JP7418952B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光モジュールに関するものである。

半導体発光素子からの光を出射する発光部と、発光部からの光を走査する走査部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。

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

上記半導体発光素子から出射された光によって文字や図形を描画すると、コントラストが不十分となる場合がある。そこで、コントラストを向上させることが可能な光モジュールを提供することを目的の１つとする。

本発明に従った光モジュールは、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反射する反射領域を含む第１の面を有する反射部材と、を備える。反射部材は、レーザダイオードから出射された光を吸収する第１光吸収膜を第１の面上に含む。第１光吸収膜には、反射領域を露出するように開口する第１開口部が形成されている。第１開口部は、第１の面のうち、レーザダイオードから出射された光の第１の面における強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域に対応するように形成される。

上記光モジュールによれば、コントラストを向上させることが可能な光モジュールを提供することができる。

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。 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。 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。 第２反射部材の構造を示す概略斜視図である。 第２反射部材の構造を示す概略断面図である。 レーザダイオードから出射された光の強度分布を示す図である。 レーザダイオードから出射された光が反射部材により反射される状態を示す概略図である。 実施の形態１における光モジュールの構造を示す概略図である。 第３フィルタの構造を示す概略斜視図である。 第３フィルタの構造を示す概略断面図である。

［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、レーザダイオードから出射された光を反射する反射領域を含む第１の面を有する反射部材と、を備える。反射部材は、レーザダイオードから出射された光を吸収する第１光吸収膜を第１の面上に含む。第１光吸収膜には、反射領域を露出するように開口する第１開口部が形成されている。第１開口部は、第１の面のうち、レーザダイオードから出射された光の第１の面における強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域に対応するように形成される。

レーザダイオードから出射された光は、光軸に垂直な面における光の強度（照度）分布がガウシアン分布を示すガウシアンビームである。したがって、レーザダイオードから出射された光では、光軸に垂直な面において、光軸に相当する部分の光の強度は最大値となり、光軸から遠ざかるに従って光の強度は低下する。光軸から遠ざかった領域における光では、光の明暗の差が小さくなる。このような領域を含んだ光によって文字や図形を描画すると、描画された文字や図形のコントラストが低下する場合がある。光の強度が最大値の１／ｅ^２未満の領域の光を取り除き、光の強度が最大値の１／ｅ^２以上の領域の光を用いることで、レーザダイオードから出射された光の光量の低下を抑制しつつ、描画された文字や図形のコントラストを向上させることができる。

本願の光モジュールでは、第１開口部は、第１の面のうち、レーザダイオードから出射された光の第１の面における強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域に対応するように形成される。このような構成とすることで、レーザダイオードから出射された光のうち、最大値の１／ｅ^２未満の強度の光は、光吸収膜により吸収される。また、最大値の１／ｅ^２以上の強度の光は、反射領域によって反射される。したがって、レーザダイオードから出射された光によって描画された文字や図形のコントラストを向上させることができる。

上記光モジュールにおいて、複数のレーザダイオードと、複数のレーザダイオードから出射された光を合波するフィルタと、をさらに備えてもよい。このような構成とすることで、合波された光を出射することができる。

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、フィルタにより合波された光を受けて走査する走査ミラーを含むＭＥＭＳと、フィルタにより合波された光の光路上におけるフィルタとＭＥＭＳとの間に配置され、フィルタにより合波された光を反射するミラーと、をさらに備えてもよい。ミラーは、フィルタにより合波された光を反射する反射領域を含む第１の面を有する反射部材であってもよい。このような構成とすることで、ＭＥＭＳに入射する前に、最大値の１／ｅ^２未満の強度の光は、第１光吸収膜によって吸収される。このため、光モジュールによって描画される文字や画像において、コントラストを向上させることができる。

