JP2016177081A - 画像投影装置及び画像投影システム - Google Patents

Abstract

【課題】投影面までの光路を極めて単純にし、構造を簡素化する。【解決手段】レーザ光を前方の投影面に向けて射出する光源２０と、光源と投影面との間に配置される第１ポリゴンミラー３０及び第２ポリゴンミラー４０とを備える。第１ポリゴンミラーは、光源の光軸Ｇに垂直な方向に沿って配置される回転軸３２と、回転軸の周りに光源から射出されるレーザ光を反射させる側面３０ａとを備え、第２ポリゴンミラーは、第１ポリゴンミラーの回転軸に垂直であって、光源の光軸を含む仮想平面Ｇ１−Ｇ１上に配置される回転軸４２と、回転軸の周りに第１ポリゴンミラーから反射されるレーザ光を前方の投影面に向けて反射させる側面４０ａとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、投影面に画像を投影する画像投影装置及び画像投影システムに関する。

プロジェクタなどの画像投影装置においては、光源からのレーザビームを走査してスクリーンの投影面に画像を形成する。特許文献１に記載のマルチビーム走査装置では、光源から射出した光ビームを、直交に配置された２つのポリゴンミラーを用いて走査し、スクリーンの投影面に画像を投影している。

特開２００４−２１９４８０号公報

特許文献１の記載のマルチビーム走査装置では、光源から射出される光ビームの光軸がスクリーンの投影面に対してほぼ平行になるように配置する。このため、この光源からのレーザ光を、複数のミラーやレンズからなる光学系によって、スクリーンの投影面に対して垂直になるように走査することによって画像を投影している。この構成では、光源からの光ビームの光路をスクリーンに向かう方向に変えるための複数のレンズやミラーを含む光学系が、２つのポリゴンミラーとは別に必要になるため、装置構成が複雑化する。しかも光源から投影面までの光路も複雑で長くなるので、光ビームの光強度も低下してしまう。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、構造を簡素化でき、投影面までの光路も単純にすることができる画像投影装置等を提供することを目的としている。

本発明の画像投影装置は、レーザ光を前方の投影面に向けて射出する光源と、前記光源と前記投影面との間に配置される第１ポリゴンミラー及び第２ポリゴンミラーとを備え、前記第１ポリゴンミラーは、前記光源の光軸に垂直な方向に沿って配置される回転軸と、前記回転軸の周りに前記光源から射出されるレーザ光を反射させる側面とを備え、前記第２ポリゴンミラーは、前記第１ポリゴンミラーの回転軸に垂直であって、前記光源の光軸を含む仮想平面上に配置される回転軸と、前記回転軸の周りに前記第１ポリゴンミラーから反射されるレーザ光を前方の前記投影面に向けて反射させる側面とを備えることを特徴としている。

本発明の画像投影装置によれば、光源は前方の投影面に向けてレーザ光を出射するように配置され、第１ポリゴンミラーの側面で反射した光源からのレーザ光が、光源の光軸を含む仮想平面上に回転軸を配置した第２ポリゴンミラーの側面で反射されて前方の投影面に向かうように、第１ポリゴンミラーと第２のポリゴンミラーが光源と投影面との間に配置される。これによれば、光源から前方の投影面に向けて射出したレーザ光を、第１ポリゴンミラーと第２ポリゴンミラーで走査しつつ、そのまま前方の投影面に向けて照射させることができるので、光源からのレーザ光の光路を投影面に向かう方向に変える必要がない。これにより、光路変更用の複数のレンズやミラーを減らすことができるので、構造を簡素化でき、投影面までの光路も単純にすることができる。

本発明の画像投影装置は、前記第２ポリゴンミラーの側面が前記投影面に向けて傾斜するように、前記第２ポリゴンミラーの回転軸は、前記光源の光軸に対して鋭角に傾斜させることが好ましい。第２ポリゴンミラーの回転軸の傾斜角度を調整することにより、レーザ光が投影面に入射する角度を調整できる。

