(57)【要約】  スクリーンが任意の位置に配置された場合でも、眼の安全性の確保およびスペックルノイズの低減を解決することができるレーザディスプレイ装置を提供する。レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を変調し、変調光を出射する変調部と、変調光を複数の分岐光に分岐する分岐部とを備え、複数の分岐光のうち少なくとも２つの分岐光は、スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達する。
2008044709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光を変調し、変調光を出射する変調部と、
前記変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐する分岐部と、
前記少なくとも２つの分岐光がスクリーンに向かうようにそれぞれの光路を設定する光路設定部と
を備え、
前記光路設定部は、前記少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とするレーザディスプレイ装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの分岐光の各光量は、前記各分岐光が前記レーザディスプレイ装置の利用者の眼に入射された時に、前記利用者の眼の網膜に影響を与えないレベル以下であることを特徴とする請求項１に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、
前記光路設定部は、前記第１の分岐光を走査する第１の走査部と、前記第２の分岐光を走査する第２の走査部とを有し、前記第１の走査部による前記第１の分岐光の走査と前記第２の走査部による前記第２の分岐光の走査とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項４】
レーザ光を検出するセンサと、
前記第１の分岐光および前記第２の分岐光のうちのいずれか一方の分岐光と、他方の分岐光が前記スクリーン上で拡散された拡散光とを前記センサに導光する光学系と
をさらに備え、
前記センサからの検出結果に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項３に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項５】
レーザ光を検出するセンサと、
前記第１の分岐光および前記第２の分岐光のうちのいずれか一方の分岐光と、他方の分岐光が前記スクリーン上で拡散された拡散光とを前記センサに導光する光学系と、
前記センサからの検出結果に基づいて前記スクリーンの位置を検出する検出部と
をさらに備え、
前記光路設定部は、前記検出部により検出された前記スクリーンの位置に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項３に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第１の走査部による前記第１の分岐光の走査と前記第２の走査部による前記第２の分岐光の走査との連動関係を前記スクリーン位置に応じて予め設定されているデータを記憶した記憶部
をさらに備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項７】
前記変調部から出射される変調光を前記スクリーン上に結像する投射レンズをさらに備え、
前記変調部は、２次元空間光変調素子を含み、
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、
前記光路設定部は、前記第１の分岐光を前記スクリーンに向けて出射する第１のミラーと、前記第２の分岐光を前記スクリーンに向けて出射する第２のミラーとを有し、前記第１のミラーによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２のミラーによる前記第２の分岐光の出射方向とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項８】
前記スクリーンの位置を検出する検出部と、
前記第１のミラーによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２のミラーによる前記第２の分岐光の出射方向との連動関係を前記スクリーン位置に応じて予め設定されているデータを記憶した記憶部と
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、
前記変調部は、２次元空間光変調素子を含み、
前記分岐部は、前記変調光を前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とに分岐する光学ブロック部を含み、
前記第１の分岐光を前記スクリーンに向けて出射して前記スクリーン上に結像する第１の投射レンズと、前記第２の分岐光を前記スクリーンに向けて出射して前記スクリーン上に結像する第２の投射レンズとをさらに備え、
前記光路設定部は、前記第１の投射レンズによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２の投射レンズによる前記第２の分岐光の出射方向とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記第１の投射レンズで投射される前記第１の分岐光の光軸は、前記第１の投射レンズの光軸とずれており、且つ、前記第２の投射レンズで投射される前記第２の分岐光の光軸は、前記第２の投射レンズの光軸とずれていることを特徴とする請求項９に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記スクリーン上における、前記第１の分岐光の前記スクリーンに対する入射方向と前記第２の分岐光の前記スクリーンに対する入射方向とが形成する角度は、１．５ミリラジアン以上πラジアン未満であることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記第１の分岐光が前記分岐部から前記スクリーン上に到達するまでの光路と前記第２の分岐光が前記分岐部から前記スクリーン上に到達するまでの光路との間の光路差は、前記第１の分岐光と前記第２の分岐との間の可干渉距離を超えるように設定されることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記第１の分岐光の偏光方向と前記第２の分岐光の偏光方向とは、直交することを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記レーザ光源は、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ出射する光源を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記変調部は、前記赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調し、前記赤色光、緑色光および青色光の各変調光を出射する複数の変調素子を含むことを特徴とする請求項１４項に記載のレーザディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてレーザ光を使用して高輝度を実現する色再現範囲が広く眼の安全性に配慮したレーザディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光源としてレーザ光を使用するレーザディスプレイ装置は、レーザ光の単色性と高輝度性を活かした、色再現範囲の広い高輝度のレーザディスプレイ装置として注目されている。【０００３】
しかしながら、このような優れた特長を持つレーザディスプレイ装置の場合に、例えば光源としてのレーザ光をスクリーンまで導く光学系の構成を工夫して、眼に対する安全性についての対策が必要となる。また、レーザ光の高い単色性に起因して生じるスペックルノイズを低減することも必要となる。【０００４】
眼の安全性を確保すると共に、表示画像を明るくすることが可能な構成の投射型画像表示装置の例が示されている（例えば、特許文献１参照）。この投射型画像表示装置は、レーザ光を走査することにより、画像を表示するスクリーンに画像を投射する投射手段を備えていて、レーザ光は複数のレーザビームＲ１（赤色レーザ１）、Ｇ（緑色レーザ）、Ｂ（青色レーザ）、Ｒ２（赤色レーザ２）により構成されている。これらの複数のレーザビームＲ１、Ｇ、Ｂ、Ｒ２は、表示装置の投射手段によりスクリーンのほぼ同一場所において時間差を有して照射され、ほぼ同一場所に照射されるレーザビームの強度を低減することにより、眼の安全性を確保している。さらに、各レーザビームＲ１、Ｇ、Ｂ、Ｒ２に印加される画像信号には、照射の時間差に合わせて、後続するレーザビームに対して先行のレーザビームが遅延するように時間差が設けられている。このようにすることで、ほぼ同一場所に照射されるレーザビームの強度が、一定の時間の範囲内で通常の強度まで増大されることにより、表示画像が明るくなるようにしている。【０００５】
また、走査されたビーム状の光ＬＲ（赤色レーザ光）、ＬＧ（緑色レーザ光）、ＬＢ（青色レーザ光）が、それぞれ所定値以下の強度を有し、かつ、観察者側のいずれの面内においても、相互に所定距離以上の空間的間隔をとることにより、眼の安全性を確保した例が開示されている（例えば、特許文献２参照）。このようにすることにより、複数のビーム状の光がほぼ同一の場所に集中しないようにして、眼の安全性を確保している。【０００６】
しかしながら、上記従来の画像表示装置または画像表示方法では、眼の安全性の確保に関する光学系の構成などが示されているものの、レーザ光を使用するときに生じるスペックルノイズの課題について同時に解決する構成または方法については示されていない。また、スクリーンが任意の位置に配置された場合の、眼の安全性の確保およびスペックルノイズの低減に関する課題についての具体的な解決の手段についても明示されていない。
【特許文献１】特開２００５−３１５２９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６１６号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、スクリーンが任意の位置に配置された場合でも、眼の安全性の確保およびスペックルノイズの低減をすることができるレーザディスプレイ装置を提供することである。
【０００８】
本発明の一局面に従うレーザディスプレイ装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を変調し、変調光を出射する変調部と、前記変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐する分岐部と、前記少なくとも２つの分岐光がスクリーンに向かうようにそれぞれの光路を設定する光路設定部とを備え、前記光路設定部は、前記少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させる。
【０００９】
上記のレーザディスプレイ装置では、変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐され、少なくとも２つの分岐光のそれぞれの光路がスクリーンに向かうように設定され、少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させるので、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、さらに分岐された分岐光の光軸が互いに異なっているので、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。
【００１０】
本発明のレーザディスプレイ装置によれば、高輝度で単色性の強いレーザ光源を用いているので、色再現範囲の広い大面積で高画質の薄型ディスプレイ装置が実現できる。さらに、本発明のレーザディスプレイ装置は、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされるという大きな効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａは、本発明の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置の要部を示す概略斜視図で、図１Ｂは、図１Ａのレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図４】図４Ａは、本発明の実施の形態４にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図、図４Ｂは、レーザ光を検出するセンサの構成図である。
【図５】本発明の実施の形態４にかかる他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態５にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態５にかかる他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図８】本発明の実施の形態５にかかる、さらに他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図９】本発明の実施の形態６にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態７にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、形状等については正確な表示ではない。【００１３】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置の要部を示す概略斜視図で、図１Ｂは、図１Ａのレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。【００１４】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０は、図１Ａに示すように、レーザ光１１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光源１２から出射されるレーザ光１１を変調し、変調光１３を出射する変調部１４と、変調光１３を複数の分岐光１５に分岐する分岐部１６と、を備えている。分岐部１６により分岐された、複数の分岐光１５のうち少なくとも２つの分岐光１５ａおよび１５ｂは、スクリーン１７上の略同じ表示位置Ｐｎに略同じ時間に到達する構成からなる。具体的には、変調部１４から出射された変調光１３は、分岐部１６に入射された後、２つの分岐光１５ａおよび１５ｂに分岐される。分岐光１５ａは、分岐部１６からスクリーン１７上の表示位置Ｐｎに直接向う一方、分岐光１５ｂは、分岐部１６からミラー１９に向かい、ミラー１９で反射された後、スクリーン１７上の表示位置Ｐｎに向うことになる。すなわち、２つの分岐光１５ａおよび１５ｂは、互いに異なる経路を伝搬して、同一の表示位置Ｐｎに到達する。【００１５】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０はさらに、図１Ａに示すように、複数の分岐光１５をそれぞれ走査する複数の走査部１８を備えている。そして、第１の走査部１８ａは、分岐光１５ａ（以下、「第１の分岐光１５ａ」と呼ぶ。）を走査し、第２の走査部１８ｂは、第１の走査部１８ａによる第１の分岐光１５ａの走査に連動して、分岐光１５ｂ（以下、「第２の分岐光１５ｂ」と呼ぶ。）を走査する。この結果、第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとがスクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに同じ時間に走査される。【００１６】
