(57)【要約】光モジュールは、第一半導体発光素子と、第二半導体発光素子と、第一レンズと、第二レンズと、第一の光と第二の光とを合波するフィルタと、第一半導体発光素子、第二半導体発光素子、第一レンズ、第二レンズ、およびフィルタを搭載する第一の面と、第一の面の板厚方向の反対側に位置する第二の面とを有するベース板と、第二の面の一部と接触してベース板を支持する支持基体とを備える。ベース板は、フィルタを搭載するフィルタ搭載領域を含む。フィルタ搭載領域に対応する第二の面の領域と支持基体との間に、空隙を有する。
2019159827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記第一の光と波長の異なる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、
前記第一出射部から出射された前記第一の光をコリメートビームに変換する第一レンズと、
前記第二出射部から出射された前記第二の光をコリメートビームに変換する第二レンズと、
前記第一の光と前記第二の光とを合波するフィルタと、
前記第一半導体発光素子、前記第二半導体発光素子、前記第一レンズ、前記第二レンズ、および前記フィルタを搭載する第一の面と、前記第一の面の板厚方向の反対側に位置する第二の面とを有するベース板と、
前記第二の面の一部と接触して前記ベース板を支持する支持基体とを備え、
前記ベース板は、
前記フィルタを搭載するフィルタ搭載領域と、
前記第一レンズおよび前記第二レンズを搭載するレンズ搭載領域と、
前記第一半導体発光素子および前記第二半導体発光素子を搭載する半導体発光素子搭載領域とを含み、
前記フィルタ搭載領域に対応する前記第二の面の領域と前記支持基体との間に空隙を有する、光モジュール。
【請求項２】
前記ベース板の、前記レンズ搭載領域と前記フィルタ搭載領域との間には、切り欠きが設けられている、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記半導体発光素子搭載領域における前記ベース板の厚みは、前記レンズ搭載領域における前記ベース板の厚みよりも厚く、
前記半導体発光素子搭載領域は、前記第一半導体発光素子が搭載される領域と前記第二半導体発光素子が搭載される領域との間に、前記第一半導体発光素子が搭載される領域および前記第二半導体発光素子が搭載される領域よりも前記ベース板の厚みの薄い薄肉領域を含む、請求項１または請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記半導体発光素子搭載領域における前記ベース板の厚みは、前記レンズ搭載領域における前記ベース板の厚みよりも厚く、
前記フィルタ搭載領域における前記ベース板の厚みは、前記レンズ搭載領域における前記ベース板の厚みよりも厚い、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記レンズ搭載領域は、前記第一レンズが搭載される領域および前記第二レンズが搭載される領域以外の領域の少なくとも一部に厚肉領域を含み、
前記厚肉領域は、前記第一レンズが搭載される領域および前記第二レンズが搭載される領域よりも前記ベース板の厚みが厚い、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記第一の光の出射方向と前記第二の光の出射方向とは、平行であり、
前記ベース板の板厚方向に見て、前記第一の光の出射方向に垂直であって、前記第一出射部を通る直線上に、前記第二出射部が位置する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記支持基体は、
前記ベース面の前記第二の面と接触して配置され、前記第一半導体発光素子および前記第二半導体発光素子のうちの少なくともいずれか一方の温度を調整する電子冷却モジュールを含む、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記第一半導体発光素子および前記第二半導体発光素子は、共に半導体レーザである、請求項１〜請求項７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】
本開示は、光モジュールに関する。本出願は、２０１８年２月１６日出願の日本出願２０１８−０２５７７１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。
【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】
【０００４】
本開示の光モジュールは、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、第一の光と波長の異なる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、第一出射部から出射された第一の光をコリメートビームに変換する第一レンズと、第二出射部から出射された第二の光をコリメートビームに変換する第二レンズと、第一の光と第二の光とを合波するフィルタと、第一半導体発光素子、第二半導体発光素子、第一レンズ、第二レンズ、およびフィルタを搭載する第一の面と、第一の面の板厚方向の反対側に位置する第二の面とを有するベース板と、第二の面の一部と接触してベース板を支持する支持基体とを備える。ベース板は、フィルタを搭載するフィルタ搭載領域と、第一レンズおよび第二レンズを搭載するレンズ搭載領域と、第一半導体発光素子および第二半導体発光素子を搭載する半導体発光素子搭載領域とを含む。フィルタ搭載領域に対応する第二の面の領域と支持基体との間に、空隙を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、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２は、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３】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の平面図である。
【図４】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の側面図である。
【図５】図５は、図２等に示す光モジュールに設けられている空隙、第一切り欠き、第二切り欠き等が設けられていない光モジュールにおいて、高温時（９５℃）に支持板、およびベース板が熱膨張率の差により反りが発生した状態を誇張して示す概略斜視図である。
【図６】図６は、図５に示す場合の光軸のずれと温度との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、図５に示す空隙、第一切り欠き、第二切り欠き等が設けられていない光モジュールの温度を９５℃とした場合の各部材におけるＺ軸方向の光線角度のずれのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】図８は、図１〜図４に示す光モジュールを用いた場合の光軸のずれと温度との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、実施の形態１に係る光モジュールを含む表示装置の構成を示す概略斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示す表示装置の平面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る光モジュールの構成を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３に係る光モジュールの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態４に係る光モジュールの構成を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５に係る光モジュールの構成を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す光モジュールの側面図である。
