JP4611456B1 - レーザ光源ユニットの製造方法およびレーザ光源ユニット並びにそのレーザ光源ユニットを備えた画像表示装置 - Google Patents

レーザ光源ユニットの製造方法およびレーザ光源ユニット並びにそのレーザ光源ユニットを備えた画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】歩留まりを向上させるとともに、レーザ光源の放熱性の向上や小型化を図り、さらに、多くの設備投資を行わずに製造することができるレーザ光源ユニットおよびそのレーザ光源ユニットを備えた画像表示装置並びにレーザ光源ユニットの製造方法を提供する。
【解決手段】画像表示装置１が備えているレーザ光源ユニット９において、３色のレーザ光源のうち、青色レーザＬＤ３がＣＡＮパッケージに取付けられた状態でケース９１内に設けられているとともに、残りの赤色レーザＬＤ１，緑色レーザＬＤ２がチップ状態でケース９１に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、プロジェクタやヘッドアップディスプレイなどに用いられるレーザ光源ユニットの製造方法およびそのレーザ光源ユニット並びにレーザ光源ユニット並びにそのレーザ光源ユニットを備えた画像表示装置に関する。
例えば、画像表示装置としてのプロジェクタやヘッドアップディスプレイなどには、光源として赤、青、緑等の２種類以上のレーザ光源を用いたレーザ光源ユニットが用いられる（例えば、特許文献１を参照）。
この種のレーザ光源ユニットは、各レーザ光源の出射光の位置や光径が目標位置で同じになるように調整する必要がある。ここで、半導体レーザ光源がＣＡＮパッケージに取付けられたレーザ光源を３つ使用したレーザ光源ユニットの調整方法について図１を参照して説明する。
図１に示されたレーザ光源ユニット１０１は、レーザ光源ＬＤ１１、ＬＤ１２、ＬＤ１３と、コリメータレンズ１０２、１０３、１０４と、ＬＤホルダー１０５、１０６、１０７と、ミラー１０８、１０９と、ケース１１０と、を備えている。
レーザ光源ＬＤ１１は、ＣＡＮパッケージに緑色のレーザ光を発生する半導体レーザ光源Ｇが取付けられている。レーザ光源ＬＤ１２は、ＣＡＮパッケージに青色のレーザ光を発生する半導体レーザ光源Ｂが取付けられている。レーザ光源ＬＤ１３は、ＣＡＮパッケージに赤色のレーザ光を発生する半導体レーザ光源Ｒが取付けられている。
コリメータレンズ１０２は、レーザ光源ＬＤ１１から出射されたレーザ光を平行光にする。コリメータレンズ１０３は、レーザ光源ＬＤ１２から出射されたレーザ光を平行光にする。コリメータレンズ１０４は、レーザ光源ＬＤ１３から出射されたレーザ光を平行光にする。なお、上記の平行光とは、コリメータレンズ１０２の大きさの直径を持つ円筒状の光であり、コリメータレンズの焦点と中心を結ぶ光軸に略平行な光である。
ＬＤホルダー１０５は、ネジによってケース１１０に取り付けられる。ＬＤホルダー１０５には、接着剤等を介してレーザ光源ＬＤ１１が固定される。ここで、レーザ光源ＬＤ１１の固定方向は、当該ネジによって３軸方向（図１中の上下、左右、前後方向）に調整可能とされている。ＬＤホルダー１０６は、ネジによってケース１１０に取り付けられる。ＬＤホルダー１０６には、接着剤等を介してレーザ光源ＬＤ１２が固定される。ここで、レーザ光源ＬＤ１２の固定方向は、当該ネジによって３軸方向（図１中の上下、左右、前後方向）に調整可能とされている。ＬＤホルダー１０７は、ネジによってケース１１０に取り付けられる。ＬＤホルダー１０７には、接着剤等を介してレーザ光源ＬＤ１３が固定される。ここで、レーザ光源ＬＤ１３の固定方向は、当該ネジによって３軸方向（図１中の上下、左右、前後方向）に調整可能とされている。
ミラー１０８は、レーザ光源ＬＤ１１から出射されたレーザ光を透過するとともに、レーザ光源ＬＤ１２から出射されたレーザ光を後述するハーフミラー１１１に向かって反射する。また、ミラー１０８はネジによってレーザ光源ＬＤ１２から出射されるレーザ光の位置を調整可能としている。ミラー１０９は、レーザ光源ＬＤ１１から出射されたレーザ光とミラー１０８が反射したレーザ光源ＬＤ１２が出射したレーザ光を透過するとともに、レーザ光源ＬＤ１３から出射されたレーザ光を後述するハーフミラー１１１に向かって反射する。また、ミラー１０９はネジによってレーザ光源ＬＤ１３から出射されるレーザ光の位置を調整可能としている。
ハーフミラー１１１は、レーザ光源ユニット１０１と後述するターゲットＴＧ１との間に設置され、レーザ光源ユニット１０１から出射されたレーザ光をターゲットＴＧ１へ透過するとともに一部をターゲットＴＧ２へ反射する。
ターゲットＴＧ１、ＴＧ２は、レーザ光源の出射光の位置、径を確認するためのターゲット（目標）であり、ターゲットＴＧ１はレーザ光源ユニット１０１の出射光と同軸な位置に設置され、ターゲットＴＧ２はハーフミラー１１１によって光路が垂直に曲げられた位置に設置される。また、ターゲットＴＧ２はターゲットＴＧ１よりも近い位置（光路が短くなる位置）に設置されている。
