光源装置及图像显示装置的制作方法

专利名称：光源装置及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明，涉及光源装置及图像显示装置。
背景技术：
近年来，在光通信、光应用测定、光显示等的光电子领域中，广泛4吏 用对半导体激光光源的激发光进行波长变换而采用的激光光源装置。作为
如此的激光光源装置，提出了如下外部谐振型激光器为了稳定供给波长 宽度窄的激光束，具备射出预定的波长的激光的半导体激光激发器，和使 从激光激发器所射出的激光进行谐振的外部谐振器;使预定的波长的激光 选择性地进行透射而向外部进行射出(例如，参照专利文献l)。专利文献1特表2006—511966号公报
但是，如示于图ll中的，在专利文献l中记载的外部谐振型激光器， 例如，为了对外部谐振镜307进行保持，需要成为具有从配置激光器芯片 301 (303)的面伸向激光器芯片301 (303)的上方向的外部谐振镜保持面 的凸部或者L状的构件。
尤其是，在激光器芯片301 (303)与外部谐振镜307之间插入有波长 变换元件的激光器结构的情况下，外部谐振镜保持面需要从激光器芯片 301 (303)按波长变换元件的长度的量较多地离开，从激光器芯片配置面 到外部谐振镜保持面的突出部的尺寸变长。加以在激光器阵列芯片的情况 下，外部谐振镜307需要芯片的阵列方向长度以上的宽度，构成外部谐振 镜保持面的突出部也需要粗的宽度。配置激光器芯片301 (303 )的构件305
的材料， 一般使用用于对来自激光器芯片301 (303)的热进行散热的铜等 的热传导率高的金属。
也就是说，突出部的尺寸长而具有粗的凸部的金属构件或者成为L状
的金属构件，因为以压铸、金属粉末注射模塑成型(MIM)进行制造所以 成本变高。并且，在使2体进行组合而加工该状态的情况下，需要将2体 进行痴^的工序而导致作业变得繁杂、成本进一步变高。而且，因为设置 尺寸长而粗的凸部或者成为L状的构件，所以需要空间，不能i某求充分的 小型化(薄型化)。

发明内容
本发明，为了解决上述的问题的至少一部分所作出，可以作为以下的 方式或应用例而实现。
(应用例1)光源装置的特征为包括具有相对于发光面垂直地射出 基波激光的至少一个发光元件的发光部；使从前述发光部所射出的前述基 波激光的行进方向向与前^光部的配置平面基本平行的方向弯曲的第1 光学元件；配置于通过了前述第1光学元件的前述基波激光的光路上，将 前述基波激光的至少一部分变换成高次谐波激光的波长变换元件；在通过 了前述波长变换元件的光之中选择前述基波激光使之朝向前述第1光学元 件进行反射，使之返回到前i^X光部，由此作为前述发光部的谐振器^ 作用，并使剩下的前述高次谐波激光进行透射的外部谐振器；将由前述外 部谐振器所反射而通过了前述波长变换元件的光，分离为前述基波激光与 由前述波长变换元件所变换的前述高次谐波激光的第2光学元件；和使由 前述第2光学元件所分离的前述高次谐波激光的行进方向，向与前述发光 部的配置平面基本平行的方向弯曲的第3光学元件。
若依照于此，则通过采用第l光学元件，不需要用于对外部谐振器、 波长变换元件进4亍保持的长而粗的凸部或者成为L状的构件。并且，因为 只要将发光部与光学元件与外部谐振器从同 一方向配置固定于基体板 (baseplate)即可，所以制造时的作业性好，制造周期变短。进而，通过 采用第2及第3光学元件，使由波长变换元件所变换的向发光部返回的方 向的高次谐波激光比以发光元件表面进行反射的情况高效地取出。由此， 实现低成本化并使装置构成简化，并进而可以实现小型化及效率化。
(应用例2)光源装置是上述光源装置，特征为前述第2光学元件， 为波长分离膜。
若依照于此，则容易以低成本实现有效的激光的分离。
(应用例3)光源装置是上述光源装置，特征为在前述波长分离膜 中，进一步包括前述基波激光的射出光相对于入射光的比率，在偏振方向 不相同的2种偏振分量中不同的偏振选择功能。
若依照于此，则因为成为偏振方向相一致的基波激光，所以当与如液 晶这样的改变控制型的器件相组合时，可提高光的利用效率。
(应用例4)光源装置是上述光源装置，特征为前述波长分离膜的 前述偏振选择功能的前述比率高的偏振方向，与前述波长变换元件的极化 方向基本相一致。
若依照于此，则仅使波长变换元件的变换效率高的极化方向的偏振光 进行激光激发，可提高波长变换元件的变换效率。
(应用例5)光源装置是上述光源装置，特征为前述第l光学元件， 为直角等腰三角形剖面的第l棱镜；前述第3光学元件，为直角等腰三角 形剖面的第2棱镜；前述第1棱镜与前述第2棱镜，将前述波长分离膜夹 于其间，进行粘接固定。
若依照于此，则容易以低成本实现有效的激光的行进方向的变换。 (应用例6)光源装置是上述光源装置，特征为在前述第1棱镜的 前述发光元件侧的面，具有反射防止膜，当由前^光元件射出或者所反 射的前述基波激光向前述棱镜进行入射时，该反射防止膜使前述基波激光 的反射减少。
若依照于此，则通过使存在于发光元件附近的棱镜面的反射减少，能 够使通过发光元件与外部谐振器得到的激光器稳定地进行激发。
(应用例7)光源装置是上述光源装置，特征为前述第1及第3光 学元件，为镜体。
若依照于此，则容易以低成本实现有效的激光的行进方向的变换。 (应用例8)光源装置是上述光源装置，特征为前述第1 第3光学
元件、前述波长变换元件与前述外部谐振器，通过配置于前^光部的配 置平面上的定位部，相对于前述发光部的前述发光元件所分别定位。 若依照于此，则容易实现有效的定位。
(应用例9)光源装置是上述光源装置，特征为前述定位部，为销。
若依照于此，则容易以低成本实现有效的定位。 (应用例IO)图像显示装置的特征为包括在上述的任何一项中记载 的光源装置，相应于图4象信号对从前述光源装置所射出的光进4亍调制的光 调制装置，和将通过前述光调制装置所形成的图像进行投影的投影装置。
若依照于此，则通过采用第l光学元件，不需要用于对外部谐振器、 波长变换元件进行保持的长而粗的凸部或者成为L状的构件。并且，因为 只要将发光部与光学元件与外部谐振器从同一方向配置固定于基体板即 可，所以制造时的作业性好，制造周期变短。进而，通过采用第2及第3 光学元件，使由波长变换元件所变换的向发光部返回的方向的高次谐波激 光不通过波长变换元件及夕卜部谐振器而高效地取出。由此，实现低成本化 并使装置构成简化，并进而可以实现小型化及效率化。
(应用例ll)图l象显示装置的特征为包括在上述的任何一项中记载 的光源装置，和对从前述光源装置所射出的前述高次谐波激光在被投影面 上进行扫描的扫描部。
若依照于此，则通过采用第l光学元件，不需要用于对外部谐振器、 波长变换元件进行保持的长而粗的凸部或者成为L状的构件。并且，因为 只要将发光部与光学元件与外部谐振器从同一方向配置固定于基体板即 可，所以制造时的作业性好，制造周期变短。进而，通过采用第2及笫3 光学元件，使由波长变换元件所变换的向发光部返回的方向的高次谐波激 光不通过波长变换元件及外部谐振器而高效地取出。由此，实现低成本化 并使装置构成简化，并进而可以实现小型化及效率化。


图l是表示第1实施方式中的光源装置的俯视图及侧视图。
图2是图i的n —n线剖面图。
图3是表示第i实施方式中的波长分离膜的偏振选择功能的特性的曲 线图。
图4是表示第2实施方式中的光源装置的剖面图。
图5是图4的IV—IV线剖面图。
图6是图4的V —V线剖面图。
图7是表示第3实施方式中的光源装置的剖面图。
图8是表示第4实施方式中的光源装置的剖面图。
图9是表示第5实施方式中的图像显示装置的图。
图IO是表示第6实施方式中的图像显示装置的图。
图ll是表示现有的光源装置的图。
符号说明
2、 4、 6、 8…光源装置 10…发光部 12…光学元件(棱镜)14... 波长变换元件16…外部谐振器18…基体板20…基波激光22…发光 面 24…发光元件26…支持部 28…第l棱镜(第l光学元件)30... 波长分离膜(第2光学元件)32…第2棱镜(第3光学元件)34…高 次谐波激光36…长边38、 40…边42…衬垫44…棱镜组件46…定 位部48…波长变换元件保持器50…波长变换元件组件52…外部谐振 器保持器53…^Jt防止膜54…外部谐振器组件56…定位部58…光 学元件(棱镜)60…第l棱镜(第1光学元件)62…第2棱镜(第3 光学元件)64、 66、 68…边70…波长变换元件保持器72…外部谐振 器保持器74…光学元件76…第1反射镜(第1光学元件)78…第2 反射镜(第3光学元件)80…光学元件82…第l反射镜(第l光学元 件)84…第2>^射镜(第3光学元件)86…屏幕90R…红色激光光 源卯G…绿色激光光源卯B…蓝色激光光源 92…场透镜 94R…红 色光用空间光调制装置 94G…绿色光用空间光调制装置 94B…蓝色光 用空间光调制装置96…十字分色棱镜98…第1分色膜100…第2分色 膜 102…投影透镜 120…MEMS镜(扫描部)122…聚光透镜200、
210…图像显示装置。
具体实施例方式
以下，关于实施方式参照附图而进行说明。 第1实施方式
图1,是表示第1实施方式中的光源装置的俯视图及侧视图。图2,是
图i的n —n线剖面图。本实施方式中光源装置2，如示于图i中地，具
备发光部IO，光学元件12，波长变换元件14，外部谐振器16，和基体 板18。
发光部10，如示于图2中地，被支持部26所支持。发光部10，具有 相对于发光面22垂直地射出基波激光20的至少一个发光元件(面发光型 半导体激光器)24。发光部IO，射出一束或多束基波激光20。作为发光元 件24，能够采用半导体激光器、固体激光器等。
光学元件12,配设于构成发光部10的发光元件24所射出的基波激光 20的光路上。光学元件12，包括作为第1光学元件的第1棱镜28，作 为第2光学元件的波长分离膜30，和作为第3光学元件的第2棱镜32。
第1棱镜28，使从具有相对于发光面22垂直地射出基波激光20的至
部10配置平面基本平行的方向弯曲。
