JP2014026128A - 光モジュールおよび走査型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光モジュールにおいて、温度変化などの外乱に対して光学部品を保持し、３色のビームスポットの相対位置ずれを低減する。
【解決手段】光モジュールを搭載するケースを有し、光学部品ホルダ１０ａに、光学部品の光軸を含む第一の面１２ａを挟んで対称に斜面を２ヶ所設け、光学部品ホルダ１０ａの斜面２ヶ所と対面にケースに斜面を各々１ヶ所ずつ設け、光学部品ホルダ１０ａの斜面１ヶ所と対面のケースにある斜面１ヶ所は第一の面１２ａに平行で且つ光学部品ホルダ１０ａの斜面とケースの斜面の延長面上で交差する辺を含んだ第二の対称面１６ａに対して、光学部品ホルダ１０ａの斜面１ヶ所と対面のケースにある斜面１ヶ所が対称であり、その斜面間に接着剤を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光モジュールおよび走査型画像表示装置に関し、例えば、複数のレーザからのビーム光を１つの光軸上に整列して射出する光モジュール、および、光モジュールからの光ビームを画像表示する走査型画像表示装置に関する。

近年、手軽に持ち歩きが可能で、大きな画面で表示できる小型プロジェクタの開発が盛んである。すでにノートＰＣなどに接続できる小型のプロジェクタや、記録画像を投射できるプロジェクタを内蔵したビデオカメラなどが市販されており、今後、携帯電話やスマートフォンに内蔵するものも登場すると思われる。

プロジェクタの方式としては、光源にランプやＬＥＤなどを用い、液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）で表示した画像を投射するタイプが先行しているが、光源にレーザを用いて、１本のビーム光を可動ミラーにより走査して表示するレーザプロジェクタ（走査型画像表示装置）も開発が進められている。光源にレーザ光を用いるため、焦点合わせの必要がなく、且つ画像の輝度を上げることが容易で、外出先で手ごろな壁に投射するという用途に適していると考えられている。

また、画像の高輝度を生かして自動車などに搭載しフロントガラスに投射、ナビゲートの表示などのヘッドアップディスプレイへの展開も考えられている。

赤、青、緑の３色のレーザを用い、３色のレーザビームを１本の軸に沿って進む合成ビームに結合するビーム結合部と、合成ビームの偏向方向を走査するビームスキャナを有し、カラー画像を表示できる走査型画像表示装置の構成について、例えば、特許文献１に記載がある。特許文献１には、ビーム結合部の構成としては、３つの光源は並列に配置しており、同一方向にビームが射出され、それぞれ、対応したビーム結合ミラーに反射して、合成ビームに結合される記載がある。

なお、従来は直接緑色光を放射するレーザがなかったため、特許文献１においても、赤外光をＳＨＧ（second harmonic generation）で波長変換して緑色光を得ているが、近年では直接緑色光を放射するレーザも入手できるようになってきている。

特表２００９−５３３７１５号公報 特開２００２−１９６２１１号公報 特開２００６−１７９０７４号公報

上記のような走査型画像表示装置においては、３色のビーム光の光軸を精度よく一致さ
せ、且つ動作中や環境温度の変化などによる外乱に対して光軸を保つことが重要である。光軸がずれてしまうと、スクリーンなどの表示領域上での各色のスポットに相対位置ずれが発生し、画像がぼやけてしまう課題がある。

従ってモジュールの組立時には、３色の光軸が合うように調整して組み立てる必要がある。調整後の光学部品の保持には接着剤が主に使用されるが、調整後の接着剤の硬化に伴う光学部品位置ずれや回転が生じる。あるいは走査型画像表示装置の使用時の温度上昇や環境温度に伴う接着剤の熱変形、すなわち膨張や収縮により、光学部品の位置ずれや回転が生じる。前記光学部品の光軸のずれや回転を考慮する課題がある。

光学部品の取付構造として主に接着剤を有する構造がある。例えば、特許文献２に記載されているような、レンズ端部の斜面と部材の斜面を設け、接着剤を有する構造がある。また、特許文献３に記載されているような光学部品の一つであるレンズの周囲の曲面と部材の斜面を設け、接着剤を有する構造がある。

しかしながら、従来技術においては接着剤の硬化時、あるいは走査型画像表示装置の使用時の温度上昇や環境温度により接着剤の膨張や収縮による光モジュールにおける次の課題には配慮されていない。

接着剤の硬化収縮や、接着剤の膨張や収縮により、光学部品に力が加わり、光学部品が変位や回転し、各色のレーザビームの光軸ずれ、すなわちスクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれが発生するという課題がある。

特許文献２や３には、接着剤の位置について述べられているが、接着剤の硬化収縮時や走査型画像表示装置の使用時の温度上昇による接着剤の膨張、走査型画像表示装置の使用時の環境温度による接着剤の膨張や収縮により光学部品に力が加わり光学部品が変位することに対する光軸ずれの課題については開示・示唆が無い。

