JP6664510B2 - 光整形装置 - Google Patents

Description

本願明細書に開示される技術は、たとえば、半導体レーザー素子を用いた光整形装置に関するものである。

プロジェクター装置などの光源には、超高圧水銀ランプ、または、キセノンランプなどの放電ランプに加え、発光ダイオードなどの固体光源が使用される。

さらに近年、長寿命、低消費電力、高輝度、および、高色純度という特徴を有するレーザー光源が、プロジェクター装置の光源として適用されている。

デジタルシネマなどに使用される大型のプロジェクター装置では、所望の光出力を得るために、レーザー光源を増設することで高出力化を実現する。しかしながら、増設に伴うプロジェクター装置の大型化、または、製造コストの高額化が問題となるため、レーザー光源単体の光出力を高めたり、構成部品を小型化したりすることが求められる。

また、レーザー光源の一例である半導体レーザーから出射された光は、通常は楕円形状であり、たとえば、活性層に沿う遅軸方向の拡がり角が半値全幅でおよそ８°となり、これと直交する速軸方向の拡がり角はおよそ３０°となる。

半導体レーザーの発振領域、すなわち、レーザー出力窓は、活性層の厚み方向である速軸方向には２μｍ以上、かつ、１０μｍ以下の幅を有し、比較的狭い。一方で、活性層に沿う遅軸方向には数十μｍ以上、かつ、数百μｍ以下の幅を有する。そのため、レーザー出力窓は全体として線状光源となる。

半導体レーザーから出射された光をプロジェクター装置の光源として用いるためには、装置後段のプロジェクター光学系における光利用効率を高めるために、線状光源から出射される異方性を有する光を整形することによって、当該光を平行化することが求められる。

レーザー出力窓の前方における所定の位置にコリメータレンズを挿入することによって、速軸方向に関しては、レーザー出力窓の幅が小さいために容易に平行光を得ることができる。一方で、このコリメータレンズで、レーザー出力窓が速軸方向の１０倍以上の幅を有する遅軸方向に関して、平行光を得ることは難しい。

遅軸方向の幅が広いレーザー出力窓から出射された光を平行化するためには、長い焦点距離を有するコリメータレンズが別途必要となる。しかしながら、当該コリメータレンズの焦点を合わせるためにレーザー出力窓との間の距離を隔ててレンズを配置すると、コリメータレンズに入射する前に隣り合うレーザー出力窓から出射された光同士が干渉する。そのため、それぞれの光を適切に整形することが困難となる。

以上のような不都合を解消するため、たとえば、特許文献１（米国特許第５５１３２０１号明細書）によれば、速軸方向に関して光を整形したのち、それぞれの光を光軸に関して９０度回転させ、残りの遅軸方向の光の整形を速軸方向の光の整形として行う光学部品が考案されている。

米国特許第５５１３２０１号明細書

特許文献１によれば、遅軸方向の光の整形のために焦点距離の長いコリメータレンズを別途設ける必要がない。そして、速軸方向の光の整形に用いるコリメータレンズと同程度の焦点距離を有するコリメータレンズを用いて遅軸方向の光の整形を行うことで、光を平行化することができる。また、焦点距離の長いコリメータレンズを設ける必要がなくなるため、２種類の異なる方向の光の整形のために長い光路長を確保する必要がない。

しかしながら、上記の方法では、速軸方向の光の整形を行った後に、ツイスターと呼ばれる速軸と遅軸とを変換する光学素子を配置し、さらに、当該光学素子の後方で２回目の速軸方向の光の整形を行う必要がある。そのため、やはり、全体として光軸方向に長い距離を必要とする光学系を構成せざるを得ない。

プロジェクター装置の光源は、製造コストを低減する観点からも小型化が強く要求される。そのため、光源部分の寸法が大きくなってしまう上記のような２段階の光整形は望ましくない。

本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を解決するためになされたものであり、機構の大型化を抑制しつつ、線状光源から出射される光を整形する技術に関するものである。

本願明細書に開示される技術の第１の態様は、少なくとも１つの発光点を有する線状光源と、曲線を回転軸まわりに回転することによって得られる直交放物面である反射面を有する反射鏡部と、前記線状光源から出射された光が集まる箇所である集光点に配置される光学素子とを備え、前記線状光源から出射された前記光は、前記線状光源を少なくとも一部囲む前記反射鏡部によって反射され、さらに、前記集光点に集まり、前記反射鏡部の前記回転軸は、前記線状光源から出射された前記光の方向と交差し、前記線状光源の前記発光点は、前記反射鏡部の前記回転軸上に位置し、前記光学素子の、前記線状光源から出射された前記光が入射する端面である入射端面が、前記集光点に位置し、前記反射鏡部の前記反射面は、前記回転軸をＹ軸とし、焦点距離をｆとして、

で与えられる曲線を前記回転軸まわりに回転することによって得られる直交放物面であり、前記反射鏡部の前記回転軸に沿って並んで配置される、複数の前記線状光源を備え、前記集光点には、複数の前記線状光源から出射された前記光が集まり、前記線状光源は、半導体レーザー素子である。

本願明細書に開示される技術の第１の態様は、少なくとも１つの発光点を有する線状光源と、曲線を回転軸まわりに回転することによって得られる直交放物面である反射面を有する反射鏡部と、前記線状光源から出射された光が集まる箇所である集光点に配置される光学素子とを備え、前記線状光源から出射された前記光は、前記線状光源を少なくとも一部囲む前記反射鏡部によって反射され、さらに、前記集光点に集まり、前記反射鏡部の前記回転軸は、前記線状光源から出射された前記光の方向と交差し、前記線状光源の前記発光点は、前記反射鏡部の前記回転軸上に位置し、前記光学素子の、前記線状光源から出射された前記光が入射する端面である入射端面が、前記集光点に位置し、前記反射鏡部の前記反射面は、前記回転軸をＹ軸とし、焦点距離をｆとして、

で与えられる曲線を前記回転軸まわりに回転することによって得られる直交放物面であり、前記反射鏡部の前記回転軸に沿って並んで配置される、複数の前記線状光源を備え、前記集光点には、複数の前記線状光源から出射された前記光が集まり、前記線状光源は、半導体レーザー素子である。このような構成によれば、直交放物面である反射面を有する反射鏡部によって、線状光源の長手方向に拡がる光であっても集光することができるため、機構の大型化を抑制しつつ、線状光源から出射される光を整形することができる。

本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。

実施の形態に関する、光整形装置を実現するための構成を概略的に例示する側面図である。 実施の形態に関する、放物面鏡を説明するための図である。 実施の形態に関する、直交放物面鏡を説明するための図である。 実施の形態に関する、光整形装置を実現するための構成を概略的に例示する平面図である。 実施の形態に関する、光整形装置を実現するための構成を概略的に例示する斜視図である。 実施の形態に関する、光整形装置を実現するための構成を概略的に例示する平面図である。 実施の形態に関する、光整形装置を実現するための変形例を例示する側面図である。

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。

なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置と方向とを意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。

＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に関する光整形装置について説明する。なお、以下の実施の形態では、線状光源の一例として半導体レーザー素子が示されるが、線状光源は半導体レーザー素子に限られるものではない。

＜光整形装置の構成について＞
図１は、本実施の形態に関する光整形装置を実現するための構成を概略的に例示する側面図である。図１に例示されるように、光整形装置は、ステム１０と、ステム１０に搭載され、かつ、少なくとも１つの発光点を有する半導体レーザー素子２０と、ステム１０に搭載され、かつ、半導体レーザー素子２０から出射された光を、略平行化する機能を有する反射鏡部３２とを備える。

図１においては、矢印で示されるレーザー光１００が半導体レーザー素子２０の発光点である出射端面１０１から反射鏡部３２に向かって進む様子が概略的に例示される。図１は、図１におけるＺ軸方向、すなわち、速軸方向に沿うレーザー光の発散を例示する図である。

ステム１０は、上面に段差が設けられた板状の部材である。ステム１０は、たとえば、Ｃｕなどの熱伝導率の大きい材料の表面に、Ａｕメッキおよびメタライズパターンが施された金属材料のステムベースである。ステム１０は、半導体レーザー素子２０および反射鏡部３２を固定するとともに、半導体レーザー素子２０において発生した熱をステム１０下方の冷却部材（ここでは図示しない）に逃がす役目を担う。

