專利名稱：光源裝置以及圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光源裝置以及圖像顯示裝置。
技術(shù)背景近年，在光通信、光應(yīng)用測定、光顯示等的光電子領(lǐng)域中，廣泛使用 對半導(dǎo)體激光源的振蕩光進(jìn)行波長變換利用的激光源裝置。作為這種激光 源裝置，為了穩(wěn)定地提供波長寬度窄的激光束，提出了配備半導(dǎo)體激光元 件和外部共振器，外部共振器通過使特定波長的光有選擇地返回發(fā)光元件， 使上述發(fā)光元件以特定波長的光進(jìn)行激光振蕩，利用透射了外部共振器的 激光的外部共振型激光器(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)ll特表加06-511966號公報但是，如圖7所示的專利文獻(xiàn)1所述的外部共振型激光器例如為了保 持外部共振反射鏡307,需要設(shè)置成具有從配置激光芯片301 (303)的面 向激光芯片301 (303)的上方延伸的外部共振反射鏡保持面的凸部或者L 字形狀的部件。特別是當(dāng)在激光芯片301 (303)和外部共振反射鏡307之間插入了波 長變換元件的激光器構(gòu)造的情況下，大多需要外部共振反射鏡保持面只以 波長變換元件的長度量從激光芯片301 (303)離開，從激光芯片配置面到 外部共振反射鏡保持面的突出部的尺寸變長。此外當(dāng)是激光陣列芯片的情 況下，外部共振反射鏡307需要大于等于芯片的陣列方向長度的寬度，構(gòu) 成外部共振反射鏡保持面的突出部也需要粗的寬度。配置激光芯片301 (303)的部件305的材質(zhì)為了釋;^來自激光芯片301 (303)的熱一般4吏 用銅等的熱傳導(dǎo)率好的金屬。
即，具有突出部的尺寸長并且粗的凸部的金屬部件或者設(shè)置為L字形 狀的金屬部件因?yàn)橛脡鸿T和金屬粉末注射成型(MIN)制造所以成本高。 此外，當(dāng)組合2體制作該狀態(tài)的情況下，需要接合2體的步驟，作業(yè)變得 繁雜，成本進(jìn)一步增高。進(jìn)而此外，為了設(shè)置形成長且粗的凸部或者L字 形狀的部件需要空間，不能謀求充分的小型化(薄型化)。本發(fā)明就是為了解決上述問題的至少一部分而提出的，可以作為以下 的形態(tài)或者適用例子實(shí)現(xiàn)。[適用例子l]一種光源裝置，其特征在于包含具有在激光振蕩對發(fā)光 面垂直射出激光的至少1個發(fā)光元件的發(fā)光部；通過使特定波長的光有選 擇地返回上述發(fā)光元件，用特定波長使上述發(fā)光元件進(jìn)行激光振蕩的外部 共振器；固定上述發(fā)光部以及上述外部共振器的基座；配置固定在上述發(fā) 光元件和上述外部共振器之間，并且，從上述發(fā)光元件表面離開的上述激 光的光路上，改變上述激光的行進(jìn)方向的光學(xué)元件。如果采用該光源裝置，則通過使用光學(xué)元件不需要形成長且粗的凸部 或者L字形狀的部件。此外，因?yàn)閺耐环较蛏习寻l(fā)光部和光學(xué)元件和外 部共振器配置固定在基座上即可，所以在制造時的作業(yè)性優(yōu)異，制造的周 期變短。由此，在實(shí)現(xiàn)低成本化的同時簡化裝置構(gòu)成，可以進(jìn)一步小型化。[適用例子2一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于上述光學(xué) 元件把入射到上述光學(xué)元件中的上述激光的行進(jìn)方向大致改變90度。如果采用本發(fā)明，則把發(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器配置固定在基 座上變得容易。[適用例子3
一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于在上述 光學(xué)元件和上述外部共振器之間的上述激光的光路上進(jìn)一步包含波長變換 元件，上述波長變換元件配置固定在上述基座上，改變通過了上述光學(xué)元 件的上述激光的波長。如果采用本發(fā)明，則在改變波長的構(gòu)成中，通過外部共振器^f吏波長變 換前的光線折返，連續(xù)地透射波長變換元件，因而，能夠沒有浪費(fèi)地進(jìn)行 波長變換，能夠提高波長變換元件的變換效率。 [適用例子4
一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于在上述 光學(xué)元件的上述激光的光路上賦予偏振光選擇光學(xué)膜，使表示射出到上述反射率或者透射率在上述激光的偏振光方向不同的2個偏振光分量中具有 不同的特性。如果采用本發(fā)明，則因?yàn)槠窆庾兂梢恢碌募す猓栽诤鸵壕菢?的偏振光控制型的器件組合時，提高光的利用效率。[適用例子5一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于上述偏振 光選擇光學(xué)膜的上述反射率或者透射率高的偏振光方向和上述波長變換元 件的極化方向大致一致。如果采用這種光源裝置，則只讓波長變換元件的變換效率高的極化方 向的偏振光發(fā)生激光振蕩，提高波長變換元件的變換效率。適用例子6