【図１６】図１６は、実施の形態６に係る光モジュールの構成を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態７に係る光モジュールの構成を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態８に係る光モジュールを備える表示装置の構成を示す概略斜視図である。
【図１９】図１９は、図１８に示す実施の形態８に係る光モジュールを備える表示装置の平面図である。
【図２０】図２０は、図１８に示す実施の形態８に係る光モジュールを備える表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の光モジュールは、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、第一の光と波長の異なる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、第一出射部から出射された第一の光をコリメートビームに変換する第一レンズと、第二出射部から出射された第二の光をコリメートビームに変換する第二レンズと、第一の光と第二の光とを合波するフィルタと、第一半導体発光素子、第二半導体発光素子、第一レンズ、第二レンズ、およびフィルタを搭載する第一の面と、第一の面の板厚方向の反対側に位置する第二の面とを有するベース板と、第二の面の一部と接触してベース板を支持する支持基体とを備える。ベース板は、フィルタを搭載するフィルタ搭載領域と、第一レンズおよび第二レンズを搭載するレンズ搭載領域と、第一半導体発光素子および第二半導体発光素子を搭載する半導体発光素子搭載領域とを含む。フィルタ搭載領域に対応する第二の面の領域と支持基体との間に、空隙を有する。
【０００７】
発明者らは、複数の光を合波して出力する光モジュールにおいて、ある温度、例えば、室温で複数の半導体発光素子から出射される光の光軸を合わせて合波して出力した場合でも、環境温度に変化があれば、合波された複数の光の光軸の高精度な一致が困難であることに着目した。具体的には、例えば、光モジュールが設置される環境が高温になった場合には、光モジュールを構成する各部材が熱膨張する。そして、各部材間の熱膨張率の相違に起因して反りが発生し、例えば、室温の状態で複数の光の光軸を合わせていたとしても、この反りの影響で結果として合波される複数の光の光軸がずれることとなる。光軸がずれると、映像の用途として光モジュールを用いた場合、画質が損なわれてしまうこととなる。また、照明や医療の用途として光モジュールを用いる場合、光の結合効率の悪化や明るさの低減を招いてしまうこととなる。そこで、発明者らは鋭意検討を行い、本開示に係る光モジュールについて、広い温度範囲内においても、合波される光の光軸を高精度に一致させることを実現した。
【０００８】
本開示の光モジュールにおいては、所定の温度、例えば、室温（約２５℃）で第一半導体発光素子から出射される第一の光の光軸と第一レンズの光軸、および第二半導体発光素子から出射される第二の光の光軸と第二レンズの光軸が一致するよう、レンズ位置が調整される。そして、フィルタによって第一の光と第二の光とを合波する。ここで、フィルタ搭載領域に対応する第二の面の領域と支持基体との間に、空隙を有するため、フィルタ搭載領域に対応する第二の面と支持基体とを離隔させることができる。そうすると、光モジュールが配置される環境の温度が大きく変化したとしても、半導体発光素子搭載領域、およびレンズ搭載領域の反り量よりもフィルタ搭載領域の反り量を低減させることができる。したがって、ベース板上に搭載されたフィルタについて、ベース板の反りに起因する傾きを抑制することができ、フィルタによって合波される第一の光の光軸と第二の光の光軸とのずれを抑制することができる。その結果、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【０００９】
上記光モジュールにおいて、ベース板の、レンズ搭載領域とフィルタ搭載領域との間には、切り欠きが設けられていてもよい。このように構成することにより、フィルタ搭載領域に対して、レンズ搭載領域における反りの影響を低減させることができる。したがって、さらにフィルタの傾きを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００１０】
上記光モジュールにおいて、半導体発光素子搭載領域におけるベース板の厚みは、レンズ搭載領域におけるベース板の厚みよりも厚く、フィルタ搭載領域におけるベース板の厚みは、レンズ搭載領域におけるベース板の厚みよりも厚くしてもよい。このように構成することにより、フィルタ搭載領域におけるベース板の剛性を高くして、フィルタ搭載領域におけるベース板の反り量を低減することができる。したがって、さらにフィルタの傾きを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００１１】
上記光モジュールにおいて、レンズ搭載領域は、第一レンズが搭載される領域および第二レンズが搭載される領域以外の領域の少なくとも一部に厚肉領域を含み、厚肉領域は、第一レンズが搭載される領域および第二レンズが搭載される領域よりもベース板の厚みが厚い構成でもよい。このように構成することにより、レンズ搭載領域のうち、厚肉領域のベース板の剛性を高くして、反り量を低減することができる。したがって、第一レンズが搭載された領域に対する第二レンズが搭載された領域の相対的な位置のずれを抑制することができる。また、半導体発光素子搭載領域とレンズ搭載領域の反り量を同程度にすることができる。したがって、第一半導体発光素子と第一レンズおよび第二半導体発光素子と第二レンズの光軸の相対的なずれを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００１２】
上記光モジュールにおいて、レンズ搭載領域に対応する第二の面の領域と支持基体とは、外部に開放された空隙を挟んで対向してもよい。さらに、半導体発光素子搭載領域とレンズ搭載領域との間には、切り欠きが設けられていてもよい。このように構成することにより、半導体発光素子搭載領域に対して、レンズ搭載領域における反りの影響を低減させることができる。したがって、さらにレンズの傾きを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００１３】
上記光モジュールにおいて、第一の光の出射方向と前記第二の光の出射方向とは、平行であり、ベース板の板厚方向から平面的に見て、第一の光の出射方向に垂直であって、第一出射部を通る直線上に、第二出射部が位置してもよい。このように構成することにより、第一出射部から出射される第一の光に対する第二出射部から出射される第二の光への半導体発光素子搭載領域における反りによる影響を低減することができる。したがって、第一の光の光軸に対する第二の光の光軸のずれを抑制することができる。
【００１４】
上記光モジュールにおいて、支持基体は、ベース板の第二の面と接触して配置され、第一半導体発光素子および第二半導体発光素子のうちの少なくともいずれか一方の温度を調整する電子冷却モジュールを含んでもよい。このように構成することにより、第一半導体発光素子および第二半導体発光素子のうちの少なくともいずれか一方の温度を効率的に調整することができる。
【００１５】
上記光モジュールにおいて、第一半導体発光素子および第二半導体発光素子は、共に半導体レーザであってもよい。このように構成することにより、光モジュールとして半導体レーザを利用する際に、広い温度範囲内で光軸のずれを抑制して、合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００１６】
