CN109798493B - 激光光源单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光光源单元，其具有多个激光二极管，能够充分确保微透镜阵列的支承强度。通过使配置在四个激光二极管(20)及第一聚光透镜(22)的单元前方侧的两个微透镜阵列(24A、24B)各自分别经由阵列用支架(64A、64B)支承于透镜支架(60)，能够容易地利用加工性差但光学特性好的合成石英等材质构成微透镜阵列。在此基础上，在各阵列用支架(64A、64B)上形成有用于使来自四个第一聚光透镜(22)的出射光通过的三个贯通孔(64Ab、64Bb)。由此，当将各微透镜阵列(24A、24B)粘接于各阵列用支架(64A、64B)时，充分确保其粘接余量，充分确保各微透镜阵列(24A、24B)的支承强度。

Description

激光光源单元
技术领域
本发明涉及一种具有多个激光二极管的激光光源单元。
背景技术
一直以来，作为激光光源单元，已知一种能够将从多个激光二极管出射的激光作为合成光向单元前方照射的结构的激光光源单元。
在专利文献1中，作为这样的激光光源单元，记载了具有使从多个激光二极管各自出射的激光聚光的多个第一聚光透镜、相对于该多个第一聚光透镜配置在单元前方侧的微透镜阵列和配置在其单元前方侧的第二聚光透镜的激光光源单元。
专利文献1：日本特开2014-186148号公报
作为这样的激光光源单元，如果采用微透镜阵列及第二聚光透镜支承于共同的透镜支架的结构，则能够提高两者的位置关系精度。此时，如果采用经由阵列用支架对微透镜阵列进行支承的结构，则能够容易地利用加工性差但光学特性好的合成石英等材质构成微透镜阵列。
在采用这样的结构的情况下，微透镜阵列通过粘接固定的方式支承于阵列用支架，而在确保激光光源单元的耐久性方面希望充分确保此时的支承强度。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的是在具有多个激光二极管的激光光源单元中，提供一种能够充分确保微透镜阵列的支承强度的激光光源单元。
本发明通过在微透镜阵列的支承构造上寻求办法来谋求实现上述目的。
即，本发明的激光光源单元如下：
一种激光光源单元，能够将从多个激光二极管出射的激光作为合成光向单元前方照射，其特征在于，
上述激光光源单元具有使从上述多个激光二极管各自出射的激光聚光的多个第一聚光透镜、相对于该多个第一聚光透镜配置在单元前方侧的微透镜阵列和相对于该微透镜阵列配置在单元前方侧的第二聚光透镜，
上述微透镜阵列及上述第二聚光透镜支承于共同的透镜支架，
上述微透镜阵列经由阵列用支架支承于上述透镜支架，
在上述阵列用支架上，形成有用于使来自上述多个第一聚光透镜的出射光通过的多个贯通孔。
上述“激光光源单元”只要采用能够将从多个激光二极管出射的激光作为合成光向单元前方照射的结构即可，也可以还包含仅将从它的一部分激光二极管出射的激光作为合成光或单一光向单元前方照射的形态。
所谓上述“单元前方”，表示激光光源单元的前方。
上述“多个激光二极管”既可以是同一种类的激光二极管(例如青色激光器等)，也可以是不同种类的激光二极管(例如RGB三色激光器、红外线激光器等的组合)。
上述“微透镜阵列”只要是在透明板的表面排列形成多个微透镜的微透镜阵列即可，对各微透镜的具体形状和其具体排列等不作特别限定。
上述“阵列用支架”只要形成有用于使来自多个第一聚光透镜的出射光通过的多个贯通孔即可，对多个贯通孔的具体配置和各贯通孔的具体形状不作特别限定。此时，“多个贯通孔”与“多个第一聚光透镜”既可以是相同的数量，也可以不是相同的数量。
本发明的激光光源单元由于具有使从多个激光二极管各自出射的激光聚光的多个第一聚光透镜、相对于该多个第一聚光透镜配置在单元前方侧的微透镜阵列和配置在其单元前方侧的第二聚光透镜，因此由此能够将从多个激光二极管出射的激光作为合成光向单元前方照射。
此时，由于微透镜阵列及第二聚光透镜支承于共同的透镜支架，因此能够提高两者的位置关系精度。而且，由于微透镜阵列经由阵列用支架支承于透镜支架，因此能够容易地利用加工性差但光学特性好的合成石英等材质构微透镜阵列，由此能够扩展各激光二极管的种类和其输出的选择宽度。
在此基础上，由于在阵列用支架上形成有用于使来自多个第一聚光透镜的出射光通过的多个贯通孔，因此与利用形成有单一的圆形开口部的普通环状部件构成它的情况相比，当将微透镜阵列粘接于阵列用支架时，能够充分确保其粘接余量(余量)。并且，由此能够充分确保微透镜阵列的支承强度。
这样，根据本发明，能够在具有多个激光二极管的激光光源单元中，充分确保微透镜阵列的支承强度。
另外，根据本发明，通过在阵列用支架上形成多个贯通孔，能够高效地去除来自多个第一聚光透镜的出射光中所含的杂散光，特别是，即使在多个第一聚光透镜中的一部分发生了脱落的情况下，也能够将杂散光的产生抑制在最小限度。
在上述结构中，如果设为在透镜支架中的用于支承阵列用支架的支架支承部，设置有用于沿与单元前后方向正交的方向调整阵列用支架的位置的调整用间隙的结构，则能够在将支承于阵列用支架的微透镜阵列沿单元前后方向定位的状态下进行其对中。
在上述结构中，如果设为阵列用支架通过利用紫外线固化型粘接剂进行的粘接固定和螺钉联接支承于支架支承部的结构，则能够切实地利用透镜支架支承微透镜阵列。
