光学组件及其组装方法以及配备有光学组件的光学模块技术

本发明专利技术公开了一种在单个封装件内安装有红色激光二极管（LD）、绿色激光二极管、蓝色激光二极管的光学组件、用于组装光学组件的方法以及光学模块。激光二极管经由相应的次安装基台安装在基座上。从激光二极管发射出的光由准直透镜进行准直并且通过两个波长选择性滤波器复合在一起，以便使光的光轴对准。从基座顶部算起，复合光的轴线与红光、绿光和蓝光的轴线大致平齐。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种在单个封装件内安装有红色激光二极管（LD）、绿色激光二极管、蓝色激光二极管的光学组件、用于组装光学组件的方法以及光学模块。激光二极管经由相应的次安装基台安装在基座上。从激光二极管发射出的光由准直透镜进行准直并且通过两个波长选择性滤波器复合在一起，以便使光的光轴对准。从基座顶部算起，复合光的轴线与红光、绿光和蓝光的轴线大致平齐。【专利说明】光学组件及其组装方法以及配备有光学组件的光学模块
本专利技术涉及一种具有分别与三原色对应的三个光源的光学组件以及组装光学组件的方法。
技术介绍
平板显示器在消费市场上已经非常流行，并且已经形成了将平板显示器应用于移动通信的趋势。与采用白色LED (发光二极管)作为显示器背光光源的显示器相比，一种类型的平板显示器安装有激光二极管，这种平板显示器在功耗、清晰度和饱和度方面更为优异。因此，配备有激光二极管的平板显示器将应用于例如小型投影仪、头戴式显示器、平视显示器等。这种光源配备有与三原色对应的三种激光二极管(即，红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极管)。通过混合从各个激光二极管发射出的激光并修改它们的振幅可以实现具有较闻饱和度的闻质量图像。为了混合三种颜色，需要波长选择性滤波器和将混合光引导至诸如MEMS (微电子机械系统)、DLP (数字光处理器)、LC0S (硅基液晶)等光学装置的其它光学元件。当三种激光二极管和其它光学元件安装在光学模块中时，需要对激光二极管和光学元件进行极为精确的光学对准，因为激光二极管用作点光源，但是需要将其远场图形设置得更窄，例如需要将其远场图形设置为10° X20°。当三种激光二极管单独封装并且在激光二极管封装件的外部制备将光引导至这些装置的光学系统时，则提供三原色的系统的总尺寸会变得比较大。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种组装光学组件的方法。光学组件提供红色激光二极管、绿色激光二极管、蓝色激光二极管、第一透镜、第二透镜、第三透镜和安装红色激光二极管、绿色激光二极管、蓝色激光二极管、第一透镜、第二透镜和第三透镜的基座。光学组件输出含有从红色激光二极管发射出的红光、从绿色激光二极管发射出的绿光和从蓝色激光二极管发射出的蓝光的复合光。该方法包括如下步骤:(I)将红色激光二极管、绿色激光二极管、蓝色激光二极管中的第一激光二极管安装到基座的顶表面上，使得第一激光二极管发射出在透过第一透镜之后投射到虚拟平面上的第一投射点上的第一光线，第一投射点定位在与基座的顶表面相对应的线上；(2)将红色激光二极管、绿色激光二极管、蓝色激光二极管中除第一激光二极管之外的第二激光二极管安装到基座的顶表面上，使得第二激光二极管发射出在透过第二透镜之后投射到虚拟平面上的第二投射点上的第二光线，第二投射点定位在所述线上；(3)将红色激光二极管、绿色激光二极管、蓝色激光二极管中除第一激光二极管和第二激光二极管之外的第三激光二极管安装到基座的顶表面上，使得第三激光二极管发射出在透过第三透镜之后投射到虚拟平面上的第三投射点上的第三光线，第三投射点定位在线上；(4)在安装第二激光二极管之后，将第一波长选择性滤波器(WSF)安装到基座的顶表面上，其中，第一波长选择性滤波器透射透过第一透镜的第一光线和透过第二透镜的第二光线中的一者，而反射透过第一透镜的第一光线和透过第二透镜的第二光线中的另一者，使得第一光线和第二光线中由第一波长选择性滤波器所反射的光线投射到虚拟平面上的投射有透过第一透镜的第一光线和透过第二透镜的第二光线中的另一光线的投射点上，第一波长选择性滤波器输出含有第一光线和第二光线的中间复合光；以及(5)将第二波长选择性滤波器安装到基座的顶表面上，其中，第二波长选择性滤波器透射中间复合光和透过第三透镜的第三光线中的一者，而反射中间复合光和透过第三透镜的第三光线中的另一者，使得中间复合光和第三光线中由第二波长选择性滤波器所反射的光线投射到投射有中间复合光和第三光线中透过第二波长选择性滤波器的另一光线的投射点上，第二波长选择性滤波器输出复合光。本专利技术的另一方面涉及一种光学模块。输出含有红光、绿光和蓝光的复合光的光学模块，包括:第一激光二极管(LD)，其发射出红光；第二激光二极管，其发射出绿光；第三激光二极管，其发射出蓝光；第一透镜，其准直从第一激光二极管发射出的红光，以生成准直红光，第一透镜安装在基座上；第二透镜，其准直从第二激光二极管发射出的绿光，以生成准直绿光，第二透镜安装在基座上；第三透镜，其准直从第三激光二极管发射出的蓝光，以生成准直蓝光，第三透镜安装在基座上；以及封装件，其封装第一激光二极管、第二激光二极管、第三激光二极管、第一透镜、第二透镜和第三透镜。该光学模块的特征在于:准直红光、准直绿光和准直蓝光与光学模块的光轴对准以生成为复合光。