[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願の光モジュールは、レーザダイオードと、レーザダイオードを取り囲み、レーザダイオードを封止する保護部材と、を備える。保護部材は、レーザダイオードから出射される光の外部への出射口である窓部を有する本体部と、窓部を閉塞するように設置され、レーザダイオードから出射された光が入射する領域を含む入射面と、レーザダイオードから出射された光を出射する領域を含む出射面と、入射面および出射面を繋ぐ外周面とを含む透過部材と、入射面または出射面上に配置され、レーザダイオードから出射された光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光子と、を含む。本体部は、窓部の周囲に配置され、外周面の一部に接触して、透過部材を支持する支持部を含む。
本願の光モジュールでは、本体部は、透過部材の外周面の一部に接触して、透過部材を支持する支持部を含む。このような構成とすることで、支持部を支点として透過部材を回動させて、偏光子が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分の方向を容易に変えることができる。このため、レーザダイオードから出射された光に、特定方向以外の直線偏光成分の光が含まれていたとしても、偏光子が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分の方向を調整することにより、特定方向の直線偏光成分の光の強度の低下を抑制しつつ、特定方向の直線偏光成分の光を取り出すことができる。従って、本願の光モジュールによれば、偏光角が制御された光を取り出すことができる。
上記光モジュールにおいては、入射面および出射面のうち、偏光子が配置される側とは異なる面と、本体部において窓部を取り囲む領域とが、接合されているようにしてもよい。このような構成とすることで、透過部材が支持部により支持された状態を維持することができる。このため、偏光子が選択的に透過する光の特定方向の直線偏光成分の方向を維持することができる。
上記光モジュールにおいて、支持部は、外周面に線接触しているようにしてもよい。このような構成とすることで、本体部に対して透過部材をより確実に支持することができる。
上記光モジュールにおいて、外周面には切り欠きが形成されているようにしてもよい。このような構成とすることで、調整用のピンを切り欠きに差し込み、支持部を支点とし透過部材を容易に回動させることができる。このため、偏光子が選択的に透過する光の特定方向の直線偏光成分の方向をより容易に調整することができる。
上記光モジュールにおいて、透過部材は、偏光子が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分の方向を示す目印を有するようにしてもよい。このような構成とすることで、偏光子が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分の方向を視認することができる。
上記光モジュールにおいて、偏光子は、フィルム偏光子であるようにしてもよい。このようにフィルム偏光子を用いることで、入射面または出射面に偏光子を配置することが容易となる。
上記光モジュールにおいて、偏光子は、ワイヤーグリッド偏光子であるようにしてもよい。このようにすることで、光の波長に依らずに特定方向の直線偏光成分の光を選択することができる。
上記光モジュールにおいて、レーザダイオードから出射される光のスポットサイズを変換するレンズをさらに備えるようにしてもよい。このような構成とすることで、所望のスポットサイズの光を得ることができる。
上記光モジュールにおいて、複数のレーザダイオードを備え、複数のレーザダイオードから出射される光を合波するフィルタをさらに備えるようにしてもよい。このような構成とすることで、合波された光において偏光角が制御された光を取り出すことができる。
上記光モジュールにおいて、複数のレーザダイオードは、赤色の光を出射する第一のレーザダイオードと、緑色の光を出射する第二のレーザダイオードと、青色の光を出射する第三のレーザダイオードと、を含むようにしてもよい。このような構成とすることで、これらの光を合波し、所望の色の光を形成することができる。
本願の光モジュールの製造方法は、ベース体と、ベース体上に配置されたレーザダイオードとを含む第一構造体を準備する工程と、レーザダイオードから出射される光の出射口である窓部を有し、窓部の周囲に形成された支持部を含む本体部を、レーザダイオードがベース体および本体部により取り囲まれるように配置する工程と、レーザダイオードから出射された光が入射する領域を含む入射面と、レーザダイオードから出射された光を出射する領域を含む出射面と、入射面および出射面を繋ぐ外周面と、を含む透過部材と、入射面または出射面上に配置され、レーザダイオードから出射された光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光子と、を含む第二構造体を、窓部を閉塞し、外周面の一部が支持部に接触しつつ、レーザダイオードから出射される光の光軸に垂直な面に沿って回動可能に配置する工程と、第二構造体を回動して、偏光子が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分の方向を調整する工程と、偏光子が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分の方向が調整された第二構造体を本体部に接合する工程と、第二構造体が接合された本体部と、ベース体と、を接合して、レーザダイオードを本体部と、ベース体とを含む保護部材により封止する工程と、を備える。
