CN114766010A

CN114766010A - 光源装置

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Publication number: CN114766010A
Application number: CN202080078936.XA
Authority: CN
Inventors: 杉田知也; 长谷山亮
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2040-07-21
Also published as: WO2021117286A1; JPWO2021117286A1; CN114766010B; US20230335971A1; JP7507356B2

Abstract

涉及具有对从多个半导体激光元件出射的光束进行准直的透镜阵列的光源装置，减小光源装置的光学系统的尺寸。本公开的光源装置(100)具备光源(1)、透光部(2)、光强度变换部(3)以及准直器部(4)。光源(1)具有多个半导体激光元件(1a)。准直器部(4)由第一透镜阵列构成，该第一透镜阵列由多个准直透镜(4a)构成。各个准直透镜(4a)对从单一的半导体激光元件(1a)出射的激光(L)进行准直。光强度变换部(3)由第二透镜阵列构成，该第二透镜阵列由多个透镜阵列(3a)构成。各个透镜阵列(3a)由多个透镜单元(3b)构成，以使得从单一的半导体激光元件(1a)出射的激光光线的光强度分布均匀化。光强度变换部(3)配置于透光部(2)的所述光源(1)侧的主面(2a)。准直器部(4)配置于透光部(2)的与光源(1)侧相反一侧的面(2b)。

Description

光源装置

技术领域

本公开涉及具备对从多个半导体激光元件出射的光束进行准直的透镜阵列的光源装置。

背景技术

以往，作为投影仪(影像投影装置)用的光源，使用高压水银灯等。近年来，为了投影仪的高亮度化、节能应对，一直到目前为止作为主流的高压水银灯等向半导体激光器(激光二极管(Laser Diode)、以后称为LD)的转换正在发展。

使用半导体激光器作为光源的投影仪大致分为使用与红色(R)·绿色(G)·蓝色(B)的三原色对应的多个波长的激光的类型的投影仪和将蓝色激光作为激励光(泵浦光)入射到荧光体并变换为黄色波段的荧光而得到白色光的类型的投影仪。无论在哪种情况下，都通过利用光强度大的激光或荧光光对图像显示部进行照明，并利用投影光学系统等将由图像显示部形成的图像信息放大投影到屏幕上，从而作为明亮的大画面的影像显示装置使用。

通过以光源部的小型化/高亮度化/低价格化为目标的技术创新，例如在专利文献1中提出了并列配置有多个LD芯片的多芯片封装件(扁平封装件)，并被实用化。此外，伴随着这样的产品的登场，为了使从配置于多芯片封装件的各个LD芯片出射的激光成为准直光，与多个LD芯片分别对应地配置有多个透镜的产品被实用化。特别是，提出了将多个透镜一体地形成的被称为所谓的透镜阵列的结构，预计在将来投影仪产品大多采用这种类型的激光光源。

在将这样的多光束的蓝色激光作为激励光入射到荧光体并变换为荧光光而得到白色光的情况下，优选使用透镜等将激光聚光到尽可能小的区域来进行照射。但是，存在产生荧光体的亮度饱和(若提高激励光的强度则因荧光体的温度上升等而导致的发光效率降低)这样的课题、荧光体的寿命降低这样的不良情况。因此，无法过度地提高光强度。特别是一般从LD出射的激光的强度分布成为中心部高且周边部弱的所谓高斯光束轮廓。因此，荧光体的入射面附近的光强度分布具有强弱的分布。在光强度大的部分，从激励光(入射光)向荧光的变换效率饱和或者荧光体燃烧。另一方面，在光强度小的部分，得不到充分的荧光(变换光)，产生成为照度不均的主要原因的不良情况。

另一方面，为了尽可能减小光学系统、投影仪，需要在尽量减小激光照射区域(荧光发光区域)的同时实现高亮度化。因此，如果能够使作为激励光的激光的强度分布尽可能地均匀化，并以不产生亮度饱和的强度均匀地激发照射到荧光发光区域的峰值光强度，则能够将激励光照射区域整体设为高亮度的荧光发光区域。

而且，作为将多光束的激光用作向投影仪的照明光、荧光体的激励光的结构，例如在专利文献2中提出了将被称为蝇眼透镜的透镜单元以二维阵列状排列的光学元件以2片组使用来实现光强度分布的均匀化的结构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-168547号公报

