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WO2018163235A1 - レーザ光源ユニット - Google Patents

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WO2018163235A1
WO2018163235A1 PCT/JP2017/008723 JP2017008723W WO2018163235A1 WO 2018163235 A1 WO2018163235 A1 WO 2018163235A1 JP 2017008723 W JP2017008723 W JP 2017008723W WO 2018163235 A1 WO2018163235 A1 WO 2018163235A1
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laser oscillation
electrode
light source
housing
laser
Prior art date
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PCT/JP2017/008723
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English (en)
French (fr)
Inventor
俊秀 関
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to CA3048726A priority patent/CA3048726A1/en
Priority to JP2019503827A priority patent/JP6576592B2/ja
Priority to EP17899990.0A priority patent/EP3595103A4/en
Priority to US16/476,206 priority patent/US10971899B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to a laser light source unit including a plurality of laser oscillation elements.
  • laser oscillation elements such as semiconductor lasers have attracted attention as light sources for projection display devices such as projectors.
  • the laser oscillation element has excellent characteristics such as monochromaticity of oscillated light and high directivity of the light.
  • the laser oscillation element also has an advantage of being driven with low power consumption. Therefore, the laser oscillation element is expected as a light source that replaces the currently popular lamp.
  • a light source composed of a plurality of laser oscillation elements is generally used.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a technique using a light source composed of a plurality of laser oscillation elements (semiconductor lasers) in a projector (projection type display device).
  • the technique disclosed in Patent Document 1 is also referred to as “Related Art A”.
  • the technique disclosed in Patent Document 2 is also referred to as “related technique B”.
  • a simplified configuration is required for cost reduction.
  • a substrate is necessary for driving a plurality of laser oscillation elements (semiconductor lasers), and thus the above-described requirements cannot be satisfied.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a laser light source unit having a simplified configuration.
  • a laser light source unit includes first and second laser oscillation elements, and a housing that holds the first and second laser oscillation elements.
  • Each of the first and second laser oscillation elements includes a first electrode and a second electrode, and the housing includes the second electrode of the first laser oscillation element and the second electrode.
  • a groove into which the first electrode of the laser oscillation element is inserted is provided. Inside the groove, the second electrode of the first laser oscillation element and the second laser oscillation element of the second laser oscillation element are provided. There is a conductive layer that electrically connects the first electrode.
  • the housing is provided with a groove into which the second electrode of the first laser oscillation element and the first electrode of the second laser oscillation element are inserted. . Inside the groove is a conductive layer that electrically connects the second electrode of the first laser oscillation element and the first electrode of the second laser oscillation element.
  • the second electrode of the first laser oscillation element and the first electrode of the second laser oscillation element are electrically connected inside the groove of the housing without using a substrate. Is done. Therefore, a laser light source unit with a simplified configuration can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a laser light source unit 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the laser light source unit 100 is a unit used as a light source of a projector, for example.
  • the X direction, the Y direction, and the Z direction are orthogonal to each other.
  • the X direction, Y direction, and Z direction shown in the following figures are also orthogonal to each other.
  • a direction including the X direction and a direction opposite to the X direction is also referred to as an “X-axis direction”.
  • the direction including the Y direction and the direction opposite to the Y direction is also referred to as “Y-axis direction”.
  • a direction including the Z direction and the direction opposite to the Z direction ( ⁇ Z direction) is also referred to as “Z-axis direction”.
  • a plane including the X-axis direction and the Y-axis direction is also referred to as an “XY plane”.
  • a plane including the X-axis direction and the Z-axis direction is also referred to as an “XZ plane”.
  • a plane including the Y-axis direction and the Z-axis direction is also referred to as a “YZ plane”.
  • the laser light source unit 100 includes n laser oscillation elements 30, a casing 10, a fixing member 18, and electrodes Eda and Edb.
  • N is a natural number of 2 or more. In this specification, as an example, “n” is 6. That is, the laser light source unit 100 includes six laser oscillation elements 30.
  • the n laser oscillation elements 30 included in the laser light source unit 100 are also referred to as “laser oscillation elements 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f”.
  • “N” is not limited to 6, and may be any of 2 to 5, or 7 or more.
  • FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the laser light source unit 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the outlines of the laser oscillation elements 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f are shown by dotted lines, and the fixing member 18 described later is not shown. .
  • FIG. 3 is a diagram showing an appearance of the laser oscillation element 30 according to the first embodiment of the present invention.
  • the laser oscillation element 30 is an element that oscillates (emits) laser light.
  • a surface of the laser oscillation element 30 that oscillates laser light is also referred to as a “light oscillation surface”.
  • FIG. 3A is a perspective view mainly showing a light oscillation surface of the laser oscillation element 30.
  • FIG. 3B is a perspective view mainly showing the bottom surface side of the laser oscillation element 30.
  • a description of a laser element (not shown) existing inside the laser oscillation element 30, a structure of the laser oscillation element 30, an operation principle of the laser oscillation element 30, and the like will be omitted.
  • laser oscillation element 30 has glass 32, stem 34, cap 36, electrodes 3a and 3b, and a laser element (not shown). .
  • the stem 34 is a plate-like member.
  • the stem 34 has a main surface 34a and a cooling surface 34b as a back surface.
  • a laser element (not shown) is provided on the main surface 34 a of the stem 34.
  • the cooling surface 34 b is a surface for cooling the laser oscillation element 30.
  • the cap 36 is a member that accommodates the laser element.
  • the cap 36 is fixed to the main surface 34a of the stem 34 so that the cap 36 accommodates the laser element. That is, the laser element is sealed with the cap 36.
  • An opening is provided on the upper surface of the cap 36.
  • the glass 32 has translucency. The glass 32 is provided on the cap 36 so as to close the opening of the cap 36.
  • the laser oscillation element 30 is an element that is driven using the electrode 3a and the electrode 3b. Specifically, a current is supplied to the laser element using the electrodes 3a and 3b. The laser element oscillates (emits) laser light when current is supplied to the laser element. The laser light is emitted outside through the glass 32.
  • each of the electrodes 3a and 3b is also referred to as "electrode 3".
  • the shape of the electrode 3 is a rod shape.
  • the shape of the housing 10 is a rectangular parallelepiped as an example.
  • the shape of the housing 10 in plan view (XY plane) is long (rectangular).
  • the housing 10 is made of metal, for example.
  • the housing 10 has an upper surface 10a and a back surface 10b.
  • the back surface 10b is a flat surface.
  • the back surface 10 b functions as a cooling surface for cooling the housing 10.
  • the casing 10 holds n laser oscillation elements 30.
  • the housing 10 is provided with a plurality of grooves V1a and a plurality of grooves V1b.
  • FIG. 2 four grooves V1a and four grooves V1b are shown as an example.
  • each of the groove V1a and the groove V1b is also referred to as “groove V1”.
  • the shape of the groove V1 in plan view (XY plane) is long.
  • the housing 10 has long regions Rg1 and Rg2.
  • Each of the regions Rg1 and Rg2 of the housing 10 is provided with four grooves V1 arranged in a straight line.
  • the four grooves V1 in each of the regions Rg1 and Rg2 are a groove V1b, two grooves V1a, and a groove V1b. That is, two grooves V1b are provided at one end of the housing 10. Two grooves V1b are provided at the other end of the housing 10.
  • each groove V1 is provided in the upper part (upper surface 10a side) of the housing 10. As will be described in detail later, each groove V1 is a groove into which the electrode 3 of the laser oscillation element 30 is inserted.
  • the housing 10 is provided with four grooves V1a and four grooves V1b.
  • Each groove V1a is configured such that a plurality of laser oscillation elements 30 can be arranged at regular intervals.
  • the shape and position of each groove V1a are set in consideration of the outer shape of the laser oscillation element 30 and the distance between the electrodes 3a and 3b.
  • the depth of each groove V1a is set in consideration of the length of the electrode 3.
  • Each groove V1a is configured such that the groove V1a does not penetrate the housing 10.
  • an electrode Eda and an electrode Edb are provided in each of the two grooves V1b included in each of the regions Rg1 and Rg2.
  • the electrode Eda and the electrode Edb are electrodes for supplying current to the plurality of laser oscillation elements 30.
