光学デバイス
【課題】有害光の影響を低減するように配置されたフォトダイオードを提供する。
【解決手段】光ビームを生成する複数の光源３ａ、３ｂ、３ｃと、複数の光源からの光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するビームコンバイナ７と、重合せ光ビームを受けて一次光ビームと二次光ビームとに分割するビームスプリッタであり、二次光ビームの１つ又は複数の特性が一次光ビームの１つ又は複数の特性を示し、一次光ビームが通る第１の面１７と、二次光ビームが通る第２の面１９とを備える、ビームスプリッタ１１と、ビームスプリッタの第１の面により放出される一次光ビームを反射し、一次光ビームを走査することができる、ミラー構成要素２１と、二次光ビームの特性を検出するフォトダイオードとを備え、フォトダイオードは、第１又は第２の面と非平行とされ、ミラーに向けられる有害光の量を低減する。
【解決手段】光ビームを生成する複数の光源３ａ、３ｂ、３ｃと、複数の光源からの光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するビームコンバイナ７と、重合せ光ビームを受けて一次光ビームと二次光ビームとに分割するビームスプリッタであり、二次光ビームの１つ又は複数の特性が一次光ビームの１つ又は複数の特性を示し、一次光ビームが通る第１の面１７と、二次光ビームが通る第２の面１９とを備える、ビームスプリッタ１１と、ビームスプリッタの第１の面により放出される一次光ビームを反射し、一次光ビームを走査することができる、ミラー構成要素２１と、二次光ビームの特性を検出するフォトダイオードとを備え、フォトダイオードは、第１又は第２の面と非平行とされ、ミラーに向けられる有害光の量を低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は光学デバイスに関し、特に、限定的ではないが、有害光（ｐｒａｓｉｔｉｃ ｌｉｇｈｔ）の影響を低減するように配置されたフォトダイオードを備える光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]投影デバイスによって投影される光を制御することは極めて重要である。かかる制御は、投影画像のカラーバランスが環境及びシステムの温度ドリフトによって影響されないことを保証し、並びに明瞭で鮮鋭な画像が投影デバイスによって投影されることを保証するために必要である。
【０００３】
[0003]投影デバイスよって投影された光を直接測定するように構成された光センサは投影された光を遮り、そのため、投影された画像の品質を損なうことになるので、投影デバイスによって投影される光の直接測定は一般に行われない。したがって、一般に、光センサは、光が投影される前に投影デバイス内で光を測定するように投影デバイス内にて位置決め配置される。光センサによって測定される光の特性は投影デバイスによって投影される光の特性と同じであると仮定され、事前に定めた特性を有する光を投影するための投影デバイスの制御は光センサによって測定された光に基づいて行われる。しかし、既存の投影デバイスでは、光が光センサによって感知された後、光は投影される前に１つ又は複数のさらなる光学要素を通過する。光がこれらのさらなる光学要素を通過するとき光損失が生じ、したがって、光センサによって測定された光の特性は投影デバイスによって投影される光の特性とは非常に異なることになる。したがって、事前に定めた特性を有する光を投影するための投影デバイスを正確に制御することができない。
【０００４】
[0004]投影デバイス内の光センサなどの光学要素は有害な光を生成することになる。投影デバイス内の光学要素の配置は、投影デバイスによる有害な投影を最小にするために極めて重要である。投影デバイスによって投影された有害光は投影された画像の品質を損なうことがある。既存の投影デバイスでは、光センサなどの光学要素は有害光の投影を最小限にするように最適には配置されていない。
【０００５】
[0005]さらに、例えば、投影デバイスが移動電話又はカメラに組み込まれることになる場合、投影デバイスのサイズを最小限にすることは極めて重要である。小さい投影デバイスでは、一般に、光を投影するのにＭＥＭＳマイクロミラーデバイスが使用される。既存の投影デバイスでは、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスはパッケージに収容される。しかし、パッケージは、ＭＥＭＳマイクロミラーを受け入れるのに少なくとも十分な大きさでなければならないので投影デバイスのサイズを増加させるという問題がある。そのようなパッケージを有する投影デバイスはいくつかの用途では大きすぎる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]本発明の目的は、上述の問題点の少なくともいくつかを除去又は緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]本発明によれば、それぞれが光ビームを生成するように動作可能である複数の光源と、複数の光源からの光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するように動作可能である少なくとも１つのビームコンバイナと、重合せ光ビームを受け、重合せ光ビームを一次光ビームと二次光ビームとに分割するように配置されるビームスプリッタであり、二次光ビームの１つ又は複数の特性が一次光ビームの１つ又は複数の特性を示し、ビームスプリッタから放出される一次光ビームが通る第１の面と、ビームスプリッタから放出される二次光ビームが通る第２の面とを備える、ビームスプリッタと、ミラーを備えるミラー構成要素であり、ミラーがビームスプリッタの第１の面により放出又は反射される一次光ビームを反射することができるように配置され、ミラーが少なくとも１つの揺動軸を中心にして揺動して一次光ビームを走査することができる、ミラー構成要素とを備える光学デバイスが提供される。この光学デバイスは、二次光ビームを受け、二次光ビームの１つ又は複数の特性を検出するように構成されるフォトダイオードをさらに備え、フォトダイオードは、ビームスプリッタの第１の面又は第２の面の少なくとも一方に対して平行な状態からずらされ、ミラーに向けられる有害光の量を低減するように構成される。
【０００８】
[0008]光学デバイスは電荷結合素子（ＣＣＤ）、例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ、フォトダイオードアレイ、又は単一のフォトダイオードを含むことができる。
【０００９】
[0009]任意選択的であるが、半反射又は半透過要素を、ビームスプリッタの代わりに、又はそれに加えて備えることができる。
【００１０】
[0010]一般に、ミラーで反射される一次光ビームは、画像を表示スクリーン上に投影するのに使用される。
【００１１】
[0011]ビームスプリッタの第１の面又は第２の面の少なくとも一方に対して平行な状態からずらされるようにフォトダイオードを配置することによって、フォトダイオードで生成された有害光はビームスプリッタから離れる方向に向けられることになり、その結果、有害光はビームスプリッタによってミラーに送出されないことになる。ビームスプリッタに到達するいかなる有害光もミラーの方向から離れる方向に偏向されることになる。したがって、フォトダイオードで生成された有害光はミラーによって受光されないことになる。一般に、一次光ビームは、ミラーで反射及び走査されると、画像を描き、したがって、一般に、ミラーは画像を表示スクリーン上に投影する。ミラーは有害光をほとんど受光しないことになるので、投影される画像の品質は改善されることになる。
【００１２】
[0012]二次光ビームの１つ又は複数の特性は一次光ビームの１つ又は複数の特性を示すので、二次光ビームの検出された１つ又は複数の特性を使用して、走査のためにミラーに供給される一次光ビームの特性をモニタすることができる。
【００１３】
[0013]１つ又は複数の特性は、光強度、光波長、光変調速度、光ビーム位置合わせ（１つ又は複数の光ビーム間の）、フォトダイオード表面での光ビームサイズ／形状、スペックルレベル、レーザモード、レーザ発散、非点収差、レーザビーム均一性、レーザ経年変化のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００１４】
[0014]ミラー構成要素は、好ましくは、ＭＥＭＳミラーデバイスである。ＭＥＭＳミラーデバイスは光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）を含むデバイスである。光学ＭＥＭＳは、時間とともに光を移動及び偏向させるように構成された円柱、長方形、正方形マイクロミラーを備えることができる。マイクロミラーは、通常、ねじりアームによって固定部分に接続され、１つ又は２つの軸に沿って傾斜や揺動することができる。静電気、熱、電気磁気、又は圧電を含む様々な作動原理を使用することができる。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスは既知であり、マイクロミラーの面積は約数ｍｍ２である。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスは、２つの揺動軸に沿って揺動して水平及び垂直の両方に沿って光を走査するように構成される単一のマイクロミラーを備えることができる。代替として、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスは、第１の揺動軸に沿って揺動して水平に沿って光を走査するように構成される第１のＭＥＭＳマイクロミラーと、第２の揺動軸に沿って揺動して垂直に沿って光を走査するように構成される第２のＭＥＭＳマイクロミラーとを備えることができる。好ましくは、第１及び第２のＭＥＭＳマイクロミラーは、揺動軸が直交するように正確に位置づけられることになる。
【００１５】
[0015]重合せ光ビームは、さらに、第１の面によりビームスプリッタに受け取られ得る。
【００１６】
[0016]１つ又は複数の光源は１つ又は複数のレーザを備えることができる。
【００１７】
[0017]フォトダイオードは、ビームスプリッタの第１の面及び第２の面の両方に対して平行な状態からずらされるようにさらに構成することができる。
【００１８】
[0018]ビームスプリッタの第１の面は反射防止膜をさらに含むことができる。ビームスプリッタの第２の面は反射防止膜をさらに含むことができる。反射防止膜は、ＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｙ、ＭｇＯ、ＭｇＦｘ、ＴｉｘＯｙなどの誘電体材料又は金属酸化物の単層又は多層を含むことができる。
【００１９】
[0019]光学デバイスは、一次光ビームの１つ又は複数の特性を示す二次光ビームの１つ又は複数の特性に関連するデータを受信し、一次光ビームの１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性に維持されるように複数の光源の各々を制御するようにフォトダイオードと動作可能に連通するコントローラをさらに備えることができる。
【００２０】
[0020]光学デバイスは、二次光ビームが入射するフォトダイオード上の位置を検出するための検出手段をさらに備えることができる。これにより、光源（例えば、レーザ）の位置合わせ不良を検出できることになる。例えば、二次光ビームが、フォトダイオードの事前に定めた区域の外側であるフォトダイオード上の位置で検出される場合、光源のうちの１つ又は複数が位置合わせ不良であることを確認することができる。これは製造段階において特に有用であり、この段階において、ミラー構成要素を光学デバイスに組み込む前に、必要に応じて光源が位置合わせされているかどうかを検出するために検出手段を使用して試験を行うことができる。光源が正確に位置合わせされている（例えば、二次光ビームが入射されているフォトダイオード上の位置を検出するための検出手段が、事前に定めた区域の内側であるフォトダイオード上の位置に二次光ビームが入射していることを検出する）場合、光学デバイスはミラー構成要素を組み込むことによって完了することができる。しかし、多くの場合、例えば、製造欠陥又は取り扱い誤りのために、光源は正確に位置合わせされないことになる。位置合わせ不良の光源をもつ光学デバイスは適切に機能することができず、欠陥のある光学デバイスは処分されなければならない。光源が位置合わせされていないことを検出手段が示す（例えば、二次光ビームが入射されているフォトダイオード上の位置を検出するための検出手段が、事前に定めた区域の外側であるフォトダイオード上の位置に二次光ビームが入射していることを検出する）場合、ミラー構成要素が光学デバイスに組み込まれる前に光学デバイスを処分することができる。したがって、検出手段は、光源が正確に位置合わせされている光学デバイスにのみミラー構成要素を組み込むことができるようにする。
【００２１】
[0021]光学デバイスは、ビームスプリッタがミラーと直接に光連通するように構成することができる。この場合、ビームスプリッタとミラーとの間に挿入される光学要素はなく、ミラーはいかなるさらなる光学要素も通過する必要なしにビームスプリッタから直接に一次光ビームを受光することができるので、一次光ビームがビームスプリッタからミラーまで通るとき光学損失がほとんど又はまったくないことになる。その結果、ビームスプリッタにおける一次光ビームの特性と、最終的にミラーに到達する一次光ビームの特性との間に差がほとんど又はまったくないことになる。したがって、ビームスプリッタにおいてフォトダイオードによって取得される二次光ビームの特性の測定値は、ミラーで受け取られる一次光ビームの特性を正確に示すことになる。したがって、ミラーに到達する一次光ビームのより正確な制御を実施することができ、その結果、ミラーで反射及び走査される一次光ビームのより正確な制御を達成することができる。ミラーで反射及び走査される一次光ビームを使用して画像を表示スクリーン上に投影する場合、本発明によって提供される、ミラーに到達する一次光ビームの改善された一層正確な制御により、投影画像の特性の制御を改善することができる。
【００２２】
[0022]したがって、光学デバイスは、ミラーで反射された一次光ビームが通過することができるウィンドウ（窓部）を有するパッケージをさらに備えることができ、光学デバイスは、ビームスプリッタからの一次光ビームを受け、一次ビームをミラーに反射するように配置される反射面をさらに備え、反射面はウィンドウと一体化するように構成される。ウィンドウへの反射面の一体化はよりコンパクトな光学デバイスを可能にする。
【００２３】
[0023]ビームコンバイナ、ビームスプリッタ、及びミラーは、ミラーで反射された一次光ビームのスペックルを低減させるために、ミラーで反射された一次光ビームが重合せ光ビームを通過するように配置することができる。重合せ光ビームはビームコンバイナからビームスプリッタまで通ることができる。ミラーで反射された一次光ビームの重合せ光ビームとの相互作用は、ミラーで反射された一次光ビームのスペックルを低減させる、すなわち、アンチスペックル効果を与える。スペックルの低減により、より鮮鋭な画像を光学デバイスによって表示スクリーン上に投影することができる。
