JP2015038958A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力の高い半導体レーザ素子を複数最密配置した場合において、十分な放熱性を確保した高品質の光源装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の半導体レーザ装置と、保持部材とを備える光源装置であって、前記半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子が載置された載置体と、該載置体を一方側に偏在させた基体と、前記半導体レーザ素子と電気的に接続され、前記基体の他方側に偏在して該基体から突出する一対の端子を有し、前記保持部材は、少なくとも一対の列状に配列された孔と、前記孔が配列され、他面側における少なくとも一対の凹部によって形成される薄膜部と、該薄膜部に隣接する厚膜部と、を有し、一面側に前記半導体レーザ装置が載置され、かつ前記厚膜部において前記半導体レーザ装置の載置体がそれぞれ配置され、他面側から前記孔を通して前記一対の端子が露出される光源装置。【選択図】図５

Description

本発明は半導体レーザ装置を備える光源装置に関する。

従来から、高輝度の光源を必要とする装置において、放電ランプに代えて、発光ダイオード又はレーザダイオード等を備える光源装置が開発されている。
例えば、プロジェクタ用途として、半導体レーザ素子を複数備える光源装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２）。

特開２０１２−９７６０号公報 特開２０１３−３７２１６号公報

特に、複数の半導体レーザ素子を用いて高輝度の光源とする場合には、半導体レーザ素子が密集して配置するために、それ自体が高温となる。そのために、種々の放熱対策が施されているが、未だ目的とする輝度を実現し、かつ、放熱対策が十分な光源装置が得られていないのが現状である。
このような状況下、輝度及び放熱性の双方が満足される、半導体レーザ素子を用いた光源装置の開発が熱望されている。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、出力の高い半導体レーザ素子を複数最密配置した場合において、十分な放熱性を確保した高品質の光源装置を提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、
半導体レーザ装置と、保持部材とを備える光源装置であって、
前記半導体レーザ装置は、
半導体レーザ素子と、
該半導体レーザ素子が載置された載置体と、
該載置体を一方側に載置させた基体と、
前記半導体レーザ素子と電気的に接続され、前記基体の他方側に載置させて該基体から突出する一対の端子を有し、
前記保持部材は、
他面側において凹部によって形成され、かつ孔を有する薄膜部と、
該薄膜部に隣接する厚膜部と、を有し、
一面側に前記半導体レーザ装置が載置され、かつ前記厚膜部において前記半導体レーザ装置の載置体が配置され、
他面側から前記孔を通して前記一対の端子が露出されることを特徴とするか、あるいは、
複数の半導体レーザ装置と、保持部材とを備える光源装置であって、
前記半導体レーザ装置は、
半導体レーザ素子と、
該半導体レーザ素子が載置された載置体と、
該載置体を一方側に偏在させた基体と、
前記半導体レーザ素子と電気的に接続され、前記基体の他方側に偏在して該基体から突出する一対の端子を有し、
前記保持部材は、
少なくとも一対の列状に配列された孔と、
前記孔が配列され、他面側における少なくとも一対の凹部によって形成される薄膜部と、
該薄膜部に隣接する厚膜部と、を有し、
一面側に前記半導体レーザ装置が載置され、かつ前記厚膜部において前記半導体レーザ装置の載置体がそれぞれ配置され、
他面側から前記孔を通して前記一対の端子が露出されることを特徴とする。

本発明の光源装置に用いられる半導体レーザ装置の一実施形態の平面図である。 図１の半導体レーザ装置の側面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。 図１の半導体レーザ装置の基体の断面図である。 本発明の光源装置の一実施形態を示す一面側斜視図である。 図５の光源装置の他面斜視図である。 図５の光源装置の平面図及び底面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、裏面図（Ｃ）、左右側面図（Ｄ）及び図７ＣのＸ−Ｘ線断面拡大図（Ｅ）である。 本発明の光源装置で用いる配線基板の平面図である。 本発明の光源装置に、配線基板を適用した保持部材の裏面図である。 本発明の光源装置における保持部材の変形例を示す裏面図である。 配線基板を搭載した場合の本発明の光源装置の裏面図である。 本発明の別の実施形態を示す光源装置の平面図及び底面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、裏面図（Ｃ）、断面図（Ｄ）である。

