JP4720651B2

JP4720651B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP4720651B2
Application number: JP2006183125A
Authority: JP
Inventors: 重男野島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2026-07-03
Also published as: JP2008015001A

Description

本発明は、画像表示装置に関する。

従来、走査ミラーにより、スクリーン（被投射面）上にレーザ光を走査させることによって、画像を表示するプロジェクタが提案されている。このプロジェクタでは、レーザ光の供給を停止することによって完全な黒を表示できるため、例えば液晶ライトバルブを用いたプロジェクタに比べて高コントラストな表示が可能である。また、レーザ光は指向性が高いので、投射光学系を簡略化することができる。このため、プロジェクタを小型且つ簡易な構成にすることができる。さらに、赤色，緑色，青色等の複数のレーザ光を組み合わせることによって容易にカラー化でき、しかも、レーザ光は単色性が高いので色純度の高いカラー表示が可能となる。

このようなプロジェクタでは、高解像度で、大画面の画像を表示する場合、レーザ光を走査させる走査速度を速くし、走査角度を大きくする必要が生じる。この条件を満たすために、走査ミラーは一般的に共振型のものが用いられている。共振型の走査ミラーの共振周波数は、構成部材の温度変化によって剛性が変わるため、この温度変化によって、走査ミラーの共振周波数は所定の値からずれてしまう。
この課題を解決するために、走査ミラーの温度制御方法や温度制御された走査ミラーを有する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

特許文献１に記載の走査ミラーは、走査ミラーの基板にヒータを付け、基板の温度が一定になるように、制御することで走査ミラーの共振周波数の安定化を図っている。
また、特許文献２に記載の画像形成装置に用いられる走査ミラーは、ミラー基板と、２本のねじり梁と、ねじり梁を固定するフレームと、各ねじり梁の両側に接近して、これらと平行でほぼ長さが等しい発熱部とを備えている。そして、発熱部を加熱することにより、各ねじり梁の熱膨張による変形から生じる内部応力と熱による弾性係数の変化により、ミラー基板の共振周波数を変化させている。
米国特許出願公開第２００５／０１７９９７６号明細書特開２００４−６９７３１号公報

しかしながら、スクリーンに投射される画像を高輝度化するために、レーザ光の出力を上げていくと、特許文献１及び特許文献２に記載の走査ミラーでは、ミラー基板において反射しきれずに、ミラー基板に吸収される熱が無視できなくなるほど大きくなってしまう。これにより、ミラー基板において吸収された熱は、ミラー基板を支持するねじり梁を伝わってフレームに伝播するため、ミラー基板における吸熱量が大きいと、ヒータや発熱部を用いてフレームの温度制御を行っても、ねじり梁の温度を制御しきれなくなる。その結果、走査手段により各画素の描画ごとに変化する光源から射出されるレーザ光の出力変化によって、梁の温度ひいては梁の剛性が変化してしまうので、走査ミラーの共振周波数が所定の値からずれてしまう。これにより、表示される画像の画質が低下してしまう。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、走査手段の共振周波数を安定化させるとともに、高品質な画像を得ることが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の画像表示装置は、レーザ光を射出する半導体レーザからなる光源装置と、該光源装置から射出された光を被投射面に向けて走査する共振周波数を有する共振型のＭＥＭＳミラーからなる走査手段と、該走査手段に赤外光を照射する発光ダイオードからなる他の光源装置と、前記レーザ光の光軸上に前記光軸に対して傾斜して配置され、前記レーザ光を透過させるとともに前記赤外光を反射させるダイクロイックミラーと、前記他の光源装置と前記ダイクロイックミラーとの間に設けられ、前記他の光源装置から射出された前記赤外光を平行化するコリメータレンズと、前記光源装置から射出された光のうち前記走査手段に吸収される熱量と、前記他の光源装置から射出された光のうち走査手段に吸収される熱量との和が一定になるように、前記他の光源装置から射出される光の光量を制御する制御手段と、を備え、前記ＭＥＭＳミラーにおける前記レーザ光および前記赤外光が照射されるミラー部の一面に、前記レーザ光の反射率に比べて前記赤外光の反射率が低い分光特性を有する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置では、光源装置から射出された光は、走査手段により走査される。このとき、被投射面に投影される光は、走査手段により走査される画素ごとに、光量が変えられているため、走査手段に吸収される熱量は、時間とともに変化することになる。ここで、制御手段により、光源装置から射出された光のうち走査手段に吸収される熱量と、他の光源装置から射出された光のうち走査手段に吸収される熱量との和が一定になるように、他の光源装置から射出される光の光量を制御するため、走査手段に与えられる熱量は絶えず一定になる。すなわち、共振周波数を左右する走査手段の温度が定常化するため、走査手段の温度変化に伴う共振周波数の変化を抑えることができる。これにより、走査手段の共振周波数は安定化し、被投射面に高画質の画像を提供することが可能となる。