一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于上述光 學(xué)元件是具備至少反射激光的波長的光的反射面的反射鏡。如果采用這種光源裝置，則容易以低成本實(shí)現(xiàn)有效的激光的行進(jìn)方向的變換。[適用例子7
一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于上述光 學(xué)元件是棱鏡。如果采用這種光源裝置，則容易以低成本實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步有效的激光的行 進(jìn)方向的變換。[適用例子81 —種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于上述棱 鏡是直角等腰三角形剖面的直角棱鏡，包含上述直角等腰三角形剖面的長 邊的上述直角棱鏡的面是對相對于包含剩下的邊的上述直角棱鏡的面大致 垂直入射的激光進(jìn)行反射的反射面，包含剩下的邊中的一邊的上述直角棱 鏡的面的 一部分經(jīng)由間隔部局部固定配置在上述基座上。如果釆用這種光源裝置，則容易把發(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器固 定配置在基座上。[適用例子9
一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于在上述
棱鏡的上述間隔部局部配置面上，賦予反射防止膜，在從上述發(fā)光元件射 出或者反射的上述激光向上述棱鏡入射時，降低上述激光的反射。如果采用該光源裝置，則通過降低存在于發(fā)光元件附近的棱鏡面的反 射，能夠穩(wěn)定地使發(fā)光元件和外部共振器產(chǎn)生激光振蕩。適用例子IO
一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于上述偏 振光選擇光學(xué)膜進(jìn)一步包含波長分離功能，當(dāng)賦予在上述棱鏡的上述反射 面以及上述間隔部配置面以外的包含剩下的一邊的上述直角棱鏡的面上的 情況下，在由上述波長變換元件變換的波長的激光從上述外部共振器一側(cè) 入射時，反射到上述外部共振器一側(cè)。如果采用這種光源裝置，則在波長變換的構(gòu)成中，通過用棱鏡將4皮波 長變換元件變換的波長的激光折返，不會使經(jīng)過波長變換的激光返回發(fā)光 元件，因?yàn)槟軌蛲ㄟ^波長變換元件、外部共振器內(nèi)取出，所以能夠沒有浪 費(fèi)地進(jìn)行波長變換。適用例子ll] 一種光源裝置，是上述光源裝置，其特征在于進(jìn)一步 包含決定上述光學(xué)元件以及上述外部共振器相對于上述發(fā)光部的上述發(fā)光 元件的位置的定位部。如果采用這種光源裝置，則容易實(shí)現(xiàn)有效的定位。適用例子12]—種光源裝置，是上述光源裝置，上述定位部是銷。 如果采用這種光源裝置，則容易以低成本實(shí)現(xiàn)有效的定位。 [適用例子13]—種圖像顯示裝置，其特征在于包含上述任意一項(xiàng)所 述的光源裝置、才艮據(jù)圖像信號調(diào)制從上述光源裝置射出的光的光調(diào)制裝置、 投射用上述光調(diào)制裝置形成的圖像的投射裝置。如果釆用這種圖像顯示裝置，則通過使用光學(xué)元件不需要設(shè)置成長且 粗的凸部或者L字形狀的部件。此外，因?yàn)橹灰獜耐环较蛟诨瞎潭?配置發(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器即可，所以制造時的操作性優(yōu)異，制 造的周期縮短。由此，在實(shí)現(xiàn)低成本化的同時簡化裝置構(gòu)成，進(jìn)而可以小 型化。[適用例子14j一種圖像顯示裝置，其特征在于包含上述任意項(xiàng)所述
的光源裝置、在^皮投射面上掃描從上述光源裝置射出的激光的掃描部。如果采用該圖像顯示裝置，則通過使用光學(xué)元件不需要設(shè)置成長且粗的凸部或者L字形狀的部件。此外，因?yàn)橹灰獜耐环较蛟诨瞎潭ㄅ?置發(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器即可，所以制造時的操作性優(yōu)異，制造 的周期縮短。由此，在實(shí)現(xiàn)低成本化的同時簡化裝置構(gòu)成，進(jìn)而可以小型 化。


