JPWO2015166810A1 - アレイ光源およびアレイ光源を用いた照明光学系 - Google Patents

Abstract

本発明は、小型化、省スペース化を図ることができるアレイ光源を提供することを目的とする。行列方向に配列された複数の半導体レーザ素子を含み、各半導体レーザ素子からの光を出力する第１のアレイ光源（３０）と、第１のアレイ光源（３０）に対向して配置され、行列方向に配列された複数の半導体レーザ素子を含み、各半導体レーザ素子からの光を出力する第２のアレイ光源（４０）と、第１および第２のアレイ光源間に配置され、第１および第２のアレイ光源からのレーザ光をＸ方向に向けて反射するアレイミラー（１００）とを有する。アレイミラー（１００）は、１つの側面（１１２）に複数の傾斜面（１２０）を有し、１つの側面（１１２）が交互に反転するように複数のアレイミラー（１００）が積層される。

Description

本発明は、半導体レーザ素子を用いたアレイ光源に関し、特に、青色帯域のレーザ光を発する半導体レーザ素子を備えたアレイ光源に関する。

近年、赤色帯域、緑色帯域および青色帯域のレーザ光を発する半導体レーザが開発され、その実用化が進められている。半導体レーザを光源に利用することができれば、従来のハロゲン等のランプ光源と比較して、消費電力の低減、長寿命化、小型化を期待することができる。

特許文献１は、対向配置された第１および第２固体光源ユニットからの光を反射する反射ユニットと、反射ユニットの光で励起される蛍光発光板とを備えた光源装置を開示する。特許文献２は、レーザーダイオードがアレイ状に配置された発光素子ユニットを対向して配置し、各発光素子ユニットからの光を反射ミラーで反射する照明装置を開示している。

特開２０１２−１３３３３７号公報 特開２０１２−１１８１２９号公報

特許文献１および２に開示される光源装置ないし照明装置は、対向して配置された２つのアレイ光源の間に、当該アレイ光源からの光を反射する反射ミラーを配置させ、複数のレーザ光線束を取り出す構成を開示している。

しかしながら、従来のこのような光源装置ないし照明装置には、次のような課題がある。レーザ光は非常にコヒーレント性が高いため、その光軸をより正確に調整しなければならない。複数の半導体レーザ素子がアレイ化された場合には、各半導体レーザ素子間の光軸が整合されるように光軸調整が行われなければならない。通常、そのような調整は、熟練した人によって行われるが、非常に煩雑であり、そのために多くの時間を必要とする。特に、半導体レーザ素子がアレイ光源に実装された後では、半導体レーザ素子が固定されているため、事実上、半導体レーザ素子の位置を調整することは難しい。

さらに、特許文献２のような構成の反射ミラーを用いた場合、発光素子ユニットのレーザーダイオードの行方向のピッチが大きくなってしまい、そのような構成は、必ずしも照明装置の高密度化、小型化に適しているとは言えない。

本発明は、そのような従来の課題を解決するとともに、小型化、省スペース化を図り、かつ組立て時の位置合わせが容易なアレイ光源およびそれを用いた照明光学系を提供することを目的とする。

本発明に係るアレイ光源は、行列方向に配列された複数の半導体レーザ素子を含み、各半導体レーザ素子からの光を第１の方向に向けて出力する第１のアレイ光源部と、行列方向に配列された複数の半導体レーザ素子を含み、各半導体レーザ素子からの光を第１の方向と反対の第２の方向に向けて出力する第２のアレイ光源部と、前記第１のアレイ光源部と第２のアレイ光源部との間に配置され、第１および第２のアレイ光源部から出力されたレーザ光を第３の方向に向けて反射するアレイミラー部とを有し、前記アレイミラー部は、複数の反射領域が階段状に形成された１つの側面を含み、当該１つの側面の位置が交互に反転するようにアレイミラー部が複数積層され、少なくとも１つの側面の複数の反射領域が第１のアレイ光源部の各半導体レーザ素子からの光を第３の方向に反射し、少なくとも１つの側面の複数の反射領域が第２のアレイ光源部の各半導体レーザ素子からの光を第３の方向に反射する。

好ましくは少なくとも１つの側面が第１のアレイ光源部に対向し、少なくとも１つの側面が第２のアレイ光源部に対向するように、複数のアレイミラー部が積層される。好ましくは複数のアレイミラー部のそれぞれは同一形状を有する。好ましくは第１のアレイ光源は、第１の長さおよび第１の幅を有する第１のハウジング部材を含み、第２のアレイ光源は、第２の長さおよび第２の幅を有する第２のハウジング部材を含み、第１の長さおよび第２の長さは等しく、第１の幅およち第２の幅は等しい。好ましくは前記アレイミラー部は、上面、底面、前記上面および前記底面を接続する複数の側面を有し、前記複数の側面の１つに前記複数の反射領域が形成される。好ましくは前記複数の側面は、第１の長さの側面と、第１の幅の側面とを含む。好ましくは前記アレイミラー部は、ガラス材料から構成され、前記反射領域は、前記ガラス材料に形成された傾斜面である。好ましくは前記複数の反射領域は、半導体レーザ素子の行方向のピッチに対応して形成される。好ましくは第１のアレイ光源の第１の行の半導体レーザ素子から出射された光は、第１のアレイミラー部の複数の反射領域によって第３の方向に反射され、第２のアレイ光源の第１の行の半導体レーザ素子から出射された光は、第２のアレイミラー部の複数の反射領域によって第３の方向に反射され、第１のアレイ光源の第１の行と第２のアレイ光源の第１の行との位置は異なる。好ましくは第１のアレイ光源の第１の行の半導体レーザ素子から出射された光は、第１のアレイミラー部の複数の反射領域によって第３の方向に反射され、第２のアレイ光源の第１の行の半導体レーザ素子から出射された光は、第１のアレイミラー部の複数の反射領域によって第３の方向と反対の方向に反射され、第１のアレイ光源の第１の行と第２のアレイ光源の第１の行との位置は同じである。好ましくは第１のアレイ光源と第２のアレイ光源とは、同一のアレイ光源である。好ましくは半導体レーザ素子は、青色帯域のレーザ光を発する。好ましくはアレイ光源はさらに、第３の方向に反射された光を第３の方向と反対の方向に反射するプリズムを含む。

本発明によれば、第１および第２のアレイ光源からの光を、積層されたアレイミラー部により第３の方向へ反射させるようにしたので、アレイ光源の小型化、省スペース化を図ることができる。さらに、第１および第２のアレイ光源に対して積層されるアレイミラー部の位置決めを行うようにしたので、個々の半導体レーザ素子の光軸調整等の位置合わせが不要となり、アレイ光源の製造または組立てが容易になる。