また、本発明の画像表示装置は、前記走査手段が、前記光源装置から射出された光に対する反射率に比べて、前記他の光源装置から射出された光に対する反射率の方が低いことが好ましい。

本発明に係る画像表示装置では、走査手段は、被投射面に表示される画像の輝度を高くするためや、光源装置から走査手段に射出される光の光量が多い場合に、吸収熱で走査手段の表面が融けたり、破損したりするのを防止するために、光源装置から射出された光に対して、反射率が高い必要がある。
このとき、他の光源装置から射出された光に対して、走査手段における反射率を低くすることで、走査手段により吸収される熱量が高くなる。このため、他の光源装置から射出される光の光量を光源装置から射出される光の光量ほど高くしなくても、走査手段において吸収される熱量を一定にすることができる。すなわち、他の光源装置の駆動を低消費電力で、走査手段の温度を安定させることができるので、装置全体の省電力化を図りつつ、制御手段により、走査手段の共振周波数を安定した状態に制御することが可能となる。

また、本発明の画像表示装置は、前記走査手段の光が入射する部分が、誘電体多層膜からなることが好ましい。
本発明に係る画像表示装置では、走査手段の光が入射する部分が、誘電体多層膜からなるため、誘電体多層膜の材質を代えることにより、走査手段の光学特性を変えることができる。したがって、例えば、金属材料を用いた場合に比べ、分光反射率（光学特性）を比較的自由に設計することが可能となる。これにより、安価な光源装置を備え、他の光源装置に応じた誘電体多層膜を用いれば良いため、光源装置及び他の光源装置の選定が容易になり、さらには装置全体のコストを低減することが可能となる。

また、本発明の画像表示装置は、前記光源装置から射出された光が照射される前記走査手段の面と反対の面に、前記他の光源装置から射出された光が照射されることが好ましい。

本発明に係る画像表示装置では、光源装置から射出された光が照射される走査手段の面は、反射率を高くする必要があるが、光源装置から射出された光が照射されない反対の面は反射率を高くする必要がない。したがって、走査手段の反対の面の反射率を低く、すなわち、吸収率を高くする。このように、光源装置から射出された光が照射される面の反射率が高く、反対の面の反射率が低い走査手段を用いることにより、他の光源装置から射出される光の光量が少なくても、走査手段に熱を与えることができるので、効率良く走査手段の温度を定常化することが可能となる。
また、走査手段の反対の面に、他の光源装置から射出された光が照射されるため、表示される画像に影響を及ぼすことがない。さらに、被投射面には照射されないので、他の光源装置として用いる波長の制限がなくなり、他の光源装置から射出される光の波長の選択範囲が広がることになる。

また、本発明の画像表示装置は、前記他の光源装置から射出された光が、可視光以外の波長域のレーザ光以外の光であることが好ましい。

本発明に係る画像表示装置では、他の光源装置が、可視光である場合、その光が被投射面に到達してしまうと、表示される画像に影響を及ぼすおそれが生じるが、可視光以外の波長の光を用いることにより、鮮明な画像を表示することが可能となる。