圖l是表示第l種實(shí)施方式的光源裝置的平面圖以及側(cè)面圖。 圖2是圖1的II-II線剖面圖。 圖3是表示第2種實(shí)施方式的光源裝置的剖面圖。 圖4是表示第1以及第2種實(shí)施方式的偏振光選擇光學(xué)膜的特性的曲 線圖。圖5是表示第3種實(shí)施方式的圖像顯示裝置的圖。 圖6是表示第4種實(shí)施方式的圖像顯示裝置的圖。 圖7是表示以往的光源裝置的圖。符號說明2、 4:光源裝置6、 8:圖像顯示裝置10:發(fā)光部12:光學(xué)元件(反射鏡)14:波長變換元件16:外部共振器18:基座20:激光22:發(fā)光面24:發(fā)光元件 26:支撐部28:間隔部30:反射鏡組件31:偏振光選擇光學(xué)膜32:定位部34:波長變換元件架36:波長變換元件組件38:激光40:外部共振器架42:外部共振器組件44:定位部46:激光48:光學(xué)元件(棱鏡) 50:長邊 52:邊53:反射防止膜 54:邊 58:間隔部 60:棱鏡組件 62: 屏幕 80R:紅色激光源 80G:綠色激光源 80B:藍(lán)色激光源 82:場透鏡84R:紅色光用空間光調(diào)制裝置 84G:綠色光用空間光調(diào)制裝置 84B:藍(lán)色光用空間光調(diào)制裝置 86:交叉分色棱鏡 88:第l分色膜 90:第2分色膜 92:投影透鏡110: MEMS反射鏡(掃描部) 112:聚光透鏡具體實(shí)施方式
以下，參照

實(shí)施方式。 (第l種實(shí)施方式)圖l是表示第l種實(shí)施方式的光源裝置的平面圖以及側(cè)面圖。圖2是 圖1的II-II線剖面圖。本實(shí)施方式的光源裝置2如圖l所示，包含發(fā)光部 10;作為光學(xué)元件的反射鏡12;波長變換元件14;外部共振器16;基座 18。(A,光源裝置的功能) 首先，參照圖2說明光源裝置2的功能。發(fā)光部IO具有相對發(fā)光面22大致垂直射出激光20的至少一個發(fā)光元 件(面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器)24。從發(fā)光元件24射出的光在初始狀態(tài)下具 有在特定的波長(基波長)附近具有峰值的寬范圍的發(fā)光分布，但由于在 和外部共振器16之間進(jìn)行激光振蕩，因而變成在基波長附近具有尖銳的峰 值的激光20。從發(fā)光元件24射出的激光20經(jīng)由以后i兌明的反射鏡12入 射到波長變換元件14。波長變換元件14配置在形成于反射鏡21和外部共振器16之間的激光 20的光路上，是把入射的激光200變換為特定的波長(變換波長)的非線 性光學(xué)元件。例如，波長變換元件14當(dāng)把入射的激光20變換為一半的波 長的情況下，波長變換元件14把1064nm的激光20變換為532nm后射出。 但是，波長變換元件14的變換效率是30 50%左右，從發(fā)光元件24射出 的激光20不會全部變換為變換波長?；蛘?，波長變換元件14的波長變換 效率具有非線性的特性，例如入射到波長變換元件14的激光的強(qiáng)度越強(qiáng)，
變換效率越高，波長變換元件14例如能夠用使用了非線性光學(xué)晶體的極化 反轉(zhuǎn)器件構(gòu)成。從波長變換元件14射出的激光20向外部共振器16入射。外部共振器16設(shè)置在從發(fā)光元件24經(jīng)由波長變換元件14射出的激光 20的光路上，具有選擇和基波長相等的波長的光，使其98 99%左右返回 發(fā)光元件24的功能。其選擇特性是非常窄的帶域，有選擇地只反射大致和 基波光相等的波長的光。在從波長變換元件14射出的激光中，未被變換為變換波長的光，即， 基波長原樣從波長變換元件14射出的光用外部共振器16反射，再次經(jīng)由 波長變換元件14以及反射鏡12返回發(fā)光元件24。返回到發(fā)光元件24的 基波長的光在發(fā)光元件24的內(nèi)部反射，再次從發(fā)光元件24射出。這樣， 基波長的光通過在發(fā)光元件24和外部共振器16之間往復(fù)，基波長的光放 大，得到窄帶的(即，在基波長附近具有尖銳的峰值)激光20。即，外部 共振器16具備在窄帶域使發(fā)光元件24激光振蕩的功能。另一方面，在從波長變換元件14射出的激光中，被變換為變換波長的 激光38透射外部共振器16從光源裝置2作為激光38射出。而且，外部共振器16是在具有光透射性的襯底內(nèi)形成體積型相位光柵 的共振器，雖然未圖示但變成設(shè)置有沿著光路設(shè)置的許多黑色層的構(gòu)造。 作為襯底，例如使用以Si02為主體的堿鋁硼硅酸鹽玻璃。 (B.光學(xué)裝置的構(gòu)造)以下，參照圖1以及圖2說明光源裝置2的構(gòu)造。在本實(shí)施方式的光源裝置2中，把發(fā)光部IO、波長變換元件14，以及 外部共振器16固定在基座18上。而后，在發(fā)光部10和波長變換元件14 之間設(shè)置改變激光20的行進(jìn)方向的反射鏡12。發(fā)光部10如圖2所示，在由支撐部26支撐的狀態(tài)下，固定在基座18上。反射鏡12設(shè)置在從發(fā)光元件24射出激光20的光路上。反射鏡12具 備折射從發(fā)光部10射出的激光20改變其行進(jìn)方向的功能。具體地說，反 射鏡12配置成激光以大致45度入射，把入射到反射鏡12上的激光20的
