、レーザチップと光学部品との相対位置関係が精密に位置合わせされていないと、光源装置から射出されるレーザ光の出力が十分に得られないという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、レーザチップと、レーザチップから射出される光の光路上に配置する光学部品との位置合わせを容易にし、レーザチップと光学部品との相対位置関係を精密に位置合わせすることができる光源装置およびその製造方法と、その光源装置を用いたプロジェクタ、モニター装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の光源装置は、複数のエミッタがアレイ状に配列されたレーザチップと、前記エミッタから射出される光の光路に配置された光学部品と、を有する光源装置であって、前記レーザチップを収容する支持部材を含み、前記支持部材は前記レーザチップの前記エミッタを有しない面と固定され、前記レーザチップは前記支持部材と前記光学部品とを接合することにより封止されることを特徴とする。
このように構成することで、レーザチップを封止する際に、光学部品をレーザチップが固定された支持部材に固定することで、光学部品とレーザチップとの位置合わせを行うことができる。これにより、レーザチップから射出される光の光路上に配置する光学部品との位置合わせを容易にし、レーザチップと光学部品との相対位置関係を精密に位置合わせすることができる。
また、レーザチップは光学部品と支持部材とによって外部の環境から隔離される。これにより、レーザチップが埃や空気中の水分等の影響により劣化することを防止できる。さらに、光学部品を、レーザチップを封止するための封止部材として利用することで、光源装置の部品点数を削減し、構造を簡略化することができる。
したがって、本発明の光源装置によれば、レーザチップの性能の劣化を防止しつつ、レーザチップと光学部品との相対位置関係を精密に位置合わせして、光源装置のレーザ出力を向上させることができる。
【０００６】
また、本発明の光源装置は、前記レーザチップと前記光学部品との間隔を規定するスペーサを備えていることを特徴とする。
このように構成することで、レーザチップの発光面と光学部品のレーザチップに対向する面との間隔がスペーサによって一定になる。これにより、レーザチップの発光面と光学部品のレーザチップに対向する面とが平行になり、発光面の複数のエミッタから射出されたレーザ光を互いに平行な状態で光学部品のレーザチップに対向する面に入射させることができる。
【０００７】
また、本発明の光源装置は、前記光学部品の前記レーザチップに対向する面に嵌合部が形成され、前記嵌合部は、前記スペーサの外形に対応した形状に形成され、前記スペーサは、前記レーザチップの前記発光面に接合材を介して固定された発光面支持部材の少なくとも一部として形成され、前記スペーサが前記嵌合部に嵌合していることを特徴とする。
このように構成することで、嵌合部にスペーサを嵌合させて、光学部品をレーザチップに対して位置決めすることができる。また、嵌合部に嵌合したスペーサによって、光学部品とレーザチップとの相対的な位置のずれが防止される。したがって、光学部品をレーザチップに対して精密に位置合わせした状態で固定することができる。
【０００８】
また、本発明の光源装置は、前記発光面支持部材の前記レーザチップに対向する面に、前記接合材の流動を規制する隔壁が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、発光面支持部材のレーザチップとの接合面に配置した接合材が、接合面以外の領域に流出することを防止できる。
【０００９】
また、本発明の光源装置は、前記発光面支持部材に前記レーザチップの端子を引き出す配線層が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、レーザチップの端子を発光面支持部材の配線層を介して外部に電気的に接続することができる。そのため、レーザチップの発光面の端子の形成領域を含む領域を発光面支持部材によって覆うことができる。
【００１０】
また、本発明の光源装置は、前記光学部品の前記レーザチップに対向する面に嵌合部が形成され、前記嵌合部は、前記レーザチップの外形に対応した形状に形成され、前記レーザチップは、前記嵌合部に嵌合していることを特徴とする。
このように構成することで、嵌合部にレーザチップを嵌合させて、光学部品をレーザチップに対して位置決めすることができる。また、嵌合部にレーザチップが嵌合することによって、光学部品とレーザチップとの相対的な位置のずれが防止される。したがって、光学部品をレーザチップに対して精密に位置合わせした状態で固定することができる。
【００１１】
また、本発明の光源装置は、前記支持部材に前記レーザチップの端子を引き出す配線層が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、レーザチップに形成された端子を支持部材の配線層を介して外部に電気的に接続することができる。そのため、レーザチップの支持部材に対応する面の端子の形成部を含む領域を支持部材によって覆うことができる。
【００１２】
また、本発明の光源装置は、前記光学部品はシール材を介して前記支持部材に接合され、前記支持部材の前記レーザチップとの接合面から前記光学部品との接合面までの高さが、前記支持部材の前記レーザチップとの接合面から前記スペーサの前記光学部品に対向する面までの高さよりも小さいことを特徴とする。
このように構成することで、光学部品をシール材によって支持部材に接合する際に、光学部品のレーザチップに対向する面が支持部材に直接接することなく、スペーサの光学部品に対向する面に当接した状態で、シール材を介して支持部材に固定される。したがって、レーザチップと光学部品との間隔を、スペーサの高さによって精密に規定することができる。
【００１３】
また、本発明の光源装置は、前記スペーサが、前記光を透過する材料によって形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、スペーサがレーザチップから射出される光の光路上に配置された場合であっても、エミッタから射出された光をスペーサに透過させて光学部品に入射させることができる。したがって、スペーサをエミッタの形成領域上に配置することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の光源装置は、前記スペーサが、複数に分割された柱状に形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、分割された各スペーサ間に空間が形成され、スペーサを一体的に形成した場合と比較して、スペーサの体積を減少させることができる。したがって、スペーサを軽量化するとともに、材料コストを低減することができる。
【００１５】
また、本発明の光源装置は、前記光学部品は、透明基板と、前記透明基板に固定されたフレームと、前記フレームに固定された選択反射膜と、によって構成されていることを特徴とする。
このように構成することで、光学部品としてプリズム等を用いる場合と比較して、光学部品を軽量化することができる。
【００１６】
