JP2021136249A - 光源装置及び光源装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 寸法精度がばらついたレンズアレイを用いながら、それぞれのレンズ領域から出射される光のポインティング誤差が抑制された光源装置及び光源装置の製造方法を提供する。【解決手段】 第一方向と第二方向からなる載置面が構成されたベース基体と、ベース基体の載置面上に載置され、第一方向に光を出射する複数のレーザ素子と、ベース基体上にそれぞれのレーザ素子に対応して配置され、レーザ素子から出射された光を、ベース基体から離れる方向に進行するように反射させる複数の反射部材と、複数のレーザ素子に対応して複数のレンズ領域が配置されてなり、複数のレンズ領域のうちの少なくとも一部のレンズ領域の中心の位置は、隣接する他のレンズ領域に対してずれて配置されたレンズアレイとを備え、それぞれのレーザ素子から出射された光の主光線は、異なるレンズ領域の中心を通過するように構成されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、光源装置及び光源装置の製造方法に関し、特に複数の半導体レーザチップを備えた光源装置及び光源装置の製造方法に関する。

一つのパッケージの中にアレイ状に配置された複数のレーザ素子と、各レーザ素子に対応するように複数のコリメートレンズがアレイ状に配置されると共に一体構成されたレンズアレイを備える光源装置が知られている。

複数のレーザ素子を備える光源装置は、単一のレーザ素子とこれに対応した単一のコリメートレンズとを備える光源装置とは異なり、各レーザ素子から出射される光が照射対象に対して一様に照射されるように、組立時にレーザ素子及びレンズアレイの配置位置が調整される。

そこで、近年、レンズアレイを構成する各レンズの出射面を介して、出射方向や発散角が揃った複数の光を出射できる光源装置の製造方法が検討されている。例えば、下記特許文献１には、複数レーザ素子と、各レーザ素子に対応して配置された複数の反射部材と、一つのレンズアレイとによって構成される光源装置に関し、複数のレンズアレイを構成する各レンズの厚さに関する誤差による光の拡がり角度を調整するための製造方法が記載されている。

特開２０１７−２０１６８４号公報

そこで、本発明者は、複数のレーザ素子と、各レーザ素子に対応して配置された複数の反射部材と、一つのレンズアレイとによって構成される光源装置を検討したところ、次のような課題が存在することを見出した。

レンズアレイは、ガラスや樹脂といった材料を高温下でプレスして製造されるため、金型のずれやプレス時の圧力変動、熱膨張や収縮によって、各レンズ領域の中心の位置の配列方向において僅かにずれが生じてしまう。

そうすると、各レーザ素子を所定の位置に正確に配置できたとしても、レンズアレイの寸法誤差により、レーザ素子から出射される光が通過する位置とレンズ位置とがずれてしまい、レンズアレイから出射される光は、それぞれ意図しない方向や、平行光化されないまま出射面から出射されてしまう。この場合、隣接するレンズ領域から出射される光同士の干渉や一部が重複してしまうおそれがあり、レーザ素子の配置には、ある程度の間隔を要することとなる。また、光源装置の光出射面と光を照射する対象物との間にも制限ができてしまう。

レンズアレイの厚さの誤差であれば、各レーザ素子や各反射部材を固定した後であっても、レンズアレイの平坦面側を研磨して調整することが可能である。ところが、各レーザ素子から出射された光の進行経路とレンズ領域の位置のずれは、各レーザ素子や各反射部材が一度固定されてしまうと、光の進行経路が固定されるため再調整が難しい。レンズ領域の中心付近に光が入射されない場合、レンズ領域に入射した光は、屈折して意図しない方向に進行してしまう。

なお、寸法精度の高いレンズアレイを使用することも考えられるが、全く誤差のないレンズアレイを形成することは非常に困難であり、配置関係を調整する必要がない程の高い寸法精度のレンズアレイを形成する場合は、高度なレンズ形成技術が必要となり、光源装置の製造コストが高くなってしまう。

