JP2006259242A - Optical equipment and adjusting method - Google Patents

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Kenji Sugihara
健司 杉原
Toru Achinami
亨 阿知波
Akira Nakamura
明 中村
Izushi Kobayashi
出志 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide optical equipment capable of displaying an image with less distortion by using a display device using a one-dimensional display element, and an adjusting method. <P>SOLUTION: A secondary optical system 34-1 generates parallel beams by collimating light made incident from a one-dimensional modulation part 32 through a schlieren optical system 33, and makes the generated parallel beams incident on a scanning mirror 55. The scanning mirror 55 reflects the light made incident from the secondary optical system 34-1, and makes it incident on a secondary optical system 34-2. The secondary optical system 34-2 condenses the light made incident from the scanning mirror 55 and forms a two-dimensional image. A shim 36 is inserted between a base 31 and a scanning part 35, the scanning mirror 55 is turned with a line parallel with a line B1 as an axis, and the incident angle of the light made incident on the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1 is adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は光学機器および調整方法に関し、特に、1次元表示素子を用いて、より歪みの少ない画像を表示させることができるようにした光学機器および調整方法に関する。   The present invention relates to an optical apparatus and an adjustment method, and more particularly, to an optical apparatus and an adjustment method that can display an image with less distortion using a one-dimensional display element.

近年、新しい放送方式の導入や、演算素子の進歩に伴う画像処理速度の向上、あるいは、フィルムを使って拡大投影を行う従来形態(所謂アナログシネマ)から、ディジタル信号処理を利用した形態(ディジタルシネマ)への変換等において、高解像度に対する要求が高まりつつある。液晶ライトバルブなどの2次元表示素子は、このような高解像化への流れに追随することが難しい状況にあり、その理由として画素数の増加や画素サイズの小型化に起因する不都合が挙げられる。   In recent years, the introduction of a new broadcasting system, the improvement of image processing speed accompanying the advancement of arithmetic elements, or the form using digital signal processing (digital cinema) from the conventional form (so-called analog cinema) that performs enlarged projection using film. ), The demand for high resolution is increasing. A two-dimensional display element such as a liquid crystal light valve is in a situation where it is difficult to follow the trend toward higher resolution, and this is due to inconveniences due to an increase in the number of pixels and a reduction in pixel size. It is done.

例えば、表示素子のサイズを固定したままで、(総)画素数を増やすことによって高解像化を図ろうとすると、表示部の開口部についての縮小化を余儀なくされる結果、明るさが犠牲になる(明るいプロジェクタ装置の実現が困難になる)。一方、画素サイズを固定のままで高解像化を図ろうとすると、必然的に表示素子のサイズが大きくなってしまうという不都合を招き、光学系を含めた装置が大型化したり、高価なものになってしまう。   For example, if an attempt is made to increase the resolution by increasing the (total) number of pixels while keeping the size of the display element fixed, the aperture of the display unit is forced to be reduced, resulting in a sacrifice in brightness. (It becomes difficult to realize a bright projector device). On the other hand, trying to achieve high resolution with a fixed pixel size inevitably incurs the disadvantage of increasing the size of the display element, which increases the size of the device including the optical system and makes it expensive. turn into.

尚、画素の小サイズ化については、表示素子の製造工程において、より小さな異物混入の防止対策を講じる必要をもたらす。また、表示素子の大型化においては、生産装置そのものの大型化が必要となる。   Note that the reduction in the size of the pixels necessitates taking measures to prevent a smaller amount of foreign matter from being mixed in the display element manufacturing process. In addition, in order to increase the size of the display element, it is necessary to increase the size of the production apparatus itself.

この点で、1次元表示素子を用いて所定方向への走査を行う構成形態を採用すれば、素子の画素配列数を大幅に低減することができる。   In this regard, if a configuration in which scanning is performed in a predetermined direction using a one-dimensional display element is employed, the number of pixel arrays of elements can be greatly reduced.

一例として、高精細度テレビあるいは高品位テレビ、所謂HDTV(High Definition TeleVision)において、2次元表示素子を用いる場合には、1920×1080≒207万画素に相当する素子数が必要であるのに対して、1次元表示素子を用いてH(水平)方向に走査を行うシステムでは、1080画素に相当する素子数で実現できるので、後者の優位性は明らかである。   As an example, when a two-dimensional display element is used in a high-definition television or a high-definition television, so-called HDTV (High Definition TeleVision), the number of elements corresponding to 1920 × 1080≈2,070,000 pixels is required. In a system that scans in the H (horizontal) direction using a one-dimensional display element, the latter advantage is obvious because it can be realized with the number of elements corresponding to 1080 pixels.

そこで、1次元表示素子を用いることにより高解像度化への対応を図る技術が提案されている。このような1次元表示素子を用いて画像を表示する表示装置として、例えば、1次元表示素子としての、一方向に配列されている1次元光変調素子に対して線状ビーム(線状の光)を照射し、その線状ビームが、1次元光変調素子において空間変調されることにより得られた光を、ガルバノミラーを用いて1次元光変調素子の配列方向と直交する方向に沿って走査しながらスクリーンに投影することにより、画像を表示する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In view of this, there has been proposed a technique for achieving a higher resolution by using a one-dimensional display element. As a display device that displays an image using such a one-dimensional display element, for example, a linear beam (linear light) is applied to a one-dimensional light modulation element arranged in one direction as a one-dimensional display element. ) And the light obtained by spatially modulating the linear beam in the one-dimensional light modulation element is scanned along a direction orthogonal to the arrangement direction of the one-dimensional light modulation element using a galvano mirror. However, a method for displaying an image by projecting it on a screen has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−4256号公報JP 2004-4256 A

ところで、スクリーンに画像を表示させる表示装置を複数個用いて、それぞれの表示装置が表示させる画像を所定の方向に並べたり、複数の画像を重ね合わせたりして1つの画像を表示させることによって、スクリーン上により大きい画像、またはより光量の大きい画像を表示することができる。   By the way, by using a plurality of display devices that display images on the screen, images displayed by the respective display devices are arranged in a predetermined direction, or a plurality of images are superimposed to display one image. A larger image or a larger amount of light can be displayed on the screen.

この場合、各表示装置によりスクリーンに表示された画像が歪んでいると、スクリーン上において隣り合う画像の境界が目立たないように画像を並べたり、画像どうしを正確に重ね合わせたりすることができなくなってしまう。   In this case, if the image displayed on the screen by each display device is distorted, it is impossible to arrange the images so that the border between adjacent images is not conspicuous on the screen or to superimpose the images accurately. End up.

例えば、液晶パネルやDMD(Digital Micro mirror Device)(商標)などの2次元表示素子を利用した表示装置を用いる場合、図1Aに示すようなスクリーン上に表示される画像の歪みは、主に、スクリーンに対して表示装置が傾いていることにより生じる。図1Aにおいては、スクリーンに表示された画像は、図中、時計回りの方向に傾いた状態で表示されている。したがって、スクリーンに対して表示装置自体を傾けて(角度を調整して)、表示装置を配置し直すことによって、図1Bに示すように、スクリーン上における画像の歪みを補正することができる。図1Bでは、画像の図中、左右の端の辺が上下方向に平行となり、画像の図中、上下の端の辺が横方向に平行となっており、歪みのない長方形の画像が表示されている。   For example, when a display device using a two-dimensional display element such as a liquid crystal panel or DMD (Digital Micro mirror Device) (trademark) is used, distortion of an image displayed on the screen as shown in FIG. This is caused by the tilt of the display device with respect to the screen. In FIG. 1A, the image displayed on the screen is displayed in a state tilted in the clockwise direction in the drawing. Therefore, by tilting the display device itself (adjusting the angle) with respect to the screen and rearranging the display device, distortion of the image on the screen can be corrected as shown in FIG. 1B. In FIG. 1B, the left and right edge sides in the image are parallel to the vertical direction, and the upper and lower edge sides in the image are parallel to the horizontal direction, and a rectangular image without distortion is displayed. ing.

これに対して、例えば、GLV(Grating Light Valve)(商標)などにより構成される1次元表示素子を利用した表示装置を用いる場合、例えば、図2Aに示すように、1次元光変調素子において空間変調されることにより得られた、図中、上下方向に長い1次元像11−1(を結像させるための光)は、例えば、ガルバノミラーなどにより、図中、左側から右側の方向に走査されてスクリーンに投影される。このとき、光源や1次元光変調素子が、ガルバノミラーに対して傾いていたり、レンズなどから構成される結像光学系の光軸のずれなどにより像が傾いたりすると、図2Bに示すように、ガルバノミラーに入射する1次元像11−2は、縦方向に平行ではない傾いたものとなる。ガルバノミラーに入射した1次元像11−2は、傾いたままガルバノミラーにより、図中、左側から右側の方向に走査されてスクリーンに投影される。   On the other hand, for example, when a display device using a one-dimensional display element constituted by GLV (Grating Light Valve) (trademark) or the like is used, for example, as shown in FIG. The one-dimensional image 11-1 (light for forming an image) that is obtained by modulation and is long in the vertical direction in the figure is scanned from the left side to the right side in the figure by, for example, a galvanometer mirror. And projected onto the screen. At this time, if the light source or the one-dimensional light modulation element is tilted with respect to the galvanometer mirror, or if the image is tilted due to a deviation of the optical axis of the imaging optical system composed of a lens or the like, as shown in FIG. 2B. The one-dimensional image 11-2 incident on the galvanometer mirror is inclined not parallel to the vertical direction. The one-dimensional image 11-2 incident on the galvanometer mirror is scanned from the left side to the right side in the figure and projected onto the screen by the galvanometer mirror while being tilted.

したがって、図3Aに示すように、ガルバノミラーが傾いたままの1次元像を図中、左側から右側の方向、および右側から左側の方向に走査するので、これにより形成される2次元像は平行四辺形となり、2次元像はそのままスクリーンに投影されて、スクリーン上には、図3Bに示すように、平行四辺形の歪んだ画像が表示されることになる。   Therefore, as shown in FIG. 3A, since the one-dimensional image with the galvanometer mirror tilted is scanned from the left side to the right side and from the right side to the left side, the two-dimensional image formed thereby is parallel. The two-dimensional image is projected on the screen as it is, and a distorted image of the parallelogram is displayed on the screen as shown in FIG. 3B.

光源や1次元光変調素子のガルバノミラーに対する傾き、または結像光学系の光軸のずれなどによる像の傾きによって生じる画像の歪みは、投影される像自体が歪んでいるので、表示装置を配置し直すことでは補正することができない。上述した技術では、1次元表示素子を利用した表示装置を用いて、このような歪みを生じさせることなく画像を表示させることができなかった。   Image distortion caused by the tilt of the light source or the one-dimensional light modulation element with respect to the galvanometer mirror or the tilt of the image due to the deviation of the optical axis of the imaging optical system causes the projected image itself to be distorted. It cannot be corrected by reworking. In the above-described technique, an image cannot be displayed without causing such distortion using a display device using a one-dimensional display element.

そのため、1次元表示素子を用いた表示装置においては、スクリーン上において、重ね合わせた画像にずれが生じて、スクリーンに表示される画像の色がずれて見えたり、隣り合う画像と画像との間に隙間ができたりして、スクリーン上に正確に画像を並べたり、重ね合わせたりすることができなかった。   For this reason, in a display device using a one-dimensional display element, the superimposed images are shifted on the screen, and the colors of the images displayed on the screen appear to be shifted, or between adjacent images. As a result, there was a gap in the image, and the images could not be accurately arranged or superimposed on the screen.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、1次元表示素子を利用した表示装置を用いて、より歪みの少ない画像を表示させることができるようにするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to display an image with less distortion using a display device using a one-dimensional display element.

本発明の光学機器は、平行光線である第1の像を形成するための光を反射する反射手段の反射面を、所定の第1の直線を軸として回動させて、反射面において反射された第1の像を形成するための光の、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直な第2の直線に対する角度を調整する調整手段と、反射手段に反射された平行光線である第1の像を形成するための光であって、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直かつ、第2の直線に垂直な第3の直線と平行な方向に走査された第1の像を形成するための光を集光して、光軸に垂直な第1の平面上に、走査された第1の像からなる第2の像を結像させる結像手段とを備えることを特徴とする。   The optical apparatus of the present invention is reflected on the reflecting surface by rotating the reflecting surface of the reflecting means for reflecting the light for forming the first image, which is a parallel light beam, about the predetermined first straight line. Adjusting means for adjusting the angle of the light for forming the first image with respect to the second straight line perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image, and parallel rays reflected by the reflecting means Scanning in the direction parallel to the third straight line perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image and perpendicular to the second straight line. Imaging means for condensing the light for forming the first image and forming a second image composed of the scanned first image on the first plane perpendicular to the optical axis It is characterized by providing.

調整手段には、反射手段としてのガルバノミラーの反射面に入射した第1の像を形成するための光の第2の直線に対する角度を調整させるようにすることができる。   The adjustment means can adjust the angle of the light for forming the first image incident on the reflection surface of the galvanometer mirror as the reflection means with respect to the second straight line.

光学機器には、入射した光を視準して平行光線である第1の像を形成するための光を生成させ、生成させた第1の像を形成するための光を反射手段に入射させる視準手段をさらに設けることができる。   The optical device collimates the incident light, generates light for forming a first image that is a parallel light beam, and causes the light for forming the generated first image to enter the reflecting means. A collimation means can further be provided.

本発明の調整方法は、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直な第1の直線と平行な方向に走査された平行光線である第1の像を形成するための光を集光して、光軸に垂直な第1の平面上に、走査された第1の像からなる第2の像を結像させる結像手段に、平行光線である第1の像を形成するための光を反射手段の反射面において反射させて、入射させる反射ステップと、反射手段の反射面を所定の第2の直線を軸として回動させて、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直かつ第1の直線に垂直な第3の直線に対する、反射面において反射された第1の像を形成するための光の角度を調整する調整ステップとを含むことを特徴とする。   In the adjustment method of the present invention, the light for forming the first image, which is a parallel light beam scanned in a direction parallel to the first straight line perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image, is used. A first image that is a parallel light beam is formed on an imaging unit that focuses and forms a second image composed of the scanned first image on a first plane perpendicular to the optical axis. Light for reflecting the light for reflection on the reflecting surface of the reflecting means and making it incident, and light for forming the first image by rotating the reflecting surface of the reflecting means about the predetermined second straight line Adjusting the angle of light for forming the first image reflected on the reflecting surface with respect to the third straight line perpendicular to the traveling direction of the first straight line and perpendicular to the first straight line. .

本発明の光学機器においては、平行光線である第1の像を形成するための光を反射する反射手段の反射面が、所定の第1の直線を軸として回動されて、反射面において反射された第1の像を形成するための光の、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直な第2の直線に対する角度が調整され、反射手段に反射された平行光線である第1の像を形成するための光であって、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直かつ、第2の直線に垂直な第3の直線と平行な方向に走査された第1の像を形成するための光が集光されて、光軸に垂直な第1の平面上に、走査された第1の像からなる第2の像が結像される。   In the optical apparatus of the present invention, the reflecting surface of the reflecting means for reflecting the light for forming the first image that is a parallel light beam is rotated about the predetermined first straight line and reflected on the reflecting surface. The parallel light beam reflected by the reflecting means is adjusted with respect to the second straight line perpendicular to the traveling direction of the light beam for forming the first image of the light beam for forming the first image. Light for forming a first image, scanned in a direction perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image and parallel to a third straight line perpendicular to the second straight line The light for forming the first image is collected, and a second image composed of the scanned first image is formed on the first plane perpendicular to the optical axis.

本発明の調整方法においては、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直な第1の直線と平行な方向に走査された平行光線である第1の像を形成するための光を集光して、光軸に垂直な第1の平面上に、走査された第1の像からなる第2の像を結像させる結像手段に、平行光線である第1の像を形成するための光が反射手段の反射面において反射されて、入射される反射ステップと、反射手段の反射面が所定の第2の直線を軸として回動されて、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直かつ第1の直線に垂直な第3の直線に対する、反射面において反射された第1の像を形成するための光の角度が調整される。   In the adjustment method of the present invention, the light for forming the first image, which is a parallel light beam scanned in the direction parallel to the first straight line perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image. The first image, which is a parallel light beam, is formed on the imaging means that forms a second image consisting of the scanned first image on the first plane perpendicular to the optical axis. The light to be reflected is reflected on the reflecting surface of the reflecting means, and the incident reflecting step and the reflecting surface of the reflecting means are rotated about a predetermined second straight line to form the first image. The angle of the light for forming the first image reflected on the reflecting surface with respect to the third straight line perpendicular to the light traveling direction and perpendicular to the first straight line is adjusted.

本発明によれば、画像を表示させることができる。特に、1次元表示素子を利用した表示装置を用いて、より歪みの少ない画像を表示させることができる。   According to the present invention, an image can be displayed. In particular, an image with less distortion can be displayed using a display device using a one-dimensional display element.

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本明細書に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。   Embodiments of the present invention will be described below. The correspondence relationship between the invention described in this specification and the embodiments of the invention is exemplified as follows. This description is intended to confirm that the embodiments supporting the invention described in this specification are described in this specification. Therefore, although there is an embodiment which is described in the embodiment of the invention but is not described here as corresponding to the invention, it means that the embodiment is not It does not mean that it does not correspond to the invention. Conversely, even if an embodiment is described herein as corresponding to an invention, that means that the embodiment does not correspond to an invention other than the invention. Absent.

さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現、追加される発明の存在を否定するものではない。   Further, this description does not mean all the inventions described in this specification. In other words, this description is for the invention described in the present specification, which is not claimed in this application, that is, for the invention that will be applied for in the future or that will appear and be added by amendment. It does not deny existence.

請求項1に記載の光学機器は、平行光線である第1の像を形成するための光を反射する反射手段(例えば、図4の走査部35)の反射面を、所定の第1の直線(例えば、図4の直線B1に平行な直線)を軸として回動させて、反射面において反射された第1の像を形成するための光の、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直な第2の直線(例えば、図4のz軸方向に平行な直線)に対する角度を調整する調整手段(例えば、図4のシム36)と、反射手段に反射された平行光線である第1の像を形成するための光であって、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直かつ、第2の直線に垂直な第3の直線(例えば、図4のx軸方向に平行な直線)と平行な方向に走査された第1の像を形成するための光を集光して、光軸に垂直な第1の平面(例えば、図7の像面121)上に、走査された第1の像からなる第2の像を結像させる結像手段(例えば、図4の2次光学系34−2)とを備えることを特徴とする。   The optical apparatus according to claim 1 is configured such that the reflecting surface of the reflecting means (for example, the scanning unit 35 in FIG. 4) that reflects the light for forming the first image that is a parallel light beam has a predetermined first straight line. (For example, a straight line parallel to the straight line B1 in FIG. 4), the light for forming the first image reflected by the reflecting surface is rotated. Adjustment means (for example, shim 36 in FIG. 4) for adjusting an angle with respect to a second straight line (for example, a straight line parallel to the z-axis direction in FIG. 4) perpendicular to the traveling direction, and parallel light rays reflected by the reflection means Light for forming a certain first image, which is perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image and perpendicular to the second straight line (for example, x in FIG. 4). The light for forming the first image scanned in a direction parallel to the straight line parallel to the axial direction is collected and perpendicular to the optical axis. Imaging means (for example, the secondary optical system 34-2 in FIG. 4) that forms a second image composed of the scanned first image on one plane (for example, the image plane 121 in FIG. 7). It is characterized by providing.

請求項2に記載の光学機器は、調整手段(例えば、図4のシム36)は、反射手段としてのガルバノミラー(例えば、図4の走査部35)の反射面に入射した第1の像を形成するための光の第2の直線に対する角度を調整することを特徴とする。   In the optical apparatus according to claim 2, the adjusting unit (for example, shim 36 in FIG. 4) causes the first image incident on the reflecting surface of the galvanometer mirror (for example, the scanning unit 35 in FIG. 4) as the reflecting unit. The angle with respect to the 2nd straight line of the light for forming is adjusted, It is characterized by the above-mentioned.

請求項3に記載の光学機器は、入射した光を視準して平行光線である第1の像を形成するための光を生成し、生成した第1の像を形成するための光を反射手段(例えば、図4の走査部35)に入射させる視準手段(例えば、図4の2次光学系34−1)をさらに備えることを特徴とする。   The optical apparatus according to claim 3 collimates the incident light, generates light for forming a first image that is a parallel light beam, and reflects the light for forming the generated first image. A collimating means (for example, the secondary optical system 34-1 in FIG. 4) for entering the means (for example, the scanning unit 35 in FIG. 4) is further provided.

請求項4に記載の調整方法は、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直な第1の直線(例えば、図4のx軸方向に平行な直線)と平行な方向に走査された平行光線である第1の像を形成するための光を集光して、光軸に垂直な第1の平面(例えば、図7の像面121)上に、走査された第1の像からなる第2の像を結像させる結像手段(例えば、図4の2次光学系34−2)に、平行光線である第1の像を形成するための光を反射手段(例えば、図4の走査部35)の反射面において反射させて、入射させる反射ステップ(例えば、図18のステップS13の処理)と、反射手段の反射面を所定の第2の直線(例えば、図4の直線B1に平行な直線)を軸として回動させて、第1の像を形成するための光の進行方向に垂直かつ第1の直線に垂直な第3の直線(例えば、図4のz軸方向に平行な直線)に対する、反射面において反射された第1の像を形成するための光の角度を調整する調整ステップ(例えば、図18のステップS15の処理)とを含むことを特徴とする。   The adjustment method according to claim 4 scans in a direction parallel to a first straight line (for example, a straight line parallel to the x-axis direction in FIG. 4) perpendicular to the traveling direction of light for forming the first image. The light for forming the first image, which is a parallel light beam, is collected and scanned on the first plane perpendicular to the optical axis (for example, the image plane 121 in FIG. 7). Reflecting means (for example, the light for forming the first image, which is a parallel light beam), is formed on the image forming means (for example, the secondary optical system 34-2 in FIG. 4) that forms a second image consisting of images. The reflection step (for example, the process of step S13 in FIG. 18) that is reflected and incident on the reflection surface of the scanning unit 35 in FIG. 4 and the reflection surface of the reflection means are set to a predetermined second straight line (for example, in FIG. 4). (A straight line parallel to the straight line B1) as an axis, and is perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image and the first straight line An adjustment step for adjusting the angle of the light for forming the first image reflected on the reflecting surface with respect to a third straight line perpendicular to (for example, a straight line parallel to the z-axis direction in FIG. 4) (for example, FIG. 18 step S15).

本発明は、プリンタなどの画像出力装置、スキャナなどの画像読取装置、光を1次元光変調素子において変調することにより得られる1次元像を、走査手段により走査することで2次元像を形成し、これを投影表示する前面投射型、または背面投射型の表示装置などに適用できる。   The present invention forms an image output device such as a printer, an image reading device such as a scanner, and a one-dimensional image obtained by modulating light with a one-dimensional light modulation element by scanning with a scanning unit. It can be applied to a front projection type or rear projection type display device that projects and displays this.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図4は、本発明を適用した表示装置の構成例を示す斜視図である。図中、x軸、y軸、およびz軸は、それぞれ互いに直交する座標系の軸を表しており、矢印A1は、走査ミラー55を回動させる方向を表している。また、直線B1は、x軸およびy軸のそれぞれと、直線B1とのなす角度が45度のxy平面上の直線であり、走査ミラー55の位置を調整するために、走査部35を回動させる軸と平行な直線を表している。   FIG. 4 is a perspective view showing a configuration example of a display device to which the present invention is applied. In the drawing, the x axis, the y axis, and the z axis represent axes of a coordinate system orthogonal to each other, and the arrow A1 represents the direction in which the scanning mirror 55 is rotated. The straight line B1 is a straight line on the xy plane where the angle between the x-axis and the y-axis and the straight line B1 is 45 degrees, and the scanning unit 35 is rotated to adjust the position of the scanning mirror 55. It represents a straight line parallel to the axis.

表示装置は、基盤31、1次元変調部32、シュリーレン光学系33、2次光学系34−1、2次光学系34−2、走査部35、およびシム36を含むように構成され、水平な基盤31上に、1次元変調部32、シュリーレン光学系33、2次光学系34−1、2次光学系34−2、走査部35、およびシム36が配置されている。   The display device includes a base 31, a one-dimensional modulation unit 32, a schlieren optical system 33, a secondary optical system 34-1, a secondary optical system 34-2, a scanning unit 35, and a shim 36. On the substrate 31, a one-dimensional modulation unit 32, a schlieren optical system 33, a secondary optical system 34-1, a secondary optical system 34-2, a scanning unit 35, and a shim 36 are arranged.

1次元変調部32は、例えば、光源、1次元表示素子の一例としての1次元光変調素子、光源から射出した光を1次元光変調素子に入射(照射)させる照明光学系などからなり、1次元像を形成するための光を射出し、シュリーレン光学系33の外装の入射口51から、シュリーレン光学系33に入射させる。   The one-dimensional modulation unit 32 includes, for example, a light source, a one-dimensional light modulation element as an example of a one-dimensional display element, an illumination optical system that causes light emitted from the light source to enter (irradiate) the one-dimensional light modulation element, and the like. Light for forming a two-dimensional image is emitted and is incident on the Schlieren optical system 33 from the entrance 51 of the exterior of the Schlieren optical system 33.

なお、1次元変調部32の詳細は後述するが、光源はz軸方向に配列されており、光を射出して、照明光学系を介してz軸方向に配列されているGLVなどの1次元光変調素子に入射させる。そして、1次元光変調素子は光源から入射した光を回折させ、これにより生じた回折光を空間変調して、空間変調された光(回折光)を入射口51からシュリーレン光学系33に入射させる。   Although the details of the one-dimensional modulation unit 32 will be described later, the light sources are arranged in the z-axis direction, emit light, and one-dimensional such as GLV arranged in the z-axis direction via the illumination optical system. The light is incident on the light modulation element. The one-dimensional light modulation element diffracts the light incident from the light source, spatially modulates the diffracted light generated thereby, and causes the spatially modulated light (diffracted light) to enter the Schlieren optical system 33 from the incident port 51. .

シュリーレン光学系33は、例えば、複数のミラーなどからなり、1次元変調部32から入射した光のうち、特定の回折光成分を分離させて(遮断して)、分離させていない回折光をシュリーレン光学系33の外装の出射口52から出射させ、2次光学系34−1の外装の入射口53から2次光学系34−1に入射させる。   The schlieren optical system 33 is composed of, for example, a plurality of mirrors, etc., and separates (blocks) a specific diffracted light component of the light incident from the one-dimensional modulation section 32 and schlieren the undiffracted diffracted light. The light is emitted from the outer emission port 52 of the optical system 33 and is incident on the secondary optical system 34-1 from the outer incident port 53 of the secondary optical system 34-1.

2次光学系34−1および2次光学系34−2は複数のレンズからなる、2次元像を結像させるための光学系であり、2次光学系34−1と2次光学系34−2との間に配置された走査部35に関して対称的な構造となっている。   The secondary optical system 34-1 and the secondary optical system 34-2 are optical systems for forming a two-dimensional image including a plurality of lenses. The secondary optical system 34-1 and the secondary optical system 34- 2 is symmetric with respect to the scanning unit 35 disposed between the two.

2次光学系34−1は、シュリーレン光学系33から入射した光を視準し、視準した光を、x軸と平行な方向に2次光学系34−1の外装の出射口54から出射させて、走査部35の走査ミラー55に入射させる(照射する)。   The secondary optical system 34-1 collimates the light incident from the schlieren optical system 33 and emits the collimated light from the exit 54 of the exterior of the secondary optical system 34-1 in a direction parallel to the x axis. Then, the light is incident (irradiated) on the scanning mirror 55 of the scanning unit 35.

走査部35は、例えば、ガルバノミラーなどから構成され、2次光学系34−1からの光を反射する走査ミラー55、および走査ミラー55を矢印A1の方向に回動させる駆動部56を備えている。走査ミラー55は平板状のミラーであり、駆動部56の図示せぬ回転軸に固定されている。また、走査ミラー55の回動の中心の位置は、その反射面が2次光学系34−1から入射する光(x軸)に対して45度の角度をなす位置となっており、2次光学系34−1から入射した光を反射して、反射した光を2次光学系34−2の外装の入射口57から、2次光学系34−2に入射させる。   The scanning unit 35 includes, for example, a galvanometer mirror and the like, and includes a scanning mirror 55 that reflects light from the secondary optical system 34-1 and a driving unit 56 that rotates the scanning mirror 55 in the direction of the arrow A1. Yes. The scanning mirror 55 is a flat mirror and is fixed to a rotation shaft (not shown) of the drive unit 56. The position of the center of rotation of the scanning mirror 55 is a position where the reflecting surface forms an angle of 45 degrees with respect to the light (x axis) incident from the secondary optical system 34-1. The light incident from the optical system 34-1 is reflected, and the reflected light is incident on the secondary optical system 34-2 from the entrance 57 of the exterior of the secondary optical system 34-2.

駆動部56は、図示せぬ駆動回路から供給された駆動信号に基づいて、駆動部56の図示せぬガルバノモータの回転軸を回動させることにより、回転軸に固定されている走査ミラー55をz軸に平行な直線(ガルバノモータの回転軸)を軸として、矢印A1の方向に回動させ、走査ミラー55に照射された光をx軸と平行な方向に走査させる。駆動部56は、ガルバノモータの軸方向を固定するように、ガルバノモータを保持している。走査部35において走査された光(光束)は、2次光学系34−2の外装の入射口57から、2次光学系34−2に入射する。   The drive unit 56 rotates the rotation shaft of a galvano motor (not shown) of the drive unit 56 based on a drive signal supplied from a drive circuit (not shown), thereby moving the scanning mirror 55 fixed to the rotation shaft. With the straight line parallel to the z-axis (rotational axis of the galvano motor) as the axis, it is rotated in the direction of arrow A1, and the light applied to the scanning mirror 55 is scanned in the direction parallel to the x-axis. The drive unit 56 holds the galvano motor so as to fix the axial direction of the galvano motor. The light (light beam) scanned by the scanning unit 35 enters the secondary optical system 34-2 from the entrance 57 of the exterior of the secondary optical system 34-2.

2次光学系34−2は、走査部35から入射した光(光束)を集光して、集光した光を2次光学系34−2の外装の出射口58から出射させて、2次光学系34−2の光軸に垂直な平面上に2次元像を形成(結像)させる。なお、図示は省略するが、例えば、2次光学系34−2の後段には、2次光学系34−2から出射した2次元像を中間像として、これを図示せぬスクリーン上に拡大投影するための投影光学系が配置されており、投影光学系は、2次光学系34−2から入射した光(光束)をスクリーンに投影して、スクリーンに2次元の画像を表示させる。   The secondary optical system 34-2 condenses the light (light flux) incident from the scanning unit 35, and emits the collected light from the exit port 58 of the exterior of the secondary optical system 34-2. A two-dimensional image is formed (formed) on a plane perpendicular to the optical axis of the optical system 34-2. Although not shown, for example, in the subsequent stage of the secondary optical system 34-2, a two-dimensional image emitted from the secondary optical system 34-2 is used as an intermediate image, and this is enlarged and projected onto a screen (not shown). The projection optical system projects the light (light flux) incident from the secondary optical system 34-2 onto the screen and displays a two-dimensional image on the screen.

また、基盤31と走査部35の駆動部56との間には、必要に応じてシム36が挿入される。シム36は、例えば、金属などの薄い板で形成されており、シム36と走査部35の駆動部56とが当接するシム36の面には、傾斜が設けられている。したがって、シム36が、基盤31と走査部35の駆動部56との間に挿入されることにより、走査部35(の走査ミラー55)が、走査ミラー55を固定(保持)している駆動部56のガルバノモータの回転軸を含む直線上の点を通り、かつ直線B1と平行な直線を軸として回動されて、2次光学系34−1から走査ミラー55の反射面に入射する光の角度が調整される。   Further, a shim 36 is inserted between the base 31 and the drive unit 56 of the scanning unit 35 as necessary. The shim 36 is formed of, for example, a thin plate of metal or the like, and an inclined surface is provided on the surface of the shim 36 where the shim 36 and the driving unit 56 of the scanning unit 35 abut. Therefore, when the shim 36 is inserted between the base 31 and the driving unit 56 of the scanning unit 35, the scanning unit 35 (the scanning mirror 55 thereof) fixes (holds) the scanning mirror 55. The light incident on the reflecting surface of the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1 is rotated about a straight line including the rotation axis of 56 galvanomotors and parallel to the straight line B1. The angle is adjusted.

基盤31上の1次元変調部32、シュリーレン光学系33、2次光学系34−1のそれぞれは、走査ミラー55を回動させて光を走査しない場合(走査ミラー55を矢印A1の方向に回動させない場合)、1次元変調部32から出射した光が、シュリーレン光学系33、および2次光学系34−1を介して走査ミラー55の反射面に対して45度の角度をなすように(x軸と平行に)して、走査ミラー55に入射するように配置されているが、1次元変調部32を構成するGLVなどの1次元光変調素子や、1次元変調部32乃至2次光学系34−1のそれぞれを構成する各光学素子などが傾いて配置されていると、走査ミラー55に入射する光は、z軸に対して傾いてしまう。このような場合、画像を表示させる光が走査ミラー55において走査され、2次光学系34−2を介してスクリーン上に投影されることによって表示される画像は、例えば、図3で示したように、長方形の画像ではない、平行四辺形の歪んだ画像となってしまう。   Each of the one-dimensional modulation unit 32, the schlieren optical system 33, and the secondary optical system 34-1 on the base 31 does not scan the light by rotating the scanning mirror 55 (the scanning mirror 55 is rotated in the direction of arrow A1). (When not moving) so that the light emitted from the one-dimensional modulation unit 32 forms an angle of 45 degrees with respect to the reflecting surface of the scanning mirror 55 via the schlieren optical system 33 and the secondary optical system 34-1 ( Although arranged so as to be incident on the scanning mirror 55 in parallel with the x-axis), a one-dimensional light modulation element such as GLV constituting the one-dimensional modulation unit 32, or the one-dimensional modulation unit 32 to secondary optics. If each optical element constituting each of the systems 34-1 is arranged to be inclined, the light incident on the scanning mirror 55 is inclined with respect to the z axis. In such a case, the image displayed by scanning the light for displaying the image with the scanning mirror 55 and projecting it onto the screen via the secondary optical system 34-2 is, for example, as shown in FIG. In addition, the image is not a rectangular image but a distorted image of a parallelogram.

そこで、図5に示すように、基盤31と走査部35の駆動部56との間にシム36を挿入して、矢印A11または矢印A12の方向に走査ミラー55を傾けて、2次光学系34−1からの光が、走査ミラー55の反射面に入射する角度を調整することによって画像の歪みを補正し、歪みのない長方形の2次元画像を表示させることができる。なお、矢印Rおよび矢印Qは、それぞれx軸およびy軸を、z軸を回転軸として、図中、時計回りに45度だけ回転させた方向を示す。また、図5において、図4における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、繰り返しになるのでその説明は適宜省略する。   Therefore, as shown in FIG. 5, the shim 36 is inserted between the base 31 and the drive unit 56 of the scanning unit 35, and the scanning mirror 55 is tilted in the direction of the arrow A <b> 11 or the arrow A <b> 12, so By adjusting the angle at which the light from −1 is incident on the reflecting surface of the scanning mirror 55, image distortion can be corrected and a rectangular two-dimensional image without distortion can be displayed. Note that arrows R and Q indicate directions in which the x-axis and the y-axis are rotated by 45 degrees clockwise in the figure with the z-axis as the rotation axis, respectively. Further, in FIG. 5, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG.

例えば、シム36の表面上の所定の位置から、矢印Rの方向にいくにしたがってz軸方向の厚みが薄くなるシム36を、基盤31と駆動部56との間に挿入することによって、走査部35を、走査ミラー55を固定(保持)している駆動部56のガルバノモータの回転軸を含む直線上の点を通り、かつ矢印Qと平行な直線を軸として、矢印A11の方向に回動させることができる。   For example, by inserting the shim 36 whose thickness in the z-axis direction becomes thinner from a predetermined position on the surface of the shim 36 in the direction of the arrow R between the base 31 and the drive unit 56, the scanning unit 35 is rotated in the direction of arrow A11 about a straight line passing through a point on the straight line including the rotation axis of the galvano motor of the drive unit 56 that fixes (holds) the scanning mirror 55 and is parallel to the arrow Q. Can be made.

同様に、シム36の表面上の所定の位置から、矢印Rの方向にいくにしたがってz軸方向の厚みが厚くなるシム36を、基盤31と駆動部56との間に挿入することによって、走査部35を、走査ミラー55を固定(保持)している駆動部56のガルバノモータの回転軸を含む直線上の点を通り、かつ矢印Qと平行な直線を軸として、矢印A12の方向に回動させることができる。   Similarly, scanning is performed by inserting the shim 36 whose thickness in the z-axis direction increases from a predetermined position on the surface of the shim 36 in the direction of the arrow R between the base 31 and the drive unit 56. The section 35 is rotated in the direction of the arrow A12 about a straight line that passes through a point on the straight line including the rotation axis of the galvano motor of the driving section 56 that fixes (holds) the scanning mirror 55 and is parallel to the arrow Q. Can be moved.

また、例えば、一定の厚さの複数のシム36を基盤31と駆動部56との間に挿入することによっても、走査部35を矢印A11の方向に回動させることができる。この場合、駆動部56と基盤31とが当接する駆動部56の面の一部分にシム36が挿入される。逆に、基盤31と駆動部56との間に挿入されたシム36を1つずつ抜いていくと、走査部35を矢印A12の方向に回動させることができる。   Also, for example, the scanning unit 35 can be rotated in the direction of the arrow A11 by inserting a plurality of shims 36 having a constant thickness between the base 31 and the driving unit 56. In this case, the shim 36 is inserted into a part of the surface of the drive unit 56 where the drive unit 56 and the base 31 abut. Conversely, if the shims 36 inserted between the base 31 and the drive unit 56 are removed one by one, the scanning unit 35 can be rotated in the direction of the arrow A12.

なお、2次光学系34−1からの光が、走査ミラー55の反射面に入射する角度、すなわち、走査部35を基盤31に対して傾ける角度の調整は、走査部35自体を回動させずに、走査ミラー55だけを矢印A11または矢印A12の方向に回動させるようにしてよく、また、走査部35を矢印A11または矢印A12の方向に、リニアに回動させることができる機構を走査部35に設けるようにしてもよい。さらに、基盤31と駆動部56との間に、複数のシム36を1つずつ挿入することによって、走査部35を基盤31に対して傾ける角度を段階的に調整することも可能である。   The angle at which the light from the secondary optical system 34-1 is incident on the reflection surface of the scanning mirror 55, that is, the angle at which the scanning unit 35 is tilted with respect to the base 31 is adjusted by rotating the scanning unit 35 itself. Instead, only the scanning mirror 55 may be rotated in the direction of arrow A11 or arrow A12, and a mechanism capable of linearly rotating the scanning unit 35 in the direction of arrow A11 or arrow A12 is scanned. You may make it provide in the part 35. FIG. Furthermore, by inserting a plurality of shims 36 one by one between the base 31 and the drive unit 56, the angle at which the scanning unit 35 is tilted with respect to the base 31 can be adjusted stepwise.

このように、2次光学系34−1からの光が、走査ミラー55の反射面に入射する角度(すなわち、走査ミラー55の反射面に入射した光が反射する方向)を調整することによって、例えば、図6に示すように、2次光学系34−1から走査ミラー55の反射面に、z軸方向に対して傾いた線状の光が入射した場合においても、走査ミラー55(走査部35)から2次光学系34−2に、z軸方向に平行な線状の光を入射させることができる。なお、図6において、図5における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、繰り返しになるのでその説明は適宜省略する。また、より詳細には、2次光学系34−1から走査ミラー55の反射面に入射する光は、y軸方向と平行な方向に広がりを有するが、図6では、説明のため、y軸方向と平行な方向に広がりを有さない線状の光が入射するものとする。   In this way, by adjusting the angle at which the light from the secondary optical system 34-1 is incident on the reflection surface of the scanning mirror 55 (that is, the direction in which the light incident on the reflection surface of the scanning mirror 55 is reflected), For example, as shown in FIG. 6, even when linear light inclined with respect to the z-axis direction is incident on the reflecting surface of the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1, the scanning mirror 55 (scanning unit) 35) to linear light parallel to the z-axis direction can be incident on the secondary optical system 34-2. In FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate because it is repeated. In more detail, the light incident on the reflecting surface of the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1 has a spread in a direction parallel to the y-axis direction. In FIG. It is assumed that linear light having no spread in a direction parallel to the direction is incident.

図中、点E1、点F1、点G1、および点H1のそれぞれは、長方形状の走査ミラー55の反射面の頂点のそれぞれを示しており、点E1’および点F1’は、点H1および点G1を通る直線を軸として点E1および点F1を、図中、手前側に所定の角度θだけ回動させた点を示している。また、点K1および点K2を結ぶ直線は、2次光学系34−1から走査ミラー55に入射する線状の光を表しており、点K1および点K2は、それぞれ2次光学系34−1からの線状の光の端点が通過する点(位置)を表している。   In the figure, point E1, point F1, point G1, and point H1 respectively indicate the vertices of the reflection surface of the rectangular scanning mirror 55, and point E1 ′ and point F1 ′ are point H1 and point H1, respectively. A point obtained by rotating the point E1 and the point F1 around the straight line passing through the G1 by a predetermined angle θ in the drawing is shown. A straight line connecting the points K1 and K2 represents linear light incident on the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1 and the points K1 and K2 are respectively the secondary optical system 34-1. Represents the point (position) through which the end point of the linear light from.

さらに、点J1、点J3、点K3、および点K5のそれぞれは、2次光学系34−1から出射して点K1を通過した光が、2次光学系34−2に入射するまでに通過する点(位置)を示しており、点J2、点K4、および点K6のそれぞれは、2次光学系34−1から出射して点K2を通過した光が、2次光学系34−2に入射するまでに通過する点(位置)を示している。   Further, each of the point J1, the point J3, the point K3, and the point K5 passes until the light emitted from the secondary optical system 34-1 and passing through the point K1 enters the secondary optical system 34-2. The points (positions) to be transmitted are shown. The light emitted from the secondary optical system 34-1 and passed through the point K2 to each of the points J2, K4, and K6 enters the secondary optical system 34-2. The points (positions) that pass before the incidence is shown.

基盤31と駆動部56との間にシム36が挿入されていない場合、すなわち、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55の反射面に入射する角度(走査ミラー55の反射面に入射した光が反射する方向)が調整されていない場合、走査ミラー55は、走査ミラー55の反射面の頂点E1と頂点H1とを結ぶ直線、および頂点F1と頂点G1とを結ぶ直線が、それぞれz軸と平行になるように、基盤31上に配置されている。この状態においては、2次光学系34−1から走査ミラー55に入射する光、および走査ミラー55から2次光学系34−2に入射する光は、それぞれ、z軸に平行な方向に長い線状の光となることが理想的である。   When the shim 36 is not inserted between the base 31 and the drive unit 56, that is, the angle at which the light from the secondary optical system 34-1 enters the reflecting surface of the scanning mirror 55 (on the reflecting surface of the scanning mirror 55). When the direction in which the incident light is reflected is not adjusted, the scanning mirror 55 has a straight line connecting the vertex E1 and the vertex H1 of the reflecting surface of the scanning mirror 55 and a straight line connecting the vertex F1 and the vertex G1, respectively. It arrange | positions on the base | substrate 31 so that it may become parallel to az axis. In this state, the light incident on the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1 and the light incident on the secondary optical system 34-2 from the scanning mirror 55 are long lines in the direction parallel to the z axis, respectively. Ideally, it should be like light.

ここで、点K1および点K2を結ぶ直線で表される線状の光が、2次光学系34−1からx軸方向とは反対の方向に出射し、走査ミラー55に入射する場合を考える。点K1および点K2を結ぶ直線は、z軸方向に平行な直線を、y軸方向とは反対の方向に所定の角度だけ傾けた直線となっている。このとき、2次光学系34−1から出射した線状の光のうち、点K1を通過して走査ミラー55の反射面に入射する、x軸方向とは反対の方向に進む光は、点E1、点F1、点G1、および点H1のそれぞれを頂点とする長方形状の走査ミラー55の反射面上の点J1において反射し、点K3を通過して2次光学系34−2に入射する。一方、2次光学系34−1から出射した線状の光のうち、点K2を通過して走査ミラー55の反射面に入射する、x軸方向とは反対の方向に進む光は、点E1、点F1、点G1、および点H1のそれぞれを頂点とする長方形状の走査ミラー55の反射面上の点J2において反射し、点K4を通過して2次光学系34−2に入射する。   Here, a case is considered where linear light represented by a straight line connecting the points K1 and K2 is emitted from the secondary optical system 34-1 in a direction opposite to the x-axis direction and is incident on the scanning mirror 55. . The straight line connecting the points K1 and K2 is a straight line obtained by inclining a straight line parallel to the z-axis direction by a predetermined angle in a direction opposite to the y-axis direction. At this time, of the linear light emitted from the secondary optical system 34-1, the light traveling through the point K1 and entering the reflecting surface of the scanning mirror 55 in the direction opposite to the x-axis direction is a point. Reflected at the point J1 on the reflecting surface of the rectangular scanning mirror 55 having the vertices at E1, point F1, point G1, and point H1, passes through the point K3, and enters the secondary optical system 34-2. . On the other hand, out of the linear light emitted from the secondary optical system 34-1, the light that passes through the point K2 and enters the reflecting surface of the scanning mirror 55 and proceeds in the direction opposite to the x-axis direction is the point E1. , Reflected at the point J2 on the reflection surface of the rectangular scanning mirror 55 having the points F1, G1, and H1 as vertices, passes through the point K4, and enters the secondary optical system 34-2.

したがって、走査ミラー55から2次光学系34−2には、点K3および点K4を結ぶ直線で表される線状の光が入射することになる。ここで、点K3および点K4を結ぶ直線は、点K1および点K2を結ぶ直線と平行な直線となり、走査ミラー55はz軸方向と平行な直線を軸として回動するようになされているので、点K3および点K4を結ぶ直線で表される線状の光は、x軸方向またはx軸方向とは反対の方向に走査されることになる。その結果、光が2次光学系34−2から出射し、さらに投影光学系を介してスクリーン上に照射されることで表示(投影)される画像は、長方形ではなく、平行四辺形の歪んだ画像となる。   Therefore, linear light represented by a straight line connecting the point K3 and the point K4 enters the secondary optical system 34-2 from the scanning mirror 55. Here, the straight line connecting the points K3 and K4 is a straight line parallel to the straight line connecting the points K1 and K2, and the scanning mirror 55 is rotated about the straight line parallel to the z-axis direction. The linear light represented by the straight line connecting the points K3 and K4 is scanned in the x-axis direction or the direction opposite to the x-axis direction. As a result, the image that is displayed (projected) when light is emitted from the secondary optical system 34-2 and irradiated onto the screen via the projection optical system is not a rectangle but a parallelogram distorted. It becomes an image.

これに対して、基盤31と駆動部56との間にシム36を挿入し、走査ミラー55の反射面を、点H1および点G1を通る直線を軸として、図中、手前側に所定の角度θだけ回動させた場合、すなわち、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55の反射面に入射する角度(走査ミラー55の反射面に入射した光が反射する方向)を調整した場合、走査ミラー55の反射面は、点E1’、点F1’、点G1、および点H1のそれぞれを頂点とする長方形で表され、走査ミラー55の反射面の頂点E1’と頂点H1とを結ぶ直線、および頂点F1’と頂点G1とを結ぶ直線は、それぞれz軸に平行となっていない。   On the other hand, a shim 36 is inserted between the base 31 and the drive unit 56, and the reflection surface of the scanning mirror 55 is set at a predetermined angle toward the front side in the figure with the straight line passing through the points H1 and G1 as an axis. When rotated by θ, that is, the angle at which the light from the secondary optical system 34-1 enters the reflecting surface of the scanning mirror 55 (the direction in which the light incident on the reflecting surface of the scanning mirror 55 reflects) is adjusted. In this case, the reflection surface of the scanning mirror 55 is represented by a rectangle having points E1 ′, F1 ′, G1 and H1 as vertices, and the vertexes E1 ′ and H1 of the reflection surface of the scanning mirror 55 are The connecting straight line and the straight line connecting the vertex F1 ′ and the vertex G1 are not parallel to the z axis, respectively.

ここで、点K1および点K2を結ぶ直線で表される線状の光が、2次光学系34−1から出射し、走査ミラー55に入射する場合を考える。このとき、2次光学系34−1から出射した線状の光のうち、点K1を通過して走査ミラー55の反射面に入射する、x軸方向とは反対の方向に進む光は、点E1’、点F1’、点G1、および点H1のそれぞれを頂点とする長方形状の走査ミラー55の反射面上の点J3において反射し、点K5を通過して2次光学系34−2に入射する。一方、2次光学系34−1から出射した線状の光のうち、点K2を通過して走査ミラー55の反射面に入射する、x軸方向とは反対の方向に進む光は、点E1’、点F1’、点G1、および点H1のそれぞれを頂点とする長方形状の走査ミラー55の反射面上の点J2において反射し、点K6を通過して2次光学系34−2に入射する。   Here, consider a case where linear light represented by a straight line connecting the points K1 and K2 is emitted from the secondary optical system 34-1 and is incident on the scanning mirror 55. At this time, of the linear light emitted from the secondary optical system 34-1, the light traveling through the point K1 and entering the reflecting surface of the scanning mirror 55 in the direction opposite to the x-axis direction is a point. Reflected at the point J3 on the reflection surface of the rectangular scanning mirror 55 having the vertices at E1 ′, point F1 ′, point G1 and point H1, passes through the point K5, and enters the secondary optical system 34-2. Incident. On the other hand, out of the linear light emitted from the secondary optical system 34-1, the light that passes through the point K2 and enters the reflecting surface of the scanning mirror 55 and proceeds in the direction opposite to the x-axis direction is the point E1. Reflected at a point J2 on the reflecting surface of the rectangular scanning mirror 55 having apexes of ', point F1', point G1 and point H1, and passes through point K6 and enters the secondary optical system 34-2. To do.

したがって、走査ミラー55から2次光学系34−2には、点K5および点K6を結ぶ直線で表される線状の光が入射することになる。ここで、点K5および点K6を結ぶ直線は、z軸と平行な直線となり、走査ミラー55は、点H1および点G1を通る直線を軸として、z軸と平行な直線を角度θだけ、図中、手前側に回動させた直線に平行な直線を軸として回動するようになされているので、点K5および点K6を結ぶ直線で表される線状の光は、x軸方向またはx軸方向とは反対の方向に走査されることになる。その結果、光が2次光学系34−2を出射し、さらに投影光学系を介してスクリーン上に照射されることで表示(投影)される画像は、歪みのない長方形の画像となり、基盤31と駆動部56との間に、シム36を挿入して、走査ミラー55(走査部35)を所定の角度だけ回動させることにより、スクリーン上に歪みのない画像を投影することができるようになる。   Therefore, linear light represented by a straight line connecting the point K5 and the point K6 enters the secondary optical system 34-2 from the scanning mirror 55. Here, the straight line connecting the point K5 and the point K6 is a straight line parallel to the z-axis, and the scanning mirror 55 uses the straight line passing through the point H1 and the point G1 as an axis and the straight line parallel to the z-axis by an angle θ. Since the light is rotated about a straight line parallel to the straight line rotated to the front side, the linear light represented by the straight line connecting the points K5 and K6 is in the x-axis direction or x Scanning is performed in a direction opposite to the axial direction. As a result, an image that is displayed (projected) when light exits the secondary optical system 34-2 and is further irradiated onto the screen via the projection optical system becomes a rectangular image without distortion. By inserting a shim 36 between the driving unit 56 and the scanning mirror 55 (scanning unit 35) by a predetermined angle, an image without distortion can be projected on the screen. Become.

図7は、表示装置のより具体的な構成例を示す図である。なお、図中、点線は、1次元変調部32から出射した光の光路を表している。また、図7において、図4における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、繰り返しになるのでその説明は適宜省略する。   FIG. 7 is a diagram illustrating a more specific configuration example of the display device. In the figure, the dotted line represents the optical path of the light emitted from the one-dimensional modulation unit 32. Also, in FIG. 7, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG.

1次元変調部32は、光源81、照明光学系82、および1次元光変調素子83を含むように構成されている。光源81は、例えば、赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)にそれぞれ発光する複数個の半導体レーザまたは固体レーザなどのレーザ光源からなり、赤、緑、および青の光のそれぞれを射出し、照明光学系82に入射させる。   The one-dimensional modulation unit 32 is configured to include a light source 81, an illumination optical system 82, and a one-dimensional light modulation element 83. The light source 81 includes, for example, laser light sources such as a plurality of semiconductor lasers or solid-state lasers that emit red (R), green (G), and blue (B), respectively, and each of red, green, and blue light. Is made incident on the illumination optical system 82.

例えば、光源81を構成する、赤色に発光するレーザ光源のそれぞれは、z軸方向(xy平面の法線に平行な方向であって、図中、手前側に向かう方向)に1列に配列(z軸方向に沿って1列に配置)されており、レーザ光源がそれぞれ射出した赤色の光は、照明光学系82を介して1次元光変調素子83に入射するようになされている。同様に、赤色に発光するレーザ光源とは別に、光源81を構成する、緑色に発光するレーザ光源のそれぞれは、z軸方向に1列に配列されており、レーザ光源がそれぞれ射出した緑色の光は、照明光学系82を介して1次元光変調素子83に入射するようになされている。さらに、光源81を構成する、青色に発光するレーザ光源のそれぞれも、z軸方向に1列に配列されており、レーザ光源がそれぞれが射出した青色の光は、照明光学系82を介して1次元光変調素子83に入射するようになされている。   For example, each of the laser light sources that emit red light that constitutes the light source 81 is arranged in a line in the z-axis direction (the direction parallel to the normal line of the xy plane and toward the front side in the figure) ( The red light emitted from the laser light sources is incident on the one-dimensional light modulation element 83 via the illumination optical system 82. Similarly, apart from the laser light source that emits red light, each of the laser light sources that emit green light that constitutes the light source 81 is arranged in a line in the z-axis direction, and the green light emitted by each laser light source is emitted. Is incident on the one-dimensional light modulation element 83 via the illumination optical system 82. Further, each of the laser light sources that emit blue light constituting the light source 81 is also arranged in a line in the z-axis direction, and the blue light emitted from each laser light source is 1 through the illumination optical system 82. The light enters the dimensional light modulation element 83.

照明光学系82は、例えば、複数のレンズから構成され、光源81から入射した光を集光し、集光した光を1次元光変調素子83に入射させる。例えば、照明光学系82は、光源81から入射した赤色の光、緑色の光、および青色の光をそれぞれ集光し、それぞれの色(赤、緑、青)の光(線状の光)を変調するための1次元光変調素子83に入射させる。   The illumination optical system 82 is composed of, for example, a plurality of lenses, collects the light incident from the light source 81, and causes the collected light to enter the one-dimensional light modulation element 83. For example, the illumination optical system 82 condenses red light, green light, and blue light incident from the light source 81 and collects light (linear light) of each color (red, green, blue). The light is incident on a one-dimensional light modulation element 83 for modulation.

1次元光変調素子83は、照明光学系82から入射した赤色の線状の光、緑色の線状の光、および青色の線状の光をそれぞれ変調して、変調したそれぞれの色の光を、図示せぬダイクロイックミラーまたはプリズムなどを介して、シュリーレン光学系33に入射させる。より詳細には、1次元光変調素子83からダイクロイックミラーまたはプリズムなどに入射した赤色の光、緑色の光、および青色の光のそれぞれは、ダイクロイックミラーまたはプリズムにおいて合成され、合成された光は、1次元変調部32からシュリーレン光学系33に入射する。   The one-dimensional light modulation element 83 modulates the red linear light, the green linear light, and the blue linear light incident from the illumination optical system 82, and converts the modulated light of each color. The light is incident on the schlieren optical system 33 via a dichroic mirror or a prism (not shown). More specifically, red light, green light, and blue light incident on the dichroic mirror or prism or the like from the one-dimensional light modulation element 83 are combined in the dichroic mirror or prism, and the combined light is The light enters the schlieren optical system 33 from the one-dimensional modulator 32.

1次元光変調素子83は、例えば、赤色、緑色、および青色のそれぞれの線状の光を変調するためのGLVのそれぞれなどからなり、各色の線状の光を変調するGLVのそれぞれは、表面に反射膜が形成された可動するリボン電極(以下、可動リボン電極と称する)、表面に反射膜が形成された固定されているリボン電極(以下、固定リボン電極と称する)、シリコン基板上のポリシリコン薄膜からなる共通電極などを含むように構成されている。   The one-dimensional light modulation element 83 is composed of, for example, GLVs for modulating the respective linear lights of red, green, and blue, and each of the GLVs for modulating the linear lights of the respective colors is a surface. A movable ribbon electrode (hereinafter referred to as a movable ribbon electrode) having a reflective film formed thereon, a fixed ribbon electrode (hereinafter referred to as a fixed ribbon electrode) having a reflective film formed on the surface thereof, and a polycrystal on a silicon substrate. A common electrode made of a silicon thin film is included.

可動リボン電極および固定リボン電極は、共通電極上にz軸方向に沿うようにして交互に配置されており、駆動電圧が印加されていない状態において、可動リボン電極および固定リボン電極の各反射面(反射膜が形成されている面)は、共通電極からの高さが等しくなるようになされている。   The movable ribbon electrode and the fixed ribbon electrode are alternately arranged on the common electrode along the z-axis direction, and each of the reflecting surfaces of the movable ribbon electrode and the fixed ribbon electrode (when the drive voltage is not applied) ( The surface on which the reflective film is formed is made equal in height from the common electrode.

また、可動リボン電極に駆動電圧が印加されると、可動リボン電極と共通電極との間に静電力が生じ、その静電力に応じて可動リボン電極が移動または変形し、可動リボン電極の反射面と、固定リボン電極の反射面との共通電極からの高さが異なる(一致しなくなる)ようになされている。そのため、照明光学系82から入射した光のうち、固定リボン電極の反射面において反射した光と、可動リボン電極の反射面において反射した光とでは光路差が生じ、これによりGLVが反射型回折格子として機能し、所定の次数を含む回折光が生じる。このようにしてGLVにおいて生じた回折光は空間的に変調されて、後段の図示せぬダイクロイックミラーまたはプリズムなどに入射する。   Further, when a driving voltage is applied to the movable ribbon electrode, an electrostatic force is generated between the movable ribbon electrode and the common electrode, and the movable ribbon electrode moves or deforms according to the electrostatic force, and the reflecting surface of the movable ribbon electrode The height from the common electrode to the reflecting surface of the fixed ribbon electrode is different (no longer coincident). Therefore, among the light incident from the illumination optical system 82, there is an optical path difference between the light reflected on the reflecting surface of the fixed ribbon electrode and the light reflected on the reflecting surface of the movable ribbon electrode. And diffracted light including a predetermined order is generated. The diffracted light generated in the GLV in this way is spatially modulated and is incident on a dichroic mirror or prism (not shown) in the subsequent stage.

なお、ここでは、1次元光変調素子としてGLVを用いる例について説明したが、GLVに限らず、DMD、反射型の液晶素子などを用いるようにしてもよい。   Here, an example in which GLV is used as the one-dimensional light modulation element has been described, but not limited to GLV, a DMD, a reflective liquid crystal element, or the like may be used.

1次元変調部32から出射した光は、シュリーレン光学系33に入射する。シュリーレン光学系33は、正鏡84、副鏡85、およびミラー86から構成される。   The light emitted from the one-dimensional modulation unit 32 enters the schlieren optical system 33. The schlieren optical system 33 includes a regular mirror 84, a secondary mirror 85, and a mirror 86.

正鏡84は、その反射面がy軸方向とは反対の方向に凹なミラーであり、正鏡84は、1次元変調部32から入射した光を反射して、副鏡85に入射させる。副鏡85は、その反射面がy軸方向に凸なミラーであり、正鏡84から入射した光を反射し、再び正鏡84に入射させる。正鏡84は、副鏡85から入射した光を反射して、ミラー86に入射させる。ミラー86は、反射面が平面状のミラーであり、正鏡84から入射した光を反射して、2次光学系34−1に入射させる。なお、ミラー86において反射された光は、2次光学系34−1に入射する直前の位置で1次元像を形成(結像)するようになされている。   The regular mirror 84 is a mirror whose reflecting surface is concave in the direction opposite to the y-axis direction. The regular mirror 84 reflects the light incident from the one-dimensional modulation unit 32 and makes it incident on the secondary mirror 85. The secondary mirror 85 is a mirror whose reflection surface is convex in the y-axis direction, reflects the light incident from the regular mirror 84, and makes it incident on the regular mirror 84 again. The regular mirror 84 reflects the light incident from the secondary mirror 85 and causes the light to enter the mirror 86. The mirror 86 is a mirror having a planar reflection surface, and reflects the light incident from the regular mirror 84 so as to enter the secondary optical system 34-1. The light reflected by the mirror 86 forms (images) a one-dimensional image at a position immediately before entering the secondary optical system 34-1.

2次光学系34−1は、例えば、テレセントリック性を有する等倍の結像光学系であり、光軸回りの回転対称面を有するレンズ87乃至レンズ93のそれぞれを含むように構成される。2次光学系34−1は、シュリーレン光学系33から入射した光を、レンズ87乃至レンズ93のそれぞれを透過させることにより視準して、視準した光(平行光線)を走査ミラー55に入射させる。   The secondary optical system 34-1 is, for example, an equal-magnification imaging optical system having telecentricity, and is configured to include each of lenses 87 to 93 having rotationally symmetric surfaces around the optical axis. The secondary optical system 34-1 collimates the light incident from the schlieren optical system 33 by transmitting each of the lenses 87 to 93, and enters the collimated light (parallel light beam) to the scanning mirror 55. Let

レンズ87乃至レンズ93のそれぞれの屈折力は、レンズ87、レンズ90、レンズ91、およびレンズ92のそれぞれが正のパワーを有しており、レンズ88、レンズ89、およびレンズ93のそれぞれが負のパワーを有している。   The refractive power of each of the lenses 87 to 93 is such that each of the lens 87, the lens 90, the lens 91, and the lens 92 has a positive power, and each of the lens 88, the lens 89, and the lens 93 is negative. Has power.

また、レンズ88は負のメニスカスレンズであり、レンズ88とレンズ89とのレンズ間隔は、他のレンズどうしのレンズ間隔に比べて相対的に長く、レンズ88とレンズ89とが互いに対向する面は、ともに凹面となっている。さらに、レンズ93の走査ミラー55に対向する面(出射面)も凹面となっている。   The lens 88 is a negative meniscus lens, and the lens interval between the lens 88 and the lens 89 is relatively longer than the lens interval between other lenses, and the surface where the lens 88 and the lens 89 face each other is Both are concave. Furthermore, the surface (outgoing surface) facing the scanning mirror 55 of the lens 93 is also a concave surface.

2次光学系34−1から出射した光は、走査ミラー55において反射されて、2次光学系34−2に入射する。このとき、走査ミラー55はz軸と平行な直線を軸として回動し、2次光学系34−1から入射した光をx軸方向、またはx軸方向とは反対の方向に走査する。また、走査ミラー55は、上述したように、必要に応じて、y軸を図中、時計回りに45度だけ回転させた方向に平行な直線を軸として回動させられて、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55(の反射面)に入射する角度が調整される。   The light emitted from the secondary optical system 34-1 is reflected by the scanning mirror 55 and enters the secondary optical system 34-2. At this time, the scanning mirror 55 rotates about a straight line parallel to the z-axis, and scans the light incident from the secondary optical system 34-1 in the x-axis direction or the direction opposite to the x-axis direction. In addition, as described above, the scanning mirror 55 is rotated about a straight line parallel to a direction rotated by 45 degrees clockwise in the drawing as necessary, as described above. The angle at which the light from 34-1 enters the scanning mirror 55 (the reflection surface thereof) is adjusted.

なお、このように、走査ミラー55を回動させて、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55(の反射面)に入射する角度を調整した場合、走査ミラー55を傾けるので、2次光学系34−1から2次光学系34−2までの光路長が変化するが、2次光学系34−1は、シュリーレン光学系33から入射した光を視準して平行光線を生成し、生成した平行光線を、走査ミラー55を介して2次光学系34−2に入射させるので、フォーカスずれに対する影響は少ない。   As described above, when the scanning mirror 55 is rotated to adjust the angle at which the light from the secondary optical system 34-1 enters the scanning mirror 55 (reflection surface thereof), the scanning mirror 55 is tilted. Although the optical path length from the secondary optical system 34-1 to the secondary optical system 34-2 changes, the secondary optical system 34-1 collimates the light incident from the schlieren optical system 33 and generates parallel rays. Since the generated parallel rays are incident on the secondary optical system 34-2 via the scanning mirror 55, the influence on the focus shift is small.

2次光学系34−2は、例えば、テレセントリック性を有する等倍の結像光学系であり、光軸回りの回転対称面を有するレンズ94乃至レンズ100のそれぞれを含むように構成される。2次光学系34−2は、走査ミラー55から入射した光(平行光線)を、レンズ94乃至レンズ100のそれぞれを透過させることにより集光して、2次光学系34−2の光軸に垂直な像面121(xz平面に平行な平面)上に2次元像を結像させる。   The secondary optical system 34-2 is, for example, an equal-magnification imaging optical system having telecentricity, and is configured to include each of the lenses 94 to 100 having rotationally symmetric surfaces around the optical axis. The secondary optical system 34-2 collects the light (parallel light beam) incident from the scanning mirror 55 by transmitting through each of the lenses 94 to 100, and collects it on the optical axis of the secondary optical system 34-2. A two-dimensional image is formed on a vertical image plane 121 (a plane parallel to the xz plane).

レンズ94乃至レンズ100のそれぞれは、走査ミラー55を挟んでレンズ93、レンズ92、レンズ91、レンズ90、レンズ89、レンズ88、およびレンズ87のそれぞれと対称的な配置とされており、レンズ94乃至レンズ100のそれぞれは、対応するレンズ87乃至レンズ93のそれぞれと同一のレンズパラメータを有している。また、レンズ94乃至レンズ100のそれぞれの屈折力は、レンズ94、レンズ98、およびレンズ99のそれぞれが負のパワーを有しており、レンズ95、レンズ96、レンズ97、およびレンズ100のそれぞれが正のパワーを有している。   Each of the lenses 94 to 100 is symmetrically arranged with each of the lens 93, the lens 92, the lens 91, the lens 90, the lens 89, the lens 88, and the lens 87 with the scanning mirror 55 interposed therebetween. The lenses 100 to 100 have the same lens parameters as the corresponding lenses 87 to 93, respectively. The refractive power of each of the lenses 94 to 100 is such that each of the lens 94, the lens 98, and the lens 99 has negative power, and each of the lens 95, the lens 96, the lens 97, and the lens 100 has a negative power. Has positive power.

さらに、レンズ99は負のメニスカスレンズであり、レンズ99とレンズ98とのレンズ間隔は、他のレンズどうしのレンズ間隔に比べて相対的に長く、レンズ99とレンズ98とが互いに対向する面は、ともに凹面となっている。さらに、レンズ94の走査ミラー55に対向する面(出射面)も凹面となっている。   Further, the lens 99 is a negative meniscus lens, and the lens interval between the lens 99 and the lens 98 is relatively longer than the lens interval between the other lenses, and the surface where the lens 99 and the lens 98 face each other is Both are concave. Further, the surface (outgoing surface) of the lens 94 facing the scanning mirror 55 is also concave.

ここで、シュリーレン光学系33の諸元、並びに2次光学系34−1、走査ミラー55、および2次光学系34−2の諸元を、それぞれ表1および表2に示す。なお、2次光学系34−1、走査ミラー55、および2次光学系34−2からなる光学系のFナンバーについては、1次元光変調素子83を構成するリボン電極の配列方向(以下、長軸方向とも称する)、すなわち、z軸方向が10であり、光を走査する方向が5である。また、2次光学系34−1から走査ミラー55の反射面に入射する光の入射角度の範囲は、45±9.5度とされる。そして、1次元光変調素子83の長軸方向(z軸方向)における長さを任意単位で“14”とするとき、2次元像の大きさは、“32.9×14”(任意単位)の長方形である(長辺の長さ32.9は光が走査される方向の長さを示し、z軸方向においては等倍率とされる)。   Here, the specifications of the schlieren optical system 33 and the specifications of the secondary optical system 34-1, the scanning mirror 55, and the secondary optical system 34-2 are shown in Table 1 and Table 2, respectively. Regarding the F number of the optical system including the secondary optical system 34-1, the scanning mirror 55, and the secondary optical system 34-2, the arrangement direction of the ribbon electrodes constituting the one-dimensional light modulation element 83 (hereinafter referred to as long) The z-axis direction is 10, and the light scanning direction is 5. The range of the incident angle of light incident on the reflecting surface of the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1 is 45 ± 9.5 degrees. When the length of the one-dimensional light modulation element 83 in the major axis direction (z-axis direction) is “14” in arbitrary units, the size of the two-dimensional image is a rectangle of “32.9 × 14” (arbitrary units). (The length 32.9 of the long side indicates the length in the direction in which the light is scanned, and is the same magnification in the z-axis direction).

Figure 2006259242
Figure 2006259242

Figure 2006259242
Figure 2006259242

表1および表2には、それぞれのレンズの入射面若しくは出射面、またはミラーの反射面を表す面番号、面番号で表される面の曲率半径、面番号で表される面から次の面番号で表される面までの面間隔、面の作用、レンズの材質、および回転角度(備考)が示されている。   Tables 1 and 2 include the surface number representing the entrance surface or exit surface of each lens or the reflecting surface of the mirror, the radius of curvature of the surface represented by the surface number, and the surface represented by the surface number to the next surface. The surface distance to the surface represented by the number, the effect of the surface, the lens material, and the rotation angle (remarks) are shown.

表1において、“OBJ”は物点(1次元光変調素子83)を表している。面番号1および面番号3は、正鏡84の反射面を表し、面番号2は、副鏡85の反射面を表し、面番号4は、ミラー86の反射面を表している。   In Table 1, “OBJ” represents an object point (one-dimensional light modulation element 83). Surface number 1 and surface number 3 represent the reflecting surface of the regular mirror 84, surface number 2 represents the reflecting surface of the secondary mirror 85, and surface number 4 represents the reflecting surface of the mirror 86.

また、表2において、面番号5、面番号7、面番号9、面番号11、面番号13、面番号15、および面番号17のそれぞれは、レンズ87乃至レンズ93のそれぞれの光の入射面(シュリーレン光学系33からの光がそれぞれのレンズに入射する面)のそれぞれを表しており、面番号6、面番号8、面番号10、面番号12、面番号14、面番号16、および面番号18のそれぞれは、レンズ87乃至レンズ93のそれぞれの光の出射面(シュリーレン光学系33からの光がそれぞれのレンズから出射する面)のそれぞれを表している。   In Table 2, the surface number 5, surface number 7, surface number 9, surface number 11, surface number 13, surface number 15, and surface number 17 are the light incident surfaces of the lenses 87 to 93, respectively. (Surfaces on which light from the schlieren optical system 33 is incident on the respective lenses), surface number 6, surface number 8, surface number 10, surface number 12, surface number 14, surface number 16, and surface Reference numeral 18 represents each of the light emission surfaces (surfaces from which the light from the schlieren optical system 33 is emitted from the respective lenses) of the lenses 87 to 93.

さらに、面番号19は、走査ミラー55の反射面を表しており、面番号20、面番号22、面番号24、面番号26、面番号28、面番号30、および面番号32のそれぞれは、レンズ94乃至レンズ100のそれぞれの光の入射面(走査ミラー55からの光がそれぞれのレンズに入射する面)のそれぞれを表しており、面番号21、面番号23、面番号25、面番号27、面番号29、面番号31、および面番号33のそれぞれは、レンズ94乃至レンズ100のそれぞれの光の出射面(走査ミラー55からの光がそれぞれのレンズから出射する面)のそれぞれを表している。さらに、また、“IMG”は、像面121(2次元像面)を表している。   Further, the surface number 19 represents the reflection surface of the scanning mirror 55, and each of the surface number 20, the surface number 22, the surface number 24, the surface number 26, the surface number 28, the surface number 30, and the surface number 32 is Each of the light incident surfaces (surfaces on which light from the scanning mirror 55 is incident on each lens) of the lenses 94 to 100 is represented by surface number 21, surface number 23, surface number 25, and surface number 27. , Surface number 29, surface number 31, and surface number 33 represent the light emission surfaces (surfaces from which the light from the scanning mirror 55 is emitted from the respective lenses) of the lenses 94 to 100, respectively. Yes. Furthermore, “IMG” represents the image plane 121 (two-dimensional image plane).

さらに、また、表1および表2における面間隔については、正鏡84、副鏡85、およびミラー86のそれぞれでの反射により符号が逆転し、さらに、走査ミラー55での反射により、レンズ94乃至レンズ100では符号が逆転する。   Further, the surface spacings in Tables 1 and 2 are reversed in sign by reflection at the primary mirror 84, the secondary mirror 85, and the mirror 86, respectively, and further, by reflection at the scanning mirror 55, the lenses 94 to In the lens 100, the sign is reversed.

さらに、表1および表2における面の作用では、“REFL”は反射面を表し、無表示のもの(但し、OBJおよびIMGを除く)は透過面を表している。備考における“ADE”、“BDE”、および“CDE”のそれぞれは、図7のz軸と平行な方向の軸をY軸とし、Y軸に垂直かつ互いに垂直な軸をX軸およびZ軸とし、さらに、そのうちの光軸方向をZ軸方向とした場合に、それぞれX軸、Y軸、およびZ軸を中心軸とした回転角度(単位:°)を表している。表2の例では、面番号が19の走査ミラー55の反射面は、入射側光軸に対して45度の角度をもって設定され、その反射面によって90度の角度(反射角45度)で反射される光を走査中心として所定の角度(±9.5度)で光の走査が行われる。なお、表1および表2に示す表中の座標系についてはローカルな設定としている(例えば、反射によって座標系の設定方向がかわる)。   Furthermore, in the operation of the surfaces in Tables 1 and 2, “REFL” represents a reflective surface, and those not displayed (except OBJ and IMG) represent a transmissive surface. Each of “ADE”, “BDE”, and “CDE” in the remark is an axis in a direction parallel to the z axis in FIG. 7 and an axis perpendicular to the Y axis and perpendicular to each other is an X axis and a Z axis. Further, when the optical axis direction is the Z-axis direction, the rotation angles (units: degrees) about the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis as the central axes are shown. In the example of Table 2, the reflection surface of the scanning mirror 55 whose surface number is 19 is set at an angle of 45 degrees with respect to the incident-side optical axis, and is reflected by the reflection surface at an angle of 90 degrees (reflection angle 45 degrees). The light is scanned at a predetermined angle (± 9.5 degrees) with the light to be scanned as the center. Note that the coordinate systems in the tables shown in Tables 1 and 2 are set locally (for example, the setting direction of the coordinate system is changed by reflection).

また、表2から分かるように、面番号19で表される走査ミラー55の反射面を基準として、面番号の和が38となる面同士が同じパラメータ値を有しており(例えば、レンズ88およびレンズ99)、走査ミラー55の反射面に関して対称性を有するレンズ構成が採用されている。なお、各レンズ面(入射面および出射面)は球面となっている。   Further, as can be seen from Table 2, on the basis of the reflection surface of the scanning mirror 55 represented by the surface number 19, the surfaces having the sum of the surface numbers of 38 have the same parameter value (for example, the lens 88). Further, a lens configuration having symmetry with respect to the reflection surface of the scanning mirror 55 is employed. Each lens surface (incident surface and outgoing surface) is a spherical surface.

さらに、レンズ88およびレンズ89、またはレンズ98およびレンズ99の間隔(39.56)は、レンズ87乃至レンズ100からなるレンズ系全体の焦点距離“100”(任意単位)の30乃至50%以内とされ、レンズ同士の対向面がともに凹面とされている。また、レンズ88およびレンズ99はメニスカスレンズとされている。   Further, the distance (39.56) between the lens 88 and the lens 89, or the lens 98 and the lens 99 is set to be within 30 to 50% of the focal length “100” (arbitrary unit) of the entire lens system including the lenses 87 to 100. Both opposing surfaces of the lenses are concave. The lenses 88 and 99 are meniscus lenses.

さらに、また、2次光学系34−1または2次光学系34−2を構成するレンズの一部(例えば、レンズ87、レンズ90、レンズ97、およびレンズ100)は、アッベ数が80以上の低分散ガラス(FCD1_HOYA:屈折率Nd=1.49700、アッベ数νd=81.6)を用いて形成されている。また、レンズ91、レンズ92、レンズ94、およびレンズ95は、屈折率が1.7以上の高屈折率ガラス(TAFD5_HOYA:屈折率Nd=1.83500、TAF1_HOYA:屈折率Nd=1.77250)を用いて形成されている。   Furthermore, some of the lenses (for example, the lens 87, the lens 90, the lens 97, and the lens 100) constituting the secondary optical system 34-1 or the secondary optical system 34-2 have an Abbe number of 80 or more. It is formed using low dispersion glass (FCD1_HOYA: refractive index Nd = 1.490000, Abbe number νd = 81.6). In addition, the lens 91, the lens 92, the lens 94, and the lens 95 are formed using high refractive index glass (TAFD5_HOYA: refractive index Nd = 1.83500, TAF1_HOYA: refractive index Nd = 1.77250) having a refractive index of 1.7 or more. ing.

次に、図8乃至図12を参照して、2次光学系34−1、走査ミラー55、および2次光学系34−2からなる光学系の横収差について説明する。   Next, the lateral aberration of the optical system including the secondary optical system 34-1, the scanning mirror 55, and the secondary optical system 34-2 will be described with reference to FIGS.

図8乃至図12のそれぞれは、2次元像を形成するための光の波長が、波長λ=532nmにおける場合の横収差を示す図であり、図8では、走査ミラー55の反射面が、2次光学系34−1から入射する光(入射方向に平行な直線)に対して45度をなし、図9では、走査ミラー55の反射面が、2次光学系34−1から入射する光に対して(45+2.5)度をなし、図10では、走査ミラー55の反射面が、2次光学系34−1から入射する光に対して(45+5)度をなし、図11では、走査ミラー55の反射面が、2次光学系34−1から入射する光に対して(45+7.5)度をなし、図12では、走査ミラー55の反射面が、2次光学系34−1から入射する光に対して(45+9.5)度をなす場合をそれぞれ示している。   Each of FIGS. 8 to 12 is a diagram showing lateral aberration when the wavelength of light for forming a two-dimensional image is a wavelength λ = 532 nm. In FIG. 45 degrees with respect to the light incident from the secondary optical system 34-1 (straight line parallel to the incident direction), and in FIG. 9, the reflecting surface of the scanning mirror 55 reflects the light incident from the secondary optical system 34-1. In FIG. 10, the reflection surface of the scanning mirror 55 forms (45 + 5) degrees with respect to the light incident from the secondary optical system 34-1, and in FIG. 55 has a (45 + 7.5) degree with respect to the light incident from the secondary optical system 34-1, and in FIG. 12, the reflective surface of the scanning mirror 55 is incident from the secondary optical system 34-1. Each case shows (45 + 9.5) degrees with respect to the light.

また、図8乃至図12において、下から順に物体高0、7、10、14の場合を示し、図中、左側は、1次元光変調素子83の長軸方向の収差、図中、右側は、光を走査する方向の収差を示している。図8乃至図12において、“Y-FAN”とは、図7のz軸と平行な方向の軸をY軸とし、Y軸に垂直かつ互いに垂直な軸をX軸およびZ軸とし、さらに、光軸方向をZ軸方向とした場合に、Y軸方向を1次元光変調素子83の配列方向とし、Z軸方向を光軸方向とするときのYZ面を表し、YZ面内の瞳座標に対して表示している。同様に、“X-FAN”とは、X軸方向に光を走査する場合のXZ面を表す。図8乃至図12の例においては、1画素のサイズが0.25であり、高い結像性能を示している。   8 to 12, the object heights 0, 7, 10, and 14 are shown in order from the bottom. In the drawing, the left side shows aberrations in the major axis direction of the one-dimensional light modulator 83, and the right side shows the right side. Aberration in the direction of scanning light is shown. 8 to 12, “Y-FAN” means that the axis parallel to the z-axis in FIG. 7 is the Y-axis, the axes perpendicular to the Y-axis and perpendicular to each other are the X-axis and the Z-axis, When the optical axis direction is the Z-axis direction, the Y-axis direction is the arrangement direction of the one-dimensional light modulation elements 83, and the Z-axis direction is the optical axis direction. Is displayed. Similarly, “X-FAN” represents an XZ plane when light is scanned in the X-axis direction. In the examples of FIGS. 8 to 12, the size of one pixel is 0.25, indicating high imaging performance.

ところで、図5に示したように、矢印A11または矢印A12の方向に走査ミラー55を回動させて、2次光学系34−1からの光が、走査ミラー55の反射面に入射する角度を調整すると、レンズ93(図7)から走査ミラー55の反射面に入射する光の、レンズ93の出射面から走査ミラー55の反射面までの光路長、および走査ミラー55の反射面からレンズ94(図7)に入射する光の、走査ミラー55の反射面からレンズ94の入射面までの光路長が変化する。   By the way, as shown in FIG. 5, the scanning mirror 55 is rotated in the direction of the arrow A11 or the arrow A12, and the angle at which the light from the secondary optical system 34-1 enters the reflecting surface of the scanning mirror 55 is set. When adjusted, the optical path length from the exit surface of the lens 93 to the reflection surface of the scanning mirror 55 of the light incident on the reflection surface of the scanning mirror 55 from the lens 93 (FIG. 7) and the reflection surface of the scanning mirror 55 to the lens 94 ( The optical path length of the light incident on FIG. 7) from the reflecting surface of the scanning mirror 55 to the incident surface of the lens 94 changes.

図7に示した2次光学系34−2は、このように走査ミラー55を回動することによって光路長が変化した場合においても、像面121において、いわゆる面倒れやフォーカスずれが生じにくい構成とされている。   The secondary optical system 34-2 shown in FIG. 7 has a configuration in which a so-called plane tilt or focus shift hardly occurs on the image plane 121 even when the optical path length is changed by rotating the scanning mirror 55 in this way. It is said that.

ここで、図13に示す、像面121(図7)上に結像する2次元像161の図中、右側の部分(点線で囲まれている部分)に含まれている、2次元像161上の点P1乃至点P9におけるX1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれを考える。なお、図中、X1方向は、図7におけるx軸方向と反対の方向であり、Y1方向は、図7におけるz軸方向と平行な方向である。   Here, in the figure of the two-dimensional image 161 formed on the image plane 121 (FIG. 7) shown in FIG. 13, the two-dimensional image 161 included in the right portion (portion surrounded by a dotted line). Consider the focus shift in the X1 direction and the focus shift in the Y1 direction at the upper points P1 to P9. In the figure, the X1 direction is a direction opposite to the x-axis direction in FIG. 7, and the Y1 direction is a direction parallel to the z-axis direction in FIG.

図13では、点P2、点P5、および点P8のそれぞれを通る直線は、X1方向に平行な直線となっており、同様に、点P1、点P4、および点P7のそれぞれを通る直線は、X1方向に平行な直線となっており、点P3、点P6、および点P9のそれぞれを通る直線は、X1方向に平行な直線となっている。また、点P1乃至点P3のそれぞれを通る直線は、Y1方向に平行な直線となっており、同様に、点P4乃至点P6のそれぞれを通る直線は、Y1方向に平行な直線となっており、点P7乃至点P9のそれぞれを通る直線は、Y1方向に平行な直線となっている。   In FIG. 13, straight lines passing through each of the points P2, P5, and P8 are parallel to the X1 direction, and similarly, straight lines passing through the points P1, P4, and P7 are The straight line is parallel to the X1 direction, and the straight line passing through each of the points P3, P6, and P9 is a straight line parallel to the X1 direction. Further, the straight lines passing through each of the points P1 to P3 are parallel to the Y1 direction, and similarly, the straight lines passing through each of the points P4 to P6 are parallel to the Y1 direction. The straight lines passing through the points P7 to P9 are parallel to the Y1 direction.

また、点P1から点P2までの距離、および点P1から点P3までの距離は、14(任意単位(例えば、14mm))とされている。さらに、走査ミラー55は、2次光学系34−1、走査ミラー55、および2次光学系34−2からなる光学系の光軸が、走査ミラー55の反射面の中心を通るように配置されている。ここで、走査ミラー55の反射面の中心とは、走査ミラー55の反射面が、例えば、図6に示した頂点E1、頂点F1、頂点G1、および頂点H1を頂点とする長方形である場合、頂点E1および頂点G1を結ぶ直線と、頂点F1および頂点H1を結ぶ直線との交点をいう。   The distance from the point P1 to the point P2 and the distance from the point P1 to the point P3 are 14 (arbitrary unit (for example, 14 mm)). Further, the scanning mirror 55 is disposed so that the optical axis of the optical system including the secondary optical system 34-1, the scanning mirror 55, and the secondary optical system 34-2 passes through the center of the reflection surface of the scanning mirror 55. ing. Here, the center of the reflection surface of the scanning mirror 55 is, for example, when the reflection surface of the scanning mirror 55 is a rectangle having the vertexes E1, F1, G1, and H1 shown in FIG. An intersection of a straight line connecting the vertex E1 and the vertex G1 and a straight line connecting the vertex F1 and the vertex H1.

走査ミラー55の反射面が、2次光学系34−1から入射する光に対して45度の角度をなす位置(以下、基準位置とも称する)にある場合、すなわち、2次光学系34−1からの光が、走査ミラー55の反射面に対して45度の角度で入射する場合、走査ミラー55の反射面において反射した光は、2次光学系34−2を透過して、点P2および点P3を結ぶ直線上に像(1次元像)を結ぶ。   When the reflecting surface of the scanning mirror 55 is at a position that forms an angle of 45 degrees with respect to the light incident from the secondary optical system 34-1 (hereinafter also referred to as a reference position), that is, the secondary optical system 34-1. Is incident on the reflecting surface of the scanning mirror 55 at an angle of 45 degrees, the light reflected on the reflecting surface of the scanning mirror 55 is transmitted through the secondary optical system 34-2, and the point P2 and An image (one-dimensional image) is connected on a straight line connecting the points P3.

そして、図13のY1方向と平行な直線を軸として、走査ミラー55の反射面が、図中、右方向を向くように、走査ミラー55を3.5度だけ回動させた場合、すなわち、図7において、走査ミラー55を、基準位置からz軸方向と平行な直線(走査部35の回転軸)を軸として、図中、時計回りに3.5度だけ回動させた場合、走査ミラー55の反射面において反射した光は、2次光学系34−2を透過して、点P5および点P6を結ぶ直線上に像(1次元像)を結ぶ。   Then, when the scanning mirror 55 is rotated by 3.5 degrees so that the reflection surface of the scanning mirror 55 faces the right direction in the drawing with a straight line parallel to the Y1 direction of FIG. 13 as an axis, In FIG. 7, when the scanning mirror 55 is rotated by 3.5 degrees clockwise from the reference position about a straight line parallel to the z-axis direction (the rotation axis of the scanning unit 35), the scanning mirror The light reflected by the reflecting surface 55 passes through the secondary optical system 34-2 and forms an image (one-dimensional image) on a straight line connecting the points P5 and P6.

また、図13のY1方向と平行な直線を軸として、走査ミラー55の反射面が、図中、右方向を向くように、走査ミラー55をさらに、3.5度だけ回動させた場合、すなわち、図7において、走査ミラー55を、基準位置からz軸方向と平行な直線(走査部35の回転軸)を軸として、図中、時計回りに7度だけ回動させた場合、走査ミラー55の反射面において反射した光は、2次光学系34−2を透過して、点P8および点P9を結ぶ直線上に像(1次元像)を結ぶ。   Further, when the scanning mirror 55 is further rotated by 3.5 degrees so that the reflection surface of the scanning mirror 55 faces the right direction in the drawing with a straight line parallel to the Y1 direction of FIG. 13 as an axis, That is, in FIG. 7, when the scanning mirror 55 is rotated by 7 degrees clockwise in the drawing around the straight line (rotation axis of the scanning unit 35) parallel to the z-axis direction from the reference position, The light reflected by the reflection surface 55 passes through the secondary optical system 34-2 and forms an image (one-dimensional image) on a straight line connecting the points P8 and P9.

ここで、例えば、走査ミラー55の反射面の中心を通り、図5の矢印Qの方向に平行な直線を軸として、走査ミラー55を矢印A11(図5)の方向に0.1度だけ回動させると、2次元像161(図13)の図中、左右端の辺(例えば、点P8および点P9を結ぶ直線で表される辺)を左側に0.07度だけ傾けることができる。すなわち、画像の歪みを0.07度分だけ補正することができる。   Here, for example, the scanning mirror 55 is rotated by 0.1 degree in the direction of the arrow A11 (FIG. 5) about the straight line passing through the center of the reflection surface of the scanning mirror 55 and parallel to the direction of the arrow Q in FIG. When moved, the left and right side edges (for example, the side represented by the straight line connecting the points P8 and P9) in the figure of the two-dimensional image 161 (FIG. 13) can be tilted to the left by 0.07 degrees. That is, the image distortion can be corrected by 0.07 degrees.

この場合、例えば、図14Aに示すように、2次光学系34−1から走査ミラー55に入射する光を矢印A31で表し、走査ミラー55に入射した光が、走査ミラー55の反射面において反射した光を矢印A32で表し、互いに直交する座標系の軸をX2軸、Y2軸、およびZ2軸とすると、X2軸を軸(回転軸)として走査ミラー55を、走査ミラー55の図中、上側の辺(点E1と点F1とを結ぶ直線により表される辺)が、手前側に回動する方向に0.1度だけ回動させる。なお、図中、図6における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、繰り返しになるのでその説明は省略する。   In this case, for example, as shown in FIG. 14A, the light incident on the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1 is represented by an arrow A31, and the light incident on the scanning mirror 55 is reflected on the reflection surface of the scanning mirror 55. If the light of the coordinate system orthogonal to each other is represented by the X2 axis, the Y2 axis, and the Z2 axis, the scanning mirror 55 is shown on the upper side of the scanning mirror 55 in FIG. (Side represented by a straight line connecting the point E1 and the point F1) is rotated by 0.1 degree in the direction of rotating to the near side. In the figure, portions corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted because it is repeated.

図14Aでは、点E1と点G1とを結ぶ直線、および点F1と点H1とを結ぶ直線の交点が、走査ミラー55の反射面の中心であり、X2軸、Y2軸、およびZ2軸のそれぞれは、走査ミラー55の反射面の中心を通るようになされている。また、X2軸は、点E1と点F1とを結ぶ直線、および点H1と点G1とを結ぶ直線に平行となっており、Y2軸は、点E1と点H1とを結ぶ直線、および点F1と点G1とを結ぶ直線に平行となっており、Z2軸は、点E1、点F1、点G1、および点H1を含む走査ミラー55の反射面の法線と平行となっている。   In FIG. 14A, the intersection of the straight line connecting the point E1 and the point G1 and the straight line connecting the point F1 and the point H1 is the center of the reflecting surface of the scanning mirror 55, and each of the X2, Y2, and Z2 axes. Pass through the center of the reflection surface of the scanning mirror 55. The X2 axis is parallel to the straight line connecting the point E1 and the point F1, and the straight line connecting the point H1 and the point G1, and the Y2 axis is the straight line connecting the point E1 and the point H1, and the point F1. And the Z2 axis are parallel to the normal line of the reflection surface of the scanning mirror 55 including the point E1, the point F1, the point G1, and the point H1.

また、図14Aに示す走査ミラー55を図中、上方向から下方向(Y2軸方向と反対方向)に見た場合、図14Bに示すように、矢印A31で表される光は、2次元光学系34−1から走査ミラー55に入射し、さらに矢印A32で表されるように、走査ミラー55において反射し、2次光学系34−2に入射する。さらに、また、X2軸は、走査ミラー55の反射面と接しており、Z2軸は、走査ミラー55の反射面と垂直に交わっている。   Further, when the scanning mirror 55 shown in FIG. 14A is viewed from the upper side to the lower side (the direction opposite to the Y2-axis direction) in the drawing, the light represented by the arrow A31 is two-dimensional optical as shown in FIG. 14B. The light enters the scanning mirror 55 from the system 34-1 and is reflected by the scanning mirror 55 and is incident on the secondary optical system 34-2 as represented by an arrow A32. Furthermore, the X2 axis is in contact with the reflecting surface of the scanning mirror 55, and the Z2 axis is perpendicular to the reflecting surface of the scanning mirror 55.

このように、走査ミラー55を矢印A11(図5)の方向に0.1度だけ回動させた場合、点P1乃至点P9におけるX1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれは、図15に示すようになる。なお、X1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれは、走査ミラー55を回動させないとき(走査ミラー55を図5の矢印A11または矢印A12の方向に回動させない状態)の点P1乃至点P9におけるX1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれに対する相対値であり、いずれも単位は“μm“とされる。   As described above, when the scanning mirror 55 is rotated by 0.1 degree in the direction of the arrow A11 (FIG. 5), the focus shift in the X1 direction and the focus shift in the Y1 direction at the points P1 to P9 are as shown in FIG. As shown. Note that the focus shift in the X1 direction and the focus shift in the Y1 direction are points P1 to P1 when the scanning mirror 55 is not rotated (the scanning mirror 55 is not rotated in the direction of arrow A11 or arrow A12 in FIG. 5). This is a relative value with respect to the focus shift in the X1 direction and the focus shift in the Y1 direction at P9, and the unit is “μm” for both.

図15では、2次元像161上の位置、その位置におけるX1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれが示されている。例えば、点P1におけるX1方向のフォーカスずれは1.3であり、点P1におけるY1方向のフォーカスずれは0である。また、点P2におけるX1方向のフォーカスずれは0.2であり、点P2におけるY1方向のフォーカスずれは1.3であり、点P3におけるX1方向のフォーカスずれは−2.4であり、点P3におけるY1方向のフォーカスずれは−1.3であり、点P4におけるX1方向のフォーカスずれは0であり、点P4におけるY1方向のフォーカスずれは0である。   FIG. 15 shows a position on the two-dimensional image 161, a focus shift in the X1 direction at that position, and a focus shift in the Y1 direction. For example, the focus shift in the X1 direction at the point P1 is 1.3, and the focus shift in the Y1 direction at the point P1 is 0. Further, the focus shift in the X1 direction at the point P2 is 0.2, the focus shift in the Y1 direction at the point P2 is 1.3, the focus shift in the X1 direction at the point P3 is -2.4, and the point P3 The focus shift in the Y1 direction at −3 is −1.3, the focus shift in the X1 direction at the point P4 is 0, and the focus shift in the Y1 direction at the point P4 is 0.

さらに、点P5におけるX1方向のフォーカスずれは0.8であり、点P5におけるY1方向のフォーカスずれは0.8であり、点P6におけるX1方向のフォーカスずれは−0.8であり、点P6におけるY1方向のフォーカスずれは−0.8であり、点P7におけるX1方向のフォーカスずれは0であり、点P7におけるY1方向のフォーカスずれは0である。さらに、また、点P8におけるX1方向のフォーカスずれは−0.8であり、点P8におけるY1方向のフォーカスずれは−0.5であり、点P9におけるX1方向のフォーカスずれは0.8であり、点P9におけるY1方向のフォーカスずれは0.5である。   Further, the focus shift in the X1 direction at the point P5 is 0.8, the focus shift in the Y1 direction at the point P5 is 0.8, the focus shift in the X1 direction at the point P6 is -0.8, and the point P6 The focus shift in the Y1 direction at − is 0.8, the focus shift in the X1 direction at the point P7 is 0, and the focus shift in the Y1 direction at the point P7 is 0. Further, the focus shift in the X1 direction at the point P8 is −0.8, the focus shift in the Y1 direction at the point P8 is −0.5, and the focus shift in the X1 direction at the point P9 is 0.8. The focus shift in the Y1 direction at the point P9 is 0.5.

