JP7758917B2 - 光源装置 - Google Patents

Description

本開示は、光源装置に関する。

複数の半導体発光素子を含む光源装置は、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクタ、ディスプレイ、および照明器具などの装置に利用することができる。そのような光源装置では、複数の半導体発光素子の発光点を狭ピッチで並べることが求められる場合がある。特許文献１は、光通信技術における波長多重分割（ＷＤＭ）方式に用いられる光モジュールを開示している。

特開２００３－１７９３１５号公報

複数の発光点を狭ピッチで並べることができる光源装置が求められている。

本開示の光源装置は、一実施形態において、上面を有する支持基板と、前記上面に支持された第１発光素子であって、前記上面に交差する所定の方向に向けて第１の光を出射する複数の第１発光点を有する第１発光素子と、前記第１の光の光軸方向に前記第１発光素子から離れて設けられ、前記第１の光を透過させる第２発光素子であって、前記所定の方向に向けて第２の光を出射する複数の第２発光点を有する第２発光素子と、を備え、前記第１の光の光軸と前記第２の光の光軸とが重なっていない。

本開示によれば、複数の発光点を狭ピッチで並べることができる光源装置を実現できる。

図１は、本実施形態における光源装置の分解斜視図である。 図２は、図１に示す光源装置のＸＺ平面に対して平行な断面図である。 図３Ａは、図１に示す３つのＶＣＳＥＬ素子および３つの光学部材を模式的に示す拡大斜視図である。 図３Ｂは、第３ＶＣＳＥＬ素子および第３光学部材を模式的に示す上面図である。 図４は、第１ＶＣＳＥＬ素子、第２ＶＣＳＥＬ素子、および第３ＶＣＳＥＬ素子から第１レーザ光、第２レーザ光、および第３レーザ光がそれぞれ出射される様子の例を模式的に示す－Ｙ方向側から見た側面図である。 図５Ａは、第１ＶＣＳＥＬ素子の一部の構成例を模式的に示すＹＺ平面に対して平行な断面図である。 図５Ｂは，図５Ａに示す構成の上面図である。 図６は、第２ＶＣＳＥＬ素子の一部の構成例を模式的に示すＹＺ平面に対して平行な断面図である。 図７は、第１ＶＣＳＥＬ素子の配線の構成例を模式的に示す上面図である。 図８は、本実施形態の変形例による光源装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。 図９は、本変形例における第１ＶＣＳＥＬ素子の配線の構成例を模式的に示す上面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態による光源装置を説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一または同等の部分を示す。

さらに以下は、本発明の技術思想を具体化するために例示しているのであって、本発明を以下に限定しない。また、構成要素の寸法、材質、形状、その相対的配置などの記載は、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図している。各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、理解を容易にするなどのために誇張している場合がある。

また、本明細書または特許請求の範囲において、ある構成要素に関し、これに該当する構成要素が複数あり、それぞれを区別して表現する場合に、その構成要素の頭に“第１”、“第２”と付記して区別することがある。本明細書と特許請求の範囲とで区別する対象や観点が異なる場合、本明細書と特許請求の範囲との間で、同一の付記が、同一の対象を指さない場合がある。 以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。特定の方向または位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向または位置をわかりやすさのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向または位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品、製造装置等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。

（実施形態）
まず、図１および図２を参照して、本開示の実施形態による光源装置の例を説明する。図面では、参考のために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が模式的に示されている。Ｘ軸の矢印の方向を＋Ｘ方向と称し、その反対の方向を－Ｘ方向と称する。±Ｘ方向を区別しない場合、単にＸ方向と称する。Ｙ軸およびＺ軸についても同様である。

図１は、本実施形態における光源装置１００の分解斜視図である。図１に示す光源装置１００は、３つの垂直共振器面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ；以下、「ＶＣＳＥＬ」と称する）素子と、支持基板１０と、側壁６０と、カバー７０とを備える。支持基板１０、側壁６０、およびカバー７０によって規定される空間に、３つのＶＣＳＥＬ素子が収容されている。支持基板１０の厚さ方向はＺ方向に対して平行である。本開示では、＋Ｚ方向を「上方」、－Ｚ方向を「下方」とも表現する。

図２は、図１に示す光源装置１００のＸＺ平面に対して平行な断面図である。図２には、それぞれ間隔をあけて積層された第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａ、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂ、および第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃが示されている。本明細書において、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａ、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂ、および第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃをあわせて「３つのＶＣＳＥＬ素子２０」とも称し、これらのＶＣＳＥＬ素子の各々を「各ＶＣＳＥＬ素子２０」とも称する。

各ＶＣＳＥＬ素子２０は概略的に平板構造を有し、２次元に配列された複数の発光点を含む。３つのＶＣＳＥＬ素子２０は平板構造の厚さ方向に沿って間隔をあけて並び、互いに波長が異なるレーザ光を出射する。カバー７０は、透光性を有しており、各発光点から出射されたレーザ光はカバー７０を通過して外部に出射される。

３つのＶＣＳＥＬ素子２０を独立して駆動することにより、光源装置１００は、カバー７０から、互いに異なる３つの波長のうち、１つ以上の波長のレーザ光を出射することができる。３つのＶＣＳＥＬ素子２０は、信頼性の観点から光源装置１００の内部に気密に封止されていることが好ましい。このような気密封止の利点は、３つのＶＣＳＥＬ素子２０から出射されるレーザ光の波長が短くなるほど高くなる。レーザ光の波長が短くなると、当該レーザ光を出射する部分に集塵が生じやすくなり、その結果レーザ光の出力が低下するからである。なお、光源装置１００は、３つのＶＣＳＥＬ素子２０をすべて備える必要はなく、そのうちの２つを備えていてもよい。

図１および図２に示すように、支持基板１０は、Ｚ方向に対して垂直である上面１０ｓを有する。上面１０ｓには、３つのＶＣＳＥＬ素子２０と、第１光学部材３０ａ、第２光学部材３０ｂ、および第３光学部材３０ｃと、第１スペーサ４０ａおよび第２スペーサ４０ｂと、第１フレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；以下、「ＦＰＣ」と称する）５０ａ、第２ＦＰＣ５０ｂ、および第３ＦＰＣ５０ｃとが設けられている。

本明細書において、第１光学部材３０ａ、第２光学部材３０ｂ、および第３光学部材３０ｃをあわせて「３つの光学部材３０」とも称し、これらの光学部材の各々を「各光学部材３０」とも称する。同様に、第１ＦＰＣ５０ａ、第２ＦＰＣ５０ｂ、および第３ＦＰＣ５０ｃをあわせて「３つのＦＰＣ５０」とも称し、これらのＦＰＣの各々を「各ＦＰＣ５０」とも称する。

上面１０ｓは、第１スペーサ４０ａおよび第２スペーサ４０ｂを介して間隔をあける３つのＶＣＳＥＬ素子２０の積層構造を直接的または間接的に支持する。側壁６０は、当該積層構造を支持する上面１０ｓの周囲に位置し、３つのＶＣＳＥＬ素子２０、３つの光学部材３０、第１スペーサ４０ａ、第２スペーサ４０ｂ、および３つのＦＰＣ５０を囲む。カバー７０は、側壁６０の上面に接合され、３つのＶＣＳＥＬ素子２０からそれぞれ出射されるレーザ光を透過させる。

図２に示す光源装置１００は、上面１０ｓに近い側から、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａ、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂ、および第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃをこの順に間隔をあけて備える。光源装置１００は、さらに、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂとの間隔を維持する第１スペーサ４０ａ、および第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃとの間隔を維持する第２スペーサ４０ｂを備える。

第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは支持基板１０の上面１０ｓによって直接的または間接的に支持されている。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは２次元に配列された複数の第１発光点を有し、各第１発光点から第１レーザ光を＋Ｚ方向に向けて出射する。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは第１発振波長で発振する。

第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは、第１スペーサ４０ａにより、第１レーザ光の光軸方向に第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａから離れて設けられている。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは２次元に配列された複数の第２発光点を有し、各第２発光点から第２レーザ光を＋Ｚ方向に向けて出射する。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは第２発振波長で発振する。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは、第１レーザ光を透過させる。

第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは、第２スペーサ４０ｂにより、第２レーザ光の光軸方向に第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂから離れて設けられている。さらに、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは、第１レーザ光の光軸方向に第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａから離れて設けられている。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは２次元に配列された複数の第３発光点を有し、各第３発光点から第３レーザ光を＋Ｚ方向に向けて出射する。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは第３発振波長で発振する。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは、第１レーザ光および第２レーザ光を透過させる。

各ＶＣＳＥＬ素子２０における複数の発光点は、互いに交差する第１方向および第２方向に沿って配列されている。第１方向および第２方向は、例えば、正方格子のように互いに直交していてもよいし、三角格子のように互いに６０°の角度で交差していてもよい。各ＶＣＳＥＬ素子２０における複数の発光点は、２次元ではなく、第１方向に沿って１次元に配列されていてもよい。

