本發(fā)明涉及一種光學(xué)模塊。

背景技術(shù)：

已知在封裝內(nèi)包括半導(dǎo)體發(fā)光器件的光學(xué)模塊(例如，參考專利文獻(xiàn)1至4)。這種光學(xué)模塊被用作諸如顯示裝置、光學(xué)拾取裝置和光通信裝置的各種裝置的光源。

在這種光學(xué)模塊中，需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度?？梢酝ㄟ^利用光接收器件接收從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的一部分來以確定光的強(qiáng)度，并且通過基于確定的強(qiáng)度調(diào)整、提供供應(yīng)給半導(dǎo)體發(fā)光器件的電功率電力，來調(diào)節(jié)調(diào)整光的強(qiáng)度。將從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的一部分發(fā)送到光接收器件的結(jié)構(gòu)例如是其中使用諸如濾光器和反射鏡的光學(xué)組件來分離從光接收器件發(fā)射的從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的一部分并且將分離的光的分離的部分發(fā)送到光接收器件的結(jié)構(gòu)(例如，參考專利文獻(xiàn)1和2)。

引用列表

專利文獻(xiàn)

ptl1：日本未審查專利申請公開no.2009-93101

ptl2：日本未審查專利申請公開no.2007-328895

ptl3：日本未審查專利申請公開no.2007-17925

ptl4：日本未審查專利申請公開no.2007-65600

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

由于包括這種光學(xué)模塊的裝置具有更高的性能并且已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，所以需要對從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度的更精確的調(diào)整。具體地，例如，為了實(shí)現(xiàn)顯示裝置的更好的色彩再現(xiàn)，需要以更高的精度調(diào)整從半導(dǎo)體發(fā)光器件各自發(fā)射的紅光、綠光和藍(lán)光的強(qiáng)度。

因此，目的是提供一種實(shí)現(xiàn)從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度的高精度調(diào)整的光學(xué)模塊。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)模塊包括被配置為形成光的光形成部件；以及保護(hù)構(gòu)件，保護(hù)構(gòu)件包括被配置為透射來自光形成部件的光的輸出窗并且被布置為圍繞光形成部件。光形成部件包括：基底構(gòu)件、安裝在基底構(gòu)件上的半導(dǎo)體發(fā)光器件、安裝在基底構(gòu)件上并被配置為變換從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的光斑尺寸的透鏡、以及安裝在基底構(gòu)件上的光接收器件，所述光接收器件在半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)射方向上布置在半導(dǎo)體發(fā)光器件和所述透鏡之間，并且被配置為直接接收來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的光。

有益效果

光學(xué)模塊實(shí)現(xiàn)對從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度的高精度調(diào)整。

附圖說明

[圖1]圖1是示出根據(jù)實(shí)施例1的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。

[圖2]圖2是示出根據(jù)實(shí)施例1的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。

[圖3]圖3是示出根據(jù)實(shí)施例1的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。

[圖4]圖4是對應(yīng)于沿圖3中的線iv-iv截取的截面的示意性截面圖。

[圖5]圖5是示出沿圖4中的線v-v截取的截面中的光的形狀和透鏡之間的關(guān)系的示意圖。

[圖6]圖6是示出根據(jù)實(shí)施例2的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。

[圖7]圖7是示出根據(jù)實(shí)施例3的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。

具體實(shí)施方式

[本申請的發(fā)明的實(shí)施例的說明]

將首先列出和描述根據(jù)本申請的本發(fā)明的實(shí)施例。根據(jù)本申請的光學(xué)模塊包括被配置為形成光的光形成部件；以及保護(hù)構(gòu)件，其包括被配置為透射來自光形成部件的光的輸出窗并且被布置為圍繞光形成部件。光形成部件包括：基底構(gòu)件、安裝在基底構(gòu)件上的半導(dǎo)體發(fā)光器件、安裝在基底構(gòu)件上并被配置為變換從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的光斑尺寸的透鏡，以及被安裝在基底構(gòu)件上的光接收器件，所述光接收器件在半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)射方向上布置在半導(dǎo)體發(fā)光器件和透鏡之間，并且被配置為直接接收來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的光。

根據(jù)本申請的光學(xué)模塊具有其中單個保護(hù)構(gòu)件圍繞包括布置在單個基底構(gòu)件上的半導(dǎo)體發(fā)光器件、透鏡和光接收器件的光形成部件的結(jié)構(gòu)。換句話說，光學(xué)模塊具有其中將半導(dǎo)體發(fā)光器件、透鏡和光接收器件安裝在單個封裝內(nèi)的結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本申請的光學(xué)模塊中，在單個封裝內(nèi)，從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光直接由布置在半導(dǎo)體發(fā)光器件和透鏡之間的光接收器件接收。因此，與使用諸如濾光器和反射鏡的光學(xué)組件以分離從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的一部分并將光的分離部分發(fā)送到光接收器件的情況相比，可以精確地確定光的強(qiáng)度。結(jié)果，根據(jù)本申請的光學(xué)模塊實(shí)現(xiàn)對從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度的高精度調(diào)整。