本実施の形態の分岐部１６は、図１Ａに示すように、ハーフミラー２１を有している。変調光１３は分岐部１６のハーフミラー２１に入射され、第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとに分岐される。分岐部１６で反射された第１の分岐光１５ａと、分岐部１６のハーフミラー２１を透過して直進し、ミラー１９で反射された第２の分岐光１５ｂとは、矢印２０で示す水平方向Ｄ１に沿って順にＰ１→Ｐ２→Ｐ３と、スクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに同じ時間に走査される。【００１７】
本実施の形態の第１の走査部１８ａは、図１Ａに示すように、分岐部１６のハーフミラー２１を回転させることにより、第１の分岐光１５ａをスクリーン１７上で水平方向Ｄ１に走査する。一方、本実施の形態の第２の走査部１８ｂは、ミラー１９を回転させることにより、第２の分岐光１５ｂをスクリーン１７上で水平方向Ｄ１に走査する。第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂは共に駆動部９０に接続されており、駆動部９０からの指示に従って、ハーフミラー２１およびミラー１９を回転させる。制御部３１は、スクリーン１７の位置や、第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂの走査により移動する、第１の分岐光１５ａおよび第２の分岐光１５ｂのスクリーン１７上の表示位置Ｐｎを取得し、これらに基づいて駆動部９０から第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂに出力される指示を管理する。【００１８】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０においては、第１の走査部１８ａによる第１の分岐光１５ａの走査と第２の走査部１８ｂによる第２の分岐光１５ｂの走査とが連動することにより、ハーフミラー２１とミラー１９が連動して第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとがスクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに同じ時間に到達することとなる。【００１９】
ここで、第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとが、同じ時間に同じ表示位置Ｐｎの画素に到達するということは、この画素に割り当てられた走査時間の範囲内に第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとが、この画素の表示位置Ｐｎに到達するということを意味する。【００２０】
本実施の形態の走査部１８（第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂ）は、表示位置制御部２２と一体化されている。表示位置制御部２２は、図１Ａに示すように、駆動部９０に接続されており、駆動部９０からの指示に従って回転する。制御部３１は、駆動部９０から第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂに出力される指示に加えて、表示位置制御部２２に出力される指示も管理しており、このため、第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂは、水平方向Ｄ１だけでなく垂直方向Ｄ２にも連動することができ、スクリーン１７上の全ての位置に複数の分岐光１５を走査することができる。【００２１】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０の特徴は、分岐光１５が利用者の眼に直接入射してしまった場合でも利用者の眼に影響を与えることがないように、分岐光１５の利用者の眼に対する安全性が確保されている点にある。以下、この点について説明する。最初に、利用者の眼が分岐光１５がスクリーン１７に向かう光路付近にある場合（図１Ｂの位置３４）、あるいは、スクリーン１７の背面から離れた位置にある場合（図１Ｂの位置３５）について説明する。これらの場合、利用者の眼に複数の分岐光１５が同時に入射されることはない。【００２２】
図１Ｂに、図１Ａのレーザディスプレイ装置１０を上面から見た概略構成を示したが、レーザ光源１２から出射されたレーザ光１１は、変調部１４により、例えば画像信号で変調された後、変調光１３として出射される。変調光１３は、複数の分岐光１５に分けられ、複数の分岐光１５は、それぞれの光量が眼の網膜を損傷しないように、例えば図１Ａの分岐部１６により分岐される。すなわち、本実施の形態においては、１つの変調光１３を複数の分岐光１５に分岐することにより、スクリーン１７に向けて照射される１つのレーザ光の光量を低下させている。このため、利用者の眼に１つのレーザ光が直接入った場合の光量が低減され、利用者の眼に与える影響が小さくなる。【００２３】
一方、図１Ｂでは、ハーフミラー２１により、変調光１３が第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂに分岐されて、スクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに到達する。したがって、スクリーン１７上の表示位置Ｐｎでの変調光１３の光量は、分岐される前の光量とほほ同じとなる。すなわち、本実施の形態においては、変調部１４から出射される１つの変調光１３が２つの分岐光１５ａおよび１５ｂ（第１の分岐光１５ａおよび第２の分岐光１５ｂ）に分岐され、第１の分岐光１５ａおよび第２の分岐光１５ｂは異なる光路を通ってスクリーン１７上の同一の表示位置Ｐｎに集光される。したがって、１つの変調光１３を直接照射する場合と同様の明るさで、スクリーン１７上の表示位置Ｐｎに画像を表示させることができる。【００２４】
次に、利用者の眼が図１Ｂの位置２３（２３ａ、２３ｂおよび２３ｃ）にある場合について述べる。この場合、利用者の眼の位置はスクリーン１７上の表示位置Ｐｎ付近にあり、表示位置Ｐｎに到達する複数の分岐光１５が同時に利用者の眼に入射されてしまう。この結果、変調光１３の光量と同じ光量が利用者の眼に直接入射されることになる。利用者の眼に入射された複数の分岐光１５は、眼のレンズによって屈折して網膜上の１点に集光され、利用者の眼の網膜に大きな影響を与えてしまうことになる。【００２５】
そこで、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０においては、複数の分岐光１５のうち、任意の２つの分岐光、例えば、ここでは第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとが表示位置Ｐｎ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３等）で形成する角度θ１、θ２、θ３を１．５ミリラジアン以上πラジアン（１８０度）未満に設定している。そのような角度に設定することにより、複数の分岐光１５が利用者の眼の瞳に同時に入ったとしても、複数の分岐光１５が眼の網膜上の１点に集光することを回避できる。すなわち、上記の角度で利用者の眼に入射される第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂは、眼の網膜上で１点に集光することは無い。この結果、利用者の眼の位置がスクリーン１７上の表示位置Ｐｎ付近にあり、複数の分岐光１５が同時に利用者の眼に入射されても、利用者の眼の網膜に大きな影響を与えることは無く、眼の安全性の確保をさらに確実になすことができる。【００２６】
したがって、表示位置Ｐｎで任意の２つの分岐光１５が形成する角度が１．５ミリラジアン以上πラジアン未満であれば、眼の瞳の安全性は確保できる。すなわち、変調光１３をそれぞれが眼に入っても安全な光量の分岐光１５に分けて、そのあと分岐光１５をスクリーン１７上に到達させても眼の安全性はどの場所に利用者の眼があっても確保できる。すなわち、図１Ｂにおいて、スクリーン１７よりも分岐光１５の表示位置制御部２２に近い位置３４に利用者の眼があっても、スクリーン１７の背面から離れた位置３５に利用者の眼があっても、利用者の眼がスクリーン１７上の表示位置Ｐｎ付近の位置２３にあっても、つまり、いずれの位置であっても、利用者の眼の安全性は確保できる。【００２７】
本実施の形態において、２つの分岐光１５が形成する角度を、１００ミリラジアン以上πラジアン未満に設定することにより、長時間にわたって複数の分岐光１５を浴び続けた場合でも、利用者の眼に与える影響を抑制することができる。【００２８】
また、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０は走査型であるため、各分岐光１５の光量は１ｍＷ未満に抑えることが望ましい。【００２９】
さらに、変調光１３を複数の分岐光１５に分岐して、スクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに到達させるので、ほとんどの表示位置Ｐｎで複数の分岐光の間に光路差が生じる。この結果、スクリーン１７上全体に走査される映像のスペックルノイズを減少させることができる。また、複数の分岐光の各々が発生するスペックルノイズが加算されて平均化することにより、スペックルノイズを減少させることができる。したがって、このような構成にすることにより、元の変調光１３の光量は変わらずにスクリーン１７上を走査させて、スペックルノイズが低減されて眼に対する安全性の高い映像の表示が可能なレーザディスプレイ装置１０が実現することとなる。また、表示位置制御部２２や、第１の走査部１８ａ、第２の走査部１８ｂを振動させ、分岐光１５の各光路を時間的に変化させることによっても、スペックルノイズの低減を図ることができる。この場合、第１の走査部１８ａ、第２の走査部１８ｂ、あるいは、表示位置制御部２２に、上下または左右方向に微振動できる機構を設け、駆動部９０の指示に基づいて微振動させれば良い。【００３０】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図２は、本発明の実施の形態２にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。なお、図２では、図面の簡略化のため、図１ＡおよびＢで示した制御部３１および駆動部９０は図示しない。もちろん、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１００も、上記の実施の形態１の制御部３１および駆動部９０を備えても良い。【００３１】
図１ＡおよびＢに示した、上記の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置１０は、表示位置制御部２２とスクリーン１７との距離が約２ｍ以上、スクリーンサイズが１００インチ以下の場合の構成であった。この場合は、ハーフミラー２１と変調光１３とのなす角が４５度前後の角度で動作することができるので、変調光１３を２つの分岐光１５ａ、１５ｂに分けても、分岐光１５ａ、１５ｂのそれぞれの光量の間には大きな差を生じない。【００３２】
ところが、表示位置制御部２２とスクリーン１７との距離が２ｍ未満になるか、あるいは、スクリーンサイズが１００インチを超えるサイズになると、ハーフミラー２１の角度は４５度から大きく離れるので、２つの分岐光１５ａ、１５ｂの各光量の比は、１０対１よりも離れてしまう場合が生じる。つまり、上記のような距離、サイズになると、変調光１３がハーフミラー２１に略平行に入射する場合が発生し、この場合、ハーフミラー２１を透過する光、すなわち、分岐光１５ｂの透過量が低下する。この結果、分岐光１５ａと分岐光１５ｂとの間の光量差は非常に大きなものとなってしまう。【００３３】
そこで、本実施の形態では、表示位置制御部２２とスクリーン１７との距離が２ｍ未満になるか、スクリーンサイズが１００インチを超えるサイズになっても、２つの分岐光１５ａ、１５ｂの間に大きな光量の差を生じさせずに、分岐することができるように構成される。【００３４】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１００においては、図２に示すように、レーザ光源１２からのレーザ光１１を変調部１４に入れ、変調部１４から出力される変調光１３を固定のビームスプリッタ３７により２つの分岐光１５ａ、１５ｂにほぼ同じ大きさの光量に分岐することができる。すなわち、第１の分岐光１５ａは、固定のミラー３８で反射してミラー３９により走査される。また、第２の分岐光１５ｂは、ミラー１９により走査される。そして、２つの分岐光１５ａ、１５ｂは、スクリーン１７の同じ表示位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に同じ時間に到達するように走査される。具体的には、本実施の形態においては、変調光１３をビームスプリッタ３７に入射させて、等しい光量を持つ第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとにあらかじめ分岐させている。このため、ミラー３９の角度が大きくなっても、第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとの間に光量差が生じることはない。【００３５】
本実施の形態によれば、元の変調光１３の光量は変わらずにスクリーン１７上を走査させて、スペックルノイズが低減されて眼に対する安全性の高い映像の表示が可能なレーザディスプレイ装置１００が実現することとなる。【００３６】
なお、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１００においても、ミラー１９、３９を回転させる２つの走査部を備えており、各走査部が駆動部からの指示に基づきミラー１９、３９をそれぞれ回転させれば良い。【００３７】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図３は、本発明の実施の形態３にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。なお、図３では、図面の簡略化のため、図１ＡおよびＢで示した制御部３１および駆動部９０は図示しない。もちろん、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１００も、上記の実施の形態１の制御部３１および駆動部９０を備えても良い。【００３８】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０５は、図１ＡおよびＢに示した、上記の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置１０と異なり、大きい光出力のレーザ光源を用いるものである。本実施の形態では、高出力のレーザ光源を用いることにより、同一の表示位置に集光される分岐光の数を増加させることを可能とし、それにより、より明るい画像を表示することができる。【００３９】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０５においては、図３に示すように、レーザ光５１は高出力のレーザ光源５２から出射される。大きい光出力のレーザ光５１は、変調され変調光５３として変調部５４から出射される。変調光５３は、例えば、ハーフミラーの組み合わせからなる光学ブロックやファイバで構成された光分波器５６により分岐されて、等しい光量を持つ複数の分岐光５７となる。それぞれの分岐光５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄは、ミラー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄにより走査されて、スクリーン１７の同じ表示位置Ｐ７やＰ８に同じ時間に到達する。図３では、分岐光５７が４つに分岐される例を示したが、もっと多く分岐光に分岐して構成してもよい。【００４０】
本実施の形態によれば、元の変調光５３の光量は変わらずにスクリーン１７上を走査させて、スペックルノイズが低減されて眼に対する安全性の高い映像の表示が可能なレーザディスプレイ装置１０５が実現することとなる。【００４１】