各レーザ光の出射方向は上面１０ｓに交差する方向であれば、上面１０ｓに対して垂直な＋Ｚ方向である必要はない。各レーザ光の出射方向と上面１０ｓの法線方向とがなす角度は、例えば０°以上５°以下または０°以上１０°以下であり得る。

３つのＶＣＳＥＬ素子２０において、第１から第３発振波長は互いに異なる。本実施形態において、第１発振波長は第２発振波長よりも長く、第２発振波長は第３発振波長よりも長い。第１発振波長は例えば赤色の波長であり、６０５ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内、好ましくは６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内にある。第２発振波長は例えば緑色の波長であり、例えば４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内、好ましくは５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内にある。第３発振波長は例えば青色の波長であり、４２０ｎｍ以上４９４ｎｍ以下の範囲内、好ましくは４４０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の範囲内にある。第１から第３発振波長はそれぞれＲＧＢの波長である必要はない。用途によっては、第１から第３発振波長のうち、２つの発振波長が互いに等しくてもよいし、３つの発振波長が互いに等しくてもよい。

本実施形態における３つのＶＣＳＥＬ素子２０は、上面１０ｓから離れるにつれて発振波長が短くなるように配置されている。この理由については後述する。

光源装置１００は、各ＶＣＳＥＬ素子２０の代わりに、１つまたは複数の端面出射型のレーザ素子を備えていてもよいし、１つまたは複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備えていてもよい。光を＋Ｚ方向に向けて出射できるものであればよく、本明細書において、ＶＣＳＥＬ素子に加えて、これらのレーザ素子およびＬＥＤも「発光素子」と称し、各発光素子から出射する光を「第ｎの光」と称する（ｎは自然数）。

図２に示すように、光源装置１００は、さらに、第１光学部材３０ａ、第２光学部材３０ｂ、および第３光学部材３０ｃを備える。第１光学部材３０ａは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂとの間に設けられている。第２光学部材３０ｂは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃとの間に設けられている。第３光学部材３０ｃは、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃが第３レーザ光を出射する面側に設けられている。第１光学部材３０ａ、第２光学部材３０ｂ、および第３光学部材３０ｃは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａ、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂ、および第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃによってそれぞれ支持されている。第１光学部材３０ａは、第１スペーサ４０ａにより、上方に位置する第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂに接触せず、第２光学部材３０ｂは、第２スペーサ４０ｂにより、上方に位置する第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃに接触しない。

第１光学部材３０ａは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａにおける複数の第１発光点にそれぞれ対応する複数の第１レンズ部と、これらを支持する第１平板部とを備える。同様に、第２光学部材３０ｂは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂにおける複数の第２発光点にそれぞれ対応する複数の第２レンズ部と、これらを支持する第２平板部とを備える。同様に、第３光学部材３０ｃは、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃにおける複数の第３発光点にそれぞれ対応する複数の第３レンズ部と、これらを支持する第３平板部とを備える。各光学部材３０における複数のレンズ部は、各ＶＣＳＥＬ素子２０における複数の発光点と同様に、１次元または２次元に配列され得る。各光学部材３０におけるレンズ部の数は、対応する発光点の数と同等であってもよいし、発光点の数より少なくてもよい。例えば、１つの発光点に１つのレンズ部が対応していてもよいし、４つの発光点に１つのレンズ部が対応していてもよい。

図２に示すように、光源装置１００は、さらに、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａ、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂ、および第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃにそれぞれ給電するための第１ＦＰＣ５０ａ、第２ＦＰＣ５０ｂ、および第３ＦＰＣ５０ｃを備える。支持基板１０は内部配線を有しており、支持基板１０の上面１０ｓには給電用の電極が設けられている。給電用の電極は、内部配線を介して外部の給電装置に電気的に接続されている。各ＶＣＳＥＬ素子２０は、対応するＦＰＣ５０を介して、上面１０ｓに設けられる給電用の電極に電気的に接続されている。

次に、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、３つのＶＣＳＥＬ素子２０および３つの光学部材３０の配置の例を説明する。図３Ａは、図２に示す３つのＶＣＳＥＬ素子２０および３つの光学部材３０を模式的に示す拡大斜視図である。ただし、図３Ａに示す例では、説明をわかりやすくするために、３つのＶＣＳＥＬ素子２０の間隔が拡張されている。

図３Ａに示す第１光学部材３０ａは、４行４列で配列された１６個の第１レンズ部３２ａと、これらを支持する第１平板部３４ａとを備える。行方向はＸ方向に対して平行であり、列方向はＹ方向に対して平行である。１６個の第１レンズ部３２ａは、第１平板部３４ａを介さずに第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａに直接設けてもよい。図３Ａに示す第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、１６個の第１レンズ部３２ａの光軸上にそれぞれ位置する１６個の第１発光点を含む。第１レンズ部３２ａは、第１レーザ光の広がりを低減する。第１レンズ部３２ａは、例えば、コリメートレンズ、または集光レンズであり得る。各第１発光点は、対応する第１レンズ部３２ａの焦点に略一致する。各第１発光点から＋Ｚ方向に向けて出射される第１レーザ光の光軸２０ＬＡ１は、対応する第１レンズ部３２ａの光軸に略一致する。

同様に、図３Ａに示す第２光学部材３０ｂは、４行４列で配列された１６個の第２レンズ部３２ｂと、これらを支持する第２平板部３４ｂとを備える。１６個の第２レンズ部３２ｂは、第２平板部３４ｂを介さずに第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂに直接設けてもよい。第２レンズ部３２ｂは、第１レンズ部３２ａと同様の構成を有する。図３Ａに示す第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは、１６個の第２レンズ部３２ｂの光軸上にそれぞれ位置する１６個の第２発光点を含む。各第２発光点は、対応する第２レンズ部３２ｂの焦点に略一致する。各第２発光点から＋Ｚ方向に向けて出射される第２レーザ光の光軸２０ＬＡ２は、対応する第２レンズ部３２ｂの光軸に略一致する。

同様に、図３Ａに示す第３光学部材３０ｃは、４行４列で配列された１６個の第３レンズ部３２ｃと、これらを支持する第３平板部３４ｃとを含む。１６個の第３レンズ部３２ｃは、第３平板部３４ｃを介さずに第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃに直接設けてもよい。第３レンズ部３２ｃは、第１レンズ部３２ａと同様の構成を有する。図３Ａに示す第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは、１６個の第３レンズ部３２ｃの光軸上にそれぞれ位置する１６個の第３発光点を含む。各第３発光点は、対応する第３レンズ部３２ｃの焦点に略一致する。各第３発光点から＋Ｚ方向に向けて出射される第３レーザ光の光軸２０ＬＡ３は、対応する第３レンズ部３２ｃの光軸に略一致する。

図３Ａに示す光源装置において、第１レーザ光の光軸２０ＬＡ１、第２レーザ光の光軸２０ＬＡ２、および第３レーザ光の光軸２０ＬＡ３は互いに離れて位置する。言い換えれば、第１レーザ光の光軸２０ＬＡ１、第２レーザ光の光軸２０ＬＡ２、および第３レーザ光の光軸２０ＬＡ３は互いに重ならない。第１レーザ光の光軸２０ＬＡ１は第２レンズ部３２ｂおよび第３レンズ部３２ｃを通過しない。第２レーザ光の光軸２０ＬＡ２は第３レンズ部３２ｃを通過しない。複数の発光点に１つのレンズ部が対応する場合も同様である。

図３Ａに示す３つのＶＣＳＥＬ素子２０において、第１から第３発光点のＸ方向におけるピッチは互いに等しく（当該ピッチをｐｘとする）、第１から第３発光点のＹ方向におけるピッチは互いに等しい（当該ピッチをｐｙとする）。図３Ａに示す例ではｐｘ＝ｐｙであるが、ｐｘ≠ｐｙであってもよい。図３Ａに示す３つの光学部材３０において、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃのＸ方向におけるピッチはすべて上記のｐｘに等しく、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃのＹ方向におけるピッチはすべて上記のｐｙに等しい。

第１から第３発光点および第１から第３レンズは、１６個に限らない。また第１から第３発光点は、第１レーザ光の光軸２０ＬＡ１が第２レンズ部３２ｂおよび第３レンズ部３２ｃを通過せず、第２レーザ光の光軸２０ＬＡ２が第３レンズ部３２ｃを通過しなければ、ランダムに配置されていてもよい。

図３Ｂは、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃおよび第３光学部材３０ｃを模式的に示す上面図である。図３Ｂに示す実線の円は第３レンズ部３２ｃを表す。図３Ｂに示す破線および一点鎖線の円は、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃよりも－Ｚ方向側に位置する第１レンズ部３２ａおよび第２レンズ部３２ｂをそれぞれ表す。図３Ｂに示す黒い点は、複数の第１発光点２２ａの１つ、複数の第２発光点２２ｂの１つ、および複数の第３発光点２２ｃの１つを表す。

図３Ｂに示す光源装置において、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃは、＋Ｚ方向側から見て、すなわち上面視で互いに離れて位置する。言い換えれば、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃは、上面視で互いに重なる部分を有していない。第１から第３発光点２２ａ～２２ｃは、上面視で、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃの主点にそれぞれ重なる。第１から第３発光点２２ａ～２２ｃは、上面視で互いに重ならない。

図３Ｂに示す例では、上面視における第１発光点２２ａと第２発光点２２ｂとの間のピッチを上記のｐｙよりも狭くすることができ、上面視における第２発光点２２ｂと第３発光点２２ｃとの間のピッチを上記のｐｘよりも狭くすることができる。図３Ｂに示す例において、上面視における第１発光点２２ａと第２発光点２２ｂとの間のピッチはｐｙの半分であり、上面視における第２発光点２２ｂと第３発光点２２ｃとの間のピッチはｐｘの半分である。

本実施形態による光源装置１００において、Ｚ方向に沿って間隔をあけて並ぶ３つのＶＣＳＥＬ素子２０は、第１から第３発光点２２ａ～２２ｃが上面視で互いに重ならないように配置されている。上面視における第１発光点２２ａと第２発光点２２ｂとの間のピッチ、および第２発光点２２ｂと第３発光点２２ｃとの間のピッチは、各ＶＣＳＥＬ素子２０における発光点のピッチよりも狭くすることができる。したがって、光源装置を小型化することができる。上面視における第１発光点２２ａと第２発光点２２ｂとの間のピッチは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。上面視における第２発光点２２ｂと第３発光点２２ｃとの間のピッチについても同様である。

Ｚ方向に沿って間隔をあけて並ぶ３つのＶＣＳＥＬ素子２０を、第１から第３発光点２２ａ～２２ｃが上面視で互いに重なるように配置すると、第１レーザ光は、第２発光点付近および第３発光点付近を通過し、第２レーザ光は、第３発光点付近を通過する。これに対して、本実施形態による光源装置１００では、第１から第３発光点２２ａ～２２ｃが上面視で互いに重ならないので、第１レーザ光は、第２発光点付近および第３発光点付近を通過せず、第２レーザ光は、第３発光点付近を通過しない。したがって、第１レーザ光は、第２発光点に対応する後述の電極対および第３発光点に対応する後述の電極対などの屈折率変化の影響が抑制された状態で外部に出射される。同様に、第２レーザ光は、第３発光点に対応する後述の電極対などの屈折率変化の影響が抑制された状態で外部に出射される。

さらに、本実施形態による光源装置１００において、第１レーザ光は、第１発光点２２ａに対応する第１レンズ部３２ａを通過するが、第２レンズ部３２ｂおよび第３レンズ部３２ｃを通過しない。また、第２レーザ光は、第２発光点２２ｂに対応する第２レンズ部３２ｂを通過するが、第３レンズ部３２ｃを通過しない。したがって、第１から第３レーザ光はそれぞれ適切にコリメートされた状態で外部に出射される。

次に、図４を参照して、３つのＶＣＳＥＬ素子２０からそれぞれレーザ光が出射される様子の例を説明する。図４は、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａ、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂ、および第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃから第１レーザ光２０Ｌ１、第２レーザ光２０Ｌ２、および第３レーザ光２０Ｌ３がそれぞれ出射される様子の例を模式的に示す－Ｙ方向側から見た側面図である。図４に示す破線の矢印は、第１から第３レーザ光２０Ｌ１～２０Ｌ３を表す。

図４に示すように、第１から第３発光点２２ａ～２２ｃは、第１から第３レーザ光２０Ｌ１～２０Ｌ３をそれぞれ出射し、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃは、第１から第３レーザ光２０Ｌ１～２０Ｌ３をそれぞれコリメートまたは集光する。図４では、第２レーザ光２０Ｌ２が第１レーザ光２０Ｌ１に重なって示されているが、第２レーザ光２０Ｌ２は第１レーザ光２０Ｌ１よりも＋Ｙ方向側にずれて位置している。

図４に示す光源装置において、第１発光点２２ａは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの下面よりも最上面に近く、第２発光点２２ｂおよび第３発光点２２ｃは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂおよび第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃの最上面よりも下面に近い。「最上面」と記載しているのは、各ＶＣＳＥＬ素子２０の上面は、後述するように必ずしも平坦ではなく、凸形状を有し得るからである。赤色のように長波長のレーザ光を出射する場合、発光点は、ＶＣＳＥＬ素子の下面よりも最上面に近くなるように設計され得る。これに対して、緑色および青色のように短波長のレーザ光を出射する場合、発光点は、ＶＣＳＥＬ素子の最上面よりも下面に近くなるように設計され得る。ただしこの限りではなく、第１発光点２２ａは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの最上面よりも下面に近くてもよく、第２発光点２２ｂおよび第３発光点２２ｃは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂおよび第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃの下面よりも最上面にそれぞれ近くてもよい。

次に、図５Ａから図６を参照して、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａおよび第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの一部の構成例を説明する。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと同様の構成を有する。図５Ａは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの一部の構成例を模式的に示すＹＺ平面に対して平行な断面図である。図５Ｂは，図５Ａに示す構成の上面図である。図５Ａに示す第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、半導体基板２０１と、ｎ側反射膜２０２と、ｎ型半導体層２０３と、活性層２０４と、ｐ型半導体層２０５と、ｐ側反射膜２０６とをこの順に積層した積層構造を備える。ｐ型およびｎ型の導電型は逆の関係であってもよい。半導体基板２０１は除去してもよい。ｎ型半導体層２０３は平板部およびそこから＋Ｚ方向に突出する凸部を有する。ｎ型半導体層２０３の凸部の上面には活性層２０４が設けられており、活性層２０４の上面にはｐ型半導体層２０５が設けられており、ｐ型半導体層２０５の上面のうち、周縁領域以外の領域にはｐ側反射膜２０６が設けられている。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、ｎ型半導体層２０３のうち、平板部の上面および凸部の側面を覆う絶縁層２０７を備える。ただし、ｎ型半導体層２０３の平板部の上面には、絶縁層２０７で覆われていない露出部分がある。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、ｐ型半導体層２０５に電気的に接続されるｐ側電極２０８ｐ、およびｎ型半導体層２０３の露出部分に電気的に接続されるｎ側電極２０８ｎを備える。図５Ａに示す例において、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの最上面は、ｐ側反射膜２０６のうち、ｐ型半導体層２０５に接触する面とは反対側の面である。

図５Ｂに示す光源装置において、上面視で、ｐ側反射膜２０６、絶縁層２０７、ｐ側電極２０８ｐ、およびｎ側電極２０８ｎが露出している。ただし、ｐ側反射膜２０６、絶縁層２０７、ｐ側電極２０８ｐ、およびｎ側電極２０８ｎは、ＳｉＯ２などの絶縁膜で覆われていてもよい。ｐ側電極２０８ｐは、上面視で、ｐ側反射膜２０６を囲むリング形状の部分と、当該リング形状の部分から＋Ｙ方向に沿って延びる直線部分とを含む。ｎ側電極２０８ｎは、上面視で、ｐ側電極２０８ｐのリング形状の部分およびｐ側反射膜２０６を囲むＣ型形状の部分と、当該Ｃ型形状の部分から－Ｙ方向に沿って延びる直線部分とを含む。１組のｐ側電極２０８ｐおよびｎ側電極２０８ｎが１つの電極対２０８を構成する。

ｎ側反射膜２０２およびｐ側反射膜２０６はそれぞれ、例えばＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）から形成され得る。ＤＢＲは、複数の高屈折率層と複数の低屈折率層とが交互に積層された構造を有する。ＤＢＲは、ストップバンドと呼ばれる高反射率の波長域を有する。ストップバンドの中心波長および波長幅は、高屈折率層の屈折率および厚さならびに低屈折率層の屈折率および厚さによって決まる。ＤＢＲのストップバンドにおける反射率は、高屈折率層および低屈折率層の屈折率差および／または積層数とともに増加する。

赤色の第１レーザ光を出射する第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、例えば、ＩｎＡｌＧａＰ系、ＧａＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、およびＡｌＧａＡｓ系の半導体材料からなる群から選択される少なくとも１つから形成され得る。ある第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａにおいて、半導体基板２０１はｎ型ＧａＡｓから形成されており、ｎ側反射膜２０２（ｐ側反射膜２０６）の積層構造は、組成比が異なるｎ型（ｐ型）ＡｌＧａＡｓから形成されており、ｎ型半導体層２０３（ｐ型半導体層２０５）はｎ型（ｐ型）ＡｌＧａＩｎＰから形成されており、活性層２０４はＧａＩｎＰから形成されている。

