專利名稱：光源裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在視頻顯示裝置等中使用的光源裝置，尤其涉及對從多個半導體激光 元件射出的激光進行合成并會聚在光纖等上從而得到規(guī)定的光輸出的光源裝置。
背景技術：
以往，對從多個半導體激光元件出射的激光進行合成并會聚在光纖等上從而得到 規(guī)定的光輸出的光源裝置構成為具有排列固定在熱組件上的多個片狀的半導體激光器； 與各半導體激光器對應設置的準直透鏡(collimator lens)陣列；將由它們生成的準直光 束會聚在一條光纖上的一個聚光透鏡；以及用于對這些合波光學系統(tǒng)進行氣密密封的箱狀 的封裝。在這種光源裝置中，為了將從多個半導體激光元件出射的激光會聚在光纖上，必 須以規(guī)定的位置精度、在傾斜準確一致的狀態(tài)下，分別固定半導體激光元件、準直透鏡陣 列、聚光透鏡和光纖。為了實現(xiàn)這種各部件的固定，提出了如下構造利用激光器自動準直 來計測高精度制造出的各部件的傾斜，同時，通過機械手精密定位并進行粘接固定(例如 參照專利文獻1)。并且，在使用振蕩波長為350 450nm的半導體激光元件的情況下，固定合波光學 系統(tǒng)的粘接劑等的有機氣體(逸出氣體)成分堆積于發(fā)光部和光學部件，使激光器特性劣 化。作為其對策，提出了如下的光源裝置規(guī)定封裝內(nèi)的有機氣體的濃度小于lOOOppm，并 且，利用氧濃度為1 IOOppm的惰性氣體進行密封(例如參照專利文獻2)。專利文獻1日本特開2006-284851號公報(第7頁、第1圖)專利文獻2日本特許第4115732號公報(第5頁、第2圖)但是，在現(xiàn)有的光源裝置中，一邊計測傾斜一邊單獨進行位置調(diào)整，來組裝半導體 激光元件、準直透鏡陣列、聚光透鏡和光纖等各部件，因此，必須針對每一個半導體激光元 件進行多次定位，存在組裝的作業(yè)性差的問題。并且，在部件彼此的接合面中存在粘接劑，因此，定位部件可能伴隨粘接劑的固化 而偏移。因此，盡管需要非常高精度地制造各部件而使成本升高，但是仍然無法將各激光元 件和透鏡的位置偏移以及光學偏移(光軸傾斜和像差等)調(diào)整為最佳，存在結合效率低下 的問題。而且，在使用紫外線固化型的粘接劑的情況下，要接合的部件的一方必須具有紫外 線透射性，材料存在制約。進而，需要對光學系統(tǒng)進行氣密密封，需要管理封裝內(nèi)的有機氣體的濃度并利用 惰性氣體進行密封，因此，存在成本升高、組裝性差的問題，存在難以適用于低價的民用設 備的問題。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題、達成目的，本發(fā)明的光源裝置具有多個激光器模塊，該多個激 光器模塊在芯柱的一側配置有半導體激光器，在另一側配置有針對該半導體激光器的供電 端子，該光源裝置對從該多個半導體激光器模塊發(fā)出的激光進行會聚并出射，其特征在于， 該光源裝置具有筒狀的多個保持架，其具有分別嵌入并固定激光器模塊的孔；平板狀的 基座，其具有用于使固定于保持架的多個激光器模塊通過的多個貫通孔，固定有激光器模 塊的多個保持架以連接各貫通孔和各保持架的孔的方式與一個主面?zhèn)鹊纸?，并且，對應?各貫通孔在另一個主面?zhèn)扰渲糜卸鄠€透鏡；以及粘接劑，其配置于基座和各保持架相互抵 接的抵接部位外側的角部，固定基座和保持架。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮如下效果使保持架沿著抵接面滑動，由此，能夠容易且高精度 地進行透鏡光軸和半導體激光器光軸的位置調(diào)整，能夠利用以跨越基座抵接面上的與保持 架的抵接部分鄰接的區(qū)域以及保持架側面的方式配置的粘接劑，將保持架可靠地固定在基 座上。