在第l棱镜28的衬垫42的配置面，具有反射防止膜53，当从发光元 件24进行射出或者所反射的基波激光20向棱镜12进行入射时，该反射防 止膜53使基波激光20的反射减少。反射防止膜53，例如为AR镀敷层(Anti Reflection Coating,防止反射IOt层)。AR镀敷层，通过在棱镜12的衬 垫42的配置面镀敷折射率不相同的2种以上的薄膜，形成为防止在入射面 的反射的性质及角度。由此，通过使存在于发光元件24附近的棱镜12的 衬垫42的配置面的基波激光20的反射减少，能够使由基波激光20的反射 引起的对发光元件24的坏影响减少，使由发光元件24与外部谐振器16 得到的激光器稳定地进行激发。此外，在反射防止膜53,也可以有二氧化
硅涂层、AR面板等。二氧化硅涂层，为在反射防止面使微细的二氧化硅 熔接而制作微细的凹凸使得外光进行漫反射，能够以低成本而实现。AR 面板，为将特殊的反射防止膜贴附于反射防止面的方式。
波长分离膜30，将由外部谐振器16所反射而通过了波长变换元件14 的光，分离为基波激光20，与由波长变换元件14所变换的高次谐波激光 34。由此，容易以低成本实现有效的激光的分离。
并且，在波长分离膜30中，包括偏振选择功能基波激光20的射出 光相对于入射光的比率，在偏振方向不相同的2种偏振分量中不同。包括 偏振选择功能的波长分离膜30,形成为以下性质及角度在包括于基波激 光20中的基本正交的直线偏振光(P偏振光及S偏振光)的一方(例如P 偏振光)与另一方(例如S偏振光)中，射出光相对于入射光的比率不相 同。波长分离膜30,通过电介质多层膜所构成。电^^质多层膜，例如可以 通过使Si02、 Zr02、 TK)2进行CVD (Chemical Vapor Deposition,化学 气相淀积)而形成，构成多层膜的各层的厚度、材料、及层数，相应于所 要求的特性所最优化。由此，因为成为偏振方向相一致的基波激光，所以 当与如液晶那样的改变控制型的器件相组合时，可提高光的利用效率。并 且，波长分离膜30的偏振选择功能的比率高的偏振方向，与波长变换元件 14的极化方向基本相一致地所构成。
图3，是表示第1实施方式中的波长分离膜30的偏振选择功能的特性 的曲线图。横轴表示向波长分离膜30的入射光的波长。纵轴表示包括在波 长分离膜30的入射光中的直线偏振光(P偏振光Tp及S偏振光Ts)的透 射率。在此，透射率表示射出光相对于入射光的比率。波长分离膜30,如 示于图3中地，设定为以P偏振光Tp与S偏振光Ts对该波长分离膜 30进行透射时的透射率不相同。例如，作为激光波的基波的波长为1062nm 附近的透射率，P偏振光Tp的一方相比较于S偏振光Ts而透射率设定得 高8。/。以上。在本实施方式中，使波长变换元件14的极化方向与P偏振光 Tp的偏振方向基^目一致，波长变换元件14的变换效率高的极化方向的 偏振光的强度强的激光器进行激发，可提高波长变换元件14的变换效率。
并且，波长分离膜30，波长为531nm附近的激光的透射率设定为0。 该附近的激光，由波长分离膜30所反射。在本实施方式中，波长分离膜 30形成为如下的性质将由外部谐振器16所反射而通过了波长变换元件 14的光，分离为基波激光20，与由波长变换元件14所变换的高次谐波激 光34。还有，在本实施方式中，虽然在波长分离膜30中包括了偏振选择 功能，但是也可以并不在波长分离膜30中包括偏振选择功能，而另外在基 波激光20进行透射的第2棱镜32的包括边40的面设置包括偏振选择功能 的光学膜。
第2棱镜32，使由波长分离膜30所分离的高次谐波激光34的行进方 向不通过波长变换元件14与外部谐振器16，而向与发光部10的配置平面 基本平行的方向弯曲。第1及第2棱镜28、 32,例如，能够采用由玻璃、 透明树脂等具有比周围的空气大的折射率的透光性材料构成的公知的棱 镜。第1及第2棱镜28、 32，是直角等腰三角形剖面的直角棱镜。
光学元件12，为第l棱镜28与第2棱镜32，将波长分离膜30夹于其 间，进行粘接固定地所构成的棱镜12。更详细地，波长分离膜30成膜于 第2棱镜32，与第1棱镜28通过粘接层(未进行图示)所固定。该构成， 因为高次谐波激光34并不通过粘接层而使行进方向弯曲，所以可减少高次 谐波激光34的损失，比较理想。
棱镜12，是直角等腰三角形剖面的直角棱镜。直角等腰三角形剖面的 包括长边36的棱镜12的激光反射面，对相对于包括剩余的边38、 40的棱 镜12的面垂直地进行入射的基波激光20与高次谐波激光34进行反射。直 角等腰三角形剖面的包括边38的棱镜12的面，通过衬垫42，配置固定于 基体板18。棱镜12与衬垫42，通过粘接等所^而构成棱镜组件44。直 角等腰三角形剖面的包括边40的棱镜12的面，对向于波长变换元件14。
通过外部谐振器16所反射的光，通过波长变换元件14，并入射于包 括边40的棱镜12的面。入射于包括边40的棱镜12的面的光之中，通过 波长分离膜30使高次谐波激光34与基波激光20相分离。分离后的高次谐 波激光34，通过包括长边36的棱镜12的激光反射面所反射，从包括边40
的棱镜12的面所射出。