在上述光學(xué)模塊中，光形成部件可以包括安裝在基底構(gòu)件上的多個半導(dǎo)體發(fā)光器件、安裝在基底構(gòu)件上并且布置為各自對應(yīng)于多個半導(dǎo)體發(fā)光器件的多個透鏡、安裝在基底構(gòu)件上并且布置為對應(yīng)于多個半導(dǎo)體發(fā)光器件中的至少一個半導(dǎo)體發(fā)光器件的光接收器件，以及安裝在基底構(gòu)件上并且被配置為對來自多個半導(dǎo)體發(fā)光器件的光進(jìn)行復(fù)用的濾光器。

在這種情況下，多個半導(dǎo)體發(fā)光器件布置在單個封裝內(nèi)，并且可以在封裝內(nèi)復(fù)用來自這些半導(dǎo)體發(fā)光器件的光。與復(fù)用來自多個封裝的光的情況相比，這種配置實(shí)現(xiàn)包括光學(xué)模塊的裝置的尺寸的縮減。

順便提及，濾光器的示例包括波長選擇濾光器和偏振合成濾光器。

在上述光學(xué)模塊中，多個半導(dǎo)體發(fā)光器件可以包括配置為發(fā)射紅光的半導(dǎo)體發(fā)光器件、配置為發(fā)射綠光的半導(dǎo)體發(fā)光器件以及配置為發(fā)射藍(lán)光的半導(dǎo)體發(fā)光器件。該配置使得能夠復(fù)用這種光以形成期望顏色的光。

在上述光學(xué)模塊中，光接收器件布置在這樣的位置處：以便接收在從所述至少一個半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光中的在除了其中由對應(yīng)于所述至少一個半導(dǎo)體發(fā)光器件的透鏡變換光的光斑尺寸的區(qū)域之外的區(qū)域中的光。

采用這樣的結(jié)構(gòu)，其中由光接收器件接收未由透鏡變換光斑尺寸的光(即作為從光學(xué)模塊發(fā)射的光在未被使用的的區(qū)域中的光)。這種結(jié)構(gòu)使得能夠確定從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度，而不會減少從光學(xué)模塊發(fā)射的光量。在上述結(jié)構(gòu)中采用這種結(jié)構(gòu)，其中多個半導(dǎo)體發(fā)光器件布置在單個封裝內(nèi)，并且在封裝內(nèi)復(fù)用來自這些半導(dǎo)體發(fā)光器件的光，使得可以更精確地調(diào)整從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度。其原因如下。

在采用其中在單個封裝內(nèi)布置多個半導(dǎo)體發(fā)光器件以及在封裝內(nèi)復(fù)用來自這些半導(dǎo)體發(fā)光器件的光的結(jié)構(gòu)的情況下，發(fā)生被稱為光串?dāng)_的現(xiàn)象，其中設(shè)置為接收從半導(dǎo)體發(fā)光器件之一發(fā)射的光的光接收器件也接收從另一個半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光。由于這種串?dāng)_，不能精確地確定來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的光的強(qiáng)度、應(yīng)由光接收器件確定的強(qiáng)度，這是有問題的。

根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的研究，串?dāng)_的最大原因如下：設(shè)置以接收從半導(dǎo)體發(fā)光器件之一發(fā)射的光的光接收器件還接收由另一個半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的、由保護(hù)構(gòu)件的內(nèi)壁反射并且沿著用于從該一個半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的光路行進(jìn)的光(雜散光)。由于雜散光沿著用于從該一個半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的光路行進(jìn)，所以雜散光行進(jìn)通過經(jīng)受使用與該一個半導(dǎo)體發(fā)光器件對應(yīng)的透鏡的光斑尺寸變換的區(qū)域。換句話說，在至少一個半導(dǎo)體發(fā)光器件與其對應(yīng)的透鏡之間的區(qū)域中，來自另一個半導(dǎo)體發(fā)光器件的雜散光不會進(jìn)入除了經(jīng)受使用與至少一個半導(dǎo)體發(fā)光器件對應(yīng)的透鏡的光斑尺寸變換的區(qū)域之外的區(qū)域。為此，當(dāng)光接收器件布置在這樣的位置處時：以便接收在從所述至少一個半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光中的在除了經(jīng)受使用與所述至少一個半導(dǎo)體發(fā)光器件對應(yīng)的透鏡的光斑尺寸變換的區(qū)域之外的區(qū)域中的光；可以抑制串?dāng)_的發(fā)生。結(jié)果，可以更精確地調(diào)整從這種半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度。

在上述光學(xué)模塊中，光接收器件可以布置在其中從至少一個半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光被接收以提供1μa以上的光電流的位置處。

在這種情況下，可以精確地確定來自這種半導(dǎo)體發(fā)光器件的光的強(qiáng)度。為了更精確地確定來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的光的強(qiáng)度，光接收器件可以布置在其中光電流為10μa以上的位置處。

