JP5133072B2 - 走査ユニットおよび画像表示装置 - Google Patents

走査ユニットおよび画像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5133072B2
JP5133072B2 JP2007557892A JP2007557892A JP5133072B2 JP 5133072 B2 JP5133072 B2 JP 5133072B2 JP 2007557892 A JP2007557892 A JP 2007557892A JP 2007557892 A JP2007557892 A JP 2007557892A JP 5133072 B2 JP5133072 B2 JP 5133072B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning unit
movable object
reflection
unit
reflecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007557892A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2007091648A1 (ja
Inventor
浩士 小尾
浩稔 冨田
章 黒塚
修 梶野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007557892A priority Critical patent/JP5133072B2/ja
Publication of JPWO2007091648A1 publication Critical patent/JPWO2007091648A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5133072B2 publication Critical patent/JP5133072B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/101Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Description

本発明は、レーザ光を投射して画像を表示する画像表示装置に関し、特に、画像表示装置の安全性向上技術に関する。
スクリーンに画像を投射するプロジェクタとスクリーンとの間の投射光路内に人間が進入して、投射側に顔を向けた場合、投射光が眼に刺激を与える危険性がある。このため、投射光路内の物体の有無を検出する検出部と、放射パワーを制御する制御部とを画像表示装置に設け、投射光路内に物体を検出した場合には、放射パワーを減少させることで危険性を防止する方式が提案されている。
例えば、特許文献1は、電磁放射線センサ、熱放射線センサ、焦電センサ、温度センサ等により投射領域を監視して、投射領域に物体が存在する場合、人間に対して無害化した動作モードに切り替える画像表示装置を開示している。
また、特許文献2は、投射された画像をカメラで監視して、人間が居る領域を抽出してその領域の画像をマスクする画像表示装置を開示している。この装置では、投射領域のうちの人間が居ると判断された領域に対してのみ放射パワーを制限すればよいので、他の領域では画像を表示し続けることができる。
また、レーザ光を投射して画像を表示する画像表示装置(レーザプロジェクタとも称される)の開発が進められている。レーザ発光素子が出力するレーザ光は、ランプが出力する光よりも色純度が高いため、色再現性を向上させることができる。また、光学系を小型化できると共に消費電力も抑えることができるので、小型で省電力の画像表示装置を実現することができる。
レーザ光は細く絞った状態で走査させることができるので、ミラー素子等を用いてレーザ光を2次元走査させて画像を表示することができる。このようなスキャン方式のレーザプロジェクタでは、レーザ光の強度を変調させて画像の表示を行うため、液晶パネルやDMD(Digital Micromirror Device)などの2次元の画像表示デバイスを用いた通常のプロジェクタに比べさらに省電力であり、また、2次元画像デバイスを均一に照明する照明光学系が不要なので装置の小型化も実現できる。
このように、スキャン方式のレーザプロジェクタは、小型のモバイル機器にも搭載可能であり、大型ディスプレイの搭載が困難な携帯電話等でも大画面表示が楽しめるようにすることができる。
ミラーデバイス等の走査手段によって細く絞ったビームを走査するスキャン方式の画像表示装置では、投射光路内に進入する物体の有無を検出して安全を確保する以外に、ミラーが意図せずに停止してしまった時の安全対策が必要となる。このため、ミラーの走査動作を検出して正常でない走査動作状態のときは、レーザ光を遮光させたりレーザ光源への電力供給を遮断させたりする方式が提案されている。