なお、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０５においても、複数のミラー１０１を回転させる複数の走査部を備えており、各走査部が駆動部からの指示に基づき各ミラー１０１を回転させれば良い。【００４２】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図４Ａは、本発明の実施の形態４にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。本実施の形態は、走査部とスクリーンとの距離を検出することができると共に、スクリーン上で複数のスポットを重ね合わせるための検出系を備えたレーザディスプレイ装置にかかる形態である。図４Ｂは、レーザ光を検出するセンサの構成図である。なお、図４Ａでは、図面の簡略化のため、図１ＡおよびＢで示した制御部３１および駆動部９０は図示しない。もちろん、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置も、上記の実施の形態１の制御部３１および駆動部９０を備えても良い。【００４３】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置は、図４Ａに示すように、上記の実施の形態１のレーザディスプレイ装置１０の構成に加えて、レーザ光１１を検出するセンサ２４と、レーザ光１１を反射する反射ミラー２５と、を有する光学系２６をさらに備えている。本実施の形態においては、ハーフミラー２１によって分岐された複数の分岐光１５のうち、分岐光１５ａをスクリーン１７の拡散面で拡散した拡散光２７と、分岐光１５ｂと、を光学系２６に導入してセンサ２４の出力を比較することにより、走査部１８とスクリーン１７との距離Ｌ１を検出できるようにしている。【００４４】
以下、走査部１８とスクリーン１７との距離Ｌ１の検出手順について説明する。図４Ａにおいて、分岐光１５ａは、スクリーン１７の垂直方向からの角度θＡでハーフミラー２１からスクリーン１７に向かい、スクリーン１７上の位置Ｐｎでスクリーン１７の拡散面により拡散する。このときに、角度θＡはできるだけ０度に近くなるようにハーフミラー２１は走査される。位置Ｐｎで拡散した拡散光２７は、ミラー１９に角度θＢで入射した後に反射されて、ハーフミラー２８で反射されてセンサ２４に入射する。【００４５】
一方、分岐光１５ｂは、ハーフミラー２１を直進してハーフミラー２８で反射され、ミラー２５で反射された後、ハーフミラー２８を通過してセンサ２４に到達する。このときに、センサ２４の近傍には分岐光１５ｂと拡散光２７をセンサ２４に集光する集光レンズ３６が配置されている。したがって、分岐光１５ｂと拡散光２７とはセンサ２４上に微小な光スポットとして集光される。【００４６】
ここで、分岐光１５ｂは、光学系２６の設定によりセンサ２４に入射し、図４Ｂに示すように、分岐光１５ｂの光スポットＢ１は、ほぼセンサ２４の中央に位置する。このときにまず、ハーフミラー２８を調整して光スポットＢ１がセンサの中央に位置するようにする。センサ２４は、例えばＳｉ材料の受光素子であり、４つの受光面が２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと４分割されていて、対角線上に配置された受光面で受光した信号は、配線２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂを介して端子２９、３０で信号として検出される。光スポットＢ１がセンサ２４の中央に位置すると端子２９と端子３０で得られる光電変換された信号は、その差分を取ると０になる。【００４７】
また、角度θＢが適当な値であると、拡散光２７の光スポットＢ２も同様に、センサ２４に入射させることができ、ミラー１９の回転により角度θＢを調整して、光スポットＢ２をセンサ２４の中央に配置させることで角度θＢを読み取る。このようにして、センサ２４からの信号を読み取るだけでスクリーン１７の位置が検出できる。このとき、ハーフミラー２８を透過して、ミラー１９により反射される変調光１３は、拡散光２７の光路を逆進するので、ハーフミラー２１で反射される変調光１３とスクリーン１７上で重なる。【００４８】
さらに、走査部１８とスクリーン１７の距離Ｌ１は、ミラー１９とハーフミラー２１との距離Ｌ２と、２つの角度θＡ、θＢにより求めることができる。このことを利用すると自動的に距離Ｌ１を求めて、スクリーン１７上に画像を表示することができる。また、距離Ｌ１を求めなくても、センサ２４からの信号を読み取るだけでスクリーン１７上に画像を表示することができる。【００４９】
なお、ミラー２８は、例えば、その一面を誘電体の多層膜で無反射コートすることにより透過率９５％以上、反射率４％以下にすることができ、変調光１３を有効に複数の分岐光１５に分岐することができる。【００５０】
図５は、このように自動で距離Ｌ１を求めてスクリーン１７上に画像を表示できるレーザディスプレイ装置４０の構成を示す。図４Ａの構成に、記憶部３２と、検出部７３と、を含んだコントローラ３３をさらに備えた構成となっている。また、レーザディスプレイ装置４０では、上記の制御部３１はコントローラ３３に含まれている。【００５１】
レーザディスプレイ装置４０は、図５に示すように、上記の実施の形態１の構成に加えて、走査部１８とスクリーン１７の距離Ｌ１を検出するための光学系２６と、光学系２６のセンサ２４からの信号に基づいてスクリーン１７のまでの距離Ｌ１を検出する検出部７３と、第１の分岐光１５ａを走査する第１の走査部１８ａと第１の走査部１８ａと連動して第２の分岐光１５ｂを走査する第２の走査部１８ｂとの駆動データを距離Ｌ１に対応して予め設定したテーブルを記憶した記憶部３２と、これらを制御する制御部３１とを含んだコントローラ３３を備えている。【００５２】
記憶部３２に距離Ｌ１、角度θＡ、θＢの１組で変化するデータ等を予め記憶しておくことにより、レーザディスプレイ装置４０の電源スイッチを入れると瞬時にスクリーン１７の位置を検出して画像を表示することができる。したがって、任意のスクリーン位置に対応できるレーザディスプレイ装置として適用することができる。【００５３】
なお、図５に示すレーザディスプレイ装置４０は、図１に示すレーザディスプレイ装置１０と同様に、眼の安全性の確保がなされた状態でスペックルノイズが確実に低減された明るい画像を表示することができる。【００５４】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図６は、本発明の実施の形態５にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。図７は、本発明の実施の形態５にかかる他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。【００５５】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置４５および５０は、図６および図７に示すように、上記の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置１０において、レーザ光源１２として少なくとも赤色光源（Ｒ光源）１２ａ、緑色光源（Ｇ光源）１２ｂ、青色光源（Ｂ光源）１２ｃをそれぞれ出射する光源を備えた形態である。【００５６】
図６に示すレーザディスプレイ装置４５においては、Ｒ光源１２ａ、Ｇ光源１２ｂ、Ｂ光源１２ｃのそれぞれの光源からＲ光、Ｇ光、Ｂ光が出射されており、３つの光は光ファイバ４２で光混合器４１に導入された後、変調部１４により変調光１３として出射して利用されている。【００５７】
同様に、図７に示すレーザディスプレイ装置５０では、Ｒ光源１２ａ、Ｇ光源１２ｂ、Ｂ光源１２ｃのそれぞれの光源からレーザ光４４として、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が、まずそれぞれの変調部１４により変調光として出射されて、光混合器４３に導かれた後、変調光１３として出射されて利用されている。すなわち、図７では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ変調し、変調光を出射する複数の変調部１４を備えている。【００５８】
図８は、本発明の実施の形態５にかかる、さらに他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。図８に示すレーザディスプレイ装置５５においては、偏光ビームスプリッタ４６により、分岐光４７としてＳ偏光の第１の分岐光４７ａとＰ偏光の第２の分岐光４７ｂとに分け、第２の分岐光４７ｂをさらに光量が半分ずつの第３の分岐光４７ｃと第４の分岐光４７ｄに分けた構成としている。このとき、スクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎには３つの分岐光４７ａ、４７ｂ、４７ｃが到達する。これらの分岐光４７は、３つの走査部４８ａ、４８ｂ、４８ｃにより連動して走査されこととなる。このように、第１の分岐光４７ａと第２の分岐光４７ｂとの偏光方向が直交するＳ偏光とＰ偏光とに分けて、複数の分岐光４７を構成してもよい。【００５９】
ここで、変調光１３を偏光ビームスプリッタ４６に入射させ、偏光方向が直交するＳ偏光とＰ偏光をそれぞれ持つ第１の分岐光４７ａと第２の分岐光４７ｂとに分岐することにより、次に述べる効果を得ることができる。すなわち、３つの走査部４８ａ、４８ｂ、４８ｃは、３つの分岐光４７ａ、４７ｂ、４７ｃをスクリーン１７方向に向けて反射させるが、それぞれの分岐光４７ａ、４７ｂ、４７ｃの偏光方向は各走査部４８ａ、４８ｂ、４８ｃのミラーに入射する際に特定されていることになる。このため、各走査部４８ａ、４８ｂ、４８ｃのミラーの特性を入射される分岐光の偏光方向に合わせて設定することにより、各ミラーの反射率の向上を図ることができる。【００６０】
図６〜図８に示すレーザディスプレイ装置４５、５０、５５は、いずれも眼の安全性の確保がなされた状態でスペックルノイズが確実に低減された明るい画像を表示することができる。【００６１】
本実施の形態において、複数の分岐光のうち任意の２つの分岐光において、それぞれの分岐部から表示位置までに到達する分岐光の光路長の差がそれぞれの可干渉距離を越えるように構成してもよい。このように構成すると、より一層スペックルノイズが低減された画像を表示することができる。【００６２】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。図９に、本発明の実施の形態６にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。上記の実施の形態１〜５では、レーザ光をスクリーン上に順次走査して画像を表示する、走査型のレーザディスプレイ装置にかかる形態であったが、本実施の形態は、２次元空間光変調素子によりスクリーン全体に画像を投射して表示する、投射型のレーザディスプレイ装置にかかるものである。【００６３】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置６０は、図９に示すように、レーザ光６１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光６１を変調し、変調光６２を出射する変調部６３と、変調光６２を複数の分岐光６４に分岐する分岐部６５と、変調光６２から分岐された分岐光６４をそれぞれスクリーン１７上に結像する投射レンズ６８と、を備えている。そして、複数の分岐光６４のうち少なくとも２つの分岐光６４ａ、６４ｂは、スクリーン１７上の同じ表示位置６６に同じ時間に到達して画像を表示する。変調部６３は、少なくとも２次元空間変調素子６７を含む構成からなる。【００６４】
本実施の形態の分岐部６５には、ハーフミラー５８とミラー５９が配置されており、ミラー５９は回転部６９により回転される。すなわち、スクリーン１７までの距離Ｌ１が変わった時にミラー５９の角度が初期調整される。具体的には、投射レンズ６８の移動とミラー５９の回転部６９による回転は共に駆動部９０からの指示に従って実行される。スクリーン１７までの距離Ｌ１が変わった時には、駆動部９０は、投射レンズ６８に移動を指示を与えてスクリーン１７に対して垂直方向に移動させ、スクリーン１７上に表示される画像の焦点合わせを実行する。さらに、駆動部９０は、投射レンズ６８の移動指示に合わせて、ミラー５９の回転部６９にミラー５９の回転指示を与える。ミラー５９の回転角度は、投射レンズ６８の移動量に応じて決定される。そうすることにより、スクリーン１７までの距離Ｌ１の変動時に、スクリーン１７上に表示される画像の焦点合わせと位置合わせを同時に実行することができる。【００６５】
図９に示すように、本実施の形態のレーザ光源１２は、赤色光源（Ｒ光源）１２ａ、緑色光源（Ｇ光源）１２ｂ、青色光源（Ｂ光源）１２ｃからなり、それぞれの光源から出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、光ファイバ４２で光混合器４１に導入され、光ファイバ７１からレーザ光６１として出射される。そして、レーザ光６１は、集光レンズ７２により２次元空間変調素子６７に導入されて画像信号により変調される。【００６６】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置６０においては、レーザ光６１は、分岐されてスクリーン１７上の表示位置６６に到達するので、複数の分岐光６４はそれぞれ眼に入っても安全な強度にまで光量を低減している。しかしながら、表示位置６６の各ポジションには、分岐前の変調光６２の光量が一旦分岐されるが最終的には集められる。したがって、表示位置６６の各ポジションでの光量は低減されることなく十分な明るさを持つことができる。また、表示位置６６の各ポジションには、複数の分岐光６４が集まるのでスペックルノイズを低減することもできる。変調光６２は、投射レンズ６８を出射した直後では、高い光強度を有しているが、ハーフミラー５８で分岐して、光強度が高い領域（投射レンズ６８出射直後）で利用者の眼に分岐光６４ａ、６４ｂが同時に入らないようにすることで、眼に対する安全性を確保している。【００６７】
さらに、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置６０は、スクリーン１７の距離Ｌ１を検出する検出部７３と、第２の分岐光６４ｂを反射させるミラー５９の回転部６９による回転角度データを距離Ｌ１に対応して予め設定したテーブルを記憶した記憶部３２と、を含むコントローラ３３を備えた構成となっている。コントローラ３３には、上記の制御部３１も含まれる。そして、これらのデータやテーブルを基にして、コントローラ３３の制御部３１により、レーザディスプレイ装置６０の各部分やデータの制御を行っている。【００６８】
なお、距離Ｌ１の測定は、図９に示すように検出部７３の中に発光ダイオードや受光素子からなる光学検出部を内蔵し、検出部７３とスクリーン１７とを往復する距離測定光８１により測定することができる。【００６９】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置６０によれば、眼の安全性の確保がなされた状態でスペックルノイズが確実に低減された明るい画像を表示することができる。【００７０】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。図１０は、本発明の実施の形態７にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。本実施の形態は、上記の実施６と同様に、２次元空間光変調素子によりスクリーン全体に画像を投射して表示する、投射型のレーザディスプレイ装置にかかるものである。【００７１】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置７０は、図１０に示すように、レーザ光６１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光６１を変調し、変調光６２を出射する変調部６３と、変調光６２を複数の分岐光６４に分岐する分岐部６５（光学ブロック部７４）と、を備えている。そして、複数の分岐光６４のうち少なくとも２つの分岐光６４ａ、６４ｂは、スクリーン１７上の同じ表示位置６６に到達して画像を表示する。なお、本実施の形態においては、分岐部６５は反射ミラーを組み合わせた光学ブロック部７４で構成されている。【００７２】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置７０において、変調部６３は少なくとも２次元空間変調素子６７を含む構成からなり、上述したように、分岐部６５は、変調光６２を少なくとも２つの分岐光６４ａ、６４ｂに分岐する光学ブロック部７４からなり、分岐光６４をそれぞれスクリーン１７上に結像する複数の投射レンズ７５、７６をさらに備えている。そして、２つの分岐光６４は、第１の分岐光６４ａと第２の分岐光６４ｂとからなり、第１の分岐光６４ａと第２の分岐光６４ｂとがスクリーン１７上の同じ表示位置６６に投射される。【００７３】
