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JP2016004850A - On-vehicle laser light source unit - Google Patents

On-vehicle laser light source unit Download PDF

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JP2016004850A
JP2016004850A JP2014123061A JP2014123061A JP2016004850A JP 2016004850 A JP2016004850 A JP 2016004850A JP 2014123061 A JP2014123061 A JP 2014123061A JP 2014123061 A JP2014123061 A JP 2014123061A JP 2016004850 A JP2016004850 A JP 2016004850A
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JP
Japan
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laser light
semiconductor chip
source unit
light source
selection element
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JP2014123061A
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Japanese (ja)
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直久 新美
Naohisa Niimi
直久 新美
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an on-vehicle laser light source unit capable of preventing deterioration of a semiconductor chip that emits laser light, and that can be miniaturized.SOLUTION: An on-vehicle laser light source unit 100 is provided with first to third semiconductor chips 20-22 that emit laser light with different wavelengths. Each semiconductor chip 20-22 is mounted as a bare chip on a bottom face 12 of a hollow part 11 of a ceramic package 10. The hollow part 11 of the ceramic package 10 is provided with: first to third wavelength selection devices 30-32 that selectively transmit or reflect light with a predetermined wavelength of respective laser light emitted from the respective semiconductor chips 20-22 to combine the respective laser light; and a collimator lens 40 that makes the laser light combined by the respective wavelength selection devices 30-32 parallel and emits it to the exterior. The hollow part 11 of the ceramic package 10 is sealed with a metal lid 60.

Description

本発明は、車載用レーザ光源ユニットに関する。   The present invention relates to an in-vehicle laser light source unit.

従来より、画像表示装置としてのレーザ光源ユニットが、例えば特許文献1で提案されている。具体的には、赤色レーザ光を照射する半導体チップと緑色レーザ光を照射する半導体チップとが樹脂等で形成されたケースにベアチップ実装されていると共に、青色レーザ光を照射するように構成されたCANパッケージがケースに固定された構成が提案されている。CANパッケージは、ケースの壁に設けられた貫通孔に配置されている。   Conventionally, a laser light source unit as an image display device has been proposed in Patent Document 1, for example. Specifically, a semiconductor chip that emits red laser light and a semiconductor chip that emits green laser light are mounted on a case formed of a resin or the like, and are configured to emit blue laser light. A configuration in which a CAN package is fixed to a case has been proposed. The CAN package is disposed in a through hole provided in the wall of the case.

特開2011−91396号公報JP 2011-91396 A

しかしながら、上記従来の技術では、2つの半導体チップとCANパッケージとが1つのケースに収容された構成になっているので、CANパッケージとケースとの境界部を介してケース内に湿気を含んだ外気が侵入してしまう。このため、ケース内の湿度が上昇し、半導体チップが劣化してしまうという問題がある。半導体チップの劣化はレーザ光の輝度の低下や不点灯に繋がり好ましくない。したがって、半導体チップをケース内に封止する構造が望まれている。   However, in the above-described conventional technology, since the two semiconductor chips and the CAN package are accommodated in one case, the outside air containing moisture in the case via the boundary between the CAN package and the case. Will invade. For this reason, there exists a problem that the humidity in a case will rise and a semiconductor chip will deteriorate. Deterioration of the semiconductor chip is not preferable because it leads to lowering of the brightness of the laser light and non-lighting. Therefore, a structure for sealing the semiconductor chip in the case is desired.

また、レーザ光源ユニットが車両に搭載されて使用される車載環境では、レーザ光源ユニットは高温に晒される可能性が高い。半導体チップは耐熱性が低いので、レーザ光源ユニットを冷却する必要があるが、CANパッケージの半導体レーザを用いた構成ではレーザ光源ユニットが大型化してしまい、冷却機構の冷却能力の増加、放熱容量の増加という問題がある。したがって、レーザ光源ユニットの小型化が望まれている。   In an in-vehicle environment where the laser light source unit is mounted on a vehicle and used, the laser light source unit is likely to be exposed to high temperatures. Since the semiconductor chip has low heat resistance, it is necessary to cool the laser light source unit. However, the configuration using the semiconductor laser of the CAN package increases the size of the laser light source unit, increases the cooling capacity of the cooling mechanism, and increases the heat dissipation capacity. There is a problem of increase. Therefore, downsizing of the laser light source unit is desired.

本発明は上記点に鑑み、レーザ光を照射する半導体チップの劣化を防止し、かつ、小型化することができる車載用レーザ光源ユニットを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a vehicle-mounted laser light source unit that can prevent deterioration of a semiconductor chip that emits laser light and can be downsized.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、車両に搭載される車載用レーザ光源ユニットであって、以下の点を特徴としている。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an in-vehicle laser light source unit mounted on a vehicle, and is characterized by the following points.

