光源装置、图像显示装置以及监视装置的制作方法

专利名称：光源装置、图像显示装置以及监视装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光源装置、图像显示装置以及监视装置。
背景技术：
近年来，相干光源在图像显示装置、光通信领域、医疗领域、显孩i:镜 等的计测领域等中都不可缺少(例如，专利文献l以及专利文献2)。
专利文献l中记载的高次谐波发生装置具备LD、带通滤波器、具有 非线性光学结晶的谐振器。由此，从LD射出的基波的光采用通过带通滤 波器的方式，仅基波土0.5nm的波长频带的光进行谐振。因而，因为能够 抑制因与相位整合条件存在偏差的波长的光而稳定化的情况，所以采用通 过非线性光学结晶的方式，而可以得到高输出的高次谐波的光。
此外，专利文献2中记载的激光装置在全反射镜和局部反射镜之间夹 持地配置有激光介质。并且，通过在激光介质和局部反射镜之间配置带通 滤波器，能够得到窄频带化的激光光束。由此，从激光装置射出的激光成 为稳定化了的光。
但是，上述专利文献l以及专利文献2中记载的激光光源带有具有干 涉性这一缺点。由此，因为在被投射激光的被投射面上干涉条紋作为斑点 噪声出现从而图像劣化，所以为了显示高精细的图像，需要应对斑点噪声 的对策。
作为除去斑点噪声的手段，提出有具备多个发光元件并且将在设计上 具有稍微不同的中心波长的发光元件阵列化的手段(例如，参照专利文献 3)。该专利文献3中记载的技术，通过将发光元件阵列化，与使用了 1 个发光元件的情况相比，由于得到宽的光谱频带，所以可以降低斑点噪声。
[专利文献l特开平8-190111号ziHl [专利文献2特开平S-l3862号公寺艮专利文献3特表2004-503923号公报
但是，专利文献l中记载的除去斑点噪声的手段是以使用不需要外部 谐振器构造的光源、即直接输出激光的光源为前提的。正确地说，在不需 要外部谐振器构造的光源的情况下，具有抑制斑点噪声的效果。
在此，在具备外部谐振器的光源的情况下，基本构成要素是发光元件、 谐振器反射镜。此外，即使在使用多个发光元件的情况下，也考虑成本、 组装的容易性等，而一般使用选择单一波长的谐振器反射镜。在该谐振器 反射镜中，为了使激光振荡，需要使所选择的波长的频带变窄。其结果， 如专利文献3所记载的，即使从阵列光源射出的光各自的波长参差不齐， 也利用波长选择元件选择单一波长，从而包含波长选择元件的光源整体的 相干性不会降低。
此外，因为使所选择的波长的频带变窄并且使从光源射出的光反射的 谐振器反射镜价格非常高，所以整体的成本增高。

发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种低成本 并且降低了多个光之间的相干性、抑制了斑点噪声的光源装置、图像显示 装置以及监视装置。
为了实现上述目的，本发明提供以下手段。
本发明的光源装置的特征在于，具备发出光的多个发光元件；谐振 反射镜，其作为有选择地使从该多个发光元件射出的光反射的谐振器发挥 作用；波长选择元件，其配置在上述发光元件和上述谐振反射镜之间的光 路上，具有对从上述多个发光元件射出的光分别进行选择的多个光选择区 域，使从上述多个发光元件射出的光的波长频带中 一部分波长频带的光透 过，并且与在上述谐振反射镜上反射的光的波长频带宽度相比，透过的光 的波长频带宽度窄；以及使上述多个光选择区域的状态变化的状态变化单
元；其中，利用上迷状态变化单元，以由上述多个光选择区域选择的光的 波长相互不同的方式，使上述光选择区域的状态变化。
而且，所谓谐振器反射镜的"有选择地使光反射"是指以高比例反射 入射的光，并使一部分透过。
在本发明的光源装置中，从多个发光元件射出的光，在波长选择元件 中， 一部分波长频带的光透过。在波长选择元件中透过的光成为窄频带的 光，在谐振反射镜上反射，并在发光元件和谐振反射镜之间谐振并放大。 此外，状态变化单元，以由多个光选择区域选择的光的波长相互不同的方 式，使波长选择元件的光选择区域的状态变化。由此，在光选择区域的每 一个上选择的光的波长不同。因而，例如，即使从多个发光元件射出的光 的峰值波长是相同的，也因为从发光元件射出的光具有某一程度的频带宽 度，所以在频带宽度内不同的波长的光被放大并获取出。因而，透过了谐 振反射镜的光的波长频带整体上扩展。由此，因为从谐振反射镜射出的放 大光之间的相干性降低，所以可以抑制斑点噪声。
这样，通过具备波长选择元件，能够扩展谐振反射镜的反射光的波长 频带宽度。因而，在未使用波长选择元件的情况下，作为谐振反射镜，因 为需要使用反射光的波长频带宽度窄并且具有高反射率的VBG (Volume Bragg Grating:体布拉格光栅)元件，所以价格非常高。但是，在本发明 中，因为能够使用反射光的波长频带宽度宽的低价的谐振反射镜，所以可 以实现装置整体的低成本化。
此外，本发明的光源装置，优选地，上述状态变化单元设置在上述多 个光选择区域的各个上。
在本发明的光源装置中，因为状态变化单元i殳置在波长选择元件的多 个光选择区域的各个上，所以能够可靠地使从多个光选择区域射出的光的 波长不同。即，因为能够使光选择区域的每一个改变状态，所以从波长选 择元件射出的输出波长分布的变化的自由度提高。
此外，本发明的光源装置，优选地，具备检测上述多个光选择区域 的状态的状态检测单元；其中，上述状态变化单元根据由上述状态检测单
元检测的上述多个光选择区域的状态，使上述光选择区域的状态变化，使 得上述多个光选择区域的波长相互不同。
在本发明的光源装置中，状态检测单元检测波长选择元件的多个光选 择区域的状态，并且根据该检测到的状态，状态变化单元以由多个光选择 区域选择的光的波长相互不同的方式，使波长选择元件的光选择区域的状 态变化。此时，因为根据由状态检测单元检测到的状态，利用状态变化单 元使波长选择元件的光选择区域的状态变化，所以能够更可靠地使从多个 光选择区域射出的光的波长不同。
此外，本发明的光源装置，优选地，上述状态检测单元分别^L置在上 述光选择区域的每一个上。