例えば、特許文献3では、ミラーの走査動作が正常でない状態、例えば、走査動作が完全に停止しているか、又は一定の周期ではなく且つ所定の速度ではない場合は、ミラーを所定位置で停止させて保持する。この時、レーザ光は画像表示装置外部に照射されないように遮光部に照射され、外部に対して遮光されている状態となる。
また、特許文献4では、ミラーの回動に連動して電力を供給し、ミラーの走査動作が正常でない状態、例えば、走査動作が完全に停止しているか、又は一定の周期ではなく且つ所定の速度ではない場合は、レーザ光源への電力供給を遮断する。
特許第2994469号公報 特開2004−254145号公報 特開2004−312347号公報 特開2004−333698号公報
しかしながら、上述したような装置構成では、ミラーの走査動作が正常であるか否かを検出するセンサや、走査動作が正常でないときにレーザ光を遮光したりレーザ光源への電力供給を遮断したりする制御機構が必要であり、コストが高くなると共に装置の小型化が困難であるという問題がある。
レーザプロジェクタ等のレーザ応用製品に対しては、安全基準で許容放射パワーが定められており、人の目に対して安全な範囲では十分な明るさが確保できないので、安全を確保しつつ放射パワーを上げる技術が求められる。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、小型化および低コスト化を実現すると共に、安全でかつ十分な明るさで表示可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明の走査ユニットは、レーザ光を反射する反射部と、中空の内部に移動可能物体を封入した封入部とを備えた走査ユニットであって、前記移動可能物体は前記走査ユニットの角速度に応じて移動して、前記レーザ光に対する前記反射部の反射状態を変化させることを特徴とする。
ある実施形態によれば、前記封入部の少なくとも一部は、前記反射部のうちの前記レーザ光を反射する面側に位置し、前記移動可能物体は、前記走査ユニットの角速度に応じて移動して、前記反射部の少なくとも一部を覆う。
ある実施形態によれば、前記反射部は、前記封入部の内面に設けられており、前記封入部は、前記反射部と対向し、前記レーザ光を透過する透過部を備え、前記移動可能物体は、前記反射部と前記透過部との間を移動する。
ある実施形態によれば、前記移動可能物体は、前記角速度が上がると前記反射部を覆う割合が低くなる方向へ移動し、前記角速度が下がると前記反射部を覆う割合が高くなる方向へ移動し、前記反射部を覆う割合が低いときよりも高いときの方が、前記反射部からの反射光量が小さい。
ある実施形態によれば、前記移動可能物体は、前記走査ユニットが停止したときに前記反射部を覆う割合が高くなる方向へ移動し、前記移動可能物体が前記反射部を覆う割合が高くなる方向へ移動すると、前記反射部からの反射光量が小さくなる。
ある実施形態によれば、前記移動可能物体は、前記走査ユニットが停止してから0.25秒以内に移動する。
ある実施形態によれば、前記反射部は、前記封入部に設けられており、前記移動可能物体は、前記走査ユニットの角速度に応じて移動して、前記反射部を変形させる。
ある実施形態によれば、前記反射部の変形に応じて前記反射部からの反射光の散乱度合いが変化し、前記移動可能物体は、前記角速度が上がると前記散乱度合いが低くなる方向へ移動し、前記角速度が下がると前記散乱度合いが高くなる方向へ移動する。
ある実施形態によれば、前記反射部の変形に応じて前記反射部からの反射光の散乱度合いが変化し、前記移動可能物体は、前記走査ユニットが停止したときに前記散乱度合いが高くなる方向へ移動する。
ある実施形態によれば、前記移動可能物体は、前記走査ユニットが停止してから0.25秒以内に移動する。
本発明の画像表示装置は上記走査ユニットと、前記レーザ光を出力する光源と、前記走査ユニットを駆動する駆動部とを備え、前記走査ユニットが反射して投射した前記レーザ光の少なくとも一部により画像を表示する画像表示装置であって、前記移動可能物体の移動に応じて前記投射レーザ光の状態が変化することを特徴とする。
本発明によれば、走査ユニットの角速度に応じて移動可能物体が移動して、レーザ光に対する反射部の反射状態を変化させる。これにより、走査ユニットの走査速度が低下したり走査動作が停止してしまったりした場合でも、画像表示装置外部へ投射されるレーザ光の放射パワー(エネルギー密度)を低下させることができ、目に対して安全性の高い画像表示装置を提供することができる。本発明によれば、ミラーの走査動作が正常であるか否かを検出するセンサや、走査動作が正常でないときにレーザ光を遮光したりレーザ光源への電力供給を遮断したりする制御機構が不要であるので、小型化および低コスト化を実現すると共に、安全でかつ十分な明るさで表示可能な画像表示装置を提供することができる。
