光扫描型影像投影装置的制作方法

1.本发明涉及光扫描型影像投影装置，例如涉及用于减小光扫描型影像投影装置的高度的光源模块装置和光扫描镜装置的配置构造等。


背景技术：

2.以往，作为使激光束等光束在垂直的2个方向上扫描的装置，已知有各种光束投影装置。由该光源模块装置以及光扫描镜装置构成的二维光扫描型影像投影装置是光源模块装置使用透镜、反射镜将作为光的三原色的红、蓝、绿的激光合波而成为一个激光束的方式，存在难以使光束投影装置小型化的难点(例如，参照专利文献1以及专利文献2)。
3.与此相对，由组合了半导体激光器和光波导型合波器的三原色光源模块装置和光扫描镜装置构成的二维光扫描型影像投影装置具有能够使装置小型化、低电力化的特长，应用于激光束扫描型彩色图像投影装置(例如，参照专利文献3)。
4.图32是本发明人提出的二维光扫描型影像投影装置。组合红色半导体激光器芯片147、绿色半导体激光器芯片148、蓝色半导体激光器芯片149、光波导合波器143作为三原色光源模块装置140。从该三原色光源模块装置140射出的光束向二维光扫描镜装置130的扫描镜131照射。扫描镜131通过螺线管线圈132使入射的光束进行二维扫描。此外，标号120、121是安装基板。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特许第4856758号
8.专利文献2：日本特许第5281923号
9.专利文献3：国际公开第2015/170505号
10.非专利文献
11.非专利文献1：电波技术协会报forn
‑
2019.7no.329，pp.36
‑
39


技术实现要素：

12.发明所要解决的课题
13.在由组合了上述的半导体激光器和光波导型合波器的三原色光源模块装置以及二维光扫描镜装置构成的二维光扫描型影像投影装置(光学引擎)中，在将二维光扫描型影像投影装置实用化的情况下，需要使其尺寸极小化。在该情况下，需要减小二维光扫描型影像投影装置的宽度和进深，但特别是在应用于眼镜型显示器时，除了影像投影装置的宽度、进深以外，还要求减小高度。
14.例如，在非专利文献1的情况下，从组合了半导体激光器和光波导型合波器的三原色光源模块装置射出的光束，向二维光扫描镜装置的扫描镜照射该光束而使其反射，因此如图19所示，需要倾斜地设置二维光扫描镜装置。因此，产生了二维光扫描型影像投影装置的高度与使光扫描反射镜装置倾斜的量相应地变大的缺点。
15.本发明的目的在于，在光扫描型影像投影装置中，对光源模块装置和光扫描镜装置的配置进行研究，减小光扫描型影像投影装置的高度。
16.用于解决课题的手段
17.在一个方式中，光扫描型影像投影装置具有：第1基板，其设置有具有多个光波导和光合波部的光波导型合波器；第2基板，其设置有具有可动镜的光扫描镜装置；以及光学部件，其将从所述光波导型合波器射出的光束以成为与所述光束的射出方向不同的方向的方式引导至所述可动镜，所述第1基板和所述第2基板配置成相互平行的位置关系。
18.发明效果
19.作为一个方面，在光扫描型影像投影装置中，通过设计光源模块装置和光扫描镜装置的配置，能够减小光扫描型影像投影装置的高度。
附图说明
20.图1是本发明的实施方式的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
21.图2是本发明的实施方式的光扫描型影像投影装置的主要部分立体图。
22.图3是本发明的实施例1的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
23.图4是本发明的实施例1的光扫描型影像投影装置的主要部分立体图。
24.图5是本发明的实施例1的光扫描型影像投影装置中的光扫描状况的说明图。
25.图6是本发明的实施例2的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
26.图7是本发明的实施例2的光扫描型影像投影装置中的光扫描状况的说明图。
27.图8是本发明的实施例3的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
28.图9是本发明的实施例4的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
29.图10是本发明的实施例5的光扫描型影像投影装置的主要部分立体图。
30.图11是本发明的实施例5的光扫描型影像投影装置中的光扫描状况的说明图。
31.图12是本发明的实施例6的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
32.图13是本发明的实施例7的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
33.图14是本发明的实施例8的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
34.图15是本发明的实施例9的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
35.图16是本发明的实施例10的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
36.图17是本发明的实施例11的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
37.图18是本发明的实施例12的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
38.图19是本发明的实施例13的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
39.图20是本发明的实施例13的光扫描型影像投影装置中的反射状态的说明图。
40.图21是本发明的实施例14的光扫描型影像投影装置的主要部分的概念性结构图。
41.图22是本发明的实施例15的光扫描型影像投影装置的主要部分的概念性结构图。
42.图23是本发明的实施例16的光扫描型影像投影装置的主要部分的概念性结构图。
43.图24是本发明的实施例17的光扫描型影像投影装置的主要部分的概念性结构图。
44.图25是本发明的实施例18的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
45.图26是本发明的实施例19的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
46.图27是本发明的实施例20的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
47.图28是本发明的实施例21的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
48.图29是本发明的实施例22的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
49.图30是本发明的实施例23的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
50.图31是本发明的实施例24的光扫描型影像投影装置的概念性结构图。
51.图32是本发明人提出的电磁驱动型的二维光扫描型影像投影装置的概略立体图。
具体实施方式
52.这里，参照图1以及图2，对本发明的实施方式的二维光扫描型影像投影装置进行说明。图1是本发明的实施方式的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，图2是本发明的实施方式的二维光扫描型影像投影装置的主要部分立体图。该二维光扫描型影像投影装置具有：光源模块装置基板11，其成为设置有具有多个光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的第1基板；二维光扫描镜装置基板21，其成为设置有具有可动镜22的二维光扫描镜装置20的第2基板；以及光学部件25，其将从光波导型合波器12射出的光束以成为与射出方向不同的方向的方式引导至可动镜22。这里，对光波导型合波器12和多个光波导图案14的入射端分别配置光源元件15而成为光源模块装置10。在本发明的实施方式中，以成为相互平行的位置关系的方式配置光源模块装置基板11和二维光扫描镜装置基板21。
53.二维光扫描镜装置20在非可动外框部件24的内侧经由铰链安装可动外框部件23，在该可动外框部件23的内侧经由铰链安装可动镜22。此时，优选可动镜22的主面在非动作时与二维光扫描镜装置基板21的主面平行，由此，能够减小二维光扫描型影像投影装置的高度。另外，作为二维光扫描镜装置20的驱动原理，在此设为使用压电效应的压电驱动型，但也可以是静电驱动型或电磁驱动型的驱动装置。
54.该二维光扫描型影像投影装置通常具有安装光源模块装置基板11以及二维光扫描镜装置基板21的共用的安装基板30。该安装基板30的安装面整体是平坦的，作为光学部件25，也可以在安装基板30上使用第1反射镜(252)和将由第1反射镜(252)反射的输出合波光束40引导至可动镜22的第2反射镜(253)。在该情况下，第2反射镜(253)也可以配置在与安装基板30的安装面对置的位置(盖部件的顶面)。
55.也可以将第1反射镜(252)和第2反射镜(253)中的一方作为聚光性的反射镜。在将第1反射镜(252)设为非聚光性的反射镜的情况下，也可以在光波导型合波器12与第1反射镜(252)之间设置聚光透镜(251)。或者，作为光学部件25，也可以使用相对于输出合波光束40具有多个反射面的棱镜状部件(256)。
56.作为安装基板30，也可以使用在光源模块装置基板11的安装面与二维光扫描镜装置基板21的安装面之间具有台阶的台阶型基板，在该情况下，将二维光扫描镜装置基板21的安装面设为下段侧即可。在该情况下，作为光学部件25，可以使用聚光透镜251和非聚光性的反射镜(257)，或者也可以使用聚光性的反射镜(258)。
57.二维光扫描镜装置20也可以配置在与安装基板30的安装面对置的位置(盖部件的顶面)。在该情况下，作为光学单元25，可以使用聚光透镜251和非聚光性反射镜252，或者也可以使用聚光性反射镜255。另外，也可以在安装基板30设置对来自可动镜22的反射光进行反射的反射镜26，在不设置反射镜26的情况下，只要在安装基板30设置使来自可动镜22的反射光透过的窗部(35)即可。
58.在二维光扫描型影像投影装置中，设置覆盖光源模块装置10以及二维光扫描镜装置20的盖部件31。该盖部件31也可以分割为覆盖光源模块装置10的第1盖部件(311)和覆盖二维光扫描镜装置20的第2盖部件(312)。
59.作为该情况下的光源元件15，典型的是蓝色半导体激光器151、绿色半导体激光器152以及红色半导体激光器153，但也可以是经由发光二极管(led)、光纤或者前球光纤的光源，在使用前球光纤、光纤的情况下，作为其光源，也可以使用液体激光器、固体激光器。
60.此外，作为光源模块装置基板11以及二维光扫描镜装置基板21，使用si基板、玻璃基板、蓝宝石基板、塑料基板等即可。此外，在形成光波导图案141～143的情况下，可以在光源模块装置基板11上设置成为下部覆盖层的光波导形成层13，可以在其上设置用作芯层的材料，并且可以对芯层进行蚀刻，并且可以在其上设置上部芯层。作为光波导形成层13、芯层和上部覆盖层的材料，可以使用sio2玻璃系的材料，但也可以使用除此以外的材料，例如丙烯酸树脂等透明塑料或其他透明材料。在使用rgb以外的波长的光源元件作为光源元件15的情况下，也可以使用si、gan系等半导体材料作为覆盖层和芯层。光合波部分的构造是任意的，但在此示出了在上述专利文献1中提出的光合波部。
61.根据上述结构，能够减小二维光扫描型影像投影装置的高度，由此，在将影像投影装置收纳于眼镜型显示器的眼镜架的“眼镜腿(镜腿)”的部分等时，能够使“眼镜腿”的厚度变薄，能够以外观上不显眼的方式收纳二维光扫描型影像投影装置。
62.另外，在将二维光扫描型影像投影装置封装化时，在将针对作为结构部件的光源模块装置10和二维光扫描镜装置20的布线与焊盘连接的情况下，需要使用线接合。在本发明的实施方式中，将设置有光波导型合波器12的光源模块装置基板11和设置有具有可动镜22的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21平行地配置，因此在使用布线接合装置时，无需分别进行线接合，能够同时进行接合，其结果，能够使布线形成变得容易，削减制作成本。
63.实施例1
64.这里，参照图3至图5说明本发明的实施例1的二维光扫描型影像投影装置。图3是本发明的实施例1的二维光扫描型影像投影装置的概念结构图，图4是本发明的实施例1的二维光扫描型影像投影装置的主要部分立体图，图5是本发明的实施例1的二维光扫描型影像投影装置中的光扫描状况的说明图。如图3所示，本发明的实施例1的二维光扫描型影像投影装置将设置了具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11、和设置了具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21安装在共用的安装基板30上。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