本願の光モジュールの製造方法では、第二構造体は、透過部材の外周面の一部が支持部に接触しつつ、レーザダイオードから出射される光の光軸に垂直な面に沿って回動可能なように配置される。このような構成とすることで、支持部を支点として第二構造体を回動させて、偏光子が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分の方向を容易に変えることができる。このため、レーザダイオードから出射された光に、特定方向以外の直線偏光成分の光が含まれていたとしても、偏光子が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分の方向を調整することにより、特定方向の直線偏光成分の光の強度の低下を抑制しつつ、特定方向の直線偏光成分の光を取り出すことができる。従って、本願の光モジュールの製造方法によれば、偏光角が制御された光を取り出すことができる光モジュールを容易に提供することができる。
[本願発明の実施形態の詳細]
次に、本願の光モジュールの一実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
(実施の形態1)
本願発明に係る光モジュールの一実施の形態である実施の形態1を、図1~図6を参照しつつ説明する。図2は、図1の本体部を取り外した状態に対応する図である。
図1および図2を参照して、本実施の形態における光モジュール1は、光を形成する光形成部20と、光形成部20を取り囲み、光形成部20を封止する保護部材2とを備える。保護部材2は、ベース体4と、本体部40と、透過部材42と、偏光子43と、を含む。
ベース体4は、基部10と、複数のリードピン51と、後述する電子温度調整モジュール30と、後述するベース部材60と、を含む。基部10は、平板状の形状を有する。基部10は、Z軸方向から平面的に見て、四隅の角が丸められた長方形形状である(特に図2参照)。光形成部20は、基部10の一方の主面10A上に配置される。本体部40は、光形成部20を覆うように基部10の一方の主面10Aに接触して配置される。ベース体4と、本体部40とは接合されている。より具体的には、基部10は、本体部40に対して溶接されている。すなわち、光形成部20は、保護部材2によりハーメチックシールされている。基部10と本体部40とにより取り囲まれる空間には、たとえば乾燥空気などの水分が低減(除去)された気体が封入されている。基部10の他方の主面10B側から一方の主面10A側まで貫通し、一方の主面10A側および他方の主面10B側の両側に突出するように、複数のリードピン51が基部10に設置されている。
保護部材2の外形形状は、略直方体状である。本体部40は、第一の面401と、第二の面402と、第三の面403と、第四の面404と、第五の面405と、を含む。第一の面401と、主面10Aとは、Z軸方向に間隔をあけて平行に配置される。第二の面402と、第四の面404とは、X軸方向に間隔をあけて平行に配置される。第三の面403と、第五の面405とは、Y軸方向に間隔をあけて平行に配置される。
特に、図1および図3を参照して、第二の面402は、第一の面401側であって、第五の面405に近い側に凹部44が形成されている。凹部44は、第一の面401から連なる底壁部445と、第二の面402から連なる第一側壁部441、第二側壁部442、第三側壁部443および第四側壁部444とから規定される。第一側壁部441と、第四側壁部444とは、Y軸方向に間隔をあけて平行に配置される。第二側壁部442と、第三側壁部443とは対をなし、Z軸を基準として線対称に配置されている。なお、第二側壁部442と、第三側壁部443とは連なって配置されている。第二側壁部442および第三側壁部443は、Y軸方向に対して傾斜するテーパ面である。第二側壁部442と、第三側壁部443とが交わる領域44Aの形状は曲面状となる。
底壁部445には、第一の面401側から長さM1の位置にX軸方向に貫通する窓部41が形成されている。窓部41は、第五の面405側から長さM2の位置に形成されている。窓部41は、X軸方向から平面的に見て円形状である。窓部41の径M3は、凹部44のY軸方向の長さM4よりも小さい。
図4は、図3中のI-Iで切断した場合の断面図である。図5は、図3中のII-IIで切断した場合の断面図である。特に、図3、図4および図5を参照して、透過部材42は、窓部41を閉塞するように、底壁部445の一方の面445A上に配置されている。透過部材42は、本実施の形態においては、円盤状のガラス部材である。ガラス部材としては、例えば低融点ガラスである。透過部材42は、窓部41側からX軸方向に光が入射する領域を含む入射面としての第一主面421と、X軸方向に光が出射する領域を含む出射面としての第二主面422と、第一主面421と、第二主面422とを繋ぐ外周面423と、を含む。透過部材42と、底壁部445との間には、ガラス部材が溶融し変質した変質層42Bが形成されている。透過部材42の第一主面421と、底壁部445の窓部41を取り囲む領域445Bとは、変質層42Bにより接合されている。透過部材42は、X軸方向から平面的に見て、外周面423の一部に透過部材42の中心G側に凹む切り欠き424が形成されている。切り欠き424は、調整用のピン等が差し込み可能な形状を有する。
