JP2017212390A - Light-source device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置、およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector.
基板上に配置された半導体レーザー素子から射出されたレーザー光を反射する反射部材を備え、半導体レーザー素子から射出される方向と異なる方向にレーザー光を射出する光源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、誘電体材料による反射膜によってレーザー光を反射する反射部材が記載されている。 A light source device that includes a reflecting member that reflects laser light emitted from a semiconductor laser element disposed on a substrate and emits laser light in a direction different from the direction emitted from the semiconductor laser element has been proposed (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 describes a reflecting member that reflects laser light with a reflecting film made of a dielectric material.
しかし、上記のような誘電体材料による反射膜は、所定の入射角で入射する光を反射するように設計することは容易であるものの、入射角が異なる複数の光を反射させるように設計することは困難である。そのため、レーザー光のように所定角度で拡がる光を反射する場合、誘電体材料による反射膜では光を十分に反射できない場合があった。また、誘電体材料による反射膜は、反射する光の波長に応じて設計されるため、入射するレーザー光の波長が所定の波長から変化すると、レーザー光に対する反射率が低下して、反射できないレーザー光が増加する問題があった。 However, the reflection film made of the dielectric material as described above is designed so as to reflect a plurality of lights having different incident angles although it is easy to design to reflect the light incident at a predetermined incident angle. It is difficult. For this reason, when light that spreads at a predetermined angle, such as laser light, is reflected, the reflection film made of a dielectric material may not be able to sufficiently reflect the light. In addition, since the reflective film made of a dielectric material is designed according to the wavelength of the reflected light, if the wavelength of the incident laser light changes from a predetermined wavelength, the reflectance with respect to the laser light decreases, and the laser cannot be reflected. There was a problem that light increased.
このように、誘電体材料による反射膜では、レーザー光の反射が不十分となり、半導体レーザー素子から射出されるレーザー光のうち光源装置から射出されるレーザー光の割合が低下する場合があった。これにより、光源装置の光利用効率が低下する問題があった。 As described above, in the reflective film made of a dielectric material, the reflection of the laser light becomes insufficient, and the ratio of the laser light emitted from the light source device in the laser light emitted from the semiconductor laser element may decrease. As a result, there is a problem that the light use efficiency of the light source device is lowered.
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、光利用効率が低下することを抑制できる構造を有する光源装置、およびそのような光源装置を備えるプロジェクターを提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a light source device having a structure capable of suppressing a decrease in light use efficiency, and a projector including such a light source device. One.
本発明の光源装置の一つの態様は、第1の面を有するベース基板と、前記第1の面に配置され、前記第1の面に沿った第1方向にレーザー光を射出する半導体レーザー素子と、前記半導体レーザー素子から射出されるレーザー光が入射する入射面、および前記入射面から入射したレーザー光の少なくとも一部を反射する反射面を有するプリズムと、を備え、前記反射面は、自然対数の底をeとしたとき、前記入射面から前記プリズムに入射したレーザー光のうち、光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光を全反射するように配置されていることを特徴とする。 One aspect of the light source device of the present invention includes a base substrate having a first surface and a semiconductor laser element that is disposed on the first surface and emits laser light in a first direction along the first surface. And an incident surface on which laser light emitted from the semiconductor laser element is incident, and a prism having a reflective surface that reflects at least part of the laser light incident from the incident surface, the reflective surface being a natural surface When the base of the logarithm is e, the laser light that is incident on the prism from the incident surface is arranged so as to totally reflect the laser light whose light intensity is 1 / e 2 or more of the central intensity. Features.
本発明の光源装置の一つの態様によれば、反射面の傾斜角度を設計することのみで、容易に放射角が異なる複数のレーザー光を反射させることができる。また、反射面による全反射条件は、レーザー光の波長によっては、ほぼ変化することなく、レーザー光の波長が所定の波長から変化した場合であっても反射面の反射率が低下することを抑制できる。これにより、半導体レーザー素子から射出されたレーザー光のうち反射されない光を低減でき、光源装置の光利用効率が低下することを抑制できる。 According to one aspect of the light source device of the present invention, it is possible to easily reflect a plurality of laser beams having different emission angles only by designing the inclination angle of the reflecting surface. In addition, the total reflection condition by the reflecting surface does not substantially change depending on the wavelength of the laser beam, and even when the wavelength of the laser beam changes from a predetermined wavelength, the reflectance of the reflecting surface is prevented from decreasing. it can. Thereby, the light which is not reflected among the laser lights inject | emitted from the semiconductor laser element can be reduced, and it can suppress that the light utilization efficiency of a light source device falls.
前記反射面によって全反射された後に前記プリズムから射出されたレーザー光の進行方向を変化させる光学部材をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、プリズムから射出されるレーザー光の進行方向を所望の方向にできない場合であっても、光学部材によって光源装置から射出されるレーザー光の進行方向を所望の方向にすることができる。
It is good also as a structure further equipped with the optical member which changes the advancing direction of the laser beam inject | emitted from the said prism after being totally reflected by the said reflective surface.
According to this configuration, even when the traveling direction of the laser light emitted from the prism cannot be a desired direction, the traveling direction of the laser light emitted from the light source device by the optical member can be set to a desired direction. it can.
複数の前記半導体レーザー素子と、前記第1の面に接合され、前記半導体レーザー素子を囲む枠状の接合フレームと、前記半導体レーザー素子と対向し、前記接合フレームに固定された透光性部材と、をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、光源装置の光利用効率が低下することを抑制できる効果をより大きく得られる。
A plurality of the semiconductor laser elements; a frame-shaped bonding frame that is bonded to the first surface and surrounds the semiconductor laser element; and a translucent member that faces the semiconductor laser element and is fixed to the bonding frame. It is good also as a structure further provided.
According to this structure, the effect which can suppress that the light utilization efficiency of a light source device falls can be acquired more largely.