本発明の画像投影装置は、前記第２ポリゴンミラーをその回転軸周りに回転させることによって投影面の主走査方向にレーザ光を走査し、前記第１ポリゴンミラーをその回転軸周りに回転させることによって前記投影面の副走査方向に前記レーザ光を走査することができる。

この場合に、前記第２ポリゴンミラーの回転速度を、前記第１ポリゴンミラーの回転速度より速くすることで、副走査方向に対する主走査方向の走査線数を調整できる。

本発明の画像投影装置は、前記第２ポリゴンミラーの回転軸を回転させるモータを備え、このモータに速度変換歯車機構を介して前記第１ポリゴンミラーの回転軸を連結してもよい。これによれば、１つのモータで第１ポリゴンミラーと第２ポリゴンミラーの両方を別々の速度で回転させることができる。

本発明の画像投影装置は、前記レーザ光が装置外で反射されて戻ってくる反射光を受光する受光センサを備え、前記受光センサによって受光した前記反射光の光強度に基づいて前記光源の光出力を調整するようにしてもよい。例えば画像投影装置外に射出されるレーザ光が投影面で反射されて戻ってきた光の強度は、画像投影装置から投影面での距離が近いほど大きくなる。このため、その反射光の光強度に基づいて光源の光出力を調整することで、画像投影装置から投影面での距離に応じて光源の光出力を調整することが可能となる。

本発明の画像投影システムは、上記画像投影装置を、前記投影面に対向して複数並べて配置して構成される。また上記画像投影装置は、複数の前記投影面に対向してそれぞれ対向するように複数配置してもよく、曲面で構成される前記投影面に角度を変えて複数配置してもよい。上記画像投影装置は、上述したように、構造を簡素化できるので、装置自体を非常にコンパクトに構成できる。このため、車内などの狭いスペースにも複数の画像投影装置を投影面に応じて配置させることが可能な画像投影システムを提供できる。

本発明の画像投影装置は、光源から前方の投影面に向けて射出したレーザ光を、光源と投影面との間に配置された第１ポリゴンミラーと第２ポリゴンミラーで走査しつつ、そのまま前方の投影面に向けて照射させることができるので、光源からのレーザ光の光路を投影面に向かう方向に変える必要がない。これにより、光路変更用の複数のレンズやミラーを減らすことができるので、構造を簡素化でき、投影面までの光路も単純にすることができる。

本発明の実施の形態に係る画像投影装置の全体構成を示す斜視図である。 図１に示す光走査装置の上面図である。 図１に示す光走査装置の側面図である。 本発明の実施の形態に係る画像投影装置を用いた画像投影システムの構成例を示す斜視図である。 変形例に係る画像投影システムの構成を示す斜視図である。 他の変形例に係る画像投影システムの構成を示す斜視図である。

本発明の画像投影装置は、文字、記号、図形、模様、あるいはこれらの組み合わせによる画像（静止画及び動画）を所定のスクリーンの投影面上に映し出す装置である。スクリーンは、画像投影装置から射出されるレーザ光としての光ビームを途中で遮蔽することが可能なものであればどのようなものでもよく、特定の幕や壁面などである。あるいは、車載用のヘッドアップディスプレイに搭載されて、車両のウインドシールドに光ビームで形成される画像が投影されるものであってもよい。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像投影装置の構成を示す斜視図である。ここでのＸ方向は、図１では省略しているスクリーンの投影面上における主走査方向（左右方向）であり、Ｙ方向は副走査方向（上下方向）である。Ｚ方向はＸ−Ｙ平面に垂直な方向である。図１に示す画像投影装置１は、キューブ状のケース２と、このケース２内に収容された光走査装置１０とを備えている。ケース２の前面（Ｚ方向の正側の面）２ａには、光走査装置１０からの光ビームＬを装置外に射出させる開口部４が形成されている。なお、図１に示すケース２は透明であっても不透明であってもよく、ケース２の形状も図１に示すものに限られるものではない。

光走査装置１０は、光ビームＬを射出する光源２０と、光源２０から射出される光ビームＬを反射する第１ポリゴンミラー３０と、この第１ポリゴンミラー３０からの光ビームＬを反射させる第２ポリゴンミラー４０とを備える。光源２０から射出される光ビームＬの光軸Ｇは、Ｚ方向に向いており、光ビームＬは第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０の順に反射されて走査され、開口部４から射出され、図示省略しているスクリーンの投影面に照射される。

本実施の形態における第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０は１つのモータ５０によって駆動できるように構成されている。具体的には、第１ポリゴンミラー３０の回転軸３２はモータ５０の回転軸５２と同軸で直結されており、第２ポリゴンミラー４０は動力伝達機構６０を介してモータ５０の回転軸５２に連結されている。第１ポリゴンミラー３０の回転軸３２とモータ５０の回転軸５２は共通の回転軸で構成してもよく、または、モータ５０に設けられた減速機構の出力軸である回転軸５２と第１ポリゴンミラー３０の回転軸３２とが直結されていてもよい。

動力伝達機構６０は、入力歯車６２と、中間歯車６４と、出力歯車６６を備えた加速歯車機構である。入力歯車６２の回転軸５２と、中間歯車６４の回転軸６５と、出力歯車６６の回転軸６７はそれぞれＸ方向に沿って平行に配置されている。

入力歯車６２は、モータ５０の回転軸５２に固定されており、出力歯車６６は、第２ポリゴンミラー４０の回転軸４２に動力を伝達可能である。出力歯車６６の回転軸６７と、第２ポリゴンミラー４０の回転軸４２は直交し、直交する２軸間の運動を伝達するかさ歯車によって連結されている。出力歯車６６の回転軸６７にかさ歯車６８が固定されており、このかさ歯車６８は、第２ポリゴンミラー４０の回転軸４２に固定されたかさ歯車４４と噛み合っている。かさ歯車６８とかさ歯車４４はピッチ円の直径が同じである。中間歯車６４は、入力歯車６２と出力歯車６６とに噛み合っている。

本実施の形態に係る画像投影装置１は、モータ５０を制御する制御部（図示省略）を備える。制御部は、モータ５０を回転させることで、第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０の両方を別々の回転速度で回転駆動させることができる。これによれば、第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０を別々のモータで回転させる場合に比較して、モータの数を減らすことができ、装置全体を小型化できる。また、本実施の形態では、入力歯車６２のピッチ円の直径を、出力歯車６６のピッチ円の直径よりも大きいギア比とすることで、第２ポリゴンミラー４０の回転速度が第１ポリゴンミラー３０よりも速くなるよう増速される。第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０の回転速度比は、これらの入力歯車６２と出力歯車６６のギア比を変えることで調整可能である。

図２は、光走査装置１０の構成を説明するための上面図であり、図３は側面図である。図２と図３に示すように、本実施の形態における光走査装置１０では、光源２０とスクリーンＳの投影面Ｓｎとの間であって、光源２０の光ビームＬの光軸Ｇの方向である前方に、第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０の両方を配置させている。本実施の形態における第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０はそれぞれの回転軸３２、４２が交差（直交）するように、互いに対向して配置されている。

光源２０の光ビームＬは、これら第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０との間に向けて、第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０に順番に反射するように射出される。光源２０から射出された光ビームＬは、第１ポリゴンミラー３０において多角面で配置された側面（反射側面）３０ａのうちの１面で反射されて、その反射光が下方（Ｙ方向）に配置された第２ポリゴンミラー４０において多角面で配置された側面（反射側面）４０ａのうちの１面で反射される。第２ポリゴンミラー４０で反射された光ビームＬは、ケース２の前面に形成された開口部４から装置外の前方へ射出され、スクリーンＳの投影面Ｓｎに照射される。