上記光モジュールにおいて、ベース板と支持基体、電子冷却モジュールの各部材間の熱膨張率差が小さくなるように、それぞれの材質を選択することができる。このように構成することにより、熱膨張率差に起因する反りを小さくすることができ、広い温度範囲内で光軸のずれを抑制して、合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００１７】
［本開示の実施形態の詳細］
次に、本開示の一実施形態に係る光モジュールを、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。
【００１８】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る光モジュール１を、図１〜図４を参照しつつ説明する。図３において、光軸は破線で示している。
【００１９】
図１〜図４を参照して、実施の形態１における光モジュール１Ａは、平板状の形状を有する支持板１１を含む支持基体１０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の外周からフランジ状に突出している。なお、支持板１１は、例えば鉄、または鉄−ニッケル−コバルト合金からなっている。なお、鉄の熱膨張率は、例えば、１２．６（ｐｐｍ／℃）であり、熱伝導率は、７５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。また、鉄−ニッケル−コバルト合金の熱膨張率は、例えば、５．２（ｐｐｍ／℃）であり、熱伝導率は、１７（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。
【００２０】
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、例えば銅、鉄−ニッケル−コバルト合金、またはＡｌＮ（窒化アルミニウム）からなっている。なお、銅の熱膨張率は、例えば、１４．３（ｐｐｍ／℃）であり、熱伝導率は、３９８（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。また、ＡｌＮの熱膨張率は、例えば、４．６（ｐｐｍ／℃）であり、熱伝導率は、１７０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。上記した支持板１１、およびベース板２０の材質の組み合わせとしては、例えば、支持板１１の材質を鉄−ニッケル−コバルト合金とし、ベース板２０の材質を銅と鉄−ニッケル−コバルト合金、または銅とＡｌＮとすることが挙げられる。この場合、ベース板２０の材質の一例として、図４で示す破線よりも後述する第三サブマウント３３側に位置する領域の材質については、銅とし、破線よりも後述するＴＥＣ７０側に位置する領域の材質については、鉄−ニッケル−コバルト合金、またはＡｌＮとする。特に高い熱伝導率が求められる場合には、ＡｌＮが採用される。なお、ベース板２０については、単一の部材から構成されていてもよいし、複数の部材を接合等して組み合わせて一体とするよう構成してもよい。
【００２１】
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、複数のレンズを搭載可能なレンズ搭載領域２３と、複数のフィルタを搭載可能なフィルタ搭載領域２４とを含む。半導体発光素子搭載領域２２、レンズ搭載領域２３、およびフィルタ搭載領域２４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、レンズ搭載領域２３の厚み、およびフィルタ搭載領域２４の厚みの双方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、レンズ搭載領域２３の高さ、およびフィルタ搭載領域２４の高さよりも高くなっている。なお、本実施形態においては、矢印Ｙで示す向きの順に、半導体発光素子搭載領域２２、レンズ搭載領域２３、フィルタ搭載領域２４が配置されている。
【００２２】
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、同じく平板状の第二サブマウント３２、同じく平板状の第三サブマウント３３が形成されている。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青色レーザダイオード４１が配置されている。青色レーザダイオード４１は、青色の光を第一の光として第一出射部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、緑色の光を第二の光として第二出射部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赤色レーザダイオード４３が配置されている。赤色レーザダイオード４３は、赤色の光を第三の光として第三出射部４３Ａから出射する。青色レーザダイオード４１から出射される青色の光と、緑色レーザダイオード４２から出射される緑色の光と、赤色レーザダイオード４３から出射される赤色の光とは、出射方向がそれぞれＹ軸方向であって平行である。第二出射部４２Ａおよび第三出射部４３Ａが、ベース板２０の板厚方向（Ｚ軸方向）に見て、青色の光の出射方向（Ｙ軸方向）に垂直であって、第一出射部４１Ａを通る直線３０上に第二射出部４２Aおよび第三射出部４３Aが位置する。なお、直線３０は、図３において、一点鎖線で示している。この場合、第一出射部４１Ａ、第二出射部４２Ａ、第三出射部４３Ａは、青色の光、緑色の光、および赤色の光の出射方向に垂直な同じ面（ＸＺ平面）に含まれることとなる。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、第一サブマウント３１の横に間隔をあけて取り付けられている。
【００２３】
レンズ搭載領域２３には、第一レンズ５１、第二レンズ５２、および第三レンズ５３が配置されている。第一レンズ５１、第二レンズ５２、および第三レンズ５３は、それぞれ表面がレンズ面となっているレンズ部５１Ａ、５２Ａ、５３Ａを有している。第一レンズ５１、第二レンズ５２、第三レンズ５３のレンズ部５１Ａ、５２Ａ、５３Ａの中心軸、すなわちレンズ部５１Ａ、５２Ａ、５３Ａの光軸は、それぞれ青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤色レーザダイオード４３の光軸に一致するように調整されている。この場合、光軸の調整時における光モジュール１Ａの雰囲気の温度としては、例えば２５℃が選択される。第一レンズ５１、第二レンズ５２、および第三レンズ５３は、それぞれ青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤色レーザダイオード４３から出射される光をコリメートビームに変換する。第一レンズ５１、第二レンズ５２、および第三レンズ５３はそれぞれ、例えば紫外線硬化接着剤によってレンズ搭載領域２３に固定される。
【００２４】
