光源ユニット、及び画像表示装置
【課題】レーザ素子上の複数の発光点から照射され、一方向に広がり角をもつレーザ光線を、光ファイバの入射端面からはみ出さないように集光する。
【解決手段】レーザ素子７の端面に一直線上に配列された複数の発光点７ａから照射され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線９を、シリンドリカルレンズ１０で一括して平行光線とし、その後、丸レンズ１１，１２で光ファイバ３の入口に集光するとともに、前記シリンドリカルレンズ１０と前記丸レンズ１１、１２の光軸が合致するように、前記シリンドリカルレンズ１０を保持する第１の鏡筒１と、前記丸レンズ１１、１２を保持する第２の鏡筒２を位置決めして直接結合させた。
【解決手段】レーザ素子７の端面に一直線上に配列された複数の発光点７ａから照射され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線９を、シリンドリカルレンズ１０で一括して平行光線とし、その後、丸レンズ１１，１２で光ファイバ３の入口に集光するとともに、前記シリンドリカルレンズ１０と前記丸レンズ１１、１２の光軸が合致するように、前記シリンドリカルレンズ１０を保持する第１の鏡筒１と、前記丸レンズ１１、１２を保持する第２の鏡筒２を位置決めして直接結合させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバによりレーザ光線を伝達することを必要とするレーザ装置、例えば、レーザ光線を光源として画像をスクリーンに投写するプロジェクタやリアプロジェクションテレビ、または、液晶テレビのバックライトの光源ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光源ユニットでは、平行方向の広がり角θｐと比べて垂直方向の広がり角θｖの大きいレーザ光線を、シリンドリカルレンズや円柱レンズで構成された第１のレンズで、レーザ光線の広がり角θｖのみを調節し、球面レンズや非球面レンズで構成される第２レンズで、広がり角θｖ、θｐの両方を調節し、光ファイバに集光する（例えば、特許文献１）。また、他の例では、複数の半導体レーザ素子から射出されたレーザビームを、個々の半導体レーザ素子に対応したコリメータレンズで平行光線とし、その後２つのシリンドリカルレンズで光ファイバ先端に集光している。なお、コリメータレンズとシリンドリカルレンズはそれぞれ別のパッケージに保持されている（例えば、特許文献２）。さらに、他の例では、２つの半導体素子から射出されたレーザビームを２つのコリメータレンズで平行光線とし、コリメータレンズを通過したレーザビームを球面レンズなどの集光レンズで集光し、その集束位置に光ファイバを配置している。なお、２つのコリメータレンズは光源パッケージ内に保持されており、その外側のパッケージは集光レンズを保持するとともに、前記光源パッケージも内包している（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３７８６号公報（段落００１２、００２５、００４１、図１）
【特許文献２】特開２００６−５４３６６号公報（段落００３５、００３９、００４０、図２）
【特許文献３】特開２００６−６６８７５号公報（段落００４３、００４５、００４６、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、複数の発光点が所定のピッチで配置された半導体レーザアレイから出射される垂直広がり角θｖのレーザ光線を、１つの円柱レンズで平行光線にするものであるが、光源ユニットの第１レンズ（シリンドリカルレンズや円柱レンズ）と第２レンズ（球面レンズや非球面レンズ）を保持し、光軸を合わせて位置決めする具体的な方法及び構造が記載されていない。
【０００５】
また、特許文献２、３は、複数のレーザ素子から出射されたレーザ光線を、個々のレーザ素子に対応した複数のコリメータレンズで平行光線にするものであるが、光源ユニットのレンズの枚数が多くなりコスト的に高くなってしまう。特許文献２の光源ユニットでは、コリメータレンズと集光レンズ（シリンドリカルレンズ）を別々のパッケージで保持して連結しているが、パッケージ間の位置決めがないので、コリメータレンズと集光レンズの位置関係を合わせるのが難しい。また、特許文献３の光源ユニットでは、コリメータレンズを保持する光源パッケージは、集光レンズを保持するパッケージの中に設けられており、位置決めも無くパッケージ間の位置決めが難しい。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、レーザ素子から広がり角をもって照射された複数のレーザ光線を、精度良く集光することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる光源ユニットは、端面に一直線上に配列され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線を照射する複数の発光点を有するレーザ素子と、母線の方向が前記レーザ光線の広がる方向と直交する方向に配置され、前記レーザ光線を一括して平行光線にする少なくとも１つのシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを保持する第１の鏡筒と、前記シリンドリカルレンズの後に配置され、前記平行光線を集光する集光レンズと、前記集光レンズを保持する第２の鏡筒とを備え、前記シリンドリカルレンズと前記集光レンズの光軸が合致するように、前記第１の鏡筒と前記第２の鏡筒を位置決めして直接結合させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明にかかる光源ユニットは、端面に一直線上に配列され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線を照射する複数の発光点を有するレーザ素子と、母線の方向が前記レーザ光線の広がる方向と直交する方向に配置され、前記レーザ光線を一括して平行光線にする少なくとも１つのシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを保持する第１の鏡筒と、前記シリンドリカルレンズの後に配置され、前記平行な光線を集光する集光レンズと、前記集光レンズを保持する第２の鏡筒とを備え、前記シリンドリカルレンズと前記集光レンズの光軸が合致するように、前記第１の鏡筒と前記第２の鏡筒を位置決めして直接結合させたものなので、レーザ素子から広がり角を持って照射された光を精度良く集光できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットを表す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットを下から見た横断面図。
【図３】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットを右側から見た縦断面図。
【図４】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットのシリンドリカルレンズを保持するレンズユニットの斜視図で、一部断面をとっている。
【図５】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットの丸レンズ（集光レンズ）を保持するレンズユニットの斜視図で、一部断面をとっている。
【図６】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットの丸レンズ（集光レンズ）を保持するレンズユニットの縦断面図。
【図７】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットの光ファイバホルダの調整方法を説明する斜視図。
【図８】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットの光センサユニットの構成を説明する断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る光源ユニットを用いた投写型表示装置５００の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる光源ユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
以下、図面について本発明の実施の形態１の光源ユニットについて説明する。図１は本実施の形態による光源ユニットの斜視図、図２は図１を下から見た横断面図、図３は図１を右側から見た縦断面図、図４はシリンドリカルレンズを保持するレンズユニット１００の斜視図で、シリンドリカルレンズ以外の部品は縦断面をとって示している。図５は集光レンズである丸レンズを保持するレンズユニット２００の斜視図で、鏡筒だけ部分的に断面を取ったものである。図６は丸レンズを保持するレンズユニット２００の縦断面図、図７は光ファイバホルダ５の調整方法を説明する斜視図。図８はレンズユニット１００を光センサユニット４００の位置で、光軸に垂直方向で切った断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態１の光源ユニットは、シリンドリカルレンズを保持する第１の鏡筒１と、丸レンズを保持する第２の鏡筒２と、光ファイバ３を保持するコネクタ４を、袋ナット４ａにより固定するための光ファイバホルダ５と、第１の鏡筒１の後端に取り付けられ、レーザ光線を照射するレーザモジュール３００と、第１の鏡筒１の鏡筒の側面に取り付けられ、光を検出する光センサユニット４００により構成されている。
【００１３】
図２及び図３に示すように、レーザモジュール３００はベース板６と、その上に搭載されるレーザ素子７と、ベース板６に取り付けられレーザ素子７を封止するキャップ８により構成されており、第１の鏡筒１の後端に位置決めされて取り付けられている。また、レーザ素子７の端面には、一直線上に配列された５個の発光点７ａが備えられており、各発光点７ａからは、その配列方向と直交する方向に広がるレーザ光線９が照射される。図２の横断面図において、５個の発光点７ａは重なって見え、横方向に全て同じ広がり角のレーザ光線９を照射する。また、図３の縦断面図において、発光点７ａから照射されたレーザ光線９は縦方向には広がらず直進する。なお、本実施の形態では発光点の数を５個としたが、要求仕様によって発光点の数は変更しても良く、発光点の数が多くなれば２列に配列しても良い。
【００１４】
第１の鏡筒１には、シリンドリカルレンズ１０が保持されている。シリンドリカルレンズ１０は、母線の方向がレーザ光線９の広がる方向と直交する方向に配置さている。第２の鏡筒２には、２枚の丸レンズ１１、１２が保持されている。第２の鏡筒２は、丸レンズ１１、１２の光軸がシリンドリカルレンズ１０の光軸に合致するように、第１の鏡筒１に対して位置決めして取り付けられている。なお、本実施の形態１では、シリンドリカルレンズ１枚、丸レンズ２枚を保持する例を示したが、要求される性能とコストや大きさなどの制約条件によって各レンズの枚数は変わってもよい。
【００１５】
光ファイバ３は、コネクタ４に挿入され、光ファイバ３の先端がコネクタ４の先端に合致するように接着剤等で固定されている。また、第２の鏡筒２の出口側先端には、光ファイバホルダ５が取り付けられており、コネクタ４の先端が挿入され、袋ナット４ａにより固定されている。このとき、コネクタ４の先端は光ファイバホルダ５の穴の底に当て止めさているので、光ファイバ３先端の深さ方向の位置決めがなされる。なお、図１〜図３に示す光ファイバ３は、説明のために途中で切った状態を示しており、実際は所望の長さで被覆も被っているのが一般的である。
【００１６】
次に、作用について説明する。発光点７ａから照射されたレーザ光線９は、キャップ８に設けられたガラスの窓８ａを通過し、シリンドリカルレンズ１０に入射する。図２に示すように、シリンドリカルレンズ１０に入射したレーザ光線９は、シリンドリカルレンズ１０によって屈折し、横方向の広がりが補正され平行な光線になる。一方、図３に示すように、レーザ光線９は縦方向には広がり角をもたず、光軸と平行な光線なので、シリンドリカルレンズ１０では屈折されずにそのまま通過する。よって、シリンドリカルレンズ１０の出口側から照射されるレーザ光線９は、縦横両方向とも平行な光線となる。
【００１７】
続いて、丸レンズ１２に入射したレーザ光線９は、丸レンズ１２と丸レンズ１１によって縦横両方向に屈折され、光ファイバ３の入口に集光される。光ファイバ３に入射したレーザ光線９は、光ファイバ３の中を伝播し伝達される。以上のように、発光点７ａから照射され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線９は、シリンドリカルレンズ１０で縦横方向とも平行な光線にするので、その後、丸レンズ１１、１２を使って光ファイバ３の先端に簡単に精度良く集光することができる。
【００１８】
また、複数の発光点７ａから照射されたレーザ光線９をシリンドリカルレンズ１０で一括して平行光線にするので、個々の発光点７ａに対応したコリメートレンズを配置する必要が無く、また、多数のコリメートレンズを各発光点に合わせて位置決めする手間が省けるため組立時間も短縮できるので、部品点数が削減できるとともに組立コストも削減できる。
【００１９】
次に、各レンズユニットの構成について説明する。図４に示すレンズユニット１００において、シリンドリカルレンズ１０は、レーザ光線９が出射する第１の鏡筒１の出口側に保持されている。また、シリンドリカルレンズ１０は、板ばね１３により第１の鏡筒１に押し当てられガタ無く保持されている。板ばね１３は、ねじ１４ａと図示されない反対側のねじによって、第１の鏡筒１にねじ留めされている。また、板ばね１３には、レーザ光線９が通過するための窓１３ａが設けられている。
【００２０】
レンズユニット２００の組立方法を図５と図６を用いて説明する。まず、第２の鏡筒２に丸レンズ１１を挿入し、次にドーナツ型のスペーサ１５を挿入する。続いて、丸レンズ１２を挿入し、外径にねじの切ってあるネジリング１６で固定する。実際は、第２の鏡筒１２の出口側を下にして、各部品を落とし込みによって積み上げていく。そして、最後に第２の鏡筒２の側面から止めねじ１７でねじ留めし、ネジリング１６が振動などで緩むのを防止する。
【００２１】
また、レンズユニット１００とレンズユニット２００との組み付けは、第１の鏡筒１の出口側に設けられ、シリンドリカルレンズ１０の光軸と同軸の円筒状の突起１ａに、第２の鏡筒２内面に設けられ、丸レンズ１１、１２の光軸と同軸の円筒状の嵌合面２ａを嵌合させることで、シリンドリカルレンズ１０と、丸レンズ１１、１２の光軸を一致させるようにして行う。なお、回転方向の位置決めは、第１の鏡筒１に設けた突起１ｂと、第２の鏡筒２に設けた突起２ｂを組立時に合わせることにより行う。
【００２２】
以上のように、第１の鏡筒１と第２の鏡筒２を位置決めして直接結合しているので、第１の鏡筒１に保持されるシリンドリカルレンズ１０と、第２の鏡筒２に保持される丸レンズ１１、１２の光軸を正確に合わせることができるので、光軸がずれて性能が低下することが無い。また、シリンドリカルレンズと丸レンズを別々の鏡筒で保持することにしたので、シリンドリカルレンズ、丸レンズ、それぞれのレンズに適した鏡筒の形状を採用することが可能になる。つまり、丸レンズを保持する鏡筒は断面が丸い形の鏡筒を使えるので、内面などの追加工の際に旋盤を使い円筒加工できるので精度が高く、加工時間も短くコストも安くなる。また、丸い鏡筒であれば、レンズの光軸も確保しやすく、組立の際には各部品を落とし込みで組み立てられるので、組立が簡単で組立時間を短縮することができ、組立コストを削減することができる。
【００２３】
また、シリンドリカルレンズを保持する鏡筒は断面が四角く、シリンドリカルレンズの外形に合った形を採用できるので、肉厚の均一化が図れ、材料の無駄が無い。シリンドリカルレンズと丸レンズが混在する場合、鏡筒は複雑な形になり、成形しにくく追加工もしにくいので、精度も確保しづらくコストも高くなりやすい。
【００２４】
次に、光ファイバホルダ５の取り付け方法及び光ファイバ３の位置調整方法を図７について説明する。光ファイバホルダ５は３本のねじ１８ａ〜１８ｃより、第２の鏡筒２の出口面２ｃにねじ留めされる。第２の鏡筒２の出口面２ｃは平面になっており、さらに１２０度分割で雌ねじ１９ａ〜１９ｃが切ってある。そこに光ファイバホルダ５を載せ、ねじ１８ａ〜１８ｃを軽く締める。次に、コネクタ４を光ファイバホルダ５に差し込み固定する。なお、光ファイバ３の位置調整は、図１〜図３に示すレーザモジュール３００を取り付け、レーザ光線９を照射した状態で行う。
【００２５】
仮留めしたねじ１８ａ〜１８ｃを緩め、光ファイバホルダ５が面内方向に動くようにする。光ファイバホルダ５は、そこに空けられた穴５ａ〜５ｃとねじ１８ａ〜１８ｃのガタ分だけ移行可能となる。図２と図３に示すように、レーザ光線９は光ファイバ３が本来位置すべき点に集光しているので、光ファイバホルダ５を面内方向に移動させることで、光ファイバ３の入射端面を集光点に合わせることができる。光ファイバ３の先端が集光点に合致したかの判断は、光ファイバ３の出口から出力されるレーザ光線９の強度を測定し行い、強度が最高になった位置でねじ１８ａ〜１８ｃを強く締めて光ファイバホルダ５を固定する。
【００２６】
光ファイバホルダ５を第２の鏡筒２の出口面２ｃの面内方向に移動可能に保持したので、複雑な調整機構が不要で部品点数が少なく、コストが安く信頼性の高い光ファイバ３の位置調整機構を得ることができる。また、光ファイバ３の入射端面が光軸方向にずれることなく、光ファイバ３の位置調整が可能となり、精度の高い位置決めが可能となる。
【００２７】
図８において、光センサユニット４００の構成について説明する。光センサ２０が基板２１に搭載されており、基板２１は基板ホルダ２２にねじ２３ａで固定されている。基板ホルダ２２には、光センサ２０が入る窓２２ａが設けてあり、基板２１は光センサ２０の搭載面を下側にして、２本のねじ２３ｂと２３ｃによって第１の鏡筒１の側面に固定されている。また、基板ホルダ２２は、光センサ２０が第１の鏡筒１の側面に密着せず、第１の鏡筒１との間に空間を設けて保持されるよう、バスタブ型の構造になっている。一方、第１の鏡筒１の側面には、光検出用の穴２４が設けられており、そこから基板ホルダ２２内にレーザ光線９が取り込まれる。
【００２８】
レーザ光線９は、キャップ８に遮られ穴２４に直接入射することはなく、図２に示すシリンドリカルレンズ１０の入射面で少量反射し、さらに第１の鏡筒１内で乱反射する。その乱反射した散乱光が取り込める位置に穴を設けてある。さらに、穴２４を適切な大きさにすることに加え、穴２４の軸線上に光センサ２０が位置しないように、少しずらした位置に光センサ２０を配置して、レーザ光線９を基板ホルダ２２内で反射させて減衰させている。レーザ光線９をさらに減衰させるには、基板ホルダ２２の内面を荒らしたり、黒色にしても良い。
【００２９】
このように、第１の鏡筒１に設けたレーザ光線を取り込む穴２４の位置、光センサ２０と穴２４の位置関係、光センサ２０を搭載する基板２１を保持する基板ホルダ２２の形状や色を以上のように構成したので、強度の強いレーザ光線９であっても安定して検出ことができる。また、光センサ２０でレーザ光線９の強度を検出し、レーザ光線の強度変化をモニタすることで、レーザ素子７の突然の不具合や、寿命を判断することができる。また、光ファイバ３の出口側出力と比較することで、光ファイバ３の断線や透過率の低下などを検出することもできる。
【００３０】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態１に係る光源ユニットを用いた画像表示装置としての投写型表示装置５００の構成図である。投写型表示装置５００は、ライトバルブを用いてスクリーン上に画像を投写するリアプロジェクションテレビである。
【００３１】
図９に示すように、実施の形態２に係る投写型表示装置５００は、集光光学系５１０と、照明光学系５４０と、映像表示素子としての反射型光変調素子（反射型ライトバルブ）５２０と、照明光学系５４０により照明された反射型光変調素子５２０の被照明面（画像形成領域）５２０ａの画像を透過型スクリーン５５０に拡大投写する投写光学系５３０とを有している。
【００３２】
集光光学系５１０は、複数色（図１においては３色）の光源ユニット５１１と、光源ユニット５１１から出射された光束を照明光学系５４０に導く複数本（図１においては３本）の光ファイバ３とから構成されている。複数色の光源ユニット５１１のうち、少なくとも１つは実施の形態１に係る光源ユニットである。
【００３３】
集光光学系５１０では、光源ユニット５１１から出射されたレーザ光線は、それぞれの光源ユニット５１１に対応する光ファイバ３を介して照明光学系５４０に導かれる。
【００３４】
照明光学系５４０は、集光光学系５１０（光ファイバ３）から出射されたレーザ光線の強度分布を均一化する光強度均一化素子５４１と、リレーレンズ群５４２と、拡散素子５４４と、第１ミラー５４３ａ及び第２ミラー５４３ｂから構成されるミラー群５４３と、を有している。そして、照明光学系５４０は、リレーレンズ群５４２とミラー群５４３によって、光強度均一化素子５４１から出射した光束を反射型光変調素子５２０に導いている。
【００３５】
光強度均一化素子５４１は、集光光学系５１０が出射したレーザ光線の光強度を均一化する機能（照度ムラを低減する機能など）を有している。光強度均一化素子５４１は、光の入射口である入射面（入射端面）が光ファイバ３側を向き、光の出射口である出射面（出射端面）がリレーレンズ群５４２側を向くよう照明光学系５４０内に配設されている。光強度均一化素子５４１は、例えばガラス又は樹脂等の透明材料で作製されている。光強度均一化素子５４１は、側壁内側が全反射面となるように構成された多角形柱状のロッド（断面形状が多角形の柱状部材）、または光反射面を内側にして筒状に組み合わされた断面形状が多角形のパイプ（管状部材）などを含んで構成されている。
【００３６】
光強度均一化素子５４１が多角柱状のロッドである場合には、透明材料と空気界面との全反射作用を利用して光を複数回反射させた後に出射端（出射口）から光を出射させる。光強度均一化素子５４１が多角形のパイプである場合には、内側を向く表面鏡の反射作用を利用して光を複数回反射させた後に出射口から光を出射させる。
【００３７】
光強度均一化素子５４１は、光束の進行方向に適当な長さを確保すれば、内部で複数回反射した光が光強度均一化素子５４１の出射面の近傍に重畳照射され、光強度均一化素子５４１の出射面の近傍では略均一な強度分布が得られる。この略均一な強度分布を有する出射面からの出射光は、リレーレンズ群５４２及びミラー群５４３によって反射型光変調素子５２０へと導かれ、反射型光変調素子５２０の被照明面５２０ａを照明する。
【００３８】
また、照明光学系５４０には、リレーレンズ群５４２の後段に拡散素子（拡散部）５４４を設けている。拡散素子５４４は、リレーレンズ群５４２を介して伝播してくる光を拡散させてからミラー群５４３へ送ることによってスペックルを低減させる素子である。拡散素子５４４は、基板上に施したホログラムパターンによって光の拡散角度を設定できるホログラフィック拡散素子などであり、光源ユニット５１１のもつ可干渉性を緩和する。また、拡散素子５４４を回転あるいは振動等させることによって、光源ユニット５１１のもつ可干渉性を効果的に緩和することができる。
【００３９】
反射型光変調素子５２０は、例えばＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）素子などの反射型の光変調素子である。反射型光変調素子５２０は、各画素に対応する可動式のマイクロミラーを多数（例えば、数十万個）平面的に配列したものであり、画素情報に応じて各マイクロミラーの傾角（チルト）を変化させるように構成されている。
【００４０】
投写光学系５３０は、反射型光変調素子５２０の被照明面（画像形成領域）５２０ａの画像を透過型スクリーン５５０に拡大投写する。これにより、透過型スクリーン５５０には画像が表示される。
【００４１】
なお、図９では、リレーレンズ群５４２を１枚のレンズで構成する場合を図示したが、レンズの枚数については１枚に限定されるものではなく複数枚であってもよい。同様に、ミラー群５４３についてもミラーは２枚に限定されるものではなく、ミラー群５４３を１枚または３枚以上のミラーで構成してもよい。
【００４２】
なお、図９では、複数色の光源ユニット５１１から出射されたレーザ光線を、それぞれの光源ユニット５１１に対応する光ファイバ３を介して照明光学系５４０に導くものとしたが、光源ユニット５１１から出射されたレーザ光線をダイクロイックミラーなどで合成して、照明光学系５４０に入射させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる光源ユニットは、光ファイバによりレーザ光線を伝達することを必要とするレーザ装置、例えば、レーザ光線を光源として画像をスクリーンに投写するプロジェクタやリアプロジェクションテレビ、または、液晶テレビのバックライトの光源ユニットに有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 第１の鏡筒、
１ａ 突起、
２ 第２の鏡筒、
２ａ 嵌合面、
２ｃ 出口面、
３ 光ファイバ、
５ 光ファイバホルダ、
７ レーザ素子、
７ａ 発光点、
９ レーザ光線、
１０ シリンドリカルレンズ、
１１、１２ 丸レンズ（集光レンズ）、
２０ 光センサ、
２１ 基板、
２２ 基板ホルダ、
２４ 穴、
１００、２００ レンズユニット、
３００ レーザモジュール、
４００ 光センサユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバによりレーザ光線を伝達することを必要とするレーザ装置、例えば、レーザ光線を光源として画像をスクリーンに投写するプロジェクタやリアプロジェクションテレビ、または、液晶テレビのバックライトの光源ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光源ユニットでは、平行方向の広がり角θｐと比べて垂直方向の広がり角θｖの大きいレーザ光線を、シリンドリカルレンズや円柱レンズで構成された第１のレンズで、レーザ光線の広がり角θｖのみを調節し、球面レンズや非球面レンズで構成される第２レンズで、広がり角θｖ、θｐの両方を調節し、光ファイバに集光する（例えば、特許文献１）。また、他の例では、複数の半導体レーザ素子から射出されたレーザビームを、個々の半導体レーザ素子に対応したコリメータレンズで平行光線とし、その後２つのシリンドリカルレンズで光ファイバ先端に集光している。なお、コリメータレンズとシリンドリカルレンズはそれぞれ別のパッケージに保持されている（例えば、特許文献２）。さらに、他の例では、２つの半導体素子から射出されたレーザビームを２つのコリメータレンズで平行光線とし、コリメータレンズを通過したレーザビームを球面レンズなどの集光レンズで集光し、その集束位置に光ファイバを配置している。なお、２つのコリメータレンズは光源パッケージ内に保持されており、その外側のパッケージは集光レンズを保持するとともに、前記光源パッケージも内包している（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３７８６号公報（段落００１２、００２５、００４１、図１）
【特許文献２】特開２００６−５４３６６号公報（段落００３５、００３９、００４０、図２）
【特許文献３】特開２００６−６６８７５号公報（段落００４３、００４５、００４６、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、複数の発光点が所定のピッチで配置された半導体レーザアレイから出射される垂直広がり角θｖのレーザ光線を、１つの円柱レンズで平行光線にするものであるが、光源ユニットの第１レンズ（シリンドリカルレンズや円柱レンズ）と第２レンズ（球面レンズや非球面レンズ）を保持し、光軸を合わせて位置決めする具体的な方法及び構造が記載されていない。
【０００５】
また、特許文献２、３は、複数のレーザ素子から出射されたレーザ光線を、個々のレーザ素子に対応した複数のコリメータレンズで平行光線にするものであるが、光源ユニットのレンズの枚数が多くなりコスト的に高くなってしまう。特許文献２の光源ユニットでは、コリメータレンズと集光レンズ（シリンドリカルレンズ）を別々のパッケージで保持して連結しているが、パッケージ間の位置決めがないので、コリメータレンズと集光レンズの位置関係を合わせるのが難しい。また、特許文献３の光源ユニットでは、コリメータレンズを保持する光源パッケージは、集光レンズを保持するパッケージの中に設けられており、位置決めも無くパッケージ間の位置決めが難しい。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、レーザ素子から広がり角をもって照射された複数のレーザ光線を、精度良く集光することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる光源ユニットは、端面に一直線上に配列され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線を照射する複数の発光点を有するレーザ素子と、母線の方向が前記レーザ光線の広がる方向と直交する方向に配置され、前記レーザ光線を一括して平行光線にする少なくとも１つのシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを保持する第１の鏡筒と、前記シリンドリカルレンズの後に配置され、前記平行光線を集光する集光レンズと、前記集光レンズを保持する第２の鏡筒とを備え、前記シリンドリカルレンズと前記集光レンズの光軸が合致するように、前記第１の鏡筒と前記第２の鏡筒を位置決めして直接結合させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明にかかる光源ユニットは、端面に一直線上に配列され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線を照射する複数の発光点を有するレーザ素子と、母線の方向が前記レーザ光線の広がる方向と直交する方向に配置され、前記レーザ光線を一括して平行光線にする少なくとも１つのシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを保持する第１の鏡筒と、前記シリンドリカルレンズの後に配置され、前記平行な光線を集光する集光レンズと、前記集光レンズを保持する第２の鏡筒とを備え、前記シリンドリカルレンズと前記集光レンズの光軸が合致するように、前記第１の鏡筒と前記第２の鏡筒を位置決めして直接結合させたものなので、レーザ素子から広がり角を持って照射された光を精度良く集光できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットを表す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットを下から見た横断面図。
【図３】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットを右側から見た縦断面図。
【図４】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットのシリンドリカルレンズを保持するレンズユニットの斜視図で、一部断面をとっている。
【図５】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットの丸レンズ（集光レンズ）を保持するレンズユニットの斜視図で、一部断面をとっている。
【図６】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットの丸レンズ（集光レンズ）を保持するレンズユニットの縦断面図。
【図７】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットの光ファイバホルダの調整方法を説明する斜視図。
【図８】本発明の実施の形態１に示す光源ユニットの光センサユニットの構成を説明する断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る光源ユニットを用いた投写型表示装置５００の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる光源ユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
以下、図面について本発明の実施の形態１の光源ユニットについて説明する。図１は本実施の形態による光源ユニットの斜視図、図２は図１を下から見た横断面図、図３は図１を右側から見た縦断面図、図４はシリンドリカルレンズを保持するレンズユニット１００の斜視図で、シリンドリカルレンズ以外の部品は縦断面をとって示している。図５は集光レンズである丸レンズを保持するレンズユニット２００の斜視図で、鏡筒だけ部分的に断面を取ったものである。図６は丸レンズを保持するレンズユニット２００の縦断面図、図７は光ファイバホルダ５の調整方法を説明する斜視図。図８はレンズユニット１００を光センサユニット４００の位置で、光軸に垂直方向で切った断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態１の光源ユニットは、シリンドリカルレンズを保持する第１の鏡筒１と、丸レンズを保持する第２の鏡筒２と、光ファイバ３を保持するコネクタ４を、袋ナット４ａにより固定するための光ファイバホルダ５と、第１の鏡筒１の後端に取り付けられ、レーザ光線を照射するレーザモジュール３００と、第１の鏡筒１の鏡筒の側面に取り付けられ、光を検出する光センサユニット４００により構成されている。
【００１３】
図２及び図３に示すように、レーザモジュール３００はベース板６と、その上に搭載されるレーザ素子７と、ベース板６に取り付けられレーザ素子７を封止するキャップ８により構成されており、第１の鏡筒１の後端に位置決めされて取り付けられている。また、レーザ素子７の端面には、一直線上に配列された５個の発光点７ａが備えられており、各発光点７ａからは、その配列方向と直交する方向に広がるレーザ光線９が照射される。図２の横断面図において、５個の発光点７ａは重なって見え、横方向に全て同じ広がり角のレーザ光線９を照射する。また、図３の縦断面図において、発光点７ａから照射されたレーザ光線９は縦方向には広がらず直進する。なお、本実施の形態では発光点の数を５個としたが、要求仕様によって発光点の数は変更しても良く、発光点の数が多くなれば２列に配列しても良い。
【００１４】
第１の鏡筒１には、シリンドリカルレンズ１０が保持されている。シリンドリカルレンズ１０は、母線の方向がレーザ光線９の広がる方向と直交する方向に配置さている。第２の鏡筒２には、２枚の丸レンズ１１、１２が保持されている。第２の鏡筒２は、丸レンズ１１、１２の光軸がシリンドリカルレンズ１０の光軸に合致するように、第１の鏡筒１に対して位置決めして取り付けられている。なお、本実施の形態１では、シリンドリカルレンズ１枚、丸レンズ２枚を保持する例を示したが、要求される性能とコストや大きさなどの制約条件によって各レンズの枚数は変わってもよい。
【００１５】
光ファイバ３は、コネクタ４に挿入され、光ファイバ３の先端がコネクタ４の先端に合致するように接着剤等で固定されている。また、第２の鏡筒２の出口側先端には、光ファイバホルダ５が取り付けられており、コネクタ４の先端が挿入され、袋ナット４ａにより固定されている。このとき、コネクタ４の先端は光ファイバホルダ５の穴の底に当て止めさているので、光ファイバ３先端の深さ方向の位置決めがなされる。なお、図１〜図３に示す光ファイバ３は、説明のために途中で切った状態を示しており、実際は所望の長さで被覆も被っているのが一般的である。
【００１６】
次に、作用について説明する。発光点７ａから照射されたレーザ光線９は、キャップ８に設けられたガラスの窓８ａを通過し、シリンドリカルレンズ１０に入射する。図２に示すように、シリンドリカルレンズ１０に入射したレーザ光線９は、シリンドリカルレンズ１０によって屈折し、横方向の広がりが補正され平行な光線になる。一方、図３に示すように、レーザ光線９は縦方向には広がり角をもたず、光軸と平行な光線なので、シリンドリカルレンズ１０では屈折されずにそのまま通過する。よって、シリンドリカルレンズ１０の出口側から照射されるレーザ光線９は、縦横両方向とも平行な光線となる。
【００１７】
続いて、丸レンズ１２に入射したレーザ光線９は、丸レンズ１２と丸レンズ１１によって縦横両方向に屈折され、光ファイバ３の入口に集光される。光ファイバ３に入射したレーザ光線９は、光ファイバ３の中を伝播し伝達される。以上のように、発光点７ａから照射され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線９は、シリンドリカルレンズ１０で縦横方向とも平行な光線にするので、その後、丸レンズ１１、１２を使って光ファイバ３の先端に簡単に精度良く集光することができる。
【００１８】
また、複数の発光点７ａから照射されたレーザ光線９をシリンドリカルレンズ１０で一括して平行光線にするので、個々の発光点７ａに対応したコリメートレンズを配置する必要が無く、また、多数のコリメートレンズを各発光点に合わせて位置決めする手間が省けるため組立時間も短縮できるので、部品点数が削減できるとともに組立コストも削減できる。
【００１９】
次に、各レンズユニットの構成について説明する。図４に示すレンズユニット１００において、シリンドリカルレンズ１０は、レーザ光線９が出射する第１の鏡筒１の出口側に保持されている。また、シリンドリカルレンズ１０は、板ばね１３により第１の鏡筒１に押し当てられガタ無く保持されている。板ばね１３は、ねじ１４ａと図示されない反対側のねじによって、第１の鏡筒１にねじ留めされている。また、板ばね１３には、レーザ光線９が通過するための窓１３ａが設けられている。
【００２０】
レンズユニット２００の組立方法を図５と図６を用いて説明する。まず、第２の鏡筒２に丸レンズ１１を挿入し、次にドーナツ型のスペーサ１５を挿入する。続いて、丸レンズ１２を挿入し、外径にねじの切ってあるネジリング１６で固定する。実際は、第２の鏡筒１２の出口側を下にして、各部品を落とし込みによって積み上げていく。そして、最後に第２の鏡筒２の側面から止めねじ１７でねじ留めし、ネジリング１６が振動などで緩むのを防止する。
【００２１】
また、レンズユニット１００とレンズユニット２００との組み付けは、第１の鏡筒１の出口側に設けられ、シリンドリカルレンズ１０の光軸と同軸の円筒状の突起１ａに、第２の鏡筒２内面に設けられ、丸レンズ１１、１２の光軸と同軸の円筒状の嵌合面２ａを嵌合させることで、シリンドリカルレンズ１０と、丸レンズ１１、１２の光軸を一致させるようにして行う。なお、回転方向の位置決めは、第１の鏡筒１に設けた突起１ｂと、第２の鏡筒２に設けた突起２ｂを組立時に合わせることにより行う。
【００２２】
以上のように、第１の鏡筒１と第２の鏡筒２を位置決めして直接結合しているので、第１の鏡筒１に保持されるシリンドリカルレンズ１０と、第２の鏡筒２に保持される丸レンズ１１、１２の光軸を正確に合わせることができるので、光軸がずれて性能が低下することが無い。また、シリンドリカルレンズと丸レンズを別々の鏡筒で保持することにしたので、シリンドリカルレンズ、丸レンズ、それぞれのレンズに適した鏡筒の形状を採用することが可能になる。つまり、丸レンズを保持する鏡筒は断面が丸い形の鏡筒を使えるので、内面などの追加工の際に旋盤を使い円筒加工できるので精度が高く、加工時間も短くコストも安くなる。また、丸い鏡筒であれば、レンズの光軸も確保しやすく、組立の際には各部品を落とし込みで組み立てられるので、組立が簡単で組立時間を短縮することができ、組立コストを削減することができる。
【００２３】
また、シリンドリカルレンズを保持する鏡筒は断面が四角く、シリンドリカルレンズの外形に合った形を採用できるので、肉厚の均一化が図れ、材料の無駄が無い。シリンドリカルレンズと丸レンズが混在する場合、鏡筒は複雑な形になり、成形しにくく追加工もしにくいので、精度も確保しづらくコストも高くなりやすい。
【００２４】
次に、光ファイバホルダ５の取り付け方法及び光ファイバ３の位置調整方法を図７について説明する。光ファイバホルダ５は３本のねじ１８ａ〜１８ｃより、第２の鏡筒２の出口面２ｃにねじ留めされる。第２の鏡筒２の出口面２ｃは平面になっており、さらに１２０度分割で雌ねじ１９ａ〜１９ｃが切ってある。そこに光ファイバホルダ５を載せ、ねじ１８ａ〜１８ｃを軽く締める。次に、コネクタ４を光ファイバホルダ５に差し込み固定する。なお、光ファイバ３の位置調整は、図１〜図３に示すレーザモジュール３００を取り付け、レーザ光線９を照射した状態で行う。
【００２５】
仮留めしたねじ１８ａ〜１８ｃを緩め、光ファイバホルダ５が面内方向に動くようにする。光ファイバホルダ５は、そこに空けられた穴５ａ〜５ｃとねじ１８ａ〜１８ｃのガタ分だけ移行可能となる。図２と図３に示すように、レーザ光線９は光ファイバ３が本来位置すべき点に集光しているので、光ファイバホルダ５を面内方向に移動させることで、光ファイバ３の入射端面を集光点に合わせることができる。光ファイバ３の先端が集光点に合致したかの判断は、光ファイバ３の出口から出力されるレーザ光線９の強度を測定し行い、強度が最高になった位置でねじ１８ａ〜１８ｃを強く締めて光ファイバホルダ５を固定する。
【００２６】
光ファイバホルダ５を第２の鏡筒２の出口面２ｃの面内方向に移動可能に保持したので、複雑な調整機構が不要で部品点数が少なく、コストが安く信頼性の高い光ファイバ３の位置調整機構を得ることができる。また、光ファイバ３の入射端面が光軸方向にずれることなく、光ファイバ３の位置調整が可能となり、精度の高い位置決めが可能となる。
【００２７】