在上述光學(xué)模塊中，半導(dǎo)體發(fā)光器件可以是激光二極管。

在這種情況下，可以獲得具有較小波長變化的發(fā)射光。

在上述光學(xué)模塊中，光形成部件還可以包括布置為與基底構(gòu)件接觸的電子冷卻模塊。在這種情況下，即使在其中溫度可以達(dá)到高值的環(huán)境中，光學(xué)模塊也是可用的。

[本申請的發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)]

(實(shí)施例1)

以下，將參考圖1至圖5描述與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)模塊有關(guān)的實(shí)施例1。圖2對應(yīng)于其中圖1中的蓋40被取下的狀態(tài)。在下面的附圖中，由相似的附圖標(biāo)記表示相似或相應(yīng)的元件，并且將省略其重復(fù)的描述。

參考圖1和圖2，根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1包括具有平板形狀的管座10；布置在管座10的一個主表面10a上并且被配置為形成光的光形成部件20；布置在管座10的一個主表面10a上并且與其接觸以覆蓋光形成部件20的蓋40；以及多個引腳51，其從另一個主表面10b延伸穿過管座10到一個主表面10a邊，并且從一個主表面10a和另一個主表面10b兩者突出。管座10和蓋40例如被焊接在一起以提供氣密密封狀態(tài)。換句話說，光形成部件20被管座10和蓋40氣密地密封。由管座10和蓋40包圍的空間包含例如具有降低的水含量(水分被去除)的氣體，諸如干燥空氣。蓋40具有輸出窗41，其從光形成部件20透射光。輸出窗可以具有其主表面彼此平行的平板形狀，或者可以具有聚攏或漫射來自光形成部件20的光的透鏡的形狀。管座10和蓋40構(gòu)成保護(hù)構(gòu)件。

參考圖2和圖3，光形成部件20包括基板60，其是具有板狀的基部基底構(gòu)件。基板60具有一個主表面60a，其在平面圖中具有矩形形狀。基板60包括基底區(qū)域61和芯片安裝區(qū)域62。芯片安裝區(qū)域62形成在包括所述一個主表面60a的一個短邊和與所述一個短邊連接的一個長邊的區(qū)域中。芯片安裝區(qū)域62具有大于基底區(qū)域61的厚度。結(jié)果，芯片安裝區(qū)域62具有比基底區(qū)域61大的高度。芯片安裝區(qū)域62包括第一芯片安裝區(qū)域63，其形成在與其中一個短邊與一個長邊連接的另一邊相反的一個短邊的一邊的區(qū)域中，并且具有比相鄰區(qū)域大的厚度(大的高度)。芯片安裝區(qū)域62包括第二芯片安裝區(qū)域64，其形成在與其中所述一個長邊連接到所述一個短邊的另一邊相反的所述一個長邊的一邊的區(qū)域中，并且具有比相鄰區(qū)域大的厚度(大的高度)。

在第一芯片安裝區(qū)域63上布置具有平板形狀的第一基座71。在第一基座71上布置紅色激光二極管81作為第一半導(dǎo)體發(fā)光器件。另一方面，在第二芯片安裝區(qū)域64上布置有每個具有平板形狀的第二基座72和第三基座73。當(dāng)從第二基座72觀察時，第三基座73布置在與其中所述一個長邊和所述一個短邊連接在一起的另一邊相反的一邊。在第二基座72上布置綠色激光二極管82作為第二半導(dǎo)體發(fā)光器件。在第三基座73上布置藍(lán)色激光二極管83作為第三半導(dǎo)體發(fā)光器件。由第一基座71、第二基座72和第三基座73將紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的光軸的高度(每個光軸與作為基板60的所述一個主表面60a的參考表面之間的距離；在z軸方向上與參考表面的距離)調(diào)整為相同。

在基板60的基底區(qū)域61上布置第四基座74、第五基座75和第六基座76。在第四基座74、第五基座75和第六基座76上分別布置第一光電二極管94作為第一光接收器件、第二光電二極管95作為第二光接收器件、和第三光電二極管96作為第三光接收器件。第四基座74、第五基座75和第六基座76分別用于調(diào)整第一光電二極管94、第二光電二極管95和第三光電二極管96的高度(與紅色激光二極管81、綠色激光二極管82、藍(lán)色激光二極管83的光軸的距離；在z軸方向上的距離)。稍后將描述第一光電二極管94、第二光電二極管95和第三光電二極管96的高度調(diào)整的細(xì)節(jié)。第一光電二極管94、第二光電二極管95和第三光電二極管96分別布置在其中它們直接接收來自紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的光的位置處。在本實(shí)施例中，光接收器件被布置為各自對應(yīng)于所有的半導(dǎo)體發(fā)光器件。第一光電二極管94、第二光電二極管95和第三光電二極管96是分別被配置為接收紅光、綠光和藍(lán)光的光電二極管。第一光電二極管94布置在紅色激光二極管81的發(fā)射方向上在紅色激光二極管81和第一透鏡91之間。第二光電二極管95布置在綠色激光二極管82的發(fā)射方向上第二光電二極管95布置在綠色激光二極管82和第二透鏡92之間。第三光電二極管96布置在藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向上第三光電二極管96布置在藍(lán)色激光二極管83和第三透鏡93之間。

