(57)【要約】【課題】互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを重ね合わせる光学装置であって、重ね合わせる複数本の光ビームの位置精度を向上させることができる上、当該光学装置の小型化を実現させることができる光学装置及びそれを備えた投影装置を提供する。【解決手段】互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを重ね合わせる光学装置は、複数本の光ビームを入射する単一の入射面と、重ね合わせた複数本の光ビームを出射する単一の出射面とを有する光学部材を備えている。【選択図】図４
2017049555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを重ね合わせる光学装置であって、
前記複数本の光ビームを入射する単一の入射面と、重ね合わせた前記複数本の光ビームを出射する単一の出射面とを有する光学部材を備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学装置であって、
前記光学部材は、前記単一の入射面から入射した前記複数本の光ビームを光の分散を利用して重ね合わせ、重ね合わせた前記複数本の光ビームを前記単一の出射面から出射する構成とされていることを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学装置であって、
前記光学部材は、前記単一の入射面と前記単一の出射面とを有するプリズムからなっていることを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光学装置であって、
前記光学部材は、前記単一の入射面から入射した前記複数本の光ビームを光の回折を利用して重ね合わせ、重ね合わせた前記複数本の光ビームを前記単一の出射面から出射する構成とされていることを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光学装置であって、
前記光学部材は、前記単一の入射面を有する第１回折素子と、前記単一の出射面を有する第２回折素子とを備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１つに記載の光学装置であって、
前記光学部材は、前記単一の入射面と前記単一の出射面とが互いに平行又は略平行とされており、
前記複数本の光ビームを互いに平行又は略平行に前記単一の入射面に入射し、重ね合わせた前記複数本の光ビームを、前記単一の入射面に入射する前記複数本の光ビームと平行又は略平行になるように前記単一の出射面から出射することを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１つに記載の光学装置であって、
前記複数本の光ビームを前記単一の入射面に対して斜めから入射させる構成とされていることを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１つに記載の光学装置であって、
前記単一の入射面から入射した前記複数本の光ビームを前記光学部材により同軸又は略同軸に揃えて１本の複合光ビームとして前記出射面から出射する構成とされていることを特徴とする光学装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までの何れか１つに記載の光学装置を備え、輝度変調した前記複数本の光ビームを前記光学装置により重ね合わせて被投影体上に走査させることを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを重ね合わせる光学装置及びそれを備えた投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学装置として、互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを重ね合わせる光学装置が従来から知られており、例えば、輝度変調した複数本の光ビームを重ね合わせてスクリーン等の被投影体上に走査させる光走査型の投影装置（プロジェクタ）に適用することができる。
【０００３】
かかる光学装置として、特定の波長域の光を反射する一方、それ例外の波長域の光を透過するダイクロイックミラーを用いて、入射した複数本の光ビームを重ね合わせるものが一般的となっている。
【０００４】
図６は、従来の光学装置１０Ｘにおいて複数本の光ビームを重ね合わせる一般的な構成を示す概略構成図である。図６に示す例では、複数本の光ビームは、赤色の波長にピークを有する赤色のレーザービームＬｒと、緑色の波長にピークを有する緑色のレーザービームＬｇと、青色の波長にピークを有する青色のレーザービームＬｂとの３本の光ビームとされている。
【０００５】
図６に示すように、従来の光学装置１０Ｘは、緑色の波長域の光を反射する一方、それ例外の波長域の光（この例では赤色の波長の光）を透過する第１ダイクロイックミラー１１Ｘと、青色の波長域の光を反射する一方、それ例外の波長域の光（この例では赤色の波長の光及び緑色の波長の光）を透過する第２ダイクロイックミラー１２Ｘとを備えている。
【０００６】
光学装置１０Ｘは、第１ダイクロイックミラー１１Ｘにより、所定の進行方向に進行する赤色のレーザービームＬｒを通過させる一方、赤色のレーザービームＬｒに重なるように緑色のレーザービームＬｇを反射させるようになっている。
【０００７】
また、光学装置１０Ｘは、第２ダイクロイックミラー１２Ｘにより、第１ダイクロイックミラー１１Ｘを通過した赤色のレーザービームＬｒ、及び、第１ダイクロイックミラー１１Ｘを反射した緑色のレーザービームＬｇを通過させる一方、赤色のレーザービームＬｒ及び緑色のレーザービームＬｇに重なるように青色のレーザービームＬｂを反射させるようになっている。
