WO2013046361A1 - 光源ユニット、及び光源ユニットの製造方法 - Google Patents

光源ユニット、及び光源ユニットの製造方法 Download PDF

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light
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真之介 福田
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パイオニア株式会社
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    • H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • H04N9/3135—Driving therefor

Definitions

  • the present invention relates to a technical field for detecting and correcting an optical axis shift.
  • Patent Document 1 proposes a technique for causing a beam from a plurality of light sources to enter a light receiving element through a pinhole and detecting an optical axis shift based on an output signal of the light receiving element.
  • Patent Document 1 proposes correcting an optical axis deviation by moving an optical element (a lens or a beam splitter) based on the detected optical axis deviation.
  • the detection accuracy and detection range of the optical axis deviation are affected by the beam size on the light receiving element (that is, the size of the spot formed on the light receiving element by the beam from the light source). Specifically, when the beam size on the light receiving element is increased, the detection range of the optical axis deviation can be ensured, but the detection accuracy of the optical axis deviation tends to decrease. Conversely, if the beam size on the light receiving element is reduced, the detection accuracy of the optical axis deviation can be ensured, but the detection range of the optical axis deviation tends to be narrowed. With the technique described in Patent Document 1, it is difficult to ensure both the detection accuracy and the detection range of such an optical axis shift.
  • An object of the present invention is to provide a light source unit capable of appropriately ensuring both the detection accuracy and the detection range of the optical axis deviation, and a method for manufacturing the light source unit.
  • the light source unit includes a first light source that emits the first beam, a second light source that emits the second beam, and a combining element that combines the first beam and the second beam.
  • a second light receiving element that outputs a second light receiving signal according to the light receiving position of the beam, and the beam incident on the pinhole portion passes through the first hole and the second hole simultaneously. And said It is received by the first light receiving element and the second light receiving element.
  • a first light source that emits a first beam
  • a second light source that emits a second beam
  • a combining element that combines the first beam and the second beam
  • a scanning means for scanning the beam emitted from the first scanning hole within a predetermined scanning range, and a pinhole portion having a first hole and a second hole larger than the first hole, into which the beam emitted from the combining element is incident
  • a first light receiving element that receives the beam that has passed through the first hole and outputs a first light receiving signal according to a light receiving position of the beam; and a beam that has passed through the second hole
  • a light source unit having a second light receiving element that outputs a second light receiving signal according to a light receiving position, the position of the first light receiving element and the second light receiving element based on the second light receiving signal, Or
  • the light source unit includes a first light source that emits the first beam, a scanning unit that scans the beam emitted from the first light source within a predetermined scanning range, a first hole, A pinhole portion having a second hole larger than the first hole and receiving the beam emitted from the first light source, and receiving the beam passing through the first hole, and depending on the light receiving position of the beam A first light receiving element that outputs the first light receiving signal, and a second light receiving element that receives the beam that has passed through the second hole and outputs a second light receiving signal according to the light receiving position of the beam,
  • the beam incident on the pinhole portion passes through the first hole and the second hole at the same time and is received by the first light receiving element and the second light receiving element.
  • the structure of the image display apparatus which concerns on a present Example is shown.
  • the figure for demonstrating concretely the structure of the pinhole part and light-receiving part which concern on a present Example is shown.
  • the figure for demonstrating the problem of the structure which concerns on a comparative example is shown.
  • shift amount differ is shown.
  • the figure for demonstrating the 1st structural example of a pinhole part is shown.
  • achieves the position adjustment method of the light-receiving part which concerns on a present Example is shown. It is a flowchart which shows the position adjustment method of the light-receiving part which concerns on a present Example. It is a flowchart which shows the optical axis deviation correction method which concerns on a present Example.
  • the light source unit includes a first light source that emits a first beam, a second light source that emits a second beam, a combining element that combines the first beam and the second beam, Scanning means for scanning the beam emitted from the synthesizing element in a predetermined scanning range, a first hole and a second hole larger than the first hole, and the beam emitted from the synthesizing element is incident
  • Receiving a pinhole portion a first light receiving element that receives a beam that has passed through the first hole, and outputs a first light receiving signal according to a light receiving position of the beam; and receives a beam that has passed through the second hole;
  • a second light receiving element that outputs a second light receiving signal corresponding to the light receiving position of the beam, and the beam incident on the pinhole portion passes through the first hole and the second hole simultaneously.
  • the above light source unit uses a pinhole portion having two holes of different sizes (first hole and second hole) to receive a beam that has passed through the first hole 1 and the second hole at the same time as the first light receiving unit.
  • Light is received by the element and the second light receiving element.
  • the beam that has passed through the first hole is received by the first light receiving element, and at the same time, the beam that has passed through the second hole is received by the second light receiving element.
  • a beam having a relatively small diameter can be formed by the first hole, and the beam can be received by the first light receiving element, and a beam having a relatively large diameter can be formed by the second hole.
  • the optical axis shift can be detected with high accuracy, and the second light receiving signal of the second light receiving element is used.
  • the second light receiving signal of the second light receiving element is used. Therefore, a wide range of optical axis deviations can be detected. Therefore, it is possible to appropriately ensure both the detection accuracy and the detection range of the optical axis deviation.
  • the first hole and the second hole are formed in a spot formed on the pinhole portion by a beam emitted from the synthesis element.
  • the pinhole portion is formed so that both of the two holes are located.
  • the beam incident on the pinhole portion can be appropriately passed through both the first hole and the second hole.
  • the first hole and the second hole are arranged side by side in the pinhole portion along a direction in which a beam divergence angle of the beam emitted from the combining element is wide.
  • the first hole and the second hole are arranged side by side on an axis having a wide beam divergence angle in the beam emitted from the combining element.
  • a beam having a relatively high intensity can be received by both the first light receiving element and the second light receiving element, and the first light receiving element and the second light receiving light are compared with the case where the beam divergence angle is not considered.
  • the detection accuracy of the element can be improved.
  • the first hole and the second hole are along a direction in which an optical axis shift between the first beam and the second beam occurs due to an environmental change or a secular change. It is arranged side by side in the pinhole part.
  • the beam can be appropriately incident on both the first hole and the second hole. Therefore, it is possible to effectively ensure the detection accuracy of the optical axis deviation.
  • the direction in which the optical axis shift occurs is a direction in which the optical axis shift between the first beam and the second beam occurs according to a change in temperature characteristics.
  • the first hole and the second hole are arranged side by side in the pinhole portion along a direction in which the optical axis is shifted due to a change in operating temperature. As a result, it is possible to accurately detect an optical axis shift caused by a change in operating temperature.
  • the first beam and the second beam are individually controlled to emit light, and when the control is performed, the first beam and the second beam in the scanning range are performed.
  • Correction means for correcting a deviation of the optical axis from the beam and the correction means corrects the deviation of the optical axis based on the first light reception signal for each of the first beam and the second beam. After the correction, the shift of the optical axis is corrected based on the second received light signal for each of the first beam and the second beam. According to this aspect, it is possible to efficiently correct the optical axis deviation.
  • the correction means can control the timing of emitting the first beam and the second beam.
  • a first light source that emits a first beam
  • a second light source that emits a second beam
  • a combining element that combines the first beam and the second beam, and the combining element
  • a method of manufacturing a light source unit including a second light receiving element that outputs a second light receiving signal according to a position, based on the second light receiving signal, or a position of the first light receiving element and the second light receiving element, or Pinho After the first step of adjusting the position of the light receiving portion and the first step, the position of the first light receiving element and the second light receiving element or the position of the pinhole portion is
  • the position adjustment is performed based on the second light receiving signal of the second light receiving element capable of detecting a wide range, and then the first light receiving element that can be detected with high accuracy is used.
  • Position adjustment is performed based on the received light signal. That is, after performing the coarse adjustment based on the second light receiving signal of the second light receiving element, the fine adjustment is performed based on the first light receiving signal of the first light receiving element. As a result, the time required for position adjustment can be shortened.
  • the light source unit includes a first light source that emits a first beam, a scanning unit that scans the beam emitted from the first light source in a predetermined scanning range, a first hole, A pinhole portion having a second hole larger than the first hole and receiving the beam emitted from the first light source, and receiving the beam passing through the first hole, and depending on the light receiving position of the beam A first light receiving element that outputs the first light receiving signal, and a second light receiving element that receives the beam that has passed through the second hole and outputs a second light receiving signal according to the light receiving position of the beam,
  • the beam incident on the pinhole portion passes through the first hole and the second hole at the same time and is received by the first light receiving element and the second light receiving element.
  • FIG. 1 shows a configuration of an image display apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the image display device 1 mainly includes an image signal input unit 2, a video ASIC 3, a frame memory 4, a ROM 5, a RAM 6, a laser driver ASIC 7, a MEMS mirror control unit 8, A laser light source unit 9.
  • the image display device 1 is configured to be attachable to a head-up display that visually recognizes an image as a virtual image from the position (eye point) of the user's eyes, a user's head, and the like, and draws an image on the user's retina. Applies to head mounted displays.
  • the image display device 1 can be applied to a projector using laser light, for example.
  • the laser light source unit 9 in FIG. 1 has shown the figure cut
  • the image signal input unit 2 receives an image signal input from the outside and outputs it to the video ASIC 3.
  • the video ASIC 3 is a block that controls the laser driver ASIC 7 and the MEMS mirror control unit 8 based on the image signal input from the image signal input unit 2 and the scanning position information input from the MEMS mirror 10, and is ASIC (Application Specific Integrated). Circuit).
  • the video ASIC 3 includes a synchronization / image separation unit 31, a bit data conversion unit 32, a light emission pattern conversion unit 33, and a timing controller 34.
  • the synchronization / image separation unit 31 separates the image data displayed on the image display unit and the synchronization signal from the image signal input from the image signal input unit 2 and writes the image data to the frame memory 4.
  • the bit data converter 32 reads the image data written in the frame memory 4 and converts it into bit data.