前記半導体レーザー素子は、第1の半導体レーザー素子と、第2の半導体レーザー素子と、を含み、前記プリズムは、前記第1の半導体レーザー素子から射出されるレーザー光が入射する第1のプリズムと、前記第2の半導体レーザー素子から射出されるレーザー光が入射する第2のプリズムと、を含み、前記第1のプリズムと前記第2のプリズムとは、前記透光性部材と一体に形成され、前記第1の半導体レーザー素子と前記第2の半導体レーザー素子とは、互いに逆向きにレーザー光を射出し、前記第1のプリズムの前記入射面と前記第2のプリズムの前記入射面とは互いに対向する、または、前記第1のプリズムの前記反射面と前記第2のプリズムの前記反射面とは互いに対向する構成としてもよい。
この構成において、反射面に反射膜を設ける場合、光源装置の製造の手間およびコストが増大する場合がある。これに対して、本発明の光源装置の一つの態様によれば、反射面をレーザー光が全反射されるように配置するため、反射膜を形成する必要がない。これにより、光源装置の製造の手間およびコストが増大することを抑制できる。
The semiconductor laser element includes a first semiconductor laser element and a second semiconductor laser element, and the prism includes a first prism on which laser light emitted from the first semiconductor laser element is incident. A second prism on which laser light emitted from the second semiconductor laser element is incident, and the first prism and the second prism are formed integrally with the light-transmissive member. The first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element emit laser beams in opposite directions, and the incident surface of the first prism and the incident surface of the second prism are The reflective surface of the first prism and the reflective surface of the second prism may be opposed to each other.
In this configuration, when a reflective film is provided on the reflective surface, the labor and cost of manufacturing the light source device may increase. On the other hand, according to one aspect of the light source device of the present invention, since the reflecting surface is arranged so that the laser beam is totally reflected, it is not necessary to form a reflecting film. Thereby, it can suppress that the effort and cost of manufacture of a light source device increase.
前記ベース基板と前記接合フレームと前記透光性部材とによって、前記半導体レーザー素子が収納され、封止された収納空間が設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、半導体レーザー素子が劣化することを抑制できる。
The base substrate, the joining frame, and the translucent member may house the semiconductor laser element and provide a sealed housing space.
According to this structure, it can suppress that a semiconductor laser element deteriorates.
本発明のプロジェクターの一つの態様は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。 One aspect of the projector of the present invention includes the above light source device, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device, and a projection optical system that projects light modulated by the light modulation device. It is characterized by providing.
本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、光源装置において光利用効率が低下することを抑制できるため、光学特性に優れたプロジェクターが得られる。 According to one aspect of the projector of the present invention, it is possible to suppress a decrease in light utilization efficiency in the light source device, and thus a projector having excellent optical characteristics can be obtained.
前記光源装置から射出された光によって励起され、蛍光光を射出する波長変換素子をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、光源装置から射出された光を蛍光光に変換できる。
It is good also as a structure further provided with the wavelength conversion element which is excited by the light inject | emitted from the said light source device, and inject | emits fluorescence light.
According to this configuration, the light emitted from the light source device can be converted into fluorescent light.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る光源装置、およびプロジェクターについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。 Hereinafter, a light source device and a projector according to an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. In the following drawings, the scale and number of each structure may be different from the scale and number of the actual structure in order to make each configuration easy to understand.
<第1実施形態>
図1は、本実施形態のプロジェクター1000の光学系を示す図である。プロジェクター1000は、図1に示すように、照明装置100と、色分離導光光学系200と、液晶光変調装置(光変調装置)400Rと、液晶光変調装置(光変調装置)400Gと、液晶光変調装置(光変調装置)400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投射光学系600と、を備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical system of a
照明装置100は、光源装置10と、集光光学系20と、波長変換素子30と、コリメート光学系60と、第1レンズアレイ120と、第2レンズアレイ130と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150と、を備える。
The
光源装置10は、波長変換素子30の励起光として青色光B(発光強度のピーク:約445nm)を射出する。光源装置10については、後段において詳述する。
The
集光光学系20は、第1レンズ21および第2レンズ22を備える。集光光学系20は、光源装置10から波長変換素子30までの光路中に配置され、全体として青色光Bを略集光した状態で後述する蛍光体層42に入射させる。第1レンズ21および第2レンズ22は、凸レンズで構成される。
The condensing
波長変換素子30は、モーター50と、円板40と、蛍光体層42と、ダイクロイック膜44と、を備える。円板40は、モーター50により回転可能である。円板40は、青色光Bを透過させる材料からなる。円板40の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。
The
蛍光体層42は、円板40上に円板40の周方向に沿って設けられている。蛍光体層42は、波長が約445nmの青色光によって励起され、赤色光と緑色光とからなる蛍光光を射出する。蛍光体層42は、例えば、YAG系蛍光体である(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceを含有する層からなる。
The
ダイクロイック膜44は、蛍光体層42と円板40との間に設けられている。ダイクロイック膜44は、青色光Bを透過させ、蛍光体層42から射出される蛍光光を反射する。
The
光源装置10からの青色光Bは、円板40側から蛍光体層42に入射する。本実施形態において蛍光体層42は、光源装置10からの青色光Bの一部を赤色光Rおよび緑色光Gからなる蛍光光に変換し、かつ、青色光Bの残りの一部を変換せずに通過させる。これにより、波長変換素子30は、赤色光Rと緑色光Gと青色光Bとを含む光を、光源装置10から射出された青色光Bが入射する側とは反対の側に向けて射出する。
The blue light B from the
コリメート光学系60は、第1レンズ62と第2レンズ64とを備え、波長変換素子30からの光を略平行化する。第1レンズ62および第2レンズ64は、凸レンズからなる。
The collimating
第1レンズアレイ120は、コリメート光学系60からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する。複数の第1小レンズ122は、照明光軸100axと直交する面内にマトリクス状に配列されている。
The
第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する。第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の各第1小レンズ122の像を各液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域の近傍に結像させる。複数の第2小レンズ132は照明光軸100axに直交する面内にマトリクス状に配列されている。
The
偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束を、直線偏光に変換する。偏光変換素子140は、波長変換素子30からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに、他方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板と、を有している。
The