在上述结构中，如果设为多个激光二极管及多个第一聚光透镜支承于共同的光源支架的结构，则能够提高它们的位置关系精度。在此基础上，如果设为透镜支架以沿单元前后方向可滑动地卡合于光源支架的状态固定于该光源支架的结构，则能够提高支承于透镜支架的微透镜阵列及第二聚光透镜与支承于光源支架的多个激光二极管及多个第一聚光透镜在单元前后方向的位置关系精度。
在上述结构中，如果设为激光光源单元具有使从多个激光二极管中的一部分激光二极管出射并通过第一聚光透镜的激光反射的至少一块反射镜，且该至少一块反射镜固定于光源支架的结构，则能够容易以高空间效率配置多个激光二极管及多个第一聚光透镜。
此时，如果设为作为多个激光二极管，具有以激光光源单元的照射基准轴为中心呈十字的位置关系配置的四个激光二极管，且作为至少一块反射镜，具有配置在照射基准轴的两侧的一对反射镜，而四个激光二极管中的两个激光二极管朝单元前方配置且其余两个激光二极管朝一对反射镜配置的结构，则能够获得如下作用效果。
即，能够将形成于阵列用支架的多个贯通孔配置在照射基准轴的附近，因此能够确保用于粘接微透镜阵列的粘接余量更大，能够进一步提高其支承强度。
附图说明
图1是将本发明一实施方式的激光光源单元与偏转镜及波长转换元件一起表示的立体图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是图1的III-III剖视图。
图4是将上述激光光源单元的光学系统拆出进行表示的立体图。
图5是将上述激光光源单元的光源侧总成与一组散热器及冷却翅片一起表示的立体分解图。
图6是表示上述光源侧总成的组装情况的立体图。
图7是表示作为上述光源侧总成的构成要素的光源组件的组装情况的立体图。
图8是将上述激光光源单元的透镜侧总成与作为上述光源侧总成的构成要素的光源支架一起表示的立体分解图。
图9是从与图8不同的角度观察、表示上述透镜侧总成的立体分解图。
图10是表示上述透镜侧总成的组装情况的立体图。
图11是表示上述实施方式的第一变形例的、与图4相同的图。
图12是表示上述实施方式的第二变形例的、与图2相同的图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是将本发明一实施方式的激光光源单元10与偏转镜2及波长转换元件4一起表示的立体图。
在图1中，X表示的方向是激光光源单元10的“前方”(即“单元前方”)，Y表示的方向是“左方”，Z表示的方向是“上方”。除此以外的附图也相同。
如图1所示，本实施方式的激光光源单元10具有沿单元前后方向延伸的照射基准轴Ax。并且，该激光光源单元10构成为具有配置在照射基准轴Ax上的光源侧总成12、相对于该光源侧总成12配置在单元前方侧的透镜侧总成14和相对于光源侧总成12配置在单元后方侧及上下两侧的三组散热器16A、16B、16C及冷却翅片18A、18B、18C。
图2是图1的II-II剖视图，图3是图1的III-III剖视图。另外，图4是将上述激光光源单元10的光学系统拆出进行表示的立体图。
如这些图所示，激光光源单元10构成为能够将从四个激光二极管20出射的激光作为合成光向单元前方照射。
即，激光光源单元10构成为，作为其光学系统，具有使从四个激光二极管20各自出射的激光聚光的四个第一聚光透镜22、相对于这四个第一聚光透镜22配置在单元前方侧的两个微透镜阵列24A、24B和相对于这些微透镜阵列24A、24B配置在单元前方侧的第二聚光透镜26。
四个激光二极管20均为具有青色发光波长带(具体为450nm左右的发光波长)的激光二极管，以照射基准轴Ax为中心呈十字的位置关系配置。
即，两个激光二极管20配置在照射基准轴Ax的左右两侧，其余两个激光二极管20配置在照射基准轴Ax的上下两侧。
此时，左右一对激光二极管20以关于照射基准轴Ax呈左右对称的位置关系的方式朝单元前方配置，上下一对激光二极管20在比左右一对两个激光二极管20更靠单元前方侧的位置，以关于照射基准轴Ax呈上下对称的位置关系的方式朝照射基准轴Ax配置。
四个第一聚光透镜22配置在四个激光二极管20的出射用开口部20a的附近，作为将来自该激光二极管20的出射光转化为大致平行光(即平行光或与之接近的光)的准直透镜而发挥作用。
左右一对激光二极管20与左右一对第一聚光透镜22一起支承于共同的激光二极管支架42A，由此构成光源组件40A。
上下一对激光二极管20分别与第一聚光透镜22一起支承于激光二极管支架42B、42C，由此构成上下一对光源组件40B、40C。
这三个光源组件40A、40B、40C支承于共同的光源支架30，由此构成光源侧总成12的一部分。
在上下一对激光二极管20与照射基准轴Ax之间配置有上下一对反射镜52。该上下一对反射镜52以关于照射基准轴Ax呈上下对称的位置关系的方式配置，使来自上下一对激光二极管20的出射光向单元前方正反射。该上下一对反射镜52经由反射镜支架54支承于光源支架30，它们也构成光源侧总成12的一部分。
该光源侧总成12的具体结构将在后文描述。
两个微透镜阵列24A、24B以在单元前后方向上隔开一定间隔的状态配置在照射基准轴Ax上。这两个微透镜阵列24A、24B与第二聚光透镜26一起支承于共同的透镜支架60。