圖1是示出本發(fā)明的光源裝置的實施方式的結構的剖面圖。圖2是示出本發(fā)明的光源裝置的實施方式的結構的仰視圖。圖3是示出本發(fā)明的光源裝置的實施方式的結構的分解圖。圖4a是示出實施方式的LD保持架的詳細結構的立體圖。圖4b是示出實施方式的LD保持架的詳細結構的立體圖。圖5是將壓入了實施方式的LD后的LD保持架粘接固定在基座上后的放大圖。圖6是將壓入了實施方式的LD后的LD保持架粘接固定在基座上后的放大圖。圖7是示出實施方式的LD-I的調(diào)整、固定方法的立體圖。圖8是示出實施方式的LD-I的調(diào)整、固定方法的仰視圖。圖9是示出實施方式的LD-III的調(diào)整、固定方法的立體圖。圖10是示出實施方式的LD-III的調(diào)整、固定方法的仰視圖。圖11是實施方式的粘接劑追加涂布和固化方法的說明圖。圖12是實施方式的逸出氣體抽吸方法的說明圖。圖13是示出實施方式的光源裝置整體的結構的分解圖。圖14是示出實施方式的光源裝置整體的結構的組裝后的立體圖。圖15是示出實施方式的光源裝置整體的結構的剖面圖。圖16是示出實施方式的撓性印刷基板的結構的圖。圖17是示出實施方式的撓性印刷基板的錫焊方法的剖面圖。圖18是示出實施方式的撓性印刷基板的錫焊方法的仰視圖。標號說明1 基座；la、lb、lc、ld、le、lf、lg 階梯孔；lh、li、19a、20b、20c、20d、20e 切口部lj、20a 上表面；Ik 底面；2 第1準直透鏡；3 第1襯圈；4 第2準直透鏡；5 板簧；6 約 束板；7、15、18、41 螺釘；8 鏡筒；9 第1聚光透鏡；10 第2襯圈；11 第2聚光透鏡；12 螺紋圈；13 止動螺釘；14 塞孔；16 光纖；17 隔板；19 =LD ； 19b 通電用引線；19c 出射 窗；19d 發(fā)光點；20 =LD保持架；20f 下表面；20g 層次部；20h、20i、20j、20k 孔部；201 內(nèi)表面孔；20m 壓入孔；21a、21b 粘接劑；22 貫通孔；23 小室；24 光源模塊；25a 發(fā)散 光；25b 平行光；25c 聚光點；26 可動組件；27a、27b 調(diào)整銷；28a、28b :UV光纖；29 固定 組件；30 光功率計；31 減壓裝置；32 撓性印刷基板(FPC) ；33,35 熱傳導片；34 珀爾帖 (Peltier)模塊；36 散熱單元；36a 熱組件；36b 熱管；36c 翅片；37 珀爾帖罩；38 固定 螺釘；39 光傳感器模塊；40 傳感器保持架。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的光源裝置的實施方式。另外，本發(fā)明不受該實施 方式的限定。實施方式圖1 3是示出本發(fā)明的光源裝置的實施方式的結構的圖，圖1是剖面圖，圖2是 仰視圖，圖3是分解圖。另外，圖1所示的剖面是圖2中線段1-1的剖面?；?為鑄鋁(aluminium die cast)制，在中心以及以其為中心點的圓周上，以 等間隔高精度加工有合計7個階梯孔Ia lg，在外周部高精度加工有尺寸不同的半圓狀的 切口部Ih、1 i。這里，切口部Ih、1 i的中心相對于配置在中央的階梯孔1 d的中心為非對稱。 在7個階梯孔Ia Ig中分別嵌入有第1準直透鏡2、第1襯圈3、第2準直透鏡4，第2準 直透鏡4配置成從基座1的上表面Ij稍微伸出。通過對彈簧用不銹鋼(SUS301)進行蝕刻 加工，由此，板簧5形成為在基座1的與7個階梯孔Ia Ig對應的位置設有萬向簧狀的彈 簧部，在基座1的與切口部lh、li對應的部分設有切口部 、5b的平板狀。通過對比板簧 5厚的不銹材料(SUS304)進行沖壓加工，由此，約束板6為形成有與基座1的7個階梯孔 Ia Ig對應的孔和與基座1的切口部lh、li對應的切口部6a、6b的平板狀，約束板6以彈 簧部以外的部分不變形的方式按壓板簧5。板簧5和約束板6通過多個螺釘7不偏不斜地 固定，以便以基座1的切口部lh、li為基準，使各個切口部5a、恥和6a、6b —致來按壓基座 1的上表面lj。切口部lh、li相對于配置在中央的階梯孔Id的中心非對稱地配置，因此，唯 一決定板簧5和約束板6的背面、表面，構成為不會由于毛邊或部件的平面度而使板簧5和 約束板6浮起或偏移。