フィルタ搭載領域２４には、第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３が配置されている。第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３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２４に固定される。第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３は、例えば波長選択性フィルタである。また、第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３は、誘電体多層膜フィルタである。具体的には、第一フィルタ６１は、赤色の光、および緑色の光を透過し、青色の光を反射する。第二フィルタ６２は、赤色の光を透過し、緑色の光を反射する。第三フィルタ６３は、赤色の光を反射する。第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３の主面は、それぞれ青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤色レーザダイオード４３から出射される光の出射方向に傾斜している。具体的には、第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３の主面は、それぞれ青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤色レーザダイオード４３から出射される光の出射方向に対して４５°傾斜している。その結果、第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３は、青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤色レーザダイオード４３から出射される光を合波する。
【００２５】
支持基体１０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。具体的には、支持基体１０は、支持板１１と、ＴＥＣ７０とから構成されている。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、および放熱板７２は、例えばアルミナからなっている。また、半導体柱７３は、例えばＢｉＴｅからなっている。なお、アルミナの熱膨張率は、例えば、７．７（ｐｐｍ／℃）であり、熱伝導率は、３６（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。また、ＢｉＴｅの熱膨張率は、例えば、１５．０（ｐｐｍ／℃）であり、熱伝導率は、１．５５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。吸熱板７１は、ベース板２０の他方の主面２１Ｂの一部に接触して配置される。この場合、吸熱板７１の主面２１Ｂに対向する面と主面２１ＢとがＡｇペーストにより接合されている。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は、ペルチェモジュール（ペルチェ素子）である。そして、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、青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤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、青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤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。
【００２６】
ここで、フィルタ搭載領域２４に対応する第二の面、すなわち、他方の主面２１Ｂの領域と支持基体１０、具体的には、支持板１１の一方の主面１２Ａとは、外部に開放された空隙１８を挟んで対向する。空隙１８の高さ、すなわち、Ｚ軸方向における主面１２Ａと主面２１Ｂとの間隔は、ＴＥＣ７０のＺ軸方向の高さに相当する。空隙１８は、Ｙ軸方向の一方の向き、およびＸ軸方向の双方の向きに開放されている。この場合、半導体発光素子搭載領域２２、およびレンズ搭載領域２３の双方と、ＴＥＣ７０とが接触している状態である。
【００２７】
また、レンズ搭載領域２３とフィルタ搭載領域２４との間には、第一切り欠き１９Ａおよび第二切り欠き１９Ｂが設けられている。第一切り欠き１９Ａは、ベース板２０を板厚方向に見て矩形状のベース板２０のうちの青色レーザダイオード４１が位置する一方側の短辺２０ＣからＸ軸方向に沿って、青色レーザダイオード４１と緑色レーザダイオード４２との間まで設けられている。第二の切り欠き１９Ｂは、ベース板２０を板厚方向に見て矩形状のベース板２０のうちの赤色レーザダイオード４３が位置する他方側の短辺２０ＤからＸ軸方向に沿って、赤色レーザダイオード４３と緑色レーザダイオード４２との間まで設けられている。すなわち、ベース板２０のうちのレンズ搭載領域２３とフィルタ搭載領域２４とは、Ｘ軸方向における第一切り欠き１９Ａと第二切り欠き１９Ｂとの間に位置する接続部１９Ｃにおいて接続されている構成である。
【００２８】
半導体発光素子搭載領域２２は、第一半導体発光素子である青色レーザダイオード４１が搭載される領域４１Ｂと第二半導体発光素子である緑色レーザダイオード４２が搭載される領域４２Ｂとの間に、青色レーザダイオード４１が搭載される領域４１Ｂおよび緑色レーザダイオード４２が搭載される領域４２Ｂよりもベース板２０の厚みの薄い第一薄肉領域２５Ａを含む。半導体発光素子搭載領域２２は、第二半導体発光素子である緑色レーザダイオード４２が搭載される領域４２Ｂと第三半導体発光素子である赤色レーザダイオード４３が搭載される領域４３Ｂとの間に、緑色レーザダイオード４２が搭載される領域４２Ｂおよび赤色レーザダイオード４３が搭載される領域４３Ｂよりもベース板２０の厚みの薄い第二薄肉領域２５Ｂを含む。第一薄肉領域２５Ａおよび第二薄肉領域２５Ｂは共に、半導体発光素子搭載領域２２のＺ軸方向の高さを減ずるように設けられている。第一薄肉領域２５Ａおよび第二薄肉領域２５Ｂは、半導体発光素子搭載領域２２のうち、Ｙ軸方向の全域に亘って設けられている。
【００２９】
このような構成の光モジュール１Ａによれば、フィルタ搭載領域２４に対応する第二の面である他方の主面２１Ｂの領域と支持板１１の一方の主面１２Ａとの間に、空隙１８を有するため、フィルタ搭載領域２４に対応する第二の面である他方の主面２１ｂと支持基体１０、この場合、支持板１１とを離隔させることができる。そうすると、光モジュール１Ａが配置される環境の温度が大きく変化したとしても、半導体発光素子搭載領域２２、およびレンズ搭載領域２３の反り量よりもフィルタ搭載領域２４の反り量を低減させることができる。したがって、ベース板２０上に搭載された第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３について、ベース板２０の反りに起因する傾きを抑制することができ、第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３によって合波される第一の光の光軸と第二の光の光軸と第三の光の光軸とのずれを抑制することができる。その結果、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。この場合、光モジュール１Ａは、半導体レーザとして青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤色レーザダイオード４３を利用しており、広い温度範囲内で光軸のずれを抑制して、合波される青光の光、緑色の光、および赤色の光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００３０】
また、光モジュール１Ａにおいては、レンズ搭載領域２３とフィルタ搭載領域２４との間には、第一切り欠き１９Ａおよび第二切り欠き１９Ｂが設けられている構成である。したがって、フィルタ搭載領域２４に対して、レンズ搭載領域２３における反りの影響を低減させることができる。したがって、さらに第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、および第三フィルタ６３の傾きを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００３１】
