CN1912673A - 光扫描装置及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于明亮地显示高质量的图像的光扫描装置，以及采用该光扫描装置的图像显示装置。该光扫描装置，使相应于图像信号的束状光进行扫描；具有：供给束状光的光源部，和使来自光源部的束状光在被照射区域向是第1方向的X方向、和大致正交于第1方向的为第2方向的Y方向进行扫描的扫描部；扫描部，使束状光向X方向进行扫描的频率，相比较于使束状光向Y方向进行扫描的频率变高地被驱动；通过束状光而形成于被照射区域的光点(SP1)，为在X方向比在Y方向短的形状。

Description

光扫描装置及图像显示装置

技术领域

本发明，涉及光扫描装置及图像显示装置，尤其，涉及用于通过使相应于图像信号所调制的激光进行扫描而显示图像的光扫描装置的技术。

背景技术

近年来，作为显示图像的图像显示装置，提出了通过使激光进行扫描而显示图像的激光投影机。激光，以单色性及指向性高为特征。因此，激光投影机，具有可得到色再现性好的图像的优点。作为通过使激光进行扫描而显示图像的图像显示装置的技术，例如，在专利文献1中有所提及。

【专利文献1】特开平1-245780号公报

通常，激光，被整形为：形成于屏幕等的被照射区域的光点的形状变成大致圆形状。该情况下，若采用光点的中心位置入射到像素的区域的定时而进行激光的调制，则用于显示1个像素的激光，甚至进入到相邻于该像素的像素的区域中。由于若因调制光入射到与图像信号的地址信息不相同的位置而使图像模糊起来，发生所谓的串扰，则图像的轮廓变得不清晰等，而难以显示高清晰度的图像。为了减少如此的不良状况，可考虑仅在光点全部收置到一个像素的区域内的状态的情况下才使激光进行点亮。但是，在光点为与一个像素同等的大小的圆形状的情况下，用于显示一个像素的激光的点亮时间将变得非常地短，而图像变暗。为了使激光的点亮时间长，可考虑对于一个像素而言为小的圆形状的光点。该情况下，因为使激光进行扫描的每行之间的间隙容易变得显著，所以难以得到无缝的图像。如此地，在现有的技术中，产生难以明亮地显示高质量的图像的问题。

发明内容

本发明，鉴于上述的问题而作出，目的在于提供用于明亮地显示高质量的图像的光扫描装置、及采用该光扫描装置的图像显示装置。

为了解决上述问题，达到目的，依照本发明，能够提供光扫描装置，是使相应于图像信号的束状光进行扫描的光扫描装置，其特征在于，具有：供给束状光的光源部，和使来自光源部的束状光在被照射区域向第1方向、和大致正交于第1方向的第2方向进行扫描的扫描部；扫描部，被驱动为：使束状光向第1方向进行扫描的频率，相比较于使束状光向第2方向进行扫描的频率而变高；通过束状光而形成于被照射区域的光点，为在第1方向比在第2方向短的形状。

通过形成在第1方向比在第2方向短的形状的光点，能够降低因用于显示一个像素的束状光甚至进入到其它的像素的区域而引起的模糊。并且，通过使光点的第1方向的幅度小，还可以使束状光对于一个像素的点亮时间增大。通过减少因用于显示一个像素的束状光甚至进入到其它的像素的区域而引起的模糊，能够显示高清晰度的图像。通过使束状光对于一个像素的点亮时间增大，能够显示明亮的图像。而且，通过形成在第2方向长的形状的光点，可以使关于第2方向的像素间的间隙少。通过使束状光进行扫描的每行之间的间隙不显著，能够显示无缝的图像。由此，得到用于明亮地显示高质量的图像的光扫描装置。

并且，依照本发明的理想的方式，优选：光点的在第2方向的长度，与相应于图像信号所形成的像素的在第2方向的长度大致相同。由此，使束状光进行扫描的每行之间的间隙不显著，能够显示无缝的图像。