本発明の目的は、スクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれを小さくできることであり、光学部品の取付構造を備えた小型の光モジュールおよび走査型画像表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、レーザを搭載しレーザからのビーム光を照射する光モジュールで、該光モジュールを搭載するケースを有し、光学部品の一部ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダに、光軸１１ａを含む第一の面に対称に第一の斜面と第二の斜面が設けられ、ケースに光学部品ホルダの第一の斜面と第二の斜面に対となる、ケースの第一の斜面と第二の斜面が第一の面に対称に設けられている。

また、第一の面に平行で且つ対称関係にある２つ第二の面に対して、第二の面に対称に光学部品ないし光学部品ホルダの斜面とケース斜面が、第二の面に対して各々設けられている。

各々の光学部品ないし光学部品ホルダの斜面とケース斜面は、第二の面に交差する角度が等しくなるように設けられ、その斜面間に接着剤を有することを特徴とする。

また、例えば、光モジュールを搭載するケースを有し、光学部品の一部ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダに、光軸１１ａを含む第一の面に対称に第一の斜面と第二の斜面が設けられ、ケースに光学部品ホルダの第一の斜面と第二の斜面に対となる、ケースの第一の斜面と第二の斜面が第一の面に対称に設けられている。

また、第一の面に平行で且つ対称関係にある２つ第二の面に対して、第二の面に対称に光学部品ないし光学部品ホルダの斜面とケース斜面が、第二の面に対して各々設けられている。

各々の光学部品ないし光学部品ホルダの斜面とケース斜面は、第二の面に交差する角度が等しくなるように設けられ、前記斜面狭い部分から第二の面方向に沿って光学部品ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダとケースに斜面から連続して第二の面に平行な平面部を有し、その斜面間に接着剤を有することを特徴とする。

また、例えば、光モジュールを搭載するケースを有し、光学部品の一部ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダに、光軸１１ａを含む第一の面に対称に第一の斜面と第二の曲面が設けられ、ケースに光学部品ホルダの第一の曲面と第二の曲面に対となる、ケースの第一の曲面と第二の曲面が第一の面に対称に設けられている。

また、第一の面に平行で且つ対称関係にある２つ第二の面に対して、第二の面に対称に光学部品ないし光学部品ホルダの曲面とケース曲面が、第二の面に対して各々設けられている。
各々の光学部品ないし光学部品ホルダの曲面とケース曲面は、第二の面と角度が等しくなるように設けられ、その曲面間に接着剤を有することを特徴とする。

また、例えば、光モジュールを搭載するケースを有し、光学部品の一部ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダに、光軸１１ａを含む第一の面に対称に第一の曲面と第二の曲面が設けられ、ケースに光学部品ホルダの第一の曲面と第二の曲面に対となる、ケースの第一の曲面と第二の曲面が第一の面に対称に設けられている。

また、第一の面に平行で且つ対称関係にある２つ第二の面に対して、第二の面に対称に光学部品ないし光学部品ホルダの曲面とケース曲面が、第二の面に対して各々設けられている。

各々の光学部品ないし光学部品ホルダの曲面とケース曲面は、第二の面と角度が等しくなるように設けられ、前記曲面狭い部分から第二の面方向に沿って光学部品ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダとケースに曲面から連続して第二の面に平行な平面部を有し、その曲面間に接着剤を有することを特徴とする。

また、複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、該光モジュールを搭載するケースと、光学部品の一部又は前記光学部品を保持する光学部品ホルダ（以下、光学部品ホルダ等と称する）とを有し、前記ケースと前記光学部品ホルダ等との間に、前記光学部品ホルダ等を挟むように少なくとも二つの対称な略Ｖ字状の溝を有し、前記略Ｖ字状の溝の底部には、開放空間を有し、前記略Ｖ字状の溝内部に、光学部品ホルダ等を前記ケースへ固定する接着剤を有することを特徴とする。

更に、前記光学部品ホルダ等は、前記ケースに設けられるＶ溝に接して、固定されていることを特徴とする。

また、レーザの発光を制御して画像を表示することを特徴とする走査型画像表示装置を構成する。

本発明によれば、スクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれを小さくすることができる、光モジュールおよび走査型画像表示装置を提供できる。

また、例えば、本発明によれば、自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイにおいて、複数のレーザに対して、スクリーンなどの表示領域上のレーザスポットの相対位置ずれを小さくできる光学部品ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダの取付構造を有する、光モジュールを備えた走査型画像表示装置を提供できる。

また、接着剤などの固定部材は対称斜面を設けることで、接着剤に対する開放面の面積を大きくでき、膨張や収縮時の接着剤自身の変形をその開放面で変形することによって力を吸収、接着面への応力集中を緩和でき、接着剤の剥離を防ぐことができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例に係わる走査型画像表示装置の全体構成図である。 本発明の実施例に係わるレーザ光源モジュールを示す斜視図である。 本発明に用いられる光学部品の取付構造の実施例を示す斜視図である。 本発明に用いられる光学部品の取付構造の実施例の効果を説明する断面図である。 比較例の光学部品の取付構造の課題を示す断面図である。 本発明に用いられる光学部品の取付構造の第２の実施例を示す断面図である。 本発明に用いられる光学部品の取付構造の第３の実施例を示す断面図である。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、同一の符号を付された構成は、同一の機能を有するので、既に説明されている場合それらの説明は省略することがある。
また、必要な図面には、各部の位置の説明を明確にするために、x軸、y軸及びz軸からなる直交座標軸を記載している。