また、本発明の光源装置の製造方法は、複数のエミッタがアレイ状に配列されたレーザチップと、前記エミッタから射出される光の光路に配置された光学部品と、を有する光源装置の製造方法であっ前記レーザチップの前記エミッタを有しない面と前記レーザチップを収容する支持部材とを固定する工程と、前記支持部材と前記光学部品とを接合し、前記レーザチップを封止する工程と、を有することを特徴とする。
このように製造することで、光学部品をレーザチップから射出される光の光路上に位置決めして固定する工程と、レーザチップを封止する工程とを同時に行うことができる。これにより、光源装置の製造における工程数を削減し、生産性を向上させることができる。
したがって、本発明の光源装置の製造方法によれば、レーザチップが封止され、レーザチップと光学部品との相対位置関係が精密に位置合わされた光源装置を、容易かつ低コストに製造することができる。
【００１７】
また、本発明の光源装置の製造方法は、前記レーザチップの前記エミッタを有しない面と前記レーザチップを収容する支持部材とを固定する工程に先立ち、前記支持部材に収容部を形成する工程と、前記レーザチップを前記収容部に収容する工程と、前記レーザチップの前記エミッタが形成された面にスペーサを配置する工程と、を含み、前記支持部材と前記光学部品とを接合し、前記レーザチップを封止する工程に先立ち、前記支持部材の前記光学部品との接合面にシール材を配置する工程と、前記光学部品の前記レーザチップに対向する面に形成された嵌合部に前記スペーサまたは前記レーザチップを嵌合させる工程と、を含むことを特徴とする。
このように製造することで、レーザチップは支持部材の収容部に収容され、支持部材と光学部品とによって外部環境から隔離される。また、レーザチップのエミッタが形成された面と、光学部品との間隔がスペーサによって精密に規定される。また、嵌合部に前記スペーサまたは前記レーザチップを嵌合させることで、光学部品とレーザチップとの相対位置関係が精密に位置合わせされる。
【００１８】
また、本発明の光源装置の製造方法は、前記収容部を形成する工程において、前記支持部材の前記レーザチップとの接合面から前記光学部品との接合面までの高さが、前記支持部材の前記レーザチップとの接合面から前記スペーサの前記光学部品に対向する面までの高さよりも小さくなるように形成し、前記レーザチップを封止する工程において、前記光学部品を前記スペーサに押圧した状態で前記光学部品を前記支持部材に接合し、前記光学部品と前記レーザチップとの間隔を前記スペーサによって規定することを特徴とする。
このように製造することで、支持部材に光学部品を接合する際に、スペーサの高さによってレーザチップと光学部品との間隔が規定され、レーザチップの発光面と光学部品のレーザチップに対向する面との間隔を一定にすることができる。また、スペーサの高さを精密に規定しておくことで、支持部材に光学部品を接合する際に、レーザチップの発光面と光学部品のレーザチップに対向する面との間隔を精密に規定することができる。
【００１９】
また、本発明の光源装置の製造方法は、前記レーザチップに前記支持部材を固定する工程において、前記スペーサとして機能する発光面支持部材を前記レーザチップの前記発光面に対向させて配置し、前記発光面支持部材と、前記レーザチップと、前記支持部材とを、一括して接合することを特徴とする。
このように製造することで、発光面支持部材と支持部材のレーザチップへの接合時の温度等の条件を同等にして、レーザチップの反りを防止することができる。また、発光面支持部材と支持部材をそれぞれ個別に半導体レーザチップに接合する場合と比較して、工程数を減少させ、生産性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明のプロジェクタは、上述の光源装置と、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、前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射装置と、を備える。
また、本発明のモニター装置は、上述の光源装置と、前記光源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。
このようなプロジェクタおよびモニター装置は、上述の光源装置を備えているので、プロジェクタおよびモニター装置のレーザ出力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。
（光源装置）
図１に示すように、本実施形態の光源装置１００は、光源として半導体レーザチップ１を備えている。半導体レーザチップ１は、レーザ光Ｌ１を射出する複数のエミッタ２を備えている。半導体レーザチップ１は、図２に示すように、平面視矩形状に形成されている。エミッタ２は半導体レーザチップ１の発光面３の長手方向にアレイ状に配列されている。半導体レーザチップ１は、例えば、ＧａＡｓ等の材料を用いて形成されている。
【００２２】
半導体レーザチップ１の発光面３とは反対側の底面４は、図１に示すように、接合材５を介して支持部材１０に固定されている。
ここで、支持部材１０は、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＡｌＳｉＣ等のセラミック材料、Ｃｕ−Ｗ、Ｃｕ−Ｍｏ、ＢｅＯ等のコンポジット材料、または、カーボン（Ｃ）、グラファイト、ダイヤモンド等の炭素系材料等の熱伝導率が大きな材料により形成されている。
また、接合材５としては、例えば、Ｉｎ、Ｐｂ，Ｓｎ等の低融点材料を単独で用いることができる。また、例えば、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、ＩｎＡｇ、ＩｎＳｎ、ＰｂＳｎ、ＳｎＢｉ、ＡｎＡｇＣｕ等の合金状の低融点材料を用いてもよい。
【００２３】
支持部材１０は、光源装置１００のレーザ光ＬＺの射出方向に沿って延設された板状のベース部１１を備えている。ベース部１１の表面には、波長変換素子２０と外部共振器３０とが、半導体レーザチップ１側から光源装置１００のレーザ光ＬＺの射出方向に順に配置されている。波長変換素子２０は、ベース部１１に固定された光学部品保持部材２１によって、レーザ光Ｌ１（ＬＺ）の光路上に配置されている。また、ベース部１１の表面１１ａには、枠状の枠部１２が形成されている。
枠部１２は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、半導体レーザチップ１を囲繞するように形成され、この枠部１２とベース部１１とによって、半導体レーザチップ１を収容する収容部１３が形成されている。
【００２４】
収容部１３内のベース部１１の表面１１ａには、配線層１４および電極部１５が形成されている。配線層１４および電極部１５は、コンタクトホール１６，１７を介してベース部１１の内部に形成された配線層１８に接続されている。配線層１４，１８および電極部１５は、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ等の導電性材料によって形成されている。
ベース部１１内部に形成された配線層１８の一部は、ベース部１１の表面１１ａから段差状に一段低く形成された部分に露出され、配線接続部１８ａが形成されている。配線層１８は、配線接続部１８ａにおいて半導体レーザチップ１を駆動する駆動回路や、半導体レーザチップ１に電力を供給する電源供給回路等を備えた回路基板（図示省略）に接続されている。
