JP2002062501A - 光学走査装置および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで低コストなレーザビームを用い
た画像表示装置を提供する。 【解決手段】 端面３８に入射ビーム３を出射方向に偏
向する作用面３３が形成された回転型の光学素子３１お
よび３２を設け、これらを走査方向が直交するように組
み合わせてモータ１５で駆動する。これにより、レーザ
光源２ａおよび２ｂから出射されたレーザビーム４によ
りスクリーン９の上を所望の方向に走査できるので、画
像を表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビームを走査方
向に動かす走査装置およびそれを用いた画像表示装置所
定に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スキャナー、レーザプリンタなどの光ビ
ームを所定の方向に走査する装置には、回転多面鏡（ポ
リゴンミラー）を用いたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】回転多面鏡を用いた走
査装置は、ミラーの数を増やすことにより走査方向の所
定の角度範囲を繰り返し走査できるので光の利用効率が
高く、走査速度も早い。しかしながら、回転軸に対して
各々のミラーが完全に同一の角度および特性で入射ビー
ムを反射しないと繰り返し精度が劣化してしまい画質が
劣化する原因となる。したがって、非常に精度の高い回
転多面鏡が必要となりコスト高になる。これに対し、単
独のミラーを回転することによっても入射ビームを走査
方向に反射して走査することが可能であり、単一のミラ
ーで走査できるので繰り返し精度は高い。しかしなが
ら、単一のミラーを３６０度にわたり動かすので、走査
方向の所定の角度範囲以外にも入射ビームは反射され
る。したがって、光の利用効率は著しく悪化する。

【０００４】そこで、本発明においては、低コストで、
光の利用効率の高い走査装置を実現し、それを用いて、
レーザビームを用いた低コストでコンパクトな画像表示
装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、平面鏡の代わりに、中心軸回りに回転可能な円柱
状またはディスク状の光学素子であって、端面の少なく
とも一方の面および／または周面が入射ビームの角度を
変えて出射ビームを形成する作用面となり、出射ビーム
が走査方向の所定の角度範囲を走査するように作用面の
角度が変化している光学素子を提供し、この光学素子を
複数組み合わせることにより２次元方向にレーザビーム
を偏向して走査し、画像を形成するようにしている。

【０００６】本発明の光学素子は、平面鏡ではなく、円
柱またはディスク状の形状の周面（側面）または端面を
作用面とし、その面の角度を徐々にあるいは細かいピッ
チで変化させ、光学素子を回転することにより入射ビー
ムが当たる面の角度を変えるようにしている。したがっ
て、作用面から出力される出射ビームの角度を所定の角
度範囲に絞ることができるので、光学素子を回転駆動し
たときに無駄な方向に入射ビームを反射しないようにで
きる。このため、光学素子を回転させることにより出射
ビームが走査方向の所定の角度範囲を走査する、光の利
用効率の高い光学素子を提供できる。

【０００７】さらに、この光学素子の作用面は、光学素
子が１回転する間に、所定の角度範囲を複数回走査する
ように設計することも可能であるが、光学素子が一回転
する間に出射ビームが所定の角度範囲を１回走査するよ
うに設計することもできる。そして、このような設計を
しても、光が無駄な方向に反射されることはない。した
がって、走査方向の所定の角度範囲を単一の面から出射
されたビームで走査できる光学素子を実現することが可
能であり、回転多面鏡と同様に入射ビームをロスするこ
となく所定の角度範囲に出射でき、その一方で、単一の
面で反射できるので回転多面鏡のように鏡面を高精度で
揃える必要がない。すなわち、回転多面鏡では、出射ビ
ームの走査方向および走査範囲を揃えるために各々の鏡
面の間でも誤差がない絶対精度の高い部品が必要にな
る。これに対し、本発明の光学素子では１つの面で繰り
返し出射ビームを反射して走査できるので、作用面が所
定の公差の範囲内で作成されていれば良く、絶対的な精
度は要求されず、相対的な精度が十分に確保されれば画
質の良い画像を表示できる。したがって、本発明の光学
素子を使用することにより、低コストで光の利用効率の
高い走査装置を組み立て、提供することができる。

