JPWO2019065162A1 - 光モジュール - Google Patents

Abstract

光を形成する光形成部、を備えた光モジュールである。前記光形成部は、ベース部材と、前記ベース部材上に搭載され、光を出射するように構成された半導体発光素子と、前記ベース部材上に搭載され、前記半導体発光素子から出射される前記光の一部を反射し、前記光の一部を透過するレンズと、前記ベース部材上の前記半導体発光素子と前記レンズとの間であって、前記半導体発光素子から前記レンズに向かう前記光の照射範囲の外側に搭載され、前記レンズにより反射した光の一部を受光面で受光するように構成された受光素子と、を含む。

Description

本開示は、光モジュールに関する。本出願は２０１７年９月２９日出願の日本特許出願第２０１７−１９０６６２号に基づく優先権を主張し、前記日本特許出願に記載された全ての内容を援用するものである。

パッケージ内に半導体発光素子を配置した光モジュールが知られている（たとえば、特許文献１〜４参照）。このような光モジュールは、表示装置、光ピックアップ装置、光通信装置など、種々の装置の光源として用いられる。

特開２００９−９３１０１号公報 特開２００７−３２８８９５号公報 特開２００７−１７９２５号公報 特開２００７−６５６００号公報

本開示の光モジュールは、光を形成する光形成部、を備える。前記光形成部は、ベース部材と、前記ベース部材上に搭載され、光を出射するように構成された半導体発光素子と、前記ベース部材上に搭載され、前記半導体発光素子から出射される前記光の一部を反射し、前記光の一部を透過するレンズと、前記ベース部材上の前記半導体発光素子と前記レンズとの間であって、前記半導体発光素子から前記レンズに向かう前記光の照射範囲の外側に搭載され、前記レンズにより反射した光の一部を受光面で受光するように構成された受光素子と、を含む。

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平面図である。 図４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断面図である。 図５は、実施の形態２における光モジュールの構造を示す概略断面図である。 図６は、実施の形態２の変形例における光モジュールの構造を示す概略断面図である。

従来の光モジュールについては、半導体発光素子の光量を測定するための受光素子が設けられる場合がある。ここで、半導体発光素子から出射された光を直接受光素子によって受光させると、受光素子の受光面において反射した光が迷光となり、たとえば、光モジュールを表示装置として用いた場合に、投影面に迷光が表れるおそれがある。このような状況はできるだけ避けることが望ましい。
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示に係る光モジュールは、光を形成する光形成部、を備える。光形成部は、ベース部材と、ベース部材上に搭載され、光を出射するように構成された半導体発光素子と、ベース部材上に搭載され、半導体発光素子から出射される前記光の一部を反射し、光の一部を透過するレンズと、ベース部材上の半導体発光素子とレンズとの間であって、半導体発光素子からレンズに向かう光の照射範囲の外側に搭載され、レンズにより反射した光の一部を受光面で受光するように構成された受光素子と、を含む。

このような構成の光モジュールによれば、受光素子は、半導体発光素子からの光がレンズにより反射した反射光の一部を受光して、半導体発光素子の光量を測定することができる。そして、測定した光量に基づいて、半導体発光素子から出射される光の強度を調整することができる。この場合、受光素子は、ベース部材上の半導体発光素子とレンズとの間であって、半導体発光素子からの光の出射範囲の外部に位置するため、半導体発光素子から出射される光が直接受光素子に当たることはない。そうすると、受光素子が半導体発光素子からの光を直接受けた際に発生する反射光が発生することはない。したがって、受光素子に直接当たって反射される反射光がレンズに入射し、外部に出力されることを防止することができる。その結果、上記光モジュールによれば、迷光の発生を抑制することができる。

上記光モジュールにおいて、光形成部は、ベース部材上にそれぞれ搭載される複数の半導体発光素子と、ベース部材上にそれぞれ搭載され、複数の半導体発光素子のそれぞれに対応して配置される複数のレンズと、ベース部材上に搭載され、複数の半導体発光素子のそれぞれに対応して配置される複数の受光素子と、ベース部材上に搭載され、複数の半導体発光素子からの光を合波するフィルタとを含むよう構成してもよい。こうすることにより、迷光の発生を防止しながら、複数の半導体発光素子から出射される光を合波して、光モジュールから出力することができる。