行進(jìn)方向大致改變90度。作為反射鏡12釆用在經(jīng)過鏡面加工的金屬，以 及，玻璃、陶瓷、樹脂等的基材上形成鋁等的金屬反射膜的方法，而后進(jìn) 一步采用在該金屬反射膜上疊層玻璃等的透明板的構(gòu)成等的公知的方法。 反射鏡12和間隔部28通過粘接等接合，構(gòu)成反射鏡組件30。由此，容易 把發(fā)光部10和反射鏡12和外部共振器16固定配置在基座18上?；蛘撸?容易以低成本實(shí)現(xiàn)有效的激光的行進(jìn)方向的變換。在反射鏡12的反射激光20、 46的面上賦予偏振光選擇光學(xué)膜31。把 偏振光選擇光學(xué)膜31的性質(zhì)形成為，在規(guī)定的入射角度下，包含在激光 20、 46中的大致正交的直線偏振光(P偏振光以及S偏振光)的一方(例 如P偏振光)的反射率比另一方(例如S偏振光)的反射率還高。在此， 偏振光選擇光學(xué)膜31的反射率意味著射出到波長變換元件14的激光相對 從發(fā)光部10入射的激光的比率。偏振光選擇光學(xué)膜31用介質(zhì)多重膜構(gòu)成。 介質(zhì)多重膜可以用CVD形成Si02、 Zr02、 Ti02，構(gòu)成多重膜的各層的厚 度、材料以及層數(shù)根據(jù)所要求的特性而最佳化。由此，因?yàn)樽兂善窆夥?向一致的激光，所以在和液晶那樣的偏振光控制型的器件組合時，提高光 的利用效率。或者，偏振光選擇光學(xué)膜31的偏振光方向構(gòu)成為和波長變換 元件14的極化方向大致一致。在本實(shí)施方式中，波長變換元件14的極化 方向是圖2的上下方向，偏振光選擇光學(xué)膜31形成為P偏振光的反射率 比S偏振光的反射率還大。圖4是表示第1種實(shí)施方式的偏振光選擇光學(xué)膜31的特性的曲線圖。 橫軸表示對偏振光選擇光學(xué)膜的入射光的波長(Wavelength)。縱軸表示 包含在偏振光選擇光學(xué)膜31的入射光中的直線偏振光(P偏振光Tp以及 S偏振光Ts)的透射率(Transmittance)。偏振光選擇光學(xué)膜31如圖4 所示，設(shè)置成在P偏振光Tp和S偏振光Ts中透射該偏振光選擇光學(xué)膜 31時的透射率不同。例如，作為激光波的基波的波長是1062nm附近的透 射率設(shè)定成使P偏振光Tp的方向與S偏振光Ts相比更高。由此，通過使 波長變換元件14的極化方向和P偏振光Tp的偏振光方向大致一致，只讓 波長變換元件14的變換效率高的極化方向的偏振光激光振蕩，能夠提高波 長變換元件14的變換效率。此外，偏振光選擇光學(xué)膜31把波長531nm附近的激光的透射率設(shè)定 為0。該附近的激光用偏振光選擇光學(xué)膜31反射。在本實(shí)施方式中，偏振 光選擇光學(xué)膜31形成為反射到發(fā)光元件24那樣的性質(zhì)以及角度。而且， 也可以形成為反射到波長變換元件14那樣的性質(zhì)以及角度。波長變換元件14配置在反射鏡12和外部共振器16之間的激光20的 光路上。波長變換元件14使用定位部32 (參照圖1)在基座18上定位固 定。波長變換元件14例如能夠使用非線性光學(xué)晶體。波長變換元件14是把入射激光變換為大致一半的波長的非線性光學(xué) 元件，變換激光20的波長。例如，如果1064nm的激光20向波長變換元 件14入射，則波長變換元件14射出532nm的激光。波長變換元件14的 波長變換效率具有非線性的特性，例如，入射到波長變換元件14中的激光 的強(qiáng)度越強(qiáng)，變換效率越高。此外，波長變換元件14的變換效率是30~50%。 即，從發(fā)光部10射出的激光20不會全部變換為規(guī)定波長的激光。波長變換元件14和波長變換元件架34通過粘接等接合構(gòu)成波長變換 元件組件36。在波長變換元件架34內(nèi)配置用于把波長變換元件14保持在 適宜的溫度的溫度控制部(未圖示)。所謂溫度控制部具體地說是帕爾帖 元件、加熱器這種熱源和檢測溫度的熱敏電阻、鉑金電阻、熱電偶等。由 此，在進(jìn)行波長變換的構(gòu)成中，外部共振器16使波長變換前的光線折返， 由于連續(xù)地透射波長變換元件14，因而能夠無損失地進(jìn)行波長變換，能夠 提高在波長變換元件14中的變換效率。外部共振器16設(shè)置在發(fā)光元件24射出的激光20的光路上。外部共振 器16選擇和激光20相等的波長的光，通過使其98~99%左右返回發(fā)光元 件24，使發(fā)光元件具有作為以窄帶激光振蕩的外部共振器的功能。此時， 發(fā)光元件24和外部共振器16之間的激光能量的1 2%透射外部共振器16 能夠作為激光利用。此外，在外部共振器16上設(shè)置透射率高的波長區(qū)域，用波長變換元件 14進(jìn)行波長變換，使變成激光20的一半的波長的激光38透射。因而，激
