JP7124465B2

JP7124465B2 - Mirror drive mechanism and optical module

Info

Publication number: JP7124465B2
Application number: JP2018107082A
Authority: JP
Inventors: 真也伊藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2022-08-24
Anticipated expiration: 2038-06-04
Also published as: JP2019211597A

Description

本発明は、ミラー駆動機構および光モジュールに関するものである。 The present invention relates to mirror driving mechanisms and optical modules.

複数の半導体発光素子からの光が合波される発光部と、発光部からの光を反射するミラーを含み、ミラーを駆動することで発光部からの光を走査するミラー駆動機構と、を含む光モジュールが知られている（たとえば、特許文献１～３参照）。このような光モジュールは、発光部からの光を所望の経路に沿って走査することにより、文字や図形などを描画することができる。 A light-emitting unit that combines light from a plurality of semiconductor light-emitting elements, a mirror that reflects the light from the light-emitting unit, and a mirror driving mechanism that scans the light from the light-emitting unit by driving the mirror. An optical module is known (see Patent Documents 1 to 3, for example). Such an optical module can draw characters, graphics, and the like by scanning the light from the light-emitting portion along a desired path.

特開２０１４－１８６０６８号公報JP 2014-186068 A 特開２０１４－５６１９９号公報JP 2014-56199 A 国際公開第２００７／１２０８３１号WO2007/120831

半導体発光素子から出射される光は、出力等に応じて偏光角が変化してしまう場合がある。光の偏光角が変化すると、ミラー駆動機構のミラーでの反射率が変化し、光の強度が変化してしまうおそれがある。ミラーでの反射光を効率良く利用したい場合には、ミラー駆動機構に入射する光の偏光角が変化したとしても、ミラーでの反射率の変化が抑制されることが好ましい。 Light emitted from a semiconductor light emitting element may change its polarization angle depending on the output or the like. If the polarization angle of the light changes, the reflectance of the mirrors of the mirror driving mechanism changes, which may change the intensity of the light. When it is desired to efficiently use the light reflected by the mirror, it is preferable to suppress the change in the reflectance of the mirror even if the polarization angle of the light incident on the mirror driving mechanism changes.

そこで、ミラー駆動機構から取り出される光を効率良く利用することができるミラー駆動機構を提供することを目的の１つとする。 Therefore, one of the objects is to provide a mirror drive mechanism that can efficiently use the light extracted from the mirror drive mechanism.

本願のミラー駆動機構は、ベース部と、ベース部に支持され、共振により揺動可能で、入射した光を反射する反射面を有するミラーと、を備える。ミラーは、反射面に配置され、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偏光子を含む。 A mirror driving mechanism of the present application includes a base portion, and a mirror supported by the base portion, capable of swinging by resonance, and having a reflecting surface for reflecting incident light. The mirror includes a polarizer that is arranged on the reflecting surface and selects a linearly polarized light component in a specific direction from the incident light.

上記ミラー駆動機構によれば、ミラー駆動機構から取り出される光を効率良く利用することができる。 According to the mirror driving mechanism, the light extracted from the mirror driving mechanism can be used efficiently.

ミラー駆動機構の構造を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of a mirror drive mechanism. ミラー駆動機構の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of a mirror drive mechanism. 光モジュールの構造を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing the structure of an optical module; FIG. キャップを取り外した状態における光モジュールの構造を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing the structure of the optical module with the cap removed; 光モジュールの構造を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing the structure of an optical module; FIG. 光モジュールの構造を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing the structure of an optical module; FIG. 自動車に搭載されるＨＵＤシステムの一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of a HUD system mounted on an automobile; FIG. 光モジュールから走査される光の走査領域と、拡散板との関係を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between a scanning area of light scanned from an optical module and a diffusion plate;

［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。本願のミラー駆動機構は、ベース部と、ベース部に支持され、共振により揺動可能で、入射した光を反射する反射面を有するミラーと、を備える。ミラーは、反射面に配置され、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偏光子を含む。 [Description of Embodiments of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described. A mirror driving mechanism of the present application includes a base portion, and a mirror supported by the base portion, capable of swinging by resonance, and having a reflecting surface for reflecting incident light. The mirror includes a polarizer that is arranged on the reflecting surface and selects a linearly polarized light component in a specific direction from the incident light.

本願のミラー駆動機構では、ミラーは反射面に配置され、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偏光子を含む。このように偏光子を配置することで、ミラーに入射する光の偏光角が変化したとしても、特定方向の直線偏光成分の光を選択し、反射面に到達させることができる。このように特定方向の直線偏光成分の光が選択されることで、ミラーにより反射された反射光の反射率の変化を抑制することができる。このため、反射光の光の強度が調整し易くなり、反射光を効率良く利用することができる。ミラーが共振により揺動することで、ミラーを高速で揺動させて、反射光を走査することができる。以上のように、本願のミラー駆動機構によれば、ミラー駆動機構から取り出される光を効率良く利用することができる。 In the mirror drive mechanism of the present application, the mirror is arranged on the reflective surface and includes a polarizer that selects a linearly polarized light component in a specific direction from incident light. By arranging the polarizer in this way, even if the polarization angle of the light incident on the mirror changes, it is possible to select the light of the linearly polarized component in a specific direction and make it reach the reflecting surface. By selecting the light of the linearly polarized light component in the specific direction in this way, it is possible to suppress the change in the reflectance of the reflected light reflected by the mirror. Therefore, the intensity of the reflected light can be easily adjusted, and the reflected light can be used efficiently. When the mirror oscillates due to resonance, the mirror can be oscillated at high speed and the reflected light can be scanned. As described above, according to the mirror driving mechanism of the present application, the light extracted from the mirror driving mechanism can be efficiently used.

上記ミラー駆動機構において、偏光子は、ワイヤーグリッド偏光子であってもよい。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。 In the mirror driving mechanism, the polarizer may be a wire grid polarizer. By doing so, it is possible to select the light of the linearly polarized component in a specific direction without depending on the wavelength of the light.

上記ミラー駆動機構において、偏光子は、偏光フィルムであってもよい。このように偏光フィルムを用いることで、ミラーの反射面に偏光子を配置することが容易となる。 In the mirror driving mechanism, the polarizer may be a polarizing film. By using the polarizing film in this way, it becomes easy to arrange the polarizer on the reflecting surface of the mirror.

本願の光モジュールは、レーザダイオードと、レーザダイオードから出射された光を走査する上記ミラー駆動機構と、を備える。レーザダイオードから出射された光がミラーの反射面によって反射される。 An optical module of the present application includes a laser diode and the mirror driving mechanism for scanning light emitted from the laser diode. Light emitted from the laser diode is reflected by the reflective surface of the mirror.

本願の光モジュールでは、ミラー駆動機構のミラーは、反射面に配置され、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偏光子を含む。このように偏光子を配置することで、ミラーに入射する光の偏光角が変化したとしても、特定方向の直線偏光成分の光を選択し、反射面に到達させることができる。このように特定方向の直線偏光成分の光が選択されることで、ミラーにより反射された反射光の反射率の変化を抑制することができる。このため、反射光の強度が調整し易くなり、反射光を効率良く利用することができる。ミラーが共振により揺動することで、ミラーを高速で揺動させて、反射光を走査することができる。以上のように、本願の光モジュールによれば、ミラー駆動機構から取り出される光を効率良く利用することができる。 In the optical module of the present application, the mirror of the mirror driving mechanism includes a polarizer that is arranged on the reflecting surface and selects light of a linearly polarized light component in a specific direction from incident light. By arranging the polarizer in this way, even if the polarization angle of the light incident on the mirror changes, it is possible to select the light of the linearly polarized component in a specific direction and make it reach the reflecting surface. By selecting the light of the linearly polarized light component in the specific direction in this way, it is possible to suppress the change in the reflectance of the reflected light reflected by the mirror. Therefore, the intensity of the reflected light can be easily adjusted, and the reflected light can be used efficiently. When the mirror oscillates due to resonance, the mirror can be oscillated at high speed and the reflected light can be scanned. As described above, according to the optical module of the present application, the light extracted from the mirror driving mechanism can be efficiently used.

上記光モジュールにおいて、レーザダイオードと、ミラー駆動機構と、を封止する保護部材を、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、レーザダイオードと、ミラー駆動機構とを、外部環境から保護することができる。 The optical module may further include a protective member that seals the laser diode and the mirror driving mechanism. With such a configuration, the laser diode and the mirror driving mechanism can be protected from the external environment.

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複数の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。 The optical module may further include a plurality of lenses for converting the spot size of light emitted from the laser diode. With such a configuration, light with a desired spot size can be obtained.

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、合波された光を走査することができる。 The optical module may include a plurality of laser diodes, and may further include a filter for combining light emitted from the plurality of laser diodes. With such a configuration, the multiplexed light can be scanned.

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。 In the above optical module, the plurality of laser diodes include a first laser diode that emits red light, a second laser diode that emits green light, and a third laser diode that emits blue light; may be included. With such a configuration, these lights can be combined to form light of a desired color.

［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本発明にかかるミラー駆動機構および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。 [Details of the embodiment of the present invention]
Next, an embodiment of a mirror drive mechanism and an optical module according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are given the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

まず、本発明にかかるミラー駆動機構１２０の一実施の形態を図１および図２を参照して説明する。図１は、実施の形態におけるミラー駆動機構の構造を示す概略平面図である。図２は、実施の形態におけるミラー駆動機構を線分ＩＩ－ＩＩで切断した場合の断面図である。 First, an embodiment of a mirror driving mechanism 120 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a schematic plan view showing the structure of a mirror drive mechanism according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the mirror drive mechanism cut along line II-II in the embodiment.

図１および図２を参照して、本実施の形態におけるミラー駆動機構１２０は、ベース部１１１と、ミラー１２６と、を備える。ミラー駆動機構１２０は、板状である。ベース部１１１の外縁１１４は、板厚方向から平面的に見て、長方形状である。ベース部１１１は、外周部１１２と、中央部１１３と、第一のヒンジ１２７ａ，１２７ｂと、第二のヒンジ１２１ａ，１２１ｂと、ピエゾ素子１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１３１ａ，１３１ｂと、を含む。 Referring to FIGS. 1 and 2, mirror drive mechanism 120 in the present embodiment includes base portion 111 and mirror 126 . The mirror driving mechanism 120 has a plate shape. An outer edge 114 of the base portion 111 has a rectangular shape when viewed in plan from the plate thickness direction. The base portion 111 includes an outer peripheral portion 112, a central portion 113, first hinges 127a, 127b, second hinges 121a, 121b, and piezo elements 122a, 122b, 123a, 123b, 131a, 131b. .

外周部１１２は、環状の厚肉部１１２ａと、一対の突出部１１７ａ，１１７ｂと、を含む。ベース部１１１には、厚み方向に貫通する貫通孔１１５が形成されている。厚肉部１１２ａは、ベース部１１１の外縁１１４を含むように配置されている。一対の突出部１１７ａ，１１７ｂは、厚肉部１１２ａの内縁１１６が位置する領域から延びるように配置されている。一対の突出部１１７ａ，１１７ｂの厚みは、厚肉部１１２ａの厚みよりも薄い。突出部１１７ａ、１１７ｂの板厚方向の一方の面１１８ａ、１１８ｂが、厚肉部１１２ａの板厚方向の一方の面１１９と連なるように形成されている。なお、図１において、理解の容易の観点から、厚肉部１１２ａと、一対の突出部１１７ａ、１１７ｂとの境界を破線で示している。 The outer peripheral portion 112 includes an annular thick portion 112a and a pair of projecting portions 117a and 117b. A through hole 115 is formed through the base portion 111 in the thickness direction. Thick portion 112 a is arranged to include outer edge 114 of base portion 111 . The pair of projecting portions 117a and 117b are arranged to extend from the region where the inner edge 116 of the thick portion 112a is located. The thickness of the pair of projecting portions 117a and 117b is thinner than the thickness of the thick portion 112a. One surface 118a, 118b of the projecting portions 117a, 117b in the thickness direction is formed to be continuous with one surface 119 of the thick portion 112a in the thickness direction. In FIG. 1, for ease of understanding, the boundary between the thick portion 112a and the pair of projecting portions 117a and 117b is indicated by broken lines.

中央部１１３と、一対の突出部１１７ａ，１１７ｂとは、一対の突出部１１７ａ，１１７ｂから延出する一対の細い棒状の第二のヒンジ１２１ａ，１２１ｂによって連結されている。すなわち、中央部１１３は、外周部１１２によって支持されている。中央部１１３は、厚肉部１１２ａよりも厚みが薄い。中央部１１３の厚みとしては、例えば、１０μｍ程度である。 The central portion 113 and the pair of projecting portions 117a and 117b are connected by a pair of thin rod-shaped second hinges 121a and 121b extending from the pair of projecting portions 117a and 117b. That is, the central portion 113 is supported by the outer peripheral portion 112 . The central portion 113 is thinner than the thick portion 112a. The thickness of the central portion 113 is, for example, about 10 μm.

突出部１１７ａの面１１８ａには、一対のピエゾ素子１２２ａ、１２２ｂが配置されている。ピエゾ素子１２２ａ、１２２ｂは、矢印Ｄ_１を示す方向に沿って間隔をあけて配置されている。ピエゾ素子１２２ａ、１２２ｂは、板厚方向から平面的に見てそれぞれ矩形状である。同様に、突出部１１７ｂの面１１８ｂには、板厚方向から平面的に見てそれぞれ矩形状である一対のピエゾ素子１２３ａ、１２３ｂが矢印Ｄ_１を示す方向に沿って間隔をあけて配置されている。ピエゾ素子１２２ａ、１２２ｂにそれぞれ逆位相の電圧を加え、ピエゾ素子１２３ａ、１２３ｂにもそれぞれ逆位相の電圧を加えることにより、一点鎖線で示す一対の第二のヒンジ１２１ａ、１２１ｂを通る第二の軸１２５ｂを揺動軸として、中央部１１３を揺動させることができる。第二の軸１２５ｂは、一点鎖線で示されている。すなわち、中央部１１３を圧電現象により第二の軸１２５ｂを揺動軸として揺動させることができる。外周部１１２は、中央部１１３を揺動可能に支持する支持部に相当する。本実施の形態において、中央部１１３の揺動は、非共振型の揺動である。 A pair of piezo elements 122a and 122b are arranged on the surface 118a of the projecting portion 117a. _The piezo elements 122a, 122b are spaced apart along the direction indicated by the arrow D1. The piezo elements 122a and 122b each have a rectangular shape when viewed in plan from the plate thickness direction. Similarly, on the surface 118b of the projecting portion 117b, a pair of piezoelectric elements 123a and 123b _each having a rectangular shape when viewed in plan from the plate thickness direction are arranged at intervals along the direction indicated by the arrow D1. there is By applying opposite-phase voltages to the piezo elements 122a and 122b and also applying opposite-phase voltages to the piezo elements 123a and 123b, a second axis passing through the pair of second hinges 121a and 121b indicated by a dashed line is generated. The central portion 113 can be swung around the swing axis 125b. A second axis 125b is indicated by a dashed line. That is, the central portion 113 can be swung around the second shaft 125b by the piezoelectric phenomenon. The outer peripheral portion 112 corresponds to a support portion that supports the central portion 113 so as to swing. In the present embodiment, the rocking motion of central portion 113 is a non-resonant rocking motion.