本実施形態に係る光源装置は、単数又は複数の半導体レーザ装置と保持部材とを備える。

〔半導体レーザ装置〕
半導体レーザ装置１００は、図１〜図４に示すように、半導体レーザ素子１０と、半導体レーザ素子１０が載置された載置体３０と、載置体３０を載置した基体４０と、一対の端子５０とを有する。なお、この半導体レーザ装置１００では、図示していないが、基体４０上に搭載された半導体レーザ素子１０等は、半導体レーザ素子１０の光出射側に光取り出し用の窓を有する封止部材（例えば、キャップ状）によって気密封止されている。窓にはコリメートレンズ機能を付加したもの、つまりコリメートレンズと一体化された半導体レーザ装置が好ましい。このような構成によって、半導体レーザ装置から出射される光を、平行光にすることができる。あるいは、半導体レーザ装置は、拡散光を出射するタイプの装置でもよい。

（半導体レーザ素子１０）
半導体レーザ素子１０は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの半導体レーザ素子をも用いることができ、通常、半導体層の積層体に接続されたｐ電極及びｎ電極を備える。
半導体層は、例えば、III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体等、種々の半導体が挙げられる。具体的には、Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物系の半導体材料が挙げられ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等を用いることができる。各層の膜厚及び層構造は、当該分野で公知のものを利用することができる。
ｐ電極及びｎ電極は、活性層に対して同一面側に配置されたものであってもよいし、異なる面側に配置されたものでもよい。

半導体レーザ素子は、マルチモード（横モードマルチ）の半導体レーザ素子を用いることが好ましい。
マルチモードの半導体レーザ素子は比較的高出力であるため、発熱量が大きい。よって、高い放熱性を確保する必要がある。一方、マルチモードの半導体レーザ素子を本発明の光源装置に用いる場合には、後述する保持部材等と関連して、高い放熱性を確保することができるために、高出力を維持して高輝度を確保しながら、長時間安定して使用することができる。

（載置体３０）
載置体３０は、ヒートシンクとも呼ばれるものであり、半導体レーザ素子１０を載置し、半導体レーザ素子１０で生じた熱を放散するために用いられる。
載置体３０は、放熱性に優れた金属材料によって形成されることが好ましい。金属材料としては、銅、銀、金、アルミニウム等が挙げられ、なかでも銅又は銅合金が好ましい。
載置体の大きさ及び形状は特に限定されないが、例えば、半導体レーザ素子よりも平面積が大きいものが好ましい。また、厚みは、半導体レーザ素子の厚みよりも大きい、例えば、５倍程度以上、１０倍程度以上大きいものが好ましい。形状は、例えば、円柱、楕円柱、半円柱、多角形柱（例えば、直方体又は立方体等の四角形柱）等が挙げられる。なかでも、目的とする半導体レーザ装置の大きさを考慮して、デッドスペースを最小限に止めるため、半円柱が好ましい。

半導体レーザ素子の載置体への載置形態は特に限定されるものではなく、当該分野で通常使用される載置形態のいずれでもよい。例えば、半導体レーザ素子の端面発光又は面発光等の光出射方向を考慮して、載置体に対して半導体レーザ素子を水平に又は垂直（例えば、図１〜図３参照）に載置することができる。
載置体に対して、例えば、介在体２０（所謂サブマウント）を介在させて、半導体レーザ素子を載置することが好ましい。半導体レーザ素子は、半田又は銀ペーストを用いて介在体に接着させることが好ましい。介在体２０は、載置体３０の熱伝導率よりも高い材料を用いることが好ましい。半導体レーザ素子１０で生じた熱を効率的に載置体３０に逃がすことができるからである。また、介在体２０は、窒化アルミ、炭化ケイ素、ケイ素、ダイヤモンドなどの絶縁体で構成することにより、半導体レーザ素子１０と載置体３０とを絶縁させることができる。