光38也可以作為激光利用。在此，用外部共振器16反射而向發(fā)光元件24 返回的方向的激光46和激光20是同一波長，激光46也在通過波長變換元 件14時變換為一半的波長。外部共振器16是在具有光透射性的襯底內(nèi)形成體積型相位光柵的共 振器，雖然未圖示但形成設(shè)置有沿著光路設(shè)置的許多黑色層的構(gòu)造。作為 襯底，例如使用以Si02為主體的堿鋁硼硅酸鹽玻璃。有關(guān)外部共振器16 因?yàn)槭枪?，所以省略詳?xì)的說明。而且，在本實(shí)施方式中，使用了在 具有光透射性的襯底內(nèi)形成了體積型相位光柵的外部共振器16，但在體積 型相位光柵以外，也可以使用用反射鏡和帶通濾波器形成的外部共振器。外部共振器16和外部共振器架40通過粘接等接合構(gòu)成外部共振器組 件42。外部共振器組件42通過調(diào)整用箭頭A (參照圖1)以及箭頭B (參 照圖2)表示的2個方向的朝向，適宜地調(diào)整在外部共振器16上反射經(jīng)由 波長變換元件14向發(fā)光元件24返回的激光46的朝向(光量)。外部共振 器組件42因?yàn)檎{(diào)整用箭頭A以及箭頭B表示的2個方向的朝向，所以用 1個定位部44進(jìn)行定位。定位部44在用遙控設(shè)備等調(diào)整了外部共振器組 件42的2個方向的朝向后，用粘接劑固定?；?8的固定配置支撐部26、反射鏡組件30、波長變換元件組件36 以及外部共振器組件42的安裝面是平坦的板。配置固定基座18的發(fā)光部 IO的面要求高精度的平面度。在其平面加工時配置波長變換元件14、外部 共振器16的部分也能夠同時加工，基座18這些配置部分也以高精度的平 面度加工?；?8的材料是熱傳導(dǎo)率高的銅?；蛘撸?8的材料使用 傳導(dǎo)熱的熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成。作為熱傳導(dǎo)材料，例如能夠使用銅、黃銅、不 銹鋼、鋁、銦、金、銀、鉬、鎂、鎳、鐵等的金屬部件，包含金剛石，或者它們其中的至少一種的部件。在基座18中固定配置發(fā)光部10和反射鏡12和波長變換元件14和外 部共振器16?；?8具有決定針對發(fā)光部10的發(fā)光元件24的規(guī)定位置 的定位部32、 44。在基座18上有定位用的定位部32、 44，它們以發(fā)光部 10的發(fā)光元件為基準(zhǔn)配置?；?8固定配置用定位部32確定了位置的反
射鏡12和波長變換元件14?；?8固定配置使用定位部44定位的外部 共振器16。定位部32、 44是銷子。由此，實(shí)現(xiàn)有效的定位變得容易。此 外，容易以低成本實(shí)現(xiàn)有效的定位。用這些銷子進(jìn)行各組件30、 36、 42的定位，配置在基座18上，通過 粘接等固定，完成光源裝置2。如果采用本實(shí)施方式，則通過使用光學(xué)元件，不需要用于把外部共振 器和波長變換元件保持在發(fā)光元件的激光射出方向上的保持部件。此外， 因?yàn)橹灰寻l(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器從同 一方向配置固定在基座上 即可，所以在制造時的作業(yè)性優(yōu)異，制造的周期縮短。由此，在實(shí)現(xiàn)低成 本化的同時使裝置構(gòu)成簡化，可以進(jìn)一步小型化。 (第2種實(shí)施方式)圖3是表示第2種實(shí)施方式的光源裝置的剖面圖。而且，在和上述第 1種實(shí)施方式相同的部分上標(biāo)注相同的符號，并省略重復(fù)的說明。在本實(shí) 施方式中，光源裝置4包含作為光學(xué)元件的棱鏡48。棱鏡48例如能夠采 用由具有玻璃和透明樹脂等比周圍的空氣大的折射率的透光性材料組成的 公知的棱鏡。由此，容易以低成本實(shí)現(xiàn)有效的激光的行進(jìn)方向的變換。棱鏡48是直角等腰三角形剖面的直角棱鏡。包含直角等腰三角形剖面 的長度50的棱鏡48的激光反射面反射對包含剩下的邊52、 53的棱鏡48 的面大致垂直入射的激光20、 46。如果使用棱鏡48則容易得到激光反射 面的高精度的反射精度。由此，容易把發(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器固 定配置在基座上。而且，在包含邊長50的棱鏡48的激光反射面上也可以 附加反射激光的光學(xué)膜。在直角等腰三角形剖面的剩下的邊中包含邊52的棱鏡48的面經(jīng)由間 隔部58固定配置在基座18上。在棱鏡48的間隔部58的配置面上賦予反 射防止膜53，當(dāng)從發(fā)光元件24射出或者反射的激光20、 46向棱鏡48入 射時降低激光20、 46的反射。反射防止膜53例如是AR涂層(Anti Reflection Coating) 。 AR涂層通過在棱鏡48的間隔部58配置面上涂抹 折射率不同的2種或者2種以上的薄膜，形成為防止在入射面上的外光的 反射的性質(zhì)以及角度。由此，通過降低存在于發(fā)光元件23附近的棱鏡48 的間隔部58配置面的激光20、 46的反射，減少由激光20、 46的反射產(chǎn)生 的對發(fā)光元件24的不良影響，能夠穩(wěn)定地使發(fā)光元件24和外部共振器16 產(chǎn)生的激光振蕩。此外，在反射防止膜53上也可以是硅涂層和AR板等。 硅涂層因?yàn)樵诜瓷浞乐姑嫔先芨胶細(xì)的硅，制作微細(xì)的凹凸以使光亂反射， 所以能夠?qū)崿F(xiàn)低成本。