点P1乃至点P9のうちの、X1方向のフォーカスずれの最大値(絶対値)は、2.4であり、また、点P1乃至点P9のうちの、Y1方向のフォーカスずれの最大値(絶対値)は、0.8であり、フォーカスずれが充分に小さいことが分かる。また、2次元像161の上端の点P2と、2次元像161の下端の点P3とのフォーカスずれの差を取ると、点P2におけるX1方向のフォーカスずれと、点P3におけるX1方向のフォーカスずれとの差は、2.6(0.2−(−2.4))であり、点P2におけるY1方向のフォーカスずれと、点P3におけるY1方向のフォーカスずれとの差は、2.6(1.3−(−1.3)であり、フォーカスずれが充分に小さく、フォーカス位置(フォーカス方向)の倒れがほとんどないことが分かる。   Among the points P1 to P9, the maximum value (absolute value) of the focus shift in the X1 direction is 2.4, and among the points P1 to P9, the maximum value of the focus shift in the Y1 direction (absolute) (Value) is 0.8, and it can be seen that the focus shift is sufficiently small. Further, when a difference in focus deviation between the upper end point P2 of the two-dimensional image 161 and the lower end point P3 of the two-dimensional image 161 is taken, the X1 direction focus deviation at the point P2 and the X1 direction focus deviation at the point P3. Is 2.6 (0.2 − (− 2.4)), and the difference between the focus shift in the Y1 direction at the point P2 and the focus shift in the Y1 direction at the point P3 is 2.6 ( 1.3-(-1.3), it can be seen that the focus shift is sufficiently small and the focus position (focus direction) is hardly tilted.

一方、例えば、ミラー86(図7)の反射面の中心を通り、図7のz軸を軸(回転軸)として、時計回りに45度だけx軸を回転させた方向に平行な直線を軸として、ミラー86の反射面が、z軸方向とは反対の方向を向く方向に、ミラー86を0.05度だけ回動させると、上述した走査ミラー55を0.1度だけ回動させる場合と同様に、2次元像161(図13)の図中、左右端の辺(例えば、点P8および点P9を結ぶ直線で表される辺)を左側に0.07度だけ傾けることができ、画像の歪みを0.07度分だけ補正することができる。   On the other hand, for example, a straight line passing through the center of the reflecting surface of the mirror 86 (FIG. 7) and parallel to the direction in which the x-axis is rotated 45 degrees clockwise with the z-axis of FIG. When the mirror 86 is rotated by 0.05 degrees in the direction in which the reflecting surface of the mirror 86 faces in the direction opposite to the z-axis direction, the above-described scanning mirror 55 is rotated by 0.1 degrees. Similarly, in the figure of the two-dimensional image 161 (FIG. 13), the left and right sides (for example, the side represented by the straight line connecting the points P8 and P9) can be tilted to the left by 0.07 degrees. Image distortion can be corrected by 0.07 degrees.

この場合、例えば、図16Aに示すように、正鏡84からミラー86に入射する光を矢印A51で表し、ミラー86に入射した光が、ミラー86の反射面において反射した光を矢印A52で表し、互いに直交する座標系の軸をX3軸、Y3軸、およびZ3軸とすると、X3軸を軸(回転軸)としてミラー86を、ミラー86の図中、上側の辺(点E21と点F21とを結ぶ直線により表される辺)が、手前側に回動する方向に0.05度だけ回動させる。なお、点E21、点F21、点G21、および点H21は、それぞれ、長方形状であるミラー86の反射面の頂点を表している。   In this case, for example, as shown in FIG. 16A, the light incident on the mirror 86 from the regular mirror 84 is represented by an arrow A51, and the light incident on the mirror 86 is reflected on the reflecting surface of the mirror 86 by an arrow A52. If the axes of the coordinate system orthogonal to each other are the X3 axis, the Y3 axis, and the Z3 axis, the mirror 86 with the X3 axis as the axis (rotation axis) is shown as the upper side (point E21 and point F21 in the figure of the mirror 86). The side represented by a straight line connecting the two is rotated by 0.05 degrees in the direction of rotating to the near side. Note that point E21, point F21, point G21, and point H21 each represent the vertex of the reflection surface of the mirror 86 that is rectangular.

図16Aでは、点E21と点G21とを結ぶ直線、および点F21と点H21とを結ぶ直線の交点が、ミラー86の反射面の中心であり、X3軸、Y3軸、およびZ3軸のそれぞれは、ミラー86の反射面の中心を通るようになされている。また、X3軸は、点E21と点F21とを結ぶ直線、および点H21と点G21とを結ぶ直線に平行となっており、Y3軸は、点E21と点H21とを結ぶ直線、および点F21と点G21とを結ぶ直線に平行となっており、Z3軸は、点E21、点F21、点G21、および点H21を含むミラー86の反射面の法線と平行となっている。   In FIG. 16A, the intersection of the straight line connecting the point E21 and the point G21 and the straight line connecting the point F21 and the point H21 is the center of the reflecting surface of the mirror 86, and each of the X3 axis, the Y3 axis, and the Z3 axis is The mirror 86 passes through the center of the reflection surface. The X3 axis is parallel to a straight line connecting the point E21 and the point F21 and a straight line connecting the point H21 and the point G21, and the Y3 axis is a straight line connecting the point E21 and the point H21, and the point F21. And the Z3 axis are parallel to the normal line of the reflecting surface of the mirror 86 including the point E21, the point F21, the point G21, and the point H21.

また、図16Aに示すミラー86を図中、上方向から下方向(Y3軸方向と反対方向)に見た場合、図16Bに示すように、矢印A51で表される光は、正鏡84からミラー86に入射し、さらに矢印A52で表されるように、ミラー86において反射し、2次光学系34−1に入射する。さらに、また、X3軸は、ミラー86の反射面と接しており、Z3軸は、ミラー86の反射面と垂直に交わっている。   Further, when the mirror 86 shown in FIG. 16A is viewed from the upper direction to the lower direction (the direction opposite to the Y3 axis direction) in the drawing, the light represented by the arrow A51 is transmitted from the regular mirror 84 as shown in FIG. 16B. As shown by the arrow A52, the light enters the mirror 86, is reflected by the mirror 86, and enters the secondary optical system 34-1. Furthermore, the X3 axis is in contact with the reflecting surface of the mirror 86, and the Z3 axis is perpendicular to the reflecting surface of the mirror 86.

このように、ミラー86を0.05度だけ回動させた場合、点P1乃至点P9におけるX1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれは、図17に示すようになる。なお、X1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれは、ミラー86を回動させないときの点P1乃至点P9におけるX1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれに対する相対値であり、いずれも単位は“μm“とされる。   As described above, when the mirror 86 is rotated by 0.05 degrees, the focus shift in the X1 direction and the focus shift in the Y1 direction at the points P1 to P9 are as shown in FIG. The defocus in the X1 direction and the defocus in the Y1 direction are relative values to the defocus in the X1 direction and the defocus in the Y1 direction at the points P1 to P9 when the mirror 86 is not rotated. The unit is “μm”.

図17では、2次元像161上の位置、その位置におけるX1方向のフォーカスずれ、およびY1方向のフォーカスずれが示されている。例えば、点P1におけるX1方向のフォーカスずれは0.1であり、点P1におけるY1方向のフォーカスずれは0.1である。また、点P2におけるX1方向のフォーカスずれは−18.6であり、点P2におけるY1方向のフォーカスずれは−18.7であり、点P3におけるX1方向のフォーカスずれは18.6であり、点P3におけるY1方向のフォーカスずれは18.9であり、点P4におけるX1方向のフォーカスずれは0.1であり、点P4におけるY1方向のフォーカスずれは0.1である。   FIG. 17 shows a position on the two-dimensional image 161, a focus shift in the X1 direction at that position, and a focus shift in the Y1 direction. For example, the focus shift in the X1 direction at the point P1 is 0.1, and the focus shift in the Y1 direction at the point P1 is 0.1. Further, the focus shift in the X1 direction at the point P2 is −18.6, the focus shift in the Y1 direction at the point P2 is −18.7, and the focus shift in the X1 direction at the point P3 is 18.6. The focus shift in the Y1 direction at P3 is 18.9, the focus shift in the X1 direction at point P4 is 0.1, and the focus shift in the Y1 direction at point P4 is 0.1.

さらに、点P5におけるX1方向のフォーカスずれは−18.7であり、点P5におけるY1方向のフォーカスずれは−18.2であり、点P6におけるX1方向のフォーカスずれは18.9であり、点P6におけるY1方向のフォーカスずれは18.4であり、点P7におけるX1方向のフォーカスずれは0.7であり、点P7におけるY1方向のフォーカスずれは−0.5である。さらに、また、点P8におけるX1方向のフォーカスずれは−17.8であり、点P8におけるY1方向のフォーカスずれは−17.4であり、点P9におけるX1方向のフォーカスずれは18.0であり、点P9におけるY1方向のフォーカスずれは17.6である。   Further, the focus shift in the X1 direction at the point P5 is −18.7, the focus shift in the Y1 direction at the point P5 is −18.2, and the focus shift in the X1 direction at the point P6 is 18.9. The focus shift in the Y1 direction at P6 is 18.4, the focus shift in the X1 direction at point P7 is 0.7, and the focus shift in the Y1 direction at point P7 is -0.5. Further, the focus shift in the X1 direction at the point P8 is -17.8, the focus shift in the Y1 direction at the point P8 is -17.4, and the focus shift in the X1 direction at the point P9 is 18.0. The focus shift in the Y1 direction at the point P9 is 17.6.

点P1乃至点P9のうちの、X1方向のフォーカスずれの最大値(絶対値)は、18.9であり、また、点P1乃至点P9のうちの、Y1方向のフォーカスずれの最大値(絶対値)は、18.4であり、図15(走査ミラー55を回動させた場合)におけるX1方向のフォーカスずれの最大値2.4、およびY1方向のフォーカスずれの最大値0.8と比べて、フォーカスずれが非常に大きいことが分かる。   Among the points P1 to P9, the maximum value (absolute value) of the focus shift in the X1 direction is 18.9, and among the points P1 to P9, the maximum value of the focus shift in the Y1 direction (absolute) Value) is 18.4, which is compared with the maximum defocus value 2.4 in the X1 direction and the maximum defocus value 0.8 in the Y1 direction in FIG. 15 (when the scanning mirror 55 is rotated). It can be seen that the focus shift is very large.

また、2次元像161の上端の点P2と、2次元像161の下端の点P3とのフォーカスずれの差を取ると、点P2におけるX1方向のフォーカスずれと、点P3におけるX1方向のフォーカスずれとの差は、−37.4(−18.6−(18.8))であり、点P2におけるY1方向のフォーカスずれと、点P3におけるY1方向のフォーカスずれとの差は、−37.6(−18.7−(18.9)であり、図15(走査ミラー55を回動させた場合)における点P2におけるX1方向のフォーカスずれと、点P3におけるX1方向のフォーカスずれとの差2.6、および点P2におけるY1方向のフォーカスずれと、点P3におけるY1方向のフォーカスずれとの差2.6と比べて、フォーカスずれの差が大きく、また、点P2および点P3におけるフォーカスずれの符号が逆転しており、フォーカス位置(フォーカス方向)の倒れが大きいことが分かる。すなわち、ミラー86を回動させて2次元像161の歪みを補正すると、2次元像が光軸方向に大きく倒れてしまうことが分かる。   Further, when a difference in focus deviation between the upper end point P2 of the two-dimensional image 161 and the lower end point P3 of the two-dimensional image 161 is taken, the X1 direction focus deviation at the point P2 and the X1 direction focus deviation at the point P3. The difference between the focus shift in the Y1 direction at the point P2 and the focus shift in the Y1 direction at the point P3 is -37.4 (-18.6- (18.8)). 6 (−18.7− (18.9)), and the difference between the focus shift in the X1 direction at the point P2 and the focus shift in the X1 direction at the point P3 in FIG. 15 (when the scanning mirror 55 is rotated). Compared with 2.6, the difference between the focus shift in the Y1 direction at point P2 and the focus shift in the Y1 direction at point P3, the difference in focus shift is large. 3 indicates that the focus position (focus direction) is greatly tilted, that is, when the mirror 86 is rotated to correct the distortion of the two-dimensional image 161, the two-dimensional image becomes light. It turns out that it falls down greatly in the axial direction.

以上のように、2次元像の歪みを補正するための調整を行う素子(図17における場合、ミラー86)から出射した光が、他の結像光学系を介して、面倒れやフォーカスずれが生じにくい構成とされている2次光学系34−2に入射した場合、すなわち、平行光線ではない光が2次光学系34−2に入射した場合、2次元像の歪みを補正するための調整を行う素子と、2次光学系34−2との間の結像光学系(例えば、2次光学系34−1)において、フォーカスずれが生じてしまう。このような場合、2次光学系34−1や2次光学系34−2などの位置の調整を再び行い、フォーカスずれを補正しなければならず、光学系を構成する各素子の位置の調整が煩雑になってしまう。   As described above, the light emitted from the element (mirror 86 in the case of FIG. 17) that performs adjustment for correcting the distortion of the two-dimensional image is subject to surface tilt or defocusing via another imaging optical system. Adjustment for correcting distortion of a two-dimensional image when incident on a secondary optical system 34-2 that is not likely to occur, that is, when light that is not a parallel beam enters the secondary optical system 34-2 In the imaging optical system (for example, the secondary optical system 34-1) between the element that performs the above and the secondary optical system 34-2, a focus shift occurs. In such a case, the positions of the secondary optical system 34-1 and the secondary optical system 34-2 are adjusted again to correct the focus shift, and the position of each element constituting the optical system is adjusted. Becomes complicated.

また、2次元像の歪みを補正する方法として、1次元変調部32を構成する光源81、照明光学系82のレンズ、または1次元光変調素子83の位置を調整することもできるが、これらの1次元変調部32を構成する素子の位置を調整する場合もまた、各素子の位置の調整が煩雑になってしまう。例えば、1次元光変調素子83の位置を調整することで2次元像の歪みを補正する場合、赤色(R)の光を変調する1次元光変調素子83、緑色(G)の光を変調する1次元光変調素子83、および青色(B)の光を変調する1次元光変調素子83のそれぞれの位置を調整しなければならない。   Further, as a method of correcting the distortion of the two-dimensional image, the position of the light source 81, the lens of the illumination optical system 82, or the one-dimensional light modulation element 83 constituting the one-dimensional modulation unit 32 can be adjusted. Also when adjusting the position of the element which comprises the one-dimensional modulation part 32, adjustment of the position of each element will become complicated. For example, when correcting the distortion of a two-dimensional image by adjusting the position of the one-dimensional light modulation element 83, the one-dimensional light modulation element 83 that modulates red (R) light, the green (G) light is modulated. The positions of the one-dimensional light modulation element 83 and the one-dimensional light modulation element 83 that modulates blue (B) light must be adjusted.

これに対して、面倒れやフォーカスずれが生じにくい構成とされている2次光学系34−2に光を入射させる、走査ミラー55(走査部35)を回動させて2次元像の歪みを補正する場合、走査ミラー55から出射した光は平行光線であり、結像光学系を介さずに、直接2次光学系34−2に入射するので、面倒れやフォーカスずれをほとんど生じさせることなく、2次元像の歪みを補正することができる。なお、図13の2次元画像161の図中、右側の部分に含まれる点におけるフォーカスずれだけについて説明したが、2次元画像161の左側の部分についても同様であり、点P2および点P3を結ぶ直線を基準として左右対称の結果が得られる。   On the other hand, the scanning mirror 55 (scanning unit 35) is rotated so that the light is incident on the secondary optical system 34-2 that is not easily tilted or out of focus. In the case of correction, the light emitted from the scanning mirror 55 is a parallel light beam and directly enters the secondary optical system 34-2 without going through the imaging optical system, so that almost no surface tilt or focus deviation occurs. The distortion of the two-dimensional image can be corrected. In the drawing of the two-dimensional image 161 in FIG. 13, only the focus shift at the points included in the right part has been described, but the same applies to the left part of the two-dimensional image 161, and the points P2 and P3 are connected. A symmetrical result is obtained with respect to the straight line.