ある実施形態では、移動可能物体は、走査ユニットの角速度に応じて移動して反射部の少なくとも一部を覆い、これにより、反射部が反射するレーザ光の光量を低下させることができる。
また、ある実施形態では、移動可能物体は、走査ユニットの角速度に応じて移動して反射部を変形させ、これにより、反射部からの反射光の散乱度合いを高くすることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。同様の構成要素には同様の参照符号を付し、同様の説明の繰り返しは省略する。
(実施形態1)
図1〜図9を参照して、本発明による画像表示装置および走査ユニットの第1の実施形態を説明する。まず、図1を参照する。図1は、本実施形態の画像表示装置100を示す図である。画像表示装置100は、投射したレーザ光の少なくとも一部によりスクリーン等に画像を表示する。
画像表示装置100は、レーザ光10a〜10cを出力する光源1と、コリメートレンズ2と、ダイクロイックプリズム3と、レーザ光10a〜10cを反射して投射する走査ユニット4とを備える。光源1は、n原色(nは3以上の自然数)それぞれの色のレーザ光を出力する。この例では、光源1は、赤色レーザ光10aを出力する発光素子1aと、緑色レーザ光10bを出力する発光素子1bと、青色レーザ光10cを出力する発光素子1cとを備える。なお、光源1は4原色以上の多原色のレーザ光を出力してもよい。
画像表示装置100は、レーザ光10a〜10cを変調するレーザ変調部10と、走査ユニット4を駆動するミラー駆動部11と、これら画像表示装置100の構成要素を制御する制御部8および演算部9とをさらに備える。
光源1から出力された3原色(RGB)のレーザ光10a〜10cは、それぞれのコリメートレンズ2によって絞り込まれ、ダイクロイックプリズム3で合成されて1本の投射レーザ光6となる。ダイクロイックプリズム3から出力された投射レーザ光6は、走査ユニット4へ入射する。
画像表示装置100は、1次元に走査されるスキャンミラーデバイスである2個の走査ユニット4を備えている。一方の走査ユニット4が投射レーザ光6を水平方向に走査させ、他方の走査ユニット4が投射レーザ光6を垂直方向に走査させることで、投射レーザ光6は2次元に走査される。
2個の走査ユニット4で反射された投射レーザ光6は、開口(光変調素子)5から投射領域13に投射され、2次元に走査される。投射領域13には投射用スクリーンが配置され得る。図1に示す例では、1軸の回動ミラー素子である走査ユニット4を2個使用しているが、代わりに、2軸の回動ミラー素子を1個使用してもよいし、回転ポリゴンミラーを使用してもよい。
表示しようとする画像を示す画像信号7は制御部8に入力される。演算部9は制御部8の制御動作に必要な演算を行う。制御部8は、レーザ変調部10およびミラー駆動部11の動作を制御する。レーザ変調部10がレーザ光を変調するのに同期して、ミラー駆動部11が走査ユニット4を駆動する。走査ユニット4からは、ミラーの角度変位を示す角度変位信号12が出力され、角度変位信号12が制御部8に入力されることで走査ユニット4はフィードバック制御されている。
走査ユニット4によって走査されたレーザ光6は投射領域13にビームスポット軌跡14を描く。レーザ光6の走査方式には以下のようなものが考えられる。
図2は、走査方式のレーザビームスポット軌跡14と、水平方向(H)および垂直方向(V)の駆動信号波形を示す。
図2(a)はリニアラスタ走査方式を示しており、水平方向および垂直方向ともにリニアな駆動信号波形を示す。ポリゴンミラー素子を使用する場合はこの走査方式を採用する。水平方向では駆動周波数が高いので、回動ミラーを光速でリニアに駆動するのは通常困難である。画面の右端から左端、また下から上へ戻る期間は、レーザ光を点灯せずにミラーだけが戻るブランク期間である。水平ブランク期間15および垂直ブランク期間16を点線で示している。
図2(b)は共振ラスタ走査方式を示しており、回動ミラーの共振動作でレーザ光は水平方向に走査される。共振駆動では、回動ミラーをリニアに駆動する場合に比べて比較的小さな力で大きな振幅が得られる。垂直方向は周波数が低いのでガルバノミラーをリニアに駆動することが可能である。
また、共振駆動ではミラーの動作がサイン波状になり、水平方向を片道走査しているので、水平ブランク期間が長くなり、レーザ光の点灯時間が半分になる。
図2(c)は、水平方向では往復走査をする共振ラスタ走査方式を示している。往復走査をすれば、駆動周波数が半分でよいので駆動しやすい。また図2(b)に示す方式と比べて、レーザ光の点灯時間が倍になるので効率が高い。ただし、走査線が厳密には平行でないので垂直駆動信号波形をステップ状に補正して走査線を平行化する必要がある。
次に、走査ユニット4をより詳細に説明する。
