(57)【要約】【課題】  プロジェクタ・光伝送通信・情報機器・生体計測等の応用分野において、システムの部品点数及び実装工程数及を大幅削減する、小型化且つ高い歩留まりを実現可能な多波長光送受信モジュールを提供する。【解決手段】  本複数の光素子が同一平面上に載置された光素子搭載基板１と、光素子からの出射光をコリメートするレンズアレイと９、典型的には透明基板の表裏面に波長選択フィルタ及びミラーを搭載した波長合分波器２を用意し、これら三つの部品を所望の角度位置でパッケージ３内で実装する。波長合分波器２の各波長の光軸は基板の厚さと角度によって決定され、水平面の直線上に並ぶ。従って設計によって一意的に定まるこの光軸に各素子を配置すれば、合分波を行うことができる。このように本発明によれば、ガラス基板を一度アラインメントするだけで複数のフィルタが自動的にアラインメントされ、高精度を保ちつつ実装の工程が大幅に簡略化される。【選択図】  図１
2009105106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１および第２の発光素子(但し、前記第１および第２の発光素子の使用波長λ１およびλ２は、互いに異なる。)が実装基板に搭載されたところの光素子搭載基板と、
少なくとも第１の波長選択フィルタと、前記フィルタに対して所定の距離を隔てて、かつ、平行に対向して設けられたミラーとを有する光合分波器と、
前記基板の前記素子搭載面に対して角度θ（但しθ≠2Nπ。N=0, 1, 2…である。）だけ傾いた状態で、前記光合分波器は前記基板および前記光合分波器を収容するためのパッケージ内に固定され、
前記第１の発光素子からの第１の出射光は前記光合波器に入射し、前記ミラーで反射し、前記フィルタで反射し、前記第２の発光素子からの第２の出射光は前記光合波器に入射し、前記フィルタで前記第１の出射光と合波することを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
発光波長λ３（但し、λ１≠λ２≠λ３。）の第３の発光素子が前記光素子搭載基板上に搭載され、
その波長選択特性が前記第１の波長選択フィルタとは異なる第２の波長選択フィルタが、前記ミラーに対して所定の距離を隔てて、かつ、平行に対向して設けられ、
前記第１の発光素子からの第１の出射光は前記光合波器に入射し、前記ミラーで反射し、前記第１の波長選択フィルタで反射し、前記第２の発光素子からの第２の出射光は前記光合波器に入射し、前記第１の波長選択フィルタで前記第１の出射光と合波し、
その合波した第１の光は前記ミラーで反射し、前記第２の波長選択フィルタで反射し、前記第３の発光素子からの第３の出射光は前記光合分波器に入射し、前記第２の波長選択フィルタで前記第１の光のと合波することを特徴とする請求項１記載の光送信モジュール。
【請求項３】
ジャンクションダウン実装
前記第１および第２の発光素子は端面出射型レーザダイオードであり、前記レーザダイオードの結晶成長した面側を、前記実装基板と接着するところのジャンクションダウン実装することによって、前記レーザダイオードを前記実装基板上に搭載されることを特徴とする請求項１記載の光送信モジュール。
【請求項４】
前記実装基板と前期光合分波器の間に、透明基板上に複数のレンズが作りこまれたレンズアレイが設けられ、
前記レンズアレイの各レンズは前記実装基板に搭載された各発光素子と一対一対応するようにレンズの数と配置が定められ、
各レンズは対応する各発光素子からの光の広がりを少なくとも抑えるか又はコリメートする機能を有することを特徴とする請求項１記載の光送信モジュール。
【請求項５】
前記光合分波器は、通過する光の使用波長に対して透過性を有する材質からなる一対の平行面を持つ基板と、前記平行面の一方に固定された少なくとも一種類のフィルタと、他の平行面に固定されたミラーとを有することを特徴とする請求項１記載の光送信モジュール。
【請求項６】
前記基板部材が非晶質ガラス、サファイア結晶、結晶石英またはシリコンのいずれかであることを特徴とする請求項５記載の光送信モジュール。
【請求項７】
前記光素子搭載基板、前記光合分波器は前記パッケージ内に収容され、
前記パッケージはメタルキャン(CAN)パッケージであり、
前記パッケージの内壁には、前記光合分波器を固定するための凹凸部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光送信モジュール。
