TW201608284A

TW201608284A - 光組件

Info

Publication number: TW201608284A
Application number: TW103129600A
Authority: TW
Inventors: Hiromi Nakanishi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-03-01

Abstract

本發明揭示一種搭載紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之光組件1。各個LD晶片14~16係隔著對應於各個LD晶片14~16之子安裝基板17~19而搭載於塊體11之主面21上。於塊體11上，搭載有對應於自該等複數個LD晶片14~16出射之複數束雷射光之光學系統13。光學系統13係經由聚光透鏡4將複數束雷射光聚光於位於光組件1之外部之焦點P1。

Description

光組件

本發明係關於一種光組件。

專利文獻1中揭示一種有關光源裝置及頭戴顯示器(Head Mounted Display)之技術。光源裝置包括綠光雷射二極體、藍光雷射二極體、紅光雷射二極體、及選擇性地使來自該等二極體之光透過、折射之雙色稜鏡。於光源裝置中，綠光雷射二極體之發熱量最大，而散熱器最大。綠光雷射二極體設置於隔著雙色稜鏡(Dichroic Prism)與出射口對向之位置。以散熱器之寬度變得窄於自藍光雷射二極體之外側至紅光雷射二極體之外側之寬度之方式形成。

專利文獻2中揭示一種有關多波長光源裝置之技術。多波長光源裝置中，於同軸模組內搭載複數個LD(Laser Diode，雷射二極體)晶片，藉由一個聚光透鏡將各出射光聚光於一點。多波長光源裝置包括光源、聚光機構、及導光機構。光源包括出射光之複數個發光點。聚光機構將自複數個發光點出射之複數束光聚光。導光機構使藉由聚光機構而聚光之來自複數個發光點之複數束光以重疊、混合之方式傳播。

專利文獻3中揭示一種有關圖像顯示裝置之技術。圖像顯示裝置係將紅、藍、綠之各LD光聚光，而顯示彩色圖像。圖像顯示裝置於被投射面上掃描光而顯示圖像。圖像顯示裝置包括驅動信號產生機構、光源、掃描機構、照射位置檢測機構、及修正機構。驅動信號產生機構產生與表示顯示圖像之灰階信號相對應之驅動信號。光源產生具有與驅動信號相對應之光量之光。掃描機構於被投射面上掃描自光源產生之光。照射位置檢測機構檢測被投射面上之光之照射位置。修正機構根據照射位置將用以修正驅動信號之修正信號輸出至驅動信號產生機構。驅動信號產生機構基於修正信號而修正驅動信號。

專利文獻4中揭示一種有關LED(Light Emitting Diode，發光二極體)光源裝置之設計方法及LED光源裝置之技術。LED光源裝置係將紅、綠、藍各自之光束分別用準直透鏡進行整形，且用分色鏡(Dichroic Mirror)將波長合波。LED光源裝置包括LED元件、複數個準直透鏡群、分色鏡群、聚光透鏡群、及光通道(light tunnel)。LED元件出射各原色光。紅、綠、藍各自之光源搭載於不同之封裝體。複數個準直透鏡群將複數個LED元件之出射光分別調變成平行光。分色鏡群將複數個準直透鏡群輸出之平行光合成。聚光透鏡群將分色鏡群之合成光聚光。光通道使由聚光透鏡群聚光之光之光量分佈均勻。光通道5之輸出光係藉由反射型光調變元件而被光調變。LED光源裝置及反射型光調變元件搭載於圖像投射裝置。根據可搭載於圖像投射裝置之反射型光調變元件中光展量(etendue)最大之元件，調整聚光透鏡群。

先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2011-171535號公報

專利文獻2：日本專利特開2011-066028號公報

專利文獻3：日本專利特開2008-309935號公報

專利文獻4：日本專利特開2012-141483號公報

近年來，液晶顯示器廣為普及。適於將液晶顯示器應用於行動電話之技術開發不斷進展。另一方面，使用LD光源之顯示器與液晶顯示器之背光源所使用之白色LED相比較，低耗電，高精細，且多彩性優異。因此，研究有將使用LD光源之顯示器應用於小型投影機、頭戴顯示器、抬頭顯示器(head-up display)等。於此種顯示器中，藉由使來自紅、綠、藍之三原色之複數個LD光源之複數束雷射光強弱不同地重合，而獲得色澤鮮亮之畫質。為了使三原色重合，而必需有將各者之波長合波之波長濾波器、及用以將被合波之光向MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)、DLP(Digital Light Processing，數位光處理)、LCOS(Liquid Crystal On Silicon，矽上液晶)等攝像元件導引之光學系統。於此種包括複數個LD光源、波長濾波器、光學系統之模組中，LD光源為點光源，另一方面必須使光束發散角(beam divergence angle)相對較窄為10度×20度左右，故而必須對透鏡或濾波器等進行相對精密之光軸調整。

於三原色之LD光源被搭載於不同之封裝體之情形時，難以實現模組之小型化。於對應於紅、綠、藍各者之複數個LD光源搭載於不同之封裝體之情形時，由於必須搭載與各封裝體之大小相對應之複數個透鏡及複數個濾波器，故而成為形狀相對較大之模組。進而，於進行LD光源與透鏡之調整之情形時，為了增大安裝容許量，而必須使用焦點距離較大之透鏡、即透鏡直徑較大之透鏡。再者，於專利文獻2中，揭示有搭載複數個LD晶片之一個同軸模組，但由於藉由一個透鏡將來自複數個LD之光聚光，故而難以補償色像差(因波長不同導致之焦點距離之偏移)，而光品質降低。因此，本發明係鑒於上述事項而完成者，其目的在於在出射多色雷射光之光組件中，不降低光品質而實現小型化。

