(57)【要約】【課題】半導体レーザを光源とするレーザ光源装置を備えた画像表示装置において、レーザ光源装置よりも少ない光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことを可能とする。【解決手段】画像表示装置１は、緑色、赤色及び青色を出力するレーザ光源装置２〜４と、各色のレーザ光を外部に投射する投射光学系８と、各色のレーザ光を投射光学系側に導くダイクロイックミラー１４、１５とを備え、緑色のレーザ光の出力光軸ＰＧは、青色および赤色レーザ光の出力光軸ＰＢ、ＰＲに対して順次交差し、ダイクロイックミラー１４は、緑色および青色のレーザ光をダイクロイックミラー１５に向けてそれぞれ透過および反射させ、ダイクロイックミラー１５は、ダイクロイックミラー１４にてそれぞれ透過および反射した緑色および青色のレーザ光と赤色のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させる構成とする。【選択図】図３
2012173573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、
第１色のレーザ光を出力する第１レーザ光源装置と、
前記第１色のレーザ光とは波長が異なる第２色のレーザ光を出力する第２レーザ光源装置と、
前記第１色のレーザ光と前記第２色のレーザ光との間の大きさの波長を有する第３色のレーザ光を出力する第３レーザ光源装置と、
前記各色のレーザ光を外部に投射する投射光学系と、
前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて前記投射光学系側に導く第１および第２の光学素子と
を備え、
前記第３色のレーザ光の出力光軸は、前記第２色のレーザ光の出力光軸および前記第１色のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、
前記第１の光学素子は、前記第２色のレーザ光の出力光軸と前記第３色のレーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第３色のレーザ光および前記第２色のレーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、
前記第２の光学素子は、前記第３色のレーザ光の出力光軸と前記第１色のレーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第３色および前記第２色のレーザ光と前記第１色のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１色のレーザ光の出力光軸は、前記第２色のレーザ光の出力光軸に対して平行であり、
前記第３色のレーザ光の出力光軸は、前記第２色のレーザ光の出力光軸および前記第１色のレーザ光の出力光軸に対して順次直交することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１色のレーザ光および前記第２色のレーザ光は、それぞれ赤色レーザ光および青色レーザ光のいずれか一方およびいずれか他方であり、前記第３色のレーザ光は、緑色レーザ光であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザを光源とするレーザ光源装置を備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置の光源に半導体レーザを用いる技術が注目されている。この半導体レーザは、画像表示装置に多用されてきた水銀ランプに比較して、色再現性がよい点、瞬時点灯が可能である点、長寿命である点、高効率で消費電力を低減することができる点、及び小型化が容易である点など種々の利点を有している。
【０００３】
半導体レーザを用いた従来の画像表示装置としては、例えば、半導体レーザを備えた３つのレーザ光源装置からの赤色、青色および緑色の３色のレーザ光を、複数の光学素子（ミラーやプリズム等）を介して合成しながら出射側の投射光学系に導くことにより、この投射光学系から各色の画像光を外部のスクリーン上に投射するプロジェクタが知られている（特許文献１参照）。ここで、緑色レーザ光については、これを直接出力する半導体レーザに高出力のものがないため、赤外レーザ光をＳＨＧ（second harmonic generation）素子によって波長変換することにより発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３２７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来技術では、３つのレーザ光源装置は、それぞれ赤色、青色および緑色の光を同一方向に出射するように配置されているため、各色のレーザ光を出射側の投射光学系に導くための光路上に多くの光学素子が必要となり、結果として装置の小型化や軽量化を図り難くなるという問題があった。
【０００６】
