JP5321216B2

JP5321216B2 - Scanning optical system and projector provided with the same

Info

Publication number: JP5321216B2
Application number: JP2009102649A
Authority: JP
Inventors: 祐亮平尾; 末吉奥村; 賢治金野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-04-21
Also published as: JP2010256384A

Description

本発明は、走査光学系およびそれを備えたプロジェクタに関する。 The present invention relates to a scanning optical system and a projector including the same.

従来、スクリーンなどの投影面に投影する画像表示装置として、レーザ光を平行化し、その平行化したレーザ光を投影面上において二次元方向（水平方向および垂直方向）に走査するレーザプロジェクタが知られている。 Conventionally, as an image display device that projects onto a projection surface such as a screen, a laser projector that collimates laser light and scans the collimated laser light in a two-dimensional direction (horizontal direction and vertical direction) on the projection surface is known. ing.

従来のレーザプロジェクタでは、赤色、緑色および青色の三原色のレーザ光を得るために、赤色、緑色および青色のレーザ光を生成するレーザ光源が装置内に装着されている。さらに、レーザ光源に加えて、そこから出射されるレーザ光を走査する走査ミラーなどの光学系も装置内に装着されている。そして、従来では、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）によって構成されたＭＥＭＳミラーを走査ミラーとして用いたものが存在する（例えば、特許文献１参照）。 In a conventional laser projector, a laser light source that generates red, green, and blue laser lights is mounted in the apparatus in order to obtain red, green, and blue three primary colors of laser light. Further, in addition to the laser light source, an optical system such as a scanning mirror that scans laser light emitted from the laser light source is also mounted in the apparatus. Conventionally, there is one using a MEMS mirror formed by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) as a scanning mirror (see, for example, Patent Document 1).

具体的に説明すると、特許文献１には、レーザ光の二次元走査を２つのＭＥＭＳミラーによって行うレーザプロジェクタが開示されている。すなわち、この特許文献１のレーザプロジェクタは、２つのＭＥＭＳミラーのうちの一方のＭＥＭＳミラーでレーザ光を水平方向に走査し、他方のＭＥＭＳミラーでレーザ光を垂直方向に走査するように構成されている。 More specifically, Patent Document 1 discloses a laser projector that performs two-dimensional scanning of laser light using two MEMS mirrors. That is, the laser projector disclosed in Patent Document 1 is configured such that one of the two MEMS mirrors scans the laser light in the horizontal direction, and the other MEMS mirror scans the laser light in the vertical direction. Yes.

特開２００８−２６８７０９号公報JP 2008-268709 A

ところで、近年では、携帯電話などのモバイル端末にレーザプロジェクタを搭載するために、レーザプロジェクタの小型化が要求されている。特に、携帯電話においては小型化が進んでいるため、携帯電話に搭載するレーザプロジェクタのさらなる小型化は必須である。しかしながら、特許文献１のレーザプロジェクタでは、ＭＥＭＳミラーを走査ミラーとして用いることである程度は小型になっているが、携帯電話への搭載を考慮すると、そのサイズは未だ大き過ぎるという問題がある。 Incidentally, in recent years, in order to mount a laser projector on a mobile terminal such as a mobile phone, it is required to reduce the size of the laser projector. In particular, since miniaturization is progressing in mobile phones, further miniaturization of laser projectors mounted on mobile phones is essential. However, the laser projector disclosed in Patent Document 1 is reduced in size to some extent by using a MEMS mirror as a scanning mirror, but there is a problem that the size is still too large in consideration of mounting on a mobile phone.

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、小型化することが可能な走査光学系およびそれを備えたプロジェクタを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a scanning optical system that can be reduced in size and a projector including the scanning optical system.

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による走査光学系は、複数のレーザ光を出射するレーザ光源部と、複数のレーザ光を投影面に向けて反射する走査ミラーを持ち、その走査ミラーの傾きを変動させることで複数のレーザ光の走査を行う走査部とを備えている。そして、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、他のレーザ光と合成する前に走査部上の領域に少なくとも１度光路をとった後に、走査ミラーに向かって進行するように構成されている。なお、走査部上の領域とは、非駆動状態の走査ミラーの反射面と対向する領域側から見た場合において走査部と重畳する領域のことである。 In order to achieve the above object, a scanning optical system according to a first aspect of the present invention includes a laser light source unit that emits a plurality of laser beams, and a scanning mirror that reflects the plurality of laser beams toward a projection surface. And a scanning unit that scans a plurality of laser beams by varying the tilt of the scanning mirror. Then, at least one of the plurality of laser beams is configured to travel toward the scanning mirror after taking an optical path at least once in the region on the scanning unit before being combined with the other laser beams. Has been. The region on the scanning unit is a region overlapping with the scanning unit when viewed from the region facing the reflecting surface of the scanning mirror in the non-driven state.

第１の局面による走査光学系では、上記のように、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、他のレーザ光と合成する前に走査部上の領域に少なくとも１度光路をとった後に、走査ミラーに向かって進行するように構成することによって、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光については、他のレーザ光と合成する前に走査部上の領域に少なくとも１度光路をとることで、走査ミラーに入射するまでに必要な光路長を確保することができる。したがって、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光については、光路長を最適な長さにするために、走査部上の領域以外の領域（非駆動状態の走査ミラーの反射面と対向する領域側から見た場合において走査部と重畳しない領域）に光路を長くとる必要がなくなる。すなわち、走査部上の領域以外の領域に存在する光路を減らすことができる。その結果、走査部上の領域以外の領域にとる光路を減らせる分だけ、走査光学系の平面積（非駆動状態の走査ミラーの反射面と対向する領域側から見た場合の面積）を小さくすることができ、走査光学系の小型化を図ることが可能となる。 In the scanning optical system according to the first aspect, as described above, at least one of the plurality of laser beams takes an optical path at least once in the region on the scanning unit before being combined with the other laser beams. After that, at least one of the plurality of laser beams is configured to travel toward the scanning mirror, and at least once in the region on the scanning unit before being combined with the other laser beams. By taking the optical path, it is possible to ensure the required optical path length before entering the scanning mirror. Therefore, for at least one of the plurality of laser beams, an area other than the area on the scanning unit (facing the reflection surface of the scanning mirror in the non-driven state) is used in order to optimize the optical path length. When viewed from the region side, it is not necessary to take a long optical path in a region that does not overlap with the scanning unit. That is, it is possible to reduce the optical path existing in the region other than the region on the scanning unit. As a result, the plane area of the scanning optical system (the area when viewed from the region facing the reflecting surface of the scanning mirror in the non-driven state) is reduced by the amount that the optical path taken in the region other than the region on the scanning unit can be reduced. This makes it possible to reduce the size of the scanning optical system.

上記第１の局面による走査光学系において、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、３回以上反射された後に走査ミラーに入射するように構成されていることが好ましい。このように構成すれば、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光の光路をより長くとる必要があったとしても、そのレーザ光を３回以上反射して光路を折りたたむことにより、光路をコンパクトにまとめることができる。また、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光を３回以上反射すれば、容易に、そのレーザ光を他のレーザ光と合成させた後に走査ミラーに入射させることができる。 In the scanning optical system according to the first aspect, it is preferable that at least one of the plurality of laser beams is configured to be incident on the scanning mirror after being reflected three times or more. With this configuration, even if it is necessary to take a longer optical path of at least one of the plurality of laser beams, the optical path can be folded by reflecting the laser beam three times or more and folding the optical path. It can be summarized in a compact. Further, if at least one of the plurality of laser beams is reflected three or more times, the laser beam can be easily combined with other laser beams and then incident on the scanning mirror.