  • the electrodes Eda and Edb are provided to facilitate electrical connection between the electrodes Eda and Edb and the plurality of laser oscillation elements 30.
  • the shapes and sizes of the electrodes Eda and Edb are determined so as to match the form of the projector on which the laser light source unit 100 is mounted. Further, the necessity of the electrodes Eda and Edb is also determined depending on the form of the projector on which the laser light source unit 100 is mounted.
  • Laser oscillation elements 30a, 30b, and 30c are disposed in the region Rg1 of the housing 10.
  • Laser oscillation elements 30d, 30e, and 30f are arranged in the region Rg2 of the housing 10.
  • each of the electrodes 3a, 3b of the laser oscillation elements 30a, 30b, 30c straddles a region between two adjacent grooves V1.
  • the electrodes 3a and 3b of the laser oscillation element 30a are inserted into the adjacent grooves V1b and V1a, respectively.
  • the electrodes 3a and 3b of the laser oscillation element 30b are respectively inserted into two adjacent grooves V1a.
  • One electrode 3b of two adjacent laser oscillation elements 30 and the other electrode 3a of the two laser oscillation elements 30 are inserted into the groove V1a of the housing 10.
  • the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b are inserted into the groove V1a.
  • the conductive layer 12 and the insulating layer 11 are provided inside the groove V1a. That is, the conductive layer 12 and the insulating layer 11 exist in the groove V1a.
  • the insulating layer 11 is a layer that insulates the housing 10 from one or more electrodes 3 inserted in the groove V1.
  • the insulating layer 11 of the groove V1a into which the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b are inserted includes the housing 10, the electrode 3b of the laser oscillation element 30a, and the laser. Insulates the electrode 3a of the oscillation element 30b.
  • the insulating layer 11 is provided, for example, so that the insulating layer 11 is in contact with the side surface and the bottom surface of the groove V1a.
  • the conductive layer 12 is provided on the insulating layer 11.
  • the conductive layer 12 is a conductor.
  • the conductive layer 12 in the groove V1a is connected to one electrode 3b of the two adjacent laser oscillation elements 30 and the other electrode 3a of the two laser oscillation elements 30. That is, the conductive layer 12 that is a conductor is a layer that electrically connects one electrode 3 b of two adjacent laser oscillation elements 30 and the other electrode 3 a of the two laser oscillation elements 30.
  • the conductive layer 12 is connected to, for example, the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b. That is, the conductive layer 12 electrically connects the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b.
  • the electrode Eda is electrically connected to the electrode 3a of the laser oscillation element 30a.
  • the electrode Edb is electrically connected to the electrode 3b of the laser oscillation element 30c.
  • the laser oscillation elements 30a, 30b, and 30c are electrically connected in series between the electrode Eda and the electrode Edb.
  • the fixing member 18 is a member for fixing the n laser oscillation elements 30 to the housing 10. Specifically, the n laser oscillation elements 30 are fixed to the upper surface 10 a of the housing 10 by the fixing member 18.
  • the cooling surface 34b of each laser oscillation element 30 is in contact with a portion of the housing 10 other than the groove V1. Therefore, the contact area of the cooling surface 34b of each laser oscillation element 30 is large. As a result, the heat generated by each laser oscillation element 30 can be released from the back surface 10 b through the housing 10.
  • the back surface 10b of the housing 10 is a flat surface having no grooves or protrusions. Therefore, the contact area between the back surface 10b of the housing 10 and the cooling device for exhaust heat can be increased. Moreover, since the back surface 10b of the housing
  • the housing 10 is provided with the groove V1a into which the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b are inserted. Inside the groove V1a, there is a conductive layer 12 that electrically connects the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b.
  • the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b are electrically connected inside the groove V1a of the housing 10 without using a substrate. Therefore, a laser light source unit with a simplified configuration can be provided. In addition, a plurality of laser oscillation elements can be held with a simple configuration.
  • the laser oscillation element 30 is fixed to the housing 10 having a simple shape. Therefore, most of the cooling surface 34 b of the laser oscillation element 30 can be joined to the housing 10.
  • the back surface 10b (cooling surface) of the housing 10 of the laser light source unit 100 is a flat surface. Therefore, it is possible to easily assemble the housing 10 and the cooling device and obtain a larger heat radiation area. Therefore, it is possible to provide the laser light source unit 100 having excellent exhaust heat characteristics.
  • a cooling structure may be added to the laser oscillation element for cooling the laser oscillation element. In this case, it is desirable that the exhaust heat efficiency is high.
  • a plurality of excitation light sources are provided on the light source holder, and the plurality of excitation light sources are electrically connected by the substrate.
  • the plurality of excitation light sources are in contact with the heat sink.
  • the output of one laser oscillation element is generally several milliwatts (mW) to several watts (W). That is, the output of one laser oscillation element is significantly smaller than the output (several tens of watts (W)) required for a light source such as a projector. Therefore, it is common to configure one light source by arranging a plurality of laser oscillation elements. In order to drive the laser oscillation element stably, it is necessary to control the cooling surface of the stem to a constant temperature.
  • the laser light source unit 100 of the present embodiment is configured as described above, each of the above problems can be solved.
  • the configuration of the present embodiment is a configuration using solder (hereinafter also referred to as “configuration CtA”).
  • configuration CtA solder
  • the laser light source unit to which the configuration CtA is applied is also referred to as “laser light source unit 100A”.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the laser light source unit 100A according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the laser light source unit 100A is different from the laser light source unit 100 of FIG. 1 in that the fixing member 18 is not provided. Since the other configuration of laser light source unit 100A is the same as that of laser light source unit 100, detailed description will not be repeated.
  • the n laser oscillation elements 30 are joined to the housing 10 by solder (metal). Specifically, the cooling surface 34b of each laser oscillation element 30 of the laser light source unit 100A is joined to the housing 10 by solder. Therefore, in the laser light source unit 100A, the fixing member 18 for fixing each laser oscillation element 30 to the housing 10 is unnecessary.
  • the fixing member 18 since the fixing member 18 is not necessary, the assembly of the laser light source unit 100A can be simplified. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the laser light source unit 100A.
  • each laser oscillation element 30 since the cooling surface 34b of each laser oscillation element 30 is joined to the casing 10 by a metal such as solder, the heat generated by each laser oscillation element 30 can be efficiently transmitted to the casing 10. Therefore, the output of each laser oscillation element 30 can be stabilized.
  • the laser light source unit 100 of the first embodiment may have a configuration in which the configuration CtA is applied (hereinafter also referred to as “configuration CtNA”).
  • configuration CtNA in addition to the cooling surface 34b of each laser oscillation element 30 being joined to the casing 10 by solder, each laser oscillation element 30 is fixed to the casing 10 by the fixing member 18. The Therefore, in the configuration CtNA, in addition to the effect of the second embodiment, an effect that each laser oscillation element 30 can be firmly fixed to the housing 10 is obtained.
  • the configuration of the present embodiment is a configuration in which n laser oscillation elements 30 included in the laser light source unit are connected in series (hereinafter also referred to as “configuration CtB”).
  • configuration CtB the laser light source unit to which the configuration CtB is applied.
  • the laser light source unit 100B includes n laser oscillation elements 30.
  • n is 6, as an example.
  • the n laser oscillation elements 30 included in the laser light source unit 100B are also referred to as “laser oscillation elements 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f”.
  • FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a laser light source unit 100B according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the outlines of the laser oscillation elements 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f are shown by dotted lines, and the fixing member 18 is not shown.
  • the laser light source unit 100B includes a housing 10B instead of the housing 10, and includes one electrode Eda instead of the two electrodes Eda.
  • a single electrode Edb is provided instead of the two electrodes Edb, a point having regions Rg1B and Rg2B instead of the regions Rg1 and Rg2, and a point further including a region Rg3. Since the other configuration of laser light source unit 100B is the same as that of laser light source unit 100, detailed description will not be repeated.
  • the housing 10B is different from the housing 10 in that two grooves V1b are provided instead of the four grooves V1b, and a groove V1ax is further provided. Since the other configuration of casing 10B is the same as that of casing 10, detailed description thereof will not be repeated.
