CN112993744A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

本公开的光源装置包括：第一激光二极管；第二激光二极管；反射器(40)，其具有使来自第一激光二极管的激光的一部分反射并使该激光的一部分透过的第一反射面(45r)、使来自第二激光二极管的激光的一部分反射并使该激光的一部分透过的第二反射面(46r)、使透过了第一反射面的光出射的第一出射面(45s)、使透过了第二反射面的光出射的第二出射面(46s)；光检测器，其具有接收从第一出射面出射的第一光的第一受光元件、接收从第二出射面出射的第二光的第二受光元件。反射器具有对透过了第一反射面的光从第二出射面的出射进行抑制且对透过了第二反射面的光从第一出射面的出射进行抑制的遮光构造。由此，可高精度地监视激光的输出。

Description

光源装置

技术领域

本公开涉及光源装置。

背景技术

在各种用途中开发出了具备多个激光二极管的光源装置。专利文献1公开了一种光源装置，该光源装置具备激光阵列以及将从激光阵列出射的多个激光束向上方反射的立起镜(立ち上げミラー)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-049338号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本公开的目的在于：提供一种能够高精度地监视激光的输出的光源装置。

用于解决技术问题的手段

本公开的光源装置在非限制性的、示例性的实施方式中具备：第一激光二极管；第二激光二极管；反射器，其具有反射从所述第一激光二极管出射的激光的一部分且使该激光的一部分透过的第一反射面、反射从所述第二激光二极管出射的激光的一部分且使该激光的一部分透过的第二反射面、使透过了所述第一反射面的光出射的第一出射面以及使透过了所述第二反射面的光出射的第二出射面；光检测器，其具有接收从所述第一出射面出射的第一光的第一受光元件以及接收从所述第二出射面出射的第二光的第二受光元件；基体，其直接或间接地支承所述第一激光二极管、所述第二激光二极管、所述反射器及所述光检测器；所述反射器具有对透过了所述第一反射面的光从所述第二出射面的出射进行抑制、并且对透过了所述第二反射面的光从所述第一出射面的出射进行抑制的遮光构造。

发明效果

根据本公开的示例性的实施方式，可提供一种能够高精度地监视激光的输出的光源装置。

附图说明

图1是示意性地示出本公开的示例性的实施方式的光源装置的结构例的立体图。

图2是本公开的示例性的实施方式的光源装置的平行于YZ平面的剖视图。

图3是示意性地示出本公开的示例性的实施方式的光源装置的结构例的俯视图。

图4是将反射器和光检测器分离来表示的示意图。

图5是示出反射器的变形例的构造例的立体图。

图6是示出反射器的变形例的另一构造例的立体图。

图7A是示出反射器的变形例的又一构造例的立体图。

图7B是示出反射器的变形例的又一构造例的立体图。

图8是示意性地示出本公开的示例性的实施方式的具备三个激光二极管的光源装置的结构例的立体图。

图9是本公开的示例性的实施方式的将具备三个激光二极管的光源装置的反射器和光检测器分离来表示的示意图。

图10是示出反射器的另一构造例的立体图。

图11是示意性地示出本公开的示例性的实施方式的具备四个激光二极管的光源装置的结构例的立体图。

图12是示意性地示出本公开的示例性的实施方式的光源装置的变形例的结构例的立体图。

图13是本公开的示例性的实施方式的光源装置的变形例的平行于YZ平面的剖视图。

图14是将本公开的示例性的实施方式的光源装置的变形例的反射器和光检测器分离来表示的示意图。

图15是将本公开的示例性的实施方式的光源装置的另一变形例的反射器和光检测器分离来表示的示意图。

图16A是比较例中的反射器的立体图。

图16B是比较例的光源装置的立体图。

图17是实施例2中的反射器的立体图。

图18A是示出比较例的模拟结果的图。

图18B是示出比较例的模拟结果的图。

图19A是示出实施例1中的模拟结果的图。

图19B是示出实施例1中的模拟结果的图。

图20A是示出实施例2中的模拟结果的图。

图20B是示出实施例2中的模拟结果的图。

附图标记说明

10…基体

20…副支架

30a…第一激光二极管

30b…第二激光二极管

40、40_1、40_2、40_3、40_4、40_5、40_6、40_7、40_8、40_9、99…反射器

40a…第一部分

40b…第二部分

50…光检测器

51a…第一受光元件

51b…第二受光元件

60…盖

100、101、102、103…光源装置

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下的实施方式为示例，本公开的光源装置并不限于以下的实施方式。例如，以下的实施方式所示的数值、形状、材料、步骤、该步骤的顺序等只不过是一个例子，只要在技术上不产生矛盾，就能够进行各种改变。另外，以下说明的各方式只不过是示例，只要在技术上不产生矛盾，就能够进行各种组合。

附图所示的构成要素的尺寸、形状等有时为了容易理解而被夸张，有时未反映实际的光源装置中的尺寸、形状及构成要素间的大小关系。另外，为了避免附图变得过度复杂，有时省略一部分要素的图示。

在以下的说明中，实质上具有相同功能的构成要素有时用相同的附图标记来表示并省略说明。有时使用表示特定的方向或位置的用语(例如，“上”、“下”、“右”、“左”以及包含这些用语的其他用语)。但是，这些用语仅用于便于理解所参考的附图中的相对方向或位置。只要所参考的附图中的用“上”、“下”等用语表示的相对方向或位置的关系相同即可，在本公开以外的附图、实际的产品、制造装置等中，也可以不是与所参考的附图相同的配置。

首先，参照图1至图3，对本实施方式的光源装置的结构进行说明。图1是示意性地示出本实施方式的光源装置100的结构例的立体图。图2是光源装置100的平行于图1的YZ平面的剖视图。在图2中示出了包括构成要素30a、40a的截面。图3是示意性地示出本实施方式的光源装置100的结构例的俯视图。在附图中，为了参考，示出了相互正交的X轴、Y轴以及Z轴。

光源装置100包括基体10、副支架20、多个激光二极管30、反射器40、光检测器50和盖60。在图1的立体图中，为了便于说明，省略了盖60的图示。在图1所示的结构例中，多个激光二极管30包括第一激光二极管30a及第二激光二极管30b。

光源装置100的形状的例子是大致长方体。例如，光源装置100的X方向上的尺寸可以为3.0mm～5.0mm左右，Z方向上的尺寸可以为3.0mm～5.0mm左右，Y方向上的厚度可以为1.0mm～3.0mm左右。光源装置100可以监测从第一激光二极管30a及第二激光二极管30b分别出射的激光14的输出，可以适当地用作例如头戴式显示器(Head Mounted Display：HMD)那样的在靠近使用者眼睛的位置具备显示部的显示设备所需的小型光源装置。

基体10具有板状的底部11以及框状的侧壁部12。底部11和侧壁部12一体地形成。底部11具有直接或间接地支承第一激光二极管30a、第二激光二极管30b、反射器40及光检测器50的支承面11a。不过，底部11和侧壁部12可以形成为不同的部件。在该情况下，侧壁部12接合于底部11的支承面11a上。

侧壁部12位于底部11的边缘并规定将配置第一激光二极管30a和第二激光二极管30b的副支架20、反射器40以及光检测器50收纳的空间，以将它们包围。基体10能够以陶瓷为主材料而形成。注意，基体10不限于陶瓷，也可以由金属形成。例如，在陶瓷中，能够将氮化铝、氮化硅、氧化铝、碳化硅等用作基体的主材料，在金属中，能够将铜、铝、铁用作基体的主材料，作为复合物，能够将铜钼、铜-金刚石复合材料、铜钨等用作基体的主材料，除此以外，能够将硅、树脂等用作基体的主材料。

副支架20与底部11的支承面11a接合。这样的接合可以经由金属等无机材料或有机材料的层来实现。不过，在使用发出蓝色光或绿色光的激光二极管的情况下，考虑到激光所引起的集尘的影响，优选避免使用有机材料。副支架20具有配置第一激光二极管30a、第二激光二极管30b的安装面20a。第一激光二极管30a、第二激光二极管30b以固定于副支架20的状态安装于底部11的支承面11a上。

副支架20是散热部件，典型地具有长方体形状，但并不限定于此。副支架20起到释放从激光二极管产生的热量的作用。从进一步提高散热性的观点出发，副支架20优选由导热率比激光二极管高的材料形成。该材料例如能够使用AlN、SiC、SiN等陶瓷材料、包含从由Cu、Al、Ag、Fe、Ni、Mo、Cu、W及CuMo构成的组中选择的至少一种的金属等。

副支架20还能够调整激光二极管的激光14的出射位置。根据与后述的反射器40的配置位置的关系，将激光14的出射位置设定在更上方，能够调整反射器40中的光的照射位置。另外，副支架20抑制激光14照射到基体10，由此，也能够降低激光的输出损失。

在图1或图2所示的例子中，多个激光二极管30包括第一激光二极管30a以及第二激光二极管30b，但并不限定于此，可以包括三个以上的激光二极管。第一激光二极管30a以及第二激光二极管30b可以以例如0.1mm以上5.0mm以下的间隔配置在副支架20上。在此，间隔表示相邻的2个激光二极管的激光14的中心轴之间的距离。

激光二极管30具有p侧电极、n侧电极、半导体层积结构体(未图示)，该半导体层积结构体包括p侧半导体层、n侧半导体层以及位于这些层之间的活性层。活性层的一个端面是出射激光14的出射端面(或发光区域)30e。通过对p侧电极及n侧电极施加电压而使电流在其内部流动，从而从激光二极管30的出射端面30e出射激光14。