【請求項８】
前記実装基板上には、第１、第２および第３の発光素子が搭載され、その発光波長をλ１、λ２およびλ３とし、λ１＜λ２＜λ３またはλ１＞λ２＞λ３のとき、前記光素子は前記実装基板上に第１、第２および第３の発光素子の順序で並んで搭載されていることを特徴とする請求項２記載の光送信モジュール。
【請求項９】
前記光合分波器のフィルタアレイを構成する各フィルタが、全光素子の使用波長範囲内で所望の分離波長以上あるいは以下の波長の光を透過しそれ以外の光を反射する特性を持つところのエッジフィルタであって、
前記フィルタアレイ上の各エッジフィルタの並び順が前記各エッジフィルタの前記分離波長帯域の値の大小でみたとき、昇順又は降順に実装されていることを特徴とする請求項２記載の光送信モジュール。
【請求項１０】
前記第１、第２および第３の発光素子が、それぞれＲed（赤）光、Green（緑）光およびＢlue（青） 光を出射する半導体レーザであることを特徴とする請求項２記載の光送受信モジュール。
【請求項１１】
Ｒed（赤）光、Ｇreen （緑）光およびＢlue（青）光の三種類の光源からの光線を合波して一つの光軸で放出する光送信モジュールであって、
赤青色光源パッケージと、緑色光源パッケージと、フィルタとを有し、
前記緑色光源パッケージは二次高調波を用いて波長変換して緑色のレーザ光を放出するレーザ光源であり、
前記赤青光源パッケージは光素子に赤色レーザと青色レーザを用いることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項１２】
波長多重された光を波長ごとに分波して少なくとも二つの受光素子で検知する多波長光受信モジュールであって、
少なくとも二つの受光素子が搭載された受光素子搭載基板と、
少なくとも一種類の波長選択フィルタと、前記フィルタに対して所望の距離で平行に対向して配置されたミラーとから構成される光合分波器と、
前記受光素子搭載基板と前記光合分波器とを少なくとも収納するパッケージとを有し、
外部から入射された光を前記波長選択フィルタ面に角度θ1（但し、θ1≠９０度。）で入射し、前記フィルタと前記ミラーの間を入射光がジグザグに多重反射していく過程で波長の異なる光を分離するものであり、
前記光合分波器の前記フィルタ面および前記ミラー面は、前記基板の素子搭載面に対して角度θ2（但しθ2≠2Nπ。N=0, 1, 2…である。）だけ傾いた状態で前記パッケージ内に固定されていることを特徴とする光受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに係り、特に、複数の波長の光を合波して送信する多波長光送信モジュールおよび複数の波長が合波された光を分波して受信する光受信モジュールの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザダイオード（ＬＤ）素子は小型で高効率な光源として、情報、通信など様々な分野で応用されているが、近年、複数の発光波長のLD光源をコンパクトな実装形態で提供する技術のニーズが高まっている。光通信の分野では複数の波長の光を用いる波長多重通信の光源として上記のニーズは従来から存在した。これに加え、近年青色系のＬＤが開発されＬＤで発振できる波長が広がった為、ディスプレイや光ディスクの読み書き用の光源として、可視域の波長帯においても、多波長光源モジュールの要求が高まっている。
【０００３】
その応用の一つにレーザプロジェクタの光源がある。プロジェクタは、種々の画像供給装置（ 例えばコンピュータ等） からの画像信号に応じて画像をスクリーン等に投射して表示する画像表示装置である。従来のプロジェクタとして、主に透過型の液晶パネルや反射型の液晶パネル、あるいは、デジタルマイクロミラーデバイスを用いたもの等が一般的に知られている。一方、レーザプロジェクタは、光源光にレーザ光を用い、レーザ光を二次元方向に走査させることにより画像を表示する方式であり、上に挙げた他の方式と比較して小型で色再現性の良い画像が得られるとされている。プロジェクタは従来、会議室やプレゼンテーション会場、各家庭のリビングなど、使用場所が比較的限定されていた。しかしながら現在、携行コンピュータの小型化や携帯電話の高機能化などにより、各個人が携行可能なデータの質・量が飛躍的に増大しており、場所を限定せずに使用できる。例えば携行コンピュータや携帯電話に組み込み可能な超小型で低消費電力のプロジェクタの開発が望まれている。レーザプロジェクタに関するものとしては例えば特許文献１に開示されているものがある 。この発明では発光色の異なる３個のレーザ光源から出射される光を各々異なる光走査手段により二次元走査して同期集光させ、カラー画像を投射するカラーレーザプロジェクタが開示されている。しかしながら特許文献１の発明ではレーザ光源と同じ数の複数の光走査手段が必要であり、小型化には限界がある。
