(57)【要約】小型化することが可能な走査光学系を提供する。この走査光学系（１０）は、レーザ光源部（１）と、レーザ光を平行化するレンズ光学系（１１、１７、１９）と、走査ミラー（３）の傾きを変動させることでレーザ光の走査を行う走査部（２）とを備えている。そして、平行化された複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより走査ミラー（３）に向かって進行し、少なくとも２つの光路を含む平面が、非駆動状態の走査ミラー（３）の反射面（３ａ）の法線方向と交差するように構成されている。
2010122853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、
前記複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、
前記複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、前記走査ミラーの傾きを変動させることで前記複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備え、
平行化された前記複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより前記走査ミラーに向かって進行し、
互いに異なる２つの前記光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの前記光路を含む平面が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と交差するように構成されていることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】
前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で３回以上反射された後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項３】
前記走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって前記走査部が構成されているとともに、前記微小電気機械システムに組み込まれた前記走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項４】
前記走査ミラーは圧電素子を用いて駆動されることを特徴とする請求項３に記載の走査光学系。
【請求項５】
非駆動状態の前記走査ミラーの反射面に対して前記レーザ光源部の出射方向が平行となっていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項６】
前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が半導体レーザで生成されることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項７】
筐体と、前記筐体内に収納された走査光学系とを備え、
前記走査光学系は、
複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、
前記複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、
前記複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、前記走査ミラーの傾きを変動させることで前記複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備え、
平行化された前記複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより前記走査ミラーに向かって進行し、
互いに異なる２つの前記光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの前記光路を含む平面が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と交差するように構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
前記筐体内において、前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で３回以上反射された後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記筐体内において、前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、前記走査ミラーの反射面と平行な面内で３回以上反射され、前記筐体の少なくとも３辺に沿って進行した後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査光学系およびそれを備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーンなどの投影面に投影する画像表示装置として、レーザ光を平行化し、その平行化したレーザ光を投影面上において二次元方向（水平方向および垂直方向）に走査するレーザプロジェクタが知られている。【０００３】
従来のレーザプロジェクタでは、赤色、緑色および青色の三原色のレーザ光を得るために、赤色、緑色および青色のレーザ光を生成するレーザ光源が装置内に装着されている。さらに、レーザ光源に加えて、そこから出射されるレーザ光を走査する走査ミラーなどの光学系も装置内に装着されている。そして、従来では、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）によって構成されたＭＥＭＳミラーを走査ミラーとして用いたものが存在する（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
具体的に説明すると、特許文献１には、レーザ光の二次元走査を２つのＭＥＭＳミラーによって行うレーザプロジェクタが開示されている。すなわち、この特許文献１のレーザプロジェクタは、２つのＭＥＭＳミラーのうちの一方のＭＥＭＳミラーでレーザ光を水平方向に走査し、他方のＭＥＭＳミラーでレーザ光を垂直方向に走査するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では、携帯電話などのモバイル端末にレーザプロジェクタを搭載するために、レーザプロジェクタの小型化が要求されている。特に、携帯電話においては小型化が進んでいるため、携帯電話に搭載するレーザプロジェクタのさらなる小型化は必須である。しかしながら、特許文献１のレーザプロジェクタでは、ＭＥＭＳミラーを走査ミラーとして用いることである程度は小型になっているが、携帯電話への搭載を考慮すると、そのサイズは未だ大き過ぎるという問題がある。【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、小型化することが可能な走査光学系およびそれを備えたプロジェクタ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の局面による走査光学系は、複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、その走査ミラーの傾きを変動させることで複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備えている。そして、平行化された複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより走査ミラーに向かって進行し、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの光路を含む平面が、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と交差（直交を含む）するように構成されている。【０００９】
第１の局面による走査光学系では、上記のように、平行化された複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより走査ミラーに向かって進行するようにし、かつ、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの光路を含む平面が、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交するように構成することによって、光路をある程度長くとることで光路長を最適な長さにしたとしても、その光路が非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で折りたたまれた状態となるので、光路をコンパクトにまとめることができる。これにより、走査光学系の平面積や厚みを小さくすることができ、走査光学系を小型化することが可能となる。なお、走査光学系の平面積とは、非駆動状態の走査ミラーの反射面と対向する領域側から見た場合の面積のことであり、走査光学系の厚みとは、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向に沿った方向の厚みのことである。【００１０】
また、上記した構成において、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内に含まれる光路の少なくとも一部を走査部上の領域（非駆動状態の走査ミラーの反射面と対向する領域側から見た場合において走査部と重畳する領域）に配置するようにすれば、走査部上の領域において必要な光路長を確保することができる。したがって、光路長を最適な長さにするために、走査部上の領域以外の領域（非駆動状態の走査ミラーの反射面と対向する領域側から見た場合において走査部と重畳しない領域）に光路を長くとる必要がなくなる。すなわち、走査部上の領域以外の領域に存在する光路を減らすことができる。その結果、走査部上の領域以外の領域にとる光路を減らせる分だけ、走査光学系の平面積をより小さくすることができる。【００１１】