此时，两个微透镜阵列24A、24B分别经由阵列用支架64A、64B支承于透镜支架60，第二聚光透镜26经由第二聚光透镜用支架66支承于透镜支架60。并且，利用它们构成透镜侧总成14。
在该透镜侧总成14中，利用两个微透镜阵列24A、24B和第二聚光透镜26构成积分器光学系统。
该透镜侧总成14的具体结构也将在后文描述。
在本实施方式的激光光源单元10中，使从左右一对激光二极管20出射并透过左右一对第一聚光透镜22的激光以及从上下一对激光二极管20出射并在透过上下一对第一聚光透镜22之后由上下一对反射镜52正反射的激光经由两个微透镜阵列24A、24B向第二聚光透镜26入射，并使来自该第二聚光透镜26的出射光在其前侧焦点即照射基准轴Ax上的点P聚光。
在图1中，为了表示激光光源单元10的具体使用例，附加地记载了偏转镜2及波长转换元件4。
在该使用例中，偏转镜2在激光光源单元10的单元前方附近配置在照射基准轴Ax上，波长转换元件4在偏转镜2的斜前下方朝上配置。并且，利用偏转镜2使从激光光源单元10向单元前方出射的来自各激光二极管20的激光朝下正反射，并使其在波长转换元件4的上表面聚光。
即，在该使用例中，来自第二聚光透镜26的出射光所聚集的点P配置在波长转换元件4的上表面。
此时，在该激光光源单元10中，如上所述，由于利用两个微透镜阵列24A、24B和第二聚光透镜26构成积分器光学系统，因此向波长转换元件4的上表面照射的来自各激光二极管20的激光的强度分布为在其射束直径整个区域内接近扁平的分布。
接着，对光源侧总成12的具体结构进行说明。
图5是将光源侧总成12与配置在其单元后方侧的散热器16B及冷却翅片18B一起表示的立体分解图。另外，图6是表示光源侧总成12的组装情况的立体图。并且，图7是表示位于照射基准轴Ax下方的光源组件40C的组装情况的立体图。
首先，对光源组件40C的具体结构进行说明。
在图7中，光源组件40C通过如下方式进行其组装，即：在向该图中(a)所示的激光二极管支架42C上如该图中(b)所示那样搭载了激光二极管20之后，如该图中(c)所示那样向激光二极管支架42C上涂布粘接剂44，在该状态下，如该图中(d)所示那样向激光二极管20上载置透镜按压弹簧46，之后，如该图中(e)所示那样将预先安装了第一聚光透镜22的第一聚光透镜支架48载置于激光二极管支架42C。
如图7中(a)所示，激光二极管支架42C构成为在横向长的板状部件的上表面形成有圆环状突起部42Ca。在该激光二极管支架42C上，在其圆环状突起部42Ca的内周面的三个部位形成有定位用突起部42Ca1，另外，在比其圆环状突起部42Ca更靠内周侧的位置，形成有用于使激光二极管20的引线20c穿过的引线插孔42Cb，并且，在其圆环状突起部42Ca的左右两侧形成有一对螺钉插孔42Cc。
并且，在该激光二极管支架42C上，在比其圆环状突起部42Ca更靠内周侧的上表面，预先涂布传热油脂50。
如图7中(b)所示，激光二极管20相对于激光二极管支架42C搭载于其圆环状突起部42Ca的内周侧的上表面。此时，激光二极管20在形成于其外周凸缘部20b的外周面的三个部位的缺口部20b1与激光二极管支架42C的定位用突起部42Ca1卡合，从而在其旋转方向上被实施定位。
如图7中(c)所示，粘接剂44是紫外线固化型粘接剂，被涂布在圆环状突起部42Ca的上表面。
如图7中(d)所示，透镜按压弹簧46是在其中央部形成有比激光二极管20的出射用开口部20a大的开口部46a、在其外周部形成有沿圆周方向延伸的三个弹性片46b的板簧，以使各弹性片46b的前端部抵接于激光二极管20的上表面的状态载置于激光二极管20。
如图中7(e)所示，第一聚光透镜支架48具有礼帽型形状，在其上面壁的中央形成有圆形的开口部48a。第一聚光透镜22以从下方侧嵌入该开口部48a中的状态在其外周缘部粘接固定于第一聚光透镜支架48。
并且，第一聚光透镜支架48在形成于其周面壁下端部的外周凸缘部48b被按压于激光二极管支架42C的圆环状突起部42Ca上涂布的粘接剂44。
此时，第一聚光透镜支架48通过使其外周凸缘部48b的内周缘部与激光二极管20的外周凸缘部20b抵接来规定对粘接剂44的按压量，由此规定激光二极管20与第一聚光透镜支架48的上下方向的位置关系。
此时，透镜按压弹簧46在其开口部48a的外周部分与第一聚光透镜支架48抵接而在上下方向上弹性变形，由此将第一聚光透镜22在其外周缘部始终按压于第一聚光透镜支架48。
在如此使第一聚光透镜支架48经由粘接剂44载置于激光二极管支架42C的圆环状突起部42Ca的状态下，向激光二极管20通电而使之发光，通过对从其出射用开口部20a出射并透过第一聚光透镜22的激光的光束图案进行确认来检测激光二极管20在水平面内的最佳位置，在完成该检测的状态下，通过照射紫外线而使粘接剂44固化。
并且，由此完成光源组件40C的组装。
如图5及图6所示，位于照射基准轴Ax上方的光源组件40B也具有与光源组件40C相同的结构。
另外，相对于光源支架30位于单元后方侧的光源组件40A也具有与光源组件40C相同的结构。不过，对于该光源组件40A，由于左右一对激光二极管20及第一聚光透镜22支承于共同的激光二极管支架42A，因此激光二极管支架42A的圆环状突起部42Aa的形状和粘接剂44的涂布形状及各第一聚光透镜支架48的外形形状与光源组件40C的情况部分不同。