在本发明的光源装置中，在波长选择元件上，分别在多个光逸择区域 的每一个上设置有状态检测单元。此时，利用状态检测单元检测波长选择
元件的各个光选择区域的状态，并根据该检测到的状态，以由各个光选择 区域选择的光的波长相互不同的方式，^吏波长选择元件的多个光选择区域 的状态变化。
因而，可以使从发光元件射出的光的波长与对应的波长选择元件的各 光选择区域的选择光的波长一致。由此，即使发光元件因制造误差等，在 输出波长上存在偏差，也可以降低斑点噪声，并且提高从波长选择元件射 出的光的利用效率。
此外，本发明的光源装置，优选地，上述状态检测单元是检测上述光
选择区域的温度的温度检测单元；上述状态变化单元是根据由上述温度检 测单元检测的温度，使上迷光选择区域的温度相互不同的温度变化单元。
在本发明的光源装置中，因为利用温度变化单元使波长选择元件的光 选择区域的每一个的温度不同，所以与各光选择区域的温度对应地，波长 选择元件的内部的格子的间隔变化。由此，波长选择元件在各光选择区域 上选择的光的波长不同。因而，从多个发光元件射出并从波长选择元件的 各光选择区域射出的各个光成为波长不同的光。这样，对于波长选择元件， 无需施加外力，通过仅仅改变各光选择区域的温度，便可改变波长选择元
件的内部的周期格子的间隔。由此，因为用更简易的结构降低在波长选择 元件的各区域上反射并放大了的光之间的相干性，所以可以抑制斑点噪声。
本发明的光源装置的特征在于，具备发出光的多个发光元件；波长 变换元件，其具有从该多个发光元件射出的光分别通过的多个光通过区域， 并将从上述多个发光元件射出的光中至少一部分的波长分别变换为规定的 波长；谐振反射镜，其作为有选择地使从该多个发光元件射出的光向着上 述多个发光元件反射的谐振器发挥作用；波长选择元件，其具有对从上述 多个发光元件射出的光分别进行选择的多个光选择区域，使从上述多个发 光元件射出的光的波长频带中一部分波长频带的光透过，并且与在上述谐 振反射镜上反射的光的波长频带宽度相比，透过的光的波长频带宽度窄；
元；其中，利用上述选择侧状态变化单元，以由上述波长选择元件的上述 多个光选择区域选择的光的波长相互不同的方式，使上述波长选择元件的 光选择区域的状态变化。
在本发明的光源装置中，例如，在射出绿色的光的情况下，作为发光 元件，4吏用1060nm波长的光源。从光源射出的1060nm波长的光入射到 波长变换元件，被变换为一半波长的光。其后，例如，透过配置在波长变 换元件和谐振反射镜之间的波长选择元件，成为窄频带的光。由此，从发 光元件射出的光透过波长变换元件以及波长选择元件，并在发光元件和谐 振反射镜之间反复反射。其后，变换为绿色的光从谐振反射镜射出。
此外，此时，利用选择侧状态变化单元使波长选择元件的光选择区域 的状态改变。由此，能够可靠地使从多个光选择区域射出的光的波长不同。
进而，在本发明中，如上所述，因为能够使用反射光的波长频带宽度 宽的低价的谐振反射镜，所以可以实现装置整体的低成本化。
本发明的光源装置，优选地，具备检测上述波长选择元件的多个光 选择区域的状态的选择侧状态检测单元；其中，上述选择侧状态变化单元
述波长选择元件的光选择区域的状态变化，使得上述多个光选择区域的波
长相互不同。
在本发明的光源装置中，选择侧状态检测单元检测波长选择元件的多 个光选择区域的状态，根据该检测到的状态，选择侧状态变化单元以由多 个光选择区域选择的光的波长相互不同的方式，使波长选择元件的光选择 区域的状态改变。此时，由于根据由选择侧状态检测单元检测到的状态，
能够更可靠地使从多个光选择区域射出的光的波长不同。
此外，本发明的光源装置，优选地，上述选择侧状态检测单元是检测
上述波长选择元件的光选择区域的温度的温度检测单元；上述选择侧状态 变化单元是根据由上述温度检测单元检测的温度，使上述波长选择元件的 光选择区域的温度相互不同的温度变化单元。
此外，在本发明的光源装置中，上述状态检测单元是温度检测单元， 能够得到与状态变化单元是温度变化单元的情况同样的效果。
此外，本发明的光源装置，优选地，具备变换侧状态变化单元，其 以由上述多个光通过区域变换的光的波长相互不同的方式，使上述波长变 换元件的光通过区域的状态变化。
在本发明的光源装置中，通过利用变换侧状态变化单元使波长变换元 件的光通过区域的状态改变，能够可靠地使从多个光通过区域射出的光的 波长不同。
因而，利用波长变换元件，能够得到所希望的波长的光，可以射出抑 制了斑点噪声的光。
本发明的图像显示装置的特征在于，具备上述的光源装置；根据图 像信号对从该光源装置射出的光进行调制的光调制装置；以及投影由该光 调制装置形成的图像的投影装置。
在本发明的图像显示装置中，从光源装置射出的光入射到光调制装置。 并且，由光调制装置形成的图像被投影装置投影。此时，因为从光源装置 射出的光，如上所述，成为相干性降低了的光，所以由投影装置投影的光 成为抑制了斑点噪声的光。因而，能够显示良好的图像。
本发明的图像显示装置的特征在于，具备上述的光源装置；在被投 影面上扫描从该光源装置射出的光的扫描单元。
在本发明的图像显示装置中，从光源装置射出的光由扫描单元扫描。 而后，由扫描单元扫描的光被投影在被投影面上。此时，因为从光源装置 射出的光，如上所述，成为相干性降低了的光，所以照射在被投影面上的 光成为抑制了斑点噪声的光。因而，可以没有亮度不匀地显示优质的图像。
本发明的监视装置的特征在于，具备上述的光源装置；拍摄由该光 源装置照射的被拍摄体的拍摄单元。
在本发明的监视装置中，从光源装置射出的光照射被拍摄体，并利用 拍摄单元拍摄被拍摄体。此时，如上所述，因为光源装置射出相干性降低 了的光，所以被拍摄体被没有亮度不匀的、明亮的光所照射。因而，可以 利用拍摄单元鲜明地拍摄被拍摄体。


