DE112018004438T5

DE112018004438T5 - Optisches modul

Info

Publication number: DE112018004438T5
Application number: DE112018004438.6T
Authority: DE
Inventors: Hiromi Nakanishi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-05-20
Also published as: JPWO2019069775A1; US20200287348A1; JP6996567B2; WO2019069775A1; US11431147B2

Abstract

Ein optisches Modul umfasst: eine Lichtemissionseinheit, die konfiguriert ist, um Licht zu erzeugen; einen Spiegelmechanismus, der konfiguriert ist, um das von der Lichtemissionseinheit erzeugte Licht zu reflektieren; und eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um das vom Spiegelmechanismus reflektierte Licht abzutasten. Die Lichtemissionseinheit umfasst: eine Lichtbildungseinheit mit einer Vielzahl von lichtemittierenden Halbleiterelementen und einem Filter, der Lichtstrahlen aus der Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente multiplext; und ein Schutzelement, das so angeordnet ist, dass es die Lichtbildungseinheit umgibt. Der Spiegelmechanismus ist außerhalb des Schutzelements angeordnet und in das Schutzelement eingebaut, und die Abtasteinheit ist in einem Bereich angeordnet, der von dem Schutzelement umgeben ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Modul. Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 5. Oktober 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-195304 , deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Stand der Technik
Es sind optische Module bekannt, die jeweils umfassen: eine Lichtemissionseinheit, in der Lichtstrahlen von mehreren lichtemittierenden Halbleiterelementen gemultiplext werden; und eine Abtasteinheit, die das Licht der lichtemittierenden Einheit abtastet (siehe zum Beispiel PTL 1 bis PTL 3). Mit diesen optischen Modulen kann das Licht aus der Lichtemissionseinheit entlang eines gewünschten Pfades abgetastet werden, um Zeichen, Figuren und dergleichen zu zeichnen.
Zitationsliste
Patentliteratur

PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2014-186068
PTL 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2014-56199
PTL 3: Internationale Veröffentlichungs-Nr. WO2007/120831

Zusammenfassung der Erfindung
Das optische Modul der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Lichtemissionseinheit, die konfiguriert ist, um Licht zu erzeugen; einen Spiegelmechanismus, der konfiguriert ist, um das von der Lichtemissionseinheit erzeugte Licht zu reflektieren; und eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um das vom Spiegelmechanismus reflektierte Licht abzutasten. Die Lichtemissionseinheit umfasst: eine Lichtbildungseinheit, die eine Vielzahl von lichtemittierenden Halbleiterelementen und einen Filter, der Lichtstrahlen der Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente multiplext, umfasst; und ein Schutzelement, das so angeordnet ist, dass es die Lichtbildungseinheit umgibt. Der Spiegelmechanismus ist außerhalb des Schutzelements angeordnet und mit dem Schutzelement zusammengebaut, und die Abtasteinheit ist in einem Bereich angeordnet, der von dem Schutzelement umgeben ist.
Figurenliste

[1] 1 zeigt eine erste schematische perspektivische Ansicht der Struktur eines optischen Moduls gemäß Ausführungsform 1.
[2] 2 zeigt eine zweite schematische perspektivische Ansicht der Struktur des optischen Moduls gemäß Ausführungsform 1.
[3] 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, bei der die in 1 gezeigte Abdeckung entfernt ist.
[4] 4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, bei der die in 2 gezeigte Abdeckung entfernt ist.
[5] 5 zeigt eine erste schematische Darstellung der Struktur des optischen Moduls gemäß Ausführungsform 1.
[6] 6 zeigt eine zweite schematische Darstellung der Struktur des optischen Moduls gemäß Ausführungsform 1.
[7] 7 zeigt eine erste schematische perspektivische Ansicht der Struktur eines optischen Moduls gemäß Ausführungsform 2.
[8] 8 zeigt eine zweite schematische perspektivische Ansicht der Struktur des optischen Moduls gemäß Ausführungsform 2.
[9] 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, bei der die in 7 gezeigte Abdeckung entfernt ist.
[10] 10 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, bei der die in 8 gezeigte Abdeckung entfernt ist.
[11] 11 zeigt eine erste schematische Darstellung der Struktur des optischen Moduls gemäß Ausführungsform 2.
[12] 12 zeigt eine zweite schematische Darstellung der Struktur des optischen Moduls gemäß Ausführungsform 2.

Beschreibung der Ausführungsformen
Bei herkömmlichen optischen Modulen ist es aus Sicht der Verbesserung der Haltbarkeit vorzuziehen, dass die optischen Komponenten zum Multiplexen der Lichtstrahlen der lichtemittierenden Halbleiterelemente, der Abtasteinheit und dergleichen innerhalb des Schutzelements angeordnet ist. Wenn jedoch eine solche Struktur verwendet wird, tritt das Problem auf, dass die Größe des optischen Moduls zunimmt, um die optischen Pfade innerhalb des Schutzelements entsprechend zu bilden (zum Beispiel, um die Einfalls- und Reflexionswinkel des Lichts bei der Reflexion innerhalb des Schutzelements etwas zu verringern).
[Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
Zunächst werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgelistet und beschrieben. Das optische Modul der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Lichtemissionseinheit, die konfiguriert ist, um Licht zu erzeugen; einen Spiegelmechanismus, der konfiguriert ist, um das durch die Lichtemissionseinheit erzeugte Licht zu reflektieren; und eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um das von dem Spiegelmechanismus reflektierte Licht abzutasten. Die Lichtemissionseinheit umfasst: eine Lichtbildungseinheit, die eine Vielzahl von lichtemittierenden Halbleiterelementen und einem Filter, der die Lichtstrahlen von der Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente multiplext, umfasst; und ein Schutzelement, das so angeordnet ist, dass es die Lichtbildungseinheit umgibt. Der Spiegelmechanismus ist außerhalb des Schutzelements angeordnet und in das Schutzelement eingebaut, und die Abtasteinheit ist in einem Bereich angeordnet, der von dem Schutzelement umgeben ist.
In der Lichtemissionseinheit des optischen Moduls der vorliegenden Erfindung werden die Lichtstrahlen von der Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente durch den Filter gemultiplext. Somit werden die Lichtstrahlen von der Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente gemultiplext und können die Abtasteinheit erreichen. Die Abtasteinheit ist im Inneren des Schutzelements angeordnet und tastet das Licht von der Lichtemissionseinheit entlang eines gewünschten Pfades ab, um Zeichen, Figuren, usw. zu zeichnen. Indem nicht nur die lichtemittierenden Halbleiterelemente und der Filter, sondern auch die Abtasteinheit durch das zuvor beschriebene Schutzelement geschützt werden, kann die Lebensdauer des optischen Moduls verbessert werden. In dem optischen Modul gemäß der vorliegenden Erfindung reflektiert der Spiegelmechanismus das Licht aus der Lichtemissionseinheit, um zu bewirken, dass das Licht die Abtasteinheit erreicht, und ist außerhalb des Schutzelements angeordnet und mit dem Schutzelement zusammengebaut. Durch die Anordnung des Spiegelmechanismus in der zuvor beschriebenen Weise können Komponenten zur Bildung des Lichtpfades von der Lichtemissionseinheit zur Abtasteinheit auf einfache Weise nahe beieinander angeordnet werden, wodurch eine Vergrößerung des optischen Moduls verhindert werden kann. Somit kann das gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellte optische Modul eine verbesserte Haltbarkeit aufweisen, während gleichzeitig eine Vergrößerung verhindert wird. Der verwendete Filter kann ein Wellenlängenauswahlfilter, ein Polarisationsstrahl-Kombinationsfilter und dergleichen sein.