通過上述這種結構，由第1準直透鏡2、第1襯圈3和第2準直透鏡 4構成的準直透鏡組以即使施加振動、沖撞也不會產(chǎn)生偏移的方式，高精度地固定在基座1 上。并且，不使用粘接劑，因此，在需要以取出異物等為目的進行分解的情況下，能夠?qū)θ?部件進行分解并再次利用，并且，不會由于粘接劑的逸出氣體而污染第1準直透鏡2和第2 準直透鏡4等的光學部件。鏡筒8通過對鋁進行切削加工來形成，在內(nèi)部嵌入有第1聚光透鏡9、第2襯圈10、 第2聚光透鏡11，它們通過螺紋圈12螺紋固定。第2襯圈10和螺紋圈12為黃銅制。在螺 紋圈12的側面的中央部分設有凹部12a，從側面螺紋緊固在鏡筒8上的止動螺釘13的前端 插入凹部12a中，由此，固定在鏡筒8上而不會松動。并且，在鏡筒8的上表面通過螺釘15 固定有黃銅制的塞孔(receptacle) 14，能夠進行光纖16的插拔。通過上述這種結構，由第 1聚光透鏡9、第2襯圈10和第2聚光透鏡11構成的聚光透鏡組以即使施加振動、沖撞也 不會產(chǎn)生偏移的方式，高精度地固定在基座1上。并且，不使用粘接劑，因此，在需要以取出 異物等為目的進行分解的情況下，也不會損傷螺紋圈12的螺紋部，能夠?qū)θ坎考M行分 解并再次利用，并且，不會由于粘接劑的逸出氣體而污染第1聚光透鏡9、第2聚光透鏡11和光纖16等的光學部件。隔板(spacer) 17為混入玻璃纖維的聚碳酸酯的成型物，在嵌入有基座1的圓筒部 的內(nèi)側設有與基座1的切口部lh、li對應的凸部17a、17b，在圓筒部的外側設有與設于鏡筒 8的切口部8a對應的凸部17c?；?和鏡筒8在高精度定位的狀態(tài)下，以能夠限制它們 旋轉(zhuǎn)的方式，通過具有導電性的4根螺釘18緊固在隔板17上，構成光源模塊M。與基座1 和鏡筒8相比，隔板17的熱傳導率足夠低，因此，基座1和鏡筒8之間難以傳熱，但是，通過 具有導電性的螺釘18進行緊固，因此電導通。半導體激光器(以下為LD (Laser Diode) )19是發(fā)出波長為445nm的青色光的光 源。LD 19壓入固定在LD保持架20上，且光軸旋轉(zhuǎn)方向(偏振方向)相對于LD保持架20 的相對朝向在7個LD 19中完全相同。LD 19和LD保持架20對應于準直透鏡組分別為7 個。在以下的說明中，在需要區(qū)分LD 19的情況下，標記為LD-I LD-VII，在需要區(qū)分LD 保持架20的情況下，標記為LD保持架-I LD保持架-VII。詳細情況在后面敘述，但是， 壓入了 LD 19的LD保持架20的上表面20a配置成與基座1的底面Ik抵接，沿著該抵接面， 將各LD 19的光軸和各準直透鏡組的光軸調(diào)整到必要位置，利用丙烯系紫外線固化型的粘 接劑2la、2Ib將LD保持架20粘接固定在基座1上。利用具有導電性的螺釘18，隔著塑料制的隔板17將金屬制的鏡筒8固定在基座1 上，由此，LD 19的地線經(jīng)由LD保持架20、基座1和螺釘18與鏡筒8電連接，因此，能夠抑 制在高頻脈沖驅(qū)動LD 19時產(chǎn)生不必要的輻射。另外，也可以使用具有導電性的螺釘，隔著 塑料制的隔板17將鏡筒8固定在后述的珀爾帖(Peltier)模塊34上。圖4a、圖4b是示出LD保持架20的詳細結構的立體圖。LD保持架20大致為圓筒 狀，在外周面具有相對于內(nèi)表面孔201的中心軸對稱的2對切口部20b、20c和20d、20e。并 且，LD保持架20在與基座抵接的抵接面即上表面20a的相反側的下表面20f，具有相對于 LD 19的光軸對稱的2對孔部20h、20i和20j、20k、以及層次部20g。孔部20h 20k設置 成，連接孔部20h、20i各自的中心的線和連接孔部20j、20k各自的中心的線正交。另外，LD 保持架20的圓筒內(nèi)表面即內(nèi)表面孔201的直徑比插入有LD 19的壓入孔20m的直徑大一 圈。圖5、圖6是將壓入了 LD 19后的LD保持架20粘接固定在基座1上后的放大圖。 