CN104656256A - 发光装置以及图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种将光量抑制在恒定以下的安全性高的发光装置以及具备这样的发光装置的安全性高的图像显示装置。发光装置(9)具有为端面发光型的半导体激光器的发光元件(91)、与发光元件(91)以并联的方式连接并且设置于被从发光元件(91)射出的光照射的位置的光可变电阻元件(97)、搭载发光元件(91)以及光可变电阻元件(97)的基台(93)、以及安装有基台(93)的安装基板(94)。其中，光可变电阻元件(97)是具有电阻值随着被照射的光量的增加而减小的特性的元件。作为这样的元件，例如列举光敏电阻等。

Description

发光装置以及图像显示装置
技术领域
本发明涉及发光装置以及图像显示装置。
背景技术
作为向瞳孔的视网膜直接照射激光并使使用者视觉确认图像的显示装置，已知有头戴式显示器(HMD)。
头戴式显示器一般具备射出光的发光装置、以及变更光路来使射出的光扫描使用者的视网膜的扫描单元。使用者利用这样的头戴式显示器例如能够同时视觉确认外部的景色和通过扫描单元描绘的图像的双方。
然而，由于在这样的头戴式显示器中，将从发光装置射出的光照射至视网膜，所以需要考虑视网膜不因光而受到损伤。一般而言，通过限制发光装置的输出，使从发光装置射出的光的光量不超过限定值来保证安全性。
在专利文献1中公开有为了控制发光输出而具备对流过发光元件的电流进行控制的电阻体的发光装置。在该发光装置中，作为电阻体使用具有电阻值随温度上升而增加的特性的元件，所以即使在假定发光元件的温度随自身发热、周围温度的变化而上升，发光元件的发光效率下降的情况下，也能够通过以流过电阻体的电流随发光元件的温度上升而降低的方式构成，来增加流过发光元件的电流的比例。因此，能够补偿发光效率的降低量，总是能够得到规定的发光输出。
然而，在专利文献1所记载的显示装置中，虽然能够防止发光输出大幅降低，但不能够防止发光输出大幅增加。因此，在假定电流供给电路产生不良状况等，电流变得过大的情况下，存在发光输出超出预期的范围的可能性。
专利文献1：日本特开平6－151958号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种将光量抑制在恒定值以下的安全性高的发光装置、以及具备这样的发光装置的安全性高的图像显示装置。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而成的，能够作为以下的应用例来实现。
应用例1
本发明的发光装置的特征在于，包括：发光元件；以及光可变电阻元件，与上述发光元件以并联的方式连接，并且设置在从上述发光元件射出的光所照射的位置，
上述光可变电阻元件具有电阻值随着照射的光量的增加而减小的特性。
由此，能够不使用电子电路等将从发光装置射出的光量抑制在恒定值以下，所以能够得到安全性更高的发光装置。
应用例2
在本发明的发光装置中，优选上述光可变电阻元件具有开口部，从上述发光元件射出的光的一部分通过该开口部。
由此，光的一部分通过开口部，另一方面，光的其余部分照射至光可变电阻元件。其结果，在发光装置中，能够同时进行光的射出和光量的检测的双方，并无需确保用于光可变电阻元件的多余的空间，所以实现小型化。
应用例3
在本发明的发光装置中，优选从上述发光元件射出的光中，该光的中心部分通过上述开口部，该光的周边部分照射至上述光可变电阻元件。
在光的中心部分，波长的分布宽度比较窄，包括大量接近理想的单色光的光。因此，若以该中心部分的光选择性地通过开口部的方式构成，则例如在将发光装置作为图像显示装置的光源使用的情况下，能够提高图像的颜色再现性。
应用例4
在本发明的发光装置中，优选上述光可变电阻元件具有透光性。
由此，能够抑制光量的减少，并且能够使光可变电阻元件的电阻值变化。因此，能够保证发光装置的安全性，并且能够实现光量较大的发光装置。
应用例5
在本发明的发光装置中，优选上述发光元件是从前方端面和后方端面的双方射出光的端面发光型的元件，上述光可变电阻元件设置于从上述后方端面射出的光所照射的位置。
由此，从前方端面射出的光丝毫不受光可变电阻元件影响而成为发光元件本来所具有的特性的光。因此，例如不易产生光量不足等问题，这样的发光装置有助于能够显示优质的图像的图像显示装置的实现。
应用例6
在本发明的发光装置中，优选还包括检测部，该检测部与上述光可变电阻元件以串联的方式连接，并对流过上述光可变电阻元件的电流的大小进行检测。
由此，能够估算流过发光元件侧的支路的电流的大小，所以能够间接地推断出发光元件的光量。其结果，能够容易地了解发光元件的光量。另外，在发光装置被安装至图像显示装置时，在该图像显示装置中能够获取用于对控制部指示给发光装置的电流值和实际流过发光元件的电流值进行比较的数据，所以例如能够进行确认发光元件的稳健性的检查。
应用例7
在本发明的发光装置中，优选还包括温度可变电阻元件，该温度可变电阻元件被设置为与上述光可变电阻元件以并联的方式连接并且能够传导上述发光元件的热量，该温度可变电阻元件具有电阻值随温度上升而减小的特性。
由此，能够特别地提高发光装置的安全性。
应用例8
本发明的图像显示装置的特征在于，包括电流源以及本发明的发光装置。
由此，由于具备不使用电子电路等能够将从发光装置射出的光量抑制在恒定值以下的发光装置，所以能够得到安全性更高的图像显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的图像显示装置的实施方式(头戴式显示器)的简要结构的图。
图2是图1所示的图像显示装置的局部放大图。
图3是图1所示的图像显示装置的信号生成部的简要结构图。
图4是表示图1所示的光扫描部的简要结构的图。