激光二极管例如能够采用放射蓝色光的激光二极管、放射绿色光的激光二极管或放射红色光的激光二极管等。另外，也可以采用放射这些光以外的光、例如近红外线、紫外线的激光二极管。多个激光二极管30可以分别放射具有相同的发光峰值波长的激光，也可以分别放射具有不同的发光峰值波长的激光。

在本实施方式中，第一激光二极管30a的发光峰值波长与第二激光二极管30b的发光峰值波长不同。第一激光二极管30a、第二激光二极管30b可以是从红色激光二极管、绿色激光二极管、蓝色激光二极管中选择的两个激光二极管的组合。例如，第一激光二极管30a是放射蓝色光的激光二极管，第二激光二极管30b是放射绿色光的激光二极管。

在本说明书中，蓝色光是发光峰值波长在420nm～494nm的范围内的光。绿色光是发光峰值波长在495nm～570nm的范围内的光。红色光是发光峰值波长在605nm～750nm的范围内的光。

作为发出蓝色光的激光二极管或发出绿色光的激光二极管，例如可举出包含氮化物半导体的激光二极管。作为氮化物半导体，例如能够使用GaN、InGaN以及AlGaN。作为发出红色光的激光二极管，可以举出包含InAlGaP系、GaInP系、GaAs系、AlGaAs系的半导体的激光二极管等。

从激光二极管30放射的激光14具有扩散，在与激光14的出射端面30e平行的面上具有椭圆形状的远场图案(以下称为“FFP”)。FFP由远离出射端面30e的位置处的激光14的光强度分布而规定。该强度分布能够以高斯分布来近似。在该光强度分布中，也可以将相对于峰值强度值具有1/e²以上的强度的部分称为光束截面。

在本实施方式中，激光二极管30是具有使激光14出射的端面的端面出射型激光二极管，但是也可以是面发光型(VCSEL)激光二极管。激光14可以通过包括未图示的透镜的光学系统进行准直或会聚。这样的光学系统可以设置在光源装置100的内部或外部。

反射器40是将从多个激光二极管出射的激光分别向上方反射的立起镜(立ち上げミラー)。反射器40固定在底部11的支承面11a上。反射器40具有反射面40r以及位于与反射面40r相反的一侧的出射面40s。反射面40r将从第一激光二极管30a及第二激光二极管30b分别出射的激光14的一部分向光源装置100的盖60侧反射，并使该激光14的一部分透过。出射面40s使透过了反射面40r的光出射。反射面40r是反射器40的倾斜面，反射面40r与底部11的支承面11a所成的角度例如为45度。就反射器40中的形成其外形的部分而言，作为母材，例如可以由玻璃或金属形成。考虑到耐热性、耐光性，母材优选为耐热且对所使用的激光二极管的波长具有高透射率的材料，例如可以包含石英或BK7(硼硅酸玻璃)、无碱玻璃、碱玻璃等玻璃、薄膜Al、薄膜Ag等金属、或Si。反射器40的具体构造、功能详见后述。

在本实施方式中，光检测器50直接或间接地支承于基体10的支承面11a，且以反射器40为基准配置在与激光二极管相反的一侧的位置。光检测器50监视从第一激光二极管30a出射的激光14a的输出以及从第二激光二极管30b出射的激光14b的输出。光检测器50具有接收从第一激光二极管30a出射的激光14a的一部分作为监视光的第一受光元件以及接收从第二激光二极管30b出射的激光14b的一部分作为监视光的第二受光元件。受光元件的例子是光电二极管等光电转换元件。关于光检测器50的动作，详见后述。

盖60是板状的部件，固定于基体10的上端面12a。更详细而言，基体10的上端面12a与盖60的主面60b接合。盖60将第一激光二极管30a、第二激光二极管30b气密地密封在由基体10的侧壁部12规定的空间内。通过进行气密密封，能够抑制激光所引起的集尘的影响。但是，气密密封不是必须的。

盖60具有使由反射器40向上方反射的激光14透过的透光部61。在盖60中，透光部61配置于使激光14穿过的位置。盖60中的至少透光部61例如可以由玻璃或透明陶瓷材料形成。玻璃可以含有蓝宝石、荧光体。盖60的除透光部61以外的部分可以由玻璃或与玻璃不同的材料、例如与基体10相同的材料形成。除透光部61以外的部分的表面也可以被遮光膜覆盖。另外，透光部61也可以由防反射膜覆盖。

参照图4，对反射器40及光检测器50的功能、构造进行详细说明。

图4是将反射器40和光检测器50分离来表示的示意图。反射器40具有针对每个激光二极管划分出来的多个部分。本实施方式的反射器40具有第一部分40a及第二部分40b。反射面40r包括第一反射面45r及第二反射面46r，出射面40s包括第一出射面45s及第二出射面46s。第一部分40a是由第一反射面45r及第一出射面45s规定的反射器40的一部分，第二部分40b是由第二反射面46r及第二出射面46s规定的反射器40的一部分。