偏光子43は、透過部材42の第二主面422に接触して配置されている。偏光子43は、X軸方向から平面的に見て、円形状である。本実施の形態において、偏光子43は、フィルム偏光子である。偏光子43としては、例えば、ワイヤーグリッド偏光子を採用することができる。偏光子43としては、例えばトリアセチルセルロース等の樹脂フィルムの主面上に金属ナノワイヤグリッドが形成されたワイヤーグリッド偏光子である。ワイヤが延びる方向に沿った直線偏光成分の光を反射し、ワイヤが延びる方向に直交した方向に沿った偏光成分の光を透過する。このため、ワイヤが延びる方向を調整することで、入射した光のうち特定方向の直線偏光成分の光を選択することができる。本実施の形態では、偏光子43により、入射した光のうちP偏光の直線偏光成分の光が選択される。なお、切り欠き424は、偏光子43が透過する直線偏光成分の方向を示す目印となっている。より具体的には、透過部材42をX軸方向から平面的に見て、切り欠き424と透過部材42の中心Gとを結んだ線分421Aは、ワイヤが延びる方向に沿って配置されている。なお、線分421Aは、ワイヤが延びる方向に直交するように配置してもよい。図3では、理解の容易の観点から線分421Aを破線で示す。
透過部材42の外周面423は、第一の領域442Aで第二側壁部442と接触している。透過部材42の外周面423は、第二の領域443Aで第三側壁部443と接触している。特に図5を参照して、第一の領域442Aでは、透過部材42の外周面423は、第二側壁部442に線接触している。同様に、第二の領域443Aでは、透過部材42の外周面423は、第三側壁部443に線接触している。特に図4を参照して、第二側壁部442と、第三側壁部443とが交わる領域44Aに対応する領域では、透過部材42の外周面423は、第二側壁部442および第三側壁部443に接触していない。このようにして、透過部材42は、第二側壁部442および第三側壁部443が支持部45となり、支持されている。なお、支持部45は、窓部41の周囲に配置されている。
特に図2を参照して、電子温度調整モジュール30は、平板状の形状を有する吸熱板31および放熱板32と、電極を挟んで吸熱板31と放熱板32との間に並べて配置される半導体柱33とを含む。吸熱板31および放熱板32は、たとえばアルミナからなっている。放熱板32が基部10の一方の主面10Aに接触するように、電子温度調整モジュール30は基部10の一方の主面10Aに配置される。
吸熱板31に接触するように、ベース板66を含むベース部材60が配置されている。ベース板66は、平面的に見て長方形形状を有する。ベース板66は、平面的に見て長方形形状を有する。ベース板66は、ベース領域61と、チップ搭載領域62と、フォトダイオード搭載領域64とを含む。また、Y軸方向において、X軸方向に並んで配置されるチップ搭載領域62とベース領域61との間に、フォトダイオード搭載領域64が配置される。なお、ベース領域61、チップ搭載領域62およびフォトダイオード搭載領域64は、それぞれ平らである。また、ベース領域61、チップ搭載領域62およびフォトダイオード搭載領域64のそれぞれを構成する平面は、Z軸方向においてそれぞれ平行となるように設けられる。なお、ベース板66上にそれぞれ後述する第1サブマウント71、第2サブマウント72、第3サブマウント73、第4サブマウント74、第5サブマウント75および第6サブマウント76を設けたものがベース部材60を構成する。
チップ搭載領域62の厚みは、それぞれベース領域61の厚みに比べて大きい。その結果、ベース領域61に比べて、チップ搭載領域62の高さが高い。フォトダイオード搭載領域64の厚みは、ベース領域61およびチップ搭載領域62の厚みに比べて小さい。その結果、ベース領域61に比べて、フォトダイオード搭載領域64の高さが低い。
チップ搭載領域62上には、平板状の第1サブマウント71が配置される。そして、第1サブマウント71上に、半導体発光素子としての半導体レーザである赤色の光を出射する赤色レーザダイオード81が配置される。チップ搭載領域62上には、それぞれ平板状の第2サブマウント72および第3サブマウント73が配置される。第2サブマウント72と第3サブマウント73は、X軸方向に間隔をあけて設けられる。第1サブマウント71に近い側に第2サブマウント72が配置される構成である。そして、第2サブマウント72上には、半導体発光素子としての半導体レーザである緑色の光を照射する緑色レーザダイオード82が配置される。また、第3サブマウント73上には、半導体発光素子としての半導体レーザである青色の光を出射する青色レーザダイオード83が配置される。
赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83の光軸の高さ(ベース板66の一方の面を基準面とした場合の基準面と光軸との距離;Z軸方向における基準面との距離)は、第1サブマウント71、第2サブマウント72および第3サブマウント73により調整されて一致している。赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83の光軸の高さは、チップ搭載領域62の表面に段差を設けることで調整され、一致するようにしてもよい。なお、赤色の光としては、波長が620nm(ナノメートル)~750nm程度の光であり、緑色の光としては、波長が495nm~570nm程度の光であり、青色の光としては、波長が420nm~495nm程度の光である。
