JP2010509624A - 改良された投影特性をもつ投影装置、および結像を投影する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの第１（１１０）および第２（２１０）のビームによって投影面（１０）に結像を投影する方法に関する。投影面における第１および第２のビームの投影の誤差を求め、事前に求めたこの誤差に基づく第１および／または第２のビームの時間的な強度変化によって、改善された画像が投影面で生成される。

Description

本発明は投影装置に関するものであり、および、改良された投影特性で投影をする方法ないし方式に関するものである。

画像を投影するための機器では、各々の画点について複数のビームが重ね合わされて、投影面に投影される。このとき理想的なケースでは、それぞれのビームの色が組み合わされてなる個々のスポットが、投影面に生じる。いわゆる「フライングスポット法」では、ビームが投影面の手前で可動のミラーを介して誘導され、このミラーを用いて、適当な運動によって投影面に画像を生成することができる。重ね合わされるビームの製造上生じる最低限の角度差は、投影面において個々のスポットの非合同性につながり、投影画像の色の不具合を引き起す。熱のストレスによって、個々のスポット相互の差異が作動中に変化する可能性もある。

本発明の課題は、改良された投影特性をもつことを特徴とし、それによって上述した欠点を低減する、結像を投影する方法を提供することにある。

この課題は、請求項１に記載された結像を投影する方法によって解決され、および請求項６６に記載された投影装置によって解決される。特別に好ましい実施形態は、そのほかの請求項の対象となっている。

この方法ないし方式では、少なくとも１つの第１および第２のビームの投影によって結像が投影面に生成され、第１および第２のビームの投影を投影面に重ね合わせることよって結像の目標像を生成することが意図される。ただし、投影面での少なくとも第１および第２のビームの投影の現実の誤差は、目標像とは相違する実際像を生成する。本方法は、投影面における第１のビームと第２のビームの投影の実際の誤差を求める方法ステップＡ）と、方法ステップＡ）で求めた誤差に基づいて目標像を生成するために第１および／または第２のビームを時間的に強度変化させる方法ステップＢ）とを有している。このことは、プロジェクタの画質が改善されるという利点がある。しかも投影コストが削減される。これまでの既存のシステムに比べ、製造公差を小さく抑えることができるからである。そのうえ、投影面への投影の位置のセルフキャリブレーショによって、プロジェクタの長期安定性が大幅に向上する。結像を投影する本方法は、それぞれのビームのより正確な重ね合せにつながり、それによって色品質・画質の改善につながる。

本方法ないし本方式のさらに別の好ましい構成要件は、画点を投影するために少なくとも第１および第２のビームを投影面へ誘導する第１のミラーである。この第１のミラーは可動であるのが好ましい。このことは、第１のミラーの適当な運動によって投影平面に画像が生成されるという利点がある。

この第１のミラーは電子制御されるのが好ましい。このときの利点は、電子制御によってミラーの運動を場合により変調できることにある。

さらに本方法ないし本方式は、第１および第２のビームとしてレーザビームが用いられるという好ましい構成要件を有している。このときレーザビームの波長領域は、赤色、緑
色、または青色のスペクトル領域を含んでいるのが好ましい。レーザビームの使用が好ましいのは、これによって、定義された色混合がなされる特別に正確な画像を生成できるからである。赤色、緑色、および青色のスペクトル領域の選択は、色スペクトル全体を表現できるという利点がある。

さらに、少なくとも第１および第２のビームは、第１および第２の電子信号によって生成される第１および第２の強度をそれぞれ有することができる。このときの利点は、強度の適当な混合によって多数の色を生成できることにある。ある色の強度が低くなるほど、他のビームの色が強調される。それにより、投影面での各々の投影点を個別に構成することができる。

結像を投影する本方法ないし本方式は、方法ステップＡ）およびＢ）が投影動作の前に実行されるか、それとも途中に実行されるかという点で区別される、異なる実施形態を有しているのが好ましい。さらにこれら両方の態様について、第１のミラーが可変の向きを有していることによって、または第１のミラーが固定的な向きを有していることによって、方法ステップＡ）を実施することが可能である。

本発明の１つの好ましい実施形態では、方法ステップＡ）を実行するために、第１のミラーと投影面の間に第２のミラーが位置決めされている。このとき、ただ１つのビームだけがそのつど作動する。この第２のミラーは、ちょうどそのとき作動しているビームを投影面から離れるように誘導できるという利点がある。このような投影面からの偏向を、各々のビームで実行することができる。第２のミラーとしては、半透明ミラーまたは方向転換ミラーを用いるのが好ましい。半透明ミラーは、ちょうどそのとき作動しているビームを部分的にのみ投影面から離れるように誘導するが、ビームのその他の部分は引き続き投影面へ当てさせるという利点がある。しかしながら、不透明の第２のミラーを使用することも可能である。この本発明の実施形態では、方法ステップＡ）は本来の投影動作の前に実行されるからである。換言すると、この本発明の実施形態では、方法ステップＡ）の途中で、投影面へビームの少なくとも部分的な投影をする必要はない。

本方法ないし本方式の１つの好ましい実施形態では、第２のミラーは、ちょうどそのとき作動しているそのつどのビームを固定的な位置の検出器に向かって少なくとも部分的に誘導するように位置決めされる。このことは、ちょうどそのとき作動しているビームの投影の位置を検出器で測定できるという利点がある。ただし、ビームの一部は引き続き投影面で観察することができる。ちょうどそのとき作動しているビームは、それが誘導される検出器に投影を生成するのが好ましい。

作動しているそのつどのビームは、検出器の手前にあるレンズによって焦点合せされるのが好都合である。このことは、技術的な理由により生じるビームの幅を小さい点に焦点合わせできるという利点がある。このときの利点は、ビームの投影の位置の検出をいっそう正確に実行できることにある。

本発明の別の好ましい実施形態では、第１のミラーが第１のビームについて、第１のビームの最大強度が検出器で測定される第１の向きに合わされる。第１のミラーが第２のミラーについても、第２のビームの最大強度が検出器で測定される第２の向きに合わされるのが好ましい。このときの利点は、各々のビームについて、検出器へのビームの投影位置と関連づけることができる、第１のミラーの定義された向きが得られることにある。さらに、いっそう正確な結果を得るために、第１のビームについて、第１のビームが第２の検出器で最大強度を有する、第１のミラーの第３の向きを第１のミラーについて測定するのが好ましい。同様に第２のビームについて、第２のビームが第２の検出器で最大強度を有する、第１のミラーの第４の向きを測定することができる。このことは、第１のビームに
ついても第２のビームについても、第２の検出器へのビームの投影位置と関連づけることができる、ミラーの別の向きが得られるという利点がある。

各々のビームについてミラーの向きを求めた後、ミラーの向きの差異を援用して、それぞれのビーム相互の誤差を判定するのが好ましい。そのために、適当な方法によってミラーの向きを測定するのが好都合である。

第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きは、ミラーと対応物との間のキャパシタンスを通じて無接触式に測定されるのが好ましい。第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きの差異に基づいて、第１および第２のビームの実際の誤差を求めることができる。第１と第２の向き、および第３と第４の向きという２種類の差異を求めることは、より正確な結果が得られるという利点がある。これら両方の差異から平均値を形成することができる。キャパシタンスを通じての向きの測定は、無接触式の測定方法により、ミラーの向きに外乱が引き起されることがないという利点がある。

さらに、第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きは、機械的なプローブによって測定することができる。第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きの間の差異に基づいて、第１および第２のビームの実際の誤差を求めることができる。機械的なプローブには、ミラーの向きに関して特別に正確な測定結果をもたらすという利点がある。

さらに、第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きは、第１のミラーが追加のビームで照射され、その偏向が第２の検出器で求められることによってそれぞれ判定することができる。このとき第１のミラーの向きは、追加のビームの偏向によって求められる。追加のビームは、少なくとも第１および第２のビームに対して傾いた角度で配置されているのが好ましい。このようなミラーの向きの測定方法は、他の投影動作に対する支障なしに進行するという利点がある。

本発明の別の実施形態では、第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きの間の差異に基づいて、第１および第２のビームの間の角度差が求められる。求めた角度差は、投影面における第１および第２のビームの間の実際の誤差を求めるために援用される。このことは、ミラーの向きの測定を通じて、そのつどのビームについて角度差を算出することができ、それにより投影面におけるビーム相互の誤差を、直接測定することなく求めることができるという利点がある。

本発明の別の実施例のさらに別の好ましい構成要件は結像の投影であり、方法ステップＡ）の間に第１のミラーが各々のビームについて少なくとも１つの固定的な向きに保持される。検出器は、そのつどのビームの最大強度が検出器で測定される、第１のビームについての第１の位置へ、および第２のビームについて第２の位置へ移されるのが好ましい。このことは、ビームの特定の位置を定義するために、第１のミラーを厳密に動かす必要がなくなるという利点がある。