本発明では、走査ユニット4の動作異常が発生したときに、走査ユニット4で反射されるレーザ光6の反射光量および/またはエネルギー密度を低下させる機構を走査ユニット4に設けている。この機構の詳細は以下で説明するが、この機構は、機械的な稼動部を有していないので高い信頼性が有り、メンテナンスフリーであることから、安全性をより高められ、極めて小型で安価な構成となっている。
本発明では、ミラーの走査動作が正常であるか否かを検出するセンサや、走査動作が正常でないときにレーザ光を遮光したりレーザ光源への電力供給を遮断したりする制御機構が不要であるので、画像表示装置の小型化および低コスト化を実現することができる。
図5は、走査ユニット4を示す図である。図5の左側の図は走査ユニット4を反射面側から見た図であり、右側の図は走査ユニット4の断面図である。図5(a)は正常に動作している状態の走査ユニット4を示し、図5(b)は停止している状態の走査ユニット4を示している。
走査ユニット4は、レーザ光6を反射する反射部21と、移動可能物体19を封入した封入部17と、走査ユニット4の回動軸として支持するサスペンション20とを備える。封入部17は、基台24と透過部22とを備え、基台24および透過部22によって封入部17内部に中空部18が形成されている。移動可能物体19は中空部18に封入されている。移動可能物体19は、反射部21と比較してレーザ光6を反射しにくい物質であり、例えば、液体、粉末、液体および粉末の混合物であり得る。
反射部21は、基台24の封入部17内面側に設けられている。レーザ光6を透過する透過部22は、反射部21のうちのレーザ光を反射する面側に位置し、中空部18を挟んで反射部21と対向している。移動可能物体19は、反射部21と透過部22との間を移動する。
サスペンション20それぞれの片端は、基台24と接続されている。サスペンション20それぞれのもう一端は、固定フレーム(図示せず)に固定されている。反射部21および封入部17により可動部が形成されており、走査ユニット4は、反射部21および封入部17を振動させるアクチュエータ4a(図1)を備えている。反射部21および封入部17を駆動する方法としては、電磁駆動、静電駆動、ピエゾ(圧電)駆動など色々あるが、この駆動方法自体は公知であるので、ここでは説明を省略する。
走査ユニット4に入射したレーザ光6は、透過部22を透過して反射部21で反射され、再び透過部22を透過して、画像表示装置100外部へ投射される。
走査ユニット4が正常な動作をしている時は、図5(a)に示すようにサスペンション20を軸に所望の周波数で振動している。移動可能物体19には、走査ユニット4の振動により中空部18の外周方向に発生した慣性力(遠心力)が働き、移動可能物体19は中空部18の外周方向に移動して、中空部18の中心付近には移動可能物体19が無くなり、透過部22を透過したレーザ光6は反射部21で反射される。このように、走査ユニット4が正常な動作をしている時は、走査ユニット4によりレーザ光6は反射され走査される。
走査ユニット4が正常でない動作、例えば停止した場合は、図5(b)に示すように中空部18の外周側に移動していた移動可能物体19が中心付近に集まり、反射部21の全部が移動可能物体19で覆われる。この移動可能物体19で覆われた反射部21に入射したレーザ光6は、移動可能物体19に吸収されることにより、反射部21で反射されるレーザ光6の反射光量および光エネルギー密度が低下する。
このように、移動可能物体19は、走査ユニット4の角速度に応じて中空部18内を移動する。移動可能物体19の移動により反射部21の反射状態(反射光量および/または反射光の散乱の度合い)が変化する。移動可能物体19は、走査ユニット4の角速度が上がると反射部21を覆う割合が低くなる方向へ移動し、角速度が下がると反射部21を覆う割合が高くなる方向へ移動する。移動可能物体19は、走査ユニット4が正常に振動している状態から停止したときには、反射部21を覆う割合が高くなる方向へ移動する。移動可能物体19が反射部21を覆う割合が低いときよりも高いときの方が、反射部21からの反射光量は小さくなる。
走査ユニット4が停止した場合に、中空部18の外周側に移動していた移動可能物体19が中心付近に集まる過程を説明する。走査ユニット4が所望の周波数で振動することにより中空部18の外周方向に発生する慣性力によって、移動可能物体19だけでなく、中空部18に封入されている気体も影響を受ける。中空部18は密閉されているので、慣性力により、走査ユニット4の振動軸から中空部18の外周方向に気体の圧力分布が発生している。発生している圧力分布としては、走査ユニット4の振動軸から中空部18の外周へ向かって圧力が高くなっている。この所望の周波数で振動している走査ユニット4が停止すると、発生していた気体の圧力分布の偏りが解除され、圧力の低い方向(走査ユニット4の振動軸方向)へ気体が移動する。この気体の移動に伴って移動可能物体19も中心付近へ移動する。
