(57)【要約】  第１ビーム入力面、ビーム出力面、第１反射器及び第２反射器を含んだビーム結合器。第１ビーム入力面はそれぞれ第１波長と第２波長を有した電磁エネルギーの第１ビームと第２ビームを受領する。第１反射器はビーム出力面の方向に第１受領ビームを反射し、第２反射器は第１反射器からの第１ビームを通過させ、ビーム出力面に向けて受領第２ビームを反射する。別の１実施例では、第１ビーム入力面は第３波長を有した電磁エネルギーの第３ビームも受領し、ビーム結合器は、受領第３ビームをビーム出力面に向けて反射する第３反射器を含んでおり、第１反射器及び第２反射器は第３反射器からの第３ビームを通過させる。さらに別の実施例では、ビーム結合器は、ビーム出力面に向けられた第３ビームを受領する第２ビーム入力面を含んでおり、第１反射器と第２反射器は第３ビームを通過させる。【選択図】  図５
2007534987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム結合器であって、
それぞれ第１波長と第２波長を有した電磁エネルギーの第１ビームと第２ビームを受領する第１ビーム入力面と；
ビーム出力面と；
受領した前記第１ビームを前記ビーム出力面の方向に反射する第１反射器と；
前記第１反射器からの前記第１ビームを通過させ、受領した前記第２ビームを前記出力面に向けて反射する第２反射器と、
を含んでいることを特徴とするビーム結合器。
【請求項２】
第１ビーム入力面は第３波長を有した電磁エネルギーの第３ビームを受領し、
受領した前記第３ビームをビーム出力面に向けて反射する第３反射器を含んでおり、
第１反射器及び第２反射器は前記第３反射器からの前記第３ビームを通過させることを特徴とする請求項１記載のビーム結合器。
【請求項３】
第１ビーム及び第２ビームはそれぞれ緑光と青光を含んでおり、
第１ビーム入力面は赤光の第３ビームを受領し、
受領した前記第３ビームをビーム出力面に向けて反射させる第３反射器を含んでおり、
第１反射器及び第２反射器は前記第３反射器からの前記第３ビームを通過させることを特徴とする請求項１記載のビーム結合器。
【請求項４】
第３波長を有し、ビーム出力面に向けられた電磁エネルギーの第３ビームを受領する第２ビーム入力面を含んでおり、
第１反射器と第２反射器は前記第２ビーム入力面からの前記第３ビームを通過させることを特徴とする請求項１記載のビーム結合器。
【請求項５】
第１ビームと第２ビームはそれぞれ緑光と青光を含んでおり、
ビーム出力面に向けられた赤光の第３ビームを受領する第２ビーム入力面を含んでおり、
第１反射器と第２反射器は前記第２入力面からの第３ビームを通過させることを特徴とする請求項１記載のビーム結合器。
【請求項６】
第１波長を有した電磁エネルギーの第１ビームを第１反射器を介して第２反射器で方向付けるステップと；
前記第１ビームが第２ビームと実質的に整合するように、第２波長を有した電磁エネルギーの前記第２ビームを前記第１反射器で方向付けるステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項７】
第３ビームが第１ビーム及び第２ビームと実質的に整合するように、第３波長を有した電磁エネルギーの第３ビームを第１反射器と第２反射器を介して方向付けるステップを含んでいることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
第１ビーム、第２ビーム及び第３ビームは緑光、青光及び赤光をそれぞれ含んでいることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
第１ビームを方向付けるステップは、第１反射器を介して第２反射器で前記第１ビームを反射させるステップを含んでいることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項１０】
第１ビームを方向付けるステップは、
第１反射器を介して第１ビームを方向付けるステップと；
前記第１ビームを前記第１反射器を介して第２反射器で反射して戻すステップと、
を含んでいることを特徴とする請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
テレビ画面のごとき電子カラー画像は典型的にはそれぞれが異なる原色である３本の電磁波ビームを使用して提供される。例えば、カラーテレビ画面は典型的にはそれぞれが３つの燐光領域に分割されているピクセルのアレイを含んでいる。すなわち、赤領域（Ｒ）、緑領域（Ｇ）及び青領域（Ｂ）である。ビームがスクリーンを走査する際に同一ピクセルのＲ領域、Ｇ領域及びＢ領域に同時にビームが当たるよう、それぞれＲ領域、Ｇ領域及びＢ領域に対応する３本の電子ビームが整合される。これらビームはピクセルのＲ領域、Ｇ領域及びＢ領域を燐光発生させ、人間の眼は燐光発生する全ピクセルのＲ領域、Ｇ領域及びＢ領域によって発生される光を一体化し、カラー画像として認識する。ビームのそれぞれの強度を調整することで、カラーテレビは実際上いかなる色彩の色でも有するピクセルを発生させることができる。あるいは、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームは、人間の眼が直接的に認識し、一体化できる光線でもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
図１は、共通水平面で整合されたＲ光線、Ｇ光線及びＢ光線を使用して網膜あるいは表示スクリーンの表示領域１０２に可視カラー画像を提供する画像発生装置１００の概略図である。マイクロエレクトロメカニック（ＭＥＭ）ミラー等の走査ミラー１１０は画像を発生させるために領域１０２に対してビーム１０４、１０６及び１０８を投射する。ビームは水平に整合され、角度θで分離されているので、ビームが空間的に整合されているカラーピクセルを形成するように各ビームのコンテンツは他のビームより遅れる。例えば、ミラー１１０が右から左へビームを走査させるとき、Ｂビームは表示領域１０２で位置Ｐに投射される。Ｂビームが位置Ｐに投射されるとき、Ｂビームは位置Ｐに配置された画像ピクセルの青成分の適切な強度を有する。しばらく後にＧビームが位置Ｐに投射される。従って、Ｇビームは位置Ｐに投射されるとき、ピクセルの緑成分の適切な強度を有するようにＧビームのコンテンツはＢビームのコンテンツより遅れる。
【０００３】