【００２５】
収容部１３内の配線層１４上には、半導体レーザチップ１の側面６に沿うように形成されたガイド壁１９が固定されている。ガイド壁１９は、平面視矩形状の半導体レーザチップ１の外形に対応した矩形の枠状に形成され、半導体レーザチップ１の各辺に沿って、半導体レーザチップ１を取り囲むように形成されている。収容部１３内におけるガイド壁１９の形成位置は、半導体レーザチップ１と光学部品、あるいは、後述の波長変換素子２０、外部共振器３０との光学的設計位置の関係から決定される。ガイド壁１９の内側の配線層１４上には、上述の接合材５が配置されている。配線層１４は、この接合材５を介して半導体レーザチップ１の底面４に形成された端子（図示省略）に電気的に接続されている。
【００２６】
ガイド壁１９の内側には半導体レーザチップ１が配置され、半導体レーザチップ１の底面４は接合材５を介してベース部１１に固定されている。半導体レーザチップ１の発光面３には端子１ａが設けられている。半導体レーザチップ１の端子１ａはワイヤ７を介してベース部１１の表面１１ａの電極部１５に接続されている。半導体レーザチップ１の発光面３の端子およびエミッタ２の形成領域を除く領域には、発光面支持部材４０が接合材４５を介して固定されている。
【００２７】
発光面支持部材４０は、図２および図３（ａ）に示すように、半導体レーザチップ１のエミッタ２の配列方向に沿って延設され、全てのエミッタ２に亘る長さＬに形成されている。発光面支持部材４０のエミッタ２に対応する位置には、エミッタ２の形状に対応する開口部４１が形成されている。発光面支持部材４０は、図２に示すように、開口部４１および外縁４２を半導体レーザチップ１のエミッタ２および外縁８にそれぞれ位置合わせすることで、半導体レーザチップ１上に精密に位置決めされて固定されている。
【００２８】
枠部１２上には、図１に示すように、半導体レーザチップ１から射出されるレーザ光Ｌ１の光路を変換する光学部品として、選択反射膜５１を備えたプリズム５０が配置されている。選択反射膜５１は、例えば、誘電体多層膜によって構成され、特定の波長を透過させ、それ以外の波長を反射させるように構成されている。
プリズム５０は、半導体レーザチップ１の発光面３に対向する底面５２が枠部１２の接合面１２ａにシール材６０を介して固定され、半導体レーザチップ１が収容された収容部１３を封止している。
【００２９】
プリズム５０の底面５２には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、嵌合部５３が形成されている。
プリズム５０の底面５２における嵌合部５３の形成位置は、半導体レーザチップ１とプリズム５０との光学的設計位置の関係から決定される。
嵌合部５３は、プリズム５０の底面５２に線状に連続して形成された凸部５４によって形成されている。凸部５４は底面視で枠状に連結され、発光面支持部材４０の外縁４２の形状に対応した矩形状に形成されている。嵌合部５３の各辺は、嵌合部５３に発光面支持部材４０が嵌合した際に、図２に示す発光面支持部材４０の各辺４２ａ〜４２ｄと、図４（ａ）に示すプリズム５０の底面５２の各辺５２ａ〜５２ｄがそれぞれ平行になるように精密に形成されている。
【００３０】
嵌合部５３には、図１に示すように、発光面支持部材４０の一部が嵌合している。発光面支持部材４０は、半導体レーザチップ１の発光面３とプリズム５０の底面５２との間隔Ｓを規定するスペーサとして機能するように、高さＨ（図３（ｂ）参照）が所定の値に精密に規定されている。
ここで、発光面支持部材４０および枠部１２は、図３（ｂ）に示すように、ベース部１１の表面１１ａから枠部１２のプリズム５０との接合面１２ａまでの高さＨ１が、ベース部１１の表面１１ａから発光面支持部材４０のプリズム５０に対向する上面４３までの高さＨ２よりも小さくなるように形成されている。
【００３１】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図１に示すように、配線接続部１８ａから配線層１８，１４、電極部１５、ワイヤ７等を介して半導体レーザチップ１の端子１ａに電流を供給すると、半導体レーザチップ１の複数のエミッタ２からレーザ光Ｌ１が射出される。エミッタ２から射出されたレーザ光Ｌ１は、プリズム５０の底面５２からプリズム５０に入射する。
【００３２】
このとき、プリズム５０は、嵌合部５３に発光面支持部材４０が嵌合した状態で、枠部１２に固定されている。ここで、発光面支持部材４０は、上述のように、半導体レーザチップ１に対して精密に位置決めされて固定されている。また、嵌合部５３は、発光面支持部材４０が嵌合したときに、発光面支持部材４０の各辺４２ａ〜４２ｄと、プリズム５０の底面５２の各辺５２ａ〜５２ｄがそれぞれ平行になるように精密に形成されている。このため、プリズム５０は、半導体レーザチップ１の発光面３に平行な方向に対して、精密に位置合わせされた状態で支持部材１０に固定されている。また、嵌合部５３に嵌合した発光面支持部材４０によって、プリズム５０と半導体レーザチップ１との相対的な位置のずれが防止される。
【００３３】
また、発光面支持部材４０は、上述のように高さＨが所定の値に精密に規定されている。さらに、ベース部１１の表面１１ａからの高さＨ１、Ｈ２が、枠部１２のプリズム５０との接合面１２ａまでの高さＨ１よりも、発光面支持部材４０の上面４３までの高さＨ２の方が大きくなるように形成されている。このため、プリズム５０は、枠部１２には直接接することなく、発光面支持部材４０に当接している。これにより、半導体レーザチップ１とプリズム５０との間隔Ｓは、スペーサとして機能する発光面支持部材４０によって精密に規定されている。
【００３４】
したがって、複数のエミッタ２から射出されたレーザ光Ｌ１は、互いに平行に射出され、プリズム５０の底面５２に略垂直に入射する。そして、複数のエミッタ２から射出されたレーザ光Ｌ１は、図１に示すように、プリズム５０の反射面５５に均一に入射する。
プリズム５０の反射面５５に均一に入射したレーザ光Ｌ１は、光源装置１００のレーザ光ＬＺの射出方向に均一に反射される。プリズム５０の反射面５５によって反射されたレーザ光Ｌ１は、選択反射膜５１を透過して波長変換素子２０に入射する。
【００３５】
波長変換素子２０に入射したレーザ光Ｌ１の一部は、波長変換素子２０を透過する際に所定の波長のレーザ光Ｌ２に変換され、外部共振器３０を透過して光源装置のレーザ光ＬＺとして外部に射出される。
波長変換素子２０を透過する際に所定の波長に変換されなかったレーザ光Ｌ１は、外部共振器３０によって反射され、再び波長変換素子２０に入射する。再び波長変換素子２０に入射したレーザ光Ｌ１の一部は、波長変換素子２０を透過する際に所定の波長のレーザ光Ｌ２に変換され、選択反射膜５１によって反射される。選択反射膜５１によって反射された所定の波長のレーザ光Ｌ２は、プリズム５０の反射面５５によって反射され、波長変換素子２０を透過することなく、光源装置１００のレーザ光ＬＺとして外部に射出される。
【００３６】
外部共振器３０によって反射され、再び波長変換素子２０を透過する際に、所定の波長に変換されなかったレーザ光Ｌ１は、選択反射膜５１を透過する。選択反射膜５１を透過したレーザ光Ｌ１は、プリズム５０の反射面５５によって反射され、エミッタ２に入射する。エミッタ２に入射したレーザ光Ｌ１は、エミッタ２において反射され、エミッタ２から新たに射出されるレーザ光Ｌ１とともに、プリズム５０の底面５２に入射する。