【０００８】本発明の光学素子は、入射ビームが透過す
るプリズムタイプの光学素子でもよく、入射面あるいは
出射面の角度を、光学素子の回転中心における角度（極
座標における角度、以降では中心角あるいは回転角）の
関数で変化するように設計すれば、所定の角度範囲を走
査するように出射ビームの方向を変えることができる。
これに対し、作用面が入射ビームを反射する面であれ
ば、その１つの面を中心角の関数として設計することに
より出射ビームの方向を制御できるので、いっそう低コ
ストで本発明の光学素子を提供することができる。

【０００９】本発明の光学素子は、作用面の角度が中心
角を関数として変わるように設計できる。したがって、
入射ビームを当てる位置により走査方向を変えることが
できる。たとえば、作用面のある中心角の位置に対し、
９０度異なる中心角の位置では作用面の角度が変化する
方向が９０度異なる。したがって、２つの光学素子を組
み合わせることにより、２次元の面内を走査する出射ビ
ームを出力することができる。すなわち、本発明の光学
走査装置は、本発明の光学素子を複数有し、第１および
第２の光学素子が、入射ビームが第１および第２の光学
素子を通って出射されるとともに、第１および第２の光
学素子による走査方向が直交するように配置されている
ことを特徴とする。

【００１０】さらに、第１の光学素子を回転駆動する第
１のシャフトと、第２の光学素子を回転駆動する第２の
シャフトとを連動する歯車列（輪列）を設け、さらに、
これら第１および第２のシャフトが所定の減速比で回転
させることにより、いずれかの走査方向を主走査方向と
し、他方を副走査方向として出射ビームを走査させるこ
とができる。これにより、１つのモータで第１および第
２の光学素子を駆動できると共に、これらの光学素子の
回転の同期をとり、主走査方向の動きと副走査方向の動
きを同期をとって制御することが可能となる。第１およ
び第２の光学素子のどちらで主走査方向を制御しても良
いが、第２の光学素子にビームが照射される位置を変動
を小さくするためには、一般に、走査の角度範囲の狭い
副走査方向の制御を最初に入射ビームが当たる第１の光
学素子で処理することが望ましい。

【００１１】したがって、本発明の光学走査装置と、入
射ビームを放出するレーザ光源と、このレーザ光源を変
調して画像を形成する画像形成手段とを有する画像表示
装置を実現することが可能となる。そして、この画像表
示装置においては、単一のモータで主走査方向および副
走査方向にレーザビームを偏向することができ、さら
に、単一の鏡面で入射ビームを反射して所定の角度範囲
に繰り返し走査できるので、低コストで光の利用効率が
高く、明るい画像を表示できる画像表示装置を提供でき
る。さらに、複数のレーザ光源を設け、それらを第１お
よび／または第２の光学素子による所定の角度範囲が異
なるように配置することにより、マルチビームにより画
像を表示することが可能となる。したがって、１つのレ
ーザビームで走査する画面の範囲を小さくできるので、
光学素子の回転速度を下げることができ、モータおよび
歯車列をさらにコンパクトで低コストなものにすること
ができ、さらにコンパクトで低コストな画像表示装置を
提供できる。

【００１２】複数のレーザ光源は、第１または第２の光
学素子のほぼ同じ位置を照射するように配置しても良い
が、本発明の光学素子は中心角が１８０度の位置は位相
が１８０度ずれるだけで走査方向は同じになるので、１
８０度対象な位置にレーザビームが当たるように配置し
てもよい。さらに、赤色、緑色および青色のレーザ光源
を配置することによりマルチカラーの画像を表示するこ
とも可能である。そして、本発明の画像表示装置を無線
あるいは有線でネットワークに接続することにより、コ
ンパクトでありながら、所望のメッセージあるいは画像
を明るく表示することができる画像表示装置あるいは画
像表示システムを構築することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態に係る
画像表示装置の概略構成を側面図で示してある。本例の
画像表示装置１は、レーザ光源２と、このレーザ光源か
ら出射されたレーザビーム３を走査方向に偏向する走査
装置１０と、レーザ光源２を画像データによって変調す
る画像形成装置５とを備えており、適当な距離に配置さ
れたスクリーン９に画像を投写することができる。走査
装置１０は、本発明に係る２つの回転型の光学素子３１
および３２を備えており、これらがシャフト１３および
１４に接続され、さらに、歯車列２０により接続されて
いるので、共通のモータ１５により同期を取って回転駆
動される。

【００１４】図２は、本例の画像表示装置１の平面図で
ある。画像表示装置は、２つのレーザ２ａおよび２ｂを
備えており、これらが画像形成装置５により、それぞれ
の画像データ６ａおよび６ｂに基づき変調され、ビーム
（入射ビーム）３ａおよび３ｂが出射される。これらの
入射ビーム３ａおよび３ｂは、第１の光学素子３１およ
び第２の光学素子３２の回転軸の延びた方向を垂直方向
Ｚとしたときに、第１の光学素子３１に反射されて垂直
方向Ｚに偏向され、次に第２の光学素子３２に反射され
て水平方向Ｘに偏向される。さらに、モータ１５には回
転角度を検出できるエンコーダ１６が接続されており、
エンコーダ１６の出力が画像形成装置５に入力され、レ
ーザ２ａおよび２ｂを画像データ６ａおよび６ｂと、光
学素子３１および３２の回転角度とに基づき変調され
る。その結果、走査装置１０から出射されたビーム４ａ
および４ｂは、スクリーン９の表面を水平方向および垂
直方向に走査すると共に、その水平方向および垂直方向
の位置のドットを表示し、２次元の画像８がスクリーン
９の上に表示あるいは形成される。

【００１５】本発明の光学素子について、さらに詳細に
説明する。本例の光学素子３１および３２は、作用面の
設計が異なるだけで主な構成は共通するので一方の光学
素子３１に基づき説明する。図３に本例の光学素子３１
の外観を斜視図で示してある。また、図４に光学素子３
１の側面図を示してある。本例の光学素子３１は、円盤
状であり、中心軸３４ａに垂直な端面３８のうち、一方
の端面３８が入射ビーム３を反射して出射ビーム４を形
成する作用面３３となっている。この作用面３３は、光
学素子３１の中心軸３４ａが通る回転中心３４の回りの
角度（中心角）θの関数で半径方向ｒの面の傾きがほぼ
単調に変わるように設計されており、光学素子３１が一
回転すると作用面３３は角度φだけ変動し、その角度が
元に戻るようになっている。このため、図１および図２
に示すように光学素子３１の回転軸３４ａの方向Ｚが鉛
直方向にセットされている場合は、光学素子３１が一回
転すると、Ｚ軸に対して垂直で水平方向に延びた座標軸
ＸおよびＹの回りに作用面３３の角度がＺ軸方向、すな
わち垂直な方向に角度φだけ変動する。

【００１６】このような作用面３３に対し、中心角θが
０度方向、すなわち、Ｚ−Ｙ面内あるいはこの面に平行
に入射ビーム３を入れ、中心角θが０度または１８０度
の位置となるＹ軸に沿った位置に入射ビーム３を照射さ
れると、中心角θが０度または１８０度の位置では、作
用面３３の角度は入射ビーム３と平行な面内でＺ軸方向
に変動し、入射ビーム３に対して上下（鉛直）方向に変
化する。したがって、この位置で反射された出射ビーム
４の角度は光学素子３１の回転した角度によって上下方
向に変わり、光学素子３１が一回転すると角度２φだけ
上下に偏向する。このため、出射ビーム４は垂直方向に
角度Ｓ２で動き、スクリーンを垂直方向に走査する。

【００１７】一方、中心角θが９０度または２７０度の
位置となるＸ軸に沿った位置に入射ビーム３が照射され
ると、中心角θが９０度または２７０度の位置では、作
用面３３の角度は入射ビーム３と垂直な面内でＺ軸方向
に変動し、入射ビーム３に対して左右（水平）の方向に
変化する。したがって、この位置で反射された出射ビー
ム４の角度は光学素子３１の回転した角度によって左右
（水平）な方向に変わり、光学素子３１が一回転すると
角度２φだけ左右に偏向する。したがって、出射ビーム
４は水平方向に角度Ｓ１で動き、スクリーンを水平方向
に走査する。このため、本例の光学素子３１および３２
を組み合わせて入射ビーム３を反射することにより、出
射ビーム４がスクリーン９の表面を水平および垂直方向
に走査するように出射できる。

【００１８】さらに、本例の光学素子３１および３２に
おいては、１回転すると出射ビーム４が一走査するよう
に作用面３３を設計している。したがって、単一の面で
入射ビーム３を全て走査方向に向けて反射できるように
なっており、ポリゴンミラー（回転多面鏡）のように複
数の反射面を設ける必要がない。このため、反射面同士
を非常に高い精度で一致させる必要はなく、製造公差の
範囲内で製造すれば品質の良い画像を投写できる画像表
示装置１に十分な性能の光学素子３１を提供することが
できる。また、この光学素子あるいは光学部品３１およ
び３２は、作用面３３の形状が決定されれば、射出成形
などの方法により極めて安価に製造することが可能であ
り、作用面３３にメッキするなどの表面処理を施すこと
により十分な反射性能を備えた光学素子あるいは部品と
して提供することができる。

【００１９】図５に、上記と異なり、ディスク状あるい
は円柱状の光学素子３７であって、その中心軸３４ａに
沿った側面（周面）３９に作用面３３を設けた光学素子
３７の概要を示してある。本例の光学素子３７において
も、作用面３３はその角度が中心角θを変数としてほぼ
単調に変わるように設計されており、光学素子３７が一
回転すると角度φだけ変わり、その角度が元に戻るよう
になっている。このため、本例の光学素子３７において
は、たとえば、上記の光学素子とは異なり、回転軸３４
ａの方向Ｚが水平方向にセットされている場合は、光学
素子３が一回転すると、中心角θが０度または１８０度
の位置では作用面３３の角度が垂直方向にＹ軸の回りに
角度φだけ変動する。一方、中心角θが９０度または２
７０度の位置では、作用面３３の角度が水平方向にＸ軸
の回り対し角度φだけ変動する。

【００２０】したがって、光学素子３７の作用面３３の
中心角θが９０度または２７０度の位置に入射ビーム３
を当てると、その出射ビーム４の角度は光学素子３１の
回転した角度によって変わり、出射ビーム４は水平方向
Ｘに角度Ｓ１で動く。したがって、スクリーンを水平方
向に走査するようにビームを反射できる。一方、光学素
子３７の作用面３３の中心角θが０度または１８０度の
位置に入射ビーム３を当てると、その出射ビーム４の角
度は光学素子３７の回転した角度によって変わり、出射
ビーム４は垂直方向に角度Ｓ２で動く。したがって、ス
クリーンを垂直方向に走査するようにビームを反射で
き、適当な角度で変化するように設計された本例の光学
素子３７を組み合わせて入射ビーム３を反射することに
より、出射ビーム４がスクリーン９の表面を水平および
垂直方向に走査するように出射できる。もちろん、端面
３８に作用面３３が形成された光学素子３１と組み合わ
せることも可能である。この光学素子３７も、３６０度
回転すると１つの作用面３３で出射ビーム４を所定の角
度範囲を動かすことができるので、作用面３３に絶対的
な精度が要求されることはない。したがって、作用面３
３の精度が相対的に十分に高ければ画質の良い画像を生
成できる。また、作用面３３が決定されれば、射出成形
などにより量産することが可能であり、低コストで提供
することができる。

【００２１】図１に戻って、このような本発明に係る回
転型の光学素子３１および３２を用いた本例の画像表示
装置１についてさらに詳しく説明する。本例の画像表示
装置１では、第１および第２の光学素子３１および３２
がシャフト１３および１４により中心軸が垂直方向とな
るように組み立てられており、作用面３３である端面３
８が水平な状態で回転する。さらに、図２に示すよう
に、レーザ光源２から出射された入射ビーム３が、その
入射方向を基準として、第１の光学素子３１の中心角θ
が１８０度の位置で反射され、次に第２の光学素子３２
の中心角θが２７０度の位置で反射されて出射ビーム４
が形成されるようになっている。したがって、各々の入
射ビーム３ａおよび３ｂは、第１の光学素子３１により
垂直方向Ｚに偏向され、第２の光学素子３２により水平
方向Ｘに偏向されてスクリーン９に向かって出射される
出射ビーム４ａおよび４ｂが形成される。