LD 19是標準的tp5.6mm的CAN封裝，具有芯柱(stem)的切口部19a和通電用引線19b，從 出射窗19c出射激光。LD 19的發(fā)光點19d構成為與LD保持架20的上表面20a的高度一 致，在調(diào)整光軸位置時，即使LD保持架20產(chǎn)生傾斜，也將發(fā)光點19d的與光軸垂直的方向 的位置偏移產(chǎn)生量抑制為最小。由此，提高了調(diào)芯作業(yè)性和產(chǎn)品可靠性。并且，LD保持架 20在壓入LD 19時，通過LD 19的切口部19a，在與LD保持架20的內(nèi)表面孔201之間形成 有貫通孔22。S卩，在將LD 19壓入LD保持架20并粘接固定在基座1上的狀態(tài)下，由基座1 的階梯孔Ia lg、第1準直透鏡2、LD保持架20和LD 19構成的小室23構成為，通過貫 通孔22與外部氣體連接。固定LD保持架20的粘接劑21a以跨越LD保持架20的外周側 面即切口部20b、20c和基座1的底面Ik的方式，相對于LD 19的光軸大致對稱地配置在4 點。并且，粘接劑21b以跨越LD保持架20的外周側面即切口部20d、20e和基座1的底面 Ik的方式，相對于LD 19的光軸大致對稱地配置。并且，如圖2所示，LD保持架-III VII 以層次部20g朝向相同方向的方式配置，但是，LD保持架-I以旋轉(zhuǎn)90度的朝向配置，LD保持架-II以旋轉(zhuǎn)-90度的朝向配置。光源模塊M如上所述那樣構成。大致圓筒狀的LD保持架20相對于中心軸對稱地具有切口部20b、20c和20d、20e， 在切口部20b 20e中配置粘接劑21a、21b，由此，抑制了粘接材料的增加，縮短了光軸間 隔，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置整體的小型化。進而，相對于LD 19的光軸大致對稱地在多個部位配置粘 接劑，因此，即使粘接劑固化收縮或線膨脹，它們彼此抵消，在LD保持架20中不會產(chǎn)生位置 偏移。由此，能夠提高光源裝置的產(chǎn)品合格率。接著說明動作。利用具有第1準直透鏡2和第2準直透鏡4的準直透鏡組，將從 LD 19出射的發(fā)散光2 轉(zhuǎn)換為平行光25b，利用具有第1聚光透鏡9和第2聚光透鏡11 的聚光透鏡組，在φ400μπι的光纖16的端面會聚。但是，全部部件精度、組裝位置精度與設 計中心值具有誤差，因此，聚光點25c從光纖16的端面偏移，產(chǎn)生損失，入射到光纖16的光 量低下。這里，使LD 19沿與光軸正交的方向移動時，平行光25b的光軸傾斜，能夠使聚光 點25c沿與光軸正交的方向移動，因此，沿與光軸正交的方向調(diào)整LD 19的位置，由此，吸收 了 LD 19的發(fā)光點19d的位置偏移、第1準直透鏡加 2g和第2準直透鏡如 4g的光 軸位置偏移、第1聚光透鏡9和第2聚光透鏡11的傾斜、塞孔14的位置偏移等，能夠使聚 光點25c與光纖16的端面一致。接著，使用圖7 圖10說明調(diào)整、固定方法。可動組件沈通過未圖示的電動微動 臺沿XYZ方向驅(qū)動，固定有能夠沿Z方向移動的前端尖細的2條調(diào)整銷27a、27b、以及照射 用于使粘接劑固化的紫外線(以下為UV光(Ultraviolet))的2條UV光纖^aJ8b。這 里，2條調(diào)整銷27a、27b以向基座1的底面Ik (圖7和圖9中的+Z方向)按壓LD保持架20 的方式，具有彈性地被單獨支承。此時，調(diào)整銷27a、27b的按壓力分別設定為大約0. 05N(5g 重)，以使LD保持架20不會從基座1的底面Ik浮起，而且在抵接面上順暢地移動。并且， UV光纖^a、28b配置成，對LD保持架20的一對切口部20b、20c及其附近的基座1的底面 Ik進行點照射。并且，在LD 19中安裝有用于供給電流的未圖示的插口，能夠使LD 19以規(guī) 定電流值發(fā)光。固定LD 19和LD保持架20之前的光源模塊M沒有松動地安裝在固定組件四上。 