JP2006186243A - レーザー光源、色光源およびこれを用いた光走査型カラープロジェクター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のようなＳｉ基板（不透明基板）に貫通孔を設ける必要の無い、微細化および集積性に制限のない透過型光変調素子の製造方法を提供する。
【解決手段】Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）等の複数個の各半導体レーザを互いに近接して支持基板上に配設し、キャップで封止してワンパッケージ内に一体収納し、支持基板にＶ字溝を形成し、ここに前記各集光レンズおよび前記各光ファイバー端部を配設し、かつ、支持基板にヒートシンクの機能を持たせた。
【選択図】 図７

Description

本発明は、レーザー光源、色光源およびこれを用いて入力画素データに応じて変調された光ビームを走査することにより画像表示する光走査型カラープロジェクター装置に関するものである。

従来のレーザビーム表示装置では、赤・緑・青の各レーザアレイを用い、ファイバーで個別の光源として導く方法が知られている（特許文献１参照）。
また、発光色の異なるレーザ光線投射装置を複数台並べ、その光線を投射用スクリーン等に同期して集光することにより、レーザ単体の発光色の他に複合色が得られるカラーディスプレイ装置も知られている（特許文献２参照）。これによれば、集光点を任意に移動させ、スクリーンを走査することで２次元映像の投射が可能である。
さらに、入力画素データに応じて変調された光ビームを走査することにより画像を表示する光走査型画像表示装置において、半導体レーザを光源に用いることが知られている（特許文献３参照）。
米国特許第６，１７５，４４０号明細書 特開２００２−２１４７０５号公報 特開２００３−８４７０７号公報

特許文献１記載の発明では、光源が多数あるために、各レーザの駆動用の電力が多くなり、且つ小型のレーザプロジェクタを構成するのが難しいという欠点があった。
また、特許文献２記載の発明では、レーザ光源に半導体レーザを用いており、これを小型化にすることは何も記載されていない。
さらに、特許文献３記載の発明では、光源に用いる複数の半導体レーザを同一パッスケージに収納し、レーザ光源を小型化することは記載されていない。
このように、携帯型レーザビーム表示装置には光源の小型化と光学系の小型化が必須となっているが、現状ではその課題がいずれの文献にも提起されていない。

本発明は、これらの課題を解決するもので、複数の半導体レーザを同一パッスケージ内に収納可能にして３色小型光源を実現し、携帯型光走査型カラープロジェクター装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、レーザー光源に係り、複数の各半導体レーザを互いに近接して支持基板上に配設し、キャップで封止してワンパッケージ内に一体収納したことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のレーザー光源において、前記各半導体レーザを前記支持基板上の同一面に実装したことを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のレーザー光源において、前記各半導体レーザに光ファイバー端部をそれぞれ対向させて配設したことを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項３記載のレーザー光源において、前記各半導体レーザと前記光ファイバー端部との間に各集光レンズを配設したことを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項４記載のレーザー光源において、前記支持基板に形成したＶ字溝に前記各集光レンズおよび前記各光ファイバー端部を配設したことを特徴としている。
請求項６記載の発明は、請求項５記載のレーザー光源において、前記Ｖ字溝の開口角および深さの少なくとも一方を異ならせることにより、各色の光軸を一致させたことを特徴としている。
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載のレーザー光源において、前記支持基板がヒートシンクであることを特徴としている。
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項記載のレーザー光源において、前記複数の半導体レーザーが、Ｒ（赤）光・Ｇ（緑）光・Ｂ（青）光をそれぞれ出射する半導体レーザーであることを特徴としている。
請求項９記載の発明は、色光源の発明に係り、請求項１〜８のいずれか１項記載の半導体レーザに代えてスーパールミネッセントダイオードを用いることを特徴としている。
請求項１０記載の発明は、光走査型カラープロジェクター装置に係り、前記請求項１〜９のいずれか１項記載の光源と、該光源からの光を走査する可動ミラーと、該可動ミラーにより走査された２次元画像を表示するスクリーンとを備えたことを特徴としている。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の光走査型カラープロジェクター装置において、前記可動ミラーが２軸のガルバノミラーか、互いに直交する１軸のガルバノミラー２枚の組み合わせのいずれかで駆動されることを特徴としている。
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の光走査型カラープロジェクター装置において、前記可動ミラーがポリゴンミラーとガルバノミラーで駆動されることを特徴としている。

