CN115903348A - 光源装置和投影装置 - Google Patents

Abstract

一种光源装置，具备：激光二极管，其出射与光轴垂直的第1轴方向上的发散角度范围比与光轴及第1轴垂直的第2轴方向上的发散角度范围宽的激光；聚光镜，其使从激光二极管出射的激光反射，并且将激光在第1轴方向上聚光；聚光透镜，其将由聚光镜反射的激光在第2轴方向上聚光；以及光纤，其具有供由聚光镜及聚光透镜聚光的激光入射的纤芯。

Description

光源装置和投影装置

技术领域

本发明涉及光源装置和投影装置。

背景技术

以往，已知用于将从激光二极管出射的激光聚光并使其入射到光纤的纤芯的光学系统。该光学系统具有使激光向去往光纤的纤芯的方向反射的镜、以及将由镜反射的激光聚光以使其向纤芯入射的聚光透镜(例如，专利文献1)。

从激光二极管出射的激光的与光轴垂直的截面形状具有以光束的扩散角度范围宽的第1轴和光束的扩散角度范围窄的第2轴为2个轴的椭圆形状。在专利文献1中公开了如下技术：在上述的光学系统中，通过沿着光轴分开设置将激光在第1轴方向上聚光的第1聚光透镜和将激光在第2轴方向上聚光的第2聚光透镜，使椭圆形状的激光以高的结合效率入射到纤芯。

现有技术文献

专利文献

专利文献：日本专利第6145194号公报

发明内容

一种光源装置，其特征在于，具备：激光二极管，其出射与光轴垂直的第1轴方向上的发散角度范围比与所述光轴及所述第1轴垂直的第2轴方向上的发散角度范围宽的激光；聚光镜，其使从所述激光二极管出射的所述激光反射，并且将所述激光在所述第1轴方向上聚光；聚光透镜，其将由所述聚光镜反射的所述激光在所述第2轴方向上聚光；以及光纤，其具有供由所述聚光镜及所述聚光透镜聚光的所述激光入射的纤芯。

附图说明

图1是说明具有光源装置的投影仪的构成和光的路径的图。

图2是示出光源装置的构成的示意图。

图3是示出激光二极管的结构和从激光二极管出射的激光的形状的图。

图4是说明第1准直透镜和第2准直透镜在快轴方向上的准直作用的图。

图5是说明第1准直透镜和第2准直透镜在慢轴方向上的准直作用的图。

图6是说明聚光镜的形状的图。

图7是说明聚光镜和聚光透镜在快轴方向上的聚光作用的图。

图8是说明聚光镜和聚光透镜在慢轴方向上的聚光作用的图。

图9是示出比较例所涉及的光源装置的构成的图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明所涉及的实施方式。

＜投影仪的构成＞

图1是说明具有本实施方式的光源装置10的投影仪1的构成和光的路径的图。

投影仪1(投影装置)具有输出激光L的光源装置10和发光二极管21(以下，记为“LED21”)。投影仪1至少利用以光源装置10和LED21为光源的RGB的光来形成图像，将该图像投影到投影面。图1是提取投影仪1的构成要素中的光源装置10和形成图像并将其进行投影的图像投影部20进行了图示。在图1中，由除光源装置10以外的各构成要素构成图像投影部20。

光源装置10将从多个激光二极管11(以下，记为“LD11”)出射并入射到光纤16的蓝色波段的激光(以下，记为“蓝色光”)从光纤16的出射端面出射。另外，光源装置10具有将从LD11出射的激光L引导到光纤16的光学系统100。

绿色波段的光(以下，记为“绿色光”)可通过将从光源装置10出射的蓝色光的一部分照射到荧光体轮24的荧光体层而得到。

LED21出射红色波段的光(以下，记为“红色光”)。

在图1中，用实线示出蓝色光的光路径，用单点划线示出绿色光的光路径，用虚线示出红色光的光路径。

在光路径上存在有各种光学器件。在此，光学器件包含透镜群221、222、透镜223、224、二向色滤光器231、232、荧光体轮24、异形透镜25、反射镜26、合流导光部27、显示元件28以及投影透镜29等。

其中，荧光体轮24位于蓝色光的光路径上，通过马达241进行旋转。荧光体轮24是分别具有具备荧光体层的范围和扩散透射面的圆形的金属板。从光源装置10出射并透射过二向色滤光器231和透镜群222的蓝色光入射到荧光体轮24。该蓝色光的一部分透射过荧光体轮24的扩散透射面。另外，蓝色光的另一部分照射到荧光体轮24的荧光体层，根据该照射而被激发的绿色光在具有与蓝色光的行进方向为相反方向的成分的方向上行进。

