特開 2022-174427 光学モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022174427

(43)【公開日】2022-11-24

(54)【発明の名称】光学モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02208 20210101AFI20221116BHJP

   H01S 5/02257 20210101ALI20221116BHJP

   H01S 5/183 20060101ALI20221116BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02208

H01S5/02257

H01S5/183

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021080215

(22)【出願日】2021-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097043

【弁理士】

【氏名又は名称】浅川 哲

(74)【代理人】

【識別番号】100197996

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 武彦

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 崇

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173AC00

5F173MC03

5F173MC06

5F173MC26

5F173ME22

5F173ME32

5F173ME69

5F173ME76

5F173ME86

5F173MF03

5F173MF39

5F173MF40

(57)【要約】

【課題】
光拡散板の上面側および下面側の双方を支持することにより、枠体から光拡散板が脱落する恐れのない光学モジュールを提供する。
【解決手段】
本発明における光学モジュールは、上面１ａと上面１ａの四周を囲う側面１ｂとを有する基板１と、基板１の上面に実装されるＶＣＳＥＬ素子２と、ＶＣＳＥＬ素子２を囲うようにして基板１に固定され上面３ｂと側面３ａとを有する枠体３と、ＶＣＳＥＬ素子２の上方に位置し枠体３の上面に形成された出射窓４と、出射窓４に配置される光拡散板５とを備え、光拡散板５は、上面側を支持する上部支持体６と、下面側を支持する下部支持体７とによって枠体３に支持される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面と上面の四周を囲う側面とを有する基板と、
基板の上面に実装されるＶＣＳＥＬ素子と、
ＶＣＳＥＬ素子を囲うようにして基板に固定され上面と側面とを有する枠体と、
ＶＣＳＥＬ素子の上方に位置し枠体の上面に形成された出射窓と、
出射窓に配置される光拡散板と、を備え、
前記光拡散板は、上面側を支持する上部支持体と、下面側を支持する下部支持体とによって枠体に支持される光学モジュール。

【請求項2】

前記上部支持体は、出射窓の内壁部から突出する複数の弾性突起爪からなる請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項3】

前記弾性突起爪は、出射窓の内壁部から光拡散板の上面付近まで延びるスナップ爪である請求項２に記載の光学モジュール。

【請求項4】

前記光拡散板の上面には、弾性突起爪の先端部が配置される凹部が形成される請求項２又は３に記載の光学モジュール。

【請求項5】

前記出射窓の内壁部には、枠体に支持された光拡散板の側面を弾性的に支持する補助支持体が突出形成される請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項6】

前記上部支持体は、出射窓の内壁部から光拡散板の上面とほぼ平行に突出する遮蔽壁からなり、遮蔽壁が光拡散板の上面の外周部を被覆する請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項7】

前記下部支持体は、出射窓の内壁部から突出する複数の突起であり、この突起上に光拡散板が載置される請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項8】

前記基板の側面に凹み部が設けられる一方、枠体の側面には前記凹み部に嵌まり込む突起部が設けられ、凹み部に突起部を嵌め込むことにより枠体が位置決めされる請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項9】

前記凹み部及び突起部には抜け止め手段が設けられている請求項８に記載の光学モジュール。

【請求項10】

前記枠体は、ＶＣＳＥＬ素子を囲うようにして基板に固定される第１の枠体と、上面と側面とを有し第１の枠体を被覆する第２の枠体とを備え、
第２の枠体は、上面に光拡散板の上方に位置する開口窓と、開口窓の内壁部から光拡散板の上面に向けて突出する第２の弾性突起爪を有する請求項１乃至９のいずれかに記載の光学モジュール。

【請求項11】

前記第１の枠体と第２の枠体は、第１の枠体に第２の枠体を固定する固定手段を有する請求項１０に記載の光学モジュール。

【請求項12】

前記固定手段は、第１の枠体の側面に設けられた突起部と、第２の枠体の側面に設けられ前記突起部が嵌合する孔部とを有する請求項１１に記載の光学モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＶＣＳＥＬ素子や光拡散板等の光機能素子を搭載した光モジュールパッケージに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＶＣＳＥＬ素子等の発光素子や光拡散板を搭載した光モジュールは、基板上に発光素子を実装し、発光素子の上方を覆うケース等に光拡散板を組み付けることにより形成されていた。光拡散板の組付けに際しては、光拡散板の下面を接着剤によりケースに固定するものが知られていた（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１２９３２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、光拡散板は、接着剤を介してケースの所定の載置部に支持された状態となるため、光モジュールの長期の使用における接着力の劣化を考慮した場合、光拡散板の支持が不十分となって、ケースから離脱するおそれがあった。