図１は本発明の実施例に係る走査型画像表示装置の構成図である。
図１において、光モジュール１０１は、緑（Ｇ）／青（Ｂ）／赤（Ｒ）の３色それぞれに対応するレーザ光源となる第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂ、第３のレーザ１ｃと、 各レーザ光源から発せられ、第１レンズ２ａ、第２レンズ２ｂ、第３レンズ２ｃのいわゆるコリメータレンズを経たビーム光を結合させるビーム結合部を有するレーザ光源モジュール１００と、結合したビーム光をスクリーン１０９へ投射する投射部と、投射するビーム光をスクリーン１０９上で２次元的に走査する走査部とを有する。投射部には偏光ビームスプリッタ(ＰＢＳ)１１０、１／４波長板１１１、画角拡大素子１１２などを有する。また、走査部には走査ミラー１１３などを含む。

表示する画像入力信号は、電源等を含む制御回路１０２を経由してビデオ信号処理回路１０３に入力する。ビデオ信号処理回路１０３では画像信号に対し各種の処理を施すとともに、Ｒ／Ｇ／Ｂの３色信号に分離しレーザ光源駆動回路１０４に送る。レーザ光源駆動回路１０４では、Ｒ／Ｇ／Ｂの各信号の輝度値に応じて、レーザ光源モジュール１００内の対応するレーザに対して発光用の駆動電流を供給する。その結果レーザは、表示タイミングに合わせてＲ／Ｇ／Ｂ信号の輝度値に応じた強度のビーム光を出射する。

また、ビデオ信号処理回路１０３は、画像信号から同期信号を抽出して走査ミラー駆動回路１０５に送る。走査ミラー駆動回路１０５は、水平・垂直同期信号に合わせて光モジュール１０１内の走査ミラー１１３に対しミラー面を２次元的に反復回転させる駆動信号を供給する。これにより走査ミラー１１３は、ミラー面を所定の角度だけ周期的に反復回転してビーム光を反射させ、スクリーン１０９上に水平方向および垂直方向に光ビームを走査して画像を表示する。

フロントモニター信号検出回路１０６は、フロントモニター１１４からの信号を入力して、レーザから出射されるＲ／Ｇ／Ｂそれぞれの出力レベルを検出する。検出された出力レベルは、ビデオ信号処理回路１０３に入力され、所定の出力になるようレーザの出力が制御される。

走査ミラー１１３には、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作成された２軸駆動ミラーを用いることができる。駆動方式としては、圧電、静電、電磁駆動のものなどがある。また、１軸駆動のスキャンミラーを２つ用意し、互いに直交する方向にビーム光を走査できるように配置してもよい。

以下、本発明に係わるレーザ光源モジュール１００について説明する。
図２はレーザ光源モジュールを説明する斜視図である。
図２において、レーザ光源モジュール１００は、第１レーザ１ａおよび第１レンズ２ａからなる第１レーザ光源３ａと、第２レーザ１ｂおよび第２レンズ２ｂからなる第２レーザ光源３ｂと、第３レーザ１ｃおよび第３レンズ２ｃからなる第３レーザ光源３ｃと、第１ミラー４および第２ミラー５からなるビーム結合部６を有する。

第１レーザ１ａ、第２レーザ１ｂ、第３レーザ１ｃはそれぞれ緑色、青色、赤色（Ｇ，Ｂ，Ｒ）のレーザ光を放射する。第１レンズ２ａ、第２レンズ２ｂ、第３レンズ２ｃはいわゆるコリメータレンズであり、それぞれレーザ光源から放射されたレーザ光を略平行なビーム光にする。各光源からのビーム光は、ビーム結合部６において１本の合成ビーム光軸７上に整列されて、レーザ光源モジュール１００の外部に放射される。

第３レーザ光源３ｃからの赤色のビーム光は、第１ミラー４を透過する。第２レーザ光源３ｂからの青色のビーム光は、第２ミラー５に反射した後、第１ミラー４を反射する。第１レーザ光源３ａからの緑色のビーム光は、第２ミラー５を透過し、第１ミラー４を反射して、それぞれ合成ビーム光軸７上に整列される。上記の光路を形成するため、第１ミラー４は赤色の波長のビームを透過し、青色および緑色の波長のビームを反射するように、また第２ミラー５は青色の波長のビームを反射し、緑色の波長のビームを透過するように設計されたダイクロイックミラーである。

ここでのレーザ光源の配置は一例であり、第１、第２、第３のレーザ光源の配置は問わないものとする。

ところで、光学部品の取付方法としては一般的に接着剤が用いられている、接着剤は硬化時の硬化収縮、走査型画像表示装置の使用時の温度上昇による接着剤の膨張、走査型画像表示装置の使用時の環境温度による接着剤の膨張や収縮により光学部品に力が加わり、光学部品が変位ないしは回転し、各色のレーザビームの光軸ずれ、すなわちスクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれが発生する課題がある。

ビーム光の光軸がずれると、スクリーンなどの表示領域上でのスポット位置がずれる。３つのレーザでスポット位置ずれが異なると、スポット位置が一致しなくなり、画像がぼやけてしまう。

そこで本発明の実施例では、接着剤等による固定部材による硬化収縮、膨張・収縮により生じる力によって光学部品の変位や回転などの光軸ずれの発生を抑制する光学部品の取付構造を示す。

以下、本発明の実施例に係わる光学部品の取付構造２００について説明する。図３は本発明に係わる光モジュールの光学部品の取付構造の第１の実施例を示す斜視図である。
図３において、光学部品の取付構造２００は、第１のレンズ２ａが第１のレンズ２ａを保持する光学部品ホルダ１０ａに保持されている。前記光学部品ホルダ１０ａには、第１のレンズ２ａの光軸１１ａを含む第一の面１２ａ（ｙｚ平面）に対称に、斜面が１３ａと斜面１３ｂを設けられている。第一の面１２ａは、ケース１４底面に垂直な平面であることが望ましいが、動作中や環境温度の変化による温度変化などの外乱に対して光学部品を保持し、３色のビームスポットの相対位置ずれを低減する効果を奏する範囲内で変更可能である。

前記光学部品ホルダ１０ａを取付ける光モジュール１０１のケース１４は、光学部品ホルダ１０ａの斜面１３ａと斜面１３ｂに対となる、ケース１４の斜面１５ａと斜面１５ｂを設けられている。前記斜面１５ａと斜面１５ｂは、第一の面１２ａと対称関係にある。また、第一の面１２ａに平行で且つ対称関係にある第二の面１６ａと１６ｂに対して、第二の面１６ａに対称に斜面１３ａと斜面１５ａが設けられ、第二の面１６ｂに対称に斜面１３ｂと斜面１５ｂが設けられている。また、斜面１３ａと斜面１５ａは第二の対称面１６ａと交差する角度が等しくなるように設けられている。同様に斜面１３ｂと斜面１５ｂは第二の対称面１６ｂと交差する角度が等しくなるように設けられている。

前記斜面１３ａと斜面１５ａの開口の大きな方向はレンズ２ａの光軸１１ａから遠ざかる方向に開口しているものとし、前記斜面１３ａと斜面１５ａ間に接着剤１７ａ等の固定部材を有する。

同様に、斜面１３ｂと斜面１５ｂの開口の大きな方向はレンズ２ａの光軸１１ａから遠ざかる方向に開口しているものとし、前記斜面１３ｂと斜面１５ｂ間に接着剤１７ｂ等の固定部材を有する。

同様に、第２のレンズ２ｂ、第３のレンズ２ｃも第1のレンズ２ａと同様の光学部品取付構造となっているものとする。

また、第１のレンズ２ａのようにコリメータレンズである場合、光軸１１ａに調整が必要で、光軸方向（図３ではｙ方向）の調整を容易にするため、ケース１４にＶ字状に斜面１８ａ、１８ｂを設け、光学部品ホルダ１０ａを同斜面１８ａ、１８ｂに当てて調整できる構造でもよいものとする。その際、ケース１４のＶ字状の斜面１８ａと１８ｂは第一の面１２ａに対して対称関係にあり、光学部品ホルダ１０ａが同斜面１８ａ、１８ｂと当たる面は光軸１１ａに平行な円筒面であることが望ましい。

図示していないが、第１のレンズ２ａと同様に第２のレンズ２ｂ、第３のレンズ２ｃもケース１４にＶ字状に斜面を設け、第２のレンズ２ｂに対応する光学部品ホルダ１０ｂ、第３のレンズ２ｃに対応する光学部品ホルダ１０ｃを当てて光軸方向に調整できる構造でもよいものとする。

前記説明ではレンズ２ａは光学部品保持ホルダ１０ａに保持されているが、レンズ２ａ自体に前記光学部品保持ホルダ１０ａの斜面１３ａと斜面１３ｂを成型等によって設けたレンズであってもよいものとする。

また、前記では光学部品としてレンズ２ａを用いて説明したが、レンズ以外の回折格子等の光学部品としてもよいものとする。

図４に本発明の実施例の効果を説明する断面図である。

図４は前記図３の光学部品の取付構造２００の断面を示す。前記光学部品ホルダ１０ａの斜面１３ａとケース１４の斜面１５ａ間に接着剤１７ａを有する場合、温度が上昇すると接着剤１７ａが膨張（形状が変化）し、接着剤には図中上側端面（＋ｚ方向）に力２１ａ、光学部品ホルダ１０ａの斜面１３ａには斜面１３ａに垂直な力２２ａ、ケース１４の斜面１５ａには斜面１５ａに垂直な力２３ａ、図中接着剤１７ａの下側端面の狭小部４００ａ方向（−ｚ方向）に力２４ａが働く。前記力２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａの合力をとると、第二の対称面１６ａに対して斜面１３ａと斜面１５ａを対称な配置とした効果と、図中上側端面の開放面による力の開放により、光学部品ホルダ１０ａには図中左方向（−ｘ方向）に力２５ａ、ケース１４には図中右方向（＋ｘ方向）に力２５ｂが働き、図中上下方向（ｚ方向）に力は生じない。