上記光モジュールにおいて、半導体発光素子は、レーザダイオードであるよう構成してもよい。こうすることにより、出射する光の波長のばらつきの少ない出射光を得ることができる。

なお、光形成部により形成される光の出力は、５０ｍＷ以上であるように構成してもよい。このような光モジュールは、表示装置や光ピックアップ装置等に適用することができる。

上記光モジュールにおいて、ベース部材はさらにベース板を含み、受光素子は、ベース板上に直接搭載されているよう構成してもよい。こうすることにより、製造工程を簡略化して、より容易に光モジュールを製造することができる。

上記光モジュールにおいて、受光素子は、照射範囲の縁とレンズで反射された照射範囲の縁の光との間に搭載されるよう構成してもよい。こうすることにより、適切に反射光を受光することができる。

上記光モジュールにおいて、受光面がレンズに向くように光の光軸に対して傾斜してもよい。こうすることにより、受光素子の受光面によって反射された反射光が再度半導体発光素子に入射することを抑制して、半導体発光素子の出力制御が困難になることを避けることができる。

本開示に係る光モジュールは、光を出射するように構成された半導体発光素子と、半導体発光素子から出射される光の一部を反射し、光の一部を透過するように構成されたレンズと、半導体発光素子から出射されレンズに向かう光の照射範囲よりも外側においてレンズにより反射した光の一部を受光するように構成された受光素子と、を備える。

このような構成の光モジュールによれば、受光素子は、半導体発光素子からの光がレンズにより反射した反射光の一部を受光して、半導体発光素子の光量を測定することができる。そして、測定した光量に基づいて、半導体発光素子から出射される光の強度を調整することができる。この場合、受光素子は、半導体発光素子からの光の出射範囲の外部に位置するため、半導体発光素子から出射される光が直接受光素子に当たることはない。そうすると、受光素子が半導体発光素子からの光を直接受けた際に発生する反射光が発生することはない。したがって、受光素子に直接当たって反射される反射光がレンズに入射し、外部に出力されることを防止することができる。その結果、上記光モジュールによれば、迷光の発生を抑制することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
（実施の形態１）
次に、本開示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４を参照しつつ説明する。図２および図４は、図１のキャップ４０を取り外した状態に対応する図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶで切断した場合の断面図である。図４に示す断面は、ＹＺ平面に沿う面であり、一部の図示を省略している。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符号を付しその説明は繰り返さない場合がある。

図１〜図４を参照して、実施の形態１における光モジュール１は、平板状の形状を有する基部１０と、基部１０のＺ軸方向に位置する一方の面１０Ａ上に配置され、光を形成する発光ユニットとしての光形成部２０と、光形成部２０を覆うように基部１０の一方の面１０Ａ上に接触して配置されるキャップ４０と、基部１０のＺ軸方向に位置する他方の面１０Ｂ側から一方の面１０Ａ側まで貫通し、一方の面１０Ａ側および他方の面１０Ｂ側の両側に突出する複数のリードピン５１とを備える。基部１０とキャップ４０とは、たとえば溶接されることにより気密状態とされている。すなわち、光形成部２０は、基部１０とキャップ４０とによりハーメチックシールされている。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あるいは除去された気体が封入されている。キャップ４０には、光形成部２０からの光を透過する出射窓４１が設けられる。出射窓４１を構成する部材は厚み方向（Ｘ軸方向）に配置される面が互いに平行な平板状の形状を有していてもよい。あるいは、光形成部２０からの光を集光または拡散させるレンズ形状を有していてもよい。基部１０およびキャップ４０は、保護部材を構成する。なお、平面的に見て（Ｚ軸方向から見た場合に）、基部１０は、四隅の角が丸められた長方形形状である（特に図３参照）。キャップ４０についても、平面的に見て四隅の角が丸められた長方形形状である。そして、基部１０をＺ軸方向から見た場合の基部１０の投影面積の方がキャップ４０をＺ軸方向から見た場合のキャップ４０の投影面積よりも大きく構成されている。つまり、基部１０の外周がキャップ４０の外周から鍔状に突出している。