【0005】

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、ケースに組み付ける光拡散板の支持を確実なものとなる光学モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明における光学モジュールは、上面と上面の四周を囲う側面とを有する基板と、基板の上面に実装されるＶＣＳＥＬ素子と、ＶＣＳＥＬ素子を囲うようにして基板に固定され上面と側面とを有する枠体と、ＶＣＳＥＬ素子の上方に位置し枠体の上面に形成された出射窓と、出射窓に配置される光拡散板とを備え、光拡散板は、上面側を支持する上部支持体と、下面側を支持する下部支持体とによって枠体に支持される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の光学モジュールによれば、光拡散板は、光拡散板の上面側を支持する上部支持体と、光拡散板の下面側を支持する下部支持体とによって枠体に支持されているので、光拡散板の支持が十分なものとなり、枠体から離脱するおそれがなくなった。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。

【図2】図１のII－II線断面図である。

【図3】図２のＡ部拡大図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る光学モジュールにおける光拡散板の要部拡大図である。

【図5】図４における光拡散板の要部断面図である。

【図6】本発明の第３実施形態に係る光学モジュールの要部断面図である。

【図7】本発明の第４実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。

【図8】図７のVIII－VIII線断面図である。

【図9】本発明の第５実施形態に係る光学モジュールの要部断面図である。

【図10】本発明の第６実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。

【図11】図１０のXI－XI線断面図である。

【図12】本発明の第７実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。

【図13】図１２のXIII－XIII線断面図である。

【図14】本発明の第８実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。

【図15】本発明の第９実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。

【図16】図１５のXVI－XVI線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の光学モジュールについて、図面を参照しながら各実施形態に基づいて説明する。なお、図面は、光学モジュール、光学モジュールの構成部材および光学モジュールの周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実寸の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、特に断らない限り、便宜上、図１に示す光学モジュールの向きを基準に、上下などの方向を表わす。重複説明は適宜省略し、同一部材には同一符号を付与することがある。

【0010】

（第１実施形態）
図１～３には本発明の第１実施形態に係る光学モジュール１０が示されている。この光学モジュール１０は、外部電極（図示せず）と接続される矩形状の基板１と、基板１の上面に電気的に接続されるＶＣＳＥＬ素子２と、ＶＣＳＥＬ素子２からの出射光を遮るように箱型に形成され、基板１と密着する枠体３と、枠体３の上面に形成された矩形状の貫通孔である出射窓４と、出射窓４の内部において、基板１およびＶＣＳＥＬ素子２と平行に配置される光拡散板５と、光拡散板５の上面側を支持する上部支持体６と、下面側を支持する下部支持体７とを備えている。

【0011】

基板１は、ＶＣＳＥＬ素子２が水平に実装される上面１ａと、上面１ａの四周を囲う側面１ｂとを有する。基板１の上面１ａの外縁部には枠体３を載置するスペースが確保されている。本実施形態に係る光学モジュール１０は、半導体発光素子としてＶＣＳＥＬ素子２が採用されており、基板１の電極１ｃに導電性接合材によって電気的に接続されている。ＶＣＳＥＬ素子２は例えば一辺の長さが１ｍｍの矩形形状を有している。ＶＣＳＥＬ素子２からの出射光は、おおむね基板１より上方の一方側に出射される。枠体３には、ＶＣＳＥＬ素子２を囲うようにして基板１の外縁部に接着剤を介して固定された側面３ａと、ＶＣＳＥＬ素子２からの出射光を遮光するように側面３ａの上部を覆う上面３ｂが形成されている。側面３ａは、基板１の四周を覆うとともに基板１の上面１ａと密接しており、ＶＣＳＥＬ素子２から出射させる出射光の遮光性を向上させている。上面３ｂは、側面３ａの上部に一体的に形成されており、基板１並びにＶＣＳＥＬ素子２の出射面と平行に配置されている。