図５Ａに示す例において、ｎ側反射膜２０２とｐ側反射膜２０６との間では定在波が形成される。定在波の空気中の波長はｎ側反射膜２０２およびｐ側反射膜２０６のストップバンド内にあり、当該波長が第１レーザ光の第１発振波長である。第１発振波長の半分の整数倍は、ｎ側反射膜２０２とｐ側反射膜２０６とが互いに対向する反射面の間の光学的距離に等しい。光学的距離とは、光が実際にある媒質を伝搬する距離に当該媒質の屈折率を乗算して得られる距離である。ｐ側電極２０８ｐとｎ側電極２０８ｎとに順電圧を印加することにより、活性層２０４に電流注入することができる。電流注入によって活性層２０４では反転分布が生じ、第１発振波長で誘導放出による光の増幅、すなわちレーザ発振が生じる。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａにおける第１発光点は、活性層２０４の略中心に位置する。図５Ａに示すように、第１発光点は、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの下面よりも最上面の近くに位置する。

第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａにおいて、ｎ側反射膜２０２のストップバンドにおける反射率はほぼ１００％であり、ｐ側反射膜２０６のストップバンドにおける反射率はｎ側反射膜２０２の反射率よりも少し低く、例えば９８％である。その結果、両者のストップバンド内に第１発振波長を有する第１レーザ光は、ｐ側反射膜２０６を通過して＋Ｚ方向に向けて出射される。

第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは２次元に配列された複数の発光構造体を備え、各発光構造体は図５Ａに示す構成を有する。各発光構造体における半導体基板２０１は、共通した半導体基板の一部である。各発光構造体におけるｎ側反射膜２０２、ｎ型半導体層２０３、および絶縁層２０７についても同様である。

図５Ａに示すように、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの上面は平坦ではない。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの上に第１光学部材３０ａを設ける場合、第１光学部材３０ａをｐ側反射膜２０６によって直接的に支持してもよい。あるいは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと第１光学部材３０ａとの間にスペーサまたは放熱部材を設けてもよい。スペーサを設けた場合、第１レンズ部３２ａの焦点と第１発光点との位置合わせが容易になる。

図６は、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの一部の構成例を模式的に示すＹＺ平面に対して平行な断面図である。図６に示す第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは、図５Ａに示す第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの上下が反転した構成と、接合層２０９と、金属膜２１０と、放熱基板２１１とを備える。半導体基板２０１を除去してもよいし、半導体基板２０１の上に反射防止膜を設けてもよい。接合層２０９は、ｐ側電極２０８ｐおよびｎ側電極２０８ｎにそれぞれ電気的に接続されている。金属膜２１０は、接合層２０９に電気的に接続されている。放熱基板２１１は、金属膜２１０を支持する。この場合、放熱基板２１１に内部配線と外部の給電装置に電気的に接続される外部電極とを設けてもよい。放熱基板２１１は、各発光点に１対１で対応していてもよいし、複数の発光点に対応していてもよい。また、接合層２０９と、金属膜２１０と、放熱基板２１１とは設けなくてもよい。図６に示す例において、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの最上面は、半導体基板２０１のうち、ｎ側反射膜２０２に接触する面の反対側の面である。

緑色の第２レーザ光を出射する第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、およびＡｌＧａＮからなる群から選択される少なくとも１つの半導体材料から形成され得る。ある第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂにおいて、半導体基板２０１はＧａＮから形成されており、ｎ側反射膜２０２の積層構造はＡｌＩｎＮおよびＧａＮから形成されており、ｐ側反射膜２０６の積層構造はＳｉＯ_２およびＮｂ_２Ｏ_５などの誘電体膜から形成されており、ｎ型半導体層２０３（ｐ型半導体層２０５）はｎ型（ｐ型）ＧａＮから形成されており、活性層２０４はＩｎＧａＮから形成されている。

図６に示す例において、ｐ側電極２０８ｐとｎ側電極２０８ｎとに順電圧を印加することによってレーザ発振が生じることは、図５Ａを参照して説明した通りである。

第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂにおいて、ｐ側反射膜２０６の反射率はストップバンドにおいてほぼ１００％であり、ｎ側反射膜２０２の反射率はストップバンドにおいてｐ側反射膜２０６の反射率よりも少し低く、例えば９８％である。その結果、両者のストップバンド内に第２発振波長を有する第２レーザ光は、ｎ側反射膜２０２を通過して＋Ｚ方向に向けて出射される。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂにおける第２発光点は、活性層２０４の略中心に位置する。図６に示すように、第２発光点は、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの最上面よりも下面の近くに位置する。

短波長のレーザ光を出射する第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂでは、長波長のレーザ光を出射する第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａよりも高い放熱性が求められる。図６に示す第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂでは、活性層２０４で発せられる熱が放熱基板２１１に伝わる。放熱基板２１１とｐ側反射膜２０６との隙間を熱伝導率の高い材料で埋めることにより、活性層２０４で発せられる熱を放熱基板２１１に効率的に伝えることができる。放熱性を考慮しないのであれば、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと同様の構成を有していてもよい。逆に、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、放熱性を考慮して、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと同様の構成を有していてもよい。

第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと同様に、２次元に配列された複数の発光構造体を備え、各発光構造体は図６に示す構成を有する。各発光構造体における半導体基板２０１は、共通した半導体基板の一部である。各発光構造体におけるｎ側反射膜２０２、ｎ型半導体層２０３、絶縁層２０７、および放熱基板２１１についても同様である。

図６に示すように、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの上面は平坦である。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの上に第２光学部材３０ｂを設ける場合、第２光学部材３０ｂを半導体基板２０１の平坦な上面によって支持してもよい。あるいは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと第２光学部材３０ｂとの間にスペーサまたは放熱部材を設けてもよい。スペーサを設けた場合、第２レンズ部３２ｂの焦点と第２発光点との位置合わせが容易になる。

なお、図５Ａに示す第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａおよび図６に示す第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは例示である。各ＶＣＳＥＬ素子２０に含まれる構成要素は公知の材料から形成され得る。各ＶＣＳＥＬ素子２０に含まれる構成要素の一部の形状を変更してもよい。各ＶＣＳＥＬ素子２０は他の構成要素をさらに備えていてもよい。例えば、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂとして、特開２０２０－１２３６０５号公報に開示されているＶＣＳＥＬ素子を用いてもよい。特開２０２０－１２３６０５号公報の開示内容のすべてを参照によって本明細書に援用する。

青色の第３レーザ光を出射する第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと同様の構成を有し、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと同様の半導体材料から形成され得る。

第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａにおいて、図５Ａに示すｐ型半導体層２０５とｐ側反射膜２０６との界面を、第１レーザ光が出射される第１出射面とする。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａでは、第１出射面にｐ側反射膜２０６が設けられており、活性層２０４を基準として第１出射面の反対側にｎ側反射膜２０２が設けられている。ｎ側反射膜２０２は第１レーザ光をほぼ１００％の反射率で反射する。ｐ側反射膜２０６は第１レーザ光を数％の透過率で透過させる。ｎ側反射膜２０２およびｐ側反射膜２０６のストップバンドは、第１発振波長を含む。

本明細書において、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａのうち、活性層２０４を「第１層」とも称し、ｐ側反射膜２０６を、「第１膜」とも称し、ｎ側反射膜２０２を「第１反射膜」とも称する。

第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂにおいて、図６に示すｎ側反射膜２０２とｎ型半導体層２０３との界面を、第２レーザ光が出射される第２出射面とする。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂでは、第２出射面にｎ側反射膜２０２が設けられており、活性層２０４を基準として第２出射面の反対側にｐ側反射膜２０６が設けられている。ｎ側反射膜２０２は第１レーザ光を８０％以上の透過率で透過させ、第２レーザ光を数％の透過率で透過させる。ｐ側反射膜２０６は第２レーザ光をほぼ１００％の反射率で反射する。ｎ側反射膜２０２およびｐ側反射膜２０６のストップバンドは、第２発振波長を含み、第１発振波長を含まない。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂを形成する半導体材料のバンドギャップのエネルギーは第１レーザ光のエネルギーよりも高いので、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは第１レーザ光の吸収が少ない。以上のことから、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは、自身が出射する第２レーザ光よりも長波長の第１レーザ光を透過させることができる。

第１レーザ光は、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂのうち、活性層２０４、ｐ型半導体層２０５、ｐ側反射膜２０６、ｐ側電極２０８ｐ、およびｎ側電極２０８ｎが設けられていない部分を通過する。第１レーザ光は、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの第２出射面を通過しない。すなわち、上面視で、第１レーザ光のうち、強度が中心強度の１／ｅ^２以上（ｅは自然対数の底）である領域は、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの第２出射面および第２レンズ部３２ｂに重なる部分を有しない。

本明細書において、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂのうち、活性層２０４を「第２層」とも称し、ｎ側反射膜２０２を、「第２膜」とも称し、ｐ側反射膜２０６を「第２反射膜」とも称する。