図１０に示すように、本実施の形態のレーザ光源１２は、赤色光源（Ｒ光源）１２ａ、緑色光源（Ｇ光源）１２ｂ、青色光源（Ｂ光源）１２ｃからなり、それぞれの光源から出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、光ファイバ４２で光混合器４１に導入され、光ファイバ７１からレーザ光６１として出射される。そして、レーザ光６１は、２次元空間変調素子６７に導入されて画像信号により変調される。変調光６２は、光学ブロック部７４に入射して、第１の分岐光６４ａと第２の分岐光６４ｂとに分岐して出射される。第１の分岐光６４ａと第２の分岐光６４ｂは、それぞれ投射レンズ７５、７６上では２次元画像７９ａ、７９ｂとして伝搬し、また、スクリーン１７上では拡大された２次元画像８０ａ、８０ｂとして投射される。このとき、２次元画像８０ａと２次元画像８０ｂとは、スクリーン１７上でそれぞれの画素の位置が重ね合わされて投射される。すなわち、２次元空間変調素子６７が、左右２つの見かけの２次元空間変調素子７７、７８となり、あたかもこの見かけの２次元空間変調素子７７、７８の２次元画像がスクリーン１７上の２次元画像８０ａ、８０ｂとして直進して投射されることとなる。【００７４】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置７０においては、スクリーン１７上における２つの２次元画像８０ａ、８０ｂの重ね合わせは、投射レンズ７５、７６の位置の調節によって行われる。投影レンズ７５、７６は、図１０に示すように、駆動部９０からの指示に従って位置調節されるように構成されており、投影レンズ７５、７６の位置調節は駆動部９０により連動して行われ、スクリーン１７上での２次元画像８０ａ、８０ｂの重ね合わせが高速、かつ、正確に実現される。【００７５】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置７０においては、レーザ光６１は分岐されてスクリーン１７上の表示位置６６に到達するので、複数の分岐光６４はそれぞれ眼に入っても安全な強度にまで光量を低減している。しかしながら、表示位置６６の各位置には、分岐前の変調光６２の光量が一旦分岐されるが最終的には集められる。したがって、表示位置６６の各画素の位置での光量は低減されることなく十分な明るさを持つことができる。また、表示位置６６の各画素の位置には、複数の分岐光６４が集まるのでスペックルノイズを低減することもできる。【００７６】
また、本実施の形態の複数の投射レンズは、第１の投射レンズ７５と第２の投射レンズ７６とからなり、複数の分岐光６４のうち、第１の投射レンズ７５で投射される第１の分岐光６４ａの光軸が第１の投射レンズ７５の光軸とずれ、かつ第２の投射レンズ７６で投射される第２の分岐光６４ｂの光軸が第２の投射レンズ７６の光軸とずれる構成にして２次元画像８０ａ、８０ｂを重ね合わせている。【００７７】
このような構成とすることにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。また、分岐光の光軸と投射レンズの光軸とがずれることにより、スクリーン１７に投影する画像をわざと４分の１画素ピッチ程度ずらす。このことにより、例えば、液晶プロジェクタなどで問題となる液晶セル間の格子模様を消すという効果が、さらに生じてより鮮明で高輝度の画像を得ることができる。【００７８】
上記の実施の形態６および７において、上記の実施の形態１と同様に、複数の分岐光のうち、任意の２つの分岐光が到達する表示位置で形成する角度が１．５ミリラジアン以上πラジアン未満である構成としてもよい。このような構成とすることにより、複数の分岐光１５が眼２３の瞳に入ったとしても複数の分岐光１５は眼の網膜上の１点に集光することを回避できるので、眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。【００７９】
上記の実施の形態６および７において、投射レンズ近辺に眼が配置されて眼に入射する各分岐光の光量は、６６ｍＷ未満に抑えることが望ましい。【００８０】
上記の実施の形態６および７において、複数の分岐光のうち任意の２つの分岐光において、それぞれの分岐部から表示位置までに到達する分岐光の光路長の差がそれぞれの可干渉距離を超える構成としてもよい。このような構成とすることにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。【００８１】
上記の実施の形態６および７において、第１の分岐光と前記第２の分岐光との偏光方向が直交する構成としてもよい。このような構成とすることにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。【００８２】
上記の実施の形態６および７において、レーザ光源として少なくとも赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ出射する光源と、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調し、変調光を出射する複数の変調部と、を備えた構成としてもよい。このような構成とすることにより、色再現範囲の広い光輝度のレーザディスプレイ装置が実現できる。【００８３】
上記の各実施の形態から本発明を要約すると、以下のようになる。すなわち、本発明の一局面に従うレーザディスプレイ装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を変調し、変調光を出射する変調部と、前記変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐する分岐部と、前記少なくとも２つの分岐光がスクリーンに向かうようにそれぞれの光路を設定する光路設定部とを備え、前記光路設定部は、前記少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させる。【００８４】
上記のレーザディスプレイ装置では、変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐され、少なくとも２つの分岐光のそれぞれの光路がスクリーンに向かうように設定され、少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させるので、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、さらに分岐された分岐光の光軸が互いに異なっているので、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。【００８５】
前記少なくとも２つの分岐光の各光量は、前記各分岐光が前記レーザディスプレイ装置の利用者の眼に入射された時に、前記利用者の眼の網膜に影響を与えないレベル以下であることが好ましい。【００８６】
この場合、利用者の眼に分岐光が入ったとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。【００８７】
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、前記光路設定部は、前記第１の分岐光を走査する第１の走査部と、前記第２の分岐光を走査する第２の走査部とを有し、前記第１の走査部による前記第１の分岐光の走査と前記第２の走査部による前記第２の分岐光の走査とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。【００８８】
この場合、第１および第２の分岐光が連動してさらに確実にスクリーン上の同じ表示位置に走査されるので、眼の安全性の確保がなされた状態でスペックルノイズが確実に低減された明るい画像を表示することができる。【００８９】
レーザ光を検出するセンサと、前記第１の分岐光および前記第２の分岐光のうちのいずれか一方の分岐光と、他方の分岐光が前記スクリーン上で拡散された拡散光とを前記センサに導光する光学系とをさらに備え、前記センサからの検出結果に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。【００９０】
この場合、スクリーンの位置を自動的に検出して、複数の分岐光をさらに確実にスクリーン上のほぼ同じ位置に走査することにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。【００９１】
レーザ光を検出するセンサと、前記第１の分岐光および前記第２の分岐光のうちのいずれか一方の分岐光と、他方の分岐光が前記スクリーン上で拡散された拡散光とを前記センサに導光する光学系と、前記センサからの検出結果に基づいて前記スクリーンの位置を検出する検出部とをさらに備え、前記光路設定部は、前記検出部により検出された前記スクリーンの位置に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。【００９２】
この場合、スクリーンの位置を自動的に検出して、複数の分岐光をさらに確実にスクリーン上のほぼ同じ位置に走査することにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。【００９３】
前記第１の走査部による前記第１の分岐光の走査と前記第２の走査部による前記第２の分岐光の走査との連動関係を前記スクリーン位置に応じて予め設定されているデータを記憶した記憶部をさらに備えることが好ましい。【００９４】
この場合、スクリーンの距離を自動的に検出し、予め設定したテーブルを用いて、すばやく複数の分岐光を確実にスクリーン上のほぼ同じ位置に走査することにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。【００９５】
前記変調部から出射される変調光を前記スクリーン上に結像する投射レンズをさらに備え、前記変調部は、２次元空間光変調素子を含み、前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、前記光路設定部は、前記第１の分岐光を前記スクリーンに向けて出射する第１のミラーと、前記第２の分岐光を前記スクリーンに向けて出射する第２のミラーとを有し、前記第１のミラーによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２のミラーによる前記第２の分岐光の出射方向とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。【００９６】
この場合、２次元空間光変調素子で変調された分岐光は、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。【００９７】
前記スクリーンの位置を検出する検出部と、前記第１のミラーによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２のミラーによる前記第２の分岐光の出射方向との連動関係を前記スクリーン位置に応じて予め設定されているデータを記憶した記憶部とをさらに備えることが好ましい。【００９８】
この場合、スクリーンの位置を自動的に検出して、複数の分岐光をさらに確実にスクリーン上のほぼ同じ位置に走査することにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。【００９９】
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、前記変調部は、２次元空間光変調素子を含み、前記分岐部は、前記変調光を前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とに分岐する光学ブロック部を含み、前記第１の分岐光を前記スクリーンに向けて出射して前記スクリーン上に結像する第１の投射レンズと、前記第２の分岐光を前記スクリーンに向けて出射して前記スクリーン上に結像する第２の投射レンズとをさらに備え、前記光路設定部は、前記第１の投射レンズによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２の投射レンズによる前記第２の分岐光の出射方向とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。【０１００】
この場合、光学ブロック部で分岐された分岐光は、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。【０１０１】
前記第１の投射レンズで投射される前記第１の分岐光の光軸は、前記第１の投射レンズの光軸とずれており、且つ、前記第２の投射レンズで投射される前記第２の分岐光の光軸は、前記第２の投射レンズの光軸とずれていることが好ましい。【０１０２】
この場合、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。そして、分岐光の光軸と投射レンズの光軸とがずれることにより、さらに画素消しの効果が生じて明るい光輝度の画像を表示することができる。【０１０３】
前記スクリーン上における、前記第１の分岐光の前記スクリーンに対する入射方向と前記第２の分岐光の前記スクリーンに対する入射方向とが形成する角度は、１．５ミリラジアン以上πラジアン未満であることが好ましい。【０１０４】
この場合、眼に複数の分岐光が入った場合でも、複数の分岐光は眼の網膜上の１点に集光することを回避できるので、眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。【０１０５】
前記第１の分岐光が前記分岐部から前記スクリーン上に到達するまでの光路と前記第２の分岐光が前記分岐部から前記スクリーン上に到達するまでの光路との間の光路差は、前記第１の分岐光と前記第２の分岐との間の可干渉距離を超えるように設定されることが好ましい。【０１０６】
この場合、２つの分岐光の干渉が抑えられるので、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。【０１０７】
前記第１の分岐光の偏光方向と前記第２の分岐光の偏光方向とは、直交することが好ましい。【０１０８】
前記レーザ光源は、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ出射する光源を含むことが好ましい。【０１０９】
この場合、色再現範囲の広い光輝度のレーザディスプレイ装置が実現できる。【０１１０】
前記変調部は、前記赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調し、前記赤色光、緑色光および青色光の各変調光を出射する複数の変調素子を含むことが好ましい。【０１１１】
この場合、色再現範囲の広い光輝度のレーザディスプレイ装置が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明にかかるレーザディスプレイ装置は、高輝度で、色再現範囲の広いレーザ光源を用いているので、大面積であっても均一な輝度を有し、色再現範囲が広く高画質であり、かつ、安全性にも優れているので、大型ディスプレイや高輝度ディスプレイ等のディスプレイ分野で有用である。
【図１】