【００２２】走査装置１０においては、ビームを水平方
向Ｘに偏向する第２の光学素子３２がシャフト１４を介
してモータ１５により直に回転駆動されるようになって
おり、ビームを垂直方向Ｚに偏向する第１の光学素子３
１は輪列２０およびシャフト１３を介して歯車２１の組
み合わせによって決定される減速比の速度で、第２の光
学素子３２よりも遅い速度で回転する。したがって、こ
の比を、水平方向Ｘを主走査方向、垂直方向Ｚを副走査
方向となるように設定することにより、モータ１５によ
り出射ビーム４ａおよび４ｂがスクリーン上を２次元に
走査するように動かすことができる。そして、モータ１
５の回転角をエンコーダ１６により検出することによ
り、画像形成装置５からモータ１５の動きに同期して画
像データ６ａおよび６ｂに基づきレーザ光源２ａおよび
２ｂを変調することが可能である。このように変調され
たレーザ光線２ａおよび２ｂによりスクリーン９をスキ
ャンすることにより所望の画像をスクリーン９に表示で
きる。画像データ６ａおよび６ｂは予め画像形成装置５
に記憶しておいても良いし、適当な通信手段７により、
有線あるいは無線によってホストマシンなどから供給さ
れるようにしておいても良い。

【００２３】さらに、本例の画像表示装置１では２つの
レーザ光源２ａおよび２ｂを配置して２本の出射ビーム
４ａおよび４ｂにより１つの画面８を形成するようにし
ている。したがって、１本の出射ビームで同じ走査線の
数で画像を表示する場合に対して走査速度を半分にする
ことができる。出射ビームの数を増やすことにより走査
速度を低下することが可能であり、モータ１５の回転速
度を下げることができ、画像表示装置１をコンパクトに
することができ、振動あるいは騒音も低減することがで
きる。複数の出射ビーム４ａおよび４ｂにより、画像８
を上下に分けて形成しても良く、あるいは、これらのビ
ーム４ａおよび４ｂにより走査線を交互に形成するよう
にしても良い。出射ビームの数を増やすことも可能であ
る。

【００２４】たとえば、本例の画像表示装置１により、
５ｍ離れたスクリーン９に対し、縦２４ドット、横３２
０ドットで、縦７５ｃｍ、横１ｍの画像を２本の出射ビ
ーム４ａおよび４ｂで走査線を交互に表示して出力しよ
うとすると、出射ビームの垂直方向Ｚの角度範囲Ｓ２が
０．８６度となる作用面３３を備えた光学素子３１を第
１の光学素子として採用し、出射ビームの水平方向Ｘの
角度範囲Ｓ１が１１度となる作用面３３を備えた光学素
子３２を第２の光学素子として採用することができる。
そして、減速比が１／１２の輪列２０により第１の光学
素子３１のシャフト１３と第２の光学素子３２のシャフ
ト１４を接続し、第２の光学素子３２を３６０ｒｐｓで
モータ１５により回転駆動すると３０フレーム／秒で画
像を表示することができる。

【００２５】このように本例の画像表示装置１は、光学
素子３１および３２を１つのモータ１５で回転駆動する
走査装置１０を採用することによりレーザビーム４を水
平方向および垂直方向に偏向して出射し、水平方向およ
び垂直方向にスクリーン９を走査することにより画像８
をスクリーン上に表示することができる。本発明に係る
光学素子は、上述したように、ディスク状あるいは円柱
状の光学素子の端面または周面に、入射ビームの方向を
変えて走査方向の所定の角度範囲を走査する出射ビーム
を形成する作用面を設けており、入射ビームを無用な方
向に反射あるいは屈折することがなく、光の利用効率が
高い。したがって、本発明の画像表示装置１は、簡易な
機構でありながら非常に明るい画像を表示することがで
きる。

【００２６】さらに、本発明の光学素子は、回転しなが
ら、単一の作用面で入射ビームを常に捉えて出射ビーム
を走査方向の所定の角度範囲内に出力することができ
る。すなわち、単一の平面鏡を回転させると多くの入射
光がロスされ、ポリゴンミラーでは回転多面鏡であるが
ゆえに入射光をそれほどロスすることなく所定の角度範
囲に出射光を出力することができるが鏡面に絶対的な精
度が要求される。これに対し、本発明の光学素子は単一
の作用面で入射光をロスなく出射光として所定の角度範
囲に出力できるので、画像の品質を保つために複数の鏡
面を非常に高精度で一致させる必要はなく、単一の作用
面で全ての画面を走査するように出射光を出力できる。
したがって、作用面は製造公差程度の相対的な誤差範囲
内の精度で製造できれば十分であり、低コストで光学素
子を提供できる。したがって、本発明の光学素子３１、
３２あるいは３７を用いた光学走査装置１０を採用する
ことにより、低コストでコンパクトな光走査型の画像表
示装置を実現できる。