また、光源に用いるRed（赤）Green（緑）Blue（青）の半導体LD素子をワンパッケージ内に収納し、光源と光学系の小型化を図った例として特許文献２に開示されている例がある。しかしながら特許文献２に記載の発明では、光源を接近させて実装するのみで合波していない為にRGBの各LDの光軸が一致しない。このため、一定の分解能を確保する為には、やはりRGBの各波長の光学系を個別に用意する必要がある。あるいは光軸を一致させる為に一般的な技術を使うとすれば、ダイクロイックプリズム等の光学系が必要となる。いずれの場合も光部品点数の削減や小型化には限界がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１４７０５号公報
【特許文献２】特開２００６−１８６２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、プロジェクタを始めとして、複数の発光波長のレーザ光を合波して使用する需要が高まっている。しかしながら従来方式である、それぞれの波長の光源を個別に用意し、個別の光学系を組む方式や、ダイクロイックミラー等を用いて合波する方法では、光学系が複雑になり、部品点数が多くなる。このため小型化やコスト低減に限界があった。
したがって、本発明の目的は、プロジェクタ・光伝送通信・情報機器・生体計測等の応用分野において、システムの部品点数及び実装工程数及を大幅削減する、小型化且つ高い歩留まりを実現可能な多波長光送受信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では上記課題を解決するために、複数の光素子が同一平面上に載置された光素子搭載基板と、典型的には透明基板の表裏面に波長選択フィルタ及びミラーを搭載した波長合分波器を用意し、これら二つの部品を、光素子実装面とフィルタ表面が互いに非平行な角度となるように、パッケージ内で実装する。光素子搭載基板上には互いに使用波長の異なる光素子が所望の位置に実装されている。光合分波器は、平行な一対の対向面を持つ光の波長に対して透明な材料で出来た所望の厚さの基板を支持基板とし、一対の平行な面の一方には少なくとも一種類の波長選択フィルタを、他の面には第一のフィルタで選択されなかった波長の光を反射するためのミラーを設ける。この際これらのフィルタ及びミラーには光が入出射する為の窓を設ける。
【０００７】
本発明のモジュールの作用を、図２を参酌して説明する。図２は本発明を三色の光源を合波して出射するモジュールに応用した場合の機能を模式的に示した図である。本モジュールは、発光素子１１、１２、１３からそれぞれ出射された波長λ１、λ２、λ３の光が同一の光軸を取る様に合波しモジュール外に出射する機能を持つ。具体的には発光素子１３から基板と垂直方向に出射した波長λ３の光は、合分波器２に到達する。合分波器２は光軸に対して非垂直な角度、即ち、図２の角度θ１（但し、θ１≠2 Nπ。N=0, 1, 2, …。）に実装されているので、波長λ３の光は屈折率差で決まる一定の屈折を合分波器2で受ける。合分波器２内で波長λ３の光は、ミラー8で反射され、フィルタ７に到達する。フィルタ７の直下には、波長λ２の光を出射する発光素子1２が設けられている。発光素子12および13は、発光素子１２の出射光の光軸と１３の出射光の光軸がフィルタ７上又はミラー７上で交差するようにLDステム10上に実装されている。フィルタ７はλ３の光を反射しλ２の光を透過する性質を持つものとする。従って、λ２とλ３の光は合波され同一の光軸で合分波器２内を伝播する。フィルタ６に到達した際には、同様の仕組みでλ1の光が合波され、最終的に、λ１、λ２、λ３の三つの波長の光が合波されてモジュール外に出射される。図２に示されるように、各波長の光軸間の寸法x, yおよびzはガラス基板の厚さと角度によって決定される。