また、緑色レーザ光については、上記のようなＳＨＧ素子を用いるものではなく、それを直接出力可能な高出力の半導体レーザの開発が進められると考えられる。しかし、そのような半導体レーザを用いたレーザ光源装置は、他色（赤色や青色）のレーザ光源装置に比べて発光効率が劣り、発熱量が大きいと考えられるため、各色のレーザ光源装置の配置等を変更して装置の小型化や軽量化を実現する際には、その点にも留意する必要がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、レーザ光源装置よりも少ない光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことを可能とした画像表示装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像表示装置は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、第１色のレーザ光を出力する第１レーザ光源装置と、前記第１色のレーザ光とは波長が異なる第２色のレーザ光を出力する第２レーザ光源装置と、前記第１色のレーザ光と前記第２色のレーザ光との間の大きさの波長を有する第３色のレーザ光を出力する第３レーザ光源装置と、前記各色のレーザ光を外部に投射する投射光学系と、前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて前記投射光学系側に導く第１および第２の光学素子とを備え、前記第３色のレーザ光の出力光軸は、前記第２色のレーザ光の出力光軸および前記第１色のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、前記第１の光学素子は、前記第２色のレーザ光の出力光軸と前記第３色のレーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第３色のレーザ光および前記第２色のレーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、前記第２の光学素子は、前記第３色のレーザ光の出力光軸と前記第１色のレーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第３色および前記第２色のレーザ光と前記第１色のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明によれば、レーザ光源装置よりも少ない光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことが可能となるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る画像表示装置１の概略構成図
【図２】第１実施形態に係る画像表示装置１の斜視図
【図３】第１実施形態に係る画像表示装置１における各色のレーザ光の進路を示す模式図
【図４】第１実施形態に係るダイクロイックミラー１４、１５の分光特性を示すグラフ
【図５】第２実施形態に係る画像表示装置１における各色のレーザ光の進路を示す模式図
【図６】第２実施形態に係るダイクロイックミラー１４、１５の分光特性を示すグラフ
【図７】第３実施形態に係る画像表示装置１における各色のレーザ光の進路を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、第１色のレーザ光を出力する第１レーザ光源装置と、前記第１色のレーザ光とは波長が異なる第２色のレーザ光を出力する第２レーザ光源装置と、前記第１色のレーザ光と前記第２色のレーザ光との間の大きさの波長を有する第３色のレーザ光を出力する第３レーザ光源装置と、前記各色のレーザ光を外部に投射する投射光学系と、前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて前記投射光学系側に導く第１および第２の光学素子とを備え、前記第３色のレーザ光の出力光軸は、前記第２色のレーザ光の出力光軸および前記第１色のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、前記第１の光学素子は、前記第２色のレーザ光の出力光軸と前記第３色のレーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第３色のレーザ光および前記第２色のレーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、前記第２の光学素子は、前記第３色のレーザ光の出力光軸と前記第１色のレーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第３色および前記第２色のレーザ光と前記第１色のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させる構成とする。
【００１２】
これによると、第１〜第３のレーザ光源装置よりも少ない第１および第２の光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことが可能となる。ここで、第３色のレーザ光として半導体レーザから直接出力される緑色レーザ光を用いる場合、緑色レーザ光源装置を他色のレーザ光源とは異なる配置面に配置して、緑色レーザ光の出力光軸を他色のレーザ光の出力光軸に対して順次交差させることが可能であり、これにより、発熱量の大きい緑色レーザ光源装置の熱が他色のレーザ光源装置に伝わって悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００１３】
また、第２の発明は、前記第１色のレーザ光の出力光軸は、前記第２色のレーザ光の出力光軸に対して平行であり、前記第３色のレーザ光の出力光軸は、前記第２色のレーザ光の出力光軸および前記第１色のレーザ光の出力光軸に対して順次直交する構成とする。