图l是表示本发明的第l实施方式的光源装置的平面图2是表示图l的光源装置的变形例的平面图3是表示图l的光源装置的变形例的平面图4是表示图l的光源装置的变形例的平面图5是表示本发明的笫2实施方式的光源装置的平面图6是表示图5的光源装置的变形例的平面图7是表示图5的光源装置的变形例的平面图8是表示本发明的第3实施方式的图像显示装置的平面图9是表示本发明的第3实施方式的另一图像显示装置的平面图；以
及
图IO是表示本发明的第4实施方式的监视器的平面图。 符号说明
10、 20、 25、 30、 40、 50:光源装置；11a lle、 41a 41e:发光元件； 14、 43:波长选择元件；15:谐振反射镜；16a、 16b、 17a 17e:珀尔帖元
件(状态变化单元、温度变化单元)；26:电热线(状态变化单元、温度 变化单元)；35:温度变化部(状态变化单元、温度变化单元)；42、 52: 波长变换元件；100、 200:图像显示装置；101R:红色激光光源(光源装 置)；101G:绿色激光光源(光源装置)；101B:蓝色激光光源(光源装 置)；107:投影透镜(投影装置)；202: MEMS反射镜(扫描单元)； 300:监视装置；311:照相机(拍摄单元)。
具体实施例方式
以下，参照

本发明的光源装置、图像显示装置以及监视装置 的实施方式。而且，在以下的附图中，为了将各部件设置为可以识别的大 小，适宜地改变了各部件的比例尺。
[第1实施方式
以下，参照图1至图4说明本发明的第1实施方式。
本实施方式的光源装置10，如图1所示，具备发光部11、波长选择元 件14、谐振反射镜15。
发光部11具备发出激光的5个发光元件(半导体激光器LD ) lla、 llb、 llc、 lld、 lle。这些发光元件lla lle都支撑在支撑部13上。从发 光元件lla-lle射出的光的峰值波长大体一致。但是，不需要完全一致， 即使有一些偏差也没有问题。 一般，因发光元件的制造误差等，大多有数
左右的差异。
波长选择元件14是使从发光部11射出的光的波长频带中一部分波长 频带的光透过，即将光谱线宽度窄频带化而使之透过的元件，例如，使用 带通滤波器、标准具(工夕口y)、光栅等。在本实施方式中，作为波长选 择元件14，使用通过使光反复反射而使波长窄频带化的带通滤波器。
利用该波长选择元件14,从发光部11射出的光的光谱线宽度的波长 频带宽度被窄频带化在大致5nm以内。此外，希望利用波长选择元件14， 使从发光部11射出的光的光谱线宽度的波长频带宽度成为大致10nm以 内。
在与波长选择元件14的、从发光部ll射出的光所入射的入射端面14a 垂直的一端面(后面描述的区域A侧的端面)14c以及相反的另一端面(后 面描述的区域E侧的端面)14d上，如图1所示，粘接有珀尔贴元件(状 态变化单元、温度变化单元)16a、 16b。
在此，将构成波长选择元件14的1个基体的、选择从发光元件lla、 llb、 llc、 lld、 lle射出的光的区域(光选择区域)分别设为区域A、 B、 C、 D、 E。但是，区域A E因为实际上是选择波长、温度等的值逐渐变化 的连续的区域，所以在它们之间并不存在物理上的边界。
此外，因为在波长选择元件14的一端面14c、另一端面14d上分别设 置有珀尔贴元件16a、 16b，所以波长选择元件14,在相对于激光的中心轴 ()垂直的方向上，即从珀尔贴元件16a向着珀尔贴元件16b侧或者从珀尔 贴元件16b向着珀尔贴元件16a侧被进行加热、冷却。此外，因为对于珀 尔贴元件16a、 16b设定了不同的温度，所以在波长选择元件14内部会产 生温度坡度。波长选择元件14因加热而热膨胀，因冷却而收缩，从而折射 率发生变化。与该热膨胀对应地，波长选择元件14的选择波长、即由波长 选捧元件14透过的光的波长发生变化。选择波长是变形越大就越短，且随 着变形减小而加长。因为认为热膨胀也是变形的一种，所以在更高温度下 热膨胀越大的区域选择波长越偏离于长波长侧。
即，如果将波长选择元件14的区域A、 B、 C、 D、 E的选择波长分别 设为入l、入2、入3、入4、入5,则例如成为入1>入5>入2>入4>入3。 此外，从波长选择元件14的区域A、 B、 C、 D、 E射出并且透过谐振反射 镜15的光W2的波长分别为Al、入2、人3、人4、 X5,且成为入1>入5 〉入2>入4>入3的关系。
而且，波长X1 入5因为根据波长选择元件14的各区域A E的温度 而变化，所以通过珀尔贴元件16a、 16b的控制，还可以将入l、入2、入3、 入4、 X5的值、它们的大小的差等设定为所希望的值。
谐振反射镜15以高的比例反射从发光元件11a lle射出的光，使一部 分透过。即，其通过选择从波长选择元件14射出的光中规定的波长的光的
一部分、即光Wl (图1所示的虛线)并向着发光部11反射，而作为发光 元件11a lle的谐振器反射镜发挥作用，并且使剩余的光(图1所示的双 点划线)W2透过。而且，光W1在从波长选择元件14射出的光中是规定 的波长的光的98~99%左右。
在该谐振反射镜15上反射的光的波长频带宽度比在波长选择元件14 中透过的光的波长频带宽度变大。具体地，谐振反射镜15的反射光的波长 频带宽度是大致400nm左右。
从发光部11射出的基波的光(图l所示的实线)W3在发光部ll和 谐振反射镜15之间反复反射并放大后，作为激光W2，从谐振反射镜15 射出。谐振反射镜15虽然使各种波长的光透过，但其中，仅规定的波长的 光被放大。放大后的光的强度与其他波长的光的强度相比明显高。因而， 透过了谐振反射镜15后的光W2能够看做大致单一波长的光。该光W2 的波长，与波长选择元件14的选择波长、即透过波长选择元件14的光的 波长大致相同。此外，谐振反射镜15因为反射规定的波长的光的一部分 (98~99%左右)，所以其剩余(1~2%左右)的光被用作为输出光。
以下，说明本实施方式的光源装置10的具体例子。