光形成部２０は、ベース板６６を含むベース部材６０を含む。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、第１チップ搭載領域６２と、第２チップ搭載領域６３と、フォトダイオード搭載領域６４とを含む。第１チップ搭載領域６２と第２チップ搭載領域６３とは、Ｘ軸方向に並んで配置される。また、Ｙ軸方向において、Ｘ軸方向に並んで配置される第１チップ搭載領域６２および第２チップ搭載領域６３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、第１チップ搭載領域６２、第２チップ搭載領域６３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、第１チップ搭載領域６２、第２チップ搭載領域６３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。

第１チップ搭載領域６２および第２チップ搭載領域６３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、第１チップ搭載領域６２および第２チップ搭載領域６３の高さがそれぞれ高い。なお、第１チップ搭載領域６２の方が、第２チップ搭載領域６３よりも高い。フォトダイオード搭載領域６４の厚みは、ベース領域６１、第１チップ搭載領域６２および第２チップ搭載領域６３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。なお、上記の高さとは、Ｘ−Ｙ平面を基準としてＺ軸方向の距離を意味する。

第１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。第２チップ搭載領域６３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。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。

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。

ここで、第１フォトダイオード９４は、赤色レーザダイオード８１からの光の出射範囲の外部に位置するよう搭載される。また、第１フォトダイオード９４は、赤色レーザダイオード８１からの光が第１レンズ９１により反射した反射光の一部を受光するよう搭載される。すなわち、第１フォトダイオード９４は、赤色レーザダイオード８１からの光を直接受光しない。第２フォトダイオード９５は、緑色レーザダイオード８２からの光の出射範囲の外部に位置するよう搭載される。また、第２フォトダイオード９５は、緑色レーザダイオード８２からの光が第２レンズ９２により反射した反射光の一部を受光する位置に設けられる。すなわち、第２フォトダイオード９５は、緑色レーザダイオード８２からの光を直接受光しない。第３フォトダイオード９６は、青色レーザダイオード８３からの光の出射範囲の外部に位置するように搭載される。また、第３フォトダイオード９６は、青色レーザダイオード８３からの光が第３レンズ９３により反射した反射光の一部を受光する位置に設けられる。すなわち、第３フォトダイオード９６は、青色レーザダイオード８３からの光を直接受光しない。

次に、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が設けられる位置の詳細について、第３フォトダイオード９６を例に主に図４を参照して説明する。なお、第１フォトダイオード９４が設けられる位置および第２フォトダイオード９５が設けられる位置は、以下に説明する第３フォトダイオード９６の青色レーザダイオード８３に対する位置と同様である。

青色レーザダイオード８３は、第３レンズ９３が配置される側に向かって光を照射する。照射された光の光軸１００は、図４中の一点鎖線で示される。ここで、青色レーザダイオード８３から照射された光は発散光である。したがって、青色レーザダイオード８３から照射された光は、青色レーザダイオード８３の照射部１０１から第３レンズ９３側に向かって広がっていく。光の照射範囲１０２は、図４中に示す断面において、フォトダイオード搭載領域６４側の下縁１０３Ａと、下縁１０３Ａと反対側に位置する上縁１０３Ｂとの間の領域となる。青色レーザダイオード８３から出射される光の光軸１００と下縁１０３Ａとのなす角度は、角度θ_１によって示される。なお、ベース板６６の板厚方向は、Ｚ軸方向で示される。また、青色レーザダイオード８３から照射された光は、Ｙ軸方向から見ると、その縁がＺ軸方向に若干長い楕円形状となる。

青色レーザダイオード８３から照射された光は、第３レンズ９３に到達し、第３レンズ９３のレンズ部に入射される。ここで、青色レーザダイオード８３から照射された光の一部は、第３レンズ９３のうちの青色レーザダイオード８３が位置する面９３Ａによって反射される。反射される光の割合は、照射された光の１〜２％程度である。青色レーザダイオード８３から照射された光は発散光であり、面９３Ａからの反射光も図４中の下縁１０３Ａの反射光１０４Ａ、および上縁１０３Ｂの反射光１０４Ｂで示すようにＺ軸方向において広がっていく。なお、この反射光の広がりの角度については、図４における面９３Ａを示す線と反射光１０４Ａとのなす角度θｓによって示される。