65.这里，将光源模块装置10的芯片尺寸设为6mm(进深(length))
×
4mm宽度((width))
×
1mm(高度(height))。具体而言，首先，使用火焰水解法在由厚度为1mm的si基板构成的光源模块装置基板11上形成成为光波导形成层13的厚度为15μm的sio2膜。接着，在sio2膜上同样用火焰水解法形成厚度2μm的sio2‑
geo2层(以折射率差δn＝0.5％、δn＝(n1‑
n2)/n1定义。n1：芯的折射率、n2：包层的折射率)。在其上，用使用了接触掩模的光曝光法形成波导宽度为2μm的光波导图案141～143作为光合波器。
66.接着，在光波导图案141～143上，作为覆盖整体的覆盖层，将厚度为20μm的sio2膜
(省略图示)作为上部覆盖层，同样通过火焰水解法进行成膜。另外，蓝色用的光波导图案141和红色用的光波导图案143需要将光入射部弯曲成直角，因此，通过在弯曲的部分使用利用了ga的会聚离子束法的蚀刻，形成深度30μm的深挖沟槽，使波导的光在沟槽侧壁全反射。接着，仅保留光合波器的区域，通过蚀刻将其他部分的sio2膜全部去除，使光源模块装置基板11成为露出的状态而成为光波导型合波器12。
67.在该光波导型合波器12的光波导图案141～143的端部配置蓝色半导体激光器151、绿色半导体激光器152和红色半导体激光器153作为光源模块装置10。此时，以蓝色半导体激光器151、绿色半导体激光器152以及红色半导体激光器153的激光射出端与光波导图案141～143的位置匹配的方式，将由si基板构成的光源模块装置基板12蚀刻至规定的深度。
68.另一方面，对si晶片进行mems加工，形成7mm(进深(length))
×
5mm宽度((width))
×
0.7mm(高度(height))的二维光扫描镜装置20。该二维光扫描镜装置20由可动镜22、可动外框部件23以及非可动外框部件24构成。可动镜22的尺寸为在其表面形成al膜。该可动镜22的反射率相对于红色、绿色以及蓝色全部为90％以上。
69.在非可动外框部件24的表面形成pzt等压电材料膜，形成压电驱动用的焊盘(381～384)。对该压电驱动用的焊盘(381～384)施加高速(水平)轴驱动频率为35khz、低速(垂直)轴驱动频率为60hz、最大驱动电压为
±
15v的驱动电压，由此使可动镜22在水平方向和垂直方向上同时旋转。此时的高速(水平)轴摆角(镜摆角)例如为
±
15deg，低速(垂直)轴摆角(镜摆角)例如为
±
15deg。
70.在该本发明的实施例1中，设置有：聚光透镜251，其对从光波导型合波器12射出的射出合波光束40进行会聚；非聚光性反射镜252，其用于使射出合波光束40至少向上方弯曲1次；以及非聚光性反射镜253，其将由非聚光性反射镜252弯曲的射出合波光束40朝向可动镜22反射。
71.这里，作为聚光透镜251，例如使用凸透镜和凹透镜的组合透镜，其厚度例如为0.7mm，焦距为1.35mm。作为非聚光性反射镜252，使用在石英玻璃的表面设置有al膜的反射镜，非聚光性反射镜252的反射面相对于安装基板30的安装面的角度例如为8deg，反射面的尺寸为5mm(纵)
×
3mm(横)。另外，作为非聚光性反射镜253，使用在石英玻璃的表面设置有al膜的反射镜，非聚光性反射镜253的反射面相对于安装基板30的安装面的角度例如设为24deg，反射面的尺寸设为1.2mm(纵)
×
1.2mm(横)。
72.在二维光扫描型影像投影装置中，以覆盖光源模块装置10以及二维光扫描镜装置20的方式设置具有窗32的盖部件31。该盖部件31一般由厚度为0.5mm的al等遮光性的金属部件构成，但也可以由绝缘部件构成。被非聚光性反射镜253反射的射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并经由窗32射出，在屏幕或视网膜上投影影像。
73.如图4所示，光源模块装置10和二维光扫描镜装置20被冲模接合在共用的安装基板30上，同时，在安装基板30的一个端部侧设置有焊盘161～163和基板上布线171～174。蓝色半导体激光器151、绿色半导体激光器152和红色半导体激光器153通过接合线181～183连接到焊盘161～163以便通电。另一方面，在安装基板30的另一端部侧设置有焊盘361～364和基板上布线371～374。设于非可动外框部件24的表面的焊盘381～384通过接合线391～394与焊盘361～363连接而可通电。
74.此时，对于线接合，由于光源模块装置10以及二维光扫描镜装置20已经平行地设
置在共用的安装基板30上，因此能够不改变接合的方向等而在大致相同的接合条件下进行线接合，其结果，能够使布线形成变得容易，削减制作成本。
75.如图5所示，从光波导型合波器12射出的射出合波光束40在聚光透镜251会聚后，在非聚光性反射镜252向上方弯曲，通过非聚光性反射镜253向可动镜22反射。被反射的射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从窗32射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
76.在图5中，反射光束41表示可动镜的角度为0deg的情况，反射光束42表示可动镜22的角度倾斜12deg的情况，反射光束43表示可动镜22的角度向相反方向倾斜12deg的情况。
77.如上所述，在本发明的实施例1中，由于将光源模块装置10的第1基板12和二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21平行地配置在共用的安装基板30上，因此线接合变得容易。另外，能够实现设置盖部件31而封装化时的安装基板30的表面与盖部件31的顶面之间的内部空间的厚度为约3mm的极薄且高度低的封装化。
78.实施例2
79.这里，参照图6以及图7对本发明的实施例2的二维光扫描型影像投影装置进行说明。图6是本发明的实施例2的二维光扫描型影像投影装置的概念结构图，图7是本发明的实施例2的二维光扫描型影像投影装置中的光扫描状况的说明图。如图6所示，在本发明的实施例2的二维光扫描型影像投影装置中，将实施例1的二维光扫描型影像投影装置中的设置有具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11、和设置有具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描反射镜装置20的二维光扫描反射镜装置基板21安装在共用的安装基板30上。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
80.如图7所示，在本发明的实施例2中，将实施例1中的非聚光性反射镜253分割为非聚光性反射镜253‑1、253‑2。从光波导型合波器12射出的射出合波光束40在聚光透镜251会聚后，在非聚光性反射镜252向上方弯曲，通过非聚光性反射镜253‑1、253‑2向可动镜22反射。被反射的射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从窗32射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
81.在图7中，反射光束41表示可动镜的角度为0deg的情况，反射光束42表示可动镜22的角度倾斜12deg的情况，反射光束43表示可动镜22的角度向相反方向倾斜12deg的情况。
82.如上所述，在本发明的实施例2中，由于将设置于盖部件31的顶面的非聚光性反射镜分割为非聚光性反射镜253‑1、253‑2，因此能够实现安装基板30的表面与盖部件31的顶面面之间的内部空间的厚度为约2mm的更薄且高度低的封装化。
83.实施例3
84.接着，参照图8说明本发明的实施例3的二维光扫描型影像投影装置，但将实施例1中的非聚光性反射镜253置换为聚光性反射镜，不需要聚光透镜(251)。另外，图8是本发明的实施例3的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，在此也示意性地图示了各反射镜的形状以及配置，但实际的形状以上述的实施例1为基准。
85.如图8所示，本发明的实施例3的二维光扫描型影像投影装置将设置了具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11、和设置了具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21安装在共用的安装基板30上。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
86.在本发明的实施例3中，为了使从光波导型合波器12射出的射出合波光束40向上方弯曲而设置非聚光性反射镜252，并设置使由非聚光性反射镜252弯曲的射出合波光束40以朝向可动镜22会聚的状态反射的聚光性反射镜254。被反射的射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从窗32射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
87.在本发明的实施例3中，由于使用聚光性反射镜254，因此不需要聚光透镜(251)，能够缩短二维光扫描型影像投影装置的进深。其他的作用效果与上述的实施例1相同。
88.实施例4
89.接着，参照图9说明本发明的实施例4的二维光扫描型影像投影装置，但将实施例1中的非聚光性反射镜252置换为聚光性反射镜，不需要聚光透镜(251)。另外，图9是本发明的实施例4的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，在此也示意性地图示了各反射镜的形状以及配置，但实际的形状以上述的实施例1为基准。
90.如图9所示，本发明的实施例4的二维光扫描型影像投影装置将设置了具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11、和设置了具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21安装在共用的安装基板30上。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
91.在本发明的实施例4中，为了使从光波导型合波器12射出的射出合波光束40向上方弯曲而设置聚光性反射镜255，在由聚光性反射镜255聚光的状态下使射出合波光束40向非聚光性反射镜253弯曲，并由非聚光性反射镜253向可动镜22反射。被反射的射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从窗32射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
92.在本发明的实施例4中，由于使用聚光性反射镜255，因此不需要聚光透镜(251)，能够缩短二维光扫描型影像投影装置的进深。其他的作用效果与上述的实施例1相同。
93.实施例5
94.接着，参照图10以及图11对本发明的实施例5的二维光扫描型影像投影装置进行说明，但代替实施例1中的非聚光性反射镜252、253等变更光路的2片光学部件，而使用具有2处反射面的棱镜。图10是本发明的实施例5的二维光扫描型影像投影装置的主要部分立体图，图11是本发明的实施例5的二维光扫描型影像投影装置中的光扫描状况的说明图。
95.如图10所示，本发明的实施例5的二维光扫描型影像投影装置将设置了具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11、和设置了具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21安装在共用的安装基板30上。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
96.在本发明的实施例5中，为了使从光波导型合波器12射出的射出合波光束40向上方弯曲，经由聚光透镜251设置具有2处反射面的棱镜256。
97.如图11所示，从光波导型合波器12射出的射出合波光束40在聚光透镜251会聚后，通过棱镜256向上方弯曲，并且向可动镜22反射。被反射的射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从窗32射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
98.在图11中，反射光束41表示可动镜的角度为0deg的情况，反射光束42表示可动镜22的角度倾斜12deg的情况，反射光束43表示可动镜22的角度向相反方向倾斜12deg的情况。此外，示出了棱镜256固定于盖部件31的情况，但当然也可以固定于安装基板30。
99.实施例6