半導体レーザ素子の載置体での位置は、例えば、載置体を、後述する基体４０上に搭載することを考慮して、一端部に偏在した位置とすることが好ましい。このような配置とすることにより、載置体は、後述する基体に対して接触面積を増大させることができるため、基体への放熱を効果的に実現することができる。

（基体４０）
基体４０は、ステム又はアイレットとも呼ばれるものであり、載置体３０を搭載する。
基体４０を形成する材料は特に限定されるものではなく、一般に、載置体３０よりも放熱性が劣る金属材料が用いられる。金属材料としては、鉄、アルミニウム、真鍮等が挙げられる。基体は、通常、上述したように、気密封止のためのキャップ状等の封止部材を溶接等により接続されるため、熱伝導率が高すぎると熱が拡散し、溶接できない等のためである。

基体の大きさ及び形状は特に限定されないが、例えば、載置体よりも平面積が大きいものが好ましい。また、厚みは、半導体レーザ素子の厚みよりも大きく、適当な強度を確保し得る程度であればよい。形状は、円柱又は多角形柱（例えば、直方体又は立方体等の四角形柱）が挙げられる。なかでも、目的とする半導体レーザ装置の大きさを考慮して、デッドスペースを最小限に止めるため、円柱が好ましい。

基体４０への載置体の搭載形態は、半導体レーザ素子の光の出射方向によって適宜調整することができ、例えば、図１〜図３に示すように、載置体３０を、基体４０の一方側に偏在するように、基体４０上に搭載することが好ましい。ここで「一方側に偏在」とは、基体４０の中心を通る線（以下、中心線）に対して右又は左あるいは上又は下側に配置されていることを意味する。ただし、基体４０の中心を通り、中心線に対して直交する線に対しては、右又は左あるいは上又は下対称に配置されていることが好ましい（図１参照）。偏在の程度は、特に限定されるものではなく、載置体全体が基体の中心線から離間して一方側に配置されることが好ましいが、載置体の中心を通る線が基体の中心線から離間して一方側に配置されていてもよい。

基体は、その表面に載置体を載置して固定されていてもよいし、載置体の一部を埋め込むように固定／接続されていてもよい。そのために、例えば、図４に示すように、基体４０は、載置体３０の搭載面（以下、表面ということがある）４０ｃに載置体３０の形状に応じた凹部４０ａ又は貫通孔を有していることが好ましい。これによって、基体４０と載置体３０との接触面積を増大させることができ、その接続形態が強固なものとなるため、より放熱性の向上を図ることができる。また、載置体３０、ひいては半導体レーザ素子１０を安定的に固定することができる。

基体４０の凹部４０ａの深さは、特に限定されるものではないが、載置体３０との接触面積の確保及び載置体の強固な固定を考慮すると、できる限り深いことが好ましく、例えば、基体４０の厚みの半分以上、７０％以上又は８０％以上とすることが好ましい。一方、基体４０と載置体３０との熱膨張係数の差に起因して凹部４０ａの底面が折れ曲がることがあることを考慮して、９５％以下が好ましい。

基体４０が貫通孔を有している場合、その形状は、肉厚方向全体に渡って同じ形状でもよいが、載置体３０の固定時における気体の逃げ道の確保、載置体３０の固定強度又は突き抜け防止、基体４０と載置体３０との接触面積の確保等を考慮すると、図４に示したように、凹部４０ａの底面に、凹部４０ａよりも小さい（例えば、５〜５０％程度）貫通孔４０ｂが配置されていることが好ましい。貫通孔４０ｂの平面形状は、凹部４０ａの平面形状と一致していてもよいし、円、多角形（四角形等）等のいずれでもよい。貫通孔が凹部の外縁から離間している場合には、載置体の固定時における気体の逃げ道、その時に使用する接続部材が含むボイド等を均一に逃がすことができる。また、載置体からの放熱経路をより均一にすることができる。