ベース板66のベース領域61上には、それぞれ矢印Zで示す向きに突出する第1レンズ保持部77、第2レンズ保持部78および第3レンズ保持部79が設けられる。そして、第1レンズ保持部77、第2レンズ保持部78および第3レンズ保持部79上には、それぞれ第1レンズ91、第2レンズ92および第3レンズ93が配置される。第1レンズ91、第2レンズ92および第3レンズ93はそれぞれ、一方の面91A、92A、93Aが平らで、他方の面がレンズ面となっているレンズ部を有している。第1レンズ91、第2レンズ92および第3レンズ93は、それぞれのレンズ部の平らな面91A、92A、93Aが赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83にそれぞれ向くよう設けられる。第1レンズ保持部77、第2レンズ保持部78および第3レンズ保持部79により、第1レンズ91、第2レンズ92および第3レンズ93のレンズ部の中心軸、すなわちレンズ部の光軸は、それぞれ赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83の光軸に一致するように調整されている。第1レンズ91、第2レンズ92および第3レンズ93は、それぞれ赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83から出射される光のスポットサイズを変換する。第1レンズ91、第2レンズ92および第3レンズ93により、赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83から出射される光のスポットサイズが一致するようにスポットサイズが変換される。
ベース板66のベース領域61上には、第1フィルタ97、第2フィルタ98および第3フィルタ99が配置される。第1フィルタ97、第2フィルタ98および第3フィルタ99はそれぞれ、赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83の出射方向に位置し、ベース領域61上にZ軸方向に突出するようにして形成された第1突出領域87、第2突出領域88および第3突出領域89上に配置される。第1フィルタ97、第2フィルタ98および第3フィルタ99は、それぞれ互いに平行な主面を有する平板状の形状を有している。第1フィルタ97、第2フィルタ98および第3フィルタ99は、例えば波長選択性フィルタである。また、第1フィルタ97、第2フィルタ98および第3フィルタ99は、誘電体多層膜フィルタである。より具体的には、第1フィルタ97は、赤色の光を反射する。第2フィルタ98は、赤色の光を透過し、緑色の光を反射する。第3フィルタ99は、赤色および緑色の光を透過し、青色の光を反射する。このように、第1フィルタ97、第2フィルタ98および第3フィルタ99は、特定の波長の光を選択的に透過および反射する。その結果、第1フィルタ97、第2フィルタ98および第3フィルタ99は、赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83から出射された光を合波する。
ベース板66のフォトダイオード搭載領域64上には、第4サブマウント74、第5サブマウント75および第6サブマウント76が配置される。そして、第4サブマウント74、第5サブマウント75および第6サブマウント76上には、それぞれ第1受光素子としての第1フォトダイオード94、第2受光素子としての第2フォトダイオード95および第3受光素子としての第3フォトダイオード96が配置される。本実施の形態においては、全ての半導体発光素子のそれぞれに対応して受光素子が配置される。第1フォトダイオード94、第2フォトダイオード95および第3フォトダイオード96は、それぞれ赤色、緑色および青色の光を受光可能なフォトダイオードである。第1フォトダイオード94は、赤色レーザダイオード81の光の出射方向において、赤色レーザダイオード81と第1レンズ91との間に配置される。第2フォトダイオード95は、緑色レーザダイオード82の光の出射方向において、緑色レーザダイオード82と第2レンズ92との間に配置される。第3フォトダイオード96は、青色レーザダイオード83の光の出射方向において、青色レーザダイオード83と第3レンズ93との間に配置される。なお、第4サブマウント74、第5サブマウント75および第6サブマウント76により、それぞれ第1フォトダイオード94、第2フォトダイオード95および第3フォトダイオード96の高さ(Z軸方向における距離)が調整される。