另外，為了容易理解結構，在圖7、圖9中利用虛線示出固定組件四，透視示出位于其影子內(nèi) 的部件。并且，在塞孔14中安裝有光纖16，從光纖16的相反側的端面出射的激光由光功率 計30受光。首先，在對LD-I進行調(diào)整、固定時，如圖7、圖8所示，對壓入了 LD 19后的LD保持 架20進行調(diào)節(jié)，在一對孔部20h、20i中插入調(diào)整銷27a、27b。此時，LD保持架20的層次部 20g被調(diào)節(jié)成在圖8中朝向右側(+X方向)。在該狀態(tài)下，對LD-I通電規(guī)定電流值的電流， 以從光纖16出射的激光功率最大的方式，使可動組件沈沿XY方向移動，確認大于預先計 算求出的額定功率的情況，以跨越LD保持架20的外周面的切口部20b、20c和基座1的底 面Ik的方式，相對于LD 19的光軸在4處涂布粘接劑21a，從UV光纖^a、28b照射UV光使 其固化。如上所述，能夠沒有遮擋物地可靠地對粘接劑21a照射UV光使其固化，而且，粘接 劑21a對稱地涂布于LD保持架20，因此，難以由于粘接劑的固化收縮和線膨脹而使LD保持 架20產(chǎn)生偏移。并且，即使在LD保持架20產(chǎn)生傾斜，也難以產(chǎn)生發(fā)光點19d的位置偏移， 因此，在調(diào)整時，光功率計30的值沒有偏差，調(diào)整作業(yè)性良好，并且，相對于LD保持架20的 傾斜，發(fā)光點19d的位置難以變化，能夠提供可靠性更高的光源裝置。
接著，在對LD-II進行調(diào)整、固定的情況下，在如圖8所示粘接固定的LD-I的左 側，對壓入了 LD 19后的LD保持架20進行調(diào)節(jié)，以使層次部20g朝向左側(-X方向)，與 LD-I同樣進行調(diào)整、固定。在對LD-III進行固定的情況下，如圖9、圖10所示，在使固定組件四逆時針旋轉(zhuǎn) 90度的狀態(tài)下，對壓入了 LD 19后的LD保持架20進行調(diào)節(jié)，以使層次部20g在圖10中朝 向右側(+X方向)，在一對孔部20h、20i中插入調(diào)整銷27a、27b，與LD-I同樣進行調(diào)整、固 定。LD-IV LD-VII也同樣。在上述方法中，在對LD-III LD-VII進行調(diào)整、固定時，使 固定組件四逆時針旋轉(zhuǎn)90度，但是，即使不使固定組件旋轉(zhuǎn)就在一對孔部20j、20k中插入 調(diào)整銷27a、27b，也能夠進行同樣的調(diào)整、固定。在LD-I LD-VII的調(diào)整、固定結束后，光源模塊M從調(diào)整裝置下降，如圖11所 示，以跨越LD保持架20的外周側面即切口部20d、20e和基座1的底面Ik的方式，針對7個 LD保持架20在2點涂布與粘接劑21a相同種類的粘接劑21b，集中對7個LD保持架20照 射UV光使其固化。這樣，在LD保持架20中對稱地追加涂布粘接劑21b并使其固化，因此， 不會由于粘接劑21b的固化收縮而使LD保持架20產(chǎn)生位置偏移，并且，能夠提高LD保持 架20的粘接強度。并且，粘接劑21a、21b在基座1和LD保持架20的抵接面附近，對稱配 置于固定有LD 19的LD保持架20，因此，以幾乎不會由于粘接劑21a、21b的線膨脹而產(chǎn)生 LD保持架20的偏移、LD 19的光軸位置偏移以及光軸傾斜的方式進行固定。這里，如圖2 所示，LD保持架20中的LD-III LD-VII配置成層次部20g朝向相同方向，但是，LD-I以 旋轉(zhuǎn)90度的朝向配置，LD-II以逆向旋轉(zhuǎn)90度的朝向配置，因此，LD 19的偏振方向不是恒 定的，入射到光纖16的激光的偏振方向混雜，因此，能夠抑制圖像顯示時的視頻的顏色不 均(提高均一性)。即，相對于LD保持架20，以偏振方向一致的方式壓入各LD 19，改變LD 保持架20的一部分的朝向并將其固定在基座1上，由此，LD 19的偏振方向混雜，抑制了視 頻的顏色不均。