光源装置、投影仪制造方法及图纸

光源装置及投影仪，使用多个半导体激光器芯片抑制装置规模的扩大并且提高光输出。光源装置具备：多个光射出区域，设置在相同或不同的半导体激光器芯片上；第一折射光学系统，包含具有不同的倾斜角的多个平坦面，从相邻的多个上述光射出区域射出的多个第一光线束各自的至少一部分向不同的上述平坦面入射，将多个上述第一光线束各自的主光线变换为相互分离而行进的多个第二光线束并射出；以及第二折射光学系统，供从上述第一折射光学系统射出的多个上述第二光线束入射，将多个上述第二光线束各自的主光线的行进方向变换为相对于光轴大致平行，并且将多个上述第二光线束分别变换为大致平行光线束并射出。

Light Source Device and Projector

【技术实现步骤摘要】
光源装置、投影仪
本技术涉及光源装置，特别涉及利用从半导体激光器芯片射出的光的光源装置。此外，本技术涉及具备这样的光源装置的投影仪。
技术介绍
作为用于投影仪的光源而利用半导体激光器芯片的技术正在推进。近年来，从市场期待像这样将半导体激光器芯片用作光源并且进一步提高了光输出的光源装置。为了提高光源侧的光输出，可以考虑将从多个半导体激光器芯片射出光进行聚光的方法。但是，半导体激光器芯片存在一定的宽度，将它们密接地配置是有限的。也就是说，仅仅是配置多个半导体激光器芯片，会导致光源装置大型化。从该观点出发，存在如下技术：例如下述专利文献1那样，在第一区域配置半导体激光器芯片组，在与第一区域不同的第二区域配置其他半导体激光器芯片组，使用由缝隙镜构成的合成机构将从两半导体激光器芯片组射出的光进行合成。通过该方法，与仅仅在同一部位排列多个半导体激光器芯片的情况相比，能够缩小配置面积并且提高光强度。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2017-215570号公报另外，作为提高光源侧的光强度的方法，可以考虑使用设置了多个射出激光的区域(光射出区域：以下有时称为“发射体”)的半导体激光器芯片的方法。这样的半导体激光器芯片有时被称为“多发射体型”。本申请专利技术人们研究了通过将多发射体型的半导体激光器芯片利用于光源来提高光强度的情况，发现存在如以下这样的课题。图1A是示意地表示具备一个发射体的半导体激光器芯片的构造的立体图。这样的半导体激光器芯片有时被称为“单发射体型”。另外，图1A中还示意地表示了从发射体射出的光(激光)的光线束。另外，在本说明书中，将从单一的发射体射出的形成为束状的光线群称为“光线束”，将从发射体的中心与光轴平行地射出的光线称为“主光线”。已知在如图1A所示的所谓的“端面发光型”半导体激光器芯片100的情况下，从发射体101射出的光线束101L呈现椭圆锥型。在本说明书中，将与光轴(图1A所示的Z方向)正交的2方向(X方向以及Y方向)之中的、光线束101L的发散角大的方向(图1A所示的Y方向)称为“快轴方向”，将光线束101L的发散角小的方向(图1A'所示的X方向)称为“慢轴方向”。这里，发散角是指以光强度最大的主光线的1/e2的光强度行进的光线与主光线所成的角的2倍的角。图1B是分为将光线束101L从X方向观察的情况和从Y方向观察的情况而示意地图示的图。如图1B所示，针对快轴方向，光线束101L的发散角θy大，针对慢轴方向，光线束101L的发散角θx小。另外，在以下的各图中，为了说明的方便，有时将光线束的发散角比实际夸张地图示。在配置多个半导体激光器芯片100并将从各半导体激光器芯片100射出的光(光线束101L)进行聚光而利用的情况下，从抑制光学部件的尺寸的观点出发，通常在将各光线束101L平行光化之后通过透镜进行聚光。具体而言，在半导体激光器芯片100的后级配置准直透镜(还称作“视准透镜”)，来缩小各光线束101L的发散角。图2A是示意地表示在半导体激光器芯片100的后级配置了准直透镜102的情况下在YZ平面方向上行进的光线束的图。另外，图2A中仅描绘了从发射体的上端以及下端射出的光线。根据图2A，光线束101L在穿过准直透镜102之后，关于快轴方向(Y方向)成为实质上的平行光线束(以下，称为“大致平行光线束”。)。另外，在本说明书中，“实质上的平行光线束”或“大致平行光线束”是指发散角小于4°的光线束。另外，在图2A至以下的各图中，大致平行光线束有时被图示为完全的平行光线束。图2B是示意地表示在半导体激光器芯片100的后级配置了准直透镜102情况下在XZ平面方向上行进的光线束的图。根据图2B，光线束101L在穿过准直透镜102之后关于慢轴方向(X方向)也成为大致平行光线束。图3A是示意地表示与图1A不同具备多个发射体的半导体激光器芯片的构造的立体图。图3A中，示出了半导体激光器芯片110具备两个发射体(111、112)的情况。图3B是仿照图1B，分为将从各发射体(111、112)射出的光线束(111L、112L)从X方向观察的情况和从Y方向观察的情况而示意地图示的图。