WO2020004100A1 - 光モジュール - Google Patents

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WO2020004100A1
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陽平 塩谷
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住友電気工業株式会社
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    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
    • H01S5/4093—Red, green and blue [RGB] generated directly by laser action or by a combination of laser action with nonlinear frequency conversion

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical module.
  • This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2018-124791 filed on June 29, 2018 and incorporates all the contents described in the Japanese Application.
  • an optical module including a light emitting unit from which light from a plurality of semiconductor light emitting elements is combined and emitted, and a scanning unit that scans light from the light emitting unit (for example, see Patent Documents 1 to 3) .
  • Such an optical module can draw characters, figures, and the like by scanning light from the light emitting unit along a desired path.
  • An optical module includes a first laser diode that emits first light, a second laser diode that emits second light having a wavelength different from that of the first light, and the first light.
  • a filter having a polarization selectivity for selectively transmitting light of a linear polarization component in a specific direction and a wavelength selectivity for reflecting the second light, and combining the first light and the second light.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing the structure of the optical module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a view corresponding to a state in which the cap shown in FIG. 1 is removed from the optical module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a top view of the optical module with the cap shown in FIG. 2 removed.
  • FIG. 4 is a side view of the optical module with the cap shown in FIG. 3 removed.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view of the second filter according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a simplified diagram of a laser diode, a lens, and a filter arranged in the optical module according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a HUD system mounted on an automobile.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing the structure of the optical module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a view corresponding to a state in which the cap shown in FIG. 1 is removed from the optical module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a top
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the second filter according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a simplified view of a laser diode, a lens, and a filter arranged in the optical module according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a simplified view of a laser diode, a lens, and a filter arranged in the optical module according to the fourth embodiment.
  • the optical module draws a character or a figure by reflecting light on a mirror that periodically oscillates at high speed in a direction and a direction perpendicular to the direction and scans the reflected light.
  • Light emitted from a laser diode as a semiconductor light emitting element may change its polarization angle depending on the output.
  • the polarization angle changes, the ratio of the linearly polarized light component in a specific direction to the linearly polarized light component in a direction other than the specific direction changes in the light emitted from the laser diode. Then, the desired brightness and color tone may not be obtained for the combined light.
  • the optical module is required to be reduced in size in consideration of the case where the optical module is mounted on a vehicle or the like.
  • the optical module includes a first laser diode that emits first light, a second laser diode that emits second light having a wavelength different from that of the first light, and a specific direction included in the first light.
  • the optical module it is possible to adjust the brightness and color tone of the combined light with high accuracy while reducing the size.
  • the filter provided in such an optical module has wavelength selectivity for transmitting the first light and reflecting the second light. Therefore, the first laser diode, the second laser diode, and the filter are arranged so that the optical path of the first light transmitted through the filter is the same as the optical path of the second light reflected by the filter.
  • the first light and the second light can be multiplexed.
  • the filter has a polarization selectivity of selectively transmitting light of a linear polarization component in a specific direction included in the first light. Therefore, it is possible to adjust the intensity of the first light by reducing the influence of the linearly polarized light component of the first light emitted from the filter other than the specific direction.
  • the filter has a polarization selectivity of selectively transmitting light of a linear polarization component in a specific direction included in the first light, it is not necessary to newly provide a polarizer in the optical module. According to such an optical module, it is possible to accurately adjust the brightness and color tone of the combined light while reducing the size.
  • “selectively transmitting” means that the transmittance of the linearly polarized light component in the specific direction included in the first light is 90% or more, and that the light in other than the specific direction included in the first light is included.
  • the light transmittance of the linearly polarized light component is 10% or less.
  • the extinction ratio of a filter having such polarization selectivity is 1: 9 or more, and is effective when used as a vehicle-mounted HUD (Head @ Up @ Display), for example.
  • the transmittance of the linearly polarized light component in the specific direction included in the first light is 95% or more, and the transmittance of the linearly polarized light component other than the specific direction included in the first light is transmitted.
  • the transmittance of the linearly polarized light component of the specific direction included in the first light is 98% or more, and the linearly polarized light component of the linear light component other than the specific direction included in the first light is included. More preferably, the light transmittance is 2% or less.
  • the filter includes a first surface on which the first light is incident, a second surface on which the first light incident from the first surface is emitted, and the second light is reflected, A first dielectric multilayer film forming a first surface; and a second dielectric multilayer film forming a second surface.
  • the first dielectric multilayer film is included in the first light.
  • the second dielectric multilayer film may have a wavelength selectivity for reflecting the second light, and may have a polarization selectivity for selectively transmitting light of a linear polarization component in a specific direction.
  • Such a filter can reduce the difference between the thickness of the dielectric multilayer forming the first surface and the thickness of the dielectric multilayer forming the second surface. Therefore, it is possible to reduce the warpage of the filter based on the difference in the thickness of the dielectric multilayer film. Therefore, the brightness and the color tone of the combined light can be adjusted more accurately.
  • the filter includes a first surface on which the first light is incident, a second surface on which the first light incident from the first surface is emitted, and the second light is reflected, A second dielectric multi-layer film constituting the second surface, wherein the second dielectric multi-layer film selectively transmits a linearly polarized light component in a specific direction included in the first light. And a wavelength selectivity for reflecting the second light.
  • the second dielectric multilayer film forming the second surface has wavelength selectivity and polarization selectivity, the first dielectric multilayer film and the second dielectric multilayer film are manufactured at the time of manufacturing the filter. It is possible to shorten the total film forming time when forming the multilayer film.
  • the incident angle of the first light on the first surface may be not less than 10 ° and not more than 60 °. In such an incident angle range, the difference between the reflectance of the linearly polarized light component in a specific direction and the reflectance of the linearly polarized light component in a direction other than the specific direction is large. Therefore, a film having polarization selectivity can be formed relatively easily. Therefore, a filter having polarization selectivity can be efficiently manufactured. It is more preferable that the incident angle of the first light on the first surface be 35 ° or more and 55 ° or less.
  • the filter may have a transmittance of the p-polarized component included in the first light of 90% or more and a transmittance of the s-polarized component included in the first light of 10% or less. .
  • the optical loss of the linearly polarized light component in the specific direction included in the first light as the p-polarized light component can be reduced, and the light to be combined can be adjusted efficiently. it can.
  • the filter may reflect 90% or more of the second light emitted from the second laser diode. By doing so, the second light can be used efficiently.
  • the optical module may further include a light receiving element that receives the light combined by the filter. Since the light receiving element receives the light multiplexed by the filter, the light receiving element receives light of a linearly polarized light component in a specific direction selectively transmitted through the first light. Therefore, when the feedback to the output of the laser diode is to be performed based on the intensity of the light received by the light receiving element, the intensity ratio of the multiplexed light can be appropriately adjusted. Therefore, it becomes easy to adjust the brightness and color tone of the combined light with high accuracy.
  • the optical module may further include a lens that converts a spot size of at least one of the first light and the second light. By doing so, light having a desired spot size can be emitted from the optical module.
  • the optical module may further include a protection member that surrounds the first laser diode, the second laser diode, and the filter, and seals the first laser diode, the second laser diode, and the filter.
  • the optical module further includes a third laser diode that emits blue light, the first laser diode emits red light, and the second laser diode emits green light. Is also good. By doing so, these lights can be combined to form light of a desired color. In particular, since red light has a large change in the polarization angle with respect to the output, it is possible to reduce the influence of the change in the polarization angle when outputting light in the optical module and accurately adjust the brightness and color tone of the combined light. it can.
  • FIGS. 1 and 2 are external perspective views illustrating the structure of the optical module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a view corresponding to a state in which the cap shown in FIG. 1 is removed from the optical module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a top view of the optical module with the cap shown in FIG. 2 removed.
  • FIG. 3 is a view of the optical module with the cap shown in FIG. 2 removed, as viewed along the Z-axis direction.
  • FIG. 4 is a side view of the optical module with the cap shown in FIG. 3 removed.
  • FIG. 4 is a diagram viewed from the X-axis direction. In FIG. 3, the optical path is indicated by a broken line.
  • an optical module 1 includes a light forming unit 20 that forms light, and a protection member 2 that surrounds the light forming unit 20 and seals the light forming unit 20.
  • the protection member 2 includes a base 10 as a base body, and a cap 40 serving as a lid welded to the base 10.
  • the light forming part 20 is hermetically sealed by the protection member 2.
  • the base 10 has a flat plate shape.
  • the light forming section 20 includes a base member 4, a red laser diode 81, a green laser diode 82, a blue laser diode 83, a first lens 91, a second lens 92, a third lens 93, a first filter 97, a second A filter 98 and a third filter 99 are included.
  • the light forming unit 20 is arranged on one main surface 10 ⁇ / b> A of the base 10.
  • the cap 40 is disposed in contact with one main surface 10 ⁇ / b> A of the base 10 so as to cover the light forming unit 20.
  • a plurality of lead pins 51 are installed on the base 10 so as to penetrate from the other main surface 10B side to the one main surface 10A side of the base 10 and protrude on both sides of the one main surface 10A side and the other main surface 10B side. Have been.
  • a gas from which moisture such as dry air has been reduced (removed) is sealed in a space surrounded by the base 10 and the cap 40.
  • An emission window 42 is formed in the cap 40.