在基板60的基底區(qū)域61上形成作為突出部件的第一透鏡保持部件77、第二透鏡保持部件78和第三透鏡保持部件79。第一透鏡91、第二透鏡92和第三透鏡93分別布置在第一透鏡保持部件77、第二透鏡保持部件78和第三透鏡保持部件79上。第一透鏡91、第二透鏡92和第三透鏡93分別具有其表面是透鏡表面的透鏡部91a、92a和93a。第一透鏡91、第二透鏡92和第三透鏡93的每個與透鏡部91a、92a和93a以及在透鏡部91a、92a和93a之外的區(qū)域中成型為一體。第一透鏡保持部件77、第二透鏡保持部件78和第三透鏡保持部件79用于調(diào)整第一透鏡91、第二透鏡92以及第三透鏡93的透鏡部91a、92a和93a的中心軸線(即透鏡部91a、92a和93a的光軸)，以分別與紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的光軸對準(zhǔn)。第一透鏡91、第二透鏡92和第三透鏡93分別變換從紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的光的光斑尺寸。第一透鏡91、第二透鏡92和第三透鏡93用于變換從紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的光的光斑尺寸，使得所得到的光斑尺寸是相同的。

在基板60的基底區(qū)域61上布置第一濾光器97和第二濾光器98。第一濾光器97和第二濾光器98每個具有其主表面彼此平行的平板形狀。第一濾光器97和第二濾光器98例如是波長選擇濾光器。第一濾光器97和第二濾光器98是電介質(zhì)多層膜濾光器。更具體地，第一濾光器97透射紅光，但是反射綠光。第二濾光器98透射紅光和綠光，但是反射藍(lán)光。

如上所述，第一濾光器97和第二濾光器98選擇性地透射和反射特定波長的光。結(jié)果，第一濾光器97和第二濾光器98對從紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的光進(jìn)行復(fù)用。第一濾光器97和第二濾光器98分別布置在第一突出區(qū)域88和第二突出區(qū)域89上，其是形成在基底區(qū)域61上的突出部件。

參考圖3，紅色激光二極管81、第一光電二極管94的光接收部94a、第一透鏡91的透鏡部91a、第一濾光器97和第二濾光器98被布置為在來自紅色激光二極管81的光的發(fā)射方向上延伸(在x軸方向上排列)的線上排列。綠色激光二極管82、第二光電二極管95的光接收部95a、第二透鏡92的透鏡部92a和第一濾光器97被布置為在來自綠色激光二極管82的光的發(fā)射方向上延伸的線上排列(在y軸方向上排列)。藍(lán)色激光二極管83、第三光電二極管96的光接收部96a、第三透鏡93的透鏡部93a和第二濾光器98被布置為在來自藍(lán)色激光二極管83的光的發(fā)射方向上延伸的線上排列(在y軸方向上排列)。因此，紅色激光二極管81的發(fā)射方向與綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向相交。更具體地，紅色激光二極管81的發(fā)射方向與綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向正交。綠色激光二極管82的發(fā)射方向?qū)?yīng)于藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向。

更具體地，綠色激光二極管82的發(fā)射方向與藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向平行。第一濾光器97和第二濾光器98的主表面相對于來自紅色激光二極管81的光的發(fā)射方向傾斜。更具體地，第一濾光器97和第二濾光器98的主表面相對于來自紅色激光二極管81的光的發(fā)射方向(x軸方向)傾斜45°。

以下，將描述根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1的操作。參考圖3，從紅色激光二極管81發(fā)射的紅光沿光路l1行進(jìn)。此時，紅光的一部分直接進(jìn)入第一光電二極管94的光接收部94a。因此，確定從紅色激光二極管81發(fā)射的紅光的強(qiáng)度；并且基于所確定的光的強(qiáng)度與發(fā)射的光的目標(biāo)強(qiáng)度之間的差來調(diào)整紅光的強(qiáng)度。已經(jīng)通過第一光電二極管94上方的紅光進(jìn)入第一透鏡91的透鏡部91a，使得該光被變換光斑尺寸。具體地，例如，從紅色激光二極管81發(fā)射的紅光被變換為準(zhǔn)直光。已經(jīng)在第一透鏡91處被變換光斑尺寸的紅光沿著光路l1行進(jìn)并進(jìn)入第一濾光器97。第一濾光器97透射紅光，使得從紅色激光二極管81發(fā)射的光沿著光路l2進(jìn)一步行進(jìn)并進(jìn)入第二濾光器98。第二濾光器98透射紅光，使得從紅色激光二極管81發(fā)射的光沿著光路l3進(jìn)一步行進(jìn)，并通過蓋40的輸出窗41輸出到光學(xué)模塊1的外部。

