(57)【要約】【課題】ビーム光の走査により、大型かつ高品質な画像を表示することが可能な画像表示装置を提供すること。【解決手段】画像信号に応じて変調されたビーム光を、被照射面Ｓ上を走査させることにより画像を表示する画像表示装置１００であって、ピーク波長、及びビーム品質の少なくとも一方が異なるビーム光を供給する複数の光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂと、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからのビーム光を走査させる走査部２００と、を有し、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、ピーク波長、及びビーム品質の少なくとも一方に着目し、その値が大きいほど、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂから被照射面Ｓまでの光路が短くなるように配置される。【選択図】図１
2007121539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に応じて変調されたビーム光を、被照射面を走査させることにより画像を表示
する画像表示装置であって、
ピーク波長、及びビーム品質の少なくとも一方が異なる前記ビーム光を供給する複数の
光源部と、
前記光源部からの前記ビーム光を走査させる走査部と、を有し、
前記光源部は、前記ピーク波長、及び前記ビーム品質の少なくとも一方に着目し、その
値が大きいほど、前記光源部から前記被照射面までの光路が短くなるように配置されるこ
とを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光源部は、前記ピーク波長と前記ビーム品質との積が大きいほど、前記光源部から
前記被照射面までの光路が短くなるように配置され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】
前記ビーム光を集光させる集光光学系を有することを特徴とする請求項１又は２に記載
の画像表示装置。
【請求項４】
前記走査部は、前記ビーム光を反射する反射ミラーを有し、前記反射ミラーを共振動作
させることにより前記ビーム光を走査させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
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、画像表示装置、特に、画像信号に応じて変調されたビーム光を走査させるこ
とにより画像を表示する画像表示装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像を表示する画像表示装置として、レーザ光を走査させることで画像を表示す
るレーザプロジェクタが提案されている。レーザ光は、色純度が高い、コヒーレンスが高
く整形が容易である等の特徴を有する。このため、レーザプロジェクタにより、高解像度
かつ色再現性が良好な画像を表示することが期待されている。赤色、青色、緑色の各レー
ザ光を走査させることで画像を表示する技術は、例えば、特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２４５７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、画像表示装置について、画面の大型化への要請が高まりつつある。レーザ光の走
査によって表示する画像が大型になるほど、光源部と被照射面との間の光路が長くなるこ
ととなる。例えば、５０インチのスクリーンを備えるプロジェクタの場合、光源部とスク
リーンとの間の光路は１〜２ｍにもなる。光路の長さに応じてビーム径が大きくなる度合
いが異なる複数のレーザ光を用いる場合、光源部と被照射面との間の光路が長くなるほど
、被照射面におけるビーム径の大きさのずれが大きくなる。被照射面におけるビーム径の
大きさのずれは、色ずれやボケを引き起こす原因となる。このように、従来の技術をその
まま用いて大型な画像を表示したとしても、色ずれやボケが低減された高品質な画像を得
ることが困難であるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので
あり、ビーム光の走査により、大型かつ高品質な画像を表示することが可能な画像表示装
置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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、画像信号に応じて変
調されたビーム光を、被照射面を走査させることにより画像を表示する画像表示装置であ
って、ピーク波長、及びビーム品質の少なくとも一方が異なるビーム光を供給する複数の
光源部と、光源部からのビーム光を走査させる走査部と、を有し、光源部は、ピーク波長
、及びビーム品質の少なくとも一方に着目し、その値が大きいほど、光源部から被照射面
までの光路が短くなるように配置されることを特徴とする画像表示装置を提供することが
できる。
【０００６】
例えば、ビーム光であるレーザ光は、ピーク波長、及びビーム品質によって、ビーム径
が大きくなる度合いが異なることが知られている。レーザ光は、光路長が同じであれば、
ピーク波長が大きいほど、またビーム品質が大きいほど、大きく拡がる性質を有する。ビ
ーム品質は、実際のビーム光の拡がり角を、理想的な回折限界ビームの拡がり角で除した
比を表す。ビーム品質は１以上の数値で表される。本発明により、被照射面における各ビ
ーム光のビーム径が略等しくなるように、各光源部の配置を最適化することができる。光
源部と被照射面との間の光路が長くなる場合に、被照射面におけるビーム径の大きさのず
れを低減することで、大型で、色ずれやボケが低減された高品質な画像を表示することが
できる。さらに、各ビーム光のスポットが画素領域に収まる構成とすることにより、高い
解像度で画像を表示することが可能となる。画像表示装置が大型であるほど各光源部を設
ける位置の自由度が増すことから、画素領域にスポットが収まるように各光源部の配置を
容易に決定することができる。これにより、ビーム光の走査により、大型かつ高品質な画
像を表示することが可能な画像表示装置を得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源部は、ピーク波長とビーム品質との積が大
きいほど、光源部から被照射面までの光路が短くなるように配置されることが望ましい。
ピーク波長の変化割合に対するビーム径の変化割合、ビーム品質の変化割合に対するビー
ム径の変化割合はいずれも同じであることから、ピーク波長とビーム品質との積を指標と
して、各光源部の配置を決定することができる。これにより、ピーク波長及びビーム品質
の影響によるビーム径の拡がりを考慮して、各光源部の配置を決定することができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様としては、ビーム光を集光させる集光光学系を有すること
が望ましい。これにより、光源部と被照射面との間の光路が長い場合でも各ビーム光のス
ポットを画素領域に収めることを可能とし、大型かつ高い解像度の画像を表示することが
できる。また、走査部におけるスポット径を小さくすることも可能とし、走査部に用いら
れる反射ミラーのサイズを小さくすることもできる。反射ミラーを小型にできることで、
高速かつ大きな偏向角により反射ミラーを振動させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、走査部は、ビーム光を反射する反射ミラーを有
し、反射ミラーを共振動作させることによりビーム光を走査させることが望ましい。反射
ミラーを共振動作させることにより、反射ミラーの変位量を増大させることが可能である
。これにより、少ないエネルギーで効率良くレーザ光を走査させることができる。本発明
では、画素領域にスポットを収め、かつ反射ミラーの位置でのビーム径を小さくすること
が可能である。このため、小型で共振動作させることが可能な反射ミラーを用いることが
できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１００の概略構成を示す。画像表示装置
１００は、スクリーン１１０の一方の面にレーザ光を供給し、スクリーン１１０の他方の
面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタである
。画像表示装置１００は、画像信号に応じて変調されたビーム光を、スクリーン１１０の
被照射面Ｓ上を走査させることにより画像を表示する。
【００１２】
画像表示装置１００は、Ｒ光用光源部１０１Ｒと、Ｇ光用光源部１０１Ｇと、Ｂ光用光
源部１０１Ｂとを有する。Ｒ光用光源部１０１Ｒは、ビーム光である赤色レーザ光（以下
、「Ｒ光」という。）を供給する半導体レーザである。Ｇ光用光源部１０１Ｇは、ビーム
光である緑色レーザ光（以下、「Ｇ光」という。）を供給する半導体レーザである。Ｂ光
用光源部１０１Ｂは、ビーム光である青色レーザ光（以下、「Ｂ光」という。）を供給す
る半導体レーザである。各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、それぞれ画像
信号に応じて変調されたレーザ光であって、互いに異なるピーク波長を有する色光を供給
する。画像信号に応じた変調は、振幅変調、パルス幅変調のいずれを用いても良い。
【００１３】
集光光学系ＬＮは、Ｒ光用光源部１０１Ｒと第１ダイクロイックミラー１０３Ｒとの間
、Ｇ光用光源部１０１Ｇと第２ダイクロイックミラー１０３Ｇとの間、Ｂ光用光源部１０
１Ｂとミラー１０３Ｂとの間にそれぞれ設けられている。このように、集光光学系ＬＮは
、色光ごとに設けられている。集光光学系ＬＮは、それぞれレーザ光を集光させる。また
、各集光光学系ＬＮは、いずれも略同一の焦点距離をなすように構成されている。集光光
学系ＬＮは単独のレンズにより構成する場合に限られず、複数のレンズにより構成するこ
ととしても良い。
【００１４】
第１ダイクロイックミラー１０３Ｒは、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第
２ダイクロイックミラー１０３Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過させる。ミラー１０３Ｂ
は、Ｂ光を反射する。Ｒ光用光源部１０１ＲからのＲ光は、第１ダイクロイックミラー１
０３Ｒで反射することで光路を略９０度折り曲げられた後、走査部２００の方向へ進行す
る。Ｇ光用光源部１０１ＧからのＧ光は、第２ダイクロイックミラー１０３Ｇで反射する
ことで光路を略９０度折り曲げられ、第１ダイクロイックミラー１０３Ｒを透過した後、
走査部２００の方向へ進行する。Ｂ光用光源部１０１ＢからのＢ光は、ミラー１０３Ｂで
反射することで光路を略９０度折り曲げられ、第２ダイクロイックミラー１０３Ｇ、及び
第１ダイクロイックミラー１０３Ｒを透過した後、走査部２００の方向へ進行する。この
ようにして、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光は合成される。
【００１５】
図２は、走査部２００の概略構成を示す。走査部２００は、反射ミラー２０２と、反射
ミラー２０２の周囲に設けられた外枠部２０４とを有する、いわゆる二重ジンバル構造を
なしている。外枠部２０４は、回転軸である第１トーションばね２０６によって、不図示
の固定部に連結されている。外枠部２０４は、第１トーションばね２０６の捩れと、元の
状態への復元とを利用して、第１トーションばね２０６を中心として回動する。反射ミラ
ー２０２は、第１トーションばね２０６に略直交する回転軸である第２トーションばね２
０７によって、外枠部２０４に連結されている。反射ミラー２０２は、各色光用光源部１
０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからのレーザ光を反射する。反射ミラー２０２は、高反射性
の部材、例えばアルミニウムや銀等の金属薄膜を形成することにより構成できる。反射ミ
ラー２０２は、例えば、正方形形状をなしている。
【００１６】
反射ミラー２０２は、外枠部２０４が第１トーションばね２０６を中心として回動する
ことにより、スクリーン１１０においてレーザ光をＹ方向（図１参照）へ走査させるよう
に変位する。また、反射ミラー２０２は、第２トーションばね２０７の捩れと、元の状態
への復元とを利用して、第２トーションばね２０７を中心として回動する。反射ミラー２
０２は、第２トーションばね２０７を中心として回動することにより、反射ミラー２０２
で反射したレーザ光をＸ方向へ走査するように変位する。このように、走査部２００は、
各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからのレーザ光をＸ方向とＹ方向へ繰り返
し走査させる。
【００１７】
図３は、走査部２００を駆動させるための構成を説明するものである。反射ミラー２０
２がレーザ光を反射させる側を表側とすると、第１電極３０１、３０２は、外枠部２０４
の裏側の空間であって、第１トーションばね２０６に関して略対称な位置にそれぞれ設け
られている。第１電極３０１、３０２に電圧を印加すると、第１電極３０１、３０２と、
外枠部２０４との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。外枠部２
０４は、第１電極３０１、３０２に交互に電圧を印加することにより、第１トーションば