通过在棱镜12的内部具有对波长变换了的高次谐波激光34进行分离 的波长分离膜30,不让波长变换了的高次谐波激光34返回到发光元件24， 排除由发光元件24表面吸收高次谐波激光34的影响，能够高效利用高次 谐波激光34。并且，容易以低成本实现有效的激光的行进方向的变换。进 而，因为在本实施方式中，为不使其通过波长变换元件14、外部谐振器16 内而取出的构成，所以高次谐波激光34也不会由于由波长变换元件14、 外部谐振器16产生的表面反射、散射、吸收而发生衰减，能够高效利用高 次谐波激光34。若采用棱镜12则容易得到激光反射面的高精度的反射角 度。还有，也可以在包括直角等腰三角形剖面的长边36的棱镜12的激光 反射面，具有对激光进行反射的光学膜。
波长变换元件14,配置于棱镜12与外部谐振器16之间的基波激光20 的光路上。波长变换元件14，采用定位部46 (参照图1)配置固定于基体 板18。波长变换元件14，与波长变换元件保持器48通过粘接等相接合而 构成波长变换元件组件50。
波长变换元件14，是对来自发光元件24的基波激光20的波长进行波 长变换的波长变换元件。波长变换元件14，例如，能够采用非线性光学晶 体。波长变换元件14，是将入射光变换成大致一半的波长的非线性光学元 件。
波长变换元件14，将通过棱镜12的基波激光20的至少一部分变换成 高次谐波激光34。波长变换元件14，对通过了棱镜12的基波激光20的波 长进行变换。波长变换元件14，将来自发光元件24的基波激光20，变换 成2分之1的波长的激光使之射出。^UL光元件24所射出、朝向外部谐振 器16的光，由于通过波长变换元件14，；故变换成大致一半的波长的光。 例如，在使1064nm的基波激光20从发光元件24向波长变换元件14进行 入射的情况下，波长变换元件14，使532nm的激光射出。波长变换元件 14的波长变换效率具有非线性的特性，例如，入射于波长变换元件14的 激光的强度越强，变换效率越提高。并且，波长变换元件14的变换效率为
30 50%程度。也就是说，并非从发光部10所射出的基波激光20的全部， 被变换成预定波长的激光。
在波长变换元件保持器48内，配置用于使波长变换元件14保持为适 当的温度的温度控制部(未进行图示)。作为温度控制部，具体地为珀耳 帖元件、被称为加热器的热源与对温度进行检测的热敏电阻，柏电阻体， 热电偶等。
外部谐振器16，配设于发光元件24所射出的基波激光20的光路上。 外部谐振器16，与外部谐振器保持器52通过粘接等相M而构成外部谐 振器组件54。外部谐振器组件54，通过调整以箭头A (参照图1)及箭头 B (参照图2 )进行表示的2个方向的朝向，对由外部谐振器16所反射而 经由波长变换元件14向发光元件24返回的基波激光20的朝向(光量)适 当地进行调整。外部谐振器组件54，为了对以箭头A及箭头B进行表示 的2个方向的朝向进行调整，由一个定位部56所定位。定位部56，以自 动装置等对外部谐振器组件54的2个方向的朝向进行了调整之后，由粘接 剂所固定。
外部谐振器16，虽然未进行图示，但是形成于具有光透射性的基板上， 成为从M侧按顺序叠层有多个膜的构成。作为H例如能够采用玻璃。 作为膜，例如能够采用Si02。还有，构成外部谐振器16的膜的种类、数 量，能够相应于预期的特性适当选择。还有，作为外部谐振器16,例如，
光栅的全息图的光学元件。因为关于该点众所周知，所以省略详细的i兌明。 还有，在本实施方式中，虽然采用了在具有光透射性的基板内形成有体积
型相位光栅的外部谐振器16，但是也可以在体积型相位光栅以外，采用由 镜体与带通滤波器所形成的外部谐振器。
外部谐振器16，通过对基波激光20进行选择使之朝向棱镜12进行反
射，使t逸回到发光部io而作为发光部io的谐振器a作用，并使剩下
的高次谐波激光34进行透射。具体地，外部谐振器16，使由波长变换元 件14所波长变换的特定的波长区域的高次谐波激光34进行透射，使其他
的特定的波长区域的基波激光20进行反射。由外部谐振器16所反射的基 波激光20，通过波长变换元件14，并返向发光元件24。以外部谐振器16 进行了反射的基波激光20的一部分，由波长变换元件14变换成高次谐波 激光34。向发光元件24所返回的基波激光20,虽然其一部分在此处被吸 收而变成热，但是大部分作为发光的能量所利用、通过由发光元件24内所 反射再次从发光元件24所射出，被有效利用。
如此一来，从发光元件24所射出的基波激光20，在发光元件24与外 部谐振器16之间反K射并被放大。因为外部谐振器16，仅对预定的所 选择的窄频带波长的光的一部分(98~99%程度)进行反射，所以基波激光 20成为波长频带窄的基本单一波长的激光。
如先前所述地入射于波长变换元件14的激光的强度越强、变换效率越 提高。从而，通过将波长变换元件14配置于发光部10与外部谐振器16 之间，对基波激光20以高效进行波长变换。然后，变换成预定的波长的高 次谐波激光34，从外部谐振器16所射出。