從綠色激光二極管82發(fā)射的綠光沿光路l4行進(jìn)。此時，綠光的一部分直接進(jìn)入第二光電二極管95的光接收部95a。因此，確定從綠色激光二極管82發(fā)射的綠光的強(qiáng)度；并且基于所確定的光的強(qiáng)度與發(fā)射的光的目標(biāo)強(qiáng)度之間的差來調(diào)整綠光的強(qiáng)度。已經(jīng)通過第二光電二極管95上方的綠光進(jìn)入第二透鏡92的透鏡部92a，使得該光被變換光斑尺寸。具體地，例如，將從綠色激光二極管82發(fā)射的綠光變換為準(zhǔn)直光。已經(jīng)在第二透鏡92處被變換光斑尺寸的綠光沿著光路l4行進(jìn)并進(jìn)入第一濾光器97。第一濾光器97反射綠光，使得從綠色激光二極管82發(fā)射的光匯入光路l2。結(jié)果，綠光與紅光復(fù)用，沿著光路l2行進(jìn)，并進(jìn)入第二濾光器98。第二濾光器98透射綠光，使得從綠色激光二極管82發(fā)射的光進(jìn)一步沿著光路l3行進(jìn)，并通過蓋40的輸出窗41輸出到光學(xué)模塊1的外部。

從藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的藍(lán)光沿光路l5行進(jìn)。此時，藍(lán)光的一部分直接進(jìn)入第三光電二極管96的光接收部96a。因此，確定從藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的藍(lán)光的強(qiáng)度；并且基于所確定的光的強(qiáng)度和發(fā)射的光的目標(biāo)強(qiáng)度之間的差來調(diào)整藍(lán)光的強(qiáng)度。已經(jīng)通過第二光電二極管95上方的藍(lán)光進(jìn)入第三透鏡93的透鏡部93a，使得該光被變換光斑尺寸。具體地，例如，將從藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的藍(lán)光變換為準(zhǔn)直光。已經(jīng)在第三透鏡93處被變換光斑尺寸的藍(lán)光沿著光路l5行進(jìn)并進(jìn)入第二濾光器98。第二濾光器98反射藍(lán)光，使得從藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的光匯入光路l3。結(jié)果，藍(lán)光與紅光和綠光復(fù)用，沿著光路l3行進(jìn)，并通過蓋40的輸出窗41輸出到光學(xué)模塊1的外部。

以這種方式，通過復(fù)用紅光、綠光和藍(lán)光形成的光通過蓋40的輸出窗41輸出。注意，在根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1中，從紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的光的部分直接由第一光電二極管94、第二光電二極管95和第三光電二極管96接收，第一光電二極管94、第二光電二極管95和第三光電二極管96分別布置在紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83以及第一透鏡91、第二透鏡92和第三透鏡93之間。因此，能夠精確地確定光的強(qiáng)度，這實(shí)現(xiàn)對光的強(qiáng)度的高精度調(diào)整。結(jié)果，以期望的強(qiáng)度比的紅光、綠光和藍(lán)光被精確地復(fù)用，使得精確地形成所需顏色的光。

在下文中，將參考關(guān)于第二光電二極管95的示例來描述第一光電二極管94、第二光電二極管95和第三光電二極管96的高度的調(diào)整細(xì)節(jié)。第一光電二極管94和第三光電二極管96相對于紅色激光二極管81和藍(lán)色激光二極管83的位置關(guān)系與下述第二光電二極管95相對于綠色激光二極管82的位置關(guān)系相同。

參考圖4和圖5，從綠色激光二極管82發(fā)射的綠光2在垂直于光軸(圖5中的截面)的截面中具有橢圓形狀，橢圓在垂直于基板60的一個主表面60a的方向(z軸方向)上具有主軸。第二透鏡92的透鏡部92a在垂直于光軸的截面中具有圓形。因此，如圖5所示，第二透鏡92優(yōu)選地布置為使得在垂直于光軸的截面中，形成透鏡部92a的外圓周表面的圓內(nèi)接在對應(yīng)于光2的橢圓中。在這種情況下，光2包括經(jīng)受使用第二透鏡92的光斑尺寸變換的區(qū)域2a和未經(jīng)受光斑尺寸變換的區(qū)域2b。