上記第１の局面による走査光学系において、走査ミラーを組み込んだ微小電気機械システムによって走査部が構成されているとともに、微小電気機械システムに組み込まれた走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となっていることが好ましい。このように構成すれば、走査部の厚み（非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向に沿った方向の厚み）を小さくすることができる。このため、走査光学系の平面積を小さくすることができることに加えて、走査光学系の厚み（非駆動状態の走査ミラーの反射面の法線方向に沿った方向の厚み）についても小さくすることができる。 In the scanning optical system according to the first aspect, the scanning unit is configured by a micro electro mechanical system incorporating a scanning mirror, and the scanning mirrors incorporated in the micro electro mechanical system are arranged around two axes orthogonal to each other. It is preferable to be able to rotate. If comprised in this way, the thickness (thickness of the direction along the normal line direction of the reflective surface of the scanning mirror of a non-driving state) can be made small. For this reason, in addition to being able to reduce the plane area of the scanning optical system, the thickness of the scanning optical system (thickness along the normal direction of the reflection surface of the scanning mirror in the non-driven state) must also be reduced. Can do.

さらに、走査ミラーが互いに直交している２軸周りに回動可能となるようにすれば、合成後のレーザ光の二次元走査を１つの走査ミラーで行うことができるようになり、合成後のレーザ光の二次元走査を２つの走査ミラーで行う必要がなくなる。これにより、走査ミラー用の設置スペースが小さくなるので、走査光学系のさらなる小型化を図ることが可能となる。 Furthermore, if the scanning mirror can be rotated around two axes orthogonal to each other, two-dimensional scanning of the combined laser beam can be performed with one scanning mirror, There is no need to perform two-dimensional scanning of laser light with two scanning mirrors. As a result, the installation space for the scanning mirror is reduced, so that the scanning optical system can be further miniaturized.

この場合、走査ミラーは圧電素子を用いて駆動されることが好ましい。圧電素子は薄型の構造で走査ミラーを振動させることができるので、圧電駆動方式の走査部は非常に薄型となる。 In this case, the scanning mirror is preferably driven using a piezoelectric element. Since the piezoelectric element has a thin structure and can vibrate the scanning mirror, the piezoelectric drive scanning unit is very thin.

上記第１の局面による走査光学系において、非駆動状態の走査ミラーの反射面に対してレーザ光源部の出射方向が平行となっていることが好ましい。このように構成すれば、走査光学系の薄型化を容易に図ることができる。 In the scanning optical system according to the first aspect, it is preferable that the emission direction of the laser light source unit be parallel to the reflection surface of the scanning mirror in the non-driven state. With this configuration, the scanning optical system can be easily reduced in thickness.

上記第１の局面による走査光学系において、複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が半導体レーザで生成されることが好ましい。このように構成すれば、半導体レーザは小型であるため、レーザ光源部そのものを小さくすることができる。このため、容易に、走査光学系の平面積や厚みをより小さくすることができる。 In the scanning optical system according to the first aspect, it is preferable that at least one of the plurality of laser beams is generated by a semiconductor laser. If comprised in this way, since a semiconductor laser is small, the laser light source part itself can be made small. For this reason, the plane area and thickness of the scanning optical system can be easily reduced.

また、本発明の第２の局面によるプロジェクタは、上記第１の局面による走査光学系を備えている。このように構成すれば、容易に、プロジェクタを小型化することができる。 A projector according to a second aspect of the present invention includes the scanning optical system according to the first aspect. With this configuration, the projector can be easily downsized.

以上のように、本発明によれば、走査光学系およびそれを備えたプロジェクタを容易に小型化することができる。 As described above, according to the present invention, the scanning optical system and the projector including the same can be easily reduced in size.

本発明の一実施形態によるプロジェクタがモバイル端末に搭載された状態を示した図である。It is the figure which showed the state by which the projector by one Embodiment of this invention was mounted in the mobile terminal. 本発明の一実施形態による走査光学系の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the scanning optical system by one Embodiment of this invention. 図２のＡ−Ａ´線に沿った断面に対応する図である。It is a figure corresponding to the cross section along the AA 'line of FIG. 図２に示した走査光学系の走査部の平面図である。It is a top view of the scanning part of the scanning optical system shown in FIG. 図４に示した走査部の一部（駆動部）を拡大した断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part (drive unit) of the scanning unit shown in FIG. 4. 一実施形態の変形例による走査光学系の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the scanning optical system by the modification of one Embodiment. 図６のＢ−Ｂ´線に沿った断面に対応する図である。It is a figure corresponding to the cross section along the BB 'line of FIG.

図１を参照して、本実施形態のプロジェクタ１００は、例えば、携帯電話やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）などのモバイル端末４０に搭載されるものである。したがって、このプロジェクタ１００は、モバイル端末４０内の小さなスペースに収納することが可能な程度に小型化されている。 Referring to FIG. 1, a projector 100 according to this embodiment is mounted on a mobile terminal 40 such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant). Therefore, the projector 100 is miniaturized to such an extent that it can be stored in a small space in the mobile terminal 40.

プロジェクタ１００の光源としてはレーザ光を生成するものが用いられており、投影面４１上においてレーザ光を水平方向（Ｈ方向）および垂直方向（Ｖ方向）に走査することによって、プロジェクタ１００に入力された画像情報を投影面４１に投影するようになっている。この投影面４１としては、別途準備したスクリーンでもよいが、スクリーン以外のものでもよい。例えば、壁面などを投影面４１としてもよい。 As the light source of the projector 100, a light source that generates laser light is used. By scanning the laser light on the projection surface 41 in the horizontal direction (H direction) and the vertical direction (V direction), the light is input to the projector 100. The image information is projected onto the projection surface 41. The projection surface 41 may be a screen prepared separately, but may be other than a screen. For example, a wall surface or the like may be used as the projection surface 41.

また、プロジェクタ１００に入力された画像情報の色調の再現については、光の三原色である赤色、緑色および青色のレーザ光を高速で強度変調し、それらを合成することによって行われる。この場合、赤色のレーザ光の波長は、例えば、約６４０ｎｍに設定されるとともに、緑色のレーザ光の波長は、例えば、約５３０ｎｍに設定される。また、青色のレーザ光の波長は、例えば、約４５０ｎｍに設定される。 Further, the reproduction of the color tone of the image information input to the projector 100 is performed by intensity-modulating the red, green, and blue laser lights, which are the three primary colors of light, at high speed and combining them. In this case, the wavelength of the red laser beam is set to about 640 nm, for example, and the wavelength of the green laser beam is set to about 530 nm, for example. Further, the wavelength of the blue laser light is set to about 450 nm, for example.

また、図２〜図５を参照して、本実施形態の走査光学系１０は、赤色、緑色および青色のレーザ光を生成して平行化した後、それらを合成して走査するように構成されている。すなわち、走査光学系１０は、レーザ光源部１と、走査部２と、ミラーなどの複数個の光学部品とを備えているとともに、それらが所定のケース部材１０ａに収納された構成となっている。なお、図２および図３において、レーザ光は２点鎖線で表している。 2 to 5, the scanning optical system 10 of this embodiment is configured to generate and collimate red, green, and blue laser beams, and then combine and scan them. ing. That is, the scanning optical system 10 includes a laser light source unit 1, a scanning unit 2, and a plurality of optical components such as mirrors, and these are housed in a predetermined case member 10a. . 2 and 3, the laser beam is represented by a two-dot chain line.

レーザ光源部１は、赤色、緑色および青色のレーザ光を生成するためのものである。以下、赤色のレーザ光を生成するレーザ光源部１をレーザ光源部１−Ｒと言うとともに、緑色のレーザ光を生成するレーザ光源部１をレーザ光源部１−Ｇと言う。また、青色のレーザ光を生成するレーザ光源部１をレーザ光源部１−Ｂと言う。 The laser light source unit 1 is for generating red, green and blue laser beams. Hereinafter, the laser light source unit 1 that generates red laser light is referred to as a laser light source unit 1-R, and the laser light source unit 1 that generates green laser light is referred to as a laser light source unit 1-G. The laser light source unit 1 that generates blue laser light is referred to as a laser light source unit 1-B.

