JP2019192442A - 光源装置、プロジェクター、および光源装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成および製造プロセスの簡略化が図れる光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、第１面を有する基板と、基板の第１面側に設けられた複数の発光素子と、複数の発光素子を囲んで設けられ、基板の第１面側に接合された枠体と、複数の発光素子から射出された光を透過させる透光性部材を有し、基板の第１面に対向して設けられ、枠体の基板とは反対側に接合された蓋体と、を備える。複数の発光素子は、基板と枠体と蓋体とにより形成された収容空間に収容されている。枠体は、樹脂を含む材料で構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置、プロジェクター、および光源装置の製造方法に関する。

近年、プロジェクターの高性能化を目的として、広色域かつ高効率な光源であるレーザー光源を用いたプロジェクターが注目されている。

下記の特許文献１に、基板と、複数の半導体レーザー素子と、レンズアレイと、を備えた発光装置が開示されている。この発光装置においては、凸部と側壁とを有する基板の凸部上に複数の半導体レーザー素子が実装され、半導体レーザー素子が収容された空間が窓部と透光性部材とを有する封止部材により封止され、封止部材の上面にレンズアレイが設けられた構成を有する発光装置が開示されている。

特開２０１６−２１９７７９号公報

特許文献１の発光装置は、構成が複雑であり、製造プロセスが煩雑であるという課題を有していた。

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、装置構成および製造プロセスの簡略化が図れる光源装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記の光源装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記の光源装置を製造する方法を提供することを目的の一つとする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の光源装置は、第１面を有する基板と、前記基板の前記第１面側に設けられた複数の発光素子と、前記複数の発光素子を囲んで設けられ、前記基板の前記第１面側に接合された枠体と、前記複数の発光素子から射出された光を透過させる透光性部材を有し、前記基板の前記第１面に対向して設けられ、前記枠体の前記基板とは反対側に接合された蓋体と、を備え、前記複数の発光素子は、前記基板と前記枠体と前記蓋体とにより形成された収容空間に収容され、前記枠体は、樹脂を含む材料で構成されている。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記蓋体は、前記透光性部材が接合された支持部材をさらに有し、前記支持部材は、前記枠体の前記基板とは反対側に接合されていてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置は、前記基板の前記第１面に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の前記基板とは反対側に設けられた配線層と、をさらに備えていてもよく、前記発光素子の接続端子と前記配線層とは、電気的に接続されていてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記枠体の側面にガスバリア層が設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記枠体の前記収容空間側の側面に光反射層が設けられていてもよい。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。

本発明の一つの態様の光源装置の製造方法は、第１面を有する基板と、前記基板の前記第１面側に設けられた複数の発光素子と、前記複数の発光素子を囲んで設けられ、前記基板の前記第１面側に接合された枠体と、前記複数の発光素子から射出された光を透過させる透光性部材を有し、前記基板の前記第１面に対向して設けられ、前記枠体の前記基板とは反対側に接合された蓋体と、を備えた光源装置の製造方法であって、前記基板と前記枠体との接合、および、前記枠体と前記蓋体との接合のうちの少なくとも一方を、溶着によって行う。

第１実施形態の光源装置の斜視図である。 図１のII−II線に沿う光源装置の断面図である。 第１実施形態の光源装置の製造プロセスの一つの工程を示す斜視図である。 図３Ａの次の工程を示す斜視図である。 図３Ｂの次の工程を示す斜視図である。 図３Ｃの次の工程を示す斜視図である。 第２実施形態の光源装置の斜視図である。 図４のV−V線に沿う光源装置の断面図である。 第３実施形態の光源装置の斜視図である。 図６のVII−VII線に沿う光源装置の断面図である。 第４実施形態の光源装置の断面図である。 第５実施形態の光源装置の断面図である。 第１変形例の光源装置の要部の断面図である。 第２変形例の光源装置の要部の断面図である。 第３変形例の光源装置の要部の断面図である。 第４変形例の光源装置の断面図である。 第５変形例の光源装置の断面図である。 第６変形例の光源装置の斜視図である。 図１５のXVI−XVI線に沿う光源装置の要部の断面図である。 第７変形例の光源装置の要部の断面図である。 第８変形例の光源装置の一製造工程を示す断面図である。 第９変形例の光源装置の要部の断面図である。 第６実施形態のプロジェクターの概略構成図である。

［第１実施形態：光源装置］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図２、図３Ａ〜図３Ｄを用いて説明する。
以下の各実施形態では、後述するプロジェクターに用いて好適な光源装置の一例について説明する。
なお、以下の全ての図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

［第１構成例］
図１は、第１実施形態の光源装置１０の斜視図である。
図２は、図１のII−II線に沿う光源装置１０の断面図である。
図１および図２に示すように、第１実施形態の光源装置１０は、基板１２と、複数のサブマウント１３と、複数の発光素子１４と、枠体１５と、蓋体１６と、複数のリード端子１７と、を備えている。基板１２、枠体１５および蓋体１６は、各々が別体の部材であり、互いに接合されている。

基板１２は、第１面１２ａと、第１面１２ａとは反対側の第２面１２ｂと、を有する板材で構成されている。基板１２は、第１面１２ａの法線方向から見た平面視において、略正方形もしくは略長方形等の四角形の形状を有する。基板１２の第１面１２ａ側には、後述する複数のサブマウント１３を介して複数の発光素子１４が設けられている。

基板１２の第２面１２ｂには、発光時に複数の発光素子１４から発せられる熱を放出するためのフィン、ヒートシンク等の放熱部材（図示略）が適宜設けられる。そのため、基板１２は、熱伝導率が高い金属材料で構成されている。この種の金属材料として、銅、アルミニウムなどが好ましく用いられ、銅が特に好ましく用いられる。なお、基板１２は、金属材料以外で構成されていてもよい。
以下、単に「平面視」と記載した場合、基板１２の第１面１２ａの法線方向から見たときの平面視を意味する。

図１に示すように、複数のサブマウント１３は、基板１２の第１面１２ａにおいて、基板１２の一辺と平行な方向に所定の間隔を空けて設けられている。複数のサブマウント１３の各々は、複数の発光素子１４に対応して設けられている。第１実施形態では、サブマウント１３は、４個の発光素子１４に対して共通に設けられているが、発光素子１４の数は特に限定されない。

サブマウント１３は、例えば窒化アルミニウム、アルミナ等のセラミック材料で構成されている。サブマウント１３は、基板１２と発光素子１４との間に介在し、基板１２と発光素子１４との線膨張係数の違いにより生じる熱応力を緩和する。サブマウント１３は、例えば銀ロウ、金−スズはんだ等の接合材により基板１２に接合されている。

複数の発光素子１４は、基板１２の第１面１２ａ側に設けられている。発光素子１４は、例えば半導体レーザー、発光ダイオードなどの固体光源から構成されている。発光素子１４は、光源装置１０の用途に応じて任意の波長の発光素子を用いればよい。第１実施形態では、蛍光体励起用の波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を射出する発光素子１４として、例えば窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で構成される端面発光型の半導体レーザーが用いられる。また、上記の一般式に加えて、III族元素の一部がホウ素原子で置換されたもの、Ｖ族元素として窒素原子の一部がリン原子、ヒ素原子で置換されたもの等を含んでもよい。

