WO2016186048A1 - レーザ光源装置およびレーザ光源装置の組み立て方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、部品点数が少なく、高い精度で組み立てが可能なレーザ光源装置およびレーザ光源装置の組み立て方法の提供を目的とする。レーザ光源装置１は、複数の光学ユニット５と、複数の光学ユニット５を保持する単一のベース部材２と、を備え、単一のベース部材２に保持される複数の光学ユニット５のそれぞれは、レーザ発光素子３と、レーザ発光素子３の光出射面側に配置され、レーザ発光素子３から射出されるレーザ光を平行光化するコリメータレンズ４と、を備える。

Description

レーザ光源装置およびレーザ光源装置の組み立て方法

　本発明はレーザ光源装置およびレーザ光源装置の組み立て方法に関し、特に複数のレーザ発光素子を備えるレーザ光源装置に関する。

　近年、デジタルシネマ用または大会議室用、さらには屋外でのプロジェクションマッピングといった映像を大画面に表示する用途から、プロジェクタ装置のさらなる高輝度化が求められている。既にデジタルシネマではレーザ光源装置を備えたレーザプロジェクタの導入が始まろうとしており、高輝度レーザ光源への期待が高い。一般に単一のレーザ発光素子の高出力化には限界があるため、このような高輝度のレーザプロジェクタにおいては、複数のレーザ発光素子からのレーザ光を効率よく合成して、レーザ光源装置の光出力を大きくしている。

　複数のレーザ発光素子からのレーザ光を合成して空間的な光束密度を高め、光源装置の高輝度化を図るための具体的な例として、レーザ発光素子からの出射光を平行化するコリメータレンズを保持するコリメータレンズホルダと、レーザ発光素子を保持する光源用素子ホルダを用いたレーザ光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これはレーザ発光素子が故意に他の用途のために取り外されることを防止することも目的としている。

　また、複数の光源保持部材のそれぞれにレーザ発光素子とコリメータレンズを固定し、その光源保持部材をベース部材に固定したレーザ光源装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３－６５５０７号公報 特開２０１３－１３８０８６号公報

　特許文献１においては、コリメータレンズとレーザ発光素子を保持するホルダが別部品であるため、部品点数が増大していた。また、コリメータレンズホルダと光源用素子ホルダの組立て精度を維持することが困難であった。特許文献２においても同様に、ベース部材と光源保持部材が別部品であるため、部品点数が増大していた。また、光源保持部材のベース部材に対する位置精度を維持することが困難であった。

　本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、部品点数が少なく、高い精度で組み立てが可能なレーザ光源装置の提供を目的とする。

　本発明に係るレーザ光源装置は、複数の光学ユニットと、複数の光学ユニットを保持する単一のベース部材と、を備え、単一のベース部材に保持される複数の光学ユニットのそれぞれは、レーザ発光素子と、レーザ発光素子の光出射面側に配置され、レーザ発光素子から射出されるレーザ光を平行光化するコリメータレンズと、を備える。

　本発明に係るレーザ光源装置は、ベース部材がレーザ発光素子とコリメータレンズを共に保持しているので、最小の部品点数でレーザ光源装置を構成することができる。また、部品点数が少ないため、安価で軽量なレーザ光源装置を得ることができる。また、レーザ発光素子とコリメータレンズを精度よく組み立てることができるため、組み立て時に調芯作業が不要である。

　この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによってより明白となる。

実施の形態１に係るレーザ光源装置の斜視図である。 実施の形態１に係るレーザ光源装置の断面図である。 実施の形態１に係るレーザ光源装置のレーザ発光素子の斜視図である。 実施の形態１に係るレーザ光源装置のベース部材の部分断面図である。 実施の形態１に係るレーザ光源装置の組み立て方法を説明する斜視図である。 実施の形態１に係るレーザ光源装置の組み立て方法を説明する断面図である。 実施の形態１に係る環状治具の斜視図である。 実施の形態２に係るレーザ光源装置の断面図である。 実施の形態２に係るレーザ光源装置の環状部材の斜視図である。