図８において、光センサユニット４００の構成について説明する。光センサ２０が基板２１に搭載されており、基板２１は基板ホルダ２２にねじ２３ａで固定されている。基板ホルダ２２には、光センサ２０が入る窓２２ａが設けてあり、基板２１は光センサ２０の搭載面を下側にして、２本のねじ２３ｂと２３ｃによって第１の鏡筒１の側面に固定されている。また、基板ホルダ２２は、光センサ２０が第１の鏡筒１の側面に密着せず、第１の鏡筒１との間に空間を設けて保持されるよう、バスタブ型の構造になっている。一方、第１の鏡筒１の側面には、光検出用の穴２４が設けられており、そこから基板ホルダ２２内にレーザ光線９が取り込まれる。
【００２８】
レーザ光線９は、キャップ８に遮られ穴２４に直接入射することはなく、図２に示すシリンドリカルレンズ１０の入射面で少量反射し、さらに第１の鏡筒１内で乱反射する。その乱反射した散乱光が取り込める位置に穴を設けてある。さらに、穴２４を適切な大きさにすることに加え、穴２４の軸線上に光センサ２０が位置しないように、少しずらした位置に光センサ２０を配置して、レーザ光線９を基板ホルダ２２内で反射させて減衰させている。レーザ光線９をさらに減衰させるには、基板ホルダ２２の内面を荒らしたり、黒色にしても良い。
【００２９】
このように、第１の鏡筒１に設けたレーザ光線を取り込む穴２４の位置、光センサ２０と穴２４の位置関係、光センサ２０を搭載する基板２１を保持する基板ホルダ２２の形状や色を以上のように構成したので、強度の強いレーザ光線９であっても安定して検出ことができる。また、光センサ２０でレーザ光線９の強度を検出し、レーザ光線の強度変化をモニタすることで、レーザ素子７の突然の不具合や、寿命を判断することができる。また、光ファイバ３の出口側出力と比較することで、光ファイバ３の断線や透過率の低下などを検出することもできる。
【００３０】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態１に係る光源ユニットを用いた画像表示装置としての投写型表示装置５００の構成図である。投写型表示装置５００は、ライトバルブを用いてスクリーン上に画像を投写するリアプロジェクションテレビである。
【００３１】
図９に示すように、実施の形態２に係る投写型表示装置５００は、集光光学系５１０と、照明光学系５４０と、映像表示素子としての反射型光変調素子（反射型ライトバルブ）５２０と、照明光学系５４０により照明された反射型光変調素子５２０の被照明面（画像形成領域）５２０ａの画像を透過型スクリーン５５０に拡大投写する投写光学系５３０とを有している。
【００３２】
集光光学系５１０は、複数色（図１においては３色）の光源ユニット５１１と、光源ユニット５１１から出射された光束を照明光学系５４０に導く複数本（図１においては３本）の光ファイバ３とから構成されている。複数色の光源ユニット５１１のうち、少なくとも１つは実施の形態１に係る光源ユニットである。
【００３３】
集光光学系５１０では、光源ユニット５１１から出射されたレーザ光線は、それぞれの光源ユニット５１１に対応する光ファイバ３を介して照明光学系５４０に導かれる。
【００３４】
照明光学系５４０は、集光光学系５１０（光ファイバ３）から出射されたレーザ光線の強度分布を均一化する光強度均一化素子５４１と、リレーレンズ群５４２と、拡散素子５４４と、第１ミラー５４３ａ及び第２ミラー５４３ｂから構成されるミラー群５４３と、を有している。そして、照明光学系５４０は、リレーレンズ群５４２とミラー群５４３によって、光強度均一化素子５４１から出射した光束を反射型光変調素子５２０に導いている。
【００３５】
光強度均一化素子５４１は、集光光学系５１０が出射したレーザ光線の光強度を均一化する機能（照度ムラを低減する機能など）を有している。光強度均一化素子５４１は、光の入射口である入射面（入射端面）が光ファイバ３側を向き、光の出射口である出射面（出射端面）がリレーレンズ群５４２側を向くよう照明光学系５４０内に配設されている。光強度均一化素子５４１は、例えばガラス又は樹脂等の透明材料で作製されている。光強度均一化素子５４１は、側壁内側が全反射面となるように構成された多角形柱状のロッド（断面形状が多角形の柱状部材）、または光反射面を内側にして筒状に組み合わされた断面形状が多角形のパイプ（管状部材）などを含んで構成されている。
【００３６】
光強度均一化素子５４１が多角柱状のロッドである場合には、透明材料と空気界面との全反射作用を利用して光を複数回反射させた後に出射端（出射口）から光を出射させる。光強度均一化素子５４１が多角形のパイプである場合には、内側を向く表面鏡の反射作用を利用して光を複数回反射させた後に出射口から光を出射させる。
【００３７】
光強度均一化素子５４１は、光束の進行方向に適当な長さを確保すれば、内部で複数回反射した光が光強度均一化素子５４１の出射面の近傍に重畳照射され、光強度均一化素子５４１の出射面の近傍では略均一な強度分布が得られる。この略均一な強度分布を有する出射面からの出射光は、リレーレンズ群５４２及びミラー群５４３によって反射型光変調素子５２０へと導かれ、反射型光変調素子５２０の被照明面５２０ａを照明する。
【００３８】
また、照明光学系５４０には、リレーレンズ群５４２の後段に拡散素子（拡散部）５４４を設けている。拡散素子５４４は、リレーレンズ群５４２を介して伝播してくる光を拡散させてからミラー群５４３へ送ることによってスペックルを低減させる素子である。拡散素子５４４は、基板上に施したホログラムパターンによって光の拡散角度を設定できるホログラフィック拡散素子などであり、光源ユニット５１１のもつ可干渉性を緩和する。また、拡散素子５４４を回転あるいは振動等させることによって、光源ユニット５１１のもつ可干渉性を効果的に緩和することができる。
【００３９】
反射型光変調素子５２０は、例えばＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）素子などの反射型の光変調素子である。反射型光変調素子５２０は、各画素に対応する可動式のマイクロミラーを多数（例えば、数十万個）平面的に配列したものであり、画素情報に応じて各マイクロミラーの傾角（チルト）を変化させるように構成されている。
【００４０】
投写光学系５３０は、反射型光変調素子５２０の被照明面（画像形成領域）５２０ａの画像を透過型スクリーン５５０に拡大投写する。これにより、透過型スクリーン５５０には画像が表示される。
【００４１】
なお、図９では、リレーレンズ群５４２を１枚のレンズで構成する場合を図示したが、レンズの枚数については１枚に限定されるものではなく複数枚であってもよい。同様に、ミラー群５４３についてもミラーは２枚に限定されるものではなく、ミラー群５４３を１枚または３枚以上のミラーで構成してもよい。
【００４２】
なお、図９では、複数色の光源ユニット５１１から出射されたレーザ光線を、それぞれの光源ユニット５１１に対応する光ファイバ３を介して照明光学系５４０に導くものとしたが、光源ユニット５１１から出射されたレーザ光線をダイクロイックミラーなどで合成して、照明光学系５４０に入射させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる光源ユニットは、光ファイバによりレーザ光線を伝達することを必要とするレーザ装置、例えば、レーザ光線を光源として画像をスクリーンに投写するプロジェクタやリアプロジェクションテレビ、または、液晶テレビのバックライトの光源ユニットに有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 第１の鏡筒、