第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃにおいて、図６に示すｎ側反射膜２０２とｎ型半導体層２０３との界面を、第３レーザ光が出射される第３出射面とする。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃでは、第３出射面にｎ側反射膜２０２が設けられており、活性層２０４を基準として第２出射面の反対側にｐ側反射膜２０６が設けられている。ｎ側反射膜２０２は第１レーザ光および第２レーザ光を８０％以上の透過率で透過させ、第３レーザ光を数％の透過率で透過させる。ｐ側反射膜２０６は第３レーザ光をほぼ１００％の反射率で反射する。ｎ側反射膜２０２およびｐ側反射膜２０６のストップバンドは、第３発振波長を含み、第１発振波長および第２発振波長を含まない。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃを形成する半導体材料のバンドギャップのエネルギーは第１レーザ光のエネルギーおよび第２レーザ光のエネルギーよりも高いので、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは第１レーザ光および第２レーザ光の吸収が少ない。以上のことから、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは、自身が出射する第３レーザ光よりも長波長の第１レーザ光および第２レーザ光を透過させることができる。

第１レーザ光および第２レーザ光の各々は、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃのうち、活性層２０４、ｐ型半導体層２０５、ｐ側反射膜２０６、ｐ側電極２０８ｐ、およびｎ側電極２０８ｎが設けられていない部分を通過する。第１レーザ光および第２レーザ光の各々は、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃの第３出射面を通過しない。すなわち、上面視で、第１レーザ光および第２レーザ光の各々のうち、強度が中心強度の１／ｅ^２以上（ｅは自然対数の底）である領域は、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃの第３出射面および第３レンズ部３２ｃに重なる部分を有しない。

本明細書において、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃのうち、活性層２０４を「第３層」とも称し、ｎ側反射膜２０２を、「第３膜」とも称し、ｐ側反射膜２０６を「第３反射膜」とも称する。

上記のように、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂおよび第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃはそれぞれ、自身が出射するレーザ光よりも長波長のレーザ光を透過させることができる。このため、第１から第３ＶＣＳＥＬ素子２０は、上面１０ｓから離れるにつれて発振波長が短くなるように配置されている。なお、以下の要件を満たす場合、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃとの配置を入れ替えてもよい。当該要件は、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂがＧａＮのように第３レーザ光の吸収が少ない半導体材料から形成されており、かつ、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂに含まれるｎ側反射膜２０２のストップバンドが第３発振波長を含まないことである。

さらに、３つのＶＣＳＥＬ素子のうち、２つ以上のＶＣＳＥＬ素子が同じ発振波長のレーザ光を出射してもよい。その場合、当該２以上のＶＣＳＥＬ素子のうち、あるＶＣＳＥＬ素子に含まれるｎ側反射膜およびｐ側反射膜は、より下側に位置する他のＶＣＳＥＬ素子のレーザ光が出射される出射領域に重ならないように設けられる。当該他のＶＣＳＥＬ素子から出射されるレーザ光が、ｎ側反射膜およびｐ側反射膜によって反射されないようにするためである。

次に、図７を参照して、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの配線の構成例を説明する。図７は、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの配線の構成例を模式的に示す上面図である。図７に示す第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、第１レーザ光を出射する第１出射面と同じ側に、４行４列に配列された１６個の電極対２０８を備える。各電極対２０８は、ｐ側電極２０８ｐおよびｎ側電極２０８ｎを含む。１６個の電極対２０８は１６個の第１発光点にそれぞれ対応する。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、第１出射面と同じ側に、Ｘ方向に沿って延び、Ｙ方向に沿って並ぶ４個のｐ側配線２４ｐ、およびＹ方向に沿って延び、Ｘ方向に沿って並ぶ４個のｎ側配線２４ｎを備える。各ｐ側配線２４ｐは、Ｘ方向に沿って並ぶ４個の電極対２０８に対応しており、かつ、当該４個の電極対２０８のそれぞれに含まれるｐ側電極２０８ｐに電気的に接続されている。各ｎ側配線２４ｎは、Ｙ方向に沿って並ぶ４個の電極対２０８に対応しており、かつ、当該４個の電極対２０８のそれぞれに含まれるｎ側電極２０８ｎに電気的に接続されている。上面視でｐ側配線２４ｐとｎ側配線２４ｎとは、両者が交差する部分において、例えば間に絶縁層を設けることによって互いに絶縁されている。

なお、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａが、図６に示す第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと同様の構成を有する場合、電極対２０８、ｐ側配線２４ｐ、およびｎ側配線２４ｎは、第１出射面と反対側に設けられる。当該第１出射面は、図６に示すｎ側反射膜２０２とｎ型半導体層２０３との界面である。

４つのｐ側配線２４ｐと４つのｎ側配線２４ｎとに順電圧を印加することにより、１６個の第１発光点から第１レーザ光を同時に出射させることができる。あるいは、１６個の第１発光点から第１レーザ光を個別に出射させることもできる。あるｐ側配線２４ｐとあるｎ側配線２４ｎとに順電圧を印加することにより、これらの配線に電気的に接続された電極対２０８に対応する第１発光点から第１レーザ光を出射させることができる。

本明細書において、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａのうち、電極対を「第１電極対」とも称し、ｐ側配線およびｎ側配線をそれぞれ「第１ｐ側配線」および「第１ｎ側配線」とも称し、ｐ側電極およびｎ側電極をそれぞれ「第１ｐ側電極」および「第１ｎ側電極」とも称する。

第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは図６に示す構成を有し、第２レーザ光を出射する第２出射面と反対側に、４行４列に配列された１６個の電極対を備える。各電極対は、ｐ側電極２０８ｐおよびｎ側電極２０８ｎを含む。１６個の電極対は１６個の第２発光点にそれぞれ対応する。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂは、第２出射面と反対側に、Ｘ方向に沿って延び、Ｙ方向に沿って並ぶ４個のｐ側配線、およびＹ方向に沿って延び、Ｘ方向に沿って並ぶ４個のｎ側配線を備える。これらのｐ側配線およびｎ側配線は、例えば、図６に示す金属膜２１０として放熱基板２１１の上面に設けられ得る。ｐ側配線およびｎ側配線は、図６に示す接合層２０９を介してｐ側電極２０８ｐおよびｎ側電極２０８ｎにそれぞれ電気的に接続されている。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂにおける４個のｐ側配線および４個のｎ側配線と１６個の電極対との電気的な接続については、図７を参照して説明した通りである。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂにおけるｐ側配線およびｎ側配線は、第１レーザ光の通過の妨げにならない箇所に設けられている。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂでは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと同様に、１６個の第２発光点から第２レーザ光を同時または個別に出射させることができる。

なお、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂが、図５Ａに示す第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと同様の構成を有する場合、電極対２０８、ｐ側配線２４ｐ、およびｎ側配線２４ｎは、第２出射面と同じ側に設けられる。当該第２出射面は、図５Ａに示すｐ型半導体層２０５とｐ側反射膜２０６との界面である。

本明細書において、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂのうち、電極対を「第２電極対」とも称し、ｐ側配線およびｎ側配線をそれぞれ「第２ｐ側配線」および「第２ｎ側配線」とも称し、ｐ側電極およびｎ側電極をそれぞれ「第２ｐ側電極」および「第２ｎ側電極」とも称する。

第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと同様に、第３レーザ光を出射する第３出射面と反対側に、４行４列に配列された１６個の電極対を備える。各電極対は、ｐ側電極２０８ｐおよびｎ側電極２０８ｎを含む。１６個の電極対は１６個の第３発光点にそれぞれ対応する。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃは、第３出射面と反対側に、Ｘ方向に沿って延び、Ｙ方向に沿って並ぶ４個のｐ側配線、およびＹ方向に沿って延び、Ｘ方向に沿って並ぶ４個のｎ側配線を備える。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃにおけるｐ側配線およびｎ側配線は、第１レーザ光および第２レーザ光の通過の妨げにならない箇所に設けられている。第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃでは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと同様に、１６個の第３発光点から第３レーザ光を同時または個別に出射させることができる。

なお、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃが、図５Ａに示す第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと同様の構成を有する場合、電極対２０８、ｐ側配線２４ｐ、およびｎ側配線２４ｎは、第３出射面と同じ側に設けられる。当該第３出射面は、図５Ａに示すｐ型半導体層２０５とｐ側反射膜２０６との界面である。

本明細書において、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃのうち、電極対を「第３電極対」とも称し、ｐ側配線およびｎ側配線をそれぞれ「第３ｐ側配線」および「第３ｎ側配線」とも称し、ｐ側電極およびｎ側電極をそれぞれ「第３ｐ側電極」および「第３ｎ側電極」とも称する。

本実施形態による光源装置１００では、図１に示すカバー７０の上面のうち、第１レーザ光から第３レーザが出射される矩形領域をＸ方向およびＹ方向に沿って複数のサブ領域に分割し、サブ領域ごとに、ＲＧＢの１つ以上から得られる様々な色のレーザ光を任意の強度で出射することができる。

各ＶＣＳＥＬ素子２０に含まれるｐ側配線およびｎ側配線のそれぞれの数は４個に限られず、１個または複数個以上であり得る。ｐ側配線およびｎ側配線のそれぞれの数は電極対の数および配置によって決まる。