本發明之一態樣之光組件係搭載複數個LD晶片者，複數個LD晶片之各者搭載於塊體上，且於塊體上，搭載有對應於自複數個LD晶片出射之複數束雷射光之透鏡。

根據本發明，可於出射多色之雷射光之光組件中，不降低光品質而實現小型化。

1‧‧‧光組件

2‧‧‧底座

3‧‧‧頂蓋

4‧‧‧聚光透鏡

5‧‧‧引線接腳

6‧‧‧引線接腳

7‧‧‧引線接腳

8‧‧‧引線接腳

9‧‧‧主面

11‧‧‧塊體

12‧‧‧基底

13‧‧‧光學系統

14‧‧‧紅色LD晶片

15‧‧‧綠色LD晶片

16‧‧‧藍色LD晶片

17‧‧‧子安裝基板

18‧‧‧子安裝基板

19‧‧‧子安裝基板

20‧‧‧主面

21‧‧‧主面

22‧‧‧透鏡

23‧‧‧透鏡

24‧‧‧透鏡

25‧‧‧波長選擇性濾波器

26‧‧‧波長選擇性濾波器

28‧‧‧凹部

29‧‧‧二維感測器

30‧‧‧顯示裝置

31‧‧‧監視器畫面

32‧‧‧光入射面

33‧‧‧光反射器

34‧‧‧光反射器

35‧‧‧光反射面

36‧‧‧光反射面

A1‧‧‧基準線

A2‧‧‧符號

A3‧‧‧符號

B1‧‧‧發光圖案像

B2‧‧‧發光圖案像

B3‧‧‧發光圖案像

B4‧‧‧發光圖案像

B5‧‧‧發光圖案像

B6‧‧‧發光圖案像

C1‧‧‧畫面中央

D1‧‧‧厚度

D2‧‧‧深度

D3‧‧‧距離

G1‧‧‧曲線

G2‧‧‧曲線

G3‧‧‧曲線

G4‧‧‧曲線

G5‧‧‧曲線

K1‧‧‧光出射方向

K2‧‧‧光出射方向

K3‧‧‧光出射方向

L1‧‧‧基準光軸

M1‧‧‧指示標記

M2‧‧‧指示標記

M3‧‧‧指示標記

M4‧‧‧指示標記

M5‧‧‧指示標記

P1‧‧‧焦點

W1‧‧‧線

W2‧‧‧線

W3‧‧‧線

W4‧‧‧線

W5‧‧‧線

W6‧‧‧線

圖1係表示實施形態之光組件1之構成之圖。

圖2係表示光組件1之剖面之構成之圖。

圖3係用以說明光組件1之製造方法之主要步驟之流程圖。

圖4係用以說明光組件1之製造方法之圖。

圖5係用以說明光組件1之製造方法之圖。

圖6(A)-(C)係用以說明光組件1之製造方法之圖。

圖7係用以說明光組件1之製造方法之圖。

圖8係表示對伴隨使雷射光準直之透鏡之位移(偏移量)的雷射光之發光圖案之位移及大小進行計算而得之結果之圖。

圖9係表示於使透鏡之位移變化為距離設計位置1μm、5μm、10μm之情形時，對發光圖案之位移之變化進行計算而得之結果之圖。

[本案發明之實施形態之說明]

首先，羅列本案發明之實施形態之內容並進行說明。

本發明之一態樣之光組件係搭載複數個LD晶片之光組件，複數個LD晶片之各者搭載於塊體上，且於塊體上，搭載有對應於自複數個LD晶片出射之複數束雷射光之透鏡。如此，光組件包括之透鏡將自複數個LD晶片之各者出射之雷射光轉換成例如準直光，且可合波。因此，由於可藉由透鏡等將複數種顏色之雷射光聚光於一點，故而使光組件小型化。再者，藉由適當地進行校準(alignment)，亦可維持光組件之光品質。又，於上述光組件中，複數個LD晶片之各者亦可隔著對應於複數個LD晶片之各者之子安裝基板而搭載於塊體上。又，透鏡亦可將複數束雷射光之各者實質上轉換成準直光。

於上述光組件中，複數個LD晶片亦可出射對應於紅、綠、及藍之波長之雷射光。由於進行紅色雷射光、綠色雷射光、及藍色雷射光之輸出，故而可實現多色。

上述光組件亦可具有將複數束雷射光合波之複數個波長選擇性濾波器。藉由對應於複數個LD晶片之各者而搭載之複數個透鏡、及將複數束雷射光合波之複數個波長選擇性濾波器，而將複數束雷射光以例如準直光之形式合波。

於上述光組件中，透鏡亦可搭載於基底上。由於透鏡可搭載於單一之基底上，而構成為小型化，故而可實現光組件之小型化。

於上述光組件中，基底為玻璃製造，亦可具有表示透鏡之固定位置之構造。由於基底之材料為玻璃，故而可設為與光學系統之複數個透鏡等相同之材料，因此，可使基底之熱膨脹係數為與透鏡相同之熱膨脹係數。又，藉由表示透鏡之固定位置之構造，而與無此種構造之情形相比，透鏡相對於基底之位置更為精密。再者，於上述光組件中，上述構造亦可為形成於基底之主面之複數個凹部。於表示光學系統之固定位置之構造為複數個凹部之情形時，可藉由該等凹部機械地將光學系統定位於較佳之位置。