首先，发光元件11a lle是红色的半导体激光器，所有射出的光的峰 值波长都成为人l-630nm。该峰值波长，在全部的发光元件11a lle上， 不需要准确一致，即使有一些偏差也没问题。 一般，因发光元件的制造误 差等，大多有数nm左右的差异。并且，此时，如果以波长选择元件14的 区域A、 B、 C、 D、 E的选择波长X1、入2、入3、入4、入5分别成为630nm、 628nm、 626nm、 627nm、 629nm (选择波长的差最大是4nm)的方式控 制珀尔贴元件16a、 16b，则从波长选择元件14的区域A、 B、 C、 D、 E 射出并且透过谐振反射镜15的光W2的波长也分别成为630nm、 628nm、 626賺、627nm、 629mn。
如上所述，在本实施方式的光源装置10中，通过具备在1个基体上具 有选择波长相互不同的多个区域A E的波长选择元件14,能够使从区域 A E分别射出的光的波长相互不同。因而，由于从谐振反射镜15射出的
光的频带，与从波长选择元件14的所有区域射出同一波长的光的情况相比 要宽，所以激光之间的相干性降低。其结果，可以得到抑制了斑点噪声的 光源装置10。
此外，因为波长选择元件14是通常使用的大小，所以由于不存在装置 大型化的情况，而可以实现装置整体的小型化。
由此，本发明的光源装置IO可以是小型的，并且能够降低多个激光之 间的相干性，抑制斑点噪声。
进而，通过具备透过光的波长频带宽度窄的波长选择元件14，能够扩 展谐振反射镜15的反射光的波长频带宽度。假设在未使用波长选择元件 14的情况下，作为谐振反射镜，因为需要使用反射光的波长频带宽度窄(例 如，O.lnm)并且具有高反射率的VBG (Volume Bragg Grating,体布拉 格光栅)元件，所以价格非常高。但是，在本实施方式中，因为能够使用 透过光的波长频带宽度是10nm左右的波长选择元件14以及反射光的波长 频带宽度是400nm左右的宽的低价的谐振反射镜15，所以可以实现装置 整体的低成本化。
即，本实施方式的光源装置可以是低成本的，并且能够降低多个光之 间的相干性，抑制斑点噪声。
而且，在本实施方式中，作为多个发光元件lla-lle,虽然使用了峰 值波长大体一致的元件，但也可以积极地使用峰值波长不同的发光元件。 即，可以以在波长选择元件14的区域A E选择与发光元件11a lle的各 个的峰值波长相同波长的光的方式对珀尔贴元件16a、 16b进行控制。
此外，在本实施方式中，作为状态变化单元虽然使用了珀尔贴元件 16a、 16b，但也可以是赋予变形的压电元件。作为压电元件，能够使用水 晶、钛酸铅(PbTi03)、锆酸铅(PbZr03)、钛酸钡(BaTi03)等压电 陶瓷以及压电性结晶。
压电元件在被施加电压时变位，从而利用该变位使波长选择元件14 产生变形。波长选择元件14变形越大，选择波长越短。因而，通过具备检 测各区域A E的变形的另一压电元件(状态变化单元)，并且根据由另一
压电元件检测到的变形，利用压电元件调整各区域A E的变形量，可以使 从各区域A E射出的光的波长不同。而且，作为赋予变形的单元，除了压 电元件之外，例如也可以使用变形量规、磁变形元件等。
进而，在本实施方式中，虽然在波长选择元件14的两端面14c、 14d 具备有珀尔贴元件，但也可以仅在一侧的面上设置珀尔贴元件，从而从区 域A向着区域E,或者从区域E向着区域A形成温度坡度。
此外，如图2所示，也可以是这样的光源装置20:不在波长选择元件 14的两端面14c、 14d，而在与入射端面14a以及出射端面14b垂直并且包 含区域A 区域E的表面14e的各区域A E的每一个上，隔开间隔地设置 有銷尔贴元件17a 17e。并且，优选地，在各区域A E的珀尔贴元件17a 17e 之间设置隔热材料18，从而在相邻的区域A E之间不传热。此外，各珀 尔贴元件17a 17e设定不同的温度。利用该结构，能够可靠地使从多个区 域A E射出的光的波长不同。而且，也可以在多个区域A E的每一个上 设置珀尔贴元件。
此外，在上述的例子中，虽然对于多个发光元件lla lle设置l个波 长选择元件14从而将1个基体分成多个区域，但也可以是对于发光元件的 每一个独立地设置波长选择元件的结构。
进而，也可以在多个区域A E的每一个上，即集中2个、3个等区域 而利用1个珀尔贴元件控制温度。在该结构的情况下，只要以由多个区域 A E选择的光的波长相互不同的方式赋予温度即可。
此外，如图3所示，也可以是这样的光源装置25:在波长选择元件14 的表面14e上，不规则(随机)地配置有多条电热线(状态变化单元、温 度变化单元)26。由此，即使将多条电热线26设定成相同的温度，但因为 是不规则地排列的，所以各区域A E的温度不同。因而，因为从各区域 A E射出的光的波长不同，所以可以抑制斑点噪声。
此外，在具体例子中，虽然从各区域A E射出的光的波长的差最大设 置成4nm,但只要是最大到10nm左右的范围，人所感觉到的光的色度就 没有变化。这样，通过将从各区域A E射出的光的波长的差抑制在最大lOnm左右的范围，例如，当在图像显示装置中使用了光源装置10的情况 下，可以显示极其鲜明的图像。
此外，也可以在各区域A~E的每一个上或者多个区域A~E的每一个 上设置温度传感器(状态检测单元、温度检测单元)。该温度传感器是测 量波长选择元件14的各区域A E的温度的传感器。此外，在该结构中， 珀尔贴元件16a、 16b以及温度传感器连接到温度调整部。并且，根据利用 设置在各区域A E上的温度传感器检测到的温度，利用温度调整部调整珀 尔贴元件16a、 16b。此时，根据利用温度传感器检测到的状态，通过利用 珀尔贴元件16a、 16b使波长选择元件14的区域A E的状态改变，能够可 靠地使从多个区域A E射出的光的波长不同。
[第1实施方式的变形例
在图l所示的第1实施方式中，虽然为了使各区域A E的温度变化而 使用了珀尔贴元件16a、 16b，但也可以是代替珀尔贴元件16a、 16b,而 如图4所示，使用了温度变化部(状态变化单元、温度变化单元)35的光 源装置30。
在光源装置30中使用的温度变化部(温度变化单元)35具备热吸收 膜31、热发生用激光光源32、反射镜33。