In dem obigen optischen Modul kann die Lichtbildungseinheit ein Element (im Nachfolgenden auch als ein Lichtabschirmelement bezeichnet) mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern umfassen, die so angeordnet sind, dass sie den entsprechenden lichtemittierenden Halbleiterelementen entsprechen, und jedes der Vielzahl von Durchgangslöchern kann so konfiguriert sein, dass nur der Lichtstrahl von einem entsprechenden der Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente durchgelassen wird. In diesem Fall kann Streulicht von der Seite, auf der die lichtemittierenden Halbleiterelemente angeordnet sind, blockiert werden. Insbesondere kann Streulicht, wenn die Abtasteinheit innerhalb des Schutzelements angeordnet ist, von der Seite, auf der die lichtemittierenden Halbleiterelemente angeordnet sind, wirksam daran gehindert werden, die Abtasteinheit zu erreichen.
Das optische Modul kann ferner ein Abtasteinheit-Halteelement enthalten, das die Abtasteinheit in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur Montagefläche auf einer anderen Höhe als der Höhe der Montagefläche der Lichtbildungseinheit hält, wobei die Montagefläche eine Fläche ist, auf der die mehreren lichtemittierenden Halbleiterelemente montiert sind. In diesem Fall kann Streulicht aus dem Bereich, in dem die lichtemittierenden Halbleiterelemente angeordnet sind, wirksam daran gehindert werden, die Abtasteinheit zu erreichen.
In dem obigen optischen Modul kann der Spiegelmechanismus umfassen: einen Spiegel, der das durch die Lichtemissionseinheit erzeugte Licht reflektiert; und einen Spiegelhalter, der auf dem Schutzelement angeordnet ist und den Spiegel hält. Durch Halten des Spiegels durch den Spiegelhalter, der sich auf dem Schutzelement befindet, kann eine Größenzunahme des optischen Moduls, die durch das Anordnen des Spiegelmechanismus entsteht, verhindert werden.
In dem obigen optischen Modul kann das Schutzelement umfassen: ein erstes Fenster, von dem das von der Lichtemissionseinheit zum Spiegelmechanismus gerichtete Licht emittiert wird; und ein zweites Fenster, durch das das vom Spiegelmechanismus reflektierte und auf die Abtasteinheit gerichtete Licht eintritt. In diesem Fall kann das Licht von der Lichtemissionseinheit auf einfache Weise die Abtasteinheit erreichen, während gleichzeitig eine Vergrößerung des optischen Moduls verhindert wird.
In dem obigen optischen Modul kann das von der Abtasteinheit abgetastete Licht durch das zweite Fenster zur Außenseite des Schutzelements abgegeben werden. Durch die Verwendung des zweiten Fensters, durch das das vom Spiegelmechanismus zur Abtasteinheit gerichtete Licht, wie zuvor beschrieben, eintritt, als Pfad, durch den das Licht von der Abtasteinheit emittiert wird, kann die Anzahl der Komponenten verringert werden.
In dem obigen optischen Modul kann das Schutzelement ein luftdichtes Element sein, dessen Innenraum luftdicht verschlossen ist. Insbesondere kann der Innenraum des Schutzelements durch das Schutzelement hermetisch abgedichtet werden. In diesem Fall kann eine Verschlechterung der im Inneren des Schutzelements angeordneten Komponenten wirksam verhindert werden.
In dem obigen optischen Modul kann die Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente ein erstes lichtemittierendes Halbleiterelement, das rotes Licht emittiert, ein zweites lichtemittierendes Halbleiterelement, das grünes Licht emittiert, und ein drittes lichtemittierendes Halbleiterelement, das blaues Licht emittiert, umfassen. In diesem Fall kann das rote Licht, das grüne Licht und das blaue Licht gemultiplext bzw. gebündelt werden, um Licht einer gewünschten Farbe zu bilden.
In dem obigen optischen Modul kann jedes der Vielzahl von lichtemittierenden Halbleiterelementen eine Laserdiode sein. In diesem Fall kann Emissionslicht mit geringen Wellenlängenschwankungen erhalten werden.
[Einzelheiten der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
Im Nachfolgenden werden Ausführungsformen des optischen Moduls gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den nachfolgenden Zeichnungen werden gleiche oder sich entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und es wird auf eine wiederholte Beschreibung derselben verzichtet.
(Ausführungsform 1)
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 bis 6 Ausführungsform 1 beschrieben. 1 zeigt eine erste schematische perspektivische Ansicht der Struktur eines optischen Moduls gemäß Ausführungsform 1. 2 zeigt eine zweite schematische perspektivische Ansicht der Struktur des optischen Moduls, wenn diese aus einem anderen Blickwinkel als dem in 1 betrachtet wird. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einem Zustand entspricht, in dem die in 1 dargestellte Abdeckung 40 entfernt ist. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht, die dem Zustand entspricht, in dem die in 2 gezeigte Abdeckung 40 entfernt ist. 5 zeigt eine erste schematische Darstellung in der X-Y-Ebene, die einen Querschnitt der Abdeckung 40 und eine Draufsicht weiterer Komponenten darstellt. 6 zeigt eine zweite schematische Darstellung in der X-Z-Ebene, die Querschnitte der Abdeckung 40 und eines Spiegelhalters 115 sowie eine Draufsicht weiterer Komponenten darstellt.
Mit Bezug auf 1 bis 4 umfasst das optische Modul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform: eine Basis 10 mit einer flachen Plattenform; eine Lichtbildungseinheit 20, die auf einer ersten Hauptfläche 10A der Basis 10 angeordnet ist und Licht formt; die Abdeckung 40, die in Kontakt mit der ersten Hauptfläche 10A der Basis 10 derart angeordnet ist, dass sie die Lichtbildungseinheit 20 bedeckt; und eine Vielzahl von Anschlussstiften 51, die durch die Basis 10 hindurchgehen, so dass sie sich von einer zweiten Hauptfläche 10B der Basis 10 zur ersten Hauptfläche 10A erstrecken und sowohl von der ersten Hauptfläche 10A als auch von der zweiten Hauptfläche 10B vorstehen. Die Basis 10 und die Abdeckung 40 sind beispielsweise miteinander verschweißt, um einen luftdichten Zustand zu erhalten. Insbesondere ist die Lichtbildungseinheit 20 durch die Basis 10 und die Abdeckung 40 hermetisch abgedichtet. Ein Gas, wie beispielsweise Trockenluft mit verringertem Wassergehalt (oder mit daraus entferntem Wasser), wird in dem von der Basis 10 und der Abdeckung 40 umgebenen Raum abgedichtet. In der Abdeckung 40 sind ein erstes Fenster 41 und ein zweites Fenster 42 ausgebildet. Sowohl das erste Fenster 41 als auch das zweite Fenster 42 ist beispielsweise mit einem flachen plattenförmigen Glaselement (nicht dargestellt) versehen. Die Basis 10 und die Abdeckung 40 bilden ein Schutzelement 2. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Schutzelement 2 ein luftdichtes Element, dessen Innenraum luftdicht verschlossen ist. Das Schutzelement 2 und die Lichtbildungseinheit 20 bilden eine Lichtemissionseinheit 3.