  • the light emission pattern conversion unit 33 converts the bit data converted by the bit data conversion unit 32 into a signal representing the light emission pattern of each laser.
  • the timing controller 34 controls the operation timing of the synchronization / image separation unit 31 and the bit data conversion unit 32.
  • the timing controller 34 also controls the operation timing of the MEMS mirror control unit 8 described later.
  • the image data separated by the synchronization / image separation unit 31 is written.
  • the ROM 5 stores a control program and data for operating the video ASIC 3. Various data are sequentially read from and written into the RAM 6 as a work memory when the video ASIC 3 operates.
  • the laser driver ASIC 7 is a block that generates a signal for driving a laser diode (LD) provided in a laser light source unit 9 described later, and is configured as an ASIC.
  • the laser driver ASIC 7 includes a red laser driving circuit 71, a blue laser driving circuit 72, and a green laser driving circuit 73.
  • the red laser driving circuit 71 drives the red laser LD1 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • the blue laser drive circuit 72 drives the blue laser LD2 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • the green laser drive circuit 73 drives the green laser LD3 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror control unit 8 controls the MEMS mirror 10 based on a signal output from the timing controller 34.
  • the MEMS mirror control unit 8 includes a servo circuit 81 and a driver circuit 82.
  • the servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 10 based on a signal from the timing controller.
  • the driver circuit 82 amplifies the control signal of the MEMS mirror 10 output from the servo circuit 81 to a predetermined level and outputs the amplified signal.
  • the laser light source unit 9 mainly functions to emit laser light based on a drive signal output from the laser driver ASIC 7.
  • the laser light source unit 9 includes a red laser LD1, a blue laser LD2, a green laser LD3, collimator lenses 91a, 91b, and 91c, dichroic mirrors 92a and 92b, a beam splitter 93, and a MEMS mirror 10. And a pinhole portion 12 and a light receiving portion 13.
  • the red laser LD1 emits red laser light
  • the blue laser LD2 emits blue laser light
  • the green laser LD3 emits green laser light.
  • the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 are simply referred to as “laser LD”, and the red laser light, the blue laser light, and the green laser light are used without being distinguished from each other. In some cases, it is simply expressed as “laser light” or “beam”.
  • the collimator lenses 91a, 91b, and 91c make the red laser light, the blue laser light, and the green laser light into parallel lights, respectively.
  • the dichroic mirror 92a reflects the red laser light passing through the collimator lens 91a and transmits the green laser light passing through the collimator lens 91c.
  • the dichroic mirror 92b transmits the red laser light and the green laser light that have passed through the dichroic mirror 92a, and reflects the blue laser light that has passed through the collimator lens 91b.
  • the dichroic mirrors 92a and 92b are examples of the “composite element” in the present invention.
  • the beam splitter 93 divides the laser light emitted from the dichroic mirror 92b in this manner, reflects a part of the laser light, and transmits the remaining part of the laser light.
  • the laser light reflected by the beam splitter 93 is incident on the MEMS mirror 10, and the laser light transmitted through the beam splitter 93 is incident on the pinhole portion 12.
  • the MEMS mirror 10 reflects the beam (laser light) reflected by the beam splitter 93 toward the screen 11. Specifically, the MEMS mirror 10 operates to scan the screen 11 with a beam under the control of the MEMS mirror control unit 8 in order to display an image input to the image signal input unit 2, and Scanning position information (for example, information such as a mirror angle) is output to the video ASIC 3.
  • Scanning position information for example, information such as a mirror angle
  • the MEMS mirror 10 is an example of the “scanning unit” in the present invention.
  • the pinhole unit 12 allows the beam (laser light) that has passed through the beam splitter 93 to pass through and is incident on the light receiving unit 13.
  • two holes a first hole 12a and a second hole 12b having different sizes are formed.
  • the size of the first hole 12a is smaller than the size of the second hole 12b.
  • the diameter of the first hole 12a is smaller than the diameter of the second hole 12b.
  • the beam from the beam splitter 93 passes through both the first hole 12a and the second hole 12b at the same time, and enters the light receiving unit 13.
  • the light passing through the pinhole portion 12 is incident on the light receiving portion 13.
  • the light receiving unit 13 includes two light receiving elements (a first light receiving element 13a and a second light receiving element 13b) having different sizes.
  • the size of the first light receiving element 13a is smaller than the size of the second light receiving element 13b.
  • the beams that have passed through the first hole 12a and the second hole 12b simultaneously as described above are incident on the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b.
  • the beam that has passed through the first hole 12a is incident on the first light receiving element 13a
  • the beam that has passed through the second hole 12b is incident on the second light receiving element 13b.
  • the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b are photoelectric conversion elements such as photodetectors (for example, four-divided light receiving elements), and output light receiving signals Sd1 and Sd2 corresponding to the light receiving positions of the beams to the video ASIC 3, respectively.
  • the light reception signal Sd1 is an example of the “first light reception signal” in the present invention
  • the light reception signal Sd2 is an example of the “second light reception signal” in the present invention.
  • the video ASIC 3 described above detects the optical axis shift of the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 based on the light reception signals Sd1 and Sd2 from the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b. Then, the video ASIC 3 performs processing for correcting the optical axis deviation based on the detected optical axis deviation. For example, the video ASIC 3 corrects the optical axis deviation by controlling the light emission timing of the beam. Thus, the video ASIC 3 corresponds to an example of “correction means” in the present invention.
  • the video ASIC 3 and the laser light source unit 9 are configured separately, but a configuration including at least the video ASIC 3 and the laser light source unit 9 may be treated as a “light source unit”.
  • the beam transmitted through the beam splitter 93 passes through only the second hole 12b and is incident only on the second light receiving element 13b. (When there is no large optical axis deviation), the beam transmitted through the beam splitter 93 passes through both the first hole 12a and the second hole 12b, and passes through the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b. It is incident on both.
  • FIG. 2A is a plan view of the pinhole portion 12 observed from the direction indicated by the arrow A1 in FIG.
  • the pinhole portion 12 is formed with a first hole 12a and a second hole 12b having a size (diameter) larger than that of the first hole 12a.
  • the pinhole portion 12 is arranged such that both the first hole 12a and the second hole 12b are positioned in a spot B1 (shown by a broken line) formed on the pinhole portion 12 by the beam from the beam splitter 93.
  • the first hole 12a and the second hole 12b are formed.
  • the beam from the beam splitter 93 passes through both the first hole 12a and the second hole 12b at the same time.
  • the diameter of the first hole 12a is smaller than that of the second hole 12b
  • the diameter of the beam that has passed through the first hole 12a is smaller than the diameter of the beam that has passed through the second hole 12b, in other words, the second hole.
  • the diameter of the beam that has passed through 12b is larger than the diameter of the beam that has passed through the first hole 1a. That is, by providing the first hole 12a and the second hole 12b in the pinhole portion 12, a beam having a relatively small diameter can be formed by the first hole 12a, and the second hole 12b can be relatively A beam having a large diameter can be formed.
  • FIG. 2B is a plan view of the light receiving unit 13 observed from the direction indicated by the arrow A1 in FIG.
  • the light receiving unit 13 includes a first light receiving element 13a and a second light receiving element 13b having a size larger than that of the first light receiving element 13a.
  • the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b are configured as four-divided light receiving elements.
  • the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b are arranged on the same plane of one member (not shown).
  • the first light receiving element 13a is disposed at a position corresponding to the first hole 12a of the pinhole portion 12, and the second light receiving element 13b is disposed at a position corresponding to the second hole 12b of the pinhole portion 12.
  • the first light receiving element 13a is arranged so that the center point of the first hole 12a and the center point of the first light receiving element 13a substantially coincide with each other, and the center point of the second hole 12b and the second light receiving element are arranged.
  • the second light receiving element 13b is arranged so that the center point of 13b substantially matches.
  • the beam that has passed through the first hole 12a is incident on the first light receiving element 13a, and the second light receiving element 13b has the second light receiving element 13b.
  • the beam that has passed through the two holes 12b is incident.
  • a spot B2 (shown by a broken line) due to the beam that has passed through the first hole 12a is formed on the first light receiving element 13a, and on the second light receiving element 13b.
  • a spot B3 (shown by a broken line) is formed by the beam that has passed through the second hole 12b.
  • the spot B2 on the first light receiving element 13a is the spot B3 on the second light receiving element 13b.
  • the spot B3 on the second light receiving element 13b is larger in size than the spot B2 on the first light receiving element 13a.
  • the size of the first light receiving element 13a is designed so that the spot B2 having an appropriate size according to the size of the first light receiving element 13a is formed so that the optical axis shift can be appropriately detected based on the spot B2. Is desirable. The same applies to the second light receiving element 13b and the second hole 12b.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining problems of the configuration according to the comparative example.
  • FIG. 3A schematically shows a configuration according to a comparative example. As shown in FIG. 3A, in the configuration according to the comparative example, a pinhole portion 12x in which only one hole 12xa is formed and one light receiving element 13x are used.
  • FIG. 3B shows a diagram for explaining a specific example of the optical axis deviation.
  • the light receiving element 13x is configured as a four-divided light receiving element, and includes four light receiving elements 13xa, 13xb, 13xc, and 13xd.
  • a spot B5a formed on the light receiving element 13x by the beam is indicated by a broken line.
  • Such an optical axis deviation amount y (that is, an optical axis deviation in the vertical direction) is obtained by adding the output value of the light receiving element 13xa and the output value of the light receiving element 13xb to the output value of the light receiving element 13xc and the light receiving element 13xd. It can be detected by subtracting a value obtained by adding the output value.
  • the optical axis misalignment amount in the left-right direction is a value obtained by adding the output value of the light receiving element 13xb and the output value of the light receiving element 13xc from the value obtained by adding the output value of the light receiving element 13xa and the output value of the light receiving element 13xd. It can be detected by subtraction.