赤色レーザダイオード81、第1フォトダイオード94、第1レンズ91および第1フィルタ97は、赤色レーザダイオード81の出射方向に沿う一直線上に並んで(Y軸方向に並んで)配置されている。緑色レーザダイオード82、第2フォトダイオード95、第2レンズ92および第2フィルタ98は、緑色レーザダイオード82の出射方向に沿う一直線上に並んで(Y軸方向に並んで)配置されている。青色レーザダイオード83、第3フォトダイオード96、第3レンズ93および第3フィルタ99は、青色レーザダイオード83の出射方向に沿う一直線上に並んで(Y軸方向に並んで)配置されている。赤色レーザダイオード81の出射方向は、緑色レーザダイオード82の出射方向および青色レーザダイオード83の出射方向に沿った方向である。より具体的には、赤色レーザダイオード81の出射方向と緑色レーザダイオード82の出射方向と青色レーザダイオード83の出射方向とはそれぞれ平行である。第1フィルタ97の主面は、赤色レーザダイオード81の出射方向に対して傾斜している。より具体的には、第1フィルタ97の主面は、赤色レーザダイオード81の出射方向(Y軸方向)に対して45°傾斜している。第2フィルタ98の主面は、緑色レーザダイオード82の出射方向に対して傾斜している。より具体的には、第2フィルタ98の主面は、緑色レーザダイオード82の出射方向(Y軸方向)に対して45°傾斜している。第3フィルタ99の主面は、青色レーザダイオード83の出射方向に対して傾斜している。より具体的には、第3フィルタ99の主面は、青色レーザダイオード83の出射方向(Y軸方向)に対して45°傾斜している。
次に、本実施の形態における光モジュール1の動作について説明する。特に図6を参照して、赤色レーザダイオード81から出射された赤色の光は、光路L1に沿って進行する。第1フォトダイオード94上を通過した赤色の光は、第1レンズ91のレンズ部の面91Aに入射し、光のスポットサイズが変換される。具体的には、たとえば赤色レーザダイオード81から出射された赤色の光がコリメート光に変換される。ここで、第1レンズ91のレンズ部の面91Aにおいて、赤色レーザダイオード81から出射された光の一部が反射する。第1フォトダイオード94の受光面94Aは、この反射光を受光し、受光された赤色の光により、赤色レーザダイオード81から出射された赤色の光の強度が把握される。そして、把握された光の強度と出射されるべき目標の光の強度との差に基づいて赤色の光の強度が調整される。第1レンズ91においてスポットサイズが変換された赤色の光は、光路L1に沿って進行し、第1フィルタ97に入射する。第1フィルタ97は赤色の光を反射するため、赤色レーザダイオード81から出射された光は光路L2に沿って進行し、第2フィルタ98に入射する。そして、第2フィルタ98は赤色の光を透過するため、赤色レーザダイオード81から出射された光は光路L3に沿ってさらに進行し、第3フィルタ99に入射する。第3フィルタ99も赤色の光を透過するため、赤色レーザダイオード81から出射された光は光路L4に沿ってさらに進行し、本体部40の窓部41を通って光モジュール1の外部へと出射する。
緑色レーザダイオード82から出射された緑色の光は、光路L5に沿って進行する。第2フォトダイオード95上を通過した緑色の光は、第2レンズ92のレンズ部の面92Aに入射し、光のスポットサイズが変換される。具体的には、たとえば緑色レーザダイオード82から出射された緑色の光がコリメート光に変換される。ここで、第2レンズ92のレンズ部の面92Aにおいて、緑色レーザダイオード82から出射された光の一部が反射する。第2フォトダイオード95の受光面95Aは、この反射光を受光し、受光された緑色の光により、緑色レーザダイオード82から出射された赤色の光の強度が把握される。そして、把握された光の強度と出射されるべき目標の光の強度との差に基づいて緑色の光の強度が調整される。第2レンズ92においてスポットサイズが変換された緑色の光は、光路L5に沿って進行し、第2フィルタ98に入射する。第2フィルタ98は緑色の光を反射するため、緑色レーザダイオード82から出射された光は光路L3に合流する。その結果、緑色の光は赤色の光と合波され、光路L3に沿って進行し、第3フィルタ99に入射する。そして、第3フィルタ99は緑色の光を透過するため、緑色レーザダイオード82から出射された光は光路L4に沿ってさらに進行し、本体部40の窓部41を通って光モジュール1の外部へと出射する。
青色レーザダイオード83から出射された青色の光は、光路L6に沿って進行する。第3フォトダイオード96上を通過した青色の光は、第3レンズ93のレンズ部の面93Aに入射し、光のスポットサイズが変換される。具体的には、たとえば青色レーザダイオード83から出射された青色の光がコリメート光に変換される。ここで、第3レンズ93のレンズ部の面93Aにおいて、青色レーザダイオード83から出射された光の一部が反射する。第3フォトダイオード96の受光面96Aは、この反射光を受光し、受光された青色の光により、青色レーザダイオード83から出射された青色の光の強度が把握される。そして、把握された光の強度と出射されるべき目標の光の強度との差に基づいて青色の光の強度が調整される。第3レンズ93においてスポットサイズが変換された青色の光は、光路L6に沿って進行し、第3フィルタ99に入射する。第3フィルタ99は青色の光を反射するため、青色レーザダイオード83から出射された光は光路L4に合流する。その結果、青色の光は赤色の光および緑色の光と合波され、光路L4に沿って進行し、本体部40の窓部41を通って光モジュール1の外部へと出射する。
このようにして、赤色、緑色および青色の光が合波されて形成された光(合波光)が光路L4に沿って透過部材42へ到達する。透過部材42へ到達した光は、偏光子43によりP偏光の直線偏光成分の光が選択される。そして、光は偏光子43を透過して、本体部40の外部へと出射する。