热吸收膜31隔开规定的间隔地设置在表面14e上的区域A E的各个 上。该热吸收膜31通过粘接或者蒸镀被设置在表面14e上。而且，可以在 各区域A E的热吸收膜31间设置隔热材料，从而在相邻的区域A E之间 不传热。此外，热吸收膜31的膜厚度在各区域A E是相同的。
此夕卜，反射镜33是向着热吸收膜31扫描从热发生用激光光源32射出 的激光的反射镜。并且，通过控制反射镜33的倾斜角度，来控制在哪个区 域A E的热吸收膜31上照射光，通过确定保持为某一倾斜角度的时间， 来控制对热吸收膜31的光的照射时间。由此，所照射的激光的时间越长， 热吸收膜31的温度就越上升，区域A E的温度越上升。并且，以区域A E 的温度分别不同的方式，来控制在热吸收膜31上照射的激光的时间。
在本变形例的光源装置30中，也与第1实施方式的光源装置同样，能
够降低斑点噪声，并且可以提高光的利用效率。
而且，在本变形例中，虽然将热吸收膜31的膜厚度设置成相同，但也 可以代之为热吸收膜31的膜厚度不规则。即，因为热吸收膜31的膜厚度 越厚，热的吸收量就越多，从而变成高温，所以在本实施例中，不改变反 射镜33的扫描速度(光对1个热吸收膜31的照射时间)，就能够使波长 选择区域14的各区域A E具有温度分布。即，因为不对区域A E的每一 个改变激光的照射时间，而从区域A到区域E摆动反射镜33的每一次扫 描的扫描速度可以固定，所以反射镜33的控制变得容易。
而且，虽然将热吸收膜31设置在区域A E的每一个上，但也可以设 置在波长选择元件14的表面14e的整个面上。
此外，作为反射镜33，也可以4吏用MEMS反射镜。
[第2实施方式
以下，参照图5至图7说明本发明的第2实施方式。而且，在以下说 明的各实施方式的附图中，对于与上述第1实施方式的光源装置IO结构相 同的位置标注相同符号，并省略iJi明。
本实施方式的光源装置40，如图5所示，具备发光部41;对从发光 部41射出的光的波长进行变换的波长变换元件42;有选择地使由波长变 换元件42变换后的波长的光透过的波长选择元件43;选择在波长选择元 件43中透过的光使之反射的谐振反射镜44。
发光部41的结构是在支撑部41f上直线状地支撑有5个发光元件 41a、 41b、 41c、 41d、 41e。从发光元件41a 41e射出的光的峰值波长入0 大体一致。但是，不需要完全一致，即使有一些偏差也没有问题。 一般， 因发光元件的制造误差等，大多有数nm左右的差异。峰值波长入0，例如 在射出蓝色的激光的蓝色激光光源装置的情况下是920nm ，在射出绿色的 激光的绿色激光光源装置的情况下是1060nm，在射出红色的激光的红色 激光光源装置的情况下是1240nm。但是，该波长只不过是简单的一例。
波长变换元件(第2高次谐波发生元件，SHG: Second Harmonic Generation) 42是将入射光变换为大致一半波长的非线性光学元件。从发
光部41射出、向着波长选择元件43的光W3,通过波长变换元件，由此 变换为大致一半波长的光。波长变换元件42的波长变换效率具有非线性的 特性，例如，入射到波长变换元件42的激光的强度越强，变换效率越提高。 此外，波长变换元件42的变换效率是40 50%左右。即，并非从发光部41 射出的激光的全部被变换为规定波长的激光。
作为波长变换元件42，使用板状的元件。波长变换元件42与多个发 光元件41a 41e对应地分成5个区域P、 Q、 R、 S、 T。即，将从发光元件 41a、 41b、 41c、 41d、 41e射出的光所通过的区域分别设置为区域(光通 过区域)P、 Q、 R、 S、 T。
此外，波长变换元件42在区域P T的每一个上具有分极周期结构， 即，具有分极相互反转的域的重复结构。通过光在该分极周期结构内透过， 而对入射的光的波长进行变换。该波长变换元件42的区域P、 Q、 R、 S、 T的各域的、在激光的中心轴O方向上的宽度(以下，称为"间距")分 别为A1、 A2、 A3、 A4、 A5。间距A1 A5分别不同，成为Al〉A2〉 A3> A4> A5。
这样的分极周期结构能够通过在制造时使间距不同来形成。首先，在 由非线性强电介质材料(例如LiTaOj构成的基板上，沿着激光的中心轴 O方向形成有电极的区域和没有电极的区域交替地排列的条紋状的电极图 案。此时，各电极图案的宽度以及电极图案之间的间隔被最佳化为区域P、 Q、 R、 S、 T的各域的间距分别成为A1、 A2、 A3、 A4、 A5。即，电极 图案的宽度以及间隔设置为在区域P、 Q、 R、 S、 T分别不同。接着，通 过在这些电极图案上施加脉冲状的电压，来得到图5所示那样的分极周期 结构 这样形成了分极周期结构后，虽然一般都除去电极图案，但也可以 原样留下。
这样，波长变换元件42在区域P T，具有周期(间距)分别不同的分 极反转结构。由此，通过了区域P T的光，在包含在峰值波长XO的光中 的各种波长成分中，相互有一些不同的波长入01 X05的成分受到变换作 用，变换为分别有一些不同的波长入l、 X2、入3、入4、入5。
如果以使用了蓝色激光光源装置的情况的波长为例进行说明，则从发
光元件41a、 41b、 41c、 41d、 41e分别射出的峰值波长人0=920nm的波长 的光中，波长入01-920nm、 X02=918nm、 X03=916nm、 X04=914nm、 X05=912nm附近的光分别被变换为波长入l=460nm、 X2=459nm、入 3二458腿、入4=457腿、入5-456mn的光。
同样，如果以使用了绿色激光光源装置的情况的波长为例进行说明， 则从发光元件41a、 41b、 41c、 41d、 41e分别射出的峰值波长入0=1060nm 的光中，波长入01=1060nm、入02-1058nm、 A03=1056nm、 X04=1054nm、 入05-1052nm附近的光分别被变换为波长Al=530nm、 X2=529nm、入 3=528應、入4=527腿、入5=526腿的光。
