光源装置及图像显示装置的制作方法

专利名称：光源装置及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光源装置及图像显示装置，尤其涉及在通过光束的扫描来 显示图像的图像显示装置中使用的光源装置的技术。
背景技术：
近年来，对投影仪而言，从创造出附加价值的观点出发，与超高画质 化、小型化、低耗电化有关的研发在不断选艮。而且，随着半导体激光器 的高功率化以及多色化，使用激光源的投影仪、显示器的研发十分活跃。
与以往被用作投影仪等的光源的UHP灯相比，激光源具有色再现性高、 可以瞬时点亮、寿命长等优点。并且，与以往的光源相比，激光源由于发 光效率高，能够由较少的光学要素构成，可以降低能量损失，所以还适于 低耗电化。
作为使用激光源的图像显示装置，有一种使根据图像信号被调制的激 光向二维方向扫描的装置。通常情况下，为了通过激光的扫描来进行图像 显示，采用了将从各不相同的激光源射出的多个色光合成为一束光线，通 过扫描光学系统使其扫描的构成(例如参照专利文献l)。例如，如专利文 献1的图5所示，如果使用作为平行平板的分色镜，则可以通过简易的构 成合成多个色光。通过使激光从两个方向入射到相对于激光的主光线倾斜 45度而配置的分色镜，来合成透过分色镜的色光和被分色4^^射的色光。
专利文献1:特开2003 - 21800号>^才艮
对于激光源而言，考虑到激光因衍射引起的扩大的影响，例如按照在 被照射面上形成射束腰部(beam waist)的方式射出若干会聚的激光。由 此，在远离扫描光学系统的被照射面的位置上形成面积相当于4象素的斑点 (spot)。如果使从激光源发散的激光、由会聚学系统会聚的激光向倾斜配 置的平行平板透过，则4吏像散增大。傳JtA指在相互垂直的两个方向上成 像位置错开时的、成4象位置间的距离。4象散的增大会使被照射面中的所希 望直径的斑点的形成、会聚位置的准确调整变得困难，存在图4象的品质降低的问题。

发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于，提供一种能降低像散的光 源装置、通过〗吏用该光源装置能够显示高品质图像的图4象显示装置。
为了解决上述课题、实现本发明的目的，本发明的光源装置的特征在
于，具有射出光束的光源部；具名^从光源部射出的光束所入射的第一入 射面，使向第一入射面入射的光束透过的第一光学元件；和具备透过了第 一光学元件的光束所入射的第二入射面，使向第二入射面入射的光束透过 的第二光学元件；第一入射面相对于向第一入射面入射的光束的主光线， 向以第一轴为中心旋转的方向倾斜，第二入射面相对于向第二入射面入射 的光束的主光线，向以与第一轴大致垂直的第二轴为中心旋转的方向倾 斜。
第一光学元件及第二光学元件通it^相互垂直的方向产生像散，而互 相补偿相互的4象散。通过调整第一入射面及第二入射面中至少一方的倾 斜，可降低在光源装置中产生的像散。由此，得到可以降低像散的光源装 置。
而且，作为本发明的优选方式，优选第一光学元件为是使向第一入射 面入射的光透过的平行平板。由此，通过适当调整第一光学元件的倾斜， 可以使由第二光学元件产生的像散降低。
并且，作为本发明的优选方式，优选第二光学元件是使向第二入射面 入射的光透过的平行平板，第 一光学元件的厚度与第二光学元件的厚度大 致相同。由此，可以通过第一光学元件和第二光学元件相互消除像散。
另外，作为本发明的优选方式，优选第二光学元件是使向第二入射面 入射的光透过的平行平板，在以第一轴为中心的旋转方向上第一入射面与 主光线所成的角度、和在以第二轴为中心的旋转方向上第二入射面与主光 线所成的角度大致相等。由此，可以通过第一光学元件和第二光学元件相 互消除〗象散。
此外，作为本发明的优选方式，优选具有使笫一光束向第一光学元件入射的作为光源部的第一光源部、和使第二光束向第二光学元件入射的 第二光源部，第二光学元件通过使从第一光源部射出且透过了第一光学元 件的第 一光束透过，并且使从第二光源部射出且向与第二入射面相反侧的 面入射的第二光束反射，来合成第一光束良第二光束。由此，能够降低由 用于对来自不同光源部的光束进行合成的构成产生的像散。
而且，作为本发明的优选方式，优选具有配置在第二光学元件的射出 侧且对第一光束及第二光束进行会聚的会聚光学系统。通过针对各光束4吏 用公共的会聚光学系统，光源装置可以通过部件数量少的小型且简易的构
成射出祐:会聚的各光束。
并且，作为本发明的优选方式，优选第一光束是第一色光，第二光束 是第二色光，第二光学元件是使第一色光透过、使第二色光反射的分色镜。 由此，可以将多个色光合成一条光线。
另外，作为本发明的优选方式，其特征在于，具有射出第三色光的
第三光源部、和使第一色光及第二色光透过而使第三色光反射的分色镜。 由此，可以将第一色光及第二色光与第三色光合成。
此外，作为本发明的优选方式，优选具有对被第一入射面反射的光进 行检测的光检测部，根据光检测部的检测结果控制由光源部射出的光束的 光量。由此，可以有效利用被第一反射面反射的光，射出光量稳定的光束。
而且，作为本发明的优选方式，优选具有射出第一色光的第一光源