透射过荧光体轮24的蓝色光入射到异形透镜25，进而经过反射镜26、透镜223、二向色滤光器232而被导向合流导光部27。

从荧光体轮24的荧光体层出射的绿色光向透镜群222返回，在由二向色滤光器231反射并透射过透镜224后，由二向色滤光器232反射而被导向合流导光部27。

从LED21出射的红色光由透镜群221将扩散缩窄并从二向色滤光器231通过，接着，由二向色滤光器232反射而被导向合流导光部27。

在3个颜色的光由二向色滤光器232合波(合流)后，该光经过合流导光部27、显示元件28以及投影透镜29而被出射。合流导光部27使合波后的各个颜色的平行光反射并以适当的朝向导向显示元件28。

显示元件28是空间光调制元件(SOM：Spatial Optical Modulator)，例如是数字微镜元件(DMD)。DMD将排列成阵列状的多个微小镜的各倾斜角度根据图像数据的像素值分别以高速切换，以各像素为单位并以各图像帧为单位来确定向投影透镜29的光反射的有无，从而由该反射光形成光像(图像)。

投影透镜29将从显示元件28出射的光像导向规定的输出方向并出射。可以是，投影透镜29具有多个透镜，通过变更该多个透镜的位置关系等，能调整焦距和输出图像的放大率(变焦倍率)等。

这样，在投影仪1中，从光源装置10输出的蓝色波段的激光L的一部分被原样用作蓝色光，另一部分被转换为绿色光，用于图像的投影。虽然作为红色光的光源使用了LED21，但也可以代替LED21而使用输出红色波段的激光的光源装置10。另外，也可以设置输出绿色波段的激光的光源装置10，将从该光源装置10输出的激光用作绿色光。另外，光源装置10也可以设置在投影仪1的壳体的外部。即，可以设为如下方式：将光源装置10的光纤16连接到投影仪1的壳体，将位于壳体的外部的LD11所输出的激光经由光纤16导入到投影仪1的壳体的内部。

＜光源装置的构成＞

以下，参照图2～图8来说明光源装置10的构成。

图2是示出光源装置10的构成的示意图。

光源装置10具备多个LD11、第1准直透镜12、第2准直透镜13、聚光镜14、聚光透镜15以及光纤16。其中，由第1准直透镜12、第2准直透镜13、聚光镜14以及聚光透镜15构成将从多个LD11出射的激光L引导到光纤16的纤芯161的入射端面161a的光学系统100。即，光源装置10将从多个LD11出射的激光L通过上述的光学系统100引导到光纤16的纤芯161的入射端面161a，使激光L从光纤16的纤芯161的出射端面161b出射。

此外，图2是示意性地示出了光源装置10的LD11、第1准直透镜12、第2准直透镜13、聚光镜14、聚光透镜15以及光纤16的位置关系的图，这些各构成要素的大小和相互的距离可以根据具体的实施方式适当调整(以后的图3～图9也是同样的)。

光纤16具有穿过中心轴的纤芯161和覆盖纤芯161的侧面的包覆体162。纤芯161的折射率比包覆体162的折射率大。由此，以由数值孔径(Numerical Aperture：NA)表示的最大受光角以下的入射角从纤芯161的入射端面161a入射到纤芯161的内部的激光L在纤芯161与包覆体162的界面进行全反射的同时，在纤芯161的内部传播。以比最大受光角大的入射角入射的光不进行全反射而漏出到纤芯161的外部，因此成为损失。以下，将这种由入射角大引起的光的损失记为“入射角损失”。另外，入射到光纤16的端面中的、纤芯161的入射端面161a的范围外的光没有进入到纤芯161的内部，因此成为损失。以下，将这种由入射位置从纤芯161的入射端面161a偏离引起的光的损失记为“入射位置损失”。通过使用光纤16，能够从光纤16的出射端面161b取出光量分布均匀且光学扩展量(etendue)小的光，因此能够实现投影仪1的构成的简化和高效率化。

多个LD11在基板110的与X-Z平面平行的板面上以在X方向上排列成4列、在Z方向上排列成2列的状态被固定，形成了LD阵列(LD-Bank)。因而，本实施方式的光源装置10具有总计8个LD11。各LD11例如安装于TO-CAN型封装件。各LD11所出射的激光L的光轴La与Y方向平行，多个LD11所射出的多个激光L的光轴La是相互平行的。