图5是用于说明图4所示的光扫描部的作用的图。
图6是表示本发明的发光装置的第一实施方式(光源)的简要结构的立体图。
图7是表示图6所示的发光装置和电流源的连接例的电路图。
图8是表示因光可变电阻元件的有无产生的发光元件的驱动电流和光量的关系性的差异的概念图。
图9是表示本发明的发光装置的第二实施方式的立体图。
图10是表示本发明的发光装置的第三实施方式的立体图。
图11是表示本发明的发光装置的第四实施方式的立体图。
图12是表示本发明的发光装置的第五实施方式的立体图。
具体实施方式
以下，基于在附图中示出的优选实施方式对发光装置以及图像显示装置进行详细地说明。
图像显示装置
首先，对本发明的图像显示装置的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的图像显示装置的实施方式(头戴式显示器)的简要结构的图，图2是图1所示的图像显示装置的局部放大图。另外，图3是图1所示的图像显示装置的信号生成部的简要结构图，图4是表示在图1中示出的光扫描部的简要结构的图，图5是用于说明在图4中示出的光扫描部的作用的图。
应予说明，为便于说明，在图1中，作为相互正交的三个轴，图示X轴、Y轴以及Z轴，并将该图示的箭头的前端侧设为“+(正)”，将基端侧设为“－(负)”。另外，将与X轴平行的方向称作“X轴方向”，将与Y轴平行的方向称作“Y轴方向”，将与Z轴平行的方向称作“Z轴方向”。
这里，按照如下方式设定X轴、Y轴以及Z轴，即，在将下述的图像显示装置1佩戴于观察者的头部H时，Y轴方向为头部H的上下方向，Z轴方向为头部H的左右方向，X轴方向为头部H的前后方向。
如图1所示，本实施方式的图像显示装置1是具有眼镜那样的外观的头戴式显示器(头部佩戴型图像显示装置)，将图像显示装置1佩戴于观察者的头部H来使用，使观察者在将虚像的图像与外界像重叠的状态下进行视觉确认。
如图1所示，该图像显示装置1具备框架2、信号生成部3、扫描光射出部4以及反射部6。
另外，如图2所示，图像显示装置1具备第一光纤7、第二光纤8以及连接部5。
在该图像显示装置1中，信号生成部3生成根据图像信息调制形成的信号光，且该信号光经由第一光纤7、连接部5以及第二光纤8被引导至扫描光射出部4，扫描光射出部4对信号光进行二维扫描并射出扫描光，反射部6朝向观察者的眼睛EY反射该扫描光。由此，能够使观察者视觉确认与图像信息相应的虚像。
应予说明，在本实施方式中，以将信号生成部3、扫描光射出部4、连接部5、反射部6、第一光纤7以及第二光纤8仅设置在框架2的右侧，仅形成右眼用的虚像的情况为例进行说明，但也可以通过与右侧同样地构成框架2的左侧，来与右眼用的虚像一并地形成左眼用的虚像，还可以仅形成左眼用的虚像。
以下，依次对图像显示装置1的各部进行详细地说明。
框架
如图1所示，框架2呈眼镜框架那样的形状，框架2具有支承信号生成部3以及扫描光射出部4的功能。
另外，如图1所示，框架2包括支承扫描光射出部4以及鼻托部21的前部22、与前部22连接并与使用者的耳朵抵接的一对镜腿部(挂耳部)23、以及为各镜腿部23的与前部22相反的端部的腿套部24。
鼻托部21在使用时与观察者的鼻子NS抵接，并将图像显示装置1支承于观察者的头部。前部22包括镜圈部25、鼻梁部26。
该鼻托部21构成为能够调整框架2相对于使用时的观察者的位置。
应予说明，若能够佩戴于观察者的头部H，则不将框架2的形状局限于图示的形状。
信号生成部
如图1所示，信号生成部3设置于上述的框架2的一方(在本实施方式中为右侧)的腿套部24(镜腿部23的与前部22相反一侧的端部)。
即，信号生成部3配置于在使用时相对于观察者的耳朵EA与眼睛EY相反的一侧。由此，能够使图像显示装置1的重量平衡优化。
该信号生成部3具有生成欲被下述的扫描光射出部4的光扫描部42扫描的信号光的功能、以及生成驱动光扫描部42的驱动信号的功能。
如图3所示，这样的信号生成部3具备信号光生成部31、驱动信号生成部32、控制部33、光检测部34、以及固定部35。
信号光生成部31生成欲被下述的扫描光射出部4的光扫描部42(光扫描仪)扫描(光扫描)的信号光。
该信号光生成部31具有波长不同的多个光源311R、311G、311B(光源部)、多个驱动电路312R、312G、312B、透镜313R、313G、313B、以及光合成部(合成部)314。
光源311R(R光源)射出红色光，光源311G(G光源)射出绿色光，光源311B射出蓝色光。通过使用这样的三种颜色的光，能够显示全彩色的图像。
这样的光源311R、311G、311B具备下述的本发明的发光装置。下面还要对发光装置进行详细叙述。
这样的光源311R、311G、311B分别与驱动电路312R、312G、312B电连接。
驱动电路312R具有驱动上述的光源311R的功能，驱动电路312G具有驱动上述的光源311G的功能，驱动电路312B具有驱动上述的光源311B的功能。
从被这样的驱动电路312R、312G、312B驱动了的光源311R、311G、311B射出的三个(三种颜色)光经由透镜313R、313G、313B入射至光合成部314。
透镜313R、313G、313B分别是准直透镜。由此，从光源311R、311G、311B射出的光分别成为平行光，并入射至光合成部314。
光合成部314对来自多个光源311R、311G、311B的光进行合成。由此，能够使用于将由信号光生成部31生成的信号光传输至扫描光射出部4的光纤的数量减少。因此，在本实施方式中，能够经由由第一光纤7、连接部5以及第二光纤8构成的一个光传输路径来将信号光从信号生成部3传输至扫描光射出部4。
