(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる波長の光ビームを出射する複数の光源と、
前記各光ビームの強度を画像信号に応じて変調する駆動部と、
前記各光ビームの光軸を一致させる光軸一致手段と、
前記各光ビームを走査する走査手段とを備える光ビーム走査型画像投影装置において、
前記光軸一致手段は、複数の光学素子と、
前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整する調整部とを有し、
前記各光ビームのスポット中心と、中心基準点とのずれを検出する検出手段と、
前記検出手段での検出結果に基づき、前記調整部を制御し、前記光軸一致手段の前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整し、前記各光ビームの光軸を一致させる位置調整手段とを有し、
前記検出手段は、ピンホールと、
前記中心基準点の周囲に配置され、前記ピンホールを透過した光が入射される複数の受光素子とを有し、
前記ピンホールには、前記各光源から出射された光ビームの投影面からの反射光が入射され、
前記位置調整手段は、前記複数の受光素子の出力信号に基づき、前記調整部を制御し、前記光学一致手段の前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整し、前記各光ビームの光軸を一致させることを特徴とする光ビーム走査型画像投影装置。
【請求項２】
前記複数の光源は、それぞれ青、緑、赤色の光ビームを出射する半導体レーザ、あるいは、半導体レーザで励起する第２高調波の光ビームを出射する固体レーザを含むことを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査型画像投影装置。
【請求項３】
前記位置調整手段は、前記検出手段での検出結果に基づき、前記各光ビームの伝播方向を調整することを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査型画像投影装置。
【請求項４】
前記光軸一致手段は、前記各光源より発生する複数の光ビームを１軸に集光する光学系を有し、
前記光学系は、誘電膜ミラー、誘電膜フィルタ、レンズの中の少なくとも１部品を含み、
前記位置調整手段は、前記調整部を制御し、前記光学系の前記誘電膜ミラー、前記誘電膜フィルタ、および前記レンズの中の少なくとも１部品の位置、傾きを変化させて、前記各光ビームの伝播方向を調整することを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査型画像投影装置。
【請求項５】
前記位置調整手段は、前記複数の受光素子の出力信号に基づき、前記各光ビームのビーム径を調整することを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査型画像投影装置。
【請求項６】
前記画像信号が入力されていない時間帯に、前記各光源から照射される光ビームの光軸を一致させることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査型画像投影装置。
【請求項７】
それぞれ異なる波長の光ビームを出射する複数の光源と、
前記各光ビームの強度を画像信号に応じて変調する駆動部と、
前記各光ビームの光軸を一致させる光軸一致手段と、
前記各光ビームを走査する走査手段とを備える光ビーム走査型画像投影装置において、
前記光軸一致手段は、複数の光学素子と、
前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整する調整部とを有し、
前記各光ビームのスポット中心と、中心基準点とのずれを検出する検出手段と、
前記検出手段での検出結果に基づき、前記調整部を制御し、前記光軸一致手段の前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整し、前記各光ビームの光軸を一致させる位置調整手段とを有し、
前記検出手段は、ピンホールと、
前記中心基準点の周囲に配置され、前記ピンホールを透過した光が入射される複数の受光素子とを有し、
前記ピンホールには、前記各光源から出射された光ビームの中でビームスプリッタを透過した光ビームが入射され、