基体４０に凹部４０ａ又は貫通部４０ｂを形成する方法は、当該分野で公知の方法、例えば、プレス加工、エッチング、ポンチ加工等が挙げられる。

（端子５０）
半導体レーザ素子に電気的に接続された一対の端子は、図１〜図３に示すように、基体４０の他方側に偏在しており、基体４０の表裏面から突出している。通常、端子５０は、絶縁体を介して基体４０に固定されている。また、端子５０は、ワイヤ６０によって半導体レーザ素子の電極と電気的に接続されている。
ここで「他方側に偏在」とは、上述した「一方側に偏在」とその方向が反対側となる以外同様の意味である。偏在の程度は、特に限定されるものではなく、基体４０の中心線から離間して他方側に配置されていればよく、例えば、中心線と基体の端部との中央又はその近傍に一対の端子双方とも配置されることが好ましい。また、基体４０の中心を通り、中心線に対して直交する線に対しては、右又は左あるいは上又は下対称に配置されていることが好ましい（図１参照）。

〔保持部材〕
保持部材７０は、図５〜図７に示すように、少なくとも一対の列状に配列された孔と、これらの孔が配列され、他面側における少なくとも一対の凹部７２によって形成される薄膜部と、この薄膜部に隣接する厚膜部７３とを有する。保持部材７０は、一面側に半導体レーザ装置１００を載置する。従って、保持部材７０の一面側が光出射面となる。以下、保持部材７０の一面を表面７０ａということがあり、他面を裏面７０ｂということがある。

保持部材は、その表面に複数の半導体レーザ装置を少なくとも一対の列状に配列させている。一列に配列する半導体レーザ装置の数は、例えば、２〜１０個程度、２〜５個程度、４又は５個が好ましい。列の数は、一対（２列）以上であればよく、例えば、２〜４列、２又は３列が挙げられ、２列が好ましい。これら半導体レーザ装置の配列は、規則的に等間隔で行列方向に配置されることが好ましい。
そのために、保持部材は、通常、平面形状（表面の形状）が長尺な四角形又はこれに近い形状であることが好ましい。概形は、長尺な四角形又はこれに近い形状の柱状、つまり、直方体及び／又はこれに近い形状が好ましい。長尺な左右側面（図７Ｄ参照）は、平坦であることが好ましい。このような形状によって、短尺な方向に、複数の保持部材７０、ひいては光源装置２００を積層させることができる。

保持部材７０は、各半導体レーザ装置１００の一対の端子５０を保持部材７０の裏面７０ｂ側に引き出すために、少なくとも一対の列状に配列された孔７１を有する（図７Ｃ及び７Ｅ参照）。この孔は、一対の端子のそれぞれに対応させてもよいが、１つの半導体レーザ装置の一対の端子を一緒に引き出すために１つの孔とすることが好ましい。配列した孔７１は、上述した半導体レーザ装置１００の数、配列数及び配列位置に対応させている。