次に、各ＶＣＳＥＬ素子２０への給電方法を説明する。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａに含まれるｐ側配線２４ｐおよびｎ側配線２４ｎは、図２に示す第１ＦＰＣ５０ａを介して、支持基板１０の上面１０ｓに設けられる正電極および負電極にそれぞれ電気的に接続されている。図２に示す第１ＦＰＣ５０ａは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの上面に電気的に接続されている。電極対２０８、ｐ側配線２４ｐ、およびｎ側配線２４ｎが第１出射面と反対側に設けられる場合、第１ＦＰＣ５０ａは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの下面に電気的に接続される。

図７に示す例において、±Ｘ方向に延びる４つのｐ側配線２４ｐのうち、一部（例えば上半分）は、－Ｘ側に位置する第１ＦＰＣ５０ａを介して、上面１０ｓに設けられる当該一部と同じ数の正電極に電気的に接続されている。±Ｘ方向に延びる４つのｐ側配線２４ｐのうち、残りの部分（例えば下半分）は、＋Ｘ方向側に位置する第１ＦＰＣ５０ａを介して、上面１０ｓに設けられる当該残りの部分と同じ数の正電極に電気的に接続されている。同様に、±Ｙ方向に延びる４つのｎ側配線２４ｎのうち、一部（例えば左半分）は、－Ｙ側に位置する第１ＦＰＣ５０ａを介して、上面１０ｓに設けられる当該一部と同じ数の負電極に電気的に接続されている。±Ｙ方向に延びる４つのｎ側配線２４ｎのうち、残りの部分（例えば右半分）は、＋Ｙ方向側に位置する第１ＦＰＣ５０ａを介して、上面１０ｓに設けられる当該残りの部分と同じ数の負電極に電気的に接続されている。

ｐ側配線２４ｐを、例えば±Ｘ方向側の一方にのみ位置する第１ＦＰＣ５０ａを介して、上面１０ｓに設けられる正電極に電気的に接続することもできる。同様に、ｎ側配線２４ｎを、例えば±Ｙ方向側の一方にのみ位置する第１ＦＰＣ５０ａを介して、上面１０ｓに設けられる負電極に電気的に接続することもできる。

±Ｘ方向側の一方のみおよび±Ｙ方向側の一方のみに第１ＦＰＣ５０ａを設ける構成でもよいが、±Ｘ方向側および±Ｙ方向側に第１ＦＰＣ５０ａを設けることにより、光源装置１００の重心が上面視で中央付近に位置するようになる。その結果、光源装置１００を他の装置に安定的に配置することができる。

同様に、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂに含まれるｐ側配線およびｎ側配線は、図２に示す第２ＦＰＣ５０ｂを介して、支持基板１０の上面１０ｓに設けられる正電極および負電極にそれぞれ電気的に接続されている。図２に示す第２ＦＰＣ５０ｂは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの下面に電気的に接続されている。電極対２０８、ｐ側配線２４ｐ、およびｎ側配線２４ｎが第２出射面と同じ側に設けられる場合、第２ＦＰＣ５０ｂは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの上面に電気的に接続される。

同様に、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃに含まれるｐ側配線およびｎ側配線は、図２に示す第３ＦＰＣ５０ｃを介して、支持基板１０の上面１０ｓに設けられる正電極および負電極にそれぞれ電気的に接続されている。図２に示す第３ＦＰＣ５０ｃは、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃの下面に電気的に接続されている。電極対２０８、ｐ側配線２４ｐ、およびｎ側配線２４ｎが第３出射面と同じ側に設けられる場合、第３ＦＰＣ５０ｃは、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃの上面に電気的に接続される。

各ＦＰＣ５０により、対応するＶＣＳＥＬ素子２０と、支持基板１０の上面１０ｓに設けられる電極とを容易に電気的に接続させることができる。例えば、±Ｘ方向側（±Ｙ方向側）に位置する第１ＦＰＣ５０ａにより、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａに含まれる複数のｐ側配線（ｎ側配線）と、支持基板１０の上面１０ｓに設けられる複数の正電極（負電極）とを一括で電気的に接続できるからである。

以上のように、本実施形態による光源装置１００において、３つのＶＣＳＥＬ素子２０は、３つのＦＰＣ５０を介して、支持基板１０の上面１０ｓに設けられる電極に電気的に接続されている。当該電極は外部の給電装置に電気的に接続されているので、３つのＶＣＳＥＬ素子２０への給電が可能になる。

次に、光源装置１００に含まれる各構成要素の材料、形状、および寸法を説明する。

［支持基板１０］
支持基板１０は、例えば矩形、円形、または楕円形の平板形状を有し得る。支持基板１０は上面１０ｓを有し、内部配線を有する。また、支持基板１０は、上面１０ｓと反対側の面に、外部の給電装置に電気的に接続される外部電極を有する。支持基板１０のうち、内部配線および外部電極以外の部分は、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮおよびアルミナからなる群から選択される少なくとも１つを含むセラミック、またはＡｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄからなる群から選択される少なくとも１つを含む金属またはその合金から形成され得る。セラミックから形成される場合、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ：低温同時焼成セラミックス)を用いてもよい。支持基板１０のＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおける寸法は、例えば２ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、Ｚ方向における寸法は、例えば０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり得る。

［３つのＶＣＳＥＬ素子２０］
３つのＶＣＳＥＬ素子２０を形成する半導体材料については前述した通りである。各ＶＣＳＥＬ素子２０のＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおける寸法は、例えば０．２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、Ｚ方向における寸法は、例えば０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり得る。

支持基板１０の上面１０ｓと第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａとは、例えば、はんだ付け、焼結、またはろう付けが可能な接合材で接合され得る。はんだ付けでは、はんだを昇温によって溶融し、降温によって固化させることにより、部材同士が接合される。焼結では、金属の粒子を含む金属ペースト、または金属の粉末を、当該金属の融点よりも低い温度で加熱して焼き固めることにより、部材同士が接合される。はんだ付けが可能な接合材は、例えばＡｕＳｎ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇ、およびＳｎＡｇＣｕからなる群から選択される少なくとも１つの合金であり得る。焼結が可能な接合材は、例えばＡｇ粒子、Ｃｕ粒子、およびＡｕ粒子からなる群から選択される少なくとも１種類の粒子を含む金属ペーストであり得る。ろう付けが可能な接合材は、例えば、金ろう材、錫ろう材、および銀ろう材からなる群から選択される少なくとも１つのろう材であり得る。また、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）などを用いてもよい。

［３つの光学部材３０］
３つの光学部材３０は、例えば、ガラス、石英、合成石英、サファイア、透明セラミック、およびプラスチックからなる群から選択される少なくとも１つから形成され得る。レンズ部は、上面視で例えば円形または楕円形であり得る。また、３つの光学部材３０は、フレネルレンズまたは回折光学素子を用いてもよい。各光学部材３０のＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおける寸法は、例えば０．２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、Ｚ方向における最大の寸法は、例えば、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

［第１スペーサ４０ａおよび第２スペーサ４０ｂ］
第１スペーサ４０ａおよび第２スペーサ４０ｂは、例えば、ガラス、プラスチック、サファイア、および穴の開いたセラミックからなる群から選択される少なくとも１つから形成され得る。これらの材料から形成された第１スペーサ４０ａおよび第２スペーサ４０ｂは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂおよび第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃから発せられる熱を効率的に支持基板１０に伝えることができる。各スペーサ４０ａ、４０ｂのＺ方向における寸法は、例えば０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり得る。

［３つのＦＰＣ５０］
各ＦＰＣ５０は、プラスチックから形成されたフィルムと、銅箔のような複数の薄い配線とを貼り合わせて形成される。各ＦＰＣ５０は柔軟性を有し、軽量である。各ＦＰＣ５０は、上面視で矩形または台形であり得る。台形の場合、各ＦＰＣ５０のうち、相対的に短い上辺は、対応するＶＣＳＥＬ素子２０に電気的に接続され、相対的に長い下辺は、支持基板１０の上面１０ｓに設けられる電極に電気的に接続される。このような配置により、支持基板１０の上面１０ｓに設けられる電極のピッチを、各ＶＣＳＥＬ素子２０における発光点のピッチよりも広くすることができ、電極を容易に設けることができる。各ＦＰＣ５０と各ＶＣＳＥＬ素子２０および支持基板１０との接続は、導電性を有する材料を用いて、公知の方法によって接続することができる。

［側壁６０］
側壁６０は、例えば上面視で矩形、円形、または楕円形であり得る。側壁６０の形状は、支持基板１０の形状に応じて設計されてもよい。側壁６０は、例えば樹脂、Ｓｉ，セラミック、ガラス、金属、およびＳＰＣ（Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｃｏｌｏｄ）材からなる群から選択される少なくとも１つから形成され得る。支持基板１０と側壁６０とが一体成型される場合、側壁６０は、支持基板１０と同じ材料から形成される。側壁６０のＸ方向およびＹ方向における寸法は、例えば、支持基板１０のＸ方向およびＹ方向における寸法にそれぞれ等しい。側壁６０のＺ方向における寸法は、例えば０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり得る。