本発明によると、各色のレーザを集積し、実装することにより、光源の小型化が図れる。
また、レーザの位置精度を高くなるために、光学系のアライメントが容易になり、低コスト化が図れる。
また、光源の小型化により、小型なレーザプロジェクターを実現できる。
また、光ファイバーにより各色の発光点位置を高精度に決めることができる。
また、光ファイバーを用いることにより、光学系や電気駆動回路などとのレイアウトの構成がしやすくなり、設計の自由度が増すこととなる。

以下、本発明に係る３色小型光源の最良の形態について、図面を基に詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１に係る３色小型光源の斜視図で、キャップを外した状態で示している。図２は図１の３色小型光源の３面図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
両図において、１０は本発明の実施例１に係る３色小型光源、１１はステムで、円板ステム１１ａと円板ステム１１ａの上に垂直方向に立設した角柱ステム１１ｂとで構成されている。１２は角柱ステム１１ｂの上に設けられた支持基板、１３は共通の支持基板１２の上に載置された３個のレーザ光源で、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のレーザビームを発光する。１４は光検出器、１５は接続端子、１６はリード線、１９は封止用キャップである。

支持基板１２としては、シリコンカーバイト、アルミナイトライド、ダイアモンド、銅等のいずれかを用いてヒートシンクの機能を持たせるのがよい。その場合、ヒートシンクの表面は導電性金属で被覆して用いる。ヒートシンクには蒸着法によりろう材が各レーザの接合領域に形成している。ろう材としてはＡｕＳｎやＩｎなどを用いることが出来る。実装方法としては、各色の半導体レーザチップを所定の位置に仮固定し、温度を上昇を、ろう材と半導体レーザの電極との反応が起きた時点で、温度を下げることにより実現できる。

レーザ光源１３として半導体レーザを用い、同一ヒートシンク１２に半導体レーザＲ，Ｇ，Ｂ同士を隣接させてジャンクジョンダウンで実装し、密封する。
赤（Ｒ）レーザ光源１３Ｒとしては、ＧａＡｓ基板上に形成されたＩｎＧａＰ又はＩｎＧａＡｌＰ量子井戸を活性層とする半導体レーザを用いることができる。緑（Ｇ）レーザ光源１３Ｇとしては、ＧａＮ基板上に形成されたＩｎＧａＮを活性層とする半導体レーザ、又はＺｎＳｅ基板上に形成されたＺｎＣｄＳｅを活性層とする半導体レーザを用いることができる。青（Ｂ）レーザ光源、ＧａＮ基板上に形成されたＩｎＧａＮを活性層とする半導体レーザを用いることができる。これらの各光源１３Ｒ〜１３ＢからのレーザビームＬは入力される画像データに応じて直接変調される。

３個の半導体レーザ１３Ｒ〜１３Ｂを同一ヒートシンク１２上に実装することにより、個々の半導体レーザ１３Ｒ〜１３Ｂをそれぞれ専用のヒートシンク上に実装したものを寄せ集めたものと比べて、小型化、取付け工程の簡素化となる。
なお、実施例１ではヒートシンク１２の同一面に設けていたが、本発明はこれに限るものではなく、ヒートシンク１２の上面の他側面に設けてもよい。

光検出器１４は、半導体レーザの発光するレーザビームの強度を検出して、図示のない光量制御部に送り、所定の光量となるように半導体レーザに流す電流値を制御する。

接続端子１５は円板ステム１１ａを貫通する７本から成り、うち１本はリード線を介してステムの共通電極用に、３本はリード線１６１を介して光検出器１４用に、３本はリード線１６２を介して半導体レーザのＰ側電極用にそれぞれ用いられる。

封止用キャップ１９でステム全体を封止してワンパッケージを構成し、塵埃からレーザ光源を保護している。そのキャップ頂面に透明部１９ａを備え、半導体レーザ１３Ｒ〜１３Ｂから発せられたレーザビームをここから透過させる。

