JP2007140009A

JP2007140009A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2007140009A
Application number: JP2005332446A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nojima; 重男野島; Takashi Takeda; 高司武田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】ビーム光の走査により、画像信号に応じた正確な画像を表示することが可能な画
像表示装置を提供すること。
【解決手段】画像信号に応じて変調されたビーム光を走査させることにより画像を表示す
る画像表示装置１００であって、ビーム光を供給する光源部である各色光用光源部１０１
Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂと、光源部からのビーム光を、スクリーン１１０の被照射面Ｓ１
において第１の方向であるＸ方向と、第１の方向に略直交する第２の方向であるＹ方向へ
走査させる走査部である水平スキャナ１０２及び垂直スキャナ１０３と、走査部の側の入
射側端部、及びスクリーン１１０の側の出射側端部を備え、走査部からのビーム光をスク
リーン１１０へ導く複数の導光部である光ファイバ１０５と、を有し、複数の導光部は、
光源部から入射側端部までの光路長がいずれも略同一となるように配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を走査させることで画像を表示する画
像表示装置の技術に関する。

近年、画像を表示する画像表示装置として、レーザ光を走査させることで画像を表示す
るレーザプロジェクタが提案されている。レーザ光は、色純度が高い、コヒーレンスが高
く整形が容易である等の特徴を有する。このため、レーザプロジェクタにより、高解像度
かつ色再現性が良好な画像を表示することが期待されている。レーザ光を用いる場合、被
照射面において、例えば副走査方向である垂直方向へ１回レーザ光を走査させる間に、主
走査方向である水平方向について複数回レーザ光を往復させることで、ラスタースキャン
により画像を表示することができる。この場合、反射ミラー（例えば、ガルバノミラー。
）の共振動作により主走査方向へレーザ光を走査させることにより、反射ミラーの変位量
を増大させ、少ないエネルギーで効率良くレーザ光を走査させることが可能である。共振
型の反射ミラーを用いる技術は、例えば、特許文献１に提案されている。

特開平３−１３４６１３号公報

レーザ光をスクリーンにて透過させるリアプロジェクタの場合、走査部からスクリーン
までの光路を筐体内に収める必要から、スクリーンから近い位置に走査部を配置すること
となる場合が多い。レーザ光を走査させる被照射面から近い位置に走査部を配置するほど
、走査部と被照射面との間の光路長の変化量が大きくなる。コヒーレンスが高いレーザ光
であっても、レーザ光の伝播に伴うビーム径の拡大が生じる場合がある。このため、走査
部とスクリーンとの間の光路長の変化量が大きくなると、スクリーン上に形成されるスポ
ットの形状やサイズがスクリーンの位置によって変化することが考えられる。スクリーン
の位置によってスポットの形状やサイズが変化すると、画像信号に応じた正確な画像を表
示することが困難となるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、ビーム光の走査により、画像信号に応じた正確な画像を表示することが可能な
画像表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、画像信号に応じて変
調されたビーム光を走査させることにより画像を表示する画像表示装置であって、ビーム
光を供給する光源部と、光源部からのビーム光を、スクリーンの被照射面において第１の
方向と、第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる走査部と、走査部の側に設けら
れた入射側端部、及びスクリーンの側に設けられた出射側端部を備え、走査部からのビー
ム光をスクリーンへ導く複数の導光部と、を有し、複数の導光部は、光源部から入射側端
部までの光路長がいずれも略同一となるように配置されることを特徴とする画像表示装置
を提供することができる。

