JP3840367B2 - 光源 - Google Patents
光源 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3840367B2 JP3840367B2 JP2000158304A JP2000158304A JP3840367B2 JP 3840367 B2 JP3840367 B2 JP 3840367B2 JP 2000158304 A JP2000158304 A JP 2000158304A JP 2000158304 A JP2000158304 A JP 2000158304A JP 3840367 B2 JP3840367 B2 JP 3840367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- semiconductor laser
- light source
- holding member
- positioning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のレーザビームを出力するための光源に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような光源は、例えば、走査型の画像記録装置やその他の露光装置等に使用される。
【0003】
このような光源においては、従来、複数のレーザ光源を高い放熱効果が得られるように互いに離隔した状態で配置し、各レーザ光源から出射されるレーザビームを各々光ファイバーに入射させ、これらの光ファイバーの出射端を束ねることにより、比較的小さな開口を有する光源を作成していた。
【0004】
しかしながら、このような構成を有する光源においては、複数のレーザ光源部分が極めて大きくなることから装置全体が大型化し、また、光ファイバーに対するカップリング精度の問題から、光出力の安定性に欠けるという問題が生ずることになる。
【0005】
このため、缶タイプの半導体レーザとコリメータレンズとを組み合わせた光源ユニットを、所定の放熱効果が得られるだけの距離だけ離隔させてベース部材上に列設した構成の光源も提案されている(特開平10−339836号公報)。ここで、缶タイプの半導体レーザとは、半導体レーザチップがパッケージの内部に収納された構成を有するものであり、ステムタイプの半導体レーザとも呼称されるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、缶タイプの半導体レーザとコリメータレンズとを組み合わせた光源ユニットをベース部材上に列設した光源を使用した場合には、光源ユニットの数が増えるに従って極めて大きな開口を有する光学系が必要となる。このため、装置が大型化し、また、光学系を含む装置全体の価格が高額化するばかりではなく、高縮小率光学系により光学系の光路長が長くなり安定性に欠けるという問題をも生ずる。
【0007】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、レーザビームの出射精度および配列精度を高精度に維持しながら、半導体レーザチップを高密度に配置して光源自体を小型化することが可能な光源を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、複数のレンズ部材と、前記レンズ部材と対応した数の半導体レーザチップと、前記各半導体レーザチップと前記各レンズ部材とを互いに位置決めし保持する複数の保持部材と、その内径が前記レンズ部材の外形とほぼ同一の寸法となる複数の孔部が所定の配列で形成され、前記複数のレンズ部材を位置決めして配置するための位置決め部材と、を備え、前記保持部材に固定された前記レンズ部材を前記位置決め部材の孔部内に挿入することにより、前記複数の半導体レーザチップから出射されるレーザビームが前記所定の配列を維持するように、前記半導体レーザチップおよび前記レンズ部材を位置決めすることを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記レンズ部材は、前記保持部材に形成された孔部内を貫通した状態で保持部材に対して固定される。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記レンズ部材は、レンズを筒状体中に収納して芯出ししたものである。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3いずれかに記載の発明において、前記各半導体レーザチップは、前記保持部材を介して接続された共通の配線基板を利用して放熱を行う。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の発明において、前記レンズ部材は、前記保持部材の前端面部から突出した状態で前記保持部材に固定され、前記保持部材の前端面部からの突出部が前記位置決め部材の孔部内に挿入される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
先ず、この発明に係る光源を適用する光学系について説明する。図1は、この発明に係る光源1を適用する光学系の斜視図である。
【0015】
この光学系は、この発明に係る光源1と、この光源1を冷却するための冷却ユニット2と、光源1から出射された複数のレーザビームを縮小投影するためのフィールドレンズ3およびズームレンズ4、5とを備える。光源1から出射されフィールドレンズ3およびズームレンズ4、5により縮小投影された複数のレーザビームは、記録面上に導かれる。
【0016】
次に、上記光源1の構成について説明する。図2はこの発明の第1実施形態に係る光源1の部分側面図であり、図3はその平面図、また、図4は第1実施形態に係る光源1の要部を示す斜視図である。
【0017】
この光源1は、複数のコリメータレンズ11と、これらのコリメータレンズ11を位置決めして配置するための位置決め部材12と、コリメータレンズ11と対応した数の半導体レーザチップ13と、これらの半導体レーザチップ13をコリメータレンズ11に各々対応させて位置決めし保持するための保持部材14とを備えている。すなわち、コリメータレンズ11と半導体レーザチップ13との相対位置を調整して、それらを固定保持する構成となっている。
【0018】
