CN107209444A - 激光光源装置和视频显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，提供能够高效地会聚来自多个激光光源的激光而实现高输出化的小型且廉价的激光光源装置和视频显示装置。多个激光光源单元(61、62、63、64)被配置成相邻的激光光源单元串联相邻的状态。激光光源装置(1)还具有向第3方向反射向第2方向反射后的激光的第2反射镜(81、82)。第2反射镜(81、82)保持在多个激光光源单元(61、62、63、64)中的一部分激光光源单元具有的镜保持架上。

Description

激光光源装置和视频显示装置

技术领域

本发明涉及对从多个激光光源射出的激光进行空间合成的小型且廉价的高输出的激光光源装置和具有激光光源装置的视频显示装置。

背景技术

近年来，根据数字电影用或大会议室用乃至室外的投影映射这样的在大画面中显示视频的用途，要求投影装置进一步高亮度化。已经开始在数字电影中导入具有激光光源装置的激光投影仪，针对高亮度激光光源的期待较高。一般情况下，单一的激光模块的高输出化存在极限，因此，在这种高亮度的激光投影仪中，高效地对来自多个激光模块的激光束(激光)进行合成，增大激光光源装置的光输出。

作为用于对来自多个激光模块的激光束进行合成来提高空间的光束密度，抑制光学系统的光展量(etendue)而实现光源装置的高亮度化的具体例子，提出了如下方法：使用阶梯状的镜单元，转换成比多个激光模块的射束射出轴间隔小的射束间隔(例如参照专利文献1、2)。

但是，当使用阶梯状配置的镜单元时，与激光模块之间的距离越远的镜单元，由于部件形状及其配置精度而引起的性能偏差灵敏度越高，因此，决定激光模块与镜单元的相对位置的保持构造体要求较高精度。进而，镜单元需要尺寸精度较高的棱镜，需要对各个镜单元的位置进行调整的步骤或高精度的镜单元调整功能，很难构成廉价的激光光源装置。激光模块的个数越多，这种倾向越显著，因此，在实现激光光源装置的进一步高输出化的情况下，存在阶梯状的镜单元并不适当这样的问题。因此，作为提高光束密度而不使用阶梯状的镜单元的方法，提出了相对于准直光束倾斜地配置透明材料的平行平板的方法(例如参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-208023号公报

专利文献2：日本特开平2-60179号公报

专利文献3：日本特许第4739819号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献3记载的方法中，根据平行平板的厚度及其配置角度乃至透明材料的折射率，能够提高透过平行平板后的光束密度。但是，当各个激光模块尺寸增大，例如合成前的激光射出轴间隔需要为50mm左右的情况下，即使是高折射率的平行平板，其厚度也需要数10mm以上。因此，平行平板和保持该平行平板的构造体的重量和体积增大，因此，很难构成廉价且小型的光源装置。

因此，本发明的目的在于，提供能够高效地会聚来自多个激光光源的激光而实现高输出化的小型且廉价的激光光源装置和视频显示装置。

用于解决课题的手段

本发明的激光光源装置具有多个激光光源单元，该多个激光光源单元具有向第1方向射出截面为椭圆形的激光的激光光源、配置在所述激光的光轴上且向第2方向反射所述激光的第1反射镜、以及保持所述第1反射镜的镜保持架，所述多个激光光源单元被配置成相邻的激光光源单元串联相邻的状态，所述激光光源装置还具有向第3方向反射向所述第2方向反射后的激光的第2反射镜，所述第2反射镜保持在所述多个激光光源单元中的一部分激光光源单元具有的所述镜保持架上。

本发明的视频显示装置具有：激光光源装置；均匀化部，其对从所述激光光源装置射出的激光的强度分布进行均匀化；照明光学系统，其照射由所述均匀化部进行均匀化后的所述激光作为照明光；视频显示元件，其根据从外部输入的视频信号对所述照明光进行空间调制；以及投射光学系统，其向屏幕投射由所述视频显示元件进行空间调制后的所述照明光。

发明效果

根据本发明的激光光源装置，多个激光光源单元串联配置，由配置在各个激光的光轴上的第1反射镜和第2反射镜向同一方向反射各激光，因此，能够进行使各自的光轴保持平行而抑制光展量增大的激光的空间合成。

并且，通过使用第2反射镜，与仅使用第1反射镜向配置激光光源单元的方向投射激光的情况相比，整体的光路长度缩短。由此，能够抑制发散角引起的激光截面的扩大，其结果是，能够实现更加小型的激光光源装置。

并且，在各激光光源单元中通过相同种类的镜保持架分别保持相同种类的第1反射镜，因此，能够提供部件的种类得到抑制、组装性优良、廉价且小型的激光光源装置以及搭载有该激光光源装置的廉价且小型的视频显示装置。

本发明的目的、特征、方面和优点通过以下的详细说明和附图而更加明白。

附图说明

图1是示出实施方式1的激光光源装置的结构的概略图。

图2是示出激光光源的结构的概略图。

图3是示出第1反射镜的配置与激光射出方向的关系的概略图。

图4是示意地示出第2方向的激光阵列光束的位置和旋转情况的概略图。

图5是示出沿着光轴Xs并列配置2个激光光源的例子的概略图。

图6是示出第1反射镜和第2反射镜的配置与激光射出方向的关系的概略图。

图7是示出在与光轴垂直的平面中截面观察基于第2方向上重新排列的2个激光阵列光束的合成光束而成的像的概略图。

图8是示出在与光轴垂直的平面中截面观察第3方向上重新排列的多个激光阵列光束而成的像的概略图。

图9是示出光线针对平行的一组反射镜的动作的概略图。

图10是示出第1反射镜的镜保持架的概略图。

图11是示出第1反射镜和第2反射镜的镜保持架的概略图。

图12是在将4个激光光源配置成相同朝向的情况下从激光射出侧的相反侧观察的概略图。

图13是在将4个激光光源中的每2个激光光源作为一对而相对配置的情况下从激光射出侧的相反侧观察的概略图。

图14是示出实施方式2的视频光源装置的结构的概略图。

图15是示出激光光源装置的激光阵列光束的分布的概略图。

具体实施方式

<实施方式1>

下面，使用附图对本发明的实施方式1进行说明。图1是示出实施方式1的激光光源装置1的结构的概略图，图1的(a)是激光光源装置1的立体图，图1的(b)是激光光源装置1的俯视图，图1的(c)是激光光源装置1的侧视图。另外，在图1的(b)、(c)中省略底板3。

如图1的(a)、(b)、(c)所示，激光光源装置1具有激光光源单元61、62、63、64和底板3。激光光源单元61、62、63、64分别具有激光光源11、12、13、14；与激光光源11、12、13、14一对一对应的第1反射镜21、22、23、24；第2反射镜81、82；图1的(a)、(b)、(c)中未图示的后述的镜保持架。底板3是用于串联地在同一平面上配置激光光源11、12、13、14的部件。并且，第1反射镜21、22、23、24由镜保持架分别保持。并且，第2反射镜81、82分别保持在激光光源单元61、62、63、64中的一部分激光光源单元63、62具有的镜保持架上。

激光光源11、12、13、14例如是半导体激光器，向第1方向射出激光。射出的激光在正交的两个方向上具有不同的发散特性，因此，激光的截面为椭圆形。这里，在图1的(a)中，在激光光源的射出窗处示意地利用椭圆形示出激光的截面。激光光源11、12配置在底板3上，使得该椭圆形的长轴沿着基准线L排列在一条直线上。激光光源13、14也与激光光源11、12同样，沿着基准线L成为一条直线，但是，以与激光光源11、12相对的状态(即反转180度后的状态)配置在底板3上。

第1反射镜21、22、23、24配置在激光光源11、12、13、14的光轴上，进而设定成第1反射镜21、22、23、24的反射面相对于底板3成为倾角45度的斜面，向第2方向折曲(反射)与底板3垂直地射出的激光，使得与底板3平行。这里，激光光源11、12和激光光源13、14以相对的状态配置，因此，各自的第2方向朝向底板3的长度方向的中心部且平行。并且，各第1反射镜21、22、23、24构成为能够设定激光光源11、12、13、14相对于光轴的旋转角度，因此，能够任意设定激光的行进方向。下面，由于激光光源单元63、64中的激光光源13、14与第1反射镜23、24的位置关系与激光光源单元61、62的情况相同，因而省略说明。

接着，对第2反射镜81、82进行说明。第2反射镜81配置在由第1反射镜21、22折曲后的激光的第2方向的光轴上。并且，第2反射镜81以与第1反射镜21、22的反射面平行且第2反射镜81和第1反射镜21、22的反射面相对的状态配置。即，第2反射镜81的反射面相对于底板3成为倾角45度的斜面，向第3方向折曲(反射)激光，使得与从激光光源11、12与底板3垂直地射出的激光平行。

第2反射镜82配置在由第1反射镜23、24折曲后的激光的第2方向的光轴上。并且，第2反射镜82以与第1反射镜23、24的反射面平行且第2反射镜82和第1反射镜23、24的反射面相对的状态配置。即，第2反射镜82的反射面相对于底板3成为倾角45度的斜面，向第3方向折曲(反射)激光，使得与从激光光源13、14与底板3垂直地射出的激光平行。

第1反射镜21、22的反射面中的激光的像为椭圆形，但是，设定第1反射镜21、22相对于激光光源11、12的光轴的旋转角度，使得该椭圆形的像的长轴方向和斜面(第1反射镜21、22的反射面)的最大倾斜线的方向(第2方向)所成的角度为规定角度。进而，如图1的(a)所示，第1反射镜21、22整体偏移配置，使得激光光源11、12的光轴与第1反射镜21、22的交点为第1反射镜21、22的端部附近。另外，第1反射镜23、24也与第1反射镜21、22的情况相同，因而省略说明。

