(57)【要約】【課題】光モジュールの小型化を図ることが容易なフィルタを提供する。【解決手段】フィルタ５２は、第一の光を透過することが可能なフィルタ５２であって、第一の面５２Ａと、第一の面５２Ａから入射した第一の光がフィルタ５２を透過して出射することが可能な第二の面５２Ｂと、を備える。第二の面５２Ｂは、回転放物面である。第二の面５２Ｂは、第一の光とは波長および偏光方向の少なくともいずれか一方が異なる第二の光を反射する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の光を透過することが可能なフィルタであって、
第一の面と、
前記第一の面から入射した前記第一の光が前記フィルタを透過して出射することが可能な第二の面と、を備え、
前記第二の面は、回転放物面であり、
前記第二の面は、前記第一の光とは波長および偏光方向の少なくともいずれか一方が異なる第二の光を反射する、フィルタ。
【請求項２】
前記第二の面は、前記第一の光とは波長の異なる前記第二の光を反射する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記第二の面を含むように誘電体多層膜が形成されている、請求項１または請求項２に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記第二の面の回転放物面の回転中心軸を含む断面において、前記第二の面の回転放物面の焦点の座標を（０，ｆ）とした場合に、２ｆ＝０．４〜２ｍｍの関係を有する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項５】
第一の光を出射する第一出射部を有する第一半導体発光素子と、
第二の光を出射する第二出射部を有する第二半導体発光素子と、
前記第一の光を平行光に変換する光学部品と、
前記第一の光と前記第二の光とを合波するフィルタと、を備え、
前記フィルタは、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフィルタであり、
前記第二の光は、前記光学部品により平行光に変換されて前記第一の面に入射する前記第一の光とは波長および偏光方向の少なくともいずれか一方が異なり、
前記第二出射部は、前記第二の面の回転放物面の焦点に配置され、
前記第二の面の回転放物面の回転中心軸と、前記第一の面に入射する前記第一の光の光軸とは、平行である、光モジュール。
【請求項６】
前記光学部品は、レンズである、請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記光学部品は、前記第一の光を反射する回転放物面である反射面を有し、
前記第一出射部は、前記反射面の回転放物面の焦点に配置される、請求項５に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記光学部品は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフィルタであり、
前記反射面は、前記第二の面である、請求項７に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記第二の面の回転放物面の焦点は、前記第二の面において反射した前記第二の光の光路外に位置する、請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタおよび光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９３１０１号公報
【特許文献２】特開２００７−３２８８９５号公報
【特許文献３】特開２００７−１７９２５号公報
【特許文献４】特開２００７−６５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体発光素子から出射される光は、発散光である。光モジュールにおいて、複数の半導体発光素子から出射される光を合波する場合、一般的にはレンズ等で各半導体発光素子から出射される光をそれぞれ平行光に一旦変換し、変換された複数の平行光をフィルタによって合波する。
【０００５】
昨今、光モジュールの小型化が求められている。光モジュールの小型化を図るためには、光モジュールに含まれる部品の数が少ない方が好ましい。
【０００６】
そこで、光モジュールの小型化を図ることが容易なフィルタを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に従ったフィルタは、第一の光を透過することが可能なフィルタであって、第一の面と、第一の面から入射した第一の光がフィルタを透過して出射することが可能な第二の面と、を備える。第二の面は、回転放物面である。第二の面は、第一の光とは波長および偏光方向の少なくともいずれか一方が異なる第二の光を反射する。
【発明の効果】
【０００８】
上記フィルタによれば、光モジュールの小型化を図ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願の一実施形態に係る光モジュールの構造を示す外観斜視図である。