并且，依照本发明的理想的方式，优选：光点为大致椭圆形状。由此，能够使光点，为在第1方向比在第2方向短的形状。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：光点为大致长方形状。由此，能够使光点，为在第1方向比在第2方向短的形状。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：具有整形光点的整形光学系统。由此，能够形成在第1方向比在第2方向短的预期的形状的光点。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：若将束状光的强度衰减至光点的峰值强度的2分之1的强度的线(line)作为光点的外缘，则光源部，为了形成相应于图像信号的一个像素，被驱动为：以继光点的中心位置之后的光点的外缘通过像素的一个边界线上的定时而使束状光点亮，以束状光的点亮后光点的外缘到达像素的另一边界线上的定时而使束状光熄灭。在像素的边界线上，变成对对于一个像素所供给的束状光的强度，加上对于束状光接下来进行扫描的像素所供给的束状光的强度。在将束状光的强度衰减至峰值强度的2分之1的线作为光点的外缘的情况下，可以在像素的边界线上使束状光的强度衰减，而使像素彼此之间识别开来。由此，能够显示高清晰度的图像。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：光源部，供给大致一致于高斯强度分布的强度分布的束状光；若设光点的中心位置在相应于图像信号的一个像素上移动的时间为T，光点的第1方向的高斯束半径为ω₀，像素的第1方向的长度为Lp，则对于一个像素，在满足以下的式(1)的时间t中以使束状光点亮的方式被驱动。还有，本说明书中的单位的取法为一例。

$t=T(1-\frac{{2\mathrm{k\ω}}_0}{\mathrm{Lp}})---\left(1\right)$

其中，(ln2/2)^1/2≤k＜Lp/2ω₀

高斯束半径ω₀，能够基于光源部、整形光学系统的构成等而适当确定。通过根据关于第1方向的像素的长度Lp及高斯束半径ω₀而确定时间t，能够防止由于用于显示一个像素的束状光，甚至进入到相邻于该像素的像素的区域而引起的模糊。由此，可得到用于显示高质量的图像的光扫描装置。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：进一步，还满足以下的式(2)。

          1≤k＜Lp/2ω₀                        …(2)

由于通过式(2)而限定k，在像素的边界线上使束状光的强度衰减，能够减少像素间的模糊。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：进一步，还满足以下的式(3)。

          2≤k＜Lp/2ω₀                        …(3)

由于通过式(3)而限定k，在像素的边界线上使束状光的强度进一步衰减，能够进一步减少像素间的模糊。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：光源部，供给大致一致于高斯强度分布的强度分布的束状光；若设相应于图像信号所形成的像素的第1方向的长度为Lp，光点的中心位置在一个像素上移动的时间为T，对于一个像素而使束状光点亮的时间为t，光点的第1方向的高斯束半径为ω₀，则优选满足以下的式(4)。

        ω₀＝Lp(T-t)/2kT                    …(4)

其中，(ln2/2)^1/2≤k

时间t，能够基于进行显示的图像所需的明亮度等而适当确定。通过根据时间T、时间t而确定光点的第1方向的高斯束半径ω₀，能够防止由于用于显示一个像素的束状光，甚至进入到相邻于该像素的像素的区域而引起的模糊。由此，可得到用于显示高质量的图像的光扫描装置。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：进一步，为k≥1。通过使k为大于或等于1的值，在像素的边界线上使束状光的强度衰减，能够减少像素间的模糊。

并且，作为本发明的理想的方式，优选：进一步，为k≥2。通过使k为大于或等于2的值，在像素的边界线上使束状光的强度进一步衰减，能够进一步减少像素间的模糊。

进而，依照本发明，能够提供图像显示装置，该图像显示装置是通过来自光扫描装置的光而显示图像的图像显示装置，其特征在于：光扫描装置，是上述的光扫描装置。通过采用上述的光扫描装置，可以明亮地显示高质量的图像。由此，可得到可以明亮地显示高质量的图像的图像显示装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的图像显示装置的概略构成的图。

图2是表示激光装置的概略构成的图。

图3是表示扫描部的概略构成的图。

图4是对用于使扫描部进行驱动的构成进行说明的图。

图5是对采用现有的技术的情况下的激光的光点进行说明的图。

图6是对光点的形状及激光的点亮时间进行说明的图。

图7是对光点的激光的强度分布进行说明的图。

图8是对像素间的边界线上的激光的强度进行说明的图。

图9是对从光点的中心位置到外缘的距离进行说明的图。

图10是对从光点的中心位置到外缘的距离进行说明的其它的图。

图11是表示用于对图像显示装置进行控制的模块构成的图。

图12是对整形光学系统所进行的光点的形状的整形进行说明的图。

图13是对本发明的实施例2的图像显示装置进行说明的图。

图14是表示本发明的实施例3的图像显示装置的概略构成的图。

符号说明

100图像显示装置，101激光装置，102照明光学系统，103投影光学系统，105反射部，107壳体，110屏幕，120光扫描装置，200扫描部，121R R光用光源部，121G G光用光源部，121B B光用光源部，124、125分色镜，202反射镜，204外框部，206扭簧，207扭簧，301、302第1电极，305镜侧电极，306第2电极，307第1扭簧，308第2扭簧，P像素，Spa、SPb光点，bl左侧边界线，br右侧边界线，O、O’中心位置，SP1光点，711图像信号输入部，712同步/图像分离部，713控制部，714帧存储器，715扫描驱动部，716水平角度传感器，717垂直角度传感器，718信号处理部，721图像处理部，722光源控制部，723扫描控制部，732R R光源驱动部，732G G光源驱动部，732B B光源驱动部，901变形棱镜(anamorphicprism)，SP2光点，1700图像显示装置，1705屏幕

具体实施方式

以下参照附图，详细地说明本发明的实施例。

实施例1

图1，表示本发明的实施例1的图像显示装置100的概略构成。图像显示装置100，是通过将激光供给到屏幕110的一方的面，并观看从屏幕110的另一方的面所出射的光而观看图像的，所谓背投投影机。设置于图像显示装置100的光扫描装置120，使相应于图像信号的激光进行扫描。光扫描装置120，具有：激光装置101，照明光学系统102，及扫描部200。图像显示装置100，通过来自光扫描装置120的激光而显示图像。

图2，表示激光装置101的概略构成，激光装置101，具有：供给为束状光的红色激光(以下，称为“R光”。)的R光用光源部121R，供给为束状光的绿色激光(以下，称为“G光”。)的G光用光源部121G，和供给为束状光的蓝色激光(以下，称为“B光”。)的B光用光源部121B。

各色光用光源部121R、121G、121B，分别供给相应于图像信号所调制的激光。相应于图像信号的调制，可以采用振幅调制、脉冲宽度调制的任何一种。在激光装置101，设置2块分色镜124、125。分色镜124，透射R光，反射G光。分色镜125，透射R光及G光，反射B光。来自R光用光源部121R的R光，透射分色镜124、125之后，从激光装置101出射。

来自G光用光源部121G的G光，通过以分色镜124进行反射，光路被弯曲大致90度。以分色镜124反射的G光，透射分色镜125之后，从激光装置101出射。来自B光用光源部121B的B光，通过以分色镜125进行反射，光路被弯曲大致90度。以分色镜125反射的B光，从激光装置101出射。激光装置101，如此地进行，而提供相应于图像信号所调制的R光、G光、B光。

返回到图1，来自激光装置101的激光，经过照明光学系统102之后向扫描部200进行入射。来自扫描部200的光，经过投影光学系统103之后，入射到反射部105。照明光学系统102及投影光学系统103，使来自激光装置101的激光在屏幕110上成像。反射部105，将来自扫描部200的激光向屏幕110的方向进行反射。壳体107，对壳体107内部的空间进行密闭。

屏幕110，设置于壳体107的预定的一面。屏幕110，是使相应于图像信号所调制的激光进行透射的透射型屏幕。来自反射部105的光，从屏幕110的、壳体107的内部侧的面进行入射之后，从观看者侧的面进行出射。观看者，通过观看从屏幕110进行出射的光，而观看图像。

图3，表示扫描部200的概略构成。扫描部200，形成具有反射镜202和设置于反射镜202的四周的外框部204的、所谓的双重万向架结构。外框部204，通过为旋转轴的扭簧206，连接于未图示的固定部。外框部204，利用扭簧206的扭转，和向原来的状态的回复，以扭簧206为中心进行转动。反射镜202，通过大致正交于扭簧206的为旋转轴的扭簧207，连接于外框部204。反射镜202，反射来自激光装置101的激光。反射镜202，能够通过形成高反射性的构件，例如铝或银等的金属薄膜来构成。

反射镜202，通过外框部204以扭簧206为中心进行转动，使激光在屏幕110上向Y方向(参照图1)进行扫描地进行移位。并且，反射镜202，利用扭簧207的扭转，和向原来的状态的回复，以扭簧207为中心进行转动。反射镜202，通过以扭簧207为中心进行转动，而使以反射镜202反射的激光向X方向进行扫描地进行移位。如此地，扫描部200，使来自激光装置101的激光向X方向和Y方向反复进行扫描。

图4，对用于使扫描部200进行驱动的构成进行说明。若以反射镜202使激光进行反射之侧为表侧，则第1电极301、302，分别设置于为外框部204的里侧的空间的、关于扭簧206大致对称的位置。若对第1电极301、302施加电压，则在第1电极301、302，和外框部204之间，就发生相应于电位差的预定的力，例如静电力。外框部204，通过对第1电极301、302交替地施加电压，以扭簧206为中心进行转动。

扭簧207，详细来说，由第1扭簧307和第2扭簧308所构成。在第1扭簧307和第2扭簧308之间，设置镜侧电极305。在镜侧电极305的里侧的空间，设置第2电极306。若对第2电极306施加电压，则在第2电极306和镜侧电极305之间，就发生相应于电位差的预定的力，例如静电力。若对第2电极306的任何一个都施加相同相位的电压，则反射镜202，就以扭簧207为中心进行转动。扫描部200，通过如此地使反射镜202进行转动，而使激光向二维方向进行扫描。扫描部200，例如，能够通过MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微电子机械系统)技术而制作。

扫描部200，例如在图像的1帧期间，在使激光向为垂直方向的Y方向进行1次扫描之间，对为水平方向的X方向使激光多次往复那样地使反射镜202进行移位。若将X方向作为第1方向、将Y方向作为大致垂直于第1方向的第2方向，则扫描部200，使激光向第1方向进行扫描的频率，相比较于使激光向第2方向进行扫描的频率变高那样地被驱动。还有，为了高速地进行向X方向的激光的扫描，扫描部200，优选为以扭簧207为中心使反射镜202发生谐振的构成。通过使反射镜202发生谐振，能够使反射镜202的移位量增大。通过使反射镜202的移位量增大，扫描部200，能够以少的能量有效地使激光进行扫描。还有，反射镜202，也可以不采用谐振而进行驱动。

还有，扫描部200，并不限于通过相应于电位差的静电力进行驱动的构成。例如，也可以为采用压电元件的伸缩力或电磁力进行驱动的构成。扫描部200，也可以为设置使激光在X方向进行扫描的反射镜，和使激光在Y方向进行扫描的反射镜的构成。而且，扫描部200，并不限于采用电流镜(galvano-mirror)的构成，也可以采用使具有多块镜片的旋转体进行旋转的多角镜。

图5，是对采用现有的技术的情况下的激光的光点进行说明的图。在现有的技术中激光，通常，被整形为使形成于屏幕等的被照射区域的光点SPa的形状变成大致圆形状。若采用光点SPa的中心位置入射到像素P的区域的定时而进行激光的调制，则用于显示1个像素的激光，甚至进入到相邻于该像素的像素的区域中。由于若因调制光入射到与图像信号的地址信息不相同的位置而图像模糊起来，发生所谓的串扰，则图像的轮廓变得不清晰等，而难以显示高清晰度的图像。

为了减少如此的不良状况，可考虑仅在光点SPa全部收置到一个像素P的区域内的状态的情况下才使激光进行点亮。但是，因为光点Spa收置到一个像素P的区域内的状态之时的移动距离Δsa变得非常短，所以在一个像素P上移动间而使激光可以点亮的时间变得非常少。因为在光点SPa为与像素P同等的大小的圆形状的情况下，对于一个像素P而使激光可以点亮的时间变得非常地短，所以图像变暗。

在对于像素P而言为小的光点SPb的情况下，可以将光点SPb收置到一个像素的区域内的状态之时的移动距离Δsb，取得比光点SPa的情况下的移动距离Δsa长。该情况下，虽然能够使对于一个像素P的激光的点亮时间长，但是另一方面关于为副扫描方向的Y方向的光点SPb彼此之间的间隔Δy也变大了。若使激光进行扫描的每行间的间隙变得容易显著，则难以得到无缝的图像。

图6，是对屏幕110上的被照射区域的激光的光点SP1的形状、及用于形成一个像素P的激光的点亮时间进行说明的图。光点SP1具有大致椭圆形状，该椭圆形状具有在X方向的长度dx的短轴和在Y方向的长度dy的长轴。光点SP1，具有在第1方向比在第2方向短的形状。通过形成在X方向比在Y方向短的形状的光点SP1，能够降低因用于显示一个像素P的激光甚至进入到其它的像素P的区域而引起的模糊。并且，为光点SP1的第2方向的Y方向的幅度dy，与像素P的Y方向的长度大致相同。由此，可以使关于为副扫描方向的Y方向的像素P的间隔小。

图7，对光点SP1的激光的强度分布进行说明。图7的曲线图的纵轴、横轴分别表示激光的强度I、离开光点SP1的中心位置的距离。光点SP1中的激光的强度分布，大致一致于将光点SP1的中心位置作为峰值强度I0的高斯强度分布。若设为第1方向的X方向的高斯束半径为ω₀，则离开光点SP1的中心的距离r处的激光的强度I，能够通过以下的式(5)来表示。

I＝10·exp(-2r²/ω₀ ²)        …(5)

所谓光点SP1的外缘，为激光的强度I衰减至峰值强度I0的2分之1的强度I0/2的线。在将光点SP1的中心和外缘之间的距离r表示为r＝kω₀的情况下，k，变成以下的值(0.589)。

k＝(ln2/2)^1/2

返回到图6，光源部，对于一个像素P，以继光点SP1的中心位置之后的光点SP1的外缘通过是像素的一个边界线的左侧边界线bl上的定时而使束状光点亮。然后，以激光的点亮后光点SP1的外缘到达是像素P的另一边界线的右侧边界线br上的定时而使激光熄灭。若将使激光点亮的定时的光点SP1的中心位置O，和使激光熄灭的定时的光点SP1的中心位置O’的间隔作为Δs1，则光源部，在像素P的在X方向的长度Lp之中，光点SP1的中心位置通过间隔Δs1间，使激光点亮。

以光点SP1的中心位置在一个像素P上移动的时间为T(秒)，以光点SP1的X方向的高斯束半径为ω₀(毫米)，以像素P的在X方向的长度为Lp(毫米)，以k为上述的值。若看作激光在一个像素P上扫描的速度是一定的话，则(Lp-2kω₀)对于Lp的比率，和t对于T的比率相等。因而，光源部，对于一个像素P，在满足式(1)的时间t(秒)中使激光点亮地被驱动。

$t=T(1-\frac{{2\mathrm{k\ω}}_0}{Lp})---\left(1\right)$

本实施例的图像显示装置100，被控制驱动为：对于一个像素P在通过式(1)所计算出的时间t中供给激光。在本实施例中，通过使光点SP1的X方向的幅度小，与将光点形成为大致圆形状的情况相比较，可以使对于一个像素P的激光的点亮时间t增大。通过使对于一个像素P的激光的点亮时间t增大，能够显示明亮的图像。例如，在通过振幅调制对激光进行调制的情况下，光源部，通过在时间t中使振幅变化了的脉冲信号而对激光进行调制。并且，在通过脉冲宽度调制对激光进行调制的情况下，光源部，通过将时间t作为最大脉冲宽度使脉冲宽度变化了的脉冲信号而对激光进行调制。

图8，对像素P彼此之间的边界线mb上的激光的强度进行说明。图8的曲线图的纵轴、横轴分别表示激光的强度、X方向的位置。在对一个像素P，在光点SP1的中心位置通过m1的定时，边界线mb上的束状光的强度为I0/2。然后，光点SP1的中心位置通过了边界线mb之后，在通过m2的定时，边界线mb上的束状光的强度再次变成I0/2。光源部，在光点SP1的中心位置从m1向m2进行移动之间，使激光的供给停止。

在边界线mb的附近，对于一个像素P的激光的强度分布L1，和对于其接下来的像素P的激光的强度分布L2相加。因此，在m1、m2，对于相邻的像素P的激光被加到峰值强度I0，变成比强度I0强的强度。在边界线mb上，光点SP1的中心位置位于m1之时的束状光的强度I0/2，和光点SP1的中心位置位于m2之时的束状光的强度I0/2相加，变成与峰值强度I0大致相同的强度。如此地，在将激光的强度衰减至峰值强度的2分之1的线作为光点的外缘的情况下，在像素的边界线上使束状光的强度衰减，可以使像素彼此之间识别开来。

若根据本发明，则通过减少因用于一个像素P的激光甚至进入到其它的像素P的区域而引起的模糊，能够显示高清晰度的图像。并且，通过使对于一个像素P的激光的点亮时间增大，能够显示明亮的图像。进而，通过形成对Y方向而言与像素P为大致相同长度的光点SP1，使激光进行扫描的每行间的间隙不显著，能够显示无缝的图像。由此，起到能够明亮地显示高质量的图像的效果。

还有，在上述的式(1)中的k的值并不限于上述。k，只要满足以下的式(6)可以是任意的值。

(ln2/2)^1/2≤k＜2kω₀/Lp                  …(6)

由此，将光点的外缘取为激光的强度衰减至小于或等于峰值强度的2分之1的线，可以识别像素P。另外，k，也可以通过以下的式(2)来进行限定。

1≤k＜Lp/2ω₀                            …(2)

例如，k＝1时，如在图9中所示地，从光点SP1的中心位置到外缘的距离r(＝kω₀)，成为高斯束半径ω₀。该情况下，光点SP1的外缘，变成激光的强度I衰减至I0/e²(0.135I0，e为自然对数的底)的线。该情况下，光源部，对于一个像素P，在满足以下的式(7)的时间t(秒)中使激光点亮地被驱动。

$t=T(1-\frac{{2\mathrm{\ω}}_0}{\mathrm{Lp}})---\left(7\right)$

通过使k为满足上述的式(2)的值，能够在像素P的边界线上使激光的强度进一步衰减，进一步减少像素P间的模糊。另外，k，也可以通过式(3)来进行限定。

2≤k＜Lp/2ω₀                            …(3)

例如，k＝2时，如在图10中所示地，从光点SP1的中心位置到外缘的距离r(＝kω₀)，成为2ω₀。该情况下，光点SP1的外缘，变成激光的强度I衰减至I0/e⁸(3.34×10^-4I0)的线。该情况下，光源部，对于一个像素P，在满足以下的式(8)的时间t(秒)中使激光点亮地被驱动。

$t=T(1-\frac{{4\mathrm{\ω}}_0}{\mathrm{Lp}})---\left(8\right)$

通过使k为满足上述的式(3)的值，能够在像素P的边界线上进一步使激光的强度衰减，进一步减少像素P间的模糊。

图11，表示用于对图像显示装置100进行控制的模块构成。图像信号输入部711，进行从输入端子所输入的图像信号的特性校正、放大等。例如，图像信号输入部711，将模拟形式的图像信号变换成数字形式的光源调制用强度信号。图像信号输入部711，也可以输出数字形式的图像信号作为数字形式的光源调制用强度信号。同步/图像分离部712，将来自图像信号输入部711的信号，分离成分别关于R光、G光、B光的图像信息信号、垂直同步信号、水平同步信号，并向控制部713进行输出。控制部713之中的图像处理部721，将图像信息分成每帧的信息，向帧存储器714进行输出。帧存储器714，以帧为单位而存储来自图像处理部721的图像信号。

控制部713之中的扫描控制部723，基于垂直同步信号、水平同步信号，生成使扫描部200进行驱动的驱动信号。扫描驱动部715，响应来自控制部713的驱动信号而使扫描部200进行驱动。水平角度传感器716，对在屏幕110上使激光向X方向进行扫描的反射镜202(参照图3)的摆角进行检测。垂直角度传感器717，对在屏幕110上使激光向Y方向进行扫描的反射镜202的摆角进行检测。信号处理部718，分别根据垂直角度传感器717的移位、水平角度传感器716的移位而生成帧起始信号F-Sync、行起始信号L-Sync，并向控制部713进行输出。

控制部713，基于根据帧起始信号F-Sync、行起始信号L-Sync所运算出的线速度、及垂直同步信号、水平同步信号，生成像素定时时钟。像素定时时钟，是用于通知激光通过各像素上的定时的信号，用于使相应于图像信号所调制的激光入射到正确的位置。控制部713，还根据像素定时时钟，生成光源驱动脉冲信号。通过光源驱动脉冲信号，可以在满足上述的式(1)等的时间t中使激光点亮。

R光源驱动部732R，基于通过光源控制部722从帧存储器714所读出的关于R光的图像信息信号、及光源驱动脉冲信号，使R光用光源部121R进行驱动。R光源驱动部732R，相应于光源驱动脉冲信号对R光用光源部121R的导通/断开进行控制，另外，R光源驱动部732R，相应于按照图像信息信号而调制了脉冲宽度的驱动信号来进行R光的调制。G光源驱动部732G，也与R光源驱动部732R同样地，使G光用光源部121G进行驱动。B光源驱动部732B，也与R光源驱动部732R同样地，使B光用光源部121B进行驱动。各光源驱动部732R、732G、732B，也可以相应于按照图像信息信号而调制了振幅的驱动信号来进行调制。该情况下，图像信号输入部711，为通过对模拟形式的图像信号进行放大而输出模拟形式的光源调制用强度信号的构成、将数字形式的图像信号变换成模拟形式的信号的构成。

在例如采用端面发光型半导体激光器作为各光源部121R、121G、121B的情况下，可以供给光点为大致椭圆形状的激光。在可以供给光点变成大致椭圆形状的激光的情况下，能够通过采用照明光学系统102、投影光学系统103(参照图1)缩小激光而使光点成为大致椭圆形状。进而在使光点进行变形的情况下，或各光源部121R、121G、121B供给形成大致圆形状的光点的激光的情况下，例如采用面发光型半导体激光器的情况下，能够采用在以下进行说明的整形光学系统。

图12，对为整形光学系统的变形棱镜901进行的光点的整形进行说明。变形棱镜901，配置于激光装置101和扫描部200(参照图1)之间的光路中。变形棱镜901，通过折射作用，将截面为大致圆形状的激光La向垂直方向拉伸，使截面为大致椭圆形状的激光Lb进行出射。如此地进行，能够使光点成为预期的形状。再者，变形棱镜901，只要为对于特定方向使光点扩大或者缩小的构成即可。作为整形光学系统，例如，也可以为同时使用对垂直方向使光点直径进行变化的变形棱镜，和对水平方向使光点直径进行变化的变形棱镜的构成。

作为整形光学系统并不限于变形棱镜901也可以为其它的构成，例如，采用具备预期的椭圆形状的开口部的孔径(aperture)，DOE(DiffractiveOptical Elements；衍射型光学元件)，柱面透镜，非球面透镜等。在采用孔径作为整形光学系统的情况下，虽然可容易地得到预期的光点形状的激光，但是另一方面光利用效率按被孔径所遮挡的激光的量减少。

在激光为除高斯强度分布以外的强度分布的情况下也可以应用本发明。也可考虑：例如在采用DOE作为整形光学系统的情况下，光点的激光的强度分布与高斯强度分布不相同。考虑到：即使在与高斯强度分布不相同的情况下，激光的强度分布通常以光点的中心附近为峰值。因而，根据在被照射区域所看到的光点的形状而与本实施例同样地确定激光的点亮时间t，也可以充分得到本发明的效果。

实施例2

图13，对本发明的实施例2的图像显示装置进行说明，表示被照射区域中的激光的光点SP2。相对于在实施例1中根据光点SP1的形状来确定激光的点亮时间t，在本实施例中，根据使激光点亮的时间t来确定光点SP2的形状。并且，在本实施例中，光点SP2，形成为第1方向的X方向的幅度dx比为第2方向的Y方向的幅度dy短的大致长方形形状。对与上述实施例1相同的部分附加同一符号，省略重复的说明。

若将使激光点亮的定时的光点SP2的中心位置O，和使激光熄灭的定时的光点SP2的中心位置O’的间隔设为Δs2，则光源部，在像素P的在X方向的长度Lp之中，在光点SP2的中心位置通过间隔Δs2间，使激光点亮。若以像素P的在X方向的长度为Lp(毫米)，以光点SP2的中心位置在一个像素P上移动的时间为T(秒)，以对于一个像素P而使束状光点亮的时间为t(秒)，以光点SP2的X方向的高斯束半径为ω₀(毫米)，则满足式(4)。

ω₀＝Lp(T-t)/2kT                            …(4)

其中，(ln2/2)^1/2≤k

在本实施例的情况下，例如k为以下的值的情况下，也能够将光点SP2的外缘，取为激光的强度衰减至峰值强度的2分之1的线。

k＝(ln2/2)^1/2

本实施例的图像显示装置，以使高斯束半径ω₀满足式(4)地确定光点SP2的形状。在本实施例的情况下，与上述实施例1同样地，也能够明亮地显示高质量的图像。进而，也可以使k，为满足k≥1的值。由此，能够在像素P的边界线上使激光的强度衰减，减少像素P间的模糊。进而，也可以使k，为满足k≥2的值。由此，能够在像素P的边界线上进一步使激光的强度衰减，进一步减少像素P间的模糊。