そして、図１に示されたレーザ光源ユニット１０１は、まず、レーザ光源ＬＤ１１を点燈させターゲットＴＧ１で出射光の径、位置が目標に入るように、ターゲットＬＤ１１の３軸調整を行う。次に、レーザ光源ＬＤ１２を点燈させてターゲットＴＧ１上のレーザ光源ＬＤ１１の出射位置と一致し、かつ径が目標に入るようにレーザ光源ＬＤ１２の３軸調整を行う。その後、ターゲットＴＧ２を確認してレーザ光源ＬＤ１１の出射光位置とのずれがある場合はレーザ光源ＬＤ１２の位置を再調整してターゲットＴＧ１、ＴＧ２上のレーザ光源ＬＤ１１の出射光位置とレーザ光源ＬＤ１２の出射光位置とのずれ量がほぼ同方向、同じ距離になるようにレーザ光源ＬＤ１２を調整する。
そして、ミラー１０８の角度を変えずにオフセット調整（ミラー１０８の両端に設けられている調整用ネジを同じだけ移動させる）し、ターゲットＴＧ１上のレーザ光源ＬＤ１１の出射光およびレーザ光源ＬＤ１２の出射光と、ターゲットＴＧ２上のレーザ光源ＬＤ１１の出射光およびレーザ光源ＬＤ１２の出射光の両方とも一致させるようにミラー１０８を調整する。一致しない場合やレーザ光源ＬＤ１２の出射光の径が所定の値から外れた場合はレーザ光源ＬＤ１２の調整から繰り返し、ターゲットＴＧ１，ＴＧ２でレーザ光源ＬＤ１１の出射光とレーザ光源ＬＤ１２の出射光とが一致し、光径が所定範囲内となったら、最後にレーザ光源ＬＤ１３とミラー１０９の調整をレーザ光源ＬＤ１２とミラー１０８の調整と同様に行い、レーザ光源ユニット１０１の調整を完了させる。
また、図１に示した方法の他に特許文献２に記載の半導体モジュールのように、各レーザ光源をチップ状態のまま位置調整後に固定する方法も提案されている。
特開２００９−１２２４５５号公報 特許第３９１４６７０号公報
上述したレーザ光源ユニット１０１は、ＣＡＮパッケージのレーザ光源を用い、さらにネジによる調整機構が搭載されているので、小型化が困難で複雑になってしまうという問題があった。
また、特許文献２に記載された半導体モジュールは、レーザ光源がチップ状態で搭載されているので、小型化には有利であるが、レーザ光源である半導体レーザ素子は通常チップ状態でバーンインなどの初期不良品を選別する試験を行うことは困難であり、半導体モジュール（レーザ光源ユニット）として組み立てた後にバーンイン試験を行う必要がある。そのため、１つでも不良品の半導体レーザ素子を組み込んでしまった場合は、残りの半導体レーザ素子が良品であっても半導体モジュールそのものを不良品とせざるを得ず、半導体モジュールの歩留まりが悪化するという問題があった。
また、特許文献２に記載された半導体モジュールは、半導体レーザ素子の放熱のために銅板などの金属板を設けているが、各チップごとに設ける必要があるために、小型化すると１つ当たりの面積を十分に確保することが困難になる。
さらに、特許文献２に記載された半導体モジュールは、３つの半導体レーザ素子を固定するために調整機などの設備が必要となり、そのための設備投資などが多くかかってしまう。
そこで、本発明は、例えば、歩留まりを向上させるとともに、レーザ光源の放熱性の向上や小型化を図り、さらに、多くの設備投資を行わずに製造することができるレーザ光源ユニットの製造方法およびそのレーザ光源ユニット並びにレーザ光源ユニット並びにそのレーザ光源ユニットを備えた画像表示装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、請求項１に記載のレーザ光源ユニットの製造方法は、一つのＣＡＮパッケージに取付けられた状態またはフレームパッケージに取付けられた状態の第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源とは異なる波長のレーザ光を出射する一つ以上のチップ状態の第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光と前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光とを合成する合成素子と、前記合成素子によって合成されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズと、を備え、前記第１のレーザ光源および前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光が予め定めた目標位置で所定の大きさの光径となるようにケースに配置されているレーザ光源ユニットの製造方法であって、前記第１のレーザ光源を取付け位置の調整をせずに前記ケースに固定する第一の工程と、前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径に基づいて、前記コリメータレンズの取付け位置を調整して前記ケースに固定する第二の工程と、前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径が前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径と一致するように、前記第２のレーザ光源の取付け位置を調整して半田により前記ケースに固定する第三の工程と、を順次実行することを特徴としている。
