CN103033930A - 扫描型投影装置和扫描型图像显示装置 - Google Patents

扫描型投影装置和扫描型图像显示装置 Download PDF

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CN103033930A CN2012102536495A CN201210253649A CN103033930A CN 103033930 A CN103033930 A CN 103033930A CN 2012102536495 A CN2012102536495 A CN 2012102536495A CN 201210253649 A CN201210253649 A CN 201210253649A CN 103033930 A CN103033930 A CN 103033930A
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Abstract

本发明提供一种扫描型投影装置和扫描型图像显示装置，在重合多个画面而构成一个画面的光束扫描型投影装置中，以简单的结构在符合安全标准的同时实现画面的高亮度化。使从激光光源出射的光束扫描的光束扫描型投影装置是一种图像显示装置，包括多束光束、使上述光束反射而投影到屏幕等上的反射镜、驱动上述反射镜的反射镜驱动单元，使上述多束光束沿不同的光轴入射到反射镜并对不同的投影区域投影，使用上述多个画面显示一个图像。进而，使上述多束光束具有规定的相对角度，使多个画面彼此略微错开地重合而构成一个画面，由此提供一种符合安全标准并提高画面亮度的扫描型投影装置。

Description

扫描型投影装置和扫描型图像显示装置
技术领域
本发明涉及扫描型投影装置和扫描型图像显示装置，特别涉及通过用规定的光束偏转单元使光束2维扫描，而在例如规定的投影屏幕面上投影显示图像的光学装置。
背景技术
近年来，人们提出了各种扫描型投影装置或扫描型图像显示装置，通过将从规定的光源发出的光束投影到规定的屏幕上，并利用规定的偏转单元使上述光束2维偏转，而使上述光束在上述屏幕上2维扫描，通过其视觉暂留效果在上述屏幕上投影显示2维图像。
作为这种扫描型图像显示装置的具体例子，例如有以下专利文献1中公开的例子。
在这种扫描型图像显示装置中存在实现高亮度的技术问题，但在使用激光作为光束的光源的情况下，为了保护人眼而从安全标准的观点出发规定了进入人眼的光量的上限。
作为例如实现高亮度化的方法，存在通过使用多个激光光源而形成多个画面的方法，但此时必须有多束光束不会同时进入人眼的对策。
作为用于实现该高亮度化的扫描型投影装置的例子，在专利文献2～4中，提出了使多束光束以具有相对角度的方式入射到MEMS（Micro Electro-Mechanical Systems，微电子机械***）反射镜等偏转扫描元件上，形成多个画面并使其并列，由此同时实现高亮度化和适合安全标准的方式。
专利文献1：日本特开2006-178346号公报
专利文献2：US7002716号公报
专利文献3：US6762867号公报
专利文献4：US6803561号公报
发明内容
在专利文献1中公开的扫描型图像显示装置中，为了增大在投影显示在上述投影屏幕等上的图像的亮度，考虑例如单纯增大在上述投影屏幕上2维扫描的图像显示用的光束的输出光强度的方法等简便的方法。
但是，这种单纯增大1束图像显示用光束的光强度的方法中，能够增大的图像亮度因为光源的输出性能等制约而存在极限，不能够无限制地增大亮度。
此外，增大1束图像显示用光束的光强度的方法，存在万一该光束误入射到人的眼球时会产生导致失明等重大事故等安全上的重大问题的危险性。
为了如上述公知例中公开那样，通过使多束光束入射到偏转扫描元件而形成多个画面，符合安全标准的多个入射光束之间的相对角度需要为一定值以上。上述专利文献2～4中，例如使4个画面彼此部分重合而构成约4倍大小的画面。但是，画面之间的相对角度增大会在多个画面之间产生因扫描畸变而导致的画面形状的差异，存在画面合成困难的问题。此外，因为多个画面以部分重合的方式配置，所以亮度提高和画面扩大同时发生，伴随画面扩大而引起的扫描畸变复杂化。
此处所谓扫描畸变，指的是使用反射型光束偏转扫描元件或装置使光束2维扫描时，因为水平方向偏转角与垂直方向偏转角的组合，而使扫描光束在投影屏幕上相对于理想的扫描线产生偏差，结果在投影到屏幕上的2维图像中产生较大图像畸变的现象。
鉴于以上状况，本发明中，提供一种不增大各扫描光束的光强度，并且良好地避免上述安全上的问题，同时能够良好地增大上述投影图像的亮度（明亮度）的扫描型投影装置和扫描型图像显示装置。此外，本发明提供一种使多个入射光束的相对角度保持在为了符合安全标准所必需的最低限度的入射相对角度的扫描型投影装置和扫描型图像显示装置。
上述目的能够通过权利要求中记载的技术方案而实现。
例如，本发明提供一种扫描型投影装置，其特征在于，至少包括：多个激光光源；将从上述多个激光光源出射的光束变换为大致平行光或弱会聚光的光学单元；使变换为上述大致平行光或弱会聚光的多束光束的光轴一致的光学单元；和对上述使光轴一致而得的光束在彼此大致正交的2轴方向上反复进行偏转驱动的光学反射和光学偏转单元，上述使光轴一致而得的光束具有至少2束以上，并且，上述使光轴一致而得的光束彼此具有规定的相对角度，由此在投影面上显示多个画面，上述多个画面彼此略微错开位置显示。
此外，本发明提供一种扫描型图像显示装置，其特征在于，包括：以上所述的扫描型投影装置；驱动上述多个激光光源的激光光源驱动电路；对上述扫描型投影装置的偏转反射镜供给使反射镜面2维反复旋转的驱动信号的扫描反射镜驱动电路；和对上述激光光源驱动电路和扫描反射镜驱动电路发送RGB各信号的视频信号处理电路。
此外，本发明提供一种扫描型投影装置，其特征在于，包括：发出彼此独立的图像显示用光束的至少2个以上的光源；具备在彼此大致正交的2个方向上反复进行偏转驱动的功能的规定的光学反射面；和具备使从上述各光源发出的图像显示用光束一起入射到上述光学反射面的功能的光束合成装置或光束合成元件，其中，从上述各光源发出并通过上述光束合成元件而入射到上述光学反射面的各图像显示用光束对上述光学反射面的入射角，为彼此不同的角度。
此外，本发明提供一种扫描型图像显示装置，其特征在于，包括：发出彼此独立的图像显示用光束的至少2个以上的光源；具备在彼此大致正交的2个方向上反复进行偏转驱动的功能的规定的光学反射面；和具备使从上述各光源发出的图像显示用光束一起入射到上述光学反射面的功能的光束合成装置或光束合成元件，其中，从上述各光源发出并通过上述光束合成元件而入射到上述光学反射面的各图像显示用光束对上述光学反射面的入射角，为彼此不同的角度。
本发明能够提供一种用简单的结构满足安全标准、并且能够投影比以往更明亮的图像的扫描型投影装置和扫描型图像显示装置。
附图说明
图1是实施例1中的扫描型投影装置100的结构图。
图2是实施例1中的RGB（红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue））光源101的详细图。
图3是实施例1中的RGB光源300的详细图。
图4是实施例2中的扫描型投影装置400的结构图。
图5是实施例2中的光折射元件103的详细图。
图6是实施例4中的扫描型图像显示装置的结构图。
图7是实施例2中的光折射元件103的第二实施例103b的详细图。
图8是实施例2中的光折射元件103的第三实施例103c的详细图。
图9是实施例3中的扫描型图像显示装置500的结构图。
图10是实施例3中的光束合成元件108的详细图。
图11是实施例3中的光束合成元件108的第二实施例108b的详细图。
图12是实施例3中的光束合成元件108的第三实施例108c的详细图。
图13是实施例1、2、3中的RGB光源300的第二实施例300b的详细图。
图14是实施例1、2、3中的RGB光源300的第三实施例300c的详细图。
图15是表示实施例5中的2光束合成方法的第一变形例的图。
图16是表示实施例5中的2光束合成方法的第二变形例的图。
图17是表示实施例5中的2光束合成方法的第三变形例的图。
图18是表示实施例5中的2光束合成方法的第四变形例的图。
图19是表示实施例5中的2光束合成方法的第五变形例的图。
图20是表示实施例5中的2光束合成方法的第六变形例的图。
图21是实施例6中的扫描型投影装置的概要侧视图。
图22是表示用实施例6中的扫描型投影装置在屏幕上投影显示的图像的有效范围的概要正视图。
图23是表示实施例6中的扫描型投影装置中使用的光束合成用光学元件的一个实施例的细节的概要侧视图和光线图。
图24是用于说明实施例6中的光束合成用光学元件的光学功能和效果的线图。
附图标记说明
101、102、300、300b、300c：光学单元（RGB光源），201、203、205：激光光源，202、204、206、302、303、304、305：准直透镜，108、108b、108c、207、208：光合成元件，103、103b、103c：光折射元件，104：全反射镜，106：扫描元件，105：偏转反射镜，107：透明盖，1081、1082、1083、1084：反射面，607、607b、607c：前端监测器，1501、1701：反射镜，1601：棱镜，1801、1901：三角反射镜，2001：偏振分束器，2101：光束扫描用偏转反射镜装置，2102：投影屏幕，2103：光束合成元件，2104、2105、2106、2107、2108、2109：图像显示用扫描光束，21021、21022：显示图像区域，21023：2图像重叠区域
具体实施方式
以下基于附图所示的实施例进行详细说明，但本发明的光学结构不限定于此。
[实施例1]
用附图说明本发明的实施例1。
图1是本发明中的实施例1的扫描型投影装置100的说明图。途中虚线表示光束直径。其中，光束直径是光束的光强度相对于光轴上的光强度成为1/exp（2）处的直径。
图2是图1中的RGB光源101的详细图。此处所谓RGB光源指的是将显示红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）图像所需的3原色合成而得的光源。图中虚线表示光束的直径。
激光光源201例如是出射520nm波段的绿色光束的半导体激光器。从激光光源201出射的绿色光束，被准直透镜202变换为平行光束或弱会聚光束。此外，激光光源201也可以是使用二次谐波的所谓SHG激光光源。
激光光源203例如是出射640nm波段的红色光束的半导体激光器。从激光光源203出射的红色光束，被准直透镜204变换为平行光束或弱会聚光束。
激光光源205例如是出射455nm波段的蓝色光束的半导体激光器。从激光光源205出射的蓝色光束，被准直透镜206变换为平行光束或弱会聚光束。
光合成元件207是使绿色光束透射、红色光束反射的波长选择性反射镜。将绿色光束和红色光束的光轴调整为大致一致。
光合成元件208是具有使绿色光束和红色光束透射、蓝色光束反射的功能的波长选择性反射镜。将蓝色光束、绿色光束和红色光束的光轴调整为大致一致。
RGB光源102与RGB光源101的结构相同。图1中RGB光源101、102配置为各自出射的2束光束之间的相对角度为θ0。相对角度θ0的详情在后文中叙述。
以相对角度θ0出射的来自RGB光源101、102的2束3色光束在全反射镜104上反射后，入射到扫描元件106。
扫描元件106由偏转反射镜105和用于驱动偏转反射镜105的驱动电极等（未图示）构成。偏转反射镜105具有水平扫描轴和垂直扫描轴，具有通过使偏转反射镜105绕着各扫描轴偏转驱动而使光束在屏幕上2维扫描的功能。偏转反射镜105例如能够用Micro ElectroMechanical Systems（微电机***，以下称为MEMS）反射镜或电流计式反射镜等实现。其中，扫描元件106也可以用2片偏转反射镜构成，第一片偏转反射镜具有垂直扫描轴，第二片偏转反射镜具有水平扫描轴。
其中，优选使2束3色光束的光束直径在偏转反射镜105上一致。这是因为，从偏转反射镜105高速驱动的性质上来看，需要使2束3色光束在其驱动部分即偏转反射镜表面上反射的面积尽量小。此外，在扫描元件106由2片偏转反射镜构成的情况下，优选在2片反射镜中偏转反射镜的反射有效范围较窄的反射镜上，使2束光束的光束直径一致。
相对角度θ0设定为使2束3色光束在偏转反射镜105上一致的角度。当然，在扫描元件106由2片偏转反射镜构成的情况下，设定为在2片反射镜中偏转反射镜的反射有效范围较窄的反射镜上使2束光束直径一致的角度。
通过扫描元件106后的2束3色光束，入射到在与扫描型投影装置100的外部的边界面上设置的透明盖107。假定透明盖107是3色光束的透射率足够高的透明的玻璃或塑料的盖，能够防止进入扫描型投影装置100内的粉尘等引起光学部件的透射率的劣化和扫描元件106的故障等。
通过透明盖107后的2束3色光束，在设置于外部的屏幕上各形成1个光斑110、111。此时2束光束的相对角度是θ1。本实施例中，相对角度θ0与相对角度θ1一致。但是，在从RGB光源101、102到透明盖107的光路中***配置了会导致折射或衍射的光学元件等的情况下，相对角度θ0与相对角度θ1也可以不一致。但无论如何，相对角度θ1都是相对角度θ0的函数，相对角度θ1是通过设定相对角度θ0而决定的角度。
因为相对角度θ1与2个画面112与113的画面扫描畸变的差异相关，所以在考虑到2个画面的结合的情况下，优选尽量使相对角度θ1最小。本发明中将符合人眼的安全标准的必要最低限度的角度作为相对角度θ1。相对角度θ1的详情在后文中叙述。
此处所谓扫描畸变指的是，在使用反射型光束偏转扫描元件或装置使光束2维扫描的情况下，因为水平方向偏转角与垂直方向偏转角的组合，而在投影屏幕上相对于理想的扫描线产生偏差，结果在投影到屏幕上的2维图像中产生较大图像畸变的现象。
形成在屏幕上的2个光斑110、111，在扫描元件106的作用下在水平方向和垂直方向上扫描而形成各自的画面。所形成的2个画面112与113重合的部分中，能够实现通常画面的2倍程度的明亮度。
关于相对角度θ1，以上叙述了是符合人眼的安全标准的必要最低限度的角度，在以下说明其细节。日本工业标准“激光产品辐射安全基准（JIS C6802-2005）”中规定了激光输出功率的分级，在日本的“消费生活用产品安全法”的标准中，必须实现级别2以下才能够一般销售（民用）。
用于分级判定的激光测定条件，在激光扫描型设备的情况下，规定在距离光源100mm的位置上对相当于人的瞳孔的7mm直径的区域上照射的光能量为规定的值以下。例如，在考虑2束光束的情况下，2束光束不会同时入射到7mm直径区域的条件是，2束光束的相对角度为约4度以上。本发明中将该相对角度作为θ1。考虑各种光学元件、2束光束的设定精度等，优选相对角度θ1为约5度以上。
另一方面，当相对角度θ1增大时，图1的斜线表示的图像的重合部分减少。由于画面亮度增大的是画面的重合部分，所以为了尽量得到亮度较大的图像区域，作为上述相对角度，优选设定使多个画面彼此重合1/2以上的角度。多个画面彼此重合1/2以上的角度，因偏转反射镜105的扫描角度、屏幕上的图像尺寸等而不同。
本实施例的扫描型投影装置100，至少由激光光源201和准直透镜202、激光光源203和准直透镜204、激光光源205和准直透镜206、光合成元件207、208、扫描元件106、透明盖107构成即可，也可以在途中追加衍射光栅或波片等光学元件、或例如全反射镜104这样使光路曲折的结构。此外，也可以在透明盖107与扫描元件106之间的光路中追加具有变换扫描元件106的扫描角度的功能的光学元件等。
其中，本实施例中，绿色、红色、蓝色这3色光束的光轴被波长选择性反射镜即光合成元件207和208合成。但是，本实施例的扫描型投影装置中，只要是将3色光束合成的结构即可，也可以使用2个波长选择性棱镜代替2个波长选择性反射镜。此外，绿色、红色、蓝色的激光光源的配置也可以不同。进而，也可以使用在液晶投影仪等中普遍使用的1个波长选择性正交棱镜。
此外，假定有3个准直透镜202、204、206，但也可以由1个微透镜阵列构成。
进而，假定出射绿色、红色、蓝色光束的激光光源位于不同的封装内，但也可以位于同一个封装内。
本实施例是使用3个准直透镜将3色光束变换为平行光后，使用2个光合成元件使3色光束合成的结构，但也可以如图3所示的扫描型投影装置300所示，使用光合成元件301将3色光束合成后，使用1个准直透镜302将光束变换为平行光。
图13是与图3所示的扫描型投影装置300相关的其他实施例。扫描型投影装置300b在准直透镜302之外，还对各激光光源201、203、205分别配置准直透镜303、304、305。通过该结构，能够在保持从激光光源到准直透镜302的数值孔径（NA）相同的状态下，扩大激光光源201、202、203与准直透镜302的间隔。结果，能够扩大激光光源201、202、203与准直透镜302的间隔，而不至于降低从激光光源201、202、203到准直透镜302的光学***的光利用率，具有能够提高光合成元件301的配置自由度的效果。
图14是使用了在液晶投影仪等中普遍使用的1个波长选择性正交棱镜301b作为光合成元件的实施例。该情况下，也使用多个准直透镜获得大致平行光，所以能够扩大激光光源与准直透镜302的间隔，具有提高正交棱镜301b的大小和配置的自由度的效果。其中，关于激光光源201（绿色光）、203（红色光）、205（蓝色光）的位置关系，图14表示其一例，但并不限定于此。
如上所述，本实施例的扫描型投影装置100，通过使2束3色光束具有必要最低限度的相对角度，构成2个画面，能够在符合安全标准的同时，使用比较简单的结构实现以往2倍左右的画面的高亮度。
[实施例2]
接着，用附图说明本发明的实施例2。
图4是实施例2中的扫描型投影装置400的说明图。
扫描型投影装置400相对于实施例1中的扫描型投影装置100追加了光折射元件103。
其他光学部件与扫描型投影装置100相同，附加相同的编号，并省略详细说明。由RGB光源101、102分别合成的2束3色光束入射到光折射元件103。光折射元件103是能够利用光的折射原理使来自RGB光源101、102的光束向任意角度曲折的元件。利用光折射元件103能够使来自RGB光源101、102的光束以相对角度θ0出射。
使用图5说明光折射元件103的详细情况。图中的点划线表示光束的光轴，虚线表示光束的直径。光束的行进方向是从纸面下方去往上方。光折射元件103中，在纸面水平方向上，相对于光束的行进方向，入射面一侧是垂直面，出射面一侧是倾斜面。当光束入射到光折射元件103时，因为入射面一侧与光束垂直，所以光束保持原状直线行进。但是，当光束从光折射元件103出射时，因为出射面一侧相对于光束是倾斜面，所以光束发生折射。在使2束光束从不同角度的倾斜面出射的情况下，通过管理该角度能够控制2束光束之间的相对角度。
以下说明因扫描型投影装置100中的光折射元件103而产生的折射角度θ0的计算方法。设光折射元件103的折射率为折射率n。设图中点划线所示的光折射元件的出射面的法线与入射到出射面的光束的角度为角度θα，与从出射面出射的光束的角度为角度θβ。
根据斯涅尔定律，已知有式1、2的关系。
[式1]
n·sinθα1＝sinθβ1
[式2]
θ0＝(θβ1-θα1)+(θβ2-θα2)
根据式1、式2，通过设定θα1、θα2计算θβ1、θβ2。此外，根据图5，光折射元件103的折射角度θ0用下式表示。
[式3]
n·sinθα2＝sinθβ2
其中，θα1、θα2与图3的光折射元件103的出射面的倾斜角一致。
根据以上所述，通过设定光折射元件103的出射面的倾斜角θα1、θα2，能够任意地设定折射角度θ0。通过应用光折射元件103，能够构成具有更高精度并且同时对于环境变化具有高可靠性的光学***。
其中，光折射元件103的形状，假定为入射面相对于光束垂直、出射面相对于光束为斜面的形状，但并不限定于这样形状的棱镜，例如也可以是入射面和出射面相对于光束都是斜面的形状。此外，光折射元件103中，由于棱镜的色差，绿色、红色、蓝色光束的折射角度分别不同，所以从光束缩小整形棱镜出射的3色光束的角度分别不同。该情况下，为了使从光束缩小整形棱镜出射的3色光束的角度一致，只要调整光合成元件207、208的角度或各激光光源和准直透镜的位置即可。
图7表示扫描型投影装置100中的光折射元件的第二实施例103b。图中点划线表示光束的光轴，虚线表示光束的直径。光束的行进方向是从纸面下方去往上方。
光折射元件103b中，在纸面水平方向上，相对于光束的行进方向，入射面一侧是垂直面，出射面一侧是倾斜面，但该倾斜面在103中是凸形状，相对的在103b中是凹形状。通过这样的结构，如图所示能够使RGB光源101与102的间隔更加扩大。因此，RGB光源101和102的配置的自由度增加。
图8表示扫描型投影装置100中的光折射元件的第三实施例103c。图中点划线表示光束的光轴，虚线表示光束的直径。光束的行进方向是从纸面下方去往上方。
光折射元件103c中，在纸面水平方向上，相对于光束的行进方向，该元件的光束入射面一侧为凸形状且出射面为凹形状。通过这样的结构，能够使来自RGB光源101和102的光束如图所示地平行地入射到光折射元件。从而，RGB光源101和102的配置的自由度增加，并且能够平行地配置从两个RGB光源出射的光束，所以具有能够使RGB光源整体小型化的效果。
以上实施例中说明了合成的光束是2束的情况，但也可以是3束或4束。该情况下，光折射元件103、103b、103c由3个或4个光束出射面构成凸形状或凹形状。
[实施例3]
接着用附图说明本发明的实施例3。
图9是实施例3中的扫描型投影装置500的说明图。
扫描型投影装置500相对于实施例1中的扫描型投影装置100追加了光合成元件108。
其他光学部件与扫描型投影装置100相同，附加相同的编号，并省略详细说明。由RGB光源101、102分别合成的2束3色光束入射到光合成元件108。
此处，用图10说明光合成元件108的详情。光合成元件108是梯形的光学元件，来自RGB光源101和102的光束如图所示大致垂直地入射。来自RGB光源101的光束，在全反射面1081和1082上反射，然后从光合成元件108出射。另一方面，来自RGB光源102的光束，在全反射面1083和1084上反射，然后从光合成元件108出射。通过使1081面与1082面不平等，并使1083面与1084面不平行，能够将从光合成元件108出射的光束的相对角度设定为规定角度θ0。
其中，图10的实施例中，从激光光源101和102出射的光的光轴设定为平行。此外，如图中虚线所示，若使光束在1081面和1084面上不全反射，而是使一部分光透过，并在其前方配置前端监测器607a和607b，则也能够检测从各激光光源出射的光束的强度。
图11是光合成元件108的其他实施方式。光合成元件108b中，设定各反射面的角度，使得从激光光源101和102入射的光束，相对于光合成元件108b垂直入射，并且在从该元件出射时，使其从端面垂直出射。光合成元件108例如用玻璃等光学材料制作，但光束从该材料向空气中出射时，若相对于出射端面倾斜出射，则因为波长导致的材料的折射率差的影响，红色绿色蓝色各光束的出射角会略有不同。使光束从端面垂直出射的结构，具有能够减少上述的“色差”的效果。当然，在图11的结构中，如果配置如图10所示的前端监测器607a和607b，也能够检测从各激光光源出射的光束的强度。
图12是光合成元件108的另一个其他实施方式。光合成元件108c中，从激光光源101和102入射的光束相对于光合成元件108c垂直入射，但两光轴设定为不平行。另一方面，光合成元件108c的反射面1081面与1082面设定为平行，并且1083面与1084面设定为平行。此外，从光合成元件108c出射的光束设定为从元件端面垂直出射。该结构的情况下，除了图11中说明的减少“色差”的效果以外，还因为反射面平行而具有元件自身易于加工的效果。当然，在图11的结构中，如果配置如图10所示的前端监测器607a和607b，则也能够检测从各激光光源出射的光束的强度。
[实施例4]
图6是表示本发明的扫描型图像显示装置的实施例的整体结构图。
扫描型投影装置100具有RGB的3色激光光源201、203、205，使从各激光光源发出的光束合成的光合成部，将合成后的光束投影到屏幕112、113上的投影部，使投影的光束在屏幕112、113上2维扫描的扫描部。
要显示的图像信号经由包括电源等的控制电路602输入到视频信号处理电路603中。在视频信号处理电路603中对图像信号实施各种处理，并将其分离为RGB的3色信号，发送到激光光源驱动电路604。在激光光源驱动电路604中，根据RGB各信号的亮度值，对扫描型投影装置100内的对应的激光光源201、203、205供给发光用的驱动电流。结果，激光光源201、203、205与显示时序相应地出射与RGB信号的亮度值相应强度的光束。
此外，视频信号处理电路603从图像信号中提取出同步信号并将其发送到扫描反射镜驱动电路605。扫描反射镜驱动电路605与水平/垂直同步信号相应地对扫描型投影装置100内的偏转反射镜105供给使反射镜面2维反复旋转的驱动信号。由此，偏转反射镜105使反射镜面以规定的角度周期性地反复旋转并使光束反射，在屏幕112、113上在水平方向和垂直方向上使光束扫描以显示图像。
前端监测器信号检测电路606中，输入来自扫描型投影装置100内的前端监测器607的信号，检测从激光光源201、203、205出射的RGB各自的输出水平。检测到的输出水平被输入视频信号处理电路603中，控制激光光源201、203、205的输出以成为规定的输出。
[实施例5]
实施例5中，举6个例子表示之前在实施例1中说明的2光束合成方法的变形例。
图15是实施例1中的2光束合成方法的第一变形例。
从RGB光源101和102出射的光束大致平行。从RGB光源102出射的光束的光路被反射镜1501曲折，成为与从RGB光源101出射的光束具有规定的相对角度θ0的光束，入射到偏转反射镜105。从RGB光源101和102出射的光束大致平行，所以具有容易进行两个光源的组装调整的特征。
图16是实施例1中的2光束合成方法的第二变形例。
从RGB光源101和102出射的光束大致平行。从RGB光源102出射的光束的光路被棱镜1601曲折，成为与从RGB光源101出射的光束具有规定的相对角度θ0的光束，入射到偏转反射镜105。该结构的情况下，从RGB光源101和102出射的光束也大致平行，所以也具有容易进行两个光源的组装调整的特征。
图17是实施例1中的2光束合成方法的第三变形例。
从RGB光源101和102出射的光束大致正交地交叉。进而，从RGB光源102出射的光束的光路被反射镜1701曲折，成为与从RGB光源101出射的光束具有规定的相对角度θ0的光束，入射到偏转反射镜105。该结构的情况下，能够使整体形状小型化。此外，能够使RGB光源101与102的位置离开，所以也有组装设备的结构与配置的自由度得到提高的特征。
图18是实施例1中的2光束合成方法的第四变形例。
RGB光源101和102彼此相对配置，从两个光源出射的光束，在三角反射镜1801上反射，成为具有规定的相对角度θ0的光束入射到偏转反射镜105。该结构的情况下，能够使整体形状小型化。此外，能够使RGB光源101与102的位置离开，所以也有组装设备的结构与配置的自由度得到提高的特征。
图19是实施例1中的2光束合成方法的第五变形例。
从RGB光源101和102出射的光束，在三角反射镜1901上向RGB光源方向反射，成为具有规定的相对角度θ0的光束入射到偏转反射镜105。通过改变三角反射镜1901的顶角α，能够改变RGB光源101和102的配置位置。因此，该结构的情况下，具有能够使整体形状小型化，并且组装设备的结构与配置的自由度得到提高的特征。
图20是实施例1中的2光束合成方法的第六变形例。
偏振分束器2001中，相对于反射面2002，RGB光源101的出射光设定为S偏振，RGB光源102的出射光设定为P偏振。为了使从RGB光源101和102出射的光束具有规定的相对角度θ0，能够通过将入射到偏振分束器F01的光束的入射角度或反射面2002与入射光束的相对角度设定为所要求的值而实现。该结构的情况下，具有能够使整体形状小型化的特征。
[实施例6]
图21是表示本发明中的扫描型投影装置和扫描型图像显示装置的一个实施例的概略侧视图。本实施例中的扫描型投影装置，与实施例1至实施例3同样，主要的光学部件包括：分别生成、出射独立的图像显示用的光束的光源单元101和102、使该光束2维偏转扫描的偏转反射镜装置2101、具备使从上述光源单元101、102分别出射的图像显示用光束2104和2105合成而入射到上述偏转反射镜装置2101内的反射镜上的功能的光束合成元件2103。其中，RGB光源即光源单元101和102与之前图2所示的光源单元同样即可，所以在图21中为了防止繁琐，省略各构成元件的符号。
首先，说明光源单元101和102内部的概要结构。在光源单元101内，配置波长彼此不同的3个激光光源201、203和205。201例如是出射波长520nm波段的绿色激光的半导体激光光源。从该半导体激光光源201出射的绿色光束，被准直透镜202变换为大致平行的光束后入射到平板反射镜207。203例如是出射波长640nm波段的红色激光的半导体激光光源。从该半导体激光光源203出射的红色光束，也与上述从半导体激光光源201出射的绿色光束同样地，被准直透镜204变换为大致平行的光束后入射到光合成元件即平板反射镜207。
平板反射镜207是具有使从上述半导体激光光源201出射的绿色光束以规定的透射率透射、并且使从上述半导体激光光源203出射的红色光束以规定的反射率反射的功能的第一波长选择性反射镜，在该平板反射镜207上透射或反射的上述各光束，在大致同一光路上行进而入射到光合成元件即平板反射镜208。另一方面，205例如是出射440nm波段的蓝色激光的半导体激光光源。从该半导体激光光源205出射的蓝色光束，被准直透镜206变换为大致平行的光束后入射到平板反射镜208。
平板反射镜208是具有使上述绿色光束和红色光束以规定的透射率透射、使上述蓝色光束以规定的反射率反射的功能的第二波长选择性反射镜。
然后，在该第二波长选择性反射镜208上分别透射或反射的上述绿色、红色和蓝色各光束，以各光轴的倾斜和位置被严密调整而使得各自的光束截面彼此重合成为大致一束光束的状态下从上述光源单元101出射，作为图像显示用光束2104行进。
此外，光源单元102在本实施例中也采用与上述光源单元101完全相同的部件结构，出射与从上述光源单元101出射的图像显示用光束2104完全相同的图像显示用光束2105。从而，在图21中，省略光源单元102的内部部件结构图。
不过，该光源单元101、102不限定于上述结构，例如也可以是使用LED光源等半导体激光光源以外的光源作为绿、红、蓝各光源的光源单元。
进而，只要是出射用于通过偏转扫描而投影显示图像的光束的光源单元，就可以是任意的结构。此外，光源单元101和102中，其内部部件结构也可以彼此不同。
然后，从上述光源单元101和102分别出射的图像显示用光束2104和2105，如图21所示从分别不同的方向到达光束合成元件2103。
首先，从光源单元101出射的图像显示用光束2104，如图所示入射到光束合成元件2103的规定的平滑面，透过该面在光束合成元件2103的内部行进。
另一方面，从光源单元102出射的图像显示用光束2105，从与上述光束2104不同的方向同样入射到光束合成元件2103内，在元件2103行进后，与光束2104相反地在从元件2103的内部朝向外部的方向上，入射到与光束2104所入射的上述平滑面相同的面上。
然后，在该平滑面上反射，从而被偏转为与上述光束2104的光路方向大致相同的光路方向，分别成为光束2106和2107，一同从该光合成元件2103出射。
其中，该光束合成元件2103是本发明的主要部分。从而其结构、功能等的详情在之后另外说明，此处省略详细说明。
接着，从光束合成元件2103出射的光束2106和2107，一同入射到光束扫描用的偏转反射镜装置2101。此时，光束2106和2107被设定为如图中所示以在垂直方向（图中Z轴方向）即纸面内上下方向上具有规定的微小的相对倾角（张角）β的方式，入射到偏转反射镜装置2101内的反射镜面上。
其中，上述光束扫描用偏转反射镜装置2101是所谓的双轴单面型偏转反射镜装置，使入射到配置在该装置内的规定的反射镜上的光束2106和2107反射，将其反射光束2108和2109投影到距离该偏转反射镜装置2101规定距离的投影屏幕2102上，并且该反射镜面自身具备绕着例如与纸面大致垂直即与图中Y轴大致平行的旋转轴和与纸面平行的与图中Z轴大致平行的旋转轴分别以规定角度高速进行周期性反复偏转驱动的功能。
然后，通过该反射镜的高速反复偏转驱动，投影到投影屏幕2102上的反射光束2108和2109，在上述投影屏幕2102面上的水平方向（图中Y轴方向）和垂直方向（图中Z轴方向）这2个维度上高速反复扫描。
此时，与在投影屏幕2102上反复扫描的反射光束2108和2109的各瞬间照射位置同步地，对上述各光源单元101和102内的光源201、203和205的光输出分别独立地进行调制，由此能够在投影屏幕2102上显示利用了人眼的视觉暂留现象的2维彩色图像。
其中，现有的扫描型投影装置或扫描型图像显示装置中，在投影屏幕上投影的图像显示用光束通常仅有1束。如本实施例那样对投影屏幕投影2束以上的图像显示用光束的结构，是本发明的一个主要特征。
此外，作为上述光束扫描用偏转反射镜装置2101中的反射镜驱动部的结构例，例如有Micro Electro Mechanical Systems（简称MEMS）和电磁驱动的电流计式反射镜等，但本发明不限定于此，此外这些偏转反射镜装置驱动部的具体结构与本发明并不直接相关，所以省略其详细说明。
此外，当然本发明中使用的光束扫描用的偏转反射镜装置不限定于上述双轴单面型偏转反射镜装置，例如也可以是所谓单轴双面型的偏转反射镜装置等，具备分别绕着彼此大致垂直的1个旋转轴高速反复偏转驱动的独立的2面偏转反射镜的、使入射的光束在该2面偏转反射镜上依次反射的结构，只要是具备能够使光束2维高速扫描的功能的装置即可，可以是任意的装置。
其中，如上所述，图像显示用光束2016和2107，以具有规定的微小相对倾角（张角）β的方式入射到偏转反射镜装置2101内的反射镜上。因此，如图21的实施例所述，在偏转反射镜装置2101与投影屏幕2102之间的光路中没有特别配置特殊的光学部件或光学元件的情况下，在上述反射镜上反射并且在2维方向上高速反复扫描的光束2108和2109也总是保持角度β的相对倾角（张角），在投影屏幕2102上高速反复扫描。
其结果，例如图21中所示，光束2106的反射光束2108通过投影屏幕2102上的任意点O1的瞬间，光束2107的反射光束2109同样在投影屏幕2102上通过在垂直方向即图中Z轴方向上离开距离δ的位置的点O2。该距离δ在偏转反射镜装置2101与投影屏幕2102之间的距离L充分大于投影屏幕2102上投影显示的图像的大小的情况下，能够用下式表示。
[式4]
δ≈L·tan[β]
图22是表示由使用了如图21所示的扫描型投影装置的扫描型图像显示装置对投影屏幕2102上投影显示的画面的大小与位置关系的概要正视图。
此处，由图21所示的图像显示用光束2108在投影屏幕2102上高速反复扫描而显示的大致长方形的图像显示区域21021在图22中用点划线表示，同样地由图像显示用光束2109在投影屏幕2102上高速反复扫描而显示的同样大致长方形的图像显示区域21022在图22中用虚线表示。
此时，图像显示区域21021与21022在垂直方向即图中Z轴方向上离开上述[式4]中表示的距离δ的位置上显示。
此处，如图中所示，当图像显示区域21021和21022的垂直方向（Z轴方向）的画面高度都用H表示时，在距离δ与H相比是微小量的情况下，在显示区域21021和21022的中间位置产生相当于图像显示区域21021和21022重叠的画面高度H-δ的2图像重叠区域21023。
该2图像重叠区域21023中，由光束2108显示的图像和由光束2109显示的图像彼此重叠。从而，若使该重叠的2图像为相同的图像并且以同样的亮度显示，则上述2图像重叠区域21023中显示图像的亮度加倍。
但是，如上所述，因为图像显示区域21021与21022在垂直方向即图中Z轴方向上离开距离δ，所以各图像显示区域内显示的图像也相对离开δ显示。
从而，为了在2图像重叠区域21023中使各图像完全一致地重叠以使亮度加倍，必须使重叠的2图像相对地在垂直方向即图中Z轴方向上偏移-δ显示。
其中，该2图像重叠区域21023的大小即其画面高度，如上所述用H-δ表示。从而，距离δ越小就越能够较大地确保2图像重叠区域21023，是有利的。进而，如果δ=0则能够确保与原图像显示区域21021、21022完全相同的高度H的2图像重叠区域21023。
但是，这样使距离δ无限减小，存在光学装置中产生安全上的重大问题的危险性。
例如，在图像显示中有人从投影屏幕2102一侧误看了高速反复扫描的图像显示用光束2108和2109的情况下，在2光束的距离δ小于规定量的情况下，会产生2束上述光束同时进入人的眼球内而入射到视网膜上的可能性。
如果发生这样的事故，照射到视网膜上的光束的能量（强度）当然成为各自光束的1束能量的两倍的能量。从而，即使各光束1束的能量（强度）在激光安全方面的安全基准值以下，加倍后的光能量（强度）也会超过安全基准值，产生导致损伤视网膜、最坏情况下失明的重大事故的危险性。
从而，至少需要使得即使在有人误看光束的情况下，也不会有2束以上的光束进入人的眼球内。
假设有人从与偏转反射镜装置2101距离10cm（=100mm）的位置误看了图像显示用光束2108和2109的情况。例如设定光束2108与2109的相对倾角β为4°时，在上述[式4]中代入L=100mm、β=4°计算，得到眼球上的两光束的距离δe为约7mm。此外，设定相对倾角β为5°时，眼球上的光束距离δe为约8.8mm。
人的眼球的大小虽然有个人差异，但大致为直径7mm以下。从而，通过将光束2108与2109的相对倾角β设定为至少4°以上、优选5°以上，在例如有人从与偏转反射镜装置2101距离10cm的位置误看了图像显示用光束的情况下，也能够防止2束以上的光束同时进入眼球内。
其中，假设光束2108与2109的相对倾角β设定为5°的情况下，例如位于L=1m（=1000mm）远处的位置上的投影屏幕2102上的距离δ是约88mm。
此处，设各图像显示区域21021和21022是纵横比4：3的一般的图像显示区域，该位置上的显示图像的尺寸相当于20英寸，则其垂直方向的画面高度H为约300mm。从而上述2画面重叠区域的画面高度H-δ是212mm，以画面高度而言能够使原图像显示区域21021和21022的约70%成为2图像重叠区域。在该2图像重叠区域中，通过使用如上所述的图像重叠的方法，能够不增大各图像显示用光束的强度就使显示图像的亮度加倍。
其中，如上所述的内容，是作为本发明的最基本的实施例，说明了如图21和图22所示使由2束独立的图像显示用光束在投影屏幕2102上显示的2个显示图像以在垂直方向上偏离规定的距离δ的方式重叠的实施例，但本发明不限定于此。重叠的画面数也可以是3画面以上，该多个画面的离开方向也不限定于垂直方向，也可以是水平方向，也可以是并非以上两者的任意的方向。
接着，对于图21的实施例中表示的光束合成元件2103的结构例及其功能，重新说明其详细内容。
图23是仅提取出以图21所示的扫描型投影装置中的光束合成元件2103为中心的主要部分表示的概要侧视图。
此处，光束合成元件2103例如图中所示是由3面透明的平滑面2301、2302、2032构成的三角柱形状的光学棱镜结构。
从光源单元101出射的图像显示用光束2104如图所示入射到光束合成元件2103的平滑面2301。
此时，光束2104对平滑面2301的入射角用θ1表示，在该平滑面2301上透射、折射而在光束合成元件2103内行进的光束的折射角用θ1’表示，在该光束2104是具有与纸面平行的偏振方向的直线偏振光（以下将这样的偏振记作P偏振）的光束的情况下，上述入射角θ1、折射角θ1’和该平滑面2301上的光束2104的强度反射率R1之间，一般有称为菲涅尔公式的以下关系式成立。
[式5]
R1＝｛tan[θ1-θ1’]/tan[θ1+θ1’]｝2
此外，在上述入射角θ1与折射角θ1’之间，当设光束合成元件2103的折射率为n，外部（空气中）的折射率为1时，根据折射的基本定律（Snell定律）以下关系式成立。
[式6]
sin[θ1’]＝sin[θ1]/n
使用该[式5]、[式6]，能够使用入射角θ1和该光束合成元件2103的折射率n求出入射到平滑面2301上的光束2104的强度反射率R1。
另一方面，从光源单元102出射的图像显示用光束2105如图所示先从平滑面2302入射到光束合成元件2103内，再在该合成元件2103的内部行进到达平滑面2301。然后，与上述光束2104相反地以从元件内部去往外部（空气中）的方向，入射到该平滑面2301。
此时，光束2105对平滑面2301的入射角如图所示用θ2表示，其折射角用θ2’（未图示）表示，在该光束2105是与上述光束2104同样的具有P偏振的光束的情况下，入射角θ2、折射角θ2’和该平滑面2301上的光束2105的强度反射率R2之间，与上述[式5]同样的关系式（菲涅尔公式）成立。即：
[式7]
R2＝｛tan[θ2-θ2’]/tan[θ2+θ2’]｝2
此外，入射角θ2与折射角θ2’之间，与[式6]同样根据折射的基本定律以下关系式成立。其中，要注意下式右边与上述[式6]右边不同。
[式8]
sin[θ2’]＝n·sin[θ2]
从而，与所述光束2104的情况同样地，使用该[式7]、[式8]，能够使用入射角θ2和光束合成元件2103的折射率n求出入射到光束合成元件2103的平滑面2301上的光束2105的强度反射率R2。
图24是用上述[式5]至[式8]将光束2104和2105各自对平滑面2301的入射角θ1和θ2与各自的光束的强度反射率R1、R2的关系绘制的曲线图。
其中，在绘图时，假设构成光束合成元件2103的玻璃材料的一个实施例是使用一般流通的以编号N-F2（根据SCHOTT公司光学玻璃数据表）表示的光学玻璃材料作为高折射率的光学玻璃材料，其折射率n的值使用上述数据表中记载的对于波长λ=510nm波段的绿色光的值1.628计算。
图中的点划线（A）表示入射到平滑面2301的光束2104的强度反射率R1，实线（B）表示同样入射到平滑面2301的光束2105的强度反射率R2。
首先，着眼于图中的点划线（A），入射角θ1在60°附近时强度反射率R1几乎为0%。强度反射率R1几乎为0%，意即光束2104以几乎100%的透射率透过光束合成元件2103的平滑面2301。以下对该物理现象进行说明。
此处，着眼于上述[式5]右边的分母tan[θ1+θ1’]。对该式分解，得到：
[式9]
tan[θ1+θ1’]＝(tan[θ1]+tan[θ1’])
/(1-tan[θ1]·tan[θ1’])
此处入射角θ1例如选择为规定角度θB使得：
[式10]
tan[θB]＝n
此时使用[式6]所示的关系等导出对于入射角θB的折射角θB’如下表示。
其中因为详细的导出过程繁琐，所以本说明书中省略。
[式11]
tan[θB’]＝1/n
将该[式10]、[式11]的结果代入上述[式9]，则[式9]右边的分母为零，结果：
[式12]
tan[θB+θB’]＝∞
然后，再将该[式12]的结果代入[式5]右边，则因为分母是∞，所以最后[式5]右边=0。
即，当入射角θ1是满足上述[式10]的规定角度θB时，光束2104的强度反射率R1理论上为0[%]，即强度透射率T1=100[%]。
其中，满足上述[式10]的规定角度θB，一般称为布儒斯特角。例如图24的例子，在光束合成元件2103的折射率n为1.628的情况下，该布儒斯特角θB是约58.5°，在该布儒斯特角及其附近的角度下能够使光束2104以大致100%透射率、即入射的光束的能量（强度）几乎没有损失地在光束合成元件2103内透射、行进。
接着，着眼于图24中的实线（B）。该（B）线如上所述，是表示从光束合成元件2103的内部入射到平滑面2301的光束2105的入射角θ2与强度反射率R2的关系的曲线图。
根据该曲线图，光束2105的强度反射率R2在入射角θ2到达约36°时之前为约10%以下程度，相对地在θ2超过约36°起急剧增大，达到38°以上时几乎完全为100%。这样的物理现象能够如下说明。
即上述[式8]中，入射角θ2设定为满足以下条件的规定角度θm以上的角度：
[式13]
sin[θm]＝1/n
根据[式8]所示的关系，将有：
[式14]
sin[θ2’]＞1
这样[式8]的关系自身不成立。即，透射、折射的光束在物理上完全不可能存在，结果所有的光束反射，意即反射率理论上为100%。
其中，这样满足上述[式13]的规定角度θm一般称为全反射角。
例如图24的例子所示，光束合成元件2103的折射率n为1.628的情况下，其全反射角θm是约38°，通过将入射角θ2设定为38°以上，能够使入射到平滑面2301的光束2105以强度反射率100%、即完全不损失光能量地反射。
即，通过利用上述布儒斯特角和全反射角的关系，能够使从相反的方向入射到同一透明平滑面的光束中的一方以大致100%的透射率透射，另一方以100%的反射率反射。
进而，通过基于上述理论优化设计包括上述平滑面的光束合成元件的折射率n和各光束对它的入射角，能够使透射、折射的光束的折射角与反射的光束的反射角大致一致，结果能够用玻璃棱镜等这样结构简单且廉价的光学元件，以极高的光利用效率合成光束，或者使其光路偏转。
例如上述实施例所述，在将由编号N-F2表示的光学玻璃材料（折射率n=1.628）构成的如图23所示的三角柱形状的光学棱镜用作光束合成元件2103，使光束2104以入射角θ1=65°入射的情况下，使用上述[式5]和[式6]计算，得到其强度反射率R1=0.9[%]。即，意味着光束2104以强度透射率T1=99.1[%]这样极高的透射率在光束合成元件2103内透射、折射、行进。
此外，此时的折射角θ1’用[式6]计算是约34°。
另一方面，光束2105对平滑面2301的入射角θ2设定为θ2=39°时，明显在上述全反射角θm=38°以上，所以其强度反射率理论上为100%。然后，此时的反射角度与入射角度相同，为39°。
结果，在光束合成元件2103内行进的光束2104和2105的相对倾角β是39°-34°=5°，能够满足上述激光安全条件，即β>4°。
其中，从光束合成元件2103出射、分别由光束2104和2105形成为光束2106和2107的2束图像显示用光束，如图23所示在透过光束合成元件2103的第三平滑面2303时受到折射影响，所以正确而言其相对倾角β与5°略有误差，但通过优化设计平滑面2303的设置角度以使入射到平滑面2303的2束光束相对于平滑面2303尽可能以接近垂直入射的角度入射，能够设计成光束2106和2107的相对倾角β最大也是5°以上10°以下的程度。
其中，上述实施例中介绍了光束合成元件2103的构成材料使用了作为极为一般流通的高折射率光学玻璃材料的编号N-F2表示的光学玻璃材料（折射率n=1.628）的例子，但也存在更高折射率的光学玻璃材料和光学用塑料材料，如果使用它们则设计的自由度也增大，所以能够进行更合适的设计。
此外，此处必须特别注意的是，上述全反射角θm的定义式[式13]不依赖于光束2105的偏振状态这一点。
即光束2105只要其入射角θ2在[式13]表示的全反射角θm以上，无论其偏振状态是与光束2104相同的P偏振，还是与P偏振不同的与纸面垂直的偏振方向的直线偏振（以下将这样的偏振状态记作S偏振），或者是既不是P偏振也不是S偏振的其他任意的偏振状态，都能够使强度反射率在理论上为100%。
另一方面，关于光束2104，由于上述[式5]所示的菲涅尔公式原本就是基于入射光束的偏振状态为P偏振这一前提条件而成立的公式，所以有以P偏振入射这一制约。
从而，使用本发明的光束合成元件，能够使合成的光束2104和2105的偏振状态统一为P偏振，也能够设定为光束2104是P偏振、光束2105是S偏振这样彼此垂直的偏振方向状态。
这一点在设计扫描型投影装置和扫描型图像显示装置时，使光学设计的自由度增加，极为有利。
另一方面还需要注意到，如图21的实施例的说明时所述，本发明中采用的是从光束合成元件2103出射的光束2106和2107入射到光束扫描用的偏转反射镜装置2101内的反射镜上的结构，但此时实际的装置中，优选设计为使该2束光束尽可能地入射到接近其偏转旋转轴的规定的一点。
为了实现这一点，考虑光束2106和2107具有规定的相对倾角（张角）β，如图23所示，需要设计成使光束2104对平滑面2301的入射点与光束2105对同一平滑面2301的入射点预先错开规定量。
此外，使用图23和图24说明的光束合成元件2103，如上所述是由编号N-F2表示的高折射光学玻璃材料（折射率n=1.628）构成的三角柱形状的光学棱镜结构，但这只是本发明的光束合成元件的一个实施例，本发明并不限定于此。
即，构成光束合成元件的光学材料，也可以使用如上所述的编号N-F2表示的高折射光学玻璃材料以外的光学玻璃材料或光学用塑料材料等。
此外，其形状也不限定于三角柱形状，只要是满足以上说明的本发明中的多束光束的各入射角的关系的形状、结构，就可以是任意的形状、结构。
进而，也可以是通过组合若干个满足以上说明的本发明中多束光束的各入射角的关系的形状、结构，而使3束以上的图像显示用光束以具有规定相对倾角β的状态对投影屏幕上投影的结构。

Claims (30)

1.一种扫描型投影装置，其特征在于，至少包括：
多个激光光源；
将从所述多个激光光源出射的光束变换为大致平行光或弱会聚光的光学单元；
使变换为所述大致平行光或弱会聚光的多束光束的光轴一致的光学单元；和
对所述使光轴一致而得的光束在彼此大致正交的2轴方向上反复进行偏转驱动的光学反射和光学偏转单元，
所述使光轴一致而得的光束具有至少2束以上，并且，所述使光轴一致而得的光束彼此具有规定的相对角度，由此在投影面上显示多个画面，
所述多个画面彼此略微错开位置显示。
2.如权利要求1所述的扫描型投影装置，其特征在于：
使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束的相对角度为4度以上。
3.如权利要求1或2所述的扫描型投影装置，其特征在于：
彼此错开配置的所述多个画面的画面偏移量，为画面大小的1/2以下。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的扫描型投影装置，其特征在于：
使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束，在对所述使光轴一致而得的光束在彼此大致正交的2轴方向上反复进行偏转驱动的光学反射和偏转单元上，反射区域是大致一致的。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的扫描型投影装置，其特征在于：
在将使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束以规定的角度出射的光学元件中，多束光束出射的面彼此形成凸形状。
6.如权利要求1～4中任意一项所述的扫描型投影装置，其特征在于：
在将使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束以规定的角度出射的光学元件中，多束光束出射的面彼此形成凹形状。
7.如权利要求1～4和权利要求6中任意一项所述的扫描型投影装置，其特征在于：