【図２】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】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平面的に見た図である。
【図４】図１に示す実施の形態１に係る光モジュールが備える第二フィルタの外観斜視図である。
【図５】図４に示す第二フィルタの断面図である。
【図６】ｘ−ｙ平面における放物線を示す図である。
【図７】回転放物面に発散光を照射した場合をｘ−ｙ平面において示す概略図である。
【図８】本願の他の実施形態に係る光モジュールを示す外観斜視図である。
【図９】本願のさらに他の実施形態に係る光モジュールの構成を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願のフィルタは、第一の光を透過することが可能なフィルタであって、第一の面と、第一の面から入射した第一の光がフィルタを透過して出射することが可能な第二の面と、を備える。第二の面は、回転放物面である。第二の面は、第一の光とは波長および偏光方向の少なくともいずれか一方が異なる第二の光を反射する。
【００１１】
本願のフィルタにおいて、第二の面は回転放物面であるため、焦点の位置に発散光である第二の光の光源を配置すると、反射光は回転放物面の回転中心軸に平行な平行光となる。フィルタは、第一の面から入射した第一の光がフィルタを透過して出射することが可能な第二の面を備えるため、第二の面の回転放物面の回転中心軸と平行な第一の光が第一の面から入射して第二の面から出射すると、第二の面で反射した第二の光の反射光とフィルタを透過して第二の面から出射した第一の光とが合波された平行光が得られる。このように本願のフィルタは発散光を平行光に変換するレンズを兼ねることができる。そのため、レンズを省略して部品数を少なくすることができる。以上より、本願のフィルタによれば、光モジュールの小型化を図ることが容易となる。
【００１２】
上記フィルタにおいて、第二の面は、第一の光とは波長の異なる第二の光を反射するようにしてもよい。こうすることにより、互いに波長の異なる第一の光と第二の光とを適切に合波することができる。
【００１３】
上記フィルタにおいて、第二の面を含むように誘電体多層膜が形成されていてもよい。こうすることにより、第二の面における光の反射率を向上させることが容易となる。
【００１４】
上記フィルタにおいて、第二の面の回転放物面の回転中心軸を含む断面において、第二の面の回転放物面の焦点の座標を（０，ｆ）とした場合に、２ｆ＝０．４〜２ｍｍの関係を有してもよい。このような構成は、第一の光および第二の光がレーザダイオードから出射される光である場合に好適である。
【００１５】
本願の光モジュールは、第一の光を出射する第一出射部を有する第一半導体発光素子と、第二の光を出射する第二出射部を有する第二半導体発光素子と、第一の光を平行光に変換する光学部品と、第一の光と第二の光とを合波するフィルタと、を備える。フィルタは、上記したフィルタである。第二の光は、光学部品により平行光に変換されて第一の面に入射する第一の光とは波長および偏光方向の少なくともいずれか一方が異なる。第二出射部は、第二の面の回転放物面の焦点に配置される。第二の面の回転放物面の回転中心軸と、第一の面に入射する第一の光の光軸とは、平行である。
【００１６】
本願の光モジュールは、第一の光と第二の光とを合波するフィルタとして、上記した本願のフィルタが適用される。そのため、第二の光を平行光に変換するレンズ等の光学部品を省略することができる。したがって、本願の光モジュールによれば、部品数を少なくして、小型化を図ることが容易となる。
【００１７】
上記光モジュールにおいて、光学部品は、レンズであってもよい。こうすることにより、より適切に第一の光を平行光に変換して第一の面に入射することができる。
【００１８】
上記光モジュールにおいて、光学部品は、第一の光を反射する回転放物面である反射面を有し、第一出射部は、反射面の回転放物面の焦点に配置されてもよい。こうすることにより、第一半導体発光素子から出射される拡散光を、反射面によって適切に平行光に変換することができる。
【００１９】
上記光モジュールにおいて、光学部品は、上記したフィルタであり、反射面は、第二の面であってもよい。こうすることにより、同様の構成のフィルタを利用して、第一半導体発光素子から出射する第一の光と第二半導体発光素子から出射する第二の光とを合波することができる。したがって、より効率的に光モジュールを製造することができる。
【００２０】
上記光モジュールにおいて、第二の面の回転放物面の焦点は、第二の面において反射した第二の光の光路外に位置してもよい。こうすることにより、第二の光の反射光を第二半導体発光素子が遮るのを回避することができる。
【００２１】
［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本願発明の一実施形態に係るフィルタを備えた光モジュールを、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、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。