請求項３に記載のレーザ光源ユニットは、ケースと、一つのＣＡＮパッケージに取付けられた状態またはフレームパッケージに取付けられた状態の第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源とは異なる波長のレーザ光を出射する一つ以上のチップ状態の第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光と前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光とを合成する合成素子と、前記合成素子によって合成されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズと、を備え、前記第１のレーザ光源および前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光が予め定めた目標位置で所定の大きさの光径となるように前記ケースに配置されているレーザ光源ユニットであって、前記第１のレーザ光源は、取付け位置の調整をせずに前記ケースに固定され、前記コリメータレンズは、前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径に基づいて取付け位置の調整が行われて前記ケースに取付けられ、前記第２のレーザ光源は、該第２のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径が前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径と一致するように取付け位置の調整がされ半田により前記ケースに固定されたことを特徴としている。
従来のレーザ光源ユニットの構成図である。 本発明の一実施例にかかる画像表示装置のブロック図である。 図２に示された画像表示装置のレーザ光源ユニットを示した構成図である。 図３に示されたレーザ光源ユニットの銅板金の構成を示す説明図である。 図３に示されたレーザ光源ユニットの製造手順を示すフローチャートである。 図３に示されたレーザ光源ユニットの他の構成を示した簡略図である。 図３に示されたレーザ光源ユニットの他の構成を示した簡略図である。 図３に示されたレーザ光源ユニットの他の構成を示した簡略図である。
以下、本発明の一実施形態にかかるレーザ光源ユニットの製造方法を説明する。本発明の一実施形態にかかるレーザ光源ユニットの製造方法は、第一の工程で、第１のレーザ光源を取付け位置の調整をせずにケースに固定し、第二の工程で、第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径に基づいて、コリメータレンズの取付け位置を調整してケースに固定し、第三の工程で、第２のレーザ光源のから出射されたレーザ光の位置および光径が第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径と一致するように、第２のレーザ光源の取付け位置を調整して半田によりケースに固定しているので、コリメータレンズの取付け位置を調整することによってＣＡＮパッケージなどに取付けられた状態の第１のレーザ光源取付け時の調整が不要となり、また、残りのチップ状態の第２のレーザ光源は第１のレーザ光源を基準として調整を行うことができる。さらに、全てチップ状態のレーザ光源で構成した場合よりもチップ状態のレーザ光源の調整や固定のための設備を少なくでき、また、第１のレーザ光源の調整を省略できるために製造工程を簡素化することができる。
また、ケースは、当該ケース内へ貫通する孔が設けられるとともに断面が凹状の取付部を備え、第一の工程において、第１のレーザ光源を取付け位置の調整を行わずに取付部に固定してもよい。このようにすることにより、ケース内に第１のレーザ光源の一部を進入させつつケースに固定することができる。
また、本発明の一実施形態にかかるレーザ光源ユニットは、第１のレーザ光源が、取付け位置の調整をせずにケースに固定され、コリメータレンズは、第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径に基づいて取付け位置の調整が行われてケースに取付けられ、第２のレーザ光源は、第２のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径が第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径と一致するように取付け位置の調整がされ半田によりケースに固定されているので、コリメータレンズの取付け位置を調整することによってＣＡＮパッケージなどに取付けられた状態の第１のレーザ光源取付け時の調整が不要となり、また、残りのチップ状態の第２のレーザ光源は第１のレーザ光源を基準として取付け位置の調整を行うことができる。さらに、全てチップ状態のレーザ光源で構成した場合よりもチップ状態のレーザ光源の調整や固定のための設備を少なくでき、また、第１のレーザ光源の調整を省略できるために製造工程を簡素化することができる。
また、第１のレーザ光源は、ケースの当該レーザ光源から出射されたレーザ光が合成素子を通る距離が第２のレーザ光源から出射されたレーザ光が合成素子を通る距離よりも短くなる位置に設けられていてもよい。このようにすることにより、ＣＡＮパッケージまたはフレームパッケージによる影響を少なくして、全てＣＡＮパッケージまたはフレームパッケージに取付けられた状態とした場合と比較してレーザ光源ユニットを確実に小型化することができる。