半導体レーザー素子２０は、ＧａＡｓ、または、ＡｌＧａＮなどの半導体チップの端面に、少なくとも１つの発光点を有するレーザーダイオードである。半導体レーザー素子２０のそれぞれの発光点からは、半導体チップの端面に対して垂直、かつ、半導体チップの上面または下面に対して平行な光軸、すなわち、図１におけるＸ軸に概ね沿って、レーザー光１００が放射される。

ここで、ステム１０と半導体レーザー素子２０との間の接合には、一般的にははんだが使用される。特に、信頼性および熱伝導性に優れるＡｕＳｎはんだを用いることが望ましい。

また、速軸方向において、半導体レーザー素子２０から出射された光の全角の拡がり角はおよそ８０°である。そのため、半導体レーザー素子２０をステム１０の上面に直接配置する場合には、半導体レーザー素子２０から出射されたレーザー光１００がステム１０に当たらないように、ステム１０の側面と同じか、僅かに突き出した位置に半導体レーザー素子２０の出射端面１０１が位置するように、半導体レーザー素子２０を配置する。

半導体レーザー素子２０の出射端面１０１の前方には、保持部材（ここでは図示しない）で固定された反射鏡部３２が配置される。反射鏡部３２は、光学作用面、すなわち、反射面が直交放物面鏡で構成される。

図２は、放物面鏡を説明するための図である。通常知られている放物面鏡は、図２に例示されるように、焦点距離をｆとした場合に、ＸＹ断面が式（１）で与えられる曲線３０をＸ軸まわりに回転して得られる曲面、すなわち、放物面を反射面とする。

放物面鏡は、放物面の焦点に位置する点光源から出射された光１０２を、放物面からなる反射面で集光することによって、当該点光源から出射された光１０２を平行化することができる。放物面鏡は、たとえば、プロジェクター装置のランプ光源を集光する機構として広く採用されている。

図３は、直交放物面鏡を説明するための図である。直交放物面鏡は、図３に例示されるように、焦点距離をｆとした場合に、ＸＹ断面が式（２）および式（３）で与えられる曲線３１を図３におけるＹ軸まわりに回転して得られた曲面を反射面とする。放物面鏡の場合とは異なり、直交放物面鏡は、図３におけるＹ軸方向に延びる線状光源１０３から出射された光１０４を１点に集光させることができる。

図４は、本実施の形態に関する光整形装置を実現するための構成を概略的に例示する平面図である。図４は、図４におけるＹ軸方向、すなわち、遅軸方向に沿うレーザー光１００の振る舞いを例示する図である。

図４に例示されるように、半導体レーザー素子２０は、図４におけるＹ軸方向に延びる線状光源である。半導体レーザー素子２０は、接続基板２１に接続される。半導体レーザー素子２０の複数の導波路１１は、所定の間隔を開けて形成される。それぞれの導波路１１は、図４におけるＸ軸方向に延びて形成される。また、複数の導波路１１の出射端面１０１は、図４におけるＹ軸方向に沿って並ぶ。

反射鏡部３２は、半導体レーザー素子２０の出射端面１０１の前方に配置される。

図４においては、反射鏡部３２の直交放物面鏡の回転軸３３が点線で示される。回転軸３３は、半導体レーザー素子２０の長手方向に沿う。図４に例示される場合では、複数の導波路１１の出射端面１０１は、回転軸３３と一致するように並べられている。反射鏡部３２の直交放物面鏡の回転軸３３上に、半導体レーザー素子２０の出射端面１０１が配置されれば、図３で説明されたように、反射鏡部３２は、半導体レーザー素子２０の出射端面１０１から垂直に出射したレーザー光１００を反射させ、さらに１点の集光点２００に集光させることができる。

ここで、遅軸方向の光は全角でおよそ８°の拡がりを有する。このうち、拡がりが０°である光は、図４で例示されるような光路を通って集光される。一方で、拡がりが０°ではない光は、集光点２００における光の拡がり成分としてばらつく。そのため、集光点２００は理想的な点ではなく、一定の直径を有する略円形領域となる。