【００２４】
[0024]光学デバイスは、ミラーで反射された一次光ビームが通過することができるウィンドウをさらに備えることができ、ウィンドウは、それを通過する一次光ビームの光学特性を調整するように構成される。ウィンドウは、それを通過する一次光ビームを集束するように構成することができる。ウィンドウは、それを通過する一次光ビームを発散させるように構成することができる。ウィンドウは、それを通過する一次光ビームの方向を偏向するように構成することができる。例えば、ウィンドウは、一次光ビームが水平基準に対して４５°の角度で投影されるように、水平基準に沿って進む一次光ビームを偏向するように構成することができる。
【００２５】
[0025]光学デバイスはパッケージをさらに備えることができ、ミラー構成要素はパッケージの表面の少なくとも一部を画定する。パッケージは少なくとも複数の光源、ビームコンバイナ、ビームスプリッタ、及びフォトダイオードを収容することができる。
【００２６】
[0026]ミラー構成要素はパッケージの上面及び下面の少なくとも一部を画定することができる。したがって、パッケージがミラー構成要素の上面及び下面を越えて延びる必要がないので、パッケージの全厚を低減することができる。
【００２７】
[0027]ミラー構成要素はパッケージの４つの面の少なくとも一部を画定することができる。例えば、ミラー構成要素はパッケージの上面、下面、第１の側面、及び第２の側面の少なくとも一部を画定することができる。
【００２８】
[0028]光学デバイスは、光源、フォトダイオード、及びミラー構成要素の各々を電気的に接続するように構成される単一の導電性部材を備えることができる。単一の導電性部材は可撓性材料を含むことができる。単一の導電性部材はモノフレックス回路を含むことができる。
【００２９】
[0029]本発明のさらなる態様によれば、特許請求の範囲のいずれか一項に記載の光学デバイスを備える投影デバイスが提供される。
【００３０】
[0030]本発明のさらなる態様によれば、複数の光源のそれぞれが光ビームを生成するように複数の光源を動作させるステップと、光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するステップと、ビームスプリッタを使用して重合せ光ビームを一次光ビームと二次光ビームとに分割するステップであり、二次光ビームの特性が一次光ビームの特性を示し、ビームスプリッタは、ビームスプリッタから放出される一次光ビームが通る第１の面と、放出される二次光ビームが通る第２の面とを備える、ステップと、ビームスプリッタの第１の面又は第２の面の少なくとも一方に対して平行な状態からずらされるように構成されるフォトダイオードで二次光ビームを受けるステップと、フォトダイオードを使用して二次光ビームの１つ又は複数の特性を検出するステップと、二次光ビームの検出された１つ又は複数の特性を処理して一次光ビームの特性を決定するステップと、一次光ビームを走査して画像を表示スクリーン上に投影するステップとを含む画像を投影する方法が提供される。
【００３１】
[0031]光学デバイスは電荷結合素子（ＣＣＤ）、例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ、フォトダイオードアレイ、又は単一のフォトダイオードを含むことができる。
【００３２】
[0032]オプションとして、半反射又は半透過要素をビームスプリッタの代わりに備えることができる。
【００３３】
[0033]この方法は、一次光ビームの１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性と一致するように複数の光源のうちの１つ又は複数を調整するステップをさらに含むことができる。
【００３４】
[0034]本発明のさらなる態様によれば、光を反射し、１つ又は複数の揺動軸のまわりで揺動して反射光を走査することができるミラーと、複数の光学要素であり、ミラーが光を反射し、１つ又は複数の揺動軸を中心にして揺動して反射光を走査できるようにミラーに光を生成することができるように配置される、複数の光学要素とを備える光学デバイスが提供される。この光学デバイスは、ミラーと直接的な光連通状態にある光学要素と光連通するフォトダイオードをさらに備え、その結果、フォトダイオードは、前記光学要素によってミラーに送られる光の１つ又は複数の特性を検出することができる。
【００３５】
[0035]光はミラーに到達する前にいかなるさらなる光学要素とも相互作用しないので、ミラーと直接に光連通する光学要素からミラーに光が進行するとき、光学損失がまったくないか、又は少なくとも極めて少ない。その結果、ミラーと直接に光連通する光学要素において測定された光の特性は、ミラーに到達する光の特性と同じ又は少なくともほとんど同じであることになる。したがって、ミラーと直接的な光連通状態にある光学要素と光連通するフォトダイオードを備えることによって、ミラーで反射及び走査される光の特性を正確に測定することができる。したがって、ミラーで反射及び走査された光はより正確に制御することができる。ミラーを使用して画像を投影する場合、本発明は、ミラーによって投影される光のより正確な特性決定を達成することができるので投影画像の特性の制御を改善することができる。
【００３６】
[0036]本発明のさらなる態様によれば、１つ又は複数の光学要素を収容するのに好適なパッケージモジュールが提供され、パッケージモジュールはミラー構成要素と協同してパッケージを形成することができるように構成され、ミラー構成要素はパッケージの表面の少なくとも一部を画定する。
【００３７】
[0037]本発明のさらなる態様によれば、１つ又は複数の光学要素を収容するパッケージを備える光学デバイスが提供され、光学デバイスはミラー構成要素を備え、ミラー構成要素はパッケージの表面の少なくとも一部を画定するように構成される。
【００３８】
[0038]上述の態様の各々において、ミラー構成要素はパッケージの上面及び下面の少なくとも一部を画定することができる。
【００３９】
[0039]上述の態様の各々において、ミラー構成要素はパッケージの４つの面の少なくとも一部を画定することができる。例えば、ミラー構成要素はパッケージの上面、下面、第１の側面、及び第２の側面の少なくとも一部を画定することができる。
【００４０】
[0040]上述の態様／実施形態の各々において、ミラー構成要素は、好ましくは、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスである。
【００４１】
[0041]複数の光源はレーザを備えることができる。
【００４２】
[0042]本発明は、例示としてのみ与えられ、図で示される実施形態の説明を用いて一層よく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態による光学デバイスの上面図である。
【図２ａ】図１に示された光学デバイス１におけるビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の様々な想定し得る構成の一つを示す側面図である。
【図２ｂ】図１に示された光学デバイス１におけるビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の様々な想定し得る構成の一つを示す側面図である。
【図２ｃ】図１に示された光学デバイス１におけるビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の様々な想定し得る構成の一つを示す側面図である。
【図３】図１のデバイスで使用される単一の導電性部材の斜視図である。
【図４ａ】図１のデバイスで使用することができるウィンドウの斜視図である。
【図４ｂ】図１のデバイスで使用することができるウィンドウの斜視図である。
【図４ｃ】図１のデバイスで使用することができるウィンドウの斜視図である。
【図４ｄ】図１のデバイスで使用することができるウィンドウの斜視図である。
【図４ｅ】プリズムの側面図である。
【図４ｆ】プリズムの側面図である。
【図４ｇ】ウィンドウに加えて又は代替として備えることができる反射板の側面図である。
【図５】本発明のさらなる実施形態による光学デバイスの上面図である。
【図６ａ】本発明による光学デバイスのパッケージの上面図である。
【図６ｂ】本発明による光学デバイスのパッケージの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
[0043]図１は、本発明の一実施形態による光学デバイスの上面図である。
【００４５】
[0044]光学デバイス１は、それぞれが光ビーム５ａ、５ｂ、５ｃを放出するように動作可能である３つの光源３ａ、３ｂ、３ｃを備える。好ましくは、光源３ａ、３ｂ、３ｃはレーザの形態である。この特定の例では、光源３ａは赤色光ビーム５ａを放出し、光源３ｂは緑色光ビーム５ｂを放出し、光源３ｃは青色光ビームを５ｃ放出する。本発明はこの特定の色配列を有することに限定されず、光源３ａ、３ｂ、３ｃは任意の他の色配列を有することができ、例えば、光源３ａは緑色光ビームを放出することができ、光源３ｂは青色光ビームを放出することができ、光源３ｃは赤色光ビームを放出することができることを理解されたい。
【００４６】
[0045]放出された光ビーム５ａ、５ｂ、５ｃは、これらの光ビームを重ね合わせて重合せ光ビーム９を生成するビームコンバイナ７に向けられる。ビームコンバイナは、任意選択的ではあるが、単一部品で設定することができ、また、例えばビームコンバイナ７は図１に示された光学デバイス１の場合のように３つの半反射ウィンドウ７ａ、７ｂ、７ｃで設定することができるよう、複数の部品で設定することができる。
【００４７】
[0046]光学デバイス１はビームスプリッタ１１をさらに備える。ビームスプリッタ１１は、重合せ光ビーム９を受け、重合せ光ビーム９を一次光ビーム１３と二次光ビーム１５とに分割するように配置される。一次光ビーム１３が表示スクリーン上に投影される際、投影画像が表示スクリーンに現われるように、一次光ビーム１３は画像の一連の画素を画定するように構成される。二次光ビーム１５の１つ又は複数の特性は一次光ビーム１３の１つ又は複数の特性を示す。例えば、二次光ビーム１５の輝度又は強度は一次光ビーム１３の輝度又は強度に比例し、又は二次光ビーム１５の赤色、緑色及び青色の光の割合は一次光ビーム１３の赤色、緑色及び青色の光の割合と同じである。
【００４８】
[0047]ビームスプリッタ１１は第１の面１７を有し、ビームスプリッタ１１は第１の面１７を通して重合せ光ビーム９を受け、一次光ビーム１３が第１の面１７を通してビームスプリッタ１１から放出される。ビームスプリッタ１１は第２の面１９をさらに含み、二次光ビーム１５が第２の面１９を通してビームスプリッタ１１から放出される。ビームスプリッタ１１の第１の面１７及び第２の面１９はそれぞれ反射防止膜３３を有する。反射防止膜３３は、ＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｙ、ＭｇＯ、ＭｇＦｘ、ＴｉｘＯｙなどの誘電体材料又は金属酸化物の単層又は多層からなるものとすることができる。
【００４９】
[0048]光学デバイス１はＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の形態のミラー構成要素をさらに備える。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１はＭＥＭＳマイクロミラー２３を備え、ＭＥＭＳマイクロミラー２３は、ビームスプリッタ１１から受けた一次光ビーム１３を表示スクリーン２７に反射することができるように配置される。ＭＥＭＳマイクロミラー２３は、さらに、一次光ビーム１３を走査するために少なくとも１本の揺動軸を中心にして揺動することができ、特定の例では、ＭＥＭＳマイクロミラー２３は２本の直交揺動軸を中心にして揺動することができるように構成され、その結果、ＭＥＭＳマイクロミラー２３は表示スクリーン２７に沿って水平方向及び垂直方向の両方に光を走査することができる。ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射及び走査された一次光ビーム１３は表示スクリーン２７に画像２５、すなわち投影画像２５を描く。
【００５０】
[0049]光学デバイス１はフォトダイオード２９を備える。フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１からの二次光ビーム１５を受けるように構成される。フォトダイオード２９は二次光ビーム１５の１つ又は複数の特性を検出するように構成され、例えば、フォトダイオード２９は二次光ビーム１５の輝度若しくは強度及び／又は二次光ビーム１５の赤色、緑色及び青色の光の割合を検出するように構成される。二次光ビーム１５の特性は一次光ビーム１３の１つ又は複数の特性を示すか、又はそれに比例するので、二次光ビーム１５の検出された特性は、ＭＥＭＳマイクロミラー２３によって投影される一次光ビーム１３の特性をモニタするのに使用することができる。投影画像２５の光学特性は一次光ビーム１３の特性を制御することによって制御することができる。
【００５１】
[0050]フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第２の面１９に対して平行な状態からずれるように配置される。ビームスプリッタ１１の第２の面１９に対して平行な状態からずれるようにフォトダイオード２９を配置することによって、フォトダイオード２９で生成された有害光３１は、一般に、ビームスプリッタ１１から離れる方向に向けられることになり、その結果、有害光３１はビームスプリッタ１１によってＭＥＭＳマイクロミラー２３には伝えられないことになる。ビームスプリッタ１１に到達するいかなる有害光もビームスプリッタ１１によってＭＥＭＳマイクロミラー２３から離れた方向に偏向されることになる。ビームスプリッタ１１の反射防止膜３３は、有害光３１をＭＥＭＳマイクロミラー２３から離れた方向に偏向させるビームスプリッタの能力をさらに強化することになる。したがって、フォトダイオード２９で生成された有害光はＭＥＭＳマイクロミラー２３によって受光さないことになる。ＭＥＭＳマイクロミラー２３は有害光をほとんど受光されないことになるので、表示スクリーン２７上に投影される画像２５の質は改善されることになる。図１に示された特定の例では、フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第１の面１７に対して平行な状態から同様に外れるように配置される。
【００５２】
[0051]図１に示されるように、ビームコンバイナ７（この例では３つの半反射ウィンドウ７ａ、７ｂ、７ｃで定義される）、ビームスプリッタ１１、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１は、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射される一次光ビーム１３がビームコンバイナ７からビームスプリッタ１１まで通る重合せ光ビーム９を通過するように配置される。これは、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射される一次光ビーム１３のスペックルを低減する効果がある。スペックルを低減すると、より明瞭でよりシャープな投影画像２５が可能になる。