　＜実施の形態１＞
　図１は、本実施の形態１におけるレーザ光源装置１の斜視図である。図２は、レーザ光源装置１の図１中の線分ＡＢにおける断面図である。図１および図２に示すように、レーザ光源装置１は、ベース部材２と、複数の光学ユニット５を備える。図１に示すように、ベース部材２には８組の光学ユニット５が搭載されているがその個数は複数であればよい。

　光学ユニット５のそれぞれは、単一のレーザ発光素子３と単一のコリメータレンズ４を備える。レーザ発光素子３は、所定の発散角でレーザ光を出射する。コリメータレンズ４は、レーザ発光素子３の出射光を平行化する。コリメータレンズ４は、光軸に関して回転対称の凸レンズである。

　図３（ａ）は、レーザ発光素子３を光射出面側から見た斜視図である。図３（ｂ）は、レーザ発光素子３を底面側から見た斜視図である。レーザ発光素子３は、ステム３１と、キャップ３２と２本のリードピン３４とを備える。ステム３１は、円形の板状部品である。キャップ３２はレーザ素子を内蔵している。ステム３１の上面には、キャップ３２が溶接またはろう付けなどで固定されている。ステム３１は、例えば直径９ｍｍであり、鉄系の素材などから成り、所定の平行度と平面度が規定されており、レーザ発光素子３から出射されるレーザ光の方向と位置を定める基準となっている。また、キャップ３２は、その天面（光射出面）にレーザ光が出射する窓ガラス３３を備えた金属部品である。レーザ素子に給電するためのリードピン３４は、キャップ３２内のレーザ素子からステム３１を貫通して延出している。なお、リードピン３４の本数は２本に限定されるものではない。

　レーザ発光素子３は、その出射光エネルギーがレーザ素子の温度に応じて変動する。即ちレーザ素子は所定の温度に管理されている必要があり、これはステム３１を冷却制御することにより行う。

　図４は、ベース部材２の断面図である。図４の断面図は、図２の断面図から光学ユニットを削除し、貫通穴２０を拡大したものである。ベース部材２はアルミニウムなどの金属材料からなる。ベース部材２には、複数の光学ユニット５のそれぞれを保持するための複数の貫通穴２０が設けられている。各貫通穴２０において、光出射面側から第１、第２、第３の直径の順で貫通穴２０の直径が段階的に小さくなっている。ここで、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４、第２の直径を有する部分２１、第３の直径を有する部分２３の中心軸は互いに一致している。貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４と第２の直径を有する部分２１の境界を、第１の段差部２５とする。貫通穴２０の第２の直径を有する部分２１と第３の直径を有する部分２３の境界を、第２の段差部２２とする。

　貫通穴２０において、第１の直径は、コリメータレンズ４の直径よりも大きく、かつ、第２の直径は、コリメータレンズ４の直径よりも小さい。コリメータレンズ４は、貫通穴２０の第１の段差部２５に載置され固定される。

　貫通穴２０の第２の直径は、レーザ発光素子３のステム３１の直径よりも大きく、かつ、第３の直径は、レーザ発光素子３のステム３１の直径よりも小さい。レーザ発光素子３のステム３１は、貫通穴２０の第２の段差部２２に載置され固定される。このとき、第２の段差部２２にはレーザ発光素子３のリードピン３４は接触せず、リードピン３４は第３の直径を有する部分２３に挿入される。レーザ発光素子３の冷却制御のため、ステム３１と第２の段差部２２とは、できるだけ小さい熱抵抗で接触するのが望ましい。本実施の形態１では説明の簡略化のために「第３の直径を有する部分２３」と記載するが、第３の直径を有する部分２３は、第２の直径を有する部分２４との間で第２の段差部２２を形成し、かつリードピン３４と接触しなければ円形でなくてもよく、これよりも小さい長穴等であってもよい。よって、第３の直径を有する部分２３は、第１の直径を有する部分２４および第２の直径を有する部分２１と中心軸が一致することは必須ではない。