基体板18,是配置固定支持部26、棱镜组件44、波长变换元件组件 50、及外部谐振器组件54的安装面为平坦的板体。基体板18的对发光部 IO进行配置固定的面，要求高精度的平面度。因为当该平面加工时，对波 长变换元件14、外部谐振器16进行配置的部分也能够同时进行加工，所 以基体板18的这些配置部分也能够以高精度的平面度精加工。
基体板18的材料，为热传导率高的铜制。并且，基体板18的材料， 采用使热进行传导的热传导材料所构成。作为热传导体，例如，能够采用 铜、黄铜、不锈钢、铝、铟、金、银、钼、镁、镍、铁等的金属构件，金 刚石、或包括其中的至少一种的构件。
基体板18，通过支持部26对发光部10、通过棱镜组件44对棱镜12、 通过波长变换元件组件50对波长变换元件14、通过外部谐振器组件54对 外部谐振器16进行配置固定。基体板18，具有确定相对于发光部10的发 光元件24的预定的位置的定位部46、 56。在基体板18,有定位用的定位 部46、 56，它们以发光部10的发光元件24为基准所配置。基体板18，对
利用定位部46所定位的棱镜12与波长变换元件14进行配置固定。基体板 18,对利用定位部56所定位的外部谐振器16进行配置固定。由此，容易 实现有效的定位。定位部46、 56，为销。通过对各组件44、 50、 54以这 些销进行定位而配置于基体板18，并通过粘接等进行固定而形成光源装置 2。由此，容易以低成本实现有效的定位。
若依照于本实施方式，则通过采用第1光学元件而不需要用于对外部 谐振器、波长变换元件进行保持的长而粗的凸部或者成为L状的构件。并 且，因为只要将发光部、光学元件与外部谐振器从同一方向配置固定于基 体板即可，所以制造时的作业性好，制造的周期变短。进而，通过采用第 2及第3光学元件而使由波长变换元件所变换的向发光部返回的方向的高 次谐波激光，不会由于在发光元件表面的吸收、波长变换元件及外部谐振 器表面反射、散射、吸收发生衰减，而高效取出。由此，实现低成本化并 使装置构成简化，并进而可以实现小型化及效率化。
第2实施方式
图4，是表示第2实施方式中的光源装置的剖面图。图5,是图4的IV— IV线剖面图。图6，是图4的V —V线剖面图。还有，对与上述第1实施 方式相同的部分附加同一符号，并省略重复的说明。本实施方式中的光源 装置4，如示于图4中地，包括发光部IO，光学元件58,波长变换元件 14,外部谐振器16,和基体板18。
光学元件58，包括作为第l光学元件的第l棱镜60,作为第2光学 元件的波长分离膜30，和作为第3光学元件的第2棱镜62。
第1棱镜60，使从具有相对于发光面22垂直地射出基波激光20的至
部10的配置平面基本平行的方向弯曲。
在波长分离膜30中，包括偏振选择功能基波激光20的射出光相对 于入射光的比率，在偏振方向不相同的2种偏振分量中不同。
第2棱镜62，使由波长分离膜30所分离的高次谐波激光34的行进方 向不通过波长变换元件14与外部谐振器16，而向与发光部10的配置平面
基本平行的方向弯曲。并且，在第2棱镜62的衬垫42的配置面，具有反 射防止膜53，当从发光元件24进行射出或者所反射的基波激光20向光学 元件58进行入射时，该反射防止膜53使基波激光20的反射减少。
光学元件58，为第l棱镜60与第2棱镜62，将波长分离膜30夹于其 间进行粘接固定地所构成的棱镜58 。
包括棱镜58的剖面的边64的棱镜58的激光反射面，对相对于包括剩 余的边66、 68的棱镜58的面垂直地进行入射的基波激光20与高次谐波激 光34进行反射。也可以在包括棱镜58的剖面的边64的棱镜58的激光反 射面，具有对激光进行反射的光学膜。包括棱镜58的剖面的边66的棱镜 58的面，通过衬垫42，配置固定于基体板18。包括棱镜58的剖面的边68 的棱镜58的面，对向于波长变换元件14。
通过外部谐振器16所反射的光，入射于包括棱镜58的剖面的边68 的棱镜58的面，通过包括棱镜58的剖面的边64的棱镜58的激光反射面 进行反射，并通过波长分离膜30分离为高次谐波激光34与基波激光20。 分离出来的高次谐波激光34，从包括棱镜58的剖面的边68的棱镜58的 面所射出。所射出的高次谐波激光34，通过波长变换元件保持器70与外 部谐振器保持器72而行进。
波长变换元件保持器70，如示于图4及图5中地，高次谐波激光34 通过的部分成为筒状。波长变换元件保持器70，成为不遮蔽高次谐波激光 34的形状。
外部谐振器保持器72，如示于图4及图6中地，高次谐波激光34进 行通过的部分成为筒状。外部谐振器保持器72，成为对高次谐波激光34 不进行遮蔽的形状。
通过在棱镜58的内部具有对波长变换了的高次谐波激光34进行分离 的波长分离膜30,能够不使波长变换了的高次谐波激光34返回到发光元 件24，进而不使其通过波长变换元件14、外部谐振器16内地取出。从而， 排除由发光元件24表面吸收高次谐波激光34的影响，能够高效利用高次 谐波激光34。进而，不会发生由波长变换元件14、外部谐振器16的表面
反射、内部散射、内部吸收引起的高次谐波激光34的衰减，能够高效利用 高次谐波激光34。关于其他的构成，能够应用以第1实施方式进行了说明 的内容。
