光合波器、可见光光源模块及光学引擎的制作方法

本发明涉及光合波器、可见光光源模块及光学引擎。本申请基于2023年3月2日在日本申请的特愿2023-032070号主张优先权，并将其内容引用于此。

背景技术：

1、目前，在vr(virtual reality：虚拟现实)及ar(augmented reality：增强现实)等xr技术中正在研究眼镜型终端。特别是近年来，通过将二维扫描的光在用户的视网膜上成像，而使使用者辨识图像的视网膜扫描显示器备受关注。在视网膜扫描显示器中，通常将从与r(红色)、g(绿色)、b(蓝色)的各颜色对应的led(light emitting diode，发光二极管)或ld(laser diode，激光二极管)等光源出射的3色的可见光在一个光轴上合波。被合波的3色的可见光被传送到图像显示部。图像显示部对被传送的光进行二维扫描并入射于使用者的瞳孔。通过该入射光在使用者的视网膜上成像，使用者辨识图像。在该情况下，视网膜为显示图像的屏幕。

2、例如，在专利文献1中公开有使用了马赫-曾德尔型光调制器的视网膜投影型显示器的结构。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本专利第6728596号公报

6、专利文献2：日本专利第6787397号公报

7、专利文献3：日本专利第6572377号公报

8、专利文献4：日本特开2012-48071号公报

9、专利文献5：日本特开2020-27170号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、在专利文献1所公开的视网膜投影型显示器中，在出射部多个光波导接近，但不进行合波，因此，每个波长的光轴不同，出射光的控制复杂。

3、另外，需要与可见光调制器可连接或可集成且可调整rgb的颜色平衡的光合波器，但现状是完全没有研究。

4、但是，在专利文献1中，在出射部仅接近而未合波。因此，每个波长的光轴不同，因此，出射光的控制复杂。

5、另外，在专利文献2中公开有使用了铌酸锂膜的可见光的调制器。虽然需要与使用了铌酸锂膜的可见光调制器可连接或可集成的rgb光合波器，但还未进行研究。

6、关于可见光的合波，通常研究定向耦合器(例如，参照专利文献3)。它们由玻璃系材料构成，稳定性优异，但在使用△n大的铌酸锂基板的情况下，耦合长变长，不能小型化。

7、在专利文献4及专利文献5中公开有使用了mmi(多模干涉仪)的rgb合波器的结构，均为玻璃系的材料，对于使用了铌酸锂膜的结构完全未公开。

8、就mmi型光合波器而言，在光输入侧使用多个波导端口输入多个输入信号，在光输出侧，对输出信号使用单一波导端口，所有的输入信号被合波并作为输出信号而输出。

9、mmi型光合波器是利用了如下特性的光合波器：针对各波长的每一个，在宽度宽的光合波器内产生的多个模式相互干涉，在特定的位置成像(收敛)。

10、本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种与使用了铌酸锂膜的光调制器可连接或可集成且可比以往小型化的光合波器、可见光光源模块及光学引擎。

11、用于解决问题的技术方案

12、为了解决上述课题，本发明提供以下的技术方案。

13、本发明的方式1提供一种光合波器，其是对多个不同的波长的激光进行合波的光合波器，从输入侧连接有第一mmi型光合波部和第二mmi型光合波部，所述第一mmi型光合波部的宽度比所述第二mmi型光合波部的宽度宽。

14、本发明的方式2，在方式1的光合波器中，所述多个不同的波长全部为可见光波长。

15、本发明的方式3，在方式1或2的光合波器中，所述光合波器为3输入、1输出的光合波器，构成为输入3色的激光，从中央输入的激光为最短的波长的激光。

16、本发明的方式4，在方式3的光合波器中，所述3色分别为610nm以上且750nm以下的红色波长、500nm以上且560nm以下的绿色波长、435nm以上且480nm以下的蓝色波长。

17、本发明的方式5，在方式1～4中任一个光合波器中，在所述第二mmi型光合波部的、与所述第一mmi型光合波部的连接部具有：越接近所述第一mmi型光合波部而宽度越宽的锥形。

18、本发明的方式6，在方式1～5中任一个光合波器中，具备：基板，其由与铌酸锂不同的材料构成；以及光合波功能层，其形成于所述基板主面，且由铌酸锂膜构成，所述光合波器形成于光合波功能层。

19、本发明的方式7提供一种可见光光源模块，其具备方式6所述的光合波器、和出射由所述光合波器合波的可见光的多个可见光激光源。

20、本发明的方式8提供一种带光调制功能的光合波器，其具备方式6所述的光合波器、和与所述光合波器连接且将从多个可见光激光源出射的多个可见光向所述光合波器导波的马赫-曾德尔型光调制器。

21、本发明的方式9提供一种可见光光源模块，其具备方式8的带光调制功能的光合波器、和出射由所述带光调制功能的光合波器合波的可见光的多个可见光激光源。

22、本发明的方式10提供一种光学引擎，其具备：方式7或方式9中任一项的可见光光源模块；以及光扫描反射镜，其将从所述可见光光源模块出射的光以图像显示的方式改变角度并反射。

23、发明效果

24、根据本发明，能够提供一种与使用了铌酸锂膜的光调制器可连接或可集成且可比以往小型化的光合波器。

技术特征：

1.一种光合波器，其中，

2.根据权利要求1所述的光合波器，其中，

3.根据权利要求1所述的光合波器，其中，

4.根据权利要求3所述的光合波器，其中，

5.根据权利要求4所述的光合波器，其中，

6.根据权利要求1～5中任一项所述的光合波器，其中，

7.一种可见光光源模块，其中，

8.一种带光调制功能的光合波器，其中，

9.一种可见光光源模块，其中，

10.一种光学引擎，其中，

11.一种光学引擎，其中，

技术总结
本发明的光合波器是对3个不同的波长的激光进行合波的光合波器，具备从输入侧连接有第一MMI型光合波部和第二MMI型光合波部的2级MMI型光合波部，所述第一MMI型光合波部的宽度比所述第二MMI型光合波部的宽度宽。

技术研发人员：高木靖博,原裕贵,志村淳
受保护的技术使用者：TDK株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5