於上述光組件中，塊體亦可具有收容基底之凹部。基底藉由塊體之凹部而穩定地保持於塊體。

於上述光組件中，塊體之凹部之深度亦可與基底之厚度相同。可將塊體之設置有凹部之主面、及基底之主面無階差地設置於一個面。

於上述光組件中，複數個LD晶片亦可以複數個LD晶片之一LD晶片之光出射方向與其他LD晶片之光出射方向呈90度之方式搭載於塊體上。由於複數個LD晶片之複數束光出射方向彼此呈90度，故而可僅藉由90度之反射將複數個LD晶片之複數束雷射光合波。因此，可使光學系統之構成簡化。

於上述光組件中，透鏡之各者亦可為球面透鏡。

[本案發明之實施形態之詳細情況]

以下，一面參照圖式一面說明本發明之實施形態之光組件之具體例。再者，本發明並不限定於該等例示而由申請專利範圍所表示，且意欲包含與申請專利範圍均等之含義及範圍內之所有變更。於以下之說明中，於圖式之說明中，對相同之要素附加相同之符號，省略重複之說明。首先，參照圖1及圖2說明光組件1之構成。圖1係表示實施形態之光組件1之構成之圖。

光組件1將紅色雷射光、綠色雷射光、及藍色雷射光(複數個LD晶片)合波，將合波後之雷射光沿著光組件1之基準光軸L1(與基準光軸L1平行地)出射。光組件1將合波後之雷射光沿著光組件1之基準光軸L1出射至光組件1之外部，而聚光於位於光組件1之外部之一點(焦點P1)。焦點P1位於光組件1之基準光軸L1上。

光組件1包括底座2、頂蓋3、聚光透鏡4、引線接腳5、引線接腳6、引線接腳7、及引線接腳8。頂蓋3保持聚光透鏡4。聚光透鏡4位於底座2之主面9之上方且在光組件1之基準光軸L1上。主面9具有例如5.6mm之直徑。引線接腳5突出於底座2之主面9之上。引線接腳5與底座2電性絕緣。引線接腳6突出於底座2之主面9之上。引線接腳6與底座2電性絕緣。引線接腳7突出於底座2之主面9之上。引線接腳7與底座2電性絕緣。引線接腳8與底座2電性連接。

光組件1進而包括塊體11、基底12、光學系統13、紅色LD晶片 14、綠色LD晶片15、藍色LD晶片16、子安裝基板17、子安裝基板18、及子安裝基板19。塊體11、基底12、光學系統13、紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、藍色LD晶片16、子安裝基板17、子安裝基板18、及子安裝基板19固定於底座2之主面9之上，藉由底座2及頂蓋3進行密封(Hermetic Seal)。光學系統13固定於基底12之主面20。塊體11於底座2之主面9上垂直地延伸。塊體11作為散熱器(heat sink)發揮功能。塊體11之主面21與底座2之主面9垂直地延伸。塊體11之主面21隔著底座2而電性連接於引線接腳8。基底12之材料例如為熱膨脹係數與光學系統13之透鏡22、透鏡23、透鏡24、波長選擇性濾波器25、及波長選擇性濾波器26相等之玻璃。基底12之外形例如為1mm×1mm×0.5mm。

紅色LD晶片14隔著子安裝基板17而固定於塊體11之主面21上。綠色LD晶片15隔著子安裝基板18而固定於塊體11之主面21上。藍色LD晶片16隔著子安裝基板19而固定於塊體11之主面21上。子安裝基板17、子安裝基板18、及子安裝基板19之材料係與紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之材料匹配者，例如為AlN、SiC、Si、或金剛石等中之任一種。子安裝基板17、子安裝基板18、及子安裝基板19之各者例如藉由AuSn焊膏、SnAgCu焊膏、Ag焊膏等中之任一種而與紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之各者固定。

子安裝基板17固定於塊體11之主面21。紅色LD晶片14固定於子安裝基板17。子安裝基板17與紅色LD晶片14之接合面經由線W1而電性連接於塊體11之主面21。紅色LD晶片14之一電極經由子安裝基板17與紅色LD晶片14之接合面、線W1、塊體11之主面21、及底座2而與引線接腳8電性連接。紅色LD晶片14之其他電極經由線W2而電性連接於引線接腳5。

子安裝基板18固定於塊體11之主面21。綠色LD晶片15固定於子安裝基板18。綠色LD晶片15與子安裝基板18之接合面經由線W3而電性連接於塊體11之主面21。綠色LD晶片15之一電極經由子安裝基板18與綠色LD晶片15之接合面、線W3、塊體11之主面21、及底座2而與引線接腳8電性連接。綠色LD晶片15之其他電極經由線W4而電性連接於引線接腳6。

子安裝基板19固定於塊體11之主面21。藍色LD晶片16固定於子安裝基板19。藍色LD晶片16與子安裝基板19之接合面經由線W5而電性連接於塊體11之主面21。藍色LD晶片16之一電極經由子安裝基板19與藍色LD晶片16之接合面、線W5、塊體11之主面21、及底座2而與引線接腳8電性連接。藍色LD晶片16之其他電極經由線W6而電性連接於引線接腳7。