  • the insulating layer 11 is a layer that insulates the housing 10B from one or more electrodes 3 inserted in the groove V1.
  • the insulating layer 11 of the groove V1a into which the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b are inserted includes the housing 10B, the electrode 3b of the laser oscillation element 30a, and the laser. Insulates the electrode 3a of the oscillation element 30b.
  • n laser oscillation elements 30 of the laser light source unit 100B are fixed to the housing 10B by a fixing member 18 as shown in FIG. Further, as described above, each of the n laser oscillation elements 30 is an element that is driven using the electrode 3a and the electrode 3b.
  • n laser oscillation elements 30 (laser oscillation elements 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f) are electrically connected between one electrode Eda and one electrode Edb. Connected in series.
  • the region Rg1B is different from the region Rg1 in FIG. 2 in that it includes one groove V1b instead of the two grooves V1b. That is, the region Rg1B is provided with one groove V1b and two grooves V1a.
  • Laser oscillation elements 30a and 30b are fixed to one groove V1b and two grooves V1a in the region Rg1B, as in FIG.
  • the electrode 3a of the laser oscillation element 30a is inserted into the groove V1b in the region Rg1B.
  • the electrode 3a of the laser oscillation element 30a is electrically connected to one electrode Eda.
  • the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b are inserted into the left groove V1a of the two grooves V1a.
  • the conductive layer 12 electrically connects the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b.
  • the region Rg3 includes the groove V1ax.
  • the shape of the groove V1ax is, for example, a U-shape.
  • the electrode 3b of the laser oscillation element 30c and the electrode 3a of the laser oscillation element 30d are inserted.
  • the conductive layer 12 and the insulating layer 11 are provided inside the groove V1ax.
  • the conductive layer 12 in the groove V1ax electrically connects the two electrodes 3 inserted in the groove V1ax. That is, the conductive layer 12 in the groove V1ax electrically connects the electrode 3b of the laser oscillation element 30c and the electrode 3a of the laser oscillation element 30d.
  • the region Rg2B is different from the region Rg2 in FIG. 2 in that it includes one groove V1b instead of the two grooves V1b. That is, the region Rg2B is provided with one groove V1b and two grooves V1a.
  • Laser oscillation elements 30d, 30e, and 30f electrically connected in series are fixed to one groove V1b and two grooves V1a in region Rg2B.
  • the electrode 3b of the laser oscillation element 30f is inserted into the groove V1b in the region Rg2B.
  • the electrode 3b of the laser oscillation element 30f is electrically connected to one electrode Edb in the region Rg2B.
  • the electrode 3b of the laser oscillation element 30d and the electrode 3a of the laser oscillation element 30e are inserted into the right groove V1a of the two grooves V1a.
  • n laser oscillation elements 30 are electrically connected in series between one electrode Eda and one electrode Edb. That is, by using one electrode Eda and one electrode Edb, current can be supplied to the n laser oscillation elements 30 of the laser light source unit 100B. That is, there are only two terminals for supplying current to the laser light source unit 100B from the outside.
  • the configuration of the laser light source unit 100B can be simplified. Therefore, it is possible to simplify the interface when the laser light source unit is incorporated into the projector (projection display device). Therefore, the degree of freedom of arrangement of the laser light source unit in the projector (projection type display device) can be increased.
  • configuration CtB may be applied to the configuration CtA described above (hereinafter also referred to as “configuration CtBa”).
  • configuration CtBa the n laser oscillation elements 30 are joined to the housing 10B by solder (metal).
  • the fixing member 18 is not used.
  • configuration CtBa a configuration using the fixing member 18 (hereinafter, also referred to as “configuration CtNBa”) may be used.
  • configuration CtNBa a configuration using the fixing member 18
  • each laser oscillation element 30 is fixed to the housing 10B by the solder (metal) and the fixing member 18.
  • the configuration of the present embodiment is a configuration in which functions such as insulation and conductivity can be added to the housing (hereinafter also referred to as “configuration CtC”).
  • configuration CtC functions such as insulation and conductivity can be added to the housing
  • laser light source unit 100C the laser light source unit to which the configuration CtC is applied.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a part of the configuration of a laser light source unit 100C according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the laser light source unit 100 ⁇ / b> C is different from the laser light source unit 100 of FIG. 1 in that a housing 10 ⁇ / b> N is provided instead of the housing 10 and a plurality of components 50 are provided. Since the other configuration of laser light source unit 100C is the same as that of laser light source unit 100, detailed description will not be repeated.
  • the housing 10N is different from the housing 10 in that the conductive layer 12 and the insulating layer 11 are not present in each groove V1a. Since the other configurations and functions of the casing 10N are the same as those of the casing 10, detailed description thereof will not be repeated.
  • the housing 10N is a part formed only by mechanical processing.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a component 50 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the component 50 has, for example, a configuration shown in FIG. Referring to FIGS. 6 and 7A, the shape of the component 50 is a box shape having a bottom and no lid.
  • the component 50 includes a member 51 and a conductive layer 12.
  • the shape of the member 51 is a box shape having a bottom and no lid.
  • the member 51 is made of an insulating material.
  • the insulating material is, for example, plastic or silicon.
  • a conductive layer 12 is formed on a part (bottom surface) of the member 51 as shown in FIG.
  • the configuration of the component 50 is not limited to the configuration of FIG.
  • the configuration of the component 50 may be, for example, the configuration shown in FIG. That is, as shown in FIG. 7B, the conductive layer 12 may be formed on the entire inside of the member 51 of the component 50.
  • the component 50 is inserted into each groove V1a of the housing 10N from the outside of the housing 10N.
  • state St1 the state of the housing 10N in which the component 50 is inserted in each groove V1a of the housing 10N is also referred to as “state St1”.
  • the member 51 and the conductive layer 12 exist in each groove V1a of the housing 10N in the state St1.
  • the conductive layer 12 present in each groove V1a of the housing 10N in the state St1 is inserted into the groove V1a from the outside of the housing 10N.
  • the member 51 is made of an insulating material. Therefore, the member 51 of the housing 10N in the state St1 functions as an insulating layer. That is, the member 51 as an insulating layer that exists in each groove V1a of the casing 10N in the state St1 is inserted into the groove V1a from the outside of the casing 10N. Therefore, the housing 10N in the state St1 includes the conductive layer 12 and the insulating layer (member 51), similarly to the housing 10 in FIG.
  • n laser oscillation elements 30 are fixed to the casing 10N in the state St1 by the fixing member 18. Therefore, the conductive layer 12 and the insulating layer (member 51) existing in the casing 10N in the state St1 have functions similar to the conductive layer 12 and the insulating layer 11 of the casing 10, respectively.
  • the conductive layer 12 of the component 50 inserted in the groove V1a existing in the housing 10N in the state St1 electrically connects the electrode 3b of the laser oscillation element 30a and the electrode 3a of the laser oscillation element 30b.
  • the insulating layer (member 51) of the component 50 inserted into the groove V1a existing in the housing 10N in the state St1 includes the housing 10N, the electrode 3b of the laser oscillation element 30a, and the laser oscillation. Insulates the electrode 3a of the element 30b.
  • the housing 10N is formed only by mechanical processing, and the component 50 has insulating and conductive functions. Thereby, processing of components, such as housing
  • the assembly work can be facilitated by adopting a simple configuration in which the component 50 is inserted into the groove V1a of the housing 10N.
  • structure CtCa which applied the above-mentioned structure CtA to the structure CtC of this Embodiment.
  • the n laser oscillation elements 30 are joined to the casing 10N in the state St1 by solder (metal). Further, in the configuration CtCa, the fixing member 18 is not used.
  • configuration CtNCa a configuration using the fixing member 18 (hereinafter also referred to as “configuration CtNCa”) may be used.
  • configuration CtNCa each laser oscillation element 30 is fixed to the casing 10N in the state St1 by the fixing member 18.
  • the configuration of this modification is a configuration (hereinafter also referred to as “configuration CtX”) in which the material of the housing of the laser light source unit is a metal excellent in heat conduction. Examples of the metal excellent in heat conduction include aluminum and copper.
  • the configuration CtX can be applied to the configurations of the first to fourth embodiments.