AR板是把特殊的反射防止膜貼在反射防止面上的 方式。在包含激光20、 46透射的棱鏡48的邊54的面上賦予偏振光選擇光學(xué) 膜31。而且，偏振光選擇光學(xué)膜31的賦予位置也可以是包含激光20、 46 反射的長邊50的棱鏡48的激光反射面。此外，偏振光選擇光學(xué)膜31可以 進(jìn)一 步包含波長分離功能，當(dāng)賦予在包含直角等腰三角形剖面的邊54的棱 鏡48的面上的情況下，將由外部共振器16反射的激光46通過波長換元件 14進(jìn)行了波長變換的激光再次反射到外部共振器16。在和棱鏡48的波長 變換元件14相對的面上通過賦予包含反射將激光46波長變換為一半的波 長的激光的波長分離功能的偏振光選擇光學(xué)膜31，不會使波長變換后的激 光返回發(fā)光元件24，能夠通過波長變換元件14、外部共振器16內(nèi)取出。 能夠防止波長變換后的激光在發(fā)光元件24上吸收，高效率地從光源裝置4 取出波長變換過的激光。棱鏡48和間隔部58通過粘接等接合構(gòu)成棱鏡組 件60。對于其他的構(gòu)成，能夠適用在第l種實(shí)施方式中說明的內(nèi)容。而且， 也可以在偏振光選擇光學(xué)膜31上不包含波長分離功能，而把包含另一用途 的波長分離功能的光學(xué)膜賦予在包含邊54的棱鏡48的面上。圖4是表示第2種實(shí)施方式的偏振光選擇光學(xué)膜31的特性的曲線。橫 軸表示對偏振光光學(xué)膜31的入射光的波長。縱軸表示包含在偏振光選擇光 學(xué)膜31的入射光中的直線偏振光(P偏振光Tp和S偏振光Ts )的透射率。 在此，偏振光選擇光學(xué)膜31的透射率意味著射出到波長變換元件14的激 光相對從發(fā)光部10入射的激光的比率。偏振光選擇光學(xué)膜31如圖4所示 設(shè)定成使P偏振光Tp和S偏振光Ts透射該偏振光選擇膜31時的透射率 不同。例如，作為激光的基波的波長是1062nm附近的透射率設(shè)定成P偏
振光Tp的一方比S偏振光Ts高。在本實(shí)施方式中，使波長變換元件14 的極化方向和P偏振光Tp的偏振光方向大致一致，波長變換元件14的變 換效率高的極化方向的偏振光的強(qiáng)度強(qiáng)的激光發(fā)生振蕩，提高波長變換元 件14的變換效率。此外，偏振光選擇光學(xué)膜31把波長是531nm附近的激光的透射率設(shè) 定為0。該附近的激光在偏振光選擇光學(xué)膜31上反射。這樣使偏振光選擇 光學(xué)膜31具有波長分離功能。如果采用本實(shí)施方式，則通過使用光學(xué)元件不需要在發(fā)光元件和激光 射出方向上用于保持外部共振器和波長變換元件的保持部件。或者，因?yàn)?從同一方向上把發(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器配置在基座上即可，所以 在制造時的作業(yè)性優(yōu)異，制造的周期變短。由此，在實(shí)現(xiàn)低成本化的同時 簡化裝置構(gòu)成，可以進(jìn)一步小型化。進(jìn)而，能夠防止經(jīng)過波長變換的激光 在發(fā)光元件上吸收的現(xiàn)象，可以高效率地從光源裝置取出經(jīng)過波長變換的 激光。(第3種實(shí)施方式)圖5是表示第3種實(shí)施方式的圖像顯示裝置的圖。在本實(shí)施方式中， 說明具備上述第1種實(shí)施方式的光源裝置2的圖像顯示裝置6。而且，在 圖5中，為了簡化，構(gòu)成圖像顯示裝置6的殼體省略。本實(shí)施方式的圖像 顯示裝置6是把光提供給屏幕62，通過觀察在屏幕62上反射的光，觀賞 圖像的正投影型投影機(jī)。和上述第1種實(shí)施方式重復(fù)的說明省略。圖像顯 示裝置6具有射出和上述光源裝置2 (參照圖1) 一樣的構(gòu)成的紅色光的紅 色激光源(光源裝置)80R、射出綠色光的綠色激光源(光源裝置)80G、 射出藍(lán)色光的藍(lán)色激光源(光源裝置)80B。圖^^顯示裝置6使用來自各 顏色激光源80R、 80G、 80B的光來顯示圖像。紅色激光源80R提供紅色光。場透鏡82將來自紅色激光源80R的紅 色光平行化，向紅色光用空間光調(diào)制裝置84R入射。紅色光用空間光調(diào)制 裝置84R是才艮據(jù)圖像信號調(diào)制紅色光的透射型液晶顯示裝置。用紅色光用 空間光調(diào)制裝置84R調(diào)制過的紅色光向作為顏色合成光學(xué)系統(tǒng)的交叉分色 棱鏡86入射。綠色激光源80G提供綠色光。場透鏡82將來自綠色激光源80G的綠 色光平行化，向綠色光用空間光調(diào)制裝置84G入射。綠色光用空間光調(diào)制 裝置84G是^f艮據(jù)圖像信號調(diào)制綠色光的透射型液晶顯示裝置。用綠色光用 空間光調(diào)制裝置84G調(diào)制過的綠色光從和紅色光不同 一側(cè)向交叉分色棱鏡 86入射。藍(lán)色激光源80B提供藍(lán)色光。場透鏡82將來自藍(lán)色激光源80B的藍(lán) 色光平行化，向藍(lán)色光用空間光調(diào)制裝置84B入射。