[发明专利]照明光源及激光投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种斑点噪声(speckle noise)较少的照明光源、及使用了该照明光源的激光投影装置。 

背景技术

由以氮化镓为首的III-V族氮化物系列半导体材料(Al_xGa_yIn_1-x-yN(其中，0≤x≤1、0≤y≤1))构成的半导体激光器、及由AlGaAs系列半导体材料或AlGaInP系列半导体材料构成的红色半导体激光器是用于实现光盘的超高密度记录的关键设备。同样，这些可见光半导体激光器的高输出化不仅使光盘的高速写入成为可能，而且是激光显示器中的应用等新技术领域的开拓所必需的技术。 

在将可见光半导体激光器作为投影装置、显示装置等的照明用光源而利用时成为问题的是斑点噪声(speckle noise)。斑点噪声是指，在将激光这样的相干性(coherence)较高的光用作为照明光源时，从照明物反射的光，因照明物表面的凹凸，反射光的波面紊乱，而观测到的随机的干涉图案的现象。在反射光中观测到晃眼的斑点图案，成为投影装置、显示装置的图像劣化的原因。 

作为减少这种斑点噪声的方法，提出了一些降低光源的相干性的方法。第一方法是降低空间相干性的方法，是以让激光照射的屏幕振动等为代表的方法，通过在激光的光程或光学系统中赋与空间变化从而减少斑点噪声的方法。 

另一方面，还提出有直接降低半导体激光的相干性的方法。如日本专利公开公报特开2002-323675号所示，是降低光源的相干性的方法。在该第二方法中，通过在半导体激光器的驱动叠加高频，从而振荡波长的谱宽增大，相干性降低。 

然而，使激光空间性地变化的上述第一方法需要在光学系统内部设置机械驱动系统，存在光学系统大型化、复杂化的问题。而且，只是赋与空间性的变动，难以完全抑制斑点噪声。

另一方面，将半导体激光器的频谱多模式化的上述第二方法，虽然对降低相干性有效，但是如果不将谱宽扩大到1nm以上，则无法得到充分的降低相干性的效果。只是在半导体激光器的驱动叠加高频，谱宽的扩大还不充分，存在斑点噪声的降低效果不充分的问题。 

发明内容

本发明的目的在于通过扩大激光光源的振荡谱宽来实现斑点噪声较少的照明光源及使用了该照明光源的激光投影装置。 

本发明所涉及的照明光源包括：激光光源，包含具有规定的增益区域的激光介质；反射体，具有窄带域的反射特性，其中，上述反射体的反射波长被设定在上述激光介质的增益区域内，从上述激光光源射出的激光的一部分，通过上述反射体的反射被返回到上述激光光源，所述激光光源的振荡波长，通过基于上述激光光源的振荡特性的变化让上述激光介质的增益区域的峰值自上述反射波长移动，从而自上述反射波长起变化为移动后的所述增益区域的峰值，以便扩展所述激光光源的振荡频谱。 

在上述的照明光源中，将从激光光源射出的激光的一部分通过反射体的反射返回给激光光源，从而将激光光源的振荡光固定为反射体的波长。而且，通过使激光光源的振荡特性变化，使激光光源的增益区域的峰值从被固定的反射波长变动。因此，由于可大幅度地变动激光光源的振荡波长，所以激光光源的振荡谱宽扩展，相干性降低。因此，能够实现斑点噪声较少的照明光源。 

附图说明

图1(A)是表示本发明的实施例1所涉及的照明光源的结构的图，图1(B)是表示半导体激光器的输出特性的图，图1(C)是表示半导体激光器的振荡波长特性的图。 

图2(A)是表示本发明的实施例1所涉及的照明光源的结构的图，图2(B)是表示半导体激光器的振荡频谱的特性的图，图2(C)是表示半导体激光器的振荡波长特性的图。 

图3(A)是表示本发明的实施例1所涉及的照明光源的结构的图，图3(B)是表示半导体激光器的振荡频谱的另一特性的图，图3(C)是表示半导体激光器的另一振荡波长特性的图。 

图4(A)是表示施加于半导体激光器的驱动电流的脉冲串的一个例子的图，图4(B)是表示施加图4(A)的脉冲串的驱动电流时的半导体激光器的活性层的温度变化的图，图4(C) 是表示施加图4(A)的脉冲串的驱动电流时的半导体激光器的振荡波长特性的图，图4(D)～(F)是表示施加图4(A)的脉冲串的驱动电流时的半导体激光器的振荡频谱的分布的图。 

图5是表示作为本发明的实施例1所涉及的照明光源的反射体使用了体积光栅的结构的图。 

图6是表示作为本发明的实施例1所涉及的照明光源的反射体使用了窄带域滤波器的结构的图。