JP2014119577A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源２と整形光学部品３との位置関係を容易に調整して、ビーム品質を高めることができる光源装置１を提供する。
【解決手段】 光ビームを出射する光源２と、光源２から出射された断面楕円形の光ビームを整形する整形光学部品３と、整形光学部品３により断面楕円形の光ビームを整形させるために、光源２又は整形光学部品３の少なくとも一方を、両者の相対位置を調整可能に保持する保持部材７と、を備えている。より具体的な態様では、光源２はレーザ光源であり、整形光学部品３は断面楕円形のレーザ光ビームの長軸方向に対して焦点距離が短い凸面を有するビーム整形レンズであり、保持部材７は、レーザ光源又はビーム整形レンズの少なくとも一方を、前記長軸方向へ位置調整可能に保持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源から出射された断面楕円形の光ビームを整形することができる光源装置に関する。

レーザなどの光ビームを出射する光源装置は様々な用途で利用されており、例えば、レーザプロジェクタ等といった画像表示装置、バーコード読取装置等に光ビームの発生源として用いられている。
例えば、レーザプロジェクタでは、光源装置から射出されるレーザ光のビームを走査ミラー等の走査部で垂直及び水平方向に走査することで画像を投影表示するが、高品質な画像を表示するためには光ビームの断面形状が整形される必要がある。

特許文献１には、取付けベースの一部にレーザ光の光軸を曲折するミラーとレーザビームを整形するビーム整形レンズとを備え、取付けベースの一部に光軸方向に延びる側壁部を形成し、側壁部と、その内側に隣接するベース面に凹所を設け、それぞれ両端部が内側方向に凸となる波形形状の板バネを各凹所に緩嵌すると共に、側壁部とそれに連なるベース面とを囲むような断面が直角形状のブラケットを取付け、さらにブラケットの板バネ両端部に凸面部に対向する２側面に調整ネジを設け、各板バネ両端部に凸面部とブラケットの調整ネジ内に入射側と出射側を有するビーム整形レンズを枢支してなる光ビーム整形レンズユニットが記載されている。

特許文献２には、入力面と、これに対して反対側に位置する出力面と、直交座標系の３軸ＸＹＺのＺ軸に一致する光学軸とを有し、上記座標系のＹＺ面における第１の開口角とＸＺ面におけるこれより小さな第２の開口角とが第１の比をなすようなビームを、これら開口角が上記比より小さな第２の比をなすビームに変換するようなビーム整形素子であって、上記両面において異なる角倍率を実現しているようなビーム整形素子において、前記入力面は、中央部に前記Ｙ軸に平行な軸を持つ略円柱状の部分を備えると共に、ｎ2及びｎ1を各々当該素子の材料の屈折率及び当該素子の周囲の媒体の屈折率とした場合、前記ＹＺ面においてはｎ1／ｎ2なる角度減少を行う一方、前記ＸＺ面においてはｎ2 ／ｎ1 なる角倍率を有し、前記出力面は前記ＸＺ面における曲率半径が前記ＹＺ面における曲率半径よりも大きなトロイダル状表面であるビーム整形素子が記載されている。

特許文献３には、断面楕円の入射ビームを実質上断面円形の出射ビームに整形するビーム整形レンズにおいて、入射ビームの入射側としての、非円柱面となるように導線が湾曲した柱面である第１面と、出射ビームの出射側としての円柱面である第２面を備え、前記円柱面の導線の両端の距離は前記非円柱面の導線の両端の距離よりも大きいビーム整形レンズが記載されている。

特開平３−２９４８０７号公報 特開平６−２９４９４０号公報 特開２００５−３３８８０５号公報

レーザ光源（ＬＤ：Laser Diode）から出射される断面楕円形のレーザ光ビームを真円に近づける方法の一つとして、ビーム整形レンズ（ＢＳＬ：Beam Shaping Lens）によりレーザ光ビームを整形する方法があり、このＢＳＬを用いることで、より性能の高いビーム品質を得ることができる。
しかしながら、ＢＳＬは光ビームの断面形状である楕円の長軸方向と短軸方向とでそれぞれで異なる曲率半径をもつレンズであるため、ＬＤとＢＳＬとの位置関係は極めて重要であり、この位置関係が少しでもずれるとＢＳＬによる収差が発生して光ビームの品質が低下してしまう。

この位置関係を調整するために、ＢＳＬの調整軸を増やして、位置及びあおり角を調整する方法、或いは、ＬＤとＢＳＬとのそれぞれに調整軸を分けて調整する方法があるが、これらの方法では構造が複雑化し、また、調整作業が複雑化して、ＬＤとＢＳＬとの位置関係を最適にするのが極めて困難となり、これによって、ビーム品質を高めることが困難であった。

本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、ＬＤ等の光源とＢＳＬ等の整形光学部品との位置関係を容易に調整することができるようにすることを目的とする。

本発明に係る光源装置は、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された断面楕円形の光ビームを整形する整形光学部品と、前記整形光学部品により断面楕円形の光ビームを整形させるために、前記光源又は前記整形光学部品の少なくとも一方を、両者の相対位置を調整可能に保持する保持部材と、を備える。
したがって、光源又は整形光学部品の少なくとも一方を調整するといった容易な調整により、光ビームを真円形状等の所望の断面形状に整形することができる。すなわち、光ビームを所望の断面形状に整形するための調整軸を減らすことができる。

ここで、光源としては、ビーム整形する必要があるのであれば、レーザ光を出射するレーザ光源（ＬＤ等）に限らず、他の種類の光を出射する光源を採用することができる。
また、整形光学部品としては、ビーム整形レンズ（ＢＳＬ）の他、光ビームの断面形状を整形する公知の光学部品を採用することができ、例えば、HoloOr社（http://www.holoor.co.il/Diffractive_Optics_Products/Diffractive_Beam_Shapers/BeamShaper-Tophat.htm）により提供されている回折光学素子（ＤＯＥ）を採用することができる。
また、保持部材としては、整形光学部品により断面楕円形の光ビームを整形させるために光源又は整形光学部品の少なくとも一方を変位可能に保持するものであれば、公知の種々な部材を用いることができる。

本発明に係る光源装置は、前記光源は断面楕円形のレーザ光ビームを出射するレーザ光源であり、前記整形光学部品は、前記断面楕円形のレーザ光ビームの長軸方向に対して焦点距離が短い凸面を有するとともに前記断面楕円形のレーザ光ビームの短軸方向に対して焦点距離が長い凸面を有するビーム整形レンズであり、前記保持部材は、前記レーザ光源又は前記ビーム整形レンズの少なくとも一方を、前記断面楕円形のレーザ光ビームの長軸方向へ位置調整可能に保持する態様とすることができる。

ここで、凸レンズのビーム整形レンズを用いることによりレーザ光の集光機能も得ることができ、また、ビーム整形レンズの焦点距離が短い凸面を断面楕円形のレーザ光ビームの長軸方向に対して用いるのが効果的であるが、ビーム整形レンズの焦点距離が短い凸面においては、レーザ光ビームの当該凸面への入射軸がずれると、大きな収差が生じてビーム品質を低下させてしまう。
これに対して、上記の態様は、レーザ光源又は前記ビーム整形レンズの少なくとも一方をレーザ光ビームの長軸方向へ位置調整することで、収差の発生を抑えることができる。

本発明に係る光源装置は、更に、光ビームを走査する走査部と、前記整形光学部品から出射された光ビームを走査部へ導く光学部品と、前記整形光学部品から出射された光ビームの方向を調整するために、前記光学部品の位置又は向きを調整可能に保持する光路保持部材と、を備える態様とすることができる。

ここで、整形光学部品から出射された光ビームを走査部へ導くために、例えばミラーやプリズムといった種々な光学部品を用いて光路を設定するが、この光路の途中で上記のように光源と整形光学部品との相対位置を調整すると、走査部への入射される光ビームの方向がずれてしまう場合がある。
これに対して、上記の態様は、整形光学部品から出射された光ビームを走査部へ導く光学部品の位置又は向きを調整することで、光ビームを走査部に正しく入射させることができる。
なお、走査部として、小型化、低消費電力化、処理の高速化などで有利なＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)型の走査ミラーを用いるのが好ましい。

本発明は、光源から出射された断面楕円形の光ビームを整形光学部品に入射して整形する光ビーム整形方法でもあり、前記光源又は前記整形光学部品の少なくとも一方の位置を調整して、前記整形光学部品により断面楕円形の光ビームを所定の形状に整形する。

また、本発明は、本発明に係る光源装置を用い、本発明に係る光ビーム整形方法を実施するレーザプロジェクタ等の画像表示装置であり、映像信号に応じてレーザ光ビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射された断面楕円形のレーザ光ビームを整形する整形光学部品と、前記整形光学部品により断面楕円形のレーザ光ビームを整形させるために、前記レーザ光源又は前記整形光学部品の少なくとも一方を、両者の相対位置を調整可能に保持する保持部材と、前記映像信号に応じて前記整形光学部品から出射されたレーザ光ビームを走査する走査部と、前記整形光学部品から出射されたレーザ光ビームを前記走査部へ導く光学部品と、前記整形光学部品から出射されたレーザ光ビームの方向を調整するために、前記光学部品の位置又は向きを調整可能に保持する光路保持部材と、を備える。

本発明によると、光源と整形光学部品との位置関係を容易に調整して、ビーム品質を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る光源装置の構成を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に係るビーム整形を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るビーム整形状態を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るビーム整形レンズ（ＢＳＬ）を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光源の取付け部を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るビーム整形レンズの取付け部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る光源及びビーム整形レンズの取付け部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る反射ミラーを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る光路の一例を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に係る光路の他の一例を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に係るレーザプロジェクタの構成を説明する概略図である。

本発明を、その一実施形態に基づいて具体的に説明する。
本実施形態は、レーザ光源から出射される断面楕円形のレーザ光ビームを真円形にビーム整形するものであり、レーザ光ビームを整形する整形光学部品としてビーム整形レンズを用いている。
図１には本実施形態に係る光源装置の概略構成を示してあり、同図（ａ）はレーザ光ビームの断面楕円形における長軸方向に沿った構成を示し、同図（ａ）はレーザ光ビームの断面楕円形における短軸方向に沿った構成を示している。

図１に示すように、本実施形態の光源装置１は、レーザ光源２、ビーム整形レンズ３、反射ミラー４、ＭＥＭＳ走査ミラー５、レーザ光源２又はビーム整形レンズ３の少なくとも一方を位置調整可能に保持する保持部材（後述する）、及び、反射ミラー４を向き調整可能に保持する光路保持部材（後述する）を有しており、後述するように、これら部品をハウジングに取付けた構成となっている。
なお、本発明に係る説明から理解されるように、走査ミラー５や反射ミラー４は、レーザプロジェクタ等の用途に応じて設けられ、所望の断面形状に整形した光ビームを得る目的においては、光源装置は、レーザ光源（ＬＤ）２及びビーム整形レンズ（ＢＳＬ）３、上記の保持部材を有していればよい。

レーザ光源２はＬＤであり、その光源素子の特性から、断面楕円状のレーザ光ビームを出射し、また、ＬＤ２毎にレーザ光ビームの発光点の位置にバラツキがある場合がある。
ビーム整形レンズ３はＢＳＬであり、レーザ光源２から出射された断面楕円状のレーザ光ビームを断面真円形状に整形する。ビーム整形レンズ３は、凸レンズであり、断面楕円形のレーザ光ビームの長軸方向と短軸方向と対して異なる焦点距離の凸面を有している。なお、詳細については後述する。

レーザ光源２又はビーム整形レンズ３の少なくとも一方は、上記のように保持部材によって、レーザ光ビーム断面楕円形における長軸方向へ位置調整可能となっており、図１（ａ）に示すように、レーザ光源２とビーム整形レンズ３との当該長軸方向における相対的な位置関係を調整することにより、ビーム整形レンズ３における収差の発生を抑制又は防止して、ビーム整形レンズ３から出射されたレーザ光ビームを高品質なものとすることができる。
なお、本例では、レーザ光源２を長軸方向へ位置調整可能とするが、ビーム整形レンズ３を長軸方向へ位置調整可能とする態様、或いは、両者を長軸方向へ位置調整可能とする態様としてもよい。

また、本例では、レーザ光源２とビーム整形レンズ３との短軸方向における相対的な位置関係を調整することは想定しておらず、長軸方向へ位置調整するという容易な調整作業により、収差が抑制された所望の断面形状の光ビームが得られる点が大きな利点である。
しかしながら、必要に応じて、長軸方向に加えて、レーザ光源２とビーム整形レンズ３との短軸方向における相対的な位置関係を調整可能としたり、或いは、レーザ光源２とビーム整形レンズ３との傾き関係を調整可能とするようにしてもよい。

反射ミラー４は、ビーム整形レンズ３から出射されたレーザ光ビームを走査ミラー５へ導く光学部品である。走査ミラー５は、入射されたレーザ光ビームを反射走査して画像を投影する走査部である。
反射ミラー４は上記のように光路保持部材によって、その向きを調整可能となっており、反射ミラー４の向きを調整することにより、ビーム整形レンズ３から出射されたレーザ光ビームを走査ミラー５に正しく入射されるように調整することができる。
なお、本例では、レーザ光ビームを走査ミラー５に正しく入射されるように反射ミラー４の向きを調整可能とするが、反射ミラー４の位置を調整する方法、或いは、反射ミラー４の向き及び位置を調整する方法を採用してもよい。

光源装置１において、レーザ光源２から出射された断面楕円形のレーザ光ビームに対して、ビーム整形レンズ３はその長軸方向の焦点距離がその短軸方向の焦点距離より短い設定で用いられ、断面楕円形のレーザ光ビームはビーム整形レンズ３を透過することにより、断面真円形のレーザ光ビームに整形される。この際に、レーザ光源２の発光点のバラツキ等により、長軸方向において、レーザ光源２からのレーザ光ビームがビーム整形レンズ３の入射すべき位置からずれ対置に入射されると、整形されたレーザ光ビームには大きな収差が生じてしまう。
これに対して、光源装置１では、図１（ａ）に示すように、レーザ光源２とビーム整形レンズ３との長軸方向での相対位置を調整することができるので、収差の発生を抑えて、ビーム整形することができる。

このようなビーム整形を更に詳しく説明すると、次のとおりである。
本実施形態では、ビーム整形レンズ３は、レーザ光ビームの断面楕円において、図２（ａ）に示すように、短軸方向に対して焦点距離が長い凸面を有し、図２（ｂ）に示すように、長軸方向に対して焦点距離が短い凸面を有している。
そして、図２（ｃ）に示すように、レーザ光源２からビーム整形レンズ３までの区間Ｃでは、断面形状が楕円形であったレーザ光ビームは、図２（ｄ）に示すように、ビーム整形レンズ３を透過することにより断面形状が円形に整形される（区間Ｄ）。

そして、上記のビーム整形において、収差を抑えることにより、ビーム整形レンズ３でレーザ光ビームは断面形状が真円形に整形される。
レーザ光源２とビーム整形レンズ３との長軸方向での相対位置調整をすることにより、例えば図３（ａ）に示すように、ビーム整形レンズ（ＢＳＬ）３に入射する前は断面形状が楕円形であったビームが、ビーム整形レンズ３から真円形に整形されて出射される。これに対して、長軸方向での相対位置調整をしない場合には、例えば図３（ｂ）に示すように、ビーム整形レンズ３から真円形ではなく歪んだ円形に整形されたビームが出射される。

このように真円に整形された場合には、図３（ａ）に示すように、走査ミラー５で走査されて画像を投影する光ビームは真円形となり、高品質な画像を投影表示することができる。
これに対して、歪んだ円形に整形された場合には、図３（ｂ）に示すように、走査ミラー５で走査されて画像を投影する光ビームは散らばりをもった歪んだ円形となり、投影表示する画像の品質が低下する。
このように、光源装置１を組み立てる作業等において、上記のようにレーザ光源２とビーム整形レンズ３との長軸方向における相対位置関係を調整するだけで、高品質に整形したレーザ光ビームを得ることができ、そして、高品質な画像を投影表示することができる。

図４には、本実施形態に係るビーム整形レンズ３の詳細を示してある。
図４（ａ）はビーム整形レンズ３を光ビーム入射側から見た斜視図、図４（ｂ）はビーム整形レンズ３を光ビーム出射側から見た斜視図、図４（ｃ）は図４（ａ）中のＣ−Ｃ矢視断面図、図４（ｄ）は図４（ａ）中のＤ−Ｄ矢視断面図である。
なお、以下の説明では、必要に応じて説明を簡潔にするために、光ビームの断面楕円形の長軸方向を単に長軸方向、光ビームの断面楕円形の短軸方向を単に端軸方向と記す。