上記構成では、光源２０から前方の投影面Ｓｎに向けて射出した光ビームＬを、第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０で走査させながら、そのまま前方の投影面Ｓｎに向けて射出させることができる。これにより、光源２０からの光ビームＬを投影面Ｓｎに向けるためのレンズやミラーなどを減らすことができ、装置構成を簡素化でき、投影面までの光路も単純にすることができる。よって、装置自体を極めてコンパクトに構成できる。しかも、光源２０から投影面Ｓｎまでの光路を短くすることができるので、光強度の低下も抑えることができる。

光源２０は、発光部材が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色からなる光ビーム（レーザビーム）Ｌを射出する光源２０ａ，２０ａ，２０ａで構成されている。なお、光源２０が、いずれか１色のみの光ビームＬを射出する構成であってもよいし、いずれか２色の光ビームＬを射出する構成であってもよい。ただし、前記３色の光ビームを射出する構成にするとフルカラーの静止画や動画を投影面Ｓｎに投影することが可能である。

光源２０ａ，２０ａ，２０ａは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色がそれぞれ平行に射出されるように同一平面上（例えば水平面上）に並べて配置されている。光ビームＬは、コリメート光（平行光）である。このような光ビームＬを射出する光源２０ａとしては、例えば面発光型の半導体レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）が用いられる。ただし、光源２０ａはこれに限られず、ＬＥＤ（発光ダイオード）で構成してもよい。光源２０ａ，２０ａ，２０ａから射出された光ビームＬは、コリメータレンズなどを通して平行度を高めるようにしてもよい。特に、光源２０ａ，２０ａ，２０ａをＬＥＤで構成する場合にはコリメータレンズを設けることで、ＬＥＤから射出された自然光を平行な光とすることができる。光源２０の光出力は、図示省略した制御部によって調整できるようになっている。

図３に示すように、第１ポリゴンミラー３０は、光源２０の光軸Ｇに垂直な方向に沿って配置される回転軸３２を備える。第１ポリゴンミラー３０は、回転軸３２の軸線Ｐを中心に、Ｘ方向から見て時計回りに回転する。第１ポリゴンミラー３０は、回転軸３２周りに、多角面を構成する１２個の側面３０ａを備える。各側面３０ａはレーザ光を反射させる反射面を構成する。１２個の側面３０ａは回転するので、光源２０の光軸と交わる位置にある側面３０ａで光源２０の光ビームＬが反射される。図３に示すように、第１ポリゴンミラー３０の側面３０ａで反射された光ビームＬは、第２ポリゴンミラー４０の側面４０ａで反射されてスクリーンＳの投影面Ｓｎに照射される。

第１ポリゴンミラー３０が時計回りに回転すると、第１ポリゴンミラー３０の側面３０ａで反射された光ビームＬは、その側面３０ａの角度に応じて、図３の実線から点線で示すようにスクリーンＳの投影面ＳｎのＹ方向の正側（投影面Ｓｎの上から下）に走査される。具体的には、第１ポリゴンミラー３０の１つの側面３０ａから反射された光ビームＬが太線で示す角度で反射したときから、さらに第１ポリゴンミラー３０が時計回りに回転すると、第１ポリゴンミラー３０の同じ側面３０ａに対する光ビームＬの反射角は徐々に大きくなり、点線で示す角度で反射する。

このように、第１ポリゴンミラー３０が回転することにより、第１ポリゴンミラー３０の１つの側面３０ａから反射された光ビームＬが、図３の太線で示す光ビームＬから点線で示す光ビームＬのように走査されるので、スクリーンＳの投影面ＳｎのＹ方向の正側（投影面Ｓｎの上から下）に走査される。第１ポリゴンミラー３０がさらに回転して、光源２０からの光ビームＬが反射する側面３０ａが切り替わると、再びスクリーンＳの投影面Ｓｎの上方に光ビームＬが走査される。このように、第１ポリゴンミラー３０を回転させることによって、光ビームＬをスクリーンＳの投影面Ｓｎに対してＹ方向（副走査方向）に走査することができる。第１ポリゴンミラー３０の１つの側面３０ａで、光ビームＬを１フィールド分、走査させることができる。本実施の形態における第１ポリゴンミラー３０は１２個の側面３０ａを有するから、１回転させると、光ビームＬを１２フィールド分、走査させることができる。

図２に示すように、第２ポリゴンミラー４０は、第１ポリゴンミラー３０の回転軸３２に垂直であって、光源２０の光軸Ｇを含む仮想平面Ｇ１−Ｇ１上に配置される回転軸４２を備える。第２ポリゴンミラー４０は、回転軸４２の軸線Ｑを中心に、光源２０側から見て時計回りに回転する。図３に示すように、第２ポリゴンミラー４０の側面４０ａがスクリーンＳの投影面Ｓｎに向けて傾斜するように、第２ポリゴンミラー４０の回転軸４２の軸線Ｑは、光源２０の光軸Ｇに対して、Ｙ方向の正側（ここでは下方）に所定の角度θで傾斜している。角度θは鋭角（０度＜θ＜９０度）である。この第２ポリゴンミラーの回転軸４２の軸線Ｑの傾斜角度θを調整することにより、光ビームＬが投影面Ｓｎに入射する角度θ′を調整できる。したがって、これによれば投影面Ｓｎに照射される光ビームＬのＹ方向の位置や範囲も調整できる。

第２ポリゴンミラー４０は、回転軸４２周りに、多角面を構成する１２個の側面４０ａを備える。各側面４０ａはレーザ光を反射させる反射面を構成する。１２個の側面４０ａが回転するときに、いずれかの側面４０ａで光源２０の光ビームＬが反射する。図２に示すように、第１ポリゴンミラー３０の側面３０ａで反射された光ビームＬは、第２ポリゴンミラー４０の側面４０ａで反射されてスクリーンＳの投影面Ｓｎに照射される。

第２ポリゴンミラー４０が時計回りに回転すると、第２ポリゴンミラー４０の側面４０ａで反射された光ビームＬが、その側面４０ａの角度に応じて、図２の実線から点線で示すように、スクリーンＳの投影面ＳｎのＸ方向の正側（投影面Ｓｎの左から右）に走査される。第２ポリゴンミラー４０の１つの側面４０ａで光ビームＬが太線で示すように反射されたときから、第２ポリゴンミラー４０が時計回りに回転すると、第２ポリゴンミラー４０の同じ側面４０ａの傾きが変わり、光ビームＬが点線で示すように反射する。

このように、第２ポリゴンミラー４０が回転することにより、第２ポリゴンミラー４０の１つの側面４０ａから反射された光ビームＬが、図２の太線で示す光ビームＬから点線で示す光ビームＬのように走査されるので、スクリーンＳの投影面ＳｎのＸ方向の正側（投影面Ｓｎの右から左）に走査される。第２ポリゴンミラー４０がさらに回転して、第１ポリゴンミラー３０からの光ビームＬが反射する側面４０ａが切り替わると、再びスクリーンＳの投影面Ｓｎの上方に光ビームＬが走査される。このように、第２ポリゴンミラー４０を回転させることによって、光ビームＬをスクリーンＳの投影面Ｓｎに対してＸ方向に走査させることができる。第２ポリゴンミラー４０の１つの側面４０ａで、光ビームＬをＸ方向に１ライン分走査できる、本実施の形態における第２ポリゴンミラー４０は１２個の側面４０ａを有するから、１回転させると、光ビームＬをＸ方向に１２ライン分走査できる。

例えば第１ポリゴンミラー３０の回転速度に対して、１２倍の回転速度で第２ポリゴンミラー４０を回転させると、光ビームＬが第１ポリゴンミラー３０の１つの側面３０ａで反射されている期間に、第２ポリゴンミラー４０が１回転することになる。これによれば、１フィールドが主走査方向に１２ラインの走査線からなる画像を投影させることができる。第１ポリゴンミラー３０の回転速度に対する第２ポリゴンミラー４０の回転速度を速くするほど、１フィールドあたりの主走査方向の走査線のライン数を増やすことができるので、より高精細の画像を投影させることができる。