速軸方向の拡がり角は、原理的には全角で１８０°まで許容することができる。一方で、遅軸方向の拡がり角が小さければ小さいほど理想的な集光状態を実現することができる。

また、本実施の形態に関する光整形装置は、反射鏡部３２による集光点２００に光学素子４０が配置される。光学素子４０は、反射鏡部３２による集光点２００に位置する入射端面４１が矩形形状である。光学素子４０は、全体としては柱状の構造体である。

また、光学素子４０の光軸は、反射鏡部３２の回転軸３３と一致する。また、光学素子４０は、反射鏡部３２による集光点２００に位置する入射端面４１とは反対側の端面として、出射端面４２を有する。光学素子４０の入射端面４１は、光が入射する端面であり、光学素子４０の出射端面４２は、光が出射する端面である。

反射鏡部３２によって集光されたレーザー光１００を光学素子４０の入射端面４１に入射させることによって、光学素子４０の出射端面４２において、後段のプロジェクター光学系に好適な均一性の高い面光源を生成することができる。このとき、光学素子４０は、入射された光を複数回反射させ、かつ、平行光を出力することとなる。このような光学素子４０としては、一般には中実のロッドインテグレータ、または、中空のライトパイプなどが知られている。

以上のように、本実施の形態に関する光整形装置によれば、極端な異方性を有する半導体レーザー素子２０からのレーザー光１００を、単純な光学部品の構成によって効率よく集光することができる。

また、反射鏡部３２は、その回転軸３３上に線状光源を配置するだけで、線状光源から出射された光を所定の１点に集光することができる。そのため、発光点が１つしかないシングルエミッタタイプの半導体レーザー素子２０だけでなく、遅軸方向に複数の発光点が一列に並ぶマルチエミッタタイプの半導体レーザー素子に対しても、好適な集光手段となる。

さらに、反射鏡部３２による集光点２００は略円形領域となるため、後段にプロジェクター光学系を配置した場合、集光された光の入射窓となるロッドインテグレータまたはライトパイプなどの光学素子４０の矩形状の入射端面４１に対し、回転方向の相対位置を考慮しなくても、光源像と入射窓とがうまく整合するという利点がある。

すなわち、線状光源を単なる結像光学系で集光した場合には、その光源像はやはり線状となる。そのため、矩形の入射端面４１を有する光学素子４０に光が入射される場合には、線状の光源像の長手方向と光学素子４０の入射端面４１の長手方向とを一致させる必要がある。それには、両者間にさらにミラー手段などを設け、回転方向を合わせることが必要となってくる。一方で、本実施の形態に関する光整形装置では、その必要はない。

また、反射鏡部３２の直交放物面鏡は、回転軸３３に対し全周に渡って反射面が存在しなければならないわけではない。

図５は、本実施の形態に関する光整形装置を実現するための構成を概略的に例示する斜視図である。図１、または、図５に例示されるように、反射鏡部３２の直交放物面鏡は、半導体レーザー素子２０から出射されたレーザー光１００を受光するために必要な面積を確保しつつ、半導体レーザー素子２０、または、図示しないステム１０などの周辺部材と干渉しないような部分形状とすることによっても、所望の効果を十分に得られることができる。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態に関する光整形装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜光整形装置の構成について＞
図６は、本実施の形態に関する光整形装置を実現するための構成を概略的に例示する平面図である。図６に例示されるように、本実施の形態に関する光整形装置では、複数の半導体レーザー素子の発光点、すなわち、半導体レーザー素子２２の発光点、半導体レーザー素子２３の発光点、半導体レーザー素子２４の発光点、半導体レーザー素子２５の発光点、半導体レーザー素子２６の発光点、および、半導体レーザー素子２７の発光点が、反射鏡部３４の直交放物面鏡の回転軸３５に沿って並べられる。それぞれの半導体レーザー素子は、ステム１２の上面に配置される。複数の半導体レーザー素子は、図６におけるＹ軸方向に沿って並び、それぞれが、図６におけるＹ軸方向に延びる線状光源を形成する。

反射鏡部３４は、保持部材（ここでは図示しない）によって所定の位置に固定される。また、反射鏡部３４は、それぞれの半導体レーザー素子の出射端面１０１の前方に配置される。