如图6中(b)所示，光源支架30构成为具有沿与照射基准轴Ax正交的铅直面延伸的后壁部30A、分别从该后壁部30A的上下两端缘向单元前方水平延伸的上壁部30B及下壁部30C和从后壁部30A的左右两端缘向单元前方沿与照射基准轴Ax平行的铅直面延伸的左右一对侧壁部30D。此时，各侧壁部30D相比于上壁部30B及下壁部30C延伸至更靠单元前方。
如图2、图5及图6所示，光源组件40A固定于光源支架30的后壁部30A。
此时，如图2所示，光源组件40A在左右一对第一聚光透镜支架48从单元后方侧向形成于光源支架30的后壁部30A的开口部30Aa插入的状态下，在其外周凸缘部48b抵接于光源支架30的后壁部30A。并且，通过将插入激光二极管支架42A的螺钉插孔42Ac的螺钉82向光源支架30的后壁部30A拧紧，利用光源支架30的后壁部30A和激光二极管支架42A从前后两侧夹持左右一对第一聚光透镜支架48的外周凸缘部48b。
如图3、图5及图6所示，上下一对光源组件40B、40C分别固定于光源支架30的上壁部30B及下壁部30C。
此时，如图3所示，各光源组件40B、40C在第一聚光透镜支架48从上方侧/下方侧向形成于其光源支架30的上壁部30B/下壁部30C的开口部30Ba、30Ca插入的状态下，在其外周凸缘部48b抵接于光源支架30的上壁部30B/下壁部30C。并且，通过将插入各激光二极管支架42B、42C的螺钉插孔42Bc、40Bc(参照图4)的螺钉82(参照图5)向光源支架30的上壁部30B/下壁部30C拧紧，利用光源支架30的上壁部30B/下壁部30C和激光二极管支架42A、42C从上下两侧夹持第一聚光透镜支架48的外周凸缘部48b。
如图6中(b)所示，在光源支架30的各侧壁部30D，在与照射基准轴Ax相同的水平面上，形成有从前端面延伸至后壁部30A附近的槽部30Da。
如图6中(c)所示，反射镜支架54以在与照射基准轴Ax相同的水平面上沿与照射基准轴Ax正交的方向延伸的方式形成，在其左右两端部54a与形成于光源支架30的左右一对侧壁部30D的槽部30Da的后端部卡合。此时，该反射镜支架54被定位成按压于两槽部30Da的后端部的状态。该定位，如图6中(d)所示，是在使左右一对固定件56从单元前方侧抵接于反射镜支架54的左右两端部54a的状态下，通过利用螺钉84将该固定件56固定于光源支架30的左右一对侧壁部30D来进行的。
反射镜支架54的左右两端部54a的单元前后方向的铅直截面形状设定为菱形。另外，形成于左右一对侧壁部30D的槽部30Da的后端部具有与反射镜支架54的左右两端部54a的后半面相同的铅直截面形状。并且，左右一对固定件56中与反射镜支架54的左右两端部54a抵接的部分具有与反射镜支架54的左右两端部54a的前半面相同的铅直截面形状。并且，由此防止反射镜支架54以与照射基准轴Ax正交的水平轴线为中心进行旋转的情况于未然，从而以规定的朝向高精度地配置上下一对反射镜52。
如图6中(c)所示，在反射镜支架54上，形成有用于使来自左右一对第一聚光透镜22的出射光不被遮挡的左右一对开口部54b。
如图5所示，散热器16A利用螺钉86从单元后方侧固定于光源支架30，冷却翅片18A利用螺钉88从单元后方侧固定于散热器16A。同样，图1所示的其余两组散热器16B、16C及冷却翅片18B、18C也分别利用螺钉从上下两侧固定于光源支架30。
接着，对透镜侧总成14的具体结构进行说明。
图8是将透镜侧总成14与光源支架30一起表示的立体分解图，图9从与图8不同的角度观察、表示透镜侧总成14的立体分解图。另外，图10是表示透镜侧总成14的组装情况的立体图。
如这些图所示，透镜侧总成14的透镜支架60构成为沿单元前后方向延伸的筒状部件。此时，该透镜支架60将沿与照射基准轴Ax正交的铅直面的截面形状设定为正方形，且以其内径向单元前方阶梯变大的方式形成。
具体而言，如图2、图3及图10所示，该透镜支架60在其后端壁形成有正方形的开口部60a，该后端壁中位于开口部60a周围的正方形的环状部分的前表面由沿与照射基准轴Ax正交的铅直面延伸的平面构成为用于支承阵列用支架64B的支架支承部60b。
另外，相对于该支架支承部60b位于单元前方侧且比支架支承部60b大一圈的正方形的环状部分的前表面由沿与照射基准轴Ax正交的铅直面延伸的平面构成为用于支承阵列用支架64A的支架支承部60c。
并且，相对于该支架支承部60c位于单元前方侧且比支架支承部60c还大一圈的正方形的环状部分的前表面由沿与照射基准轴Ax正交的铅直面延伸的平面构成为用于支承第二聚光透镜用支架66的支架支承部60d。
如图10中(b)所示，在透镜支架60的内周面上形成有三对凸台60e、60f、60g。
一对凸台60e在后端壁的开口部60a在呈对角关系的两个拐角部以向开口部60a突出的方式形成。各凸台60e以其前端面与支架支承部60b共面的方式形成。
一对凸台60f在后端壁的开口部60a在呈对角关系的其余两个拐角部以向支架支承部60b及开口部60a突出的方式形成。各凸台60f以其前端面与支架支承部60c共面的方式形成。
一对凸台60g在与一对凸台60e相同的两个拐角部以向支架支承部60b、60c突出的方式形成。各凸台60g以其前端面与支架支承部60d共面的方式形成。