若依照于本实施方式，则通过采用第l光学元件，而不需要用于对外 部谐振器、波长变换元件进行保持的长而粗的凸部或者成为L状的构件。 并且，因为只要将发光部与光学元件与外部谐振器从同一方向配置固定于 基体板即可，所以制造时的作业性好，制造的周期变短。进而，通过采用 第2及第3光学元件，而将由波长变换元件所变换的向发光部返回的方向 的高次谐波激光，不会由于在发光元件表面的吸收、波长变换元件及外部 谐振器表面反射、散射、吸收而发生衰减地高效取出。由此，实现低成本 化并使装置构成简化，并进而可以实现小型化及效率化。
第3实施方式
图7，是表示第3实施方式中的光源装置的剖面图。还有，对与上述 第2实施方式相同的部分附加同一符号，并省略重复的说明。本实施方式 中的光源装置6，如示于图7中地，包括发光部IO，光学元件74，波长 变换元件14，外部谐振器16，和基体板18。
光学元件74，包括作为第l光学元件的第l反射镜(镜体)76，作 为第2光学元件的波长分离膜30，和作为第3光学元件的第2反射镜(镜 体)78。
第1反射镜76，改变^UL光部10所射出的基波激光20和通过波长变 换元件14所变换的高次谐波激光34的行进方向。第1反射镜76，作为改 变基波激光20和高次谐波激光34的行进方向的光路变换构件而起作用。 还有，在本实施方式中，具体地，使得从发光元件24所射出的基波激光 20和通过波长变换元件14所变换的高次谐波激光34大致弯曲90度所反 射地配设第1反射镜76。第1反射镜76，使入射于第1反射镜76的基波 激光20和通过波长变换元件14所变换的高次谐波激光34的行进方向大致 改变卯度。第1反射镜76的反射面指向于与M光元件24所射出的光的 光路大致45度相交的方向地所配设。
第2反射镜78,使H光部10所射出的基波激光20进行透射，第2 反射镜78，在第2反射镜78的面上配设波长分离膜30，并改变通过波长 变换元件14所变换的高次谐波激光34的行进方向。第2反射镜78，通过 在第2反射镜78的面上配设波长分离膜30而作为改变高次谐波激光34 的行进方向的光路变换构件起作用。还有，在本实施方式中，具体地，使 得通过波长变换元件14所变换的高次谐波激光34大致弯曲90度所反射地 配设第2反射镜78。第2反射镜78，使入射于第2反射镜78的高次谐波 激光34的行进方向大致改变90度。第2反射镜78的反射面指向于与发光 元件24的光路大致45度相交的方向地配设。由此，容易以低成本实现有 效的激光的行进方向的变换。
作为第1反射镜76，能够采用如下的器件在玻璃、树脂等的基体材 料上形成有铝等的金属反射膜的器件，以及进而在该金属反射膜上还叠层 有玻璃等的透明板的构成等的公知的器件。并且，第2反射镜78,由在具 有光透射性的玻璃、树脂等的基体材料上堆叠电介质多层膜的构件所构成。 关于其他的构成，能够应用以第2实施方式进行了说明的内容。
在波长分离膜30中，包括如下偏振选择功能基波激光20的射出光 相对于入射光的比率，在偏振方向不相同的2种偏振分量中不同。还有， 在本实施方式中，虽然在波长分离膜30中包括有偏振选择功能，但是也可 以另外在基波激光20进行反射的第1反射镜76的面或者基波激光20进行 透射的第2反射镜78的与波长分离膜30相对向的面具有包括偏振选择功 能的光学膜。
若依照于本实施方式，则通过采用第l光学元件，而不需要用于对外 部谐振器、波长变换元件进行保持的长而粗的凸部或者成为L状的构件。 并且，因为只要将发光部与光学元件与外部谐振器从同一方向配置固定于 基体板即可，所以制造时的作业性好，制造的周期变短。进而，通过采用 第2及第3光学元件，而将由波长变换元件所变换的向发光部返回的方向 的高次谐波激光，不会由于在发光元件表面的吸收、波长变换元件及外部 谐振器表面反射、散射、吸收而发生衰减地高效取出。由此，实现低成本
化并使装置构成简化，并进而可以实现小型化及效率化。
第4实施方式
图8，是表示第4实施方式中的光源装置的剖面图。还有，对与上述 第1实施方式相同的部分附加同一符号，并省略重复的说明。本实施方式 中的光源装置8，如示于图8中地，包括发光部IO，光学元件80，波长 变换元件14，外部谐振器16,和基体板18。
光学元件80，包括作为第l光学元件的第l反射镜(镜体)82，作 为第2光学元件的波长分离膜30,和作为第3光学元件的第2反射镜(镜 体)84。
第1反射镜82，改变M光部10所射出的基波激光20和通过波长变 换元件14所变换的高次谐波激光34的行进方向。第1^^射镜82，作为改 变基波激光20和高次谐波激光34的行进方向的光路变换构件而起作用。 还有，在本实施方式中，具体地，使得从发光元件24所射出的基波激光 20和通过波长变换元件14所变换的高次谐波激光34大致弯曲卯度所反 射地配设第1反射镜82。第1反射镜82，使入射于第1反射镜82的基波 激光20和通过波长变换元件14所变换的高次谐波激光34的行进方向大致 改变90度。第1反射镜82的反射面指向于与发光元件24的光路大致45 度相交的方向地所配设。