図６においては、反射鏡部３４の直交放物面鏡の回転軸３５が点線で示されるが、図６に例示される場合では、複数の半導体レーザー素子の出射端面１０１は、回転軸３５と一致するように並べられている。

図４に例示された場合と同様に、反射鏡部３４は、回転軸３５上に位置する複数の半導体レーザー素子、すなわち、半導体レーザー素子２２、半導体レーザー素子２３、半導体レーザー素子２４、半導体レーザー素子２５、半導体レーザー素子２６、および、半導体レーザー素子２７からのレーザー光１００を、集光点２０１に効率よく集光することができる。

そのため、図６に例示されるように、複数の半導体レーザー素子が図６におけるＹ軸方向に沿って並んでいる状態であっても、それらの線状光源がやはり回転軸３５上において一直線に並んでいる限りは、それぞれの半導体レーザー素子から出射されたレーザー光１００を効率よく集めることができる。

また、本実施の形態に関する光整形装置は、反射鏡部３４による集光点２０１に光学素子４３が配置される。光学素子４３は、反射鏡部３４による集光点２０１に位置する入射端面４４が矩形形状である。光学素子４３は、全体としては柱状の構造体である。また、光学素子４３は、反射鏡部３４による集光点２０１に位置する入射端面４４とは反対側の端面として、出射端面４５を有する。光学素子４３の入射端面４４は、光が入射する端面であり、光学素子４３の出射端面４５は、光が出射する端面である。

集光された光は、同じ集光点上にほぼ円形の光源像となって集光される。集光点における光源像がほぼ円形であることによって得られる、光学素子４３との回転軸方向の整合性に関しては、第１の実施の形態で説明された場合と同様のメリットがある。

複数の半導体レーザー素子を並べて配置し、さらにそれぞれの半導体レーザー素子から出射されたレーザー光１００を合成させると、光整形装置の出力を増加させることができる。特に、本実施の形態に関する構成によれば、複数の線状光源がなす合計長さに対応した寸法の反射鏡部３４を配置することによって、原理的には幾つの合成にも対応することができる。

効率よく集光するためには、反射鏡部３４を線状光源に対して正しい位置に配置する必要がある。一般に、反射鏡部３４の直交放物面鏡の回転軸３５の位置を認識することは容易ではない。そのため、線状光源との位置合わせには、集光点２０１の状態を観察することが望ましい。

光学素子４３は柱状であるため、線状光源に沿って配置することは困難ではない。すなわち、半導体レーザー素子に対して光学素子４３を精度よく配置することは問題なく実施することができる。この状態でさらに反射鏡部３４を配置することによって、光学素子４３に入射されるレーザー光１００の集光点２０１の位置と角度分布とを観察しながら、位置を調整することができる。

角度分布を観察する際には、所定距離だけ離れた箇所に設置されたスクリーン上の分布、すなわち、ファーフィールドパターンを観察すればよい。

反射鏡部３４の位置が定まれば、半導体レーザー素子に対してあらかじめ位置が定まっている保持部材を介し、接着剤などによって、反射鏡部３４の位置を正確に固定することができる。エポキシ系の接着剤などによれば、紫外線硬化と熱硬化との組み合わせによって高い信頼性を有する部品固定を実現することができる。

図７は、本実施の形態に関する光整形装置を実現するための変形例を例示する側面図である。図７に例示されるように、必要に応じて、ステム１２と半導体レーザー素子との間にサブマウント３００を設置してもよい。ここで、ステム１２は、半導体レーザー素子と反射鏡部３４とを保持する部材である。一般的にサブマウントは、電気絶縁機能および熱伝達機能を担うものであり、平板状の電気絶縁体で構成される。そして、当該電気絶縁体の表面には、複数のメタライズパターンが形成される。また、当該電気絶縁体の裏面には、全面に渡ってメタライズパターンが形成される。電気絶縁体には、熱伝導率の高いＳｉＣ、または、ＡｌＮが用いられることが多い。

また、サブマウントのメタライズパターンと半導体レーザー素子とははんだを用いて接合される。サブマウントのメタライズパターンと半導体レーザー素子のそれぞれの駆動電極とは、Ａｕなどの導電性ワイヤーを用いて、超音波振動圧着によって電気接続される。