前記位置調整手段は、前記複数の受光素子の出力信号に基づき、前記調整部を制御し、前記光軸一致手段の前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整し、前記各光ビームの光軸を一致させ、前記各光ビームのビーム径を調整することを特徴とする光ビーム走査型画像投影装置。
【請求項８】
前記画像信号が入力されていない時間帯に、前記各光源から照射される光ビームの光軸を一致させることを特徴とする請求項７に記載の光ビーム走査型画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを走査し、スクリーンまたは３次元空間に投射して画像表示を行う光ビーム走査型画像投影装置に係り、特に、装置使用環境により光ビームの方向やスポットサイズが不安定となる場合の補正機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭や公共の場でテレビやコンピュータのモニタとして用いられる画像表示装置は、表示する画像の高画質化に伴って、大型化している。一方で、表示情報の配信形態の多様化に伴い、携帯性や低消費電力化も求められている。特に、有線・無線のネットワークインフラの整備を背景に、ディスプレイ付きの携帯情報端末が普及している。【０００３】
小型装置で大型画面を表示可能なディスプレイとして、例えば、プロジェクタ型ディスプレイがあげられる（下記、特許文献１、特許文献２参照）。【０００４】
前述の特許文献１には、赤、緑、青色のレーザ光を出射する３種のレーザ光源と、映像信号に応じて前記レーザ光を光変調する空間光変調器と、光変調して形成した画像をスクリーンに投影しカラー画像を形成する画像形成手段と光学レンズ系を具備するレーザディスプレイ装置が開示されている。【０００５】
また、前述の特許文献２には、複数の波長の光源から、画像信号を受けた光ビームを鏡に反射させ、その鏡の向きを走査することにより画像を表示させる超小型プロジェクタが開示されている。【０００６】
ところで、光源は常に理想的なビームを出しているわけではない。例えば、１つまたは複数波長の光源において、時間とともに光強度が変動して雑音となったり、ピーク波長の位置やスペクトル幅が変動したりするため、表示できる色の範囲が変わってしまう。【０００７】
前述の特許文献２には、このような表示画像の変動を補正して表示する画素を作るために、光源の光をある表面に照射して、そこで相互作用した光を検出し、光源の特性変動の影響を除去して光源の光出力を制御することが開示されている。【０００８】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−６４７８９号公報
【特許文献２】米国特許第７２６２７６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
小型プロジェクタ用光源が光強度雑音や波長変動を持つことは特許文献１に記載されているが、使用環境ごとに光源の温度が変わったり、鏡を走査するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の動作が立上げ初期に不安定であったりすることも加わって、ＭＥＭＳを反射した後の光ビームの光軸や形状が変化する可能性がある。【００１１】
また、光源が半導体レーザの場合に複数の波長のレーザのうち、ある一つが壊れて交換することが想定される。光源のうち一つを交換すると交換後の光軸は、交換前の光軸とずれてしまうことが多い。このとき、同じ点に重なって一つの画素を作るべき赤、緑、青の三色の光ビームのスポットが、投射されたスクリーン上でずれてしまい、画像の色が分離したり、乱れたりして見える。【００１２】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、光ビーム走査型画像投影装置において、使用環境の変化、経時変化あるいは光源の交換などにより投射された画像の画質が劣化した場合に、当該画像の劣化を自動で防止することが可能となる技術を提供することにある。【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。【００１５】
