(57)【要約】  投影面（１０４）上に光を投影するためのマイクロプロジェクションシステムであって、少なくとも１つのコヒーレント光源（１０１）と、前記コヒーレント光源と前記投影面との間の光学経路内の光学素子（１０２、１０８、１０９）とを備え、前記光学素子が、前記投影面上に投影される画像をスキャニングするために前記光源からの光を偏向させるための、駆動信号により作動される少なくとも１つの反射部材（１０２）を備え、前記光学素子が、前記投影面上へのスペックルを低減させるために画像スキャニング信号と同期された変位信号を出力するための少なくとも１つの画素変位ユニット（１０６）を備える、マイクロプロジェクションシステム。スペックルを低減するための対応する方法もまた提示される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影面（１０４）上に光を投影するためのマイクロプロジェクションシステムであって、
少なくとも１つのコヒーレント光源（１０１）と、
前記コヒーレント光源と前記投影面との間の光学経路内の光学素子（１０２、１０８、１０９）と
を具備し、
前記光学素子が、前記投影面上に投影される画像をスキャニングするために前記光源からの光を偏向させるための、駆動信号により作動される少なくとも１つの反射部材（１０２）を備え、
前記マイクロプロジェクションシステムが、前記投影面上へのスペックルを低減させるために、別の画像フレーム中の対応する画素の位置に対して画素の位置を変位させるための、少なくとも１つの画素変位ユニット（１０６）を備える、マイクロプロジェクションシステム。
【請求項２】
前記画素変位ユニット（１０６）が、前記投影面上へのスペックルを低減させるために画像スキャニング信号と同期された変位信号を出力するように構成されている、請求項１に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項３】
前記画素変位ユニット（１０６）が、スペックルを低減させるために、第１の画像フレームの少なくとも一部分を他の画像フレームに対して変位させるように構成されている、請求項１に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項４】
前記画素変位ユニット（１０６）が、反射部材駆動信号に重畳された信号を出力する、請求項２又は３に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項５】
前記反射部材（１０２）が、ＭＥＭＳタイプスキャニングミラーであり、前記画素変位ユニット（１０６）が、前記スキャニングミラーに接続される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項６】
前記画素変位ユニット（１０６）が、前記光学経路内に設けられた追加の光学素子（１０８、１０９）に接続される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項７】
前記追加の素子が、前記変位をもたらすように構成されたミラー（１０８）である、請求項６に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項８】
前記追加の素子が、反射膜である、請求項６に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項９】
前記画素変位ユニット（１０６）が、磁気生成ユニット、熱生成ユニット、圧電生成ユニット、又は静電生成ユニットを含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項１０】
前記画素変位ユニット（１０６）が、実質的に粗い表面を有する回転マイクロミラーを備える、請求項５又は６に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項１１】
前記画素変位ユニット（１０６）が、ＭＥＭＳミラー（１０２、１０３）加熱／冷却システムを備える、請求項５に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項１２】
前記画素変位ユニット（１０６）が、少なくとも１つのコヒーレント光源（１０１）により送出されたレーザーパルスの位相を変更するように構成され、
前記レーザーパルスが、ＭＥＭＳタイプスキャニングミラーにより偏向され、
もって、前記投影面上における前記パルスの位置が、前記位相変更により変更される、請求項１に記載のマイクロシステム。
【請求項１３】
レーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法であって、
少なくとも１つのコヒーレント光源（１０１）を用いて標的の方向に複数の連続する画像フレームを供給するステップと、
第１の画像フレームの少なくとも一部分を同一又は別の画像フレームに対して変位させて、前記投影面上へのスペックルを低減させるステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