100.接着，参照图12对本发明的实施例6的二维光扫描型影像投影装置进行说明，但作为实施例1中的安装基板，使用了具有台阶的基板，但也可以是不具有台阶的结构。如图12所示，本发明的实施例6的二维光扫描型影像投影装置将设置有具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11安装在安装基板30的上段安装部301上，在安装基板30的下段安装部302上安装具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
101.在本发明的实施例6中，将从光波导型合波器12射出的射出合波光束40在由聚光透镜251聚光的状态下入射到非聚光性反射镜257，将由非聚光性反射镜257反射的射出合波光束40入射到可动镜22。入射的射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从窗33射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
102.在本发明的实施例6中，由于使用设置有台阶的安装基板30，因此不需要非聚光性反射镜252、523、聚光性反射镜254、255等，不需要考虑它们的结构，因此二维光扫描型影像投影装置的组装变得容易。
103.实施例7
104.接着，参照图13说明本发明的实施例7的二维光扫描型影像投影装置，将实施例6中的盖部件分割为2个。如图13所示，本发明的实施例7的二维光扫描型影像投影装置将设置有具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11安装在安装基板30的上段安装部301上，在安装基板30的下段安装部302上安装具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
105.在该本发明的实施例7中，配置了设置有覆盖光源模块装置10以及聚光透镜251的窗341的光源模块装置部盖部件311，配置了设置有覆盖二维光扫描镜装置20以及非聚光性反射镜257的窗342的二维光扫描镜装置部盖部件312。
106.在本发明的实施例7中，由于使用设置有台阶的安装基板30，因此通过将盖部件31分割为光源模块装置部盖部件311和二维光扫描镜装置部盖部件312，盖部件31的制造变得容易。其他的作用效果与实施例6相同。
107.实施例8
108.接着，参照图14说明本发明的实施例8的二维光扫描型影像投影装置，但将实施例6中的非聚光性反射镜置换为聚光性反射镜，不需要聚光透镜251。如图14所示，本发明的实施例8的二维光扫描型影像投影装置将设置了具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11安装在安装基板30的上段安装部301上，在安装基板30的下段安装部302上安装了具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
109.在本发明的实施例8中，将从光波导型合波器12射出的射出合波光束40入射到聚光性反射镜258，将由非聚光性反射镜258聚光的状态的反射后的射出合波光束40入射到可动镜22。入射的射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从窗33射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
110.在本发明的实施例8中，由于使用非聚光性反射镜258，因此不需要聚光性透镜，能够缩短二维光扫描型影像投影装置的进深。其他的作用效果与实施例5相同。
111.实施例9
112.接着，参照图15对本发明的实施例9的二维光扫描型影像投影装置进行说明，但使实施例1中的二维光扫描镜装置20与非聚光性反射镜253的配置关系相反。图15是本发明的实施例9的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，在此也示意性地图示了各反射镜的形状以及配置，但实际的形状以上述的实施例1为基准。
113.如图15所示，本发明的实施例9的二维光扫描型影像投影装置将设置有具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11安装在安装基板30上。另一方面，设置有具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21安装于盖部件31的顶面部。在该情况下，光源模块装置基板11与二维光扫描镜装置基板21也成为相互平行的配置关系。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
114.在本发明的实施例9中，为了使从光波导型合波器12射出并由聚光透镜251会聚的射出合波光束40向上方弯曲而设置非聚光性反射镜252，将由非聚光性反射镜252弯曲的射出合波光束40向可动镜22照射。射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描，由设置于安装基板30的反射镜26反射后从窗32射出，在屏幕或视网膜上投影影像。
115.在本发明的实施例9中，二维光扫描镜装置基板21不与光波导型合波器12重叠，能够使其位置靠近光波导型合波器12侧，能够减小二维光扫描型影像投影装置整体的长度(“进深”)。其他的作用效果与上述的实施例1相同。
116.实施例10
117.接着，参照图16对本发明的实施例10的二维光扫描型影像投影装置进行说明，但不设置实施例9中的反射镜26，而在安装基板30上设置窗35。图16是本发明的实施例10的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，在此也示意性地图示了各反射镜的形状以及配置，但实际的形状以上述的实施例1为基准。
118.如图16所示，本发明的实施例10的二维光扫描型影像投影装置将设置有具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11安装在安装基板30上。另一方面，设置有具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21安装于盖部件31的顶面部。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
119.在本发明的实施例10中，为了使从光波导型合波器12射出并由聚光透镜251会聚的射出合波光束40向上方弯曲而设置非聚光性反射镜252，将由非聚光性反射镜252弯曲的射出合波光束40向可动镜22照射。射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从设置于安装基板30的窗35射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