第一反射面45r反射从第一激光二极管30a出射的激光14a的一部分并使该激光14a的一部分透过，第二反射面46r反射从第二激光二极管30b出射的激光14b的一部分并使该激光14b的一部分透过。第一出射面45s使透过了第一反射面45r的光出射，第二出射面46s使透过了第二反射面46r的光出射。换言之，第一出射面45s使第一激光二极管30a的监视光出射，第二出射面46s使第二激光二极管30b的监视光出射。关于各反射面的反射率，详见后述。

光检测器50以使反射器40的第一出射面45s及第二出射面46s分别与光检测器50的第一受光元件51a的受光面51t及第二受光元件51b的受光面51u对置的方式配置于反射器40的背面侧即出射面40s侧。优选地，以使受光面51t及受光面51u分别与第一出射面45s及第二出射面46s相接的方式在反射器40的出射面40s侧配置光检测器50。

第一受光元件51a接收从第一出射面45s出射的光，第二受光元件51b接收从第二出射面46s出射的光。如上所述，因为远离出射端面的位置处的激光14的光强度分布为高斯分布，所以在该分布中表示峰值强度的部分的光是稳定的。因此，通过将光检测器50以反射器40为基准配置在与激光二极管相反的一侧的位置，能够监视激光的中心部分的光，其结果是，能够提高监视光的精度。

反射器40具有对透过了第一反射面45r的光从第二出射面46s的出射进行抑制、并且对透过了第二反射面46r的光从第一出射面45s的出射进行抑制的遮光构造。作为遮光构造，能够采用各种构造。以下，对几个代表性的构造例进行说明。

反射器40具有设置在第一部分40a与第二部分40b之间的遮光部43作为遮光构造。在图4所示的例子中，反射器40配置在板42上。反射器40可以与板42一体地形成，也可以是与板42不同的部件。不过，板42不是必须的。遮光部43在第一部分40a与第二部分40b之间形成为狭缝状。遮光部43是沿与YZ平面平行的面延伸的槽。利用该槽，空气层介于第一部分40a与第二部分40b之间。更详细地说，遮光部43是通过在反射器40的上表面40p、反射面40r以及出射面40s上开出切口而形成的。狭缝宽度例如为0.02mm～0.5mm左右，优选为30μm。例如，通过利用激光切割或刀具切割等切削加工在反射器40上形成狭缝状的槽，能够比较容易地形成第一部分40a、第二部分40b以及在它们之间形成的遮光部43。另外，能够通过进行切削加工而使遮光部43的表面成为粗糙面。由于光在该粗糙面处发生散射，所以能够抑制光从第一部分40a及第二部分40b中的一方进入另一方。关于该抑制，详见后述。

在图3中，示出了从第一激光二极管30a及第二激光二极管30b分别放射的激光14在反射器40的内部透过的情况。首先，考虑反射器40不具有遮光构造的情况。如上所述，因为从激光二极管放射的激光具有扩散，所以透过了第一反射面45r的光可能在反射器40的内部透过而到达第二出射面46s。其结果是，透过了第一反射面45r的光的一部分从第二出射面46s出射。与此同样地，透过了第二反射面46r的光可能在反射器40的内部透过而到达第一出射面45s。其结果是，透过了第二反射面46r的光的一部分从第一出射面45s出射。这样，从第二激光二极管30b出射的激光的一部分可能混入到从第一出射面45s出射的第一激光二极管30a的监视光中，从第一激光二极管30a出射的激光的一部分可能混入到从第二出射面46s出射的第二激光二极管30b的监视光中。如果相邻的2个激光二极管的间隔极窄(例如1.0mm以下)，则容易产生这样的混入。

根据本实施方式，如图3所示，通过在反射器40上设置遮光部43，使透过了第一反射面45r并朝向第二出射面46s的光的大部分被遮光部43的表面(例如与空气层的界面)反射。即使一部分光透过其表面，也会在到达第二出射面46s之前散射或衰减。因此，可抑制光从第一部分40a进入第二部分40b。与此同样地，透过了第二反射面46r并朝向第一出射面45s的光的大部分被遮光部43的表面反射。因此，可抑制光从第二部分40b进入第一部分40a。其结果是，能够抑制从第二激光二极管30b出射的激光的一部分混入到第一激光二极管30a的监视光中，并且能够抑制从第一激光二极管30a出射的激光的一部分混入到第二激光二极管30b的监视光中。因此，第一受光元件51a以及第二受光元件51b能够分别高精度地检测第一激光二极管30a以及第二激光二极管30b的监视光。

也可以在遮光部43的表面上形成遮光膜。例如，能够通过溅射在狭缝的表面形成厚度100nm左右的金属膜。或者，遮光部43的一部分或全部可由遮光材料填充。或者，可以将具有遮光性的金属板等插入遮光部43。通过进一步采用遮光膜或遮光部件，能够更进一步发挥作为遮光部43的遮光构造的功能。其结果是，第一受光元件51a以及第二受光元件51b能够分别以更高的精度检测第一激光二极管30a以及第二激光二极管30b的监视光。

遮光部43能够通过在反射器40的一部分开出切口而形成。遮光部43可以是形成于反射器40的上表面40p、下表面40q、反射面40r以及出射面40s中的至少一个面的凹部。该凹部的例子是狭缝状或切口状的槽。在图5、图6、图7A及图7B中，示出了反射器40的变形例的构造。

在图5所示的结构例中，遮光部43是通过在反射器40_1的上表面40p、下表面40q以及反射面40r开出切口而形成为狭缝状的槽。该槽是到达出射面40s附近的比较深的槽。在图6所示的构造例中，遮光部43是通过在反射器40_2的下表面40q、反射面40r以及出射面40s开出切口而形成为狭缝状的槽。该槽是到达上表面40p附近的比较深的槽。

在图7A所示的结构例中，遮光部43是通过在反射器40_3的上表面40p、下表面40q以及出射面40s开出切口而形成为狭缝状的槽。该槽是到达上表面40p与反射面40r的边界附近的比较深的槽。或者，凹部不需要是形成为狭缝状的比较深的槽，可以是通过切口加工而形成的比较浅的槽。在图7B中，示出了开出比槽浅的切口而形成的反射器40_4的构造例。遮光部43是通过在反射器40_4的上表面40p、下表面40q以及出射面40s开出切口而形成的比较浅的槽。如参照图3所说明的那样，因为从激光二极管放射的激光具有扩散，所以通过至少在反射器40_4的出射面40s侧设置切口来发挥遮光构造的功能。在图5至图7B所示的构造例中，可以在遮光部43的表面形成遮光膜，遮光部43也可以由遮光材料填充。

在第一反射面45r以及第二反射面46r可以形成使入射光的一部分反射并使该入射光的一部分透过的光反射控制膜。光反射控制膜例如可以由Ag、Al等薄膜金属形成。或者，光反射控制膜可以是由Ta₂O₅/SiO₂、TiO₂/SiO₂、Nb₂O₅/SiO₂等形成的电介体多层膜。基于所利用的激光二极管的输出，能够调整光反射控制膜的光反射率。

第一反射面45r以及第二反射面46r各自的光反射率相对于所反射的光的峰值波长例如优选设为90％以上99％以下。换言之，优选第一反射面45r以及第二反射面46r各自的透光率例如为1％以上10％以下。

通过改变光反射控制膜的膜厚、材料，能够控制反射面的光反射率。这意味着能够控制监测光的光量。例如，在利用平均输出功率500mW的激光二极管的情况下，通过将光反射控制膜的光反射率设定为1％，能够得到5mW以下的监控光。或者，在利用平均输出功率100mW的激光二极管的情况下，通过将光反射控制膜的光反射率设定为5％，能够得到5mW以下的监控光。这样，通过调整光反射控制膜的光反射率，能够针对任意输出功率的激光得到所期望的输出功率的监控光。另外，通过抑制在反射器40的内部透过的光的光量，能够抑制输出到外部的光的利用效率的降低，其结果是，能够高精度地检测监视光，并且能够维持高输出。

根据本实施方式，通过将峰值波长不同的至少2个激光二极管安装于一个封装体，与单独地使用各色的激光二极管封装体来实现RGB的光源装置的情况相比，能够使光源装置小型化。例如，通过将放射红色光的激光二极管和放射绿色光的激光二极管被安装于一个封装体而成的结构体与放射蓝色光的激光二极管封装体组合，实现RGB的光源装置。

参照图8至图11，对具备三个以上的激光二极管的光源装置的结构例进行说明。

图8是本实施方式的光源装置101的立体图。图9是将光源装置101所具备的反射器40_5和光检测器50分离来表示的示意图。光源装置101与上述光源装置100的不同点在于具备配置在副支架20上的三个激光二极管30a、30b、30c。以下，说明其差异点，省略对与光源装置100相同的部分的说明。

在图8所示的例子中，多个激光二极管包括第一激光二极管30a、第二激光二极管30b以及第三激光二极管30c。例如，第一激光二极管30a是放射蓝色光的激光二极管。第二激光二极管30b是放射绿色光的激光二极管。第三激光二极管30c是放射红色光的激光二极管。激光二极管的配置不限于上述例子，例如，也可以在放射红色光的第一激光二极管30a与放射绿色光的第三激光二极管30c之间配置放射蓝色光的第二激光二极管30b。

反射器40_5还具有使从第三激光二极管30c出射的激光的一部分反射并使该激光的一部分透过的第三反射面47r、以及使透过了第三反射面47r的光出射的第三出射面47s。光检测器50还具有接收从第三出射面47s出射的光的第三受光元件51c。第三出射面47s与光检测器50的第三受光元件51c的受光面51v对置。