上記第１の局面による走査光学系において、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で３回以上反射された後に、走査ミラーに入射するように構成されていることが好ましい。このように構成すれば、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光の光路をより長くとる必要があったとしても、そのレーザ光を３回以上反射して光路を折りたたむことにより、容易に、光路をコンパクトにまとめることができる。また、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光を３回以上反射すれば、容易に、そのレーザ光を他のレーザ光と合成させた後に走査ミラーに入射させることができる。【００１２】
上記第１の局面による走査光学系において、走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって走査部が構成されているとともに、微小電気機械システムに組み込まれた走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっていることが好ましい。このように構成すれば、走査部の厚みを小さくすることができるので、走査光学系を薄型にするのが容易になる。【００１３】
さらに、走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となるようにすれば、合成後のレーザ光の二次元走査を１つの走査ミラーで行うことができるようになり、合成後のレーザ光の二次元走査を２つの走査ミラーで行う必要がなくなる。これにより、走査ミラー用の設置スペースが小さくなるので、走査光学系のさらなる小型化を図ることが可能となる。【００１４】
この場合、走査ミラーは圧電素子を用いて駆動されることが好ましい。圧電素子は薄型の構造で走査ミラーを振動させることができるので、圧電駆動方式の走査部は非常に薄型となる。【００１５】
上記第１の局面による走査光学系において、非駆動状態の走査ミラーの反射面に対してレーザ光源部の出射方向が平行となっていることが好ましい。このように構成すれば、容易に、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内に少なくとも２つの光路を配置することができる。【００１６】
上記第１の局面による走査光学系において、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が半導体レーザで生成されることが好ましい。このように構成すれば、半導体レーザは小型であるため、レーザ光源部そのものを小さくすることができる。このため、容易に、走査光学系の平面積や厚みをより小さくすることができる。【００１７】
また、本発明の第２の局面によるプロジェクタは、筐体と、その筐体内に収納された走査光学系とを備えている。そして、走査光学系は、複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、走査ミラーの傾きを変動させることで複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備え、平行化された複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより走査ミラーに向かって進行し、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの光路を含む平面が、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と交差（直交を含む）するように構成されている。【００１８】
このように構成すれば、光路がコンパクトにまとめられることで走査光学系の平面積や厚みを小さくすることができるので、その走査光学系を備えるプロジェクタの小型化を容易に図ることが可能となる。【００１９】
上記第２の局面によるプロジェクタにおいて、筐体内において、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で３回以上反射された後に、走査ミラーに入射するように構成されていることが好ましい。このように構成すれば、容易に、光路をコンパクトにまとめることができる。また、容易に、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光を他のレーザ光と合成させた後に、そのレーザ光を走査ミラーに入射させることができる。【００２０】
上記第２の局面によるプロジェクタにおいて、筐体内において、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、走査ミラーの反射面と平行な面内で３回以上反射され、筐体の少なくとも３辺に沿って進行した後に、走査ミラーに入射するように構成されていてもよい。このように構成すれば、容易に、光路をコンパクトにまとめることができる。また、容易に、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光を他のレーザ光と合成させた後に、そのレーザ光を走査ミラーに入射させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、走査光学系およびそれを備えたプロジェクタを容易に小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態によるプロジェクタがモバイル端末に搭載された状態を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態による走査光学系の構成を説明するための図である。
【図３】図２のＡ−Ａ´線に沿った断面に対応する図である。
【図４】図２に示した走査光学系の走査部の平面図である。
【図５】図４に示した走査部の一部（駆動部）を拡大した断面図である。
【図６】第１実施形態の変形例による走査光学系の構成を説明するための図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ´線に沿った断面に対応する図である。
【図８】本発明の第２実施形態による走査光学系の構成を説明するための図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ´線に沿った断面に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態のプロジェクタ１００は、例えば、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などのモバイル端末４０に搭載されるものである。したがって、このプロジェクタ１００は、モバイル端末４０内の小さなスペースに収納することが可能な程度に小型化されている。
【００２４】
プロジェクタ１００の光源としてはレーザ光を生成するものが用いられており、投影面４１上においてレーザ光を水平方向（Ｈ方向）および垂直方向（Ｖ方向）に走査することによって、プロジェクタ１００に入力された画像情報を投影面４１に投影するようになっている。この投影面４１としては、別途準備したスクリーンでもよいが、スクリーン以外のものでもよい。例えば、壁面などを投影面４１としてもよい。
【００２５】
また、プロジェクタ１００に入力された画像情報の色調の再現については、光の三原色である赤色、緑色および青色のレーザ光を高速で強度変調し、それらを合成することによって行われる。この場合、赤色のレーザ光の波長は、例えば、約６４０ｎｍに設定されるとともに、緑色のレーザ光の波長は、例えば、約５３０ｎｍに設定される。また、青色のレーザ光の波長は、例えば、約４５０ｎｍに設定される。
【００２６】
また、図２〜図５を参照して、第１実施形態の走査光学系１０は、赤色、緑色および青色のレーザ光を生成して平行化した後に、それらを合成して走査するように構成されている。すなわち、走査光学系１０は、レーザ光源部１と、走査部２と、ミラーなどの複数個の光学部品とを備えており、それらが所定のケース部材（筐体）１０ａに収納された構成となっている。なお、図２および図３において、レーザ光は２点鎖線で表している。
【００２７】
レーザ光源部１は、赤色、緑色および青色のレーザ光を生成するためのものである。以下、赤色のレーザ光を生成するレーザ光源部１をレーザ光源部１−Ｒと言うとともに、緑色のレーザ光を生成するレーザ光源部１をレーザ光源部１−Ｇと言う。また、青色のレーザ光を生成するレーザ光源部１をレーザ光源部１−Ｂと言う。
【００２８】
レーザ光源部１−Ｒは、発光強度が強く、かつ、強度の高速変調が可能な赤色半導体レーザからなっている。このレーザ光源部１−Ｒとしての赤色半導体レーザは、ＣＡＮパッケージタイプであり、ステムと称される放熱基台にレーザチップが取り付けられ、そのレーザチップが保護部材であるキャップで覆われた構造となっている。
【００２９】
レーザ光源部１−Ｇは、赤外半導体レーザと波長変換素子とを組み合わせたものであって、赤外半導体レーザからのレーザ光の波長を波長変換素子で１／２に波長変換することにより緑色のレーザ光を生成するようになっている。なお、レーザ光源部１−Ｇの構造としては特に限定されるものではないが、赤外半導体レーザと波長変換素子とを組み合わせたものの方が効率がよい。
【００３０】
レーザ光源部１−Ｂは、発光強度が強く、かつ、強度の高速変調が可能なＣＡＮパッケージタイプの青色半導体レーザからなっており、その構造はレーザ光源部１−Ｒと略同じである。
【００３１】
また、走査部２は、合成後のレーザ光を二次元走査するためのものであって、合成後のレーザ光を投影面４１（図１参照）に向けて反射する走査ミラー３を少なくとも有している。この走査ミラー３の傾斜角（反射角）は変動可能となっており、走査ミラー３の傾斜角を変動させることにより、走査部２による合成後のレーザ光の二次元走査が行われる。
