JP4769909B1

JP4769909B1 - レーザ光源装置

Info

Publication number: JP4769909B1
Application number: JP2011002876A
Authority: JP
Inventors: 雄一畑瀬; 賢下之薗; 宏平須山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2031-01-11
Also published as: JP2012146768A

Abstract

【課題】半導体レーザを半田付けで基台に固定する場合に、半田に混入されたフラックスでレーザチップの出射面が汚染されることを防ぐ。
【解決手段】レーザ光を出力するレーザチップ４１をマウント部材５２の上面に実装した半導体レーザ３１と、この半導体レーザが半田付けにより固着される半導体レーザ取付部５３を備えた基台３８と、を有し、半導体レーザ取付部は、マウント部材の底面５２ａが半田７１を介して接合される取付面７２を上面に備え、半導体レーザは、マウント部材が庇状に張り出すように半導体レーザ取付部に取り付けられたものとする。特に、半導体レーザ取付部は、取付面の外側に、その取付面より低く形成された段差面を備え、この段差面に上方が開放された凹部が形成されたものとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体レーザを用いたレーザ光源装置に関し、特に画像表示装置の光源に用いられるレーザ光源装置に関するものである。

近年、画像表示装置の光源に半導体レーザを用いる技術が注目されている。この半導体レーザは、従来から画像表示装置に多用されてきた水銀ランプに比較して、色再現性がよい点、瞬時点灯が可能である点、長寿命である点、高効率で消費電力を低減することができる点、ならびに小型化が容易である点など、種々の利点を有している。

このような画像表示装置に用いられるレーザ光源装置においては、緑色レーザ光を直接出力する半導体レーザに高出力のものがないため、半導体レーザから励起用レーザ光を出力させ、この励起用レーザ光で固体レーザ素子を励起させて赤外レーザ光を出力させ、この赤外レーザ光の波長を波長変換素子で変換して緑色レーザ光を出力するようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−１６８３３号公報

前記のような構成の緑色レーザ光源装置は、半導体レーザの他に、固体レーザ素子や波長変換素子などの種々の光学部材を有するため、これらの部材を基台に一体的に支持させる構成とするとよいが、半導体レーザは非常に小型の部品であるため、ねじ止めにより基台に取り付けることが難しい。そこで、半田付けで半導体レーザを基台に固定することが考えられる。

半田付けで半導体レーザを基台に固定するには、リフロー方式を作用するとよく、この場合、基台の取付面にペースト状の半田を塗布してその上に半導体レーザを載置してリフロー槽に通すことになる。ところが、このような半田付けの際に、半田に混入されたフラックスが気化して、上方にあるレーザチップの出射面に付着してその出射面を汚染してしまう。この出射面の汚染は、レーザ光の出力低下を招き、十分な強度のレーザ光を出力することができなくなるという問題を招くことから、避けることが望ましい。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、半導体レーザを半田付けで基台に固定する場合に、半田に混入されたフラックスでレーザチップの出射面が汚染されることを防ぐことができるように構成されたレーザ光源装置を提供することにある。

本発明のレーザ光源装置は、レーザ光を出力するレーザチップをマウント部材の上面に実装した半導体レーザと、この半導体レーザが半田付けにより固着される半導体レーザ取付部を備えた基台と、この基台に取り付けられ前記半導体レーザから出力されるレーザ光を集光する集光レンズと、を備え、前記半導体レーザ取付部は、前記マウント部材の底面が半田を介して接合される取付面を上面に有し、この取付面の外側に、その取付面より低く形成された段差面を備え、この段差面に上方が開放された凹部が形成され、前記半導体レーザは、少なくとも前記レーザチップの出射面側において前記マウント部材が前記取付面の外側に庇状に張り出すように前記半導体レーザ取付部に取り付けられ、前記集光レンズは、前記レーザチップの出射面から２００μｍ以内に近接して配置される構成とする。

本発明によれば、半田に混入されたフラックスの気化により発生するフラックスガスが、庇状に張り出したマウント部材で遮られて、マウント部材の上方にあるレーザチップの出射面に届きにくくなるため、半導体レーザの出射面がフラックスで汚染されることを抑制することができ、加えて、余剰の半田の影響を受けることなく、集光レンズをレーザチップの出射面に対して十分に近接させることができる。