本発明の光源装置は、上記課題を鑑み、寸法精度がばらついたレンズアレイを用いながら、それぞれのレンズ領域から出射される光のポインティング誤差が抑制された光源装置及び光源装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、
第一方向と、前記第一方向に直交する第二方向からなる載置面が構成されたベース基体と、
前記ベース基体の前記載置面上に載置され、前記第一方向に光を出射する複数のレーザ素子と、
前記ベース基体上にそれぞれの前記レーザ素子に対応して配置され、前記レーザ素子から出射された光を、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に関して前記ベース基体から離れる方向に進行するように反射させる複数の反射部材と、
前記複数のレーザ素子に対応して複数のレンズ領域が配置されてなり、前記複数のレンズ領域のうちの少なくとも一部の前記レンズ領域の中心の位置は、前記第一方向に隣接する他の前記レンズ領域に対して前記第二方向にずれて配置されるか、又は前記第二方向に隣接する他の前記レンズ領域に対して前記第一方向にずれて配置されたレンズアレイとを備え、
それぞれの前記レーザ素子から出射された光の主光線は、異なる前記レンズ領域の中心を通過するように構成されていることを特徴とする。

レンズアレイは、レーザ素子から出射され、反射部材で反射された光が入射するレンズ領域と、それ以外の非レンズ領域とで構成されている。そして、上述したように、レンズアレイは、製造時に生じる形状の変動によって、少なくとも一部のレンズ領域の中心の位置が、第一方向に隣接する他のレンズ領域に対して第二方向にずれているか、又は第二方向に隣接する他のレンズ領域に対して第一方向にずれている。

しかしながら、上記構成の光源装置は、各レーザ素子から出射された光の主光線は、反射部材で反射された後、レンズアレイの対応するレンズ領域の中心位置を通過するように配置されている。なお、本明細書では、レーザ素子の出射面から出射された光のうちの最も強度が高い光線を「主光線」と称する。

したがって、各レーザ素子から出射された光の主光線は、それぞれ入射したレンズ領域の中心を通過するように進行する。光源装置から出射される光の主光線がレンズ領域の中心の位置を通過することで、光が意図する方向に向かって進行するため、後の光学系での利用効率を向上させることができ、高効率な光源装置が実現される。また、隣接するレンズ領域へ入射する光同士の干渉や一部が重複しまうおそれが少なくなる。よって、ベース基体の載置面上にレーザ素子をより高密度に配置して構成することができる。すなわち、従来よりも小型化された光源装置や、より高輝度の光源装置が実現される。

なお、光の主光線がレンズの中心を通過しない場合の光の進行については、「発明を実施するための形態」の欄にて、図面を参照しながら説明する。

光源装置は、レーザ素子から出射された光の主光線がレンズ領域の中心を通過するように構成されていることが好ましいが、製造工程上で生じてしまう組立の精度誤差程度のずれは許容される。具体的な範囲としては、レンズの焦点距離等によっても異なるが、一例として、レンズ領域がＦ４レンズ（レンズの焦点距離を有効口径で割ったＦ値で４のレンズ）を構成している場合には、主光線は、レンズ領域の中心からの距離がレンズ領域の径の２％以内の範囲を通過するように構成されていることが好ましい。

上記光源装置において、
前記複数のレンズ領域の少なくとも一部は、他の前記レンズ領域と曲率が異なっていても構わない。

レンズアレイは、上述したように、製造時に生じる形状の変動によって、中心位置のずれが生じるが、併せて、レンズ領域の曲率についてもレンズ領域ごとにばらつきが生じる。したがって、実際に製造されるレンズアレイの少なくとも一部のレンズ領域は、他のレンズ領域と曲率が異なる。すなわち、レンズアレイの少なくとも一部のレンズ領域は、他のレンズ領域と焦点距離が異なる。

さらに、上記光源装置は、
前記レーザ素子の出射面から出射された光の主光線が、前記反射部材によって反射されて、前記レンズアレイの対応するレンズ領域の入射面に到達するまでの進行距離と、前記レンズ領域の焦点距離とが、略同一となるように構成されていても構わない。

上記構成とすることで、レンズアレイの各レンズ領域の曲率がばらついている場合においても、レーザ素子から出射された光が平行光化され、各レンズ領域の出射面から平行光を出射することができる。したがって、後の光学系での利用効率が高い光源を提供することができる。

なお、ここでの略同一とは、製造工程上で生じてしまう組立の精度誤差程度のずれは許容される。具体的な範囲としては、レンズ領域の焦点距離に対して、主光線の進行距離の差が１％以内であることが好ましい。