単一のフレームにおいて、複数の画素が、他の画素に対して移動される、請求項１３に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【請求項１５】
複数の連続するフレームにおいて、少なくとも１つのフレームが、他のフレームに対して移動される、請求項１３又は１４に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【請求項１６】
画素変位量が、画素サイズの少なくとも０．１倍である、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【請求項１７】
画素変位が、前記マイクロプロジェクションシステムの光学素子に接続されるか、又はスキャニングミラードライブユニット（１０７）と電子的に協働して画像スキャニング信号と同期された変位信号を送出することにより前記投影面上へのスペックルを低減させる、画素変位ユニット（１０６）によって実施される、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【請求項１８】
画素変位が、連続するフレーム間において対応するレーザーパルスの時間的位置を変更することにより実施される、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーなどの少なくとも１つのコヒーレント光源と、この光源と投影面との間の光学系路内の光学素子とを備えるマイクロプロジェクションシステムに関する。本発明はまた、レーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スペックルは、レーザー光が可干渉性であることに起因して、レーザー光源によって生じる現象である。平行且つ同期された複数の波面が、投影面に同時に衝突する。光が投影面に当たる際に、この光は、強め合う干渉及び弱め合う干渉を生じさせる。干渉の第１のカテゴリーは、多くの場合に人間の目によって及び／又はセンサによって視認可能な画像劣化を誘発する。画像品質の低下に加えて、視認者の視覚的快適性もまた影響を被る場合がある。
【０００３】
スペックルを除去又は低減させるために、いくつかの技術が利用される。多くの場合には、光コヒーレンス低減技術が利用される。例えば、投影面に当たる光が、様々な投影角度から供給される。偏光解消フィルムに当たる偏光レーザー光もまた使用される。或いは、様々なレーザー波長を用いた照明もまた利用される場合がある。
【０００４】
別のアプローチは、投影面の振動の利用である。その結果として形成されるシステムは、複雑且つ高価なものとなり、非常に特殊なハードウェア材料を要する。
【０００５】
国際公開第２００９／０７７１９８号パンフレットは、コヒーレント光源と、光源から標的に光を向けるための光学素子とを備える光学システムを開示している。これらの光学素子は、光源からの光のコヒーレンスボリューム（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｖｏｌｕｍｅ）を縮小するように構成された少なくとも１つの散乱素子と、可変光学特性素子とを備える。様々なスペックルパターンが、照明センサ又は観察者の目の時間分解能を上回る時間周波数で標的に経時的に形成され、それにより、観察される照明中のスペックルのコントラスト比が低減されるように、制御システムが可変光学特性素子を制御する。この可変光学特性素子は、振動する薄いプレート又はフィルムを備える変形可能なミラーであってもよい。この手法は、散乱素子などの追加の構成要素を組み込むために、プロジェクションシステムの修正を要する。
【０００６】
国際公開第２００７／１１２２５９号パンフレットは、コヒーレント光源を用いる場合にスペックルを低減又は除去するためのシステム及び方法を開示している。複屈折性材料を含む屈折デバイスが、コヒーレント光を遮断するように配置される。屈折デバイスは、回転することにより、常光線及び／又は異常光線を移動させる。人間の目は、これらの光線の移動を統合することにより、レーザーのスペックルを低減又は除去する。屈折デバイスは、複屈折性材料から形成された１つ又は複数の光学デバイスを備えてもよい。半波長板などの波長板が、光学デバイス間に挿入されて、特定のパターンを生成させるようにしてもよい。光学軸の水平方向成分の異なる配向を有する複数の光学デバイスをさらに使用して、他のパターンを生成することもできる。さらに、屈折デバイスは、光学軸の様々な水平方向成分の複数のセクションを有する光学デバイスを備えてもよい。この手法は、複雑且つ高価な構成要素を、すなわち回転式屈折デバイスを要する。さらに、このようなデバイスの組み込みは特殊なグローバル設計を要する。
【０００７】
米国特許出願公開第２００９／０１６１１９６号明細書は、コヒーレント光源により生成された干渉パターンを時間的に変更することによりスペックルパターンを均質化して、それによりスペックル現象の識別可能性を低減させるためのシステム及び方法を開示している。例示的な一実施形態によれば、振動屈折素子が、光学システム内に配設されることにより、コヒーレント光源から発生する光線に時間的に可変の位相ずれを生じさせて、受光素子上の静的干渉パターンを除去し、スペックル現象を軽減させる。この手法は、複雑且つ高価な構成要素、すなわち振動屈折素子を要する。さらに、このようなデバイスの組み込みは、特殊な設計のプロジェクションシステムを必要とする。
【０００８】
特開２００１−２９６５０３号公報は、照明面上に現れるスペックルパターンを低減させて均一な照明をもたらすことが可能な、スペックルを低減させるためのデバイスを開示している。偏光面を４５度回転させた直線偏光のレーザー光が、第１の偏光ビームスプリッタに入射されて、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とに分割される。Ｐ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分は反射され、それにより両偏光成分が均等に分割される。Ｐ偏光成分は直接的に伝播され、Ｓ偏光成分は折返しプリズムにより反射され、それによりコヒーレンス長よりも長いＰ偏光の光学経路長からの光学経路差が生じる。このようにして、コヒーレンス長よりも長い光学経路差を伴う２種類の偏光成分を有する非コヒーレントレーザー光が、第２の偏光ビームスプリッタからの出力として得られる。この構成は、複雑且つ高価な光学システムを要する。
【０００９】
米国特許出願公開第２００９０４６３６１号明細書は、外部光の影響を抑制し、広い視野角を得ることが可能な反射型スクリーン、および、この反射型スクリーンを有する前方プロジェクションシステムを開示している。反射型スクリーンは、ベースの長手方向に対して平行に配置された透過性プリズムを備える。透過性プリズムは、透過性面と、透過性プリズムの表面の中の１つに反射フィルムを配置することにより形成される散乱反射面とを有する。投影された光は、散乱反射面により散乱／反射される。散乱反射面は、レーザー光ビームによりスペックルノイズを低減させるために振動されてもよい。例えば、反射型スクリーンを上下方向、左右方向、又は前後方向に振動させることにより、散乱反射面が振動されてもよい。或いは、空気ポンプによりベースと前方シートとの間の間隔Ｗを変更させることにより、散乱反射面が振動されてもよい。この構成は、前方プロジェクションシステムが複雑なスクリーン構成を有する特定の構成を要する。
【００１０】
したがって、ＭＥＭＳマイクロミラー及びＭＥＭＳ構成要素を有する、低スペックルの新規なマイクロプロジェクションシステムであって、上述の欠点、すなわちスペックルを低減させるためだけに使用される追加的な構成要素を有する特殊な構成を用いることにより生じる複雑化及びコストの問題をもたらさないマイクロプロジェクションシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の主目的は、レーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減又は抑制するための改良された方法及びデバイスを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、大幅な修正を要することなく既存のレーザーマイクロプロジェクションシステムに組み込むことがより可能となる、スペックルを低減又は抑制するためのかかる方法及びデバイスを提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、適当なコストで効率的な性能を実現する、スペックルを低減又は抑制するためのかかる方法及びデバイスを提供することである。
【００１４】
本発明のさらに別の目的は、レーザーマイクロプロジェクションデバイスに完全に組み込むことが可能な構成要素を使用して、スペックルを低減又は抑制するためのかかる方法及びデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの目的は、特許請求の範囲において規定される、スペックルを低減させるための方法及びマイクロプロジェクションシステムにより達成される。
【００１６】
したがって、投影面上に光を投影するためのマイクロプロジェクションシステムであって、
少なくとも１つのコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源と前記投影面との間の光学経路内の光学素子と
を具備し、
前記光学素子が、前記投影面上に投影される画像をスキャニングするために前記光源からの光を偏向させるための、駆動信号により作動される少なくとも１つの反射部材を備え、
前記光学素子が、前記投影面上へのスペックルを低減させるために画像スキャニング信号と同期された変位信号を出力するための少なくとも１つの画素変位ユニットを備える、
マイクロプロジェクションシステムが提示される。
【００１７】
同期は、水平方向又は垂直方向への画像スキャニングによるものである。例えば、スキャン行又はスキャン列を変位させるためには、非常に小さなオフセット値が与えられ、それにより水平方向又は垂直方向に異なる偏向角が生じる。
【００１８】
画素変位ユニットは、スペックルを低減させるために、第１の画像の少なくとも一部分を同一の又は別の画像フレームに対して変位させるように構成されることが有効である。
【００１９】
