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JP6380471B2 - Three color light source - Google Patents

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Description

本発明は、ディスプレイ、照明、通信、分析又は医療機器等に用いられる三色光光源に関する。   The present invention relates to a three-color light source used for a display, illumination, communication, analysis, medical equipment, or the like.

特許文献1には、スクリーンに画像を映し出すプロジェクションディスプレイであるレーザ投射装置が記載されている。このレーザ投射装置は、赤色レーザ光源と、青色レーザ光源と、緑色レーザ光源と、放熱部と、を有する。放熱部は、冷却水を筐体内に出力することによって、レーザ投射装置の筐体内の熱を外部に放出する。放熱部から出力された冷却水は、赤色レーザ光源を冷却した後に、青色レーザ光源及び緑色レーザ光源から熱を奪い、放熱部に戻る。このように、冷却水によって、赤色レーザ光源は、青色レーザ光源及び緑色レーザ光源よりも優先的に放熱されるため、赤色レーザ光源の温度が低く保たれる。   Patent Document 1 describes a laser projection device that is a projection display that projects an image on a screen. The laser projection device includes a red laser light source, a blue laser light source, a green laser light source, and a heat radiating unit. The heat radiating unit emits heat in the housing of the laser projection device to the outside by outputting cooling water into the housing. The cooling water output from the heat radiating part cools the red laser light source, then takes heat from the blue laser light source and the green laser light source, and returns to the heat radiating part. In this manner, the red laser light source is preferentially dissipated by the cooling water over the blue laser light source and the green laser light source, so that the temperature of the red laser light source is kept low.

特許文献2には、複数レーザ同軸化光源装置が記載されている。この複数レーザ同軸化光源装置は、コリメータレンズと、3個の発光点を有する半導体レーザアレイと、発光点を選択的にパルス点灯させるパルス点灯制御手段と、コリメータレンズと半導体レーザアレイとの相対位置を変更する相対位置制御手段と、を備えている。相対位置制御手段は、パルス点灯のタイミングに合わせて、当該パルス点灯により出射される各レーザ光の光軸上にコリメータレンズの光軸が位置するように、コリメータレンズと半導体レーザアレイとの相対位置を制御する。このコリメータレンズによって各レーザ光がそれぞれ平行光に変換されると共に、各レーザ光の通過領域の重なり部分において各レーザ光は擬似的に同軸化される。   Patent Document 2 describes a multiple laser coaxial light source device. The multiple laser coaxial light source device includes a collimator lens, a semiconductor laser array having three light emitting points, pulse lighting control means for selectively lighting the light emitting points, and a relative position between the collimator lens and the semiconductor laser array. Relative position control means for changing The relative position control means adjusts the relative position between the collimator lens and the semiconductor laser array so that the optical axis of the collimator lens is positioned on the optical axis of each laser beam emitted by the pulse lighting in accordance with the pulse lighting timing. To control. Each laser beam is converted into parallel light by the collimator lens, and each laser beam is quasi-coaxially formed in the overlapping portion of the passing regions of the laser beams.

特許文献3には、面状照明装置が記載されている。この面状照明装置は、波長が互いに異なる三色のレーザ光を出射するレーザ光源と、三色のレーザ光が一端から入射されて他端から当該レーザ光を出射光として出射するファイバと、この出射光を面状の照明光に変換する透過光学部材と、を備えている。上記複数のレーザ光は、互いに異なる波長に応じて異なるNAとされて上記ファイバの一端に入射される。   Patent Document 3 describes a planar illumination device. This planar illumination device includes a laser light source that emits laser beams of three colors having different wavelengths, a fiber that emits laser beams of three colors from one end and emits the laser light from the other end as emitted light, And a transmissive optical member that converts the emitted light into planar illumination light. The plurality of laser beams have different NAs according to different wavelengths and enter one end of the fiber.

国際公開2007/040089号公報International Publication No. 2007/040089 特開2011−165715号公報JP 2011-165715 A 特開2009−266463号公報JP 2009-266463 A

上述したような三色光光源では、赤色、緑色及び青色のレーザ光をそれぞれ出射するLD(Laser Diode)を搭載して白色光源を構成する際に、集光された光に現れる色分散を考慮する必要がある。特に、赤色のレーザ光を出射するLDについては、出射光の波長の温度係数が大きく、周囲の環境温度の変化によって波長が変動しやすい。すなわち、赤色のレーザ光は、緑色のレーザ光及び青色のレーザ光と比較して温度特性が大きい。例えば、AlGaInP系材料によって赤色のレーザ光を出射するLDを構成した場合、環境温度が20℃〜70℃の範囲において、波長が最長10nm、光出力(発光効率)が約40%変化する。   In the three-color light source as described above, when a white light source is configured by mounting an LD (Laser Diode) that emits red, green, and blue laser light, chromatic dispersion appearing in the condensed light is taken into consideration. There is a need. In particular, an LD that emits red laser light has a large temperature coefficient of the wavelength of the emitted light, and the wavelength is likely to fluctuate due to changes in the ambient environmental temperature. That is, the red laser light has a larger temperature characteristic than the green laser light and the blue laser light. For example, when an LD that emits red laser light using an AlGaInP-based material is configured, the wavelength is 10 nm at the longest and the light output (luminous efficiency) changes by about 40% in the range of the environmental temperature of 20 ° C. to 70 ° C.

また、各LDの出射光にそれぞれ対応するコリメートレンズでコリメート光に変換された各光の合波光は、走査光学系(MEMS等)を介して集光される場合がある。よって、コリメートレンズにおいて各光のコリメート性が維持されていない場合には、走査光学系を介して集光された際に、非点収差や球面収差等の色滲みが生じる可能性がある。また、上述したように、特に赤色のLDは、温度特性の影響が大きく温度によってレンズの屈折率やレンズの焦点位置にも変動が生じやすくなるのでその品質を維持しづらいという問題がある。   In addition, the combined light of each light converted into collimated light by a collimating lens corresponding to the light emitted from each LD may be condensed via a scanning optical system (MEMS or the like). Therefore, when the collimating property of each light is not maintained in the collimating lens, color blur such as astigmatism and spherical aberration may occur when the light is condensed through the scanning optical system. Further, as described above, the red LD, in particular, has a problem that it is difficult to maintain the quality because the temperature characteristic is greatly influenced and the refractive index of the lens and the focal position of the lens are liable to change depending on the temperature.

本発明は、環境温度の影響を受けにくくコリメート性を維持することができる三色光光源を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a three-color light source that is less susceptible to environmental temperature and can maintain collimating properties.

本発明の一形態による三色光光源は、赤色、緑色及び青色のレーザ光を合波して出力する三色光光源であって、第1のレーザ光を出射するGaAs系材料で構成された第1のレーザダイオードと、GaN系材料で構成され第2のレーザ光を出射する第2のレーザダイオードと、GaN系材料で構成され、第2のレーザ光と異なる波長の第3のレーザ光を出射する第3のレーザダイオードと、第1のレーザ光をコリメートする第1のコリメートレンズと、第2のレーザ光をコリメートする第2のコリメートレンズと、第3のレーザ光をコリメートする第3のコリメートレンズと、第1のコリメートレンズによりコリメートされた第1のレーザ光を透過し、第2のコリメートレンズによりコリメートされた第2のレーザ光を反射して、第1のレーザ光及び第2のレーザ光を合波した第1の合波光を出力する第1の波長フィルタと、第1の合波光に対して透過及び反射のうち一方を行い、第3のコリメートレンズによりコリメートされた第3のレーザ光に対して透過及び反射のうち他方を行って、第1の合波光及び第3のレーザ光を合波した第2の合波光を出力する第2の波長フィルタと、第1〜第3のレーザダイオード、第1〜第3のコリメートレンズ並びに第1及び第2の波長フィルタを搭載するキャリアと、キャリアを搭載する温調素子と、を備える。   A three-color light source according to an aspect of the present invention is a three-color light source that combines and outputs red, green, and blue laser beams, and is configured by a GaAs-based material that emits a first laser beam. And a second laser diode composed of a GaN-based material that emits a second laser light, and a third laser light composed of a GaN-based material and having a wavelength different from that of the second laser light. A third laser diode; a first collimating lens that collimates the first laser light; a second collimating lens that collimates the second laser light; and a third collimating lens that collimates the third laser light. And transmitting the first laser light collimated by the first collimating lens and reflecting the second laser light collimated by the second collimating lens, A first wavelength filter that outputs a first combined light obtained by combining the light and the second laser light, and transmits or reflects one of the first combined light and collimates by a third collimating lens. A second wavelength filter that outputs the second combined light obtained by combining the first combined light and the third laser light by performing the other one of transmission and reflection on the third laser light thus generated; A carrier on which first to third laser diodes, first to third collimating lenses and first and second wavelength filters are mounted, and a temperature control element on which the carrier is mounted.

本発明によれば、環境温度の影響を受けにくくコリメート性を維持することが可能な三色光光源を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a three-color light source that is less susceptible to environmental temperature and can maintain collimating properties.

図1は、本発明の第1実施形態に係る三色光光源を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a three-color light source according to the first embodiment of the present invention. 図2は、図1に示された三色光光源のキャップを取り外した状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the cap of the three-color light source shown in FIG. 1 is removed. 図3は、レーザ光の波長と受光感度との関係を示すグラフである FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength of the laser beam and the light receiving sensitivity . 図4(a)はキャリア及び中間アセンブリを示す斜視図であり、図4(b)FIG. 4A is a perspective view showing the carrier and the intermediate assembly, and FIG. はTEC及びベース部材を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a TEC and a base member. 図5は、TEC上にキャリアを搭載した状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a state where the carrier is mounted on the TEC. 図6は、ベース部材上の各部品と各リードピンとのワイヤリングが行われたIn FIG. 6, each component on the base member and each lead pin are wired. 状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a state. 図7は、図6のキャリア上にコリメートレンズを搭載した状態を示す斜視図7 is a perspective view showing a state in which a collimating lens is mounted on the carrier of FIG. である。It is. 図8は、図6のキャリア上に波長フィルタを搭載した状態を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a state in which a wavelength filter is mounted on the carrier of FIG. 図9は、各色のビームパターンを示す図表であるFIG. 9 is a chart showing the beam pattern of each color . 図10は、本発明の第2実施形態に係る三色光光源を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a three-color light source according to the second embodiment of the present invention. 図11は、図10に示された三色光光源のキャップを取り外した状態を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a state in which the cap of the three-color light source shown in FIG. 10 is removed.

