[發明專利]光學組件及其組裝方法以及配備有光學組件的光學模塊

在審

• 申請號: 201710377809.X
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN107346055A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 中西裕美;岡田毅
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00;G02B27/10
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 顧紅霞,何勝勇

本申請是2014年2月28日提交、發明名稱為“光學組件及其組裝方法以及配備有光學組件的光學模塊”、申請號為201410072705.4的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種具有分別與三原色對應的三個光源的光學組件以及組裝光學組件的方法。

背景技術

平板顯示器在消費市場上已經非常流行，并且已經形成了將平板顯示器應用于移動通信的趨勢。與采用白色LED(發光二極管)作為顯示器背光光源的顯示器相比，一種類型的平板顯示器安裝有激光二極管，這種平板顯示器在功耗、清晰度和飽和度方面更為優異。因此，配備有激光二極管的平板顯示器將應用于例如小型投影儀、頭戴式顯示器、平視顯示器等。這種光源配備有與三原色對應的三種激光二極管(即，紅色激光二極管、綠色激光二極管和藍色激光二極管)。通過混合從各個激光二極管發射出的激光并修改它們的振幅可以實現具有較高飽和度的高質量圖像。

為了混合三種顏色，需要波長選擇性濾波器和將混合光引導至諸如MEMS(微電子機械系統)、DLP(數字光處理器)、LCOS(硅基液晶)等光學裝置的其它光學元件。當三種激光二極管和其它光學元件安裝在光學模塊中時，需要對激光二極管和光學元件進行極為精確的光學對準，因為激光二極管用作點光源，但是需要將其遠場圖形設置得更窄，例如需要將其遠場圖形設置為10°×20°。當三種激光二極管單獨封裝并且在激光二極管封裝件的外部制備將光引導至這些裝置的光學系統時，則提供三原色的系統的總尺寸會變得比較大。

發明內容

本發明的一個方面涉及一種組裝光學組件的方法。光學組件提供紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍色激光二極管、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和安裝紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍色激光二極管、第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的基座。光學組件輸出含有從紅色激光二極管發射出的紅光、從綠色激光二極管發射出的綠光和從藍色激光二極管發射出的藍光的復合光。

該方法包括如下步驟：(1)將紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍色激光二極管中的第一激光二極管安裝到基座的頂表面上，使得第一激光二極管發射出在透過第一透鏡之后投射到虛擬平面上的第一投射點上的第一光線，第一投射點定位在與基座的頂表面相對應的線上；(2)將紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍色激光二極管中除第一激光二極管之外的第二激光二極管安裝到基座的頂表面上，使得第二激光二極管發射出在透過第二透鏡之后投射到虛擬平面上的第二投射點上的第二光線，第二投射點定位在所述線上；(3)將紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍色激光二極管中除第一激光二極管和第二激光二極管之外的第三激光二極管安裝到基座的頂表面上，使得第三激光二極管發射出在透過第三透鏡之后投射到虛擬平面上的第三投射點上的第三光線，第三投射點定位在線上；(4)在安裝第二激光二極管之后，將第一波長選擇性濾波器(WSF)安裝到基座的頂表面上，其中，第一波長選擇性濾波器透射透過第一透鏡的第一光線和透過第二透鏡的第二光線中的一者，而反射透過第一透鏡的第一光線和透過第二透鏡的第二光線中的另一者，使得第一光線和第二光線中由第一波長選擇性濾波器所反射的光線投射到虛擬平面上的投射有透過第一透鏡的第一光線和透過第二透鏡的第二光線中的另一光線的投射點上，第一波長選擇性濾波器輸出含有第一光線和第二光線的中間復合光；以及(5)將第二波長選擇性濾波器安裝到基座的頂表面上，其中，第二波長選擇性濾波器透射中間復合光和透過第三透鏡的第三光線中的一者，而反射中間復合光和透過第三透鏡的第三光線中的另一者，使得中間復合光和第三光線中由第二波長選擇性濾波器所反射的光線投射到投射有中間復合光和第三光線中透過第二波長選擇性濾波器的另一光線的投射點上，第二波長選擇性濾波器輸出復合光。

本發明的另一方面涉及一種光學模塊。輸出含有紅光、綠光和藍光的復合光的光學模塊，包括：第一激光二極管(LD)，其發射出紅光；第二激光二極管，其發射出綠光；第三激光二極管，其發射出藍光；第一透鏡，其準直從第一激光二極管發射出的紅光，以生成準直紅光，第一透鏡安裝在基座上；第二透鏡，其準直從第二激光二極管發射出的綠光，以生成準直綠光，第二透鏡安裝在基座上；第三透鏡，其準直從第三激光二極管發射出的藍光，以生成準直藍光，第三透鏡安裝在基座上；以及封裝件，其封裝第一激光二極管、第二激光二極管、第三激光二極管、第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡。該光學模塊的特征在于：準直紅光、準直綠光和準直藍光與光學模塊的光軸對準以生成為復合光。

附圖說明