(57)【要約】【課題】発光素子から出射されるレーザ光の調整を適切に行うことができ、且つ、発光素子の放熱性能を高めることが可能な構成を提案する。【解決手段】楕円のスポット形状を有するレーザ光を出射するＬＤ２ａ〜２ｃと、ＬＤ２ａ〜２ｃから出射されたレーザ光を反射させて所定位置（アパーチャ６や走査ミラー８）に導くダイクロイックミラー４ａ〜４ｃと、α回転、β回転、Ｘ移動の調整機構を持つミラーホルダー９ａ〜９ｃと、ＬＤ２ａ〜２ｃ及びミラーホルダー９ａ〜９ｃが取り付けられるハウジング１０と、を備え、ダイクロイックミラー４ａ〜４ｃをミラーホルダー９ａ〜９ｃに取り付けてハウジング１０に保持させることで、ダイクロイックミラー４ａ〜４ｃをハウジング１０に保持させた状態で配置の調整が可能な構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに固定され、レーザ光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射されたレーザ光を反射させて、集光目標として定められた位置に導くミラー素子と、を備え、
前記ミラー素子は、前記ハウジングに保持させた状態で配置の調整が可能である、
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記ミラー素子は、そのミラー面における前記レーザ光のスポット形をなす楕円の長軸方向の軸周りに回転可能である、
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】
前記ミラー素子は、そのミラー面における前記レーザ光のスポット形をなす楕円の短軸方向の軸周りに回転可能である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記ミラー素子は、前記発光素子との間の光路長が変化する方向に移動可能である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記発光素子と前記ミラー素子を対にして複数備え、
前記複数の発光素子を、各々から出射されるレーザ光のスポット形をなす楕円の長軸が平行になる向きで並列配置し、
前記複数のミラー素子を、前記複数の発光素子に対応して並列配置した、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項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、色成分の異なる複数のレーザ光を合成してカラー画像を投影する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばレーザプロジェクタに代表されるように、赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）のレーザ光を合成して投影面に投影することにより、投影面上にカラー画像を表示する各種の画像表示装置が実用化されている。
【０００３】
また、このような投影型の画像表示装置に関し、種々の発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、画像信号に基づいて変調された複数の異なる色光を発生する光源部と、光源部からの複数の色光を同軸上に合成する色合成部と、色合成部で合成された合成光を、画像信号に応じて２次元方向に偏向するビーム走査部と、非回転対象形状の複数の光学面を有し、ビーム走査部で偏向された合成光を、少なくとも偏向角を拡大して投光する自由曲面プリズムと、を具備し、自由曲面プリズムから投光される合成光により画像を表示する発明が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、画像形成装置の筐体は、筐体に近接して配置されるレーザ光源により発生する熱により膨張するが、筐体の肉厚部の肉厚は、レーザ光源から離れるほど薄くなるようにすることで、筐体が膨張する場合であっても、筐体により支持されるダイクロイックミラー近傍の肉厚部の膨張を抑え、ダイクロイックミラーの位置が変化しないようにする発明が開示されている。
【０００５】
例えば、特許文献３には、第１〜第３光源からの各々の射出光を同軸上に合成し、かつビーム整形するビーム整形プリズムであって、各々の射出光を入射する第１〜第３屈折面と、第１屈折面からの射出光と第２屈折面からの射出光とを同軸上に合成して第１合成光を生成する第１光軸合成面と、第１合成光と第３屈折面からの射出光とを同軸上に合成して第２合成光を生成する第２光軸合成面と、第２合成光を屈折して射出する第４屈折面と、を有し、第１〜第３屈折面の内少なくとも１つの屈折面は第１又は第２光軸合成面の内１つの光軸合成面と同一面であるビーム整形プリズムの発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８８５２０号公報
【特許文献２】特開２０１１−６４９２６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、レーザプロジェクタでは、複数の発光素子から出射される各色成分のレーザ光を、種々の光学素子（例えば、レンズ、ミラー、プリズム）を用いて所定位置（アパーチャ（絞り部）や走査ミラー等）に集光させている。この場合、各々のレーザ光が適切に集光するように、レーザ光の光軸調整や輝度調整を施す必要がある。
【０００８】
ここで、従来方式のレーザ光の調整について、図１８を参照して説明する。
図１８に例示するレーザプロジェクタ２１では、異なる色成分のレーザ光を出射する３つのＬＤ（レーザダイオード）２２ａ〜２２ｃを並列に配置してある。ＬＤ２２ａ〜２２ｃから出射されたレーザ光は、それぞれの色成分に対応するレンズ２３ａ〜２３ｃを経て平行光束となり、ダイクロイックミラー２４ａ〜２４ｃへ出射される。ダイクロイックミラー２４ａ〜２４ｃは、それぞれ、対応する色成分のレーザ光を反射し且つそれ以外を透過する性質を有しており、各レンズに入射したレーザ光が同一の光軸方向へ出射される（合成される）ように配置してある。ダイクロイックミラー２４ａ〜２４ｃによって合成された合成光は、２つのプリズム２５ａ，２５ｂ、アパーチャ２６、反射ミラー２７を順に経て走査ミラー２８へと導かれ、走査ミラー２８により走査変位しながら外部の投影面へと出射される。これらの部品２２〜２８は、ハウジング３０により所定の配置で保持される。
【０００９】
従来方式では、各色成分のレーザ光を所定位置に集光させるために、発光素子であるＬＤ２２ａ〜２２ｃの全て又はいずれかの配置を調整する構成となっていた。すなわち、ＬＤ２２ａ〜２２ｃをハウジング３９に直接取り付けるのではなく、調整機構を有するＬＤホルダー２９ａ〜２９ｃを介してハウジング３０に取り付けることで、配置の調整が行なわれていた。
【００１０】
例えば、図１９にＬＤ２２ａとＬＤホルダー２９ａの断面図を示すように、ＬＤ２２ａはＬＤホルダー２９ａに接着固定されている。このＬＤホルダー２９ａは、ハウジング３０に設けられたＬＤ用孔３０ａに挿入して保持されている。
また、この部分の斜視図を図２０に示すように、ＬＤホルダー２９ａは、ハウジング３０に対して、Ｘ1−Ｘ2軸からなるＸ軸の方向（Ｘ方向）への移動であるＸ軸移動、Ｙ1−Ｙ2軸からなるＹ軸の方向（Ｙ方向）への移動であるＹ軸移動、そしてＸ軸を中心とした回転であるβ0回転、Ｙ軸を中心とした回転であるα0回転の４つの調整軸による調整が可能な構成となっている。具体的な調整機構についての説明は割愛するが、一般的にはジョグを用いてこの調整を行い、最終ハウジング３０に対してＬＤホルダー２９ａを接着で固定している。
ここで、Ｘ軸（Ｘ1−Ｘ2軸）は、ＬＤ２２ａ〜２２ｃの並び方向の軸であり、Ｙ軸（Ｙ1−Ｙ2軸）は、ハウジング３０のＬＤ取り付け面上でＸ軸に直交する方向の軸である。
【００１１】
このような調整を行うため、図１９に示すように、ＬＤホルダー２９ａの移動や回転を行うための適当な間隙をハウジング３０に対して必要としていた。このため、実際のハウジング３０とＬＤホルダー２９ａが接している面積は極めて限られていた。更に、その両者の間には接着剤が塗布されているために、ＬＤ２２ａのレーザ光出射の発熱をＬＤホルダー２９ａ及びハウジング３０に伝え、ハウジング３０による吸熱、更に放熱を期待しても、十分な効果をあげることができなかった。また、接着剤もその熱の影響を受けて熱膨張が発生するため、ＬＤ２２ａを高精度に位置決め調整しても位置や傾きのズレが生じる可能性もある。
【００１２】
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、発光素子から出射されるレーザ光の調整を適切に行うことができ、且つ、発光素子の放熱性能を高めることが可能な構成を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る画像表示装置は、ハウジングに固定され、レーザ光を出射する発光素子と、発光素子から出射されたレーザ光を反射させて、集光目標として定められた位置に導くミラー素子と、を備え、ミラー素子は、ハウジングに保持させた状態で配置の調整が可能な構成とした。
【００１４】
すなわち、本発明に係る画像表示装置では、発光素子から出射されるレーザ光をハウジング上でのミラー素子の配置態様によって調整できるようにした。したがって、ハウジング上で発光素子の配置を調整する必要が無く、発光素子に対する調整機構が不要となり、発光素子を直接ハウジングに取り付けることができる。より具体的には、ＬＤホルダーが不要になると共に、調整のための間隙も不要になるので、ＬＤを直接ハウジングに固定できる。その結果、ＬＤとハウジングは広い面積で、且つ強固に固着されるので、発光素子の熱を最大効率で伝送させ、ハウジングによる吸熱、更に放熱を期待できる。また、接着という不安定な固着方法ではなく圧入という機械的な固着方法であれば、熱による変化もなく、安定した位置精度の確保ができる。
【００１５】
より具体的な構成として、本発明では、ミラー素子を、そのミラー面におけるレーザ光の長軸方向のスポット形をなす楕円の軸周りに回転可能にした。これにより、従来方式において発光素子をレーザ光の短軸方向に移動させることで行なっていた光軸調整を実現することができる。ここで、ミラー素子の回転軸となるレーザ光の長軸とは、ミラー面におけるレーザ光の長軸であり、発光素子から出射されるレーザ光の長軸に対応する。
【００１６】
また、本発明では、ミラー素子を、そのミラー面におけるレーザ光のスポット形をなす楕円の短軸方向の軸周りに回転可能にした。これにより、従来方式において発光素子をレーザ光の長軸方向に移動させることで行なっていた光軸調整を実現することができる。ここで、ミラー素子の回転軸となるレーザ光の短軸とは、ミラー面におけるレーザ光の短軸を意味し、発光素子から出射されるレーザ光における短軸方向に対して出射軸方向の傾きを持つ。
【００１７】
また、本発明では、ミラー素子を、発光素子との間の光路長が変化する方向に移動可能にした。これにより、従来方式において発光素子をレーザ光の長軸方向の軸周りに回転させることで行なっていた輝度調整を実現することができる。ここで、ミラー素子の移動方向としては、発光素子から出射されるレーザ光における短軸方向でもよく、当該レーザ光における出射軸方向でもよく、要は、発光素子とミラー素子との間の光路長が変化すればよい。
【００１８】
また、本発明では、発光素子とミラー素子を対にして複数備え、複数の発光素子を、各々から出射されるレーザ光のスポット形をなす楕円の長軸が平行になる向きで並列配置し、複数のミラー素子を、複数の発光素子に対応して並列配置した。これにより、各ミラー素子によって反射されたレーザ光を長軸方向で重ね合わせることができ、従来方式において発光素子をレーザ光の短軸方向の軸周りに回転させることで行なっていた輝度調整を実現することができる。しかも、この輝度調整に際してミラー素子の回転や移動を行う必要も無い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ミラー素子の位置及び傾きを調整できるようにすることで、発光素子から出射されるレーザ光の調整を適切に行うことができ、且つ、発光素子をハウジングに直接固着することで、発光素子の放熱性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の要部の構成例を示す図である。
【図２】ＬＤの配置態様を説明する図である。
【図３】ＬＤとダイクロックミラーの配置関係を説明する図である。
【図４】不要となるＬＤ調整代を説明する図である。
【図５】ダイクロイックミラー及びミラーホルダーの外観を示す図である。
【図６】ダイクロイックミラー及びミラーホルダーをハウジングに取り付けた様子を示す図である。
【図７】ダイクロックミラーのβ回転の例を示す図である。
【図８】ダイクロックミラーのα回転の例を示す図である。
【図９】ダイクロックミラーのＸ移動の例を示す図である。
【図１０】ＬＤがＹ方向に位置ずれを生じている場合の光軸補正の例を示す斜視図である。
【図１１】ＬＤがＹ方向に位置ずれを生じている場合の光軸補正の例を示す正面図である。
【図１２】ＬＤがＸ方向に位置ずれを生じている場合の光軸補正の例を示す正面図である。
【図１３】ＬＤがＹ軸周りに傾き誤差を生じている場合の光軸補正の例を示す正面図である。
【図１４】図１３の拡大図である。
【図１５】図１３のダイクロイックミラーの斜視図である。
【図１６】ＬＤがＸ軸周りに傾き誤差を生じている場合の光軸補正の例を示す斜視図である。
【図１７】図１６のプリズム入射点でのレーザ光のスポット形状を示す図である。
【図１８】従来方式に係る画像表示装置の要部の構成例を示す図である。
【図１９】従来方式でのＬＤ固定方法の一例を示す図である。
【図２０】従来方式でのＬＤ調整軸を示す図である。
【図２１】ダイクロイックミラーのミラー面を正面から見た様子を示す図である。
【図２２】ダイクロイックミラーをＸ方向の側面から見た様子を示す図である。
【図２３】ＬＤがＸ方向に位置ずれを生じている場合の光軸補正の他の例を示す正面図である。
【図２４】ＬＤがＸ軸周りに傾き誤差を生じている場合の光軸補正の他の例を示す斜視図である。
【図２５】ダイクロイックミラーの回転軸の例を示す図である。
【図２６】図２７の矢印Ｊ方向の矢視図である。
【図２７】図２５を矢印Ｇ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、複数のレーザ光源部から出力された異なる色成分のレーザ光を合成してカラー画像を表示する種々な画像表示装置に適用できるものであるが、以下では、本発明を適用した具体例として、レーザプロジェクタを例に説明する。このレーザプロジェクタは、赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）の３つの色成分のレーザ光を合成し、この合成光を走査ミラーにより走査することで投影面にカラー画像を投影表示するものである。
【００２２】
図１には、レーザプロジェクタ１の要部の構成例を示してある。
本例のレーザプロジェクタ１では、異なる色成分のレーザ光を出射する３つのＬＤ（レーザダイオード）２（２ａ〜２ｃ）を並列に配置してある。
ＬＤ２ａ〜２ｃから出射されたレーザ光は、それぞれの色成分に対応するレンズ３ａ〜３ｃを経て平行光束となり、ダイクロイックミラー４ａ〜４ｃへ出射される。ダイクロイックミラー４ａ〜４ｃは、それぞれ、対応する色成分のレーザ光を反射し且つそれ以外を透過する性質を有しており、各レンズに入射したレーザ光が同一の光軸方向へ出射される（合成される）ように配置してある。ダイクロイックミラー４ａ〜４ｃによって合成された合成光は、２つのプリズム５ａ，５ｂ、アパーチャ６、反射ミラー７を順に経て走査ミラー８へと導かれ、走査ミラー８により走査変位しながら外部の投影面へと出射される。これらの部品２〜８は、ハウジング１０により所定の配置で保持される。
【００２３】
ＬＤ２ａ〜２ｃは、互いに色成分の異なるレーザ光を出力する発光素子（レーザ光源）であり、映像信号に基づいてレーザドライバ（図示せず）から個別に供給される駆動電流によって互いに独立して駆動され、単色成分のレーザ光を出力する。これによって、ＬＤ２ａからは緑成分（Ｇ）、ＬＤ２ｂからは青成分（Ｂ）、ＬＤ２ｃからは赤成分（Ｒ）といったように、特定の波長の単色成分レーザ光が出射される。
【００２４】
ダイクロイックミラー４ａ〜４ｃは、特定波長のレーザ光のみを反射し且つそれ以外を透過する性質のミラー素子であり、ＬＤ２ａ〜２ｃから出射された各色成分のレーザ光を合成する。具体的には、ダイクロイックミラー４ａは、ＬＤ２ａから出射されたＧのレーザ光を反射して下流側へと出射する。ダイクロイックミラー４ｂは、ＬＤ２ｂから出射されたＢのレーザ光を反射しつつ、上流のダイクロイックミラー４ａから出射されたＧのレーザ光を透過して、各々のレーザ光を下流側へと出射する。ダイクロイックミラー４ｃは、ＬＤ２ｃから出射されたＲのレーザ光を反射しつつ、上流のダイクロイックミラー４ｂから出射されたＧ，Ｂのレーザ光を透過して、各々のレーザ光を下流側へと出射する。これにより、ダイクロイックミラー４ｃから目標となる最終的なカラー合成光として出射される。
【００２５】
プリズム５ａ，５ｂは、上流のダイクロイックミラー４ｃから出射された合成光を、光軸の向き等を調整してアパーチャ（絞り部）６へ出射する。
アパーチャ６は、レーザ光の光路上に所定面積の開口部を有する部品であり、当該開口部にレーザ光を通すことで、レーザ光の光束を制限する。
ミラー７は、アパーチャ６を通過してきたレーザ光を反射して、下流の走査ミラー８へ出射する。
【００２６】
走査ミラー８は、映像信号に基づいて走査ミラードライバ（図示せず）によって水平方向（Ｘ方向）及び垂直方向（Ｙ方向：紙面の厚さ方向）で走査変位され、自己に入射したカラーの合成光を自己の振れ角に応じて反射して投影面へ投射する。本例では、走査ミラー８として、小型化、低消費電力化、処理の高速化などで有利なＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  System）型の走査ミラーを用いている。
【００２７】
次に、ハウジング１０に対するＬＤ２（２ａ〜２ｃ）、レンズ３（３ａ〜３ｃ）、ダイクロイックミラー４（４ａ〜４ｃ）の取り付け構造について説明する。
本例では、色成分毎のＬＤ２を、それぞれ、Ｘ1−Ｘ2軸からなるＸ軸の方向（Ｘ方向）に並べて、ハウジング１０に直接取り付けて固定してある。具体的には、ＬＤ２は、ハウジング１０に対して圧入という機械的な固着方法で固定されている。
ＬＤ２から出射されるレーザ光のスポット形状は、円形ではなく楕円形状をなしている。図２は、図１の矢印Ａ方向から見た図であるが、図中に点線で示すように、各ＬＤ２は、スポット形状３１の楕円の長軸が、Ｙ1−Ｙ2軸からなるＹ軸の方向（Ｙ方向）に平行になるように配置されて固定されている。理解を助けるために図２にレーザ光のスポット形状を示しているが、実際はこのような大きなものではなく、非常に小さい形状である。
ここで、Ｘ軸（Ｘ1−Ｘ2軸）は、ＬＤ２の並び方向の軸であり、Ｙ軸（Ｙ1−Ｙ2軸）は、ハウジング１０のＬＤ取り付け面上でＸ軸に直交する方向の軸である。
【００２８】
また、本例では、色成分毎のダイクロイックミラー４を、それぞれ、後述の調整機構を持つミラーホルダー９（９ａ〜９ｃ）を介してハウジング１０に取り付ける。このとき、ダイクロイックミラー４をＬＤ２の配置に対応して並列配置することとする。
【００２９】
図３には、ＬＤ２とダイクロイックミラー４の配置関係を示してある。図３は、図１と同じ方向から見た図である。また、図２１は、図３の矢印Ｄ方向から見た図であり、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａを正面から見た様子を示してある。また、図２２は、図２１の矢印Ｅ方向、すなわち、ダイクロイックミラー４をＸ方向の側面から見た様子を示してある。以下、図３、図２１、図２２の３つの図面を用いて説明する。
【００３０】
ダイクロイックミラー４は、図１のＸ方向（図２のＸ1−Ｘ2軸の方向）と平行な方向の移動であるＸ移動を可能に構成されている。また、ダイクロイックミラー４は、ミラー面４ａ上のＹ3−Ｙ4軸を中心とした回転であるα回転を可能に構成されている。更に、ダイクロイックミラー４は、ミラー面４ａ上のＸ3−Ｘ4軸を中心とした回転であるβ回転を可能に構成されている。
ここで、Ｙ3−Ｙ4軸は、図２のＹ方向（Ｙ1−Ｙ2軸の方向）と平行な軸であり、Ｘ3−Ｘ4軸は、ミラー面４ａ上でＹ3−Ｙ4軸に直交する方向の軸である。
【００３１】
以上のように、ダイクロイックミラー４は、Ｘ移動とα回転とβ回転の３つの調整軸を有している。ちなみに、ＬＤ２から出射されたレーザ光のスポット形状３１は、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上において、図２１に示すように、Ｙ3−Ｙ4軸の方向が楕円の長軸方向となる。これにより、ダイクロイックミラー４によって反射された各々のレーザ光は、図２のＹ方向にスポット形状３１の長軸を合わせることができる。
【００３２】
図５には、ダイクロイックミラー４及びミラーホルダー９の外観の例を示してある。また、図６には、ダイクロイックミラー４及びミラーホルダー９をハウジング１０に取り付けた様子を示してある。
本例では、ミラーホルダー９の底部を球面形状９ａに凸成形してあり、また、この球面形状９ａに対応する凹形状を有するＸ軸方向の溝部１２をハウジング１０に成形してある。ハウジング１０の溝部１２は、図８に示すように、底面部１２ｃと斜面部（Ａ）１２ａと斜面部（Ｂ）１２ｂの３つの平面からなる。ミラーホルダー９は、その底部の球面形状９ａが斜面部（Ａ）１２ａと斜面部（Ｂ）１２ｂに点接触して支持されている。よって、この球面形状９ａに沿って、球の中心点を中心に３６０度どの方向にも回転させることができる。
【００３３】
本例では、図７に示すように、ダイクロイックミラー４が装着されたミラーホルダー９をハウジング１０の溝部１２に配置した状態で、ミラーホルダー９をダイクロイックミラー４のミラー面４ａを縦方向に貫く軸９ｃ周りに回転させることで、ダイクロイックミラー４のα回転を行なえる。
また、図８に示すように、ミラーホルダー９をダイクロイックミラー４のミラー面４ａを横方向に貫く軸９ｂ周りに回転させることで、ダイクロイックミラー４のβ回転を行なえる。
また、図９に示すように、ミラーホルダー９を溝部１２に沿って移動させることで、ダイクロイックミラー４のＸ移動を行なえる。
ここで、図７、図８に示した軸９ｂ及び軸９ｃと、図２１に示したＸ3−Ｘ4軸及びＹ3−Ｙ4軸との関係については後述する。
ミラーホルダー９の角度や位置の調整後は、ハウジング１０に接着剤等で固定する。
【００３４】
ここで、図５〜図９に示したミラーホルダー９の構造やハウジング１０の溝部１２の形状等は一例に過ぎず、上記以外の種々の態様のミラーホルダー９やハウジング１０を用いて、ダイクロイックミラー４のα回転、β回転、Ｘ移動を実現することもできる。
以上のような構成のレーザプロジェクタ１におけるレーザ光の光軸の調整手法について、以下、実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００３５】
図２０におけるＬＤの中心点がＹ1−Ｙ2軸の方向に位置ずれしている場合について、その補正方法を図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、ダイクロイックミラー４の斜視図であり、図１１は、図１０をＹ3方向（図１と同じ方向）から見た図である。本例では、ＬＤの中心点が、Ｙ1−Ｙ2軸の方向の設計位置であるｙ0位置からΔｙだけずれたｙ5位置にあるものとする。
【００３６】
図１０には、ＬＤがｙ0位置に取り付けられているときのレーザ光の光軸を実線で示してあり、ＬＤがｙ5位置に取り付けられているときのレーザ光の光軸を点線で示してある。
すなわち、ｙ0位置にあるＬＤから出射されたレーザ光の光軸は、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ0位置で反射し、その後、光軸ｆ0で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心であるＰ0位置に至る。
これに対し、ｙ5位置にあるＬＤから出射されたレーザ光は、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ1位置で反射し、その後、光軸ｆ1で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心からずれたＰ1位置に至る。
【００３７】
ｙ5位置にあるＬＤから出射されたレーザ光を最終Ｐ0位置に導くには、光軸ｆ1を傾けてｆ2に変更させてやればよい。ここで、光軸ｆ2は、ミラー面４ａ上の反射位置（Ｑ1位置）からプリズム５ａ上のＰ0位置に至る軸である。この光軸補正は、ダイクロイックミラー４を、Ｘ3方向から見て反時計回りにβ回転させることで実現できる。
つまり、ＬＤのＹ方向の位置ずれは、ダイクロイックミラー４のβ回転で補正できることがわかる。
【００３８】
次に、図２０におけるＬＤの中心点がＸ1−Ｘ2軸の方向に位置ずれしている場合について、その補正方法を図１２を用いて説明する。図１２は、ダイクロイックミラー４を図１と同じ方向から見た図である。本例では、ＬＤの中心点が、Ｘ1−Ｘ2軸の方向の設計位置であるｘ0位置からΔｘだけずれたｘ5位置にあるものとする。
【００３９】
図１２には、ＬＤがｘ0位置に取り付けられているときのレーザ光の光軸を実線で示してあり、ＬＤがｘ5位置に取り付けられているときのレーザ光の光軸を点線で示してある。
すなわち、ｘ0位置にあるＬＤから出射されたレーザ光の光軸は、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ0位置で反射し、その後、光軸ｆ0で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心であるＰ0位置に至る。
これに対し、ｘ5位置にあるＬＤから出射されたレーザ光は、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ2位置で反射し、その後、光軸ｆ3で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心からずれたＰ2位置に至る。
【００４０】
ｘ5位置にあるＬＤから出射されたレーザ光を最終Ｐ0位置に導くには、光軸ｆ3を移動してｆ0に変更させてやればよい。この光軸補正は、ダイクロイックミラー４を、Ｘ方向にΔｘだけ平行移動させる（二点鎖線の位置へ移動させる）ことで実現できる。これにより、ミラー面４ａの反射位置は、Ｑ0位置をＸ方向にΔｘだけ平行移動させたＱ3位置となり、当該位置で反射されたレーザ光は、その後、光軸ｆ0で進行してＰ0位置に至る。
つまり、ＬＤのＸ方向の位置ずれは、ダイクロイックミラー４のＸ移動で補正できることがわかる。
【００４１】
次に、図２０におけるＬＤの中心点は設計位置であるｘ0ｙ0位置にあり、レーザ光の光軸がＺ軸に対してＹ軸周りに傾斜している場合について、その補正方法を図１３、図１４及び図１５を用いて説明する。図１３は、ダイクロイックミラー４を図１と同じ方向から見た図であり、図１４は、ダイクロイックミラー４の部分の拡大図であり、図１５は、ダイクロイックミラー４の斜視図である。本例では、ＬＤが、図２０におけるＹ1方向から見てα1だけ反時計周りに回転傾斜しているとする。
【００４２】
図１３には、ＬＤが傾斜させずに取り付けられているときのレーザ光の光軸を実線で示してあり、ＬＤがＺ軸に対してα1だけ傾斜させて取り付けられているときのレーザ光の光軸を点線で示してある。
すなわち、設計位置に傾斜させずに取り付けられたＬＤから出射されたレーザ光の光軸ｋ0は、Ｚ軸と平行であり、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ0位置で反射し、その後、光軸ｆ0で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心であるＰ0位置に至る。
これに対し、Ｚ軸に対してα1だけ傾斜させて取り付けられたＬＤから出射されたレーザ光は、α1分の傾斜を持った光軸ｋ1で進行し、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ4位置で反射し、その後、光軸ｆ4で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心からずれたＰ3位置に至る。
【００４３】
Ｚ軸に対してα1だけ傾斜させて取り付けられたＬＤから出射されたレーザ光を最終Ｐ0位置に導くには、光軸ｆ4を傾けてｆ5に変更させてやればよい。ここで、光軸ｆ5は、ミラー面４ａ上の反射位置（Ｑ3位置）からプリズム５ａ上のＰ0位置に至る軸である。この光軸補正は、ダイクロイックミラー４を、Ｙ3方向（図１５参照）から見て時計回りにα回転させることで実現できる。すなわち、ダイクロイックミラー４を図１４に示す実線の位置から点線の位置に傾けるのである。
以上のように、ＬＤのＹ軸周りの傾き誤差は、ダイクロイックミラー４のα回転で補正できることがわかる。
【００４４】
次に、図２０におけるＬＤの中心点は設計位置であるｘ0ｙ0位置にあり、レーザ光の光軸がＺ軸に対してＸ軸回りに傾斜している場合について、その補正方法を図１６及び図１７を用いて説明する。図１６は、ダイクロイックミラー４の斜視図であり、図１７は、プリズム５ａにおけるレーザ光の入射面を図１６の矢印Ｃ方向から見た図である。本例では、ＬＤが、図２０におけるＸ1方向から見てβ1だけ反時計周りに回転傾斜しているとする。
【００４５】
図１６には、ＬＤが傾斜させずに取り付けられているときのレーザ光の光軸を実線で示してあり、ＬＤがＺ軸に対してβ1だけ傾斜させて取り付けられているときのレーザ光の光軸を点線で示してある。
すなわち、設計位置に傾斜させずに取り付けられたＬＤから出射されたレーザ光の光軸ｋ0は、Ｚ軸と平行であり、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ0位置で反射し、その後、光軸ｆ0で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心であるＰ0位置に至る。
これに対し、Ｚ軸に対してβ1だけ傾斜させて取り付けられたＬＤから出射されたレーザ光は、β1分の傾斜を持った光軸ｋ2で進行し、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ5位置で反射し、その後、光軸ｆ6で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心からずれたＰ4位置に至る。
【００４６】
図１７において、実線の楕円は、設計中心であるＰ0位置でのレーザ光のスポット形状３１ａであり、点線の楕円は、Ｐ4位置でのレーザ光のスポット形状３１ｂである。また、３１ａと３１ｂの重なった形状をハッチングで示してある。図示のように、ズレの程度によるが、多くがハッチングエリアにあり、光量として十分な量と判断できる。
そこで、ＬＤのＸ軸周りの傾き誤差は、レーザ光のスポット形状が楕円であることを利用し、そのずれ方向であるＹ軸方向に楕円の長軸を合致させることで吸収している。よって、他のズレのような補正は行わない。
【００４７】
ここで、ＬＤのＸ方向の位置ずれは、図１２を参照して説明したように、ダイクロイックミラー４を実線の位置から二点鎖線の位置に移動させるＸ移動により補正したが、この位置ずれはダイクロイックミラー４をＺ方向に移動させるＺ移動でも達成できることは、図を見れば容易に理解できる。よって、本実施例でＸ移動と説明してきた補正方法は、Ｚ移動と読み替えても目的を達成できる。よって、図６、図８、図９にある溝１２は、Ｘ軸方向ではなくＺ軸方向に構成してもよい。
【００４８】
以上のように、本例のレーザプロジェクタ１では、楕円のスポット形状を有するレーザ光を出射する複数のＬＤ２（２ａ〜２ｃ）と、ＬＤ２から出射されたレーザ光を反射させて所定位置（アパーチャ６や走査ミラー８等に対する集光目標として定められた位置）に導く複数のダイクロイックミラー４（４ａ〜４ｃ）と、α回転、β回転、Ｘ移動（又はＺ移動）の調整機構を持つ複数のミラーホルダー９（９ａ〜９ｃ）と、ＬＤ２及びミラーホルダー９が取り付けられるハウジング１０と、を備え、ダイクロイックミラー４をミラーホルダー９に取り付けてハウジング１０に保持させることで、ダイクロイックミラー４をハウジング１０に保持させた状態で配置の調整が可能な構成とした。
【００４９】
したがって、本例のレーザプロジェクタ１では、ハウジング１０上でミラーホルダー９のα回転、β回転、Ｘ移動（又はＺ移動）を行うことで、当該ミラーホルダー９に取り付けられたダイクロイックミラー４の配置態様を変化させることができる。これにより、ＬＤ２から出射されるレーザ光が所定位置に適切に集光するように、レーザ光の光軸調整や輝度調整を行なえるようになる。
【００５０】
すなわち、本例のレーザプロジェクタ１によれば、ＬＤ２の配置を調整する必要が無く、ＬＤホルダーのような調整機構が不要となり、ＬＤ２を直接ハウジング１０に取り付けることができる。このため、ＬＤ２の熱を効率的にハウジング１０へ伝導させることができ、放熱性能を高めることができる。また、図４に示すように、従来方式では必要であったＬＤ２の調性代（調整用のスペース）Ｄが不要になるため、当該スペースＤにフィン等の放熱構造を設ける構成にすれば、放熱性能を更に高めることもできる。
また、ダイクロイックミラー４をミラーホルダー９に固定する際に接着剤を用いる場合でも、熱源となるＬＤ２から接着剤を離すことができるので、ＬＤ２の発熱による接着剤の熱膨張を抑えることができ、レーザ光のズレを抑制できる。
【００５１】
また、本例のレーザプロジェクタ１では、ＬＤ２の向きを指定してハウジング１０に取り付けることで、従来方式においてＬＤをレーザ光の短軸方向の軸周りに回転させるβ回転で行なっていた輝度調整を実現しているため、これに相当する調整を省略できる。すなわち、従来方式ではＬＤのＸ移動、Ｙ移動、α回転、β回転という４種類の調整を行なっていたのに対し、本例ではダイクロイックミラー４のα回転、β回転、Ｘ移動（又はＺ移動）という３種類の調整で済むため、調整作業が簡易になる。
【００５２】
ここで、ＬＤ２のピンの配置を工夫することで、放熱性能の更なる向上を図ることもできる。すなわち、図２に示すように、ＬＤ２に設けられた３つのピンのうち、ＬＤ２の発光部に接続されて最も高熱となるピン１１（１１ａ〜１１ｃ）を、隣接するＬＤ２間で互い違いになるように配置すればよい。
【００５３】
なお、図２の例では、ＬＤ２ｂのピン１１ｂとＬＤ２ｃのピン１１ｃを互い違いにしてあるが、ＬＤ２ａのピン１１ａとＬＤ２ｂのピン１１ｂは互い違いになっていない。これは、最も発熱量が大きい色成分（本例ではＲ）のＬＤ２ｃのピン１１ｃを隣接する他の色成分（本例ではＢ）のＬＤ２ｂのピン１１ｂから離隔させるだけでも、放熱性能を高める効果が得られるためである。もちろん、隣接する全てのＬＤ２間でピン１１が互い違いになるように配置してもよい。
【００５４】
また、本例では、色成分毎のレンズ３を、それぞれ、ハウジング１０に直接取り付けて固定してあるが、Ｚ移動（Ｚ軸方向の移動）の調整機構を持つレンズホルダーを介してレンズ３を取り付けることで、レンズ３をハウジング１０に保持させた状態でのＺ移動の調整が可能な構成にしてもよい。この場合には、レンズ３のＺ移動により、ＬＤ２とレンズ３との間の距離を調整できる。
【実施例２】
【００５５】
実施例１では、ダイクロイックミラー４のα回転、β回転、Ｘ移動（又はＺ移動）、更にレーザ光のスポット形状の長軸及び短軸を利用して、ＬＤの傾き及び位置ずれを補正する方法を説明したが、以下に述べるように、ダイクロイックミラー４のα回転、β回転のみでＬＤの傾き誤差及び位置ずれを補正することもできる。
【００５６】
実施例１では、ＬＤのＸ方向の位置ずれをダイクロイックミラー４のＸ移動で補正したが、以下では、ダイクロイックミラー４のα回転で補正できることを図２３を用いて説明する。図２３は、ダイクロイックミラー４を図１と同じ方向から見た図である。
【００５７】
図２３には、ＬＤがＸ方向の設計位置であるｘ0位置に取り付けられているときのレーザ光の光軸を実線で示してあり、ＬＤがｘ0位置からΔｘだけずれたｘ5位置に取り付けられているときのレーザ光の光軸を点線で示してある。
すなわち、ｘ0位置にあるＬＤから出射されたレーザ光の光軸は、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ0位置で反射し、その後、光軸ｆ0で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心であるＰ0位置に至る。
これに対し、ｘ5位置にあるＬＤから出射されたレーザ光は、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ2位置で反射し、その後、光軸ｆ3で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心からずれたＰ2位置に至る。
【００５８】
ｘ5位置にあるＬＤから出射されたレーザ光を最終Ｐ0位置に導くには、光軸ｆ3を傾けてｆ7に変更させてやればよい。ここで、光軸ｆ7は、ミラー面４ａ上の反射位置からプリズム５ａのＰ0位置に至る軸である。この光軸補正は、ダイクロイックミラー４を、Ｙ3方向（図１５参照）から見て反時計回りにα回転させることで実現できる。すなわち、ダイクロイックミラー４を図１４に示す点線の位置から実線の位置に傾けるのである。
以上のように、ＬＤのＸ方向の位置ずれは、ダイクロイックミラー４のα回転で補正できることがわかる。
【００５９】
また、実施例１では、ＬＤのＸ軸周りの傾き誤差を、レーザ光のスポット形状が楕円であることを利用し、そのずれ方向であるＹ軸方向に楕円の長軸を合致させることで吸収すると説明したが、以下では、ダイクロイックミラー４のβ回転で補正できることを図２４を用いて説明する。図２４は、ダイクロイックミラー４の斜視図である。本例では、ＬＤが、図２０におけるＸ1方向から見てβ1だけ反時計周りに回転傾斜しているとする。
【００６０】
図２４には、ＬＤが傾斜させずに取り付けられているときのレーザ光の光軸を実線で示してあり、ＬＤがＺ軸に対してβ1だけ傾斜させて取り付けられているときのレーザ光の光軸を点線で示してある。
すなわち、設計位置に傾斜させずに取り付けられたＬＤから出射されたレーザ光の光軸ｋ0は、Ｚ軸と平行であり、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ0位置で反射し、その後、光軸ｆ0で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心であるＰ0位置に至る。
これに対し、Ｚ軸に対してβ1だけ傾斜させて取り付けられたＬＤから出射されたレーザ光は、β1分の傾斜を持った光軸ｋ2で進行し、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ上のＱ5位置で反射し、その後、光軸ｆ6で進行し、プリズム５ａにおけるレーザ光入射面の中心からずれたＰ4位置に至る。
【００６１】
Ｚ軸に対してβ1だけ傾斜させて取り付けられたＬＤから出射されたレーザ光を最終Ｐ0位置に導くには、光軸ｆ6を傾けてｆ8に変更させてやればよい。ここで、光軸ｆ8は、ミラー面４ａ上の反射位置（Ｑ5位置）からプリズム５ａ上のＰ0位置に至る軸である。この光軸補正は、ダイクロイックミラー４を、Ｘ3方向から見て反時計回りにβ回転させることで実現できる。
以上のように、ＬＤのＸ軸周りの傾き誤差は、ダイクロイックミラー４のβ回転で補正できることがわかる。
【００６２】
この結果、レーザ光の光軸は最終Ｐ0位置に集光するので、第１実施例で説明した、スポット形状の姿勢に左右されることなく補正できることがわかる。また、ＬＤの位置ずれ及び傾き誤差は、全て、ダイクロイックミラー４のα回転及びβ回転で補正できることがわかる。
【００６３】
これまで、図２４に代表されるように、ダイクロイックミラー４の回転軸は、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａ内に存在するＹ3−Ｙ4軸及びＸ3−Ｘ4軸として説明してきた。一方、図７及び図８でダイクロイックミラー４の回転軸として説明した軸９ｂ，９ｃは、ダイクロイックミラー４のミラー面４ａには存在しない。この矛盾について、ここで説明する。
【００６４】
図２５には、ダイクロイックミラー４の回転軸の例を示してある。
同図では、ＬＤ２の光軸ｋ0とｆ0の存在する空間面をＷ1として示してあり、ミラー面４ａが存在する空間面をＮ1として示してある。こうすると、Ｘ3−Ｘ4軸は、２つの空間面Ｗ1とＮ1の交線になる。
【００６５】
図２７には、図２５を矢印Ｇ方向から見た図を示してあり、図２６は、図２７の矢印Ｊ方向の矢視図を示してある。図２７は、空間面Ｗ1と平行な平面である。
図２７では、Ｘ3−Ｘ4軸は図に示すように表される。そして、Ｙ3−Ｙ4軸は紙面に垂直な軸であり、光軸ｋ0とｆ0の交点に存在する。
これに対して、図７及び図８に示す軸９ｂは、Ｘ3−Ｘ4軸と平行な軸であり、且つ、空間面Ｗ1に存在する軸である。一方、図７及び図８に示す軸９ｃは、Ｙ3−Ｙ4軸と平行な軸であり、空間面Ｎ1からは外れた位置にある。
【００６６】
このように、ダイクロイックミラー４の回転軸は、Ｘ3−Ｘ4軸に平行な軸であれば、ダイクロイックミラー４が回転したときにミラー面４ａの位置は異なるが、ミラー面の角度は回転軸の回転角と同じである。ここで重要なのは角度であってミラー位置ではないので、回転軸はＸ3−Ｘ4軸に平行であればよく、ミラー面４ａにある必要はない。Ｙ3−Ｙ4軸についても同様である。そのことを例示するために、図２６及び図２７に、回転軸の変形例として、Ｘ3−Ｘ4軸、Ｙ3−Ｙ4軸を含め、９つの原点を持つ座標軸を示した。無論、これ以上の無数の軸があることは説明するまでもない。
【００６７】
また、Ｘ3−Ｘ4軸とＹ3−Ｙ4軸が図に示す姿勢であることがより良いが、必ずしもその姿勢でなければならないことはない。例えば、図２５に示したＸ20−Ｘ21軸とそれに直角なＹ20−Ｙ21軸でもよい。すなわち、互いに直交する２つの軸でダイクロイックミラー４が回転できる調整機構を有していれば、調整は可能である。
【００６８】
なお、ここまでの説明では、２つの軸は同一空間であると説明してきたが、異なる空間であっても調整は可能である。例えば、Ｘ3−Ｘ4軸と軸９ｂを回転軸とした調整機構であってもよい。
また、２つの軸を独立に動かせる調整機構である必要もなく、図７や図８で示したように、２つの軸（９ｂ、９ｃ）の交点を中心とした球形であっても構わない。
【符号の説明】
【００６９】
１：レーザプロジェクタ、  ２（２ａ〜２ｃ）：ＬＤ（レーザダイオード）、  ３（３ａ〜３ｃ）：レンズ、  ４（４ａ〜４ｃ）：ダイクロイックミラー、  ５（５ａ，５ｂ）：プリズム、  ６：アパーチャ、  ７：反射ミラー、  ８：走査ミラー、  ９（９ａ〜９ｃ）：ミラーホルダー、  １０：ハウジング。
２１：レーザプロジェクタ、  ２２（２２ａ〜２２ｃ）：ＬＤ（レーザダイオード）、  ２３（２３ａ〜２３ｃ）：レンズ、  ２４（２４ａ〜２４ｃ）：ダイクロイックミラー、  ２５（２５ａ，２５ｂ）：プリズム、  ２６：アパーチャ、  ２７：反射ミラー、  ２８：走査ミラー、  ２９（９ａ〜９ｃ）：ＬＤホルダー、  ３０：ハウジング。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2014126723.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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