  • the detection method of the optical axis deviation when such a four-divided light receiving element is used is similarly applied to this embodiment.
  • FIGS. 3C and 3D show the effect of the size of the spot formed on the light receiving element 13x by the beam (hereinafter referred to as “beam size” as appropriate) on the detection accuracy and detection range of the optical axis deviation. It is a figure for demonstrating.
  • FIG. 3C is a diagram for explaining the influence of the optical axis deviation on the detection accuracy and the detection range when the beam size is increased. The beam size is increased by increasing the hole 12xa of the pinhole portion 12x.
  • the spot B5b formed on the light receiving element 13x by the beam is indicated by a broken line.
  • the optical axis is shifted only in the upward direction in the figure is illustrated.
  • the detection range of the optical axis deviation can be secured, but the detection accuracy of the optical axis deviation tends to be lowered.
  • the optical axis deviation y is smaller than the radius R of the spot B5b, the change in the light reception signal of the light receiving element 13x corresponding to the optical axis deviation is changed. It becomes considerably small and becomes difficult to detect because it is buried in noise.
  • FIG. 3D is a diagram for explaining the influence of the optical axis deviation detection accuracy and detection range when the beam size is reduced.
  • the beam size is reduced by reducing the hole 12xa of the pinhole portion 12x.
  • a spot B5c formed on the light receiving element 13x by the beam is indicated by a broken line.
  • the optical axis is shifted only in the upward direction in the figure is illustrated.
  • the detection accuracy of the optical axis deviation can be ensured, but the detection range of the optical axis deviation tends to be narrowed.
  • the optical axis deviation amount y exceeds the radius R of the spot B5c, the light reception signal of the light receiving element 13x becomes substantially constant. It cannot be detected properly.
  • 4A and 4B show an example of the relationship between the amount of optical axis deviation (shown on the horizontal axis) and the light reception signal (shown on the vertical axis) of the light receiving element 13x.
  • the light reception signal (%) shown on the vertical axis is “0 (%)” when the spot is located approximately at the center of the light receiving element 13x. Further, in the light reception signal (%), when the spot is located only on one side in the vertical direction of the light receiving element 13x (that is, the spot is located on one side of the light receiving elements 13xa and 13xb and the light receiving elements 13xc and 13xd).
  • a spot is located only on one side of the light receiving element 13x in the left-right direction (that is, a spot is located on one side of the light receiving elements 13xa and 13xd and the light receiving elements 13xb and 13xc). 100 (%) ". It should be noted that the definition of the light reception signal when such a four-divided light receiving element is used is similarly applied to the present embodiment.
  • FIG. 4A shows a graph in a range from “ ⁇ 10 (pixel)” to “10 (pixel)”, and FIG. 4 (b) shows “ ⁇ 1 (pixel)” to “1 (pixel). ) "Is shown.
  • FIG. 4B is a graph in which a part of the range in the graph of FIG. 4A is extracted, that is, a graph in which the range is changed.
  • the received light signal changes accordingly, so that the amount of optical axis deviation can be appropriately detected based on the received light signal. It can be said.
  • FIG. 4A shows a relatively large amount of optical axis deviation
  • the pinhole portion 12 having two holes (the first hole 12a and the second hole 12b) having different sizes is used,
  • a light receiving unit 13 having two light receiving elements (a first light receiving element 13a and a second light receiving element 13b) for receiving a beam that has passed through each of the first hole 12a and the second hole 12b is used.
  • a beam having a relatively small diameter can be formed by the first hole 12a, and the beam can be received by the first light receiving element 13a, and a beam having a relatively large diameter can be formed by the second hole 12b.
  • the beam can be received by the second light receiving element 13b.
  • a spot having a relatively small beam size can be formed on the first light receiving element 13a by the first hole 12a, and at the same time, a spot having a relatively large beam size can be formed by the second hole 12b. It can be formed on the light receiving element 13b.
  • the optical axis deviation can be detected with high accuracy by using the light reception signal Sd1 of the first light receiving element 13a, and the light reception signal Sd2 of the second light receiving element 13b can be used.
  • a wide range of optical axis deviations can be detected. That is, according to the present embodiment, it is possible to appropriately ensure both the detection accuracy and the detection range of the optical axis deviation by detecting the optical axis deviation using the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b. It becomes possible.
  • the configuration according to the present embodiment can be realized by adding two light receiving elements that receive the beam that has passed through the two holes formed in the pinhole portion to the conventional device. As a result, the increase in size and cost of the apparatus can be minimized.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a first configuration example of the pinhole portion 12.
  • the first hole 12 a and the second hole 12 b are arranged side by side in the pinhole portion 12 along the direction in which the beam divergence angle of the beam emitted from the beam splitter 93 is wide.
  • FIG. 5A shows a plan view of the pinhole portion 12.
  • an axis D1 corresponding to a line segment connecting the center of the first hole 12a and the center of the second hole 12b, and an axis orthogonal to the axis D1 and passing through the center of the spot B1 by the beam from the beam splitter 93.
  • D2 Take D2 as an example.
  • FIG. 5B shows an example of the intensity distribution of the beam on the axis D1
  • FIG. 5C shows an example of the intensity distribution of the beam on the axis D2. This shows that the beam on the axis D1 has a wider beam divergence angle than the beam on the axis D2.
  • beam divergence angle corresponds to a range from a position where the beam intensity becomes the maximum value to a position where the beam intensity becomes half the maximum value. Therefore, “wide beam divergence angle” means that the range from the position where the beam intensity reaches the maximum value to the position where it becomes half is wide. That is, when the beam divergence angle is wide, the range of the beam having a relatively high intensity becomes wider than when the beam divergence angle is narrow.
  • the first hole 12a and the second hole 12b are arranged side by side on the axis D1 using the axis D1 having such a wide beam divergence angle.
  • an axis having the widest beam divergence angle is obtained, and the first hole 12a and the second hole 12b are arranged side by side on the obtained axis.
  • a beam having a relatively high intensity can be received by both the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b, compared with a case where the beam divergence angle is not considered.
  • the detection accuracy of the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b can be improved.
  • the first hole 12a and the second hole 12b are arranged side by side in the pinhole portion 12 along the direction in which the deviation of the optical axis of the beam occurs due to environmental changes or secular changes. That is, in the second configuration example, the first hole 12a and the second hole 12b are arranged side by side along such a direction in consideration of a tendency with respect to the direction in which the optical axis shifts due to environmental change or secular change. .
  • the first hole 12a and the second hole are formed in the pinhole portion 12 along the direction in which the optical axis deviation occurs due to the operating temperature change.
  • the holes 12b are arranged side by side. According to this example, it is possible to accurately detect an optical axis shift caused by a change in operating temperature.
  • FIG. 6 shows a configuration example of a system that realizes the position adjustment method of the light receiving unit 13 according to the present embodiment.
  • the position of the light receiving unit 13 is adjusted by the control unit 101 via the actuator 102.
  • the control unit 101 acquires the light reception signals Sd1 and Sd2 of the first light receiving element 13a and the second light receiving element 13b, and adjusts the position of the light receiving unit 13 by controlling the actuator 102 based on the light reception signals Sd1 and Sd2. (See, for example, arrow E1).
  • the control unit 101 and the actuator 102 are configured by a manufacturing apparatus for manufacturing the image display apparatus 1.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method for adjusting the position of the light receiving unit 13. This flow is executed by the control unit 101 in order to adjust the position of the light receiving unit 13 with respect to the pinhole unit 12.
  • the control unit 101 adjusts the position of the light receiving unit 13 based on the light receiving signal Sd2 of the second light receiving element 13b (step S101). For example, the control unit 101 moves the light receiving unit 13 by controlling the actuator 102 so that the light receiving signal Sd2 (%) becomes small. And the control part 101 determines whether the light reception signal Sd2 of the 2nd light receiving element 13b became below predetermined value (step S102). If the light reception signal Sd2 is equal to or smaller than the predetermined value (step S102: Yes), the process proceeds to step S103. If the light reception signal Sd2 is not equal to or smaller than the predetermined value (step S102: No), the process returns to step S101.
  • the control unit 101 repeatedly adjusts the position of the light receiving unit 13 until the light receiving signal Sd2 becomes a predetermined value or less.
  • the predetermined value used in the determination in step S102 is the second light reception obtained when the light receiving unit 13 is adjusted to a position where the beam from the first hole 12a is irradiated to the first light receiving element 13a. It is set based on the light reception signal Sd2 of the element 13b. Performing steps S101 and S102 using such a predetermined value means that the position of the light receiving unit 13 is adjusted until the beam from the first hole 12a is appropriately irradiated to the first light receiving element 13a. Equivalent to.
  • whether or not the first light receiving element 13a is irradiated with the beam from the first hole 12a is determined based on the light receiving signal Sd2 of the second light receiving element 13b. The determination may be made based on the light reception signal Sd1 of the light receiving element 13a. For example, when the first light receiving element 13a outputs an output indicating that the beam has been received, it can be determined that the first light receiving element 13a has been irradiated with the beam from the first hole 12a.
  • step S103 the control unit 101 adjusts the position of the light receiving unit 13 based on the light reception signal Sd1 of the first light receiving element 13a. For example, the control unit 101 moves the light receiving unit 13 by controlling the actuator 102 so that the light reception signal Sd1 (%) becomes small. Then, the control unit 101 determines whether or not the light reception signal Sd1 of the first light receiving element 13a is equal to or less than a predetermined value (step S104). When the light reception signal Sd1 is equal to or smaller than the predetermined value (step S104: Yes), the position adjustment of the light receiving unit 13 is finished. When the light reception signal Sd1 is not equal to or smaller than the predetermined value (step S104: No), the process returns to step S103.
  • control unit 101 repeatedly adjusts the position of the light receiving unit 13 until the light receiving signal Sd1 becomes a predetermined value or less.
  • a value near “0 (%)” is used as the predetermined value used in the determination in step S103.