また、上記光源装置は、
前記複数のレーザ素子のうち、エミッタ幅が最も長い前記レーザ素子が、曲率の最も小さい前記レンズ領域に対応して配置され、
エミッタ幅が最も短い前記レーザ素子が、曲率の最も大きい前記レンズ領域に対応して配置されていても構わない。

レーザ素子は、エミッタ幅が長いほど、出射される光の発散角が大きくなる。このため、エミッタ幅が異なる複数のレーザ素子が同一の曲率のレンズ領域に対して、同じ位置関係で配置されている場合、エミッタ幅が短いレーザ素子よりも、エミッタ幅が長いレーザ素子の方が、レンズ透過後の発散角が大きくなる。

上記構成とすることで、エミッタ幅が異なる複数のレーザ素子を、同一のパッケージ内に配置し、それぞれのレーザ素子から出射された光を略平行光として出射できる光源を構成することができる。なお、マルチエミッタ型のレーザ素子が用いられる場合は、エミッタ間の離間距離と各エミッタの幅の合計値で比較される。

本発明の光源装置の製造方法は、
第一方向と、前記第一方向に直交する第二方向からなる載置面が構成されたベース基体を準備する工程（Ａ）と、
複数のレンズ領域が配列されてなるレンズアレイの各前記レンズ領域の中心位置座標を計測する工程（Ｂ）と、
前記中心位置座標に基づいて算出された前記載置面上の各レーザ素子配置座標に、前記第一方向に光を出射するように複数のレーザ素子を配置する工程（Ｃ）と、
前記載置面上の前記中心位置座標に対応する位置に、前記レーザ素子から出射された光を、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に関して前記ベース基体から離れる方向に進行するように反射する複数の反射部材を配置する工程（Ｄ）と、
前記工程（Ｃ）及び前記工程（Ｄ）の実施後、前記第三方向から見たときに、前記複数のレンズ領域の中心と、前記レーザ素子から出射された光の主光線が進行する位置とが略同一となるように前記レンズアレイを配置する工程（Ｅ）とを含むことを特徴とする。

上述したように、レンズアレイは、製造時に生じる形状の変動によって、少なくとも一部のレンズ領域の中心の位置が、第一方向に隣接する他のレンズ領域に対して第二方向にずれているか、又は第二方向に隣接する他のレンズ領域に対して第一方向にずれている。

上記製造方法によれば、レーザ光源から出射される光が、各反射部材で反射され、各レンズの中心位置に主光線が入射される光源装置を製造することができる。つまり、各レンズ領域から出射される光の照射位置のばらつきが抑制された光源装置を製造することができる。したがって、上述したように、ベース基体の載置面上にレーザ素子をより高密度に配置して構成することができる。すなわち、従来よりも小型化された光源装置や、より高輝度の光源装置が構成される。

なお、上述したように、レーザ素子から出射された光の主光線は、レンズ領域の中心を通過することが好ましいが、製造工程上で生じてしまう組立の精度誤差程度のずれは許容される。そして、具体的な範囲としては、レンズアレイのレンズ領域にＦ４レンズが構成されている場合には、レンズ領域の中心からの距離がレンズ径の２％以内の範囲内であることが好ましい。

上記光源装置の製造方法は、
前記工程（Ｂ）は、各前記レンズ領域の曲率を計測する工程（Ｂ１）を含み、
前記工程（Ｃ）は、各前記レンズ領域の曲率に基づいて各前記レンズ領域の焦点距離を算出し、前記レーザ素子の出射面から出射された光の主光線が、前記反射部材によって反射されて、前記レンズアレイの対応するレンズ領域の入射面に到達するまでの進行距離と、前記レンズ領域の焦点距離とが、略同一となるよう前記載置面上の各レーザ素子配置座標を算出する工程（Ｃ１）を含んでいても構わない。

上述したように、製造時に生じる形状の変動によって、レンズ領域の曲率についてもレンズ領域ごとにばらつきが生じる。そこで、上記製造方法によれば、製造される光源装置は、レーザ素子の出射面から出射された光の主光線が、レンズ領域の入射面に到達するまでの進行距離と、レンズ領域の焦点距離とが略同一となる。

したがって、レンズアレイの各レンズ領域の曲率がばらついている場合においても、レーザ素子から出射された光が平行光化され、各レンズ領域の出射面から略平行光が出射される光源装置を製造することができる。そして、上述したように、後の光学系での利用効率が高い光源を提供することができる。