支持基板１０と側壁６０とは、例えば、前述した、支持基板１０の上面１０ｓと第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａとを接合するときと同様の方法および材料を用いて接合され得る。

［カバー７０］
カバー７０は、例えば上面視で矩形、円形、または楕円形であり得る。カバー７０の形状は、側壁６０の形状に応じて設計されてもよい。カバー７０は、例えば、３つの光学部材３０と同じ透光性材料から形成され得る。カバー７０全体が透光性を有していてもよい。あるいは、カバー７０のうち、第１から第３レーザ光が通過する部分が透光性を有し、残りの部分は透光性を有していなくてもよい。カバー７０のうち透光性を有する部分の光透過率は、例えば、第１から第３レーザ光に対して６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上であり得る。カバー７０のＸ方向およびＹ方向における寸法は、例えば、側壁６０のＸ方向およびＹ方向における寸法にそれぞれ等しい。カバー７０のＺ方向における寸法は、例えば０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり得る。側壁６０とカバー７０とは、例えば、前述した、支持基板１０の上面１０ｓと第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａとを接合するときと同様の方法および材料を用いて接合され得る。また、カバー７０のうち、透光性を有する部分の光入射側もしくは光出射側またはその両方には反射防止膜が設けられていてもよい。

（変形例）
次に、図８および図９を参照して、本実施形態による光源装置１００の変形例を説明する。図８は、本実施形態の変形例による光源装置１１０の構成を模式的に示す分解斜視図である。図８に示す光源装置１１０が図１Ｂに示す光源装置１００とは異なる点は、光源装置１１０が、±Ｙ方向側に位置する第１ＦＰＣ５０ａ、第２ＦＰＣ５０ｂ、および第３ＦＰＣ５０ｃを備えないことである。±Ｙ方向側に第１ＦＰＣ５０ａ、第２ＦＰＣ５０ｂ、および第３ＦＰＣ５０ｃが位置しない分、支持基板１０、側壁６０、およびカバー７０のＹ方向における寸法を小さくしてもよい。光源装置１１０のＸＺ平面に対して平行な断面図は、図２に示す通りである。

図９は、本変形例における第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの配線の構成例を模式的に示す上面図である。図９に示す４つのｐ側配線２４ｐは、図７に示す４つのｐ側配線２４ｐと同様であるが、図９に示す４つのｎ側配線２４ｎは、図７に示す４つのｎ側配線２４ｎとは異なり、Ｘ方向に沿って延び、Ｙ方向に沿って並んでいる。図９に示す各ｎ側配線２４ｎは、Ｘ方向に沿って並ぶ４個の電極対２０８に対応しており、かつ、当該４個の電極対２０８のそれぞれに含まれるｎ側電極２０８ｎに電気的に接続されている。

４つのｐ側配線２４ｐと４つのｎ側配線２４ｎとに順電圧を印加することにより、１６個の第１発光点から第１レーザ光を同時に出射させることができる。あるいは、例えば＋Ｙ方向側からｍ番目のｐ側配線とｎ側配線とに順電圧を印加することにより（ｍは１から４の整数）、上面視でこれらの配線の間に位置する４つの第１発光点から第１レーザ光を同時に出射させることができる。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂの配線および第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃの配線についても、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａの配線と同様である。

本変形例による光源装置１１０では、図１に示すカバー７０の上面のうち、第１から第３レーザ光が出射される矩形領域をＸ方向に沿って複数のサブ領域に分割し、Ｘ方向に沿って延びるサブ領域ごとに、ＲＧＢの１つ以上から得られる様々な色のレーザ光を任意の強度で出射することができる。

次に、本実施形態による光源装置の他の変形例を説明する。本実施形態の他の変形例による光源装置は、ＲＧＢのレーザ光に加えて、赤外のレーザ光を出射する。本実施形態の他の変形例による光源装置は、本実施形態による光源装置１００の構成要素に加えて、第４ＶＣＳＥＬ素子と、第４ＶＣＳＥＬ素子によって支持される第４光学部材とをさらに備える。第１ＶＣＳＥＬ素子は２次元に配列された複数の第４発光点を有し、各第４発光点から赤外の第４レーザ光を＋Ｚ方向に向けて出射する。第４ＶＣＳＥＬ素子は第４発振波長で発振する。第４ＶＣＳＥＬ素子は、支持基板１０の上面１０ｓによって直接的または間接的に支持されており、第４ＶＣＳＥＬ素子および第４光学部材よりも上方に、３つのＶＣＳＥＬ素子２０および３つの光学部材３０が配置されている。各ＶＣＳＥＬ素子２０は、自身が出射するレーザ光よりも長波長の第４レーザ光を透過させることができる。

第４ＶＣＳＥＬ素子は、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａと同様の構成を有する。第４光学部材は、３つの光学部材３０と同様に、複数の第４レンズ部と、これらを支持する第４平板部を含む。第４ＶＣＳＥＬ素子は、複数の第４レンズ部の光軸上にそれぞれ位置する複数の第４発光点を含む。各第４発光点は、対応する第４レンズ部の焦点に略一致する。各第４発光点から＋Ｚ方向に向けて出射される第４レーザ光の光軸は、対応する第４レンズ部の光軸に略一致する。

図３Ｂに示す例において、第４レンズ部は、上面視で、第１レンズ部３２ａの左側であり、第２レンズ部３２ｂの左下側であり、かつ、第３レンズ部３２ｃの下側に位置する。第４レンズ部は、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃのいずれからも離れて位置する。言い換えれば、第４レンズ部は、上面視で、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃのいずれにも重ならない。第４レーザ光の光軸は、第１レーザ光の光軸２０ＬＡ１、第２レーザ光の光軸２０ＬＡ２、および第３レーザ光の光軸２０ＬＡ３のいずれにも重ならない。第４レーザ光の光軸は、第１レンズ部３２ａ、第２レンズ部３２ｂ、および第３レンズ部３２ｃを通過しない。

本実施形態の他の変形例による光源装置は、第４ＶＣＳＥＬ素子と第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａとの間隔を維持する第３スペーサをさらに備える。第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａは、第３スペーサにより、第４レーザ光の光軸方向に第４ＶＣＳＥＬ素子から離れて設けられている。第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂおよび第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃも、第４レーザ光の光軸方向に第４ＶＣＳＥＬ素子から離れて設けられている。第４光学部材は、第３スペーサにより、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａに接触しない。

本実施形態の他の変形例による光源装置は、第４ＶＣＳＥＬ素子に給電するための第４ＦＰＣをさらに備える。第４ＶＣＳＥＬ素子への給電方法については、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａへの給電方法と同じである。

ＲＧＢのレーザ光に加えて、赤外のレーザ光を出射する光源装置は、例えば赤外線通信および可視光通信に利用することができる。

次に、本実施形態による光源装置のさらに他の変形例を説明する。本実施形態のさらに他の変形例による光源装置は、第１から第３レーザ光の一部をそれぞれ検出する第１から第３フォトダイオードを、支持基板１０、側壁６０、およびカバー７０で規定される空間内に備える。第１フォトダイオードは、第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａのうち、上面視で、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃに重ならない領域に設けられている。第２フォトダイオードは、第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂのうち、上面視で、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃに重ならない領域に設けられている。第３フォトダイオードは、第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃのうち、上面視で、第１から第３レンズ部３２ａ～３２ｃに重ならない領域に設けられている。

第１光学部材３０ａは、下面のうち、第１レーザ光が入射する領域において、第１レーザ光のうち、一部を第１フォトダイオードに向けて反射させ、残りの部分を＋Ｚ方向に向けて透過させる構造を有する。第２光学部材３０ｂは、下面のうち、第２レーザ光が入射する領域において、第２レーザ光のうち、一部を第２フォトダイオードに向けて反射させ、残りの部分を＋Ｚ方向に向けて透過させる構造を有する。第３光学部材３０ｃは、下面のうち、第３レーザ光が入射する領域において、第３レーザ光のうち、一部を第３フォトダイオードに向けて反射させ、残りの部分を＋Ｚ方向に向けて透過させる構造を有する。各フォトダイオードが検出するレーザ光の強度は、例えば、各発光点から出射されるレーザ光の強度の５％以下であり得る。

第１フォトダイオードは第１レーザ光の上記の一部を検出し、検出強度に応じた第１光電流を発生させる。第１光電流は第１ＦＰＣ５０ａを介して外部に取り出すことができる。第２フォトダイオードは第２レーザ光の上記の一部を検出し、検出強度に応じた第２光電流を発生させる。第２光電流は第２ＦＰＣ５０ｂを介して外部に取り出すことができる。第３フォトダイオードは第３レーザ光の上記の一部を検出し、検出強度に応じた第３光電流を発生させる。第３光電流は第３ＦＰＣ５０ｃを介して外部に取り出すことができる。