此外同样，如果以使用了红色激光光源装置的情况的波长为例进行说 明，则从发光元件41a、 41b、 41c、 41d、 41e分别射出的峰值波长1240nm 的光中，波长入0K240nm、入02-1238nm、 X03=1236nm、入04-1234nm、 入05-1232nm附近的光分别被变换为波长A l=620nm、 X2=619nm、入 3二618nm、 A4=617nm、入5=616nm的波长的光。
但是，在此所举的波长只不过是简单的一例。
波长选择元件43仅在一端面43c上粘接有珀尔贴元件(温度变化单元)
16a。
此外，作为波长选择元件43,使用通过使光反复反射而使波长窄频带 化的带通滤波器。
利用该波长选择元件43，从发光部41射出的光的光谱线宽度的波长 频带宽度被窄频带化在大致5rnn以内。此外，从发光部41射出的光的光 谱线宽度的波长频带宽度处于大致10nm以内。
此外，例如在蓝色激光光源装置的情况下，对珀尔贴元件16a进行控 制，使得在区域A E透过的光的波长分别成为920nm、 916nm、 912nm、 914nm、 918nm。在绿色激光光源装置的情况下，对珀尔贴元件16a进行 控制，使得在波长选择元件43的区域A E透过的光的波长分别成为 1060nm、 1056nm、 1052mn、 1054nm、 1058nm。在红色激光光源装置的 情况下，对珀尔贴元件16a进行控制，使得在区域A E透过的光的波长分 另U成为1240nm、 1236腿、1232nm、 1234nm、 1238nm。
但是，在此所举的波长只不过是简单的一例。
谐振反射镜44使未由波长变换元件42变换为规定波长A 1~入5的激 光W1(即，波长A01 入05的光)向着发光部41反射，并使此外的激光透过。
由谐振反射镜44反射的光Wl (图5所示的虚线)再次通过波长选择 元件43以及波长变换元件42，并返回到发光元件41a 41e。向发光元件 41a 41e返回的光一部分在该处被吸收而变为热量，但大部分被用作为发 光的能量，通过在发光元件41a 41e内反射而再次从发光元件41a 41e射 出，来有效地利用。
另 一方面，由波长变换元件42变换为波长入1~入5并通过了波长选择 元件43的光W2 (图5所示的点划线)透过谐振反射镜44。
如上所述，从发光部41射出的光W3在发光部41和谐振反射镜44 之间反复反射并变换为规定的波长后的变换光W2 (图5的双点划线)， 从谐振反射镜44射出。即，谐振反射镜44虽然与第1实施方式的谐振反 射镜15有一些不同的作用，但具有作为发光元件41a 41e的谐振器反射镜 的功能。
在本实施方式的光源装置40中，利用通过改变区域P T中的域的间 距而可以实现向不同的波长入1~入5的变换的波长变换元件42和具备选择 波长不同的多个区域A E的波长选择元件43的组合，能够使透过波长选 择元件43的光的波长相互不同。因而，由于从谐振反射镜44射出的光的 频带，与从所有区域射出相同的光的情况相比要宽，所以激光之间的相干 性降低。其结果，可以得到抑制了斑点噪声的光源装置40。
进而，在本实施方式中，如上所述，因为具备透过光的波长频带宽度 窄的波长选择元件43，所以由于能够使用反射光的波长频带宽度宽的低价 的谐振反射镜44,所以可以实现装置整体的低成本化。
由此，本发明的光源装置40可以是低成本的，并且能够降低多个激光
之间的相干性，抑制斑点噪声。
而且，虽然将波长选择元件43配置在波长变换元件42和谐振反射镜 44之间的光路上，但如图6所示，也可以配置在发光部41和波长变换元 件42之间的光路上。
此外，在本实施方式中，作为多个发光元件41a 41e，虽然使用了峰 值波长大体一致的元件，但也可以积极地使用峰值波长不同的发光元件。 即，可以使用峰值波长分别为AOl、人02、入03、入04、 X05那样的发光 元件41a、 41b、 41c、 41d、 41e，并且以在区域A E选择与发光元件lla-lle 的各个的峰值波长相同波长的光的方式，控制珀尔贴元件16a、 16b。这样， 通过使发光元件11a lle各自的峰值波长与波长选择元件43的区域A E 的选择波长一致，可以提高光的利用效率。
此外，在本实施方式中，也可以将珀尔贴元件设置在各区域A E的每 一个上，并控制波长选择元件43的各个区域A E的温度。
此外，在具体例子中，虽然从各区域A E射出的光的波长的差最大设 置成4nm，但只要是最大到10nm左右的范围，人所感觉到的光的色度就 没有变化。这样，通过将从各区域A E射出的光的波长的差抑制在最大 10nm左右的范围，例如，当在图像显示装置中使用了光源装置40的情况 下，可以显示极其鲜明的图像。
此外，也可以代替珀尔贴元件而使用压电元件。
[第2实施方式的变形例J
在图5所示的第2实施方式中，虽然在制造时使波长变换元件42的分 极周期结构的间距不同，但也可以是使用了在制造时分极周期结构的间距 相同的波长变换元件52的光源装置50。
光源装置50，如图7所示，波长变换元件52的区域P、 Q、 R、 S、 T 的各域的、在激光的中心轴O方向上的宽度(以下，称为"间距")Al 是相同的。
此外，在与波长变换元件52的、从发光部41射出的光所入射的入射 端面52a垂直的一端面(区域P侧的端面)52c以及相反的另一端面(区 域T侧的端面)52d上，粘接有珀尔贴元件(温度变化单元)53a、 53b。 波长变换元件52也与波长选择元件43同样，因加热而膨胀，因冷却而收 缩，从而域间距发生变化。与该域间距对应地，波长变换元件52的变换波 长，即由波长变换元件52所变换的光的波长不同。
以下，如果以蓝色光源装置的情况的波长为例进行说明，则从发光元 件41a 41e分别射出的光的峰值波长是入01=920nm、 7v02=916nm、入 03=912nm、入04=914nm、入05=918nm。波长变换元件52以区域P~T的 变换波长分别成为Xl=460nm、 X2=458nm、 X3=456nm、 X4=457nm、 入5二459nm的方式，由珀尔贴元件53a、 53b调整温度。