基底12之主面20平行於基準光軸L1而延伸。基底12之主面20與塊體11之主面21平行地延伸。基底12收容於塊體11之凹部28。基底12被凹部28之側壁支持。基底12之厚度D1與凹部28之深度D2相同。基底12之主面20與塊體11之主面21無階差地連接。基底12之主面20與塊體11之主面21均位於與基準光軸L1平行之一個面內。

光學系統13固定於基底12之主面20。光學系統13包括透鏡22、透鏡23、透鏡24、波長選擇性濾波器25、及波長選擇性濾波器26。透鏡22、透鏡23、及透鏡24為球體透鏡。透鏡22、透鏡23、及透鏡24均作為準直透鏡而發揮功能。透鏡22使自紅色LD晶片14出射之紅色雷射光透過。自透鏡22出射之紅色雷射光實質上為準直光。透鏡23使自綠色LD晶片15出射之綠色雷射光透過。自透鏡23出射之綠色雷射光實質上為準直光。透鏡24使自藍色LD晶片16出射之藍色雷射光透過。自透鏡24出射之藍色雷射光實質上為準直光。波長選擇性濾波器25使自紅色LD晶片14出射之紅色雷射光透過。波長選擇性濾波器25 將自綠色LD晶片15出射之綠色雷射光反射。波長選擇性濾波器26使自紅色LD晶片14出射之紅色雷射光、及自綠色LD晶片15出射之綠色雷射光透過。波長選擇性濾波器26將自藍色LD晶片16出射之藍色雷射光反射。波長選擇性濾波器25將得以準直之紅色雷射光、及得以準直之綠色雷射光合波。波長選擇性濾波器26將得以準直之紅色雷射光、得以準直之綠色雷射光、及得以準直之藍色雷射光合波。紅色LD晶片14之波長例如為640nm左右，綠色LD晶片15之波長例如為535nm左右，藍色LD晶片16之波長例如為440nm左右。

紅色LD晶片14、透鏡22、波長選擇性濾波器25、波長選擇性濾波器26、及聚光透鏡4於基準光軸L1上，自接近主面9之側依序配置。綠色LD晶片15、透鏡23、及波長選擇性濾波器25於與基準光軸L1呈90度之方向依序配置。藍色LD晶片16、透鏡24、及波長選擇性濾波器26於與基準光軸L1呈90度之方向依序配置。

紅色LD晶片14之光出射方向K1與基準光軸L1一致。自紅色LD晶片14向光出射方向K1出射之紅色雷射光經由透鏡22、波長選擇性濾波器25、及波長選擇性濾波器26而與基準光軸L1一致，並朝向聚光透鏡4及焦點P1行進。自紅色LD晶片14向光出射方向K1出射之紅色雷射光通過透鏡22之中心。

綠色LD晶片15之光出射方向K2係與基準光軸L1呈90度之方向。自綠色LD晶片15向光出射方向K2出射之綠色雷射光經由透鏡23到達波長選擇性濾波器25，藉由波長選擇性濾波器25向與光出射方向K2呈90度之方向反射，且經由波長選擇性濾波器26，沿著基準光軸L1(平行於基準光軸L1)朝向聚光透鏡4及焦點P1行進。自綠色LD晶片15向光出射方向K2出射之綠色雷射光通過透鏡23之中心。

藍色LD晶片16之光出射方向K3係與基準光軸L1呈90度之方向。自藍色LD晶片16向光出射方向K3出射之藍色雷射光經由透鏡24到達波長選擇性濾波器26，藉由波長選擇性濾波器26向與光出射方向K3呈90度之方向反射，且沿著基準光軸L1(平行於基準光軸L1)朝向聚光透鏡4及焦點P1行進。自藍色LD晶片16向光出射方向K3出射之綠色雷射光通過透鏡24之中心。自紅色LD晶片14出射之紅色雷射光、自綠色LD晶片15出射之綠色雷射光、及自藍色LD晶片16出射之藍色雷射光被光學系統13合波。合波光自光學系統13之波長選擇性濾波器26，沿著基準光軸L1朝向聚光透鏡4及焦點P1行進。

例如，於子安裝基板17之厚度(自主面20至紅色LD晶片14與子安裝基板17之接合面之長度)為0.15mm，紅色LD晶片14之發光層(活化層)之高度(自紅色LD晶片14與子安裝基板17之接合面至紅色LD晶片14之發光層之長度)為0.1mm之情形時，自主面20至紅色LD晶片14之發光位置之長度成為0.25mm。於此情形時，於透鏡22為例如BK-7且直徑為0.5mm之情形時，透鏡22之中心位於與主面20相距0.25mm之位置，故而當將透鏡22置於子安裝基板17之表面上時，透鏡22之中心與紅色LD晶片14之發光位置距離主面20之長度大體上一致。