【０００８】
このような従来の光学装置では、複数枚（図６の例では２枚）のダイクロイックミラーを精度よく位置決めする必要があり、重ね合わせる複数本の光ビームの位置精度が悪化し易い。
【０００９】
この点に関し、特許文献１は、複数本の光ビームをそれぞれ反射する複数の入射面を有する光学部材を備えた光学装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−５３４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の光学装置では、複数の入射面を有するので、光学装置が大型化し易い。
【００１２】
そこで、本発明は、互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを重ね合わせる光学装置であって、重ね合わせる複数本の光ビームの位置精度を向上させることができる上、当該光学装置の小型化を実現させることができる光学装置及びそれを備えた投影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明に係る光学装置は、互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを重ね合わせる光学装置であって、前記複数本の光ビームを入射する単一の入射面と、重ね合わせた前記複数本の光ビームを出射する単一の出射面とを有する光学部材を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る投影装置は、前記本発明に係る光学装置を備え、輝度変調した前記複数本の光ビームを前記光学装置により重ね合わせて被投影体上に走査させることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記光学部材は、前記単一の入射面から入射した前記複数本の光ビームを光の分散を利用して重ね合わせ、重ね合わせた前記複数本の光ビームを前記単一の出射面から出射する構成とされている態様を例示できる。
【００１６】
本発明において、前記光学部材は、前記単一の入射面と前記単一の出射面とを有するプリズムからなっている態様を例示できる。
【００１７】
本発明において、前記光学部材は、前記単一の入射面から入射した前記複数本の光ビームを光の回折を利用して重ね合わせ、重ね合わせた前記複数本の光ビームを前記単一の出射面から出射する構成とされている態様を例示できる。
【００１８】
本発明において、前記光学部材は、前記単一の入射面を有する第１回折素子と、前記単一の出射面を有する第２回折素子とを備えている態様を例示できる。
【００１９】
本発明において、前記光学部材は、前記単一の入射面と前記単一の出射面とが互いに平行又は略平行とされており、前記複数本の光ビームを互いに平行又は略平行に前記単一の入射面に入射し、重ね合わせた前記複数本の光ビームを、前記単一の入射面に入射する前記複数本の光ビームと平行又は略平行になるように前記単一の出射面から出射する態様を例示できる。
【００２０】
本発明において、前記複数本の光ビームを前記単一の入射面に対して斜めから入射させる構成とされている態様を例示できる。
【００２１】
本発明において、前記単一の入射面から入射した前記複数本の光ビームを前記光学部材により同軸又は略同軸に揃えて１本の複合光ビームとして前記出射面から出射する構成とされている態様を例示できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、重ね合わせる複数本の光ビームの位置精度を向上させることができる上、光学装置の小型化を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学装置を備えた投影装置の概略構成を示すシステムブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る投影装置における光源装置の内部構成を示す概略構成図である。
【図３】第２実施形態に係る投影装置における光源装置の内部構成を示す概略構成図である。
【図４】第１実施形態に係る投影装置の光学装置における光学部材を説明するための概略側面図である。
【図５】第２実施形態に係る投影装置の光学装置における光学部材を説明するための概略側面図である。
【図６】従来の光学装置において複数本の光ビームを重ね合わせる一般的な構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
［投影装置］
図１は、本発明の実施の形態に係る光学装置１０を備えた投影装置１００の概略構成を示すシステムブロック図である。図２は、第１実施形態に係る投影装置１００における光源装置２０の内部構成を示す概略構成図である。また、図３は、第２実施形態に係る投影装置１００における光源装置２０の内部構成を示す概略構成図である。
【００２６】
図１に示す投影装置１００は、光走査型の投影装置（プロジェクタ）であり、光学装置１０、光源装置２０（この例ではレーザー光源装置）、光源装置用駆動装置３０（この例ではレーザードライバー）（図１参照）、走査装置４０（この例ではＭＥＭＳ）、走査装置用駆動装置５０（具体的にはＭＳＭＳドライバー）（図１参照）及び制御装置６０（この例ではビデオプロセッサー）（図１参照）を備えている。
【００２７】
投影装置１００は、制御装置６０の指示の下、次のような動作を行う。すなわち、投影装置１００は、外部装置２００（図１参照）からの画像信号に基づいて光源装置用駆動装置３０にて輝度変調した複数本（この例では３本）の光ビーム（具体的にはレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を光源装置２０から光学装置１０に向けて出射する。投影装置１００は、光源装置２０から出射した複数本の光ビームを光学装置１０にて重ね合わせて走査装置４０に向けて出射する。そして、投影装置１００は、光学装置１０にて重ね合わせた光ビームを走査装置用駆動装置５０にて駆動された走査装置４０によりスクリーン等の被投影体ＳＣ（図１参照）上に走査させる。