すなわち、異なる波長のレーザ光を照射する複数の半導体チップ(20、21、22)を備えている。また、中空部(11)を有する有底形状をなしており、複数の半導体チップ(20、21、22)が中空部(11)の底面(12)にベアチップ実装されたセラミックパッケージ(10)を備えている。   That is, a plurality of semiconductor chips (20, 21, 22) that irradiate laser beams having different wavelengths are provided. The ceramic package (10) has a bottomed shape having a hollow portion (11), and a plurality of semiconductor chips (20, 21, 22) are bare-chip mounted on the bottom surface (12) of the hollow portion (11). I have.

また、複数の半導体チップ(20、21、22)から照射される各レーザ光のうち所定の波長の光を選択的に透過または反射させることにより各レーザ光を合成する波長選択素子(30、31、32)と、波長選択素子(30、31、32)で合成されたレーザ光を平行光として外部に出射するコリメートレンズ(40)と、を備えている。   In addition, wavelength selective elements (30, 31) that synthesize laser beams by selectively transmitting or reflecting light of a predetermined wavelength among the laser beams irradiated from the plurality of semiconductor chips (20, 21, 22). 32) and a collimating lens (40) for emitting laser light synthesized by the wavelength selection elements (30, 31, 32) to the outside as parallel light.

さらに、セラミックパッケージ(10)の開口端(14)に固定されることによりセラミックパッケージ(10)の中空部(11)を密閉する板状の蓋部(60、61)を備えていることを特徴とする。   Furthermore, it is equipped with the plate-shaped cover part (60, 61) which seals the hollow part (11) of a ceramic package (10) by being fixed to the opening end (14) of a ceramic package (10). And

これによると、各半導体チップ(20、21、22)がセラミックパッケージ(10)の中空部(11)に封止されるので、各半導体チップ(20、21、22)を外気から遮断することができる。また、セラミックパッケージ(10)の素材自体が外気を中空部(11)に通しにくいので、中空部(11)の気密性を長期間にわたって維持することができる。このように、各半導体チップ(20、21、22)が外気の影響を受けないので、各半導体チップ(20、21、22)の劣化を防止することができる。   According to this, since each semiconductor chip (20, 21, 22) is sealed in the hollow portion (11) of the ceramic package (10), it is possible to block each semiconductor chip (20, 21, 22) from the outside air. it can. In addition, since the material itself of the ceramic package (10) hardly allows the outside air to pass through the hollow portion (11), the airtightness of the hollow portion (11) can be maintained for a long period of time. Thus, since each semiconductor chip (20, 21, 22) is not influenced by outside air, it is possible to prevent the deterioration of each semiconductor chip (20, 21, 22).

さらに、CANパッケージを用いずに全ての半導体チップ(20、21、22)がセラミックパッケージ(10)にベアチップ実装されているので、セラミックパッケージ(10)を小型化することができる。これにより、車載用レーザ光源ユニット全体を小型化することができる。   Furthermore, since all the semiconductor chips (20, 21, 22) are bare-chip mounted on the ceramic package (10) without using the CAN package, the ceramic package (10) can be reduced in size. Thereby, the whole vehicle-mounted laser light source unit can be reduced in size.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態に係る車載用レーザ光源ユニットの平面図である。It is a top view of the vehicle-mounted laser light source unit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. 車載用レーザ光源ユニットの実装構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the mounting structure of the vehicle-mounted laser light source unit. 本発明の第2実施形態に係る車載用レーザ光源ユニットの平面図である。It is a top view of the vehicle-mounted laser light source unit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る車載用レーザ光源ユニットの断面図である。It is sectional drawing of the vehicle-mounted laser light source unit which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係るレーザ光源ユニットは、車両に搭載されるものであり、レーザ式ヘッドアップディスプレイやプロジェクタの光源として用いられるものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The laser light source unit according to the present embodiment is mounted on a vehicle and is used as a light source for a laser head-up display or a projector.

図1及び図2に示されるように、車載用レーザ光源ユニット100は、セラミックパッケージ10、第1〜第3半導体チップ20〜22、第1〜第3波長選択素子30〜32、コリメートレンズ40、フォトダイオード50、及びメタルリッド60を備えて構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the in-vehicle laser light source unit 100 includes a ceramic package 10, first to third semiconductor chips 20 to 22, first to third wavelength selection elements 30 to 32, a collimating lens 40, A photodiode 50 and a metal lid 60 are provided.

セラミックパッケージ10は、中空部11を有する有底形状すなわち箱形状のケースである。セラミックパッケージ10は、各半導体チップ20〜22、各波長選択素子30〜32、コリメートレンズ40、及びフォトダイオード50を中空部11に収容している。   The ceramic package 10 is a bottomed shape having a hollow portion 11, that is, a box-shaped case. The ceramic package 10 accommodates the semiconductor chips 20 to 22, the wavelength selection elements 30 to 32, the collimating lens 40, and the photodiode 50 in the hollow portion 11.

