JP6460082B2 - 光アセンブリの製造方法、及び光アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、光アセンブリの製造方法、及び光アセンブリに関するものである。

特許文献１には、画像信号に応じた強度の光束を２次元走査して画像を表示する光走査型の画像表示装置に関する技術が開示されている。この画像表示装置では、光源部から出射された光束を第１走査部及び第２走査部が走査する。また、第１走査部と第２走査部との間の光路上にはハーフミラーが設けられており、第１走査部により走査されてハーフミラーで反射される光束の強度とタイミングが光検出部によって検出される。第２走査部により走査された光束により形成される像面位置には第１反射部及び第２反射部が配置され、第１反射部及び第２反射部は、第２走査部により走査された光束をそれぞれ反射する。第１走査部により走査され第１反射部と第２反射部とでそれぞれ反射され、ハーフミラーで反射される光束の光路は、第１走査部により走査されてハーフミラーで反射される光束の光路と同一光路として光検出部に入射する。

特許文献２には、光源装置及びヘッドマウントディスプレイに関する技術が開示されている。光源装置は、緑色レーザダイオードと、青色レーザダイオードと、赤色レーザダイオードと、これらからの光を選択的に透過・屈折するダイクロイックプリズムとを備える。緑色レーザダイオードは、光源装置において、最も発熱量が大きく、放熱器が大きい。緑色レーザダイオードは、ダイクロイックプリズムを挟んで、出射口と対向する位置に設けられている。放熱器の幅は、青色レーザダイオードの外側から赤色レーザダイオードの外側までの幅よりも狭く成るように、形成されている。

特許文献３には、多波長光源装置に関する技術が開示されている。多波長光源装置は、同軸モジュール内に複数のレーザダイオード（ＬＤ）チップを搭載し、一個の集光レンズにより各出射光を一点に集光する。多波長光源装置は、光源と、集光手段と、導光手段とを備える。光源は、光を出射する複数の発火点を備える。集光手段は、複数の発火点から出射された複数の光を集光する。導光手段は、集光手段によって集光された複数の発火点からの複数の光が重なり、混じり合うように伝播させる。

特許文献４には、発光ダイオードなどの発光素子を有する光源装置に関する技術が開示されている。この光源装置は、発光素子部、集光部、及び合波部を備える。発光素子部は、チップ状の発光素子を複数個搭載し、外部端子を通じて各発光素子の発光を独立に制御する。集光部では、レンズストッパに設けられた嵌合孔との嵌め合わせによって、球レンズが発光素子に対接又は対向して発光部の間近に保持され、発光素子から放射される光が広がってしまう前に平行光束に方向変換される。合波部は、ダイクロイックミラー及びアパーチュアを有し、集光部から入射してきた平行光束を合波するとともに、平行性に優れた近軸光線を選別して出射する。

特開２０１１−２２７３７９号公報 特開２０１１−１７１５３５号公報 特開２０１１−０６６０２８号公報 特開２００６−０１３１２７号公報

近年、液晶ディスプレイが広く普及しており、液晶ディスプレイのモバイルへの適用に向けた技術開発が進められている。一方、ＬＤ光源を用いたディスプレイは、液晶ディスプレイのバックライトに使用されている白色ＬＥＤと比較して、低消費電力、高精細、多彩性に優れている。このため、ＬＤ光源を用いたディスプレイを、小型プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等に適用することが検討されている。このようなディスプレイに採用されるＬＤ光源は、赤色ＬＤ、緑色ＬＤ、青色ＬＤといった光の三原色を構成する複数のＬＤを有する。このＬＤ光源から出力される複数のレーザ光が強弱をつけて重ね合わせられることによって、色鮮やかな画質が得られる。

しかしながら、ＬＥＤといった一般の光源と異なり、ＬＤ光源ではビーム広がり角が例えば１０°×２０°程度と狭い。このため、赤色ＬＤ、緑色ＬＤ、及び青色ＬＤそれぞれから出射される各レーザ光の光軸を揃えることが必要となり、ＬＤ光源を用いたディスプレイの普及に大きな弊害となっている。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、赤色ＬＤ、緑色ＬＤ、及び青色ＬＤそれぞれから出射される各レーザ光の光軸を、互いに精度良く調整することができる光アセンブリの製造方法、及び光アセンブリを提供することを目的とする。

本発明の一形態による光アセンブリの製造方法は、赤色、緑色、及び青色のレーザ光を合波して出力する光アセンブリの製造方法であって、赤色、緑色、及び青色の３つの波長域のうちの第１の波長域に含まれる第１のレーザ光が第１の投影点に投影されるように、第１のレーザ光を出射する第１のレーザダイオードをベース部材の主面上に搭載する第１の工程と、３つの波長域のうちの第２の波長域に含まれる第２のレーザ光が、ベース部材の主面を基準とする高さが第１の投影点と同一である第２の投影点に投影されるように、第２のレーザ光を出射する第２のレーザダイオードをベース部材の主面上に搭載する第２の工程と、３つの波長域のうちの第３の波長域に含まれる第３のレーザ光が、ベース部材の主面を基準とする高さが第１及び第２の投影点と同一である第３の投影点に投影されるように、第３のレーザ光を出射する第３のレーザダイオードをベース部材の主面上に搭載する第３の工程と、第３の工程の前若しくは後に、第１のレーザ光を透過し、第２のレーザ光を反射する第１の波長フィルタを、第２の投影点が第１の投影点に近づくようにベース部材の主面上に搭載する第４の工程と、第１及び第２のレーザ光を透過し、第３のレーザ光を反射する第２の波長フィルタを、第３の投影点が第１の投影点に近づくようにベース部材の主面上に搭載する第５の工程とを含む。

また、本発明の一形態による光アセンブリは、赤色、緑色、及び青色のレーザ光を合波して出力する光アセンブリであって、赤色、緑色、及び青色の３つの波長域のうち第１の波長域に含まれる第１のレーザ光を出射し、第１サブマウントを介してベース部材の主面上に搭載されている第１のレーザダイオードと、３つの波長域のうち第２の波長域に含まれる第２のレーザ光を出射し、第２サブマウントを介してベース部材の主面上に搭載されている第２のレーザダイオードと、３つの波長域のうち第３の波長域に含まれる第３のレーザ光を出射し、第３サブマウントを介してベース部材の主面上に搭載されている第３のレーザダイオードと、第１のレーザ光をコリメートし第１サブベース部材を介してベース部材の主面上に搭載されている第１コリメートレンズと、第２のレーザ光をコリメートし第２サブベース部材を介してベース部材の主面上に搭載されている第２コリメートレンズと、第３のレーザ光をコリメートし第３サブベース部材を介してベース部材の主面上に搭載されている第３コリメートレンズとを備え、第１ないし第３のレーザ光の光軸が、ベース部材の主面を基準として実質的に同一の高さにある。

本発明による光アセンブリの製造方法、及び光アセンブリによれば、赤色ＬＤ、緑色ＬＤ、及び青色ＬＤそれぞれから出射される各レーザ光の光軸を、互いに精度良く調整することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る光アセンブリの構成を示す斜視図である。 図２は、光アセンブリの製造方法の第１工程を概略的に示す上面図である。 図３は、光アセンブリの製造方法の第２工程を概略的に示す上面図である。 図４は、光アセンブリの製造方法の第３工程を概略的に示す上面図である。 図５は、光アセンブリの製造方法の第４工程を概略的に示す上面図である。 図６は、光アセンブリの製造方法の第５工程を概略的に示す上面図である。 図７は、第２実施形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。 図８は、図７に示された光モジュールのキャップを取り外して内部構成を示す斜視図である。 図９は、第３実施形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。 図１０は、図９に示された光モジュールのガラスキャップを取り外して内部構成を示す斜視図である。 図１１（ａ）は光モジュールの上面図であり、図１１（ｂ）は光モジュールの側面図である。 図１２は、第４実施形態として、光アセンブリの構成を示す斜視図である。 図１３は、第３実施形態の光アセンブリに反射部材を付加した光モジュールを示す図である。 図１４は、第３実施形態に係る別の光モジュールの外観を示す斜視図である。 図１５は、光モジュールの一部（セラミックパッケージ）の内部構成を示す斜視図である。 図１６は、第５実施形態として、光アセンブリの構成を示す斜視図である。 図１７は、第５実施形態の光モジュールの構成を示す斜視図である。 図１８は、第５実施形態の光アセンブリの製造方法の第３工程を概略的に示す上面図である。 図１９は、第５実施形態の光アセンブリの製造方法の第５工程を概略的に示す上面図である。 図２０は、第６実施形態として、光アセンブリの構成を示す斜視図である。 図２１は、第７実施形態として、光アセンブリの構成を示す斜視図である。 図２２は、第８実施形態として、光アセンブリの構成を示す上面図である。 図２３は、第８実施形態の一変形例として、光アセンブリの構成を示す上面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明による光アセンブリの製造方法、及び光アセンブリの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光アセンブリ１０Ａの構成を示す斜視図である。本実施形態の光アセンブリ１０Ａは、赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ、及び青色レーザ光Ｌ_Ｂを合波して出力することができる。図１に示されるように、本実施形態の光アセンブリ１０Ａは、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２、及び青色ＬＤ１３、第１サブマウント２１、第２サブマウント２２、第３サブマウント２３、及びベース部材３０を備える。ベース部材３０は、平坦な主面３０ａを有する。