同様にもう一対の斜面１３ｂ，１５ｂに有する接着剤１７ｂも第二の面１６ｂの対称斜面１３ｂと対称斜面１５ｂの効果と図中上側端面の開放面による力の開放により、光学部品ホルダ１０ａには図中右方向（＋ｘ方向）に力２５ｃ、ケース１４には図中左方向（−ｘ方向）に力２５ｄが働き、図中上下方向（ｚ方向）に力は生じない。ここで前記力２５ａ、２５ｂと力２５ｃ、２５ｄは、第一の面１２ａに対称で図中左右方向（ｘ方向）の力もつり合い、レンズ２ａに対して接着剤の膨張による変位や回転を抑制する構造となっている。

上記効果は温度上昇時の接着剤１７ａ、１７ｂの膨張を示したものであるが、温度の下降時の接着剤１７ａ、１７ｂの収縮、言いかえると環境温度による変化や、接着剤の硬化時の硬化収縮時や走査型画像表示装置の使用時の温度上昇による接着剤の膨張などによる変化に対してもレンズ２ａの変位や回転を抑制する構造となっている。

一方、比較例の光学部品ホルダ３００ａの取付構造を図５に示す。ここでは光学部品ホルダ３００ａの斜面は図中上下方向（ｚ方向）に伸ばしたものとしているが、説明の都合上、面３０１ａ、３０１ｂと呼称する。

図５の比較例の光学部品ホルダ３００ａでは、前記図３、図４で示すような第二の面１６ａ、第二の面１６ｂに対称には、光学部品ホルダ３００ａの面３０１ａ、３０１ｂとケース３０２の斜面３０３ａ、３０３ｂが設けられていない。そのため、面３０１ａと斜面３０３ａ間の接着剤３０４ａおよび斜面３０１ｂと面３０３ｂ間の接着剤３０４ｂが膨張した際の合力は、図中上側端面の開放面による力の開放が足らず、図中左右方向（ｘ方向）に力３０５ａと力３０５ｂと図中下方向（ｚ方向）に力３０６ａが生じる。同様に接着剤３０４ｂにより合力は図中左右方向（ｘ方向）に力３０５ｃと力３０５ｄと図中下方向（ｚ方向）に力３０６ｂが生じる。従って、前記接着剤３０４ａ、３０４ｂの力３０６ａ、３０６ｂの合力は、光学部品ホルダ３００ａに示す図中下向き（−ｚ方向）の力３０７ａが生じる。図５では、ケース３０２のＶ字状の斜面３０８ａ、３０８ｂに接するため図中上下方向（ｚ方向）の変位は生じない。しかしながら、環境温度により温度が降下した際の接着剤３０４ａ、３０４ｂの収縮時、あるいは接着剤３０４ａ、３０４ｂの硬化収縮時には前記力３０７ａの逆方向に力が作用するため、光学部品ホルダ３００ａは図中上方向（＋ｚ方向）に変位することになる。この変位によって、光軸ずれが発生しスクリーンなどの表示領域上での各色のスポットに相対位置ずれとなり、画像がぼやけてしまう課題が生じる。特に接着剤３０４ａ、３０４ｂの硬化収縮による変位は、調整直後に生じるため製品品質の劣化に直結することとなり、課題となる。

上記課題に対して、図３で示した斜面を光学部品ホルダ１０ａとケース１４に設けることによってレンズ２ａの変位と回転を抑制し、スクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれを小さくできる、小型の光モジュール１０１および走査型画像表示装置を提供できる。

図６は本発明に係わる光モジュールの光学部品の取付構造の第２の実施例を示す断面図である。

図３、図４で示す光学部品の取付構造２００とすると、光学部品の変位や回転を抑制されることを示した。前記光学部品ホルダ１０ａの斜面１３ａとケース１４の斜面１５ａの間に接着剤を有する場合、２つの斜面１３ａと斜面１５ａの狭小部４００ａより接着剤が垂れる場合がある。垂れた接着剤に対しては、図６に示すような光学部品の取付構造２０１とすることによって、レンズ２ａの変位ないしは回転を抑制できる。