部、射出第二色光的第二光源部、和使从第二光源部射出的第二色光分支
的第二色光用光分支部，第一色光被第一光学元件分支，第二色光用光分 支部具有与第二色光的主光线大致垂直的入射面。由此，可以构成为不增
大4象散地4吏第二色光的 一部分入射到光检测部。
并且，本发明的光源装置的特征在于，具有射出光束的光源部；具 备从光源部射出的光束所入射的第一入射面，使向第一入射面入射的光束 透过的第 一光学元件；和具备透过了第 一光学元件的光束所入射的第二入 射面，使向第二入射面入射的光束透过的笫二光学元件；第一入射面相对 于向第一入射面入射的光束的主光线，向以第一轴为中心旋转的方向倾 斜，第二入射面相对于向第二入射面入射的光束的主光线，向以与第一轴大致垂直的第二轴为中心旋转的方向倾斜，还具有通过保持第 一光学元 件，来确定第一入射面与向第一入射面入射的光束的主光线所成的角度的 保持部。
第一光学元件按照由第二光学元件产生的像散降^f氐的方式被调整倾 斜。保持部对被调整了倾斜的状态的第一光学元件进行保持。由此，可以 实现使像散降低的构成。
另外，作为本发明的优选方式，优选具有固定部，其以第一入射面与 向第一入射面入射的光束的主光线所成的角度被调整的状态固定第一光 学元件。由此，可以在使像散降低的状态下保持第一光学元件。
此外，作为本发明的优选方式，优选保持部被设置在基材上，具有用 于对保持部相对基材的倾斜进行调整的倾斜调整部。通过基于倾斜调整部 对保持部的倾斜调整，可以调整第一入射面与光束的主光线所成的角度。
而且，作为本发明的优选方式，优选具有用于对上述第一光学元件相 对保持部的倾斜进行调整的倾斜调整部。通过基于倾斜调整部对第一光学 元件的倾斜的调整，可以调整第一入射面和光束的主光线所成的角度。
并且，本发明的图像显示装置的特征在于，具有射出光束的上述光 源装置、和使从光源装置射出的光束进行扫描的扫描光学系统，通it^于 扫描光学系统的光束的扫描来显示图像。通过使用上述的光源装置，可以 降低像散，能够形成所希望的直径的斑点、准确调整会聚位置。由此，得 到可以进行高品质图像显示的图像显示装置。


图1A^示本发明的实施例1涉及的图像显示装置的简要构成的图。
图2是表示图1所示的光源装置的上面构成扫描光学系统的图。
图3是表示在B光的光路上设置的^"素的侧面构成的图。
图4是表示在G光的光路上设置的各要素的侧面构成的图。
图5是表示实施例1的变形例涉及的光源装置的上面构成及扫描光 学系统的图。
8图6是表示本发明的实施例2涉及的光源装置的上面构成及扫描光 学系统的图。
图7是表示在B光的光路上设置的各要素及光检测部的侧面构成的图。
图8是表示在G光的光路上设置的各要素及光检测部的侧面构成的图。
图9是表示在R光的光路上设置的各要素及光检测部的侧面构成的图。
图10是表示本发明的实施例3涉及的光源装置的上面构成及扫描 光学系统的图。
图11是表示在B光的光路上设置的各要素的侧面构成的图。
图12是示意地表示本发明的实施例4涉及的光源装置的特征部分 的图。
图13是示意地表示本发明的实施例5涉及的光源装置的特征部分 的图。
图中1-图像显示装置，10-光源装置，11B-B光用半导体激光 器，IIG-G光用半导体激光器，11R-R光用半导体激光器，12B、12G、 12R-准直光学系统，13B、 13G、 13R-会聚光学系统，14、 15-修正 用平行平板，16-B光用反射镜，17、 18-分光镜，20-扫描光学系统， 21-第一扫描部，22-第二扫描部，25-屏幕，31、 33、 35、 37-第一 面，32、 34、 36、 38-第二面，40-光源装置，41、 42-修正用平行平 板，50-光源装置，51-R光用分束器，54-电介质多层膜，60-光源 装置，61-会聚光学系统，71-半导体激光器，72-第一光学元件，73 -第二光学元件，74-保持部，75-基材，76-倾斜调整部，77-固定 部，78-第一入射面，79-射出面，81-框部件，82-倾斜调整部，83 一弹簧。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。
图l表示本发明的实施例l涉及的图像显示装置l的筒要构成。图 像显示装置1通过使根据图像信号而被调制的激光进行扫描来显示图
像。图像显示装置l具有将多个色光合成为一条光线并射出的光源装 置10、和使从光源装置10射出的各色光进行扫描的扫描光学系统20。 光源装置10所具有的蓝色(B)光用半导体激光器11B、绿色(G)光 用半导体激光器IIG、红色(R)光用半导体激光器IIR，是射出作为 光束的激光的光源部。图中，以从光源装置10射出激光的方向为Z轴 方向。X轴是与Z轴垂直的轴。Y轴是与Z轴及X轴垂直的轴。
B光用半导体激光器11B向X轴方向射出根据图像信号而被调制的 B光。对应于图像信号的调制可以使用振幅调制、脉沖宽度调制中的任 意一个。准直光学系统12B将来自B光用半导体激光器IIB的B光平 行化。会聚光学系统13B通过对被准直光学系统12B平行化后的B光 进行会聚，在屏幕25的被照射面附近形成射束腰部。准直光学系统12B 及会聚光学系统13B可作为具有平行化及会聚功能的通用光学系统。
修正用平行平板14使来自会聚光学系统13B的B光透过。修正用 平行平板14是使用透明部件、例如玻璃构成的平行平板，为了修正与 B光有关的像散而设置。B光用反射镜16使透过了修正用平行平板14 的B光发生反射。B光用反射镜16通过在基材上形成《吏B光反射的高 反射性部件、例如电介质多层膜而构成。B光通过基于B光用反射镜 16的反射而4吏光路折曲大致卯度，行进方向被从X轴方向向Z轴方向 变换。
G光用半导体激光器11G向X轴方向射出根据图像信号而被调制的 G光。准直光学系统12G将来自G光用半导体激光器11G的G光平行 化。会聚光学系统13G通过对被准直光学系统12G平行化后的G光进 行会聚，在屏幕25的被照射面附近形成射束腰部。准直光学系统12G 及会聚光学系统13G可作为具有平行化及会聚功能的通用光学系统。
修正用平行平板15使来自会聚光学系统13G的G光透过。修正用
10200910150457.X 平行平板15是使用透明部件、例如玻璃构成的平行平板，为了修正与 G光有关的像散而设置。分色镜17被配置在来自修正用平行平板15的 G光、及来自B光用反射镜16的B光入射的位置。分色镜17通过使B 光透过并4吏G光反射，来合成B光及G光。G光通过基于分色镜17 的反射而使光路折曲大致卯度，行进方向被从X轴方向向Z轴方向变 换。分色镜17通过在使用透明部件、例如玻璃而构成的平行平板上形 成波长选择膜、例如电介质多层膜而构成。
R光用半导体激光器11R向X轴方向射出根据图4象信号而被调制的 R光。准直光学系统12R将来自R光用半导体激光器11R的R光平行 化。会聚光学系统13R通过对被准直光学系统12R平行化后的R光进 行会聚，在屏幕25的被照射面附近形成射束腰部。准直光学系统12R 及会聚光学系统13R可作为具有平行化及会聚功能的通用光学系统。
分色镜18被配置在来自会聚光学系统13R的R光、及由分色镜17 合成的B光和G光入射的位置。分色镜18通过使B光、G光透过并使 R光反射，来合成B光、G光以及R光。R光通过基于分色镜18的反 射而使光路折曲大致90度，行进方向被从X轴方向向Z轴方向变换。 分色镜18通过在使用透明部件、例如玻璃而构成的平行平板上形成波 长选择膜、例如电介质多层膜而构成。光源装置10通过使用两个分色 镜17、 18而将各色光合成为一条光线。
扫描光学系统20具有第一扫描部21及第二扫描部22。第一扫描部 21使光向第一扫描方向扫描。第一扫描方向例如为水平方向。第二扫描 部22使光向第二扫描方向扫描。第二扫描方向是与第一扫描方向垂直 的方向，例如为垂直方向。第一扫描部21及第二扫描部22使光在屏幕 25的被照射面上向二维方向扫描。
第一扫描部21、第二扫描部22使用以旋转轴为中心转动的可动镜， 使激光进行扫描。第一扫描部21例如是利用MEMS才支术制成的MEMS 镜。第二扫描部22例如是检流计反射镜。扫描光学系统20只要是使光 向二维方向扫描的系统即可，不限于本实施例中说明的光学系统。扫描 光学系统20例如可以使用多面反射镜，也可以^^用以相互垂直的两个 旋转轴为中心转动的可动镜。图2表示图1所示的光源装置10的上面构成及扫描光学系统20。 分色镜17具有来自B光用反射镜16的B光所入射的第一面31、以 及第一面31的相反侧的第二面32。分色镜17使向第一面31入射的激 光透过，从第二面32射出。在图示的XZ面内，向第一面31入射的B 光的主光线与第一面31所成的角度ei约为45度。
分色镜17相对于向第一面31入射的B光的主光线，向以大致平行 于Y轴的第二轴为中心旋转的方向倾斜。来自^f务正用平行平板15的G 光被分色镜17的第二面32反射。向第一面31入射的B光的主光线、 和向第二面32入射的G光的主光线大致垂直。G光的主光线通过基于 第二面32的反射而折曲大致90度，其与透过了分色镜17的B光的主 光线被合成。其中，优选在第一面31上设置用于防止B光反射的反射 防止膜(AR涂层)。
分色镜18具有来自分色镜17的B光及G光所入射的第一面33、 和第一面33的相反侧的第二面34。分色镜18使向第一面33入射的激 光透过，从第二面34射出。在图示的XZ面内，向第一面33入射的B 光及G光的主光线与第一面33所成的角度02约为45度。
分色镜18相对于向第一面33入射的B光及G光的主光线，向以大 致平行于Y轴的第二轴为中心旋转的方向倾斜。来自会聚光学系统13R 的R光净皮分色镜18的第二面34反射。向第一面33入射的B光及G光 的主光线、和向第二面34入射的R光的主光线大致垂直。R光的主光 线通过基于第二面34的反射而折曲大致90度，其与透过了分色镜18 的B光及G光的主光线被合成。其中，优选在第一面33上设置用于防 止B光及G光反射的AR涂层。
图3表示光源装置10中从B光用半导体激光器11B到B光用反射 镜16为止的光路上设置的各要素的侧面构成。修正用平行平板14具有 来自会聚光学系统13B的B光所入射的第一面35、和第一面35的相反 侧的第二面36。修正用平行平板14使向第一面35入射的激光透过，从 第二面36射出。在图示的XY面内，向第一面35入射的B光的主光线 与第一面35所成的角度e3约为45度。修正用平行平板14相对于向第 一面35入射的B光的主光线，向以大致平行于Z轴的第一轴为中心旋 转的方向倾斜。其中，优选在第一面35及第二面36上设置用于防止B光的反射的AR涂层。
来自B光用半导体激光器11B的B光，向分色镜17的第一面31、 及分色镜18的第一面33均倾斜入射。通过使由会聚光学系统13B会聚 的激光向分色镜17及分色镜18透过，与X轴方向的光束直径有关的焦 点位置发生移动。修正用平行平板14相对于向以第二轴为中心旋转的 方向倾斜的分色镜17、分色镜18,被配置成向以与第二轴垂直的第一 轴为中心旋转的方向倾斜。通过使被会聚光学系统13B会聚的激光向修 正用平行平板14透过，来使与Y轴方向的光束直径有关的焦点位置移 动。
如果着眼于来自B光用半导体激光器11B的B光，则修正用平行平 板14作为具备第一入射面、即第一面35的第一光学元件发挥功能。分 色镜17及分色镜18作为具备第二入射面、即第一面31、 33的第二光 学元件发挥功能。B光用半导体激光器11B作为向第一光学元件入射作 为第一色光的B光的第一光源部发挥功能。G光用半导体激光器11G 作为向第二光学元件入射作为第二色光的G光的第二光源部发挥功能。 R光用半导体激光器IIR作为将作为第三色光的R光射出的第三光源 部发挥功能。
修正用平行平板14的第一面35与主光线所成的角度03、分色镜 17的第一面31与主光线所成的角度ei、和分色镜18的第一面33与主 光线所成的角度e2，均大致相同。修正用平行平板14的厚度d3,与将 分色镜17的厚度dl和分色镜18的厚度d2合起来得到的厚度大致一致。
通过如此设定修正用平行平板14的厚度d3及倾斜，使基于分色镜 17及分色镜18的与X轴方向的光束直径有关的焦点位置的移动量、和 基于修正用平行平板14的与Y轴方向的光束直径有关的焦点位置的移 动量大致一致。通过利用修正用平行平板14消除由分色镜17、分色镜 18产生的像散，可以降〗氐与B光有关的像散。
图4表示光源装置10中从G光用半导体激光器11G到分色镜17 为止的光路上设置的各要素的侧面构成。修正用平行平板15具有来 自会聚光学系统13G的G光所入射的第一面37、和第一面37的相反侧 的第二面38。修正用平行平板15使向第一面37入射的激光透过，从第二面38射出。在图示的XY面内，向第一面37入射的G光的主光线与 第一面37所成的角度04约为45度。 <务正用平行平板15相对于向第一 面37入射的G光的主光线，向以大致平行于Z轴的第一轴为中心旋转 的方向倾斜。其中，优选在第一面37及第二面38上设置用于防止G光 的反射的AR涂层。
来自G光用半导体激光器11G的G光，向分色镜18的第一面33 倾斜入射。通过使由会聚光学系统13G会聚的激光向分色镜18透过， 与X轴方向的光束直径有关的焦点位置发生移动。修正用平行平板15 相对于向以第二轴为中心旋转的方向倾斜的分色镜18，被配置成向以与 第二轴垂直的第一轴为中心旋转的方向倾斜。通过使被会聚光学系统 13G会聚的激光向^"正用平行平板15透过，来使与Y轴方向的光束直 径有关的焦点位置移动。
如果着眼于来自G光用半导体激光器IIG的G光，则<务正用平行 平板15作为具备第一入射面、即第一面37的第一光学元件发挥功能。 分色镜18作为具备第二入射面、即第一面33的第二光学元件发挥功能。 G光用半导体激光器IIG作为使作为第一色光的G光向第一光学元件 入射的第一光源部发挥功能。R光用半导体激光器IIR作为使作为第二 色光的R光向第二光学元件入射的第二光源部发挥功能。
修正用平行平板15的第一面37与主光线所成的角度94、和分色镜 18的第一面33与主光线所成的角度e2大致相同。修正用平行平板15 的厚度d4,与分色镜18的厚度d2大致一致。通过如此设定修正用平 行平板15的厚度d4及倾斜，使基于分色镜18的与X轴方向的光束直 径有关的焦点位置的移动量、和基于修正用平行平板15的与Y轴方向 的光束直径的有关的焦点位置的移动量大致一致。通过利用^务正用平行 平板15消除由分色镜18产生的像散，可以针对G光降低像散。由于在 光源装置10未设置使R光倾斜入射且使其透过的光学元件，所以，对 于R光，可以不考虑光学元件的因透过引起的像散的发生。因此，对于 R光，不需要设置修正用平行平板。
这样，通过第一光学元件及第二光学元件在相互垂直的方向上产生像 散，iM目互补偿彼此的像散。由此，起到能够降低像散的效果。由于通过 降低像散，能够形成所希望的直径的斑点、并准确调整会聚位置，所以，图像显示装置1可以显示高品质的图像。
除了分色镜17、 18之外，修正用平行平板14、 15还对包^^基于其他 要素的焦点位置的移动在内的像散进行修正。基于其他要素的像散例如是 因端面发光型半导体激光器固有的像散引起的像散。进而，如^t于R光 的光路，也需要修正基于其他要素的焦点位置的移动，则可以在会聚光 学系统13R和分色镜18之间设置平行平板。修正用平行平板14、 15 的倾斜及厚度，可以才艮据在激光的光路中配置的光学元件的方式，适当 进行调整。光源装置IO可以适当变更各色光用半导体激光器11B、11G、 IIR的配置。例如，能够以使B光向Z轴方向射出的朝向，配置B光 用半导体激光器11B，从而省略B光用反射镜16。另外，可以适当更换 各色光用半导体激光器11B、 IIG、 IIR。分色镜17、 18的透过反射特 性根据各色光用半导体激光器IIB、 IIG、 11R的配置而适当i更定。
修正用平行平板14只要至少设置在B光用半导体激光器11B及分 色镜17之间的光路中即可，尤其优选i殳置在会聚光学系统13B及分色 镜17之间。修正用平行平板15只要至少设置在G光用半导体激光器 11G及分色镜18之间的光路中即可，尤其优选设置在会聚光学系统13G 及分色镜18之间。
图5表示本实施例的变形例涉及的光源装置40的上面构成及扫描 光学系统20。本变形例的特征在于，在B光用反射镜16及分色镜17 之间的光路中设置有修正用平行平板41，在分色镜17及分色镜18之间 的光路中设置有修正用平行平板42。修正用平行平板41、 42是使用透 明部件、例如玻璃构成的平行平板。修正用平行平板41被用于修正与 G光有关的像散。修正用平行平板42被用于修正与G光及B光有关的 像散。
修正用平行平板41相对于向修正用平行平板41的第一面入^射的B光 的主光线，向以大致平行于X轴的第一轴为中心旋转的方向倾斜。修正用 平行平板41的第一面与主光线所成的角度、分色镜17的第一面31与主光 线所成的角度、和分色镜18的第一面33与主光线所成的角度，均大致相 同。修正用平行平板41的厚度与分色镜17的厚度大致一致。其中，在上 述光源装置10的情况下，由于B光用反射镜16中的光路的折曲，修正用 平行平板14的第一轴被变换成大致平行于Z轴的朝向。如果假设没有
15B光用反射镜16的光膝肝曲的情况，则在上述光源装置10和本变形例的 光源装置40中，第一轴的朝向一致。
修正用平行平板42相对于向修正用平行平板42的第一面入射的B光 及G光的主光线，向以大致平行于X轴的第 一轴为中心旋转的方向倾斜。 修正用平行平板42的第一面与主光线所成的角度、分色镜17的第一面31 与主光线所成的角度、和分色镜18的第一面33与主光线所成的角度，均 大致相同。修正用平行平板42的厚度与分色镜17的厚度大致一致。其中， 在上述光源装置10的情况下，由于分色镜17中的iU吝的折曲，修正用平 行平板15的第一轴被变换成大致平行于Z轴的朝向。在本变形例的情 况下，使用以大致相同的厚度形成的修正用平行平板14及修正用平行 平板15,可以降低像散。
实施例2
图6表示本发明的实施例2涉及的光源装置50的上面构成及扫描光学 系统20。本实施例的光源装置50被应用于上述实施例1的图像显示装置1 。 本实施例的特征在于，使用被修正用平行平板14、 15反射的光进行光源 部的自动输出控制(Automatic Power Control: APC )。对与上述实施 例l相同的部分附加相同的符号，省略重复的说明。而且，本实施例的 光源装置50具有在会聚光学系统13R及分色镜18之间的光路中设置 的R光用分束器51。
图7表示光源装置50中从B光用半导体激光器11B到B光用反射 镜16为止的光路上设置的各要素及光检测部52的侧面构成。修正用平 行平板14使向第一面35入射的光的一部分被第一面35反射，让其它 一部分透过。#"正用平行平板14除了修正与B光有关的〗象散之外，还 作为使来自会聚光学系统13B的光的一部分向光检测部52的方向分支 的分束器发挥功能。修正用平行平板14可以构成为通过省略第一面35 的AR涂层，使向第一面35入射的光中的少量一部分发生表面反射， 从而使向第一面35入射的几乎所有光透过。光检测部52被设置在由第 一面35反射的光所入射的位置。光检测部52用于检测被第一面35反 射的光。
图8表示光源装置50中从G光用半导体激光器11G到分色镜17 为止的光路上设置的各要素及光检测部53的侧面构成。修正用平行平板15使向第一面37入射的光的一部分被第一面37反射，让其它一部 分透过。修正用平行平板15除了修正与G光有关的像散之外，还作为 使来自会聚光学系统13G的光的一部分向光检测部53的方向分支的分 束器发挥功能。修正用平行平板15可以构成为通过省略第一面37的 AR涂层，使向第一面37入射的光中的少量一部分发生表面反射，从而 4吏向第一面37入射的几乎所有光透过。光检测部53被设置在由第一面 37反射的光所入射的位置。光检测部53用于检测被第一面37反射的光。
图9表示光源装置50中从R光用半导体激光器11R到分色镜18 为止的光路上设置的各要素及光检测部55的侧面构成。R光用分束器 51作为使从作为第二光源部的R光用半导体激光器11R射出的作为第 二色光的R光发生分支的第二色光用光分支部发挥功能。R光用分束器 51具有在两个直角棱镜的接合面上形成的电介质多层膜54。电介质多 层膜54被设置成相对于来自会聚光学系统13R的R光的主光线，呈现 大致45度的倾斜。R光用分束器51使从会聚光学系统13R入射的光的 一部分被电介质多层膜54反射，使其它一部分透过。