  • position adjustment is performed based on the light reception signal Sd2 of the second light receiving element 13b capable of detecting a wide range, and then the first light receiving element 13a that can be detected with high accuracy.
  • the position is adjusted based on the received light signal Sd1. That is, coarse adjustment is performed based on the light reception signal Sd2 of the second light receiving element 13b, and then fine adjustment is performed based on the light reception signal Sd1 of the first light receiving element 13a.
  • the position adjustment of the light receiving unit 13 can be performed efficiently, and the time required for the position adjustment can be shortened.
  • the position adjustment of the light receiving unit 13 described above is based on light reception signals Sd1 and Sd2 obtained when only one of the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 emits light in one example. Implemented. In another example, the position adjustment of the light receiving unit 13 is performed based on an average value of a plurality of light receiving signals Sd1 and Sd2 obtained when the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 are individually emitted. Is done.
  • the pinhole portion 12 is fixed and the light receiving portion 13 is moved to adjust the position of the light receiving portion 13 relative to the pinhole portion 12.
  • the position of the pinhole portion 12 relative to the light receiving portion 13 may be adjusted by fixing the light receiving portion 13 and moving the pinhole portion 12. Also in this case, the flow shown in FIG. 7 can be similarly applied.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a process for correcting the optical axis deviation. This flow is executed by the video ASIC 3 during the normal operation of the image display apparatus 1.
  • the correction of the optical axis deviation is performed by the received light signals Sd1 obtained by the red laser light, the blue laser light, and the green laser light respectively obtained when the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 are individually emitted.
  • Sd2 the light reception signals Sd1 and Sd2 used in the description of the following flow are light reception signals for each of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light.
  • the video ASIC 3 acquires the light reception signal Sd1 of the first light receiving element 13a (step S201), and determines whether or not the light reception signal Sd1 is equal to or greater than a predetermined value (step S202).
  • the video ASIC 3 determines whether or not the amount of optical axis deviation exceeds the range that can be detected by the first light receiving element 13a. For example, the video ASIC 3 performs the determination in step S202 using “100 (%)” as the predetermined value.
  • step S204 the process proceeds to step S204.
  • the amount of optical axis deviation exceeds the range detectable by the first light receiving element 13a, and it is difficult to correct the optical axis deviation based on the light reception signal Sd1 of the first light receiving element 13a.
  • the video ASIC 3 performs a process of correcting the optical axis deviation based on the light reception signal Sd2 of the second light receiving element 13b.
  • step S203 when the light reception signal Sd1 is not equal to or greater than the predetermined value (step S202: No), the process proceeds to step S203.
  • the video ASIC 3 corrects the optical axis deviation based on the light receiving signal Sd1 of the first light receiving element 13a (step). S203). Specifically, the video ASIC 3 obtains an optical axis deviation corresponding to the light reception signal Sd1 of the first light receiving element 13a, and controls the light emission timing of the beam based on the optical axis deviation.
  • the video ASIC 3 uses the optical axis of any one of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light as a reference, and in order to align the optical axis of the other laser light with this reference, Decrease or increase the light emission timing.
  • the video ASIC 3 defines an absolute reference position with respect to the optical axis, and in order to align the optical axes of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light with the reference position, the corresponding laser light. The flash timing is slowed or fastened.
  • step S204 the video ASIC 3 acquires the light reception signal Sd2 of the second light receiving element 13b. Then, the video ASIC 3 determines whether or not the light reception signal Sd2 is greater than or equal to a predetermined value (step S205). In step S205, the video ASIC 3 determines whether or not the amount of optical axis deviation exceeds the range that can be detected by the second light receiving element 13b. For example, the video ASIC 3 performs the determination in step S205 using “100 (%)” as the predetermined value.
  • step S205: Yes When the light reception signal Sd2 is equal to or greater than the predetermined value (step S205: Yes), the amount of optical axis deviation exceeds the range detectable by the second light reception element 13b, and based on the light reception signal Sd2 of the second light reception element 13b. Since it is difficult to correct the optical axis deviation, the process ends. In this case, the image display device 1 notifies that an optical axis shift that cannot be corrected has occurred, for example.
  • step S206 when the light reception signal Sd2 is not equal to or greater than the predetermined value (step S205: No), the process proceeds to step S206.
  • the video ASIC 3 corrects the optical axis deviation based on the light receiving signal Sd2 of the second light receiving element 13b (step). S206). Specifically, the video ASIC 3 obtains an optical axis deviation corresponding to the light reception signal Sd2 of the second light receiving element 13b, and controls the light emission timing of the beam based on the optical axis deviation.
  • the method for controlling the light emission timing the method exemplified in the above step S203 can be similarly applied.
  • the optical axis deviation is corrected based on the light reception signal Sd1 of the first light receiving element 13a that can be detected with high accuracy, and the optical axis deviation amount is the first.