コリメータレンズ11は、保持部材14に形成された孔部内を貫通した状態で保持部材14に対して固定されている。また、半導体レーザ13は、保持部材14に固定されたコリメータレンズ11に対して位置決めされた状態で保持部材14により保持されている。このため、コリメータレンズ11と半導体レーザチップ13とは、保持部材14を介して互いに位置決めされた状態で固定されていることになる。
【0019】
コリメータレンズ11は、半導体レーザチップ13から出射されたレーザビームをコリメートするためものであり、セルフォックレンズから構成される。但し、コリメータレンズ11として、通常のレンズを筒状体中に収納して芯出ししたものを使用してもよい。
【0020】
半導体レーザチップ13は、レーザ発振する半導体であり、半導体のベアチップから構成される。この半導体レーザチップ13はボンディングワイヤ16を介して電極(アノード)15と接続されており、この電極15は配線基板21における配線18と接続されている。また、半導体レーザチップ13は、保持部材14を介して電極(カソード)17と接続されており、この電極17は配線基板21における配線19と接続されている。
【0021】
保持部材14は、通電性があり、かつ、熱伝導性がよいCuW(銅タングステン)等の金属から構成される。半導体レーザチップ13と配線基板21とはこの保持部材14を介して接続されており、半導体レーザチップ13はこの配線基板21を利用して放熱を行う構成となっている。なお、配線基板21の裏面側には、半導体レーザチップ13の配線基板21を利用しての放熱を促進させるための冷却ユニット2が配設されている。また、半導体レーザチップ13と保持部材14との間に、サブキャリアと称する部材を入れる場合がある。
【0022】
位置決め部材12は、図5に示すように、平板状の部材に多数の孔部22を正確に位置決めして穿設した構成を有する。この孔部22の内径は、コリメータレンズ11の外形とほぼ同一の寸法となっている。なお、この図5および上述した図1においては、説明の便宜上、この孔部22が縦横に各々5個配置された状態を図示しているが、実際の光源1においては、この孔部は縦横に各々数十個程度配置されることになる。
【0023】
図6は、位置決め部材12によりコリメータレンズ11を介して半導体レーザチップ13等を位置決めして配置した状態を模式的に示す斜視図である。
【0024】
上述したように、位置決め部材12における孔部22は、正確に位置決めされており、また、この孔部22の内径は、コリメータレンズ11の外形とほぼ同一の寸法となっている。このため、位置決め部材12における孔部22内にコリメータレンズ11を挿入することにより、各コリメータレンズ11は位置決めされた状態で配置されることになる。
【0025】
このため、図4に示すように、コリメータレンズ11と半導体レーザチップ13とを保持部材14を介して互いに位置決め、すなわちレーザビームの広がり及び出射角度を高精度に維持して固定した上で、図6に示すように、位置決め部材12における孔部22内にコリメータレンズ11を挿入することにより、コリメータレンズ11および半導体レーザチップ13が正確に、すなわちレーザビームの配列を高精度に維持するように位置決めすることが可能となる。
【0026】
このような構成を有する光源1においては、正確に位置決めされた複数のコリメータレンズ11に対して半導体レーザチップ13を直接位置決めする構成であることから、レーザビームの出射精度(レーザビームの広がり及び出射角度精度)および配列精度を高精度に維持しながら、各半導体レーザチップ13を高密度に配置して光源1自体を小型化することが可能となる。このため、光学系を含む装置全体大型化、高額化を防止することができ、また、高縮小率光学系により光路長が長くなることによる安定性の欠如を防止することが可能となる。さらに、各半導体レーザチップ13と配線基板21とを、保持部材14を介して近接した状態で接続することができるので、半導体レーザチップ13による発熱を効率的に放熱することが可能となる。
【0027】
次に、他の実施形態に係る光源1の構成について説明する。図7はこの発明の第2実施形態に係る光源1の部分側面図であり、図8はその平面図、また、図9は第2実施形態に係る光源1の要部を示す斜視図である。なお、上述した第1実施形態に係る光源1と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0028】
この第2実施形態に係る光源1は、平板マイクロレンズアレイ32と、この平板マイクロレンズアレイ32におけるレンズ部31(図10参照)と対応した数の半導体レーザチップ13と、これらの半導体レーザチップ13をマイクロレンズアレイ32におけるレンズ部31に各々対応させて位置決めし保持するための保持部材34とを備えている。
【0029】
保持部材34は、上述した保持部材14と同様、通電性があり、かつ、熱伝導性がよいCuW(銅タングステン)等の金属から構成される。半導体レーザチップ13と配線基板21とはこの保持部材34を介して接続されており、半導体レーザチップ13はこの配線基板21を利用して放熱を行う構成となっている。
【0030】
平板マイクロレンズアレイ32は、図10に示すように、透光性の平板状部材に多数のレンズ部31を正確に位置決めして形成した構成を有する。そして、各レンズ部31は、半導体レーザチップ13から出射されたレーザビームをコリメートするコリメータレンズとして機能する。
【0031】
図11は、平板マイクロレンズアレイ32におけるレンズ部31に対し、半導体レーザチップ13を保持部材34を介して位置決めして配置した状態を模式的に示す斜視図である。
【0032】
半導体レーザチップ13を保持部材34に固定した上で、この保持部材34を平板マイクロレンズアレイ32におけるレンズ部31と半導体レーザチップ13との位置関係が一定となる、すなわちレーザビームの広がり及び出射角度を高精度に維持するような状態で平板マイクロレンズアレイ32に対して固定することにより、レンズ部31および半導体レーザチップ13が正確に、すなわちレーザビームの配列を高精度に維持するように位置決めすることが可能となる。
【0033】
このような構成を有する光源1においては、正確に位置決めされた複数のレンズ部31に対して半導体レーザチップ13を直接位置決めする構成であることから、レーザビームの出射精度(レーザビームの広がり及び出射角度精度)および配列精度を高精度に維持しながら、各半導体レーザチップ13を高密度に配置して光源1自体を小型化することが可能となる。このため、光学系を含む装置全体大型化、高額化を防止することができ、また、高縮小率光学系により光路長が長くなることによる安定性の欠如を防止することが可能となる。さらに、各半導体レーザチップ13と配線基板21とを、保持部材34を介して近接した状態で接続することができるので、半導体レーザチップ13による発熱を効率的に放熱することが可能となる。
