JP4650227B2 - 光走査装置及び画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像表示装置、特に、画像信号に応じて変調されたビーム光
を走査させることで画像を表示する画像表示装置に用いられる光走査装置の技術に関する
。

近年、半導体レーザの高出力化や青色半導体レーザの開発に伴い、レーザ光源を用いた
プロジェクタやディスプレイが提案されている。レーザ光は、単一波長であるため色純度
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。レーザ光源を用いるこ
とで、従来のプロジェクタ等と比較して、小型化や構成要素の減少も可能と考えられる。
このことから、レーザ光を用いることで、小型な構成により高解像度かつ良好な色再現性
の画像を表示することが期待されている。ビーム光を走査させる画像表示装置において小
型化に適した構成とする技術としては、例えば、特許文献１に提案されるものがある。特
許文献１には、ビーム光を反射しているガルバノミラーを用いて、複数のビーム光を同時
に走査させる構成が開示されている。

特開２００３−２１８０４号公報

レーザ光を走査させることにより画像を表示するためには、高出力なレーザ光源が用い
られる。画像の明るさを確保するためには、特に、画面が大型になるほど、高い出力のレ
ーザ光が必要とされる。特許文献１に提案されている構成では、複数の光源からの複数の
色光が１つの反射ミラーに集中することとなる。レーザ光に対して反射ミラーの反射率が
低い場合、反射ミラーに吸収された熱による反射ミラーの変形、焼損等が引き起こされる
ことが考えられる。高い出力のレーザ光に対する反射ミラーの劣化を低減するためには、
反射ミラーの反射率は、例えば、９９％以上とすることが望ましい。これに対して、互い
に異なる波長領域を有する複数の光に対して９９％程度の高い反射率を実現することは極
めて困難である。

反射ミラーはトーションばね等の回転軸によって支持されることから、反射ミラーに蓄
積された熱の放出は、回転軸を介した伝播のほか空気中への発散による程度となる。反射
ミラーに蓄積される熱を効率良く放出するには、トーションばねを大型とすることも考え
られる。これに対して、トーションばねが大型になるのに伴い反射ミラーが大型になると
、レーザ光の高速かつ安定な走査を行うことが困難となる。安定かつ高速にレーザ光を走
査させる観点からは反射ミラーを小型にすることが望まれる一方、小型な反射ミラーへ各
レーザ光を集中させるほど反射ミラーの劣化を促進させてしまうとも考えられる。このよ
うに、従来の技術によると、小型かつ高い信頼性の構成によりビーム光を走査させること
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、
小型かつ高い信頼性の構成によりビーム光を走査させることが可能な光走査装置、及び画
像表示装置を提供することを目的とする。

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、互いに異なる色のビ
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
、走査部は、色ごとに設けられた反射ミラーを備え、反射ミラーは、反射ミラーへ入射す
るビーム光の色とは異なる他の色のビーム光と比較して、反射ミラーへ入射するビーム光
を高い反射率で反射することを特徴とする光走査装置を提供することができる。