【００２７】プロジェクタ型の画像表示装置において
は、プロジェクタレンズを装着することは可能であり、
本発明の範囲に含まれていると共に大きな画面を表示す
るためには有効である。もちろん、プロジェクタレンズ
を装備しなくてもスクリーンあるいはスクリーンとなる
面に対し適当な距離が確保できれば、本発明の光学素子
を用いた走査装置によりレーザビームでその面を走査し
て画像を表示できる。

【００２８】また、本発明の光学素子は、入射ビームを
当てる位置を変えるだけで出射ビームが走査方向を自由
に制御することができる。したがって、光学素子の回転
軸（中心軸）の方向と、作用面に入射ビームが照射され
る位置を制御することにより、垂直水平はもちろん、あ
らゆる角度に走査方向を設定することが可能である。こ
のため、主走査方向および副走査方向にレーザビームを
偏向する光学素子の角度あるいはレーザビームが当たる
位置を調整することにより、形成される画像の向きを縦
横あるいは斜めにすることも自由に行える。

【００２９】特に、上記の例の走査装置においては、２
つの光学素子を歯車列で接続して１つのモータで回転す
るようにしており、走査方向を変えることは難しいが、
主走査方向と副走査方向の同期が確実に取れて安定した
性能を発揮できる。加えて、モータ１つで２つの光学素
子を駆動することができるので、さらに低コストでコン
パクトな画像表示装置を提供できる。本例の走査装置１
０においても、光学素子の軸を垂直から水平方向になる
ように向きを変えるだけで縦長の画像を表示することが
可能となる。また、第１の光学素子は中心角θが９０度
または２７０度、第２の光学素子は中心角θが０度また
は１８０度の位置にレーザビームが当たるようにレーザ
光源を配置すると、上記と同様に、横長の画像を表示す
ることも可能である。したがって、光学素子のアレンジ
は目的などに応じて非常にフレキシブルになり、走査装
置および画像表示装置の設計の自由度は大きい。

【００３０】さらに、第１の光学素子と第２の光学素子
で走査する方向は上記に限定されるものではないが、第
２の光学素子にレーザビームが当たる位置を安定させる
という点では、走査する角度範囲が狭い方向、通常は副
走査方向を入射側となるレーザ光源側の第１の光学素子
で制御することが望ましい。また、上記では、端面に作
用面を持つ光学素子で本発明を説明しているが、光学素
子３７のように周面に作用面を持つ光学素子でも同様に
走査装置および画像表示装置を構成することが可能であ
る。さらに、端面に作用面を持つ光学素子と周面に作用
面を持つ光学素子とを組み合わせることも可能である。

【００３１】また、これらの光学素子は、点対称な位置
が走査方向は同じで偏向の位相が半周期ずれた共役な位
置となる。したがって、複数の光ビームで画像を形成す
る場合は、共役な位置に入射ビームを照射することが可
能であり、マルチビームを用いて画像を形成したり、色
毎のレーザビームを用いてマルチカラーの画像を形成し
たりすることが容易である。

【００３２】本発明の光学素子および光走査装置の用途
は、上記のようなプロジェクタ型の画像表示装置に限定
されることはない。光学素子は、光を走査する装置、た
とえば、スキャナ、コピー機などに対しても一般的に用
いることができる。さらに、光走査装置は、これらに加
えて、２次元にビームを走査する画像形成装置であれば
一般的に適用でき、また、レーザビーム加工などの他の
分野にも適用できる。また、本例ではレーザビームを光
源としているが、ビーム状の光が出射される光源であれ
ばレーザに限定されるものではない。

【００３３】本発明により、上述したように、明るい画
像を表示できるコンパクトで低コストな画像表示装置を
提供することができる。このため、本発明の画像表示装
置は、従来の液晶あるいはその他のライトバルブを用い
た画像表示装置と同様に、それらの全ての用途に適用す
ることが可能であり、さらに、レーザビームを走査して
画像を形成できるので昼間でも十分に明るい画像を表示
できる。また、スクリーンとなる面も白色でなくても十
分な輝度で画像を表示できる。したがって、本発明に係
るが画像表示装置の用途はさらに広く、屋内外の広告、
屋内外のイルミネーションなどにも使用することができ
る。