參考圖4，第二光電二極管95被布置為使得第二光電二極管95的光接收部95a被配置為接收區(qū)域2b中的光，區(qū)域2b是使用第二透鏡經(jīng)受光斑光斑尺寸變換的區(qū)域2a之外的區(qū)域。更具體地，調(diào)整由綠色激光二極管82的光軸2c和在綠色激光二極管82的發(fā)射部82a和第二光電二極管95的光接收部95a之間延伸的線形成的角θ使得光接收部95a被配置為接收區(qū)域2b中的光，該區(qū)域2b是除了經(jīng)受使用第二透鏡92的光斑光斑尺寸變換的區(qū)域2a之外的區(qū)域。角可以通過改變第五基座75的厚度和其中在第五基座75上安裝第二光電二極管95的位置來調(diào)整角θ。因此，采用這樣的結(jié)構(gòu)使得由第二光電二極管95接收其中未經(jīng)受使用第二透鏡92的光斑尺寸變換的光(即區(qū)域2b中未用作從光學(xué)模塊1發(fā)射的光的光)，其中使用第二透鏡92不經(jīng)受光斑尺寸的光，即不用作從光學(xué)模塊1發(fā)射的光的區(qū)域2b中的光，由第二光電二極管95接收。結(jié)果，可以確定從綠色激光二極管82發(fā)射的光的強(qiáng)度，而不會減少從光學(xué)模塊1發(fā)射的光量。

以上述方式布置第二光電二極管95，使得可以精確地確定從綠色激光二極管82發(fā)射的光的強(qiáng)度。其原因?qū)⒃谙旅婷枋?。如上所述，在利用其中多個半導(dǎo)體發(fā)光器件(紅色激光二極管81、綠色激光二極管82、藍(lán)色激光二極管83)布置在單個封裝內(nèi)的結(jié)構(gòu)并且復(fù)用來自這些二極管的光的情況下，可能發(fā)生光學(xué)串?dāng)_，使得不能精確地確定光的強(qiáng)度，這是有問題的。將參考確定來自綠色激光二極管82的光的強(qiáng)度的情況來描述該問題。

參考圖3，從紅色激光二極管81發(fā)射的紅光沿著如上所述的光路l1行進(jìn)，并應(yīng)當(dāng)通過第一濾光器97。然而，紅光的一部分被第一濾光器97反射并沿著光路l6行進(jìn)。該光被蓋40的內(nèi)壁表面40a反射，沿著光路l6行進(jìn)，進(jìn)入并通過第一濾光器97。然后該光沿著光路l7行進(jìn)并通過第二透鏡92到達(dá)第二光電二極管95。以這種方式，作為雜散光的紅光可以進(jìn)入應(yīng)當(dāng)接收綠光的強(qiáng)度的第二光電二極管95。這是串?dāng)_的最大原因。

然而，由于引起雜散光的紅光沿著從綠色激光二極管82發(fā)射到第一濾光器97的光的路徑行進(jìn)，所以紅光通過區(qū)域2a，該區(qū)域2a經(jīng)受使用第二透鏡92的透鏡部92a的光斑尺寸變換(參考圖4)。換句話說，在其中第二光電二極管95被布置為接收區(qū)域2b(其是除了經(jīng)受使用第二透鏡92的光斑尺寸變換的區(qū)域2a之外的區(qū)域)中的光的根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1中，作為沿著路徑行進(jìn)的雜散光的紅光不被第二光電二極管95接收。因此，抑制了串?dāng)_的發(fā)生，使得可以精確地確定和調(diào)整從綠色激光二極管82發(fā)射的光的強(qiáng)度。通過適當(dāng)調(diào)整角θ可以有效地減少串?dāng)_的發(fā)生。具體地，將角θ調(diào)整為等于或大于第二透鏡92的有效角θ0，從而有效地減少串?dāng)_的發(fā)生。

然而，當(dāng)角θ過大時，盡管由第二光電二極管95接收的雜散光(紅光)量充分降低，但是在接收到光(綠光)時從第二光電二極管95獲得的光電流減小，因此難以利用第二光電二極管95精確地確定光的強(qiáng)度。角θ優(yōu)選地設(shè)定為使得在接收到光時從第二光電二極管95獲得的光電流的值為1μa以上。在這種情況下，可以利用第二光電二極管95精確地確定光的強(qiáng)度。

為了更精確地利用第二光電二極管95確定光的強(qiáng)度，第二光電二極管95優(yōu)選地以調(diào)整的角θ布置，使得在接收到光時從第二光電二極管95獲得的光電流的值為10μa以上。

在根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1中，對應(yīng)于紅色激光二極管81的第一光電二極管94和對應(yīng)于藍(lán)色激光二極管83的第三光電二極管96也與對應(yīng)于綠色激光二極管82的第二光電二極管95一樣布置。因此，抑制了串?dāng)_的發(fā)生，使得適當(dāng)?shù)卣{(diào)整紅光、綠光和藍(lán)光的強(qiáng)度。結(jié)果，可以精確地形成具有所需顏色的光。

(實(shí)施例2)

以下，將描述與根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的光學(xué)模塊有關(guān)的實(shí)施例2。

參考圖6和圖2，根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1基本上具有與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)并且提供與實(shí)施例1相同的優(yōu)點(diǎn)。然而，根據(jù)實(shí)施例2的光學(xué)模塊1與實(shí)施例1的不同在于還包括電子冷卻模塊30。