反射器40_5具有第一部分40a、第二部分40b以及第三部分40c。第三部分40c是由第三反射面47r及第三出射面47s规定的反射器40_5的一部分。在第一部分40a与第二部分40b之间设置有遮光部43a，在第二部分40b与第三部分40c之间设置有遮光部43b。也就是说，光源装置101在相邻的两个部分之间具有遮光构造。位于第二部分40b与第三部分40c之间的遮光部43b对透过了第二反射面46r的光从第三出射面47s的出射进行抑制，并且对透过了第三反射面47r的光从第二出射面46s的出射进行抑制。

根据本实施方式，可提供一种安装有例如RGB三原色的激光二极管的小型光源装置。

在图10中示出了反射器40_6的另一构造例。在反射器40_6中，在第二部分40b与第三部分40c之间设置有遮光部43b，但在第一部分40a与第二部分40b之间未设置遮光构造。例如，如果是RGB中的峰值波长的间隔最远的蓝色激光二极管和红色激光二极管的组合，则因为受光元件的受光波长的间隔也较远，所以反射器40_6中的与它们对应的两个部分之间也可以没有遮光构造。另外，即使是具有同一峰值波长的激光二极管的组合，只要不需要单独地监视激光的输出，在对应的两个部分之间也可以没有遮光构造。

图11是具备4个激光二极管的光源装置102的立体图。

在本实施方式中，配置在副支架20上的激光二极管的个数并不限于2个或3个，也可以是4个或5个以上。在图11所示的结构例中，多个激光二极管30包括第一激光二极管30a、第二激光二极管30b、第三激光二极管30c以及第四激光二极管30d。从各激光二极管放射的激光的峰值波长可以是任意的。例如，第一激光二极管30a是放射蓝色光的激光二极管。第二激光二极管30b是放射绿色光的激光二极管。第三激光二极管30c是放射红色光的激光二极管。第四激光二极管30d是放射红外线的激光二极管。虽然未图示，但通过在一个封装体中安装5个以上的激光二极管，能够得到更高输出的光源装置。

反射器40_7包括第一部分40a、第二部分40b、第三部分40c以及第四部分40d。光检测器50具有分别接收第一激光二极管30a、第二激光二极管30b、第三激光二极管30c以及第四激光二极管30d的监视光的第一受光元件、第二受光元件、第三受光元件以及第四受光元件。在反射器40_7中，在第一部分40a与第二部分40b之间设置有遮光部43a，在第二部分40b与第三部分40c之间设置有遮光部43b，在第三部分40c与第四部分40d之间设置有遮光部43c。

参照图12至图15，对本实施方式的光源装置100的变形例的结构进行说明。图12是示意性地示出本实施方式的光源装置100的变形例的结构例的立体图。图13是光源装置100的变形例的平行于图12中的YZ平面的剖视图。在图13中示出了包含构成要素30a、40a的截面。图14是将反射器40_5与光检测器50分离来表示的示意图。

本实施方式的光源装置100的变形例的光源装置103与上述光源装置101的不同点在于在基体10与反射器40_5之间配置光检测器50。以下，主要说明其差异点，省略对与光源装置101相同的部分的说明。

在图12所示的结构例中，多个激光二极管30包括第一激光二极管30a、第二激光二极管30b以及第三激光二极管30c，反射器40_5包括第一部分40a、第二部分40b以及第三部分40c。光检测器50具有第一受光元件51a、第二受光元件51b以及第三受光元件51c。在反射器40_5中，在第一部分40a与第二部分40b之间设置有遮光部43a，在第二部分40b与第三部分40c之间设置有遮光部43b。光检测器50固定于基体10的支承面11a，反射器40_5配置于光检测器50的上方。即，在Y方向上，光检测器50位于基体10与反射器40_5之间。

在本变形例中，反射器40_5的出射面40s位于反射器40_5的与光检测器50的受光面对置的下表面40q。反射器40_5的第一出射面45s与光检测器50的第一受光元件51a的受光面51t对置。第二出射面46s与光检测器50的第二受光元件51b的受光面51u对置。第三出射面47s与光检测器50的第三受光元件51c的受光面51v对置。透过反射器40_5的第一反射面45r并到达反射器40_5的下表面40q的光作为监视光从第一出射面45s出射。与此同样地，透过反射器40_5的第二反射面46r、第三反射面47r并到达反射器40_5的下表面40q的光分别作为监视光从第二出射面46s、第三出射面47s出射。另外，也可以使反射器40_5的背面40w相对于出射面40s倾斜。由倾斜的背面40w反射的光容易被向光检测器50的受光面反射。其结果是，能够减少向激光二极管返回的返回光。

根据本变形例，第一受光元件51a、第二受光元件51b以及第三受光元件51c能够分别高精度地检测第一激光二极管30a、第二激光二极管30b以及第三激光二极管30c的监视光。而且，与将光检测器50配置于反射器40_5的背面侧的情况相比，通过在固定于基体10的光检测器50的上方配置反射器40_5，能够减小光源装置103的Z方向上的尺寸。