2008044709.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年1月13日(2009.1.13)
【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】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光を変調し、変調光を出射する変調部と、
前記変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐する分岐部と、
前記少なくとも２つの分岐光がスクリーンに向かうようにそれぞれの光路を設定する光路設定部と
を備え、
前記光路設定部は、前記少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とするレーザディスプレイ装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの分岐光の各光量は、前記各分岐光が前記レーザディスプレイ装置の利用者の眼に入射された時に、前記利用者の眼の網膜に影響を与えないレベル以下であることを特徴とする請求項１に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、
前記光路設定部は、前記第１の分岐光を走査する第１の走査部と、前記第２の分岐光を走査する第２の走査部とを有し、前記第１の走査部による前記第１の分岐光の走査と前記第２の走査部による前記第２の分岐光の走査とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項４】
レーザ光を検出するセンサと、
前記第１の分岐光および前記第２の分岐光のうちのいずれか一方の分岐光と、他方の分岐光が前記スクリーン上で拡散された拡散光とを前記センサに導光する光学系と
をさらに備え、
前記センサからの検出結果に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項３に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項５】
レーザ光を検出するセンサと、
前記第１の分岐光および前記第２の分岐光のうちのいずれか一方の分岐光と、他方の分岐光が前記スクリーン上で拡散された拡散光とを前記センサに導光する光学系と、
前記センサからの検出結果に基づいて前記スクリーンの位置を検出する検出部と
をさらに備え、
前記光路設定部は、前記検出部により検出された前記スクリーンの位置に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項３に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第１の走査部による前記第１の分岐光の走査と前記第２の走査部による前記第２の分岐光の走査との連動関係を前記スクリーン位置に応じて予め設定されているデータを記憶した記憶部
をさらに備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項７】
前記変調部から出射される変調光を前記スクリーン上に結像する投射レンズをさらに備え、
前記変調部は、２次元空間光変調素子を含み、
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、
前記光路設定部は、前記第１の分岐光を前記スクリーンに向けて出射する第１のミラーと、前記第２の分岐光を前記スクリーンに向けて出射する第２のミラーとを有し、前記第１のミラーによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２のミラーによる前記第２の分岐光の出射方向とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項８】
前記スクリーンの位置を検出する検出部と、
前記第１のミラーによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２のミラーによる前記第２の分岐光の出射方向との連動関係を前記スクリーン位置に応じて予め設定されているデータを記憶した記憶部と
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、
前記変調部は、２次元空間光変調素子を含み、
前記分岐部は、前記変調光を前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とに分岐する光学ブロック部を含み、
前記第１の分岐光を前記スクリーンに向けて出射して前記スクリーン上に結像する第１の投射レンズと、前記第２の分岐光を前記スクリーンに向けて出射して前記スクリーン上に結像する第２の投射レンズとをさらに備え、
前記光路設定部は、前記第１の投射レンズによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２の投射レンズによる前記第２の分岐光の出射方向とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記第１の投射レンズで投射される前記第１の分岐光の光軸は、前記第１の投射レンズの光軸とずれており、且つ、前記第２の投射レンズで投射される前記第２の分岐光の光軸は、前記第２の投射レンズの光軸とずれていることを特徴とする請求項９に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記スクリーン上における、前記第１の分岐光の前記スクリーンに対する入射方向と前記第２の分岐光の前記スクリーンに対する入射方向とが形成する角度は、１．５ミリラジアン以上πラジアン未満であることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記第１の分岐光が前記分岐部から前記スクリーン上に到達するまでの光路と前記第２の分岐光が前記分岐部から前記スクリーン上に到達するまでの光路との間の光路差は、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光との間の可干渉距離を超えるように設定されることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記第１の分岐光の偏光方向と前記第２の分岐光の偏光方向とは、直交することを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記レーザ光源は、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ出射する光源を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレーザディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記変調部は、前記赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調し、前記赤色光、緑色光および青色光の各変調光を出射する複数の変調素子を含むことを特徴とする請求項１４に記載のレーザディスプレイ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてレーザ光を使用して高輝度を実現する色再現範囲が広く眼の安全性に配慮したレーザディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光源としてレーザ光を使用するレーザディスプレイ装置は、レーザ光の単色性と高輝度性を活かした、色再現範囲の広い高輝度のレーザディスプレイ装置として注目されている。
【０００３】
しかしながら、このような優れた特長を持つレーザディスプレイ装置の場合に、例えば光源としてのレーザ光をスクリーンまで導く光学系の構成を工夫して、眼に対する安全性についての対策が必要となる。また、レーザ光の高い単色性に起因して生じるスペックルノイズを低減することも必要となる。
【０００４】
眼の安全性を確保すると共に、表示画像を明るくすることが可能な構成の投射型画像表示装置の例が示されている（例えば、特許文献１参照）。この投射型画像表示装置は、レーザ光を走査することにより、画像を表示するスクリーンに画像を投射する投射手段を備えていて、レーザ光は複数のレーザビームＲ１（赤色レーザ１）、Ｇ（緑色レーザ）、Ｂ（青色レーザ）、Ｒ２（赤色レーザ２）により構成されている。これらの複数のレーザビームＲ１、Ｇ、Ｂ、Ｒ２は、表示装置の投射手段によりスクリーンのほぼ同一場所において時間差を有して照射され、ほぼ同一場所に照射されるレーザビームの強度を低減することにより、眼の安全性を確保している。さらに、各レーザビームＲ１、Ｇ、Ｂ、Ｒ２に印加される画像信号には、照射の時間差に合わせて、後続するレーザビームに対して先行のレーザビームが遅延するように時間差が設けられている。このようにすることで、ほぼ同一場所に照射されるレーザビームの強度が、一定の時間の範囲内で通常の強度まで増大されることにより、表示画像が明るくなるようにしている。
【０００５】
また、走査されたビーム状の光ＬＲ（赤色レーザ光）、ＬＧ（緑色レーザ光）、ＬＢ（青色レーザ光）が、それぞれ所定値以下の強度を有し、かつ、観察者側のいずれの面内においても、相互に所定距離以上の空間的間隔をとることにより、眼の安全性を確保した例が開示されている（例えば、特許文献２参照）。このようにすることにより、複数のビーム状の光がほぼ同一の場所に集中しないようにして、眼の安全性を確保している。
【特許文献１】特開２００５−３１５２９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の画像表示装置または画像表示方法では、眼の安全性の確保に関する光学系の構成などが示されているものの、レーザ光を使用するときに生じるスペックルノイズの課題について同時に解決する構成または方法については示されていない。また、スクリーンが任意の位置に配置された場合の、眼の安全性の確保およびスペックルノイズの低減に関する課題についての具体的な解決の手段についても明示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、スクリーンが任意の位置に配置された場合でも、眼の安全性の確保およびスペックルノイズの低減をすることができるレーザディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に従うレーザディスプレイ装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を変調し、変調光を出射する変調部と、前記変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐する分岐部と、前記少なくとも２つの分岐光がスクリーンに向かうようにそれぞれの光路を設定する光路設定部とを備え、前記光路設定部は、前記少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させる。
【０００９】
上記のレーザディスプレイ装置では、変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐され、少なくとも２つの分岐光のそれぞれの光路がスクリーンに向かうように設定され、少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させるので、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、さらに分岐された分岐光の光軸が互いに異なっているので、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のレーザディスプレイ装置によれば、高輝度で単色性の強いレーザ光源を用いているので、色再現範囲の広い大面積で高画質の薄型ディスプレイ装置が実現できる。さらに、本発明のレーザディスプレイ装置は、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされるという大きな効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、形状等については正確な表示ではない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置の要部を示す概略斜視図で、図１Ｂは、図１Ａのレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【００１３】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０は、図１Ａに示すように、レーザ光１１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光源１２から出射されるレーザ光１１を変調し、変調光１３を出射する変調部１４と、変調光１３を複数の分岐光１５に分岐する分岐部１６と、を備えている。分岐部１６により分岐された、複数の分岐光１５のうち少なくとも２つの分岐光１５ａおよび１５ｂは、スクリーン１７上の略同じ表示位置Ｐｎに略同じ時間に到達する構成からなる。具体的には、変調部１４から出射された変調光１３は、分岐部１６に入射された後、２つの分岐光１５ａおよび１５ｂに分岐される。分岐光１５ａは、分岐部１６からスクリーン１７上の表示位置Ｐｎに直接向う一方、分岐光１５ｂは、分岐部１６からミラー１９に向かい、ミラー１９で反射された後、スクリーン１７上の表示位置Ｐｎに向うことになる。すなわち、２つの分岐光１５ａおよび１５ｂは、互いに異なる経路を伝搬して、同一の表示位置Ｐｎに到達する。
【００１４】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０はさらに、図１Ａに示すように、複数の分岐光１５をそれぞれ走査する複数の走査部１８を備えている。そして、第１の走査部１８ａは、分岐光１５ａ（以下、「第１の分岐光１５ａ」と呼ぶ。）を走査し、第２の走査部１８ｂは、第１の走査部１８ａによる第１の分岐光１５ａの走査に連動して、分岐光１５ｂ（以下、「第２の分岐光１５ｂ」と呼ぶ。）を走査する。この結果、第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとがスクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに同じ時間に走査される。
【００１５】
本実施の形態の分岐部１６は、図１Ａに示すように、ハーフミラー２１を有している。変調光１３は分岐部１６のハーフミラー２１に入射され、第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとに分岐される。分岐部１６で反射された第１の分岐光１５ａと、分岐部１６のハーフミラー２１を透過して直進し、ミラー１９で反射された第２の分岐光１５ｂとは、矢印２０で示す水平方向Ｄ１に沿って順にＰ１→Ｐ２→Ｐ３と、スクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに同じ時間に走査される。
【００１６】
本実施の形態の第１の走査部１８ａは、図１Ａに示すように、分岐部１６のハーフミラー２１を回転させることにより、第１の分岐光１５ａをスクリーン１７上で水平方向Ｄ１に走査する。一方、本実施の形態の第２の走査部１８ｂは、ミラー１９を回転させることにより、第２の分岐光１５ｂをスクリーン１７上で水平方向Ｄ１に走査する。第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂは共に駆動部９０に接続されており、駆動部９０からの指示に従って、ハーフミラー２１およびミラー１９を回転させる。制御部３１は、スクリーン１７の位置や、第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂの走査により移動する、第１の分岐光１５ａおよび第２の分岐光１５ｂのスクリーン１７上の表示位置Ｐｎを取得し、これらに基づいて駆動部９０から第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂに出力される指示を管理する。