また、本発明の画像表示装置は、前記他の光源装置が、紫外光を射出する発光ダイオードであることが好ましい。
本発明に係る画像表示装置では、他の光源装置が発光ダイオードであるため、低消費電力で走査手段に光を照射することができる。したがって、コストを抑えつつ、走査手段の温度の定常化を図ることができるため、走査手段の共振周波数を安定した状態に制御することが可能となる。また、走査手段をシリコンを材料としたＭＥＭＳで作製した場合、紫外光は、例えば赤外光に比べて、走査手段における光の吸収率が高いため、発光ダイオードから射出された紫外光は、効率良く走査手段に吸熱されることになる。

また、本発明の画像表示装置は、前記他の光源装置が、赤外光を射出する発光ダイオードであることが好ましい。
本発明に係る画像表示装置では、他の光源装置が発光ダイオードであるため、低消費電力で走査手段に光を照射することができる。したがって、コストを抑えつつ、走査手段の温度の定常化を図ることができるため、走査手段の共振周波数を安定した状態に制御することが可能となる。また、赤外光を射出する発光ダイオードは、例えば、紫外光を射出する発光ダイオードに比べて安価であるため、装置全体のコストを低減させることが可能となる。

また、本発明の画像表示装置は、前記制御手段が、入力された映像信号により算出される前記光源装置から射出される光の光量に基づいて、前記他の光源装置から射出される光の光量を算出することが好ましい。

本発明に係る画像表示装置では、制御手段において、まず、入力された映像信号により、各画素の輝度が算出され、この各画素の輝度により、光源装置から射出される光の光量が求められる。
そして、算出された光源装置から射出される光の光量に基づいて、他の光源装置から射出される光の光量を算出することにより、応答の遅れがないため、迅速に他の光源装置から射出される光の光量を制御することができる。したがって、簡易な制御手段により、走査手段に照射される光の光量を制御することができるので、走査手段の温度が迅速に定常化するため、高画質の画像を提供することが可能となる。

また、本発明の画像表示装置は、前記走査手段の温度を検出する温度検出手段が設けられ、前記制御手段が、前記温度検出手段に検出された温度に基づいて前記他の光源装置から射出される光の光量を制御することが好ましい。

本発明に係る画像表示装置では、温度検出手段を備えることにより、温度検出手段により、走査手段の温度を検出する。この検出された温度に基づいて、制御手段は、他の光源装置から射出される光の光量を制御する。これにより、外乱等が走査手段に入射する場合、これを考慮した実際の走査手段の温度に応じて、他の光源装置から射出される光の光量を調節することになるため、より高精度に走査手段の共振周波数を制御することが可能となる。

本発明の画像表示装置の制御方法は、光を射出する光源装置と、該光源装置から射出された光を走査する走査手段とを有する画像表示装置の制御方法であって、前記光源装置から前記走査手段に照射された光の光量と、前記光源装置以外から前記走査手段に照射された光の光量との和が一定になるように前記光源装置以外の光量を制御することを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置の製造方法では、光源装置から走査手段に照射される光の光量と、光源装置以外から走査手段に照射される光の光量との和が一定になるように制御することで、走査手段の温度が一定となるため、走査手段の共振周波数は安定するので、精度良く画像表示装置の画質の制御を行うことが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る画像表示装置及び画像表示装置の制御方法の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

［第１実施形態］
本実施形態に係る画像表示装置１は、図１に示すように、赤色のレーザ光を射出する赤色光源装置（光源装置）１０Ｒと、緑色のレーザ光を射出する緑色光源装置（光源装置）１０Ｇと、青色のレーザ光を射出する青色光源装置（光源装置）１０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１５と、クロスダイクロイックプリズム１５から射出されたレーザ光を走査するＭＥＭＳミラー（走査手段）２０と、ＭＥＭＳミラー２０から走査されたレーザ光が投影されるスクリーン（被投射面）３０とを備えている。