藍(lán)色光用空間光調(diào)制 裝置84B是^T艮據(jù)圖像信號調(diào)制藍(lán)色光的透射型液晶顯示裝置。用藍(lán)色光用 空間光調(diào)制裝置84B調(diào)制過的藍(lán)色光從和紅色光、綠色光不同一側(cè)向交叉 分色棱鏡86入射。交叉分色棱鏡86粘合4個直角棱鏡而形成，具有在其內(nèi)面上相互大致 正交配置的2個分色膜88、卯。第1分色膜88反射紅色光，使綠色光以 及藍(lán)色光透射。第2分色膜90反射藍(lán)色光，使紅色光以及綠色光透射。交 叉分色棱鏡86合分量別從不同方向入射的紅色光、綠色光以及藍(lán)色光，向 投影透鏡92的方向射出。投影透鏡92把用交叉分色棱鏡86合成的光向屏 幕62的方向投射。投影機(jī)也可以是向屏幕一方的面提供光，通過觀察從屏 幕的另一面射出的光觀賞圖像的所謂背投影機(jī)。此外，作為空間光調(diào)制裝 置并不限于使用透射型液晶顯示裝置的情況，也可以使用反射型液晶顯示 裝置(Liquid Crystal On Silicon (硅基液晶)，LCOS) 、 DMD (Digital Micromirror Device:數(shù)字微鏡裝置)、GLV ( Grating Light Valve:光柵 光閥)等。如果采用本實(shí)施方式，則通過使用光學(xué)元件不需要用于在發(fā)光元件的 激光射出方向上保持外部共振器和波長變換元件的保持部件。或者，因?yàn)?從同一方向上把發(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器配置在基座上即可，所以 在制造時的作業(yè)性優(yōu)異，制造的周期變短。由此，在實(shí)現(xiàn)低成本化的同時 簡化裝置構(gòu)成，可以進(jìn)一步小型化。 (第4種實(shí)施方式)
此外，第l或者第2種實(shí)施方式的光源裝置2、 4還可以適用到掃描型 的圖像顯示裝置。圖6是表示第4種實(shí)施方式的圖像顯示裝置的圖。在本實(shí)施方式中， 說明具備上述第1種實(shí)施方式的光源裝置2的圖像顯示裝置8。本實(shí)施方 式的圖像顯示裝置8具備第l種實(shí)施方式的光源裝置2、把從光源裝置2 射出的光向著屏幕62掃描的MEMS反射鏡(掃描部)110、把從光源裝 置2射出的光會聚到MEMS反射鏡110上的聚光透鏡112。從光源裝置2 射出的光通過使MEMS反射鏡110移動，引導(dǎo)成在橫方向、縱方向上掃 描于屏幕62上。當(dāng)顯示彩色的圖像的情況下，只要把構(gòu)成發(fā)光部10的許 多發(fā)光元件24 (參照圖2)用具有紅、綠、藍(lán)的峰值波長的發(fā)光元件24 的組合構(gòu)成即可。如果采用本實(shí)施方式，則通過使用光學(xué)元件不需要用于在發(fā)光元件的 激光射出方向上保持外部共振器和波長變換元件的保持部件?；蛘?，因?yàn)?從同一方向上把發(fā)光部和光學(xué)元件和外部共振器配置在基座上即可，所以 在制造時的作業(yè)性優(yōu)異，制造的周期變短。由此，在實(shí)現(xiàn)低成本化的同時 簡化裝置構(gòu)成，可以進(jìn)一步小型化。而且，在上述的實(shí)施方式中，使用波長變換元件14把入射的激光20 變換為特定的波長(變換波長)，利用變換波長的激光38，但也可以適用 于不使用波長變換元件14的光源裝置。這種情況下，可以把透射了外部共 振器(反射率98~99%左右)的1~2%左右的基波波長的激光作為輸出光利 用。在上述實(shí)施方式中，反射鏡12配置成激光20以大致45度入射，把入 射到反射鏡12上的激光20的行進(jìn)方向改變大致卯度(即，使激光20的 光路大致折彎90度)，但該角度只不過是一例。反射鏡12只要配置成使 激光20的光路以比0度大而不到180度的角度折彎即可，在激光20的光 路上，只要如能夠進(jìn)行激光振蕩那樣配置發(fā)光元件24、反射鏡12、波長變 換元件14以及外部共振器16就能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。但是為了充分得 到小型化的效果，理想的是把反射鏡12配置成激光20以大于等于22.5度
小于等于67.5入射，把入射到反射鏡12上的激光的光路配置成以大于等 于77.5度小于等于112.5度折彎。進(jìn)而，為了最大P艮度地得到小型化的效 果，如上述實(shí)施方式所述，理想的是配置成激光20以大致45度入射，把 入射到反射鏡12上的激光20的光路配置成大致折彎卯度。