图15是将反射器40_8与光检测器50分离来表示的示意图。反射器40_8具有第一部分40a、第二部分40b、第三部分40c、2个遮光部43a、43b。在图15所示的反射器40_8的构造例中，两个遮光部43a、43b分别是通过在反射器40_8的下表面40q、反射面40r以及出射面40s开出切口而形成为狭缝状的槽。该槽是到达上表面40p附近的比较深的槽。即使在采用这样的反射器构造的情况下，也能够分别高精度地检测第一激光二极管30a、第二激光二极管30b以及第三激光二极管30c的监视光，而且能够减小光源装置103的Z方向上的尺寸。

使用光学模拟器验证了本实施方式的反射器所具有的遮光构造的效果。在将后述的比较例以及实施例的反射器构造应用于安装有RGB三原色的激光二极管的光源装置的情况下，验证了从相邻的两个激光二极管中的一个激光二极管发射的激光的一部分在多大程度上混入到了相邻的两个激光二极管中的另一个激光二极管的监视光中。

[比较例]

在图16A中，示出了比较例中的反射器99的构造。反射器99不具有遮光构造(即遮光部)。如图16B所示，包含三个受光面的光检测器50配置于反射器99的背面侧。比较例中的光源装置110对应于在图8所示的光源装置101中将反射器40_5置换为上述反射器99而成的光源装置。在绿色的激光二极管30b的相邻两侧，在副支架20上配置有蓝色的激光二极管30a以及红色的激光二极管30c。光检测器50的三个受光面分别接收从三个激光二极管30a、30b、30c出射的激光的监视光。

[实施例1]

实施例1中的光源装置是图8所示例的光源装置101。实施例1中的反射器是图9所示例的反射器40_5，具有第一部分40a、第二部分40b、第三部分40c、2个遮光部43a、43b。在相邻的两个部分之间分别设置有遮光部43a、43b。这些遮光部是通过在反射器的上表面40p、反射面40r以及出射面40s开出切口而形成为狭缝状的比较深的槽。

[实施例2]

实施例2中的光源装置对应于在图8所示例的光源装置101中将反射器40_5置换为图17所示的反射器40_9而成的光源装置。实施例2中的反射器40_9与实施例1相同，具有第一部分40a、第二部分40b、第三部分40c、2个遮光部43a、43b。这些遮光部是通过在反射器的上表面40p、下表面40q以及出射面40s开出切口而形成为狭缝状的比较深的槽。

在比较例以及实施例的本模拟中，在两个条件下，对向光检测器的三个受光面中的接收绿色的激光二极管的监控光的受光面入射的光的非相干辐射照度[W/cm²](以下简称为“辐射照度”)及功率[W]进行了模拟。作为辐射照度的模拟对象的受光面(以下称为受光面T)相当于图9所示例的受光面51u。在第一条件下，使红色的激光二极管和蓝色的激光二极管发光，使夹在这两个激光二极管之间的绿色的激光二极管不发光。在第二条件下，使红色的激光二极管和蓝色的激光二极管不发光，仅使绿色的激光二极管发光。

在图18A中示出了第一条件下的比较例的模拟结果，在图18B中示出了第二条件下的比较例的模拟结果。在表示模拟结果的辐射照度的图中，横轴表示受光面T的X坐标，纵轴表示受光面T的Y坐标。受光面T的X坐标、Y坐标的坐标轴分别与附图中正交的3个轴中的X轴、Y轴一致。受光面T的Y轴方向上的长度n与X轴方向上的宽度m的比率(n/m)大致为3.6。

在第一条件下测定的入射到受光面T的光的总功率A为1.72×10^-2W。总功率是指辐射束，是用受光面的面积对辐射照度进行积分而得的值。另一方面，在第二条件下测定的入射到受光面T的光的总功率B为8.16×10^-1W。在此，总功率A/总功率B的比率表示用于检测绿色的激光二极管的监视光的、具有受光面T的受光元件的噪声水平。该噪声是由于从与绿色的激光二极管相邻的蓝色及红色的激光二极管分别出射的激光的一部分到达受光面T而产生的。在比较例中，总功率A/总功率B的比率为2.08％。

在受光元件根据光的强度而输出例如8比特的受光信号(数字信号)的情况下，每1灰度的信号水平的比例为0.39(1/256)％。在比较例中，总功率A/总功率B的比率2.08％相对于每1灰度的比例0.39％大5倍左右。换句话说，噪声水平远大于每1灰度的信号水平。其结果是，检测绿色的激光二极管的监控光的受光元件的监控光的检测精度低。其理由在于，蓝色激光的一部分及红色激光的一部分到达受光面T，成为受光信号的噪声成分。

在图19A中示出了第一条件下的实施例1的模拟结果，在图19B中示出了第二条件下的实施例1的模拟结果。在第一条件下测定的入射到受光面T的光的总功率A为1.68×10^{- 3}W。另一方面，在第二条件下测定的入射到受光面T的光的总功率B为8.15×10^-1W。总功率A/总功率B的比率为0.21％。总功率A/总功率B的比率0.21％是比每1灰度的比例0.39％小的值。即，可知噪声水平被抑制在每1灰度的信号水平以下。噪音水平比比较例的噪音水平小1位数左右。其理由在于，遮光部抑制了蓝色激光的一部分及红色激光的一部分到达受光面T，其结果是，绿色的监控光的受光信号的噪声成分降低。