（１）それぞれ異なる波長の光ビームを出射する複数の光源と、前記各光ビームの強度を画像信号に応じて変調する駆動部と、前記各光ビームの光軸を一致させる光軸一致手段と、前記各光ビームを走査する走査手段とを備える光ビーム走査型画像投影装置において、前記光軸一致手段は、複数の光学素子と、前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整する調整部とを有し、前記各光ビームのスポット中心と、中心基準点とのずれを検出する検出手段と、前記検出手段での検出結果に基づき、前記調整部を制御し、前記光学一致手段の前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整し、前記各光ビームの光軸を一致させる位置調整手段とを有する。【００１６】
（２）（１）において、前記複数の光源は、それぞれ青、緑、赤色の光ビームを出射する半導体レーザ、あるいは、半導体レーザで励起する第２高調波の光ビームを出射する固体レーザを含む。【００１７】
（３）（１）において、前記位置補正手段は、前記検出手段での検出結果に基づき、前記各光ビームの伝播方向を調整する。【００１８】
（４）（１）において、前記光軸一致手段は、前記各光源より発生する複数の光ビームを１軸に集光する光学系を有し、前記光学系は、誘電膜ミラー、誘電膜フィルタ、レンズの中の少なくとも１部品を含み、前記位置調整手段は、前記調整部を制御し、前記光学系の前記誘電膜ミラー、前記誘電膜フィルタ、および前記レンズの中の少なくとも１部品の位置、傾きを変化させて、前記各光ビームの伝播方向を調整する。【００１９】
（５）（１）において、前記検出手段は、ピンホールと、前記中心基準点の周囲に配置され、前記ピンホールを透過した光が入射される複数の受光素子とを有し、前記ピンホールには、前記各光源から出射された光ビームの投影面からの反射光が入射され、前記位置調整手段は、前記複数の受光素子の出力信号に基づき、前記調整部を制御し、前記光学一致手段の前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整し、前記各光ビームの光軸を一致させる。【００２０】
（６）（１）において、前記検出手段は、ピンホールと、前記中心基準点の周囲に配置され、前記ピンホールを透過した光が入射される複数の受光素子とを有し、前記ピンホールには、前記各光源から出射された光ビームの中でビームスプリッタを透過した光ビームが入射され、前記位置調整手段は、前記複数の受光素子の出力信号に基づき、前記調整部を制御し、前記光学一致手段の前記光学素子の少なくとも一つの位置および傾きの少なくとも一方を調整し、前記各光ビームの光軸を一致させる。【００２１】
（７）（５）または（６）において、前記位置調整手段は、前記複数の受光素子の出力信号に基づき、前記各光ビームのビーム径を調整する。【００２２】
（８）（５）または（６）において、前記画像信号が入力されていない時間帯に、前記各光源から照射される光ビームの光軸を一致させる。
【発明の効果】
【００２３】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。【００２４】
本発明の光ビーム走査型画像投影装置によれば、光源の交換などに起因する、投射された画像の画質の劣化を自動で防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１の光ビーム走査型画像投影装置を説明するための要部断面図である。
【図２】本発明の実施例２の光ビーム走査型画像投影装置を説明するための要部断面図である。
【図３】図２に示す光軸一致手段を説明するための要部断面図である。
【図４】図３に示す受光素子の具体的構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例３の光ビーム走査型画像投影装置を説明するための要部断面図である。
【図６】本発明の実施例４の光ビーム走査型画像投影装置を説明するための要部断面図である。
【図７】本発明の各実施例の光ビーム走査型画像投影装置の光ビーム調整機構を使用前だけでなく、画像表示の途中に動作させる場合のタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２７】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１の光ビーム走査型画像投影装置を説明するための要部断面図である。【００２９】
本実施例の光ビーム走査型画像投影装置は、それぞれ異なる波長の光ビームを出射する光源１と、複数の光ビームの光軸をほぼ一致させる複数の光学素子を含む光軸一致手段２と、複数の光ビームを走査する手段３と、画像信号を光源１の駆動部に送る手段４と、複数の光ビームの強度を画像信号に応じて変調する駆動部５とを有し、光軸がほぼ一致した光ビームはスクリーン６上へ投射される。【００３０】