【００５３】
[0052]光学デバイス１はコントローラ３２をさらに備える。このコントローラ３２は、フォトダイオード２９によって測定される二次光ビームの１つ又は複数の特性に関連するデータを受信するためにフォトダイオード２９と動作可能に連通する。コントローラ３２は二次光ビームの１つ又は複数の特性に関連するデータを処理して、一次光ビーム１３の１つ又は複数の特性に関連するデータを生成することができる。コントローラ３２は、さらに、光源３ａ、３ｂ、３ｃの各々と動作可能に連通し、一次光ビーム１３の１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性に維持されるように光源３ａ、３ｂ、３ｃの各々を制御することができる。一次光ビーム１３を制御することによって、投影画像２５の光の特性が制御される。したがって、一次光ビーム１３の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性に維持されるように一次光ビーム１３の特性を制御することによって、投影画像２５の光学特性を事前に定めた光学特性に維持することができる。コントローラ３２はマイクロコントローラとすることができ、コントローラ３２は別のデジタル処理装置（マイクロコントローラ、ＦＰＧＡなど）とさらに連通して、情報を共有するか、又はアルゴリズムを計算若しくは実行することができることに留意するべきである。
【００５４】
[0053]光学デバイス１は表示スクリーン２７上に画像２５を投影するように動作させることができる。動作中、光源３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ、赤色光ビーム５ａ、緑色光ビーム５ｂ、及び青色光ビーム５ｃを放出するように動作する。光ビーム５ａ、５ｂ、５ｃはビームコンバイナ７で重ね合わされて重合せ光ビーム９となる。次に、ビームスプリッタ１１は重合せ光ビーム９を一次光ビーム１３と二次光ビーム１５とに分割する。ここで、二次光ビーム１５の特性は一次光ビーム１３の特性を示す。一次光ビーム１３はビームスプリッタ１１の第１の面１７を通してビームスプリッタ１１から放出され、二次光ビームはビームスプリッタ１１の第２の面１９を通してビームスプリッタ１１から放出される。二次光ビーム１５は、ビームスプリッタ１１の第２の面１９に対して平行な状態からずれるように構成されるフォトダイオード２９で受光される。二次光ビーム１５の１つ又は複数の特性はフォトダイオード２９を使用して検出される。フォトダイオード２９によって検出された二次光ビーム１５の１つ又は複数の特性を処理して、一次光ビーム１３の特性が決定される。光源３ａ、３ｂ、３ｃは、一次光ビーム１３の決定された特性が事前に定めた特性と一致するようにコントローラ３２によって調整することができる。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１のＭＥＭＳマイクロミラー２３は一次光ビーム１３を表示スクリーン２７の方に反射し、揺動軸を中心にして揺動して表示スクリーンの端から端まで一次光ビーム１３を走査し、表示スクリーン２７上に投影画像２５を表示する。一次光ビーム１３の決定された特性が事前に定めた特性と一致するように光源３ａ、３ｂ、３ｃを制御することによって、投影画像２５の光学特性を事前に定めた光学特性に維持することができる。
【００５５】
[0054]光学デバイス１は、二次光ビーム１５が入射するフォトダイオード２９上の位置を検出するための検出手段３５をさらに備える。この検出手段３５はフォトダイオード２９と一体化するように構成することができる。これにより、光源３ａ、３ｂ、３ｃの位置合わせ不良を検出できることになる。例えば、二次光ビーム１５が、フォトダイオード２９の事前に定めた区域の外側であるフォトダイオード２９上の位置で検出される場合、光源３ａ、３ｂ、３ｃのうちの１つ又は複数が位置合わせ不良であることを確認することができる。これは製造段階において特に有用であり、この段階において、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１を光学デバイスに組み込む前に、必要に応じて光源３ａ、３ｂ、３ｃが位置合わせされているかどうかを検出するために検出手段３５を使用して試験を行うことができる。光源３ａ、３ｂ、３ｃが正確に位置合わせされている（例えば、二次光ビーム１５が入射しているフォトダイオード２９上の位置を検出するための検出手段３５が、事前に定めた区域の内側であるフォトダイオード２９上の位置に二次光ビーム１５が入射していることを検出する）場合、光学デバイス１はＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１を組み込むことによって完了することができる。しかし、多くの場合、例えば、製造欠陥又は取り扱い誤りのために、光源３ａ、３ｂ、３ｃは正確に位置合わせされないことになる。位置合わせ不良の光源３ａ、３ｂ、３ｃを有する光学デバイス１は適切に機能することができず、欠陥のある光学デバイスは処分されなければならない。光源３ａ、３ｂ、３ｃが位置合わせされていないことを検出手段３５が示す（例えば、事前に定めた区域の外側であるフォトダイオード２９上の位置に二次光ビーム１５が入射していることを検出手段３５が検出する）場合、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１が光学デバイス１に組み込まれる前に光学デバイス１を処分することができる。したがって、検出手段３５は、光源３ａ、３ｂ、３ｃが正確に位置合わせされている光学デバイス１にのみＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１を組み込むことができるようにするものである。
【００５６】
[0055]図１に示された実施形態では、光学デバイス１は、ビームスプリッタ１１がＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１のＭＥＭＳマイクロミラー２３と直接に光連通するように構成される。したがって、ビームスプリッタ１１とＭＥＭＳマイクロミラー２３との間に挿入される光学要素はない。ＭＥＭＳマイクロミラー２３はいかなるさらなる光学要素も通過する必要なしにビームスプリッタ１１から直接に一次光ビーム１３を受け取るので、一次光ビーム１３がビームスプリッタ１１からＭＥＭＳマイクロミラー２３まで通るとき光学損失がほとんど又はまったくないことになる。その結果、ビームスプリッタ１１における一次光ビーム１３の特性と、最終的にＭＥＭＳマイクロミラー２３に到達し、反射される一次光ビーム１３の特性との間に差がほとんど又はまったくないことになる。したがって、ビームスプリッタ１１においてフォトダイオード２９によって取得される二次光ビーム１５の特性の測定値は、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で受け取られ、反射される一次光ビーム１３の特性を正確に示すことになる。結果として、それにより、ＭＥＭＳマイクロミラー２３に到達する一次光ビーム１３のより正確な制御を実施することができ、その結果、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射及び走査される一次光ビーム１３のより正確な制御を達成することができる。これにより、投影画像２５の光学特性をより正確に制御することができる。
【００５７】
[0056]図２ａ〜図ｃは、図１に示された光学デバイス１におけるビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の様々な想定し得る構成の側面図である。図２ａは、ビームスプリッタの第１の面１７と第２の面１９とが平行である標準のビームスプリッタ１１を示す。フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第１の面１７及び第２の面１９の両方に対して平行な状態からずれるように配置される。図１に示された光学デバイスでは、ビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９は図２ａに示されたように配置されている。しかし、本発明が機能するには、フォトダイオード２９は、第１の面１７又は第２の面１９のうちの少なくとも一方との平行からずれているだけでよいことを理解すべきである。したがって、本発明の有利な効果を得るには、フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第１の面１７又は第２の面１９に対する平行状態からずれるように配置されるだけでよい。図２ｂ及び図２ｃはビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の想定し得る構成を示し、フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第１の面１７又は第２の面１９の一方との平行状態からずれている。
【００５８】
[0057]図２ｂはビームスプリッタ１１ｂを示し、図２ａに示されたビームスプリッタ１１とは異なり、ビームスプリッタ１１ｂの第１の面１７ｂと第２の面１９ｂとは平行でなく、ビームスプリッタ１１ｂはくさび形となっている。ビームスプリッタ１１ｂは、その第１の面１７ｂが垂直であり、ビームスプリッタ１１ｂの第２の面１９ｂがその垂直な基準から外れるように構成される。フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｂの第２の面１９ｂに平行であるように配置される。ビームスプリッタ１１ｂの第１の面１７ｂと第２の面１９ｂとは平行でないので、フォトダイオード２９を第２の面１９ｂと平行になるように配置することによって、フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｂの第１の面１７ｂに対して平行な状態からずれるように配置されることになる。図２ｂに示された特定の例では、フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｂの第２の面１９ｂに固定される。任意の好適な固定手段を使用して、ビームスプリッタ１１ｂの第２の面１９ｂにフォトダイオード２９を固定することができる。
【００５９】
[0058]図２ｃは、図１に示された光学デバイス１のビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９のさらなる想定し得る構成を示す。図２ｃに示された構成は図２ｂに示されたものと同様であり、ビームスプリッタ１１ｃの第１の面１７ｃと第２の面１９ｃとは平行でなく、ビームスプリッタはくさび形である。図２ｂに示された構成とは異なり、ビームスプリッタ１１ｃの第２の面１９ｃが垂直であり、ビームスプリッタ１１ｃの第１の面１７ｃはその垂直の基準からずれている。フォトダイオード２９は第２の面１９ｃに平行であるように配置される。ビームスプリッタ１１ｃの第１の面１７ｃと第２の面１９ｃとは平行でないので、フォトダイオード２９を第２の面１９ｃと平行になるように配置することによって、フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｃの第１の面１７ｃに対して平行な状態からずれるように配置されることになる。図２ｃに示された特定の例では、フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｃの第２の面１９ｃに固定される。任意の好適な固定手段を使用して、ビームスプリッタ１１ｃの第２の面１９ｃにフォトダイオード２９を固定することができる。光学デバイス１のさらなる特徴は、光学デバイス１が、光源３ａ、３ｂ、３ｃ、フォトダイオード２９、及びＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の各々を電気的に接続するように構成される単一の導電性部材を備えることである。単一の導電性部材は、光源３ａ、３ｂ、３ｃ、フォトダイオード２９、及びＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の各々と、検出手段３５と、コントローラ３２とを電気的に接続することができる。図３は、図１の光学デバイスで使用される単一の導電性部材４０の斜視図である。図３は、光学デバイス１から分離された単一の導電性部材４０を示す。単一の導電性部材４０は可撓性材料を含み、それにより、単一の導電性部材４０は必要に応じて曲げることができる。
【００６０】
[0059]図３に示されるように、単一の導電性部材４０は５つの電気接点４１ａ〜４１ｅを含み、電気接点４１ａ〜４１ｃはそれぞれ光源３ａ、３ｂ、３ｃの各々との電気的接続を行うために使用され、電気接点４１ｄはフォトダイオード２９との電気的接続を行うために使用され、電気接点４１ｅはＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１との電気的接続を行うために使用される。単一の導電性部材４０は、５つの電気接点４１ａ〜ｅの各々を電気的に接続する主導電性プラットフォーム４３を含む。導電性部材４０は任意の数の電気接点を備えることができることは理解されよう。導電性部材４０に設けられる電気接点の数は、導電性部材が電気的に接続することになる構成要素の数によって定められる。
【００６１】
[0060]図１に示された光学デバイス１はパッケージ３７をさらに備える。パッケージ３７は光源３ａ、３ｂ、３ｃ、ビームコンバイナ７、ビームスプリッタ１１、及びフォトダイオード２９を収容する。パッケージ３７は、さらに、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１を収容するように構成することができ、又は代替として、後で説明するように、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１がパッケージ３７の一部を画定することができる。
【００６２】
[0061]ウィンドウ（窓部）３９がパッケージ３７に設けられる。ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射された光はウィンドウ３９を通してパッケージ３７の内部から放出することができ、その結果、光は表示スクリーン２７に入射して、表示スクリーン２７に投影画像２５を投影することができる。ウィンドウ３９は任意の好適な構成を有することができる。ウィンドウ３９は、それを通過する光の光学特性を調整するように構成することができる。ウィンドウ３９は、必要に応じて、それを通過する光の光学特性を調整するのに必要とされる任意の好適な構成をとることができる。図４ａ〜図４ｅは、如何にすればウィンドウ３９を通過する光４５の光学特性を調整するようにウィンドウ３９を構成することができるかの例を示す斜視図である。図４ａは、如何にしてウィンドウ３９を通過する光４５の方向を変えるように構成することができるか、すなわち、如何にして光４５を上方に偏向するように構成することができるかを示している。任意選択的ではあるが、図４ａに示されたウィンドウ３９は、光４５が垂直に向けられる、すなわち、光４５がウィンドウ３９から出射されるとき、光４５がウィンドウ３９に入射した水平方向から垂直方向に９０度偏向されるように光４５の方向を偏向するように構成することができる。図４ｂは、如何にしてウィンドウ３９を通過する光４５を発散させるようにウィンドウ３９を構成するかを示す。光４５の発散は投影画像２５のサイズを拡大することになる。図４ｃは、如何にしてウィンドウ３９を通過する光４５を集束するようにウィンドウ３９を構成するかを示す。光を集束すると、投影画像のサイズは縮小され、画像輝度が増強されることになる。図４ｄは、光４５の方向が変わらないままであるようにウィンドウ３９を構成することができることを示す。図４ｅは、ウィンドウ３９のさらに想定し得る構成を示す。図４ｅは、プリズム４６によってウィンドウ３９を画定することができることを示す。図４ｅに示されたプリズム４６は５つの側面を有する。プリズム４６は任意の数の側面を有することができ、５つの側面を有することに限定されないことが理解されよう。５つの側面を有するプリズム４６はペンタプリズム４６と称される。ペンタプリズム４６は、図４ｅに示されるように、水平方向から垂直方向に光４５を偏向することができる。ウィンドウ３９は、ウィンドウ３９の１つ又は複数の面に設けられるアンチスペックル層４４をさらに含むことができる。アンチスペックル層４４は、光４５がウィンドウ３９を通って投影スクリーン上に投影されるときに生じるスペックル効果を低減することになる。
【００６３】
[0062]ウィンドウ３９に加えて、又は、ウィンドウ３９の代替として、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射された光はパッケージ３７の内部からプリズム４７又は反射板４８に放出することができる。図４ｆ及び図４ｇはそれぞれプリズム４７及び反射板４８を示す。プリズム４７は水平基準に対して４５°で配置される面４９を有するが、プリズム４７は、代替として、水平基準に対して任意の他の角度で配置される面４９を有するように構成することができることが理解されよう。反射板４８も、水平基準に対して４５°に向けられていることが示されている。プリズム４７及び反射板４８は、水平方向から垂直方向に光４５を偏向することができるように向けられている。しかし、プリズム４７及び反射板４８は、任意の他の方向に光４５を偏向するように任意の他の特定の方向に向けられ得ることが理解されよう。ウィンドウ３９とは異なり、光４５はプリズム４７又は反射板４８を通過しない。
【００６４】
[0063] ウィンドウ３９に加えてプリズム４７又は反射板４８が使用される場合、プリズム４７又は反射板４８は、ウィンドウ３９を通過する光４５を受けるように光学デバイス１に配置される。プリズム４７又は反射板４８がウィンドウ３９の代替として使用される場合、プリズム４７又は反射板４８はＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射された光を直接に受けるように光学デバイス１に配置される。
【００６５】
[0064]プリズム４７及び／又は反射板４８は、プリズム４７及び／又は反射板４８の１つ又は複数の面にアンチスペックル層（図示せず）をさらに備えることができる。アンチスペックル層は、光４５が投影スクリーン上に投影されるときに生じるスペックル効果を低減することになる。
【００６６】
[0065]図５は本発明のさらなる実施形態による光学デバイス５０の上面図である。光学デバイス５０は、図１に示された光学デバイス１と同じ特徴的構成の多くを有し、同様の特徴的構成は同じ参照番号が与えられる。図１に示された光学デバイス１とは異なり、ビームスプリッタ１１及びフォトダイオードは、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射された一次光ビーム１３が重合せ光ビーム９を通過しないように配置されている。
【００６７】
[0066]光学デバイス５０は、ウィンドウ３９と一体化した反射面５１の形態の反射手段をさらに備える。反射面５１は、ビームスプリッタ１１からの一次光ビーム１３を受け取り、一次光ビーム１３をＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１のＭＥＭＳマイクロミラー２３に反射するように配置される。一般に、先行技術デバイスでは、反射手段は別個の反射ミラー構成要素として設けられるが、しかし、本発明は、有利には、反射面５１をウィンドウ３９と一体化することによってよりコンパクトな光学デバイス５０を達成する。光学デバイス５０は、さらに、先行技術の光学デバイスと比較して個別の光学要素がより少ないことになる。
【００６８】
[0067]図６ａは、上述の光学デバイス１、５０の各々で使用されるパッケージ３７の想定し得る構成の上面図である。図６ｂは、図６ａに示されたパッケージ３７の背面図である。
【００６９】
[0068]図６ａから分かるように、パッケージ３７は、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１がパッケージ３７の面６１、６３、６５、６７の少なくとも一部を画定できるように構成される。図６ａは、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の上面６９がパッケージ３７の上面６１の一部を画定することを示す。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の側面７３、７５は、さらに、それぞれパッケージ３７の側面６３、６５の一部を画定する。図６ｂから一層明確に分かるように、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の下面７１は、さらに、パッケージ３７の下面６７の一部を画定する。したがって、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１は、パッケージ３７の面６１、６３、６５、６７の各々の一部を画定する。パッケージ３７は、代替として、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１がパッケージ３７の面６１、６３、６５、６７のいくつかのみの一部を画定するように構成することができ、例えば、パッケージ３７は、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の上面６９及びＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の下面７１のみがパッケージ３７の上面６１及び下面６７のみの一部をそれぞれ画定できるように構成することができることが理解されるべきである。
【００７０】
[0069]ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１がパッケージ３７の面６１、６３、６５、６７の少なくとも一部を画定するので、光学デバイス１、５０はよりコンパクトになり、有効である。例えば、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の上面６９及び下面７１がそれぞれパッケージ３７の上面６１及び下面６７の一部を画定する場合、パッケージ３７がＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の上面６９及び下面７１を越えて延びないことになるので光学デバイス１、５０の全厚を低減することができる。そのような場合、光学デバイス１、５０の厚さ「ｔ」はＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の厚さ「Ｔ」を超えないことになる。光学デバイス１、５０の全厚「ｔ」が低減されるので、よりコンパクトな光学デバイス１、５０を達成することができる。
【００７１】
[0070]本発明の説明された実施形態への様々な変形及び変更が、添付の特許請求の範囲で定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく当業者には明らかであろう。本発明が特定の好ましい実施形態に関連して説明されたが、特許請求される本発明はそのような特定の実施形態に不当に限定されるべきでないことが理解されなければならない。
【符号の説明】
【００７２】
１ 光学デバイス
３ａ、３ｂ、３ｃ 光源
５ａ 赤色光ビーム
５ｂ 緑色光ビーム
５ｃ 青色光ビーム
７ ビームコンバイナ
７ａ、７ｂ、７ｃ 半反射ウィンドウ
９ 重合せ光ビーム
１１、１１ｂ、１１ｃ ビームスプリッタ
１３ 一次光ビーム
１５ 二次光ビーム
１７、１７ｂ、１７ｃ 第１の面
１９、１９ｂ、１９ｃ 第２の面
２１ ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス
２３ ＭＥＭＳマイクロミラー
２５ 画像、投影画像
２７ 表示スクリーン
２９ フォトダイオード
３１ 有害光
３２ コントローラ
３３ 反射防止膜
３５ 検出手段
３７ パッケージ
３９ ウィンドウ
４０ 導電性部材
４１ａ〜４１ｅ 電気接点
４３ 主導電性プラットフォーム
４４ アンチスペックル層
４５ 光
４６ プリズム、ペンタプリズム
４７ プリズム
４８ 反射板
４９ 面
５０ 光学デバイス
５１ 反射面
６１ パッケージの上面
６３ パッケージの側面
６５ パッケージの側面
６７ パッケージの下面
６９ ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスの上面
７１ ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスの下面
７３、７５ ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスの側面
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は光学デバイスに関し、特に、限定的ではないが、有害光（ｐｒａｓｉｔｉｃ ｌｉｇｈｔ）の影響を低減するように配置されたフォトダイオードを備える光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]投影デバイスによって投影される光を制御することは極めて重要である。かかる制御は、投影画像のカラーバランスが環境及びシステムの温度ドリフトによって影響されないことを保証し、並びに明瞭で鮮鋭な画像が投影デバイスによって投影されることを保証するために必要である。
【０００３】
[0003]投影デバイスよって投影された光を直接測定するように構成された光センサは投影された光を遮り、そのため、投影された画像の品質を損なうことになるので、投影デバイスによって投影される光の直接測定は一般に行われない。したがって、一般に、光センサは、光が投影される前に投影デバイス内で光を測定するように投影デバイス内にて位置決め配置される。光センサによって測定される光の特性は投影デバイスによって投影される光の特性と同じであると仮定され、事前に定めた特性を有する光を投影するための投影デバイスの制御は光センサによって測定された光に基づいて行われる。しかし、既存の投影デバイスでは、光が光センサによって感知された後、光は投影される前に１つ又は複数のさらなる光学要素を通過する。光がこれらのさらなる光学要素を通過するとき光損失が生じ、したがって、光センサによって測定された光の特性は投影デバイスによって投影される光の特性とは非常に異なることになる。したがって、事前に定めた特性を有する光を投影するための投影デバイスを正確に制御することができない。
【０００４】
[0004]投影デバイス内の光センサなどの光学要素は有害な光を生成することになる。投影デバイス内の光学要素の配置は、投影デバイスによる有害な投影を最小にするために極めて重要である。投影デバイスによって投影された有害光は投影された画像の品質を損なうことがある。既存の投影デバイスでは、光センサなどの光学要素は有害光の投影を最小限にするように最適には配置されていない。
【０００５】
[0005]さらに、例えば、投影デバイスが移動電話又はカメラに組み込まれることになる場合、投影デバイスのサイズを最小限にすることは極めて重要である。小さい投影デバイスでは、一般に、光を投影するのにＭＥＭＳマイクロミラーデバイスが使用される。既存の投影デバイスでは、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスはパッケージに収容される。しかし、パッケージは、ＭＥＭＳマイクロミラーを受け入れるのに少なくとも十分な大きさでなければならないので投影デバイスのサイズを増加させるという問題がある。そのようなパッケージを有する投影デバイスはいくつかの用途では大きすぎる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]本発明の目的は、上述の問題点の少なくともいくつかを除去又は緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]本発明によれば、それぞれが光ビームを生成するように動作可能である複数の光源と、複数の光源からの光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するように動作可能である少なくとも１つのビームコンバイナと、重合せ光ビームを受け、重合せ光ビームを一次光ビームと二次光ビームとに分割するように配置されるビームスプリッタであり、二次光ビームの１つ又は複数の特性が一次光ビームの１つ又は複数の特性を示し、ビームスプリッタから放出される一次光ビームが通る第１の面と、ビームスプリッタから放出される二次光ビームが通る第２の面とを備える、ビームスプリッタと、ミラーを備えるミラー構成要素であり、ミラーがビームスプリッタの第１の面により放出又は反射される一次光ビームを反射することができるように配置され、ミラーが少なくとも１つの揺動軸を中心にして揺動して一次光ビームを走査することができる、ミラー構成要素とを備える光学デバイスが提供される。この光学デバイスは、二次光ビームを受け、二次光ビームの１つ又は複数の特性を検出するように構成されるフォトダイオードをさらに備え、フォトダイオードは、ビームスプリッタの第１の面又は第２の面の少なくとも一方に対して平行な状態からずらされ、ミラーに向けられる有害光の量を低減するように構成される。
【０００８】
[0008]光学デバイスは電荷結合素子（ＣＣＤ）、例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ、フォトダイオードアレイ、又は単一のフォトダイオードを含むことができる。
【０００９】
[0009]任意選択的であるが、半反射又は半透過要素を、ビームスプリッタの代わりに、又はそれに加えて備えることができる。
【００１０】
[0010]一般に、ミラーで反射される一次光ビームは、画像を表示スクリーン上に投影するのに使用される。
【００１１】