根据这种第1反射镜21、22的旋转角度和第1反射镜位置的设定，例如能够使由第1反射镜21折曲后的激光光源11的激光行进，使得穿过在激光的行进方向侧相邻的激光光源单元62的第1反射镜22的附近(侧方)。同样，通过对应的第1反射镜24的设定，还能够使来自激光光源单元64的激光光源14的激光行进，使得穿过相邻的激光光源单元63的第1反射镜23的附近(侧方)。如果使第1反射镜23的设定和第1反射镜22的设定相同，则能够设定成由各第1反射镜折曲后的激光相互大致平行。因此，如图1的(b)所示，能够使来自以相邻状态配置的多个激光光源单元61、62、63、64的激光光源11、12、13、14的截面为椭圆形的激光在椭圆形的短轴方向上接近并重新排列。

激光光源11、12、13、14可以假设是单辐射源类型的半导体激光器，也可以假设是具有多个辐射源(emitter)的多辐射源类型的半导体激光阵列。例如是辐射源尺寸为120μm、辐射源间隔为700μm、辐射源数量为6个、在3.5mm的阵列宽度方向上大致等间隔地排列辐射源的光源。从半导体激光阵列射出的激光阵列光束的发散角在阵列宽度方向(Slow轴，设为Xs)和与其垂直的方向(Fast轴，设为Xf)上大幅不同，后者具有比前者更大的发散角。关于Fast轴方向，例如，通过在辐射源紧后配置圆柱透镜，对从半导体激光阵列扩散的光进行准直，抑制发散角，由此，能够高效地利用光。圆柱透镜的焦距大约为1.2mm。利用光强度为1/e2的方向相对于光强度最高的方向的角度(全角)来定义激光阵列光束的发散角。

通过圆柱透镜的作用，从激光光源11、12、13、14射出的激光阵列光束的发散角在Fast轴方向上大约为1度，在Slow轴方向上大约为5度，在相互正交的两个方向上具有大幅不同的发散特性。这样，不管激光光源是单辐射源，还是与圆柱透镜组合的多辐射源类型，只要是激光的截面示出椭圆形的激光光源，则作为激光光源装置1有效发挥作用，能够得到期望的效果。另外，激光光源的个数、辐射源的尺寸、辐射源间隔、辐射源的数量或圆柱透镜的焦距不限于上述值。

接着，对由半导体激光阵列构成的激光光源11的结构进行说明。图2是示出激光光源11的结构的概略图。半导体激光阵列和圆柱透镜收纳在安装于管座110上的罩111内。准直后的激光阵列光束通过玻璃窗112向管座110的平面(上表面)的大致法线方向射出。设该光轴为Xa。管座110是大致长方形的板状部件，半导体激光阵列配置成Fast轴Xf和Slow轴Xs与管座110的纵横棱线大致平行。在图2中，与图1的(a)的情况同样，也示意地利用椭圆形示出激光阵列光束的细长截面。

管座110是被规定了预定的平行度和平面度的板状部件，成为确定从激光光源11射出的激光阵列光束的方向和位置的基准。由此，能够借助管座高精度地将多个激光光源排列在底板3上。罩111是在其顶面具有供激光阵列光束射出的玻璃窗112的金属部件，例如通过锡焊或钎焊等接合在管座110上而成为密封构造。这样，在被密封的内部空间中设置半导体激光阵列等主要部件，因此，容易作为激光光源11进行操作，能够确保非常高的耐环境性。

接着，使用图3对第1反射镜21的配置与包含第2方向的激光射出方向的关系进行说明。图3是示出第1反射镜21的配置与激光射出方向的关系的概略图。另外，第1反射镜22、23、24的结构与第1反射镜21的结构相同，因而省略说明。第1反射镜21以相对于图2的光轴Xa倾斜45度的状态配置，使得从激光光源11射出的激光阵列光束折曲90度，由第1反射镜21反射后的激光阵列光束向第2方向折曲，使得与管座110的上表面大致平行。第1反射镜21以光轴Xa为中心旋转角度θ，由第1反射镜21反射后的激光阵列光束的光轴Xl1也相对于光轴Xs倾斜角度θ。即，能够利用以第1反射镜21的光轴Xa为中心的旋转角度来调整光轴Xl1和光轴Xs所成的角度θ。

图4是示意地示出激光阵列光束的位置和旋转情况的概略图，是用于说明第1反射镜21以光轴Xa为中心旋转的情况下和以与其不同的旋转轴旋转的情况下的激光阵列光束的轨迹差异的图。如上所述，能够利用细长的椭圆形的截面概略地表现从激光光源11射出的激光阵列光束，但是，在以倾斜45度的状态配置的第1反射镜21上成为更加细长的像，覆盖该像的第1反射镜21的有效区25如斜线部所示成为细长的长方形。

当使有效区25以光轴Xa为中心旋转时，在设于从激光光源11分开规定距离的位置处的与光轴Xa平行的观察面中，激光阵列光束的像描绘轨迹Ta。即，当以光轴Xa为中心的旋转角度增大时，激光阵列光束的像使自身旋转并使位置变化，而不会改变其光轴Xa方向的高度。该情况下，可知即使观察面进一步远离激光光源11，该轨迹Ta的高度也不会变化。

另一方面，当使有效区25以有效区25的长边方向的轴Xm为中心旋转时，激光阵列光束的像描绘抛物线那样的轨迹Tm，使其高度急剧变化。如果第1反射镜21的旋转轴非常小，则能够忽略两者的差异，但是，当激光光源11与观察面的距离增大时，不能忽略像的位置显著变化的影响。即，当假设图1的(a)、(b)、(c)所示的激光光源11、12、13、14的连续配置时，良好地解决了多个激光阵列光束的空间合成，为了减少对激光光源装置1的高度方向的影响，使第1反射镜21以光轴Xa为中心旋转是有效的。

图5示出沿着光轴Xs并列配置2个具有上述说明的镜配置的激光光源11、12的例子的概略图。从激光光源11射出的激光阵列光束被第1反射镜21折曲而成为光轴Xl1，穿过设置在相邻的激光光源12中的第1反射镜22的附近(侧方)。从激光光源12射出的激光阵列光束被第1反射镜22折曲而成为光轴Xl2。光轴Xl1和光轴Xl2大致平行，优选光轴Xl1和光轴Xl2所成的角度为1度以下。并且，优选寻找沿着光轴Xl1行进的激光阵列光束不与第1反射镜22干涉的极限来选定使第1反射镜21旋转的角度θ。并且，第1反射镜21、22的旋转角度θ相同。

接着，使用图6对第2反射镜81进行说明。图6是示出第2反射镜81的配置与激光射出方向的关系的概略图，图6的(a)是激光光源11、12的俯视图，图6的(b)是激光光源11、12的侧视图。另外，第2反射镜82的结构与第2反射镜81的结构相同，因而省略说明。第2反射镜81配置成与光轴Xl1和Xl2交叉，并且，配置成与第1反射镜21、22平行且第2反射镜81的反射面和第1反射镜21、22的反射面相对。

通过第1反射镜21、22而沿着光轴Xl1、Xl2行进的2条激光阵列光束被第2反射镜81反射，折曲成与管座110、120的平面(上表面)的法线方向大致平行。此时，激光阵列光束的光轴Xl1、Xl2在被第2反射镜81反射前相对于光轴Xs倾斜角度θ，但是，反射后的激光阵列光束与激光光源11、12的光轴Xa大致平行。

根据以上结构，能够在空间上高密度地重新排列只能配置在分开管座110的边长的位置处的多个激光光源11、12的激光阵列光束。由此，能够生成光展量较小、会聚性优良的合成光束。

例如，第1反射镜21配置在从多个辐射源起20mm的高度处，当设沿着Fast轴的发散角在全角中大约为1度、管座110的沿着光轴Xs的边的长度为40mm、辐射源的与阵列宽度垂直的方向的宽度为1mm时，第1反射镜21中的激光阵列光束的光轴Xf方向的宽度大约为1.7mm。能够根据来自分开40mm的相邻的激光光源12的激光阵列光束保持规定间隔穿过取规定的余量来确定有效尺寸的第1反射镜21的附近的条件，求出第1反射镜21的与光轴Xa有关的旋转角度θ。在上述参数的情况下，通过设第1反射镜21的以光轴Xa为中心的旋转角度θ大约为3.5度，能够将第1反射镜21的尺寸余量设定为大约0.5mm，将第1反射镜21与激光阵列光束的间隔设定为大约1mm。其中，第1反射镜21的配置高度、沿着Fast轴的发散角、管座110的沿着光轴Xs的边的长度、辐射源的与阵列宽度垂直的方向的宽度、第1反射镜21的尺寸余量以及第1反射镜21与激光阵列光束的间隔不限于上述值。

图7示出在与光轴Xs垂直的平面中截面观察基于第2方向上重新排列的2个激光阵列光束的合成光束而成的像的概略图。另外，图7示出如图6所示沿着光轴Xs并列配置2个激光光源11、12，使激光阵列光束由第1反射镜21、22折曲而在第2方向上重新排列后的状态的像。这里，通过与2个激光光源11、12对应的第1反射镜21、22大致等间隔地重新排列激光阵列光束。此时，第1反射镜21、22的旋转角度θ相同，因此，被各第1反射镜21、22反射后的激光阵列光束的像的长轴方向对齐于同一方向。利用细长的椭圆形示意地示出激光阵列光束的像，但是，设激光阵列光束的像的长轴为Xs’，短轴为Xf’。并且，关于基于以与第1反射镜21、22相对的状态配置的第1反射镜23、24的激光阵列光束，也能够从与上述Xs’垂直的平面的背面观察到相同的像。

这里，图8示出在与光轴垂直的平面中截面观察第3方向上重新排列的多个激光阵列光束而成的像的概略图。另外，图8示出通过与第1反射镜21、22平行配置的第2反射镜81和与第1反射镜23、24平行配置的第2反射镜82在第3方向上重新排列的状态的像。反射后的激光阵列光束的细长的椭圆形的长轴Xs’与原来的激光光源11、12的长轴Xs大致平行。即，激光阵列光束的倾斜角度θ大致为0。

如下所述进行说明后，将会容易理解激光阵列光束的倾斜角度θ为0的理由。假设被反射面相向的一组平行的2个镜反射的光。如图9所示示意地示出该光。图9是示出光线针对平行的一组反射镜的动作的概略图。如图9所示，入射光线Xr1被镜201反射而成为反射光线Xr2，进而，反射光线Xr2被镜801反射而成为射出光线Xr3。即，镜201相当于第1反射镜21，镜801相当于第2反射镜81，入射光线Xr1的入射方向相当于第1方向，反射光线Xr2的反射方向相当于第2方向，射出光线Xr3的射出方向相当于第3方向。并且，在图9中，二维地图示出未被单点划线包围的区域，但是，局部地以立体图的方式图示出被单点划线包围的区域，以便容易理解激光阵列光束的朝向。

根据由镜反射的光线的入射角度和出射角度相等、与平行线相交的直线的错角相等，图9中的4处角度α全部相等。其结果是，2处角度β也相等，基于反射光线Xr2的错角相等，因此，其结果是，入射光线Xr1与出射光线Xr3平行。即使作为光的集合体的光束入射到反射镜201，在一条一条的光束中，入射光线Xr1与出射光线Xr3平行的关系也是同样的，进而，光束以怎样的角度入射到镜201也是同样的。换言之，椭圆光束的长轴Xs’和短轴Xf’相对于镜相对地成为怎样的角度，长轴Xs’和短轴Xf’都不会弯曲。这里，当考虑将来自各激光光源11、12、13、14的射出光和向第3方向折曲后的激光阵列光束置换成图9的入射光线Xr1和出射光线Xr3时，可知向第3方向折曲后的激光阵列光束与激光光源的射出光平行，倾斜角度为0。

如图6的(a)、(b)所示，当设配置在从发光点起20mm的高度处的第1反射镜的旋转角度为3.5度，相邻的激光光源的间隔为40mm时，相邻的激光阵列光束的间隔大约为2.4mm。光路长度较长的来自激光光源11和激光光源14的激光阵列光束的像的长径(长轴)大约为19mm，来自激光光源装置1的中央部侧的激光光源12、13的激光阵列光束的光路长度较短，激光阵列光束的像的长径(长轴)大约为16mm，假设包围4个光束的像的矩形时，其尺寸为大约10mm×大约19mm。因此，与以40mm间距连续地排列4个激光光源11、12、13、14的激光光源装置1的基本结构的状态相比，可得到相当大的光束密度，能够抑制光展量的增大。

接着，使用图10对镜保持架31进行说明。图10是示出第1反射镜21的镜保持架31的概略图。镜保持架31配置在管座110上，以保持第1反射镜21。激光光源装置1除了具有保持第1反射镜21的镜保持架31以外，还具有分别保持图1所示的第1反射镜22、23、24的镜保持架，但是，除了定位构造以外，镜保持架31是与第1反射镜24用的镜保持架相同的结构，并且，第1反射镜22、23用的镜保持架容后再述，因此，这里对镜保持架31进行说明。

镜保持架31具有一对足部31a和主体部31b。镜保持架31被足部31a固定在管座110的上表面。主体部31b配置在罩111的上侧，一对足部31a设置成从主体部31b的下端部起在与管座110平行的方向上延伸。并且，一对足部31a具有相对于管座110的定位构造。

主体部31b具有将第1反射镜21的光学面(反射面)设定成倾斜45度的第1倾斜面31c，能够利用未图示的按压单元从背面支承第1反射镜21的一部分并对其进行固定。优选第1反射镜21是表面镜，在是表面镜的情况下，几乎能够忽略基材的厚度偏差和变形，通过配置稳定的反射面，能够提高对光进行折曲的精度。

第1反射镜21的光学面(反射面)与第1倾斜面31c相对且面接触，因此，与第1倾斜面31c视为同一面，不需要注意基材的透射率等，沿用大量流通的镜部件，从而容易廉价地构成。并且，配置第1反射镜21，使得图10的斜线部所示的第1反射镜21的有效区25从镜保持架31的第1倾斜面31c露出且位于玻璃窗112的上方。考虑到尺寸余量的第1反射镜21的有效区25成为大约9mm×3mm的长方形。优选切割第1反射镜21来生成边，使得激光阵列光束穿过附近的一侧的第1反射镜21的边直到最外缘都为有效区。另外，能够按照每个镜保持架严格地调整使有效区从镜保持架的第1倾斜面露出的量，能够灵活地应对各个激光光源的偏差。

并且，主体部31b成为不与从玻璃窗112射出的激光干涉的形状，但是，足部31a为了确保设置面积，足部31a的前端延伸到能够夹持罩111的位置。能够确保镜保持架31相对于管座110的充分的接地面积，因此，能够提高镜保持架31相对于管座110的组装稳定性。作为第1反射镜21的按压单元，一般采用使用由金属薄板实现的弹簧单元借助弹簧压力从第1反射镜21的背面进行按压的方法，但是，在辅助性地使用粘接剂的情况下，激光光源11由罩111密封，能够抑制从粘接剂产生的气体侵入罩111的内部而污染配置在罩111内的部件。

另外，为了容易进行第1反射镜21的处理和组装并提高第1反射镜21的光学面的位置精度和保持稳定性，优选与镜保持架31的第1倾斜面31c接触的第1反射镜21的安装面确保斜线所示的有效区25的2倍～3倍左右以上的面积。根据这种镜形状，不仅第1反射镜21本身的操作变得容易，组装的作业性提高，例如在与有效区25分开的位置涂布粘接剂等从而对镜固定进行强化时，也能够降低在作业中污染第1反射镜21的可能性，具有能够提高镜保持架31的组装步骤的成品率这样的优点。优选镜保持架31由富有加工性、抗变形的金属材料制作，但是，也可以使用耐蠕变性和耐热性较高的树脂材料。在金属材料的情况下，也可以通过压铸等廉价地制作相同形状的部件，对要求形状精度的部位进一步实施2次加工，提高平面度或平行度，或者设置定位基准孔或基准销。

接着，使用与镜保持架31相邻配置的镜保持架32以及与镜保持架32相邻配置的镜保持架33对保持第2反射镜81、82的保持架构造进行说明。图11是示出第1反射镜22、23和第2反射镜81、82的镜保持架32、33的概略图。如图11所示，镜保持架32具有将第2反射镜82的光学面(反射面)的背侧设定成相对于水平面倾斜45度的第2倾斜面32d，能够利用未图示的按压单元从表面支承第2反射镜82的一部分并对其进行固定。第2倾斜面32d设置在镜保持架32的主体部32b上，设定成相对于第1反射镜22成为90度的倾斜。

并且，镜保持架33也具有将第2反射镜81的光学面(反射面)的背侧设定成相对于水平面倾斜45度的第2倾斜面33d，能够利用未图示的按压单元从表面支承第2反射镜81的一部分并对其进行固定。第2倾斜面33d设置在镜保持架33的主体部33b上，设定成相对于第1反射镜23成为90度的倾斜。另外，第2反射镜81、82也与第1反射镜21、22、23、24同样，优选为表面镜。

接着，对镜保持架、第1反射镜、第2反射镜和激光阵列光束的关系进行说明。由镜保持架31、32上的第1反射镜21、22反射后的激光阵列光束被照射到镜保持架33上的第2反射镜81，由第2反射镜81反射。由镜保持架33和第1反射镜24用的镜保持架上的第1反射镜23、24反射后的激光阵列光束被照射到镜保持架32上的第2反射镜82，由第2反射镜82反射。并且，镜保持架31和第1反射镜24用的镜保持架分别支承第1反射镜21和第1反射镜24，但是，不需要支承第2反射镜。

图12是在将4个激光光源11、12、13、14配置成相同朝向的情况下从激光射出侧的相反侧观察的概略图。如图12所示，优先于在直线上排列后述的被冷却面51、52、53、54，激光光源11、12和激光光源13、14全部配置成相同朝向。因此，镜保持架31、32与镜保持架33和第1反射镜24用的镜保持架在水平方向上反转180度进行配置。因此，镜保持架31、32与镜保持架33和第1反射镜24用的镜保持架的定位构造处于对称的位置关系，需要其他部件。并且，如果使镜保持架31、32与镜保持架33和第1反射镜24用的镜保持架的定位构造成为即使反转180度也相同的点对称的位置关系，则能够使镜保持架31和第1反射镜24用的镜保持架成为相同形状，并且能够使镜保持架32、33成为相同形状。

这样，根据镜保持架方式，不仅容易提高镜保持架单体的精度，通过以底板3为基准进行组装，还容易提高相邻的镜保持架的相对位置精度。并且，即使存在制造中的不良情况或使用中的故障等，也能够以镜保持架为单位进行更换修理，灵活地应对组装步骤中的不良情况，进而，还有助于提高作为产品的服务性。

另外，如图8所示，来自各激光光源11、12、13、14的激光阵列光束相互平行排列，因此，与利用偏振的液晶显示装置之间的亲和性较高。镜保持架在足部具有定位构造，从而相对于管座相对旋转调整，能够对第1反射镜和第2反射镜的旋转角度进行微调整，因此，能够提高偏振度，能够提高液晶显示装置的对比度性能。

进而，如图11所示，在镜保持架32的主体部32b上支承第1反射镜22和第2反射镜82，在镜保持架33的主体部33b上支承第1反射镜23和第2反射镜81。因此，能够使第1反射镜22和第2反射镜82一体地旋转角度θ，或者使第1反射镜23和第2反射镜81一体地旋转角度θ，容易进行多个镜的角度设定。

另外，说明了第1反射镜22和第2反射镜82、第1反射镜23和第2反射镜81分别支承在镜保持架32、33上，但是，也可以支承在其他镜保持架上。

在以上的说明中，说明了在一条直线上排列相邻的激光光源的结构，但是，这不仅在激光光源装置1的空间系数方面是有利的，从激光光源的冷却的观点来看也是优选的。下面，使用图12进行说明。在图12中，在Xs轴的右侧排列的4个小圆形分别表示2组阳极销和阴极销。激光光源11、12、13、14构成为分别将光轴Xs与光轴Xf1、光轴Xf2、光轴Xf3、光轴Xf4的交点作为原点，在该原点配置激光器芯片。具体而言，在安装于管座110、120、130、140上的块(图示省略)的侧面安装薄板状的激光器芯片，因此，如图12的斜线部所示，块的底面成为从光轴Xs偏移的位置。

