(57)【要約】【課題】色むらを十分に抑えることができる赤色レーザ光源モジュールを得る。【解決手段】金属板１の主面上に複数の赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂが配置されている。この複数の赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂは、金属板１の主面に対して平行な方向にそれぞれ複数のレーザ光を出射する。反射ミラー７は、複数のレーザ光を金属板１の主面に対して垂直な向きに反射する。複数のレーザ光の偏光方向及び波長が互いに異なる。このように偏光方向及び波長が互いに異なる複数のレーザ光を混在させて干渉を低減することにより、色むらを十分に抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を持つ金属板と、
前記金属板の主面上に配置され、前記金属板の主面に対して平行な方向にそれぞれ複数のレーザ光を出射する複数の赤色半導体レーザチップと、
前記複数のレーザ光を前記金属板の主面に対して垂直な向きに反射する反射ミラーとを備え、
前記複数のレーザ光の偏光方向及び波長が互いに異なることを特徴とする赤色レーザ光源モジュール。
【請求項２】
前記複数のレーザ光の波長は互いに１〜８ｎｍ異なることを特徴とする請求項１に記載の赤色レーザ光源モジュール。
【請求項３】
前記複数のレーザ光の波長は６３４ｎｍ〜６４２ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の赤色レーザ光源モジュール。
【請求項４】
前記複数のレーザ光の出射方向は互いに９０°以上異なることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の赤色レーザ光源モジュール。
【請求項５】
前記反射ミラーは、前記複数のレーザ光をそれぞれ反射する複数の反射面を有する１つの構造体であることを特徴とする請求項４に記載の赤色レーザ光源モジュール。
【請求項６】
前記反射ミラーの形状が三角錐又は四角錘であることを特徴とする請求項５に記載の赤色レーザ光源モジュール。
【請求項７】
前記反射ミラーは凹形状の曲面を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の赤色レーザ光源モジュール。
【請求項８】
各赤色半導体レーザチップは、並んで配置された波長が異なる複数の半導体レーザチップ、又は、波長が異なる複数の発光点をもつレーザバーであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の赤色レーザ光源モジュール。
【請求項９】
前記複数の赤色半導体レーザチップは、引張歪を持つ活性層を有する第１の赤色半導体レーザチップと、圧縮歪を持つ活性層を有する第２の赤色半導体レーザチップとを備え、
前記第１及び第２の赤色半導体レーザチップのレーザ光は偏光方向が互いに９０°異なることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の赤色レーザ光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザＴＶ用等のレーザ光源モジュールに用いられる赤色レーザ光源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザＴＶ用等のレーザ光源モジュールでは、ＲＧＢの３つの波長（色）のレーザ光源モジュールが必要である。そのうち１つの波長のレーザ光源モジュールで、レーザ光の干渉により色むらが発生するという問題があった。そこで、色むらを抑えるため、複数のレーザチップを同一基板上に異なる方向に配置して偏光方向を混在させ、反射ミラーで垂直に反射する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、偏光方向が異なる複数のレーザ光を混在させるだけでは色むらを十分に抑えることはできなかった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は色むらを十分に抑えることができる赤色レーザ光源モジュールを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る赤色レーザ光源モジュールは、主面を持つ金属板と、前記金属板の主面上に配置され、前記金属板の主面に対して平行な方向にそれぞれ複数のレーザ光を出射する複数の赤色半導体レーザチップと、前記複数のレーザ光を前記金属板の主面に対して垂直な向きに反射する反射ミラーとを備え、前記複数のレーザ光の偏光方向及び波長が互いに異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、偏光方向及び波長が互いに異なる複数のレーザ光を混在させて干渉を低減することにより、色むらを十分に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る赤色レーザ光源モジュールの変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る赤色レーザ光源モジュールの変形例を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る赤色レーザ光源モジュールについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【００１１】
金属板１上にサブマウント２を介して端面発光型の赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂが配置されている。リード４ａ，４ｂが金属板１を貫通して絶縁ガラス５により金属板１に固定されている。ワイヤ６ａ，６ｂがそれぞれリード４ａ，４ｂを赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂに接続する。なお、ここでは金属板１の形状を従来のＴＯ−ＣＡＮ型パッケージに準じた円形としているが、四角など別の形状でもよい。
【００１２】
赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂは、金属板１の主面に対して平行な方向にそれぞれ複数のレーザ光を出射する。反射ミラー７は、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂのレーザ光の光軸方向を９０度曲げ、それらのレーザ光を金属板１の主面に対して垂直な向きに反射する。例えば、反射ミラー７は、金属板状に形成した４５度傾斜面を持つ突起に、誘電体多層膜を有するＳｉ基板をハンダ付けしたものである。これに限らず反射ミラー７として機能する構造であればよい。
【００１３】
赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂのレーザ光の出射方向は互いに９０°以上異なるため、それらのレーザ光の偏光方向は互いに異なる。また、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂのレーザ光の波長は６３４ｎｍ〜６４２ｎｍであり、互いに１〜８ｎｍ異なる。従って、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂのレーザ光の偏光方向及び波長が互いに異なる。
【００１４】