ここで、本実施の形態における光モジュール1では、本体部40は、透過部材42の外周面423の一部に接触して、透過部材42を支持する支持部45を含む。このような構成とすることで、光モジュール1の製造時に、支持部45における第一の領域442Aおよび第二の領域443Aを支点として、透過部材42を回動させて、偏光子43が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を容易に変えることができる。このため、レーザダイオード81,82,83から出射された光に、特定方向以外の直線偏光成分(S偏光)の光が含まれていたとしても、偏光子43が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を調整することにより、特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光の強度の低下を抑制しつつ、特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光を取り出すことができる。従って、本実施の形態における光モジュール1によれば、偏光角が制御された光を取り出すことができる。
また、レーザダイオード81,82,83から出射される光は、それぞれ所望の偏光角から変化してしまう場合がある。このように偏光角が変化してしまうと、特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光と、特定方向以外の直線偏光成分(S偏光)の光との比率が変化してしまい、特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光の強度が低下してしまうおそれがある。特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光を用いる装置では、レーザダイオード81,82,83から出射された光を効率良く用いることができない。本実施の形態における光モジュール1では、レーザダイオード81,82,83から出射された光の偏光角が変化したとしても、偏光子43が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を調整することにより、特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光を効率良く取り出すことができる。その結果、所望の明るさや色調を有する光を得られ易くすることができる。
また、本実施の形態における光モジュール1では、偏光子43を透過部材42の第二主面422に接触して配置されている。このため、偏光子43を別部品として設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制し、光モジュール1の大型化を抑制することができる。
なお、上記実施の形態においては、第一主面421と、本体部40において窓部41を取り囲む領域445Bとが、接合されている。このような構成とすることで、透過部材42が支持部45により支持された状態を維持することができる。このため、偏光子43が選択的に透過する光の特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を維持することができる。
上記実施の形態において、支持部45は、透過部材42の外周面423に線接触している。このような構成とすることで、本体部40に対して透過部材42をより確実に支持することができる。
上記実施の形態において、透過部材42の外周面423には切り欠き424が形成されている。このような構成とすることで、光モジュール1の製造時に、切り欠き424に調整用のピンを差し込み、第一の領域442Aおよび第二の領域443Aを支点とし透過部材42を容易に回動させることができる。このため、偏光子43が選択的に透過する光の特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向をより容易に調整することができる。
上記実施の形態において、透過部材42は、偏光子43が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を示す目印としての切り欠き424を有する。このような構成とすることで、偏光子43が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を視認することができる。
上記実施の形態において、偏光子43は、フィルム偏光子である。このようにフィルム偏光子を用いることで、透過部材42の第二主面422に偏光子43を配置することが容易となる。
上記実施の形態において、偏光子43は、ワイヤーグリッド偏光子である。このようにすることで、光の波長に依らずに特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光を選択することができる。
次に、本実施の形態1における光モジュール1の製造方法について説明する。図7は、実施の形態1における光モジュール1の製造方法の概略を示すフローチャートである。図7を参照して、実施の形態1における光モジュール1の製造方法においては、まず、工程(S10)として、ベース体4と、ベース体4上に配置されたレーザダイオード81,82,83とを含む第一構造体を準備する工程が実施される。この工程(S10)では、レーザダイオード81,82,83は、図2の状態で準備される。この時に、レーザダイオード81,82,83が出射するそれぞれの光の偏光角を測定する。
