JP2010281903A

JP2010281903A - Image display, and electronic apparatus

Info

Publication number: JP2010281903A
Application number: JP2009133461A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Takahashi; 義孝高橋; Hiroshi Akiyama; 洋秋山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-02
Also published as: JP5573005B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display and an electronic apparatus for projecting images on a horizontal face and viewing images and video anywhere without being site-specific. <P>SOLUTION: The image display includes a light source for irradiating light; a mirror for being rotated from a static neutral state around an A-axis and a B-axis, passing a mirror face and reflecting light as a reflection light beam; and a projection lens projecting on a projection face, by emitting the reflection light beam as a projection light beam. The projection face is the horizontal face. The A axis is orthogonal to a plane containing a neutral reflection light beam emitted from the mirror in a static neutral state and the normal of the projection face passing a point intersected by the neutral reflection light beam and the projection face. The B axis contained in a plane is parallel to the mirror face, has a width Δα for a rotational angle α about the A axis of the mirror, by regarding the static neutral state as a reference and has Δα<Δβ, when there is a width Δβ of a rotational angle β about the B axis. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、投影面上に画像を投影する画像表示装置、電子機器に関する。 The present invention relates to an image display device and an electronic apparatus that project an image on a projection surface.

近年、ＬＥＤやレーザなどを用いた画像表示装置（例えば、プロジェクタ）の開発がさかんであり、特に、小型で携帯可能な画像表示装置が期待されている。オフィス用途あるいは家庭用大型の画像表示装置では、画像を投影する面として専用のスクリーンを必要とするが、小型で携帯可能な画像表示装置では、投影用のスクリーンを同時に常時携帯することは困難である。従来の画像表示装置では、画像表示装置の設置面に対し垂直な面に画像を投影する構成となっている（例えば、特許文献１、２、３参照）。 In recent years, image display devices (for example, projectors) using LEDs, lasers, and the like have been developed extensively, and in particular, a small and portable image display device is expected. Large image display devices for office use or home use require a dedicated screen as an image projection surface, but it is difficult to always carry a projection screen at the same time with a small and portable image display device. is there. A conventional image display device is configured to project an image on a surface perpendicular to the installation surface of the image display device (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).

しかし、携帯可能な画像表示装置でこの構成をとると、設置面に対し垂直な面が必要になり、どの場所でも画像を見ることは困難となり、携帯できる画像表示装置としての魅力が半減するという問題がある。
本発明の目的は、上記問題点に鑑みて、投影面が水平面であっても、画像を投影することが可能であり、場所を選ばずにどこでも画像、映像を見ることが可能な画像表示装置および電子機器を提供することを目的とする。 However, if this configuration is adopted with a portable image display device, a plane perpendicular to the installation surface is required, making it difficult to see the image at any location, and the attractiveness as a portable image display device is halved. There's a problem.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image display device capable of projecting an image even when the projection surface is a horizontal plane and capable of viewing images and videos anywhere regardless of location. And an electronic device.

上記課題を解決するために、光を放射する光源と、光を反射光線として反射させるミラー面を通るＡ軸およびＢ軸まわりに静止中立状態から回動するミラーと、反射光線を投影光線として出射することで、投影面上に投影させる投影レンズと、を有する画像表示装置において、投影面は水平面であり、Ａ軸は、静止中立状態でのミラーから出射される中立反射光線と、当該中立反射光線と投影面とが交わる点を通る投影面の法線とを含む平面と直交する軸であり、Ｂ軸は、平面に含まれ、ミラー面に平行な軸であり、静止中立状態を基準として、ミラーのＡ軸まわりの回動角αの幅Δαとし、Ｂ軸まわりの回動角βの幅Δβとしたとき、Δα＜Δβであることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a light source that emits light, a mirror that rotates around the A-axis and B-axis passing through a mirror surface that reflects light as a reflected light beam, and a reflected light beam that is emitted as a projected light beam. Thus, in the image display device having a projection lens that projects onto the projection surface, the projection surface is a horizontal plane, and the A axis is a neutral reflected light beam emitted from a mirror in a stationary neutral state, and the neutral reflection The axis perpendicular to the plane including the normal of the projection plane passing through the point where the ray intersects the projection plane, and the B axis is an axis included in the plane and parallel to the mirror plane, with reference to the stationary neutral state When the width Δα of the rotation angle α around the A axis of the mirror and the width Δβ of the rotation angle β around the B axis are set, Δα <Δβ.

本発明の画像表示装置であれば水平面上に画像を投影できる。また、本発明の電子機器であれば、水平面または垂直面のうち、ユーザが所望する方に画像を投影できる。 The image display device of the present invention can project an image on a horizontal plane. Further, according to the electronic device of the present invention, an image can be projected on a horizontal plane or a vertical plane desired by the user.

図１（Ａ）は、画像表示装置の側面図であり、図１（Ｂ）は真上から見た図である。FIG. 1A is a side view of the image display device, and FIG. 1B is a view from directly above. 本実施例の画像表示装置の機能構成例を示す図である。It is a figure which shows the function structural example of the image display apparatus of a present Example. ＭＥＭＳミラーの斜視図である。It is a perspective view of a MEMS mirror. α、β＝±５ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (alpha) and (beta) = +/- 5deg. α＝±３ｄｅｇ、β＝±６ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (alpha) = +/- 3deg and (beta) = + /-6deg. α＝±６ｄｅｇ、β＝±３ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (alpha) = + /-6deg and (beta) = + /-3deg. θ＝３０ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (theta) = 30deg. θ＝４０ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (theta) = 40deg. θ＝５０ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (theta) = 50deg. θ＝６０ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (theta) = 60deg. θ＝７０ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (theta) = 70deg. θ＝８０ｄｅｇの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of (theta) = 80deg. 図１３（Ａ）は他の実施例の画像表示装置の機能構成例を示す図であり、図１３（Ｂ）は、ミラーからの出射光の拡大図である。FIG. 13A is a diagram illustrating a functional configuration example of an image display apparatus according to another embodiment, and FIG. 13B is an enlarged view of light emitted from a mirror. 図１４（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ回動角α'＝＋３、＋１．５、０、−１．５、−３（ｄｅｇ）とした場合の実験結果を示す図である。FIGS. 14A to 14E are diagrams showing experimental results when the rotation angles α ′ = + 3, +1.5, 0, −1.5, and −3 (deg), respectively. 図１４をグラフ化した図である。FIG. 15 is a graph of FIG. 14. 図１６（Ａ）は本実施例の電子機器の側面図であり、図１６（Ｂ）は、真上から見た図である。FIG. 16A is a side view of the electronic apparatus of this embodiment, and FIG. 16B is a view seen from directly above. 開き角度０ｄｅｇの電子機器の側面図である。It is a side view of an electronic device with an opening angle of 0 deg. 開き角度μｄｅｇの電子機器の側面図である。It is a side view of an electronic device with an opening angle μdeg. θ＝μｄｅｇを説明するための図である。It is a figure for demonstrating (theta) = microdeg. θ＝μｄｅｇを説明するためのもう１つの図である。It is another figure for demonstrating (theta) = microdeg. 制御部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a control part.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行う過程には同じ番号を付し、重複説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same number is attached | subjected to the process which performs the structure part which has the same function, and the same process, and duplication description is abbreviate | omitted.

図１（Ａ）に設置面１０４に設置された実施例１の画像表示装置１０１が投影光線Ｚを出射して、設置面１０４上に画像Ｐを表示している側面概略図を示し、図１（Ｂ）に真上から見た概略図を示す。図１（Ａ）の例では、設置面１０４は水平面であり、画像Ｐが投影される投影面は、設置面１０４と同一な平面である。つまり、投影面は水平面とされる。ここで、水平面は若干の斜面も含む。また、投影面は設置面１０４と平行な面であってもよい。また、以下の説明では、光とはレーザ光のことであり、角度の単位はｄｅｇとして示す。また、画像表示装置１０１から離れたり近づいたりする方向（Ｙ１Ｙ２方向）の辺をＨ_Ｙとし、辺Ｈ_Ｙと直交する辺をＨ_Ｘとする。以下の実施例では、投影対象の画像ＰがＨ_Ｙ＜Ｈ_Ｘとなる略長方形か、Ｈ_Ｙ＝Ｈ_Ｘとなる略正方形である場合を説明する。
図２に、画像表示装置１０１の機能構成例を示す。実施例１の画像表示装置は、光源１、２、３と、カップリングレンズ４、５、６と、ミラー７、８、９と、集光レンズ１０と、ミラー１１と、投影レンズ１２と、制御部１７とを有する。また、図２では、ミラー１１は静止中立状態（後述する）である。以下の説明では、投影レンズ１２（ミラー１１）からの投影光線を投影光線Ｚとし、静止中立状態での投影光線を中立投影光線Ｚ１とし、画像表示装置１００からＹ１Ｙ２軸において最も離れた方向に、投影される投影光線をＺ２とし、近い方向に投影される投影光線をＺ３とする。
図２では、静止中立状態でのミラー１１から出射され、投影レンズ１２を経由した投影光線Ｚ１と投影レンズ１２の光軸１２ａとが一致している場合を示す。
図示しない入力部から、元画像のビデオ信号ＶＩＮが入力されると、光源１、２、３から、それぞれ、赤のレーザ光、緑のレーザ光、青のレーザ光が出射される。カップリングレンズ４、５、６はそれぞれ、光源１、２、３、に対応されて配置されている。カップリングレンズ４、５、６は光源１、２、３からのレーザ光の発散角を変換して、例えば、収束光に変換する。
ミラー７、８、９は、カップリングレンズ４、５、６から出射されたレーザ光を反射、透過することで、１つの光路に合成する。ミラー７は、赤のレーザ光を反射する反射ミラーである。ミラー８は、赤のレーザ光を透過し、緑のレーザ光を反射するダイクロイックミラーである。ミラー９は、赤のレーザ光、緑のレーザ光を透過し、青のレーザ光を反射するダイクロイックミラーである。ミラー７、８、９により１つの光路に合成されたレーザ光は、集光レンズ１０に入射される。
集光レンズ１０は、１つの光路に合成されたレーザ光を収束光とし、ミラー１１に入射する。そしてミラー１１は、入射された収束光を反射光線として、出射する。
ミラー１１とは例えばＭＥＭＳミラーである。図３にミラー１１の一例の斜視図を示す。ミラー１１は、微小ミラー２１を有する。当該微小ミラー２１は、トーションバー２２、２３で支持される。微小ミラー２１は、ミラー面２１ａを有する。また微小ミラー２１は、トーションバー２２が捻れることでＡ軸（図２、３参照）を略中心としたＶ方向に（Ａ軸まわりに）往復回動運動を行う。また、微小ミラー２１は、トーションバー２３が捻れることでＢ軸を略中心としたＷ方向に（Ｂ軸まわりに）往復回動運動を行う。
Ａ軸、Ｂ軸について更なる説明を行う。ミラー１１は静止中立状態を有する。静止中立状態とは、Ａ軸およびＢ軸まわりにミラー１１が回動していない状態である。また、Ａ軸は、静止中立状態でのミラー１１から出射される反射光線を中立反射光線Ｆ１とする。中立反射光線Ｆ１と投影面１０４とが交わる点を点Ｌ（図２参照）とする。点Ｌを通る投影面１０４の法線を法線Ｃとする。法線Ｃと中立反射光線Ｆ１とを含む平面を平面Ｔ（つまり、図２を示した紙面であり、図２では二点鎖線で囲まれる平面）とする。Ａ軸は平面Ｔと直交する直線である。また、Ｂ軸は、平面Ｔに含まれ、ミラー２１に平行な直線である。なお、Ａ軸とＢ軸は互いに直行する。また、この実施例１では、静止中立状態を基準として、ミラー１１のＡ軸まわりの回動角をαとし、Ｂ軸まわりの回動角をβとする。また、回動角αの触れ幅をΔαとし、回動角βの触れ幅をΔβとする。
このように、ミラー１１はＡ軸、Ｂ軸を略中心とする往復運動によって、微小ミラー２１の反射面の法線方向が２次元的に変化する。このため、微小ミラー２１に入射するビームの反射方向が変化し、これにより、ビームを２次元方向に走査することができる。ミラー１１で走査された光は反射光線は投影レンズ１２を経由して、投影光線Ｚとして投影面１４に投影される。図２に示す１０４'は、投影面１０４を真上から見た図である。図２の例では、縦軸をＸ軸、横軸をＹ軸とする。また、Ｙ軸において、画像表示装置１０１から離れる方向（Ｙ２方向）を正方向、近づく方向（Ｙ１方向）を負方向とする。またＸ１Ｘ２軸は、Ｙ１Ｙ２軸と同一平面上で直交し、Ｘ２方向を正方向、Ｘ１方向を負方向とする。また、図２記載のように、Ａ軸まわりに時計反対方向に回動する方向（図２のＶ方向の矢印方向）を＋方向の回動とし、時計方向に回動する方向を−方向の回動とする。Ｂ軸まわりにおいても、図２記載のＷ方向の回動を＋方向の回動とし、逆方向を−方向の回動とする。つまり、ミラー１１が、Ｖ方向＋方向に回動されると、投影光線Ｚは、Ｙ２方向に投影され、Ｖ方向−方向に回動されると、投影光線Ｚは、Ｙ１方向に投影される。また、ミラー１１が、Ｗ方向＋方向に回動されると、Ｘ２方向に投影され、Ｗ方向−方向に回動されると、Ｘ１方向に回動される。
制御部１７は、光源１、２、３からの光の強度変調タイミングの制御を行う強度変調手段と、ミラー１１の回動制御を行うミラー駆動手段を有する。制御部１７は、ミラー１１の回動に同期してレーザ光強度を変調せしめることによって、投影面１４上に画像を投影する。
そして、実施例１では、ミラー１１のＡ軸まわりの回動角αの触れ幅Δαと、Ｂ軸まわりの回動角βの触れ幅Δβとしたとき、
Δα＜Δβ （１）
が成り立つように、ミラー１１を回動させることが好ましい。式（１）を満たすことが好ましい理由を説明する。以下の説明では、図１、２に示すように、投影レンズ１２からの投影光線Ｚを斜めに投影面１０４に投影する方法を斜め投影という。また、図１（Ｂ）に示すように、中立投影光線Ｚ１の光線到達位置を中立光線到達位置Ｌとする。
ミラー１１のＶ方向の回動角αが、ミラー１１の静止中立状態の位置に対し＋方向と−方向で同じ角度であっても、画像表示装置１０１に近い側と遠い側に投影光線Ｚが到達した場合では、投影面１０４上の投影光線Ｚの光線到達位置が、中立光線到達位置Ｌに対し、対称な位置とはならない（後述する図４〜図６参照）。つまり、投影光線Ｚは、Ｙ２方向に到達する場合のＬから離れる度合いは、Ｙ１方向に到達する場合のＬから離れる度合いより小さい。
一方、ミラー１１のＷ方向の回動角βが、ミラー１１の静止中立状態の位置に対し＋方向と−方向で同じ角度であると、投影面１０４上の投影光線Ｚの光線到達位置が、中立光線到達位置Ｌに対し、Ｘ２方向、Ｘ１方向へ離れる度合いは等しい。
次に、上記式（１）を満たすことが好ましいことを図４〜図６に示す実験結果を用いて説明する。図４にミラー１１をＶ方向、Ｗ方向にそれぞれα、β＝±５ｄｅｇ（つまり、Δα＝Δβ＝１０ｄｅｇ）回動させたときの画像Ｐの形状を示す。図５にミラー１１をＶ方向にα＝±３ｄｅｇ、Ｗ方向にβ＝±６ｄｅｇ（つまり、Δα＝６ｄｅｇ、Δβ＝１２ｄｅｇであり、Δα＜Δβ）回動させたときの画像Ｐの形状を示す。図６にミラー１１Ｖ方向にα＝±６ｄｅｇ、Ｗ方向にβ＝±３ｄｅｇ（つまり、Δα＝１２ｄｅｇ、Δβ＝６ｄｅｇであり、Δα＞Δβ）回動させたときの画像Ｐの形状を示す。また図４〜６では、投影レンズ１２の光軸Ｚ１と法線Ｃのなす角θ（図２参照）が６０ｄｅｇである場合を示す。また、図４〜図６中の座標ＸＹは、図２の１４−１上の座標ＸＹと同一方向である。図４〜図６は同一の尺度で記載している。
図４〜図６に示す点Ｐ_１１〜Ｐ_３５それぞれは、ミラー１１を以下に示す回動角度（α、β）回動させた場合の投影光線Ｚの投影面１０４への入射位置である。そして、画像Ｐの歪みが明確になるように、点Ｐ_１１〜Ｐ_３５を線で結んで示している。
図４記載の各点Ｐ_１１〜Ｐ_３５は、ミラー１１を回動角αとして＋５、０、−５（つまりα＝±５）、回動角βとして＋５、＋２．５、０、−２．５、−５（つまりβ＝±５）（ｄｅｇ）回動させた点である。より詳細には、図４の各点Ｐ_１１〜Ｐ_３５の（α、β）は、
Ｐ_１１＝（−５、−５）
Ｐ_１２＝（−５、−２．５）
Ｐ_１３＝（−５、０）
Ｐ_１４＝（−５、２．５）
Ｐ_１５＝（−５、５）
Ｐ_２１＝（０、−５）
Ｐ_２２＝（０、−２．５）
Ｐ_２３＝（０、０）
Ｐ_２４＝（０、２．５）
Ｐ_２５＝（０、５）
Ｐ_３１＝（５、−５）
Ｐ_３２＝（５、−２．５）
Ｐ_３３＝（５、０）
Ｐ_３４＝（５、２．５）
Ｐ_３５＝（５、５）
である。
なお、点Ｐ_２３のように、回動角α、βが共に「０」となるのは、ミラー１１が静止中立状態の場合であり、投影光線Ｚが投影レンズ１２の光軸１２ａを通る場合である。
図４のように、Δα＝Δβとした場合には、ミラー１１の回動角αが、ミラー１１の静止中立位置に対し＋方向と−方向で同じ角度であっても、投影面１４上の投影光線到達位置が、中立光線到達位置Ｌに対し、対称な位置とはならない。従って、画像Ｐの形状は、ミラー１１をＶ方向に回動させた場合に、投影光Ｆが投影面１０４上で振れるＹ２方向に大きく歪むことになる。
図５記載の各点Ｐ_１１〜Ｐ_３５は、ミラー１１を回動角αとして＋３、０、−３（つまり、α＝±３）、回動角βとして＋５、＋２．５、０、−２．５、−５（つまり、β＝±５）回動させた点である。より詳細には、図５の各点Ｐ_１１〜Ｐ_３５の（α、β）は、
Ｐ_１１＝（−３、−６）
Ｐ_１２＝（−３、−３）
Ｐ_１３＝（−３、０）
Ｐ_１４＝（−３、３）
Ｐ_１５＝（−３、６）
Ｐ_２１＝（０、−６）
Ｐ_２２＝（０、−３）
Ｐ_２３＝（０、０）
Ｐ_２４＝（０、３）
Ｐ_２５＝（０、６）
Ｐ_３１＝（３、−６）
Ｐ_３２＝（３、−３）
Ｐ_３３＝（３、０）
Ｐ_３４＝（３、３）
Ｐ_３５＝（３、６）
である。
このように、上記式（１）である回動角Δα＜回動角Δβ とした場合には、図５のように、Ｙ２方向に歪むことなく、適切な画像Ｐを表示できる。
図６記載の各点Ｐ_１１〜Ｐ_３５は、ミラー１１を回動角αとして＋６、０、−６（つまり、α＝±６）、回動角βとして＋３、＋１．５、０、−１．５、−３（つまり、β＝±３）回動させた点である。より詳細には、図６の各点Ｐ_１１〜Ｐ_３５の（α、β）は、
Ｐ_１１＝（−６、−３）
Ｐ_１２＝（−６、１．５）
Ｐ_１３＝（−６、０）
Ｐ_１４＝（−６、１．５）
Ｐ_１５＝（−６、３）
Ｐ_２１＝（０、−３）
Ｐ_２２＝（０、−１．５）
Ｐ_２３＝（０、０）
Ｐ_２４＝（０、１．５）
Ｐ_２５＝（０、３）
Ｐ_３１＝（６、−３）
Ｐ_３２＝（６、−１．５）
Ｐ_３３＝（６、０）
Ｐ_３４＝（６、１．５）
Ｐ_３５＝（６、３）
である。
ミラー１１のＶ方向の回動による投影面１０４上の投影光線Ｚの到達位置（Ｙ方向）は、投影光線Ｚが画像表示装置１０１に近い側に振れた時（例えば投影光線Ｚ２）と、遠い側に振れた時（例えば投影光線Ｚ３）で、大きく異なるため、ミラーの回動角の幅をΔα＞Δβとした図６の画像は、Ｙ２方向に大きく歪むことになる。
上述の実験結果から回動角αの触れ幅Δαと回動角βの触れ幅Δβについて、上記式（１）を満たすことで、投影面１０４が水平面であっても、画像表示装置１００は、投影面１０４上に図５記載のような歪みの小さい画像Ｐを表示できる。 FIG. 1A shows a schematic side view in which the image display apparatus 101 according to the first embodiment installed on the installation surface 104 emits the projection light beam Z and displays the image P on the installation surface 104. (B) shows a schematic view seen from directly above. In the example of FIG. 1A, the installation surface 104 is a horizontal plane, and the projection surface on which the image P is projected is the same plane as the installation surface 104. That is, the projection plane is a horizontal plane. Here, the horizontal plane also includes some slopes. Further, the projection plane may be a plane parallel to the installation surface 104. Moreover, in the following description, light means laser light, and the unit of angle is shown as deg. Further, the side in the direction away from or approaching the image display device 101 (Y1Y2 direction) is H _Y , and the side orthogonal to the side H _Y is H _X. In the following embodiment, a case will be described in which the projection target image P is a substantially rectangular shape where H _Y <H _X or a substantially square shape where H _Y = H _X.
FIG. 2 shows a functional configuration example of the image display apparatus 101. The image display apparatus according to the first embodiment includes light sources 1, 2, and 3, coupling lenses 4, 5, and 6, mirrors 7, 8, and 9, a condenser lens 10, a mirror 11, and a projection lens 12. And a control unit 17. In FIG. 2, the mirror 11 is in a stationary neutral state (described later). In the following description, the projection light beam from the projection lens 12 (mirror 11) is the projection light beam Z, the projection light beam in the stationary neutral state is the neutral projection light beam Z1, and in the direction farthest from the image display device 100 in the Y1Y2 axis, The projected ray projected is Z2, and the projected ray projected in the near direction is Z3.
FIG. 2 shows a case where the projection light beam Z1 emitted from the mirror 11 in a stationary neutral state and passing through the projection lens 12 is coincident with the optical axis 12a of the projection lens 12.
When a video signal VIN of an original image is input from an input unit (not shown), red laser light, green laser light, and blue laser light are emitted from the light sources 1, 2, and 3, respectively. The coupling lenses 4, 5, and 6 are disposed corresponding to the light sources 1, 2, and 3, respectively. The coupling lenses 4, 5, 6 convert the divergence angle of the laser light from the light sources 1, 2, 3 and convert it into, for example, convergent light.
The mirrors 7, 8, 9 synthesize the laser light emitted from the coupling lenses 4, 5, 6 into one optical path by reflecting and transmitting the laser light. The mirror 7 is a reflection mirror that reflects red laser light. The mirror 8 is a dichroic mirror that transmits red laser light and reflects green laser light. The mirror 9 is a dichroic mirror that transmits red laser light and green laser light and reflects blue laser light. The laser light combined into one optical path by the mirrors 7, 8, and 9 is incident on the condenser lens 10.
The condensing lens 10 makes the laser beam combined in one optical path as convergent light and enters the mirror 11. Then, the mirror 11 emits the incident convergent light as a reflected light beam.
The mirror 11 is, for example, a MEMS mirror. FIG. 3 shows a perspective view of an example of the mirror 11. The mirror 11 has a micro mirror 21. The micro mirror 21 is supported by torsion bars 22 and 23. The micro mirror 21 has a mirror surface 21a. The micro mirror 21 reciprocates in the V direction (about the A axis) about the A axis (see FIGS. 2 and 3) by twisting the torsion bar 22. Further, the micro mirror 21 reciprocates in the W direction (about the B axis) about the B axis as the torsion bar 23 is twisted.
Further explanation will be given for the A-axis and B-axis. The mirror 11 has a stationary neutral state. The stationary neutral state is a state where the mirror 11 is not rotated around the A axis and the B axis. On the A axis, a reflected light beam emitted from the mirror 11 in a stationary neutral state is a neutral reflected light beam F1. A point where the neutral reflected light beam F1 and the projection surface 104 intersect is defined as a point L (see FIG. 2). A normal line of the projection plane 104 passing through the point L is defined as a normal line C. A plane including the normal C and the neutral reflected light beam F1 is defined as a plane T (that is, the plane shown in FIG. 2 and surrounded by a two-dot chain line in FIG. 2). The A axis is a straight line orthogonal to the plane T. The B axis is a straight line included in the plane T and parallel to the mirror 21. The A axis and the B axis are orthogonal to each other. In the first embodiment, the rotation angle around the A axis of the mirror 11 is defined as α and the rotation angle around the B axis is defined as β based on the stationary neutral state. Further, the touch width of the rotation angle α is Δα, and the touch width of the rotation angle β is Δβ.
As described above, the normal direction of the reflecting surface of the micromirror 21 is two-dimensionally changed by the reciprocating motion of the mirror 11 about the A axis and the B axis. For this reason, the reflection direction of the beam incident on the micromirror 21 is changed, so that the beam can be scanned in a two-dimensional direction. The light scanned by the mirror 11 is projected on the projection surface 14 as a projection beam Z via the projection lens 12. 104 ′ shown in FIG. 2 is a view of the projection plane 104 seen from directly above. In the example of FIG. 2, the vertical axis is the X axis and the horizontal axis is the Y axis. In the Y axis, the direction away from the image display device 101 (Y2 direction) is the positive direction, and the approaching direction (Y1 direction) is the negative direction. The X1X2 axis is orthogonal to the Y1Y2 axis on the same plane, and the X2 direction is a positive direction and the X1 direction is a negative direction. In addition, as shown in FIG. 2, the clockwise direction around the A axis (the arrow direction in the V direction in FIG. 2) is the + direction rotation, and the clockwise direction is the-direction. Rotation. Also in the vicinity of the B axis, the rotation in the W direction shown in FIG. 2 is defined as the + direction rotation, and the opposite direction is defined as the − direction rotation. That is, when the mirror 11 is rotated in the V direction + direction, the projected light beam Z is projected in the Y2 direction, and when the mirror 11 is rotated in the V direction-direction, the projected light beam Z is projected in the Y1 direction. . Further, when the mirror 11 is rotated in the W direction + direction, it is projected in the X2 direction, and when it is rotated in the W direction-direction, it is rotated in the X1 direction.
The control unit 17 has intensity modulation means for controlling the intensity modulation timing of light from the light sources 1, 2, and 3, and mirror drive means for controlling the rotation of the mirror 11. The control unit 17 projects an image on the projection surface 14 by modulating the laser light intensity in synchronization with the rotation of the mirror 11.
In Example 1, when the touch width Δα of the rotation angle α around the A axis of the mirror 11 and the touch width Δβ of the rotation angle β around the B axis,
Δα <Δβ (1)
It is preferable to rotate the mirror 11 so that the following holds. The reason why it is preferable to satisfy the formula (1) will be described. In the following description, as shown in FIGS. 1 and 2, a method of projecting the projection light beam Z from the projection lens 12 obliquely onto the projection surface 104 is referred to as oblique projection. Further, as shown in FIG. 1B, the light ray arrival position of the neutral projection light beam Z1 is defined as a neutral light ray arrival position L.
Even if the rotation angle α in the V direction of the mirror 11 is the same in the + direction and the − direction with respect to the position of the mirror 11 in the stationary neutral state, the projection light beam Z is on the side closer to the image display device 101 and on the far side. In the case of arrival, the ray arrival position of the projection ray Z on the projection plane 104 is not symmetrical with respect to the neutral ray arrival position L (see FIGS. 4 to 6 described later). In other words, the degree of separation of the projection light beam Z from the L when reaching the Y2 direction is smaller than the degree of separation from the L when reaching the Y1 direction.
On the other hand, when the rotation angle β in the W direction of the mirror 11 is the same angle in the + direction and the − direction with respect to the position of the mirror 11 in the stationary neutral state, the light beam arrival position of the projection light beam Z on the projection surface 104 is The degree of separation in the X2 direction and the X1 direction with respect to the neutral ray arrival position L is equal.
Next, it will be described using the experimental results shown in FIGS. 4 to 6 that the expression (1) is preferably satisfied. FIG. 4 shows the shape of the image P when the mirror 11 is rotated by α and β = ± 5 deg (that is, Δα = Δβ = 10 deg) in the V direction and the W direction, respectively. FIG. 5 shows the shape of the image P when the mirror 11 is rotated α = ± 3 deg in the V direction and β = ± 6 deg in the W direction (that is, Δα = 6 deg, Δβ = 12 deg, Δα <Δβ). . FIG. 6 shows the shape of the image P when α = ± 6 deg in the mirror 11V direction and β = ± 3 deg in the W direction (that is, Δα = 12 deg, Δβ = 6 deg, Δα> Δβ). 4 to 6 show a case where the angle θ (see FIG. 2) formed by the optical axis Z1 of the projection lens 12 and the normal C is 60 deg. Also, the coordinates XY in FIGS. 4 to 6 are in the same direction as the coordinates XY on 14-1 in FIG. 4 to 6 are described on the same scale.
Each of points P _{11 to} P ₃₅ shown in FIGS. 4 to 6 is an incident position of the projection light beam Z on the projection surface 104 when the mirror 11 is rotated at the rotation angles (α, β) shown below. The points P _{11 to} P ₃₅ are connected by lines so that the distortion of the image P becomes clear.
Each point P _{11 to} P ₃₅ shown in FIG. 4 is +5, 0, −5 (that is, α = ± 5) with the mirror 11 as the rotation angle α, and +5, +2.5, 0, −2 with the rotation angle β. .5, -5 (that is, β = ± 5) (deg). More specifically, (α, β) of each point P _{11 to} P ₃₅ in FIG.
P ₁₁ = (− 5, −5)
P ₁₂ = (− 5, −2.5)
P ₁₃ = (− 5, 0)
P ₁₄ = (− 5, 2.5)
P ₁₅ = (− 5, 5)
P ₂₁ = (0, −5)
P ₂₂ = (0, −2.5)
P ₂₃ = (0, 0)
P ₂₄ = (0, 2.5)
P ₂₅ = (0, 5)
P ₃₁ = (5, -5)
P ₃₂ = (5, −2.5)
P ₃₃ = (5, 0)
P ₃₄ = (5, 2.5)
P ₃₅ = (5, 5)
It is.
Note that the rotation angles α and β are both “0” as in the point P ₂₃ when the mirror 11 is in a stationary neutral state and the projection light beam Z passes through the optical axis 12 a of the projection lens 12. It is.
As shown in FIG. 4, when Δα = Δβ, even if the rotation angle α of the mirror 11 is the same angle in the + direction and the − direction with respect to the stationary neutral position of the mirror 11, The projected ray arrival position is not a symmetric position with respect to the neutral ray arrival position L. Therefore, the shape of the image P is greatly distorted in the Y2 direction in which the projection light F swings on the projection surface 104 when the mirror 11 is rotated in the V direction.
Each point P _{11 to} P ₃₅ shown in FIG. 5 is +3, 0, −3 (that is, α = ± 3) with the mirror 11 as the rotation angle α, and +5, +2.5, 0, − with the rotation angle β. This is a point rotated by 2.5, -5 (that is, β = ± 5). More specifically, (α, β) of each point P _{11 to} P ₃₅ in FIG.
P ₁₁ = (− 3, −6)
P ₁₂ = (− 3, −3)
P ₁₃ = (− 3, 0)
P ₁₄ = (− 3, 3)
P ₁₅ = (− 3, 6)
P ₂₁ = (0, -6)
P ₂₂ = (0, -3)
P ₂₃ = (0, 0)
P ₂₄ = (0, 3)
P ₂₅ = (0, 6)
P ₃₁ = (3, −6)
P ₃₂ = (3, -3)
P ₃₃ = (3, 0)
P ₃₄ = (3, 3)
P ₃₅ = (3, 6)
It is.
As described above, when the rotation angle Δα <the rotation angle Δβ in the above formula (1), an appropriate image P can be displayed without being distorted in the Y2 direction as shown in FIG.
Each point P _{11 to} P ₃₅ shown in FIG. 6 is +6, 0, −6 (that is, α = ± 6) with the mirror 11 as the rotation angle α, and +3, +1.5, 0, − with the rotation angle β. This is a point rotated by 1.5, −3 (that is, β = ± 3). More specifically, (α, β) of each point P _{11 to} P ₃₅ in FIG.
P ₁₁ = (− 6, −3)
P ₁₂ = (− 6, 1.5)
P ₁₃ = (− 6, 0)
P ₁₄ = (− 6, 1.5)
P ₁₅ = (− 6, 3)
P ₂₁ = (0, -3)
P ₂₂ = (0, −1.5)
P ₂₃ = (0, 0)
P ₂₄ = (0, 1.5)
P ₂₅ = (0, 3)
P ₃₁ = (6, -3)
P ₃₂ = (6, −1.5)
P ₃₃ = (6, 0)
P ₃₄ = (6, 1.5)
P ₃₅ = (6, 3)
It is.
The arrival position (Y direction) of the projection light beam Z on the projection plane 104 due to the rotation of the mirror 11 in the V direction is far from the time when the projection light beam Z is moved closer to the image display device 101 (for example, the projection light beam Z2). 6 is greatly distorted in the Y2 direction because the width of the rotation angle of the mirror is Δα> Δβ.
From the above experimental results, by satisfying the above formula (1) for the touch width Δα of the rotation angle α and the touch width Δβ of the rotation angle β, the image display device 100 can be used even when the projection surface 104 is a horizontal plane. An image P with a small distortion as shown in FIG. 5 can be displayed on the projection surface 104.