通过该块进行激光器芯片的散热，因此，斜线部即成为各个激光光源11、12、13、14的被冷却面51、52、53、54。如图12所示，当以相同朝向在一条直线上排列激光光源11、12、13、14时，激光光源11的被冷却面51、激光光源12的被冷却面52、激光光源13的被冷却面53和激光光源14的被冷却面54排列在直线上，躲开了阳极销和阴极销，并且在设计冷却用的构造体方面是有利的。

但是，不是必须在直线上排列全部激光光源11、12、13、14的被冷却面51、52、53、54，只要能够进行将冷却用的构造体分成两部分等的应对，则例如能够将激光光源11、12和激光光源13、14分别作为一对而配置在相对的位置。图13示出该状态。图13是在将4个激光光源中的每2个激光光源作为一对而相对配置的情况下从激光射出侧的相反侧观察的概略图。该情况下，如上所述，镜保持架31和第1反射镜24用的镜保持架完全能够使用相同形状的部件，并且，镜保持架32、33完全能够使用相同形状的部件，镜保持架的设计自由度提高。

在上述说明中，说明了设第1反射镜和第2反射镜的旋转角度全部相同，在多个激光阵列光束相互保持平行的状态下在空间上进行合成的情况，但是，例如，也可以稍微调整第1反射镜的旋转角度而使彼此不同，以激光阵列光束整体成为会聚感觉的方式进行合成。这样，只要是不超过合成光束的光展量的容许值的范围，则仅通过调整第1反射镜的旋转角度，就能够应对光束密度的细微调节。

并且，在上述说明中，说明了激光阵列光束具有在一个方向上大幅扩展的发散角的各向异性的情况，但是，本发明不限于此，在能够通过圆柱透镜的不同设计或光学元件的追加来减小该各向异性的情况下，也可得到同样的光束密度提高的效果。

如上所述，在实施方式1的激光光源装置1中，激光光源单元61、62和激光光源单元63、64串联且相对配置，通过配置在各个激光的光轴上的第1反射镜21、22、23、24和第2反射镜81、82向同一方向反射各激光，因此，能够进行使各自的光轴保持平行且抑制了光展量增大的激光的空间合成。

并且，通过使用第2反射镜81、82，与仅通过第1反射镜21、22、23、24向配置激光光源单元61、62、63、64的方向(基准线L的方向)投射激光的情况相比，整体的光路长度缩短。由此，能够抑制由于发散角而引起的激光截面的扩大，其结果是，能够实现更加小型的激光光源装置。

并且，激光阵列光束的光轴不会相对于激光光源装置1倾斜，因此，在激光光源装置1的安装方面，能够消除由于光轴Xl倾斜而引起的各种不良情况。

并且，在各激光光源单元61、62、63、64中通过相同种类的镜保持架分别保持相同种类的第1反射镜，因此，能够提供部件种类得到抑制、组装性优良、廉价且小型的激光光源装置以及搭载有该激光光源装置的廉价且小型的视频显示装置。

并且，能够设定第1反射镜21、22、23、24和第2反射镜81、82相对于从激光光源射出的激光的光轴的旋转角度，因此，能够决定旋转角度，使得从第2方向向第3方向反射的激光不会与在其行进方向侧相邻的激光光源单元的第1反射镜和第2反射镜干涉，能够构成光损失较少的激光光源装置1。

并且，串联且相对配置的多个激光光源单元61、62和激光光源单元63、64被配置成激光的截面呈现的椭圆形的长轴方向一致。因此，根据上述第1反射镜21、22、23、24和第2反射镜81、82的作用，能够通过数度以下的较小旋转角的设定进行重新排列，使得在椭圆形的短轴方向上接近排列来自多个激光光源的激光，能够实现密度较高的空间合成。

并且，第2反射镜81以与第1反射镜21、22平行且彼此的反射面相对的状态配置，第2反射镜82以与第1反射镜23、24平行且彼此的反射面相对的状态配置，因此，能够高效地向第3方向反射激光，并且，能够进一步缩短整体的光路长度。

并且，在底板3中的同一平面上连续地配置多个激光光源11、12、13、14，因此，它们的被冷却面也容易在同一平面上对齐，能够提高冷却性能并实现高输出化。进而，该情况下，能够构成与激光阵列光束的射出轴方向垂直的细长的激光光源装置1，因此，在堆积多个激光光源装置1的情况下也能够实现小型化。

并且，由于能够使激光光源装置1小型化，因此，能够实现包装的小型化，并且，搬运的容易性提高。并且，能够合成为空间密度较高的激光阵列光束而高效地会聚，因此，能够实现能耗量的削减。

并且，能够在空间上高密度地重新排列只能配置在分开管座110的边长的位置处的多个激光光源11、12的激光阵列光束，因此，能够生成光展量较小、会聚性优良的合成光束。

<实施方式2>

接着，对实施方式2的激光光源装置150和视频显示装置进行说明。图14是示出实施方式2的视频光源装置的结构的概略图。另外，在实施方式2中，对与在实施方式1中说明的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。

如图14所示，实施方式2的视频显示装置具有激光光源装置150、作为均匀化部的积分器42、作为照明光学系统的中继透镜43、作为视频显示元件的光阀5、作为投射光学系统的投射透镜44。