なお、メタライズパターンは給電を目的としたものでなく、電気絶縁体とメタライズパターンとの間の線膨張係数の差に起因するサブマウントの反りを防ぐために設けられる。

サブマウント３００を設置することによって、半導体レーザー素子の設置面と反射鏡部３４の設置面とが同一平面ではなくなる。しかしながら、サブマウント３００を設置することによって半導体レーザー素子の設置面の高さを高くしておけば、サブマウント３００の厚さは一般的に、３００μｍ以上、かつ、６００μｍ以下であることから、半導体レーザー素子の速軸方向に拡がる光をより多く略平行光化することが可能となる。

なお、サブマウント３００は、図１に例示される構成に対して適用されてもよい。

＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果を例示する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。

また、当該置き換えは、複数の実施の形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施の形態において例示されたそれぞれの構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。

以上に記載された実施の形態によれば、光整形装置は、線状光源と、反射鏡部３２と、光学素子４０とを備える。線状光源は、少なくとも１つの発光点を有する。反射鏡部３２は、反射面を有する。ここで、反射面とは、曲線を回転軸３３まわりに回転することによって得られる直交放物面である。光学素子４０は、線状光源から出射された光が集まる箇所である集光点２００に配置される。線状光源から出射された光は、線状光源を少なくとも一部囲む反射鏡部３２によって反射される。そして、線状光源から出射された光は、集光点２００に集まる。反射鏡部３２の回転軸３３は、線状光源の長手方向に沿う。線状光源の発光点は、反射鏡部３２の回転軸３３上に位置する。光学素子４０の、線状光源から出射された光が入射する端面である入射端面４１は、集光点２００に位置する。ここで、線状光源は、たとえば、半導体レーザー素子２０に対応するものである。また、発光点は、たとえば、出射端面１０１に対応するものである。

このような構成によれば、直交放物面である反射面を有する反射鏡部３２によって、線状光源の長手方向に拡がる光１００であっても集光することができるため、機構の大型化を抑制しつつ、線状光源から出射される光を整形することができる。また、複数の出力窓を有するマルチエミッタ型の線状光源に対しても単一の反射鏡部３２を備えることによって光整形を行うことができるため、光整形に必要となる光学部品またはその保持部品の点数を減らすことができる。また、部品点数またはその保持部品の点数が減ることによって、それらを組み立てるための工数を減らすことができる。したがって、構成材料を減らし、かつ、製造コストを下げることができる。また、工程の簡略化によって組み立て不良率を低下させることができる。また、部品点数またはその保持部品の点数が減ることによって、高い精度が求められる配置および加工などの頻度が下がる。また、反射鏡部３２によって集光された光の集光点２００は、略円形となる。そのため、集光点２００に入射端面４１が位置する光学素子４０に対して、双方の長手方向を合わせるなどの回転操作を行う必要がない。また、光整形に必要な光学距離が長くならないため、光源系をコンパクトにパッケージ化することが容易となる。したがって、たとえば、ＴＯ−ＣＡＮと呼ばれるパッケージに内包し、耐環境性を強化することも可能である。

なお、これらの構成以外の本願明細書に例示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。

しかしながら、本願明細書に例示される他の構成のうちの少なくとも１つを以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては記載されなかった本願明細書に例示される他の構成を以上に記載された構成に追加した場合でも、同様に以上に記載された効果を生じさせることができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、反射鏡部３２の反射面は、回転軸３３をＹ軸とし、焦点距離をｆとして、以下の式で与えられる曲線を回転軸３３まわりに回転することによって得られる直交放物面である。