画像発生装置１００の問題は、その最大画像走査角Φが単ビーム画像発生装置（図示せず）の最大画像走査角よりも２θだけ小さいことである。最大走査角Φはミラー１１０が表示領域１０２上に画像を走査できる角度である。特に、領域１０２の最右ポジションはＢビームの最右ポジションで定義される。すなわち、ミラー１１０が最右ポジションにあるときのＢビームのポジションである。同様に、領域１０２の最左ポジションはＲビームの最左ポジションで定義される。Ｂビームがその最右ポジションにあるとき、すなわち、領域１０２の最右縁のとき、Ｒビームは領域１０２の最右縁を２θ越える。同様に、Ｒビームが最左ポジションにあるとき、すなわち、領域１０２の最左縁にあるとき、Ｂビームは領域１０２の最左縁を２θ越える。従って、ミラー１１０の走査角２θは無駄になる。すなわち、もしミラー１１０が単ビーム、例えばＲビームだけを投射するなら、Φは２θだけ増加することになる。最大走査角Φでのこの２θの減少は、そもそもミラーの最大走査角Φが小さい仮想網膜ディスプレー（ＶＲＤ）のごとき適用形態では大きい。
【０００４】
画像発生装置１００のごとき多ビーム画像発生装置で減少した走査角の問題を解決するため、複数のビームを１本の複合ビームに組み合わせることができる。
【０００５】
図２はＸキューブ（立方体）とも呼称される従来型ビーム結合器２００の側面図である。このビーム結合器２００はＲ光線１０４、Ｇ光線１０６及びＢ光線１０８を組み合わせて１本の複合光線２０２にする。説明のため、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームの中央光線は実線で表されており、外側光線は破線で表されている。説明のため、外側光線はそれぞれの中央光線と実質的に平行になっている。
【０００６】
Ｘキューブ２００は４体の直角プリズム２０４、２０６、２０８、２１０の組み合わせであり、Ｘキューブの中央軸２１２（Ｚ軸方向）で交わり、２本のインターフェース２１４（破線）と２１６（実線）で形成される頂点を有している。Ｘキューブ２００が組み合わされる前に、第１インターフェース２１４を提供するプリズム内面に、赤光を反射し、緑光と青光を通過させる光学コーティングが施される。同様に、第２インターフェース２１６を提供するプリズム内面に、青光を反射し、緑光と赤光を通過させる光学コーティングが施される。さらに、Ｘキューブ２００が組み立てられる前あるいは後に、プリズム２０４、２０６、２０８、２１０の外面２１８、２２０、２２２、２２４は光学面に磨かれる。なぜなら、それらはＲ光線、Ｇ光線及びＢ光線並びに複合光線をそれぞれ受領するからである。
【０００７】
まず、Ｘキューブ２００の利用法を説明する。Ｒビーム１０４、Ｇビーム１０６及びＢビーム１０８は１本の中央光線（実線）のみを含んでいる。この説明は細いビーム、例えばＸキューブ２００の外面２１８、２２０、２２２、２２４よりもずっと狭い単ピクセル幅であるビームにも適用される。すなわち、この説明は、焦点に向かって集束せず、Ｘキューブを通る際に拡散することもない平行ビームにも適用される。Ｒビーム１０４、Ｇビーム１０６及びＢビーム１０８はＸキューブ２００にそれぞれの外面２２０、２１８、２２２から進入し、Ｘキューブは外面２２２から複合ビーム２０２を投射する。特に、Ｇビーム１０６は外面２１８を通って中央軸２１２に伝播し、インターフェース２１４と２１６を通過し、複合ビーム２０２の一部として外面２２２から投射される。Ｒビーム１０４は外面２２０を通って中央軸２１２に伝播し、複合ビーム２０２の一部としてインターフェース２１４によって外面２２２から反射投射される。同様に、Ｂビーム１０８は外面２２４を通って中央軸２１２に伝播し、複合ビーム２０２の一部としてインターフェース２１６によって外面２２２から反射投射される。プリズム２０４、２０６、２０８、２１０が適正なサイズであり、整合されている限り、複合ビーム２０２は１本の光線である。すなわち、Ｒビーム１０４、Ｇビーム１０６及びＢビーム１０８よりも幅は広くならない。
【０００８】
従って、図１に示すように、Ｘキューブ２００を利用して画像発生装置１００の最大走査角を拡大させることができる。特に、Ｘキューブ２００を利用して、単ピクセルのＲビーム１０４、Ｇビーム１０６及びＢビーム１０８を組み合わせ、図１に関して前述したように走査ミラー１１０が角度Φ＋２θで走査できる複合ビームを発生させることができる。
【０００９】
Ｘキューブ２００の利用法をさらに説明する。Ｒビーム１０４、Ｇビーム１０６及びＢビーム１０８は単光線（破線）よりも太い。すなわち、外面２１８、２２０、２２２、２２４の幅程度である直径/幅を有している。例えば、そのような太いＲビーム、Ｇビーム及びＢビームは、単ピクセルの画像ではなく画像全体のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分をそれぞれ含むことができる。利用法は細ビームの場合に関して前述したものに類似するが、Ｒビーム、Ｇビーム及Ｂビームはさらに幅広いので、それらはインターフェース２１４と２１６と、中央軸２１２を中心とした領域で交差する。さらに、インターフェース２１４と２１６はＲビームとＢビームを反転させ、複合ビーム２０２のＲ画像成分とＢ画像成分を、ＲビームとＢビームのＲ画像成分とＢ画像成分の“ミラー画像”とする。しかし、この反転はＸキューブ２００に進入する前にＲビームとＢビームのコンテンツを“反転”させることで容易に対処できる。
【００１０】
オーバーヘッド映写機のごとき画像投射装置はしばしば幅広ビームモードで作動するＸキューブを含む。
【００１１】
さらに図２で示すように、Ｘキューブ２００における問題点は、それぞれのプリズムの内面２０４、２０６、２０８、２１０を精密加工し、高レベルの平坦性及び角精度をインターフェースに提供しなければならないことである。例えば、各プリズムの中央頂点は実質的に直角（９０°）でなければならず、プリズム内面は研磨されて光学的に平坦でなければならず、インターフェース２１４と２１６との間に間隙が生じてはならない。さらに、各プリズムはそれぞれ、２つのインターフェース２１４と２１６の一部を形成する２つの内面を有しているため、それぞれのプリズムはそれらインターフェースを提供する光学コーティングをそれぞれ２回施さなければならない。加えて、それぞれのプリズムはそれぞれの外面２１８、２２０、２２２、２２４にさらに反射防止コーティング処理を施さなければならないであろう。さらに、均質のインターフェース２１４と２１６を確実に提供するため、プリズムの組立て時にプリズムを正確に整合しなければならない。残念ながら、精密加工、複処理及び精密組立ての必要性は、Ｘキューブ２００を比較的に複雑で、高製造コストが必要な装置にしている。
【００１２】
Ｘキューブを正確に作動させるための別な問題点は、Ｘキューブに進入する前にＧビーム１０６の極性を９０°（ＲビームとＢビームの極性に対する角度）だけ回転させる必要性である。この回転を達成させる１方法は、半波リターダ（図示せず）をＧビームが外面２１８から進入する前にＧビームの通路に挿入することである。残念ながら、この作業はＸキューブを含む画像発生装置の製造コストをさらに増加させる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１特徴によれば、ビーム結合器は第１ビーム入力面、ビーム出力面、並びに第１反射器及び第２反射器を含んでいる。第１ビーム入力面は、それぞれ第１波長と第２波長を有した電磁エネルギーの第１ビームと第２ビームを受領する。第１反射器は第１受領ビームをビーム出力面の方向に反射し、第２反射器は第１反射器からの第１ビームを通過させ、受領した第２ビームをビーム出力面に向けて反射する。１別例では、第１ビーム入力面は第３波長を有した電磁エネルギーの第３ビームも受領し、ビーム結合器は受領した第３ビームをビーム出力面に向けて反射する第３反射器を含む。第１反射器と第２反射器は第３反射器からの第３ビームを通過させる。別実施例では、ビーム結合器はビーム出力面に向けられた第３ビームを受領する第２ビーム入力面を含んでおり、第１反射器と第２反射器は第３ビームを通過させる。
【００１４】
そのようなビーム結合器はＸキューブよりも安価である。なぜなら製造が容易だからである。例えば、ビーム結合器はしばしば少ない数の精密カット加工を必要とするだけであり、さほど精密な整合精度を要求しない。なぜなら、大抵の、あるいは全部の加工はビーム結合器の組み立て後に提供できるからである。さらに、このビーム結合器は入手が容易な材料を使用して製造できることでコストと製造時の複雑性をさらに低減する。
【００１５】
加えて、そのようなビーム結合器は半波リターダを必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
前述の説明は当業技術者に本発明を利用させるために提供されている。ここで解説する本発明の一般的な原理は、本発明の精神と範囲から逸脱せずに、以下で詳細に解説する実施例と適用例以外の実施態様にも適用できる。よって、本発明はそれら実施例や適用例には限定されない。
【００１７】
図３は本発明の１実施例による、別々のＲ光線１０４、Ｇ光線１０６及びＢ光線１０８を１本の複合光線３０２に組み合わせるビーム結合器３００の側面図並びにＲＧＢビーム源の概略図である。以下で解説するように、ビーム結合器３００は図２のＸキューブ２００のごとき従来型ビーム結合器よりもその製造がしばしば容易で安価である。
【００１８】
ビーム結合器３００は３つの部分である３０６、３０８及び３１０を含んでいる。それら部分は接合され、ガラスや光学的利用に適したポリマーのごとき透明材料で提供されている。ビーム結合器３００は、３Ｗの長さで、Ｘ−Ｚ座標面に方形断面を有した入力面３１２と、Ｗの高さで、Ｙ−Ｚ座標面に正方形断面を有した出力面３１４とを含んでいる。１実施例では、Ｗ＝５．５ミリ（ｍｍ）であり、別実施例ではＷ＝３．５ｍｍである。入力面３１２と出力面３１４はいずれも平坦な光学品質面である。ビーム結合器３００の製造は図６と図７を利用して以下で解説する。
【００１９】
第１部分３０６はＸ−Ｙ座標面に高さと幅がＷの平行四辺形断面を有している。さらに、ビーム結合器の入力面３１２の一部を形成する部分の入力面３１６と、Ｒ光線１０４をビーム結合器の出力面３１４に向けて反射する反射面３１８とを含む。１実施例においては、反射面３１８は通常の光学コーティングを施すことで反射性となっている。このコーティング（並びに以下で説明する他のコーティング）の反射特性並びに通過特性はビーム結合器システムのパラメータに従って選択できる。入力面３１６と反射面３１８の内角αは鋭角である。１好適実施例においては、α＝４５°であり、Ｒビーム１０４にＸ軸方向で最大幅Ｗを持たせる。すなわち、もしα＝４５°であれば、Ｒビームが入力面３１６と適正に整合している限り、Ｗ幅のＲビームの全部分が反射面３１８上に投射される。しかし、ビーム結合器３００は、Ｗ以下の幅のＲビーム１０４のために設計されているなら、反射性である反射面３１８の領域はＲビームが投射する領域に限定できる。あるいは、角度αは４５°以上とすることができる。しかし、角度αは部分３０６、３０８及び３１０において全て同じであるため、α値を変更する前に他の部分３０８と３１０に対する影響を考察すべきである。さらに、αが４５°でなければ、ビーム源３０４からのＲビームの角度は、反射したＲビームが出力面３１４に対して垂直のままであるように調節される。
【００２０】
同様に、第２部分３０８はＸ−Ｙ座標面で高さと幅がＷである平行四辺形の断面を有し、入力面３２０を含んでいる。入力面３２０はビーム結合器の入力面３１２の一部を形成し、反射面３２２を含む。反射面３２２は部分３０６と３０８の間のインターフェースに沿って提供され、反射したＲビーム１０４を通過させ、Ｇビーム１０６をビーム結合器の出力面３１４側に反射させる。１実施例では、反射面３２２は従来の光学コーティングを、反射面３２２並びに反射面３２２とインターフェースする部分３０６の面のいずれか、あるいは両方に施すことで反射性となる。入力面３２０と反射面３２２の内角αは鋭角であり、好適には４５°であり、Ｇビーム１０６にＷである最大幅を持たせる。しかし、もしビーム結合器３００がＷ以下の幅のＧビーム１０６のために設計されていたら、反射性である反射面３２２の領域はＧビームが投射する領域に限定できる。あるいは、角度αは４５°以上とすることができる。しかし、角度αは全部分３０６、３０８、３１０で同じであるので、α値を変更する前に他の部分３０６と３１０に対する影響を考慮しなければならない。さらに、もし角度αが４５°でなければ、ビーム源３０４からのＧビームの角度は、反射したＧビーム出力面３１４に対して垂直になるように調節される。
【００２１】
第３部分３１０はＸ−Ｙ座標面に三角形の断面を有しており、ビーム結合器の出力面３１４と、Ｗの幅を有し、ビーム結合器の入力面３１２の一部を形成する入力面３２４と、部分３０８と３１０の間のインターフェースに沿って提供され、反射したＲビーム１０４とＧビーム１０６を通過させる反射面３２６を含み、Ｂビーム１０８をビーム結合器の出力面方向に反射させる。１実施例では、反射面３２６は従来の光学コーティングを、反射面３２６と、反射面３２６とインターフェースする部分３０８の面の一方または両方に施すことで反射性にされている。入力面３２４と反射面３２６との内角αは鋭角であり、好適には４５°であり、Ｂビーム１０８に最大幅Ｗを持たせる。もし、ビーム結合器３００がＷ以下の幅を有したＢビーム１０８のために設計されているなら、反射性である面３２６の領域はＢビームが投射される領域に限定できる。あるいは、角度αは４５°以上とすることができる。しかし、角度αは全部分３０６、３０８、３１０で同じであるので、α値を変更する前に他の部分３０６と３１０に対する影響を考慮しなければならない。さらに、もしαが４５°でなければ、ビーム源３０４からのＧビームの角度は、反射したＧビームが出力面３１４に対して垂直になるように調節される。加えて、入力面３２４と出力面３１４の内角βは１好適実施例では実質的に直角である。
【００２２】
ビーム源３０４はそれぞれＲビーム、Ｇビーム及びＢビームを発生させる３つのビーム発生部分３２８、３３０、３３２を含んでおり、実質的に同じ光学長を有した通路を横切る。これで組み合わされたビームのＲ光発生点、Ｇ光発生点及びＢ光発生点の画像を、ビーム結合器３００の出力面３１４から等距離で発生させ、全３色を、ビーム結合器の出力面後方に位置する１つの焦点レンズで同一面に焦点させる。説明の目的で、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームの中央光線（実線）が図３で示すように面３１６、３２０、３２４のそれぞれの中心（Ｘ軸方向）に進入すると仮定し、ビーム結合器３００と、ビーム結合器とビーム源３０４の間の媒体が屈折率１を有すると仮定する。その結果、Ｒビームの中央光線は面３１８に投射され、その中心（Ｙ軸方向）から反射される。反射したＲビームは面３２２、３２６、３１４の中心（Ｙ軸方向）を通って伝播する。知られた幾何学定理から、部分３２８から面３１４へのＲビームの中央光線が通過する通路長はＤ＋３Ｗとなる。ここで、面３１６から面３１８は１/２Ｗであり、面３１８から面３２６は２Ｗであり、面３２６から面３１４は１/２Ｗである。Ｄ≧０である。ビーム発生部分３３０と３３２を、それぞれ部分３２８よりもＷと２Ｗだけビーム結合器の入力面３１２からさらに離れて配置することで、出力面３２４までＧビーム中央光線とＢビーム中央光線が通過する通路長は、同じ光学長Ｄ＋３Ｗとなる。さらに、知られた幾何学定理から、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームの外側光線（図３では図示せず）も同じ光学長Ｄ＋３Ｗを通過する。その結果、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビーム全ては、ビームの中央光線（実線）が入力面３１６、３２０、３２４の中心とそれぞれに整合されていなくても同じ光学通路長を通過するであろう。
【００２３】
前述の説明は実際の通路長として光学通路長を近似させているが、１以上の屈折率を有する媒体のために、自由空間ではない媒体を通過する光学通路長は典型的には実際の通路長よりも長くなることは理解されよう。その結果、ビーム発生部分３２８、３３０、３３２のそれぞれと入力面３１２との距離を決定するとき、部分３０６、３０８、３１０の屈折率と、ビーム結合器とビーム源３０４の間の媒体を考慮して、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームが通過する光学通路長をさらに正確に均等化することができる。
【００２４】
ビーム源３０４は、好適にはＲビーム１０４，Ｇビーム１０６，及びＢビーム１０８の中央光線（実線）がそれぞれ部分入力面３１６，３２０及び３２４の中心と整合（Ｘ軸方向）するよう、ビーム結合器３００と整合される。しかしながら中央光線が面の中心で整合されなくとも、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームは複合光線３０２中で３つ全てのビーム中央光線が略同一線上となるように整合されるであろう。
【００２５】
図３は、本発明の実施例によるビーム結合器３００を説明している。説明のため、光学通路長を後述の説明では実際の通路長に近似させている。しかし前述の如く、当業者なら、通路に沿った屈折率を考慮してＲビーム、Ｇビーム、及びＢビームが通過する光学通路をさらに正確に理解することができるであろう。
【００２６】
Ｒビーム１０４はビーム発生部分３２８からビーム入力面３１６へ距離Ｄだけ伝播し、ビーム入力面に対して実質的に垂直である。好適には、Ｒビームの中央光線は面３１６の中心とＸ軸方向に整合される。次に、Ｒビームは面３１６から反射面３１８まで距離Ｗ／２だけ伝播する。その後、面３１６に実質的に平行である反射Ｒビームは、反射面３１４から反射面３２６へ距離２Ｗだけ伝播し、ビーム出力面に対して実質的に垂直である複合光線３０２の部分としてビーム出力面３１４までさらにＷ／２だけ伝播する。従って前述の如く、ビーム発生部分３２８からビーム出力面３１４へのＲビーム通路の光学長はＤ＋３Ｗである。
【００２７】
Ｇビーム１０６はビーム発生部分３３０からビーム入力面３２０へ距離Ｗ＋Ｄだけ伝播し、ビーム入力面と実質的に平行である。好適にはＧビームの中央光線は面３２０の中心とＸ軸方向で整合される。次に、Ｇビームはビーム入力面３２０から反射面３２２へ距離Ｗ／２だけ伝播する。その後、面３２０に対して実質的に平行で反射Ｒビーム１０４と実質的に一致する反射Ｇビームは、反射面３２２から反射面３２６へ距離Ｗだけ伝播し、複合光線３０２の部分としてビーム出力面３１４へとさらにＷ／２だけ伝播する。従って前述の如く、ビーム発生部分３３０からビーム出力面３１４へのＧビーム通路の光学長はＤ＋３Ｗである。
【００２８】
ビーム１０８はビーム発生部分３３２の出力からビーム入力面３２４へ距離２Ｗ＋Ｄだけ伝播し、ビーム入力面と実質的に垂直である。好適にはＢビームの中央光線は面３２４の中心とＸ軸方向で整合する。次に、Ｂビームがビーム入力面３２４から反射面３２６へ距離Ｗ／２だけ伝播する。その後、面３２４と実質的に平行で、反射Ｒビーム及びＧビームと実質的に一致する反射Ｂビームは反射面３２６からビーム出力面３１４へ複合光線３０２の部分として距離Ｗ／２だけ伝播する。従って前述の如く、ビーム発生部分３３２からビーム出力面３１４へのＢビーム通路の光学長はＤ＋３Ｗである。
【００２９】
図３では、複合光線３０２が画像ビーム、すなわち画像全体のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を含むなら、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームはそれぞれ画像の瞬間的な赤成分、緑成分及び青成分を含んでいる。オプションとして光学構造体（図３には図示せず）を利用して複合ビームを投射し、画像を表示スクリーン（図３には図示せず）に投射できる。
【００３０】
あるいは、複合光線３０２がピクセルビーム、すなわち単ピクセルのＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分を含むなら、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームはそれぞれがピクセルの瞬間的な赤成分、緑成分及び青成分を含んでいる。図１の走査ミラー１１０等のスキャナーを利用して、表示スクリーン（図３には図示せず）を横切る複合光線を走査させて画像を発生させることができる。
【００３１】
ビーム結合器３００とビーム源３０４の別実施例も想定できる。１別実施例では、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームはビーム結合器３００の入力面３１２に図示の順序（Ｒ−Ｇ−Ｂ）以外の順序で進入することもできる。例えば、Ｒビームを発生させるビーム発生部分３２８とＢビームを発生させるビーム発生部分３３２の代わりに、ＲとＢビームが結合器部分３１０と３０６にそれぞれ進入するように、部分３２８はＢビームを、部分３３２はＲビームを発生させることができる。電磁波スペクトル（ＲＧＢあるいはＢＧＲ）で見られるものと同じ順序でビームが入力面３１２へ進入しない場合は、反射面３１８、３２２及び３２６を形成する反射コーティングはさらに複雑であり、低あるいは高パスレスポンスの代わりにバンド‐パスレスポンスを必要とする。さらに、入力面３１２は方形断面以外の断面を有することができ、出力面は正方形断面以外の断面を有することができる。さらに、結合器３００がＲとＢ，ＲとＧあるいはＧとＢ等の２つのビームだけから複合光線３０２を発生させるように部分３０６または３０８の一方を省略できる。加えて、結合器３００が４以上のビームから複合光線３０２を発生させるよう、部分３０６または３０８に類似した追加部分を加えることもできる。さらに、部分入力面３１６，３２０及び３２４の幅は等しくなくとも良い。この状態でＲビーム，Ｇビーム，Ｂビームの全てのエネルギーを複合光線３０２へ移転させるには、それらがそれぞれの部分入力面３１６，３２０及び３２４へ進入する場合のビーム１０４，１０６及び１０８の幅は、典型的にはそれぞれの部分入力面の幅以下である。また、面３２４の幅が面３２０の幅よりも大きい場合、部分３１０は円錐三角形（平坦な底）を有する。加えて、部分入力面３１６，３２０及び３２４は平坦な入力面３１２を形成するように同一平面で示されているが、部分入力面は同一平面である必要はなく、入力面３１２は平坦である必要はない。例えば、部分入力面３１６はビーム発生部分３２８側にさらに延びるか、接していてもよい。同様に、部分入力面３２０はビーム発生部分３３０側にさらに延びるか、接していてもよく、部分入力面３２４はビーム発生部分３３２側にさらに延びるか、接していてもよい。システムのパラメータによっては、これでビーム結合器３００とビーム源３０４との間の距離を減少させることができるため、ビーム結合器とビーム源を含んだモジュールのサイズ全体を減少させることができる。さらに、部分入力面３１６，３２０及び３２４それぞれがビーム発生部分３２８，３３０及び３３２に接するように（または殆ど接するように）これらを延長させることで、光学的通路長を本質的に均等化させる。Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームは、出力面３１４から出る前に１つの屈折率を有するただ１つの材料を通って伝播するからである。
【００３２】
図４は、本発明の別実施例による分離したＲビーム１０４、Ｇビーム１０６及びＢビーム１０８（中央光線のみを図４に示す）を１つの複合光線４０２に結合するビーム結合器４００の側面図である。図３との関連で説明したように、光学通路長を後述の説明では実際の通路長に近似させている。Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームの光学通路長を低減させる以外は、結合器４００は図３の結合器３００と類似している。これらの低減された光学通路長は、さらに大きな開口数を有するＲビーム、Ｇビーム及びＢビームを結合器４００に受領させ、結合器４００とビーム源（明確にするため図４では省略）を含んだモジュールのサイズを減少させる。１実施例では、ビーム源は図３のビーム源３０４と同じであるが、ビーム結合器３００よりもビーム結合器４００により近く提供されている。
【００３３】
ビーム結合器４００は、互いに接合され、ガラスや光学的利用に適したポリマーのごとき透明材料で提供された３つの部分である４０６，４０８及び４１０を含んでいる。ビーム結合器４００は、部分４１０の入力面でもあり、Ｗの長さで、Ｘ−Ｚ座標面に正方形断面を有した入力面４１２と、Ｗの高さで、Ｙ−Ｚ座標面に正方形断面を有した出力面４１４とを含んでいる。入力面４１２と出力面４１４はいずれも平坦な光学品質面である。ビーム結合器４００の製造は図６と図７を利用して以下で解説する。
【００３４】
第１部分４０６はＸ−Ｙ座標面に幅がＸ軸方向にＳである平行四辺形断面を有しており、Ｒビームを結合器の出力面４１４に向けて反射する反射面４１８を含んでいる。Ｓは図３に示す部分３０６の幅Ｗよりもかなり小さいため、後述のように、Ｒビームの光学通路長は３Ｗ＋Ｄよりもずっと小さくできる。１実施例においては、反射面４１８は通常の光学コーティングを施すことで反射性となっている。
【００３５】
同様に、第２部分４０８はＸ−Ｙ座標面に幅がＳである平行四辺形断面を有しており、部分４０６と４０８との間のインターフェースに沿って提供され、反射したＲビームを通過させ、Ｇビームを結合器の出力面４１４に向けて反射させる反射面４２２を含んでいる。前述の如く、Ｓは図３に示す部分３０８の幅Ｗよりもかなり小さいため、後述のように、Ｇビームの光学通路長は３Ｗ＋Ｄよりもずっと小さくなる。１実施例においては、反射面４２２は通常の光学コーティングを、面４２２と、面４２２とインターフェースする部分４０６の面の一方または両方に施すことで反射性となっている。
【００３６】
図３の第３部分３１０のように、第３部分４１０はＸ−Ｙ座標面に三角形の断面を有しており、部分４０８と４１０との間のインターフェースに沿って提供され、反射したＲビームとＧビームを通過させ、Ｂビームを出力面４１４に向けて反射させる入力面４１２と出力面４１４、及び反射面４２６を含んでいる。１実施例では、面３２６は従来の光学コーティングを、反射面４２６と、反射面４２６とインターフェースする部分４０８の面の一方または両方に施すことで反射性にされている。入力面４１２と反射面３２６の内角αは鋭角であり、好適には４５°である。もしαが４５°でなければ、面４１２に入射するＢビームの角度は、反射したＢビームが出力面４１４に対して垂直であるように調節される。加えて、部分入力面３２４と出力面３１４の内角βは１好適実施例では直角である。
【００３７】
知られた幾何学定理から、ビーム発生装置（図４には図示せず）３２８から面４１４へのＲビーム中央光線の通路長はＤ＋Ｔ＋２Ｓ＋Ｕ＝Ｄ＋２Ｓ＋Ｗ（Ｗ＝Ｔ＋Ｕの場合）である。Ｇビーム及びＢビーム両方の中央光線が同じ通路長を通過するため、ＧビームとＢビーム発生装置断面（図４には図示せず）はそれぞれビーム入力面４１２からＤ＋Ｓ及びＤ＋２Ｓ離れて提供されている。ＳがＷよりも小さい場合、結合器４００のための共通光学通路長は図３の結合器３００の共通光学通路長以下である。すなわち、Ｓ＜Ｗの場合、Ｄ＋２Ｓ＋Ｗ＜Ｄ＋３Ｗである。従って、結合器４００に関連するビーム収差レベルは結合器３００に関連するものよりもかなり小さくなるであろう。さらに、複合光線４０２がビーム出力面４１４の中心からＹ軸方向へ出るように、すなわちＵ＝Ｔ＝Ｗ／２となるようにＳ値を選択し、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームを位置決めすることができる。
【００３８】
ＲビームはＲ反射面４１８に当たる前にＢ反射面４２２とＧ反射面４２６を通過し、ＧビームはＧ反射面４２２に当たる前にＢ反射面を通過するため、結合器４００が“ゴースト画像”等の偽画像を発生させないように、ＲビームとＧビームのスペクトル並びに面４２２と面４２６は重ならない。特に、面４２２または面４２６がどのＲビームも反射するなら、あるいは面４２６がどのＧビームも反射するなら（このような反射を破線で示す）、１以上の不都合なビーム４２８（破線）は、複合光線４０２に加えてビーム出力面４１４から発生するであろう。これらの不都合なビーム４２８は発生画像内に不都合な偽画像を発生させる。その結果、Ｒビームは面４２２と面４２６が反射する波長スペクトル内の波長を含まないことが望ましく、Ｇビームは面４２６が反射する波長スペクトル内の波長を含まないことが望ましい。これを達成するための技術の１つは、ＲビームとＧビームがこのような不都合な波長を含まないようにビーム発生装置（図４には図示せず）を調整することである。他の技術は、ＲビームとＧビームからの不都合な波長を、これらのビームが結合器４００へ進入する前にフィルター処理することである。
【００３９】
別実施例では、“ゴースト画像”等の偽画像のレベルを、ＲビームとＧビームの不都合なビーム４２８が複合光線４０２から充分に離れるようにＳを充分に大きくすることで減少または排除できる。
【００４０】
さらに、入力面４１２に入射するＲビーム（またはその一部）が、このビームが面４２６に入射しないように左に移動すれば、Ｒビーム（またはその一部）は対応する不都合なビーム４２８を発生させない。同様に、Ｒビーム（またはその一部）が面４２２に入射しないようにさらに左へ移動すれば、Ｒビーム（またはその一部）は面４２２と面４２８に対応する不都合なビームを発生させない。類似の分析がＧビームにも当てはまる。
【００４１】
図４のビーム結合器４００の作用は、図３との関連で説明したビーム結合器３００の作用に類似している。
【００４２】
ビーム結合器４００の別実施例も想定できる。そのような１実施例では、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームはビーム結合器４００の入力面４１２に図示の順序（Ｒ−Ｇ−Ｂ）以外の順序で進入することができる。例えば、出力面４１４に最も近いところで結合器４００へ進入するＢビームの代わりに、ＲビームとＢビームの位置を交換することもできる。さらに、部分４０６と４０８の終点は入力面４１２と同一平面である必要はない。逆に、ＲビームまたはＧビームは部分４１０ではなく部分４０６と４０８に入射することもできる。さらに、結合器４００が２つのビームだけから複合光線４０２を発生させるように、部分４０６または４０８の一方を省略してもよい。加えて、結合器４００が４以上のビームから複合光線４０２を発生させるよう、部分４０６または４０８に類似した追加部分を加えることもできる。さらに、入力面４１２は方形断面以外の断面を有してもよく、出力面４１４は正方形断面以外の断面を有してもよい。
【００４３】
図５は、複合光線５０２を発生させる、本発明の別実施例によるビーム結合器５００の側面図である。図３と図４との関連で説明したように、光学通路長を後述の説明では実際の通路長に近似させている。図３の結合器３００よりも小さい以外は、結合器５００は結合器３００と類似している。結合器５００内で低減された光学通路長は、さらに大きな開口数を有するＲビーム、Ｇビーム及びＢビームを結合器５００に受領させ、結合器とビーム源（図５では省略）を含んだモジュールのサイズを減少させる。また、結合器５００は結合器３００よりも少ない数の反射面を有しており、製造が容易で安価である。
【００４４】
ビーム結合器５００は、互いに接合され、ガラスや光学的利用に適したポリマーのごとき透明材料で提供された３つの部分である５０６，５０８及び５１０を含んでいる。ビーム結合器５００は、それぞれ２Ｗの長さとＷの高さである２つの入力面５１２と５１４、並びにＷの高さの出力面５１６を含んでいる。入力面５１２はＸ−Ｚ座標に方形断面を有しており、入力面５１４と出力面５１６はそれぞれＹ−Ｚ座標に正方形断面を有している。入力面５１２と５１４並びに出力面５１６は平坦な光学品質面である。ビーム結合器５００の製造は図６と図７を利用して以下で解説する。
【００４５】
図３の部分３０６と効果的に置換される第１部分５０６は、Ｘ−Ｙ座標面に三角形の断面を有しており、Ｒビーム１０４を受領し、好適には直角である角度β１を有した結合器入力面５１４を含んでいる。
【００４６】
第２部分５０８及び第３部分５１０は、図３の第２部分３０８及び第３部分３１０と類似するか同一である。第２部分５０８は第２結合器入力面５１２の一部を形成する部分入力面５１８を有しており、反射面５２０を含んでいる。第３部分５１０は結合器出力面５１６、結合器入力面５１２の一部を形成する部分入力面５２２、及び反射面５２４を含んでいる。
【００４７】
図３及び図５では、平行四辺形部分３０６を三角形部分５０６に代え、入力面５１２ではなく入力面５１４を介してＲビームを受領することで、結合器５００は複合光線５０２の収差を減少させることができる。特に、結合器５００を通るＲビームの通路は２Ｗであり、結合器３００を通るＲビーム通路（３Ｗ）よりも３３％短い。この結果、ビーム発生装置３０４のＲビーム発生部分３２８を入力面５１４から距離Ｄのところに提供し、Ｇ部分３３０及びＢ部分３３２をそれぞれ入力面５１２から距離Ｄ及びＤ+Ｗのところに提供することで、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームの光学通路長をＤ+２Ｗに減少させることができ、複合光線５０２の収差を減少させることができる。さらに、ビーム発生装置３０４と結合器５００との間の距離を減少させることで、図８との関連で後に説明する如くさらにコンパクトな画像ビーム発生装置を提供できる。
【００４８】
ビーム結合器５００の作用は、図３のビーム結合器３００の作用に類似している。
【００４９】
ビーム結合器５００の別実施例も想定できる。そのような１実施例では、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームはビーム結合器５００の入力面５１２と入力面５１４に図示の順序（Ｒ−Ｇ−Ｂ）以外の順序で進入することができる。例えば、Ｒビームを受領する入力面５１４とＢビームを受領する入力面５２２の代わりに、入力面５１４がＢビームを受領し、入力面５２２がＲビームを受領してもよい。さらに、入力面５１２の断面は方形断面以外でもよく、面５１４と面５１６の断面は正方形断面以外でもよい。さらに、結合器５００が２つのビームだけから複合光線５０２を発生させるように、部分５０８を省略できる。加えて、結合器５００が４以上のビームから複合光線５０２を発生させるよう、部分５０８に類似した追加部分を加えることもできる。
【００５０】
１別実施例として、入力面５１８と入力面５２２が同一平面ではなく、むしろ平行面となるようにビーム結合器を組み立てることができる。例えば、面５２２を距離Ｗだけ青光源に向けて上昇させてもよい。この結果、本来的光学通路長均等化ができる。
【００５１】
図６は、本発明の１実施例による図３から図５のビーム結合器３００，４００及び５００の製造方法を示す。
【００５２】
先ず、図３から図５との関連で説明したように、従来の方法で透明スラブ６００，６０２及び６０４の表面を所望波長感知反射コーティング材でコーティング処理する。ガラスあるいはその他の透明材料の既製光学品質スラブは光学用品供給業者から入手できる。従って、光学コーティングを適用する前にスラブ６００，６０２及び６０４の表面を研磨する必要はない。さらに、図３の結合器３００あるいは図５の結合器５００を形成するため、全スラブは典型的には同一の厚みであるが、必須事項ではない。図４の結合器４００を形成するため、典型的にはスラブ６００と６０２は同一の厚みであるが、スラブ６０４よりも薄い。
【００５３】
次に、従来の光学接着剤で光学コーティング処理されたスラブ６００，６０２及び６０４を結合させる。
【００５４】
その後、結合スラブを適した破線の切断線に沿って切断し、結合器を形成する。図３の結合器３００を形成するため、スラブ６００，６０２及び６０４を線６０６，６０８及び６１０に沿って切断する。図４の結合器４００を形成するため、スラブ６０４を線６０６及び６０８に沿って切断する。スラブ６００または６０２にビームが進入しない場合は、スラブ６００と６０２を線６０６と６１０に沿って切断する必要はないが、切断することもできる。図５の結合器５００を形成するため、スラブ６００，６０２及び６０４を線６０６，６０８，６１０及び６１２に沿って切断する。全ての場合において、スラブを線（図示せず）に沿って切断し、結合器にＺ軸方向に所望の深さを提供することができる。スラブの切断にはウォータージェットあるいはレーザー技術等のあらゆる従来の工具並びに技術を利用できる。
【００５５】
次に、切断スラブのビーム受領面及びビーム投射面を研磨して光学品質面に仕上げる。例えば、結合器３００（図３）を形成するため、線６０６と線６０８に沿って切断された面を研磨する。
【００５６】
スラブを結合させる前に切断及び研磨することもできるが、結合前に、切断及び研磨された片を適切に整合並びに切断しなければならないため、製造工程がさらに複雑になり費用も増す。
【００５７】
図７は、本発明の別実施例による、図３から図５に示すビーム結合器３００，４００及び５００の製造方法を示している。図６の方法とは異なり、この方法では同じスラブから複数の結合器を同時に製造できる。この大量生産では、結合器毎の製造複雑性とコストを減少させることができる。
【００５８】
先ず、３体以上の透明スラブの表面に従来のコーティングを施す。図７の例では、図３から図５との関連で説明した所望波長感知反射光学コーティングが施されたスラブ７００，７０２，７０４，７０６及び７０８を示している。後に説明する如く、スラブ７００，７０２及びスラブ７０４の第１部分は結合器の第１グループを、及びスラブ７０４の第２部分は結合器の第２グループを形成する。例えば、結合器３００（図３）を形成するため、赤光反射コーティングをスラブ７００とスラブ７０８の面７１０と面７１２に施し、緑光反射／赤光通過コーティングをスラブ７０２とスラブ７０６の面７１４と面７１６に施し、青光反射／赤光及び緑光通過コーティングをスラブ７０４の面７１８と面７２０に施す。図６との関連で説明した如く、これらのスラブは典型的には光学品質面を有しているため、光学コーティングを施す前にスラブ表面を研磨する必要はない。さらに、図３の結合器３００を形成するため、あるいは図５の結合器５００を形成するため、全スラブは典型的には同一の厚みである。しかし図４の結合器４００を形成するため、典型的にはスラブ７００，７０２，７０６及び７０８は同一の厚みであるが、スラブ７０４よりも薄い。
【００５９】
次に、従来の光学接着剤で光学コーティングされたスラブ７００，７０２，７０４，７０６及び７０８を接合させる。形成できる結合器の数を最大にするようスラブの端部を図示の如くずらす。
【００６０】
その後、結合スラブを水平線７２２ａから水平線７２２ｈに沿って切断し、個々のプレート７２４ａから７２４ｇを形成する。この時点で、プレート（光学コーティング面は既に研磨されている）の上下を、前述の如く光学品質面になるまで研磨してもよいが、必ずしも必要ではない。
【００６１】
次に、プレート７２４ａからプレート７２４ｇを垂直線７２６ａから垂直線７２６ｇに沿って半分に切断する。
【００６２】
次に、結合器３００（図３）または結合器４００（図４）を形成するため、得られた半プレートの適した表面を研磨する。例えば、結合器３００（図３）を形成するため、プレート７２４ａの左半分の上面（切断面７２２ａに沿って）と側面（切断面７２６ａ）を研磨し、入力面３１２と出力面３１４（図３）をそれぞれ形成する。その後、研磨された半プレートを、Ｘ−Ｙ座標面に対して平行な１以上の垂直面（図示せず）に沿って切断して結合器３００または結合器４００を形成する。例えば、半プレートがＺ軸方向に１０センチメートル（ｃｍ）の深さであり、Ｚ軸方向に１ｃｍ厚の結合器３００を望む場合、半プレートをＺ軸方向にＸ−Ｙ座標面に対して平行な面に沿って１ｃｍ間隔で切断する。これらの切断によって形成される面は光線を受領も発生もしないため、研磨する必要はない。
【００６３】
結合器５００（図５）を形成するため、半スラブを線７２８ａから線７２８ｇと線７３０ａから線７３０ｇに沿って切断する。その後、切断半プレートの適した面を研磨する。例えば、プレート７２４ａの左半分から１以上の結合器５００を形成するため、端面（切断線７２６ａと切断線７２８ａに沿う）及び上面（切断線７２２ａに沿う）の両方を光学品質面になるまで研磨する。その後、研磨された半プレートをＸ−Ｙ座標面に対して平行な１以上の垂直面(図示せず)に沿ってＺ軸方向に切断し、前述の方法と同様に結合器５００を形成する。
【００６４】
図６と図７では説明した製造方法の別実施例を想定している。例えば、所望のビーム結合器または結合器が提供されるいかなる順序で、切断ステップ、研磨ステップ及び結合ステップを実施してもよい。さらに、同じインターフェースの反対面に反射光学コーティングを適用することもできる。例えば、緑光反射／赤光通過コーティングをスラブ７０２とスラブ７０６の面７１４と面７１６に適用する代わりに、スラブ７００とスラブ７０８のそれぞれの接面にこのコーティングを適用してもよい。あるいは、面７１４と面７１６の両方並びにスラブ７００とスラブ７０８のそれぞれの接面にこのコーティングを適用することもできる。加えて、透明スラブペアを追加して、それぞれのプレート７２４が提供する結合器の数を増加させることもできる。
【００６５】
図８は、本発明の１実施例による、図５のビーム結合器５００を組み込んだ画像ビーム発生装置８００の概略図である。図３、図４及び図５との関連で前述したように、光学通路長を後述の説明では実際の通路長に近似させている。画像ビーム発生装置８００は、Ｒビーム１０２、Ｇビーム１０４及びＢビーム１０６をそれぞれ発生させるため、レーザーダイオードあるいは発光ダイオード（ＬＥＤｓ）等の従来の単ピクセルビーム発生装置８０４，８０６及び８０８を含んだビーム源８０２を含んでいる。図５との関連で前述したように、Ｒビーム発生装置８０４とＧビーム発生装置８０６はそれぞれビーム入力面５１４と５１２から距離Ｄのところに提供されており、Ｂ発生装置８０８は入力面５１２から距離Ｄ＋２Ｗのところに提供されている。ビーム源８０２は、ビーム発生装置８０４，８０６及び８０８をそれぞれ駆動させるためのドライバー８１０、８１２及び８１４をさらに含んでいる。ビーム源８０４，８０６及び８０８並びにドライバー（駆動装置）８１０，８１２及び８１４は、ビーム源８０２のＲビーム発生部分、Ｇビーム発生部分及びＢビーム発生部分をそれぞれ構成する。画像ビーム発生装置８００は、ドライバーとビーム発生装置によって発生される熱を発散させるためのヒートシンク８１６を含むこともでき、複合光線５０２から画像ビーム８２０を発生させるためのレンズ等の光学トレイン８１８を含んでいる。例えば、トレイン８１８は複合光線５０２の収差を修正するため、あるいは複合光線を集束させるため等によって画像ビーム８２０を発生させることができる。図９との関連で後述するように、スキャナー（図８には図示せず）はビーム８２０をスクリーンまたは網膜を横切るように走査して画像を発生させる。
【００６６】
操作中、ビーム源８０２はＲビーム、Ｇビーム及びＢビームの強度を一時的に調節して画像ビーム８２０の色やその他の特徴をピクセル毎に変化させる。
【００６７】
画像ビーム発生装置８００の別実施例も想定できる。例えば、Ｒビーム発生装置８０４、Ｇビーム発生装置８０６及びＢビーム発生装置８０８の位置を修正することで、発生装置８００は、結合器５００の代わりにビーム結合器３００（図３）あるいは４００（図４）を組み込むことができる。さらに、ビーム８２０が画像のただ１つのピクセルではなく画像全体を投射するように画像全体のＲコンポーネント、Ｇコンポーネント及びＢコンポーネントを発生させるよう、ビーム発生装置８０４，８０６及び８０８を修正することができる。加えて、図５との関連で説明したように、Ｒ発生装置８０４とＢ発生装置８０８の位置を交換することもできる。さらに、画像ビームがモノクロであるか、あるいはフルカラースペクトルを提供しないように、ビーム源８０２は、Ｒビーム、Ｇビーム及びＢビームのうちの１つか２つだけを発生させることもできる。
【００６８】
図９は、本発明の１実施例による、図８の画像ビーム発生装置８００を組み込んだ画像発生装置９００の概略図である。発生装置８００に加えて、システム（画像発生装置）９００は、画像をその上に発生させるよう網膜９０４等の画面表面を横切って画像ビーム８２０を走査するように操作可能なマイクロエレクトロメカニック（ＭＥＭ）ミラー等の従来の走査ミラー９０２を含んでいる。網膜を横切ってビーム８２０を走査するために画像発生装置９００が使用されている場合、これは仮想網膜ディスプレー（ＶＲＤ）と呼ばれることがある。
【００６９】
画像ビーム発生装置８００は、光学トレイン８１８を介して画像ビーム８２０をミラー９０２上へ向ける。軸９０８周囲で前後に回転させることで、瞳９０６を通り網膜９０４を横切って、ビーム８２０を走査するようにミラー９０２を操作することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１はＲ光線、Ｇ光線及びＢ光線を使用してカラー画像を投射する画像発生装置の概略図である。
【図２】図２は別々のＲ光線、Ｇ光線及びＢ光線を１本の複合光線に組み合わせる従来型Ｘキューブの側面図である。
【図３】図３は別々のＲ光線、Ｇ光線及びＢ光線を１本の複合光線に組み合わせる本発明のビーム結合器の側面図並びにＲＧＢビーム源（光源）の概略図である。
【図４】図４は別々のＲ光線、Ｇ光線及びＢ光線を１本の複合光線に組み合わせる本発明の別実施例によるビーム結合器の側面図である。
【図５】図５は別々のＲ光線、Ｇ光線及びＢ光線を１本の複合光線に組み合わせる本発明の別実施例によるビーム結合器の側面図である。
【図６】図６は本発明の１実施例による、図３から図５のビーム結合器を製造する方法を図示する。
【図７】図７は本発明の１実施例による、図３から図５のビーム結合器を大量生産する方法を図示する。
【図８】図８は本発明の１実施例による、図５のビーム結合器を組み入れた画像ビーム発生装置の概略図である。
【図９】図９は本発明の１実施例による、図８の画像ビーム発生装置を組み入れた画像発生装置の概略図である。
【図１】
2007534987.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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【国際調査報告】
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2007534987.tif 000013
2007534987.tif 000014