赤色ＬＤ１１は、本実施形態における第１のＬＤであって、赤色、緑色、及び青色の３つの波長域のうち赤色波長域（第１の波長域）に含まれるレーザ光（第１のレーザ光）Ｌ_Ｒを出射する。赤色ＬＤ１１は、第１サブマウント２１上に搭載されており、第１サブマウント２１を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。赤色ＬＤ１１は、主面３０ａに沿った光軸でもって赤色レーザ光Ｌ_Ｒを出射する。赤色レーザ光Ｌ_Ｒの波長は、例えば６４０ｎｍである。

緑色ＬＤ１２は、本実施形態における第２のＬＤであって、上記３つの波長域のうち緑色波長域（第２の波長域）に含まれるレーザ光（第２のレーザ光）Ｌ_Ｇを出射する。緑色ＬＤ１２は、第２サブマウント２２上に搭載されており、第２サブマウント２２を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。緑色ＬＤ１２は、主面３０ａに沿った光軸でもって緑色レーザ光Ｌ_Ｇを出射する。本実施形態では、緑色ＬＤ１２からの緑色レーザ光Ｌ_Ｇの出射方向は、赤色ＬＤ１１からの赤色レーザ光Ｌ_Ｒの出射方向に対して直角を成している。緑色レーザ光Ｌ_Ｇの波長は、例えば５３５ｎｍである。

青色ＬＤ１３は、本実施形態における第３のＬＤであって、上記３つの波長域のうち青色波長域（第３の波長域）に含まれるレーザ光（第３のレーザ光）を出射する。青色ＬＤ１３は、第２サブマウント２２の側方に並んで配置された第３サブマウント２３上に搭載されており、第３サブマウント２３を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。本実施形態では、青色ＬＤ１３からの青色レーザ光Ｌ_Ｂの出射方向は、赤色ＬＤ１１からの赤色レーザ光Ｌ_Ｒの出射方向に対して直角を成しており、緑色ＬＤ１２からの緑色レーザ光Ｌ_Ｇの出射方向に対して平行である。青色レーザ光Ｌ_Ｂの波長は、例えば４４０ｎｍである。

本実施形態では、ベース部材３０の主面３０ａを基準とする赤色ＬＤ１１のレーザ光出射点の高さＨ_Ｒ、緑色ＬＤ１２のレーザ光出射点の高さＨ_Ｇ、及び青色ＬＤ１３のレーザ光出射点の高さＨ_Ｂが互いに実質的に等しくなるように、サブマウント２１〜２３の高さが設定されている。すなわち、レーザ光Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｇ、及びＬ_Ｂの光軸は、ベース部材３０の主面３０ａを基準として実質的に同一の高さにある。

サブマウント２１〜２３の構成材料としては、ＬＤ１１〜１３を構成する半導体材料と熱膨張係数が近い材料、例えばＡｌＮやＳｉＣ、Ｓｉ、ダイヤモンド等が好適である。また、ＬＤ１１〜１３それぞれは、サブマウント２１〜２３それぞれに対して、例えばＡｕＳｎやＳｎＡｇＣｕ、Ａｇペースト等によって固定されるとよい。

図１に示されるように、光アセンブリ１０Ａは、第１コリメートレンズ４１、第２コリメートレンズ４２、第３コリメートレンズ４３、第１サブベース部材５１、第２サブベース部材５２、第３サブベース部材５３、第１波長フィルタ６１、第２波長フィルタ６２、第４サブベース部材５４、及び第５サブベース部材５５を更に備える。

第１コリメートレンズ４１は、赤色ＬＤ１１の光出射端面と光学的に結合されており、赤色ＬＤ１１から出射された赤色レーザ光Ｌ_Ｒをコリメート（平行化）する。第１コリメートレンズ４１は、第１サブベース部材５１上に搭載されており、第１サブベース部材５１を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。

第２コリメートレンズ４２は、緑色ＬＤ１２の光出射端面と光学的に結合されており、緑色ＬＤ１２から出射された緑色レーザ光Ｌ_Ｇをコリメートする。第２コリメートレンズ４２は、第２サブベース部材５２上に搭載されており、第２サブベース部材５２を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。

第３コリメートレンズ４３は、青色ＬＤ１３の光出射端面と光学的に結合されており、青色ＬＤ１３から出射された青色レーザ光Ｌ_Ｂをコリメートする。第３コリメートレンズ４３は、第２サブベース部材５２の側方に並んで配置された第３サブベース部材５３上に搭載されており、第３サブベース部材５３を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。

コリメートレンズ４１〜４３それぞれの光軸とＬＤ１１〜１３それぞれの光軸とは、互いにほぼ一致するように調整されている。一例として、サブマウント２１〜２３の厚さが０．１５ｍｍであり、ＬＤ１１〜１３のレーザ光出射点の高さが０．１ｍｍである場合、主面３０ａを基準とするレーザ光出射点の高さは０．２５ｍｍとなる。この場合、コリメートレンズ４１〜４３として例えばＢＫ７製の直径０．５ｍｍのレンズを用いると、コリメートレンズ４１〜４３の光軸の高さは０．２５ｍｍとなる。従って、コリメートレンズ４１〜４３の光軸高さとＬＤ１１〜１３の光軸高さがほぼ一致することとなる。

第１波長フィルタ６１は、例えばガラス基板上に形成された多層膜フィルタであり、ベース部材３０の主面３０ａ上に第４サブベース部材５４を介して搭載されている。第１波長フィルタ６１の一方の面は、第１コリメートレンズ４１と光学的に結合されており、第１波長フィルタ６１の他方の面は、第２コリメートレンズ４２と光学的に結合されている。第１波長フィルタ６１は、第１コリメートレンズ４１によりコリメートされた赤色レーザ光Ｌ_Ｒを透過し、第２コリメートレンズ４２によりコリメートされた緑色レーザ光Ｌ_Ｇを反射する。第１波長フィルタ６１を透過した赤色レーザ光Ｌ_Ｒの光軸と、第１波長フィルタ６１において反射した緑色レーザ光Ｌ_Ｇの光軸とは、互いに略一致するように調整されている。

第２波長フィルタ６２は、例えばガラス基板上に形成された多層膜フィルタであり、ベース部材３０の主面３０ａ上に第５サブベース部材５５を介して搭載されている。第２波長フィルタ６２の一方の面は、第１波長フィルタ６１の上記他方の面と光学的に結合されており、第２波長フィルタ６２の他方の面は、第３コリメートレンズ４３と光学的に結合されている。第２波長フィルタ６２は、第１波長フィルタ６１から到達した赤色レーザ光Ｌ_Ｒ及び緑色レーザ光Ｌ_Ｇ（すなわち、第１コリメートレンズ４１によりコリメートされた赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、及び第２コリメートレンズ４２によりコリメートされた緑色レーザ光Ｌ_Ｇ）を透過し、第３コリメートレンズ４３によりコリメートされたレーザ光Ｌ_Ｂを反射する。第２波長フィルタ６２を透過した赤色レーザ光Ｌ_Ｒ及び緑色レーザ光Ｌ_Ｇの光軸と、第２波長フィルタ６２において反射した青色レーザ光Ｌ_Ｂの光軸とは、互いに略一致するように調整されている。

なお、主面３０ａを基準とする、第１波長フィルタ６１及び第２波長フィルタ６２の各中心位置の高さは、主面３０ａを基準とするレーザ光Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｇ、及びＬ_Ｂの光軸の高さと実質的に同一であることが望ましい。

また、コリメートレンズ４１〜４３及び波長フィルタ６１〜６２それぞれは、サブベース部材５１〜５５に対し、例えばＡｇペーストや半田によって固定される。サブベース部材５１〜５５の構成材料は、それらが搭載するコリメートレンズ４１〜４３及び波長フィルタ６１〜６２と熱膨張係数が近い材料、例えばガラスが望ましい。或いは、サブベース部材５１〜５５はセラミックや金属によって構成されてもよい。サブベース部材５１〜５５の搭載面の面積は、それらが搭載するコリメートレンズ４１〜４３及び波長フィルタ６１〜６２を固定するために必要な量の紫外線硬化樹脂を塗布可能な面積、例えば０．３〜０．５平方ミリメートル程度が望ましい。