圖2係表示沿圖1所示之I-I線取得之光組件1之剖面之構成之圖。圖2所示之剖面垂直於底座2之主面9，平行於光組件1之基準光軸L1，且平行於塊體11之主面21。自紅色LD晶片14向光出射方向K1出射之紅色雷射光與基準光軸L1一致，通過透鏡22之中心，透過波長選擇性濾波器25及波長選擇性濾波器26，而趨向聚光透鏡4。自綠色LD晶片15向光出射方向K2出射之綠色雷射光於與基準光軸L1呈90度之方向行進，通過透鏡23之中心到達波長選擇性濾波器25，被波長選擇性濾波器25反射，行進方向改變90度而平行於基準光軸L1，透過波長選擇性濾波器26，而趨向聚光透鏡4。自藍色LD晶片16向光出射方向K3出射之藍色雷射光於與基準光軸L1呈90度之方向行進，通過透鏡24之中心到達波長選擇性濾波器26，被波長選擇性濾波器26反射，行進方向改變90度而平行於基準光軸L1，而趨向聚光透鏡4。

來自紅色LD晶片14之紅色雷射光、來自綠色LD晶片15之綠色雷射光、及來自藍色LD晶片16之藍色雷射光被合波而成之合波光入射至聚光透鏡4，且將合波光聚光於焦點P1。構成入射至聚光透鏡4之合波光之紅色雷射光、綠色雷射光、及藍色雷射光均與基準光軸L1平行地行進，而入射至聚光透鏡4。

圖3係用以說明光組件1之製造方法之主要步驟之流程圖。於步驟S1中，如圖4所示，於主面21上分別隔著子安裝基板17、子安裝基板18、及子安裝基板19而固定有紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之塊體11之凹部28嵌入基底12，藉由UV(ultraviolet，紫外線)硬化樹脂，將基底12固定於塊體11。於子安裝基板17，設置有表示紅色LD晶片14之固定位置之標記。紅色LD晶片14依照設置於子安裝基板17之上述標記而配置、固定於子安裝基板17。於子安裝基板18，設置有表示綠色LD晶片15之固定位置之標記。綠色LD晶片15依照設置於子安裝基板18之上述標記而配置、固定於子安裝基板18。於子安裝基板19，設置有表示藍色LD晶片16之固定位置之標記。藍色LD晶片16依照設置於子安裝基板19之上述標記而配置、固定於子安裝基板19。於塊體11之主面21，設置有表示子安裝基板17、子安裝基板18、及子安裝基板19之固定位置之複數個標記。子安裝基板17、子安裝基板18、及子安裝基板19分別依照設置於塊體11之主面21之該等複數個標記而配置、固定。

紅色LD晶片14經由線W2連接於引線接腳5，子安裝基板17經由線W1連接於塊體11，因此，可經由引線接腳5對紅色LD晶片14供給驅動電流。綠色LD晶片15經由線W4連接於引線接腳6，子安裝基板18經由線W3連接於塊體11，因此，可經由引線接腳6對綠色LD晶片15供給驅動電流。藍色LD晶片16經由線W6連接於引線接腳7，子安裝基板19經由線W5連接於塊體11，因此，可經由引線接腳7對藍色LD晶片16供給驅動電流。

又，於步驟S1中，於圖4所示之基底12，未搭載光學系統13。於基底12之主面20，預先設置有指示標記M1、指示標記M2、指示標記M3、指示標記M4、及指示標記M5。指示標記M1、指示標記M2、指示標記M3、指示標記M4、及指示標記M5係表示光學系統13相對於基底12之主面20之固定位置之構造。指示標記M1表示透鏡22之固定位置。指示標記M2表示透鏡23之固定位置。指示標記M3表示透鏡24之固定位置。指示標記M4表示波長選擇性濾波器25之固定位置。指示標記M5表示波長選擇性濾波器26之固定位置。再者，指示標記M1、指示標記M2、指示標記M3、指示標記M4、及指示標記M5各者均可為設置於主面20之凹部。

於步驟S2中，使用圖5所示之二維感測器29、及顯示裝置30。於步驟S2中，將用以對紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16各者之發光圖案進行攝像之二維感測器29設置於光組件1之基準光軸L1上。二維感測器29例如為CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合)攝影機。顯示裝置30包括監視器畫面31。顯示裝置30連接於二維感測器29。監視器畫面31顯示由二維感測器29攝像而得之二維圖像、尤其是照射於二維感測器29之光入射面32之紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之發光圖案。將監視器畫面31之畫面中央C1調整為與基準光軸L1一致。將監視器畫面31之基準線A1調整為平行於主面21。二維感測器29之光入射面32與塊體11之上表面相距距離D3。本實施形態中之距離D3為1米左右。光入射面32與基準光軸L1交叉且正交。

進而，於步驟S2中，使用光反射器33及光反射器34。光反射器33及光反射器34例如考慮稜鏡。光反射器33包括光反射面35。光反射器34包括光反射面36。光反射器33係利用光反射面35將自綠色LD晶片15向光出射方向K2出射之綠色雷射光之光路變更90度，而朝向底座2之主面9上，藉此使綠色LD晶片15之綠色雷射光入射至光入射面32。光反射器34係利用光反射面36將自藍色LD晶片16向光出射方向K3出射之藍色雷射光之光路變更90度，而朝向底座2之主面9上，藉此使藍色LD晶片16之藍色雷射光入射至光入射面32。光反射面35相對於綠色LD晶片15之光出射方向K2傾斜45度，並且相對於基準光軸L1傾斜45度。光反射面36相對於藍色LD晶片16之光出射方向K3傾斜45度，並且相對於基準光軸L1傾斜45度。