なお、ここでの略同一も上記と同様に、製造上生じてしまう組立誤差程度のずれは許容される。具体的な範囲としては、レンズ領域の焦点距離に対して、主光線の進行距離の差が１％以内であることが好ましい。

本発明によれば、寸法精度がばらついたレンズアレイを用いながら、それぞれのレンズ領域から出射される光のポインティング誤差が抑制された光源装置及び光源装置の製造方法が実現される。

本発明の光源装置の一実施形態を模式的に示す全体斜視図である。 図１の光源装置をＺ方向から見たときの図面である。 図１の光源装置をＸＹ平面で切断した時の断面図である。 図１の光源装置をＸＺ平面で切断した時の断面図である。 図２のＡ１領域の拡大図である。 図４のＡ２領域の拡大図である。 レーザ素子を＋Ｘ方向から見たときの側面図である。 等間隔でレーザ素子と反射部材を配置したときの光源装置を模式的に示す図面である。 ベース基体を準備した状態を模式的に示す図面である。 レンズアレイを把持部材で固定した状態を模式的に示す図面である。 レンズ領域の座標と曲率を計測している様子を示す模式的な図面である。 図９のレンズアレイにおいて、各レンズ領域の中心位置の基準とする座標軸を表した図面である。 ベース基体にレーザ素子を配置した状態を模式的に示す図面である。 ベース基体にレーザ素子と反射部材を配置した状態を模式的に示す図面である。 光源装置の別実施形態の側面断面図である。

［光源装置］
以下、本発明の光源装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。

図１は、本発明の光源装置１の一実施形態を模式的に示す全体斜視図である。図２は、図１の光源装置１をＺ方向から見たときの図面である。図１及び図２に示すように、光源装置１は、ケーシング２と、ＸＹ平面上に複数のレンズ領域１０ａがアレイ状に配列してなるレンズアレイ１０を備える。以下説明において、レンズアレイ１０から光が出射される方向を＋Ｚ方向（第三方向）とし、Ｚ方向に直交する平面をＸＹ平面として説明する。また、レンズ領域１０ａが配列されている方向に関して、以下説明では、Ｘ方向が「第一方向」に対応し、Ｙ方向が「第二方向」に対応するものとして説明するが、Ｙ方向が「第一方向」に対応し、Ｘ方向が「第二方向」に対応するものとしても構わない。

本明細書では、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「−Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。

図３は、図１の光源装置１をＸＹ平面で切断した時の断面図である。図４は、図１の光源装置１をＸＺ平面で切断した時の断面図である。図３に示すように、ケーシング２の内側には、ベース基体１１が備えられ、ベース基体１１の載置面１１ａ上には、複数のレーザ素子１２と、各レーザ素子１２から出射された光を＋Ｚ方向に向かうように反射する複数の反射部材１３とが、アレイ状に配置されている。

レンズアレイ１０は、アレイ状に配置された複数のレンズ領域１０ａからなり、一部のレンズ領域１０ａの中心の位置は、Ｘ方向に隣接する他のレンズ領域１０ａに対してＹ方向にずれて配置されており、Ｙ方向に隣接する他のレンズ領域１０ａに対してＸ方向にずれて配置されている。各レンズ領域１０ａは、入射面に入射した光を平行光化して出射するように構成されている。

図５は、図２のＡ１領域の拡大図である。図５に示すように、レンズアレイ１０を構成する各レンズ領域１０ａうちの少なくとも一部のレンズ領域１０ａの中心の位置は、Ｘ方向に隣接する他のレンズ領域１０ａに対してＹ方向にｄｙだけずれて配置されており、Ｙ方向に隣接する他のレンズ領域１０ａに対してＸ方向にｄｘだけずれて配置されている。

レンズアレイ１０は、上述したように、金型のずれやプレス時の圧力変動、熱膨張や収縮によって、図２に示すような形状となってしまうが、レンズ領域１０ａの中心の位置をＸ方向、又はＹ方向に意図的にずらしたものを用いて構成しても構わない。

なお、金型のずれやプレス時の圧力変動、熱膨張や収縮によって生じる中心の位置のずれは、人の目で確認が困難な程微小なものであるが、説明の便宜のため、図２では、誤差を大きく表現している。また、レンズアレイ１０は、Ｘ方向及びＹ方向に同数のレンズ領域１０ａが構成されているものとしたが、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ異なる数のレンズ領域１０ａが構成されていても構わない。