図１に示すように、複数の発光素子１４は、平面視において、例えば（ｍ×ｎ）個（ｍ，ｎ：２以上の自然数）の半導体レーザーがｍ行ｎ列の格子状に配列された構成を有する。第１実施形態では、複数の発光素子１４として、例えば１６個の半導体レーザーが４行４列の格子状に配列されている。

図２に示すように、発光素子１４は、直方体状の発光素子１４の６つの面のうち、光射出面１４ａとは反対側の面が基板１２の第１面１２ａと対向するように、サブマウント１３上に設けられている。この配置により、複数の発光素子１４の各々は、基板１２の第１面１２ａと略垂直な方向に光Ｌを射出する。また、発光素子１４は、光射出面１４ａがサブマウント１３の一つの端面１３ａと略同一平面上に揃うように、サブマウント１３上に設けられている。発光素子１４は、銀ロウ、金−スズはんだ等の接合材（図示略）によりサブマウント１３に接合されている。

枠体１５は、複数の発光素子１４を囲んで設けられ、基板１２の第１面１２ａ側に接合されている。枠体１５は、平面視において、四角形の環状の形状を有する。枠体１５は、四角形の４辺が全て一体の部材であってもよいし、複数の部材が接合された構成であってもよい。枠体１５は、基板１２と蓋体１６との間の距離（間隔）を一定に保持し、複数の発光素子１４が収容される収容空間Ｓの一部を構成する。そのため、枠体１５は、所定の剛性を有することが好ましい。

枠体１５は、樹脂を含む材料で構成されている。枠体１５の材料として、有機系樹脂材料が用いられる。
有機系樹脂材料の一例として、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
また、有機系樹脂材料の一例として、エポキシ樹脂（ＥＰ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、熱硬化ポリイミド（ＰＩ）等の熱硬化性樹脂が挙げられる。

枠体１５の材料として熱可塑性樹脂を用いた場合、熱硬化性樹脂を用いた場合に比べて、接合時に樹脂中の未反応分に由来するアウトガスが放出される量を減らすことができる。ただし、枠体１５の材料として熱硬化性樹脂を用いた場合であっても、熱硬化反応を十分に進行させた後で焼成を行うことによって、アウトガスの放出量を減らすことができる。アウトガスの放出量を減らすことによって、発光素子１４の信頼性を高めることができる。

蓋体１６は、複数の発光素子１４から射出された光Ｌを透過させる板状の透光性部材１８から構成されている。蓋体１６は、基板１２の第１面１２ａに対向して設けられ、枠体１５の基板１２とは反対側に接合されている。蓋体１６は、平面視において、正方形、長方形を含む四角形の形状を有する。透光性部材１８の材料としては、光透過率の高い透光性材料が好ましく用いられる。透光性部材１８の具体例として、例えばＢＫ７等のホウケイ酸ガラス、石英ガラス、合成石英ガラス等を含む光学ガラス、水晶、およびサファイア等が用いられる。

本実施形態において、基板１２と枠体１５とは、枠体１５を構成する有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。同様に、枠体１５と蓋体１６とは、枠体１５を構成する有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。

このように、基板１２と枠体１５、および、枠体１５と蓋体１６とが接合されたことにより、基板１２と枠体１５と蓋体１６とによって囲まれた空間は、外気から遮断され、複数の発光素子１４が気密に収容されるための密閉空間となる。以下、この密閉空間を収容空間Ｓと称する。すなわち、複数の発光素子１４は、基板１２と枠体１５と蓋体１６とにより形成された収容空間Ｓに収容されている。

複数の発光素子１４が収容空間Ｓに収容されることにより、発光素子１４への有機物や水分等の異物の付着が低減される。収容空間Ｓは、減圧状態であることが好ましい。もしくは、収容空間Ｓは、窒素ガスなどの不活性ガス、もしくは乾燥空気で満たされていてもよい。なお、減圧状態は、大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間の状態のことである。減圧状態において、収容空間Ｓに満たされる気体は、不活性ガスや乾燥空気であることが好ましい。

図１に示すように、枠体１５には、複数の貫通孔１５ｃが設けられている。複数の貫通孔１５ｃの各々には、複数の発光素子１４の各々に電力を供給するためのリード端子１７が設けられている。リード端子１７の構成材料としては、例えばコバールが用いられる。リード端子１７の表面には、例えばニッケル−金からなるめっき層が設けられている。

図１では、一つのサブマウント１３に実装された複数の発光素子１４が直列に接続され、各サブマウント１３の側方に一対のリード端子１７が設けられた例が示されている。ただし、複数の発光素子１４の電気的な接続やリード端子１７の配置については、この例に限らず、適宜変更が可能である。

収容空間Ｓには、リード端子１７の一端と発光素子１４の端子とを電気的に接続するボンディングワイヤー（図示略）が設けられている。リード端子１７の他端は、外部回路（図示略）と接続されている。枠体１５の貫通孔１５ｃの内壁とリード端子１７との間の隙間は、封止材によって封止されている。封止材としては、例えば低融点ガラスなどが好ましく用いられる。

［第１実施形態の光源装置の製造方法］
以下、上記構成例の光源装置１０の製造方法について、図３Ａ〜図３Ｄを用いて説明する。
図３Ａ〜図３Ｄは、第１実施形態の光源装置１０の製造工程を、順を追って示す斜視図である。

最初に、図３Ａに示すように、基板１２を準備する。
次に、図３Ｂに示すように、基板１２の第１面１２ａに枠体１５を接合する。このとき、枠体１５と基板１２とを接触させた状態で熱を加え、枠体１５と基板１２とを溶着する。これにより、枠体１５は、基板１２の第１面１２ａに接合される。また、図示を省略するが、枠体１５には複数のリード端子１７を予め取り付けておいてもよい。

次に、図３Ｃに示すように、基板１２の第１面１２ａに複数の発光素子１４を実装する。このとき、複数（４個）の発光素子１４が実装された複数のサブマウント１３を予め準備しておく。そして、各サブマウント１３の基板１２との接合面（下面）もしくは基板１２の第１面１２ａに接合材を塗布した後、サブマウント１３と基板１２とを接触させた状態で熱を加え、接合材を硬化させる。これにより、複数の発光素子１４は、サブマウント１３を介して基板１２の第１面１２ａに接合される。

次に、図示を省略するが、ボンディングワイヤーを用いて発光素子１４とリード端子１７とを電気的に接続する。具体的には、超音波接合、熱圧着接合等の手法を用いて、ボンディングワイヤーの一端をリード端子１７に接合し、ボンディングワイヤーの他端を発光素子１４の外部接続端子に接合する。

次に、図３Ｄに示すように、枠体１５の上面に蓋体１６を接合する。このとき、枠体１５と蓋体１６とを接触させた状態で熱を加え、枠体１５と蓋体１６とを溶着する。これにより、蓋体１６は、枠体１５の上面に接合される。このとき、減圧雰囲気下、もしくは不活性ガス雰囲気下、乾燥空気雰囲気下において上記の接合を行うことにより、収容空間Ｓの内部は、減圧状態、もしくは不活性ガス、乾燥空気等により満たされた状態となる。
すなわち、第１実施形態の光源装置１０の製造方法においては、基板１２と枠体１５との接合、および、枠体１５と蓋体１６との接合のうちの少なくとも一方を、溶着によって行う。
以上の工程により、第１実施形態の光源装置１０が完成する。

なお、図３Ｂに示した基板１２への枠体１５の接合工程と、図３Ｃに示したサブマウント１３を介した発光素子１４の基板１２への接合工程と、の順番は、いずれが先でもよい。ただし、上記の例のように、枠体１５の接合工程を先に行えば、枠体１５の接合工程で発生する熱が発光素子１４に加わらないようにすることができる。

第１実施形態の光源装置１０は、基板１２、枠体１５、複数の発光素子１４、蓋体１６等を含む構成部品の点数が少なく、従来の光源装置に比べて、装置構成を簡略化することができる。特に第１実施形態では、基板１２、枠体１５、蓋体１６等の部材を相互に接合するための接合材が不要である。これにより、光源装置１０の生産性が向上するとともに、製造コストを低減させることができる。

また、第１実施形態の光源装置１０によれば、基板１２と枠体１５、および、枠体１５と蓋体１６とが溶着によって接合されているため、第１接合部および第２接合部の双方が銀ロウ等の金属接合材で構成された従来の光源装置に比べて、接合工程での加熱温度を低下させることができる。具体的には、従来の接合工程における加熱温度が例えば６００℃程度であったのに対し、第１実施形態の接合工程においては、加熱温度を例えば３００℃程度にまで低下させることができる。これにより、製造プロセスにおける省エネルギー化が図れ、製造コストを低減させることができる。

また、基板１２に複数の発光素子１４を実装した後に実施される、枠体１５と蓋体１６とを接合する工程の温度が例えば６００℃程度から３００℃程度にまで低下するため、複数の発光素子１４における熱によるダメージを低減することができる。これにより、複数の発光素子１４の信頼性をさらに向上させることができる。

また、第１実施形態の光源装置１０によれば、基板１２と蓋体１６との間に介在する枠体１５が有機系樹脂材料で構成されているため、各部材間が銀ロウ等の金属接合材で構成された従来の光源装置に比べて、基板１２の線膨張係数と蓋体１６の線膨張係数とが異なっていても、各部材に生じる熱応力を緩和しやすい。これにより、光源装置１０の信頼性を高めることができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図４および図５を用いて説明する。
第２実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、蓋体の構成が第１実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図４は、第２実施形態の光源装置５０の斜視図である。図５は、図４のV−V線に沿う光源装置５０の断面図である。
図４および図５において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図４および図５に示すように、第２実施形態の光源装置５０は、基板１２と、複数のサブマウント１３と、複数の発光素子１４と、枠体１５と、蓋体５３と、複数のリード端子１７と、を備えている。基板１２、枠体１５および蓋体５３は、各々が別体の部材であり、互いに接合されている。

蓋体５３は、透光性部材５４と、透光性部材５４が接合された支持部材５５と、を有している。第２実施形態では、透光性部材５４は、支持部材５５の２つの面のうち、基板１２の第１面１２ａと対向する面５５ｂ（図５における下面）に接合されている。

支持部材５５は、平面視において、矩形枠状に構成され、中央に四角形状の開口部５５ｈを有している。支持部材５５は、枠体１５の基板１２とは反対側に接合されている。支持部材５５は、例えば銅、アルミニウム等の金属材料で構成されている。支持部材５５の表面に、例えばニッケル等からなるメッキ層が設けられていてもよい。なお、支持部材５５は、金属材料以外の材料で構成されていてもよい。

透光性部材５４は、平面視において、正方形、長方形等の四角形の形状を有し、支持部材５５の開口部５５ｈよりも一回り大きな外形寸法を有している。透光性部材５４の材料としては、光透過率の高い透光性材料が好ましく用いられる。透光性部材５４の具体例として、例えばＢＫ７等のホウケイ酸ガラス、石英ガラス、合成石英ガラス等を含む光学ガラス、水晶、およびサファイア等が用いられる。

第２実施形態において、基板１２と枠体１５とは、枠体１５の構成材料である有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。同様に、枠体１５と支持部材５５（蓋体５３）とは、枠体１５の構成材料である有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。

支持部材５５と透光性部材５４とは、銀ロウ、金−スズはんだ等の金属材料、もしくは低融点ガラス等の無機材料を含む接合材５２１によって接合されている。もしくは、支持部材５５と透光性部材５４とは、例えばシリコーン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等の有機接着剤を含む接合材５２１によって接合されていてもよい。

第２実施形態の光源装置５０を製造する際には、蓋体５３と枠体１５とを接合する工程に先だって、支持部材５５と透光性部材５４とを接合し、蓋体５３を作製しておけばよい。その他の工程は、第１実施形態と同様である。

第２実施形態の光源装置５０においても、装置構成を簡略化できる、光源装置５０の生産性が向上し、製造コストを低減できる、製造プロセスにおける省エネルギー化が図れる、基板１２−蓋体５３間の熱膨張差を緩和しやすく、発光素子１４および光源装置５０の信頼性を向上させることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

さらに第２実施形態の場合、透光性部材５４は、支持部材５５の基板１２側に設けられている。これにより、発光素子１４と透光性部材５４との間の距離を小さくすることができる。一般に、半導体レーザー等の発光素子１４から射出された光は発散光である。そのため、発光素子１４と透光性部材５４との間の距離が短くなる程、発光素子１４から射出された光Ｌを、透光性部材５４を通して効率的に取り出すことができる。また、透光性部材５４に、例えば集光レンズなどの光学素子が設けられていてもよい。その場合も、発光素子１４と光学素子との間の距離が短くなるため、発光素子１４から射出された光Ｌを効率的に利用することができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図６および図７を用いて説明する。
第３実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、蓋体の構成が第１実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図６は、第３実施形態の光源装置６０の斜視図である。図７は、図６のVII−VII線に沿う光源装置６０の断面図である。
図６および図７において、上記実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図６および図７に示すように、第３実施形態の光源装置６０は、基板１２と、複数のサブマウント１３と、複数の発光素子１４と、枠体１５と、蓋体６４と、複数のリード端子１７と、を備えている。基板１２、枠体１５および蓋体６４は、各々が別体の部材であり、互いに接合されている。

蓋体６４は、複数の透光性部材６２と、複数の透光性部材６２が接合された支持部材６３と、を有している。第３実施形態では、複数の透光性部材６２は、支持部材６３の２つの面のうち、基板１２の第１面１２ａと対向する面６３ｂ（図７における下面）に接合されている。

支持部材６３は、平面視において矩形の板材で構成され、各発光素子１４から射出される光Ｌの経路に対応する位置に開口部６３ｈを有している。すなわち、支持部材６３は、発光素子１４の数と同数の開口部６３ｈを有している。支持部材６３は、枠体１５の基板１２とは反対側に接合されている。支持部材６３は、例えば銅、アルミニウム等の金属材料で構成されている。支持部材６３の表面に、例えばニッケル等からなるメッキ層が設けられていてもよい。