於步驟S3中，於基底12之主面20上對與紅色LD晶片14相對應之透鏡22之位置，以自該透鏡22出射之紅色雷射光之光路與基準光軸L1一致之方式進行調整，於調整後將透鏡22固定於基底12之主面20。具體地進行說明。首先，配置二維感測器29、顯示裝置30、光反射器33、及光反射器34之後，於將透鏡22配置於設置於主面20之指示標記M1之狀態下，使紅色LD晶片14發光。繼而，一面觀察顯示於監視器畫面31之紅色LD晶片14之發光圖案，一面調整主面20中之透鏡22之固定位置。於圖6之(A)部，表示顯示有紅色LD晶片14之發光圖案之監視器畫面31。以顯示於監視器畫面31之紅色LD晶片14之發光圖案以如發光圖案像B1般之圓形顯示並且顯示於畫面中央C1上之方式調整透鏡22之固定位置，於調整後藉由UV硬化樹脂將透鏡22固定於基底12之主面20。於紅色LD晶片14之光出射方向K1不通過透鏡22之中心之情形時，顯示於監視器畫面31之紅色LD晶片14之發光圖案顯示為如發光圖案像B2或發光圖案像B3般之橢圓形，或顯示於離開畫面中央C1之部位。於紅色LD晶片14之光出射方向K1通過透鏡22之中心之情形時，顯示於監視器畫面31之紅色LD晶片14之發光圖案係以如發光圖案像B1般之圓形顯示，並且顯示於畫面中央C1上。藉由步驟 S3，紅色LD晶片14之光出射方向K1與光組件1之基準光軸L1一致。

於步驟S4中，於基底12之主面20上對與綠色LD晶片15相對應之透鏡23之位置，以自該透鏡23出射之綠色雷射光之光路與基準光軸L1呈90度之方式進行調整，於調整後使用UV硬化樹脂將透鏡23固定於基底12之主面20。具體地進行說明。於將透鏡23配置於設置在主面20之指示標記M2之狀態下，使紅色LD晶片14及綠色LD晶片15發光。繼而，一面觀察顯示於監視器畫面31之紅色LD晶片14之發光圖案、及顯示於監視器畫面31之綠色LD晶片15之發光圖案，一面調整主面20中之透鏡23之固定位置。使用綠色LD晶片15之發光圖案之透鏡23之調整係與上述之透鏡22之調整同樣地進行。綠色LD晶片15之發光圖案(圖6之(B)部之發光圖案像B4)於調整後，於監視器畫面31中顯示成圓形，且顯示於基準線A1上。

於步驟S5中，於基底12之主面20上對與藍色LD晶片16相對應之透鏡24之位置，以自該透鏡24出射之藍色雷射光之光路與基準光軸L1呈90度之方式進行調整，於調整後使用UV硬化樹脂將透鏡24固定於基底12之主面20。具體地進行說明。於將透鏡24配置於設置在主面20之指示標記M3之狀態下，使紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16發光。繼而，一面觀察顯示於監視器畫面31之紅色LD晶片14之發光圖案、顯示於監視器畫面31之綠色LD晶片15之發光圖案、及顯示於監視器畫面31之藍色LD晶片16之發光圖案，一面調整主面20中之透鏡24之固定位置。使用藍色LD晶片16之發光圖案之透鏡24之調整係與上述之透鏡22之調整同樣地進行。藍色LD晶片76之發光圖案(圖6之(B)部之發光圖案像B5)於調整後，於監視器畫面31中顯示成圓形，且顯示於基準線A1上。再者，步驟S4與步驟S5之執行順序可與上述之圖3所示之順序相反。

於圖6之(B)部，表示將紅色LD晶片14之調整後之發光圖案像 B1、綠色LD晶片15之調整後之發光圖案像B4、及藍色LD晶片16之調整後之發光圖案像B5顯示於監視器畫面31之情況。紅色LD晶片14之調整後之發光圖案像B1、綠色LD晶片15之調整後之發光圖案像B4、及藍色LD晶片16之調整後之發光圖案像B5於監視器畫面31中，在基準線A1上配置成一行。

於步驟S6中，於基底12之主面20上對與綠色LD晶片15相對應之波長選擇性濾波器25之位置，以如圖7所示般由波長選擇性濾波器25進行反射後之綠色雷射光之光路與基準光軸L1平行之方式進行調整，於調整後使用UV硬化樹脂將波長選擇性濾波器25固定於基底12之主面20。具體地進行說明。於將波長選擇性濾波器25配置於設置在主面20之指示標記M4之狀態下，使紅色LD晶片14及綠色LD晶片15發光。繼而，一面觀察顯示於監視器畫面31之紅色LD晶片14之發光圖案、及顯示於監視器畫面31之綠色LD晶片15之發光圖案，一面調整主面20中之波長選擇性濾波器25之固定位置(主要調整波長選擇性濾波器25之反射面相對於基準光軸L1之斜率)。以使圖6之(B)部所示之綠色LD晶片15之發光圖案像B4重疊於發光圖案像B1之方式，調整波長選擇性濾波器25之固定位置。