図４は、図１の光源装置１の側面断面図であり、図６Ａは、図４のＡ２領域の拡大図である。図６Ａに示すように、本実施形態のレンズアレイ１０は、半径ｒ１の円弧に沿う形状のレンズ領域１０ａ１と、半径ｒ２の円弧に沿う形状の１０ａ２とが形成されており、曲率半径（ｒ１，ｒ２）は、ｒ１＞ｒ２となっている。すなわち、レンズ領域１０ａ１とレンズ領域１０ａ２とでは、曲率半径の逆数である曲率が異なっている。なお、レンズアレイ１０を構成するレンズ領域１０ａの曲率は、全て同じ曲率で構成されていても構わない。

本実施形態においては、レンズアレイ１０は、レンズ領域１０ａ１の曲率（１／ｒ１）が最も小さく、レンズ領域１０ａ２の曲率（１／ｒ２）が最も大きい。そこで、レンズ領域１０ａ１には、光源装置１に搭載されるレーザ素子１２の中で、エミッタ幅が最も長いレーザ素子１２ａが対応して配置され、レンズ領域１０ａ２には、光源装置１に搭載されるレーザ素子１２の中で、エミッタ幅が最も短いレーザ素子１２ｂが対応して配置されている。なお、レンズ領域１０ａの曲率と、レーザ素子１２のエミッタ幅との関係は、任意に決められていても構わない。

図６Ｂは、レーザ素子１２を＋Ｘ方向から見たときの側面図である。エミッタ幅とは、図６Ｂに示すように、光出射面であるエミッタ１２ｅの長手方向、すなわち、本実施形態におけるエミッタ１２ｅのＹ方向の長さＥｙである。各レーザ素子１２のエミッタ１２ｅのエミッタ幅は、製造工程で生じる誤差等によって異なっていてもよく、意図的に異ならせた複数のレーザ素子１２を用いても構わない。

曲率についても、上述したように、金型のずれやプレス時の圧力変動、熱膨張や収縮によって、誤差が生じてしまい、レンズアレイ１０が図４に示すような形状となるが、各レンズ領域１０ａの曲率を意図的に異なるように構成したものを用いても構わない。

ベース基体１１は、レーザ素子１２と反射部材１３を載置するための載置面１１ａが、主面上に構成された部材である。本実施形態のベース基体１１は、ケーシング２とは異なる部材で構成されているが、ケーシング２とベース基体１１とが一体構成となって、載置面１１ａを構成するものとしても構わない。

レーザ素子１２は、電力が供給されることでエミッタ１２ｅ（図６Ｂ参照）よりレーザ光を出射する固体光源であり、ベース基体１１の載置面１１ａ上に複数配置される。

反射部材１３は、レーザ素子１２からＸ方向に向かって出射された光を、Ｚ方向に向かって進行するように反射して、光の主光線Ｌｍがレンズ領域１０ａの中心の位置を通過するように、各レーザ素子１２に対応して複数配置されている。なお、上述したように、本明細書では、主光線Ｌｍとは、レーザ素子１２の出射面から出射された光のうちの最も強度が高い光線をいう。

上述したように、主光線Ｌｍがレンズ領域１０ａの中心の位置から僅かにずれていても許容されるものであり、基準の一例としては、レンズ領域１０ａがＦ４レンズを構成している場合には、主光線Ｌｍは、レンズ領域１０ａの中心からの距離がレンズ領域１０ａの径の２％以内の範囲を通過するように構成されていることが好ましい。

それぞれのレーザ素子１２、反射部材１３とこれらに対応するレンズ領域１０ａは、レーザ素子１２から出射された光の主光線Ｌｍが、反射部材１３の反射面に到達するまでの進行距離ｄと、反射部材１３の反射面からレンズ領域１０ａの入射面に到達するまでの進行距離ｈとの合計が、レンズ領域１０ａの焦点距離と略同一となるように配置されている。

ここでの略同一とは、上述したように、完全に一致していなくてもよく、製造工程上で生じてしまう組立の精度誤差程度のずれは許容されるが、具体的な範囲としては、レンズ領域１０ａとの焦点距離に対して、主光線Ｌｍの進行距離（ｄ＋ｈ）との差が１％以内であることが好ましい。