上記光モジュールにおいて、複数のレーザダイオードは、第１の光を出射する第１レーザダイオードと、第１の光とは波長および偏光方向の少なくともいずれか一方が異なる第２の光を出射する第２レーザダイオードと、を含んでもよい。フィルタは、平板状の形状を有してもよい。フィルタは、一方の主面であって、第１レーザダイオードから出射された光を反射する反射領域を含む第１の面と、第１の面とは反対側の主面であって、第２レーザダイオードから入射する光が透過する透過領域を含む第２の面と、を有する反射部材であってもよい。第１の面上に、第１光吸収膜が配置されてもよい。このような構成とすることで、第１の光における最大値の１／ｅ^２未満の強度の光は、第１光吸収膜によって吸収され、第１の光における最大値の１／ｅ^２以上の強度の光は、第２の光と合波される。したがって、フィルタとは別部品として反射部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。

フィルタは、第２レーザダイオードから出射された光を吸収する第２光吸収膜を第２の面上に含んでもよい。第２光吸収膜には、透過領域を露出するように開口する第２開口部が形成されてもよい。第２開口部は、第２の面のうち、第２レーザダイオードから出射された光の第２の面における強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域に対応するように形成されてもよい。このような構成とすることで、第２の光における最大値の１／ｅ^２未満の強度の光は、第２光吸収膜によって吸収され、第２の光における最大値の１／ｅ^２以上の強度の光は透過する。このため、フィルタによって、複数のレーザダイオードから出射された光のうち最大値の１／ｅ^２未満の強度の光を取り除くと共に、光を合波することができる。

上記光モジュールにおいて、複数のレーザダイオードは、赤色の光を出射する赤色レーザダイオードと、緑色の光を出射する緑色レーザダイオードと、青色の光を出射する青色レーザダイオードと、を含んでもよい。このような構成とすることで、所望の色の光を形成することができる。

上記光モジュールは、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てもよい。レンズは、レーザダイオードから出射される光の光路上におけるレーザダイオードと反射部材との間に配置されてもよい。反射部材は、レンズによりスポットサイズが変換された光を反射領域において反射してもよい。レーザダイオードから出射される光がレンズを透過すると、光の強度が最大値の１／ｅ^２未満の領域において、光の強度の強い部分と弱い部分とが交互に現れる領域が生じる。このような領域の光によって、光の明暗の差がさらに生じ難くなり、光モジュールによって描画された文字や図形のコントラストが一層低下してしまう。上記のような構成とすることで、レンズを透過した光において、光の強度の強い部分と弱い部分とが交互に現れる領域が生じたとしても、光の強度が最大値の１／ｅ^２未満の領域の光は、第１光吸収膜によって吸収される。このため、レーザダイオードから出射された光によって描画された文字や図形のコントラストを向上させることができる。

上記光モジュールは、レーザダイオードおよび反射部材を取り囲み、レーザダイオードおよび反射部材を封止する保護部材をさらに備えてもよい。このような構成とすることで、レーザダイオードおよび反射部材を、外部環境から保護部材によって保護することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本発明にかかる光モジュールの実施の形態を、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）
まず、図１～図８を参照して実施の形態１について説明する。図１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２および図３は、図１のキャップを取り外した状態に対応する斜視図である。図３は、図２とは異なる視点から見た光モジュールの構造を示す概略斜視図である。図４は、第２ミラーの構造を示す概略斜視図である。図５は、図４中の線分Ｉ－Ｉで切断した場合の断面図である。図８は、キャップを断面にて、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。

特に図１～図３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。つまり、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は、平板状の形状を有する。光形成部２０は、基部１０の一方の主面１０Ａ上に配置される。キャップ４０は、光形成部２０を覆うように基部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４１が嵌め込まれている。本実施の形態において、保護部材２は、内部を気密状態とする気密部材である。

特に図２および図３を参照して、光形成部２０は、ベース板６０と、ＭＥＭＳベース６５と、サブマウント７１，７２，７３と、レーザダイオード８１，８２，８３と、レンズ９１，９２，９３と、フィルタ９７，９８，９９と、反射部材としてのミラー１３１と、ＭＥＭＳ１２０とを含む。