各々のビームについて検出器位置を求めてから、これらの検出器位置の差異を援用してビーム相互の誤差を判定するのが好ましい。そのために、適当な方法で検出器位置を測定するのが好都合である。

さらに、検出器と対応物との間のキャパシタンスを通じて検出器の第１および第２の位置を測定するのが好ましい。検出器の第１および第２の位置の間の差異に基づいて、第１および第２のビームの間の実際の誤差を求めることができる。

さらに、検出器の第１および第２の位置を機械的なプローブによって測定し、検出器の第１および第２の位置の間の差異に基づいて、第１および第２のビームの間の実際の誤差を求めるのが好ましい。キャパシタンスの測定による検出器の位置の無接触式の測定方法は、検出器の位置の外乱を引き起こさない測定が実施されるという利点がある。機械式のプローブを用いた検出器の位置の測定は、検出器の位置に関して特別に正確な結果が得られるという利点がある。

さらに別の実施形態では、検出器におけるビームの投影位置を求めるために多数の検出器、いわゆる検出器アレイを使用するのが好ましい。これは実質的に二次元の検出器のマトリクス、たとえばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ電荷結合素子）アレイであるのが好ましい。このとき多数の検出器は、多数の検出器におけるビームの投影のすべての位置を測定できるように位置決めされると好ましい。このことは、検出器におけるビームのすべての投影を検出するために、検出器を動かす必要がなくなるという利点がある。

作動しているそのつどのビームは、多数の検出器の手前にあるレンズによって焦点合せされるのが好ましい。このことは、技術的な理由により生じるビームの幅が最低限に抑えられ、そのようにして、ビームの投影位置の検出がいっそう正確になるという利点がある。

多数の検出器におけるビームの投影位置に基づいて、第１および第２のビームの間の角度差が求められるのが好都合である。求めた角度差は、投影面における第１および第２のビームの間の実際の誤差を求めるために援用される。このことは、投影面におけるビームの投影位置を、投影面で直接測定することなく求めることができるという利点がある。測定は、検出器におけるビームの投影位置の測定を通じて行われる。

本発明の別の実施形態では、１つの好ましい構成要件は第３のビームが存在しており、第１および／または第２のビームに対するその誤差が、上に説明した方法およびさまざまな実施形態に基づいて求められることである。第３のビームの利用は、ビームによって表現することができる色のスペクトルが大幅に広がるという利点がある。３つのビームが利用され、これらが赤色、青色、緑色の３原色を含んでいれば、結像のフルカラーの投影を実現できるという利点がある。

本発明のさらに別の好ましい実施形態では、方法ステップＡ）を実施するために第１のミラーと投影面の間で第２の半透明ミラーが位置決めされるという好ましい構成要件がある。このときすべてのビームが同時に作動するのが好ましく、これらのビームは投影面で実際印象を生成する。このとき、ビームが第２のミラーによって検出器に向かって部分的に誘導されると好都合である。このとき、ビームが投影面で画像を生成すると同時に、検出器に向かって誘導することができるのが好ましい。このようにして、投影面への画像の投影が同時に行われている間に、ビームの検出が可能である。換言すると、このようにして、投影装置が作動している間に方法ステップＡ）を実施することができる。

さらに、ビームを分割するために第２のミラーと検出器の間にフィルタがあると好ましい。フィルタは、検出器へ向かう１つのビームに対してそれぞれ透過性であるという利点がある。したがって、１つのビームの検出を他のビームが妨げることがない。

さらに、ビームを分割するために回折素子が第２のミラーの後にあると好ましい。回折素子における利点は、それがビームを分割して異なる方向へ誘導できることにある。そのために、検出器として多数の検出器が用いられ、たとえば検出器アレイが用いられると好
ましい。多数の検出器に向かって誘導されるそれぞれのビームは、多数の検出器で投影を生成する。このときの利点は、回折素子によって分割されたすべてのビームを多数の検出器が検出できることにある。

さらに、多数の検出器が固定的な位置を有していると好ましい。このときミラーは、多数の検出器が第１のビームの強度最大値を測定する、第１の向きに合わされるのが好都合である。さらに第１のミラーが、多数の検出器が第２のビームの強度最大値を測定する、第２の向きに合わされると好ましい。このときの利点は、第１のミラーの向きを多数の検出器におけるビームの強度と関連づけることができることにある。

さらに第１のミラーは、多数の検出器が第１のビームの強度最大値を測定する、第３の向きに合わされると好ましい。さらに第１のミラーは、多数の検出器が第２のビームの強度最大値を測定する、第４の向きに合わされると好都合である。第１のミラーの第３および第４の向きの測定が好ましい理由は、それによってミラーの向きの測定の精度が高まるからである。

各々のビームについてミラーの向きを求めてから、ミラーの向きの差異を援用して、ビーム相互の誤差を判定するのが好ましい。そのために、適当な方法でミラーの向きを測定するのが好都合である。

さらに、第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きは、ミラーと対応物との間のキャパシタンスを通じて無接触式に測定されるのが好ましい。このとき第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３および第４の向きの差異に基づいて、第１および第２のビームの実際の誤差を求めることができる。このときの利点は、ミラーの向きを通じて、投影面におけるビーム相互の誤差を、そこで直接測定することなく求められることにある。キャパシタンスを通じての無接触式の測定方法は、ミラーの向きに外乱が生じることがないという利点がある。

さらに、第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きは、機械的なプローブによってそれぞれ測定することができる。このとき第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きの間の差異に基づいて、第１および第２のビームの実際の誤差を求めることができる。このときの利点は、機械的なプローブによる第１のミラーの向きの測定が、ミラーの向きに関する特別に正確な結果をもたらすことにある。

さらに、第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きは、第１のミラーが追加のビームで照射されることによってそれぞれ判定することができる。このとき第１のミラーによる追加のビームの偏向は、第２の検出器によって求められる。このとき第１のミラーの向きは、追加のビームの偏向によって求めることができる。これは、その際にプロジェクタが妨げられないので、第１のミラーの向きの特別に好ましい測定方法である。このとき、追加のビームは第１および第２のビームに対して傾いた角度で配置されていると好ましい。このことは、各ビームの間で干渉が起こり得ないという利点がある。

さらに別の好ましい実施形態は、第１のミラーの第１と第２の向き、および／または第３と第４の向きが求められ、それに基づいて第１および第２のビームの間の角度差が求められることにある。投影面における第１および第２のビームの間の実際の誤差の算定は、求めた角度差を用いて行うことができる。このことは、投影面におけるビーム相互の誤差を、ミラーの向きを求めることを通じて行えるという利点がある。

別の実施形態のさらに別の好ましい構成要件は方法ステップＡ）であり、第１のミラーは各々のビームについて少なくとも１つの定義された向きを有している。このことは、ミラーを追加的に動かさなくてすむという利点がある。

このとき、検出器が第１のビームについて第１の位置へ移され、第２のビームについて第２の位置へ移されると好ましい。このとき検出器では、それぞれのビームの最大強度がそれぞれ測定される。

さらに、検出器の第１および第２の位置は検出器と対応物の間のキャパシタンスを通じて無接触式に測定されると好ましい。このとき検出器の第１および第２の位置の間の差異に基づいて、第１および第２のビームの間の実際の誤差を求めることができる。このことは、検出器の位置の無接触式の測定方法を通じて、位置が乱されることがないという利点がある。さらに、検出器の位置をミラーの向きと関連づけ、それによってビームの位置と関連づけることができる。

さらに、検出器の第１および第２の位置は機械式のプローブにより測定されると好ましい。このとき検出器の第１および第２の位置の間の差異に基づいて、第１および第２のビームの間の実際の誤差を求めることができる。機械式のプローブを用いた測定方法は、検出器の位置の特別に正確な測定結果をもたらすという利点がある。

さらに、検出器におけるビームの投影の位置を求めるために、多数の検出器が用いられると好ましい。このとき多数の検出器は、多数の検出器でビームのすべての投影を測定できるように位置決めされるのが特別に好ましい。このことは、多数の検出器を各々のビームについてそのつど新たな位置へ動かさなくてすむという利点がある。さらに、それぞれのビームは多数の検出器の手前にあるレンズによって焦点合わせされると好ましい。このことは、技術的な理由により生じるビームの幅が最低限に抑えられ、それにより、検出器におけるビームの位置の測定精度が高まるという利点がある。

さらに別の好ましい実施形態は、多数の検出器におけるビームの投影位置に基づいて、第１および第２のビームの間の角度差が求められることにある。投影面における第１および第２のビームの実際の誤差の算定は、第１および第２のビームの間の角度差を援用することで行うことができる。このときの利点は、投影面におけるビームの位置の間接的な測定が行われ、検出器におけるビームの投影位置が測定されることにある。