【００２８】
投影装置１００は、被投影体ＳＣ上に重ね合わせた複数本の光ビームを投射することにより、被投影体ＳＣ上に画像を表示する。そして、投影装置１００は、被投影体ＳＣに反射した光又は被投影体ＳＣを透過した光により、被投影体ＳＣ上に表示される画像をユーザーに視認させる。
【００２９】
なお、外部装置２００は、投影装置１００と一体として設けられてもよい。また、投影装置１００において被投影体ＳＣを１つの筐体内に収めるようにしてもよい。
【００３０】
光学装置１０は、互いに異なる波長にピークを有する複数本の光ビームを重ね合わせるものである。この例では、複数本の光ビームは、赤色の波長にピークを有する赤色のレーザービームＬｒと、緑色の波長にピークを有する緑色のレーザービームＬｇと、青色の波長にピークを有する青色のレーザービームＬｂとの３本の光ビームとされている。光学装置１０については、後ほど詳しく説明する。
【００３１】
光源装置２０は、外部装置２００から制御装置６０に入力される画像信号に応じて赤色のレーザービームＬｒ、緑色のレーザービームＬｇ及び青色のレーザービームＬｂを射出する。
【００３２】
光源装置２０は、図２及び図３に示すように、複数の光源（この例では３つのレーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂ）、複数のレンズ（この例では３つのコリメータレンズ２２ｒ，２２ｇ，２２ｂ）及び複数の開口部（この例では３つのアパーチャー部材２３ｒ，２３ｇ，２３ｂ）を備えている。
【００３３】
レーザーダイオード２１ｒは、外部装置２００から制御装置６０に入力される画像信号のうち赤色の画像信号に応じて輝度変調された赤色のレーザービームＬｒを射出する。レーザーダイオード２１ｇは、外部装置２００から制御装置６０に入力される画像信号のうち緑色の画像信号に応じて輝度変調された緑色のレーザービームＬｇを射出する。レーザーダイオード２１ｒは、外部装置２００から制御装置６０に入力される画像信号のうち青色の画像信号に応じて輝度変調された青色のレーザービームＬｂを射出する。
【００３４】
コリメータレンズ２２ｒは、レーザーダイオード２１ｒから射出された赤色のレーザービームＬｒを平行光又は略平行光にする。コリメータレンズ２２ｇは、レーザーダイオード２１ｇから射出された緑色のレーザービームＬｇを平行光又は略平行光にする。コリメータレンズ２２ｂは、レーザーダイオード２１ｂから射出された青色のレーザービームＬｂを平行光又は略平行光にする。
【００３５】
アパーチャー部材２３ｒは、コリメータレンズ２２ｒからの赤色のレーザービームＬｒを所定サイズのビーム径に整形する。アパーチャー部材２３ｇは、コリメータレンズ２２ｇからの緑色のレーザービームＬｇを所定サイズのビーム径に整形する。アパーチャー部材２３ｂは、コリメータレンズ２２ｂからの青色のレーザービームＬｂを所定サイズのビーム径に整形する。
【００３６】
光源装置用駆動装置３０は、図１に示すように、制御装置６０の出力系に電気的に接続されている。光源装置用駆動装置３０は、制御装置６０の指示の下、外部装置２００からの画像信号に基づいて光源装置２０を駆動する。光源装置用駆動装置３０は、光源装置２０におけるレーザーダイオード２１ｒ，２１ｇ，２１ｂから光学装置１０を介して走査装置４０に向けて出射するレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを輝度変調する。ここで、光源装置用駆動装置３０は、レーザーダイオード２１ｒ，２１ｇ，２１ｂから射出するレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂをパルス幅変調又はパワー変調によって制御することができる。
【００３７】
走査装置４０は、図１に示すように、光学装置１０からのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを走査しつつ被投影体ＳＣに投射する。
【００３８】
詳しくは、走査装置４０は、ミラー４１と、ミラー４１を揺動させる圧電素子等のアクチュエータ４２を備えたミラー駆動装置である。光源装置２０は、光学装置１０を介してレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを走査装置４０におけるミラー４１に向けて出射する。
【００３９】
走査装置４０は、この例では、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：微小電気機械システム）とされている。
【００４０】
走査装置４０は、アクチュエータ４２によりミラー４１を所定の第１方向に沿った第１軸線回りに（第１回動方向Ｘに）往復回動して光学装置１０からのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを主走査方向に走査し、かつ、アクチュエータ４２によりミラー４１を第１方向に直交する第２方向に沿った第２軸線回りに（第２回動方向Ｙに）往復回動してレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを副走査方向に走査する。これにより、走査装置４０は、光学装置１０からのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂをミラー４１により被投影体ＳＣに対して主走査方向及び副走査方向の双方に走査することができる。
【００４１】