異なる色とは、互いに非同一かつ近似しない波長領域を有することをいうものとする。
反射ミラーは、狭い波長領域の光については、比較的容易に高い反射率を実現することが
可能である。色ごとに反射ミラーを設ける構成とすることで、高い反射率を実現可能な波
長領域のビーム光のみを反射ミラーへ入射させることを可能とし、反射ミラーへ吸収され
るビーム光を低減することができる。反射ミラーへのビーム光の吸収を低減することで反
射ミラーへの熱の蓄積を低減することができる。反射ミラーへの熱の蓄積を低減すること
で、反射ミラーの劣化を低減でき、高い信頼性を得ることができる。また、各色光用光源
部に対応させて反射ミラーを配置するため、単独の反射ミラーにより各ビーム光を走査さ
せる場合と比較して、光源部を高い自由度で配置することができる。構成の自由度を向上
させることで、容易に小型化に適した構成とすることが可能となる。これにより、小型か
つ高い信頼性の構成によりビーム光を走査させることが可能な光走査装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様によれば、反射ミラーは、誘電体多層膜を有することが望
ましい。誘電体多層膜を用いることで、反射ミラーへ入射する色光を高い反射率で反射可
能な構成とすることができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、反射ミラーは、光源部からのビーム光を反射す
る金属層と、金属層の、ビーム光を反射する側に設けられ、反射ミラーで反射するビーム
光の波長領域に対応する膜厚で形成された増反射膜と、を有することが望ましい。金属層
及び増反射膜を用いることで、反射ミラーへ入射する色光を高い反射率で反射可能な構成
とすることができる。さらに、増反射膜は、金属層を保護する保護層として機能させるこ
ともできる。増反射膜を設けることで、反射ミラーの劣化を低減し、高い信頼性を得るこ
とができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、同色かつ複数のビーム光を供給する
ことが望ましい。同色とは、互いに同一又は近似する波長領域を有することをいうものと
する。これにより、各色光の光量を増加させることができる。本発明では、反射ミラーに
より、互いに同色であるビーム光を高い反射率で反射することが可能である。互いに同色
であるビーム光であれば、光量を増加させても反射ミラーの劣化を低減でき、高い信頼性
を維持できる。また、本発明では光源部及び反射ミラーを高い自由度で配置することが可
能であるから、大型なアレイ光源部を用いる場合であっても、容易に小型化を図ることが
できる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、第１の方向へビーム光を走査させる
第１反射ミラーと、第１反射ミラーからのビーム光を、第１の方向に略直交する第２の方
向へ走査させる第２反射ミラーと、を有し、第１反射ミラーは、第１反射ミラーへ入射す
るビーム光の色とは異なる他の色のビーム光と比較して、第１反射ミラーへ入射するビー
ム光を高い反射率で反射することが望ましい。これにより、ビーム光を第１の方向及び第
２の方向へ走査させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、第１反射ミラーは、第２反射ミラーより多く設
けられることが望ましい。これにより、第１反射ミラーと同数の第２反射ミラーを設ける
場合よりも部品点数を少なくし、より小型な構成とすることができる。第２反射ミラーへ
は、第１反射ミラーによる走査により、強度が分散されたビーム光が入射する。このため
、互いに異なる色のビーム光を第２反射ミラーへ同時に入射させることとしても、第２反
射ミラーの劣化を低減することが可能である。よって、高い信頼性を維持することができ
る。

また、本発明の好ましい態様としては、第２反射ミラーは、第１反射ミラーより大型で
あることが望ましい。これにより、第１反射ミラーにより第１の方向へ走査するビーム光
を第２反射ミラーへ入射させることができる。また、大型な第２反射ミラーにてビーム光
を十分分散させることを可能とし、さらに第２反射ミラーの劣化を低減することが可能で
ある。よって、さらに高い信頼性を得ることができる。本発明では、第２反射ミラーによ
り副走査方向へ１回ビーム光を走査させる間に、第１反射ミラーにより主走査方向へ複数
回レーザ光を往復させることが可能である。第２反射ミラーの高速な駆動が不要であれば
、第２反射ミラーを大型としてもビーム光の走査への影響は少ないと考えることができる
。