実施例２の画像表示装置の機能構成例は、図２と同様である。実施例１では、ミラー１１の回動角の触れ幅Δα、Δβについて着目したが、実施例２では、投影レンズ１２の光軸Ｚ１と投影面１０４の法線Ｃとがなす角θ（図２参照）に着目する。 A functional configuration example of the image display apparatus according to the second embodiment is the same as that illustrated in FIG. In the first embodiment, attention is paid to the touch widths Δα and Δβ of the rotation angle of the mirror 11, but in the second embodiment, the angle θ formed by the optical axis Z1 of the projection lens 12 and the normal C of the projection surface 104 (FIG. 2). Pay attention to

図７から図１２はそれぞれ、θ＝３０、４０、５０、６０、７０、８０（ｄｅｇ）と設定した場合の投影面１０４上に投影される画像Ｐである。ミラー１１の回動角は、回動角α＝±２（ｄｅｇ）、回動角β＝±８（ｄｅｇ）とした。図中の各点Ｐ_１１〜Ｐ_３５は、回動角α＝−２、０、＋２（ｄｅｇ）、回動角β＝−８、−４、０、４、８（ｄｅｇ）としてミラー１１を回動させた場合の投影面１０４上に入射する光線位置である。図７〜１２において、ハッチングを施した領域Ｑ（詳細は後述）を示しているためにＰ_２２〜Ｐ_２４は示されていない。より詳細には、図７〜１２の各点Ｐ_１１〜Ｐ_３５の（α、β）は、
Ｐ_１１＝（−２、−８）
Ｐ_１２＝（−２、−４）
Ｐ_１３＝（−２、０）
Ｐ_１４＝（−２、４）
Ｐ_１５＝（−２、８）
Ｐ_２１＝（０、−８）
Ｐ_２２＝（０、−４）
Ｐ_２３＝（０、０）
Ｐ_２４＝（０、４）
Ｐ_２５＝（０、８）
Ｐ_３１＝（２、−８）
Ｐ_３２＝（２、−４）
Ｐ_３３＝（２、０）
Ｐ_３４＝（２、４）
Ｐ_３５＝（２、８）
最も外側の像（線で結んだ像）は、ミラー１１が振れた時に、投影面１０４上に入射される投影光線の一番外側を結んだものである。ハッチングを施した四角形は、画像投影領域Ｑであり、投影面１０４上で最も大きい四角形の画像を投影できる領域である。また図１２に示すように、ハッチングを施していない領域を画像非投影領域Ｒとし、この画像非投影領域Ｒに画像を投影しても、大きく歪んでしまうので、画像非投影領域Ｒには、画像を投影しない。
投影光線Ｚを、画像投影領域Ｑで、投影される元画像に対応して、投影面１０４上の想定される画素を通るタイミング（このタイミングは、ミラー１１の回動角に対応する）で、レーザー光を発光させることにより、歪みの無い四角形の画像を得ることができる。赤、緑、青の各レーザー光の発光強度は、元画像の対応する画素での色に応じて決定される。
斜め投影の場合、図７から１２に示した様に、投影面１０４上の画像Ｐは、投影レンズ１２の光軸Ｚ１と投影面１０４の法線Ｃとがなす角θに応じてＹ方向に大きく変化する。
図７、８から理解されるように、θが５０（ｄｅｇ）より小さい場合には、このＹ方向への拡大への寄与が小さく、斜め投影による像の拡大効果はほとんどない。図１２に記載のように、θが７０（ｄｅｇ）を超えると、画像のＹ方向への拡大が顕著に生じる。従って例えば、横辺：縦辺＝４：３などの矩形状の画像Ｐを投影させたい場合には、ミラー１１の回動で得られる領域（外側の線）の１／３程度しか利用できないことになる。また、Ｙ方向上方と下方では、ＭＥＭＳミラー回動角に対する、投影面１０４上での投影光線の移動速度が大きく異なり、制御部１７のレーザ制御の難易度が上がる。
従って、図９〜図１２に示すように、斜め投影により、画像投影領域Ｑが横辺：縦辺＝４：３などの四角い画像に近くなるようなθであることが好ましい。従って、画像Ｐの拡大効果が適正に得られるθの範囲としては、
５０(ｄｅｇ)≦θ≦７０(ｄｅｇ) （２）
とするのが望ましい。 FIGS. 7 to 12 are images P projected on the projection plane 104 when θ = 30, 40, 50, 60, 70, and 80 (deg), respectively. The rotation angle of the mirror 11 was set to a rotation angle α = ± 2 (deg) and a rotation angle β = ± 8 (deg). Each point P _{11 to} P ₃₅ in the figure has the mirror 11 as a rotation angle α = −2, 0, +2 (deg) and a rotation angle β = −8, −4, 0, 4, 8 (deg). This is the position of the light beam incident on the projection surface 104 when rotated. 7 to 12, P _{22 to} P ₂₄ are not shown because hatched areas Q (details will be described later) are shown. More specifically, (α, β) of each point P _{11 to} P ₃₅ in FIGS.
P ₁₁ = (− 2, −8)
P ₁₂ = (− 2, -4)
P ₁₃ = (− 2, 0)
P ₁₄ = (− 2, 4)
P ₁₅ = (− 2, 8)
P ₂₁ = (0, −8)
P ₂₂ = (0, -4)
P ₂₃ = (0, 0)
P ₂₄ = (0, 4)
P ₂₅ = (0, 8)
P ₃₁ = (2, -8)
P ₃₂ = (2, -4)
P ₃₃ = (2, 0)
P ₃₄ = (2, 4)
P ₃₅ = (2, 8)
The outermost image (image connected by a line) is an image formed by connecting the outermost projection light rays incident on the projection surface 104 when the mirror 11 is shaken. The hatched rectangle is the image projection area Q, which is an area where the largest square image can be projected on the projection plane 104. Also, as shown in FIG. 12, an area that is not hatched is set as an image non-projection area R, and even if an image is projected onto the image non-projection area R, the image non-projection area R has a large distortion. Do not project an image.
The projection light beam Z passes through an assumed pixel on the projection surface 104 in correspondence with the original image projected in the image projection area Q (this timing corresponds to the rotation angle of the mirror 11). By emitting laser light, a square image without distortion can be obtained. The emission intensity of each of the red, green, and blue laser lights is determined according to the color at the corresponding pixel of the original image.
In the case of oblique projection, as shown in FIGS. 7 to 12, the image P on the projection surface 104 is in the Y direction according to the angle θ formed by the optical axis Z1 of the projection lens 12 and the normal C of the projection surface 104. It changes a lot.
As understood from FIGS. 7 and 8, when θ is smaller than 50 (deg), the contribution to enlargement in the Y direction is small, and there is almost no image enlargement effect by oblique projection. As shown in FIG. 12, when θ exceeds 70 (deg), enlargement of the image in the Y direction occurs remarkably. Therefore, for example, when it is desired to project a rectangular image P such as horizontal side: vertical side = 4: 3, only about 1/3 of an area (outer line) obtained by rotating the mirror 11 can be used. become. Moreover, the moving speed of the projection light beam on the projection surface 104 with respect to the MEMS mirror rotation angle differs greatly between the upper and lower directions in the Y direction, and the difficulty of laser control by the control unit 17 increases.
Accordingly, as shown in FIGS. 9 to 12, it is preferable that the image projection region Q is θ so as to be close to a square image such as horizontal side: longitudinal side = 4: 3 by oblique projection. Therefore, as a range of θ in which the enlargement effect of the image P can be appropriately obtained,
50 (deg) ≦ θ ≦ 70 (deg) (2)
Is desirable.