セラミックパッケージ10は、例えば複数のセラミック基板が積層されて焼成されることにより構成されている。セラミックパッケージ10は、各セラミック基板の貼り合わせ部に設けられた図示しない配線パターンと、外壁面に設けられ配線パターンに電気的に繋がった図示しないパッドやピン等の導体部と、を有している。そして、配線パターンに各半導体チップ20〜22及びフォトダイオード50が電気的に接続されている。   The ceramic package 10 is configured, for example, by laminating and firing a plurality of ceramic substrates. The ceramic package 10 includes a wiring pattern (not shown) provided at the bonding portion of each ceramic substrate, and a conductor part such as a pad or a pin (not shown) provided on the outer wall surface and electrically connected to the wiring pattern. Yes. The semiconductor chips 20 to 22 and the photodiode 50 are electrically connected to the wiring pattern.

第1〜第3半導体チップ20〜22は、それぞれ異なる波長のレーザ光を照射する光源である。各半導体チップ20〜22は、セラミックパッケージ10の中空部11の底面12にそれぞれベアチップ実装されている。そして、各半導体チップ20〜22は、外部から入力される信号に従ってそれぞれレーザ光を照射する。   The first to third semiconductor chips 20 to 22 are light sources that irradiate laser beams having different wavelengths. Each semiconductor chip 20 to 22 is bare-chip mounted on the bottom surface 12 of the hollow portion 11 of the ceramic package 10. And each semiconductor chip 20-22 irradiates a laser beam according to the signal input from the outside, respectively.

第1半導体チップ20は、特定の波長として青色のレーザ光を照射するように形成されている。第2半導体チップ21は、第1半導体チップ20とは異なる波長のレーザ光として緑色のレーザ光を照射するように構成されている。第3半導体チップ22は、第1半導体チップ20及び第2半導体チップ21とは異なる波長のレーザ光として赤色のレーザ光を照射するように構成されている。   The first semiconductor chip 20 is formed so as to emit blue laser light having a specific wavelength. The second semiconductor chip 21 is configured to emit green laser light as laser light having a wavelength different from that of the first semiconductor chip 20. The third semiconductor chip 22 is configured to emit red laser light as laser light having a wavelength different from that of the first semiconductor chip 20 and the second semiconductor chip 21.

本実施形態では、各半導体チップ20〜22は同じ列に配置されているので、レーザ光を照射させながらセラミックパッケージ10にベアチップ実装しやすいというメリットがある。また、各半導体チップ20〜22のレーザ光はそれぞれ各波長選択素子30〜32で反射させられる光路になっているので、各半導体チップ20〜22の特性を出しやすいというメリットがある。   In this embodiment, since each semiconductor chip 20-22 is arrange | positioned in the same row | line | column, there exists a merit that it is easy to carry out a bare chip mounting to the ceramic package 10, irradiating a laser beam. Further, since the laser beams of the respective semiconductor chips 20 to 22 are optical paths reflected by the respective wavelength selection elements 30 to 32, there is an advantage that the characteristics of the respective semiconductor chips 20 to 22 can be easily obtained.

第1〜第3波長選択素子30〜32は、各半導体チップ20〜22から照射される各レーザ光のうち所定の波長の光を選択的に透過または反射させることにより各レーザ光を合成するものである。各波長選択素子30〜32は、例えば基板に形成された薄膜によってレーザ光を選択的に反射または透過させるフィルタとして構成されている。   The first to third wavelength selection elements 30 to 32 synthesize the laser beams by selectively transmitting or reflecting light of a predetermined wavelength among the laser beams irradiated from the semiconductor chips 20 to 22. It is. Each wavelength selection element 30-32 is comprised as a filter which selectively reflects or permeate | transmits a laser beam, for example with the thin film formed in the board | substrate.

第1波長選択素子30は、第1半導体チップ20に対向配置されている。そして、第1波長選択素子30は、第1半導体チップ20から照射された青色のレーザ光をコリメートレンズ40側に反射させる。   The first wavelength selection element 30 is disposed opposite to the first semiconductor chip 20. The first wavelength selection element 30 reflects the blue laser light emitted from the first semiconductor chip 20 toward the collimating lens 40 side.

第2波長選択素子31は、第2半導体チップ21に対向配置されている。そして、第2波長選択素子31は、第1波長選択素子30からの青色のレーザ光を透過すると共に、第2半導体チップ21から照射された緑色のレーザ光をコリメートレンズ40側に反射させる。このように、第2波長選択素子31は、青色と緑色のレーザ光を合成する。   The second wavelength selection element 31 is disposed opposite to the second semiconductor chip 21. The second wavelength selection element 31 transmits the blue laser light from the first wavelength selection element 30 and reflects the green laser light emitted from the second semiconductor chip 21 toward the collimator lens 40 side. As described above, the second wavelength selection element 31 combines the blue and green laser beams.