重畳レンズ150は、偏光変換素子140からの各部分光束を集光して各液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域の近傍に重畳させる。第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130および重畳レンズ150は、画像形成領域において、波長変換素子30からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。
The superimposing
色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210と、ダイクロイックミラー220と、反射ミラー230と、反射ミラー240と、反射ミラー250と、リレーレンズ260と、リレーレンズ270と、備える。色分離導光光学系200は、照明装置100からの光を赤色光R、緑色光Gおよび青色光Bに分離し、赤色光R、緑色光Gおよび青色光Bをそれぞれが対応する液晶光変調装置400R,400G,400Bに導光する。
The color separation light guide
色分離導光光学系200と液晶光変調装置400Rとの間には、集光レンズ300Rが配置されている。色分離導光光学系200と液晶光変調装置400Gとの間には、集光レンズ300Gが配置されている。色分離導光光学系200と液晶光変調装置400Bとの間には、集光レンズ300Bが配置されている。
A condensing
ダイクロイックミラー210は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分および青色光成分を反射するダイクロイックミラーである。ダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。
The
ダイクロイックミラー210を通過した赤色光Rは、反射ミラー230で反射され、集光レンズ300Rを通過して赤色光用の液晶光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー210で反射された緑色光Gは、ダイクロイックミラー220でさらに反射され、集光レンズ300Gを通過して緑色光用の液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。
The red light R that has passed through the
ダイクロイックミラー220を通過した青色光Bは、リレーレンズ260、反射ミラー240、リレーレンズ270、反射ミラー250、集光レンズ300Bを経て青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。
The blue light B that has passed through the
液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400Gおよび液晶光変調装置400Bは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。なお、図示を省略したが、各集光レンズ300R,300G,300Bと、各液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置されている。また、各液晶光変調装置400R,400G,400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。
The liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム500は、液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400Gおよび液晶光変調装置400Bの各々から射出された画像光を合成してカラー画像を形成する。クロスダイクロイックプリズム500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、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。
Cross
クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投射光学系600によって拡大投射され、スクリーンSCR上で画像を形成する。
The color image emitted from the cross
次に、本実施形態の光源装置10について詳しく説明する。図2は、光源装置10を示す斜視図である。図3は、光源装置10を示す図であって、図2のIV−IV断面斜視図である。図4は、光源装置10を示す図であって、図2のIV−IV断面図である。図5は、光源装置10を示す図であって、図4の部分拡大図である。図5においては、透光性部材112の図示を省略している。
Next, the
光源装置10は、図1から図4に示すように、ベース基板11と、冷却器70と、複数の半導体レーザー素子110と、接合フレーム107と、複数の電極部109Aと、複数の電極部109Bと、接合部80と、透光性部材112と、複数のプリズム113と、を備える。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
ベース基板11は、第1の面11a、および第1の面11aと逆側の第2の面11bを有する板状である。第1の面11aは、図2から図4において上側に示されるベース基板11の面である。第2の面11bは、図2から図4において下側に示される面である。図2から図4に示す、ベース基板11が接合フレーム107と接合部80によって接合された状態において、第1の面11aおよび第2の面11bは、平面状である。ベース基板11は、例えば、長方形板状である。
The
なお、適宜各図に示したXYZ直交座標系のうち、Z軸方向は、ベース基板11の厚み方向と平行な方向である。X軸方向およびY軸方向は、Z軸方向と直交し、かつ、互いに直交する方向である。X軸方向は、ベース基板11の長手方向と平行な方向である。Y軸方向は、ベース基板11の短手方向と平行な方向である。
In the XYZ orthogonal coordinate system shown in each drawing as appropriate, the Z-axis direction is a direction parallel to the thickness direction of the
以下の説明においては、特に断りのない限り、ベース基板11の厚み方向(Z軸方向)と平行な方向を単に「厚み方向」と呼ぶ場合があり、ベース基板11の長手方向(X軸方向)と平行な方向を単に「長手方向」と呼ぶ場合があり、ベース基板11の短手方向(Y軸方向)と平行な方向を単に「短手方向」と呼ぶ場合がある。
In the following description, unless otherwise specified, the direction parallel to the thickness direction (Z-axis direction) of the
ベース基板11には、ベース基板11を厚み方向(Z軸方向)に貫通する貫通孔11cが形成されている。貫通孔11cは、図2に示すように、ベース基板11の四隅にそれぞれ形成されている。貫通孔11cは、平面視で円形状である。貫通孔11cには、例えば、ベース基板11をプロジェクター1000の筐体等に固定するネジが通される。ベース基板11としては、半導体レーザー素子110の熱を効率的に排出するために、銅等の熱伝導性が高い金属を用いることが好ましい。
The
冷却器70は、図1に示すように、ベース基板11の第2の面11bに固定され、ベース基板11を冷却する。本実施形態において冷却器70は、複数のフィンを有するヒートシンクである。なお、図2から図5においては、冷却器70の図示を省略している。
As shown in FIG. 1, the cooler 70 is fixed to the
複数の半導体レーザー素子110は、図2に示すように、第1の面11aに配置されている。複数の半導体レーザー素子110は、アレイ状に配置されている。本実施形態において半導体レーザー素子110は、短手方向(Y軸方向)に沿って5つの半導体レーザー素子110が配置された列が、長手方向(X軸方向)に沿って5列並ぶように配列されている。以下の説明においては、5つの半導体レーザー素子110が短手方向に沿って配置された各列を、発光素子列M1〜M5(図3参照)と呼ぶ。また、各発光素子列M1〜M5を区別しないときは、発光素子列M1〜M5を総称して、単に発光素子列Mと呼ぶ。
The plurality of
本実施形態において半導体レーザー素子110の数は、合計25個である。複数の半導体レーザー素子110は、長手方向(X軸方向)および短手方向(Y軸方向)に沿って互いに所定の間隔をおいて配置されている。
In the present embodiment, the total number of
半導体レーザー素子110は、図5に示すように、第1の面11aに沿った第1方向にレーザー光Lを射出する。本実施形態において第1方向は、長手方向(X軸方向)である。半導体レーザー素子110は、サブマウント103と、レーザー光源102と、を備える。サブマウント103は、第1の面11a上に形成されている。サブマウント103は、例えば、平面視で矩形状である。サブマウント103の材質は、主に窒化アルミおよびアルミナ等のセラミックスである。
As shown in FIG. 5, the
レーザー光源102は、サブマウント103上に実装されている。レーザー光源102が射出するレーザー光Lは、例えば、445nmの波長の青色光である。なお、レーザー光源102は、445nm以外の波長(例えば、460nm)の青色光を射出するレーザー光源であってもよい。
The
本実施形態においてレーザー光源102は、長手方向(X軸方向)の一方側(−X側)に向けてレーザー光Lを射出する。レーザー光源102におけるレーザー光Lが射出される光射出面102aは、例えば、サブマウント103における長手方向の一方側の側面103aと略一致している。
In the present embodiment, the
レーザー光源102から射出されるレーザー光Lは、所定の拡がりを持って射出される。すなわち、レーザー光源102から射出されるレーザー光Lは、レーザー光源102の光軸LXに対して傾く複数のレーザー光を含む。レーザー光Lの光軸LXと直交する断面(YZ断面)形状は、例えば、光軸LXを中心とする円形状である。
The laser light L emitted from the
なお、本明細書において、半導体レーザー素子が第1方向にレーザー光を射出するとは、所定の拡がりを持って半導体レーザー素子から射出されるレーザー光の光軸が第1方向と平行なことを含む。本実施形態では、半導体レーザー素子110から射出されるレーザー光Lの光軸LXは、第1方向(X軸方向)と平行である。
In this specification, that the semiconductor laser element emits laser light in the first direction includes that the optical axis of the laser light emitted from the semiconductor laser element with a predetermined spread is parallel to the first direction. . In the present embodiment, the optical axis LX of the laser light L emitted from the
また、本明細書において、第1の面に沿った第1方向とは、第1の面と平行な方向に加えて、第1の面に対して所定角度範囲内で傾いた方向も含む。一例として、第1の面に沿った第1方向とは、第1の面に対して±15°範囲内程度で傾いた方向を含む。 In the present specification, the first direction along the first surface includes a direction inclined within a predetermined angle range with respect to the first surface in addition to a direction parallel to the first surface. As an example, the first direction along the first surface includes a direction tilted within a range of ± 15 ° with respect to the first surface.