Mit Bezug auf 3 bis 6 umfasst die Lichtbildungseinheit 20 eine Basisplatte 60, die ein Basiselement mit einer Plattenform ist. Die Basisplatte 60 weist eine erste Hauptfläche 60A auf, die in Draufsicht eine rechteckige Form aufweist. Die erste Hauptfläche 60A der Basisplatte 60 umfasst einen Basisbereich 61, einen Chip-Montagebereich 62, einen Linsen-Montagebereich 63 und einen Filter-Montagebereich 64. Der Chip-Montagebereich 62 ist in einem Bereich ausgebildet, der eine erste kurze Seite der ersten Hauptfläche 60A umfasst, so dass er sich entlang der ersten kurzen Seite erstreckt. Der Linsen-Montagebereich 63 ist neben dem Chip-Montagebereich 62 so ausgebildet, dass er sich entlang des Chip-Montagebereichs 62 erstreckt. Der Filter-Montagebereich 64 ist in einem Bereich ausgebildet, der eine zweite kurze Seite der ersten Hauptfläche 60A umfasst, so dass er sich entlang der zweiten kurzen Seite erstreckt. Ein Bereich zwischen dem Linsen-Montagebereich 63 und dem Filter-Montagebereich 64 ist der Basisbereich 61. Der Basisbereich 61, der Chip-Montagebereich 62, der Linsen-Montagebereich 63 und der Filter-Montagebereich 64 verlaufen parallel zueinander.
Die Dicke der Basisplatte 60 in dem Linsen-Montagebereich 63 und in dem Filter-Montagebereich 64 ist größer als die Dicke der Basisplatte 60 in dem Basisbereich 61. Somit sind die Höhe des Linsen-Montagebereichs 63 und die Höhe des Filter-Montagebereichs 64 (deren Höhen mit Bezug auf den Basisbereich 61, das heißt, die Höhen in einer Richtung senkrecht zu dem Basisbereich 61) höher als die Höhe des Basisbereichs 61. Darüber hinaus ist die Dicke der Basisplatte 60 in dem Chip-Montagebereich 62 größer als die Dicke der Basisplatte 60 in dem Linsen-Montagebereich 63 und in dem Filter-Montagebereich 64. Somit ist die Höhe des Chip-Montagebereichs 62 höher als die Höhe des Linsen-Montagebereichs 63 und die Höhe des Filter-Montagebereichs 64.
Ein erster Submount 71, ein zweiter Submount 72 und ein dritter Submount 73, die jeweils eine flache Plattenform aufweisen, sind in dem Chip-Montagebereich 62 derart angeordnet, dass sie entlang der ersten kurzen Seite der ersten Hauptfläche 60A angeordnet sind. Der zweite Submount 72 ist so angeordnet, dass er zwischen dem ersten Submount 71 und dem dritten Submount 73 angeordnet ist. Eine rote Laserdiode 81, die als ein erstes lichtemittierendes Halbleiterelement dient, ist auf dem ersten Submount 71 angeordnet. Eine grüne Laserdiode 82, die als ein zweites lichtemittierendes Halbleiterelement dient, ist auf dem zweiten Submount 72 angeordnet. Eine blaue Laserdiode 83, die als ein drittes lichtemittierendes Halbleiterelement dient, ist auf dem dritten Submount 73 angeordnet. Die Höhen der optischen Achsen der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 (die Abstände zwischen den optischen Achsen und einer Bezugsebene, die der Basisbereich 61 der ersten Hauptfläche 60A ist; die Abstände in der Z-Achsenrichtung von der Bezugsebene) werden jeweils durch den ersten Submount 71, den zweiten Submount 72 und den dritten Submount 73 derart eingestellt, dass sie miteinander übereinstimmen.
Eine erste Linse 91, eine zweite Linse 92 und eine dritte Linse 93 sind in dem Linsen-Montagebereich 63 angeordnet. Die erste Linse 91, die zweite Linse 92 und die dritte Linse 93 weisen jeweils Linsenabschnitte 91A, 92A und 93A auf, die Linsenflächen umfassen. In der ersten Linse 91, der zweiten Linse 92 und der dritten Linse 93 sind die Linsenabschnitte 91A, 92A und 93A sowie entsprechende andere Bereiche mit Ausnahme der Linsenabschnitte 91A, 92A und 93A einteilig ausgebildet. Die Mittelachsen der Linsenabschnitte 91A, 92A und 93A der ersten Linse 91, der zweiten Linse 92 und der dritten Linse 93, das heißt, die optischen Achsen der Linsenabschnitte 91A, 92A und 93A, stimmen mit den optischen Achsen von jeweils der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 überein. Die erste Linse 91, die zweite Linse 92 und die dritte Linse 93 ändern ihre Punktgrößen der Lichtstrahlen, die jeweils aus der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 ausgegeben werden. Die erste Linse 91, die zweite Linse 92 und die dritte Linse 93 ändern ihre Punktgrößen derart, dass die Punktgrößen der Lichtstrahlen, die aus der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 ausgegeben werden, miteinander übereinstimmen. Die erste Linse 91, die zweite Linse 92 und die dritte Linse 93 wandeln die aus der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 emittierten Lichtstrahlen in kollimierte Lichtstrahlen um.
Ein erster Filter 97, ein zweiter Filter 98 und ein dritter Filter 99 sind in dem Filter-Montagebereich 64 angeordnet. Der erste Filter 97 ist auf einer Geraden angeordnet, die die rote Laserdiode 81 mit der ersten Linse 91 verbindet. Der zweite Filter 98 ist auf einer Geraden angeordnet, die die grüne Laserdiode 82 mit der zweiten Linse 92 verbindet. Der dritte Filter 99 ist auf einer Geraden angeordnet, die die blaue Laserdiode 83 mit der dritten Linse 93 verbindet. Sowohl der erste Filter 97, der zweite Filter 98 als auch der dritte Filter 99 weisen eine flache Plattenform auf, deren Hauptflächen parallel zueinander verlaufen. Der erste Filter 97, der zweite Filter 98 und der dritte Filter 99 sind beispielsweise Wellenlängenauswahlfilter. Der erste Filter 97, der zweite Filter 98 und der dritte Filter 99 sind dielektrische Mehrschichtfilter.
Genauer gesagt, reflektiert der erste Filter 97 rotes Licht. Der zweite Filter 98 überträgt rotes Licht und reflektiert grünes Licht. Der dritte Filter 99 überträgt rotes und grünes Licht und reflektiert blaues Licht. Wie zuvor beschrieben, übertragen und reflektieren der erste Filter 97, der zweite Filter 98 und der dritte Filter 99 selektiv Lichtstrahlen mit bestimmten Wellenlängen. Somit multiplexen der erste Filter 97, der zweite Filter 98 und der dritte Filter 99 die Lichtstrahlen, die von der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 emittiert werden.
Eine erste Stützplatte 66, eine zweite Stützplatte 67 und eine dritte Stützplatte 68 mit jeweils einer flachen Plattenform sind in dem Filter-Montagebereich 64 so vorgesehen, dass sie entlang der zweiten kurzen Seite der ersten Hauptfläche 60A angeordnet sind. Eine erste Fotodiode 94, die als ein erstes Lichtempfangselement dient, eine zweite Fotodiode 95, die als das zweite Lichtempfangselement dient, und eine dritte Fotodiode 96, die als ein drittes Lichtempfangselement dient, sind auf Oberflächen 66A, 67A und 68A der jeweils ersten Stützplatte 66, der zweiten Stützplatte 67 und der dritten Stützplatte 68 vorgesehen. Die erste Fotodiode 94, die zweite Fotodiode 95 und die dritte Fotodiode 96 sind auf Linien angeordnet, die sich in der Lichtemissionsrichtung von jeweils der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 erstrecken. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Lichtempfangselemente so angeordnet, dass sie deren jeweiligen lichtemittierenden Halbleiterelementen entsprechen. Die erste Fotodiode 94, die zweite Fotodiode 95 und die dritte Fotodiode 96 sind Fotodioden, die in der Lage sind, jeweils rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht zu empfangen.