120.在本发明的实施例10中，在安装基板30上，在实施例8中设置反射镜26的位置设置窗35，因此能够进一步缩短二维光扫描型影像投影装置的进深。其他的作用效果与上述的实施例1相同。
121.实施例11
122.接着，参照图17说明本发明的实施例11的二维光扫描型影像投影装置，但将实施例9中的非聚光性反射镜252置换为聚光性反射镜254而不需要聚光透镜251。这里，也示意性地图示了各反射镜的形状以及配置，但实际的形状以上述的实施例1为基准。
123.如图17所示，本发明的实施例11的二维光扫描型影像投影装置将设置有具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11安装在安装基板30上。另一方面，设置有具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21安装于盖部件31的顶面部。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
124.在本发明的实施例11中，为了使从光波导型合波器12射出的射出合波光束40向上方弯曲而设置聚光性反射镜254，通过聚光性反射镜254将射出合波光束40向可动镜22照射。射出合波光束40由可动镜22进行二维扫描，由设置在安装基板30上的反射镜26反射后从窗32射出，在屏幕或视网膜上投影影像。
125.在本发明的实施例11中，将实施例9中的非聚光性反射镜252置换为聚光性反射镜254而不需要聚光透镜251，因此能够缩短二维光扫描型影像投影装置的进深。其他的作用效果与上述的实施例1以及实施例9相同。
126.实施例12
127.接着，参照图18对本发明的实施例12的二维光扫描型影像投影装置进行说明，但不设置实施例11中的反射镜26，而在安装基板30上设置窗35。图18是本发明的实施例11的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，在此也示意性地图示了各反射镜的形状以及配置，但实际的形状以上述的实施例1为基准。
128.如图18所示，本发明的实施例12的二维光扫描型影像投影装置将设置有具有3条光波导图案14和光合波部的光波导型合波器12的光源模块装置基板11安装在安装基板30上。另一方面，设置有具有可动镜22的压电驱动型的二维光扫描镜装置20的二维光扫描镜装置基板21安装于盖部件31的顶面部。另外，作为光波导型合波器12，使用专利文献3所示的类型的光波导型合波器。
129.在本发明的实施例12中，为了使从光波导型合波器12射出的射出合波光束40向上方弯曲而设置聚光性反射镜254，将由聚光性反射镜254弯曲的射出合波光束40向可动镜22照射。射出合波光束40通过可动镜22进行二维扫描并从设置于安装基板30的窗35射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
130.在本发明的实施例12中，在安装基板30上，在实施例10中设置反射镜26的位置设置窗35，因此能够进一步缩短二维光扫描型影像投影装置的进深。其他的作用效果与上述的实施例1以及实施例9相同。
131.实施例13
132.接着，参照图19以及图20对本发明的实施例13的二维光扫描型影像投影装置进行说明，但去除了实施例5中的聚光透镜。图19是本发明的实施例13的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，图20是本发明的实施例13的二维光扫描型影像投影装置中的反射状态的说明图。如图20所示，从入射面259‑1入射到在上方设置有聚光性反射面259‑3的棱镜259的光束在非聚光性反射面259‑2上弯曲。弯曲的光束被聚光性反射面259‑3反射而从射出面259‑4朝向可动镜22射出。射出的射出合波光束通过可动镜22进行二维扫描并从窗32射出，将影像投影到屏幕或视网膜上。
133.与图11同样地，反射光束41表示可动镜的角度为0deg的情况，反射光束42表示可动镜22的角度倾斜12deg的情况，反射光束43表示可动镜22的角度向相反方向倾斜12deg的
情况。此外，示出了棱镜259固定于盖部件31的情况，但当然也可以固定于安装基板30。
134.这里，入射面259‑1是用于使射出光入射到棱镜259的平面，或者是相对于构成光束的各入射光线在该光线的光入射位置成为垂直的面的凹面状曲面。如果是相对于该各入射光线在光入射位置成为垂直的面的凹面状曲面，则不存在由入射光的波长的差异引起的折射角的差异，具有不存在聚光特性的波长依赖性的优点。
135.非聚光性反射面259‑2是用来将放射光向上表面弯曲的平面反射面。优选以使构成光束的入射光线全部全反射的方式构成反射面的角度，但未必是全反射，也可以通过在棱镜259的表面形成反射金属膜等来使入射光反射。
136.聚光性反射面259‑3是用于使光扩散并对从光波导型合波器12射出的射出光进行聚光的反射聚光曲面，优选的曲面是椭圆曲面，但只要是以多项式近似的曲面等光被聚光即可。另外，该反射聚光曲面也优选以全反射的方式构成反射面的角度，但未必是全反射，也可以通过在棱镜259的表面形成反射金属膜等来使入射光反射。
137.射出面259‑4是光束从棱镜射出的平面，或者是相对于各射出光线在该光线的光射出位置成为垂直的面的凹面状或凸面状曲面。棱镜259的其他面可以是任意的面，但通常使用平面。棱镜259的材质使用sio2系玻璃，但只要是透明的树脂等使光透过的材料即可。在该实施例13中，将聚光性反射面设为一个，但也可以将聚光性反射面设为2个以上，当然也可以包含非聚光性反射面而进一步增加反射面。
138.实施例14
139.接着，参照图21说明本发明的实施例14的二维光扫描型影像投影装置。在此仅图示了主要部分，但除了棱镜25
10
的结构以外与实施例13相同。图21是本发明的实施例14的二维光扫描型影像投影装置的主要部分说明图，从入射面25
10
‑1入射到棱镜25
10
的光束在非聚光性反射面25
10
‑2上弯曲。弯曲的光束在聚光性反射面25
10
‑3反射后，在非聚光反射面25
10
‑4反射，从射出面25
10
‑5向可动镜22射出。射出的射出合波光束通过可动镜22进行二维扫描，将影像投影到屏幕或视网膜上。
140.在本发明的实施例14中，构成为使非聚光性反射面增加1处而在3处反射，因此能够减小影像装置整体的尺寸。棱镜25
10
