[发明专利]激光合成光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光合成光学装置，尤其涉及对具有多个发光点的多发射器型激光器的多个输出光进行合成的激光合成光学装置。

背景技术

以往，在投影仪等投射型显示装置中利用高压水银灯等作为光源。灯的发光光谱根据封入到灯内部的物质的性质而包含大致连续的可见光范围。为了在显示装置形成最优的颜色，灯的发光光谱被分离成红色、绿色、蓝色这3种颜色。然后，利用各色光对小型显示装置进行照明，在屏幕上对各色光进行再合成，由此形成全彩色的影像。

近年来，正在积极开发替代高压水银灯等的灯而将激光作为光源的投射型显示装置。以激光为光源的投射型显示装置以单色的激光为光源，因此颜色的再现范围大。此外，激光发光点小，因此能够实现光学系统整体的小型化。此外，例如红色、绿色、蓝色的单色光是从红色、绿色、蓝色的各激光器输出的，因此，不需要如使用灯作为光源的情况那样用于颜色分离的光学系统。

但是，在利用单个激光元件作为投射型图像显示装置的光源的情况下，在当前的技术水平下，激光元件的输出不足。尤其是在将投射型图像显示装置用于投射大画面图像光的用途的情况下，不能得到足够的光量。为此，提出了例如专利文献1所示的如下手段：采用具有多个具有1个发光点的单发射器激光器的结构，对其输出进行合成来实现高输出。

此外，在专利文献2中提出了如下方法：将具有多个发光点的多发射器型激光器(也称作半导体激光器阵列)会聚成1个并进行光纤耦合。

此外，在专利文献3中还提出了如下方法：使用偏振部件校正多个激光器的光束，借助会聚透镜会聚入射到光纤。

专利文献1：日本特开2000-241659号公报

专利文献2：日本特开2002-202442号公报

专利文献3：日本特开2007-17925号公报

但是，在上述专利文献1中，激光光束从各激光元件到聚光透镜的距离不同，因此聚光透镜位置处的光束直径不同。因此，很难得到足够小的会聚点。

此外，在专利文献2中示出了对单个的多发射器型激光器进行会聚的结构，但是，很难通过该结构对多个多发射器型激光器的输出进行合成。

此外，在专利文献3中，会聚光学系统只具有合波的功能，很难进行像差校正，会聚光斑很难小径化。此外，为了良好地进行像差校正，要求准直透镜的形状和配置具有较高的精度，在成本、生产性方面存在问题。

发明内容

本发明正是为了解决以上问题而完成的，其目的在于，提供一种激光合成光学装置，能够以简易的结构对来自多个激光器的激光进行合成。

本发明的激光合成光学装置的特征在于，该激光合成光学装置具有：多个半导体激光器阵列；以及反射元件，其反射从多个半导体激光器阵列中的至少1个半导体激光器阵列射出的激光光束，在将从多个半导体激光器阵列中的各个半导体激光器阵列射出的激光光束会聚于1个会聚点时，从至少1个半导体激光器阵列射出的激光光束在被反射元件反射后会聚于会聚点。

根据本发明的激光合成光学装置，由于将从多个半导体激光器阵列射出的激光光束会聚于会聚点，因此，能够输出高密度且高输出的激光。此外，由于利用反射元件反射激光光束来改变激光光束的光轴角度，因此，不需要相邻地配置多个半导体激光器阵列。因此，在半导体激光器阵列的配置上，自由度得到提高。此外，能够通过调整反射元件的角度，自由地调整激光光束的光轴角度。

此外，由于半导体激光器阵列的配置的自由度以及激光元件的光轴角度的自由度得到提高，因此，能够使沿着激光光束的光轴从各半导体激光器阵列到会聚部的入射面的距离彼此相等。由此，入射到会聚部的多个激光光束的光束直径彼此相等。因此，能够以简易的结构使会聚于会聚点的激光光束的光束直径变小。

附图说明

图1是示出实施方式1的激光合成光学装置的结构的图。

图2是示出通常的激光元件发出的激光的扩展的图。

图3是实施方式1的半导体激光器阵列的立体图。

图4是实施方式1的激光合成光学装置的透镜阵列的入射面处的激光光束的剖视图。

图5是示出实施方式2的激光合成光学装置的结构的图。

图6是实施方式2的激光合成光学装置的透镜阵列的入射面处的激光光束的剖视图。

图7是示出实施方式3的激光合成光学装置的结构的图。

标号说明