上記の構成を備える光アセンブリ１０Ａでは、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３それぞれから、赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ及び青色レーザ光Ｌ_Ｂそれぞれが出射される。これらのレーザ光は、それぞれ第１コリメートレンズ４１、第２コリメートレンズ４２、及び第３コリメートレンズ４３を透過する際にコリメートされる。そして、赤色レーザ光Ｌ_Ｒ及び緑色レーザ光Ｌ_Ｇは第１波長フィルタ６１によって合波され、この合波光と青色レーザ光Ｌ_Ｂとは第２波長フィルタ６２によって合波される。赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ及び青色レーザ光Ｌ_Ｂから成る合波光は、所定の光軸に沿って光アセンブリ１０Ａの外部へ出射される。

続いて、本実施形態に係る光アセンブリ１０Ａの製造方法について説明する。図２〜図６は、光アセンブリ１０Ａの製造方法の各工程を概略的に示す上面図である。

まず、図２に示されるように、赤色ＬＤ１１を、第１サブマウント２１を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載するとともに、第１コリメートレンズ４１を、第１サブベース部材５１を介して主面３０ａ上に搭載する（第１の工程）。また、この工程では、主面３０ａに垂直な仮想平面Ｈ１上に位置する第１の投影点Ｐ１に赤色レーザ光Ｌ_Ｒが投影されるように、赤色ＬＤ１１及び第１コリメートレンズ４１を配置する。

具体的には、まず、通常のダイボンディング方法を用いて、赤色ＬＤ１１を第１サブマウント２１上に搭載し、固定する。そして、赤色ＬＤ１１を発光させつつ、第１コリメートレンズ４１を第１サブベース部材５１上に固定する。このとき、赤色レーザ光Ｌ_Ｒの光軸が、主面３０ａに対して実質的に平行になるように、第１コリメートレンズ４１の上下位置を調整する。一実施例としては、第１サブベース部材５１に紫外線硬化樹脂を塗布しておき、且つその厚みを確保しながら、第１コリメートレンズ４１をコレット等で吸着しつつコレットの上下位置を調整するとよい。これにより、主面３０ａに対する赤色レーザ光Ｌ_Ｒの光軸のあおり角を調整することができる。例えば、ベース部材３０から所定距離（例えば１ｍ）だけ離れた仮想平面と、その仮想平面から更に（例えば２ｍ）離れた仮想平面とにＣＣＤ等の撮像装置を配置し、赤色レーザ光Ｌ_Ｒの投影点の位置がベース部材３０の主面３０ａの水平位置と一致するように、第１コリメートレンズ４１の上下位置を調整するとよい。なお、赤色レーザ光Ｌ_Ｒは第１コリメートレンズ４１を透過しているので、その光束は実質的に平行光となっており、数ｍ離れた位置においても、投影パターンを観測することは可能である。以上の工程を経た後、紫外線硬化樹脂を硬化させて第１コリメートレンズ４１を固定する。

次に、図３に示されるように、緑色ＬＤ１２を、第２サブマウント２２を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載するとともに、第２コリメートレンズ４２を、第２サブベース部材５２を介して主面３０ａ上に搭載する（第２の工程）。この工程では、仮想平面Ｈ１上に位置する第２の投影点Ｐ２に緑色レーザ光Ｌ_Ｇが投影されるように、緑色ＬＤ１２及び第２コリメートレンズ４２を配置する。ベース部材３０の主面３０ａを基準とする第２の投影点Ｐ２の高さは、主面３０ａを基準とする第１の投影点Ｐ１の高さと同一である。

具体的には、まず、通常のダイボンディング方法を用いて、緑色ＬＤ１２を第２サブマウント２２上に搭載し、固定する。また、主面３０ａに垂直な反射面を有する調芯用ミラー７０を、その反射面が赤色レーザ光Ｌ_Ｒの光軸に対して４５°の角度を成すように、緑色レーザ光Ｌ_Ｇの光軸上に配置する。そして、緑色ＬＤ１２を発光させる。このとき、緑色レーザ光Ｌ_Ｇは上記仮想平面Ｈ１上に投影される。続いて、緑色ＬＤ１２を発光させつつ、第２コリメートレンズ４２の上下位置を、上記第１の工程と同様の方法により調整する。このとき、主面３０ａを基準とする緑色レーザ光Ｌ_Ｇの第２の投影点Ｐ２の高さを、主面３０ａを基準とする赤色レーザ光Ｌ_Ｒの第１の投影点Ｐ１の高さと同一とする。なお、この時点では、主面３０ａに平行な方向における第１及び第２の投影点Ｐ１，Ｐ２の位置を相互に一致させる必要はない。以上の工程を経た後、第２サブベース部材５２上の紫外線硬化樹脂を硬化させて、第２コリメートレンズ４２を第２サブベース部材５２に固定する。

続いて、図４に示されるように、青色ＬＤ１３を、第３サブマウント２３を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載するとともに、第３コリメートレンズ４３を、第３サブベース部材５３を介して主面３０ａ上に搭載する（第３の工程）。この工程では、仮想平面Ｈ１上に位置する第３の投影点Ｐ３に青色レーザ光Ｌ_Ｂが投影されるように、青色ＬＤ１３及び第３コリメートレンズ４３を配置する。ベース部材３０の主面３０ａを基準とする第３の投影点Ｐ３の高さは、主面３０ａを基準とする第１の投影点Ｐ１の高さと同一である。また、この工程では、第２の投影点Ｐ２及び第３の投影点Ｐ３の位置が実質的に互いに一致するように、青色ＬＤ１３及び第３コリメートレンズ４３を配置するとよい。

具体的には、まず、通常のダイボンディング方法を用いて、青色ＬＤ１３を第３サブマウント２３上に搭載し、固定する。また、調芯用ミラー７０を、その反射面が赤色レーザ光Ｌ_Ｒの光軸に対して４５°の角度を成すように、青色レーザ光Ｌ_Ｂの光軸上に配置する。そして、青色ＬＤ１３を発光させる。このとき、青色レーザ光Ｌ_Ｂは上記仮想平面Ｈ１上に投影される。続いて、青色ＬＤ１３を発光させつつ、第３コリメートレンズ４３の上下位置を、上記第１の工程と同様の方法により調整する。このとき、主面３０ａを基準とする青色レーザ光Ｌ_Ｂの第３の投影点Ｐ３の高さを、主面３０ａを基準とする赤色レーザ光Ｌ_Ｒの第１の投影点Ｐ１の高さと同一とするとともに、第３の投影点Ｐ３の位置を、緑色レーザ光Ｌ_Ｇの第２の投影点Ｐ２の位置と実質的に一致させる。以上の工程を経た後、第３サブベース部材５３上の紫外線硬化樹脂を硬化させて、第３コリメートレンズ４３を第３サブベース部材５３に固定する。

続いて、図５に示されるように、第１波長フィルタ６１をベース部材３０の主面３０ａ上に搭載する（第４の工程）。このとき、緑色レーザ光Ｌ_Ｇの第２の投影点Ｐ２が赤色レーザ光Ｌ_Ｒの第１の投影点Ｐ１に近づくように（好ましくは略一致するように）、第１波長フィルタ６１の角度を調整する。

具体的には、まず、第１波長フィルタ６１を緑色レーザ光Ｌ_Ｇの光軸上に置き、第１波長フィルタ６１において緑色レーザ光Ｌ_Ｇを反射させて投影面（仮想平面Ｈ１）上に投影する。そして、第１波長フィルタ６１の振れ角および煽り角を調整することにより、緑色レーザ光Ｌ_Ｇの第２の投影点Ｐ２を、赤色レーザ光Ｌ_Ｒの第１の投影点Ｐ１に近づける。一例としては、第１の工程において赤色レーザ光Ｌ_Ｒの調整に使用したＣＣＤ等の撮像装置を再び用い、緑色レーザ光Ｌ_ＧがこれらのＣＣＤに入射するように、第１波長フィルタ６１の角度を調整するとよい。また、好ましくは、第２の投影点Ｐ２を第１の投影点Ｐ１に一致させるとよい。このとき、第１波長フィルタ６１の振れ角を調整することにより第２の投影点Ｐ２の上下位置（主面３０ａの法線方向の位置）が変化し、第１波長フィルタ６１の煽り角を調整することにより左右位置（主面３０ａ及び仮想平面Ｈ１に沿った方向の位置）が変動する。第１波長フィルタ６１の調整の際、赤色レーザ光Ｌ_Ｒの第１の投影点Ｐ１の位置も変化するが、赤色レーザ光Ｌ_Ｒ及び緑色レーザ光Ｌ_Ｇそれぞれの投影点Ｐ１，Ｐ２が一致する振れ角及び煽り角が必ず存在する。以上の工程を経た後、第４サブベース部材５４上の紫外線硬化樹脂を硬化させて、第１波長フィルタ６１を第４サブベース部材５４に固定する。