接合フレーム107は、図4に示すように、第1の面11aに接合されている。より詳細には、接合フレーム107は、接合部80を介して、第1の面11aに接合されている。図2に示すように、接合フレーム107は、複数の半導体レーザー素子110を囲む枠状である。本実施形態において接合フレーム107は、ベース基板11の長手方向(X軸方向)に長い長方形枠状である。
As shown in FIG. 4, the joining
接合フレーム107は、長手方向(X軸方向)に延在する一対の側壁107aと、短手方向(Y軸方向)に延在する一対の側壁107bと、を備える。一方側(+Y側)の側壁107aには、電極部109Aが設けられており、他方側(−Y側)の側壁107aには、電極部109Bが設けられている。電極部109Aと電極部109Bとは、それぞれ発光素子列M1〜M5ごとに、対となって設けられている。図示は省略するが、電極部109Aは、レーザー光源102の陽極に電気的に接続されており、電極部109Bは、レーザー光源102の陰極に電気的に接続されている。接合フレーム107の材質は、例えば、セラミックス、コバール等である。
The joining
接合部80は、図4に示すように、ベース基板11と接合フレーム107とを接合している。本実施形態において接合部80は、ベース基板11と接合フレーム107との間に介在している。接合部80は、例えば、ベース基板11と接合フレーム107とをロウ付けによって接合する際に形成される部分である。接合部80を構成するロウ材は、金属材料等の無機材料であることが好ましい。これは、接合時にアウトガスが発生しにくく、アウトガスが付着して半導体レーザー素子110が劣化することを抑制できるためである。本実施形態において接合部80を構成するロウ材は、例えば、銀ロウである。なお、ベース基板11と接合フレーム107との接合方法は、特に限定されず、ロウ付け以外のいかなる接合方法であってもよい。
As shown in FIG. 4, the
透光性部材112は、複数の半導体レーザー素子110と対向し、接合フレーム107に固定されている。透光性部材112は、接合フレーム107におけるベース基板11と逆側(+Z側)の上面107cに固定されている。接合フレーム107とベース基板11とを固定する材料は、接合部80と同様に、金属材料等の無機材料であることが好ましい。これは、接合時にアウトガスが発生しにくく、アウトガスが付着して半導体レーザー素子110が劣化することを抑制できるためである。本実施形態において透光性部材112は、例えば、低融点ガラスを用いて接合フレーム107と接合されている。
The
透光性部材112は、接合フレーム107の一方側(+Z側)の開口を閉塞している。これにより、ベース基板11と接合フレーム107と透光性部材112とによって、複数の半導体レーザー素子110が収納され、封止された収納空間Kが設けられている。収納空間Kには、例えば、不活性ガスまたは乾燥空気が充填されている。なお、収納空間Kは、減圧状態であってもよい。なお、減圧状態とは、通常の大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間の状態をいう。この定義において、その気体は不活性ガスまたは乾燥空気であってもよい。このように収納空間Kを封止することで、収納空間K内に水分または外気が入り込むことを抑制でき、半導体レーザー素子110が劣化することを抑制できる。
The
透光性部材112は、図2に示すように、接合フレーム107の外形に沿った長方形状である。透光性部材112は、半導体レーザー素子110から射出されるレーザー光Lを透過させる透光性基板からなる。透光性部材112の材質は、ガラス、石英、樹脂等である。
As shown in FIG. 2, the
透光性部材112と接合フレーム107との間に別の部材(中間部材)が介在していてもよい。中間部材を用いる場合は、透光性部材112と中間部材とが例えば、低融点ガラスにより接合され、接合フレーム107と中間部材とが例えば、低融点ガラスにより接合される。
Another member (intermediate member) may be interposed between the
複数のプリズム113は、図4に示すように、透光性部材112のベース基板11側(−Z側)の下面112aに一体に形成されている。プリズム113は、図2に示すように、ベース基板11上に設けられた発光素子列M1〜M5ごとに設けられ、対応する発光素子列Mを構成する複数の半導体レーザー素子110から射出されたレーザー光Lの光路上に位置する。プリズム113は、発光素子列Mに沿って短手方向(Y軸方向)に延在する。図5に示すように、プリズム113における延在方向に直交する断面(ZX断面)形状は、例えば、三角形状である。
As shown in FIG. 4, the plurality of
プリズム113は、レーザー光源102、すなわち半導体レーザー素子110から射出されるレーザー光Lの光路上に配置されている。プリズム113は、半導体レーザー素子110から射出されるレーザー光Lが入射する入射面113aと、入射面113aから入射したレーザー光Lの少なくとも一部を反射する反射面113bと、反射面113bで反射されたレーザー光Lがプリズム113から射出される射出面113cと、を有する。
The
入射面113aは、プリズム113における半導体レーザー素子110側(+X側)の面である。入射面113aは、レーザー光源102の光射出面102aと対向する。本実施形態において入射面113aは、第1の面11aに対して垂直で、かつ、長手方向(X軸方向)と直交する。図4に示すように、入射面113aの第1の面11aと逆側(+Z側)の端部は、透光性部材112の下面112aと接続されている。図示は省略するが、入射面113aには、反射防止膜が形成されている。
The
反射面113bは、図5に示すように、プリズム113における半導体レーザー素子110と逆側(−X側)の面である。反射面113bは、第1の面11aおよび入射面113aに対して傾く傾斜面である。反射面113bは、厚み方向(Z軸方向)における第1の面11aから離れる側(+Z側)に向かうに従って、長手方向(X軸方向)における半導体レーザー素子110から離れる側(−X側)に位置する。反射面113bの第1の面11a側(−Z側)の端部は、入射面113aの第1の面11a側の端部と接続されている。図4に示すように、反射面113bの第1の面11aと逆側(+Z側)の端部は、透光性部材112の下面112aと接続されている。
As shown in FIG. 5, the reflecting
反射面113bは、自然対数の底をeとしたとき、入射面113aからプリズム113に入射したレーザー光Lのうち、光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光Lを全反射するように配置されている。中心強度とは、レーザー光Lの光強度の最大値である。レーザー光Lのビーム径を定義する場合、レーザー光Lのうち中心強度の1/e2以上となる範囲のレーザー光Lの直径をビーム径とする方法がよく用いられる。すなわち、光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光Lとは、半導体レーザー素子110から射出されるレーザー光Lのうち、光源装置10から射出される光として有効に利用できるレーザー光Lである。
The
図6は、半導体レーザー素子110から射出されるレーザー光Lの光強度分布を示すグラフである。図6においては、縦軸はレーザー光Lの光強度を示しており、横軸は照射領域IA1の中心位置Cを中心とした径方向位置を示している。図6において縦軸に示すレーザー光Lの光強度は、レーザー光Lの最大光強度を1としたときの規格化強度である。
FIG. 6 is a graph showing the light intensity distribution of the laser light L emitted from the
レーザー光Lの光強度の分布は、図6に示すようにガウス分布となっている。レーザー光Lのうち光強度が最大光強度の1/e2となる部分が照射されている領域を、レーザー光Lの照射領域IA1とする。照射領域IA1は、図5に示すように、入射面113aにおけるレーザー光Lの照射領域である。本実施形態において照射領域IA1の中心位置Cでは光強度が最大である。すなわち、照射領域IA1の中心位置Cにおける光強度が、レーザー光Lの中心強度である。