なお、ベース基体１１の載置面１１ａとレンズ領域１０ａの入射面との距離はケーシング２の形状によって固定されるため、レーザ素子１２と反射部材１３との進行距離ｄによって調整される。より詳細には、図６Ａに示すように、レンズ領域１０ａ１とレンズ領域１０ａ２に関し、半径（ｒ１，ｒ２）がｒ１＞ｒ２の関係にある場合、レンズ領域１０ａ２よりもレンズ領域１０ａ１の方が焦点距離は長い。したがって、それぞれに対応するレーザ素子１２から出射された光の主光線Ｌｍが、反射部材１３の反射面に到達するまでの進行距離（ｄ１，ｄ２）については、ｄ１＞ｄ２となるように配置される。

以上の構成とすることで、図４に示すように、それぞれのレーザ素子１２から出射された光の主光線Ｌｍは、レンズ領域１０ａの中心の位置を通過するため、レンズ領域１０ａの出射面からスクリーンＳｃに向かって進行し、大きなずれが生じることなく所定の位置に光が照射される。

したがって、光源装置１は、それぞれのレンズ領域１０ａから略平行な光を出射することができ、後の光学系での利用効率が高い光源を提供することができる。

ここで、比較例として、ベース基体１１の載置面１１ａ上に等間隔で一様にレーザ素子１２と反射部材１３が配置された光源装置の場合についても説明する。図７は、等間隔でレーザ素子１２と反射部材１３を配置したときの光源装置１を模式的に示す図面である。図７に示すように、ベース基体１１の載置面１１ａ上に等間隔で一様にレーザ素子１２と反射部材１３を配置すると、レンズアレイ１０のレンズ領域１０ａの中心の位置と、主光線Ｌｍが進行する経路にずれが生じてしまう。つまり、主光線Ｌｍは、レンズ領域１０ａによって屈折され、スクリーンＳｃ上の所望の照射位置からずれた位置に、レンズ領域１０ａの光軸に対して傾いて到達してしまう。

また、主光線Ｌｍの進行距離（ｄ＋ｈ）が一定であり、一部のレンズ領域１０ａの焦点距離とは大きな誤差が生じてしまうため、レーザ素子１２から出射された光を平行光化することができない。主光線Ｌｍの進行距離（ｄ＋ｈ）とレンズ領域１０ａの焦点距離との誤差が大きいと、レンズ領域１０ａの出射面から出射された光が進行しながら拡がってしまい、光源装置１と照射対象物との距離が遠いと、隣接する光が照射対象物に到達する前に干渉や一部が重複してしまう可能性がある。すなわち、レーザ素子１２を高い密度に実装できないため、光源装置１を小型化や、高輝度化させることが難しい。

［製造方法］
以下、本発明の光源装置の製造方法について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。なお、図８−図１３は、本製造方法を用いて光源装置１を製造する際の工程の途中を模式的に示す図面に対応する。

本実施形態の光源装置１の製造方法は、まず、図８に示すように、ＸＹ平面上に載置面１１ａが構成されたベース基体１１を準備する（ステップＳ１）。このステップＳ１が、工程（Ａ）に対応する。なお、上述したように、ケーシング２とベース基体１１とが一体となっており、載置面１１ａを構成しているものを準備しても構わない。

次に、レンズアレイ１０の各レンズ領域１０ａのＸＹ平面における中心位置座標の計測（ステップＳ２）を行い、任意のレンズ領域１０ａの中心座標位置を原点としてｘ軸とｙ軸とを設定し、各レンズ領域１０ａの中心位置をｘｙ座標に変換する。このステップＳ２が工程（Ｂ）に対応する。

そして、各レンズ領域１０ａの曲率の計測（ステップＳ３）、あるいは、直接焦点距離の計測を行う。このステップＳ３が工程（Ｂ１）に対応する。なお、本実施形態の製造方法では、ステップＳ２とステップＳ３を同時に行うものとして説明するが、ステップＳ２とステップＳ３は別々に実施されても構わない。

ここで、中心位置座標と曲率の計測の詳細について一例を説明する。まず、図９に示すように、レンズアレイ１０が把持部材４によって固定される。その後、計測装置５でレンズアレイ１０のＸＹ平面における表面を走査する。

計測装置５としては、例えば、光の干渉を利用した光学測定器がある。測定の方法は、例えば、図１０が示すように、平行ビームをレンズアレイ上面から入射し透過光のビームウェスト座標をＣＣＤ９０で読み取る方法や、光学顕微鏡で照明光の中心位置座標を読み取る方法等がある。