专利文献2：日本特开2009-63619号公报

发明内容

然而，由于需要高精度地对准2片蝇眼透镜间距离、构成蝇眼透镜的多个透镜单元的位置，因此存在用于得到均匀的光强度分布的准直光的光学系统的尺寸变大的问题。

为了解决上述问题，本公开的目的在于，在使从并列配置有多个LD芯片的多芯片封装件光源出射的多个激光成为具有均匀的光强度分布(所谓的顶部平坦光强度分布)的多个准直光的光源装置中，减小光学系统的尺寸。另外，光学系统是指从光源出射的激光在照射对象物之前透射的光学元件的集合体。

为了实现上述目的，本公开所涉及的光源装置具有以下的结构。

即，本公开所涉及的光源装置具备光源和光学元件。光源出射激光。光学元件配置于激光的出射方向。此外，光源具有多个半导体激光元件。多个半导体激光元件分别出射激光。此外，光学元件具有第一面和第二面。第一面具有光强度变换部。此外，激光入射到光强度变换部。在第一面与第二面之间具备透光部。在透光部中，激光透射。第二面具有准直器部。透射了光强度变换部的激光出射到准直器部。此外，光强度变换部具有多个透镜阵列。此外，准直器部具有多个准直透镜。从多个半导体激光元件中的给定的一个出射的激光入射到多个透镜阵列中的给定的一个。入射到给定的一个透镜阵列的激光透射多个准直透镜中的给定的一个而出射。多个透镜阵列分别具有多个透镜单元。激光透射给定的一个透镜阵列所具备的多个透镜单元中的至少两个。透射了至少两个透镜单元的激光的光强度分布变得均匀。激光在透射了给定的一个准直透镜之后具有平行的光束。

根据本公开，能够减小对具有均匀的光强度分布的多个准直光进行出射的光源装置的光学系统的尺寸。

附图说明

图1是示意性地表示本公开的一实施方式所涉及的光源装置的结构图。

图2是以穿过准直透镜的中心的平面剖切该光源装置时的剖视图。

图3是穿过光学元件的中心并且从光学元件的上方观察该光源装置时的俯视图。

图4是在该光源装置中，以穿过一个准直透镜4a的中心的平面剖切的剖视图。

图5A是表示来自半导体激光元件的激光入射到透镜阵列时的与透镜阵列的透镜面相接的平面的激光光斑的大小的图。

图5B是表示与透镜阵列的透镜面相接的平面中的透镜阵列与透镜单元的配置关系的俯视图。

图5C是表示一个透镜单元3b的俯视图。

图6是表示在半导体激光元件、透镜阵列和准直透镜的配置中，从半导体激光元件出射的激光透射了准直透镜之后其光强度分布被均匀化的情形的示意剖视图。

图7是表示从半导体激光元件出射后的激光的远场图案的光强度分布的图。

图8是表示从半导体激光元件进行了出射的激光透射了准直透镜后的光强度分布的图。

图9是表示本公开的变形例所涉及的光源装置的光学元件的一例的俯视图。

图10是表示该光源装置的光学元件的另一例的俯视图。

图11是使用了本公开的光源装置的白色光源的示意图。

具体实施方式

以下，使用附图对本公开的一实施方式所涉及的光源装置进行说明。另外，以下所示的光源装置以及其制造方法只是一例，并不限定于以下的内容。

图1是示意性地表示一实施方式所涉及的光源装置100的结构图。图2是将图1所示的光源装置100在包括穿过准直透镜4a的中心且与x轴平行的II-II线的、与xz平面平行的平面剖切的剖视图。另外，“从上方观察”是指，在与z轴平行且通过光学元件5的中心的直线上，在z的值比光学元件5的哪个位置大的位置、且从远离光学元件5的位置眺望。另外，在图3中，封装件1b的记载由于繁杂而省略。另外，关于x轴、y轴、z轴，在后面叙述。