各光軸は基板の水平面に一列に、所定の間隔をおいて並ぶ。従って設計によって一意的に定まるこの光軸上に各発光素子を配置すれば、各波長の光を合波し、出射できる。このように本発明によれば、透明基板の表裏にフィルタやミラーを搭載した合分波器を用いることにより、小型で部品点数の少ない光送信モジュールを提供することができる。また、透明基板を一度アラインメントすることにより、複数のフィルタが自動的にアラインメントできるので、実装の工程が大幅に削減されるという特長を持つ。以上説明したように本発明は、波長の異なる複数の光源からの光を合波する機能をもつものであり、レーザプロジェクタ用途には無論好適であるが、これに限るものではなく、波長多重通信の光源、光ディスクの読み書き用光源、さらには生体計測システム用の光源等複数の波長（色）の光源を用いるシステムに適用可能で、装置の小型化、部品点数の削減の効果がある。また、ここでは、光送信モジュールの例を取って説明したが、光の進行方向を反対とすれば光受信モジュールとしても使用できる。このとき、光合分波器２は波長を分離する働きをする。
【０００８】
図２に示すように、基板の取り付け角度がθ1の場合、基板表面の垂直方向に対するファイバあるいは光素子１１からの光の入射の角度（入射角）はθ1であり、屈折後の基板物質内での角度θ2は、スネルの法則から、外部の屈折率n1、基板の屈折率n2を用い、θ2＝sin-1(n1・sinθ1/n2)である。
このとき、基板内部での多重反射の周期yは、透明基板の厚さをdとすると、2dtanθ2で与えられる。また、この多重反射する光が、前述したような原理でフィルタにより波長分離されて入射時の光軸と垂直な平面へと出射する場合、その周期zは2dsinθ2・cosθ1与えられる。周期zは素子搭載基板上に搭載される素子の間隔に対応するので、適切な素子間隔を保てるようd,θ1を選択する必要がある。素子のサイズ(例えば、図２に示すように、光素子の横幅。)は100umを一般的に下回ることはない。よって、zの値は100um以上とする必要がある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施例によれば、一つの光軸で複数の波長の光を送信する多波長送信モジュール及び多波長受信モジュールに関して、部品点数及び実装工程数及を大幅削減し、小型化且つ高い歩留まりを実現可能な光モジュールを提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に詳細に実施例を説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１、図３は、本発明の第一の実施例である光モジュールの断面図である。図１は本発明を、RGBの三原色の光源を用いた光送信モジュールに応用した例である。
【００１２】
図１はＣＡＮパッケージ1に実装した例で、レーザ光源１１、１２、１３を搭載したステム１０がＣＡＮステム１４上に実装され、光合分波器２はＣＡＮキャップ３に実装されている。図３は図１の視点から９０度回転した角度での断面図である。レーザ素子の直上にはレンズアレイ９が実装されている。１１、１２、１３の各レーザ素子の発光波長は青（例えば400nm〜500nm程度）、緑（例えば500 nm〜580nm程度）、赤（例えば580nm〜750nm程度）のそれぞれの色に対応するものとする。青色レーザ１１にはＧａＮ基板上に形成されたＩｎＧａＮを活性層とする半導体レーザを用いることができる。緑色レーザ光源１２としては、ＧａＮ基板上に形成されたＩｎＧａＮを活性層とする半導体レーザ、又はＺｎＳｅ基板上に形成されたＺｎＣｄＳｅを活性層とする半導体レーザを用いることができる。赤色レーザ光源１３としては、ＧａＡｓ基板上に形成されたＩｎＧａＰ 又はＩｎＧａＡｌＰ 量子井戸を活性層とする半導体レーザを用いることができる。これらの各レーザ素子は、ステム１０に所定の間隔でジャンクションダウン実装されている。このとき、青、緑、赤と発光波長の短いものから長いものへと図１上で左から順に並べた。ＣＡＮキャップ３内部には光合分波器２とレンズアレイ９の実装を可能とするための凹凸が設けられている。光合分波器２は透明ガラス基板５を支持基板とし、一方の面に第一の波長選択フィルタ６と波長選択フィルタ７が隣接して実装され、この面と平行な対向する面に第一のミラー８と第二のミラー９が実装されている。