レンズアレイ１０の各レンズ領域１０ａの中心位置座標は、図１１に示すように、ＸＹ平面上において、特定のレンズ領域１０ｂの中心座標位置を原点とするｘｙ座標上で計測される。

レンズアレイ１０の各レンズ領域１０ａの中心位置座標と曲率が計測された後、レンズ領域１０ａの曲率に基づいてレンズ領域１０ａの入射面からの焦点距離が算出される（ステップＳ４）。また、ＣＣＤ９０で読み取った各アレイのビームウェスト座標を用いてもよい。

そして、レーザ素子１２の出射面から出射された光の主光線Ｌｍが、反射部材１３の反射面に到達するまでの進行距離ｄと、反射部材１３の反射面からレンズ領域１０ａの入射面に到達するまでの進行距離ｈとの合計が、ステップＳ４で算出された焦点距離と同じになるように、進行距離ｄが算出される（ステップＳ５）。

そして、ステップＳ２によって測定されたｘｙ座標上での中心位置座標とステップＳ５で算出された進行距離ｄに基づいて、反射部材１３の反射面が向いている方向（本実施形態では−Ｘ方向）において、各レンズ領域１０ａで算出されたそれぞれの進行距離ｄだけずれた座標であるレーザ素子配置座標が算出される（ステップＳ６）。以上のステップＳ４からステップＳ６が工程（Ｃ１）に対応する。なお、レーザ素子配置座標は、ステップＳ４で曲率の測定を行わず、レンズ領域１０ａの中心位置座標のみに基づいて算出しても構わない。

なお、反射部材１３の反射面は、全て同一方向に向いていなくてもよく、ケーシング２の形状等に応じて、配置方向を異ならせても構わない。この場合、レーザ素子配置座標は、それぞれの反射部材１３の反射面が向いている方向に対して、進行距離ｄだけずれた座標となるように調整される。

その後、図１２に示すように、ベース基体１１の載置面１１ａ上の各レンズ領域１０ａの中心位置座標に対応する位置に反射部材１３が配置される（ステップＳ７）。このステップＳ７が工程（Ｄ）に対応する。

そして、図１３に示すように、ベース基体１１の載置面１１ａ上のレーザ素子配置座標にレーザ素子１２が配置される（ステップＳ８）。このステップＳ８が工程（Ｃ）に対応する。なお、ステップＳ７とステップＳ８に関しては、いずれの工程が先に行われても構わない。

ステップＳ７及びステップＳ８の実施後、図３及び図４に示すように、Ｚ方向から見たときに、各レンズ領域１０ａの中心と、レーザ素子１２出射された光の主光線Ｌｍが進行する位置とが略同一となるように、かつ、ｈに基づいた高さ位置へ、レンズアレイ１０が配置される（ステップＳ９）。このステップＳ９が工程（Ｅ）に対応する。

なお、各工程において許容されるずれは、光源装置１の説明において上述した範囲と同様である。

以上の製造方法により、それぞれのレーザ素子１２から出射された光の主光線Ｌｍは、レンズ領域１０ａの中心の位置を通過し、それぞれのレンズ領域１０ａからは略平行な光を出射することができる光源装置１が構成される。

［別実施形態］
以下、別実施形態につき説明する。

〈１〉 本発明の光源装置１は、異なる波長の光を出射するレーザ素子１２を備える構成としても構わない。上述したように、レーザ素子１２は、構成する半導体材料が異なることからエミッタ１２ｅ（図６Ｂ参照）の大きさが異なり、出射される光の発散角も異なる。そこで、レンズアレイ１０の各レンズ領域１０ａの曲率を調整し、エミッタ１２ｅが大きく形成されるＧａＡｓ系半導体で構成されるレーザ素子１２に対応するレンズ領域１０ａの曲率が、ＧａＮ系半導体で構成されるレーザ素子１２に対応するレンズ領域１０ａの曲率よりも小さくなるように配置することで、それぞれのレーザ素子１２から出射される光を略平行光に変換して出射させることができる。

また、曲率と発散角が調整されることで、出射する光の波長や発散角が異なるレーザ素子１２を混在させて構成したとしても、装置を大型化させることなく、それぞれのレンズ領域１０ａから出射される光を平行光化でき、ポインティング誤差も抑制することができる。