【００２２】
（実施の形態１）
本願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３を参照しつつ説明する。図１および図２は、本願の一実施形態に係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平面的に見た図である。図３は、光モジュールをベース板の板厚方向から見た図である。図３において、後述する第一フィルタ、第二フィルタおよび第三フィルタに備えられる突起部の図示を省略している。
【００２３】
図１〜図３を参照して、実施の形態１における光モジュール１Ａは、平板状の形状を有する支持板１１と、支持板１１の一方の主面１２Ａ上に配置され、光を形成する光形成ユニットとしての光形成部１３と、光形成部１３を覆うように支持板１１の一方の主面１２Ａ上に接触して配置されるキャップ１４と、支持板１１の他方の主面１２Ｂ側から一方の主面１２Ａ側まで貫通し、一方の主面１２Ａ側および他方の主面１２Ｂ側の両側に突出する複数のリードピン１６とを備える。支持板１１とキャップ１４とは、例えば、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１３は、支持板１１とキャップ１４とによりハーメチックシールされている。支持板１１とキャップ１４とにより取り囲まれる空間には、例えば乾燥空気等の水分が低減（除去）された気体が封入されている。キャップ１４には、光形成部１３からの光を透過するガラス製のＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コートが施された出射窓１５が形成されている。なお、平面的に見て（Ｚ軸方向から見た場合に）、支持板１１は、四隅の角が丸められた長方形形状である。キャップ１４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、支持板１１の面積の方がキャップ１４の面積よりも大きく構成されており、キャップ１４を支持板１１上に接触して配置させた際に、支持板１１の外周がキャップ１４の外周から鍔状に突出している。
【００２４】
光形成部１３は、板状の形状を有するベース板２０を含む。ベース板２０は、平面的に見て、長方形形状を有する第一の面としての一方の主面２１Ａを有している。また、ベース板２０は、第二の面として一方の主面２１Ａの板厚方向の反対側に位置する他方の主面２１Ｂを有している。ベース板２０の長辺が延びる方向は、支持板１１の長辺が延びる方向と同じである（Ｘ軸方向）。ベース板２０の短辺が延びる方向は、支持板１１の短辺が延びる方向と同じである（Ｙ軸方向）。ベース板２０は、複数の半導体発光素子を搭載可能な半導体発光素子搭載領域２２と、複数のフィルタを搭載可能なフィルタ搭載領域２３とを含む。半導体発光素子搭載領域２２およびフィルタ搭載領域２３はそれぞれ、平面的に見て長方形形状を有する。半導体発光素子搭載領域２２の厚みは、フィルタ搭載領域２３の厚みと比較して大きくなっている。その結果、半導体発光素子搭載領域２２の高さは、フィルタ搭載領域２３の高さよりも高くなっている。
【００２５】
半導体発光素子搭載領域２２上には、平板状の第一サブマウント３１と、平板状の第二サブマウント３２と、平板状の第三サブマウント３３とが配置されている。第一サブマウント３１上には、第一半導体発光素子としての第一半導体レーザである赤色レーザダイオード４１が配置されている。赤色レーザダイオード４１は、赤色の光を第一出射部４１Ａから出射する。第二サブマウント３２上には、第二半導体発光素子としての第二半導体レーザである緑色レーザダイオード４２が配置されている。緑色レーザダイオード４２は、緑色の光を第二出射部４２Ａから出射する。第三サブマウント３３上には、第三半導体発光素子としての第三半導体レーザである青色レーザダイオード４３が配置されている。青色レーザダイオード４３は、青色の光を第三出射部４３Ａから出射する。赤色レーザダイオード４１から出射される赤色の光と、緑色レーザダイオード４２から出射される緑色の光と、青色レーザダイオード４３から出射される青色の光とは、出射方向がそれぞれＹ軸方向であって平行である。第一出射部４１Ａ、第二出射部４２Ａ、第三出射部４３Ａは、赤色の光、緑色の光および青色の光の出射方向に垂直な同じ面（ＸＺ平面）に含まれる。なお、半導体発光素子搭載領域２２上には、光形成部１３の温度を測定するサーミスタ１７が搭載されている。サーミスタ１７は、第三サブマウント３３の横に間隔をあけて取り付けられている。
【００２６】
フィルタ搭載領域２３には、第一フィルタ５１、第二フィルタ５２および第三フィルタ５３が配置されている。第一フィルタ５１、第二フィルタ５２および第三フィルタ５３はそれぞれ、例えば紫外線硬化接着剤によってフィルタ搭載領域２３に固定される。第一フィルタ５１、第二フィルタ５２および第三フィルタ５３は、Ｘ軸方向に間隔をあけて配置される。第一フィルタ５１は、赤色の光を反射する。第二フィルタ５２は、赤色の光を透過することが可能であり、緑色の光を反射する。第三フィルタ５３は、赤色の光および緑色の光を透過することが可能であり、青色の光を反射する。第二フィルタ５２等の具体的な構成については、後に詳述する。