本発明の第１の実施例に係る光源装置の構成を示すブロック図である。 本実施例の第１のアレイ光源の構成を示す図である。 本実施例の第２のアレイ光源の構成を示す図である。 本実施例のアレイミラーの斜視図である。 図５（Ａ）は、アレイミラーの上面図、図５（Ｂ）は、その側面図、図５（Ｃ）は、その正面図である。 図６（Ａ）は、第１の態様による光源装置の側面図、図６（Ｂ）は、第２の態様による光源装置の側面図である。 積層されたアレイミラーの斜視図と上面図である。 図７（Ａ）は、第１のアレイ光源の１行目のレーザ光が反射される様子を説明する図、図７（Ｂ）は、第２のアレイ光源の１行目のレーザ光が反射される様子を説明する図である。 本発明の第２の実施例に係るアレイ光源を示し、図８（Ａ）は、第１のアレイ光源の１行目のレーザ光が反射される様子を説明する図、図８（Ｂ）は、第２のアレイ光源の１行目のレーザ光が反射される様子を説明する図である。 本発明の第３の実施例に係るアレイ光源の構成を示す図である。 本発明の第３の実施例において、図１０（Ａ）は、第１のアレイ光源の１行目のレーザ光が反射される様子を説明する図、図１０（Ｂ）は、第２のアレイ光源の１行目のレーザ光が反射される様子を説明する図である。 図１１（Ａ）は、本発明の第４の実施例に係る複数組のアレイ光源の平面図、図１１（Ｂ）は、第４の実施例の他の複数組のアレイ光源の正面図である 図１２は、本発明の第５の実施例に係るアレイ光源の構成を説明する図である。 図１３は、本発明の第５の実施例に係るアレイ光源の構成の変形例を示す図である。 図１４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第６の実施例に係るアレイミラーの平面図と斜視図、図１４（Ｃ）、（Ｄ）は、第６の実施例に係るアレイミラーの他の構成を示す平面図と斜視図である。 図１５（Ａ）は、本発明の第７の実施例に係るアレイミラーの構成を示す平面図、図１５（Ｂ）は、その正面図、図１５（Ｃ）は、その斜視図、図１５（Ｄ）、（Ｅ）は、変形例である。 本発明の第８の実施例に係るアレイ光源の構成を示す図である。 本発明の第９の実施例に係るアレイ光源の構成を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の好ましい態様では、アレイ光源は、青色帯域の光を発する複数の半導体レーザ素子を用いて構成される。但し、アレイ光源は、他の波長帯域の光、例えば、赤色帯域、緑色帯域の半導体レーザ素子を用いて構成されるものであってもよい。半導体レーザ素子は、面発光型半導体レーザ素子、端面発光型レーザ素子のいずれのタイプであってもよい。さらに好ましい態様では、アレイ光源からのレーザ光線束を使用した照明光学系が構成される。ある態様では、照明光学系は、アレイ光源の上方の空間を利用して構成され、アレイ光源を含む照明光学系の小型化、省スペース化が図られる。このような照明光学系は、液晶、ＤＬＰタイプのプロジェクタの光源、内視鏡の光源、照明装置の光源等に利用される。なお、図面のスケールは、発明の特徴を分かり易くするために強調しており、必ずしも実際のデバイスのスケールと同一ではないことに留意すべきである。また、以下の説明で、赤色帯域の光、緑色帯域の光、青色帯域の光を、便宜上、Ｒ、Ｇ、Ｂと略すことがある。

図１は、本発明の第１の実施例に係る光源装置の構成を示すブロック図である。本実施例に係る光源装置１０は、第１および第２のアレイ光源３０、４０を含むアレイ光源２０と、第１および第２のアレイ光源３０、４０を駆動する駆動回路５０、および駆動回路５０を制御する制御部６０とを含んで構成される。制御部６０は、例えばマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ等の処理装置と、当該処理装置を制御するプログラムを記憶したメモリ等を含むことができる。制御部６０は、駆動回路５０を介して、第１および第２のアレイ光源３０、４０の駆動を制御し、各半導体レーザ素子を一斉に点灯させたり、あるいは異なるタイミングで点灯させることが可能である。さらに制御部６０は、温度センサからの信号に基づき駆動回路５０を制御することも可能である。

本実施例のアレイ光源２０は、２つに分割された第１および第２のアレイ光源３０、４０とを有する。第１および第２のアレイ光源３０、４０は、後述するように、一方のアレイ光源から他方のアレイ光源へ向けてレーザ光が出射されるように、互いに対向して配置される。第１のアレイ光源３０と、第２のアレイ光源４０との間には、アレイミラーが配置され、アレイミラーは、第１および第２のアレイ光源３０、４０から発せられたレーザ光を予め決められた方向、例えば、光軸と直交する方向に反射する。

図２は、第１のアレイ光源３０の概略側面図、正面図および上面図を示す。第１のアレイ光源３０は、好ましくは熱伝導性の高い材料、例えば、アルミニウム、銅あるいは真鍮等の金属材料から構成されたハウジング３２を含む。好ましくはハウジング３２は、長さＬａ、幅Ｗａのサイズを有する概ね直方体状である。高さは、実装される半導体レーザ素子の配列に応じて大きさである。ハウジング３２の内部には、複数の半導体レーザ素子、または複数の半導体レーザ素子を実装した基板が固定される。複数の半導体レーザ素子は、ｍ行×ｎ列の二次元アレイ状に配列されるが、図２の例では、説明を容易にするため、半導体レーザ素子が２行×ｎ列に配置される例を示している。好ましい態様では、半導体レーザ素子の光出射口に対応する位置に集光レンズ３４が取り付けられ、集光レンズ３４は、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を集光しまたはコリメートする。なお、図面には集光レンズ３４がハウジングの一面から突出するように強調されて示されているが、集光レンズ３４は、ハウジングの一面から突出しないように取付けることができる。

１行目の半導体レーザ素子は、ハウジング３２の最下部３２Ａに配置され、２行目の半導体レーザ素子は、列方向にピッチＰｙだけ離間されて配置される。各行の半導体レーザ素子は、行方向にピッチＰｘで離間して配置され、各行の半導体レーザ素子の列方向の位置は一致している。半導体レーザ素子が配列される１つの行の高さは、概ねＴである。