  • a parallel plate-shaped glass member 41 is fitted into the emission window 42.
  • the protection member 2 is an airtight member that makes the inside airtight. Thereby, each member included in the light forming unit 20 is effectively protected from the external environment, and high reliability can be secured.
  • the base member 4 includes the electronic temperature adjustment module 30 and the laser diode base 60.
  • the electronic temperature adjustment module 30 includes a heat absorbing plate 31, a heat radiating plate 32, and a semiconductor pillar 33.
  • the heat absorbing plate 31 and the heat radiating plate 32 are made of, for example, alumina.
  • the electronic temperature adjustment module 30 is arranged between the base 10 and the laser diode base 60.
  • the electronic temperature adjustment module 30 is arranged on one main surface 10A of the base 10 so that the heat sink 32 contacts one main surface 10A of the base 10.
  • the heat absorbing plate 31 is arranged in contact with the laser diode base 60.
  • the electronic temperature adjustment module 30 is a Peltier module (Peltier element) that is an electronic cooling module.
  • the electronic temperature adjustment module 30 controls the temperatures of the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 based on the temperature detected by the thermistor 100 disposed on the chip mounting area 61 described later.
  • the laser diode base 60 has a plate shape.
  • the laser diode base 60 has one main surface 60A having a rectangular shape (square shape) when viewed from above.
  • a of laser diode base 60 includes a chip mounting area 61, a lens mounting area 62, and a filter mounting area 63.
  • the chip mounting region 61 is formed in a region including one side of the one main surface 60A along the one side.
  • the lens mounting area 62 is arranged adjacent to the chip mounting area 61 and along the chip mounting area 61.
  • the filter mounting area 63 is arranged along the other side of the one main surface 60A in an area including the other side facing the one side.
  • the chip mounting area 61, the lens mounting area 62, and the filter mounting area 63 are parallel to each other.
  • the thickness of the laser diode base 60 in the lens mounting area 62 is equal to the thickness of the laser diode base 60 in the filter mounting area 63.
  • the lens mounting area 62 and the filter mounting area 63 are included on the same plane.
  • the thickness of the laser diode base 60 in the chip mounting area 61 is larger than the lens mounting area 62 and the filter mounting area 63.
  • the height of the chip mounting area 61 (the height based on the lens mounting area 62, that is, the height in the direction perpendicular to the lens mounting area 62) is higher than the lens mounting area 62 and the filter mounting area 63. Has become.
  • a first submount 71, a second submount 72, and a third submount 73 having a plate shape are arranged side by side in the X-axis direction.
  • the 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.
  • a blue laser diode 83 as a third laser diode is arranged.
  • the height of the optical axis of the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 (distance between the reference plane and the optical axis when the lens mounting area 62 of the one main surface 60A is used as the reference plane; Z-axis direction) are adjusted by the first sub-mount 71, the second sub-mount 72, and the third sub-mount 73 so as to coincide with each other.
  • the thermistor 100 for detecting the temperature of the laser diode base 60 is arranged on the chip mounting area 61 at an interval from the third submount 73 in the X-axis direction.
  • a first lens 91, a second lens 92, and a third lens 93 are arranged on the lens mounting area 62.
  • the first lens 91, the second lens 92, and the third lens 93 have lens portions 91A, 92A, 93A each having a lens surface.
  • the lens portions 91A, 92A, 93A and regions other than the lens portions 91A, 92A, 93A are integrally molded.
  • the central axes of the lens portions 91A, 92A, 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, 93A are red laser diode 81, green laser diode 82, and red laser diode 82, respectively. It coincides with the optical axis of the blue laser diode 83.
  • the first lens 91, the second lens 92, and the third lens 93 convert the spot size of light emitted from the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83, respectively (to change the beam shape on a certain projection surface). Shape into the desired shape).
  • the spot size is converted by the first lens 91, the second lens 92, and the third lens 93 so that the spot sizes of the light emitted from the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 match.
  • the 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.
  • a first filter 97, a second filter 98, and a third filter 99 are arranged on the filter mounting area 63.
  • the 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.
  • Each of the first filter 97, the second filter 98, and the third filter 99 has a flat plate shape having main surfaces parallel to each other.
  • Each of the first filter 97, the second filter 98, and the third filter 99 has a rectangular shape (square shape) when viewed from the plate thickness direction.
  • the red laser diode 81, the lens portion 91A of the first lens 91, and the first filter 97 are arranged in a straight line along the light emission direction of the red laser diode 81 (in the Y-axis direction).
  • the green laser diode 82, the lens portion 92A of the second lens 92, and the second filter 98 are arranged in a straight line (along the Y-axis direction) along the light emission direction of the green laser diode 82.
  • the blue laser diode 83, the lens portion 93A of the third lens 93, and the third filter 99 are arranged along a straight line (along the Y-axis direction) along the light emission direction of the blue laser diode 83.
  • 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 at 45 degrees with respect to the emission direction (Y-axis direction) of the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83, respectively. I have.
  • the first filter 97 includes a plate-like member 97A.
  • the first filter 97 is formed with a dielectric multilayer film 97C constituting a surface 97B facing the lens unit 91A (particularly, see FIG. 3).
  • the dielectric multilayer film 97C is formed by stacking a plurality of films.
  • the first filter 97 reflects red light by the dielectric multilayer film 97C. Specifically, of the light incident on the surface 97B of the first filter 97, the dielectric multilayer film 97C reflects 90% or more of light having a wavelength of 620 to 660 nm.
  • the incident angle of the red light is 45 °.
  • a vapor deposition film of a metal such as aluminum or silver may be employed.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view of the second filter 98 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view when the second filter 98 is cut along the XY plane.
  • second filter 98 includes a plate-like member 98A formed of a member that transmits light.
  • the second filter 98 includes a first surface 98B and a second surface 98C.
  • the second filter 98 is disposed on the filter mounting region 63 such that the first surface 98B faces the first filter 97 and the second surface 98C faces the third filter 99.
  • Red light which is the first light emitted from the red laser diode 81 and reflected by the surface 97B of the first filter 97, is incident on the first surface 98B.
  • the second filter 98 includes the first dielectric multilayer film 98D forming the first surface 98B.
  • the first dielectric multilayer film 98D includes a film 98E having a polarization selectivity for selectively transmitting light of a p-polarized light component, which is light of a linearly polarized light component in a specific direction included in red light.
  • the transmittance of the p-polarized light component of the red light is 95% or more
  • the transmittance of the s-polarized light component which is the linearly polarized light component in a direction other than the specific direction, is higher. 5% or less.
  • the film 98E may be composed of a plurality of layers, or may be a single layer.
  • the film 98E may be disposed on the front side of the first surface 98B, or may be disposed inside the first dielectric multilayer film 98D.
  • the second filter 98 has polarization selectivity for selectively transmitting light of a linear polarization component in a specific direction included in red light.
  • the second filter 98 includes a second dielectric multilayer film 98F forming the second surface 98C.
  • the transmittance of the p-polarized light component and the transmittance of the s-polarized light component of the red light of the second dielectric multilayer film 98F are both 95% or more.
  • the second dielectric multilayer film 98F includes a film 98G that reflects green light that is the second light. Specifically, the reflectance of the light having a wavelength of 500 to 550 nm, which is the wavelength of green light as the second light, in the film 98G is 95% or more.
  • the film 98G may be composed of a plurality of layers, or may be a single layer.
  • the film 98G may be disposed on the front side of the second surface 98C, or may be disposed inside the second dielectric multilayer film 98F.
  • the second filter 98 transmits red light and reflects green light. Has the property.
  • the third filter 99 includes a plate-like member 99A made of a member that transmits light. Further, the third filter 99 includes a first surface 99B and a second surface 99C. The third filter 99 is arranged on the filter mounting region 63 such that the first surface 99B faces the second filter 98 and the second surface 99C faces the emission window 42 side. The red light emitted from the second surface 98C of the second filter 98 is incident on the first surface 99B. Green light emitted from the green laser diode 82 and reflected by the second surface 98C of the second filter 98 is incident on the first surface 99B.
  • the third filter 99 includes a first dielectric multilayer film 99D constituting the first surface 99B.
  • the transmittance of the p-polarized light component and the transmittance of the s-polarized light component of the red light of the first dielectric multilayer film 99D are both 95% or more.
  • the transmittance of green light of the first dielectric multilayer film 99D is 95% or more.
  • the third filter 99 includes the formed second dielectric multilayer film 99E constituting the second surface 99C.
  • the transmittance of the p-polarized light component and the transmittance of the s-polarized light component of the red light of the second dielectric multilayer film 99E are both 95% or more.
  • the transmittance of green light of the second dielectric multilayer film 99E is 95% or more.
  • the second dielectric multilayer film 99E reflects blue light, which is the third light. Specifically, 95% or more of light having a wavelength of 430 to 470 nm, which is the wavelength of blue light as the third light, is reflected.
  • FIG. 6 shows a red laser diode 81, a green laser diode 82, a blue laser diode 83, a first lens 91, a second lens 92, and a third lens 93, among the optical module 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a simplified diagram of a first filter 97, a second filter 98, and a third filter 99.
  • Red light emitted from the red laser diode 81 travels along the optical path L 1.
  • the red light enters the lens portion 91A of the first lens 91, and the spot size of the light is converted.