The light intensity distribution of the laser light L is a Gaussian distribution as shown in FIG. An area irradiated with a portion of the laser light L where the light intensity is 1 / e 2 of the maximum light intensity is referred to as an irradiation area IA1 of the laser light L. The irradiation area IA1 is an irradiation area of the laser beam L on the
図5においては、照射領域IA1を通るレーザー光Lのうち、照射領域IA1の第1の面11a側(−Z側)の端部を通るレーザー光Ldと、照射領域IA1の第1の面11aと逆側(+Z側)の端部を通るレーザー光Luと、照射領域IA1の中心位置Cを通るレーザー光Lcと、を示している。レーザー光Ld,Luは、光強度が中心強度の1/e2となるレーザー光である。レーザー光Lcは、光軸LXと重なり、光強度が中心強度、すなわち最大となるレーザー光である。
In FIG. 5, among the laser light L passing through the irradiation area IA1, the laser light Ld passing through the end of the irradiation area IA1 on the
レーザー光Ldは、光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光Lうち、反射面113bに対する入射角θ3が最も小さくなるレーザー光である。すなわち、レーザー光Ldが、反射面113bで全反射されるように、反射面113bを配置すれば、光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光Lを反射面113bで全反射させることができる。
The laser beam Ld is a laser beam having the smallest incident angle θ3 with respect to the reflecting
図7は、反射面113bに入射するレーザー光Lが全反射する条件について説明するための図である。図7において一点鎖線の矢印で示すように、反射面113bに対する入射角θ3が所定値よりも小さいと、レーザー光Lは、反射面113bで全反射せずに、屈折角θ4で反射面113bからプリズム113の外部に射出される。一方、図7において実線の矢印で示すように、入射角θ3が所定値以上の場合、レーザー光Lは、反射面113bで全反射する。
FIG. 7 is a diagram for explaining conditions under which the laser beam L incident on the reflecting
図8は、入射角θ3と屈折角θ4との関係について示すグラフである。図8において、横軸は入射角θ3を示しており、縦軸は屈折角θ4を示している。図8は、プリズム113の外部の雰囲気を空気とした場合の入射角θ3と屈折角θ4との関係を示している。図8において、空気の屈折率を1.0とし、プリズム113の屈折率を1.7とした。なお、プリズム113の外部の雰囲気とは、収納空間K内の雰囲気である。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the incident angle θ3 and the refraction angle θ4. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the incident angle θ3, and the vertical axis indicates the refraction angle θ4. FIG. 8 shows the relationship between the incident angle θ3 and the refraction angle θ4 when the atmosphere outside the
図8に示すように、入射角θ3が約36°となった場合に、屈折角θ4が90°となることが分かった。これにより、図8の条件の場合、レーザー光Ldの反射面113bに対する入射角θ3が約36°以上となるように反射面113bを配置することで、光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光Lを反射面113bで全反射させることができることが分かった。このように、プリズム113の屈折率、およびプリズム113の外部の雰囲気、すなわち収納空間K内の雰囲気の屈折率等に応じて、レーザー光Ldの入射角θ3の条件が得られる。
As shown in FIG. 8, when the incident angle θ3 is about 36 °, the refraction angle θ4 is 90 °. Thus, in the case of the condition of FIG. 8, the light intensity is 1 / e 2 or more of the central intensity by arranging the reflecting
図8の条件に基づいて反射面113bの配置をする場合、一例として、入射面113aに対する反射面113bの傾斜角度θR(図5参照)を45°とする。このとき、レーザー光Ldの放射角θ1は、8.5°とする。入射面113aからプリズム113に入射するレーザー光Ldは、入射面113aにおいて屈折角θ2で屈折する。放射角θ1が8.5°の場合、屈折角θ2は、例えば、5°である。このように屈折したレーザー光Ldは、40°の入射角θ3で反射面113bに入射する。そのため、図8を用いて示した全反射条件を満たすこととなり、レーザー光Ldは、反射面113bで全反射される。
When the
図5に示すように、レーザー光Lc,Luは、レーザー光Ldよりも大きい入射角θ3で反射面113bに入射することとなるため、レーザー光Ldが反射面113bで全反射する場合、レーザー光Lc,Luも、反射面113bで全反射する。本実施形態においては、光軸LXと重なるレーザー光Lcが、45°の入射角θ3で反射面113bに入射するように設計されている。そのため、レーザー光Lcは、反射面113bで90°折り曲げられて反射される。これにより、光源装置10において、半導体レーザー素子110から射出されたレーザー光Lを、第1の面11aと垂直な方向(Z軸方向)に射出することができる。反射面113bで反射されたレーザー光Lは、射出面113cを介してプリズム113から射出される。
As shown in FIG. 5, since the laser beams Lc and Lu enter the reflecting
なお、反射面113bは、光強度が中心強度の1/e2よりも小さいレーザー光を全反射してもよいし、全反射しなくてもよい。
The
射出面113cは、プリズム113の第1の面11aと逆側(+Z側)の面である。射出面113cは、第1の面11aと平行で、入射面113aと直交する。射出面113cは、入射面113aの第1の面11aと逆側(+Z側)の端部と、反射面113bの第1の面11aと逆側(+Z側)の端部と、を接続する。図4に示すように、射出面113cは、透光性部材112の下面112aと接触する。本実施形態では、プリズム113は透光性部材112と一体に形成されているため、射出面113cは、透光性部材112とプリズム113との仮想的な境界面である。
The
図5においては、透光性部材112の図示を省略しており、射出面113cにおいてレーザー光Ld,Luが屈折されて外部に射出されるように示しているが、本実施形態の場合、実際には、レーザー光Lは、射出面113cから透光性部材112に入射され、レーザー光Ld,Luは、透光性部材112のプリズム113と逆側(+Z側)の上面112bにおいて屈折されて、光源装置10の外部に射出される。