第１の好ましい態様では、第２のアレイ光源４０は、第１のアレイ光源３０と同一のものを用いて構成される。

第２の好ましい態様では、第２のアレイ光源４０は、図３に示すように構成される。第２のアレイ光源４０は、ｍ行×ｎ列の二次元アレイ状に配列された複数の半導体レーザ素子を含んで構成されるが、図３は、説明を容易にするため、半導体レーザ素子が２行×ｎ列に配置される例を示している。第２のアレイ光源４０の半導体レーザ素子の配列は、好ましくは第１のアレイ光源３０の半導体レーザ素子の配列と等しいが、これに限らず異なっていてもよい。また、第２のアレイ光源４０に含まれる半導体レーザ素子の数は、好ましくは第１のアレイ光源３０に含まれる半導体レーザ素子の数と等しいが、これに限らず異なっていてもよい。

第２のアレイ光源４０は、熱伝導性の高い金属材料、例えば、アルミニウム、銅あるいは真鍮などから構成されるハウジング４２を含む。好ましい態様では、ハウジング４２は、長さＬｂ、幅Ｗｂのサイズを有する概ね直方体状であり、より好ましくは、ハウジング４２は、第１のアレイ光源３０のハウジング３２と同一のサイズを有する。ハウジング４２の内部には、複数の半導体レーザ素子、または複数の半導体レーザ素子を実装した基板が固定される。好ましい態様では、半導体レーザ素子から発せられた光を集光する集光レンズ４４がハウジング４２の一面側に取り付けられる。

第２のアレイ光源４０は、第１のアレイ光源３０と異なり、ハウジング４２の最下部４２Ａには、１行目の半導体レーザ素子が配列されず、それより列方向に半ピッチＰｙ／２だけずれた位置に、１行目の半導体レーザ素子が配列される。２行目の半導体レーザ素子は、１行目の半導体レーザ素子から列方向にピッチＰｙだけ離れた位置に配置される。また、１行目および２行目の半導体レーザ素子の行方向のピッチはＰｘであり、各行の半導体レーザ素子の列方向の位置は、第１のアレイ光源の半導体レーザ素子の列方向の位置とほぼ等しい。また半導体レーザ素子が配列される１つの行の高さは、概ねＴである。

第１および第２のアレイ光源３０、４０が同一平面上に配置されたとき、つまり、ハウジング３２、４２が同一面上に載置されたとき、第１のアレイ光源３０の各行の列方向の位置は、第２のアレイ光源４０の各行の列方向の位置に対しＰｙ／２だけずれた入れ子の関係（互い違いの関係）にある。

次に、第１および第２のアレイ光源３０、４０間に配置されるアレイミラーについて説明する。図４に、アレイミラーの斜視図、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、アレイミラーの上面図、正面図、側面図である。アレイミラー１００は、第１のアレイ光源３０と第２のアレイ光源４０との間に配置される反射部材であり、アレイ光源からのレーザ光の波長を透過可能な材料から構成され、例えば、ガラス、プラスチック、樹脂あるいは他の材料から構成される。

アレイミラー１００は、上面１０２と、当該上面１０２に平行な底面１０４と、上面１０２および底面１０４を接続する側面１０６、１０８、１１０、１１２とを一体に有する。好ましくは、側面１０６の長さがＷ２、側面１０８の長さがＬ、側面１１０の長さがＷ１であり、上面１０２と底面１０４との厚さがほぼＴである。好ましくは、側面１０８の長さＬは、ハウジング３２、４２の長さＬａ、Ｌｂに等しく、アレイミラー１００の厚さＴは、アレイ光源の半導体レーザ素子の列方向のピッチＰｙの半分（Ｐｙ／２）、言い換えれば、アレイ光源の１つの行の列方向の厚さＴに等しい。

１つの側面１１２には、側面１０６から側面１１０に向けて階段状の複数の傾斜面１２０が形成される。具体的には、側面１０６と直交するように平坦な面１２２Ａが形成され、平坦な面１２２Ａに傾斜面１２０Ａが接続され、傾斜面１２０Ａに平坦な面１２２Ｂが接続され、平坦な面１２２Ｂに傾斜面１２０Ｂが接続される。こうして、順次、傾斜面と平坦な面とが交互に接続され、最後の傾斜面１２０Ｄには、長さＷ２の接続部１２４を介して平坦な面１２２Ｅが接続される。

傾斜面１２０（１２０Ａ〜１２０Ｄ）は、アレイ光源からのレーザ光を反射する方向を決定し、例えば、平坦な面１２２（１２２Ａ〜１２２Ｄ）に関して４５度に傾斜される。傾斜面１２０の数および形成される位置は、アレイ光源の１つの行に形成される半導体レーザ素子の数および位置にそれぞれ対応し、すなわち、傾斜面１２０はピッチＰｘの間隔で配置される。なお、図４、図５に示す例では、便宜上、４つの傾斜面１２０が例示されている。

本実施例のアレイ光源２０は、第１および第２のアレイ光源３０、４０との間に、複数のアレイミラー１００が積層して配置される。例えば、第１のアレイ光源３０が２行の半導体レーザ素子を含み、第２のアレイ光源４０が２行の半導体レーザ素子を含む場合、４つのアレイミラー１００が積層されて配置される。この際、積層されるアレイミラーの側部は交互に反転される。例えば、４つのアレイミラー１００が積層されるとき、奇数番目のアレイミラー１００の側面１０８が第１のアレイ光源３０に対向し、偶数番目のアレイミラー１００の側面が第２のアレイ光源４０に対向するように位置決めされる。そして、第１および第２のアレイ光源３０、４０の各行から発せられたレーザ光は、傾斜面１２０によって所定の方向に反射させる。

図６（Ａ）は、本実施例の第１の態様によるアレイ光源２０を示している。第１の態様は、第２のアレイ光源４０の各行の半導体レーザ素子が図３に示すように、第１のアレイ光源３０と入れ子の関係にあるときの構成例を示している。この場合、第１のアレイ光源３０と第２のアレイ光源４０とが同一の平面上に配置され、第１のアレイ光源３０の１行目の半導体レーザ素子からの光が最下層のアレイミラー１００に入射され、第２のアレイ光源４０の１行目の半導体レーザ素子からの光が２層目のアレイミラー１００に入射され、第１のアレイ光源３０の２行目の半導体レーザ素子からの光が３層目のアレイミラー１００に入射され、第２のアレイ光源４０の２行目の半導体レーザ素子からの光が最上層（４層目）のアレイミラー１００に入射される。

図６（Ｂ）は、本実施例の第２の態様によるアレイ光源を示している。仮に、第１のアレイ光源３０と第２のアレイ光源４０との最下層にそれぞれ半導体レーザ素子が形成されている場合には、第１のアレイ光源３０または第２のアレイ光源４０のいずれか一方を列方向にＰｙ／２だけ、すなわち１行分の厚さＴだけオフセットさせる。好ましくは、オフセットにより空いた空間には、ヒートシンクを兼ねる支持部材８０が取り付けられる。