在本实施方式中，光合成部314具有三个分色镜314a、314b、314c，对从光源311R、311G、311B射出的光(红色光、绿色光以及蓝色光这三种颜色的光)进行合成并射出一个信号光。应予说明，以下，也可以将光源311R、311G、311B统称作“光源部311”，也可以将利用信号光生成部31生成的信号光称作“从光源部311射出的光”。
应予说明，光合成部314并不局限于上述那样的使用分色镜的结构，例如也可以由棱镜、光波导、光纤等构成。
由这样的信号光生成部31生成的信号光入射至第一光纤7的一端部。并且，这样的信号光按顺序通过第一光纤7、连接部5以及第二光纤8，被传输至下述的扫描光射出部4的光扫描部42。
这里，在第一光纤7的信号光的入射侧的端部(以下也仅称作“第一光纤7的一端部”)附近设置有光检测部34。该光检测部34对信号光进行检测。另外，第一光纤7的一端部以及光检测部34固定于固定部35。
驱动信号生成部32生成驱动下述的扫描光射出部4的光扫描部42(光扫描仪)的驱动信号。
该驱动信号生成部32具有：驱动电路321(第一驱动电路)，生成用于光扫描部42的在第一方向上的扫描(水平扫描)的第一驱动信号；以及驱动电路322(第二驱动电路)，生成用于光扫描部42的在与第一方向正交的第二方向上的扫描(垂直扫描)的第二驱动信号。
这样的驱动信号生成部32经由未图示的信号线与下述的扫描光射出部4的光扫描部42电连接。由此，由驱动信号生成部32生成的驱动信号(第一驱动信号以及第二驱动信号)被输入至下述的扫描光射出部4的光扫描部42。
上述那样的信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B以及驱动信号生成部32的驱动电路321、322与控制部33电连接。
控制部33具有基于影像信号(图像信号)来控制信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B以及驱动信号生成部32的驱动电路321、322的驱动的功能。即，控制部33具有控制扫描光射出部4的驱动的功能。由此，信号光生成部31生成根据图像信息调制形成的信号光，并且，驱动信号生成部32生成与图像信息相应的驱动信号。
另外，控制部33构成为能够基于由光检测部34检测出的光的强度来控制信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B的驱动。
扫描光射出部
如图1以及图2所示，扫描光射出部4安装于上述的框架2的鼻梁部26附近(换言之为前部22的中心附近)。
如图4所示，这样的扫描光射出部4具备壳体41(框体)、光扫描部42、透镜43(耦合透镜)、透镜45(聚光透镜)、以及支承部件46。
壳体41经由支承部件46安装于前部22。
另外，在支承部件46的与框架2相反一侧的部分接合有壳体41的外表面。
壳体41支承光扫描部42并且收纳光扫描部42。另外，在壳体41安装有透镜43以及透镜45，透镜43、45构成壳体41的一部分(壁部的一部分)。
另外，透镜43(壳体41的透过信号光的窗部)与第二光纤8分离。在本实施方式中，第二光纤8的信号光的射出侧的端部位于面向设置于框架2的前部22的反射部10的位置，并且与扫描光射出部4分离。
反射部10具有朝向光扫描部42反射从第二光纤8射出的信号光的功能。另外，反射部10设置于在前部22的内侧开口的凹部27。应予说明，也可以利用由透明材料构成的窗部覆盖在凹部27的开口上。另外，若该反射部10能够反射信号光，则不对其进行特别限定，例如能够由反射镜、棱镜等构成。
光扫描部42是对来自信号光生成部31的信号光进行二维扫描的光扫描仪。通过利用该光扫描部42扫描信号光来形成扫描光。具体而言，从第二光纤8射出的信号光经由透镜43入射至光扫描部42的光反射面。并且，根据由驱动信号生成部32生成的驱动信号对光扫描部42进行驱动，从而对信号光进行二维扫描。
另外，光扫描部42具有线圈17以及信号重叠部18(参照图4)，线圈17、信号重叠部18以及驱动信号生成部32构成驱动光扫描部42的驱动部。
透镜43具有调整从第一光纤7射出的信号光的光斑直径的功能。另外，透镜43还具有调整从第一光纤7射出的信号光的辐射角，使信号光大致平行化的功能。
被光扫描部42扫描了的信号光(扫描光)经由透镜45朝向壳体41的外部射出。
反射部
如图1以及图2所示，反射部6安装于上述的框架2的前部22所包含的镜圈部25。
即，反射部6被配置为在使用时位于观察者的眼睛EY的前方并且与光扫描部42相比相对于该观察者位于远方侧。由此，能够防止在图像显示装置1形成相对于观察者的脸向前方侧突出的部分。
如图5所示，该反射部6具有朝向该观察者的眼睛反射来自光扫描部42的信号光的功能。
在本实施方式中，反射部6是半透半反镜，也具有使外界光透过的功能(针对可见光的透光性)。即，反射部6具有使来自光扫描部42的信号光反射，并且在使用时使从反射部6的外侧朝向观察者的眼睛的外界光透过的功能。由此，观察者能够视觉确认外界像，并且能够视觉确认由信号光形成的虚像(图像)。即，能够实现透视型的头戴式显示器。
应予说明，反射部6例如也可以具有衍射光栅。在该情况下，能够使衍射光栅具有各种光学特性，减少光学系统的部件件数，提高设计的自由度。例如，通过使用全息元件作为衍射光栅，能够调整利用反射部6反射的信号光的射出方向。另外，通过使衍射光栅具有透镜效果，也能够利用反射部6调整由反射的信号光构成的扫描光整体的成像状态。
另外，反射部6例如也可以是在透明基板上形成由金属薄膜、电介质多层膜等构成的半透过反射膜而形成的。
第一光纤、光检测部以及固定部
固定部35具有将第一光纤7的一端部固定在从光源部311入射至第一光纤7的光的强度比0大且在规定值以下的位置的功能。由此，能够使从光源部311入射至第一光纤7的光的强度减小。