【００１７】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０においては、第１の走査部１８ａによる第１の分岐光１５ａの走査と第２の走査部１８ｂによる第２の分岐光１５ｂの走査とが連動することにより、ハーフミラー２１とミラー１９が連動して第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとがスクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに同じ時間に到達することとなる。
【００１８】
ここで、第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとが、同じ時間に同じ表示位置Ｐｎの画素に到達するということは、この画素に割り当てられた走査時間の範囲内に第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとが、この画素の表示位置Ｐｎに到達するということを意味する。
【００１９】
本実施の形態の走査部１８（第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂ）は、表示位置制御部２２と一体化されている。表示位置制御部２２は、図１Ａに示すように、駆動部９０に接続されており、駆動部９０からの指示に従って回転する。制御部３１は、駆動部９０から第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂに出力される指示に加えて、表示位置制御部２２に出力される指示も管理しており、このため、第１の走査部１８ａおよび第２の走査部１８ｂは、水平方向Ｄ１だけでなく垂直方向Ｄ２にも連動することができ、スクリーン１７上の全ての位置に複数の分岐光１５を走査することができる。
【００２０】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０の特徴は、分岐光１５が利用者の眼に直接入射してしまった場合でも利用者の眼に影響を与えることがないように、分岐光１５の利用者の眼に対する安全性が確保されている点にある。以下、この点について説明する。最初に、利用者の眼が分岐光１５がスクリーン１７に向かう光路付近にある場合（図１Ｂの位置３４）、あるいは、スクリーン１７の背面から離れた位置にある場合（図１Ｂの位置３５）について説明する。これらの場合、利用者の眼に複数の分岐光１５が同時に入射されることはない。
【００２１】
図１Ｂに、図１Ａのレーザディスプレイ装置１０を上面から見た概略構成を示したが、レーザ光源１２から出射されたレーザ光１１は、変調部１４により、例えば画像信号で変調された後、変調光１３として出射される。変調光１３は、複数の分岐光１５に分けられ、複数の分岐光１５は、それぞれの光量が眼の網膜を損傷しないように、例えば図１Ａの分岐部１６により分岐される。すなわち、本実施の形態においては、１つの変調光１３を複数の分岐光１５に分岐することにより、スクリーン１７に向けて照射される１つのレーザ光の光量を低下させている。このため、利用者の眼に１つのレーザ光が直接入った場合の光量が低減され、利用者の眼に与える影響が小さくなる。
【００２２】
一方、図１Ｂでは、ハーフミラー２１により、変調光１３が第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂに分岐されて、スクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに到達する。したがって、スクリーン１７上の表示位置Ｐｎでの変調光１３の光量は、分岐される前の光量とほほ同じとなる。すなわち、本実施の形態においては、変調部１４から出射される１つの変調光１３が２つの分岐光１５ａおよび１５ｂ（第１の分岐光１５ａおよび第２の分岐光１５ｂ）に分岐され、第１の分岐光１５ａおよび第２の分岐光１５ｂは異なる光路を通ってスクリーン１７上の同一の表示位置Ｐｎに集光される。したがって、１つの変調光１３を直接照射する場合と同様の明るさで、スクリーン１７上の表示位置Ｐｎに画像を表示させることができる。
【００２３】
次に、利用者の眼が図１Ｂの位置２３（２３ａ、２３ｂおよび２３ｃ）にある場合について述べる。この場合、利用者の眼の位置はスクリーン１７上の表示位置Ｐｎ付近にあり、表示位置Ｐｎに到達する複数の分岐光１５が同時に利用者の眼に入射されてしまう。この結果、変調光１３の光量と同じ光量が利用者の眼に直接入射されることになる。利用者の眼に入射された複数の分岐光１５は、眼のレンズによって屈折して網膜上の１点に集光され、利用者の眼の網膜に大きな影響を与えてしまうことになる。
【００２４】
そこで、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０においては、複数の分岐光１５のうち、任意の２つの分岐光、例えば、ここでは第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとが表示位置Ｐｎ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３等）で形成する角度θ１、θ２、θ３を１．５ミリラジアン以上πラジアン（１８０度）未満に設定している。そのような角度に設定することにより、複数の分岐光１５が利用者の眼の瞳に同時に入ったとしても、複数の分岐光１５が眼の網膜上の１点に集光することを回避できる。すなわち、上記の角度で利用者の眼に入射される第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂは、眼の網膜上で１点に集光することは無い。この結果、利用者の眼の位置がスクリーン１７上の表示位置Ｐｎ付近にあり、複数の分岐光１５が同時に利用者の眼に入射されても、利用者の眼の網膜に大きな影響を与えることは無く、眼の安全性の確保をさらに確実になすことができる。
【００２５】
したがって、表示位置Ｐｎで任意の２つの分岐光１５が形成する角度が１．５ミリラジアン以上πラジアン未満であれば、眼の瞳の安全性は確保できる。すなわち、変調光１３をそれぞれが眼に入っても安全な光量の分岐光１５に分けて、そのあと分岐光１５をスクリーン１７上に到達させても眼の安全性はどの場所に利用者の眼があっても確保できる。すなわち、図１Ｂにおいて、スクリーン１７よりも分岐光１５の表示位置制御部２２に近い位置３４に利用者の眼があっても、スクリーン１７の背面から離れた位置３５に利用者の眼があっても、利用者の眼がスクリーン１７上の表示位置Ｐｎ付近の位置２３にあっても、つまり、いずれの位置であっても、利用者の眼の安全性は確保できる。
【００２６】
本実施の形態において、２つの分岐光１５が形成する角度を、１００ミリラジアン以上πラジアン未満に設定することにより、長時間にわたって複数の分岐光１５を浴び続けた場合でも、利用者の眼に与える影響を抑制することができる。
【００２７】
また、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０は走査型であるため、各分岐光１５の光量は１ｍＷ未満に抑えることが望ましい。
【００２８】
さらに、変調光１３を複数の分岐光１５に分岐して、スクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎに到達させるので、ほとんどの表示位置Ｐｎで複数の分岐光の間に光路差が生じる。この結果、スクリーン１７上全体に走査される映像のスペックルノイズを減少させることができる。また、複数の分岐光の各々が発生するスペックルノイズが加算されて平均化することにより、スペックルノイズを減少させることができる。したがって、このような構成にすることにより、元の変調光１３の光量は変わらずにスクリーン１７上を走査させて、スペックルノイズが低減されて眼に対する安全性の高い映像の表示が可能なレーザディスプレイ装置１０が実現することとなる。また、表示位置制御部２２や、第１の走査部１８ａ、第２の走査部１８ｂを振動させ、分岐光１５の各光路を時間的に変化させることによっても、スペックルノイズの低減を図ることができる。この場合、第１の走査部１８ａ、第２の走査部１８ｂ、あるいは、表示位置制御部２２に、上下または左右方向に微振動できる機構を設け、駆動部９０の指示に基づいて微振動させれば良い。
【００２９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図２は、本発明の実施の形態２にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。なお、図２では、図面の簡略化のため、図１ＡおよびＢで示した制御部３１および駆動部９０は図示しない。もちろん、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１００も、上記の実施の形態１の制御部３１および駆動部９０を備えても良い。
【００３０】
図１ＡおよびＢに示した、上記の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置１０は、表示位置制御部２２とスクリーン１７との距離が約２ｍ以上、スクリーンサイズが１００インチ以下の場合の構成であった。この場合は、ハーフミラー２１と変調光１３とのなす角が４５度前後の角度で動作することができるので、変調光１３を２つの分岐光１５ａ、１５ｂに分けても、分岐光１５ａ、１５ｂのそれぞれの光量の間には大きな差を生じない。
【００３１】
ところが、表示位置制御部２２とスクリーン１７との距離が２ｍ未満になるか、あるいは、スクリーンサイズが１００インチを超えるサイズになると、ハーフミラー２１の角度は４５度から大きく離れるので、２つの分岐光１５ａ、１５ｂの各光量の比は、１０対１よりも離れてしまう場合が生じる。つまり、上記のような距離、サイズになると、変調光１３がハーフミラー２１に略平行に入射する場合が発生し、この場合、ハーフミラー２１を透過する光、すなわち、分岐光１５ｂの透過量が低下する。この結果、分岐光１５ａと分岐光１５ｂとの間の光量差は非常に大きなものとなってしまう。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、表示位置制御部２２とスクリーン１７との距離が２ｍ未満になるか、スクリーンサイズが１００インチを超えるサイズになっても、２つの分岐光１５ａ、１５ｂの間に大きな光量の差を生じさせずに、分岐することができるように構成される。
【００３３】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１００においては、図２に示すように、レーザ光源１２からのレーザ光１１を変調部１４に入れ、変調部１４から出力される変調光１３を固定のビームスプリッタ３７により２つの分岐光１５ａ、１５ｂにほぼ同じ大きさの光量に分岐することができる。すなわち、第１の分岐光１５ａは、固定のミラー３８で反射してミラー３９により走査される。また、第２の分岐光１５ｂは、ミラー１９により走査される。そして、２つの分岐光１５ａ、１５ｂは、スクリーン１７の同じ表示位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に同じ時間に到達するように走査される。具体的には、本実施の形態においては、変調光１３をビームスプリッタ３７に入射させて、等しい光量を持つ第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとにあらかじめ分岐させている。このため、ミラー３９の角度が大きくなっても、第１の分岐光１５ａと第２の分岐光１５ｂとの間に光量差が生じることはない。
【００３４】
本実施の形態によれば、元の変調光１３の光量は変わらずにスクリーン１７上を走査させて、スペックルノイズが低減されて眼に対する安全性の高い映像の表示が可能なレーザディスプレイ装置１００が実現することとなる。
【００３５】
なお、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１００においても、ミラー１９、３９を回転させる２つの走査部を備えており、各走査部が駆動部からの指示に基づきミラー１９、３９をそれぞれ回転させれば良い。
【００３６】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図３は、本発明の実施の形態３にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。なお、図３では、図面の簡略化のため、図１ＡおよびＢで示した制御部３１および駆動部９０は図示しない。もちろん、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０５も、上記の実施の形態１の制御部３１および駆動部９０を備えても良い。
【００３７】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０５は、図１ＡおよびＢに示した、上記の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置１０と異なり、大きい光出力のレーザ光源を用いるものである。本実施の形態では、高出力のレーザ光源を用いることにより、同一の表示位置に集光される分岐光の数を増加させることを可能とし、それにより、より明るい画像を表示することができる。
【００３８】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０５においては、図３に示すように、レーザ光５１は高出力のレーザ光源５２から出射される。大きい光出力のレーザ光５１は、変調され変調光５３として変調部５４から出射される。変調光５３は、例えば、ハーフミラーの組み合わせからなる光学ブロックやファイバで構成された光分波器５６により分岐されて、等しい光量を持つ複数の分岐光５７となる。それぞれの分岐光５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄは、ミラー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄにより走査されて、スクリーン１７の同じ表示位置Ｐ７やＰ８に同じ時間に到達する。図３では、分岐光５７が４つに分岐される例を示したが、もっと多く分岐光に分岐して構成してもよい。
【００３９】
本実施の形態によれば、元の変調光５３の光量は変わらずにスクリーン１７上を走査させて、スペックルノイズが低減されて眼に対する安全性の高い映像の表示が可能なレーザディスプレイ装置１０５が実現することとなる。
【００４０】
なお、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置１０５においても、複数のミラー１０１を回転させる複数の走査部を備えており、各走査部が駆動部からの指示に基づき各ミラー１０１を回転させれば良い。
【００４１】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図４Ａは、本発明の実施の形態４にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。本実施の形態は、走査部とスクリーンとの距離を検出することができると共に、スクリーン上で複数のスポットを重ね合わせるための検出系を備えたレーザディスプレイ装置にかかる形態である。図４Ｂは、レーザ光を検出するセンサの構成図である。なお、図４Ａでは、図面の簡略化のため、図１ＡおよびＢで示した制御部３１および駆動部９０は図示しない。もちろん、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置も、上記の実施の形態１の制御部３１および駆動部９０を備えても良い。
【００４２】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置は、図４Ａに示すように、上記の実施の形態１のレーザディスプレイ装置１０の構成に加えて、レーザ光１１を検出するセンサ２４と、レーザ光１１を反射する反射ミラー２５と、を有する光学系２６をさらに備えている。本実施の形態においては、ハーフミラー２１によって分岐された複数の分岐光１５のうち、分岐光１５ａをスクリーン１７の拡散面で拡散した拡散光２７と、分岐光１５ｂと、を光学系２６に導入してセンサ２４の出力を比較することにより、走査部１８とスクリーン１７との距離Ｌ１を検出できるようにしている。