光学一致手段２に含まれる光学素子の少なくとも一つは、光源１を保持している筐体７に対し可動であり、複数の光ビームの一部はビームスプリッタ８により分離され、検出手段９に入射される。検出手段９は、例えば、左右に２分割された領域ごとに光ビームの強度を測定することができる受光素子を有し、各光ビームのスポット中心と、中心基準点とのずれを検出する。【００３１】
検出手段９での検出結果に基づき、補正信号送信部１０は、各光ビームのスポット中心と、中心基準点とのずれを補正するための補正信号を生成し、光学一致手段２の筐体７に対して可動である光学素子の位置調整機構に送って、各光ビームの光軸を一致させる。【００３２】
光源１は、例えば、波長５７０ｎｍ付近にピークを持つ黄色と、４６０ｎｍにピークを持つ青色の２種類の光を放出する発光素子とする。
【実施例２】
【００３３】
図２は、本発明の実施例２の光ビーム走査型画像投影装置を説明するための要部断面図である。図３は、図２に示す光軸一致手段２を説明するための要部断面図である。【００３４】
本実施例では、それぞれ異なる波長の光を出射する光源１は、赤色レーザ１１と、緑色レーザ１２と、青色レーザ１３とで構成される。それぞれの波長として、赤色は６００ｎｍから７００ｎｍ、緑色は５００ｎｍから５６０ｎｍ、青色は４３０ｎｍから４８０ｎｍの中から選ぶ。【００３５】
ここで、各レーザは、１０ＭＨｚ以上、望ましくは１００ＭＨｚ程度で直接変調できるレーザであることが望ましい。例えば、赤色は発振波長６４２ｎｍの半導体レーザ、緑色は半導体レーザ励起で発振波長５３２ｎｍの固体レーザ、青色は発振波長４５０ｎｍの半導体レーザを選ぶことができる。緑色の半導体レーザが入手できればそれを選ぶこともできる。【００３６】
また、各波長のレーザは光出力を後方からモニタできるように受光素子がついており、各光出力は画像信号が持つ所定の値に制御されるよう常にフィードバックされている。それぞれのレーザ（１１〜１３）は筐体７に固定されているが、故障の際には交換可能なように、ねじで固定されている。【００３７】
図３に示すように、複数の光学素子から構成される光軸一致手段２は、主にレンズ（２１〜２３）と、表面に誘電体による膜を持つビームスプリッタ（２４，２５）とで構成される。赤色レーザ１１の光ビームはレンズ２１によって、緑色レーザ１２の光ビームはレンズ２２によって、青色レーザ１３の光ビームはレンズ２３によって、ビームサイズを０．９ｍｍから１．５ｍｍの範囲でほぼ一致させ、それぞれ平行光にされる。ここでの平行光は、ガウスビームで近似的に現され、各レーザ（１１〜１３）からスクリーン６に至るまでの距離においてはそのスポット径がビームウェスト径の１から２倍以内の状態であることをいう。【００３８】
ビームスプリッタ２４は、緑色の光ビームを９９．９％以上透過させ、赤色の光ビームを９７％以上反射するように設計されている。ビームスプリッタ２５は、赤色と緑色の光ビームを９９．９％以上透過させ、青色の光ビームを９５％以上反射するように設計されている。【００３９】
これらのビームスプリッタ（２４，２５）を用いて、赤色・緑色・青色の光ビームの光軸が一致するように、出荷前に初期調整される。ここで、レンズ（２１〜２３）のそれぞれには、後から光軸方向および光軸に垂直な面に対して上下傾きと左右角度を微調整可能とするために、アクチュエータを設けておく。【００４０】
複数の光ビームを走査する手段３は、大きさが直径１ｍｍ〜３ｍｍの鏡をＭＥＭＳで２軸方向に変調できるようにしてあり、平行光となった赤色・緑色・青色の光ビームをその鏡で反射させる。【００４１】
画像信号を赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）の駆動部に送る手段４と、赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）から出射する光ビームの強度を画像信号に応じて変調する駆動部５によって、画像情報をもち、光軸がほぼ一致した光ビームはスクリーン６上へ投射されて一画素を形成し、２次元的に走査された光ビームの全体を観察者は１枚の画像として認識することができる。【００４２】
出荷時において赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）の光軸は一致し、各スポットがほぼ同じ大きさに調整されているが、光学一致手段２に含まれる（レンズ２１〜２３）は、光源１の保持されている筐体７に対し可動である。【００４３】
これは、光源１のいずれかのレーザを交換した場合、使用環境が変わった場合などに光軸ずれが生じるので、あとから光軸を一致させるよう調節するためである。【００４４】
使用前調整は以下のように行う。【００４５】
赤色・緑色・青色の光ビームの一部、例えば、０．５〜２％程度はビームスプリッタ８により分離され、検出手段９に導入される。検出手段９は、光線を通すようピンホール９１と受光素子９２とから構成される。例えば、ピンホール９１は円形の開口部を持ち、その大きさは２ｍｍとし、受光素子９２は、図４に示すように、中心基準点９２Ａの周囲に配置され、ピンホール９１を透過した光が入射される４個の受光素子９２Ｂで構成する。そして、４個の受光素子９２Ｂで、光ビームの強度を測定する。【００４６】
なお、受光素子９２は、少なくとも２つ以上であればよい。４個の受光素子９２Ｂは同じ材料でできており、同じ光出力の光に対して、同じ光電流を発生し、同じ電圧として出力するようにしておく。【００４７】
使用前調整時には、ピンホール９１を通り抜けて円形となっている、赤色・緑色・青色の光ビームを１つずつ４個の受光素子９２Ｂで受光する。そして、光ビームのスポット中心が、中心基準点９２Ａとずれている場合、４個の受光素子９２Ｂの出力電圧に差が生じるため、その電圧差がなくなるような補正信号を補正信号送信部１０で生成し、光学一致手段２のレンズ（２１〜２３）に設けたアクチュエータを制御し、光ビームのスポット中心と、中心基準点９２Ａとが一致するようにレンズ（２１〜２３）の傾きを制御する。【００４８】
また、受光素子９２全体の受光量の違いによって、光ビームのビーム径の変動を知ることができる。光ビームのビーム径が大きくなりすぎると、ピンホール９１を通過した光ビームの光量が減り、所定の光出力より小さな値となる。その場合は、レンズ（２１〜２３）のアクチュエータに信号を送り、焦点位置を制御する。【００４９】
本実施例の光ビーム走査型画像投影装置によれば、ＭＥＭＳの変調速度を水平方向に３０ＫＨｚ、垂直方向に６０Ｈｚとすることで、表示解像度ＸＧＡの２次元画像の表示ができ、使用前の光軸調整により、本装置より１ｍの距離にあるスクリーン６において赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）の光ビームのスポット径を常に１．５ｍｍ以下にして、スポット中心のずれを０．５ｍｍ以内にすることができた。
【実施例３】
【００５０】
図５は、本発明の実施例３の光ビーム走査型画像投影装置を説明するための要部断面図である。【００５１】
画像表示をする機構は、前述の実施例２とほぼ同じである。【００５２】
複数の波長の光ビームを出射する光源１は、赤色レーザ１１と、緑色レーザ１２と、青色レーザ１３とで構成される。例えば、赤色は発振波長６３０ｎｍの半導体レーザ、緑色は半導体レーザ励起で発振波長５２０ｎｍの固体レーザ、青色は発振波長４６０ｎｍの半導体レーザを選ぶことができる。それぞれのレーザ（１１〜１３）は、筐体７に固定されているが、故障の際には交換可能なように、ねじで固定されている。【００５３】
複数の光学素子で構成される光軸一致手段２は、図３に示すように、主にレンズ（２１〜２３）と、表面に誘電体による膜を持つビームスプリッタ（２４，２５）とで構成される。赤色レーザ１１の光ビームはレンズ２１によって、緑色レーザ１２の光ビームはレンズ２２によって、青色レーザの光ビームはレンズ２３によって、ビームサイズを０．９ｍｍから１．５ｍｍの範囲でほぼ一致させ、それぞれ平行光にされる。【００５４】
ビームスプリッタ２４は緑色の光ビームを９９．９％以上透過させ、赤色の光ビームを９７％以上反射するように設計されており、フィルタの役割をする。ビームスプリッタ２５は赤色と緑色の光ビームを９９．９％以上透過させ、青色の光ビームを９５％以上反射するように設計されており、フィルタの役割をする。【００５５】
これらのビームスプリッタ（２４，２５）を用いて、赤色・緑色・青色のビームの光軸が一致するように、出荷前に初期調整される。【００５６】
ここで、レンズ（２１〜２３）のそれぞれには、後から光軸方向に微調整可能とし、ビームスプリッタ（２４，２５）には、光軸に垂直な面に対して上下傾きと左右角度を微調整可能とするために、アクチュエータを設けておく。【００５７】
複数の光ビームを走査する手段３は、大きさが直径２ｍｍの鏡をＭＥＭＳで２軸方向に変調できるようにしてあり、平行光となった赤色・緑色・青色の光ビームをその鏡で反射させる。【００５８】
画像信号を赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）の駆動部に送る手段４と、赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）から出射する光ビームの強度を画像信号に応じて変調する駆動部５によって、画像情報をもち、光軸がほぼ一致した光ビームはスクリーン６上へ投射されて１画素を形成し、２次元的に走査された光ビームの全体を観察者は１枚の画像として認識することができる。【００５９】
出荷時において、赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）の光軸は一致し、各スポットはほぼ同じ大きさに調整されているが、光学一致手段２にレンズ（２１〜２３）、ビームスプリッタ（２４，２５）は、筐体７に対して可動とされる。それは、光源１のいずれかのレーザを交換した場合、使用環境が変わった場合などに光軸ずれが生じるので、あとから光軸を一致させるよう調節するためである。【００６０】
使用前調整は以下のように行う。【００６１】
赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）を１つずつ点灯し、光ビームがスクリーン６上へ投射され、その反射光は検出手段９に導入される。検出手段９は、光線を通すようピンホール９１と受光素子９２とから構成される。例えば、ピンホール９１は円形の開口部を持ち、その大きさは２ｍｍとし、受光素子９２は、図４に示すように、中心基準点９２Ａの周囲に配置され、ピンホール９１を透過した光が入射される４個の受光素子９２Ｂで構成する。【００６２】
そして、４個の受光素子９２Ｂで、光ビームの強度を測定する。なお、受光素子９２は、少なくとも２つ以上であればよい。４個の受光素子９２Ｂは同じ材料でできており、同じ光出力の光に対して、同じ光電流を発生し、同じ電圧として出力するようにしておく。【００６３】
使用前調整時には、ピンホール９１を通り抜けて円形となっている赤色・緑色・青色の光ビームを１つずつ４個の受光素子９２Ｂで受光する。光ビームのスポット中心が、中心基準点９２Ａとずれている場合、４個の受光素子９２Ｂの出力電圧に差が生じるため、その電圧差がなくなるような補正信号を補正信号送信部１０で生成し、光学一致手段２のレンズ（２１〜２３）と、ビームスプリッタ（２４，２５）に設けたアクチュエータを制御し、光ビームのスポット中心と、中心基準点９２Ａとが一致するようにレンズ（２１〜２３）とビームスプリッタ（２４，２５）の位置と傾きを制御する。【００６４】
本実施例の光ビーム走査型画像投影装置によれば、ＭＥＭＳの変調速度を水平方向に１８ＫＨｚ、垂直方向に６０Ｈｚとすることで、解像度ＶＧＡの２次元画像の表示ができ、本装置より５０ｃｍ離れたスクリーン上で、使用前の光軸調整により、赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）の各光ビームのスポット径を常に１．２ｍｍ以下にして、スポット中心のずれを０．３ｍｍ以内にすることができた。
【実施例４】
【００６５】
図６は、本発明の実施例４の光ビーム走査型画像投影装置を説明するための要部断面図である。【００６６】
それぞれ異なる波長の光を出射する光源１としては、赤色レーザ１１と緑色レーザ１２と青色レーザ１３とで構成されている。例えば、すべて半導体レーザ励起の固体レーザでもよい。固体レーザは、励起用の赤外半導体レーザと、光励起により第２高調波を発生させることのできる非線形光学結晶と共振器を形成するミラーまたは回折格子とで構成される。例えば、赤色は発振波長６１０ｎｍ、緑色は発振波長５３２ｎｍ、青色は発振波長４５５ｎｍを選ぶことができる。それぞれのレーザ（１１〜１３）は筐体７に固定されている。【００６７】
複数の光学素子からなる光軸一致手段２は、主にレンズ（２１〜２３）とミラー２６と、ビームスプリッタ（２５，２７）とで構成される。赤色レーザ１１の光ビームはレンズ２１によって、緑色レーザ１２の光ビームはレンズ２２によって、青色レーザの光ビームはレンズ２３によって、ビームサイズを０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲でほぼ一致させ、それぞれ平行光にされる。【００６８】