具體地，參考圖6，根據(jù)實(shí)施例2的光學(xué)模塊1還包括布置在管座10和光形成部件20之間的電子冷卻模塊30。電子冷卻模塊30包括吸熱板31、散熱板32和排列在布置在吸熱板31上的電極和散熱板32之間的半導(dǎo)體柱33。吸熱板31和散熱板32例如由氧化鋁形成。吸熱板31布置為與基板60的另一個主表面60b接觸。散熱板32布置為與管座10的一個主表面10a接觸。在該實(shí)施例中，電子冷卻模塊30是珀耳帖模塊(peltier器件)。電流通過電子冷卻模塊30，使得與吸熱板31接觸的基板60中的熱被轉(zhuǎn)移到管座10，這導(dǎo)致基板60的冷卻。結(jié)果，抑制了紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的溫度升高。因此，即使在其中溫度可以達(dá)到高值的環(huán)境中，例如在將光學(xué)模塊1安裝在汽車上的情況下，光學(xué)模塊1也是可用的。此外，紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的溫度可以保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，從而精確地形成所需顏色的光。

(實(shí)施例3)

以下，將描述與根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的光學(xué)模塊有關(guān)的實(shí)施例3。參考圖7和圖3，根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1基本上具有與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)并且提供與實(shí)施例1相同的優(yōu)點(diǎn)。然而，根據(jù)實(shí)施例3的光學(xué)模塊1與實(shí)施例1的不同在于光形成部件還包括黃色激光二極管101作為第四半導(dǎo)體發(fā)光器件。以下，將描述實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同。

參考圖7，在實(shí)施例3中，在形成在基板60上的第二芯片安裝區(qū)域64上布置具有平板形狀的第四基座102。當(dāng)從第二基座72觀察時，第四基座102布置在與其中布置第三基座73的另一邊相對的一邊。在第四基座102上布置黃色激光二極管101作為第四半導(dǎo)體發(fā)光器件。使用第四基座102將黃色激光二極管101的光軸的高度調(diào)整為與紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管的光軸的高度相同83。

在基板60的基底區(qū)域61上布置第七基座104。在第七基座104上布置第四光電二極管103作為第四光接收器件。第七基座104用于調(diào)整第四光電二極管103的高度(距黃色激光二極管101的光軸的距離)。與上述實(shí)施例中的第一光電二極管94、第二光電二極管95和第三光電二極管96一樣，調(diào)整第四光電二極管103的高度。第四光電二極管103布置在直接接收來自黃色激光二極管101的光。第四光電二極管103是被配置為接收黃光的光電二極管。第四光電二極管103布置在黃色激光二極管101的發(fā)射方向上第四光電二極管103布置在黃色激光二極管101和第四透鏡105之間。

在基板60的基底區(qū)域61上，形成作為突出部件的第四透鏡保持部件106。在第四透鏡保持部件106上布置第四透鏡105。

第四透鏡105具有透鏡部105a，其表面是透鏡表面。第四透鏡105與透鏡部105a和透鏡部105a之外的區(qū)域成型為一體。第四透鏡保持部件106用于調(diào)整第四透鏡105的透鏡部105a的中心軸(即透鏡部105a的光軸)，以與黃色激光二極管101的光軸對準(zhǔn)。第四透鏡105變換從黃色激光二極管101發(fā)射的光的光斑尺寸。第四透鏡105用于將從黃色激光二極管101發(fā)射的光變換為具有與從紅色激光二極管81、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83發(fā)射的并由相應(yīng)的透鏡各自變換的光相同的光斑尺寸。

在基板60的基底區(qū)域61上布置第三濾光器107。第三濾光器107具有其主表面彼此平行的平板形狀。第三濾光器107例如是波長選擇濾光器。第三濾光器107是電介質(zhì)多層膜濾光器。在本實(shí)施例中，第一濾光器97透射紅光和黃光，但是反射綠光。第二濾光器98透射紅光、綠光和黃光，但是反射藍(lán)光。第三濾光器107透射紅光、但反射黃光。結(jié)果，第一濾光器97、第二濾光器98和第三濾光器107對從紅色激光二極管81、綠色激光二極管82、藍(lán)色激光二極管83和黃色激光二極管101發(fā)射的光進(jìn)行復(fù)用。第三濾光器107布置在第三突出區(qū)域108上，其是形成在基底區(qū)域61上的突出部件。

參考圖7，黃色激光二極管101、第四光電二極管103的光接收部103a、第四透鏡105的透鏡部105a和第三濾光器107被布置為在來自黃色激光二極管101的光的發(fā)射方向中延伸的線上排列(在y軸方向上排列)。因此，紅色激光二極管81的發(fā)射方向與黃色激光二極管101、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向相交。更具體地，紅色激光二極管81的發(fā)射方向與黃色激光二極管101、綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向正交。黃色激光二極管101的發(fā)射方向?qū)?yīng)于綠色激光二極管82和藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向。更具體地，黃色激光二極管101的發(fā)射方向、綠色激光二極管82的發(fā)射方向和藍(lán)色激光二極管83的發(fā)射方向彼此平行。第三濾光器107的主表面相對于來自紅色激光二極管81的光的發(fā)射方向傾斜。更具體地，第三濾光器107的主表面相對于來自紅色激光二極管81的光的發(fā)射方向(x軸方向)傾斜45°。