【００４３】
以下、走査部１８とスクリーン１７との距離Ｌ１の検出手順について説明する。図４Ａにおいて、分岐光１５ａは、スクリーン１７の垂直方向からの角度θＡでハーフミラー２１からスクリーン１７に向かい、スクリーン１７上の位置Ｐｎでスクリーン１７の拡散面により拡散する。このときに、角度θＡはできるだけ０度に近くなるようにハーフミラー２１は走査される。位置Ｐｎで拡散した拡散光２７は、ミラー１９に角度θＢで入射した後に反射されて、ハーフミラー２８で反射されてセンサ２４に入射する。
【００４４】
一方、分岐光１５ｂは、ハーフミラー２１を直進してハーフミラー２８で反射され、ミラー２５で反射された後、ハーフミラー２８を通過してセンサ２４に到達する。このときに、センサ２４の近傍には分岐光１５ｂと拡散光２７をセンサ２４に集光する集光レンズ３６が配置されている。したがって、分岐光１５ｂと拡散光２７とはセンサ２４上に微小な光スポットとして集光される。
【００４５】
ここで、分岐光１５ｂは、光学系２６の設定によりセンサ２４に入射し、図４Ｂに示すように、分岐光１５ｂの光スポットＢ１は、ほぼセンサ２４の中央に位置する。このときにまず、ハーフミラー２８を調整して光スポットＢ１がセンサの中央に位置するようにする。センサ２４は、例えばＳｉ材料の受光素子であり、４つの受光面が２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと４分割されていて、対角線上に配置された受光面で受光した信号は、配線２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂを介して端子２９、３０で信号として検出される。光スポットＢ１がセンサ２４の中央に位置すると端子２９と端子３０で得られる光電変換された信号は、その差分を取ると０になる。
【００４６】
また、角度θＢが適当な値であると、拡散光２７の光スポットＢ２も同様に、センサ２４に入射させることができ、ミラー１９の回転により角度θＢを調整して、光スポットＢ２をセンサ２４の中央に配置させることで角度θＢを読み取る。このようにして、センサ２４からの信号を読み取るだけでスクリーン１７の位置が検出できる。このとき、ハーフミラー２８を透過して、ミラー１９により反射される変調光１３は、拡散光２７の光路を逆進するので、ハーフミラー２１で反射される変調光１３とスクリーン１７上で重なる。
【００４７】
さらに、走査部１８とスクリーン１７の距離Ｌ１は、ミラー１９とハーフミラー２１との距離Ｌ２と、２つの角度θＡ、θＢにより求めることができる。このことを利用すると自動的に距離Ｌ１を求めて、スクリーン１７上に画像を表示することができる。また、距離Ｌ１を求めなくても、センサ２４からの信号を読み取るだけでスクリーン１７上に画像を表示することができる。
【００４８】
なお、ミラー２８は、例えば、その一面を誘電体の多層膜で無反射コートすることにより透過率９５％以上、反射率４％以下にすることができ、変調光１３を有効に複数の分岐光１５に分岐することができる。
【００４９】
図５は、このように自動で距離Ｌ１を求めてスクリーン１７上に画像を表示できるレーザディスプレイ装置４０の構成を示す。図４Ａの構成に、記憶部３２と、検出部７３と、を含んだコントローラ３３をさらに備えた構成となっている。また、レーザディスプレイ装置４０では、上記の制御部３１はコントローラ３３に含まれている。
【００５０】
レーザディスプレイ装置４０は、図５に示すように、上記の実施の形態１の構成に加えて、走査部１８とスクリーン１７の距離Ｌ１を検出するための光学系２６と、光学系２６のセンサ２４からの信号に基づいてスクリーン１７までの距離Ｌ１を検出する検出部７３と、第１の分岐光１５ａを走査する第１の走査部１８ａと第１の走査部１８ａと連動して第２の分岐光１５ｂを走査する第２の走査部１８ｂとの駆動データを距離Ｌ１に対応して予め設定したテーブルを記憶した記憶部３２と、これらを制御する制御部３１とを含んだコントローラ３３を備えている。
【００５１】
記憶部３２に距離Ｌ１、角度θＡ、θＢの１組で変化するデータ等を予め記憶しておくことにより、レーザディスプレイ装置４０の電源スイッチを入れると瞬時にスクリーン１７の位置を検出して画像を表示することができる。したがって、任意のスクリーン位置に対応できるレーザディスプレイ装置として適用することができる。
【００５２】
なお、図５に示すレーザディスプレイ装置４０は、図１に示すレーザディスプレイ装置１０と同様に、眼の安全性の確保がなされた状態でスペックルノイズが確実に低減された明るい画像を表示することができる。
【００５３】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図６は、本発明の実施の形態５にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。図７は、本発明の実施の形態５にかかる他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【００５４】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置４５および５０は、図６および図７に示すように、上記の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置１０において、レーザ光源１２として少なくとも赤色光源（Ｒ光源）１２ａ、緑色光源（Ｇ光源）１２ｂ、青色光源（Ｂ光源）１２ｃをそれぞれ出射する光源を備えた形態である。
【００５５】
図６に示すレーザディスプレイ装置４５においては、Ｒ光源１２ａ、Ｇ光源１２ｂ、Ｂ光源１２ｃのそれぞれの光源からＲ光、Ｇ光、Ｂ光が出射されており、３つの光は光ファイバ４２で光混合器４１に導入された後、変調部１４により変調光１３として出射して利用されている。
【００５６】
同様に、図７に示すレーザディスプレイ装置５０では、Ｒ光源１２ａ、Ｇ光源１２ｂ、Ｂ光源１２ｃのそれぞれの光源からレーザ光４４として、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が、まずそれぞれの変調部１４により変調光として出射されて、光混合器４３に導かれた後、変調光１３として出射されて利用されている。すなわち、図７では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ変調し、変調光を出射する複数の変調部１４を備えている。
【００５７】
図８は、本発明の実施の形態５にかかる、さらに他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。図８に示すレーザディスプレイ装置５５においては、偏光ビームスプリッタ４６により、分岐光４７としてＳ偏光の第１の分岐光４７ａとＰ偏光の第２の分岐光４７ｂとに分け、第２の分岐光４７ｂをさらに光量が半分ずつの第３の分岐光４７ｃと第４の分岐光４７ｄに分けた構成としている。このとき、スクリーン１７上の同じ表示位置Ｐｎには３つの分岐光４７ａ、４７ｂ、４７ｃが到達する。これらの分岐光４７は、３つの走査部４８ａ、４８ｂ、４８ｃにより連動して走査されこととなる。このように、第１の分岐光４７ａと第２の分岐光４７ｂとの偏光方向が直交するＳ偏光とＰ偏光とに分けて、複数の分岐光４７を構成してもよい。
【００５８】
ここで、変調光１３を偏光ビームスプリッタ４６に入射させ、偏光方向が直交するＳ偏光とＰ偏光をそれぞれ持つ第１の分岐光４７ａと第２の分岐光４７ｂとに分岐することにより、次に述べる効果を得ることができる。すなわち、３つの走査部４８ａ、４８ｂ、４８ｃは、３つの分岐光４７ａ、４７ｂ、４７ｃをスクリーン１７方向に向けて反射させるが、それぞれの分岐光４７ａ、４７ｂ、４７ｃの偏光方向は各走査部４８ａ、４８ｂ、４８ｃのミラーに入射する際に特定されていることになる。このため、各走査部４８ａ、４８ｂ、４８ｃのミラーの特性を入射される分岐光の偏光方向に合わせて設定することにより、各ミラーの反射率の向上を図ることができる。
【００５９】
図６〜図８に示すレーザディスプレイ装置４５、５０、５５は、いずれも眼の安全性の確保がなされた状態でスペックルノイズが確実に低減された明るい画像を表示することができる。
【００６０】
本実施の形態において、複数の分岐光のうち任意の２つの分岐光において、それぞれの分岐部から表示位置までに到達する分岐光の光路長の差がそれぞれの可干渉距離を越えるように構成してもよい。このように構成すると、より一層スペックルノイズが低減された画像を表示することができる。
【００６１】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。図９に、本発明の実施の形態６にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。上記の実施の形態１〜５では、レーザ光をスクリーン上に順次走査して画像を表示する、走査型のレーザディスプレイ装置にかかる形態であったが、本実施の形態は、２次元空間光変調素子によりスクリーン全体に画像を投射して表示する、投射型のレーザディスプレイ装置にかかるものである。
【００６２】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置６０は、図９に示すように、レーザ光６１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光６１を変調し、変調光６２を出射する変調部６３と、変調光６２を複数の分岐光６４に分岐する分岐部６５と、変調光６２から分岐された分岐光６４をそれぞれスクリーン１７上に結像する投射レンズ６８と、を備えている。そして、複数の分岐光６４のうち少なくとも２つの分岐光６４ａ、６４ｂは、スクリーン１７上の同じ表示位置６６に同じ時間に到達して画像を表示する。変調部６３は、少なくとも２次元空間変調素子６７を含む構成からなる。
【００６３】
本実施の形態の分岐部６５には、ハーフミラー５８とミラー５９が配置されており、ミラー５９は回転部６９により回転される。すなわち、スクリーン１７までの距離Ｌ１が変わった時にミラー５９の角度が初期調整される。具体的には、投射レンズ６８の移動とミラー５９の回転部６９による回転は共に駆動部９０からの指示に従って実行される。スクリーン１７までの距離Ｌ１が変わった時には、駆動部９０は、投射レンズ６８に移動指示を与えてスクリーン１７に対して垂直方向に移動させ、スクリーン１７上に表示される画像の焦点合わせを実行する。さらに、駆動部９０は、投射レンズ６８の移動指示に合わせて、ミラー５９の回転部６９にミラー５９の回転指示を与える。ミラー５９の回転角度は、投射レンズ６８の移動量に応じて決定される。そうすることにより、スクリーン１７までの距離Ｌ１の変動時に、スクリーン１７上に表示される画像の焦点合わせと位置合わせを同時に実行することができる。
【００６４】
図９に示すように、本実施の形態のレーザ光源１２は、赤色光源（Ｒ光源）１２ａ、緑色光源（Ｇ光源）１２ｂ、青色光源（Ｂ光源）１２ｃからなり、それぞれの光源から出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、光ファイバ４２で光混合器４１に導入され、光ファイバ７１からレーザ光６１として出射される。そして、レーザ光６１は、集光レンズ７２により２次元空間変調素子６７に導入されて画像信号により変調される。
【００６５】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置６０においては、レーザ光６１は、分岐されてスクリーン１７上の表示位置６６に到達するので、複数の分岐光６４はそれぞれ眼に入っても安全な強度にまで光量を低減している。しかしながら、表示位置６６の各ポジションには、分岐前の変調光６２の光量が一旦分岐されるが最終的には集められる。したがって、表示位置６６の各ポジションでの光量は低減されることなく十分な明るさを持つことができる。また、表示位置６６の各ポジションには、複数の分岐光６４が集まるのでスペックルノイズを低減することもできる。変調光６２は、投射レンズ６８を出射した直後では、高い光強度を有しているが、ハーフミラー５８で分岐して、光強度が高い領域（投射レンズ６８出射直後）で利用者の眼に分岐光６４ａ、６４ｂが同時に入らないようにすることで、眼に対する安全性を確保している。
【００６６】
さらに、本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置６０は、スクリーン１７の距離Ｌ１を検出する検出部７３と、第２の分岐光６４ｂを反射させるミラー５９の回転部６９による回転角度データを距離Ｌ１に対応して予め設定したテーブルを記憶した記憶部３２と、を含むコントローラ３３を備えた構成となっている。コントローラ３３には、上記の制御部３１も含まれる。そして、これらのデータやテーブルを基にして、コントローラ３３の制御部３１により、レーザディスプレイ装置６０の各部分やデータの制御を行っている。
【００６７】
なお、距離Ｌ１の測定は、図９に示すように検出部７３の中に発光ダイオードや受光素子からなる光学検出部を内蔵し、検出部７３とスクリーン１７とを往復する距離測定光８１により測定することができる。
【００６８】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置６０によれば、眼の安全性の確保がなされた状態でスペックルノイズが確実に低減された明るい画像を表示することができる。
【００６９】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。図１０は、本発明の実施の形態７にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。本実施の形態は、上記の実施の形態６と同様に、２次元空間光変調素子によりスクリーン全体に画像を投射して表示する、投射型のレーザディスプレイ装置にかかるものである。
【００７０】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置７０は、図１０に示すように、レーザ光６１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光６１を変調し、変調光６２を出射する変調部６３と、変調光６２を複数の分岐光６４に分岐する分岐部６５（光学ブロック部７４）と、を備えている。そして、複数の分岐光６４のうち少なくとも２つの分岐光６４ａ、６４ｂは、スクリーン１７上の同じ表示位置６６に到達して画像を表示する。なお、本実施の形態においては、分岐部６５は反射ミラーを組み合わせた光学ブロック部７４で構成されている。
【００７１】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置７０において、変調部６３は少なくとも２次元空間変調素子６７を含む構成からなり、上述したように、分岐部６５は、変調光６２を少なくとも２つの分岐光６４ａ、６４ｂに分岐する光学ブロック部７４からなり、分岐光６４をそれぞれスクリーン１７上に結像する複数の投射レンズ７５、７６をさらに備えている。そして、２つの分岐光６４は、第１の分岐光６４ａと第２の分岐光６４ｂとからなり、第１の分岐光６４ａと第２の分岐光６４ｂとがスクリーン１７上の同じ表示位置６６に投射される。
【００７２】
図１０に示すように、本実施の形態のレーザ光源１２は、赤色光源（Ｒ光源）１２ａ、緑色光源（Ｇ光源）１２ｂ、青色光源（Ｂ光源）１２ｃからなり、それぞれの光源から出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、光ファイバ４２で光混合器４１に導入され、光ファイバ７１からレーザ光６１として出射される。そして、レーザ光６１は、２次元空間変調素子６７に導入されて画像信号により変調される。変調光６２は、光学ブロック部７４に入射して、第１の分岐光６４ａと第２の分岐光６４ｂとに分岐して出射される。第１の分岐光６４ａと第２の分岐光６４ｂは、それぞれ投射レンズ７５、７６上では２次元画像７９ａ、７９ｂとして伝搬し、また、スクリーン１７上では拡大された２次元画像８０ａ、８０ｂとして投射される。このとき、２次元画像８０ａと２次元画像８０ｂとは、スクリーン１７上でそれぞれの画素の位置が重ね合わされて投射される。すなわち、２次元空間変調素子６７が、左右２つの見かけの２次元空間変調素子７７、７８となり、あたかもこの見かけの２次元空間変調素子７７、７８の２次元画像がスクリーン１７上の２次元画像８０ａ、８０ｂとして直進して投射されることとなる。