赤色光源装置１０Ｒは、中心波長が６３０ｎｍである半導体レーザ（ＬＤ）であり、青色光源装置１０Ｂは、中心波長が４３０ｎｍである半導体レーザ（ＬＤ）である。緑色光源装置１０Ｇは、ＤＰＳＳ（Diode Pomping Solid State）レーザによって構成され、図示しない波長変換素子により、中心波長が５４０ｎｍである緑色のレーザ光に変換される。また、緑色光源装置１０Ｇとクロスダイクロイックプリズム１５との間には、ＡＯＭ（音響光学素子）１１が設けられている。

このＡＯＭ１１は、緑色光源装置１０Ｇから射出されたレーザ光が透過するように配置されている。また、ＡＯＭ１１は、後述するＡＯＭドライバ４４Ａから高周波信号が入力されると、高周波信号に応じた超音波が伝播し、内部を透過するレーザ光に音響光学効果が作用する。この音響光学効果の作用により、回折が生じて入力された高周波信号に応じた光量（強度）のレーザ光が、ＡＯＭ１１から回折光として射出されるようになっている。

また、画像表示装置１は、図１に示すように、クロスダイクロイックプリズム１５とＭＥＭＳミラー２０との間に配置されたダイクロイックミラー１６と、このダイクロイックミラー１６に光を射出する補助光源装置（他の光源装置）１７とを備えている。この補助光源１７には、射出される光の光量を制御する制御部（制御手段）４０が設けられている。

また、補助光源装置１７は、中心波長が９２０ｎｍの赤外光を射出するＬＥＤ（発光ダイオード）である。また、ダイクロイックミラー１６と補助光源装置１７との間には、補助光源装置１７から射出された光を平行光に変換するコリメータレンズ１８が設けられている。
ダイクロイックミラー１６は、クロスダイクロイックプリズム１５から射出されたレーザ光の光軸Ｏ上に４５度傾斜して配置されている。そして、補助光源１７から射出されるレーザ光は、光軸Ｏに対して直交しており、ダイクロイックミラー１６により、補助光源装置１７から射出された光を光軸Ｏ上に反射させている。また、ダイクロイックミラー１６は、クロスダイクロイックプリズム１５から射出されたレーザ光（可視光）を透過させ、補助光源装置１７から射出された光（非可視光）を反射させるものである。

また、ＭＥＭＳミラー２０は、図４に示すように、ミラー部２１と、梁２２ａ，２２ｂと、第１基板２３と、梁２４ａ，２４ｂと、第２基板２５とを備えている。
ミラー部２１は、ＭＥＭＳミラー２０の中央部に設けられており、入射したレーザ光をスクリーン３０に反射させるものである。梁２２ａ，２２ｂは、ミラー部２１の両側に外方に向かって伸びており、スクリーン３０における左右方向（ｘ軸方向）に設けられている。
また、第１基板２３は、ミラー部２１を囲む額縁状であり、梁２２ａ，２２ｂに接続されている。梁２４ａ，２４ｂは、第１基板２３の外方に向かって伸びており、スクリーン３０における上下方向（ｙ軸方向）に設けられている。
また、第２基板２５は、第１基板２３を囲む額縁状であり、梁２４ａ，２４ｂに接続されている。
これらにより、ミラー部２１は第１基板２３に対し、梁２２ａ，２２ｂを振動軸として、振動運動が可能となっており、第１基板２３は第２基板２５に対し、梁２４ａ，２４ｂを振動軸として、振動運動が可能となっている。したがって、ミラー部２１は、ｘ軸及びｙ軸の２軸振動が可能、すなわち、スクリーン３０の水平方向及び垂直方向にレーザ光を走査することが可能となっている。

ＭＥＭＳミラー２０のミラー部２１は、図２に示すように、誘電体多層膜からなっている。具体的な構成は、Ｓｉ基板２０ａ上に、Ｔｉ_２Ｏ_３からなる高屈折率層２０ｂと、ＳｉＯ_２からなる低屈折率層２０ｃとが順に交互に、高屈折率層２０ｂが５層，低屈折率層２０ｃが４層、すなわち、最上層に高屈折率層２０ｂが積層された構成となっている。
高屈折率層２０ｂの膜厚Ｌは６１．７Åであり、低屈折率層２０ｃの膜厚Ｍは９３．０Åである。高屈折率層２０ｂ及び低屈折率層２０ｃのそれぞれの膜厚Ｌ，Ｍは、光学的膜厚ｎｄ＝λ／４を満たしたものとなっている（λ：入射波長）。
なお、高屈折率層２０ｂと低屈折率層２０ｃとを交互に基板上に成膜するには、通常の真空蒸着法でも可能であるが、膜の屈折率の安定した制御が可能で、保管・仕様環境変化による分光特性の経時変化が少ない膜を作成できるイオンアシスト蒸着やイオンプレーティング法、スパッタリング法が望ましい。

次に、ＭＥＭＳミラー２０の分光特性を図３に示す。
ＭＥＭＳミラー２０は、ＭＥＭＳミラー２０に入射するレーザ光の入射角度が０±２０°のとき、図３に示すように、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長帯域では、反射率は９８％以上の反射率が確保できていることが分る。したがって、赤色光源装置１０Ｒ，緑色光源装置１０Ｇ，青色光源装置１０Ｂから射出された光に対する反射率は、非常に高いものとなっている。
これは、スクリーン３０に表示される画像の輝度を高くするためや、赤色光源装置１０Ｒ，緑色光源装置１０Ｇ，青色光源装置１０ＢからＭＥＭＳミラー２０に射出される光の光量が多い場合に、吸収熱でＭＥＭＳミラー２０の表面が融けたり、破損したりするのを防止するためである。

一方、補助光源装置１７で用いているＬＥＤ（発光ダイオード）の中心波長は９２０ｎｍであるため、反射率は、図３に示すように、数％となっている。すなわち、赤色，緑色，青色光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出される光に対する反射率に比べて、補助光源装置１７から射出される光に対する反射率は、非常に低いため、補助光源装置１７から射出された光は、ＭＥＭＳミラー２０に吸収され易いので、補助光源装置１７から射出される光の光量が少なくても、十分な熱をＭＥＭＳミラー２０に与えることが可能となっている。

制御部４０は、図５に示すように、映像信号に応じて赤色，緑色，青色のレーザ光の各階調（Ｇｒ，Ｇｇ，Ｇｂ）を算出する処理回路４１と、処理回路４１により算出された階調を用いて、補助光源装置１７の階調数を演算する演算回路４２と、演算回路４２から出力された画像の階調数を電圧のアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４３とを備えている。また、画像表示装置１は、このＤ／Ａ変換器４３から出力された信号に基づいて赤色光源装置１０Ｒ，青色光源装置１０Ｂ，ＡＯＭ１１，補助光源装置１７をそれぞれ駆動させるＲ−ＬＤドライバ４４Ｒ，Ｂ−ＬＤドライバ４４Ｂ，ＡＯＭドライバ４４Ａ，ＩＲ−ＬＥＤドライバ４４Ｈを備えている。