本実施の形態では、偏光方向及び波長が互いに異なる複数のレーザ光を混在させて干渉を低減することにより、色むらを十分に抑えることができる。ここで、色むらを抑えるにはレーザ光の波長差を大きくした方がよい。しかし、赤色半導体レーザでは波長が６３４ｎｍより短くなると、高温特性が急激に悪化する。また、波長が長くなると視感度が低下するために光源用としては６４２ｎｍ以下が一般的に用いられる。従って、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂのレーザ光の波長は６３４ｎｍ〜６４２ｎｍであることが好ましい。この場合に両者のレーザ光の波長差は１〜８ｎｍとなる。
【００１５】
また、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂの発光端面の位置がそれぞれ離れているが、反射ミラー７により仮想発光箇所を金属板１の中央部に集めることができるため、集光性は良好である。また、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂを互いに離して配置することで、レーザチップの発熱による温度上昇を抑え、高温での特性劣化を防ぐことができる。
【００１６】
また、放熱は金属板１を介してなされるので赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂを金属板１に近い位置に配置することが好ましい。本実施の形態では赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂはＡｌＮのサブマウント２のみを介して金属板１にＡｕＳｎハンダにより接合されている。サブマウント２やハンダの材質はこれらに限るものではない。
【００１７】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。図４は、本発明の実施の形態２に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【００１８】
金属板１上に赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配置され、それぞれワイヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによりリード４ａ又は４ｂに接続されている。４つの赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのレーザ光の出射方向は互いに９０°異なるため、それらのレーザ光の偏光方向は互いに異なる。赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのレーザ光の波長は６３４ｎｍ〜６４２ｎｍであり、互いに１〜８ｎｍ異なる。
【００１９】
反射ミラー７の形状が四角錘である。この反射ミラー７は、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのレーザ光をそれぞれ反射する４つの反射面を有する。これにより１つの構造体で複数のレーザ光を反射することができる。また、仮想発光箇所を四角錘の下に集めることができ良好な集光性を得ることができる。
【００２０】
図５は、本発明の実施の形態２に係る赤色レーザ光源モジュールの変形例を示す平面図である。図６は、本発明の実施の形態２に係る赤色レーザ光源モジュールの変形例を示す側面図である。３つの赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂ，３ｃのレーザ光の波長は互いに１〜８ｎｍ異なる。反射ミラー７の形状が三角錐である。この反射ミラー７の３つの反射面がそれぞれ赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂ，３ｃのレーザ光を反射する。この場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。反射ミラー７は凹形状の曲面を有する。例えば、予め曲面に加工されたＡｌ金属ブロックを研磨することで反射ミラー７を構成する。なお、曲面状のブロックに金属薄膜や多層誘電体薄膜を形成して反射ミラー７を構成してもよい。この曲面により反射ミラー７が反射した垂直方向への出力光がほぼ平行光となり、出力光の利用が容易となる。
【００２２】
実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。図１０は、本発明の実施の形態４に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【００２３】
各赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂは、一列に横に並んで配置された波長が１〜５ｎｍ異なる複数の半導体レーザチップである。このように複数の半導体レーザチップを並べることで半導体レーザの光出力を大きくすることができる。従って、レーザチップの前にマイクロレンズ等をおいてビーム整形する際に、マイクロレンズアレイを使用して光学系を簡素化できる。よって、出力光の利用が容易で、光出力の大きい赤赤色レーザ光源モジュールを得ることができる。
【００２４】
なお、複数の半導体レーザチップを横に並べる代わりに、波長が１〜５ｎｍ異なる複数の発光点をもつレーザバーを用いても同様の効果を得ることができる。
【００２５】
実施の形態５．
図１１は、本発明の実施の形態５に係る赤色レーザ光源モジュールを示す平面図である。図１２は、本発明の実施の形態５に係る赤色レーザ光源モジュールを示す側面図である。
【００２６】
赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂのレーザ光の波長は６３４ｎｍ〜６４２ｎｍであり、互いに１〜８ｎｍ異なる。また、赤色半導体レーザチップ３ａは引張歪を持つ活性層を有し、赤色半導体レーザチップ３ｂは圧縮歪を持つ活性層を有する。これにより、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂのレーザ光は偏光方向が互いに９０°異なる。例えば波長６３９ｎｍ近傍の赤色半導体レーザの場合は、赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂの活性層をそれぞれＩｎＧａＰ活性層（引張歪）とＡｌＧａＩｎＰ活性層（圧縮歪）とすればよい。
【００２７】
これにより、実施の形態１と同様に偏光方向及び波長が互いに異なる複数のレーザ光を混在させて干渉を低減することにより、色むらを十分に抑えることができる。また、本実施の形態では、２つの赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂを横に並べて配置してもよいので、配置の選択肢が広がる。
【００２８】
なお、上記の実施の形態では金属板１上に赤色半導体レーザチップ３ａ，３ｂを配置した赤色レーザ光源モジュールについて説明したが、ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージでも同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  金属板、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  赤色半導体レーザチップ、７  反射ミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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