通过使用具有与来自会聚光学系统13R的R光的主光线大致垂直的 入射面及射出面的R光用分束器51,可以构成为不增大像散地使R光 的一部分向光检测部55入射。光检测部55被设置在由电介质多层膜54 反射的光所入射的位置。光检测部55检测被R光用分束器51分支的光。 其中，上述的光检测部52、 53、 55使用将入射的光变换成电子信号的 受光元件、例如光电二极管构成。
返回到图6,光源装置50、或具有光源装置50的图像显示装置1 具有对各色光用半导体激光器IIB、 IIG、 11R的驱动进行控制的未图 示的控制部。控制部才艮据对B光进行检测的光检测部52的检测结果， 对B光用半导体激光器11B进行反馈控制。而且，控制部才艮据对G光 进行检测的光检测部53的检测结果，对G光用半导体激光器IIG进行 反馈控制。并且，控制部根据对R光进行检测的光检测部55的检测结 果，对R光用半导体激光器11R进行反馈控制。各色光用半导体激光 器11B、 IIG、 IIR射出的激光的光量被APC稳定化。
由此，本实施例的光源装置50除了能够降低像散之外，还可以有 效利用被修正用平行平板14、 15的第一面35、 37反射的光，射出光量 稳定的激光。通过4吏各色光的光量稳定化，图像显示装置l可以显示具有良好的色平衡且高品质的图像。
光源装置50并不限于通过作为第一光学元件发挥功能的《务正用平 行平板14、 15来修正因分色镜17、 18引起的像散的情况。也可以通过 作为第二光学元件发挥功能的分色镜17、 18，修正由用于将光导向光检 测部52、 53的作为第一光学元件的平行平板引起的像散。第一光学元 件及第二光学元件只要相互补偿彼此的像散即可，通过调整第一光学元 件的第一入射面、及第二光学元件的第二入射面中至少一方的倾斜，可 实现在光源装置50中产生的像散的降低。第一光学元件、第二光学元 件可以是使以主光线相对于入射面倾斜的状态入射的光透过的任意光 学元件。另外，当对与R光有关的由其他要素产生的像散进行修正时， 可以代替R光用分束器51而使用未对入射面施以AR涂层的平行平板。
实施例3
图10表示本发明的实施例3涉及的光源装置60的上面构成及扫描光 学系统20。图11表示光源装置60中从B光用半导体激光器11B到B 光用反射镜16为止的光路上设置的各要素的侧面构成。本实施例的光 源装置60被应用于上述实施例1的图像显示装置1。本实施例的特征在 于，具有在作为第二光学元件发挥功能的分色镜18的射出侧配置的会聚光 学系统61。对与上述实施例l相同的部分附加相同的符号，省略重复的说 明。在光源装置60中从G光用半导体激光器IIG到分色镜17为止的光 路上设置的各要素的侧面构成，与图11所示的与B光有关的各要素的 侧面构成相同。
会聚光学系统61是具备平行化及会聚的功能的光学系统。会聚光 学系统61使B光、G光以及R光平行化及会聚。通过在被合成为一条 光线的各色光的光路中配置会聚光学系统61 ，可以使用公共的会聚光学 系统61使各色光平行化及会聚。由此，光源装置60可以通过部件数量 少的小型且筒易的构成，射出被平行化及会聚后的各色光。其中，会聚 光学系统61可以分离成用于平行化的准直光学系统、和用于会聚的会 聚光学系统。上述各实施例的光源装置并不限于光源部为半导体激光器 的情况，还可以是半导体激光激发固体(二极管泵浦固体(Diode Pumped Solid State ) DPSS )激光器、射出4吏用波长变换元件进行了波 长变换的激光的激光器等。上述各实施例的光源装置除了图像显示装置 之外，还可以用于进行激光扫描的电子设备，例如用于激光打印机等。实施例4
图12是示意地表示本发明的实施例4涉及的光源装置的特征部分 的图。本实施例的特征在于，具有保持第一光学元件72的保持部74。 本实施例中说明的构成可以应用于上述实施例1~3的任意构成。图中， 通过截面表示了构成本实施例的特征部分的第一光学元件72、保持部 74、基材75、倾斜调整部76和固定部77。
作为光源部的半导体激光器71向X轴方向射出根据图像信号被调 制的激光。第一光学元件72使来自半导体激光器71的激光透过。第一 光学元件72具有激光所入射的第一入射面78、和使激光射出的射出 面79。第一入射面78相对于向第一入射面78入射的激光的主光线，向 以大致平行于Z轴的第一轴为中心旋转的方向倾斜。第一入射面78和 向第一入射面78入射的激光的主光线形成角度95。第二光学元件73 使来自第一光学元件72的激光透过。第二光学元件73中入射激光的笫 二入射面，相对于向第二入射面入射的激光的主光线，向以大致平行于 Y轴的第二轴为中心旋转的方向倾斜。
保持部74被设置在基材75上。在保持部74上形成有使来自半导 体激光器71的激光通过的空洞。第一光学元件72按照对形成于保持部 74的空洞进行覆盖的方式被设置在保持部74上。保持部74通过保持第 一光学元件72而决定了角度65。第一光学元件72和保持部74例如通 过使用了粘接剂的贴合而成为一体。此外，第一光学元件72和保持部 74可以通过任意方法成为一体，例如可以在保持部74中嵌合第一光学 元件72而成为一体。
