光源装置以及投影装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及光源装置以及投影装置。
【背景技术】
[0002]已知立体地显示图像的图像显示装置。例如，在专利文献1中，记载了如下的图像显示装置:具有平面地按矩阵构成、并且在显示侧前端针对成为显示画面的最小单位的单个像素的每一个而长度不同的多个透明的光纤，和在该光纤的背面侧均匀地设置的光源。在该图像显示装置中，通过阶段性地改变显示侧前端处的光纤的长度，从而利用光纤前端面的相对的高度差，来对显示图像赋予纵深感。
[0003]另夕卜，作为显示立体图像的三维显示装置，已知体积显示器(VolumetricDisplay)(参照例如专利文献2)。体积显示器通过利用MEMS (Micro Electro MechanicalSystem，微机电系统)反射镜等扫描来自光源的激光，在多个层状地配置的假想的屏幕的各个屏幕投影显示物体的截面的图像，从而组合多个图像来显示立体图像。特别是，已知如下的视网膜扫描型体积显示器:通过在视网膜上扫描成像位置互不相同的多道激光，对眼睛直接投影立体图像(参照例如非专利文献1)。
[0004]图16(A)以及图16(B)是用于说明视网膜扫描型体积显示器的原理的图。从与多个激光光源分别连接的多个光纤101，以例如在图中用黑圆所示在水平方向(纵深方向)的不同位置处成像的方式，发出多道激光。在图16(A)以及图16(B)中，通过实线、虚线表示从光纤101经由投射透镜102、103、104投影到观察者的眼睛105的4道激光。
[0005]多道激光被相互叠加而成为多焦点的波束，通过利用扫描仪106被观察者的眼睛105扫描，来形成多个图像被层状地叠加而成的立体图像。例如，如图16(A)所示，当观察者调节晶状体以使点A达到视网膜上时，对于观察者，看上去焦点聚合到较远的位置。相反地，当如图16(B)所示，观察者调节晶状体以使点B达到视网膜上时，对于观察者，看上去焦点聚合到较近的位置。像这样，观察者在观看体积显示器的图像时能够感知纵深。
[0006]对于体积显示器的激光光源，使用排列了大量光纤尾纤模块而成的结构。但是，在该情况下，由于装置整体变得大型，所以为了使装置小型化，优选对光源使用阵列型光模块。
[0007]在非专利文献1中，作为体积显示器的激光光源，记载了与多个LD(激光二极管)元件分别连接的光纤阵列。在非专利文献1的体积显示器中，通过一方与LD元件连接且另一端被倾斜地切断了的光纤阵列，使从各光纤的出射端面至视网膜的距离变化，来控制投影的图像的纵深方向的位置。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开昭61-148485号公报
[0011]专利文献2:日本特开2005-500578号公报
[0012]非专利文献1:Brian T.Schowengerdt, Mrinal Murari, and Eric J.Seibel，“Volumetric Display using Scanned Fiber Array，，，SID Symposium Digest ofTechnical Papers 41，pp.653-656(2010)
【发明内容】
[0013]在非专利文献1中，虽然提及了彩色图像的显示，但光源是红色激光器这1种颜色，对于多彩色化的情况下的各光纤的配置没有记载。考虑为了使体积显示器多彩色化，使用熔接型光纤组合器对红色、绿色以及蓝色(RGB)的激光进行合波，从而制出所有的颜色。但是，当使用熔接型光纤组合器时，由于从一方的波导向另一方的波导高效地耦合的耦合长根据波长而不同，所以难以与各波长配合地高精度地调节耦合长。因此，在相邻芯之间会发生串扰等，光的利用效率变低。
[0014]因此，本发明的目的在于提供一种具有以提高光的利用效率、使RGB的各色激光在不同的纵深位置处成像的方式来配置的光纤阵列的光源装置。另外，本发明的目的在于提供一种能够将多彩色化的图像投影到不同的纵深位置的投影装置。
[0015]—种光源装置，其特征在于，具有:多个第1光元件，生成红色的激光；多个第1光纤，对来自多个第1光元件的红色的激光分别进行波导；多个第2光元件，生成绿色的激光；多个第2光纤，对来自多个第2光元件的绿色的激光分别进行波导；多个第3光元件，生成蓝色的激光；多个第3光纤，对来自多个第3光元件的蓝色的激光分别进行波导；以及光纤束组合器，以层叠多个光纤列的方式，固定多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤的端部而形成光纤束，其中所述光纤列包括多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤中的各1根。