  • red light emitted from the red laser diode 81 is converted into collimated light.
  • Red light spot size is converted in the first lens 91 along the optical path L 1 proceeds, is incident on the first filter 97.
  • the light enters from the first surface 97B of the first filter 97.
  • the optical path L 1 since the first surface 97B is inclined by 45 °, the incident angle of the red light is 45 °.
  • the first filter 97 reflects 90% or more of the red light by the dielectric multilayer film 97C formed on the first surface 97B, most of the light emitted from the red laser diode 81 is reflected by the first surface 97B. It is reflected, further travels along the optical path L 4. Then, the red light is incident on the second filter 98. In this case, light enters the second filter 98 from the first surface 98B included in the second filter 98. In this case, the optical path L 4, since the first surface 98B is inclined by 45 °, the incident angle of the red light is 45 °.
  • the second filter 98 includes the first dielectric multilayer film 98D forming the first surface 98B.
  • the first dielectric multilayer film 98D includes a film 98E having a polarization selectivity for selectively transmitting light of a p-polarized light component, which is light of a linearly polarized light component in a specific direction included in the first light. Therefore, with respect to the red light incident from the first surface 98B of the second filter 98, 95% or more of the p-polarized light is transmitted.
  • the transmittance of the s-polarized light component is 5% or less. That is, of the red light, most of the p-polarized light passes through the second filter 98 and most of the s-polarized light is cut.
  • the red light in which most of the p-polarized light is transmitted and most of the s-polarized light is cut, is transmitted through the second filter 98.
  • the second filter 98 includes a second dielectric multilayer film 98F forming the second surface 98C. Both the transmittance of the p-polarized light component and the transmittance of the s-polarized light component of the second dielectric multilayer film 98F are 95% or more. Therefore, the red light is emitted from the second surface 98C without being substantially cut. Red light further proceeds along the optical path L 4, is incident on the third filter 99. In this case, the light enters the third filter 99 from the first surface 99B included in the third filter 99.
  • the third filter 99 includes a first dielectric multilayer film 99D forming the first surface 99B.
  • the transmissivity of the p-polarized light component and the transmissivity of the s-polarized light component of the red light of the first dielectric multilayer film 99D are both 95% or more. Accordingly, the red light is transmitted through the third filter 99 without being cut.
  • the third filter 99 includes a second dielectric multilayer film 99E forming the second surface 99C.
  • the transmittance of the p-polarized light component of red light and the transmittance of the s-polarized light component of the red light of the second dielectric multilayer film 99E are both 95% or more. Therefore, the red light is emitted from the second surface 99C without being substantially cut. Red light further proceeds along the optical path L 4, through the glass member 41 fitted in the exit window 42 of the cap 40 is emitted to the outside of the optical module 1.
  • Green light emitted from the green laser diode 82 travels along the optical path L 2. 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 the green laser diode 82 is converted into collimated light. Green light spot size is converted in the second lens 92 along the optical path L 2 progresses, is incident on the second filter 98. In this case, the light enters the second filter 98 from the second surface 98C.
  • the second filter 98 includes a second dielectric multilayer film 98F forming the second surface 98C.
  • the second dielectric multilayer film 98F includes a film 98G having wavelength selectivity that reflects green light as the second light. Therefore, 95% or more of the green light incident from the second surface 98C of the second filter 98 is reflected. Therefore, the green light is reflected without being transmitted, and is emitted from the second surface 98C. Green light is further travels along the optical path L 4.
  • the red light traveling along the second surface 98C light path L 4 and emits a green light traveling along the second surface 98C light path L 4 to emit is combined Is done.
  • the green light emitted from the second surface 98C enters the third filter 99.
  • the light enters the third filter 99 from the first surface 99B included in the third filter 99.
  • the third filter 99 includes a first dielectric multilayer film 99D forming the first surface 99B.
  • the transmittance of green light of the first dielectric multilayer film 99D is 95% or more. Therefore, the green light is transmitted through the third filter 99 without being cut.
  • the third filter 99 includes a second dielectric multilayer film 99E forming the second surface 99C.
  • the transmittance of green light of the second dielectric multilayer film 99E is 95% or more. Therefore, the green light is emitted from the second surface 99C with almost no cut. Green light is further advanced along the optical path L 4, through the glass member 41 fitted in the exit window 42 of the cap 40 is emitted to the outside of the optical module 1.
  • Blue light emitted from the blue laser diode 83 travels along the optical path L 3. This blue light is incident on 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 the blue laser diode 83 is converted into collimated light. Blue light spot size is converted in the third lens 93 along the optical path L 3 progresses, incident on the third filter 99. In this case, the light enters the third filter 99 from the second surface 99C.
  • the third filter 99 includes a second dielectric multilayer film 99E constituting the second surface 99C.
  • the second dielectric multilayer film 99E has wavelength selectivity for reflecting blue light, which is the third light. Therefore, 95% or more of the blue light incident from the second surface 99C of the third filter 99 is reflected. Therefore, the blue light is reflected without being transmitted, and is emitted from the second surface 99C. Blue light further proceeds along the optical path L 4.
  • the red light and green light are emitted from the second surface 99C travels along the optical path L 4
  • blue light are emitted from the second surface 99C travels along the optical path L 4 Are multiplexed.
  • the blue light is emitted to the outside of the optical module 1 through the glass member 41 fitted in the emission window 42 of the cap 40.
  • the red, green and light blue light is formed by combining (multiplexed light) is emitted from the optical module 1 along the optical path L 4.
  • the emitted light is incident on, for example, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) arranged outside the optical module 1.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • scanning is performed by reflecting light on a mirror that periodically oscillates at high speed in one direction (horizontal direction) and in a direction perpendicular to one direction (vertical direction).
  • the combined light emitted from the optical module 1 is scanned by reflection from the oscillating mirror, and characters and figures are drawn.
  • the second filter 98 provided in such an optical module 1 has a wavelength selectivity that transmits red light as the first light and reflects green light as the second light. Therefore, the red light path L 4 of the light emitted through the second filter 98, so that the optical path L 4 of the green light emitted by reflecting the second filter 98 is the same, the first laser diode
  • red light and green light can be multiplexed.
  • the laser diode 83, the third filter 99, and the like are included, red light, green light, and blue light can be multiplexed.
  • the second filter 98 has a polarization selectivity of selectively transmitting light of a p-polarized component, which is light of a linearly polarized light component in a specific direction included in red light, and is thus emitted from the second filter 98.
  • the intensity of the red light can be adjusted by reducing the influence of the s-polarized light component, which is a linearly polarized light component other than the specific direction, of the red light. Therefore, the intensity ratio of the red light, the green light, and the blue light in the combined light can be appropriately adjusted.
  • the second filter 98 has a polarization selectivity of selectively transmitting light of a linear polarization component in a specific direction included in red light, it is not necessary to newly provide a polarizer in the optical module 1. Therefore, according to such an optical module 1, it is possible to accurately adjust the brightness and the color tone of the combined light while reducing the size.
  • the second filter 98 includes a first surface 98B on which red light is incident, and a second surface 98C on which red light incident from the first surface 98B is emitted and green light is reflected. And a first dielectric multilayer film 98D forming the first surface 98B, and a second dielectric multilayer film 98F forming the second surface 98C.
  • the first dielectric multilayer film 98D includes a film 98E having a polarization selectivity for selectively transmitting light of a p-polarized component which is light of a linearly polarized light component in a specific direction included in red light
  • the dielectric multilayer film 98F includes a film 98G having a wavelength selectivity that reflects green light.
  • Such a second filter 98 can reduce the difference between the thickness of the dielectric multilayer film 98D forming the first surface 98B and the thickness of the dielectric multilayer film 98F formed on the second surface 98C. . Therefore, it is possible to reduce the warpage of the second filter 98 based on the difference between the thicknesses of the dielectric multilayer films 98D and 98F. Therefore, the brightness and the color tone of the combined light can be adjusted more accurately.
  • the incident angle of the red light on the first surface 98B is 45 °, and is in the range of 10 ° or more and 60 ° or less.
  • the reflectance of the light of the linear polarization component in a specific direction for example, the reflectance of the light of the p-polarization component
  • the reflectance of the light of the linear polarization component other than the specific direction for example, the reflectance of the light of the s-polarization component
  • the difference is large. Therefore, the film 98E having polarization selectivity can be formed relatively easily. Therefore, the second filter 98 having polarization selectivity can be efficiently manufactured.
  • the second filter 98 has a transmittance of the p-polarized component included in the red light of 90% or more and a transmittance of the s-polarized component included in the red light of 10% or less.
  • the transmittance of the p-polarized light component included in the red light is 95% or more, and the transmittance of the s-polarized light component included in the red light is 5% or less. Therefore, it is possible to reduce the optical loss by using the light of the linearly polarized light component in the specific direction included in the red light as the light of the p-polarized light component, and to efficiently adjust the multiplexed light.
  • the second filter 98 reflects 90% or more of the green light emitted from the green laser diode 82, so that the green light can be used efficiently.
  • the plurality of laser diodes include 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.
  • red light has a large change in the polarization angle with respect to the output. Therefore, by employing the above-described configuration, the influence of the change in the polarization angle when the light is output from the optical module 1 is reduced, and Brightness and color tone can be adjusted with high accuracy.