また、本発明の好ましい態様としては、反射ミラーは、ビーム光を第１の方向、及び第
１の方向に略直交する第２の方向へ走査させることが望ましい。これにより、ビーム光を
第１の方向及び第２の方向へ走査させることができる。１つの反射ミラーで２方向へのビ
ーム光の走査を行う構成とすることで、１方向へビーム光を走査させる反射ミラーを組み
合わせて用いる場合より部品点数を少なくし、より小型な構成とすることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、ポリゴンミラーを有し、反射ミラー
は、光源部からのビーム光を第１の方向へ走査させ、ポリゴンミラーは、反射ミラーから
のビーム光を第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させることが望ましい。これによ
り、ビーム光を第１の方向及び第２の方向へ走査させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、ポリゴンミラーは、複数のミラー片を回転させ
、複数のミラー片のうち特定の側へ向けられた１つのミラー片を用いて複数のビーム光を
走査させることが望ましい。かかる構成の場合、特定の側へ向けられた１つのミラー片へ
の各ビーム光の入射角度を調整することにより、被照射面にて各ビーム光が走査するよう
に容易に調整することができる。反射ミラーによるビーム光の走査により、ポリゴンミラ
ーのミラー片では、反射ミラーからのビーム光が分散される。このため、互いに異なる色
のビーム光を１つのミラー片へ同時に入射させることとしても、ポリゴンミラーの劣化を
低減することが可能である。よって、高い信頼性を維持することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、ポリゴンミラーは、複数のミラー片を回転させ
、複数のミラー片のうち特定の側へ向けられた２以上のミラー片を用いて複数のビーム光
を走査させることが望ましい。２以上のミラー片へビーム光を入射させる構成とすること
で、光源部、反射ミラーを色光ごとに切り離して配置することが可能となる。これにより
、構成の自由度をさらに向上させ、さらに小型化に適した構成とすることができる。また
、２以上のミラー片にてビーム光を十分分散させることを可能とし、さらにポリゴンミラ
ーの劣化を低減することが可能である。よって、さらに高い信頼性を得ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、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。これにより、反射ミラーの変位量を増大させ
、少ないエネルギーで効率良くビーム光を走査させることができる。本発明では、反射ミ
ラーへ入射する色光を高い反射率で反射させることが可能であるから、小型な反射ミラー
へビーム光を集中させても、反射ミラーの劣化を低減できる。よって、小型な反射ミラー
を共振動作させることでビーム光を高速に走査させる場合でも、高い信頼性を維持できる
。

さらに、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、上記の光走査装置
を用いて走査させることにより画像を表示す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。上記の光走査装置を用いることにより、小型かつ高い信頼性の構成により
ビーム光を走査させることができる。これにより、小型かつ高い信頼性の構成により画像
を表示可能な画像表示装置を得られる。

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。

図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１０の概略構成を示す。画像表示装置１
０は、スクリーン１８の一方の面である被照射面Ｓにレーザ光を供給し、スクリーン１８
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１０は、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１０は、Ｒ光用光源部１１Ｒと、Ｇ光用光源部１１Ｇと、Ｂ光用光源部１
１Ｂとを有する。Ｒ光用光源部１１Ｒ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。Ｇ光用光源部１１Ｇ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。Ｂ光用光源部１１Ｂ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。各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂとしては、
例えば、端面発光型半導体レーザを用いることができる。各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ
、１１Ｂは、それぞれ画像信号に応じて変調されたレーザ光を供給する。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。

Ｒ光用光源部１１Ｒの出射側には、Ｒ光用第１反射ミラー１２Ｒが設けられている。Ｒ
光用第１反射ミラー１２Ｒは、Ｒ光用光源部１１ＲからのＲ光を、被照射面Ｓにおいて、
第１の方向であるＸ方向へ走査させる。Ｇ光用光源部１１Ｇの出射側には、Ｇ光用第１反
射ミラー１２Ｇが設けられている。Ｇ光用第１反射ミラー１２Ｇは、Ｇ光用光源部１１Ｇ
からのＧ光を、被照射面Ｓにおいて、第１の方向であるＸ方向へ走査させる。Ｂ光用光源
部１１Ｂの出射側には、Ｂ光用第１反射ミラー１２Ｂが設けられている。Ｂ光用第１反射
ミラー１２Ｂは、Ｂ光用光源部１１ＢからのＢ光を、被照射面Ｓにおいて、第１の方向で
あるＸ方向へ走査させる。このように、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、色
ごとに設けられている。各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、レーザ光を反射し
ながら回転軸を中心として回動することにより、レーザ光を走査させる。

第２反射ミラー１４は、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光が同
一の領域上を照射するような位置に設けられている。第２反射ミラー１４は、各第１反射
ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光を、被照射面ＳにおいてＹ方向へ走査させ
る。Ｙ方向は、第１の方向に略直交する第２の方向である。第２反射ミラー１４は、レー
ザ光を反射しながら回転軸を中心として回動することにより、レーザ光を走査させる。各
第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、及び第２反射ミラー１４は、電位差に応じた静
電力によって駆動する構成のほか、圧電素子の伸縮力や電磁力を用いて駆動する構成とす
ることができる。

本実施例では、３つの第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに対して１つの第２反射
ミラー１４を用いることから、第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに対応して３つの
第２反射ミラーを用いる場合よりも部品点数を少なくし、より小型な構成とすることがで
きる。なお、３つの第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに対して１つの第２反射ミラ
ー１４を設ける構成には限られない。第１反射ミラーが第２反射ミラーより多く設けられ
る構成であれば良い。