本变形例即使波长变换元件52的制造时的域间距A1是相同的，也能 够利用珀尔贴元件53a、 53b代替各区域P T的域间距。即，通过组合可 以实现到不同的波长的变换的波长变换元件52、在区域A E的每一个上 选择波长不同的波长选择元件43，能够使从波长选择元件43射出的光的 波长相互不同。因而，因为从谐振反射镜44射出的光的频带，与从所有的 区域射出同一波长的情况相比要宽，所以激光之间的相干性降低。其结果， 可以得到抑制了斑点噪声的光源装置50。
而且，在本变形例中，与图4所示的第1实施方式的变形例同样，可 以利用温度变化部35控制各区域A E的温度。此外，可以在波长选择元 件43的各区域A E的每一个上，或者在多个区域A E的每一个上设置温 度传感器(状态检测单元)，从而根据由温度传感器检测到的区域A E的 温度，使波长选择元件43的区域A E的状态变化，使得由区域A E选择 的光的波长相互不同。
进而，可以在波长变换元件52的各区域P T的每一个上，或者在多 个区域P T的每一个上设置温度传感器(状态检测单元)，从而根据由温 度传感器检测到的区域P T的温度，使波长变换元件52的区域P T的状 态变化，使得由区域P T变换的光的波长相互不同。
此外，因为通过在波长选择元件43以及波长变换元件52双方上使用 温度传感器，能够将波长选择元件43的选择波长和波长变换元件52的变
换波长设置成相同，所以从发光部41射出的光被从谐振反射镜44有效地 获取到。因而，可以提高光的利用效率。 [第3实施方式
以下，参照图8说明本发明的第3实施方式。
在本实施方式中，说明具备上述第1、第2实施方式的光源装置10、 40的图像显示装置100。而且，在图8中，为了简化，省略了构成图像显 示装置IOO的壳体。
在图像显示装置100中，作为射出红色光的红色激光光源(光源装置) IOIR，使用上述第1实施方式的光源装置IO，作为射出绿色光、蓝色光的 绿色激光光源(光源装置)IOIG、蓝色激光光源(光源装置)101B,使用 上述第2实施方式的光源装置40。
此外，图像显示装置100具备分别对从激光光源IOIR、 IOIG、 101B 射出的激光进行调制的液晶光阀(光调制装置)104R、 104G、 104B;合 成从液晶光阀104R、 104G、 104B射出的光的交叉分色棱镜(色光合成单 元)106;放大由液晶光阀104R、 104G、 104B形成的像并投影到屏幕110 上的投影透镜(投射装置)107。
进而，图像显示装置IOO，为了使从激光光源IOIR、 IOIG、 IOIB射 出的激光的发光强度分布均匀化，而在各激光光源101R、 IOIG、 IOIB的 光路下游侧设置均匀化光学系统102R、 102G、 102B，由此利用发光强度 分布被均匀化后的光对液晶光阀104R、 104G、 104B进行照明。例如，均 匀化光学系统102R、 102G、 102B例如由全息图102a以及场透镜102b构 成。
由各液晶光阀104R、 104G、 104B调制后的3种色光入射到交叉分色 棱镜106。该棱镜使4个直角棱镜粘合在一起而形成，并且在其内面上十 字状地配置有反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜。 利用这些电介质多层膜合成3种色光，并形成表示彩色图像的光。并且， 合成后的光由作为投影光学系统的投影透镜107投影在屏幕110上，从而 显示放大后的图像。
上述本实施方式的图像显示装置100，其从红色激光光源101R、绿色 激光光源101G、蓝色激光光源101B射出的光，成为相干性被降低了的光。 因此，由投影透镜107投影的光，成为抑制了斑点噪声后的光。因而，能 够在屏幕110上显示良好的图像。
而且，在本实施方式的图像显示装置中，对于绿色以及蓝色的激光光 源IOIG、 101B,虽然说明的是使用了第2实施方式的光源装置40的情况， 但也可以使用在第1、第2实施方式(包含变形例)中所示出的其他的光 源装置。此时，可以对于各激光光源IOIR、 IOIG、 IOIB的各个采用不同 的实施方式的光源装置，也可以采用相同的实施方式的光源装置。此外， 红色激光光源IOIR也可以与蓝色激光光源IOIG、绿色激光光源101B同 样，是利用波长变换元件将红外光变换为可见光的结构。
此外，作为光调制装置虽然使用了透过型的液晶光阀，但也可以使用 液晶以外的光阀，还可以使用反射型的光阀。作为这种光阀，例如可以列 举出反射型的液晶光阀、数字微镜器件(Digital Micromirror Device )。 投影光学系统的结构可以根据所使用的光岡的种类适宜改变。
此外，第1、第2实施方式(包含变形例)的光源装置还适用于扫描 型的图像显示装置。这种图像显示装置的例子示于图9,图9所示的图像 显示装置200具备第1实施方式的光源装置10;将从光源装置10射出 的光向着屏幕210扫描的MEMS反射镜(扫描单元)202;使从光源装置 10射出的光聚光在MEMS反射镜202上的聚光透镜203。从光源装置10 射出的光，通过摇动MEMS反射镜，以在横方向、纵方向上扫描的方式， 被引导到屏幕210上。在显示彩色的图像的情况下，只要利用具有红、绿、 蓝的峰值波长的发光元件的组合构成多个发光元件、该多个发光元件构成 发光部11即可。
[第4实施方式
以下，说明应用了第2实施方式的光源装置40的监视装置300的结构 例子。图10是表示监视装置的概略的示意图。监视装置300具备装置主体 310、光传送部320。装置主体310具备第2实施方式的光源装置40。
光传送部320具备发送光的一侧和接收光的一侧2条光导321、 322。 各光导321、 322是捆扎多条光纤而成的，能够向远方传送激光。在发送光 的一侧的光导321的入射侧，配设激光光源装置IO，在其输出侧配设有扩 散板323。从激光光源装置40射出的激光在光导321中传输并被传送到设 置在光传送部320的前端的扩散板323，被扩散板323扩散而照射被拍摄 体。