  • configuration Ct1x the configuration in which the configuration CtX is applied to the laser light source unit 100 of the first embodiment is also referred to as “configuration Ct1x”.
  • the casing 10 of the laser light source unit 100 in the configuration Ct1x is made of aluminum or copper.
  • the heat generated by the laser oscillation element 30 can be efficiently transmitted to the back surface 10b (cooling surface) of the housing 10. Therefore, it is possible to realize a housing having excellent cooling performance. Therefore, the heat transmitted to the back surface 10b (cooling surface) can be exhausted by a cooling device (not shown).
  • the thickness Th1 of the housing 10 in FIG. 1 is determined in consideration of the rigidity of the housing 10 and the efficiency of heat conduction. In general, the greater the thickness Th1, the greater the heat resistance for heat transfer and the lower the exhaust heat efficiency of the housing 10. Moreover, the rigidity of the housing
  • the housing 10 is made of a metal having excellent heat conduction. Therefore, the plurality of laser oscillation elements 30 can be efficiently cooled at the same time.
  • configuration CtAx a configuration in which the configuration CtX is applied to the configuration CtA of the second embodiment is also referred to as “configuration CtAx”.
  • the housing 10 of the laser light source unit 100A in the configuration CtAx is made of aluminum or copper.
  • the configuration CtX may be applied to the configuration CtNA of the second embodiment.
  • configuration CtBx a configuration in which the configuration CtX is applied to the configuration CtB of the third embodiment is also referred to as “configuration CtBx”.
  • the housing 10B of the laser light source unit 100B in the configuration CtBx is made of aluminum or copper.
  • the configuration CtX may be applied to the configuration CtBa of the third embodiment.
  • the configuration CtX may be applied to the configuration CtNBa of the third embodiment.
  • configuration CtCx a configuration in which the configuration CtX is applied to the configuration CtC of the fourth embodiment is also referred to as “configuration CtCx”.
  • the housing 10N of the laser light source unit 100C in the configuration CtCx is made of aluminum or copper. Further, the configuration CtX may be applied to the configuration CtCa of the fourth embodiment. Further, the configuration CtX may be applied to the configuration CtNCa of the fourth embodiment.
  • the arrangement state of the n laser oscillation elements 30 is not limited to the state shown in FIG.

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Abstract

筐体１０には、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとが挿入されている溝Ｖ１ａが設けられている。溝Ｖ１ａの内部には、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとを電気的に接続する導電層１２が存在する。

Description

レーザ光源ユニット
　本発明は、複数のレーザ発振素子を含むレーザ光源ユニットに関する。
　近年、プロジェクタ等の投射型表示装置の光源として、半導体レーザ等のレーザ発振素子が注目されている。レーザ発振素子は、発振される光の単色性、当該光の高指向性といった優れた特性を有する。また、レーザ発振素子は、低消費電力で駆動するというメリットも有する。そのため、レーザ発振素子は、現在普及しているランプの代わりとなる光源として期待されている。
　しかしながら、１つのレーザ発振素子に、投射型表示装置で必要な光量を発生させることは困難である。そのため、投射型表示装置では、一般的に、複数のレーザ発振素子から構成される光源が使用される。
　特許文献１、２では、プロジェクタ（投射型表示装置）において、複数のレーザ発振素子（半導体レーザ）から構成される光源を使用した技術が開示されている。以下においては、特許文献１に示される技術を、「関連技術Ａ」とも称する。また、以下においては、特許文献２に示される技術を、「関連技術Ｂ」とも称する。
特開２０１２－００９７６０号公報 特開２０１２－１５６２３３号公報
　複数のレーザ発振素子（半導体レーザ）を備える光源装置等のレーザ光源ユニットでは、低コスト化のために、構成の簡素化が要求されている。関連技術Ａ，Ｂでは、複数のレーザ発振素子（半導体レーザ）の駆動のために、基板が必要であるため、上記の要求を満たすことはできない。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、構成が簡素化されたレーザ光源ユニットを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るレーザ光源ユニットは、第１および第２のレーザ発振素子と、前記第１および第２のレーザ発振素子を保持する筐体と、を備え、前記第１および第２のレーザ発振素子の各々は、第１電極および第２電極を有し、前記筐体には、前記第１のレーザ発振素子の前記第２電極と、前記第２のレーザ発振素子の前記第１電極とが挿入されている溝が設けられており、前記溝の内部には、前記第１のレーザ発振素子の前記第２電極と、前記第２のレーザ発振素子の前記第１電極とを電気的に接続する導電層が存在する。
　本発明によれば、前記筐体には、前記第１のレーザ発振素子の前記第２電極と、前記第２のレーザ発振素子の前記第１電極とが挿入されている溝が設けられている。前記溝の内部には、前記第１のレーザ発振素子の前記第２電極と、前記第２のレーザ発振素子の前記第１電極とを電気的に接続する導電層が存在する。
　これにより、基板を使用することなく、筐体の溝の内部において、前記第１のレーザ発振素子の前記第２電極と、前記第２のレーザ発振素子の前記第１電極とが電気的に接続される。そのため、構成が簡素化されたレーザ光源ユニットを提供することができる。