演算回路４２は、赤色光源装置１０Ｒ，緑色光源装置１０Ｇ，青色光源装置１０Ｂから射出されたレーザ光のうちＭＥＭＳミラー２０により吸収されるエネルギー（熱量）と、補助光源装置１７から射出された光のうちＭＥＭＳミラー２０に吸収されるエネルギー（熱量）との和が一定になるように演算を行うものである。
演算回路４２における具体的な制御方法は、ＭＥＭＳミラー２０に吸収されるエネルギー（熱量）の総量Ｃが常に一定となるように、補助光源装置１７から射出される光の光量を制御する。すなわち、赤色，緑色，青色ぞれぞれの１階調分のエネルギーをｒ，ｇ，ｂとし、各階調数をＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂとすると、Ｃ−（Ｇｒ・ｒ＋Ｇｇ・ｇ＋Ｇｂ・ｂ）を求める。この値が、補助光源１７がＭＥＭＳミラー２０に与えるべきエネルギー量となる。この値を補助光源装置１７の１階調分のエネルギーｉｒで割ることにより、補助光源装置１７の階調数Ｇｉｒを算出し、補助光源装置１７から射出される光の光量を求める。ここで、定数であるエネルギーＣは（ｒｍａｘ＋ｇｍａｘ＋ｂｍａｘ）以上の値となっている（ｒｍａｘ，ｇｍａｘ，ｂｍａｘ：各色の最大階調数のエネルギー）。

このように、制御部４０により、赤色光源装置１０Ｒ，青色光源装置１０Ｂ，ＡＯＭ１１から射出されるレーザ光の光量に応じて、ＭＥＭＳミラー２０におけるエネルギーが定数Ｃとなるように、補助光源装置１７から射出される光の光量を調整し補うことになるため、ＭＥＭＳミラー２０におけるエネルギーは一定のエネルギーＣを保つことが可能になる。

また、クロスダイクロイックプリズム１５は、青色光を反射し、緑色光及び赤色光を透過させるダイクロイック膜と、緑色光を反射し、緑色光及び赤色光を透過させるダイクロイック膜とをＸ字型に直交して配置して構成されている。クロスダイクロイックプリズム１５は、各光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。クロスダイクロイックプリズム１５で合成された光は、ＭＥＭＳミラー２０に入射し、ＭＥＭＳミラー２０によりスクリーン３０に投影されるようになっている。

次に、以上の構成からなる本実施形態の画像表示装置１を用いて、画像をスクリーン３０に投影する方法について説明する。
まず、制御部４０により、映像信号に基づいて処理回路４１において、赤色，緑色，青色のレーザ光の各階調数が求められる。そして、演算回路４２により、階調数に基づいて、補助光源装置１７の階調数を算出する。そして、演算装置４２から、Ｄ／Ａ変換器４３を介して、各光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを駆動させるドライバ４４Ｒ，４４Ｂ，４４Ａ，４４Ｈに電圧信号がそれぞれ送られる。そして、赤色光源装置１０Ｒ及び青色光源装置１０Ｂは、Ｒ−ＬＤドライバ４４Ｒ及びＢ−ＬＤドライバ４４Ｂにより供給された信号に応じた光量の光が射出され、緑色光源装置１０Ｇから射出された緑色光は、ＡＯＭ１１を透過する際、ＡＯＭドライバ４４ＡによりＡＯＭ１１に供給される信号に応じた出力の光が射出される。

これら赤色光、青色光、緑色光は、クロスダイクロイックプリズム１５において合成された後、ＭＥＭＳミラー２０がｘ軸方向及びｙ軸方向に振動する。これにより、ＭＥＭＳミラー２０において反射した光が、スクリーン３０の水平方向及び垂直方向に走査され、画像がスクリーン３０に投影される。

本実施形態に係る画像表示装置１では、制御部４０により、補助光源装置１７を制御することにより、各光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光のうちＭＥＭＳミラー２０に吸収される熱量と、補助光源装置１７から射出された光のうちＭＥＭＳミラー２０に吸収される熱量との和が一定になるため、ＭＥＭＳミラー２０に与えられる熱量は絶えず一定になる。すなわち、ＭＥＭＳミラー２０の温度変化に伴う共振周波数の変化を抑えることができるので、ＭＥＭＳミラー２０の共振周波数は安定化し、高画質の画像を提供することが可能となる。
また、ＭＥＭＳミラー２０を高屈折率層２０ｂと低屈折率層２０ｃとを交互に積層して構成することにより、高屈折率層２０ｂ及び低屈折率層２０ｃの材質の選択により、分光特性を比較的に自由に選択することができる。したがって、ＭＥＭＳミラー２０の設計の自由度が増すので、各光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ及び補助光源装置１７の種類や波長等に応じた誘電体層を用いることで、より適切な状態のＭＥＭＳミラー２０を形成することができる。