【００３２】
ここで、第１実施形態では、走査ミラー３をＭＥＭＳ（微小電気機械システム）に組み込み、その走査ミラー３が組み込まれたＭＥＭＳを走査部２としている。また、この走査部２は、略平坦で厚みが小さく、かつ、その外形が平面視（図２参照）において略正方形状（１辺の長さが約１ｃｍ）となっている。
【００３３】
具体的な構造としては、図４に示すように、走査部２はシリコン基板に対してエッチング処理などを施すことで得られる構造体からなっており、走査ミラー３に加えて、固定枠４、駆動部５および可動枠６などを一体的に有している。なお、以下の説明では、走査ミラー３の中心を図４の横方向に横切る軸をＸ軸とし、走査ミラー３の中心を図４の縦方向に横切る軸をＹ軸とする。言い換えると、Ｘ軸とＹ軸とが直交する点を走査ミラー３の中心とする。
【００３４】
固定枠４は、走査部２の外縁に相当する部分であって、他の部分（走査ミラー３、駆動部５および可動枠６など）を取り囲んでいる。
【００３５】
駆動部５は、Ｘ軸方向において固定枠４と分離され、Ｙ軸方向において固定枠４と連結されている。さらに、駆動部５は４つのユニモルフ構造を含んでいるとともに、その４つのユニモルフ構造がＸ軸およびＹ軸のそれぞれを対称軸として対称となり、かつ、互いに離間した状態となるように配置されている。また、駆動部５としてのユニモルフ構造は、図５に示すように、圧電素子（ＰＺＴなどを原料とした焼結体を分極処理したもの）５ａを一対の電極５ｂで挟持し、それをシリコン基板の駆動部５となる領域上に貼り付けることによって形成されている。
【００３６】
このような駆動部５では、一対の電極５ｂに電圧が印加されると、一対の電極５ｂに挟持された圧電素子５ａが伸長または収縮する。そして、圧電素子５ａが伸長または収縮すると、それに応じて、シリコン基板の駆動部５となる領域が伸長または収縮する。すなわち、駆動部５は、電力が供給されることで駆動する。
【００３７】
また、図４に示すように、可動枠６は、駆動部５の内側に位置する略ひし形形状の枠である。この可動枠６のＸ軸上の両端部は駆動部５と連結され、それ以外の部分は駆動部５から分離されている。これにより、可動枠６は、Ｘ軸周りに回動可能となっていることになる。
【００３８】
可動枠６の内側には、Ｙ軸方向に沿って延びる一対のトーションバー７が設けられている。この一対のトーションバー７は、Ｙ軸と重なり、かつ、Ｘ軸に対して対称となるように配置されている。さらに、一対のトーションバー７のそれぞれの一方端は、可動枠６のＹ軸上の端部に連結されている。
【００３９】
そして、走査ミラー３は、一対のトーションバー７のそれぞれの他方端の間に配置されており、その他方端によって支持されている。このため、走査ミラー３は、可動枠６と共にＸ軸周りに回動され、トーションバー７を回動軸としてＹ軸周りに回動されることになる。なお、走査ミラー３は、略円形状に形成されており、金やアルミニウムなどからなる反射膜をシリコン基板の走査ミラー３となる領域上に貼り付けることで得ている。
【００４０】
第１実施形態の走査部２は、上記のような構造となっている。そして、この走査部２の走査動作は、４つの駆動部５を駆動（伸縮）させるタイミングを調整し、走査ミラー３をＸ軸周りおよびＹ軸周りに振動させることによって行われる。例えば、Ｘ軸周りに振動するときの周波数は約６０Ｈｚに設定され、Ｙ軸周りに振動するときの周波数は約３０ｋＨｚに設定される。
【００４１】
４つの駆動部５のそれぞれに５−１〜５−４の符号を付して具体的に説明すると、走査ミラー３をＸ軸周りに振動させる際には、駆動部５−１および５−３を一方の組とするとともに、駆動部５−２および５−４を他方の組とし、一方の組および他方の組のそれぞれに印加する電圧の正負を反転させる。この場合、一方の組である駆動部５−１および５−３が伸長する方向に変形すると、他方の組である駆動部５−２および５−４が収縮する方向に変形し、一方の組である駆動部５−１および５−３が収縮する方向に変形すると、他方の組である駆動部５−２および５−４が伸長する方向に変形する。これにより、走査ミラー３が可動枠６と共にＸ軸周りに振動し、走査ミラー３の傾きがＸ軸周りに変動する。なお、トーションバー７のねじれ方向はＸ軸周りの振動方向と直交する方向であるため、この走査ミラー３のＸ軸周りの振動には影響しない。
【００４２】
また、走査ミラー３をＹ軸周りに振動させる際には、駆動部５−１および５−２を一方の組とするとともに、駆動部５−３および５−４を他方の組とし、一方の組および他方の組のそれぞれに印加する電圧の正負を反転させる。この場合、一方の組である駆動部５−１および５−２が伸長する方向に変形すると、他方の組である駆動部５−３および５−４が収縮する方向に変形し、一方の組である駆動部５−１および５−２が収縮する方向に変形すると、他方の組である駆動部５−３および５−４が伸長する方向に変形する。これにより、走査ミラー３が可動枠６と共にＹ軸周りに振動し、走査ミラー３の傾きがＹ軸周りに変動する。
【００４３】
このとき、駆動部５を変形させることのみで走査ミラー３をＹ軸周りに傾かせようとすると、走査ミラー３のＹ軸周りの傾きの変動は小さくなってしまう。このため、実際に走査動作を行う際には、駆動部５に印加される電圧の周波数によって走査ミラー３が共振するように、駆動部５への印加電圧の周波数が設定される。すなわち、走査ミラー３のＹ軸周りの振動は、トーションバー７を基準としてなされる。
【００４４】
上記のように走査部２を動作させることで、互いに直交している２軸周りに走査ミラー３を回動させることができ、合成後のレーザ光を１つの走査ミラー３で二次元走査することが可能となる。
【００４５】
ところで、第１実施形態では、赤色、緑色および青色のレーザ光が、図２および図３に示すような光路（図中の２点鎖線）をとるように構成されている。すなわち、赤色、緑色および青色のレーザ光を平行化した後、それらを複数個の光学部品で反射することによって、赤色、緑色および青色のレーザ光を走査ミラー３に向かって進行させている。また、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎ（図３参照）に対して、少なくとも２つの光路を含む平面を直交させている。以下に、赤色、緑色および青色のレーザ光の光路について詳細に説明する。
【００４６】
まず、ケース部材１０ａの内部において、図２の上側から下側に向かって、レーザ光源部１−Ｇ、１−Ｒおよび１−Ｂがこの順番で並べられている。さらに、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂは、それぞれの出射方向が互いに同じ方向となり、かつ、それぞれの出射方向が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行となるように配置されている。また、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂは、平面視（図２参照）において、それぞれの一部が走査部２と重畳している。そのうち、レーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂについては、それぞれの光出射側の大部分が完全に走査部２と重畳した状態となっている。
【００４７】
また、走査ミラー３の上方付近（図３参照）には、図２には図示しないが、合成後のレーザ光を走査ミラー３に投射するための投射ミラー８が配置されている。すなわち、この投射ミラー８によって、合成後のレーザ光が走査ミラー３に向けて反射される。なお、投射ミラー８は、本発明の「光学部品」の一例である。
【００４８】
具体的な光路としては、赤色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｒから出射された後、レンズ光学系１１、折り曲げミラー１２、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。
【００４９】
なお、レンズ光学系１１は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。折り曲げミラー１２および１５は、レーザ光の進行方向を単に変化させるためのものであって、本発明の「光学部品」の一例である。ダイクロイックミラー１３は、赤色のレーザ光を透過し、青色のレーザ光を反射するものであり、図２に示すように配置することで、赤色および青色のレーザ光を合成する機能を持つ。また、ダイクロイックミラー１４は、赤色および青色のレーザ光を反射し、緑色のレーザ光を透過するものであり、図２に示すように配置することで、赤色、緑色および青色のレーザ光を合成する機能を持つ。これらダイクロイックミラー１３および１４も、本発明の「光学部品」の一例である。
【００５０】
この赤色のレーザ光においては、レンズ光学系１１で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー１５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、赤色のレーザ光は、レンズ光学系１１で平行化された後に、同一の平面内において、折り曲げミラー１２、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１４および折り曲げミラー１５をこの順番で経由している。
【００５１】
緑色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｇから出射された後、折り曲げミラー１６、レンズ光学系１７、折り曲げミラー１８、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。なお、緑色のレンズ光学系１７は２枚で構成されているが、１枚で構成してもよい。
【００５２】
なお、レンズ光学系１７は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。折り曲げミラー１８は、レーザ光の進行方向を単に変化させるためのものであって、本発明の「光学部品」の一例である。折り曲げミラー１６については、他の折り曲げミラーと同様の機能を持つが、平行化される前のレーザ光を反射するように配置されている。すなわち、緑色のレーザ光は、出射直後に折り曲げミラー１６に入射することで進行方向を変えた後、レンズ光学系１７によって平行化される。
【００５３】
この緑色のレーザ光においては、レンズ光学系１７で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー１５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、緑色のレーザ光は、レンズ光学系１７で平行化された後に、同一の平面内において、折り曲げミラー１８、ダイクロイックミラー１４および折り曲げミラー１５をこの順番で経由している。
【００５４】
青色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｂから出射された後、レンズ光学系１９、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。なお、レンズ光学系１９は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。
【００５５】
この青色のレーザ光においては、レンズ光学系１９で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー１５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、青色のレーザ光は、レンズ光学系１９で平行化された後に、同一の平面内において、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１４および折り曲げミラー１５をこの順番で経由している。
【００５６】
そして、第１実施形態では、赤色、緑色および青色のレーザ光の全てにおいて、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー１５の後）を除く光路が同一の平面内に含まれており、その平面が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎと直交している。言い換えると、上記の平面が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行となっている。
【００５７】
また、第１実施形態では、平面視（図２参照）において、上記の平面内に含まれる光路の少なくとも一部が走査部２と重畳する領域に配置されている。具体的に言うと、赤色および緑色のレーザ光が、ダイクロイックミラー１４に入射される少し前まで走査部２上の領域に光路をとっており、折り曲げミラー１５で反射された後に、再び走査部２上の領域に光路をとっている。なお、この実施形態では、レーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂのそれぞれの光出射側の大部分が完全に走査部２と重畳する領域に位置しているため、赤色および青色のレーザ光は出射直後から走査部２上の領域に光路をとることになる。一方、緑色のレーザ光については、折り曲げミラー１５で反射された後は走査部２上の領域に光路をとっているが、それ以前は走査部２上の領域に光路をとっていない。
【００５８】
また、第１実施形態では、図２および図３に示すような状態となるように種々の光学部品を配置することで、赤色、緑色および青色のレーザ光が、走査ミラー３に入射するまでに４回ずつ反射されることになる。すなわち、赤色のレーザ光は、折り曲げミラー１２、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。緑色のレーザ光は、折り曲げミラー１６、折り曲げミラー１８、折り曲げミラー１５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。また、青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。なお、非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎと直交する平面内においては、赤色、緑色および青色のレーザ光は３回ずつ反射される。本実施形態ではダイクロイックミラーは折り返しミラーを示しているが、レーザ光を合成する手段としては、ダイクロイックプリズムや反射プリズムでもよい。
【００５９】
第１実施形態では、上記のように、赤色、緑色および青色のレーザ光を平行化した後、それらを複数個の光学部品（折り曲げミラーやダイクロイックミラー）で反射することにより走査ミラー３に向かって進行させ、かつ、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの光路を含む平面を非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎと直交させることによって、光路をある程度長くとることで光路長を最適な長さにしたとしても、その光路が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎと直交する平面内で折りたたまれた状態となるので、光路をコンパクトにまとめることができる。このため、走査光学系１０の平面積や厚みを小さくすることができ、走査光学系１０を小型化することが可能となる。
【００６０】
特に、第１実施形態では、赤色および青色のレーザ光の光路のそれぞれの一部（ダイクロイックミラー１４の少し前までの光路）を走査部２上の領域に配置しているので、走査部２上の領域において必要な光路長を確保することができる。したがって、光路長を最適な長さにするために、走査部２上の領域以外の領域に光路を長くとる必要がなくなる。このため、走査部２上の領域以外の領域に存在する光路を減らすことができる。その結果、走査部２上の領域以外の領域にとる光路を減らせる分だけ、走査光学系１０の平面積をより小さくすることができる。
【００６１】
このような構成をとることで、第１実施形態では、走査光学系１０の平面視（図２参照）における形状が略正方形状となり、その正方形の１辺の長さを約２３ｍｍにすることができる。また、走査光学系１０の厚みについては、約７ｍｍにすることができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、上記のように、赤色、緑色および青色のレーザ光が、走査ミラー３に入射するまでに４回ずつ反射されるように構成することによって、光路のコンパクト化を容易に行うことができる。また、容易に、赤色、緑色および青色のレーザ光を合成した後、その合成したレーザ光を走査ミラー３に入射させることができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、走査ミラー３を組み込んだＭＥＭＳで走査部２を構成することによって、走査部２の厚みを小さくすることができるので、走査光学系１０を薄型にするのが容易になる。
【００６４】
また、第１実施形態では、上記のように、互いに直交している２軸周りに走査ミラー３を回動させることが可能なように構成することによって、合成後のレーザ光の二次元走査を１つの走査ミラー３で行うことができるようになり、合成後のレーザ光の二次元走査を２つの走査ミラーで行う必要がなくなる。これにより、走査ミラー用の設置スペースが小さくなるので、走査光学系１０のさらなる小型化を図ることが可能となる。
【００６５】
また、第１実施形態では、上記のように、走査ミラー３が圧電素子５ａで駆動されるように構成することによって、圧電素子５ａは薄型の構造で走査ミラー３を振動させることができるので、圧電駆動方式の走査部２は非常に薄型となる。
【００６６】
また、第１実施形態では、上記のように、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの出射方向が、非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行となるように構成することによって、容易に、非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎと直交する平面内に少なくとも２つの光路を配置することができる。また、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの一部を走査部２と重畳させることで、走査光学系１０の平面積を容易に小さくすることができる。
【００６７】
また、第１実施形態では、上記のように、レーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂをそれぞれ赤色半導体レーザおよび青色半導体レーザで構成することによって、半導体レーザは小型であるため、レーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂを小さくすることができる。このため、容易に、走査光学系１０の平面積や厚みをより小さくすることができる。
【００６８】
なお、図１を参照して、モバイル端末４０を設置台（図示せず）に設置して投影を行うと仮定すると、設置台側とは反対側に向くことになる面４０ａからレーザ光が出射されるようにすれば、モバイル端末４０を薄型に保持したまま、レーザ光を投影面４１に向けて進行させることができる。また、この場合には、投影時にモバイル端末４０を傾かせる必要がない。
【００６９】
次に、図６および図７を参照して、第１実施形態の変形例による走査光学系２０について説明する。
【００７０】
第１実施形態の変形例では、緑色のレーザ光を生成する手段として、ＣＡＮパッケージタイプの緑色半導体レーザからなるレーザ光源部１ａ（１ａ−Ｇ）が用いられている。
【００７１】