　この発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本発明の実施の形態１に係るレーザ光源ユニットの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るレーザ光源ユニットの構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係るレーザ発振素子の外観を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るレーザ光源ユニットの断面図である。 本発明の実施の形態３に係るレーザ光源ユニットの構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態４に係るレーザ光源ユニットの構成の一部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る部品の断面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の図面では、同一の各構成要素には同一の符号を付してある。同一の符号が付されている各構成要素の名称および機能は同じである。したがって、同一の符号が付されている各構成要素の一部についての詳細な説明を省略する場合がある。
　なお、実施の形態において例示される各構成要素の寸法、材質、形状、当該各構成要素の相対配置などは、本発明が適用される装置の構成、各種条件等により適宜変更されてもよい。また、各図における各構成要素の寸法は、実際の寸法と異なる場合がある。
　＜実施の形態１＞
　図１は、本発明の実施の形態１に係るレーザ光源ユニット１００の断面図である。レーザ光源ユニット１００は、例えば、プロジェクタの光源として使用されるユニットである。
　図１において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する。以下の図に示されるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向も、互いに直交する。以下においては、Ｘ方向と、当該Ｘ方向の反対の方向（－Ｘ方向）とを含む方向を「Ｘ軸方向」ともいう。また、以下においては、Ｙ方向と、当該Ｙ方向の反対の方向（－Ｙ方向）とを含む方向を「Ｙ軸方向」ともいう。また、以下においては、Ｚ方向と、当該Ｚ方向の反対の方向（－Ｚ方向）とを含む方向を「Ｚ軸方向」ともいう。
　また、以下においては、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を含む平面を、「ＸＹ面」ともいう。また、以下においては、Ｘ軸方向およびＺ軸方向を含む平面を、「ＸＺ面」ともいう。また、以下においては、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を含む平面を、「ＹＺ面」ともいう。
　図１を参照して、レーザ光源ユニット１００は、ｎ個のレーザ発振素子３０と、筐体１０と、固定部材１８と、電極Ｅｄａ，Ｅｄｂとを備える。「ｎ」は、２以上の自然数である。本明細書においては、一例として、「ｎ」は、６であるとする。すなわち、レーザ光源ユニット１００は、６個のレーザ発振素子３０を備える。以下においては、レーザ光源ユニット１００が備えるｎ個のレーザ発振素子３０を、「レーザ発振素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ」とも称する。なお、「ｎ」は、６に限定されず、２から５のいずれか、または、７以上であってもよい。
　図２は、本発明の実施の形態１に係るレーザ光源ユニット１００の構成を示す平面図である。なお、実施の形態１の特徴をわかり易くするために、図２では、レーザ発振素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆの輪郭を点線で示し、かつ、後述の固定部材１８は示していない。
　図３は、本発明の実施の形態１に係るレーザ発振素子３０の外観を示す図である。レーザ発振素子３０は、レーザ光を発振（射出）する素子である。以下においては、レーザ発振素子３０のうち、レーザ光を発振する面を、「光発振面」とも称する。図３（ａ）は、レーザ発振素子３０の光発振面を主に示す斜視図である。図３（ｂ）は、レーザ発振素子３０の底面側を主に示す斜視図である。なお、レーザ発振素子３０の内部に存在するレーザ素子（図示せず）、レーザ発振素子３０の構造、レーザ発振素子３０の動作原理等の説明は省略する。
　図１、図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して、レーザ発振素子３０は、ガラス３２、ステム３４、キャップ３６、電極３ａ，３ｂ、および、レーザ素子（図示せず）を有する。
　ステム３４は、板状の部材である。ステム３４は、主面３４ａと，裏面としての冷却面３４ｂとを有する。ステム３４の主面３４ａには、レーザ素子（図示せず）が設けられる。冷却面３４ｂは、レーザ発振素子３０を冷却するための面である。
　キャップ３６は、レーザ素子を収容する部材である。キャップ３６は、当該キャップ３６がレーザ素子を収容するように、ステム３４の主面３４ａに固定されている。すなわち、レーザ素子は、キャップ３６により封止されている。キャップ３６の上面には、開口が設けられる。ガラス３２は、透光性を有する。ガラス３２は、キャップ３６の開口を塞ぐように、キャップ３６に設けられる。
　レーザ発振素子３０は、電極３ａおよび電極３ｂを利用して駆動する素子である。具体的には、レーザ素子には、電極３ａ，３ｂを利用して、電流が供給される。レーザ素子は、当該レーザ素子に電流が供給されることにより、レーザ光を発振（射出）する。当該レーザ光は、ガラス３２を介して、外部へ射出される。以下においては、電極３ａ，３ｂの各々を、「電極３」とも称する。電極３の形状は、棒状である。
　また、図１および図２を参照して、筐体１０の形状は、一例として、直方体である。平面視（ＸＹ面）における筐体１０の形状は、長尺状（長方形）である。筐体１０は、例えば、金属で構成されている。筐体１０は、上面１０ａと、裏面１０ｂとを有する。裏面１０ｂは平面である。裏面１０ｂは、筐体１０を冷却するための冷却面として機能する。
　詳細は後述するが、筐体１０は、ｎ個のレーザ発振素子３０を保持する。筐体１０には、複数の溝Ｖ１ａと、複数の溝Ｖ１ｂとが設けられている。図２では、一例として、４個の溝Ｖ１ａと、４個の溝Ｖ１ｂが示されている。以下においては、溝Ｖ１ａおよび溝Ｖ１ｂの各々を、「溝Ｖ１」とも称する。平面視（ＸＹ面）における溝Ｖ１の形状は、長尺状である。
　図２を参照して、筐体１０は、長尺状の領域Ｒｇ１，Ｒｇ２を有する。筐体１０の領域Ｒｇ１，Ｒｇ２の各々には、直線状に並ぶ４個の溝Ｖ１が設けられている。領域Ｒｇ１，Ｒｇ２の各々の４個の溝Ｖ１は、溝Ｖ１ｂ、２個の溝Ｖ１ａ、および、溝Ｖ１ｂである。すなわち、筐体１０の一方の端部には、２個の溝Ｖ１ｂが設けられている。筐体１０の他方の端部には、２個の溝Ｖ１ｂが設けられている。
　各溝Ｖ１は、筐体１０の上部（上面１０ａ側）に設けられている。詳細は後述するが、各溝Ｖ１は、レーザ発振素子３０の電極３が挿入される溝である。
　筐体１０には、一例として、４つの溝Ｖ１ａと、４つの溝Ｖ１ｂとが設けられている。各溝Ｖ１ａは、複数のレーザ発振素子３０を一定の間隔で配置できるように、構成されている。各溝Ｖ１ａの形状および位置は、レーザ発振素子３０の外形、電極３ａと電極３ｂとの間隔を考慮して、設定されている。また、各溝Ｖ１ａの深さは、電極３の長さを考慮して、設定されている。各溝Ｖ１ａは、当該溝Ｖ１ａが筐体１０を貫通しないように、構成されている。
　領域Ｒｇ１，Ｒｇ２の各々に含まれる２個の溝Ｖ１ｂには、それぞれ、電極Ｅｄａおよび電極Ｅｄｂが設けられている。電極Ｅｄａおよび電極Ｅｄｂは、複数のレーザ発振素子３０に電流を供給するための電極である。電極Ｅｄａ，Ｅｄｂは、当該電極Ｅｄａ，Ｅｄｂと、複数のレーザ発振素子３０との電気的接続を容易にするために設けられている。電極Ｅｄａ，Ｅｄｂの形状、大きさ等は、レーザ光源ユニット１００を搭載するプロジェクタの形態にあうように、決定される。また、レーザ光源ユニット１００を搭載するプロジェクタの形態によって、電極Ｅｄａ，Ｅｄｂの要否も決定される。
　筐体１０の領域Ｒｇ１には、レーザ発振素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃが配置されている。また、筐体１０の領域Ｒｇ２には、レーザ発振素子３０ｄ，３０ｅ，３０ｆが配置されている。
　なお、図１は、図２の領域Ｒｇ１に対応する、レーザ光源ユニット１００の断面図である。レーザ発振素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃの各々の電極３ａ，３ｂは、隣接する２個の溝Ｖ１の間の領域を跨ぐ。例えば、レーザ発振素子３０ａの電極３ａ，３ｂは、それぞれ、隣接する溝Ｖ１ｂ，Ｖ１ａに挿入されている。また、例えば、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａ，３ｂは、それぞれ、隣接する２つの溝Ｖ１ａに挿入されている。
　筐体１０の溝Ｖ１ａには、隣接する２個のレーザ発振素子３０の一方の電極３ｂと、当該２個のレーザ発振素子３０の他方の電極３ａとが挿入されている。例えば、溝Ｖ１ａには、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとが挿入されている。