光学部品の取付構造２０１は、第１のレンズ４０２ａが第１のレンズ４０２ａを保持する光学部品ホルダ４１０ａに保持されている。

前記光学部品ホルダ４１０ａには、第１のレンズ４０２ａの光軸４１１ａを含む第一の面４１２ａ（ｙｚ平面）に対称に、斜面が４１３ａと斜面４１３ｂを設けられている。前記光学部品ホルダ４１０ａを取付ける光モジュール１０１のケース４１４は、光学部品ホルダ４１０ａの斜面４１３ａと斜面４１３ｂに対となる、ケース４１４の斜面４１５ａと斜面１５ｂを設けられている。前記斜面４１５ａと斜面４１５ｂは、第一の面４１２ａと対称な関係にある。また、第一の面１２ａに平行で且つ対称関係にある第二の面４１６ａと４１６ｂに対して、第二の面４１６ａに対称に斜面４１３ａと斜面４１５ａが設けられ、第二の面４１６ｂに対称に斜面４１３ｂと斜面４１５ｂが設けられている。また、斜面４１３ａと斜面４１５ａは第二の対称面４１６ａと交差する角度が等しくなるように設けられている。同様に斜面４１３ｂと斜面４１５ｂは第二の対称面４１６ｂと交差する角度が等しくなるように設けられている。

前記光学部品ホルダ４１０ａは、斜面４１３ａに連続して第二の対称面４１６ａに平行な面４５１ａ有し、同様にケース４１４は斜面４１５ａに連続して第二の対称面４１６ａに平行な面４５２ａ有し、光学部品ホルダ４１０ａの平行な面４５１ａとケース４１４の平行な面４５２ａは第二の対称面４１６ａに対しても対称関係となっているものとする。

前記斜面４１３ａと斜面４１５ａの開口の大きな方向はレンズ４０２ａの光軸４１１ａから遠ざかる方向に開口しているものとし、前記斜面４１３ａと斜面４１５ａ間に接着剤４１７ａ等の固定部材を有する。

前記斜面間の狭小部４００ａに垂れた接着剤等の固定部材は、前記光学部品ホルダ４１０ａの平行な面４５１ａとケース４１４の平行な面４５２ａの垂直方向に力４５３ａ、４５４ａが発生し、図中左右方向（ｘ方向）で平衡となる。前記以外の接着剤は、前記図４で示したように図中左右方向（ｘ方向）以外の力が生じないため、図中上下方向（ｚ方向）に力が発生しない。

同様に、光学部品ホルダ４１０ａは、斜面４１３ｂに連続して第二の面４１６ｂに平行な面４５１ｂ有し、同様にケース４１４は斜面４１５ｂに連続して第二の面４１６ｂに平行な面４５２ｂ有し、光学部品ホルダ４１０ａの平行な面４５１ｂとケース４１４の平行な面４５２ｂは第二の面４１６ｂに対しても対称関係となっているものとする。

前記斜面４１３ｂと斜面４１５ａの開口の大きな方向はレンズ４０２ａの光軸４１１ａから遠ざかる方向に開口しているものとし、前記斜面４１３ａと斜面４１５ａ間に接着剤４１７ａ等の固定部材を有する。

前記斜面間の狭小部４００ｂに垂れた接着剤等の固定部材は、前記光学部品ホルダ４１０ａの平行な面４５１ｂとケース４１４の平行な面４５２ｂの垂直方向に力４５３ｂ、４５４ｂが発生し、図中左右方向（ｘ方向）で平衡となるため、図中上下方向（ｚ方向）に力が発生しない。

上記効果により第１のレンズ４０２ａは、環境温度による変化や接着剤の硬化時の硬化収縮時や走査型画像表示装置の使用時の温度上昇硬化による接着剤の膨張や収縮に対して、変位ないしは回転が抑制され、スクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれを小さくできる、小型の光モジュール１０１および走査型画像表示装置を提供できる。

図示していないが、第２のレンズ４０２ｂ、第３のレンズ４０２ｃも、第1のレンズ４０２ａと同様の光学部品取付構造となっているものとする。

図７は本発明に係わる光モジュールの光学部品の取付構造の第３の実施例を示す断面図である。

前記実施例１および実施例２との変更点は、光学部品ホルダ１０ａの斜面１３ａと斜面１３ｂを曲面５０１ａと曲面５０１ｂとし、ケース１４の斜面１５ａと斜面１５ｂを曲面５０２ａと曲面５０２ａする。曲面５０１ａ、曲面５０１ｂ、曲面５０２ａ、曲面５０２ｂは同一の曲率であり、且つ曲面の中心軸がレンズ２ａの光軸１１ａに平行である。曲面５０１ａと曲面５０２ａとの間にある隙間の中心を通り、第一の面１２ａに平行な第二の対称面１６ａにおいて、光学部品ホルダ１０ａの曲面５０１ａとケース１４の曲面５０２ａは対称関係となっている。

同様に、曲面５０１ｂと曲面５０２ｂとの間にある隙間の中心を通り、第一の面１２ａに平行な第二の対称面１６ｂにおいて、曲面５０１ｂと曲面５０２ｂは対称関係となっている。

前記光学部品ホルダ１０ａの曲面５０１ａとケース１４の曲面５０２ａとの間に接着剤５０３ａ、光学部品ホルダ１０ａの曲面５０１ｂとケース１４の曲面５０２ｂとの間に接着剤５０３ｂ等の固定部材を有する。