於步驟S7中，於基底12之主面20上對與藍色LD晶片16相對應之波長選擇性濾波器26之位置，以如圖7所示般由波長選擇性濾波器26進行反射後之藍色雷射光之光路與基準光軸L1平行之方式進行調整，於調整後使用UV硬化樹脂將波長選擇性濾波器26固定於基底12之主面20。具體地進行說明。於將波長選擇性濾波器26配置於設置在主面20之指示標記M5之狀態下，使紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16發光。繼而，一面觀察顯示於監視器畫面31之紅色LD晶片14之發光圖案、顯示於監視器畫面31之綠色LD晶片15之發光圖案、及顯示於監視器畫面31之藍色LD晶片16之發光圖案，一面調整主面20中之波長選擇性濾波器26之固定位置(主要調整波長選擇性濾波器26之反射面相對於基準光軸L1之斜率)。以使圖6之(B)部所示之藍色LD晶片16之發光圖案像B5重疊於發光圖案像B1之方式，調整波長選擇性濾波器26之固定位置。

在步驟S7之後，紅色LD晶片14之紅色雷射光、綠色LD晶片15之綠色雷射光、及藍色LD晶片16之藍色雷射光被合波且入射至二維感測器29之光入射面32，故而顯示於監視器畫面31之調整後之紅色LD晶片14之發光圖案、顯示於監視器畫面31之調整後之綠色LD晶片15之發光圖案、及顯示於監視器畫面31之調整後之藍色LD晶片16之發光圖案如圖6之(C)部所示般，於畫面中央C1上彼此重疊，且如發光圖案像B6般顯示於監視器畫面31。發光圖案像B6位於畫面中央C1上。

再者，藉由將波長選擇性濾波器25及波長選擇性濾波器26配置於基準光軸L1上，自紅色LD晶片14出射之紅色雷射光之光路根據波長選擇性濾波器25及波長選擇性濾波器26各自之折射率，藉由波長選擇性濾波器25及波長選擇性濾波器26而與配置波長選擇性濾波器25及波長選擇性濾波器26之前相比較，於監視器畫面31中稍微位移，但由於光入射面32與基底12之上表面相距大約1m，故而幾乎可忽視上述位移。藉由將波長選擇性濾波器26配置於基準光軸L1上，自綠色LD晶片15出射且被波長選擇性濾波器25反射後之綠色雷射光之光路根據波長選擇性濾波器26之折射率，藉由波長選擇性濾波器26而與配置波長選擇性濾波器26之前相比較，於監視器畫面31中稍微位移，但由於光入射面32與基底12之上表面相距大約1m，故而幾乎亦可忽視上述位移。

圖8係表示對伴隨使雷射光準直之透鏡之位移(偏移量)的雷射光之發光圖案之位移及大小進行計算而得之結果之圖。於計算中使用與透鏡22同樣(除了焦點距離以外)之透鏡。發光圖案係由自LD晶片經由透鏡出射併入射至二維感測器之雷射光之像而獲得。使二維感測器之光入射面位於距離透鏡1m之位置。將透鏡之位移設為距離設計位置1μm。圖8之橫軸表示透鏡之焦點距離(mm)。圖8之左側之縱軸表示位移之量(mm)。圖8之右側之縱軸表示發光圖案之直徑(mm)。曲線G1係焦點距離與位移之關聯之計算結果。曲線G2係焦點距離與發光圖案之直徑之關聯之計算結果。關於透鏡之焦點距離(透鏡與LD之間隔)，在先前之拾取器用(或小型投影機用)之模組(於近來之PC(Personal Computer，個人電腦)之光學驅動器中，搭載複數個波長(藍、紅等)之LD以應對CD(Compact Disc，光碟)、DVD(Digital Versatile Disc，數位多功光碟)、blue-ray(藍光光碟)等)之情形時為5.0mm左右(參照符號A2)，相對於此，於本實施形態之光組件1之情形時，由於在單一封裝體內搭載紅色LD晶片14等之LD及光出射方向K1等之透鏡，故而低於1mm，為0.5mm左右(參照A3)。

因此，根據圖8之計算結果，於本實施形態之光組件1之情形時，即使透鏡之位移僅為1μm左右，發光圖案之位移亦達幾毫米(1.5mm以上2.0mm以下)。如此，於本實施形態之光組件1之情形時，必須非常精密地進行透鏡之固定位置之調整(校準)，藉由使二維感測器29之光入射面32與底座2之主面9充分隔開(相隔1m)，而可進行上述精密校準。

圖9係表示於使透鏡之位移(偏移量)變化為距離設計位置1μm、5μm、10μm之情形時，對發光圖案之位移之變化進行計算而得之結果之圖。於計算中使用與透鏡22同樣(除焦點距離以外)之透鏡。發光圖案係由自LD晶片經由透鏡出射併入射至二維感測器之雷射光之像而獲得。使二維感測器之光入射面位於距離透鏡1m之位置。圖9之橫軸表示透鏡之焦點距離(mm)。圖9之左側之縱軸表示位移之量(mm)。曲線G3係透鏡之位移為距離設計位置1μm之情形時之焦點距離與位移之關聯之計算結果。曲線G4係透鏡之位移為距離設計位置5μm之情形時之焦點距離與位移之關聯之計算結果。曲線G5係透鏡之位移為距離設計位置10μm之情形時之焦點距離與位移之關聯之計算結果。

根據圖9所示之結果，於如本實施形態之透鏡22等般焦點距離為1mm以下之透鏡之情形時，當將透鏡之位移設為大於1μm例如5μm以上時，與透鏡之位移為1μm之情形相比較，發光圖案之位移變得非常大，故而欠佳。如此，於如本實施形態之透鏡22等般焦點距離為1mm以下之透鏡之情形時，較佳為使透鏡之位移儘量小(例如為1μm以下)，因此，透鏡之固定位置之決定必須充分精密地進行。