さらに別の好ましい実施形態では第３のビームが存在しており、第１および／または第２のビームに対するその差異が、上に説明した実施形態に基づく方法で求められることである。このことは、第３のビームの利用がいっそう広い色スペクトルをもたらし、それによって色的にいっそう多彩な画像を生成できるという利点がある。

さらに別の好ましい実施形態では、方法ステップＡ）で求めた角度差に基づいて、第２の電子信号に対して相対的な少なくとも第１の電子信号の位相ずれが求められる。このことは、ミラーの向きないし検出器の位置が角度差についての値をもたらし、ビームの制御をこの角度差と関連づけることができるという利点がある。

さらに方法ステップＢ）で、求めた位相ずれを用いた第１および第２の電子信号の時間的な強度変化によって、実際像から目標像が回復されると好ましい。このときの利点は、投影面における目標像の回復が、プロジェクタの機械的変更によって行われるのではなく、位相ずれの計算およびこれに伴って可能な、ビームの制御を決定づける電子信号の時間的な強度変化によって行われることにある。このとき時間的な強度変化は、ビームを制御する少なくとも１つの電子信号の時間的な遅延を含んでいるのが好ましい。それにより、
たとえば少なくとも第１および第２のビームによって画点がラインごとに生成されれば（フライングスポット法）、結像の目標像を投影面で生成できるので好都合である。

別の実施例のさらに別の好ましい構成では、投影面における画点のラインごとの生成
（ラインスキャニング）が行われない。本発明の方法は、投影面におけるビームの任意の軌道について適用可能であり、たとえば軌道は直線とは異なる線に沿って延びることができる。１つの実施形態では、軌道はリサージュ類似の図形を投影面で描く。

別の特に好ましい構成では、投影装置は、第１および第２のビームを生成するための第１および第２の放射源を有しており、ならびに、第１および第２のビームを投影面へ投影するための投影器を有している。このとき、結像が投影面に投影されると好ましい。さらに投影装置は、第１および第２の放射源に対する電子制御部を有することができ、ならびに、投影面における第１および第２のビームの投影の間の誤差を検出するための検出装置を有することができる。このとき投影装置は、検出装置により検出された投影面における第１および第２のビームの投影の間の誤差に依存して、この誤差が低減ないし補正されるように第１および／第２の放射源に対する電子制御部を時間的に遅延させることができるようにセットアップされていると好ましい。すなわち、ビームによって表現される投影面の各々の画点を、ビームの時間的な遅延によっていっそう明瞭に表示することができる。時間的な遅延は、外部にいる観察者の知覚感覚の慣性に基づき、ビーム相互の位置的な誤差を打ち消すように作用するからである。このことは、投影面の画質を改善するために、投影装置を機械的に変更しなくてよいという利点がある。測定工学上の方策しか必要なく、その結果として得られる値と計算によって、画質が改善されるようにビームの電子制御が変更される。

さらに別の好ましい構成要件は、投影装置の少なくとも第１および第２の放射源がレーザを含んでいることにある。このとき、レーザの放出波長が赤色、緑色、または青色のスペクトル領域を含んでいると好ましい。このときの利点は、このようなレーザでの色選択によって幅広いスペクトルの色を表現できるということにある。

さらに、電子制御部は第１および第２の放射源について別々の電子信号を生成すると好ましい。このことは、それぞれ個々の放射源を別々に制御でき、それに伴ってそれぞれ個々のビームを別々に制御できるという利点がある。したがって、場合により行われる個々のビームに対する信号の時間的な強度変化が容易になる。さらに、ビデオエレクトロニクスが含む画像を生成するための電子信号が存在していると好ましい。このことは、投影装置によって動画を生成できるという利点がある。

さらに別の好ましい構成要件は、放射源に対する電子制御部が、信号を制御するためのドライバを含んでいることにある。このことは、放射源に対する電子信号をいっそう正確かつ場合により迅速に伝送できるという利点がある。

別の実施形態のさらに別の好ましい構成要件は、少なくとも第１および第２のビームを投影面に向かって誘導するためにある第１のミラーである。さらに、第１のミラーは電子ドライバによって制御されると好ましい。このことは、電子制御される第１のミラーによってビームを投影面に向けて誘導することができ、その際に第１のミラーの運動をビームとは関わりなく制御できるという利点がある。

さらに、少なくとも第１および第２のビームを検出装置に向かって誘導するために第２のミラーがあると好ましい。このとき、検出器に向かうビームの検出が可能になるのが好ましい。

さらに別の好ましい構成要件は、第２のミラーと検出装置の間にあるフィルタである。このようなフィルタは、希望するビームを検出装置へと通過させ、その一方で他のビームはフィルタアウトするという利点がある。

さらに、第２のミラーと検出装置の間に回折素子があると好ましい。このことは、ビームを分割して、回折素子の後でそれぞれ異なる方向へ誘導できるという利点がある。

さらに、第２のミラーと検出装置の間にビームを焦点合せするためのレンズがあると好ましい。このことは、技術上から生じるビームの幅が最低限に抑えられ、それによって検出装置におけるビームの投影位置の検出が改善されるという利点がある。

さらに別の好ましい構成要件は、読み取りデータ回線を介して第１のミラーおよび検出装置と接続された制御ユニットであり、たとえばチップである。このことは、電子制御部材が第１のミラーの向きやに検出装置の位置ついてのデータの供給をうけるという利点がある。

さらに、制御ユニットが書き込みデータ回線を介して第１のミラーのドライバと、および第１および第２の放射源に対する電子制御部と接続されていると好ましい。このことは、電子制御部材が読み取りデータ回線を介して得たデータを処理することができ、第１のミラーのドライバへ、および第１および第２の放射源に対する電子制御部へ、新たなデータを転送することができるという利点がある。

統制装置は、好ましくは、または代替的に独立した発明として、それぞれのビームを放射するための少なくとも２つの放射源、特に光源を有しており、ならびに、投影面に向けてビームを投影するための、特に方向転換させるための投影器を有している。このとき放射源のうち少なくとも２つは、事前に定義された相互角度でビームを投射し、それにより、非共線性を成立させるために他の光学部材を必要としなくなるようにアライメントされている。それにより、投影装置をいっそう簡素に、省スペースに、かつ安価に設計することができる。しかも光学的なビーム案内部において、方向転換光学系の製造公差や熱発生のような動作の影響に基づいて考えられる故障源がなくなる。さらに、偏光状態の的確な調整をしなくても、任意数の色の発生源をスキャナミラーの方へ向けることができ、このことも同じくいっそう明るい画像印象につながり得る。

放射源の数は制限されておらず、たとえば３つ（たとえば赤色、緑色、青色の光；ＲＧＢ）、またはそれ以上を有することができる。しかしながら光色はＲＧＢに限定されるものではない。

たとえば是認できる白色光を生成できるようにするために、異なる色の間で特定の比率が守られなくてはならず、たとえば６４０ｎｍ（赤色）−５３％；５２２ｎｍ（緑色）−３０％；４５０ｎｍ（青色）−１７％である。したがって色ごとに異なるレーザ出力が必要となる。２つのレーザダイオードを使用することで、低い電力に相当する低い出力で個々のレーザダイオードを作動させることができる。出力はレーザの耐用寿命に影響を及ぼすので、特にＲＲＢＧの組み合わせはいっそう長い耐用寿命を実現することができる。

さらに、青色のスペクトル領域（たとえば４５０ｎｍ付近）で高いダイオードレーザ出力を実現することは一般に技術的に高いコストがかかるので、出力がクリティカルな用途においては、２つまたはそれ以上の青色レーザを使用すると好ましい場合がある（たとえばＲＧＢＢまたはＲＲＧＢＢ）。

色ごとに少なくとも１つのレーザビームが非共線的な配置で投影器に向かって誘導され
るのが好ましい。

光としては、可視光だけでなく、たとえば赤外光や紫外光のような非可視光も使用することができる。

赤外光の使用は、赤外領域で符号化された光情報によって、このような情報に対して光学部材または電気光学部材によって局所的に反応し、そのようにして必要な色印象を生成する、いわゆるアクティブディスプレイを作動させることができるという利点がある。

紫外光の使用は、紫外領域で符号化された光情報によって、蛍光物質が紫外線により励起されて必要な色印象を生成する蛍光ディスプレイを作動させることができるという利点がある。