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，其特征在于包括具有在激光振蕩時使激光相對于發(fā)光面垂直出射的至少一個發(fā)光元件的發(fā)光部；通過使特定波長的光有選擇地返回上述發(fā)光元件，使上述發(fā)光元件以特定波長進(jìn)行激光振蕩的外部共振器；固定上述發(fā)光部以及上述外部共振器的基座；固定配置在上述發(fā)光元件和上述外部共振器之間且在離開上述發(fā)光元件表面的上述激光的光路上，改變上述激光的行進(jìn)方向的光學(xué)元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光源裝置，其特征在于 上述光學(xué)元件使入射到上述光學(xué)元件中的上述激光的行進(jìn)方向大致改變90度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，其特征在于 還在上述光學(xué)元件和上述外部共振器之間的上述激光的光路上包含波長變換元件，上述波長變換元件固定配置在上述基座上，改變通過了上述光學(xué)元件 的上述激光的波長。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源裝置，其特征在于 在上述光學(xué)元件的上述激光的光路中賦予偏振光選擇光學(xué)膜，該偏振述發(fā)光元件入射的上述激光的比率的反射率或者透射率:在上述激光的偏振光方向不同的2個偏振光分量中不同的特性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源裝置，其特征在于 上述偏振光選擇光學(xué)膜的上述反射率或者透射率高的偏振光方向和上述波長變換元件的極化方向大致一致。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5的任意一項(xiàng)所述的光源裝置，其特征在于 上述光學(xué)元件是具備至少反射激光的波長的光的反射面的反射鏡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 5的任意一項(xiàng)所述的光源裝置，其特征在于 上述光學(xué)元件是棱鏡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源裝置，其特征在于 上述棱鏡是直角等腰三角形剖面的直角棱鏡，包含上述直角等腰三角形剖面的長邊的上述直角棱鏡的面，M射相 對于包含剩余邊的上述直角棱鏡的面大致垂直入射的激光的反射面，包含剩余邊中的一邊的上述直角棱鏡的面的一部分經(jīng)由間隔部固定配 置在上述基座上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光源裝置，其特征在于 在上述棱鏡的上述間隔部配置面上賦予反射防止膜，該反射防止膜在從上述發(fā)光元件出射或者反射的上述激光向上述棱鏡入射時，降低上述激 光的反射。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的光源裝置，其特征在于 上述偏振光選擇光學(xué)膜還包含波長分離功能，當(dāng)被賦予在上述棱鏡的上述反射面以及上述間隔部配置面以外的、包含剩余的一邊的上述直角棱 鏡的面上的情況下，由上述波長變換元件變換的波長的激光從上述外部共 振器一側(cè)入射時，反射到上述外部共振器一側(cè)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1 5的任意一項(xiàng)所述的光源裝置，其特征在于還包括確定上述光學(xué)元件以及上述外部共振器相對于上述發(fā)光部的上述發(fā)光 元件的位置的定位部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光源裝置，其特征在于 上述定位部是銷。
13. —種圖像顯示裝置，其特征在于包含 權(quán)利要求1~12的任意一項(xiàng)所述的光源裝置；根據(jù)圖〗象信號調(diào)制從上述光源裝置出射的光的光調(diào)制裝置； 投影由上述光調(diào)制裝置形成的圖像的投影裝置。
14. 一種圖像顯示裝置，其特征在于包含 權(quán)利要求1 12的任意一項(xiàng)所述的光源裝置； 在被投影面上掃描從上述光源裝置出射的激光的掃描部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在實(shí)現(xiàn)低成本化的同時簡化裝置構(gòu)成，進(jìn)一步可以小型化的光源裝置以及圖像顯示裝置。光源裝置(2)具備具有在激光振蕩時使激光(20)相對發(fā)光面(22)垂直射出的至少1個發(fā)光元件(24)的發(fā)光部(10)；通過使特定波長的光有選擇地返回發(fā)光元件(24)，使發(fā)光元件(24)以特定波長發(fā)生激光振蕩的外部共振器(16)；固定發(fā)光部(10)以及外部共振器(16)的基座(18)；配置固定在發(fā)光元件(24)和外部共振器(16)之間，并且在離開上述發(fā)光元件(24)表面的激光(20)的光路上，改變激光(20)的行進(jìn)方向的光學(xué)元件(12)。
文檔編號G02F1/35GK101165584SQ20071018192
公開日2008年4月23日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月19日
發(fā)明者高城邦彥 申請人:精工愛普生株式會社