【００２７】
光モジュール１Ａは、電子冷却モジュール（以下、ＴＥＣ（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｏｌｅｒ）と称する場合もある。）７０を含む。ＴＥＣ７０は、ベース板２０の一部と支持板１１との間に配置される。ＴＥＣ７０は、いわゆる熱電クーラー、あるいはペルチェモジュール（ペルチェ素子）であり、吸熱板７１と、放熱板７２と、電極を挟んで吸熱板７１と放熱板７２との間にそれぞれ間隔をあけて並べて配置される複数の柱状の半導体柱７３とを含む。吸熱板７１は、ベース板２０の他方の主面２１Ｂに接触して配置される。放熱板７２は、支持板１１の一方の主面１２Ａの一部に接触して配置される。ＴＥＣ７０に電流を供給して電流を流すことにより、吸熱板７１に接触するベース板２０の熱が支持板１１側へと移動し、ベース板２０が冷却される。その結果、赤色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２および青色レーザダイオード４３の温度上昇を抑制することができる。すなわち、このＴＥＣ７０を設けることにより、赤色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２および青色レーザダイオード４３の温度を効率的に調整することができる。
【００２８】
次に、第二フィルタ５２の構成について説明する。図４は、図１に示す実施の形態１に係る光モジュール１Ａが備える第二フィルタ５２の外観斜視図である。図５は、図４に示す第二フィルタ５２の断面図である。図５は、図４中のＶ−Ｖで切断した場合の断面である。
【００２９】
図４および図５を参照して、本願の実施の形態１に係る光モジュール１Ａが備える第二フィルタ５２は、板状の形状を有する。第二フィルタ５２は、矢印Ｒで示す方向から見た場合に、後述する突起部５４を除いて矩形状である。第二フィルタ５２は、第一の面５２Ａおよび第二の面５２Ｂを備える。第一の面５２Ａと第二の面５２Ｂとは、それぞれ矢印Ｒで示す方向に間隔をあけて配置される。第一の面５２Ａは、平面である。矢印Ｒで示す方向は、第二フィルタ５２の第一の面５２Ａに垂直な方向である。
【００３０】
第二フィルタ５２は、突起部５４を備える。突起部５４は、例えば、第二フィルタ５２をベース板２０の一方の主面２１Ａ上に取り付ける際に利用される。突起部５４は、第二フィルタ５２のうち、第一の面５２Ａおよび第二の面５２Ｂの双方と交差する面５５Ａに形成される。面５５Ａは、第一の面５２Ａと直交する。第二フィルタ５２は、面５５Ｂとベース板２０の一方の主面２１Ａとが対向するようにしてベース板２０の一方の主面２１Ａ上に搭載される。
【００３１】
第二フィルタ５２は、第一の光である赤色の光を透過する材質からなる。第二フィルタ５２は、赤色の光を透過することが可能である。第二フィルタ５２は、波長選択性フィルタである。第一の面５２Ａから入射した赤色の光は、第二フィルタ５２を透過して第二の面５２Ｂから出射することが可能である。この時の赤色の光の入射方向は、例えば、後述する赤色の光の反射光の光軸５１Ｄを示す直線５６が延びる方向である。図５において、直線５６は、二点鎖線で図示している。すなわち、第一の面５２Ａに赤色の光が入射した場合、第二フィルタ５２内を透過して第二の面５２Ｂから赤色の光が出射する。
【００３２】
第二の面５２Ｂは、回転放物面である。第二の面５２Ｂは、第一の光である赤色の光とは波長の異なる第二の光である緑色の光を反射する。こうすることにより、互いに波長の異なる第一の光と第二の光とを後述するように適切に合波することができる。第二の面５２Ｂを含むように誘電体多層膜５５が形成されている。こうすることにより、第二の面５２Ｂにおける光の反射率を向上させることが容易となる。図５に示す断面において、第一の面５２Ａに交差する直線５６は、第二の面５２Ｂにも交差する。
【００３３】
第二の面５２Ｂの構成について、さらに説明する。図６は、ｘ−ｙ平面における放物線を示す図である。図６に示される放物線６１は、ｙ＝（ｘ／２ｆ）２の式によって表される。この時、準線６２は、ｙ＝−ｆによって表され、焦点６３の座標位置は、（０，ｆ）によって表される。ｙ軸を中心に放物線６１を一回転させた時に得られる曲面が、回転放物面である。第二の面５２Ｂは、この回転放物面の一部から構成されている。図６に示す放物線６１の形状の一部が、図５に示す第二フィルタ５２の断面に表れる第二の面５２Ｂを構成する。
【００３４】
図７は、回転放物面に発散光を照射した場合をｘ−ｙ平面において示す概略図である。図７を参照して、焦点６３から第二の面５２Ｂに対応する回転放物面６４に向かって出射される発散光６５は、回転放物面６４で反射し、平行光６６となる。平行光６６は、Ｙ軸に平行である。図７において、発散光６５および平行光６６は、破線で示されている。
【００３５】
