激光光源裝置和投影顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光光源裝置和投影顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]投影顯示裝置是用激光光源裝置發(fā)射的照明光照射圖像顯示元件上顯示的圖像，并用投影光學(xué)系統(tǒng)將基于該圖像調(diào)制的光放大且投影顯示的裝置。投影顯示裝置近年來(lái)得到廣泛普及。
[0003]用各種照明器械，如透射型或反射型液晶面板、數(shù)字微鏡器件(以下稱為DMD)等，被用來(lái)作為圖像顯示元件。
[0004]而隨著投影圖像畫面的大型化，要求照射圖像顯示元件的照明光具有大光量。目前，如專利文獻(xiàn)I (JP特開2012-141581號(hào)公報(bào))公開的，用多束激光合成激光光束，來(lái)獲得大容量激光。
[0005]另一方面，激光光束不但容易發(fā)生干涉，而且具有高能量密度。
[0006]而多束激光合成的激光光束由于能量密度非常高，因而如果發(fā)生激光外泄，將十分危險(xiǎn)。
[0007]對(duì)此，專利文獻(xiàn)2 (JP特開2012-2871號(hào)公報(bào))公開了一種可以消除或減小利用激光光束的激光光源裝置中的激光相干性的均化器。
[0008]但是，如果出于某種原因均化器破損或從規(guī)定位置脫落，激光光束依然會(huì)發(fā)生干涉狀態(tài)下的外泄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效防止激光光束在干涉狀態(tài)下發(fā)生外泄的新型激光光源。
[0010]本發(fā)明的激光光源裝置包括:激光光源，其將多束激光合成為激光光束；均化器，用來(lái)消除或減低所述激光光源發(fā)射的激光光束的相干性；射出光學(xué)系統(tǒng)，用來(lái)將經(jīng)過所述均化器的激光光束射往所述激光光源裝置外部；光分離部，用來(lái)從所述均化器射往所述射出光學(xué)系統(tǒng)的所述激光光束中分離出一部分激光光束，作為檢測(cè)用激光光束；光檢測(cè)部，其中具有多個(gè)受光部，用來(lái)接受通過所述光分離部分離出來(lái)的所述檢測(cè)用激光光束；以及，發(fā)光控制部，用來(lái)根據(jù)所述光檢測(cè)部的多個(gè)受光部的輸出，控制所述激光光源的發(fā)光。
[0011]本發(fā)明的效果在于，提供一種能夠有效防止激光光束在干涉狀態(tài)下發(fā)生外泄的新型激光光源。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的激光光源裝置的第一實(shí)施方式的示意圖。
[0013]圖2是光檢測(cè)部的一例示意圖。
[0014]圖3是控制部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是控制裝置中各種信號(hào)狀態(tài)的示意圖。
[0016]圖5A和圖5B是作為均化器的擴(kuò)散板處于正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下光檢測(cè)部中光的入射狀態(tài)的示意圖。
[0017]圖6是控制部的另一例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖7是本發(fā)明的激光光源裝置的第二實(shí)施方式的示意圖。圖8是熒光轉(zhuǎn)輪的示意圖。
[0019]圖9是本發(fā)明的激光光源裝置的第三實(shí)施方式的示意圖。
[0020]圖10是熒光轉(zhuǎn)輪的示意圖。
[0021]圖11是本發(fā)明的激光光源裝置的第四實(shí)施方式的示意圖。
[0022]圖12是反射鏡轉(zhuǎn)輪的示意圖。
[0023]圖13是熒光轉(zhuǎn)輪的示意圖。
[0024]圖14A和圖14B是一例投影顯示裝置實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0026]圖1是本發(fā)明的激光光源裝置的第一實(shí)施方式的示意圖。
[0027]圖1中標(biāo)記10表示LD模塊，標(biāo)記11表示LD驅(qū)動(dòng)部，標(biāo)記12表示光束合成光學(xué)系統(tǒng)。