另外，固定部35也具有固定光检测部34的功能。由此，能够将从光源部311射出的光(信号光)中未入射至第一光纤7的剩余部分有效地利用于光检测部34的检测。另外，能够固定(恒定地维持)第一光纤7的一端部和光检测部34的位置关系。
对于像这样固定于固定部35的光检测部34而言，即使不设置将从光源311B、311G、311R射出的信号光进行分支的光学系统，也能够利用光检测部34检测射出的光的强度。另外，能够基于由光检测部34检测出的光的强度，利用控制部33调整从光源311B、311G、311R射出的光的强度。应予说明，也可以说控制部33构成控制光源311B、311G、311R的“光控制部”。
应予说明，本发明的图像显示装置的实施方式并不局限于上述的头戴式显示器那样的具有视网膜扫描方式的显示原理的实施方式。即，本发明的图像显示装置的实施方式例如也可以是平视显示器、激光投影仪、激光电视这样的具有视网膜扫描方式以外的显示原理的实施方式。即使是这样的显示原理，也存在反射光间接并且偶发地向视网膜入射的可能性，所以通过本发明能够期待与视网膜扫描方式的情况相同的作用、效果。
发光装置
第一实施方式
接下来，对本发明的发光装置的第一实施方式进行说明。
图6是表示本发明的发光装置的第一实施方式(光源)的简要结构的立体图，图7是表示在图6中示出的发光装置和电流源的连接例的电路图。应予说明，在以下的说明中，将图6中的上方作为“上”来说明，将下方作为“下”来说明。
上述的光源311R、311G、311B分别由本发明的发光装置的实施方式构成。
图6所示的发光装置9具备发光元件91、光可变电阻元件97、基台93、以及安装基板94。
另外，如图7所示，发光元件91以及光可变电阻元件97以相互并联的方式连接。另外，发光元件91的阳极与电流源99连接，阴极侧电接地。应予说明，该电流源99与设置在上述的多个驱动电路312R、312G、312B内的各电流源相当。
安装基板
安装基板94是用于安装搭载了发光元件91以及光可变电阻元件97的基台93的基板。
这样的安装基板94具备绝缘性基板941和设置于绝缘性基板941的表面的两个外部电极端子942、943。另外，虽然未进行图示，但具备与外部电极端子942、943连接的布线。发光元件91和电流源99经由该外部电极端子942、943连接。
应予说明，能够根据需要设置安装基板94，也能够根据需要省略安装基板94。
基台
基台93作为搭载发光元件91的基座来使用。一般由热传导性高的材料构成，具有高效地使发光元件91所产生的热量散发的功能。另外，与此同时，具有较高的绝缘性，也具有确保发光元件91和未图示的散热片等的绝缘的功能。由此，能够实现发光元件91的发光的稳定化。
作为基台93的构成材料，例如使用氮化铝、碳化硅这样的陶瓷材料、铜、铝这样的金属材料。另外，根据需要由复合体构成基台93，上述复合体是在由陶瓷材料构成的基板的单面或者双面上成膜金属层而形成的。
另外，也可以在基台93和安装基板94之间设置未图示的散热片。
应予说明，根据需要来设置基台93，在发光元件91的发热量小的情况下等也能够省略基台93。
发光元件
作为发光元件91，例如列举半导体激光器(LD)、超辐射发光二极管(SLD)、发光二极管(LED)、有机EL元件、无机EL元件等，在图6中以端面发光型的半导体激光器为例进行图示。
一般而言，半导体激光器的构造是在层叠体上安装了电极等的芯片构造，上述层叠体是层叠由半导体材料构成的层而形成的，具有长方体或者与其类似的形状。端面发光型的半导体激光器是将用于使光共振的共振器与半导体基板面平行地构成而构成的。共振器的反射面是半导体基板的两个解理面，通过从一方的解理面取出光来射出激光。
图6所示的发光元件91具备由n型半导体层、活性层以及p型半导体层的层叠体构成的半导体部911、设置于半导体部911的下方的下部电极912、以及设置于半导体部911的上方的上部电极913。下部电极912以及上部电极913分别由导体层构成。
这样的发光元件91搭载在基台93上。由此，下部电极912夹在半导体部911和基台93之间。另外，下部电极912以从半导体部911超出的方式沿发光元件91的长边方向且沿基台93的上表面延长。另一方面，上部电极913的宽度比半导体部911的宽度窄。
另外，下部电极912和外部电极端子942之间经由焊线981电连接。另一方面，上部电极913和外部电极端子943之间经由焊线982电连接。在外部电极端子942和外部电极端子943中，若向发光元件91的阳极侧流入电流，则从发光元件91的射出部910射出光。在为半导体激光器的情况下，能够通过变更构成半导体部911的半导体材料的组成来选择射出的光的波长(颜色)。
应予说明，在上述说明中，包括下部电极912以及上部电极913和半导体部911来作为发光元件91，但发光元件91的形式并不局限于此，例如也可以在图示的下部电极912和半导体部911之间夹有如AuSn共晶焊料这样的导电材料。
另外，在基台93是金属材料的情况下，或是在表面具备金属层的陶瓷材料的情况下，这些金属部作为电极发挥作用，所以能够省略下部电极912。
光可变电阻元件
本实施方式所涉及的光可变电阻元件97是具有电阻值随着照射的光量的增加而减小的特性的电阻元件。作为具有这样的特性的电阻元件，例如列举光敏电阻、本征半导体元件、杂质半导体元件等。其中，在光敏电阻中，由于化合物半导体的内部光电效应，电荷量与光量相应地发生变化，所以能够利用这一点使电阻值变化。例如，若照射至光敏电阻的光量增多，则电荷增加，所以电阻值减小。作为用于光敏电阻的化合物半导体，能够列举硫化镉(CdS)、硫化铅(PdS)、硒化铅(PbSe)等，但从可见光中的响应性的观点考虑，优选使用硫化镉。
在本实施方式中，虽然光L从发光元件91的射出部910射出，但光可变电阻元件97设置于与该射出部910相对的位置。因此，若光L从射出部910射出，则该光L照射至光可变电阻元件97。