[0011]ビームスプリッタの第１の面又は第２の面の少なくとも一方に対して平行な状態からずらされるようにフォトダイオードを配置することによって、フォトダイオードで生成された有害光はビームスプリッタから離れる方向に向けられることになり、その結果、有害光はビームスプリッタによってミラーに送出されないことになる。ビームスプリッタに到達するいかなる有害光もミラーの方向から離れる方向に偏向されることになる。したがって、フォトダイオードで生成された有害光はミラーによって受光されないことになる。一般に、一次光ビームは、ミラーで反射及び走査されると、画像を描き、したがって、一般に、ミラーは画像を表示スクリーン上に投影する。ミラーは有害光をほとんど受光しないことになるので、投影される画像の品質は改善されることになる。
【００１２】
[0012]二次光ビームの１つ又は複数の特性は一次光ビームの１つ又は複数の特性を示すので、二次光ビームの検出された１つ又は複数の特性を使用して、走査のためにミラーに供給される一次光ビームの特性をモニタすることができる。
【００１３】
[0013]１つ又は複数の特性は、光強度、光波長、光変調速度、光ビーム位置合わせ（１つ又は複数の光ビーム間の）、フォトダイオード表面での光ビームサイズ／形状、スペックルレベル、レーザモード、レーザ発散、非点収差、レーザビーム均一性、レーザ経年変化のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００１４】
[0014]ミラー構成要素は、好ましくは、ＭＥＭＳミラーデバイスである。ＭＥＭＳミラーデバイスは光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）を含むデバイスである。光学ＭＥＭＳは、時間とともに光を移動及び偏向させるように構成された円柱、長方形、正方形マイクロミラーを備えることができる。マイクロミラーは、通常、ねじりアームによって固定部分に接続され、１つ又は２つの軸に沿って傾斜や揺動することができる。静電気、熱、電気磁気、又は圧電を含む様々な作動原理を使用することができる。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスは既知であり、マイクロミラーの面積は約数ｍｍ２である。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスは、２つの揺動軸に沿って揺動して水平及び垂直の両方に沿って光を走査するように構成される単一のマイクロミラーを備えることができる。代替として、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスは、第１の揺動軸に沿って揺動して水平に沿って光を走査するように構成される第１のＭＥＭＳマイクロミラーと、第２の揺動軸に沿って揺動して垂直に沿って光を走査するように構成される第２のＭＥＭＳマイクロミラーとを備えることができる。好ましくは、第１及び第２のＭＥＭＳマイクロミラーは、揺動軸が直交するように正確に位置づけられることになる。
【００１５】
[0015]重合せ光ビームは、さらに、第１の面によりビームスプリッタに受け取られ得る。
【００１６】
[0016]１つ又は複数の光源は１つ又は複数のレーザを備えることができる。
【００１７】
[0017]フォトダイオードは、ビームスプリッタの第１の面及び第２の面の両方に対して平行な状態からずらされるようにさらに構成することができる。
【００１８】
[0018]ビームスプリッタの第１の面は反射防止膜をさらに含むことができる。ビームスプリッタの第２の面は反射防止膜をさらに含むことができる。反射防止膜は、ＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｙ、ＭｇＯ、ＭｇＦｘ、ＴｉｘＯｙなどの誘電体材料又は金属酸化物の単層又は多層を含むことができる。
【００１９】
[0019]光学デバイスは、一次光ビームの１つ又は複数の特性を示す二次光ビームの１つ又は複数の特性に関連するデータを受信し、一次光ビームの１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性に維持されるように複数の光源の各々を制御するようにフォトダイオードと動作可能に連通するコントローラをさらに備えることができる。
【００２０】
[0020]光学デバイスは、二次光ビームが入射するフォトダイオード上の位置を検出するための検出手段をさらに備えることができる。これにより、光源（例えば、レーザ）の位置合わせ不良を検出できることになる。例えば、二次光ビームが、フォトダイオードの事前に定めた区域の外側であるフォトダイオード上の位置で検出される場合、光源のうちの１つ又は複数が位置合わせ不良であることを確認することができる。これは製造段階において特に有用であり、この段階において、ミラー構成要素を光学デバイスに組み込む前に、必要に応じて光源が位置合わせされているかどうかを検出するために検出手段を使用して試験を行うことができる。光源が正確に位置合わせされている（例えば、二次光ビームが入射されているフォトダイオード上の位置を検出するための検出手段が、事前に定めた区域の内側であるフォトダイオード上の位置に二次光ビームが入射していることを検出する）場合、光学デバイスはミラー構成要素を組み込むことによって完了することができる。しかし、多くの場合、例えば、製造欠陥又は取り扱い誤りのために、光源は正確に位置合わせされないことになる。位置合わせ不良の光源をもつ光学デバイスは適切に機能することができず、欠陥のある光学デバイスは処分されなければならない。光源が位置合わせされていないことを検出手段が示す（例えば、二次光ビームが入射されているフォトダイオード上の位置を検出するための検出手段が、事前に定めた区域の外側であるフォトダイオード上の位置に二次光ビームが入射していることを検出する）場合、ミラー構成要素が光学デバイスに組み込まれる前に光学デバイスを処分することができる。したがって、検出手段は、光源が正確に位置合わせされている光学デバイスにのみミラー構成要素を組み込むことができるようにする。
【００２１】
[0021]光学デバイスは、ビームスプリッタがミラーと直接に光連通するように構成することができる。この場合、ビームスプリッタとミラーとの間に挿入される光学要素はなく、ミラーはいかなるさらなる光学要素も通過する必要なしにビームスプリッタから直接に一次光ビームを受光することができるので、一次光ビームがビームスプリッタからミラーまで通るとき光学損失がほとんど又はまったくないことになる。その結果、ビームスプリッタにおける一次光ビームの特性と、最終的にミラーに到達する一次光ビームの特性との間に差がほとんど又はまったくないことになる。したがって、ビームスプリッタにおいてフォトダイオードによって取得される二次光ビームの特性の測定値は、ミラーで受け取られる一次光ビームの特性を正確に示すことになる。したがって、ミラーに到達する一次光ビームのより正確な制御を実施することができ、その結果、ミラーで反射及び走査される一次光ビームのより正確な制御を達成することができる。ミラーで反射及び走査される一次光ビームを使用して画像を表示スクリーン上に投影する場合、本発明によって提供される、ミラーに到達する一次光ビームの改善された一層正確な制御により、投影画像の特性の制御を改善することができる。
【００２２】
[0022]したがって、光学デバイスは、ミラーで反射された一次光ビームが通過することができるウィンドウ（窓部）を有するパッケージをさらに備えることができ、光学デバイスは、ビームスプリッタからの一次光ビームを受け、一次ビームをミラーに反射するように配置される反射面をさらに備え、反射面はウィンドウと一体化するように構成される。ウィンドウへの反射面の一体化はよりコンパクトな光学デバイスを可能にする。
【００２３】
[0023]ビームコンバイナ、ビームスプリッタ、及びミラーは、ミラーで反射された一次光ビームのスペックルを低減させるために、ミラーで反射された一次光ビームが重合せ光ビームを通過するように配置することができる。重合せ光ビームはビームコンバイナからビームスプリッタまで通ることができる。ミラーで反射された一次光ビームの重合せ光ビームとの相互作用は、ミラーで反射された一次光ビームのスペックルを低減させる、すなわち、アンチスペックル効果を与える。スペックルの低減により、より鮮鋭な画像を光学デバイスによって表示スクリーン上に投影することができる。
【００２４】
[0024]光学デバイスは、ミラーで反射された一次光ビームが通過することができるウィンドウをさらに備えることができ、ウィンドウは、それを通過する一次光ビームの光学特性を調整するように構成される。ウィンドウは、それを通過する一次光ビームを集束するように構成することができる。ウィンドウは、それを通過する一次光ビームを発散させるように構成することができる。ウィンドウは、それを通過する一次光ビームの方向を偏向するように構成することができる。例えば、ウィンドウは、一次光ビームが水平基準に対して４５°の角度で投影されるように、水平基準に沿って進む一次光ビームを偏向するように構成することができる。
【００２５】
[0025]光学デバイスはパッケージをさらに備えることができ、ミラー構成要素はパッケージの表面の少なくとも一部を画定する。パッケージは少なくとも複数の光源、ビームコンバイナ、ビームスプリッタ、及びフォトダイオードを収容することができる。
【００２６】
[0026]ミラー構成要素はパッケージの上面及び下面の少なくとも一部を画定することができる。したがって、パッケージがミラー構成要素の上面及び下面を越えて延びる必要がないので、パッケージの全厚を低減することができる。
【００２７】
[0027]ミラー構成要素はパッケージの４つの面の少なくとも一部を画定することができる。例えば、ミラー構成要素はパッケージの上面、下面、第１の側面、及び第２の側面の少なくとも一部を画定することができる。
【００２８】
[0028]光学デバイスは、光源、フォトダイオード、及びミラー構成要素の各々を電気的に接続するように構成される単一の導電性部材を備えることができる。単一の導電性部材は可撓性材料を含むことができる。単一の導電性部材はモノフレックス回路を含むことができる。
【００２９】
[0029]本発明のさらなる態様によれば、特許請求の範囲のいずれか一項に記載の光学デバイスを備える投影デバイスが提供される。
【００３０】
[0030]本発明のさらなる態様によれば、複数の光源のそれぞれが光ビームを生成するように複数の光源を動作させるステップと、光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するステップと、ビームスプリッタを使用して重合せ光ビームを一次光ビームと二次光ビームとに分割するステップであり、二次光ビームの特性が一次光ビームの特性を示し、ビームスプリッタは、ビームスプリッタから放出される一次光ビームが通る第１の面と、放出される二次光ビームが通る第２の面とを備える、ステップと、ビームスプリッタの第１の面又は第２の面の少なくとも一方に対して平行な状態からずらされるように構成されるフォトダイオードで二次光ビームを受けるステップと、フォトダイオードを使用して二次光ビームの１つ又は複数の特性を検出するステップと、二次光ビームの検出された１つ又は複数の特性を処理して一次光ビームの特性を決定するステップと、一次光ビームを走査して画像を表示スクリーン上に投影するステップとを含む画像を投影する方法が提供される。
【００３１】
[0031]光学デバイスは電荷結合素子（ＣＣＤ）、例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ、フォトダイオードアレイ、又は単一のフォトダイオードを含むことができる。
【００３２】
[0032]オプションとして、半反射又は半透過要素をビームスプリッタの代わりに備えることができる。
【００３３】
[0033]この方法は、一次光ビームの１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性と一致するように複数の光源のうちの１つ又は複数を調整するステップをさらに含むことができる。
【００３４】
[0034]本発明のさらなる態様によれば、光を反射し、１つ又は複数の揺動軸のまわりで揺動して反射光を走査することができるミラーと、複数の光学要素であり、ミラーが光を反射し、１つ又は複数の揺動軸を中心にして揺動して反射光を走査できるようにミラーに光を生成することができるように配置される、複数の光学要素とを備える光学デバイスが提供される。この光学デバイスは、ミラーと直接的な光連通状態にある光学要素と光連通するフォトダイオードをさらに備え、その結果、フォトダイオードは、前記光学要素によってミラーに送られる光の１つ又は複数の特性を検出することができる。
【００３５】
[0035]光はミラーに到達する前にいかなるさらなる光学要素とも相互作用しないので、ミラーと直接に光連通する光学要素からミラーに光が進行するとき、光学損失がまったくないか、又は少なくとも極めて少ない。その結果、ミラーと直接に光連通する光学要素において測定された光の特性は、ミラーに到達する光の特性と同じ又は少なくともほとんど同じであることになる。したがって、ミラーと直接的な光連通状態にある光学要素と光連通するフォトダイオードを備えることによって、ミラーで反射及び走査される光の特性を正確に測定することができる。したがって、ミラーで反射及び走査された光はより正確に制御することができる。ミラーを使用して画像を投影する場合、本発明は、ミラーによって投影される光のより正確な特性決定を達成することができるので投影画像の特性の制御を改善することができる。
【００３６】
[0036]本発明のさらなる態様によれば、１つ又は複数の光学要素を収容するのに好適なパッケージモジュールが提供され、パッケージモジュールはミラー構成要素と協同してパッケージを形成することができるように構成され、ミラー構成要素はパッケージの表面の少なくとも一部を画定する。
【００３７】
[0037]本発明のさらなる態様によれば、１つ又は複数の光学要素を収容するパッケージを備える光学デバイスが提供され、光学デバイスはミラー構成要素を備え、ミラー構成要素はパッケージの表面の少なくとも一部を画定するように構成される。
【００３８】
[0038]上述の態様の各々において、ミラー構成要素はパッケージの上面及び下面の少なくとも一部を画定することができる。
【００３９】
[0039]上述の態様の各々において、ミラー構成要素はパッケージの４つの面の少なくとも一部を画定することができる。例えば、ミラー構成要素はパッケージの上面、下面、第１の側面、及び第２の側面の少なくとも一部を画定することができる。
【００４０】
[0040]上述の態様／実施形態の各々において、ミラー構成要素は、好ましくは、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスである。
【００４１】
[0041]複数の光源はレーザを備えることができる。
【００４２】
[0042]本発明は、例示としてのみ与えられ、図で示される実施形態の説明を用いて一層よく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態による光学デバイスの上面図である。
【図２ａ】図１に示された光学デバイス１におけるビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の様々な想定し得る構成の一つを示す側面図である。
【図２ｂ】図１に示された光学デバイス１におけるビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の様々な想定し得る構成の一つを示す側面図である。