レーザ光源部１−Ｒは、発光強度が強く、かつ、強度の高速変調が可能な赤色半導体レーザからなっている。このレーザ光源部１−Ｒとしての赤色半導体レーザは、ＣＡＮパッケージタイプであり、ステムと称される放熱基台にレーザチップが取り付けられ、そのレーザチップが保護部材であるキャップで覆われた構造となっている。 The laser light source unit 1-R is made of a red semiconductor laser having high emission intensity and capable of high-speed intensity modulation. The red semiconductor laser as the laser light source unit 1-R is a CAN package type, and has a structure in which a laser chip is attached to a heat dissipation base called a stem and the laser chip is covered with a cap that is a protective member. It has become.

レーザ光源部１−Ｇは、赤外半導体レーザと波長変換素子とを組み合わせたものであって、赤外半導体レーザからのレーザ光の波長を波長変換素子で１／２に波長変換することにより緑色のレーザ光を生成するようになっている。なお、レーザ光源部１−Ｇの構造としては特に限定されるものではないが、赤外半導体レーザと波長変換素子とを組み合わせたものの方が効率がよい。 The laser light source unit 1-G is a combination of an infrared semiconductor laser and a wavelength conversion element. The laser light source unit 1-G is green by converting the wavelength of laser light from the infrared semiconductor laser to ½ by the wavelength conversion element. The laser beam is generated. The structure of the laser light source unit 1-G is not particularly limited, but a combination of an infrared semiconductor laser and a wavelength conversion element is more efficient.

レーザ光源部１−Ｂは、発光強度が強く、かつ、強度の高速変調が可能なＣＡＮパッケージタイプの青色半導体レーザからなっており、その構造はレーザ光源部１−Ｒと略同じである。 The laser light source unit 1-B is made of a CAN package type blue semiconductor laser having high emission intensity and capable of high-speed intensity modulation, and its structure is substantially the same as the laser light source unit 1-R.

また、走査部２は、合成後のレーザ光を二次元走査するためのものであって、合成後のレーザ光を投影面４１（図１参照）に向けて反射する走査ミラー３を少なくとも有している。この走査ミラー３の傾斜角（反射角）は変動可能となっており、走査ミラー３の傾斜角を変動させることにより、走査部２による合成後のレーザ光の二次元走査が行われる。 The scanning unit 2 is for two-dimensionally scanning the combined laser beam, and has at least a scanning mirror 3 that reflects the combined laser beam toward the projection surface 41 (see FIG. 1). ing. The tilt angle (reflection angle) of the scanning mirror 3 can be changed. By changing the tilt angle of the scanning mirror 3, two-dimensional scanning of the combined laser beam by the scanning unit 2 is performed.

ところで、本実施形態では、走査ミラー３をＭＥＭＳ（微小電気機械システム）に組み込み、その走査ミラー３が組み込まれたＭＥＭＳを走査部２としている。また、この走査部２は、略平坦で厚みが小さく、かつ、その外形が平面視（図２参照）において略正方形状（１辺の長さが約１ｃｍ）となっている。 By the way, in this embodiment, the scanning mirror 3 is incorporated in a MEMS (micro electro mechanical system), and the MEMS in which the scanning mirror 3 is incorporated is used as the scanning unit 2. In addition, the scanning unit 2 is substantially flat and has a small thickness, and the outer shape thereof is a substantially square shape (the length of one side is about 1 cm) in plan view (see FIG. 2).

具体的な構造としては、図４に示すように、走査部２はシリコン基板に対してエッチング処理などを施すことで得られる構造体からなっており、走査ミラー３に加えて、固定枠４、駆動部５および可動枠６などを一体的に有している。なお、以下の説明では、走査ミラー３の中心を図４の横方向に横切る軸をＸ軸とし、走査ミラー３の中心を図４の縦方向に横切る軸をＹ軸とする。言い換えると、Ｘ軸とＹ軸とが直交する点を走査ミラー３の中心とする。 As a specific structure, as shown in FIG. 4, the scanning unit 2 is formed of a structure obtained by performing an etching process or the like on the silicon substrate. In addition to the scanning mirror 3, the fixed frame 4, The drive unit 5 and the movable frame 6 are integrally provided. In the following description, an axis that crosses the center of the scanning mirror 3 in the horizontal direction in FIG. 4 is an X axis, and an axis that crosses the center of the scanning mirror 3 in the vertical direction in FIG. In other words, the point where the X axis and the Y axis are orthogonal to each other is the center of the scanning mirror 3.

固定枠４は、走査部２の外縁に相当する部分であって、他の部分（走査ミラー３、駆動部５および可動枠６など）を取り囲んでいる。 The fixed frame 4 is a part corresponding to the outer edge of the scanning unit 2 and surrounds other parts (such as the scanning mirror 3, the drive unit 5, and the movable frame 6).

駆動部５は、Ｘ軸方向において固定枠４と分離され、Ｙ軸方向において固定枠４と連結されている。さらに、駆動部５は４つのユニモルフ構造を含んでいるとともに、その４つのユニモルフ構造がＸ軸およびＹ軸のそれぞれを対称軸として対称となり、かつ、互いに離間した状態となるように配置されている。また、駆動部５としてのユニモルフ構造は、図５に示すように、圧電素子（ＰＺＴなどを原料とした焼結体を分極処理したもの）５ａを一対の電極５ｂで挟持し、それをシリコン基板の駆動部５となる領域上に貼り付けることによって形成されている。 The drive unit 5 is separated from the fixed frame 4 in the X-axis direction and is connected to the fixed frame 4 in the Y-axis direction. Furthermore, the drive unit 5 includes four unimorph structures, and the four unimorph structures are arranged so as to be symmetric with respect to each of the X axis and the Y axis and are separated from each other. . Further, as shown in FIG. 5, the unimorph structure as the drive unit 5 includes a piezoelectric element (a material obtained by polarization of a sintered body made of PZT or the like) 5a sandwiched between a pair of electrodes 5b, and a silicon substrate. It is formed by pasting on the region to be the driving unit 5.

このような駆動部５では、一対の電極５ｂに電圧が印加されると、一対の電極５ｂに挟持された圧電素子５ａが伸長または収縮する。そして、圧電素子５ａが伸長または収縮すると、それに応じて、シリコン基板の駆動部５となる領域が伸長または収縮する。すなわち、駆動部５は、電力が供給されることで駆動する。 In such a drive unit 5, when a voltage is applied to the pair of electrodes 5b, the piezoelectric element 5a sandwiched between the pair of electrodes 5b expands or contracts. When the piezoelectric element 5a expands or contracts, the region serving as the driving unit 5 of the silicon substrate expands or contracts accordingly. That is, the drive unit 5 is driven by being supplied with electric power.

また、図４に示すように、可動枠６は、駆動部５の内側に位置する略ひし形形状の枠である。この可動枠６のＸ軸上の両端部は駆動部５と連結され、それ以外の部分は駆動部５から分離されている。これにより、可動枠６は、Ｘ軸周りに回動可能となっていることになる。 Further, as shown in FIG. 4, the movable frame 6 is a substantially rhombus-shaped frame located inside the drive unit 5. Both ends of the movable frame 6 on the X axis are connected to the drive unit 5, and the other parts are separated from the drive unit 5. Thereby, the movable frame 6 can be rotated around the X axis.