  • a light receiving element provided outside the optical module 1 and receiving the multiplexed light monitors the intensity of the light, controls the output of each laser diode, and controls the multiplexed light. Adjust the brightness and color tone of the camera accurately.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a HUD system mounted on an automobile.
  • HUD system 3 includes MEMS 5 including optical module 1, diffusion plate 211, magnifying glass 213, and windshield 214.
  • the MEMS 5 includes a mirror that periodically swings at high speed in one direction (horizontal direction) and a direction perpendicular to the one direction (vertical direction).
  • the combined light emitted from the optical module 1, that is, the combined light obtained by combining the red light, the green light, and the blue light is combined in one direction (horizontal direction) and a direction perpendicular to the one direction (vertical direction).
  • the light is reflected and scanned by a mirror that periodically swings at high speed, and an image is projected.
  • the image projected from the MEMS 5 is formed on the surface of the diffusion plate 211 as an intermediate image.
  • the intermediate image is enlarged by a magnifying glass 213 and projected on a display area 214 a of a windshield 214.
  • the image projected on the display area 214a is reflected by the windshield 214, and a virtual image 215 is formed on the back side of the windshield 214 viewed from the driver P.
  • the driver P can see the image on the side of the windshield 214 where the virtual image 215 is located.
  • the optical module 1 of the first embodiment since the intensity and color tone of the combined light can be adjusted with high accuracy, a high-accuracy image can be projected.
  • the light based on the difference between the reflectivity of the p-polarized light component and the reflectivity of the s-polarized light component of the red light. This is effective because the influence on the intensity ratio can be reduced.
  • the space in the vehicle can be effectively used.
  • the optical module 1 according to the second embodiment has basically the same structure as that of the first embodiment, and has the same effect. However, the optical module 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the following points.
  • the first dielectric multilayer film 98D includes a film 98E having polarization selectivity
  • the second dielectric multilayer film 98F has wavelength selectivity.
  • the second dielectric multilayer film 98F has a film 98E having polarization selectivity and a film 98E having wavelength selectivity. Having a film 98G.
  • FIG. 8 is a sectional view of the second filter according to the second embodiment.
  • second dielectric multilayer film 98F constituting second surface 98C includes a film 98E having polarization selectivity and a film 98G having wavelength selectivity.
  • the film 98G having wavelength selectivity is disposed closer to the second surface 98C than the film 98E having polarization selectivity.
  • the second dielectric multilayer film 98F forming the second surface 98C includes the film 98G having wavelength selectivity and the film 98E having polarization selectivity. It is possible to reduce the total film forming time when forming the first dielectric multilayer film 98D and the second dielectric multilayer film 98F during manufacturing.
  • one of the dielectric multilayer films 99D and 99E included in the third filter 99 may have polarization selectivity. That is, the first dielectric multilayer film 99D provided in the third filter 99 may include a film 98E having polarization selectivity, or the second dielectric multilayer film 99E provided in the third filter 99 may A film 98E having selectivity may be included.
  • the third filter 99 has the polarization selectivity of selectively transmitting the p-polarized light component, which is the linearly-polarized light component of the specific direction contained in the red light,
  • the intensity of the red light can be adjusted by reducing the influence of the s-polarized light component, which is the linearly polarized light component in a direction other than the specific direction, of the red light emitted from the light 99. Therefore, the intensity ratio of the red light, the green light, and the blue light in the combined light can be appropriately adjusted. Therefore, even with such an optical module 1, it is possible to accurately adjust the brightness and color tone of the combined light while reducing the size.
  • the optical module 1 of the third embodiment has basically the same structure as that of the first embodiment, and has the same effect. However, the optical module 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the following points.
  • the emission direction of red light emitted from the red laser diode, the emission direction of green light emitted from the green laser diode, and the emission direction of blue light emitted from the blue laser diode are the same direction (Y-axis direction), but in the third embodiment, the emission direction of the red light emitted from the red laser diode, the emission direction of the green light emitted from the green laser diode, and The emission direction of the blue light emitted from the blue laser diode is changed.
  • FIG. 9 shows a red laser diode 81, a green laser diode 82, a blue laser diode 83, a first lens 91, a second lens 92, and a third lens 93, among the optical module 1 according to the third embodiment.
  • FIG. 3 is a simplified diagram of a first filter 97, a second filter 98, and a third filter 99.
  • the emission direction of red light emitted from red laser diode 81 is the emission direction of green light emitted from green laser diode 82 and the emission direction of blue light emitted from blue laser diode 83.
  • the direction is orthogonal to the emission direction.
  • the emission direction of the red light emitted from the red laser diode 81 is defined as the X-axis direction, the emission direction of the green light emitted from the green laser diode 82, and the blue light emitted from the blue laser diode 83.
  • the light emission direction is the Y-axis direction.
  • the first filter 97 can be omitted. Therefore, the number of components constituting the optical module 1 can be reduced.
  • the optical module 1 of the fourth embodiment has basically the same structure as that of the first embodiment, and has the same effect. However, the optical module 1 according to the fourth embodiment is different from the optical module 1 according to the first embodiment in the following points.
  • FIG. 10 shows a red laser diode 81, a green laser diode 82, and a blue laser diode 83, a first lens 91, a second lens 92, and a third lens 933, which are arranged in the optical module 1 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 3 is a simplified diagram of a first filter 97, a second filter 98, and a third filter 99.
  • the optical module 1 includes a photodiode 94 as a light receiving element.
  • the photodiode 94 includes a light receiving unit 94A.
  • the blue laser diode 83, the lens portion 93A of the third lens 93, the third filter 99, and the light receiving portion 94A of the photodiode 94 are arranged in a straight line along the light emitting direction of the blue laser diode 83 (in the Y-axis direction).
  • the third filter 99 transmits most of the red and green light but reflects a part of the first surface 99B.
  • the third filter 99 reflects most of the blue light but transmits part of the blue light. That is, part of the light of the red and green reaching the third filter 99, it is reflected by the third filter 99, and proceeds along the optical path L 5 incident on the light receiving portion 94A of the photodiode 94.
  • the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 can be controlled by APC (Auto Power Control) driving.
  • the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 strict control of the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 can be performed. That is, the outputs of the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 can be appropriately adjusted based on the output of the light received by the photodiode 94. That is, according to the present embodiment, when feedback to the outputs of the red laser diode 81, the green laser diode 82, and the blue laser diode 83 is performed based on the intensity of the light received by the photodiode 94, the intensity of the combined light is The ratio can be adjusted appropriately. Therefore, it becomes easy to adjust the brightness and color tone of the combined light with high accuracy.
  • the photodiode 94 receives the light multiplexed by the third filter 99, so that the red light is selectively transmitted linearly polarized light in a specific direction. Light of a certain p-polarized component will be received. Therefore, when the feedback to the output of the red laser diode 81 is intended based on the intensity of the light received by the photodiode 94, the intensity ratio of the multiplexed light can be appropriately adjusted. That is, when adjusting the intensity ratio of each light constituting the multiplexed light, the influence of the s-polarized light component can be reduced. Therefore, it becomes easy to adjust the brightness and color tone of the combined light with high accuracy.
  • the case where light from three laser diodes is multiplexed has been described.
  • the number of laser diodes may be two or four or more.
  • the case where wavelength selective filters are employed as the first filter 97, the second filter 98, and the third filter 99 has been exemplified.
  • these filters are, for example, polarization combining filters. You may.
  • the optical module 1 includes the electronic temperature adjustment module 30.
  • the optical module 1 may not include the electronic temperature adjustment module 30. Good.