図６Ａは、積層されたアレイミラーの斜視図とその上面図である。また、図７（Ａ）は、図６（Ａ）のアレイ光源を上方から見たときの模式的な図であり、第１のアレイ光源３０の１行目の半導体レーザ素子から出射された光の反射を説明する図である。ここでは、第１および第２のアレイ光源３０、４０は、１つの行に４つの半導体レーザ素子を有するものと仮定する。図７（Ａ）に示すように、集光レンズ３４Ａから出射されたレーザ光は、図６（Ａ）の最下層のアレイミラー１００の側面１０８にほぼ直角に入射し、傾斜面１２０Ａへ進行する。入射した光は、傾斜面１２０Ａにおいて入射角が臨界角よりも大きくなるように、アレイミラー１００の屈折率が選択される。それ故、入射した光は、傾斜面１２０で全反射され、光軸に対してほぼ直交するＸ方向に反射され、側面１１０から出射される。同様に、集光レンズ３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄから出射されたレーザ光は、それぞれ傾斜面１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０ＤにおいてＸ方向に反射される。

図７（Ｂ）は、第２のアレイ光源４０の１行目の半導体レーザ素子から出射された光の反射を説明する図である。図７（Ｂ）に示すように、２層目のアレイミラー１００は、側面１０８が第２のアレイ光源４０に対向するように１８０度反転されている。第２のアレイ光源４０の１行目の集光レンズ４４Ａから出射されたレーザ光は、２層目のアレイミラー１００の側面１０８にほぼ垂直に入射し、傾斜面１２０ＡにおいてＸ方向に全反射される。他の集光レンズ４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄから出射されたレーザ光も同様に、傾斜面１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０ＤにおいてＸ方向に全反射される。

このように本実施例によれば、第１のアレイ光源３０と第２のアレイ光源４０との間に、同一形状のアレイミラー１００を交互に反転するように積層することで、Ｘ方向に高出力のレーザ光線束を得ることができる。積層されるアレイミラー１００の側面１１０の幅Ｗ２を揃えることで、アレイミラー相互間の位置決めを容易に行うことができる。さらに、アレイミラー１００の側面１０８の長さＬを、ハウジング３２、４２の長さＬａ、Ｌｂに揃えることで、アレイミラー１００とハウジング３２、４２間の位置決めを容易に行うことができる。さらに同一形状のアレイミラーを用いることで、アレイ光源２０の組立性を改善し、かつコストを低減することができる。さらに、アレイ光源を２つに分割することで、１つのアレイ光源を利用する場合と比較して、実装可能な半導体レーザ素子の数を増加させることができ、アレイ光源の高出力化を図ることができる。また、アレイ光源の分割により、熱源も分散されるので、アレイ光源に取り付けられる放熱構造または冷却構造の小型化、省スペースを図ることが可能になる。

なお、上記実施例では、図６Ａに示すようにアレイミラー１００を４つ積層される例を示したが、積層されるアレイミラーの数は、半導体レーザ素子の配列に応じて適宜選択される。さらに上記実施例では、図４、図５に示すアレイミラーを１ユニットとしてこれを積層したが、これに限らず、任意の数のアレイミラーを一体構成にし、これを１ユニットとしてもよい。例えば、図６Ａに示すような４つの積層されたアレイミラーを一体構成とし、これを１ユニットとしてもよい。あるいは２つの積層されたアレイミラーを一体構成とし、これを１ユニットしてもよい。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、第１および第２のアレイ光源から出射されたレーザ光は、アレイミラー１００の内部を進行し、傾斜面１２０で反射され、側面１１０から出力される例を示したが、第２の実施例では、第１および第２のアレイ光源から出射されたレーザ光は、アレイミラーの内部を進行することなく、傾斜面１２０において反射される。

図８（Ａ）は、第２の実施例において、第１のアレイ光源３０の１行目の半導体レーザ素子から出射された光の反射を説明する図である。第１の実施例のときと異なり、アレイミラー１００の側面１０８が第２のアレイ光源４０に対向し、側面１１２が第１のアレイ光源３０に対向するようにアレイミラー１００が配置される。第１のアレイ光源３０の集光レンズ３４Ａからのレーザ光は、傾斜面１２０Ｄによってほぼ直角に反射される。この際、傾斜面１２０Ｄによってレーザ光が全反射されるように、傾斜面１２０Ｄに、アルミニウムや銀などの金属、あるいは他の反射膜などがコーティングされる。他の傾斜面１２０Ａ〜１２０Ｃについても同様に金属、または他の反射膜などがコーティングされる。または反射部材を傾斜面に接着剤等で固定しても構わない。こうして、他の集光レンズ３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄからのレーザ光も同様に、傾斜面１２０Ｃ、１２０Ｂ、１２０ＡによってＸ方向に全反射される。

図８（Ｂ）は、第２の実施例において、第２のアレイ光源４０の１行目の半導体レーザ素子から出射された光の反射を説明する図である。アレイミラー１００の側面１０８が第１のアレイ光源３０に対向し、側面１１２が第２のアレイ光源４０に対向するようにアレイミラー１００が配置される。集光レンズ４４Ａからのレーザ光は、傾斜面１２０Ｄによってほぼ直角に反射される。他の集光レンズ４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄからのレーザ光も同様に、傾斜面１２０Ｃ、１２０Ｂ、１２０ＡによってＸ方向に全反射される。

第２の実施例では、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光は、アレイミラー１００の内部を進行しないので、アレイミラー１００は、光透過性の材料から構成される必要はない。例えば、アレイミラー１００は、アルミニウムなどの金属材料から構成されるようにしてもよい。さらに上記したように、積層されるアレイミラーは、一体構成されるものであってもよい。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。第１および第２の実施例は、アレイ光源から取り出されるレーザ光が１方向（Ｘ方向）であったが、第３の実施例は、２方向（＋Ｘ方向、−Ｘ方向）からレーザ光を取り出すことができる高密度アレイ光源に関する。

図９は、第３の実施例に係るアレイ光源の構成を示す図である。第１、第２の実施例と同様のものについては、同一参照番号を付しその説明を省略する。第３の実施例では、第１のアレイ光源３０Ａは、第１、第２の実施例のときと異なり、４行×ｎ列に配列された半導体レーザ素子を実装する。ここで留意すべきことは、ハウジング３２のサイズは変更されずに、半導体レーザ素子の列方向のピッチがＰｙ／２となり、事実上、２倍の数の半導体レーザ素子が実装される。第２のアレイ光源４０Ａについても同様に、４行×ｎ列に配列された半導体レーザ素子が実装される。従って、第１および第２のアレイ光源３０Ａ、４０Ａは、同一構成のアレイ光源であることができ、第１、第２の実施例のときのように、第１および第２のアレイ光源の半導体レーザ素子が列方向に入れ子状または互い違いに配列されない。