第3波長選択素子32は、第3半導体チップ22に対向配置されている。そして、第3波長選択素子32は、第2波長選択素子31からの青色及び緑色のレーザ光を透過すると共に、第3半導体チップ22から照射された赤色のレーザ光をコリメートレンズ40側に反射させる。このように、第3波長選択素子32は、青色、緑色、赤色のレーザ光を合成してコリメートレンズ40に導く役割を果たす。   The third wavelength selection element 32 is disposed to face the third semiconductor chip 22. The third wavelength selection element 32 transmits the blue and green laser lights from the second wavelength selection element 31 and reflects the red laser light emitted from the third semiconductor chip 22 toward the collimator lens 40 side. . As described above, the third wavelength selection element 32 plays a role of combining blue, green, and red laser beams and guiding them to the collimating lens 40.

コリメートレンズ40は、各波長選択素子30〜32で合成されたレーザ光を平行光としてセラミックパッケージ10の外部に出射するものである。コリメートレンズ40は、セラミックパッケージ10の側壁に設けられた貫通孔13からレーザ光を出射するように、図示しない低融点ガラスを介して内壁に固定されている。   The collimating lens 40 emits the laser light synthesized by the wavelength selection elements 30 to 32 to the outside of the ceramic package 10 as parallel light. The collimating lens 40 is fixed to the inner wall via a low-melting glass (not shown) so as to emit laser light from the through hole 13 provided in the side wall of the ceramic package 10.

フォトダイオード50は、セラミックパッケージ10の中空部11に収容されていると共に、第3波長選択素子32を透過または反射したレーザ光を受光することにより当該レーザ光の状態を検出するものである。本実施形態では、フォトダイオード50は、セラミックパッケージ10の内壁のうち第3波長選択素子32に対向する位置に配置されている。また、フォトダイオード50は、セラミックパッケージ10に形成された配線パターンに電気的に接続されている。   The photodiode 50 is housed in the hollow portion 11 of the ceramic package 10 and detects the state of the laser light by receiving the laser light transmitted or reflected by the third wavelength selection element 32. In the present embodiment, the photodiode 50 is disposed at a position facing the third wavelength selection element 32 on the inner wall of the ceramic package 10. The photodiode 50 is electrically connected to a wiring pattern formed in the ceramic package 10.

このような配置によると、フォトダイオード50は、第3波長選択素子32で反射及び透過した僅かなレーザ光を受光する。つまり、フォトダイオード50は、青色、緑色、赤色の全てのレーザ光を受光する。また、フォトダイオード50は、受光したレーザ光の強度に応じた検出信号を外部に出力する。   According to such an arrangement, the photodiode 50 receives a slight amount of laser light reflected and transmitted by the third wavelength selection element 32. That is, the photodiode 50 receives all the blue, green, and red laser beams. The photodiode 50 outputs a detection signal corresponding to the intensity of the received laser beam to the outside.

これによると、フォトダイオード50の検出結果に応じて各半導体チップ20〜22に対する色バランス等のフィードバック制御を行うことが可能となる。このように、フォトダイオード50を利用して、レーザ光の温度特性に応じて各半導体チップ20〜22の出力調整をリアルタイムで行うことができる。   According to this, it becomes possible to perform feedback control such as color balance for each of the semiconductor chips 20 to 22 in accordance with the detection result of the photodiode 50. Thus, the output adjustment of each semiconductor chip 20-22 can be performed in real time according to the temperature characteristic of a laser beam using the photodiode 50. FIG.

メタルリッド60は、セラミックパッケージ10の開口部を塞ぐ板状の蓋部品である。図2に示されるように、メタルリッド60は、セラミックパッケージ10の開口端14に固定されることによりセラミックパッケージ10の中空部11を密閉する。メタルリッド60は、セラミックパッケージ10の開口端14に抵抗溶接されている。   The metal lid 60 is a plate-like lid component that closes the opening of the ceramic package 10. As shown in FIG. 2, the metal lid 60 seals the hollow portion 11 of the ceramic package 10 by being fixed to the open end 14 of the ceramic package 10. The metal lid 60 is resistance welded to the open end 14 of the ceramic package 10.

本実施形態では、中空部11は、窒素、酸素、及び真空のいずれかで満たされている。すなわち、各半導体チップ20〜22、各波長選択素子30〜32、フォトダイオード50、及びコリメートレンズ40が封止される。このように、中空部11が、窒素、酸素、及び真空のいずれかで満たされるので、中空部11に配置された各半導体チップ20〜22が外気に含まれる湿気の影響を受けないようにすることができる。   In the present embodiment, the hollow portion 11 is filled with any of nitrogen, oxygen, and vacuum. That is, each semiconductor chip 20-22, each wavelength selection element 30-32, the photodiode 50, and the collimating lens 40 are sealed. Thus, since the hollow part 11 is satisfy | filled with any of nitrogen, oxygen, and a vacuum, each semiconductor chip 20-22 arrange | positioned in the hollow part 11 is made not to receive to the influence of the moisture contained in external air. be able to.