ミラー２６は可視光領域の光を９８％以上反射するよう誘電体膜が付着している。ビームスプリッタ２７は赤色の光ビームを９９．９％以上透過させ、緑色の光ビームを９７％以上反射するように設計されており、フィルタの役割をする。【００６９】
ビームスプリッタ２５は赤色と緑色のビームを９９．９％以上透過させ、青色の光ビームを９５％以上反射するように設計されており、フィルタの役割をする。【００７０】
これらのミラー２６とビームスプリッタ（２５，２７）を用いて、赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）の光軸が一致するように、出荷前に初期調整される。【００７１】
ここで、レンズ（２１〜２３）のそれぞれには、後から光軸方向と光軸に垂直な面に対して上下傾きと左右角度を微調整可能とするために、アクチュエータを設けておく。【００７２】
画像表示をする機構、および使用前調整として、各波長の光ビームの光軸とビーム径をほぼ一致させる機構は、前述の実施例２と同じである。【００７３】
本実施例の光ビーム走査型画像投影装置によれば、ＭＥＭＳの変調速度を水平方向に１８ＫＨｚ、垂直方向に６０Ｈｚとすることで、解像度ＶＧＡの２次元画像の表示ができ、本装置より５０ｃｍ離れたスクリーン上で、使用前の光軸調整により、赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）の各光ビームのスポット径を常に１．２ｍｍ以下にして、スポット中心のずれを０．２ｍｍ以内にすることができた。
【実施例５】
【００７４】
本発明の実施例５として、光ビーム走査型画像投影装置の光ビーム調整機構を使用前だけでなく、画像表示の途中に動作させる場合のタイミングを図７に示す。【００７５】
装置構成は図２に示す実施例２と同じ形でよい。【００７６】
赤色と緑色と青色の光ビームは１０ＭＨｚで強度変調されており、画素の表示のタイミングで映像信号の情報を持っているときは光強度が０より大きくなり、それ以外では光強度は０となっている。【００７７】
画素表示の合間のタイミングに、一つの波長ごとに順番に１０〜１５ｎｓの時間だけ発光させ、ビームスプリッタ８を透過した後、検出手段９に導入される。検出手段９の受光素子９２は４個の受光素子９２Ｂで構成されており、それぞれが、半径０．３〜０．６ｍｍ程度の円の四分の一の形状となっている。これより大きいと、受光素子は発光素子の１０ｎｓオーダーの短時間の発光には応答できないし、小さすぎるとビーム径より小さくなって調整精度が低下してしまう。【００７８】
光ビームのスポット中心が、中心基準点９２Ａとずれている場合、４個の受光素子９２Ｂの出力電圧に差が生じるため、その電圧差がなくなるような補正信号を補正信号送信部１０で生成し、光学一致手段２のレンズ（２１〜２３）に設けたアクチュエータを制御し、各色の光ビームのビーム径をほぼ同じにするように、かつ、光ビームのスポット中心と、中心基準点９２Ａとが一致するようにレンズ（２１〜２３）の位置と傾きを制御する。【００７９】
本実施例の光ビーム走査型画像投影装置によれば、ＭＥＭＳの変調速度を水平方向に１８ＫＨｚ、垂直方向に６０Ｈｚすることで、解像度ＶＧＡの２次元画像の表示ができ、本装置より３０ｃｍ離れたスクリーン上で、使用前の光軸調整により、赤色・緑色・青色のレーザ（１１〜１３）各ビームのスポット径を常に１．２ｍｍ以下にして、スポット中心のずれを０．２ｍｍ以内にすることができた。【００８０】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８１】
１  光源
２  光軸一致手段
３  複数の光線を走査する手段
４  画像信号を光源の駆動部に送る手段
５  駆動部
６  スクリーン
７  筐体
８，２４，２５，２７  ビームスプリッタ
９  検出手段
１０  補正信号送信部
１１  赤色レーザ
１２  緑色レーザ
１３  青色レーザ
２１，２２，２３  レンズ、
２６  ミラー
９１  ピンホール
９２，９２Ｂ  受光素子
９２Ａ  基準中心位置
【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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