沿著固定有鏡筒8的基座1和固定有LD 19的LD保持架20的抵接面，對透鏡和 LD 19的光軸位置進行調(diào)整，因此，能夠使調(diào)整作業(yè)集中在一處，并且，能夠吸收部件尺寸和 光學特性的偏差，調(diào)芯到最佳位置。即，使固定有LD 19的LD保持架20相對于固定有各光 學部件(第1準直透鏡2、第2準直透鏡4、第1聚光透鏡9、第2聚光透鏡11等)的基座 1在抵接面內(nèi)相對移動，由此，能夠在一次的定位作業(yè)中對LD 19的光軸位置進行調(diào)整。并 且，在基座1的抵接面和LD保持架20的側面進行粘接，因此，即使LD保持架20或基座1 不具有紫外線透射性，也能夠進行可靠的固定，耐久性提高。進而，按壓調(diào)整裝置的調(diào)整銷 27a、27b使其與設于LD保持架20的下表面20f的位置調(diào)整用凹部(孔部20h 20k)抵接 來進行位置調(diào)整，因此，能夠容易地進行細微等級的位置調(diào)整，并且，調(diào)整夾具的影子不會 進入粘接劑，能夠可靠地照射紫外線。如上所述，LD保持架20不會產(chǎn)生粘接時和粘接后的偏移，以高可靠性進行粘接固 化，但是，粘接劑21a、21b在固化時，產(chǎn)生丙烯酸系的單體(丙烯酸酯的單體)作為逸出氣 體，逸出氣體經(jīng)由在基座1和LD保持架20的抵接面形成的基于表面粗糙度的幾微米的間 隙進入小室23中，氣狀存在。在該狀態(tài)下點亮LD 19時，由于光子能量，逸出氣體聚合，成 為微粒子附著于周圍。特別地，該附著物還附著于光子能量密度高的LD 19的出射窗19c 和第1準直透鏡2的表面，產(chǎn)生從LD 19出射的激光的透射率長期低下的不良情況。為了避免該情況，在本實施方式中，如圖12所示，緊貼著減壓裝置31安裝基座1的底面Ik側， 從貫通孔22集中抽吸、去除7處在小室23中擴散的逸出氣體。如上所述，從光路上取出 在粘接劑固化時產(chǎn)生的逸出氣體，抑制了由于與LD 19的光子能量的相互作用而產(chǎn)生的污 垢。并且，一般地，丙烯系UV固化型粘接劑由于熱而排出逸出氣體。因此，對光源模塊M 進行熱處理，由此，全部取出來自粘接劑21a、21b的逸出氣體成分。舉個例子，在某種丙烯 系UV固化型粘接劑中，與僅進行UV固化相比，通過65°C、9小時的熱處理后，殘留逸出氣體 量能夠減少到10%以下。并且，此時，從粘接劑21a、21b產(chǎn)生的逸出氣體經(jīng)由基座1和LD 保持架20的抵接面的間隙進入小室23中，因此，熱處理后，再次如圖12所示，緊貼著減壓 裝置31安裝基座1的底面Ik側，從貫通孔22集中抽吸、去除7處在小室23中擴散的逸出 氣體。如上所述，從光路上取出逸出氣體，進一步抑制了由于與LD 19的光子能量的相互作 用而產(chǎn)生的污垢，防止了從LD 19出射的激光的透射率低下。光源模塊M如上所述那樣調(diào) 整、組裝。作為用于在基座1上固定LD保持架20的粘接劑21，使用紫外線固化型粘接劑，在 紫外線固化后進行熱處理，從粘接劑21產(chǎn)生逸出氣體，從貫通孔22抽吸排出基座1的階梯 孔Ia lg、以及由第1準直透鏡2、LD保持架20和LD 19構成的小室23內(nèi)的逸出氣體， 由此，能夠可靠地去除逸出氣體，能夠防止隨著時間經(jīng)過而產(chǎn)生逸出氣體。圖13 圖15是示出在光源模塊對上組裝作為供電單元的撓性印刷基板 (FPC) 32、作為冷卻單元的散熱單元36、光傳感器等的光源裝置整體的結構的圖，圖13是分 解圖，圖14是組裝后的立體圖，圖15是圖14中的15-15的剖面圖。用于對LD 19供給電 流的FPC 32以耐光性和耐熱性優(yōu)良的聚酰亞胺為材料，通過LD保持架20的層次部20g，錫 焊在LD 19的正極和負極即通電用引線19b上。FPC 32的詳細情況如圖16 圖18所示， 在安裝于LD 19的大致圓形的LD安裝部32a中形成有開孔的錫焊用凸緣32b，在其前端形 成有凸部32c，凸部32c與LD保持架20的內(nèi)表面孔201彈性接觸，由此，向單側按壓通電用 引線19b和錫焊用凸緣32b的孔(參照圖17、圖18)，LD安裝部3 在與LD 19錫焊之前， 也無法從LD保持架20拔出，沒有松動地被固定。