图3是示出LD11的结构和从LD11出射的激光L的形状的图。

LD11具有在n型包覆层111与p型包覆层112之间设置有活性层113(发光层)的双异质结构。通过经由电极114施加电压，从而在活性层113内电子与空穴结合而发光，并且在活性层113的端面之间进行共振而产生受激发射(induced emission)，进行激光振荡。振荡出的激光从作为活性层113的一个端面的发光端面113a向图3的Y方向射出。

从LD11出射的激光L的与光轴La垂直的截面形状具有以光束的扩散角度范围宽(即，扩展快)的快轴A1(第1轴)和光束的扩散角度范围窄(即，扩展慢)的慢轴A2(第2轴)为2个轴的椭圆形状。换言之，LD11出射与光轴La垂直的快轴A1方向上的发散角度范围比与光轴La及快轴A1垂直的慢轴A2方向上的发散角度范围宽的激光L。快轴A1是与n型包覆层111、活性层113以及p型包覆层112的层叠方向即图3的X方向平行的方向。另外，慢轴A2是与光轴La及快轴A1垂直的方向、即与图3的Z方向平行的方向。不过，快轴A1和慢轴A2的方向并不固定于空间坐标，根据光轴La的朝向来确定。例如，在图3所示的激光L由镜反射而光轴La变化90度并向-X方向行进的情况下，快轴A1成为与Y方向平行的方向，慢轴A2仍维持为与Z方向平行的方向。

在本实施方式中，发光端面113a的快轴A1方向的宽度为约1μm，慢轴A2方向的宽度为约50μm。另外，激光L在快轴A1方向上的扩散角度范围相对于光轴La为大致±23度，激光L在慢轴A2方向上的扩散角度范围相对于光轴La为大致±5度。不过，发光端面113a的宽度和激光L的扩散角度范围为例示，不限于上述的值。

由于发光端面113a的快轴A1方向的宽度小，因此，激光L的快轴A1方向成分在光的行进方向上的差别小(行进方向一致)。另一方面，由于发光端面113a的慢轴A2方向的宽度大，因此激光L的慢轴A2方向成分在光的行进方向上的差别大。

在本实施方式的光源装置10中，考虑到激光L的扩散角度范围和行进方向的差别的程度在快轴A1与慢轴A2间不同，光学系统100被构成为对于激光L的快轴A1方向成分和慢轴A2方向成分中的每一成分，能够充分地降低上述的入射角度损失和入射位置损失。以下，关于光学系统100的构成进行说明。

如图2所示，从各LD11出射的激光L按顺序入射到第1准直透镜12和第2准直透镜13。

图4和图5是说明第1准直透镜12和第2准直透镜13的结构以及对激光L的准直作用的图。

第1准直透镜12对从LD11出射并入射到聚光镜14之前的激光L在快轴A1方向上进行准直(平行化)。第2准直透镜13对透射过第1准直透镜12并入射到聚光镜14之前的激光L在慢轴A2方向上进行准直。在此，“在快轴A1方向上进行准直”是指，使在快轴A1方向上一边扩散一边行进的激光L在与快轴A1及光轴La平行的面内折射以使其成为与光轴La平行的光。另外，“在慢轴A2方向上进行准直”是指，使在慢轴A2方向上一边扩散一边行进的激光L在与慢轴A2及光轴La平行的面内折射以使其成为与光轴La平行的光。

如图4所示，第1准直透镜12是在快轴A1方向上具有曲率的柱面透镜(cylindricallens)。详细地说，第1准直透镜12具有与激光L的光轴La垂直(即，与X-Z平面平行)的入射面、以及与入射面相对的圆筒面状的出射面。第1准直透镜12的出射面以与X-Y平面平行的截面向+Y方向突出的方式弯曲，与Y-Z平面平行的截面为直线状。这种结构的第1准直透镜12对激光L在快轴A1方向上进行准直，在慢轴A2方向上不起到准直作用。第1准直透镜12配置在该第1准直透镜12内的规定部位与LD11的距离成为该第1准直透镜12的焦距的位置。