可動枠６の内側には、Ｙ軸方向に沿って延びる一対のトーションバー７が設けられている。この一対のトーションバー７は、Ｙ軸と重なり、かつ、Ｘ軸に対して対称となるように配置されている。さらに、一対のトーションバー７のそれぞれの一方端は、可動枠６のＹ軸上の端部に連結されている。 A pair of torsion bars 7 extending along the Y-axis direction are provided inside the movable frame 6. The pair of torsion bars 7 are arranged so as to overlap the Y axis and be symmetric with respect to the X axis. Further, one end of each of the pair of torsion bars 7 is connected to an end of the movable frame 6 on the Y axis.

そして、走査ミラー３は、一対のトーションバー７のそれぞれの他方端の間に配置されており、その他方端によって支持されている。このため、走査ミラー３は、可動枠６と共にＸ軸周りに回動され、トーションバー７を回動軸としてＹ軸周りに回動されることになる。なお、走査ミラー３は、略円形状に形成されており、金やアルミニウムなどからなる反射膜をシリコン基板の走査ミラー３となる領域上に貼り付けることで得ている。 The scanning mirror 3 is disposed between the other ends of the pair of torsion bars 7 and is supported by the other end. For this reason, the scanning mirror 3 is rotated around the X axis together with the movable frame 6 and is rotated around the Y axis using the torsion bar 7 as a rotation axis. Note that the scanning mirror 3 is formed in a substantially circular shape, and is obtained by sticking a reflective film made of gold, aluminum, or the like on a region to be the scanning mirror 3 of the silicon substrate.

本実施形態の走査部２は、上記のような構造となっている。そして、この走査部２の走査動作は、４つの駆動部５を駆動（伸縮）させるタイミングを調整し、走査ミラー３をＸ軸周りおよびＹ軸周りに振動させることによって行われる。例えば、Ｘ軸周りに振動するときの周波数は約６０Ｈｚに設定され、Ｙ軸周りに振動するときの周波数は約３０ｋＨｚに設定される。 The scanning unit 2 of the present embodiment has the above structure. The scanning operation of the scanning unit 2 is performed by adjusting the timing for driving (stretching) the four driving units 5 and vibrating the scanning mirror 3 around the X axis and the Y axis. For example, the frequency when vibrating around the X axis is set to about 60 Hz, and the frequency when vibrating around the Y axis is set to about 30 kHz.

４つの駆動部５のそれぞれに５−１〜５−４の符号を付して具体的に説明すると、走査ミラー３をＸ軸周りに振動させる際には、駆動部５−１および５−３を一方の組とするとともに、駆動部５−２および５−４を他方の組とし、一方の組および他方の組のそれぞれに印加する電圧の正負を反転させる。この場合、一方の組である駆動部５−１および５−３が伸長する方向に変形すると、他方の組である駆動部５−２および５−４が収縮する方向に変形し、一方の組である駆動部５−１および５−３が収縮する方向に変形すると、他方の組である駆動部５−２および５−４が伸長する方向に変形する。これにより、走査ミラー３が可動枠６と共にＸ軸周りに振動し、走査ミラー３の傾きがＸ軸周りに変動する。なお、トーションバー７のねじれ方向はＸ軸周りの振動方向と直交する方向であるため、この走査ミラー３のＸ軸周りの振動には影響しない。 More specifically, each of the four drive units 5 is denoted by reference numerals 5-1 to 5-4. When the scanning mirror 3 is vibrated around the X axis, the drive units 5-1 and 5-3 are provided. , And the drive units 5-2 and 5-4 as the other set, the polarity of the voltage applied to each of the one set and the other set is reversed. In this case, when the driving units 5-1 and 5-3 that are one set are deformed in the extending direction, the driving units 5-2 and 5-4 that are the other set are deformed in a contracting direction. When the drive units 5-1 and 5-3 are deformed in the contracting direction, the other drive units 5-2 and 5-4 are deformed in the extending direction. As a result, the scanning mirror 3 vibrates around the X axis together with the movable frame 6, and the inclination of the scanning mirror 3 varies around the X axis. Since the torsion bar 7 is twisted in a direction perpendicular to the vibration direction around the X axis, the vibration of the scanning mirror 3 around the X axis is not affected.

また、走査ミラー３をＹ軸周りに振動させる際には、駆動部５−１および５−２を一方の組とするとともに、駆動部５−３および５−４を他方の組とし、一方の組および他方の組のそれぞれに印加する電圧の正負を反転させる。この場合、一方の組である駆動部５−１および５−２が伸長する方向に変形すると、他方の組である駆動部５−３および５−４が収縮する方向に変形し、一方の組である駆動部５−１および５−２が収縮する方向に変形すると、他方の組である駆動部５−３および５−４が伸長する方向に変形する。これにより、走査ミラー３が可動枠６と共にＹ軸周りに振動し、走査ミラー３の傾きがＹ軸周りに変動する。 Further, when the scanning mirror 3 is vibrated around the Y axis, the drive units 5-1 and 5-2 are set as one set, and the drive units 5-3 and 5-4 are set as the other set. The polarity of the voltage applied to each of the set and the other set is reversed. In this case, when the driving units 5-1 and 5-2 that are one set are deformed in the extending direction, the driving units 5-3 and 5-4 that are the other set are deformed in a contracting direction, When the drive units 5-1 and 5-2 are deformed in a contracting direction, the other drive units 5-3 and 5-4 are deformed in an extending direction. Thereby, the scanning mirror 3 vibrates around the Y axis together with the movable frame 6, and the inclination of the scanning mirror 3 varies around the Y axis.

このとき、駆動部５を変形させることのみで走査ミラー３をＹ軸周りに傾かせようとすると、走査ミラー３のＹ軸周りの傾きの変動は小さくなってしまう。このため、実際に走査動作を行う際には、駆動部５に印加される電圧の周波数によって走査ミラー３が共振するように、駆動部５への印加電圧の周波数が設定される。すなわち、走査ミラー３のＹ軸周りの振動は、トーションバー７を基準としてなされる。 At this time, if the scanning mirror 3 is tilted around the Y axis only by deforming the drive unit 5, the fluctuation of the tilt of the scanning mirror 3 around the Y axis becomes small. For this reason, when actually performing the scanning operation, the frequency of the voltage applied to the drive unit 5 is set so that the scanning mirror 3 resonates with the frequency of the voltage applied to the drive unit 5. That is, the vibration around the Y axis of the scanning mirror 3 is made with the torsion bar 7 as a reference.

上記のように走査部２を動作させることで、互いに直交している２軸周りに走査ミラー３を回動させることができ、合成後のレーザ光を１つの走査ミラー３で二次元走査することが可能となる。 By operating the scanning unit 2 as described above, the scanning mirror 3 can be rotated around two axes orthogonal to each other, and the combined laser beam is two-dimensionally scanned by the single scanning mirror 3. Is possible.

ここで、本実施形態では、図２および図３に示すように、赤色、緑色および青色のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光が、他のレーザ光と合成する前に走査部２上の領域に少なくとも１度光路をとった後に、走査ミラー３に向かって進行するように構成されている。なお、この実施形態では、赤色および青色のレーザ光のそれぞれが他のレーザ光と合成する前に走査部２上の領域に光路をとっている一方、緑色のレーザ光については他のレーザ光と合成する前に走査部２上の領域に光路をとっていない。以下に、赤色、緑色および青色のレーザ光のそれぞれの光路について説明する。 Here, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, at least one of the red, green, and blue laser beams is combined with the other laser beams on the scanning unit 2. The optical path is configured to travel toward the scanning mirror 3 after taking the optical path at least once in the region. In this embodiment, each of the red and blue laser beams takes an optical path in the region on the scanning unit 2 before being combined with the other laser beams, while the green laser beam is different from the other laser beams. An optical path is not taken in the area on the scanning unit 2 before the composition. Hereinafter, the optical paths of the red, green, and blue laser beams will be described.

まず、ケース部材１０ａの内部において、図２の上側から下側に向かって、レーザ光源部１−Ｇ、１−Ｒおよび１−Ｂがこの順番で並べられている。さらに、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂは、それぞれの出射方向が互いに同じ方向となり、かつ、それぞれの出射方向が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行となるように配置されている。また、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂは、平面視（図２参照）において、それぞれの一部が走査部２と重畳している。そのうち、レーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂについては、それぞれの光出射側の大部分が完全に走査部２と重畳した状態となっている。したがって、赤色および青色のレーザ光は、それぞれが出射直後から走査部２上の領域に光路をとることになる。 First, in the case member 10a, the laser light source units 1-G, 1-R, and 1-B are arranged in this order from the upper side to the lower side in FIG. Further, the laser light source units 1-R, 1-G, and 1-B have the same emission directions, and the emission directions are parallel to the reflecting surface 3a of the scanning mirror 3 in the non-driven state. It is arranged to become. The laser light source units 1-R, 1-G, and 1-B are partially overlapped with the scanning unit 2 in plan view (see FIG. 2). Among them, the laser light source units 1-R and 1-B are in a state where most of the respective light emission sides are completely overlapped with the scanning unit 2. Accordingly, the red and blue laser lights each take an optical path in the region on the scanning unit 2 immediately after emission.

また、走査ミラー３の上方付近（図３参照）には、合成後のレーザ光を走査ミラー３に投射するための投射ミラー８が配置されている。すなわち、この投射ミラー８によって、合成後のレーザ光が走査ミラー３に向けて反射される。なお、図面を見易くするために、図２には投射ミラー８を図示していない。 Further, a projection mirror 8 for projecting the combined laser beam onto the scanning mirror 3 is disposed near the upper part of the scanning mirror 3 (see FIG. 3). That is, the combined laser beam is reflected by the projection mirror 8 toward the scanning mirror 3. In order to make the drawing easy to see, the projection mirror 8 is not shown in FIG.

具体的な光路としては、赤色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｒから出射された後、レンズ光学系１１、折り曲げミラー１２、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。そして、赤色のレーザ光は、ダイクロイックミラー１４に入射される少し前まで走査部２上の領域に光路をとり、折り曲げミラー１５で反射された後、再び走査部２上の領域に光路をとっている。 As a specific optical path, red laser light is emitted from the laser light source unit 1-R, and then passes through the lens optical system 11, the bending mirror 12, the dichroic mirror 13, the dichroic mirror 14, the bending mirror 15, and the projection mirror 8. The light passes through this order and is incident on the scanning mirror 3 by being reflected by the projection mirror 8. Then, the red laser light takes an optical path in the region on the scanning unit 2 until slightly before entering the dichroic mirror 14, and after being reflected by the bending mirror 15, takes the optical path in the region on the scanning unit 2 again. Yes.

緑色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｇから出射された後、折り曲げミラー１６、レンズ光学系１７、折り曲げミラー１８、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。この緑色のレーザ光は、折り曲げミラー１５で反射された後は走査部２上の領域に光路をとっているが、それ以前は走査部２上の領域に光路をとっていない。なお、緑色のレンズ光学系１７は２枚で構成されているが、１枚で構成してもよい。 After the green laser light is emitted from the laser light source unit 1-G, it passes through the bending mirror 16, the lens optical system 17, the bending mirror 18, the dichroic mirror 14, the bending mirror 15 and the projection mirror 8 in this order, and is projected. The light is incident on the scanning mirror 3 by being reflected by the mirror 8. The green laser light takes an optical path in the region on the scanning unit 2 after being reflected by the bending mirror 15, but before that, the optical path is not taken in the region on the scanning unit 2. The green lens optical system 17 is composed of two sheets, but may be composed of one sheet.

青色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｂから出射された後、レンズ光学系１９、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。そして、青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー１４に入射される少し前まで走査部２上の領域に光路をとり、折り曲げミラー１５で反射された後、再び走査部２上の領域に光路をとっている。 After the blue laser light is emitted from the laser light source unit 1 -B, it passes through the lens optical system 19, the dichroic mirror 13, the dichroic mirror 14, the bending mirror 15, and the projection mirror 8 in this order, and is reflected by the projection mirror 8. As a result, the light enters the scanning mirror 3. Then, the blue laser light takes an optical path in the region on the scanning unit 2 until just before entering the dichroic mirror 14, is reflected by the bending mirror 15, and then takes the optical path in the region on the scanning unit 2 again. Yes.

なお、レンズ光学系１１、１７および１９は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。折り曲げミラー１２、１５、１６および１８は、レーザ光の進行方向を単に変化させるためのものである。 The lens optical systems 11, 17 and 19 are for changing the laser light from diverging light to parallel light. The bending mirrors 12, 15, 16 and 18 are for simply changing the traveling direction of the laser light.

また、ダイクロイックミラー１３は、赤色のレーザ光を透過し、青色のレーザ光を反射するものであって、図２に示すように配置することで、赤色および青色のレーザ光を合成する機能を持つ。ダイクロイックミラー１４は、赤色および青色のレーザ光を反射し、緑色のレーザ光を透過するものであって、図２に示すように配置することにより、赤色、緑色および青色のレーザ光を合成する機能を持つ。 The dichroic mirror 13 transmits red laser light and reflects blue laser light. The dichroic mirror 13 is arranged as shown in FIG. 2 and has a function of combining red and blue laser lights. . The dichroic mirror 14 reflects red and blue laser beams and transmits green laser beams. The dichroic mirror 14 is arranged as shown in FIG. 2 to synthesize red, green and blue laser beams. have.

これらのことから、本実施形態では、赤色および青色のレーザ光のそれぞれが、他のレーザ光と合成する前に、走査部２上の領域に光路をとっていると言える。 From these facts, in this embodiment, it can be said that each of the red and blue laser beams takes an optical path in the region on the scanning unit 2 before being combined with the other laser beams.

さらに、赤色、緑色および青色のレーザ光は、走査ミラー３に入射するまでに４回ずつ反射されることになる。すなわち、赤色のレーザ光は、折り曲げミラー１２、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。また、緑色のレーザ光は、折り曲げミラー１６、折り曲げミラー１８、折り曲げミラー１５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。また、青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１４、折り曲げミラー１５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。本実施形態ではダイクロイックミラーは折り返しミラーを示しているが、レーザ光を合成する手段としては、ダイクロイックプリズムや反射プリズムでもよい。 Further, the red, green, and blue laser beams are reflected four times each before entering the scanning mirror 3. That is, since the red laser light is reflected in the order of the bending mirror 12, the dichroic mirror 14, the bending mirror 15, and the projection mirror 8, the number of reflections is four. Further, since the green laser light is reflected in the order of the bending mirror 16, the bending mirror 18, the bending mirror 15, and the projection mirror 8, the number of reflections is four. Further, since the blue laser light is reflected in the order of the dichroic mirror 13, the dichroic mirror 14, the bending mirror 15, and the projection mirror 8, the number of reflections is four. In this embodiment, the dichroic mirror is a folding mirror, but the means for combining the laser beams may be a dichroic prism or a reflecting prism.

また、本実施形態では、赤色、緑色および青色のレーザ光の全てにおいて、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー１５の後）を除く光路が同一の平面内に含まれており、その平面が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎ（図３参照）と直交している。すなわち、上記の平面が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行となっている。 In the present embodiment, the optical paths except for the front and rear of the projection mirror 8 (after the bending mirror 15) are included in the same plane in all of the red, green, and blue laser beams, and the plane is not driven. It is orthogonal to the normal direction N (see FIG. 3) of the reflecting surface 3a of the scanning mirror 3 in the state. That is, the plane is parallel to the reflecting surface 3a of the scanning mirror 3 in the non-driven state.

本実施形態では、上記のように、赤色および青色のレーザ光のそれぞれが、他のレーザ光と合成する前に走査部２上の領域に光路をとった後に、走査ミラー３に向かって進行するように構成することによって、赤色および青色のレーザ光については、他のレーザ光と合成する前に走査部２上の領域に光路をとることで、走査ミラー３に入射するまでに必要な光路長を確保することができる。このため、赤色および青色のレーザ光については、光路長を最適な長さにするために、走査部２上の領域以外の領域に光路を長くとる必要がなくなる。すなわち、走査部２上の領域以外の領域に存在する光路を減らすことができる。これにより、走査部２上の領域以外の領域にとる光路を減らせる分だけ、走査光学系１０の平面積を小さくすることができ、走査光学系１０の小型化を図ることが可能となる。なお、この実施形態では、走査光学系１０の平面視（図２参照）における形状が略正方形状となり、その正方形の１辺の長さを約２３ｍｍにすることができる。 In the present embodiment, as described above, each of the red and blue laser beams travels toward the scanning mirror 3 after taking an optical path in the region on the scanning unit 2 before being combined with the other laser beams. With this configuration, the red and blue laser beams have an optical path length required to enter the scanning mirror 3 by taking an optical path in a region on the scanning unit 2 before being combined with other laser beams. Can be secured. For this reason, for the red and blue laser beams, it is not necessary to take a long optical path in an area other than the area on the scanning unit 2 in order to set the optical path length to an optimum length. That is, it is possible to reduce optical paths existing in regions other than the region on the scanning unit 2. As a result, the plane area of the scanning optical system 10 can be reduced by an amount corresponding to the reduction of the optical path taken in the region other than the region on the scanning unit 2, and the scanning optical system 10 can be downsized. In this embodiment, the scanning optical system 10 in a plan view (see FIG. 2) has a substantially square shape, and the length of one side of the square can be about 23 mm.

また、本実施形態では、上記のように、赤色、緑色および青色のレーザ光が、走査ミラー３に入射するまでに４回ずつ反射されるように構成することによって、それぞれの光路をコンパクトにまとめることができる。また、容易に、赤色、緑色および青色のレーザ光を合成した後、その合成したレーザ光を走査ミラー３に入射させることができる。 In the present embodiment, as described above, the red, green, and blue laser lights are reflected four times each before entering the scanning mirror 3, so that the respective optical paths are made compact. be able to. In addition, after the red, green, and blue laser beams are easily combined, the combined laser beam can be incident on the scanning mirror 3.

また、本実施形態では、上記のように、走査ミラー３を組み込んだＭＥＭＳで走査部２を構成することによって、走査部２の厚みを小さくすることができる。このため、走査光学系１０の平面積を小さくすることができることに加えて、走査光学系１０の厚みについても小さくすることができる。なお、この実施形態では、走査光学系１０の厚みを約７ｍｍにすることができる。ところで、走査光学系１０の厚みを約７ｍｍにするためには、赤色、緑色および青色のレーザ光の全てにおいて、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー１５の後）を除く光路を同一の平面内に配置し、その平面を非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎと直交させることも必要である。 In the present embodiment, as described above, the thickness of the scanning unit 2 can be reduced by configuring the scanning unit 2 with the MEMS incorporating the scanning mirror 3. For this reason, in addition to reducing the plane area of the scanning optical system 10, the thickness of the scanning optical system 10 can also be reduced. In this embodiment, the thickness of the scanning optical system 10 can be about 7 mm. By the way, in order to reduce the thickness of the scanning optical system 10 to about 7 mm, the optical paths except for the front and rear of the projection mirror 8 (after the bending mirror 15) are in the same plane in all of the red, green and blue laser beams. It is also necessary to place the plane perpendicular to the normal direction N of the reflecting surface 3a of the scanning mirror 3 in the non-driven state.

また、本実施形態では、上記のように、互いに直交している２軸周りに走査ミラー３を回動させることが可能なように構成することによって、合成後のレーザ光の二次元走査を１つの走査ミラー３で行うことができるようになり、合成後のレーザ光の二次元走査を２つの走査ミラーで行う必要がなくなる。これにより、走査ミラー用の設置スペースが小さくなるので、走査光学系１０のさらなる小型化を図ることが可能となる。 In the present embodiment, as described above, the scanning mirror 3 can be rotated around two axes that are orthogonal to each other, so that the two-dimensional scanning of the combined laser beam is 1 The two scanning mirrors 3 can be used, and it is not necessary to perform two-dimensional scanning of the combined laser beam with two scanning mirrors. Thereby, the installation space for the scanning mirror is reduced, so that the scanning optical system 10 can be further reduced in size.

また、本実施形態では、上記のように、走査ミラー３が圧電素子５ａで駆動されるように構成することによって、圧電素子５ａは薄型の構造で走査ミラー３を振動させることができるので、圧電駆動方式の走査部２は非常に薄型となる。 In the present embodiment, as described above, the scanning mirror 3 is driven by the piezoelectric element 5a, so that the piezoelectric element 5a can vibrate the scanning mirror 3 with a thin structure. The drive-type scanning unit 2 is very thin.

また、本実施形態では、上記のように、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの出射方向が、非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行となるように構成することによって、走査光学系１０の薄型化を容易に図ることができる。また、レーザ光源部１−Ｒ、１−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの一部を走査部２と重畳させることで、走査光学系１０の平面積についても容易に小さくすることができる。 In the present embodiment, as described above, the emission directions of the laser light source units 1-R, 1-G, and 1-B are parallel to the reflecting surface 3a of the scanning mirror 3 in the non-driven state. With this configuration, the scanning optical system 10 can be easily reduced in thickness. Further, by superposing a part of each of the laser light source units 1-R, 1-G, and 1-B on the scanning unit 2, the plane area of the scanning optical system 10 can be easily reduced.

また、本実施形態では、上記のように、レーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂをそれぞれ赤色半導体レーザおよび青色半導体レーザで構成することによって、半導体レーザは小型であるため、レーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂを小さくすることができる。このため、容易に、走査光学系１０の平面積や厚みをより小さくすることができる。 In the present embodiment, as described above, the laser light source units 1-R and 1-B are configured by a red semiconductor laser and a blue semiconductor laser, respectively. R and 1-B can be reduced. For this reason, the plane area and thickness of the scanning optical system 10 can be easily reduced.

なお、図１を参照して、モバイル端末４０を設置台（図示せず）に設置して投影を行うと仮定すると、設置台側とは反対側に向くことになる面４０ａからレーザ光が出射されるようにすれば、モバイル端末４０を薄型に保持したまま、レーザ光を投影面４１に向けて進行させることができる。また、この場合には、投影時にモバイル端末４０を傾かせる必要がない。 Referring to FIG. 1, assuming that the mobile terminal 40 is installed on an installation base (not shown) and projection is performed, laser light is emitted from a surface 40 a that faces the opposite side to the installation base side. By doing so, the laser light can be advanced toward the projection surface 41 while the mobile terminal 40 is kept thin. In this case, it is not necessary to tilt the mobile terminal 40 during projection.

次に、図６および図７を参照して、本実施形態の変形例による走査光学系２０について説明する。 Next, a scanning optical system 20 according to a modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態の変形例では、緑色のレーザ光を生成する手段として、ＣＡＮパッケージタイプの緑色半導体レーザからなるレーザ光源部１ａ（１ａ−Ｇ）が用いられている。 In the modification of this embodiment, a laser light source unit 1a (1a-G) made of a CAN package type green semiconductor laser is used as means for generating green laser light.