另一方面，如图6所示，本实施方式所涉及的光可变电阻元件97呈平板状，光可变电阻元件97的俯视形状为大致四边形。应予说明，并不对光可变电阻元件97的形状进行特别限定。
另外，光可变电阻元件97具备通过被照射光而反映于电阻值的光检测部971、在厚度方向上贯通光可变电阻元件97的开口部972、以及设置于光检测部971的一对端子电极973、974。而且，将光可变电阻元件97配置在从发光元件91射出的光L能够通过光可变电阻元件97的开口部972的位置。即，光L经由开口部972向发光装置9的外部射出。
这里，从发光元件91射出的光L通常作为具有规定的扩展角的光线传播。因此，若向光可变电阻元件97照射光L，则产生图6所示那样的照射区域975。此时，若开口部972位于照射区域975的范围的内侧，则光L的至少一部分能够通过开口部972。
在本实施方式中，以开口部972位于照射区域975的内侧且照射区域975的面积比开口部972的面积大的方式设定光可变电阻元件97的位置以及开口部972的大小。通过像这样设定，光L的一部分通过开口部972，另一方面，其余部分照射至光检测部971。其结果，在发光装置9中，能够同时进行光L的射出和光量的检测的双方，无需确保用于光可变电阻元件97的多余的空间，所以实现小型化。
若向光检测部971照射光，则由于内部光电效应，光检测部971的电阻值与被照射的光量相应地减小。
如上所述，发光元件91和光可变电阻元件97以相互并联的方式连接。因此，例如在光量增加前流过发光元件91侧的支路的电流中，与光量增加后光可变电阻元件97的电阻值减小的量对应的量的电流流过光可变电阻元件97侧的支路。其结果，流过发光元件91侧的支路的电流减少。
在半导体激光器等中，驱动电流和光量几乎处于比例关系，所以若流过发光元件91侧的支路的电流减少，则发光元件91的光量减少。由此，防止发光元件91的光量过高。
应予说明，如上所述那样，光L作为具有规定的扩展角的光线传播。因此，在调整开口部972的面积和照射区域975的面积的大小关系时，以变更发光元件91和光可变电阻元件97的间隔距离的方式进行调整即可。
上述那样的举动基于作为无源元件之一的光可变电阻元件97所具有的本质特性，与基于包括电子电路的IC这样的有源元件的动作的举动不同。另外，与IC等相比，光可变电阻元件97针对温度变化、冲击等环境变化的耐性较高，故障概率非常低。因此，根据本实施方式，能够不进行运算等将从发光元件91射出的光量抑制在恒定值以下，所以能够充分地保证发光装置9的安全性。即，在使信号光直接朝向观察者的眼睛EY入射这样的图像显示装置1中，即使在假定流过发光元件91的电流过大的情况下，也能够迅速地抑制电流，将光量抑制在恒定值以下，所以能够将给观察者的视网膜带来的负面影响抑制在最小限。
图8是表示因光可变电阻元件的有无产生的发光元件的驱动电流和光量的关系性的差异的概念图。应予说明，图8所示的虚线R1是表示不给视网膜带来负面影响的光量的上限的例子的线。另外，图8所示的虚线R2是表示在图像显示装置1中平常时所使用的光量的上限的例子的线。
在没有光可变电阻元件97的情况下，如实线L1所示，随着流过发光元件91的电流增加，从发光元件91射出的光量与电流几乎成比例地增加。因此，在实线L1超过了虚线R1的情况下，存在给视网膜带来负面影响的可能性。
另一方面，如在图8中以实线L2所示那样，在设置了光可变电阻元件97的情况下，虽然最初随着流过发光元件91的电流增加，光量也增加，但随着光量增加，流过发光元件91的电流减少，所以光量增加的比例逐渐降低，最终收敛于恒定值，或者达到停留于极微量的增加的状态(饱和状态)。此时，能够通过对照射至光检测部971的光量和电阻值变化的关系不同的元件进行适当地选择来调整以何种程度的光量饱和。因此，若设定为实线L2不超过虚线R1，则能够实现充分地保证安全性的发光装置9。
应予说明，光敏电阻有表面安装型以及导线型等形式，但也使用其他任意的形式。
另外，在本实施方式中，虽然构成为光L的一部分通过开口部972，其余部分照射至光检测部971，但优选通过开口部972的光L的一部分是光L中与横剖面的中心部相当的光。在光L的横剖面的中心部，波长的分布宽度比较窄，包括很多接近理想的单色光的光。因此，若构成为该中心部的光选择性地通过开口部972，则例如在将发光装置9作为图像显示装置1的光源来使用的情况下，能够提高图像的颜色再现性。
另一方面，在光L的横剖面的周边部，波长的分布宽度比较宽，存在较多地包括峰值波长以外的波长的光的情况。因此，若构成为使该周边部的光照射至光检测部971，则例如能够提高图像显示装置1的颜色再现性，并且能够充分地保证图像显示装置1的安全性。
应予说明，与其他的可变电阻元件相比，光可变电阻元件97具有被照射的光量的变化反映至电阻值的变化的速度即响应速度较快的特点。因此，在光L的光量超过恒定值时，光可变电阻元件97的电阻值迅速地减小，响应电阻值的减少，发光元件91的光量迅速地减少。因此，使在以下动作过程中产生的时间滞后缩短，使给视网膜带来负面影响的光量的光射出的时间成为最小限，以下为引起上述时间滞后的动作，在发光元件91的光量超过恒定值后，光可变电阻元件97的电阻值充分地减小，直至电流减少至发光元件91的光量低于恒定值的程度。因此，能够进一步提高发光装置9的安全性。
另外，端子电极973和发光元件91的下部电极912之间经由焊线983电连接。另一方面，端子电极974和发光元件91的上部电极913之间经由焊线984电连接。通过像这样使光可变电阻元件97和发光元件91以相互并联的方式连接，能够如上述那样，能够不使施加至发光元件91的电压较大地变化地使流过发光元件91的电流减少，所以能够兼顾发光元件91的稳定发光和安全性的保证。