また、メタルリッド60はコバール等で形成された金属製であるので、光を遮断する役割も果たす。したがって、メタルリッド60によってセラミックパッケージ10の中空部11に外部から光が入ってこないので、コリメートレンズ40から外部に照射されるレーザ光の精度の低下を抑制することができる。   Further, since the metal lid 60 is made of metal formed of Kovar or the like, it also serves to block light. Therefore, since light does not enter the hollow portion 11 of the ceramic package 10 from the outside by the metal lid 60, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of the laser light emitted from the collimating lens 40 to the outside.

以上が、本実施形態に係る車載用レーザ光源ユニット100の全体構成である。車載用レーザ光源ユニット100は、フロントウィンドウに向かって画像光を照射するように車両のダッシュボードや天井等に配置される。   The above is the overall configuration of the in-vehicle laser light source unit 100 according to the present embodiment. The in-vehicle laser light source unit 100 is arranged on the dashboard, ceiling, etc. of the vehicle so as to irradiate image light toward the front window.

次に、車載用レーザ光源ユニット100の実装構造について説明する。図3に示されるように、車載用レーザ光源ユニット100は、回路基板200の一面210に実装される。回路基板200は、プリント基板やセラミック基板やフレキシブル基板等である。回路基板200の一面210には、各半導体チップ20〜22を制御するための図示しないICチップや電子部品が実装されている。   Next, a mounting structure of the in-vehicle laser light source unit 100 will be described. As shown in FIG. 3, the in-vehicle laser light source unit 100 is mounted on one surface 210 of the circuit board 200. The circuit board 200 is a printed board, a ceramic board, a flexible board, or the like. On one surface 210 of the circuit board 200, an IC chip and an electronic component (not shown) for controlling the semiconductor chips 20 to 22 are mounted.

また、回路基板200のうち一面210とは反対側の他面220にペルチェ素子300が実装されている。ペルチェ素子300は、車載用レーザ光源ユニット100を冷却する役割を果たす。そして、ペルチェ素子300のうち回路基板200とは反対側に放熱機構400が配置されている。放熱機構400は、ペルチェ素子300の発熱を冷やす役割を果たすものであり、例えばヒートシンク、冷媒機構、空冷機構、水冷機構等で構成されている。上記のように、車載用レーザ光源ユニット100を冷却構造に組み込むことができる。   The Peltier element 300 is mounted on the other surface 220 of the circuit board 200 opposite to the one surface 210. The Peltier element 300 serves to cool the in-vehicle laser light source unit 100. A heat dissipation mechanism 400 is disposed on the opposite side of the Peltier element 300 from the circuit board 200. The heat dissipation mechanism 400 plays a role of cooling the heat generated by the Peltier element 300, and includes, for example, a heat sink, a refrigerant mechanism, an air cooling mechanism, and a water cooling mechanism. As described above, the in-vehicle laser light source unit 100 can be incorporated into the cooling structure.

以上説明したように、本実施形態では、各半導体チップ20〜22がセラミックパッケージ10の中空部11に封止された構造になっている。これにより、各半導体チップ20〜22を外気から遮断することができる。また、セラミックパッケージ10の素材自体が外気を中空部11に通しにくいものである。これにより、セラミックパッケージ10の中空部11の気密性を長期間にわたって維持することができる。特に、ペルチェ素子300等により冷却する際、各半導体チップ20〜22は封止されているため、各半導体チップ20〜22を結露させないようにすることができる。   As described above, in the present embodiment, the semiconductor chips 20 to 22 are sealed in the hollow portion 11 of the ceramic package 10. Thereby, each semiconductor chip 20-22 can be shielded from outside air. In addition, the material itself of the ceramic package 10 is difficult to pass outside air through the hollow portion 11. Thereby, the airtightness of the hollow part 11 of the ceramic package 10 can be maintained over a long period of time. In particular, when cooling with the Peltier element 300 or the like, the semiconductor chips 20 to 22 are sealed, so that the semiconductor chips 20 to 22 can be prevented from dew condensation.

このように、セラミックパッケージ10の気密性によって各半導体チップ20〜22が外気の影響を受けないようにすることができる。したがって、各半導体チップ20〜22の劣化を防止することができる。   In this way, the semiconductor chips 20 to 22 can be prevented from being affected by the outside air due to the airtightness of the ceramic package 10. Therefore, deterioration of each semiconductor chip 20-22 can be prevented.