  • the optical axis deviation is corrected based on the light reception signal Sd2 of the second light receiving element 13b capable of detecting a wide range only when the range that can be detected by the light receiving element 13b is exceeded. This makes it possible to efficiently correct the optical axis deviation.
  • the present invention can be used for various image display devices such as a head-up display, a head-mounted display, and a projector.
  • Image display device 3 Video ASIC 7 Laser driver ASIC 8 MEMS mirror control unit 9
  • Laser light source unit 10 MEMS mirror 11 Screen 12 Pinhole part 12a First hole 12b Second hole 13 Light receiving part 13a First light receiving element 13b Second light receiving element 91a, 91b, 91c Collimator lens 92a, 92b Dichroic Mirror 93 Beam splitter 101 Control unit

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Abstract

　光源ユニットは、第１ビームを発光する第１光源と、第２ビームを発光する第２光源と、第１ビーム及び第２ビームを合成させる合成素子と、合成素子から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、第１ホール及び当該第１ホールより大きい第２ホールを有し、合成素子から出射されたビームが入射されるピンホール部と、第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を備える。ピンホール部に入射されたビームは、第１ホールと第２ホールとを同時に通過して、第１受光素子及び第２受光素子に受光される。上記の光源ユニットによれば、光軸ずれの検出精度及び検出範囲の両方を適切に確保することが可能となる。

Description

光源ユニット、及び光源ユニットの製造方法
　本発明は、光軸のずれを検出し補正する技術分野に関する。
　この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、複数の光源からのビームをピンホールを介して受光素子に入射させ、当該受光素子の出力信号に基づいて光軸ずれを検出する技術が提案されている。また、特許文献１には、検出された光軸ずれに基づいて、光学素子（レンズやビームスプリッタ）を移動させることで、光軸ずれを補正することが提案されている。
ＷＯ２００９－１５４１３４号公報
　ところで、光軸ずれの検出精度及び検出範囲は、受光素子上でのビームサイズ（つまり光源からのビームによって受光素子上に形成されたスポットのサイズ）による影響を受ける。具体的には、受光素子上のビームサイズを大きくすると、光軸ずれの検出範囲を確保することはできるが、光軸ずれの検出精度が低下する傾向にある。逆に、受光素子上のビームサイズを小さくすると、光軸ずれの検出精度を確保することはできるが、光軸ずれの検出範囲が狭くなる傾向にある。上記の特許文献１に記載された技術では、このような光軸ずれの検出精度及び検出範囲の両方を確保することが困難であった。
　本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、光軸ずれの検出精度及び検出範囲の両方を適切に確保することが可能な光源ユニット、及び光源ユニットの製造方法を提供することを課題とする。
　請求項１に記載の発明では、光源ユニットは、第１ビームを発光する第１光源と、第２ビームを発光する第２光源と、前記第１ビーム及び前記第２ビームを合成させる合成素子と、前記合成素子から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記合成素子から出射されたビームが入射されるピンホール部と、前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を備え、前記ピンホール部に入射されたビームは、前記第１ホールと前記第２ホールとを同時に通過して、前記第１受光素子及び前記第２受光素子に受光される。
　請求項８に記載の発明では、第１ビームを発光する第１光源と、第２ビームを発光する第２光源と、前記第１ビーム及び前記第２ビームを合成させる合成素子と、前記合成素子から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記合成素子から出射されたビームが入射されるピンホール部と、前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を有する光源ユニットの製造方法は、前記第２受光信号に基づいて、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の位置、又は前記ピンホール部の位置を調整する第１工程と、前記第１工程の後に、前記第１受光信号に基づいて、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の位置、又は前記ピンホール部の位置を調整する第２工程と、を備える。
　請求項９に記載の発明では、光源ユニットは、第１ビームを発光する第１光源と、前記第１光源から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記第１光源から出射されたビームが入射されるピンホール部と、前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を備え、前記ピンホール部に入射されたビームは、前記第１ホールと前記第２ホールとを同時に通過して、前記第１受光素子及び前記第２受光素子に受光される。
本実施例に係る画像表示装置の構成を示す。 本実施例に係るピンホール部及び受光部の構成を具体的に説明するための図を示す。 比較例に係る構成の問題点を説明するための図を示す。 光軸ずれ量の大きさが異なる場合に検出精度に与える影響について補足説明するための図を示す。 ピンホール部の第１構成例を説明するための図を示す。 本実施例に係る受光部の位置調整方法を実現するシステムの構成例を示す。 本実施例に係る受光部の位置調整方法を示すフローチャートである。 本実施例に係る光軸ずれ補正方法を示すフローチャートである。
　本発明の１つの観点では、光源ユニットは、第１ビームを発光する第１光源と、第２ビームを発光する第２光源と、前記第１ビーム及び前記第２ビームを合成させる合成素子と、前記合成素子から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記合成素子から出射されたビームが入射されるピンホール部と、前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を備え、前記ピンホール部に入射されたビームは、前記第１ホールと前記第２ホールとを同時に通過して、前記第１受光素子及び前記第２受光素子に受光される。
　上記の光源ユニットは、大きさの異なる２つのホール（第１ホール及び第２ホール）を有するピンホール部を用いて、第１ホール１及び第２ホールを同時に通過させたビームを、第１受光素子及び第２受光素子に受光させる。具体的には、第１ホールを通過したビームを第１受光素子に受光させると共に、これと同時に、第２ホールを通過したビームを第２受光素子に受光させる。これにより、第１ホールによって比較的小さな径を有するビームを形成し、当該ビームを第１受光素子に受光させることができると共に、第２ホールによって比較的大きな径を有するビームを形成し、当該ビームを第２受光素子に受光させることができる。つまり、第１ホールによって、比較的小さなビームサイズのスポットを第１受光素子上に形成することができると共に、第２ホールによって、比較的大きなビームサイズのスポットを第２受光素子上に形成することができる。
　したがって、上記の光源ユニットによれば、第１受光素子の第１受光信号を用いることで、光軸ずれを高精度で検出することができると共に、第２受光素子の第２受光信号を用いることで、広い範囲の光軸ずれを検出することができる。よって、光軸ずれの検出精度及び検出範囲の両方を適切に確保することが可能となる。
　上記の光源ユニットの一態様では、前記第１ホール及び前記第２ホールは、前記合成素子から出射されたビームにより前記ピンホール部上に形成されるスポットの中に、当該第１ホール及び当該第２ホールの両方が位置するように、前記ピンホール部に形成されている。
　このようにピンホール部を構成することで、第１ホール及び第２ホールの両方に、ピンホール部に入射されたビームを適切に通過させることができる。
　上記の光源ユニットの他の一態様では、前記第１ホール及び前記第２ホールは、前記合成素子から出射されたビームにおけるビーム広がり角が広い方向に沿って、前記ピンホール部に並べて配置されている。
　この態様では、合成素子から出射されたビームにおいてビーム広がり角が広い軸を用いて、当該軸上に第１ホール及び第２ホールを並べて配置する。これにより、比較的高い強度を有するビームを、第１受光素子及び第２受光素子の両方に受光させることができ、ビーム広がり角を考慮しない場合と比較して、第１受光素子及び第２受光素子の検出精度を向上させることができる。
　上記の光源ユニットの他の一態様では、前記第１ホール及び前記第２ホールは、環境変化又は経年変化によって前記第１ビームと前記第２ビームとの光軸のずれが生じる方向に沿って、前記ピンホール部に並べて配置されている。
　この態様によれば、環境変化や経年変化などによって光軸ずれが生じた場合にも、第１ホール及び第２ホールの両方にビームを適切に入射させることができる。よって、光軸ずれの検出精度を効果的に確保することが可能となる。
　上記の光源ユニットにおいて好適には、前記光軸のずれが生じる方向は、温度特性上の変化に応じて、前記第１ビームと前記第２ビームとの光軸ずれが生じる方向である。動作温度の変化に起因する光軸ずれには一定の傾向がある。そのため、動作温度変化によって光軸がずれる方向に沿って、ピンホール部に第１ホール及び第２ホールを並べて配置する。これにより、動作温度の変化に起因する光軸ずれを、精度良く検出することが可能となる。
　上記の光源ユニットの他の一態様では、前記第１ビーム及び前記第２ビームを個々に発光させる制御を行い、当該制御を行っている際に、前記走査範囲における前記第１ビームと前記第２ビームとの光軸のずれを補正する補正手段を更に備え、前記補正手段は、前記第１ビーム及び前記第２ビームの各々についての前記第１受光信号に基づいて前記光軸のずれを補正し、当該補正後に、前記第１ビーム及び前記第２ビームの各々についての前記第２受光信号に基づいて前記光軸のずれを補正する。この態様によれば、光軸ずれの補正を効率的に行うことが可能となる。
　好適な例では、前記補正手段は、前記第１ビーム及び前記第２ビームを発光させるタイミングを制御することができる。
　本発明の他の観点では、第１ビームを発光する第１光源と、第２ビームを発光する第２光源と、前記第１ビーム及び前記第２ビームを合成させる合成素子と、前記合成素子から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記合成素子から出射されたビームが入射されるピンホール部と、前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を有する光源ユニットの製造方法は、前記第２受光信号に基づいて、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の位置、又は前記ピンホール部の位置を調整する第１工程と、前記第１工程の後に、前記第１受光信号に基づいて、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の位置、又は前記ピンホール部の位置を調整する第２工程と、を備える。
　上記の光源ユニットの製造方法では、まず、広い範囲を検出可能な第２受光素子の第２受光信号に基づいて位置調整を行い、この後に、高い精度で検出可能な第１受光素子の第１受光信号に基づいて位置調整を行う。つまり、第２受光素子の第２受光信号に基づいて粗調整を行ってから、第１受光素子の第１受光信号に基づいて微調整を行う。これにより、位置調整に要する時間を短縮することが可能となる。
　本発明の更に他の観点では、光源ユニットは、第１ビームを発光する第１光源と、前記第１光源から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記第１光源から出射されたビームが入射されるピンホール部と、前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を備え、前記ピンホール部に入射されたビームは、前記第１ホールと前記第２ホールとを同時に通過して、前記第１受光素子及び前記第２受光素子に受光される。
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
　［装置構成］
　図１は、本実施例に係る画像表示装置１の構成を示す。図１に示すように、画像表示装置１は、主に、画像信号入力部２と、ビデオＡＳＩＣ３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバＡＳＩＣ７と、ＭＥＭＳミラー制御部８と、レーザ光源ユニット９と、を備える。