図１０は、第３の実施例に係るアレイ光源のレーザ光の反射を説明する図である。第３の実施例では、１つアレイミラー１００は、第１のアレイ光源３０Ａと第２のアレイ光源４０Ａの双方から発せられた光をそれぞれ異なる方向に反射し、その上に積層される１つのアレイミラー１００は、第１のアレイ光源３０Ａと第２のアレイ光源４０Ａの双方から発せられた光をそれぞれ異なる方向に反射する。

図１０（Ａ）は、第１および第２のアレイ光源の１行目の光が反射される様子を示している。第１のアレイ光源３０Ａの１行目の集光レンズ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄから出射された光は、第１の実施例のときと同様に、アレイミラー１００の内部を進行し、傾斜面１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０ＤにおいてＸ方向に全反射される。一方、第２のアレイ光源４０Ａの１行目の集光レンズ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄから出射された光は、第２の実施例のときと同様に、アレイミラー１００の内部を進行せずに、傾斜面１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄによって−Ｘ方向にほぼ直角に反射される。傾斜面１２０Ａ，１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄには、第２の実施例のときと同様に、アルミニウムや銀等の金属膜、あるいは反射膜がコーティングされる。

図１０（Ｂ）は、第１および第２のアレイ光源３０Ａ、４０Ａの２行目の光が反射される様子を示している。第１のアレイ光源３０Ａの１行目の集光レンズ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄから出射された光は、アレイミラー１００の内部を進行せずに、傾斜面１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄによって−Ｘ方向にほぼ直角に反射される。一方、第２のアレイ光源４０Ａの１行目の集光レンズ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄから出射された光は、アレイミラー１００の内部を進行し、傾斜面１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０ＤにおいてＸ方向に全反射される。アレイ光源から取り出されたＸ、−Ｘの２方向の光は、それぞれ独自に利用することもできるし、光学系を用いて合成して利用するようにしてもよい。

このように第３の実施例によれば、第１、第２の実施例のときと比較して、半導体レーザ素子の列方向のピッチを半分にすることで半導体レーザ素子の実装密度が向上し、高密度、高出力のレーザアレイを提供することができる。

次に、本発明の第４の実施例について説明する。第４の実施例は、さらに高出力のレーザ光線束を得るのに適したアレイ光源に関する。図１１（Ａ）に、第４の実施例のアレイ光源の概略平面図を示す。第４の実施例のアレイ光源２０Ａは、第１の実施例のアレイ光源２０を複数直列に配置させるものである。同図に示すように、アレイ光源２０Ａは、２組の第１のアレイ光源３０−１、３０−２と、２組の第２のアレイ光源４０−１、４０−２と、その間に配置される２組のアレイミラー１００−１、１００−２とを有する。第１のアレイ光源３０−１、３０−２、第２のアレイ光源４０−１、４０−２、およびアレイミラー１００−１、１００２は、実質的に同一平面に配置され、第１のアレイ光源３０−１、３０−２と、第２のアレイ光源４０−１、４０−２との間隔は、２つのアレイミラー１００−１、１００−２がＸ方向において重複しないように配置できる大きさに設定される。これにより、第１組のアレイ光源３０−１、４０−１、１００−１からは、光線束Ｌ−１がＸ方向に出射され、第２組のアレイ光源３０−２、４０−２、１００−２からは、光線束Ｌ−２がＸ方向に出射される。さらに高出力の光線束を得たい場合には、３組以上のアレイ光源を直列に配置すればよい。このように第４の実施例によれば、複数組のアレイ光源を直列方向に配置することで、より高出力のレーザ光を簡単に得ることができる。

図１１（Ｂ）は、第４の実施例の変形例であり、その正面図を示す。図１１（Ａ）に示す例では、複数組のアレイ光源が同一平面上に配置される例を示したが、図１１（Ｂ）に示す例では、複数組のアレイ光源を積層させるものである。つまり、アレイ光源２０Ｂは、第１組のアレイ光源３０−１、４０−１、１００−１の上に、第２組のアレイ光源３０−２、４０−２、１００−２を積層する。これにより、Ｘ方向に光線束Ｌ−１、Ｌ−２を容易に得ることができる。なお、図１１（Ａ）に示す構成と、図１１（Ｂ）に示す構成とを組み合わせたアレイ光源を成すことも勿論可能である。

次に、本発明の第５の実施例について説明する。第５の実施例は、第１のアレイ光源および第２のアレイ光源から出射された光をＸ方向または−Ｘ方向のいずれか一方で取り出すアレイ光源に関する。図１２（Ａ）は、第５の実施例のレーザ光の反射を説明する図である。図１２（Ａ）のアレイ光源の構成は、図１０（Ｂ）で示したアレイ光源の構成に、プリズム２００を加えた構成である。第１のアレイ光源３０Ａから出射されたレーザ光は、傾斜面１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄによって−Ｘ方向にほぼ直角に反射される。一方、第２のアレイ光源４０Ａの集光レンズ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄから出射される光は、アレイミラー１００の内部を進行し、傾斜面１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０ＤにおいてＸ方向に全反射される。第３の実施例では、Ｘ方向のレーザ光と−Ｘ方向のレーザ光を別々に取り出す態様を示したが、第５の実施例では、Ｘ方向のレーザ光を−Ｘ方向に反射させ、−Ｘ方向のレーザ光と合成する。

図１２（Ａ）に示すように、第５の実施例では、Ｘ方向の反射光路に三角柱型のプリズム２００を設置する光学系を形成する。Ｘ方向の反射光は、プリズム２００内で反射され、−Ｘ方向の反射光として取り出される。図１２（Ｂ）は、第２のアレイ光源４０Ａの正面図であり、プリズム２００内でＸ方向の反射光が−Ｘ方向の反射光に変換される様子を示している。

集光レンズ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄから出射される光はアレイミラー１００によりＸ方向の反射光として出射される。Ｘ方向の反射光は、プリズム２００の側面２０２を透過し、点Ｐ１において、反射光に対して直角に反射される。さらに、点Ｐ１で反射した光は、点Ｐ２においてさらに直角に反射され、再び側面２０２を透過し、−Ｘ方向の反射光として出射される。なお、第５の実施例では、反射光の変換をプリズムによって行っているが、反射鏡等を使用しても良い。

第５の実施例では、片側方向にレーザ光を集光できるため、より高出力のアレイ光源が実現される。さらには、片側方向から光を出力できるため、光源として組み込まれる際の設計自由度が向上する。また、図１２（Ｂ）に示すように、点Ｐ１と点Ｐ２の距離の分だけ高さが異なる−Ｘ方向の光を取り出すことができ、図６に示すような千鳥レイアウトを不要とすることができる。