曲面５０１ａと曲面５０２ａ間と、曲面５０１ｂと曲面５０２ｂ間に対称関係があるため、前記斜面で示したのと同様の効果が得られ、第１のレンズ２ａは環境温度による変化や、接着剤の硬化時の硬化収縮時や走査型画像表示装置の使用時の温度上昇による接着剤の膨張や収縮に対して、変位ないしは回転が抑制され、スクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれを小さくできる、小型の光モジュール１０１および走査型画像表示装置を提供できる。

前記説明ではレンズ２ａは光学部品保持ホルダ１０ａに保持されているが、レンズ２ａ自体に前記光学部品保持ホルダ１０ａの曲面５０１ａと曲面５０１ｂを成型等によって設けたレンズであってもよいものとする。

また、前記では光学部品としてレンズ２ａを用いて説明したが、レンズ以外の回折格子等の光学部品としてもよいものとする。

また、前記接着剤１７ａなどの固定部材に対して斜面や曲面によって接着剤１７ａの単位体積当たりの開放面の面積を大きくでき、接着剤１７ａの膨張や収縮時の接着剤１７ａ自身の変形を前記開放面で変形することによる力を吸収、接着面へ応力集中を緩和でき、接着剤の剥離を防ぐことができる。特に、自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイなどの環境温度の範囲が広い場合の接着剤の信頼性向上に効果がある。

以上のごとく本発明によれば、赤、緑、青の３色のレーザからのビーム光を、１つ
の合成ビーム光軸上に整列する光モジュールおよびそれを備えた走査型画像表示装置において、３色のビームスポット（３色のレーザ光源からのビーム光がスクリーンなどの投影対象面上に作る３つの点又は斑点）の相対位置ずれを低減することができるものである。

本明細書において用いた第一の面１２ａと、第二の面１６ａと、第二の面１６ｂ、第一の面４１２ａ（ｙｚ平面）、第二の面４１６ａと第二の面４１６ｂは、構造の位置関係を明確にするために想定した仮想の平面である。

上記実施例では、第一の面は、前記光学部品の光軸を含みケース底面に略垂直に想定されているが、動作中や環境温度の変化による温度変化による接着剤の膨張を防止又は許容範囲に提言できれば、必ずしもケース底面に略垂直でなくともよい。

上記実施例では、各位置関係について、「平行」、「対称」、「角度が等しく」、「Ｖ字」などの表現を用いているが、それぞれ、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で「略平行」、「略対称」、「角度が略等しく」、「略Ｖ字」等の場合を含んでも良い。

なお、例えば、符号１２ａで示す第一の面は、前記光学部品の光軸を含みケース底面に略垂直に想定されているが、動作中や環境温度の変化による温度変化による接着剤の膨張を防止又は許容範囲に低減できれば、必ずしもケース底面に略垂直でなくともよい。

本明細書では、例えば、複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、赤、緑、青の３色のレーザからのビーム光を、１つの合成ビーム光軸上に整列する光モジュールにおいて、動作中や環境温度の変化による温度変化などの外乱に対して光学部品を保持し、３色のビームスポットの相対位置ずれを低減するという課題が開示される。そして、その解決手段として、例えば、光モジュールを搭載するケースを有し、光学部品の一部ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダに、光学部品の光軸を含む第一の面を挟んで対称に斜面を２ヶ所設け、光学部品ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダの斜面２ヶ所と対面にケースに斜面を各々１ヶ所ずつ設け、光学部品ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダの斜面１ヶ所と対面のケースにある斜面１ヶ所は第一の面に平行で且つ光学部品ないしは光学部品を保持する光学部品ホルダの斜面とケースの斜面の延長面上で交差する辺を含んだ第二の対称面に対して、光学部品ないしは光学部品ホルダの斜面１ヶ所と対面のケースにある斜面１ヶ所が対称であり、その斜面間に接着剤を有することを特徴とする光モジュールが開示される。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１ａ…第１のレーザ、１ｂ…第２のレーザ、１ｃ…第３のレーザ、２ａ…第１のレンズ、２ｂ…第２のレンズ、２ｃ…第３のレンズ、３ａ…第１の光源、３ｂ…第２の光源、３ｃ…第３の光源、４…第１のミラー、５…第２のミラー、６…ビーム結合部、７…剛性ビーム光軸、１０ａ…第１の光学部品ホルダ、１０ｂ…第２の光学部品ホルダ、１０ｃ…第３の光学部品ホルダ、１１ａ…第１の光軸、１２ａ…第一の面、１３ａ…斜面、１３ｂ…斜面、１４…ケース、１５ａ…斜面、１５ｂ…斜面、１６ａ…第二の対称面、１６ｂ…第二の対称面、１７ａ…接着剤等の固定部材、１７ｂ…接着剤等の固定部材、１８ａ…Ｖ字状の斜面、１８ｂ…Ｖ字状の斜面、２１ａ…力、２２ａ…力、２３ａ…力、２４ａ…力、２５ａ…力、２５ｂ…力、２５ｃ…力、２５ｄ…力、１００…レーザ光源モジュール、１０１…光モジュール、１０２…制御回路、１０３…ビデオ信号処理回路、１０４…レーザ光源駆動回路、１０５…走査ミラー駆動回路、１０６…フロントモニター信号検出回路、１０９…スクリーン、１１０…偏光ビームスプリッタ(ＰＢＳ)、１１１…１／４波長板、１１２…画角拡大素子、１１３…走査ミラー、１１４…フロントモニター、２００…光学部品の取付構造、２０１…光学部品の取付構造、２０２…光学部品の取付構造、３００ａ…第１の光学部品ホルダ、３０１ａ…斜面、３０１ｂ…斜面、３０２ａ…ケース、３０３ａ…斜面、３０３ｂ…斜面、３０４ａ…接着剤等の固定部材、３０４ｂ…接着剤等の固定部材、３０５ａ…力、３０５ｂ…力、３０５ｃ…力、３０５ｄ力、３０６ａ…力、３０６ｂ…力、３０７ａ…力、３０８ａ…Ｖ字状の斜面、３０８ｂ…Ｖ字状の斜面、
４００ａ…狭小部、４００ｂ…狭小部、４０２ａ…第１のレンズ、４０２ｂ…第２のレンズ、４０２ｃ…第３のレンズ、４１０ａ…第１の光学部品ホルダ、４１１ａ…第１の光軸、４１２ａ…第一の面、４１３ａ…斜面、４１３ｂ…斜面、４１４…ケース、４１５ａ…斜面、４１５ｂ…斜面、４１６ａ…第二の対称面、４１６ｂ…第二の対称面、４１７ａ…接着剤等の固定部材、４１７ｂ…接着剤等の固定部材、４５１ａ…平面、４５１ｂ…平面、４５２ａ…平面、４５２ｂ…平面、４５３ａ…力、４５４ａ…力、５０１ａ…曲面、５０１ｂ…曲面、５０２ａ…曲面、５０２ｂ…曲面、５０３ａ…接着剤等の固定部材、５０３ｂ…接着剤等の固定部材

