CN103257449A - 光扫描装置以及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

以不使不必要的反射光混入图像的显示区域的方式控制其光路的光扫描装置以及图像显示装置。光扫描装置（10）具有可转动地设置反射面（131）的转动镜（13）和透光性盖（12）的密封部（11），透光性盖（12）中的转动镜（13）的相反侧的第一面（121）、透光性盖（12）中的转动镜（13）侧的第二面（122）、和转动范围内中的转动镜（13）的反射面（131）分别相互非平行，设置第一面（121）以及第二面（122），以使向第一面（121）入射的光的一部分在第一面（121）反射而向外部出射的第一反射光（61）、和通过第一面（121）的光的一部分在第二面（122）反射而向外部出射的第二反射光（62）到达与通过第二面（122）的光在反射面（131）反射而向外部出射的第三反射光（63）所形成的图像的投射区域不同的区域。

Description

光扫描装置以及图像显示装置

技术领域

本发明涉及光扫描装置以及图像显示装置，例如恰好地适用于扫描光而显示图像的图像显示装置。

背景技术

以往，提出过使用激光光源使图像透射到屏幕面上的图像显示装置。一般，这样的图像显示装置根据图像信号调制从激光光源发出的光束，利用扫描系装置将调制的光束对屏幕进行二维扫描，根据其残像效应在屏幕上显示基于图像信号的图像。扫描系装置，例如将两个一维地扫描光束的多面镜、电流镜等组合而使用，二维地扫描从激光光源出射的光束。

而且，在近年中，提出了使用MEMS（Micro Electro MechanicalSystems）器件的一种即MEMS镜的图像显示装置。MEMS镜（以下也将其称为转动镜）是通过使镜面二维地反复转动从而二维地扫描光束的微小的转动镜。

在专利文献1公开了在具有转动镜的MEMS框体中安装了透光性的盖子的光调制装置。作为透光性盖，使用例如玻璃板等。在这样的光调制装置中，能够防止异物向MEMS框体内的混入，保护转动镜。

然而，在利用转动镜二维地扫描光束而显示图像的图像显示装置中，已知在显示的图像上发生失真（图像失真）的情况。在专利文献2中，记载了修正这样的图像失真的图像显示装置。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平9-159937号公报

专利文献2：日本特开2006-178346号公报

专利文献3：日本特开2009-69457号公报

专利文献4：日本特开2011-112807号公报

专利文献5：日本特开2011-517626号公报

发明内容

但是，在专利文献1所公开的图像显示装置中，从激光光源发出的光束透过透光性盖时，在透光性盖的外表面（MEMS框体的外侧的面）产生光束的反射光。在透光性盖的外表面与转动镜的反射面平行的情况下，在透光性盖的外表面产生的反射光具有与由转动镜反射而对屏幕等扫描的光相同的角度。这样的情况下，有时在透光性盖的外表面产生的反射光将被投射到屏幕上。其结果是，有在图像显示装置投射的图像上重叠反射光，使画质劣化的问题。

这里，专利文献3~专利文献5中，公开了控制透光性盖的外表面所致的反射光的反射方向，使该反射光不混入屏幕等的图像的投射区域（以下，也将其称为“抑制反射光”）的图像显示装置。

专利文献3记载的图像显示装置中，透光性盖是使盖子的外表面与内表面满足不平行的关系（非平行）的形状，设置为对于处于中立状态的可动性的镜呈非平行。但是，专利文献3所记载的图像显示装置中可知以下状况：盖子相对于处于中立状态的可动性的镜为非平行的，但在镜是可动的情况下，盖子与镜变为平行。在这种情况下，能够抑制盖子的外表面中的反射光。

专利文献4所记载的图像显示装置即MEMS光扫描器中，与盖基板的镜形成基板侧相反的一侧的平面上，形成透射性的成型部，以使与盖基板中的镜形成基板侧的平面呈非平行。但是，专利文献4所记载的图像显示装置中，有时盖基板中的镜形成基板侧的平面与转动镜平行。在这种情况下，不能抑制镜形成基板侧的平面中的反射光。

此外，在专利文献5所记载的图像显示装置中，在盖单元上形成凹部，以使相对于盖基准平面变为非平行。但是，在专利文献5所记载的图像显示装置中，能够控制盖子的外表面中的反射光，但其后，没有考虑在盖子的内表面发生的反射光的抑制。

另外，在专利文献3以及专利文献4所记载的图像显示装置中也没有考虑第二反射光的抑制。盖子的内表面中的反射光混入到了图像的投射区域时，与盖子的外表面中的反射光混入到了图像的投射区域的情况相同，有画质劣化这样的问题。

本发明是考虑了以上的点而完成的，提供一种：能够防止在图像的投射区域混入不必要的反射光，能够防止显示图像的劣化的光扫描装置以及图像显示装置。

为了解决所述问题，在本发明中，在具有设置使反射光的反射面能够转动的转动镜、和将转动镜密封于内部的密封部的光扫描装置中，其特征在于，在向密封部中的转动镜入射光的一侧，设有由透光性的构件构成的透光性盖，设有透光性盖中的转动镜的一侧的相反侧的第一面、设有透光性盖中的转动镜的一侧的第二面、和转动范围内中的该转动镜的反射面分别互相非平行，设置第一面以及第二面以使向第一面入射的光的一部分在第一面反射而向光扫描装置的外部出射的第一反射光、通过第一面的光的一部分在第二面反射而向光扫描装置的外部出射的第二反射光，到达与通过第二面的光在反射面反射而向光扫描装置的外部出射的第三反射光所形成的图像的投射区域的不同区域。

并且在本发明中，在具有出射光的光源部、和反射从光源部出射的光而向着外部的显示装置进行扫描的光扫描部的图像显示装置中，其特征在于，光扫描部具有：将反射光的反射面可转动地设置的转动镜、和将转动镜密封于内部的密封部，在向密封部中的转动镜入射光的一侧，设置由透光性的构件构成的透光性盖，设有透光性盖中的转动镜的一侧的相反侧的第一面、设有透光性盖中的转动镜的一侧的第二面、和转动范围内中的该转动镜的反射面分别互相非平行，设置第一面以及第二面，以使向第一面入射的光的一部分在第一面反射而向光扫描部的外部出射的第一反射光、通过第一面的光的一部分在第二面反射而向光扫描部的外部出射的第二反射光，到达与通过第二面的光在反射面反射而向光扫描部的外部出射的第三反射光所形成图像的投射区域不同的区域。

另外，本发明中的光扫描装置以及图像显示装置中，第一反射光以及第二反射光也可以到达基于第三反射光的图像的投射区域的边界部分。

根据本发明，能够防止在图像的投射区域混入不必要的反射光，实现能防止显示图像画质的下降的光扫描装置以及图像显示装置。

附图说明

图1是示出第一实施方式的含有光扫描部的图像显示装置的整体结构的透视图。

图2是示出与转动镜的转动状态的光束的轨迹的透视图。

图3是示出各种角度的说明图。

图4是示出图像显示装置进行的格子状的图像的显示结果的一例的图。

图5是示出以往的光扫描部的结构例的透视图。

图6是示出以往的图像显示装置进行的格子状的图像的显示结果的一例的图。

图7是示出第2实施方式的光扫描部的结构例的透视图。

图8是示出图像显示装置进行的格子状的图像的显示结果的一例的图。

图9是示出第三实施方式的图像显示装置的结构例的透视图。

图10是示出图像显示装置进行的格子状的图像的显示结果的一例的图。

符号说明

1、2：图像显示装置；10：光扫描部；11：扫描部框体；12：透光性盖；121：第一面（外表面）；122：第二面（内表面）；13、13A、13B、13C：转动镜；131：反射面；20：图像显示装置的框体（显示装置框体）；21：开口部；22：遮光部；30：光源部；31~33：激光光源；34~36：准直透镜；37、38：光合成元件；40：反射镜；50；屏幕；60：光束；61：第一反射光；62：第二反射光；63、63A~63C：第三反射光；70：光扫描部；72：透光性盖；721：外表面；722：内表面；91：扫描部框体；90：以往的光扫描部；92：透光性盖；921：外表面；922：内表面。

具体实施方式

（1）第一实施方式

在图1中，1作为整体示出第一实施方式的包含光扫描部10的图像显示装置。图像显示装置1构成为在形成其外廓的图像显示装置的框体（以下，将其称为显示装置框体）20的内部具备光源部30、反射镜40以及光扫描部10。显示装置框体20具有用于使光扫描部10在屏幕50等上扫描的光通过的开口部21。

首先，说明光源部30。光源部30具备：第一激光光源31、第二激光光源32、第三激光光源33、第一准直透镜34、第二准直透镜35、第三准直透镜36、第一光合成元件37、以及第二光合成元件38。

第一激光光源31例如由出射520nm带的绿色（Green）光束的半导体激光器构成。从第一激光光源31出射的绿色光束，在准直透镜34中被变换为平行光束或弱收敛光束。另外，作为第一激光光源31，能够应用使用了二次谐波的SHG激光光源。

此外，第二激光光源32例如由出射640nm带的红色（Red）光束的半导体激光器构成。从第二激光光源32出射的红色光束在准直透镜35中被变换为平行光束或弱收敛光束。

进而，第三激光光源33例如由出射455nm带的蓝色（Blue）光束的半导体激光器构成。从第三激光光源33出射的蓝色光束在准直透镜36中被变换为平行光束或弱收敛光束。

第一光合成元件37例如由透射绿色光束并反射红色光束的波长选择性镜构成。第一光合成元件37进行调整以使绿色光束和红色光束的光轴大致一致。

第二光合成元件38例如由透射绿色光束以及红色光束并反射蓝色光束的波长选择性镜构成。第二光合成元件38进行调整以使蓝色光束、绿色光束以及红色光束的光轴大致一致。

从第一~第三激光光源31~33出射的光束，由于通过第一光合成元件37以及第二光合成元件38而变为各自的光轴大致一致的光束60。以下，省略变为从第一~第三激光光源31~33出射光束而光轴大致一致的光束60的过程，并记述为“从光源部30向反射镜40出射光束60”。

另外，使用了第一~第三激光光源31~33的光源部30是构成图像显示装置1的光源部30的一例，并不限定于此。

反射镜40是反射从光源部30出射的光束60的镜。从光源部30出射而在反射镜40反射的光束60变为向着光扫描部10的入射光。

接下来，说明光扫描部10。

光扫描部10例如是MEMS框体。如图1所示，光扫描部10是由扫描部框体11和与其接合的透光性盖12在内部形成空间的密封构造。在该密封构造的内部，可转动地固定转动镜13。

转动镜13例如由MEMS镜实现，能够从中立状态以预定的角度转动。图1示出了中立状态的转动镜13。转动镜13具备将从光源部30出射的光束60向屏幕50方向反射的反射面131。转动镜13通过转动来调整光束60的反射方向，使之对屏幕50二维地扫描，由于残像效应而在屏幕50上显示图像。

另外，转动镜13例如被MEMS镜扫描器（未图示）控制驱动速度、旋转角，但为了简化说明，记述为“转动镜13转动”。此外，转动镜13例如通过扇动方向以及旋转方向的动作实现二维的扫描。以下，为了简化说明，仅说明扇动方向的情况，但不是要对转动镜13进行旋转方向的动作进行限定。

透光性盖12是由玻璃板等透光性的材料构成的构件，设于转动镜13与反射镜40之间。透光性盖12形成为透光性盖12中的反射镜40侧的第一面（外表面）121和透光性盖12中的转动镜13侧的第二面（内表面）122不平行的关系（非平行）。例如，图1所示的透光性盖12形成为图1的上端的厚度比下端的厚度小的截面楔状。进而，透光性盖12的外表面121以及内表面122，相对于转动的转动镜13的反射面131，分别非平行地设置。

在光扫描部10中，首先，从光源部30出射在反射镜40反射的光束60，作为入射光透射过透光性盖12。这时，在外表面121，光束60的一部分进行反射而朝向光扫描部10的外部（第一反射光61）。此外，在内表面122，透过透光性盖12的内部的光的一部分发生反射而朝向光扫描部10的外部（第二反射光62）。

而且，透射过透光性盖12的光束60在转动镜13的反射面131反射。在转动镜13的反射面131反射的光束60再次透过透光性盖12，朝向处于光扫描部10的外部的屏幕50方向（第三反射光63）。

图2示出与转动镜13的转动状态对应的光束60的轨迹。关于从激光光源30向透光性盖12入射的光束60，将对于水平方向的入射角设为入射角a。转动镜13A处于中立状态，转动镜13B以及13C处于在扇动方向以最大的振动角进行转动的状态。

图2所示的第三反射光63A~63C是与处于不同的转动状态下的转动镜13A~13C对应的第三反射光63。第三反射光63A与被转动镜13A反射的第三反射光63相当。第三反射光63B，与被处于在下方扇动方向以最大的振动角转动的状态下的转动镜13B反射的第三反射光63相当。第三反射光63C与被处于在上方扇动方向以最大的振动角转动的状态的转动镜13C反射的第三反射光63相当。

此外，图2中，在透光性盖12的外表面121以及内表面122反射的反射光（第一反射光61以及第二反射光62）由虚线表示。此外，在光束60透过透光性盖12的情况下，光路根据光束60的入射角以及透光性盖12的折射率进行折射。

在这样的光扫描部10中，决定透光性盖12的外表面121以及内表面122的斜度，以使第一反射光61和第二反射光62到达与第三反射光63所形成的图像的投射区域不同的区域。另外，在光扫描部10中，设第一反射光61以及第二反射光62到达第三反射光63所形成的图像的投射区域的边界部分即可。

这里，说明决定透光性盖12的外表面121以及内表面122的斜度的方法的一例。图3示出根据转动镜13、透光性盖12以及光束60所形成的各种角度。

如图3所示，将中立状态的转动镜13中的法线与水平轴所成的倾斜角作为中立倾斜角b。而且，将距转动镜13的中立倾斜角b的最大的振动角设为振动角c。即，转动镜13将水平轴作为基准，以从（b-c）到（b＋c）之间的倾斜角转动。

透光性盖12，如前所述，外表面121与内表面122非平行，所以外表面121以及内表面122的各个面相对于转动镜13的反射面131所成的角度不同。这里，将透光性盖12的内表面122中的法线与倾斜角b所成的角设为相对倾斜角d。这时，内表面122所成的绝对倾斜角度以垂直轴作为基准，由（d－b）表示。

相对倾斜角d被设定为表示透光性盖12的内表面122的绝对角度的（d－b）与转动镜13最大倾斜时的角度（c－b）相等或为其以上。此时，在中立倾斜角b、振动角c以及相对倾斜角d之间，以下的（1）式以及（2）式的关系成立。另外，在（1）式以及（2）式中等号成立的情况下，第二反射光62向由第三反射光63在屏幕50上扫描的图像的显示区域的底边投射。

【数1】

（d－b）≥（c－b）…（1）

【数2】

d≥c…(2)

此外，将透光性盖12的外表面121中的法线与倾斜角b所成的角设为相对倾斜角e。相对倾斜角e，以用媒介变量的角度f、g、h、i、j、k、l、m而满足以下的（3）式~（11）式的关系的方式进行设定。n表示透光性盖12的折射率。另外，在（11）式中等号成立的情况下，第一反射光61向由第三反射光63在屏幕50上扫描的图像的显示区域的顶边投射。

【数3】

sin（a＋b－e）/sin（f）＝n…（3）

【数4】

sin（g）/sin（f＋e－d）＝n…（4）

【数5】

h＝g+d+c…(5)

【数6】

sin(-h-c-d)/sin(i)＝n…(6)

【数7】

sin(j)/sin(i+d-e)＝n…(7)

【数8】

k＝j－b＋e…（8）

【数9】

l＝－a－b＋e…（9）

【数10】

m＝l－b＋e…（10）

【数11】

m≤k…(11)

另外，在图2以及图3中，入射角a、中立倾斜角b、振动角c、相对倾斜角d以及相对倾斜角e将由图3图示的方向作为正而表记。这里，上述的式（3）是表示光束60向透光性盖12入射时的入射角与折射角的关系（斯涅尔定律）的式子，式（4）是表示透射过透光性盖12的光束60从透光性盖12出射时的入射角与折射角的关系（斯涅耳定律）的式子。式（5）表示转动镜13中的光束的入射角与反射角的关系式。式（6）是表示由转动镜13反射的光束向透光性盖12再入射时的入射角与折射角的关系（斯涅尔定律）的式子。式（7）是表示透射过透光性盖12的光束的反射光从透光性盖12出射时的入射角与折射角的关系（斯涅尔定律）的式子。式（8）是表示反射光的绝对出射角度的值的式。式（10）是光束60向透光性盖12入射时的反射光的绝对出射角度的值的式。

通过设定透光性盖12的内表面122以及外表面121的斜度以满足以上的（1）式~（11）式的关系，从而能够实现第一反射光61以及第二反射光62到达与第三反射光63所形成的图像的投射区域不同的区域的光扫描部10。

这里，示出对a~e以及n应用具体数值的一例（第一应用例）。各数值例如能够通过计算机进行的使用光线追踪计算的自动设计来设定。

首先，设定为a＝＋15.000°、b＝＋7.415°、c＝＋9.000°、d＝＋9.000°。

这时，（d－b）的值变为＋1.585°，（c－b）的值变为＋1.585°。即，（d－b）＝（c－b），满足（1）式的关系（（d－b）≥（c－b））。另外，当然，c＝d，所以c以及d满足（2）式的关系（d≥c）。

接下来，设定为e＝-2.058°、n＝1.51431。

这时，若根据（3）式所示的sin（a+b-e）/sin（f）＝n的关系算出f，则有f＝＋15.877°。并且，根据（4）式所示的sin（g）/sin（f+e-d）＝n的关系算出g，则有g＝＋7.309°。

进而，根据（5）式所示的h＝g＋d＋c的关系，有h＝＋25.309°。而且，如果根据（6）式所示的sin（-h-c-d）/sin（i）＝n的关系算出i，则i＝-26.934°。而且，若根据（7）式所示的sin（j）/sin（i＋d-e）＝n的关系算出j，则有j＝-24.472°。

进而，根据（8）式所示的k＝j－b＋e的关系，有k＝－33.945°。并且，根据（9）式所示的l＝－a－b＋e的关系，有l＝－24.473°。最后，根据（10）式所示的m＝l-b＋e的关系，有m＝－33.946°。这时，如果根据以上的算出结果比较m和k的大小关系，则m以及k满足（11）式的关系（m≤k）。

因此，能够确认满足（1）式~（11）式的关系的数值实际存在，并确认第一实施方式的光扫描部10能够实现。

图4表示第一应用例中图像显示装置1显示格子状的图像时的图像的显示结果。如图4所示，格子状的图像在屏幕上有失真地被投射。在图4所示的图像中表现有梯形失真和枕型失真。另外，从光扫描部到屏幕50的距离设为例如1000mm。该距离与后述的图6、图8以及图10相同。

另外，图4的P61以及P62表示第一反射光61或第二反射光62的到达点，P63A、P63B以及P63C表示第三反射光63A、63B以及63C的到达点。根据图4所示的P61以及P62的位置，能够确认第一反射光61以及第二反射光62未混入图像的显示区域。另外，在后述的图6、图8以及图10中，也与图4同样地，示出屏幕50上的到达点P61~P62以及P63A~P63C。

接下来，说明所显示的图像的失真。

图像的失真的程度能够通过各种各样的处理方法计算，但在这里，作为一例，使用以下的（12）式~（17）式所示的算出方法，算出水平梯形失真TH、垂直梯形失真TV、顶边失真T1、底边失真B1、左边失真L1以及右边失真R1。另外，AD、BC、AB以及DC与连结所显示的格子状图像的顶点的四边形中的各边的长度相当。此外，a1、b1、c1及d1表示从该四边形的各边到失真最大的点（峰值）的距离。设该距离，在峰值处于比该四边形的边更靠外侧的情况下为正，在比该四边形的边更靠内侧的情况下为负。而且，算出的T1、B1、L1以及R1的值在负的情况下表示枕型失真，在正的情况下为桶形失真。

【数12】

TH(％)＝(AD-BC)/(AD+BC)×100…(12)

【数13】

TV(％)＝(AB-DC)/(AB+DC)×100…(13)

【数14】

T1(％)＝4×a1/(AD+BC)×100…(14)

【数15】

B1(％)＝4×c1/(AD+BC)×100…(15)

【数16】

L1(％)＝4×d1/(AB+DC)×100…(16)

【数17】

R1(％)＝4×b1/(AB+DC)×100…(17)

作为第一应用例，遵照（12）式~（17）式的算出方法而算出的失真的程度，有TH＝0.0%、TV＝＋4.1%、T1＝-11.1%、B1＝-2.1%、L1＝-3.1%、R1＝-3.1%。

接下来，将该失真的程度与被以往的光扫描部所显示的图像中的失真进行比较。

图5表示以往的光扫描部90的构成例。光扫描部90中，透光性盖92的外表面921以及内表面922与中立状态的转动镜93平行地形成。光扫描部90，在透光性盖92的形状及其配置以外，是与图1所示的第一实施方式的光扫描部10相同的结构，省略说明。

首先，关于光扫描部90中的各种角度，设定为a＝＋15.000°、b＝-1.500°、c＝＋9.000°、d＝＋0.000°。这时，（d－b）的值变为-1.500°，（c－b）的值变为＋7.500°。即，（d－b）＜（c－b），不满足（1）式所示的关系。此外，d＜c，所以也不满足（2）式所示的关系。

接下来，设定为e＝-0.000°、n＝1.51431。这时，根据（3）式~（10）式所示的关系，算出媒介变量f～m的值。其结果是算出f＝＋10.810°、g＝＋16.500°、h＝＋25.500°、i＝-21.965°、j＝-34.500°、k＝-36.000°、l＝-16.500°、m＝-18.000°。这时，如果根据以上的算出结果比较m与k的大小关系，则m＞k，m和k不满足（11）式所示的关系（m≤k）。

图6示出应用上述的数值条件的以往的图像显示装置90显示格子状的图像时的图像的显示结果。在图6中，P61以及P62与P63A一致，所以可知第一反射光61以及第二反射光62混入了图像的投射区域。

接下来，关于图6所示的图像，遵照（12）式~（16）式的算出方法而算出失真的程度的结果为TH＝0.0%、TV＝＋6.9%、失真T1＝-26.5%、失真B1＝＋5.7%、失真L1＝-4.0%、失真R1＝-4.0%。

这时，垂直梯形失真TV、顶边失真T1、底边失真B1、左边失真L1以及右边失真R1的绝对值变得比第一应用例的情况大，以往的光扫描部90中的失真的程度变得比第一应用例中的失真的程度大。因此，光扫描部10中，不进行特别的图像失真的修正处理，就能期待与以往的光扫描部90相比改善显示图像失真的效果。

这样，在第一实施方式中的光扫描部10中，由于第一反射光61以及第二反射光62到达与第三反射光63所形成的图像的投射区域不同的区域，防止在图像的投射区域混入第一反射光61以及第二反射光62，能够期待防止显示画质的下降的效果。

此外，根据这样的光扫描部10，由扫描部框体11和透光性盖12形成了密封构造，所以能够在形成低气压或真空状态的密封构造的内部配置转动镜13。这样配置的转动镜13在转动时受到的空气阻力小。所以，能够期待抑制伴随转动镜13的转动而发生的发热量的效果。此外，也能够在保持抑制到以往的发热量的范围内的状态下，将更高的频率用于转动镜13的动作，该情况下，能够通过光扫描部10的扫描速度的提高而期待显示图像的画质的提高。另外，在后述的第2实施方式的光扫描部70以及第三实施方式的图像显示装置2中，也同样地能够期待该密封构造所致的效果。

（2）第2实施方式

图7示出第2实施方式的光扫描部70的构成例。透光性盖72以外的光扫描部70的结构与光扫描部10的结构要素相同，省略其说明。

透光性盖72，与第一实施方式中的透光性盖12相同，不仅仅是外表面721和内表面722互相非平行，也形成为与转动镜的反射面131非平行地配置。而且，透光性盖72的外表面721以及内表面722的斜度被决定为第一反射光61及第二反射光62到达与第三反射光63（包含63A~63C）所形成的图像的投射区域不同的区域。

这里，在第2实施方式中，透光性盖72形成为上端的宽度比下端的宽度大。具备这样的透光性盖72的光扫描部70中，外表面相对于入射光的角度与第一实施方式中的不同，所以第一反射光61以及第二反射光62的反射方向与图2所示的第一反射光61以及第二反射光62的反射方向不同。

因此，例如，第一反射光61，在图2中向着第三反射光63的上方即可，但在图7中，需要朝向第三反射光63的下方。此外，第二反射光62，在图2中，向着第三反射光63的下方即可，但在图7中，需要向着第三反射光63的上方。

根据这样的观点，在第2实施方式中，作为决定透光性盖72的外表面721以及内表面722的斜度的方法的一例，使用以下所示的（18）式~（28）式。

以下的式与在先说明的式（1）至式（11）相同地，表示光束60与透光性盖72的关系。

【数18】

（d－b）≤（－c－b）…（18）

【数19】

d≤-c…(19)

【数20】

sin（a＋b－e）/sin（f）＝n…（20）

【数21】

sin（g）/sin（f＋e－d）＝n…（21）

【数22】

h＝g+d-c…(22)

【数23】

sin(-h+c-d)/sin(i)＝n…(23)

【数24】

sin(j)/sin(i+d-e)＝n…(24)

【数25】

k＝j－b＋e…（25）

【数26】

l＝－a－b＋e…（26）

【数27】

m＝－l－b＋e…（27）

【数28】

m≥k…(28)

另外，在（18）式及（19）式中等号成立的情况下，第二反射光62向利用第三反射光63C在屏幕上扫描的图像的显示区域的顶边投射。此外，在（28）式中等号成立的情况下，第一反射光61向利用第三反射光63B在屏幕50上扫描的图像的显示区域的底边投射。

这里，确认示出向a~e以及n应用具体的数值的一例（第二应用例），满足（18）式~（28）式的关系的数值实际存在的情况。

首先，设定为a＝＋15.000°、b＝－4.789°、c＝＋9.000°、d＝-9.000°。

此时（d－b）的值变为-4.211°，（－c－b）的值变为-4.211°。即，（d－b）以及（－c－b）满足（18）式的关系。此外，﹣c以及d满足（19）式的关系。

接下来，设定为e＝＋2.711°、n＝1.51431。

这时，如果使用（20）式~（27）式，则算出f＝＋4.945°、g＝＋25.724°、h＝＋7.724°、i＝＋6.765°、j＝-7.502°、k＝-0.002°、l＝-7.500°、m＝＋0.000°。其结果是m及k有m≥k，满足（28）式的关系。

因此，能够确认满足（18）式~（28）式的关系的数值实际存在，确认第2实施方式的光扫描部70能够实现。

图8示出在第二应用例中图像显示装置显示格子状的图像时的图像的显示结果。在图8所示的图像中表现了梯形失真。进而，在图8所示的图像中，在底边出现桶形失真，在其它边出现枕形失真。此外，根据图8所示的P61以及P62的位置，能够确认第一反射光61以及第二反射光62未混入图像的显示区域。

接下来，与第一实施方式相同地，使用（12）式~（17）式所示的算出方法，算出水平梯形失真TH、垂直梯形失真TV、顶边失真T1、底边失真B1、左边失真L1以及右边失真R1。算出结果变为TH＝0.0%、TV＝＋11.4%、T1＝-46.3%、B1＝＋11.4%、L1＝-5.5%、R1＝-5.5%。

上述的算出结果表示第二应用例比第一应用例对失真的修正效果小。

根据这样的光扫描部70，即使在透光性盖72形成为上端的宽度比下端的宽度大的情况下，也与第一实施方式的光扫描部10相同地，能够期待防止在光扫描部70所形成的图像的投射区域混入第一反射光61以及第二反射光62并且防止显示画质的下降的效果。

（3）第三实施方式

图9示出第三实施方式的图像显示装置2的构成例。图像显示装置2的结构与图1所示的图像显示装置1的结构，省略其说明。另外，在图9中，省略了图1示出的光源部30、反射镜40以及屏幕50。

在显示装置框体20中，设有用于使光扫描部10扫描屏幕50等的光通过的开口部21。而且，遮光部22是显示装置框体20的一部分，在开口部21的周围具备遮住第一反射光61以及第二反射光62的光路的地方。

这里，说明在第三实施方式的图像显示装置2中应用具体数值的一例（第三应用例）。

首先，将从转动镜13的反射面131到显示装置框体20的开口部21的距离为10mm，设a＝＋15.000°、b＝＋10.752°、c＝＋9.000°、e＝-5.554°、n＝1.51431。关于相对倾斜角d以及e，通过使用了计算机进行的光线追踪计算自动设计，设定第一反射光61以及第二反射光62的光路，对于开口部21的端部近旁中的第三反射光63的光路取至少1mm的距离。具体而言，设定为d＝11.400°、e＝-5.554°。

这时，c以及d满足（2）式的关系。此外，（d－b）的值变为＋0.648°，（c－b）的值变为-1.752°，所以满足（1）式的关系。

接下来，如果使用（3）式~（10）式，则算出f＝＋20.068°、g＝＋4.719°，h＝＋25.119°、i＝-28.110°、j＝-17.037°、l＝-24.473°、m＝-40.779°、k＝－33.343°。即，m及k有m≤k，满足（11）式的关系。

因此，能够确认满足（1）式~（11）式的关系的数值实际存在的情况，确认了第三实施方式的图像显示装置2能够实现。

图10示出在第三应用例中图像显示装置2显示格子状的图像时的图像的显示结果。图10所示的图像中，出现了梯形失真以及枕形失真。此外，图10中，未显示P61以及P62，所以能够确认第一反射光61以及第二反射光62未混入图像的显示区域的情况。

接下来，与第一实施方式相同地，使用（12）式~（17）式所示的算出方法算出水平梯形失真TH、垂直梯形失真TV、顶边失真T1、底边失真B1、左边失真L1以及右边失真R1。算出结果变为TH＝0.0%、TV＝＋3.2%、T1＝-4.2%、B1＝-7.2%、L1＝-2.8%、R1＝-2.8%。

这时，垂直梯形失真TV、顶边失真T1、底边失真B1、左边失真L1以及右边失真R1的绝对值与图6的以往的图像显示装置的图像显示例的失真的值相比格外小。因此，在第三应用例的情况下，关于显示图像的失真，与以往的光扫描部70相比能够确认大幅的改善。

根据这样的图像显示装置2，第一反射光61以及第二反射光62由于被遮光部22遮住，所以不能到达图像的投射区域，能够防止不必要的反射光混入图像的投射区域，能够期待防止显示画质的下降的效果。

此外，根据本图像显示装置2，能够利用遮光部22在显示装置框体20的内部对第一反射光61以及第二反射光62遮光，所以与第一实施方式的图像显示装置1相比，能够起到更确实地排除非必要光的情况。

（4）其它实施方式

另外，在上述的第一~第三实施方式中，记述了从光源部30出射的光束60由反射镜40反射而向光扫描部10或光扫描部70入射，但本发明不限于此，也可以是以从光源部30出射的光束60直接向光扫描部10或光扫描部70入射的方式构成图像显示装置1或图像显示装置2，在这样的情况下，图像显示装置1或图像显示装置2也可以不具备反射镜40。