これを繰り返すことにより、レーザ光Ｌ１は外部共振器３０とエミッタ２の間で共振して増強され、最終的に所定の波長のレーザ光Ｌ２に変換されて光源装置１００のレーザ光ＬＺとして外部に射出される。
【００３７】
ここで、本実施形態の光源装置１００によれば、上述のように半導体レーザチップ１とプリズム５０との相対位置関係を精密に位置合わせし、複数のエミッタ２からレーザ光Ｌ１を互いに平行に射出させ、プリズム５０の反射面５５に均一に入射させることができる。したがって、レーザ光Ｌ１を外部共振器３０とエミッタ２との間で確実に共振させ、レーザ出力の低下を防止し、レーザ光源装置１００のレーザ光ＬＺの出力を向上させることができる。
【００３８】
また、半導体レーザチップ１は、プリズム５０とシール材６０によって封止された収容部１３内に収容され、外部環境から隔離されている。これにより、半導体レーザチップ１が埃や空気中の水分等、外部環境の影響により劣化することが防止される。
また、半導体レーザチップ１を支持部材１０とプリズム５０とによって封止する為、半導体レーザチップ１を封止するための封止部材等を用いる必要がない。したがって、従来の光源装置と比較して部品点数を削減し、光源装置１００の構造を簡略化することができる。
以上説明したように、本発明の光源装置１００によれば、半導体レーザチップ１の性能の劣化を防止しつつ、半導体レーザチップ１とプリズム５０との相対位置関係を精密に位置合わせして、光源装置１００のレーザ光ＬＺの出力を向上させることができる。
【００３９】
（光源装置の製造方法）
次に、本実施形態の光源装置１００の製造方法について説明する。
図１に示すように、まず、配線層１４，１８、電極部１５および収容部１３を備えた支持部材１０を形成する。支持部材１０は、例えば、未焼成セラミックのグリーンシートを複数用いて形成する。
ベース部１１は、例えば、表面に配線層１８を形成した第一のグリーンシートと、表面に配線層１４および電極部１５を形成し、グリーンシートを貫通するコンタクトホール１６，１７に導電性材料を充填させた第二のグリーンシートとを積層させ、これらを焼成することにより一体化して形成する。
【００４０】
枠部１２は、例えば、打ち抜き型やパンチングマシーンにより枠状に成型したグリーンシートの単層、または複数積層させたものを用いて形成する。まず、これら枠状に成型されたグリーンシートを、ベース部１１を構成する第二のグリーンシート上に積層する。そして、枠状のグリーンシートを、ベース部１１を構成する上述の第一のグリーンシートおよび第二のグリーンシートと同時に焼成する。これにより、ベース部１１と枠部１２を一体的に形成することができる。また、ベース部１１上に、枠部１２と同様に、ガイド壁１９を形成する。
【００４１】
ここで、図３（ｂ）に示すように、ベース部１１の表面１１ａから枠部１２のプリズム５０との接合面１２ａまでの高さＨ１は、ベース部１１の表面１１ａから半導体レーザチップ１に固定される発光面支持部材４０の上面４３までの高さＨ２を予め想定して決定する。
具体的には、ベース部１１の表面１１ａから枠部１２のプリズム５０との接合面１２ａまでの高さＨ１が、ベース部１１の表面１１ａから発光面支持部材４０の上面４３までの高さＨ２よりも小さくなるように形成する。
【００４２】
次に、半導体レーザチップ１を収容部１３に収容し、半導体レーザチップ１の側面６をガイド壁１９に沿わせて、半導体レーザチップ１をガイド壁１９の内側のベース部１１の表面１１ａに配置する。ここで、ガイド壁１９によって囲まれた領域には、シート状に成型された接合材５を予め配置しておく。これにより、半導体レーザチップ１は、ガイド壁１９によってベース部１１の表面１１ａに精密に位置決めされた状態で配置される。
【００４３】
次いで、半導体レーザチップ１の発光面３側に発光面支持部材４０を配置する。ここで、図３（ｂ）に示すように、発光面支持部材４０の半導体レーザチップ１に対向する底面４４には、発光面支持部材４０の形状に対応してシート状に成型された接合材４５を予め貼付しておく。発光面支持部材４０は、図２に示すように、開口部４１および外縁４２を半導体レーザチップ１のエミッタ２および外縁８に、それぞれ精密に位置合わせした状態で配置する。
【００４４】
次に、発光面支持部材４０と、半導体レーザチップ１と、支持部材１０とを、治具等により挟み込み、接合材５，４５を加熱することで溶融させ、発光面支持部材４０と、半導体レーザチップ１と、支持部材１０とを、一括して接合する。
これにより、発光面支持部材４０と支持部材１０の半導体レーザチップ１への接合時の温度等の条件を同等にして、半導体レーザチップ１の反りを防止することができる。また、発光面支持部材４０と支持部材１０をそれぞれ個別に半導体レーザチップ１に接合する場合と比較して、工程数を減少させ、生産性を向上させることができる。
【００４５】
次に、図１に示すように、プリズム５０の底面５２に形成された嵌合部５３に、半導体レーザチップ１に固定された発光面支持部材４０を嵌合させる。このとき、図３（ｂ）に示すように、枠部１２のプリズム５０との接合面１２ａに、予めシール材６０を配置しておく。シール材６０の高さは、ベース部１１の表面１１ａからシール材６０の上部までの高さＨ３が、ベース部１１の表面１１ａから発光面支持部材４０の上面４３までの高さＨ２と等しいか、やや大きくなるように配置する。
これにより、発光面支持部材４０をプリズム５０の嵌合部５３に嵌合させて位置決めする工程と同時に、プリズム５０をシール材６０によって枠部１２に接合し、収容部１３内の半導体レーザチップ１を封止することができる。
また、半導体レーザチップ１の発光面３と、プリズム５０の底面５２との間隔Ｓが発光面支持部材４０の高さＨによって精密に規定される。また、嵌合部５３に発光面支持部材４０を嵌合させることで、プリズム５０と半導体レーザチップ１との相対位置関係が精密に位置合わせされる。
【００４６】
また、上述のようにプリズム５０を枠部１２に接合する際には、プリズム５０を発光面支持部材４０に押圧した状態で接合する。
これにより、シール材６０の高さＨ３が、発光面支持部材４０の高さＨ２と等しい高さまで圧縮され、シール材６０がプリズム５０と枠部１２との間に隙間なく充填された状態で、プリズム５０と枠部１２とを接合することができる。また、枠部１２の高さＨ１およびシール材６０の高さＨ３に関係なく、プリズム５０と半導体レーザチップ１との間隔Ｓを発光面支持部材４０の高さＨによって規定することができる。
【００４７】
次に、ベース部１１の表面１１ａに、波長変換素子２０および外部共振器３０を、半導体レーザチップ１側から光源装置１００のレーザ光ＬＺの射出方向に順に固定する。
まず、光学部品保持部材２１上に波長変換素子２０を精密に位置決めした状態で、接着剤等により固定する。次いで、ベース部材１１上に光学部品保持部材２１と一体に形成した波長変換素子２０を、プリズム５０に対して精密に位置合わせし、接着剤等により固定する。次いで、光源装置１００のレーザ光ＬＺの射出方向に、外部共振器３０をプリズム５０および波長変換素子２０に対して精密に位置合わせし、ベース部材１１上に接着剤等により固定する。