光源装置100具有光源1和光学元件5。

光源1具有多个半导体激光元件1a和将多个半导体激光元件1a收容并固定于内部的封装件1b。

光学元件5具有透光部2、光强度变换部3和准直器部4。

以下，对构成本公开的一实施方式的光源装置100的各要素及其功能进行说明。

(1)光源1

(1-1)半导体激光元件1a

半导体激光元件1a具有多层构造。该多层构造通过在基板上层叠以氮化镓系的半导体为材料的多个层而形成。

半导体激光元件1a以与构成多层构造的各层的面垂直的方向即层叠方向为x轴而配置在封装件1b之上。

通过对半导体激光元件1a施加给定的电压而使电流流动，从半导体激光元件1a出射激光L。半导体激光元件1a出射的激光的发光波长例如为440～460nm的蓝色波段。此外，半导体激光元件1a的光输出例如为数10mW～数100mW。

通常，激光L以由半导体激光元件1a的端面窗构造的形状引起的扩散角出射。在本实施方式中，以该激光L为单一横模光的情况为例进行说明，但本发明的效果并不限定于此，也可以是为了高输出化而将LD的活性层的宽度设为数10微米左右的宽条纹构造的多横模光。在该情况下，半导体激光元件1a的光输出成为数W以上。

另外，在图2以后的附图中，光轴C表示激光L的光分布的中心轴。

(1-2)封装件1b

封装件1b具有例如长20mm、宽40mm、高15mm的长方体的形状。在包括图1的以后的图编号所涉及的附图中，将封装件1b的横向定义为x轴，将纵向定义为y轴，将高度方向定义为z轴。在本实施方式中，将6个半导体激光元件1a以给定的间隔等间隔地配置。即，6个半导体激光元件1a在x轴方向上配置有3个，在y轴方向上配置有两个。该相邻的两个半导体激光元件1a的间隔为10mm。

封装件1b由作为一般的LD用封装件的氮化铝、铜、实施了镀金的金属材料、钨铜等构成。

(2)光学元件5

光学元件5具有长20mm、宽40mm、厚度3mm的长方体的形状。

(2-1)透光部2

透光部2由光学玻璃构成。透光部2具有与光源1对置的第一面2a和与第一面2a相反一侧的第二面2b。透光部2的厚度、即从第一面2a到第二面2b的距离为3mm。光强度变换部3形成于透光部2的第一面2a。准直器部4形成于透光部2的第二面2b。

(2-2)光强度变换部3

光强度变换部3由配置于透光部2的第一面2a的多个透镜阵列3a构成。各个透镜阵列3a构成为使从单一的半导体激光元件1a出射的激光L(在图2中用虚线表示激光L的光束扩散)的光强度分布均匀化。透镜阵列3a分别是将多个透镜单元3b二维地配置成尽可能接近圆形状的结构。各个透镜阵列3a的大小的直径为8.5mm。此外，相邻的透镜单元3b的间距为150μm。通过调节透镜单元3b的大小、曲率，能够使激光L的光强度分布均匀化。另外，在本实施方式所涉及的光源装置100中，将透镜单元3b的形状设为正六边形，将多个透镜单元3b配置为蜂窝状而构成透镜阵列3a。但是，该透镜单元3b的形状并不限定于正六边形。作为透镜单元3b的其他形状，也可为正多边形例如正三角形、正方形、正五边形、正八边形。此外，作为透镜单元3b的其他形状，并不局限于正多边形，也可以是其他多边形，例如三角形、四边形、五边形、六边形。此外，作为透镜单元3b的形状，能够设为圆形、椭圆形。其中，在透镜单元3b的形状为圆形的情况下，即使在将透镜单元3b密集地配置的情况下，在相邻的透镜单元3b之间也产生非透镜部，激光L中的通过非透镜部的光(不通过透镜单元的光)分量成为阻碍强度分布的均匀化的主要原因。因此，透镜单元的外形优选为能够无间隙地进行二维配置的形状，例如正六边形、正方形、正三角形、长方形。

(2-3)准直器部4

准直器部4由二维地配置有多个准直透镜4a的透镜阵列构成。准直透镜4a构成为分别对透射了单一的透镜阵列3a的激光L进行准直。相邻的准直透镜4a的间距为9.5mm，与半导体激光元件1a的间距相同。准直透镜4a的直径为9mm。另外，在此，准直是指使透射准直透镜4a的光成为平行光。