図１３は、第５の実施例の変形例であり、アレイ光源３０Ａおよび４０Ａが配置されている平面に対して、個々のプリズム２００−１、２００−２、２００−３、２００-４が水平方向に配置される。個々のプリズム２００−１、２００−２、２００−３、２００-４は、集光レンズ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄからのレーザ光を−Ｘ方向に反射する光学系を形成する。なお、第５の実施例で用いられるアレイミラーには、−Ｘ方向に反射された反射光を透過させる鉛直面１２０ＡＷ、１２０ＢＷ、１２０ＣＷ、１２０ＤＷが設けられており、傾斜面１２０Ａで反射された反射光は鉛直面１２０ＡＷを透過し、傾斜面１２０Ｂで反射された反射光は鉛直面１２０ＢＷを透過し、傾斜面１２０Ｃで反射された反射光は鉛直面１２０ＣＷを透過し、傾斜面１２０Ｄで反射された反射光は鉛直面１２０ＤＷを透過し、−Ｘ方向に取り出される。片側方向から光を出力できる点は、図１２に記載の光学系と同じであるが、図１３の光学系では、Ｘ方向のレーザ光をアレイ光源の配置面に対して平行方向にシフトさせて片側方向からレーザ光を出力させることができる。このような光学系は、図１２に記載の光学系とは構造が異なるため、光源として組み込まれる際の設計自由度が向上する。

上記した第１ないし第５の実施例によるアレイ光源２０は、種々の照明光学系に利用することができる。例えば、アレイ光源２０が青色帯域の半導体レーザ素子を含むとき、アレイ光源２０から出射されたレーザ光線束は、カラーホイールに照射され、そこで、Ｒ、Ｇの光に変換される。１つの態様では、カラーホイールは、青色帯域の光を反射する反射領域と、青色帯域の光を赤色帯域、緑色帯域または黄色帯域の光に波長変換する波長変換領域を含む。波長変換領域は、例えば、青色帯域の光によって励起される蛍光体領域であることができる。他の態様では、カラーホイールは、青色帯域の光を透過する透過領域と、青色帯域の光を赤色帯域、緑色帯域または黄色帯域の光に波長変換する波長変換領域を含む。カラーホイールから出力されたＲ、Ｇ、Ｂ等の光は、光学レンズ、プリズム、ライトトンネルなどの光学部材を用いて照明に利用され得る。

次に、本発明の第６の実施例について図１４を参照して説明する。図１４（Ａ）、（Ｂ）は、第６の実施例に係るアレイミラーの平面図である。上記実施例では、アレイミラーが一体形成される例を示したが、第６の実施例では、アレイミラーを複数のユニットを結合することで構成する。図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すアレイミラー１００Ａは、図４および図５に示すアレイミラー１００に対応するものであり、アレイミラー１００Ａは、複数のユニットＵＮ１、ＵＮ２、ＵＮ３、ＵＮ４、ＵＮ５に分割されたものを結合することにより構成される。ユニットＵＮ１は、平坦な面１２０Ａを含む形状を有し、ユニットＵＮ２は、傾斜面１２０Ａと平坦な面１２０Ｂとを含む形状を有し、ユニットＵＮ３は、傾斜面１２０Ｂと平坦な面１２２Ｃとを含む形状を有し、ユニットＵＮ４は、傾斜面１２０Ｃと平坦な面１２２Ｄとを含む形状を有し、ユニットＵＮ５は、傾斜面１２０Ｄ、接続部１２４および平坦な面１２２Ｅを含む形状を有し、すべてのユニットＵＮ１〜ＮＵ５は、同一の厚さＴを有している。各ユニットＵＮ１〜ＵＮ５は、光透過性のある樹脂、ガラスから構成され、機械加工または射出成型等によって所望の形状に加工される。そして、図示する如く、一方のユニットの側面を他方のユニットの側面に接着剤等により結合することで、１つのアレイミラー１００Ａが構成される。この際、接着剤は、光透過性のある材料から構成される。このように本実施例によれば、アレイミラー１００Ａを複数のユニットを組合わせから構成することにより、一体形成されるときと比較して、アレイミラーの形状、大きさを容易に変更することができる。

図１４（Ｃ）、（Ｄ）は、第６の実施例の変形例である。図１４（Ａ）、（Ｂ）の場合、１つのユニットは、平坦な面と傾斜面とを含む形状に分割されているが、図１４（Ｃ）、（Ｄ）の場合、１つのユニットは、平坦な面または傾斜面を含むユニットに分割される。すなわち、ユニットＵＮ１、ＵＮ２、ＵＮ３、ＵＮ４は、それぞれ平坦な面を含む形状に構成され、ユニットＵＭ１、ＵＭ２、ＵＭ３、ＵＭ４、ＵＮ５は、それぞれ傾斜面を含む形状に構成される。このように平坦な面を含むユニットと、傾斜面を含むユニットとに分割することで、さらにアレイミラーの構成の変更が容易になる。このような第６の実施例は、光源から出射されたレーザ光を直接反射する第２の実施例にも適用することができる。なお、アレイミラーを複数のユニットから構成する場合において、図１４（Ａ）〜（Ｄ）の構成は一例であり、分割するユニットの形状やユニットの個数は、図１４の例に限定されるものではなく、他のユニットの形状や個数であってもよく、設計されるアレイ光源の大きさ、形状等に応じて適宜変更することが可能である。

次に、本発明の第７の実施例について図１５を参照して説明する。図１５（Ａ）は、アレイミラーの平面図、図１５（Ｂ）は、その正面図、図１５（Ｃ）は、その斜視図である。第７の実施例では、第６の実施例と同様にアレイミラーを複数の部品から構成するが、その構成単位が異なる。すなわち、第７の実施例は、例えば、図４、図５に示すようなアレイミラーを構成すると仮定したとき、アレイミラー１００Ｃは、一対の上部プレート３００および下部プレート３１０と、両プレートの間に配置される光学部材ＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３、ＰＭ４とを含んで構成される。光学ユニットＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３、ＰＭ４は、アレイ光源からのレーザ光を反射する反射面（傾斜面）を含み、例えば、図１４（Ｃ）、（Ｄ）に示すようなユニットＵＭ１、ＵＭ２、ＵＭ３、ＵＭ４であることができる。各光学ユニットＰＭ１〜ＰＭ４の上面および底面は、一対の上部プレート３００と下部プレート３１０に接着剤等により結合される。このような構成により、アレイミラーの軽量化、低コスト化をさらに図ることができる。