另外，如图5所示，第2准直透镜13是在慢轴A2方向上具有曲率的柱面透镜。详细地说，第2准直透镜13具有与激光L的光轴La垂直(即，与X-Z平面平行)的入射面、以及与入射面相对的圆筒面状的出射面。第2准直透镜13的出射面以与Y-Z平面平行的截面向+Y方向突出的方式弯曲，与X-Y平面平行的截面为直线状。这种结构的第2准直透镜13对激光L在慢轴A2方向上进行准直，在快轴A1方向上不起到准直作用。第2准直透镜13配置在该第2准直透镜13内的规定部位与LD11的距离成为该第2准直透镜13的焦距的位置。第2准直透镜13的焦距比第1准直透镜12的焦距长，第2准直透镜13配置在比第1准直透镜12离LD11更远的位置。

参照图4来说明第1准直透镜12和第2准直透镜13的、快轴A1方向上的准直作用。在图4中，提取激光L中的快轴A1方向的成分进行了描述。从LD11出射的激光L的快轴A1方向成分在上述的扩散角度范围内一边扩散一边入射到第1准直透镜12，由第1准直透镜12折射而成为与光轴La平行的平行光，并从第1准直透镜12出射。从第1准直透镜12出射的激光L的快轴A1方向成分入射到第2准直透镜13，以平行光的原样透射过第2准直透镜13。

参照图5说明第1准直透镜12和第2准直透镜13的、慢轴A2方向上的准直作用。在图5中，提取激光L中的慢轴A2方向的成分进行了描述。从LD11出射的激光L的慢轴A2方向成分在上述的扩散角度范围内一边扩散一边入射到第1准直透镜12，未受到准直作用而直接透射过。从第1准直透镜12出射的激光L的慢轴A2方向成分一边进一步扩散一边入射到第2准直透镜13，由第2准直透镜13折射而成为与光轴La平行的平行光，并从第2准直透镜13出射。

这样，通过设置对快轴A1和慢轴A2中的一方起到准直作用的第1准直透镜12和第2准直透镜13，能够对以椭圆状扩散的激光L有效地进行准直。

如图2所示，由第1准直透镜12和第2准直透镜13进行了准直的激光L入射到聚光镜14。

图6是说明聚光镜14的形状的图。其中，图6的(a)是说明从Z方向观看时的聚光镜14的形状和聚光作用的图。另外，图6的(b)是示出聚光镜14的形状的示意立体图。

聚光镜14使从LD11出射并由第1准直透镜12和第2准直透镜13进行了准直的激光L反射，并且将激光L在快轴A1方向上聚光。在此，“将激光L在快轴A1方向上聚光”是指针对快轴A1方向支配性地进行聚光，例如是指仅在快轴A1方向上聚光。其中，所谓“仅在快轴A1方向上聚光”，包含设计成在快轴A1方向上聚光且在慢轴A2轴方向上不聚光的情况，并包含由于聚光镜14的制造差别等而在慢轴A2方向上也稍微产生聚光作用(折射作用)的情形。聚光镜14的反射面141是如图6的(a)所示在与光轴La及快轴A1平行的第1平面内(在此为X-Y平面内)具有与该第1平面内的某假想抛物线P中的不经过该抛物线P的轴AX的一部分一致的形状、并且如图6的(b)所示在与第1平面垂直的第2平面内(在此，例如为与Y-Z平面平行的平面pn内)具有直线形状142的抛物线柱面。从别的观点来看，聚光镜14的反射面141是使抛物线P中的不经过轴AX的一部分在Z方向上移动时的轨迹所形成的曲面。由于不经过抛物线P的轴AX，因此，聚光镜14的反射面141也可以称为“离轴抛物线柱面”。因而，聚光镜14也可以改称为“抛物线柱面镜”或“离轴抛物线柱面镜”。或者聚光镜14也可以称为“离轴抛物面柱面镜(Off-Axis Parabolic Cylindrical Mirror：OAPCM)”。

聚光镜14配置为入射到反射面141的激光L的光轴La与抛物线P的轴AX平行。因而，如图6的(a)所示，入射到反射面141的激光L由反射面141反射而聚光到抛物线P的焦点F。光纤16的纤芯161的入射端面161a在从与X-Y平面(第1平面)垂直的方向观看时配置在相当于抛物线P的焦点F的位置。根据这种配置，通过聚光镜14能够将激光L的快轴A1方向成分聚光在纤芯161的入射端面161a的位置。不过，当存在后述的聚光透镜15处的折射而快轴A1方向成分的聚光位置从焦点F偏离的情况下，也可以考虑到该偏离来调整纤芯161的入射端面161a的位置。上述的“相当于抛物线P的焦点F的位置”包含考虑到上述的偏离进行调整后的位置。