的各面的结构、材质与上述的实施例13相同。棱镜25
10
可以使用适当的固定用部件固定于安装基板，也可以固定于盖部件。在该实施例14中，也可以将聚光性反射面设为2个以上，当然也可以包含非聚光性反射面而进一步增加反射面。
141.实施例15
142.接着，参照图22说明本发明的实施例15的二维光扫描型影像投影装置，但除了棱镜25
11
的结构以外与实施例14相同。图22是本发明的实施例15的二维光扫描型影像投影装置的主要部分说明图，用分割面25
11
‑6将棱镜25
11
分割为2部分，形状等与实施例14的棱镜25
10
相同。
143.在本发明的实施例15中，由于分割棱镜25
11
，因此具有棱镜25
11
的制作变得容易的优点。棱镜25
11
可以使用适当的固定用部件固定于安装基板，也可以固定于盖部件。在该实施例15中，也可以将聚光性反射面设为2个以上，当然也可以包含非聚光性反射面而进一步增加反射面。
144.实施例16
145.接着，参照图23说明本发明的实施例16的二维光扫描型影像投影装置，但除了棱镜25
12
的结构以外与实施例14相同。图23是本发明的实施例16的二维光扫描型影像投影装置的主要部分说明图，在棱镜25
12
的下侧设置聚光性反射面25
12
‑2，由非聚光性反射面25
12
‑3、25
12
‑4构成其他面。
146.在本发明的实施例16中，也可以与实施例15同样地将棱镜25
12
分割而形成。棱镜25
12
可以使用适当的固定用部件固定于安装基板，也可以固定于盖部件。在该实施例16中，也可以将聚光性反射面设为2个以上，当然也可以包含非聚光性反射面而进一步增加反射面。
147.实施例17
148.接着，参照图24说明本发明的实施例17的二维光扫描型影像投影装置，但除了棱镜25
13
的结构以外与实施例14相同。图24是本发明的实施例17的二维光扫描型影像投影装置的主要部分说明图，在棱镜25
13
上设置聚光性反射面25
13
‑3，由非聚光性反射面25
13
‑2、25
13
‑4构成其他面。
149.在本发明的实施例17中，与上述的实施例15相比，使入射到聚光性反射面25
13
‑3的光束接近垂直入射，因此具有即使聚光性反射面25
13
‑3的位置偏移，光束的位置偏移也变少的优点。进而，相对于棱镜设置时的位置偏移，光束的位置偏移以及光束形状的变化也变少。该情况下的聚光性反射面25
13
‑3的优选的曲面还是椭圆曲面，但只要聚光为以多项式近似的曲面等即可。
150.棱镜25
13
可以使用适当的固定用部件固定于安装基板，也可以固定于盖部件。在该实施例17中，也可以将聚光性反射面设为2个以上，当然也可以包含非聚光性反射面而进一步增加反射面。另外，在本发明的实施例17中，也可以与实施例15同样地分割形成棱镜25
13
。
151.实施例18
152.接着，参照图25对本发明的实施例18的二维光扫描型影像投影装置进行说明，但除了使用棱镜25
14
将由可动镜22反射后的光束相对于安装基板沿水平方向射出的结构以外，与实施例6相同。图25是本发明的实施例18的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，代替非聚光性反射镜257而使用了将2个表面设为非聚光性反射镜面的三角形的棱镜25
14
。另外，也可以代替三角形的棱镜25
14
而将2片平板型非聚光性反射镜配置于反射面。
153.二维扫描后的光束从窗32射出，如图所示，可动镜22不振动的状态、即可动镜22的角度为0deg的情况下的光束与上段安装部301以及下段安装部302并行。这里的平行输出波束即使在不是严格的平行的情况下，也能够应用使用三角形的棱镜25
14
的本结构。平行度如果是
±
10deg，则能够最高效地得到反射光束，但只要是大致
±
45deg以内即可。另外，如果将三角形的棱镜25
14
的1个至2个反射面作为聚光面，则不需要聚光透镜251。
154.在图25中，省略了棱镜25
14
的支承固定夹具的图示。这里，以在基板上存在台阶的情况进行了说明，但如果光束不被可动镜遮挡，则不一定需要台阶。另外，盖部件31集中为一个，但如实施例7的图13所示，也可以分割为2个。
155.向与可动镜22的反射后的基板平行的方向射出的光束的扫掠方向，与纸面平行的方向可以是高速扫掠方向，也可以是低速扫掠方向。另外，这里，以二维扫描镜进行了说明，但一维扫描镜也相同。
156.实施例19
157.接着，参照图26说明本发明的实施例19的二维光扫描型影像投影装置，但除了棱镜25
15
的形状不同以外，与实施例18相同。图26是本发明的实施例19的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，将2个表面设为反射镜面的三角形的棱镜25
15
的光入射侧的大小与射出侧的大小不同，成为能够以更大的角度扫掠可动镜22的构造。
158.在图26中，省略了棱镜25
15
的支承固定夹具的图示。这里，以在基板上存在台阶的情况进行了说明，但如果光束不被可动镜22遮挡，则不一定需要台阶。另外，盖部件31集中为一个，但如实施例7的图13所示，也可以分割为2个。
159.实施例20
160.接着，参照图27说明本发明的实施例20的二维光扫描型影像投影装置，但除了棱镜25
16
的形状不同以外，与实施例18相同。图27是本发明的实施例20的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，作为将2个表面设为反射镜面的三角形的棱镜25
16
而使用组合了2个表面反射型棱镜的反射体，输出合波光束40的高度与反射光束41的高度不同。
161.在图27中，省略了棱镜25
16
的支承固定夹具的图示。这里，以在基板上存在台阶的情况进行了说明，但如果光束不被可动镜22遮挡，则不一定需要台阶。另外，盖部件31集中为一个，但如实施例7的图13所示，也可以分割为2个。
162.实施例21
163.接着，参照图28说明本发明的实施例21的二维光扫描型影像投影装置，但除了另外设置非聚光性反射镜25
17
以外，与实施例6相同。图28是本发明的实施例21的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，另外设置非聚光性反射镜25
17
，使可动镜22不振动的状态、即可动镜22的角度为0deg的情况下的光束41与上段安装部301以及下段安装部302并行。
164.在图28中，省略了非聚光性反射镜25
17
的支承固定夹具的图示。这里，以在基板上存在台阶的情况进行了说明，但如果光束不被可动镜22遮挡，则不一定需要台阶。另外，盖部件31集中为一个，但如实施例7的图13所示，也可以分割为2个。