ビーム整形レンズ３は全体的には大凡円盤状であるが、その光ビーム入射側の面には、当該面の中央部に長軸方向に延びる比較的低い凸面部３１と、この凸面を挟んで位置する一対の比較的高い凸面部３２が設けられている。また、ビーム整形レンズ３の光ビーム出射側の面には、当該面の中央部に長軸方向に延びる凸面部３３が設けられている。
ビーム整形レンズ３は、これら凸面部３１〜３３の組合せにより、入射されたレーザ光ビームに対して凸レンズとして作用し、レーザ光ビームの長軸方向に対して焦点距離が短い凸レンズとして作用し、レーザ光ビームの短軸方向に対して焦点距離が長い凸レンズとして作用する。

図５には、本実施形態に係るレーザ光源２の取付け部の詳細を示してある。
本実施形態の光源装置１はハウジング８に各部品を取付けた構成となっており、レーザ光源２はホルダ７を介してハウジング８に位置決めして取付けられている。
ホルダ７はハウジング２に例えば接着剤で取付け固定されるが、この取付け作業において、ホルダ７の取付け位置を同図中のｘｙ方向に調整する。例えば、ホルダ７に設けられた作業用の孔７ａにピンを差し込んで、このピンでホルダ７を動かして取付け位置を調整する。

ホルダ７の取付け面（ｘｙ平面）は、レーザ光源２から出射されるレーザ光ビームに直角であるので、ホルダ７の取付け位置を調整することにより、ホルダ７に保持されたレーザ光源２とビーム整形レンズ３との長軸方向における相対位置を調整することができる。
このホルダ７は、レーザ光源２とビーム整形レンズ３との少なくとも一方を、両者の相対位置を調整可能に保持する保持部材に相当する。

ビーム整形レンズ３は、図６にその取付け部の詳細を示すように、ホルダ９を介してハウジング８に位置決めして取付けられる。
そして、図７に示すように、レーザ光源２とビーム整形レンズ３とは対向してハウジング８に取付け固定され、その際に、上記のようにして、レーザ光源２とビーム整形レンズ３との長軸方向の位置関係が調整される。

反射ミラー４は、図８にその取付け部の詳細を示すように、ホルダ１０を介してハウジング８に位置決めして取付けられる。ホルダ１０はハウジングに対して同図中に矢印で示すように回動可能であり、ホルダ１０を回動させることで、ミラー４の反射方向を変更することができる。
ホルダ１０はハウジング２に最終的には例えば接着剤で取付け固定されるが、この取付け作業において、ホルダ１０の取付け角度を調整し、反射ミラー４で反射したレーザ光ビームが正しく走査ミラー５に入射されるようにする。

反射ミラー４は、ビーム整形レンズ３から出射されたレーザ光ビームを走査ミラー５へ導く光学部品に相当する。
また、ホルダ１０は、ビーム整形レンズ３から出射されたレーザ光ビームの方向を調整するために、反射ミラー４をその向きを調整可能に保持する光路保持部材に相当する。

なお、レーザ光ビームを走査ミラー５へ導く光学部品として、公知の種々な光学部品を用いることができ、光学部品をその向き又は位置を調整可能に保持する光路保持部材も、当該光学部品に応じて公知の種々な態様を用いることができる。
例えば、図９に示すように、ビーム整形レンズ３から走査ミラー５に至る光路中にプリズム１１を設け、プリズム１１を回動調整して光ビームが入射する角度を調整することで、走査ミラー５に光ビームが正しく入射されるように調整することができる。
また、例えば、図１０に示すように、ビーム整形レンズ３から走査ミラー５に至る光路中にホルダ１３に保持したレンズ１２を設け、レンズ１２の位置を調整して光ビームが入射するレンズ曲率を変更することで、当該光ビームの方向を調整して、走査ミラー５に光ビームが正しく入射されるように調整することができる。

図１１には本発明の一実施形態の係るレーザプロジェクタの概略構成を示してあり、このレーザプロジェクタには光源装置１が適用されている。
なお、光源装置１は、上記のような構成有するものであるが、レーザプロジェクタの構成説明を明確にするため、図１１には光源装置１についての構成は簡略化して示してある。

光源装置１は、種々な画像表示装置に適用できるものであるが、本実施形態として、レーザ光を反射するＭＥＭＳミラー５を備えたレーザプロジェクタに適用している。
このレーザプロジェクタは、ハウジング８にアセンブリされた光源装置１と、各種の駆動・制御ユニット２１〜２５を主体に構成されており、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分のレーザ光を合成した上で、スクリーンや壁などの投影面Ａに投影することによって、外部から入力される映像信号に応じたカラー画像を投影面Ａ上に表示する。

また、このレーザプロジェクタは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分のレーザ光をそれぞれ出射する３つのレーザ光源２ａ〜２ｃを備えており、各レーザ光源２ａ〜２ｃに対してそれぞれビーム整形レンズ３ａ〜３ｃが設けられている。
すなわち、本実施形態のレーザプロジェクタでは、図１に示すような、レーザ光源２に対向してビーム整形レンズ３を設けたユニットを、３つのレーザ光源３ａ〜３ｃとしたことに対応して、３ユニット設けたような構成となっている。

ハウジング８には、レーザ光源２ａ〜２ｃ、ビーム整形レンズ３ａ〜３ｃ、ハーフミラー１２ａ，１２ｂ、反射ミラー４、走査ミラー５といった各種の光学部品及び装置が設けられており、レーザ光源２ａ〜２ｃから発光出射されたレーザ光ビームは、ビーム整形レンズ３ａ〜３ｃでビーム整形され、ハーフミラー１２ａ，１２ｂで合成され、この合成されたレーザ光ビームが反射ミラー４で反射されて走査ミラー５に入射される。
なお、本実施形態では、３つのレーザ光源３ａ〜３ｃ毎にビーム整形レンズ３ａ〜３ｃを設けるが、例えば、ハーフミラー１２ｂと反射ミラー４との間にビーム整形レンズを１つ設けて、合成されたレーザ光ビームを整形するようにしてもよい。

それぞれのレーザ光源３ａ〜３ｃは、レーザドライバ２５から個別に供給される駆動電流によって互いに独立して駆動する。
これによって、レーザ光源３ａからは青成分（Ｂ）、レーザ光源２ｂからは緑成分（Ｇ）、レーザ光源２ｃからは赤成分（Ｒ）といったように、特定の波長のレーザ光が出射される。

走査ミラー５は、走査ミラー制御部２２から駆動信号が入力される走査ミラードライバ２１によって走査変位され、自己に入射したカラー光を、自己の振れ角に応じて反射して投影面Ａ上に投射する。この走査ミラー５は、投影面Ａの水平方向および垂直方向に対応した二次元的な自由度を有しており、その二次元的な変位に対応した線順次走査によって、投影面Ａ上に画像を形成する。この線順次走査は、投影面Ａ上におけるある水平ラインで一方向にレーザスポットｐを進め、次の直下の水平ラインで逆方向にレーザスポットｐを戻すことの繰り返しによって、１フレーム内で連続して行われる。

走査ミラードライバ２１は、走査ミラー５に駆動電流を供給することによって、所定の走査順序にしたがって走査ミラー５を駆動させる。それとともに、走査ミラードライバ２１は、走査ミラー５におけるミラーの位置（振れ角）を検出する。この検出された位置情報は、位置検出信号として走査ミラー制御部２２に通知される。

走査ミラー制御部２２は、走査ミラー５に入射されるレーザ光が所定の画像領域を所定の周波数で走査するように、走査ミラー５を制御する。この制御は、走査ミラー制御部２２が走査ミラードライバ２１に駆動信号を出力することによって行われる。また、走査ミラー制御部２２は、走査ミラードライバ２１からの位置検出信号に基づいて、水平同期信号ＨＳＮＣおよび垂直同期信号ＶＳＮＣを生成し、これらを映像処理部２３に出力する。レーザ光源２ａ〜２ｃからのレーザ光の出射タイミングは、走査ミラー５の位相制御と同期して行う必要があり、この同期を取るために水平／垂直同期信号ＨＳＮＣ，ＶＳＮＣが用いられる。