还有，在本实施例中，光点SP2的Y方向的幅度dy，比像素P的Y方向的幅度小一些。因此关于副扫描方向的Y方向，产生光点SP2彼此之间的间隔Δy。只要使激光进行扫描的每行间的间隙为不显著的程度，就也可以如本实施例地，形成对Y方向而言比像素P小的光点SP2。如上述实施例1地形成大致椭圆形状的光点的情况也同样。在本实施例的情况下，能够通过例如采用孔径或DOE作为整形光学系统而容易地得到大致长方形形状的光点SP2。

实施例3

图14，表示本发明的实施例3的图像显示装置1700的概略构成。图像显示装置1700，是对设置于观看者侧的屏幕1705供给激光，通过观看以屏幕1705进行反射的光而观看图像的，所谓的前投影型的投影机。图像显示装置1700，与上述实施例1同样地，具有光扫描装置120。对与上述实施例1相同的部分附加同一符号，省略重复的说明。来自光扫描装置120的激光，透射投影光学系统103之后，入射到屏幕1705。在本实施例的情况下，也能够明亮地显示高质量的图像。

还有，在上述的实施例中，虽然为各色光用光源部供给激光的构成，但是只要是可以供给束状光的构成，并不限于此。例如，各色光用光源部，也可以为采用发光二极管元件(LED)等的固体发光元件的构成。并且，本发明的光扫描装置，除了用于图像显示装置以外，例如，也可以用于激光打印机等的，使激光进行扫描的电子设备中。

如以上地，本发明的光扫描装置，适合于用在相应于图像信号而使光进行扫描的图像显示装置中的情况。

Claims (13)

1.一种光扫描装置，其使相应于图像信号的束状光进行扫描，其特征在于，具有：

供给前述束状光的光源部，和

使来自前述光源部的前述束状光在被照射区域向第1方向、和大致正交于前述第1方向的第2方向进行扫描的扫描部；

前述扫描部被驱动为，使前述束状光向前述第1方向进行扫描的频率，比使前述束状光向前述第2方向进行扫描的频率高；

通过前述束状光而形成于前述被照射区域的光点，其形状为在前述第1方向比在前述第2方向短。

2.按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于：

前述光点的在前述第2方向的长度，与相应于前述图像信号所形成的像素的在前述第2方向的长度大致相同。

3.按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于：

前述光点为大致椭圆形状。

4.按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于：

前述光点为大致长方形形状。

5.按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于：

具有整形光学系统，其对前述光点进行整形。

6.按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于：

若将前述束状光的强度衰减至前述光点的峰值强度的2分之1的强度的线作为前述光点的外缘，则前述光源部被驱动为，对于相应于前述图像信号的一个像素，以继前述光点的中心位置之后的前述光点的前述外缘通过前述像素的一个边界线时的定时，使前述束状光点亮，以前述束状光的点亮后、前述光点的前述外缘到达前述像素的另一边界线时的定时，使前述束状光熄灭。

7.按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于：

前述光源部，供给大致一致于高斯强度分布的强度分布的前述束状光；

若设前述光点的中心位置在相应于前述图像信号的一个像素上移动的时间为T，前述光点的前述第1方向的高斯束半径为ω₀，前述像素在前述第1方向的长度为Lp，则对于一个前述像素，在满足以下的条件式的时间t中使前述束状光点亮地驱动，前述条件式为：

$t=T(1-\frac{2k{\mathrm{\ω}}_0}{\mathrm{Lp}})$

其中，(ln2/2)^1/2≤k＜Lp/2ω₀。

8.按照权利要求7所述的光扫描装置，其特征在于：

进一步，满足以下的条件式：

1≤k＜Lp/2ω₀。

9.按照权利要求8所述的光扫描装置，其特征在于：

进一步，满足以下的条件式：

2≤k＜Lp/2ω₀。

10.按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于：

前述光源部，供给大致一致于高斯强度分布的强度分布的前述束状光；

若设相应于前述图像信号而形成的像素的前述第1方向的长度为Lp，前述光点的中心位置在一个前述像素上移动的时间为T，对于一个前述像素使前述束状光点亮的时间为t，前述光点的前述第l方向的高斯束半径为ω₀，则满足以下的条件式：

ω₀＝Lp(T-t)/2kT

其中，(ln2/2)^1/2≤k。

11.按照权利要求10所述的光扫描装置，其特征在于：

进一步，为k≥1。

12.按照权利要求11所述的光扫描装置，其特征在于：

进一步，为k≥2。

13.一种图像显示装置，其通过来自光扫描装置的光显示图像，其特征在于：

前述光扫描装置，是权利要求1～12中的任何一项所述的光扫描装置。

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