通過這種結構，即使在要錫焊的LD 19存 在多個的情況下，F(xiàn)PC 32的LD安裝部3 也分別穩(wěn)定地固定，因此，能夠進行同時實現(xiàn)了 容易的作業(yè)性和高可靠性雙方的可靠的錫焊。并且，貫通孔22被FPC 32的凸部32c堵住， 因此，錫焊時的焊劑難以飛散，其煙塵等難以進入小室23，能夠防止污垢附著于LD 19的出 射窗19c和第1準直透鏡2的表面。并且，還能夠防止從LD 19出射的光的散射光從貫通 孔22漏出，因此，能夠抑制由于漏出的散射光而產(chǎn)生成為污染配置在周邊的部件的原因的 物質(zhì)。熱傳導片33由厚度為0. 5mm且具有彈性的硅系材料形成。珀爾帖模塊34具有珀 爾帖元件，通過在珀爾帖元件中流過電流，從而能夠控制表面溫度。熱傳導片35與熱傳導 片33相同。散熱單元36由熱組件36a、熱管36b、翅片36c構成。珀爾帖罩37與隔板17 同樣，為混入玻璃纖維的聚碳酸酯的成型物，設計成能夠進行基座1、珀爾帖模塊34、熱組 件36a的定位。4個固定螺釘38從基座1側經(jīng)由珀爾帖罩37均一地緊固在熱組件36a上。 固定螺釘38緊固在熱組件36a上，由此，熱傳導片33和熱傳導片35彈性變形，LD保持架 20、熱傳導片33、珀爾帖模塊34、熱傳導片35和熱組件36a緊貼固定。并且，珀爾帖罩37 構成為如下高度在緊固了固定螺釘38的狀態(tài)下，與固定于基座1的隔板17和熱組件36a接觸，基座1和熱組件36a不會進一步接近，因此，能夠防止如下情況由于固定螺釘38的 過度緊固、來自外部的振動和沖擊，對珀爾帖模塊34施加過大的力，使其破損。并且，利用具有導電性的固定螺釘38，隔著塑料制的珀爾帖罩37將熱組件36a固 定在基座1上，由此，珀爾帖模塊34冷卻的部分的熱容量減小，能夠進行LD 19的有效冷 卻。即，能夠降低冷卻LD 19需要的能量。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)LD 19的長壽命化。光傳感器模塊39固定有光傳感器，借助傳感器保持架40，通過螺釘41固定在鏡 筒8上，以便能夠檢測從設于鏡筒8的側面的孔8b漏出的激光?？?b的位置和直徑設計 成光傳感器不飽和。說明光源裝置的動作。首先，在使LD 19發(fā)光時，在將各LD 19串聯(lián)連接在外部的 控制基板上的狀態(tài)下，使FPC 32通電必要電流。此時，LD 19發(fā)熱，因此，根據(jù)固定于基座1 的未圖示的熱敏電阻的溫度信息，隔著LD保持架20和熱傳導片33，利用珀爾帖模塊34冷 卻為必要溫度。鏡筒8通過隔板17與基座1進行熱分離，因此，進行溫度調(diào)整的范圍的熱 容量不會大到必要程度以上，能夠進行有效的溫度調(diào)整。并且，在驅(qū)動珀爾帖模塊34時，在 熱傳導片33的相反側的表面產(chǎn)生的熱經(jīng)由熱傳導片35傳遞到熱組件36a，進而，經(jīng)由熱管 36b傳遞到翅片36c，向空氣中散熱。光傳感器模塊39能夠檢測在LD 19發(fā)光時在鏡筒8 的內(nèi)表面反射并從孔8b漏出的激光，與從光纖16出射的激光器功率進行比較，由此，監(jiān)視 光纖16是否沒有折損或劣化等異常，在存在異常的情況下，進行遮斷對LD 19供電的電流 的非正常停止處理。如上所述，LD 19在必要溫度、必要電流下被驅(qū)動，一邊監(jiān)視從光纖16 正常出射功率的情況一邊進行動作。本實施方式的光源裝置在LD保持架20的內(nèi)表面孔201中錫焊LD 19的通電用引 線19b和FPC 32，在LD保持架20的下表面20f隔著熱傳導片33緊貼配置珀爾帖模塊34， 由此，能夠在小空間內(nèi)進行FPC 32的連接，并且，不用對LD 19進行氣密密封，就能夠容易 且有效地進行LD 19的冷卻。并且，在固定有LD 19的LD保持架20上設置與外部氣體連接的貫通孔，進行LD 保持架的位置調(diào)整和連接固定，由此，對激光進行合成并會聚在光纖中，因此，成本低且生 產(chǎn)性和可靠性高。本發(fā)明的光源裝置作為激光電視等背面投影裝置以及前投射型投影裝置等視頻 裝置的光源是有用的。