第2反射镜84，使从发光部10所射出的基波激光20进行透射，第2 反射镜84，在第2反射镜84的面上配设波长分离膜30，并改变通过波长 变换元件14所变换的高次谐波激光34的行进方向。第2反射镜84，通过 在第2反射镜84的面上配设波长分离膜30而作为改变高次谐波激光34 的行进方向的光路变换构件起作用。还有，在本实施方式中，具体地，使 得通过波长变换元件14所变换的高次谐波激光34大致弯曲卯度所反射地 配设第2反射镜84。第2反射镜84，佳入射于第2反射镜84的高次谐波 激光34的行进方向大致改变90度。第2反射镜84的反射面指向于与发光 元件24的光路大致45度相交的方向地所配设。关于其他的构成，能够应 用以第1实施方式进行了说明的内容。
在波长分离膜30中，包括如下偏振选择功能基波激光20的射出光 相对于入射光的比率，在偏振方向不相同的2种偏振分量中不同。还有， 在本实施方式中，虽然在波长分离膜30中包括有偏振选择功能，但是也可 以另外在基波激光20进行透射的第2反射镜84的与波长分离膜30相对向 的面具有包括偏振选择功能的光学膜。
若依照于本实施方式，则通过采用第l光学元件，而不需要用于对外 部谐振器、波长变换元件进行保持的长而粗的凸部或者成为L状的构件。 并且，因为只要将发光部与光学元件与外部谐振器从同 一方向配置固定于 基体板即可，所以制造时的作业性好，制造的周期变短。进而，通过采用 第2及第3光学元件，而将由波长变换元件所变换的向发光部返回的方向 的高次谐波激光，不会由于在发光元件表面的吸收、波长变换元件及外部 谐振器表面反射、散射、吸收而发生衰减地高效取出。由此，实现低成本 化并使装置构成简化，并进而可以小型化及效率化。
第5实施方式
图9，是表示第5实施方式中的图像显示装置的图。在本实施方式中， 关于具备上述第1实施方式的光源装置2的图像显示装置200而进行说明。 还有，在图9中，为了简化而对构成图像显示装置200的壳体进行省略。 并且，对与上述第1实施方式相重复的说明进行省略。本实施方式中的图 像显示装置200，为向屏幕86供给光，并通过观看以屏幕86进行反射的 光而观看图像的前投影型的投影机。图像显示装置200，具有与上述的 光源装置2(参照图1)同样的构成的射出红色光的红色激光光源(光源装 置)卯R，射出绿色光的绿色激光光源(光源装置)90G，射出蓝色光的蓝 色激光光源(光源装置)90B。图像显示装置200，利用来自各色激光光源 卯R、卯G、 90B的光对图^象进行显示。
红色激光光源卯R，供给红色光。场透镜92，使来自红色激光光源卯R 的红色光平行化，向红色光用空间光调制装置94R进行入射。红色光用空 间光调制装置94R，是相应于图像信号对红色光进行调制的透射型液晶显 示装置。由红色光用空间光调制装置94R所调制的红色光，向作为色合成
光学系统的十字分色棱镜96进行入射。
绿色激光光源90G，供给绿色光。场透镜92，使来自绿色激光光源90G 的绿色光平行化，向绿色光用空间光调制装置94G进行入射。绿色光用空 间光调制装置94G，是相应于图像信号对绿色光进行调制的透射型液晶显 示装置。由绿色光用空间光调制装置94G所调制的绿色光，从与红色光不 同之侧向十字分色棱镜96进行入射。
蓝色激光光源90B，供给蓝色光。场透镜92，使来自蓝色激光光源90B 的蓝色光平行化，向蓝色光用空间光调制装置94B进行入射。蓝色光用空 间光调制装置94B，是相应于图像信号对蓝色光进行调制的透射型液晶显 示装置。由蓝色光用空间光调制装置94B所调制的蓝色光，从与红色光、 绿色光不同之侧向十字分色棱镜96进行入射。
十字分色棱镜96，使4个直角棱镜相贴合所形成，在其内面具有互相 基本正交地所配置的2个分色膜98、 100。第1分色膜98，对红色光进行 反射，并使绿色光及蓝色光进行透射。第2分色膜100，对蓝色光进行反 射，并使红色光及绿色光进行透射。十字分色棱镜96,对从各自不同的方 向入射进来的红色光、绿色光及蓝色光进行合成，并使之向投影透镜102 的方向射出。投影透镜102,将由十字分色棱镜96所合成的光向屏幕86 的方向进行投影。投影机，也可以是向屏幕的一方的面供给光，并通过观 看从屏幕的另 一方的面所射出的光而观看图像的，所谓的背投影型投影机。 并且作为空间光调制装置并不限于采用透射型液晶显示装置的情况，也可 以采用反射型液晶显示装置(Liquid Crystal On Silicon, LCOS，硅上液 晶)，DMD (Digital Micro mirror Device,数字孩吏镜器件)，GLV ( Grating Light Valve,栅格光阀)等。
若依照于本实施方式，则通过采用第1光学元件而不需要长而粗的凸 部或者成为L状的构件。并且，因为只要将发光部与光学元件与外部谐振 器从同一方向配置固定于基体板即可，所以制造时的作业性好，制造的周 期变短。进而，通过采用第2及第3光学元件而使由波长变换元件所变换 的高次谐波激光的返回不通过波长变换元件及外部谐振器而高效取出。由