次に工程(S20)として、本体部40を配置する工程が実施される。特に図8を参照して、レーザダイオード81,82,83が基部10および本体部40により取り囲まれるように、本体部40を基部10の主面10A上に配置する。この際に、レーザダイオード81,82,83が合波されて形成された合波光が、窓部41から出射可能なように配置される。なお、本体部40は、基部10に対して動かないようにするために固定されている。
次に工程(S30)として、透過部材42と、偏光子43と、を含む第二構造体を配置する工程が実施される。より具体的には、第二構造体における透過部材42が本体部40における底壁部445の一方の面445A上に配置される。透過部材42の外周面423は、本体部40における第二側壁部442の第一の領域442Aと、第三側壁部443の第二の領域443Aと接触するように配置される。このようにすることで、透過部材42は、支持部45としての第二側壁部442および第三側壁部443によって支持されている。透過部材42は、レーザダイオード81,82,83から出射された光の光軸に垂直な面(Y-Z平面)に沿って回動可能である。すなわち、透過部材42は、レーザダイオード81,82,83から出射された光の光軸周りに回転可能である。
次に工程(S40)として、偏光子43が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を調整する工程が実施される。より具体的には、まず、レーザダイオード81,82,83が出射するそれぞれの光の偏光角から、最適な偏光角X°を決定する。透過部材42に形成されている切り欠き424に調整用ピンを差し込み、透過部材42をレーザダイオード81,82,83から出射された光の光軸周りに回転させる。そして、偏光子43のワイヤが延びる方向を偏光角X°に対応するように調整し、偏光子43が透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向が調整される。その後、透過部材42は、底壁部445に対して、接着剤等により固定される。なお、工程(S40)では、レーザダイオード81,82,83から光を出射して、光の強度を確認しながら、透過部材42を調整するようにしてもよい。
次に工程(S50)として、第二構造体を本体部40に接合する工程が実施される。より具体的には、ガラス部材である透過部材42を加熱し溶融させる。そして、透過部材42を本体部40の底壁部445に対して溶着させる。本実施の形態における透過部材42を溶着させる際の温度としては、例えば、450℃である。そして、工程(S60)として、レーザダイオード81,82,83を封止する工程が実施される。より具体的には、本体部40が基部10に対して溶接される。たとえばYAG(Yittrium Aluminium Garnet)レーザ溶接、抵抗溶接などの手法により溶接される。このように溶接されることで、気密状態となっている。すなわち、レーザダイオード81,82,83は、基部10と本体部40とによりハーメチックシールされている。基部10と本体部40とにより取り囲まれる空間には、たとえば乾燥空気などの水分が低減(除去)された気体が封入されている。
ここで、本実施の形態における光モジュール1の製造方法によれば、第二構造体は、透過部材42の外周面423の一部が支持部45に接触しつつ、レーザダイオード81,82,83から出射される光の光軸に垂直な面(Y-Z平面)に沿って回動可能なように配置される。このような構成とすることで、支持部45の第一の領域442Aおよび第二の領域443Aを支点として第二構造体を回動させて、偏光子43が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を容易に変えることができる。このため、レーザダイオード81,82,83から出射された光に、特定方向以外の直線偏光成分(S偏光)の光が含まれていたとしても、偏光子43が選択的に透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向を調整することにより、特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光の強度の低下を抑制しつつ、特定方向の直線偏光成分(P偏光)の光を取り出すことができる。
従って、本実施の形態における光モジュール1の製造方法によれば、偏光角が制御された光を取り出すことができる光モジュール1を提供することができる。
(実施の形態2)
次に、本願の光モジュールの実施の形態2について説明する。実施の形態2では、透過部材および偏光子を除いて、実施の形態1と同様の構成を有する。すなわち、実施の形態2においては、透過部材および偏光子の構造が、実施の形態1の場合と異なっている。以下、実施の形態1の場合とは異なる点について主に説明する。
特に、図9および図10を参照して、第二の面402は、第一の面401側であって、第五の面405に近い側に凹部48が形成されている。凹部48は、X軸方向から平面的に見て、四隅の角が丸められた長方形形状である。凹部48は、第一側壁部481と、第二側壁部482と、第三側壁部483と、第四側壁部484と、第一側壁部481~第四側壁部484から連なるように配置される底壁部485とによって規定される。第一側壁部481と、第三側壁部483とは、Y軸方向に間隔をあけて対向するように配置される。第二側壁部482と、第四側壁部484とは、Z軸方向に間隔をあけて対向するように配置される。第二側壁部482の中央領域には、Z軸方向に凹んだ凹部486が形成されている。凹部486は、開口部に向って開口幅が大きくなるテーパ状に凹んだ形状である。