權利要求
1.一種光源裝置，該光源裝置對從多個激光器模塊發(fā)出的激光進行會聚并出射，其特 征在于，該光源裝置具有筒狀的多個保持架，其具有分別嵌入并固定所述激光器模塊的孔；平板狀的基座，其具有第1表面、作為所述第1表面的相反側的第2表面、和用于使來 自固定于所述保持架的多個激光器模塊的激光通過的多個貫通孔，所述多個保持架以連接 所述各貫通孔和所述各保持架的孔的方式與所述第1表面抵接，并且，對應于各貫通孔在 所述第2表面上配置有多個透鏡；以及粘接劑，其配置于所述基座和各保持架相互抵接的抵接部位外側的角部，固定所述基 座和所述保持架。
2.根據(jù)權利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述激光器模塊的發(fā)光點位于與所述基座的所述第1表面大致相同的面上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光源裝置，其特征在于，所述保持架在外側面具有相對于該保持架的中心軸對稱的多個切口部，在所述切口部中配置有所述粘接劑。
4.根據(jù)權利要求1 3中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于，所述光源裝置包括通氣路徑，所述通氣路徑連接下述的密閉空間和隔著所述激光器模 塊與該密閉空間相對的相對側的空間，所述密閉空間在所述保持架和所述基座抵接的狀態(tài) 下由所述保持架、所述基座、所述透鏡和所述激光器模塊圍成。
5.根據(jù)權利要求4所述的光源裝置，其特征在于，所述通氣路徑能夠排出從所述粘接劑產(chǎn)生并滯留在所述密閉空間內(nèi)的逸出氣體、或者 由于對紫外線固化型的所述粘接劑實施熱處理而從該粘接劑釋放的逸出氣體。
6.根據(jù)權利要求1 5中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于，所述保持架在與所述基座抵接的抵接面的相反側具有槽部，所述槽部配置有用于向所 述激光器模塊供電的撓性印刷基板。
7.根據(jù)權利要求1 6中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于，所述保持架在與所述基座抵接的抵接面的相反側具有多個定位用凹部，所述多個定位 用凹部以所述激光器模塊的光軸為中心而軸對稱配置。
8.根據(jù)權利要求1 7中的任意一項所述的光源裝置，其特征在于，以使偏振方向一致的方式在所述多個保持架上固定所述激光器模塊，以使偏振方向分 散的方式將固定有所述激光器模塊的多個保持架安裝在所述基座上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠容易且高精度地調(diào)整半導體激光元件和透鏡的光軸位置的光源裝置。光源裝置具有筒狀的多個LD保持架(20)，其具有分別嵌入并固定LD(19)的孔；平板狀的基座(1)，其具有第1表面、所述第1表面的相反側的第2表面、和用于使固定于LD保持架(20)的多個LD(19)通過的多個貫通孔，固定有LD(19)的多個LD保持架(20)以連接各貫通孔和各LD保持架(20)的孔的方式與所述第1表面抵接，并且，對應于各貫通孔在所述第2表面上配置有多個透鏡；以及粘接劑(21a、21b)，其配置于基座(1)和各LD保持架(20)相互抵接的抵接部位外側的角部，固定基座(1)和LD保持架(20)。
文檔編號G02B6/42GK102053319SQ201010245029
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權日2009年10月28日
發(fā)明者佐藤行雄, 吉原徹, 矢部實透, 船倉哲生 申請人:三菱電機株式會社