また、光モジュール１Ａにおいて、半導体発光素子搭載領域２２は、青色レーザダイオード４１が搭載される領域４１Ｂと緑色レーザダイオード４２が搭載される領域４２Ｂとの間に、青色レーザダイオード４１が搭載される領域４１Ｂおよび緑色レーザダイオード４２が搭載される領域４２Ｂよりもベース板２０の厚みの薄い第一薄肉領域２５Ａを含む。半導体発光素子搭載領域２２は、緑色レーザダイオード４２が搭載される領域４２Ｂと赤色レーザダイオード４３が搭載される領域４３Ｂとの間に、緑色レーザダイオード４２が搭載される領域４２Ｂおよび赤色レーザダイオード４３が搭載される領域４３Ｂよりもベース板２０の厚みの薄い第二薄肉領域２５Ｂを含む。したがって、青色レーザダイオード４１と第一レンズ５１、緑色レーザダイオード４２と第二レンズ５２、赤色レーザダイオード４３と第三レンズ５３の光軸の相対的なずれを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００３２】
なお、光モジュール１Ａにおいて、青色の光の出射方向と緑色の光の出射方向とは平行である。そして、ベース板２０の板厚方向（Ｚ軸方向）から平面的に見て、青色の光の出射方向（Ｙ軸方向）に垂直であって、第一出射部４１Ａを通る直線３０上に第二出射部４２Ａおよび第三出射部４３Ａが位置する。そうすると、第一出射部４１Ａから出射される青色の光に対する第二出射部４２Ａから出射される緑色の光への半導体発光素子搭載領域２２における反りによる影響を低減することができる。また、第二出射部４２Ａから出射される緑色の光に対する第三出射部４３Ａから出射される赤色の光への半導体発光素子搭載領域２２における反りによる影響を低減することができる。したがって、緑色の光の光軸に対する青色の光の光軸のずれ、および緑色の光の光軸に対する赤色の光の光軸のずれを抑制することができる。
【００３３】
次に光モジュール１Ａにおける光軸のずれの抑制について、さらに詳細に説明する。光モジュール１Ａは、例えば、−４０℃〜１０５℃といった広い温度範囲で使用される場合がある。図５は、図２等に示す光モジュール１Ａに設けられている空隙１８、第一切り欠き１９Ａ、第二切り欠き１９Ｂ等が設けられていない光モジュール２０１において、高温時（９５℃）に支持板２０２、およびベース板２０３が熱膨張率の差により反りが発生した状態を誇張して示す概略斜視図である。図５を参照して、光モジュール２０１に備えられる支持基体２０４は、支持板２０２、およびＴＥＣ２０５を含む。ＴＥＣ２０５は、例えば、銀ペーストによりベース板２０３、および支持板２０２に接着されている。この場合、ＴＥＣ２０５は、ベース板２０３の他方の主面２０６Ｂの全面に貼付されている。ＴＥＣ２０５、ベース板２０３、および支持板２０２はそれぞれ材質が異なるため、材質の熱膨張の相違に起因して、９５℃といった高温時に、例えば、図５に示すように反ることとなる。すなわち、光モジュール２０１が配置される環境の温度変化、具体的には、光モジュール２０１が配置される環境における温度上昇に伴い、ベース板２０３の長辺方向、および短辺方向に反ることとなる。ここで、第一フィルタ２０７、第二フィルタ２０８、および第三フィルタ２０９が搭載されている領域もそれぞれ傾くこととなる。その結果、第一フィルタ２０７、第二フィルタ２０８、および第三フィルタ２０９のそれぞれによって反射される青色の光の光軸、緑色の光の光軸、および赤色の光の光軸が、室温で調整した位置からずれることとなる。したがって、第一フィルタ２０７、第二フィルタ２０８、および第三フィルタ２０９が搭載される領域のベース板２０３の反りを小さくして、第一フィルタ２０７、第二フィルタ２０８、および第三フィルタ２０９が搭載される領域における主面２０６Ａの曲率半径の変化を小さくすることが望まれる。なお、第一半導体発光素子である青色レーザダイオード２１１、第二半導体発光素子である緑色レーザダイオード２１２、第三半導体発光素子である赤色レーザダイオード２１３が搭載される領域、および第一レンズ２２１、第二レンズ２２２、第三レンズ２２３が搭載される領域については、反りがあっても、すなわち、青色レーザダイオード２１１、緑色レーザダイオード２１２、赤色レーザダイオード２１３が搭載される領域、および第一レンズ２２１、第二レンズ２２２、第三レンズ２２３が搭載される領域における主面２０６Ａの曲率半径の変化が多少大きくなろうとも、青色レーザダイオード２１１の光軸と第一レンズ２２１の光軸とのずれ、緑色レーザダイオード２１２の光軸と第二レンズ２２２の光軸とのずれ、および赤色レーザダイオード２１３の光軸と第三レンズ２２３の光軸とのずれがそれぞれ大きくなければ、合波される光の光軸のずれへの影響は小さいものとなる。もちろん、青色レーザダイオード２１１、緑色レーザダイオード２１２、赤色レーザダイオード２１３が搭載される領域、および第一レンズ２２１、第二レンズ２２２、第三レンズ２２３が搭載される領域における主面２０６Ａの曲率半径の変化もできるだけ小さいことが好ましい。
【００３４】
図６において、縦軸は、光軸のずれ（°）を示し、横軸はサーミスタ１７によって検出された温度（℃）を示す。図６に示すグラフは、基準とする緑色の光に対する青色の光の水平方向の光軸のずれを示している。
【００３５】
図６を参照して、２５℃の時の光軸のずれが０°であっても、３５℃〜４０℃で光軸のずれが０．０１°を越え、温度上昇に伴い、基準とする色の光軸に対するずれが大きくなっていくことが把握できる。このような状況であれば、広い温度範囲内において合波される光の光軸を高精度に一致させることができないこととなる。
【００３６】
図７において、縦軸は光線角度（°）を示し、横軸は、レーザダイオード、レンズ、フィルタの各場合を示す。丸印が赤色の場合を示し、四角印が緑色を示し、三角印が青色を示す。なお、図７は、温度が２５℃の場合の光線角度を０°とした場合に対するＺ軸方向の光線角度のずれを示している。
【００３７】
図７を参照して、レーザダイオードの出射時においては、青色、緑色、赤色のいずれも若干光線角度がずれているが、いずれもマイナス側にずれており、各色におけるずれの程度の差は小さい。そして、レンズを通過した各光線においては、青色と緑色との差は小さいが、赤色との差が大きくなっている。そして、フィルタを通過した各光線においては、それぞれの光線のずれの差がさらに大きくなっている。すなわち、各色における光線角度のずれの量が大きく異なっている。なお、フィルタが傾いていても、フィルタを透過する光については、光軸のずれへの影響は少ない。したがって、フィルタの傾きをできるだけ抑制することが求められる。
【００３８】
上記した図１〜図４に示す本願の実施の形態１に係る光モジュール１Ａにおいては、以下の通りとなる。図８において、縦軸は、光軸のずれ（°）を示し、横軸はサーミスタ１７によって検出された温度（℃）を示す。図８に示すグラフは、図６に示すグラフに対応する。すなわち、図８に示すグラフは、基準とする緑色の光に対する青色の光の水平方向の光軸のずれを示している。図８を参照して、図１〜図４に示す実施の形態１に係る光モジュール１Ａによれば、温度上昇により若干光軸のずれが大きくなっているが、雰囲気の温度が１００℃程度に上昇したとしても、あるいは−４０℃程度に低下したとしても、光軸のずれは±０．０１°以下である。光軸のずれがこの範囲内であれば、光モジュールを利用してＭＥＭＳミラーなどでスキャニングして映像を描画する際に、画素内での色ずれを抑制した高画質の映像を実現できる。よって、本願の実施形態に係る光モジュールにおいて、広い温度範囲において高画質の映像とすることができる。また、このずれの範囲内であれば、合波された光をシングルモードの光ファイバに単一レンズで結合した際に、光の結合効率への影響が小さい。よって、本願の実施形態に係る光モジュールにおいて、広い温度範囲においてシングルモードの光ファイバへの高い結合効率を実現することができる。なお、光モジュール１Ａにおけるフィルタ搭載領域２４の反りは、０．５μｍ以下に抑えることができる。反り量は、例えば光学式の３次元形状測定器や、触針式の形状測定器で測定することができる。
【００３９】