なお、ＭＥＭＳミラー２０には、図５に示すように、ＭＥＭＳミラー２０の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）４８が設けられていても良い。この構成の場合、ＭＥＭＳミラー２０の第２基板２５に温度センサ４８を搭載する。そして、温度センサ４８により検出された温度データを演算回路４２にフィードバックし、演算回路４２において、定数であるエネルギーＣの値を補正することにより、補助光源装置１７から射出される光の光量が微調整されることになる。これにより、精度良くＭＥＭＳミラー２０の温度を一定に保つことができるので、より高精度にＭＥＭＳミラー２０の共振周波数を制御することが可能となる。

さらに、制御部４０が、温度センサ４８に検出された温度のみにより補助光源装置１７を制御しても良い。この制御では、入力される映像信号により補助光源装置１７から射出される光の光量を算出するのではなく、温度センサ４８により検出されたＭＥＭＳミラー２０の温度に基づいて補助光源装置１７から射出される光の光量を算出する。この場合、センシングの遅延が生じるため、ＭＥＭＳミラー２０の温度を迅速に一定にするのは困難である。しかしながら、外乱によってＭＥＭＳミラー２０の温度が変化する場合、直接ＭＥＭＳミラー２０の温度を温度センサ４８により検出することができるので、正確にＭＥＭＳミラー２０の温度制御を行うことが可能となる。

また、補助光源装置１７として、非可視光のレーザ光を用いたが、可視光のレーザ光を用いても良い。この構成の場合、補助光源装置１７から射出された光を光軸Ｏ上に入射させるのではなく、スクリーン３０に反射しない角度でＭＥＭＳミラー２０に、可視光を入射させることにより、スクリーン３０に投影される画像に影響を及ぼすことなく、ＭＥＭＳミラー２０の温度を一定に保つことが可能となる。
また、各光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出されたレーザ光の光軸と、補助光源装置１７から射出された光の光軸とを光軸Ｏとして揃えたが、別々にＭＥＭＳミラー２０に入射させても良い。

［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係る画像表示装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る画像表示装置５０では、補助光源装置（他の光源装置）５１の配置及びＭＥＭＳミラー（走査手段）５２の構成において第１実施形態と異なる。
補助光源装置５１は、クロスダイクロイックプリズム１５から射出されたレーザ光が照射されるＭＥＭＳミラー５２の表面（面）５２ａの反対の裏面（面と反対の面）５２ｂ側に配置されている。これにより、補助光源装置５１から射出された光は、ＭＥＭＳミラー５２の裏面５２ｂに照射されるようになっている。すなわち、ＭＥＭＳミラー５２の表面５２ａは、反射率を高くする必要があるが、ＭＥＭＳミラー５２の裏面５２ｂは、反射率を高くする必要はないので、反射率が低い材質で形成する。これにより、ＭＥＭＳミラー５２の裏面５２ｂにおける光の吸収率を高くしている。
また、ＭＥＭＳミラー５２と補助光源装置５１との間には、補助光源装置５１から射出された光を平行光に変換するコリメータレンズ５３が設けられている。