保持部材７０の他面（裏面７０ｂ）には、上述した孔７１が配列された少なくとも一対の凹部７２を有する（図７Ｃ及び７Ｅ参照）。従って、保持部材７０の裏面７０ｂにおいて、この凹部７２が形成された部位が保持部材７０の薄膜部となる。
凹部７２内において、上述した列状の孔７１を通して、半導体レーザ装置１００の端子５０が引き出される。言い換えると、保持部材７０の裏面７０ｂ側では、薄膜部（つまり、凹部７２内）で、半導体レーザ装置１００の端子５０がそれぞれ露出する。この端子５０は、上述したように、半導体レーザ装置１００の他方側に偏在して配置されている端子５０である。凹部７２内に引き出される端子５０の先端は、保持部材７０の裏面７０ｂよりも内側に配置されることが好ましい（図７Ｅ参照）。このような配置により、意図しない外力に起因する端子のダメージを防止することができる。あるいは、凹部７２内に引き出される端子５０の先端は、保持部材７０の裏面７０ｂよりも外側に配置されていてもよい。このような配置により、外部空間、あるいは外部放熱部との距離が短くなるため、放熱性を高めることができる。
なお、保持部材７０では、薄膜部に隣接して配置される、上述した凹部７２が形成されていない部位が、厚膜部７３となる。なお、本発明における厚膜部と薄膜部は、保持部材の厚み方向（一面側と他面側とが対向する方向）において、厚い部分と薄い部分とをそれぞれ説明するものであって、膜状であることを特定するものではない。

凹部７２／薄膜部と厚膜部７３とは、保持部材７０の裏面７０ｂにおいて、両端部まで延長して交互に配置されており、互いに平行なストライプ状に配置されることが好ましい。
凹部７２（薄膜部）と厚膜部７３との幅は、それぞれ、延長方向（長手方向）において異なる幅であってもよいが、同じ幅であることが好ましい。複数の薄膜部は互いに異なる幅であってもよいが、同じ幅であることが好ましい。複数の厚膜部は互いに異なる幅であってもよいし、一部のみ異なる幅であってもよいし、全部が同じ幅であってもよい。薄膜部と厚膜部とは互いに同じ幅であってもよいが、異なる幅であることが好ましい。例えば、半導体レーザ装置が２列配列されている場合には、保持部材７０の最も外側に配置される厚膜部７３（図７Ｃでは、７３ｂ）の幅は、凹部７２の幅よりも大きいことが好ましい。これにより、後述するようにより一層の放熱効果を発揮させることができる。

保持部材は、熱伝導性の良好な金属材料で形成されていることが好ましく、一体的に形成された金属材料からなることがより好ましい。金属材料としては、銀、銅、金、真鍮、アルミニウム等が挙げられ、なかでも、軽量で安価であることから、アルミニウムが好ましい。一体的に形成されることにより、複数の層を接続するものに比較して、接触熱抵抗を低減させることができ、放熱効果を向上させることができる。また、個々の層を形成する工程及びこれらの層を積層する工程を不要とするために、製造工程の簡略化が図れる。さらに、部品数が少ないために、組立を簡便に行うことができる。また保持部材は、少なくとも半導体レーザ装置と接合する露出部に、好ましくは保持部材の露出部全面に錫、金、パラジウム等のメッキ層がされていてもよい。

保持部材７０は、その表面７０ａ上であって、厚膜部７３において、半導体レーザ装置１００の一方側に偏在した載置体３０がそれぞれ配置するように半導体レーザ装置１００を保持することが好ましい。載置体は、その全底面が厚膜部の上方に配置されていることが好ましいが、大部分が厚膜部に配置されていれている限り、一部が薄膜部に及んでいてもよい。ここでの一部とは、５０％未満、４０％以下、３０％以下、２０％以下が挙げられる。
このような配置によって、半導体レーザ素子で発生した熱が、まず、半導体レーザ装置内の載置体、基体を通して放散され、保持部材の厚膜部への接触を通してさらに保持部材に放散される。これによって、上述した保持部材の材料及び形状（厚み）によって、より一層の放熱効果が得られる。特に、載置体が、保持部材上であっても、薄膜部に配置されるものに比べて、大きな放熱効果が発揮される。