Claims (7)

1. 複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、
   該光モジュールを搭載するケースと、光学部品の一部又は前記光学部品を保持する光学部品ホルダ（以下、光学部品ホルダ等と称する）とを有し、
   光学部品ホルダ等に、光軸を含む第一の面と略対称に第一の斜面と第二の斜面が設けられ、ケースに光学部品ホルダの第一の斜面と第二の斜面に対となる、ケースの第一の斜面と第二の斜面が第一の面に略対称に設けられ、
   また、第一の面に略平行で且つ略対称関係にある２つの第二の面に対して、第二の面に対称に光学部品ホルダ等の斜面とケース斜面が、第二の面に対して各々設けられ、
   各々の光学部品ホルダ等の斜面とケース斜面は、第二の面に交差する角度が略等しくなるように設けられ、その斜面間に接着剤を有することを特徴とした光モジュール。
2. 請求項１において、
   前記光学部品ホルダ等の斜面とケース斜面の狭い部分から第二の面方向に沿って、光学部品ホルダ等とケースに斜面から連続して第二の面に略平行な平面部を有することを特徴とした光モジュール。
3. 複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、
   該光モジュールを搭載するケースと、光学部品の一部又は前記光学部品を保持する光学部品ホルダ（以下、光学部品ホルダ等と称する）とを有し、
   光学部品ホルダ等に、光軸を含む第一の面と略対称に第一の斜面と第二の曲面が設けられ、ケースに光学部品ホルダ等の第一の曲面と第二の曲面に対となる、ケースの第一の曲面と第二の曲面が第一の面に略対称に設けられている。
   また、第一の面に略平行で且つ略対称関係にある２つの第二の面に対して、第二の面に略対称に光学部品ホルダ等の曲面とケース曲面が、第二の面に対して各々設けられている。
   各々の光学部品ホルダ等の曲面とケース曲面は、第二の面と角度が略等しくなるように設けられ、その曲面間に接着剤を有することを特徴とした光モジュール。
4. 請求項３において、
   前記光学部品ホルダ等の曲面とケース曲面の狭い部分から第二の面方向に沿って、光学部品ホルダ等とケースに曲面から連続して第二の面に略平行な平面部を有することを特徴とした光モジュール。
5. 複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、
   該光モジュールを搭載するケースと、
   光学部品の一部又は前記光学部品を保持する光学部品ホルダ（以下、光学部品ホルダ等と称する）とを有し、
   前記ケースと前記光学部品ホルダ等との間に、前記光学部品ホルダ等を挟むように少なくとも二つの略対称な略Ｖ字溝状の空間を有し、
   前記略Ｖ字溝状の空間の底部には、開放空間を有し、
   前記略Ｖ字溝状の空間に、前記光学部品ホルダ等を前記ケースへ固定する接着剤を有することを特徴とする光モジュール。
6. 請求項5において、
   前記光学部品ホルダ等は、前記ケースに設けられる溝に接して、固定されていることを特徴とする光モジュール。
7. 請求項1乃至請求項６のいずれか一つに記載の光モジュールを有し、
   レーザの発光を制御して画像を表示することを特徴とする走査型画像表示装置。