このような図１〜図４に示す光モジュール１Ａを、表示装置に適用することができる。
【００４０】
図９、および図１０を参照して、実施の形態１に係る光モジュール１Ａを用いた表示装置１０１は、直方体形状のパッケージ１０２（図９において破線で示される）と、パッケージ１０２内に配置される光モジュール１Ａと、板状のベースフレーム１０３と、整形レンズ１０４と、ビームスプリッタ１０５と、三つのミラー１０６Ａ，１０６Ｂ、１０６Ｃと、モニターフォトダイオード１０７と、周期的に角度を往復して変えることができるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー１０８とを備える。なお、光モジュール１Ａから出射される光１１１を破線で示している。パッケージ１０２には、出力用の出射窓１０９が設けられている。ベースフレーム１０３は、矩形状の板状部材の一部を折り曲げて形成される壁部１１０を含む。ベースフレーム１０３は、パッケージ１０２の内側に配置される。光モジュール１Ａ、整形レンズ１０４、ビームスプリッタ１０５、三つのミラー１０６Ａ，１０６Ｂ、１０６Ｃ、ＭＥＭＳミラー１０８は、ベースフレーム１０３の主面１０３Ａ上に配置される。モニターフォトダイオード１０７は、壁部１１０に設けられる。光モジュール１Ａから出射された光が通過する位置に整形レンズ１０４が配置され、光の縦横比が整えられる。そして、整形レンズ１０４を通過した光が照射される位置にビームスプリッタ１０５が配置される。ビームスプリッタ１０５により分けられた光の一部がモニターフォトダイオード１０７に入射され、光量等が監視される。ベースフレーム１０３上に配置された三つのミラー１０６Ａ〜１０６Ｃにより光の角度が変えられ、ＭＥＭＳミラー１０８に入射される。そして、ＭＥＭＳミラー１０８により入射された光が反射され、出射窓１０９から出射される。ＭＥＭＳミラー１０８の角度を水平、および垂直方向に高速に動かし、青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤色レーザダイオード４３の出力をＭＥＭＳミラー１０８の動きに合わせて変調することで、フルカラーの映像を表示することができる。
【００４１】
このような構成の表示装置１０１は、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる光モジュール１Ａを備えるため、広い温度範囲内で高精度な表示を行うことができる。特に光モジュール１Ａは、光軸のずれが上記した通り±０．０１°以下であるため、より高精度な表示を行うことができる。
【００４２】
（実施の形態２）
実施の形態１において、光モジュール１Ａは、青色の光を照射する青色レーザダイオード４１、緑色の光を照射する緑色レーザダイオード４２、および赤色の光を照射する赤色レーザダイオード４３をそれぞれ一つずつ備える構成としたが、これに限らず、以下のように構成してもよい。
【００４３】
図１１を参照して、実施の形態２に係る光モジュール１Bを、主に実施の形態１との相違点について説明する。光モジュール１Ｂは、青色の光を照射する青色レーザダイオード４１、緑色の光を照射する緑色レーザダイオード４２、および赤色の光を照射する赤色レーザダイオード４３、赤外の光を照射する赤外レーザダイオード４４を備える。赤外レーザダイオード４４は、Ｘ軸方向において青色レーザダイオード４１のうち、緑色レーザダイオード４２が位置する側と反対側に設けられる。赤外レーザダイオード４４は、赤外の光を第四の光として第四出射部４４Ａから出射する。
【００４４】
レンズ搭載領域２３には、さらに第四レンズ５４が配置されている。第四レンズ５４は、表面がレンズ面となっているレンズ部５４Ａを有している。第四レンズ５４のレンズ部５４Ａの中心軸、すなわちレンズ部５４Ａの光軸は、それぞれ青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、および赤色レーザダイオード４３の光軸に一致するように調整されている。第四レンズ５４は、赤外レーザダイオード４４から出射される光をコリメートビームに変換する。半導体発光素子搭載領域２２は、青色レーザダイオード４１が搭載される領域４１Ｂと赤外レーザダイオード４４が搭載される領域４４Ｂとの間に、青色レーザダイオード４１が搭載される領域４１Ｂおよび赤外レーザダイオード４４が搭載される領域４４Ｂよりもベース板２０の厚みの薄い第三薄肉領域２５Ｃを含む。
【００４５】
フィルタ搭載領域２４には、第四フィルタ６４が配置されている。第四フィルタ６４は、例えば波長選択性フィルタであって、誘電体多層膜フィルタである。具体的には、第四フィルタ６４は、赤色の光、および緑色の光、青色の光を透過し、赤外の光を反射する。第四フィルタ６４の主面は、赤外レーザダイオード４４から出射される光の出射方向に傾斜している。第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、第三フィルタ６３、および第四フィルタ６４は、青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、赤色レーザダイオード４３、および赤外レーザダイオード４４から出射される光を合波する。このような構成とすることにより、合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１２を参照して、実施の形態３に係る光モジュール１Cを、主に実施の形態１との相違点について説明する。光モジュール１Ｃは、青色の光を照射する一つの青色レーザダイオード４１、緑色の光を照射する二つの緑色レーザダイオード４２、４５、および赤色の光を照射する二つの赤色レーザダイオード４３、４６を備える。緑色レーザダイオード４５は、緑色の光を第五の光として第五出射部４５Ａから出射する。また、赤色レーザダイオード４６は、赤色の光を第六の光として第六出射部４６Ａから出射する。
【００４７】
レンズ搭載領域２３には、レンズ部５５Ａを有し、第二レンズ５２と同様の構成の第五レンズ５５、およびレンズ部５６Ａを有し、第三レンズ５３と同様の構成の第六レンズ５６が配置されている。レンズ搭載領域２３には、緑色レーザダイオード４５と第五レンズ５５との間の位置に１／２波長板２６Ａが設けられている。レンズ搭載領域２３には、赤色レーザダイオード４６と第六レンズ５６との間の位置に１／２波長板２６Ｂが設けられている。半導体発光素子搭載領域２２は、領域４１Ｂ〜４３Ｂ、４５Ｂ、４６Ｂの間に、Ｘ軸方向に間隔をあけて、領域４１Ｂ〜４３Ｂ、４５Ｂ、４６Ｂよりもそれぞれベース板２０の厚みの薄い第一薄肉領域２５Ａ、第二薄肉領域２５Ｂ、第三薄肉領域２５Ｃおよび第四薄肉領域２５Ｄを含む。
【００４８】
フィルタ搭載領域２４には、第五フィルタ６５、および第六フィルタ６６が配置されている。第五フィルタ６５、および第六フィルタ６６はそれぞれ、例えば偏光選択性および波長選択制フィルタであって、誘電体多層膜フィルタである。青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、４５、赤色レーザダイオード４３、４６から出射される光は偏光している。これらの偏光は例えばＴＥモードであり、図１２のＸ軸方向近傍に偏光している。１／２波長板２６Ａには緑色レーザダイオード４５から、１／２波長板２６Ｂには赤色レーザダイオード４６から出射される光が入射し、偏光が９０度回転する。すなわち図１２のＸＹ平面に垂直な方向近傍に偏光された光となって出射される。第五フィルタ６５は、赤色の光、およびｐ偏光の緑色の光を透過し、ｓ偏光の緑色の光を反射する。第六フィルタ６６は、ｐ偏光の赤色の光を透過し、ｓ偏光の赤色の光を反射する。第五フィルタ６５、および第六フィルタ６６のそれぞれ主面は、緑色レーザダイオード４５、赤色レーザダイオード４６から出射される光の出射方向に対して傾斜している。青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、赤色レーザダイオード４３から出射される光は、それぞれ第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、第三フィルタ６３にｐ偏光として入射する。緑色レーザダイオード４５、赤色レーザダイオード４６から出射される光は、それぞれ第五フィルタ６５、第六フィルタ６６にｓ偏光として入射する。したがって、第一フィルタ６１、第二フィルタ６２、第三フィルタ６３、第四フィルタ６４、第五フィルタ６５、および第六フィルタ６６は、青色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２、４５、赤色レーザダイオード４３、４６から出射される光を合波する。このような構成としてもよい。