光合分波器の実装は、CANキャップの凹凸への外形合わせで行い、ＵＶ硬化樹脂で接着した。ガラス基板の材質はＢＫ７で厚みは1136μmとした。ガラス基板は平面に対する角度が20°となるように実装されており、図２中のz、即ち多重反射のピッチの平面上への射影は500μmである。波長選択フィルタはTa2O5とSiO2からなる誘電体多層膜で構成されている。フィルタ６は青色の光を透過し、緑・赤の光を反射する性質をもつフィルタ（いわゆるショートパスフィルタ）とした。フィルタ７は青・緑の光を透過し、赤の光を反射するショートパスフィルタとした。ミラー８には緑・赤の波長の光を反射するTa2O5／SiO2多層膜を用いたが、アルミ等の金属を用いることもできる。レンズアレイ９は、ガラス基板上に三つのレンズが作りつけられた構造となっている。三つのレンズはそれぞれレーザ光源１１、１２、１３からの出射光の広がり角を抑えコリメートする機能を持つよう設計した。
【００１３】
透明基板５、レンズアレイ９の材質は使用する波長に対して透明であれば良く限定されるものではないが、安価で加工精度の良いものが望ましい。この条件を満たすものとして本例ではＢＫ７を用いたが、他のガラス材料、誘電体、半導体を用いてももちろんよい。
【００１４】
次に本実施形態の動作に関して説明する。具体的には半導体ＬＤ素子１３から出射した赤色の光は、合分波器２に到達する。合分波器２は光軸に対して非垂直な角度に実装されているので、光は屈折率差で決まる一定の屈折を受けた後、合分波器２内を伝播し、ミラー8で反射され、フィルタ７に到達する。フィルタ７の直下には、緑色の光を出射する半導体LD素子1２が実装されている。フィルタ７は赤色の光を反射し、緑色の光を透過する性質を持つので、赤色の光と緑色の光は合波され同一の光軸で合分波器２内を伝播する。この合波光がフィルタ６に到達した際には、同様の仕組みで青色の光が合波され、最終的に、赤青緑の三原色の光が合波されてモジュール外に出射される。赤・青・緑のそれぞれのＬＤ素子の発光強度は各素子に接続されている駆動回路によって制御できる。
【００１５】
（実施例２）
図４は、本発明の第二の実施例の光モジュールの断面図である。本実施形態は、各波長の光源にレンズ集積型垂直出射ＬＤ素子２１、２２、２３を用いてモジュールを構成した例である。レンズ集積型垂直出射ＬＤ素子は基板に対して垂直方向に、コリメートされた光を出射するＬＤ素子である。
本実施形態のモジュールの基本的な機能は第一の実施例と同様であるが、素子にレンズが集積されている為、モジュールにはレンズアレイが組み込まれていない。
【００１６】
（実施例３）
図５ＡＢは、本発明の第三の実施例の光モジュールの断面図である。本実施形態では、赤と青の二波長を一つのCANに納めた光源３０と、緑色の単一波長光源ＣＡＮ３１をワンパッケージ化したモジュールである。赤青二波長光源ＣＡＮ３０の構成は図５Ｂに示すとおりであり、第一の実施形態が三色（波長）を合波する機能を持っていたのに対し二色のみを合波する構成となっている。本実施形態では緑色レーザ光源には、非線形効果を利用して1000nm付近の波長の光を二次高調波に波長変換し500nm付近の波長の光を出射する仕組みのレーザモジュール３１を用いた。緑色レーザ光源は、励起レーザと、励起レーザにより励起される固体レーザ媒質と、固体レーザ媒質で発生した光をレーザ発振させる発振器と、発振器により発振されたレーザ光を所望波長レーザ光に変換する波長変換素子（いずれも図示せず）とを備えている。固体レーザ媒質として、ここでは１０６４ｎｍの光を発するネオジウムを添加したバナジウム酸塩（Ｎｄ：ＹＶＯ２）の結晶が採用したが、１０００ｎｍ付近の光を出す他の結晶を用いても十分である。また、波長変換素子として、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）の結晶を採用した。この結晶は、固体レーザ媒質により励起された波長１０６４ｎｍ 付近の赤外光を受けて、その第２高調波である波長５３２ｎｍ 付近の緑色光を発生させるものである。
図５Ａに示されるように、三波長モジュール３３は、赤青二波長モジュールから出射された光と、緑色モジュールから出射された光を、ガラス基板３４上に実装されたフィルタ３５によって合波し、パッケージレンズ３６を介して外部に出射する。
【００１７】