各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、及び第２反射ミラー１４は、各色光用光源
部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからのレーザ光を走査させる走査部である。各色光用光源部１
１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ及び走査部は、光走査装置２０を構成する。画像表示装置１０は、
画像信号に応じて変調されたレーザ光を、光走査装置２０を用いて走査させることにより
画像を表示する。

第２反射ミラー１４からの光は、反射部１５に入射する。反射部１５は、第２反射ミラ
ー１４からのレーザ光をスクリーン１８の方向へ反射する。スクリーン１８は、筐体１７
のうち観察者側の面に設けられている。筐体１７は、筐体１７内部の空間を密閉する。ス
クリーン１８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１８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、光拡散性を備える拡散板（いずれも不図示。）等を有
する。観察者は、スクリーン１８から出射する光を観察することで、画像を鑑賞する。

図２は、各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからのレーザ光の走査について説明す
るものである。図２では、便宜上、説明に不要な構成の図示を省略している。各第１反射
ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２ＢがＸ方向についてレーザ光を往復させるのに対して、第２
反射ミラー１４は、Ｙ方向についてレーザ光を一つの向き、例えば下方向のみに走査させ
るフライバック走査を繰り返す。画像の１フレーム期間において第２反射ミラー１４がＹ
方向へ１回レーザ光を走査させる間に、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、Ｘ
方向について複数回レーザ光を往復させる。

Ｘ方向へのレーザ光の走査には、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの共振動作
を用いることが望ましい。各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、共振動作させる
ことで変位量を増大させることができる。各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの変
位量を増大させることにより、少ないエネルギーでかつ高速にレーザ光を走査させること
ができる。安定かつ高速にレーザ光を走査させる観点から、各第１反射ミラー１２Ｒ、１
２Ｇ、１２Ｂは、できるだけ小型とされる。なお、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１
２Ｂは、共振動作以外の動作により往復回動させる構成としても良い。

第２反射ミラー１４は、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２ＢによりＸ方向へ走査
するレーザ光を入射させることができる程度、第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂよ
り大型となるように形成されている。第２反射ミラー１４は、副走査方向へのレーザ光の
走査に用いられることから、第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂより駆動を低速にす
ることができる。よって、第２反射ミラー１４を大型としてもレーザ光の走査への影響は
少ないと考えることができる。

各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、例えば、平行平板である基板のうちレー
ザ光を反射させる側の面に誘電体多層膜を形成することにより構成されている。Ｒ光用第
１反射ミラー１２Ｒに形成された誘電体多層膜は、Ｒ光とは異なる他の色光と比較して、
Ｒ光用第１反射ミラー１２Ｒへ入射するＲ光を高い反射率で反射するように構成されてい
る。Ｇ光用第１反射ミラー１２Ｇは、Ｇ光とは異なる他の色光と比較して、Ｇ光用第１反
射ミラー１２Ｇへ入射するＧ光を高い反射率で反射するように構成されている。Ｂ光用第
１反射ミラー１２Ｂは、Ｂ光とは異なる他の色光と比較して、Ｂ光用第１反射ミラー１２
Ｂへ入射するＢ光を高い反射率で反射するように構成されている。

誘電体多層膜は、高い屈折率の層と低い屈折率の層とを交互に積み重ねて構成されてい
る。特定の波長の略４分の１の光学的厚みで形成された高屈折率層と低屈折率層とを重ね
合わせた構成により、かかる特定波長の光を最大の反射率で反射させることが可能となる
。高反射率となる光の波長領域を広げるには、厚みが異なる複数の層を重ねるほか、厚み
を連続的に変化させた層を設けることが考えられる。但し、Ｒ、Ｇ、Ｂをいずれも含む波
長領域について１つの誘電体多層膜で反射させる構成とする場合、図３に示すように反射
率にむらを生じ易くなる。このため、互いに異なる波長領域を有する複数の光に対して９
９％程度の高い反射率を実現することは極めて困難である。

図４は、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに用いられる誘電体多層膜の反射特
性を説明するものである。ここでは、Ｇ光用第１反射ミラー１２Ｇに用いられる誘電体多
層膜を代表例として、反射率と波長との関係を示す。誘電体多層膜は、１つの色光を含む
狭い波長領域の光については、比較的容易に高い反射率を実現することが可能である。例
えば、Ｇ光用光源部１１ＧからのＧ光の波長が５２７ｎｍであるとすると、Ｇ光用第１反
射ミラー１２Ｇに設けられる誘電体多層膜は、５２７ｎｍを中心とする狭い波長領域につ
いて１００％近い反射率となるように形成される。Ｒ光用第１反射ミラー１２Ｒについて
もＲ光、Ｂ光第１反射ミラー１２ＢについてもＢ光について、それぞれ１００％近い反射
率となるように形成される。

色ごとに第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを設ける構成とすることで、高い反射
率を実現可能な波長領域のレーザ光のみを各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂへ入
射させることを可能とし、第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂへ吸収されるレーザ光
を低減することができる。なお、図４を用いて説明した誘電体多層膜の反射特性は、誘電
体多層膜へのレーザ光の入射角度に応じて変化することが考えられる。このため、単一波
長のレーザ光を用いる場合であっても、高い反射率となる波長領域にある程度の幅を持た
せることが望ましい。これにより、レーザ光の入射角度が第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ
、１２Ｂの振動により変化する場合でも、高い反射率を維持することができる。

本発明では、小型な第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂへレーザ光を集中させても
、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂへ吸収されるレーザ光を低減することで、第
１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂへの熱の蓄積を低減することができる。第１反射ミ
ラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂへの熱の蓄積を低減することで、高い出力のレーザ光に対し
て第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの変形、焼損等による劣化を低減することがで
きる。

各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに誘電体多層膜を用いるのに対して、第２反
射ミラー１４は、例えば、平行平板である基板のうちレーザ光を反射させる面にアルミニ
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。第２反射ミラー１４へは、第１
反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂによる走査により、強度が分散されたレーザ光が入射
する。大型な第２反射ミラー１４では、ビーム光を十分分散させることも可能である。こ
のため、第２反射ミラー１４は、互いに異なる色のレーザ光を金属薄膜にて反射させる構
成としても、劣化を低減することが可能である。

以上のように、画像表示装置１０は、第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、及び第
２反射ミラー１４の劣化を低減することにより、高い信頼性を得ることができる。また、
各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂに対応させて第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１
２Ｂを配置するため、単独の反射ミラーにより各レーザ光を走査させる場合と比較して、
光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを高い自由度で配置することができる。構成の自由度を向
上させることで、容易に小型化に適した構成にできる。これにより、小型かつ高い信頼性
の構成により画像を表示することができるという効果を奏する。

図５は、本実施例の変形例１に係る光走査装置５０について説明するものである。光走
査装置５０は、上記の画像表示装置１０に適用することができる。Ｒ光用走査部５４Ｒは
、Ｒ光用光源部１１ＲからのＲ光を走査させる。Ｇ光用走査部５４Ｇは、Ｇ光用光源部１
１ＧからのＧ光を走査させる。Ｂ光用走査部５４Ｂは、Ｂ光用光源部１１ＢからのＢ光を
走査させる。各走査部５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂは、反射ミラー５２と、反射ミラー５２の
周囲に設けられた外枠部５３とを有する、いわゆる二重ジンバル構造をなしている。

反射ミラー５２は、反射ミラー５２及び外枠部５３の間の回転軸により、レーザ光をＸ
方向へ走査させるように回動する。外枠部５３は、反射ミラー５２とともに、レーザ光を
Ｙ方向へ走査させるように回動する。かかる構成により、反射ミラー５２は、レーザ光を
Ｘ方向及びＹ方向へ走査させる。１つの反射ミラー５２で２方向へのレーザ光の走査を行
う構成とすることで、１方向へレーザ光を走査させる反射ミラーを組み合わせて用いる場
合より部品点数を少なくし、より小型な構成とすることができる。

反射ミラー５２には、誘電体多層膜が設けられている。Ｒ光用走査部５４Ｒの反射ミラ
ー５２に設けられた誘電体多層膜は、Ｒ光以外の他の色光と比較して、Ｒ光を高い反射率
で反射するように形成されている。Ｇ光用走査部５４Ｇの反射ミラー５２に設けられた誘
電体多層膜は、Ｇ光以外の他の色光と比較して、Ｇ光を高い反射率で反射するように形成
されている。Ｂ光用走査部５４Ｂの反射ミラー５２に設けられた誘電体多層膜は、Ｂ光以
外の他の色光と比較して、Ｂ光を高い反射率で反射するように形成されている。本変形例
においても、小型かつ高い信頼性の構成によりレーザ光を走査させることができる。

図６は、本実施例の変形例２に係る光走査装置６０について説明するものである。光走
査装置６０は、上記の画像表示装置１０に適用することができる。光走査装置６０は、各
第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光が入射する位置に設けられたポリ
ゴンミラー６４を有する。ポリゴンミラー６４は、回転軸６６を中心として複数のミラー
片６５を回転させることにより、各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ
光をＹ方向へ走査させる。各第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、及びポリゴンミラ
ー６４は、各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからのレーザ光を走査させる走査部で
ある。ポリゴンミラー６４は、Ｙ方向についてレーザ光を一つの向き、例えば下方向のみ
に走査させるフライバック走査を繰り返す。

ポリゴンミラー６４は、複数のミラー片６５のうち、スクリーン１８側へ向けられた１
つのミラー片６５を用いて各色光を走査させる。かかる構成の場合、スクリーン１８側へ
向けられた１つのミラー片６５への各色光の入射角度を調整することにより、被照射面Ｓ
にて各色光が走査するように容易に調整することができる。ミラー片６５では、各第１反
射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂによる走査により、強度が分散されたレーザ光が入射す
る。このため、ポリゴンミラー６４は、互いに異なる色のレーザ光を１つのミラー片６５
へ同時に入射させる構成としても、劣化を低減することが可能である。本変形例において
も、小型かつ高い信頼性の構成によりレーザ光を走査させることができる。

光走査装置は、ポリゴンミラー６４のうち特定の側へ向けられた１つのミラー片６５を
用いて各色光を走査させる構成に限られない。例えば、図７に示す光走査装置７０のよう
に、ポリゴンミラー６４のうちスクリーン１８側へ向けられた２つのミラー片６５を用い
て各色光を走査させても良い。光走査装置７０は、Ｒ光用第１ミラー１２ＲからのＲ光、
及びＧ光用第１ミラー１２ＧからのＧ光を、１つのミラー片６５へ入射させる。Ｂ光用第
１ミラー１２ＢからのＢ光は、Ｒ光及びＧ光を入射させるミラー片６５に隣接するミラー
片６５へ入射させる。これにより、Ｂ光用光源部１１Ｂ及びＢ光用第１反射ミラー１２Ｂ
は、他の光源部１１Ｒ、１１Ｇ、及び他の第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇとは離れた位置
に配置される。さらに、３つのミラー片６５を用いて各色光を走査させても良い。この場
合、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ異なるミラー片６５へ入射させる構成とする。

２以上のミラー片６５へレーザ光を入射させる構成とすることで、光源部１１Ｒ、１１
Ｇ、１１Ｂ及び第１反射ミラー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを、色光ごとに切り離して配置す
ることが可能となる。これにより、構成の自由度をさらに向上させ、さらに小型化に適し
た構成とすることができる。また、２以上のミラー片６５にてレーザ光を十分分散させる
ことを可能とし、ポリゴンミラー６４の劣化をさらに低減することも可能である。なお、
スクリーン１８側へ向けられたミラー片６５へレーザ光を入射させる構成に限られず、ス
クリーン１８の方向以外の方向へ向けられたミラー片６５へレーザ光を入射させる構成と
しても良い。

上記の各光走査装置は、各色について１本のレーザ光を走査させる構成に限られない。
例えば、同色かつ複数のレーザ光を走査させる構成とすることもできる。同色かつ複数の
レーザ光を走査させることで、各色光の光量を増加させることができる。例えば、各色光
用光源部として、図８に示すように、５つの発光部８２から同色かつ５つのレーザ光を供
給するアレイ光源部８１を用いることができる。同色とは、同一又は近似する波長領域を
有することをいうものとする。アレイ光源部８１としては、例えば面発光型半導体レーザ
を用いることができる。