投影器としては、レーザビームの時間的な偏向につながる、適当な駆動形式をもつ可動の装置を利用することができる。一次元の偏向ミラー、二次元の偏向ミラー、および／または偏向ユニットからなる相応の組み合わせなどが、その例に含まれる。大きな偏向角度をもつ二次元の投影器は、たとえばそれぞれ１つの次元で偏向をする２つのミラーからなる適当な構造によって具体化することができ、この場合、ミラーは独自の軸を中心として固定的な角速度でそれぞれ回転する。大きな偏向角をもつ投影器は、小型化された電気機械システム（ＭＥＭＳ）によって具体化することができる（たとえばＳｉ技術）。このとき大きな偏向角は、たとえば高いドライバ電圧の印加によって、および／または真空中でのＭＥＭＳの作動によって実現することができる。

２つの非共線的なビームの間の角度は、その角度を通って広がる平面において、投影器の機械的な最大の偏向角から５°から１５°、特におよそ１０°を差し引いたものより小さいのが好ましい。そのために投影器は大きい機械的な偏向角を有しているのが好ましい。大きい偏向角をもつ投影器は、投影装置（「プロジェクタ」）と投影面との間の間隔が狭いときでも、大きな画像対角線が可能であるという利点がある。さらに、このような投影器は、それによって各放射源のビームの間の大きい角度が可能であるという利点がある。投影器の全面的な偏向角の値と、２つのビームの角度差の値との間で１よりも明らかに高い比率を適用したうえで、１つの色の複数の放射源を使用することによって、プロジェクタの明度印象を高めることができる。

さらに別の投影装置は、それぞれのビームを共線的に放射するための少なくとも２つの放射源と、最初は共線的であった放射を非共線的に方向転換させるための方向転換システムと、非共線的な放射を投影面に向かって方向転換させるための投影器とを有している。さらに方向転換システムは、方向転換されるべきビームに共通する少なくとも１つのミクロ光学系部材を有しており、たとえばレンズアレイ、位相を変化させる部材、または屈折率勾配を備える光学部材などを有している。考えられる放射源と投影器については、すでに上に説明したとおりである。

特別にコンパクトな構造のために、放射源のうち少なくとも２つが、たとえばチップやモジュールの上で一緒に積層される。

両方の投影装置について、さらに、ビームのうち少なくとも１つを方向転換させるための少なくとも１つの方向転換部材を放射源と投影器の間に有しており、その少なくとも１つのビームが折り返されるようになっていると好ましい。

１つの好ましい実施形態では、青色ビームの少なくとも１つの光路と赤色ビームの光路が折り返されて作成され、緑色ビームの光路は折り返されずに作成される。それにより、
緑色レーザを好ましい空間利用のもとで配置することができる。緑色レーザは現在のところ、型式上、青色レーザや赤色レーザのように著しく小型化することができない場合が多いからである。青色レーザと赤色レーザは、たとえば半導体レーザとして入手することができる。

別案の実施形態では、すべてのビームが折り返されて作成されるのが好ましい。
画点を正確に揃えるために、放射源がレーザ源であり、たとえばレーザダイオードであると好ましい。

画像面における個々のビームの画点に結果として生じるオフセットは、上述した投影方法によって補正されるのが好ましい。

上に説明した投影装置の好ましい構成要件は、結像を投影する方法の好ましい実施形態としても類比的に適用することができる。

図面と実施例を参照しながら、本発明について詳しく説明する。

３つの放射源、たとえばレーザと、投影面とを備える投影装置の模式的な構造である。 ３つの放射源、たとえばレーザと、投影面と、ビーム相互の誤差とを備える投影装置の模式的な構造である。 ビームの位置を測定する方法ないし方式の一実施形態の模式的な構造である。 レンズによって測定構造でビームの焦点合わせをするための模式的な構造である。 投影面におけるビームの投影、および相互の誤差の測定である。 画質を改善する方法を具体化するための投影装置の模式的な構造である。 投影装置の別の実施形態を示す模式図である。 投影装置のさらに別の実施形態を示す模式図である。 投影装置のさらに別の実施形態を示す模式図である。 投影装置のさらに別の実施形態を示す模式図である。

図１は、３つの放射源１００，２００および３００を備える投影装置の模式的な構造を示している。これらの放射源はビーム１１０，２１０および３１０を放射する。３つの放射源をすべて同じ場所に配置することはできないので、放射源２００および３００のビームは方向転換ミラー２２０および３２０を介して方向転換されて、ビーム１１０に重なり合う。３つのビームは、可動である第１のミラー４００に当たる。第１のミラー４００の運動を通じて、３つのビーム１１０，２１０および３１０を投影面１０に向けて誘導することができる。それにより、ミラー４００を適切に運動させることで、投影面１０にひとつひとつの点で画像が生成される。画像を投影するこのような方法は「フライングスポット法」とも呼ばれる。３つの放射源１００，２００および３００は、１つの好ましい実施形態ではレーザであり、それによりビーム１１０／２１０および３１０はレーザビームとなる。レーザの色は赤色、青色、緑色を選択するのが好都合である。それにより、色スペクトルの任意数の色を生成することができる。そのようにして、投影面１０で非常に多彩な画像を生成することができる。理想的なケースでは、３つのビーム１１０，２１０および３１０は図１に示す構造によって正確に重なり合い、その結果として所望の目標像が生じるが、製造上生じる最小の角度差がビーム相互の誤差につながり、このことは目標像から外れた実際像の発生につながる。

このような角度差ｄを図２に見ることができる。ここに見られるように、３つのビーム１１０，２１０および３１０は相互の誤差を示しており、それが投影面１０の上でも反映されている。こうした角度差を回避するために投影装置を機械的に改良することはしばしば不可能であり、ないしは非常に困難である。熱のストレスによって作動中に角度が変化することもしばしばある。

したがって本発明では、図３に示すように、ビームの位置決めのための測定方法ないし測定方式が導入される。図３では、一例としてビーム１１０の位置の測定を見ることができる。このビームは可動の第１のミラー４００を介して偏向され、投影面１０に向かって投影される。第１のミラー４００と投影面１０の間には、別の第２のミラー６００がある。このミラーは半透明であってよく、それによりビーム１１０の一部を引き続き投影面１０に向かって投影することができるが、ビームの別の一部はミラー６００により偏向される。偏向されたビーム１１０は、検出器５００に向かって投影される。本発明のさまざまな実施形態において、ビーム１１０の位置を投影装置の作動中に、または投影装置の作動前に求めることが可能である。いわゆるオフライン動作では、ビームの位置を測定する時点では投影面の方向に放射が行われるが、画像情報は伝送されない。いわゆるオンライン動作は、ビームの位置の測定の実施が投影動作中に行われることを意味している。図３を参照すると、オフライン動作とオンライン動作の両方を説明することができる。

オフライン動作のときでもオンライン動作のときでも、２通りの異なる方法を実施することができる。１つの方法は、可変のミラー位置と定置の検出器とを有しており、もう１つの方法は、定義されたミラー位置で可変の検出器位置を有している。

第１の実施例として、検出器が定置であるオフライン動作の態様について説明する。この場合、ビームの位置の測定を実施するために、そのつどただ１つのビームだけが作動する。第２のミラー６００は半透明であってよく、または不透明であってよい。ビームを投影面へ投影しなくてはならない必要はないからである。ただし第２のミラー６００は、ちょうどそのとき作動しているそのつどのビームを、位置が固定的である検出器５００に向かって少なくとも部分的に誘導するように位置決めされるべきである。このとき検出器５００に向かって誘導されるそのつどのビームは、検出器に投影を生成する。そして可動の第１のミラー４００を、そのつどのビームの最大の強度が検出器５００で測定される向きになるまで動かす。これが各々のビームについて、たとえばビーム１１０，２１０および３１０について、個別に実行される。各々のビームについて、ビームの最大の強度が第１の検出器５００で測定される、第１のミラー４００のさらに別の向きが求められると、特別に好ましい。このことは測定精度を高めるのに貢献する。第１のミラー４００のそのつどの向きは、第１のミラー４００と対応物との間のキャパシタンスを通じて、そのつど無接触式に測定することができる。第１のミラー４００の向きを機械式のプローブで測定することも可能である。さらにミラーの向きは、第１のミラー４００に追加のビームが照射され、その偏向が第２の検出器により求められることによって、そのつど判定することができる。このとき追加のビームは、ちょうどそのとき作動しているビームに対して傾いた角度で配置されると好ましい。そして、第１のミラー４００の測定された向きに基づいて、第１のビーム、第２のビーム、および第３のビームについてのミラーの向きから差異を形成することができる。ミラーの向きの判定、およびそれぞれのビームについてのミラーの向きの差異は、ビーム相互の実際の誤差を求めるのに援用される。このように、ビームの位置の測定はコンポーネント内部で行うことができ、もしくはコンポーネント外部で行うことができる。それぞれのビームについてのミラーの向きの差異に基づいて、各ビームの間の角度差を求めることができる。