再び図１〜図５に戻って、第二フィルタ５２は、第二の面５２Ｂの回転放物面の焦点の位置に緑色レーザダイオード４２の第二出射部４２Ａが位置するようフィルタ搭載領域２３上に配置される（特に図３参照）。すなわち、緑色レーザダイオード４２の第二出射部４２Ａは、第二の面５２Ｂの回転放物面の焦点に位置する。本実施の形態では、第二出射部４２Ａが位置する第二の面５２Ｂの回転放物面の焦点は、第二の面５２Ｂにおいて反射した緑色の光の光路外に位置する。第二の面５２Ｂの回転放物面の回転中心軸５２Ｃは、Ｘ軸方向に延びている。
【００３６】
第一フィルタ５１は、第一の面５１Ａおよび第二の面５１Ｂを備える。第一フィルタ５１は、第二フィルタ５２と基本的に同じであり、透過する光の波長および反射する光の波長が第二フィルタ５２とは異なる。具体的には、第一フィルタ５１は、赤色の光を反射する。赤色の光を反射する反射面が、回転放物面である第二の面５１Ｂである。第一フィルタ５１は、本実施形態においては、赤色レーザダイオード４１から出射される赤色の光を平行光に変換する光学部品である。第三フィルタ５３は、第一の面５３Ａおよび第二の面５３Ｂを備える。第三フィルタ５３は、第二フィルタ５２と基本的に同じであり、透過する光の波長および反射する光の波長が第二フィルタ５２とは異なる。具体的には、第三フィルタ５３は、赤色の光および緑色の光を透過することが可能であり、青色の光を反射する。青色の光を反射する反射面が、回転放物面である第二の面５３Ｂである。
【００３７】
第一フィルタ５１は、第二の面５１Ｂの回転放物面の焦点の位置に赤色レーザダイオード４１の第一出射部４１Ａが位置するようにフィルタ搭載領域２３上に配置される。本実施の形態では、第二の面５１Ｂの回転放物面の焦点は、第二の面５１Ｂにおいて反射した赤色の光の光路外に位置している。第一フィルタ５１の第二の面５１Ｂの回転放物面の回転中心軸５１Ｃは、第二フィルタ５２の第二の面５２Ｂの回転放物面の回転中心軸５２Ｃと一致する。第三フィルタ５３は、第二の面５３Ｂの回転放物面の焦点の位置に青色レーザダイオード４３の第三出射部４３Ａが位置するようにフィルタ搭載領域２３上に配置される。本実施の形態では、第二の面５３Ｂの回転放物面の焦点は、第二の面５３Ｂにおいて反射した青色の光の光路外に位置している。第三フィルタ５３の第二の面５３Ｂの回転放物面の回転中心軸５３Ｃは、第二フィルタ５２の第二の面５２Ｂの回転放物面の回転中心軸５２Ｃと一致する。
【００３８】
光モジュール１Ａの動作について説明する。特に図３を参照して、赤色レーザダイオード４１の第一出射部４１Ａから出射された赤色の光は、光路Ｌ１に沿って進行し、第一フィルタ５１の第二の面５１Ｂに入射する。赤色レーザダイオード４１から出射される光は、発散光である。第一フィルタ５１の第二の面５１Ｂは、赤色の光を反射する。赤色レーザダイオード４１から出射された光は、第二の面５１Ｂによって反射され、光路Ｌ２に沿って進行する。第二の面５１Ｂは回転放物面であるため、第二の面５１Ｂに入射した発散光は、ここで平行光に変換される。赤色の光の反射光の光軸５１Ｄは、回転中心軸５１Ｃと平行である。すなわち、赤色の光の反射光は第二の面５１Ｂの回転放物面の回転中心軸５１Ｃに平行な平行光となる。光軸５１Ｄは、図３において二点鎖線で示している。
【００３９】
光路Ｌ２に沿って進行する赤色の光の反射光は、第二フィルタ５２の第一の面５２Ａに入射する。第二フィルタ５２は、赤色の光を透過することが可能であり、第一の面５２Ａから入射した赤色の光の反射光は、第二フィルタ５２を通過して第二の面５２Ｂから出射する。第二の面５２Ｂから出射した赤色の光の反射光は光路Ｌ３に沿ってさらに進行し、第三フィルタ５３の第一の面５３Ａに入射する。第三フィルタ５３は、赤色の光を透過することが可能であり、第一の面５３Ａから入射した赤色の光の反射光は、第三フィルタ５３を通過して第二の面５３Ｂから出射する。第二の面５３Ｂから出射した赤色の光の反射光は光路Ｌ４に沿ってさらに進行し、キャップ１４に設けられた出射窓１５（図１参照）から出射する。
【００４０】
緑色レーザダイオード４２の第二出射部４２Ａから出射された緑色の光は、光路Ｌ５に沿って進行し、第二フィルタ５２の第二の面５２Ｂに入射する。緑色レーザダイオード４２から出射される光は、発散光である。第二フィルタ５２の第二の面５２Ｂは、緑色の光を反射する。緑色レーザダイオード４２から出射された光は、第二の面５２Ｂによって反射され、光路Ｌ３に合流する。第二の面５２Ｂは回転放物面であるため、第二の面５２Ｂに入射した発散光は、ここで平行光に変換される。緑色の光の反射光の光軸５２Ｄは、回転中心軸５２Ｃと平行である。すなわち、緑色の光の反射光は第二の面５２Ｂの回転放物面の回転中心軸５２Ｃに平行な平行光となる。また、緑色の光の反射光の光軸５２Ｄは、赤色の光の反射光の光軸５１Ｄと一致する。
【００４１】
第二フィルタ５２において、第二の面５２Ｂは回転放物面であり、焦点の位置に第二出射部４２Ａを配置しているため、反射光は第二の面５２Ｂの回転放物面の回転中心軸５２Ｃに平行な平行光となる。第二の面５２Ｂの回転放物面の回転中心軸５２Ｃと平行な赤色の光の反射光が第一の面５２Ａから入射して第二の面５２Ｂから出射すると、第二の面５２Ｂで反射した緑色の光の反射光と第二フィルタ５２を透過して第二の面５２Ｂから出射した赤色の光の反射光とが合波された平行光が得られる。このようにして、緑色の光の反射光は、赤色の光の反射光と合波される。
【００４２】