アレイ光源部８１は、５つのレーザ光を略平行に進行させる。アレイ光源部８１からの
５つのレーザ光は、凸レンズ８３による収束作用、及び凹レンズ８４による拡散作用によ
り、間隔が狭められる。このようにして、同色かつ複数のレーザ光を小型な反射ミラーへ
入射させる構成とすることができる。なお、同色かつ複数のレーザ光について間隔を狭め
る構成に限られず、例えば、反射ミラーにて集光させる構成としても良い。また、複数の
レーザ光の合成には凸レンズ８３及び凹レンズ８４を用いる場合に限られず、他のレンズ
系を用いることとしても良い。また、反射ミラーへ入射させることが可能である程度にま
で複数のレーザ光の間隔を小さくできる場合、凸レンズ８３及び凹レンズ８４を省略して
も良い。さらに、アレイ光源部８１としては、同色のレーザ光を供給する複数の端面発光
型半導体レーザを用いても良い。

本発明では、反射ミラーにより、互いに同色であるレーザ光を高い反射率で反射するこ
とが可能であるから、反射ミラーへ入射させるビーム光の光量を増加させても、反射ミラ
ーの劣化を低減し、高い信頼性を維持できる。また、本発明では各色光用光源部１１Ｒ、
１１Ｇ、１１Ｂを高い自由度で配置することが可能であるから、大型なアレイ光源部８１
を用いる場合であっても、容易に小型化を図ることができる。

また、各色光に対応して設けられる反射ミラーは、誘電体多層膜を用いる構成に限られ
ない。反射ミラーは、金属層と増反射膜とを用いる構成としても良い。図９に断面構成を
示す反射ミラー９２は、基板９３、金属層９４、及び増反射膜９５を順次積層させて構成
されている。金属層９４は、平行平板である基板９３のうちレーザ光を反射させる側の面
に形成されている。金属層９４は、光源部からのレーザ光を反射する。増反射膜９５は、
金属層９４の、レーザ光を反射する側に設けられている。

金属層９４は、ネオジウム銀、銀、金、アルミニウム等高反射性の金属部材のいずれか
を用いて構成することができる。増反射膜９５は、強固かつ高い安定性の透明部材、例え
ば、Ｓｉ₂Ｏ₃を用いて構成することができる。増反射膜９５は、反射ミラー９２へ入射さ
せるレーザ光の波長の略４分の１の光学的厚みで形成することができる。この場合、増反
射膜９５及び空気の界面で反射した光Ｌ１と、増反射膜９５及び金属層９４の界面で反射
した光Ｌ２とを同位相とし、高い反射率でレーザ光を反射することが可能となる。

図１０は、金属層９４のみを用いる場合の反射特性Ｒ１と、金属層９４及び増反射膜９
５を用いる場合の反射特性Ｒ２とを示す。金属層９４を用いる場合、比較的広い波長領域
の光について、９０数％程度の反射率とすることが可能である。これに対して、金属層９
４に増反射膜９５を積層させることにより、１つの色光を含む狭い波長領域の光について
、９７％程度の高い反射率を実現することが可能となる。

このように、反射ミラー９２で反射するレーザ光の波長領域に対応する膜厚で増反射膜
９５を形成することで、反射ミラー９２へ入射する色光を高い反射率で反射可能な構成と
することができる。よって、金属層９４及び増反射膜９５を用いる場合も、高い信頼性を
得ることが可能となる。さらに、増反射膜９５は、金属層９４を保護する保護層として機
能させることもできる。増反射膜９５を設けることで、金属層９４の腐食や傷の付着を防
ぎ、反射ミラー９２の劣化を低減することができる。これにより、さらに高い信頼性を得
ることもできる。

図１１は、本発明の実施例２に係る画像表示装置１１０の概略構成を示す。画像表示装
置１１０は、観察者側に設けられたスクリーン１１５にレーザ光を供給し、スクリーン１
１５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
。光走査装置２０からのレーザ光は、出射窓１１１を透過した後、スクリーン１１５に入
射する。本実施例の場合も、上記実施例１と同様に、小型かつ高い信頼性の構成により画
像を表示することができる。