第３フォトダイオード９６は、光量を測定する光を受光する受光面９６ＡがＺ軸方向に向くようにして、第６サブマウント７６上に配置される。受光面９６Ａは平らである。すなわち、第３フォトダイオード９６の受光面９６Ａは、光軸１００に沿って平行となるように設けられている。

ここで、第３フォトダイオード９６は、青色レーザダイオード８３からの光の照射範囲１０２の外側に位置している。すなわち、第３フォトダイオード９６は、光の下縁１０３Ａの外側に受光面９６Ａが位置するように設けられている。そして、第３フォトダイオード９６は、青色レーザダイオード８３からの光が第３レンズ９３、具体的には、第３レンズ９３のうちの青色レーザダイオード８３が配置される側の面９３Ａにより反射した反射光の一部を受光する位置に設けられている。すなわち、第３フォトダイオード９６は、下縁１０３Ａと下縁１０３Ａの光の反射光１０４Ａとの間の領域１０５で示される反射光の一部を受光面９６Ａで受光できる位置に設けられる。

なお、第１フォトダイオード９４についても第３フォトダイオード９６の場合と同様に、赤色レーザダイオード８１から第１レンズ９１に向かう光の照射範囲の外側に位置する。第１フォトダイオード９４は、赤色レーザダイオード８１からの光が第１レンズ９１により反射した反射光の一部を受光する位置に設けられる。また、第２フォトダイオード９５についても第３フォトダイオード９６の場合と同様に、緑色レーザダイオード８２から第２レンズ９２に向かう光の照射範囲の外側に位置する。第２フォトダイオード９５は、緑色レーザダイオード８２からの光が第２レンズ９２により反射した反射光の一部を受光する位置に設けられる。

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。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。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、この反射光の一部を受光し、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_２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Ｌ_３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Ｌ_４に沿ってさらに進行し、キャップ４０の出射窓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Ｌ_５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、この反射光の一部を受光し、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Ｌ_５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_３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Ｌ_３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Ｌ_４に沿ってさらに進行し、キャップ４０の出射窓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Ｌ_６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、この反射光の一部を受光し、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Ｌ_６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Ｌ_４に沿って進行し、キャップ４０の出射窓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、キャップ４０の出射窓４１から、赤色、緑色および青色の光が合波されて形成された光が出射する。なお、光形成部２０により形成される光の出力は、一例として５０ｍＷ以上である。

このような構成の光モジュール１によれば、第１フォトダイオード９４は、赤色レーザダイオード８１からの光が第１レンズ９１により反射した反射光の一部を受光して、赤色レーザダイオード８１の光量を測定することができる。そして、測定した光量に基づいて、赤色レーザダイオード８１から出射される光の強度を調整することができる。この場合、第１フォトダイオード９４は、ベース部材６０上の赤色レーザダイオード８１と第１レンズ９１との間であって、赤色レーザダイオード８１からの光の出射範囲の外側に位置する。よって、赤色レーザダイオード８１から出射される光が直接第１フォトダイオード９４に当たることはない。そうすると、第１フォトダイオード９４が赤色レーザダイオード８１からの光を直接受けた際に発生する反射光が発生することはない。したがって、第１フォトダイオード９４に直接当たって反射される反射光が第１レンズ９１に入射し、外部に出力されることを防止することができる。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についても同様である。その結果、上記光モジュール１によれば、迷光の発生を抑制することができる。

本実施の形態における光モジュール１においては、赤色レーザダイオード８１に対応する第１フォトダイオード９４および緑色レーザダイオード８２に対応する第２フォトダイオード９５についても、上記青色レーザダイオード８３に対応する第３フォトダイオード９６と同様に配置される。そのため、赤色、緑色および青色の光のいずれにおいても、迷光の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態における光モジュール１においては、青色レーザダイオード８３から出射される光の照射範囲１０２の下縁１０３Ａと、下縁１０３Ａの光が面９３Ａで反射する反射光１０４Ａとの間の領域１０５に、第３フォトダイオード９６が配置されている。言い換えると、受光素子である第３フォトダイオード９６は、光の照射範囲１０２の縁である下縁１０３Ａとレンズ９３で反射された照射範囲の縁の光である１０４Ａとの間に搭載される。よって、第３フォトダイオード９６は、より適切に反射光を受光することができる。