【００１４】
これによると、各レーザ光源装置を簡易な配置としつつ、レーザ光源装置よりも少ない光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことが可能となる。
【００１５】
また、第３の発明は、前記第１色のレーザ光および前記第２色のレーザ光は、それぞれ赤色レーザ光および青色レーザ光のいずれか一方およびいずれか他方であり、前記第３色のレーザ光は、緑色レーザ光である構成とする。
【００１６】
これによると、３原色を用いる画像表示装置において、レーザ光源装置よりも少ない光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことが可能となる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１の概略構成図であり、図２は画像表示装置１の斜視図である。この画像表示装置１は、所要の画像をスクリーンＳに拡大して投影表示するものであり、緑色レーザ光（第３色のレーザ光）を出力する緑色レーザ光源装置（第３レーザ光源装置）２と、赤色レーザ光（第１色のレーザ光）を出力する赤色レーザ光源装置（第１レーザ光源装置）３と、青色レーザ光（第２色のレーザ光）を出力する青色レーザ光源装置（第２レーザ光源装置）４と、映像信号に応じて各レーザ光源装置２〜４からのレーザ光を空間的に変調して像を形成する液晶反射型の空間光変調器５と、各レーザ光源装置２〜４からのレーザ光を反射させて空間光変調器５に照射させるとともに空間光変調器５から出射された変調レーザ光を透過させる偏光ビームスプリッタ６と、各レーザ光源装置２〜４から出射されるレーザ光を偏光ビームスプリッタ６に導くリレー光学系７と、偏光ビームスプリッタ６を透過した変調レーザ光を外部のスクリーンＳに投射する投射レンズを含む投射光学系８とを備えている。図示は省略するが、画像表示装置１は、上記レーザ光源装置２〜４や空間光変調器５等の動作を制御する制御ユニットを備えている。
【００１９】
画像表示装置１は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式（時分割表示方式）でカラー画像を表示するものであり、各レーザ光源装置２〜４から各色のレーザ光が時分割で順次出力され、各色のレーザ光による画像が残像によってカラー画像として認識される。
【００２０】
リレー光学系７は、各レーザ光源装置２〜４から出射される各色のレーザ光を平行ビームに変換するコリメータレンズ１１〜１３と、コリメータレンズ１１〜１３を通過した各色のレーザ光を所要の方向に導く第１および第２のダイクロイックミラー１４、１５と、ダイクロイックミラー１４、１５により導かれたレーザ光を拡散させる拡散板１６と、拡散板１６を通過したレーザ光を収束レーザに変換するフィールドレンズ１７とを備えている。
【００２１】
青色レーザ光、赤色レーザ光、および緑色レーザ光は、２つのダイクロイックミラー１４、１５で同一の光路に導かれる。すなわち、青色レーザ光と緑色レーザ光が第１のダイクロイックミラー１４で同一の光路に導かれ、青色レーザ光および緑色レーザ光と赤色レーザ光が第２のダイクロイックミラー１５で同一の光路に導かれる。
【００２２】
詳細は後述するが、第１および第２のダイクロイックミラー１４、１５は、表面に所定の波長のレーザ光を透過および反射させるための膜が形成されたものであり、第１のダイクロイックミラー（第１の光学素子）１４は、緑色レーザ光を透過するとともに青色レーザ光を反射させる。第２のダイクロイックミラー（第２の光学素子）１５は、赤色レーザ光を透過するとともに青色レーザ光および緑色レーザ光を反射させる。
【００２３】
これらの各光学部材は、銅やアルミ等の熱伝導性の高い材料で形成した筐体２１に支持されている。筐体２１は、各レーザ光源装置２〜４で発生した熱を放熱する放熱体として機能し、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料で形成されている。また、筐体２１には、空間光変調器５、偏光ビームスプリッタ６、リレー光学系７、及び投射光学系８等が取り付けられている。筐体２１の上部開口は、投射光学系８以外から外部にレーザ光が漏れることを防ぐために、金属製の蓋１９によって密閉される。
【００２４】
赤色レーザ光源装置３は、ホルダ２５に保持された状態で側壁部２４の外面２４ａに取り付けられている。同様に、青色レーザ光源装置４は、ホルダ２６に保持された状態で側壁部２４の外面２４ａに取り付けられ、赤色レーザ光源装置３の前方に配置されている。ここで、赤色レーザ光源装置３と青色レーザ光源装置４との間には、それぞれ所要の光軸調整代（例えば０．３ｍｍ程度）を確保するため、所要の幅（例えば０．３ｍｍ以上）の間隙Ｇを設けるとよい。また、緑色レーザ光源装置２は、ホルダ２９に保持された状態で筐体２１の前壁部２３の外面２３ａに取り付けられている。ここで、外面２４ａを含む仮想平面と外面２３ａを含む仮想平面とは互いに直交する関係にある。
【００２５】
赤色レーザ光源装置３、青色レーザ光源装置４および緑色レーザ光源装置２は、いわゆるＣＡＮパッケージで構成され、各色のレーザ光を出力するレーザチップが、ステムに支持された状態で缶状の外装部の中心軸上に光軸が位置するように配置されたものであり、外装部の開口に設けられたガラス窓からレーザ光が出射される。これら赤色レーザ光源装置３、青色レーザ光源装置４および緑色レーザ光源装置２は、ホルダ２５、２６、２９に開設された取付孔２７、２８、３０に圧入するなどしてホルダ２５、２６、２９に対して固定される。赤色レーザ光源装置３、青色レーザ光源装置４および緑色レーザ光源装置２の各レーザチップの発熱は、ホルダ２５、２６、２９を介して筐体２１に伝達されて放熱される。各ホルダ２５、２６、２９は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料で形成されている。