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Abstract

光モジュールは、第１の光を出射する第１のレーザダイオードと、第１の光とは波長の異なる第２の光を出射する第２のレーザダイオードと、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性と、第１の光を透過し、第２の光を反射する波長選択性とを有し、第１の光と第２の光とを合波するフィルタと、を備える。

Description

光モジュール
　本開示は、光モジュールに関する。本出願は、２０１８年６月２９日出願の日本出願２０１８‐１２４７９１号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　複数の半導体発光素子からの光が合波されて出射される発光部と、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
　本開示の光モジュールは、第１の光を出射する第１のレーザダイオードと、第１の光とは波長の異なる第２の光を出射する第２のレーザダイオードと、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性と、第２の光を反射する波長選択性とを有し、第１の光と第２の光とを合波するフィルタと、を備える。
　
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外観斜視図である。 図２は、図１に示す光モジュールにおいて、図１に示すキャップを取り外した状態に対応する図である。 図３は、図２に示すキャップを取り外した状態における光モジュールを上面から見た図である。 図４は、図３に示すキャップを取り外した状態における光モジュールを側面から見た図である。 図５は、実施の形態１における第２フィルタの拡大断面図である。 図６は、実施の形態１における光モジュールのうち、配置されたレーザダイオードと、レンズと、フィルタを簡略化して表した図である。 図７は、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。 図８は、実施の形態２における第２フィルタの拡大断面図である。 図９は、実施の形態３における光モジュールのうち、配置されたレーザダイオードと、レンズと、フィルタを簡略化して表した図である。 図１０は、実施の形態４における光モジュールのうち、配置されたレーザダイオードと、レンズと、フィルタを簡略化して表した図である。
　光モジュールは、一の方向および一の方向に垂直な方向に高速で周期的に揺動するミラーに光を反射させて走査することにより、文字や図形を描画する。半導体発光素子としてのレーザダイオードから出射される光は、出力に応じて偏光角が変化する場合がある。偏光角が変化すると、レーザダイオードから出射される光について、特定方向の直線偏光成分と特定方向以外の直線偏光成分との比率が変化する。そうすると、合波する光について、望み通りの明るさや色調を得ることができない場合がある。また、光モジュールについては、車両等に搭載される場合を考慮し、小型化が求められている。
　［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。光モジュールは、第１の光を出射する第１のレーザダイオードと、第１の光とは波長の異なる第２の光を出射する第２のレーザダイオードと、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性と、第２の光を反射する波長選択性とを有し、第１の光と第２の光とを合波するフィルタと、を備える。
　上記光モジュールによれば、小型化を図りながら、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することができる。
　このような光モジュールに備えられるフィルタは、第１の光を透過し、第２の光を反射する波長選択性を有する。よって、フィルタを透過する第１の光の光路と、フィルタを反射する第２の光の光路とが同じになるよう、第１のレーザダイオード、第２のレーザダイオードおよびフィルタを配置して、第１の光と第２の光とを合波することができる。フィルタは、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有する。よって、フィルタから出射される第１の光のうちの特定方向以外の直線偏光成分の影響を低減して、第１の光の強度を調整することができる。したがって、第１の光の偏光角が変化したとしても、合波する光における第１の光と第２の光との強度比を適切に調整することができる。また、フィルタが、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有するため、新たに光モジュール内に偏光子を設ける必要はない。このような光モジュールによれば、小型化を図りながら、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することができる。なお、偏光選択性について、選択的に透過するとは、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光の透過率が９０％以上であり、第１の光に含まれる特定方向以外の直線偏光成分の光の透過率が１０％以下であることをいう。このような偏光選択性を有するフィルタにおける消光比は１：９以上となり、例えば、車載用のＨＵＤ（Ｈｅａｄ　Ｕｐ　Ｄｉｓｐｌａｙ）として用いる場合には、有効である。偏光選択性については、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光の透過率が９５％以上であり、第１の光に含まれる特定方向以外の直線偏光成分の光の透過率が５％以下であることが好ましく、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光の透過率が９８％以上であり、第１の光に含まれる特定方向以外の直線偏光成分の光の透過率が２％以下であることがさらに好ましい。
　上記光モジュールにおいて、フィルタは、第１の光が入射する第１の面と、第１の面から入射した第１の光が出射し、第２の光が反射する第２の面と、第１の面を構成する第１の誘電体多層膜と、第２の面を構成する第２の誘電体多層膜と、を含み、第１の誘電体多層膜は、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有し、第２の誘電体多層膜は、第２の光を反射する波長選択性を有してもよい。このようなフィルタは、第１の面を構成する誘電体多層膜の厚みと第２の面を構成する誘電体多層膜の厚みとの差を小さくすることができる。よって、誘電体多層膜の厚みの差に基づくフィルタの反りを小さくすることができる。したがって、合波する光の明るさや色調をより精度よく調整することができる。
　上記光モジュールにおいて、フィルタは、第１の光が入射する第１の面と、第１の面から入射した第１の光が出射し、第２の光が反射する第２の面と、第２の面を構成する第２の誘電体多層膜と、を含み、第２の誘電体多層膜は、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性と、第２の光を反射する波長選択性を有してもよい。このようなフィルタは、第２の面を構成する第２の誘電体多層膜が波長選択性および偏光選択性を有するため、フィルタの製造時において第１の誘電体多層膜と第２の誘電体多層膜とを形成する際のトータルの成膜時間の短縮化を図ることができる。
　上記光モジュールにおいて、第１の光の第１の面への入射角は、１０°以上６０°以下であってもよい。このような入射角の範囲では、特定方向の直線偏光成分の光の反射率と、特定方向以外の直線偏光成分の光の反射率との差が大きい。よって、偏光選択性を有する膜を比較的容易に形成することができる。したがって、偏光選択性を有するフィルタを効率的に製造することができる。なお、第１の光の第１の面への入射角は、３５°以上５５°以下とすることが、さらに好ましい。
　上記光モジュールにおいて、フィルタは、第１の光に含まれるｐ偏光成分の透過率が９０％以上であり、第１の光に含まれるｓ偏光成分の透過率が１０％以下であってもよい。
このようにすることにより、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光をｐ偏光成分の光として光学的なロスを少なくし、合波する光の効率的な調整を図ることができる。
　上記光モジュールにおいて、フィルタは、第２のレーザダイオードから出射した第２の光の９０％以上を反射してもよい。このようにすることにより、第２の光を効率的に利用することができる。
　上記光モジュールにおいて、フィルタによって合波された光を受光する受光素子をさらに備えてもよい。受光素子は、フィルタによって合波された光を受光するため、第１の光について、選択的に透過した特定方向の直線偏光成分の光を受光することになる。よって、受光素子により受光した光の強度を基にレーザダイオードの出力へのフィードバックを図る際に、合波する光の強度比を適切に調整することができる。したがって、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することが容易となる。
　上記光モジュールにおいて、第１の光および第２の光のうちの少なくともいずれか一方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。このようにすることにより、所望のスポットサイズを有する光を光モジュールから出射することができる。
　上記光モジュールは、第１のレーザダイオード、第２のレーザダイオードおよびフィルタを取り囲み、第１のレーザダイオード、第２のレーザダイオードおよびフィルタを封止する保護部材をさらに備えてもよい。このようにすることにより、光モジュールを構成する第１のレーザダイオード、第２のレーザダイオードおよびフィルタを外部環境から有効に保護することができ、高い信頼性を確保することができる。
　上記光モジュールは、青色の光を出射する第３のレーザダイオードをさらに備え、第１のレーザダイオードは、赤色の光を出射し、第２のレーザダイオードは、緑色の光を出射するようにしてもよい。このようにすることにより、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。特に、赤色の光は、出力に対する偏光角の変化が大きいため、光モジュールにおける光の出力時に偏光角の変化の影響を低減して、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することができる。
　［実施形態の詳細］
　次に、本開示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４を参照して実施の形態１について説明する。図１および図２は、実施の形態１における光モジュールの構造を示す外観斜視図である。図２は、図１に示す光モジュールにおいて、図１に示すキャップを取り外した状態に対応する図である。図３は、図２に示すキャップを取り外した状態における光モジュールを上面から見た図である。言い換えると図３は、図２に示すキャップを取り外した状態における光モジュールをＺ軸方向に沿って見た図である。図４は、図３に示すキャップを取り外した状態における光モジュールを側面から見た図である。図４は、Ｘ軸方向から見た図である。なお、図３において、光路は破線で示している。
　図１～図４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。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、ベース部材４と、赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，青色レーザダイオード８３と、第１レンズ９１，第２レンズ９２，第３レンズ９３と、第１フィルタ９７，第２フィルタ９８，第３フィルタ９９とを含む。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、出射窓４２が形成されている。出射窓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。これにより、光形成部２０に含まれる各部材が外部環境から有効に保護され、高い信頼性を確保することができる。