また、上部プレート３００と下部プレート３１０との間に配置される光学ユニットは、図１５（Ｄ）に示すような三角柱のプリズムＰＳであってもよい。この場合、同一形状のプリズムＰＳが、光学ユニットＰＭ１〜ＰＭ４に置換される。プリズムＰＳを上下のプレート間に配置する場合、上下のプレート３００、３１０の奥行き方向の形状をプリズムＰＳの形状に合わせてさらに短くすることが可能である。

図１５（Ｅ）は、さらなる変形例を示す。アレイミラー傾斜面ＰＭ１、ＰＭ２等、すなわちアレイ光源からの光を反射する面に、反射ミラーＭＲ１、ＭＲ２等を貼り付けるようにしてもよい。反射ミラーＭＲ１、ＭＲ２は、例えば、接着剤により傾斜面ＰＭ１、ＰＭ２に貼り付けられる。この際、接着剤の膜厚等を調整することで、反射ミラーＭＲ１、ＭＲ２の微細な反射角の調整を行うようにしてもよい。反射ミラーＭＲ１、ＭＲ２等は、例えば、金属材料、あるいは光学的に透過性のある材料から構成される。

第７の実施例のように、アレイミラーを構成することで、アレイミラー自身の軽量化、コンパクト化、低コスト化を図ることができる。図１５に示すアレイミラー１００Ｃの形状および光学ユニットＰＭ１〜ＰＭ５の形状は一例であり、例えば、上部プレート３００および下部御プレート３１０は、光学ユニットＰＭ１〜ＰＭ５を上下方向から支持可能な形状であればよく、また、光学ユニットＰＭ１〜ＰＭ５は、光源ユニットからのレーザ光を反射する反射面を含む形状であれば、その他の形状は任意である。

次に、本発明の第８の実施例に係るアレイ光源を図１６に示す。図１６（Ａ）に示す例では、第１のアレイ光源３０Ａと第２のアレイ光源４０Ａとは、概ねＬ字型の外観形状を有し、第１のアレイ光源３０Ａと第２のアレイ光源４０Ａとは同一形状を有する。第１のアレイ光源３０Ａと第２のアレイ光源４０Ｂとを対向させ、両者を組み合わせたとき、第１のアレイ光源３０Ａの水平方向に延在する延在部３６Ａの端部が第２のアレイ光源４０Ａの側部に当接し、第２のアレイ光源４０Ａの水平方向に延在する延在部４６Ａの端部が第１のアレイ光源３０Ａの側部に当接する。当接部分は、例えば、熱伝導性の良好な接着剤、ネジ等の機械的結合手段または溶接等により固定され、第１のアレイ光源３０Ａと第２のアレイ光源４０Ａとは機械的にかつ熱的に結合され得る。延在部３６Ａと第２のアレイ光源４０Ａとの当接部は実質的に同一平面を形成し、延在部４６Ａと第１のアレイ光源３０Ａとの間の当接部は実質的に同一平面を形成する。第１のアレイ光源３０Ａと第２のアレイ光源４０Ａとの間に形成された空間内にアレイミラー１００が配置される。延在部３６Ａ、４６Ａは、アレイ光源の平坦な面を提供するため、ヒートパイプやヒートシンク等の放熱用部材の取り付けを容易にし、また、それ自身がヒートシンク機能を果たすことができる。

このようにアレイ光源を構成することにより、アレイ光源の小型化、コンパクト化を図ることができるとともに、アレイ光源の四方を熱導電性の良好な金属材料等によって包囲することで、レーザ素子によって発生された熱がアレイ光源の上面、底面および側面から効果的に外部に放散され、アレイ光源の冷却効率を高めることができる。

図１６（Ｂ）は、変形例である。図１６（Ａ）に示す構成では、第１のアレイ光源３０Ａ、第２のアレイ光源４０ＡがＬ字型形状をし、その延在部３６Ａ、４６Ａがアレイミラー１００上を完全に延在しているが、図１６（Ｂ）では、第１のアレイ光源３０Ｂ、第２のアレイ光源４０Ｂは、概ねコ字型形状をし、第１のアレイ光源３０Ｂの上下面から水平方向に延びる一対の延在部３６Ｂが形成され、第２のアレイ光源４０Ｂの上下面から水平方向に延びる一対の延在部４６Ｂが形成される。一対の延在部３６Ｂは、第２のアレイ光源４０Ｂの側部に当接し、一対の延在部４６Ｂは、第１のアレイ光源３０Ｂの側部に当接する。好ましい態様では、第１のアレイ光源３０Ｂと第２のアレイ光源４０Ｂとは、同一構成、すなわち、一対の延在部３６Ｂと一対の延在部４６Ｂとは等しい延在距離を有する。

図１６（Ｃ）は、さらに他の変形例である。図１６（Ｃ）では、第１のアレイ光源３０Ｃおよび第２のアレイ光源４０Ｃは、概ねＬ字型の外観形状を有し、第１のアレイ光源３０Ｃは、第２のアレイ光源４０Ｃと同一の形状を有する。第１のアレイ光源３０Ｃの上面から水平方向に延在する延在部３６Ｃは、アレイミラー１００上を延在しかつ第２のアレイ光源４０Ｃの側部に当接する第１の延在部３６Ｃ−１と、第２のアレイ光源４０Ｃの上面を延在する第２の延在部３６Ｃ−２とを有する。第２のアレイ光源４０Ｃも同様に、アレイミラー１００上を延在しかつ第１のアレイ光源３０Ｃの側部に当接する第１の延在部４６Ｃ−１と、第１のアレイ光源３０Ｃの上面を延在する第２の延在部４６Ｃ−２とを有する。このような構成により、アレイ光源の冷却効率をさらに高めることができる。

次に、本発明の第９の実施例に係るアレイ光源を図１７に示す。第８の実施例は、第１および第２のアレイ光源の延在部がそれぞれ一体構成される例を示したが、第９の実施例は、第１および第２のアレイ光源の延在部がそれぞれ別体で構成される。図１７（Ａ）は、図１６（Ａ）に対応し、第１のアレイ光源３０Ｄの上端部には、水平方向に延在する平坦な表面を有する板状の延在部３６Ｄが接続され、第２のアレイ光源４０Ｄの下端部には、水平方向に延在する平坦な表面を有する板状の延在部４６Ｄが接続される。なお、説明を分かり易くするため、延在部３６Ｄ、４６Ｄは、それぞれハッチングで示されている。延在部３６Ｄ、４６Ｄは、図６（Ｂ）で示したように、ヒートシンクを兼ねる支持部材８０と同等であることができ、その厚さを１行分の厚さＴにすることができる。これにより、延在部３６Ｄの表面と第２のアレイ光源４０Ｄの表面とが平坦な面を提供し、延在部４６Ｄの表面と第１のアレイ光源３０Ｄの表面とが平坦な面を提供する。