各发射体(111、112)关于Y方向形成于同一坐标位置，因此在从X方向观察时光线束(111L、112L)完全重叠。另一方面，各发射体(111、112)关于X方向形成于不同的坐标位置，因此在从Y方向观察时光线束(111L、112L)以各自的位置相偏离的方式被显示。研究在图3A中图示的半导体激光器芯片110的后级、与图2A及图2B同样地配置准直透镜102的情况下的光线束的形态。如参照图3B来叙述的那样，在从X方向观察时光线束(111L、112L)完全重叠。因此，关于快轴方向(Y方向)，各光线束(111L、112L)在穿过准直透镜102之后，与图2A同样成为大致平行光线束。图4是示意地表示在半导体激光器芯片110的后级配置了准直透镜102的情况下在XZ平面方向上行进的光线束的图。半导体激光器芯片110具备在X方向上分离的多个发射体(111、112)，因此准直透镜102的中心位置的X坐标和各发射体(111、112)的中心位置的X坐标不可避免地产生偏离。其结果，从发射体111射出的光线束111L以及从发射体112射出的光线束112L在分别穿过准直透镜102之后成为大致平行光线束，但光线束111L的主光线111Lm与光线束112L的主光线112Lm不平行。也就是说，光线束111L与光线束112L分别使各自的有关X方向的行进方向不同。在该结构的情况下，即使之后使用聚光光学系统将各光线束(111L、112L)聚光，聚光后的光线束群也会发生扩散，产生不能引导至作为目的的方向的光线。其结果，光的利用效率降低。特别是在配置多个多发射体型的半导体激光器芯片110而利用从各半导体激光器芯片110射出的光的情况下，不能利用的光达到不能忽视的量。在穿过准直透镜102之后，光线束111L与光线束112L的有关X方向的行进方向的角度，由发射体(111、112)间的距离相对于准直透镜102的焦点距离的相对值决定。更详细地讲，在设从准直透镜102的光轴到最远离准直透镜102的光轴的各发射体(111，112)的位置的距离为d、准直透镜102的焦点距离为f时，光线束(111L、112L)各自的主光线(111Lm、112Lm)的行进方向与准直透镜的光轴所成的角θ由θ＝tan-1(d/f)规定。特别是，在构成为配置多个多发射体型的半导体激光器芯片110、角θ变小的情况下，需要使用多个焦点距离长的准直透镜102，因此装置规模变得极大。上述课题在单发射体型的半导体激光器芯片100中也可能发生。即，上述课题在如下情况下也同样可能发生：为了使半导体激光器芯片100的输出上升而使发射体101的宽度变宽的情况、配置多个单发射体型的半导体激光器芯片100并使从多个半导体激光器芯片100射出的光线束向一个准直透镜102入射的情况。
技术实现思路
本技术鉴于上述课题，目的在于提供使用多个半导体激光器芯片来抑制装置规模的扩大并且提高光输出的光源装置。此外，本技术的目的在于提供具备该光源装置的投影仪。本技术的光源装置的特征在于，具备：多个光射出区域，设置在相同或不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源装置，其特征在于，具备：多个光射出区域，设置在相同或不同的半导体激光器芯片上；第一折射光学系统，包含具有不同的倾斜角的多个平坦面，从相邻的多个上述光射出区域射出的多个第一光线束各自的至少一部分向不同的上述平坦面入射，将多个上述第一光线束各自的主光线变换为相互一边远离一边行进的多个第二光线束并射出；以及第二折射光学系统，被入射从上述第一折射光学系统射出的多个上述第二光线束，将多个上述第二光线束各自的主光线的行进方向变换为相对于光轴大致平行，并且将多个上述第二光线束分别变换为大致平行光线束并射出。

【技术特征摘要】
2018.07.04 JP 2018-1278501.一种光源装置，其特征在于，具备：多个光射出区域，设置在相同或不同的半导体激光器芯片上；第一折射光学系统，包含具有不同的倾斜角的多个平坦面，从相邻的多个上述光射出区域射出的多个第一光线束各自的至少一部分向不同的上述平坦面入射，将多个上述第一光线束各自的主光线变换为相互一边远离一边行进的多个第二光线束并射出；以及第二折射光学系统，被入射从上述第一折射光学系统射出的多个上述第二光线束，将多个上述第二光线束各自的主光线的行进方向变换为相对于光轴大致平行，并且将多个上述第二光线束分别变换为大致平行光线束并射出。2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，具备封装件，该封装件收容上述半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田裕贵，三浦雄一，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：新型
国别省市：日本,JP