如图9所示，两个微透镜阵列24A、24B均具有相同的结构。具体而言，各微透镜阵列24A、24B构成为，在具有正方形的外形形状的透明板的后表面，呈格子状地排列形成有多个微透镜24As、24Bs。
位于单元后方侧的阵列用支架64B构成为具有缺少正方形的一部分的外形形状的板状部件，在其后表面以照射基准轴Ax为中心形成有正方形的凹部64Ba，凹部64Ba具有尺寸与微透镜阵列24B大致相同的外形形状。该凹部64Ba形成为相对于处于正立状态的阵列用支架64B绕照射基准轴Ax旋转一定角度(例如30°左右)的状态。
在该阵列用支架64B上，在其凹部64Ba的位置以排列在同一水平面上的状态形成有沿单元前后方向贯通该阵列用支架64B的三个贯通孔64Bb。
这三个贯通孔64Bb中，位于中央的贯通孔64Bb形成在照射基准轴Ax上，位于其两侧的两个贯通孔64Bb关于照射基准轴Ax以左右对称的位置关系形成。此时，位于中央的贯通孔64Bb的开口形状设定为纵向长的长圆形状，左右一对贯通孔64Bb的开口形状设定为圆形状。
位于中央的贯通孔64Bb是用于使来自上下一对激光二极管20的出射光通过的贯通孔，形成为使利用各第一聚光透镜22转化为大致平行光的激光不被遮挡的大小。另外，左右一对贯通孔64Bb是用于使来自左右一对激光二极管20的出射光通过的贯通孔，形成为使利用各第一聚光透镜22转化为大致平行光的激光不被遮挡的大小。
该阵列用支架64B具有比支架支承部60b的外周形状稍小的外形形状，由此确保用于在与照射基准轴Ax正交的方向上调整阵列用支架64B的位置的调整用间隙。
在该阵列用支架64B上，在其处于对角关系的两个拐角部形成有圆弧状的缺口部64Bc。在该阵列用支架64B的其余两个拐角部，形成有螺钉插孔64Bd和比缺口部64Bc小的圆弧状的缺口部64Be。此时，一对缺口部64Bc形成为用于避免与一对凸台60f干涉，一对缺口部64Be形成为用于避免与一对凸台60g干涉。
微透镜阵列24B以嵌入该阵列用支架64B的凹部64Ba的状态粘接固定于该阵列用支架64B。此时，粘接剂在凹部64Ba中涂布在离开三个贯通孔64Bb的区域，由此粘接剂不会不慎流入各贯通孔64Bb中。
位于单元前方侧的阵列用支架64A也构成为具有缺少正方形的一部分的外形形状的板状部件，构成为形成有与阵列用支架64B相同的凹部64Aa及三个贯通孔64Ab。
该阵列用支架64A具有比支架支承部60c的外周形状稍小的外形形状，由此确保用于在与照射基准轴Ax正交的方向上调整阵列用支架64A的位置的调整用间隙。
在该阵列用支架64A上，在其处于对角关系的两个拐角部形成有圆弧状的缺口部64Ac。这两个缺口部64Ac在与形成于阵列用支架64B的缺口部64Be对应的两个拐角部形成为用于避免与一对凸台60g干涉。在该阵列用支架64A的其余两个拐角部形成有螺钉插孔64Ad。
微透镜阵列24A以嵌入该阵列用支架64A的凹部64Aa的状态粘接固定于该阵列用支架64A。此时，粘接剂在凹部64Aa中涂布在离开三个贯通孔64Ab的区域，由此粘接剂不会不慎流入各贯通孔64Ab中。
第二聚光透镜用支架66构成为具有比支架支承部60d的外周形状稍小的正方形的外形形状的板状部材，由此确保用于在与照射基准轴Ax正交的方向上调整第二聚光透镜用支架66的位置的调整用间隙。
在该第二聚光透镜用支架66的后表面，以照射基准轴Ax为中心形成有圆形的凹部66a，该凹部66a具有尺寸与第二聚光透镜26大致相同的外形形状。
在该第二聚光透镜用支架66的凹部66a，以排列在同一水平面上的状态形成有沿单元前后方向贯通该第二聚光透镜用支架66的三个贯通孔66b。
这三个贯通孔66b的形状与阵列用支架64B的三个贯通孔66b相同。不过，虽然位于中央的贯通孔66b形成在照射基准轴Ax上，但是位于其两侧的两个贯通孔66b为了使从第二聚光透镜26作为会聚光出射的激光不被遮挡而形成在比阵列用支架64B的两个贯通孔64Bb更靠照射基准轴Ax的位置。
在该第二聚光透镜用支架66上，在与形成于阵列用支架64A的缺口部64Ac对应的两个拐角部形成有螺钉插孔66d。
第二聚光透镜26以嵌入该第二聚光透镜用支架66的凹部66a的状态粘接固定于该第二聚光透镜用支架66。此时，粘接剂在凹部66a中涂布在离开三个贯通孔66b的区域，由此粘接剂不会不慎流入各贯通孔66b中。
如图8所示，在透镜支架60的两侧壁部，在其外表面形成有左右一对导轨槽60h。
各导轨槽60h构成为形成有上下一对突起部，该上下一对突起部相对于与照射基准轴Ax平行的铅直面沿单元前后方向延伸。此时，各导轨槽60h的上下一对突起部的间隔被设定为与光源支架30的侧壁部30D的上下宽度大致相同的值。另外，在各导轨槽60h的上下方向的中央位置，在前后两个部位形成有螺钉孔60i。
并且，通过使该透镜支架60的各导轨槽60h与光源支架30的各侧壁部30D卡合并使其沿单元前后方向滑动，能够调整光源支架30与第二聚光透镜用支架66的单元前后方向的位置关系。此时，通过预先将螺钉90向透镜支架60的各螺钉孔60i拧至一半，能够在调节完光源支架30与第二聚光透镜用支架66的单元前后方向的位置关系之后，通过进一步拧紧各螺钉90来进行其定位。
阵列用支架64B、64A及第二聚光透镜用支架66以如下方式组装于透镜支架60。
首先，如图10中(a)所示，预先组装光源侧总成12。
接着，如图10中(b)所示，使透镜支架60的各导轨槽60h与光源支架30的各侧壁部30D卡合。此时，通过轻拧与各侧壁部30D的槽部30Da形成卡合状态的螺钉90，将透镜支架60临时固定于光源支架30。
接着，如图10中(c)所示，在向预先安装有微透镜阵列24B的阵列用支架64B的后表面涂布了紫外线固化型粘接剂(未图示)的状态下，将该阵列用支架64B从单元前方侧插入于透镜支架60并按压于其支架支承部60b。
在该状态下，向四个激光二极管20通电，确认来自微透镜阵列24B的出射光的照射图案，检测其在与照射基准轴Ax正交的方向上的最佳位置。在该检测后，通过照射紫外线而使粘接剂固化，由此将阵列用支架64B固定于透镜支架60的支架支承部60b。在此基础上，通过向阵列用支架64B的螺钉插孔64Bd插入螺钉92并向透镜支架60的凸台60e拧紧，将阵列用支架64B机械固定于透镜支架60。
之后，拧松螺钉90，使透镜支架60为可相对于光源支架30沿单元前后方向滑动的状态，在此基础上向四个激光二极管20通电，确认来自微透镜阵列24B的出射光的照射图案，检测透镜支架60相对于光源支架30在单元前后方向上的最佳位置。在该检测后，通过拧紧螺钉90而将透镜支架60正式固定于光源支架30。
接着，如图10中(d)所示，在向预先安装有微透镜阵列24A的阵列用支架64A的后表面涂布了紫外线固化型粘接剂(未图示)的状态下，将该阵列用支架64A从单元前方侧插入于透镜支架60并按压于其支架支承部60c。
在该状态下，向四个激光二极管20通电，确认来自微透镜阵列24A的出射光的照射图案，检测其在与照射基准轴Ax正交的方向上的最佳位置。在该检测后，通过照射紫外线而使粘接剂固化，由此将阵列用支架64A固定于透镜支架60的支架支承部60c。在此基础上，通过向阵列用支架64A的螺钉插孔64Ad插入螺钉94并向透镜支架60的凸台60f拧紧，将阵列用支架64A机械固定于透镜支架60。
最后，如图10中(e)所示，在向预先安装有第二聚光透镜26的第二聚光透镜用支架66的后表面涂布了紫外线固化型粘接剂(未图示)的状态下，将该第二聚光透镜用支架66从单元前方侧插入于透镜支架60并按压于其支架支承部60d。
在该状态下，向四个激光二极管20通电，确认来自第二聚光透镜26的出射光的照射图案，检测其在与照射基准轴Ax正交的方向上的最佳位置。在该检测后，通过照射紫外线而使粘接剂固化，由此将第二聚光透镜用支架66固定于透镜支架60的支架支承部60d。之后，通过向第二聚光透镜用支架66的螺钉插孔66d插入螺钉96并向透镜支架60的凸台60g拧紧，将第二聚光透镜用支架66机械固定于透镜支架60。
接着，对本实施方式的作用效果进行说明。
本实施方式的激光光源单元10由于具有使从四个激光二极管20各自出射的激光聚光的四个第一聚光透镜22、相对于这四个第一聚光透镜22配置在单元前方侧的两个微透镜阵列24A、24B和配置在其单元前方侧的第二聚光透镜26，因此由此能够将从四个激光二极管20出射的激光作为合成光向单元前方照射。
此时，由于两个微透镜阵列24A、24B及第二聚光透镜26支承于共同的透镜支架60，因此能够提高各自的位置关系精度。而且，由于两个微透镜阵列24A、24B分别经由阵列用支架64A、64B支承于透镜支架60，因此能够容易地利用加工性差但光学特性好的合成石英等材质构成微透镜阵列24A、24B，由此能够扩展各激光二极管20的种类和其输出的选择宽度。即，例如能够如本实施方式那样，使用具有青色发光波长带的激光二极管作为各激光二极管20。
在此基础上，由于在各阵列用支架64A、64B上形成有用于使来自四个第一聚光透镜22的出射光通过的三个贯通孔64Ab、64Bb，因此与利用形成有单一的圆形开口部的普通环状部件构成它们的情况相比，当将各微透镜阵列24A、24B粘接于各阵列用支架64A、64B时，能够充分确保其粘接余量。并且，由此能够充分确保各微透镜阵列24A、24B的支承强度。
这样，根据本实施方式，能够在具有四个激光二极管20的激光光源单元10中，充分确保各微透镜阵列24A、24B的支承强度。
另外，根据本实施方式，通过在各阵列用支架64A、64B上形成三个贯通孔64Ab、64Bb，能够高效地去除来自四个第一聚光透镜22的出射光中所含的杂散光，特别是，即使在四个第一聚光透镜22中的一部分发生了脱落的情况下，也能够将杂散光的产生抑制在最小限度。
在此基础上，由于在透镜支架60上，在用于支承各阵列用支架64A、64B的支架支承部60c、60b，形成有用于沿与单元前后方向正交的方向调整各阵列用支架64A、64B的位置的调整用间隙，因此能够在将支承于各阵列用支架64A、64B的各微透镜阵列24A、24B沿单元前后方向定位的状态下进行其对中。
而且，由于各阵列用支架64A、64B通过利用紫外线固化型粘接剂进行的粘接固定和螺钉联接支承于各支架支承部60c、60b，因此能够切实地利用透镜支架60支承各微透镜阵列24A、24B。
在本实施方式中，由于第二聚光透镜26也经由第二聚光透镜用支架66支承于透镜支架60，因此能够容易地利用加工性差但光学特性好的合成石英等材质构成第二聚光透镜26。
另外，由于在该第二聚光透镜用支架66上也形成有三个贯通孔66b，因此由此能够更有效地抑制杂散光的产生。
并且，由于在透镜支架60中的用于支承第二聚光透镜用支架66的支架支承部60d，也设置有用于沿与单元前后方向正交的方向调整第二聚光透镜26的位置的调整用间隙，因此能够在将支承于第二聚光透镜用支架66的第二聚光透镜26沿单元前后方向定位的状态下进行其对中。
而且，由于第二聚光透镜用支架66通过利用紫外线固化型粘接剂进行的粘接固定和螺钉联接支承于支架支承部60d，因此能够切实地利用透镜支架60支承第二聚光透镜用支架66。
在本实施方式中，由于四组激光二极管20及第一聚光透镜22支承于共同的光源支架30，因此能够提高它们的位置关系精度。在此基础上，由于透镜支架60以沿单元前后方向可滑动地卡合于光源支架30的状态固定于该光源支架30，因此能够提高支承于透镜支架60的两个微透镜阵列24A、24B及第二聚光透镜26与支承于光源支架30的四组激光二极管20及第一聚光透镜22在单元前后方向的位置关系精度。
并且，在本实施方式中，由于四个激光二极管20以激光光源单元10的照射基准轴Ax为中心呈十字的位置关系配置，在照射基准轴Ax的上下两侧配置有一对反射镜52，左右一对激光二极管20朝单元前方配置且上下一对激光二极管20朝上下一对反射镜52配置，因此能够获得如下的作用效果。
即，能够将各阵列用支架64A、64B的三个贯通孔64Ab、64Bb配置在照射基准轴Ax的附近，因此能够确保用于粘接各微透镜阵列24A、24B的粘接余量更大，由此能够进一步提高各微透镜阵列24A、24B的支承强度。
另外，在本实施方式中，由于上下一对反射镜52固定于光源支架30，因此能够容易以高空间效率配置四组激光二极管20及第一聚光透镜22。
此时，由于上下一对反射镜52经由反射镜支架54支承于光源支架30，因此能够提高上下一对反射镜52的配置自由度。
在上述实施方式中，对左右一对激光二极管20朝单元前方配置且上下一对激光二极管20朝上下一对反射镜52配置的结构进行了说明，但还可以采用上下一对激光二极管20朝单元前方配置且左右一对激光二极管20朝左右一对反射镜52配置的结构，这种情况下也能够获得与上述实施方式相同的作用效果。
在上述实施方式中，对激光光源单元20具有四个激光二极管20的情况进行了说明，但还可以采用具有三个以下或五个以上的激光二极管20的结构。
在上述实施方式中，对配置两个微透镜阵列24A、24B的情况进行了说明，但还可以采用配置一个微透镜阵列的结构。
接着，对上述实施方式的变形例进行说明。
首先，对上述实施方式的第一变形例进行说明。
图11是表示本变形例的激光光源单元的光学系统的、与图4相同的图。
如图11所示，本变形例的基本结构与上述实施方式的情况相同，但三个光源组件140A、140B、140C的结构与上述实施方式的情况部分不同。
即，在本变形例中，各光源组件140A、140B、140C的基本结构与上述实施方式的情况相同，但各光源组件140A、140B、140C的激光二极管支架142A、142B、142C上形成的螺钉插孔142Ac、142Bc、142Cc的形状与上述实施方式的情况不同。
具体而言，在上述实施方式的各光源组件40A、40B、40C中，激光二极管支架42A、42B、42C上形成的螺钉插孔42Ac、42Bc、42Cc具有圆形开口形状，而在本变形例的各光源组件140A、140B、140C中，激光二极管支架142A、142B、142C上形成的螺钉插孔142Ac、142Bc、142Cc具有以各光源组件140A、140B、140C的中心轴为中心呈圆弧状延伸的长圆形开口形状。
此时，光源组件140A的中心轴是以通过左右一对激光二极管20的出射用开口部20a的中点位置的方式沿单元前后方向延伸的轴线，光源组件140B、140C的中心轴是以通过激光二极管20的出射用开口部20a的中心位置的方式沿上下方向延伸的轴线。
另外，在本变形例中，光源组件140B的激光二极管支架142B上形成的引线插孔142Bb以比上述实施方式的情况大的开口径形成。这一点对于其他光源组件140A、140C也是相同的。
在采用本变形例的结构的情况下，也能够获得与上述实施方式的情况大致相同的作用效果。
另外，通过采用本变形例的结构，当将各光源组件140A、140B、140C组装于光源支架30(参照图6)时，能够以该光源组件140A、140B、140C的中心轴为中心旋转一定程度，由此能够对来自激光二极管20的出射光的光束形状进行角度调整。
接着，对上述实施方式的第二变形例进行说明。
图12是表示本变形例的激光光源单元210的、与图2相同的图。
如图12所示，本变形例的基本结构与上述实施方式的情况相同，但其光源侧总成212的结构与上述实施方式的情况不同，透镜侧总成214的结构也随之与上述实施方式的情况部分不同。
即，本变形例的光源侧总成212构成为将四个光源组件240A、240B、240C、240D配置在包含照射基准轴Ax的同一水平面上。
此时，两个光源组件240A、240B在照射基准轴Ax的左右两侧以上下对称的位置关系朝单元前方配置，其余两个光源组件240C、240D在比两个光源组件240A、240B更靠单元前方侧的位置以左右对称的位置关系朝照射基准轴Ax配置。
这四个光源组件240A～240D支承于共同的光源支架230。
在左右一对光源组件240C、240D与照射基准轴Ax之间配置有左右一对反射镜252。该左右一对反射镜252关于照射基准轴Ax以左右对称的位置关系配置，使来自左右一对光源组件240C、240D的出射光朝单元前方正反射。该左右一对反射镜252经由反射镜支架254支承于光源支架230。
另一方面，与上述实施方式的情况相同，本变形例的透镜侧总成214也构成为两个微透镜阵列224A、224B分别经由阵列用支架264A、264B支承于透镜支架260且第二聚光透镜226经由第二聚光透镜用支架266支承于透镜支架260。
不过，在各阵列用支架264A、264B上，以排列在与照射基准轴Ax同一水平面上的状态形成有四个贯通孔264Aa、264Ba，在第二聚光透镜用支架266上，以排列在与照射基准轴Ax同一水平面上的状态形成有四个贯通孔266a，由此使从各光源组件240A～240D出射的激光通过。
此外，在本变形例中，在光源支架230的上方，针对四个光源组件240A～240D配置了共同的散热器及冷却翅片(未图示)。
在采用本变形例的结构的情况下，也能够获得与上述实施方式的情况大致相同的作用效果。
另外，通过采用如本变形例那样将四个光源组件240A～240D配置在同一平面上的结构，能够简化光源侧总成212的结构。而且，通过采用这样的结构，能够共用安装于光源侧总成212的散热器及冷却翅片从而减少其设置个数。
此外，上述实施方式及其变形例中，作为规格而示出的数值只不过是一个例子，当然也可以将它们适当设定为不同的值。
另外，本发明并不局限于上述实施方式及其变形例中记载的结构，可以采用加入了除此以外的各种改变的结构。
附图标记说明
2 偏转镜
4 波长转换元件
10、210 激光光源单元
12、212 光源侧总成
14、214 透镜侧总成
16A、16B、16C 散热器
18A、18B、18C 冷却翅片
20 激光二极管
20a 出射用开口部
20b、48b 外周凸缘部
20b1 缺口部
20c 引线
22 第一聚光透镜
24A、24B、224A、224B 微透镜阵列
24As、24Bs 微透镜
26、226 第二聚光透镜
30、230 光源支架
30A 后壁部
30Aa、30Ba、30Ca、46a、48a、54b、60a 开口部
30B 上壁部
30C 下壁部
30D 侧壁部
30Da 槽部
40A、40B、40C、140A、140B、140C、240A、240B、240C、240D 光源组件
42A、42B、42C、142A、142B、142C 激光二极管支架
42Aa 圆环状突起部
42Ac、42Bc、42Cc、142Ac、142Bc、142Cc 螺钉插孔
42Ca 圆环状突起部
42Ca1 定位用突起部
42Cb、142Bb 引线插孔
44 粘接剂
46 透镜按压弹簧
48 第一聚光透镜支架
46b 弹性片
50 传热油脂
52、252 反射镜
54、254 反射镜支架
54a 左右两端部
56 固定件
60、260 透镜支架
60b、60c、60d 支架支承部
60e、60f、60g 凸台
60h 导轨槽
60i 螺钉孔
64A、64B、264A、264B 阵列用支架
64Aa、64Ba、66a 凹部
64Ab、64Bb、66b、264Aa、264Ba、266a 贯通孔
64Ac、64Bc、64Be 缺口部
64Ad、64Bd、66d 螺钉插孔
66、266 第二聚光透镜用支架
82、84、86、88、90、92、94、96 螺钉
Ax 照射基准轴
P 点

Claims (6)

1.一种激光光源单元，能够将从多个激光二极管出射的激光作为合成光向单元前方照射，其特征在于，
上述激光光源单元具有使从上述多个激光二极管各自出射的激光聚光的多个第一聚光透镜、相对于该多个第一聚光透镜配置在单元前方侧的微透镜阵列和相对于该微透镜阵列配置在单元前方侧的第二聚光透镜，
上述微透镜阵列及上述第二聚光透镜支承于共同的透镜支架，
上述微透镜阵列经由阵列用支架支承于上述透镜支架，
在上述阵列用支架上，形成有用于使来自上述多个第一聚光透镜的出射光通过的多个贯通孔。
2.如权利要求1所述的激光光源单元，其特征在于，
在上述透镜支架中的用于支承上述阵列用支架的支架支承部，设置有用于沿与单元前后方向正交的方向调整上述阵列用支架的位置的调整用间隙。
3.如权利要求2所述的激光光源单元，其特征在于，
上述阵列用支架通过利用紫外线固化型粘接剂进行的粘接固定和螺钉联接支承于上述支架支承部。
4.如权利要求1～3中任一项所述的激光光源单元，其特征在于，
上述多个激光二极管及上述多个第一聚光透镜支承于共同的光源支架，
上述透镜支架以沿单元前后方向可滑动地卡合于上述光源支架的状态固定于该光源支架。
5.如权利要求1～3中任一项所述的激光光源单元，其特征在于，
上述激光光源单元具有使从上述多个激光二极管中的一部分激光二极管出射并通过上述第一聚光透镜的激光反射的至少一块反射镜，
上述至少一块反射镜固定于上述光源支架。
6.如权利要求5所述的激光光源单元，其特征在于，
作为上述多个激光二极管，具有以上述激光光源单元的照射基准轴为中心呈十字的位置关系配置的四个激光二极管，
作为上述至少一块反射镜，具有配置在上述照射基准轴的两侧的一对反射镜，
上述四个激光二极管中的两个激光二极管朝单元前方配置，其余两个激光二极管朝上述一对反射镜配置。
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