外部に取り出された第１から第３光電流の値をモニタすることにより、第１から第３レーザの強度がわかる。

次に、複数の光源装置からそれぞれ出射されるレーザ光を合波し混合光を得る例を説明する。第１光源装置は、赤外の第４レーザ光を出射する第４ＶＣＳＥＬ素子と、その上方に間隔をあけて位置する赤色の第１レーザ光を出射する第１ＶＣＳＥＬ素子２０ａとを備える。第２光源装置は、緑色の第２レーザ光を出射する第２ＶＣＳＥＬ素子２０ｂと、その上方に間隔をあけて位置する青色の第３レーザ光を出射する第３ＶＣＳＥＬ素子２０ｃとを備える。第１光源装置から出射される赤外の第４レーザ光および赤色の第１レーザ光と、第２光源装置から出射される緑色の第２レーザ光および青色の第３レーザ光とをプリズムを用いて合波するなど、既知の方法によって合波することにより、第１から第４レーザ光の混合光を得ることができる。

第１から第４レーザ光を出射する単一の光源装置は、内部に第１から第４ＶＣＳＥＬ素子を備える。そのような光源装置と比較して、第１光源装置および第２光源装置では、内部の構成要素を簡素化することができる。

上記の例において、第１光源装置から出射されるレーザ光は赤色および赤外の波長を有し、第２光源装置から出射されるレーザ光は緑色および青色の波長を有するが、波長の組み合わせはこの例に限られない。

本開示の光源装置は、例えば、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクタ、ディスプレイ、および照明器具に利用され得る。

１０ 支持基板
１０ｓ 上面
２０Ｌ１ 第１レーザ光
２０Ｌ２ 第２レーザ光
２０Ｌ３ 第３レーザ光
２０ＬＡ１ 第１レーザ光の光軸
２０ＬＡ２ 第２レーザ光の光軸
２０ＬＡ３ 第３レーザ光の光軸
２０ ３つのＶＣＳＥＬ素子
２０ａ 第１ＶＣＳＥＬ素子
２０ｂ 第２ＶＣＳＥＬ素子
２０ｃ 第３ＶＣＳＥＬ素子
２２ａ 第１発光点
２２ｂ 第２発光点
２２ｃ 第３発光点
２４ｎ ｎ側配線
２４ｐ ｐ側配線
３０ ３つの光学部材
３０ａ 第１光学部材
３０ｂ 第２光学部材
３０ｃ 第３光学部材
３２ａ 第１レンズ部
３２ｂ 第２レンズ部
３２ｃ 第３レンズ部
３４ａ 第１平板部
３４ｂ 第２平板部
３４ｃ 第３平板部
４０ａ 第１スペーサ
４０ｂ 第２スペーサ
５０ ３つのＦＰＣ
５０ａ 第１ＦＰＣ
５０ｂ 第２ＦＰＣ
５０ｃ 第３ＦＰＣ
６０ 側壁
７０ カバー
１００ 光源装置
１１０ 光源装置
２０１ 半導体基板
２０２ ｎ側反射膜
２０３ ｎ型半導体層
２０４ 活性層
２０５ ｐ型半導体層
２０６ ｐ側反射膜
２０７ 絶縁層
２０８ 電極対
２０８ｎ ｎ側電極
２０８ｐ ｐ側電極
２０９ 接合層
２１０ 金属膜
２１１ 放熱基板

Claims (11)

1. 上面を有する支持基板と、
   前記上面に支持され、前記上面に交差する所定の方向に向けて第１の光を出射する複数の第１発光点を有する単一の第１発光素子と、
   前記第１の光の光軸方向に前記第１発光素子から間隔をあけて離れて設けられ、前記第１の光を透過させる、前記所定の方向に向けて第２の光を出射する複数の第２発光点を有する単一の第２発光素子と、
   を備え、
   前記第１の光の光軸と前記第２の光の光軸とが重なっていない、光源装置。
2. 前記第１の光の光軸方向および前記第２の光の光軸方向に前記第１発光素子および前記第２発光素子から間隔をあけて離れて設けられ、前記第１の光および前記第２の光を透過させ、前記所定の方向に向けて第３の光を出射する複数の第３発光点を有する単一の第３発光素子をさらに備え、
   前記第３の光の光軸は、前記第１の光の光軸および前記第２の光の光軸と重なっていない、請求項１に記載の光源装置。
3. 上面を有する支持基板と、
   前記上面に支持された第１発光素子であって、前記上面に交差する所定の方向に向けて第１の光を出射する複数の第１発光点を有する第１発光素子と、
   前記第１の光の光軸方向に前記第１発光素子から離れて設けられ、前記第１の光を透過させる第２発光素子であって、前記所定の方向に向けて第２の光を出射する複数の第２発光点を有する第２発光素子と、
   前記第１の光の光軸方向および前記第２の光の光軸方向に前記第１発光素子および前記第２発光素子から離れて設けられ、前記第１の光および前記第２の光を透過させる第３発光素子であって、前記所定の方向に向けて第３の光を出射する複数の第３発光点を有する第３発光素子と、
   を備え、
   前記第１の光の光軸と前記第２の光の光軸とが重なっておらず、
   前記第３の光の光軸は、前記第１の光の光軸および前記第２の光の光軸と重なっておらず、
   前記複数の第１発光点は、互いに交差する第１方向および第２方向に沿って２次元に配列される、または前記第１方向に沿って１次元に配列され、
   前記複数の第２発光点は、前記第１方向および前記第２方向に沿って２次元に配列される、または前記第１方向に沿って１次元に配列され、
   前記複数の第３発光点は、前記第１方向および前記第２方向に沿って２次元に配列される、または前記第１方向に沿って１次元に配列され、
   前記第１発光素子は、前記第１の光を出射する面と同じ側に、各々が第１ｐ側電極および第１ｎ側電極を含む複数の第１電極対を有し、前記複数の第１電極対は前記複数の第１発光点にそれぞれ対応し、
   前記第２発光素子は、前記第２の光を出射する面と反対側に、各々が第２ｐ側電極および複数の第２ｎ側電極を含む複数の第２電極対を有し、前記複数の第２電極対は前記複数の第２発光点にそれぞれ対応し、
   前記第３発光素子は、前記第３の光を出射する面と反対側に、各々が第３ｐ側電極および第３ｎ側電極を含む複数の第３電極対を有し、前記複数の第３電極対は前記複数の第３発光点にそれぞれ対応する、光源装置。
4. フレキシブルプリント基板を備え、
   前記上面に、外部の給電装置に電気的に接続された電極が設けられており、
   前記第１から第３発光素子は、前記フレキシブルプリント基板を介して前記電極に電気的に接続されている、請求項３に記載の光源装置。
5. 前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子はレーザ素子であり、
   前記第１発光素子は、第１発振波長で発振し、
   前記第２発光素子は、第２発振波長で発振し、
   前記第３発光素子は、第３発振波長で発振し、
   前記第１発振波長は、前記第２発振波長よりも長く、
   前記第２発振波長は、前記第３発振波長よりも長い、請求項２から４のいずれか１項に記載の光源装置。
6. 前記第１発振波長は赤色の波長であり、
   前記第２発振波長は緑色の波長であり、
   前記第３発振波長は青色の波長である、請求項５に記載の光源装置。
7. 前記第１発光素子と前記第２発光素子との間隔を維持する第１スペーサと、
   前記第２発光素子と前記第３発光素子との間隔を維持する第２スペーサと、
   を備える、請求項２から６のいずれかに記載の光源装置。
8. 前記上面の周囲に位置し、前記第１発光素子と前記第２発光素子と前記第３発光素子とを囲む側壁と、
   前記側壁の上面に接合され、前記第１の光、前記第２の光、および前記第３の光を透過させるカバーとを有する、請求項２から７のいずれか１項に記載の光源装置。
9. 前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子は垂直共振器面発光レーザ素子である、請求項２から８のいずれか１項に記載の光源装置。
10. 前記第１発光素子において、第１層と、前記第１層を基準とし、前記第１の光が出射する面の反対側に前記第１の光を反射する第１反射膜が設けられており、
    前記第２発光素子において、第２層と、前記第２層を基準とし、前記第２の光を出射する面の反対側に前記第１の光を透過し、前記第２の光を反射する第２反射膜が設けられており、
    前記第３発光素子において、第３層と、前記第３層を基準とし、前記第３の光を出射する面の反対側に前記第１の光および前記第２の光を透過し、前記第３の光を反射する第３反射膜が設けられている、請求項９に記載の光源装置。
11. 前記第１発光素子において、前記第１の光を出射する面に前記第１の光を透過する第１膜が設けられており、
    前記第２発光素子において、前記第２の光を出射する面に前記第１の光および前記第２の光を透過する第２膜が設けられており、
    前記第３発光素子において、前記第３の光を出射する面に前記第１の光、前記第２の光および前記第３の光を透過する第３膜が設けられている、請求項９または１０に記載の光源装置。