また、ケースには、第２のレーザ光源が固定されるとともに、第２のレーザ光源が発生する熱を放熱する放熱板が設けられていてもよい。このようにすることにより、第１のレーザ光源の放熱用の金属板は不要になり、全てチップとした場合と比較して金属板１つ当たりの面積を広くして放熱性を向上することができる。
また、画像表示装置に上述したレーザ光源ユニットと、レーザ光源ユニットから出射されたレーザ光を画像表示部に走査させる光走査手段と、を備えてもよい。このようにすることにより、小型で放熱に優れるとともに歩留まりが高い画像表示装置を構成することができる。
本発明の一実施例にかかる画像表示装置１を図２乃至図５を参照して説明する。画像表示装置１は、図２に示すように画像信号入力部２と、ビデオＡＳＩＣ３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバＡＳＩＣ７と、ＭＥＭＳ制御部８と、レーザ光源ユニット９と、ＭＥＭＳミラー１０と、を備えている。
画像信号入力部２は、外部から入力される画像信号を受信してビデオＡＳＩＣ３に出力する。
ビデオＡＳＩＣ３は、画像信号入力部２から入力される画像信号およびＭＥＭＳミラー１０から入力される走査位置情報に基づいてレーザドライバＡＳＩＣ７やＭＥＭＳ制御部８を制御するブロックであり、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）として構成されている。ビデオＡＳＩＣ３は、同期／画像分離部３１と、ビットデータ変換部３２と、発光パターン変換部３３と、タイミングコントローラ３４と、を備えている。
同期／画像分離部３１は、画像信号入力部２から入力された画像信号から画像表示部であるスクリーン１１に表示される画像データと同期信号とを分離し、画像データをフレームメモリ４に書き込む。
ビットデータ変換部３２は、フレームメモリ４に書き込まれた画像データを読み出してビットデータに変換する。
発光パターン変換部３３は、ビットデータ変換部３２で変換されたビットデータを各レーザの発光パターンを表わす信号に変換する。
タイミングコントローラ３４は、同期／画像分離部３１、ビットデータ変換部３２の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ３４は、後述するＭＥＭＳ制御部８の動作タイミングも制御する。
フレームメモリ４は、同期／画像分離部３１で分離された画像データが書き込まれる。ＲＯＭ５は、ビデオＡＳＩＣ３が動作するための制御プログラムやデータ等が記憶されている。ＲＡＭ６は、ビデオＡＩＳＣ３が動作する際のワークメモリとして各種データ等が逐次読み書きされる。
レーザドライバＡＳＩＣ７は、後述するレーザ光源ユニット９に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックであり、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）として構成されている。レーザドライバＡＳＩＣ７は、赤色レーザ駆動回路７１と、緑色レーザ駆動回路７２と、青色レーザ駆動回路７３と、を備えている。
赤色レーザ駆動回路７１は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、赤色レーザＬＤ１を駆動する。緑色レーザ駆動回路７２は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、緑色レーザＬＤ２を駆動する。青色レーザ駆動回路７３は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、青色レーザＬＤ３を駆動する。
ＭＥＭＳ制御部８は、タイミングコントローラ３４が出力する信号に基づきＭＥＭＳミラー１０を制御する。ＭＥＭＳ制御部８は、サーボ回路８１と、ドライバ回路８２と、を備えている。
サーボ回路８１は、タイミングコントローラ３４からの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー１０の動作を制御する。
ドライバ回路８２は、サーボ回路８１が出力するＭＥＭＳミラー１０の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。
レーザ光源ユニット９は、図３に示すように、ケース９１と、波長選択性素子９２と、コリメータレンズ９３と、赤色レーザＬＤ１と、緑色レーザＬＤ２と、青色レーザＬＤ３と、を備えている。
ケース９１は、樹脂等で略箱状に形成されるとともに、図４に示すように後述する赤色レーザＬＤ１と緑色レーザＬＤ２の放熱のために、それぞれのレーザの取付位置を含むように銅板金などで構成された放熱板９５、９６がインサートされている。また、この放熱板９５、９６はケース９１の外表面に一部が露出している。
また、ケース９１には、後述する青色レーザＬＤ３を取り付けるために、ケース９１内へ貫通する孔が設けられているとともに断面が凹状のＣＡＮ取付部９１ａと、ＣＡＮ取付部９１ａと直交する面に設けられ、ケース９１内へ貫通する孔が設けられているとともに断面が凹状のコリメータ取付部９１ｂと、が形成されている。