複数の透光性部材６２の各々は、平凸レンズで構成されている。平凸レンズからなる透光性部材６２は、各発光素子１４から射出される光Ｌを集光させる機能を有する。透光性部材６２は、平面視において、支持部材６３の開口部６３ｈよりも一回り大きな外形寸法を有している。透光性部材６２の材料としては、光透過率の高い透光性材料が好ましく用いられる。透光性部材６２の具体例として、例えばＢＫ７等のホウケイ酸ガラス、石英ガラス、合成石英ガラス等を含む光学ガラス、水晶、およびサファイア等が用いられる。

なお、透光性部材６２は、必ずしも平凸レンズで構成されていなくてもよく、特に集光機能を求めないのであれば、平板で構成されていてもよい。また、各透光性部材６２は、支持部材６３の面６３ｂと反対側の面（図７における上面）に接合されていてもよい。

第３実施形態において、基板１２と枠体１５とは、枠体１５の構成材料である有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。同様に、枠体１５と支持部材６３（蓋体６４）とは、枠体１５の構成材料である有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。

支持部材６３と各透光性部材６２とは、銀ロウ、金−スズはんだ等の金属材料、もしくは低融点ガラス等の無機材料を含む接合材５２１によって接合されている。もしくは、支持部材６３と各透光性部材６２とは、例えばシリコーン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等の有機接着剤を含む接合材５２１によって接合されていてもよい。

第３実施形態の光源装置６０を製造する際には、蓋体６４と枠体１５とを接合する工程に先だって、支持部材６３と複数の透光性部材６２の各々とを接合し、蓋体６４を作製しておけばよい。その他の工程は、第１実施形態と同様である。

第３実施形態の光源装置６０においても、装置構成を簡略化できる、光源装置６０の生産性が向上し、製造コストを低減できる、製造プロセスにおける省エネルギー化が図れる、基板１２−蓋体６４間の熱膨張差を緩和しやすく、発光素子１４および光源装置６０の信頼性を向上させることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

さらに第３実施形態の場合、支持部材６３は、複数の発光素子１４に対応した複数の開口部６３ｈと、各開口部６３ｈを覆う複数の透光性部材６２と、を備えている。そのため、全ての発光素子１４に対して共通の透光性部材５４が設けられている第２実施形態と比較して、支持部材６３の面積に対する透光性部材６２の総面積の割合が小さい。また、支持部材６３の線膨張係数は、透光性部材６２の線膨張係数よりも大きいことが好ましい。さらに、支持部材６３の線膨張係数は、基板１２の線膨張係数よりも大きいことが好ましい。このような材料を選択した場合、支持部材６３と複数の透光性部材６２とからなる蓋体６４の線膨張係数を第２実施形態の蓋体５３の線膨張係数よりも大きくして、基板１２の線膨張係数に近付けることができる。

これにより、光源装置６０が高温下に曝された場合でも、透光性部材６２が破損したり、支持部材６３から脱落したりするおそれを低減できる。この作用により、光源装置６０の信頼性を高めることができる。

また、第２実施形態と同様、複数の透光性部材６２は、支持部材６３の基板１２側に設けられている。これにより、発光素子１４と各透光性部材６２との間の距離を短くすることができ、透光性部材６２は、発光素子１４から射出された光Ｌを効率的に集光させることができる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図８を用いて説明する。
第４実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、枠体および蓋体の構成が第１実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図８は、第４実施形態の光源装置７６の断面図である。
図８において、上記実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図８に示すように、第４実施形態の光源装置７６は、基板１２と、枠体７７と、複数のサブマウント１３と、複数の発光素子１４と、蓋体７８と、複数のリード端子１７（図示略）と、を備えている。基板１２と枠体７７と蓋体７８とは、各々が別体の部材であり、互いに接合されている。

基板１２は、第１面１２ａと第２面１２ｂとを有する板材で構成されている。基板１２の第１面１２ａ側には、複数のサブマウント１３を介して複数の発光素子１４が設けられている。基板１２は、例えば銅、アルミニウム等の金属材料で構成されている。

枠体７７は、複数の発光素子１４を囲んで設けられ、基板１２の第１面１２ａ側に接合されている。枠体７７は、基板１２の第１面１２ａに対して略垂直に突出する壁部７７ａと、壁部７７ａの上端から壁部７７ａと略垂直（基板１２の第１面１２ａと略平行）に突出する支持部７７ｂと、を有する。支持部７７ｂは、蓋体７８（透光性部材７９）を支持する。壁部７７ａと支持部７７ｂとは、一体の部材である。

枠体７７は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂（ＥＰ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、熱硬化ポリイミド（ＰＩ）等の熱硬化性樹脂等を含む有機系樹脂材料から構成されている。

蓋体７８は、板状の透光性部材７９で構成されている。透光性部材７９は、平面視において、四角形の形状を有している。透光性部材７９の材料としては、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等を含む光学ガラス、水晶、およびサファイア等が用いられる。蓋体７８は、枠体７７の支持部７７ｂの下面に接合されている。

第４実施形態において、基板１２と枠体７７とは、枠体７７の構成材料である有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。同様に、枠体７７と蓋体７８（透光性部材７９）とは、枠体７７の構成材料である有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。

第４実施形態の光源装置７６を製造する際には、蓋体７８が枠体７７の支持部７７ｂの下面に接合されるため、枠体７７を基板１２に接合した後に蓋体７８を枠体７７に接合することはできない。そのため、図３Ａ〜図３Ｄに示した第１実施形態の製造プロセスとは異なり、蓋体７８を枠体７７に接合した後に、蓋体７８が接合された枠体７７を複数の発光素子１４が実装された基板１２に接合する。

第４実施形態の光源装置７６においても、装置構成を簡略化できる、光源装置７６の生産性が向上し、製造コストを低減できる、製造プロセスにおける省エネルギー化が図れる、基板１２−蓋体７８間の熱膨張差を緩和しやすく、発光素子１４および光源装置７６の信頼性を向上させることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

特に第４実施形態の光源装置７６においては、図５に示した第２実施形態における枠体１５と支持部材５５とが一体化された枠体７７が用いられているため、第２実施形態に比べて装置構成や製造プロセスを簡略化しつつ、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図９を用いて説明する。
第５実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、枠体および蓋体の構成が第１実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図９は、第５実施形態の光源装置８７の断面図である。
図９において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図９に示すように、第５実施形態の光源装置８７は、基板１２と、枠体８８と、複数のサブマウント１３と、複数の発光素子１４と、蓋体８９と、複数のリード端子１７（図示略）と、を備えている。基板１２と枠体８８と蓋体８９とは、各々が別体の部材であり、互いに接合されている。