走査部からの光は、複数の導光部の各入射側端部へ入射する。光源部から入射側端部ま
での光路長が略同一となるように各導光部を配置することで、各導光部の入射側端部にお
けるビーム光のスポットのサイズを略均一にできる。ここで、光路長とは、幾何学的な光
路の長さと、媒質の屈折率との積であるとする。屈折率が等しい媒質、例えば空気中にお
いて、光源部から入射側端部までの光路の長さはいずれの導光部についても等しくなる。
導光部により、入射側端部からの光をそのままスクリーンへ導くことにより、スクリーン
におけるビーム光のスポットのサイズを略均一にすることができる。また、導光部の配置
に応じて、スクリーンにおけるスポットの形状も略均一にすることが可能となる。導光部
を用いることで、走査部とスクリーンとの間の光路長に関わらず、スクリーン上における
レーザ光のスポットのサイズ及び形状を略同一にし、画像信号に応じた正確な画像を表示
することが可能となる。これにより、ビーム光の走査により、画像信号に応じた正確な画
像を表示することが可能な画像表示装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様によれば、走査部は、ビーム光を第１の方向へ走査させる
第１反射ミラーと、第１反射ミラーからのビーム光を第２の方向へ走査させる第２反射ミ
ラーと、を有し、入射側端部は、第１反射ミラーにおいてビーム光が反射する位置からの
光路長が略同一となる曲面上に配置されることが望ましい。これにより、光源部から入射
側端部までの光路長を略同一とすることができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、走査部は、ビーム光を第１の方向及び第２の方
向へ走査させる単独の反射ミラーを有し、入射側端部は、反射ミラーにおいてビーム光が
反射する位置を中心とする略球面上に配置されることが望ましい。これにより、光源部か
ら入射側端部までの光路長を略同一とすることができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、導光部は、出射側端部が、画像の画素と同等の
大きさ、又は画素より小さくなるように形成されることが望ましい。これにより、解像度
に応じた正確な表示を行うことができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、導光部は、入射側端部の付近が、走査部からの
ビーム光の進行方向に略平行となるように配置されることが望ましい。走査部からの進行
方向のまま導光部へビーム光を入射させることにより、入射側端部においてスポットを変
形させずにビーム光を伝播させることが可能となる。これにより、スポットの変形を低減
することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、導光部は、出射側端部の付近が、被照射面に対
して略垂直となるように配置されることが望ましい。導光部からのビーム光は、被照射面
に対して略垂直に入射する。被照射面に対して略垂直にビーム光を入射させることにより
、被照射面におけるスポットの歪みを低減することができる。これにより、スポットの変
形を低減することができる。また、画像信号に応じた光を観察者側へ出射させる構成とす
ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、複数の導光部は、略同一の形状の入射側端部を
略等間隔で並列し、かつ略同一の形状の出射側端部を略等間隔で並列するように配置され
ることが望ましい。かかる構成により、各導光部の入射側端部側、及び出射側端部側にお
けるビーム光の分布のずれを少なくすることができる。これにより、さらに正確な表示を
行うことができる。

また、本発明の好ましい態様としては、画像の画素に対してビーム光が入射するタイミ
ングを表す画素クロックを生成する画素クロック生成部を有し、画素クロック生成部は、
走査部を作動させる速度に略反比例する時間幅の画素クロックを生成することが望ましい
。反射ミラーを振動させることでビーム光を走査させる場合、反射ミラーの角速度は、ビ
ーム光が被照射面の中央部を走査するときに速く、被照射面の端部を走査するときに遅く
なる。反射ミラーの角速度に略反比例するように画素クロックの時間幅を設定することで
、反射ミラーの角速度の変化に伴うビーム光の位置のずれを低減することが可能となる。
これにより、さらに正確な表示を行うことができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、走査部を作動させる速度に略比例す
る出力のビーム光を供給することが望ましい。反射ミラーの角速度が大きいほど、画素領
域におけるビーム光の照射時間が短くなるために、表示が暗くなる。反射ミラーの角速度
に略比例するようにビーム光の出力を調整することで、反射ミラーの角速度の変化に伴う
光量分布の変化を低減することが可能となる。これにより、良好な光量分布の画像を表示
することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、第１の方向へビーム光を走査させる
周波数が、第２の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数より高くなるように駆動され、
導光部は、第１の方向に対応する方向についての入射側端部の長さが、第１の方向へビー
ム光を走査させるために走査部を作動させる速度に略比例するように構成されることが望
ましい。反射ミラーの角速度に略比例するように入射側端部の長さを設定することで、反
射ミラーの角速度の変化に伴うビーム光の走査位置の変化や光量分布の変化を低減するこ
とが可能となる。これにより、簡易な制御により、良好な光量分布で、かつ画像信号に応
じた正確な画像を表示することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、ビーム光を反射する反射ミラーを有
し、複数の導光部は、被照射面にてビーム光を走査させるのに必要な反射ミラーの最小の
振り角より大きい角度範囲において入射側端部を並列させることが望ましい。ビーム光を
走査させるのに必要な最小の振り角より大きい角度範囲において入射側端部を並列させる
ことにより、スクリーンへ入射させるビーム光の光量を増加させることが可能となる。こ
れにより、明るい画像を表示することができる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る画像表示装置１００の概略構成を示す。画像表示装置１
００は、スクリーン１１０の一方の面である被照射面Ｓ１にレーザ光を供給し、スクリー
ン１１０の他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプ
ロジェクタである。画像表示装置１００は、画像信号に応じて変調されたビーム光を走査
させることにより画像を表示する。