合成素子としての波長選択性素子９２は、例えばトリクロイックプリズムなどで構成され、赤色レーザＬＤ１から出射されたレーザ光をコリメータレンズ９３へ向かって透過させ、緑色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光を反射面９２ａでコリメータレンズ９３へ向かって反射させ、青色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光を反射面９２ｂでコリメータレンズ９３へ向かって反射させる。このようにすることで、各レーザからの出射光が重ね合わされる。また、波長選択性素子９２は、ケース９１内のコリメータ取付部９１ｂの近傍に設けられている。
コリメータレンズ９３は、波長選択性素子９２から入射したレーザ光を平行光にしてＭＥＭＳミラー１０へ出射する。コリメータレンズ９３は、ケース９１のコリメータ取付部９１ｂに、後述する調整を行った後にＵＶ系接着剤９４などで固定される。即ち、合成素子の後段にコリメータレンズ９３が設けられている。
チップ状態のレーザ光源としての赤色レーザＬＤ１は、赤色のレーザ光を出射する。赤色レーザＬＤ１は半導体レーザ光源がチップ状態のまま、或いはチップがサブマウントなどに載置されてケース９１内の波長選択性素子９２とコリメータレンズ９３と同軸となる放熱板９５上の位置に固定されている。
チップ状態のレーザ光源としての緑色レーザＬＤ２は、緑色のレーザ光を出射する。緑色レーザＬＤ２は半導体レーザ光源がチップ状態のまま、或いはチップがサブマウントなどに載置されてケース９１内の出射したレーザ光が反射面９２ａによってコリメータレンズ９３へ向かって反射できる放熱板９６上の位置に固定されている。この赤色レーザＬＤ１と緑色レーザＬＤ２の位置は入れ替わっていても良い。なお、特許請求の範囲のチップ状態とは、半導体レーザ光源がウエハから切り離されたダイそのものだけでなく、上述したようにサブマウントにダイが載置された状態も含む。
ＣＡＮパッケージに取付けられた状態またはフレームパッケージに取付けられた状態のレーザ光源としての青色レーザＬＤ３は、青色のレーザ光を出射する。ここで、本実施例においては、青色レーザＬＤ３はＣＡＮパッケージ内に青色のレーザ光を発生する半導体レーザ光源チップＢが取付けられており、ケース９１のＣＡＮ取付部９１ａに固定されている。また、青色レーザＬＤ３の取付位置（ＣＡＮ取付部９１ａ）は、青色レーザＬＤ３から出射したレーザ光が波長選択性素子９２を通る距離が最も短くなる位置に設けられている。なお、ＣＡＮパッケージに取付けられた状態またはフレームパッケージに取付けられた状態のレーザ光源は青色のレーザ光源に限らないことは言うまでも無い。
赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２、青色レーザＬＤ３は、それぞれのレーザ光の出射位置からコリメータレンズ９３までの光学的距離を、波長により若干の差があるものの略同じにする必要がある。レーザ光源ユニット９を小型化するためには、この距離を短くする必要があるが、青色レーザＬＤ３はＣＡＮパッケージに取付けられた状態のため、半導体レーザ光源ＢからＣＡＮパッケージの外縁までの距離Ｌがあるために、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２のように波長選択性素子９２にレーザ光の出射位置を近づけることが容易ではない。そのため、青色レーザＬＤ３の出射光が波長選択性素子９２内を通る距離が赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２の出射光が波長選択性素子９２内を通る距離よりも短くすることで、レーザ光の出射位置からコリメータレンズ９３までの距離を短くして、レーザ光源ユニット９の小型化を図っている。勿論、青色レーザＬＤ３の出射光が波長選択性素子９２内を通る距離は短いほどレーザ光源ユニット９の小型化に寄与するので、図３に示したように最も短くなるように構成（コリメータレンズ９３側の端部に反射面９２ｂを設ける）すればＣＡＮパッケージによる影響を最小にすることができる。
走査手段としてのＭＥＭＳミラー１０は、レーザ光源ユニット９から出射されたレーザ光をスクリーン１１に向けて反射する。また、画像信号入力部２に入力された画像を表示するためにＭＥＭＳ制御部８からの制御によりスクリーン１１上を走査するように可動し、その際の走査位置情報（例えばミラーの角度などの情報）をビデオＡＳＩＣ３へ出力する。
次に、上述した構成のレーザ光源ユニット９を製造する際の手順について図５のフローチャートを参照して説明する。
まず、予め波長選択性素子９２が取り付けられているケース９１にＣＡＮレーザ（青色レーザＬＤ３）を取り付ける。この際、ケース９１のＣＡＮ取付部９１ａに固定するのみであり調整等は行わない（ステップＳ１）。即ち、ステップＳ１が特許請求の範囲の第一の工程に相当する。
次に、コリメータレンズ９３のコリメータ取付部９１ｂにおける位置を調整し、青色レーザＬＤ３の出射光の位置がレーザ光源ユニット９の外部に設けられたターゲット上の目標位置と合っているか、ターゲット上の光径が予め定めた大きさになっているかを判断して、出射光の位置が目標位置と合い光径が予め定めた大きさになっている場合はその位置にコリメータレンズ９３を固定し、そうでない場合は出射光の位置が目標位置と合い光径が予め定めた大きさになるまでコリメータレンズ９３の位置の調整を繰り返す（ステップＳ２〜Ｓ４）。即ち、ステップＳ２〜Ｓ４が特許請求の範囲の第二の工程に相当する。