実施例３は、Ａ軸の回動角αを着目した実施例である。図１３（Ａ）に実施例３の画像表示装置の機能構成例を示し、図１３（Ｂ）にミラー１１の反射光線の拡大図を示す。画像表示装置の構成は実施例１、２と同様であるが、ミラー１１が静止中立状態のミラー１１の中立反射光Ｆ１が投影レンズ１２の光軸１２ａを通らない点で、実施例１、２とは異なる。図１３に示すように、投影光線Ｚ２が投影面１０４上に入射する点をＭとする。投影光線Ｚ３が投影面１４上に入射する点をＮとする。中立投影光線Ｚ１と投影面１０４の法線Ｃとがなす角をθ'とする。投影光線Ｚ２と投影面１０４の法線Ｃがなす角をψとする。投影光線Ｚ３と法線Ｃがなす角をηとする。投影レンズ１２の光軸１２ａと、ＭＥＭＳミラー反射後の投影光線Ｚ２とがなす角をａとする。投影レンズ１２の光軸１２ａと、ＭＥＭＳミラー反射後の投影光線Ｚ３とがなす角をｂとする。換言すれば、投影レンズ１２の光軸１２ａを基準として、画像表示装置１０１から最も遠い方向に反射光線を出射するミラー１１のＡ軸まわりの回動角をａとし、最も近い方向に反射光線を出射するミラー１１のＡ軸まわりの回動角をｂとする。
斜め投影により投影面１０４上に画像Ｐを投影する場合、ミラー１１の回動角に対して、ψ、θ'、ηは、ψ＞θ'＞ηとなる。また、ここでは、ミラー１１の回動角β＝０（ｄｅｇ）として、回動角αのみを変化させる。
図１４（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ投影レンズ１２の光軸１２ａを基準とした、回動角α'について回動角α'＝＋３、＋１．５、０、−１．５、−３（ｄｅｇ）とした場合の投影面１０４上のスポット形状である。スポット形状下部にスケールバーを付す。図１５は、横軸を「回動角α'」とし、縦軸をスポット形状の、「Ｘ方向の長さ／Ｙ方向の長さ」とした場合のグラフである。「Ｘ方向の長さ／Ｙ方向の長さ」が１に近ければ、スポット形状は円形に近くなり、１から離れるに従って楕円のスポットとなる。
図１５に示すグラフは、「Ｘ方向の長さ／Ｙ方向の長さ」が１より小さいので、スポット形状は、Ｙ方向に伸びた楕円スポットということである。図１４、図１５からも理解されるように、斜め投影時の投影面１０４上のスポット形状は、Ｙ軸方向に伸びた楕円となり、反時計回り方向の回動角が大きくなるほど（ψが大きくなるほど）、つまり、画像表示装置１０１から遠くの投影面１０４に光線が入射するほど、楕円となってしまう。像面１４上に画像を形成する時の画素サイズは、像面１４上のスポットサイズで決定されるため、Ｙ方向に大きく伸びた楕円スポットでは、高画質の画像Ｐは得られない。
一方、時計回り方向の回動角αが大きくなるほど（ηが大きくなるほど）、つまり、画像表示装置１０１から近くの投影面１０４に光線が入射するほど、円形に近づく。よって、高画質の画像Ｐを得ることができる。
従って、斜め投影時の投影面１０４上のスポットの楕円化を防ぐためには、反時計回りのαの値（つまり、ψ）を小さくすることが好ましい。従って、
ａ＜ｂ（３）
となるようにミラー１１を設置することが好ましい。 The third embodiment is an embodiment that focuses on the rotation angle α of the A axis. FIG. 13A shows an example of a functional configuration of the image display apparatus according to the third embodiment, and FIG. 13B shows an enlarged view of reflected light from the mirror 11. The configuration of the image display device is the same as in the first and second embodiments, but the neutral reflected light F1 of the mirror 11 in which the mirror 11 is in the stationary neutral state does not pass through the optical axis 12a of the projection lens 12, and the first and second embodiments. Is different. As shown in FIG. 13, let M be the point at which the projected light beam Z2 is incident on the projection plane 104. Let N be the point at which the projection light beam Z3 is incident on the projection surface. An angle formed by the neutral projection light beam Z1 and the normal line C of the projection surface 104 is defined as θ ′. The angle formed by the projection ray Z2 and the normal C of the projection plane 104 is denoted by ψ. Let η be the angle formed by the projected ray Z3 and the normal C. An angle formed by the optical axis 12a of the projection lens 12 and the projection light beam Z2 after the MEMS mirror is reflected is defined as a. An angle formed by the optical axis 12a of the projection lens 12 and the projection light beam Z3 after the MEMS mirror is reflected is defined as b. In other words, with the optical axis 12a of the projection lens 12 as a reference, the rotation angle around the A axis of the mirror 11 that emits the reflected light in the farthest direction from the image display device 101 is a, and the reflected light is in the closest direction. A rotation angle around the A axis of the outgoing mirror 11 is b.
When the image P is projected onto the projection surface 104 by oblique projection, ψ, θ ′, and η with respect to the rotation angle of the mirror 11 satisfy ψ> θ ′> η. Here, only the rotation angle α is changed with the rotation angle β = 0 (deg) of the mirror 11.
14A to 14E respectively show the rotation angles α ′ = + 3, +1.5, 0, −1.5, −3 with respect to the rotation angle α ′ with reference to the optical axis 12a of the projection lens 12. FIG. (Deg) is a spot shape on the projection plane 104. A scale bar is attached to the bottom of the spot shape. FIG. 15 is a graph in which the horizontal axis is “rotation angle α ′” and the vertical axis is a spot shape “length in the X direction / length in the Y direction”. If “the length in the X direction / the length in the Y direction” is close to 1, the spot shape is close to a circle, and becomes an elliptical spot as the distance from 1 is increased.
In the graph shown in FIG. 15, “the length in the X direction / the length in the Y direction” is smaller than 1, so the spot shape is an elliptical spot extending in the Y direction. As can be understood from FIGS. 14 and 15, the spot shape on the projection surface 104 at the time of oblique projection is an ellipse extending in the Y-axis direction, and as the rotation angle in the counterclockwise direction increases (ψ increases). In other words, the more light rays are incident on the projection surface 104 farther from the image display device 101, the more elliptical it becomes. Since the pixel size when forming an image on the image plane 14 is determined by the spot size on the image plane 14, a high-quality image P cannot be obtained with an elliptical spot greatly extending in the Y direction.
On the other hand, the larger the rotation angle α in the clockwise direction (the larger η), that is, the closer the light beam enters from the image display apparatus 101 to the projection surface 104, the closer to the circular shape. Therefore, a high-quality image P can be obtained.
Therefore, in order to prevent the spot on the projection surface 104 from being elliptical during oblique projection, it is preferable to reduce the counterclockwise value of α (that is, ψ). Therefore,
a <b (3)
It is preferable to install the mirror 11 so that

実施例４では、実施例１〜３で説明した画像表示装置１０１を搭載した電子機器２００について説明する。図１６（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ電子機器２００の側面図と真上から見た図を示す。この電子機器２００により、ユーザは投影面を水平面とするか垂直面とするか、選択できる。
電子機器２００は可動部２０１と基台部２０２を有する。基台部２０２は設置面（投影面１０４）に設置される。可動部２０１は、固定端２０１ｂと、遊端２０１ｃと、を有する。固定端２０１ｂは、基台部２０２に固定されることで、可動部２０１は、基台部２０２に対して、開閉可能である。この実施例では、可動部２０１は、基台部２０２に対して少なくとも第１段階、第２段階で開く（開閉可能である）。可動部２０１の開き角度をμ（ｄｅｇ）とする。実施例４では、第１段階での開き角度μを９０ｄｅｇとし、第２段階での開き角度μを０ｄｅｇとする。
図１６（Ａ）では、可動部２０１が第１段階（開き角度μ＝９０ｄｅｇ）で開いている場合を示し、投影面１０４が水平面であり、図１７では可動部２０１が第２段階（開き角度μ＝０ｄｅｇ）つまり、可動部２０１が折り畳んだ状態を示す。
図１６（Ａ）では、実施例１〜３に示したとおり、画像表示装置１０１が投影面１０４に対して、斜め投影を行う。
また、投影面を垂直面とした場合の投影面を垂直投影面１０７とし、水平面である投影面を水平投影面１０４とする。ここで、垂直面とは、設置面１０４と略垂直な平面である。図１７では、投影面１０７に画像Ｐを投影した例である。図１６に示す垂直投影では、可動部２０１に内蔵された画像表示装置が９０（ｄｅｇ）回転することになる。この回転に伴い、水平面である投影面１０４を９０（ｄｅｇ）回転すれば、斜め投影時と同一の画像が、その像面に投影されることになる。なお、ミラー１１の角度と映像信号ＶＩＮに同期したレーザ光の変調タイミングは、図１６記載の斜め投影時と全く同一で良い。従って、制御部１７の光の強度変調タイミングの制御またはミラーの回動制御を、電子機器２００の第１段階と第２段階では、変更する必要はない。
このように、実施例４の電子機器２００であると、投影面を水平面または垂直面にするかをユーザが選択できる。 In the fourth embodiment, an electronic device 200 on which the image display device 101 described in the first to third embodiments is mounted will be described. FIGS. 16A and 16B are a side view and a view as seen from directly above of the electronic device 200, respectively. With this electronic device 200, the user can select whether the projection plane is a horizontal plane or a vertical plane.
The electronic device 200 has a movable part 201 and a base part 202. The base unit 202 is installed on the installation surface (projection surface 104). The movable part 201 has a fixed end 201b and a free end 201c. Since the fixed end 201 b is fixed to the base portion 202, the movable portion 201 can be opened and closed with respect to the base portion 202. In this embodiment, the movable part 201 opens (can be opened and closed) at least in the first stage and the second stage with respect to the base part 202. Let the opening angle of the movable part 201 be μ (deg). In Example 4, the opening angle μ in the first stage is set to 90 deg, and the opening angle μ in the second stage is set to 0 deg.
FIG. 16A shows a case where the movable part 201 is opened in the first stage (opening angle μ = 90 deg), the projection plane 104 is a horizontal plane, and in FIG. 17 the movable part 201 is in the second stage (opening angle). (μ = 0 deg) That is, the movable part 201 is folded.
In FIG. 16A, the image display apparatus 101 performs oblique projection on the projection plane 104 as shown in the first to third embodiments.
When the projection plane is a vertical plane, the projection plane is a vertical projection plane 107, and a horizontal projection plane is a horizontal projection plane 104. Here, the vertical plane is a plane substantially perpendicular to the installation surface 104. FIG. 17 shows an example in which the image P is projected on the projection plane 107. In the vertical projection shown in FIG. 16, the image display device built in the movable unit 201 rotates 90 (deg). With this rotation, if the projection plane 104 that is a horizontal plane is rotated 90 (deg), the same image as that at the time of oblique projection is projected onto the image plane. Note that the modulation timing of the laser beam synchronized with the angle of the mirror 11 and the video signal VIN may be exactly the same as that in the oblique projection shown in FIG. Therefore, it is not necessary to change the light intensity modulation timing control or mirror rotation control of the control unit 17 between the first stage and the second stage of the electronic device 200.
As described above, in the electronic device 200 according to the fourth embodiment, the user can select whether the projection plane is a horizontal plane or a vertical plane.

実施例５の電子機器３００を図１６（Ａ）（Ｂ）、図１８に示す。実施例４で説明した電子機器２００では、開き角度を０（ｄｅｇ）とした場合に、垂直投影面１０７に画像Ｐを投影した。実施例５の電子機器３００では、任意の開き角度μの場合に、垂直投影面１０７に画像Ｐを投影できる。なお、実施例４と同様、図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように、開き角度μ＝９０ｄｅｇの場合には、電子機器３００は、水平投影面に画像Ｐを投影できる。
また、電子機器３００において、中立反射光線Ｆ１（中立投影光線Ｚ１）は垂直投影面１０７とほぼ直交することが好ましい。好ましい理由を説明する。当該直交する点をＳとすると、ミラーのＶ方向、Ｗ方向の回動が、点Ｓを中心としてほぼ対称に投影光Ｚを入射させることができるからである。また、垂直投影面１０７と投影レンズ１２の距離Ｕを調整することで、投影される画像Ｐの大小も任意に設定できるからである。また、投影される画像の歪みも少なくなり、画像の解像度も向上する。
垂直投影面１０７に画像Ｐを投影させるためには、投影レンズ１２の光軸１２ａと水平投影面１０４の法線Ｃとがなす角度θ（図２参照）と開き角度μを等しくする必要がある。図１９、図２０を用いて説明する。図１９では、開き角度を９０（ｄｅｇ）とした場合を示す。図２０では、開き角度をμとした場合を説明する。
中立投影光線Ｚ１と法線Ｃがなす角度をθ１（図２の例ではθ）とする。そして、可動部２０１の前面２０１ａと中立投影光線Ｚ１とがなす角度をθ２とする。そうすると、前面２０１ａと法線Ｃは平行であることから、θ１とθ２とは錯角の関係にあることから
θ１＝θ２（４）
となる。また、中立投影光線Ｚ１と直交する破線で示す補助線Ｔを引く。補助線Ｔは、垂直投影面１０７に対応する。また、図１９に示すように、補助線Ｔと法線Ｃがなす鋭角は「π／２−θ１」となる。図１９に示す補助線Ｔを図２０に示す垂直投影面１０７に一致させるためには、補助線Ｔをπ／２−θ１だけ、点Ｌを中心に回転させればよい。
補助線Ｔをπ／２−θ１だけ回転させるとともに、可動部２０１もπ／２−θ１だけ反時計周りに回転させる。そうすると、π／２−θ１＝π／２−μとなり、結果として、θ１＝μとなり、θ＝μとなる。
また、制御部１７は、第１段階と比べて、第２段階では、光の変調タイミングの制御または前記ミラーの回動制御のうち少なくとも一方を変更（以下、「制御変更」という。）しなければならない。制御変更をしなければならない理由を図２１を用いて説明する。制御部１７の制御変更をせずに、開き角μにして投影することを考える。そうすると、適切に画像Ｐが表示されるのは、投影面１０４'であり、垂直投影面１０７には歪んだ画像が投影される。従って、制御部１７は、投影される画像Ｐの歪が小さくなるように、光の変調タイミングの制御またはミラー１１の回動制御のうち少なくとも一方を変更しなければならない。
また、μ＝θであることから式上記（２）から５０ｄｅｇ≦μ≦７０ｄｅｇであることが好ましい。また、制御部１７は、光の変調タイミングの制御の変更を行うほうが、ミラーの回動制御変更を行うよりも、変更作業しやすい。
実施例５の電子機器であれば、開き角度μであっても、垂直投影面に画像を投影できる。また、実施例４と比較して、上述したように、中立反射光線Ｆ１（中立投影光線Ｚ１）と垂直投影面１０７を垂直にできるので、投影される画像Ｐの大小も任意に設定でき、投影される画像の歪みも少なくなり、画像の解像度も向上する。 An electronic device 300 of Example 5 is shown in FIGS. In the electronic device 200 described in the fourth embodiment, the image P is projected onto the vertical projection plane 107 when the opening angle is set to 0 (deg). In the electronic device 300 according to the fifth embodiment, the image P can be projected onto the vertical projection plane 107 at an arbitrary opening angle μ. As in the fourth embodiment, as shown in FIGS. 16A and 16B, when the opening angle μ is 90 degrees, the electronic apparatus 300 can project the image P on the horizontal projection plane.
In the electronic apparatus 300, the neutral reflected light beam F1 (neutral projection light beam Z1) is preferably substantially orthogonal to the vertical projection surface 107. The reason why it is preferable will be described. This is because if the perpendicular point is S, the projection light Z can be incident substantially symmetrically about the point S when the mirror rotates in the V and W directions. Further, the size of the projected image P can be arbitrarily set by adjusting the distance U between the vertical projection plane 107 and the projection lens 12. Further, distortion of the projected image is reduced, and the resolution of the image is improved.
In order to project the image P onto the vertical projection plane 107, it is necessary to make the angle θ (see FIG. 2) formed by the optical axis 12a of the projection lens 12 and the normal C of the horizontal projection plane 104 equal to the opening angle μ. . This will be described with reference to FIGS. FIG. 19 shows a case where the opening angle is 90 (deg). FIG. 20 illustrates a case where the opening angle is μ.
An angle formed by the neutral projection light beam Z1 and the normal C is θ1 (θ in the example of FIG. 2). An angle formed by the front surface 201a of the movable unit 201 and the neutral projection light beam Z1 is θ2. Then, since the front surface 201a and the normal line C are parallel, θ1 and θ2 are in a complex angle relationship, so θ1 = θ2 (4)
It becomes. Further, an auxiliary line T indicated by a broken line orthogonal to the neutral projection light beam Z1 is drawn. The auxiliary line T corresponds to the vertical projection plane 107. Further, as shown in FIG. 19, the acute angle formed between the auxiliary line T and the normal line C is “π / 2−θ1”. In order to make the auxiliary line T shown in FIG. 19 coincide with the vertical projection plane 107 shown in FIG. 20, the auxiliary line T may be rotated about the point L by π / 2−θ1.
The auxiliary line T is rotated by π / 2−θ1, and the movable portion 201 is also rotated counterclockwise by π / 2−θ1. Then, π / 2−θ1 = π / 2−μ, and as a result, θ1 = μ and θ = μ.
Further, the control unit 17 must change at least one of the light modulation timing control and the mirror rotation control (hereinafter referred to as “control change”) in the second stage as compared with the first stage. I must. The reason why the control change must be made will be described with reference to FIG. Let us consider a projection with an opening angle μ without changing the control of the control unit 17. Then, the image P is appropriately displayed on the projection plane 104 ′, and a distorted image is projected on the vertical projection plane 107. Therefore, the control unit 17 must change at least one of the light modulation timing control and the mirror 11 rotation control so that the distortion of the projected image P is reduced.
Since μ = θ, it is preferable that 50 deg ≦ μ ≦ 70 deg from the above formula (2). Further, the control unit 17 is easier to change the light modulation timing control than to change the mirror rotation control.
With the electronic device according to the fifth embodiment, an image can be projected onto the vertical projection plane even when the opening angle is μ. Further, as described above, since the neutral reflected light beam F1 (neutral projection light beam Z1) and the vertical projection surface 107 can be made vertical as compared with the fourth embodiment, the size of the projected image P can be arbitrarily set and projected. Image distortion is reduced, and the resolution of the image is improved.

１０１画像表示装置
１、２、３光源
４、５、６カップリングレンズ
７、８、９ミラー７、８、９
１０集光レンズ
１１ミラー
１２投影レンズ
１２ａ投影レンズ１２の光軸
１７制御部
２００、３００電子機器
２０１可動部
２０２基台部 101 Image display device 1, 2, 3 Light source 4, 5, 6 Coupling lens 7, 8, 9 Mirror 7, 8, 9
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Condensing lens 11 Mirror 12 Projection lens 12a Optical axis 17 of the projection lens 12 Control part 200,300 Electronic device 201 Movable part 202 Base part

特開２００８−２４９７９７号公報JP 2008-249797 A 国際公開第２００６／９３１３４号パンフレットInternational Publication No. 2006/93134 Pamphlet 特開２００６−１７８３４６号公報JP 2006-178346 A

Claims

A light source that emits light;
A mirror that reflects the light as a reflected light beam and rotates from a stationary neutral state about the A axis and the B axis;
In an image display apparatus having a projection lens that projects the reflected light beam as a projection light beam to project onto the projection surface,
The projection plane is a horizontal plane;
The A axis is orthogonal to a plane including a neutral reflected light beam emitted from the mirror in the stationary neutral state, and a normal line of the projection surface passing through a point where the neutral reflected light beam and the projection surface intersect,
The B-axis is included in the plane, is parallel to the mirror surface, and has a width Δα of the rotation angle α around the A-axis with respect to the stationary neutral state, and rotates around the B-axis. When the width Δβ of the dynamic angle β is set,
Δα <Δβ
An image display device characterized by that.

2. An image display device according to claim 1, wherein an angle [theta] between an optical axis of the projection lens and a normal line of the horizontal plane is 50 deg ≦ θ ≦ 70 deg.

A rotation angle a around the A axis of the mirror that emits a reflected light beam in a direction farthest from the image display device with respect to the optical axis,
When the rotation angle b around the A axis of the mirror that emits the reflected light beam in the direction closest to the image display device with the optical axis as a reference,
a <b
The image display device according to claim 1, wherein the image display device is an image display device.

A base,
In an electronic device having a movable part that opens at least in the first stage and the second stage with respect to the base part,
The movable part includes the image display device according to any one of claims 1 to 3.
When the movable part is open in the first stage, the projection plane is a horizontal plane,
When the movable part is open in the second stage, the projection plane is a vertical plane.

5. The electronic apparatus according to claim 4, wherein the opening angle in the first stage is 90 deg and the opening angle in the second stage is 0 deg.

A base,
In an electronic device having a movable part that opens at least in the first stage and the second stage with respect to the base part,
The movable part is an image display device according to claim 1;
A control unit for controlling the intensity modulation timing of the light or rotating the mirror,
The opening angle in the first stage is 90 deg, the opening angle in the second stage is θ deg,
When the movable part is open in the first stage, the projection plane is a horizontal plane,
When the movable part is open in the second stage, the projection plane is a vertical plane;
The θ is an angle formed by an optical axis of the projection lens and a normal line of the horizontal plane,
The control device changes at least one of the modulation timing control of the light and the rotation control of the mirror in the second stage as compared with the first stage.

The θ is
50deg ≦ θ ≦ 70deg
The electronic apparatus according to claim 6, wherein:

The electronic device according to claim 6, wherein the control unit changes control of the modulation timing of the light in the second stage as compared with the first stage.