【００２６】
赤色レーザ光は、６４０ｎｍの波長を有するが、少なくとも赤色と認識できるものであればよく、例えばピーク波長が６１０〜７５０ｎｍの範囲となる波長領域のものを用いるとよい。また、青色レーザ光は、４５０ｎｍの波長を有するが、少なくとも青色と認識できるものであればよく、例えばピーク波長が４３５〜４８０ｎｍの範囲となる波長領域のものを用いるとよい。また、緑色レーザ光は、波長５３２ｎｍの波長を有するが、少なくとも緑色と認識できるものであればよく、例えばピーク波長が５００ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲となる波長領域のものを用いるとよい。
【００２７】
図３は、第１実施形態に係る画像表示装置１における各色のレーザ光の進路を示す模式図であり、図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図３中の第１および第２のダイクロイックミラー１４、１５の分光特性を示すグラフである。なお、図３では、説明の便宜上、各色のレーザ光の光路が互いに重ならないように表示してあるが、実用上はダイクロイックミラー１４、１５において合流した後の各色のレーザ光の光路は一致する。
【００２８】
図３に示すように、投射光学系８の投射口８ａからスクリーンＳに向けてレーザ光が出射される側を前側とすると、緑色レーザ光源装置２から緑色レーザ光ＬＧが後方の筐体２１内に向けて出射される。図１に示したように、３色のレーザ光源装置２〜４は、投射光学系８側（光路の下流側）からみて、非波長順（赤色、青色、緑色）に配置されている。最も投射光学系８側には、最も波長の大きい赤色レーザ光源装置３が配置されている。そして、緑色レーザ光源装置２から後方に延びる緑色レーザ光の出力光軸ＰＧは、互いに平行な青色レーザ光の出力光軸ＰＢおよび赤色レーザ光の出力光軸ＰＲに対して順次直交する。
【００２９】
再び図３に示すように、緑色レーザ光源装置２から筐体２１内に出射された緑色レーザ光ＬＧと青色レーザ光ＬＢとの交差位置（すなわち、図１においては出力光軸ＰＧと出力光軸ＰＢとの交差位置）には第１のダイクロイックミラー１４が配置されている。第１のダイクロイックミラー１４は、平面視において、図１に示す青色レーザ光の出力光軸ＰＢ方向（すなわち、左右方向）に対して４５°の傾きをもって設置されており、図３においては第２のダイクロイックミラー１５に向けて、緑色レーザ光ＬＧを透過させると共に青色レーザ光ＬＢを垂直に反射させる。
【００３０】
第１のダイクロイックミラー１４は、光学ガラス等の基材の表面（ここでは、青色レーザ光ＬＢの入射側）に高反射のコーティング面をなす多層膜１４ａを有している。多層膜１４ａは、高屈折率の薄膜を形成するＴｉＯ２やＺｎＯ２等の誘電体材料と、低屈折率の薄膜を形成するＳｉＯ２等の誘電体材料とが蒸着等によって基材に積層されることによって形成される。図４（Ａ）に示すように、第１のダイクロイックミラー１４は、青色レーザ光の波長を含む青色波長領域以下の波長の光のみを反射する（すなわち、緑色波長領域の光を透過させる）分光特性を有している。ここでは、青色波長領域を４３５〜４８０ｎｍとするが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。このような第１のダイクロイックミラー１４の分光特性（反射波長領域）は、薄膜を形成する誘電体材料や薄膜の厚さを調整することによって適切に設定することができる。
【００３１】
また、図３に示すように、赤色レーザ光源装置３から筐体２１内に出射された赤色レーザ光ＬＲと、第１のダイクロイックミラー１４を透過した緑色レーザ光ＬＧおよび第１のダイクロイックミラー１４にて反射した青色レーザ光ＬＢとの交差位置（すなわち、出力光軸ＰＲと出力光軸ＰＧとの交差位置）には第２のダイクロイックミラー１５が配置されている。第２のダイクロイックミラー１５は、赤色レーザ光の出力光軸ＰＲ方向（すなわち、左右方向）に対して４５°の傾きをもって設置されており、偏光ビームスプリッタ６や空間光変調器５（投射光学系８側）に向けて、赤色レーザ光ＬＲを透過させると共に青色レーザ光ＬＢおよび緑色レーザ光ＬＧを垂直に反射させる。
【００３２】
第２のダイクロイックミラー１５は、第１のダイクロイックミラー１４と概ね同様の構成を有しており、青色レーザ光ＬＢおよび緑色レーザ光ＬＧの入射側に多層膜１５ａが形成されている。図４（Ｂ）に示すように、第２のダイクロイックミラー１５は、緑色レーザ光の波長を含む緑色波長領域以下の波長の光のみを反射する（すなわち、赤色波長領域の光を透過させる）分光特性を有している。
【００３３】
このような構成を有する第１実施形態に係る画像表示装置１では、各色のレーザ光源装置２〜４よりも１つ少ない２つのダイクロイックミラー１４、１５を用いて、各色のレーザ光を投射光学系８側に導くことが可能である。その結果、画像表示装置１は、小型化や軽量化を図ることができ、特に、携帯型の情報処理装置（例えば、ノートパソコン等）に内蔵される装置としても好適である。
【００３４】
また、画像表示装置１では、緑色レーザ光源装置２は、図１に示したように、赤色および青色レーザ光源装置３、４が取り付けられる側壁部２４の外面２４ａとは異なる前壁部２３の外面２３ａに取り付けられている。緑色レーザ光源装置２は、他色のレーザ光源３、４とは異なる配置面に配置されるため、他色に比べて発熱量の大きい緑色レーザ光源装置２の熱が、青色レーザ光源装置３、４に伝わって悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００３５】
さらに、画像表示装置１では、図１に示したように、投射光学系８の投射口８ａが配置される前壁部２３の右端部が前方に突出するように設けられており、その突出部位の左側の空所に緑色レーザ光源装置２が取り付けられている。これにより、緑色レーザ光源装置２の外部への放熱が容易となると共に、光学エンジンユニット１ａコンパクト化が図られる。なお、画像表示装置１がケース等に収容される場合でも、投射口８ａは、必然的に外部に露出する構成となるため、緑色レーザ光源装置２の近くに通気孔（排気口等）を容易に設けることができるという利点もある。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る画像表示装置１における各色のレーザ光の進路を示す模式図であり、図６（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図５中の第１および第２のダイクロイックミラー１４、１５の分光特性を示すグラフである。図５では、第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してある。また、第２実施形態では、以下で特に言及する事項を除いて上述の第１実施形態の場合と同様とし、詳細な説明を省略する。
【００３７】
図５に示すように、第２実施形態に係る画像表示装置１では、赤色レーザ光（第２色のレーザ光）を出力する赤色レーザ光源装置（第２レーザ光源装置）３と青色レーザ光（第１色のレーザ光）を出力する青色レーザ光源装置（第１レーザ光源装置）４との配置が第１実施形態の場合とは互いに逆になっている。つまり、３色のレーザ光源装置２〜４は、非波長順（青色、赤色、緑色）に配置されているが、最も投射光学系８側には、最も波長の小さい青色レーザ光源装置４が配置されている。
【００３８】
また、第１のダイクロイックミラー１４は、図６（Ａ）に示すように、赤色レーザ光の波長を含む赤色波長領域以上の波長の光のみを反射する（すなわち、緑色波長領域の光を透過させる）分光特性を有している。ここでは、赤色波長領域を６１０〜７５０ｎｍとするが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。
【００３９】
また、図５に示すように、青色レーザ光源装置４から筐体２１内に出射された青色レーザ光ＬＢと、第１のダイクロイックミラー１４を透過した緑色レーザ光ＬＧおよび第１のダイクロイックミラー１４にて反射した赤色レーザ光ＬＲとの交差位置（すなわち、緑色レーザ光の出力光軸と青色レーザ光の出力光軸との交差位置）には第２のダイクロイックミラー１５が配置されている。第２のダイクロイックミラー１５は、青色レーザ光の出力光軸方向（すなわち、左右方向）に対して４５°の傾きをもって設置されており、偏光ビームスプリッタ６や空間光変調器５（投射光学系８側）に向けて、青色レーザ光ＬＢを透過させると共に赤色レーザ光ＬＲおよび緑色レーザ光ＬＧを垂直に反射させる。
【００４０】
第２のダイクロイックミラー１５は、図６（Ｂ）に示すように、緑色レーザ光の波長を含む緑色波長領域以上の波長の光のみを反射する（すなわち、青色波長領域の光を透過させる）分光特性を有している。
【００４１】
＜第３実施形態＞
図７は、本発明の第３実施形態に係る画像表示装置１における各色のレーザ光の進路を示す模式図である。図７では、第１および第２実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してある。また、第３実施形態では、以下で特に言及する事項を除いて上述の第１および第２実施形態の場合と同様とし、詳細な説明を省略する。
【００４２】
上述の第１および第２実施形態では、第２のダイクロイックミラー１５において、前方または左方から入射する各色のレーザ光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを投射光学系８側である右方に導く構成としたが、第３実施形態に係る画像表示装置１では、各色のレーザ光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを後方に導く。
【００４３】
図７に示すように、第３実施形態に係る画像表示装置１では、図５に示した第２実施形態の場合と同様に３色のレーザ光源装置２〜４が配置されているが、投射光学系８の投射口８ａが筐体２１の前壁２３ではなく後壁３１に設けられている。これに伴い、図７に示す画像表示装置１では、第２のダイクロイックミラー１５の分光特性や空間光変調器５の構成についても図５に示した第２実施形態の場合とは異なる。
【００４４】
ここで、第２のダイクロイックミラー１５は、青色レーザ光ＬＢの入射側に高反射のコーティング面をなす多層膜１５ａを有している。また、第２のダイクロイックミラー１５は、図４（Ａ）に示したダイクロイックミラー１４と同様の分光特性を有しており、青色レーザ光の波長を含む青色波長領域以下の波長の光のみを反射する（すなわち、緑色波長領域および赤色波長領域の光を透過させる）。