Ein vierter Filter 74, ein fünfter Filter 75 und ein sechster Filter 76 sind in dem Filter-Montagebereich 64 an deren entsprechenden Positionen zwischen dem Bereich, in dem der erste Filter 97, der zweite Filter 98 und der dritte Filter 99 angeordnet sind, und dem Bereich, in dem die erste Fotodiode 94, die zweite Fotodiode 95 und die dritte Fotodiode 96 angeordnet sind, vorgesehen. Der vierte Filter 74 ist zwischen dem ersten Filter 97 und der ersten Fotodiode 94 angeordnet. Der fünfte Filter 75 ist zwischen dem zweiten Filter 98 und der zweiten Fotodiode 95 angeordnet. Der sechste Filter 76 ist zwischen dem dritten Filter 99 und der dritten Fotodiode 96 angeordnet. Der vierte Filter 74 überträgt rotes Licht, das aus der roten Laserdiode 81 emittiert wird und eine bestimmte Wellenlänge aufweist, und reflektiert Licht mit anderen Wellenlängen. Der fünfte Filter 75 überträgt grünes Licht, das aus der grünen Laserdiode 82 emittiert wird und eine bestimmte Wellenlänge aufweist, und reflektiert Licht mit anderen Wellenlängen. Der sechste Filter 76 überträgt blaues Licht, das aus der blauen Laserdiode 83 emittiert wird und eine bestimmte Wellenlänge aufweist, und reflektiert Licht mit anderen Wellenlängen.
Ein erster Spiegel-Montagebereich 65, der parallel zu der langen Seitenrichtung der ersten Hauptfläche 60A verläuft und relativ zu dem Filter-Montagebereich 64 geneigt ist, ist an einer Kante ausgebildet, die mit Bezug zu einer Richtung entlang der zweiten kurzen Seite der ersten Hauptfläche 60A gegenüber der Seite des Filter-Montagebereichs 64 liegt, an der der erste Filter 97 montiert ist. Der erste Spiegel-Montagebereich 65 ist beispielsweise um 45° bezogen auf den Filter-Montagebereich 64 geneigt. Der erste Spiegel 69 ist auf dem ersten Spiegel-Montagebereich 65 montiert.
Der erste Spiegel 69 ist derart angeordnet, dass er in Draufsicht senkrecht zum Basisbereich 61 das erste Fenster 41 überlappt.
Ein erstes Lichtabschirmelement 59, das ein flaches plattenförmiges Wandelement ist, ist im Basisbereich 61 so angeordnet, dass es sich entlang seiner Grenze mit dem Linsen-Montagebereich 63 erstreckt. Ein erstes Durchgangsloch 59A, ein zweites Durchgangsloch 59B, und ein drittes Durchgangsloch 59C, die jeweils der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 entsprechen, sind in dem ersten Lichtabschirmelement 59 derart angeordnet, dass sie durch das erste Lichtabschirmelement 59 in der Dickenrichtung davon hindurchgehen. Das Licht der roten Laserdiode 81 durchläuft das erste Durchgangsloch 59A. Das Licht der grünen Laserdiode 82 durchläuft das zweite Durchgangsloch 59B. Das Licht der blauen Laserdiode 83 durchläuft das dritte Durchgangsloch 59C.
Das zweite Lichtabschirmelement 58, das ein flaches plattenförmiges Wandelement ist, ist im Basisbereich 61 so angeordnet, dass es sich entlang seiner Grenze mit dem Filter-Montagebereich 64 erstreckt. Ein viertes Durchgangsloch 58A, ein fünftes Durchgangsloch 58B und ein sechstes Durchgangsloch 58C, die jeweils der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 entsprechen, sind in dem zweiten Lichtabschirmelement 58 so angeordnet, dass sie das zweite Lichtabschirmelement 58 in seiner Dickenrichtung durchlaufen. Das Licht von der roten Laserdiode 81 durchläuft das vierte Durchgangsloch 58A. Das Licht der grünen Laserdiode 82 durchläuft das fünfte Durchgangsloch 58B. Das Licht der blauen Laserdiode 83 durchläuft das sechste Durchgangsloch 58C.
Eine Abtasteinheit 120 (optischer Scanner), die Licht von der Lichtemissionseinheit 3 abtastet, ist des Weiteren im Basisbereich 61 angeordnet. Die Abtasteinheit 120 umfasst einen Abtastspiegel 121, der durch einen Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) angetrieben wird, der innerhalb der Abtasteinheit 120 vorgesehen ist. Der verwendete Antriebsmechanismus kann beispielsweise ein MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) sein.
Die Abtasteinheit 120 ist fest verbunden mit der Lichtemissionseinheit 3 angeordnet. Die Abtasteinheit 120 ist innerhalb des Bereichs angeordnet, der von der Basis 10 und der Abdeckung 40, die als Schutzelement 2 dienen, umgeben ist.
Mit Bezug auf 5 sind die rote Laserdiode 81, der Linsenabschnitt 91A der ersten Linse 91, das erste Durchgangsloch 59A des ersten Lichtabschirmelements 59, das vierte Durchgangsloch 58A des zweiten Lichtabschirmelements 58, der erste Filter 97, der vierte Filter 74 und ein Lichtempfangsabschnitt 94A der ersten Fotodiode 94 in einer geraden Linie angeordnet, die sich in der Lichtemissionsrichtung der roten Laserdiode 81 (in der X-Achsenrichtung ausgerichtet) erstreckt. Die grüne Laserdiode 82, der Linsenabschnitt 92A der zweiten Linse 92, das zweite Durchgangsloch 59B des ersten Lichtabschirmelements 59, das fünfte Durchgangsloch 58B des zweiten Lichtabschirmelements 58, der zweite Filter 98, der fünfte Filter 75 und ein Lichtempfangsabschnitt 95A der zweiten Fotodiode 95 sind in einer geraden Linie angeordnet, die sich in der Lichtemissionsrichtung der grünen Laserdiode 82 erstreckt (in der X-Achsenrichtung ausgerichtet). Die blaue Laserdiode 83, der Linsenabschnitt 93A der dritten Linse 93, das dritte Durchgangsloch 59C des ersten Lichtabschirmelements 59, das sechste Durchgangsloch 58C des zweiten Lichtabschirmelements 58, der dritte Filter 99, der sechste Filter 76 und ein Lichtempfangsabschnitt 96A der dritten Fotodiode 96 sind in einer geraden Linie angeordnet, die sich in der Lichtemissionsrichtung der blauen Laserdiode 83 erstreckt (in der X-Achsenrichtung ausgerichtet).
Die Emissionsrichtung der roten Laserdiode 81, die Emissionsrichtung der grünen Laserdiode 82 und die Emissionsrichtung der blauen Laserdiode 83 verlaufen parallel zueinander. Die Hauptflächen des ersten Filters 97, des zweiten Filters 98 und des dritten Filters 99 sind bezogen auf jeweils die Emissionsrichtungen der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 um 45° geneigt (relativ zur X-Achsenrichtung).