次に、第１チップ（例えば赤色レーザＬＤ１とするが緑色レーザＬＤ２でもよい）の固定位置の調整を行う。この調整方法は、例えば赤色レーザＬＤ１をチャック等で掴み触針を落として点燈させながら赤色レーザＬＤ１の出射光がターゲット上で青色レーザＬＤ３の出射光の位置および光径と一致するようにする。そして、赤色レーザＬＤ１の出射光がターゲット上で青色レーザＬＤ３の出射光の位置および光径が一致する位置となった場合は半田などにより赤色レーザＬＤ１を固定する（ステップＳ５〜Ｓ７）。
次に、第２チップ（上述したステップで固定していない色の半導体レーザ光源チップ）の固定位置の調整を行う。この調整方法も第１チップと同様で、例えば緑色レーザＬＤ２をチャック等で掴み触針を落として点燈させながら緑色レーザＬＤ２の出射光がターゲット上で青色レーザＬＤ３、赤色レーザＬＤ１の出射光の位置および光径と一致するようにする。そして、緑色レーザＬＤ２の出射光がターゲット上で青色レーザＬＤ３、赤色レーザＬＤ１の出射光の位置および光径が一致する位置となった場合は半田などにより緑色レーザＬＤ２を固定する（ステップＳ８〜Ｓ１０）。即ち、ステップＳ５〜Ｓ１０が特許請求の範囲の第三の工程に相当する。
本実施形態によれば、画像表示装置１が備えているレーザ光源ユニット９において、３色のレーザ光源のうち、青色レーザＬＤ３がＣＡＮパッケージに取付けられた状態でケース９１内に設けられているとともに、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２がチップ状態でケース９１に設けられているので、青色レーザＬＤ３がバーンイン試験をパスしたＣＡＮパッケージ品で構成されているために、全てチップ状態とした場合よりも歩留まりを向上させることができる。また、放熱用のためには銅板金９５、９６の２チップ分設ければよく、３チップ分の場合と比較して銅板金の１つ当たりの面積を広くすることができる。さらに、調整機などの設備も削減でき、設備投資を抑えることができる。
また、ＣＡＮパッケージに取付けられた青色レーザＬＤ３は、ケース９１の当該青色レーザＬＤ３から出射された光が波長選択性素子９２を通る距離が最も短い位置に設けられているので、３色ともＣＡＮパッケージに取付けられた状態とした場合と比較してレーザ光源ユニット９を確実に小型化することができる。
また、波長選択性素子９２の後段にコリメータレンズ９３が設けられているので、コリメータレンズ９３を各レーザ光源と波長選択性素子９２との間に設けるよりもレーザ光源ユニット９を小型化することができる。
また、図５のフローチャートの手順で製造することで、青色レーザＬＤ３取付時の調整が不要になる。また、光学部品の調整もコリメータレンズ９３のみで良くなる。また、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２は、青色レーザＬＤ３を基準として調整を行うことができる。さらに、レーザ光源チップの調整や固定のための設備も全てチップ状態のレーザ光源とした場合よりも少なくでき、製造工程も簡素化することができる。
なお、実施例では青色のレーザ光源が、ＣＡＮパッケージに取付けられた状態でケース９１に設けられるようにしたが、ＣＡＮパッケージに限らず、樹脂モールドされたフレームパッケージに取り付けられた状態でケース９１に設けられるようにしてもよい。
また、レーザ光源ユニット９内の赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２、青色レーザＬＤ３の配置は、上述した実施例に示したものに限らず、例えば図６〜図８に示す構成としてもよい。図６〜図８は、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２、青色レーザＬＤ３と、波長選択性素子９２と、コリメータレンズ９３のみを記載して図を簡略化している。例えば、図６の構成の場合、波長選択性素子９２を中心として点対称の位置に緑色レーザＬＤ２と青色レーザＬＤ３とを配置したので投影面積を最小にすることができる。
前述した実施例によれば、以下のレーザ光源ユニット９の製造方法およびレーザ光源ユニット９が得られる。
（付記１）青色レーザＬＤ３と、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２と、青色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光と赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光とを合成する波長選択性素子９２と、波長選択性素子９２によって合成されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ９３と、を備え、青色レーザＬＤ３および赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光が予め定めた目標位置で所定の大きさの光径となるようにケース９１に配置されているレーザ光源ユニット９の製造方法であって、