另外，在图6所示的发光装置9中，将发光元件91和光可变电阻元件97的双方载置在基台93上。因此，从发光元件91产生的热量传导至基台93，能够高效地使发光元件91散热。并且，能够抑制光可变电阻元件97的温度显著地上升，电阻值非本意地变化等不良状况的产生。
应予说明，光可变电阻元件97的配置并不局限于上述的位置，例如也可以载置在安装基板94上。
第二实施方式
接下来，对本发明的发光装置的第二实施方式进行说明。
图9是表示本发明的发光装置的第二实施方式的立体图。
以下，虽然对第二实施方式进行说明，但在以下的说明中，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图中，对于与上述的实施方式相同的结构标注相同符号。
第二实施方式除了光可变电阻元件97的构造不同以外，与第一实施方式相同。
第二实施方式所涉及的光可变电阻元件97的光检测部971具有透光性，并且省略图9所示的开口部972。若向这样的光可变电阻元件97照射光L，则光L透过光检测部971。此时，光L使光检测部971产生由内部光电效应引起的电阻值的变化。另一方面，对内部光电效应没有贡献的光L保持原样地透过光检测部971而从发光装置9射出。
通过采取这样的结构，能够抑制光L的光量的减少，并且能够使光可变电阻元件97的电阻值变化。因此，能够保证发光装置9的安全性，并且能够实现光量较大的发光装置9。
应予说明，作为具有透光性的光可变电阻元件97，例如列举利用透明电极置换了光敏电阻的电极部的部件。在通常的光敏电阻中，经由化合物半导体配置有两个电极，作为该电极的构成材料，能够使用铝等导电性优良的金属材料。通过利用例如氧化铟锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、氧化锡(TO)这样的透明导电性材料构成该电极部，来对化合物半导体以外的部分赋予透光性。
因此，通过以光L的横剖面的一部分照射至化合物半导体的方式来决定光可变电阻元件97的配置，能够使大半的光L透过光可变电阻元件97。
即使在这样的第二实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的作用、效果。
第三实施方式
接下来，对本发明的发光装置的第三实施方式进行说明。
图10是表示本发明的发光装置的第三实施方式的立体图。
以下，虽然对第三实施方式进行说明，但在以下的说明中，以与上述的第一、第二实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图中，对于与上述的实施方式相同的结构标注相同符号。
第三实施方式除了光可变电阻元件97的配置不同以外，与第一实施方式相同。
图10所示的发光元件91的俯视形状呈矩形(长方形)，在与该矩形的第一边914对应的第一侧面设置有光L射出的射出部910。应予说明，通常将这样的设置有射出部910的第一侧面称作前方端面。
在发光元件91为端面发光型的半导体激光器的情况下，有不仅从前方端面(第一侧面)射出光L，还从位于第一侧面的相反侧的第二侧面射出光L’的类型的元件。通常将这样的第二侧面称作后方端面。在图10所示的发光装置9中，以不与发光元件91的前方端面相对，而与后方端面相对的方式配置有光可变电阻元件97。
从后方端面射出的光L’的光量与从前方端面射出的光L的光量具有恒定的相关关系。因此，能够通过将从后方端面射出的光L’照射至光可变电阻元件97来调整流过发光元件91的电流，以使从前方端面射出的光L不超过限定值。
换言之，从前方端面射出的光L丝毫不被光可变电阻元件97影响，所以成为发光元件91本来具有的特性的光。因此，例如不易产生光量不足等问题，这样的发光装置9有助于能够显示优质图像的图像显示装置1的实现。
应予说明，在本实施方式中，无需光可变电阻元件97的开口部972。
在这样的第三实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的作用、效果。
第四实施方式
接下来，对本发明的发光装置的第四实施方式进行说明。
图11是表示本发明的发光装置的第四实施方式的立体图。
以下，虽然对第四实施方式进行说明，但在以下的说明中，以与上述的第一～第三实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图中，对于与上述的实施方式相同的结构标注相同符号。
第四实施方式除了具备与光可变电阻元件97以串联的方式连接的电阻元件96以外，与第三实施方式相同。
如图11所示，第四实施方式所涉及的发光装置9具备载置在基台93上的电阻元件96。
图11所示的电阻元件96具备电阻部961、设置于电阻部961的一端的端子电极962、以及设置于电阻部961的另一端的端子电极963。而且，光可变电阻元件97的端子电极974和电阻元件96的端子电极963之间经由焊线985电连接。另一方面，发光元件91的上部电极913和电阻元件96的端子电极962之间经由焊线986电连接。
通过将这样的电阻元件96与光可变电阻元件97以串联的方式连接，使电阻元件96作为对流过光可变电阻元件97的电流的大小进行检测的检测部发挥作用。即，在电流流过光可变电阻元件97侧的支路时，在电阻元件96的端子电极间产生与电阻元件96的电阻值对应的电位差。因此，通过测定该电位差，能够估算流过光可变电阻元件97的电流的大小。
通过这样地检测电流的大小，能够估算流过发光元件91侧的支路的电流的大小，所以能够间接地推断出发光元件91的光量。由此，能够容易地了解发光元件91的光量。另外，在图像显示装置1中，能够获取用于对控制部33指示给光源的电流值和实际流过发光元件91的电流值进行比较的数据，所以例如能够进行确认发光元件91的稳健性这样的检查。