本発明の別の実施形態は、可変の検出器位置でのオフライン動作時におけるビーム位置
の測定方法である。この場合、第１のミラー４００は各々のビームについて少なくとも１つの固定的な向きに保たれる。検出器５００は各々のビームについて、たとえばビーム１１０，２１０および３１０について、それぞれのビームの最大強度が検出器で測定される位置へそのつど移される。検出器の位置の測定はコンポーネント内部で行うことができる。コンポーネント内部での測定は、検出器と対応物との間のキャパシタンスを通じて無接触式に行われ、または機械的なプローブによって行われる。さらに、検出器位置の測定を回避したいときは、ただ１つの検出器に代えて、多数の検出器（検出器アレイ）をビームの投影の位置を求めるために利用することができる。このとき多数の検出器は、ビームの投影のすべての位置を多数の検出器で測定することができ、多数の検出器を動かさなくてよいように位置決めされる。多数の検出器でビームの投影の位置を連続して測定することで、各ビームの間の角度差を求めることができ、投影面におけるビーム相互の実際の誤差を求めるためにこの角度差が援用される。

オンライン動作では、第２のミラー６００は半透明であり、特別に好ましくは、結像を生成するためにビームの一部を投影面に向けて誘導し、それと同時に、ビーム相互の誤差を判定するためにビームの別の部分を検出器へ誘導するように恒常的に設置されている。換言すると、すべての色が同時に作動しており、このことは、投影面１０で画像が生成される一方で、同時に検出器５００におけるビームの位置も測定されることを意味している。検出器５００へのビームの偏向、たとえばビーム１１０，２１０および３１０の偏向は、第２のミラー６００によって行われる。すべてのビームが同時に作動しているので、ビームを分割するために、検出器５００の手前の光路に特定の部材を挿入することが必要である。これには、たとえば第２のミラー６００と検出器５００の間にある波長選択的なフィルタが適している。このようなフィルタは、そのつどただ１つのビームを検出器５００へと進ませ、その一方で他のビームは遮断されることを可能にする。それにより、１つのビームの投影の位置をそれぞれ測定することができる。ビームを分割するさらに別の方法は、第２のミラー６００の後にある回折素子である。回折素子は、ビームがそれぞれ異なる方向へ誘導され、それによって同じく分割されるように作用する。

検出器が定置であるオンライン動作では、検出器として多数の検出器が使用される。多数の検出器に向かって誘導されるそれぞれのビームが、これら多数の検出器で投影を生成する。第１のミラー４００は同じように、それぞれのビームを多数の検出器において強度最大値で測定することができる、さまざまに異なる向きに合わされる。これは各々のビームについて複数回実施するのが好ましく、そのつどミラーの新たな向きを判定することができる。ミラー４００の向きはそのつどコンポーネント内部で、またはコンポーネント外部で測定することができる。これは、たとえばミラー４００と対応物の間のキャパシタンスを通じての無接触式の測定であり、または機械的なプローブによる測定である。外部式の態様としては、追加のビームによる照射を利用することができ、その偏向が別の検出器によって判定される。この追加のビームは、他のビームに対して傾いた角度で配置されるのが好ましい。こうして判定された第１のミラー４００の向きは、それぞれのビームについてミラーの向きの差異を求めるために援用される。さらにこの差異に基づいて、それぞれのビームの間の角度差が求められ、そこから投影面における各ビームの実際の誤差が算出される。

オンライン動作でのさらに別の方法は、各々のビームについて第１のミラー４００を定義された向きに合わせることにある。検出器５００は各々のビームについて、それぞれのビームの最大強度が検出器で測定される位置へ移すことができる。検出器の位置の測定は、コンポーネント内部で行うことができる。内部的な測定は、検出器と対応物の間のキャパシタンスを通じての無接触式の測定であり、または機械式のプローブを用いた測定である。

さらに、ビームのすべての投影を同時に測定できるように位置決めされた多数の検出器を利用することができる。この場合、多数の検出器の運動は必要ない。多数の検出器におけるビームの投影の位置に基づいて、それぞれのビームの間の角度差を求めることができる。さらにこの角度差を用いて、投影面１０におけるビーム相互の実際の誤差を求めることができる。一方は検出器が定置であり、一方はミラーが定置である、オンライン動作でのこれら両方の方法の相違点は、検出器が定置の場合、検出器が最大の強度最大値を表示したときに信号が送信されることにある。ミラーが定義された向きである場合には、ミラーがその定義された向きになっているときに信号が送信される。これら両方の信号は、放射源の制御の時間的な強度変化が行われるように作用する。

図４には、検出器の手前でのビームの焦点合わせを模式的に見ることができる。第２のミラー６００と検出器５００の間へのレンズ７００の挿入は、測定精度の向上を惹起するために格別に好ましい。各々のビームは、たとえばビーム１１０は、技術上から生じる幅ａを有している。この幅は、レンズの挿入によって最低限に抑えることができる。さらに、レンズ７００と検出器５００の間へ絞り７５０をさらに挿入することで、ビームの正しい位置を定義することができる。ミラー６００を動かすことで、ビーム１１０の投影の位置が動き、ビームがちょうど絞り開口部を通って検出器５００に当たる向きに合わせることができる。焦点合わせされたビームは、検出器におけるその投影の位置に関して、いっそう正確な結果をもたらす。絞りとレンズの利用は、ビーム直径をおよそ２０から３０μｍまたはそれ以下まで減らすことができる。

図５には、投影面１０におけるビームの投影の誤差を求めるための一例を見ることができる。ビーム１１０，２１０および３１０の投影は、投影面１０においては点１１０ａ，２１０ａおよび３１０ａとして見ることができる。これら３つの点は、一例として基準点を１１０ａとして選択すると、それぞれ２種類の誤差を有している。点２１０ａは、点１１０ａからｘ方向とｙ方向に誤差がある。この相違を２１０ａ＿ｙおよび２１０ａ＿ｘと呼ぶ。同様にビーム３１０，３１０ａの投影は、投影１１０ａからｙ方向とｘ方向に誤差を有している。この誤差を３１０ａ＿ｙおよび３１０ａ＿ｘと呼ぶ。このように、選択した基準投影点に対する投影の相対的な誤差が得られる。こうした誤差から角度差を求めることができる。たとえば解像度が１０２４ｘ７６８、投影距離が１．５ｍ、画像サイズが４２ｃｍｘ２９．７ｃｍであると仮定したとき、１つの行と１つの列の分だけのピクセルオフセットは行に関して０．０１５°、列に関して０．０１６°の角度差につながる。さらにこの角度差から、投影面における投影の実際の誤差が求められる。

角度差に基づいて、ビーム相互の位相ずれを求めることができる。位相ずれは、それぞれのビームを制御する電子信号を対象とするものである。それぞれのビームの電子信号が、求められた位相ずれの分だけ変調されれば（このことは個々のビームの時間的な遅延を意味している）、希望する色印象を投影面１０で回復させることができる。

図６は、上に説明した本発明の実施例の具体化を、投影装置の実施形態として模式的に示している。ここには、動画または静止画の投影につながるビデオエレクトロニクス８００を含む投影装置を見ることができる。さらに中央の制御ユニット９００、好ましくはチップがある。ビデオエレクトロニクス８００は、放射源に対する電子制御部３０のデータを管理する。放射源に対する電子制御部３０は、各々の放射源１００，２００および３００についての遅延部材１３０ａ，２３０ａおよび３３０ａと、各々の放射源についてのドライバ１３０ｂ，２３０ｂおよび３３０ｂとが組み合わされてなっていてよい。放射源、好ましくはレーザは、放射１１０，２１０および３１０を可動の第１のミラー４００に向けて放射する。この第１のミラー４００は、第１の電子ドライバ４５０により制御される。第１のミラー４００は、放射面に向けてビームを誘導する。ミラー４００と、放射位置の測定を実施するための検出装置５５０との間には、ビームを所望の方向へ誘導する第２
のミラー６００が取り付けられている。検出装置５５０は上に説明した実施例に準じて構成されており、特に、第１の検出器または多数の検出器を含むことができる。制御ユニット９００は、読み取りデータ回線を介して、第１のミラー４００、検出装置５５０、および画像を生成するための電子信号８００と接続されている。すなわち制御ユニット９００はミラー４００の向き、画像を生成するための電子信号の進捗状況、および検出装置５５０の測定結果に関するデータを受けとる。さらに制御ユニット９００は、書き込みデータ回線を介して、第１のミラー４５０のドライバ、放射源に対する電子制御部３０、および画像を生成するための電子信号８００と接続されている。すなわち制御ユニット９００は、読み取り回線から受けとった求められたデータを通じて、処理されたデータを第１のミラーのドライバ４５０へ当該ミラーの新たな向きのために送信し、放射源に対する電子制御部へビーム１１０，２１０および３１０の調節のために送信し、画像生成のための電子信号８００へ新たな条件のもとで必要となる信号の時間的な強度変更のために送信することができる。たとえば遅延部材１３０ａ，２３０ａおよび３３０ａは、放射源１００，２００および３００が、投影面１０での画質を向上させるために、変調された強度のビームを変調された時間に放射するように作用することができる。各々のビームについて求められたミラーの向きに基づいて位相ずれが求められ、この位相ずれに基づいて制御信号が遅延部材へ送信される。