Ein elektronisches Kühlmodul 30 ist zwischen der Basis 10 und der Lichtbildungseinheit 20 angeordnet. Das elektronische Kühlmodul 30 umfasst eine Wärmeabsorptionsplatte 31, eine Wärmeableitplatte 32 und Halbleitersäulen 33, die zwischen der Wärmeabsorptionsplatte 31 und der Wärmeableitplatte 32 mit dazwischen angeordneten Elektroden angeordnet sind. Die Wärmeabsorptionsplatte 31 und die Wärmeableitplatte 32 sind beispielsweise aus Aluminiumoxid gebildet. Die Wärmeabsorptionsplatte 31 ist in Kontakt mit der zweiten Hauptfläche 60B der Basisplatte 60 angeordnet. Die Wärmeableitplatte 32 ist in Kontakt mit der ersten Hauptfläche 10A der Basis 10 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das elektronische Kühlmodul 30 zeigt ein Peltier-Modul (Peltier-Element). Wenn Strom durch das elektronische Kühlmodul 30 fließt, überträgt sich die Wärme in der Basisplatte 60, die in Kontakt mit der Wärmeabsorptionsplatte 31 steht, auf die Basis 10, wodurch die Basisplatte 60 gekühlt wird. Dadurch wird ein Temperaturanstieg der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 verhindert. Somit kann das optische Modul 1 in einer Hochtemperaturumgebung verwendet werden, beispielsweise in dem Fall, in dem das optische Modul 1 in einem Automobil montiert ist. Darüber hinaus kann durch entsprechende Einhaltung der Temperatur der roten Laserdiode 81, der grünen Laserdiode 82 und der blauen Laserdiode 83 Licht einer gewünschten Farbe genau gebildet werden.
Unter Bezugnahme auf 1, 2 und 6 ist ein erstes Stützelement 111 mit einer Ringform (kreisförmige Ringform) mit einem Durchgangsloch, das in einem radial mittleren Abschnitt ausgebildet ist, auf der Abdeckung 40 angeordnet. Das erste Stützelement 111 ist derart angeordnet, dass das Durchgangsloch in Draufsicht das erste Fenster 41 überlappt. Ein zweites Stützelement 112 mit einer hohlen Zylinderform (hohle, kreisförmige Zylinderform) ist auf dem ersten Stützelement 111 angeordnet. Ein Durchgangsloch 112A ist in der Seitenwand des zweiten Stützelements 112 so ausgebildet, dass es in seiner Dickenrichtung durch dieses hindurchgeht. Das zweite Stützelement 112 ist mit dem ersten Stützelement 111 auf einer ersten axialen Endseite des zweiten Stützelements 112 verbunden. Das erste Stützelement 111 und das zweite Stützelement 112 sind derart angeordnet, dass ihre Mittelachsen miteinander übereinstimmen. Eine zweite axiale Endseite des zweiten Stützelements 112 ist mit einem dritten Stützelement 113 abgedichtet. Das dritte Stützelement 113 ist derart angeordnet, dass ein Teil des dritten Stützelements 113 in einen von dem zweiten Stützelement 112 umgebenen Raum eingeführt wird. Eine Stützfläche wird in einem Abschnitt des dritten Stützelements 113 gebildet, das in dem von dem zweiten Stützelement 112 umgebenen Raum eingeführt wird. Ein zweiter Spiegel 114 ist auf der Stützfläche angeordnet. Das erste Stützelement 111, das zweite Stützelement 112 und das dritte Stützelement 113 bilden den Spiegelhalter 115, der auf der im Schutzelement 2 enthaltenen Abdeckung 40 angeordnet ist und den zweiten Spiegel 114 hält.
Der zweite Spiegel 114 reflektiert das Licht von der Lichtemissionseinheit 3 (vom ersten Spiegel 69) derart, dass das Licht den Abtastspiegel 121 der Abtasteinheit 120 erreicht. Die Ausrichtung des zweiten Spiegels 114 kann wie folgt erfolgen. Die Ausrichtung in Richtungen entlang der Hauptfläche 60A (in X-Y-Richtungen) erfolgt unter Verwendung des ersten Stützelements 111, und die Ausrichtung in einer Richtung senkrecht zu der Hauptfläche 60A (in der Z-Richtung) erfolgt unter Verwendung des zweiten Stützelements 112. Die Ausrichtung in einer Drehrichtung in einer Ebene entlang der Hauptfläche 60A (eine Drehrichtung in der X-Y-Ebene) erfolgt unter Verwendung des dritten Stützelements 113. Insbesondere werden beispielsweise das erste Stützelement 111, das zweite Stützelement 112 und das dritte Stützelement 113 vorübergehend unter Verwendung eines UV-härtbaren Harzes (UV-Harz) befestigt. Nach der Ausrichtung wird das UV-Harz mit ultravioletten Strahlen bestrahlt, um das Harz zu härten, wodurch diese Teile endgültig befestigt werden können. Die endgültige Befestigung kann durch Verschweißen unter Verwendung eines YAG (Yittrium-Aluminium-Granat) Lasers erfolgen. Indem die Ausrichtung, wie zuvor beschrieben, im Voraus durchgeführt wird, kann das optische Modul 1 einfach zusammengebaut werden. Das erste Stützelement 111, das zweite Stützelement 112, das dritte Stützelement 113 und der zweite Spiegel 114 bilden einen Spiegelmechanismus 110. Der Spiegelmechanismus 110 ist einteilig mit der Abdeckung 40, die in dem Schutzelement 2 enthalten ist, angeordnet und reflektiert das durch die Lichtemissionseinheit 3 erzeugte Licht, so dass das Licht die Abtasteinheit 120 erreichen kann. Der Spiegelmechanismus 110 ist außerhalb des Schutzelements 2 angeordnet. Der Spiegelmechanismus 110 ist an der Außenfläche der Abdeckung 40, die in dem Schutzelement 2 enthalten ist, angebracht.
Als nächstes wird die Funktionsweise des optischen Moduls 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Unter Bezugnahme auf 5 bewegt sich das aus der roten Laserdiode 81 emittierte rote Licht entlang des optischen Pfades L1. Dieses rote Licht trifft auf den Linsenabschnitt 91A der ersten Linse 91, und die Punktgröße des Lichts wird verändert. Insbesondere wird beispielsweise das aus der roten Laserdiode 81 emittierte rote Licht in kollimiertes Licht umgewandelt. Das rote Licht, dessen Punktgröße in der ersten Linse 91 verändert wurde, bewegt sich entlang des optischen Pfades L1, durchläuft das erste Durchgangsloch 59A des ersten Lichtabschirmelements 59 und das vierte Durchgangsloch 58A des zweiten Lichtabschirmelements 58 und trifft dann auf den ersten Filter 97.
Da der erste Filter 97 rotes Licht reflektiert, bewegt sich das aus der roten Laserdiode 81 emittierte Licht weiter entlang eines optischen Pfads L4 und trifft auf den zweiten Filter 98. Da der zweite Filter 98 das rote Licht überträgt, bewegt sich das aus der roten Laserdiode 81 emittierte Licht weiter entlang des optischen Pfades L4 und trifft auf den dritten Filter 99. Da der dritte Filter 99 das rote Licht überträgt, bewegt sich das aus der roten Laserdiode 81 emittierte Licht weiter entlang des optischen Pfades L4 und erreicht den ersten Spiegel 69. Mit Bezugnahme auf 5 und 6 wird das rote Licht, das den ersten Spiegel 69 erreicht, von dem ersten Spiegel 69 reflektiert, durchläuft das erste Fenster 41 und wird entlang eines optischen Pfades L8 zur Außenseite der Abdeckung 40 emittiert.
Mit Bezug auf 5 bewegt sich ein Teil des roten Lichts, das auf den ersten Filter 97 trifft, durch den ersten Filter 97, bewegt sich entlang des optischen Pfades L5 und trifft auf den vierten Filter 74. Da der vierte Filter 74 das rote Licht überträgt, bewegt sich das rote Licht weiter entlang des optischen Pfades L5 und trifft auf den Lichtempfangsabschnitt 94A der ersten Fotodiode 94. Die Intensität des aus der roten Laserdiode 81 emittierten roten Lichts wird dadurch bestimmt, und die Intensität des roten Lichts wird auf der Grundlage der Differenz zwischen der bestimmten Lichtintensität und der Sollintensität des Lichts, das emittiert werden soll, eingestellt.