【００４９】
（実施の形態４）
図１３を参照して、実施の形態４に係る光モジュール１Ｄを、主に実施の形態１〜実施の形態３との相違点について説明する。光モジュール１Ｄは、青色の光を照射する青色レーザダイオード４１、緑色の光を照射する二つの緑色レーザダイオード４２、４５、および赤色の光を照射する二つの赤色レーザダイオード４３、４６、赤外の光を照射する赤外レーザダイオード４４を備える。
【００５０】
レンズ搭載領域２３には、実施の形態２に示す第四レンズ５４、実施の形態３に示す第二レンズ５２と同様の構成の第五レンズ５５、および第三レンズ５３と同様の構成の第六レンズ５６が配置されている。レンズ搭載領域２３には、緑色レーザダイオード４５と第五レンズ５５との間の位置に１／２波長板２６Ａが設けられている。レンズ搭載領域２３には、赤色レーザダイオード４６と第六レンズ５６との間の位置に１／２波長板２６Ｂが設けられている。半導体発光素子搭載領域２２は、領域４１Ｂ〜４６Ｂの間に、Ｘ軸方向に間隔をあけて、領域４１Ｂ〜４６Ｂよりもそれぞれベース板２０の厚みの薄い第一薄肉領域２５Ａ、第二薄肉領域２５Ｂ、第三薄肉領域２５Ｃ、第四薄肉領域２５Ｄおよび第五薄肉領域２５Ｅを含む。
【００５１】
フィルタ搭載領域２４には、第四フィルタ６４、第五フィルタ６５、および第六フィルタ６６が配置されている。このような構成とすることにより、合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００５２】
（実施の形態５）
図１４〜図１５を参照して、実施の形態５に係る光モジュール１Ｅを、主に実施の形態１との相違点について説明する。
【００５３】
光モジュール１Ｅは、実施の形態１に示す光モジュール１Ａと比較して、ＴＥＣ７０を備えない構成である。光モジュール１Ｅに備えられる支持基体１０は、支持板１１と、膨出部２９とを含む。膨出部２９は、ベース板２０において、半導体発光素子搭載領域２２、およびレンズ搭載領域２３のうちの半導体発光素子搭載領域２２側の一部の主面２１Ｂ側の部分を膨出した形状である。膨出部２９とベース板２０との境界については、図１５において、破線で示されている。ベース板２０のうちの膨出部２９の主面２９Ａと支持板１１の主面１２Ａとが接した状態である。光モジュール１Ｅとして、ＴＥＣ７０を設けないこのような構成としてもよい。このような構成とすることによっても、合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００５４】
（実施の形態６）
図１６を参照して、実施の形態６に係る光モジュール１Ｆを、主に実施の形態１との相違点について説明する。
【００５５】
光モジュール１Ｆは、実施の形態１に示す光モジュール１Ａと比較して、フィルタ搭載領域２４の厚みが厚い構成である。すなわち、フィルタ搭載領域２４におけるベース板２０の厚みは、レンズ搭載領域２３におけるベース板２０の厚みよりも厚く構成されている。このように構成することにより、フィルタ搭載領域２４におけるベース板２０の剛性を高くして、フィルタ搭載領域２４におけるベース板２０の反り量を低減することができる。したがって、さらに第一フィルタ、第二フィルタ、および第三フィルタの傾きを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【００５６】
（実施の形態７）
図１７を参照して、実施の形態７に係る光モジュール１Ｇを、主に実施の形態１との相違点について説明する。
【００５７】
光モジュール１Ｇは、実施の形態１に示す光モジュール１Ａと比較して、レンズ搭載領域２３の一部の厚みが厚い構成である。すなわち、レンズ搭載領域２３は、第一レンズ５１が搭載される領域、第二レンズ５２が搭載される領域および第三レンズ５３が搭載される領域以外の領域の、少なくとも一部、具体的には、第一レンズ５１が搭載される領域のＸ軸方向における両側部側の領域および第三レンズ５３が搭載される領域のＸ軸方向における両側部側の領域に、第一レンズ５１が搭載される領域、第二レンズ５２が搭載される領域および第三レンズ５３が搭載される領域よりもベース板２０の厚みの厚い第一厚肉領域２８Ａ、第二厚肉領域２８Ｂ、第三厚肉領域２８Ｃおよび第四厚肉領域２８Ｄを含む。第一厚肉領域２８Ａ〜第四厚肉領域２８Ｄは、ベース板２０の板厚方向から平面的に見てＹ軸方向に長い矩形状である。具体的には、第一厚肉領域２８Ａ〜第四厚肉領域２８Ｄは、半導体発光素子搭載領域２２が設けられている部分まで延びている。このように構成することにより、レンズ搭載領域２３のうち、第一厚肉領域２８Ａ〜第四厚肉領域２８Ｄにおけるベース板２０の剛性を高くして、反り量を低減することができる。したがって、第一レンズ５１が搭載された領域に対する第二レンズ５２が搭載された領域、および第三レンズ５３が搭載された領域の相対的な位置のずれを抑制することができる。また、半導体発光素子搭載領域２２とレンズ搭載領域２３の反り量を同程度にすることができる。したがって、青色レーザダイオード４１と第一レンズ５１、緑色レーザダイオード４２と第二レンズ５２、および赤色レーザダイオード４３と第三レンズ５３の光軸の相対的なずれを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。なお、レンズ搭載領域２３の一部の厚みが厚い構成については、使用環境等に応じて、その数や大きさ、配置等が任意に定められる。
【００５８】
（実施の形態８）
図１８〜図２０を参照して、実施の形態８に係る光モジュール１Hおよび光モジュール１Hを備える表示装置１２１を説明する。表示装置１２１は、光モジュール１Ｈと、パッケージ１２２と、板状のベースフレーム１２３と、整形レンズ１２４と、ビームスプリッタ１２５と、二つのミラー１２６Ａ、１２６Ｂと、モニターフォトダイオード１２７と、アパーチャ１２８と、周期的に角度を往復して変えることができるＭＥＭＳミラー１２９と、レンズ１２０とを備える。なお、光モジュール１Ｈから出射される光１１９を破線で示している。パッケージ１２２には、出力用の出射窓１３０が設けられている。ベースフレーム１２３は、矩形状である。ベースフレーム１２３は、パッケージ１２２の内側に配置される。光モジュール１Ｈ、整形レンズ１２４、ビームスプリッタ１２５、二つのミラー１２６Ａ、１２６Ｂ、モニターフォトダイオード１２７、アパーチャ１２８、およびＭＥＭＳミラー１２９は、ベースフレーム１２３の主面１２３Ａ上に配置される。光モジュール１Ｈから出射された光が通過する位置に整形レンズ１２４が配置され、光の縦横比が整えられる。そして、整形レンズ１２４を通過した光が照射される位置にビームスプリッタ１２５が配置される。ビームスプリッタ１２５により分けられた光の一部がレンズ１２０を介してモニターフォトダイオード１２７に入射され、光量等が監視される。ベースフレーム１２３上に配置された二つのミラー１２６Ａ、１２６Ｂにより光の角度が変えられ、アパーチャ１２８によって迷光が排除され、ＭＥＭＳミラー１２９に入射される。そして、ＭＥＭＳミラー１２９により入射された光が反射され、出射窓１３０から出射される。表示装置１２１によって表示される映像の範囲は、領域Ｓによって示されている。
【００５９】