In FIG. 5, the illustration of the
本実施形態によれば、プリズム113がレーザー光Lのうち光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光Lを全反射するように配置された反射面113bを有している。そのため、反射面113bの傾斜角度θRを設計することのみで、容易に放射角θ1が異なる複数のレーザー光を反射させることができる。また、反射面113bによる全反射条件は、レーザー光Lの波長によっては、ほぼ変化することなく、レーザー光Lの波長が所定の波長から変化した場合であっても反射面113bの反射率が低下することを抑制できる。これにより、半導体レーザー素子110から射出されたレーザー光Lのうち反射されない光を低減でき、光源装置10の光利用効率が低下することを抑制できる。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態のように、半導体レーザー素子110が複数配置されている場合、各半導体レーザー素子110から射出されるレーザー光Lの波長のバラツキが大きくなりやすく、各半導体レーザー素子110から射出されるレーザー光Lの波長のバラツキに対応して誘電体多層膜を形成することは、より困難である。これに対して、本実施形態によれば、レーザー光Lの波長によることなく、レーザー光Lを全反射することができる。すなわち、本実施形態による効果は、本実施形態の光源装置10のように、半導体レーザー素子110が複数配置される光源装置において特に大きく得られる。
In addition, when a plurality of
なお、本実施形態の光源装置10は、半導体レーザー素子110を1つのみ備える構成であってもよい。
Note that the
<第2実施形態>
第2実施形態は、第1実施形態に対して、光学部材713が設けられている点において異なる。なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
Second Embodiment
The second embodiment differs from the first embodiment in that an
図9は、本実施形態の光源装置1010の部分を示す断面図である。図9においては、透光性部材112の図示を省略している。図9に示すように、光源装置1010は、光学部材713を備える。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a portion of the
光学部材713は、プリズム113のベース基板11と逆側(+Z側)に配置されている。図示は省略するが、光学部材713は、例えば、短手方向(Y軸方向)に延びる角柱状の部材である。光学部材713の延在方向と直交する断面(ZX断面)形状は、例えば、三角形状である。本実施形態において光学部材713は、例えば、プリズムである。
The
光学部材713は、収納空間K内に配置されていてもよいし、収納空間Kの外側に配置されていてもよい。光学部材713が収納空間K内に配置される場合、光学部材713は、例えば、透光性部材112の収納空間K側(−Z側)の下面112aに固定される。この場合、プリズム113は、透光性部材112と離れて形成されていてもよい。また、光学部材713が収納空間Kの外側に配置される場合、光学部材713は、例えば、透光性部材112の上面112bに固定される。光学部材713は、透光性部材112と一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。
The
光学部材713は、第2の入射面713aと、第2の射出面713bと、を有する。第2の入射面713aは、光学部材713のプリズム113側(−Z側)の面である。第2の入射面713aは、例えば、第1の面11aと平行な面であり、プリズム113の射出面113cと対向している。
The
第2の射出面713bは、光学部材713のプリズム113と逆側(+Z側)の面である。第2の射出面713bは、第2の入射面713aに対して傾く傾斜面である。第2の射出面713bは、長手方向(X軸方向)における半導体レーザー素子110に近づく側(+X側)に向かうに従って、厚み方向(Z軸方向)における第1の面11aから離れる側(+Z側)に位置する。第2の射出面713bにおける長手方向の半導体レーザー素子110と逆側(−X側)の端部は、第2の入射面713aにおける長手方向の半導体レーザー素子110と逆側の端部と接続されている。
The
光学部材713は、プリズム113の反射面113bによって全反射された後にプリズム113から射出されたレーザー光Lの進行方向を変化させる。より具体的には、プリズム113の射出面113cから射出されたレーザー光Lは、第2の入射面713aから光学部材713に入射する。光学部材713に入射したレーザー光Lは、第2の入射面713aおよび第2の射出面713bで屈折され、進行方向が変化させられる。本実施形態においては、プリズム113の射出面113cから射出されるレーザー光Lの進行方向は、第1の面11aに垂直な方向(Z軸方向)に対して傾いた方向である。プリズム113の射出面113cから射出されたレーザー光Lは、光学部材713によって、第1の面11aに垂直な方向に変化させられる。
The
光源装置1010のその他の構成は、第1実施形態の光源装置10の構成と同様である。
Other configurations of the
例えば、プリズム113の反射面113bを、光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光Lを全反射するように配置すると、プリズム113の屈折率およびレーザー光Lの放射角θ1等によっては、射出面113cから射出されるレーザー光Lの進行方向を所望の方向にできない場合がある。この場合、光源装置から射出されるレーザー光Lの進行方向を所望の方向にできず、光源装置の光学特性が低下する場合がある。なお、本実施形態の場合、所望の方向とは、例えば、第1の面11aと垂直な方向である。
For example, when the reflecting
これに対して、本実施形態によれば、光学部材713によって、プリズム113から射出されたレーザー光Lの進行方向を変化させることができるため、射出面113cから射出されるレーザー光Lの進行方向を所望の方向にできない場合であっても、光源装置1010から射出されるレーザー光Lの進行方向を所望の方向にすることができる。したがって、本実施形態によれば、光学特性に優れた光源装置1010が得られる。
On the other hand, according to this embodiment, the traveling direction of the laser light L emitted from the
なお、本実施形態において、光学部材713は、プリズム113から射出されたレーザー光Lの進行方向を変化させられるならば、特に限定されない。光学部材713は、例えば、反射板であってもよいし、レンズであってもよい。
In the present embodiment, the
<第3実施形態>
第3実施形態は、少なくとも一対のプリズムおよび半導体レーザー素子が互いに対向する点において、第1実施形態と異なる。なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
<Third Embodiment>
The third embodiment differs from the first embodiment in that at least a pair of prisms and a semiconductor laser element face each other. In addition, about the structure similar to the said embodiment, description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol suitably.
