光調制器以及圖像顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光調制器以及圖像顯示裝置。
【背景技術】
[0002]作為頭戴式顯示器(HMD)、平視顯示器(HUD)的影像顯示技術的一種，直接向眼睛的視網膜照射激光，使使用者視覺確認圖像的顯示裝置在近年來被關注。
[0003]這樣的顯示裝置一般具備:發(fā)光裝置，其射出光；以及掃描單元，其變更光路以使射出的光掃描使用者的視網膜。而且，根據這樣的顯示裝置，使用者例如能夠同時視覺確認外面的景色和由掃描單元描繪的圖像雙方。
[0004]在專利文獻1中公開了使多個不同波長的光依次入射，能夠按照每個波長對強度進行調制的馬赫曾德爾干涉儀。在涉及的干涉儀中，偏置電壓以按照每個波長出射光強度成為規(guī)定的允許范圍內的方式被可變控制。因此，即使在使多個不同波長的光依次入射至一個干涉儀的情況下，也能夠防止每個波長在調制特性上產生偏差。
[0005]另外，在專利文獻2中公開了影像發(fā)生器(平視顯示器)，該影像發(fā)生器具備:光源；光束耦合器；光束掃描儀，其能夠以使光束以二維圖案掃描的方式動作；以及感應基板，其構成為接收被掃描的光束，并從輸出位置向可視區(qū)域發(fā)射。另外，作為光源，公開了采用使用聲光調制器(Α0Μ)等外部調制的DPSS激光器(專利文獻1的第0026段)。而且，通過對分別從紅色激光光源、藍色激光光源以及綠色激光光源射出的激光的輸出進行調制，在視網膜上顯示任意的影像。
[0006]專利文獻1:日本特開2012-022233號公報
[0007]專利文獻2:日本特表2009-516862號公報
[0008]然而，在專利文獻1所記載的干涉儀中，公開了在用于向干涉儀入射光的光源中，使用具備按照每個波長選擇性地射出出射光的構造的光源。通過使用這樣的光源，能夠對每個波長在時間軸上進行排他性的強度調制。
[0009]在專利文獻1中，雖然公開了具備按照每個波長選擇性地射出出射光的構造的光源，但是作為這樣的光源的例子，能夠列舉具備相互波長不同的多個固定波長光源、和使這些光源的出射光以在時間軸上相互不重復的方式選擇性地透過的光開關的部件。在這樣的光源中，在多個固定波長光源與光開關的連接中要求高度的對準精度。因此，對于具備光源、光開關等波長選擇部、和馬赫曾德爾干涉儀等強度調制部的顯示器的制造而言，伴隨較多的困難。另外，在通過多個不同的光學部件形成裝置的情況下，存在在光學連接的各部分的損失累積而使整體效率大幅降低的可能性。并且，由于容易發(fā)生對準偏差，所以也認為容易產生光損失。因此，在將這樣的調制器用于顯示裝置時，有導致顯示圖像的光量不足的可能性，或者在為了彌補光量不足而提高了光源的輸出的情況下，有導致消耗電力的增大的可能性
[0010]在上述的顯示裝置中為了形成高品質的圖像，需要非常高速地進行波長的切換。然而，現(xiàn)狀由于在光源中切換出射光的波長的速度不足，所以波長的切換趕不上光的掃描速度，存在難以形成高品質的圖像這一問題。

【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種光利用效率高且能夠按照多個不同的波長每一個進行調制的光調制器、以及具備這樣的光調制器并能夠顯示高品質的圖像的圖像顯示裝置。
[0012]這樣的目的通過下述的本發(fā)明來實現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明的光調制器的特征在于，具備:光導波路徑，其由具有電光效應的材料構成；
[0014]波長選擇部，其被設置于上述光導波路徑，選擇在上述光導波路徑中導波的光的波長；以及
[0015]光調制部，其被設置于上述光導波路徑，對通過上述波長選擇部選擇出的波長的光的強度進行調制，
[0016]上述波長選擇部包括:
[0017]第一電場施加部，其能夠沿著上述光導波路徑的光導波方向形成折射率以第一周期周期性地變化的第一折射率分布；以及
[0018]第二電場施加部，其能夠沿著上述光導波路徑的光導波方向形成折射率以與上述第一周期不同的第二周期周期性地變化的第二折射率分布。
[0019]由此，由于波長選擇部由具備沿著光導波路徑的光導波方向被配置的電極等的電場施加部構成，光調制部也被設置于光導波路徑，所以無需在波長選擇部與光調制部之間設置光學連接位置。其結果，由于無需嚴密地考慮了光路長的對準，而且由于未設置連接位置所以難以產生光損失，所以光調制器的光利用效率提高。另外，由于具備第一電場施加部和第二電場施加部，從而能夠容易地選擇通過波長選擇部的光的波長，所以能夠得到能夠對波長不同的多個光進行調制的光調制器。
[0020]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選上述第一電場施加部具備以與上述第一周期對應的間隔被設置，并能夠對上述光導波路徑施加電壓的電極，
[0021]上述第二電場施加部具備以與上述第二周期對應的間隔被設置，并能夠對上述光導波路徑施加電壓的電極。
[0022]由此，通過使第一周期與第二周期不同，能夠簡單并準確地使被第一電場施加部反射的光的波長與被第二電場施加部反射的光的波長不同，并且能夠提高反射的光的波長的選擇性。
[0023]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選上述第一電場施加部的電極具備:
[0024]第一梳齒電極，其具備多個第一電極、和連接上述多個第一電極彼此的連接部；以及
[0025]第二梳齒電極，其具備多個第二電極、和連接上述多個第二電極彼此的連接部。
[0026]由此，能夠實現(xiàn)電極構造的簡單化、連接電極和外部電源的布線長度的縮短。
[0027]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選上述第一電場施加部的電極在俯視時具有長條狀的部分，并且上述長條狀的部分的長邊方向與上述光導波路徑的光導波方向交叉。
[0028]由此，能夠通過根據對第一電場施加部的電極給予的電位而在光導波路徑中產生的第一折射率分布，使特定的波長的光反射，來選擇透過的光的波長。
[0029]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選上述長邊方向與上述光導波方向不正交。
[0030]由此，由于能夠防止因根據對第一電場施加部的電極給予的電位而在光導波路徑中產生的第一折射率分布而反射的光返回光源，所以能夠防止光源的動作變得不穩(wěn)定、或反射的光成為所謂的雜散光而干擾信號光。
[0031]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選上述第一折射率分布被形成為使在上述光導波路徑中導波的光反射，
[0032]上述波長選擇部還包括吸收以上述第一折射率分布反射的光的光吸收部。
[0033]由此，由于能夠將以第一折射率分布反射的光封閉于光吸收部，所以能夠防止該光再次返回光導波路徑、或者從出射端出射而成為雜散光。
[0034]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選上述第一折射率分布被形成為使在上述光導波路徑中導波的光反射，
[0035]上述波長選擇部還包括檢測以上述第一折射率分布反射的光的光量的光檢測部。
[0036]由此，能夠確認在第一折射率分布中光是否被可靠地反射。另外，能夠基于反射光的光量的數(shù)據進行反饋，使得可以適當?shù)貙κ┘佑诘谝浑妶鍪┘硬康碾妷旱拇笮?、施加的時機進行調整。
[0037]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選具有上述電光效應的材料是鈮酸鋰。
[0038]鈮酸鋰由于電光系數(shù)相對較大，所以在波長選擇部中選擇透過的光的波長時，能夠降低驅動電壓，另外，在光調制部中對光的強度進行調制時，也能夠降低驅動電壓。因此，能夠削減光調制器的消耗電力。并且，由于能夠減小波長選擇部、光調制部為了發(fā)揮其功能所需要的面積，所以能夠實現(xiàn)光調制器的小型化。
[0039]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選上述光調制部是馬赫曾德爾型的光調制部。
[0040]由此，由于能夠進行以高速的調制，所以能夠實現(xiàn)所顯示的圖像的高畫質化。
[0041]在本發(fā)明的光調制器中，優(yōu)選上述光導波路徑具備:多個芯部，其與使光入射至上述光導波路徑的入射面連接；以及合波部，其使上述多個芯部合波并與上述波長選擇部連接。
[0042]由此，由于將合波部、波長選擇部以及光調制部設置于同一部件，所以與由相互獨立的部件構成這些部分的情況相比，能夠實現(xiàn)光調制器的小型化。另外，由于能夠實現(xiàn)各部分之間的光耦合損失的減少，所以能夠抑制光調制器的內部損失。
[0043]本發(fā)明的光調制器的特征在于，具備:光導波路徑，其由具有電光效應的材料構成；
[0044]波長選擇部，其被設置于上述光導波路徑，選擇在上述光導波路徑中導波的光的波長；以及
[0045]光調制部，其被設置于上述光導波路徑，對通過上述波長選擇部選擇出的波長的光的強度進行調制，
[0046]上述波長選擇部包括:
[0047]第一反射部，其能夠利用布拉格反射來反射在上述光導波路徑中導波的第一波長的光；以及
[0048]第二反射部，其能夠利用布拉格反射來反射在上述光導波路徑中導波的光且是與上述第一波長不同的第二波長的光。
[0049]由此，由于波長選擇部由能夠利用布拉格反射來反射在光導波路徑中導波的光的第一反射部以及第二反射部構成，光調制部也被設置于光導波路徑，所以無需在波長選擇部與光調制部之間設置光學連接位置。其結果，無需嚴格地考慮了光路長度的對準，而且由于未設置連接位置所以難以產生光損失，所以光調制器的光利用效率提高。另外，由于具備第一反射部和第二反射部，從而能夠容易地選擇通過波長選擇部的光的波長，所以可以得到能夠對波長不同的多個光進行調制的光調制器。
[0050]本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，具備:光源部，其射出以上述第一折射率分布反射的第一波長的光、和以上述第二折射率分布反射的第二波長的光；
[0051]本發(fā)明的光調制器，其入射上述第一波長的光和上述第二波長的光；以及
[0052]光掃描儀，其使被上述光調制器調制后的光進行空間上掃描。
[0053]由此，能夠得到可顯示高品質圖像的圖像顯示裝置。
[0054]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選在第一時間段，以形成上述第二折射率分布的方式驅動上述波長選擇部，并且以對透過上述波長選擇部的上述第一波長的光的強度進行調制的方式驅動上述光調制部，
[0055]在與上述第一時間段不同的第二時間段，以形成上述第一折射率分布的方式驅動上述波長選擇部，并且以對通過上述波長選擇部的上述第二波長的光的強度進行調制的方式驅動上述光調制部。
[0056]由此，在光調制部中，由于能夠分時對波長不同的光進行強度調制，所以能夠進行準確的強度調制。
[0057]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選在從上述第一時間段向上述第二時間段迀移時，在上述第一時間段與上述第二時間段之間的時間段，以使上述第一波長的光和上述第二波長的光的雙方反射的方式驅動上述波長選擇部。
[0058]由此，在第一時間段與第二時間段之間的時間段，由于第一波長的光和第二波長的光雙方不透過波長選擇部，所以防止第一時間段與第二時間段重復。其結果，能夠防止由圖像顯示裝置顯示的圖像的畫質降低。
[0059]本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，具備:光源部，其射出上述第一波長的光和上述第二波長的光；
[0060]本發(fā)明的光調制器，其入射上述第一波長的光和上述第二波長的光；以及
[0061]光掃描儀，其使被上述光調制器調制后的光進行空間上掃描。
[0062]由此，能夠得到可顯示高品質的圖像的圖像顯示裝置。
[0063]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選還具備反射通過上述光掃描儀掃描的光的反射光學部，
[0064]上述反射光學部包括全息衍射光柵。
[0065]由此，能夠調整被反射光學部反射的光的出射方向、或選擇反射的光的波長。
【附圖說明】
[0066]圖1是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一實施方式(頭戴式顯示器)的簡要結構的圖。
[0067]圖2是圖1所示的圖像顯示裝置的局部放大圖。
[0068]圖3是圖1所示的圖像顯示裝置的信號生成部的簡要結構圖。
[0069]圖4是表示圖1所示的掃描光出射部所包含的光掃描部的簡要結構的圖。
[0070]圖5是用于對圖1所示的圖像顯示裝置的作用示意性地進行說明的圖。
[0071]圖6是表示圖3所示的光調制器(本發(fā)明的光調制器的第一實施方式)的簡要結構的立體圖。
[0072]圖7是圖6所示的光調制器的俯視圖。
[0073]圖8 (a)是圖7所不的第一電場施加部的局部放大圖，是表不從第一電場施加部對光導波路徑施加了電場的狀態(tài)的圖，圖8(b)是圖7所示的第一電場施加部的局部放大圖，是表不未從第一電場施加部對光導波路徑施加電場的狀態(tài)的圖。
[0074]圖9圖是將8 (a)的芯部沿著長邊方向切斷時的剖視圖。
[0075]圖10(a)是圖7所示的第二電場施加部的局部放大圖，是表示從第二電場施加部對光導波路徑施加了電場的狀態(tài)的圖，圖10(b)是圖7所示的第三電場施加部的局部放大圖，是表示從第三電場施加部對光導波路徑施加了電場的狀態(tài)的圖。
[0076]圖11是表不用于驅動第一電場施加部、第二電場施加部以及第三電場施加部的電壓施加模式的時間推移(時序圖)的一個例子，以及此時透過波長選擇部的光的顏色的圖