【0034】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、複数のレンズ部材と、レンズ部材と対応した数の半導体レーザチップと、各半導体レーザチップと各レンズ部材とを互いに位置決めし保持する複数の保持部材と、その内径がレンズ部材の外形とほぼ同一の寸法となる複数の孔部が形 成され、複数のレンズ部材を位置決めして配置するための位置決め部材と、を備えたことから、レーザビームの出射精度および配列精度を高精度に維持しながら、半導体レーザチップを高密度に配置して光源自体を小型化することが可能となる。また、保持部材により固定されたレンズ部材を位置決め部材の孔部内に挿入することにより、レンズ部材を位置決めすることから、各レンズ部材に対して各半導体レーザチップを正確に配置することができるので、位置決め工程を簡易なものとすることができる。
【0035】
請求項2に記載の発明によれば、レンズ部材は、前記保持部材に形成された孔部内を貫通した状態で保持部材に対して固定されることから、位置決め工程を簡易なものとすることができる。
【0036】
請求項3に記載の発明によれば、レンズ部材は、レンズを筒状体中に収納して芯出ししたものであることから、レーザビームの出射精度および配列精度を高精度に維持しながら、半導体レーザチップを高密度に配置して光源自体を小型化することが可能となる。
【0037】
請求項4に記載の発明によれば、各半導体レーザチップが保持部材を介して接続された共通の配線基板を利用して放熱を行うことから、効率的な放熱が可能となる。このため、より高出力の半導体レーザチップをより高密度に配設することができる。
【0038】
請求項5に記載の発明によれば、レンズ部材は、保持部材の前端面部から突出した状態で保持部材に固定され、保持部材の前端面部からの突出部が位置決め部材の孔部内に挿入されることから、位置決め工程を簡易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係る光源1を適用する光学系の斜視図である。
【図2】 この発明の第1実施形態に係る光源1の部分側面図である。
【図3】 この発明の第1実施形態に係る光源1の部分平面図である。
【図4】 この発明の第1実施形態に係る光源1の要部を示す斜視図である。
【図5】 位置決め部材12の斜視図である。
【図6】 位置決め部材12によりコリメータレンズ11を介して半導体レーザチップ13等を位置決めして配置した状態を模式的に示す斜視図である。
【図7】 この発明の第2実施形態に係る光源1の部分側面図である。
【図8】 この発明の第2実施形態に係る光源1の部分平面図である。
【図9】 この発明の第2実施形態に係る光源1の要部を示す斜視図である。
【図10】 平板マイクロレンズアレイ32の斜視図である。
【図11】 平板マイクロレンズアレイ32におけるレンズ部31に対し、半導体レーザチップ13を保持部材34を介して位置決めして配置した状態を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
1 光源
2 冷却ユニット
3 フィールドレンズ
4、5 ズームレンズ
11 コリメータレンズ
12 位置決め部材
13 半導体レーザチップ
14 保持部材
15 電極
16 ボンディングワイヤ
17 電極
21 配線基板
22 孔部
31 レンズ部
32 平板マイクロレンズアレイ
34 保持部材
Claims (5)
- 複数のレンズ部材と、
前記レンズ部材と対応した数の半導体レーザチップと、
前記各半導体レーザチップと前記各レンズ部材とを互いに位置決めし保持する複数の保持部材と、
その内径が前記レンズ部材の外形とほぼ同一の寸法となる複数の孔部が所定の配列で形成され、前記複数のレンズ部材を位置決めして配置するための位置決め部材と、
を備え、
前記保持部材に固定された前記レンズ部材を前記位置決め部材の孔部内に挿入することにより、前記複数の半導体レーザチップから出射されるレーザビームが前記所定の配列を維持するように、前記半導体レーザチップおよび前記レンズ部材を位置決めすることを特徴とする光源。 - 前記レンズ部材は、前記保持部材に形成された孔部内を貫通した状態で保持部材に対して固定される請求項1に記載の光源。
- 前記レンズ部材は、レンズを筒状体中に収納して芯出ししたものである請求項1または請求項2に記載の光源。
- 前記各半導体レーザチップは、前記保持部材を介して接続された共通の配線基板を利用して放熱を行う請求項1乃至請求項3いずれかに記載の光源。
- 前記レンズ部材は、前記保持部材の前端面部から突出した状態で前記保持部材に固定され、前記保持部材の前端面部からの突出部が前記位置決め部材の孔部内に挿入される請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000158304A JP3840367B2 (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 光源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000158304A JP3840367B2 (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 光源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001339122A JP2001339122A (ja) | 2001-12-07 |