特に図２、図３および図８を参照して、ベース板６０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、Ｚ軸方向から平面的に見て、矩形状である。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、レンズ搭載領域６１から見て、チップ搭載領域６２が位置する側とは反対側に位置するように配置される。Ｚ軸方向から平面的に見て、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、互いに平行に配置される。

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。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Ｚ軸方向における高さ）が高くなっている。

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、Ｘ軸方向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、赤色の光を出射する赤色レーザダイオード８１が配置されている。第２サブマウント７２上に、緑色の光を出射する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、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（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。なお、赤色の光は、波長が６２０ｎｍ（ナノメートル）～７５０ｎｍ程度の光であり、緑色の光は、波長が４９５ｎｍ～５７０ｎｍ程度の光であり、青色の光は、波長が４２０ｎｍ～４９５ｎｍ程度の光である。

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から出射される光がコリメート光に変換される。

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。

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。

特に図８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。

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。

特に図２、図３および図８を参照して、ミラー１３１は、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光を反射する反射領域１３３を含む第１の面１３１Ａを有する。ミラー１３１は、基部１０の主面１０Ａ上に配置されている。ミラー１３１は、第１ミラー１３５と、第２ミラー１３６と、を含む。第１ミラー１３５および第２ミラー１３６は、フィルタ９７，９８，９９によって合波された光である合波光の光路上において、第３フィルタ９９とＭＥＭＳ１２０との間に配置されている。第１ミラー１３５は、第３フィルタ９９から見て、Ｘ軸方向において第２フィルタ９８とは反対側に配置される。第１ミラー１３５の反射領域１３３は、第３フィルタ９９および第２ミラー１３６に面するように配置されている。第２ミラー１３６の反射領域１３３は、第１ミラー１３５の反射領域１３３と、ＭＥＭＳ１２０の走査ミラー１２１とに面するように配置されている。このように配置されることで、第１ミラー１３５および第２ミラー１３６は、合波光を反射する。第１ミラー１３５および第２ミラー１３６において反射された合波光は、ＭＥＭＳ１２０の走査ミラー１２１へと到達する。

特に図４および図５を参照して、第２ミラー１３６は、本体部１３２と、第１光吸収膜としての光吸収膜１４１と、を含む。本体部１３２は、板状の形状を有する。本体部１３２は、第１の面１３１Ａを含む。光吸収膜１４１は、第１の面１３１Ａ上に配置されている。光吸収膜１４１には、第１の面１３１Ａの一部である反射領域１３３を露出するように、第１開口部１４１Ａが形成されている。反射領域１３３は、矢印Ｄ_２の向きに平面的に見て、楕円状の形状を有する。反射領域１３３の中心Ｇを、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光の光軸Ｈが通るように第２ミラー１３６は配置されている。光吸収膜１４１は、第１の面１３１Ａにおける反射領域１３３以外の領域１３４を全て覆うように形成されている。光吸収膜１４１を構成する金属は、例えば、クロムやニッケル等である。光吸収膜１４１は、例えば、めっき又は真空成膜法によって形成される。第１ミラー１３５は、本体部１３２を含む。第１ミラー１３５には、光吸収膜１４１が形成されていない。第１ミラー１３５の第１の面１３１Ａの全域は、第３フィルタ９９からの光を反射可能な反射領域１３３である。

図６は、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光の光軸Ｈに垂直な面において、光軸Ｈを通る直線上での光の強度分布を示す図である。図６における縦軸は光の強度（照度）であり、横軸は光軸Ｈからの距離である。なお、図６は、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光が反射領域１３３に入射する前の光の強度分布である。特に図６および図７を参照して、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光は、光軸Ｈに垂直な面における光の強度分布がガウシアン分布を示すガウシアンビームである。すなわち、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光は、光軸Ｈ上において光の強度が最大値Ｉ_１となる。光の強度が最大値Ｉ_１から強度Ｉ_２までの領域Ｓ_１においては、光軸Ｈから離れるに従って、光の強度は急激に低下する。最大値Ｉ_１の１／ｅ^２である強度Ｉ_２未満の領域Ｓ_２では、光軸Ｈから離れるに従って、光の強度は緩やかに低下する。さらに、光の強度が強度Ｉ_２未満の領域Ｓ_２は、光の強度の強い部分と弱い部分とが交互に現れる領域Ｓ_４を含む。

レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光において、光の強度がＩ_２以上となる領域Ｓ_１に相当する領域Ｓ_５は、第２ミラー１３６における第１開口部１４１Ａに対応する。このため、光の強度が強度Ｉ_２以上である光は、反射領域１３３によって反射され、強度Ｉ_２未満である光は、光吸収膜１４１によって吸収される。

ＭＥＭＳベース６５上に、走査ミラー１２１を含むＭＥＭＳ１２０が配置される。本実施の形態において、走査ミラー１２１は円盤状の形状を有する。走査ミラー１２１が、合波された光の光路に対応する領域に位置するように、ＭＥＭＳ１２０は配置される。走査ミラー１２１は、所望の方向および角度で揺動させることができる。その結果、走査ミラー１２１を含むＭＥＭＳ１２０によって、合波光は走査される。

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。図８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。

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、第１ミラー１３５に到達する。第１ミラー１３５に到達した光は、第１ミラー１３５の反射領域１３３によって反射され、光路Ｌ_５に沿ってさらに進行し、第２ミラー１３６に到達する。第２ミラー１３６に到達した光のうち、光の強度がＩ_２以上である光は第２ミラー１３６の反射領域１３３によって反射され、光の強度がＩ_２未満である光は光吸収膜１４１によって吸収される。

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。

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、第１ミラー１３５に到達する。第１ミラー１３５に到達した光は、第１ミラー１３５の反射領域１３３によって反射され、光路Ｌ_５に沿ってさらに進行し、第２ミラー１３６に到達する。第２ミラー１３６に到達した光のうち、光の強度がＩ_２以上である光は第２ミラー１３６の反射領域１３３によって反射され、光の強度がＩ_２未満である光は光吸収膜１４１によって吸収される。

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。

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、第１ミラー１３５に到達する。第１ミラー１３５に到達した光は、第１ミラー１３５の反射領域１３３によって反射され、光路Ｌ_５に沿ってさらに進行し、第２ミラー１３６に到達する。第２ミラー１３６に到達した光のうち、光の強度がＩ_２以上である光は第２ミラー１３６の反射領域１３３によって反射され、光の強度がＩ_２未満である光は光吸収膜１４１によって吸収される。

赤色、緑色および青色の光が合波されて形成された合波光は、光路Ｌ_６に沿ってＭＥＭＳ１２０の走査ミラー１２１へと到達する。そして、ＭＥＭＳ１２０の走査ミラー１２１が駆動されることにより合波光が走査され、光路Ｌ_７に沿って窓４２を通りキャップ４０の外部へと出射する。このようにして出射された合波光により、文字、図形などが描画される。

ここで、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光は、光軸Ｈに垂直な面における光の強度（照度）分布がガウシアン分布を示すガウシアンビームである。したがって、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光では、光軸Ｈに垂直な面において、光軸Ｈに相当する部分の光の強度は最大値Ｉ_１となり、光軸Ｈから遠ざかるに従って光の強度は低下する。光軸Ｈから遠ざかった領域における光では、光の明暗の差が小さくなる。このような領域を含んだ光によって文字や図形を描画すると、描画された文字や図形のコントラストが低下する場合がある。光の強度が最大値Ｉ_１の１／ｅ^２未満の領域Ｓ_２の光を取り除き、光の強度が最大値Ｉ_１の１／ｅ^２以上の領域Ｓ_１の光を用いることで、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光の光量の低下を抑制しつつ、描画された文字や図形のコントラストを向上させることができる。