上述した方法および上述した投影装置は、投影面で重ね合わされるビームの意図しない角度差を補正することに限定されるものではなく、角度差が事前設定されている場合に、投影面におけるビームの角度差を補正するためにも格別に有利に適用することができる。

これに関して図７は、それぞれ相互に角度をなすように向いた３つのレーザ源を有する、すなわち赤色発光レーザダイオード１００２と緑色発光レーザダイオード１００３と青色発光レーザダイオード１００４とを有する、投影装置１００１の実施形態を略図として示している。レーザ１００２，１００３，１００４の角度をなす向きにより、これらからそれぞれ投射されるレーザビーム１００５，１００６，１００７も事前に定義された相互角度をなしており、すなわち非共線的である。本例では、赤色レーザビーム１００５と緑色レーザビーム１００６の間の角度は符号α１で表されており、緑色レーザビーム１００６と青色レーザビーム１００７の間の角度は符号α２で表されている。レーザビーム１００２，１００３，１００４は、その後に偏向されることなく、非共線的にスキャナミラー１００８に当たり（たとえば上の各図面のスキャナミラー４００に相当）、このミラーは矢印と点線で図示しているように、作動上の最大の機械的な偏向角βだけ観察平面で旋回可能である。

ここでは、図示した実施例は図面を見やすくする目的のために１つの平面に図示されているにすぎない。一般に、レーザダイオード１００２，１００３，１００４は任意に相互の向きで配置されていてよい。さらに、１つの色ごとに複数のレーザダイオード１００２，１００３，１００４を使用することができ、色は赤色、緑色、青色に限定されていなくてよい。さらにビーム特性のフォーミングのために、光路に配置された１つまたは複数の光学部材、たとえばレンズ、コリメータなどを利用することができる（図示せず）。

図示した実施例では、２つのビーム１００５，１００６，１００７の間の角度差αｉについては次の条件が満たされている。すなわち、２つのビーム１００５，１００６，１００７の間の角度差αｉの合計は、スキャナミラー１００８の動作上の最大の機械的な偏向角βから１０°を引いたものよりも小さく、すなわちΣαｉ＝β−１０°である。この条件は１つの平面での観察について当てはまるものであり、この平面に対して垂直な第２の平面にも類比的に転用可能である。

図８は、第２の実施形態に基づく投影装置１００９を略図として示している。この投影
装置は、赤色レーザダイオード１００２ないし青色レーザダイオード１００４の２つの光路１０１０，１０１１の折り返しを含んでいる。そのために、個々のレーザビーム１０１０，１０１１について、ミラー１０１２等の別々の方向転換部材が使用される。別案の実施形態では、たとえば１つないし２つのこれ以外の色について方向転換ミラー１０１２を使用することができる。図示した構造は、図７に示す構造よりもコンパクトに構成することができる。

図９は、光線の方向転換が、ここではすべての光線１０１４，１０１５，１０１６の方向転換が、同一に施工・配置された個別ミラー１０１８を有するただ１つのミラーアレイ１０１７によって行われる、第３の実施形態に基づく投影装置１０１３を略図として示している。この場合にも、光源１００２，１００３，１００４の配置は１つの平面に限定されるものではなく、二次元で行うこともできる。

図１０は、レーザ源すなわち赤色レーザ源１００２と緑色レーザ源１００４が積層された、第４の実施形態に基づく投影装置１０１９を略図として示している。これらのレーザ源は、たとえばバーまたは「サブマウント」として積層されて、１つの共通のチップまたはモジュールに格納されていてよい。しかしながら投影装置１０１９は、一般的には３つまたはそれ以上のレーザ源をサブマウントとして含むことができ、これには緑色のレーザ源も含まれる。

スキャナミラー１００８に向けたレーザビーム１０２０，１０２１のビームフォーミングと方向転換は、光路に挿入されたミクロ光学部材１０２２、たとえばレンズアレイ、位相を変化させる部材、屈折率勾配を有する光学部材などによって行われる。ミクロ光学部材１０２２により、最初はレーザ２，４から共線的に投射される光線１０２０，１０２１が角度α３で互いに非共線的に偏向されて、スキャナミラー１００８に非共線的に投射される。適当な緑色レーザ源は、まだ積層可能なレーザ源ほどには安価に使用できないので、緑色レーザ源（図示せず）は偏向させずに、他の光線１０２０，１０２１と非共線的にスキャナミラー１００８に向けられているのが好ましい。

事前設定された角度差について上述した実施例は、定義されたスペクトル領域を通過させて第２のスペクトル領域を反射する光学部材を必要としないという利点がある。このことは、光学的損失を最低限に抑えることができ、それによっていっそう明るい画像印象がスクリーンで生じるという利点がある。さらに、偏光状態に留意することなしに、１つの色の任意数の発生源をスキャナミラーに向けることができ、このことも同じく明るい画像印象につながり得る。しかも非共線的なビーム案内によって、レーザプロジェクタを小さい寸法で構成することが可能である。さらにこのようなレーザプロジェクタは、共線的なビーム案内を行わないことで、いっそう低い製造コストで製造することができる。共線的な調節のためのコスト（典型的にはミクロ光学系の次元におけるコスト）が省略されるからである。そのうえ結像精度も向上する。

角度差を利用する方法は、図１から図６で説明した結像の投影の誤差低減方法との組み合わせに限定されるものではなく、当業者に知られているあらゆる形式で、特に当業者に知られている別の誤差低減形式で、画像投影を行うことができる独立した発明でもある。

本発明は、一般に、実施例を参照した説明だけに限定されるものではない。むしろ本発明は、あらゆる新たな構成要件ならびに構成要件のあらゆる組み合わせを含んでおり、このことは、特に、特許請求の範囲の構成要件のあらゆる組み合わせを包含しており、それは、当該構成要件またはその組み合わせ自体が特許請求の範囲または実施例に明示的に記載されていなくても当てはまる。

Claims (89)