【００４５】
また、空間光変調器５としては、透過型の空間光変調器が用いられ、第２のダイクロイックミラー１５からの各色のレーザ光を空間的に変調して像を形成し、後方の投射光学系８側に出力する。
【００４６】
第３実施形態に係る画像表示装置１では、第２のダイクロイックミラー１５からの各色のレーザ光は、後方のスクリーンに向けて直進する構成であるため、第１および第２実施形態で用いたような偏光ビームスプリッタ６は不要となる。したがって、偏光ビームスプリッタ６の取り付け誤差等を考慮する必要がなくなり、各色の出力光軸の調整に必要な調整マージンを小さくすることができる。同様に、ダイクロイックミラー１４、１５等で必要な調整角度マージンも小さくすることができる。
【００４７】
また、第３実施形態に係る画像表示装置１では、各色のレーザ光は、最大でも１度しか折り返されない（反射されない）ため、各色の出力光軸やダイクロイックミラー１４、１５等の光軸調整が容易となる。さらに、レーザ光の反射時に発生する光のロスを小さくできるという利点もある。
【００４８】
本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。なお、上記実施形態に示した本発明に係る画像表示装置の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る画像表示装置は、レーザ光源装置よりも少ない光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことを可能とし、半導体レーザを光源とするレーザ光源装置を備えた画像表示装置として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  画像表示装置
２  緑色レーザ光源装置（第３レーザ光源装置）
３  赤色レーザ光源装置（第１または第２レーザ光源装置）
４  青色レーザ光源装置（第１または第２レーザ光源装置）
５  空間光変調器
８  投射光学系
１４  第１のダイクロイックミラー（第１の光学素子）
１５  第２のダイクロイックミラー（第２の光学素子）
２１  筐体
ＬＢ  青色レーザ光
ＬＧ  緑色レーザ光
ＬＩＲ  赤外線
ＬＲ  赤色レーザ光
ＰＢ  青色レーザ光の出力光軸
ＰＧ  緑色レーザ光の出力光軸
ＰＲ  赤色レーザ光の出力光軸
【図１】
2012173573.tif 000003
【図２】
2012173573.tif 000004
【図３】
2012173573.tif 000005
【図４】
2012173573.tif 000006
【図５】
2012173573.tif 000007
【図６】
2012173573.tif 000008
【図７】
2012173573.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、
赤色レーザ光または青色レーザ光のいずれか一方を出力する第１レーザ光源装置と、
前記赤色レーザ光または前記青色レーザ光のいずれか他方を出力する第２レーザ光源装置と、
前記赤色レーザ光と前記青色レーザ光との間の大きさの波長を有する緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、
前記第１レーザ光源装置および前記第２レーザ光源装置を第１の外面に保持し、前記緑色レーザ光源装置を前記第１の外面と交差する第２の外面に保持する筐体と、
前記筐体内において、前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて導く第１および第２の光学素子と、
前記光学素子によって導かれた前記各色のレーザ光を前記筐体内に配置された投射口から外部に投射する投射光学系と、
を備え、
前記緑色のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸および前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、
前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置の出力光軸に対して平行であり、
前記第１の光学素子は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、
前記第２の光学素子は、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光と前記第１レーザ光源装置のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させることを特徴とする画像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の画像表示装置は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、赤色レーザ光または青色レーザ光のいずれか一方を出力する第１レーザ光源装置と、前記赤色レーザ光または前記青色レーザ光のいずれか他方を出力する第２レーザ光源装置と、前記赤色レーザ光と前記青色レーザ光との間の大きさの波長を有する緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、前記第１レーザ光源装置および前記第２レーザ光源装置を第１の外面に保持し、前記緑色レーザ光源装置を前記第１の外面と交差する第２の外面に保持する筐体と、前記筐体内において、前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて導く第１および第２の光学素子と、前記光学素子によって導かれた前記各色のレーザ光を前記筐体内に配置された投射口から外部に投射する投射光学系と、を備え、前記緑色のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸および前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置の出力光軸に対して平行であり、前記第１の光学素子は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、前記第２の光学素子は、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光と前記第１レーザ光源装置のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このように本発明によれば、レーザ光源装置よりも少ない光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことを可能とし、また、緑色レーザ光源装置を他色のレーザ光源とは異なる配置面に配置して、光学素子により緑色レーザ光の出力光軸を他色のレーザ光の出力光軸に対して順次交差させるので、発熱量の大きい緑色レーザ光源装置の熱が他色のレーザ光源装置に伝わって悪影響を及ぼすことを防止することができるという優れた効果を奏する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、赤色レーザ光または青色レーザ光のいずれか一方を出力する第１レーザ光源装置と、前記赤色レーザ光または前記青色レーザ光のいずれか他方を出力する第２レーザ光源装置と、前記赤色レーザ光と前記青色レーザ光との間の大きさの波長を有する緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、前記第１レーザ光源装置および前記第２レーザ光源装置を第１の外面に保持し、前記緑色レーザ光源装置を前記第１の外面と交差する第２の外面に保持する筐体と、前記筐体内において、前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて導く第１および第２の光学素子と、前記光学素子によって導かれた前記各色のレーザ光を前記筐体内に配置された投射口から外部に投射する投射光学系と、を備え、前記緑色のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸および前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置の出力光軸に対して平行であり、前記第１の光学素子は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、前記第２の光学素子は、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光と前記第１レーザ光源装置のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させる構成とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
本発明に係る画像表示装置は、レーザ光源装置よりも少ない光学素子を用いて各色のレーザ光を投射光学系側に導くことを可能とし、また、緑色レーザ光源装置を他色のレーザ光源とは異なる配置面に配置して、光学素子により緑色レーザ光の出力光軸を他色のレーザ光の出力光軸に対して順次交差させるので、発熱量の大きい緑色レーザ光源装置の熱が他色のレーザ光源装置に伝わって悪影響を及ぼすことを防止することができ、半導体レーザを光源とするレーザ光源装置を備えた画像表示装置として有用である。
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月3日(2011.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、
赤色レーザ光または青色レーザ光のいずれか一方を出力する第１レーザ光源装置と、
前記赤色レーザ光または前記青色レーザ光のいずれか他方を出力する第２レーザ光源装置と、
前記赤色レーザ光と前記青色レーザ光との間の大きさの波長を有する緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、
前記各レーザ光源装置の放熱体となる筐体であって前記第１レーザ光源装置および前記第２レーザ光源装置を第１の外面に保持し、前記緑色レーザ光源装置を前記第１の外面と交差する第２の外面に保持する筐体と、
前記筐体内において、前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて導く第１および第２の光学素子と、
前記光学素子によって導かれた前記各色のレーザ光を前記筐体内に配置された投射口から外部に投射する投射光学系と、
を備え、
前記緑色のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸および前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、