光モジュール１Ｈは、いわゆるＣＡＮタイプのレーザダイオード１３１、１３２、１３３を含む。レーザダイオード１３１は、青色の光を照射し、レーザダイオード１３２は、緑色の光を照射し、レーザダイオード１３３は、赤色の光を照射する。また、光モジュール１Ｈは、半導体発光素子であるレーザダイオード１３１〜１３３からの光をコリメートビームに変換する第一レンズ１４１、第二レンズ１４２、および第三レンズ１４３を含む。また、光モジュール１Ｈは、第一フィルタ１５１、第二フィルタ１５２、および第三フィルタ１５３を含む。第一フィルタ１５１は、青色の光を反射し、緑色の光、および赤色の光を透過する。第二フィルタ１５２は、緑色の光を反射し、赤色の光を透過する。第三フィルタ１５３は、赤色の光を反射する。レーザダイオード１３１〜１３３、第一レンズ１４１〜第三レンズ１４３、第一フィルタ１５１〜第三フィルタ１５３は、光モジュール１Ｈに含まれるベース板１６０に取り付けられる。ここで、レーザダイオード１３１〜１３３はそれぞれ、ベース板１６０に設けられたベース板１６０の板厚方向に延びる壁部１６１、１６２、１６３に取り付けられている。壁部１６１、１６２、１６３のそれぞれの間には、隙間が設けられている。第一フィルタ１５１〜第三フィルタ１５３は、ベース板１６０の第一の面であるベース板１６０の一方の主面１６０Ａ内の領域であるフィルタ搭載領域１７４に搭載される。第一レンズ１４１〜第三レンズ１４３は、ベース板１６０の主面１６０Ａ内の領域であるレンズ搭載領域１７３に搭載される。なお、この場合、主面１６０Ａには、壁部１６１〜１６３に取り付けられたレーザダイオード１３１〜１３３が半導体発光素子搭載領域１７２において搭載されることとなる。
【００６０】
光モジュール１Ｈは、ＴＥＣ１７０を含む。ＴＥＣ１７０は、ベース板１６０、およびベースフレーム１２３とパッケージ１２２との間に配置される。パッケージ１２２の一部とＴＥＣ１７０が、支持基体１７１を構成する。ここで、フィルタ搭載領域１７４に対応する第二の面であるベース板１６０の他方の主面１６０Ｂの領域と支持基体１７１とは、空隙１８を挟んで対向する。
【００６１】
このような構成の表示装置１２１は、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる光モジュール１Ｈを備えるため、広い温度範囲内で高精度な表示を行うことができる。
【００６２】
（変形例）
なお、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半導体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。
【００６３】
また、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。
【００６４】
なお、上記の実施の形態においては、ベース板２０に第一切り欠き１９Ａ、および第二切り欠き１９Ｂを設けることとしたが、これに限らず、いずれか一方のみを設けることとしてもよい。第一切り欠き１９Ａの形状、幅、すなわち、半導体発光素子搭載領域２２とレンズ搭載領域２３との間隔、短辺２０Ｃ、２０Ｄからの凹み量等については、使用環境や各部材の材質等に応じて任意に定められる。また、ベース板２０の半導体発光素子搭載領域２２に含まれる薄肉領域についても、その数や形状等については、使用環境や各部材の材質等に応じて任意に定められる。
【００６５】
また、上記の実施の形態において、レンズ搭載領域２３に対応するベース板２０の第二の面の領域と支持基体１０との間に空隙を有しても良い。また、ベース板２０の第二の面の領域と支持基体１０とは空隙を挟んで対向してもよい。さらに、半導体発光素子搭載領域２２とレンズ搭載領域２３との間には、切り欠きが設けられていてもよい。このように構成することにより、半導体発光素子搭載領域２２に対して、レンズ搭載領域２３における反りの影響を低減させることができる。したがって、さらにレンズの傾きを抑制することができ、広い温度範囲内で合波される光の光軸を高精度に一致させることができる。
【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、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。
【符号の説明】
【００６７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，２０１  光モジュール
１０，１７１，２０４  支持基体
１１，２０２  支持板
１２Ａ，１２Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，１６０Ａ，１６０Ｂ，２０６Ａ，２０６Ｂ  主面
１３  光形成部
１４  キャップ
１５，１０９，１３０  出射窓
１６  リードピン
１７  サーミスタ
１８  空隙
１９Ａ  第一切り欠き
１９Ｂ  第二切り欠き
１９Ｃ  接続部
２０，１６０，２０３  ベース板
２０Ａ、２０Ｃ、２０Ｄ  辺
２２，１７２  半導体発光素子搭載領域
２３，１７３  レンズ搭載領域
２４，１７４  フィルタ搭載領域
２５Ａ  第一薄肉領域
２５Ｂ  第二薄肉領域
２５Ｃ  第三薄肉領域
２５Ｄ  第四薄肉領域
２５Ｅ  第五薄肉領域
２６Ａ，２６Ｂ  １／２波長板
２８Ａ  第一厚肉領域
２８Ｂ  第二厚肉領域
２８Ｃ  第三厚肉領域
２８Ｄ  第四厚肉領域
２９  膨出部
３０  直線
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
３４  第四サブマウント
３５  第五サブマウント
３６  第六サブマウント
４１，２１１  青色レーザダイオード
４１Ａ  第一射出部
４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂ、４４Ｂ、４５Ｂ  領域
４２，４５，２１２  緑色レーザダイオード
４２Ａ  第二射出部
４３，４６，２１３  赤色レーザダイオード
４３Ａ  第三射出部
４４  赤外レーザダイオード
５１，１４１，２２１  第一レンズ
５２，１４２，２２２  第二レンズ
５３，１４３，２２３  第三レンズ
５４  第四レンズ
５５  第五レンズ
５６  第六レンズ
５４Ａ、５５A、５６Ａ  レンズ部
６１，１５１，２０７  第一フィルタ
６２，１５２，２０８  第二フィルタ
６３，１５３，２０９  第三フィルタ
６４  第四フィルタ
６５  第五フィルタ
６６  第六フィルタ
７０，１７０，２０５  ＴＥＣ
７１  吸熱板
７２  放熱板
７３  半導体柱
１０１，１２１  表示装置
１０２，１２２  パッケージ
１０３  ベースフレーム
１０３Ａ  主面
１０４，１２４  整形レンズ
１０５，１２５  ビームスプリッタ
１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃ，１２６Ａ，１２６Ｂ  ミラー
１０７，１２７  モニターフォトダイオード
１０８，１２９  ＭＥＭＳミラー
１１０，１６１，１６２，１６３  壁部
１１１，１１９  光
１２０  レンズ
１２８  アパーチャ
１３１，１３２，１３３  レーザダイオード
【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５】
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【図６】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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2019159827.tif 000024
2019159827.tif 000025
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