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る三色光光源の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of a three-color light source according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る三色光光源1を示す斜視図である。図2は、三色光光源1からキャップ2を取り外した状態を示す斜視図である。図1及び図2に示されるように、三色光光源1は、赤色レーザ光LR及び緑色レーザ光LGを合波した第1の合波光L1を生成し、第1の合波光L1と青色レーザ光LBを合波した第2の合波光L2を生成する。三色光光源1は、赤色LD11、緑色LD12、青色LD13、第1のサブマウント21、第2のサブマウント22、第3のサブマウント23、キャリア30、TEC(温調素子)40、ベース部材50、ミラー91、PD(フォトダイオード)92及びサーミスタ(温測抵抗体)93を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a three-color light source 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the cap 2 is removed from the three-color light source 1. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the three-color light source 1 generates a first combined light L1 obtained by combining the red laser light LR and the green laser light LG, and the first combined light L1 and the blue laser light. A second combined light L2 obtained by combining LB is generated. The three-color light source 1 includes a red LD 11, a green LD 12, a blue LD 13, a first submount 21, a second submount 22, a third submount 23, a carrier 30, a TEC (temperature control element) 40, and a base member 50. , A mirror 91, a PD (photodiode) 92, and a thermistor (temperature measuring resistor) 93.

以下では、図面において「上下方向」、「前後方向」及び「左右方向」の語を用いるが、これらの語は図示する状態に基づく便宜的なものである。以下の説明において、上方向はキャリア30の法線方向(合波光L2の出射方向)であり、前方向は赤色LD11からの赤色レーザ光LRの出射方向であり、右方向は緑色LD12からの緑色レーザ光LGの出射方向(青色LD13からの青色レーザ光LBの出射方向)である。   In the following, the terms “vertical direction”, “front-rear direction”, and “left-right direction” are used in the drawings, but these terms are for convenience based on the illustrated state. In the following description, the upward direction is the normal direction of the carrier 30 (the emission direction of the combined light L2), the forward direction is the emission direction of the red laser light LR from the red LD 11, and the right direction is the green color from the green LD 12. This is the emission direction of the laser beam LG (the emission direction of the blue laser beam LB from the blue LD 13).

ベース部材50は、平坦な主面50aを有する。ベース部材50には、18本のリードピン51が通されている。18本のリードピン51のうち、9本のリードピン51は、TEC40の左側において前後方向に並設されており、残り9本のリードピン51は、TEC40の右側において前後方向に並設されている。各リードピン51は、ベース部材50の主面50aの上に突出している。   The base member 50 has a flat main surface 50a. Eighteen lead pins 51 are passed through the base member 50. Of the 18 lead pins 51, nine lead pins 51 are arranged in the front-rear direction on the left side of the TEC 40, and the remaining nine lead pins 51 are arranged in the front-rear direction on the right side of the TEC 40. Each lead pin 51 protrudes on the main surface 50 a of the base member 50.

また、18本のリードピン51は、LD11〜13及びPD92のそれぞれにおけるアノード及びカソードのそれぞれに供給される信号用として8本、並びにTEC40への電流供給用として2本が割り当てられ、他のリードピン51はGND線として割り当てられる。なお、ベース部材50に代えて、例えば、外径5.6mmの汎用同軸パッケージ、角型セラミックパッケージ、又はAlN、SiC若しくはサファイア等のベア基板(ハイブリッドIC用基板)を用いることも可能である。   In addition, eight 18 lead pins 51 are assigned for signals supplied to the anode and the cathode of each of the LDs 11 to 13 and PD 92, and two for supplying current to the TEC 40, and the other lead pins 51 are assigned. Are assigned as GND lines. Instead of the base member 50, for example, a general-purpose coaxial package having an outer diameter of 5.6 mm, a square ceramic package, or a bare substrate (hybrid IC substrate) such as AlN, SiC, or sapphire can be used.

TEC40は、ベース部材50の主面50a上に搭載されている。TEC40の配線パッドは、ボンディングワイヤB8を介してリードピン51と電気的に接続されている。TEC40上には、キャリア30が搭載されている。キャリア30の配線パッドは、ボンディングワイヤB7を介してリードピン51と電気的に接続されている。キャリア30は、第1の主面30aと第2の主面30bとを有する。第2の主面30bは第1の主面30aの前側及び右側が上から切り欠かれることによって形成されており、第2の主面30bの高さは第1の主面30aの高さよりも低くなっている。   The TEC 40 is mounted on the main surface 50 a of the base member 50. The wiring pads of the TEC 40 are electrically connected to the lead pins 51 through the bonding wires B8. A carrier 30 is mounted on the TEC 40. The wiring pads of the carrier 30 are electrically connected to the lead pins 51 through bonding wires B7. The carrier 30 has a first main surface 30a and a second main surface 30b. The second main surface 30b is formed by cutting out the front side and the right side of the first main surface 30a from above, and the height of the second main surface 30b is higher than the height of the first main surface 30a. It is low.

すなわち、キャリア30は、互いに高さが異なる第1の主面30a及び第2の主面30bを有しており、これらの主面30a,30bによって段差を形成している。また、平面視におけるキャリア30の形状は、例えば、一辺が10mm程度の正方形状となっている。平面視において第1の主面30aはL字状に形成されている。第1の主面30aは、赤色LD11、緑色LD12及び青色LD13を搭載するLD搭載領域とされている。また、第1〜第3のサブマウント21,22,23も、それぞれ平坦な主面21a,22a,23aを有する。   That is, the carrier 30 has a first main surface 30a and a second main surface 30b having different heights, and a step is formed by these main surfaces 30a and 30b. Further, the shape of the carrier 30 in plan view is, for example, a square shape having a side of about 10 mm. In plan view, the first main surface 30a is formed in an L shape. The first main surface 30a is an LD mounting area on which the red LD 11, the green LD 12, and the blue LD 13 are mounted. The first to third submounts 21, 22, and 23 also have flat main surfaces 21a, 22a, and 23a, respectively.

赤色LD11は、本実施形態における第1のレーザダイオードであって、赤色レーザ光(第1のレーザ光)LRを出射する。赤色LD11は、例えばGaAs系材料で構成された赤色半導体レーザである。ここで、GaAs系材料とはGaAsに格子整合する半導体材料を指し、例えば、GaAs、AlGaInP等を含む。赤色LD11は、第1のサブマウント21の主面21a上に搭載されており、第1のサブマウント21を介してキャリア30の第1の主面30a上に搭載されている。赤色LD11はボンディングワイヤB1を介して第1のサブマウント21と電気的に接続されており、第1のサブマウント21はボンディングワイヤB2を介してリードピン51と電気的に接続されている。赤色LD11は、第1の主面30aに沿った光軸でもって赤色レーザ光LRを出射する。赤色LD11から出射される赤色レーザ光LRの波長は、例えば640nmである。   The red LD 11 is the first laser diode in the present embodiment, and emits red laser light (first laser light) LR. The red LD 11 is a red semiconductor laser made of, for example, a GaAs material. Here, the GaAs-based material refers to a semiconductor material lattice-matched to GaAs, and includes, for example, GaAs, AlGaInP, and the like. The red LD 11 is mounted on the main surface 21 a of the first submount 21, and is mounted on the first main surface 30 a of the carrier 30 via the first submount 21. The red LD 11 is electrically connected to the first submount 21 via the bonding wire B1, and the first submount 21 is electrically connected to the lead pin 51 via the bonding wire B2. The red LD 11 emits red laser light LR with an optical axis along the first main surface 30a. The wavelength of the red laser light LR emitted from the red LD 11 is, for example, 640 nm.

緑色LD12は、本実施形態における第2のレーザダイオードであって、緑色レーザ光(第2のレーザ光)LGを出射する。緑色LD12は、第2のサブマウント22の主面22a上に搭載されており、第2のサブマウント22を介してキャリア30の第1の主面30a上に搭載されている。緑色LD12はボンディングワイヤB3を介して第2のサブマウント22と電気的に接続されており、第2のサブマウント22はボンディングワイヤB4を介してリードピン51と電気的に接続されている。緑色LD12は、第1の主面30aに沿った光軸でもって緑色レーザ光LGを出射する。本実施形態では、緑色LD12からの緑色レーザ光LGの出射方向は、赤色LD11からの赤色レーザ光LRの出射方向に対して直角を成している。緑色レーザ光LGの波長は、例えば535nmである。緑色LD12は、たとえばGaN系材料で構成される。典型的にはGaNそのものが該当するが、これに限定されない。緑色の500〜550nm程度の波長の光を出力できる材料であればよい。   The green LD 12 is the second laser diode in the present embodiment, and emits green laser light (second laser light) LG. The green LD 12 is mounted on the main surface 22 a of the second submount 22, and is mounted on the first main surface 30 a of the carrier 30 via the second submount 22. The green LD 12 is electrically connected to the second submount 22 via the bonding wire B3, and the second submount 22 is electrically connected to the lead pin 51 via the bonding wire B4. The green LD 12 emits the green laser light LG along the optical axis along the first main surface 30a. In the present embodiment, the emission direction of the green laser light LG from the green LD 12 is perpendicular to the emission direction of the red laser light LR from the red LD 11. The wavelength of the green laser beam LG is, for example, 535 nm. The green LD 12 is made of, for example, a GaN-based material. Typically, GaN itself is applicable, but not limited thereto. Any material that can output green light having a wavelength of about 500 to 550 nm may be used.

青色LD13は、本実施形態における第3のレーザダイオードであって、青色レーザ光(第3のレーザ光)LBを出射する。青色LD13は、第3のサブマウント23の主面23a上に搭載されており、第3のサブマウント23を介してキャリア30の第1の主面30a上に搭載されている。青色LD13はボンディングワイヤB5を介して第3のサブマウント23と電気的に接続されており、第3のサブマウント23はボンディングワイヤB6を介してリードピン51と電気的に接続されている。青色LD13は、第1の主面30aに沿った光軸でもって青色レーザ光LBを出射する。本実施形態では、青色LD13からの青色レーザ光LBの出射方向は、赤色LD11からの赤色レーザ光LRの出射方向に対して直角を成しており、緑色LD12からの緑色レーザ光LGの出射方向に対して平行である。青色レーザ光LBの波長は、例えば440nmである。青色LD13は、たとえばGaN系材料で構成される。典型的にはGaNそのものが該当するが、これに限定されない。青色の410〜460nm程度の波長の光を出力できる材料であればよい。   The blue LD 13 is the third laser diode in the present embodiment, and emits blue laser light (third laser light) LB. The blue LD 13 is mounted on the main surface 23 a of the third submount 23, and is mounted on the first main surface 30 a of the carrier 30 via the third submount 23. The blue LD 13 is electrically connected to the third submount 23 via the bonding wire B5, and the third submount 23 is electrically connected to the lead pin 51 via the bonding wire B6. The blue LD 13 emits the blue laser light LB along the optical axis along the first main surface 30a. In the present embodiment, the emission direction of the blue laser light LB from the blue LD 13 is perpendicular to the emission direction of the red laser light LR from the red LD 11, and the emission direction of the green laser light LG from the green LD 12. Is parallel to. The wavelength of the blue laser beam LB is, for example, 440 nm. The blue LD 13 is made of a GaN-based material, for example. Typically, GaN itself is applicable, but not limited thereto. Any material that can output blue light having a wavelength of about 410 to 460 nm may be used.

本実施形態では、キャリア30の第1の主面30aを基準とした場合における、赤色LD11のレーザ光出射点の高さ、緑色LD12のレーザ光出射点の高さ、及び青色LD13のレーザ光出射点の高さ、は互いに等しくなるようにサブマウント21〜23の高さが設定されている。すなわち、赤色レーザ光LRの光軸、緑色レーザ光LGの光軸及び青色レーザ光LBの光軸は、第1の主面30aを基準として互いに実質同一の高さにある。なお、各LD11〜13における各レーザ光LR,LG,LBの光出射端面の高さは、各LD11〜13の上端の高さと略一致している。   In the present embodiment, the height of the laser light emission point of the red LD 11, the height of the laser light emission point of the green LD 12, and the laser light emission of the blue LD 13 when the first main surface 30 a of the carrier 30 is used as a reference. The heights of the submounts 21 to 23 are set so that the heights of the points are equal to each other. That is, the optical axis of the red laser light LR, the optical axis of the green laser light LG, and the optical axis of the blue laser light LB are substantially at the same height with respect to the first main surface 30a. In addition, the height of the light emission end face of each laser beam LR, LG, LB in each LD 11-13 is substantially the same as the height of the upper end of each LD 11-13.

第1〜第3のサブマウント21〜23の材料としては、赤色LD11、緑色LD12及び青色LD13を構成する半導体材料と熱膨張係数が近い材料を用いることができ、例えばAlN、SiC、Si又はダイヤモンド等を用いることが可能である。赤色LD11、緑色LD12及び青色LD13のそれぞれは、第1〜第3のサブマウント21〜23のそれぞれに対して、例えばAu、Sn、SnAgCu又はAgペースト等によって固定される。   As a material of the first to third submounts 21 to 23, a material having a thermal expansion coefficient close to that of the semiconductor material constituting the red LD 11, the green LD 12, and the blue LD 13 can be used, for example, AlN, SiC, Si, or diamond. Etc. can be used. Each of the red LD 11, the green LD 12, and the blue LD 13 is fixed to each of the first to third submounts 21 to 23 by, for example, Au, Sn, SnAgCu, or Ag paste.

三色光光源1は、更に、第1のコリメートレンズ61、第2のコリメートレンズ62、第3のコリメートレンズ63、第1のサブベース部材71、第2のサブベース部材72、第3のサブベース部材73、第1の波長フィルタ81、第2の波長フィルタ82、第4のサブベース部材74及び第5のサブベース部材75を備える。また、キャリア30における第2の主面30bは、第1のコリメートレンズ61、第2のコリメートレンズ62及び第3のコリメートレンズ63が搭載されるレンズ搭載領域とされている。第1〜第5のサブベース部材71〜75の厚さは、例えば0.1mm程度である。   The three-color light source 1 further includes a first collimating lens 61, a second collimating lens 62, a third collimating lens 63, a first sub-base member 71, a second sub-base member 72, and a third sub-base. A member 73, a first wavelength filter 81, a second wavelength filter 82, a fourth sub-base member 74, and a fifth sub-base member 75 are provided. The second main surface 30b of the carrier 30 is a lens mounting area on which the first collimating lens 61, the second collimating lens 62, and the third collimating lens 63 are mounted. The thickness of the first to fifth sub-base members 71 to 75 is, for example, about 0.1 mm.

第1のコリメートレンズ61は、赤色LD11の光出射端面と光学的に結合されており、赤色LD11から出射された赤色レーザ光LRをコリメート(平行化)する。第1のコリメートレンズ61は、第1のサブベース部材71上に搭載されており、第1のサブベース部材71を介してキャリア30の第2の主面30b上に搭載されている。   The first collimating lens 61 is optically coupled to the light emitting end face of the red LD 11 and collimates (collimates) the red laser light LR emitted from the red LD 11. The first collimating lens 61 is mounted on the first sub-base member 71, and is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30 via the first sub-base member 71.

第2のコリメートレンズ62は、緑色LD12の光出射端面と光学的に結合されており、緑色LD12から出射された緑色レーザ光LGをコリメートする。第2のコリメートレンズ62は、第2のサブベース部材72上に搭載されており、第2のサブベース部材72を介してキャリア30の第2の主面30b上に搭載されている。   The second collimating lens 62 is optically coupled to the light emitting end face of the green LD 12 and collimates the green laser light LG emitted from the green LD 12. The second collimating lens 62 is mounted on the second sub-base member 72, and is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30 via the second sub-base member 72.

第3のコリメートレンズ63は、青色LD13の光出射端面と光学的に結合されており、青色LD13から出射された青色レーザ光LBをコリメートする。第3のコリメートレンズ63は、第2のサブベース部材72の側方(前方)に並んで配置された第3のサブベース部材73上に搭載されている。第3のコリメートレンズ63は、第3のサブベース部材73を介してキャリア30の第2の主面30b上に搭載されている。   The third collimating lens 63 is optically coupled to the light emitting end face of the blue LD 13 and collimates the blue laser light LB emitted from the blue LD 13. The third collimating lens 63 is mounted on a third sub-base member 73 arranged side by side (front) of the second sub-base member 72. The third collimating lens 63 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30 via the third sub-base member 73.

第1〜第3のコリメートレンズ61〜63それぞれの光軸とLD11〜13それぞれの光軸とは、互いに略一致するように調整されている。一例として、第1〜第3のサブマウント21〜23それぞれの厚さが0.15mmであり、サブマウント21〜23それぞれの主面21a〜23aに対するLD11〜13それぞれのレーザ光出射点の高さが0.1mmであり、第1の主面30aを基準とする当該レーザ光出射点の高さは0.25mmである。   The optical axes of the first to third collimating lenses 61 to 63 and the optical axes of the LDs 11 to 13 are adjusted so as to substantially coincide with each other. As an example, the thickness of each of the first to third submounts 21 to 23 is 0.15 mm, and the height of the laser beam emission point of each of the LDs 11 to 13 with respect to the main surfaces 21a to 23a of each of the submounts 21 to 23 is. Is 0.1 mm, and the height of the laser beam emission point with respect to the first main surface 30a is 0.25 mm.

ここで、第1〜第3のコリメートレンズ61〜63が、例えば、一辺が1.0mmである側面視正方形状のレンズホルダに保持されたレンズであって、側面視におけるレンズホルダの一辺からレンズ中心までの距離が0.5mmである場合、第1の主面30aと第2の主面30bとの段差の高さを0.25mm程度とすると、LD11〜13の光軸高さとコリメートレンズ61〜63の光軸高さとが略一致することとなる。   Here, the first to third collimating lenses 61 to 63 are, for example, lenses that are held by a side-view square lens holder having a side of 1.0 mm, and the lens is arranged from one side of the lens holder in the side view. When the distance to the center is 0.5 mm and the height of the step between the first main surface 30a and the second main surface 30b is about 0.25 mm, the optical axis height of the LDs 11 to 13 and the collimating lens 61 The optical axis heights of ~ 63 are approximately the same.

また、キャリア30における第1の主面30aと第2の主面30bとの段差の高さは、コリメートレンズ61〜63を調芯する際における上下方向の調芯代、及びコリメートレンズ61〜63の各レンズホルダを第2の主面30b上に固定させる紫外線硬化樹脂の塗布厚を考慮すると、0.25mmよりも数百μm程度高くすることが望ましい。よって、例えば、キャリア30自体の厚さ(キャリア30のLD搭載領域の厚さ)を1.0mm、キャリア30における第2の主面30bの厚さ(キャリア30のレンズ搭載領域の厚さ)を0.4mmとし、第1の主面30aと第2の主面30bとの段差の高さを0.6mmとしている。   Further, the height of the step between the first main surface 30a and the second main surface 30b in the carrier 30 is the alignment cost in the vertical direction when the collimating lenses 61 to 63 are aligned, and the collimating lenses 61 to 63. In consideration of the coating thickness of the ultraviolet curable resin for fixing each lens holder on the second main surface 30b, it is desirable that the lens holder be made higher by several hundred μm than 0.25 mm. Therefore, for example, the thickness of the carrier 30 itself (the thickness of the LD mounting region of the carrier 30) is 1.0 mm, and the thickness of the second main surface 30b of the carrier 30 (the thickness of the lens mounting region of the carrier 30) is The height of the step between the first main surface 30a and the second main surface 30b is 0.6 mm.

第1の波長フィルタ81は、例えばガラス基板上に形成された多層膜フィルタであり、キャリア30の第2の主面30b上に第4のサブベース部材74を介して搭載されている。第1の波長フィルタ81の一方の面は第1のコリメートレンズ61と光学的に結合されており、第1の波長フィルタ81の他方の面は第2のコリメートレンズ62と光学的に結合されている。第1の波長フィルタ81は、第1のコリメートレンズ61によりコリメートされた赤色レーザ光LRを透過し、第2のコリメートレンズ62によりコリメートされた緑色レーザ光LGを前方に反射する。第1の波長フィルタ81を透過した赤色レーザ光LRの光軸と、第1の波長フィルタ81において反射した緑色レーザ光LGの光軸とは、互いに略一致するように調整される。このように、第1の波長フィルタ81は、赤色レーザ光LR及び緑色レーザ光LGを合波した合波光L1を出力する。   The first wavelength filter 81 is a multilayer filter formed on, for example, a glass substrate, and is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30 via a fourth sub-base member 74. One surface of the first wavelength filter 81 is optically coupled to the first collimating lens 61, and the other surface of the first wavelength filter 81 is optically coupled to the second collimating lens 62. Yes. The first wavelength filter 81 transmits the red laser light LR collimated by the first collimating lens 61 and reflects the green laser light LG collimated by the second collimating lens 62 forward. The optical axis of the red laser light LR transmitted through the first wavelength filter 81 and the optical axis of the green laser light LG reflected by the first wavelength filter 81 are adjusted so as to substantially coincide with each other. Thus, the first wavelength filter 81 outputs the combined light L1 obtained by combining the red laser light LR and the green laser light LG.

第2の波長フィルタ82は、第1の波長フィルタ81と同様、例えばガラス基板上に形成された多層膜フィルタであり、キャリア30の第2の主面30b上に第5のサブベース部材75を介して搭載されている。第2の波長フィルタ82の一方の面は第1の波長フィルタ81の上記他方の面と光学的に結合されており、第2の波長フィルタ82の他方の面は第3のコリメートレンズ63と光学的に結合されている。   Similar to the first wavelength filter 81, the second wavelength filter 82 is a multilayer filter formed on, for example, a glass substrate, and the fifth sub-base member 75 is provided on the second main surface 30b of the carrier 30. Is mounted via. One surface of the second wavelength filter 82 is optically coupled to the other surface of the first wavelength filter 81, and the other surface of the second wavelength filter 82 is optically coupled to the third collimating lens 63. Combined.

第2の波長フィルタ82は、第1の波長フィルタ81から出射された赤色レーザ光LR及び緑色レーザ光LG(合波光L1)を透過し、第3のコリメートレンズ63によりコリメートされた青色レーザ光LBを前方に反射する。第2の波長フィルタ82を透過した赤色レーザ光LR及び緑色レーザ光LGの光軸と、第2の波長フィルタ82において反射した青色レーザ光LBの光軸とは、互いに略一致するように調整される。   The second wavelength filter 82 transmits the red laser light LR and the green laser light LG (combined light L1) emitted from the first wavelength filter 81 and is collimated by the third collimating lens 63 to the blue laser light LB. Reflect forward. The optical axes of the red laser light LR and the green laser light LG transmitted through the second wavelength filter 82 and the optical axis of the blue laser light LB reflected by the second wavelength filter 82 are adjusted so as to substantially coincide with each other. The

なお、キャリア30の第2の主面30bを基準とした場合における、第1の波長フィルタ81及び第2の波長フィルタ82の各中心位置の高さは、第2の主面30bを基準とした場合における各レーザ光LR,LG,LBの光軸の高さと実質的に同一であることが望ましい。   Note that the heights of the center positions of the first wavelength filter 81 and the second wavelength filter 82 when the second main surface 30b of the carrier 30 is used as a reference are based on the second main surface 30b. In this case, it is desirable that the height of the optical axis of each laser beam LR, LG, LB is substantially the same.

コリメートレンズ61〜63及び波長フィルタ81,82のそれぞれは、サブベース部材71〜75のそれぞれに対し、例えばAgペースト又は半田によって固定される。サブベース部材71〜75の材料は、コリメートレンズ61〜63及び波長フィルタ81,82と熱膨張係数が近い材料、例えばガラスであることが望ましい。また、サブベース部材71〜75は、セラミック又は金属によって構成されていてもよい。サブベース部材71〜75の搭載面(上面)の面積は、それらが搭載するコリメートレンズ61〜63及び波長フィルタ81,82を固定するために必要な量の紫外線硬化樹脂を塗布可能な面積、例えば0.3〜0.5平方ミリメートル程度であることが望ましい。   The collimating lenses 61 to 63 and the wavelength filters 81 and 82 are fixed to the sub-base members 71 to 75, for example, with Ag paste or solder. The material of the sub-base members 71 to 75 is desirably a material having a thermal expansion coefficient close to that of the collimating lenses 61 to 63 and the wavelength filters 81 and 82, for example, glass. Further, the sub base members 71 to 75 may be made of ceramic or metal. The area of the mounting surface (upper surface) of the sub-base members 71 to 75 is an area where an amount of UV curable resin necessary for fixing the collimating lenses 61 to 63 and the wavelength filters 81 and 82 mounted thereon can be applied, for example, It is desirable to be about 0.3 to 0.5 square millimeters.

ミラー91は、第6のサブベース部材76を介してキャリア30の第2の主面30b上に搭載されている。ミラー91は、第2の波長フィルタ82の前方に配置されている。ミラー91は、合波光L2の一部を上方に反射させると共に残部を前方に透過させる。ミラー91は、側面視において、斜面91aと底面91bと側面91cとを有する直角三角形状となっている。すなわち、ミラー91は、合波光L2の光軸が延びる方向に対して傾斜する斜面91aと、底面91bと、を有する。斜面91aは、第2の主面30bに対して実質45度の角度を成している。底面91bは、キャリア30に対して固定される。   The mirror 91 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30 via the sixth sub-base member 76. The mirror 91 is disposed in front of the second wavelength filter 82. The mirror 91 reflects a part of the combined light L2 upward and transmits the remaining part forward. The mirror 91 has a right triangle shape having a slope 91a, a bottom surface 91b, and a side surface 91c in a side view. That is, the mirror 91 has a slope 91a that is inclined with respect to the direction in which the optical axis of the combined light L2 extends, and a bottom surface 91b. The inclined surface 91a forms an angle of substantially 45 degrees with respect to the second main surface 30b. The bottom surface 91 b is fixed to the carrier 30.

ミラー91の斜面91aは、合波光L2を第2の主面30bに対して交差する方向に反射させる。斜面91a上には例えば半透明膜が形成されており、斜面91aにおける光の反射率が95%、斜面91aにおける光の透過率が5%となっている。斜面91aを透過する透過光は、斜面91aにおいて第2の主面30bに近づく方向に屈折する。   The inclined surface 91a of the mirror 91 reflects the combined light L2 in a direction intersecting the second main surface 30b. For example, a translucent film is formed on the slope 91a, and the light reflectance on the slope 91a is 95%, and the light transmittance on the slope 91a is 5%. The transmitted light that passes through the inclined surface 91a is refracted in the direction approaching the second main surface 30b on the inclined surface 91a.

PD92は、キャリア30の第2の主面30b上に搭載される。PD92は、レーザ光LR,LG,LBのモニタ用として用いられる。PD92は、ボンディングワイヤB9によってリードピン51と電気的に接続されている。PD92は、ミラー91の側面91cの斜め下方に配置されている。PD92は、ミラー91の斜面91aにおいて屈折した光を受光することによって、合波光L2の強度を検知可能となっている。   The PD 92 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30. The PD 92 is used for monitoring the laser beams LR, LG, and LB. The PD 92 is electrically connected to the lead pin 51 by a bonding wire B9. The PD 92 is disposed obliquely below the side surface 91 c of the mirror 91. The PD 92 can detect the intensity of the combined light L2 by receiving light refracted on the inclined surface 91a of the mirror 91.

PD92は、赤色レーザ光LR、緑色レーザ光LG及び青色レーザ光LBのそれぞれに対して高い感度を有していることが望ましい。図3は、PD92としてSi製PDを用いた場合における感度特性の典型例を示すグラフである。図3に示されるように、赤色レーザ光LR(波長640nm程度)と比較して緑色レーザ光LG(波長535nm程度)及び青色レーザ光LB(波長440nm程度)の感度は低下するものの、Si製のPDは有意な感度を有しているので、三色混合された合波光L2をモニタすることができる。   The PD 92 desirably has high sensitivity to each of the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB. FIG. 3 is a graph showing a typical example of sensitivity characteristics when a Si PD is used as the PD 92. As shown in FIG. 3, although the sensitivity of the green laser light LG (wavelength of about 535 nm) and the blue laser light LB (wavelength of about 440 nm) is lower than that of the red laser light LR (wavelength of about 640 nm), Since PD has significant sensitivity, it is possible to monitor the combined light L2 mixed with three colors.

サーミスタ93は、キャリア30の第1の主面30aにおける赤色LD11の左方に配置されている。サーミスタ93は、ボンディングワイヤB10によってリードピン51と電気的に接続されている。   The thermistor 93 is arranged on the left side of the red LD 11 on the first main surface 30 a of the carrier 30. The thermistor 93 is electrically connected to the lead pin 51 by a bonding wire B10.

以上のように構成される三色光光源1では、赤色LD11、緑色LD12及び青色LD13のそれぞれから、赤色レーザ光LR、緑色レーザ光LG及び青色レーザ光LBのそれぞれが出射される。これらのレーザ光LR,LG,LBは、それぞれ第1のコリメートレンズ61、第2のコリメートレンズ62及び第3のコリメートレンズ63を透過する際にコリメートされる。そして、赤色レーザ光LR及び緑色レーザ光LGは第1の波長フィルタ81によって合波されて合波光L1が出力され、この合波光L1と青色レーザ光LBとは第2の波長フィルタ82によって合波されて第2の合波光L2が出力される。赤色レーザ光LR、緑色レーザ光LG及び青色レーザ光LBから成る合波光L2は、ミラー91の斜面91aによってキャリア30における第2の主面30bの法線方向に反射され、三色光光源1の外部へ出射される。   In the three-color light source 1 configured as described above, red laser light LR, green laser light LG, and blue laser light LB are emitted from the red LD 11, green LD 12, and blue LD 13, respectively. These laser beams LR, LG, and LB are collimated when passing through the first collimating lens 61, the second collimating lens 62, and the third collimating lens 63, respectively. The red laser light LR and the green laser light LG are combined by the first wavelength filter 81 to output the combined light L1. The combined light L1 and the blue laser light LB are combined by the second wavelength filter 82. Then, the second combined light L2 is output. The combined light L2 composed of the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB is reflected in the normal direction of the second main surface 30b of the carrier 30 by the inclined surface 91a of the mirror 91, and the outside of the three-color light source 1 Is emitted.

次に、三色光光源1の製造方法について説明する。まず、図4(a)に示されるように、LD11〜LD13をそれぞれサブマウント21〜23の各主面21a,22a,23aに搭載する。そして、各LD11〜LD13の上面電極からそれぞれのサブマウント21〜23のパターンにワイヤボンディングによって電気的導通を確保し、各LD11〜LD13と各サブマウント21〜23とから成る中間アセンブリC1,C2,C3を生成する。そして、中間アセンブリC1〜C3をそれぞれキャリア30の第1の主面30a上に搭載する。   Next, a method for manufacturing the three-color light source 1 will be described. First, as shown in FIG. 4A, the LD11 to LD13 are mounted on the main surfaces 21a, 22a, and 23a of the submounts 21 to 23, respectively. Then, electrical conduction is ensured by wire bonding from the upper surface electrodes of the respective LD11 to LD13 to the patterns of the respective submounts 21 to 23, and intermediate assemblies C1, C2, each including the LD11 to LD13 and the respective submounts 21 to 23 are secured. C3 is generated. Then, the intermediate assemblies C1 to C3 are mounted on the first main surface 30a of the carrier 30, respectively.

なお、キャリア30の第1の主面30a上に先にサブマウント21〜23を搭載し、その後サブマウント21〜23の各主面21a〜23aにLD11〜13を搭載し、最後にワイヤボンディングによってサブマウント21〜23とLD11〜13との電気的導通を確保してもよい。この場合、第1の主面30aにサブマウント21〜23を搭載するときのプロセス温度は、主面21a〜23aにLD11〜13を搭載するときのプロセス温度よりも高く、且つ主面21a〜23aにLD11〜13を搭載するときのプロセス温度は、上記ワイヤボンディングにおけるプロセス温度よりも高い。   The submounts 21 to 23 are first mounted on the first main surface 30a of the carrier 30, and then the LDs 11 to 13 are mounted on the main surfaces 21a to 23a of the submounts 21 to 23, and finally by wire bonding. You may ensure the electrical continuity with submount 21-23 and LD11-13. In this case, the process temperature when the submounts 21 to 23 are mounted on the first main surface 30a is higher than the process temperature when the LDs 11 to 13 are mounted on the main surfaces 21a to 23a, and the main surfaces 21a to 23a. The process temperature when mounting LD 11 to 13 is higher than the process temperature in the wire bonding.

上記のように、第1の主面30aにサブマウント21〜23を搭載するときのプロセス温度を主面21a〜23aにLD11〜13を搭載するときのプロセス温度よりも高くすることによって、LD11〜13を搭載するときにサブマウント21〜23の位置が変化する事態を回避することが可能となる。また、主面21a〜23aにLD11〜13を搭載するときのプロセス温度をワイヤボンディングにおけるプロセス温度よりも高くすることによって、ワイヤボンディングを行うときにLD11〜13の位置が変化する事態を回避することが可能となる。   As described above, by making the process temperature when mounting the submounts 21 to 23 on the first main surface 30a higher than the process temperature when mounting the LDs 11 to 13 on the main surfaces 21a to 23a, the LD11 to It is possible to avoid a situation in which the positions of the submounts 21 to 23 change when the 13 is mounted. Moreover, the situation where the position of LD11-13 changes at the time of wire bonding is avoided by making process temperature when mounting LD11-13 on main surface 21a-23a higher than the process temperature in wire bonding. Is possible.

上述したキャリア30におけるサブマウント21〜23及びLD11〜13の搭載と並行して、ベース部材50の主面50a上へのTEC40の搭載を行う。図4(b)に示されるように、TEC40は、上板部41を有しており、上板部41の上面は平坦な主面41aとなっている。主面50a上へのTEC40の搭載を行った後には、上板部41の主面41a上にキャリア30を搭載する。   The TEC 40 is mounted on the main surface 50a of the base member 50 in parallel with the mounting of the submounts 21 to 23 and the LDs 11 to 13 on the carrier 30 described above. As shown in FIG. 4B, the TEC 40 has an upper plate portion 41, and the upper surface of the upper plate portion 41 is a flat main surface 41a. After mounting the TEC 40 on the main surface 50a, the carrier 30 is mounted on the main surface 41a of the upper plate portion 41.

図5及び図6に示されるように、キャリア30をTEC40の主面41a上に搭載した後には、PD92をキャリア30の第2の主面30b上に搭載すると共に、サーミスタ93をキャリア30の第1の主面30a上に搭載する。そして、各リードピン51とキャリア30上の配線パッドとのワイヤボンディング、各リードピン51とTEC40の配線パッドとのワイヤボンディング、及び各リードピン51と各サブマウント21〜23とのワイヤボンディングを行う。   As shown in FIGS. 5 and 6, after the carrier 30 is mounted on the main surface 41 a of the TEC 40, the PD 92 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30 and the thermistor 93 is mounted on the second surface 30 b of the carrier 30. 1 on the main surface 30a. Then, wire bonding between each lead pin 51 and the wiring pad on the carrier 30, wire bonding between each lead pin 51 and the wiring pad of the TEC 40, and wire bonding between each lead pin 51 and each of the submounts 21 to 23 are performed.

ここで、ベース部材50の主面50a上へのTEC40の搭載におけるプロセス温度(共晶半田の融点)は、TEC40の主面41a上へのキャリア30の搭載におけるプロセス温度よりも高い。また、主面41a上へのキャリア30の搭載におけるプロセス温度は、上記ワイヤボンディングにおけるプロセス温度よりも高い。   Here, the process temperature (melting point of eutectic solder) for mounting the TEC 40 on the main surface 50 a of the base member 50 is higher than the process temperature for mounting the carrier 30 on the main surface 41 a of the TEC 40. Moreover, the process temperature in mounting the carrier 30 on the main surface 41a is higher than the process temperature in the wire bonding.

このように、主面50a上へのTEC40の搭載におけるプロセス温度を主面41a上へのキャリア30の搭載におけるプロセス温度よりも高くすることによって、キャリア30を搭載するときにTEC40の位置が変化する事態を回避することが可能となる。また、主面41a上へのキャリア30の搭載におけるプロセス温度をワイヤボンディングにおけるプロセス温度よりも高くすることによって、ワイヤボンディングを行うときにキャリア30の位置が変化する事態を回避することが可能となる。   Thus, the position of the TEC 40 is changed when the carrier 30 is mounted by making the process temperature for mounting the TEC 40 on the main surface 50a higher than the process temperature for mounting the carrier 30 on the main surface 41a. It becomes possible to avoid the situation. Further, by making the process temperature for mounting the carrier 30 on the main surface 41a higher than the process temperature for wire bonding, it is possible to avoid a situation in which the position of the carrier 30 changes when wire bonding is performed. .

次に、コリメートレンズ61〜63の搭載について説明する。   Next, mounting of the collimating lenses 61 to 63 will be described.

図7に示されるように、コリメートレンズ61〜63の搭載時には、各コリメートレンズ61〜63からの出射光の投影パターンを観測しつつ各コリメートレンズ61〜63の位置を調整することによってコリメートレンズ61〜63の光学調芯を行う。   As shown in FIG. 7, when the collimating lenses 61 to 63 are mounted, the collimating lenses 61 to 63 are adjusted by adjusting the positions of the collimating lenses 61 to 63 while observing the projection pattern of the emitted light from the collimating lenses 61 to 63. Perform optical alignment of ~ 63.

各コリメートレンズ61〜63の位置調整時には、各コリメートレンズ61〜63からの出射光がコリメートされているか否かが確認される。ここで、仮に上記コリメートの品質が低い場合(コリメート性が良くない場合)には、赤色レーザ光LR、緑色レーザ光LG及び青色レーザ光LBの合波光L2において収差(非点収差及び球面収差)が大きくなり、例えば画像の品質が劣化するという問題を生じさせる可能性がある。よって、コリメート性を高く維持すべく、本実施形態では、下記の手順によって3つのコリメートレンズ61〜63の光学調芯を実施している。   When the positions of the collimating lenses 61 to 63 are adjusted, it is confirmed whether or not the light emitted from the collimating lenses 61 to 63 is collimated. Here, if the quality of the collimator is low (if collimation is not good), aberrations (astigmatism and spherical aberration) in the combined light L2 of the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB. May increase, for example, and may cause a problem that image quality deteriorates. Therefore, in this embodiment, the optical alignment of the three collimating lenses 61 to 63 is performed by the following procedure in order to maintain high collimating properties.

最初に赤色LD11と第1のコリメートレンズ61との相対位置を決定する。このとき、第1のコリメートレンズ61を、第1のサブベース部材71を介してキャリア30の第2の主面30b上に搭載する。そして、赤色LD11を発光させつつ、第1のコリメートレンズ61を第1のサブベース部材71上に固定する。ここで、赤色LD11からの赤色レーザ光LRは、反射されることなく前方に直進する。   First, the relative position between the red LD 11 and the first collimating lens 61 is determined. At this time, the first collimating lens 61 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30 via the first sub-base member 71. Then, the first collimating lens 61 is fixed on the first sub-base member 71 while causing the red LD 11 to emit light. Here, the red laser light LR from the red LD 11 goes straight forward without being reflected.

また、赤色レーザ光LRの光軸がキャリア30の主面30a,30bに対して実質平行となるように第1のコリメートレンズ61の上下位置を調整する。このとき、例えば、第1のサブベース部材71に紫外線硬化樹脂を塗布し且つその厚みを確保しながら、第1のコリメートレンズ61をコレット等によって吸着しつつコレットの上下位置を調整させる。これにより、主面30a,30bに対する赤色レーザ光LRの煽り角が調整される。   In addition, the vertical position of the first collimating lens 61 is adjusted so that the optical axis of the red laser light LR is substantially parallel to the main surfaces 30 a and 30 b of the carrier 30. At this time, for example, the upper and lower positions of the collet are adjusted while adsorbing the first collimating lens 61 with a collet or the like while applying the ultraviolet curable resin to the first sub-base member 71 and securing the thickness thereof. Thereby, the turning angle of the red laser light LR with respect to the main surfaces 30a and 30b is adjusted.

そして、例えば、赤色LD11の光出射端面から前方に所定距離(例えば1〜2m)離れた位置にCCD等の撮像素子を配置し、CCD等に投影される赤色レーザ光LRのビーム径を観測しつつ第1のコリメートレンズ61の調芯を行うことによって、第1のコリメートレンズ61の一方の焦点と赤色LD11の光出射端面とを一致させる。このように第1のコリメートレンズ61の一方の焦点と赤色LD11の光出射端面とを一致させることによって、第1のコリメートレンズ61が出力する赤色レーザ光LRは実質コリメート光となる。   Then, for example, an image sensor such as a CCD is disposed at a position a predetermined distance (for example, 1 to 2 m) ahead of the light emitting end face of the red LD 11, and the beam diameter of the red laser light LR projected onto the CCD is observed. While aligning the first collimating lens 61, one focal point of the first collimating lens 61 and the light emitting end face of the red LD 11 are made to coincide. Thus, by making one focal point of the first collimating lens 61 coincide with the light emitting end face of the red LD 11, the red laser light LR output from the first collimating lens 61 becomes substantially collimated light.

なお、第1のコリメートレンズ61と赤色LD11の光出射端面との距離が第1のコリメートレンズ61の焦点距離よりも短い場合には、第1のコリメートレンズ61から出射する赤色レーザ光LRは発散光となる。一方、第1のコリメートレンズ61と上記光出射端面との距離が上記焦点距離よりも長い場合には、第1のコリメートレンズ61から出射する赤色レーザ光LRは収束光となる。   When the distance between the first collimating lens 61 and the light emitting end face of the red LD 11 is shorter than the focal length of the first collimating lens 61, the red laser light LR emitted from the first collimating lens 61 is divergent. It becomes light. On the other hand, when the distance between the first collimating lens 61 and the light emitting end face is longer than the focal length, the red laser light LR emitted from the first collimating lens 61 becomes convergent light.

しかしながら、本実施形態では、上述したように第1のコリメートレンズ61の一方の焦点と赤色LD11の光出射端面とを一致させているので、第1のコリメートレンズ61から出射する赤色レーザ光LRの光束は実質平行となっており、数m離れた位置においても投影パターンを観測することが可能である。以上のように第1のコリメートレンズ61の一方の焦点と赤色LD11の光出射端面とを一致させた後、第1のサブベース部材71上の紫外線硬化樹脂を硬化させて第1のコリメートレンズ61を第1のサブベース部材71上に固定させる。   However, in the present embodiment, as described above, one focal point of the first collimating lens 61 and the light emitting end surface of the red LD 11 are matched, so that the red laser light LR emitted from the first collimating lens 61 The luminous flux is substantially parallel, and the projection pattern can be observed even at a position several m away. As described above, after making one focal point of the first collimating lens 61 coincide with the light emitting end surface of the red LD 11, the ultraviolet curable resin on the first sub-base member 71 is cured to cure the first collimating lens 61. Is fixed on the first sub-base member 71.

次に、緑色LD12と第2のコリメートレンズ62との相対位置を決定する。このとき、第2のコリメートレンズ62を、第2のサブベース部材72を介してキャリア30の第2の主面30b上に搭載する。そして、緑色LD12を発光させつつ、第2のコリメートレンズ62を第2のサブベース部材72上に固定する。ここで、緑色LD12からの緑色レーザ光LGは反射されることなく右方に直進する。   Next, the relative position between the green LD 12 and the second collimating lens 62 is determined. At this time, the second collimating lens 62 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30 via the second sub-base member 72. Then, the second collimating lens 62 is fixed on the second sub-base member 72 while causing the green LD 12 to emit light. Here, the green laser beam LG from the green LD 12 goes straight to the right without being reflected.

また、緑色レーザ光LGの光軸がキャリア30の主面30a,30bに対して実質平行となるように第2のコリメートレンズ62の上下位置を調整する。このとき、例えば、第2のサブベース部材72に紫外線硬化樹脂を塗布し且つその厚みを確保しながら、第2のコリメートレンズ62をコレット等によって吸着しつつコレットの上下位置を調整させる。これにより、主面30a,30bに対する緑色レーザ光LGの煽り角が調整される。   Further, the vertical position of the second collimating lens 62 is adjusted so that the optical axis of the green laser light LG is substantially parallel to the main surfaces 30a and 30b of the carrier 30. At this time, for example, the upper and lower positions of the collet are adjusted while adsorbing the second collimating lens 62 with a collet or the like while applying the ultraviolet curable resin to the second sub-base member 72 and securing the thickness thereof. Thereby, the turning angle of the green laser light LG with respect to the main surfaces 30a and 30b is adjusted.

そして、例えば、緑色LD12の光出射端面から右方に所定距離(例えば1〜2m)離れた位置にCCD等の撮像素子を配置し、CCD等に投影される緑色レーザ光LGのビーム径を観測しつつ第2のコリメートレンズ62の調芯を行うことによって、第2のコリメートレンズ62の一方の焦点と緑色LD12の光出射端面とを一致させる。このように第2のコリメートレンズ62の一方の焦点と緑色LD12の光出射端面とを一致させることによって、第2のコリメートレンズ62が出力する緑色レーザ光LGは実質コリメート光となる。   Then, for example, an image sensor such as a CCD is arranged at a position a predetermined distance (for example, 1 to 2 m) to the right from the light emitting end face of the green LD 12, and the beam diameter of the green laser light LG projected on the CCD is observed. However, by aligning the second collimating lens 62, one focal point of the second collimating lens 62 and the light emitting end face of the green LD 12 are matched. Thus, by making one focal point of the second collimating lens 62 coincide with the light emitting end face of the green LD 12, the green laser light LG output from the second collimating lens 62 becomes substantially collimated light.

なお、上記のCCD等の配置に代えて、緑色LD12の光出射端面から右方に所定距離離れた位置に緑色レーザ光LGを前方に反射させる観測用ミラーを配置すると共に、観測用ミラーの前方にCCD等の撮像素子を配置することによって、上述した調芯を行ってもよい。   Instead of the above-described arrangement of the CCD or the like, an observation mirror that reflects the green laser light LG forward is disposed at a position that is a predetermined distance away from the light emitting end face of the green LD 12 and the front of the observation mirror. The above-described alignment may be performed by disposing an image sensor such as a CCD on the center.

続いて、青色LD13と第3のコリメートレンズ63との相対位置を決定する。このとき、緑色LD12と第2のコリメートレンズ62との相対位置を決定する工程と同様、第3のコリメートレンズ63の一方の焦点と青色LD13の光出射端面とを一致させることによって、第3のコリメートレンズ63が出力する青色レーザ光LBをコリメート光とさせる。なお、上述した各工程では、赤色レーザ光LRの光軸と緑色レーザ光LGの光軸と青色レーザ光LBの光軸とを互いに同一の高さとすることが望ましい。   Subsequently, the relative position between the blue LD 13 and the third collimating lens 63 is determined. At this time, similarly to the step of determining the relative position between the green LD 12 and the second collimating lens 62, the third focal point of the third collimating lens 63 and the light emitting end face of the blue LD 13 are made to coincide with each other. The blue laser light LB output from the collimating lens 63 is set as collimated light. In each step described above, it is desirable that the optical axis of the red laser light LR, the optical axis of the green laser light LG, and the optical axis of the blue laser light LB be the same height.

次に、図8に示されるように、第1の波長フィルタ81をキャリア30の第2の主面30b上に搭載する。このとき、上述したCCD等の撮像素子における緑色レーザ光LGの投影パターンを赤色レーザ光LRの投影パターンに実質一致させるように第1の波長フィルタ81の角度を調整する。ここで、図9に示されるように、赤色レーザ光LRの投影パターンはX方向に長い楕円状となり、緑色レーザ光LG及び青色レーザ光LBそれぞれの投影パターンは略円形状となる。そこで、本実施形態のように、赤色レーザ光LRの投影パターンを基準とし、緑色レーザ光LG及び青色レーザ光LBの各投影パターンを赤色レーザ光LRの投影パターンに合わせることによって、各レーザ光LR,LG,LBの位置調整を容易に行うことが可能となっている。   Next, as shown in FIG. 8, the first wavelength filter 81 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30. At this time, the angle of the first wavelength filter 81 is adjusted so that the projection pattern of the green laser beam LG in the above-described imaging device such as a CCD substantially matches the projection pattern of the red laser beam LR. Here, as shown in FIG. 9, the projection pattern of the red laser light LR is an ellipse that is long in the X direction, and the projection patterns of the green laser light LG and the blue laser light LB are substantially circular. Therefore, as in the present embodiment, each laser beam LR is obtained by matching each projection pattern of the green laser beam LG and the blue laser beam LB with the projection pattern of the red laser beam LR with reference to the projection pattern of the red laser beam LR. , LG, LB can be easily adjusted.

具体的には、まず第1の波長フィルタ81を緑色レーザ光LGの光軸上に置き、第1の波長フィルタ81において緑色レーザ光LGを反射させてCCD等の投影面上に投影パターンを投影させる。そして、第1の波長フィルタ81の振れ角及び煽り角を調整することにより、緑色レーザ光LGの投影パターンを赤色レーザ光LRの投影パターンに実質一致させる。このように第1の波長フィルタ81の振れ角及び煽り角を調整して赤色レーザ光LRの投影パターンに緑色レーザ光LGの投影パターンを実質一致させた後には、第4のサブベース部材74上の紫外線硬化樹脂を硬化させて、第1の波長フィルタ81を第4のサブベース部材74に固定させる。   Specifically, first, the first wavelength filter 81 is placed on the optical axis of the green laser beam LG, and the first wavelength filter 81 reflects the green laser beam LG to project a projection pattern onto a projection surface such as a CCD. Let Then, by adjusting the deflection angle and the tilt angle of the first wavelength filter 81, the projection pattern of the green laser light LG is substantially matched with the projection pattern of the red laser light LR. After adjusting the deflection angle and the tilt angle of the first wavelength filter 81 to substantially match the projection pattern of the green laser light LG with the projection pattern of the red laser light LR, the fourth sub-base member 74 is moved. The first wavelength filter 81 is fixed to the fourth sub-base member 74 by curing the ultraviolet curable resin.

なお、第1の波長フィルタ81により、赤色レーザ光LRの投影パターンは、第1の波長フィルタ81の厚みの影響を受けて僅かに平行移動することとなる。しかしながら、平行移動した赤色レーザ光LRの投影パターンに、緑色レーザ光LG及び青色レーザ光LBの投影パターンを実質一致させるようにすれば問題無く調芯を行うことが可能である。   Note that the projection pattern of the red laser light LR is slightly translated by the first wavelength filter 81 under the influence of the thickness of the first wavelength filter 81. However, if the projection pattern of the green laser beam LG and the blue laser beam LB is substantially matched to the projection pattern of the red laser beam LR that has been translated, alignment can be performed without any problem.

続いて、第2の波長フィルタ82をキャリア30の第2の主面30b上に搭載する。このとき、第1の波長フィルタ81を搭載したときと同様に、青色レーザ光LBの投影パターンが赤色レーザ光LRの投影パターンと実質一致するように、第2の波長フィルタ82の振れ角及び煽り角を調整する。また、第1の波長フィルタ81の光反射面と第2の波長フィルタ82の光反射面とが互いに平行となるように第2の波長フィルタ82を配置する。具体的な調整方法は、上述した第1の波長フィルタ81の配置手順と同様である。   Subsequently, the second wavelength filter 82 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30. At this time, as in the case where the first wavelength filter 81 is mounted, the deflection angle and the tilt of the second wavelength filter 82 are set so that the projected pattern of the blue laser light LB substantially coincides with the projected pattern of the red laser light LR. Adjust the corners. In addition, the second wavelength filter 82 is arranged so that the light reflection surface of the first wavelength filter 81 and the light reflection surface of the second wavelength filter 82 are parallel to each other. A specific adjustment method is the same as the arrangement procedure of the first wavelength filter 81 described above.

次に、ミラー91をキャリア30の第2の主面30b上に搭載する。ミラー91は、その斜面91aが第2の主面30bに対して45度の角度を成す状態で第2の主面30b上に搭載される。ミラー91は、第6のサブベース部材76上に紫外線硬化樹脂によって固定される。その後、ベース部材50の主面50aをキャップ2で覆うと共に、ミラー91の斜面91aの上方にキャップ2の開口2aを位置させた状態でハーメチックシールを施すことにより三色光光源1が完成する。   Next, the mirror 91 is mounted on the second main surface 30 b of the carrier 30. The mirror 91 is mounted on the second main surface 30b with the inclined surface 91a forming an angle of 45 degrees with respect to the second main surface 30b. The mirror 91 is fixed on the sixth sub-base member 76 with an ultraviolet curable resin. Thereafter, the main surface 50a of the base member 50 is covered with the cap 2, and a hermetic seal is applied in a state where the opening 2a of the cap 2 is positioned above the inclined surface 91a of the mirror 91, whereby the three-color light source 1 is completed.

以上、三色光光源1では、赤色LD11、緑色LD12、青色LD13、第1のコリメートレンズ61、第2のコリメートレンズ62、第3のコリメートレンズ63、第1の波長フィルタ81及び第2の波長フィルタ82がキャリア30に搭載されている。また、キャリア30は、TEC40上に搭載されている。よって、TEC40の温度をATC(Automatic Temperature Controller)を用いて制御することによって赤色LD11、緑色LD12及び青色LD13の温度が一定に維持される。従って、周囲の環境温度の影響を受けにくくなるので、赤色LD11、緑色LD12及び青色LD13の発光特性を一定に維持することができる。   As described above, in the three-color light source 1, the red LD11, the green LD12, the blue LD13, the first collimating lens 61, the second collimating lens 62, the third collimating lens 63, the first wavelength filter 81, and the second wavelength filter. 82 is mounted on the carrier 30. The carrier 30 is mounted on the TEC 40. Therefore, by controlling the temperature of the TEC 40 using an ATC (Automatic Temperature Controller), the temperatures of the red LD 11, the green LD 12, and the blue LD 13 are maintained constant. Accordingly, the light emitting characteristics of the red LD 11, the green LD 12, and the blue LD 13 can be maintained constant because they are not easily affected by the ambient environmental temperature.

また、TEC40によって温度が一定に維持されることにより、LD11〜13とコリメートレンズ61〜63との間における光結合状態の変動を抑制することができる。よって、コリメートレンズ61〜63から出射されたレーザ光LR,LG,LBのコリメート性を高く維持することができる。従って、三色光光源1の後段(合波光L2の出力側)に接続される走査光学系において三色混合ビーム(合波光L2)を集光させる場合に、非点収差及び球面収差を大幅に低減させることができ、色滲みが生じる可能性を低減させることが可能となる。   In addition, by maintaining the temperature constant by the TEC 40, it is possible to suppress fluctuations in the optical coupling state between the LDs 11 to 13 and the collimating lenses 61 to 63. Therefore, the collimating properties of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the collimating lenses 61 to 63 can be maintained high. Therefore, when the three-color mixed beam (combined light L2) is condensed in the scanning optical system connected to the subsequent stage of the three-color light source 1 (the output side of the combined light L2), astigmatism and spherical aberration are greatly reduced. It is possible to reduce the possibility of color blurring.

また、三色光光源1において、レーザ光LR,LG,LB(合波光L2)は、ミラー91によって、キャリア30の主面30a,30bに対して交差する方向に反射される。よって、キャップ2の高さを高くしなくてもキャップ2の開口2aを大きくすることができるので、合波光L2のビーム径を簡単に大きくすることが可能となる。   In the three-color light source 1, the laser beams LR, LG, and LB (combined light L <b> 2) are reflected by the mirror 91 in a direction intersecting the main surfaces 30 a and 30 b of the carrier 30. Therefore, since the opening 2a of the cap 2 can be enlarged without increasing the height of the cap 2, the beam diameter of the combined light L2 can be easily increased.

また、三色光光源1では、三色のLD11〜13のそれぞれに対応して、コリメートレンズ61〜63のそれぞれが配置されている。そして、これらのコリメートレンズ61〜63は、互いに独立した3つのサブベース部材71〜73を介してキャリア30の第2の主面30b上に搭載されている。このような構成によれば、コリメートレンズ61〜63を固定させるための樹脂が別のコリメートレンズ61〜63の固定位置にまで流れ出ることを防ぐことができる。従って、LD11〜13から出射される赤色レーザ光LR、緑色レーザ光LG及び青色レーザ光LBの光軸の変動を抑制し、光軸調整を精度良く行うことが可能となる。   In the three-color light source 1, each of the collimating lenses 61 to 63 is disposed corresponding to each of the three color LDs 11 to 13. These collimating lenses 61 to 63 are mounted on the second main surface 30b of the carrier 30 via three sub-base members 71 to 73 that are independent from each other. According to such a structure, it can prevent that resin for fixing the collimating lenses 61-63 flows out to the fixing position of another collimating lenses 61-63. Accordingly, it is possible to suppress optical axis fluctuations of the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB emitted from the LDs 11 to 13 and perform optical axis adjustment with high accuracy.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る三色光光源101について説明する。図10は三色光光源101の外観を示す斜視図であり、図11は三色光光源101からキャップ102を外した状態を示す斜視図である。なお、図11では、便宜上、ボンディングワイヤB1〜B10等、一部の図示を省略している。
(Second Embodiment)
Next, the three-color light source 101 according to the second embodiment will be described. 10 is a perspective view showing the appearance of the three-color light source 101, and FIG. 11 is a perspective view showing a state where the cap 102 is removed from the three-color light source 101. As shown in FIG. In FIG. 11, for the sake of convenience, some of the bonding wires B1 to B10 and the like are not shown.

図10及び図11に示されるように、三色光光源101は、合波光L2の出射方向がキャリア30の主面30a,30bに対して略平行な方向(前方)である点が第1実施形態と異なっている。三色光光源101は、前方に開口102aを有するキャップ102を備えている。また、三色光光源101は、第1実施形態のミラー91とPD92に代えて、ビームスプリッタ191とPD192とを備えている。ビームスプリッタ191は、例えば半透明ミラーである。なお、PD192の機能は、第1実施形態のPD92の機能と同様である。   As shown in FIGS. 10 and 11, the three-color light source 101 has a first embodiment in that the output direction of the combined light L <b> 2 is a direction (front) substantially parallel to the main surfaces 30 a and 30 b of the carrier 30. Is different. The three-color light source 101 includes a cap 102 having an opening 102a on the front side. The three-color light source 101 includes a beam splitter 191 and a PD 192 in place of the mirror 91 and the PD 92 of the first embodiment. The beam splitter 191 is a translucent mirror, for example. The function of the PD 192 is the same as the function of the PD 92 of the first embodiment.

ビームスプリッタ191は、キャリア30の前端に位置する台座131の斜面131aに接触し傾斜した状態で保持されている。ビームスプリッタ191は斜面191aを有し、斜面191aはキャリア30の第2の主面30bに対して例えば45度の角度を成している。PD192は、斜面191aの下方に配置されている。   The beam splitter 191 is held in an inclined state in contact with the inclined surface 131 a of the pedestal 131 located at the front end of the carrier 30. The beam splitter 191 has an inclined surface 191 a, and the inclined surface 191 a forms an angle of, for example, 45 degrees with respect to the second main surface 30 b of the carrier 30. The PD 192 is disposed below the slope 191a.

また、ビームスプリッタ191の斜面191aには例えば誘導体多層膜が貼り付けられており、この斜面191aは合波光L2の一部を下方に反射させる機能を有する。すなわち、ビームスプリッタ191は、第2の波長フィルタ82から出射される合波光L2の一部を下方に反射させると共に残部を前方に透過させる。このように、斜面191aは、レーザ光LR,LG,LBを反射させる反射面となっている。斜面191aにおいて下方に反射されたレーザ光LR,LG,LBは、PD192に入射する。PD192は、ビームスプリッタ191の斜面191aにおいて反射した光を受光することによって、合波光L2の強度を検知可能となっている。   Further, for example, a dielectric multilayer film is attached to the inclined surface 191a of the beam splitter 191. The inclined surface 191a has a function of reflecting a part of the combined light L2 downward. That is, the beam splitter 191 reflects a part of the combined light L2 emitted from the second wavelength filter 82 downward and transmits the remaining part forward. Thus, the inclined surface 191a is a reflecting surface that reflects the laser beams LR, LG, and LB. Laser beams LR, LG, and LB reflected downward on the inclined surface 191a enter the PD 192. The PD 192 can detect the intensity of the combined light L2 by receiving the light reflected by the inclined surface 191a of the beam splitter 191.

以上のように構成される第2実施形態の三色光光源101でも、キャリア30がTEC40上に搭載されているので、第1実施形態と同様の効果が得られる。   Even in the three-color light source 101 of the second embodiment configured as described above, since the carrier 30 is mounted on the TEC 40, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、本発明は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restricted to the said embodiment, It deform | transforms in the range which does not change the summary described in each claim, or applied to another thing. There may be. That is, the present invention can be variously modified without changing the gist of the present invention.

例えば、上記各実施形態では、第1のコリメートレンズ61によりコリメートされた赤色レーザ光LRを透過し、第2のコリメートレンズ62によりコリメートされた緑色レーザ光LGを前方に反射する第1の波長フィルタ81を用いたが、この第1の波長フィルタ81に代えて、赤色レーザ光LRを反射し且つ緑色レーザ光LGを透過させる波長フィルタを用いることも可能である。また、合波光L1を透過し青色レーザ光LBを反射させる第2の波長フィルタ82に代えて、合波光L1を反射し青色レーザ光LBを透過させる波長フィルタを用いることも可能である。   For example, in each of the above embodiments, the first wavelength filter that transmits the red laser light LR collimated by the first collimating lens 61 and reflects the green laser light LG collimated by the second collimating lens 62 forward. 81 is used, but it is also possible to use a wavelength filter that reflects the red laser light LR and transmits the green laser light LG instead of the first wavelength filter 81. Further, instead of the second wavelength filter 82 that transmits the combined light L1 and reflects the blue laser light LB, a wavelength filter that reflects the combined light L1 and transmits the blue laser light LB may be used.