（実施例４）
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の第四の実施形態の光モジュールを示す図である。本実施形態に於いては、平面型パッケージ４２に、ＬＤ素子が実装されているが合分波器は実装されていないＣＡＮパッケージ４０、光号分波器２、レンズ４１が実装されている。CANパッケージの構成は図６Ｂに示すように、ステム１０上にＬＤ素子１１２、１１３、１１４が搭載されたステム１０、レンズアレイ９が実装されている。
【００１８】
（実施例５）
図７は、本発明の第五の実施形態の光モジュールを示す図である。本実施形態に於いては、平面型パッケージ５０に、ＬＤ素子１１，１２、１３が搭載されたステム５１、レンズアレイ９、波長合分波器２、パッケージレンズ４１が実装されている。平面型パッケージ５０は具体的には、バタフライモジュール等を用いることができる。図７に示した形態では３波長対応になっているが、更に波長数を増やしても比較的容易に対応できるのが本実装形態の特徴である。
【００１９】
（実施例６）
図８は、本発明の第六の実施形態を示す図であり、本発明を多波長受信モジュールに適用した場合の一形態を示す図である。基本的な構成は実施例１と同じであるが、発光素子の変わりに、受光素子６１、６２、６３が搭載されている。本モジュールの動作は、〔課題を解決するための手段〕で述べた動作の丁度時間反転した動作となる。つまりパッケージレンズを介してモジュール内に入射した、三つの波長が合波された光は、光合分波器２のフィルタ6、７でそれぞれ波長分離されて、受光素子に入射する。ここでは実施例１の形態のモジュールで受光モジュールを構成した例を示したが、実施例２から５に記載の他のモジュール形態でも多波長受信モジュールが構成できるのは言うまでもない。
【００２０】
（実施例７）
図９は、本発明のモジュールを用いて、レーザプロジェクタを構成した場合の実施形態を示す図である。小型レーザプロジェクタ７０には、少なくとも青、緑、赤のＬＤ素子を駆動する駆動回路７１、７２、７３が備えられ、駆動回路からの信号によりモジュール１からの出力光のそれぞれの色の光の強度、タイミングが制御される。モジュール１から出射された光は小型ミラー７４により反射されスクリーン76（プロジェクタ装置外）に投影される。小型ミラー７４の動きはミラー駆動装置７５によって制御される。画像の表現は、赤青緑の各色が強度・時間変調されたレーザ光を、スクリーン上に高速に二次元走査することにより行う。
【００２１】
（実施例８）
図１０は実施例７に記載の小型レーザプロジェクタ７０を携帯電話に組み込んだ例を示したものである。言うまでもないが、小型レーザプロジェクタ７０を組み込む装置は、携帯電話に限らず、モーバイルコンピューター、携帯ゲーム機器、携帯オーディオ機器、電子辞書なども好適である。また小型プロジェクタとして独立した装置とすることももちろん可能である。
【００２２】
（実施例９）
図１１は本発明のモジュールを、光学ディスク読み取り装置に応用した場合の実施形態を示した図である。多波長モジュール８０から出射されたレーザ光は、回折格子８１、１／２波長板８２、ビームスプリッタ８３、１／４波長版８４、レンズ８５を経て、光ディスク８８上の情報記録面に入射される。ディスクで反射された光は、ビームスプリッタ８３で偏光分離され、レンズ８６を介して受光素子８７に入射する。
多波長モジュール８０には、ＣＤ読み取り用として波長７８０ｎｍの赤色レーザ素子が、ＤＶＤ読み取り用として波長６５０ｎｍの赤色レーザ素子が、ブルーレイディスク読み取り用として４０５ｎｍの青色レーザ素子が搭載されている。通常はこれらの光源は別々に用意され、ダイクロイックプリズムを用いて合波されるが、本実施形態では一つの光源モジュールのみ用いればよく、光学系が大幅に簡略化される。
【００２３】
（実施例１０）
図１２は本発明のモジュールを、脳機能計測用赤外線分光装置（所謂脳トポグラフィー装置）に応用した場合の実施形態を示した図である。本装置の基本的機能は脳血管中の酸素濃度をレーザ光の吸収で測定するというものである。多波長モジュール９０から出射されたレーザ光は、ファイバ９１によってプローブホルダー９３に導かれ、出射される。出射された光は生体内で一定の吸収を受けた後、プローブホルダーに搭載された受光素子９２で検出される。このとき各波長の強度比から、血中酸素濃度を測定する。多波長モジュール９０の具体的形状は図１２Ｂに示す通りである。ＣＡＮパッケージ９４には生体計測に好適な７０５ｎｍ、７５４ｎｍ、８３０ｎｍの三種類のＬＤ素子が搭載されている。