第二の面５２Ｂから出射した緑色の光と赤色の光とが合波された光は光路Ｌ３に沿ってさらに進行し、第三フィルタ５３の第一の面５３Ａに入射する。第三フィルタ５３は、緑色の光および赤色の光を透過することが可能であり、第一の面５３Ａから入射した緑色の光と赤色の光とが合波された光は、第三フィルタ５３を通過して第二の面５３Ｂから出射する。第二の面５３Ｂから出射した緑色の光と赤色の光とが合波された光は光路Ｌ４に沿ってさらに進行し、キャップ１４に設けられた出射窓１５から出射される。
【００４３】
青色レーザダイオード４３の第三出射部４３Ａから出射された青色の光は、光路Ｌ６に沿って進行し、第三フィルタ５３の第二の面５３Ｂに入射する。青色レーザダイオード４３から出射される光は、発散光である。第三フィルタ５３の第二の面５３Ｂは、青色の光を反射する。青色レーザダイオード４３から出射された光は、第二の面５３Ｂによって反射され、光路Ｌ４に合流する。第二の面５３Ｂは回転放物面であるため、第二の面５３Ｂに入射した発散光は、ここで平行光に変換される。青色の光の反射光の光軸５３Ｄは、回転中心軸５３Ｃと平行である。すなわち、青色の光の反射光は第二の面５３Ｂの回転放物面の回転中心軸５３Ｃに平行な平行光となる。また、青色の光の反射光の光軸５３Ｄは、赤色の光の反射光の光軸５１Ｄおよび緑色の光の反射光の光軸５２Ｄの双方と一致する。
【００４４】
第三フィルタ５３において、第二の面５３Ｂは回転放物面であり、焦点の位置に第三出射部４３Ａを配置しているため、反射光は第二の面５３Ｂの回転放物面の回転中心軸５３Ｃに平行な平行光となる。第二の面５３Ｂの回転放物面の回転中心軸５３Ｃと平行な赤色の光の反射光および緑色の光の反射光が第一の面５３Ａから入射して第二の面５３Ｂから出射すると、第二の面５３Ｂで反射した青色の光の反射光と第三フィルタ５３を透過して第二の面５３Ｂから出射した赤色の光の反射光および緑色の光の反射光とが合波された平行光が得られる。このようにして、青色の光の反射光は、赤色の光の反射光および緑色の光の反射光の双方と合波される。第二の面５３Ｂから出射した青色の光の反射光は光路Ｌ４に沿ってさらに進行し、キャップ１４に設けられた出射窓１５から出射される。
【００４５】
実施の形態１の光モジュール１Ａは、赤色の光と緑色の光とを合波するフィルタとして、上記した第二フィルタ５２が適用される。第二フィルタ５２により、赤色の光と緑色の光とを適切に合波することができる。第二フィルタ５２を適用することにより、緑色の光を平行光に変換するレンズ等の光学部品を省略することができる。光モジュール１Ａは、赤色の光と緑色の光とを合波した光と青色の光とを合波するフィルタとして、上記した第三フィルタ５３が適用される。第三フィルタ５３により、赤色の光と緑色の光とを合波した光と青色の光とを適切に合波することができる。第三フィルタ５３を適用することにより、青色の光を平行光に変換するレンズ等の光学部品を省略することができる。したがって、実施の形態１の光モジュール１Ａによれば、部品数を少なくして、小型化を図ることが容易となる。
【００４６】
この実施形態においては、光モジュール１Ａが備える第一フィルタ５１により赤色の光を平行光に変換する。すなわち、光モジュール１Ａが備える第一フィルタ５１は、赤色の光を反射する回転放物面である反射面を有する。第一出射部４１Ａは、第二の面５１Ｂである反射面の回転放物面の焦点に配置されている。したがって、赤色レーザダイオード４１から出射される拡散光を、反射面によって適切に平行光に変換することができる。この実施形態においては、赤色の光を平行光に変換するレンズを省略することができる。
【００４７】
この実施形態においては、赤色の光を平行光に変換する光学部品は、第一フィルタ５１であり、反射面は、第二の面５１Ｂである。したがって、第二フィルタ５２と同様の構成、具体的には、透過する光の波長および反射する光の波長が第二フィルタ５２とは異なり、他は同じ構成である第一フィルタ５１を利用して、赤色レーザダイオード４１から出射する赤色の光と緑色レーザダイオード４２から出射する緑色の光とを合波することができる。したがって、より効率的に光モジュール１Ａを製造することができる。
【００４８】
この実施形態においては、第二の面５１Ｂの回転放物面の焦点は、第二の面５１Ｂにおいて反射した赤色の光の光路外に位置しているため、赤色の光の反射光を赤色レーザダイオード４１が遮るのを回避することができる。第二の面５２Ｂの回転放物面の焦点は、第二の面５２Ｂにおいて反射した緑色の光の光路外に位置しているため、緑色の光の反射光を緑色レーザダイオード４２が遮るのを回避することができる。第二の面５３Ｂの回転放物面の焦点は、第二の面５３Ｂにおいて反射した青色の光の光路外に位置しているため、青色の光の反射光を青色レーザダイオード４３が遮るのを回避することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