〈２〉 図１４は、光源装置１の別実施形態の側面断面図である。ケーシング２は、図４に示すように、レンズアレイ１０によって封止されていてもよく、図１４に示すように、レンズアレイ１０とは異なる部材、例えば、ガラスや樹脂からなる透光板３によって封止されたものに、レンズアレイ１０を配置する構成であっても構わない。

１ ： 光源装置
２ ： ケーシング
３ ： 透光板
４ ： 把持部材
５ ： 計測装置
１０ ： レンズアレイ
１０ａ，１０ａ１，１０ａ２ ： レンズ領域
１１ ： ベース基体
１１ａ ： 載置面
１２，１２ａ，１２ｂ ： レーザ素子
１２ｅ ： エミッタ
１３ ： 反射部材
９０ ： ＣＣＤ
Ｌｍ ： 主光線
Ｓｃ ： スクリーン
ｄ，ｄ１，ｄ２ ： 距離
ｈ ： 距離
ｒ１，ｒ２ ： 半径

Claims (6)

1. 第一方向と、前記第一方向に直交する第二方向からなる載置面が構成されたベース基体と、
   前記ベース基体の前記載置面上に載置され、前記第一方向に光を出射する複数のレーザ素子と、
   前記ベース基体上にそれぞれの前記レーザ素子に対応して配置され、前記レーザ素子から出射された光を、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に関して前記ベース基体から離れる方向に進行するように反射させる複数の反射部材と、
   前記複数のレーザ素子に対応して複数のレンズ領域が配置されてなり、前記複数のレンズ領域のうちの少なくとも一部の前記レンズ領域の中心の位置は、前記第一方向に隣接する他の前記レンズ領域に対して前記第二方向にずれて配置されるか、又は前記第二方向に隣接する他の前記レンズ領域に対して前記第一方向にずれて配置されたレンズアレイとを備え、
   それぞれの前記レーザ素子から出射された光の主光線は、異なる前記レンズ領域の中心を通過するように構成されていることを特徴とする光源装置。
2. 前記複数のレンズ領域の少なくとも一部は、他の前記レンズ領域と曲率が異なることを特徴とする、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記レーザ素子の出射面から出射された光の主光線が、前記反射部材によって反射されて、前記レンズアレイの対応するレンズ領域の入射面に到達するまでの進行距離と前記レンズ領域の焦点距離とが、略同一となるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記複数のレーザ素子のうち、エミッタ幅が最も長い前記レーザ素子が、曲率の最も小さい前記レンズ領域に対応して配置され、
   エミッタ幅が最も短い前記レーザ素子が、曲率の最も大きい前記レンズ領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
5. 第一方向と、前記第一方向に直交する第二方向からなる載置面が構成されたベース基体を準備する工程（Ａ）と、
   複数のレンズ領域が配列されてなるレンズアレイの各前記レンズ領域の中心位置座標を計測する工程（Ｂ）と、
   前記中心位置座標に基づいて算出された前記載置面上の各レーザ素子配置座標に、前記第一方向に光を出射するように複数のレーザ素子を配置する工程（Ｃ）と、
   前記載置面上の前記中心位置座標に対応する位置に、前記レーザ素子から出射された光を、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に関して前記ベース基体から離れる方向に進行するように反射する複数の反射部材を配置する工程（Ｄ）と、
   前記工程（Ｃ）及び前記工程（Ｄ）の実施後、前記第三方向から見たときに、前記複数のレンズ領域の中心と、前記レーザ素子から出射された光の主光線が進行する位置とが略同一となるように前記レンズアレイを配置する工程（Ｅ）とを含むことを特徴とする光源装置の製造方法。
6. 前記工程（Ｂ）は、各前記レンズ領域の曲率を計測する工程（Ｂ１）を含み、
   前記工程（Ｃ）は、各前記レンズ領域の曲率に基づいて各前記レンズ領域の焦点距離を算出し、前記レーザ素子の出射面から出射された光の主光線が、前記反射部材によって反射されて、前記レンズアレイの対応するレンズ領域の入射面に到達するまでの進行距離と、前記レンズ領域の焦点距離とが、略同一となるよう前記載置面上の各レーザ素子配置座標を算出する工程（Ｃ１）を含むことを特徴とする請求項５に記載の光源装置の製造方法。
   

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