【００３４】また、低コストでコンパクトな画像表示装
置でありながら、大きな画像を表示することができるの
で、画像表示装置の設置スペースは小さくて済む。した
がって、店内などに複数の画像表示装置を設置して適当
なネットワークで接続することにより、広告、安売りあ
るいはその他のイベントをタイムリーに所望の場所に表
示するようなシステムを構築することも容易となる。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、端面または周面における反射角度を中心角に沿って
徐々に変えた回転型の光学素子で、入射ビームをロスな
く所定の角度範囲に反射し走査できる光学素子を提供し
ており、この光学素子により単一の鏡面、すなわち、ポ
リゴンミラーのような回転多面鏡を用いずに出射ビーム
が所定の角度範囲を走査する光学走査装置を提供するこ
とができる。したがって、本発明の光学素子は光の利用
効率が高く、さらに、多面鏡でないので絶対的な精度も
要求されない。このため、光学素子を低コストにできる
ので、光学走査装置も低コストで性能の良いものを提供
することができる。

【００３６】さらに、複数の光学素子を組み合わせて回
転することにより２次元を走査するようにすることが可
能であり、それらの光学素子をギアで同期を取って精度
良く回転駆動することができる。したがって、簡易な機
構で精度の高い光学走査装置を提供することができ、そ
れを用いることにより、レーザビームなどの光ビームを
用いて高画質の画像を表示できる画像表示装置を低コス
トで提供できる。また、複数の光ビームにより画像を形
成することも可能であり、これにより、さらに低コスト
で画質の良い画像を表示可能な画像表示装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像表示装置の概略構成を示す
側面図である。

【図２】図１に示す画像表示装置によりレーザビームが
走査方向に出射される様子を示す平面図である。

【図３】本発明に係る光学素子の概要を示す斜視図であ
る。

【図４】図３に示す光学素子の側面図である。

【図５】上記と異なる光学素子の例であり、図５（ａ）
は斜視図、図５（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】 １ 画像表示装置（プロジェクタ） ２ａ、２ｂ レーザ光源 ３ａ、３ｂ 入射ビーム ４ａ、４ｂ 出射ビーム ５ 画像形成装置 ８ 画像、９ スクリーン １０ 光学走査装置（走査装置） １３、１４ シャフト １５ モータ ２０ 歯車列 ３１、３２、３７ 光学素子 ３３ 作用面 ３４ 回転中心 ３８ 端面、３９ 周面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸回りに回転可能な円柱状またはデ
   ィスク状の光学素子であって、端面の少なくとも一方の
   面および／または周面が入射ビームの角度を変えて出射
   ビームを形成する作用面となり、前記出射ビームが走査
   方向の所定の角度範囲を走査するように前記作用面の角
   度が変化している光学素子。
2. 【請求項２】 請求項１において、該光学素子が一回転
   する間に前記出射ビームが前記所定の角度範囲を１回走
   査するように前記作用面の角度が変化している光学素
   子。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記作用面は入射光
   を反射する光学素子。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の光学素子を複数有する
   光学走査装置であって、第１および第２の前記光学素子
   は、入射ビームが前記第１および第２の光学素子を通っ
   て出射され、前記第１および第２の光学素子による走査
   方向が直交するように配置されている光学走査装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記第１の光学素子
   を回転駆動する第１のシャフトと、前記第２の光学素子
   を回転駆動する第２のシャフトと、これら第１および第
   ２のシャフトが所定の減速比で回転するように接続した
   歯車列と、この歯車列を駆動するモータとを有する光学
   走査装置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の光学走査装置と、前記
   入射ビームを放出するレーザ光源と、このレーザ光源を
   変調して画像を形成する画像形成手段とを有する画像表
   示装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記第１および／ま
   たは第２の光学素子による前記所定の角度範囲が異なる
   ように配置された複数の前記レーザ光源を有し、前記画
   像形成手段は、それら複数のレーザ光源を異なる画像デ
   ータで変調する画像表示装置。