　＜組み立て方法＞
　レーザ光源装置１の組み立て方法を説明する。まず、ベース部材２の各貫通穴２０の第２の段差部２２に、はんだを配置する。そして、レーザ発光素子３を貫通穴２０に挿入して、ステム３１を第２の段差部２２に載置する。そして、レーザ発光素子３に所定の押し付け荷重を与えた状態で、はんだ付けを行う。はんだ付けは、高温炉でレーザ光源装置１ごと加熱をすることで行われる。又は、ヒーターでレーザ光源装置１の下部（即ち、光出射面と反対の面側）から加熱することにより行ってもよい。

　なお、ステム３１を第２の段差部２２にはんだで固定する代わりに、接着剤により固定を行ってもよい。この場合、まず、各貫通穴２０の第２の段差部２２に適量の接着剤を塗布する。そして、レーザ発光素子３を貫通穴２０に挿入して、ステム３１を接着剤を介して第２の段差部２２に載置する。接着剤の硬化は硬化槽にて行われる。以上により、レーザ発光素子３のステム３１が第２の段差部２２に、はんだ又は接着剤を介して固定される。

　次に、各貫通穴２０の第１の段差部２５にコリメータレンズ４を載置する。そして、環状治具６をコリメータレンズ４の上方からコリメータレンズ４に対して押圧する。これにより、コリメータレンズ４の中心軸が貫通穴２０の中心と一致する。図５は貫通穴２０の第１の段差部２５に環状治具６を挿入した状態におけるレーザ光源装置１の斜視図である。また、図６は、図５中の線分ＤＥにおける断面図である。

　図７に環状治具６の斜視図を示す。図６に示すように、環状治具６の外径は貫通穴２０の第１の直径と等しい。つまり、環状治具６を、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４に挿入した状態において、環状治具６の中心軸と、貫通穴２０の中心軸とが一致する。

　また、図５に示すように、環状治具６の内径はコリメータレンズ４の直径よりも小さい。図６および図７に示すように、環状治具６の一方の端部６２において、内壁の直径はコリメータレンズ４側に向けてテーパー状に広がっている。また、環状治具６の端部６２には複数の切り欠き６１が設けられている。

　図５および図６に示すように、貫通穴２０の第１の段差部２５に載置されたコリメータレンズ４の上方から、環状治具６を貫通穴の第１の直径を有する部分２４に挿入する。そして、環状治具６の端部６２で、コリメータレンズ４の凸面を押圧する。

　環状治具６のテーパー状の端部６２でコリメータレンズ４の凸面が押されることにより、コリメータレンズ４が移動して、コリメータレンズ４の中心軸と環状治具６の中心とが一致する。

　環状治具６の中心と貫通穴２０の中心とは一致しているため、コリメータレンズ４の中心軸と環状治具６の中心とが一致することにより、コリメータレンズ４の中心軸と貫通穴２０の中心軸とが一致する。

　次に、環状治具６でコリメータレンズ４を押圧した状態のまま、環状治具６の切欠き６１を通して、コリメータレンズ４と第１の段差部２５との間に接着剤を注入する。この場合、接着剤はコリメータレンズ４の周囲全体に注入されるのではなく、切り欠き６１が設けられた部分に対応した部分において注入される。そして、接着剤を硬化させた後、治具６を貫通穴２０から抜き取る。以上で、レーザ光源装置１の組み立てが完了する。