　例えば、画像表示装置１は、ユーザの目の位置（アイポイント）から虚像として画像を視認させるヘッドアップディスプレイや、ユーザの頭部などに装着可能に構成され、ユーザの網膜上に画像を描画するヘッドマウントディスプレイに適用される。この他にも、画像表示装置１は、例えばレーザ光を用いたプロジェクタに適用することができる。なお、図１中のレーザ光源ユニット９は、光の進行方向に沿った面にて切断した図を示している。
　画像信号入力部２は、外部から入力される画像信号を受信してビデオＡＳＩＣ３に出力する。ビデオＡＳＩＣ３は、画像信号入力部２から入力される画像信号及びＭＥＭＳミラー１０から入力される走査位置情報に基づいてレーザドライバＡＳＩＣ７やＭＥＭＳミラー制御部８を制御するブロックであり、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されている。ビデオＡＳＩＣ３は、同期／画像分離部３１と、ビットデータ変換部３２と、発光パターン変換部３３と、タイミングコントローラ３４と、を備える。
　同期／画像分離部３１は、画像信号入力部２から入力された画像信号から、画像表示部に表示される画像データと同期信号とを分離し、画像データをフレームメモリ４へ書き込む。ビットデータ変換部３２は、フレームメモリ４に書き込まれた画像データを読み出してビットデータに変換する。発光パターン変換部３３は、ビットデータ変換部３２で変換されたビットデータを、各レーザの発光パターンを表す信号に変換する。タイミングコントローラ３４は、同期／画像分離部３１、ビットデータ変換部３２の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ３４は、後述するＭＥＭＳミラー制御部８の動作タイミングも制御する。
　フレームメモリ４には、同期／画像分離部３１により分離された画像データが書き込まれる。ＲＯＭ５は、ビデオＡＳＩＣ３が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ６には、ビデオＡＳＩＣ３が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。
　レーザドライバＡＳＩＣ７は、後述するレーザ光源ユニット９に設けられるレーザダイオード（ＬＤ）を駆動する信号を生成するブロックであり、ＡＳＩＣとして構成されている。レーザドライバＡＳＩＣ７は、赤色レーザ駆動回路７１と、青色レーザ駆動回路７２と、緑色レーザ駆動回路７３と、を備える。赤色レーザ駆動回路７１は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、赤色レーザＬＤ１を駆動する。青色レーザ駆動回路７２は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、青色レーザＬＤ２を駆動する。緑色レーザ駆動回路７３は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、緑色レーザＬＤ３を駆動する。
　ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー制御部８は、タイミングコントローラ３４が出力する信号に基づきＭＥＭＳミラー１０を制御する。ＭＥＭＳミラー制御部８は、サーボ回路８１と、ドライバ回路８２と、を備える。サーボ回路８１は、タイミングコントローラからの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー１０の動作を制御する。ドライバ回路８２は、サーボ回路８１が出力するＭＥＭＳミラー１０の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。
　レーザ光源ユニット９は、主に、レーザドライバＡＳＩＣ７から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光を出射するように機能する。具体的には、レーザ光源ユニット９は、赤色レーザＬＤ１と、青色レーザＬＤ２と、緑色レーザＬＤ３と、コリメータレンズ９１ａ、９１ｂ、９１ｃと、ダイクロイックミラー９２ａ、９２ｂと、ビームスプリッタ９３と、ＭＥＭＳミラー１０と、ピンホール部１２と、受光部１３と、を備える。
　赤色レーザＬＤ１は赤色レーザ光を出射し、青色レーザＬＤ２は青色レーザ光を出射し、緑色レーザＬＤ３は緑色レーザ光を出射する。なお、以下では、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３を区別しないで用いる場合には、単に「レーザＬＤ」と表記し、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光を区別しないで用いる場合には、単に「レーザ光」又は「ビーム」と表記する。
　コリメータレンズ９１ａ、９１ｂ、９１ｃは、それぞれ、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光を平行光にする。ダイクロイックミラー９２ａは、コリメータレンズ９１ａを経由した赤色レーザ光を反射させると共に、コリメータレンズ９１ｃを経由した緑色レーザ光を透過させる。ダイクロイックミラー９２ｂは、ダイクロイックミラー９２ａを経由した赤色レーザ光及び緑色レーザ光を透過させると共に、コリメータレンズ９１ｂを経由した青色レーザ光を反射させる。ダイクロイックミラー９２ａ、９２ｂは、本発明における「合成素子」の一例である。ビームスプリッタ９３は、このようにダイクロイックミラー９２ｂから出射されたレーザ光を分割し、一部のレーザ光を反射させ、残りの一部のレーザ光を透過させる。ビームスプリッタ９３で反射したレーザ光はＭＥＭＳミラー１０に入射され、ビームスプリッタ９３を透過したレーザ光はピンホール部１２に入射される。
　ＭＥＭＳミラー１０は、ビームスプリッタ９３で反射されたビーム（レーザ光）を、スクリーン１１に向けて反射する。具体的には、ＭＥＭＳミラー１０は、画像信号入力部２に入力された画像を表示するために、ＭＥＭＳミラー制御部８の制御により、ビームによってスクリーン１１を走査するように動作し、また、その際の走査位置情報（例えばミラーの角度などの情報）をビデオＡＳＩＣ３へ出力する。ＭＥＭＳミラー１０は、本発明における「走査手段」の一例である。
　ピンホール部１２は、ビームスプリッタ９３を透過したビーム（レーザ光）を通過させ、受光部１３に入射させる。ピンホール部１２には、大きさの異なる２つのホール（第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂ）が形成されている。第１ホール１２ａのサイズは、第２ホール１２ｂのサイズよりも小さい。言い換えると、第１ホール１２ａの径は、第２ホール１２ｂの径よりも小さい。ビームスプリッタ９３からのビームは、このような第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂの両方を同時に通過し、受光部１３に入射される。
　受光部１３は、ピンホール部１２を通過したビームが入射される。受光部１３は、大きさの異なる２つの受光素子（第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂ）を有する。第１受光素子１３ａのサイズは、第２受光素子１３ｂのサイズよりも小さい。上記のように第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを同時に通過したビームは、このような第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂに入射される。具体的には、第１受光素子１３ａには、第１ホール１２ａを通過したビームが入射され、第２受光素子１３ｂには、第２ホール１２ｂを通過したビームが入射される。第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂは、フォトディテクタなどの光電変換素子（例えば４分割受光素子）であり、それぞれ、ビームの受光位置に応じた受光信号Ｓｄ１、Ｓｄ２をビデオＡＳＩＣ３へ出力する。受光信号Ｓｄ１は本発明における「第１受光信号」の一例であり、受光信号Ｓｄ２は本発明における「第２受光信号」の一例である。
　上記したビデオＡＳＩＣ３は、第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂからの受光信号Ｓｄ１、Ｓｄ２に基づいて、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３の光軸ずれを検出する。そして、ビデオＡＳＩＣ３は、検出した光軸ずれに基づいて、当該光軸ずれを補正するための処理を行う。例えば、ビデオＡＳＩＣ３は、ビームの発光タイミングを制御することで、光軸ずれを補正する。このように、ビデオＡＳＩＣ３は、本発明における「補正手段」の一例に相当する。なお、図１では、ビデオＡＳＩＣ３とレーザ光源ユニット９とが別体に構成されているが、少なくともビデオＡＳＩＣ３とレーザ光源ユニット９とを有する構成を「光源ユニット」として扱っても良い。
　なお、図１では、説明を分かり易くするために、ビームスプリッタ９３を透過したビームが、第２ホール１２ｂのみを通過し、第２受光素子１３ｂのみに入射される図を示しているが、実際には（大きな光軸ずれが生じていない場合）、ビームスプリッタ９３を透過したビームは、第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂの両方を通過し、第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂの両方に入射される。
　［ピンホール部及び受光部の構成］
　次に、図２を参照して、本実施例に係るピンホール部１２及び受光部１３の構成について具体的に説明する。
　図２（ａ）は、図１中の矢印Ａ１で示す方向からピンホール部１２を観察した平面図である。図２（ａ）に示すように、ピンホール部１２には、第１ホール１２ａと、第１ホール１２ａよりも大きなサイズ（径）を有する第２ホール１２ｂとが形成されている。また、ビームスプリッタ９３からのビームによりピンホール部１２上に形成されるスポットＢ１（破線で示す）の中に、第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂの両方が位置するように、ピンホール部１２に第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂが形成されている。
　上記のように第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを構成することで、ビームスプリッタ９３からのビームが、第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂの両方を同時に通過することとなる。この場合、第１ホール１２ａは第２ホール１２ｂよりも径が小さいため、第１ホール１２ａを通過したビームの径は第２ホール１２ｂを通過したビームの径よりも小さくなる、言い換えると第２ホール１２ｂを通過したビームの径は第１ホール１ａを通過したビームの径よりも大きくなる。即ち、ピンホール部１２に第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを設けることで、第１ホール１２ａによって、比較的小さな径を有するビームを形成することができると共に、第２ホール１２ｂによって、比較的大きな径を有するビームを形成することができる。
　図２（ｂ）は、図１中の矢印Ａ１で示す方向から受光部１３を観察した平面図である。図２（ｂ）に示すように、受光部１３は、第１受光素子１３ａと、第１受光素子１３ａよりも大きなサイズを有する第２受光素子１３ｂとを具備する。第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂは、４分割受光素子として構成されている。例えば、第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂは、図示しない一の部材の同一平面上に配置されている。具体的には、第１受光素子１３ａは、ピンホール部１２の第１ホール１２ａに対応する位置に配置され、第２受光素子１３ｂは、ピンホール部１２の第２ホール１２ｂに対応する位置に配置されている。例えば、第１ホール１２ａの中心点と第１受光素子１３ａの中心点とが概ね一致するように、第１受光素子１３ａが配置されていると共に、第２ホール１２ｂの中心点と第２受光素子１３ｂの中心点とが概ね一致するように、第２受光素子１３ｂが配置されている。
　上記のように第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂを配置することで、第１受光素子１３ａには、第１ホール１２ａを通過したビームが入射され、第２受光素子１３ｂには、第２ホール１２ｂを通過したビームが入射される。この場合、図２（ｂ）に示すように、第１受光素子１３ａ上には、第１ホール１２ａを通過したビームによるスポットＢ２（破線で示す）が形成され、第２受光素子１３ｂ上には、第２ホール１２ｂを通過したビームによるスポットＢ３（破線で示す）が形成される。前述したように、第１ホール１２ａを通過したビームの径は第２ホール１２ｂを通過したビームの径よりも小さいため、第１受光素子１３ａ上のスポットＢ２は第２受光素子１３ｂ上のスポットＢ３よりもサイズが小さくなる、言い換えると第２受光素子１３ｂ上のスポットＢ３は第１受光素子１３ａ上のスポットＢ２よりもサイズが大きくなる。
　なお、第１受光素子１３ａ上に形成されたスポットＢ２に基づいて光軸ずれを適切に検出できるように、スポットＢ２のサイズに応じて第１受光素子１３ａのサイズを設計することが望ましい。若しくは、スポットＢ２に基づいて光軸ずれを適切に検出できるように、第１受光素子１３ａのサイズに応じた適切なサイズのスポットＢ２が形成されるように第１ホール１２ａのサイズを設計することが望ましい。第２受光素子１３ｂ及び第２ホール１２ｂについても同様である。
　［本実施例の作用効果］
　次に、上記した本実施例に係るピンホール部１２及び受光部１３による作用効果について説明する。
　ここでは、理解を容易にするために、比較例に係る構成（前述した特許文献１に記載された構成に相当する）の問題点を説明してから、本実施例の作用効果について説明する。
　図３は、比較例に係る構成の問題点を説明するための図を示す。図３（ａ）は、比較例に係る構成を概略的に示している。図３（ａ）に示すように、比較例に係る構成では、１つのホール１２ｘａのみが形成されたピンホール部１２ｘと、１つの受光素子１３ｘとを用いる。