[0016]在上述光源装置中，优选的是，多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤从出射端面发出针对每个光纤列在不同的纵深位置成像的激光。
[0017]在上述光源装置中，优选的是，多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤的端部被相对于光纤束的长度方向倾斜地研磨，以使激光的出射端面至投影面的距离针对每个光纤列不同。
[0018]在上述光源装置中，优选的是，针对每个光纤列不同的长度的GI光纤被熔接到多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤的端部。
[0019]在上述光源装置中，优选的是，光纤束组合器以在相对光纤束的长度方向垂直的截面上使多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤形成六方最密格子的方式来固定各光纤，多个层叠的光纤列各自的配置方向相对于多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤各自的配置方向倾斜60度。
[0020]在上述光源装置中，优选的是，光纤束组合器以在相对光纤束的长度方向垂直的截面上使多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤形成正方格子的方式来固定各光纤，多个层叠的光纤列各自的配置方向相对于多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤各自的配置方向垂直。
[0021]在上述光源装置中，优选的是，在光纤列的每一个中，第1光纤、第2光纤以及第3光纤的出射光轴在同一平面内被按照相同的顺序平行地配置。
[0022]另外，一种投影装置，具有:光源部，发出多组的红色、绿色以及蓝色的激光；以及投影部，通过使各组的激光偏转而二维状地进行扫描，将基于各组的激光而得到的图像投影到不同的纵深位置，所述投影装置的特征在于，光源部具有:多个第1光元件，发出红色的激光；多个第1光纤，对来自多个第1光元件的红色的激光分别进行波导；多个第2光元件，发出绿色的激光；多个第2光纤，对来自多个第2光元件的绿色的激光分别进行波导；多个第3光元件，发出蓝色的激光；多个第3光纤，对来自多个第3光元件的蓝色的激光分别进行波导；以及光纤束组合器，以层叠多个光纤列的方式，固定多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤的端部而形成光纤束，其中光纤列包括多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤中的各1根，光纤列的每一个发出各组的激光。
[0023]根据上述光源装置，能够通过光纤束组合器将各光纤捆束，而提高光的利用效率，使RGB的各色激光在不同的纵深位置处成像。另外，根据上述投影装置，能够使多彩色化的图像投影到不同的纵深位置。
【附图说明】
[0024]图1是眼镜型体积显示器1的立体图。
[0025]图2是体积显示器1的投影单元3的概略结构图。
[0026]图3(A)以及(B)是用于说明由体积显示器1进行的立体图像的投影的图。
[0027]图4是光源部10的概略结构图。
[0028]图5是光模块11的概略结构图。
[0029]图6是示出光模块11的制造工序的流程图。
[0030]图7是示出光纤阵列25R、25G、25B的第1配置例的图。
[0031]图8是示出第1配置例中的光纤阵列25R、25G、25B的出射端面的方向的图。
[0032]图9是用于对倾斜地研磨而得的各光纤的出射端面处的折射进行说明的图。
[0033]图10是示出光纤阵列25R、25G、25B的第2配置例的图。
[0034]图11是示出第2配置例中的光纤阵列25R、25G、25B的出射端面的方向的图。
[0035]图12是示出倾斜地研磨而得的光纤束与投射透镜31的位置关系的图。
[0036]图13是示意性地示出光纤束组合器12的构造的立体图。
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