本実施の形態における光モジュール１では、第１開口部１４１Ａは、第１の面１３１Ａのうち、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光の第１の面１３１Ａにおける強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域Ｓ_５に対応するように形成される。このような構成とすることで、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光のうち、最大値Ｉ_１の１／ｅ^２未満の強度の光は、光吸収膜１４１により吸収される。また、最大値Ｉ_１の１／ｅ^２以上の強度の光は、反射領域１３３によって反射される。したがって、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光によって描画された文字や図形のコントラストを向上させることができる。

上記実施の形態において、光モジュール１は、複数のレーザダイオード８１，８２，８３と、複数のレーザダイオード８１，８２，８３から出射された光を合波するフィルタ９７，９８，９９と、を備える。このような構成とすることで、合波された光を出射することができる。

上記実施の形態において、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レンズ９１，９２，９３を備える。レンズ９１，９２，９３は、レーザダイオード８１，８２，８３から出射される光の光路上におけるレーザダイオード８１，８２，８３と第２ミラー１３６との間に配置されている。第２ミラー１３６は、レンズ９１，９２，９３によりスポットサイズが変換された光を反射領域１３３において反射する。レーザダイオード８１，８２，８３から出射される光がレンズ９１，９２，９３を透過すると、光の強度が強度Ｉ_２未満の領域Ｓ_２において、光の強度の強い部分と弱い部分とが交互に現れる領域Ｓ_４が生じる。このような領域の光によって、光の明暗の差がさらに生じ難くなり、光モジュール１によって描画された文字や図形のコントラストが一層低下してしまう。上記のような構成とすることで、レンズ９１，９２，９３を透過した光において、光の強度の強い部分と弱い部分とが交互に現れる領域Ｓ_４が生じたとしても、光の強度が強度Ｉ_２未満の領域Ｓ_２の光は、光吸収膜１４１によって吸収される。このため、光モジュール１によって描画された文字や図形のコントラストを向上させることができる。

上記実施の形態において、光モジュール１は、レーザダイオード８１，８２，８３、ミラー１３１およびＭＥＭＳ１２０を取り囲み、レーザダイオード８１，８２，８３、ミラー１３１およびＭＥＭＳ１２０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、ミラー１３１およびＭＥＭＳ１２０を、外部環境から保護することができる。

上記実施の形態では、第１開口部１４１Ａは、領域Ｓ_５に対応するように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、第１開口部１４１Ａは、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光の強度が最大値Ｉ_１の１／２の強度Ｉ_３以上となる領域Ｓ_３に相当する領域に対応するように形成されてもよい。このような構成とすることで、コントラストをさらに向上させることができる。

上記実施の形態において、光吸収膜１４１は、第２ミラー１３６の第１の面１３１Ａ上に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、第１ミラー１３５の第１の面１３１Ａ上に同様の構成の光吸収膜１４１が形成されてもよい。

上記実施の形態において、反射領域１３３は、矢印Ｄ_２の向きに平面的に見て、楕円状の形状を有す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、円形状であってもよい。

（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の光モジュール１は基本的には実施の形態１の光モジュール１と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかしながら、実施の形態２においては、第３フィルタ９９に光吸収膜が形成される一方で、第２ミラー１３６に光吸収膜が形成されない点において、実施の形態１の場合とは異なっている。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。

図９は、第３フィルタ９９の構造を示す概略斜視図である。図１０は、図９中の線分ＩＩ－ＩＩで切断した場合の断面図である。図９および図１０を参照して、第３フィルタ９９は、青色レーザダイオード８３から出射された光を反射する反射領域９９１を含む第１の面９９Ａと、赤色レーザダイオード８１から出射された光および緑色レーザダイオード８２から出射された光を透過する透過領域９９４を含む第２の面９９Ｂとを有する反射部材である。第３フィルタ９９は、本体部９９０と、第１光吸収膜１４２と、第２光吸収膜１４３と、を含む。本体部９９０は、互いに平行な主面である第１の面９９Ａと、第２の面９９Ｂとを有する平板状の形状である。

本体部９９０の第１の面９９Ａ上には、第１光吸収膜１４２が配置されている。第１光吸収膜１４２には、反射領域９９１を露出するように開口する第１開口部１４２Ａが形成されている。第１光吸収膜１４２は、反射領域９９１以外の領域９９２を全て覆うように形成されている。第１光吸収膜１４２を構成する金属は、例えば、クロムやニッケル等である。第１光吸収膜１４２は、例えば、めっき又は真空成膜法によって形成される。第１光吸収膜１４２を構成する金属としては、光吸収膜１４１と同様の金属を採用することができる。

青色レーザダイオード８３から出射された光において、光の強度がＩ_２以上となる領域Ｓ_１に相当する領域Ｓ_６は、第１開口部１４２Ａに対応する。このため、光の強度が強度Ｉ_２以上である光は、反射領域９９１によって反射され、強度Ｉ_２未満である光は、第１光吸収膜１４２によって吸収される。反射領域９９１によって反射された光は、光路Ｌ_４に沿って進行し、第１ミラー１３５に到達する。

本体部９９０の第２の面９９Ｂ上には、第２光吸収膜１４３が配置されている。第２光吸収膜１４３には、透過領域９９４を露出するように開口する第２開口部１４３Ａが形成されている。第２光吸収膜１４３は、透過領域９９４以外の領域９９５を全て覆うように形成されている。第２光吸収膜１４３を構成する金属は、例えば、クロムやニッケル等である。第２光吸収膜１４３は、例えば、めっき又は真空成膜法によって形成される。第２光吸収膜１４３を構成する金属としては、光吸収膜１４１と同様の金属を採用することができる。

赤色レーザダイオード８１から出射された光および緑色レーザダイオード８２から出射された光において、光の強度がＩ_２以上となる領域Ｓ_１に相当する領域Ｓ_７は、第２開口部１４３Ａに対応する。このため、光の強度が強度Ｉ_２以上である光は、透過領域９９４を透過し、強度Ｉ_２未満である光は、第２光吸収膜１４３によって吸収される。透過領域９９４を透過した光は、光路Ｌ_４に沿って進行し、第１ミラー１３５に到達する。

以上のようにして、第３フィルタ９９は、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光において強度Ｉ_２未満の光を吸収するとともに、レーザダイオード８１，８２，８３から出射された光を合波することができる。

上記実施の形態２の構造を有する光モジュール１によっても、実施の形態１と同様に、コントラストを向上させることができる。

実施の形態２においては、第１ミラー１３５および第２ミラー１３６が採用される場合について説明したが、これに限られない。例えば、第２ミラー１３６を省略し、第１ミラー１３５からの合波光をＭＥＭＳ１２０の走査ミラー１２１で受けるようにすることで、部品点数の増加を抑制することができる。

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１つまたは２つを含む構成であればよい。また、赤外光等を加えて４つ以上としてもよい。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。また、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説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、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。

本願の光モジュールは、コントラストを向上させることが求められる光モジュールに、特に有利に適用され得る。

１ 光モジュール
２ 保護部材
１０ 基部
１０Ａ，１０Ｂ 主面
２０ 光形成部
４０ キャップ
４１ ガラス部材
４２ 窓
５１ リードピン
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 ＭＥＭＳ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
９９Ａ，１３１Ａ 第１の面
９９Ｂ 第２の面
１２０ ＭＥＭＳ
１２１ 走査ミラー
１３１ ミラー
１３２，９９０ 本体部
１３３，９９１ 反射領域
１３４，９９２，９９５ 領域
１３５ 第１ミラー
１３６ 第２ミラー
１４１ 光吸収膜
１４１Ａ，１４２Ａ 第１開口部
１４２ 第１光吸収膜
１４３ 第２光吸収膜
１４３Ａ 第２開口部
９９４ 透過領域

Claims (7)

1. 複数のレーザダイオードと、
   前記複数のレーザダイオードから出射された光を合波するフィルタと、
   前記レーザダイオードから出射され、前記フィルタにより合波された光を受けて走査する走査ミラーを含むＭＥＭＳと、
   前記レーザダイオードから出射された光を反射する反射領域を含む第１の面を有する反射部材と、を備え、
   前記反射部材は、前記レーザダイオードから出射された光を吸収する第１光吸収膜を前記第１の面上に含み、
   前記第１光吸収膜には、前記反射領域を露出するように開口する第１開口部が形成されており、
   前記複数のレーザダイオードは、第１の光を出射する第１レーザダイオードと、前記第１の光とは波長および偏光方向の少なくともいずれか一方が異なる第２の光を出射する第２レーザダイオードと、を含み、
   前記フィルタは、平板状の形状を有しており、
   前記フィルタは、一方の主面であって、前記第１レーザダイオードから出射された光を反射する前記反射領域を含む前記第１の面と、前記第１の面とは反対側の主面であって、前記第２レーザダイオードから入射する光が透過する透過領域を含む第２の面と、を有する前記反射部材であり、
   前記反射領域は、楕円状の形状または円形状であり、
   前記第１の面上に、前記第１光吸収膜が配置されており、
   前記第１開口部は、前記第１の面のうち、前記レーザダイオードから出射された光の前記第１の面における強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域に対応するように形成される、光モジュール。
2. 複数のレーザダイオードと、
   前記複数のレーザダイオードから出射された光を合波するフィルタと、
   前記レーザダイオードから出射された光を反射する反射領域を含む第１の面を有する反射部材と、
   前記レーザダイオードから出射され、前記フィルタにより合波された光を受けて走査する走査ミラーを含むＭＥＭＳと、
   前記フィルタにより合波された光の光路上における前記フィルタと前記ＭＥＭＳとの間に配置され、前記フィルタにより合波された光を反射するミラーと、を備え、
   前記反射部材は、前記レーザダイオードから出射された光を吸収する第１光吸収膜を前記第１の面上に含み、
   前記第１光吸収膜には、前記反射領域を露出するように開口する第１開口部が形成されており、
   前記反射領域は、楕円状の形状または円形状であり、
   前記第１開口部は、前記第１の面のうち、前記レーザダイオードから出射された光の前記第１の面における強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域に対応するように形成され、
   前記ミラーは、前記反射領域を含む前記第１の面を有する前記反射部材である、光モジュール。
3. 前記フィルタは、前記第２レーザダイオードから出射された光を吸収する第２光吸収膜を前記第２の面上に含み、
   前記第２光吸収膜には、前記透過領域を露出するように開口する第２開口部が形成されており、
   前記第２開口部は、前記第２の面のうち、前記第２レーザダイオードから出射された光の前記第２の面における強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域に対応するように形成される、請求項１に記載の光モジュール。
4. 前記複数のレーザダイオードは、
   赤色の光を出射する赤色レーザダイオードと、
   緑色の光を出射する緑色レーザダイオードと、
   青色の光を出射する青色レーザダイオードと、を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光モジュール。
5. 前記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、
   前記レンズは、前記レーザダイオードから出射される光の光路上における前記レーザダイオードと前記反射部材との間に配置されており、
   前記反射部材は、前記レンズによりスポットサイズが変換された光を前記反射領域において反射する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光モジュール。
6. 前記レーザダイオードおよび前記反射部材を取り囲み、前記レーザダイオードおよび前記反射部材を封止する保護部材をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光モジュール。
7. レーザダイオードと、
   走査ミラーを含むＭＥＭＳと、
   前記レーザダイオードと前記ＭＥＭＳとの間に配置されるとともに、前記レーザダイオードから出射された光を反射する反射領域を含む第１の面を有する反射部材と、を備え、
   前記反射部材は、前記レーザダイオードから出射された光を吸収する第１光吸収膜を前記第１の面上に含み、
   前記第１光吸収膜には、前記反射領域を露出するように開口する第１開口部が形成されており、
   前記反射領域は、楕円状の形状または円形状であり、
   前記第１開口部は、前記第１の面のうち、前記レーザダイオードから出射された光の前記第１の面における強度が最大値の１／ｅ^２以上となる領域に対応するように形成される、光モジュール。
   

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