1. 少なくとも１つの第１（１１０；１００５−１００７；１０１０，１０１１；１０１４−１０１６；１０２０，１０２１）および第２（２１０；１００５−１００７；１０１０，１０１１；１０１４−１０１６；１０２０；１０２１）のビームによって投影面（１０）に結像を投影する方法であって、
   第１および第２のビームの投影を投影面へ重ね合わせることによって結像の目標像が生成されることが意図され、
   投影面への第１および第２のビームの投影の実際の誤差（ｄ）によって目標像とは相違する結像の実際像が生成され、
   Ａ）投影面における第１のビームと第２のビームの投影の実際の誤差を求める方法ステップと、
   Ｂ）前記方法ステップＡ）で求めた誤差に基づいて目標像を生成するために第１および／または第２のビームの強度を時間的に変化させる方法ステップとを有している方法。
2. 少なくとも第１（１１０）および第２（２１０）のビームは画点を投影するために第１のミラー（４００；１００８）により投影面（１０）に向かって誘導される、先行する請求項に記載の方法。
3. 前記第１のミラー（４００）は可動である、先行する請求項に記載の方法。
4. 前記第１のミラー（４００）は電子制御される、先行する請求項２および３のいずれか１項に記載の方法。
5. 第１（１１０）および第２（２１０）のビームとしてレーザビームが使用される、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法。
6. レーザビームの波長領域は赤色、緑色、または青色のスペクトル領域を含んでいる、先行する請求項に記載の方法。
7. 第１（１１０）および第２（２１０）のビームは少なくとも第１および第２の電子信号によって生成される第１および第２の時間的な強度変化をそれぞれ有している、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法。
8. 前記方法ステップＡ）を実行するために前記第１のミラー（４００）と投影面（１０）の間に第２のミラー（６００）が配置され、そのつどただ１つのビームが作動する、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法。
9. 前記第２のミラー（６００）として半透明ミラーまたは方向転換ミラーが用いられる、先行する請求項に記載の方法。
10. 前記第２のミラー（６００）は作動しているそのつどのビームを位置の固定された検出器（５００）のほうへ少なくとも部分的に誘導するように向けられる、請求項８または９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記検出器（５００）に向けて誘導されるそのつどのビームは該検出器で投影を生成する、先行する請求項に記載の方法。
12. 作動しているそのつどのビームは前記検出器（５００）の手前にあるレンズ（７００）によって焦点合せされる、請求項１０および１１いずれか１項に記載の方法。
13. 前記第１のミラー（４００）は第１のビーム（１１０）について、前記検出器（５００）で第１のビームの最大の強度が測定される第１の向きに合わされる、請求項１０に記載の方法。
14. 前記第１のミラー（４００）は第２のビーム（２１０）について、前記検出器（５００）で第２のビームの最大の強度が測定される第２の向きに合わされる、請求項１０または１３に記載の方法。
15. 第１のビーム（１１０）について、第１のビームが第２の検出器で最大の強度を有する、前記第１のミラー（４００）の第３の向きが測定される、請求項１０に記載の方法。
16. 第２のビーム（２１０）について、第２のビームが第２の検出器で最大の強度を有する、前記第１のミラー（４００）の第４の向きが測定される、先行する請求項に記載の方法。
17. 前記第１のミラー（４００）の第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きは該ミラーと対応物との間のキャパシタンスを通じて無接触式に測定され、前記第１のミラーの第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きの間の差異に基づいて第１（１１０）および第２（２１０）のビームの実際の誤差（ｄ）が求められる、請求項１３から１６までのいずれか１項に記載の方法。
18. 前記第１のミラー（４００）の第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きは機械式のプローブで測定され、前記第１のミラーの第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きの間の差異に基づいて第１（１１０）および第２（２１０）のビームの実際の誤差（ｄ）が求められる、請求項１３から１６までのいずれか１項に記載の方法。
19. 前記第１のミラー（４００）の第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きは、前記第１のミラーに追加のビームが照射され、その偏向が第２の検出器で求められることによってそれぞれ判定され、前記第１のミラーの向きは追加のビームの偏向によって求められる、請求項１３から１６までのいずれか１項に記載の方法。
20. 前記追加のビームは少なくとも第１および第２のビームに対して傾いた角度で配置される、先行請求項に記載の方法。
21. 前記第１のミラー（４００）の第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きに基づいて第１（１１０）および第２（２１０）のビームの間の角度差が求められ、投影面（１０）における第１および第２のビームの実際の誤差（ｄ）を求めるために該角度差が援用される、請求項１３から２０までのいずれか１項に記載の方法。
22. 前記方法ステップＡ）のあいだ前記第１のミラー（４００）は各々のビームについて少なくとも１つの固定的な向きに保たれる、請求項８または９のいずれか１項に記載の方法。
23. 検出器（５００）は、該検出器でそれぞれのビームの最大の強度が測定される、第１のビーム（１１０）についての第１の位置および第２のビーム（２１０）についての第２の位置へ移される、先行する請求項に記載の方法。
24. 前記検出器（５００）の第１および第２の位置は該検出器と対応物との間のキャパシタンスを通じて無接触式に測定され、前記検出器の第１および第２の位置の間の差異に基づ
    いて第１および第２のビームの実際の誤差が求められる、先行する請求項に記載の方法。
25. 前記検出器（５００）の第１および第２の位置は機械式のプローブによって測定され、前記検出器の第１および第２の位置の間の差異に基づいて第１（１１０）および第２のビーム（２１０）の実際の誤差（ｄ）が求められる、請求項２３に記載の方法。
26. 前記検出器（５００）におけるビームの投影位置を求めるために多数の検出器がある、請求項２２に記載の方法。
27. 前記多数の検出器は該多数の検出器でビームの投影のすべての位置を測定できるように位置決めされる、先行する請求項に記載の方法。
28. 作動しているそのつどのビームは前記多数の検出器の手前にあるレンズ（７００）によって焦点合せされる、請求項２６または２７のいずれか１項に記載の方法。
29. 前記多数の検出器におけるビームの投影位置に基づいて第１（１１０）および第２（２１０）のビームの間の角度差が求められ、投影面（１０）における第１および第２のビームの実際の誤差（ｄ）を求めるために該角度差が援用される、請求項２６から２８までのいずれか１項に記載の方法。
30. 第３のビーム（３１０）があり、第１（１１０）および／または第２（２１０）のビームに対するその誤差が先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法によって求められる、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法。
31. 前記方法ステップＡ）を実行するために前記第１のミラー（４００）と投影面（１０）の間に第２の半透明ミラー（６００）が位置決めされ、すべてのビームが同時に作動して該ビームが投影面で実際像を生成する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
32. 前記第２のミラー（６００）によってビームが検出器（５００）に向かうように部分的に誘導される、先行する請求項に記載の方法。
33. ビームを分割するために前記第２のミラー（６００）と前記検出器（５００）の間にフィルタがある、先行する請求項に記載の方法。
34. ビームを分割するために前記第２のミラー（６００）の後に回折素子がある、請求項３２に記載の方法。
35. 検出器（５００）として多数の検出器が用いられ、該多数の検出器に向かって誘導されるそれぞれのビームが前記多数の検出器で投影を生成する、先行する請求項に記載の方法。
36. 前記多数の検出器は固定的な位置を有している、請求項３３から３５までのいずれか１項に記載の方法。
37. 前記第１のミラー（４００）は、前記多数の検出器が第１のビーム（１１０）の強度最大値を測定する第１の向きに合わされる、先行する請求項に記載の方法。
38. 前記第１のミラー（４００）は、前記多数の検出器が第２のビーム（２１０）の強度最大値を測定する第２の向きに合わされる、先行する請求項に記載の方法。
39. 前記第１のミラー（４００）は、前記多数の検出器が第１のビーム（１１０）の強度最大値を測定する第３の向きに合わされる、請求項３６に記載の方法。
40. 前記第１のミラー（４００）は、前記多数の検出器が第２のビーム（２１０）の強度最大値を測定する第４の向きに合わされる、請求項３６に記載の方法。
41. 前記第１のミラー（４００）の第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きは該ミラーと対応物との間のキャパシタンスを通じて無接触式に測定され、前記第１のミラーの第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きの間の差異に基づいて第１（１１０）および第２（２１０）のビームの実際の誤差（ｄ）が求められる、請求項３７から４０までのいずれか１項に記載の方法。
42. 前記第１のミラー（４００）の第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きは機械式のプローブでそれぞれ測定され、前記第１のミラーの第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きの間の差異に基づいて第１（１１０）および第２（２１０）のビームの実際の誤差（ｄ）が求められる、請求項３７から４０までのいずれか１項に記載の方法。
43. 前記第１のミラー（４００）の第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きは、前記第１のミラーに追加のビームが照射され、その偏向が第２の検出器で求められることによってそれぞれ判定され、前記第１のミラーの向きは追加のビームの偏向によって求められる、請求項３７から４０までのいずれか１項に記載の方法。
44. 前記追加のビームは少なくとも第１および第２のビームに対して傾いた角度で配置されている、先行する請求項に記載の方法。
45. 前記第１のミラー（４００）の第１と第２の向きおよび／または第３と第４の向きに基づいて第１および第２のビームの間の角度差が求められ、投影面（１０）における第１（１１０）および第２（２１０）のビームの実際の誤差（ｄ）を求めるために該角度差が援用される、請求項３７から４４までのいずれか１項に記載の方法。
46. 前記方法ステップＡ）のとき前記第１のミラー（４００）は各々のビームについて少なくとも１つの定義された向きを有している、請求項３１から４５までのいずれか１項に記載の方法。