青色レーザＬＤ３を取付け位置の調整をせずにケース９１に固定するステップＳ１と、
青色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光の位置および光径に基づいて、コリメータレンズ９３の取付け位置を調整してケース９１に固定するステップＳ２〜Ｓ４と、
赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光の位置および光径が青色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光の位置および光径と一致するように、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２の取付け位置を調整して半田によりケース９１に固定するステップＳ５〜Ｓ１０と、
を順次実行することを特徴とするレーザ光源ユニット９の製造方法。
このレーザ光源ユニットの製造方法によれば、コリメータレンズ９３の取付け位置を調整することによって青色レーザＬＤ３取付け時の調整が不要となり、また、残りの赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２は青色レーザＬＤ３を基準として調整を行うことができる。さらに、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２のような全てチップ状態のレーザ光源で構成した場合よりもチップ状態のレーザ光源の調整や固定のための設備を少なくでき、また、第１のレーザ光源の調整を省略できるために製造工程を簡素化することができる。
（付記２）ケース９１と、青色レーザＬＤ３と、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２と、青色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光と、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光とを合成する波長選択性素子９２と、波長選択性素子９２によって合成されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ９３と、を備え、青色レーザＬＤ３および赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光が予め定めた目標位置で所定の大きさの光径となるようにケース９１に配置されているレーザ光源ユニット９であって、
青色レーザＬＤ３は、取付け位置の調整をせずにケース９１に固定され、
コリメータレンズ９３は、青色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光の位置および光径に基づいて取付け位置の調整が行われてケース９１に取付けられ、
赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２は、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光の位置および光径が青色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光の位置および光径と一致するように取付け位置の調整がされ半田によりケース９１に固定されたことを特徴とするレーザ光源ユニット９。
このレーザ光源ユニット９によれば、コリメータレンズ９３の取付け位置を調整することによって青色レーザＬＤ３取付け時の調整が不要となり、また、残りの赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２は青色レーザＬＤ３を基準として調整を行うことができる。さらに、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２のような全てチップ状態のレーザ光源で構成した場合よりもチップ状態のレーザ光源の調整や固定のための設備を少なくでき、また、第１のレーザ光源の調整を省略できるために製造工程を簡素化することができる。

なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
１ 画像表示装置
９ レーザ光源ユニット
１０ ＭＥＭＳミラー（走査手段）
１１ スクリーン（画像表示部）
９１ ケース
９２ 波長選択性素子（合成素子）
９３ コリメータレンズ
９５ 銅板金（放熱板）
９６ 銅板金（放熱板）
ＬＤ１ 赤色レーザ（チップ状態のレーザ光源）
ＬＤ２ 緑色レーザ（チップ状態のレーザ光源）
ＬＤ３ 青色レーザ（ＣＡＮパッケージに取付けられた状態のレーザ光源）
Ｓ１ ＣＡＮレーザ取り付け（第一の工程）
Ｓ２ コリメータレンズ調整（第二の工程）
Ｓ３ 予め定めた位置・光径になっているか（第二の工程）
Ｓ４ コリメータレンズ固定（第二の工程）
Ｓ５ 第１チップ固定位置調整（第三の工程）
Ｓ６ ＣＡＮレーザの出射光と同じ位置・光径か（第三の工程）
Ｓ７ 第１チップ固定（第三の工程）
Ｓ８ 第２チップ固定位置調整（第三の工程）
Ｓ９ ＣＡＮレーザの出射光と同じ位置・光径か（第三の工程）