再者，本實施形態之光組件1中，作為LD之出射光源(近場圖案：Near Field Pattern)，亦可效仿理想之點光源。當使LD之發光點位於透鏡之焦點距離上時，透鏡之出射光幾乎成為平行光。因此，即使將聚光透鏡4配置於基準光軸L1上之任意位置，聚光透鏡4亦可將紅色LD晶片14之紅色雷射光、綠色LD晶片15之綠色雷射光、及藍色LD晶片16之藍色雷射光合波所得之合波光聚光於基準光軸L1上之大致一點(例如，焦點P1)。因此，只要聚光透鏡4位於基準光軸L1上，則可相對自由地進行設置。又，即使為無聚光透鏡4之情形，亦可將3束光束(紅色雷射光、綠色雷射光、藍色雷射光)作為平行光利用。聚光透鏡4亦可使3束光束為平行光束。於此情形時，使3束光束以聚光或發散光束之形式入射至聚光透鏡4。聚光透鏡4亦可使3束光束聚光成為可與單模光纖(SMF，Single Mode Fiber)或多模光纖(MMF，Multi Mode Fiber)光耦合之光束。

於以上說明之本實施形態之光組件1中，光組件1包括之光學系統13將自紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之各者出射之紅色雷射光、綠色雷射光、及藍色雷射光實質上轉換成準直光。光學系統13將自紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之各者出射之紅色雷射光、綠色雷射光、及藍色雷射光合波，且經由聚光透鏡4而聚光於位於光組件1之外部之焦點P1。因此，由於僅藉由一個光學系統13便可將複數種顏色之雷射光聚光於一點，故而使光組件1小型化。再者，若使用適當進行校準後之光學系統13，則亦可維持光組件1之光品質。又，於本實施形態之光組件1中，紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16各者出射對應於紅、綠、及藍之波長之雷射光。因此，由於進行紅色雷射光、綠色雷射光、及藍色雷射光之輸出，故而可實現多色。再者，於光組件1中，亦可不設置子安裝基板17~19而將各LD晶片14~16搭載於塊體11之主面21上。

又，於本實施形態之光組件1中，光學系統13具有對應於紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16各者而搭載之透鏡22、透鏡23、及透鏡24、及將複數束雷射光合波之波長選擇性濾波器25及波長選擇性濾波器26。因此，藉由對應於紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16各者而搭載之透鏡22、透鏡23、及透鏡24、及將複數束雷射光合波之波長選擇性濾波器25及波長選擇性濾波器26，可將複數束雷射光經由聚光透鏡4而聚光於位於該光組件之外部之焦點P1。又，於本實施形態之光組件1中，光學系統13搭載於基底12上。因此，由於光學系統13可搭載於單一之基底12上，而構成為小型化，故而可實現光組件1之小型化。

又，於本實施形態之光組件1中，基底12為玻璃製造，且具有表示光學系統13之固定位置之構造(指示標記M1~指示標記M5)。因此，由於基底12之材料為玻璃，故而可設為與光學系統13之透鏡22、透鏡23、及透鏡24等相同之材料，因此，可使基底12之熱膨脹係數為與光學系統13相同之熱膨脹係數。進而，藉由表示光學系統13之固定位置之構造(指示標記M1~指示標記M5)，與無此種構造之情形相比較，光學系統13相對於基底12之位置更為精密。又，於本實施形態之光組件1中，表示光學系統13之固定位置之指示標記M1~指示標記M5可為形成於基底12之主面20之複數個凹部。因此，於表示光學系統13之固定位置之指示標記M1~指示標記M5為複數個凹部之情形時，可藉由該等凹部機械地將光學系統13定位於較佳之位置。

又，於本實施形態之光組件1中，塊體11具有收容基底12之凹部28。因此，基底12藉由塊體11之凹部28而穩定地保持於塊體11。又，於本實施形態之光組件1中，塊體11之凹部28之深度D2與基底12之厚度D1相同。因此，可將塊體11之設置有凹部28之主面21與基底12之主面20無階差地設置於一個面。又，於本實施形態之光組件1中，紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16係以紅色LD晶片14之光出射方向K1與綠色LD晶片15之光出射方向K2、藍色LD晶片16之光出射方向K3呈90度之方式搭載於塊體11上。因此，由於紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之複數束光出射方向彼此呈90度，故而可僅藉由90度之反射將紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16之複數束雷射光合波。因此，可使光學系統13之構成簡化。

又，於本實施形態之光組件1中，透鏡22、透鏡23、及透鏡24分別為球面透鏡。又，於本實施形態之光組件1中，透鏡22、透鏡23、及透鏡24各者之出射光實質上為準直光。因此，如上所述般藉由光學系統13包括之透鏡22、透鏡23、及透鏡24，可使自紅色LD晶片14、綠色LD晶片15、及藍色LD晶片16各者出射之雷射光準直。

根據本實施形態之光組件1之以上之構成，光組件1可出射多色之雷射光，並且不降低光品質而實現小型化。

以上，雖然已於較佳之實施形態中，將本發明之原理進行了圖示，並進行了說明，但業者應當理解本發明可在不脫離此種原理的情況下對配置及詳細情況進行變更。本發明並不限定於本實施形態所揭示之特定之構成。因此，對來自申請專利範圍及其精神範圍之所有修正及變更申請權利。