以下，將描述根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1的操作。根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1基本上與實(shí)施例1一樣操作。以下，將描述與實(shí)施例1的不同。參考圖7，從黃色激光二極管101發(fā)射的黃光沿光路l8行進(jìn)。此時，黃光的一部分直接進(jìn)入第四光電二極管103的光接收部103a。因此，確定了從黃色激光二極管101發(fā)射的黃光的強(qiáng)度；并且基于確定的光的強(qiáng)度和發(fā)射的光的目標(biāo)強(qiáng)度之間的差來調(diào)整黃光的強(qiáng)度。已經(jīng)通過第四光電二極管103上方的黃光進(jìn)入第四透鏡105的透鏡部105a，使得該光被變換光斑尺寸。具體地，例如，從黃色激光二極管101發(fā)射的黃光變換為準(zhǔn)直光。已經(jīng)在第四透鏡105處被變換光斑尺寸的黃光沿光路l8行進(jìn)并進(jìn)入第三濾光器107。第三濾光器107透射紅光，但反射黃光。因此，黃光與從紅色激光二極管81發(fā)射的紅光復(fù)用，并且還沿著光路l9行進(jìn)。之后，與實(shí)施例1一樣地，將光在第一濾光器97處與綠光復(fù)用，并在第二濾光器98處與藍(lán)光復(fù)用。

以這種方式，通過復(fù)用紅光、黃光、綠光和藍(lán)光形成的光通過蓋40的輸出窗41輸出。注意，在根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊1中，從黃色激光二極管101發(fā)射的光直接由布置在黃色激光二極管101和第四透鏡105之間的第四光電二極管103接收。因此，精確地確定黃光的強(qiáng)度以及紅光、綠光和藍(lán)光的強(qiáng)度，并且以高精度調(diào)整光的強(qiáng)度。

結(jié)果，以所需強(qiáng)度比精確地復(fù)用紅光、綠光、藍(lán)光以及黃光，從而使得能夠更好地表現(xiàn)顏色。

順便提及，基座由具有與安裝在基座上的器件等的熱膨脹系數(shù)相似的熱膨脹系數(shù)的材料形成?；衫鏰ln、sic、si或金剛石形成。用于形成管座和蓋的材料可以是例如具有高導(dǎo)熱性的材料，諸如鐵或銅，或者可以是例如aln、cuw或cumo。

上述實(shí)施例涉及復(fù)用來自三個或四個半導(dǎo)體發(fā)光器件的具有不同發(fā)射波長的光的情況。替選地，半導(dǎo)體發(fā)光器件的數(shù)量可以是一個或兩個，或五個以上。上述實(shí)施例涉及利用激光二極管作為半導(dǎo)體發(fā)光器件的情況。替選地，例如，半導(dǎo)體發(fā)光器件可以是發(fā)光二極管。上述實(shí)施例涉及利用波長選擇濾光器作為第一濾光器97、第二濾光器98和第三濾光器107的示例?；蛘撸@些濾光器可以是例如偏振合成濾光器。

本文公開的實(shí)施例在各方面僅是示例，并且應(yīng)被理解為在任何方面都是非限制性的。本發(fā)明的范圍不是通過上述描述而是由權(quán)利要求來定義的。本發(fā)明的范圍旨在包括權(quán)利要求的等同物的含義和范圍內(nèi)的所有修改。

工業(yè)適用性

根據(jù)本申請的光學(xué)模塊有利地適用于特別是其中需要以高精度調(diào)整從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的強(qiáng)度的光學(xué)模塊。

附圖標(biāo)記列表

1光學(xué)模塊

2光

2a和2b區(qū)域

2c光軸

10管座

10a一個主表面

10b另一主表面

20光形成部件

30電子冷卻模塊

31吸熱板

32散熱板

33半導(dǎo)體柱

40蓋

40a內(nèi)壁表面

41輸出窗

51引腳

60基板

60a一個主表面

60b另一主表面

61基底區(qū)域

62芯片安裝區(qū)域

63第一芯片安裝區(qū)域

64第二芯片安裝區(qū)域

71第一基座

72第二基座

73第三基座

74第四基座

75第五基座

76第六基座

77第一透鏡保持部件

78第二透鏡保持部件

79第三透鏡保持部件

81紅色激光二極管

82綠色激光二極管

82a發(fā)射部

83藍(lán)色激光二極管

88第一突出區(qū)域

89第二突出區(qū)域

91第一透鏡

92第二透鏡

93第三透鏡

91a、92a和93a透鏡部

94第一光電二極管

95第二光電二極管

96第三光電二極管

94a、95a和96a光接收部

97第一濾光器

98第二濾光器

101黃色激光二極管

102第四基座

103第四光電二極管

103a光接收部

104第七基座

105第四透鏡

105a透鏡部

106第四透鏡保持部件

107第三濾光器

108第三突出區(qū)域