１ａ 突起、
２ 第２の鏡筒、
２ａ 嵌合面、
２ｃ 出口面、
３ 光ファイバ、
５ 光ファイバホルダ、
７ レーザ素子、
７ａ 発光点、
９ レーザ光線、
１０ シリンドリカルレンズ、
１１、１２ 丸レンズ（集光レンズ）、
２０ 光センサ、
２１ 基板、
２２ 基板ホルダ、
２４ 穴、
１００、２００ レンズユニット、
３００ レーザモジュール、
４００ 光センサユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面に一直線上に配列され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線を照射する複数の発光点を有するレーザ素子と、母線の方向が前記レーザ光線の広がる方向と直交する方向に配置され、前記レーザ光線を一括して平行光線にする少なくとも１つのシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズを保持する第１の鏡筒と、
前記シリンドリカルレンズの後に配置され、前記平行な光線を集光する集光レンズと、
前記集光レンズを保持する第２の鏡筒と、
を備え、前記シリンドリカルレンズと前記集光レンズの光軸が合致するように、前記第１の鏡筒と前記第２の鏡筒を位置決めして直接結合させたことを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記集光レンズは、当該集光レンズの後段に配置される光ファイバの入口に前記平行な光線を集光することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記集光レンズは、当該集光レンズの後段に配置される光強度均一化素子の入口に前記平行な光線を集光することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記集光レンズは、少なくとも１つの外形が円形の丸レンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記シリンドリカルレンズの光軸と同軸で、前記第１の鏡筒の出口側表面に設けられた円筒状の突起と、
前記集光レンズの光軸と同軸で、前記第２の鏡筒の入口側の内面に設けられた円筒状の嵌合面と
を備え、前記突起と前記嵌合面を嵌合させ、前記シリンドリカルレンズの光軸と前記集光レンズの光軸を合致させたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記第２鏡筒の出口面に、その面内方向に移動可能に保持される光ファイバホルダを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項７】
第１鏡筒側面のレーザ光線が直接当たらない位置に設けられた光検出用の穴と、
前記レーザ光線を検出する光センサと、
前記光センサを搭載する基板と、
前記光センサが前記穴の軸線上からずれた場所に位置するように前記基板を保持する基板ホルダと、
を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の光源ユニットと、
照明される被照明領域に画像を形成する画像表示素子と、
前記光源ユニットから出射されたレーザ光線により前記画像表示素子を照明する照明光学系と、
前記画像表示素子が形成した画像を、スクリーンに拡大投写する投写光学系と
を備えることを特徴する画像表示装置。
【請求項１】
端面に一直線上に配列され、その配列方向と直交する方向に広がり角をもつレーザ光線を照射する複数の発光点を有するレーザ素子と、母線の方向が前記レーザ光線の広がる方向と直交する方向に配置され、前記レーザ光線を一括して平行光線にする少なくとも１つのシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズを保持する第１の鏡筒と、
前記シリンドリカルレンズの後に配置され、前記平行な光線を集光する集光レンズと、
前記集光レンズを保持する第２の鏡筒と、
を備え、前記シリンドリカルレンズと前記集光レンズの光軸が合致するように、前記第１の鏡筒と前記第２の鏡筒を位置決めして直接結合させたことを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記集光レンズは、当該集光レンズの後段に配置される光ファイバの入口に前記平行な光線を集光することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記集光レンズは、当該集光レンズの後段に配置される光強度均一化素子の入口に前記平行な光線を集光することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記集光レンズは、少なくとも１つの外形が円形の丸レンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記シリンドリカルレンズの光軸と同軸で、前記第１の鏡筒の出口側表面に設けられた円筒状の突起と、
前記集光レンズの光軸と同軸で、前記第２の鏡筒の入口側の内面に設けられた円筒状の嵌合面と
を備え、前記突起と前記嵌合面を嵌合させ、前記シリンドリカルレンズの光軸と前記集光レンズの光軸を合致させたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記第２鏡筒の出口面に、その面内方向に移動可能に保持される光ファイバホルダを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項７】
第１鏡筒側面のレーザ光線が直接当たらない位置に設けられた光検出用の穴と、
前記レーザ光線を検出する光センサと、
前記光センサを搭載する基板と、
前記光センサが前記穴の軸線上からずれた場所に位置するように前記基板を保持する基板ホルダと、
を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の光源ユニットと、
照明される被照明領域に画像を形成する画像表示素子と、
前記光源ユニットから出射されたレーザ光線により前記画像表示素子を照明する照明光学系と、
前記画像表示素子が形成した画像を、スクリーンに拡大投写する投写光学系と
を備えることを特徴する画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−９７１８２（Ｐ２０１０−９７１８２Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１６５５７（Ｐ２００９−１１６５５７）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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