基板１２は、図２に示した第１実施形態と同様である。すなわち、基板１２は、銅、アルミニウム等の金属材料で構成され、第１面１２ａと第２面１２ｂとを有する。

枠体８８は、複数の発光素子１４を囲んで設けられ、基板１２の第１面１２ａ側に接合されている。枠体８８は、基板１２の第１面１２ａに対して略垂直に突出する壁部８８ａと、壁部８８ａの上端から壁部８８ａと略垂直（基板１２の第１面１２ａと略平行）に突出する支持部８８ｂと、を有する。支持部８８ｂは、複数の開口部を有し、複数の透光性部材６２からなる蓋体８９を支持する。壁部８８ａと支持部８８ｂとは、一体の部材である。

枠体８８は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂（ＥＰ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、熱硬化ポリイミド（ＰＩ）等の熱硬化性樹脂等を含む有機系樹脂材料から構成されている。

蓋体８９は、複数の透光性部材６２から構成されている。複数の透光性部材６２の各々は、平凸レンズから構成されている。透光性部材６２には、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等を含む光学ガラス、水晶、およびサファイア等が用いられる。また、各透光性部材６２は、支持部８８ｂの第１面１２ａと対向する面（図９における下面）に接合されていてもよいし、支持部８８ｂの第１面１２ａと対向する面と反対側の面（図９における上面）に接合されていてもよい。

第５実施形態において、基板１２と枠体８８とは、枠体８８の構成材料である有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。同様に、枠体８８と蓋体８９（透光性部材６２）とは、枠体８８の構成材料である有機系樹脂材料による溶着によって接合されている。

第５実施形態の光源装置８７を製造する際には、蓋体８９を構成する複数の透光性部材６２が枠体８８の支持部８８ｂの下面に接合されるため、枠体８８を基板１２に接合した後に複数の透光性部材６２を枠体８８に接合することはできない。そのため、図３Ａ〜図３Ｄに示した第１実施形態の製造プロセスとは異なり、複数の透光性部材６２を枠体８８に接合した後に、複数の透光性部材６２が接合された枠体８８を複数の発光素子１４が実装された基板１２に接合する。

第５実施形態の光源装置８７においても、装置構成を簡略化できる、光源装置８７の生産性が向上し、製造コストを低減できる、製造プロセスにおける省エネルギー化が図れる、基板１２−蓋体８９間の熱膨張差を緩和しやすく、発光素子１４および光源装置８７の信頼性を向上させることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

特に第５実施形態の光源装置８７においては、図７に示した第３実施形態における枠体１５と支持部材６３とが一体化された枠体８８が用いられているため、第３実施形態に比べて装置構成や製造プロセスを簡略化しつつ、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

［変形例］
上記の第１〜第５実施形態のうち、複数の実施形態の光源装置に共通する変形例について、以下説明する。以下の変形例に関する図面については、上記の実施形態で用いた図面と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。

［第１変形例］
図１０は、第１変形例の光源装置５６の要部の断面図である。
図１０に示すように、第１変形例の光源装置５６は、基板１２の第１面１２ａに設けられたプリズム８をさらに備えている。発光素子１４は、サブマウント９を介して基板１２の第１面１２ａ側に設けられている。発光素子１４は、発光素子１４の複数の面のうち、光射出面１４ａが基板１２の第１面１２ａと略直交するように、サブマウント９上に設けられている。この配置により、複数の発光素子１４の各々は、基板１２の第１面１２ａと略平行な方向に光Ｌを射出する。

プリズム８は、当該プリズム８に対応する発光素子１４から射出される光Ｌの光路上に設けられている。プリズム８は、複数の発光素子１４の各々に対応して別個に設けられていてもよいし、一つのサブマウント９に実装された複数の発光素子１４に対して共通に設けられていてもよい。

プリズム８は、光の射出方向に平行、かつ基板１２の第１面１２ａに垂直な平面で切断した断面形状が略三角形状を呈する。プリズム８は、発光素子１４から射出された光Ｌを基板１２の第１面１２ａと略直交する方向に向けて反射させる反射面８ａを有する。反射面８ａは、基板１２の第１面１２ａに対して傾斜しており、反射面８ａと基板１２の第１面１２ａとのなす角度θは例えば４５°である。発光素子１４から射出された光Ｌは、プリズム８の反射面８ａで反射して進行方向を変え、透光性部材１８を介して外部に取り出される。

なお、第１変形例において、透光性部材１８の上面（収容空間Ｓと反対側の面）に、集光レンズが透光性部材１８と一体に設けられていてもよい。

第１変形例の構成は、第１〜第５実施形態の光源装置の全てに適用可能である。

［第２変形例］
図１１は、第２変形例の光源装置５７の要部の断面図である。
図１１に示すように、第２変形例の光源装置５７は、透光性部材１９の基板１２の第１面１２ａと対向する面に設けられたプリズム２３をさらに備えている。第１変形例と同様、発光素子１４は、光射出面１４ａが基板１２の第１面１２ａと略直交するように、サブマウント９上に設けられている。この配置により、複数の発光素子１４の各々は、基板１２の第１面１２ａと略平行な方向に光Ｌを射出する。

プリズム２３は、光Ｌの射出方向に平行、かつ基板１２の第１面１２ａに垂直な平面で切断した断面形状が略三角形状を呈する。プリズム２３は、発光素子１４から射出された光Ｌが入射する入射面２３ｂと、光Ｌを基板１２の第１面１２ａと略直交する方向に向けて反射させる反射面２３ａと、を有する。反射面２３ａは、基板１２の第１面１２ａに対して傾斜しており、反射面２３ａと基板１２の第１面１２ａとのなす角度は例えば４５°である。発光素子１４から射出された光Ｌは、プリズム２３に入射した後、反射面２３ａで反射して進行方向を変え、外部に取り出される。

なお、第２変形例において、透光性部材１９の上面（収容空間Ｓと反対側の面）に、集光レンズが透光性部材１９と一体に設けられていてもよい。

第２変形例の構成は、第１実施形態、第２実施形態、および第４実施形態の光源装置に適用可能である。

［第３変形例］
図１２は、第３変形例の光源装置５８の要部の断面図である。
図１２に示すように、第３変形例の光源装置５８は、透光性部材２８の基板１２の第１面１２ａと対向する面に設けられたレンズ２９をさらに備えている。第１実施形態と同様、発光素子１４は、光射出面１４ａが基板１２の第１面１２ａと略平行になるように、サブマウント１３に設けられている。この配置により、複数の発光素子１４の各々は、基板１２の第１面１２ａと略垂直な方向に光Ｌを射出する。

レンズ２９は、当該レンズ２９に対応する発光素子１４から射出される光Ｌの光路上に設けられている。発光素子１４から射出された光Ｌは、レンズ２９を透過することによって集光された状態で外部に取り出される。

なお、第３変形例において、透光性部材２８の上面（収容空間Ｓと反対側の面）に、透光性部材２８と一体にレンズ（収容空間Ｓと反対側に突出する凸レンズ）が設けられていてもよい。

第３変形例の構成は、第１実施形態、第２実施形態、および第４実施形態の光源装置に適用可能である。

［第４変形例］
図１３は、第４変形例の光源装置の断面図である。
図１３に示すように、第４変形例の光源装置３５において、蓋体３６を構成する透光性部材５４は、支持部材５５の２つの面のうち、基板１２の第１面１２ａと対向する面と反対側の面５５ａ（図１３における上面）に接合されている。すなわち、透光性部材５４は、支持部材５５に対して収容空間Ｓの外側に接合されている。