図10は、本実施形態の光源装置2010の部分を示す断面図である。図10に示すように、光源装置2010において、半導体レーザー素子は、第1の半導体レーザー素子810と、第2の半導体レーザー素子910と、を含む。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a portion of the
第1の半導体レーザー素子810は、第1実施形態において説明した半導体レーザー素子110と同様である。第2の半導体レーザー素子910は、長手方向(X軸方向)に反転して配置されている点を除いて、第1実施形態において説明した半導体レーザー素子110と同様である。
The first
第1の半導体レーザー素子810と第2の半導体レーザー素子910とは、互いに逆向きにレーザー光Lを射出する。本実施形態において第1の半導体レーザー素子810と第2の半導体レーザー素子910とは、互いに対向する向きにレーザー光Lを射出する。第1の半導体レーザー素子810は、第1実施形態の半導体レーザー素子110と同様に、長手方向(X軸方向)の一方側(−X側)に向けてレーザー光Lを射出する。第2の半導体レーザー素子910は、長手方向(X軸方向)の他方側(+X側)に向けてレーザー光Lを射出する。
The first
光源装置2010において、プリズムは、第1のプリズム813と、第2のプリズム913と、を含む。第1のプリズム813は、第1実施形態において説明したプリズム113と同様である。第2のプリズム913は、長手方向(X軸方向)に反転して配置されている点を除いて、第1実施形態において説明したプリズム113と同様である。第1のプリズム813と第2のプリズム913とは、透光性部材112と一体に形成されている。
In the
第1のプリズム813には、入射面813aから、第1の半導体レーザー素子810から射出されるレーザー光Lが入射する。第2のプリズム913には、入射面913aから、第2の半導体レーザー素子910から射出されるレーザー光Lが入射する。第1のプリズム813の入射面813aと第2のプリズム913の入射面913aとは、互いに逆側に臨む。本実施形態において、入射面813aは、第2のプリズム913と逆側(+X側)に臨み、入射面913aは、第1のプリズム813と逆側(−X側)に臨んでいる。すなわち、本実施形態において、入射面813aと入射面913aとは、互いに対向しないように配置されている。
The laser light L emitted from the first
第1のプリズム813に入射したレーザー光Lは、第1実施形態と同様に、反射面813bによって全反射される。第2のプリズム913に入射したレーザー光Lは、第1実施形態と同様に、反射面913bによって全反射される。本実施形態において、第1のプリズム813の反射面813bと第2のプリズム913の反射面913bとは、互いに対向している。
The laser beam L incident on the
図11は、本実施形態のプリズムに反射膜および反射防止膜を形成する場合について説明する説明図である。図11に示すように、本実施形態においては、第2のプリズム913の反射面913bの法線方向(図の矢印の方向)に沿って第2のプリズム913の反射面913bを視たときに、第1のプリズム813の入射面813aの少なくとも一部を視認可能である。本実施形態では、第1のプリズム813の入射面813aの全体が視認可能である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a case where a reflection film and an antireflection film are formed on the prism of this embodiment. As shown in FIG. 11, in the present embodiment, when the reflecting
なお、本明細書において第1のプリズムの入射面の少なくとも一部を視認可能であるとは、直接的に入射面を視認可能な場合と、入射面に反射防止膜等が形成されて、間接的に入射面を視認可能な場合、すなわち直接的には反射防止膜等が視認可能である場合と、を含む。 Note that in this specification, the fact that at least a part of the incident surface of the first prism can be visually recognized means that the incident surface can be visually recognized directly, and that an antireflection film or the like is formed on the incident surface. The case where the incident surface can be visually recognized, that is, the case where the antireflection film or the like is directly visible is included.
光源装置2010のその他の構成は、第1実施形態の光源装置10の構成と同様である。
Other configurations of the
例えば、図11に示すように、各反射面に反射膜881を形成する場合、例えば、各反射面の法線方向に沿って、各反射面に反射膜881を構成する物質を蒸着させる。図11の矢印は、第2のプリズム913の反射面913bの法線方向を示しており、反射面913bに反射膜881を形成する場合の蒸着方向を示している。各反射面の法線方向に沿って、各反射面に反射膜881を構成する物質を蒸着させることで、均一な反射膜を形成しやすい。
For example, as shown in FIG. 11, when the
ここで、本実施形態のように、あるプリズムの反射面を法線方向に沿って視たときに、他のプリズムの入射面が視認可能である場合、あるプリズムの反射面に反射膜881を蒸着させる際に、他のプリズムの入射面にマスキングを施す必要がある。具体的には、図11に示すように、第2のプリズム913の反射面913bに反射膜881を形成する場合、反射面913bを法線方向に沿って視たときに視認可能な第1のプリズム813の入射面813aにはマスキングを施す必要がある。
Here, as in this embodiment, when the reflecting surface of a certain prism is viewed along the normal direction, the incident surface of another prism is visible, and the reflecting
以上のように、あるプリズムの反射面を法線方向に沿って視たときに、他のプリズムの入射面が視認可能である場合に、反射膜881によってレーザー光Lを反射させようとすると、反射膜881の形成において、それぞれマスキングを施す手間が掛かり、光源装置の製造の手間およびコストが増大する問題があった。
As described above, when the incident surface of another prism is visible when the reflecting surface of a certain prism is viewed along the normal direction, when the laser beam L is reflected by the reflecting
これに対して、本実施形態によれば、反射面813b,913bを、各プリズムに入射したレーザー光Lを全反射するように配置することで、反射膜881を形成することなく、レーザー光Lを反射できる。そのため、反射膜881を形成する手間を削減でき、光源装置2010の製造の手間およびコストが増大することを抑制できる。
On the other hand, according to this embodiment, the reflecting
また、本実施形態のように、第1の半導体レーザー素子810と第2の半導体レーザー素子910とが互いに逆向きにレーザー光Lを射出し、各プリズムの各反射面813b,913bが互いに対向する場合、蒸着方向に沿って視て反射面と入射面とが同時に視認されやすい。そのため、上述した反射膜881を形成する手間を削減できる効果は、第1の半導体レーザー素子810と第2の半導体レーザー素子910とが互いに逆向きにレーザー光Lを射出し、各プリズムの各反射面813b,913bが互いに対向する場合に、特に大きい。
Further, as in this embodiment, the first
なお、本実施形態の光源装置2010は、複数の半導体レーザー素子として、第1の半導体レーザー素子810と第2の半導体レーザー素子910とをそれぞれ1つずつのみ備える構成であってもよい。また、複数の半導体レーザー素子は、一対の第1の半導体レーザー素子810と第2の半導体レーザー素子910とを少なくとも一対含んでいればよい。
Note that the
また、第2のプリズム913の反射面913bの法線方向に沿って第2のプリズム913の反射面913bを視たときに、第1のプリズム813の入射面813aの少なくとも一部を視認可能であれば、第1のプリズム813と第2のプリズム913とが、各入射面および各反射面が同じ向きを向くように配置されてもよい。この場合、第1の半導体レーザー素子810と第2の半導体レーザー素子910とは、互いに同じに向きにレーザー光Lを射出してもよい。また、この場合、例えば、各プリズムの反射面および入射面の第1の面11aに対する角度は、互いに異なっていてもよい。
Further, when the reflecting
さらに、第1の半導体レーザー素子810は、長手方向(X軸方向)の他方側(+X側)に向けてレーザー光Lを射出し、第2の半導体レーザー素子910は、長手方向(X軸方向)の一方側(−X側)に向けてレーザー光Lを射出してもよい。このとき、第1のプリズム813の反射面813bと第2のプリズム913の反射面913bとは、互いに逆側に臨む。すなわち、反射面813bは、第2のプリズム913と逆側(+X側)に臨み、反射面913bは、第1のプリズム813と逆側(−X側)に臨んでいる。したがって、反射面813bと反射面913bとは、互いに対向しないように配置されている。一方でこのとき、第1のプリズム813の入射面813aと第2のプリズム913の入射面913aとは、互いに対向している。この場合においても、蒸着方向に沿って視て反射面と入射面とが同時に視認されやすく、上述した反射膜881を形成する手間を削減できる効果が特に大きい。
Further, the first
なお、上記の各実施形態において、各入射面には、反射防止膜が設けられていなくてもよいし、各反射面には、反射膜が形成されていてもよい。 In each of the above embodiments, each incident surface may not be provided with an antireflection film, and each reflection surface may be provided with a reflection film.