また、本実施形態に係る車載用レーザ光源ユニット100は、CANパッケージを用いずに全ての半導体チップ20〜22を収容している。このため、セラミックパッケージ10を小型化することができ、ひいては、車載用レーザ光源ユニット全体を小型化することができる。そして、車載用レーザ光源ユニット100が小型化されるために冷却能力を最小化することができ、放熱構造の最小化を図ることができる。つまり、車載用レーザ光源ユニット100を用いたシステム全体の小型化が可能となる。   Further, the in-vehicle laser light source unit 100 according to the present embodiment accommodates all the semiconductor chips 20 to 22 without using the CAN package. For this reason, the ceramic package 10 can be reduced in size, and the whole vehicle-mounted laser light source unit can be reduced in size. And since the vehicle-mounted laser light source unit 100 is miniaturized, the cooling capacity can be minimized, and the heat dissipation structure can be minimized. That is, the entire system using the in-vehicle laser light source unit 100 can be downsized.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、メタルリッド60が特許請求の範囲の「蓋部」に対応する。   In addition, regarding the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the metal lid 60 corresponds to a “lid” in the claims.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図4に示されるように、第1半導体チップ20が第2波長選択素子31、第3波長選択素子32、及びコリメートレンズ40を繋ぐ光路上に配置されている。つまり、本実施形態では、第1実施形態の構成に対して第1波長選択素子30が設けられていない。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. As shown in FIG. 4, the first semiconductor chip 20 is disposed on the optical path connecting the second wavelength selection element 31, the third wavelength selection element 32, and the collimating lens 40. That is, in the present embodiment, the first wavelength selection element 30 is not provided in the configuration of the first embodiment.

したがって、第2波長選択素子31は、第1半導体チップ20から照射された青色のレーザ光を透過すると共に、第2半導体チップ21から照射された緑色のレーザ光を反射させる。また、第3波長選択素子32は、第2波長選択素子31からの青色及び緑色のレーザ光を透過すると共に、第3半導体チップ22から照射された赤色のレーザ光を反射させてレーザ光をコリメートレンズ40に導く。   Therefore, the second wavelength selection element 31 transmits the blue laser light emitted from the first semiconductor chip 20 and reflects the green laser light emitted from the second semiconductor chip 21. The third wavelength selection element 32 transmits the blue and green laser light from the second wavelength selection element 31 and reflects the red laser light emitted from the third semiconductor chip 22 to collimate the laser light. Guide to lens 40.

以上のように、車載用レーザ光源ユニット100に第1波長選択素子30を設けない構成とすることもできる。この構成では第1波長選択素子30を配置するスペースを考慮しなくて良いので、セラミックパッケージ10のさらなる小型化を図ることができる。   As described above, the on-vehicle laser light source unit 100 may be configured not to include the first wavelength selection element 30. In this configuration, the space for arranging the first wavelength selection element 30 does not have to be taken into consideration, so that the ceramic package 10 can be further reduced in size.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第2波長選択素子31が特許請求の範囲の「第1波長選択素子」に対応し、第3波長選択素子32が特許請求の範囲の「第2波長選択素子」に対応する。   Regarding the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the second wavelength selection element 31 corresponds to the “first wavelength selection element” in the claims, and the third wavelength selection element 32. Corresponds to the “second wavelength selection element” in the claims.

(第3実施形態)
本実施形態では、第1、第2実施形態と異なる部分について説明する。図5に示されるように、車載用レーザ光源ユニット100は、セラミックパッケージ10の中空部11を封止するものとして透明なガラスリッド61を備えている。ガラスリッド61は、低融点ガラス等でセラミックパッケージ10の開口端14に固定されている。図5は、図1のII−II断面に対応した断面図である。
(Third embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first and second embodiments will be described. As shown in FIG. 5, the in-vehicle laser light source unit 100 includes a transparent glass lid 61 that seals the hollow portion 11 of the ceramic package 10. The glass lid 61 is fixed to the open end 14 of the ceramic package 10 with a low melting point glass or the like. FIG. 5 is a cross-sectional view corresponding to the II-II cross section of FIG.

これにより、外部からガラスリッド61を介してセラミックパッケージ10の中空部11を視認することができるので、各半導体チップ20〜22が正常にレーザ光を照射しているか否かの確認が容易な構成を提供することができる。   Thereby, since the hollow part 11 of the ceramic package 10 can be visually recognized through the glass lid 61 from the outside, it is easy to confirm whether each of the semiconductor chips 20 to 22 is normally irradiating laser light. Can be provided.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ガラスリッド61が特許請求の範囲の「蓋部」に対応する。   In addition, regarding the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the glass lid 61 corresponds to the “lid portion” of the claims.