走査装置用駆動装置５０は、図１に示すように、制御装置６０の出力系に電気的に接続されている。走査装置用駆動装置５０は、制御装置６０の指示の下、外部装置２００からの画像信号に基づいて走査装置４０を作動させる。走査装置用駆動装置５０は、走査装置４０におけるアクチュエータ４２によりミラー４１を第１軸線回り（第１回動方向Ｘ）及び第２軸線回り（第２回動方向Ｙ）の双方に往復回動させつつレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを主走査方向及び副走査方向の双方に走査する。
【００４２】
なお、光源装置２０、光源装置用駆動装置３０、走査装置４０及び走査装置用駆動装置５０については、従来公知のものを用いることができ、ここでは、さらなる詳しい説明を省略する。
【００４３】
制御装置６０は、図１に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のマイクロコンピュータからなる処理部６１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリを含む記憶部６２とを有している。制御装置６０は、処理部６１が記憶部６２のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部６２のＲＡＭ上にロードして実行することにより、各種構成要素の作動制御を行うようになっている。記憶部６２のＲＡＭは、処理部６１に対して作業用のワークエリアを提供する。
【００４４】
［光学装置］
図４は、第１実施形態に係る投影装置１００の光学装置１０における光学部材１１を説明するための概略側面図である。図５は、第２実施形態に係る投影装置１００の光学装置１０における光学部材１２を説明するための概略側面図である。
【００４５】
第１実施形態及び第２実施形態に係る光学装置１０は、図４及び図５に示すように、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを入射する単一の入射面１１ａ，１２ａと、重ね合わせたレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを出射する単一の出射面１１ｂ，１２ｂとを有する光学部材１１，１２を備えている。
【００４６】
詳しくは、光源装置２０におけるレーザーダイオード２１ｒ，２１ｇ，２１ｂは、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを光学装置１０の光学部材１１，１２における単一の入射面１１ａ，１２ａの互いに異なる位置に向けて出射する。光学装置１０は、光学部材１１，１２における単一の入射面１１ａ，１２ａの互いに異なる位置から入射したレーザービームＬｒ，Ｌｇ，ＬｂをレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの全て或いは１つを除いた全ての進行方向を変更して重ね合わせ、重ね合わせたレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを単一の出射面１１ｂ，１２ｂから出射する構成とされている。
【００４７】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る光学装置１０における光学部材１１は、図４に示すように、単一の入射面１１ａから入射したレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを光の分散（屈折）を利用して重ね合わせ、重ね合わせたレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを単一の出射面１１ｂから出射する構成とされている。
【００４８】
詳しくは、光学部材１１は、単一の入射面１１ａから入射したレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの進行方向を光の分散を利用して変更する構成とされている。
【００４９】
ここで、「光の分散」は、光学部材１１の屈折率（すなわち屈折角度θｒ，θｇ，θｂ）が波長によって異なるために生じる現象である。具体的には、光の波長が短い程、屈折率（すなわち屈折角度θｒ，θｇ，θｂ）が大きくなり、光が光学部材１１で曲げられる度合いが大きくなる。この例では、赤色のレーザービームＬｒ、緑色のレーザービームＬｇ、青色のレーザービームＬｂの順で屈折角度θｒ，θｇ，θｂが大きくなっている。なお、屈折角度θｒ，θｇ，θｂは、入射する光が進行方向に対して屈折位置で曲げられる角度である。
【００５０】
光学部材１１は、単一の入射面１１ａと単一の出射面１１ｂとを有するプリズムである。ここで、プリズムとは、周囲の媒質（具体的には空気）とは屈折率の異なるガラスや水晶、樹脂などの光透過性材料（透明な材料）で構成された多面体（例えば６面体）の部材である。この例では、光学部材１１は、直方体とされており、ガラス材料又は樹脂材料からなっている。
【００５１】
具体的には、プリズムからなる光学部材１１は、単一の入射面１１ａと単一の出射面１１ｂとが互いに平行又は略平行とされている。
【００５２】
光学部材１１でレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの波長が短くなるに従って屈折角度θｒ，θｇ，θｂが大きくなることを見越して、単一の出射面１１ｂでレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂが重なるように、光源装置２０におけるレーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂ（図２参照）を位置決めする。これにより、単一の入射面１１ａへのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの入射位置及び単一の出射面１１ｂからのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの出射位置を決定することができる。