また、本実施の形態における光モジュール１は、半導体発光素子を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としているため、出射する光の波長のばらつきの少ない出射光を得ることができる。

（実施の形態２）
なお、実施の形態１においては、受光面９４Ａ、９５Ａ、９６Ａは、光軸に沿った平らな面であるよう構成した。しかし、これに限らず、受光面９４Ａ、９５Ａ、９６Ａを光軸傾斜させるようにしてもよい。次に、本開示に係る光モジュール１の他の実施の形態である実施の形態２について、併せて図５を参照しつつ説明する。

図５を参照して、フォトダイオード搭載領域１０７は、図４に示す場合と異なり、光軸１００に対して傾斜している。よって、図４等に示す形状と同じ形状の第３フォトダイオード９６をフォトダイオード搭載領域１０７に搭載すると、第３フォトダイオード９６も傾斜する。この場合、受光面９６Ａが第３レンズ９３側に向くように傾斜する。

このように構成することにより、受光面９６Ａによって反射された反射光が青色レーザダイオード８３に入射することを抑制する。よって、青色レーザダイオード８３の出力制御が困難になることを避けることができる。また、青色レーザダイオード８３と第３レンズ９３との間の領域を効率的に利用して第３フォトダイオード９６を設けることができる。すなわち、青色レーザダイオード８３と第３レンズ９３との間のＹ軸方向の距離が短い場合において、図４に示す場合のように青色レーザダイオード８３の出射する光の光軸１００と受光面９６Ａとが平行となるように設けることとすると、受光面９６Ａの一部が下縁１０３Ａにかかる場合がある。しかし、フォトダイオード搭載領域１０７を傾斜させて受光面９６Ａを光軸に対して傾斜させることにより、受光面９６Ａを下縁１０３Ａの外側に配置させることができる。

なお、上記の実施の形態において、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の少なくともいずれか一つの受光面９４Ａ、９５Ａ、９６Ａを光軸１００に対して傾斜させ、他を光軸１００に沿って受光面９４Ａ、９５Ａ、９６Ａが平行となる構成としてもよい。すなわち、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の少なくともいずれか一つを図５に示す構成とし、他を図４に示す構成としてもよい。

また、上記の実施の形態において、フォトダイオード搭載領域１０７を傾斜させることにより、第３フォトダイオード９６の受光面９６Ａを傾斜させることとした。しかし、これに限らず、例えば、第６サブマウント７６が傾斜面を有する構成とし、第６サブマウント７６上に第３フォトダイオード９６を搭載して受光面９６Ａを傾斜させてもよい。また、受光面９６Ａ自体が傾斜している第３フォトダイオード９６を用いてもよい。

また、以下のように構成することもできる。図６は、実施の形態２の変形例を示す図である。図６を参照して、図５との相違点としては、第３フォトダイオード９６とフォトダイオード搭載領域１０７との間に設けられる第６サブマウント７６を省略している点である。すなわち、第３フォトダイオード９６は、ベース板１０６に直接搭載されているよう構成してもよい。第１フォトダイオード９４および第２フォトダイオード９５についても同様に、ベース板１０６に直接搭載されているよう構成してもよい。すなわち、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を省略し、フォトダイオード搭載領域１０７に第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を直接設ける構成としてもよい。こうすることにより、製造工程を簡略化して、より容易に光モジュール５を製造することができる。なお、もちろん、図１〜図４に示す実施の形態１においても、第３フォトダイオード９６等は、ベース板６６に直接搭載されているよう構成してもよい。

なお、上記の実施の形態においては、光モジュール１、３、５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。

なお、光形成部２０により形成される光の出力は、一例として５０ｍＷ以上であり、このような光モジュール１、３、５は、表示装置や光ピックアップ装置等に適用することができる。

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、請求の範囲によって規定され、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。

１，３，５ 光モジュール
１０ 基部
１０Ａ，１０Ｂ，９１Ａ，９２Ａ，９３Ａ 面
２０ 光形成部
４０ キャップ
４１ 出射窓
５１ リードピン
６０，１０８ ベース部材
６１ ベース領域
６２ 第１チップ搭載領域、６３ 第２チップ搭載領域
６４，１０７ フォトダイオード搭載領域
６６，１０６ ベース板
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
７４ 第４サブマウント、７５ 第５サブマウント、７６ 第６サブマウント
７７ 第１レンズ保持部、７８ 第２レンズ保持部、７９ 第３レンズ保持部
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
８７ 第１突出領域、８８ 第２突出領域、８９ 第３突出領域
９１ 第１レンズ、９２ 第２レンズ、９３ 第３レンズ
９４ 第１フォトダイオード、９５ 第２フォトダイオード、９６ 第３フォトダイオード
９４Ａ，９５Ａ，９６Ａ 受光面
９７ 第１フィルタ、９８ 第２フィルタ、９９ 第３フィルタ
１００ 光軸、１０１ 出射部、１０２ 照射範囲
１０３Ａ 下縁、１０３Ｂ 上縁
１０４Ａ，１０４Ｂ 反射光
１０５ 領域

Claims (9)

1. 光を形成する光形成部、を備え、
   前記光形成部は、
   ベース部材と、
   前記ベース部材上に搭載され、光を出射するように構成された半導体発光素子と、
   前記ベース部材上に搭載され、前記半導体発光素子から出射される前記光の一部を反射し、前記光の一部を透過するレンズと、
   前記ベース部材上の前記半導体発光素子と前記レンズとの間であって、前記半導体発光素子から前記レンズに向かう前記光の照射範囲の外側に搭載され、前記レンズにより反射した光の一部を受光面で受光するように構成された受光素子と、を含む、
   光モジュール。
2. 前記光形成部は、
   前記ベース部材上にそれぞれ搭載される複数の前記半導体発光素子と、
   前記ベース部材上にそれぞれ搭載され、複数の前記半導体発光素子のそれぞれに対応して配置される複数の前記レンズと、
   前記ベース部材上にそれぞれ搭載され、複数の前記半導体発光素子のそれぞれに対応して配置される複数の前記受光素子と、
   前記ベース部材上に搭載され、複数の前記半導体発光素子からの光を合波するフィルタと、を含む、請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記半導体発光素子は、レーザダイオードである、請求項１または請求項２に記載の光モジュール。
4. 前記光形成部により形成される光の出力が、５０ｍＷ以上である、請求項３に記載の光モジュール。
5. 前記ベース部材はさらにベース板を含み、前記受光素子は、前記ベース板に直接搭載されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光モジュール。
6. 前記受光素子は、前記照射範囲の縁と前記レンズで反射された前記照射範囲の縁の光との間に搭載される、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光モジュール。
7. 前記受光面が前記レンズに向くように前記光の光軸に対して傾斜している、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の光モジュール。
8. 光を出射するように構成された半導体発光素子と、
   前記半導体発光素子から出射される前記光の一部を反射し、前記光の一部を透過するように構成されたレンズと、
   前記半導体発光素子から出射され前記レンズに向かう前記光の照射範囲よりも外側において前記レンズにより反射した光の一部を受光するように構成された受光素子と、を備える、光モジュール。
9. 光を形成する光形成部、を備え、
   前記光形成部は、
   ベース板を含むベース部材と、
   前記ベース部材上に搭載され、光を出射するように構成されたレーザダイオードからなる半導体発光素子と、
   前記ベース部材上に搭載され、前記半導体発光素子から出射される前記光の一部を反射し、前記光の一部を透過するレンズと、
   前記ベース部材上の前記半導体発光素子と前記レンズとの間であって、前記半導体発光素子から前記レンズに向かう前記光の照射範囲の外側かつ前記照射範囲の縁の光が前記レンズで反射する光の内側に搭載され、前記レンズにより反射した光の一部を受光面で受光するように構成された受光素子と、を含み、
   前記受光素子は前記ベース板上に直接搭載されている、光モジュール。

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