画像表示装置１００は、Ｒ光用光源部１０１Ｒと、Ｇ光用光源部１０１Ｇと、Ｂ光用光
源部１０１Ｂとを有する。Ｒ光用光源部１０１Ｒは、ビーム光である赤色レーザ光（以下
、「Ｒ光」という。）を供給する。Ｇ光用光源部１０１Ｇは、ビーム光である緑色レーザ
光（以下、「Ｇ光」という。）を供給する。Ｂ光用光源部１０１Ｂは、ビーム光である青
色レーザ光（以下、「Ｂ光」という。）を供給する。各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ
、１０１Ｂとしては、例えば、半導体レーザを用いることができる。各色光用光源部１０
１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、それぞれ画像信号に応じて変調されたレーザ光を供給する
。画像信号に応じた変調は、振幅変調、パルス幅変調のいずれを用いても良い。

水平スキャナ１０２は、各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからのレーザ光
が集光する位置に設けられている。Ｘ方向を第１の方向とすると、水平スキャナ１０２は
、各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからのレーザ光を被照射面Ｓ１において
第１の方向へ走査させる第１反射ミラーである。水平スキャナ１０２で反射されたレーザ
光は、垂直スキャナ１０３へ入射する。垂直スキャナ１０３は、水平スキャナ１０２から
のレーザ光を、被照射面Ｓ１においてＹ方向へ走査させる。Ｙ方向は、第１の方向である
Ｘ方向に略直交する第２の方向である。水平スキャナ１０２及び垂直スキャナ１０３は、
各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからの各レーザ光を、被照射面Ｓ１におい
てＸ方向とＹ方向とへ走査させる走査部である。なお、各色光は、水平スキャナ１０２上
にて集光させるほか、水平スキャナ１０２へ入射させる前に１本に合成することとしても
良い。

水平スキャナ１０２、垂直スキャナ１０３は、高反射性の部材、例えばアルミニウムや
銀等の金属薄膜を形成することにより構成できる。水平スキャナ１０２は、レーザ光を反
射しながら回転軸を中心として回動することにより、被照射面Ｓ１においてレーザ光をＸ
方向へ走査させる。垂直スキャナ１０３は、レーザ光を反射しながら回転軸を中心として
回動することにより、被照射面Ｓ１においてレーザ光をＹ方向へ走査させる。水平スキャ
ナ１０２、垂直スキャナ１０３は、電位差に応じた静電力によって駆動するほか、圧電素
子の伸縮力や電磁力を用いて駆動する構成にできる。

水平スキャナ１０２がＸ方向についてレーザ光を往復させるのに対して、垂直スキャナ
１０３は、Ｙ方向についてレーザ光を一つの向き、例えば下方向のみに走査させるフライ
バック走査を繰り返す。画像の１フレーム期間において垂直スキャナ１０３がＹ方向へ１
回レーザ光を走査させる間に、水平スキャナ１０２は、Ｘ方向について複数回レーザ光を
往復させる。走査部である水平スキャナ１０２及び垂直スキャナ１０３は、Ｘ方向へレー
ザ光を走査させる周波数が、Ｙ方向へレーザ光を走査させる周波数に比べて高くなるよう
に駆動される。

水平スキャナ１０２は、例えばガルバノミラーを共振動作させることにより、Ｘ方向へ
のレーザ光の走査を行う。水平スキャナ１０２を共振動作させることにより、水平スキャ
ナ１０２の変位量を増大させることができる。水平スキャナ１０２の変位量を増大させる
ことにより、少ないエネルギーでかつ高速にレーザ光を走査させることができる。なお、
水平スキャナ１０２は、共振動作以外の動作により往復回動させる構成としても良い。水
平スキャナ１０２及び垂直スキャナ１０３は、反射ミラーを用いる構成に限られない。例
えば、垂直スキャナ１０３としてポリゴンミラーを用いても良い。

垂直スキャナ１０３とスクリーン１１０との間には、複数の光ファイバ１０５が設けら
れている。光ファイバ１０５は、走査部である水平スキャナ１０２及び垂直スキャナ１０
３からのレーザ光をスクリーン１１０へ導く導光部である。本実施例の画像表示装置１０
０は、スクリーン１１０に表示される画像の画素と同数の光ファイバ１０５が設けられて
いる。各光ファイバ１０５は、いずれも垂直スキャナ１０３側へ入射側端部、スクリーン
１１０側へ出射側端部を向け、それぞれ画素に対応するように設けられている。

複数の光ファイバ１０５は、図２に示すように、入射側端部２０１が曲面上に位置する
ように配置されている。また、複数の光ファイバ１０５は、略同一の形状の入射側端部２
０１を略等間隔で並列するように配置されている。図１に戻って、スクリーン１１０は、
光ファイバ１０５からのレーザ光を透過させる透過型スクリーンである。スクリーン１１
０は、例えば、光を拡散させる不図示の拡散板等を有する。観察者は、スクリーン１１０
から出射する光を観察することで、画像を鑑賞する。

図３は、複数の光ファイバ１０５の入射側端部２０１を配置する曲面Ｓ２について説明
するものである。各光ファイバ１０５は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が共通して伝播する。ここで
はＲ光用光源部１０１ＲからのＲ光に着目して説明を行うものとする。曲面Ｓ２は、第１
反射ミラーである水平スキャナ１０２においてレーザ光が反射する位置からの光路長が略
同一となる面である。Ｒ光用光源部１０１Ｒから水平スキャナ１０２までの距離は一定で
あるから、複数の光ファイバ１０５は、Ｒ光用光源部１０１Ｒから入射側端部２０１まで
の光路長がいずれも略同一となるように配置されている。光路長とは、幾何学的な光路の
長さと、媒質の屈折率との積である。Ｒ光用光源部１０１Ｒから入射側端部２０１まで屈
折率が一定の媒質である空気中において光を通過させることから、Ｒ光用光源部１０１Ｒ
から入射側端部２０１までの光路の長さは、いずれの光ファイバ１０５についても略同一
となる。

Ｒ光用光源部１０１Ｒから入射側端部２０１までの光路長がいずれの光ファイバ１０５
についても略同一であるから、各光ファイバ１０５の入射側端部２０１の位置におけるレ
ーザ光のスポットのサイズは略同一となる。Ｇ光、Ｂ光についても、それぞれ光源部１０
１Ｇ、１０１Ｂから入射側端部２０１までの光路長がいずれも略同一となるように構成さ
れている。

図４は、光ファイバ１０５の入射側端部２０１付近の構成を説明するものである。光フ
ァイバ１０５は、光を伝播するコア部３０１と、コア部３０１の周辺に設けられたクラッ
ド層３０２とを有する。垂直スキャナ１０３からのレーザ光Ｌは、入射側端部２０１にお
いて、スポットがコア部３０１と同じ、あるいはコア部３０１より小さくなるように整形
されている。また、光ファイバ１０５は、入射側端部２０１の付近が、垂直スキャナ１０
３からのレーザ光の進行方向に略平行となるように配置されている。垂直スキャナ１０３
からの進行方向のまま光ファイバ１０５へレーザ光を入射させることにより、入射側端部
２０１においてスポットを変形させずにレーザ光を伝播させることができる。

図５は、光ファイバ１０５のうち出射側端部４０１付近の構成について説明するもので
ある。出射側端部４０１は、スクリーン１１０に表示される画像の画素Ｐの一辺と略同一
の直径を有する円形状をなしている。光ファイバ１０５は、出射側端部４０１が画素Ｐと
同等の大きさとなるように形成されている。光ファイバ１０５は、出射側端部４０１の付
近が、被照射面Ｓ１に対して略垂直となるように、被照射面Ｓ１に取り付けられている。
各光ファイバ１０５からのレーザ光は、被照射面Ｓ１に対して略垂直な方向であるＺ方向
へ進行する。被照射面Ｓ１に対して略垂直にレーザ光を入射させることにより、被照射面
Ｓ１におけるスポットの歪みを低減することができる。また、画像信号に応じた光を観察
者側へ出射させる構成とすることができる。

光ファイバ１０５は、略同一の形状の出射側端部４０１を略等間隔で並列するように配
置されている。入射側端部２０１についても略同一の形状、及び略等間隔で並列している
ことから、各光ファイバ１０５の入射側端部２０１側、及び出射側端部４０１側における
レーザ光の分布のずれを少なくすることができる。また、画素に対応して各光ファイバ１
０５を配置することができる。なお、出射側端部４０１と入射側端部２０１とは同じ大き
さとする必要は無く、入射側端部２０１を出射側端部４０１より小さい円形状とすること
ができる。

各光ファイバ１０５について、各光源部から入射側端部２０１までの光路長を略同一と
するため、各光ファイバ１０５の入射側端部２０１におけるレーザ光のスポットのサイズ
を略均一にできる。光ファイバ１０５により、入射側端部２０１からの光をそのままスク
リーン１１０へ導くことにより、スクリーン１１０におけるレーザ光のスポットのサイズ
を略均一にすることができる。また、入射側端部２０１の付近をレーザ光の進行方向に略
平行にし、かつ出射側端部４０１の付近を被照射面Ｓ１に略垂直とすることで、スクリー
ン１１０におけるスポットの形状も略均一にすることが可能となる。光ファイバ１０５を
用いることで、走査部とスクリーン１１０との間の光路長に関わらず、スクリーン１１０
上におけるレーザ光のスポットのサイズ及び形状を略同一にし、画像信号に応じた正確な
画像を表示することが可能となる。これにより、ビーム光の走査により、画像信号に応じ
た正確な画像を表示することができるという効果を奏する。

図６は、レーザ光の走査を制御するためのブロック構成を説明するものである。Ａ／Ｄ
コンバータ６０１は、外部の入力装置等から入力される画像信号をアナログ形式からディ
ジタル形式へ変換させる。Ａ／Ｄコンバータ６０１でディジタル信号に変換された映像デ
ータは、順次フレームメモリ６０２に記憶される。フレームメモリ６０２からの信号は、
走査線ごとの信号としてラインバッファ６０３に入力される。

ＰＷＭ変調部６０４は、Ｘ方向へレーザ光を走査させるラインごとの映像データをライ
ンバッファ６０３から読み出し、パルス幅変調のためのパルス信号を生成する。ＰＷＭ変
調部６０４からのパルス信号は、レーザダイオードドライバ（以下、「ＬＤＤ」という。
）６０５へ出力される。各色光用光源部は、ＬＤＤ６０５によりレーザ光を供給する。

画像表示装置１００は、パルス幅変調によりレーザ光を変調する構成に限られず、振幅
変調によりレーザ光を変調する構成としても良い。この場合、ラインバッファ６０３から
の信号をさらにＤ／Ａ変換し、例えばＡＯＭ（音響光学素子）によりレーザ光を変調する
構成とすることができる。画像表示装置１００は、画像信号をアナログ形式からディジタ
ル形式へ変換させる構成に限られず、例えば、ディジタル形式からアナログ形式へ変換さ
せる構成しても良い。また、ディジタル信号である画像信号を、ディジタル形式の光源変
調用パルス信号に変換することとしても良い。

水平スキャナ駆動部６１１は、水平スキャナ１０２に固有の共振周波数で水平スキャナ
１０２を駆動する。水平スキャナ検知部６１２は、水平スキャナ１０２により水平方向で
あるＸ方向へレーザ光を走査させるタイミングを検知する。水平スキャナ検知部６１２と
しては、例えば、検知用光源部からの光を検出するフォトセンサを用いることができる。
水平スキャナ１０２で反射させた検知用光源部からの光をフォトセンサで検出することで
、水平スキャナ１０２の変位をモニタすることができる。この他、水平スキャナ検知部６
１２には、例えば、水平スキャナ１０２の変位を静電力の変化により検出する静電センサ
や、回転軸であるトーションばねの変形度合いにより検出するピエゾ抵抗センサ、電磁ア
クチュエータによる逆起電力を測定する構成を用いても良い。

水平同期信号生成部６１３は、水平スキャナ検知部６１２からの出力に基づいて、水平
同期信号を生成する。線速演算部６０７は、水平同期信号生成部６１３からの水平同期信
号から、走査線上の各画素におけるレーザ光の線速を演算する。画素クロック生成部６０
６は、水平同期信号生成部６１３からの水平同期信号、及び線速演算部６０７で演算され
たレーザ光の線速から、画素クロックを生成する。画素クロックは、画素の領域ごとにレ
ーザ光が入射するタイミングを表す。画素クロック生成部６０６は、水平スキャナ１０２
を作動させる速度に略反比例する時間幅の画素クロックを生成する。水平スキャナ１０２
の角速度は、レーザ光の線速により求められる。

水平スキャナ１０２の角速度は、レーザ光が被照射面Ｓ１の中央部を走査するときに速
く、被照射面Ｓ１の端部を走査するときに遅くなるように、正弦波状の変化を示す。この
場合、略均一な間隔の画素クロックを生成すると、画素に対応して設けられた各光ファイ
バ１０５へ均等に光を入射させることが困難となる。このため、水平スキャナ１０２の角
速度に略反比例するように画素クロックの時間幅を設定する。レーザ光が走査する速度が
速くなるほど画素クロックを遅らせ、レーザ光が走査する速度が遅くなるほど画素クロッ
クを速めることで、被照射面Ｓ１において均等な描画を行うことが可能となる。これによ
り、水平スキャナ１０２の角速度の変化に伴うレーザ光の位置のずれを低減することが可
能となる。

垂直同期信号生成部６１６は、水平同期信号生成部６１３からの水平同期信号に基づい
て、垂直方向であるＹ方向へレーザ光を走査させるための垂直同期信号を生成する。ＰＷ
Ｍ変調部６０４は、画素クロック生成部６０６からの画素クロック、及び垂直同期信号生
成部６１６からの垂直同期信号に基づいて、パルス信号のタイミングを決定する。垂直ス
キャナ駆動信号生成部６１５は、垂直同期信号生成部６１６からの垂直同期信号に基づい
て、垂直スキャナ１０３を駆動する垂直スキャナ駆動信号を生成する。垂直スキャナ駆動
部６１４は、垂直スキャナ駆動信号生成部６１５で生成された垂直駆動信号に基づいて、
垂直スキャナ１０３を駆動させる。

さらに、ＬＤＤ６０５は、レーザ光の出力が、水平スキャナ１０２を作動させる速度に
略比例するように、各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを駆動する。各色光用
光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、水平スキャナ１０２を作動させる速度に略比例
する出力のレーザ光を供給する。水平スキャナ１０２の角速度が大きいほど、画素領域に
おけるレーザ光の照射時間が短くなることにより、表示が暗くなる。このため、水平スキ
ャナ１０２の角速度に略比例するようにレーザ光の出力を調整する。レーザ光が走査する
速度が速くなるほどレーザ光の出力を大きくし、レーザ光が走査する速度が遅くなるほど
レーザ光の出力を小さくすることで、被照射面Ｓ１において良好な光量分布を得ることが
可能となる。これにより、水平スキャナ１０２の角速度の変化に伴う光量分布の変化を低
減することが可能となる。

なお、光ファイバ１０５は、出射側端部４０１が画素より小さくなるように形成するこ
ととしても良い。１つの画素に対して複数の光ファイバ１０５を対応させる構成としても
、画像信号に応じた正確な画像を表示することが可能である。また、走査部は、水平スキ
ャナ１０２及び垂直スキャナ１０３を用いる構成に限られず、単独の反射ミラーによりレ
ーザ光を二次元方向へ走査させる構成としても良い。例えば、図７に示すように、ジンバ
ル構造の走査部７１０を用いても良い。

走査部７１０は、反射ミラー７０１と、反射ミラー７０１の周囲に設けられた外枠部７
０２とを有する。反射ミラー７０１は、外枠部７０２が回転軸を中心に回動することによ
り、スクリーン１１０においてレーザ光をＹ方向（図１参照。）へ走査させるように変位
する。また、反射ミラー７０１は、回転軸を中心として回動することにより、反射ミラー
７０１で反射したレーザ光をＸ方向へ走査させるように変位する。曲面Ｓ２は、反射ミラ
ー７０１においてレーザ光が反射する位置を中心とする略球面である。かかる曲面Ｓ２上
に入射側端部２０１を配置することで、Ｒ光用光源部１０１Ｒから入射側端部２０１まで
の光路長を略同一とすることができる。

図８は、本実施例の変形例１について説明するものであって、曲面Ｓ２上の３つの領域
ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３に配置された入射側端部８０１の形状を示す。本変形例は、被照
射面Ｓ１のＸ方向に対応するｐ方向についての入射側端部８０１の長さが、Ｘ方向へレー
ザ光を走査させるために水平スキャナ１０２を作動させる速度に略比例することを特徴と
する。領域ＡＲ１は、曲面Ｓ２の右端部である。領域ＡＲ２は、曲面Ｓ２の中央部である
。領域ＡＲ３は、曲面Ｓ２の左端部である。領域ＡＲ１、ＡＲ３に設けられた入射側端部
８０１は、略円形状をなしている。領域ＡＲ２に設けられた入射側端部８０１は、ｐ方向
に長軸を有する略楕円形状をなしている。これに対して、出射側端部は、上記と同様に、
略同一形状で形成されている。

Ｘ方向へレーザ光を走査させる水平スキャナ１０２の角速度は、レーザ光が曲面Ｓ２の
中央部を通過するときに速く、曲面Ｓ２の端部を通過するときに遅くなるように、正弦波
状の変化を示す。水平スキャナ１０２の角速度に略比例するように入射側端部８０１の長
さを設定することで、各光ファイバ１０５へレーザ光を入射させる時間を均等にし、各光
ファイバ１０５へ入射させるレーザ光の光量を略均一にすることが可能となる。各光ファ
イバ１０５へ入射させるレーザ光の光量を略均一にすることで、水平スキャナ１０２の角
速度の変化に伴うレーザ光の走査位置のずれや光量分布の変化を低減することができる。
よって、本変形例の場合、水平スキャナ１０２の角速度に応じて画素クロックの時間幅や
レーザ光の出力を調整せず簡易な制御により、良好な光量分布で、かつ画像信号に応じた
正確な画像を表示することができる。

図９は、本実施例の変形例２について説明するものであって、光ファイバ１０５を配置
する位置について説明するものである。本変形例は、被照射面Ｓ１にてレーザ光を走査さ
せる水平スキャナ１０２の最小の振り角θ１より大きい角度範囲θ２にて入射側端部２０
１を並列させるように、複数の光ファイバ１０５を設けることを特徴とする。角度範囲θ
２にて入射側端部２０１を並列させることにより、角度範囲θ１にて入射側端部２０１を
並列させるよりもスクリーン１１０へ入射させるレーザ光の光量を増加させることが可能
となる。これにより、明るい画像を表示することができる。なお、入射側端部２０１を並
列させる角度θ２は、水平スキャナ１０２を高速に駆動させることが可能な範囲内である
ことを要する。

本実施例において、各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、ビーム光を供給
可能な構成であれば良く、半導体レーザを用いる構成に限られない。例えば、各色光用光
源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂには、固体レーザ、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等
の固体発光素子のほか、液体レーザやガスレーザを用いる構成としても良い。