　ベース部材４は、電子温度調整モジュール３０と、レーザダイオードベース６０とを含む。電子温度調整モジュール３０は、吸熱板３１、放熱板３２および半導体柱３３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。基部１０とレーザダイオードベース６０との間に、電子温度調整モジュール３０が配置される。放熱板３２が基部１０の一方の主面１０Ａに接触するように、電子温度調整モジュール３０は基部１０の一方の主面１０Ａに配置される。吸熱板３１がレーザダイオードベース６０に接触して配置される。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。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に接触するレーザダイオードベース６０の熱が基部１０へと移動し、レーザダイオードベース６０が冷却される。電子温度調整モジュール３０は、後述するチップ搭載領域６１上に配置されたサーミスタ１００により検出される温度に基づいて、赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，青色レーザダイオード８３の温度制御を行う。
　レーザダイオードベース６０は、板状の形状を有する。レーザダイオードベース６０は、上面から見て長方形形状（正方形形状）を有する一方の主面６０Ａを有している。レーザダイオードベース６０の一方の主面６０Ａは、チップ搭載領域６１と、レンズ搭載領域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６１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６２は、チップ搭載領域６１に隣接し、かつチップ搭載領域６１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６１、レンズ搭載領域６２およびフィルタ搭載領域６３は、互いに平行である。
　レンズ搭載領域６２におけるレーザダイオードベース６０の厚みと、フィルタ搭載領域６３におけるレーザダイオードベース６０の厚みとは、等しい。レンズ搭載領域６２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６１におけるレーザダイオードベース６０の厚みは、レンズ搭載領域６２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６２およびフィルタ搭載領域６３に比べて、チップ搭載領域６１の高さ（レンズ搭載領域６２を基準とした高さ、すなわちレンズ搭載領域６２に垂直な方向における高さ）が高くなっている。
　チップ搭載領域６１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の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の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の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６２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、チップ搭載領域６１上において、第３サブマウント７３からＸ軸方向に間隔をあけて、レーザダイオードベース６０の温度を検出するサーミスタ１００が配置されている。
　レンズ搭載領域６２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。
　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、それぞれ板厚方向から見て長方形形状（正方形形状）を有する。
　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。
　次に、第１フィルタ９７，第２フィルタ９８，第３フィルタ９９の具体的な構成について説明する。第１フィルタ９７は、板状部材９７Ａを含む。第１フィルタ９７には、レンズ部９１Ａに向く側の面９７Ｂを構成する誘電体多層膜９７Ｃが形成されている（特に図３参照）。誘電体多層膜９７Ｃは、複数の膜を積層するようにして形成されている。第１フィルタ９７は、誘電体多層膜９７Ｃにより赤色の光を反射する。具体的には、第１フィルタ９７の面９７Ｂに入射した光のうち、誘電体多層膜９７Ｃは、６２０～６６０ｎｍの波長の光を９０％以上反射する。この場合、赤色レーザダイオード８１の出射方向に対して４５°傾斜して第１フィルタ９７が配置されているため、赤色の光の入射角は、４５°である。なお、誘電体多層膜９７Ｃの代替として、例えば、アルミニウムや銀といった金属の蒸着膜が採用されてもよい。
　次に、第２フィルタ９８の構成について説明する。図５は、実施の形態１における第２フィルタ９８の拡大断面図である。図５は、Ｘ－Ｙ平面で第２フィルタ９８を切断した場合の断面図である。併せて図５を参照して、第２フィルタ９８は、光を透過する部材で構成された板状部材９８Ａを含む。また、第２フィルタ９８は、第１の面９８Ｂと、第２の面９８Ｃとを含む。第２フィルタ９８は、第１の面９８Ｂが第１フィルタ９７側に向き、第２の面９８Ｃが第３フィルタ９９側に向くようにフィルタ搭載領域６３上に配置される。第１の面９８Ｂに、赤色レーザダイオード８１から出射され、第１フィルタ９７の面９７Ｂで反射した第１の光である赤色の光が入射する。
　第２フィルタ９８は、第１の面９８Ｂを構成する第１の誘電体多層膜９８Ｄを含む。第１の誘電体多層膜９８Ｄは、赤色の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光であるｐ偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有する膜９８Ｅを含む。具体的には、膜９８Ｅでは、赤色の光のうちのｐ偏光成分の光の透過率が９５％以上であり、特定方向以外の直線偏光成分の光であるｓ偏光成分の光の透過率が５％以下である。膜９８Ｅは、複数の層から構成されていてもよいし、単層であってもよい。膜９８Ｅは、第１の面９８Ｂの表側に配置されていてもよいし、第１の誘電体多層膜９８Ｄの内部に配置されていてもよい。このような膜９８Ｅを含むことにより、第２フィルタ９８は、赤色の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有する。
　第２フィルタ９８は、第２の面９８Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９８Ｆを含む。第２の誘電体多層膜９８Ｆの赤色の光のうちのｐ偏光成分の光の透過率およびｓ偏光成分の光の透過率は、共に９５％以上である。第２の誘電体多層膜９８Ｆは、第２の光である緑色の光を反射する膜９８Ｇを含む。具体的には、第２の光である緑色の光の波長である５００～５５０ｎｍの波長の光の膜９８Ｇにおける反射率は、９５％以上である。膜９８Ｇは、複数の層から構成されていてもよいし、単層であってもよい。膜９８Ｇは、第２の面９８Ｃの表側に配置されていてもよいし、第２の誘電体多層膜９８Ｆの内部に配置されていてもよい。このような膜９８Ｇを含む第２の誘電体多層膜９８Ｆおよび第１の誘電体多層膜９８Ｄを含むことにより、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波長選択性を有する。
　第３フィルタ９９は、光を透過する部材で構成された板状部材９９Ａを含む。また、第３フィルタ９９は、第１の面９９Ｂと、第２の面９９Ｃとを含む。第３フィルタ９９は、第１の面９９Ｂが第２フィルタ９８側に向き、第２の面９９Ｃが出射窓４２側に向くようにフィルタ搭載領域６３上に配置される。第１の面９９Ｂに、第２フィルタ９８の第２の面９８Ｃから出射した赤色の光が入射する。また、第１の面９９Ｂに、緑色レーザダイオード８２から出射され、第２フィルタ９８の第２の面９８Ｃで反射した緑色の光が入射する。
　第３フィルタ９９は、第１の面９９Ｂを構成する第１の誘電体多層膜９９Ｄを含む。第１の誘電体多層膜９９Ｄの赤色の光のうちのｐ偏光成分の光の透過率およびｓ偏光成分の光の透過率は、共に９５％以上である。第１の誘電体多層膜９９Ｄの緑色の光の透過率は、９５％以上である。
　第３フィルタ９９は、第２の面９９Ｃを構成する形成される第２の誘電体多層膜９９Ｅを含む。第２の誘電体多層膜９９Ｅの赤色の光のうちのｐ偏光成分の光の透過率およびｓ偏光成分の光の透過率は、共に９５％以上である。第２の誘電体多層膜９９Ｅの緑色の光の透過率は、９５％以上である。第２の誘電体多層膜９９Ｅは、第３の光である青色の光を反射する。具体的には、第３の光である青色の光の波長である４３０～４７０ｎｍの波長の光を、９５％以上反射する。
　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６は、実施の形態１における光モジュール１のうち、配置された赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，青色レーザダイオード８３と、第１レンズ９１，第２レンズ９２，第３レンズ９３と、第１フィルタ９７，第２フィルタ９８，第３フィルタ９９を簡略化して表した図である。
　図６を併せて参照して、まず赤色の光について説明する。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Ｌ１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Ｌ１に沿って進行し、第１フィルタ９７に入射する。この場合、第１フィルタ９７の第１の面９７Ｂから入射する。
この場合、光路Ｌ１に対して、第１の面９７Ｂが４５°傾斜しているため、赤色の光の入射角は、４５°である。
　第１フィルタ９７は第１の面９７Ｂに形成された誘電体多層膜９７Ｃにより赤色の光を９０％以上反射するため、赤色レーザダイオード８１から出射された光は第１の面９７Ｂによってそのほとんどが反射されて、光路Ｌ４に沿ってさらに進行する。そして、赤色の光は、第２フィルタ９８に入射する。この場合、第２フィルタ９８に含まれる第１の面９８Ｂから第２フィルタ９８に入射する。この場合、光路Ｌ４に対して、第１の面９８Ｂが４５°傾斜しているため、赤色の光の入射角は、４５°である。
　ここで、第２フィルタ９８は、第１の面９８Ｂを構成する第１の誘電体多層膜９８Ｄを含んでいる。第１の誘電体多層膜９８Ｄは、第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光であるｐ偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有する膜９８Ｅを含んでいる。したがって、第２フィルタ９８の第１の面９８Ｂから入射した赤色の光について、ｐ偏光成分の光の９５％以上が透過される。また、ｓ偏光成分の光の透過率は、５％以下である。すなわち、赤色の光のうち、ｐ偏光成分の光の大部分が第２フィルタ９８を透過し、ｓ偏光成分の光の大部分がカットされる。
　ｐ偏光成分の光の大部分が透過し、ｓ偏光成分の光の大部分がカットされた赤色の光は、第２フィルタ９８内を透過する。第２フィルタ９８は、第２の面９８Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９８Ｆを含んでいる。第２の誘電体多層膜９８Ｆのｐ偏光成分の光の透過率およびｓ偏光成分の光の透過率は、共に９５％以上である。したがって、赤色の光はほとんどカットされることなく、第２の面９８Ｃから出射される。赤色の光は、光路Ｌ４に沿ってさらに進行し、第３フィルタ９９に入射する。この場合、第３フィルタ９９に含まれる第１の面９９Ｂから第３フィルタ９９に入射する。
　第３フィルタ９９は、第１の面９９Ｂを構成する第１の誘電体多層膜９９Ｄを含んでいる。第１の誘電体多層膜９９Ｄの赤色の光におけるｐ偏光成分の光の透過率およびｓ偏光成分の光の透過率は、共に９５％以上である。したがって、赤色の光はほとんどカットされることなく、第３フィルタ９９内を透過する。第３フィルタ９９は、第２の面９９Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９９Ｅを含んでいる。第２の誘電体多層膜９９Ｅの赤色の光のｐ偏光成分の光の透過率およびｓ偏光成分の光の透過率は、共に９５％以上である。したがって、赤色の光はほとんどカットされることなく、第２の面９９Ｃから出射される。赤色の光は、光路Ｌ４に沿ってさらに進行し、キャップ４０の出射窓４２に嵌め込まれたガラス部材４１を通って光モジュール１の外部へと出射する。