Ｓ１０ 第２チップ固定（第三の工程）

Claims (6)

  1. 一つのＣＡＮパッケージに取付けられた状態またはフレームパッケージに取付けられた状態の第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源とは異なる波長のレーザ光を出射する一つ以上のチップ状態の第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光と前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光とを合成する合成素子と、前記合成素子によって合成されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズと、を備え、前記第１のレーザ光源および前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光が予め定めた目標位置で所定の大きさの光径となるようにケースに配置されているレーザ光源ユニットの製造方法であって、
    前記第１のレーザ光源を取付け位置の調整をせずに前記ケースに固定する第一の工程と、
    前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径に基づいて、前記コリメータレンズの取付け位置を調整して前記ケースに固定する第二の工程と、
    前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径が前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径と一致するように、前記第２のレーザ光源の取付け位置を調整して半田により前記ケースに固定する第三の工程と、
    を順次実行することを特徴とするレーザ光源ユニットの製造方法。
  2. 前記ケースは、当該ケース内へ貫通する孔が設けられるとともに断面が凹状の取付部を備え、
    前記第一の工程において、前記第１のレーザ光源を取付け位置の調整を行わずに前記取付部に固定する、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源ユニットの製造方法。
  3. ケースと、一つのＣＡＮパッケージに取付けられた状態またはフレームパッケージに取付けられた状態の第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源とは異なる波長のレーザ光を出射する一つ以上のチップ状態の第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光と前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光とを合成する合成素子と、前記合成素子によって合成されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズと、を備え、前記第１のレーザ光源および前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光が予め定めた目標位置で所定の大きさの光径となるように前記ケースに配置されているレーザ光源ユニットであって、
    前記第１のレーザ光源は、取付け位置の調整をせずに前記ケースに固定され、
    前記コリメータレンズは、前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径に基づいて取付け位置の調整が行われて前記ケースに取付けられ、
    前記第２のレーザ光源は、該第２のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径が前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の位置および光径と一致するように取付け位置の調整がされ半田により前記ケースに固定されたことを特徴とするレーザ光源ユニット。
  4. 前記第１のレーザ光源は、前記ケースの当該レーザ光源から出射されたレーザ光が前記合成素子を通る距離が前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光が前記合成素子を通る距離よりも短くなる位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のレーザ光源ユニット。
  5. 前記ケースには、前記第２のレーザ光源が固定されるとともに、前記第２のレーザ光源が発生する熱を放熱する放熱板が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のレーザ光源ユニット。
  6. 請求項３乃至５のうちいずれか一項に記載のレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射されたレーザ光を画像表示部に走査させる光走査手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
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