実装時に各半導体レーザの極性を一致させる。半導体レーザの出射面の反射率は、戻り光の影響を避けるために、５〜５０％程度の反射率とし、好ましくは、１５％〜３０％とする。後面の反射率は、後方に配置した光検出器１４で出力が検出されるようにするので、８０％から９５％程度が好ましい。
上記のような実装を行うことにより、３個の半導体レーザ１３Ｒ〜１３Ｂが同一ヒートシンク１２上に配設されるため、レーザが出射する高さの位置精度は±１μｍ以内を容易に実現することが出来る。また、横方向の位置精度も、アライメントマークを利用すれば、±５μｍ以内を容易に実現できる。

図３は本発明の実施例１に係る３色小型光源を光走査型カラープロジェクター装置に適用した応用例である。
図において、１０は本発明の実施例１に係る３色小型光源、２０は集光レンズ、３０は２軸駆動ガルバノミラーによる偏向手段、４０はスクリーンである。偏向手段３０は、装置フレーム３１にモータ３０ｂが固定されていて、このモータ３０ｂの回転軸に反射ミラー３０ｃの取付け枠３０ｄが回転可能に取付けられ、取付け枠３０ｄにはモータ３０ａが固定されており、このモータ３０ａの回転軸に反射ミラー３０ｃが回転可能に取付けられている。モータ３０ａの回転軸とモータ３０ｂの回転軸とは直交関係にある。
そこで、モータ３０ａの回転軸を高速旋回させることにより反射ミラー３０ｃは左右方向に振れ、半導体レーザ１３Ｒ〜１３Ｂのレーザビームをスクリーン４０の左右に振ることとなる。この間にモータ３０ｂの回転軸を低速旋回させることにより反射ミラー３０ｃは上下方向に振れ、半導体レーザ１３Ｒ〜１３Ｂのレーザビームをスクリーン４０の上下に振ることとなる。モータ３０ａの往復旋回でスクリーン４０上の走査が１往復するとモータ３０ｂはスクリーン４０上の走査を１画素分下方向にシフトさせるように制御されている。

次に、この光走査型カラープロジェクター装置の動作について説明する。
図に示すように、半導体レーザ１３Ｒ〜１３Ｂからの出射したレーザビームＬを集光レンズ２０により集光され、２軸駆動ガルバノミラー３０により水平方向及び垂直方向に偏向され、スクリーン４０上に２次元画像として描画される。
この場合、２軸駆動ガルバノミラー３０はＲ光レーザビームＬＲ（以下、Ｇ光レーザビームＬＧ、Ｂ光レーザビームＬＢも同様であるので、Ｒ光レーザビームＬＲについてのみ説明する。）をスクリーン４０の図で左上から水平方向に走査するように、回転軸をモータ３０ａで時計方向に回転させる。
Ｒ光レーザビームＬＲが、スクリーン４０の図で最上の第１行走査線Ｌ１上を左から水平方向に右まで到達したら、回転軸をモータ３０ａで逆方向に回転させてミラー３０ｃを逆転させることにより、Ｒ光レーザビームＬＲを図の左端まで戻し、かつ戻る間に２軸駆動ガルバノミラー３０はＲ光レーザビームＬＲを１画素分垂直方向下方に下げるように回転軸をモータ３０ｂで回転させる。そして、その後、Ｒ光レーザビームＬＲは第２行走査線Ｌ２上を左から再び水平方向に右まで進む。右まで到達したら、同じくＲ光レーザビームＬＲを図の左端まで戻し、かつこの間にＲ光レーザビームＬＲを１画素分垂直方向下方に下げる。そして、Ｒ光レーザビームＬＲは第３行走査線Ｌ３上を左から再び水平方向に右まで進む。以後、これを繰り返し、ミラー３０ｃを２軸で旋回させながら、Ｒ光レーザビームが右下に到達したら、最初の左上へ戻し、再び、Ｒ光レーザビームを左から水平方向に右に走査する。これを繰り返す。

Ｇ光レーザビームＬＧおよびＢ光レーザビームＬＢもＲ光レーザビームＬＲと同様に走査される。スクリーン４０上で、Ｒ光レーザビームＬＲ、Ｇ光レーザビームＬＧ、およびＢ光レーザビームＬＢのスポットを図示のように水平方向に３個並べて１画素を形成し、各ビームの輝度を適宜制御することにより、フルカラーが得られる。

図４は光走査型カラープロジェクター装置の制御部のブロック図である。
図において、５０は制御部で、画像信号が入力されると、画像制御手段５１でＲ光源１３Ｒ、Ｇ光源１３Ｇ、Ｂ光源１３Ｂにそれぞれ送るビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成し、後述の同一画素投射制御部５２の各遅延回路５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを介して、Ｒ光源１３Ｒ、Ｇ光源１３Ｇ、Ｂ光源１３Ｂからそれぞれ制御信号に応じたＲ光変調光、Ｇ光変調光、Ｂ光変調光を発光し、以下、上記集光レンズに送られる。
これと同時に、画像制御手段５１から偏向駆動部３０Ｒに偏向制御信号を送り、偏向駆動部３０Ｒはそれぞれ制御信号に応じた角度となるように各θｘミラー駆動部３０ａおよびθｙミラー駆動部３０ｂを駆動する。このようにして、図３のスクリーン４０上の所定の場所に所定の輝度のビームが振られることとなる。

かかる走査を高速で（左上から右下までの繰り返しを少なくとも１秒間に２０回以上、フリッカーなく見えるようにするには好ましくは３０回以上、）行えば、輝点を見ている人の眼球の残像現象によってテレビと同じように、あたかも２次元映像として認識させることが出来る。

半導体レーザ１３Ｒ〜１３Ｂは図２（ｂ）に示すように１次元配列しているので、集光レンズ２０（図３）を透過したレーザビームＬＲ、ＬＧ、ＬＢはそれぞれ向きが異なり、ミラー３０ｃで反射されたレーザビームＬＲ、ＬＧ、ＬＢもそれぞれ向きが異なり、本来同一画素内に到達すべきレーザビームＬＲ、ＬＧ、ＬＢがそれぞれ異なる画素Ｐ３、Ｐ３、Ｐ１に到達している。本発明によれば３光源が互いに近接配置されているためこの位置ズレが小さいので通常は問題ないが、しかしながらミラー３０ｃからスクリーン４０までの距離が長いときはそれでもスクリーン４０上でのＲ，Ｇ，Ｂの位置ズレが大きくなり、カラー画像の解像度が劣化してしまう恐れがある。

図の遅延回路５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂはそのために設けられた回路である。
タイミング制御手段５２Ｓによって遅延回路５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂの遅延タイミングを制御して各レーザビームＬＲ、ＬＧ、ＬＢにそれぞれの時間差を与えて点灯させることにより、同一画素内に同一画素内の各レーザビームＬＲ、ＬＧ、ＬＢの画像情報で表示できるようにしている。すなわち、図３において、同一タイミングで同一画素用のビームを発光すると、３色が異なる位置Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１に表示されてしまうので、まずＲレーザビームＬＲだけ遅延回路５２Ｒを介して所定の遅延後にスクリーン４０ａ上の所定画素Ｐ３に投射させる。その時点で、当該画素地点Ｐ３に到達していない他のレーザビームＧ，Ｂはまだ点灯しないようにその遅延回路５２Ｇ、５２Ｂにより遅延させる。次に、ミラー３０ｃが回転して、ＧレーザビームＬＧが当該画素地点Ｐ３に到達したときその遅延回路５２Ｇにより点灯させるようにする。このとき、当該画素地点Ｐ３に到達していないＢレーザビームＬＢはまだ点灯しないようにその遅延回路５２Ｂにより遅延させる。そして、さらにミラー３０ｃが回転して、ＢレーザビームＬＢが当該画素地点Ｐ３に到達したときようやく遅延回路５２Ｂにより点灯させるようにする。
このように各遅延回路５２Ｒ，Ｇ，Ｂの遅延時間を異ならせておくことにより、各レーザビームＬＲ，ＬＧ，ＬＢが同一画素地点Ｐ３に到達したときその画素の画像情報で点灯させるようにできるので、高解像度のカラー画像が保たれることとなる。

これにより同一画素地点Ｐ３における各レーザビームＬＲ，ＬＧ，ＬＢの発光時間がズレることとなるが、この程度のズレは人間の眼の残像現象（１／３０秒以下の点滅は点灯して見える現象）により全く問題ない。