続いて、図６に示されるように、第２の波長フィルタ６２をベース部材３０の主面３０ａ上に搭載する（第５の工程）。このとき、青色レーザ光Ｌ_Ｂの第３の投影点Ｐ３が赤色レーザ光Ｌ_Ｒの第１の投影点Ｐ１に近づくように（好ましくは略一致するように）、第２波長フィルタ６２の角度を調整する。また、第１波長フィルタ６１の光反射面と第２波長フィルタ６２の光反射面とが互いに平行となるように、第２波長フィルタ６２を配置する。なお、具体的な調整方法は、前述した第４の工程と同様である。

以上に説明した本実施形態の光アセンブリ１０Ａ及びその製造方法によって得られる効果について説明する。一般的に、レーザ光の波長が異なると、レンズにおける屈折率も異なる。従って、赤色ＬＤ、緑色ＬＤおよび青色ＬＤから出射されるレーザ光を一つのレンズでコリメートすると、色収差が生じ、各レーザ光の光軸を揃えることが難しくなる。これに対し、本実施形態のように、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２および青色ＬＤ１３それぞれに対応する３つのコリメートレンズ４１〜４３が配置されることによって、色収差を効果的に抑えることができる。

しかし一方で、光アセンブリには小型化を求められることも多い。各ＬＤ毎にコリメートレンズを配置しつつ光アセンブリ全体を小型化すると、コリメートレンズ同士が近接し、コリメートレンズを固定するための樹脂（本実施形態では、紫外線硬化樹脂を使用）が他のコリメートレンズの固定位置にまで流れ出てしまい、他のコリメートレンズの光軸が変動してしまう一因となる。ひいては、各レーザ光の光軸が互いにずれることとなってしまう。

上記の課題に鑑み、本実施形態の光アセンブリ１０Ａでは、三色のＬＤ１１〜１３それぞれに対して、コリメートレンズ４１〜４３それぞれが配置されている。そして、これらのコリメートレンズ４１〜４３は、互いに独立した３つのサブベース部材５１〜５３を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。このような構成によれば、コリメートレンズ４１〜４３を固定するための樹脂が別のコリメートレンズ４１〜４３の固定位置にまで流れ出ることを効果的に防ぐことができる。従って、ＬＤ１１〜１３から出射される赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ、青色レーザ光Ｌ_Ｂの光軸の変動を抑制し、光軸調整をより精度良く行うことが可能となる。また、光アセンブリ１０Ａの小型化が可能となる。

なお、特許文献３に記載された構成では、３色のレーザ光が合波された後に一つのレンズを用いて平行化が行われているので、色収差の補正は実質的に不可能である。また、特許文献４に記載された構成では、３つのＬＤそれぞれにコリメートレンズが設けられているが、これらのコリメートレンズはレンズホルダに収容されており、光軸の調整余裕が極めて限られてしまう。本実施形態の光アセンブリ１０Ａによれば、上記の構成を備えることによって、色収差の補正を可能とし、且つ、光軸の調整余裕を十分に確保して、光軸調整をより精度良く行うことが可能となる。

また、本実施形態の光アセンブリ１０Ａの製造方法では、まず赤色ＬＤ１１をベース部材３０上に搭載し（第１の工程）、次いで、投影点の高さが赤色ＬＤ１１と同じになるように緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３をベース部材３０上に搭載し（第２、第３の工程）、第１波長フィルタ６１及び第２波長フィルタ６２を用いて緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３の投影点を赤色ＬＤ１１の投影点に近づけている（第４、第５の工程）。このような方法によって、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２、及び青色ＬＤ１３それぞれから出射される各レーザ光Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｇ、Ｌ_Ｂの光軸を、互いに精度良く且つ容易に調整することができる。

また、本実施形態では、第３の工程では、緑色ＬＤ１２の投影点（第２の投影点Ｐ２）の位置と、青色ＬＤ１３の投影点（第３の投影点Ｐ３）の位置とが実質的に一致するように、青色ＬＤ１３を配置している。これにより、赤色ＬＤ１１の光軸の一方の側に緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が配置された構成（図１を参照）を好適に実現することができる。また、この場合、第５の工程において、第２波長フィルタ６２は、第１波長フィルタ６１に対して平行となるように配置されるとよい。

（第２の実施の形態）
続いて、第１実施形態に係る光アセンブリ１０Ａを備える光モジュールについて説明する。図７は、第２実施形態に係る光モジュール１Ａの外観を示す斜視図である。また、図８は、図７に示された光モジュール１Ａのキャップ７３を取り外して内部構成を示す斜視図である。本実施形態の光モジュール１Ａは、いわゆる同軸ＣＡＮパッケージといった形態を備える。

光モジュール１Ａは、光アセンブリ１０Ａに加えて、ステム７２、キャップ７３、集光レンズ７４、リードピン７５ａ〜７５ｄを備える。キャップ７３は、集光レンズ７４を保持する。集光レンズ７４は、ステム７２の主面７２ａの上方であって、光アセンブリ１０Ａから出射されるレーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂ（図１を参照）の合波光の光軸上に配置されている。主面７２ａは、例えば５．６ｍｍの径を有する。リードピン７５ａ〜７５ｄは、ステム７２の主面７２ａの上に突出している。リードピン７５ａ〜７５ｃは、ステム７２と電気的に絶縁されており、リードピン７５ｄは、ステム７２と電気的に接続されている。

光アセンブリ１０Ａのベース部材３０は、ステム７２の主面７２ａの上に固定され、ベース部材３０の主面３０ａは、ステム７２の主面７２ａに対して垂直に延びている。光アセンブリ１０Ａは、ステム７２とキャップ７３とによってハーメチックシールされる。光アセンブリ１０Ａの赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２および青色ＬＤ１３の各一方の電極は、図示しないワイヤを介してそれぞれリードピン７５ａ〜７５ｃと電気的に接続されている。また、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２および青色ＬＤ１３の各他方の電極は、ステム７２を介してリードピン７５ｄと電気的に接続されている。

本実施形態に係る光モジュール１Ａは、光アセンブリ１０Ａを備える。従って、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２、及び青色ＬＤ１３それぞれから出射される各レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂ（図１を参照）の光軸を、互いに精度良く調整することができる。また、光モジュール１Ａの小型化が可能となる。

（第３の実施の形態）
図９は、第３実施形態に係る光モジュール１Ｂの外観を示す斜視図である。また、図１０は、図９に示された光モジュール１Ｂのガラスキャップ８３を取り外して内部構成を示す斜視図である。また、図１１（ａ）は光モジュール１Ｂの上面図であり、図１１（ｂ）は光モジュール１Ｂの側面図である。

光モジュール１Ｂは、第１実施形態の光アセンブリ１０Ａに加えて、セラミック基板８２及びガラスキャップ８３を備える。セラミック基板８２は、例えば厚さ１ｍｍ程度のセラミック（例えばＡｌＮやＳｉＣ）からなる板状部材であって、光アセンブリ１０Ａのベース部材３０を兼ねることができる。セラミック基板８２は主面８２ａ（ベース部材３０の主面３０ａに相当）を有しており、光アセンブリ１０ＡのＬＤ１１〜１３、コリメートレンズ４１〜４３、及び波長フィルタ６１，６２等は、セラミック基板８２の主面８２ａ上に搭載されている。なお、図９〜図１１では、サブベース部材５１〜５５の図示を省略している。

セラミック基板８２の主面８２ａ上には、複数の電極８４ａ〜８４ｄが設けられている。これらの電極８４ａ〜８４ｄは、図示しない配線を介して各ＬＤ１１〜１３と電気的に接続されている。一例では、セラミック基板８２の主面８２ａは長辺５．５ｍｍ、短辺３．５ｍｍの長方形状であり、長手方向の寸法のうち２ｍｍは電極８４ａ〜８４ｄを配設するための領域とされ、残りの３．５ｍｍに光アセンブリ１０Ａが配置される。ガラスキャップ８３は、例えば厚さ１ｍｍであり、主面８２ａ上に配置されて光アセンブリ１０Ａを覆う。なお、ガラスキャップ８３に代えて、セラミック等の不透明材料から成るキャップを配置してもよく、光モジュール１Ｂの信頼性を更に高めることができる。その場合、レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂ（図１を参照）の合波光が通過する部分に、透明材を設けるとよい。

本実施形態に係る光モジュール１Ｂは、光アセンブリ１０Ａを備える。従って、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２、及び青色ＬＤ１３それぞれから出射される各レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂ（図１を参照）の光軸を、互いに精度良く調整することができる。また、光モジュール１Ｂの小型化が可能となる。