ね２０６を中心として回動する。
【００１８】
第２トーションばね２０７は、詳細には、第３トーションばね３０７と第４トーション
ばね３０８とで構成されている。第３トーションばね３０７と第４トーションばね３０８
との間には、ミラー側電極３０５が設けられている。ミラー側電極３０５の裏側の空間に
は、第２電極３０６が設けられている。第２電極３０６に電圧を印加すると、第２電極３
０６とミラー側電極３０５との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生す
る。第２電極３０６のいずれにも同位相の電圧を印加すると、反射ミラー２０２は、第２
トーションばね２０７を中心として回動する。走査部２００は、このようにして反射ミラ
ー２０２を回動させることで、レーザ光を二次元方向へ走査させる。走査部２００は、例
えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作成することができる
。
【００１９】
走査部２００は、例えば画像の１フレーム期間において、副走査方向であるＹ方向へ１
回レーザ光を走査させる間に、主走査方向であるＸ方向について複数回レーザ光を往復さ
せるように反射ミラー２０２を変位させる。Ｘ方向を第１の方向、Ｙ方向を第１の方向に
略直交する第２の方向とすると、走査部２００は、第１の方向へレーザ光を走査する周波
数が、第２の方向へレーザ光を走査する周波数に比べて高くなるように駆動される。なお
、Ｘ方向へのレーザ光の走査を高速に行うために、走査部２００は、第２トーションばね
２０７を中心として反射ミラー２０２を共振動作させる構成とすることが望ましい。反射
ミラー２０２を共振動作させることにより、反射ミラー２０２の変位量を増大させること
ができる。反射ミラー２０２の変位量を増大させることにより、走査部２００は、少ない
エネルギーで効率良くレーザ光を走査させることができる。なお、反射ミラー２０２は、
共振動作以外の動作により駆動することとしても良い。
【００２０】
走査部２００は、電位差に応じた静電力によって駆動する構成に限られない。例えば、
圧電素子の伸縮力や電磁力を用いて駆動する構成であっても良い。走査部２００は、Ｘ方
向にレーザ光を走査する反射ミラーと、Ｙ方向にレーザ光を走査する反射ミラーとを設け
る構成としても良い。さらに、走査部２００は、ガルバノミラーを用いる構成に限らず、
複数のミラー片を有する回転体を回転させるポリゴンミラーを用いても良い。
【００２１】
図１に戻って、走査部２００からの光は、反射部１０５に入射する。反射部１０５は、
走査部２００からのレーザ光をスクリーン１１０の方向へ反射する。スクリーン１１０は
、筐体１０７の正面に設けられている。筐体１０７は、筐体１０７内部の空間を密閉する
。スクリーン１１０は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を透過させる透過型スクリ
ーンである。スクリーン１１０は、例えば、光を観察者側へ角度変換するフレネルレンズ
や、光を拡散させるレンチキュラーレンズ（いずれも不図示。）等を有する。観察者は、
スクリーン１１０から出射する光を観察することで、画像を鑑賞する。
【００２２】
図４は、スクリーン１１０の被照射面Ｓに形成されるレーザ光のスポットＳＰ、及びレ
ーザ光の走査により表示される画素Ｐを示す。画素Ｐは一辺の長さｄの正方形形状をなし
ている。スポットＳＰは、半径ωPの円形状をなしている。半径ωPは、被照射面Ｓにおけ
るレーザ光のビーム半径である。本明細書において、ビーム半径とは、いずれもガウスビ
ーム半径を指すものとする。ビーム半径ωPがｄ／２以下であれば、画素Ｐの領域にスポ
ットＳＰを収めることができる。画像表示装置１００は、画素Ｐの領域にスポットＳＰを
収めることにより、解像度に応じた高精細な表示を行うことができる。
【００２３】
例えば、対角線方向の長さが５０インチであるスクリーン１１０において１９２０×１
０８０ピクセルのフルハイビジョンの画像を表示する場合を考える。この場合、一つの画
素Ｐの一辺の長さｄは、およそ０．５７７ｍｍである。レーザ光が画素Ｐの領域にちょう
ど収まるスポットＳＰを形成するとき、被照射面Ｓにおけるレーザ光のビーム半径ωPは
０．５７７／２≒０．２８８（ｍｍ）となる。
【００２４】
図５及び図６は、高い解像度で高品質な画像を表示するための各色光用光源部１０１Ｒ
、１０１Ｇ、１０１Ｂの位置について説明するものである。ここでは、Ｒ光用光源部１０
１Ｒの位置を基準として各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの位置を決定する
ものとして、説明を行うこととする。図５に示すように、Ｒ光用光源部１０１ＲからのＲ
光は、集光光学系ＬＮにより、被照射面Ｓからの距離がＬ1である位置にビームウェスト
ＢＷを形成するように集光される。ビームウェストＢＷは、ガウスビームにおいて波面の
曲率がゼロ、かつビーム径が最小となる位置をいう。図５では、便宜上、Ｒ光用光源部１
０１Ｒからスクリーン１１０までの光路が一つの直線上にあるものとして図示することと
し、説明に不要な構成の図示を省略している。
【００２５】
ビームウェストＢＷの位置から距離ｚの位置におけるガウスビームのビーム半径ω（ｚ
）は、以下の式（１）により表すことができる。
【数１】
2007121539.tif 000003
【００２６】
但し、λはビーム光の波長、Ｍ2はビーム品質、ω0はビームウェストＢＷにおけるビー
ム半径をそれぞれ示す。ビーム品質Ｍ2は、実際のビーム光の拡がり角を、理想的な回折
限界ビームの拡がり角で除した比を表す。ビーム品質Ｍ2は１以上の数値で表される。こ
こでは、ビーム品質Ｍ2＝１．０であるとする。
【００２７】
例えば、図５に示す構成において、反射ミラー２０２から被照射面Ｓまでの距離Ｌ0を
１．５ｍとする場合を考える。また、ビームウェストＢＷにおけるビーム半径ω0を０．
２８４ｍｍ、被照射面Ｓの位置におけるビーム半径ωPを０．２８８ｍｍとする。式（１
）により、ピーク波長λ＝６５０ｎｍのＲ光について、ビームウェストＢＷにおけるビー
ム半径ω0＝０．２８４ｍｍが０．２８８ｍｍにまで拡がるときのｚ＝４６．３１２ｍｍ
と算出できる。このことから、被照射面ＳからビームウェストＢＷまでの距離Ｌ1＝４６
．３１２ｍｍと求めることができる。Ｒ光用光源部１０１Ｒの位置は、集光光学系ＬＮを
用いて、被照射面Ｓより４６．３１２ｍｍ手前の位置にビームウェストＢＷを形成するよ
うな位置に決定することができる。なお、反射ミラー２０２の位置におけるビーム径は、
３．２３０ｍｍと計算することができる。
【００２８】
Ｇ光のビームウェストＢＷをＲ光のビームウェストＢＷと同一の位置に形成すると、被
照射面ＳにおけるＧ光のビーム径は、Ｒ光のビーム径より小さくなってしまう。式（１）
を用いると、ピークλ＝５５０ｎｍのＧ光について、被照射面ＳからビームウェストＢＷ
までの距離Ｌ1＝５４．７３２ｍｍと求めることができる。よって、Ｇ光用光源部１０１
Ｇは、Ｇ光用光源部１０１Ｇから被照射面Ｓまでの距離が、Ｒ光用光源部１０１Ｒから被
照射面Ｓまでの距離よりも５４．７３２−４６．３１２＝８．４２０（ｍｍ）長くなるよ
うな位置に設ければ良いこととなる。
【００２９】
ここで、Ｇ光用光源部１０１Ｇと第２ダイクロイックミラー１０３Ｇまでの距離とＲ光
用光源部１０１Ｒと第１ダイクロイックミラー１０３Ｒまでの距離とを略同一とする。Ｇ
光用光源部１０１Ｇは、図６に示すように、Ｒ光用光源部１０１Ｒから走査部２００とは
反対の方向へ距離Ｌ2＝８．４２０ｍｍだけシフトした位置に配置される。
【００３０】
Ｂ光のビームウェストＢＷをＲ光又はＧ光のビームウェストＢＷと同一の位置に形成す
ると、被照射面ＳにおけるＢ光のビーム径は、Ｒ光やＧ光のビーム径より小さくなってし
まう。式（１）を用いると、ピークλ＝４５０ｎｍのＢ光について、被照射面Ｓからビー
ムウェストＢＷまでの距離Ｌ1＝６６．８９５ｍｍと求めることができる。よって、Ｂ光
用光源部１０１Ｂは、Ｂ光用光源部１０１Ｂから被照射面Ｓまでの距離が、Ｇ光用光源部
１０１Ｇから被照射面Ｓまでの距離よりも６６．８９５−５４．７３２＝１２．１６３（
ｍｍ）長くなるような位置に設ければ良いこととなる。
【００３１】
ここで、Ｂ光用光源部１０１Ｂとミラー１０３Ｂまでの距離とＧ光用光源部１０１Ｇと
第２ダイクロイックミラー１０３Ｇまでの距離とを略同一とする。Ｂ光用光源部１０１Ｂ
は、図６に示すように、Ｇ光用光源部１０１Ｇから走査部２００とは反対の方向へ距離Ｌ
3＝１２．１６３ｍｍだけシフトした位置に配置される。以上により、被照射面Ｓの位置
における各色光のビーム半径ωPを、いずれも０．２８８ｍｍとすることができる。各光
源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、ピーク波長が大きいほど、光源部から被照射面Ｓ
までの光路が短くなるように配置されている。
【００３２】
このように、被照射面Ｓにおける各レーザ光のビーム径が略等しくなるように、各光源
部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの配置を最適化することができる。光源部１０１Ｒ、１
０１Ｇ、１０１Ｂと被照射面Ｓとの間の光路が長くなる場合に、被照射面Ｓにおけるビー
ム径の大きさのずれを低減することで、大型で、色ずれやボケが低減された高品質な画像
を表示することができる。
【００３３】
さらに、集光光学系ＬＮにより、各レーザ光のスポットＳＰが画素領域に収まる構成と
することが可能である。集光光学系ＬＮを用いることにより、大型かつ高い解像度の画像
を表示することができる。画像表示装置が大型であるほど各光源部を設ける位置の自由度
が増すことから、画素領域にスポットが収まるように各光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０
１Ｂの配置を容易に決定することができる。また、反射ミラー２０２におけるスポット径
を小さくすることも可能とし、反射ミラー２０２のサイズを小さくすることもできる。反
射ミラー２０２を小型にできることで、高速かつ大きな偏向角により反射ミラー２０２を
振動させることが可能となる。これにより、ビーム光の走査により、大型かつ高い解像度
で、高品質な画像を表示することができるという効果を奏する。
【実施例２】
【００３４】
図７は、本発明の実施例２に係る画像表示装置について説明するものである。本実施例
の画像表示装置は、互いに異なるビーム品質の複数の光源部について、位置を最適化して
いることを特徴とする。上記実施例１の画像表示装置１００と同一の部分には同一の符号
を付し、重複する説明は省略する。本実施例ではＧ光についての構成を代表例として説明
を行うこととし、他の色光についての構成の図示及び説明を省略する。本実施例の画像表
示装置に設けられた５つのＧ光用光源部１０１Ｇ１〜５は、互いに異なるビーム品質のＧ
光を供給する。また、５つのＧ光用光源部１０１Ｇ１〜５は、いずれもピーク波長が５５
０ｎｍのＧ光を供給するものとする。
【００３５】
５つのＧ光用光源部１０１Ｇ１〜５のビーム品質Ｍ2は、それぞれ、２．０、１．８、
１．５、１．３、１．０であるとする。各Ｇ光用光源部１０１Ｇ１〜５からのＧ光の光路
中には、それぞれ集光光学系ＬＮ、及びミラー７０１が設けられている。各Ｇ光用光源部
１０１Ｇ１〜５からのＧ光は、集光光学系ＬＮを透過後ミラー７０１で反射することによ
り、光路を略９０度折り曲げられる。ミラー７０１で反射したＧ光は、間隔ｄが略１ｍｍ
の平行光となって、凸レンズ７０２に入射する。凸レンズ７０２は、５つのＧ光を集光さ
せる。凹レンズ７０３は、凸レンズ７０２からのＧ光を平行化させる。このように、凸レ
ンズ７０２、及び凹レンズ７０３により、５つのＧ光は合成される。なお、５つのＧ光を
反射ミラー２０２へ入射させることが可能である程度にまで間隔ｄを小さくできる場合、
凸レンズ７０２及び凹レンズ７０３を省略しても良い。
【００３６】
Ｇ光用光源部１０１Ｇ１〜５は、ビーム品質Ｍ2が大きいほど、光源部から被照射面Ｓ
までの光路が短くなるように配置されている。ここで、反射ミラー２０２から被照射面Ｓ
までの距離Ｌ0（図５参照。）を２．０ｍとする場合を考える。また、ビームウェストＢ
Ｗにおけるビーム半径ω0を０．２８６ｍｍ、被照射面Ｓの位置におけるビーム半径ωPを
０．２８８ｍｍとする。ビーム品質Ｍ2が２．０である第１Ｇ光用光源部１０１Ｇ１につ
いて、式（１）により、被照射面ＳからビームウェストＢＷまでの距離Ｌ1＝２７．７６
７ｍｍと求めることができる。第１Ｇ光用光源部１０１Ｇ１の位置は、集光光学系ＬＮを
用いて、被照射面Ｓより２７．７６７ｍｍ手前の位置にビームウェストＢＷを形成するよ
うな位置に決定することができる。なお、反射ミラー２０２の位置におけるビーム径は、
４．８５９ｍｍと計算することができる。
【００３７】
次に、ビーム品質Ｍ2が１．８である第２Ｇ光用光源部１０１Ｇ２については、式（１
）を用いると、被照射面ＳからビームウェストＢＷまでの距離Ｌ1＝３０．８５２ｍｍと
求めることができる。第２Ｇ光用光源部１０１Ｇ２は、第２Ｇ光用光源部１０１Ｇ２から
被照射面Ｓまでの距離が、第１Ｇ光用光源部１０１Ｇ１から被照射面Ｓまでの距離よりも
３０．８５２−２７．７６７＝３．０８５（ｍｍ）長くなるような位置に設ければ良いこ
ととなる。ここで、第２Ｇ光用光源部１０１Ｇ２とミラー７０１までの光路が、第１Ｇ光
用光源部１０１Ｇ１とミラー７０１までの光路よりｄ＝１ｍｍだけ長いとすると、第２Ｇ
光用光源部１０１Ｇ２は、第１Ｇ光用光源部１０１Ｇ１から走査部２００とは反対の方向
へ距離Ｌ4＝２．０８５ｍｍだけシフトした位置に配置される。
【００３８】
ビーム品質Ｍ2が１．５、１．３、１．０である第３Ｇ光用光源部１０１Ｇ３、第４Ｇ
光用光源部１０１Ｇ４、第５Ｇ光用光源部１０１Ｇ５については、それぞれ距離Ｌ1＝３
７．０２３ｍｍ、４２．７１８ｍｍ、５５．５３４ｍｍと求めることができる。第３Ｇ光
用光源部１０１Ｇ３は、第２Ｇ光用光源部１０１Ｇ２から走査部２００とは反対の方向へ
距離Ｌ5＝３７．０２３−３０．８５２−１＝５．１７０（ｍｍ）だけシフトした位置に
配置される。第４Ｇ光用光源部１０１Ｇ４は、第３Ｇ光用光源部１０１Ｇ３から走査部２
００とは反対の方向へ距離Ｌ6＝４２．７１８−３７．０２３−１＝４．６９５（ｍｍ）
だけシフトした位置に配置される。第５Ｇ光用光源部１０１Ｇ５は、第４Ｇ光用光源部１
０１Ｇ４から走査部２００とは反対の方向へ距離Ｌ7＝５５．５３４−４２．７１８−１
＝１１．８１６（ｍｍ）だけシフトした位置に配置される。
【００３９】
このように、被照射面Ｓにおける各レーザ光のビーム径が略等しくなるように、各Ｇ光
用光源部１０１Ｇ１〜５の配置を最適化することができる。これにより、本実施例の場合
も、ビーム光の走査により、大型かつ高い解像度で、高品質な画像を表示することができ
るという効果を奏する。
【実施例３】
【００４０】
次に、本発明の実施例３に係る画像表示装置について説明する。本実施例の画像表示装
置の概略構成は、上記実施例１の画像表示装置１００と同様である。本実施例の画像表示
装置は、ピーク波長及びビーム品質の積に基づいて、各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ
、１０１Ｂの位置を最適化することを特徴とする。上記実施例１と重複する説明は省略す
る。図８の表に示すように、Ｒ光用光源部１０１Ｒは、ピーク波長λが６５０ｎｍ、ビー
ム品質Ｍ2が１．０であるＲ光を供給するものとする。Ｇ光用光源部１０１Ｇは、ピーク
波長λが５５０ｎｍ、ビーム品質Ｍ2が１．１であるＧ光を供給するものとする。Ｂ光用
光源部１０１Ｂは、ピーク波長λが４５０ｎｍ、ビーム品質Ｍ2が１．５であるＢ光を供
給するものとする。ピーク波長λ及びビーム品質Ｍ2の積λ×Ｍ2は、Ｒ光について６５０
、Ｇ光について６０５、Ｂ光について６７５とそれぞれ算出できる。
【００４１】
ここでは、反射ミラー２０２から被照射面Ｓまでの距離Ｌ0を１．１ｍ（図５参照。）
とする場合を考える。また、ビームウェストＢＷにおけるビーム半径ω0を０．２７１ｍ
ｍ、被照射面Ｓの位置におけるビーム半径ωPを０．２８８ｍｍとする。式（１）により
、ピーク波長λ＝６５０ｎｍ、ビーム品質Ｍ2が１．０のＲ光について、被照射面Ｓから
ビームウェストＢＷまでの距離Ｌ1＝１２９．３７５ｍｍと求めることができる。ピーク
波長λ＝５５０ｎｍ、ビーム品質Ｍ2が１．１のＧ光については、被照射面Ｓからビーム
ウェストＢＷまでの距離Ｌ1＝１３８．９９８ｍｍと求めることができる。Ｇ光用光源部
１０１Ｇは、図９に示すように、Ｒ光用光源部１０１Ｒから走査部２００とは反対の方向
へ距離Ｌ9＝１３８．９９８−１２９．３７５＝９．６２３（ｍｍ）だけシフトした位置
に配置される。
【００４２】
ピーク波長λ＝４５０ｎｍ、ビーム品質Ｍ2が１．５のＢ光については、被照射面Ｓか
らビームウェストＢＷまでの距離Ｌ1＝１２４．５８３ｍｍと求めることができる。Ｂ光
用光源部１０１Ｂは、Ｒ光用光源部１０１Ｒから走査部２００の方向へ距離Ｌ8＝１２９
．３７５−１２４．５８３＝４．７９２（ｍｍ）だけシフトした位置に配置される。各光
源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、ピーク波長λ及びビーム品質Ｍ2の積λ×Ｍ2が大
きいほど、光源部から被照射面Ｓまでの光路が短くなるように配置されている。
【００４３】
Ｂ光用光源部１０１Ｂに対向する位置に設けられた第１ダイクロイックミラー９０３Ｂ
は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。Ｒ光用光源部１０１Ｒに対向する位置に
設けられた第２ダイクロイックミラー９０３Ｒは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過させる。Ｇ
光用光源部１０１Ｇに対向する位置に設けられたミラー９０３Ｇは、Ｇ光を反射する。Ｂ
光用光源部１０１ＲからのＢ光は、第１ダイクロイックミラー９０３Ｂで反射することで
光路を略９０度折り曲げられた後、走査部２００の方向へ進行する。Ｒ光用光源部１０１
ＲからのＲ光は、第２ダイクロイックミラー９０３Ｒで反射することで光路を略９０度折
り曲げられ、第１ダイクロイックミラー９０３Ｂを透過した後、走査部２００の方向へ進
行する。Ｇ光用光源部１０１ＧからのＧ光は、ミラー９０３Ｇで反射することで光路を略
９０度折り曲げられ、第２ダイクロイックミラー９０３Ｒ、及び第１ダイクロイックミラ
ー９０３Ｂを透過した後、走査部２００の方向へ進行する。このようにして、Ｒ光、Ｇ光
及びＢ光は合成される。
【００４４】
式（１）により、ピーク波長λの変化割合に対するビーム半径ωPの変化割合、ビーム
品質Ｍ2の変化割合に対するビーム半径ωPの変化割合はいずれも同じであることから、ピ
ーク波長λとビーム品質Ｍ2との積λ×Ｍ2を指標として、各光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、
１０１Ｂの配置を決定することができる。これにより、ピーク波長λ及びビーム品質Ｍ2
の影響によるビーム径の拡がりを考慮して、各光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの配
置を決定することができる。
【実施例４】
【００４５】
図１０は、本発明の実施例４に係る画像表示装置１１００の概略構成を示す。画像表示
装置１１００は、観察者側に設けられたスクリーン１１１０にレーザ光を供給し、スクリ
ーン１１１０で反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント投写型の
プロジェクタである。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は
省略する。走査部２００からのレーザ光は、出射窓１１０６を透過した後、スクリーン１
１１０に入射する。本実施例の場合も、上記各実施例と同様に、ピーク波長、及びビーム
品質の少なくとも一方が大きいほど、光源部から被照射面までの光路が短くなるように、
各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂが配置されている。これにより、本実施例
においても、大型かつ高い解像度で、高品質な画像を表示することができる。
【００４６】
なお、上記の実施例において、各色光用光源部は半導体レーザを用いる構成としている
が、ビーム状の光を供給可能な構成であれば、これに限られない。例えば、各色光用光源
部は、固体レーザ、液体レーザやガスレーザを用いる構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明に係る画像表示装置は、画像信号に応じて変調された複数のビー
ム光を走査させることにより画像を表示する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示す図。
【図２】走査部の概略構成を示す図。
【図３】走査部を駆動させるための構成を説明する図。
【図４】被照射面におけるスポット及び画素を示す図。
【図５】Ｒ光用光源部の位置について説明する図。
【図６】各色光用光源部の位置について説明する図。
【図７】本発明の実施例２に係る画像表示装置について説明する図。
【図８】ピーク波長及びビーム品質の例を示す図。
【図９】各色光用光源部の位置について説明する図。
【図１０】本発明の実施例４に係る画像表示装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１００  画像表示装置、１０１Ｒ  Ｒ光用光源部、１０１Ｇ  Ｇ光用光源部、１０１Ｂ
Ｂ光用光源部、１０３Ｒ  第１ダイクロイックミラー、１０３Ｇ  第２ダイクロイック
ミラー、１０３Ｂ  ミラー、１０５  反射部、１０７  筐体、１１０  スクリーン、２０
０  走査部、ＬＮ  集光光学系、Ｓ  被照射面、２０２  反射ミラー、２０４  外枠部、
２０６  第１トーションばね、２０７  第２トーションばね、３０１、３０２  第１電極
、３０５  ミラー側電極、３０６  第２電極、３０７  第３トーションばね、３０８  第
４トーションばね、ＳＰ  スポット、Ｐ  画素、ＢＷ  ビームウェスト、１０１Ｇ１〜５
Ｇ光用光源部、７０１  ミラー、７０２  凸レンズ、７０３  凹レンズ、９０３Ｂ  第
１ダイクロイックミラー、９０３Ｒ  第２ダイクロイックミラー、９０３Ｇ  ミラー、１
１００  画像表示装置、１１０６  出射窓、１１１０  スクリーン
【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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