以上により、図１に示すような光源装置１００を製造することができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の光源装置１００の製造方法によれば、支持部材１０の枠部１２にプリズム５０を接合する際に、スペーサとして機能する発光面支持部材４０の高さＨによって半導体レーザチップ１とプリズム５０との間隔Ｓが規定され、半導体レーザチップ１の発光面３とプリズム５０の底面５２とを平行にすることができる。
また、発光面支持部材４０の高さＨを精密に規定しておくことで、支持部材１０の枠部１２にプリズム５０を接合する際に、半導体レーザチップ１の発光面３とプリズム５０の底面５２との間隔Ｓを精密に規定することができる。
【００４９】
また、プリズム５０を半導体レーザチップ１から射出されるレーザ光Ｌ１の光路上に位置決めする工程と、プリズム５０を固定する工程と、半導体レーザチップ１を封止する工程とを同時に行うことができる。これにより、光源装置１００の製造における工程数を削減し、生産性を向上させることができる。したがって、半導体レーザチップ１が封止され、半導体レーザチップ１とプリズム５０との相対位置関係が精密に位置合わされた光源装置１００を、容易かつ低コストに製造することができる。
【００５０】
（変形例１）
次に、本実施形態の光源装置１００の変形例について、図５を用いて説明する。本変形例の光源装置１０１では、上述の光源装置１００と、光学部品５０Ａの構成、半導体レーザチップ１と波長変換素子２０および外部共振器３０との相対位置関係等が異なっている。その他の点は上述の光源装置１００と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５１】
図５に示すように、本変形例の光源装置１０１は、半導体レーザチップ１のレーザ光Ｌ１の射出方向と、光源装置１０１のレーザ光ＬＺの射出方向が一致したタワー型の構成を採用している。
支持部材１０Ａは、断面形状が略Ｌ字形状に形成されたベース部１１Ａと、ベース部１１Ａの表面１１ａに枠状に形成された枠部１２によって形成されている。枠部１２上には上述のプリズム５０と同様の選択反射膜５１を備えた光学部品５０Ａが固定されている。
【００５２】
光学部品５０Ａは、例えば、ガラス等の透明材料からなる透明基板５６を備えている。透明基板５６の底面５６ａには、上述のプリズム５０と同様の嵌合部５３が形成されている。透明基板５６の上面５６ｂには、枠状のフレーム５７が形成されている。フレーム５７は、例えば、樹脂材料や金属材料等により形成されている。
選択反射膜５１は、断面Ｖ字形状に構成されたフレーム５７に固定された透明板５８の表面に形成されている。選択反射膜５１はレーザ光Ｌ１の光路に対して精密に位置決めされ、レーザ光Ｌ１の射出方向に対して所定の角度を有して固定されている。また、選択反射膜５１に所定の角度を有して対向する透明板５８の表面には、反射膜５９が形成されている。
【００５３】
次に、本変形例の光源装置１０１の作用について説明する。
上述の光源装置１００と同様に、半導体レーザチップ１のエミッタ２から射出されたレーザ光Ｌ１は光学部品５０Ａの透明基板５６の底面５６ａから光学部品５０Ａに入射する。
このとき、光学部品５０Ａは、上述のプリズム５０と同様に、嵌合部５３に発光面支持部材４０が嵌合した状態で、枠部１２に固定されている。
【００５４】
したがって、本変形例の光源装置１０１によれば、上述の光源装置１００と同様の効果を得ることができる。加えて、光学部品５０Ａを薄い透明基板５６と軽量のフレーム５７によって形成することができるので、プリズム５０を用いる場合と比較して、光源装置１０１を軽量化することができる。
【００５５】
（変形例２）
次に、本実施形態の光源装置１００の別の変形例について、図１および図５を援用して説明する。本変形例の光源装置は、上述の光源装置１００，１０１と、発光面支持部材４０が透明材料によって形成され、発光面支持部材４０に開口部４１が形成されていない点で異なっている。その他の点は上述の光源装置１００，１０１と同様であるので、説明は省略する。
【００５６】
本変形例では、図１および図５に示す光源装置１００，１０１において、例えば、プリズム５０および透明基板５６と同一の透明材料によって形成され、開口部４１が形成されていない発光面支持部材４０を用いる。また、半導体レーザチップ１と発光面支持部材４０とを接合する接合材４５は、例えば、プリズム５０および透明基板５６がプラスチック材料である場合には、エポキシ系、アクリル系の接着剤を用いる。また、上述の光源装置１００，１０１と同様に開口部が形成されたシート状の接合材４５を用いることもできる。
【００５７】
本変形例によれば、上述の光源装置１００，１０１と同様の効果が得られるだけでなく、エミッタ２から射出されたレーザ光Ｌ１を発光面支持部材４０に透過させてプリズム５０に入射させることができる。したがって、透明材料をエミッタ２から射出されるレーザ光Ｌ１の光路上に配置することが可能となり、レーザ光Ｌ１が発光面支持部材４０の開口部４１の空気層を透過することによるレーザ光Ｌ１の減衰を防止することができる。
また、発光面支持部材４０に開口部４１を形成する必要が無いので、発光面支持部材４０の製造工程を簡略化し、光源装置１００，１０１の生産性を向上させることができる。
【００５８】
また、本変形例の光源装置の製造方法においては、発光面支持部材４０と支持部材１０はそれぞれ個別に半導体レーザチップ１に接合することが好ましい。これにより、発光面支持部材４０とその他の材料の熱膨張係数の差異による半導体レーザチップ１の反りを防止することができる。
また、半導体レーザチップ１と発光面支持部材４０の接合材４５として、半導体レーザチップ１の発光面３に、接着剤をスクリーン印刷法やディスペンス法により塗布してもよい。これにより、接合材の塗布領域を精密に管理することができる。
【００５９】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図１、図２および図４を援用し、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）〜図７（ｃ）を用いて説明する。本実施形態では、上述の第一実施形態で説明した光源装置１００と、発光面支持部材４０Ａに、第一隔壁４６ａ、第二隔壁４６ｂ、配線層４７およびスペーサ７０等が形成されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６０】
本実施形態の光源装置２００は、図１に示す第一実施形態の光源装置１００と同様に、半導体レーザチップ１と、支持部材１０と、波長変換素子２０と、外部共振器３０と、発光面支持部材４０Ａと、プリズム５０とを備えている。半導体レーザチップ１およびプリズム５０は、図２および図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様に形成されている。
【００６１】
発光面支持部材４０Ａは、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、半導体レーザチップ１の発光面３の略全面を覆うように、半導体レーザチップ１の発光面３に接合材４５を介して固定されている。
発光面支持部材４０Ａのプリズムに対向する上面４３には、スペーサ７０が固定されている。スペーサ７０は、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、断面が矩形の柱状に分割され、上面４３上に複数設けられている。スペーサ７０は、開口部４１側の側面７１を内側としたときに、外側の側面７２がプリズム５０の嵌合部５３の内縁に沿うように形成され、嵌合部５３の形状に対応して配置されている。