【００７３】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置７０においては、スクリーン１７上における２つの２次元画像８０ａ、８０ｂの重ね合わせは、投射レンズ７５、７６の位置の調節によって行われる。投影レンズ７５、７６は、図１０に示すように、駆動部９０からの指示に従って位置調節されるように構成されており、投影レンズ７５、７６の位置調節は駆動部９０により連動して行われ、スクリーン１７上での２次元画像８０ａ、８０ｂの重ね合わせが高速、かつ、正確に実現される。
【００７４】
本実施の形態にかかるレーザディスプレイ装置７０においては、レーザ光６１は分岐されてスクリーン１７上の表示位置６６に到達するので、複数の分岐光６４はそれぞれ眼に入っても安全な強度にまで光量を低減している。しかしながら、表示位置６６の各位置には、分岐前の変調光６２の光量が一旦分岐されるが最終的には集められる。したがって、表示位置６６の各画素の位置での光量は低減されることなく十分な明るさを持つことができる。また、表示位置６６の各画素の位置には、複数の分岐光６４が集まるのでスペックルノイズを低減することもできる。
【００７５】
また、本実施の形態の複数の投射レンズは、第１の投射レンズ７５と第２の投射レンズ７６とからなり、複数の分岐光６４のうち、第１の投射レンズ７５で投射される第１の分岐光６４ａの光軸が第１の投射レンズ７５の光軸とずれ、かつ第２の投射レンズ７６で投射される第２の分岐光６４ｂの光軸が第２の投射レンズ７６の光軸とずれる構成にして２次元画像８０ａ、８０ｂを重ね合わせている。
【００７６】
このような構成とすることにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。また、分岐光の光軸と投射レンズの光軸とがずれることにより、スクリーン１７に投影する画像をわざと４分の１画素ピッチ程度ずらす。このことにより、例えば、液晶プロジェクタなどで問題となる液晶セル間の格子模様を消すという効果が、さらに生じてより鮮明で高輝度の画像を得ることができる。
【００７７】
上記の実施の形態６および７において、上記の実施の形態１と同様に、複数の分岐光のうち、任意の２つの分岐光が到達する表示位置で形成する角度が１．５ミリラジアン以上πラジアン未満である構成としてもよい。このような構成とすることにより、複数の分岐光１５が眼２３の瞳に入ったとしても複数の分岐光１５は眼の網膜上の１点に集光することを回避できるので、眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。
【００７８】
上記の実施の形態６および７において、投射レンズ近辺に眼が配置されて眼に入射する各分岐光の光量は、６６ｍＷ未満に抑えることが望ましい。
【００７９】
上記の実施の形態６および７において、複数の分岐光のうち任意の２つの分岐光において、それぞれの分岐部から表示位置までに到達する分岐光の光路長の差がそれぞれの可干渉距離を超える構成としてもよい。このような構成とすることにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。
【００８０】
上記の実施の形態６および７において、第１の分岐光と前記第２の分岐光との偏光方向が直交する構成としてもよい。このような構成とすることにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。
【００８１】
上記の実施の形態６および７において、レーザ光源として少なくとも赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ出射する光源と、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調し、変調光を出射する複数の変調部と、を備えた構成としてもよい。このような構成とすることにより、色再現範囲の広い光輝度のレーザディスプレイ装置が実現できる。
【００８２】
上記の各実施の形態から本発明を要約すると、以下のようになる。すなわち、本発明の一局面に従うレーザディスプレイ装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を変調し、変調光を出射する変調部と、前記変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐する分岐部と、前記少なくとも２つの分岐光がスクリーンに向かうようにそれぞれの光路を設定する光路設定部とを備え、前記光路設定部は、前記少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させる。
【００８３】
上記のレーザディスプレイ装置では、変調部から出射される変調光を少なくとも２つの分岐光に分岐され、少なくとも２つの分岐光のそれぞれの光路がスクリーンに向かうように設定され、少なくとも２つの分岐光を前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させるので、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、さらに分岐された分岐光の光軸が互いに異なっているので、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。
【００８４】
前記少なくとも２つの分岐光の各光量は、前記各分岐光が前記レーザディスプレイ装置の利用者の眼に入射された時に、前記利用者の眼の網膜に影響を与えないレベル以下であることが好ましい。
【００８５】
この場合、利用者の眼に分岐光が入ったとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。
【００８６】
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、前記光路設定部は、前記第１の分岐光を走査する第１の走査部と、前記第２の分岐光を走査する第２の走査部とを有し、前記第１の走査部による前記第１の分岐光の走査と前記第２の走査部による前記第２の分岐光の走査とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。
【００８７】
この場合、第１および第２の分岐光が連動してさらに確実にスクリーン上の同じ表示位置に走査されるので、眼の安全性の確保がなされた状態でスペックルノイズが確実に低減された明るい画像を表示することができる。
【００８８】
レーザ光を検出するセンサと、前記第１の分岐光および前記第２の分岐光のうちのいずれか一方の分岐光と、他方の分岐光が前記スクリーン上で拡散された拡散光とを前記センサに導光する光学系とをさらに備え、前記センサからの検出結果に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。
【００８９】
この場合、スクリーンの位置を自動的に検出して、複数の分岐光をさらに確実にスクリーン上のほぼ同じ位置に走査することにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。
【００９０】
レーザ光を検出するセンサと、前記第１の分岐光および前記第２の分岐光のうちのいずれか一方の分岐光と、他方の分岐光が前記スクリーン上で拡散された拡散光とを前記センサに導光する光学系と、前記センサからの検出結果に基づいて前記スクリーンの位置を検出する検出部とをさらに備え、前記光路設定部は、前記検出部により検出された前記スクリーンの位置に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。
【００９１】
この場合、スクリーンの位置を自動的に検出して、複数の分岐光をさらに確実にスクリーン上のほぼ同じ位置に走査することにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。
【００９２】
前記第１の走査部による前記第１の分岐光の走査と前記第２の走査部による前記第２の分岐光の走査との連動関係を前記スクリーン位置に応じて予め設定されているデータを記憶した記憶部をさらに備えることが好ましい。
【００９３】
この場合、スクリーンの距離を自動的に検出し、予め設定したテーブルを用いて、すばやく複数の分岐光を確実にスクリーン上のほぼ同じ位置に走査することにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。
【００９４】
前記変調部から出射される変調光を前記スクリーン上に結像する投射レンズをさらに備え、前記変調部は、２次元空間光変調素子を含み、前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、前記光路設定部は、前記第１の分岐光を前記スクリーンに向けて出射する第１のミラーと、前記第２の分岐光を前記スクリーンに向けて出射する第２のミラーとを有し、前記第１のミラーによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２のミラーによる前記第２の分岐光の出射方向とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。
【００９５】
この場合、２次元空間光変調素子で変調された分岐光は、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。
【００９６】
前記スクリーンの位置を検出する検出部と、前記第１のミラーによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２のミラーによる前記第２の分岐光の出射方向との連動関係を前記スクリーン位置に応じて予め設定されているデータを記憶した記憶部とをさらに備えることが好ましい。
【００９７】
この場合、スクリーンの位置を自動的に検出して、複数の分岐光をさらに確実にスクリーン上のほぼ同じ位置に走査することにより、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。
【００９８】
前記少なくとも２つの分岐光は、第１の分岐光と、第２の分岐光とを含み、前記変調部は、２次元空間光変調素子を含み、前記分岐部は、前記変調光を前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とに分岐する光学ブロック部を含み、前記第１の分岐光を前記スクリーンに向けて出射して前記スクリーン上に結像する第１の投射レンズと、前記第２の分岐光を前記スクリーンに向けて出射して前記スクリーン上に結像する第２の投射レンズとをさらに備え、前記光路設定部は、前記第１の投射レンズによる前記第１の分岐光の出射方向と前記第２の投射レンズによる前記第２の分岐光の出射方向とを連動させることにより、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光とを前記スクリーン上の略同一の位置に、且つ、略同時に到達させることが好ましい。
【００９９】
この場合、光学ブロック部で分岐された分岐光は、任意の位置に配置するスクリーン上にスペックルノイズが低減された画像を表示することができ、レーザ光が出射される方向のどの位置からレーザ光を見たとしても眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。
【０１００】
前記第１の投射レンズで投射される前記第１の分岐光の光軸は、前記第１の投射レンズの光軸とずれており、且つ、前記第２の投射レンズで投射される前記第２の分岐光の光軸は、前記第２の投射レンズの光軸とずれていることが好ましい。
【０１０１】
この場合、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。そして、分岐光の光軸と投射レンズの光軸とがずれることにより、さらに画素消しの効果が生じて明るい光輝度の画像を表示することができる。
【０１０２】
前記スクリーン上における、前記第１の分岐光の前記スクリーンに対する入射方向と前記第２の分岐光の前記スクリーンに対する入射方向とが形成する角度は、１．５ミリラジアン以上πラジアン未満であることが好ましい。
【０１０３】
この場合、眼に複数の分岐光が入った場合でも、複数の分岐光は眼の網膜上の１点に集光することを回避できるので、眼の安全性の確保がさらに確実になされることができる。
【０１０４】
前記第１の分岐光が前記分岐部から前記スクリーン上に到達するまでの光路と前記第２の分岐光が前記分岐部から前記スクリーン上に到達するまでの光路との間の光路差は、前記第１の分岐光と前記第２の分岐光との間の可干渉距離を超えるように設定されることが好ましい。
【０１０５】
この場合、２つの分岐光の干渉が抑えられるので、スペックルノイズが低減された明るい画像をさらに確実に表示することができる。
【０１０６】
前記第１の分岐光の偏光方向と前記第２の分岐光の偏光方向とは、直交することが好ましい。
【０１０７】
前記レーザ光源は、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ出射する光源を含むことが好ましい。
【０１０８】
この場合、色再現範囲の広い光輝度のレーザディスプレイ装置が実現できる。
【０１０９】
前記変調部は、前記赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調し、前記赤色光、緑色光および青色光の各変調光を出射する複数の変調素子を含むことが好ましい。
【０１１０】
この場合、色再現範囲の広い光輝度のレーザディスプレイ装置が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明にかかるレーザディスプレイ装置は、高輝度で、色再現範囲の広いレーザ光源を用いているので、大面積であっても均一な輝度を有し、色再現範囲が広く高画質であり、かつ、安全性にも優れているので、大型ディスプレイや高輝度ディスプレイ等のディスプレイ分野で有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】図１Ａは、本発明の実施の形態１にかかるレーザディスプレイ装置の要部を示す概略斜視図で、図１Ｂは、図１Ａのレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図４】図４Ａは、本発明の実施の形態４にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図、図４Ｂは、レーザ光を検出するセンサの構成図である。
【図５】本発明の実施の形態４にかかる他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態５にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態５にかかる他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図８】本発明の実施の形態５にかかる、さらに他のレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図９】本発明の実施の形態６にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態７にかかるレーザディスプレイ装置を上面から見た概略構成図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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