【0012】

枠体３の上面３ｂには、ＶＣＳＥＬ素子２からの出射光を枠体３外部に出射させる出射窓４が形成されている。出射窓４は、ＶＣＳＥＬ素子２の上方に位置し、基板１の上面に対して垂直に形成された矩形状の貫通孔である。平面視したとき、出射窓４とＶＣＳＥＬ素子２の中心を一致するように配置してもよい。このとき、出射窓４と光学モジュール１０の中心は一致していなくてもよい。出射窓４にはＶＣＳＥＬ素子２からの出射光を拡散させる光拡散板５が配置されている。出射窓４は、ＶＣＳＥＬ素子２の出射面よりも広く開口しており、光拡散板５を配置するために基板１の厚みの数倍の深さに形成されている。光拡散板５は、ＶＣＳＥＬ素子２のほぼ真上に配置されており、ＶＣＳＥＬ素子２からの出射光は光拡散板５からのみ出射され、他からは光が漏れることはない。

【0013】

光拡散板５は、一例として平面形状が四角形の部材であり、ディフューザとも呼ばれる。光拡散板５は平板状のレンズによって構成され、ＶＣＳＥＬ素子２の上方を覆い光拡散板５に入射する光を拡散させて出射する。ＶＣＳＥＬ素子２からの出射光を必要な範囲にだけ拡散できるので光量を有効に活用できる。光拡散板５が枠体３から外れたり破損した場合は、ＶＣＳＥＬ素子２が出射する光が光拡散板５で拡散されずに直接外部に照射されてしまうおそれがある。光拡散板５の大きさは、例えば、横幅及び縦幅が１ｍｍ～１０ｍｍ、厚みは０．１ｍｍ～１ｍｍとすればよい。このように、本実施の形態では光拡散板５をＶＣＳＥＬ素子２と比較して面積比で１０倍程度の大きさとしているが、光拡散板５の大きさは特に限定されないものであり、例えば、さらに２０倍以上の大きさとしてもよい。なお、光拡散板５は、平面視した状態において、ＶＣＳＥＬ素子２を覆っていればよい。

【0014】

光拡散板５は、両面が平行で平坦な樹脂基材と、樹脂基材の一方の表面に光を拡散させるための微細な複数の凹凸が形成された樹脂層とを備えている。そして、光拡散板５は、基板１上に配置されたＶＣＳＥＬ素子２の出射光の経路上に設けられ、ＶＣＳＥＬ素子２の出射光を樹脂層の凹凸により拡散して照射する。複数の凹凸は周期を有するパターンであってもよいし、周期的ではないランダムなパターンであってもよい。光拡散板５では、この複数の凹凸のパターンにより、光の屈折方向を制御し、ＶＣＳＥＬ素子２から出射された光を所定の照射パターンに変更する。また、図１では、光拡散板５が四角形である例を示したが、多角形や円形など、他の形状であってもよい。光拡散板５の材料としてはエポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド樹脂等を用いることができる。

【0015】

光拡散板５は、光学モジュール１０からの脱落防止のため上面側を上部支持体６により支持され、光学モジュール１０への固定のために下面側を下部支持体７によって支持されている。このように、枠体３や上部支持体６及び下部支持体７を同じ材料の一体構造とし、枠体３と一体構造である上部支持体６と下部支持体７で光拡散板５の上下面を挟み込むようにして支持している。一体構造として光拡散板５を支持することにより、例えば、枠体３や上部支持体６及び下部支持体７を別部品として製造し、これらの３部品を接着にて固定した場合と比較して、長期にわたり安定的に光拡散板５を枠体３に保持することができる。また、枠体３に上部支持体６や下部支持体７を接着する工程が省略されるため、上部支持体６と下部支持体７の位置精度が向上し、光拡散板５を配置しやすくなるとともに、光拡散板５の組付け後の位置精度も向上する。さらに、枠体３や上部支持体６及び下部支持体７を一つの部材で構成することにより部品点数を削減できるため、コストダウンすることができる。

【0016】

この実施形態では、下部支持体７は、出射窓４の内壁部４ａから対向するように複数個が内側に突出した突起７に設定されている。複数の突起７の上面は、それぞれ同一の高さに形成され光拡散板５の下面が載置される。突起７には、上面部分に接着剤が塗布され、光拡散板５が載置されるとともに接着される。