また、赤色および青色のレーザ光については、上記第１実施形態と同じレーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂによって生成される。そして、この変形例では、赤色、緑色および青色のレーザ光が、図６および図７に示すような光路（図中の２点鎖線）をとるように構成されている。
【００７２】
なお、合成後のレーザ光の二次元走査は、上記第１実施形態と同じ走査部２（走査ミラー３）によって行われる。そして、走査ミラー３の上方付近（図７参照）に投射ミラー８が配置されており、投射ミラー８で反射された合成後のレーザ光が走査ミラー３に投射されるようになっている。なお、投射ミラー８は、図面を見易くするために、図６には図示していない。
【００７３】
また、走査光学系２０を構成する種々の部品は、上記第１実施形態のケース部材１０ａよりも小さいケース部材（筐体）２０ａに収納されている。そして、ケース部材２０ａの内部において、図６の上から下に向かって、レーザ光源部１ａ−Ｇ、１−Ｒおよび１−Ｂがこの順番で並べられている。さらに、レーザ光源部１−Ｒ、１ａ−Ｇおよび１−Ｂは、それぞれの出射方向が互いに同じ方向となり、かつ、それぞれの出射方向が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行な方向となるように配置されている。
【００７４】
具体的な光路としては、赤色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｒから出射された後、レンズ光学系２１、ダイクロイックミラー２２、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。
【００７５】
なお、レンズ光学系２１は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。ダイクロイックミラー２２は、赤色のレーザ光を反射し、緑色のレーザ光を透過するものであり、図６に示すように配置することで、赤色および緑色のレーザ光を合成する機能を持つ。また、ダイクロイックミラー２３は、赤色および緑色のレーザ光を透過し、青色のレーザ光を反射するものであり、図６に示すように配置することで、赤色、緑色および青色のレーザ光を合成する機能を持つ。これらダイクロイックミラー２２および２３は、本発明の「光学部品」の一例である。折り曲げミラー２４および２５は、レーザ光の進行方向を単に変化させるためのものであって、これらも本発明の「光学部品」の一例である。
【００７６】
この赤色のレーザ光においては、レンズ光学系２１で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー２５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、赤色のレーザ光は、レンズ光学系２１で平行化された後に、同一の平面内において、ダイクロイックミラー２２、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４および折り曲げミラー２５をこの順番で経由している。
【００７７】
緑色のレーザ光は、レーザ光源部１ａ−Ｇから出射された後、レンズ光学系２６、折り曲げミラー２７、ダイクロイックミラー２２、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。
【００７８】
なお、レンズ光学系２６は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。折り曲げミラー２７は、レーザ光の進行方向を単に変化させるためのものであって、本発明の「光学部品」の一例である。
【００７９】
この緑色のレーザ光においては、レンズ光学系２６で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー２５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、緑色のレーザ光は、レンズ光学系２６で平行化された後に、同一の平面内において、折り曲げミラー２７、ダイクロイックミラー２２、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４および折り曲げミラー２５をこの順番で経由している。
【００８０】
青色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｂから出射された後に、レンズ光学系２８、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。なお、レンズ光学系２８は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。
【００８１】
この青色のレーザ光においては、レンズ光学系２８で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー２５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、青色のレーザ光は、レンズ光学系２８で平行化された後に、同一の平面内において、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４および折り曲げミラー２５をこの順番で経由している。
【００８２】
ここで、第１実施形態の変形例では、上記第１実施形態と同様、赤色、緑色および青色のレーザ光の全てにおいて、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー２５の後）を除く光路を同一の平面内にとっており、その平面を非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎ（図７参照）と直交させている。そして、上記の平面内に含まれる光路の少なくとも一部を走査部２上の領域に配置している。ただし、この変形例においては、赤色、緑色および青色の全てのレーザ光が、折り曲げミラー２４に入射される少し前まで走査部２上の領域に光路をとり、折り曲げミラー２５で反射された後に、再び走査部２上の領域に光路をとるようにしている。
【００８３】
また、第１実施形態の変形例では、図６および図７に示すような状態となるように種々の光学部品を配置することで、上記第１実施形態と同様、赤色、緑色および青色のレーザ光が、走査ミラー３に入射するまでに４回ずつ反射されることになる。すなわち、赤色のレーザ光は、ダイクロイックミラー２２、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８の順番で反射されることから、その反射回数は４回となる。緑色のレーザ光は、折り曲げミラー２７、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８の順番で反射されることから、その反射回数は４回となる。青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８の順番で反射されることから、その反射回数は４回となる。なお、非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎと直交する平面内においては、赤色、緑色および青色のレーザ光は３回ずつ反射される。
【００８４】
さらに、第１実施形態の変形例では、上記第１実施形態と同様、平面視（図６参照）において、レーザ光源部１−Ｒ、１ａ−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの一部を走査部２と重畳させている。特に、この変形例では、レーザ光源部１−Ｒ、１ａ−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの光出射側の大部分が完全に走査部２と重畳した状態となっている。したがって、赤色、緑色および青色の全てのレーザ光が、出射直後から走査部２上の領域に光路をとることになる。
【００８５】
第１実施形態の変形例では、上記のように、赤色、緑色および青色の全てのレーザ光の光路のそれぞれの一部（ダイクロイックミラー２４の少し前までの光路）を走査部２上の領域に配置することによって、上記第１実施形態よりもさらに小型化された走査光学系２０を得ることができる。なお、この走査光学系２０は、平面視（図６参照）における外形サイズが約１８ｍｍ×約２４ｍｍとなり、厚みが約７ｍｍとなる。
【００８６】
また、第１実施形態の変形例では、小型のＣＡＮパッケージの緑色半導体レーザを、緑色のレーザ光の生成手段（レーザ光源部１ａ−Ｇ）として用いることによって、走査光学系２０の小型化を容易に図ることができる。また、緑色のレーザ光の生成手段（レーザ光源部１ａ−Ｇ）が小さくなるので、その分、光学部品の配置の自由度が増し、より小型になるように光路を取り回すことも可能となる。
【００８７】
この変形例のその他の効果は、上記実施形態と同様である。
【００８８】
（第２実施形態）
次に、図８および図９を参照して、第２実施形態による走査光学系３０について説明する。
【００８９】
第２実施形態では、上記第１実施形態と同じレーザ光源部１や走査部２を使用し、走査ミラー３の上方付近（図９参照）に投射ミラー８を配置することにより、投射ミラー８で反射されたレーザ光を走査ミラー３に投射するようになっている。そして、第２実施形態では、その光路（図中の２点鎖線）の取り回しが上記第１実施形態と異なっている。
【００９０】
また、走査光学系３０を構成する種々の部品は、上記第１実施形態のケース部材１０ａよりも大きいケース部材（筐体）３０ａに収納されている。そして、ケース部材３０ａの内部において、図８の上から下に向かって、レーザ光源部１−Ｇ、１−Ｒおよび１−Ｂがこの順番で並べられている。また、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂは、それぞれの出射方向が互いに同じ方向となり、かつ、それぞれの出射方向が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行な方向となるように配置されている。
【００９１】
ここで、第２実施形態では、平面視（図８参照）において、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂは走査部２とは重畳しておらず、それぞれの光出射側の部分が走査ミラー３から比較的に離れた領域に位置している。特に、レーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂについては、その光出射側とは反対側の部分が走査ミラー３側に向けられている。
【００９２】
具体的な光路としては、赤色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｒから出射された後、レンズ光学系３１、ダイクロイックミラー３２、ダイクロイックミラー３３、折り曲げミラー３４、折り曲げミラー３５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。
【００９３】
なお、レンズ光学系３１は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。ダイクロイックミラー３２は、赤色のレーザ光を反射し、緑色のレーザ光を透過するものであり、図８に示すように配置することで、赤色および緑色のレーザ光を合成する機能を持つ。また、ダイクロイックミラー３３は、赤色および緑色のレーザ光を透過し、青色のレーザ光を反射するものであり、図８に示すように配置することで、赤色、緑色および青色のレーザ光を合成する機能を持つ。これらダイクロイックミラー３２および３３は、本発明の「光学部品」の一例である。また、折り曲げミラー３４および３５は、レーザ光の進行方向を単に変化させるためのものであって、これらも本発明の「光学部品」の一例である。
【００９４】
この赤色のレーザ光においては、レンズ光学系３１で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー３５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、赤色のレーザ光は、レンズ光学系３１で平行化された後に、同一の平面内において、ダイクロイックミラー３２、ダイクロイックミラー３３、折り曲げミラー３４および折り曲げミラー３５をこの順番で経由している。
【００９５】
緑色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｇから出射された後、レンズ光学系３６、折り曲げミラー３７、ダイクロイックミラー３２、ダイクロイックミラー３３、折り曲げミラー３４、折り曲げミラー３５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。
【００９６】
なお、レンズ光学系３６は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。折り曲げミラー３７は、レーザ光の進行方向を単に変化させるためのものであって、本発明の「光学部品」の一例である。
【００９７】
この緑色のレーザ光においては、レンズ光学系３６で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー３５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、緑色のレーザ光は、レンズ光学系３６で平行化された後に、同一の平面内において、折り曲げミラー３７、ダイクロイックミラー３２、ダイクロイックミラー３３、折り曲げミラー３４および折り曲げミラー３５をこの順番で経由している。
【００９８】
青色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｂから出射された後に、レンズ光学系３８、ダイクロイックミラー３３、折り曲げミラー３４、折り曲げミラー３５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。なお、レンズ光学系３８は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。
【００９９】
この青色のレーザ光においては、レンズ光学系３８で平行化された後に、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー３５の後）を除く光路を同一の平面内にとっている。すなわち、青色のレーザ光は、レンズ光学系３８で平行化された後に、同一の平面内において、ダイクロイックミラー３３、折り曲げミラー３４および折り曲げミラー３５をこの順番で経由している。
【０１００】
ここで、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様、赤色、緑色および青色のレーザ光の全てにおいて、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー３５の後）を除く光路を同一の平面内にとっており、その平面を非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎ（図９参照）と直交させている。ただし、第２実施形態における赤色、緑色および青色のレーザ光は、折り曲げミラー３５で反射された後に走査部２上の領域に光路をとるが、それ以前は走査部２上の領域に光路をとっていない。すなわち、赤色、緑色および青色のレーザ光は、折り曲げミラー３５に到達してから反射される直後まで、その光路が走査部２上の領域以外の領域で取り回されている。
【０１０１】
また、第２実施形態では、図８および図９に示すような状態となるように種々の光学部品を配置することで、上記第１実施形態と同じように、赤色、緑色および青色のレーザ光が、走査ミラー３に入射するまでに４回ずつ反射されることになる。すなわち、赤色のレーザ光は、ダイクロイックミラー３２、折り曲げミラー３４、折り曲げミラー３５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。緑色のレーザ光は、折り曲げミラー３７、折り曲げミラー３４、折り曲げミラー３５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。また、青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー３３、折り曲げミラー３４、折り曲げミラー３５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。なお、非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎと直交する平面内においては、赤色、緑色および青色のレーザ光は３回ずつ反射される。
【０１０２】
第２実施形態では、上記のように構成することによって、上記第１実施形態と同様、走査光学系３０の小型化を図ることができる。ただし、第２実施形態の走査光学系３０は、上記第１実施形態の走査光学系１０に比べて若干大きくなる。なお、この走査光学系３０は、平面視（図８参照）における外形サイズが約２７ｍｍ×約２７ｍｍとなり、厚みが約７ｍｍとなる。
【０１０３】
また、第２実施形態では、上記のように、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの光出射側の部分が走査ミラー３から比較的に離れた領域に位置するように構成することによって、レンズ光学系３１、３６および３８により散乱されたレーザ光が走査ミラー３に入射するのを抑制することができる。
【０１０４】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０５】
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０６】
たとえば、上記実施形態では、携帯電話やＰＤＡなどのモバイル端末にプロジェクタを搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、モバイル端末以外の装置にプロジェクタを搭載するようにしてもよい。また、プロジェクタ単体で使用可能となるように構成してもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態では、赤色、緑色および青色のレーザ光の全てにおいて、投射ミラーの前後を除く光路を同一の平面内にとり、その平面を非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交させたが、本発明はこれに限らず、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内に少なくとも２つの光路が含まれていればよい。あるいは、少なくとも２つの光路が含まれている平面は、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向に対して、筐体内に収納可能な範囲で傾けて（交差するように）配置されてもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態では、図２、図６または図８に示した状態となるように光学部品を配置したが、本発明はこれに限らず、光学部品の配置位置や使用個数は用途に応じて変更可能である。
【０１０９】
また、上記実施形態では、走査部に圧電素子を組み込み、その圧電素子を利用して走査ミラーを駆動するようにしたが、本発明はこれに限らず、走査ミラーの駆動手段としてはどのようなものであってもよい。ただし、圧電素子を用いた方が走査部の薄型化を図り易い。
【０１１０】
また、上記実施形態では、合成後のレーザ光を投射ミラーで反射することにより走査ミラーに入射させるようにしたが、本発明はこれに限らず、投射ミラーを省略し、その投射ミラーが位置していた領域に走査ミラーを配置するようにしてもよい。なお、この場合には、赤色、緑色および青色のレーザ光が、走査ミラーに入射するまでに３回ずつ反射されることになる。
【符号の説明】
【０１１１】
１、１−Ｒ、１−Ｇ、１−Ｂ、１ａ、１ａ−Ｇ  レーザ光源部
２  走査部
３  走査ミラー
３ａ  反射面
５ａ  圧電素子
８  投射ミラー（光学部品）
１０、２０、３０  走査光学系
１１、１７、１９、２１、２６、２８、３１、３６、３８  レンズ光学
系
１２、１５、１８、２４、２５、２７、３４、３５、３７  折り曲げミ
ラー（光学部品）
１３、１４、２２、２３、３２、３３  ダイクロイックミラー（光学部品）
４１  投影面
１００  プロジェクタ
【図１】
2010122853.tif 000003
【図２】
2010122853.tif 000004
【図３】
2010122853.tif 000005
【図４】
2010122853.tif 000006
【図５】
2010122853.tif 000007
【図６】
2010122853.tif 000008
【図７】
2010122853.tif 000009
【図８】
2010122853.tif 000010
【図９】
2010122853.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月15日(2010.10.15)
【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】
複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、
前記複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、
前記複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、前記走査ミラーの傾きを変動させることで前記複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備え、
前記走査部は、前記走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって構成されているとともに、前記微小電気機械システムに組み込まれた前記走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっており、
平行化された前記複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより前記走査ミラーに向かって進行し、
互いに異なる２つの前記光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの前記光路を含む平面が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と交差するように構成されているとともに、
前記レーザ光源部は、前記複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザ光源部を含み、
非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線と前記平面とが交差する領域は、前記複数のレーザ光源部と、前記複数個の光学部品のうちの少なくとも２つの光学部品とで囲まれた平面内に配置されていることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】
前記平面と対向する領域側から平面的に見て、前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光は、前記レーザ光源部から出射されてから最初の前記光学部品で反射されるまでの間に、前記走査部と重畳していることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項３】
前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で３回以上反射された後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項４】
前記走査ミラーは圧電素子を用いて駆動されることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項５】
非駆動状態の前記走査ミラーの反射面に対して前記レーザ光源部の出射方向が平行となっていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項６】
前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が半導体レーザで生成されることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項７】
筐体と、前記筐体内に収納された走査光学系とを備え、
前記走査光学系は、
複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、
前記複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、
前記複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、前記走査ミラーの傾きを変動させることで前記複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備え、
前記走査部は、前記走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって構成されているとともに、前記微小電気機械システムに組み込まれた前記走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっており、
平行化された前記複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより前記走査ミラーに向かって進行し、
互いに異なる２つの前記光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの前記光路を含む平面が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と交差するように構成されているとともに、
前記レーザ光源部は、前記複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザ光源部を含み、
非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線と前記平面とが交差する領域は、前記複数のレーザ光源部と、前記複数個の光学部品のうちの少なくとも２つの光学部品とで囲まれた平面内に配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
前記筐体内において、前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で３回以上反射された後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記筐体内において、前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、前記走査ミラーの反射面と平行な面内で３回以上反射され、前記筐体の少なくとも３辺に沿って進行した後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の局面による走査光学系は、複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、その走査ミラーの傾きを変動させることで複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備えている。そして、走査部は、走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって構成されているとともに、微小電気機械システムに組み込まれた走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっており、平行化された複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより走査ミラーに向かって進行し、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの光路を含む平面が、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と交差（直交を含む）するように構成されているとともに、レーザ光源部は、複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザ光源部を含み、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線と上記の平面（非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と交差する少なくとも２つの光路を含む平面）とが交差する領域は、複数のレーザ光源部と、複数個の光学部品のうちの少なくとも２つの光学部品とで囲まれた平面内に配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第１の局面による走査光学系では、上記のように、走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって走査部を構成するとともに、微小電気機械システムに組み込まれた走査ミラーを互いに直交している２軸周りに回動可能とすることによって、走査部の厚みを小さくすることができるので、走査光学系を薄型にするのが容易になる。さらに、走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となるようにすれば、合成後のレーザ光の二次元走査を１つの走査ミラーで行うことができるようになり、合成後のレーザ光の二次元走査を２つの走査ミラーで行う必要がなくなる。これにより、走査ミラー用の設置スペースが小さくなる。この構成に加えて、平行化された複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより走査ミラーに向かって進行するようにし、かつ、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの光路を含む平面が、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交するように構成することによって、光路をある程度長くとることで光路長を最適な長さにしたとしても、その光路が非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で折りたたまれた状態となるので、光路をコンパクトにまとめることができる。これにより、走査光学系の平面積や厚みを小さくすることができ、走査光学系を小型化することが可能となる。なお、走査光学系の平面積とは、非駆動状態の走査ミラーの反射面と対向する領域側から見た場合の面積のことであり、走査光学系の厚みとは、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向に沿った方向の厚みのことである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明の第２の局面によるプロジェクタは、筐体と、その筐体内に収納された走査光学系とを備えている。そして、走査光学系は、複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、走査ミラーの傾きを変動させることで複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備え、走査部は、走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって構成されているとともに、微小電気機械システムに組み込まれた走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっており、平行化された複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより走査ミラーに向かって進行し、互いに異なる２つの光学部品の間の光路を１つの光路とした場合に、少なくとも２つの光路を含む平面が、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と交差（直交を含む）するように構成されているとともに、レーザ光源部は、複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザ光源部を含み、非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線と上記の平面（非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向と交差する少なくとも２つの光路を含む平面）とが交差する領域は、複数のレーザ光源部と、複数個の光学部品のうちの少なくとも２つの光学部品とで囲まれた平面内に配置されている。
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月15日(2011.2.15)
【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】
複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、
前記複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、
前記複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、前記走査ミラーの傾きを変動させることで前記複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備え、
前記走査部は、前記走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって構成されているとともに、前記微小電気機械システムに組み込まれた前記走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっており、
平行化された前記複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより前記走査ミラーに向かって進行し、
互いに異なる２つの前記光学部品の間の光路を少なくとも２つ含む平面が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と交差するように構成されているとともに、
前記レーザ光源部は、前記複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザ光源部を含み、
非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線と前記平面とが交差する領域は、前記複数のレーザ光源部と、前記複数個の光学部品のうちの少なくとも２つの光学部品とで囲まれた平面内に配置され、
前記複数のレーザ光源部は、前記走査部の外周辺に沿った領域において前記走査部の外周辺に沿って配置されていることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】
非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向において前記反射面に向かって平面視すると、前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光は、前記レーザ光源部から出射されてから最初の前記光学部品で反射されるまでの間に、前記走査部と重畳していることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項３】
前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で３回以上反射された後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項４】
前記走査ミラーは圧電素子を用いて駆動されることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項５】
非駆動状態の前記走査ミラーの反射面に対して前記レーザ光源部の出射方向が平行となっていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項６】
前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が半導体レーザで生成されることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項７】
筐体と、前記筐体内に収納された走査光学系とを備え、
前記走査光学系は、
複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、
前記複数のレーザ光を平行化するレンズ光学系と、
前記複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、前記走査ミラーの傾きを変動させることで前記複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備え、
前記走査部は、前記走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって構成されているとともに、前記微小電気機械システムに組み込まれた前記走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっており、
平行化された前記複数のレーザ光が複数個の光学部品で反射されることにより前記走査ミラーに向かって進行し、
互いに異なる２つの前記光学部品の間の光路を少なくとも２つ含む平面が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と交差するように構成されているとともに、
前記レーザ光源部は、前記複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザ光源部を含み、
非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線と前記平面とが交差する領域は、前記複数のレーザ光源部と、前記複数個の光学部品のうちの少なくとも２つの光学部品とで囲まれた平面内に配置され、
前記複数のレーザ光源部は、前記走査部の外周辺に沿った領域において前記走査部の外周辺に沿って配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
前記筐体内において、前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、非駆動状態の前記走査ミラーの反射面の法線方向と直交する平面内で３回以上反射された後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記筐体内において、前記複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、前記走査ミラーの反射面と平行な面内で３回以上反射され、前記筐体の少なくとも３辺に沿って進行した後に、前記走査ミラーに入射するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【国際調査報告】
2010122853.tif 000012
2010122853.tif 000013
2010122853.tif 000014
2010122853.tif 000015