透光性部材５４と支持部材５５とは、第２実施形態などと同様、銀ロウ、金−スズはんだ等の金属材料、もしくは低融点ガラス等の無機材料を含む接合材で構成されていてもよいし、有機接着剤を含む接合材で構成されていてもよい。

第４変形例の構成は、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態の光源装置に適用可能である。

［第５変形例］
図１４は、第５変形例の光源装置の断面図である。
図１４に示すように、第５変形例の光源装置３７において、透光性部材３８は、支持部材３９の開口部３９ｈに嵌合する形態で接合されている。

透光性部材３８と支持部材３９とは、互いに接合される接合面同士が、銀ロウ、金−スズはんだ等の金属材料、もしくは低融点ガラス等の無機材料を含む接合材によって接合されていてもよいし、有機接着剤を含む接合材で構成されていてもよい。また、図１４に示すような支持部材３９の段部に透光性部材３８が嵌合する構成であってもよく、接合部の形状は適宜変更が可能である。

第５変形例の構成は、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態の光源装置に適用可能である。

［第６変形例］
上記実施形態において、各発光素子の接続端子に接続された配線を収容空間の外部に引き出すための手段として、枠体を貫通するリード端子を採用した。この構成に代えて、基板の第１面に設けられた配線層を採用してもよい。
第６変形例の構成は、第１〜第５実施形態の光源装置の全てに適用可能である。

図１５は、第６変形例の光源装置４３の斜視図である。
図１６は、図１５のXVI−XVI線に沿う光源装置４３の要部の断面図である。
図１５に示すように、第６変形例の光源装置４３においては、一つのサブマウント１３に実装された複数の発光素子１４が直列に接続され、基板１２の第１面１２ａ上の各サブマウント１３の側方に、一対の配線層４４が設けられている。なお、複数の発光素子１４の電気的な接続や配線層４４の配置については、この例に限らず、適宜変更が可能である。

図１６に示すように、枠体１５は、絶縁層４５および配線層４４を介して基板１２の第１面１２ａ側に接合されている。すなわち、枠体１５は、配線層４４上に接合されている。枠体１５は、上記実施形態と同様、有機系樹脂材料から構成されている。

絶縁層４５は、基板１２の第１面１２ａに設けられている。絶縁層４５は、無機膜で形成されていてもよいし、有機膜で形成されていてもよい。配線層４４は、絶縁層４５の基板１２とは反対側の面に設けられている。配線層４４は、枠体１５の下方において収容空間Ｓの内側と外側とにわたって設けられている。配線層４４は、例えばメッキ法等により形成された銅等の金属膜で形成されている。発光素子１４の接続端子１４ｇと配線層４４とは、ボンディングワイヤー４６によって電気的に接続されている。

なお、基板１２が銅、アルミニウム等の導電性材料で構成されている場合には絶縁層４５は必須であるが、基板１２が非導電性材料で構成されている場合には絶縁層４５は設けられていなくてもよい。

第６変形例の光源装置４３においては、枠体１５が有機系樹脂材料、すなわち絶縁材料で構成されているため、枠体１５が配線層４４に直接接触する構成であっても、複数の配線層４４同士が短絡することがない。そのため、例えば配線層４４の上面を他の絶縁層でさらに覆う等の構成を用いることがない。これにより、装置構成や製造プロセスを複雑にすることなく、配線層４４による配線取り出し構造を採用することができる。

［第７変形例］
図１７は、第７変形例の光源装置４７の要部の断面図である。
図１７に示すように、第７変形例の光源装置４７において、基板１２と枠体１５とは、溶着によって接合されている。収容空間Ｓの内側にあたる枠体１５の側面、および収容空間Ｓの外側にあたる枠体１５の側面には、ガスバリア層４８ａ，４８ｂがそれぞれ設けられている。ガスバリア層４８ａ，４８ｂは、枠体１５の側面の全域に設けられることが好ましいが、枠体１５の側面の一部に設けられていてもよい。なお、枠体１５の側面は、基板１２の第１面１２ａに垂直な枠体１５の面である。

ガスバリア層４８ａ，４８ｂは、例えばＳｉＮ、ＳｉＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２等の無機膜、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属膜を例えばＣＶＤ法やＰＶＤ法で成膜した薄膜を用いることができる。ただし、上記の金属膜は、ＣＶＤ法で成膜されることが望ましい。また、ガスバリア層４８ａ，４８ｂに熱可塑性樹脂材料を用いることもできる。この場合、熱可塑性樹脂材料に例えばモンモリロナイトや雲母などの無機フィラー材を添加することにより、ガスバリア性を高めることができる。無機フィラー材は、薄片状になるものを用いることが望ましい。

上記実施形態の光源装置においては、有機系樹脂材料からなる枠体が用いられているため、金属材料からなる枠体が用いられた従来の光源装置に比べて、場合によっては収容空間内の気密性が低下する懸念がある。この点、第７変形例の光源装置４７においては、枠体１５の両側面にガスバリア層４８ａ，４８ｂがそれぞれ設けられているため、収容空間Ｓ内の気密性を維持することができる。また、枠体の構成材料である有機系樹脂材料から発生するアウトガスが収容空間Ｓ内に漏出することが抑えられ、発光素子１４への悪影響を抑制することができる。この観点から、アウトガスの発生が少ない有機系樹脂材料が用いられることが好ましい。

さらに、枠体１５の収容空間Ｓ側の側面に、光反射層が設けられていてもよい。光反射層の材料としては、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_３、ＭｇＦ_２等を含む誘電体多層膜、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜等を例えばＣＶＤ法やＰＶＤ法で成膜した薄膜を用いることができる。また、上記の誘電体多層膜と金属膜とを組み合わせて用いてもよい。これにより、反射特性を強化することも可能である。また、上記のガスバリア層４８ａ，４８ｂが光拡散性を有していてもよい。その場合、ガスバリア層４８ａ，４８ｂは、光反射層を兼ねる。

枠体１５の収容空間Ｓ側の側面に光反射層が設けられている場合、発光素子１４から射出された光Ｌが枠体１５に照射されることによって、枠体１５を構成する有機系樹脂材料が光Ｌによって劣化することを抑制できる。

また、光Ｌによる枠体１５の劣化を抑制するために、基板１２の第１面１２ａに光吸収層が設けられていてもよい。基板１２の第１面１２ａに光吸収層が設けられている場合、基板１２の第１面１２ａにおける光Ｌの乱反射を抑制することができる。さらに、蓋体の基板１２の第１面１２ａと対向する面のうち、光Ｌが通過する領域以外の領域に、光吸収層が設けられていてもよい。

第７変形例の構成は、第１〜第５実施形態の光源装置の全てに適用可能である。

［第８変形例］
図１８は、第８変形例の光源装置の一製造工程を示す断面図である。
図１８に示すように、第８変形例の光源装置の製造方法では、枠体２１を基板１２に接合する工程において、枠体２１の基板１２との接合面に凸部２１ｔを予め設けておく。ここでは、半球状の凸部２１ｔの例を挙げたが、凸部の形状は特に限定されない。凸部の大きさも特に限定されないが、次工程で凸部が溶融した際に、溶融した樹脂が少なくとも枠体の基板との接合面（下面）全体に行き渡るだけの大きさであることが望ましい。