また、上記の各実施形態において、プリズムは、透光性部材と別体として形成されてもよい。 In each of the above embodiments, the prism may be formed as a separate body from the translucent member.
また、上記の各実施形態において、接合フレーム107および透光性部材112は、設けられていなくてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the joining
また、上記の各実施形態において、透過型のプロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶光変調装置が光を透過するタイプであることを意味する。「反射型」とは、液晶光変調装置が光を反射するタイプであることを意味する。 In each of the above-described embodiments, an example in which the present invention is applied to a transmissive projector has been described. However, the present invention can also be applied to a reflective projector. Here, “transmission type” means that the liquid crystal light modulation device is a type that transmits light. The “reflection type” means that the liquid crystal light modulation device is a type that reflects light.
また、上記の各実施形態では、3つの液晶光変調装置400R,400G,400Bを備えるプロジェクター1000を例示したが、1つの液晶光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクター、および4つ以上の液晶光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイス(DMD)を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、本発明の光源装置は、プロジェクターの光源装置に限られず、自動車のヘッドランプ、照明機器等に適用することもできる。 In addition, the light source device of the present invention is not limited to the light source device of the projector, but can be applied to automobile headlamps, lighting equipment, and the like.
また、上記説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。 Moreover, each structure demonstrated above can be suitably combined in the range which is not mutually contradictory.
10,1010,2010…光源装置、11…ベース基板、11a…第1の面、30…波長変換素子、107…接合フレーム、112…透光性部材、110…半導体レーザー素子、113…プリズム、113a,813a,913a…入射面、113b,813b,913b…反射面、400B,400G,400R…液晶光変調装置(光変調装置)、600…投射光学系、713…光学部材、810…第1の半導体レーザー素子、813…第1のプリズム、910…第2の半導体レーザー素子、913…第2のプリズム、1000…プロジェクター、K…収納空間、L,Lc,Ld,Lu…レーザー光
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1の面に配置され、前記第1の面に沿った第1方向にレーザー光を射出する半導体レーザー素子と、
前記半導体レーザー素子から射出されるレーザー光が入射する入射面、および前記入射面から入射したレーザー光の少なくとも一部を反射する反射面を有するプリズムと、
を備え、
前記反射面は、自然対数の底をeとしたとき、前記入射面から前記プリズムに入射したレーザー光のうち、光強度が中心強度の1/e2以上となるレーザー光を全反射するように配置されていることを特徴とする光源装置。 A base substrate having a first surface;
A semiconductor laser element disposed on the first surface and emitting laser light in a first direction along the first surface;
A prism having an incident surface on which laser light emitted from the semiconductor laser element is incident, and a reflecting surface that reflects at least part of the laser light incident from the incident surface;
With
The reflection surface totally reflects a laser beam whose light intensity is 1 / e 2 or more of the central intensity among the laser beams incident on the prism from the incident surface, where e is the base of the natural logarithm. A light source device characterized by being arranged.
前記第1の面に接合され、前記半導体レーザー素子を囲む枠状の接合フレームと、
前記半導体レーザー素子と対向し、前記接合フレームに固定された透光性部材と、
をさらに備える、請求項1または2に記載の光源装置。 A plurality of the semiconductor laser elements;
A frame-shaped bonding frame bonded to the first surface and surrounding the semiconductor laser element;
A translucent member facing the semiconductor laser element and fixed to the joining frame;
The light source device according to claim 1, further comprising:
前記プリズムは、前記第1の半導体レーザー素子から射出されるレーザー光が入射する第1のプリズムと、前記第2の半導体レーザー素子から射出されるレーザー光が入射する第2のプリズムと、
を含み、
前記第1のプリズムと前記第2のプリズムとは、前記透光性部材と一体に形成され、
前記第1の半導体レーザー素子と前記第2の半導体レーザー素子とは、互いに逆向きにレーザー光を射出し、
前記第1のプリズムの前記入射面と前記第2のプリズムの前記入射面とは互いに対向する、または、前記第1のプリズムの前記反射面と前記第2のプリズムの前記反射面とは互いに対向する、請求項3に記載の光源装置。 The semiconductor laser element includes a first semiconductor laser element and a second semiconductor laser element,
The prism includes a first prism on which a laser beam emitted from the first semiconductor laser element is incident, a second prism on which a laser beam emitted from the second semiconductor laser element is incident,
Including
The first prism and the second prism are formed integrally with the translucent member,
The first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element emit laser beams in opposite directions,
The entrance surface of the first prism and the entrance surface of the second prism face each other, or the reflection surface of the first prism and the reflection surface of the second prism face each other. The light source device according to claim 3.
前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。 A light source device according to any one of claims 1 to 5,
A light modulation device that modulates light emitted from the light source device;
A projection optical system for projecting light modulated by the light modulation device;
A projector comprising:
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