　溝Ｖ１ａの内部には、導電層１２および絶縁層１１が設けられている。すなわち、溝Ｖ１ａの内部には、導電層１２および絶縁層１１が存在する。絶縁層１１は、筐体１０と、溝Ｖ１に挿入されている１以上の電極３とを絶縁する層である。例えば、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとが挿入されている溝Ｖ１ａの絶縁層１１は、筐体１０と、当該レーザ発振素子３０ａの電極３ｂ、および、当該レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとを絶縁する。
　絶縁層１１は、例えば、当該絶縁層１１が溝Ｖ１ａの側面および底面に接するように、設けられている。
　導電層１２は、絶縁層１１上に設けられている。導電層１２は、導体である。溝Ｖ１ａの導電層１２は、隣接する２個のレーザ発振素子３０の一方の電極３ｂと、当該２個のレーザ発振素子３０の他方の電極３ａと接続される。すなわち、導体である導電層１２は、隣接する２個のレーザ発振素子３０の一方の電極３ｂと、当該２個のレーザ発振素子３０の他方の電極３ａとを電気的に接続する層である。
　導電層１２は、例えば、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａと接続される。すなわち、導電層１２は、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとを電気的に接続する。
　なお、電極Ｅｄａは、レーザ発振素子３０ａの電極３ａと電気的に接続される。また、電極Ｅｄｂは、レーザ発振素子３０ｃの電極３ｂと電気的に接続される。これにより、電極Ｅｄａと電極Ｅｄｂとの間において、レーザ発振素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、電気的に直列に接続されている。
　なお、図２の領域Ｒｇ２の構成は、図１を使用して説明した、領域Ｒｇ１の構成と同様であるので、詳細な説明は行わない。
　固定部材１８は、ｎ個のレーザ発振素子３０を、筐体１０に固定するための部材である。具体的には、ｎ個のレーザ発振素子３０は、固定部材１８により、筐体１０の上面１０ａに固定される。なお、各レーザ発振素子３０の冷却面３４ｂは、筐体１０のうち、溝Ｖ１以外の部分と接触する。そのため、各レーザ発振素子３０の冷却面３４ｂの接触面積は、大きい。これにより、各レーザ発振素子３０が発する熱を、筐体１０を介して、裏面１０ｂから放出することができる。
　なお、筐体１０の裏面１０ｂは、溝、突起等がない平面である。そのため、筐体１０の裏面１０ｂと、排熱のための冷却装置との接触面積を大きくとることができる。また、筐体１０の裏面１０ｂが平面であるため、冷却装置の構成、筐体１０と冷却装置との組み立て等も容易にすることができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、筐体１０には、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとが挿入されている溝Ｖ１ａが設けられている。溝Ｖ１ａの内部には、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとを電気的に接続する導電層１２が存在する。
　これにより、基板を使用することなく、筐体１０の溝Ｖ１ａの内部において、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとが電気的に接続される。そのため、構成が簡素化されたレーザ光源ユニットを提供することができる。また、簡易な構成で、複数のレーザ発振素子を保持することができる。
　また、本実施の形態によれば、簡易な形状の筐体１０に、レーザ発振素子３０を固定した構成である。そのため、レーザ発振素子３０の冷却面３４ｂの大部分を、筐体１０に接合できる。レーザ光源ユニット１００の筐体１０の裏面１０ｂ（冷却面）は、平面である。したがって、筐体１０と冷却装置との組み立てが容易であるとともに、より大きな放熱面積を得ることが可能となる。そのため、優れた排熱特性を有するレーザ光源ユニット１００を提供することができる。
　なお、複数のレーザ発振素子を使用して、プロジェクタ等の光源を構成する場合、安定したレーザ出力を確保するために、各レーザ発振素子の温度を一定に保つ必要がある。また、レーザ発振素子の温度が高温になった場合、レーザ出力が低下する場合がある。そのため、レーザ発振素子の冷却のために、当該レーザ発振素子に冷却構造が付加される場合がある。この場合、排熱効率が高いことが望ましい。
　そこで、関連技術Ａでは、以下の構成が使用される。具体的には、関連技術Ａでは複数の励起光源が光源保持体に設けられている、複数の励起光源は、基板により、電気的に接続される。また、複数の励起光源は、ヒートシンクと当接する。
　この構成では、光源装置に、基板を内包するための空間を設ける必要がある。また、励起光源からヒートシンクまでの距離が大きい。そのため、励起光源を効率よく冷却することが困難であるという問題がある。
　また、関連技術Ｂでは、支持部材、保持部材等を組み合わせた構成が使用される。そのため、光源装置の部品点数が多く、光源装置の組み立てが複雑である。そのため、コストの面でも不利であるという問題がある。
　また、１個のレーザ発振素子の出力は、一般的に、数ミリワット（ｍＷ）から数ワット（Ｗ）である。すなわち、１個のレーザ発振素子の出力は、プロジェクタ等の光源に要求されるの出力（数十ワット（Ｗ））より、大幅に小さい。そのため、複数のレーザ発振素子を並べることにより、１つの光源を構成するのが一般的である。なお、レーザ発振素子を安定的に駆動させるためには、ステムの冷却面を一定の温度に制御する必要がある。
　しかしながら、複数のレーザ発振素子を並べた構成に、各レーザ発振素子の２つの電極に電流を供給するための電気回路と、ステムの冷却面を冷却する構造とを設ける場合、当該構成が複雑になるという問題がある。
　そこで、本実施の形態のレーザ光源ユニット１００は上記のように構成されるため、上記の各問題を解決することができる。
　＜実施の形態２＞
　本実施の形態の構成は、はんだを使用した構成（以下、「構成ＣｔＡ」とも称する）である。以下においては、構成ＣｔＡが適用されたレーザ光源ユニットを、「レーザ光源ユニット１００Ａ」とも称する。
　図４は、本発明の実施の形態２に係るレーザ光源ユニット１００Ａの断面図である。レーザ光源ユニット１００Ａは、図１のレーザ光源ユニット１００と比較して、固定部材１８を備えない点が異なる。レーザ光源ユニット１００Ａのそれ以外の構成は、レーザ光源ユニット１００と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
　レーザ光源ユニット１００Ａでは、ｎ個のレーザ発振素子３０は、はんだ（金属）により、筐体１０と接合されている。具体的には、レーザ光源ユニット１００Ａの各レーザ発振素子３０の冷却面３４ｂは、はんだにより、筐体１０と接合されている。そのため、レーザ光源ユニット１００Ａでは、各レーザ発振素子３０を、筐体１０に固定するための固定部材１８が不要である。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、固定部材１８が不要であるため、レーザ光源ユニット１００Ａの組み立てを簡素化することができる。そのため、レーザ光源ユニット１００Ａの製造コストを抑えることが可能となる。
　また、はんだ等の金属により、各レーザ発振素子３０の冷却面３４ｂが筐体１０と接合されるため、各レーザ発振素子３０が発する熱を、効率よく、筐体１０へ伝えることができる。したがって、各レーザ発振素子３０の出力を安定させることができる。
　なお、実施の形態１のレーザ光源ユニット１００に、構成ＣｔＡを適用した構成（以下、「構成ＣｔＮＡ」とも称する）としてもよい。構成ＣｔＮＡでは、各レーザ発振素子３０の冷却面３４ｂが、はんだにより、筐体１０と接合されているのに加え、さらに、固定部材１８により、当該各レーザ発振素子３０が筐体１０に固定される。そのため、構成ＣｔＮＡでは、実施の形態２の効果に加え、各レーザ発振素子３０を筐体１０に強固に固定することができるという効果が得られる。
　＜実施の形態３＞
　本実施の形態の構成は、レーザ光源ユニットが備えるｎ個のレーザ発振素子３０が直列に接続される構成（以下、「構成ＣｔＢ」とも称する）である。以下においては、構成ＣｔＢが適用されたレーザ光源ユニットを、「レーザ光源ユニット１００Ｂ」とも称する。
　レーザ光源ユニット１００Ｂは、ｎ個のレーザ発振素子３０を備える。本実施の形態では、「ｎ」は、一例として、６である。以下においては、レーザ光源ユニット１００Ｂが備えるｎ個のレーザ発振素子３０を、「レーザ発振素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ」とも称する。
　図５は、本発明の実施の形態３に係るレーザ光源ユニット１００Ｂの構成を示す平面図である。なお、実施の形態３の特徴をわかり易くするために、図５では、レーザ発振素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆの輪郭を点線で示し、かつ、固定部材１８は示していない。