Das aus der grünen Laserdiode 82 emittierte grüne Licht bewegt sich entlang eines optischen Pfades L2. Dieses grüne Licht trifft auf den Linsenabschnitt 92A der zweiten Linse 92, und es wird die Punktgröße des Lichts verändert. Insbesondere wird das aus der grünen Laserdiode 82 emittierte grüne Licht in kollimiertes Licht umgewandelt. Das grüne Licht, dessen Punktgröße in der zweiten Linse 92 verändert wurde, bewegt sich entlang des optischen Pfades L2, durchläuft das zweite Durchgangsloch 59B des ersten Lichtabschirmelements 59 und das fünfte Durchgangsloch 58B des zweiten Lichtabschirmelements 58 und trifft dann auf den zweiten Filter 98.
Da der zweite Filter 98 das grüne Licht reflektiert, wird das aus der grünen Laserdiode 82 emittierte Licht in den optischen Pfad L4 eingekoppelt. Somit wird das grüne Licht mit dem roten Licht gemultiplext, bewegt sich entlang des optischen Pfads L4 und trifft auf den dritten Filter 99. Da der dritte Filter 99 das grüne Licht überträgt, bewegt das aus der grünen Laserdiode 82 emittierte Licht weiter entlang des optischen Pfades L4 und trifft auf den ersten Spiegel 69. Mit Bezug auf 5 und 6 wird das grüne Licht, das den ersten Spiegel 69 erreicht, von dem ersten Spiegel 69 reflektiert, durchläuft das erste Fenster 41 und wird entlang des optischen Pfades L8 zur Außenseite der Abdeckung 40 emittiert.
Mit Bezug auf 5 bewegt sich ein Teil des grünen Lichts, das auf den zweiten Filter 98 trifft, durch den zweiten Filter 98, bewegt sich entlang eines optischen Pfads L6 und trifft auf den fünften Filter 75. Da der fünfte Filter 75 das grüne Licht überträgt, bewegt sich das grüne Licht weiter entlang des optischen Pfades L6 und trifft auf den Lichtempfangsabschnitt 95A der zweiten Fotodiode 95. Dadurch wird die Intensität des grünen Lichts, das aus der grünen Laserdiode 82 emittiert wird, bestimmt, und die Intensität des grünen Lichts wird auf der Grundlage der Differenz zwischen der bestimmten Lichtintensität und der Sollintensität des zu emittierenden Lichts eingestellt.
Das aus der blauen Laserdiode 83 emittierte blaue Licht bewegt sich entlang eines optischen Pfades L3. Dieses blaue Licht trifft auf den Linsenabschnitt 93A der dritten Linse 93, und es wird die Punktgröße des Lichts verändert. Insbesondere wird beispielsweise das aus der blauen Laserdiode 83 emittierte blaue Licht in kollimiertes Licht umgewandelt. Das blaue Licht, dessen Punktgröße in der dritten Linse 93 verändert wurde, bewegt sich entlang des optischen Pfades L3, durchläuft das dritte Durchgangsloch 59C des ersten Lichtabschirmelements 59 und das sechste Durchgangsloch 58C des zweiten Lichtabschirmelements 58 und trifft dann auf den dritten Filter 99.
Da der dritte Filter 99 das blaue Licht reflektiert, wird das aus der blauen Laserdiode 83 emittierte Licht in den optischen Pfad L4 eingekoppelt. Dadurch wird das blaue Licht mit dem roten Licht und dem grünen Licht gemultiplext, bewegt sich entlang des optischen Pfades L4 und erreicht den ersten Spiegel 69. Mit Bezug auf 5 und 6 wird das blaue Licht, das den ersten Spiegel 69 erreicht, von dem ersten Spiegel 69 reflektiert, durchläuft das erste Fenster 41 und wird entlang des optischen Pfades L8 zur Außenseite der Abdeckung 40 emittiert.
Mit Bezug auf 5 bewegt sich ein Teil des blauen Lichts, das auf den dritten Filter 99 trifft, durch den dritten Filter 99, bewegt sich entlang des optischen Pfades L7 und trifft auf den sechsten Filter 76. Da der sechste Filter 76 das blaue Licht überträgt, bewegt sich das blaue Licht weiter entlang des optischen Pfades L7 und trifft auf den Lichtempfangsabschnitt 96A der dritten Fotodiode 96. Dadurch wird die Intensität des blauen Lichts, das aus der blauen Laserdiode 83 emittiert wird, bestimmt und die Intensität des blauen Lichts wird auf der Grundlage der Differenz zwischen der bestimmten Lichtintensität und der Sollintensität des zu emittierenden Lichts eingestellt.
Wie zuvor beschrieben, wird das Licht (multigeplextes Licht), das durch das Multiplexen des roten Lichts, des grünen Lichts und des blauen Lichts gebildet wird, vom ersten Fenster 41 der Abdeckung 40 entlang des optischen Pfades L8 emittiert. Das von dem ersten Fenster 41 emittierte gemultiplexte Licht wird vom zweiten Spiegel 114 reflektiert, bewegt sich entlang des optischen Pfades L9, durchläuft das Durchgangsloch 112A des zweiten Stützelements 112 und das zweite Fenster 42 und erreicht den Abtastspiegel 121 der Abtasteinheit 120. Der Abtastspiegel 121 wird durch einen Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) angetrieben, um das gemultiplexte Licht abzutasten, und Zeichen, Figuren usw. werden durch das gemultiplexte Licht, das durch das zweite Fenster 42 emittiert wird, entlang eines optischen Pfades L10 außerhalb der Abdeckung 40 gezeichnet.
In dem optischen Modul 1 gemäß der Ausführungsform ist die Abtasteinheit 120 einteilig mit der Lichtemissionseinheit 3 angeordnet, wobei deren Ausrichtung im Voraus durchgeführt wird (indem die optische Achse eingestellt wird). Somit kann das optische Modul 1 einfacher eingebaut werden als ein optisches Modul, bei dem nach dem Einbau der Lichtemissionseinheit und der Abtasteinheit die optischen Achsen eingestellt werden.
Somit kann das optische Modul gemäß der vorliegenden Ausführungsform leicht eingebaut und zum Zeichnen von Zeichen und Figuren verwendet werden.
Vorzugsweise wird im optischen Modul 1 der Außendurchmesser des ersten Spiegels 69 derart eingestellt, dass er mit dem Strahldurchmesser des gemultiplexten Lichts, das mit dem Abtastspiegel 121 der Abtasteinheit 120 abgetastet werden kann, übereinstimmt. Das Licht, das die Abtasteinheit 120 erreicht hat, aber nicht durch den Abtastspiegel 121 abgetastet wird, kann von einem anderen Abschnitt als dem Abtastspiegel 121 reflektiert werden, wodurch Streulicht entstehen kann. Jedoch kann im obigen Fall das Auftreten von Streulicht verhindert werden.
In dem optischen Modul 1 ist die Abtasteinheit 120 innerhalb des Schutzelements 2 angeordnet (in dem Bereich, der von der Abdeckung 40 und der Basis 10 umgeben wird). Somit wird die Abtasteinheit 120 wirksam geschützt. Insbesondere ist in dem optischen Modul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Abtasteinheit 120 durch die Basis 10 und die Abdeckung 40 hermetisch abgedichtet. Somit wird verhindert, dass Feuchtigkeit, Fremdkörper usw. in die Abtasteinheit 120 eindringen können, wodurch sich die Lebensdauer des optischen Moduls 1 verbessert.