另外，如图2所示，从快轴A1方向(X方向)上的位置相互不同的多个LD11分别出射的激光L入射到1个聚光镜14的反射面141并反射。另外，各激光L的快轴A1方向成分根据图6的(a)所示的原理聚光到相当于焦点F的位置。因而，通过单个聚光镜14，就能够将从多个LD11出射的多个激光L聚光到相当于焦点F的位置、即光纤16的纤芯161的入射端面161a。另外，在X-Y平面内，能够使由聚光镜14反射后的激光L彼此的间隔比从各LD11出射并在Y方向上行进时的激光L彼此的X方向上的间隔窄。在本实施方式中，聚光镜14具有使反射的多个激光L的光轴La的平均朝向成为X方向这样的形状。换言之，由聚光镜14的反射造成的激光L的光轴La的朝向的变化量当在多个激光L之间进行平均时为90度。

如图2、图7以及图8所示，在聚光镜14与光纤16之间，配置有将由聚光镜14反射的激光L在慢轴A2方向上聚光的聚光透镜15。在此，“将激光L在慢轴A2方向上聚光”是指针对慢轴A2方向支配性地进行聚光，例如是指仅在慢轴A2方向上聚光。其中，所谓“仅在慢轴A2方向上聚光”，包含设计成在慢轴A2方向上聚光且在快轴A1轴方向上不聚光的情况，并包含由于聚光透镜15的制造差别等而在快轴A1方向上也稍微产生聚光作用(折射作用)的情形。聚光透镜15是在慢轴A2方向上具有曲率的柱面透镜。聚光透镜15使由聚光镜14反射的激光L的被准直后的慢轴A2方向成分折射，使其聚光到光纤16的纤芯161的入射端面161a的位置。详细地说，聚光透镜15具有平面状的(在此为与Y-Z平面平行的)入射面、以及与入射面相对的圆筒面状的出射面。聚光透镜15的出射面以与X-Z平面平行的截面向-X方向突出的方式弯曲，与X-Y平面平行的截面是直线状。这种结构的聚光透镜15将激光L在慢轴A2方向上聚光，在快轴A1方向上不起聚光作用。聚光透镜15配置在该聚光透镜15内的规定部位与光纤16的距离成为该聚光透镜15的焦距的位置。

图7是说明聚光镜14和聚光透镜15在快轴A1方向上的聚光作用的图。

在图7中，提取激光L中的快轴A1方向的成分进行了描述。由第1准直透镜12进行了准直并在Y方向上行进的激光L的快轴A1方向成分由聚光镜14的反射面141反射，以在光纤16的纤芯161的入射端面161a的位置会聚的方式被聚光。即，在反射面141的各点处反射的光根据反射面141的角度而分别朝向光纤16的纤芯161的位置行进。由聚光镜14反射的激光L的快轴A1方向成分虽然入射到聚光透镜15，但不会受到聚光作用而直接透射过聚光透镜15，并入射到光纤16的纤芯161的入射端面161a。

图8是说明聚光镜14和聚光透镜15在慢轴A2方向上的聚光作用的图。

在图8中，提取激光L中的慢轴A2方向的成分进行了描述。由第2准直透镜13进行了准直并在Y方向上行进的激光L的慢轴A2方向成分由聚光镜14的反射面141反射，而去往聚光透镜15。在此，聚光镜14的反射面141在慢轴A2方向上不具有曲率，因此，激光L的慢轴A2方向成分以平行光的原样进行反射。由聚光镜14反射的激光L的慢轴A2方向成分入射到聚光透镜15，以在光纤16的纤芯161的入射端面161a位置会聚的方式被聚光。

＜实施方式的效果＞

以上说明的光学系统100构成为对于快轴A1方向成分和慢轴A2方向成分中的每一成分，能够降低上述的入射角度损失和入射位置损失并提高向光纤16的结合效率。另外，构成为能够降低入射角度损失和入射位置损失相对于LD11的位置偏离而增大的程度(以下，记为“误差灵敏度”)。以下，关于这些内容进行说明。

(快轴方向成分的入射角度损失、入射位置损失以及误差灵敏度的降低效果)

一般地，当准直后的激光L的光束宽度比某宽度宽时，在光束宽度的端部附近，向纤芯161的入射端面161a的入射角度(聚光角度)会变得比最大受光角大，入射角损失会增大。特别是，激光L的快轴A1方向成分由于扩散角度范围宽，因而光束宽度易于变宽。然而，若为了抑制光束宽度的扩大，而缩短第1准直透镜12的焦距来使图2和图4中的LD11与第1准直透镜12的距离缩短，则LD11的微小的位置偏离就会导致入射角损失和入射位置损失增大，误差灵敏度会增大。