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。

以上のように、本発明に係る光走査装置は、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画像表示装置に用いる場合に適している。

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。 各色光用光源部からのレーザ光の走査について説明する図。 誘電体多層膜の反射率と波長との関係について説明する図。 第１反射ミラーに用いられる誘電体多層膜の反射特性を説明する図。 実施例１の変形例１に係る光走査装置について説明する図。 実施例１の変形例２に係る光走査装置について説明する図。 ２つのミラー片を用いて各色光を走査させる構成について説明する図。 同色かつ複数のレーザ光を反射ミラーへ入射させるための構成を示す図。 金属層及び増反射膜を備える反射ミラーの断面構成を示す図。 反射特性について説明する図。 本発明の実施例２に係る画像表示装置の概略構成を示す図。

符号の説明

１０ 画像表示装置、１１Ｒ Ｒ光用光源部、１１Ｇ Ｇ光用光源部、１１Ｂ Ｂ光用
光源部、１２Ｒ Ｒ光用第１反射ミラー、１２Ｇ Ｇ光用第１反射ミラー、１２Ｂ Ｂ光
用第１反射ミラー、１４ 第２反射ミラー、１５ 反射部、１７ 筐体、１８ スクリー
ン、２０ 光走査装置、Ｓ 被照射面、５０ 光走査装置、５２ 反射ミラー、５３ 外
枠部、５４Ｒ Ｒ光用走査部、５４Ｇ Ｇ光用走査部、５４Ｂ Ｂ光用走査部、６０ 光
走査装置、６４ ポリゴンミラー、６５ ミラー片、６６ 回転軸、７０ 光走査装置、
８１ アレイ光源部、８２ 発光部、８３ 凸レンズ、８４ 凹レンズ、９２ 反射ミラ
ー、９３ 基板、９４ 金属層、９５ 増反射膜、１１０ 画像表示装置、１１１ 出射
窓、１１５ スクリーン

Claims (13)

1. 互いに異なる色の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、
   前記走査部は、色ごとに設けられた反射ミラーを備え、
   前記反射ミラーは、前記反射ミラーへ入射する前記ビーム光の色とは異なる他の色のビーム光と比較して、前記反射ミラーへ入射する前記ビーム光を高い反射率で反射することを特徴とする光走査装置。
2. 前記反射ミラーは、誘電体多層膜を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記反射ミラーは、
   前記光源部からの前記ビーム光を反射する金属層と、
   前記金属層の、前記ビーム光を反射する側に設けられ、前記反射ミラーで反射する前記ビーム光の波長領域に対応する膜厚で形成された増反射膜と、を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置であって、
   前記光源部は、同色の光を供給する複数の発光部から構成され、
   前記ビーム光は、前記同色の光を供給する複数の発光部からの光を収束または集光したものであることを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置であって、
   前記反射ミラーは前記光源部からの前記ビーム光を第１の方向へ走査させ、
   前記走査部は、前記反射ミラーからの前記ビーム光を、前記第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる第２反射ミラーをさらに有することを特徴とする光走査装置。
6. 前記反射ミラーは、前記第２反射ミラーより多く設けられることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
7. 前記第２反射ミラーは、前記反射ミラーより大型であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光走査装置。
8. 前記反射ミラーは、前記ビーム光を第１の方向、及び前記第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
9. 前記走査部は、ポリゴンミラーを有し、
   前記反射ミラーは、前記光源部からの前記ビーム光を第１の方向へ走査させ、
   前記ポリゴンミラーは、前記反射ミラーからの前記ビーム光を前記第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
10. 前記ポリゴンミラーは、複数のミラー片を回転させ、複数の前記ミラー片のうち特定の側へ向けられた１つのミラー片を用いて複数の前記ビーム光を走査させることを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
11. 前記ポリゴンミラーは、複数のミラー片を回転させ、複数の前記ミラー片のうち特定の側へ向けられた２以上のミラー片を用いて複数の前記ビーム光を走査させることを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
12. 前記走査部は、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１〜１１のいずれか一項に記載の光走査装置。
13. 画像信号に応じて変調されたビーム光を、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光走査装置を用いて走査させることにより画像を表示することを特徴とする画像表示装置。

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