このような構成によれば、直交放物面である反射面を有する反射鏡部３２によって、線状光源の長手方向に拡がる光１００であっても集光することができるため、機構の大型化を抑制しつつ、線状光源から出射される光を整形することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、光整形装置は、反射鏡部３４の回転軸３５に沿って並んで配置される、複数の線状光源を備える。集光点２０１には、複数の線状光源から出射された光が集まる。ここで、複数の線状光源は、たとえば、半導体レーザー素子２２、半導体レーザー素子２３、半導体レーザー素子２４、半導体レーザー素子２５、半導体レーザー素子２６、および、半導体レーザー素子２７に対応するものである。このような構成によれば、複数の半導体レーザー素子、すなわち、半導体レーザー素子２２、半導体レーザー素子２３、半導体レーザー素子２４、半導体レーザー素子２５、半導体レーザー素子２６、および、半導体レーザー素子２７が、反射鏡部３４の回転軸３５に沿って並んで配置される場合であっても、反射鏡部３４によって反射された光１００は集光点２０１に集光される。したがって、機構の大型化を抑制しつつ、線状光源から出射される光を整形することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、光学素子４０の光軸は、反射鏡部３２の回転軸３３と一致する。このような構成によれば、光学素子４０の入射端面４１に入射された光１００が、出力端面４２から平行光として出力されるため、後段における光学系における光利用効率が高まる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、線状光源は、半導体レーザー素子である。このような構成によれば、遅軸方向に比較的広い幅を有する半導体レーザー素子２０を光源として用いた場合であっても、遅軸方向において拡がる光１００を反射鏡部３２によって集光することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、光学素子４０は、入射された光を複数回反射させ、かつ、平行光を出力するものである。このような構成によれば、光学素子４０の入射端面４１に入射された光１００が、出力端面４２から平行光として出力されるため、後段における光学系における光利用効率が高まる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、光整形装置は、線状光源と反射鏡部３４とを保持するベース材と、ベース材と線状光源との間に挟まれて配置されるサブマウント３００とを備えるものである。ここで、ベース材は、たとえば、ステム１２に対応するものである。このような構成によれば、サブマウント３００を設置することによって半導体レーザー素子２２の設置面を反射鏡部３４に対して高くすることができるため、半導体レーザー素子２２の速軸方向において拡がる光１００をより多く略平行光化することが可能となる。

＜以上に記載された実施の形態における変形例について＞
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本願明細書に記載されたものに限られることはないものとする。

したがって、例示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施の形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよいものとする。

さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。

また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。

また、本願明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。

また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。

１０，１２ ステム、１１ 導波路、２０，２２，２３，２４，２５，２６，２７ 半導体レーザー素子、２１ 接続基板、３０，３１ 曲線、３２，３４ 反射鏡部、３３，３５ 回転軸、４０，４３ 光学素子、４１，４４ 入射端面、４２，４５，１０１ 出射端面、１００ レーザー光、１０２，１０４ 光、１０３ 線状光源、２００、２０１ 集光点、３００ サブマウント。

Claims (4)

1. 少なくとも１つの発光点を有する線状光源と、
   曲線を回転軸まわりに回転することによって得られる直交放物面である反射面を有する反射鏡部と、
   前記線状光源から出射された光が集まる箇所である集光点に配置される光学素子とを備え、
   前記線状光源から出射された前記光は、前記線状光源を少なくとも一部囲む前記反射鏡部によって反射され、さらに、前記集光点に集まり、
   前記反射鏡部の前記回転軸は、前記線状光源から出射された前記光の方向と交差し、
   前記線状光源の前記発光点は、前記反射鏡部の前記回転軸上に位置し、
   前記光学素子の、前記線状光源から出射された前記光が入射する端面である入射端面が、前記集光点に位置し、
   前記反射鏡部の前記反射面は、前記回転軸をＹ軸とし、焦点距離をｆとして、
   

   

   で与えられる曲線を前記回転軸まわりに回転することによって得られる直交放物面であり、
   前記反射鏡部の前記回転軸に沿って並んで配置される、複数の前記線状光源を備え、
   前記集光点には、複数の前記線状光源から出射された前記光が集まり、
   前記線状光源は、半導体レーザー素子である、
   光整形装置。
2. 前記光学素子の光軸は、前記反射鏡部の前記回転軸と一致する、
   請求項１に記載の光整形装置。
3. 前記光学素子は、入射された前記光を複数回反射させ、かつ、平行光を出力する、
   請求項１または請求項２に記載の光整形装置。
4. 前記光整形装置は、さらに、
   前記線状光源と前記反射鏡部とを保持するベース材と、
   前記ベース材と前記線状光源との間に挟まれて配置されるサブマウントとを備える、
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の光整形装置。

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