[0028]標(biāo)記14表示均化器，標(biāo)記16表示光分離部，標(biāo)記18表示光檢測(cè)部，標(biāo)記20表示射出光學(xué)部。
[0029]標(biāo)記221至224表示放大器，標(biāo)記231至234表示數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(以下稱為ADC)，表示25表示控制部。
[0030]LD模塊10具有多個(gè)LD(半導(dǎo)體激光器)100和分別與該多個(gè)激光組合的準(zhǔn)直鏡101。
[0031]各組LD100和準(zhǔn)值鏡101被排列在基板的規(guī)定位置上受到保持。各LD100在LD驅(qū)動(dòng)部11的驅(qū)動(dòng)下閃爍。
[0032]也就是說，在LD驅(qū)動(dòng)部11的驅(qū)動(dòng)下，LD100點(diǎn)燈后發(fā)射激光，該激光通過與LD100對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)值鏡101成為平行光束。
[0033]這樣，激光互相平行地入射光束合成光學(xué)系統(tǒng)12。
[0034]排列設(shè)置了 LD100的基板具有散熱功能，能夠發(fā)散LD100產(chǎn)生的熱，將LD100的溫度控制在規(guī)定范圍以內(nèi)。
[0035]各LD100發(fā)射規(guī)定顏色的波長(zhǎng)的激光。以下以藍(lán)色激光為例進(jìn)行描述。
[0036]光束合成光學(xué)系統(tǒng)12具有正透鏡121和負(fù)透鏡122，將從LD模塊10 —側(cè)入射的多束激光合成為激光光束LB。
[0037]也就是說，光束合成光學(xué)系統(tǒng)12是無(wú)焦光學(xué)系統(tǒng)，正透鏡121射出一方的焦點(diǎn)位置與負(fù)透鏡122射出一方的焦點(diǎn)位置一致。
[0038]多束平行光束的藍(lán)色激光通過正透鏡121向其射出一方的焦點(diǎn)位置會(huì)聚，入射負(fù)投透鏡122。
[0039]負(fù)透鏡122將入射的多束激光會(huì)合成一束平行光束，從而藍(lán)色激光光束LB從負(fù)透鏡122射出。
[0040]如此，LD模塊10和LD驅(qū)動(dòng)部11以及光束合成光學(xué)系統(tǒng)12構(gòu)成激光光源。
[0041]即激光光源將多束激光合成為激光光束LB。
[0042]經(jīng)過合成的激光光束LB具有相干性，入射均化器14。
[0043]均化器14具有消除或減輕激光光束LB相干性的功能。
[0044]為此，經(jīng)過均化器14的光束不再具有相干性，或者相干性減弱，發(fā)生外泄時(shí)不會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)。
[0045]對(duì)于均化器14，可適當(dāng)使用能夠?qū)す夤馐鳯B波面賦予隨機(jī)變化以消除相干性的擴(kuò)散板或微型菱鏡陣列、微型透鏡陣列等元件。
[0046]以下以擴(kuò)散板作為均化器14，稱為擴(kuò)散板14。
[0047]以下將通過擴(kuò)散板14消除或減輕了相干性的激光光束稱為非相干性光束。
[0048]圖1中標(biāo)記ILB表示非相干性光束。
[0049]非相干性光束ILB入射光分離部16。光分離部16為反射鏡，反射入射的非相干性光束ILB中的大部分(例如97% )，而讓剩下的光透射。
[0050]光分離部16并不局限于通過控制反射率/透射率來(lái)進(jìn)行光束分離的元件，還可以利用其它公知元件，例如利用偏光狀態(tài)來(lái)進(jìn)行分離的偏光反射膜等。
[0051]非相干性光束ILB受到光分離部16反射后，經(jīng)由射出光學(xué)系統(tǒng)20，成為照明光Lt，射出到激光光源裝置外部。
[0052]只要擴(kuò)散板14正常動(dòng)作，照明光Lt便處于相干性被消除或充分減小的非相干性狀態(tài)，危險(xiǎn)性十分小。
[0053]另一方面，透過光分離部16的非相干性光束作為檢測(cè)用激光光束LS入射光檢測(cè)部18。
[0054]換言之，光分離部16從由均化器14射往射出光學(xué)系統(tǒng)20的激光光束ILB中分離的一部分光作為檢測(cè)用激光光束LS。
[0055]當(dāng)然，用光分離部分離光束并不局限于上例，還可以使得通過光分離部反射的光入射光檢測(cè)部18，而讓透過光分離部的光經(jīng)由射出光學(xué)系統(tǒng)20射往外部。