図８は、本願の他の実施形態に係る光モジュールを示す外観斜視図である。図８を参照して、本願の実施の形態２に係る光モジュール１Ｂは、いわゆるＣＡＮパッケージタイプであって、円盤の形状を有する支持基体１０１と、支持基体１０１の一方の主面１０２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１０３と、複数のリードピン１０４とを備えている。図８において、光モジュール１Ｂに備えられ、光形成部１０３を覆うキャップの図示を省略している。
【００５０】
光形成部１０３は、半円柱状の形状を有するベース部材であるベースブロック１０５を含む。ベースブロック１０５は、半円形状を有する底面において、支持基体１０１の一方の主面１０２に固定されている。
【００５１】
光モジュール１Ｂは、赤色レーザダイオード４１と、緑色レーザダイオード４２と、青色レーザダイオード４３と、第一フィルタ５１と、第二フィルタ５２と、第三フィルタ５３とを備える。ベースブロック１０５の搭載面１０６上に、第一サブマウント３１、第二サブマウント３２および第三サブマウント３３が搭載されている。第一サブマウント３１上に赤色レーザダイオード４１が配置される。第二サブマウント３２上に緑色レーザダイオード４２が配置される。第三サブマウント３３上に青色レーザダイオード４３が配置される。ベースブロック１０５の搭載面１０６上に、第一フィルタ５１、第二フィルタ５２および第三フィルタ５３が搭載されている。
【００５２】
第一フィルタ５１、第二フィルタ５２および第三フィルタ５３の構成は、実施の形態１に示す場合と同様である。第一フィルタ５１、第二フィルタ５２および第三フィルタ５３と他の光学部品との配置関係についても、実施の形態１に示す場合と同様である。このような構成の光モジュール１Ｂについても、赤色レーザダイオード４１から出射される光を平行光に変換するレンズ、緑色レーザダイオード４２から出射される光を平行光に変換するレンズおよび青色レーザダイオード４３から出射される光を平行光に変換するレンズを省略することができる。したがって、このような光モジュール１Ｂは、小型化を図ることが容易となる。
【００５３】
（実施の形態３）
図９は、本願のさらに他の実施形態に係る光モジュールの構成を示す外観斜視図である。図９を参照して、本願の実施の形態３に係る光モジュール１Ｃは、ベース板１２０と、第一のレーザダイオード１２１と、第二のレーザダイオード１２２と、第三のレーザダイオード１２３と、コリメートレンズ１２４と、第二フィルタ５２と、第三フィルタ５３と、ＴＥＣ１３０とを備える。ＴＥＣ１３０は、吸熱板１３１と、放熱板１３２と、複数の半導体柱１３３とを含む。第一のレーザダイオード１２１は、赤色の光を照射する。第二のレーザダイオード１２２は、緑色の光を照射する。第三のレーザダイオード１２３は、青色の光を照射する。
【００５４】
ベース板１２０は、平面的に見て、長方形形状を有する第一の面としての一方の主面１２０Ａを有している。ベース板１２０の長辺が延びる方向は、Ｘ軸方向である。ベース板１２０の短辺が延びる方向は、Ｙ軸方向である。
【００５５】
ベース板１２０は、ベース板１２０の一方の主面１２０Ａから垂直な方向（Ｚ軸方向）に延びる第一の壁部１２５と、同じく主面１２０Ａから垂直な方向に延びる第二の壁部１２６とを含む。第一の壁部１２５は、ベース板１２０の一方の短辺が位置する部分から延びている。第一の壁部１２５には、一つの開口が設けられている。第一の壁部１２５には、第一のレーザダイオード１２１が取り付けられている。第一の壁部１２５に設けられた開口を通じて、第一のレーザダイオード１２１により、矢印の方向に赤色の光を出射することができる。第二の壁部１２６は、ベース板１２０の一方の長辺が位置する部分から延びている。第二の壁部１２６には、第二のレーザダイオード１２２および第三のレーザダイオード１２３が取り付けられている。第二の壁部１２６には、Ｘ軸方向に間隔をあけて二つの開口が設けられている。第二の壁部１２６に設けられた第一の壁部１２５側に位置する一方側の開口を通じて、第二のレーザダイオード１２２により緑色の光を出射することができる。第二の壁部１２６に設けられた他方の開口を通じて、第三のレーザダイオード１２３により青色の光を出射することができる。
【００５６】
ベース板１２０の一方の主面１２０Ａ上には、コリメートレンズ１２４と、第二フィルタ５２と、第三フィルタ５３とが搭載されている。コリメートレンズ１２４により、第一のレーザダイオード１２１から出射された発散光を平行光に変換することができる。すなわち、コリメートレンズ１２４は、第一のレーザダイオード１２１から出射される光を平行光に変換する光学部品である。
【００５７】
第二フィルタ５２は、上記した図４および図５に示すように第一の面５２Ａおよび回転放物面である第二の面５２Ｂを備える。第二フィルタ５２は、第二の面５２Ｂの回転中心軸が第一の光である赤色の光の光軸と平行となるように配置される。第二フィルタ５２は、第二のレーザダイオード１２２の出射部の位置が、第二の面５２Ｂである回転放物面の焦点の位置となるよう配置される。
【００５８】
第三フィルタ５３は、第一の面５３Ａおよび回転放物面である第二の面５３Ｂを備える。第三フィルタ５３は、第二の面５３Ｂの回転中心軸が第一の光である赤色の光および緑色の光の光軸と平行となるように配置される。第二フィルタ５２は、第三のレーザダイオード１２３の出射部の位置が、第二の面５３Ｂである回転中心軸の焦点の位置となるよう配置される。