47. 検出器（５００）は、該検出器でそれぞれのビームの最大の強度が測定される、第１のビーム（１１０）についての第１の位置および第２のビーム（２１０）についての第２の位置へ移される、先行する請求項に記載の方法。
48. 前記検出器（５００）の第１および第２の位置は該検出器と対応物との間のキャパシタンスを通じて無接触式に測定され、前記検出器の第１および第２の位置の間の差異に基づいて第１（１１０）および第２（２１０）のビームの実際の誤差（ｄ）が求められる、先行する請求項に記載の方法。
49. 前記検出器（５００）の第１および第２の位置は機械式のプローブによって測定され、前記検出器の第１および第２の位置の間の差異に基づいて第１（１１０）および第２のビーム（２１０）の実際の誤差（ｄ）が求められる、請求項４７に記載の方法。
50. 前記検出器（５００）におけるビームの投影位置を求めるために多数の検出器が使用さ
    れる、請求項４６に記載の方法。
51. 前記多数の検出器は該多数の検出器でビームのすべての投影を測定できるように位置決めされる、先行する請求項に記載の方法。
52. そのつどのビームは前記多数の検出器の手前にあるレンズ（７００）によって焦点合せされる、請求項５０から５１のいずれか１項に記載の方法。
53. 前記多数の検出器におけるビームの投影位置に基づいて第１（１１０）および第２（２１０）のビームの間の角度差が求められ、投影面（１０）における第１および第２のビームの実際の誤差（ｄ）を求めるために該角度差が援用される、請求項５０から５２のいずれか１項に記載の方法。
54. 第３のビーム（３１０）があり、第１（１１０）および／または第２（２１０）のビームに対するその誤差が請求項３１から５３のいずれか１項に記載の方法によって求められる、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法。
55. 前記方法ステップＡ）で求めた角度差に基づいて第２の電子信号に対して相対的な少なくとも第１の電子信号の位相ずれが求められ、これらの電子信号がそれぞれのビームの強度を制御する、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法。
56. 前記方法ステップＢ）のとき実際像から求めた位相ずれによる第１および／または第２の電子信号の時間的な強度変化によって目標像が回復される、先行する請求項に記載の方法。
57. ビーム（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６）のうち少なくとも２つは事前に定義された相互の角度（α１，α２；α３）で投射される、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法。
58. 少なくとも２つのビームは最初は共線的に投射され、次いで少なくとも１つの共通のミクロ光学系部材（１０２２）によって非共線的に偏向されてから、投影面（１０）に向かって非共線的に方向転換される、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法。
59. 少なくとも１つの別の光線がそれぞれの光源から他のビーム（１０２０，１０２１）に対して非共線的に投射され、少なくとも１つの前記光線は前記ミクロ光学系部材（１０２２）によって偏向されない、請求項５８に記載の方法。
60. 少なくとも１つの赤色光線（１０２０）と青色光線（１０２１）は前記ミクロ光学系部材（１０２２）によって偏向され、緑色光線は前記ミクロ光学系部材（１０２２）によって偏向されない、請求項５８または５９のいずれか１項に記載の方法。
61. ２つの光線の間の前記角度（α１，α２；α３）は、その角度を通って広がる平面において、投影器（４００；１００８）の機械的な最大の偏向角（β）から５°から１５°、特におよそ１０°を差し引いたものよりも小さい、請求項５７から６０のいずれか１項に記載の方法。
62. 少なくとも１つの光線（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６；１０２０，１０２１）が折り返される、請求項５７から６１のいずれか１項に記載の方法。
63. 少なくとも１つの青色光線（１００７；１０２１）と赤色光線（１００５；１０１２０）は折り返され、緑色光線は折り返されない、請求項６２に記載の方法。
64. すべての光線（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６；１０２０，１０２１）が折り返される、請求項６２に記載の方法。
65. 光線（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６；１０２０，１０２１）は同一の個別方向転換部材（１０１８）のフィールド（１０１７）によって折り返される、請求項６２から６４のいずれか１項に記載の方法。
66. 投影装置において、
    第１（１１０）および第２（２１０）のビームを生成するための少なくとも１つの第１（１００）および第２（２００）の放射源と、
    投影面に結像が投影される、第１および第２のビームを投影面（１０）へ投影するための投影器と、
    前記第１および第２の放射源に対する電子制御部（３０）と、
    投影面における第１および第２のビームの投影の間の誤差（ｄ）を検出するための検出装置（５５０）とを有しており、
    前記投影装置は、前記検出装置により検出された投影面における第１および第２のビームの投影の間の誤差（ｄ）に依存して、この誤差が低減ないし補正されるように前記第１および／第２の放射源に対する前記電子制御部を遅延させることができるようにセットアップされている投影装置。
67. 少なくとも第１（１００）および第２（２００）の前記放射源はレーザを含んでいる、先行する請求項に記載の投影装置。
68. 前記レーザの放出される波長は赤色、緑色、または青色のスペクトル領域を含んでいる、請求項５２との組み合わせにおける請求項６６または６７のいずれか１項に記載の投影装置。
69. 前記第１および第２の放射源に対する前記電子制御部（３０）は別々の電子信号を生成する、請求項６６から６８のいずれか１項に記載の投影装置。
70. 前記放射源に対する前記電子制御部を検出された誤差（ｄ）に依存して制御する制御ユニットがある、請求項６６から６９のいずれか１項に記載の投影装置。
71. 前記放射源に対する前記電子制御部（３０）は信号を制御するためのドライバを含んでいる、請求項６６から７０のいずれか１項に記載の投影装置。
72. 前記投影器は少なくとも第１（１１０）および第２（２１０）のビームを投影面（１０）に向けて誘導するための第１のミラー（４００）を含んでいる、請求項６６から７１のいずれか１項に記載の投影装置。
73. 前記第１のミラー（４００）は電子ドライバ（４５０）によって制御される、先行する請求項に記載の投影装置。
74. 前記投影器は少なくとも第１（１１０）および第２（２１０）のビームを前記検出装置（５５０）に向けて誘導するための第２のミラー（６００）を含んでいる、請求項６６から７３のいずれか１項に記載の投影装置。
75. 前記第２のミラー（６００）と前記検出装置（５５０）の間にはフィルタがある、先行する請求項に記載の投影装置。
76. 前記第２のミラー（６００）と前記検出装置（５５０）の間には回折素子がある、請求項７５に記載の投影装置。
77. 前記第２のミラー（６００）と前記検出装置（５５０）の間にはビームを焦点合せするためのレンズ（７００）がある、請求項７５に記載の投影装置。
78. 画像を生成するための読み取りデータ回線を介して前記第１のミラー（４００）および前記検出装置（５５０）と接続された制御ユニット（９００）がある、請求項６６から７７のいずれか１項に記載の投影装置。
79. 前記制御ユニット（９００）は書き込みデータ回線を介して前記第１のミラー（４５０）のドライバおよび第１および第２の前記放射源に対する前記電子制御部（３０）と接続されている、先行する請求項に記載の投影装置。
80. 前記放射源（１００２，１００３，１００４）のうち少なくとも２つは、そのビーム（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６）が事前に定義された相互の角度（α１，α２）で投射されるようにアライメントされている、請求項６６から７９のいずれか１項に記載の投影装置。
81. それぞれのビーム（１０２０，１０２１）の共線的な放射をするための少なくとも２つの放射源（１００２，１００４）と、該ビーム（１０２０，１０２１）を非共線的に方向転換させるための方向転換システム（１０２２）と、非共線的な該ビーム（１０２０，１０２１）を投影面（１０）に向けて方向転換させるための投影器（４００；１００８）とを備えており、前記方向転換システム（１０２２）は各ビームに共通する少なくとも１つのミクロ光学系部材（１０２２）を有している、請求項６６から７９のいずれか１項に記載の投影装置（１０１９）。
82. 前記放射源（１００２，１００４）のうち少なくとも２つは積層されており、特に赤色レーザダイオード（１００２）と青色レーザダイオード（１００４）が積層されている、請求項８０または８１に記載の投影装置（１０１９）。
83. 前記方向転換システム（１０２２）を経由したうえで前記投影器（４００；１００８）に向けてビームを非共線的に放射するために少なくとも１つの別の放射源をさらに有しており、特に緑色レーザを有している、請求項８１または８２に記載の投影装置（１０１９）。
84. ビーム（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６；１０２０，１０２１）の間の角度（α１，α２；α３）の合計は、当該角度を通って広がる平面において、前記投影器（４００；１００８）の最大の機械的な偏向角（β）から５°から１５°、特におよそ１０°を差し引いたものよりも小さい、請求項８０から８３のいずれか１項に記載の投影装置（１００１，１００９，１０１３，１０１９）。
85. ビーム（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６；１０２０，１０２１）のうちの少なくとも１つを方向転換させるための少なくとも１つの方向転換部材（１０１２，１０１７，１０１８）を前記放射源（１００２，１００３，１００４）と前記放射器（４００；１００８）との間にさらに有しており、それ
    により、ビーム（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６；１０２０，１０２１）の少なくとも１つの光路が折り返されている、請求項８０から８４のいずれか１項に記載の投影装置（１００１，１００９，１０１３，１０１９）。
86. 青色ビーム（１０１１；１０１６）の少なくとも１つの光路と赤色ビーム（１０１０；１０１４）の光路が折り返されており、緑色ビーム（１００６）の光路は折り返されていない、請求項８５に記載の投影装置（１００１，１００９，１０１３，１０１９）。
87. すべてのビーム（１００５，１００６，１００７；１０１０，１０１１；１０１４，１０１５，１０１６；１０２０，１０２１）の光路が折り返されている、請求項８５に記載の投影装置（１００１，１００９，１０１３，１０１９）。
88. 前記方向転換部材（１０１７）は同一の個別方向転換部材（１０１８）のフィールドを有している、請求項８５から８７のいずれか１項に記載の投影装置（１００１，１００９，１０１３，１０１９）。
89. 少なくとも２つの前記放射源は、ＲＧＢカラーパターンの３つの放射源（１００２，１００３，１００４）、ＲＲＧＢカラーパターンの４つの放射源、またはＲＧＢＢカラーパターンの４つの放射源を有している、請求項８０から８８のいずれか１項に記載の投影装置（１００１，１００９，１０１３，１０１９）。

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