【図２ｃ】図１に示された光学デバイス１におけるビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の様々な想定し得る構成の一つを示す側面図である。
【図３】図１のデバイスで使用される単一の導電性部材の斜視図である。
【図４ａ】図１のデバイスで使用することができるウィンドウの斜視図である。
【図４ｂ】図１のデバイスで使用することができるウィンドウの斜視図である。
【図４ｃ】図１のデバイスで使用することができるウィンドウの斜視図である。
【図４ｄ】図１のデバイスで使用することができるウィンドウの斜視図である。
【図４ｅ】プリズムの側面図である。
【図４ｆ】プリズムの側面図である。
【図４ｇ】ウィンドウに加えて又は代替として備えることができる反射板の側面図である。
【図５】本発明のさらなる実施形態による光学デバイスの上面図である。
【図６ａ】本発明による光学デバイスのパッケージの上面図である。
【図６ｂ】本発明による光学デバイスのパッケージの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
[0043]図１は、本発明の一実施形態による光学デバイスの上面図である。
【００４５】
[0044]光学デバイス１は、それぞれが光ビーム５ａ、５ｂ、５ｃを放出するように動作可能である３つの光源３ａ、３ｂ、３ｃを備える。好ましくは、光源３ａ、３ｂ、３ｃはレーザの形態である。この特定の例では、光源３ａは赤色光ビーム５ａを放出し、光源３ｂは緑色光ビーム５ｂを放出し、光源３ｃは青色光ビームを５ｃ放出する。本発明はこの特定の色配列を有することに限定されず、光源３ａ、３ｂ、３ｃは任意の他の色配列を有することができ、例えば、光源３ａは緑色光ビームを放出することができ、光源３ｂは青色光ビームを放出することができ、光源３ｃは赤色光ビームを放出することができることを理解されたい。
【００４６】
[0045]放出された光ビーム５ａ、５ｂ、５ｃは、これらの光ビームを重ね合わせて重合せ光ビーム９を生成するビームコンバイナ７に向けられる。ビームコンバイナは、任意選択的ではあるが、単一部品で設定することができ、また、例えばビームコンバイナ７は図１に示された光学デバイス１の場合のように３つの半反射ウィンドウ７ａ、７ｂ、７ｃで設定することができるよう、複数の部品で設定することができる。
【００４７】
[0046]光学デバイス１はビームスプリッタ１１をさらに備える。ビームスプリッタ１１は、重合せ光ビーム９を受け、重合せ光ビーム９を一次光ビーム１３と二次光ビーム１５とに分割するように配置される。一次光ビーム１３が表示スクリーン上に投影される際、投影画像が表示スクリーンに現われるように、一次光ビーム１３は画像の一連の画素を画定するように構成される。二次光ビーム１５の１つ又は複数の特性は一次光ビーム１３の１つ又は複数の特性を示す。例えば、二次光ビーム１５の輝度又は強度は一次光ビーム１３の輝度又は強度に比例し、又は二次光ビーム１５の赤色、緑色及び青色の光の割合は一次光ビーム１３の赤色、緑色及び青色の光の割合と同じである。
【００４８】
[0047]ビームスプリッタ１１は第１の面１７を有し、ビームスプリッタ１１は第１の面１７を通して重合せ光ビーム９を受け、一次光ビーム１３が第１の面１７を通してビームスプリッタ１１から放出される。ビームスプリッタ１１は第２の面１９をさらに含み、二次光ビーム１５が第２の面１９を通してビームスプリッタ１１から放出される。ビームスプリッタ１１の第１の面１７及び第２の面１９はそれぞれ反射防止膜３３を有する。反射防止膜３３は、ＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｙ、ＭｇＯ、ＭｇＦｘ、ＴｉｘＯｙなどの誘電体材料又は金属酸化物の単層又は多層からなるものとすることができる。
【００４９】
[0048]光学デバイス１はＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の形態のミラー構成要素をさらに備える。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１はＭＥＭＳマイクロミラー２３を備え、ＭＥＭＳマイクロミラー２３は、ビームスプリッタ１１から受けた一次光ビーム１３を表示スクリーン２７に反射することができるように配置される。ＭＥＭＳマイクロミラー２３は、さらに、一次光ビーム１３を走査するために少なくとも１本の揺動軸を中心にして揺動することができ、特定の例では、ＭＥＭＳマイクロミラー２３は２本の直交揺動軸を中心にして揺動することができるように構成され、その結果、ＭＥＭＳマイクロミラー２３は表示スクリーン２７に沿って水平方向及び垂直方向の両方に光を走査することができる。ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射及び走査された一次光ビーム１３は表示スクリーン２７に画像２５、すなわち投影画像２５を描く。
【００５０】
[0049]光学デバイス１はフォトダイオード２９を備える。フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１からの二次光ビーム１５を受けるように構成される。フォトダイオード２９は二次光ビーム１５の１つ又は複数の特性を検出するように構成され、例えば、フォトダイオード２９は二次光ビーム１５の輝度若しくは強度及び／又は二次光ビーム１５の赤色、緑色及び青色の光の割合を検出するように構成される。二次光ビーム１５の特性は一次光ビーム１３の１つ又は複数の特性を示すか、又はそれに比例するので、二次光ビーム１５の検出された特性は、ＭＥＭＳマイクロミラー２３によって投影される一次光ビーム１３の特性をモニタするのに使用することができる。投影画像２５の光学特性は一次光ビーム１３の特性を制御することによって制御することができる。
【００５１】
[0050]フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第２の面１９に対して平行な状態からずれるように配置される。ビームスプリッタ１１の第２の面１９に対して平行な状態からずれるようにフォトダイオード２９を配置することによって、フォトダイオード２９で生成された有害光３１は、一般に、ビームスプリッタ１１から離れる方向に向けられることになり、その結果、有害光３１はビームスプリッタ１１によってＭＥＭＳマイクロミラー２３には伝えられないことになる。ビームスプリッタ１１に到達するいかなる有害光もビームスプリッタ１１によってＭＥＭＳマイクロミラー２３から離れた方向に偏向されることになる。ビームスプリッタ１１の反射防止膜３３は、有害光３１をＭＥＭＳマイクロミラー２３から離れた方向に偏向させるビームスプリッタの能力をさらに強化することになる。したがって、フォトダイオード２９で生成された有害光はＭＥＭＳマイクロミラー２３によって受光さないことになる。ＭＥＭＳマイクロミラー２３は有害光をほとんど受光されないことになるので、表示スクリーン２７上に投影される画像２５の質は改善されることになる。図１に示された特定の例では、フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第１の面１７に対して平行な状態から同様に外れるように配置される。
【００５２】
[0051]図１に示されるように、ビームコンバイナ７（この例では３つの半反射ウィンドウ７ａ、７ｂ、７ｃで定義される）、ビームスプリッタ１１、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１は、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射される一次光ビーム１３がビームコンバイナ７からビームスプリッタ１１まで通る重合せ光ビーム９を通過するように配置される。これは、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射される一次光ビーム１３のスペックルを低減する効果がある。スペックルを低減すると、より明瞭でよりシャープな投影画像２５が可能になる。
【００５３】
[0052]光学デバイス１はコントローラ３２をさらに備える。このコントローラ３２は、フォトダイオード２９によって測定される二次光ビームの１つ又は複数の特性に関連するデータを受信するためにフォトダイオード２９と動作可能に連通する。コントローラ３２は二次光ビームの１つ又は複数の特性に関連するデータを処理して、一次光ビーム１３の１つ又は複数の特性に関連するデータを生成することができる。コントローラ３２は、さらに、光源３ａ、３ｂ、３ｃの各々と動作可能に連通し、一次光ビーム１３の１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性に維持されるように光源３ａ、３ｂ、３ｃの各々を制御することができる。一次光ビーム１３を制御することによって、投影画像２５の光の特性が制御される。したがって、一次光ビーム１３の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性に維持されるように一次光ビーム１３の特性を制御することによって、投影画像２５の光学特性を事前に定めた光学特性に維持することができる。コントローラ３２はマイクロコントローラとすることができ、コントローラ３２は別のデジタル処理装置（マイクロコントローラ、ＦＰＧＡなど）とさらに連通して、情報を共有するか、又はアルゴリズムを計算若しくは実行することができることに留意するべきである。
【００５４】
[0053]光学デバイス１は表示スクリーン２７上に画像２５を投影するように動作させることができる。動作中、光源３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ、赤色光ビーム５ａ、緑色光ビーム５ｂ、及び青色光ビーム５ｃを放出するように動作する。光ビーム５ａ、５ｂ、５ｃはビームコンバイナ７で重ね合わされて重合せ光ビーム９となる。次に、ビームスプリッタ１１は重合せ光ビーム９を一次光ビーム１３と二次光ビーム１５とに分割する。ここで、二次光ビーム１５の特性は一次光ビーム１３の特性を示す。一次光ビーム１３はビームスプリッタ１１の第１の面１７を通してビームスプリッタ１１から放出され、二次光ビームはビームスプリッタ１１の第２の面１９を通してビームスプリッタ１１から放出される。二次光ビーム１５は、ビームスプリッタ１１の第２の面１９に対して平行な状態からずれるように構成されるフォトダイオード２９で受光される。二次光ビーム１５の１つ又は複数の特性はフォトダイオード２９を使用して検出される。フォトダイオード２９によって検出された二次光ビーム１５の１つ又は複数の特性を処理して、一次光ビーム１３の特性が決定される。光源３ａ、３ｂ、３ｃは、一次光ビーム１３の決定された特性が事前に定めた特性と一致するようにコントローラ３２によって調整することができる。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１のＭＥＭＳマイクロミラー２３は一次光ビーム１３を表示スクリーン２７の方に反射し、揺動軸を中心にして揺動して表示スクリーンの端から端まで一次光ビーム１３を走査し、表示スクリーン２７上に投影画像２５を表示する。一次光ビーム１３の決定された特性が事前に定めた特性と一致するように光源３ａ、３ｂ、３ｃを制御することによって、投影画像２５の光学特性を事前に定めた光学特性に維持することができる。
【００５５】
[0054]光学デバイス１は、二次光ビーム１５が入射するフォトダイオード２９上の位置を検出するための検出手段３５をさらに備える。この検出手段３５はフォトダイオード２９と一体化するように構成することができる。これにより、光源３ａ、３ｂ、３ｃの位置合わせ不良を検出できることになる。例えば、二次光ビーム１５が、フォトダイオード２９の事前に定めた区域の外側であるフォトダイオード２９上の位置で検出される場合、光源３ａ、３ｂ、３ｃのうちの１つ又は複数が位置合わせ不良であることを確認することができる。これは製造段階において特に有用であり、この段階において、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１を光学デバイスに組み込む前に、必要に応じて光源３ａ、３ｂ、３ｃが位置合わせされているかどうかを検出するために検出手段３５を使用して試験を行うことができる。光源３ａ、３ｂ、３ｃが正確に位置合わせされている（例えば、二次光ビーム１５が入射しているフォトダイオード２９上の位置を検出するための検出手段３５が、事前に定めた区域の内側であるフォトダイオード２９上の位置に二次光ビーム１５が入射していることを検出する）場合、光学デバイス１はＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１を組み込むことによって完了することができる。しかし、多くの場合、例えば、製造欠陥又は取り扱い誤りのために、光源３ａ、３ｂ、３ｃは正確に位置合わせされないことになる。位置合わせ不良の光源３ａ、３ｂ、３ｃを有する光学デバイス１は適切に機能することができず、欠陥のある光学デバイスは処分されなければならない。光源３ａ、３ｂ、３ｃが位置合わせされていないことを検出手段３５が示す（例えば、事前に定めた区域の外側であるフォトダイオード２９上の位置に二次光ビーム１５が入射していることを検出手段３５が検出する）場合、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１が光学デバイス１に組み込まれる前に光学デバイス１を処分することができる。したがって、検出手段３５は、光源３ａ、３ｂ、３ｃが正確に位置合わせされている光学デバイス１にのみＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１を組み込むことができるようにするものである。
【００５６】
[0055]図１に示された実施形態では、光学デバイス１は、ビームスプリッタ１１がＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１のＭＥＭＳマイクロミラー２３と直接に光連通するように構成される。したがって、ビームスプリッタ１１とＭＥＭＳマイクロミラー２３との間に挿入される光学要素はない。ＭＥＭＳマイクロミラー２３はいかなるさらなる光学要素も通過する必要なしにビームスプリッタ１１から直接に一次光ビーム１３を受け取るので、一次光ビーム１３がビームスプリッタ１１からＭＥＭＳマイクロミラー２３まで通るとき光学損失がほとんど又はまったくないことになる。その結果、ビームスプリッタ１１における一次光ビーム１３の特性と、最終的にＭＥＭＳマイクロミラー２３に到達し、反射される一次光ビーム１３の特性との間に差がほとんど又はまったくないことになる。したがって、ビームスプリッタ１１においてフォトダイオード２９によって取得される二次光ビーム１５の特性の測定値は、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で受け取られ、反射される一次光ビーム１３の特性を正確に示すことになる。結果として、それにより、ＭＥＭＳマイクロミラー２３に到達する一次光ビーム１３のより正確な制御を実施することができ、その結果、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射及び走査される一次光ビーム１３のより正確な制御を達成することができる。これにより、投影画像２５の光学特性をより正確に制御することができる。