激光光源装置150具有：多台(例如3台)激光光源装置1；使来自各激光光源装置1的激光阵列光束折曲的镜220、230、240；作为会聚来自各镜220、230、240的激光阵列光束的单元的会聚透镜41。激光光源装置1具有在光轴方向上细长的长方体形状，因此，在空间方面，优选在同一平面上铺满激光光源装置1。由会聚透镜41会聚后的激光阵列光束入射到积分器42，对强度分布进行均匀化。均匀化后的激光阵列光束通过中继透镜43而作为照明光照射到光阀5。根据从外部输入的视频信号对照射到光阀5的照明光进行空间调制，空间调制后的照明光通过投射透镜44放大投射到屏幕6上。

反射镜220、230、240呈阶梯状配置，用于对来自各激光光源装置1的激光阵列光束进行空间合成而提高其光束密度。在增加激光光源装置150具有的激光光源装置1的台数的情况下，通过改变会聚透镜41的规格，能够高效地向积分器42传递激光阵列光束。

例如，图15是示出激光光源装置150的激光阵列光束的分布的概略图。即，是概略地示出在并列配置3台激光光源装置1的情况下，会聚透镜41的入射面上排列的来自各激光光源装置1的激光阵列光束的像的分布的图。根据阶梯状配置的反射镜220、230、240的效果，激光阵列光束的像沿着x轴紧密地排列。这与在图14中铺满激光光源装置1的方向相同。利用细长的椭圆形概略地示出各激光阵列光束，但是，其短轴方向的光线的平行度较高，因此，能够通过会聚透镜41以非常高的密度进行会聚。

另一方面，y轴方向的光线的平行度较低，因此，不在沿着y轴的方向上排列激光阵列光束较好。并且，在各激光阵列光束中，排列方向与x轴对齐而不倾斜，并且，椭圆的长轴方向与y轴对齐而不倾斜，因此，带来容易设计视频显示装置这样的优点。

如上所述，实施方式2的视频显示装置具有激光光源装置150、对从激光光源装置150射出的激光的强度分布进行均匀化的积分器42、照射由均匀化部42进行均匀化后的激光作为照明光的中继透镜43、根据从外部输入的视频信号对照明光进行空间调制的光阀5、向屏幕6投射由光阀5进行空间调制后的照明光的投射透镜44。因此，能够合成为空间密度较高的激光阵列光束并高效地会聚，因此，能够实现高输出化。

并且，如实施方式1中说明的那样，能够实现廉价且小型的激光光源装置1，因此，能够实现廉价且小型的激光光源装置150，进而能够实现廉价且小型的视频显示装置。

详细说明了本发明，但是，上述说明在全部方面是例示性的，本发明不限于此。应理解成能够在不脱离本发明范围的情况下想到未例示的无数变形例。

另外，本发明能够在其发明范围内自由组合各实施方式，或者适当地对各实施方式进行变形和省略。

标号说明

1：激光光源装置；5：光阀；11、12、13、14：激光光源；21、22、23、24：第1反射镜；31、32、33：镜保持架；42：积分器；43：中继透镜；44：投射透镜；61、62、63、64：激光光源单元；81、82：第2反射镜；150：激光光源装置。

Claims (4)

1.一种激光光源装置，其中，

所述激光光源装置具有多个激光光源单元(61、62、63、64)，该多个激光光源单元(61、62、63、64)具有向第1方向射出截面为椭圆形的激光的激光光源(11、12、13、14)、配置在所述激光的光轴上且向第2方向反射所述激光的第1反射镜(21、22、23、24)、以及保持所述第1反射镜(21、22、23、24)的镜保持架(31、32、33)，

所述多个激光光源单元(61、62、63、64)被配置成相邻的激光光源单元(61、62、63、64)串联相邻的状态，

所述激光光源装置还具有向第3方向反射向所述第2方向反射后的激光的第2反射镜(81、82)，

所述第2反射镜(81、82)保持在所述多个激光光源单元(61、62、63、64)中的一部分激光光源单元(62、63)具有的所述镜保持架(32、33)上。

2.根据权利要求1所述的激光光源装置，其中，

所述多个激光光源单元(61、62、63、64)被配置成向所述第2方向反射后的激光的截面呈现的椭圆形的长轴方向一致，

能够设定各所述第1反射镜(21、22、23、24)相对于从各所述激光光源(11、12、13、14)射出的所述激光的光轴的旋转角度，使得向所述第2方向反射后的激光的截面呈现的所述椭圆形的长轴方向与所述第2方向呈规定的角度。

3.根据权利要求1或2所述的激光光源装置，其中，

所述第2反射镜(81、82)被配置成与所述第1反射镜(21、22、23、24)平行且彼此的反射面相对的状态。

4.一种视频显示装置，该视频显示装置具有：

权利要求1～3中的任意一项所述的激光光源装置(150)；

均匀化部(42)，其对从所述激光光源装置(150)射出的激光的强度分布进行均匀化；

照明光学系统(43)，其照射由所述均匀化部(42)进行均匀化后的所述激光作为照明光；

视频显示元件(5)，其根据从外部输入的视频信号对所述照明光进行空间调制；以及

投射光学系统(44)，其向屏幕投射由所述视频显示元件(5)进行空间调制后的所述照明光。