第１の実施形態においては、画素変位ユニットは、反射部材駆動信号に重畳された信号を出力する。画素変位ユニットにより出力された変位信号は、最も好ましくは、スキャニングミラードライブユニットにより出力された画像スキャニング信号と同期される。
【００２０】
別の実施形態においては、画素変位ユニットは、反射部材などの光学素子による機械的作用により所要の変位をもたらす。
【００２１】
有効な一実施形態においては、反射部材は、ＭＥＭＳタイプスキャニングミラーであり、画素変位ユニットは、前記スキャニングミラーに接続される。変形形態においては、画素変位ユニットは、ＭＥＭＳミラー加熱／冷却システムを備える。
【００２２】
別の変形形態においては、画素変位ユニットは、例えばミラー又は反射膜などの、光学経路内に設けられた追加の光学素子に接続される。
【００２３】
画素変位ユニットは、前記変位をもたらすように構成された振動発生器を備えてもよい。有効な変形形態においては、画素変位ユニットは、磁気生成ユニット、熱生成ユニット、圧電生成ユニット、又は静電生成ユニットを備えてもよい。
【００２４】
別の変形形態においては、画素変位ユニットは、実質的に粗い表面を有する回転マイクロモータを備える。
【００２５】
さらに、本発明は、レーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法であって、
少なくとも１つのコヒーレント光源を用いて標的の方向に複数の連続する画像フレームを供給するステップと、
第１の画像フレームの少なくとも一部分を同一又は別の画像フレームに対して変位させて、前記投影面上へのスペックルを低減させるステップと
を含む、方法を提示する。
【００２６】
この方法は、好ましくは、複数の画素、列、又はフレームの、別の画素、列、又はフレームに対する変位を生じさせる。
【００２７】
単一フレームの画素に関する一実施形態においては、複数の画素が、他の画素に対して移動される。変形形態においては、画素が、相互に個別に移動される。かかる画素ごとの変位は、ある画素から別の画素へのさらに不規則な移動となるため、スペックルを補償するのに優れた成果をもたらす。
【００２８】
別の変形形態においては、ある行の画素が、別の行に対して移動されるか、ある列の画素が、別の列に対して移動される。
【００２９】
複数の連続するフレームの画素に関する他の実施形態においては、少なくともいくつかのフレーム全体が、他のフレーム全体に対して移動される。この実施形態は、実施が特に簡単である。
【００３０】
画素変位は、マイクロプロジェクションシステムの光学素子に接続されるか、又はスキャニングミラードライブユニットと電子的に協働して画像スキャニング信号と同期された変位信号を送出することにより前記投影面上へのスペックルを低減させる、画素変位ユニットにより実施される。
【００３１】
画素変位量は、画素サイズの少なくとも０．１倍（１０％）であることが有効である。
【００３２】
例として提示され添付の図面を参照とすることに限定されない実施形態の以下の詳細な説明から、本発明の前述の及び他の目的、特徴、態様、及び利点が明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】２つの垂直方向軸すなわち２自由度（２ＤＯＦ）に沿って移動する単一のミラーを用いるＭＥＭＳマイクロミラーベースプロジェクタの例を示す図である。
【図１Ｂ】１つの軸（１ＤＯＦ）に沿って移動する２つのＭＥＭＳマイクロミラーを用いるＭＥＭＳマイクロミラーベースプロジェクタの例を示す図である。
【図２】スキャニングミラードライブと、重畳マイクロ振動信号と共に駆動信号を出力する画素変位ユニットとを備える、マイクロプロジェクションシステムの一例を示す図である。
【図３】スキャニングミラーに直接的に作用する画素変位ユニットを備えるマイクロプロジェクションシステムの別の例を示す図である。
【図４】画素変位ユニットに接続された追加のミラー又は膜を備えるマイクロプロジェクションシステムの他の一例を示す図である。
【図５】画素変位ユニットに接続された追加の透過性光学素子を備えるマイクロプロジェクションシステムのさらに他の一例を示す図である。
【図６】単一の光源又は複数の光源が画素変位ユニットを備える、マイクロプロジェクションシステムのさらに別の例を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はマイクロプロジェクションデバイスにおいてスペックルを低減させるための方法の主要なステップを示す図である。
【図８Ａ】画素が変位される画像フレームを示す図である。
【図８Ｂ】フレームが変位される画像フレームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
明瞭化のため、マイクロシステムを図示する際に一般的にそうであるように、種々の図面は縮尺通りではない。
【００３５】
現行では、投影を目的として、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）がマイクロミラーのスキャニング又は移動に関して使用されている。投影は、図１Ａに図示されるように２つの中心軸及び垂直方向軸（２自由度、２ＤＯＦ）に沿って移動する単一のミラーを用いて、又は図１Ｂに図示されるように互いに対して９０度で配置された、中心軸（１自由度、１ＤＯＦ）に沿って移動する２つのミラーを用いて実施することが可能である。図１Ａにおいては、画像は、レーザー１０１により発せられる平行レーザービームをフレーム１０５内の２ＤＯＦマイクロミラー表面１０２の中央にセンタリングすることによって生成される。レーザービームは、２方向に反射及び偏向されて、スキャニングされた画像を投影面１０４上に投影する。
【００３６】
図１Ｂにおいては、平行レーザービームを第１の１ＤＯＦマイクロミラー表面１０２上にセンタリングすることにより、投影画像が生成される。レーザーは、第１の１ＤＯＦマイクロミラーに対して９０度におかれた回転軸を有する第２の１ＤＯＦマイクロミラー表面１０３へ反射される。ミラー（複数可）の作動中に、平行レーザービームを特定の周波数で波動させて、明部分、暗部分、及びグレースケール部分により画像を作成することが可能である。単色レーザー源が使用される場合には、単色画像が投影される。複数の異なる単色レーザー源が同時に使用される場合には、多色画像が投影され得る。後者の場合には、好ましくは既知のタイプのビームコンバイナが使用される。
【００３７】
最適な態様でスキャニングミラー１０２、１０３を作動させるために、駆動信号が使用される。この駆動信号は、ミラードライブユニット１０７により出力される。
【００３８】
この実施形態によれば、画素変位ユニット１０６が、単一の画素、若しくは例えば画素行又は画素列などの複数の画素の変位を、或いは画像フレーム全体の変位をもたらす。例えば、第１の実施形態においては、１つの画素が、不規則に又は所与のパターンにしたがって他の画素に対して移動される。実質的には画素サイズの１／２〜１／１００の、画素サイズの約１／１０の変位量により、好適な結果が得られることが有効である。変形形態においては、画素の行又は列の全体が、他の行又は列に対して変位される。
【００３９】
別の実施形態においては、画像フレーム全体が、不規則に又は既定の様式にしたがって、他のフレームに対して変位又は移動される。
【００４０】
画素の又はフレームの変位により、発光を平均化することが可能となる。投影画像を見るように位置を定められた観察者の目にとって、この処理された光は、知覚されるスペックルが低減又は抑制されるようなスペックル防止効果をもたらす。さらに、生成された照明を受光するように配置されたセンサにとっても、同様の効果がもたらされる。
【００４１】
図２は、マイクロプロジェクションシステムが、スキャニングミラードライブユニット１０７と、重畳駆動信号と共に画素変位信号を出力する画素変位ユニット１０６とを備える、一実施形態を図示する。したがって、本発明のこの第１の実施形態においては、マイクロミラー１０２は、スペックル防止ミラーとして使用される。単一の２ＤＯＦマイクロミラーが、画素変位ユニット１０６に接続され、反射部材駆動信号に重畳された信号を出力する。画素変位ユニット１０６により出力された変位信号は、最も好ましくは、スキャニングミラードライブユニット１０７により出力された画像スキャニング信号と同期される。
【００４２】
図３は、画素変位ユニット１０６がスキャニングミラー１０２と直接接触することにより作動する、マイクロプロジェクションシステムの一実施形態を図示する。この実施形態においては、画素変位ユニット１０６は、所要の変位をもたらすために、磁気生成ユニット、熱生成ユニット、圧電生成ユニット、又は静電生成ユニットのいずれかを含む。変形形態においては、画素変位ユニット１０６は、ＭＥＭＳミラー加熱／冷却システムを備える。画素変位ユニットは、好ましくは、生成された微振動がマイクロミラーに伝達され得るように、スキャニングミラーと直接接触状態にて配置される。マイクロプロジェクションシステムを作動させるために、画素変位ユニット１０６により出力される変位信号は、最も好ましくは、スキャニングミラードライブユニット１０７により出力された画像スキャニング信号と同期される。
【００４３】
図４は、画素変位ユニット１０６に接続された追加のミラー又は膜１０８を備える先述のマイクロプロジェクションシステムの変形形態を図示する。図３の実施形態に関して先述したように、画素変位ユニット１０６は、所要の変位をもたらすために、磁気生成ユニット、熱生成ユニット、圧電生成ユニット、又は静電生成ユニットのいずれかを備える。変形形態においては、出力器１０６は、実質的に粗い表面を有する回転マイクロモータを備え、それにより所要の変位をもたらし得る。
【００４４】
図５は、画素変位ユニット１０６に接続された追加の透過性光学素子１０９を備えるマイクロプロジェクションシステムのさらに他の例を図示する。ユニット１０６は、好ましくは、生成された微振動がこの光学素子に伝達され得るように、スキャニングミラーに直接接触状態にて配置される。図３の実施形態に関して先述したように、磁気生成ユニット、熱生成ユニット、圧電生成ユニット、又は静電生成ユニットが所要の変位をもたらす。マイクロプロジェクションシステムを作動させるために、画素変位ユニット１０６により出力される変位信号は、最も好ましくは、スキャニングミラードライブユニット１０７により出力された画像スキャニング信号と同期される。
【００４５】
図６は、単一の光源又は複数の光源が画素変位ユニット１０６を備え、先述のように所要の変位をもたらすために磁気生成ユニット、熱生成ユニット、圧電生成ユニット、又は静電生成ユニットをさらに備える、マイクロプロジェクションシステムのさらに別の例を図示する。
【００４６】
さらに、全ての先述の実施形態が、（図１Ｂに図示されるような）２つの１ＤＯＦマイクロミラーを備えるマイクロプロジェクションシステムに実装され得る。
【００４７】
単色スキャニング／投影は、単一のレーザー源を使用する先述の構造により実現され得る。複数のレーザー源を用いるカラー投影については、既知のビームコンバイナ光学モジュールを特定的に適合させることにより、同様のアセンブリコンセプトを適用することが可能である。ビームコンバイナは、特定の波長を反射させ特定の他の波長を透過させることが可能な特定のコーティングを備える複数の光学構成要素から構成されてもよい。カラー投影用の構造の一例は、３つの光源、すなわち典型的にはレッド、グリーン、及びブルーを使用して、可視スペクトル領域を実現する。しかし、この構造は、３つの光源に、及び可視スペクトルに限定されず、複数の光源に、及びさらに広範なスペクトル領域の実現に有用となり得るスペクトルの他の部分に拡張され得る。
【００４８】
ＭＥＭＳスキャニングマイクロミラーの形状は、図面に図示されるジオメトリに限定されず、円形形状又は楕円形形状を有することも可能である。既述の構造は、静電作動原理、電磁作動原理、熱作動原理、及び圧電作動原理に基づき完全に又は部分的に封入されたＭＥＭＳスキャニングマイクロミラーに適用することが可能である。
【００４９】
図７の（ａ）は、本発明によるレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法の主要なステップを図示する。ステップ２００では、複数の画像フレームが、所与の標的又は投影面の方向に投影される。ステップ２０１では、画素同士又はフレーム同士が、相互に変位される。
【００５０】
図７の（ｂ）は、図８Ａにおいて図示されるように、単一のフレーム内における画素の変位を伴う方法の第１の実施形態を示す。画素は、不規則に又は組織的に変位され得る。これらの変位は、フレーム内において選択された画素、又は画素の行全体若しくは画素の列全体に関与し得る。
【００５１】
図７の（ｃ）は、画像フレーム全体の変位を伴う第２の実施形態を示す。連続するフレーム６００、６０１、６０２が、図８Ｂに図示されるように互いに移動される。
【００５２】
画素変位は、複数の異なるアプローチにしたがって生じさせることができる。第１に、画素変位ユニット１０６が、スキャニングミラードライブユニット１０７に結合される。このスキャニングミラードライブユニット１０７は、重畳され同期された変位信号と共に駆動信号をスキャニングミラー１０２に送出する。第２のアプローチにおいては、画素変位ユニット１０６は、図３に図示されるようにスキャニングミラーなどの光学素子に、図４に図示されるようにスペックル防止ミラー若しくはスペックル防止膜１０８に、図５に図示されるようにスペックル防止光学素子１０９に、又は図６に図示されるように光源１０１に、機械的に接続される。画素又はフレームの変位により、スペックル防止効果が得られる。
【００５３】
他のアプローチにおいては、画素変位は、非均一に間隔をおかれた瞬間に、すなわち可変的な位相でレーザーを波動させることにより実現される。レーザーパルスが、正常な状況に比べて先に又は過度に遅れて送出された場合には、ミラーによりなされる偏向が変わり、例えば画素が水平方向に変位されるなど、画素の変位がもたらされる。
【００５４】
画素を変位させるための複数の異なるアプローチが、組み合わせられ、同時に使用されることも可能である。
【図１Ａ】
2013530418.tif 000003
【図１Ｂ】
2013530418.tif 000004
【図２】
2013530418.tif 000005
【図３】
2013530418.tif 000006
【図４】
2013530418.tif 000007
【図５】
2013530418.tif 000008
【図６】
2013530418.tif 000009
【図７】
2013530418.tif 000010
【図８Ａ】
2013530418.tif 000011
【図８Ｂ】
2013530418.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月30日(2012.10.30)
【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】
投影面（１０４）上に光を投影するためのマイクロプロジェクションシステムであって、
少なくとも１つのコヒーレント光源（１０１）と、
前記コヒーレント光源と前記投影面との間の光学経路内の光学素子（１０２、１０８、１０９）と
を具備し、
前記光学素子が、前記投影面上に投影される画像をスキャニングするために前記光源からの光を偏向させるための、駆動信号により作動される少なくとも１つの反射部材（１０２）を備え、
前記マイクロプロジェクションシステムが少なくとも１つの画素変位ユニット（１０６）を備え、前記画素変位ユニット（１０６）が、前記投影面上へのスペックルを低減させるために、別の画像フレーム中の対応する画素の位置に対して画素の位置を変位させるよう、反射部材駆動信号に重畳された信号を出力する、マイクロプロジェクションシステム。
【請求項２】
前記画素変位ユニット（１０６）が、前記投影面上へのスペックルを低減させるために画像スキャニング信号と同期された変位信号を出力するように構成されている、請求項１に記載のマイクロシステム。
【請求項３】
前記画素変位ユニット（１０６）が、スペックルを低減させるために、第１の画像フレームの少なくとも一部分を他の画像フレームに対して変位させるように構成されている、請求項１に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項４】
前記反射部材（１０２）が、ＭＥＭＳタイプスキャニングミラーであり、前記画素変位ユニット（１０６）が、前記スキャニングミラーに接続される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項５】
前記画素変位ユニット（１０６）が、前記光学経路内に設けられた追加の光学素子（１０８、１０９）に接続される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項６】
前記追加の素子が、前記変位をもたらすように構成されたミラー（１０８）である、請求項５に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項７】
前記追加の素子が、反射膜である、請求項５に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項８】
前記画素変位ユニット（１０６）が、磁気生成ユニット、熱生成ユニット、圧電生成ユニット、又は静電生成ユニットを含む、請求項４〜７のいずれか一項に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項９】
前記画素変位ユニット（１０６）が、実質的に粗い表面を有する回転マイクロミラーを備える、請求項４又は５に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項１０】
前記画素変位ユニット（１０６）が、ＭＥＭＳミラー（１０２、１０３）加熱／冷却システムを備える、請求項４に記載のマイクロプロジェクションシステム。
【請求項１１】
前記画素変位ユニット（１０６）が、少なくとも１つのコヒーレント光源（１０１）により送出されたレーザーパルスの位相を変更するように構成され、
前記レーザーパルスが、ＭＥＭＳタイプスキャニングミラーにより偏向され、
もって、前記投影面上における前記パルスの位置が、前記位相変更により変更される、請求項１に記載のマイクロシステム。
【請求項１２】
レーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法であって、
少なくとも１つのコヒーレント光源（１０１）を用いて標的の方向に複数の連続する画像フレームを供給するステップと、
第１の画像フレームの少なくとも一部分を同一又は別の画像フレームに対して変位させて、前記投影面上へのスペックルを低減させるステップと
を含み、
画素変位が、前記マイクロプロジェクションシステムの光学素子に接続されるか、又はスキャニングミラードライブユニット（１０７）と電子的に協働して画像スキャニング信号と同期された変位信号を送出することにより前記投影面上へのスペックルを低減させる、画素変位ユニット（１０６）によって実施される、方法。
【請求項１３】
単一のフレームにおいて、複数の画素が、他の画素に対して移動される、請求項１２に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【請求項１４】
複数の連続するフレームにおいて、少なくとも１つのフレームが、他のフレームに対して移動される、請求項１２又は１３に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【請求項１５】
画素変位量が、画素サイズの少なくとも０．１倍である、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【請求項１６】
画素変位が、連続するフレーム間において対応するレーザーパルスの時間的位置を変更することにより実施される、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のレーザーマイクロプロジェクションシステムにおいてスペックルを低減させるための方法。
【国際調査報告】
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2013530418.tif 000014
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