　図３（ｂ）は、光軸ずれの具体例を説明するための図を示している。図３（ｂ）に示すように、受光素子１３ｘは、４分割受光素子として構成され、４つの受光素子１３ｘａ、１３ｘｂ、１３ｘｃ、１３ｘｄを有する。また、図３（ｂ）では、ビームによって受光素子１３ｘ上に形成されたスポットＢ５ａを破線で示している。ここでは、図中の上方向にのみ、光軸がずれた場合を例示している。この場合には、光軸ずれ量ｙは、ピンホール部１２ｘと受光素子１３ｘとの距離ｄと、ピンホール部１２ｘからのビームの出射角θとを用いて、「ｙ＝ｄ・ｔａｎθ」によって得られる。このような光軸ずれ量ｙ（つまり上下方向の光軸ずれ）は、受光素子１３ｘａの出力値と受光素子１３ｘｂの出力値とを加算した値から、受光素子１３ｘｃの出力値と受光素子１３ｘｄの出力値とを加算した値を減算することで検出することができる。なお、左右方向の光軸ずれ量は、受光素子１３ｘａの出力値と受光素子１３ｘｄの出力値とを加算した値から、受光素子１３ｘｂの出力値と受光素子１３ｘｃの出力値とを加算した値を減算することで検出することができる。このような４分割受光素子を用いた場合の光軸ずれの検出方法は、本実施例でも同様に適用されるものとする。
　図３（ｃ）及び（ｄ）は、ビームにより受光素子１３ｘ上に形成されたスポットのサイズ（以下、適宜「ビームサイズ」と呼ぶ。）が、光軸ずれの検出精度及び検出範囲に与える影響を説明するための図である。図３（ｃ）は、ビームサイズを大きくした場合に、光軸ずれの検出精度及び検出範囲に与える影響を説明するための図である。ビームサイズは、ピンホール部１２ｘのホール１２ｘａを大きくすることで大きくなる。図３（ｃ）では、ビームによって受光素子１３ｘ上に形成されたスポットＢ５ｂを破線で示している。ここでは、図中の上方向にのみ、光軸がずれた場合を例示している。このようにビームサイズが大きいと、光軸ずれの検出範囲を確保することはできるが、光軸ずれの検出精度が低下する傾向にある。具体的には、図３（ｃ）に示すように、光軸ずれ量ｙがスポットＢ５ｂの半径Ｒに比べて小さい場合には、光軸ずれ量に対応する受光素子１３ｘの受光信号の変化がかなり小さくなり、ノイズ等に埋もれて検出しにくくなる。
　図３（ｄ）は、ビームサイズを小さくした場合に、光軸ずれの検出精度及び検出範囲に与える影響を説明するための図である。ビームサイズは、ピンホール部１２ｘのホール１２ｘａを小さくすることで小さくなる。図３（ｄ）では、ビームによって受光素子１３ｘ上に形成されたスポットＢ５ｃを破線で示している。ここでは、図中の上方向にのみ、光軸がずれた場合を例示している。このようにビームサイズが小さいと、光軸ずれの検出精度を確保することはできるが、光軸ずれの検出範囲が狭くなる傾向にある。具体的には、図３（ｄ）に示すように、光軸ずれ量ｙがスポットＢ５ｃの半径Ｒを超えていくと、受光素子１３ｘの受光信号が概ね一定となるため、光軸ずれ量を適切に検出することができなくなる。
　ここで、図４を参照して、光軸ずれ量の大きさが異なる場合に検出精度に与える影響について補足説明を行う。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、光軸ずれ量（横軸に示す）と受光素子１３ｘの受光信号（縦軸に示す）との関係の一例を示している。縦軸に示す受光信号（％）は、受光素子１３ｘの概ね中央にスポットが位置する場合に「０（％）」となる。また、受光信号（％）は、受光素子１３ｘの上下方向における片側にのみスポットが位置する場合（つまり、受光素子１３ｘａ、１３ｘｂと受光素子１３ｘｃ、１３ｘｄとのいずれか一方の側にスポットが位置する場合）、及び、受光素子１３ｘの左右方向における片側にのみスポットが位置する場合（つまり、受光素子１３ｘａ、１３ｘｄと受光素子１３ｘｂ、１３ｘｃとのいずれか一方の側にスポットが位置する場合）、「１００（％）」となる。なお、このような４分割受光素子を用いた場合の受光信号の定義は、本実施例でも同様に適用されるものとする。
　図４（ａ）は、「－１０（ｐｉｘｃｅｌ）」から「１０（ｐｉｘｃｅｌ）」までの範囲のグラフを示しており、図４（ｂ）は、「－１（ｐｉｘｃｅｌ）」から「１（ｐｉｘｃｅｌ）」までの範囲のグラフを示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）のグラフにおける一部の範囲を抜き出したグラフである、つまりレンジを変えたグラフである。図４（ａ）より、比較的大きな光軸ずれ量が生じた場合には、受光信号がそれに応じた変化をするため、受光信号に基づいて当該光軸ずれ量を適切に検出することができると言える。これに対して、図４（ｂ）より、比較的小さな光軸ずれ量が生じた場合には、受光信号の変化がかなり小さくなるため、受光信号に基づいて当該光軸ずれ量を適切に検出することが困難であると言える（例えば「±１／８（ｐｉｘｃｅｌ）」の範囲を参照）。このような問題は、前述した理由より、ビームサイズが大きい場合に生じ易い。
　以上述べたことから、比較例に係る構成では、光軸ずれの検出精度及び検出範囲の両方を適切に確保することが困難であると言える。
　一方で、図１及び図２に示したように、本実施例に係る構成では、大きさの異なる２つのホール（第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂ）を有するピンホール部１２を用いると共に、第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂのそれぞれを通過したビームを受光する２つの受光素子（第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂ）を有する受光部１３を用いている。これにより、第１ホール１２ａによって比較的小さな径を有するビームを形成し、当該ビームを第１受光素子１３ａに受光させることができると共に、第２ホール１２ｂによって比較的大きな径を有するビームを形成し、当該ビームを第２受光素子１３ｂに受光させることができる。つまり、第１ホール１２ａによって、比較的小さなビームサイズのスポットを第１受光素子１３ａ上に形成することができると共に、これと同時に、第２ホール１２ｂによって、比較的大きなビームサイズのスポットを第２受光素子１３ｂ上に形成することができる。
　したがって、本実施例によれば、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１を用いることで、光軸ずれを高精度で検出することができると共に、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２を用いることで、広い範囲の光軸ずれを検出することができる。つまり、本実施例によれば、第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂを用いて光軸ずれを検出することで、光軸ずれの検出精度及び検出範囲の両方を適切に確保することが可能となる。また、本実施例に係る構成は、従来の装置に対して、ピンホール部に２つのホールを形成すると共に、これらを通過したビームを受光する２つの受光素子を適用するといった変更を加えれば実現できるので、装置の大型化やコストアップを最低限に抑えることができる。
　［ピンホール部の好適な構成例］
　次に、上記したピンホール部１２の好適な構成例について説明する。
　図５は、ピンホール部１２の第１構成例を説明するための図を示す。第１構成例では、ビームスプリッタ９３から出射されたビームにおけるビーム広がり角が広い方向に沿って、ピンホール部１２に第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを並べて配置する。
　図５（ａ）は、ピンホール部１２の平面図を示している。ここでは、第１ホール１２ａの中心と第２ホール１２ｂの中心とを結んだ線分に対応する軸Ｄ１と、軸Ｄ１に直交し、且つビームスプリッタ９３からのビームによるスポットＢ１の中心を通る軸Ｄ２とを例に挙げる。図５（ｂ）は、軸Ｄ１上でのビームの強度分布の例を示しており、図５（ｃ）は、軸Ｄ２上でのビームの強度分布の例を示している。これより、軸Ｄ１上のビームの方が軸Ｄ２上のビームよりも、ビーム広がり角が広いことがわかる。
　なお、「ビーム広がり角」は、ビームの強度が最大値となる位置から、ビームの強度が最大値の半分になる位置までの範囲に相当する。よって、「ビーム広がり角が広い」とは、ビームの強度が最大値となる位置から半分になる位置までの範囲が広いことを意味している。つまり、ビーム広がり角が広い場合には、ビーム広がり角が狭い場合に比して、比較的高い強度を有するビームの範囲が広くなる。
　第１構成例では、このようなビーム広がり角が広い軸Ｄ１を用いて、当該軸Ｄ１上に第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを並べて配置する。好ましくは、ビームスプリッタ９３からのビームについて、ビーム広がり角が最も広い軸を求めて、求められた軸上に第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを並べて配置すると良い。このような第１構成例によれば、比較的高い強度を有するビームを、第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂの両方に受光させることができ、ビーム広がり角を考慮しない場合と比較して、第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂの検出精度を向上させることができる。
　次に、ピンホール部１２の第２構成例について説明する。第２構成例では、環境変化又は経年変化によってビームの光軸のずれが生じる方向に沿って、ピンホール部１２に第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを並べて配置する。つまり、第２構成例では、環境変化や経年変化などによって光軸のずれが生じる方向についての傾向を考慮して、そのような方向に沿って第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを並べて配置する。１つの例では、動作温度の変化に起因する光軸ずれには一定の傾向があるため、動作温度変化によって光軸ずれが生じる方向に沿って、ピンホール部１２に第１ホール１２ａ及び第２ホール１２ｂを並べて配置する。この例によれば、動作温度の変化に起因する光軸ずれを、精度良く検出することが可能となる。
　［受光部の位置調整方法］
　次に、レーザ光源ユニット９の製造方法について説明する。具体的には、レーザ光源ユニット９の製造工程の中の、レーザ光源ユニット９に各構成要素を配置した後の受光部１３の位置を調整する工程について説明する。
　図６は、本実施例に係る受光部１３の位置調整方法を実現するシステムの構成例を示している。図６に示すように、受光部１３は、アクチュエータ１０２を介して制御部１０１によって位置が調整される。制御部１０１は、第１受光素子１３ａ及び第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ１、Ｓｄ２を取得し、当該受光信号Ｓｄ１、Ｓｄ２に基づいて、アクチュエータ１０２を制御することで受光部１３の位置を調整する（例えば矢印Ｅ１参照）。１つの例では、制御部１０１及びアクチュエータ１０２は、画像表示装置１を製造するための製造装置により構成される。
　図７は、受光部１３の位置調整方法を示すフローチャートである。このフローは、ピンホール部１２に対する受光部１３の位置を調整するべく、制御部１０１によって実行される。
　まず、制御部１０１は、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて、受光部１３の位置を調整する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部１０１は、受光信号Ｓｄ２（％）が小さくなるように、アクチュエータ１０２を制御することで受光部１３を移動させる。そして、制御部１０１は、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２が所定値以下となったか否かを判定する（ステップＳ１０２）。受光信号Ｓｄ２が所定値以下である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、工程はステップＳ１０３に進み、受光信号Ｓｄ２が所定値以下でない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、工程はステップＳ１０１に戻る。つまり、制御部１０１は、受光信号Ｓｄ２が所定値以下になるまで、受光部１３の位置調整を繰り返し行う。ここで、ステップＳ１０２の判定で用いられる所定値は、第１ホール１２ａからのビームが第１受光素子１３ａに照射されるような位置に受光部１３が調整された際に得られる、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて設定される。このような所定値を用いてステップＳ１０１、Ｓ１０２の工程を行うことは、第１ホール１２ａからのビームが第１受光素子１３ａに適切に照射されるまで、受光部１３の位置を調整することに相当する。
　なお、上記では、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて、第１ホール１２ａからのビームが第１受光素子１３ａに照射されたか否かを判断していたが、この代わりに、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１に基づいて、当該判断を行っても良い。例えば、第１受光素子１３ａがビームを受光したことを示す出力を出した際に、第１ホール１２ａからのビームが第１受光素子１３ａに照射されたと判断することができる。