【专利附图】【附图说明】通过参考附图阅读下面对本专利技术的优选实施例的详细描述，将能更好地理解前述和其它目的、方面和优点，其中:图1是根据本专利技术的第一实施例的光学组件的透视图；图2示意性示出对准基座上的红色激光二极管和第一透镜的过程；图3示意性示出对准基座上的绿色激光二极管和第二透镜的过程；图4示意性示出对准基座上的蓝色激光二极管和第三透镜的过程；图5示意性示出使第一波长选择性滤波器对准基座上的红色激光二极管和绿色激光二极管的过程；图6示意性示出使第二波长选择性滤波器对准蓝色激光二极管的过程；图7是根据本专利技术的实施例的安装有光学组件的光学模块的外观；图8是示出图7所示的光学模块的内部的透视图；图9是根据本专利技术的另一实施例的光学组件的透视图；图10示出图9所示的光学组件的内部；图1lA和图1lB是图9和图10所示的光学组件的平面图和侧视图；图12是根据本专利技术的另一实施例的光学组件的透视图；图13是从图12所示的光学组件改型而得到的光学组件的透视图；图14示出根据本专利技术的实施例的光学模块的外观；图15示出图14所示的光学模块的内部；图16是根据本专利技术的另一实施例的光学组件的透视图；图17示出安装有图16所示的光学组件的光学模块的内部；图18是组装本专利技术的实施例的光学组件的流程图；图19示出组装图17所示的光学模块的过程；图20示意性示出在图19所示过程之后组装图17所示的光学模块的过程；图21A至图21C示意性示出在对准安装在图17所示的光学模块中的光学元件期间投射在监视器屏幕上的图像；图22示意性示出在图20所示过程之后组装图17所示的光学模块的过程；图23模拟了投射图像的偏差和直径与透镜的焦距之间的关系；图24模拟了在用于准直光的透镜与设计位置偏离1μ m、5 μ m和10微米时的投射图像的偏差； 图25是示出根据另一实施例的光学组件的透视图；图26是示出从图25所示的光学组件改型而得到的光学组件的透视图；图27示意性示出根据本专利技术的实施例的光学组件的光学结构；以及图28示意性示出从图27所示的光学组件改型而得到的光学组件的光学结构。【具体实施方式】接下来，将参考附图对根据本专利技术的一些实施例进行描述。在附图的描述中，相同或彼此类似的数字或符号表示相同或彼此类似的元件，而不再对它们进行重复说明。(第一实施例)图1是根据本专利技术的第一实施例的光学组件IOA的透视图。光学组件IOA将红光Lk本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于组装具有红色激光二极管、绿色激光二极管、蓝色激光二极管、第一透镜、第二透镜、第三透镜和基座的光学组件的方法，所述基座用于安装所述红色激光二极管、所述绿色激光二极管、所述蓝色激光二极管、所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜，所述光学组件输出含有从所述红色激光二极管发射出的红光、从所述绿色激光二极管发射出的绿光和从所述蓝色激光二极管发射出的蓝光的复合光，所述方法包括如下步骤：将所述红色激光二极管、所述绿色激光二极管、所述蓝色激光二极管中的第一激光二极管安装到所述基座的顶表面上，使得所述第一激光二极管发射出在透过所述第一透镜之后投射到虚拟平面上的第一投射点上的第一光线，所述虚拟平面布置为与所述基座间隔至少一米，所述第一投射点定位在与所述基座的所述顶表面相对应的线上；将所述红色激光二极管、所述绿色激光二极管、所述蓝色激光二极管中除所述第一激光二极管之外的第二激光二极管安装到所述基座的所述顶表面上，使得所述第二激光二极管发射出在透过所述第二透镜之后投射到所述虚拟平面上的第二投射点上的第二光线，所述第二投射点定位在所述线上；将所述红色激光二极管、所述绿色激光二极管、所述蓝色激光二极管中除所述第一激光二极管和所述第二激光二极管之外的第三激光二极管安装到所述基座的所述顶表面上，使得所述第三激光二极管发射出在透过所述第三透镜之后投射到所述虚拟平面上的第三投射点上的第三光线，所述第三投射点定位在所述线上；在安装所述第二激光二极管之后，将第一波长选择性滤波器安装到所述基座的所述顶表面上，其中，所述第一波长选择性滤波器透射透过所述第一透镜的所述第一光线和透过所述第二透镜的所述第二光线中的一者，而反射透过所述第一透镜的所述第一光线和透过所述第二透镜的所述第二光线中的另一者，使得所述第一光线和所述第二光线中由所述第一波长选择性滤波器所反射的光线投射到所述虚拟平面上的投射有透过所述第一透镜的所述第一光线和透过所述第二透镜的所述第二光线中的另一光线的投射点上，所述第一波长选择性滤波器输出含有所述第一光线和所述第二光线的中间复合光；以及将第二波长选择性滤波器安装到所述基座的所述顶表面上，其中，所述第二波长选择性滤波器透射所述中间复合光和透过所述第三透镜的所述第三光线中的一者，而反射所述中间复合光和透过所述第三透镜的所述第三光线中的另一者，使得所述中间复合光和所述第三光线中由所述第二波长选择性滤波器所反射的光线投射到投射有所述中间复合光和所述第三光线中透过所述第二波长选择性滤波器的另一光线的投射点上，所述第二波长选择性滤波器输出所述复合光。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中西裕美，冈田毅，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP