CN101874221A - 光学扫描装置和图像输出设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止装置尺寸的不利增加的光学扫描装置。转移光学系统(17)包括至少凹面镜(19)和(20)。进而，转移光学系统(17)允许被扫描镜(16)扫描的光束至少经由凹面镜(19)和(20)而再次进入扫描镜。然后，扫描镜(16)扫描并且将经由凹面镜(19)和(20)接收的激光束射出到投影面。

Description

光学扫描装置和图像输出设备

技术领域

本发明涉及光学扫描装置和图像输出设备，这两者均允许光束多次地进入扫描镜以增加扫描角度。

背景技术

在被用于图像输出设备例如激光打印机、复印机或者传真机的光学扫描装置方面，用于增加扫描角度的技术已被提出或者投入实际使用。

这些技术包括在专利文献1中描述的光学扫描装置。图1是示出光学扫描装置的构造的图。

在图1中，转移光学系统包括具有指向扫描镜651的反射面的凹面镜671，和位于凹面镜671和扫描镜651之间的透镜672。由扫描镜651扫描的光束经由透镜672而被引导到凹面镜671。此外，被凹面镜671折返的光束经由透镜672而被引导到扫描镜651。因此，光束再次被扫描镜651扫描，并且所产生的光束被朝向扫描目标表面射出。结果，射出光束的扫描角度增加。

专利文献1：JP2005-62358A

发明内容

本发明所要解决的问题

在于专利文献1中描述的光学扫描装置中，由扫描镜651扫描的光束经由透镜672而被凹面镜671折返。这增加了从扫描镜651到在其上折返光束的折叠面的距离。例如，从扫描镜651到折叠面的距离大约是透镜焦距的四倍长。

因此，装置尺寸不利地增加。

因此，本发明的目的是提供光学扫描装置和图像输出设备，这两者均允许上述装置尺寸的不利增加得以防止。

用于解决问题的方案

根据本发明的光学扫描装置包括被构造为反射并且扫描入射光束的扫描镜，和被构造为接收被扫描镜扫描的光束并且允许光束再次进入扫描镜的转移光学系统。进而，该转移光学系统包括至少第一凹面镜和第二凹面镜，并且允许被扫描镜扫描的光束至少经由第一凹面镜和第二凹面镜而进入扫描镜。扫描镜扫描并且将经由第一凹面镜和第二凹面镜接收的光束射出到投影面。

进而，根据本发明的图像输出设备包括上述光学扫描装置，和被构造为根据图像信号允许光束进入光学扫描装置的图像信号输出装置。

本发明的优点

本发明使得装置能够被小型化。

附图说明

图1是示出相关光学扫描装置的构造的图；

图2是示出根据第一示例性实施例的显示系统的构造的图；

图3是示出根据第一示例性实施例的转移光学系统的构造的概略图；

图4是沿着X方向观察到的、根据第一示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图5是沿着Z方向观察到的、根据第一示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图6是示意仅仅沿着X方向具有屈光力的凹面镜的图；

图7是示出包括仅仅沿着X方向具有屈光力的凹面镜的转移光学系统的构造的图；

图8是示出成像设备的构造的图；

图9是示出根据第二示例性实施例的显示系统的构造的图；

图10是示出根据第二示例性实施例的转移光学系统的构造的概略图；

图11是沿着X方向观察到的、根据第二示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图12是沿着Z方向观察到的、根据第二示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图13是示出根据第三示例性实施例的显示系统的构造的图；

图14是示出根据第三示例性实施例的转移光学系统的构造的概略图；

图15是沿着X方向观察到的、根据第三示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图16是沿着Z方向观察到的、根据第三示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图17是示出被与反射镜集成的转移光学系统的构造的图；

图18是示出根据第四示例性实施例的显示系统的构造的图；

图19是示出根据第四示例性实施例的转移光学系统的构造的概略图；

图20是沿着X方向观察到的、根据第四示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图21是沿着Z方向观察到的、根据第四示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图22是示出根据第五示例性实施例的显示系统的构造的图；

图23是示出根据第五示例性实施例的转移光学系统的构造的概略图；

图24是沿着X方向观察到的、根据第五示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图25是沿着Z方向观察到的、根据第五示例性实施例的转移光学系统的构造的图；

图26是示出根据第六示例性实施例的显示系统的构造的图；

图27是示出根据第六示例性实施例的转移光学系统的构造的概略图；

图28是沿着X方向观察到的、根据第六示例性实施例的转移光学系统的构造的图；并且

图29是沿着Z方向观察到的、根据第六示例性实施例的转移光学系统的构造的图。

具体实施方式

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例。在以下说明中，带有相同功能的构件在所有的附图中由相同的参考数字表示。可省略这些构件的说明。

(第一示例性实施例)

图2是示出根据第一示例性实施例的显示系统的构造的图。

在图2中，显示系统100包括图像投影设备1和屏幕101。

图像投影设备1在屏幕101上投影图像。图像投影设备是图像输出设备的一个实例。

图像投影设备1包括图像信号输出装置2和光学扫描装置3。

图像信号输出装置2允许激光束根据输入图像信号而进入光学扫描装置3。具体地，图像信号输出装置2包括激光源4到6、准直器7到9、调制器10到12、反射镜13和二向色镜14和15。

激光源4到6根据输入图像信号射出具有用于例如红色(R：620nm)、绿色(G：530nm)和蓝色(B：470nm)的不同波长的激光束。

准直器7到9将由各个激光源4到6射出的激光束准直成具有所期直径的平行光束。

调制器10到12根据输入调制信号调制由各个准直器7到9准直的激光束的强度。

反射镜13完全地反射由调制器10调制的激光束。进而，二向色镜14透射被反射镜13反射的激光束，而完全地反射被调制器11调制的激光束。而且，二向色镜15透射被反射镜13和二向色镜14反射的激光束，而完全地反射被调制器12调制的激光束。

这里，激光源4到6、准直器7到9、调制器10到12、反射镜13以及二向色镜14和15被如此布置，使得被反射镜13和二向色镜14和15反射的激光束在同一轴线上被复合到一起并且使得所产生的光束进入光学扫描装置3。

光学扫描装置3扫描从图像信号输出装置2接收的激光束，并且在屏幕101上投影扫描的激光束。具体地，光学扫描装置3包括扫描镜16、转移光学系统17和扫描镜18。

扫描镜16围绕预设第一旋转轴线往复地旋转以反射进入的光束，因此沿着第一扫描方向(主要扫描方向)扫描光束。在图2中，第一扫描方向是Y方向。

例如，扫描镜16扫描并且将从图像信号输出装置2接收的激光束射出到转移光学系统17。进而，扫描镜16扫描并且将从转移光学系统17接收的光束射出到扫描镜18。

被扫描镜16扫描的光束进入转移光学系统17。进而，转移光学系统17允许入射光束再次进入扫描镜17。

扫描镜18围绕不同于扫描镜16的旋转轴线的第二旋转轴线往复地旋转。扫描镜18因此沿着不同于第一扫描方向的第二扫描方向(次扫描方向)扫描从扫描镜16接收的激光束，以将所产生的激光束射出到屏幕101。第二扫描方向是Z方向。进而，在扫描镜18上的从扫描镜16接收的激光束入射在其上的入射面是投影面的实例。

因此，在屏幕101上以二维方式投影具有不同波长并且具有调制强度的三个激光束以形成图像。

现在，将描述转移光学系统17。

图3是示出转移光学系统的构造的概略图。

在图3中，转移光学系统17包括具有至少两个凹面镜的多个镜。

进而，转移光学系统17允许被扫描镜16扫描的光束经由该多个镜再次进入扫描镜16。扫描镜16然后扫描并且将经由该多个镜接收的光束射出到扫描镜18。

具体地，转移光学系统17的该多个镜包括凹面镜19和20和反射镜21。凹面镜19是第一凹面镜的实例，并且凹面镜20是第二凹面镜的实例。

凹面镜19反射被扫描镜16扫描的光束从而光束进入凹面镜20。凹面镜20反射从凹面镜19接收的光束从而光束进入反射镜21。随后，反射镜21反射从凹面镜20接收的光束从而光束进入凹面镜20。凹面镜20反射从反射镜21接收的光束从而光束进入凹面镜19。凹面镜19反射从凹面镜20接收的光束从而光束进入扫描镜16。扫描镜16扫描并且将从凹面镜19接收的光束射出到扫描镜18。

因此，能够增加扫描镜16的扫描角度而不使用透镜。

现在，将在下面详细地描述转移光学系统17的构造。

关于具有凹面镜19和20的光学系统，激光束在扫描镜16上的入射位置和激光束在反射镜21上的入射位置是共轭的。

如果经由光学系统将从物体上的点(物点)射出的光束形成为在与物点相应的图像平面上的点(像点)处的图像，则在物点和像点之间的关系被称为是共轭的。这里，共轭不需要是精确的而是必须仅仅满足所需精度。

为了共轭化激光束在扫描镜16上的入射位置和激光束在反射镜21上的入射位置，可以例如如下地构造转移光学系统17。在下面的说明中，凹面镜19的焦距被定义为f0。凹面镜20的焦距被定义为f1。

首先，在扫描镜16和凹面镜19之间的光路长度等于凹面镜19的焦距f0。在凹面镜19和20之间的光路长度等于凹面镜19的焦距f0和凹面镜20的焦距f1的和(f0+f1)。在凹面镜20和反射镜21之间的光路长度等于凹面镜20的焦距f1。

进而，当沿着连接入射光束D1在扫描镜16上的入射位置与凹面镜19的中心的线从扫描镜16传播到凹面镜19中的光束被从凹面镜19的中心反射时，光束被从凹面镜20的中心反射。此后，光束被反射镜21反射，然后被从凹面镜20的中心反射，然后被从凹面镜19的中心反射，并且返回到在扫描镜16上的入射位置。

因此，激光束在扫描镜16上的入射位置是与激光束在反射镜21上的入射位置共轭的。

具体地，可以如图4和图5所示地构造转移光学系统17。这里，图4是沿着X方向观察到的转移光学系统17的图。进而，图5是沿着Z方向观察到的转移光学系统17的图。

首先，将参考图4描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的构造。在扫描镜16的法线E1和进入扫描镜16的入射光束D1之间的角度被定义为θi。而且，在扫描镜16的法线E1和被扫描镜16射出到扫描镜18的射出光束D8之间的角度被定义为θo。

在扫描镜16的法线E1和连接扫描镜16的中心与凹面镜19的中心的线E2之间的角度是(θo-θi)/2。进而，在扫描镜16的中心和凹面镜19的中心之间的距离是f0。而且，在凹面镜19的法线E3和连接扫描镜16的中心与凹面镜19的中心的线E2之间的角度是(θo-θi)/2。

进而，在凹面镜19的法线E3和连接凹面镜19的中心与凹面镜20的中心的线E4之间的角度是(θo-θi)/2。另外地，在凹面镜19的中心和凹面镜20的中心之间的距离是(f0+f1)。而且，在凹面镜20的法线E5和连接凹面镜19的中心与凹面镜20的中心的线E4之间的角度是(θo-θi)/2。

进而，在凹面镜20的法线E5和连接凹面镜20的中心与反射镜21的中心的线E6之间的角度是(θo-θi)/2。另外地，在凹面镜20的中心和反射镜21的中心之间的距离是f1。

而且，在反射镜21的法线E7和连接凹面镜20的中心与反射镜21的中心的线E6之间的角度是零度。

现在，将参考图5描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的构造。

通过由扫描镜16以最大扫描角度±φi扫描入射光束D1而产生的光束被分别地定义为D2和D2′。

在连接扫描镜16的中心与凹面镜19的中心的线E2和在光束D2和D2′之间的中心线之间的角度是零度。进而，在凹面镜19的法线E3和在光束D2和D2′之间的中心线之间的角度是零度。

进而，在凹面镜19的法线E3和连接凹面镜19的中心与凹面镜20的中心的线E4之间的角度是零度。

另外地，在凹面镜20的法线E5和连接凹面镜19的中心与凹面镜20的中心的线E4之间的角度是零度。

进而，在凹面镜20的法线E5和连接凹面镜20的中心与反射镜21的中心的线E6之间的角度是零度。

在反射镜21的法线E7和连接凹面镜20的中心与反射镜21的中心的线E6之间的角度是零度。

(操作说明)

首先，将参考图4描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的操作。

入射光束D1与扫描镜16的法线E1成角度θi地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2与凹面镜19的法线E3成角度θi地进入凹面镜19。

然后，光束D2被凹面镜19反射，并且所产生的光束D3被聚焦在焦平面22上从而具有最小直径。此后，光束D3与凹面镜20的法线E5成角度(θo-θi)/2地进入凹面镜20。焦平面22位于沿着在凹面镜19和20之间的光路距凹面镜19的距离f0处。

此后，光束D3被凹面镜20反射，并且所产生的光束D4进入反射镜21。然后，光束D4被凹面镜20准直成平行光。

进而，光束D4被反射镜21反射，并且所产生的光束D5进入凹面镜20。

然后，光束D5被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6被聚焦在焦平面22上从而具有最小直径。此后，光束D6与凹面镜19的法线E3成角度(θo-θi)/2地进入凹面镜19。焦平面22位于沿着在凹面镜20和19之间的光路距凹面镜20距离f1处。

随后，光束D6被凹面镜19反射，并且所产生的光束D7与扫描镜16的法线E1成角度θo地进入扫描镜16。然后，光束D7被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

然后，光束D7被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8与扫描镜16的法线E1成角度θo地被射出到扫描镜18。

现在，将参考图5描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的操作。

由于扫描镜16的最大偏转而产生的法线被分别地定义为E1和E1′。进而，在入射光束D1和扫描镜16的法线E1之间的角度被定义为φs。在入射光束D1和扫描镜16的法线E1′之间的角度被定义为φs′。

首先，将描述其中扫描镜16具有法线E1的情形。

在此情形中，入射光束D1与扫描镜16的法线E1成角度φs地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2与凹面镜19的法线E3成角度φi地进入凹面镜19。

然后，光束D2被凹面镜19反射，并且所产生的光束D3被聚焦在焦平面22上从而具有最小直径。此后，光束D3与凹面镜20的法线E5成零度地进入凹面镜20。

此后，光束D3被凹面镜20反射，并且所产生的光束D4进入反射镜21。然后，光束D4被凹面镜20准直成平行光。

进而，光束D4被反射镜21反射，并且所产生的光束D5进入凹面镜20。

而且，光束D5被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6被聚焦在焦平面22上从而具有最小直径。此后，光束D6与凹面镜19的法线E3成零度地进入凹面镜19。

随后，光束D6被凹面镜19反射，并且所产生的光束D7与扫描镜16的法线E1成角度(φs-2φi)地进入扫描镜16。然后，光束D7被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

然后，光束D7被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8与扫描镜16的法线E1成角度(φs-2φi)地被射出到扫描镜18。因此，光束D8被与入射光束D1成角度2φi地射出。

现在，将描述其中扫描镜16具有法线E1′的情形。

在此情形中，入射光束D1与扫描镜16的法线E1′成角度φs′地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2′与凹面镜19的法线E3成角度φi地进入凹面镜19。

然后，光束D2′被凹面镜19反射，并且所产生的光束D3′被聚焦在焦平面22上从而具有最小直径。此后，光束D3′与凹面镜20的法线E5成零度地进入凹面镜20。

此后，光束D3′被凹面镜20反射，并且所产生的光束D4′进入反射镜21。然后，光束D4′被凹面镜20准直成平行光。

进而，入射光束D4′被反射镜21反射，并且所产生的光束D5′进入凹面镜20。

而且，光束D5′被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6′在焦平面22上聚焦从而具有最小直径。此后，光束D6′与凹面镜19的法线E3成零度地进入凹面镜19。

随后，光束D6′被凹面镜19反射，并且所产生的光束D7′与扫描镜16的法线E1成角度(φs′+2φi)地进入扫描镜16。然后，光束D7′被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

然后，光束D7′被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8′被与扫描镜16的法线E1成角度(φs′+2φi)地射出。

因此，光束D8′被与入射光束D1成角度-2φi地射出。进而，如上所述，光束D8被与入射光束D1成角度2φi地射出。因此，在光束D8和D8′之间的角度是4φi。因此，扫描镜16的扫描角度能够被转移光学系统17加倍。

现在，将描述根据示例性实施例的显示系统的构造的另一实例。

凹面镜19和20中的每一个均沿着X和Z这两个方向具有屈光力。然而，将描述其中凹面镜19和20中的每一个仅仅沿着X方向具有屈光力的在以下描述的构造的实例中的方面。X方向沿着置于凹面镜19和20上的扫描镜16的扫描线延伸。

图6是示意仅仅沿着X方向具有屈光力的凹面镜的图。

这里，将利用实例描述凹面镜19。图6示出置于凹面镜19上的扫描镜16的扫描线501和502。扫描线501对应于从扫描镜16接收的激光束。扫描线502对应于从凹面镜20接收的激光束。

当沿着X和Z这两个方向具有屈光力时，凹面镜19能够被成形为球面。在此情形中，如沿着Y方向观察到地，凹面镜19形成具有与置于凹面镜19上的扫描镜16的扫描线相应的弦的圆，如在图6(a)中所示。

在另一方面，当仅仅沿着X方向具有屈光力时，凹面镜19能够被成形为柱体状。在此情形中，如沿着Y方向观察到地，凹面镜19形成具有与置于凹面镜19上的扫描镜16的扫描线相应的边的矩形，如在图6(b)中所示。

该矩形小于具有与扫描线相应的弦的该圆。因此，能够使得仅仅沿着X方向具有屈光力的凹面镜19小于沿着X和Z这两个方向具有屈光力的凹面镜19。

而且，如在图6(c)中所示，减小在扫描线501和502之间的距离使得能够减小凹面镜19沿着Z方向的尺寸。因此，凹形表面能够被进一步小型化。

图7是示出包括仅仅沿着X方向具有屈光力的凹面镜19和20的转移光学系统17的构造的图。具体地，图7是沿着X方向观察到的转移光学系统17的构造的图。

在图7中，凹面镜19在YZ平面中具有仰角从而允许从扫描镜16接收的光束D2进入凹面镜20并且允许从凹面镜20接收的光束D6进入扫描镜16。

进而，凹面镜20在YZ平面中具有仰角从而允许从凹面镜19接收的光束D3进入反射镜21并且允许从反射镜21接收的光束D5进入凹面镜19。

进而，在该示例性实施例中，已经作为图像输出设备示意出图像投影设备1。然而，图像输出设备不限于图像投影设备而是可以被适当地改变。例如，图像输出设备可以是成像设备例如打印机、复印机或者传真机。

图8是示出成像设备的构造的图。

在图8中，成像设备102包括图像信号输出装置2A、光学扫描装置3A、fθ透镜23和光敏部件24。图像信号输出装置2A包括激光源4、准直器7、调制器10和反射镜13。而且，光学扫描装置3A包括扫描镜16和转移光学系统17。

扫描镜16扫描并且将从图像信号输出装置2A接收的激光束射出到转移光学系统17。进而，扫描镜16扫描并且经由fθ透镜23将从转移光学系统17接收的光束射出到光敏部件24。在光敏部件24上的从扫描镜16接收的激光束入射在其上的入射面是投影面的实例。

(本发明的效果)

根据该示例性实施例，转移光学系统17包括至少凹面镜19和20。进而，转移光学系统17允许被扫描镜16扫描的光束至少经由凹面镜19和20再次进入扫描镜。然后，扫描镜16扫描并且将经由凹面镜19和20接收的激光束射出到投影面。

在此情形中，被扫描镜16扫描的激光束至少经由凹面镜19和20进入扫描镜16。进而，已经至少经由凹面镜19和20进入扫描镜16的激光束被扫描镜16扫描和射出。

因此，能够允许被扫描镜16扫描的光束再次进入扫描镜16而无需透镜。这使得被以第一扫描角度扫描的激光束能够被以大于第一扫描角度的第二扫描角度射出而无需透镜。因此，该装置能够被小型化。

进而，因为透镜不是必要的，所以这使得能够使用例如MEMS(微型机电系统)而容易地生产光学扫描装置3。

而且，因为透镜不是必要的，所以这使得可能的色差能够得以抑制。因此，例如，当光学扫描装置3被用于图像输出设备时，在图像中的可能的色偏差能够得以抑制。

进而，在该示例性实施例中，凹面镜19反射被扫描镜16扫描的激光束从而激光束进入凹面镜20。另外地，凹面镜19反射从凹面镜20接收的激光束从而激光束进入扫描镜16。而且，凹面镜20反射从凹面镜19接收的激光束从而激光束进入反射镜21。另外，凹面镜20反射从反射镜21接收的激光束从而激光束进入凹面镜19。然后，反射镜21反射从凹面镜20接收的激光束从而激光束进入凹面镜20。

在此情形中，被扫描镜16扫描的激光束被凹面镜19反射，然后被凹面镜20反射，并且进一步被反射镜21反射。然后，被反射镜21反射的激光束被凹面镜20反射，并且然后被凹面镜19反射，并且随后进入扫描镜16。

因此，能够使得光学扫描装置的尺寸(沿着Y方向的长度)小于在凹面镜19和20之间的光路长度。

例如，在相关技术中，光学扫描装置的尺寸(从扫描镜651到折返面的距离)为透镜672的焦距的大约四倍大。在该示例性实施例中，光学扫描装置的尺寸能够被设为等于或者小于凹面镜19和20的焦距的和(f0+f1)。

进而，在该示例性实施例中，凹面镜19和20中的每一个均仅仅沿沿着置于凹面镜上的扫描镜16的扫描线的方向(X方向)具有屈光力。

在此情形中，凹面镜19和20中的每一个能够被成形为柱体状并且因此被小型化。

进而，在本实施例中，激光束在扫描镜16上的入射位置与激光束在反射镜21上的入射位置是共轭的。

在此情形中，在扫描镜16上的特定位置处扫描的激光束在特定位置处进入反射镜21。进而，在反射镜21上的特定位置处扫描的激光束在特定位置处进入扫描镜16。

这使得能够减小扫描镜16和反射镜21的反射区域的尺寸，因此使得该装置能够被进一步小型化。

(第二示例性实施例)

图9是示出根据本发明第二示例性实施例的显示系统的构造的图。

在图9中，光学扫描装置3包括扫描镜16和转移光学系统17。

图10是示出根据该示例性实施例的转移光学系统17的构造的概略图。在图10中，转移光学系统17的多个镜包括凹面镜19和20以及扫描镜31。

凹面镜19和20中的每一个均沿着X和Z这两个方向具有屈光力。

扫描镜31反射并且沿着第二扫描方向扫描从凹面镜20接收的激光束。激光束因此进入凹面镜20。扫描镜31是第一反射镜的实例。

进而，激光束在扫描镜16上的入射位置与激光束在扫描镜31上的入射位置是共轭的。

现在，将进一步地详细描述转移光学系统17的构造。

图11是沿着X方向观察到的转移光学系统17的图。进而，图12是沿着Z方向观察到的转移光学系统17的图。

扫描镜31被设于图4和图5所示反射镜21的位置处。因此，关于具有凹面镜19和20的光学系统，激光束在扫描镜16上的入射位置和激光束在扫描镜31上的入射位置是共轭的。

进而，扫描镜31围绕第二旋转轴线往复地旋转以沿着第二扫描方向(Z方向)扫描从凹面镜20接收的激光束。激光束因此进入凹面镜20。

(操作说明)

现在，将描述转移光学系统的操作。

光束D3被凹面镜20反射，并且所产生的光束D4进入扫描镜31。光束D4被扫描镜31扫描并且进入凹面镜20。

通过由扫描镜31以最大扫描角度±φv扫描反射光束D4而产生的激光束被分别地定义为D5和D5′。

光束D5和D5″被凹面镜20反射，并且所产生的各自的光束D6和D6″被聚焦在焦平面22上从而具有最小直径。此后，光束D6和D6″进入凹面镜19。

光束D6和D6″被凹面镜19反射，并且所产生的分别的光束D7和D7″进入扫描镜16。然后，光束D7和D7″被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

然后，光束D7和D7″被扫描镜16反射，并且所产生的各自的光束D8和D8″被射出到屏幕101。

在此情形中，在光束D8和D8″之间的角度2φv对应于沿着第二扫描方向的扫描角度。

(效果说明)

在相关技术中，沿着两个不同方向扫描要求，至少与由扫描镜16提供的扫描线相比，被构造为沿着第二扫描方向扫描被扫描镜16扫描的激光束的第二扫描镜沿着Y方向是更长的。因此，第二扫描镜通常大于扫描镜16。

在该示例性实施例中，扫描镜31反射并且沿着第二扫描方向扫描从凹面镜20接收的激光束，从而激光束进入凹面镜19。进而，激光束在扫描镜16上的入射位置与激光束在扫描镜31上的入射位置是共轭的。

在此情形中，扫描镜31能够在特定位置处反射入射激光束以沿着第二扫描方向扫描激光束。因此，扫描镜31能够被小型化。例如，能够使得扫描镜31的尺寸与扫描镜16的相同。

(第三示例性实施例)

图13是示出根据本发明第三示例性实施例的显示系统的构造的图。

在图13中，光学扫描装置3包括扫描镜16、转移光学系统17和扫描镜18。

图14是示出根据该示例性实施例的转移光学系统17的构造的概略图。在图14中，转移光学系统17的多个镜包括凹面镜19和20以及反射镜21和41。

反射镜41位于在凹面镜19和20之间的光路上。反射镜41是第二反射镜的实例。

这里，凹面镜19和20具有相等的焦距。此时，反射镜41沿着在镜子19和20之间的光路位于距凹面镜19为凹面镜19的焦距处。

凹面镜19允许被扫描镜16扫描的激光束经由反射镜41进入凹面镜20。进而，凹面镜20允许从反射镜21接收的激光束经由反射镜41进入凹面镜19。

现在，将详细描述转移光学系统17的构造。

图15是沿着X方向观察到的转移光学系统17的图。进而，图16是沿着Z方向观察到的转移光学系统17的图。

首先，将参考图15描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的构造。

在凹面镜19的法线E3和连接凹面镜19的中心与反射镜41的中心的线E4a之间的角度是(θo-θi)/2。进而，在凹面镜19的中心和反射镜41的中心之间的距离是f0。而且，在反射镜41的法线E8和连接凹面镜19的中心与反射镜41的中心的线E4a之间的角度是(θo-θi)/2。

进而，在凹面镜20的法线E5和连接凹面镜20的中心与反射镜41的中心的线E4b之间的角度是(θo-θi)/2。另外地，在凹面镜20的中心和反射镜41的中心之间的距离是f0。

现在，将参考图16描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的构造。图16为了方便起见示出凹面镜20和反射镜21和41。然而，实际上，反射镜21和41交迭扫描镜16。凹面镜20交迭凹面镜19。

在凹面镜19的法线E3和连接凹面镜19的中心与反射镜41的中心的线E4a之间的角度是零度。进而，在反射镜41的法线E8和连接凹面镜19的中心与反射镜41的中心的线E4a之间的角度是零度。而且，在凹面镜20的法线E5和连接凹面镜20的中心与反射镜41的中心的线E4b之间的角度是零度。

在该示例性实施例中，凹面镜19和20具有相等的焦距并且因此沿着Z方向共线。因此，凹面镜19和20能够被集成到一起。

进而，在图16中，反射镜21和41被彼此分离但是能够实际上被集成到一起。图17是示出其中反射镜21和41被集成到一起的转移光学系统17的构造的图。

在图17中，反射镜21被与反射镜41集成。进而，反射镜21在YZ平面中具有仰角以反射从凹面镜20接收的激光束从而激光束进入凹面镜20。

(操作说明)

现在，将描述转移光学系统17的操作。

首先，将参考图15描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的操作。

光束D2被凹面镜19反射，并且所产生的光束D3与反射镜41的法线E8成角度(θo-θi)/2地进入反射镜41。光束D3被聚焦在反射镜41上的入射位置处从而具有最小直径。

光束D3被反射镜41反射，并且所产生的光束D3a与凹面镜20的法线E5成角度(θo-θi)/2地进入凹面镜20。

进而，光束D5被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6与反射镜41的法线E8成角度(θo-θi)/2地进入反射镜41。光束D5被聚焦在反射镜41上的入射位置处从而具有最小直径。

光束D6被反射镜41反射，并且所产生的光束D6a与凹面镜19的法线E3成角度(θo-θi)/2地进入凹面镜19。

现在，将参考图16描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的操作。

光束D2被凹面镜19反射，并且所产生的光束D3与反射镜41的法线E8成零度地进入凹面镜20。光束D3被聚焦在反射镜上的入射位置处从而具有最小直径。

光束D3被反射镜41反射，并且所产生的光束D3a与凹面镜20的法线E5成零度地进入凹面镜20。

进而，光束D5被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6与反射镜41的法线成零度地进入反射镜41。光束D6被聚焦在反射镜上的入射位置处从而具有最小直径。

光束D6被反射镜41反射，并且所产生的光束D6a与凹面镜19的法线E3成零度地进入凹面镜19。

(效果说明)

在该示例性实施例中，反射镜41位于在凹面镜19和20之间的光路上。

在此情形中，在凹面镜19和20之间传播的激光束能够被反射镜41折返。这使得光学扫描装置3能够被进一步小型化。

例如，当反射镜41能够沿着光路被设于距凹面镜19为焦距f0的位置处时，光学扫描装置沿着Y方向的长度能够被设为等于或者小于凹面镜19的焦距f0和凹面镜20的焦距f1中的较长的一个。

进而，在该示例性实施例中，凹面镜19和20具有相等的焦距。

在此情形中，凹面镜19和20沿着Z方向共线。进而，反射镜21和41沿着Z方向共线。因此，凹面镜19和20能够被集成到一起。进而，反射镜21和41能够被集成到一起。这使得装置的构造能够得以简化，以允许例如光学扫描装置3的简单调节。

(第四示例性实施例)

图18是示出根据本发明第四示例性实施例的显示系统的构造的图。

在图18中，光学扫描装置3包括扫描镜16、转移光学系统17和扫描镜18。

图19是示出根据该示例性实施例的转移光学系统17的构造的概略图。

在图19中，转移光学系统17的多个镜包括凹面镜19和20以及反射镜21。进而，凹面镜19包括凹面镜51和52。凹面镜20包括凹面镜53和54。

凹面镜51是第三凹面镜的实例。凹面镜52是第四凹面镜的实例。凹面镜53是第五凹面镜的实例。凹面镜54是第六凹面镜的实例。

凹面镜51反射被扫描镜16扫描的激光束从而激光束进入凹面镜53。凹面镜52反射从凹面镜54接收的激光束从而激光束进入扫描镜16。

凹面镜53反射从凹面镜51接收的激光束从而激光束进入反射镜21。凹面镜54反射从反射镜21接收的激光束从而激光束进入凹面镜52。

反射镜21允许从凹面镜53接收的激光束进入凹面镜54。

现在，将详细描述转移光学系统17的构造。

图20是沿着X方向观察到的转移光学系统17的图。进而，图21是沿着Z方向观察到的转移光学系统17的图。

首先，将参考图20描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的构造。

这里，凹面镜51的焦距被定义为f0。凹面镜52的焦距被定义为f3。凹面镜53的焦距被定义为f1。凹面镜54的焦距被定义为f2。

如在第一示例性实施例的情形中，在扫描镜16的法线E1和在扫描镜16上的入射光束D1之间的角度被定义为θi。进而，在扫描镜16的法线E1和来自扫描镜16的射出光束D8之间的角度被定义为θo。

另外地，在扫描镜16的法线E1和连接扫描镜16的中心与凹面镜51的中心的线E2之间的角度被定义为θ2。而且，在扫描镜16的法线E1和连接扫描镜16的中心与凹面镜52的中心的线E12之间的角度被定义为θ12。

在凹面镜51的法线E3和连接扫描镜16的中心与凹面镜51的中心的线E2之间的角度被定义为θ2。在凹面镜54的法线E9和连接凹面镜54的中心与凹面镜52的中心的线E10之间的角度被定义为θ12。

在扫描镜16的中心和凹面镜51的中心之间的距离是f0。

进而，在凹面镜51的法线E3和连接凹面镜51的中心与凹面镜53的中心的线E4之间的角度被定义为θ2。另外地，在凹面镜51的中心和凹面镜53的中心之间的距离是(f0+f1)。另外，在凹面镜53的法线E5和连接凹面镜51的中心与凹面镜53的中心的线E4之间的角度被定义为θ2。

在凹面镜53的法线E5和连接凹面镜53的中心与反射镜21的中心的线E6之间的角度被定义为θ2。另外地，在凹面镜53的中心和反射镜21的中心之间的距离是f1。

反射镜21的法线E7是在连接凹面镜53的中心与反射镜21的中心的线E6和连接反射镜21的中心与凹面镜54的中心的线E8之间的角度的平分线。进而，在反射镜21的中心和凹面镜54的中心之间的距离是f2。

在凹面镜52的中心和凹面镜54的中心之间的距离是(f2+f3)。

在凹面镜52的法线E11和连接凹面镜52的中心与扫描镜16的中心的线E12之间的角度是θ12。另外地，在凹面镜52的中心和扫描镜16的中心之间的距离是f3。

现在，将参考图21描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的构造。

在于光束D2和D2′之间的中心线和连接扫描镜16的中心与凹面镜51的中心的线E2之间的角度是零度。

凹面镜51的法线E3是在连接扫描镜16的中心与凹面镜51的中心的线E2和连接凹面镜51的中心与凹面镜53的中心的线E4之间的角度的平分线。

凹面镜53的法线E5是在连接凹面镜51的中心与凹面镜53的中心的线E4和连接凹面镜53的中心与反射镜21的中心的线E6之间的角度的平分线。

反射镜21的法线E7是在连接凹面镜53的中心与反射镜21的中心的线E6和连接反射镜21的中心与凹面镜54的中心的线E8之间的角度的平分线。

凹面镜54的法线E9是在连接反射镜21的中心与凹面镜54的中心的线E8和连接凹面镜54的中心与凹面镜52的中心的线E10之间的角度的平分线。

凹面镜52的法线E11是在连接凹面镜54的中心与凹面镜52的中心的线E10和连接凹面镜52的中心与扫描镜16的中心的线E12之间的角度的平分线。

(操作说明)

现在，将描述转移光学系统17的操作。

首先，将描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的操作。

入射光束D1与扫描镜16的法线E1成角度θi地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2与凹面镜51的法线E3成角度θi地进入凹面镜51。

然后，光束D2被凹面镜51反射，并且所产生的光束D3被聚焦在焦平面55上从而具有最小直径。此后，光束D与凹面镜53的法线E5成角度θ2地进入凹面镜53。焦平面55沿着在凹面镜51和53之间的光路位于距凹面镜51为距离f0处。

此后，光束D3被凹面镜20反射，并且所产生的光束D4进入反射镜21。然后，光束D4被凹面镜53准直成平行光。

进而，光束D4被反射镜21反射，并且所产生的光束D5进入凹面镜54。

而且，光束D5被凹面镜54反射，并且所产生的光束D6被聚焦在焦平面55上从而具有最小直径。此后，光束D6与凹面镜52的法线E3成角度θ12地进入凹面镜52。焦平面55沿着在凹面镜54和52之间的光路位于距凹面镜54为距离f2处。

随后，光束D6被凹面镜52反射，并且所产生的光束D7与扫描镜16的法线E1成角度θo地进入扫描镜16。然后，光束D7被凹面镜52准直成具有与光束D1的直径f3/f0相等的直径的平行光。

然后，光束D7被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8与扫描镜16的法线E1成角度θo地被射出到扫描镜18。

现在，将描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的操作。

这里，如在第一实施例中的情形，由于扫描镜16的最大偏转引起的扫描镜16的法线被分别地定义为E1和E1′。进而，在入射光束D1和扫描镜16的法线E1之间的角度被定义为φs。在入射光束D 1和扫描镜16的法线E1′之间的角度被定义为φs′。

进而，在连接扫描镜16的中心与凹面镜51的中心的线E2和连接凹面镜52的中心与扫描镜16的中心的的线E12之间的角度被定义为φ12。进而，在连接凹面镜52的中心与扫描镜16的中心的线E12和被凹面镜52反射的光束D7之间的角度被定义为φi′。而且，在连接凹面镜52的中心与扫描镜16的中心的线E12和被凹面镜52反射的光束D7′之间的角度被定义为φi′。

首先，将描述其中扫描镜16具有法线E1的情形。

在此情形中，入射光束D1与扫描镜16的法线E1成角度φs地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2与连接扫描镜16的中心与凹面镜51的中心的线E2成角度φi地进入凹面镜51。

然后，光束D2被凹面镜51反射，并且所产生的光束D3被聚焦在焦平面55上从而具有最小直径。此后，光束D3进入凹面镜53。焦平面55沿着光路位于距凹面镜51为距离f0处。

此后，光束D3被凹面镜53反射，并且所产生的光束D4进入反射镜21。然后，光束D4被凹面镜53准直成平行光。

进而，光束D4被反射镜21反射，并且所产生的光束D5进入凹面镜54。

而且，光束D5被凹面镜54反射，并且所产生的光束D6被聚焦在焦平面55上从而具有最小直径。此后，光束D6进入凹面镜52。焦平面55沿着光路位于距凹面镜52为距离f3处。

随后，光束D6被凹面镜52反射，并且所产生的光束D7与扫描镜16的法线E1成角度(φs-φi-φ12-φi′)地进入扫描镜16。然后，光束D7被凹面镜52准直成具有与光束D1的直径f3/f0相等的直径的平行光。

然后，光束D7被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8与扫描镜16的法线E1成角度(φs-φi-φ12-φi′)地被射出到扫描镜18。因此，光束D8被与入射光束D1成角度(φi+φ12+φi′)地射出。

现在，将描述其中扫描镜16具有法线E1′的情形。

在此情形中，入射光束D1与扫描镜16的法线E1′成角度φs ′地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2′与连接扫描镜16的中心与凹面镜51的中心的线E2成角度φi地进入凹面镜51。

然后，光束D2′被凹面镜51反射，并且所产生的光束D3′被聚焦在焦平面55上从而具有最小直径。此后，光束D3′进入凹面镜53。

此后，光束D3′被凹面镜53反射，并且所产生的光束D4′进入反射镜21。然后，光束D4′被凹面镜53准直成平行光。

进而，光束D4′被反射镜21反射，并且所产生的光束D5′进入凹面镜54。

而且，光束D5′被凹面镜53反射，并且所产生的光束D6′被聚焦在焦平面55上从而具有最小直径。此后，光束D6′与凹面镜52的法线E3成零度地进入凹面镜52。

随后，光束D6′被凹面镜52反射，并且所产生的光束D7′与扫描镜16的法线E1′成角度(φs′+φi-φ12+φi′)地进入扫描镜16。然后，光束D7′被凹面镜52准直成具有与光束D1的直径f3/f0相等的直径的平行光。

然后，光束D7′被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8与扫描镜16的法线E1成角度(φs′+φi-φ12+φi′)地被射出到扫描镜18。

因此，光束D8′被与入射光束D1成角度(-φi+φ12-φi′)地射出。进而，如上所述，光束D8被与入射光束D1成角度(φi+φ12+φi′)地射出。因此，在光束D8和D8′之间的角度是2(φi+φi′)。

在此情形中，假设φi′大于φi，则扫描镜16的扫描角度能够被转移光学系统17至少增加至两倍。因此，能够增加扫描镜16的扫描角度。

例如，如果角度φi和φi′是小的，则φi′几乎等于φi×f0/f3。因此，f0＞f3使得扫描镜16的扫描角度能够增加。

在本实施例中，反射镜41可以被设于在凹面镜19和20之间的光路上。在此情形中，反射镜41可以被置于或者在凹面镜51和53之间的光路上或者在凹面镜54和52之间的光路上。

进而，可以利用扫描镜31替代反射镜21。在此情形中，激光束能够被扫描镜31沿着第二扫描方向扫描。进而，假设激光束在扫描镜16上的入射位置与激光束在扫描镜31上的入射位置是共轭的，则扫描镜31能够在特定位置处反射并且扫描入射激光束。这使得扫描镜31能够被小型化。

(效果说明)

根据该示例性实施例，凹面镜51反射被扫描镜16扫描的激光束从而激光束进入凹面镜53。凹面镜52反射从凹面镜54接收的激光束从而激光束进入扫描镜16。凹面镜53反射从凹面镜51接收的激光束从而激光束进入反射镜21。凹面镜54反射从反射镜21接收的激光束从而激光束进入凹面镜52。反射镜21反射从凹面镜53接收的激光束从而激光束进入凹面镜54。

在此情形中，通过如下构造凹面镜51到54和反射镜21，能够进一步增加扫描镜16的扫描角度：从凹面镜52传播到扫描镜中的光束D7′与连接凹面镜52的中心与扫描镜16的中心的线E12所成的角度φi′大于从扫描镜16传播到凹面镜51中的光束D2与凹面镜51的法线所成的角度φi。

(第五示例性实施例)

图22是示出根据本发明第五示例性实施例的显示系统的构造的图。

在图22中，光学扫描装置3包括扫描镜16和转移光学系统17。

图23是示出根据该示例性实施例的转移光学系统17的构造的概略图。

在图23中，转移光学系统17的多个镜包括凹面镜19和20。

凹面镜19和20允许被扫描镜16扫描的激光束经由凹面镜19和20进入扫描镜16。进而，扫描镜16扫描并且将经由凹面镜19和20接收的激光束射出到扫描镜18。

具体地，凹面镜19反射被扫描镜16扫描的激光束从而激光束进入凹面镜20。进而，凹面镜19反射从凹面镜20接收的激光束从而激光束进入扫描镜16。

凹面镜20反射从凹面镜19接收的激光束从而激光束进入凹面镜19。

进而，关于凹面镜19，激光束在扫描镜16上的入射位置和激光束在凹面镜20上的入射位置是共轭的。

现在，将详细描述转移光学系统17的构造。

图24是沿着X方向观察到的转移光学系统17的图。进而，图25是沿着Z方向观察到的转移光学系统17的图。

首先，将参考图24描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的构造。

如在第一示例性实施例的情形中，在扫描镜16的法线E1和进入扫描镜16的入射光束D1之间的角度被定义为θi。进而，在扫描镜16的法线E1和离开扫描镜16的射出光束D8之间的角度被定义为θo。

进而，在扫描镜16的中心和凹面镜19的中心之间的距离被定义为s0。s0是凹面镜19的焦距f0的两倍。

在扫描镜16的法线E1和连接扫描镜16的中心和凹面镜19的中心的线E2之间的角度是(θo-θi)/2。而且，在凹面镜19的法线E3和连接扫描镜16的中心和凹面镜19的中心的线E2之间的角度是(θo-θi)/2。

在凹面镜20的法线E5和连接凹面镜19的中心和凹面镜20的中心的线E4之间的角度是零度。进而，在凹面镜19的中心和凹面镜20的中心之间的距离是(f0+S1)。距离s1是在凹面镜20和焦平面61之间的距离并且是凹面镜20的焦距f1的两倍。

现在，将参考图25描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的构造。

如在第一示例性实施例的情形，通过由扫描镜16以最大扫描角度±φi扫描入射光束D1而产生的反射光束被分别地定义为D2和D2′。

在连接扫描镜16的中心与凹面镜19的中心的线E2和在光束D2和D2′之间的中心线之间的角度是零度。进而，在于光束D2和D2′与凹面镜19之间的中心线和法线E3之间的角度是零度。

进而，在凹面镜19的法线E3和连接凹面镜19的中心与凹面镜20的中心的线E4之间的角度是零度。

而且，在凹面镜20的法线E5和连接凹面镜19的中心与凹面镜20的中心的线E4之间的角度是零度。

(操作说明)现在，将描述转移光学系统17的操作。

首先，将参考图24描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的操作。

首先，入射光束D1与扫描镜16的法线E1成角度θi地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2与凹面镜19的法线E3成角度θi地进入凹面镜19。

而且，光束D2被凹面镜19反射，并且所产生的光束D3被聚焦在焦平面61上从而具有最小直径。此后，光束D3进入凹面镜20的中心。焦平面61沿着在凹面镜19和20之间的光路位于距凹面镜19为距离f0处。位于距离f0处。

随后，光束D3被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6被聚焦在焦平面61上从而具有最小直径。此后，光束D6进入凹面镜19。焦平面61沿着光学路径位于距凹面镜20为距离s1处。

此后，光束D6被凹面镜19反射，并且所产生的光束D7与扫描镜16的法线E1成角度0o地进入扫描镜16。然后，光束D7被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

然后，光束D7被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8被与扫描镜16的法线成角度θo地射出。

现在，将参考图25描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的操作。

如在第一示例性实施例的情形中，由于扫描镜16的最大偏转而产生的扫描镜16的法线被定义为E1和E1′。由于扫描镜16的最大偏转而产生的扫描镜16的法线被分别地定义为E1和E1′。进而，在入射光束D1和扫描镜16的法线E1之间的角度被定义为φs。在入射光束D1和扫描镜16的法线E1′之间的角度被定义为φs′。

首先，将描述其中扫描镜16具有法线E1的情形。

首先，入射光束D1与扫描镜16的法线E1成角度φs地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2与凹面镜19的法线E3成角度φi地进入凹面镜19。

而且，光束D2被凹面镜19反射，并且所产生的光束D3被聚焦在焦平面61上从而具有最小直径。此后，光束D3进入凹面镜20的中心。

此后，光束D3被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6被聚焦在焦平面61上从而具有最小直径。此后，光束D6进入凹面镜19。

随后，光束D6被凹面镜19反射，并且所产生的光束D7与扫描镜16的法线E1成角度(φs-2φi)地进入扫描镜16。然后，光束D7被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

而且，光束D7被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8被与扫描镜16的法线E1成角度(φs-2φi)地射出。因此，光束D8被与入射光束D1成角度2φi地射出。

现在，将描述其中扫描镜16具有法线E1′的情形。

首先，入射光束D1′与扫描镜16的法线E1′成角度φs′地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2′与凹面镜19的法线E3成角度φi地进入凹面镜19。

而且，光束D2′被凹面镜19反射，并且所产生的光束D3′被聚焦在焦平面61上从而具有最小直径。此后，光束D3′进入凹面镜20的中心。

此后，光束D3′被凹面镜20反射，并且所产生的光束15D6′被聚焦在焦平面61上从而具有最小直径。此后，光束D6′进入凹面镜19。

随后，光束D6′被凹面镜19反射，并且所产生的光束D7′与扫描镜16的法线E1成角度(φs′+2φi)地进入扫描镜16。然后，光束D7被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

然后，光束D7′被扫描镜16反射，并且所产生的光束D8′被与扫描镜16的法线E1成角度(φs′+2φi)地射出。因此，光束D8′被与入射光束D1成角度2φi地射出。进而，如上所述，光束D8′被与入射光束D1成角度2φi地射出。因此，在光束D8和D8′之间的角度是4φi，因此，扫描镜16的扫描角度能够被转移光学系统17增加至两倍。

(效果说明)

根据该示例性实施例，凹面镜19反射被扫描镜16扫描的激光束从而激光束进入凹面镜20。凹面镜19反射从凹面镜20接收的激光束从而激光束进入扫描镜16。凹面镜20反射从凹面镜19接收的激光束36从而激光束进入凹面镜19。

在此情形中，被扫描镜16扫描的激光束被凹面镜19反射并且进一步被凹面镜20反射。被凹面镜20反射的激光束进入被凹面镜19反射的扫描镜16。

因此，能够使得光学扫描装置的尺寸(沿着Y方向的长度)小于在凹面镜19和20之间的光路长度。例如，在该示例性实施例中，光学扫描装置的尺寸能够被设为等于或者小于(f0+2f1)。

进而，该示例性实施例消除了对于反射镜21的需要，因此使得装置构造能够得以简化。这例如使得光学扫描装置3能够进行简单调节。

(第六示例性实施例)

图26是示出根据第六示例性实施例的显示系统的构造的图。

在图26中，光学扫描装置3包括扫描镜16、转移光学系统17和扫描镜18。

图27是示出根据该示例性实施例的转移光学系统17的构造的概略图。

在图27中，转移光学系统17的多个镜包括凹面镜19和20以及反射镜42和43。

反射镜42位于在凹面镜19和20之间的光路上。进而，反射镜43位于在扫描镜16和凹面镜19之间的光路上。反射镜42是第三反射镜的实例。反射镜43是第四反射镜的实例。

具体地，反射镜42沿着光路位于距凹面镜19为凹面镜19的焦距f0处。进而，反射镜43沿着光路位于距扫描镜16为凹面镜19的焦距f0(s0/2)处。

反射镜43反射被扫描镜16扫描的激光束从而激光束进入凹面镜19。进而，反射镜43反射从凹面镜19接收的激光束从而激光束进入扫描镜16。

凹面镜19允许被反射镜43扫描的激光束经由反射镜42进入凹面镜20。进而，凹面镜20允许从反射镜42接收的激光束经由反射镜42进入凹面镜19。

关于凹面镜19，激光束在扫描镜16上的入射位置和激光束在凹面镜20上的入射位置是共轭的。

现在，将详细描述转移光学系统17的构造。

图28是沿着X方向观察到的转移光学系统17的图。进而，图29是沿着Z方向观察到的转移光学系统17的图。

首先，将参考图28描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的构造。

如在第一示例性实施例的情形，在扫描镜16的法线E1和进入扫描镜16的入射光束D1之间的角度被定义为θi。进而，在扫描镜16的法线E1和离开扫描镜16的射出光束D8之间的角度被定义为θo。

