JP2008281815A

JP2008281815A - 表示装置

Info

Publication number: JP2008281815A
Application number: JP2007126487A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tateiwa; 昭彦立岩
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-20
Also published as: KR20080100127A; US20090073525A1

Abstract

【課題】構造が単純であって小型化が容易な表示装置を提供する。
【解決手段】レーザ光源と、前記レーザ光源から照射されるレーザ光を屈折させる屈折手段と、前記屈折手段を駆動することで屈折後の前記レーザ光を走査する走査手段と、を有することを特徴とする表示装置。
【選択図】図７

Description

本発明は、レーザ光源から照射されるレーザ光を走査して表示動作を行う表示装置に関する。

画像を表示するための表示装置には、例えば従来から用いられてきたブラウン管（ＣＲＴ）タイプのものに替わって、近年は、ＬＣＤ（液晶表示装置）、やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）が用いられる場面が多くなってきている。しかし、ＬＣＤやＰＤＰは小型化に限界があるため、携帯が可能な程度に小型化が容易である、プロジェクタータイプの表示装置がモバイル対応の表示装置として着目されている。プロジェクターとは、所定の画像をスクリーンに拡大して投映する機能を持った表示装置であり、プロジェクター本体にはスクリーンを含まない構造であるため、小型化・軽量化が容易であるというメリットがある。

プロジェクタータイプの表示装置の概略は、図１に示すように、光源１から照射されるレーザ光を、Ｘ方向とＹ方向の走査に対応するポリゴンミラー２，３等で走査してスクリーン６に投影する構造になっている。また、ポリゴンミラーに替えて、ガルバノミラーが用いられる場合もある。
特開平２−２２１９９５号公報

しかし、ポリゴンミラーやガルバノミラーを用いる場合には、２つのミラーを、走査する直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に対応して正確に配置する必要があり、表示装置の構造が複雑になって製造コストが高くなる問題があった。また、駆動する２つのミラーを搭載する必要があるために、プロジェクターを小型化する上での問題となっていた。

そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な表示装置を提供することを統括的課題としている。

本発明の具体的な課題は、構造が単純であって小型化が容易な表示装置を提供することである。

本発明は、上記の課題を、レーザ光源と、前記レーザ光源から照射されるレーザ光を屈折させる屈折手段と、前記屈折手段を駆動することで屈折後の前記レーザ光を走査する走査手段と、を有することを特徴とする表示装置により、解決する。

本発明によれば、構造が単純であって小型化が容易な表示装置を提供することが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。

図２Ａ〜図２Ｃは、本発明によるプロジェクタータイプの表示装置の動作の概要の一例を模式的に示した図である。図２Ａ〜図２Ｃを参照するに、本図に示す表示装置１０は、レーザ光を照射するための、例えばレーザダイオードよりなるレーザ光源１１と、レーザ光源１１から照射されるレーザ光Ｌを屈折させてスクリーンＳに結像させるための、例えば光学レンズよりなる屈折手段１２とを有している。

上記の表示装置１０においては、走査手段１３によって屈折手段１２を駆動することで、スクリーンＳに到達するレーザ光（結像光）Ｌの走査を行っていることが特徴である。

例えば、上記の走査手段１３は、電圧の印加によって収縮の制御をすることが可能なピエゾ素子よりなり、電圧の印加の制御によって、レーザ光源１１に対する屈折手段１２の位置を変化させ、レーザ光Ｌが屈折手段（光学レンズ）１２に入射する曲面の位置を変化させる。上記の制御によって、図２Ａ〜図２Ｃに示す状態を連続的に繰り返し、レーザ光Ｌの走査を行うことができる。

また、図２Ａ〜２Ｃでは図示の都合上１次元走査を示すが、上記の走査手段１３によって屈折手段１２が移動する方向と直交する方向に対しても屈折手段１２が移動するように走査手段を設けて、互いに直交する２方向（水平方向、垂直方向）に対してレーザ光Ｌの走査を行うことで、スクリーンＳに画像を表示するための走査を行うことができる。

例えば、上記の屈折手段１２を透過した後のレーザ光の傾きは、レーザ光源１１の光軸に対して、−４５度乃至＋４５度程度の範囲となるように、走査を行う。また、レーザ光源１１の光軸に対して、レーザ光が入射する点での屈折手段１２（光学レンズ）の法線の傾きが−９０度乃至＋９０度となるようにする。また、屈折手段１２の屈折率は、１．１以上３．０以下とすればよい。

また、一例として、６４０×４８０ＶＧＡ画面を表示する場合、１画面走査スピードを１／６０秒とすると、水平方向の走査は、１４．４ｋＨｚ以上、垂直方向の走査は、６０ｋＨｚ以上とすればよい。

上記の表示装置１０は、例えばポリゴンミラーやガルバノミラーを用いてレーザ光を走査する従来の表示装置にくらべて構造が単純であり、ミラー位置の微細の調整が不要となるため、表示装置の組み立てのコストを低減することが可能となる。

また、上記の表示装置１０では、ガルバノミラーやポリゴンミラーなど、可動式のミラーを内蔵する必要がないため、表示装置の小型化・軽量化が可能となる。更に、ガルバノミラーやポリゴンミラーを用いる場合、レーザ光源から出た光線を平行光にするための平行光学系が必要となるが、本実施例に係る表示装置１０では従来必要とされた前記平行光学系を必要としないため、より小型、且つ簡素化された表示装置を実現することができる。

また、上記の図２Ａ〜図２Ｃに示す表示装置１０を、例えば以下に示すように変形・変更してもよい。図３、図４は、それぞれ、表示装置１０の変形例である表示装置１０Ａ，１０Ｂの概略を示す図である。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する（以下の図面、実施例についても同様）。

図３を参照するに、本図に示す表示装置１０Ａでは、屈折手段１２によって屈折されたレーザ光Ｌをさらに屈折させる屈折手段１４が、屈折手段１２とスクリーンＳとの間に設置されていることが特徴である。上記の屈折手段１４は、例えば広角レンズよりなり、表示装置によって走査することが可能となる領域を大きくすることができるため、スクリーンＳに投影される表示画面を大きくすることができる。このように、屈折手段（光学レンズ）は、仕様（画面の大きさなど）に合わせて複数のものを組み合わせて使用するように構成してもよい。

また、図４を参照するに、本図に示す表示装置１０Ｂでは、レーザ光源を３つ（レーザ光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）有していることが特徴である。また、上記のレーザ光源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから照射されるレーザ光は、例えばプリズムよりなる合成手段Ｐによって合成されて屈折手段１２に入射される構成となっている。

このため、上記の表示装置１０Ｂでは、様々なレーザ光源の発色を組み合わせて、所望の色のレーザ光を投影することが可能となる。

また、レーザ光を走査する走査手段は、上記の図２Ａ〜２Ｃ，図３〜図４の例に限定されず、例えば、以下の図５Ａ〜５Ｂに示すように、屈折手段に入射するレーザ光の角度が変化するように屈折手段を駆動するように構成してもよい。

図５Ａ〜図５Ｂは、本発明による表示装置の別の構成例である表示装置２０の動作を模式的に示した図である。

図５Ａ〜図５Ｂを参照するに、表示装置２０は、先に説明したレーザ光源１１に相当するレーザ光源２１と、屈折手段１２に相当する屈折手段２２とを有しており、表示装置１０の場合と同様に、走査手段２３によってレーザ光Ｌを走査する構成になっている。本図に示す場合表示装置２０の場合には、屈折手段２２に入射するレーザ光Ｌの角度が変化するように、走査手段２３が屈折手段２２を駆動する。

図６には、上記の走査手段２３を、レーザ光源２１の側から平面視した図を示す。図６を参照するに、走査手段２３は、屈折手段２２が保持される第１保持部２３Ａが、トーションバー２４によって、第２保持部２３Ｂに保持され、さらに第２保持部２３Ｂにはトーションバー２５が接続された構造となっている。

上記の構成において、第１保持部２３Ａは、トーションバー２４によって回転角度が制御される。また、第２保持部２３Ｂは、トーションバー２５によって回転角度が制御される。このようにして、屈折手段２２の第１の回転軸に対する第１の回転角度と、屈折手段２２の当該第１の回転角度に直交する第２の回転軸に対する第２の回転角度とが制御される。したがって、先に説明した表示装置１０と同様に、互いに直交する２方向（水平方向、垂直方向）に対してレーザ光Ｌの走査を行って、スクリーンＳに画像を表示するための走査を行うことができる。

次に、上記の表示装置のさらに具体的な例について、図面に基づき以下に説明する。

図７は、本発明の実施例１による表示装置１００を模式的に示した斜視図である。図７を参照するに、本実施例による表示装置１００は、レーザ光を照射するための、レーザダイオードよりなるレーザ光源１０１と、レーザ光源１０１から照射されるレーザ光Ｌを屈折させてスクリーンＳに結像させるための、光学レンズよりなる屈折手段１０２とを有している。

上記の表示装置１００においては、走査手段１０３Ａ，１０３Ｂによって屈折手段１０２を駆動することで、スクリーンＳに到達するレーザ光（結像光）Ｌの走査を行う構造になっている。

上記のレーザ光源１０１は、波長６３５ｎｍ、出力１０ｍＷの赤色レーザよりなる。また、上記の走査手段１０３Ａ，１０３Ｂは、それぞれ電圧の印加によって収縮の制御をすることが可能なピエゾ素子よりなる。上記のピエゾ素子１０３Ａ，１０３Ｂは、互いに直交する２つの方向に沿って屈折手段１０２の位置を変化させ、レーザ光Ｌが屈折手段（光学レンズ）１０２に入射する位置を変化させてレーザ光Ｌを走査する。

上記のピエゾ素子１０３Ａは、共振周波数１４ｋＨｚ、ストローク長５０μｍ、動作電圧−３０Ｖ〜＋１５０Ｖのものを用いる。また、素子１０３Ｂは、共振周波数１１０Ｈｚ、ストローク長１５０μｍ、動作電圧０乃至＋１５０Ｖのものを用いる。

上記の表示装置１００によって、屈折手段１０２から５０ｃｍ離れた位置に、約１０インチの投影画像を形成することができる。

また、上記の表示装置１００では、１つの屈折手段１０２に対して、互いに直交する方向に屈折手段１０２を駆動する２つの走査手段１０３Ａ，１０３Ｂが設置されていたが、走査手段はこのような構成に限定されず、以下に説明するように、様々に構成することができる。

図８は、本発明の実施例２による表示装置１００Ａを模式的に示した斜視図である。但し、特に説明しない部分は実施例１の場合と同様の構造であるものとする。

図８を参照するに、本実施例による表示装置１００Ａでは、レーザ光源１０１から照射されるレーザ光Ｌを屈折するための屈折手段を複数（屈折手段１０２Ａ，１０２Ｂ）有していることが特徴である。また、屈折手段１０２Ａ，１０２Ｂには、それぞれ走査手段１０３Ａ，１０３Ｂが設置されている。屈折手段１０２Ａには、先に説明した走査手段１０３Ａが、屈折手段１０２Ｂには、先に説明した屈折手段１０３Ｂが設置されており、屈折手段１０２Ａと屈折手段１０２Ｂとが、互いに直交する方向に沿って駆動されるように構成されている。本実施例においても実施例１の場合と同様に、スクリーンＳに到達するレーザ光（結像光）Ｌの走査を行うことが可能となる。

このように、屈折手段や当該屈折手段を駆動する走査手段は、様々に構成することが可能である。

図９は、本発明の実施例３による表示装置２００を模式的に示した斜視図である。図９を参照するに、本実施例による表示装置２００は、表示装置１００，１００Ａと同様に、レーザ光源２０１と、屈折手段２０２とを有している。

上記の表示装置２００においては、走査手段２０３によって、屈折手段２０２に入射するレーザ光Ｌの角度が変化するように屈折手段２０２が駆動されることによって、スクリーンＳに到達するレーザ光（結像光）Ｌの走査が行われる構造になっている。

上記の走査手段２０３は、トーションバー２０４によって屈折手段２０２の第１の回転軸に対する第１の回転角度が、さらに、トーションバー２０５によって屈折手段２０２の当該第１の回転角度に直交する第２の回転軸に対する第２の回転角度が、それぞれ制御される。

この結果、先に説明した表示装置１００，１００Ａと同様に、互いに直交する２方向（水平方向、垂直方向）に対してレーザ光Ｌの走査を行うことで、スクリーンＳに画像を表示するための走査を行うことができる。

また、図１０は、上記の屈折手段（光学レンズ）２０２を模式的に示した図である。屈折手段２０２の、レーザ光源１０１側の面の半径Ｄ１は０．７２ｍｍ、レーザ光源２０１側の反対側の面の曲率半径Ｄ２は、１．２５ｍｍとなっている。

また、下記の表は、トーションバー２０４，２０５の仕様を示すものである。表中、「内側」がトーションバー２０４に、「外側」が、トーションバー２０５にそれぞれ対応している。

上記の構成を有する表示装置２００によって、屈折手段２０２から５０ｃｍ離れた位置に、約１０インチの投影画像を形成することができる。

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。

例えば、実施例１または２の構成で用いた走査手段（ピエゾ素子）に、実施例３の構成で用いた走査手段（トーションバー）を組みあせてもよい。また、実施例１〜３の構成に、先に図３で示した別の屈折手段（広角レンズ）や、または、先に図４で示した複数のレーザ光源と合成手段などを組み合わせてもよい。

従来の表示装置の一例を示す図である。本発明による表示装置の動作を示す図（その１）である。本発明による表示装置の動作を示す図（その２）である。本発明による表示装置の動作を示す図（その３）である。表示装置の変形例を示す図である。表示装置の別の変形例を示す図である。本発明による表示装置の別の動作を示す図（その１）である。本発明による表示装置の別の動作を示す図（その２）である。表示装置の走査手段の概略を示す図である。実施例１による表示装置を示す図である。実施例２による表示装置を示す図である。実施例３による表示装置を示す図である。図９の表示装置に用いられる屈折手段を示す図である。

符号の説明

１０，２０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００表示装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，２１，１０１，２０１レーザ光源
１２，１４，１０２，２０２屈折手段
１３，２３，１０３，２０３走査手段
Ｓスクリーン
Ｌレーザ光
Ｐ合成手段

Claims

レーザ光源と、
前記レーザ光源から照射されるレーザ光を屈折させる屈折手段と、
前記屈折手段を駆動することで屈折後の前記レーザ光を走査する走査手段と、を有することを特徴とする表示装置。
前記走査手段は、互いに直交する２つの方向に沿って前記レーザ光源に対する前記屈折手段の位置を変化させる、第１の走査手段と第２の走査手段を含むことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記屈折手段は、前記第１の走査手段によって駆動される第１の屈折手段と、前記第２の走査手段によって駆動される第２の屈折手段とを含むことを特徴とする請求項２記載の表示装置。
前記走査手段は、前記屈折手段に入射する前記レーザ光の角度が変化するように当該屈折手段を駆動することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記走査手段は、前記屈折手段の第１の回転軸に対する第１の回転角度と、当該屈折手段の当該第１の回転角度に直交する第２の回転軸に対する第２の回転角度とを変化させることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
前記屈折手段は光学レンズよりなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の表示装置。
前記屈折手段によって屈折された前記レーザ光をさらに屈折させる別の屈折手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の表示装置。
複数の前記レーザ光源と、該複数のレーザ光源から照射されるレーザ光を合成して前記屈折手段に入射させる合成手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の表示装置。