　次に、ステップＳ１０３では、制御部１０１は、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１に基づいて、受光部１３の位置を調整する。例えば、制御部１０１は、受光信号Ｓｄ１（％）が小さくなるように、アクチュエータ１０２を制御することで受光部１３を移動させる。そして、制御部１０１は、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１が所定値以下となったか否かを判定する（ステップＳ１０４）。受光信号Ｓｄ１が所定値以下である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、受光部１３の位置調整は終了され、受光信号Ｓｄ１が所定値以下でない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、工程はステップＳ１０３に戻る。つまり、制御部１０１は、受光信号Ｓｄ１が所定値以下になるまで、受光部１３の位置調整を繰り返し行う。ここで、ステップＳ１０３の判定で用いられる所定値は、例えば「０（％）」付近の値が用いられる。
　以上説明したように、本実施例では、まず、広い範囲を検出可能な第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて位置調整を行い、この後に、高い精度で検出可能な第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１に基づいて位置調整を行う。つまり、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて粗調整を行ってから、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１に基づいて微調整を行う。これにより、受光部１３の位置調整を効率的に行うことができ、位置調整に要する時間を短縮することが可能となる。
　なお、上記した受光部１３の位置調整は、１つの例では、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３のいずれか１つのみを発光させた際に得られた受光信号Ｓｄ１、Ｓｄ２に基づいて実施される。他の例では、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３を個々に発光させた際に得られた複数の受光信号Ｓｄ１、Ｓｄ２を平均した値に基づいて、受光部１３の位置調整が実施される。
　なお、上記では、ピンホール部１２を固定して、受光部１３を移動させることで、ピンホール部１２に対する受光部１３の位置を調整する例を示した。この代わりに、受光部１３を固定して、ピンホール部１２を移動させることで、受光部１３に対するピンホール部１２の位置を調整しても良い。この場合にも、図７に示したフローを同様に適用することができる。
　［光軸ずれ補正方法］
　次に、図８を参照して、本実施例に係る光軸ずれ補正方法について説明する。
　図８は、光軸ずれを補正するための処理を示すフローチャートである。このフローは、画像表示装置１の通常動作時に、ビデオＡＳＩＣ３によって実行される。なお、光軸ずれの補正は、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３を個々に発光させた際に得られた、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光の各々による受光信号Ｓｄ１、Ｓｄ２に基づいて実施される。よって、以下のフローの説明で用いる受光信号Ｓｄ１、Ｓｄ２は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光の各々についての受光信号であるものとする。
　まず、ビデオＡＳＩＣ３は、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１を取得し（ステップＳ２０１）、受光信号Ｓｄ１が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。このステップＳ２０２では、ビデオＡＳＩＣ３は、光軸ずれ量が第１受光素子１３ａにて検出可能な範囲を超えているか否かを判定している。例えば、ビデオＡＳＩＣ３は、所定値として「１００（％）」を用いて、ステップＳ２０２の判定を行う。
　受光信号Ｓｄ１が所定値以上である場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０４に進む。この場合には、光軸ずれ量が第１受光素子１３ａにて検出可能な範囲を超えており、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１に基づいて光軸ずれを補正することが困難であるため、ビデオＡＳＩＣ３は、ステップＳ２０４以降で、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて光軸ずれを補正する処理を行う。
　一方で、受光信号Ｓｄ１が所定値以上でない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、処理はステップＳ２０３に進む。この場合には、光軸ずれ量が第１受光素子１３ａにて検出可能な範囲内にあるため、ビデオＡＳＩＣ３は、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１に基づいて光軸ずれを補正する（ステップＳ２０３）。具体的には、ビデオＡＳＩＣ３は、第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１に応じた光軸ずれを求め、当該光軸ずれに基づいて、ビームの発光タイミングを制御する。１つの例では、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のいずれか１つの光軸を基準とし、この基準に他のレーザ光の光軸を合わせるべく、該当するレーザ光の発光タイミングを遅くしたり速くしたりする。他の例では、ビデオＡＳＩＣ３は、光軸についての絶対的な基準位置を規定し、この基準位置に赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれの光軸を合わせるべく、該当するレーザ光の発光タイミングを遅くしたり速くしたりする。以上のステップＳ２０３の処理が終了すると、処理はステップＳ２０１に戻る。
　次に、ステップＳ２０４では、ビデオＡＳＩＣ３は、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２を取得する。そして、ビデオＡＳＩＣ３は、受光信号Ｓｄ２が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。このステップＳ２０５では、ビデオＡＳＩＣ３は、光軸ずれ量が第２受光素子１３ｂにて検出可能な範囲を超えているか否かを判定している。例えば、ビデオＡＳＩＣ３は、所定値として「１００（％）」を用いて、ステップＳ２０５の判定を行う。
　受光信号Ｓｄ２が所定値以上である場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、光軸ずれ量が第２受光素子１３ｂにて検出可能な範囲を超えており、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて光軸ずれを補正することが困難であるため、処理は終了する。この場合には、画像表示装置１は、例えば補正不可な光軸ずれが生じている旨を報知する。
　一方で、受光信号Ｓｄ２が所定値以上でない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、光軸ずれ量が第２受光素子１３ｂにて検出可能な範囲内にあるため、ビデオＡＳＩＣ３は、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて光軸ずれを補正する（ステップＳ２０６）。具体的には、ビデオＡＳＩＣ３は、第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に応じた光軸ずれを求め、当該光軸ずれに基づいて、ビームの発光タイミングを制御する。発光タイミングの制御方法は、上記のステップＳ２０３にて例示した方法を同様に適用することができる。以上のステップＳ２０６の処理が終了すると、処理はステップＳ２０１に戻る。
　以上説明したように、本実施例では、基本的には、高い精度で検出可能な第１受光素子１３ａの受光信号Ｓｄ１に基づいて光軸ずれを補正することとし、光軸ずれ量が第１受光素子１３ｂにて検出可能な範囲を超えた場合に限って、広い範囲を検出可能な第２受光素子１３ｂの受光信号Ｓｄ２に基づいて光軸ずれを補正することとしている。これにより、光軸ずれの補正を効率的に行うことが可能となる。
　本発明は、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイやプロジェクタなどの種々の画像表示装置に利用することができる。
　１　画像表示装置
　３　ビデオＡＳＩＣ
　７　レーザドライバＡＳＩＣ
　８　ＭＥＭＳミラー制御部
　９　レーザ光源ユニット
　１０　ＭＥＭＳミラー
　１１　スクリーン
　１２　ピンホール部
　１２ａ　第１ホール
　１２ｂ　第２ホール
　１３　受光部
　１３ａ　第１受光素子
　１３ｂ　第２受光素子
　９１ａ、９１ｂ、９１ｃ　コリメータレンズ
　９２ａ、９２ｂ　ダイクロイックミラー
　９３　ビームスプリッタ
　１０１　制御部

Claims (9)

  1. 　第１ビームを発光する第１光源と、
    　第２ビームを発光する第２光源と、
    　前記第１ビーム及び前記第２ビームを合成させる合成素子と、
    　前記合成素子から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、
    　第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記合成素子から出射されたビームが入射されるピンホール部と、
    　前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、
    　前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を備え、
    　前記ピンホール部に入射されたビームは、前記第１ホールと前記第２ホールとを同時に通過して、前記第１受光素子及び前記第２受光素子に受光されることを特徴とする光源ユニット。
  2. 　前記第１ホール及び前記第２ホールは、前記合成素子から出射されたビームにより前記ピンホール部上に形成されるスポットの中に、当該第１ホール及び当該第２ホールの両方が位置するように、前記ピンホール部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
  3. 　前記第１ホール及び前記第２ホールは、前記合成素子から出射されたビームにおけるビーム広がり角が広い方向に沿って、前記ピンホール部に並べて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源ユニット。
  4. 　前記第１ホール及び前記第２ホールは、環境変化又は経年変化によって前記第１ビームと前記第２ビームとの光軸のずれが生じる方向に沿って、前記ピンホール部に並べて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源ユニット。
  5. 　前記光軸のずれが生じる方向は、温度特性上の変化に応じて、前記第１ビームと前記第２ビームとの光軸ずれが生じる方向であることを特徴とする請求項４に記載の光源ユニット。
  6. 　前記第１ビーム及び前記第２ビームを個々に発光させる制御を行い、当該制御を行っている際に、前記走査範囲における前記第１ビームと前記第２ビームとの光軸のずれを補正する補正手段を更に備え、
    　前記補正手段は、前記第１ビーム及び前記第２ビームの各々についての前記第１受光信号に基づいて前記光軸のずれを補正し、当該補正後に、前記第１ビーム及び前記第２ビームの各々についての前記第２受光信号に基づいて前記光軸のずれを補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源ユニット。
  7. 　前記補正手段は、前記第１ビーム及び前記第２ビームを発光させるタイミングを制御することで、前記光軸のずれを補正することを特徴とする請求項６に記載の光源ユニット。
  8. 　第１ビームを発光する第１光源と、
    　第２ビームを発光する第２光源と、
    　前記第１ビーム及び前記第２ビームを合成させる合成素子と、
    　前記合成素子から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、
    　第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記合成素子から出射されたビームが入射されるピンホール部と、
    　前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、
    　前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を有する光源ユニットの製造方法であって、
    　前記第２受光信号に基づいて、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の位置、又は前記ピンホール部の位置を調整する第１工程と、
    　前記第１工程の後に、前記第１受光信号に基づいて、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の位置、又は前記ピンホール部の位置を調整する第２工程と、を備えることを特徴とする光源ユニットの製造方法。
  9. 　第１ビームを発光する第１光源と、
    　前記第１光源から出射されたビームを、所定の走査範囲で走査させる走査手段と、
    　第１ホール及び前記第１ホールより大きい第２ホールを有し、前記第１光源から出射されたビームが入射されるピンホール部と、
    　前記第１ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第１受光信号を出力する第１受光素子と、
    　前記第２ホールを通過したビームを受光し、当該ビームの受光位置に応じた第２受光信号を出力する第２受光素子と、を備え、
    　前記ピンホール部に入射されたビームは、前記第１ホールと前記第２ホールとを同時に通過して、前記第１受光素子及び前記第２受光素子に受光されることを特徴とする光源ユニット。
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