1,101…三色光光源、2,102…キャップ、2a,102a…開口、11…赤色LD(第1のレーザダイオード)、12…緑色LD(第2のレーザダイオード)、13…青色LD(第3のレーザダイオード)、30…キャリア、30a…第1の主面(主面)、30b…第2の主面(主面)、40…TEC(温調素子)、61…第1のコリメートレンズ、62…第2のコリメートレンズ、63…第3のコリメートレンズ、71…第1のサブベース部材、72…第2のサブベース部材、73…第3のサブベース部材、74…第4のサブベース部材、75…第5のサブベース部材、76…第6のサブベース部材、81…第1の波長フィルタ、82…第2の波長フィルタ、91…ミラー、91a…斜面、91b…底面、91c…側面、92,192…PD(フォトダイオード)、191…ビームスプリッタ、L1…第1の合波光、L2…第2の合波光、LR…赤色レーザ光(第1のレーザ光)、LG…緑色レーザ光(第2のレーザ光)、LB…青色レーザ光(第3のレーザ光)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Three color light source, 2,102 ... Cap, 2a, 102a ... Opening, 11 ... Red LD (1st laser diode), 12 ... Green LD (2nd laser diode), 13 ... Blue LD (1st) 3 laser diode), 30 carrier, 30a first main surface (main surface), 30b second main surface (main surface), 40 TEC (temperature control element), 61 first collimating lens 62 ... second collimating lens, 63 ... third collimating lens, 71 ... first sub-base member, 72 ... second sub-base member, 73 ... third sub-base member, 74 ... fourth sub Base member, 75 ... fifth sub-base member, 76 ... sixth sub-base member, 81 ... first wavelength filter, 82 ... second wavelength filter, 91 ... mirror, 91a ... slope, 91b ... bottom surface, 91c ... side, 92,1 2 ... PD (photodiode), 191 ... beam splitter, L1 ... first combined light, L2 ... second combined light, LR ... red laser light (first laser light), LG ... green laser light (second Laser beam), LB ... blue laser beam (third laser beam).

Claims (10)

赤色、緑色及び青色のレーザ光を合波して出力する三色光光源であって、
第1のレーザ光を出射する第1のレーザダイオードチップと、
前記第1のレーザ光と異なる波長の第2のレーザ光を出射する第2のレーザダイオードチップと、
前記第2のレーザ光と異なる波長の第3のレーザ光を出射する第3のレーザダイオードチップと、
前記第1のレーザダイオードチップの光出射端面に焦点が一致しており、前記第1のレーザ光をコリメートする第1のコリメートレンズと、
前記第2のレーザダイオードチップの光出射端面に焦点が一致しており、前記第2のレーザ光をコリメートする第2のコリメートレンズと、
前記第3のレーザダイオードチップの光出射端面に焦点が一致しており、前記第3のレーザ光をコリメートする第3のコリメートレンズと、
前記第1のコリメートレンズによりコリメートされた前記第1のレーザ光を透過し、前記第2のコリメートレンズによりコリメートされた前記第2のレーザ光を反射して、前記第1のレーザ光及び前記第2のレーザ光を前記第1及び第2のレーザ光の光軸が互いに略一致するように合波した第1の合波光を出力する第1の波長フィルタと、
前記第1の合波光に対して透過及び反射のうち一方を行い、前記第3のコリメートレンズによりコリメートされた前記第3のレーザ光に対して透過及び反射のうち他方を行って、前記第1の合波光及び前記第3のレーザ光を前記第1の合波光及び前記第3のレーザ光の光軸が互いに略一致するように合波した第2の合波光を出力する第2の波長フィルタと、
前記第1〜第3のレーザダイオードチップ、前記第1〜第3のコリメートレンズ並びに前記第1及び第2の波長フィルタを搭載するキャリアと、
前記キャリアを搭載する温調素子と、
を備え、
前記第1及び第2の波長フィルタは、それぞれが個別に光軸調整可能なように各々独立した部品であり、
前記キャリアには、前記第1〜第3のレーザダイオードチップが、前記第1〜第3のコリメートレンズ並びに前記第1及び第2の波長フィルタより高い位置に搭載されるように段差が形成されており、
前記キャリアにおいて、前記第1〜第3のコリメートレンズ並びに前記第1及び第2の波長フィルタが搭載される面より高い面に直接固定されておりそれぞれが単一の第1〜第3のサブマウントに、前記第1〜第3のレーザダイオードチップは直接固定されており、
前記第2の合波光は、他のレンズによることなく前記第1〜第3のコリメートレンズのみでコリメートされている
三色光光源。
A three-color light source that combines and outputs red, green, and blue laser beams,
A first laser diode chip that emits a first laser beam;
A second laser diode chip that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first laser beam;
A third laser diode chip for emitting a third laser beam having a wavelength different from that of the second laser beam;
A first collimating lens that is focused on the light emitting end face of the first laser diode chip and that collimates the first laser light;
A second collimating lens that is focused on the light emitting end face of the second laser diode chip and collimates the second laser light;
A third collimating lens that is focused on the light emitting end face of the third laser diode chip and that collimates the third laser light;
The first laser light collimated by the first collimating lens is transmitted, the second laser light collimated by the second collimating lens is reflected, and the first laser light and the first laser light are reflected. A first wavelength filter that outputs a first combined light obtained by combining two laser beams so that optical axes of the first and second laser beams substantially coincide with each other ;
One of transmission and reflection is performed on the first combined light, and the other of transmission and reflection is performed on the third laser light collimated by the third collimating lens. A second wavelength filter that outputs a second combined light obtained by combining the first combined light and the third laser light so that optical axes of the first combined light and the third laser light substantially coincide with each other. When,
A carrier on which the first to third laser diode chips , the first to third collimating lenses, and the first and second wavelength filters are mounted;
A temperature control element on which the carrier is mounted;
With
The first and second wavelength filters are independent parts so that the optical axes can be adjusted individually,
The carrier is formed with a step so that the first to third laser diode chips are mounted at a position higher than the first to third collimating lenses and the first and second wavelength filters. And
The carrier is directly fixed to a surface higher than the surface on which the first to third collimating lenses and the first and second wavelength filters are mounted, and each is a single first to third submount. In addition, the first to third laser diode chips are directly fixed,
The second combined light is collimated only by the first to third collimating lenses without using other lenses .
Three-color light source.
前記第1のレーザ光は赤色であり、前記第2もしくは第3のレーザ光の一方は緑色であり、前記第2もしくは第3のレーザ光の他方は青色である、
請求項1に記載の三色光光源。
The first laser beam is red, one of the second or third laser beam is green, and the other of the second or third laser beam is blue;
The three-color light source according to claim 1.
前記第2の合波光の一部を反射させて残部を透過させるミラーと、
前記ミラーを透過した前記第2の合波光の強度を検知するフォトダイオードと、
を備える請求項1又は2に記載の三色光光源。
A mirror that reflects part of the second combined light and transmits the remaining part;
A photodiode for detecting the intensity of the second combined light transmitted through the mirror;
The three-color light source according to claim 1 or 2.
前記第2の合波光は、前記ミラーによって、前記キャリアの主面に対して交差する方向に反射される、
請求項3に記載の三色光光源。
The second combined light is reflected by the mirror in a direction intersecting the main surface of the carrier.
The three-color light source according to claim 3.
前記ミラーは、前記第2の合波光の光軸が延びる方向に対して傾斜する斜面と、底面と、を有し、
前記底面は、前記キャリアに対して固定されており、
前記フォトダイオードは、前記ミラーの前記斜面において屈折された前記第2の合波光の強度を検知する、
請求項3又は4に記載の三色光光源。
The mirror has a slope that is inclined with respect to the direction in which the optical axis of the second combined light extends, and a bottom surface.
The bottom surface is fixed to the carrier;
The photodiode detects the intensity of the second combined light refracted at the inclined surface of the mirror;
The three-color light source according to claim 3 or 4.
前記第2及び第3のレーザダイオードチップは、前記第2及び第3のレーザダイオードチップからの前記第2及び第3のレーザ光の出射方向が前記第1のレーザダイオードチップからの前記第1のレーザ光の出射方向と実質的に直角をなすように、配置されている、
請求項1〜5の何れか一項に記載の三色光光源
The second and third laser diode chips are arranged such that the emission directions of the second and third laser beams from the second and third laser diode chips are the first and second laser diode chips from the first laser diode chip. Arranged so as to be substantially perpendicular to the laser beam emission direction,
The three-color light source according to any one of claims 1 to 5 .
主面を有するベース部材と、
前記ベース部材の主面を覆うキャップと、
を更に備え、
前記ベース部材と前記キャップとで画成される空間内に、前記第1〜第3のレーザダイオードチップ、前記第1〜第3のコリメートレンズ、前記第1及び第2の波長フィルタ、前記キャリア及び前記温調素子が収容されており
前記温調素子は、前記ベース部材の前記主面上に設けられており、
前記キャリアは、前記温調素子における前記ベース部材と反対側の面上に設けられている、
請求項1〜6の何れか一項に記載の三色光光源
A base member having a main surface;
A cap covering the main surface of the base member;
Further comprising
In the space defined by the base member and the cap, the first to third laser diode chips, the first to third collimating lenses, the first and second wavelength filters, the carrier, and The temperature control element is accommodated ,
The temperature control element is provided on the main surface of the base member,
The carrier is provided on a surface opposite to the base member in the temperature control element,
The three-color light source according to any one of claims 1 to 6 .
前記第1のレーザダイオードチップは、GaAs系材料で構成されており、The first laser diode chip is made of a GaAs material,
前記第2及び第3のレーザダイオードチップは、GaN系材料で構成されている、The second and third laser diode chips are made of a GaN-based material,
請求項1〜7の何れか一項に記載の三色光光源。The three-color light source according to any one of claims 1 to 7.
前記第1及び第2の波長フィルタは、前記キャリア上の平板状のサブベース部材に、紫外線硬化樹脂により直接固定されている、
請求項1〜8の何れか一項に記載の三色光光源
The first and second wavelength filters are directly fixed to the flat sub-base member on the carrier by an ultraviolet curable resin,
The three-color light source according to any one of claims 1 to 8 .
前記第1〜第3のレーザダイオードチップの光軸の高さと、前記第1〜第3のコリメートレンズ並びに前記第1及び第2の波長フィルタの光軸の高さは一致している、  The height of the optical axis of the first to third laser diode chips and the height of the optical axes of the first to third collimating lenses and the first and second wavelength filters are the same.
請求項1〜9の何れか一項に記載の三色光光源。The three-color light source according to any one of claims 1 to 9.
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