准直器部4具有6个准直透镜4a。6个准直透镜4a根据6个透镜阵列3a以纵两列、横三列等间隔地配置。

另外，设置有透镜阵列3a的区域包括激光L透射的区域R(参照图1)。透镜阵列3a的外周端设定在比区域R靠外侧。因此，在透光部2的第一面2a，相邻的透镜阵列3a之间成为平坦面，但也可以在该平坦面存在透镜单元3b。换言之，也可以在第一面2a的整个面配置透镜单元3b。在这种情况下，透镜阵列3a包括上述的区域R，形成于比R大的区域。

(3)光源1与光学元件5的配置关系

(3-1)本公开所涉及的光源1与光学元件5的配置关系

以下，对本公开所涉及的光源1与光学元件5的配置关系的详细情况进行说明。

构成光源1的半导体激光元件1a、透镜阵列3a、准直透镜4a一对一地对应配置。此外，构成光源1的半导体激光器的1a的光轴C与z轴平行。此外，准直透镜4a的光轴与z轴平行。此外，穿过透镜阵列3a的中心且与z轴平行的线、准直透镜4a的光轴、光轴C一致。

在图3中，将由包括穿过一个准直透镜4a的中心且与x轴平行的IV-IV线在内的xz平面切开的剖视图示于图4。即，图4是表示半导体激光元件1a、构成光学元件5的透镜阵列3a和一个准直透镜4a的配置关系的剖视图。另外，在图4中，封装件1b的记载由于繁杂而省略。

此外，图5A是表示来自半导体激光元件1a的激光L入射到透镜阵列3a时的、与透镜阵列3a的透镜面相接且与yz平面平行的平面3AP中的激光光斑的大小的俯视图。另外，激光光斑具有椭圆形状。图5B是表示平面3AP中的透镜阵列3a与构成透镜阵列3a的透镜单元3b的配置关系的俯视图。图5C是表示一个透镜单元3b的俯视图。

当设半导体激光元件1a的端面与透镜阵列3a的透镜面之间的距离为D时，D＝10mm。

当设透镜阵列3a的直径为Dmi时，Dmi＝8.5mm。如图5C所示，构成透镜阵列3a的透镜单元3b在俯视时具有正六边形的形状。透镜单元3b的大小由正六边形的对置的2边的间隔Lce定义。在本实施方式中，Lce＝150μm。此外，透镜单元3b的透镜面为球面，其曲率半径为0.7mm。

此外，当设准直透镜4a的直径为Dco时，Dco＝9mm。准直透镜4a的透镜面的曲率半径为球面，其曲率半径为5cm。即，透镜单元3b的曲率比准直透镜4a的曲率大，透镜单元3b的焦点距离比准直透镜4a的焦点距离小。

此外，关于激光1L的扩散角，若将x轴方向设为Θ1，将y轴方向设为Θ2，则关于本实施方式中研究的半导体激光元件1a，Θ1＝23°，Θ2＝8.5°。由此，平面3AP中的激光光斑的大小在x轴方向上为2×Asp＝2×D×tan(Θ1)＝8.49mm，在y轴方向上为2×Bsp＝2×D×tan(Θ2)＝2.99mm。另外，扩散角是表示从光轴C到激光L的光强度成为峰值的1/e²的值(e是自然对数的底，e＝2.718···)的场所为止的光束的扩散的角度(半值)。

另外，如图3所示，透镜阵列3a的外形根据入射的激光光线即可，俯视时透镜阵列3a的外形优选为对应的准直透镜的外形的内侧。

(3-2)考察

另外，在光源装置100中，构成光强度变换部3的透镜阵列3a的主视时的外形尺寸(以下，称为单元尺寸X)成为重要的参数。

从半导体激光元件1a出射的激光L入射到光强度变换部3时的截面形状通常如图5A所示为椭圆形状。将该激光L的长轴侧的扩散角(半值)设为Θ1，将短轴侧的扩散角(半值)设为Θ2，将从半导体激光元件1a的出射端面到光强度变换部3的距离设为D。此时，入射到光强度变换部3的激光光线L的长轴侧尺寸为D×tan(Θ1)，短轴侧尺寸为D×tan(Θ2)。

透镜阵列3a的直径Dmi只要是包括全部从半导体激光元件1a出射的激光L的光斑在内的大小即可，只要是Dmi＞2×D×tan(Θ1)即可。

另一方面，为了使从准直透镜4a出射的光成为平坦的分布，需要使通过了至少两个以上的透镜单元3b的激光光线L重叠于大致相同的空间。即，激光L的光斑需要至少照射多个透镜单元3b。因此，需要X＜0.5×D×tan(Θ2)。