前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置の出力光軸に対して平行であり、
前記第１の光学素子は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、
前記第２の光学素子は、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１の光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光と前記第１レーザ光源装置のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させ、
前記筐体の前記第２の外面は、一端部が前方に突出するように設けられ、この突出部に前記投射口が配置されるとともに、突出していない他端部に前記緑色レーザ光源装置が保持されることを特徴とする画像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の画像表示装置は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、赤色レーザ光または青色レーザ光のいずれか一方を出力する第１レーザ光源装置と、前記赤色レーザ光または前記青色レーザ光のいずれか他方を出力する第２レーザ光源装置と、前記赤色レーザ光と前記青色レーザ光との間の大きさの波長を有する緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、前記各レーザ光源装置の放熱体となる筐体であって前記第１レーザ光源装置および前記第２レーザ光源装置を第１の外面に保持し、前記緑色レーザ光源装置を前記第１の外面と交差する第２の外面に保持する筐体と、前記筐体内において、前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて導く第１および第２の光学素子と、前記光学素子によって導かれた前記各色のレーザ光を前記筐体内に配置された投射口から外部に投射する投射光学系と、を備え、前記緑色のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸および前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置の出力光軸に対して平行であり、前記第１の光学素子は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、前記第２の光学素子は、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１の光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光と前記第１レーザ光源装置のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させ、前記筐体の前記第２の外面は、一端部が前方に突出するように設けられ、この突出部に前記投射口が配置されるとともに、突出していない他端部に前記緑色レーザ光源装置が保持されることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、赤色レーザ光または青色レーザ光のいずれか一方を出力する第１レーザ光源装置と、前記赤色レーザ光または前記青色レーザ光のいずれか他方を出力する第２レーザ光源装置と、前記赤色レーザ光と前記青色レーザ光との間の大きさの波長を有する緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、前記各レーザ光源装置の放熱体となる筐体であって前記第１レーザ光源装置および前記第２レーザ光源装置を第１の外面に保持し、前記緑色レーザ光源装置を前記第１の外面と交差する第２の外面に保持する筐体と、前記筐体内において、前記３つのレーザ光のいずれかをその波長に基づき反射または透過させて導く第１および第２の光学素子と、前記光学素子によって導かれた前記各色のレーザ光を前記筐体内に配置された投射口から外部に投射する投射光学系と、を備え、前記緑色のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸および前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸に対して順次交差し、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸は、前記第２レーザ光源装置の出力光軸に対して平行であり、前記第１の光学素子は、前記第２レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光を前記第２の光学素子に向けてそれぞれ透過および反射させ、前記第２の光学素子は、前記第１レーザ光源装置のレーザ光の出力光軸と前記緑色レーザ光の出力光軸との交差位置において、前記第１の光学素子にてそれぞれ透過および反射した前記第２レーザ光源装置のレーザ光および前記緑色レーザ光と前記第１レーザ光源装置のレーザ光との一方を反射させ且つ他方を透過させ、前記筐体の前記第２の外面は、一端部が前方に突出するように設けられ、この突出部に前記投射口が配置されるとともに、突出していない他端部に前記緑色レーザ光源装置が保持される構成とする。