【0017】

上部支持体６は、出射窓４の内壁部４ａから突出する複数の弾性突起爪６であってもよい。上部支持体６を弾性突起爪６とすることにより、光拡散板５の突起７への組付けが容易になる。この実施形態では、弾性突起爪は、出射窓の内壁部から光拡散板５の上面付近まで延びるスナップ爪６に設定されている。スナップ爪６は、矩形状の出射窓４の内壁部４ａから内側に向かって突出するように形成されている。この実施形態では、内壁部４ａの対向する２面にそれぞれに２箇所ずつ対称に形成されているが、スナップ爪６の配置は必ずしも対象でなくてもよく、左右において個数が違ってもよい。また、前述のようにスナップ爪６は、出射窓４の内壁部４ａから内側に向かって突出するように形成されている。同じく突起７も、スナップ爪６よりもＶＣＳＥＬ素子２に近い位置にあるが、出射窓４の内壁部４ａから内側に向かって突出するように形成されている。ここで、スナップ爪６の内壁部４ａからの突出高さは、突起７の内壁部４ａからの突出高さよりも低いことが好ましい。スナップ爪６がＶＣＳＥＬ素子２からの光を遮らなくするためである。なお、スナップ爪６は、光拡散板５の全周に配置する必要がなく、光拡散板５の一つの辺の一部に配置されている。スナップ爪６が配置される箇所が一部に限定されるため、光拡散板５の上面を覆う面積が最小限に抑えられ、更にＶＣＳＥＬ素子２からの光を遮る可能性を低減できる。

【0018】

スナップ爪６には、上方から見たときに光拡散板５に近づくほど出射窓４の内壁部４ａから離れる方向へ突出する傾斜面６ａが形成されている。傾斜面６ａは、出射窓４に挿入される光拡散板５の挿入方向に対して角度θを有しており、光拡散板５の挿入時には光拡散板５の下面が傾斜面６ａと接してそのまま下方に押し込まれる。角度θの大きさは、例えば、０～４５度とすればよい。傾斜面６ａは出射窓４の口元から連続する均一な斜面として形成されているため、光拡散板５の挿入時に、光拡散板５がスナップ爪６に接触する動作に連動して横方向の分力が発生し、この分力によりスナップ爪６を横方向にたわませることができる。このため、対向する２つのスナップ爪６の間隔より幅の広い光拡散板５が挿入された場合であっても滑らかに挿入することができ、光拡散板５をスナップ爪６よりも下方に移動させることができる。

【0019】

スナップ爪６には垂直壁面６ｂが形成されている。垂直壁面６ｂは、基板１および光拡散板５の上面に対して垂直であり、光拡散板５の側面と平行に形成されている。対向するスナップ爪６の間隔は光拡散板５の幅よりも狭く設定されているが、光拡散板５挿入時において垂直壁面６ｂと光拡散板５の側面を面接触させることにより、挿入時において光拡散板５を基板１に対して平行に保持しやすくなり、さらにスナップ爪６と光拡散板５との面圧が減少することにより光拡散板５が通過しやすくなる。なお、この実施形態では、傾斜面６ａと垂直壁面６ｂは断面視において、くの字状に折れ曲がるように接続しているが、折れ曲がりではなく曲面にて接続してもよい。曲面とすることによりエッジ部分が無くなり光拡散板５が通過しやすくなる。

【0020】

スナップ爪６は、下方から見たときに出射窓４の内壁部４ａに対して垂直な底面６ｃが形成され且つ内壁部側に切欠き６ｄが形成されている。すなわち、スナップ爪６は、上方に位置する一方の端部が出射窓４の内壁部４ａと一体に形成され、下方に位置する他方の端部が出射窓４の内壁部４ａと分離しており、出射窓４の内壁部４ａに対して鋭角に突出するように形成されている。スナップ爪６が出射窓４の内壁部４ａと分離される部分に形成される切欠き６ｄにより、スナップ爪６の横方向へのたわみ量が確保される。

【0021】

光拡散板５の挿入時において、光拡散板５が通過した後は、スナップ爪６が弾性力により光拡散板５の上面上にせり出すように突出する。このとき底面６ｃが光拡散板５の上面と対向するように静止し、光拡散板５の上方向への移動を接触して規制する。すなわち、光拡散板５は、光拡散板５の下方にある突起７と、上方に位置するスナップ爪６とで上下面を挟み込まれる構造により確実に固定されている。この光拡散板５を上下に挟み込んで固定する構造は、例えば、出射窓４の内壁部４ａにスリットを設け、このスリットに光拡散板５を入れ込んで固定する構造と比較し、光拡散板５の小型化が容易でありコストダウンが可能となる。

【0022】

スナップ爪６の底面６ｃと光拡散板５の上面とは平行であることが好ましい。スナップ爪６の底面６ｃと光拡散板５の上面とを平行にすることにより、光拡散板５の抜け方向の動きに際して光拡散板５の上面とスナップ爪の底面６ｃが面接触するが、スナップ爪の底面６ｃは光拡散板５の抜け方向に対して垂直に形成されているため横方向の分力を生じない。このためスナップ爪６が横方向にたわむことがなく、スナップ爪６が破損しない限り光拡散板５は脱落しない。