　次に緑色の光について説明する。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Ｌ２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Ｌ２に沿って進行し、第２フィルタ９８に入射する。この場合、第２の面９８Ｃから第２フィルタ９８に入射する。
　ここで、第２フィルタ９８は、第２の面９８Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９８Ｆを含んでいる。第２の誘電体多層膜９８Ｆは、第２の光である緑色の光を反射する波長選択性を有する膜９８Ｇを含んでいる。したがって、第２フィルタ９８の第２の面９８Ｃから入射した緑色の光について、９５％以上を反射する。したがって、緑色の光はほとんど透過することなく反射され、第２の面９８Ｃから出射される。緑色の光は、光路Ｌ４に沿ってさらに進行する。ここで、第２の面９８Ｃを出射して光路Ｌ４に沿って進行する赤色の光と、第２の面９８Ｃを出射して光路Ｌ４に沿って進行する緑色の光とが、合波される。
　第２の面９８Ｃから出射された緑色の光は、第３フィルタ９９に入射する。この場合、第３フィルタ９９に含まれる第１の面９９Ｂから第３フィルタ９９に入射する。第３フィルタ９９は、第１の面９９Ｂを構成する第１の誘電体多層膜９９Ｄを含んでいる。第１の誘電体多層膜９９Ｄの緑色の光の透過率は、９５％以上である。したがって、緑色の光はほとんどカットされることなく、第３フィルタ９９内を透過する。第３フィルタ９９は、第２の面９９Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９９Ｅを含んでいる。第２の誘電体多層膜９９Ｅの緑色の光の透過率は、９５％以上である。したがって、緑色の光はほとんどカットされることなく、第２の面９９Ｃから出射される。緑色の光は、光路Ｌ４に沿ってさらに進行し、キャップ４０の出射窓４２に嵌め込まれたガラス部材４１を通って光モジュール１の外部へと出射する。
　次に、青色の光について説明する。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Ｌ３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Ｌ３に沿って進行し、第３フィルタ９９に入射する。この場合、第２の面９９Ｃから第３フィルタ９９に入射する。
　ここで、第３フィルタ９９は、第２の面９９Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９９Ｅを含んでいる。第２の誘電体多層膜９９Ｅは、第３の光である青色の光を反射する波長選択性を有する。したがって、第３フィルタ９９の第２の面９９Ｃから入射した青色の光について、９５％以上を反射する。したがって、青色の光はほとんど透過することなく反射され、第２の面９９Ｃから出射される。青色の光は、光路Ｌ４に沿ってさらに進行する。ここで、第２の面９９Ｃを出射して光路Ｌ４に沿って進行する赤色の光および緑色の光と、第２の面９９Ｃを出射して光路Ｌ４に沿って進行する青色の光とが、合波される。青色の光は、キャップ４０の出射窓４２に嵌め込まれたガラス部材４１を通って光モジュール１の外部へと出射する。
　このようにして、赤色、緑色および青色の光が合波されて形成された光（合波光）が光路Ｌ４に沿って光モジュール１から出射される。出射された光は、例えば、光モジュール１外に配置されたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）に入射される。ＭＥＭＳでは、一の方向（水平方向）および一の方向に垂直な方向（垂直方向）に高速で周期的に揺動するミラーに光を反射させて走査する。揺動するミラーによる反射により光モジュール１から出射された合波光が走査され、文字や図形が描画される。
　このような光モジュール１に備えられる第２フィルタ９８は、第１の光である赤色の光を透過し、第２の光である緑色の光を反射する波長選択性を有する。よって、第２フィルタ９８を透過して出射する赤色の光の光路Ｌ４と、第２フィルタ９８を反射して出射する緑色の光の光路Ｌ４とが同じになるよう、第１のレーザダイオード８１、第２のレーザダイオード８２および第２フィルタ９８を配置して、赤色の光と緑色の光とを合波することができる。本実施形態においては、レーザダイオード８３、第３フィルタ９９等を含むため、赤色の光と緑色の光と青色の光とを合波することができる。また、第２フィルタ９８は、赤色の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光であるｐ偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有するため、第２フィルタ９８から出射される赤色の光のうちの特定方向以外の直線偏光成分であるｓ偏光成分の光の影響を低減して、赤色の光の強度を調整することができる。よって、合波する光における赤色の光と緑色の光、さらには青色の光との強度比を適切に調整することができる。また、第２フィルタ９８が、赤色の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有するため、新たに光モジュール１内に偏光子を設ける必要はない。したがって、このような光モジュール１によれば、小型化を図りながら、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することができる。
　本実施形態において、第２フィルタ９８は、赤色の光が入射する第１の面９８Ｂと、第１の面９８Ｂから入射した赤色の光が出射し、緑色の光が反射する第２の面９８Ｃと、第１の面９８Ｂを構成する第１の誘電体多層膜９８Ｄと、第２の面９８Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９８Ｆと、を含む。第１の誘電体多層膜９８Ｄは、赤色の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光であるｐ偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有する膜９８Ｅを含み、第２の誘電体多層膜９８Ｆは、緑色の光を反射する波長選択性を有する膜９８Ｇを含む。このような第２フィルタ９８は、第１の面９８Ｂを構成する誘電体多層膜９８Ｄの厚みと第２の面９８Ｃに形成される誘電体多層膜９８Ｆの厚みとの差を小さくすることができる。よって、誘電体多層膜９８Ｄ，９８Ｆの厚みの差に基づく第２フィルタ９８の反りを小さくすることができる。したがって、合波する光の明るさや色調をより精度よく調整することができる。
　本実施形態において、赤色の光の第１の面９８Ｂへの入射角は、４５°であり、１０°以上６０°以下の範囲内である。このような入射角では、特定方向の直線偏光成分の光、例えば、ｐ偏光成分の光の反射率と、特定方向以外の直線偏光成分の光、例えば、ｓ偏光成分の光の反射率との差が大きい。よって、偏光選択性を有する膜９８Ｅを比較的容易に形成することができる。したがって、偏光選択性を有する第２フィルタ９８を効率的に製造することができる。
　本実施形態において、第２フィルタ９８は、赤色の光に含まれるｐ偏光成分の透過率が９０％以上であり、赤色の光に含まれるｓ偏光成分の透過率が１０％以下である。具体的には、第２フィルタ９８は、赤色の光に含まれるｐ偏光成分の透過率が９５％以上であり、赤色の光に含まれるｓ偏光成分の透過率が５％以下である。したがって、赤色の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光をｐ偏光成分の光として光学的なロスを少なくし、合波する光の効率的な調整を図ることができる。
　本実施形態において、第２フィルタ９８は、緑色レーザダイオード８２から出射した緑色の光の９０％以上を反射するため、緑色の光を効率的に利用することができる。
　また、本実施形態においては、
赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，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，第３レンズ９３を備えるため、所望のスポットサイズを有する光を光モジュール１から出射することができる。
　本実施形態においては、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８１と、緑色の光を出射する緑色レーザダイオード８２と、青色の光を出射する青色レーザダイオード８３とを含む。このようにすることにより、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。特に、赤色の光は、出力に対する偏光角の変化が大きいため、上記した構成を採用することにより、光モジュール１における光の出力時に偏光角の変化の影響を低減して、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することができる。
　なお、本実施形態においては、光モジュール１の外部に設けられ、合波された光を受光する受光素子により、光の強度を監視して各レーザダイオードの出力を制御して、合波する光の明るさや色調を精度よく調整する。
　このような光モジュール１については、車載用のＨＵＤに用いる際に有効に利用される。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は、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。
　図７を参照して、ＨＵＤシステム３は、光モジュール１を含むＭＥＭＳ５と、拡散板２１１と、拡大鏡２１３と、フロントガラス２１４と、を含む。ＭＥＭＳ５は、一の方向（水平方向）および一の方向に垂直な方向（垂直方向）に高速で周期的に揺動するミラーを含む。光モジュール１から出射された合波光、すなわち、赤色の光と緑色の光と青色の光とが合波された合波光を、一の方向（水平方向）および一の方向に垂直な方向（垂直方向）に高速で周期的に揺動するミラーに反射させて走査し、画像を投影する。ＭＥＭＳ５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、フロントガラス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、フロントガラス２１４で反射されるとともに、フロントガラス２１４の運転者Ｐから見て奥側に虚像２１５が結像される。運転者Ｐは、虚像２１５を目視することで、フロントガラス２１４の虚像２１５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。
　ここで、実施の形態１における光モジュール１によれば、合波される光の強度や色調を精度よく調整することができるため、高精度の画像を投影することができる。特に、フロントガラス２１４に大きな入射角で合波光が入射する上記したＨＵＤシステム３では、赤色の光のｐ偏光成分の光の反射率とｓ偏光成分の光の反射率との差に基づく光の強度比への影響を低減することができるため、有効である。また、小型化が図られているため、車内スペースの有効利用を図ることができる。
　（実施の形態２）
　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の場合と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２における光モジュール１は、以下の点において実施の形態１の場合とは異なっている。
　実施の形態１における光モジュール１に備えられる第２フィルタ９８において、第１の誘電体多層膜９８Ｄは、偏光選択性を有する膜９８Ｅを含み、第２の誘電体多層膜９８Ｆが波長選択性を有する膜９８Ｇを含むこととしたが、実施の形態２における光モジュール１に備えられる第２フィルタ９８においては、第２の誘電体多層膜９８Ｆが偏光選択性を有する膜９８Ｅと、波長選択性を有する膜９８Ｇと、を含む。