なお、上記説明では、遅延回路は５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂの３個を用いているが、一番先行する色（ここでは、Ｒ色）のビデオ信号に対して他の色のビデオ信号を遅延させればよいため、各色毎に遅延回路を設けるのではなく、２つの遅延回路５２Ｇ，５２Ｂを設けるだけでもよい。

光偏向手段としては、上記の２軸駆動ガルバノミラー３０による偏向手段の他に、ガルバノミラーを２枚用いても良いし、ポリゴンミラーとガルバノミラーとの組み合わせでも良い。

図５はガルバノミラー２枚を用いた偏向手段３４を示している。
図５においては、偏向手段としてガルバノミラー３４ａ、３５ａを用いており、ＲＧＢの各光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂからのレーザビームを偏向し、スクリーン４０上に画像を形成している。ガルバノミラー３４ａはθｙ方向へ回動することで水平走査を行い、ガルバノミラー３５ａがθｘ方向へ回動することにより垂直走査が行われる。θｙミラー駆動部３４ｂ、及びθｘミラー駆動部３５ｂは、電磁モータを用いることができる。
この機構によれば、比較的小型のガルバノミラー３４ａを高速な水平走査用に用い、比較的大型のガルバノミラー３５ａを垂直走査用に用いることで、例えばＮＴＳＣに対応可能な実用上問題のない十分なフレーム速度で表示が行える。

図６はポリゴンミラーとガルバノミラーを用いた偏向手段を示している。
図６においては、偏向手段としてポリゴンミラー３６とガルバノミラー３５ａを用いており、ＲＧＢの各光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂからのレーザビームを偏向し、スクリーン４０上に画像を形成している。ポリゴンミラー３６はθｙ方向へ回動することで水平走査を行い、ガルバノミラー３５ａがθｘ方向へ回動することにより垂直走査が行われる。
この構成によれば、ポリゴンミラー３６のミラー３６ａをモータ３６ｂにより駆動して水平走査を行うため、より高速な走査が可能となり、より高品位な画像の描画がスクリーン４０上に行えるようになる。

本発明では、正弦波あるいはパルス波の駆動信号で第１のガルバノミラーを駆動したり、左右対称な三角波の駆動信号で第２のガルバノミラーを駆動したりして、上記のように光ビームを２次元的に走査するのであるが、その際、データ並べ替え手段からの信号に基づいて光源からの光ビームを変調しつつ走査線方向の走査の端部分とそれに垂直な方向の走査の端部分で適当にブランキング期間４０ａ（図３）を設けて、所望の描画を被照射体４０ｂ上に行うようにするとよい。
制御部において、ブランキング期間を設けて画像データに基づいて変調されたビームによる走査開始位置を確立するのには、光ビームの水平あるいは垂直の走査範囲の端付近に設置された受光素子からの信号を用いたりする。

このように、走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・方向の走査において端部分４０ａ（図３）を非描画領域とするべく、前記並べ換えられた画像情報に基づいて、走査状態とタイミングを合わせて前記光源からの光ビームを変調する様に構成されたり、走査線方向と垂直な方向の走査において端部分を非描画領域とするべく、前記並べ換えられた画像情報に基づいて、走査状態とタイミングを合わせて前記光源からの光ビームを変調する様に構成されたりする。

また、実施例１では、走査線の往路期間Ｌ１に表示を行い、復路期間は表示せずにいたが、本発明に係る別の光走査方法では復路期間も表示させるようにするもので、図５の第１ガルバノミラー３４ａと第２ガルバノミラー３５ａの実施例で説明すれば、走査線内の画素単位および画面内の走査線単位で画像情報を並べ換える手段を用いて、第１ガルバノミラー３４ａの走査の往路期間と復路期間とで走査線内の画素単位で画像情報の順序を反転し、走査線Ｌ１１（図３）では順方向に表示させ、走査線Ｌ１２では逆方向に走査し表示する。
さらに、第２ガルバノミラー３５ａの走査の往路期間と復路期間とで画面内の走査線単位で画像情報の順序を反転し、該並べ換えられた画像情報に基づいて、走査状態とタイミングを合わせて光源からの光ビームを変調し、第２ガルバノミラー３５ａの往路期間と復路期間において第１ガルバノミラー３４ａの往復走査で変調された光ビームによりスクリーン４０上に表示するようにすると、第２ガルバノミラー３５ａの復路期間にも表示可能となるので、実施例１と比べて２倍の高速表示が可能となる。

以上の実施例１では、光源として半導体レーザを使用する例を示したが、本発明はもちろんこれに限定されるものではなく、後面（反射率８０〜９０％）−出射面（反射率：３％以下）コートで構成されたスーパルミネッセントダイオードSLD(Super Luminescent Diode)を用いることができる。

図７は本発明の実施例２に係る３色小型光源で、図１と同じくキャップで封止しているが、ここではキャップを除いた斜視図としている。図８は図７の３色小型光源の平面図（ａ）と（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）であり、図９は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図（ａ）、Ｃ−Ｃ断面図（ｂ）、Ｄ−Ｄ断面図（ｃ）である。
両図において、１００は本発明の実施例２に係る３色小型光源、１１はステムで、円板ステム１１ａと円板ステム１１ａの上に垂直方向に立設した角柱ステム１１ｂとで構成されている。１２は角柱ステム１１ｂの上に設けられた支持基板、１３は共通の支持基板１２の上に載置された３個のレーザ光源で、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のレーザビームを発光する。１４は光検出器、１５は接続端子、１６はリード線、１９は封止用キャップである。

実施例２の符号が実施例１と同じものは同一物を指すので、重複説明は省略する。実施例２が実施例１と異なるのは、図８および図９に示すように、Ｓｉから成るヒートシンク（支持基板）１２の上に球状の集光レンズ１７用のＶ字溝１２ａ（図９（ａ））と光ファイバ１８用のＶ字溝１２ｂ（図９（ｃ））を加工し、球状の集光レンズ１７と光ファイバ１８の端部をこの上に載置していることである。このように集光レンズ１７用のＶ字溝１２ａに集光レンズ１７を、また、光ファイバ１８用のＶ字溝１２ｂに光ファイバ１８の端部を載置するだけで、Ｖ字溝への精密なアライメント（位置決め）ができるようにする。なぜなら、半導体レーザから出た光軸に集光レンズ１７と光ファイバ１８のそれぞれの中心が来るように、各々のＶ字溝の開口角および深さを予め決め、Ｖ字溝エッチングによりＶ字溝を加工しておけば、各々のＶ字溝に集光レンズ１７と光ファイバ１８を載置するだけで、位置決めが一義的に決まるからである。なお、球状の集光レンズ１７の場合はＶ字溝内を転動する恐れがあるが、これはＶ字溝に若干のテーパを付けて加工しておくか、あるいは位置決め時に支持基板自体を若干傾けることで簡単にクリアできる。

この上に、半導体レーザチップを固定するためのろう材をパターニングする。各色の半導体レーザチップをヒートシンク上にジャンクションダウン実装を行う。ろう材としては、ＡｕＳｎやＩｎなどを用いることが出来る。実装方法としては、各色の半導体レーザチップを所定の位置に仮固定し、温度を上昇させ、ろう材とレーザの電極との反応が起きた時点で、温度を下げることにより実現できる。

このようにＶ字溝を使用することで、球状レンズや光ファイバのアライメントも高精度に行うことができ、光のロスを低減できる。球状レンズや光ファイバの固定には、ＵＶ硬化型接着剤を用い固定することができる。

図７の光ファイバー付き３色小型光源を図３の３色小型光源として用い、１枚の集光レンズ２０の代わりに各光ファイバーのそれぞれの出口に小さな集光レンズを配設し、後は図３の偏向手段３０，スクリーン４０を用いることで、実施例２に係る３色小型光源を使った光走査型カラープロジェクター装置ができる。
この場合、半導体レーザ１３同士は近接させるのに限界があったが、光ファイバー同士はさらに近接可能であるので、各光軸がほぼ平行に近い３色レーザビームを形成することができるので、図３で説明した時間遅れによりタイミングを合わせる等の対策が必要でなくなる。