映像処理部２３は、ＰＣ等の外部装置から供給された入力映像信号を、外部装置から供給された同期信号によって規定されたタイミングで、図示しないフレームバッファに随時書き込む。また、映像処理部２３は、走査ミラー制御部２２から供給された水平／垂直同期信号ＨＳＮＣ，ＶＳＮＣによって規定されたタイミングで、フレームバッファに格納された映像データを順次読み出し、これをレーザ制御部２４に転送する。

レーザ制御部２４は、映像処理部２３から順次転送された映像データに基づいて、それぞれの画素に関する駆動電流と、これに適用すべき波形パターンとを決定する。それぞれのレーザ光源２ａ〜２ｃは、色成分毎に設定された駆動電流および波形パターンに基づき、レーザドライバ２５を介して個別に制御・駆動される。

レーザドライバ２５は、それぞれの色成分に関して、レーザ制御部２４から出力された波形パターンを用いて駆動電流を変調し、変調された駆動電流をレーザ光源２ａ〜２ｃに出力する。これにより、レーザ光源２ａ〜２ｃは、表示すべき階調に応じた出力レベルのレーザ光を波形パターンにしたがって出射する。各色成分の出射光を合成した最終的なカラー光（合成光）は、レーザ光の出射と同期して位置制御される走査ミラー５に導かれて、投影面Ａ上の所望の画素位置に投射される。
このレーザプロジェクタは光源装置１を用いることで、高品質なレーザ光ビームにより、高品質な画像を投影表示することができる。

１：光源装置、 ２，２ａ〜２ｃ：光源、
３，３ａ〜３ｃ：ビーム整形レンズ（整形光学部品）、 ４：反射ミラー（光学部品）、
５：走査ミラー（走査部）、 ７：光源ホルダ（保持部材）、
８：ハウジング、 ９：レンズホルダ（保持部材）、
１０：ミラーホルダ（光路保持部材）、

Claims (5)

1. 光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された断面楕円形の光ビームを整形する整形光学部品と、
   前記整形光学部品により断面楕円形の光ビームを整形させるために、前記光源又は前記整形光学部品の少なくとも一方を、両者の相対位置を調整可能に保持する保持部材と、を備えることを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記光源は断面楕円形のレーザ光ビームを出射するレーザ光源であり、
   前記整形光学部品は、前記断面楕円形のレーザ光ビームの長軸方向に対して焦点距離が短い凸面を有するとともに前記断面楕円形のレーザ光ビームの短軸方向に対して焦点距離が長い凸面を有するビーム整形レンズであり、
   前記保持部材は、前記レーザ光源又は前記ビーム整形レンズの少なくとも一方を、前記断面楕円形のレーザ光ビームの長軸方向へ位置調整可能に保持することを特徴とする光源装置。
3. 請求項１又は２に記載の光源装置において、
   光ビームを走査する走査部と、
   前記整形光学部品から出射された光ビームを走査部へ導く光学部品と、
   前記整形光学部品から出射された光ビームの方向を調整するために、前記光学部品の位置又は向きを調整可能に保持する光路保持部材と、を備えることを特徴とする光源装置。
4. 光源から出射された断面楕円形の光ビームを整形光学部品に入射して整形する光ビーム整形方法であって、
   前記光源又は前記整形光学部品の少なくとも一方の位置を調整して、前記整形光学部品により断面楕円形の光ビームを所定の形状に整形することを特徴とする光ビーム整形方法。
5. 映像信号に応じてレーザ光ビームを出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射された断面楕円形のレーザ光ビームを整形する整形光学部品と、
   前記整形光学部品により断面楕円形のレーザ光ビームを整形させるために、前記レーザ光源又は前記整形光学部品の少なくとも一方を、両者の相対位置を調整可能に保持する保持部材と、
   前記映像信号に応じて前記整形光学部品から出射されたレーザ光ビームを走査する走査部と、
   前記整形光学部品から出射されたレーザ光ビームを前記走査部へ導く光学部品と、
   前記整形光学部品から出射されたレーザ光ビームの方向を調整するために、前記光学部品の位置又は向きを調整可能に保持する光路保持部材と、を備えることを特徴とする画像表示装置。

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