因此，优选一个透镜阵列3a的直径Dmi至少为Dmi≥2×D×tan(Θ1)，并且，一个透镜单元3b的单元尺寸X为X≤0.5×D×tan(Θ2)的关系。

另外，在透镜单元3b为正六边形的情况下，X＝Lce。

实用上，从单一的半导体激光元件1a出射的激光L优选设计为通过3个以上的透镜单元3b，在这种情况下，所希望的位置处的出射光的截面光强度分布以15％以下的偏差被均匀化。根据用途所希望的光强度分布的均匀度，能够进行设计、制作，以使得单元尺寸X与入射光线的短轴侧尺寸的比变大。

另外，透镜阵列3a的直径Dmi只要是包括全部从半导体激光元件1a出射的激光L的光斑在内的大小即可，只要是Dmi＞2×D×tan(Θ1)即可。此外，为了使从准直透镜4a出射的光成为平坦的分布，透镜单元3b的大小需要激光L的光斑至少照射多个透镜单元3b。因此，需要Lce＜0.5×D×tan(Θ2)。

在本实施方式中，由于Dmi＝8.5mm，2×D×tan(Θ1)＝8.49mm，因此满足上述关系式。此外，由于Lce＝150μm＝0.15mm，0.5×D×tan(Θ2)＝0.75mm，因此满足上述关系式。

(4)关于光源装置100的特性

图6是对图4所示的半导体激光元件1a和构成光学元件5的透镜阵列3a和一个准直透镜4a的配置中的、从半导体激光元件1a出射的激光L的光强度分布被均匀化的理论进行说明的示意剖视图。

图6所示的图形A表示与半导体激光元件1a和光强度变换部3之间的x轴平行的线段VII-VII处的激光L的光强度分布(远场图案的x轴方向的光分布)。图6中的图形B表示与出射了准直器部4后的x轴平行的线段VIII-VIII处的激光L的光强度分布。

图7是表示从位置VII-VII处的半导体激光元件1a出射的激光L的远场图案的x轴方向的光强度分布的图。图7所示的光强度分布的图形与图6中的图形A相同。此外，图8是表示从准直透镜4a出射后的位置VIII-VIII处的x轴方向的光强度分布的图。图8所示的光强度分布的图形与图6中的图形B相同。

入射到透镜阵列3a的激光L的光强度分布如图形A所示是高斯分布。入射到透镜阵列3a的激光L被分开入射到多个透镜单元3b。入射到透镜单元3b的激光L在聚光后发散。例如，光强度分布大的光轴C的附近区域的激光L通过透镜单元3b1而向准直透镜4a的大致整体发散。光强度分布小的光束的外周附近区域的激光L通过透镜单元3b2而向准直透镜4a的整体发散。即，从准直透镜4a出射的激光L的光强度分布成为由各个透镜单元3b发散的激光L的重叠的像。其结果，从准直透镜4a出射的激光L的光强度分布如图形B所示那样被均匀化。

本公开中的光源装置100的特征在于，在透光部2的第一面一体地构成光强度变换部3，在透光部的第二面一体地构成准直器部4。在光源装置100中，光强度变换部3配置于透光部2的第一面2a。即，光强度变换部3被配置在从半导体激光元件1a出射的激光L以给定的扩散角扩散的阶段。在该结构中，与对激光L进行准直后进行光强度变换的装置结构相比，能够缩短包括光源1、光强度变换部3以及准直器部4在内的光学系统的光路长度。即，能够减小光源装置100中的光学系统的尺寸。

(5)透光部2的制造方法

此外，使用了这样的光学玻璃的透光部2能够以使用了冲压模具的玻璃模制方法来制作。在冲压模具中，使用已被精密加工的超钢模具。作为超钢模具的材料，例如使用碳化钨。

玻璃模制方法具有模具加工形状的自由度和预成型玻璃材料形状的自由度。其结果，能够实现转印需要大的凹陷量的准直透镜4a以及微细尺寸的透镜阵列3a的冲压模具。另外，在此，凹陷量是指相对于模具加工面的挖掘量。