【0023】

このように、光拡散板５の固定方法を上下面が挟み込まれる構造とし、且つ、下面は接着を併用することにより、光拡散板５の光学モジュールからの脱落を防止することができる。一方、複数の固定方法を併用せずに、下面の接着のみで光拡散板５を突起７に固定した場合、光拡散板５が光学モジュール１０から脱落するおそれがある。光拡散板５の下面の接着のみの場合は、経年劣化等により接着剤が剥離すると、光拡散板５が突起７の上面の接着面から外れてしまう。このとき、光拡散板５の上方には光拡散板５の移動を規制する部材が存在しないので、光拡散板５は光学モジュール１０から脱落し、ＶＣＳＥＬ素子２が出射する光が光拡散板５で拡散されずに直接外部に照射されてしまう。また、複数の固定方法を併用せずに、下面の接着のみで光拡散板５を突起７に固定する場合は、固定力を増す方法として、接着面積を大きくすることが考えられるが、光拡散板５を大きくすることになり光拡散板５の製造コストが増えてしまう。光拡散板５の固定方法を上下面が挟み込まれる構造とすることにより、接着に必要な接着面積と比較して少ない係合面積で光拡散板５を固定することができ、且つ、接着を併用する場合であっても、少ない接着面積で相乗効果を発揮することができる。これらの効果により、光拡散板５を押さえる面積を小さくでき、光学モジュール１０の小型化によるコストダウンにつながる。なお、本実施形態では、光拡散板５を固定するための部材により光拡散板５を遮光してしまう面積が最小限に抑えられている。本実施形態の場合、光拡散板５の外縁部を、スナップ爪６が上面から支持し、突起７が下面から支持しているが、光拡散板５の全面積の内、中心部分の７０％を超える部分では、ＶＣＳＥＬ素子２からの出射光が遮られることがない。

【0024】

本実施形態では、スナップ爪６が光拡散板５の上面にせり出すように突出している。このため接着剤の剥離により上方へ移動しようとする光拡散板５は、スナップ爪６と接触することにより移動を規制され、光学モジュール１０から脱落する恐れがない。また、光拡散板５の組み立て時には、光拡散板５を突起７に載置する動作のみを必要とし、別途固定するための作業が不要である。すなわち、光拡散板５を突起７に接着する動作に連動して、光拡散板５の上下面とも挟み込まれて固定されるため、組付けが容易であり固定用の機械要素を用意しておく必要もなくコストダウンにつながる。

【0025】

（第２実施形態）
図４及び図５には本発明の第２実施形態に係る光学モジュール２０が示されている。この光学モジュールは、以下に説明する点で第１実施形態に係る光学モジュールと相違し、その他の点では、第１実施形態に係る光学モジュールと同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。

【0026】

この実施形態では、光拡散板８の上面には、弾性突起爪６の先端部が配置される凹部９が形成されている。弾性突起爪６の先端部が凹部９に組み合わさるように配置されることにより、光拡散板８の位置ずれを防止することができる。この実施形態では、光拡散板８の上面の両サイドに凹部９が形成され、光拡散板８の挿入時に弾性変形したスナップ爪６を弾性作用によって復元させるように設定されている。この光拡散板８の凹部９とスナップ爪６が互いに嵌まり込み組み合わさるように、出射窓４の内壁部４ａにスナップ爪６を配置し、対向する光拡散板８の上面両サイドに凹部９が形成されている。凹部９とスナップ爪６は、互いに当接することのないように全方向においてきわめて小さい隙間が確保されているため、光拡散板８の挿入時に弾性変形したスナップ爪６は、弾性作用によって光拡散板８の凹部９と嵌まり込むことができる。また、スナップ爪６と凹部９とは対向面に微細な隙間を有する状態で互いに組み合っているため、光拡散板８が左右および上下方向に大きくずれることがなく、光拡散板８による出射光の拡散範囲が大きく変動することを防ぐことができる。また、スナップ爪６の先端部分を光拡散板８の上面よりも低い位置に配置できるため、スナップ爪６の先端部分が光拡散板８の上面にあるときと比べて枠体３を薄くすることができ、光学モジュール２０の薄型化が可能となる。また、光拡散板８にレンズ機能を設け、特に傾きのある指向性調整を行うとき、光拡散板８の上面を遮るものがないため、光拡散板８の上面の傾き方向を目視にて容易に識別でき組み立てが容易となる。

【0027】

（第３実施形態）
図６には本発明の第３実施形態に係る光学モジュール３０が示されている。この光学モジュールは、以下に説明する点で第１実施形態に係る光学モジュールと相違し、その他の点では、第１実施形態に係る光学モジュールと同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。

【0028】

この実施形態では、出射窓４の内壁部４ａに、枠体３に支持された光拡散板５の側面を弾性的に支持する補助支持体２４が突出形成されている。補助支持体２４は、出射窓４の内壁部４ａと光拡散板５の側面との間に形成されている。内壁部４ａから光拡散板５の側面方向へ突出している補助支持体２４は、内壁部４ａと光拡散板５の側面のクリアランスを埋め、光拡散板５の自由度を無くすことにより、接着により光拡散板５を突起７に固定しなくても光拡散板５の水平方向での動きや浮き上がりを抑制する。すなわち、スナップ爪６は、光拡散板５を下方に通過させ、光拡散板５の上方にせり出すように突出することにより、光拡散板５とは接触せずに脱落を防止する。一方、補助支持体２４は、光拡散板５を下方に通過させずに、光拡散板５の側面を弾性支持する。なお、補助支持体２４は、光拡散板５の隣接する少なくとも２つの辺に配置するとよい。光拡散板５は、補助支持体２４の押圧によって、出射窓４の内壁部４ａの補助支持体２４の反対側の内壁部４ａに押し当てられ水平方向の動きを抑制できる。また、本実施形態では、平面視で上部支持体６と補助支持体２４が重ならない位置に設定されている。この配置により補助支持体２４の上部には上部支持体６がないことから、平面視で補助支持体２４が光拡散板５を内壁部４ａに向かって押圧している状態を目視確認することができる。さらに本実施形態では、下部支持体７に矩形状の空洞が形成されており、この空洞の上方向に上部支持体６が形成されている。平面視で上部支持体６や下部支持体７及び補助支持体２４が重ならない構造により、成型にて製作する場合に金型の製作が容易になる。

【0029】

（第４実施形態）
図７及び図８には本発明の第４実施形態に係る光学モジュール４０が示されている。この光学モジュールは、以下に説明する点で第１実施形態に係る光学モジュールと相違し、その他の点では、第１実施形態に係る光学モジュールと同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。

【0030】

この実施形態では、光拡散板１１の上面の両サイドにテーパー部１２が形成されている。このテーパー部１２は、光拡散板１１の挿入時に弾性変形したスナップ爪６を弾性作用によって復元させる。光拡散板１１は、例えば、光拡散板１１の両端面１１ａが、突起７の上面からスナップ爪６の先端の底面６ｃまでの高さよりも低く形成され、中央側の平坦面１１ｂが、突起７の上面からスナップ爪６の先端の底面６ｃまでの高さよりも高く形成されている。さらに、両端面１１ａと平坦面１１ｂは、斜面であるテーパー部１２により連接されている。テーパー部１２は平面であってもよいし曲面であってもよい。

【0031】

テーパー部１２を備えることによって、挿入時に光拡散板１１の両端面１１ａの外側に弾性変形したスナップ爪６は、弾性作用によって光拡散板１１の上面側に復元することができる。一方、テーパー部１２の中腹において、スナップ爪６は弾性力が解放されないまま復元が停止されるため、スナップ爪６が光拡散板１１を下方向に押圧し続ける。このように、復元したスナップ爪６は光拡散板１１の上面側に突出しているため、光拡散板１１が光学モジュールから脱落することがなく、さらにスナップ爪６が弾性変形したまま光拡散板１１に接触しているため、光拡散板１１が左右および上下方向にずれることもない。これによって、光拡散板１１からの出射光の拡散範囲が変動することを防ぐことができる。本実施形態では、光学モジュール４０の薄型化ができると共に、接着による固定方法を用いなくても光拡散板１１の水平方向の動きを抑制できる。

【0032】

（第５実施形態）
図９には本発明の第５実施形態に係る光学モジュール５０が示されている。この光学モジュールは、以下に説明する点で第１実施形態に係る光学モジュールと相違し、その他の点では、第１実施形態に係る光学モジュールと同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。

【0033】

この実施形態では、光拡散板５の下面に弾性シート１３が配置されている。弾性シート１３は、出射光を妨げないように中央部に間隔を空けて光拡散板５の下面の両サイドに接着されている。弾性シート１３を接着したときの、光拡散板５および弾性シート１３の合計の厚さは、突起７の上面からスナップ爪の底面６ｃまでの高さよりも厚くなるように設定されている。弾性シート１３を接着することにより、スナップ爪６と光拡散板５との間に隙間がなくなり、水平方向動きや回転、高さ方向の傾きを生じることがない。なお、弾性シート１３は光拡散板５の下面に帯状に接着してもよいし、突起７の上面に点状に接着してもよい。また、弾性シート１３は上下面の平行であることが好ましい。光拡散板５を水平に載置できるからである。本実施形態では、弾性シート１３の下面に配置した接着剤が劣化しても光拡散板５の動きを抑制でき、脱落を防止できる。

【0034】

（第６実施形態）
図１０及び図１１には本発明の第６実施形態に係る光学モジュール６０が示されている。この光学モジュールは、以下に説明する点で第１実施形態に係る光学モジュールと相違し、その他の点では、第１実施形態に係る光学モジュールと同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。

【0035】

この実施形態では、枠体３の上部に出射窓４の内壁部４ａから光拡散板５の上面とほぼ平行に突出する遮蔽壁１４が形成されている。遮蔽壁１４は略Ｌ字状に形成され、光拡散板５の上面の一辺の外周部を被覆することにより、光拡散板５の光学モジュール６０からの脱落を防止している。この実施形態では、出射窓４の内壁部４ａの上部から庇状に光拡散板５側へせり出するように突出し、光拡散板５の上方向の脱落を防止するように設定されている。遮蔽壁１４の下部に相当する出射窓４の内壁部４ａは、凹凸のない平面状に形成されており、この内壁部４ａに光拡散板５の側面が突き当たることにより、光拡散板５の２次元回転が抑制される。なお、遮蔽壁１４の形成範囲は適宜設計される。例えば光拡散板５の上面のニ辺の上部を覆ってもよいし三辺の上部を覆ってもよい。これにより、光拡散板５の上方向の脱落をさらに確実に防止できる。

【0036】

（第７実施形態）
図１２及び図１３には本発明の第７実施形態に係る光学モジュール７０が示されている。この光学モジュールは、以下に説明する点で第１実施形態に係る光学モジュールと相違し、その他の点では、第１実施形態に係る光学モジュールと同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。

【0037】

この実施形態では、基板１５の側面１５ｂに凹み部１５ａが設けられている。一方、枠体１６の側面１６ｂには前記凹み部１５ａに嵌まり込む突起部１６ａが設けられている。この実施形態では、枠体１６の側面１６ｂから横方向に突出した複数の突起部１６ａが、さらに下方向の基板１５の側面１５ｂに向かって板状に突出しており、凹み部１５ａに突起部１６ａを嵌め込むことにより枠体１６が接着による固定方法を用いなくても位置決めされるように設定されている。板状の突起部１６ａを含む枠体１６の幅寸法は基板１５の幅寸法とほぼ同一に設定されおり、光学モジュール７０の外形部は突起のないフラットな形状になっている。このように、板状の突起部１６ａと嵌合するように基板１５の側面に凹み部１５ａが形成されているため、突起部１６ａが凹み部１５ａを挟み込むことが可能になる。さらにこの部分に接着剤による接着を併用することもできる。この場合、枠体の底面のみを基板に接着する場合と比較して接着面積が大きくなり、基板１５から枠体１６が脱落するリスクが低減する。

【0038】

さらに、突起部１６ａは枠体１６の全側面である四周に形成されており、基板１５に対する枠体１６の動きを四方向で拘束できるため、枠体１６と基板１５が位置ずれを起こさない。このため枠体１６に設置される光拡散板５の、ＶＣＳＥＬ素子２に対する正確な位置決めが容易になり、ＶＣＳＥＬ素子２の上方に配置される光拡散板５の大きさを、許容範囲の最小限まで小さくできコスト削減につながる。また、本実施形態では、基板１５の側面部に凹み部１５ａを設けているため、基板上に貫通孔を設ける場合と比較して、基板１５の面積を小さくすることができ、光学モジュールの小型化が可能になる。この実施形態では、突起部１６ａは板状に設定されているが、突起部１６ａの形状、大きさは適宜設計される。

【0039】

（第８実施形態）
図１４及には本発明の第８実施形態に係る光学モジュール８０が示されている。この光学モジュールは、以下に説明する点で第１実施形態に係る光学モジュールと相違し、その他の点では、第１実施形態に係る光学モジュールと同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。