【００６２】
図６（ｂ）に示すように、スペーサ７０は、ベース部１１の表面１１ａからスペーサ７０のプリズムに対向する上面７３までの高さＨ２よりも、枠部１２のプリズム５０との接合面１２ａまでの高さＨ１のほうが小さくなるように形成されている。
図７（ｂ）に示すように、各スペーサ７０の高さＨ４は、プリズム５０と半導体レーザチップ１との間隔Ｓ（図１参照）を精密に規定するように、精密に規定されている。
プリズム５０は、これらのスペーサ７０が嵌合部５３に嵌合した状態で、図１に示すように、枠部１２にシール材６０を介して固定されている。
【００６３】
発光面支持部材４０Ａの底面４４には、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、第一隔壁４６ａおよび第二隔壁４６ｂが設けられている。第一隔壁４６ａは開口部４１の周縁部に、開口部４１を取り囲んでリング状に形成されている。第二隔壁４６ｂは、発光面支持部材４０Ａの外縁４２に沿って矩形の枠状に形成されている。第二隔壁４６ｂの高さＨ６は第一隔壁４６ａの高さＨ５よりもやや低くなるように形成されている。
【００６４】
発光面支持部材４０Ａの底面４４の第一隔壁４６ａおよび第二隔壁４６ｂによって囲まれた領域には、配線層４７が形成されている。配線層４７は、上述の第一実施形態の配線層１４，１８と同様の材料によって形成されている。配線層４７は発光面支持部材４０Ａを貫通するコンタクトホール４８を介して、発光面支持部材４０Ａの上面４３に形成された電極部４９に接続されている。また、配線層４７と半導体レーザチップ１の発光面３との間には、図６（ｂ）に示すように、接合材４５が配置されている。
【００６５】
電極部４９は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ベース部１１の表面１１ａの電極部１５にワイヤ７を介して接続されている。また、発光面支持部材４０Ａの配線層４７は、接合材４５を介して半導体レーザチップ１の発光面３の端子１ａに接続されている。すなわち、半導体レーザチップ１の発光面３の端子１ａは、発光面支持部材４０Ａの配線層４７および電極部４９によって、発光面支持部材４０Ａの上面４３に引き出された状態となっている。
【００６６】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図１に示すように、配線接続部１８ａから配線層１４，１８を介して半導体レーザチップ１の端子１ａに電流を供給すると、半導体レーザチップ１の複数のエミッタ２からレーザ光Ｌ１が射出される。エミッタ２から射出されたレーザ光Ｌ１は、プリズム５０の底面５２からプリズム５０に入射する。
【００６７】
このとき、プリズム５０は、嵌合部５３に発光面支持部材４０Ａに固定されたスペーサ７０が嵌合した状態で、枠部１２に固定されている。ここで、スペーサ７０は、開口部４１側の側面７１を内側としたときに、外側の側面７２がプリズム５０の嵌合部５３の内縁に沿うように形成されている。また、第一実施形態と同様に、発光面支持部材４０Ａは半導体レーザチップ１に対して精密に位置決めされて固定され、嵌合部５３は、発光面支持部材４０Ａに固定されたスペーサ７０が嵌合したときに、発光面支持部材４０Ａの各辺と、プリズム５０の底面５２の各辺が平行になるように精密に形成されている。このため、プリズム５０は、半導体レーザチップ１の発光面３に平行な方向に対して、半導体レーザチップ１に精密に位置合わせされた状態で固定されている。
また、嵌合部５３に嵌合したスペーサ７０によって、プリズム５０と半導体レーザチップ１との相対的な位置のずれが防止される。
【００６８】
また、スペーサ７０は、上述のように高さＨ４が所定の値に精密に規定されている。さらに、ベース部１１の表面１１ａからの高さＨ１，Ｈ２が、枠部１２のプリズム５０との接合面１２ａまでの高さＨ１よりも、スペーサ７０の上面７３までの高さＨ２の方が大きくなるように形成されている。このため、プリズム５０は、枠部１２には直接接することなく、スペーサ７０に当接している。これにより、半導体レーザチップ１とプリズム５０との間隔Ｓ（図１参照）は、スペーサ７０によって精密に規定されている。
【００６９】
したがって、本実施形態の光源装置２００によれば、第一実施形態の光源装置１００と同様の効果を得ることができる。
加えて、発光面支持部材４０Ａの底面４４に、上述のように第一隔壁４６ａおよび第二隔壁４６ｂが形成されているので、接合材４５を溶融させて発光面支持部材４０Ａを半導体レーザチップ１に接合する際に、接合材４５がエミッタ２の形成領域に流出することを防止することができる。したがって、エミッタ２から射出されるレーザ光Ｌ１の出力が低下することを防止することができる。
【００７０】
また、半導体レーザチップ１の発光面３の端子は、発光面支持部材４０Ａの配線層４７および電極部４９によって、発光面支持部材４０Ａの上面４３に引き出された状態となっている。これにより、発光面支持部材４０Ａの配線層４７および電極部４９を介して半導体レーザチップ１の端子を支持部材１０の電極部１５に電気的に接続することができる。そのため、半導体レーザチップ１の端子の形成領域を発光面支持部材４０Ａによって覆うことができる。したがって、半導体レーザチップ１の放熱性を向上させ、半導体レーザチップ１の自己発熱によるレーザ出力特性の変化や劣化を抑えることができ、高品質で長寿命な光源装置２００を得ることができる。
【００７１】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について、図１および図２を援用し、図８および図９を用いて説明する。本実施形態では上述の第一実施形態で説明した光源装置１００と、発光面支持部材４０を用いず、プリズム５０Ｂにスペーサ７０Ａが固定されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７２】
（光源装置）
本実施形態の光源装置３００は、図１に示す第一実施形態の光源装置１００と同様に、半導体レーザチップ１と、支持部材１０と、波長変換素子２０と、外部共振器３０と、プリズム５０Ｂとを備えている。半導体レーザチップ１は、図２に示すように、第一実施形態と同様に形成されている。
プリズム５０Ｂの底面５２には、図８および図９に示すように、円柱状のスペーサ７０Ａが複数固定されている。スペーサ７０Ａは、プリズム５０Ｂの底面５２に接着剤７８を介して固定された枠状の基部７４に固定されている。基部７４の開口部７５は、半導体レーザチップ１のエミッタ２の形成領域に対応して開口されている。
【００７３】
スペーサ７０Ａは、図８に示すように、ベース部１１の表面１１ａから基部７４のプリズム５０Ｂに対向する上面７６までの高さＨ７が、ベース部１１の表面１１ａから枠部１２のプリズム５０Ｂとの接合面１２ａまでの高さＨ１よりも大きくなるように形成されている。また、スペーサ７０Ａは、基部７４の上面７６から半導体レーザチップ１の発光面３に当接する面７７までの高さＨ８が精密に規定されて形成されている。
基部７４には、スペーサ７０Ａと同じく円柱状に形成された複数の凸部８０が固定されている。基部７４における複数の凸部８０の形成位置は、半導体レーザチップ１とプリズム５０Ｂとの光学的設計位置の関係から決定される。
凸部８０は、図９に示すように、半導体レーザチップ１の外形に対応して配置され、図２に示すように、半導体レーザチップ１の各辺８ａ〜８ｄに沿って配置されている。この複数の凸部８０によって囲まれた領域が嵌合部８１となっている。嵌合部８１には、図８に示すように、半導体レーザチップ１の一部が嵌合している。
嵌合部８１は、半導体レーザチップ１が嵌合したときに、半導体レーザチップ１の各辺８ａ〜８ｄと、プリズム５０Ｂの底面５２の各辺５２ａ〜５２ｄがそれぞれ平行になるように精密に形成されている。
【００７４】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図１に示すように、配線接続部１８ａから配線層１４，１８を介して半導体レーザチップ１の端子１ａに電流を供給すると、半導体レーザチップ１の複数のエミッタ２からレーザ光Ｌ１が射出される。エミッタ２から射出されたレーザ光Ｌ１は、プリズム５０Ｂの底面５２からプリズム５０Ｂに入射する。
【００７５】
このとき、プリズム５０Ｂは、嵌合部８１に半導体レーザチップ１の一部が嵌合した状態で、枠部１２に固定されている。ここで、嵌合部８１は、半導体レーザチップ１が嵌合したときに、半導体レーザチップ１の各辺８ａ〜８ｄと、プリズム５０Ｂの底面５２の各辺５２ａ〜５２ｄがそれぞれ平行になるように精密に形成されている。このため、プリズム５０Ｂは、半導体レーザチップ１の発光面３に平行な方向に対して、半導体レーザチップ１に対して精密に位置合わせされた状態で固定されている。
また、嵌合部８１に嵌合した半導体レーザチップ１によって、プリズム５０Ｂと半導体レーザチップ１との相対的な位置のずれが防止される。
【００７６】
また、スペーサ７０Ａは、上述のように高さＨ８が所定の値に精密に規定されている。さらに、ベース部１１の表面１１ａからの高さが、枠部１２のプリズム５０Ｂとの接合面１２ａまでの高さＨ１よりもスペーサ７０Ａの基部７４のプリズム５０Ｂに対向する上面７６までの高さＨ７が大きくなるように形成されている。このため、プリズム５０Ｂは、枠部１２には直接接することなく、スペーサ７０Ａを介して半導体レーザチップ１に当接している。これにより、半導体レーザチップ１とプリズム５０Ｂとの間隔は、スペーサ７０Ａによって精密に規定されている。
【００７７】
したがって、本実施形態の光源装置３００によれば、第一実施形態の光源装置１００と同様の効果を得ることができる。
加えて、発光面支持部材４０を半導体レーザチップ１の発光面３に固定することなく、プリズム５０Ｂの嵌合部８１に半導体レーザチップ１を直接嵌合させて、半導体レーザチップ１をプリズム５０Ｂに対して位置決めすることができる。また、嵌合部８１に半導体レーザチップ１が嵌合することによって、プリズム５０Ｂと半導体レーザチップ１との相対的な位置のずれが防止される。したがって、半導体レーザチップ１をプリズム５０Ｂに対して精密に位置合わせした状態で固定することができる。
【００７８】
また、複数の円柱状の各スペーサ７０Ａ間に空間が形成され、スペーサ７０Ａを一体的に形成した場合と比較して、スペーサ７０Ａの体積を減少させることができる。したがって、スペーサ７０Ａを軽量化し、材料コストを低減することができる。
また、光源装置３００の製造時に、発光面支持部材４０を半導体レーザチップ１に固定する工程を省略することができる。
【００７９】
（光源装置の製造方法）
次に、本実施形態の光源装置３００の製造方法について説明する。本実施形態では上述の第一実施形態で説明した光源装置１００の製造方法と、発光面支持部材４０等を用いず、嵌合部８１に半導体レーザチップ１を直接嵌合させる点で異なっている。その他の工程は第一実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００８０】
プリズム５０Ｂを枠部１２に接合する際には、図８に示すように、プリズム５０Ｂの嵌合部８１に、半導体レーザチップ１を嵌合させる。このとき、図３（ｂ）に示すように、枠部１２のプリズム５０Ｂとの接合面１２ａに、予めシール材６０を配置しておく。シール材６０の高さは、ベース部１１の表面１１ａからシール材６０の上部までの高さＨ３が、図８に示すベース部１１の表面１１ａから基部７４のプリズム５０Ｂに対向する上面７６までの高さＨ７と等しいか、やや大きくなるように配置する。
これにより、半導体レーザチップ１をプリズム５０Ｂの嵌合部８１に嵌合させて位置決めする工程と同時に、プリズム５０Ｂをシール材６０によって枠部１２に接合し、収容部１３内の半導体レーザチップ１を封止することができる。
【００８１】
また、半導体レーザチップ１の発光面３と、プリズム５０Ｂの底面５２との間隔Ｓ（図１参照）が、スペーサ７０Ａの高さＨ８によって精密に規定される。また、嵌合部８１に半導体レーザチップ１を嵌合させることで、プリズム５０Ｂと半導体レーザチップ１との相対位置関係が精密に位置合わせされる。
したがって、本実施形態の製造方法によれば、第一実施形態の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、発光面支持部材４０を用いる必要が無いので、部品点数を削減し、製造工程を容易にし、生産性を向上させることができる。
【００８２】
＜光源装置の応用例＞
以上に述べたような光源装置１００，１０１，２００，３００を画像表示装置やモニター装置に応用することにより、これらの装置におけるレーザの出力を向上させることが可能である。以下、画像表示装置とモニター装置への応用例について説明する。
【００８３】
（応用例１：プロジェクタ）
次に、第一実施形態に係る光源装置１００を応用した画像表示装置の一例として、プロジェクタ３０００の構成について説明する。図１０は、プロジェクタ３０００の光学系の概略を示す模式図である。
図１０において、プロジェクタ３０００は、レーザ光源装置１００、光変調装置としての液晶パネル３２０、偏光板３３１及び３３２、クロスダイクロイックプリズム３４０、投射レンズ３５０などを備えている。なお、液晶パネル３２０と、その光入射側に設けられた偏光板３３１及び光射出側に設けられた偏光板３３２によって液晶ライトバルブ３３０が構成される。
【００８４】
光源装置１００は、赤色レーザ光を射出する赤色光用光源装置１００Ｒと、青色レーザ光を射出する青色光用光源装置１００Ｂと、緑色レーザ光を射出する緑色光用光源装置１００Ｇを備えている。これらの光源装置１００（１００Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、それぞれクロスダイクロイックプリズム３４０の側面三方にそれぞれ対向するように配置されている。図１１では、クロスダイクロイックプリズム３４０を挟んで、赤色光用光源装置１００Ｒと青色光用光源装置１００Ｂとが互いに対向し、投射レンズ３５０と緑色光用光源装置１００Ｇが互いに対向しているが、これらの位置は、適宜入れ替えることが可能である。
【００８５】
液晶パネル３２０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る。各レーザ光源装置１００から射出された色光は、入射側偏光板３３１を介して液晶パネル３２０に入射する。液晶パネル３２０に入射した光は、画像情報に応じて変調されて、液晶パネル３２０から射出される。液晶パネル３２０によって変調された光のうち、特定の直線偏光だけが、射出側偏光板３３２を透過して、クロスダイクロイックプリズム３４０に向かう。