上記のように、第１ポリゴンミラー３０と第２ポリゴンミラー４０を回転させることで、光ビームＬがスクリーンＳの投影面Ｓｎを１フィールド分を走査するが、この間に、制御部によって光源２０ａ，２０ａ，２０ａの点灯と非点灯を制御することにより、透明面Ｓｎにフルカラーの画像を投影することが可能になる。

なお、本実施の形態における画像投影装置１においては、画像投影装置１から射出された光ビームＬの一部の光が反射されて、画像投影装置１内に戻ってくる光を検知する受光センサを設けてもよい。図１ないし図３では、このような受光センサ２２を光源２０上に設けた例を示している。

このような受光センサ２２の使い方を以下に説明する。例えば画像投影装置１から射出される光ビームＬがスクリーンＳの投影面Ｓｎから反射されて戻ってきた光の強度は、画像投影装置１からスクリーンＳの投影面Ｓｎまでの距離が近いほど大きくなる。このため、受光センサ２２で画像投影装置１に戻る光の強度を検出することで、画像投影装置１からスクリーンＳの投影面Ｓｎまでの距離の算出することができる。そこで、受光センサ２２で受光した光の強度に応じて光源２０の光出力を調整するようにしてもよい。例えば受光センサ２２で受光した光の強度が小さいときには、スクリーンＳの投影面Ｓｎまでの距離が遠いので、光源２０の光出力が大きくなるように調整すればよい。これに対して受光センサ２２で受光した光の強度が大きいときには、スクリーンＳの投影面Ｓｎまでの距離が近いので、光源２０の光出力が小さくなるように調整することもできる。これによれば、スクリーンＳの投影面Ｓｎと画像投影装置１との距離に応じて、光源２０の光出力が自動的に調整することができる。

また、受光センサ２２を次のように用いてもよい。画像投影装置１とスクリーンＳの投影面Ｓｎとの間に物体や人体が入って光ビームＬが遮られた場合には、受光センサ２２で受光する光の光強度が変化する。そこで、受光センサ２２で受光する光の光強度変化に応じて光源２０の光出力を減少させるようにしてもよい。これによれば、例えば画像投影装置１とスクリーンＳの投影面Ｓｎとの間に、人の頭や手が入ったときに、光源２０の光出力を減少させることができる。なお、受光センサ２２は、図示省略した制御部に接続されている。制御部は、受光センサ２２が受光する光強度に応じて、光源２０の光出力を調整する。

次に、本実施の形態に係る画像投影装置１を応用した画像投影システムについて説明する。上述したように、本実施の形態に係る画像投影装置１は、装置自体を非常にコンパクトに構成できるので、画像投影装置１を複数配置させることで様々な応用が可能である。図４は、複数の画像投影装置１をスクリーンＳの投影面Ｓｎに対向して並べて配置した画像投影システムの構成例を示す斜視図である。図４に示すように、複数の画像投影装置１をスクリーンＳの投影面Ｓｎに対向して並べることで、投影面Ｓｎに同じ画像を複数重ねて投影することができる。１つの画像投影装置１では光強度が弱い場合に有効である。また、このように配置することで、画像投影装置１が壊れた場合でも、他の画像投影装置１で画像投影を継続することができる。例えば自動車のウインドシールドをスクリーンＳとしたときに、運転に必要な同じ画像を投影する複数の画像投影装置１を配置することができる。これによれば、運転中に画像投影装置１の１つが壊れても、他の画像投影装置１で画像投影を継続できるので、運転環境の安全性を高めることができる。

なお、画像投影装置１の配置例は、図４に示す場合に限られるものではない。例えば図５に示すように、複数の画像投影装置１を複数のスクリーンＳ１〜Ｓ３の投影面Ｓｎにそれぞれ対向するように配置してもよい。例えば自動車のフロントガラスをスクリーンＳ１とし、側面のガラスをスクリーンＳ２、Ｓ３としたときに、各スクリーンＳ１〜Ｓ３に運転に必要な同じ画像をそれぞれ投影する３つの画像投影装置１を配置することができる。これによれば、自動車で運転中にどの位置に視線を変えても、同じ投影画像を見ることができる。

また、例えば図６に示すように、例えばドーム状のように曲面で構成されるスクリーンＳの投影面Ｓｎに対して、複数の画像投影装置１を曲面に合わせて積み上げるように配置してもよい。これによれば、例えば自動車のフロントガラスのみならず、天井もスクリーンＳとして用いることができる。

本発明の画像投影装置は、自動車に搭載されるヘッドアップディスプレイ、事務用や家庭用のプロジェクター、プリンタの転写ドラムへの画像形成装置などとして使用することができる。

１ 画像投影装置
２ ケース
４ 開口部
１０ 光走査装置
２０（２０ａ，２０ａ，２０ａ） 光源
２２ 受光センサ
３０ａ 側面
３２ 回転軸
４０ａ 側面
４２ 回転軸
４４ かさ歯車
５０ モータ
５２ 回転軸
６０ 動力伝達機構
６２ 入力歯車
６４ 中間歯車
６５ 回転軸
６６ 出力歯車
６７ 回転軸
６８ かさ歯車
Ｇ 光軸
Ｇ１−Ｇ１ 仮想平面
Ｌ 光ビーム
Ｐ 軸線
Ｑ 軸線
Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３） スクリーン
Ｓｎ 投影面

Claims (9)

1. レーザ光を前方の投影面に向けて射出する光源と、前記光源と前記投影面との間に配置される第１ポリゴンミラー及び第２ポリゴンミラーと、を備え、
   前記第１ポリゴンミラーは、前記光源の光軸に垂直な方向に沿って配置される回転軸と、前記回転軸の周りに前記光源から射出されるレーザ光を反射させる側面と、を備え、
   前記第２ポリゴンミラーは、前記第１ポリゴンミラーの回転軸に垂直であって、前記光源の光軸を含む仮想平面上に配置される回転軸と、前記回転軸の周りに前記第１ポリゴンミラーから反射されるレーザ光を前方の前記投影面に向けて反射させる側面と、を備えることを特徴とする画像投影装置。
2. 前記第２ポリゴンミラーの側面が前記投影面に向けて傾斜するように、前記第２ポリゴンミラーの回転軸は、前記光源の光軸に対して鋭角に傾斜する請求項１に記載の画像投影装置。
3. 前記第２ポリゴンミラーをその回転軸周りに回転させることによって前記投影面の主走査方向に前記レーザ光を走査し、前記第１ポリゴンミラーをその回転軸周りに回転させることによって前記投影面の副走査方向に前記レーザ光を走査する請求項１または請求項２に記載の画像投影装置。
4. 前記第２ポリゴンミラーの回転速度を、前記第１ポリゴンミラーの回転速度より速くすることを特徴とする請求項３に記載の画像投影装置。
5. 前記第２ポリゴンミラーの回転軸を回転させるモータを備え、このモータの回転軸に速度変換歯車機構を介して前記第１ポリゴンミラーの回転軸を連結することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像投影装置。
6. 前記レーザ光が装置外で反射されて戻ってくる反射光を受光する受光センサを備え、前記受光センサによって受光した前記反射光の光強度に基づいて前記光源の光出力を調整することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像投影装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかの画像投影装置を、前記投影面に対向して複数並べて配置した画像投影システム。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれかの画像投影装置を、複数の前記投影面に対向してそれぞれ対向するように複数配置した画像投影システム。
9. 請求項１ないし請求項６のいずれかの画像投影装置を、曲面で構成される前記投影面に角度を変えて複数配置した画像投影システム。

Images