此外，在上述的第一~第三实施方式中，记述了有时通过使光束60透过透光性盖12或72，来修正显示于屏幕50的图像的失真，但本发明不限于此，具备光扫描部10的图像显示装置1或具备光扫描部70的图像显示装置1也可以进一步具备为了修正图像失真一般使用的图像失真修正部件。在这样的图像显示装置1或2中，处理光扫描部10或70的失真修正效果，还能期待图像失真修正部件进行的进一步的修正效果。此外，在具有光扫描部10或70带来的失真的修正效果的情况下，能够减少图像失真修正部件的失真修正量，所以能够期待降低图像失真修正部件的处理量的效果。

本发明能够应用于二维地扫描来自光源部的光，并根据其残像效应在屏幕等上显示图像的光扫描部以及图像显示装置。

Claims (8)

1.一种具有能够转动地设置对光反射的反射面的转动镜、和将所述转动镜密封于内部的密封部的光扫描装置，其特征在于，

在向所述密封部中的所述转动镜入射光的一侧，设有由透光性的材料构成的透光性盖；

所述透光性盖中的与设有所述转动镜的一侧相反侧的第一面、所述透光性盖中的设有所述转动镜的一侧的第二面、转动范围内中的该转动镜的反射面分别互相非平行；

设置所述第一面以及所述第二面，以使向所述第一面入射的光的一部分在所述第一面反射而向所述光扫描装置的外部出射的第一反射光、与通过了所述第一面的光的一部分在所述第二面反射而向所述光扫描装置的外部出射的第二反射光，到达与通过了所述第二面的光在所述反射面反射而向所述光扫描装置的外部出射的第三反射光所形成的图像的投射区域不同的区域。

2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

设向所述第一面入射的光的入射角为a，处于中立状态的所述转动镜的反射面中的法线方向的倾斜角为b，距所述转动镜中的中立状态的最大的振动角为c，所述透光性盖的第二面中的法线与倾斜角b所成的相对倾斜角为d，所述透光性盖的第一面中的法线与倾斜角b所成的相对倾斜角为e，以及所述透光性盖的折射率为n，

在媒介变量f、g、h、i、j、k、l、m满足以下式

sin（a＋b－e）/sin（f）＝n…（29）

sin（g）/sin（f＋e－d）＝n…（30）

h＝g+d+c…(31)

sin(-h-c-d)/sin(i)＝n…(32)

sin(i)/sin(i+d-e)＝n…(33)

k＝j－b＋e…（34）

l＝－a－b＋e…（35）

m＝l－b＋e…（36）

所示的关系的情况下，

d≥c且m≤k。

3.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

所述转动镜是MEMS镜，也就是Micro Electro MechanicalSystems镜、即微机电系统镜。

4.一种具有出射光的光源部、反射从所述光源部出射的光并向着外部的显示装置进行扫描的光扫描部的图像显示装置，其特征在于，

所述光扫描部具有可转动地设置对光反射的反射面的转动镜、和将所述转动镜密封于内部的密封部；

在向所述密封部中的所述转动镜入射光的一侧，设有由透光性的材料构成的透光性盖；

所述透光性盖中的与设有所述转动镜的一侧相反侧的第一面、所述透光性盖中的设有所述转动镜的一侧的第二面、转动范围内中的该转动镜的反射面分别互相非平行；

设置所述第一面以及所述第二面，以使向所述第一面入射的光的一部分在所述第一面反射而向所述光扫描部的外部出射的第一反射光、和通过了所述第一面的光的一部分在所述第二面反射而向所述光扫描部的外部出射的第二反射光，到达与通过了所述第二面的光在所述反射面反射而向所述光扫描部的外部出射的第三反射光所形成的图像的投射区域不同的区域。

5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，

设向所述第一面入射的光的入射角为a，处于中立状态的所述转动镜的反射面中的法线方向的倾斜角为b，距所述转动镜中的中立状态开始的最大的振动角为c，所述透光性盖的第二面中的法线和倾斜角b所成的相对倾斜角为d，所述透光性盖的第一面中的法线和倾斜角b所成的相对倾斜角为e，以及所述透光性盖的折射率为n，

在媒介变量f、g、h、i、j、k、l、m满足以下的式

sin（a＋b－e）/sin（f）＝n…（37）

sin（g）/sin（f＋e－d）＝n…（38）

h＝g+d+c…(39)

sin(-h-c-d)/sin(i)＝n…(40)

sin(j)/sin(i+d-e)＝n…(41)

k＝j－b＋e…（42）

l＝－a－b＋e…（43）

m＝l－b＋e…（44）

所示的关系的情况下，

d≥c且m≤k。

6.根据权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，

还具备设于所述图像显示装置的外廓而在基于所述转动镜的光的扫描方向形成开口部的显示装置框体，

所述显示装置框体对所述第一反射光以及所述第二反射光进行遮光。

7.根据权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，

所述光扫描部是MEMS框体。

8.根据权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，

所述光源部具备半导体激光器。

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