【００５７】
[0056]図２ａ〜図ｃは、図１に示された光学デバイス１におけるビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の様々な想定し得る構成の側面図である。図２ａは、ビームスプリッタの第１の面１７と第２の面１９とが平行である標準のビームスプリッタ１１を示す。フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第１の面１７及び第２の面１９の両方に対して平行な状態からずれるように配置される。図１に示された光学デバイスでは、ビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９は図２ａに示されたように配置されている。しかし、本発明が機能するには、フォトダイオード２９は、第１の面１７又は第２の面１９のうちの少なくとも一方との平行からずれているだけでよいことを理解すべきである。したがって、本発明の有利な効果を得るには、フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第１の面１７又は第２の面１９に対する平行状態からずれるように配置されるだけでよい。図２ｂ及び図２ｃはビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９の想定し得る構成を示し、フォトダイオード２９は、ビームスプリッタ１１の第１の面１７又は第２の面１９の一方との平行状態からずれている。
【００５８】
[0057]図２ｂはビームスプリッタ１１ｂを示し、図２ａに示されたビームスプリッタ１１とは異なり、ビームスプリッタ１１ｂの第１の面１７ｂと第２の面１９ｂとは平行でなく、ビームスプリッタ１１ｂはくさび形となっている。ビームスプリッタ１１ｂは、その第１の面１７ｂが垂直であり、ビームスプリッタ１１ｂの第２の面１９ｂがその垂直な基準から外れるように構成される。フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｂの第２の面１９ｂに平行であるように配置される。ビームスプリッタ１１ｂの第１の面１７ｂと第２の面１９ｂとは平行でないので、フォトダイオード２９を第２の面１９ｂと平行になるように配置することによって、フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｂの第１の面１７ｂに対して平行な状態からずれるように配置されることになる。図２ｂに示された特定の例では、フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｂの第２の面１９ｂに固定される。任意の好適な固定手段を使用して、ビームスプリッタ１１ｂの第２の面１９ｂにフォトダイオード２９を固定することができる。
【００５９】
[0058]図２ｃは、図１に示された光学デバイス１のビームスプリッタ１１及びフォトダイオード２９のさらなる想定し得る構成を示す。図２ｃに示された構成は図２ｂに示されたものと同様であり、ビームスプリッタ１１ｃの第１の面１７ｃと第２の面１９ｃとは平行でなく、ビームスプリッタはくさび形である。図２ｂに示された構成とは異なり、ビームスプリッタ１１ｃの第２の面１９ｃが垂直であり、ビームスプリッタ１１ｃの第１の面１７ｃはその垂直の基準からずれている。フォトダイオード２９は第２の面１９ｃに平行であるように配置される。ビームスプリッタ１１ｃの第１の面１７ｃと第２の面１９ｃとは平行でないので、フォトダイオード２９を第２の面１９ｃと平行になるように配置することによって、フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｃの第１の面１７ｃに対して平行な状態からずれるように配置されることになる。図２ｃに示された特定の例では、フォトダイオード２９はビームスプリッタ１１ｃの第２の面１９ｃに固定される。任意の好適な固定手段を使用して、ビームスプリッタ１１ｃの第２の面１９ｃにフォトダイオード２９を固定することができる。光学デバイス１のさらなる特徴は、光学デバイス１が、光源３ａ、３ｂ、３ｃ、フォトダイオード２９、及びＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の各々を電気的に接続するように構成される単一の導電性部材を備えることである。単一の導電性部材は、光源３ａ、３ｂ、３ｃ、フォトダイオード２９、及びＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の各々と、検出手段３５と、コントローラ３２とを電気的に接続することができる。図３は、図１の光学デバイスで使用される単一の導電性部材４０の斜視図である。図３は、光学デバイス１から分離された単一の導電性部材４０を示す。単一の導電性部材４０は可撓性材料を含み、それにより、単一の導電性部材４０は必要に応じて曲げることができる。
【００６０】
[0059]図３に示されるように、単一の導電性部材４０は５つの電気接点４１ａ〜４１ｅを含み、電気接点４１ａ〜４１ｃはそれぞれ光源３ａ、３ｂ、３ｃの各々との電気的接続を行うために使用され、電気接点４１ｄはフォトダイオード２９との電気的接続を行うために使用され、電気接点４１ｅはＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１との電気的接続を行うために使用される。単一の導電性部材４０は、５つの電気接点４１ａ〜ｅの各々を電気的に接続する主導電性プラットフォーム４３を含む。導電性部材４０は任意の数の電気接点を備えることができることは理解されよう。導電性部材４０に設けられる電気接点の数は、導電性部材が電気的に接続することになる構成要素の数によって定められる。
【００６１】
[0060]図１に示された光学デバイス１はパッケージ３７をさらに備える。パッケージ３７は光源３ａ、３ｂ、３ｃ、ビームコンバイナ７、ビームスプリッタ１１、及びフォトダイオード２９を収容する。パッケージ３７は、さらに、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１を収容するように構成することができ、又は代替として、後で説明するように、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１がパッケージ３７の一部を画定することができる。
【００６２】
[0061]ウィンドウ（窓部）３９がパッケージ３７に設けられる。ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射された光はウィンドウ３９を通してパッケージ３７の内部から放出することができ、その結果、光は表示スクリーン２７に入射して、表示スクリーン２７に投影画像２５を投影することができる。ウィンドウ３９は任意の好適な構成を有することができる。ウィンドウ３９は、それを通過する光の光学特性を調整するように構成することができる。ウィンドウ３９は、必要に応じて、それを通過する光の光学特性を調整するのに必要とされる任意の好適な構成をとることができる。図４ａ〜図４ｅは、如何にすればウィンドウ３９を通過する光４５の光学特性を調整するようにウィンドウ３９を構成することができるかの例を示す斜視図である。図４ａは、如何にしてウィンドウ３９を通過する光４５の方向を変えるように構成することができるか、すなわち、如何にして光４５を上方に偏向するように構成することができるかを示している。任意選択的ではあるが、図４ａに示されたウィンドウ３９は、光４５が垂直に向けられる、すなわち、光４５がウィンドウ３９から出射されるとき、光４５がウィンドウ３９に入射した水平方向から垂直方向に９０度偏向されるように光４５の方向を偏向するように構成することができる。図４ｂは、如何にしてウィンドウ３９を通過する光４５を発散させるようにウィンドウ３９を構成するかを示す。光４５の発散は投影画像２５のサイズを拡大することになる。図４ｃは、如何にしてウィンドウ３９を通過する光４５を集束するようにウィンドウ３９を構成するかを示す。光を集束すると、投影画像のサイズは縮小され、画像輝度が増強されることになる。図４ｄは、光４５の方向が変わらないままであるようにウィンドウ３９を構成することができることを示す。図４ｅは、ウィンドウ３９のさらに想定し得る構成を示す。図４ｅは、プリズム４６によってウィンドウ３９を画定することができることを示す。図４ｅに示されたプリズム４６は５つの側面を有する。プリズム４６は任意の数の側面を有することができ、５つの側面を有することに限定されないことが理解されよう。５つの側面を有するプリズム４６はペンタプリズム４６と称される。ペンタプリズム４６は、図４ｅに示されるように、水平方向から垂直方向に光４５を偏向することができる。ウィンドウ３９は、ウィンドウ３９の１つ又は複数の面に設けられるアンチスペックル層４４をさらに含むことができる。アンチスペックル層４４は、光４５がウィンドウ３９を通って投影スクリーン上に投影されるときに生じるスペックル効果を低減することになる。
【００６３】
[0062]ウィンドウ３９に加えて、又は、ウィンドウ３９の代替として、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射された光はパッケージ３７の内部からプリズム４７又は反射板４８に放出することができる。図４ｆ及び図４ｇはそれぞれプリズム４７及び反射板４８を示す。プリズム４７は水平基準に対して４５°で配置される面４９を有するが、プリズム４７は、代替として、水平基準に対して任意の他の角度で配置される面４９を有するように構成することができることが理解されよう。反射板４８も、水平基準に対して４５°に向けられていることが示されている。プリズム４７及び反射板４８は、水平方向から垂直方向に光４５を偏向することができるように向けられている。しかし、プリズム４７及び反射板４８は、任意の他の方向に光４５を偏向するように任意の他の特定の方向に向けられ得ることが理解されよう。ウィンドウ３９とは異なり、光４５はプリズム４７又は反射板４８を通過しない。
【００６４】
[0063] ウィンドウ３９に加えてプリズム４７又は反射板４８が使用される場合、プリズム４７又は反射板４８は、ウィンドウ３９を通過する光４５を受けるように光学デバイス１に配置される。プリズム４７又は反射板４８がウィンドウ３９の代替として使用される場合、プリズム４７又は反射板４８はＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射された光を直接に受けるように光学デバイス１に配置される。
【００６５】
[0064]プリズム４７及び／又は反射板４８は、プリズム４７及び／又は反射板４８の１つ又は複数の面にアンチスペックル層（図示せず）をさらに備えることができる。アンチスペックル層は、光４５が投影スクリーン上に投影されるときに生じるスペックル効果を低減することになる。
【００６６】
[0065]図５は本発明のさらなる実施形態による光学デバイス５０の上面図である。光学デバイス５０は、図１に示された光学デバイス１と同じ特徴的構成の多くを有し、同様の特徴的構成は同じ参照番号が与えられる。図１に示された光学デバイス１とは異なり、ビームスプリッタ１１及びフォトダイオードは、ＭＥＭＳマイクロミラー２３で反射された一次光ビーム１３が重合せ光ビーム９を通過しないように配置されている。
【００６７】
[0066]光学デバイス５０は、ウィンドウ３９と一体化した反射面５１の形態の反射手段をさらに備える。反射面５１は、ビームスプリッタ１１からの一次光ビーム１３を受け取り、一次光ビーム１３をＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１のＭＥＭＳマイクロミラー２３に反射するように配置される。一般に、先行技術デバイスでは、反射手段は別個の反射ミラー構成要素として設けられるが、しかし、本発明は、有利には、反射面５１をウィンドウ３９と一体化することによってよりコンパクトな光学デバイス５０を達成する。光学デバイス５０は、さらに、先行技術の光学デバイスと比較して個別の光学要素がより少ないことになる。
【００６８】
[0067]図６ａは、上述の光学デバイス１、５０の各々で使用されるパッケージ３７の想定し得る構成の上面図である。図６ｂは、図６ａに示されたパッケージ３７の背面図である。
【００６９】
[0068]図６ａから分かるように、パッケージ３７は、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１がパッケージ３７の面６１、６３、６５、６７の少なくとも一部を画定できるように構成される。図６ａは、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の上面６９がパッケージ３７の上面６１の一部を画定することを示す。ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の側面７３、７５は、さらに、それぞれパッケージ３７の側面６３、６５の一部を画定する。図６ｂから一層明確に分かるように、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の下面７１は、さらに、パッケージ３７の下面６７の一部を画定する。したがって、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１は、パッケージ３７の面６１、６３、６５、６７の各々の一部を画定する。パッケージ３７は、代替として、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１がパッケージ３７の面６１、６３、６５、６７のいくつかのみの一部を画定するように構成することができ、例えば、パッケージ３７は、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の上面６９及びＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の下面７１のみがパッケージ３７の上面６１及び下面６７のみの一部をそれぞれ画定できるように構成することができることが理解されるべきである。
【００７０】
[0069]ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１がパッケージ３７の面６１、６３、６５、６７の少なくとも一部を画定するので、光学デバイス１、５０はよりコンパクトになり、有効である。例えば、ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の上面６９及び下面７１がそれぞれパッケージ３７の上面６１及び下面６７の一部を画定する場合、パッケージ３７がＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の上面６９及び下面７１を越えて延びないことになるので光学デバイス１、５０の全厚を低減することができる。そのような場合、光学デバイス１、５０の厚さ「ｔ」はＭＥＭＳマイクロミラーデバイス２１の厚さ「Ｔ」を超えないことになる。光学デバイス１、５０の全厚「ｔ」が低減されるので、よりコンパクトな光学デバイス１、５０を達成することができる。