因此，在本实施方式的光学系统100中，将用于对快轴A1方向成分进行聚光的聚光镜14与用于对慢轴A2方向成分进行聚光的聚光透镜15分开设置，使聚光镜14比聚光透镜15更远离光纤16的入射端面161a。由此，如图7所示，能够使聚光镜14的聚光角度变得平缓。因而，即使为了降低上述的误差灵敏度而以某程度加长LD11与第1准直透镜12的距离来加宽快轴A1方向的光束宽度，也能够充分地降低入射角损失。因而，既能够将入射角度损失抑制得低并维持高的结合效率，又能够降低(缓和)误差灵敏度。

在此，有使聚光镜14的聚光角度越平缓则聚光位置越易于出现差别，入射位置损失越增大的趋势。然而，激光L的快轴A1方向成分由于LD11的发光端面113a的宽度窄的原因，其出射方向的差别小(平行度高)，因此，即便使聚光镜14的聚光角度平缓，也不易招致聚光位置的差别，能够将入射位置损失维持得低。

这样，根据本实施方式的光源装置10的光学系统100，对于快轴A1方向成分，能够将入射角损失、入射位置损失以及误差灵敏度均抑制得低。

(慢轴方向成分的入射角度损失、入射位置损失以及误差灵敏度的降低效果)

激光L的慢轴A2方向成分由于LD11的发光端面113a的Y方向的宽度宽的原因，其出射方向的差别大(平行度低)。因此，加长了用于对慢轴A2方向成分进行准直的第2准直透镜13的焦距，使第2准直透镜13比第1准直透镜12更远离LD11。一般地，准直透镜的焦距越长则越能够提高准直后的平行光的平行度，因此，通过加长了第2准直透镜13的焦距的构成，能够使出射方向的差别大的慢轴A2方向成分成为平行度更高的平行光。

另外，如图8所示，缩短了对慢轴A2方向成分进行聚光的聚光透镜15的焦距，在比聚光镜14离纤芯161的入射端面161a更近的位置配置了聚光透镜15。由此，增大了向纤芯161的入射端面161a的入射角度(聚光角度)，抑制了聚光位置的差别。

这样，通过既加长第2准直透镜13的焦距来提高准直后的平行度，又缩短聚光透镜15的焦距来抑制聚光位置的差别，从而对于出射方向的差别大的慢轴A2方向成分，能够将入射位置损失抑制得低。

在此，慢轴A2方向成分由于扩散角度范围小，因此即使加长LD11与第2准直透镜13的距离，其光束宽度也不易加宽。因而，在缩短了聚光透镜15的焦距的构成中，也能够将光束宽度的端部附近的入射角度抑制为最大受光角以下。因而，也能够将入射角损失抑制得低。另外，扩散角度范围小的慢轴A2方向成分由于由LD11的位置偏离造成的入射角损失和入射位置损失增大的程度小，因此也能够将误差灵敏度抑制得低。

(相对于比较例的效果)

接下来，说明本实施方式的光源装置10的相对于图9所示的比较例的效果。

图9是示出比较例所涉及的光源装置30的构成的图。

比较例所涉及的光源装置30具备多个LD31、第1准直透镜32、第2准直透镜33、多个反射镜37、第1聚光透镜38、第2聚光透镜35以及光纤36。其中，多个LD31、第1准直透镜32、第2准直透镜33、第2聚光透镜35以及光纤36的构成和功能分别与上述实施方式所涉及的光源装置10中的多个LD11、第1准直透镜12、第2准直透镜13、聚光透镜15以及光纤16相同。比较例所涉及的光源装置30在代替聚光镜14而设置有多个反射镜37、而且在这些多个反射镜37与第2聚光透镜35之间设置有第1聚光透镜38这一点上与上述实施方式的光源装置10不同。

多个反射镜37各自使从多个LD11中的1个LD11出射的激光L向-X方向反射。通过按每一LD11分开设置反射镜37，使反射后的激光L彼此的间隔比反射前的激光L彼此的间隔窄。

第1聚光透镜38是在快轴A1方向上具有曲率的柱面透镜。第1聚光透镜38使由多个反射镜37分别反射的激光L的快轴A1方向成分折射，并聚光到光纤16的纤芯161的入射端面161a的位置。