また、赤色および青色のレーザ光については、上記実施形態と同じレーザ光源部１−Ｒおよび１−Ｂによって生成される。そして、この変形例では、赤色、緑色および青色の全てのレーザ光のそれぞれが、他のレーザ光と合成する前に走査部２上の領域に光路をとるように構成されている。 Further, red and blue laser beams are generated by the same laser light source units 1-R and 1-B as in the above embodiment. In this modified example, all of the red, green, and blue laser beams are configured to take an optical path in a region on the scanning unit 2 before being combined with other laser beams.

なお、合成後のレーザ光の二次元走査は、上記実施形態と同じ走査部２（走査ミラー３）によって行われる。そして、走査ミラー３の上方付近（図７参照）に投射ミラー８が配置されており、投射ミラー８で反射された合成後のレーザ光が走査ミラー３に投射されるようになっている。なお、投射ミラー８は、図面を見易くするために、図６には図示していない。 The two-dimensional scanning of the combined laser beam is performed by the same scanning unit 2 (scanning mirror 3) as in the above embodiment. A projection mirror 8 is disposed near the upper side of the scanning mirror 3 (see FIG. 7), and the combined laser light reflected by the projection mirror 8 is projected onto the scanning mirror 3. The projection mirror 8 is not shown in FIG. 6 in order to make the drawing easier to see.

また、走査光学系２０を構成する各部品は、上記実施形態のケース部材１０ａよりも小さいケース部材２０ａに収納されている。そして、ケース部材２０ａの内部において、図６の上から下に向かって、レーザ光源部１ａ−Ｇ、１−Ｒおよび１−Ｂがこの順番で並べられている。さらに、レーザ光源部１−Ｒ、１ａ−Ｇおよび１−Ｂは、それぞれの出射方向が互いに同じ方向となり、かつ、それぞれの出射方向が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行な方向となるように配置されている。 Moreover, each component which comprises the scanning optical system 20 is accommodated in the case member 20a smaller than the case member 10a of the said embodiment. In the case member 20a, the laser light source units 1a-G, 1-R, and 1-B are arranged in this order from the top to the bottom of FIG. Further, the laser light source units 1-R, 1a-G, and 1-B have the same emission directions, and the respective emission directions are parallel to the reflecting surface 3a of the scanning mirror 3 in the non-driven state. It is arranged so as to be in the right direction.

具体的な光路としては、赤色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｒから出射された後に、レンズ光学系２１、ダイクロイックミラー２２、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。そして、赤色のレーザ光は、折り曲げミラー２４に入射される少し前まで走査部２上の領域に光路をとり、折り曲げミラー２５で反射された後、再び走査部２上の領域に光路をとっている。 As a specific optical path, red laser light is emitted from the laser light source unit 1-R, and then passes through the lens optical system 21, the dichroic mirror 22, the dichroic mirror 23, the folding mirror 24, the folding mirror 25, and the projection mirror 8. The light passes through this order and is incident on the scanning mirror 3 by being reflected by the projection mirror 8. Then, the red laser light takes an optical path in the region on the scanning unit 2 until just before entering the bending mirror 24, and after being reflected by the bending mirror 25, takes the optical path in the region on the scanning unit 2 again. Yes.

緑色のレーザ光は、レーザ光源部１ａ−Ｇから出射された後、レンズ光学系２６、折り曲げミラー２７、ダイクロイックミラー２２、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。そして、緑色のレーザ光は、折り曲げミラー２４に入射される少し前まで走査部２上の領域に光路をとり、折り曲げミラー２５で反射された後、再び走査部２上の領域に光路をとっている。 After the green laser light is emitted from the laser light source unit 1a-G, the lens optical system 26, the bending mirror 27, the dichroic mirror 22, the dichroic mirror 23, the bending mirror 24, the bending mirror 25, and the projection mirror 8 are arranged in this order. Then, the light is incident on the scanning mirror 3 by being reflected by the projection mirror 8. The green laser light takes an optical path in the region on the scanning unit 2 until slightly before entering the folding mirror 24, and after being reflected by the folding mirror 25, takes the optical path in the region on the scanning unit 2 again. Yes.

青色のレーザ光は、レーザ光源部１−Ｂから出射された後に、レンズ光学系２８、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８をこの順番で経由し、投射ミラー８で反射されることによって走査ミラー３に入射される。そして、青色のレーザ光は、折り曲げミラー２４に入射される少し前まで走査部２上の領域に光路をとり、折り曲げミラー２５で反射された後、再び走査部２上の領域に光路をとっている。 The blue laser light is emitted from the laser light source unit 1-B, and then passes through the lens optical system 28, the dichroic mirror 23, the bending mirror 24, the bending mirror 25, and the projection mirror 8 in this order, and is reflected by the projection mirror 8. As a result, the light enters the scanning mirror 3. The blue laser light takes an optical path in the region on the scanning unit 2 until slightly before entering the folding mirror 24, and after being reflected by the folding mirror 25, takes the optical path in the region on the scanning unit 2 again. Yes.

なお、レンズ光学系２１、２６および２８は、レーザ光を発散光から平行光にするためのものである。折り曲げミラー２４、２５および２７は、レーザ光の進行方向を単に変化させるためのものである。 The lens optical systems 21, 26, and 28 are for changing the laser light from divergent light to parallel light. The bending mirrors 24, 25 and 27 are for simply changing the traveling direction of the laser light.

また、ダイクロイックミラー２２は、赤色のレーザ光を反射し、緑色のレーザ光を透過するものであって、図６に示すように配置することで、赤色および緑色のレーザ光を合成する機能を持つ。ダイクロイックミラー２３は、赤色および緑色のレーザ光を透過し、青色のレーザ光を反射するものであって、図６に示すように配置することで、赤色、緑色および青色のレーザ光を合成する機能を持つ。 The dichroic mirror 22 reflects red laser light and transmits green laser light. The dichroic mirror 22 is arranged as shown in FIG. 6 and has a function of combining red and green laser lights. . The dichroic mirror 23 transmits red and green laser beams and reflects blue laser beams. The dichroic mirror 23 is arranged as shown in FIG. 6 to combine red, green and blue laser beams. have.

これらのことから、本実施形態の変形例では、赤色、緑色および青色の全てのレーザ光のそれぞれが、他のレーザ光と合成する前に走査部２上の領域に光路をとっていると言える。 From these facts, in the modification of the present embodiment, it can be said that all of the red, green, and blue laser beams take the optical path in the region on the scanning unit 2 before being combined with the other laser beams. .

さらに、赤色、緑色および青色のレーザ光は、走査ミラー３に入射するまでに４回ずつ反射されることになる。すなわち、赤色のレーザ光は、ダイクロイックミラー２２、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。緑色のレーザ光は、折り曲げミラー２７、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー２３、折り曲げミラー２４、折り曲げミラー２５および投射ミラー８の順番で反射されるため、その反射回数は４回となる。 Further, the red, green, and blue laser beams are reflected four times each before entering the scanning mirror 3. That is, since the red laser light is reflected in the order of the dichroic mirror 22, the bending mirror 24, the bending mirror 25, and the projection mirror 8, the number of reflections is four. Since the green laser light is reflected in the order of the bending mirror 27, the bending mirror 24, the bending mirror 25, and the projection mirror 8, the number of reflections is four. Since the blue laser light is reflected in the order of the dichroic mirror 23, the bending mirror 24, the bending mirror 25, and the projection mirror 8, the number of reflections is four.

また、本実施形態の変形例では、平面視（図６参照）において、レーザ光源部１−Ｒ、１ａ−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの一部が走査部２と重畳している。特に、この変形例では、レーザ光源部１−Ｒ、１ａ−Ｇおよび１−Ｂのそれぞれの光出射側の大部分が完全に走査部２と重畳した状態となっている。したがって、赤色、緑色および青色の全てのレーザ光が、出射直後から走査部２上の領域に光路をとることになる。 Moreover, in the modification of this embodiment, each part of laser light source part 1-R, 1a-G, and 1-B has overlapped with the scanning part 2 in planar view (refer FIG. 6). In particular, in this modification, most of the light emission sides of the laser light source units 1-R, 1a-G, and 1-B are completely overlapped with the scanning unit 2. Therefore, all of the red, green and blue laser beams take optical paths in the region on the scanning unit 2 immediately after emission.