　図２に示すように、レーザ発光素子３からの出射光はコリメータレンズ４を通過して、矢印Ｃで示す方向を光軸として射出される。各光学ユニット５からの出射光は互いに平行である。各光学ユニットからの出射光の光軸方向と発散角の精度は、レーザ光を受ける側であるプロジェクタなどの光学系での光利用効率に直結する。そのため、各光学ユニット５の光軸には高い精度が求められる。即ち、レーザ発光素子３の出射光の光軸と、コリメータレンズ４の中心軸の同軸度は所定の精度内に管理される必要がある。その値は、このレーザ光源装置１が適用されるプロジェクタの仕様にもよるが、概ね０．１ｍｍ程度であり、これを目標精度とする。この同軸度を決定する要素として、以下の第１から第５の要素が考えられる。

　第１の要素は、コリメータレンズ４自体の偏芯である。第２の要素は、コリメータレンズ４のベース部材２に対する中心軸のずれである。第３の要素は、ステム３１のベース部材２に対する中心軸のずれである。第４の要素は、ベース部材２自体の、第１の段差部２５と第２の段差部２２の中心軸のずれである。第５の要素は、レーザ発光素子３自体の、ステム３１に対する発光点の中心軸のずれである。

　ここで、第１、第４、第５の要素は、それぞれの要素自体に起因する誤差であり、０．０１ｍｍ程度と比較的小さい。これらの要素は、レーザ光源装置の構造に関係なく同等に考慮すべき要素である。第２、第３の要素に起因する誤差は、それぞれ０．０３ｍｍ程度である。これらの第１から第５の要素を総合すると、二乗和平方根で０．０４６ｍｍ、単純和でも０．０９０ｍｍであり、前述の目標精度を満足することができる。一般に、レーザ光源装置を構成する部材の数が多いと精度が悪化する傾向がある。本実施の形態１では、例えば特許文献２の光源保持部材のような介在物を用いないため、誤差をより小さくすることができる。

　本実施の形態１では環状治具６を用いてコリメータレンズ４を配置する。環状治具６を用いることにより、コリメータレンズ４の中心軸とベース部材２の貫通穴２０の中心軸とがより高い精度で一致する。よって、上述の第２の要素に起因する誤差（０．０３ｍｍ）をさらに小さくすることが可能である。

　出射光の光軸の精度が高いということは、調芯作業を行うことなく組立てることができ、組み立て工程数を削減することができる。また、前述の光利用効率の高さとともに、レーザ光源装置の出力を高くすることに貢献する。

　ベース部材２の製造を考慮すると、切削加工あるいは鋳造等の成型加工などの加工法に関わらず、アンダーカットを避けるために、第１の段差部２５の直径が第２の段差部２２の直径よりも大きくなければならない。

　コリメータレンズ４は第１の段差部２５に載置されるため、コリメータレンズ４の直径は第２の段差部２２の直径より大きい。つまり、コリメータレンズ４の直径はレーザ発光素子３の直径（即ちステム３１の直径）よりも大きい。本実施形態１では、レーザ発光素子３のステム３１の直径を９ｍｍ、コリメータレンズ４の直径を９．８ｍｍとする。

　レーザ発光素子３からの出射光はある発散角を有している。よって、コリメータレンズ４の直径はレーザ発光素子３の直径（即ちステム３１の直径）よりも大きいことにより、より多くの光をコリメータレンズ４に取り込むことができる。つまり、より出力の高いレーザ光源装置１を得ることができる。

　一般に、各光学ユニット５から射出されるレーザ光は、さらに図示しない集光レンズを用いて収束光に変換されてから、プロジェクタに入力される。このとき、レーザ発光素子３の発光点の大きさをｈ１、コリメータレンズの焦点距離をｆ１、集光レンズの焦点距離をｆ２、収束光に変換されて形成された光スポット（すなわち発光点の像）の大きさをｈ２とすると、ｆ２／ｆ１＝ｈ２／ｈ１＝Ｍの関係式が成り立つ。

　ここで、Ｍはこの光学系の倍率である。すなわち、集光レンズの焦点距離とコリメータレンズ４の焦点距離の比が小さいと光学系の倍率も小さくなり、集光レンズによって形成される光スポットのサイズも小さく抑えることができる。即ち、コリメータレンズ４の焦点距離を大きくし、光スポットの大きさを抑えればプロジェクタへの入力を増やすことができ、輝度の高いプロジェクタを実現できる。