通过这种比较例所涉及的光源装置30，也能够使激光L从Y方向向-X方向反射，将快轴A1方向成分和慢轴A2方向成分分开独立地聚光。不过，需要设置多个反射镜37，并且需要与多个反射镜37分开地设置用于快轴A1方向成分的聚光的第1聚光透镜38。

相对于这种构成的比较例的光源装置30，根据上述实施方式的光源装置10的构成，通过使用抛物线柱面的聚光镜14，能够将多个反射镜37整合为1张镜子。而且，能够由聚光镜14进行快轴A1方向成分的聚光，因此能够省略第1聚光透镜38。因而，与比较例的光源装置30相比，能够简化光学系统100的构成。

如上所示，本实施方式所涉及的光源装置10具备：LD11，其出射与光轴La垂直的快轴A1方向上的发散角度范围比与光轴La及快轴A1垂直的慢轴A2方向上的发散角度范围宽的激光L；聚光镜14，其使从LD11出射的激光L反射，并且将激光L在快轴A1方向上聚光；聚光透镜15，其使由聚光镜14反射的激光L在慢轴A2方向上聚光；以及光纤16，其具有供由聚光镜14和聚光透镜15聚光的激光L入射的纤芯161。

根据这种构成，能够通过聚光镜14使激光L在反射的同时在快轴A1方向上聚光，因此与需要使激光L反射的反射镜37和用于快轴A1方向成分的聚光的第1镜38的比较例所涉及的光源装置30相比，能够简化光学系统100的构成，能够实现装置的小型化。

另外，通过将聚光镜14设置在比聚光透镜15离光纤16更远的位置，能够使激光L的快轴A1方向成分比慢轴A2方向成分更平缓地聚光。因而，即使加宽快轴A1方向的光束宽度，也能够充分地降低入射角损失。因此，通过加长LD11与第1准直透镜12的距离(加长第1准直透镜12的焦距)，能够降低与LD11的位置偏离相关的快轴A1方向成分的误差灵敏度。

另外，通过将聚光透镜15设置在比聚光镜14离光纤16更近的位置，能够缩短焦距，抑制慢轴A2方向成分的聚光位置的差别。因而，对于出射方向的差别大的慢轴A2方向成分，能够将入射位置损失抑制得低。

因而，对于快轴A1方向成分和慢轴A2方向成分中的每一成分，能够将入射角损失、入射位置损失以及误差灵敏度均抑制得低。由此，既能够抑制向光纤16的结合效率的下降，又能够实现小型化。

另外，聚光镜14的反射面141是在与光轴La及快轴A1平行的第1平面内具有与该第1平面内的假想抛物线P中的不经过该抛物线P的轴AX的一部分一致的形状、并且在与第1平面垂直的第2平面内具有直线形状的抛物线柱面。由此，通过简单构成的聚光镜14，能够在使激光L反射的同时将快轴A1方向成分聚光到焦点F的位置。

另外，聚光镜14配置成入射到反射面141的激光L的光轴La与抛物线P的轴AX平行，光纤16的纤芯161在从与第1平面垂直的方向观看时配置在相当于抛物线P的焦点F的位置。由此，通过简单构成的聚光镜14，能够在使激光L反射的同时将快轴A1方向成分聚光到光纤16的纤芯161的入射端面161a。

另外，聚光透镜15是在慢轴A2方向上具有曲率的柱面透镜。由此，能够不使快轴A1方向成分聚光而选择性地将慢轴A2方向成分聚光。

另外，光源装置10具备快轴A1方向上的位置相互不同的多个LD11，聚光镜14使从多个LD11分别出射的激光L反射，并且在快轴A1方向上聚光。由此，通过1张聚光镜14，就能够将多个激光L的快轴A1方向成分聚光到纤芯161的入射端面161a的位置。因而，相对于按每一LD11设置有反射镜37的比较例所涉及的光源装置30，能够将装置有效地小型化。

另外，通过将对激光L仅在快轴A1方向上进行聚光的聚光镜用作聚光镜14，将对激光L仅在慢轴A2方向上进行聚光的聚光透镜用作聚光透镜15，能够将激光L的快轴A1方向成分和慢轴A2方向成分更准确地聚光到聚光位置(纤芯161的入射端面161a)。因而，能够进一步有效地抑制向光纤16的结合效率的下降。

另外，光源装置10还具备：第1准直透镜12，其对从LD11出射并入射到聚光镜14之前的激光L在快轴A1方向上进行准直；以及第2准直透镜13，其对透射过第1准直透镜12并入射到聚光镜14之前的激光L在慢轴A2方向上进行准直。由此，能够将以椭圆状扩散的激光L有效地准直。