（第４の実施の形態）
図１２は、第４実施形態として、光アセンブリ１０Ｂの構成を示す斜視図である。本実施形態の光アセンブリ１０Ｂは、第１実施形態の光アセンブリ１０Ａの構成に加えて、反射部材９０を備える。なお、反射部材９０を除く他の構成に関しては、第１実施形態と同じなので詳細な説明を省略する。

反射部材９０は、ベース部材３０の主面３０ａ上に搭載され、レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの合成光の光軸上に配置される。反射部材９０は、光反射面９０ａを有しており、レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの合成光を反射する。一例では、光反射面９０ａは合成光の光軸および主面３０ａに対して４５°の角度を成しており、合成光を主面３０ａの法線方向に沿って反射する。

図１３は、第３実施形態の光アセンブリ１０Ａに反射部材９０を付加し、光アセンブリ１０Ｂとした構成（光モジュール１Ｃ）を示す図である。なお、図１３では、ガラスキャップ８３の図示は省略されている。本実施形態では、三色のレーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの合成光が反射部材９０に到達し、セラミック基板８２の主面８２ａの法線方向に沿って反射されると、該合成光は、ガラスキャップ８３を透過して光モジュール１Ｃの外部へ好適に出射する。

図１４は、本実施形態に係る別の光モジュール１Ｄの外観を示す斜視図である。また、図１５は、光モジュール１Ｄの一部（セラミックパッケージ９１）の内部構成を示す斜視図である。この光モジュール１Ｄは、セラミックパッケージ９１および集光光学部９２を備える。

セラミックパッケージ９１は、本実施形態の光アセンブリ１０Ｂ（図１２を参照）を収容する。セラミックパッケージ９１は、例えばその外寸が４．０ｍｍ×４．７ｍｍ×１．５ｍｍといった極めて小型のパッケージであり、例えばアルミナ等のセラミック材料により構成されている。図１５に示されるように、セラミックパッケージ９１の内側底面９１ａ上には光アセンブリ１０Ｂが搭載されている。この内側底面９１ａは、図１２に示されたベース部材３０の主面３０ａに相当する。光アセンブリ１０Ｂにおいて生成された三色のレーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの合成光は、反射部材９０において反射したのち、内側底面９１ａの法線方向に沿って出射される。なお、図１５では、サブベース部材５１〜５５の図示を省略している。

図１４に示される集光光学部９２は、集光レンズを保持する金属製のホルダ９４を有する。ホルダ９４は、光アセンブリ１０Ｂから出射される合成光の光軸に沿って延びる円筒状を呈しており、セラミックパッケージ９１の天板９３に固定されている。また、ホルダ９４には、金属製の筒状のジョイント９５が固定されている。ジョイント９５は、合成光を通過させるための貫通孔を内部に有する。更に、ジョイント９５には、円筒状の金属スリーブ９６が固定されている。金属スリーブ９６の内部には、光ファイバを保持したフェルール（図示せず）が配置されている。金属スリーブ９６はレセプタクルとして機能し、光コネクタの先端部が金属スリーブ９６内に挿入される。この光コネクタから延びる光ファイバの他端側に走査系を設けることにより、例えば超小型のヘッドマウントディスプレイ等を好適に実現することができる。なお、光モジュール１Ｄは、このようなレセプタクルの形態に代えて、いわゆるピグテールファイバ等の固定ファイバ構造を有してもよい。

本実施形態に係る光アセンブリ１０Ｂ、光モジュール１Ｃ及び１Ｄは、第１実施形態の光アセンブリ１０Ａの構成を含んでいる。従って、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２、及び青色ＬＤ１３それぞれから出射される各レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの光軸を、互いに精度良く調整することができる。また、光アセンブリ１０Ｂ、光モジュール１Ｃ及び１Ｄの小型化が可能となる。

（第５の実施の形態）
図１６は、第５実施形態として、光アセンブリ１０Ｃの構成を示す斜視図である。本実施形態の光アセンブリ１０Ｃと第１実施形態の光アセンブリ１０Ａとの相違点は、緑色ＬＤ１２の向きである。すなわち、本実施形態の緑色ＬＤ１２及び第２コリメートレンズ４２は、赤色ＬＤ１１から直線状に延びる赤色レーザ光Ｌ_Ｒの光軸を挟んで青色ＬＤ１３の反対側に配置されている。このため、本実施形態の第１波長フィルタ６１の向きも第１実施形態と異なっており、第１波長フィルタ６１の両面は第２波長フィルタ６２の両面に対して９０°の角度を成している。なお、緑色ＬＤ１２及び第１波長フィルタ６１を除く他の構成に関しては、第１実施形態と同じなので詳細な説明を省略する。

図１７は、本実施形態の光モジュール１Ｅの構成を示す斜視図である。光モジュール１Ｅは、第２実施形態の光モジュール１Ａ（図８を参照）の光アセンブリ１０Ａが、本実施形態の光アセンブリ１０Ｃに置き換えられた構成を有する。光アセンブリ１０Ｃのベース部材３０は、ステム７２の主面７２ａの上に固定され、主面３０ａは、主面７２ａに対して垂直に延びている。光アセンブリ１０Ｃは、ステム７２とキャップ７３（図７を参照）とによってハーメチックシールされる。

光アセンブリ１０Ｃは、次の点を除き、第１実施形態の光アセンブリ１０Ａと同様の製造方法によって製造され得る。すなわち、本実施形態の光アセンブリ１０Ｃを製造する際には、青色ＬＤ１３及び第３コリメートレンズ４３をベース部材３０上に搭載する第３の工程において、図１８に示されるように、第２の投影点Ｐ２と第３の投影点Ｐ３との相対位置関係が第１の投影点Ｐ１を挟む関係となるように、青色ＬＤ１３及び第３コリメートレンズ４３を配置するとよい。また、第２波長フィルタ６２をベース部材３０上に搭載する第５の工程において、図１９に示されるように、第１波長フィルタ６１の光反射面の法線と、第２波長フィルタ６２の光反射面の法線とが互いに交差するように第２の波長フィルタ６２を配置するとよい。特に、緑色レーザ光Ｌ_Ｇの光軸と青色レーザ光Ｌ_Ｂの光軸とが互いに平行である場合には、第１波長フィルタ６１の光反射面の法線と、第２波長フィルタ６２の光反射面の法線とが互いに直角を成すように第２の波長フィルタ６２を配置するとよい。

本実施形態の光アセンブリ１０Ｃでは、第１実施形態と同様、三色のＬＤ１１〜１３それぞれに対して、コリメートレンズ４１〜４３それぞれが配置される。そして、これらのコリメートレンズ４１〜４３は、互いに独立した３つのサブベース部材５１〜５３を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載される。このような構成によって、コリメートレンズ４１〜４３を固定するための樹脂が別のコリメートレンズ４１〜４３の固定位置にまで流れ出ることを効果的に防ぐことができる。従って、ＬＤ１１〜１３から出射される赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ、青色レーザ光Ｌ_Ｂの光軸の変動を抑制し、光軸調整をより精度良く行うことが可能となる。また、光アセンブリ１０Ｃの小型化が可能となる。

また、本実施形態では、第３の工程において、緑色ＬＤ１２の投影点（第２の投影点Ｐ２）と、青色ＬＤ１３の投影点（第３の投影点Ｐ３）との相対位置関係が赤色ＬＤ１１の投影点（第１の投影点Ｐ１）を挟む関係となるように、青色ＬＤ１３及び第３コリメートレンズ４３を配置する。これにより、赤色ＬＤ１１の光軸を挟んで緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が配置された構成（図１６を参照）を好適に実現することができる。

また、本実施形態では、緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３が赤色ＬＤ１１の光軸の左右に分かれてバランス良く配置されるので、パッケージに対する合波光の出射位置の偏心を抑えることができる。

なお、本実施形態では、図１８に示されたように、第３の工程において用いられる調芯用ミラー７０の位置が、赤色ＬＤ１１の光軸を挟んで、第２の工程（図３を参照）での調芯用ミラー７０の位置の反対側となる。このため、２つの調芯用ミラー７０を用意する必要がある。更に、第２波長フィルタ６２を把持するコレットに関しても、第２波長フィルタ６２の角度が第１波長フィルタ６１とは異なるため、角度の異なる二種類のコレットを必要とする。これに対し、第１実施形態のように、赤色ＬＤ１１の光軸の一方の側に緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３を配置すれば、第２及び第３の工程において一つの調芯用ミラー７０を共通に使用することができ、調芯用ミラーの個数を削減し得るとともに、緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３相互の調芯精度が向上する。更に、第１波長フィルタ６１及び第２波長フィルタ６２を把持するコレットに関しても、一つのコレットを共通に使用することができ、製造設備を簡易化することができる。