[0056]圖2是光檢測(cè)部18的一例示意圖。圖2所示的例是在一個(gè)元件中具有多個(gè)受光部的光電二極管。
[0057]換言之，圖2所示的光檢測(cè)部18是四分割式光電二極管，受光面被分割為四個(gè)受光部 PD1、PD2、PD3、PD4。
[0058]上述各受光部PDl至PD4均能夠獨(dú)立輸出對(duì)應(yīng)于接受光量的受光信號(hào)。
[0059]在圖1中，以標(biāo)記ΗΠ1至Η)Ι4表示受光部PDl至PD4輸出的電流信號(hào)。
[0060]這些電流信號(hào)roil至roi4被輸入放大器221至224后經(jīng)過放大，成為電壓信號(hào)PDVl 至 PDV4。
[0061]ADCl至ADC4將這些電壓信號(hào)PDVl至PDV4轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)PDDl至PDD4。
[0062]數(shù)字信號(hào)I3DDl至TOD4被輸入控制部25。
[0063]控制部25根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)I3DDl至PDD4，判斷均化器(擴(kuò)散板)14是否正常作用，控制激光光源發(fā)光。
[0064]圖1中輸入控制部25的控制信號(hào)CTRL用于通過外部裝置或用戶操作(均未圖示)等控制激光光源，或者向外部裝置或用戶操作部等輸出激光光源裝置的狀態(tài)。
[0065]控制信號(hào)CTRL例如通過用I2C或SPI等串接通信接口部輸入輸出對(duì)應(yīng)的指令或數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述控制。
[0066]以下說明發(fā)光控制。
[0067]參考圖3和圖4。圖3是圖1所示控制部25的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0068]控制部25具有CPU251、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 252、比較器253、存儲(chǔ)器254。
[0069]CPU251構(gòu)成控制部整體動(dòng)作的模塊。
[0070]CPU51收到控制信號(hào)CTRL的啟動(dòng)指令后，在圖4所示以基于周期為TO的同步信號(hào)SYNC的規(guī)定開始時(shí)刻Tl開始，向LD驅(qū)動(dòng)部11 (圖1)輸出控制LD100的發(fā)光的控制信號(hào) LDC0
[0071]LD驅(qū)動(dòng)部11收到控制信號(hào)LDC后，在T2期間生成LD驅(qū)動(dòng)電流IL1，并輸出到LD100 (圖 4) ο
[0072]該驅(qū)動(dòng)電流使得LD100發(fā)射規(guī)定波長(zhǎng)的激光(在本例中為藍(lán)色激光)。
[0073]CPU251還向DSP252輸出控制信號(hào)DSPC。DSP252中輸入數(shù)字信號(hào)TODl至TOD4。如圖4所示，當(dāng)從CPU251輸入的控制信號(hào)DSPC成為“H水平”時(shí)，計(jì)算在H水平保持期間中數(shù)字信號(hào)I3DDl至TOD4各自的平均值。
[0074]各求出的平均值如圖3所示，作為各平均值數(shù)據(jù)AVGDl至AVGD4被輸出到比較器253。取數(shù)字信號(hào)I3DDl至TOD4的平均是為了去除受光信號(hào)中的雜質(zhì)成分等。
[0075]而如圖4所示，當(dāng)從CPU251輸入的控制信號(hào)DSPC成為“L水平”時(shí)，則DSP252結(jié)束平均值計(jì)算處理。
[0076]而后保持該時(shí)刻的平均值數(shù)據(jù)AVGDl至AVGD4。
[0077]如上所述地保持的平均值數(shù)據(jù)AVGDl至AVGD4成為在光檢測(cè)部18的受光部HH至PD4接受的藍(lán)色光的光量數(shù)據(jù)。
[0078]平均值數(shù)據(jù)AVGDl至AVGD4被輸入比較器253。
[0079]控制信號(hào)DSPC考慮從控制信號(hào)LDC使得LD開始發(fā)光到該數(shù)據(jù)信號(hào)I3DDl至TOD4收到為止的