进而，在扫描镜16的中心和反射镜43的中心之间的距离被定义为f0(s0/2)。在反射镜43的中心和凹面镜19的中心之间的距离被定义为f0。

在扫描镜16的法线E1和连接扫描镜16的中心与反射镜43的中心的线E2之间的角度是(θo-θi)/2。而且，在反射镜43的法线E8和连接扫描镜16的中心与反射镜43的中心的线E2之间的角度是(θo-θi)/2。

在凹面镜19的法线E3和连接反射镜43的中心与凹面镜19的中心的线E4a之间的角度是(θo-θi)/2。

在反射镜42的法线E7和连接凹面镜19的中心与反射镜42的中心的线E4b之间的角度是(θo-θi)/2。进而，在凹面镜19的中心和反射镜42的中心之间的距离是f0。

在凹面镜20的法线E5和连接反射镜42的中心与凹面镜20的中心的线E4c之间的角度是零度。进而，在反射镜42的中心和凹面镜20的中心之间的距离是s1(2f1)

现在，将参考图28描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的构造。

如在第一实施例的情形，通过由扫描镜16以最大扫描角度±φi扫描入射光束D1而产生的反射光束被分别地定义为D2和D2′。

在连接扫描镜16的中心与反射镜42的中心的线E2和在光束D2和D2′之间的中心线之间的角度是零度。进而，在反射镜43的法线E8和在光束D2和D2′之间的中心线之间的角度是零度。

进而，在反射镜43的法线E8和连接反射镜43的中心与凹面镜19的中心的线E4a之间的角度是零度。

另外地，在凹面镜19的法线E3和连接凹面镜19的中心与反射镜42的中心的线E4b之间的角度是零度。

另外，在反射镜42的法线E7和连接反射镜42的中心与凹面镜20的中心的线E4c之间的角度是零度。

而且，在凹面镜20的法线E5和连接反射镜42的中心与凹面镜20的中心的线E4c之间的角度是零度。

(操作说明)

现在，将参考图28描述转移光学系统17的操作。

首先，将描述沿着X方向观察到的转移光学系统17的操作。

首先，入射光束D1与扫描镜16的法线E1成角度θi地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2与反射镜43的法线E8成角度θi地进入反射镜43。

而且，光束D2被反射镜43反射，并且所产生的光束D3与凹面镜19的法线E3成角度θi地进入凹面镜19。

然后，光束D3被凹面镜19反射，并且所产生的光束D4进入反射镜42。光束D4被聚焦在反射镜42上的入射位置处从而具有最小直径。

然后，光束D4被反射镜42反射，并且所产生的光束D5进入凹面镜20的中心。

随后，光束D5被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6进入反射镜42。光束D6被聚焦在反射镜42上的入射位置处从而具有最小直径。

而且，光束D6被反射镜42反射，并且所产生的光束D7与凹面镜19的法线E3成角度θo地进入凹面镜19。

而且，光束D7被凹面镜19反射，并且所产生的光束D8与反射镜43的法线E8成角度θo地进入反射镜43。然后，光束D8被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

此后，光束D8被反射镜43反射，并且所产生的光束D9与扫描镜16的法线E1成角度θo地进入扫描镜16。

然后，光束D9被扫描镜16反射，并且所产生的光束D10被与扫描镜16的法线E1成角度θo地射出。

现在，将参考图29描述沿着Z方向观察到的转移光学系统17的操作。

如在第一实施例的情形，由于扫描镜16的最大偏转而产生的扫描镜16的法线被定义为E1和E1′。由于扫描镜16的最大偏转而产生的扫描镜16的法线被分别地定义为E1和E1′。进而，在入射光束D1和扫描镜16的法线E1之间的角度被定义为φs。在入射光束D1和扫描镜16的法线E1′之间的角度被定义为φs′。

首先，将描述其中扫描镜16具有法线E1的情形。

首先，入射光束D1与扫描镜16的法线E1成角度φs地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2与反射镜43的法线E8成角度φi地进入反射镜43。

而且，光束D2被反射镜43反射，并且所产生的光束D3与凹面镜19的法线E3成角度φi地进入凹面镜19。

然后，光束D3被凹面镜19反射，并且所产生的光束D4进入反射镜42。光束D4被聚焦在反射镜42的入射位置处从而具有最小直径。

而且，光束D4被反射镜42反射，并且所产生的光束D5进入凹面镜20的中心。

此后，光束D5被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6进入反射镜42。光束D6被聚焦在反射镜42的入射位置处从而具有最小直径。

随后，光束D6被反射镜42反射，并且所产生的光束D7与凹面镜19的法线E3成角度φi地进入凹面镜19。

而且，光束D7被凹面镜19反射，并且所产生的光束D8与反射镜43的法线E8成角度φi地进入反射镜43。然后，光束D8被凹面镜19准直成具有与光束D1相同的直径的平行光。

而且，光束D8被反射镜43反射，并且所产生的光束D9与扫描镜16的法线E1成角度φi地进入扫描镜16。

此后，光束D9被扫描镜16反射，并且所产生的光束D10被与扫描镜16的法线E1成角度(φs-2φi)地射出。因此，光束D10被与入射光束D1成角度2φi地射出。

现在，将描述其中扫描镜16具有法线E1′的情形。

首先，入射光束D1′与扫描镜16的法线E1′成角度φs′地进入扫描镜16。

随后，入射光束D1被扫描镜16反射，并且所产生的光束D2′与反射镜43的法线E8成角度φi地进入反射镜43。

而且，光束D2′被反射镜43反射，并且所产生的光束D3′与凹面镜19的法线E3成角度φi地进入凹面镜19。

而且，光束D3′被凹面镜19反射，并且所产生的光束D4′进入反射镜42。光束D4被聚焦在反射镜42的入射位置处从而具有最小直径。

而且，光束D4′被反射镜42反射，并且所产生的光束D5′进入凹面镜20的中心。

此后，光束D5′被凹面镜20反射，并且所产生的光束D6′进入反射镜42。光束D4被聚焦在反射镜42的入射位置处从而具有最小直径。

随后，光束D6′被反射镜42反射，并且所产生的光束D7′与凹面镜19的法线E3成角度φi地进入凹面镜19。

而且，光束D7′被凹面镜19反射，并且所产生的光束D8′与反射镜43的法线E8成角度φi地进入反射镜43。然后，光束D8′被凹面镜19准直成具有与光束D1′相同的直径的平行光。

而且，光束D8′被反射镜43反射，并且所产生的光束D9′与扫描镜16的法线E1成角度φi地进入扫描镜16。

此后，光束D9′被扫描镜16反射，并且所产生的光束D10′被与扫描镜16的法线E1成角度(φs′-2φi)地射出。因此，光束D10′被与入射光束D1′成角度2φi地射出。

进而，如上所述，光束D10被与入射光束D1成角度2φi地射出。因此，在光束D10和D10′之间的角度是4φi。因此，扫描镜16的扫描角度能够被转移光学系统17增加至两倍。

(效果说明)

在该示例性实施例中，反射镜42位于在凹面镜19和20之间的光路上。进而，反射镜43位于在扫描镜16和凹面镜19之间的光路上。

在此情形中，在凹面镜19和20之间传播的激光束能够被反射镜42折返。进而，在凹面镜19和20之间传播的激光束能够被反射镜43折返。这使得光学扫描装置3能够被进一步小型化。

例如，假设反射镜42沿着光路被设于距凹面镜19为焦距f0的位置处并且反射镜43沿着光路被设于距凹面镜19为焦距f0(S0/2)的位置处。在此情形中，光学扫描装置沿着Y方向的长度能够被设为等于或者小于凹面镜19的焦距f0和凹面镜20的焦距f1的两倍(s1)中的较长的一个。

进而，在本示例性实施例中，反射镜42和43这两者均位于凹面镜19的焦距f0的位置处。在此情形中，反射镜42和43沿着Z方向共线。因此，反射镜42和43能够被集成到一起。因此，装置构造能够得以简化，从而例如使得光学扫描装置3能够进行简单调节。