【００５９】
第二フィルタ５２および第三フィルタ５３の構成は、実施の形態１に示す場合と同様である。第二フィルタ５２および第三フィルタ５３と他の光学部品との配置関係についても、実施の形態１に示す場合と同様である。このような構成の光モジュール１Ｃについても、第二のレーザダイオード１２２から出射される光を平行光に変換するレンズおよび第三のレーザダイオード１２３から出射される光を平行光に変換するレンズを省略することができる。したがって、このような光モジュール１Ｃは、小型化を図ることが容易となる。
【００６０】
（変形例）
上記第二フィルタ等において、第二の面の回転放物面の回転中心軸を含む断面において、第二の面の回転放物面の焦点の座標を（０，ｆ）とした場合に、２ｆ＝０．４〜２ｍｍの関係を有してもよい。このような構成は、第一の光および第二の光がレーザダイオードから出射される光である場合に好適である。すなわち、２ｆを２ｍｍ以下とすることにより、光モジュールのサイズが大きくなるのを抑制することができる。また、２ｆを０．４ｍｍ以上とすることにより、フィルタのサイズが過度に小さくなるのを防ぐことができる。
【００６１】
上記の実施の形態においては、半導体発光素子としてレーザダイオードを用いることとしたが、これに限らず、例えば、半導体発光素子として発光ダイオードを用いることとしてもよい。
【００６２】
上記の実施の形態においては、３色以上の色を合波して出力することとしたが、これに限らず、２色の色を合波して出力する場合にも適用される。
【００６３】
上記の実施の形態においては、第一半導体発光素子から出射する光の波長と第二半導体発光素子から出射する光の波長とが異なることとしたが、これに限らず、偏光方向の異なる光、例えば、同じ赤色といった波長を有する光であって、例えば、偏光方向を９０°回転させる１／２波長板を用いて偏光方向を異ならせた光を第二の光として用いることとしてもよい。
【００６４】
なお、上記の実施の形態においては、第二フィルタ等において、第一の面は平面であることとしたが、これに限らず、例えば、第一の面についても、回転放物面を備える構成としてもよい。
【００６５】
なお、上記実施の形態１および実施の形態２に係る光学部品は、第一フィルタであることとしたが、これに限らず、光学部品は、第一の光を反射する回転放物面である反射面を有し、第一出射部は、反射面の回転放物面の焦点に配置されてもよい。こうすることにより、第一半導体発光素子から出射される拡散光を、反射面によって適切に平行光に変換することができる。
【００６６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本願のフィルタおよび光モジュールは、光モジュールの小型化が求められる場合に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  光モジュール
１１  支持板
１２Ａ，１２Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，１０２，１２０Ａ  主面
１３，１０３  光形成部
１４  キャップ
１５  出射窓
１６，１０４  リードピン
１７  サーミスタ
２０，１２０  ベース板
２２  半導体発光素子搭載領域
２３  フィルタ搭載領域
３１  第一サブマウント
３２  第二サブマウント
３３  第三サブマウント
４１  赤色レーザダイオード
４２  緑色レーザダイオード
４３  青色レーザダイオード
４１Ａ  第一出射部
４２Ａ  第二出射部
４３Ａ  第三出射部
５１  第一フィルタ
５２  第二フィルタ
５３  第三フィルタ
５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ  第一の面
５１Ｂ，５２Ｂ，５３Ｂ  第二の面
５１Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ  回転中心軸
５１Ｄ，５２Ｄ，５３Ｄ  光軸
５４  突起部
５５  誘電体多層膜
５５Ａ，５５Ｂ  面
５６  直線
６１  放物線
６２  準線
６３  焦点
６４  回転放物面
６５  発散光
６６  平行光
７０，１３０  ＴＥＣ
７１，１３１  吸熱板
７２，１３２  放熱板
７３，１３３  半導体柱
１０１  支持基体
１０５  ベースブロック
１０６  搭載面
１２１  第一のレーザダイオード
１２２  第二のレーザダイオード
１２３  第三のレーザダイオード
１２４  コリメートレンズ
１２５  第一の壁部
１２６  第二の壁部
【図１】
2019165127.tif 000003
【図２】
2019165127.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019165127.tif 000007
【図６】
2019165127.tif 000008
【図７】
2019165127.tif 000009
【図８】
2019165127.tif 000010
【図９】
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