透過部材46は、窓部41を閉塞するように、底壁部485の底面485A上に配置されている。透過部材46は、X軸方向から平面的に見て、八角形の形状を有する本体部461と、本体部461の一の辺からZ軸方向に突出する突出部462を含む。本体部461は、平板状である。突出部462は、Z軸方向に向かって外径が狭くなる形状を有する。突出部462は、先端が尖った形状である。凹部486は、突出部462を受け入れる受け入れ凹部である。突出部462の先端は、第二側壁部482の第一の領域482Aで接触している。すなわち、凹部486が形成された第二側壁部482が支持部49となり透過部材46を支持している。なお、支持部49は、窓部41の周囲に配置されている。
透過部材46の外周面463の一部には、内方側に凹む切り欠き464が形成されている。切り欠き464は、調整用のピン等が差し込み可能な形状を有する。偏光子47は、透過部材46の一方の主面461Aに接触して配置されている。偏光子47は、X軸方向から平面的に見て、八角形の形状を有する。
次に、本実施の形態2における光モジュール1の製造方法について説明する。実施の形態2における光モジュール1の製造方法は、工程(S30)および工程(S40)を除いて、実施の形態1と同様の工程である。すなわち、実施の形態2においては、第一構造体の配置の仕方や特定方向の直線偏光成分の方向を調整の仕方が異なっている。以下、実施の形態1の場合とは異なる点について主に説明する。
工程(S30)として、第二構造体を配置する工程が実施される。より具体的には、透過部材46が本体部40における底壁部485の底面485A上に配置される。透過部材46の突出部462を、凹部486に嵌め込み、第二構造体を配置する。突出部462の先端は、第二側壁部482の第一の領域482Aで接触している。このようにして、透過部材46は、支持部49としての第二側壁部482によって支持されている。透過部材46は、レーザダイオード81,82,83から出射された光の光軸に垂直な面(Y-Z平面)に沿って回動可能である。すなわち、透過部材42は、第二側壁部482の第一の領域482Aを支点として、Y軸方向に揺動することができる。
工程(S40)として、特定方向の直線偏光成分の方向を調整する工程が実施される。より具体的には、まず、レーザダイオード81,82,83が出射するそれぞれの光の偏光角から、最適な偏光角Y°を決定する。透過部材46に形成されている切り欠き464に調整用ピンを差し込み、透過部材46を第二側壁部482の第一の領域482Aを支点として、Y軸方向に揺動する。そして、偏光子47のワイヤが延びる方向を偏光角Y°に対応するように調整し、偏光子47が透過する特定方向の直線偏光成分(P偏光)の方向が調整される。その後、実施の形態1と同様に、工程(S50)および工程(S60)が実行される。
上記実施の形態2の構造を有する光モジュール100によっても、実施の形態1と同様に、偏光角が制御された光を取り出すことができる。
なお、上記の実施の形態においては、光モジュール1,100は、赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83を含む構成としたが、これに限らず、いずれか1色、すなわち、赤色レーザダイオード81、緑色レーザダイオード82および青色レーザダイオード83のうちの少なくともいずれか1つを含む構成であればよい。また、上記実施の形態においては、第1フィルタ97、第2フィルタ98および第3フィルタ99として波長選択性フィルタが採用される場合を例示したが、これらのフィルタは、たとえば偏波合成フィルタであってもよい。
上記の実施の形態において、光モジュール1,100は、各色に対応する3つのフォトダイオード94,95,96を含む構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、合波された光を受光する受光素子として、1つのフォトダイオードを含む構成であってもよい。また、光モジュール1,100がフォトダイオード94,95,96を含まない構成であってもよい。この場合、例えば、光モジュール1,100の外部に合波された光を受光する受光素子としてのフォトダイオードを配置するようにしてもよい。
上記実施の形態において、基部10の主面10Aに対して直交するように配置される第二の面402において窓部41が形成される場合について説明したが、これに限られるものではなく、基部10の主面10Aに平行に配置される第一の面401において窓部41が形成されてもよい。
上記実施の形態において、光モジュール1,100では、保護部材2の外形形状が、略直方体形状としたが、これに限られるものではなく、保護部材2の外形形状は、CANタイプのような円柱状であってもよい。この場合、本体部40に対応する部材は、一方の開口が閉塞された円筒状の形状である。
上記実施の形態では、レーザダイオード81,82,83としてチップ状のレーザダイオードが採用される場合について説明したが、レーザダイオードのチップが、たとえばCANタイプのような金属製の容器内に封入された構造を有するものを採用するようにしてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。