165.实施例22
166.接着，参照图29说明本发明的实施例22的二维光扫描型影像投影装置，但除了使用非聚光性多面内部反射棱镜25
18
以外，与实施例6相同。图29是本发明的实施例22的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，使用了具有与实施例21的2片非聚光性反射镜257、25
17
相同的反射作用的非聚光性多面内部反射棱镜25
18
。
167.在图29中，省略了非聚光性多面内部反射棱镜25
18
的支承固定夹具的图示。这里，以在基板上存在台阶的情况进行了说明，但如果光束不被可动镜22遮挡，则不一定需要台阶。另外，盖部件31集中为一个，但如实施例7的图13所示，也可以分割为2个。
168.实施例23
169.接着，参照图30说明本发明的实施例23的二维光扫描型影像投影装置，但除了使用半透明镜25
19
以外，与实施例6大致相同。图30是本发明的实施例23的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，使用半透明镜25
19
，将可动镜22不振动的状态、即可动镜22的角度为0deg的情况下的光束41在相对于上段安装部301以及下段安装部302垂直的方向上取出。
170.在该情况下，来自光波导型合波器12的输出合波光束40通过半透明镜25
19
向下方反射，接着，通过可动镜22向上方反射，在通过半透明镜25
19
后，作为反射光束41向与下层安
装部302垂直的方向射出。另外，在该情况下，由于所使用的镜为半透明镜25
19
，因此一部分光束不作为反射光束41在垂直方向上行进，而成为无法利用的光束作为返回到光波导型合波器12的光束或相对于上段安装部301以及下段安装部302在平行方向上行进的光束，反射光束41的强度减少，但如果不是要求特别强的光的应用则没有问题。另外，这里的垂直输出光束即使在不是严格的垂直的情况下，也能够应用使用半透明镜25
19
的本结构。垂直度如果是
±
10deg，则能够最高效地得到反射光束41，但只要是大致
±
45deg以内即可。
171.在图30中，省略了半透明镜25
19
的支承固定夹具的图示。这里，以在基板上存在台阶的情况进行了说明，但如果光束不被可动镜22遮挡，则不一定需要台阶。另外，盖部件31集中为一个，但如实施例7的图13所示，也可以分割为2个。
172.实施例24
173.接着，参照图31说明本发明的实施例24的二维光扫描型影像投影装置，但除了代替半透明镜25
19
而使用棱镜型分束器25
20
以外，与实施例23大致相同。图31是本发明的实施例24的二维光扫描型影像投影装置的概念性结构图，使用棱镜型分束器25
20
，将可动镜22不振动的状态、即可动镜22的角度为0deg的情况下的光束41沿相对于上层安装部301以及下层安装部302垂直的方向取出。
174.在该情况下，一部分光束也不作为反射光束41在垂直方向上行进，而是作为返回到光波导型合波器12的光束或相对于上层安装部301以及下层安装部302在平行方向上行进的光束而成为无法利用的光束，反射光束41的强度减少，但如果不是要求特别强的光的应用，则没有问题。另外，这里的垂直输出光束即使在不是严格的垂直的情况下，也能够应用使用棱镜型分束器25
20
的本结构。垂直度如果是
±
10deg，则能够最高效地得到反射光束41，但只要是大致
±
45deg以内即可。
175.在图31中，省略了棱镜型分束器25
20
的支承固定夹具的图示。这里，以在基板上存在台阶的情况进行了说明，但如果光束不被可动镜22遮挡，则不一定需要台阶。另外，盖部件31集中为一个，但如实施例7的图13所示，也可以分割为2个。另外，在此也以二维扫描镜进行了说明，但一维扫描镜也相同，上述实施例1至实施例23的情况也适用于一维扫描镜。另外，在可动镜22中的反射后射出的光束的扫掠方向，与纸面平行的方向可以是高速扫掠方向，也可以是低速扫掠方向，在上述的实施例1至实施例23的情况下也是同样的。
176.标号说明
177.10：光源模块装置；11：光源模块装置基板；12：光波导型合波器；13：光波导形成层；14、141、142、143：光波导图案；15：光源元件；151：蓝色半导体激光器；152：绿色半导体激光器；153：红色半导体激光器；161、162、163：焊盘；171～174：基板上布线；181、182、183：接合线；20：二维光扫描镜装置；21：二维光扫描镜装置基板；22：可动镜；23：非旋转外框；24：旋转外框；25：光学部件；251：聚光透镜；252：非聚光性反射镜；253：非聚光性反射镜；253‑1、253‑2：非聚光性反射镜；254：聚光性反射镜；255：聚光性反射镜；256：棱镜；257：非聚光性反射镜；258：聚光性反射镜；259：棱镜；259‑1：入射面；259‑2：非聚光性反射面；259‑3：聚光性反射面；259‑4：射出面；25
10
：棱镜；25
10
‑1：入射面；25
10
‑2：非聚光性反射面；25
10
‑3：聚光性反射面；25
10
‑4：非聚光性反射面；25
10
‑5：射出面；25
11
：棱镜；25
11
‑1：入射面；25
11
‑2：非聚光性反射面；25
11
‑3：聚光性反射面；25
11
‑4：非聚光性反射面；25
11
‑5：射出面；25
11
‑6：分割面；25
12
：棱镜；25
12
‑1：入射面；25
12
‑2：聚光性反射面；25
12
‑3：非聚光性反射面；25
12
‑4：非聚光性反射面；
25
12
‑5：射出面；25
13
：棱镜；25
13
‑1：入射面；25
13
‑2：非聚光性反射面；25
13
‑3：聚光性反射面；25
13
‑4：非聚光性反射面；25
15
‑5：射出面；25
14
：棱镜；25
15
：棱镜；25
16
：棱镜；25
17
：非聚光性反射镜；25
18
：非聚光性多面内部反射棱镜；25
19
：半透明镜；25
20
：棱镜型分束器；26：反射镜；30：安装基板；301：上段安装部；302：下段安装部；31：盖部件；311：光源模块装置部盖部件；312：二维光扫描镜装置部盖部件；32、32、33、341、342、35：窗；361～364：焊盘；371～374：基板上布线；381～384：焊盘；391～394：接合线；40：输出合波光束；41～43：反射光束；120、121：安装基板；130：二维光扫描镜装置；131：扫描镜；132：螺线管线圈；140：三原色光源模块装置；143：光波导型合波器；147：红色半导体激光器芯片；148：绿色半导体激光器芯片；149：蓝色半导体激光器芯片。