本発明による画像表示装置の光学エンジン部１の概略構成図緑色レーザ光源装置２におけるレーザ光の状況を示す模式図緑色レーザ光源装置２の斜視図半導体レーザ３１を基台３８に取り付ける状態を示す斜視図基台３８の半導体レーザ取付部５３を示す断面図半田およびフラックスガスの状態を示す断面図本発明による画像表示装置８１をノート型の情報処理装置８２に内蔵した例を示す斜視図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、レーザ光を出力するレーザチップをマウント部材の上面に実装した半導体レーザと、この半導体レーザが半田付けにより固着される半導体レーザ取付部を備えた基台と、この基台に取り付けられ前記半導体レーザから出力されるレーザ光を集光する集光レンズと、を備え、前記半導体レーザ取付部は、前記マウント部材の底面が半田を介して接合される取付面を上面に有し、この取付面の外側に、その取付面より低く形成された段差面を備え、この段差面に上方が開放された凹部が形成され、前記半導体レーザは、少なくとも前記レーザチップの出射面側において前記マウント部材が前記取付面の外側に庇状に張り出すように前記半導体レーザ取付部に取り付けられ、前記集光レンズは、前記レーザチップの出射面から２００μｍ以内に近接して配置される構成とする。

これによると、半田に混入されたフラックスの気化により発生するフラックスガスが、庇状に張り出したマウント部材で遮られて、マウント部材の上方にあるレーザチップの出射面に届きにくくなるため、半導体レーザの出射面がフラックスで汚染されることを抑制することができ、加えて、余剰の半田の影響を受けることなく、集光レンズをレーザチップの出射面に対して十分に近接させることができる。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記凹部は、庇状に張り出した前記マウント部材で上方を全て覆われるように設けられた構成とする。

これによると、凹部に溜まった半田から発生するフラックスガスが、庇状に張り出したマウント部材で遮られて、マウント部材の上方にあるレーザチップの出射面に届きにくくなるため、レーザチップの出射面が流れ落ちた半田に起因するフラックスで汚染されることを防ぐことができる。

また、第３の発明は、前記第１若しくは第２の発明において、前記凹部は、前記取付面を取り囲むように溝状に形成された構成とする。

これによると、凹部が取付面を取り囲むように溝状に形成されているため、取付面からはみ出した余剰の半田を確実に捕捉して、余剰の半田が基台の半導体レーザ取付部以外の部分へ流れ出すことを確実に防止することができる。

また、第４の発明は、前記第１乃至第３の発明において、前記半導体レーザは、励起用レーザ光を出力するものであり、この半導体レーザから出力された励起用レーザ光により励起されて赤外レーザ光を出力する固体レーザ素子と、この固体レーザ素子から出力された赤外レーザ光の波長を変換して緑色レーザ光を出力する波長変換素子と、を備え、前記固体レーザ素子および前記波長変換素子が、前記半導体レーザともに前記基台に一体的に支持された構成とする。

これによると、高出力の緑色レーザ光を出力することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明による画像表示装置の光学エンジン部１の概略構成図である。

この光学エンジン部１は、所要の画像をスクリーンに投影表示するものであり、緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置２と、赤色レーザ光を出力する赤色レーザ光源装置３と、青色レーザ光を出力する青色レーザ光源装置４と、映像信号に応じて各レーザ光源装置２〜４からのレーザ光の変調を行う液晶反射型の光変調素子５と、各レーザ光源装置２〜４からのレーザ光を反射させて光変調素子５に照射させるとともに光変調素子５から出射された変調レーザ光を透過させる偏光ビームスプリッタ６と、各レーザ光源装置２〜４から出射されるレーザ光を偏光ビームスプリッタ６に導くリレー光学系７と、偏光ビームスプリッタ６を透過した変調レーザ光をスクリーンに投射する投射光学系８と、を備えている。

この光学エンジン部１は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式でカラー画像を表示するものであり、各レーザ光源装置２〜４から各色のレーザ光が時分割で順次出力され、各色のレーザ光による画像が視覚の残像効果によってカラー画像として認識される。