生体計測に用いるヘッドマウント型プローブホルダーの光源に本発明のモジュールを用いることにより、装置のコスト・サイズを低減できる。また装置の簡易化・小型化は被験者の圧迫感を軽減する効果もある。
【００２４】
なお、図面中で使用する符号の説明は次の通りである。
１,３３,４２,５０,８０,９４…３波長光モジュール、２…波長合分波器、３…CANキャップ、４,４１,８５,８６…レンズ、５,３４…ガラス基板、６,７,３５…波長選択フィルタ、８…ミラー、９…レンズアレイ、１０,５１…ＬＤステム、１１,１２,１３…半導体ＬＤ素子、１４…CANステム、２１、２２、２３…レンズ集積垂直出射型ＬＤ素子、３０…赤青二波長光モジュール、３１…二次高調波緑色光源、４０…３波長光源ＣＡＮパッケージ、６０…三波長受信モジュール、６１,６２,６３,８７…受光素子、６４…受光素子ステム、７０…小型レーザプロジェクタ、７１,７２,７３…ＬＤ素子駆動装置、７４…小型ミラー、７５…ミラー駆動装置、７６…スクリーン、８１…回折格子、８２…１／２波長板、８３…ビームスプリッタ、８４…１／４波長板、８８…光ディスク、９１…ファイバ、９０…ファイバ接続光モジュール
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、一つの光軸で複数の波長の光を送信する多波長送信モジュール及び多波長受信モジュールに関して、部品点数及び実装工程数及を大幅削減し、データプロジェクタ・光伝送通信・情報機器・生体計測等の応用分野において、システム小型化・低コスト化に於いて著しい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の第一の実施例であるＲＧＢ三色光源光送信モジュールの断面図である。
【図２】図２は、本発明の第一の実施例の光送信モジュールの作用を説明した図である。
【図３】図３は、本発明の第一の実施例であるＲＧＢ三色光源光送信モジュールの図１とは別の角度から見た断面図である。
【図４】図４は、本発明の第二の実施例の光モジュールの断面図であり、発光素子にレンズ集積化垂直出射型ＬＤ素子を用いた例を示した図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第三の実施例の光モジュールの概要図であり、赤青光源パッケージと緑光源パッケージとを組み合わせて赤緑青三色光源モジュールを構成した例を示した図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第三の実施例で用いる赤青光モジュールの概要図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第四の実施例の光モジュールの概要図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第四の実施例で用いるＣＡＮパッケージ断面図である。
【図７】図７は、本発明の第五の実施例の平面型光モジュールの概要図である。
【図８】図８は、本発明の第六の実施例の三波長光受信モジュールの概要図である。
【図９】図９は、本発明の光送信モジュールを小型レーザプロジェクタに応用した場合の、構成と動作の様子を示した図である。
【図１０】図１０は、図９に記載の小型レーザプロジェクタを携帯電話に組み込んだ例の概念図である。
【図１１】図１１は、本発明の光送信モジュールを光ディスクピックアップ用光源に応用した場合の、構成と動作の様子を示した図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の光送信モジュールを脳機能計測用赤外線分光装置の光源に応用した場合の、構成と動作の様子を示した図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの脳機能計測用赤外線分光装置に用いる、ファイバ結合型光送信モジュールの構成を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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