ミラー１２６は、ミラー駆動機構１２０の外部から入射した光を反射する反射面１２６ａを有する。ミラー１２６は、本体部１４１と、偏光子１４２と、を含む。本体部１４１は、円盤状である。本体部１４１は、一方側に配置される主面であり、外部から入射した光を反射する反射面１２６ａを含む。偏光子１４２は、ミラー駆動機構１２０の外部から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。偏光子１４２は、反射面１２６ａ上に配置されている。偏光子１４２は、本体部１４１が配置される側とは反対側において、外部から光が入射する入射面１４２ａを含む。本実施の形態において、偏光子１４２は、ワイヤーグリッド偏光子である。偏光子１４２としては、例えば、偏光フィルムを採用することができる。偏光子１４２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偏光フィルムである。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１４２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。 The mirror 126 has a reflecting surface 126a that reflects light incident from the outside of the mirror drive mechanism 120 . Mirror 126 includes a body portion 141 and a polarizer 142 . The body portion 141 is disc-shaped. The body portion 141 is a principal surface arranged on one side, and includes a reflecting surface 126a that reflects incident light from the outside. The polarizer 142 selects a linearly polarized light component in a specific direction from light incident on the mirror driving mechanism 120 from outside. A polarizer 142 is arranged on the reflective surface 126a. The polarizer 142 includes an incident surface 142a on which light is incident from the outside on the side opposite to the side on which the body portion 141 is arranged. In this embodiment, polarizer 142 is a wire grid polarizer. A polarizing film, for example, can be employed as the polarizer 142 . The polarizer 142 is, for example, a polarizing film in which a metal nanowire grid is formed on the main surface of a resin film such as triacetyl cellulose. It reflects light with a linearly polarized component along the direction in which the wire extends, and transmits light with a polarized component along a direction orthogonal to the direction in which the wire extends. Therefore, by adjusting the direction in which the wires extend, it is possible to select the light of the linear polarization component in a specific direction from the incident light. In the present embodiment, the polarizer 142 selects the P-polarized linearly polarized light component of the incident light.

本体部１４１は、一対の細い棒状の第一のヒンジ１２７ａ，１２７ｂにより、中央部１１３に支持されている。本体部１４１は、一対の第一のヒンジ１２７ａ，１２７ｂにより、第二の軸１２５ｂを揺動軸として、ミラー１２６を揺動させることができる。一対の第一のヒンジ１２７ａ，１２７ｂが配置される領域を除いて、本体部１４１の外縁よりも外径側には、貫通孔１２８が形成されている。一対の第一のヒンジ１２７ａ，１２７ｂによって仕切られる貫通孔１２８の一方の半円弧状の外縁１２９ａに沿って、ピエゾ素子１３１ａが配置されている。また、一対の第一のヒンジ１２７ａ，１２７ｂによって仕切られる貫通孔１２８の他方の半円弧状の外縁１２９ｂに沿って、ピエゾ素子１３１ｂが配置されている。ピエゾ素子１３１ａ，１３１ｂはそれぞれ、中央部１１３の一方の面１３３上に配置されている。ピエゾ素子１３１ａ，１３１ｂにそれぞれ逆位相の電圧を交互にかけることにより、一対の第一のヒンジ１２７ａ，１２７ｂを通り、第二の軸に直交する第一の軸１２５ａを揺動軸として、ミラー１２６を揺動させることができる。第一の軸１２５ａは、一点鎖線で示されている。すなわち、ミラー１２６を圧電現象により第一の軸１２５ａを揺動軸として揺動させることができる。中央部１１３は、ミラー１２６を揺動可能に支持する支持部に相当する。本実施の形態において、ミラー１２６の揺動は、共振型の揺動であり、ミラー１２６の固有振動数に合わせて振動させる。このようにすることで、ミラー１２６を高速で揺動させることが容易となる。
The body portion 141 is supported by the central portion 113 by a pair of thin rod-shaped first hinges 127a and 127b. The body portion 141 can swing the mirror 126 with the second shaft 125b as a swing axis by a pair of first hinges 127a and 127b. A through hole 128 is formed on the outer diameter side of the outer edge of the body portion 141 except for the region where the pair of first hinges 127a and 127b are arranged. A piezo element 131a is arranged along one semicircular outer edge 129a of a through hole 128 partitioned by a pair of first hinges 127a and 127b. A piezo element 131b is arranged along the other semicircular outer edge 129b of the through hole 128 partitioned by the pair of first hinges 127a and 127b. Piezo elements 131 a and 131 b are arranged on one surface 133 of central portion 113 . By alternately applying opposite-phase voltages to the piezo elements 131a and 131b, the mirror 126 rotates around a first axis 125a that passes through the pair of first hinges 127a and 127b and is orthogonal to the second axis. can be oscillated. The first axis 125a is indicated by a dashed line. That is, the mirror 126 can be oscillated about the first axis 125a by the piezoelectric phenomenon. The central portion 113 corresponds to a support portion that supports the mirror 126 so as to swing. In the present embodiment, the rocking motion of the mirror 126 is resonance-type rocking motion, and the mirror 126 is vibrated in accordance with the natural frequency of the mirror 126 . By doing so, it becomes easy to swing the mirror 126 at a high speed.

次に、ミラー駆動機構１２０の動作について説明する。ミラー１２６に入射した光は、反射面１２６ａによって反射される。第二の軸１２５ｂを揺動軸として、中央部１１３を揺動させることで、反射面１２６ａによって反射された光は、矢印Ｄ_１の方向に沿って走査される。また、第一の軸１２５ａを揺動軸として、ミラー１２６を揺動させることで、反射面１２６ａによって反射された光は、矢印Ｄ_１に垂直な方向である矢印Ｄ_２の方向に沿って走査される。このようにして、ミラー駆動機構１２０は、２次元的に光を走査することができる。 Next, operation of the mirror drive mechanism 120 will be described. Light incident on the mirror 126 is reflected by the reflecting surface 126a. By swinging the central portion 113 with the _second shaft 125b as the swing axis, the light reflected by the reflecting surface 126a is scanned along the direction of the arrow D1. Further, by swinging the mirror 126 with the _first axis 125a as the swing axis, the light reflected by the reflecting surface _126a is scanned along the direction of the arrow D2, which is the direction perpendicular to the arrow D1. be done. Thus, the mirror driving mechanism 120 can two-dimensionally scan the light.

ここで、本実施の形態におけるミラー駆動機構１２０のミラー１２６は、反射面１２６ａに配置され、入射した光のうち特定方向の直線偏光成分（Ｐ偏光）の光を選択する偏光子１４２を含む。このように偏光子１４２を配置することで、ミラー１２６に入射する光の偏光角が変化したとしても、特定方向の直線偏光成分（Ｐ偏光）の光を選択し、反射面１２６ａに到達させることができる。このように特定方向の直線偏光成分（Ｐ偏光）の光が選択されることで、ミラー１２６により反射された反射光の反射率の変化を抑制することができる。このため、反射光の光の強度が調整し易くなり、反射光を効率良く利用することができる。ミラー１２６が共振により揺動することで、ミラー１２６を高速で揺動させて、反射光を走査することができる。以上のように、本実施の形態のミラー駆動機構１２０によれば、ミラー駆動機構１２０から取り出される光を効率良く利用することができる。 Here, the mirror 126 of the mirror driving mechanism 120 in this embodiment includes a polarizer 142 arranged on the reflecting surface 126a and selecting a linearly polarized light component (P-polarized light) in a specific direction from the incident light. By arranging the polarizer 142 in this way, even if the polarization angle of the light incident on the mirror 126 changes, light of a linearly polarized component (P-polarized light) in a specific direction can be selected and made to reach the reflecting surface 126a. can be done. By selecting the light of the linearly polarized component (P-polarized light) in a specific direction in this way, it is possible to suppress the change in the reflectance of the reflected light reflected by the mirror 126 . Therefore, the intensity of the reflected light can be easily adjusted, and the reflected light can be used efficiently. As the mirror 126 oscillates due to resonance, the mirror 126 can be oscillated at high speed and the reflected light can be scanned. As described above, according to the mirror driving mechanism 120 of this embodiment, the light extracted from the mirror driving mechanism 120 can be efficiently used.

なお、上記実施の形態では、偏光子１４２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の光を選択することができる。 In addition, in the above embodiment, the polarizer 142 is a wire grid polarizer. By doing so, it is possible to select the light of the linearly polarized component in a specific direction without depending on the wavelength of the light.

なお、上記実施の形態では、偏光子１４２は、偏光フィルムである。このように偏光フィルムを用いることで、ミラー１２６の反射面１２６ａに偏光子１４２を配置することが容易となる。 In addition, in the above embodiment, the polarizer 142 is a polarizing film. By using the polarizing film in this way, it becomes easy to arrange the polarizer 142 on the reflecting surface 126 a of the mirror 126 .

次に、本発明にかかる光モジュールの一実施の形態を図３～図６を参照しつつ説明する。図３は、実施の形態１における光モジュールの構造を示す概略斜視図である。図４は、図３のキャップ４０を取り外した状態に対応する斜視図である。図５は、キャップ４０を断面にて、他の部品を平面視にて示したＸ－Ｙ平面における概略図である。図６は、キャップ４０を断面にて、他の部品を平面視にて示したＸ－Ｚ平面における概略図である。 Next, an embodiment of an optical module according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structure of the optical module according to Embodiment 1. FIG. FIG. 4 is a perspective view corresponding to the state in which the cap 40 of FIG. 3 is removed. FIG. 5 is a schematic diagram on the XY plane showing the cap 40 in cross section and the other parts in plan view. FIG. 6 is a schematic diagram in the XZ plane showing the cap 40 in cross section and the other parts in plan view.

図３～図６を参照して、本実施の形態における光モジュール１は、ベース部材４と、レーザダイオード８１，８２，８３と、フィルタ９７，９８，９９と、ビーム整形部としてのアパーチャ部材５５と、ミラー駆動機構１２０と、保護部材２とを備える。保護部材２は、ベース部材４と、レーザダイオード８１，８２，８３と、フィルタ９７，９８，９９と、ビーム整形部としてのアパーチャ部材５５とを取り囲み、封止されている。保護部材２は、ベース体としての基部１０と、基部１０に対して溶接された蓋部であるキャップ４０と、を含む。 3 to 6, optical module 1 in the present embodiment includes base member 4, laser diodes 81, 82, 83, filters 97, 98, 99, and aperture member 55 as a beam shaping section. , a mirror drive mechanism 120 , and a protection member 2 . The protective member 2 surrounds and seals the base member 4, the laser diodes 81, 82, 83, the filters 97, 98, 99, and the aperture member 55 as a beam shaping section. The protective member 2 includes a base 10 as a base body and a cap 40 as a lid welded to the base 10 .

基部１０は、平板状の形状を有する。キャップ４０は、基部１０の一方の主面１０Ａ上に接触して配置される。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。基部１０とキャップ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。キャップ４０には、窓４２が形成されている。窓４２には、たとえば平行平板状のガラス部材が嵌め込まれている。 The base 10 has a plate-like shape. The cap 40 is arranged in contact with one main surface 10A of the base 10 . A plurality of lead pins 51 are installed on the base portion 10 so as to penetrate from the other main surface 10B side of the base portion 10 to the one main surface 10A side and project to both the one main surface 10A side and the other main surface 10B side. It is A space surrounded by the base 10 and the cap 40 is filled with a gas such as dry air from which moisture has been reduced (removed). A window 42 is formed in the cap 40 . A glass member in the form of a parallel plate, for example, is fitted in the window 42 .

ベース部材４は、電子温度調整モジュール３０と、ベース板６０と、ミラー駆動機構ベース６５とを含む。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。 The base member 4 includes an electronic temperature control module 30 , a base plate 60 and a mirror driving mechanism base 65 . The electronic temperature control module 30 includes a heat absorbing plate 31 and a heat radiating plate 32 having flat plate shapes, and a semiconductor column 33 arranged between the heat absorbing plate 31 and the heat radiating plate 32 with an electrode interposed therebetween. Heat absorption plate 31 and heat dissipation plate 32 are made of alumina, for example. The electronic temperature control module 30 is arranged on one main surface 10A of the base 10 so that the heat sink 32 is in contact with the one main surface 10A of the base 10 .

吸熱板３１に接触するように、吸熱板３１上にベース板６０と、ミラー駆動機構ベース６５とが配置される。ベース板６０は、板状の形状を有する。ベース板６０は、平面的に見て長方形形状（正方形形状）を有する一方の主面６０Ａを有している。ベース板６０の一方の主面６０Ａは、レンズ搭載領域６１と、チップ搭載領域６２と、フィルタ搭載領域６３とを含んでいる。チップ搭載領域６２は、一方の主面６０Ａの一の辺を含む領域に、当該一の辺に沿って形成されている。レンズ搭載領域６１は、チップ搭載領域６２に隣接し、かつチップ搭載領域６２に沿って配置されている。フィルタ搭載領域６３は、一方の主面６０Ａの上記一の辺と向かい合う他の辺を含む領域に、当該他の辺に沿って配置されている。チップ搭載領域６２、レンズ搭載領域６１およびフィルタ搭載領域６３は、互いに平行である。 A base plate 60 and a mirror driving mechanism base 65 are arranged on the heat absorbing plate 31 so as to be in contact with the heat absorbing plate 31 . The base plate 60 has a plate-like shape. The base plate 60 has one principal surface 60A having a rectangular shape (square shape) in plan view. One main surface 60A of the base plate 60 includes a lens mounting area 61, a chip mounting area 62, and a filter mounting area 63. As shown in FIG. The chip mounting region 62 is formed in a region including one side of one main surface 60A along the one side. The lens mounting area 61 is adjacent to the chip mounting area 62 and arranged along the chip mounting area 62 . The filter mounting area 63 is arranged along the other side in an area including the other side facing the one side of the main surface 60A. The chip mounting area 62, the lens mounting area 61 and the filter mounting area 63 are parallel to each other.

レンズ搭載領域６１におけるベース板６０の厚みと、フィルタ搭載領域６３におけるベース板６０の厚みとは、等しい。レンズ搭載領域６１とフィルタ搭載領域６３とは同一平面に含まれる。チップ搭載領域６２におけるベース板６０の厚みは、レンズ搭載領域６１およびフィルタ搭載領域６３に比べて大きい。その結果、レンズ搭載領域６１およびフィルタ搭載領域６３に比べて、チップ搭載領域６２の高さ（レンズ搭載領域６１を基準とした高さ、すなわちレンズ搭載領域６１に垂直な方向における高さ）が高くなっている。 The thickness of the base plate 60 in the lens mounting region 61 and the thickness of the base plate 60 in the filter mounting region 63 are equal. The lens mounting area 61 and the filter mounting area 63 are included in the same plane. The thickness of the base plate 60 in the chip mounting area 62 is larger than that in the lens mounting area 61 and the filter mounting area 63 . As a result, the height of the chip mounting area 62 (the height based on the lens mounting area 61, that is, the height in the direction perpendicular to the lens mounting area 61) is higher than the lens mounting area 61 and the filter mounting area 63. It's becoming

チップ搭載領域６２上には、平板状の第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が、一方の主面６０Ａの上記一の辺に沿って並べて配置されている。第１サブマウント７１と第３サブマウント７３とに挟まれるように、第２サブマウント７２が配置されている。第１サブマウント７１上に、第１レーザダイオードとしての赤色レーザダイオード８１が配置されている。第２サブマウント７２上に、第２レーザダイオードとしての緑色レーザダイオード８２が配置されている。第３サブマウント７３上に、第３レーザダイオードとしての青色レーザダイオード８３が配置されている。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（一方の主面６０Ａのレンズ搭載領域６１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。 A flat first submount 71, a second submount 72, and a third submount 73 are arranged on the chip mounting area 62 along one side of the main surface 60A. A second submount 72 is arranged so as to be sandwiched between the first submount 71 and the third submount 73 . A red laser diode 81 as a first laser diode is arranged on the first submount 71 . A green laser diode 82 as a second laser diode is arranged on the second submount 72 . A blue laser diode 83 as a third laser diode is arranged on the third submount 73 . The height of the optical axes of the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 (the distance between the reference plane and the optical axis when the lens mounting area 61 of one main surface 60A is used as the reference plane; Z-axis direction ) are adjusted and matched by the first submount 71 , the second submount 72 and the third submount 73 .

レンズ搭載領域６１上には、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、それぞれ表面がレンズ面となっているレンズ部９１Ａ，９２Ａ，９３Ａ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、レンズ部９１Ａ，９２Ａ，９３Ａとレンズ部９１Ａ，９２Ａ，９３Ａ以外の領域とが一体成型されている。第１レンズ９１、第２レンズ９２および第３レンズ９３のレンズ部９１Ａ，９２Ａ，９３Ａの中心軸、すなわちレンズ部９１Ａ，９２Ａ，９３Ａ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。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（ある投影面におけるビーム形状を所望の形状に整形する）。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。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から出射される光がコリメート光に変換される。 A first lens 91 , a second lens 92 and a third lens 93 are arranged on the lens mounting area 61 . The first lens 91, the second lens 92 and the third lens 93 respectively have lens portions 91A, 92A and 93A whose surfaces are lens surfaces. In the first lens 91, the second lens 92 and the third lens 93, the lens portions 91A, 92A and 93A and the regions other than the lens portions 91A, 92A and 93A are integrally molded. The central axes of the lens portions 91A, 92A, and 93A of the first lens 91, the second lens 92, and the third lens 93, that is, the optical axes of the lens portions 91A, 92A, and 93A are respectively the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the optical axis of the lens portions 91A, 92A, and 93A. It coincides with the optical axis of the blue laser diode 83 . A first lens 91, a second lens 92, and a third lens 93 convert the spot size of the light emitted from the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83, respectively (the beam shape on a certain projection plane is changed to shaping into the desired shape). A first lens 91, a second lens 92 and a third lens 93 convert the spot sizes of the lights emitted from the red laser diode 81, the green laser diode 82 and the blue laser diode 83 so that they match. Light emitted from the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 is converted into collimated light by the first lens 91, the second lens 92, and the third lens 93, respectively.

フィルタ搭載領域６３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。赤色レーザダイオード８１と第１レンズ９１とを結ぶ直線上に、第１フィルタ９７が配置される。緑色レーザダイオード８２と第２レンズ９２とを結ぶ直線上に、第２フィルタ９８が配置される。青色レーザダイオード８３と第３レンズ９３とを結ぶ直線上に、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、たとえば波長選択性フィルタである。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、たとえば誘電体多層膜フィルタである。 A first filter 97 , a second filter 98 and a third filter 99 are arranged on the filter mounting area 63 . A first filter 97 is arranged on a straight line connecting the red laser diode 81 and the first lens 91 . A second filter 98 is arranged on a straight line connecting the green laser diode 82 and the second lens 92 . A third filter 99 is arranged on a straight line connecting the blue laser diode 83 and the third lens 93 . The first filter 97, the second filter 98, and the third filter 99 each have a plate-like shape with principal surfaces parallel to each other. The first filter 97, the second filter 98 and the third filter 99 are, for example, wavelength selective filters. First filter 97, second filter 98 and third filter 99 are, for example, dielectric multilayer filters.

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、赤色の光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。 More specifically, the first filter 97 reflects red light. The second filter 98 transmits red light and reflects green light. The third filter 99 transmits red light and green light and reflects blue light. Thus, the first filter 97, the second filter 98 and the third filter 99 selectively transmit and reflect light of specific wavelengths. As a result, the first filter 97 , the second filter 98 and the third filter 99 combine the lights emitted from the red laser diode 81 , the green laser diode 82 and the blue laser diode 83 .

アパーチャ部材５５は、吸熱板３１上に配置される。アパーチャ部材５５は、第３フィルタ９９から見て第２フィルタ９８とは反対側に配置される。アパーチャ部材５５は、平板状の形状を有する。アパーチャ部材５５は、アパーチャ部材５５を厚み方向に貫通する貫通孔５５Ａを有する。本実施の形態において、貫通孔５５Ａの延在方向に垂直な断面における形状は円形である。貫通孔５５Ａが、第１フィルタ９７、第２フィルタ９８および第３フィルタ９９において合波された光の光路に対応する領域に位置するように、アパーチャ部材５５は配置される。貫通孔５５Ａ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において合波された光の光路に沿って延在する。レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光の、光の進行方向に垂直な断面における形状は楕円形である。光の進行方向に垂直な断面において、フィルタ９７，９８，９９にて合波された光の長径よりも貫通孔５５Ａの直径が小さく、かつ貫通孔５５Ａの中心軸と合波された光の光軸が一致するように、アパーチャ部材５５は配置される。その結果、フィルタ９７，９８，９９にて合波された光の進行方向に垂直な断面における形状は、アパーチャ部材５５の貫通孔５５Ａの内径より小さな形状に整形される。 The aperture member 55 is arranged on the heat absorbing plate 31 . The aperture member 55 is arranged on the side opposite to the second filter 98 when viewed from the third filter 99 . Aperture member 55 has a flat plate shape. The aperture member 55 has a through hole 55A penetrating through the aperture member 55 in the thickness direction. In the present embodiment, the cross section perpendicular to the extending direction of the through hole 55A has a circular shape. Aperture member 55 is arranged such that through hole 55A is located in a region corresponding to the optical path of the light beams combined in first filter 97, second filter 98 and third filter 99. FIG. The through hole 55A extends along the optical path of the light multiplexed in the first filter 97, the second filter 98 and the third filter 99. FIG. The light emitted from the laser diodes 81, 82, 83 has an elliptical shape in a cross section perpendicular to the light traveling direction. In a cross section perpendicular to the light traveling direction, the diameter of the through hole 55A is smaller than the long axis of the light combined by the filters 97, 98, 99, and the light combined with the central axis of the through hole 55A Aperture member 55 is arranged such that the axes coincide. As a result, the shape of the cross section perpendicular to the traveling direction of the lights combined by the filters 97 , 98 , 99 is shaped to be smaller than the inner diameter of the through hole 55</b>A of the aperture member 55 .

ミラー駆動機構ベース６５は、三角柱（直三角柱）形状を有する。三角柱の一の側面において吸熱板３１に接触するように、ミラー駆動機構ベース６５は吸熱板３１上に配置される。ミラー駆動機構ベース６５の他の側面上に、ミラー駆動機構１２０が配置される。ミラー駆動機構ベース６５およびミラー駆動機構１２０は、アパーチャ部材５５から見て第３フィルタ９９とは反対側に配置される。 The mirror driving mechanism base 65 has a triangular prism (right triangular prism) shape. The mirror driving mechanism base 65 is arranged on the heat absorbing plate 31 so as to contact the heat absorbing plate 31 on one side of the triangular prism. A mirror driving mechanism 120 is arranged on the other side of the mirror driving mechanism base 65 . The mirror driving mechanism base 65 and the mirror driving mechanism 120 are arranged on the side opposite to the third filter 99 when viewed from the aperture member 55 .

特に図５を参照して、赤色レーザダイオード８１、第１レンズ９１のレンズ部９１Ａおよび第１フィルタ９７は、赤色レーザダイオード８１の光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レンズ９２のレンズ部９２Ａおよび第２フィルタ９８は、緑色レーザダイオード８２の光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レンズ９３のレンズ部９３Ａおよび第３フィルタ９９は、青色レーザダイオード８３の光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。 Referring particularly to FIG. 5, red laser diode 81, lens portion 91A of first lens 91, and first filter 97 are aligned in a straight line along the light emission direction of red laser diode 81 (aligned in the Y-axis direction). ) are placed. The green laser diode 82, the lens portion 92A of the second lens 92, and the second filter 98 are arranged side by side on a straight line along the light emission direction of the green laser diode 82 (side by side in the Y-axis direction). The blue laser diode 83, the lens portion 93A of the third lens 93, and the third filter 99 are arranged side by side on a straight line along the light emission direction of the blue laser diode 83 (side by side in the Y-axis direction).

赤色レーザダイオード８１の出射方向、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の出射方向は、互いに平行である。第１フィルタ９７、第２フィルタ９８および第３フィルタ９９の主面は、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（Ｙ軸方向）に対して４５°傾斜している。 The emission direction of the red laser diode 81, the emission direction of the green laser diode 82, and the emission direction of the blue laser diode 83 are parallel to each other. The main surfaces of the first filter 97, the second filter 98 and the third filter 99 are inclined by 45° with respect to the emitting direction (Y-axis direction) of the red laser diode 81, the green laser diode 82 and the blue laser diode 83, respectively. there is

基部１０とベース板６０およびミラー駆動機構ベース６５との間には、電子温度調整モジュール３０が配置されている。吸熱板３１がベース板６０およびミラー駆動機構ベース６５に接触して配置される。放熱板３２は、基部１０の一方の主面１０Ａに接触して配置される。本実施の形態において、電子温度調整モジュール３０は、電子冷却モジュールであるペルチェモジュール（ペルチェ素子）である。本実施の形態では、電子温度調整モジュール３０に電流を流すことにより、吸熱板３１に接触するベース板６０の熱が基部１０へと移動し、ベース板６０およびミラー駆動機構ベース６５が冷却される。その結果、レーザダイオード８１，８２，８３およびミラー駆動機構１２０の温度が適切な温度範囲に調整される。これにより、たとえば自動車に搭載される場合など、温度が高くなる環境下においても光モジュール１を使用することが可能となる。 Between the base 10 and the base plate 60 and the mirror driving mechanism base 65, an electronic temperature control module 30 is arranged. A heat absorbing plate 31 is arranged in contact with the base plate 60 and the mirror driving mechanism base 65 . The heat sink 32 is arranged in contact with one main surface 10A of the base 10 . In this embodiment, the electronic temperature adjustment module 30 is a Peltier module (Peltier element) that is an electronic cooling module. In this embodiment, by applying a current to the electronic temperature control module 30, the heat of the base plate 60 in contact with the heat absorbing plate 31 is transferred to the base 10, and the base plate 60 and the mirror driving mechanism base 65 are cooled. . As a result, the temperatures of the laser diodes 81, 82, 83 and the mirror drive mechanism 120 are adjusted within appropriate temperature ranges. This makes it possible to use the optical module 1 even in an environment where the temperature is high, such as when it is mounted in an automobile.

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。図５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Ｌ_１に沿って進行する。この赤色の光は、第１レンズ９１のレンズ部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。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Ｌ_１に沿って進行し、第１フィルタ９７に入射する。 Next, the operation of the optical module 1 according to this embodiment will be described. Referring to FIG. ₅ , red light emitted from red laser diode 81 travels along optical path L1. This red light is incident on the lens portion 91A of the first lens 91, and the spot size of the light is converted. Specifically, for example, red light emitted from a red laser diode 81 is converted into collimated light. The red light whose spot size has been converted by the first lens 91 travels along the optical path L ₁ and enters the first filter 97 .

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Ｌ_４に沿ってさらに進行し、第２フィルタ９８に入射する。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Ｌ_４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Ｌ_４に沿ってさらに進行し、アパーチャ部材５５に到達する。アパーチャ部材５５に到達した光は、アパーチャ部材５５により整形され、光路Ｌ_４に沿ってさらに進行し、ミラー１２６に到達する。 Since the first filter 97 reflects red light, the light emitted from the red laser diode 81 further travels along the optical path L ₄ and enters the second filter 98 . Since the second filter 98 transmits red light, the light emitted from the red laser diode 81 further travels along the optical path L ₄ and enters the third filter 99 . Since the third filter 99 transmits red light, the light emitted from the red laser diode 81 further travels along the optical path L ₄ and reaches the aperture member 55 . The light reaching the aperture member 55 is shaped by the aperture member 55, travels further along the optical path _L4 , and reaches the mirror 126. FIG.

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Ｌ_２に沿って進行する。この緑色の光は、第２レンズ９２のレンズ部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。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Ｌ_２に沿って進行し、第２フィルタ９８に入射する。 Green light emitted from the green laser diode 82 _travels along the optical path L2. This green light enters the lens portion 92A of the second lens 92, and the spot size of the light is converted. Specifically, for example, green light emitted from a green laser diode 82 is converted into collimated light. The green light whose spot size has been converted by the second lens 92 travels along the optical path L ₂ and enters the second filter 98 .

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Ｌ_４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Ｌ_４に沿ってさらに進行し、アパーチャ部材５５に到達する。アパーチャ部材５５に到達した緑色の光は、アパーチャ部材５５により整形され、光路Ｌ_４に沿ってさらに進行し、ミラー１２６に到達する。 Since the second filter 98 reflects green light, the light emitted from the green laser diode 82 further travels along the optical path L ₄ and enters the third filter 99 . Since the third filter 99 transmits green light, the light emitted from the green laser diode 82 further travels along the optical path L ₄ and reaches the aperture member 55 . The green light reaching the aperture member 55 is shaped by the aperture member 55, travels further along the optical path _L4 , and reaches the mirror 126. FIG.

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Ｌ_３に沿って進行する。この青色の光は、第３レンズ９３のレンズ部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。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Ｌ_３に沿って進行し、第３フィルタ９９に入射する。 Blue light emitted from the blue laser diode 83 travels along the optical path _L3 . This blue light enters the lens portion 93A of the third lens 93, and the spot size of the light is converted. Specifically, for example, blue light emitted from a blue laser diode 83 is converted into collimated light. The blue light whose spot size has been converted by the third lens 93 travels along the optical path L ₃ and enters the third filter 99 .

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Ｌ_４に沿ってさらに進行し、アパーチャ部材５５に到達する。アパーチャ部材５５に到達した青色の光は、アパーチャ部材５５により整形され、光路Ｌ_４に沿ってさらに進行し、ミラー１２６に到達する。 Since the third filter 99 reflects blue light, the light emitted from the blue laser diode 83 further travels along the optical path L ₄ and reaches the aperture member 55 . The blue light reaching the aperture member 55 is shaped by the aperture member 55, travels further along the optical path _L4 , and reaches the mirror 126. FIG.

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Ｌ_４に沿ってミラー１２６へ到達する。図６を参照して、ミラー１２６へ到達した光は、ミラー１２６の反射面１２６ａによって反射される。この時に、偏光子１４２によりＰ偏光の偏光方向（Ｙ軸方向）に沿った直線偏光成分の光が選択される。そして、光は光路Ｌ_１０に沿って窓４２を通ってキャップ４０の外部へと出射する。ミラー駆動機構１２０において、第二の軸１２５ｂを揺動軸として、中央部１１３を揺動すると、反射面１２６ａによって反射された光はＸ軸方向に沿って走査される。また、第一の軸１２５ａを揺動軸として、ミラー１２６を揺動すると、反射面１２６ａによって反射された光はＹ軸方向に沿って走査される。このようにして、光モジュール１は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って光を走査することができる。 _In this way, the light (multiplexed light) formed by combining the red, green, and blue lights reaches the mirror 126 along the optical path L4. Referring to FIG. 6, the light reaching mirror 126 is reflected by reflecting surface 126a of mirror 126. Referring to FIG. At this time, the polarizer 142 selects the light of the linearly polarized light component along the polarization direction (Y-axis direction) of the P-polarized light. The light then exits the cap 40 through the window 42 along the optical path _L10 . In the mirror driving mechanism 120, when the central portion 113 is oscillated about the second axis 125b as an oscillating axis, the light reflected by the reflecting surface 126a is scanned along the X-axis direction. Further, when the mirror 126 is oscillated with the first axis 125a as the oscillating axis, the light reflected by the reflecting surface 126a is scanned along the Y-axis direction. Thus, the optical module 1 can scan light along the X-axis direction and the Y-axis direction.

ここで、本願発明者らはレーザダイオード８１，８２，８３の光出力と、偏光角との関係について着目した。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の場合、光出力を増加させたとしても偏光角はほぼ一定である。これに対して、赤色レーザダイオード８１の場合、光出力を増加させると、偏光角が大きく変化する場合がある。このように偏光角が変化すると、光におけるＳ偏光の直線偏光成分と、Ｐ偏光の直線偏光成分との比率が変化し、ミラーでの反射率が変化する。その結果、赤色レーザダイオード８１から出射された光の強度は、ミラーで反射されることで変化してしまうおそれがある。このため、例えば、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光がミラーで反射すると、それぞれの強度比が変化し、所望の明るさや色調を有する画像が得られ難くなる場合がある。 Here, the inventors of the present application paid attention to the relationship between the light output of the laser diodes 81, 82, 83 and the polarization angle. In the case of the green laser diode 82 and the blue laser diode 83, the polarization angle is almost constant even if the light output is increased. On the other hand, in the case of the red laser diode 81, increasing the light output may result in a large change in the polarization angle. When the polarization angle changes in this way, the ratio of the linear polarization component of S-polarization and the linear polarization component of P-polarization in the light changes, and the reflectance at the mirror changes. As a result, the intensity of the light emitted from the red laser diode 81 may change due to reflection from the mirror. Therefore, for example, when the lights emitted from the laser diodes 81, 82, and 83 are reflected by mirrors, their intensity ratios change, and it may be difficult to obtain an image with desired brightness and color tone.

本実施の形態における光モジュール１では、ミラー駆動機構１２０のミラー１２６は、反射面１２６ａに配置され、ミラー１２６に入射した光のうち、Ｐ偏光の直線偏光成分の光を選択する偏光子１４２を含む。このような偏光子１４２を配置することで、赤色レーザダイオード８１の光出力に応じて、偏光角が変化したとしても、赤色レーザダイオード８１から出射された光のうち、Ｐ偏光の直線偏光成分を取り出することができる。このため、赤色レーザダイオード８１から出射された光のミラー１２６での反射率の変化を抑制し、光の強度が調整し易くなる。従って、レーザダイオード８１，８２，８３を用いたとしても、レーザダイオード８１，８２，８３の強度比が調整し易くなり、所望の明るさや色調を有する画像が得られ易くなる。以上から、本実施の形態における光モジュール１によれば、ミラー駆動機構１２０から取り出される光を効率良く利用することができる。 In the optical module 1 according to the present embodiment, the mirror 126 of the mirror drive mechanism 120 is arranged on the reflecting surface 126a, and includes the polarizer 142 that selects the P-polarized linearly polarized light component from the light incident on the mirror 126. include. By arranging such a polarizer 142, even if the polarization angle changes according to the light output of the red laser diode 81, the P-polarized linearly polarized component of the light emitted from the red laser diode 81 is can be taken out. Therefore, the change in the reflectance of the light emitted from the red laser diode 81 at the mirror 126 is suppressed, and the intensity of the light can be easily adjusted. Therefore, even if the laser diodes 81, 82, 83 are used, the intensity ratio of the laser diodes 81, 82, 83 can be easily adjusted, and an image having desired brightness and color tone can be easily obtained. As described above, according to the optical module 1 of the present embodiment, the light extracted from the mirror driving mechanism 120 can be efficiently used.

また、本実施の形態における光モジュール１では、偏光子１４２を反射面１２６ａに配置することで、偏光子１４２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。 In addition, in the optical module 1 according to the present embodiment, the polarizer 142 is arranged on the reflecting surface 126a, so that it is not necessary to provide the polarizer 142 as a separate component, thereby suppressing an increase in the number of parts and increasing the size of the optical module 1. It is possible to suppress

なお、上記実施の形態では、光モジュール１は、レーザダイオード８１，８２，８３と、ミラー駆動機構１２０と、を封止する保護部材２を備える。このような構成とすることで、レーザダイオード８１，８２，８３と、ミラー駆動機構１２０とを、外部環境から保護することができる。さらに、保護部材２は、基部１０と、基部１０に対して溶接されたキャップ４０と、を含む。すなわち、レーザダイオード８１，８２，８３と、ミラー駆動機構１２０と保護部材２によりハーメチックシールされている。このような構成とすることで、レーザダイオード８１，８２，８３と、ミラー駆動機構１２０とをより確実に外部環境から保護することができる。 In the above embodiment, the optical module 1 includes the protective member 2 that seals the laser diodes 81 , 82 , 83 and the mirror drive mechanism 120 . With such a configuration, the laser diodes 81, 82, 83 and the mirror driving mechanism 120 can be protected from the external environment. Furthermore, the protective member 2 includes a base 10 and a cap 40 welded to the base 10 . That is, the laser diodes 81, 82, 83, the mirror driving mechanism 120 and the protective member 2 are hermetically sealed. With such a configuration, the laser diodes 81, 82, 83 and the mirror driving mechanism 120 can be more reliably protected from the external environment.

上記実施の形態では、光モジュール１は、レーザダイオード８１，８２，８３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を備える。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。 In the above embodiment, the optical module 1 includes the first lens 91, the second lens 92 and the third lens 93 that convert the spot size of the light emitted from the laser diodes 81,82,83. With such a configuration, light with a desired spot size can be obtained.

上記実施の形態では、光モジュール１は、複数のレーザダイオードとして、赤色の光を出射する赤色レーザダイオード８１、緑色の光を出射する緑色レーザダイオード８２および青色の光を出射する青色レーザダイオード８３を含む。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。 In the above embodiment, the optical module 1 includes, as the plurality of laser diodes, a red laser diode 81 that emits red light, a green laser diode 82 that emits green light, and a blue laser diode 83 that emits blue light. include. With such a configuration, these lights can be combined to form light of a desired color.

上記実施の形態においては、３個のレーザダイオードからの光が合波される場合について説明したが、レーザダイオードは２個であってもよく、４個以上であってもよい。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。 In the above embodiment, the case where the lights from three laser diodes are combined was explained, but the number of laser diodes may be two or four or more. Further, in the above-described embodiment, the case where the wavelength selective filters are employed as the first filter 97, the second filter 98 and the third filter 99 is illustrated, but these filters are, for example, polarization synthesis filters. may

上記実施の形態においては、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、たとえば金属製の容器内に封入された構造を有するものが採用されてもよい。 In the above embodiment, the laser diodes 81, 82, and 83 are chip-shaped laser diodes. may be adopted.

次に、本実施の形態における光モジュール１を自動車に搭載されるＨＵＤ（ＨｅａｄＵｐＤｉｓｐｌａｙ）システムの光源として用いた場合について説明する。図７を参照して、ＨＵＤシステム３は、光モジュール１と、拡散板２１１と、拡大鏡２１３と、ウィンドシールド２１４と、を含む。光モジュール１は、Ｚ軸方向に沿って光を出射し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って光を走査し、画像を投影する。光モジュール１から投影される画像は、中間像として拡散板２１１の表面に結像される。中間像は、拡大鏡２１３によって拡大され、ウィンドシールド２１４の表示領域２１４ａに投影される。表示領域２１４ａに投影された画像は、ウィンドシールド２１４で反射されるとともに、ウィンドシールド２１４のＺ軸方向側に虚像Ｖが結像される。運転者Ｐは、Ｚ軸方向側の虚像Ｖを目視することで、ウィンドシールド２１４の虚像Ｖが位置する側に画像が表示されているように見ることができる。 Next, a case where the optical module 1 according to the present embodiment is used as a light source for a HUD (Head Up Display) system mounted on an automobile will be described. Referring to FIG. 7 , HUD system 3 includes optical module 1 , diffusion plate 211 , magnifying glass 213 and windshield 214 . The optical module 1 emits light along the Z-axis direction, scans the light along the X-axis direction and the Y-axis direction, and projects an image. An image projected from the optical module 1 is imaged on the surface of the diffusion plate 211 as an intermediate image. The intermediate image is magnified by magnifying glass 213 and projected onto display area 214 a of windshield 214 . The image projected on the display area 214a is reflected by the windshield 214, and a virtual image V is formed on the windshield 214 in the Z-axis direction. By viewing the virtual image V in the Z-axis direction, the driver P can see the image as if it were displayed on the side of the windshield 214 where the virtual image V is located.