【００７１】
[0070]本発明の説明された実施形態への様々な変形及び変更が、添付の特許請求の範囲で定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく当業者には明らかであろう。本発明が特定の好ましい実施形態に関連して説明されたが、特許請求される本発明はそのような特定の実施形態に不当に限定されるべきでないことが理解されなければならない。
【符号の説明】
【００７２】
１ 光学デバイス
３ａ、３ｂ、３ｃ 光源
５ａ 赤色光ビーム
５ｂ 緑色光ビーム
５ｃ 青色光ビーム
７ ビームコンバイナ
７ａ、７ｂ、７ｃ 半反射ウィンドウ
９ 重合せ光ビーム
１１、１１ｂ、１１ｃ ビームスプリッタ
１３ 一次光ビーム
１５ 二次光ビーム
１７、１７ｂ、１７ｃ 第１の面
１９、１９ｂ、１９ｃ 第２の面
２１ ＭＥＭＳマイクロミラーデバイス
２３ ＭＥＭＳマイクロミラー
２５ 画像、投影画像
２７ 表示スクリーン
２９ フォトダイオード
３１ 有害光
３２ コントローラ
３３ 反射防止膜
３５ 検出手段
３７ パッケージ
３９ ウィンドウ
４０ 導電性部材
４１ａ〜４１ｅ 電気接点
４３ 主導電性プラットフォーム
４４ アンチスペックル層
４５ 光
４６ プリズム、ペンタプリズム
４７ プリズム
４８ 反射板
４９ 面
５０ 光学デバイス
５１ 反射面
６１ パッケージの上面
６３ パッケージの側面
６５ パッケージの側面
６７ パッケージの下面
６９ ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスの上面
７１ ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスの下面
７３、７５ ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスの側面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが光ビームを生成するように動作可能である複数の光源と、
前記複数の光源からの前記光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するように動作可能である少なくとも１つのビームコンバイナと、
前記重合せ光ビームを受け、前記重合せ光ビームを一次光ビームと二次光ビームとに分割するように配置されるビームスプリッタであり、前記二次光ビームの１つ又は複数の特性が前記一次光ビームの１つ又は複数の特性を示し、該ビームスプリッタから放出される前記一次光ビームが通る第１の面と、該ビームスプリッタから放出される前記二次光ビームが通る第２の面とを備える、ビームスプリッタと、
ミラーを備えるミラー構成要素であり、前記ミラーが前記ビームスプリッタの前記第１の面を通して放出される前記一次光ビームを反射することができるように配置され、前記ミラーが少なくとも１つの揺動軸を中心にして揺動して前記一次光ビームを走査することができる、ミラー構成要素と
を備える光学デバイスであって、
前記二次光ビームを受け、前記二次光ビームの１つ又は複数の特性を検出するように構成されるフォトダイオードをさらに備え、
前記フォトダイオードが、前記ビームスプリッタの前記第１の面又は前記第２の面の少なくとも一方に対して平行の状態からずらされ、前記ミラーに向けられる有害光の量を低減するように構成される、光学デバイス。
【請求項２】
さらに、前記フォトダイオードが、前記ビームスプリッタの前記第１の面及び前記第２の面の両方に対して平行の状態からずらされるように構成される、請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記一次光ビームの１つ又は複数の特性を示す前記二次光ビームの１つ又は複数の特性に関連するデータを受信し、前記一次光ビームの１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性に維持されるように前記複数のレーザの各々を制御するように前記フォトダイオードと動作可能に連通するコントローラをさらに備える、請求項１又は２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記二次光ビームが入射するフォトダイオード上の位置を検出するための検出手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記ビームスプリッタが前記ミラーと直接に光連通するように配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記ミラーで反射された前記一次光ビームが通過することができるウィンドウを有するパッケージをさらに備え、
前記ビームスプリッタからの前記一次光ビームを受け、前記一次ビームを前記ミラーに反射するように配置される反射面をさらに備え、前記反射面が前記ウィンドウと一体化するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記ビームコンバイナ、前記ビームスプリッタ、及び前記ミラーは、前記ミラーで反射された前記一次光ビームが前記重合せ光ビームを通過して前記ミラーで反射された前記一次光ビームのスペックルを低減するように配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記ミラーで反射された前記一次光ビームが通過することができるウィンドウをさらに備え、前記ウィンドウが、該ウィンドウを通過する前記一次光ビームの前記光学特性を調整するように構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項９】
パッケージをさらに備え、前記ミラー構成要素が前記パッケージの表面の少なくとも一部を画定する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項１０】
前記ミラー構成要素が前記パッケージの上面及び下面の少なくとも一部を画定する、請求項９に記載の光学デバイス。
【請求項１１】
前記ミラー構成要素が前記パッケージの４つの面の少なくとも一部を画定する、請求項９又は１０に記載の光学デバイス。
【請求項１２】
前記光源、前記フォトダイオード、及び前記ミラー構成要素の各々を電気的に接続するように構成される単一の導電性部材を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学デバイスを備える投影デバイス。
【請求項１４】
画像を投影する方法であって、
複数の光源のそれぞれが光ビームを生成するように前記複数の光源を動作させるステップと、
前記光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するステップと、
ビームスプリッタを使用して前記重合せ光ビームを一次光ビームと二次光ビームとに分割するステップであり、前記二次光ビームの特性が前記一次光ビームの特性を示し、前記ビームスプリッタは、該ビームスプリッタから放出される前記一次光ビームが通る第１の面と、放出される前記二次光ビームが通る第２の面とを備える、ステップと、
前記ビームスプリッタの前記第１の面又は前記第２の面の少なくとも一方に対して平行な状態からずれているように構成されるフォトダイオードにて前記二次光ビームを受けるステップと、
前記フォトダイオードを使用して前記二次光ビームの１つ又は複数の特性を検出するステップと、
前記二次光ビームの前記検出された１つ又は複数の特性を処理して前記一次光ビームの特性を決定するステップと、
前記一次光ビームを走査して画像を表示スクリーン上に投影するステップと
を含む、方法。
【請求項１５】
前記一次光ビームの１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性と一致するように前記複数の光源のうちの１つ又は複数を調整するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１】
それぞれが光ビームを生成するように動作可能である複数の光源と、
前記複数の光源からの前記光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するように動作可能である少なくとも１つのビームコンバイナと、
前記重合せ光ビームを受け、前記重合せ光ビームを一次光ビームと二次光ビームとに分割するように配置されるビームスプリッタであり、前記二次光ビームの１つ又は複数の特性が前記一次光ビームの１つ又は複数の特性を示し、該ビームスプリッタから放出される前記一次光ビームが通る第１の面と、該ビームスプリッタから放出される前記二次光ビームが通る第２の面とを備える、ビームスプリッタと、
ミラーを備えるミラー構成要素であり、前記ミラーが前記ビームスプリッタの前記第１の面を通して放出される前記一次光ビームを反射することができるように配置され、前記ミラーが少なくとも１つの揺動軸を中心にして揺動して前記一次光ビームを走査することができる、ミラー構成要素と
を備える光学デバイスであって、
前記二次光ビームを受け、前記二次光ビームの１つ又は複数の特性を検出するように構成されるフォトダイオードをさらに備え、
前記フォトダイオードが、前記ビームスプリッタの前記第１の面又は前記第２の面の少なくとも一方に対して平行の状態からずらされ、前記ミラーに向けられる有害光の量を低減するように構成される、光学デバイス。
【請求項２】
さらに、前記フォトダイオードが、前記ビームスプリッタの前記第１の面及び前記第２の面の両方に対して平行の状態からずらされるように構成される、請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記一次光ビームの１つ又は複数の特性を示す前記二次光ビームの１つ又は複数の特性に関連するデータを受信し、前記一次光ビームの１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性に維持されるように前記複数のレーザの各々を制御するように前記フォトダイオードと動作可能に連通するコントローラをさらに備える、請求項１又は２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記二次光ビームが入射するフォトダイオード上の位置を検出するための検出手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記ビームスプリッタが前記ミラーと直接に光連通するように配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記ミラーで反射された前記一次光ビームが通過することができるウィンドウを有するパッケージをさらに備え、
前記ビームスプリッタからの前記一次光ビームを受け、前記一次ビームを前記ミラーに反射するように配置される反射面をさらに備え、前記反射面が前記ウィンドウと一体化するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記ビームコンバイナ、前記ビームスプリッタ、及び前記ミラーは、前記ミラーで反射された前記一次光ビームが前記重合せ光ビームを通過して前記ミラーで反射された前記一次光ビームのスペックルを低減するように配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記ミラーで反射された前記一次光ビームが通過することができるウィンドウをさらに備え、前記ウィンドウが、該ウィンドウを通過する前記一次光ビームの前記光学特性を調整するように構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項９】
パッケージをさらに備え、前記ミラー構成要素が前記パッケージの表面の少なくとも一部を画定する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項１０】
前記ミラー構成要素が前記パッケージの上面及び下面の少なくとも一部を画定する、請求項９に記載の光学デバイス。
【請求項１１】
前記ミラー構成要素が前記パッケージの４つの面の少なくとも一部を画定する、請求項９又は１０に記載の光学デバイス。
【請求項１２】
前記光源、前記フォトダイオード、及び前記ミラー構成要素の各々を電気的に接続するように構成される単一の導電性部材を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学デバイスを備える投影デバイス。
【請求項１４】
画像を投影する方法であって、
複数の光源のそれぞれが光ビームを生成するように前記複数の光源を動作させるステップと、
前記光ビームを重ね合わせて重合せ光ビームを生成するステップと、
ビームスプリッタを使用して前記重合せ光ビームを一次光ビームと二次光ビームとに分割するステップであり、前記二次光ビームの特性が前記一次光ビームの特性を示し、前記ビームスプリッタは、該ビームスプリッタから放出される前記一次光ビームが通る第１の面と、放出される前記二次光ビームが通る第２の面とを備える、ステップと、
前記ビームスプリッタの前記第１の面又は前記第２の面の少なくとも一方に対して平行な状態からずれているように構成されるフォトダイオードにて前記二次光ビームを受けるステップと、
前記フォトダイオードを使用して前記二次光ビームの１つ又は複数の特性を検出するステップと、
前記二次光ビームの前記検出された１つ又は複数の特性を処理して前記一次光ビームの特性を決定するステップと、
前記一次光ビームを走査して画像を表示スクリーン上に投影するステップと
を含む、方法。
【請求項１５】
前記一次光ビームの１つ又は複数の特性が１つ又は複数の事前に定めた特性と一致するように前記複数の光源のうちの１つ又は複数を調整するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図４ｆ】
【図４ｇ】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図４ｆ】
【図４ｇ】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【公開番号】特開２０１３−４７７７４（Ｐ２０１３−４７７７４Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−４３４０（Ｐ２０１２−４３４０）
【出願日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【出願人】（５１１２６９７８３）レモプティックス ソシエテ アノニム (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４３４０（Ｐ２０１２−４３４０）
【出願日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【出願人】（５１１２６９７８３）レモプティックス ソシエテ アノニム (3)
【Ｆターム（参考）】
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