与在光盘装置等中使用的激光相比，作为投影仪用光源、荧光体的激励光而使用的激光要求的光束品质(像差特性、聚光性能)水平低。因此，透镜的形状精度例如允许5～10μm左右的偏差，还具有能够抑制模具加工中的加工工具、加工工时而以低成本进行模具制作的优点。适合玻璃模制方法的光学玻璃是例如作为小原光学株式会社的产品的BSL7、作为住田光学玻璃株式会社的产品的PBK40等。

另一方面，在超钢模具中，转印透镜阵列3a、准直透镜4a的成形面的加工需要时间。即，加工量与加工成本成比例。即，为了降低模具成本，重要的是减少冲压模具的加工面积。因此，如图1、图2所示，优选相邻的透镜阵列3a之间为平坦面。即，如上所述，通过将光强度变换部3配置在激光L的发散过程中，能够使透镜阵列3a大幅度地小型化。因此，能够削减冲压模具的加工成本。

此外，例如，如果增大透镜单元3b的透镜曲率(减小透镜曲率半径)、或者增大单元尺寸X，则透镜的突出量(通常称为透镜的凹陷量、透镜的深度)变大。在这样的情况下，有时在基于玻璃模制方法的透镜成形工艺中产生不良情况。特别是在预成型玻璃材料的形成光强度变换部3的面为大致平坦面的情况下，用于转印透镜阵列3a的冲压模具的单元边界(棱线)与预成型玻璃材料之间的空间接近封闭空间。由此，容易发生在转印部分未充分地填充玻璃的被称为“空气积存”的现象。透镜单元3b的凹陷量越大，该现象越显著。但是，确认到在凹陷量大致小于15微米的情况下，能够通过适当地选择温度、压力等工艺条件而几乎不产生的成形。因此，为了确保高量产性和成品率，优选透镜单元3b中的凹陷量为15微米以下。此外，通过减小凹陷量，还具有能够减少模具加工所涉及的工时、模具制作费用的优点。此外，还由于凹陷量较小，因此能够减小透镜单元3b的边界(棱线)处的光的透射损失，能够提高从半导体激光元件1a出射的激光L的利用效率。

(5)变形例

另外，构成光源1的半导体激光元件1a的数量并不限定于上述的6个。此外，关于多个半导体激光元件1a的配置，也不限定于上述的列数。即，构成光源1的半导体激光元件1a为多个，其配置为一维或二维地排列配置。此外，透镜阵列3a、准直透镜4a也根据半导体激光元件1a的配置而适当配置。

例如，如图9所示，也可以将准直透镜4a以纵3个、横3个等间隔地配置。此外，如图10所示，多个准直透镜4a中的相邻的3个也可以配置为正三角形状。此外，除了图9、图10所示的配置以外，也可以是长方形的排列、五边形、六边形等多边形的配置。此外，也可以是圆、椭圆状的配置。

另外，在图9、图10中，为了避免繁杂，省略了透镜阵列3a的记载。

(6)其他结构

另外，在上述一个实施方式中，将相邻的透镜单元3b的间距设为150μm，但并不局限于该值，也可以设为50μm以上且500μm以下。

此外，在上述一个实施方式中，相邻的准直透镜4a的间距为9.5mm，但并不局限于该值，也可以为2mm以上且10mm以下。

此外，在上述一个实施方式中，透光部2的厚度为3mm，但并不局限于该值，也可以为1mm以上且5mm以下。

此外，在图2中，说明了在半导体激光元件1a的激光L的出射方向上配置了透光部2的结构，但也可以在半导体激光元件1a与透光部2之间配置棱镜反射镜等偏转元件，使光路为非直线。

(6)白色光源

关于使用本公开的光源装置的白色光源，在图11中示出其概略。

在图11中，在光源装置100的上方配置有荧光体层6。荧光体层6例如在内部包括YAG荧光体。该光源装置通过向荧光体层6照射来自光源装置100的光，能够从荧光体层6得到白色光。

另外，作为荧光体层6中包括的荧光体，除了YAG以外还有SIALON荧光体等。

此外，在上述一个实施方式中，作为半导体激光元件1a，使用了发出蓝色发光的半导体激光器，但并不局限于此，也可以是发出紫外光的半导体激光器。

另外，透射了荧光体层6的激光L中的未被变换为荧光光的成分在荧光体层6内由于漫反射等而相位紊乱，相干性降低。因此，减少了光源装置100的斑点噪声。

此外，通过使配置于封装件1b的多个半导体激光元件1a的各自的发光波长稍微不同，从而能够减少光源装置100的斑点噪声。

(7)实施方式

以下，对本公开的实施方式进行说明。

本公开的第一实施方式所涉及的光源装置100具备光源1和光学元件5。光源1出射激光L。光学元件5配置于激光L的出射方向。此外，光源1具有多个半导体激光元件1a。多个半导体激光元件1a分别出射激光L。此外，光学元件5具有第一面2a和第二面2b。第一面2a具有光强度变换部3。此外，激光L入射到光强度变换部3。在第一面2a与第二面2b之间具备透光部2。在透光部2中，激光L透射。第二面2b具有准直器部4。透射了光强度变换部3的激光L出射到准直器部4。此外，光强度变换部3具有多个透镜阵列3a。此外，准直器部4具有多个准直透镜4a。从多个半导体激光元件1a中的给定的一个出射的激光L入射到多个透镜阵列3a中的给定的一个。入射到给定的一个透镜阵列3a的激光L透射多个准直透镜4a中的给定的一个而出射。多个透镜阵列3a分别具有多个透镜单元3b。激光L透射给定的一个透镜阵列3a所具备的多个透镜单元3b中的至少两个。透射了至少两个透镜单元3b的激光L的光强度分布变得均匀。激光L具有在透射了给定的一个准直透镜4a之后平行的光束。

本公开的第二实施方式所涉及的光源装置100在第一实施方式中，给定的半导体激光元件1a、给定的透镜阵列3a和给定的准直透镜4a配置在激光L的光轴C上。

本公开的第三实施方式所涉及的光源装置100在第一方式中，在从上表面观察光学元件5时，透镜阵列3a的外形位于比准直透镜4a的外形更靠内侧的位置。

本公开的第四实施方式所涉及的光源装置100在第一方式中，透镜单元3b的凹陷量为15μm以下。

如以上说明的那样，本公开的光源装置100能够在一个小的封装件1b配置多个光源而减小光学系统。

产业上的可利用性

本公开具有提供以少的部件件数使强度分布均匀化的多个准直激光的效果，在要求小型且高的光利用效率的光学系统的激光投影仪用途、激光照明用途中是有效的。

-符号说明-

100 光源装置

1 光源

1a 半导体激光元件

1b 封装件

2 透光部

2a 第一面

2b 第二面

3 光强度变换部

3a 透镜阵列

3b、3b1、3b2 透镜单元

4 准直器部

4a 准直透镜

5 光学元件

6 荧光体层。

Claims

1.一种光源装置，其特征在于，具备：

光源，出射激光；以及

光学元件，配置于所述激光的出射方向，

所述光源具有出射所述激光的多个半导体激光元件，

所述光学元件具有第一面和第二面，

在所述第一面具有所述激光入射的光强度变换部，

在所述第一面与所述第二面之间具有使所述激光透射的透光部，

在所述第二面具有对透射了所述光强度变换部的所述激光进行出射的准直器部，

所述光强度变换部具有多个透镜阵列，

所述准直器部具有多个准直透镜，

从所述多个半导体激光元件中的给定的一个半导体激光元件出射的所述激光入射到所述多个所述透镜阵列中的给定的一个透镜阵列，并且入射到所述给定的一个所述透镜阵列的所述激光透射所述多个准直透镜中的给定的一个准直透镜而出射，

所述多个透镜阵列中的每个透镜阵列具有多个透镜单元，

所述激光透射所述给定的一个所述透镜阵列所具备的所述多个所述透镜单元中的至少两个透镜单元，并且透射了所述至少两个所述透镜单元的所述激光的光强度分布变得均匀，

所述激光在透射了所述给定的一个所述准直透镜之后具有平行的光束。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述给定的所述激光元件、所述给定的所述透镜阵列以及所述给定的所述准直透镜配置在所述激光的光轴上。

3.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

在从上表面观察所述光学元件时，所述透镜阵列的外形位于比所述准直透镜的外形靠内侧的位置。

4.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述透镜单元的凹陷量为15μm以下。