図８は、光モジュール１から出射される光の走査領域と、拡散板との関係を示す概略図である。図８は、図７に示す拡散板をＺ軸方向から見た時の概略図である。図８を参照して、光モジュール１から出射される光は、ラスタースキャン方式により出射される。光モジュール１から出射される光の走査領域Ｓ_１のＹ軸方向の長さＭ_２は、拡散板２１１のＹ軸方向の長さＭ_１よりも長い。Ｚ軸方向から平面的に見て、拡散板２１１に走査された光のうち画像として得られる画面領域Ｓ_２の面積は、拡散板２１１の面積よりも小さい。 FIG. 8 is a schematic diagram showing the relationship between the scanning area of the light emitted from the optical module 1 and the diffusion plate. FIG. 8 is a schematic diagram of the diffusion plate shown in FIG. 7 as viewed from the Z-axis direction. Referring to FIG. 8, light emitted from optical module 1 is emitted by a raster scan method. The length M2 of the scanning region S1 of the light emitted from the optical module ₁ in the Y _- axis direction is longer _than the length M1 of the diffusion plate 211 in the Y-axis direction. When viewed in plan from the Z-axis direction, the area of the screen region S2 obtained as an image out of the light scanned by the diffuser plate 211 is smaller _than the area of the diffuser plate 211 .

例えば、光モジュール１から走査される光の走査領域Ｓ_１において、拡散板２１１に対応する領域以外の領域Ｓ_３に、光モジュール１から出射される光を受光する受光素子２１７を配置するようにしてもよい。このような領域に、受光素子２１を配置することで、画像に影響を与えることなく、走査領域Ｓ_１を有効利用することができる。本実施の形態において受光素子２１７は、フォトダイオードである。領域Ｓ_３に受光素子２１７を配置することで、レーザダイオード８１，８２，８３からの光を受光素子２１７により受光し、得られた光の強度をレーザダイオード８１，８２，８３に流す電流値の制御にフィードバックすることができる。偏光子１４２が配置されたミラー１２６に光を入射すると、偏光子１４２により特定方向の直線偏光成分が選択される。このため、ミラー１２６によって反射された光では、光の強度が低下してしまう場合がある。上記のようなフィードバック制御することで、レーザダイオード８１，８２，８３に流す電流値を制御して、所望の光の強度に調整することができる。 For example, in the scanning region S1 of the light scanned from the optical module ₁ , the light receiving element 217 for receiving the light emitted from the optical module ₁ is arranged in the region S3 other than the region corresponding to the diffusion plate 211. may By arranging the light receiving element 21 in such _an area, the scanning area S1 can be effectively used without affecting the image. In this embodiment, the light receiving element 217 is a photodiode. By arranging the light receiving element 217 in the region S3 _, the light from the laser diodes 81, 82, and 83 is received by the light receiving element 217, and the intensity of the obtained light is used as the value of the current flowing through the laser diodes 81, 82, and 83. can be fed back to the control. When light enters the mirror 126 on which the polarizer 142 is arranged, the polarizer 142 selects a linearly polarized light component in a specific direction. Therefore, the intensity of the light reflected by the mirror 126 may be reduced. By performing feedback control as described above, it is possible to control the values of the electric currents flowing through the laser diodes 81, 82, and 83 and adjust the light intensity to a desired level.

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。 It should be understood that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and are not restrictive in any aspect. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the meaning described above, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

本願のミラー駆動機構は、ミラー駆動機構から取り出される光を効率良く利用することが求められるミラー駆動機構に、特に有利に適用される。 The mirror drive mechanism of the present application is particularly advantageously applied to a mirror drive mechanism that requires efficient use of light extracted from the mirror drive mechanism.

１光モジュール
２保護部材
３ＨＵＤシステム
４ベース部材
１０基部
１０Ａ，１０Ｂ，６０Ａ主面
３０電子温度調整モジュール
３１吸熱板
３２放熱板
３３半導体柱
４０キャップ
４２窓
５１リードピン
５５アパーチャ部材
５５Ａ，１１５，１２８貫通孔
６０ベース板
６１レンズ搭載領域
６２チップ搭載領域
６３フィルタ搭載領域
６５ミラー駆動機構ベース
７１第１サブマウント
７２第２サブマウント
７３第３サブマウント
８１赤色レーザダイオード
８２緑色レーザダイオード
８３青色レーザダイオード
９１第１レンズ
９１Ａ，９２Ａ，９３Ａレンズ部
９２第２レンズ
９３第３レンズ
９７第１フィルタ
９８第２フィルタ
９９第３フィルタ
１１１ベース部
１１２外周部
１１２ａ厚肉部
１１３中央部
１１４，１２９ａ，１２９ｂ外縁
１１６内縁
１１７ａ，１１７ｂ突出部
１１８ａ，１１８ｂ，１１９，１３３，１４１ａ面
１２０ミラー駆動機構
１２１ａ，１２１ｂ第二のヒンジ
１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１３１ａ，１３１ｂピエゾ素子
１２５ａ第一の軸
１２５ｂ第二の軸
１２６ミラー
１２６ａ反射面
１２７ａ，１２７ｂ第一のヒンジ
１４１本体部
１４２偏光子
１４２ａ入射面
２１１拡散板
２１３拡大鏡
２１４ウィンドシールド
２１４ａ表示領域
２１７受光素子 1 optical module 2 protection member 3 HUD system 4 base member 10 base 10A, 10B, 60A main surface 30 electronic temperature control module 31 heat absorption plate 32 heat dissipation plate 33 semiconductor column 40 cap 42 window 51 lead pin 55 aperture member 55A, 115, 128 penetrating hole 60 base plate 61 lens mounting area 62 chip mounting area 63 filter mounting area 65 mirror driving mechanism base 71 first submount 72 second submount 73 third submount 81 red laser diode 82 green laser diode 83 blue laser diode 91 1 lens 91A, 92A, 93A lens portion 92 second lens 93 third lens 97 first filter 98 second filter 99 third filter 111 base portion 112 outer peripheral portion 112a thick portion 113 central portion 114, 129a, 129b outer edge 116 inner edge 117a, 117b projections 118a, 118b, 119, 133, 141a surface 120 mirror driving mechanisms 121a, 121b second hinges 122a, 122b, 123a, 123b, 131a, 131b piezo element 125a first shaft 125b second shaft 126 Mirror 126a Reflecting surfaces 127a, 127b First hinge 141 Main body 142 Polarizer 142a Incident surface 211 Diffusion plate 213 Magnifier 214 Windshield 214a Display area 217 Light receiving element

Claims

a base member;
a laser diode disposed on the base member;
a mirror driving mechanism arranged on the base member and scanning the light emitted from the laser diode,
The base member is
a temperature control module including a heat absorption plate and a heat dissipation plate;
a mirror driving mechanism base disposed on the heat absorbing plate;
The mirror drive mechanism is
a base;
a mirror supported by the base portion, capable of swinging by resonance, and having a reflecting surface that reflects incident light;
The mirror includes a polarizer that is arranged on the reflecting surface and selects light of a linearly polarized light component in a specific direction from incident light,
The mirror driving mechanism is arranged on the mirror driving mechanism base,
optical module.

2. The optical module of claim 1, wherein the polarizer is a wire grid polarizer.

3. The optical module according to claim 2, wherein said polarizer is a polarizing film.

4. The optical module according to claim 1, further comprising a protective member that seals said laser diode and said mirror driving mechanism.

5. The optical module according to any one of claims 1 to 4, further comprising a plurality of lenses for converting a spot size of light emitted from said laser diode.

comprising a plurality of said laser diodes,
6. The optical module according to claim 1, further comprising a filter for combining lights emitted from said plurality of laser diodes.

The plurality of laser diodes are
a first laser diode that emits red light;
a second laser diode that emits green light;
and a third laser diode emitting blue light.