（第６の実施の形態）
図２０は、第６実施形態として、光アセンブリ１０Ｄの構成を示す斜視図である。本実施形態の光アセンブリ１０Ｄは、第５実施形態の光アセンブリ１０Ｃの構成に加えて、反射部材９０を備える。なお、反射部材９０を除く他の構成に関しては、第１実施形態と同じなので詳細な説明を省略する。

反射部材９０は、ベース部材３０の主面３０ａ上に搭載され、レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの合成光の光軸上に配置される。反射部材９０は、光反射面９０ａを有しており、レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの合成光を反射する。一例では、光反射面９０ａは合成光の光軸および主面３０ａに対して４５°の角度を成しており、合成光を主面３０ａの法線方向に沿って反射する。

本実施形態に係る光アセンブリ１０Ｄは、第５実施形態の光アセンブリ１０Ｃの構成を含んでいる。従って、赤色ＬＤ１１、緑色ＬＤ１２、及び青色ＬＤ１３それぞれから出射される各レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの光軸を、互いに精度良く調整することができる。また、光アセンブリ１０Ｂ、光モジュール１Ｃ及び１Ｄの小型化が可能となる。

（第７の実施の形態）
図２１は、第７実施形態として、光アセンブリ１０Ｅの構成を示す斜視図である。本実施形態の光アセンブリ１０Ｅは、第１実施形態の第１波長フィルタ６１及び第２波長フィルタ６２に代えて、第１波長フィルタ６３及び第２波長フィルタ６４を備える。また、本実施形態の光アセンブリ１０Ｅは、反射部材９０を備える。

第１波長フィルタ６３は、例えばガラス基板上に形成された多層膜フィルタであり、ベース部材３０の主面３０ａ上に第４サブベース部材５４を介して搭載されている。第１波長フィルタ６３の一方の面は、第１コリメートレンズ４１と光学的に結合されており、第１波長フィルタ６３の他方の面は、第２コリメートレンズ４２と光学的に結合されている。第１波長フィルタ６３は、第１コリメートレンズ４１によりコリメートされた赤色レーザ光Ｌ_Ｒを反射し、第２コリメートレンズ４２によりコリメートされた緑色レーザ光Ｌ_Ｇを透過する。第１波長フィルタ６３において反射された赤色レーザ光Ｌ_Ｒの光軸と、第１波長フィルタ６３を透過した緑色レーザ光Ｌ_Ｇの光軸とは、互いに略一致するように調整されている。

第２波長フィルタ６４は、例えばガラス基板上に形成された多層膜フィルタであり、ベース部材３０の主面３０ａ上に第５サブベース部材５５を介して搭載されている。第２波長フィルタ６４の一方の面は、第１波長フィルタ６３の上記他方の面と光学的に結合されており、第２波長フィルタ６４の他方の面は、第３コリメートレンズ４３と光学的に結合されている。第２波長フィルタ６４は、第１波長フィルタ６３から到達した赤色レーザ光Ｌ_Ｒ及び緑色レーザ光Ｌ_Ｇ（すなわち、第１コリメートレンズ４１によりコリメートされた赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、及び第２コリメートレンズ４２によりコリメートされた緑色レーザ光Ｌ_Ｇ）を反射し、第３コリメートレンズ４３によりコリメートされたレーザ光Ｌ_Ｂを透過する。第２波長フィルタ６４において反射された赤色レーザ光Ｌ_Ｒ及び緑色レーザ光Ｌ_Ｇの光軸と、第２波長フィルタ６４をした青色レーザ光Ｌ_Ｂの光軸とは、互いに略一致するように調整されている。

反射部材９０は、ベース部材３０の主面３０ａ上に搭載され、レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの合成光の光軸上に配置される。反射部材９０は、光反射面９０ａを有しており、レーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，及びＬ_Ｂの合成光を反射する。一例では、光反射面９０ａは合成光の光軸および主面３０ａに対して４５°の角度を成しており、合成光を主面３０ａの法線方向に沿って反射する。ここで図１２、図１３、及び図２０に示される反射部材９０については、その反射面９０ａが一様なものを前提として説明した。すなわち、主面３０ａに対して実質４５°の角度を為す面９０ａ全体が光反射機能を有する場合を説明した。一変形例として、図２１に示されるように、面９０ａの一部のみに反射機能を施した反射領域９０ｂとすることができる。

実施形態に係る光アセンブリにおいては、各ＬＤ１１〜１３の光は、それぞれコリメートレンズ４１〜４３により実質的なコリメート光に変換された後、伝播する。反射領域９０ｂをこのコリメート光の径よりも小さな径で形成し、且つ、反射領域９０ｂを主面３０ａに投影した形状が円形となるように反射領域９０ｂを形成することで、合波された反射光の形状を円形にすることが可能となる。ＬＤ１１〜１３の可視ＬＤは、いわゆるリッジ型構造を備えるのが一般的である。リッジ型ＬＤの出力光フィールドパターンは楕円である。この楕円フィールドパターンは、コリメートレンズを通過させても維持される。本例の様に、反射領域９０ｂを主面３０ａに投影した形状を円形にすることで、光アセンブリ１０の出力光のフィールドパターンを円形に変換することが可能となる。

本実施形態の光アセンブリ１０Ｅでは、第１実施形態と同様、三色のＬＤ１１〜１３それぞれに対して、コリメートレンズ４１〜４３それぞれが配置される。そして、これらのコリメートレンズ４１〜４３は、互いに独立した３つのサブベース部材５１〜５３を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載される。このような構成によって、ＬＤ１１〜１３から出射される赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ、青色レーザ光Ｌ_Ｂの光軸の変動を抑制し、光軸調整をより精度良く行うことが可能となる。また、光アセンブリ１０Ｅの小型化が可能となる。

また、本実施形態では、第１実施形態と異なり、第１波長フィルタ６３が、赤色レーザ光Ｌ_Ｒを反射し、緑色レーザ光Ｌ_Ｇを透過する。この場合、赤色ＬＤ１１から出射される赤色レーザ光Ｌ_Ｒが本発明の第２のレーザ光に相当し、緑色ＬＤ１２から出射される緑色レーザ光Ｌ_Ｇが本発明の第１のレーザ光に相当する。また、本実施形態では、第２波長フィルタ６４が、赤色ＬＤ１１及び緑色ＬＤ１２からの光を反射し、青色ＬＤ１３からの光を透過する。すなわち、本発明の第２波長フィルタは、第１波長フィルタ６３から到達した光（本実施形態では赤色レーザ光Ｌ_Ｒ及び緑色レーザ光Ｌ_Ｇ）に対して透過及び反射のうち一方を行い、第３のレーザ光（本実施形態では青色レーザ光Ｌ_Ｂ）に対して透過及び反射のうち他方を行うとよい。

（第８の実施の形態）
図２２は、第８実施形態として、光アセンブリ１０Ｆの構成を示す上面図である。なお、理解の容易の為、図２２ではベース部材３０、サブマウント２１〜２３、及びサブベース部材５１〜５５の図示が省略されている。

図２２に示されるように、本実施形態の光アセンブリ１０Ｆは、第１実施形態の構成に加えて、赤色ＬＤ１４、緑色ＬＤ１５、及び青色ＬＤ１６を更に備える。また、光アセンブリ１０Ｆは、３つのλ／２板２４〜２６と、３つの偏波フィルタ３４〜３６と、３つのコリメートレンズ４４〜４６とを更に備える。

赤色ＬＤ１４は、本実施形態における第４のＬＤであって、赤色、緑色、及び青色の３つの波長域のうち赤色波長域（第１の波長域）に含まれるレーザ光（第４のレーザ光）Ｌ_Ｒ２を出射する。赤色ＬＤ１４は、赤色ＬＤ１１とは別のサブマウント（図示せず）の上に搭載されており、このサブマウントを介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。赤色ＬＤ１４は、主面３０ａに沿った光軸でもって赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２を出射する。本実施形態では、赤色ＬＤ１４からの赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２の出射方向は、赤色ＬＤ１１からの赤色レーザ光Ｌ_Ｒの出射方向に対して交差している。赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２の波長は、例えば赤色ＬＤ１１の赤色レーザ光Ｌ_Ｒと同じ６４０ｎｍである。

緑色ＬＤ１５は、本実施形態における第５のＬＤであって、上記３つの波長域のうち緑色波長域（第２の波長域）に含まれるレーザ光（第５のレーザ光）Ｌ_Ｇ２を出射する。緑色ＬＤ１５は、緑色ＬＤ１２とは別のサブマウント（図示せず）の上に搭載されており、このサブマウントを介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。緑色ＬＤ１５は、主面３０ａに沿った光軸でもって緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２を出射する。本実施形態では、緑色ＬＤ１５からの緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２の出射方向は、緑色ＬＤ１２からの緑色レーザ光Ｌ_Ｇの出射方向に対して交差している。緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２の波長は、例えば緑色ＬＤ１２の緑色レーザ光Ｌ_Ｇと同じ５３５ｎｍである。