应予说明，也有将这样的电阻元件96称作分流器的情况，虽然该分流器的电阻值根据施加至电路的电压、电流而不同，但例如被设定为10Ω以下左右。
在这样的第四实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的作用、效果。
第五实施方式
接下来，对本发明的发光装置的第五实施方式进行说明。
图12是表示本发明的发光装置的第五实施方式的立体图。
以下，虽然对第五实施方式进行说明，但在以下的说明中，以与上述的第一～第四实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图中，对于与上述的实施方式相同的结构标注相同符号。
第五实施方式除了还具备以并联的方式与光可变电阻元件97连接的温度可变电阻元件92以外，与第一实施方式相同。
如图12所示，第五实施方式所涉及的发光装置9具备载置在基台93上的温度可变电阻元件92。温度可变电阻元件92是具有电阻值随着温度上升而减小的特性的电阻元件。作为具有这样的特性的电阻元件，例如列举NTC热敏电阻、CTR热敏电阻等。其中，优选使用容易小型化且响应性较高的NTC热敏电阻。
在本实施方式中，将发光元件91和温度可变电阻元件92以彼此接近的方式进行配置，能够容易在两者之间进行热传导。因此，若因发光元件91的驱动而产生热量，则该热量传导至温度可变电阻元件92，温度可变电阻元件92的温度上升。而且，若温度可变电阻元件92的温度上升，则基于上述的特性，元件的电阻值减小。
如上所述，光可变电阻元件97和温度可变电阻元件92以相互并联的方式连接，因此，温度可变电阻元件92与发光元件91也以并联的方式连接。因此，在温度上升前流过发光元件91侧的支路的电流中，与温度上升后温度可变电阻元件92的电阻值减小的量对应的量的电流流过温度可变电阻元件92侧的支路。其结果，流过发光元件91侧的支路的电流减少。
上述那样的举动基于作为无源元件之一的温度可变电阻元件92所具有的本质特性，因此，与IC等相比，温度可变电阻元件92的针对温度变化、冲击等环境变化的耐性较高，故障概率非常低。
因此，温度可变电阻元件92与光可变电阻元件97一起将从发光元件91射出的光量抑制在恒定值以下，能够进一步可靠地保证发光装置9的安全性。即，在使信号光朝向观察者的眼睛EY直接入射的图像显示装置1中，即使在假定流过发光元件91的电流变得过大的情况下，也能够迅速地抑制电流，将光量抑制在恒定值以下，所以能够将给观察者的视网膜带来的负面影响抑制在最小限。
应予说明，NTC热敏电阻有芯片型、导线型等形式，但尤其优选使用芯片型的NTC热敏电阻。能够容易将芯片型的NTC热敏电阻相对于图12所示那样的芯片型的发光元件91进行接近配置，并且容易使彼此的距离靠近。因此，有助于在发光元件91和温度可变电阻元件92之间进行热传导的面积变宽，其结果，两者间的热传导性变高。因此，能够缩短温度上升中的发光元件91和温度可变电阻元件92的时间差。该温度上升的时间差的缩短使在以下动作过程中产生的时间滞后缩短，使给视网膜带来负面影响的光量的光射出的时间成为最小限，以下为引起上述时间滞后的动作，在发光元件91的光量超过恒定值后，温度可变电阻元件92的电阻值充分地减小，直至电流减少至发光元件91的光量低于恒定值的程度。因此，能够进一步提高发光装置9的安全性。
另外，在图12所示的发光装置9中，发光元件91和温度可变电阻元件92之间经由层状的绝缘体95绝缘。因此，即使在使发光元件91和温度可变电阻元件92接近地进行配置的情况下，也能够防止产生短路等不良状况，并且能够提高发光元件91和温度可变电阻元件92之间的热传导性。
应予说明，从这样的观点考虑，作为绝缘体95，优选使用具有热传导性的材料。作为具有热传导性的绝缘体95，例如列举陶瓷、热传导性润滑脂、热传导性粘合剂、热传导性胶带等。其中，从绝缘性以及粘合性的观点考虑，优选使用由环氧树脂、聚酰亚胺树脂构成的材料。即使是这样的树脂材料，也能够通过使绝缘体95的厚度变薄来确保足够的热传导性。应予说明，为了提高热传导性，也有根据需要添加恒定量的导电性粒子的情况。
图12所示的温度可变电阻元件92是芯片型的NTC热敏电阻的一个例子，温度可变电阻元件92具备热敏电阻素体921和设置在该热敏电阻素体921的上面的一对端子电极922、923。热敏电阻素体921由以锰、镍、钴这样的迁移金属的氧化物为主要成分的半导体材料构成。通过热敏电阻素体921的温度变化，端子电极922和端子电极923之间的电阻值发生变化。另外，也可以根据需要在热敏电阻素体921内设置内部电极，从而热敏电阻素体921成为层叠构造。
另外，端子电极922和发光元件91的下部电极912之间经由焊线987电连接。另一方面，端子电极923和发光元件91的上部电极913之间经由焊线988电连接。
另外，在图12所示的发光装置9中，将发光元件91和温度可变电阻元件92的双方载置在基台93上。因此，来自发光元件91的热量的一部分传导至温度可变电阻元件92，另一方面，也传导至基台93。由于基台93通常具有比较大的热容量，所以能够有助于发光元件91的散热。
另一方面，在温度可变电阻元件92和基台93之间插入有层状的绝缘体95。由此，即使在基台93具有导电性的情况下，也能够防止温度可变电阻元件92和基台93的短路。另外，通过使绝缘体95具有热传导性，来使温度可变电阻元件92的散热性提高。其结果，能够避免如下的不良状况，即，从发光元件91传导至温度可变电阻元件92的热量滞留在温度可变电阻元件92内，而使温度可变电阻元件92的温度变化不充分地追随发光元件91的温度变化。