进而，在该示例性实施例中，如果凹面镜19的焦距f0等于凹面镜20的焦距f1的两倍，则凹面镜19和20沿着Z方向共线。在此情形中，凹面镜19和20能够被集成到一起。因此，装置构造能够得以简化，从而例如使得光学扫描装置3能够进行简单调节。

已经在上面参考示例性实施例描述了本发明。然而，本发明不限于上述示例性实施例。在不脱离本发明的范围的前提下，可以对于本发明的构件和细节做出本领域技术人员能够理解的各种改变。

本申请要求基于在2007年11月28日提交的JP2007-307511A的优先权，并且结合其全部公开内容。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种光学扫描装置，包括：被构造为反射并且扫描入射光束的扫描镜，和被构造为接收被所述扫描镜扫描的光束并且允许光束再次进入所述扫描镜的转移光学系统，所述光学扫描装置的特征在于：

所述转移光学系统包括第一凹面镜、第二凹面镜、第三凹面镜和第四凹面镜、和第一反射镜，

所述第一凹面镜以使得被所述扫描镜扫描的光束进入所述第二凹面镜的方式反射被所述扫描镜扫描的光束，

所述第二凹面镜以使得从所述第一凹面镜接收的光束进入所述第一反射镜的方式反射从所述第一凹面镜接收的光束，

所述第一反射镜允许从所述第二凹面镜接收的光束进入所述第三凹面镜，

所述第三凹面镜以使得从所述第一反射镜接收的光束进入所述第四凹面镜的方式反射从所述第一反射镜接收的光束，

所述第四凹面镜以使得从所述第三凹面镜接收的光束进入所述扫描镜的方式反射从所述第三凹面镜接收的光束，并且

所述扫描镜扫描经由所述第一凹面镜、所述第二凹面镜、所述第三凹面镜和所述第四凹面镜接收的光束并且将经由所述第一凹面镜、所述第二凹面镜、所述第三凹面镜和所述第四凹面镜接收的光束发射到投影面。

2.(删除)

3.(修改后)根据权利要求1所述的光学扫描装置，其中光束在所述扫描镜上的入射位置与光束在所述反射镜上的入射位置是共轭的。

4.(修改后)根据权利要求1或者权利要求3所述的光学扫描装置，其中所述第一凹面镜、所述第二凹面镜、所述第三凹面镜和所述第四凹面镜每一个均仅仅在沿置于所述凹面镜上的所述扫描镜的扫描线的方向上具有屈光力。

5.(修改后)根据权利要求3所述的光学扫描装置，其中所述第一反射镜是被构造为沿着与所述扫描镜的扫描方向不同的方向扫描从所述第二凹面镜接收的光束并且允许光束进入所述第三凹面镜的扫描镜。

6.(删除)

7.(删除)

8.(修改后)一种光学扫描装置，包括：被构造为反射并且扫描入射光束的扫描镜，和被构造为接收被所述扫描镜扫描的光束并且允许光束再次进入所述扫描镜的转移光学系统，所述光学扫描装置的特征在于：

所述转移光学系统包括第一凹面镜和第二凹面镜，

所述第一凹面镜以使得被所述扫描镜扫描的光束进入所述第二凹面镜的方式反射被所述扫描镜扫描的光束，并且以使得从所述第二凹面镜接收的光束进入所述扫描镜的方式反射从所述第二凹面镜接收的光束，并且

所述第二凹面镜以使得从所述第一凹面镜接收的光束进入所述第一凹面镜的方式反射从所述第一凹面镜接收的光束。

9.根据权利要求8所述的光学扫描装置，其中光束在所述扫描镜上的入射位置与光束在所述第二凹面镜上的入射位置是共轭的。

10.根据权利要求8或者权利要求9所述的光学扫描装置，其中所述转移光学系统进一步包括：

位于在所述扫描镜和所述第一凹面镜之间的光路上的第三反射镜；和

位于在所述第一凹面镜和所述第二凹面镜之间的光路上的第四反射镜。

11.(修改后)一种图像输出设备，包括：

根据权利要求1、权利要求3到权利要求5以及权利要求8到权利要求10中任何一项所述的光学扫描装置；和

图像信号输出装置，所述图像信号输出装置被构造为根据图像信号允许光束进入所述光学扫描装置。

Claims (11)

1.一种光学扫描装置，包括：被构造为反射并且扫描入射光束的扫描镜，和被构造为接收被所述扫描镜扫描的光束并且允许光束再次进入所述扫描镜的转移光学系统，所述光学扫描装置的特征在于：

所述转移光学系统包括至少第一凹面镜和第二凹面镜，并且允许被所述扫描镜扫描的光束至少经由所述第一凹面镜和所述第二凹面镜进入所述扫描镜，并且

所述扫描镜扫描经由所述第一凹面镜和所述第二凹面镜接收的光束并且将经由所述第一凹面镜和所述第二凹面镜接收的光束射出到投影面。

2.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其中所述转移光学系统进一步包括第一反射镜，

所述第一凹面镜以使得被所述扫描镜扫描的光束进入所述第二凹面镜的方式反射被所述扫描镜扫描的光束，并且还以使得从所述第二凹面镜接收的光束进入所述扫描镜的方式反射从所述第二凹面镜接收的光束，

所述第二凹面镜以使得从所述第一凹面镜接收的光束进入所述第一反射镜的方式反射从所述第一凹面镜接收的光束，并且以使得从所述第一反射镜接收的光束进入所述第一凹面镜的方式反射从所述第一反射镜接收的光束，并且

所述第一反射镜以使得从所述第二凹面镜接收的光束进入所述第二凹面镜的方式反射从所述第二凹面镜接收的光束。

3.根据权利要求2所述的光学扫描装置，其中光束在所述扫描镜上的入射位置与光束在所述反射镜上的入射位置是共轭的。

4.根据权利要求2或者权利要求3所述的光学扫描装置，其中所述第一凹面镜和所述第二凹面镜每一个均仅仅在沿置于所述凹面镜上的所述扫描镜的扫描线的方向上具有屈光力。

5.根据权利要求3所述的光学扫描装置，其中所述第一反射镜是被构造为沿着与所述扫描镜的扫描方向不同的方向扫描从所述第二凹面镜接收的光束并且将光束反射到所述第二凹面镜的扫描镜。

6.根据权利要求2到权利要求5中任何一项所述的光学扫描装置，其中所述转移光学系统进一步包括位于在所述第一凹面镜和所述第二凹面镜之间的光路上的第二反射镜。

7.根据权利要求2到权利要求6中任何一项所述的光学扫描装置，其中所述第一凹面镜包括：

第三凹面镜，所述第三凹面镜被构造为以使得被所述扫描镜扫描的光束进入所述第二凹面镜的方式反射被所述扫描镜扫描的光束，

第四凹面镜，所述第四凹面镜被构造为以使得从所述第二凹面镜接收的光束进入所述扫描镜的方式反射从所述第二凹面镜接收的光束，

所述第二凹面镜包括：

第五凹面镜，所述第五凹面镜被构造为以使得从所述第一凹面镜接收的光束进入所述反射镜的方式反射从所述第一凹面镜接收的光束；和

第六凹面镜，所述第六凹面镜被构造为以使得从所述反射镜接收的光束进入所述第一凹面镜的方式反射从所述反射镜接收的光束，并且

所述反射镜允许从所述第五凹面镜接收的光束进入所述第六凹面镜。

8.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其中所述第一凹面镜以使得被所述扫描镜扫描的光束进入所述第二凹面镜的方式反射被所述扫描镜扫描的光束，并且还以使得从所述第二凹面镜接收的光束进入所述扫描镜的方式反射从所述第二凹面镜接收的光束，并且

所述第二凹面镜以使得从所述第一凹面镜接收的光束进入所述第一凹面镜的方式反射从所述第一凹面镜接收的光束。

9.根据权利要求8所述的光学扫描装置，其中光束在所述扫描镜上的入射位置与光束在所述第二凹面镜上的入射位置是共轭的。

10.根据权利要求8或者权利要求9所述的光学扫描装置，其中所述转移光学系统进一步包括：

位于在所述扫描镜和所述第一凹面镜之间的光路上的第三反射镜；和

位于在所述第一凹面镜和所述第二凹面镜之间的光路上的第四反射镜。

11.一种图像输出设备，包括：

根据权利要求1到权利要求10中任何一项所述的光学扫描装置；和

图像信号输出装置，所述图像信号输出装置被构造为根据图像信号允许光束进入所述光学扫描装置。

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