このような効果は、上述した半導体レーザ装置のように、載置体が一方に偏在しかつ端子が他方に偏在することに拠るものである。
言い換えると、半導体レーザ装置において端子が偏在するために、このような半導体レーザ装置を保持部材に一対の列状に配列する場合、図７Ｃに示すように、互いの列で、端子５０を、偏在させた長さに相当する距離だけ、保持部材７０の中央に近接させて配置させることができる。これによって、列間距離を小さくすることができ、特に短尺方向に、光源装置をより小型化させることができる。あるいは、光源装置の大きさを変化させずに、厚膜部７３ｂの幅を大きくすることができる。加えて、載置体が偏在するために、互いの列で、載置体を、偏在させた長さに相当する距離だけ遠ざけて配置させることができ、これによって、保持部材の外側に配置させることができる。そのために、特に熱が生じる／溜まる部材である載置体を互いに離間させ、外部空間、あるいは外部放熱部とより大きな接触面積で接触させることができる。その結果、光源装置の放熱性をより一層向上させることが可能となる。

このようなことから、図７Ａ及び７Ｃに示すように、保持部材７０の厚膜部の幅、特に、載置体３０が配置される厚膜部７３ｂの幅は、凹部７２である薄膜部の幅よりも大きいことが好ましい。ここでの幅の差は特に限定されるものではなく、半導体レーザ装置のサイズ、端子及び載置体の偏在程度、保持部材のサイズ、光源装置のサイズ等によって適宜調整することができる。例えば、１から３０％程度、１５％〜２５％程度が挙げられる。

保持部材７０は、上述したように、その表面に半導体レーザ装置１００を配列させるために、半導体レーザ装置１００の外形に沿った複数の開口７４（図５、７Ｂ、７Ｅ参照）が表面に形成されていることが好ましい。従って、このような開口７４は、半導体レーザ装置１００の配列に応じて、行列状に規則的に配置される。開口７４は、半導体レーザ装置１００の平面形状に対応するが、それよりも若干大きいものが好ましい。また、開口７４の深さは、半導体レーザ装置１００の端子５０以外の高さよりも浅くてもよいし、同じでもよいし、それよりも若干深いものでもよい。あるいは保持部材７０は、半導体レーザ装置１００、保持部材７０の一面と面一に又はその外側に配置される程度の厚みとしてもよい。これにより、光源装置のより小型化を実現することができる。

このような形状及び大きさとすることにより、半導体レーザ装置を保持部材に載置する場合に、押圧又は圧入を行う必要がなく、これらに起因するダメージを回避することができる。また、固定のために用いる固定／接続部材の配置空間を適度に確保することができるために、効率的かつ効果的に半導体レーザ装置を保持部材に固定／接続することができる。さらに、半導体レーザ素子の発熱による半導体レーザ装置を構成する各部材が熱膨張した場合の膨張を補償することができ、半導体レーザ装置の位置ずれ、レーザ光の光軸のずれ等を防止することができる。加えて、半導体レーザ装置の周辺を適度に保持部材で取り囲むことができるために、発生した熱をより一層、保持部材に対して効果的に逃がすことができる。保持部材に半導体レーザ装置を固定する場合、圧入でもよいし、接着剤又は低融点半田等を用いることができる。低融点半田を用いる場合、具体的には、半導体レーザ素子と介在体とを接続させる半田又は銀ペーストよりも低融点の材料を選択することが好ましい。
また、開口を若干深い深さとすることにより、半導体レーザ装置を、保持部材の表面と面一に又一面より内側に配置させることができる。これによって、半導体レーザ装置が保持部材から突出することなく、意図しない外力から保護することができる。その結果、出射されるレーザ光の光軸のずれ等を効果的に防止することができる。

保持部材が表面に開口を有する場合、図７Ｅに示すように、上述した孔７１は、開口７４内に配置されることが好ましい。そのために、孔７１は、開口７４の底面を貫通することになり、孔７１は、開口７４と凹部７２とを連結することになる。

保持部材は、上述したように、凹部が形成された裏面外の外表面（特に、側面又は表面）に突起を有していることが好ましい。このような突起によって、放熱性をより一層高めることができる。