　図８は、実施の形態２における第２フィルタの断面図である。図８を参照して、第２フィルタ９８は、第２の面９８Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９８Ｆが、偏光選択性を有する膜９８Ｅと波長選択性を有する膜９８Ｇとを含む。波長選択性を有する膜９８Ｇの方が、偏光選択性を有する膜９８Ｅよりも第２の面９８Ｃ側に配置されている。このような第２フィルタ９８は、第２の面９８Ｃを構成する第２の誘電体多層膜９８Ｆが波長選択性を有する膜９８Ｇおよび偏光選択性を有する膜９８Ｅを含むため、第２フィルタ９８の製造時において第１の誘電体多層膜９８Ｄと第２の誘電体多層膜９８Ｆとを形成する際のトータルの成膜時間の短縮化を図ることができる。
　なお、上記の実施の形態において、第３フィルタ９９に含まれる誘電体多層膜９９Ｄ，９９Ｅのいずれかが、偏光選択性を有するようにしてもよい。すなわち、第３フィルタ９９に備えられる第１の誘電体多層膜９９Ｄが、偏光選択性を有する膜９８Ｅを含んでもよいし、第３フィルタ９９に備えられる第２の誘電体多層膜９９Ｅが、偏光選択性を有する膜９８Ｅを含んでもよい。このようにすることにより、第３フィルタ９９は、赤色の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光であるｐ偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有するため、第３フィルタ９９から出射される赤色の光のうちの特定方向以外の直線偏光成分であるｓ偏光成分の光の影響を低減して、赤色の光の強度を調整することができる。よって、合波する光における赤色の光と緑色の光と青色の光との強度比を適切に調整することができる。したがって、このような光モジュール１によっても、小型化を図りながら、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することができる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３の光モジュール１は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２における光モジュール１は、以下の点において実施の形態１の場合とは異なっている。
　実施の形態１においては、赤色レーザダイオードから出射される赤色の光の出射方向と、緑色レーザダイオードから出射される緑色の光の出射方向と、青色レーザダイオードから出射される青色の光の出射方向とを全て同じ方向（Ｙ軸方向）としたが、実施の形態３においては、赤色レーザダイオードから出射される赤色の光の出射方向と、緑色レーザダイオードから出射される緑色の光の出射方向および青色レーザダイオードから出射される青色の光の出射方向とが変更されている。図９は、実施の形態３における光モジュール１のうち、配置された赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，青色レーザダイオード８３と、第１レンズ９１，第２レンズ９２，第３レンズ９３と、第１フィルタ９７，第２フィルタ９８，第３フィルタ９９を簡略化して表した図である。
　図９を参照して、赤色レーザダイオード８１から出射される赤色の光の出射方向は、緑色レーザダイオード８２から出射される緑色の光の出射方向および青色レーザダイオード８３から出射される青色の光の出射方向に直交する方向とする。具体的には、赤色レーザダイオード８１から出射される赤色の光の出射方向をＸ軸方向とし、緑色レーザダイオード８２から出射される緑色の光の出射方向および青色レーザダイオード８３から出射される青色の光の出射方向をＹ軸方向とする。
　このような構成によれば、第１フィルタ９７を省略することができる。したがって、光モジュール１を構成する部品の数の削減を図ることができる。
　（実施の形態４）
　実施の形態４の光モジュール１は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態４における光モジュール１は、以下の点において実施の形態１の場合とは異なっている。
　図１０は、実施の形態４における光モジュール１のうち、配置された赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，青色レーザダイオード８３と、第１レンズ９１，第２レンズ９２，第３レンズ９３３と、第１フィルタ９７，第２フィルタ９８，第３フィルタ９９を簡略化して表した図である。図１０を参照して、光モジュール１は、受光素子としてのフォトダイオード９４を備える。フォトダイオード９４は、受光部９４Ａを含む。青色レーザダイオード８３、第３レンズ９３のレンズ部９３Ａ、第３フィルタ９９およびフォトダイオード９４の受光部９４Ａ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。本実施の形態において、第３フィルタ９９は、第１の面９９Ｂにおいて、赤色および緑色の光の大部分を透過するものの、一部を反射する。第３フィルタ９９は、青色の光の大部分を反射するものの、一部を透過する。すなわち、第３フィルタ９９に到達した赤色および緑色の光の一部は、第３フィルタ９９において反射され、光路Ｌ５に沿って進行してフォトダイオード９４の受光部９４Ａへと入射する。また、第３フィルタ９９に到達した青色の光の一部は、第３フィルタ９９を透過し、光路Ｌ６に沿って進行してフォトダイオード９４の受光部９４Ａへと入射する。そして、フォトダイオード９４において受光された赤色、緑色および青色の光の強度の情報に基づいて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に流れる電流値が調整される。すなわち、本実施の形態においては、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は、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）駆動により制御することができる。このようにすることにより、赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，青色レーザダイオード８３の厳密な制御を行うことができる。すなわち、フォトダイオード９４により受光される光の出力に基づいて、赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，青色レーザダイオード８３の出力を適切に調整することができる。すなわち、本実施形態によると、フォトダイオード９４により受光した光の強度を基に赤色レーザダイオード８１，緑色レーザダイオード８２，青色レーザダイオード８３の出力へのフィードバックを図る際に、合波する光の強度比を適切に調整することができる。したがって、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することが容易となる。
　すなわち、本実施形態における光モジュール１において、フォトダイオード９４は、第３フィルタ９９によって合波された光を受光するため、赤色の光について、選択的に透過した特定方向の直線偏光成分の光であるｐ偏光成分の光を受光することになる。よって、フォトダイオード９４により受光した光の強度を基に赤色レーザダイオード８１の出力へのフィードバックを図る際に、合波する光の強度比を適切に調整することができる。すなわち、合波光を構成する各光の強度比を調整する際に、ｓ偏光成分の光の影響を低減することができる。したがって、合波する光の明るさや色調を精度よく調整することが容易となる。
　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。
　なお、上記の実施の形態においては、光モジュール１は、電子温度調整モジュール３０を備えることとしたが、例えば、温度変化が小さい環境での使用では、電子温度調整モジュール３０を備えない構成としてもよい。
　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、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　光モジュール、２　保護部材、３　ＨＵＤシステム、４　ベース部材、５　ＭＥＭＳ
１０　基部、１０Ａ，１０Ｂ，６０Ａ　主面、２０　光形成部、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、４１　ガラス部材、４２　出射窓、５１　リードピン、６０　レーザダイオードベース、６１　チップ搭載領域、６２　レンズ搭載領域、６３　フィルタ搭載領域、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、９２　第２レンズ、９３　第３レンズ、９１Ａ，９２Ａ，９３Ａ　レンズ部、９４　フォトダイオード
９４Ａ　受光部、９７　第１フィルタ、９８　第２フィルタ、９９　第３フィルタ、９７Ａ，９８Ａ，９９Ａ　板状部材、９７Ｂ　面、９８Ｂ，９９Ｂ　第１の面、９８Ｃ，９９Ｃ　第２の面、９７Ｃ　誘電体多層膜、９８Ｄ，９９Ｄ　第１の誘電体多層膜、９８Ｆ，９９Ｅ　第２の誘電体多層膜、９８Ｅ，９８Ｇ　膜、１００　サーミスタ、２１１　拡散板、２１３　拡大鏡、２１４　フロントガラス、２１４ａ　表示領域

Claims (10)

  1. 第１の光を出射する第１のレーザダイオードと、
    　前記第１の光とは波長の異なる第２の光を出射する第２のレーザダイオードと、
    　前記第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性と、前記第２の光を反射する波長選択性とを有し、前記第１の光と前記第２の光とを合波するフィルタと、を備える、光モジュール。
  2. 前記フィルタは、
    　前記第１の光が入射する第１の面と、
    　前記第１の面から入射した前記第１の光が出射し、前記第２の光が反射する第２の面と、
    　前記第１の面を構成する第１の誘電体多層膜と、
    　前記第２の面を構成する第２の誘電体多層膜と、を含み、
    　前記第１の誘電体多層膜は、前記第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性を有し、
    　前記第２の誘電体多層膜は、前記第２の光を反射する波長選択性を有する、請求項１に記載の光モジュール。
  3. 前記フィルタは、
    　前記第１の光が入射する第１の面と、
    　前記第１の面から入射した前記第１の光が出射し、前記第２の光が反射する第２の面と、
    　前記第２の面を構成する第２の誘電体多層膜と、を含み、
    　前記第２の誘電体多層膜は、前記第１の光に含まれる特定方向の直線偏光成分の光を選択的に透過する偏光選択性と、前記第２の光を反射する波長選択性とを有する、請求項１に記載の光モジュール。
  4. 前記第１の光の前記第１の面への入射角は、１０°以上６０°以下である、請求項２または請求項３に記載の光モジュール。
  5. 前記フィルタは、前記第１の光に含まれるｐ偏光成分の透過率が９０％以上であり、前記第１の光に含まれるｓ偏光成分の透過率が１０％以下である、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. 前記フィルタは、前記第２のレーザダイオードから出射した前記第２の光の９０％以上を反射する、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. 前記フィルタによって合波された光を受光する受光素子をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光モジュール。
  8. 前記第１の光および前記第２の光のうちの少なくともいずれか一方のスポットサイズを変換するレンズをさらに備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光モジュール。
  9. 前記第１のレーザダイオード、前記第２のレーザダイオードおよび前記フィルタを取り囲み、前記第１のレーザダイオード、前記第２のレーザダイオードおよび前記フィルタ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８のいずれか１項に記載の光モジュール。
  10. 青色の光を出射する第３のレーザダイオードをさらに備え、
    　前記第１のレーザダイオードは、赤色の光を出射し、
    　前記第２のレーザダイオードは、緑色の光を出射する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光モジュール。
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