青色ＬＤ１６は、本実施形態における第６のＬＤであって、上記３つの波長域のうち青色波長域（第３の波長域）に含まれるレーザ光（第６のレーザ光）Ｌ_Ｂ２を出射する。青色ＬＤ１６は、青色ＬＤ１３とは別のサブマウント（図示せず）の上に搭載されており、このサブマウントを介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。青色ＬＤ１６は、主面３０ａに沿った光軸でもって青色レーザ光Ｌ_Ｂ２を出射する。本実施形態では、青色ＬＤ１６からの青色レーザ光Ｌ_Ｂ２の出射方向は、青色ＬＤ１３からの青色レーザ光Ｌ_Ｂの出射方向に対して交差している。青色レーザ光Ｌ_Ｂ２の波長は、例えば青色ＬＤ１３の青色レーザ光Ｌ_Ｂと同じ４４０ｎｍである。

コリメートレンズ４４〜４６それぞれは、赤色ＬＤ１４、緑色ＬＤ１５、及び青色ＬＤ１６それぞれの各光出射端面と光学的に結合されている。コリメートレンズ４４〜４６それぞれは、赤色ＬＤ１４、緑色ＬＤ１５、及び青色ＬＤ１６それぞれから出射された赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２、青色レーザ光Ｌ_Ｂ２それぞれをコリメート（平行化）する。コリメートレンズ４４〜４６は、図示しないサブベース部材上に搭載されており、このサブベース部材を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載されている。

λ／２板２４は、本実施形態における第１のλ／２板であって、コリメートレンズ４４と光学的に結合されており、赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２を透過する。このとき、赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２の偏光面は９０°回転する。λ／２板２５は、本実施形態における第２のλ／２板であって、コリメートレンズ４５と光学的に結合されており、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２を透過する。このとき、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２の偏光面は９０°回転する。λ／２板２６は、本実施形態における第３のλ／２板であって、コリメートレンズ４６と光学的に結合されており、青色レーザ光Ｌ_Ｂ２を透過する。このとき、青色レーザ光Ｌ_Ｂ２の偏光面は９０°回転する。

偏波フィルタ３４〜３６は、例えば、或る面内の偏光については透過率が大きく且つ反射率が小さく、該面に垂直な別の面内の偏光については透過率が小さく且つ反射率が大きい光学特性を有するフィルタである。

偏波フィルタ３４は、本実施形態における第１の偏波フィルタであって、その一方の面はコリメートレンズ４１と光学的に結合されており、その他方の面はλ／２板２４と光学的に結合されている。偏波フィルタ３４は、λ／２板２４を透過した赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２と、赤色レーザ光Ｌ_Ｒとのうち一方のレーザ光を透過し、他方のレーザ光を反射することによって、これらのレーザ光Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｒ２の偏波合成を行う。

偏波フィルタ３５は、本実施形態における第２の偏波フィルタであって、その一方の面はコリメートレンズ４２と光学的に結合されており、その他方の面はλ／２板２５と光学的に結合されている。偏波フィルタ３５は、λ／２板２５を透過した緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２と、緑色レーザ光Ｌ_Ｇとのうち一方のレーザ光を透過し、他方のレーザ光を反射することによって、これらのレーザ光Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｇ２の偏波合成を行う。

偏波フィルタ３６は、本実施形態における第３の偏波フィルタであって、その一方の面はコリメートレンズ４３と光学的に結合されており、その他方の面はλ／２板２６と光学的に結合されている。偏波フィルタ３６は、λ／２板２６を透過した青色レーザ光Ｌ_Ｂ２と、青色レーザ光Ｌ_Ｂとのうち一方のレーザ光を透過し、他方のレーザ光を反射することによって、これらのレーザ光Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｂ２の偏波合成を行う。

第１波長フィルタ６１は、偏波フィルタ３４から出力される合成光（第１の合成光）、すなわち赤色レーザ光Ｌ_Ｒ及びＬ_Ｒ２からなる合成光を透過し、偏波フィルタ３５から出力される合成光（第２の合成光）、すなわち緑色レーザ光Ｌ_Ｇ及びＬ_Ｇ２からなる合成光を反射する。第１波長フィルタ６１を透過した合成光の光軸と、第１波長フィルタ６１において反射した合成光の光軸とは、互いに略一致するように調整されている。

第２波長フィルタ６２は、第１波長フィルタ６１から到達する合成光を透過し、偏波フィルタ３６から出力される合成光（第３の合成光）、すなわち青色レーザ光Ｌ_Ｂ及びＬ_Ｂ２からなる合成光を反射する。第２波長フィルタ６２を透過した合成光の光軸と、第２波長フィルタ６２において反射した合成光の光軸とは、互いに略一致するように調整されている。

本実施形態の光アセンブリ１０Ｆについて詳説する。現在、青色ＬＤ及び緑色ＬＤとしては面発光型のものは実現されておらず、これらのＬＤは端面発光型となる。赤色ＬＤ１１及び１４、緑色ＬＤ１２及び１５、並びに青色ＬＤ１３及び１６が端面発光型のＬＤであり、その半導体層の積層方向がベース部材３０の主面３０ａに垂直である場合、これらのＬＤ１１〜１６から出射されるレーザ光Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｇ、Ｌ_Ｂ、Ｌ_Ｒ２、Ｌ_Ｇ２、及びＬ_Ｂ２の偏光面は全て、主面３０ａに対して平行な面内（各色のレーザ光の光軸によって形成される仮想面内）に含まれることとなる。この光アセンブリ１０Ｆでは、赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｒ２のうち一方（本実施形態ではレーザ光Ｌ_Ｒ２）の偏光面をλ／２板２４によって９０°回転させたのち、これらの赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｒ２の偏波合成を行う。これにより、ＬＤ２個分の光強度を有する赤色レーザ光を出力することが可能となる。緑色レーザ光Ｌ_Ｇ、Ｌ_Ｇ２および青色レーザ光Ｌ_Ｂ、Ｌ_Ｂ２に関しても同様である。したがって、本実施形態の光アセンブリ１０Ｆによれば、より大きな光強度を有する赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２、及び青色レーザ光Ｌ_Ｂ２を好適に合波し、出力することができる。このような光アセンブリ１０Ｆは、例えば大きな光量が必要なプロジェクタ等の用途において、各色につき１個のＬＤでは光量が不足するような場合に好適である。

また、本実施形態の光アセンブリ１０Ｆでは、第１実施形態と同様に、三色のＬＤ１１〜１６それぞれに対して、コリメートレンズ４１〜４６それぞれが配置される。そして、これらのコリメートレンズ４１〜４６は、互いに独立した６つのサブベース部材（図示せず）を介してベース部材３０の主面３０ａ上に搭載される。このような構成によって、ＬＤ１１〜１６から出射されるレーザ光の光軸の変動を抑制し、光軸調整をより精度良く行うことが可能となる。また、光アセンブリ１０Ｆの小型化が可能となる。

なお、本実施形態ではλ／２板２４〜２６が必要となるが、λ／２板は本質的に複屈折結晶板であるため、部品寸法の増大を大きくは伴わない。従って、部品数は増加するけれども、個々のλ／２板自体は、先行文献に記載された構成のように個々のＬＤをパッケージ内に封止する場合と比較して格段に小さい。各色毎に２個のＬＤを使用する場合、先行文献に記載された構成では６個ものパッケージが必要となるが、本実施形態では一個のパッケージ内に各ＬＤおよびλ／２板を収容することができ、格段の小型化が可能である。

（第１の変形例）
図２３は、第８実施形態の一変形例として、光アセンブリ１０Ｇの構成を示す上面図である。なお、理解の容易の為、図２３においても、ベース部材３０、サブマウント２１〜２３、及びサブベース部材５１〜５５の図示が省略されている。本変形例の光アセンブリ１０Ｇは、第８実施形態の光アセンブリ１０Ｆの構成から赤色ＬＤ１４、コリメートレンズ４４、及びλ／２板２４が削除された構成を備える。