本実施形態に係る画像表示装置５０では、表面５２ａの反射率が高く、裏面５２ｂの反射率が低いＭＥＭＳミラー５２を用いることにより、補助光源装置１７から射出される光の光量が少なくても、裏面５２ｂにおける吸収率が高いので、ＭＥＭＳミラー５２に十分な熱を与えることができる。したがって、装置全体の省電力化を図りつつ、ＭＥＭＳミラー５２の温度を定常化することができるため、効率良くＭＥＭＳミラー５２の共振周波数の安定化を図ることが可能となる。
なお、補助光源装置１７から射出される光は、ＭＥＭＳミラー５２の裏面５２ｂに光を照射するため、可視光であっても良く、可視光を用いた場合は、スクリーン３０に表示されない角度から光を当てれば良い。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、補助光源装置として、図３に示すように、本実施形態の誘電体多層膜を用いた場合、反射率の低い中心波長が３５０ｎｍの紫外光を射出するＬＥＤであっても良い。この構成では、ＭＥＭＳミラーが、シリコンから形成されているため、赤外光の波長帯域では透過性を示し、紫外光の波長帯域では吸収性を示すため、赤外光に比べ紫外光の方が、補助光源装置から射出された光を効率良く吸収することが可能となる。
また、補助光源装置として非可視光のレーザ光を用いた場合、レーザの出力はクラス１以下であることが望ましい。さらに、画像表示装置は、赤色，緑色，青色の３色の光源装置を用いたが、単色であっても良く、また、４色以上の多色であっても良い。

また、ＭＥＭＳミラーの材料や多層膜の層数は、上記実施形態に限るものではなく、光源装置及び補助光源装置に用いられる光の波長により代えることで最適化が可能である。さらに、ＭＥＭＳミラーが、誘電体多層膜からなる構成としたが、アルミ等の金属材料をミラーの部材として使用しても良い。このように、金属材料を用いた場合は、ＭＥＭＳミラーの製造が容易となるため、安価なＭＥＭＳミラーを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す全体図である。図１の画像表示装置の走査手段の構造を示す平面である。図１の画像表示装置の走査手段の分光特性を示す図である。図１の画像表示装置の走査手段の構成を示す平面である。図１の画像表示装置の制御手段を示すブロック図である。本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す全体図である。

符号の説明

１，５０…画像表示装置、１０Ｒ…赤色光源装置（光源装置）、１０Ｇ…緑色光源装置（光源装置）、１０Ｂ…青色光源装置（光源装置）、１７，５１…補助光源装置（他の光源装置）、２０，５２…ＭＥＭＳミラー（走査手段）、３０…スクリーン（被投射面）、４０…制御部（制御手段）、４８…温度センサ（温度検出手段）

Claims

レーザ光を射出する半導体レーザからなる光源装置と、
該光源装置から射出された光を被投射面に向けて走査する共振周波数を有する共振型のＭＥＭＳミラーからなる走査手段と、
該走査手段に赤外光を照射する発光ダイオードからなる他の光源装置と、
前記レーザ光の光軸上に前記光軸に対して傾斜して配置され、前記レーザ光を透過させるとともに前記赤外光を反射させるダイクロイックミラーと、
前記他の光源装置と前記ダイクロイックミラーとの間に設けられ、前記他の光源装置から射出された前記赤外光を平行化するコリメータレンズと、
前記光源装置から射出された光のうち前記走査手段に吸収される熱量と、前記他の光源装置から射出された光のうち走査手段に吸収される熱量との和が一定になるように、前記他の光源装置から射出される光の光量を制御する制御手段と、を備え、
前記ＭＥＭＳミラーにおける前記レーザ光および前記赤外光が照射されるミラー部の一面に、前記レーザ光の反射率に比べて前記赤外光の反射率が低い分光特性を有する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする画像表示装置。
前記制御手段が、入力された映像信号により算出される前記光源装置から射出される光の光量に基づいて、前記他の光源装置から射出される光の光量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記制御手段が、映像信号の階調数と１階調分の熱量との積を所定の熱量から減算した値に基づいて前記他の光源装置から射出される光の階調数を算出し、前記他の光源装置から射出される光の光量を求めることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
前記走査手段の温度を検出する温度検出手段が設けられ、
前記制御手段が、前記温度検出手段に検出された温度に基づいて前記他の光源装置から射出される光の光量を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。