JP3840367B2 true JP3840367B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=18662792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000158304A Expired - Fee Related JP3840367B2 (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 光源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3840367B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7436422B2 (en) | 2003-09-12 | 2008-10-14 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Light source module, optical unit array and pattern writing apparatus |
JP6095958B2 (ja) | 2011-12-27 | 2017-03-15 | 新光電気工業株式会社 | 発光装置 |
JP6940765B2 (ja) * | 2017-09-29 | 2021-09-29 | 日亜化学工業株式会社 | 光源装置、光学エンジン及びプロジェクタ |
CN108233170A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-06-29 | 石家庄麦特达电子科技有限公司 | 一种半导体激光光源 |
EP4060375B1 (en) | 2018-07-08 | 2024-08-14 | Artilux Inc. | Light emission apparatus |
-
2000
- 2000-05-29 JP JP2000158304A patent/JP3840367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001339122A (ja) | 2001-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100615898B1 (ko) | 합파 레이저광원 및 노광장치 | |
US6975659B2 (en) | Laser diode array, laser device, wave-coupling laser source, and exposure device | |
US8000360B2 (en) | Laser diode assemblies | |
JP2709312B2 (ja) | 高出力半導体レーザ装置 | |
JP4213402B2 (ja) | 集光レンズ、合波レーザー光源および露光装置 | |
KR20180011024A (ko) | 레이저 컴포넌트 | |
CN107005022B (zh) | 光学单元、光学单元的固定结构及半导体激光器模块 | |
JP2003158332A (ja) | レーザーダイオードアレイ、レーザー装置、合波レーザー光源および露光装置 | |
US7643047B2 (en) | Light source module, optical unit array and pattern writing apparatus | |
JP2016092364A (ja) | 発光装置及び灯具 | |
JP2015153840A (ja) | レーザ光源モジュールおよびレーザ光源装置 | |
US5974065A (en) | Semiconductor laser module | |
JP3840367B2 (ja) | 光源 | |
JP2016051902A (ja) | 半導体発光装置用の保持部材、光源装置及びその製造方法 | |
CN110741298B (zh) | 光模块 | |
JP6351090B2 (ja) | 光源ユニット、光源ユニットを用いた照明光学系 | |
JP4465295B2 (ja) | 半導体レーザーダイオード | |
JP2004038051A (ja) | 露光用レーザー光源 | |
US6975344B2 (en) | Image recorder and light source unit with fixed element | |
JP2001264590A (ja) | 光モジュール用パッケージ | |
JP4338184B2 (ja) | 光学ユニットアレイおよびパターン描画装置 | |
JP4270441B2 (ja) | 光源モジュール | |
CN218896928U (zh) | 一种多光路to封装耦合结构 | |
CN112987153B (zh) | 反射镜组、光学器件和光学系统 | |
CN217469099U (zh) | 激光器系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050627 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050906 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051101 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060411 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060608 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060621 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060801 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060807 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090811 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090811 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100811 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100811 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110811 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110811 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |