JP2010204218A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2010204218A JP2009047318A JP2009047318A JP2010204218A JP 2010204218 A JP2010204218 A JP 2010204218A JP 2009047318 A JP2009047318 A JP 2009047318A JP 2009047318 A JP2009047318 A JP 2009047318A JP 2010204218 A JP2010204218 A JP 2010204218A
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Shuichi Wakabayashi
修一 若林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus in which time aperture rate is enhanced and the trapezoidal distortion and a distortion in a second direction of an image are easily and certainly prevented with a simple configuration. <P>SOLUTION: The image forming apparatus 1 includes: a light emission part; a first reflection face and a second reflection face which are turnably furnished; and an optical scanning part 5 which two-dimensionally scans the light emitted from the light emission part in the first direction and the second direction on the projection face 21. When viewed from the turning center axis of the second reflection face, the irradiation position on the second refection face of the light reflected on the first reflection face is varied by the turning of the second reflection face, the second reflection face has a curved shape such that the swing width of light in the first direction on the projection face 21 is kept constant along the second direction and pitch of the plot lines running along the second direction on the projection face 21 is kept constant when the light is emitted from the light emission part and the light emitted from the light emission part is scanned two-dimensionally on the projection face 21. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus.

2ミラータイプ(例えば、共振を利用した水平走査用ミラーとガルバノミラー等の垂直走査用ミラーの2つのミラーで描画するタイプ)のスキャンプロジェクターは、光出射部から出射した光を、投影面に対し、水平方向に走査(水平走査:主走査)すると共に、この水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向に走査(垂直走査:副走査)することで2次元的に走査し、投影面上に画像(映像)を描画するよう構成されている。水平走査用ミラーの回動中心軸を中心とする振れ角(振幅)は、一定である。
このようなスキャンプロジェクターでは、投影面上に画像を描画する際、その投影面までの光路差に起因する歪み、例えば、投影面上に描画された画像の上側と下側とで、横方向(水平方向)の長さが異なる「台形歪み」と呼ばれる歪みが発生するため、補正が必要となる。
Scan projectors of the two-mirror type (for example, a type that draws with two mirrors, a horizontal scanning mirror using resonance and a vertical scanning mirror such as a galvano mirror), emit light emitted from the light emitting unit to the projection surface. In addition to scanning in the horizontal direction (horizontal scanning: main scanning) and scanning in the vertical direction (vertical scanning: sub-scanning) at a scanning speed slower than the horizontal scanning speed, the projection surface An image (video) is drawn on top. The deflection angle (amplitude) about the rotation center axis of the horizontal scanning mirror is constant.
In such a scan projector, when drawing an image on the projection surface, distortion caused by the optical path difference to the projection surface, for example, in the horizontal direction (upper and lower sides of the image drawn on the projection surface) Since distortion called “trapezoidal distortion” having different lengths in the horizontal direction occurs, correction is necessary.

ところで、図19に示すように、スキャンプロジェクター300の光出射部から光を出射した光出射状態でその光を投影面上に2次元的に走査したときの、投影面21上での光の軌跡である複数の描画ライン(走査ライン)141のうち、左描画限界ラインよりも左側の部分および右描画限界ラインよりも右側の部分は、それぞれ、水平走査用ミラーの角速度(速度)が小さく、描画に適さない。このため、投影面21上の左描画限界ラインと右描画限界ラインとの間の領域が、画像を描画することが可能な描画可能領域143として用いられ、その描画可能領域143内に、画像を描画する領域である描画領域142が設定される。すなわち、描画可能領域143は、画像を描画する領域である描画領域142と、画像を描画しない領域である非描画領域とに分けられる。描画領域142は、描画可能領域143の中央部に位置し、長方形(正方形を含む)をなすように設定され、その描画領域142の右側の部分および左側の部分が、非描画領域となる。   By the way, as shown in FIG. 19, the light locus on the projection surface 21 when the light is two-dimensionally scanned on the projection surface in the light emission state where the light is emitted from the light emitting portion of the scan projector 300. Among the plurality of drawing lines (scanning lines) 141, the left side portion of the left drawing limit line and the right side portion of the right drawing limit line each have a low angular velocity (speed) of the horizontal scanning mirror, and drawing is performed. Not suitable for. For this reason, an area between the left drawing limit line and the right drawing limit line on the projection surface 21 is used as a drawable area 143 in which an image can be drawn, and the image is stored in the drawable area 143. A drawing area 142, which is a drawing area, is set. That is, the drawable area 143 is divided into a drawing area 142 that is an area where an image is drawn and a non-drawing area that is an area where an image is not drawn. The drawing area 142 is located at the center of the drawable area 143 and is set to form a rectangle (including a square). The right and left portions of the drawing area 142 are non-drawing areas.

前記台形歪みを防止(補正)するには、通常は、前記のように、投影面21上に長方形の描画領域142を設定し、光出射部から出射した光がその描画領域142内に投射(照射)されるように光出射部の駆動を制御する。すなわち、描画領域142の範囲で、垂直走査用ミラーの角度および水平走査用ミラーの角度に応じて投影面21上の1画素に相当する時間毎(この時間も描画する位置により異なるためミラーの角度から制御する)に光源の変調を行い、画像を補正して表示(画素密度補正)するのが一般的である。   In order to prevent (correct) the trapezoidal distortion, normally, as described above, the rectangular drawing area 142 is set on the projection surface 21, and the light emitted from the light emitting portion is projected into the drawing area 142 ( The driving of the light emitting part is controlled so that the light is irradiated. That is, within the drawing area 142, every time corresponding to one pixel on the projection surface 21 according to the angle of the vertical scanning mirror and the angle of the horizontal scanning mirror (this time also depends on the drawing position, so the mirror angle In general, the light source is modulated and the image is corrected and displayed (pixel density correction).

しかしながら、水平方向から見たとき、スキャンプロジェクター300から投影面21に向けて出射した光の光軸と投影面とのなす角(角度)が、90°からずれるほど、大きな歪補正が必要となる。特に、図20に示すように、投影面21に対し、垂直方向の斜め方向から画像を投影する際には、スキャンプロジェクター300から垂直方向に遠い位置ほど、1本の描画ライン141の水平方向の長さ(光出射部から光を出射した光出射状態での投影面上における光の水平方向の振れ幅)が長くなり、これにより、非描画領域が大きくなって、時間開口率(画像の描画を行う期間の割合)が低下し、1画素当りの輝度が低下してしまうという問題があった。また、時間開口率が低下するので、1画素当りの描画時間が短くなり、光源の変調の高速化が必要となり、光源の変調速度が不足する虞もあった。   However, when viewed from the horizontal direction, the larger the angle (angle) formed by the optical axis of the light emitted from the scan projector 300 toward the projection surface 21 and the projection surface, the greater the distortion correction is required. . In particular, as shown in FIG. 20, when projecting an image from the oblique direction in the vertical direction with respect to the projection plane 21, the position farther from the scan projector 300 in the vertical direction is the horizontal direction of one drawing line 141. The length (the horizontal fluctuation width of the light on the projection surface in the light emitting state where light is emitted from the light emitting portion) is increased, thereby increasing the non-drawing area and the time aperture ratio (image drawing). There is a problem that the ratio of the period during which the image processing is performed decreases, and the luminance per pixel decreases. Further, since the time aperture ratio is reduced, the drawing time per pixel is shortened, and it is necessary to increase the modulation speed of the light source, and the modulation speed of the light source may be insufficient.

また、スキャンプロジェクター300では、投影面21までの光路差に起因する歪みとして、投影面21上の垂直方向に沿って並ぶ描画ライン141の間隔が一定とならない、垂直方向の歪も生じ、その補正が必要となる。
通常は、描画領域142の範囲で、投影面21上の垂直方向に沿って並ぶ描画ライン141の間隔が一定となるように、垂直走査用ミラーの駆動を制御する。すなわち、描画領域142のうちの光を走査する部位の位置が、スキャンプロジェクター300から垂直方向に遠いほど、垂直走査用ミラーの角速度(速度)を小さくする角速制御(速度制御)を行なう。
Further, in the scan projector 300, as the distortion caused by the optical path difference to the projection surface 21, the interval between the drawing lines 141 arranged along the vertical direction on the projection surface 21 is not constant, and the distortion in the vertical direction is also generated. Is required.
Normally, the drive of the vertical scanning mirror is controlled so that the interval between the drawing lines 141 arranged along the vertical direction on the projection surface 21 is constant within the drawing region 142. That is, the angular speed control (speed control) is performed to decrease the angular speed (speed) of the vertical scanning mirror as the position of the portion of the drawing area 142 that scans the light is farther from the scan projector 300 in the vertical direction.

しかしながら、スキャンプロジェクター300から垂直方向に遠い位置ほど、大きな歪補正が必要となる。すなわち、スキャンプロジェクター300から垂直方向に遠い位置ほど、垂直走査用ミラーの角度の変位に対する描画ライン141の間隔の変動が大きくなり、特に、図20に示すように、投影面21に対し、垂直方向の斜め方向から画像を投影する際には、その垂直走査用ミラーの角度制御が非常に難しいという問題があった。例えば、1つの描画ライン141上に光を走査するときに垂直走査用ミラーの回動する角度が、その垂直走査用ミラーの角度を検出する角度検出手段の分解能以下になってしまうことがあった。
前記の問題を解決する手段として、複数のミラーを設けることで、画像の台形歪みや垂直方向の歪を防止する手法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかながら、特許文献1および2のスキャンプロジェクターでは、複数のミラーを必要とし、各ミラーを精度良く配置する必要があり、構成が複雑化するという問題があった。
However, a greater distortion correction is required at a position farther from the scan projector 300 in the vertical direction. That is, as the position is farther from the scan projector 300 in the vertical direction, the variation in the interval of the drawing line 141 with respect to the displacement of the angle of the vertical scanning mirror becomes larger. In particular, as shown in FIG. When projecting an image from an oblique direction, it is very difficult to control the angle of the vertical scanning mirror. For example, when the light is scanned on one drawing line 141, the rotation angle of the vertical scanning mirror may be less than the resolution of the angle detection means for detecting the angle of the vertical scanning mirror. .
As means for solving the above-described problem, a technique for preventing trapezoidal distortion and vertical distortion of an image by providing a plurality of mirrors has been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
However, the scan projectors of Patent Documents 1 and 2 require a plurality of mirrors, and it is necessary to arrange each mirror with high accuracy, resulting in a complicated configuration.

特開2003−75767号公報JP 2003-75767 A 特開2004−252012号公報JP 2004-252012 A

本発明の目的は、簡易な構成で、時間開口率を高くしつつ、容易かつ確実に、画像の台形歪みおよび第2の方向の歪みを防止することのできる画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can easily and reliably prevent trapezoidal distortion and distortion in the second direction with a simple configuration and a high time aperture ratio. .

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の画像形成装置は、投影面に対し、光を走査することにより画像を描画するよう構成され、
光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を反射する回動可能に設けられた第1の反射面と、前記第1の反射面で反射した光を前記投影面に向けて反射する回動可能に設けられた第2の反射面とを有し、前記第1の反射面および前記第2の反射面をそれぞれ回動させることにより、前記光出射部から出射された光を、前記投影面に対し、第1の方向に走査すると共に、前記第1の方向の走査速度よりも遅い走査速度で前記第1の方向に直交する第2の方向に走査することで2次元的に走査する光走査部とを備え、
前記第2の反射面の回動中心軸の方向から見たとき、前記第2の反射面が回動することにより、前記第1の反射面で反射した光の前記第2の反射面への照射位置が変化するよう構成されており、
前記第2の反射面は、前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、前記投影面上での光の前記第1の方向の振れ幅が、前記第2の方向に沿って一定になり、前記投影面上の前記第2の方向に沿って並ぶ描画ラインの間隔が一定になるような曲面形状を有していることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The image forming apparatus of the present invention is configured to draw an image by scanning light on a projection surface,
A light emitting portion for emitting light;
A first reflection surface that is rotatably provided to reflect light emitted from the light emitting portion, and a rotation member that is capable of reflecting light reflected by the first reflection surface toward the projection surface. The second reflecting surface, and by rotating each of the first reflecting surface and the second reflecting surface, the light emitted from the light emitting unit is directed to the projection surface. An optical scanning unit that scans two-dimensionally by scanning in a first direction and scanning in a second direction orthogonal to the first direction at a scanning speed slower than the scanning speed in the first direction; With
When viewed from the direction of the rotation center axis of the second reflecting surface, the second reflecting surface rotates, so that the light reflected by the first reflecting surface is directed to the second reflecting surface. The irradiation position is configured to change,
The second reflection surface is in a light emitting state in which light is emitted from the light emitting unit, and when the light emitted from the light emitting unit is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface, The fluctuation width of the light in the first direction is constant along the second direction, and the interval between the drawing lines arranged along the second direction on the projection plane is constant. It has a curved surface shape.

これにより、光出射部から光を出射した光出射状態での投影面上での光の第1の方向の振れ幅が、第2の方向に沿って一定になるので、非描画領域を非常に小さくすることができ、これによって、時間開口率を高くしつつ、画像の台形歪み(第1の方向の歪み)を防止することができる。
また、第2の反射面に対する複雑な制御が不要になり、容易かつ確実に、画像の第2の方向の歪みを防止することができる。
As a result, the fluctuation width in the first direction of the light on the projection surface in the light emitting state in which light is emitted from the light emitting portion is constant along the second direction, so that the non-drawing region is greatly reduced. Thus, the trapezoidal distortion (distortion in the first direction) of the image can be prevented while increasing the time aperture ratio.
Further, complicated control for the second reflecting surface is not required, and distortion of the image in the second direction can be prevented easily and reliably.

そして、時間開口率を高くすることができるので、1画素当りの描画時間を長くすることができ、これにより、1画素当りの輝度を高くすることができる。また、光源の変調速度を低くすることができ、光源の変調速度が不足してしまうことを防止することができ、確実に画像を描画することができる。
また、第2の反射面の形状を特定することで画像の台形歪みおよび第2の方向の歪みを防止するので、構成が簡易であり、部品点数も削減することができる。
Since the time aperture ratio can be increased, the drawing time per pixel can be lengthened, and thereby the luminance per pixel can be increased. In addition, the modulation speed of the light source can be lowered, and the modulation speed of the light source can be prevented from being insufficient, and an image can be reliably drawn.
Further, by specifying the shape of the second reflecting surface, the trapezoidal distortion of the image and the distortion in the second direction are prevented, so that the configuration is simple and the number of parts can be reduced.

本発明の画像形成装置では、前記第1の反射面の形状は、平面であり、
前記第1の反射面の回動中心軸を中心とする振れ角は、一定であることが好ましい。
これにより、より簡易な構成で、画像の台形歪みおよび第2の方向の歪みを防止することができる。
本発明の画像形成装置では、前記第2の反射面の角速度は、一定であることが好ましい。
これにより、より簡易な構成で、画像の台形歪みおよび第2の方向の歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus of the present invention, the shape of the first reflecting surface is a plane,
It is preferable that a deflection angle around the rotation center axis of the first reflecting surface is constant.
Thereby, the trapezoidal distortion of the image and the distortion in the second direction can be prevented with a simpler configuration.
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, it is preferable that the angular velocity of the second reflecting surface is constant.
Thereby, the trapezoidal distortion of the image and the distortion in the second direction can be prevented with a simpler configuration.

本発明の画像形成装置では、前記第2の反射面は、前記第2の反射面の回動中心軸から離間した位置に設けられていることが好ましい。
これにより、より簡易な構成で、画像の台形歪みおよび第2の方向の歪みを防止することができる。
本発明の画像形成装置では、前記第2の反射面の回動中心軸に対して垂直な断面での前記第2の反射面の曲率は、該第2の反射面に沿って変化していることが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に、画像の第2の方向の歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, it is preferable that the second reflecting surface is provided at a position separated from a rotation center axis of the second reflecting surface.
Thereby, the trapezoidal distortion of the image and the distortion in the second direction can be prevented with a simpler configuration.
In the image forming apparatus of the present invention, the curvature of the second reflecting surface in a cross section perpendicular to the rotation center axis of the second reflecting surface changes along the second reflecting surface. It is preferable.
Thereby, the distortion of the image in the second direction can be prevented more easily and reliably.

本発明の画像形成装置では、前記第2の反射面は、凹状に湾曲した湾曲凹面の部位を有し、
前記第2の反射面の回動中心軸に対して垂直な断面での前記湾曲凹面の部位の曲率は、該湾曲凹面に沿って変化していることが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に、画像の第2の方向の歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus of the present invention, the second reflecting surface has a curved concave surface portion curved in a concave shape,
It is preferable that the curvature of the curved concave surface in a cross section perpendicular to the rotation center axis of the second reflecting surface changes along the curved concave surface.
Thereby, the distortion of the image in the second direction can be prevented more easily and reliably.

本発明の画像形成装置では、前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、前記第2の反射面上に、前記第1の反射面で反射した光が2次元的に走査されるよう構成されており、
前記投影面上の画像を描画する描画領域における前記湾曲凹面に対応する領域のうち、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も長い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置から、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も短い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置に向って、前記曲率が漸増していることが好ましい。
これにより、さらに確実に、画像の第2の方向の歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, when light emitted from the light emitting unit is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in a light emitting state in which light is emitted from the light emitting unit, correspondingly, The light reflected by the first reflecting surface is two-dimensionally scanned on the second reflecting surface,
The curve corresponding to the position in the second direction having the longest distance in the second direction from the image forming apparatus among the areas corresponding to the curved concave surface in the drawing area for drawing the image on the projection surface. The curvature gradually increases from the position on the concave surface toward the position on the curved concave surface corresponding to the position in the second direction with the shortest distance in the second direction from the image forming apparatus. Preferably it is.
Thereby, the distortion of the image in the second direction can be more reliably prevented.

本発明の画像形成装置では、前記第2の反射面は、凸状に湾曲した湾曲凸面の部位を有し、
前記第2の反射面の回動中心軸に対して垂直な断面での前記湾曲凸面の部位の曲率は、該湾曲凸面に沿って変化していることが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に、画像の第2の方向の歪みを防止することができる。
本発明の画像形成装置では、前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、前記第2の反射面上に、前記第1の反射面で反射した光が2次元的に走査されるよう構成されており、
前記投影面上の画像を描画する描画領域における前記湾曲凸面に対応する領域のうち、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も短い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置から、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も長い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置に向って、前記曲率が漸増していることが好ましい。
これにより、さらに確実に、画像の第2の方向の歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus of the present invention, the second reflecting surface has a curved convex surface portion curved in a convex shape.
It is preferable that a curvature of a portion of the curved convex surface in a cross section perpendicular to the rotation central axis of the second reflecting surface changes along the curved convex surface.
Thereby, the distortion of the image in the second direction can be prevented more easily and reliably.
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, when light emitted from the light emitting unit is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in a light emitting state in which light is emitted from the light emitting unit, correspondingly, The light reflected by the first reflecting surface is two-dimensionally scanned on the second reflecting surface,
Of the region corresponding to the curved convex surface in the drawing region for drawing the image on the projection surface, the curve corresponding to the position in the second direction with the shortest distance in the second direction from the image forming apparatus. The curvature gradually increases from the position on the convex surface toward the position on the curved convex surface corresponding to the position in the second direction with the longest distance in the second direction from the image forming apparatus. Preferably it is.
Thereby, the distortion of the image in the second direction can be more reliably prevented.

本発明の画像形成装置では、前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に対して垂直な断面での前記第2の反射面の曲率は、前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に沿って変化していることが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
本発明の画像形成装置では、前記第2の反射面は、凹状に湾曲した湾曲凹面の部位を有し、
前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に対して垂直な断面での前記湾曲凹面の部位の曲率は、前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に沿って変化していることが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the curvature of the second reflecting surface in a cross section perpendicular to the direction on the second reflecting surface corresponding to the second direction is the second direction. It is preferable to change along the direction on the corresponding second reflecting surface.
Thereby, the trapezoid distortion of an image can be prevented more easily and reliably.
In the image forming apparatus of the present invention, the second reflecting surface has a curved concave surface portion curved in a concave shape,
The curvature of the curved concave surface in a cross section perpendicular to the direction on the second reflecting surface corresponding to the second direction is on the second reflecting surface corresponding to the second direction. It is preferable that it is changing along the direction.
Thereby, the trapezoid distortion of an image can be prevented more easily and reliably.

本発明の画像形成装置では、前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、前記第2の反射面上に、前記第1の反射面で反射した光が2次元的に走査されるよう構成されており、
前記投影面上の画像を描画する描画領域における前記湾曲凹面に対応する領域のうち、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も短い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置から、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も長い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置に向って、前記曲率が漸増していることが好ましい。
これにより、さらに確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, when light emitted from the light emitting unit is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in a light emitting state in which light is emitted from the light emitting unit, correspondingly, The light reflected by the first reflecting surface is two-dimensionally scanned on the second reflecting surface,
The curve corresponding to the position in the second direction with the shortest distance in the second direction from the image forming apparatus among the areas corresponding to the curved concave surface in the drawing area for drawing the image on the projection surface. The curvature gradually increases from the position on the concave surface toward the position on the curved concave surface corresponding to the position in the second direction with the longest distance in the second direction from the image forming apparatus. Preferably it is.
Thereby, the trapezoidal distortion of the image can be prevented more reliably.

本発明の画像形成装置では、前記第2の反射面は、凸状に湾曲した湾曲凸面の部位を有し、
前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に対して垂直な断面での前記湾曲凸面の部位の曲率は、前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に沿って変化していることが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus of the present invention, the second reflecting surface has a curved convex surface portion curved in a convex shape.
The curvature of the curved convex surface in a cross section perpendicular to the direction on the second reflecting surface corresponding to the second direction is on the second reflecting surface corresponding to the second direction. It is preferable that it is changing along the direction.
Thereby, the trapezoid distortion of an image can be prevented more easily and reliably.

本発明の画像形成装置では、前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、前記第2の反射面上に、前記第1の反射面で反射した光が2次元的に走査されるよう構成されており、
前記投影面上の画像を描画する描画領域における前記湾曲凸面に対応する領域のうち、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も長い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置から、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も短い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置に向って、前記曲率が漸増していることが好ましい。
これにより、さらに確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, when light emitted from the light emitting unit is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in a light emitting state in which light is emitted from the light emitting unit, correspondingly, The light reflected by the first reflecting surface is two-dimensionally scanned on the second reflecting surface,
The curve corresponding to the position in the second direction with the longest distance in the second direction from the image forming apparatus among the areas corresponding to the curved convex surface in the drawing area for drawing the image on the projection surface. The curvature gradually increases from the position on the convex surface toward the position on the curved convex surface corresponding to the position in the second direction with the shortest distance in the second direction from the image forming apparatus. Preferably it is.
Thereby, the trapezoidal distortion of the image can be prevented more reliably.

本発明の画像形成装置では、前記光走査部は、回動可能に設けられ、前記第1の反射面を有する可動板と、前記可動板を回動可能に支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する連結部と、前記可動板を回動させる駆動手段とを備えるアクチュエーターと、
前記第2の反射面を有するガルバノミラーとを備えることが好ましい。
これにより、エネルギー効率が良く、また、より確実に、時間開口率を高くしつつ、画像の台形歪みおよび第2の方向の歪みを防止することができる。
本発明の画像形成装置では、前記投影面を有するスクリーンを備えることが好ましい。
これにより、画像の視認性が向上する。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the optical scanning unit is rotatably provided, has a movable plate having the first reflecting surface, a support unit that rotatably supports the movable plate, and the movable plate. And an actuator comprising: a connecting portion that connects the support portion; and a driving means that rotates the movable plate;
It is preferable to include a galvanometer mirror having the second reflecting surface.
Thereby, it is possible to prevent trapezoidal distortion and distortion in the second direction of the image with high energy efficiency and more reliably increasing the time aperture ratio.
The image forming apparatus of the present invention preferably includes a screen having the projection surface.
Thereby, the visibility of an image improves.

本発明の画像形成装置の第1実施形態を示す図である。1 is a diagram illustrating a first embodiment of an image forming apparatus of the present invention. 図1に示す画像形成装置のアクチュエーターを示す模式的斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing an actuator of the image forming apparatus shown in FIG. 1. 図1に示す画像形成装置のアクチュエーターの駆動を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing driving of an actuator of the image forming apparatus shown in FIG. 1. 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーを示す図である。It is a figure which shows the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 図1に示す画像形成装置の作動制御部、光走査部および光源ユニットを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an operation control unit, an optical scanning unit, and a light source unit of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1. 図1に示す画像形成装置の動作等を説明するための図である(aは、側面図、bは、正面図、cは、底面図)。FIG. 2 is a diagram for explaining an operation and the like of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1 (a is a side view, b is a front view, and c is a bottom view). 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの一例を示す図である(aは、平面図、bおよびcは、断面図)。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a galvanometer mirror of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1 (a is a plan view, and b and c are cross-sectional views). 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの他の例を示す図である(aは、平面図、bおよびcは、断面図)。It is a figure which shows the other example of the mirror of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (a is a top view, b and c are sectional drawings). 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図である(aは、側面図、bは、正面図)。2A and 2B are diagrams for explaining a shape of a mirror of a galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (a is a side view, and b is a front view). 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図である(aは、側面図、bは、正面図)。2A and 2B are diagrams for explaining a shape of a mirror of a galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (a is a side view, and b is a front view). 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図である(aは、側面図、bは、正面図)。2A and 2B are diagrams for explaining a shape of a mirror of a galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (a is a side view, and b is a front view). 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図である(aは、側面図、bは、正面図)。2A and 2B are diagrams for explaining a shape of a mirror of a galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (a is a side view, and b is a front view). 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図である(aは、側面図、bは、正面図)。2A and 2B are diagrams for explaining a shape of a mirror of a galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (a is a side view, and b is a front view). 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーを示す図である。It is a figure which shows the mirror of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーおよびアクチュエーターの可動板を示す図である(aは、最近距離走査時、bは、最遠距離走査時)。FIG. 2 is a diagram showing a mirror of a galvano mirror and a movable plate of an actuator of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (a is the closest distance scan, and b is the farthest distance scan). 本発明の画像形成装置の第2実施形態を示す図である(aは、側面図、bは、正面図)。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the image forming apparatus of this invention (a is a side view, b is a front view). 図16に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの一例を示す図である(aは、平面図、bおよびcは、断面図)。It is a figure which shows an example of the mirror of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 16 (a is a top view, b and c are sectional drawings). 図16に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの他の例を示す図である(aは、平面図、bおよびcは、断面図)。It is a figure which shows the other example of the mirror of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 16 (a is a top view, b and c are sectional drawings). 従来のスキャンプロジェクターの動作を説明するための図である(aは、側面図、bは、正面図)。It is a figure for demonstrating operation | movement of the conventional scan projector (a is a side view, b is a front view). 従来のスキャンプロジェクターの動作を説明するための図である(aは、側面図、bは、正面図)。It is a figure for demonstrating operation | movement of the conventional scan projector (a is a side view, b is a front view).

以下、本発明の画像形成装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、代表的に、第1の方向を「水平方向」、第2の方向を「垂直方向」として説明を行う。
<第1実施形態>
まず、本発明の画像形成装置の第1実施形態について説明する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an image forming apparatus of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the first direction is typically described as “horizontal direction” and the second direction as “vertical direction”.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.

図1は、本発明の画像形成装置の第1実施形態を示す図、図2は、図1に示す画像形成装置のアクチュエーターを示す模式的斜視図、図3は、図1に示す画像形成装置のアクチュエーターの駆動を示す模式的断面図、図4は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーを示す図、図5は、図1に示す画像形成装置の作動制御部、光走査部および光源ユニットを示すブロック図である。また、図6は、図1に示す画像形成装置の動作等を説明するための図であり、図6(a)は、側面図、図6(b)は、投影面を対象とした場合の正面図、図6(c)は、底面図である。また、図7は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの一例を示す図であり、図7(a)は、平面図、図7(b)は、図7(a)中のA−A線での断面図、図7(c)は、図7(a)中のB−B線での断面図である。また、図8は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの他の例を示す図であり、図8(a)は、平面図、図8(b)は、図8(a)中のC−C線での断面図、図8(c)は、図8(a)中のD−D線での断面図である。また、図9は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図であり、図9(a)は、側面図、図9(b)は、投影面を対象とした場合の正面図である。また、図10は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図であり、図10(a)は、側面図、図10(b)は、投影面を対象とした場合の正面図である。また、図11は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図であり、図11(a)は、側面図、図11(b)は、投影面を対象とした場合の正面図である。また、図12は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図であり、図12(a)は、側面図、図12(b)は、投影面を対象とした場合の正面図である。また、図13は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの形状を説明するための図であり、図13(a)は、側面図、図13(b)は、投影面を対象とした場合の正面図である。また、図14は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーを示す図である。また、図15は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーおよびアクチュエーターの可動板を示す図であり、図15(a)は、最近距離走査時を示す図、図15(b)は、最遠距離走査時を示す図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図2、図3、図6〜図15中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
1 is a diagram illustrating a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating an actuator of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1, and FIG. 3 is an image forming apparatus illustrated in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a galvano mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an operation control unit, an optical scanning unit, and a light source of the image forming apparatus shown in FIG. It is a block diagram which shows a unit. 6 is a diagram for explaining the operation and the like of the image forming apparatus shown in FIG. 1. FIG. 6 (a) is a side view, and FIG. 6 (b) is for a projection plane. FIG. 6C is a bottom view of the front view. 7 is a diagram illustrating an example of a mirror of the galvanometer mirror of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1. FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a diagram in FIG. FIG. 7C is a sectional view taken along line AA, and FIG. 7C is a sectional view taken along line BB in FIG. 8 is a diagram showing another example of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1, in which FIG. 8 (a) is a plan view, and FIG. 8 (b) is FIG. 8 (a). FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line D-D in FIG. 8A. FIG. 9 is a diagram for explaining the shape of the mirror of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1. FIG. 9 (a) is a side view, and FIG. 9 (b) is a projection plane. FIG. 10 is a diagram for explaining the shape of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1, FIG. 10 (a) is a side view, and FIG. 10 (b) is a projection plane. FIG. 11 is a diagram for explaining the shape of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1, in which FIG. 11 (a) is a side view and FIG. 11 (b) is a projection surface. FIG. 12 is a diagram for explaining the shape of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1, FIG. 12 (a) is a side view, and FIG. 12 (b) is a projection plane. FIG. 13 is a diagram for explaining the shape of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1. FIG. 13 (a) is a side view, and FIG. 13 (b) is a projection surface. FIG. FIG. 14 is a view showing a mirror of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 15 is a diagram showing the mirror of the galvano mirror and the movable plate of the actuator of the image forming apparatus shown in FIG. 1. FIG. 15 (a) is a diagram showing the closest distance scanning, and FIG. It is a figure which shows the time of farthest distance scanning.
In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 2, 3, and 6 to 15 is referred to as “upper”, the lower side as “lower”, the right side as “right”, and the left side as “left”.

図1に示すように、画像形成装置1は、スクリーン(対象物)2と、スクリーン2上に光を走査して画像(映像)を形成(描画)(投影)する画像形成装置本体3とを有している。以下、これらについて、順次説明する。
スクリーン2の画像形成装置本体3側の表面は、画像形成装置本体3によって光が走査される光走査面、すなわち、投影面21を構成している。この投影面21には、画像形成装置本体3により光が走査されることで、静止画や動画等の所定の画像が描画される。このようなスクリーン2を用いることにより、画像の視認性が向上する。
As shown in FIG. 1, an image forming apparatus 1 includes a screen (object) 2 and an image forming apparatus main body 3 that scans light on the screen 2 to form (draw) (project) an image (video). Have. Hereinafter, these will be sequentially described.
The surface of the screen 2 on the image forming apparatus main body 3 side constitutes an optical scanning surface on which light is scanned by the image forming apparatus main body 3, that is, a projection surface 21. A predetermined image such as a still image or a moving image is drawn on the projection surface 21 by scanning light with the image forming apparatus main body 3. By using such a screen 2, the visibility of the image is improved.

スクリーン2の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、アクリル系樹脂、ABS樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   The constituent material of the screen 2 is not particularly limited, and for example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyamide, acrylic resin, ABS resin, fluorine resin, epoxy resin, silicone resin, or these are mainly used. Copolymers, blends, polymer alloys and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination.

次に、画像形成装置本体3について説明する。
図1に示すように、画像形成装置本体3は、光を出射する光源ユニット(光出射部)4と、投影面21に対して光源ユニット4から出射した光を走査する光走査部5と、光源ユニット4および光走査部5の作動(駆動)を制御する作動制御装置(制御手段)8とを有している。
Next, the image forming apparatus main body 3 will be described.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus main body 3 includes a light source unit (light emitting unit) 4 that emits light, a light scanning unit 5 that scans light emitted from the light source unit 4 with respect to the projection surface 21, and It has an operation control device (control means) 8 for controlling the operation (drive) of the light source unit 4 and the optical scanning unit 5.

図1に示すように、光源ユニット4は、各色のレーザー光源41r、41g、41bと、各色のレーザー光源41r、41g、41bに対応して設けられたコリメーターレンズ42r、42g、42bおよびダイクロイックミラー43r、43g、43bとを備えている。
図5に示すように、各色のレーザー光源41r、41g、41bは、それぞれ、駆動回路410r、410g、410bと、赤色の光源420r、緑色の光源420g、青色の光源420bとを有しており、図1に示すように、赤色、緑色および青色のレーザー光RR、GG、BBを射出する。レーザー光RR、GG、BBは、それぞれ、作動制御装置8の後述する光源変調部84から送信される駆動信号に対応して変調された状態で射出され、コリメート光学素子であるコリメーターレンズ42r、42g、42bによって平行化されて細いビームとされる。
As shown in FIG. 1, the light source unit 4 includes laser light sources 41r, 41g, 41b for each color, collimator lenses 42r, 42g, 42b and dichroic mirrors provided corresponding to the laser light sources 41r, 41g, 41b for each color. 43r, 43g, 43b.
As shown in FIG. 5, each color laser light source 41r, 41g, 41b has drive circuits 410r, 410g, 410b, a red light source 420r, a green light source 420g, and a blue light source 420b, respectively. As shown in FIG. 1, red, green, and blue laser beams RR, GG, and BB are emitted. The laser beams RR, GG, and BB are emitted in a modulated state corresponding to drive signals transmitted from a light source modulation unit 84 (to be described later) of the operation control device 8, and collimator lenses 42r that are collimating optical elements, The beams are collimated by 42g and 42b to form a thin beam.

ダイクロイックミラー43r、43g、43bは、それぞれ、赤色レーザー光RR、緑色レーザー光GG、青色レーザー光BBを反射する特性を有し、各色のレーザー光RR、GG、BBを結合して1つのレーザー光(光)LLを射出する。
なお、コリメーターレンズ42r、42g、42bに代えてコリメーターミラーを用いることができ、この場合も、平行光束の細いビームを形成することができる。また、各色のレーザー光源41r、41g、41bから平行光束が射出される場合、コリメーターレンズ42r、42g、42bは、省略することができる。さらに、レーザー光源41r、41g、41bについては、同様の光束を発生する発光ダイオード等の光源に置換することができる。また、図1の各色のレーザー光源41r、41g、41b、コリメーターレンズ42r、42g、42b、及びダイクロイックミラー43r、43g、43bの順番はあくまで1例であり、各色の組み合わせ(赤色はレーザー光源41r、コリメーターレンズ42r、ダイクロイックミラー43r、緑色はレーザー光源41g、コリメーターレンズ42g、ダイクロイックミラー43g、青色はレーザー光源41b、コリメーターレンズ42b、ダイクロイックミラー43b)を保持したままその順序は自由に設定できる。例えば、光走査部5に近い順に、青色、赤色、緑色という組み合わせも可能である。
The dichroic mirrors 43r, 43g, and 43b have characteristics of reflecting the red laser beam RR, the green laser beam GG, and the blue laser beam BB, respectively, and combine the laser beams RR, GG, and BB of the respective colors into one laser beam. (Light) LL is emitted.
A collimator mirror can be used in place of the collimator lenses 42r, 42g, and 42b. In this case as well, a narrow beam of parallel light beams can be formed. Further, when parallel light beams are emitted from the laser light sources 41r, 41g, and 41b of the respective colors, the collimator lenses 42r, 42g, and 42b can be omitted. Further, the laser light sources 41r, 41g, and 41b can be replaced with light sources such as light emitting diodes that generate similar light beams. In addition, the order of the laser light sources 41r, 41g, 41b, the collimator lenses 42r, 42g, 42b, and the dichroic mirrors 43r, 43g, 43b in FIG. , Collimator lens 42r, dichroic mirror 43r, green is laser light source 41g, collimator lens 42g, dichroic mirror 43g, blue is laser light source 41b, collimator lens 42b, dichroic mirror 43b) and the order is freely set it can. For example, a combination of blue, red, and green is also possible in the order closer to the optical scanning unit 5.

次に、光走査部5について説明する。
光走査部5は、光源ユニット4から出射したレーザー光LLを投影面21に対し、水平方向(第1の方向)に走査(水平走査:主走査)すると共に、水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向(第1の方向に直交する第2の方向)に走査(垂直走査:副走査)することで2次元的に走査するものである。この光走査部5は、光源ユニット4から出射したレーザー光LLを投影面21に対し、水平方向に走査する水平走査用ミラーであるアクチュエーター(第1の方向走査部)51と、アクチュエーター51の後述する可動板511a(光反射部511eの反射面)の角度(挙動)を検出する角度検出手段(挙動検出手段)52と、光源ユニット4から出射したレーザー光LLを投影面21に対し、垂直方向に走査する垂直走査用ミラーであるガルバノミラー(第2の方向走査部)12と、ガルバノミラー12の後述するミラー121(ミラー121の反射面125)の角度(挙動)を検出する角度検出手段(挙動検出手段)13とを有している。
Next, the optical scanning unit 5 will be described.
The optical scanning unit 5 scans the laser light LL emitted from the light source unit 4 in the horizontal direction (first direction) with respect to the projection surface 21 (horizontal scanning: main scanning) and is slower than the horizontal scanning speed. Two-dimensional scanning is performed by scanning (vertical scanning: sub-scanning) in the vertical direction (second direction orthogonal to the first direction) at the scanning speed. The optical scanning unit 5 includes an actuator (first direction scanning unit) 51 that is a horizontal scanning mirror that scans the projection surface 21 with the laser light LL emitted from the light source unit 4 in the horizontal direction, and an actuator 51 described later. The angle detection means (behavior detection means) 52 for detecting the angle (behavior) of the movable plate 511a (reflection surface of the light reflecting portion 511e), and the laser light LL emitted from the light source unit 4 in the direction perpendicular to the projection plane 21 Angle detecting means for detecting the angle (behavior) of a galvano mirror (second direction scanning unit) 12 that is a vertical scanning mirror that scans the mirror and a mirror 121 (reflecting surface 125 of the mirror 121) described later of the galvano mirror 12 ( Behavior detecting means) 13.

図2に示すように、アクチュエーター51は、いわゆる共振駆動される形態のもの(共振を利用したもの)で、いわゆる1自由度振動系のものであり、基体511と、基体511の下面に対向するよう設けられた対向基板513と、基体511と対向基板513との間に設けられたスペーサー部材512とを有している。
基体511は、可動板511aと、可動板511aを回動可能に支持する支持部511bと、可動板511aと支持部511bとを連結する1対の連結部511c、511dとを有している。
As shown in FIG. 2, the actuator 51 is a so-called resonance driven type (using resonance), and is a so-called one-degree-of-freedom vibration system, and faces the base 511 and the lower surface of the base 511. And a spacer member 512 provided between the base body 511 and the counter substrate 513.
The base 511 includes a movable plate 511a, a support portion 511b that rotatably supports the movable plate 511a, and a pair of connecting portions 511c and 511d that connect the movable plate 511a and the support portion 511b.

可動板511aは、その平面視にて、略長方形状をなしている。このような可動板511aの上面には、光反射性を有する光反射部(ミラー)511eが設けられている。光反射部511eの表面(上面)は、光を反射する反射面(第1の反射面)を構成し、その形状は、平面(平面状)である。光反射部511eは、例えば、Al、Ni等の金属膜で構成されている。また、可動板511aの下面には、永久磁石514が設けられている。   The movable plate 511a has a substantially rectangular shape in plan view. A light reflecting portion (mirror) 511e having light reflectivity is provided on the upper surface of the movable plate 511a. The surface (upper surface) of the light reflecting portion 511e constitutes a reflecting surface (first reflecting surface) that reflects light, and the shape thereof is a plane (planar shape). The light reflecting portion 511e is made of a metal film such as Al or Ni, for example. A permanent magnet 514 is provided on the lower surface of the movable plate 511a.

支持部511bは、可動板511aの平面視にて、可動板511aの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部511bは、枠状をなしていて、その内側に可動板511aが位置している。
連結部511cは、可動板511aの左側にて、可動板511aと支持部511bとを連結し、連結部511dは、可動板511aの右側にて、可動板511aと支持部511bとを連結している。
The support portion 511b is provided so as to surround the outer periphery of the movable plate 511a in a plan view of the movable plate 511a. That is, the support portion 511b has a frame shape, and the movable plate 511a is located inside thereof.
The connecting portion 511c connects the movable plate 511a and the support portion 511b on the left side of the movable plate 511a, and the connecting portion 511d connects the movable plate 511a and the support portion 511b on the right side of the movable plate 511a. Yes.

連結部511c、511dは、それぞれ、長手形状をなしている。また、連結部511c、511dは、それぞれ、弾性変形可能である。このような1対の連結部511c、511dは、互いに同軸的に設けられており、この軸(以下「回動中心軸J」と言う)を中心(回動中心)として、可動板511aが支持部511bに対して回動する。
このような基体511は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板511aと支持部511bと連結部511c、511dとが一体的に形成されている。このように、シリコンを主材料とすることにより、優れた回動特性を実現できるとともに、優れた耐久性を発揮することができる。また、微細な処理(加工)が可能であり、アクチュエーター51の小型化を図ることができる。
Each of the connecting portions 511c and 511d has a longitudinal shape. Further, each of the connecting portions 511c and 511d can be elastically deformed. The pair of connecting portions 511c and 511d are provided coaxially with each other, and the movable plate 511a supports the shaft (hereinafter referred to as “rotation center axis J”) as a center (rotation center). It rotates with respect to the part 511b.
Such a substrate 511 is made of, for example, silicon as a main material, and a movable plate 511a, a support portion 511b, and connection portions 511c and 511d are integrally formed. As described above, by using silicon as a main material, it is possible to realize excellent rotation characteristics and to exhibit excellent durability. Further, fine processing (processing) is possible, and the actuator 51 can be downsized.

スペーサー部材512は、枠状をなしていて、その上面が基体511の下面と接合している。また、スペーサー部材512は、可動板511aの平面視にて、支持部511bの形状とほぼ等しくなっている。このようなスペーサー部材512は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、シリコン、SiOなどで構成されている。
なお、スペーサー部材512と基体511との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤等の別部材を介して接合してもよいし、スペーサー部材512の構成材料などによっては陽極接合などを用いてもよい。
The spacer member 512 has a frame shape, and its upper surface is joined to the lower surface of the base 511. The spacer member 512 is substantially equal to the shape of the support portion 511b in the plan view of the movable plate 511a. Such a spacer member 512 is made of, for example, various glasses, various ceramics, silicon, SiO 2 or the like.
The method for joining the spacer member 512 and the substrate 511 is not particularly limited. For example, the spacer member 512 may be joined via another member such as an adhesive, or anodic bonding may be used depending on the constituent material of the spacer member 512. May be used.

対向基板513は、スペーサー部材512と同様に、例えば、各種ガラス、シリコン、SiOなどで構成されている。このような対向基板513の上面であって、可動板511aと対向する部位には、コイル515が設けられている。
永久磁石514は、板棒状をなしていて、可動板511aの下面に沿って設けられている。このような永久磁石514は、可動板511aの平面視にて、回動中心軸(第1の回動中心軸)Jに対して直交する方向に磁化(着磁)されている。すなわち、永久磁石514は、両極(S極、N極)を結んだ線分が、回動中心軸Jに対して直交するよう設けられている。図3に示すように、本実施形態では、回動中心軸Jの左側がN極、右側がS極となっている。
Similar to the spacer member 512, the counter substrate 513 is made of, for example, various types of glass, silicon, SiO 2 or the like. A coil 515 is provided on the upper surface of the counter substrate 513 and on a portion facing the movable plate 511a.
The permanent magnet 514 has a plate bar shape and is provided along the lower surface of the movable plate 511a. Such a permanent magnet 514 is magnetized (magnetized) in a direction orthogonal to the rotation center axis (first rotation center axis) J in a plan view of the movable plate 511a. That is, the permanent magnet 514 is provided so that a line segment connecting both poles (S pole and N pole) is orthogonal to the rotation center axis J. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the left side of the rotation center axis J is an N pole, and the right side is an S pole.

このような永久磁石514としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
コイル515は、可動板511aの平面視にて、永久磁石514の外周を囲むように設けられている。
また、アクチュエーター51は、コイル515に電圧を印加する電圧印加手段(駆動回路)516を有している。電圧印加手段516は、印加する電圧の電圧値や周波数等の各条件を調整(変更)し得るように構成されている。この電圧印加手段516、コイル515および永久磁石514等により、可動板511aを回動させる駆動手段517が構成される。
The permanent magnet 514 is not particularly limited, and for example, a neodymium magnet, a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet, an alnico magnet, or the like can be used.
The coil 515 is provided so as to surround the outer periphery of the permanent magnet 514 in a plan view of the movable plate 511a.
In addition, the actuator 51 includes voltage application means (drive circuit) 516 that applies a voltage to the coil 515. The voltage application unit 516 is configured to be able to adjust (change) each condition such as the voltage value and frequency of the voltage to be applied. The voltage applying unit 516, the coil 515, the permanent magnet 514, and the like constitute a driving unit 517 that rotates the movable plate 511a.

コイル515には、作動制御装置8の制御により、電圧印加手段516から所定の電圧が印加され、所定の電流が流れる。
例えば、作動制御装置8の制御により、電圧印加手段516からコイル515に交番電圧を印加すると、それに応じて電流が流れ、可動板511aの厚さ方向(図3中上下方向)の磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り換わる。すなわち、コイル515の上側付近がS極、下側付近がN極となる状態Aと、コイル515の上側付近がN極、下側付近がS極となる状態Bとが交互に切り換わる。
A predetermined voltage is applied to the coil 515 from the voltage applying unit 516 under the control of the operation control device 8, and a predetermined current flows.
For example, when an alternating voltage is applied from the voltage application unit 516 to the coil 515 under the control of the operation control device 8, a current flows accordingly, and a magnetic field in the thickness direction of the movable plate 511a (up and down direction in FIG. 3) is generated. And the direction of the magnetic field is periodically switched. That is, a state A in which the vicinity of the upper side of the coil 515 is the S pole and the vicinity of the lower side is an N pole, and a state B in which the vicinity of the upper side of the coil 515 is the N pole and the vicinity of the lower side is an S pole are alternately switched.

状態Aでは、図3(a)に示すように、永久磁石514の右側が、コイル515への通電により発生する磁界との反発力により上側へ変位するとともに、永久磁石514の左側が、前記磁界との吸引力により下側へ変位する。これにより、可動板511aが反時計回りに回動して傾斜する。
反対に、状態Bでは、図3(b)に示すように、永久磁石514の右側が下側へ変位するとともに、永久磁石514の左側が上側へ変位する。これにより、可動板511aが時計回りに回動して傾斜する。
このような状態Aと状態Bとを交互に繰り返すことにより、連結部511c、511dを捩り変形させながら、可動板511aが回動中心軸Jまわりに回動(振動)する。
In the state A, as shown in FIG. 3A, the right side of the permanent magnet 514 is displaced upward by a repulsive force with the magnetic field generated by energizing the coil 515, and the left side of the permanent magnet 514 is the magnetic field. It is displaced downward by the suction force. Thereby, the movable plate 511a rotates counterclockwise and tilts.
On the contrary, in the state B, as shown in FIG. 3B, the right side of the permanent magnet 514 is displaced downward and the left side of the permanent magnet 514 is displaced upward. As a result, the movable plate 511a rotates clockwise and tilts.
By alternately repeating the state A and the state B, the movable plate 511a rotates (vibrates) around the rotation center axis J while twisting and deforming the connecting portions 511c and 511d.

また、作動制御装置8の制御により、電圧印加手段516からコイル515に印加する電圧を調整することにより、流れる電流を調整することができ、これにより、可動板511a(光反射部511eの反射面)の回動中心軸Jを中心とする振れ角(振幅)を調整することができる。本実施形態では、前記可動板511aの振れ角が一定になるようにする。なお、前記振れ角とは、可動板511aが時計回り(所定方向)に回動したときの最大角度と、それに続いて反時計回り(前記と逆方向)に回動したときの最大角度との差である。
なお、このようなアクチュエーター51の構成としては、可動板511aを回動させることができれば、特に限定されず、例えば、駆動方式については、コイル515と永久磁石514とを用いた電磁駆動に代えて、例えば、圧電素子を用いた圧電駆動や静電引力を用いた静電駆動としてもよい。
Also, the current applied can be adjusted by adjusting the voltage applied from the voltage application means 516 to the coil 515 under the control of the operation control device 8, whereby the movable plate 511 a (the reflecting surface of the light reflecting portion 511 e). The swing angle (amplitude) about the rotation center axis J) can be adjusted. In the present embodiment, the deflection angle of the movable plate 511a is made constant. The deflection angle is a maximum angle when the movable plate 511a rotates clockwise (predetermined direction) and a maximum angle when the movable plate 511a subsequently rotates counterclockwise (opposite direction). It is a difference.
The configuration of the actuator 51 is not particularly limited as long as the movable plate 511a can be rotated. For example, the driving method is replaced with electromagnetic driving using the coil 515 and the permanent magnet 514. For example, piezoelectric driving using a piezoelectric element or electrostatic driving using electrostatic attraction may be used.

図4に示すように、ガルバノミラー12は、表面に光を反射する反射面(第2の反射面)125を有し、回動中心軸(第2の回動中心軸)Jaを中心に回動可能に設けられたミラー121と、ミラー121を回動させるモーター(駆動源)122およびモーター122の駆動回路123を有する駆動手段124とを備えている。このガルバノミラー12は、駆動回路123によりモーター122が正転と反転とを交互に繰り返し、これにより、ミラー121が回動中心軸Jaまわりに回動(振動)する。なお、ミラー121の反射面125の形状は、後に詳述する。   As shown in FIG. 4, the galvanometer mirror 12 has a reflection surface (second reflection surface) 125 that reflects light on the surface, and rotates around a rotation center axis (second rotation center axis) Ja. A mirror 121 provided so as to be movable, and a driving means 124 having a motor (driving source) 122 for rotating the mirror 121 and a driving circuit 123 for the motor 122 are provided. In the galvano mirror 12, the motor 122 repeats forward rotation and reverse rotation alternately by the drive circuit 123, whereby the mirror 121 rotates (vibrates) around the rotation center axis Ja. The shape of the reflection surface 125 of the mirror 121 will be described in detail later.

図1に示すように、アクチュエーター51と、ガルバノミラー12とは、互いの回動中心軸J、Jaが直交するように設けられている。アクチュエーター51と、ガルバノミラー12とをこのように設けることにより、投影面21に対し、光源ユニット4から出射したレーザー光LLを2次元的に(互いに直交する2方向に)走査することができる。これにより、比較的簡単な構成で、投影面21に2次元画像を描画することができる。   As shown in FIG. 1, the actuator 51 and the galvanometer mirror 12 are provided so that their rotation center axes J and Ja are orthogonal to each other. By providing the actuator 51 and the galvanometer mirror 12 in this manner, the laser light LL emitted from the light source unit 4 can be scanned two-dimensionally (in two directions orthogonal to each other) on the projection plane 21. Thereby, a two-dimensional image can be drawn on the projection surface 21 with a relatively simple configuration.

光源ユニット4から出射した光は、アクチュエーター51の光反射部511eの反射面で反射し、次いで、ガルバノミラー12のミラー121の反射面125で反射し、スクリーン2の投影面21に投射(照射)される。そして、光反射部511eを回動させると共に(同時に)、その角速度(速度)よりも遅い角速度でミラー121を回動させることにより、光源ユニット4から出射したレーザー光LLは、投影面21に対し、水平方向に走査される共に(同時に)、その水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向に走査される。これにより、光源ユニット4から出射したレーザー光LLは、投影面21に対し、2次元的に走査され、投影面21に画像が描画される。   The light emitted from the light source unit 4 is reflected by the reflecting surface of the light reflecting portion 511e of the actuator 51, then reflected by the reflecting surface 125 of the mirror 121 of the galvanometer mirror 12, and projected (irradiated) on the projection surface 21 of the screen 2. Is done. Then, while rotating the light reflecting portion 511e (simultaneously) and rotating the mirror 121 at an angular velocity slower than the angular velocity (speed), the laser light LL emitted from the light source unit 4 is directed to the projection surface 21. In addition to being scanned in the horizontal direction (simultaneously), it is scanned in the vertical direction at a scanning speed slower than the horizontal scanning speed. Thereby, the laser beam LL emitted from the light source unit 4 is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface 21, and an image is drawn on the projection surface 21.

次に、アクチュエーター51の可動板511a(光反射部511eの反射面)の角度を検出する角度検出手段52について説明する。
図2に示すように、角度検出手段52は、アクチュエーター51の連結部321c上に設けられた圧電素子521と、圧電素子521から発生する起電力を検出する起電力検出部522と、起電力検出部522の検出結果に基づいて可動板511aの角度(挙動)を求める(検知する)角度検知部(挙動検知部)523とを有している。
Next, the angle detection means 52 for detecting the angle of the movable plate 511a (the reflection surface of the light reflecting portion 511e) of the actuator 51 will be described.
As shown in FIG. 2, the angle detection means 52 includes a piezoelectric element 521 provided on the connecting portion 321 c of the actuator 51, an electromotive force detection unit 522 that detects an electromotive force generated from the piezoelectric element 521, and an electromotive force detection. And an angle detection unit (behavior detection unit) 523 that obtains (detects) an angle (behavior) of the movable plate 511a based on the detection result of the unit 522.

圧電素子521は、可動板511aの回動に伴って連結部511cが捩り変形すると、それに伴って変形する。圧電素子521は、外力が付与されていない自然状態から変形すると、その変形量に応じた大きさの起電力を発生する性質を有しているため、角度検知部523は、起電力検出部522で検出された起電力の大きさに基づいて、連結部511cの捩れの程度を求め、さらに、その捩れの程度から可動板511a(光反射部511eの反射面)の角度(回動角)を求める。また、角度検知部523は、可動板511aの回動中心軸Jを中心とする振れ角を求める。この可動板511aの角度および振れ角の情報を含む信号は、角度検知部523から作動制御装置8に送信される。   When the connecting portion 511c is torsionally deformed as the movable plate 511a rotates, the piezoelectric element 521 is deformed accordingly. When the piezoelectric element 521 is deformed from a natural state to which no external force is applied, the piezoelectric element 521 has a property of generating an electromotive force having a magnitude corresponding to the deformation amount. Therefore, the angle detection unit 523 includes the electromotive force detection unit 522. The degree of twist of the connecting portion 511c is obtained on the basis of the magnitude of the electromotive force detected in Step 1, and the angle (rotation angle) of the movable plate 511a (the reflection surface of the light reflecting portion 511e) is determined from the degree of twist. Ask. In addition, the angle detection unit 523 obtains a deflection angle around the rotation center axis J of the movable plate 511a. A signal including information on the angle and deflection angle of the movable plate 511 a is transmitted from the angle detection unit 523 to the operation control device 8.

なお、前記検出する可動板511aの角度は、アクチュエーター51のいずれの状態のときを基準(角度が0°)としたときの角度に設定してもよく、例えば、アクチュエーター51の初期状態(コイル515に電圧が印加されていない状態)のときを基準(角度が0°)としたときの角度に設定することができる。
また、前記可動板511aの角度の検出は、リアルタイムで(連続的に)行ってもよく、また、間欠的に行ってもよい。また、角度検出手段52としては、可動板511aの角度を検出することができれば、本実施形態のような圧電素子を用いたものに限定されないことは、言うまでもない。
Note that the angle of the movable plate 511a to be detected may be set to an angle based on any state of the actuator 51 (the angle is 0 °). For example, the initial state of the actuator 51 (coil 515). The angle when the voltage is not applied to the reference (angle 0 °) can be set.
Further, the detection of the angle of the movable plate 511a may be performed in real time (continuously) or intermittently. Needless to say, the angle detection means 52 is not limited to the one using the piezoelectric element as in the present embodiment as long as the angle of the movable plate 511a can be detected.

次に、ガルバノミラー12のミラー121(ミラー121の反射面125)の角度を検出する角度検出手段13について説明する。
図4に示すように、角度検出手段13は、ガルバノミラー12に設けられたエンコーダー131と、エンコーダー131から送出される信号を受信し、その信号に含まれる情報に基づいてミラー121の角度(挙動)を求める(検知する)角度検知部(挙動検知部)132とを有している。
Next, the angle detection means 13 for detecting the angle of the mirror 121 of the galvanometer mirror 12 (the reflection surface 125 of the mirror 121) will be described.
As shown in FIG. 4, the angle detection means 13 receives an encoder 131 provided in the galvano mirror 12 and a signal sent from the encoder 131, and the angle (behavior) of the mirror 121 based on information included in the signal. And an angle detection unit (behavior detection unit) 132 for (detecting).

駆動手段124の作動によりミラー121が回動すると、それに応じて、エンコーダー131から角度検知部132に信号が送信される。角度検知部132は、エンコーダー131から送信される信号に含まれる情報に基づいて、ミラー121の角度(回動角)を求める。このミラー121の角度の情報を含む信号は、角度検知部132から作動制御装置8に送信される。   When the mirror 121 is rotated by the operation of the driving unit 124, a signal is transmitted from the encoder 131 to the angle detection unit 132 accordingly. The angle detection unit 132 obtains the angle (rotation angle) of the mirror 121 based on information included in the signal transmitted from the encoder 131. A signal including information on the angle of the mirror 121 is transmitted from the angle detection unit 132 to the operation control device 8.

なお、前記検出するミラー121の角度は、ガルバノミラー12のいずれの状態のときを基準(角度が0°)としたときの角度に設定してもよい。
また、前記ミラー121の角度の検出は、リアルタイムで(連続的に)行ってもよく、また、間欠的に行ってもよい。また、角度検出手段13としては、ミラー121の角度を検出することができれば、本実施形態のようなエンコーダーを用いたものに限定されないことは、言うまでもない。
The angle of the mirror 121 to be detected may be set to an angle when any state of the galvano mirror 12 is used as a reference (angle is 0 °).
The angle of the mirror 121 may be detected in real time (continuously) or intermittently. Needless to say, the angle detection means 13 is not limited to the one using the encoder as in the present embodiment as long as the angle of the mirror 121 can be detected.

次に、作動制御装置8について説明する。
図5に示すように、作動制御装置8は、画像を描画する際に用いられる映像データ(画像データ)を記憶する映像データ記憶部(映像データ記憶手段)81と、映像データ演算部82と、描画タイミング生成部83と、光源変調部(光変調部)84と、振れ角指示部(振幅指示部)85と、角度指示部86とを有している。なお、作動制御装置8の詳細な説明は、後述する画像形成装置1の動作の説明とともに行う。
この画像形成装置1では、光走査部5のガルバノミラー12は、回動中心軸Jaの方向から見たとき、ミラー121(反射面125)が回動することにより、可動板511aの光反射部511eの反射面で反射したレーザー光(光)LLの反射面125への照射位置が変化するよう構成されている。
Next, the operation control device 8 will be described.
As shown in FIG. 5, the operation control device 8 includes a video data storage unit (video data storage unit) 81 that stores video data (image data) used when drawing an image, a video data calculation unit 82, A drawing timing generation unit 83, a light source modulation unit (light modulation unit) 84, a deflection angle instruction unit (amplitude instruction unit) 85, and an angle instruction unit 86 are provided. The detailed description of the operation control device 8 will be made together with the description of the operation of the image forming apparatus 1 described later.
In this image forming apparatus 1, the galvanometer mirror 12 of the optical scanning unit 5 is rotated by the mirror 121 (reflection surface 125) when viewed from the direction of the rotation center axis Ja, so that the light reflection unit of the movable plate 511 a is rotated. The irradiation position of the laser beam (light) LL reflected by the reflecting surface 511e to the reflecting surface 125 is changed.

本実施形態では、図15に示すように、反射面125は、回動中心軸Jaから離間した位置に設けられており、これにより、ミラー121が回動することにより、光反射部511eの反射面で反射したレーザー光LLの反射面125への照射位置が変化するようになっている。例えば、描画領域142のうちのミラー121の反射面125からの垂直方向の距離が最も短い(近い)部位を通るように、水平方向にレーザー光LLを走査するときは、図15(a)に示すように、レーザー光LLは、反射面125の一方(図15中の右上)の端部に照射され、反射する。一方、描画領域142のうちのミラー121の反射面125からの垂直方向の距離が最も長い(遠い)部位を通るように、水平方向にレーザー光LLを走査するときは、図15(b)に示すように、レーザー光LLは、反射面125の他方(図15中の左下)の端部に照射され、反射する。すなわち、本実施形態では、光源ユニット4からレーザー光LLを出射した光出射状態で、光源ユニット4から出射されたレーザー光LLを投影面21に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、反射面125上に、光反射部511eの反射面で反射したレーザー光LLが2次元的に走査されるよう構成されている。また、ミラー121(反射面125)の角速度は、一定にする。
なお、回動中心軸Jaの反射面125からの離間距離は、特に限定されず、例えば、反射面125上でのレーザー光LLのスポットサイズ、垂直方向の解像度等の諸条件に応じて、適宜設定することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, the reflection surface 125 is provided at a position separated from the rotation center axis Ja, whereby the mirror 121 rotates to reflect the light reflection portion 511 e. The irradiation position of the laser beam LL reflected by the surface to the reflection surface 125 changes. For example, when the laser beam LL is scanned in the horizontal direction so that the vertical distance from the reflecting surface 125 of the mirror 121 in the drawing area 142 passes through the shortest (near) part, the scanning direction shown in FIG. As shown, the laser beam LL is irradiated and reflected on one end (upper right in FIG. 15) of the reflection surface 125. On the other hand, when the laser beam LL is scanned in the horizontal direction so that the vertical distance from the reflecting surface 125 of the mirror 121 in the drawing area 142 passes through the longest (far) part, the laser beam LL is scanned as shown in FIG. As shown, the laser beam LL is irradiated to the other end (lower left in FIG. 15) of the reflection surface 125 and reflected. That is, in the present embodiment, when the laser light LL emitted from the light source unit 4 is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface 21 in the light emission state in which the laser light LL is emitted from the light source unit 4, it corresponds to that. Thus, the laser beam LL reflected by the reflecting surface of the light reflecting portion 511e is scanned two-dimensionally on the reflecting surface 125. Further, the angular velocity of the mirror 121 (reflection surface 125) is made constant.
The separation distance of the rotation center axis Ja from the reflecting surface 125 is not particularly limited, and is appropriately determined according to various conditions such as the spot size of the laser beam LL on the reflecting surface 125 and the vertical resolution. Can be set.

図6に示すように、ミラー121の反射面125は、光源ユニット4からレーザー光(光)LLを出射した光出射状態(以下、単に「光出射状態」とも言う)で、光源ユニット4から出射されたレーザー光LLを投影面21に対して2次元的に走査したとき、投影面21上でのレーザー光LLの水平方向の振れ幅(以下、単に「レーザー光(光)LLの振れ幅」とも言う)が、垂直方向に沿って一定になるような曲面形状を有している。特に、本実施形態では、可動板511aの回動中心軸Jを中心とする振れ角(以下、単に「可動板511aの振れ角」とも言う)が一定であるので、反射面125は、光出射状態で、かつ可動板511aの振れ角を一定にした状態で、光源ユニット4から出射されたレーザー光LLを投影面21に対して2次元的に走査したとき、レーザー光LLの振れ幅が、垂直方向に沿って一定になるような曲面形状を有している。これにより、簡易が構成で、時間開口率(画像の描画を行う期間の割合)を高くしつつ、画像の台形歪み(水平方向の歪み)(第1の方向の歪み)を防止することができる。   As shown in FIG. 6, the reflecting surface 125 of the mirror 121 is emitted from the light source unit 4 in a light emitting state in which laser light (light) LL is emitted from the light source unit 4 (hereinafter also simply referred to as “light emitting state”). When the projected laser beam LL is scanned two-dimensionally with respect to the projection plane 21, the horizontal deflection width of the laser beam LL on the projection plane 21 (hereinafter simply referred to as "the deflection width of the laser beam (light) LL"). Also has a curved surface shape that is constant along the vertical direction. In particular, in this embodiment, since the deflection angle around the rotation center axis J of the movable plate 511a (hereinafter, also simply referred to as “the deflection angle of the movable plate 511a”) is constant, the reflecting surface 125 is configured to emit light. When the laser beam LL emitted from the light source unit 4 is two-dimensionally scanned with respect to the projection surface 21 in a state where the deflection angle of the movable plate 511a is constant, the deflection width of the laser beam LL is: It has a curved surface shape that is constant along the vertical direction. Accordingly, the configuration is simple, and the trapezoidal distortion (distortion in the horizontal direction) (distortion in the first direction) of the image can be prevented while increasing the time aperture ratio (ratio of the period during which the image is drawn). .

なお、前記振れ幅とは、光出射状態で、可動板511aが時計回り(所定方向)に最大角度まで回動したときの投影面21上でのレーザー光LLの位置と、それに続いて可動板511aが反時計回り(前記と逆方向)に最大角度まで回動したときの投影面21上でのレーザー光LLの位置との水平方向の距離(間隔)、すなわち、図6に示すように、光出射状態でそのレーザー光LLを投影面21上に2次元的に走査したときの、投影面21上でのレーザー光LLの軌跡である複数の描画ライン(走査ライン)141のそれぞれの水平方向の長さである。   The deflection width is the position of the laser beam LL on the projection surface 21 when the movable plate 511a is rotated clockwise (predetermined direction) to the maximum angle in the light emitting state, and subsequently the movable plate. The horizontal distance (interval) from the position of the laser beam LL on the projection plane 21 when 511a is rotated counterclockwise (in the opposite direction) to the maximum angle, that is, as shown in FIG. When the laser beam LL is two-dimensionally scanned on the projection surface 21 in the light emitting state, the horizontal direction of each of a plurality of drawing lines (scanning lines) 141 that are the locus of the laser beam LL on the projection surface 21 Is the length of

また、図6に示すように、ミラー121の反射面125は、光出射状態で、光源ユニット4から出射されたレーザー光LLを投影面21に対して2次元的に走査したとき、投影面21上の垂直方向に沿って並ぶ描画ライン(走査ライン)141の間隔が一定になるような曲面形状を有している。特に、本実施形態では、ミラー121の角速度が一定であるので、反射面125は、光出射状態で、かつミラー121の角速度を一定にした状態で、光源ユニット4から出射されたレーザー光LLを投影面21に対して2次元的に走査したとき、描画ライン141の間隔が一定になるような曲面形状を有している。これにより、簡易な構成で、容易かつ確実に、画像の垂直方向の歪み(第2の方向の歪み)を防止することができる。
また、画像形成装置1は、垂直方向(第2の方向)の走査(以下、単に「垂直走査」とも言う)を往路のみで行い、その垂直走査の往路において、水平方向(第1の方向)の走査(以下、単に「水平走査」とも言う)を往路および復路のそれぞれで行って画像を描画するよう構成されている。
Further, as shown in FIG. 6, the reflection surface 125 of the mirror 121 is in the light emission state, and when the laser light LL emitted from the light source unit 4 is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface 21, the projection surface 21. It has a curved surface shape such that the interval between drawing lines (scanning lines) 141 arranged along the upper vertical direction is constant. In particular, in this embodiment, since the angular velocity of the mirror 121 is constant, the reflecting surface 125 emits the laser light LL emitted from the light source unit 4 in a light emitting state and in a state where the angular velocity of the mirror 121 is constant. When the projection surface 21 is scanned two-dimensionally, it has a curved surface shape such that the interval between the drawing lines 141 is constant. Accordingly, it is possible to easily and surely prevent distortion in the vertical direction of the image (distortion in the second direction) with a simple configuration.
Further, the image forming apparatus 1 performs scanning in the vertical direction (second direction) (hereinafter also simply referred to as “vertical scanning”) only in the forward path, and in the horizontal path (first direction) in the forward path of the vertical scanning. This scanning (hereinafter also simply referred to as “horizontal scanning”) is performed in each of the forward path and the backward path to draw an image.

光出射状態で光源ユニット4から出射されたレーザー光LLを投影面21上に2次元的に走査したときの、投影面21上でのレーザー光LLの軌跡は、ジグザグ状になる。すなわち、複数の描画ライン141は、ジグザグに配置される。各描画ライン141のうち、左側の端部および右側端部は、それぞれ、ミラー121の角速度(速度)が小さく、描画に適さず、このため、その左側の端部および右側端部を除いて、画像を描画する領域である描画領域142を設定する。この描画領域142は、投影面21上に、例えば、長方形(正方形を含む)をなすように設定される。そして、前述したように、描画領域142において、上側から奇数番目の各描画ライン141について、隣り合う描画ライン141同士の垂直方向の間隔が一定になり、同様に、上側から偶数番目の各描画ライン141について、隣り合う描画ライン141同士の垂直方向の間隔が一定になる。   When the laser light LL emitted from the light source unit 4 in the light emission state is scanned two-dimensionally on the projection surface 21, the locus of the laser light LL on the projection surface 21 is zigzag. That is, the plurality of drawing lines 141 are arranged in a zigzag manner. Of each drawing line 141, the left end portion and the right end portion each have a small angular velocity (speed) of the mirror 121 and are not suitable for drawing. Therefore, except for the left end portion and the right end portion, A drawing area 142, which is an area for drawing an image, is set. The drawing area 142 is set on the projection plane 21 so as to form, for example, a rectangle (including a square). As described above, in the drawing area 142, the vertical intervals between the adjacent drawing lines 141 are constant for the odd-numbered drawing lines 141 from the upper side, and similarly, the even-numbered drawing lines from the upper side. For 141, the vertical interval between adjacent drawing lines 141 is constant.

なお、光出射状態で光源ユニット4から出射されたレーザー光LLを投影面21に対して2次元的に走査したとき、投影面21上の画像が描画される領域(レーザー光LLが走査される領域)は、すべての部位が描画に適しているか否かは別として、画像の描画が可能であり、その領域を「描画可能領域」と言う。また、描画可能領域に対応する反射面125上での領域(描画で使用する可能性のある領域)を「使用可能領域」と言う。   In addition, when the laser light LL emitted from the light source unit 4 in the light emission state is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface 21, the region on which the image on the projection surface 21 is drawn (the laser light LL is scanned). With regard to (region), it is possible to draw an image regardless of whether or not all parts are suitable for drawing, and the region is referred to as a “drawable region”. An area on the reflecting surface 125 corresponding to the drawable area (an area that may be used for drawing) is referred to as a “usable area”.

次に、スクリーン2の投影面21上に画像を描画する際の画像形成装置1の動作(作用)について説明する。
まず、図5に示すように、画像形成装置本体3に映像データが入力される。入力された映像データは、映像データ記憶部81に一時的に記憶され、その映像データ記憶部81から読み出され、その映像データを用いて画像の描画が行われる。この場合、映像データのすべてが映像データ記憶部81に記憶された後に、画像の描画を開始してもよく、また、映像データの一部が映像データ記憶部81に記憶された後に、画像の描画を開始し、その画像の描画と並行して続きの映像データを映像データ記憶部81に記憶するようにしてもよい。
Next, the operation (action) of the image forming apparatus 1 when an image is drawn on the projection surface 21 of the screen 2 will be described.
First, as shown in FIG. 5, video data is input to the image forming apparatus main body 3. The input video data is temporarily stored in the video data storage unit 81, read from the video data storage unit 81, and an image is drawn using the video data. In this case, the drawing of the image may be started after all of the video data is stored in the video data storage unit 81, and after a part of the video data is stored in the video data storage unit 81, Drawing may be started, and the subsequent video data may be stored in the video data storage unit 81 in parallel with the drawing of the image.

映像データの一部が映像データ記憶部81に記憶された後に画像の描画を開始する場合は、初めに、好ましくは、少なくとも1フレーム分、より好ましくは、2フレーム分以上(例えば、2フレーム分)の映像データを映像データ記憶部81に記憶し、その後に画像の描画を開始する。
描画タイミング生成部83では、描画タイミング情報が生成され、その描画タイミング情報は、映像データ演算部82に送出される。描画タイミング情報には、描画を行うタイミングの情報等が含まれる。
In the case where drawing of an image is started after a part of the video data is stored in the video data storage unit 81, it is preferably at least one frame, more preferably two frames or more (for example, two frames). ) Is stored in the video data storage unit 81, and then image drawing is started.
The drawing timing generation unit 83 generates drawing timing information, and the drawing timing information is sent to the video data calculation unit 82. The drawing timing information includes drawing timing information and the like.

映像データ演算部82は、描画タイミング生成部83から入力された描画タイミング情報に基づいて、映像データ記憶部81から描画する画素に対応する映像データを読み出し、各種の補正演算等を行った後、各色の輝度データを光源変調部84に送出する。
光源変調部84は、映像データ演算部82から入力された各色の輝度データに基づいて、各駆動回路410r、410g、410bを介して各光源420r、420g、420bの変調を行う。すなわち、各光源420r、420g、420bのオン/オフや、出力の調整(増減)等を行う。
Based on the drawing timing information input from the drawing timing generation unit 83, the video data calculation unit 82 reads the video data corresponding to the pixel to be drawn from the video data storage unit 81, performs various correction calculations, and the like. The luminance data of each color is sent to the light source modulator 84.
The light source modulation unit 84 modulates the light sources 420r, 420g, and 420b via the drive circuits 410r, 410g, and 410b based on the luminance data of each color input from the video data calculation unit 82. That is, the light sources 420r, 420g, and 420b are turned on / off, the output is adjusted (increased / decreased), and the like.

アクチュエーター51側の角度検出手段52は、その可動板511aの角度および振れ角を検出し、その角度および振れ角の情報(可動板511aの角度情報)を作動制御装置8の描画タイミング生成部83および振れ角指示部85に送出する。また、ガルバノミラー12側の角度検出手段13は、そのミラー121の角度を検出し、その角度の情報(ミラー121の角度情報)を作動制御装置8の角度指示部86に送出する。   The angle detection means 52 on the actuator 51 side detects the angle and swing angle of the movable plate 511a, and uses the angle and swing angle information (angle information of the movable plate 511a) as the drawing timing generation unit 83 of the operation control device 8 and This is sent to the deflection angle instruction unit 85. Further, the angle detection means 13 on the galvano mirror 12 side detects the angle of the mirror 121 and sends the angle information (angle information of the mirror 121) to the angle instruction unit 86 of the operation control device 8.

角度指示部86では、角度検出手段13から入力されたミラー121の角度の情報に基づいて、ミラー121の角速度が所定値(一定値)となるように、ガルバノミラー12の駆動手段124に駆動データを送出する。駆動手段124は、前記駆動データに基づいて、モーター122を駆動し、これにより、ミラー121の角速度は、前記所定値になる。
また、振れ角指示部85では、角度検出手段52から入力された可動板511aの振れ角の情報に基づいて、可動板511aの振れ角が所定値(一定値)となるように、アクチュエーター51の駆動手段517に駆動データを送出する。駆動手段517は、前記駆動データに基づいて、コイル515に電圧を印加して電流を流し、所定の磁界を発生させる。これにより、可動板511aの振れ角は、前記所定値になる。このようにして、ミラー121の角速度が常に一定値になるようにガルバノミラー12の駆動を制御し、かつ可動板511aの振れ角が常に一定値になるようにアクチュエーター51の駆動を制御しつつ、描画領域142の各描画ライン141上に、順次、レーザー光LLを走査し、画像を描画してゆく。
以上のようにして、各フレームについて、それぞれ、例えば、左上から描画を開始し、ジグザグに右下まで描画する。
Based on the angle information of the mirror 121 input from the angle detection unit 13, the angle instruction unit 86 supplies drive data to the drive unit 124 of the galvano mirror 12 so that the angular velocity of the mirror 121 becomes a predetermined value (a constant value). Is sent out. The driving unit 124 drives the motor 122 based on the driving data, and thereby the angular velocity of the mirror 121 becomes the predetermined value.
In addition, the swing angle instruction unit 85 determines the swing angle of the movable plate 511a based on the information on the swing angle of the movable plate 511a input from the angle detection unit 52 so that the swing angle of the movable plate 511a becomes a predetermined value (a constant value). Drive data is sent to the drive means 517. Based on the driving data, the driving unit 517 applies a voltage to the coil 515 to cause a current to flow, thereby generating a predetermined magnetic field. Thereby, the deflection angle of the movable plate 511a becomes the predetermined value. In this way, the drive of the galvanometer mirror 12 is controlled so that the angular velocity of the mirror 121 is always a constant value, and the drive of the actuator 51 is controlled so that the deflection angle of the movable plate 511a is always a constant value, The laser beam LL is sequentially scanned on each drawing line 141 in the drawing area 142 to draw an image.
As described above, for each frame, for example, drawing is started from the upper left, and drawing is performed zigzag to the lower right.

次に、ミラー121の反射面125の形状について、図7を参照して、さらに詳細に説明する。
まず、図7(c)に示すように、垂直方向に対応する反射面125上での方向(y軸)に対して垂直な断面(図7中のB−B線での断面)(以下「第2の断面」とも言う)での反射面125の曲率(平均値)は、y軸に沿って変化している。すなわち、反射面125の断面として、第2の断面を、y軸に沿って連続的にとり、各第2の断面での反射面125の曲率を比較したとき、その曲率は、y軸に沿って変化している。
Next, the shape of the reflecting surface 125 of the mirror 121 will be described in more detail with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 7C, a cross-section perpendicular to the direction (y-axis) on the reflection surface 125 corresponding to the vertical direction (cross-section along the line BB in FIG. 7) (hereinafter “ The curvature (average value) of the reflecting surface 125 in the second cross section ”) changes along the y-axis. That is, as the cross section of the reflective surface 125, the second cross section is continuously taken along the y axis, and when the curvature of the reflective surface 125 in each second cross section is compared, the curvature is along the y axis. It has changed.

このような反射面125の形態としては、反射面125が、例えば、回動中心軸Jaの方向に沿って凹状に湾曲した湾曲凹面の部位と、回動中心軸Jaの方向に沿って凸状に湾曲した湾曲凸面の部位とのいずれか一方、または、両方を有している場合が挙げられる。
この場合、反射面125のうちの湾曲凹面の部位では、第2の断面での湾曲凹面の部位の曲率は、y軸に沿って変化している。すなわち、描画領域142における反射面125の湾曲凹面に対応する領域のうち、画像形成装置本体3(画像形成装置1)からの垂直方向の距離が最も短い垂直方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置から、画像形成装置本体3からの垂直方向の距離が最も長い垂直方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置に向って、前記曲率が漸増している。
As a form of such a reflecting surface 125, the reflecting surface 125 is, for example, a curved concave surface curved in a concave shape along the direction of the rotation center axis Ja and a convex shape along the direction of the rotation center axis Ja. And the case of having one or both of the curved convex surface portions curved in the above manner.
In this case, in the curved concave surface portion of the reflective surface 125, the curvature of the curved concave surface portion in the second cross section changes along the y-axis. That is, on the curved concave surface corresponding to the vertical position where the distance in the vertical direction from the image forming apparatus main body 3 (image forming apparatus 1) is the shortest among the regions corresponding to the curved concave surface of the reflecting surface 125 in the drawing region 142. The curvature gradually increases from the position at the position toward the position on the curved concave surface corresponding to the position in the vertical direction having the longest vertical distance from the image forming apparatus main body 3.

また、反射面125のうちの湾曲凸面の部位では、第2の断面での湾曲凸面の部位の曲率は、y軸に沿って変化している。すなわち、描画領域142における反射面125の湾曲凸面に対応する領域のうち、画像形成装置本体3(画像形成装置1)からの垂直方向の距離が最も長い垂直方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置から、画像形成装置本体3からの垂直方向の距離が最も短い垂直方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置に向って、前記曲率が漸増している。   Further, in the curved convex surface portion of the reflecting surface 125, the curvature of the curved convex surface portion in the second cross section changes along the y axis. That is, on the curved convex surface corresponding to the vertical position where the vertical distance from the image forming apparatus main body 3 (image forming apparatus 1) is the longest among the regions corresponding to the curved convex surface of the reflecting surface 125 in the drawing region 142. The curvature gradually increases from the position at the position toward the position on the curved convex surface corresponding to the position in the vertical direction where the vertical distance from the image forming apparatus main body 3 is the shortest.

また、図7(b)に示すように、回動中心軸Jaに対して垂直な断面(図7中のA−A線での断面)(以下「第1の断面」とも言う)での反射面125の曲率は、その反射面125に沿って変化している。
このような反射面125の形態としては、反射面125が、例えば、y軸方向に沿って凹状に湾曲した湾曲凹面の部位と、y軸方向に沿って凸状に湾曲した湾曲凸面の部位とのいずれか一方、または、両方を有している場合が挙げられる。
Further, as shown in FIG. 7B, reflection at a cross section (cross section taken along the line AA in FIG. 7) perpendicular to the rotation center axis Ja (hereinafter also referred to as “first cross section”). The curvature of the surface 125 changes along the reflective surface 125.
As a form of such a reflective surface 125, for example, the reflective surface 125 includes a curved concave surface portion curved in a concave shape along the y-axis direction, and a curved convex surface portion curved convexly along the y-axis direction. The case where it has either one or both is mentioned.

この場合、反射面125のうちの湾曲凹面の部位では、第1の断面での湾曲凹面の部位の曲率は、その湾曲凹面に沿って変化している。すなわち、描画領域142における反射面125の湾曲凹面に対応する領域のうち、画像形成装置本体3(画像形成装置1)からの垂直方向の距離が最も長い垂直方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置から、画像形成装置本体3からの垂直方向の距離が最も短い垂直方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置に向って、前記曲率が漸増している。   In this case, in the curved concave surface portion of the reflecting surface 125, the curvature of the curved concave surface portion in the first cross section changes along the curved concave surface. That is, on the curved concave surface corresponding to the vertical position where the distance in the vertical direction from the image forming apparatus main body 3 (image forming apparatus 1) is the longest among the areas corresponding to the curved concave surface of the reflecting surface 125 in the drawing area 142. The curvature gradually increases from the position at the position toward the position on the curved concave surface corresponding to the vertical position where the vertical distance from the image forming apparatus main body 3 is the shortest.

また、反射面125のうちの湾曲凸面の部位では、第1の断面での湾曲凸面の部位の曲率は、その湾曲凸面に沿って変化している。すなわち、描画領域142における反射面125の湾曲凸面に対応する領域のうち、画像形成装置本体3(画像形成装置1)からの垂直方向の距離が最も短い垂直方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置から、画像形成装置本体3からの垂直方向の距離が最も長い垂直方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置に向って、前記曲率が漸増している。   Further, in the curved convex surface portion of the reflecting surface 125, the curvature of the curved convex surface portion in the first cross section changes along the curved convex surface. That is, on the curved convex surface corresponding to the vertical position where the vertical distance from the image forming apparatus main body 3 (image forming apparatus 1) is the shortest among the regions corresponding to the curved convex surface of the reflecting surface 125 in the drawing region 142. The curvature gradually increases from the position at the position toward the position on the curved convex surface corresponding to the position in the vertical direction having the longest vertical distance from the image forming apparatus main body 3.

また、反射面125が湾曲凹面の部位および湾曲凸面の部位を有している場合は、描画領域142における反射面125に対応する領域のうち、画像形成装置本体3(画像形成装置1)からの垂直方向の距離が短い方の位置に対応する反射面125の部位を湾曲凹面とし、長い方の位置に対応する反射面125の部位を湾曲凸面とする。
次に、ミラー121の反射面125の形状を数式を用いて特定する。すなわち、第1の断面での反射面125の各部における法線127と、光反射部511eで反射して反射面125の各部に入射するレーザー光LL(入射光)の光軸71とのなす角(角度)β(図7参照)を表す式を示し、さらに、第2の断面での反射面125の各部における法線127と、垂直方向に対応する反射面125上での方向に延びる直線(後述するy軸に対して平行な直線)61とのなす角(角度)γ(図7参照)を表す式を示し、これにより、反射面125の形状を特定する。
Further, when the reflecting surface 125 has a curved concave surface portion and a curved convex surface portion, the region from the image forming apparatus main body 3 (image forming device 1) out of the region corresponding to the reflecting surface 125 in the drawing region 142. The part of the reflecting surface 125 corresponding to the position with the shorter distance in the vertical direction is the curved concave surface, and the part of the reflecting surface 125 corresponding to the longer position is the curved convex surface.
Next, the shape of the reflecting surface 125 of the mirror 121 is specified using mathematical expressions. That is, the angle formed by the normal 127 in each part of the reflecting surface 125 in the first cross section and the optical axis 71 of the laser beam LL (incident light) reflected by the light reflecting part 511e and incident on each part of the reflecting surface 125. (Angle) β (see FIG. 7) is shown, and a normal line 127 in each part of the reflecting surface 125 in the second section and a straight line extending in a direction on the reflecting surface 125 corresponding to the vertical direction ( An expression representing an angle (angle) γ (see FIG. 7) formed with a straight line 61 parallel to the y-axis described later is shown, and thereby the shape of the reflecting surface 125 is specified.

なお、本実施形態では、投影面21に対し、垂直方向の斜め方向から画像を投影する斜め投射の場合について説明する。また、第1の断面での反射面125の形状については、反射面125が、凸状に湾曲した湾曲凸面の部位を有する場合について説明する。
まず、図6に示すように、投影面21上の描画領域142の垂直方向の長さ(高さ)をD、水平方向の長さ(幅)をW、描画領域142のうちのミラー121の反射面125に最も近い部位とその反射面125との垂直方向の距離をL(Y軸方向を「正」とする)、反射面125と投影面21との距離をH、反射面125と光反射部511eの反射面との距離をhとする。また、図6に示すように、互いに直交するX軸およびY軸を想定し、投影面21上の現在の描画位置の座標を(X,Y)とする(−W/2≦X≦W/2、0≦Y≦D)。なお、Y軸の方向を垂直方向、X軸の方向を水平方向とする。
In the present embodiment, a case of oblique projection in which an image is projected from a diagonal direction on the projection surface 21 will be described. As for the shape of the reflection surface 125 in the first cross section, the case where the reflection surface 125 has a curved convex surface curved in a convex shape will be described.
First, as shown in FIG. 6, the vertical length (height) of the drawing area 142 on the projection surface 21 is D, the horizontal length (width) is W, and the mirror 121 in the drawing area 142 is The distance in the vertical direction between the portion closest to the reflecting surface 125 and the reflecting surface 125 is L (the Y-axis direction is “positive”), the distance between the reflecting surface 125 and the projection surface 21 is H, and the reflecting surface 125 and the light. Let h be the distance from the reflecting surface of the reflecting portion 511e. Further, as shown in FIG. 6, assuming the X axis and the Y axis orthogonal to each other, the coordinates of the current drawing position on the projection surface 21 are (X, Y) (−W / 2 ≦ X ≦ W / 2, 0 ≦ Y ≦ D). The Y-axis direction is the vertical direction, and the X-axis direction is the horizontal direction.

また、描画領域142における垂直方向の描画ライン141の総数(垂直解像度)をVres[ライン]、1つの描画ライン141上にレーザー光LLを走査するときのミラー121の回動角度(角速度)をω[rad/ライン]とする。
また、図7に示すように、描画領域142に対応する反射面125上での領域(描画で使用する領域)である使用領域129の垂直方向に対応する反射面125上での方向の長さ(高さ)をd、使用領域129の水平方向に対応する反射面125上での方向の長さ(幅)をwとする。また、図7に示すように、反射面125側にも、前記X軸およびY軸にそれぞれ対応する互いに直交するx軸およびy軸を想定し、投影面21上の現在の描画位置の座標(X,Y)に対応する反射面125上の座標を(x,y)とする。なお、y軸の方向を、垂直方向に対応する反射面125上での方向、x軸の方向を、水平方向に対応する反射面125上での方向とする。また、図7には、描画領域142に対応する反射面125上での領域(描画で使用する領域)である使用領域129を示す。
Also, the total number (vertical resolution) of the vertical drawing lines 141 in the drawing area 142 is Vres [line], and the rotation angle (angular velocity) of the mirror 121 when scanning the laser light LL on one drawing line 141 is ω. [Rad / line].
Further, as shown in FIG. 7, the length of the direction on the reflection surface 125 corresponding to the vertical direction of the use area 129, which is the area on the reflection surface 125 corresponding to the drawing area 142 (area used for drawing). It is assumed that (height) is d and the length (width) in the direction on the reflecting surface 125 corresponding to the horizontal direction of the use area 129 is w. Further, as shown in FIG. 7, on the reflection surface 125 side, the x-axis and y-axis orthogonal to each other corresponding to the X-axis and Y-axis are assumed, and the coordinates of the current drawing position on the projection surface 21 ( The coordinates on the reflection surface 125 corresponding to (X, Y) are set to (x, y). The y-axis direction is the direction on the reflecting surface 125 corresponding to the vertical direction, and the x-axis direction is the direction on the reflecting surface 125 corresponding to the horizontal direction. Further, FIG. 7 shows a use area 129 that is an area (area used for drawing) on the reflective surface 125 corresponding to the drawing area 142.

また、図14に示すように、角度基準ライン62を設定する。この角度基準ライン62は、第1の断面において、描画領域142のうちのミラー121の反射面125からの垂直方向の距離が最も短い(近い)部位を通るように、水平方向にレーザー光LLを走査しているとき(以下、単に「最近距離走査時」とも言う)における、描画領域142のうちのミラー121の反射面125からの垂直方向の距離が最も長い(遠い)部位を通るように、水平方向にレーザー光LLを走査しているとき(以下、単に「最遠距離走査時」とも言う)に、そのレーザー光LLが走査される反射面125上の部位(以下、単に「最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位」とも言う)と、回動中心軸Jaとを結んだ直線とする。   Further, as shown in FIG. 14, an angle reference line 62 is set. In the first cross section, the angle reference line 62 transmits the laser beam LL in the horizontal direction so that it passes through the portion of the drawing region 142 where the vertical distance from the reflecting surface 125 of the mirror 121 is the shortest (near). When scanning (hereinafter also simply referred to as “recent distance scanning”), the vertical distance from the reflecting surface 125 of the mirror 121 in the drawing region 142 passes through the longest (far) part. When the laser beam LL is scanned in the horizontal direction (hereinafter also simply referred to as “at the farthest distance scan”), a portion on the reflection surface 125 (hereinafter simply referred to as “the farthest distance”). It is also referred to as a “part on the reflecting surface 125 corresponding to the time of scanning”) and a rotation center axis Ja.

また、図7に示すように、描画ライン141の0ライン目を基準ラインとし、nライン目(nは、整数)の描画ライン141上にレーザー光LLを走査し、mドット目(mは整数でx=−w/2)の画素を描画する時、すなわち、ミラー121が、角度基準ライン62上に最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位と回動中心軸Jaとを結んだ直線63が位置している状態(最近距離走査時)からnωの角度だけ回動したとき、反射面125に入射するレーザー光LLの光軸71とその反射面125の交点(反射点)Qの座標を(x,y)とする。なお、交点Qは、実際は、nライン目にレーザー光LLが反射面125上を走査する軌跡上の任意の点で、xは−w/2からw/2の範囲で変化する。 Further, as shown in FIG. 7, the 0th line of the drawing line 141 is used as a reference line, the laser light LL is scanned on the nth line (n is an integer), and the mth dot (m is an integer). X 0 = −w / 2), that is, the mirror 121 connects the portion on the reflection surface 125 corresponding to the farthest distance scanning on the angle reference line 62 and the rotation center axis Ja. The intersection (reflection point) Q of the optical axis 71 of the laser beam LL incident on the reflection surface 125 and the reflection surface 125 when the straight line 63 is rotated by an angle of nω from the state where the straight line 63 is positioned (during the closest distance scan). Is set to (x m , y n ). Incidentally, the intersection point Q is in fact, at any point on the locus of laser light LL scans the reflecting surface 125 on the n-th line, x m varies in the range of -w / 2 of w / 2.

そして、第1の断面における反射面125の座標(x,y)の部位の法線127と、反射面125の座標(x,y)の部位に入射するレーザー光LLの光軸71とのなす角(角度)をβ、第1の断面における反射面125の座標(xm,y)の部位でのレーザー光LLの反射光の光軸72と、投影面21とのなす角(角度)をαとする。また、第2の断面における反射面125の座標(xm,y)の部位の法線127と、垂直方向に対応する反射面125上での方向に延びる直線(y軸に対して平行な直線)61とのなす角(角度)をγとする。
このような条件(前提)において、前記反射面125の座標(xm,y)の部位の法線127と直線61とのなす角(角度)γは、下記式(1)で表される。なお、図7(c)中の反時計回りの方向の角度を「正」とする。
Then, the normal 127 of the part of the coordinate (x m , y n ) of the reflecting surface 125 and the optical axis of the laser beam LL incident on the part of the coordinate (x m , y n ) of the reflecting surface 125 in the first cross section. The angle (angle) formed with 71 is β, and the projection surface 21 forms the optical axis 72 of the reflected light of the laser beam LL at the position of the coordinates (x m , y n ) of the reflecting surface 125 in the first cross section. The angle (angle) is α. In addition, the normal 127 of the part of the coordinate (x m , y n ) of the reflective surface 125 in the second cross section and a straight line (parallel to the y axis) extending in the direction on the reflective surface 125 corresponding to the vertical direction. An angle (angle) formed with the straight line 61 is γ.
Under such conditions (premise), an angle (angle) γ formed by the normal 127 and the straight line 61 at the position of the coordinates (x m , y n ) of the reflecting surface 125 is expressed by the following formula (1). . Note that the angle in the counterclockwise direction in FIG.

Figure 2010204218
Figure 2010204218

また、前記反射面125の座標yの部位でのレーザー光LLの反射光の光軸72と、投影面21とのなす角(角度)αは、下記式(2)で表される。 Further, the optical axis 72 of the reflected light of the laser light LL at a site coordinate y n of the reflecting surface 125, the angle (angle) alpha with the projection surface 21, represented by the following formula (2).

Figure 2010204218
Figure 2010204218

従って、前記反射面125の座標yの部位の法線127と、反射面125の座標yの部位に入射するレーザー光LLの光軸71とのなす角(角度)βは、下記式(3)で表される。 Therefore, the the normal 127 of the site coordinate y n of the reflecting surface 125, the angle between the optical axis 71 of the laser beam LL entering the site coordinates y n of the reflection surface 125 (angle) beta is the following formula ( 3).

Figure 2010204218
Figure 2010204218

ここで、図7(c)に示すように、第2の断面での反射面125の形状が凹状の曲線形状の場合、すなわち、反射面125の形状が凹状の曲面形状の場合は、図7(c)に示される位置でのγは、正の角度となる。
一方、図8(c)に示すように、第2の断面での反射面125の形状が凸状の曲線形状の場合、すなわち、反射面125の形状が凸状の曲面形状の場合は、図8(c)に示される位置でのγは、負の角度となる。
そして、図示しないが、第2の断面での反射面125の形状が直線状の場合は、γは、0°となる。
Here, as shown in FIG. 7C, when the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section is a concave curved shape, that is, when the shape of the reflecting surface 125 is a concave curved shape, FIG. Γ at the position shown in (c) is a positive angle.
On the other hand, as shown in FIG. 8C, when the shape of the reflective surface 125 in the second cross section is a convex curved shape, that is, when the shape of the reflective surface 125 is a convex curved surface shape, Γ at the position indicated by 8 (c) is a negative angle.
Although not shown, when the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section is linear, γ is 0 °.

また、下記式(4)が成り立つ場合は、図9に示すように、描画領域142のうちのミラー121の反射面125からの垂直方向の距離が最も短い(近い)部位を通るように、水平方向にレーザー光LLを走査しているときに、そのレーザー光LLが走査される反射面125上の部位(以下、単に「最近距離走査時に対応する反射面125上の部位」とも言う)の第2の断面での形状は、直線状(平面状)である。また、図10に示すように、最近距離走査時に対応する反射面125上の部位よりも図10中上側の部位の第2の断面での反射面125の形状は、描画領域142のうちのミラー121の反射面125からの垂直方向の距離が最も長い(遠い)部位を通るように、水平方向にレーザー光LLを走査しているときに、そのレーザー光LLが走査される反射面125上の部位(最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位)まで、凹状の曲線形状(曲面形状)である。そして、第2の断面での反射面125の曲率は、最近距離走査時に対応する反射面125上の部位から最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位に向って、漸増している。   Further, when the following formula (4) is satisfied, as shown in FIG. 9, the horizontal direction so that the vertical distance from the reflecting surface 125 of the mirror 121 in the drawing region 142 passes through the shortest (nearest) part. When the laser beam LL is scanned in the direction, the first part of the reflection surface 125 (hereinafter, also simply referred to as “part on the reflection surface 125 corresponding to the closest distance scan”) scanned with the laser beam LL. The shape of the cross section 2 is linear (planar). Further, as shown in FIG. 10, the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section at the upper part in FIG. 10 with respect to the part on the reflecting surface 125 corresponding to the closest distance scan is the mirror in the drawing region 142. When the laser beam LL is scanned in the horizontal direction so that the vertical distance from the 121 reflecting surface 125 passes through the longest (far) part, the laser beam LL is scanned on the reflecting surface 125. It is a concave curve shape (curved surface shape) up to the part (part on the reflection surface 125 corresponding to the farthest distance scanning). The curvature of the reflecting surface 125 in the second cross section gradually increases from the portion on the reflecting surface 125 corresponding to the nearest distance scanning toward the portion on the reflecting surface 125 corresponding to the farthest distance scanning.

Figure 2010204218
Figure 2010204218

また、下記式(5)が成り立つ場合は、第2の断面での反射面125の形状は、最近距離走査時に対応する反射面125上の部位から最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位まで、凹状の曲線形状(曲面形状)であり、第2の断面での反射面125の曲率は、最近距離走査時に対応する反射面125上の部位から最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位に向って、漸増している。   When the following formula (5) is satisfied, the shape of the reflection surface 125 in the second cross section is the same as the shape on the reflection surface 125 corresponding to the farthest distance scanning from the portion on the reflection surface 125 corresponding to the nearest distance scanning. The curved surface shape (curved surface shape) is concave to the part, and the curvature of the reflecting surface 125 in the second cross section is the reflecting surface 125 corresponding to the farthest distance scanning from the part on the reflecting surface 125 corresponding to the nearest distance scanning. It gradually increases toward the upper part.

Figure 2010204218
Figure 2010204218

また、下記式(6)が成り立つ場合は、図12に示すように、最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位の第2の断面での形状は、直線状(平面状)である。また、図11に示すように、最近遠距離走査時に対応する反射面125上の部位よりも図11中下側の部位の第2の断面での反射面125の形状は、最近距離走査時に対応する反射面125上の部位まで、凸状の曲線形状(曲面形状)である。そして、第2の断面での反射面125の曲率は、最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位から最近距離走査時に対応する反射面125上の部位に向って、漸増している。   Further, when the following formula (6) is satisfied, as shown in FIG. 12, the shape of the portion on the reflection surface 125 corresponding to the farthest distance scanning in the second cross section is linear (planar). . Further, as shown in FIG. 11, the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section in the lower part in FIG. 11 than the part on the reflecting surface 125 corresponding to the nearest distance scanning corresponds to the nearest distance scanning. A convex curve shape (curved surface shape) is formed up to a portion on the reflecting surface 125. The curvature of the reflecting surface 125 in the second cross section gradually increases from the portion on the reflecting surface 125 corresponding to the farthest distance scanning toward the portion on the reflecting surface 125 corresponding to the nearest distance scanning.

Figure 2010204218
Figure 2010204218

また、下記式(7)が成り立つ場合は、第2の断面での反射面125の形状は、最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位から最近距離走査時に対応する反射面125上の部位まで、凸状の曲線形状(曲面形状)であり、第2の断面での反射面125の曲率は、最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位から最近距離走査時に対応する反射面125上の部位に向って、漸増している。   When the following expression (7) is satisfied, the shape of the reflection surface 125 in the second cross section is from the portion on the reflection surface 125 corresponding to the farthest distance scanning to the reflection surface 125 corresponding to the nearest distance scanning. Up to a portion, it is a convex curved shape (curved surface shape), and the curvature of the reflecting surface 125 in the second cross section is the reflecting surface corresponding to the nearest distance scanning from the portion on the reflecting surface 125 corresponding to the farthest distance scanning. There is a gradual increase toward the region above 125.

Figure 2010204218
Figure 2010204218

また、下記式(8)が成り立つ場合は、図13に示すように、最近距離走査時に対応する反射面125上の部位と、最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位との間に位置する部位128の第2の断面での形状が直線状(平面状)である。
また、部位128よりも図13中上側の部位の第2の断面での反射面125の形状は、最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位まで、凹状の曲線形状(曲面形状)であり、その第2の断面での反射面125の曲率は、部位128から最遠距離走査時に対応する反射面125上の部位に向って、漸増している。
また、部位128よりも図13中下側の部位の第2の断面での反射面125の形状は、最近距離走査時に対応する反射面125上の部位まで、凸状の曲線形状(曲面形状)であり、その第2の断面での反射面125の曲率は、部位128から最近距離走査時に対応する反射面125上の部位に向って、漸増している。
Further, when the following formula (8) is satisfied, as shown in FIG. 13, between the part on the reflecting surface 125 corresponding to the nearest distance scanning and the part on the reflecting surface 125 corresponding to the farthest distance scanning. The shape in the 2nd cross section of the site | part 128 located is linear (planar shape).
In addition, the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section of the portion above the portion 128 in FIG. 13 is a concave curved shape (curved surface shape) up to the portion on the reflecting surface 125 corresponding to the farthest distance scanning. The curvature of the reflecting surface 125 in the second cross section gradually increases from the portion 128 toward the portion on the reflecting surface 125 corresponding to the farthest distance scanning.
Further, the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section at the lower part in FIG. 13 with respect to the part 128 is a convex curved shape (curved surface shape) up to the part on the reflecting surface 125 corresponding to the nearest distance scanning. The curvature of the reflection surface 125 in the second cross section gradually increases from the portion 128 toward the portion on the reflection surface 125 corresponding to the closest distance scan.

Figure 2010204218
Figure 2010204218

なお、部位128のY座標(Ybase)は、下記式(9)を満たし、Dより小さい正数(0<Ybase<D)である。 The Y coordinate (Y base ) of the part 128 satisfies the following formula (9) and is a positive number smaller than D (0 <Y base <D).

Figure 2010204218
Figure 2010204218

以上説明したように、この画像形成装置1によれば、光出射状態でのレーザー光LLの振れ幅が、垂直方向に沿って一定になるので、非描画領域を非常に小さくすることができ、これによって、時間開口率を高くしつつ、画像の台形歪みを防止することができる。
また、ミラー121に対する複雑な制御が不要になり、容易かつ確実に、画像の垂直方向の歪みを防止することができる。
As described above, according to the image forming apparatus 1, since the fluctuation width of the laser light LL in the light emitting state is constant along the vertical direction, the non-drawing area can be made very small. Thereby, it is possible to prevent the trapezoidal distortion of the image while increasing the time aperture ratio.
Further, complicated control on the mirror 121 is not required, and the distortion of the image in the vertical direction can be prevented easily and reliably.

そして、時間開口率を高くすることができるので、1画素当りの描画時間を長くすることができ、これにより、1画素当りの輝度を高くすることができる。また、レーザー光源41r、41g、41bの変調速度を低くすることができ、レーザー光源41r、41g、41bの変調速度が不足してしまうことを防止することができ、確実に画像を描画することができる。
また、ミラー121の反射面125の形状を特定することで画像の台形歪みおよび垂直方向の歪みを防止するので、構成が簡易であり、部品点数も削減することができる。
Since the time aperture ratio can be increased, the drawing time per pixel can be lengthened, and thereby the luminance per pixel can be increased. In addition, the modulation speed of the laser light sources 41r, 41g, and 41b can be lowered, the modulation speed of the laser light sources 41r, 41g, and 41b can be prevented from being insufficient, and an image can be reliably drawn. it can.
Further, by specifying the shape of the reflecting surface 125 of the mirror 121, trapezoidal distortion and vertical distortion of the image are prevented, so that the configuration is simple and the number of parts can be reduced.

<第2実施形態>
次に、本発明の画像形成装置の第2実施形態について説明する。
図16は、本発明の画像形成装置の第2実施形態を示す図であり、図16(a)は、側面図、図16(b)は、投影面を対象とした場合の正面図である。また、図17は、図16に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの一例を示す図であり、図17(a)は、平面図、図17(b)は、図17(a)中のE−E線での断面図、図17(c)は、図17(a)中のF−F線での断面図である。また、図18は、図16に示す画像形成装置のガルバノミラーのミラーの他の例を示す図であり、図18(a)は、平面図、図18(b)は、図18(a)中のG−G線での断面図、図18(c)は、図18(a)中のH−H線での断面図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図16〜図18中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.
FIG. 16 is a diagram illustrating a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention, in which FIG. 16A is a side view, and FIG. 16B is a front view when a projection surface is targeted. . 17 is a diagram illustrating an example of the galvanometer mirror of the image forming apparatus illustrated in FIG. 16. FIG. 17A is a plan view, and FIG. 17B is a diagram in FIG. FIG. 17C is a cross-sectional view taken along the line E-E, and FIG. 17C is a cross-sectional view taken along the line F-F in FIG. 18 is a view showing another example of the galvanometer mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 16, FIG. 18 (a) is a plan view, and FIG. 18 (b) is a view shown in FIG. 18 (a). FIG. 18C is a cross-sectional view taken along the line H-H in FIG. 18A.
In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 16 to 18 is referred to as “upper”, the lower side is referred to as “lower”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”.

以下、第2実施形態の画像形成装置について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図16に示すように、第2実施形態では、投影面21に対し、正面方向から画像を投影する正投射の場合について説明する。
正投射を行う画像形成装置1は、図6(a)に示す斜め投射を行う画像形成装置1において、投影面21を画像形成装置本体3に対して、図6(a)および図16(a)中の時計回りに90°回転させることで実現することができる。
Hereinafter, the image forming apparatus according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
As shown in FIG. 16, in the second embodiment, a case of normal projection in which an image is projected from the front direction on the projection surface 21 will be described.
The image forming apparatus 1 that performs normal projection is the same as the image forming apparatus 1 that performs oblique projection shown in FIG. ) It can be realized by rotating it 90 ° clockwise.

まず、図16に示すように、ミラー121の反射面125から投影面21に引いた垂線211と投影面21との交点Pと、投影面21上の描画領域142の垂直方向の中心を通り、水平方向に延びる中心線Mとの垂直方向の距離をL1とする。また、図17に示すように、第1の断面における反射面125の座標yの部位でのレーザー光LLの反射光の光軸72と、反射面125から投影面21に引いた垂線211とのなす角(角度)をαとする。
前記αは、下記式(10)で表される。なお、反射光の光軸72が交点Pよりも図17(b)中上側に位置するときのαの角度を「正」、図17(b)中下側に位置するときのαの角度を「負」とする。
First, as shown in FIG. 16, it passes through the intersection P between the perpendicular 211 drawn from the reflection surface 125 of the mirror 121 to the projection surface 21 and the projection surface 21 and the center of the drawing area 142 on the projection surface 21 in the vertical direction. The distance in the vertical direction from the center line M extending in the horizontal direction is L1. Further, as shown in FIG. 17, the optical axis 72 of the reflected light of the laser light LL at a site coordinate y n of the reflecting surface 125 of the first section, a perpendicular 211 drawn on the projection plane 21 from the reflecting surface 125 Let α be the angle formed by.
The α is represented by the following formula (10). Note that the angle α when the optical axis 72 of the reflected light is located on the upper side in FIG. 17B from the intersection P is “positive”, and the angle α when the optical axis 72 is located on the lower side in FIG. “Negative”.

Figure 2010204218
Figure 2010204218

従って、第1の断面における反射面125の座標yの部位の法線127と、反射面125の座標yの部位に入射するレーザー光LLの光軸71とのなす角(角度)βは、下記式(11)で表される。 Thus, a portion of the normal 127 of the coordinate y n of the reflecting surface 125 of the first section, the angle between the optical axis 71 of the laser beam LL entering the site coordinates y n of the reflection surface 125 (angle) beta is Is represented by the following formula (11).

Figure 2010204218
Figure 2010204218

また、γについては、上記式(1)と同様であり、図17(c)に示すように、第2の断面での反射面125の形状が凹状の曲線形状の場合、すなわち、反射面125の形状が凹状の曲面形状の場合は、図17(c)に示される位置でのγは、正の角度となる。また、図18(c)に示すように、第2の断面での反射面125の形状が凸状の曲線形状の場合、すなわち、反射面125の形状が凸状の曲面形状の場合は、図18(c)に示される位置でのγは、負の角度となる。また、図示しないが、第2の断面での反射面125の形状が直線状の場合は、γは、0°となる。
ここで、L1=0、L=−D/2の場合は、投影面21に垂直な正投射となる。
Further, γ is the same as the above formula (1), and as shown in FIG. 17C, when the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section is a concave curved shape, that is, the reflecting surface 125. Is a concave curved surface shape, γ at the position shown in FIG. 17C is a positive angle. Further, as shown in FIG. 18C, when the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section is a convex curved shape, that is, when the shape of the reflecting surface 125 is a convex curved surface shape, Γ at the position shown in 18 (c) is a negative angle. Although not shown, when the shape of the reflecting surface 125 in the second cross section is a straight line, γ is 0 °.
Here, when L1 = 0 and L = −D / 2, normal projection perpendicular to the projection surface 21 is obtained.

また、H=(W−w)・h/wが成り立つ場合は、側面視で(回動中心軸Jaの方向から見たとき)、描画領域142のうちのレーザー光LLの光軸が投影面21に対して垂直となる部位を通るように、水平方向にレーザー光LLを走査しているときに、そのレーザー光LLが走査される反射面125上の部位(以下、単に「中央走査時に対応する反射面125上の部位」とも言う)、すなわち、最近距離走査時に対応する反射面125上の部位の第2の断面での形状は、直線状(平面状)である。   Further, when H = (W−w) · h / w holds, the optical axis of the laser beam LL in the drawing region 142 is the projection plane in a side view (when viewed from the direction of the rotation center axis Ja). When the laser beam LL is scanned in the horizontal direction so as to pass through a region perpendicular to the region 21, the region on the reflection surface 125 on which the laser beam LL is scanned (hereinafter simply referred to as “corresponding to center scanning”). In other words, the shape of the portion on the reflecting surface 125 corresponding to the closest distance scanning is a straight line (planar).

このような第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明の画像形成装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
Also by such 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment can be exhibited.
The image forming apparatus of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is replaced with an arbitrary configuration having the same function. can do. In addition, any other component may be added to the present invention.

また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前記実施形態では、画像形成装置として、スクリーン上に画像を描画するものについて説明したが、本発明では、これに限定されず、例えば、壁などに画像を描画するものであってもよい。
Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
In the above-described embodiment, the image forming apparatus that draws an image on the screen has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the image forming apparatus may draw an image on a wall or the like. .

また、本発明では、スクリーンが構成要素として含まれていなくてもよい。
また、本発明は、投影面に投射した光の反射光を見る構成の装置と、投影面に投射した光の透過光を見る構成の装置、例えば、光拡散板等を用いて透過・拡散光を見るよう構成されている装置のいずれにも適用することができる。
また、前記実施形態では、第1の反射面の回動中心軸を中心とする振れ角は、一定であるが、本発明では、その第1の反射面の振れ角は、一定ではなくてもよく、この場合も、第2の反射面の形状は、光出射状態で、光出射部から出射された光を投影面に対して2次元的に走査したとき、投影面上での光の第1の方向の振れ幅が、第2の方向に沿って一定になる曲面形状とされる。
In the present invention, the screen may not be included as a component.
Further, the present invention provides an apparatus configured to view the reflected light of the light projected on the projection surface and an apparatus configured to view the transmitted light of the light projected onto the projection surface, for example, transmitted / diffused light using a light diffusion plate or the like. It can be applied to any device that is configured to view
In the embodiment, the deflection angle around the rotation center axis of the first reflecting surface is constant. However, in the present invention, the deflection angle of the first reflecting surface is not constant. In this case as well, the shape of the second reflecting surface is such that when the light emitted from the light emitting portion is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in the light emitting state, The runout width in the direction 1 is a curved surface shape that is constant along the second direction.

また、前記実施形態では、第2の反射面の角速度は、一定であるが、本発明では、その第2の反射面の角速度は、一定ではなくてもよい。この場合も、第2の反射面の形状は、光出射状態で、光出射部から出射された光を投影面に対して2次元的に走査したとき、投影面上の第2の方向に沿って並ぶ描画ラインの間隔が一定になるような曲面形状とされる。   In the embodiment, the angular velocity of the second reflecting surface is constant. However, in the present invention, the angular velocity of the second reflecting surface may not be constant. Also in this case, the shape of the second reflecting surface is the same as the second direction on the projection surface when the light emitted from the light emitting portion is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in the light emitting state. The curved surface shape is such that the intervals between the drawn lines are constant.

また、前記実施形態では、光走査部において、第1の方向に走査する第1の方向走査部として、共振駆動される(共振を利用して動作させる)形態のアクチュエーターを用い、第2の方向に走査する第2の方向走査部として、ガルバノミラーを用いたが、本発明では、これに限定されず、第2の方向走査部として、ガルバノミラーに換えて、例えば、ポリゴンミラー、共振駆動される形態のアクチュエーター等を用いてもよい。なお、第2の方向走査部として、共振駆動される形態のアクチュエーターを用いる場合は、第1の反射面と第2の反射面との距離を短くすることが好ましい。   Further, in the above-described embodiment, the optical scanning unit uses an actuator that is resonantly driven (operated using resonance) as the first direction scanning unit that scans in the first direction, and uses the second direction. Although the galvanometer mirror is used as the second direction scanning unit that scans in the second direction, the present invention is not limited to this. For example, a polygon mirror, which is driven by resonance, is used as the second direction scanning unit instead of the galvanometer mirror. A form of actuator or the like may be used. In addition, when using the actuator of the form driven by resonance as a 2nd direction scanning part, it is preferable to shorten the distance of a 1st reflective surface and a 2nd reflective surface.

また、本発明は、垂直走査を往路および復路のそれぞれで行い、その垂直走査の往路および復路のそれぞれにおいて、水平走査を往路および復路のそれぞれで行って画像を描画するよう構成されていてもよい。
また、前記実施形態では、第1の方向を「水平方向」、第2の方向を「垂直方向」としたが、本発明では、これに限らず、例えば、第1の方向を「垂直方向」、第2の方向を「水平方向」としてもよい。
また、前記実施形態では、ダイクロイックミラー43r、43g、43bを用いて、赤色レーザー光RR、緑色レーザー光GG、青色レーザー光BBを結合して1つのレーザー光(光)LLを射出しているが、これに限定されず、例えば、ダイクロイックプリズム等を用いて結合してもよい。
Further, the present invention may be configured to perform vertical scanning in each of the forward path and the backward path, and to draw an image by performing horizontal scanning in each of the forward path and the backward path in each of the vertical scanning. .
In the embodiment, the first direction is the “horizontal direction” and the second direction is the “vertical direction”. However, the present invention is not limited to this. For example, the first direction is the “vertical direction”. The second direction may be the “horizontal direction”.
In the embodiment, the dichroic mirrors 43r, 43g, and 43b are used to combine the red laser light RR, the green laser light GG, and the blue laser light BB to emit one laser light (light) LL. For example, a dichroic prism may be used for coupling.

1……画像形成装置 2……スクリーン 21……投影面 211……垂線 3……画像形成装置本体 4……光源ユニット(光出射部) 41r、41g、41b……レーザー光源 410r、410g、410b……駆動回路 42r、42g、42b……コリメーターレンズ 420r、420g、420b……光源 43r、43g、43b……ダイクロイックミラー 5……光走査部 51……アクチュエーター 511……基体 511a……可動板 511b……支持部 511c、511d……連結部 511e……光反射部 512……スペーサー部材 513……対向基板 514……永久磁石 515……コイル 516……電圧印加手段 517……駆動手段 52……角度検出手段 521……圧電素子 522……起電力検出部 523……角度検知部 300……スキャンプロジェクター 61、63……直線 62……角度基準ライン 71、72……光軸 8……作動制御装置 81……映像データ記憶部 82……映像データ演算部 83……描画タイミング生成部 84……光源変調部 85……振れ角指示部 86……角度指示部 12……ガルバノミラー 121……ミラー 122……モーター 123……駆動回路 124……駆動手段 125……反射面 127……法線 128……部位 129……使用領域 13……角度検出手段 131……エンコーダー 132……角度検知部 141……描画ライン 142……描画領域 143……描画可能領域 LL、RR、GG、BB……レーザー光 J、Ja……回動中心軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 2 ... Screen 21 ... Projection surface 211 ... Perpendicular 3 ... Image forming apparatus main body 4 ... Light source unit (light emission part) 41r, 41g, 41b ... Laser light source 410r, 410g, 410b ...... Drive circuit 42r, 42g, 42b ... Collimator lens 420r, 420g, 420b ... Light source 43r, 43g, 43b ... Dichroic mirror 5 ... Optical scanning section 51 ... Actuator 511 ... Base 511a ... Movable plate 511b ...... Supporting part 511c, 511d ...... Connecting part 511e ...... Light reflecting part 512 ...... Spacer member 513 ...... Opposing substrate 514 ...... Permanent magnet 515 ...... Coil 516 ...... Voltage applying means 517 ...... Driving means 52 ...... ... Angle detection means 521 …… Piezoelectric element 522 …… Electromotive force detection unit 23 …… Angle detection unit 300 …… Scan projector 61, 63 …… Straight line 62 …… Angle reference line 71, 72 …… Optical axis 8 …… Operation control device 81 …… Video data storage unit 82 …… Video data calculation unit 83 …… Drawing timing generation unit 84 …… Light source modulation unit 85 …… Deflection angle instruction unit 86 …… Angle instruction unit 12 …… Galvano mirror 121 …… Mirror 122 …… Motor 123 …… Drive circuit 124 …… Drive means 125 ...... Reflecting surface 127 ...... Normal 128 ...... Part 129 ...... Used area 13 ...... Angle detection means 131 ...... Encoder 132 ...... Angle detector 141 ...... Drawing line 142 ...... Drawing area 143 ...... Drawable area LL, RR, GG, BB ... Laser beam J, Ja ... Rotation center axis

Claims (16)

投影面に対し、光を走査することにより画像を描画するよう構成され、
光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を反射する回動可能に設けられた第1の反射面と、前記第1の反射面で反射した光を前記投影面に向けて反射する回動可能に設けられた第2の反射面とを有し、前記第1の反射面および前記第2の反射面をそれぞれ回動させることにより、前記光出射部から出射された光を、前記投影面に対し、第1の方向に走査すると共に、前記第1の方向の走査速度よりも遅い走査速度で前記第1の方向に直交する第2の方向に走査することで2次元的に走査する光走査部とを備え、
前記第2の反射面の回動中心軸の方向から見たとき、前記第2の反射面が回動することにより、前記第1の反射面で反射した光の前記第2の反射面への照射位置が変化するよう構成されており、
前記第2の反射面は、前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、前記投影面上での光の前記第1の方向の振れ幅が、前記第2の方向に沿って一定になり、前記投影面上の前記第2の方向に沿って並ぶ描画ラインの間隔が一定になるような曲面形状を有していることを特徴とする画像形成装置。
The projection surface is configured to draw an image by scanning light,
A light emitting portion for emitting light;
A first reflection surface that is rotatably provided to reflect light emitted from the light emitting portion, and a rotation member that is capable of reflecting light reflected by the first reflection surface toward the projection surface. The second reflecting surface, and by rotating each of the first reflecting surface and the second reflecting surface, the light emitted from the light emitting unit is directed to the projection surface. An optical scanning unit that scans two-dimensionally by scanning in a first direction and scanning in a second direction orthogonal to the first direction at a scanning speed slower than the scanning speed in the first direction; With
When viewed from the direction of the rotation center axis of the second reflecting surface, the second reflecting surface rotates, so that the light reflected by the first reflecting surface is directed to the second reflecting surface. The irradiation position is configured to change,
The second reflection surface is in a light emitting state in which light is emitted from the light emitting unit, and when the light emitted from the light emitting unit is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface, The fluctuation width of the light in the first direction is constant along the second direction, and the interval between the drawing lines arranged along the second direction on the projection plane is constant. An image forming apparatus having a curved shape.
前記第1の反射面の形状は、平面であり、
前記第1の反射面の回動中心軸を中心とする振れ角は、一定である請求項1に記載の画像形成装置。
The shape of the first reflecting surface is a plane,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a deflection angle of the first reflecting surface about a rotation center axis is constant.
前記第2の反射面の角速度は、一定である請求項1または2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein an angular velocity of the second reflecting surface is constant. 前記第2の反射面は、前記第2の反射面の回動中心軸から離間した位置に設けられている請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。   4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second reflecting surface is provided at a position separated from a rotation center axis of the second reflecting surface. 5. 前記第2の反射面の回動中心軸に対して垂直な断面での前記第2の反射面の曲率は、該第2の反射面に沿って変化している請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。   The curvature of the said 2nd reflective surface in the cross section perpendicular | vertical with respect to the rotation center axis | shaft of a said 2nd reflective surface is changing along this 2nd reflective surface. The image forming apparatus described in 1. 前記第2の反射面は、凹状に湾曲した湾曲凹面の部位を有し、
前記第2の反射面の回動中心軸に対して垂直な断面での前記湾曲凹面の部位の曲率は、該湾曲凹面に沿って変化している請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。
The second reflecting surface has a curved concave surface portion curved in a concave shape,
The image according to any one of claims 1 to 5, wherein a curvature of a portion of the curved concave surface in a cross section perpendicular to the rotation center axis of the second reflecting surface changes along the curved concave surface. Forming equipment.
前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、前記第2の反射面上に、前記第1の反射面で反射した光が2次元的に走査されるよう構成されており、
前記投影面上の画像を描画する描画領域における前記湾曲凹面に対応する領域のうち、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も長い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置から、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も短い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置に向って、前記曲率が漸増している請求項6に記載の画像形成装置。
When light emitted from the light emitting portion is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in a light emitting state where light is emitted from the light emitting portion, the second reflecting surface is In addition, the light reflected by the first reflecting surface is configured to be scanned two-dimensionally,
The curve corresponding to the position in the second direction having the longest distance in the second direction from the image forming apparatus among the areas corresponding to the curved concave surface in the drawing area for drawing the image on the projection surface. The curvature gradually increases from the position on the concave surface toward the position on the curved concave surface corresponding to the position in the second direction with the shortest distance in the second direction from the image forming apparatus. The image forming apparatus according to claim 6.
前記第2の反射面は、凸状に湾曲した湾曲凸面の部位を有し、
前記第2の反射面の回動中心軸に対して垂直な断面での前記湾曲凸面の部位の曲率は、該湾曲凸面に沿って変化している請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成装置。
The second reflecting surface has a curved convex surface curved in a convex shape,
The image according to any one of claims 1 to 7, wherein a curvature of a portion of the curved convex surface in a cross section perpendicular to the rotation center axis of the second reflecting surface changes along the curved convex surface. Forming equipment.
前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、前記第2の反射面上に、前記第1の反射面で反射した光が2次元的に走査されるよう構成されており、
前記投影面上の画像を描画する描画領域における前記湾曲凸面に対応する領域のうち、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も短い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置から、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も長い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置に向って、前記曲率が漸増している請求項8に記載の画像形成装置。
When light emitted from the light emitting portion is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in a light emitting state where light is emitted from the light emitting portion, the second reflecting surface is In addition, the light reflected by the first reflecting surface is configured to be scanned two-dimensionally,
Of the region corresponding to the curved convex surface in the drawing region for drawing the image on the projection surface, the curve corresponding to the position in the second direction with the shortest distance in the second direction from the image forming apparatus. The curvature gradually increases from the position on the convex surface toward the position on the curved convex surface corresponding to the position in the second direction with the longest distance in the second direction from the image forming apparatus. The image forming apparatus according to claim 8.
前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に対して垂直な断面での前記第2の反射面の曲率は、前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に沿って変化している請求項1ないし9のいずれかに記載の画像形成装置。   The curvature of the second reflecting surface in a cross section perpendicular to the direction on the second reflecting surface corresponding to the second direction is the second reflecting surface corresponding to the second direction. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus changes along the above direction. 前記第2の反射面は、凹状に湾曲した湾曲凹面の部位を有し、
前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に対して垂直な断面での前記湾曲凹面の部位の曲率は、前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に沿って変化している請求項1ないし10のいずれかに記載の画像形成装置。
The second reflecting surface has a curved concave surface portion curved in a concave shape,
The curvature of the curved concave surface in a cross section perpendicular to the direction on the second reflecting surface corresponding to the second direction is on the second reflecting surface corresponding to the second direction. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus changes in a direction along the line.
前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、前記第2の反射面上に、前記第1の反射面で反射した光が2次元的に走査されるよう構成されており、
前記投影面上の画像を描画する描画領域における前記湾曲凹面に対応する領域のうち、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も短い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置から、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も長い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凹面上での位置に向って、前記曲率が漸増している請求項11に記載の画像形成装置。
When light emitted from the light emitting portion is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in a light emitting state where light is emitted from the light emitting portion, the second reflecting surface is In addition, the light reflected by the first reflecting surface is configured to be scanned two-dimensionally,
The curve corresponding to the position in the second direction with the shortest distance in the second direction from the image forming apparatus among the areas corresponding to the curved concave surface in the drawing area for drawing the image on the projection surface. The curvature gradually increases from the position on the concave surface toward the position on the curved concave surface corresponding to the position in the second direction with the longest distance in the second direction from the image forming apparatus. The image forming apparatus according to claim 11.
前記第2の反射面は、凸状に湾曲した湾曲凸面の部位を有し、
前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に対して垂直な断面での前記湾曲凸面の部位の曲率は、前記第2の方向に対応する前記第2の反射面上での方向に沿って変化している請求項1ないし12のいずれかに記載の画像形成装置。
The second reflecting surface has a curved convex surface curved in a convex shape,
The curvature of the curved convex surface in a cross section perpendicular to the direction on the second reflecting surface corresponding to the second direction is on the second reflecting surface corresponding to the second direction. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus changes in a direction along the line.
前記光出射部から光を出射した光出射状態で、前記光出射部から出射された光を前記投影面に対して2次元的に走査したとき、それに対応して、前記第2の反射面上に、前記第1の反射面で反射した光が2次元的に走査されるよう構成されており、
前記投影面上の画像を描画する描画領域における前記湾曲凸面に対応する領域のうち、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も長い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置から、当該画像形成装置からの前記第2の方向の距離が最も短い前記第2の方向の位置に対応する前記湾曲凸面上での位置に向って、前記曲率が漸増している請求項9に記載の画像形成装置。
When light emitted from the light emitting portion is scanned two-dimensionally with respect to the projection surface in a light emitting state where light is emitted from the light emitting portion, the second reflecting surface is In addition, the light reflected by the first reflecting surface is configured to be scanned two-dimensionally,
The curve corresponding to the position in the second direction with the longest distance in the second direction from the image forming apparatus among the areas corresponding to the curved convex surface in the drawing area for drawing the image on the projection surface. The curvature gradually increases from the position on the convex surface toward the position on the curved convex surface corresponding to the position in the second direction with the shortest distance in the second direction from the image forming apparatus. The image forming apparatus according to claim 9.
前記光走査部は、回動可能に設けられ、前記第1の反射面を有する可動板と、前記可動板を回動可能に支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する連結部と、前記可動板を回動させる駆動手段とを備えるアクチュエーターと、
前記第2の反射面を有するガルバノミラーとを備える請求項1ないし14のいずれかに記載の画像形成装置。
The optical scanning unit is rotatably provided, and connects the movable plate having the first reflecting surface, a support unit that rotatably supports the movable plate, and the movable plate and the support unit. An actuator comprising a connecting portion and a driving means for rotating the movable plate;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a galvanometer mirror having the second reflecting surface.
前記投影面を有するスクリーンを備える請求項1ないし15のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a screen having the projection surface.
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