(他の実施形態)
上記各実施形態で示された車載用レーザ光源ユニット100の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、フォトダイオード50の配置位置は上記各実施形態で示された位置に限られず、他の位置に配置されていても良い。また、フォトダイオード50は1つに限られず、各半導体チップ20〜22に対応して設けられていても良い。一方、フォトダイオード50は必須の部品ではなく、フォトダイオード50が備えられていない構成でも良い。
(Other embodiments)
The configuration of the in-vehicle laser light source unit 100 shown in each of the above embodiments is merely an example, and is not limited to the configuration described above, and may be another configuration that can realize the present invention. For example, the arrangement position of the photodiode 50 is not limited to the position shown in the above embodiments, and may be arranged at other positions. The number of photodiodes 50 is not limited to one, and may be provided corresponding to each of the semiconductor chips 20-22. On the other hand, the photodiode 50 is not an essential component, and may be configured without the photodiode 50.

また、各半導体チップ20〜22の配置位置についても上記各実施形態で示された配置位置に限られない。例えば、第1半導体チップ20と第3半導体チップ22の配置位置が逆転していても良い。この場合、各波長選択素子30〜32の配置位置も半導体チップに対応させれば良い。さらに、レーザ光は、赤色、緑色、青色に限られず、他の色が用いられても構わない。   Further, the arrangement positions of the semiconductor chips 20 to 22 are not limited to the arrangement positions shown in the above embodiments. For example, the arrangement positions of the first semiconductor chip 20 and the third semiconductor chip 22 may be reversed. In this case, the arrangement positions of the wavelength selection elements 30 to 32 may also correspond to the semiconductor chip. Further, the laser light is not limited to red, green, and blue, and other colors may be used.

車載用レーザ光源ユニット100を冷却する構成は、図3で示された構成に限られない。例えば、ペルチェ素子300は車載用レーザ光源ユニット100と回路基板200とに挟まれていても良い。   The configuration for cooling the in-vehicle laser light source unit 100 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the Peltier element 300 may be sandwiched between the in-vehicle laser light source unit 100 and the circuit board 200.

10 セラミックパッケージ
11 中空部
12 底面
14 開口端
20〜22 半導体チップ
30〜32 波長選択素子
40 コリメートレンズ
60 メタルリッド(蓋部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ceramic package 11 Hollow part 12 Bottom face 14 Open end 20-22 Semiconductor chip 30-32 Wavelength selection element 40 Collimating lens 60 Metal lid (lid part)

Claims (7)

車両に搭載される車載用レーザ光源ユニットであって、
異なる波長のレーザ光を照射する複数の半導体チップ(20、21、22)と、
中空部(11)を有する有底形状をなしており、前記複数の半導体チップ(20、21、22)が前記中空部(11)の底面(12)にベアチップ実装されたセラミックパッケージ(10)と、
前記複数の半導体チップ(20、21、22)から照射される各レーザ光のうち所定の波長の光を選択的に透過または反射させることにより各レーザ光を合成する波長選択素子(30、31、32)と、
前記波長選択素子(30、31、32)で合成されたレーザ光を平行光として外部に出射するコリメートレンズ(40)と、
前記セラミックパッケージ(10)の開口端(14)に固定されることにより前記セラミックパッケージ(10)の中空部(11)を密閉する板状の蓋部(60、61)と、
を備えていることを特徴とする車載用レーザ光源ユニット。
An in-vehicle laser light source unit mounted on a vehicle,
A plurality of semiconductor chips (20, 21, 22) for irradiating laser beams of different wavelengths;
A ceramic package (10) having a bottomed shape having a hollow portion (11), wherein the plurality of semiconductor chips (20, 21, 22) are bare-chip mounted on a bottom surface (12) of the hollow portion (11); ,
Wavelength selection elements (30, 31, 22) that combine laser beams by selectively transmitting or reflecting light of a predetermined wavelength among the laser beams irradiated from the plurality of semiconductor chips (20, 21, 22). 32)
A collimating lens (40) for emitting the laser beam synthesized by the wavelength selection element (30, 31, 32) to the outside as parallel light;
Plate-like lid portions (60, 61) for sealing the hollow portion (11) of the ceramic package (10) by being fixed to the open end (14) of the ceramic package (10);
An in-vehicle laser light source unit comprising:
前記複数の半導体チップとして、特定の波長のレーザ光を照射する第1半導体チップ(20)と、前記第1半導体チップ(20)とは異なる波長のレーザ光を照射する第2半導体チップ(21)と、前記第1半導体チップ(20)及び前記第2半導体チップ(21)とは異なる波長のレーザ光を照射する第3半導体チップ(22)と、を備えており、
前記波長選択素子は、
前記第1半導体チップ(20)から照射されたレーザ光を反射させる第1波長選択素子(30)と、
前記第1波長選択素子(30)からのレーザ光を透過すると共に、前記第2半導体チップ(21)から照射されたレーザ光を反射する第2波長選択素子(31)と、
前記第2波長選択素子(31)からのレーザ光を透過すると共に、前記第3半導体チップ(22)から照射されたレーザ光を反射させてレーザ光を前記コリメートレンズ(40)に導く第3波長選択素子(32)と、
を有して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車載用レーザ光源ユニット。
As the plurality of semiconductor chips, a first semiconductor chip (20) that irradiates a laser beam having a specific wavelength and a second semiconductor chip (21) that irradiates a laser beam having a wavelength different from that of the first semiconductor chip (20). And a third semiconductor chip (22) for irradiating a laser beam having a wavelength different from that of the first semiconductor chip (20) and the second semiconductor chip (21),
The wavelength selection element is:
A first wavelength selection element (30) for reflecting the laser light emitted from the first semiconductor chip (20);
A second wavelength selection element (31) that transmits the laser light from the first wavelength selection element (30) and reflects the laser light emitted from the second semiconductor chip (21);
A third wavelength that transmits the laser light from the second wavelength selection element (31) and reflects the laser light emitted from the third semiconductor chip (22) to guide the laser light to the collimating lens (40); A selection element (32);
The in-vehicle laser light source unit according to claim 1, comprising:
前記複数の半導体チップとして、特定の波長のレーザ光を照射する第1半導体チップ(20)と、前記第1半導体チップ(20)とは異なる波長のレーザ光を照射する第2半導体チップ(21)と、前記第1半導体チップ(20)及び前記第2半導体チップ(21)とは異なる波長のレーザ光を照射する第3半導体チップ(22)と、を備えており、
前記波長選択素子は、
前記第1半導体チップ(20)から照射されたレーザ光を透過すると共に、前記第2半導体チップ(21)から照射されたレーザ光を反射する第1波長選択素子(31)と、
前記第1波長選択素子(31)からのレーザ光を透過すると共に、前記第3半導体チップ(22)から照射されたレーザ光を反射させてレーザ光を前記コリメートレンズ(40)に導く第2波長選択素子(32)と、
を有して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車載用レーザ光源ユニット。
As the plurality of semiconductor chips, a first semiconductor chip (20) that irradiates a laser beam having a specific wavelength and a second semiconductor chip (21) that irradiates a laser beam having a wavelength different from that of the first semiconductor chip (20). And a third semiconductor chip (22) for irradiating a laser beam having a wavelength different from that of the first semiconductor chip (20) and the second semiconductor chip (21),
The wavelength selection element is:
A first wavelength selection element (31) that transmits the laser light emitted from the first semiconductor chip (20) and reflects the laser light emitted from the second semiconductor chip (21);
A second wavelength that transmits the laser light from the first wavelength selection element (31) and reflects the laser light emitted from the third semiconductor chip (22) to guide the laser light to the collimating lens (40). A selection element (32);
The in-vehicle laser light source unit according to claim 1, comprising:
前記セラミックパッケージ(10)の中空部(11)に収容されていると共に、前記波長選択素子(30〜32)を透過または反射したレーザ光を受光することにより当該レーザ光の状態を検出するフォトダイオード(50)を備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車載用レーザ光源ユニット。   A photodiode that detects the state of the laser beam by receiving the laser beam that is housed in the hollow portion (11) of the ceramic package (10) and that is transmitted or reflected by the wavelength selection element (30 to 32). The in-vehicle laser light source unit according to any one of claims 1 to 3, further comprising (50). 前記蓋部は、金属製のメタルリッド(60)であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車載用レーザ光源ユニット。   The in-vehicle laser light source unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the lid is a metal lid (60) made of metal. 前記蓋部は、ガラスリッド(61)であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車載用レーザ光源ユニット。   The in-vehicle laser light source unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the lid portion is a glass lid (61). 前記中空部(11)は、窒素、酸素、及び真空のいずれかで満たされていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車載用レーザ光源ユニット。   The in-vehicle laser light source unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the hollow portion (11) is filled with any one of nitrogen, oxygen, and vacuum.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017188097A1 (en) * 2016-04-25 2018-10-18 住友電気工業株式会社 Optical module
JP2019046830A (en) * 2017-08-29 2019-03-22 住友電気工業株式会社 Optical module

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011048667A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-28 パイオニア株式会社 Laser light source unit, image displaying device employing laser light source unit, and method for manufacturing laser light source unit
JP2013084810A (en) * 2011-10-11 2013-05-09 Harison Toshiba Lighting Corp Light-emitting device
WO2013146749A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 アルプス電気株式会社 Laser module and manufacturing method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011048667A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-28 パイオニア株式会社 Laser light source unit, image displaying device employing laser light source unit, and method for manufacturing laser light source unit
JP2013084810A (en) * 2011-10-11 2013-05-09 Harison Toshiba Lighting Corp Light-emitting device
WO2013146749A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 アルプス電気株式会社 Laser module and manufacturing method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017188097A1 (en) * 2016-04-25 2018-10-18 住友電気工業株式会社 Optical module
US10644480B2 (en) 2016-04-25 2020-05-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical module
US11223182B2 (en) 2016-04-25 2022-01-11 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing optical module
JP2019046830A (en) * 2017-08-29 2019-03-22 住友電気工業株式会社 Optical module

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