【００５３】
光学部材１１は、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを互いに平行又は略平行に単一の入射面１１ａに入射し、重ね合わせたレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを、単一の入射面１１ａに入射するレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂと平行又は略平行になるように単一の出射面１１ｂから出射する。
【００５４】
光学装置１０は、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを単一の入射面１１ａに対して斜めから入射させる構成とされている。
【００５５】
詳しくは、光源装置２０におけるレーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂは、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂが単一の入射面１１ａに対して９０度又は略９０度以外の角度で入射するように、配設されている。
【００５６】
この例では、単一の入射面１１ａに入射するレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、レーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂを並設している並設方向及び進行方向の双方に直交する方向で揃っている又は略揃っている。すなわち、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、並設方向に沿った仮想直線上に位置している又は略位置している。
【００５７】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る光学装置１０における光学部材１２は、図５に示すように、単一の入射面１２ａから入射したレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを光の回折を利用して重ね合わせ、重ね合わせたレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを単一の出射面１２ｂから出射する構成とされている。
【００５８】
詳しくは、光学部材１２は、単一の入射面１２ａから入射したレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの進行方向を光の回折を利用して変更する構成とされている。
【００５９】
ここで、「光の回折」は、光が障害物の背後に回り込んで伝播する現象である。「光の回折」において、光学部材１１の回折量（すなわち回折角度φｒ，φｇ，φｂ）が波長によって異なる。具体的には、光の波長が長い程、回折量（すなわち回折角度φｒ，φｇ，φｂ）は大きくなり、光が光学部材１２で曲げられる度合いが大きくなる。この例では、青色のレーザービームＬｂ、緑色のレーザービームＬｇ、赤色のレーザービームＬｒの順で回折角度φｂ，φｇ，φｒが大きくなっている。なお、回折角度φｂ，φｇ，φｒは、入射する光が進行方向に対して回折位置で曲げられる角度である。
【００６０】
光学部材１２は、単一の入射面１２ａを有する第１回折素子１２１と、単一の出射面１２ｂを有する第２回折素子１２２とを備えている。ここで、回折素子としては、代表的には、一方の面に断面形状が鋸歯状の溝を多数形成した光透明型回折素子（いわゆるブレーズド回折素子）を例示できる。この例では、第１回折素子１２１及び第２回折素子１２２は、ガラス材料又は樹脂材料からなる透明な板状の基板の一方の面に互いに平行又は略平行な溝を形成することによって作製することができる。第１回折素子１２１と第２回折素子１２２とは、互いに同じ回折特性（具体的には同一又は略同一形状及び同一又は略同一間隔の溝）を有するものとされている。第１回折素子１２１及び第２回折素子１２２は、溝側の面を互いに対向するように配設することができる。例えば、第２回折素子１２２の配設位置は、第２回折素子１２２を第１回折素子１２１と同じ配設位置から溝側の方に平行移動させて１８０度回転（上下左右に反転）させた配設位置とすることができる。すなわち、第１回折素子１２１及び第２回折素子１２２は、点対称とされている。
【００６１】
具体的には、第１回折素子１２１と第２回折素子１２２とを備えた光学部材１２は、第１回折素子１２１における単一の入射面１２ａと第２回折素子１２２における単一の出射面１２ｂとが互いに平行又は略平行とされている。
【００６２】
光学部材１２でレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの波長が長くなるに従って回折角度φｒ，φｇ，φｂが大きくなることを見越して、単一の出射面１２ｂでレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂが重なるように、光源装置２０におけるレーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂ（図３参照）を位置決めする。これにより、単一の入射面１２ａへのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの入射位置及び単一の出射面１２ｂからのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの出射位置を決定することができる。
【００６３】