　一般に、コリメータレンズ４のサイズが大きくなるに応じて、その焦点距離も長くなる。つまり、コリメータレンズ４のサイズが大きいほど、プロジェクタの輝度を高めることができる。本実施の形態１では、例えばｆ１＝７ｍｍ、ｆ２＝１２０ｍｍ、ｈ１＝０．３ｍｍであり、このときｈ２は５．１４ｍｍとなる。実際のプロジェクタの入力部には光スポットが形成される位置にロッドインテグレータという光学素子を配置し、この端面寸法を９ｍｍ×６ｍｍの長方形とした。

　また、光利用効率が高いということは、出射光のうち、有効に使えず熱に置き換わるエネルギーが少ないため、不要な発熱が小さく、冷却効率が高いということにつながり、ひいては寿命の長いレーザ光源装置１を得ることができる。

　なお、本発明は、ベース部材２に直接レーザ発光素子３を固定しているため、レーザ発光素子３が奥まったところにあり、レーザ光源装置１を一旦組立てた後にレーザ発光素子３を取外すことが困難である。これは、レーザ光源装置１が市場に流通した後に、レーザ発光素子３が容易に抜き取られないことを意味する。つまり、レーザ発光素子３が他の用途のために転用されることを防止することができる。また、レーザ発光素子３が容易に抜き取られないため、抜き取られたレーザ発光素子３のレーザ光が目に直接入射することを防止できる。

　＜効果＞
　本実施の形態１におけるレーザ光源装置１は、複数の光学ユニット５と、複数の光学ユニット５を保持する単一のベース部材２と、を備え、単一のベース部材２に保持される複数の光学ユニット５のそれぞれは、レーザ発光素子３と、レーザ発光素子３の光出射面側に配置され、レーザ発光素子３から射出されるレーザ光を平行光化するコリメータレンズ４と、を備える。

　実施の形態１におけるレーザ光源装置１は、ベース部材２がレーザ発光素子３とコリメータレンズ４を共に保持しているので、最小の部品点数でレーザ光源装置１を構成することができる。また、部品点数が少ないため、安価で軽量なレーザ光源装置１を得ることができる。また、レーザ発光素子３とコリメータレンズ４を精度よく組立てることができるため、組立て時に調芯作業が不要なレーザ光源装置１を得ることができる。

　また、実施の形態１におけるレーザ光源装置１において、ベース部材２は複数の光学ユニット５を保持するための複数の貫通穴２０を備え、複数の貫通穴２０のそれぞれにおいて、光出射面側から第１、第２、第３の直径の順で貫通穴２０の直径が段階的に小さくなり、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４と第２の直径を有する部分２１の境界である第１の段差部２５にコリメータレンズ４が載置され、貫通穴２０の第２の直径を有する部分２１と第３の直径を有する部分２３の境界である第２の段差部２２にレーザ発光素子３が載置される。

　従って、貫通穴２０に第１、第２の段差部２５，２２を設けることにより、コリメータレンズ４とレーザ発光素子３を保持することが可能となる。また、レーザ発光素子３がベース部材２の奥まったところで固定されているため、容易に他の用途のために抜き取られないレーザ光源装置１を得ることができる。

　また、実施の形態１におけるレーザ光源装置１において、コリメータレンズ４の第１の段差部２５に接する面は円形であり、レーザ発光素子の第２の段差部２２に接する面は円形であり、コリメータレンズ４の直径がレーザ発光素子３の直径よりも大きい。

　従って、コリメータレンズ４の直径がレーザ発光素子３の直径よりも大きいため、発散角を持つレーザ発光素子３からの出射光を高効率で取り込むことが容易であり、高出力のレーザ光源装置１を得ることができる。また、出射光のうち、有効に使えず熱に置き換わるエネルギーが少ないため、不要な発熱が小さく、冷却効率がよいレーザ光源装置１を得ることができる。また、冷却効率が高いため、寿命の長いレーザ光源装置１を得ることができる。

