[发明专利]光学组件及其组装方法以及配备有光学组件的光学模块

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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高饱和度的高质量图像。

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）、LCOS（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°×20°。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。

发明内容

本发明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：（1）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。

本发明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。

附图说明

通过参考附图阅读下面对本发明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是根据本发明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；