保持部材７０は、厚膜部７３の端部に貫通孔７５（図５、図７Ｂ等参照）を備える。この場合の貫通孔７５は、光源装置２００を外部又は放熱部材等に固定する場合に用いるものであり、通常、ねじ等を挿入する及び／又は位置合わせを行うために利用される。このような貫通孔を備えることにより、光源装置を縦横に並列／積層した状態で固定することが可能となる。特に、上述したように、その側面が平坦であれば、短尺方向に複数の光源装置を積み重ねることができる。
貫通孔は、ザグリ穴とすることが好ましい。これにより、ねじの頭部を保持部材の内部に隠すことができる。また、ザグリ穴により保持部材の表面積を増大させて、放熱性を向上させることができる。ザグリを設ける場合、ねじの頭部が保持部材の最表面より内部に隠れていることが好ましく、たとえば保持部材の側面が切り欠かれたザグリとすることができる。

保持部材７０は、上述したように複数の半導体レーザ装置の載置用のみならず、図１２に示すように、単一の半導体レーザ装置の載置用の保持部材７７であってもよい。
つまり、保持部材７７は、他面側（裏面７７ｂ）に１本の凹部７２を形成することによって形成され、孔７１を１つ有する薄膜部と、この薄膜部に両側で隣接する厚膜部７３とを有する以外は、実質的に上述した保持部材７０と同様の構成を有し、実質的に同様の効果を奏する。

〔光源装置の使用〕
光源装置２００は、保持部材７０の裏面７０ｂの凹部７２内に露出した半導体レーザ装置１００の端子５０が、例えば、図８Ａ〜８Ｃに示すような、配線基板９３、９０、９０ａによって電気的に接続され、種々の用途、例えば、プロジェクタ等の高輝度を必要とする装置に使用することができる。

ここでの配線基板としては、例えば、コネクタ９１を備え、端子５０に対応した位置に孔９２を有するものであり、一列ごとに半導体レーザ装置を直列接続するための配線（図示せず）が施されたリジッド又はフレキシブル基板を用いてもよいし（図８Ａ参照）、複数列に配列する半導体レーザ装置の全部を直列接続するための配線（図示せず）が形成されたリジッド又はフレキシブル基板を用いてもよい（図８Ｂ、図８Ｃ参照）。

配線基板９０、９０ａ、９３の全部又は一部は、保持部材７０の凹部７２に収まるような形状、厚み及び大きさであることが好ましい。配線基板９０、９０ａ、９３の全部が保持部材７０の凹部７２に収まる場合には、保持部材７０の裏面７０ｂ全体を外部又は放熱部材等に接触させて、一層の放熱効率を向上させることができる。

例えば、図９Ａに示したように、保持部材７０の凹部７２に、２つの配線基板９３をそれぞれ収め、１列に配列された４個の半導体レーザ装置を直列接続するものが例示される。この場合、いずれか１つの半導体レーザ装置に不具合が生じて回路がオープン状態となっても、これを含む列と異なる列の半導体レーザ装置を駆動させることが可能となる。
また、図９Ｂ、図１１Ａ及び図１１Ｂに示したように、保持部材７０、８０、８１の凹部７２に、２本の凹部７２に収まる形状に加工された配線基板９０、９０ａによって、２列に配列された８個の半導体レーザ装置を直列接続するものが例示される。この場合、駆動回路を１つとすることができるため、小型化を図ることができる。

また、図１０Ａに示したように、保持部材８０の一方の凹部７２から他の凹部７２に跨る溝８６を保持部材８０の端部付近に設け、図１１Ａに示したように、その溝８６内に配線基板９０を収めてもよい。あるいは、図１０Ｂに示したように、保持部材８１において、一方の凹部８２から他の凹部８２に跨る溝８７をコの字の形態で設け、図１１Ｂに示したように、その溝８７内に配線基板９０を収めてもよい。
これにより、配線基板９０、９０ａの保持部材８０、８１の裏面からの突出を回避することができる。
この場合の溝８６、８７は、例えば、貫通孔７５が形成されている場合には、その内側に設けることが好ましい。配線をより短く形成するためである。