なお、上記実施例ではスクリーンに表示していたが、他の用途としては、小型な光走査型プロジェクターとしてＰＣのデイスプレイなどにも用いることが出来る。

以上のように、本発明によれば、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の各半導体レーザを互いに近接して支持基板上に配設し、キャップで封止してワンパッケージ内に一体収納したので、３色小型光源が得られ、したがってまた、小型なレーザプロジェクターが得られるようになる。
なお、以上の実施例では、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の各半導体レーザを互いに近接して支持基板上に配設したが、本発明はこれに限定されるものではなく、それ以外の色でもよいし、１色または２色の半導体レーザを複数個配置して用いてもよいことは、言うまでもない。
また、レーザパッケージを放熱しやすい場所に設置し、光ファイバーにより各色の発光点位置を高精度に決めることができる。
さらに、光ファイバーを用いることにより、光学系や電気駆動回路などとのレイアウトの構成がしやすくなり、設計の自由度が増すこととなる。

本発明の実施例１に係る３色小型光源でキャップを外して示した斜視図である。 図１の３色小型光源の３面図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 本発明の実施例１に係る３色小型光源を光走査型カラープロジェクター装置に適用した応用例である。 光走査型カラープロジェクター装置の制御部のブロック図である。 ガルバノミラー２枚を用いた偏向手段を示している。 ポリゴンミラーとガルバノミラーを用いた偏向手段を示している。 本発明の実施例２に係る３色小型光源で、キャップを除いた斜視図である。 図７の３色小型光源の平面図（ａ）と（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図（ａ）、Ｃ−Ｃ断面図（ｂ）、Ｄ−Ｄ断面図（ｃ）である。

符号の説明

１０ 実施例１に係る３色小型光源
１１ ステム
１１ａ 円板ステム
１１ｂ 角柱ステム
１２ 支持基板（ヒートシンク）
１２ａ、１２ｂ Ｖ字溝
１３ レーザ光源
１３Ｒ 赤レーザビーム光源
１３Ｇ 緑レーザビーム光源
１３Ｂ 青レーザビーム光源
１４ 光検出器
１５ 接続端子
１６ リード線
１７ 集光レンズ
１８ 光ファイバ
１９ 封止用キャップ
２０ 集光レンズ
３０ 偏向手段
４０ スクリーン
５０ 制御部
５１ 画像制御手段
５２ 同一画素投射制御部
５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ 遅延回路
５２Ｓ タイミング制御手段
１００ 実施例２に係る３色小型光源

Claims (12)

1. 複数の各半導体レーザを互いに近接して支持基板上に配設し、キャップで封止してワンパッケージ内に一体収納したことを特徴とするレーザー光源。
2. 前記各半導体レーザを前記支持基板上の同一面に実装したことを特徴とする請求項１記載のレーザー光源。
3. 前記各半導体レーザに光ファイバー端部をそれぞれ対向させて配設したことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザー光源。
4. 前記各半導体レーザと前記光ファイバー端部との間に各集光レンズを配設したことを特徴とする請求項３記載のレーザー光源。
5. 前記支持基板に形成したＶ字溝に前記各集光レンズおよび前記各光ファイバー端部を配設したことを特徴とする請求項４記載のレーザー光源。
6. 前記Ｖ字溝の開口角および深さの少なくとも一方を異ならせることにより、各色の光軸を一致させたことを特徴とする請求項５記載のレーザー光源。
7. 前記支持基板はヒートシンクであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のレーザー光源。
8. 前記複数の半導体レーザーが、Ｒ（赤）光・Ｇ（緑）光・Ｂ（青）光をそれぞれ出射する半導体レーザーであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のレーザー光源。
9. 前記半導体レーザに代えてスーパールミネッセントダイオードを用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の色光源。
10. 前記請求項１〜９のいずれか１項記載の光源と、該光源からの光を走査する可動ミラーと、該可動ミラーにより走査された２次元画像を表示するスクリーンとを備えたことを特徴とする光走査型カラープロジェクター装置。
11. 前記可動ミラーが２軸のガルバノミラーか、互いに直交する１軸のガルバノミラー２枚の組み合わせのいずれかで駆動されることを特徴とする請求項１０記載の光走査型カラープロジェクター装置。
12. 前記可動ミラーがポリゴンミラーとガルバノミラーで駆動されることを特徴とする請求項１０記載の光走査型カラープロジェクター装置。

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