　また、本実施の形態１におけるレーザ光源装置１において、光学ユニット５は、単一のレーザ発光素子３と、単一のコリメータレンズ４のみを備える。

　従って、光学ユニット５を最小限の要素（単一のレーザ発光素子３と単一のコリメータレンズ４）で構成することにより、レーザ発光素子３とコリメータレンズ４の中心軸のずれに起因する誤差を抑制することが可能である。

　また、本実施の形態１におけるレーザ光源装置１の組み立て方法は、環状治具６を用いたレーザ光源装置１の組み立て方法であって、環状治具６は、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４に挿入され、環状治具６の内壁の直径はコリメータレンズ４に向けてテーパー状に広がっており、（ａ）環状治具６の内壁のテーパー状の部分で、第１の段差部２５に載置されたコリメータレンズ４の凸面を押圧して、コリメータレンズ４を移動し、コリメータレンズ４の中心軸と環状治具６の中心とを一致させる工程と、（ｂ）工程（ａ）の後、コリメータレンズ４をベース部材２に対して固定する工程と、を備える。

　従って、環状治具６を用いてコリメータレンズ４の配置を決めることにより、コリメータレンズ４の中心軸とベース部材２の貫通穴の中心とを高い精度で合わせることができる。

　また、本実施の形態１におけるレーザ光源装置１の組み立て方法において、環状治具６のテーパー状の部分の端には複数の切り欠き６１が設けられており、工程（ｂ）において、切り欠き６１からコリメータレンズ４と貫通穴２０の隙間に対して接着剤を注入することにより、コリメータレンズ４をベース部材２に対して固定する。

　従って、環状治具６のテーパー状の部分の端に複数の切り欠き６１を設けることにより、環状治具６でコリメータレンズ４を押圧した状態において、コリメータレンズ４の周囲に切り欠き６１を通して接着剤を注入することが可能となる。

　＜実施の形態２＞
　＜構成＞
　図８は、実施の形態２におけるレーザ光源装置１１の断面図である。実施の形態１においては、接着剤を用いてコリメータレンズ４をベース部材２に固定した。本実施の形態２では、環状部材４５を用いてコリメータレンズ４をベース部材２に固定する。それ以外の構成は実施の形態１と同じため説明を省略する。

　図９は環状部材４５の斜視図である。環状部材４５の外壁４５ｂには図示しない雄ねじが設けられている。また、ベース部材２の貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４の内壁には図示しない雌ねじが設けられている。図８において、環状部材４５の雄ねじ（図示せず）が、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４の雌ねじ（図示せず）と螺号することにより、環状部材４５が貫通穴２０に対して保持されている。環状部材４５が貫通穴２０に対して保持された状態において、環状部材４５と貫通穴２０の中心軸が一致している。

　また、図８に示すように、環状部材４５の内径はコリメータレンズ４の直径よりも小さい。図８および図９に示すように、環状部材４５の一方の端部４５ａにおいて、内壁の直径はコリメータレンズ４側に向けてテーパー状に広がっている。また、環状部材４５のテーパー状の端部４５ａとは反対側の端部には、切り欠き４５ｃが設けられている。例えば、切り欠き４５ｃは対向して２つ設けられている。

　＜組立方法＞
　まず、実施の形態１と同様に、ベース部材２の各貫通穴２０にレーザ発光素子３を固定する。次に、ベース部材２の各貫通穴２０の第１の段差部２５にコリメータレンズ４を配置する。そして、コリメータレンズ４の上方から、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４に対して、環状部材４５を螺合させる。このとき、環状部材４５に設けられた対向する２つの切り欠き４５ｃに二股ドライバーを嵌合させて、環状部材４５を回転させる。環状部材４５は回転しながら、コリメータレンズ４に向けて移動する。