　レーザ光源ユニット１００Ｂは、図１および図２のレーザ光源ユニット１００と比較して、筐体１０の代わりに筐体１０Ｂを備える点と、２個の電極Ｅｄａの代わりに１個の電極Ｅｄａを備える点と、２個の電極Ｅｄｂの代わりに１個の電極Ｅｄｂを備える点と、領域Ｒｇ１，Ｒｇ２の代わりに領域Ｒｇ１Ｂ，Ｒｇ２Ｂを有する点と、領域Ｒｇ３をさらに有する点とが異なる。レーザ光源ユニット１００Ｂのそれ以外の構成は、レーザ光源ユニット１００と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
　筐体１０Ｂは、筐体１０と比較して、４個の溝Ｖ１ｂの代わりに２個の溝Ｖ１ｂが設けられている点と、溝Ｖ１ａｘをさらに有する点とが異なる。筐体１０Ｂのそれ以外の構成は、筐体１０と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
　また、筐体１０Ｂにおける、２個の溝Ｖ１ｂの内部構成は、図１の筐体１０の溝Ｖ１ｂの内部構成と同様なので詳細な説明は繰り返さない。また、筐体１０Ｂにおける、４個の溝Ｖ１ａの内部構成は、図１の筐体１０の溝Ｖ１ａの内部構成と同様なので詳細な説明は繰り返さない。すなわち、各溝Ｖ１ｂの内部、および、各溝Ｖ１ａの内部には、図１と同様に、導電層１２および絶縁層１１が設けられている。
　絶縁層１１は、筐体１０Ｂと、溝Ｖ１に挿入されている１以上の電極３とを絶縁する層である。例えば、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとが挿入されている溝Ｖ１ａの絶縁層１１は、筐体１０Ｂと、当該レーザ発振素子３０ａの電極３ｂ、および、当該レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとを絶縁する。
　レーザ光源ユニット１００Ｂのｎ個のレーザ発振素子３０は、図１のように、固定部材１８により、筐体１０Ｂに固定されている。また、前述したように、ｎ個のレーザ発振素子３０の各々は、電極３ａおよび電極３ｂを利用して駆動する素子である。レーザ光源ユニット１００Ｂでは、１個の電極Ｅｄａと１個の電極Ｅｄｂとの間において、ｎ個のレーザ発振素子３０（レーザ発振素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ）が、電気的に直列に接続されている。
　領域Ｒｇ１Ｂは、図２の領域Ｒｇ１と比較して、２個の溝Ｖ１ｂの代わりに１個の溝Ｖ１ｂを含む点が異なる。すなわち、領域Ｒｇ１Ｂには、１個の溝Ｖ１ｂと、２個の溝Ｖ１ａとが設けられている。
　領域Ｒｇ１Ｂにおける、１個の溝Ｖ１ｂ、および、２個の溝Ｖ１ａには、図１と同様に、レーザ発振素子３０ａ，３０ｂが固定される。例えば、領域Ｒｇ１Ｂの溝Ｖ１ｂには、レーザ発振素子３０ａの電極３ａが挿入されている。レーザ発振素子３０ａの電極３ａは、１個の電極Ｅｄａと電気的に接続される。
　また、領域Ｒｇ１Ｂにおいて、２個の溝Ｖ１ａのうち左側の溝Ｖ１ａには、例えば、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとが挿入されている。なお、導電層１２により、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとが電気的に接続される。
　領域Ｒｇ３は、溝Ｖ１ａｘを含む。溝Ｖ１ａｘの形状は、一例として、コの字状である。溝Ｖ１ａｘには、レーザ発振素子３０ｃの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｄの電極３ａとが挿入されている。溝Ｖ１ａｘの内部には、溝Ｖ１ａと同様に、導電層１２および絶縁層１１が設けられている。溝Ｖ１ａｘの導電層１２は、当該溝Ｖ１ａｘに挿入されている２つの電極３を電気的に接続する。すなわち、溝Ｖ１ａｘの導電層１２は、レーザ発振素子３０ｃの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｄの電極３ａとを電気的に接続する。
　領域Ｒｇ２Ｂは、図２の領域Ｒｇ２と比較して、２個の溝Ｖ１ｂの代わりに１個の溝Ｖ１ｂを含む点が異なる。すなわち、領域Ｒｇ２Ｂには、１個の溝Ｖ１ｂと、２個の溝Ｖ１ａとが設けられている。領域Ｒｇ２Ｂにおける、１個の溝Ｖ１ｂ、および、２個の溝Ｖ１ａには、電気的に直列に接続されたレーザ発振素子３０ｄ，３０ｅ，３０ｆが固定される。例えば、領域Ｒｇ２Ｂの溝Ｖ１ｂには、レーザ発振素子３０ｆの電極３ｂが挿入されている。レーザ発振素子３０ｆの電極３ｂは、領域Ｒｇ２Ｂにおける１個の電極Ｅｄｂと電気的に接続される。
　また、領域Ｒｇ１Ｂにおいて、２個の溝Ｖ１ａのうち右側の溝Ｖ１ａには、例えば、レーザ発振素子３０ｄの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｅの電極３ａとが挿入されている。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、１個の電極Ｅｄａと１個の電極Ｅｄｂとの間において、ｎ個のレーザ発振素子３０が、電気的に直列に接続されている。すなわち、１個の電極Ｅｄａと１個の電極Ｅｄｂとを使用することにより、レーザ光源ユニット１００Ｂのｎ個のレーザ発振素子３０に電流を供給することができる。つまり、外部から、レーザ光源ユニット１００Ｂに対し電流を供給するための端子は、２つのみである。
　これにより、レーザ光源ユニット１００Ｂの構成を簡素化できる。そのため、レーザ光源ユニットをプロジェクタ（投射型表示装置）へ組み込む際のインターフェースを簡素化することができる。したがって、プロジェクタ（投射型表示装置）内でのレーザ光源ユニットの配置の自由度を高めることができる。
　なお、本実施の形態の構成ＣｔＢに、前述の構成ＣｔＡ適用した構成（以下、「構成ＣｔＢａ」とも称する）としてもよい。構成ＣｔＢａでは、ｎ個のレーザ発振素子３０は、はんだ（金属）により、筐体１０Ｂと接合されている。また、構成ＣｔＢａでは、固定部材１８が使用されない。
　また、構成ＣｔＢａにおいて、固定部材１８を使用した構成（以下、「構成ＣｔＮＢａ」とも称する）としてもよい。構成ＣｔＮＢａでは、はんだ（金属）および固定部材１８により、各レーザ発振素子３０が筐体１０Ｂに固定される。
　＜実施の形態４＞
　本実施の形態の構成は、筐体に対し、絶縁、導電等の機能を追加可能な構成（以下、「構成ＣｔＣ」とも称する）である。以下においては、構成ＣｔＣが適用されたレーザ光源ユニットを、「レーザ光源ユニット１００Ｃ」とも称する。
　図６は、本発明の実施の形態４に係るレーザ光源ユニット１００Ｃの構成の一部を示す斜視図である。レーザ光源ユニット１００Ｃは、図１のレーザ光源ユニット１００と比較して、筐体１０の代わりに筐体１０Ｎを備える点と、複数の部品５０を備える点とが異なる。レーザ光源ユニット１００Ｃのそれ以外の構成は、レーザ光源ユニット１００と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
　筐体１０Ｎは、筐体１０と比較して、各溝Ｖ１ａの内部に、導電層１２および絶縁層１１が存在しない点が異なる。筐体１０Ｎのそれ以外の構成および機能は、筐体１０と同様なので詳細な説明は繰り返さない。筐体１０Ｎは、機械的な加工のみで形成された部品である。
　次に、部品５０について説明する。図７は、本発明の実施の形態３に係る部品５０の断面図である。部品５０は、例えば、図７（ａ）に示す構成を有する。図６および図７（ａ）を参照して、部品５０の形状は、底を有し、蓋が存在しない箱形状である。
　部品５０は、部材５１と、導電層１２とを含む。部材５１の形状は、底を有し、蓋が存在しない箱形状である。部材５１は、絶縁材料で構成される。当該絶縁材料は、例えば、プラスチック、シリコン等である。部材５１の内部の一部（底面）には、図７（ａ）のように、導電層１２が形成されている。
　なお、部品５０の構成は、図７（ａ）の構成に限定されない。部品５０の構成は、例えば、図７（ｂ）の構成であってもよい。すなわち、図７（ｂ）のように、部品５０の部材５１の内部全体に、導電層１２が形成されていてもよい。
　筐体１０Ｎの各溝Ｖ１ａには、部品５０が、当該筐体１０Ｎの外部から挿入される。以下においては、筐体１０Ｎの各溝Ｖ１ａに部品５０が挿入されている、当該筐体１０Ｎの状態を、「状態Ｓｔ１」とも称する。状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎの各溝Ｖ１ａには、部材５１および導電層１２が存在する。
　すなわち、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎの各溝Ｖ１ａに存在する導電層１２は、筐体１０Ｎの外部から溝Ｖ１ａに挿入されたものである。また、前述したように、部材５１は、絶縁材料で構成される。そのため、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎの部材５１は、絶縁層として機能する。すなわち、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎの各溝Ｖ１ａに存在する、絶縁層としての部材５１は、筐体１０Ｎの外部から溝Ｖ１ａに挿入されたものである。したがって、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎは、図１の筐体１０と同様に、導電層１２および絶縁層（部材５１）を有する。