【００８６】
クロスダイクロイックプリズム３４０は、各液晶パネル３２０によって変調された各色光を合成して、カラー画像ＣＩ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３４０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ている。そして、これら４つの直角プリズムの界面には、２種類の誘電体多層膜がＸ字状に設けられている。これら誘電体多層膜は、互いに対向する各液晶パネル３２０から射出された各色光を反射し、投射レンズ３５０に対向する液晶パネル３２０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３２０にて変調された各色光が合成されて、カラー画像ＣＩが形成される。
投射レンズ３５０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。この投射レンズ３５０は、カラー画像ＣＩを拡大投射する。
【００８７】
以上説明したように、プロジェクタ３０００は、第一実施形態において説明した光源装置１００を用いているため、レーザの出力が低下することを防止して十分なレーザの出力を得ることが可能である。
なお、この応用例では、第一実施形態に係る光源装置１００（１００Ｒ，Ｇ，Ｂ）を用いているが、これらのうち一部もしくは全部を、第一実施形態の変形例に係る光源装置１０１、第二実施形態に係る光源装置２００、あるいは第三実施形態に係る光源装置３００に置き換えても良い。
【００８８】
（応用例２：モニター装置）
次に、第一実施形態に係る光源装置１００を応用したモニター装置４０００の構成例について説明する。図１１は、モニター装置の概略を示す模式図である。モニター装置４０００は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを備える。装置本体４１０は、前述した第一実施形態の光源装置１００を備える。
【００８９】
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の入射側には光源装置１００が配設され、その出射側には拡散板４２３が配設されている。光源装置１００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。
【００９０】
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、光源装置１００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。
【００９１】
以上のように構成されたモニター装置４０００によれば、高出力の光源装置１００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。
なお、この応用例では、第一実施形態に係る光源装置１００を用いているが、これらのうち一部もしくは全部を、第一実施形態の変形例に係る光源装置１０１、第二実施形態に係る光源装置２００、あるいは第三実施形態に係る光源装置３００に置き換えても良い。
【００９２】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば上述の応用例では、光変調素子を３つ用いたプロジェクタの例について説明したが、第一および第二実施形態の光源装置は、光変調装置を１つ、２つ、あるいは４つ以上用いたプロジェクタにも適用することができる。また、上述の応用例では、透過型のプロジェクタについて説明したが、第一および第二実施形態の光源装置は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、光変調素子が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、光変調素子が光を反射するタイプであることを意味している。
また、光源装置から射出されたレーザ光をスクリーンに向かってＭＥＭＳミラー等により走査する走査型のプロジェクタにも、この発明の光源装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る光源装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る半導体レーザチップの平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る光源装置の要部拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るプリズムを示す図であり、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う側面断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る光源装置の変形例の全体構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る光源装置の要部拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る発光面支持部材を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る光源装置の要部拡大断面図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係るプリズムの底面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るプロジェクタの概略構成図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るモニター装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  半導体レーザチップ（レーザチップ）、２  エミッタ、３  発光面、４  底面（反対側の面）、５，４５  接合材、１０，１０Ａ  支持部材、１１ａ  表面（接合面）、１２ａ  接合面、１３  収容部、１４，１８，４７  配線層、
４０，４０Ａ  発光面支持部材（スペーサ）、４３  上面（対向する面）、４４  底面（対向する面）、４６ａ  第一隔壁（隔壁）、４６ｂ  第二隔壁（隔壁）、５０，５０Ｂ  プリズム（光学部品）、５０Ａ  光学部品、５１  選択反射膜、５３，８１  嵌合部、５６  透明基板、５７  フレーム、６０  シール材、７０，７０Ａ  スペーサ、７３  上面（対向する面）、１００，１０１，２００，３００  光源装置、３３０  液晶ライトバルブ（光変調素子）、３５０  投射レンズ（投射装置）、３０００  プロジェクタ、４０００  モニター装置、４１１  カメラ（撮像手段）、Ｈ１，Ｈ２  高さ、Ｌ１，ＬＺ  レーザ光（光）、Ｓ  間隔
【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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