本変形例では、赤色レーザ光のみ単一のＬＤ（赤色ＬＤ１１）から生成され、緑色レーザ光および青色レーザ光については各々２個のＬＤ（緑色ＬＤ１２及び１５、青色ＬＤ１３及び１６）から生成されている。例えばヘッドマウントディスプレイなどの消費者向けの用途では、レーザ光の単色性（コヒーレンシー）がさほど要求されない場合がある。寧ろ、コヒーレンシーが強過ぎる場合には、雑音光に弱くなり、ディスプレイ上でのちらつきの増大といった好ましくない現象も生じ得る。視覚的にちらつきが顕著になるのは、赤色光よりも緑色光、青色光といった短波長側の光である。従って、本変形例では、緑色レーザ光および青色レーザ光についてＬＤを２個ずつ使用し、偏波合成を行うことによって合成光の単色性を緩めている。また、現在、緑色ＬＤ及び青色ＬＤとしては、その光出力強度が赤色ＬＤの光出力強度よりも小さいものしか実現されていない。更には、緑色レーザ光および青色レーザ光に赤色レーザ光を合成すると、赤色ＬＤの発振特性が損なわれることも考えられる。そこで、本変形例のように、光出力強度が相対的に小さい緑色レーザ光および青色レーザ光について複数のＬＤを使用し、赤色レーザ光については単一のＬＤで賄うことにより、三色の光強度のバランスを好適に保つことができる。

（第２の変形例）
前述した第８実施形態では、赤色ＬＤ１４の赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２、緑色ＬＤ１５の緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２、および青色ＬＤ１６の青色レーザ光Ｌ_Ｂ２それぞれの中心波長を、赤色ＬＤ１１の赤色レーザ光Ｌ_Ｒ、緑色ＬＤ１２の緑色レーザ光Ｌ_Ｇ、および青色ＬＤ１３の青色レーザ光Ｌ_Ｂそれぞれの中心波長と同じとしたが、コヒーレンシーを低減するために、これらの中心波長は互いに異なっていてもよい。例えば、赤色レーザ光Ｌ_Ｒの中心波長を（６４０＋α）ｎｍとし、赤色レーザ光Ｌ_Ｒ２の中心波長を（６４０＋β）ｎｍとすれば（但しα≠β）、合成後の赤色レーザ光のコヒーレンシーを低減することができる。同様に、緑色レーザ光Ｌ_Ｇの中心波長を（５３０＋α）ｎｍとし、緑色レーザ光Ｌ_Ｇ２の中心波長を（５３０＋β）ｎｍとし、青色レーザ光Ｌ_Ｂの中心波長を（４４０＋α）ｎｍとし、青色レーザ光Ｌ_Ｂ２の中心波長を（４４０＋β）ｎｍとすれば、合成後の緑色レーザ光及び青色レーザ光のコヒーレンシーを低減することができる。

本発明による光アセンブリの製造方法、及び光アセンブリは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記第１実施形態では、赤色、緑色、及び青色の３つの波長域のうちの第１の波長域を赤色波長域とし、第２の波長域を緑色波長域とし、第３の波長域を青色波長域として説明したが、第１〜第３の波長域と赤色波長域、緑色波長域、及び青色波長域との組み合わせは、これに限られず様々な組み合わせを適用することができる。第１〜第３のレーザダイオードと赤色ＬＤ、緑色ＬＤ、及び青色ＬＤとの組み合わせ、並びに、第１〜第３のレーザ光と赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光との組み合わせに関しても同様である。

１Ａ〜１Ｅ…光モジュール、１０Ａ〜１０Ｇ…光アセンブリ、１１，１４…赤色ＬＤ、１２，１５…緑色ＬＤ、１３，１６…青色ＬＤ、２１…第１サブマウント、２２…第２サブマウント、２３…第３サブマウント、２４…第１のλ／２板、２５…第２のλ／２板、２６…第３のλ／２板、３０…ベース部材、３０ａ…主面、３４…第１の偏波フィルタ、３５…第２の偏波フィルタ、３６…第３の偏波フィルタ、４１…第１コリメートレンズ、４２…第２コリメートレンズ、４３…第３コリメートレンズ、４４〜４６…コリメートレンズ、５１…第１サブベース部材、５２…第２サブベース部材、５３…第３サブベース部材、５４…第４サブベース部材、５５…第５サブベース部材、６１…第１波長フィルタ、６２…第２波長フィルタ、７０…調芯用ミラー、７２…ステム、７３…キャップ、７４…集光レンズ、７５ａ〜７５ｄ…リードピン、８２…セラミック基板、８３…ガラスキャップ、９０…反射部材、９１…セラミックパッケージ、９２…集光光学部、９３…天板、９４…ホルダ、９５…ジョイント、９６…金属スリーブ、Ｈ１…仮想平面、Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｂ２…青色レーザ光、Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｇ２…緑色レーザ光、Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｒ２…赤色レーザ光、Ｐ１…第１の投影点、Ｐ２…第２の投影点、Ｐ３…第３の投影点。

Claims (5)

1. 赤色、緑色、及び青色のレーザ光を合波して出力する光アセンブリであって、
   赤色、緑色、及び青色の３つの波長域のうち赤色の波長域である第１の波長域に含まれる第１のレーザ光を出射し、第１サブマウントを介してベース部材の主面上に搭載されている第１のレーザダイオードと、
   前記３つの波長域のうち緑色又は青色の波長域である第２の波長域に含まれる第２のレーザ光を出射し、第２サブマウントを介して前記ベース部材の前記主面上に搭載されている第２のレーザダイオードと、
   前記３つの波長域のうち前記第１及び第２の波長域とは異なる第３の波長域に含まれる第３のレーザ光を出射し、第３サブマウントを介して前記ベース部材の前記主面上に搭載されている第３のレーザダイオードと、
   前記第１のレーザ光をコリメートし第１サブベース部材を介して前記ベース部材の前記主面上に搭載されている第１コリメートレンズと、
   前記第２のレーザ光をコリメートし第２サブベース部材を介して前記ベース部材の前記主面上に搭載されている第２コリメートレンズと、
   前記第３のレーザ光をコリメートし第３サブベース部材を介して前記ベース部材の前記主面上に搭載されている第３コリメートレンズと、
   前記第２の波長域に含まれる第４のレーザ光を出射する第４のレーザダイオードと、
   前記第３の波長域に含まれる第５のレーザ光を出射する第５のレーザダイオードと、
   前記第４のレーザ光を透過する第１のλ／２板と、
   前記第５のレーザ光を透過する第２のλ／２板と、
   前記第１のλ／２板を透過した前記第４のレーザ光と、前記第２コリメートレンズによりコリメートされた前記第２のレーザ光との偏波合成を行う第１の偏波フィルタと、
   前記第２のλ／２板を透過した前記第５のレーザ光と、前記第３コリメートレンズによりコリメートされた前記第３のレーザ光との偏波合成を行う第２の偏波フィルタと、
   前記ベース部材の前記主面上に搭載され、前記第１コリメートレンズによりコリメートされた前記第１のレーザ光を透過し、前記第１の偏波フィルタから出力される第１の出力光を反射する第１の波長フィルタであって、前記第１のレーザ光と前記第１の出力光の光軸が互いに一致している第１の合波光を出射する前記第１の波長フィルタと、
   前記第１の波長フィルタとは独立した別体であり、前記ベース部材の前記主面上に搭載され、前記第１の合波光に対して透過を行い、前記第２の偏波フィルタから出力される第２の出力光を反射する第２の波長フィルタであって、前記第１の合波光と前記第２の出力光の光軸が互いに一致している第２の合波光を出射する前記第２の波長フィルタと、
   を備え、
   前記第１ないし第３のレーザ光の光軸が、前記ベース部材の前記主面を基準として実質的に同一の高さにある、
   光アセンブリ。
2. 前記第２及び第４のレーザ光の中心波長が互いに異なり、前記第３及び第５のレーザ光の中心波長が互いに異なる、請求項１に記載の光アセンブリ。
3. 前記第１ないし第３のレーザダイオードは、前記第１ないし第３サブマウントに直接搭載されており、
   前記第１ないし第３サブマウントは、前記主面に直接搭載されている、
   請求項１又は２に記載の光アセンブリ。
4. 前記第１ないし第３サブマウントのそれぞれは単一の部材であり、
   前記第１ないし第３コリメートレンズは、対応する第１ないし第３のレーザ光に対して光軸調整された状態で前記ベース部材の主面上に搭載されており、
   前記第１の波長フィルタは、前記第１及び第２のレーザ光に対して光軸調整された状態で前記ベース部材の主面上に搭載されており、
   前記第２の波長フィルタは、前記第１の合波光に含まれる前記第１及び第２のレーザ光と、前記第３のレーザ光と、に対して光軸調整された状態で前記ベース部材の主面上に搭載されている、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の光アセンブリ。
5. 前記第４のレーザ光をコリメートする第４コリメートレンズと、
   前記第５のレーザ光をコリメートする第５コリメートレンズと、
   を更に備え、
   前記第１のλ／２板は、前記第４コリメートレンズでコリメートされた前記第４のレーザ光を透過し、
   前記第２のλ／２板は、前記第５コリメートレンズでコリメートされた前記第５のレーザ光を透過する、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の光アセンブリ。

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