次に、枠体２１の凸部２１ｔを局所的に加熱することによって凸部２１ｔを溶融させ、枠体２１を基板１２の第１面１２ａに溶着する。凸部２１ｔを局所的に加熱する手段として、例えば凸部２１ｔにレーザー光Ｆを照射するレーザー加熱等を用いることができる。このような工程を経て、枠体２１と基板１２とを接合することができる。

上記の方法は、枠体２１と蓋体１６とを接合する工程においても採用することができる。すなわち、枠体２１の蓋体１６との接合面に予め凸部２１ｔを設けておき、凸部２１ｔを局所的に加熱することによって凸部２１ｔを溶融させ、枠体２１を蓋体１６に溶着する。このような工程を経て、枠体２１と蓋体１６とを接合することができる。

枠体と基板、もしくは枠体と蓋体とを接合する工程において、枠体の全体が軟化、溶融することがないように、枠体の接合面の近傍のみを加熱して溶融させることが望ましいが、そのような加熱を行うことが難しい場合がある。その点、第８変形例の製造方法によれば、枠体２１の接合面に凸部２１ｔが設けられているため、例えばレーザー光Ｆを凸部２１ｔに照射すると、体積が小さい凸部２１ｔに熱が集中して凸部２１ｔが溶融しやすい。そのため、枠体２１と基板１２、もしくは枠体２１と蓋体１６との接合が容易になり、短時間で済む。これにより、光源装置の信頼性を高めることができる。特に基板１２に発光素子１４を実装した後の接合工程においては、発光素子１４に対する熱によるダメージが少なくなるため、発光素子１４の信頼性を高めることができる。

［第９変形例］
上記実施形態においては、枠体と基板、もしくは枠体と蓋体とが有機系樹脂材料の溶着によって接合されていた。この構成に代えて、枠体と基板、もしくは枠体と蓋体とが接合材を介して接合されていてもよい。
第９変形例の構成は、第１〜第５実施形態の光源装置の全てに適用可能である。

図１９は、第９変形例の光源装置３１の要部を示す断面図である。
図１９に示すように、基板１２と枠体１５とは、接合材３２を介して接合されている。接合材３２として、例えばシリコーン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等の有機接着剤を含む接合材が用いられてもよいし、銀ロウ、金−スズはんだ等の金属材料、もしくは低融点ガラス等の無機材料を含む接合材が用いられてもよい。ただし、枠体１５を構成する有機系樹脂材料の耐熱性を考慮すると、金属材料や無機材料よりも接合温度が低い有機接着剤を含む接合材が用いられることが好ましい。

上記の構造は、枠体と蓋体との接合部においても採用することができる。

［第６実施形態：プロジェクター］
以下に、第６実施形態に係るプロジェクターの一例について説明するが、プロジェクターの実施形態はこの例に限定されることはない。

図２０は、第６実施形態のプロジェクター１０００の概略構成図である。
図２０に示すように、プロジェクター１０００は、照明装置１００、色分離導光光学系２００、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ４００Ｒ、液晶ライトバルブ４００Ｇ、液晶ライトバルブ４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００、および投射光学装置６００を備える。

照明装置１００は、光源装置１０、集光光学系８０、波長変換素子９０、コリメート光学系１１０、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０、および重畳レンズ１５０を備える。

光源装置１０は、上記実施形態の光源装置のいずれかを用いることができる。光源装置１０は、例えば青色光Ｂを集光光学系８０に向けて射出する。

集光光学系８０は、第１レンズ８２および第２レンズ８４を備える。集光光学系８０は、光源装置１０から波長変換素子９０までの光路中に配置され、全体として青色光Ｂを略集光した状態で後述する波長変換層９２に入射させる。第１レンズ８２および第２レンズ８４は、凸レンズで構成される。

波長変換素子９０は、いわゆる透過型の波長変換素子であり、モーター９８により回転可能な円形の基板９６の一部に、単一の波長変換層９２が基板９６の周方向に沿って連続して設けられている。波長変換素子９０は、青色光Ｂを赤色光Ｒと緑色光Ｇとを含む黄色の蛍光光に変換し、蛍光光を青色光Ｂが入射する側とは反対側に向けて射出する。

基板９６は、青色光Ｂを透過する材料で構成される。基板９６の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。

光源装置１０からの青色光Ｂは、基板９６側から波長変換素子９０に入射する。波長変換層９２は、青色光Ｂを透過し、赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを反射するダイクロイック膜９４を介して基板９６上に形成されている。ダイクロイック膜９４は、例えば誘電体多層膜で構成される。

波長変換層９２は、光源装置１０からの波長が約４４５ｎｍの青色光Ｂの一部を蛍光光に変換して射出し、かつ、青色光Ｂの残りの一部を変換せずに通過させる。すなわち、波長変換層９２は、光源装置１０から射出された光によって励起され、蛍光光を射出する。このように、励起光を射出する光源装置１０と波長変換層９２とを用いて所望の色光を得ることができる。波長変換層９２は、例えばＹＡＧ系蛍光体の一例である（Ｙ、Ｇｄ）_３（Ａｌ、Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅと有機バインダーとを含有する層で構成される。

コリメート光学系１１０は、第１レンズ１１２と第２レンズ１１４を備える。コリメート光学系１１０は、波長変換素子９０からの光を略平行化する。第１レンズ１１２および第２レンズ１１４の各々は、凸レンズから構成されている。

第１レンズアレイ１２０は、コリメート光学系１１０からの光を複数の部分光束に分割する。第１レンズアレイ１２０は、照明光軸１００ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列された複数の第１レンズ１２２から構成されている。

第２レンズアレイ１３０は、照明光軸１００ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列された複数の第２レンズ１３２から構成されている。複数の第２レンズ１３２は、第１レンズアレイ１２０の複数の第１レンズ１２２に対応して設けられている。第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１レンズ１２２の像を液晶ライトバルブ４００Ｒ、液晶ライトバルブ４００Ｇ、液晶ライトバルブ４００Ｂの画像形成領域の近傍に結像させる。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。偏光変換素子１４０は、図示しない偏光分離層と反射層と位相差板とを有する。偏光分離層は、波長変換素子９０からの光に含まれる偏光成分のうち、一方の直線偏光成分をそのまま透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する。反射層は、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する。位相差板は、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する。

重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して液晶ライトバルブ４００Ｒ、液晶ライトバルブ４００Ｇ、液晶ライトバルブ４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させる。

第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０および重畳レンズ１５０は、波長変換素子９０からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２０、反射ミラー２３０、反射ミラー２４０、反射ミラー２５０、リレーレンズ２６０、およびリレーレンズ２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００からの光を赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂに分離し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂの各々の色光を照明対象となる液晶ライトバルブ４００Ｒ、液晶ライトバルブ４００Ｇ、液晶ライトバルブ４００Ｂに導光する。