以上のように、本発明に係る画像表示装置は、レーザ光を走査させることにより画像を
表示する場合に適している。

本発明の実施例に係る画像表示装置の概略構成を示す図。光ファイバの配置について説明する図。入射側端部を配置する曲面について説明する図。光ファイバの入射側端部付近の構成を説明する図。光ファイバの出射側端部付近の構成を説明する図。レーザ光の走査を制御するためのブロック構成を説明する図。レーザ光を二次元方向へ走査させる走査部を用いる構成を説明する図。実施例の変形例１について説明する図。実施例の変形例２について説明する図。

符号の説明

１００画像表示装置、１０１ＲＲ光用光源部、１０１ＧＧ光用光源部、１０１Ｂ
Ｂ光用光源部、１０２水平スキャナ、１０３垂直スキャナ、１０５光ファイバ、
１１０スクリーン、Ｓ１被照射面、２０１入射側端部、Ｓ２曲面、３０１コア
部、３０２クラッド層、Ｌレーザ光、４０１出射側端部、Ｐ画素、６０１Ａ／
Ｄコンバータ、６０２フレームメモリ、６０３ラインバッファ、６０４ＰＷＭ変調
部、６０５ラインバッファ、６０６画素クロック生成部、６０７線速演算部、６１
１水平スキャナ駆動部、６１２水平スキャナ検知部、６１３水平同期信号生成部、
６１４垂直スキャナ駆動部、６１５垂直スキャナ駆動信号生成部、６１６垂直同期
信号生成部、７０１反射ミラー、７０２外枠部、７１０走査部、８０１入射側端
部、ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３領域

Claims

画像信号に応じて変調されたビーム光を走査させることにより画像を表示する画像表示
装置であって、
前記ビーム光を供給する光源部と、
前記光源部からの前記ビーム光を、スクリーンの被照射面において第１の方向と、前記
第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる走査部と、
前記走査部の側に設けられた入射側端部、及び前記スクリーンの側に設けられた出射側
端部を備え、前記走査部からの前記ビーム光を前記スクリーンへ導く複数の導光部と、を
有し、
複数の前記導光部は、前記光源部から前記入射側端部までの光路長がいずれも略同一と
なるように配置されることを特徴とする画像表示装置。
前記走査部は、前記ビーム光を前記第１の方向へ走査させる第１反射ミラーと、前記第
１反射ミラーからの前記ビーム光を前記第２の方向へ走査させる第２反射ミラーと、を有
し、
前記入射側端部は、前記第１反射ミラーにおいて前記ビーム光が反射する位置からの光
路長が略同一となる曲面上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置
。
前記走査部は、前記ビーム光を前記第１の方向及び前記第２の方向へ走査させる単独の
反射ミラーを有し、
前記入射側端部は、前記反射ミラーにおいて前記ビーム光が反射する位置を中心とする
略球面上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記導光部は、前記出射側端部が、前記画像の画素と同等の大きさ、又は前記画素より
小さくなるように形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像
表示装置。
前記導光部は、前記入射側端部の付近が、前記走査部からの前記ビーム光の進行方向に
略平行となるように配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画
像表示装置。
前記導光部は、前記出射側端部の付近が、前記被照射面に対して略垂直となるように配
置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
複数の前記導光部は、略同一の形状の前記入射側端部を略等間隔で並列し、かつ略同一
の形状の前記出射側端部を略等間隔で並列するように配置されることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
前記画像の画素に対して前記ビーム光が入射するタイミングを表す画素クロックを生成
する画素クロック生成部を有し、
前記画素クロック生成部は、前記走査部を作動させる速度に略反比例する時間幅の前記
画素クロックを生成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像表示
装置。
前記光源部は、前記走査部を作動させる速度に略比例する出力の前記ビーム光を供給す
ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像表示装置。
前記走査部は、前記第１の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数が、前記第２の方向
へ前記ビーム光を走査させる周波数より高くなるように駆動され、
前記導光部は、前記第１の方向に対応する方向についての前記入射側端部の長さが、前
記第１の方向へ前記ビーム光を走査させるために前記走査部を作動させる速度に略比例す
るように構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像表示装置
。
前記走査部は、前記ビーム光を反射する反射ミラーを有し、
複数の前記導光部は、前記被照射面にて前記ビーム光を走査させるのに必要な前記反射
ミラーの最小の振り角より大きい角度範囲において前記入射側端部を並列させることを特
徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像表示装置。