本発明の光源装置は、プロジェクタ、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。

１０ 半導体レーザ素子
２０ 介在体
３０ 載置体
４０ 基体
４０ａ 凹部
４０ｂ 貫通孔
４０ｃ 表面
４０ｄ 裏面
５０ 端子
６０ ワイヤ
７０、７７、８０、８１ 保持部材
７０ａ、７７ａ 表面
７０ｂ、７７ｂ 裏面
７１ 孔
７２、８２ 凹部（薄膜部）
７３、７３ａ、７３ｂ、８３ａ、８３ｂ 厚膜部
７４ 開口
７５ 貫通孔
８６、８７ 溝
９０、９０ａ、９３ 配線基板
９１ コネクタ
９２ 孔
１００ 半導体レーザ装置
２００ 光源装置

Claims (11)

1. 半導体レーザ装置と、保持部材とを備える光源装置であって、
   前記半導体レーザ装置は、
   半導体レーザ素子と、
   該半導体レーザ素子が載置された載置体と、
   該載置体を一方側に載置させた基体と、
   前記半導体レーザ素子と電気的に接続され、前記基体の他方側に載置させて該基体から突出する一対の端子を有し、
   前記保持部材は、
   他面側において凹部によって形成され、かつ孔を有する薄膜部と、
   該薄膜部に隣接する厚膜部と、を有し、
   一面側に前記半導体レーザ装置が載置され、かつ前記厚膜部において前記半導体レーザ装置の載置体が配置され、
   他面側から前記孔を通して前記一対の端子が露出される光源装置。
2. 複数の半導体レーザ装置と、保持部材とを備える光源装置であって、
   前記半導体レーザ装置は、
   半導体レーザ素子と、
   該半導体レーザ素子が載置された載置体と、
   該載置体を一方側に偏在させた基体と、
   前記半導体レーザ素子と電気的に接続され、前記基体の他方側に偏在して該基体から突出する一対の端子を有し、
   前記保持部材は、
   少なくとも一対の列状に配列された孔と、
   前記孔が配列され、他面側における少なくとも一対の凹部によって形成される薄膜部と、
   該薄膜部に隣接する厚膜部と、を有し、
   一面側に前記半導体レーザ装置が載置され、かつ前記厚膜部において前記半導体レーザ装置の載置体がそれぞれ配置され、
   他面側から前記孔を通して前記一対の端子が露出される光源装置。
3. 前記載置体が配置された前記保持部材の厚膜部の幅が、前記薄膜部の幅よりも大きい請求項１に記載の光源装置。
4. 前記保持部材が、一体的に形成された金属からなる請求項１又は２に記載の光源装置。
5. 前記半導体レーザ装置が、前記保持部材の一面より内側に配置されており、前記端子の先端が、前記保持部材の他面よりも内側に配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の光源装置。
6. 前記保持部材が、厚膜部の端部に貫通孔を備える請求項１〜４のいずれか１つに記載の光源装置。
7. 前記半導体レーザ装置は、コリメートレンズと一体化されたレーザ装置である請求項１〜５のいずれか１つに記載の光源装置。
8. 前記半導体レーザ装置は、前記保持部材に低融点半田によって固定されている請求項１〜６のいずれか１つに記載の光源装置。
9. 前記保持部材の孔は、少なくとも一対の列状に配列された孔である請求項１、３〜８のいずれか１つに記載の光源装置。
10. 前記保持部材の凹部は、少なくとも一対形成されている請求項１、３〜９のいずれか１つに記載の光源装置。
11. 前記半導体レーザ装置は複数含まれる請求項１、３〜１０のいずれか１つに記載の光源装置。