另外，如上述那样，本实施方式所涉及的发光装置9同时采用光可变电阻元件97和温度可变电阻元件92。能够基于使用了光的原理和使用了热量的原理的不同的两个原理来保证安全性，特别是能够提高发光装置9的安全性。另外，例如能够对光量虽然未增加但发热量增大这样的发光元件91的不良状况进行检测。即，通过将电阻元件96分别以串联的方式与光可变电阻元件97和温度可变电阻元件92(参照图11)连接，能够容易地检测出流过各支路的电流。因此，在比较光量的增加量和发热量的增加量，发热量的增加量异常大的情况下，能够认定为发光元件91产生了不良状况。
应予说明，在图12所示的发光装置9中，在温度上升中，在发光元件91和温度可变电阻元件92之间产生难以填补的时间差。在该很短的时间的期间，发光元件91的光量超过恒定值。另一方面，若是这种程度的短时间，则即使光量超过限定值，对视网膜带来的负面影响也较小。
这里，在直至流过发光元件91的电流得到限制为止的较短的时间的期间，从发光元件91射出光量较大的光。因此，在发光装置9中，也可以将该光量较大的光作为传递警告的主旨的发光来使用。通过发出这样的警告(警报)，发光装置9的使用者即图像显示装置1的使用者能够知晓发光装置9的异常，例如能够得到采取节制恒定时间使用、检查、修理发光装置9这样的行动的机会。
在这样的第五实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的作用、效果。
以上，基于图示的实施方式对本发明的发光装置以及图像显示装置进行了说明，但本发明并不限于这些实施方式。
例如，在本发明的发光装置以及图像显示装置中，能够将各部的结构置换为发挥同样的功能的任意的结构，另外，也能够附加任意的结构。
另外，也可以对上述的各实施方式中的两个以上进行结合。例如，也可以在第一实施方式所涉及的发光装置中追加第四实施方式所涉及的电阻元件。
另外，作为半导体激光器，不仅能够使用端面发光型的半导体激光器，也能够使用面发光型的半导体激光器。面发光型的半导体激光器是将用于使光共振的共振器与半导体基板面垂直地构成而构成的，与端面发光型的半导体激光器相比，发光效率较高，另外，能够进行高速调制，所以作为用于图像显示装置的发光元件尤其有用。
符号说明：1…图像显示装置；2…框架；3…信号生成部；4…扫描光射出部；5…连接部；6…反射部；7…第一光纤；8…第二光纤；9…发光装置；10…反射部；17…线圈；18…信号重叠部；21…鼻托部；22…前部；23…镜腿部；24…腿套部；25…镜圈部；26…鼻梁部；27…凹部；31…信号光生成部；32…驱动信号生成部；33…控制部；34…光检测部；35…固定部；41…框体；42…光扫描部；43…透镜；45…透镜；46…支承部件；91…发光元件；92…温度可变电阻元件；93…基台；94…安装基板；95…绝缘体；96…电阻元件；97…光可变电阻元件；99…电流源；311…光源部；311B…光源；311G…光源；311R…光源；312B…驱动电路；312G…驱动电路；312R…驱动电路；313B…透镜；313G…透镜；313R…透镜；314…光合成部；314a…分色镜；314b…分色镜；314c…分色镜；321…驱动电路；322…驱动电路；910…射出部；911…半导体部；912…下部电极；913…上部电极；914…第一边；921…热敏电阻素体；922…端子电极；923…端子电极；941…绝缘性基板；942…外部电极端子；943…外部电极端子；961…电阻部；962…端子电极；963…端子电极；971…光检测部；972…开口部；973…端子电极；974…端子电极；975…照射区域；981…焊线；982…焊线；983…焊线；984…焊线；985…焊线；986…焊线；987…焊线；988…焊线；EA…耳朵；EY…眼睛；H…头部；L…光；L’…光；L1…实线；L2…实线；NS…鼻子；R1…虚线；R2…虚线。

Claims (8)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
发光元件；以及
光可变电阻元件，与所述发光元件以并联的方式连接，并且设置于被从所述发光元件射出的光照射的位置，
所述光可变电阻元件具有电阻值随着被照射的光量的增加而减小的特性。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述光可变电阻元件具有开口部，从所述发光元件射出的光的一部分通过该开口部。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，
从所述发光元件射出的光中，该光的中心部通过所述开口部，该光的周边部照射至所述光可变电阻元件。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述光可变电阻元件具有透光性。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述发光元件是从前方端面和后方端面的双方射出光的端面发光型的元件，
所述光可变电阻元件设置于被从所述后方端面射出的光照射的位置。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的发光装置，其特征在于，
还包括检测部，该检测部与所述光可变电阻元件以串联的方式连接，并对流过所述光可变电阻元件的电流的大小进行检测。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的发光装置，其特征在于，
还包括温度可变电阻元件，被设置为与所述光可变电阻元件以并联的方式连接并且能够传导所述发光元件的热量，该温度可变电阻元件具有电阻值随着温度上升而减小的特性。
8.一种图像显示装置，其特征在于，包括：
电流源；以及
权利要求1至7中任意一项所述的发光装置。
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