色分離導光光学系２００と液晶ライトバルブ４００Ｒとの間には、フィールドレンズ３００Ｒが配置されている。色分離導光光学系２００と液晶ライトバルブ４００Ｇとの間には、フィールドレンズ３００Ｇが配置されている。色分離導光光学系２００と液晶ライトバルブ４００Ｂとの間には、フィールドレンズ３００Ｂが配置されている。

ダイクロイックミラー２１０は、赤色光Ｒ成分を通過させ、ダイクロイックミラー２２０に向けて、緑色光Ｇ成分、および青色光Ｂ成分を反射する。ダイクロイックミラー２２０は、フィールドレンズ３００Ｇに向けて緑色光Ｇ成分を反射して、青色光Ｂ成分を通過させる。

ダイクロイックミラー２１０を通過した赤色光Ｒは、反射ミラー２３０で反射され、フィールドレンズ３００Ｒを通過して赤色光Ｒ用の液晶ライトバルブ４００Ｒの画像形成領域に入射する。

ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光Ｇは、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、フィールドレンズ３００Ｇを通過して緑色光Ｇ用の液晶ライトバルブ４００Ｇの画像形成領域に入射する。

ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光Ｂは、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、出射側の反射ミラー２５０、フィールドレンズ３００Ｂを経て、青色光Ｂ用の液晶ライトバルブ４００Ｂの画像形成領域に入射する。

液晶ライトバルブ４００Ｒ、液晶ライトバルブ４００Ｇ、液晶ライトバルブ４００Ｂは、光源装置１０から射出された光を変調する。これらの液晶ライトバルブは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明装置１００の照明対象となる。

また、図示は省略したが、液晶ライトバルブ４００Ｒの光入射側と光射出側にはそれぞれ、入射側偏光板と射出側偏光板とが設けられている。液晶ライトバルブ４００Ｇ、液晶ライトバルブ４００Ｂに関しても同様である。

クロスダイクロイックプリズム５００は、液晶ライトバルブ４００Ｒ，液晶ライトバルブ４００Ｇ，液晶ライトバルブ４００Ｂの各々から射出された画像光を合成してカラー画像を形成する。クロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。

投射光学装置６００は、液晶ライトバルブ４００Ｒ、液晶ライトバルブ４００Ｇ、液晶ライトバルブ４００Ｂによって形成されたカラー画像をスクリーンＳＣＲ上に投射する。投射光学装置６００は、複数の投射レンズから構成されている。

第６実施形態のプロジェクター１０００は、上述した光源装置１０を備えているため、信頼性が高く、かつ、製造コストの低減が図れる。また、プロジェクター１０００は、波長変換素子９０を備えるため、所望の色の画像を表示することができる。なお、蛍光体として、黄色以外の蛍光光を発する蛍光体を用いてもよい。例えば、赤色の蛍光光を発する蛍光体を用いたり、緑色の蛍光光を発する蛍光体を用いたりしてもよい。プロジェクターの用途に応じて、任意の色の蛍光光を発する波長変換素子を選択することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態の光源装置において、複数の接合部のうちのいずれかは有機接着剤を含む接合材で構成されているが、接合材は、有機接着剤のみで構成されていてもよいし、有機接着剤と他の材料が組み合わされた接合材で構成されていてもよい。

上記実施形態では、光源装置がサブマウントを備えている例を示したが、光源装置は必ずしもサブマウントを備えていなくてもよい。また、サブマウントの有無に係わらず、複数の発光素子からの光の射出方向は、基板の第１面に対して垂直な方向であってもよいし、基板の第１面に対して平行な方向であってもよい。上述したように、光の射出方向が基板の第１面に対して平行な場合には、プリズム等を用いて発光素子からの光の光路を折り曲げ、透光性部材に導くようにすればよい。

また、光源装置を構成する基板、発光素子、枠体、蓋体、支持部材、透光性部材等を含む各種部材の形状、大きさ、数、配置、材料等の具体的な構成、および光源装置の製造方法に関する具体的な記載については、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。

上記実施形態においては、透過型のプロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過する形態であることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射する形態であることを意味する。なお、光変調装置は、液晶ライトバルブに限られず、例えばデジタルマイクロミラーデバイスが用いられてもよい。

上記実施形態において、３つの液晶パネルを用いたプロジェクターの例を挙げたが、本発明は、１つの液晶ライトバルブのみを用いたプロジェクター、４つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクターにも適用可能である。

上記実施形態では、透過型の波長変換素子を備えた光源装置の例を示したが、反射型の波長変換素子を備えた光源装置であってもよい。さらに、光源装置が波長変換素子を備えた例を示したが、波長変換素子を備えていなくてもよい。このような場合には、プロジェクターの光源装置として、赤色光を射出する光源装置、緑色光を射出する光源装置、青色光を射出する光源装置、のうち少なくとも一つに上記光源装置が用いられればよい。

上記実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限定されない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。

１２…基板、１２ａ…（基板の）第１面、１４…発光素子、１４ｇ…接続端子、１５，２１，７７，８８…枠体、１６，３６，５３，６４，７８，８９…蓋体、１８，１９，２８，３８，５４，６２，７９…透光性部材、１０，３５，３７，４３，４７，５０，５６，５７，５８，６０，７６，８７…光源装置、３９，５５，６３…支持部材、４４…配線層、４５…絶縁層、４８ａ，４８ｂ…ガスバリア層、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、６００…投射光学装置、１０００…プロジェクター、Ｓ…収容空間。

Claims (7)

1. 第１面を有する基板と、
   前記基板の前記第１面側に設けられた複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子を囲んで設けられ、前記基板の前記第１面側に接合された枠体と、
   前記複数の発光素子から射出された光を透過させる透光性部材を有し、前記基板の前記第１面に対向して設けられ、前記枠体の前記基板とは反対側に接合された蓋体と、を備え、
   前記複数の発光素子は、前記基板と前記枠体と前記蓋体とにより形成された収容空間に収容され、
   前記枠体は、樹脂を含む材料で構成されている、光源装置。
2. 前記蓋体は、前記透光性部材が接合された支持部材をさらに有し、
   前記支持部材は、前記枠体の前記基板とは反対側に接合されている、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記基板の前記第１面に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層の前記基板とは反対側に設けられた配線層と、をさらに備え、
   前記発光素子の接続端子と前記配線層とは、電気的に接続されている、請求項１または請求項２に記載の光源装置。
4. 前記枠体の側面にガスバリア層が設けられた、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光源装置。
5. 前記枠体の前記収容空間側の側面に光反射層が設けられた、請求項４に記載の光源装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置と、
   前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えた、プロジェクター。
7. 第１面を有する基板と、
   前記基板の前記第１面側に設けられた複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子を囲んで設けられ、前記基板の前記第１面側に接合された枠体と、
   前記複数の発光素子から射出された光を透過させる透光性部材を有し、前記基板の前記第１面に対向して設けられ、前記枠体の前記基板とは反対側に接合された蓋体と、を備えた光源装置の製造方法であって、
   前記基板と前記枠体との接合、および、前記枠体と前記蓋体との接合のうちの少なくとも一方を、溶着によって行う、光源装置の製造方法。

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