リレー光学系７は、各レーザ光源装置２〜４から出射される各色のレーザ光を平行ビームに変換するコリメータレンズ１１〜１３と、コリメータレンズ１１〜１３を通過した各色のレーザ光を所要の方向に導く第１および第２のダイクロイックミラー１４，１５と、ダイクロイックミラー１４，１５により導かれたレーザ光を拡散させる拡散板１６と、拡散板１６を通過したレーザ光を収束レーザに変換するフィールドレンズ１７と、を備えている。

投射光学系８からスクリーンＳに向けてレーザ光が出射される側を前側とすると、青色レーザ光源装置４から青色レーザ光が後方に向けて出射され、この青色レーザ光の光軸に対して緑色レーザ光の光軸および赤色レーザ光の光軸が互いに直交するように、緑色レーザ光源装置２および赤色レーザ光源装置３から緑色レーザ光および赤色レーザ光が出射され、この青色レーザ光、赤色レーザ光、および緑色レーザ光が、２つのダイクロイックミラー１４，１５で同一の光路に導かれる。すなわち、青色レーザ光と緑色レーザ光が第１のダイクロイックミラー１４で同一の光路に導かれ、青色レーザ光および緑色レーザ光と赤色レーザ光が第２のダイクロイックミラー１５で同一の光路に導かれる。

第１および第２のダイクロイックミラー１４，１５は、表面に所定の波長のレーザ光を透過および反射させるための膜が形成されたものであり、第１のダイクロイックミラー１４は、青色レーザ光を透過するとともに緑色レーザ光を反射させる。第２のダイクロイックミラー１５は、赤色レーザ光を透過するとともに青色レーザ光および緑色レーザ光を反射させる。

これらの各光学部材は、筐体２１に支持されている。この筐体２１は、各レーザ光源装置２〜４で発生した熱を放熱する放熱体として機能し、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料で形成されている。

緑色レーザ光源装置２は、側方に向けて突出した状態で筐体２１に形成された取付部２２に取り付けられている。この取付部２２は、リレー光学系７の収容スペースの前方と側方にそれぞれ位置する前壁部２３と側壁部２４とが交わる角部から側壁部２４に直交する向きに突出した状態で設けられている。赤色レーザ光源装置３は、ホルダ２５に保持された状態で側壁部２４の外面側に取り付けられている。青色レーザ光源装置４は、ホルダ２６に保持された状態で前壁部２３の外面側に取り付けられている。

赤色レーザ光源装置３および青色レーザ光源装置４は、いわゆるＣＡＮパッケージで構成され、レーザ光を出力するレーザチップが、ステムに支持された状態で缶状の外装部の中心軸上に光軸が位置するように配置されたものであり、外装部の開口に設けられたガラス窓からレーザ光が出射される。この赤色レーザ光源装置３および青色レーザ光源装置４は、ホルダ２５，２６に開設された取付孔２７，２８に圧入するなどしてホルダ２５，２６に対して固定される。青色レーザ光源装置４および赤色レーザ光源装置３のレーザチップの発熱は、ホルダ２５，２６を介して筐体２１に伝達されて放熱され、各ホルダ２５，２６は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料で形成されている。

緑色レーザ光源装置２は、励起用レーザ光を出力する半導体レーザ３１と、半導体レーザ３１から出力された励起用レーザ光を集光する集光レンズであるＦＡＣ（Fast-Axis Collimator）レンズ３２およびロッドレンズ３３と、励起用レーザ光により励起されて基本レーザ光（赤外レーザ光）を出力する固体レーザ素子３４と、基本レーザ光の波長を変換して半波長レーザ光（緑色レーザ光）を出力する波長変換素子３５と、固体レーザ素子３４とともに共振器を構成する凹面ミラー３６と、励起用レーザ光および基本波長レーザ光の漏洩を阻止するガラスカバー３７と、各部を支持する基台３８と、各部を覆うカバー体３９と、を備えている。

この緑色レーザ光源装置２は、基台３８を筐体２１の取付部２２に取り付けて固定され、緑色レーザ光源装置２と筐体２１の側壁部２４との間に所要の幅（例えば０．５ｍｍ以下）の間隙が形成される。これにより、緑色レーザ光源装置２の熱が赤色レーザ光源装置３に伝わりにくくなり、赤色レーザ光源装置３の昇温を抑制して、温度特性の悪い赤色レーザ光源装置３を安定的に動作させることができる。また、赤色レーザ光源装置３の所要の光軸調整代（例えば０．３ｍｍ程度）を確保するため、緑色レーザ光源装置２と赤色レーザ光源装置３との間に所要の幅（例えば０．３ｍｍ以上）の間隙が設けられている。

図２は、緑色レーザ光源装置２におけるレーザ光の状況を示す模式図である。半導体レーザ３１のレーザチップ４１は、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光を出力する。ＦＡＣレンズ３２は、レーザ光のファースト軸（光軸方向に対して直交し且つ図の紙面に沿う方向）の拡がりを低減する。ロッドレンズ３３は、レーザ光のスロー軸（図の紙面に対して直交する方向）の拡がりを低減する。

固体レーザ素子３４は、いわゆる固体レーザ結晶であり、ロッドレンズ３３を通過した波長８０８ｎｍの励起用レーザ光により励起されて波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光（赤外レーザ光）を出力する。この固体レーザ素子３４は、Ｙ（イットリウム）ＶＯ_４（バナデート）からなる無機光学活性物質（結晶）にＮｄ（ネオジウム）をドーピングしたものであり、より具体的には、母材であるＹＶＯ_４のＹに蛍光を発する元素であるＮｄ^＋３に置換してドーピングしたものである。

固体レーザ素子３４におけるロッドレンズ３３に対向する側には、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光に対する反射防止と、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する高反射の機能を有する膜４２が形成されている。固体レーザ素子３４における波長変換素子３５に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜４３が形成されている。

波長変換素子３５は、いわゆるＳＨＧ（Second Harmonics Generation）素子であり、固体レーザ素子３４から出力される波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光（赤外レーザ光）の波長を変換して波長５３２ｎｍの半波長レーザ光（緑色レーザ光）を生成する。この波長変換素子３５は、強誘電体結晶に、分極が反転した領域とそのままの領域を交互に形成した、周期的な分極反転構造を備えたものであり、分極反転周期方向（分極反転領域の配列方向）に基本波長レーザ光を入射させる。なお、強誘電体結晶には、例えばＬＮ（ニオブ酸リチウム）にＭｇＯを添加したものが用いられる。

波長変換素子３５における固体レーザ素子３４に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光に対する反射防止と、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する高反射の機能を有する膜４４が形成されている。波長変換素子３５における凹面ミラー３６に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜４５が形成されている。

凹面ミラー３６は、波長変換素子３５に対向する側に凹面を有し、この凹面には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光に対する高反射と、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜４６が形成されている。これにより、固体レーザ素子３４の膜４２と凹面ミラー３６の膜４６との間で、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光が共振して増幅される。

波長変換素子３５では、固体レーザ素子３４から入射した波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光の一部が波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に変換され、変換されずに波長変換素子３５を通過した波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光は、凹面ミラー３６で反射されて波長変換素子３５に再度入射し、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に変換される。この波長５３２ｎｍの半波長レーザ光は、波長変換素子３５の膜４４で反射されて波長変換素子３５から出射される。

ここで、固体レーザ素子３４から波長変換素子３５に入射して波長変換素子３５で波長変換されて波長変換素子３５から出射されるレーザ光のビームＢ１と、凹面ミラー３６で一旦反射されて波長変換素子３５に入射して膜４４で反射されて波長変換素子３５から出射されるレーザ光のビームＢ２とが互いに重なり合う状態では、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光と波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光とが干渉を起こして出力が低下する。

そこでここでは、波長変換素子３５を光軸方向に対して傾斜させて、入射面および出射面での屈折作用により、レーザ光のビームＢ１、Ｂ２が互いに重なり合わないようにして、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光と波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光との干渉を防ぐようにしており、これにより出力低下を避けることができる。

なお、図１に示したガラスカバー３７には、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光および波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光が外部に漏洩することを防止するため、これらのレーザ光を透過しない膜が形成されている。

図３は、緑色レーザ光源装置２の斜視図である。半導体レーザ３１、ロッドレンズ３３、固体レーザ素子３４、波長変換素子３５、および凹面ミラー３６は、基台３８に一体的に支持されている。基台３８の底面５１は光軸方向に対して平行となる。ここでは、基台３８の底面５１に対して直交する方向を高さ方向とし、この高さ方向および光軸方向に対して直交する方向を幅方向とする。また、基台３８の底面５１に近接する側を下、底面５１と相反する側を上として説明するが、これは実際の装置の上下方向と必ずしも一致するものではない。

半導体レーザ３１は、レーザ光を出力するレーザチップ４１をマウント部材５２に実装したものである。レーザチップ４１は、光軸方向に長い帯板状をなし、光出射面を集光レンズ３３側に向けた状態で、平板状をなすマウント部材５２の一面の幅方向の略中心位置に固着されている。この半導体レーザ３１は、基台３８に形成された半導体レーザ取付部５３に半田付けで固定される。

ロッドレンズ３３は、集光レンズホルダ５４に保持される。この集光レンズホルダ５４は、支持部材５５を介して基台３８に固定される。集光レンズホルダ５４は、光軸方向に移動可能に支持部材５５に連結されており、また支持部材５５は、高さ方向に移動可能に基台３８に連結されており、これによりロッドレンズ３３の位置が、高さ方向および光軸方向について調整される。ロッドレンズ３３は位置調整作業の前に集光レンズホルダ５４に接着剤で固定され、位置調整作業の後に、集光レンズホルダ５４と支持部材５５と基台３８とが接着剤で互いに固定される。なお、この図３においては後に説明するレーザチップ４１の陰に隠れて見えないが、図２に示したＦＡＣレンズ３２も図３に示した集光レンズホルダ５４に保持される。

固体レーザ素子３４は、基台３８に一体的に形成された固体レーザ素子保持部５６に保持される。固体レーザ素子３４と固体レーザ素子保持部５６とは接着剤で互いに固定される。

波長変換素子３５は、波長変換素子ホルダ５７に保持される。この波長変換素子ホルダ５７は、波長変換素子３５の幅方向の位置を調整することができるように、基台３８に一体的に形成されたホルダ支持部５８に対して、幅方向に移動可能に設けられている。波長変換素子３５は位置調整作業の前に波長変換素子ホルダ５７に接着剤で固定され、位置調整作業の後に、波長変換素子ホルダ５７とホルダ支持部５８とが接着剤で互いに固定される。

凹面ミラー３６は、基台３８に一体的に形成された凹面ミラー保持部５９に保持される。

半導体レーザ３１のレーザチップ４１には、レーザ駆動部６１から供給される駆動電圧がリード線６２，６３を介して印加される。アノード側のリード線６２は、中継基板６４を介して、レーザチップ４１のリード部６５に接続されている。カソード側のリード線６３は、中継基板６４を介して、基台３８の半導体レーザ取付部５３の側面に突出形成された端子部６６に接続されている。半導体レーザ３１のマウント部材５２は、半田を介して基台３８の半導体レーザ取付部５３に固着され、マウント部材５２の下面側に設けられたカソード側の電極が半田層を介して半導体レーザ取付部５３と電気的に接続される。

中継基板６４は、アノード側およびカソード側の導電パターン６７，６８を備えている。アノード側の導電パターン６７には、中継基板６４を貫通する態様で設けられたレーザチップ４１のリード部６５と、リード線（被覆導線）６２の被覆を除去した端末６２ａが半田付けされ、リード部６５とリード線６２とが電気的に接続される。カソード側の導電パターン６８には、中継基板６４を貫通する態様で設けられた半導体レーザ取付部５３の端子部６６と、リード線（被覆導線）６３の被覆を除去した端末６３ａが半田付けされ、端子部６６とリード線６３とが電気的に接続される。なお、リード線６２，６３は、電流容量を確保するため、２本ずつ設けられている。

図４は、半導体レーザ３１を基台３８に取り付ける状態を示す斜視図である。図５は、基台３８の半導体レーザ取付部５３を示す断面図である。図６は、半田およびフラックスガスの状態を示す断面図である。

図４に示すように、半導体レーザ３１は、基台３８の半導体レーザ取付部５３に半田付けで固着される。半導体レーザ取付部５３には、半導体レーザ３１のマウント部材５２の底面５２ａが半田７１を介して接合される平坦な取付面７２が形成されている。半田付けはリフロー方式で行われ、半田７１には、半田粉末にフラックスなどを添加して混練したクリーム半田（半田ペースト）が用いられ、半田７１を取付面７２に塗布し、その上に半導体レーザ３１を載置してリフロー槽に通す。なお、この半田付け工程は、基台３８に他の部品が取り付けられていない状態で行われる。

基台３８は、ダイカスト用亜鉛合金（ＺＤＣ２）からなるダイカスト成型品である。ダイカスト用亜鉛合金は、比較的安価であり、融点が低いため生産性がよく、さらに複雑な形状を精度よく製作することができる。一方、比較的低い温度で塑性変形を生じる特性（クリープ性）があるが、半田の融点（例えば１３８℃）を超える高温（例えば１９０℃）でも短時間（例えば１０秒以下）であれば変形が生じないため、リフロー方式による半田付けが可能である。なお、ダイカスト用亜鉛合金の成形品には全面を銅下地とした錫銅メッキが施される。また、基台３８の形成材料としては、ダイカスト用亜鉛合金の他に、例えばダイカスト用アルミニウム合金なども可能である。

半導体レーザ取付部５３の取付面７２は、マウント部材５２の底面５２ａより小さく形成され、図５に示すように、マウント部材５２が取付面７２からはみ出して、マウント部材５２が取付面７２の外側に庇状に張り出す形態となっている。特にここでは、図４に示したように、略方形状をなす取付面７２が、略方形状をなすマウント部材５２の底面５２ａに対して、縦方向（光軸方向）および横方向（幅方向）の双方で短寸に形成され、マウント部材５２の外縁部が全周に渡って庇状に張り出す形態となっている。

また、半導体レーザ取付部５３には、取付面７２の外周側において取付面７２より１段低く形成された段差面７３が設けられており、この段差面７３から上方に突出するように、取付面７２を上面に備えた取付段部７４が形成されている。段差面７３には、上方が開放された凹部７５が形成されている。特にここでは、凹部７５が、取付段部７４を取り囲むように略方形状の溝状に形成されている。

半導体レーザ取付部５３に半導体レーザ３１を載置してリフロー槽に通すと、図６に示すように、高温により半田７１に混入されたフラックスが気化してフラックスガスが発生する。このフラックスガスは、マウント部材５２の底面５２ａと取付面７２との間から側方に噴出して上昇するが、庇状に張り出したマウント部材５２で遮られるため、マウント部材５２の上方にあるレーザチップ４１の出射面４１ａに届きにくくなる。これにより、レーザチップ４１の出射面４１ａがフラックスで汚染されることを防ぐことができる。

一方、マウント部材５２を庇状に張り出すことで、取付面７２からはみ出した余剰の半田が取付面７２から流れ落ちるが、ここでは取付面７２の外周側の段差面７３に凹部７５が形成されているため、余剰の半田は凹部７５に流れ込んでここに停留する。これにより、余剰の半田が基台３８の半導体レーザ取付部５３以外の部分へ流れ出してその部分を汚染することを防止することができる。

特に、基台３８の半導体レーザ取付部５３の集光レンズホルダ５４（図３参照）側、すなわち図５における半導体レーザ取付部５３の左側面への半田の流れ出しは防がなければならない。半導体レーザ３１のレーザチップ４１の出射面４１ａより出射されるレーザ光は、特にファースト軸（光軸方向に対して直交し且つ図の紙面に沿う方向）への拡がりが顕著であり、急角度で拡がる。そのため、ＦＡＣレンズ３２（図２参照）と半導体レーザ３１のレーザチップ４１の出射面４１ａとは、例えば２００μｍ以内に近接させなければならない。もし余剰の半田が基台３８の半導体レーザ取付部５３の左側面に流れ出してしまうと、ＦＡＣレンズ３２（図２参照）を半導体レーザ３１のレーザチップ４１の出射面４１ａに近づけることが出来なくなる。したがって、取付面７２の外周側の段差面７３に凹部７５が設けられ、半田の流れ出しを防止している。これにより、ＦＡＣレンズ３２（図２参照）を半導体レーザ３１のレーザチップ４１の出射面４１ａに対して十分に近接させることができる。

また、凹部７５は、マウント部材５２の端面５２ａより内側に位置し、庇状に張り出したマウント部材５２で上方を全て覆われるように設けられている。これにより、凹部７５に溜まった半田から発生するフラックスガスが、庇状に張り出したマウント部材５２で遮られて、マウント部材５２の上方にあるレーザチップ４１の出射面４１ａに届きにくくなるため、レーザチップ４１の出射面４１ａが流れ落ちた半田に起因するフラックスで汚染されることを防ぐことができる。

なお、前記の例では、マウント部材５２の外縁部が全周に渡って庇状に張り出す構成としたが、レーザチップ４１の出射面４１ａ側のみマウント部材５２が庇状に張り出す構成としてもよい。これにより、レーザチップ４１の出射面４１ａがフラックスで汚染されることを防ぐことができる。それに加えて、もし万一、余剰の半田が基台３８の半導体レーザ取付部５３の左側面に流れ出してしまったとしても、マウント部材５２のレーザチップ４１の出射面４１ａが基台３８の半導体レーザ取付部５３の左側面よりも張り出していれば、ＦＡＣレンズ３２（図２参照）を半導体レーザ３１のレーザチップ４１の出射面４１ａに近づけることが出来なくなるという不具合を低減することができる。

図７は、本発明による画像表示装置８１を携帯型情報処理装置８２に内蔵した例を示す斜視図である。携帯型情報処理装置８２の本体８３には、光ディスク装置などの周辺機器が取り替え可能に収容される収容スペース、いわゆるドライブベイが、キーボード８４の裏面側に形成されており、このドライブベイに画像表示装置８１が取り付けられている。

画像表示装置８１は、筐体８５と、筐体８５に対して出し入れ可能に設けられた可動体８６と、を有している。可動体８６は、図１に示した光学エンジン部１が収容された光学エンジンユニット８７と、この光学エンジンユニット１３内の光学エンジン部１を制御するための基板などが収容された制御ユニット８８とで構成され、光学エンジンユニット８７が上下方向に回動可能に制御ユニット８８に支持されている。

不使用時には可動体８６が筐体８５内に格納され、使用時には可動体８６が筐体８５から引き出され、光学エンジンユニット８７を回動させて、光学エンジンユニット８７からのレーザ光の投写角度を調整することで、レーザ光をスクリーンＳ上に適切に投写させることができる。

本発明にかかるレーザ光源装置は、半導体レーザを半田付けで基台に固定する場合に、半田に混入されたフラックスでレーザチップの出射面が汚染されることを防ぐことができる効果を有し、画像表示装置の光源に用いられるレーザ光源装置などとして有用である。

１光学エンジン部
２緑色レーザ光源装置
３赤色レーザ光源装置
４青色レーザ光源装置
３１半導体レーザ
３４固体レーザ素子
３５波長変換素子
３８基台
４１レーザチップ
５２マウント部材、５２ａ底面
５３半導体レーザ取付部
７１半田
７２取付面
７３段差面
７５凹部

Claims

レーザ光を出力するレーザチップをマウント部材の上面に実装した半導体レーザと、
この半導体レーザが半田付けにより固着される半導体レーザ取付部を備えた基台と、
この基台に取り付けられ前記半導体レーザから出力されるレーザ光を集光する集光レンズと、を備え、
前記半導体レーザ取付部は、前記マウント部材の底面が半田を介して接合される取付面を上面に有し、この取付面の外側に、その取付面より低く形成された段差面を備え、この段差面に上方が開放された凹部が形成され、前記半導体レーザは、少なくとも前記レーザチップの出射面側において前記マウント部材が前記取付面の外側に庇状に張り出すように前記半導体レーザ取付部に取り付けられ、前記集光レンズは、前記レーザチップの出射面から２００μｍ以内に近接して配置されることを特徴とするレーザ光源装置。
前記凹部は、庇状に張り出した前記マウント部材で上方を全て覆われるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
前記凹部は、前記取付面を取り囲むように溝状に形成されたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のレーザ光源装置。
前記半導体レーザは、励起用レーザ光を出力するものであり、
この半導体レーザから出力された励起用レーザ光により励起されて赤外レーザ光を出力する固体レーザ素子と、この固体レーザ素子から出力された赤外レーザ光の波長を変換して緑色レーザ光を出力する波長変換素子と、を備え、
前記固体レーザ素子および前記波長変換素子が、前記半導体レーザともに前記基台に一体的に支持されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレーザ光源装置。