Die Lichtbildungseinheit des optischen Moduls 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst das erste Lichtabschirmelement 59 und das zweite Lichtabschirmelement 58. Dadurch kann wirksam verhindert werden, dass Streulicht von der Seite, auf der die rote Laserdiode 81, die grüne Laserdiode 82 und die blaue Laserdiode 83 befestigt sind, die Abtasteinheit 120 erreicht.
Das optische Modul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst den Spiegelmechanismus 110 (das erste Stützelement 111, das zweite Stützelement 112, das dritte Stützelement 113 und den zweiten Spiegel 114), der außerhalb des Schutzelements 2 (die Abdeckung 40 und die Basis 10) angeordnet und mit dem Schutzelement 2 zusammengebaut ist. Somit können Komponenten, die zur Bildung der optischen Pfade von der Lichtemissionseinheit 3 zur Abtasteinheit 120 verwendet werden, auf einfache Weise nahe beieinander angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, dass das Licht von der Lichtemissionseinheit 3 die Abtasteinheit 120 leicht erreichen kann, während gleichzeitig eine Vergrößerung des optischen Moduls 1 verhindert wird. Wie zuvor beschrieben, hat das optische Modul 1 gemäß Ausführungsform 1 eine ausgezeichnete Haltbarkeit, während eine Vergrößerung verhindert wird.
In dem optischen Modul 1 gemäß der Ausführungsform wird das Licht der Abtasteinheit 120 durch das zweite Fenster 42 zur Außenseite des Schutzelements 2 emittiert. Wie zuvor beschrieben, wird das zweite Fenster 42, auf das das Licht trifft, das sich von dem Spiegelmechanismus 110 zur Abtasteinheit 120 bewegt, als Pfad für das Licht verwendet, das von der Abtasteinheit 120 emittiert wird, wodurch es möglich ist, dass die Anzahl der Komponenten verringert werden kann.
(Ausführungsform 2)
Mit Bezug auf 7 bis 12 wird Ausführungsform 2, die eine weitere Ausführungsform bildet, beschrieben. 7 zeigt eine erste schematische perspektivische Ansicht der Struktur eines optischen Moduls gemäß Ausführungsform 2. 8 zeigt eine zweite schematische perspektivische Ansicht der Struktur des optischen Moduls gemäß Ausführungsform 2, wenn diese von einem anderen Blickwinkel als dem in 7 betrachtet wird. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einem Zustand entspricht, bei dem eine Abdeckung 40 in 7 entfernt ist. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht, die dem Zustand entspricht, in dem die Abdeckung 40 in 8 entfernt ist. 11 zeigt eine erste schematische Darstellung in der X-Y-Ebene, die einen Querschnitt der Abdeckung 40 und eine Draufsicht weiterer Komponenten darstellt. 12 zeigt eine zweite schematische Darstellung in der X-Z-Ebene, die Querschnitte der Abdeckung 40 und eines Spiegelhalters 115 und eine Draufsicht weiterer Komponenten darstellt.
Das optische Modul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das der Ausführungsform 1 und weist die gleichen Wirkungen auf. Das optische Modul 1 gemäß der Ausführungsform 2 unterscheidet sich jedoch von Ausführungsform 1 hinsichtlich der Anordnung der Abtasteinheit 120 und der Form der Basisplatte 60.
Mit Bezugnahme auf 7 bis 12 und 1 bis 6 wird in der Basisplatte 60 gemäß der Ausführungsform 2 auf die Bildung des Linsen-Montagebereichs 63 und des Filter-Montagebereichs 64 verzichtet, und der Bereich, mit Ausnahme des Chip-Montagebereichs 62, dient als der Basisbereich 61. Gemäß Ausführungsform 2 wird auch auf das erste Lichtabschirmelement 59 und das zweite Lichtabschirmelement 58 verzichtet. Andere Elemente, die auf der ersten Hauptfläche 60A der Basisplatte 60 gemäß der Ausführungsform 1 angeordnet sind, sind in Draufsicht in der Richtung senkrecht zur ersten Hauptfläche 60A ähnlich angeordnet. Der erste Spiegel-Montagebereich 65 ist in Draufsicht in der Richtung senkrecht in der Richtung senkrecht zur ersten Hauptfläche 60A an der gleichen Position wie gemäß der Ausführungsform 1 angeordnet. Der erste Spiegel 69 ist im ersten Spiegel-Montagebereich 65 angeordnet.
Das optische Modul 1 gemäß der Ausführungsform 2 umfasst ein Abtasteinheit-Halteelement 57, das die Abtasteinheit 120 auf einer Höhe hält, die sich von der Höhe des Chip-Montagebereichs 62 mit Bezug auf eine Richtung senkrecht zu dem Chip-Montagebereich 62, der als eine Montagefläche der Basisplatte 60 dient, unterscheidet. Genauer gesagt hält das Abtasteinheit-Halteelement 57 die Abtasteinheit 120 in einem Bereich, der höher als der Chip-Montagebereich 62 liegt. Das Abtasteinheit-Halteelement 57 ist in dem Basisbereich 61 derart angeordnet, dass es einen Bereich überspannt, in dem die erste Linse 91, die zweite Linse 92 und die dritte Linse 93 vorgesehen sind. Das Abtasteinheit-Halteelement 57 umfasst einen flachen plattenförmigen Halteabschnitt 57B und ein Paar von Schenkelabschnitten 57A, die den Halteabschnitt 57B auf dem Basisbereich 61 halten. Das Abtasteinheit-Halteelement 57 ist derart angeordnet, dass ein Paar von Hauptflächen des Halteabschnitts 57B entlang des Basisbereichs 61 angeordnet sind, das heißt, genauer gesagt ist es derart angeordnet, dass das Paar von Hauptflächen des Halteabschnitts 57B parallel zum Basisabschnitt 61 verläuft. Die Abtasteinheit 120 ist auf einer der Hauptflächen des Halteabschnitts 57B angeordnet (auf der Hauptfläche gegenüber der Seite, die dem Basisbereich 61 zugewandt ist). Durch Trennen der Höhe, auf der die lichtemittierenden Halbleiterelemente, die Linsen, die Filter und dergleichen auf der Basisplatte 60 angeordnet sind, von der Höhe, auf der die Abtasteinheit 120 angeordnet ist, kann wirksam verhindert werden, dass Streulicht von dem Bereich, in dem die lichtemittierenden Halbleiterelemente angeordnet sind, die Abtasteinheit 120 erreicht.
In der Struktur, die in Ausführungsform 2 beschrieben ist, wird auf das erste Lichtabschirmelement 59 und das zweite Lichtabschirmelement 58 verzichtet. Jedoch können das erste Lichtabschirmelement 59 und das zweite Lichtabschirmelement 58, so wie in Ausführungsform 1, auch in der Struktur der Ausführungsform 2 angeordnet werden.