【0040】

この実施形態は、前述した凹み部１５ａ及び突起部１６ａに抜け止め手段を設けたものである。抜け止め手段を設けたことにより、基板１５から枠体１６が脱落することを確実に防ぐことができる。この実施形態では、凹み部１５ａ及び突起部１６ａそれぞれに、凹凸による係合構造である抜け止め手段が設けられている。

【0041】

突起部１６ａの抜け止め手段としては、枠体１６の側面１６ｂから横方向に突出した複数の突起部１６ａが、さらに下方向の基板１５の側面１５ｂに向かって板状に突出しており、突起部１６ａの先端部分に根元部分よりも形状の大きい拡大凸部１８が形成されている。凹み部１５ａの抜け止め手段としては、基板１５の側面に形成された凹み部１５ａの下側に、拡大凸部１８と嵌合する拡大凹み部１７が形成されている。

【0042】

すなわち、抜け止め手段として機能する拡大凸部１８が拡大凹み部１７と干渉して、基板１５と枠体１６の上下方向での抜けを確実に防止することができる。また、この部分に接着剤による接着を併用することも可能である。なお、本実施形態の場合、側面１５ｂに拡大凹み部１７の加工を行うことができるよう基板１５の厚さを増加させている。

【0043】

（第９実施形態）
図１５及び図１６には本発明の第９実施形態に係る光学モジュール９０が示されている。この光学モジュールは、以下に説明する点で第１実施形態に係る光学モジュールと相違し、その他の点では、第１実施形態に係る光学モジュールと同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。

【0044】

この実施形態では、ＶＣＳＥＬ素子２を囲うようにして基板１に固定される第１の枠体３と、第１の枠体３を被覆する第２の枠体１９とを備えている。第２の枠体１９は、上面１９ａと側面１９ｂとを有し、上面１９ａには光拡散板５の上方に位置する開口窓２５が形成されている。開口窓２５の内側壁には光拡散板５の上面に向けて突出する第２の弾性突起爪２１が形成されている。この実施形態では、第２の枠体１９の開口窓２５は、第１の枠体３の出射窓４の内側に庇状にせり出しており、開口窓２５の開口面積は、出射窓４の開口面積よりも狭く形成されている。出射窓４の内側に庇状にせり出した突出部２０ａの下面と光拡散板５上面との間には、第２の弾性突起爪２１が設置されている。第２の弾性突起爪２１は弾性変形した状態を維持したまま光拡散板５を押圧し続けるため、第２の弾性突起爪２１と光拡散板５の間には隙間がなく、光拡散板５が水平方向および上下方向で位置ずれを起こすことがない。

【0045】

さらに、第１の枠体３と第２の枠体１９とは、第１の枠体３に第２の枠体１９を固定する固定手段を有している。この実施形態では、第１の枠体３の側面に設けられた突起部２２と、第２の枠体１９の側面に設けられた突起部２２が嵌合する孔部２３で構成されている。第１の枠体３の突起部２２が、第１の枠体３を覆うように配置された第２の枠体１９の孔部２３に嵌合することにより、第２の枠体１９が第１の枠体３に固定される。この固定手段により、第１の枠体３から第２の枠体１９が脱落しなくなり、前述の第２の弾性突起爪２１の弾性変形状態が維持される。

【符号の説明】

【0046】

１０ 光学モジュール
１ 基板
１ａ 上面
１ｂ 側面
１ｃ 電極
２ ＶＣＳＥＬ素子
３ 枠体
３ａ 側面
３ｂ 上面
４ 出射窓
４ａ 内壁部
５ 光拡散板
６ 上部支持体
６ａ 傾斜面
６ｂ 垂直壁面
６ｃ 底面
６ｄ 切欠き
７ 下部支持体
８ 光拡散板
９ 凹部
１１ 光拡散板
１１ａ 両端面
１１ｂ 平坦面
１２ テーパー部
１３ 弾性シート
１４ 遮蔽壁
１５ 基板
１５ａ 凹み部
１５ｂ 側面
１６ 枠体
１６ａ 突起部
１６ｂ 側面
１７ 拡大凹み部
１８ 拡大凸部
１９ 第２の枠体
１９ａ 上面
１９ｂ 側面
２０ａ 突出部
２１ 第２の弾性突起爪
２２ 突起部
２３ 孔部
２４ 補助支持体
２５ 開口窓

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】