另外，第1准直透镜12是在快轴A1方向上具有曲率的柱面透镜，第2准直透镜13是在慢轴A2方向上具有曲率的柱面透镜。由此，通过第1准直透镜12，能够不对慢轴A2方向成分产生准直作用地将快轴A1方向成分进行准直。另外，通过第2准直透镜13，能够不对快轴A1方向成分产生准直作用地将慢轴A2方向成分进行准直。

另外，作为本实施方式所涉及的投影装置的投影仪1具备：上述的光源装置10；以及图像投影部20，其至少利用由光纤16传输的激光L来形成图像，对该图像进行投影。由此，能够从光纤16的出射端面161b取出光量分布均匀且光学扩展量小的光，因此能够实现投影仪1的构成的简化和高效率化。

＜其它＞

此外，上述实施方式中的记述是本发明所涉及的光源装置和投影装置的一个例子，不限于此。

例如，在上述实施方式中，举出将光源装置10用作投影仪1的光源的例子，但并非旨在限于此。光源装置10能够用于利用由光纤16传输的激光L的任意的用途。

另外，在上述实施方式中，例示了具有在X方向上排列4列LD11、在Z方向上排列2列LD11的总计8个LD11的光源装置10，但LD11的配置和数量不限于此，在X方向和Z方向上的LD11的排列数量是任意的。另外，光源装置10也可以具有单个LD11。

另外，在上述实施方式中，例示了射出以作为第1轴的快轴和作为第2轴的慢轴为2个轴的椭圆形状的激光L的LD11，但并不限于此，能够使用出射与光轴La垂直的第1轴方向上的发散角度范围比与光轴La及第1轴垂直的第2轴方向上的发散角度范围宽的激光的任意的LD11。

另外，关于上述实施方式中的光源装置10和投影仪1的构成要素的细节构成和细节动作，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。

虽然说明了本发明的实施方式，但本发明的范围不限于上述的实施方式，包含权利要求书所记载的发明的范围及其等同的范围。

Claims (9)

1.一种光源装置，其特征在于，具备：

激光二极管，其出射与光轴垂直的第1轴方向上的发散角度范围比与所述光轴及所述第1轴垂直的第2轴方向上的发散角度范围宽的激光；

聚光镜，其使从所述激光二极管出射的所述激光反射，并且将所述激光在所述第1轴方向上聚光；

聚光透镜，其将由所述聚光镜反射的所述激光在所述第2轴方向上聚光；以及

光纤，其具有供由所述聚光镜及所述聚光透镜聚光的所述激光入射的纤芯。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述聚光镜的反射面是在与所述光轴及所述第1轴平行的第1平面内具有与该第1平面内的某假想抛物线中的不经过该抛物线的轴的一部分一致的形状、并且在与所述第1平面垂直的第2平面内具有直线形状的抛物线柱面。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，

所述聚光镜配置成入射到所述反射面的所述激光的光轴与所述抛物线的轴平行，

所述光纤的所述纤芯在从与所述第1平面垂直的方向观看时配置在相当于所述抛物线的焦点的位置。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光源装置，其特征在于，

所述聚光透镜是在所述第2轴方向上具有曲率的柱面透镜。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的光源装置，其特征在于，

具备所述第1轴方向上的位置相互不同的多个所述激光二极管，

所述聚光镜使从多个所述激光二极管分别出射的所述激光反射，并且在所述第1轴方向上聚光。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的光源装置，其特征在于，

所述聚光镜将所述激光仅在所述第1轴方向上聚光，

所述聚光透镜将所述激光仅在所述第2轴方向上聚光。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的光源装置，其特征在于，还具备：

第1准直透镜，其将从所述激光二极管出射并入射到所述聚光镜之前的所述激光在所述第1轴方向上进行准直；以及

第2准直透镜，其将透射过所述第1准直透镜并入射到所述聚光镜之前的所述激光在所述第2轴方向上进行准直。

8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，

所述第1准直透镜是在所述第1轴方向上具有曲率的柱面透镜，

所述第2准直透镜是在所述第2轴方向上具有曲率的柱面透镜。

9.一种投影装置，其特征在于，具备：

权利要求1至8中的任意一项所述的光源装置；以及

图像投影部，其至少利用由所述光纤传输的所述激光来形成图像，对该图像进行投影。

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