光学部材１２は、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを互いに平行又は略平行に単一の入射面１２ａに入射し、重ね合わせたレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを、単一の入射面１２ａに入射するレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂと平行又は略平行になるように単一の出射面１２ｂから出射する。
【００６４】
光学装置１０は、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを単一の入射面１２ａに対して斜めから入射させる構成とされている。
【００６５】
詳しくは、光源装置２０におけるレーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂは、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂが単一の入射面１２ａに対して９０度又は略９０度以外の角度で入射するように、配設されている。
【００６６】
この例では、単一の入射面２１ａに入射するレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、レーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂを並設している並設方向及び進行方向の双方に直交する方向で揃っている又は略揃っている。すなわち、レーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、並設方向に沿った仮想直線上に位置している又は略位置している。
【００６７】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る光学装置１０は、第１実施形態及び第２実施形態において、単一の入射面１１ａ，１２ａから入射したレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂを光学部材１１，１２により同軸又は略同軸に揃えて１本の複合光ビームとして単一の出射面１１ｂ，１２ｂから出射する構成とされている。単一の出射面１１ｂ，１２ｂから出射したレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの光軸が互いに一致又は略一致している。
【００６８】
具体的には、第３実施形態に係る光学装置１０は、第１実施形態において、光学部材１１でレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの波長が短くなるに従って屈折角度θｒ，θｇ，θｂが大きくなることを見越して、単一の出射面１１ｂでレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの光軸が互いに一致又は略一致するように、光源装置２０におけるレーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂ（図２参照）を位置決めする。これにより、単一の入射面１１ａへのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの入射位置及び単一の出射面１１ｂからのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの出射位置を決定することができる。
【００６９】
また、第３実施形態に係る光学装置１０は、第２実施形態において、光学部材１２でレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの波長が長くなるに従って回折角度φｒ，φｇ，φｂが大きくなることを見越して、単一の出射面１２ｂでレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの光軸が互いに一致又は略一致するように、光源装置２０におけるレーザーダイオード２１ｒ，２１ｂ，２１ｂ（図３参照）を位置決めする。これにより、単一の入射面１２ａへのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの入射位置及び単一の出射面１２ｂからのレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂの出射位置を決定することができる。
【００７０】
（本実施の形態について）
以上説明したように、本実施の形態によれば、光学部材１１，１２により、複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を単一の入射面１１ａ，１２ａに入射する一方、重ね合わせた複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を単一の出射面１１ｂ，１２ｂから出射するので、複数本の光ビームを重ね合わせ易くすることができ、これにより、重ね合わせる複数本の光ビームの位置精度を向上させることができる。しかも、光学部材１１，１２は、複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を入射する入射面１１ａ，１２ａは単一の入射面であるので、従来の構成の如く、複数本の光ビームをそれぞれ反射する複数の入射面を必要とすることがなく、従って、光学装置１０の小型化を実現させることができる。
【００７１】
また、第１実施形態及び第３実施形態では、光学部材１１は、単一の入射面１１ａから入射した複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を光の分散を利用して重ね合わせ、重ね合わせた複数本の光ビームを単一の出射面１１ｂから出射する構成とされていることで、複数本の光ビームを重ね合わせる構成を、光の分散を利用した光学部材１１の単純な構成で簡単かつ容易に実現させることができる。