In der Beschreibung der obigen Ausführungsformen werden die Lichtstrahlen von den drei lichtemittierenden Halbleiterelementen gemultiplext. Jedoch kann die Anzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente zwei oder vier oder mehr sein. In der Beschreibung der obigen Ausführungsformen sind die verwendeten lichtemittierenden Halbleiterelemente Laserdioden. Jedoch können die verwendeten lichtemittierenden Halbleiterelemente beispielsweise Leuchtdioden sein. In den Beispielen, die in den obigen Ausführungsformen dargestellt sind, sind der erste Filter 97, der zweite Filter 98 und der dritte Filter 99 Wellenlängenauswahlfilter. Jedoch können diese Filter auch Polarisationsstrahl-Kombinationsfilter sein. In der Beschreibung der obigen Ausführungsformen werden als lichtemittierende Halbleiterelemente chipförmige Laserdioden verwendet. Jedoch kann jedes verwendete lichtemittierende Halbleiterelement beispielsweise eine Struktur aufweisen, bei der der Laserdioden-Chip in einem Metallgehäuse versiegelt ist.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht der Veranschaulichung dienen und in keinerlei Hinsicht als einschränkend zu erachten sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die obige Beschreibung definiert, sondern durch den Umfang der Ansprüche. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle Modifikationen umfasst, die in Umfang und Bedeutung den Ansprüchen entsprechen.
Bezugszeichenliste

1: optisches Modul,
2: Schutzelement,
3: Lichtemissionseinheit,
10: Basis,
10A, 10B: Hauptfläche,
20: Lichtbildungseinheit,
30: elektronisches Kühlmodul,
31: Wärmeabsorptionsplatte,
32: Wärmeableitplatte,
33: Halbleitersäule,
40: Abdeckung,
41: erstes Fenster,
42: zweites Fenster,
51: Anschlussstift,
57: Abtasteinheit-Halteelement,
57A: Schenkelabschnitt,
57B: Halteabschnitt,
58: zweites Lichtabschirmelement,
58A: viertes Durchgangsloch,
58B: fünftes Durchgangsloch,
58C: sechstes Durchgangsloch,
59: erstes Lichtabschirmelement,
59A: erstes Durchgangsloch,
59B: zweites Durchgangsloch,
59C: drittes Durchgangsloch,
60: Basisplatte,
60A, 60B, 61: Basisbereich,
62: Chip-Montagebereich,
63: Linsen-Montagebereich,
64: Filter-Montagebereich,
65: erster Spiegel-Montagebereich,
66: erste Stützplatte,
66A, 67A, 68A: Oberfläche,
67: zweite Stützplatte,
68: dritte Stützplatte,
69: erster Spiegel,
71: erster Submount,
72: zweiter Submount,
73: dritter Submount,
74: vierter Filter,
75: fünfter Filter,
76: sechster Filter,
81: rote Laserdiode,
82: grüne Laserdiode,
83: blaue Laserdiode,
91: erste Linse,
91A, 92A, 93A: Linsenabschnitt,
92: zweite Linse,
93: dritte Linse,
94: erste Fotodiode,
94A: Lichtempfangsabschnitt,
95: zweite Fotodiode,
95A: Lichtempfangsabschnitt,
96: dritte Fotodiode,
96A: Lichtempfangsabschnitt,
97: erster Filter,
98: zweiter Filter,
99: dritter Filter,
110: Spiegelmechanismus,
111: erstes Stützelement,
112: zweites Stützelement,
112A: Durchgangsloch,
113: drittes Stützelement,
114: zweiter Spiegel,
115: Spiegelhalter,
120: Abtasteinheit,
121: Abtastspiegel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017195304 [0001]
JP 2014186068 [0002]
JP 201456199 [0002]
WO 2007/120831 [0002]

Claims

Optisches Modul, umfassend: eine Lichtemissionseinheit, die konfiguriert ist, um Licht zu erzeugen; einen Spiegelmechanismus, der konfiguriert ist, um das von der Lichtemissionseinheit erzeugte Licht zu reflektieren; und eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um das vom Spiegelmechanismus reflektierte Licht abzutasten, wobei die Lichtemissionseinheit umfasst: eine Lichtbildungseinheit, die eine Vielzahl von lichtemittierenden Halbleiterelementen und ein Filter, der Lichtstrahlen der Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente multiplext, umfasst; und ein Schutzelement, das so angeordnet ist, dass es die Lichtbildungseinheit umgibt, wobei der Spiegelmechanismus außerhalb des Schutzelements angeordnet und mit dem Schutzelement zusammengebaut ist, und wobei die Abtasteinheit in einem Bereich angeordnet ist, der von dem Schutzelement umgeben ist.
Optisches Modul nach Anspruch 1, wobei die Lichtbildungseinheit ein Element mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern umfasst, die so vorgesehen sind, dass sie den jeweiligen lichtemittierenden Halbleiterelementen entsprechen, und jedes der Vielzahl von Durchgangslöcher so konfiguriert ist, dass nur der Lichtstrahl von einem entsprechenden der Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente überträgt.
Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: ein Abtasteinheit-Halteelement, das die Abtasteinheit auf einer Höhe hält, die sich von der Höhe einer Montagefläche der Lichtbildungseinheit in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur Montagefläche unterscheidet, wobei die Montagefläche zeigt eine Fläche, auf der die Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente montiert sind.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Spiegelmechanismus umfasst: einen Spiegel, der das von der Lichtemissionseinheit erzeugte Licht reflektiert; und einen Spiegelhalter, der auf dem Schutzelement angeordnet ist und den Spiegel hält.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Schutzelement umfasst: ein erstes Fenster, von dem das von der Lichtemissionseinheit zum Spiegelmechanismus gerichtete Licht emittiert wird; und ein zweites Fenster, durch das das vom Spiegelmechanismus reflektierte und auf die Abtasteinheit gerichtete Licht eintritt.
Optisches Modul nach Anspruch 5, wobei das von der Abtasteinheit abgetastete Licht durch das zweite Fenster zur Außenseite des Schutzelements abgegeben wird.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Schutzelement ein luftdichtes Element ist, dessen Innenraum luftdicht verschlossen ist.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vielzahl der lichtemittierenden Halbleiterelemente ein erstes lichtemittierendes Halbleiterelement, das rotes Licht emittiert, ein zweites lichtemittierendes Halbleiterelement, das grünes Licht emittiert, und ein drittes lichtemittierendes Halbleiterelement, das blaues Licht emittiert, umfasst.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jedes der mehreren lichtemittierenden Halbleiterelemente eine Laserdiode ist.
Optisches Modul, umfassend: eine Lichtemissionseinheit, die konfiguriert ist, um Licht zu erzeugen; einen Spiegelmechanismus, der konfiguriert ist, um das von der Lichtemissionseinheit erzeugte Licht zu reflektieren; und eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um das vom Spiegelmechanismus reflektierte Licht abzutasten; wobei die Lichtemissionseinheit umfasst: eine Lichtbildungseinheit, die eine Vielzahl von Laserdioden und einen Filter, der Lichtstrahlen der Vielzahl von Laserdioden multiplext, umfasst; und ein Schutzelement, das so angeordnet ist, dass es die Lichtemissionseinheit umgibt, wobei der Spiegelmechanismus außerhalb des Schutzelements angeordnet ist, mit dem Schutzelement zusammengebaut ist, und einen Spiegel, der das von der Lichtemissionseinheit erzeugte Licht reflektiert, und einen Spiegelhalter, der auf dem Schutzelement angeordnet ist und den Spiegel hält, umfasst; wobei die Abtasteinheit in einem Bereich angeordnet ist, der von dem Schutzelement umgeben ist, wobei das Schutzelement umfasst: ein erstes Fenster, von dem das von der Lichtemissionseinheit zum Spiegelmechanismus gerichtete Licht emittiert wird; und ein zweites Fenster, durch das das vom Spiegelmechanismus reflektierte und auf die Abtasteinheit gerichtete Licht eintritt, und wobei das von der Abtasteinheit abgetastete Licht durch das zweite Fenster zur Außenseite des Schutzelements abgegeben wird.