此，能实现低成本化并使装置构成简化，并进而可以实现小型化及效率化。
第6实施方式
并且，第1~第4实施方式的光源装置2、 4、 6、 8,也可应用于扫描型 的图像显示装置中。
图10，是表示第6实施方式中的图像显示装置的图。在本实施方式中， 关于具备上述第1实施方式的光源装置2的图像显示装置210而进行说明。 本实施方式中的图像显示装置210，具备第1实施方式的光源装置2，使 从光源装置2所射出的光朝向屏幕86进行扫描的MEMS镜(扫描部)120, 和使从光源装置2所射出的光聚光于MEMS镜120的聚光透镜122。从光 源装置2所射出的光，通过使MEMS镜120运动，在屏幕86上沿横向方 向、纵向方向扫描地被引导。在对彩色的图像进行显示的情况下，只^^吏 构成发光部10的多个发光元件24 (参照图2)，通过具有红、绿、蓝的峰 值波长的发光元件24的组合进行构成即可。
若依照于本实施方式，则通过采用第1光学元件而不需要长而粗的凸 部或者成为L状的构件。并且，因为只要将发光部与光学元件与外部谐振 器从同一方向配置固定于基体板即可，所以制造时的作业性好，制造的周 期变短。进而，通过采用第2及第3光学元件，而使由波长变换元件所变 换的高次谐波激光的返回不通过波长变换元件及外部谐振器而高效取出。 由此，能实现低成本化并使装置构成简化，并进而可以实现小型化及效率 化。
权利要求
1.一种光源装置，其特征在于，包括发光部，其具有相对于发光面垂直地射出基波激光的至少一个发光元件；第1光学元件，其使从前述发光部所射出的前述基波激光的行进方向向与前述发光部的配置平面基本平行的方向弯曲；波长变换元件，其配置于通过了前述第1光学元件的前述基波激光的光路上，将前述基波激光的至少一部分变换成高次谐波激光；外部谐振器，其在通过了前述波长变换元件的光之中选择前述基波激光，使之朝向前述第1光学元件进行反射，使之返回到前述发光部，由此作为前述发光部的谐振器镜起作用，并使剩下的前述高次谐波激光进行透射；第2光学元件，其将由前述外部谐振器所反射、通过了前述波长变换元件的光，分离为前述基波激光与由前述波长变换元件所变换的前述高次谐波激光；和第3光学元件，其使由前述第2光学元件所分离的前述高次谐波激光的行进方向，向与前述发光部的配置平面基本平行的方向弯曲。
2. 按照权利要求l所述的光源装置，其特征在于 前述第2光学元件，为波长分离膜。
3. 按照权利要求2所述的光源装置，其特征在于， 在前述波长分离膜中，还包括偏振选择功能前述基波激光的射出光相对于入射光的比率，在偏振方向不相同的2种偏振分量中不同。
4. 按照权利要求3所述的光源装置，其特征在于前述波长分离膜的前述偏振选择功能的前述比率高的偏振方向，与前 述波长变换元件的极化方向基本相一致。
5. 按照权利要求2 4中的任何一项所述的光源装置，其特征在于 前述第l光学元件，为直角等腰三角形剖面的第l棱镜；前述第3光学元件，为直角等腰三角形剖面的第2棱镜； 前述第l棱镜与前述第2棱镜，将前述波长分离膜夹于其间，进行粘 接固定。
6. 按照权利要求5所述的光源装置，其特征在于在前述第l棱镜的前述发光元件側的面，具有^Jt防止膜，当由前述 发光元件射出或者所反射的前述基波激光向前述棱^射时，该反射防止 膜使前述基波激光的反射减少。
7. 按照权利要求2-4中的任何一项所述的光源装置，其特征在于 前述第1及第3光学元件，为镜体。
8. 按照权利要求l-4中的任何一项所述的光源装置，其特征在于 前述笫1~第3光学元件、前述波长变换元件和前述外部谐振器，通过配置于前iOL光部的配置平面上的定位部，相对于前M光部的前i^光 元件分别^t定位。
9. 按照权利要求8所述的光源装置，其特征在于 前述定位部为销。
10. —种图像显示装置，其特征在于，包括 权利要求1~9中的任何一项所述的光源装置；光调制装置，其相应于图4象信号对从前述光源装置所射出的光进行调 制；和投影装置，其对通过前述光调制装置所形成的图像进行投影。
11. 一种图像显示装置，其特征在于，包括 权利要求1 9中的任何一项所述的光源装置；和扫描部，其在祐^投影面上对从前述光源装置所射出的前述高次谐波激 光进行扫描。
全文摘要
本发明提供光源装置及图像显示装置，具备具有发光元件(24)的发光部(10)；使从发光部射出的基波激光(20)的行进方向向与发光部的配置平面基本平行的方向弯曲的第1光学元件(28)；将基波激光的至少一部分变换成高次谐波激光(34)的波长变换元件(14)；作为发光部的谐振器镜起作用，使高次谐波激光透射的外部谐振器(16)；将由外部谐振器反射而通过波长变换元件的光，分离为基波激光与由波长变换元件变换的高次谐波激光的第2光学元件(30)；和使由第2光学元件分离的高次谐波激光的行进方向向与发光部的配置平面基本平行的方向弯曲的第3光学元件(32)。
文档编号G02F1/37GK101191973SQ20071019463
公开日2008年6月4日 申请日期2007年11月27日 优先权日2006年11月27日
发明者江川明, 高城邦彦 申请人:精工爱普生株式会社