倾斜调整部76的设置目的在于，当设置第一光学元件72时，对保 持部74相对基材75的倾斜进行调整。作为倾斜调整部76,例如使用两 个螺钉。螺钉从基材75中设置有保持部74—侧的相反侧，向设置有保 持部74 —侧贯通基材75。两个螺钉在图示的截面中沿X轴方向并列设 置。固定部77将保持部74固定在基材75上。固定部77例如通过使紫 外线固化树脂发生了固化而得到。
接着，对设置第一光学元件72时的角度05的调整进行说明。构成 倾斜调整部76的螺钉通过在基材75中被柠紧，而从基材75上推保持 部74。保持部74相对基材75的倾斜，可以根据拧紧各螺钉的情况进行微调整。通过适当调整保持部74相对基材75的倾斜，保持部74能够 以对由第二光学元件73产生的像散进行修正的最佳角度05来保持第一 光学元件72。
在调整了保持部74相对基材75的倾斜之后，通过向保持部74及 基材75之间注入紫外线固化树脂，并照射紫外线，使紫外线固化树脂 发生固化。通过使紫外线固化树脂固化，在保持部74及基材75之间形 成固定部77。相互成为一体的保持部74和第一光学元件72通过固定部 77被固定在基材75上。这样，通过以构成对像散进行修正的最佳角度 e5的状态固定第一光学元件72，可使光源装置成为能降低^象散的构成。
本实施例中说明的保持部74适用于用于修正像散的要素、例如修 正用平行平板14、 15(参照图3、 4、 7、 8、 11)、修正用平4亍平板41、 42 (参照图5)的保持。另外，倾斜调整部76并不限于沿X轴方向并 列的两个螺钉的情况，只要是能够调整保持部74相对基材75的倾斜的 装置即可。例如，倾斜调整部76可以是4个螺钉。通过在与保持部74 的四个角对应的位置i殳置倾斜调整部76，可以稳定地固定保持部74。 固定部77可以通过将紫外线固化树脂以外的固化树脂、例如热固化树 脂等固化而得到，也可以通过使粘接剂固化而得到等。
实施例5
图13是示意地表示本发明的实施例5涉及的光源装置的特征部分 的图。本实施例的特征在于，具有用于对第一光学元件72相对保持部 74的倾斜进行调整的倾斜调整部82。对与上述实施例4相同的部分附 加相同的符号，省略重复的说明。本实施例中说明的构成也可以应用于 上述实施例1~3中的任意构成。图中，利用截面表示了构成本实施例 的特征部分的第一光学元件72、保持部74、基材75、框部件81、倾斜 调整部82和弹簧83。
保持部74被设置在基材75上。此外，保持部74和基材75可以由 一个部件构成。框部件81被设置在第一光学元件72的周围，用于支承 第一光学元件72。第一光学元件72与框部件81成为一体。倾斜调整部 82的设置目的在于，当设置第一光学元件72时，对第一光学元件72 相对保持部74的倾斜进行调整。作为倾斜调整部82，例如^f吏用两个螺 钉。螺钉从框部件81中与保持部74侧相反一侧向保持部74侧贯通框 部件81。两个螺钉在图示的截面中沿X轴方向并列设置。弹簧83被设
20置在保持部74及框部件81之间。弹簧83例如是与构成倾斜调整部82 的一个螺钉组合而成的盘簧。
接着，对设置第一光学元件72时的角度05的调整进行说明。如果 松动与弹簧83组合的螺钉，则通过弹簧83的回复力，框部件81及第 一光学元件72被从保持部74上推。如果克服弹簧83的回复力来拧紧 螺钉，则框部件81及第一光学元件72被向保持部74推压。第一光学 元件72相对保持部74的倾斜可根据拧紧各螺钉的情况进行微调整。通 过适当调整第一光学元件72相对保持部74的倾斜，保持部74能够以 对由第二光学元件73产生的像散进行修正的最佳角度05来保持第一光 学元件72。另外，弹簧83不限于一个的情况，也可以为多个。弹簧83 不限于和螺钉组合设置的情况，也可以设置在保持部74及框部件81之 间的任意位置。并且，弹簧83只要是可以利用复原回复力的弹性体即 可，除了盘簧之外，还可以使例如板簧等。
在对第一光学元件72相对保持部74的倾斜进行了调整之后，通过 向保持部74及框部件81之间注入紫外线固化树脂，并照射紫外线，使 紫外线固化树脂发生固化。通过使紫外线固化树脂固化，在保持部74 及框部件81之间形成固定部(省略图示)。相互成为一体的框部件81 和第一光学元件72通过固定部被固定在保持部74上。这样，通过以构 成对像散进行修正的最佳角度05的状态固定第一光学元件72，可使光 源装置成为能降低像散的构成。
本实施例中说明的保持部74适用于用于修正像散的要素、例如修 正用平行平板14、 15(参照图3、 4、 7、 8、 11)、修正用平行平板41、 42(参照图5)的保持。另夕卜，倾斜调整部82并不限于两个螺钉的情况， 只要是能够调整第一光学元件72相对保持部74的倾斜的装置即可。例 如，倾斜调整部82可以按照贯通框部件81的四个角的方式由4个螺钉 构成。通过这样构成，能够稳定地保持框部件81及光学元件72的倾斜。 固定部可以通过使紫外线固化树脂以外的固化树脂、例如热固化树脂等 固4t而得到，也可以通过使粘接剂固化而得到等。
工业上的可利用性
综上所述，本发明的光源装置及图像显示装置适用于通过使激光进 行扫描来显示图像的情况。
权利要求