在光传送部320的前端，还i殳置成〗象透镜324，从而能够用成^象透镜 324接收来自被拍摄体的反射光。该接收到的反射光在接收侧的光导322 中传输，并被传送到设置在装置主体310内的、作为拍摄单元的照相机311。 其结果，能够用照相机311拍摄基于通过利用从激光光源装置40射出的激 光照射被拍摄体而得到的反射光的图像。
如果采用以上那样构成的监视装置300,则由于光源装置40射出斑点 噪声被抑制了的光，所以可以利用照相机311鲜明地拍摄被拍摄体。
而且，作为本实施方式的监视装置，虽然说明了使用了第2实施方式 的光源装置40的情况，但也可以使用其他实施方式(包含变形例)的光源 装置。
而且，本发明的技术范围并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的 主旨的范围中可以加以各种改变。
例如，作为色光合成单元，虽然使用了交叉分色棱镜，但并不限于此。 作为色光合成单元，例如能够使用交叉配置分色镜并合成色光的部件，平 行地配置分色镜并合成色光的部件。
权利要求
1. 一种光源装置，其特征在于，具备:发出光的多个发光元件；谐振反射镜，其作为有选择地使从该多个发光元件射出的光向着上述多个发光元件反射的谐振器发挥作用；波长选择元件，其配置在上述发光元件和上述谐振反射镜之间的光路上，具有对从上述多个发光元件射出的光分别进行选择的多个光选择区域，使从上述多个发光元件射出的光的波长频带中一部分波长频带的光透过，并且与在上述谐振反射镜上反射的光的波长频带宽度相比，透过的光的波长频带宽度窄；以及使上述多个光选择区域的状态变化的状态变化单元；其中，利用上述状态变化单元，以由上述多个光选择区域选择的光的波长相互不同的方式，使上述光选择区域的状态变化。
2. 根据权利要求l所述的光源装置，其特征在于上述状态变化单元 设置在上述多个光选择区域的各个上。
3. 根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，具备 检测上述多个光选择区域的状态的状态检测单元；其中，上述状态变化单元根据由上述状态检测单元检测的上述多个光 选择区域的状态，使上述光选择区域的状态变化，使得上述多个光选择区 域的波长相互不同。
4. 根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于上述状态检测单元 分别设置在上述光选择区域的每一个上。
5. 根据权利要求3或4所述的光源装置，其特征在于上述状态检测羊元是检测上述光选择区域的温度的温度检测单元； 上述状态变化单元是根据由上述温度检测单元检测的温度，使上述光 选择区域的温度相互不同的温度变化单元。
6. —种光源装置，其特征在于，具备发出光的多个发光元件；波长变换元件，其具有从该多个发光元件射出的光分别通过的多个光 通过区域，并将从上述多个发光元件射出的光中至少一部分的波长分别变 换为规定的波长；谐振反射镜，其作为有选择地使从该多个发光元件射出的光向着上迷 多个发光元件反射的谐振器发挥作用；波长选择元件，其具有对从上述多个发光元件射出的光分别进行选择 的多个光选择区域，使从上述多个发光元件射出的光的波长频带中一部分 波长频带的光透过，并且与在上述谐振反射镜上反射的光的波长频带宽度 相比，透过的光的波长频带宽度窄；单元；其中，利用上述选择侧状态变化单元，以由上述波长选择元件的上述 多个光选择区域选择的光的波长相互不同的方式，使上述波长选择元件的 光选择区域的状态变化。
7.根据权利要求6所述的光源装置，其特征在于，具备几；其中，上述选择侧状态变化单元根据由上述选择侧状态检测单元检测 的上述多个光选择区域的状态，使上述波长选择元件的光选择区域的状态 变化，使得上述多个光选择区域的波长相互不同。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于度的温度检测单元；上述选择侧状态变化单元是根据由上述温度检测单元检测的温度，使 上述波长选择元件的光选择区域的温度相互不同的温度变化单元。
9.根据权利要求6 8中的任意一项所述的光源装置，其特征在于，具备..变换侧状态变化单元，其以由上述多个光通过区域变换的光的波长相 互不同的方式，使上述波长变换元件的光通过区域的状态变化。
10. —种图像显示装置，其特征在于，具备 权利要求1 9中的任意一项所述的光源装置；根据图像信号对从该光源装置射出的光进行调制的光调制装置；以及 投影由该光调制装置形成的图像的投影装置。
11. 一种图像显示装置，其特征在于，具备 权利要求1 9中的任意一项所述的光源装置；以及 在被投影面上扫描从该光源装置射出的光的扫描单元。
12. —种监视装置，其特征在于，具备 权利要求1 9中的任意一项所述的光源装置；以及 拍摄由该光源装置照射的被拍摄体的拍摄单元。
全文摘要
本发明提供一种使成本并且多个光之间的相干性降低并抑制了斑点噪声的光源装置、图像显示装置以及监视装置。其特征在于，具备多个发光元件11a～11e；作为有选择地使从该多个发光元件射出的光向着上述多个发光元件反射的谐振器发挥作用的谐振反射镜；波长选择元件14，其使从多个发光元件11a～11e射出的光的波长频带中一部分波长频带的光透过，并且与在谐振反射镜15上反射的光的波长频带宽度相比，透过的光的波长频带宽度窄；使波长选择元件14的多个光选择区域A～E的状态变化的状态变化单元16a、16b；其中，利用上述状态变化单元16a、16b，以波长选择元件14由多个光选择区域A～E选择的光的波长相互不同的方式，使波长选择元件14的光选择区域A～E的状态变化。
文档编号G03B21/00GK101377602SQ200810212520
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月30日
发明者住山文香, 米窪政敏 申请人:精工爱普生株式会社