在图20A中示出了第一条件下的实施例2的模拟结果，在图20B中示出了第二条件下的实施例2的模拟结果。在第一条件下测定的入射到受光面T的光的总功率A为2.68×10^{- 4}W。另一方面，在第二条件下测定的入射到受光面T的光的总功率B为8.17×10^-1W。总功率A/总功率B的比率为0.03％。总功率A/总功率B的比率0.03％比实施例1中的比率0.21％进一步小1位数左右，每1灰度的信号水平比噪声水平大十几倍左右。可见，根据实施例2，噪声水平被大幅度抑制在每1灰度的信号水平以下。其理由在于，利用反射器40_9的遮光部，有效地抑制了蓝色激光的一部分及红色激光的一部分到达受光面T。其结果是，绿色的监视光的受光信号的噪声成分大幅度减少，能够高精度地检测绿色的监视光。特别是，在相邻的两个激光二极管的间隔极窄的情况下(例如1.0mm以下的情况下)等，从抑制激光的混入的观点出发，采用反射器40_9的遮光构造是非常有利的。

工业实用性

本公开的光源装置能够高精度地监视激光的输出，并且适于小型化，因此能够适合用作头戴式显示器等的小型光源。

Claims (12)

1.一种光源装置，其特征在于，具备：

第一激光二极管；

第二激光二极管；

反射器，其具有反射从所述第一激光二极管出射的激光的一部分且使该激光的一部分透过的第一反射面、反射从所述第二激光二极管出射的激光的一部分且使该激光的一部分透过的第二反射面、使透过了所述第一反射面的光出射的第一出射面以及使透过了所述第二反射面的光出射的第二出射面；

光检测器，其具有接收从所述第一出射面出射的第一光的第一受光元件以及接收从所述第二出射面出射的第二光的第二受光元件；

基体，其直接或间接地支承所述第一激光二极管、所述第二激光二极管、所述反射器及所述光检测器；

所述反射器具有对透过了所述第一反射面的光从所述第二出射面的出射进行抑制、并且对透过了所述第二反射面的光从所述第一出射面的出射进行抑制的遮光构造。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述反射器具有设置在由所述第一反射面及所述第一出射面规定的第一部分与由所述第二反射面及所述第二出射面规定的第二部分之间的遮光部。

3.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于，

所述遮光部在所述第一部分与所述第二部分之间形成为狭缝状。

4.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于，

所述遮光部是形成于所述反射器的上表面、所述反射器的下表面、所述第一反射面、所述第二反射面、所述第一出射面及所述第二出射面中的至少一个面的凹部。

5.如权利要求3或4所述的光源装置，其特征在于，

在所述遮光部的表面形成有遮光膜。

6.如权利要求3或4所述的光源装置，其特征在于，

所述遮光部由遮光材料填充。

7.如权利要求1至6中任一项所述的光源装置，其特征在于，

在所述第一反射面及所述第二反射面，形成有使入射光的一部分反射且使该入射光的一部分透过的光反射控制膜。

8.如权利要求1至7中任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述光检测器以所述反射器为基准，配置在与所述第一激光二极管及所述第二激光二极管相反的一侧的位置，

所述反射器的所述第一出射面及所述第二出射面分别与所述第一受光元件的受光面及所述第二受光元件的受光面对置。

9.如权利要求1至7中任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述光检测器支承于所述基体的上表面，

所述反射器配置在所述光检测器的上方，

所述反射器的所述第一出射面及所述第二出射面分别与所述第一受光元件的受光面及所述第二受光元件的受光面对置。

10.如权利要求1至9中任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述第一激光二极管的发光峰值波长与所述第二激光二极管的发光峰值波长不同。

11.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述光源装置还具备第三激光二极管，

所述反射器还具有反射从所述第三激光二极管出射的激光的一部分且使该激光的一部分透过的第三反射面以及使透过了所述第三反射面的光出射的第三出射面，

所述光检测器还具有接收从所述第三出射面出射的第三光的第三受光元件，

所述反射器还具有对透过了所述第二反射面的光从所述第三出射面的出射进行抑制、并且对透过了所述第三反射面的光从所述第二出射面的出射进行抑制的遮光构造。

12.如权利要求11所述的光源装置，其特征在于，

所述反射器具有：

第一部分，其由所述第一反射面及所述第一出射面规定；

第二部分，其由所述第二反射面及所述第二出射面规定；

第三部分，其由所述第三反射面及所述第三出射面规定；

遮光部，其设置在所述第一部分与所述第二部分之间；

其他遮光部，其设置在所述第二部分与所述第三部分之间。

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