　レーザ光源ユニット１００Ｃでは、図１のレーザ光源ユニット１００と同様に、固定部材１８により、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎに対し、ｎ個のレーザ発振素子３０が固定されている。そのため、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎに存在する導電層１２および絶縁層（部材５１）は、それぞれ、筐体１０の導電層１２および絶縁層１１と同様な機能を有する。
　例えば、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎに存在する溝Ｖ１ａに挿入されている部品５０の導電層１２は、レーザ発振素子３０ａの電極３ｂと、レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとを電気的に接続する。また、例えば、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎに存在する溝Ｖ１ａに挿入されている部品５０の絶縁層（部材５１）は、筐体１０Ｎと、当該レーザ発振素子３０ａの電極３ｂ、および、当該レーザ発振素子３０ｂの電極３ａとを絶縁する。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、筐体１０Ｎは機械的な加工のみで形成されたものであり、部品５０は、絶縁および導電の機能を有する。これにより、筐体１０Ｎ等の部品の加工を容易にすることができる。また、筐体１０Ｎ自身の構成を簡素化できる。そのため、レーザ光源ユニット１００Ｃのコストを抑えることが可能となる。
　また、筐体１０Ｎの溝Ｖ１ａに部品５０を挿入するという簡易な構成とすることにより、組み立て作業を容易にすることが可能となる。
　なお、本実施の形態の構成ＣｔＣに、前述の構成ＣｔＡ適用した構成（以下、「構成ＣｔＣａ」とも称する）としてもよい。構成ＣｔＣａでは、ｎ個のレーザ発振素子３０は、はんだ（金属）により、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎと接合されている。また、構成ＣｔＣａでは、固定部材１８が使用されない。
　また、構成ＣｔＣａにおいて、固定部材１８を使用した構成（以下、「構成ＣｔＮＣａ」とも称する）としてもよい。構成ＣｔＮＣａでは、固定部材１８により、各レーザ発振素子３０が、状態Ｓｔ１の筐体１０Ｎに固定される。
　＜変形例１＞
　本変形例の構成は、レーザ光源ユニットの筐体の材料が、熱伝導に優れた金属である構成（以下、「構成ＣｔＸ」とも称する）である。当該熱伝導に優れた金属は、例えば、アルミ、銅などである。構成ＣｔＸは、実施の形態１から４までの構成に適用可能である。
　以下においては、構成ＣｔＸを、実施の形態１のレーザ光源ユニット１００に適用した構成を、「構成Ｃｔ１ｘ」とも称する。構成Ｃｔ１ｘにおけるレーザ光源ユニット１００の筐体１０は、アルミまたは銅で構成されている。
　構成Ｃｔ１ｘによれば、レーザ発振素子３０が発する熱を、効率よく、筐体１０の裏面１０ｂ（冷却面）へ伝えることができる。そのため、冷却性能に優れた筐体を実現することができる。したがって、裏面１０ｂ（冷却面）に伝わった熱を、図示しない冷却装置により排熱することが可能となる。
　図１の筐体１０の厚みＴｈ１は、筐体１０の剛性、熱伝導の効率等を考慮して、決められている。一般的には、厚みＴｈ１が大きい程、熱伝達のための熱抵抗が増大し、筐体１０の排熱効率が低下する。また、厚みＴｈ１が小さい程、筐体１０の剛性が低下する。この場合、レーザビームの出射方向が安定せず、図示しない投射型表示装置の光学系での利用効率が低下する。このため、厚みＴｈ１は、３ミリから５ミリ程度が望ましい。
　以上の本変形例によれば、筐体１０は、熱伝導に優れた金属で構成されている。そのため、複数のレーザ発振素子３０を、同時に効率よく冷却することができる。
　以下においては、構成ＣｔＸを、実施の形態２の構成ＣｔＡに適用した構成を、「構成ＣｔＡｘ」とも称する。構成ＣｔＡｘにおけるレーザ光源ユニット１００Ａの筐体１０は、アルミまたは銅で構成されている。また、構成ＣｔＸは、実施の形態２の構成ＣｔＮＡに適用してもよい。
　また、以下においては、構成ＣｔＸを、実施の形態３の構成ＣｔＢに適用した構成を、「構成ＣｔＢｘ」とも称する。構成ＣｔＢｘにおけるレーザ光源ユニット１００Ｂの筐体１０Ｂは、アルミまたは銅で構成されている。また、構成ＣｔＸは、実施の形態３の構成ＣｔＢａに適用してもよい。また、構成ＣｔＸは、実施の形態３の構成ＣｔＮＢａに適用してもよい。
　また、以下においては、構成ＣｔＸを、実施の形態４の構成ＣｔＣに適用した構成を、「構成ＣｔＣｘ」とも称する。構成ＣｔＣｘにおけるレーザ光源ユニット１００Ｃの筐体１０Ｎは、アルミまたは銅で構成されている。また、構成ＣｔＸは、実施の形態４の構成ＣｔＣａに適用してもよい。また、構成ＣｔＸは、実施の形態４の構成ＣｔＮＣａに適用してもよい。
　なお、本発明は、上記の各実施の形態の形態、および、変形例のみに限定されるものではない。すなわち、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態、変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態、変形例を適宜、変形、省略することが可能である。
　例えば、ｎ個のレーザ発振素子３０の配置状態は、例えば、図２のような状態に限定されない。
　この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　３，３ａ，３ｂ，Ｅｄａ，Ｅｄｂ　電極、１０，１０Ｂ，１０Ｎ　筐体、１１　絶縁層、１２　導電層、１８　固定部材、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ　レーザ発振素子、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ　レーザ光源ユニット、Ｖ１，Ｖ１ａ，Ｖ１ａｘ，Ｖ１ｂ　溝。

Claims (8)

  1. 　第１および第２のレーザ発振素子（３０ａ，３０ｂ）と、
    　前記第１および第２のレーザ発振素子（３０ａ，３０ｂ）を保持する筐体（１０，１０Ｂ，１０Ｎ）と、を備え、
    　前記第１および第２のレーザ発振素子（３０ａ，３０ｂ）の各々は、第１電極（３ａ）および第２電極（３ｂ）を有し、
    　前記筐体（１０，１０Ｂ，１０Ｎ）には、前記第１のレーザ発振素子（３０ａ）の前記第２電極（３ｂ）と、前記第２のレーザ発振素子（３０ｂ）の前記第１電極（３ａ）とが挿入されている溝（Ｖ１ａ）が設けられており、
    　前記溝（Ｖ１ａ）の内部には、前記第１のレーザ発振素子（３０ａ）の前記第２電極（３ｂ）と、前記第２のレーザ発振素子（３０ｂ）の前記第１電極（３ａ）とを電気的に接続する導電層（１２）が存在する
    　レーザ光源ユニット。
  2. 　前記導電層（１２）は、前記筐体（１０Ｎ）の外部から前記溝（Ｖ１ａ）に挿入されたものである
    　請求項１に記載のレーザ光源ユニット。
  3. 　前記溝（Ｖ１ａ）の内部には、前記筐体（１０，１０Ｂ，１０Ｎ）と、前記第１のレーザ発振素子（３０ａ）の前記第２電極（３ｂ）、および、前記第２のレーザ発振素子（３０ｂ）の前記第１電極（３ａ）とを絶縁する絶縁層（１１，５１）が存在する
    　請求項１または２に記載のレーザ光源ユニット。
  4. 　前記絶縁層（５１）は、前記筐体（１０Ｎ）の外部から前記溝（Ｖ１ａ）に挿入されたものである
    　請求項３に記載のレーザ光源ユニット。
  5. 　前記レーザ光源ユニットは、さらに、
    　　前記第１および第２のレーザ発振素子（３０ａ，３０ｂ）を、前記筐体（１０，１０Ｂ，１０Ｎ）に固定するための固定部材（１８）を備える
    　請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ光源ユニット。
  6. 　前記第１および第２のレーザ発振素子（３０ａ，３０ｂ）は、はんだにより、前記筐体（１０，１０Ｂ，１０Ｎ）と接合されている
    　請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ光源ユニット。
  7. 　前記レーザ光源ユニットは、前記第１および第２のレーザ発振素子（３０ａ，３０ｂ）を含む複数のレーザ発振素子（３０）を備え、
    　前記複数のレーザ発振素子（３０）は、前記筐体（１０，１０Ｂ，１０Ｎ）に固定されており、
    　前記複数のレーザ発振素子（３０）の各々は、前記第１電極（３ａ）および前記第２電極（３ｂ）を有し、
    　前記複数のレーザ発振素子（３０）の各々は、前記第１電極（３ａ）および前記第２電極（３ｂ）を利用して駆動する素子であり、
    　前記複数のレーザ発振素子（３０）は、電気的に直列に接続されている
    　請求項１から６のいずれか１項に記載のレーザ光源ユニット。
  8. 　前記筐体（１０，１０Ｂ，１０Ｎ）は、アルミまたは銅で構成されている
    　請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザ光源ユニット。
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