在将使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束以规定的角度出射的光学元件中，多束光束出射的面彼此形成凹形状，并且所述多束光束入射的面彼此形成凸形状。
8.如权利要求1～4中任意一项所述的扫描型投影装置，其特征在于：
将使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束以规定的角度出射的光学元件，是使入射到该元件的光束通过多次反射而以规定的角度出射的光学元件。
9.如权利要求8所述的扫描型投影装置，其特征在于：
在将使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束以规定的角度出射的光学元件中，入射到该元件的光束相对于入射端面垂直入射。
10.如权利要求8或9所述的扫描型投影装置，其特征在于：
在将使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束以规定的角度出射的光学元件中，从该元件出射的光束相对于出射端面垂直出射。
11.如权利要求8～10中任意一项所述的扫描型投影装置，其特征在于：
在将使从所述多个光源出射的光束的光轴一致而得的多束光束以规定的角度出射的光学元件中，该元件的反射面中的至少一个反射面，使入射光束的一部分透射。
12.一种扫描型图像显示装置，其特征在于，包括：
如权利要求1～7中任意一项所述的扫描型投影装置；
驱动所述多个激光光源的激光光源驱动电路；
对所述扫描型投影装置的偏转反射镜供给使反射镜面2维反复旋转的驱动信号的扫描反射镜驱动电路；和
对所述激光光源驱动电路和扫描反射镜驱动电路发送RGB各信号的视频信号处理电路。
13.如权利要求1所述的扫描型投影装置，其特征在于：
从多个RGB光源出射的光束大致平行。
14.如权利要求1所述的扫描型投影装置，其特征在于：
从多个RGB光源出射的光束大致正交。
15.如权利要求1所述的扫描型投影装置，其特征在于：
多个RGB光源彼此相对地配置。
16.如权利要求1所述的扫描型投影装置，其特征在于：
光束扫描单元配置在与光束从多个RGB光源出射的方向相反的位置上。
17.一种扫描型投影装置，其特征在于，包括：
发出彼此独立的图像显示用光束的至少2个以上的光源；
具备在彼此大致正交的2个方向上反复进行偏转驱动的功能的规定的光学反射面；和
具备使从所述各光源发出的图像显示用光束一起入射到所述光学反射面的功能的光束合成装置或光束合成元件，其中，
从所述各光源发出并通过所述光束合成元件而入射到所述光学反射面的各图像显示用光束对所述光学反射面的入射角，为彼此不同的角度。
18.如权利要求17所述的扫描型投影装置，其特征在于：
入射到所述光学反射面的所述各图像显示用光束中的任意2束图像显示用光束所成的相对倾角或张角[β]至少为4°以上。
19.如权利要求17或18所述的扫描型投影装置，其特征在于：
所述光束合成元件由具有规定的折射率[n]、并且至少具备1个平滑面的光学玻璃或光学用透明塑料构成，
所述光束合成元件被配置成：
从所述2个以上的光源中的第一光源发出的第一图像显示用光束，相对于所述光束合成元件的所述平滑面，在从外部去往该光束合成元件内部的方向上以相对于所述平滑面满足以下式（1）的入射角[θ1]入射，
θ1≈TAN-1[n]……（1），
并且，从第二光源发出的第二图像显示用光束，相对于所述光束合成元件的所述平滑面，在从该光束合成元件内部去往元件外部的方向上以相对于所述平滑面满足以下关系式（2）的入射角[θ2]入射，
θ2＞SIN-1[1/n]……（2）。
20.如权利要求19所述的扫描型投影装置，其特征在于：
所述第一图像显示用光束，是具有与由该第一图像显示用光束的中心光轴和所述平滑面的面法线形成的平面大致平行的直线偏振的光束。
21.如权利要求19或20所述的扫描型投影装置，其特征在于：
所述光束合成元件由对可见光波长具有1.60以上的折射率的光学玻璃材料或光学用透明塑料材料构成。
22.如权利要求19或20所述的扫描型投影装置，其特征在于：
所述光束合成元件由对可见光波长具有1.60～1.65的折射率的光学玻璃或光学用透明塑料构成，并且所述第一图像显示用光束的入射角[θ1]被设定为角度范围60°±10°内的规定角度，所述第二图像显示用光束的入射角[θ2]被设定为角度范围43°±5°内的规定角度。
23.如权利要求17～21中任意一项所述的扫描型投影装置，其特征在于：
所述具备在彼此大致正交的2个方向上反复进行偏转驱动的功能的规定的光学反射面，是使用了MEMS（Micro Electro-MechanicalSystems）技术的MEMS反射镜器件。
24.一种扫描型图像显示装置，其特征在于，包括：
发出彼此独立的图像显示用光束的至少2个以上的光源；
具备在彼此大致正交的2个方向上反复进行偏转驱动的功能的规定的光学反射面；和
具备使从所述各光源发出的图像显示用光束一起入射到所述光学反射面的功能的光束合成装置或光束合成元件，其中，
从所述各光源发出并通过所述光束合成元件而入射到所述光学反射面的各图像显示用光束对所述光学反射面的入射角，为彼此不同的角度。
25.如权利要求24所述的扫描型图像显示装置，其特征在于：
入射到所述光学反射面的所述各图像显示用光束中的任意2束图像显示用光束所成的相对倾角或张角[β]至少为4°以上。
26.如权利要求24或25所述的扫描型图像显示装置，其特征在于：
所述光束合成元件由具有规定的折射率[n]、并且至少具备1个平滑面的光学玻璃或光学用透明塑料构成，
所述光束合成元件被配置成：
从所述2个以上的光源中的第一光源发出的第一图像显示用光束，相对于所述光束合成元件的所述平滑面，在从外部去往该光束合成元件内部的方向上以相对于所述平滑面满足以下式（1）的入射角[θ1]入射，
θ1≈TAN-1[n]    ……（1），
并且，从第二光源发出的第二图像显示用光束，相对于所述光束合成元件的所述平滑面，在从该光束合成元件内部去往元件外部的方向上以相对于所述平滑面满足以下关系式（2）的入射角[θ2]入射，
θ2＞SIN-1[1/n]   ……（2）。
27.如权利要求26所述的扫描型图像显示装置，其特征在于：
所述第一图像显示用光束，是具有与由该第一图像显示用光束的中心光轴和所述平滑面的面法线形成的平面大致平行的直线偏振的光束。
28.如权利要求26或27所述的扫描型图像显示装置，其特征在于：
所述光束合成元件由对可见光波长具有1.60以上的折射率的光学玻璃材料或光学用透明塑料材料构成。
29.如权利要求26或27所述的扫描型图像显示装置，其特征在于：
所述光束合成元件由对可见光波长具有1.60～1.65的折射率的光学玻璃或光学用透明塑料构成，并且所述第一图像显示用光束的入射角[θ1]被设定为角度范围60°±10°内的规定角度，所述第二图像显示用光束的入射角[θ2]被设定为角度范围43°±5°内的规定角度。
30.如权利要求24～28中任意一项所述的扫描型图像显示装置，其特征在于：
所述具备在彼此大致正交的2个方向上反复进行偏转驱动的功能的规定的光学反射面，是使用了MEMS（Micro Electro-MechanicalSystems）技术的MEMS反射镜器件。
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