次に、図18のフローチャートを参照して、表示装置を組み立てる作業者が、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55に入射する角度(走査ミラー55の反射面に入射した光が反射する方向)を調整する、走査ミラーの角度調整の処理を説明する。   Next, referring to the flowchart of FIG. 18, an operator who assembles the display device makes an angle at which the light from the secondary optical system 34-1 enters the scanning mirror 55 (the light incident on the reflecting surface of the scanning mirror 55 The process of adjusting the angle of the scanning mirror for adjusting the reflection direction will be described.

ステップS11において、基盤31上に1次元変調部32、シュリーレン光学系33、2次光学系34−1、走査部35、および2次光学系34−2のそれぞれを構成する各素子が配置される。   In step S11, each element constituting each of the one-dimensional modulation unit 32, the schlieren optical system 33, the secondary optical system 34-1, the scanning unit 35, and the secondary optical system 34-2 is arranged on the base 31. .

ステップS12において、光源81は発光する。光源81が発光すると、光源81から射出した光は、照明光学系82を介して1次元光変調素子83に入射する。そして、1次元光変調素子83に入射した光は、1次元光変調素子83において変調されて、シュリーレン光学系33および2次光学系34−1を介して、走査ミラー55に入射する。   In step S12, the light source 81 emits light. When the light source 81 emits light, the light emitted from the light source 81 enters the one-dimensional light modulation element 83 via the illumination optical system 82. The light incident on the one-dimensional light modulation element 83 is modulated by the one-dimensional light modulation element 83 and enters the scanning mirror 55 via the schlieren optical system 33 and the secondary optical system 34-1.

2次光学系34−1から走査ミラー55に光が入射すると、ステップS13において、走査ミラー55は、2次光学系34−1から入射した光を反射して、2次光学系34−2に入射させる。   When light is incident on the scanning mirror 55 from the secondary optical system 34-1, in step S13, the scanning mirror 55 reflects the light incident from the secondary optical system 34-1 to the secondary optical system 34-2. Make it incident.

ステップS14において、2次光学系34−2は、走査ミラー55から入射した光を集光して、集光した光を後段の投影光学系を介してスクリーンに投射させ、線状の画像(1次元の画像)を表示させる。すなわち、2次光学系34−2は、走査ミラー55から入射した光を集光して、集光した光を後段の投影光学系に入射させる。そして、投影光学系は、2次光学系34−2から入射した光を拡大してスクリーンに投影し、線状の画像を表示させる。   In step S <b> 14, the secondary optical system 34-2 collects the light incident from the scanning mirror 55 and projects the collected light onto the screen via the projection optical system at the subsequent stage, so that a linear image (1 Dimensional image). That is, the secondary optical system 34-2 collects the light incident from the scanning mirror 55, and causes the collected light to enter the subsequent projection optical system. Then, the projection optical system enlarges the light incident from the secondary optical system 34-2 and projects the light on a screen to display a linear image.

ステップS15において、基盤31と駆動部56との間に、必要に応じてシム36が挿入されることにより、走査部35(走査ミラー55)が回動されて、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55に入射する角度が調整される。このとき、例えば、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55に入射する角度は、基盤31と駆動部56との間にシム36が挿入されることによって、図5で示したように、矢印A11または矢印A12の方向に走査部35(走査ミラー55)が回動され、スクリーンに表示された線状の画像が、所望の角度となるように、例えば、スクリーンに表示されている線状の画像が図5におけるz軸方向と平行となるように調整される。そして、さらに、必要に応じて、2次光学系34−2および投影光学系を構成する素子(例えば、レンズなど)の位置が調整されて、走査ミラーの角度調整の処理は終了する。   In step S15, the shim 36 is inserted between the base 31 and the drive unit 56 as necessary, so that the scanning unit 35 (scanning mirror 55) is rotated and the secondary optical system 34-1. The angle at which the light enters the scanning mirror 55 is adjusted. At this time, for example, the angle at which the light from the secondary optical system 34-1 enters the scanning mirror 55 is as shown in FIG. 5 by inserting the shim 36 between the base 31 and the drive unit 56. In addition, the scanning unit 35 (scanning mirror 55) is rotated in the direction of the arrow A11 or the arrow A12, and the linear image displayed on the screen is displayed on the screen, for example, at a desired angle. The linear image is adjusted so as to be parallel to the z-axis direction in FIG. Further, if necessary, the positions of the secondary optical system 34-2 and the elements (for example, lenses) constituting the projection optical system are adjusted, and the scanning mirror angle adjustment process ends.

このようにして、基盤31と駆動部56との間に、必要に応じてシム36が挿入されることにより、走査部35(走査ミラー55)が回動されて、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55に入射する角度が調整される。   In this manner, the shim 36 is inserted between the base 31 and the drive unit 56 as necessary, whereby the scanning unit 35 (scanning mirror 55) is rotated, and the secondary optical system 34-1. The angle at which the light from the light enters the scanning mirror 55 is adjusted.

このように、2次光学系34−1からの光が走査ミラー55に入射する角度を調整することによって、表示装置は、スクリーンにより歪みの少ない画像を表示させることができる。   In this way, by adjusting the angle at which the light from the secondary optical system 34-1 enters the scanning mirror 55, the display device can display an image with less distortion on the screen.

また、表示装置は、図7に示した構成に限らず、例えば、図19に示すような構成とすることもできる。なお、図19において、図7における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、繰り返しになるのでその説明は適宜省略する。   Further, the display device is not limited to the configuration shown in FIG. 7, and may be configured as shown in FIG. 19, for example. In FIG. 19, parts corresponding to those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate because it is repeated.

図19に示す表示装置は、図7に示した表示装置の2次光学系34−1と走査ミラー55(走査部35)との間に、新たにミラー201を設けた構成となっている。ミラー201の反射面は、z軸を軸として、y軸を反時計回りに45度だけ回転させた方向と平行になるように配置されており、また、走査ミラー55は、ミラー201の反射面と、走査ミラー55の反射面とが平行になるように配置されている。   The display device shown in FIG. 19 has a configuration in which a mirror 201 is newly provided between the secondary optical system 34-1 and the scanning mirror 55 (scanning unit 35) of the display device shown in FIG. The reflection surface of the mirror 201 is arranged so as to be parallel to a direction rotated about 45 degrees counterclockwise about the y axis with the z axis as an axis. The scanning mirror 55 is also a reflection surface of the mirror 201. And the reflecting surface of the scanning mirror 55 are arranged in parallel.

ミラー201は、2次光学系34−1から出射した、y軸方向に進む光をx軸方向に反射して、走査ミラー55に入射させる。走査ミラー55は、ミラー201から入射した光をy軸方向に反射して、2次光学系34−2に入射させる。また、走査ミラー55は、z軸と平行な直線を軸として回動し、ミラー201からの光をx軸方向またはx軸方向とは反対の方向に走査する。   The mirror 201 reflects the light traveling from the secondary optical system 34-1 and proceeding in the y-axis direction in the x-axis direction and makes it incident on the scanning mirror 55. The scanning mirror 55 reflects the light incident from the mirror 201 in the y-axis direction and makes it incident on the secondary optical system 34-2. The scanning mirror 55 rotates about a straight line parallel to the z-axis, and scans the light from the mirror 201 in the x-axis direction or the direction opposite to the x-axis direction.

ここで、スクリーンに表示される画像の歪みを補正するための調整は、走査ミラー55(走査部35)を回動させるのではなく、ミラー201を回動させることにより行う。すなわち、例えば、基盤31と、ミラー201との間にシム36を挿入することによって、z軸を軸として、y軸を反時計回りに45度だけ回転させた方向と平行な直線を軸として、ミラー201を回動させることにより、2次光学系34−1からの光がミラー201の反射面に入射する角度を調整することで、スクリーンに表示される画像の歪みを補正する。ミラー201から出射した光(平行光線)は、結像光学系を介さずに2次光学系34−2に入射するため、上述したように、フォーカスずれを生じさせることなく、スクリーンに表示される画像の歪みを補正することができる。   Here, the adjustment for correcting the distortion of the image displayed on the screen is performed by rotating the mirror 201 instead of rotating the scanning mirror 55 (scanning unit 35). That is, for example, by inserting the shim 36 between the base 31 and the mirror 201, the z axis is the axis, and the y axis is rotated counterclockwise by 45 degrees. By rotating the mirror 201, the distortion of the image displayed on the screen is corrected by adjusting the angle at which the light from the secondary optical system 34-1 enters the reflecting surface of the mirror 201. Since the light (parallel light beam) emitted from the mirror 201 enters the secondary optical system 34-2 without passing through the imaging optical system, it is displayed on the screen without causing a focus shift as described above. Image distortion can be corrected.

このように、スクリーンに表示される画像の歪みを補正するための調整は、走査部35に限らず、2次光学系34−1と、2次光学系34−2との間に配置されるミラーなどを回動させる(傾ける)ことによって行うことができる。なお、走査部35として、ガルバノミラーを用いると説明したが、例えば、ポリゴンミラーなどを用いた構成とすることも可能である。   As described above, the adjustment for correcting the distortion of the image displayed on the screen is not limited to the scanning unit 35 and is arranged between the secondary optical system 34-1 and the secondary optical system 34-2. This can be done by rotating (tilting) a mirror or the like. Although it has been described that a galvanometer mirror is used as the scanning unit 35, for example, a configuration using a polygon mirror or the like is also possible.

以上のように、本発明によれば、画像を表示させるための発光するようにしたので、画像を表示させることができる。また、本発明によれば、2次元像を形成するための2次光学系の間に配置されたミラーなどの素子を回動させるようにしたので、1次元表示素子を利用した表示装置を用いて、より歪みの少ない画像を表示させることができる。   As described above, according to the present invention, since light is emitted for displaying an image, the image can be displayed. In addition, according to the present invention, since elements such as a mirror disposed between secondary optical systems for forming a two-dimensional image are rotated, a display device using a one-dimensional display element is used. Thus, an image with less distortion can be displayed.

2次元表示素子を用いた場合に生じる画像の歪みを説明する図である。It is a figure explaining the distortion of the image which arises when a two-dimensional display element is used. 1次元表示素子を利用した表示装置が1次元像を走査する方向を説明する図である。It is a figure explaining the direction which the display apparatus using a one-dimensional display element scans a one-dimensional image. 1次元表示素子を用いた場合に生じる画像の歪みを説明する図である。It is a figure explaining the distortion of the image which arises when a one-dimensional display element is used. 本発明を適用した表示装置の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the display apparatus to which this invention is applied. 2次光学系からの光が走査ミラーの反射面に入射する角度の調整を説明する図である。It is a figure explaining adjustment of the angle in which the light from a secondary optical system injects into the reflective surface of a scanning mirror. 2次光学系からの光が走査ミラーの反射面に入射する角度の調整を説明する図である。It is a figure explaining adjustment of the angle in which the light from a secondary optical system injects into the reflective surface of a scanning mirror. 表示装置のより具体的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the more specific structural example of a display apparatus. 光学系の横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration of an optical system. 光学系の横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration of an optical system. 光学系の横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration of an optical system. 光学系の横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration of an optical system. 光学系の横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration of an optical system. 2次元像のフォーカスずれを説明する図である。It is a figure explaining the focus shift | offset | difference of a two-dimensional image. 走査ミラーを回動させる方向を説明する図である。It is a figure explaining the direction which rotates a scanning mirror. 走査ミラーを回動させた場合における2次元像のフォーカスずれを説明する図である。It is a figure explaining the focus shift | offset | difference of a two-dimensional image when a scanning mirror is rotated. ミラーを回動させる方向を説明する図である。It is a figure explaining the direction which rotates a mirror. ミラーを回動させた場合における2次元像のフォーカスずれを説明する図である。It is a figure explaining the focus shift | offset | difference of a two-dimensional image when a mirror is rotated. 走査ミラーの角度調整の処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of angle adjustment of a scanning mirror. 表示装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a display apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

31 基盤, 32 1次元変調部, 33 シュリーレン光学系, 34−1,34−2 2次光学系, 35 走査部, 36 シム, 55 走査ミラー, 56 駆動部, 81 光源, 83 1次元光変調素子, 87 レンズ, 88 レンズ, 89 レンズ, 90 レンズ, 91 レンズ, 92 レンズ, 93 レンズ, 94 レンズ, 95 レンズ, 96 レンズ, 97 レンズ, 98 レンズ, 99 レンズ, 100 レンズ, 201 ミラー   31 substrate, 32 one-dimensional modulation unit, 33 schlieren optical system, 34-1, 34-2 secondary optical system, 35 scanning unit, 36 shim, 55 scanning mirror, 56 driving unit, 81 light source, 83 one-dimensional light modulation element , 87 lens, 88 lens, 89 lens, 90 lens, 91 lens, 92 lens, 93 lens, 94 lens, 95 lens, 96 lens, 97 lens, 98 lens, 99 lens, 100 lens, 201 mirror

Claims (4)

平行光線である第1の像を形成するための光を反射する反射手段の反射面を、所定の第1の直線を軸として回動させて、前記反射面において反射された前記第1の像を形成するための光の、前記第1の像を形成するための光の進行方向に垂直な第2の直線に対する角度を調整する調整手段と、
前記反射手段に反射された平行光線である前記第1の像を形成するための光であって、前記第1の像を形成するための光の進行方向に垂直かつ、前記第2の直線に垂直な第3の直線と平行な方向に走査された前記第1の像を形成するための光を集光して、光軸に垂直な第1の平面上に、走査された前記第1の像からなる第2の像を結像させる結像手段と
を備えることを特徴とする光学機器。
The reflecting surface of the reflecting means for reflecting the light for forming the first image, which is a parallel light beam, is rotated about a predetermined first straight line, and the first image reflected on the reflecting surface is reflected. Adjusting means for adjusting the angle of the light for forming the second straight line perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image;
Light for forming the first image, which is a parallel light beam reflected by the reflecting means, perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image and on the second straight line The light for forming the first image scanned in the direction parallel to the third vertical straight line is collected, and the first scanned on the first plane perpendicular to the optical axis is collected. An optical apparatus comprising: an image forming unit that forms a second image composed of an image.
前記調整手段は、前記反射手段としてのガルバノミラーの反射面に入射した前記第1の像を形成するための光の前記第2の直線に対する角度を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
The said adjustment means adjusts the angle with respect to the said 2nd straight line of the light for forming the said 1st image which injected into the reflective surface of the galvanometer mirror as said reflection means. Optical equipment.
入射した光を視準して平行光線である前記第1の像を形成するための光を生成し、生成した前記第1の像を形成するための光を前記反射手段に入射させる視準手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
Collimating means for collimating incident light to generate light for forming the first image, which is a parallel light beam, and causing the generated light for forming the first image to enter the reflecting means The optical apparatus according to claim 1, further comprising:
第1の像を形成するための光の進行方向に垂直な第1の直線と平行な方向に走査された平行光線である前記第1の像を形成するための光を集光して、光軸に垂直な第1の平面上に、走査された前記第1の像からなる第2の像を結像させる結像手段に、平行光線である前記第1の像を形成するための光を反射手段の反射面において反射させて、入射させる反射ステップと、
前記反射手段の前記反射面を所定の第2の直線を軸として回動させて、前記第1の像を形成するための光の進行方向に垂直かつ前記第1の直線に垂直な第3の直線に対する、前記反射面において反射された前記第1の像を形成するための光の角度を調整する調整ステップと
を含むことを特徴とする調整方法。
The light for forming the first image, which is a parallel light beam scanned in a direction parallel to the first straight line perpendicular to the traveling direction of the light for forming the first image, is collected, and the light Light for forming the first image, which is a parallel light beam, is applied to an imaging unit that forms a second image composed of the scanned first image on a first plane perpendicular to the axis. A reflecting step for reflecting the light on the reflecting surface of the reflecting means and making it incident;
The reflecting surface of the reflecting means is rotated about a predetermined second straight line as an axis, and a third perpendicular to the traveling direction of light for forming the first image is perpendicular to the first straight line. An adjustment step of adjusting an angle of light for forming the first image reflected on the reflecting surface with respect to a straight line.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001042237A (en) * 1999-07-29 2001-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Video display device
JP2001201710A (en) * 2000-01-20 2001-07-27 Canon Inc Optical scanner and projector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001042237A (en) * 1999-07-29 2001-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Video display device
JP2001201710A (en) * 2000-01-20 2001-07-27 Canon Inc Optical scanner and projector

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