　図７に示すように、環状部材４５のテーパー状の端部４５ａでコリメータレンズ４の凸面が押されることにより、コリメータレンズ４が移動して、コリメータレンズ４の中心軸と環状部材４５の中心とが一致する。

　環状部材４５の中心と貫通穴２０の中心とは一致しているため、コリメータレンズ４の中心軸と環状部材４５の中心とが一致することにより、コリメータレンズ４の中心軸と貫通穴２０の中心軸とが一致する。コリメータレンズ４は、環状部材４５と第１の段差部２５との間で挟まれて固定される。

　環状部材４５を用いてコリメータレンズ４の配置を決めることにより、実施の形態１と同様に、実施の形態１で述べた第２の要素に起因する誤差（０．０３ｍｍ）をさらに小さくすることが可能である。

　なお、本実施の形態２では、環状部材４５の外壁４５ｂに雄ねじを設け、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４に雌ねじを設けることにより、環状部材４５を貫通穴２０に対して固定した。環状部材４５の固定方法はこれに限らず、例えば、接着剤により環状部材４５を貫通穴２０に固定してもよい。また、環状部材４５を貫通穴２０にかしめることにより固定してもよい。

　以上のように、実施の形態２に係るレーザ光源装置１１においても、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能となる。

　＜効果＞
　本実施の形態２におけるレーザ光源装置１１は、複数の貫通穴２０のそれぞれにおいて、コリメータレンズ４を第１の段差部２５との間で挟持する環状部材４５をさらに備え、環状部材４５の外壁は、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４と嵌合し、環状部材４５の内壁の直径はコリメータレンズ４側に向けてテーパー状に広がっており、環状部材４５の内壁のテーパー状の部分が、第１の段差部２５に載置されたコリメータレンズ４の凸面を押圧する。

　環状部材４５の内壁のテーパー状の部分（即ち、テーパー状の端部４５ａ）でコリメータレンズ４の凸面を押圧することにより、コリメータレンズ４の中心軸が環状部材４５の中心と一致するように、コリメータレンズ４を移動させることができる。これにより、コリメータレンズ４の中心軸が貫通穴２０の中心と一致する。さらに、環状部材４５の外壁が、貫通穴２０の第１の直径を有する部分２４と嵌合することにより、コリメータレンズ４が、環状部材４５と第１の段差部２５との間で挟まれて固定される。つまり、本実施の形態２では、コリメータレンズ４を接着剤で固定する必要がない。

　また、本実施の形態２におけるレーザ光源装置１１の組み立て方法は、環状部材４５の内壁のテーパー状の部分を、第１の段差部２５に載置されたコリメータレンズ４の凸面に押圧してコリメータレンズ４を移動させることにより、コリメータレンズ４の中心軸と環状部材４５の中心とを一致させる工程を備える。

　従って、環状部材４５を用いてコリメータレンズ４の配置を決めることにより、コリメータレンズ４の中心軸とベース部材２の貫通穴の中心とを高い精度で合わせることができる。

　この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

　１，１１　レーザ光源装置、２　ベース部材、３　レーザ発光素子、４　コリメータレンズ、５　光学ユニット、６　環状治具、２０　貫通穴、２１　第２の直径を有する部分、２２　第２の段差部、２３　第３の直径を有する部分、２４　第１の直径を有する部分、２５　第１の段差部、３１　ステム、３２　キャップ、３３　窓ガラス、３４　リードピン、４５　環状部材、４５ａ，６２　端部、４５ｂ　外壁、４５ｃ，６１　切り欠き。

Claims (8)