【００７２】
また、第１実施形態及び第３実施形態では、光学部材１１は、単一の入射面１１ａと単一の出射面１２ｂとを有するプリズムからなっていることで、複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を重ね合わせる構成を、従来の構成の如く、複数の構成部材を用いることなく、単一の光学部材１１で簡単かつ容易に実現させることができる。
【００７３】
また、第２実施形態及び第３実施形態では、光学部材１２は、単一の入射面１２ａから入射した複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を光の回折を利用して重ね合わせ、重ね合わせた複数本の光ビームを単一の出射面１２ｂから出射する構成とされていることで、複数本の光ビームを重ね合わせる構成を、光の回折を利用した光学部材１２の単純な構成で簡単かつ容易に実現させることができる。
【００７４】
また、第２実施形態及び第３実施形態では、光学部材１２は、単一の入射面１２ａを有する第１回折素子１２１と、単一の出射面１２ｂを有する第２回折素子１２２とを備えていることで、複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を重ね合わせる構成を、第１回折素子１２１及び第２回折素子１２２として従来の回折素子を利用して簡単かつ容易に実現させることができる。
【００７５】
また、第１実施形態から第３実施形態では、光学部材１１，１２は、単一の入射面１１ａ，１２ａと単一の出射面１１ｂ，１２ｂとが互いに平行又は略平行とされており、複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を互いに平行又は略平行に単一の入射面１１ａ，１２ａに入射し、重ね合わせた複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を、単一の入射面１１ａ，１２ａに入射する複数本の光ビームと平行又は略平行になるように単一の出射面１１ｂ，１２ｂから出射することで、複数本の光ビームを重ね合わせて単一の出射面１１ｂ，１２ｂから出射する構成を、簡単かつ容易に（具体的には、第１実施形態では光学部材１１の単純な形状で簡単かつ容易に、第２実施形態では第１回折素子１２１及び第２回折素子１２２の単純な配設構成で簡単かつ容易に）実現させることができる。
【００７６】
また、第１実施形態から第３実施形態では、複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を単一の入射面１１ａ，１２ａに対して斜めから入射させる構成とされていることで、単一の入射面１１ａ，１２ａに入射される複数本の光ビーム間の単一の入射面１１ａ，１２ａでの間隔を大きくすることができ、単一の入射面１２ａへの複数本の光ビームの入射位置を調整し易くすることができる。
【００７７】
また、第３実施形態では、単一の入射面１１ａ，１２ａから入射した複数本の光ビーム（この例ではレーザービームＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）を光学部材１１，１２により同軸又は略同軸に揃えて１本の複合光ビームとして単一の出射面１１ｂ，１２ｂから出射する構成とされていることで、光学装置１０を投影装置１００に適用する際に、被投影体ＳＣに走査する光ビームを複数本の光ビームが同軸又は略同軸に揃った１本の複合光ビームとして扱うことができ、これにより、投影装置１００を簡単な構成にすることができる。
【００７８】
（その他の実施の形態）
本実施の形態では、光学装置１０を投影装置１００に適用したが、重ね合わせた複数本の光ビームを用いる装置であれば、何れの装置に適用してもよく、例えば、画像形成装置における像担持体（具体的には感光体）に潜像（具体的には静電潜像）を書き込むレーザー書込装置に適用することもできる。
【００７９】
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００８０】
１０    光学装置
１１    光学部材
１１ａ  単一の入射面
１１ｂ  単一の出射面
１２    光学部材
１２ａ  単一の入射面
１２ｂ  単一の出射面
２０    光源装置
２１ｂ  青色のレーザーダイオード
２１ｇ  緑色のレーザーダイオード
２１ｒ  赤色のレーザーダイオード
２２ｂ  コリメータレンズ
２２ｇ  コリメータレンズ
２２ｒ  コリメータレンズ
２３ｂ  アパーチャー部材
２３ｇ  アパーチャー部材
２３ｒ  アパーチャー部材
３０    光源装置用駆動装置
４０    走査装置
４１    ミラー
４２    アクチュエータ
５０    走査装置用駆動装置
６０    制御装置
６１    処理部
６２    記憶部
１００  投影装置
１２１  第１回折素子
１２２  第２回折素子
２００  外部装置
Ｌｂ    青色のレーザービーム
Ｌｇ    緑色のレーザービーム
Ｌｒ    赤色のレーザービーム
ＳＣ    被投影体
θｂ    青色のレーザービームの屈折角度
θｇ    緑色のレーザービームの屈折角度
θｒ    赤色のレーザービームの屈折角度
φｂ    青色のレーザービームの回折角度
φｇ    緑色のレーザービームの回折角度
φｒ    赤色のレーザービームの回折角度
【図１】
2017049555.tif 000003
【図２】
2017049555.tif 000004
【図３】
2017049555.tif 000005
【図４】
2017049555.tif 000006
【図５】
2017049555.tif 000007
【図６】
2017049555.tif 000008