図１７（Ｂ）、図１７（Ｃ）は、それぞれ図１６（Ｂ）、図１６（Ｃ）に対応する。図１７（Ｂ）において、第１のアレイ光源３０Ｅの上面および底面には、水平方向に延在する一対の板状の延在部３６Ｅがそれぞれ接続され、第２のアレイ光源４０Ｅの上面および底面には、水平方向に延在する一対の板状の延在部４６Ｅがそれぞれ接続される。延在部３６Ｅの端部は、対向する延在部４６Ｅの端部に接続され、延在部３６Ｅの表面と延在部４６Ｅの表面とが平坦な面を提供する。また、図１７（Ｃ）において、第１のアレイ光源３０Ｆの上面には、第１および第２の延在部３６Ｃ−１、３６Ｃ−２に対応する形状の延在部３６Ｆが接続され、第２のアレイ光源３０Ｆの底面には、第１および第２の延在部４６Ｃ−１、４６Ｃ−２に対応する形状の延在部４６Ｆが接続される。

第９の実施例においても、延在部と第１および第２のアレイ光源間の接続、および延在部同士の接続は、例えば、熱伝導性の良好な接着剤、ネジ等の機械的結合手段または溶接等により実施される。第９の実施例においても、アレイミラー、第１、第２のアレイ光源、および延在部をユニット化したアレイ光源の上面および底面が平坦化される面を提供するため、ヒートパイプやヒートシンク等の放熱部材の取り付けが容易になるとともに、延在部自身もまたヒートシンクとして機能し得る。さらに第８および第９の実施例にように、アレイ光源の上下面が平坦であれば、複数のアレイ光源の垂直方向の積層が容易になり、これによりコンパクトな光源装置でありながら高出力化を図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０：光源装置 ２０：アレイ光源
３０：第１のアレイ光源 ３２：支持部材
３２Ａ：最下部 ３４：集光レンズ
４０：第２のアレイ光源 ４２：支持部材
４２Ａ：最下部 ４４：集光レンズ
５０：駆動回路 ６０：制御部
１００：アレイミラー １０２：上面
１０４：底面 １０６、１０８、１１０、１１２：側面
１２０：傾斜面 １２２：平坦な面
２００：プリズム ２０２：側面

Claims (12)

1. 行列方向に配列された複数の半導体レーザ素子を含み、各半導体レーザ素子からの光を第１の方向に向けて出力する第１のアレイ光源部と、
   行列方向に配列された複数の半導体レーザ素子を含み、各半導体レーザ素子からの光を第１の方向と反対の第２の方向に向けて出力する第２のアレイ光源部と、
   前記第１のアレイ光源部と第２のアレイ光源部との間に配置され、第１および第２のアレイ光源部から出力されたレーザ光を第３の方向に向けて反射するアレイミラー部とを有し、
   前記アレイミラー部は、１つの側面に複数の反射領域が階段状に形成されたアレイミラー部材を複数積層し、第１の側面の複数の反射領域が第１のアレイ光源部の各半導体レーザ素子からの光を第３の方向またはこれと反対の第４の方向に反射し、第２の側面の複数の反射領域が第２のアレイ光源部の各半導体レーザ素子からの光を第３の方向または第４の方向に反射し、
   前記１つのアレイミラー部材は、複数の部材を結合することにより構成される、アレイ光源。
2. 前記複数の部材の少なくとも１つの部材は、少なくとも１つの前記反射領域を含み、前記複数の部材はそれぞれ同一の厚さを有し、１つの部材の側面を隣接する部材の側面に結合することにより１つのアレイミラー部材が構成される、請求項１に記載のアレイ光源。
3. 前記複数の部材の少なくとも１つの部材は、プリズムである、請求項２に記載のアレイ光源。
4. 前記複数の部材は、上部プレートと、下部プレートと、上部プレートおよび下部プレートとの間に配置された複数の光学ユニットとを含み、１つの光学ユニットは、少なくとも１つの前記反射領域を含む、請求項１に記載のアレイ光源。
5. 前記複数の光学ユニットの少なくとも１つはプリズムである、請求項４に記載のアレイ光源。
6. 前記反射領域は、レーザ光の波長を透過可能な材料に形成された傾斜面である、請求項１ないし５いずれか１つに記載のアレイ光源。
7. 上部プレート、下部プレート、および前記上部プレートと下部プレートとの間に形成された空間内に配置された複数の光学ユニットとを含み、
   前記光学ユニットは、光透過性の材料から構成され、各光学ユニットは、少なくとも１つの側面に傾斜した傾斜面を含み、
   上部プレートと下部プレート間に前記傾斜面が一定の方向に整列するように、前記複数のユニットが配置され、
   前記複数の光学ユニットの各傾斜面は、同一平面上の光源から出射された光を一定方向に反射する反射領域として機能する、アレイミラー。
8. 行列方向に配列された複数の半導体レーザ素子を含み、各半導体レーザ素子からの光を第１の方向に向けて出力する第１のアレイ光源部と、
   行列方向に配列された複数の半導体レーザ素子を含み、各半導体レーザ素子からの光を第１の方向と反対の第２の方向に向けて出力する第２のアレイ光源部と、
   前記第１のアレイ光源部と第２のアレイ光源部との間に配置され、第１および第２のアレイ光源部から出力されたレーザ光を第３の方向に向けて反射するアレイミラー部とを有し、
   前記アレイミラー部は、第１のアレイ光源部の各半導体レーザ素子からの光を第３の方向またはこれと反対の第４の方向に反射し、かつ第２のアレイ光源部の各半導体レーザ素子からの光を第３の方向または第４の方向に反射し、
   第１のアレイ光源部と第２のアレイ光源部とが結合され、第１のアレイ光源と第２のアレイ光源との間に形成された空間内に前記アレイミラーが配置され、第１のアレイ光源と第２のアレイ光源とが実質的に同一の形状を有する、アレイ光源。
9. 第１のアレイ光源および第２のアレイ光源の結合部分は実質的に同一平面を有する、請求項８に記載のアレイ光源。
10. アレイ光源は、第１のアレイ光源と第２のアレイ光源とが組み合わされたとき、実質的に平坦な上面および実質的に平坦な底面を有する、請求項８または９に記載のアレイ光源。
11. 前記アレイミラーは、複数の光学ユニットを結合することにより複数の反射面を構成する、請求項８に記載のアレイ光源。
12. 請求項１ないし１１いずれか１つに記載のアレイ光源からの光を利用して照明する光学部材を含む照明光学系。
    

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