1. 　複数の光学ユニット（５）と、
   　前記複数の光学ユニット（５）を保持する単一のベース部材（２）と、
   　を備え、
   　前記単一のベース部材（２）に保持される前記複数の光学ユニット（５）のそれぞれは、
   　レーザ発光素子（３）と、
   　前記レーザ発光素子（３）の光出射面側に配置され、当該レーザ発光素子（３）から射出されるレーザ光を平行光化するコリメータレンズ（４）と、
   　を備える、
   レーザ光源装置（１）。
2. 　前記ベース部材（２）は前記複数の光学ユニット（５）を保持するための複数の貫通穴（２０）を備え、
   　前記複数の貫通穴（２０）のそれぞれにおいて、光出射面側から第１、第２、第３の直径の順で当該貫通穴（２０）の直径が段階的に小さくなり、
   　前記貫通穴（２０）の前記第１の直径を有する部分（２４）と第２の直径を有する部分（２１）の境界である第１の段差部（２５）に前記コリメータレンズ（４）が載置され、
   　前記貫通穴（２０）の前記第２の直径を有する部分（２１）と第３の直径を有する部分（２３）の境界である第２の段差部（２２）に前記レーザ発光素子（３）が載置される、
   請求項１に記載のレーザ光源装置（１）。
3. 　前記コリメータレンズ（４）の前記第１の段差部（２５）に接する面は円形であり、
   　前記レーザ発光素子（３）の前記第２の段差部（２２）に接する面は円形であり、
   　前記コリメータレンズ（４）の直径が前記レーザ発光素子（３）の直径よりも大きい、
   請求項２に記載のレーザ光源装置（１）。
4. 　前記複数の貫通穴（２０）のそれぞれにおいて、前記コリメータレンズ（４）を前記第１の段差部（２５）との間で挟持する環状部材（４５）をさらに備え、
   　前記環状部材（４５）の外壁は、前記貫通穴（２０）の前記第１の直径を有する部分（２４）と嵌合し、
   　前記環状部材（４５）の内壁の直径は前記コリメータレンズ（４）側に向けてテーパー状に広がっており、
   　前記環状部材（４５）の内壁のテーパー状の部分が、前記第１の段差部（２５）に載置された前記コリメータレンズ（４）の凸面を押圧する、
   請求項３に記載のレーザ光源装置（１１）。
5. 　前記光学ユニット（５）は、単一の前記レーザ発光素子（３）と、単一の前記コリメータレンズ（４）のみを備える、
   請求項１に記載のレーザ光源装置（１）。
6. 　請求項４に記載のレーザ光源装置（１１）を組み立てる方法であって、
   　前記環状部材（４５）の内壁のテーパー状の部分を、前記第１の段差部（２５）に載置された前記コリメータレンズ（４）の凸面に押圧して当該コリメータレンズ（４）を移動させることにより、当該コリメータレンズ（４）の中心軸と前記環状部材（４５）の中心とを一致させる工程を備える、
   レーザ光源装置の組み立て方法。
7. 　請求項３に記載のレーザ光源装置（１）を、環状治具（６）を用いて組み立てる方法であって、
   　前記環状治具（６）は、前記貫通穴（２０）の前記第１の直径を有する部分（２４）に挿入され、
   　前記環状治具（６）の内壁の直径はコリメータレンズ（４）に向けてテーパー状に広がっており、
   　（ａ）前記環状治具（６）の内壁のテーパー状の部分を、前記第１の段差部（２５）に載置された前記コリメータレンズ（４）の凸面に押圧して、当該コリメータレンズ（４）を移動させ、当該コリメータレンズ（４）の中心軸と前記環状治具（６）の中心とを一致させる工程と、
   　（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記コリメータレンズ（４）を前記ベース部材（２）に対して固定する工程と、
   　を備える、
   レーザ光源装置の組み立て方法。
8. 　前記環状治具（６）の前記テーパー状の部分の端には複数の切り欠き（６１）が設けられており、
   　前記工程（ｂ）において、前記切り欠き（６１）から前記コリメータレンズ（４）と前記貫通穴（２０）の隙間に対して接着剤を注入することにより、前記コリメータレンズ（４）を前記ベース部材（２）に対して固定する、
   請求項７に記載のレーザ光源装置の組み立て方法。

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