1.一种光源装置，其特征在于，具有射出光束的光源部；具备从所述光源部射出的所述光束所入射的第一入射面，使向所述第一入射面入射的所述光束透过的第一光学元件；和具备透过了所述第一光学元件的所述光束所入射的第二入射面，使向所述第二入射面入射的所述光束透过的第二光学元件；所述第一入射面相对于向所述第一入射面入射的所述光束的主光线，向以第一轴为中心旋转的方向倾斜，所述第二入射面相对于向所述第二入射面入射的所述光束的主光线，向以与所述第一轴大致垂直的第二轴为中心旋转的方向倾斜。
2. 根据权利要求l所述的光源装置，其特征在于，所述第 一光学元件是使向所述笫 一入射面入射的光透过的平行平板。
3. 才艮据权利要求2所述的光源装置，其特征在于， 所述第二光学元件是使向所述第二入射面入射的光透过的平行平板， 所述第一光学元件的厚度与所述第二光学元件的厚度大致相同。
4. 根据权利要求2或3所述的光源装置，其特征在于，所述第二光学元件是使向所述第二入射面入射的光透过的平行平板， 在以所述第一轴为中心的旋转方向上所述第一入射面与所述主光线所成的角度、和在以所述第二轴为中心的旋转方向上所述第二入射面与所述主光线所成的角度大致相同。
5. 根据权利要求1~4中任意一项所述的光源装置，其特征在于，具有使第一光束向所述第一光学元件入射的作为所述光源部的第一光源 部；和使第二光束向所述第二光学元件入射的第二光源部； 所述第二光学元件通过4吏从所述第 一光源部射出且透过了所述第 一光 学元件的所述第一光束透过，并且使从所述第二光源部射出且向与所述第 二入射面相反侧的面入射的所述第二光束反射，将所述第 一光束及所述第 二光束合成。
6. 才艮据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，具有配置在所述第二光学元件的射出侧、且对所述第一光束及所述第 二光束进4亍会聚的会聚光学系统。
7. 才艮据权利要求5或6所述的光源装置，其特征在于，所述第一光束是第一色光， 所述第二光束是第二色光， 所述第二光学元件是使所述第一色光透过而使所述第二色光反射的分 色镜。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，具有 射出第三色光的第三光源部；和使所述第 一 色光及所述第二色光透过而使所述第三色光反射的分色镜《
9.根据权利要求1 8中任意一项所述的光源装置，其特征在于， 具有对被所述第 一入射面反射的光进行检测的光检测部，量,
10. 根据权利要求9所述的光源装置，其特征在于，具有 射出第一色光的第一光源部； 射出第二色光的第二光源部；和使从所述第二光源部射出的所述第二色光分支的第二色光用分支部； 所述第 一 色光被所述第 一光学元件分支，所述第二色光用光分支部具有与所述第二色光的主光线大致垂直的入 射面。
11. 一种光源装置，其特征在于，具有 射出光束的光源部；具备从所述光源部射出的所述光束所入射的笫一入射面，使向所述第 一入射面入射的所述光束透过的第一光学元件；和具备透过了所述第一光学元件的所述光束所入射的第二入射面，使向 所述第二入射面入射的所述光束透过的第二光学元件；所述第 一入射面相对于向所述第 一入射面入射的所述光束的主光线， 向以第一轴为中心旋转的方向倾斜，所述第二入射面相对于向所述第二入射面入射的所述光束的主光线， 向以与所述第一轴大致垂直的第二轴为中心旋转的方向倾斜，还具有通过保持所述第一光学元件，来确定所述第一入射面与向所述 第 一入射面入射的所述光束的主光线所成的角度的保持部。
12. 根据权利要求ll所述的光源装置，其特征在于， 具有固定部，其以所述第一入射面与向所述第一入射面入射的所述光束的主光线所成的角度被调整的状态，固定所述第一光学元件。
13. 根据权利要求11或12所述的光源装置，其特征在于， 所述保持部设置在基材上，该光源装置具有用于对所述保持部相对所述基材的倾斜进行调整的倾 斜调整部。
14. 根据权利要求11或12所述的光源装置，其特征在于，具有用于对所述第一光学元件相对所述保持部的倾斜进行调整的倾斜 调整部。
15. —种图像显示装置，其特M于，具有 射出光束的权利要求1 ~ 14中任意一项所述的光源装置；和 使从所述光源装置射出的所述光束进行扫描的扫描光学系统； 通过由所述扫描光学系统进行所述光束的扫描来显示图像。
全文摘要
本发明提供能降低像散的光源装置、和通过使用该光源装置而可以显示高品质图像的图像显示装置。本发明的光源装置具有射出光束的作为光源部的B光用半导体激光器(11B)；具备从光源部射出的光束所入射的第一入射面，使向第一入射面入射的光束透过的作为第一光学元件的修正用平行平板(14)；和具备透过了第一光学元件的光束所入射的第二入射面，使向第二入射面入射的光束透过的作为第二光学元件的分色镜(17、18)；第一入射面相对于向第一入射面入射的光束的主光线，向以第一轴为中心旋转的方向倾斜，第二入射面相对于向第二入射面入射的光束的主光线，向以与第一轴大致垂直的第二轴为中心旋转的方向倾斜。
文档编号G02B26/10GK101614873SQ20091015045
公开日2009年12月30日 申请日期2009年6月23日 优先权日2008年6月26日
发明者内川大介 申请人:精工爱普生株式会社