また、本実施形態の変形例では、赤色、緑色および青色のレーザ光の全てにおいて、投射ミラー８の前後（折り曲げミラー２５の後）を除く光路が同一の平面内に含まれているとともに、その平面が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａの法線方向Ｎ（図７参照）と直交している。すなわち、上記の平面が非駆動状態の走査ミラー３の反射面３ａに対して平行となっている。 Moreover, in the modification of this embodiment, in all the red, green, and blue laser beams, the optical path except for the front and rear of the projection mirror 8 (after the folding mirror 25) is included in the same plane. The plane is orthogonal to the normal direction N (see FIG. 7) of the reflecting surface 3a of the scanning mirror 3 in the non-driven state. That is, the plane is parallel to the reflecting surface 3a of the scanning mirror 3 in the non-driven state.

本実施形態の変形例では、上記のように、赤色、緑色および青色の全てのレーザ光のそれぞれが、他のレーザ光と合成する前に走査部２上の領域に光路をとった後に、走査ミラー３に向かって進行するように構成することによって、上記実施形態よりもさらに小型化された走査光学系２０を得ることができる。なお、この走査光学系２０は、平面視（図６参照）における外形サイズが約１８ｍｍ×約２４ｍｍとなり、厚みが約７ｍｍとなる。 In the modification of the present embodiment, as described above, scanning is performed after each of the red, green, and blue laser beams has taken an optical path in the region on the scanning unit 2 before being combined with the other laser beams. By configuring to advance toward the mirror 3, it is possible to obtain the scanning optical system 20 that is further downsized than the above embodiment. The scanning optical system 20 has an outer size of about 18 mm × about 24 mm in a plan view (see FIG. 6) and a thickness of about 7 mm.

また、本実施形態の変形例では、小型のＣＡＮパッケージの緑色半導体レーザを、緑色のレーザ光の生成手段（レーザ光源部１ａ−Ｇ）として用いることによって、走査光学系２０の小型化を容易に図ることができる。また、緑色のレーザ光の生成手段（レーザ光源部１ａ−Ｇ）が小さくなるので、その分、光学部品の配置の自由度が増し、より小型になるように光路を取り回すことも可能となる。 Further, in the modification of the present embodiment, the scanning optical system 20 can be easily downsized by using a green semiconductor laser of a small CAN package as a green laser light generation unit (laser light source unit 1a-G). Can be planned. In addition, since the green laser light generating means (laser light source unit 1a-G) is reduced, the degree of freedom of arrangement of optical components is increased correspondingly, and the optical path can be routed so as to be smaller. .

この変形例のその他の効果は、上記実施形態と同様である。 Other effects of this modification are the same as those of the above embodiment.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記実施形態では、携帯電話やＰＤＡなどのモバイル端末にプロジェクタを搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、モバイル端末以外の装置にプロジェクタを搭載するようにしてもよい。また、プロジェクタ単体で使用可能となるように構成してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where the projector is mounted on a mobile terminal such as a mobile phone or a PDA has been described. However, the present invention is not limited to this, and the projector may be mounted on a device other than the mobile terminal. Further, the projector may be configured so that it can be used alone.

また、上記実施形態では、複数のレーザ光のうちの２つ以上のレーザ光が、他のレーザ光と合成する前に走査部上の領域に光路をとるように構成しているが、本発明はこれに限らず、複数のレーザ光のうちの１つのレーザ光のみが、他のレーザ光と合成する前に走査部上の領域に光路をとるように構成してもよい。 In the above embodiment, two or more of the plurality of laser beams are configured to take an optical path in a region on the scanning unit before being combined with other laser beams. However, the present invention is not limited to this, and only one of the plurality of laser beams may be configured to take an optical path in a region on the scanning unit before being combined with other laser beams.

また、上記実施形態では、図２または図６に示した状態となるように光学部品を配置したが、本発明はこれに限らず、光学部品の配置位置や使用個数は用途に応じて変更可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the optical component was arrange | positioned so that it might be in the state shown in FIG. 2 or FIG. 6, this invention is not limited to this, The arrangement position and the number of use of an optical component can be changed according to a use. It is.

また、上記実施形態では、走査部に圧電素子を組み込み、その圧電素子を利用して走査ミラーを駆動するようにしたが、本発明はこれに限らず、走査ミラーの駆動手段としてはどのようなものであってもよい。ただし、圧電素子を用いた方が走査部の薄型化を図り易い。 In the above embodiment, a piezoelectric element is incorporated in the scanning unit, and the scanning mirror is driven using the piezoelectric element. However, the present invention is not limited to this, and any means for driving the scanning mirror can be used. It may be a thing. However, the use of a piezoelectric element makes it easier to reduce the thickness of the scanning unit.

また、上記実施形態では、合成後のレーザ光を投射ミラーで反射することにより走査ミラーに入射させるようにしたが、本発明はこれに限らず、投射ミラーを省略し、その投射ミラーが位置していた領域に走査ミラーを配置するようにしてもよい。なお、この場合には、赤色、緑色および青色のレーザ光が、走査ミラーに入射するまでに３回ずつ反射されることになる。 In the above embodiment, the combined laser beam is reflected by the projection mirror to be incident on the scanning mirror. However, the present invention is not limited to this, and the projection mirror is omitted, and the projection mirror is positioned. You may make it arrange | position a scanning mirror in the area | region which had been. In this case, red, green and blue laser beams are reflected three times each before entering the scanning mirror.

１、１−Ｒ、１−Ｇ、１−Ｂ、１ａ１ａ−Ｇレーザ光源部
２走査部
３走査ミラー
３ａ反射面
５ａ圧電素子
１０、２０走査光学系
４１投影面
１００プロジェクタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1-R, 1-G, 1-B, 1a 1a-G Laser light source part 2 Scanning part 3 Scanning mirror 3a Reflecting surface 5a Piezoelectric element 10, 20 Scanning optical system 41 Projection surface 100 Projector

Claims

A laser light source unit that emits a plurality of laser beams;
A scanning mirror that reflects the plurality of laser beams toward a projection surface, and a scanning unit that scans the plurality of laser beams by changing an inclination of the scanning mirror;
The scanning unit is connected to the scanning mirror, a driving unit that drives the scanning mirror at a peripheral edge of the scanning mirror, and an outer edge of the scanning unit that is connected to the driving unit at a peripheral edge of the driving unit. And a flat shape in the direction in which the reflection surface of the scanning mirror in the non-driven state spreads,
At least one laser beam of the plurality of laser beams has taken an optical path at least once in a region overlapping with the scanning unit when viewed from the thickness direction of the flat shape before being combined with other laser beams. A scanning optical system configured to travel toward the scanning mirror later.

2. The scanning optical system according to claim 1, wherein at least one of the plurality of laser beams is configured to be incident on the scanning mirror after being reflected three or more times.

The scanning unit is configured by a micro electro mechanical system incorporating the scanning mirror, and the scanning mirror incorporated in the micro electro mechanical system is rotatable about two axes orthogonal to each other. The scanning optical system according to claim 1, wherein the scanning optical system is a scanning optical system.

The scanning optical system according to claim 3, wherein the scanning mirror is driven using a piezoelectric element.

The scanning optical system according to claim 1, wherein an emission direction of the laser light source unit is parallel to a reflection surface of the scanning mirror in a non-driven state.

6. The scanning optical system according to claim 1, wherein at least one of the plurality of laser beams is generated by a semiconductor laser.

A projector comprising the scanning optical system according to claim 1.