反射部21には、可視光線を効率よく反射させる材料として、アルミ膜がコートされている。アルミ以外では金、銀なども用いられ得る。また、使用する光源(使用波長帯域)に合わせて誘電体膜が用いられてもよい。
移動可能物体19が可視光線を吸収する親水性の液体、例えば、メラニン色素を含む液体(墨汁等)の場合は、反射部21は親水性の金属膜とし、基台24はシリコンなどの疎水性の材料とすることが望ましい。これにより、中空部18の中心付近に集まった移動可能物体19を、その中心付近に維持させることができる。
また、図8に示すように、移動可能物体19として帯電粒子を用い、透過部22に電圧を印加することで、移動可能物体19を中空部18の中心付近に維持させてもよい。図8(a)は、走査ユニット4が正常な動作をしている状態を示し、図8(b)は、走査ユニット4が停止した状態を示している。透過部22に透明電極23を設け、移動可能物体19が中心付近に集まった状態を維持するように、透明電極23に電圧を印加することで、移動可能物体19を中空部18の中心付近に維持させることができる。
透過部22は、走査ユニット4へ入射するレーザ光6を透過し、反射部21で反射されたレーザ光6を再び透過させるので、可視光線を効率よく透過する材料を用いるか、透過部22での吸収が少なくなるような厚さにする。透過部22の材料としては、例えば、石英ガラス、光学用ガラス(BK−7等)、パイレックス(登録商標)、サファイア、アクリル、ポリカーボネイトなどがある。
このように、本実施形態によれば、レーザ光6を走査している走査ユニット4が停止した際、移動可能物体19が反射部21を覆うことにより、走査ユニット4に入射したレーザ光6は移動可能物体19に吸収されるので、反射光量および光エネルギー密度を低下させることができる。
なお、移動可能物体19として、レーザ光6を吸収する材料を用いるのは一例であり、レーザ光6が散乱されるような材料を用いてもよい。そのような材料としては、例えば、ナノペーストと呼ばれるナノサイズの金属材料(金、銀、銅など)を含む液体、シリコンまたは石英、光学用ガラス(BK−7等)に代表されるガラス類を含む液体、アクリル、ポリカーボネイトなどのプラスチック類のマイクロビーズを含む液体がある。
また、走査ユニット4が停止した場合以外に、走査ユニット4の角速度が低くなる場合もあり、このような場合も、移動可能物体19は走査ユニット4の角速度に応じて中空部18の中心付近へ移動することが可能である。また、走査ユニット4が停止した際、移動可能物体19が中空部18の中心付近に集まりやすくするために、走査ユニット4が所望の周波数で振動している際も、移動可能物体19の一部は、反射部21と接触もしくは重なっていてもよい。
また、上述の説明では、走査ユニット4が停止した際、移動可能物体19が反射部21を完全に覆うようになっているが、反射部21の一部を覆うだけで必要な効果が得られる場合は、反射部21全体が移動可能物体19に覆われなくてもよい。
なお、移動可能物体19は、磁性体(液体、粉末、液体および粉末の混合物)であってもよく、例えば磁性流体であってもよい。この場合には、反射部21に磁力を発生する材料がコートされており、走査ユニット4の走査動作による慣性力が無くなるか小さくなると、磁力に引き寄せられることで、反射部21を覆うことにより、走査ユニット4の反射部21に入射した光は、磁性体で散乱されるので、反射光量および光エネルギー密度を低下させることができる。
また、移動可能物体19が磁性体または帯電粒子を含む場合や、移動可能物体19が磁性体または帯電粒子のみの場合、走査ユニット4の中空部18の外周方向に移動させる方法として、磁力や電圧印加を用いることは可能である。
また、中空部18の構造も、図5に示した円筒構造以外に、図6に示す四角形の直方体構造であってもよい。図6の左側の図は走査ユニット4を反射面側から見た図であり、右側の図は走査ユニット4の断面図である。図6(a)は正常に動作している状態の走査ユニット4を示し、図6(b)は停止している状態の走査ユニット4を示している。
また、反射部21の形状は、図5に示した円形以外に、図7(a)および図7(b)に示す多角形でもよい。また、反射部21は、図7(c)に示すように、基台24の反射面形成可能な領域全面に形成されていてもよい。図7は走査ユニット4を反射面側から見た図である。
また、走査ユニット4が停止したときに、走査ユニット4の向きに関わらず移動可能物体19が中空部18の中心付近に集まった状態を維持させるために、中空部18の構造と中空部18に封入される移動可能物体19の体積との組み合わせは調整される。
また、移動可能物体19が磁性体または帯電粒子を含む場合や、移動可能物体19が磁性体または帯電粒子のみの場合は、中空部18の外周方向に移動させる方法として、基台24および/または透過部22の外周側に、磁力を発生する材料をコートしたり、電圧を印加するための電極を設けたりしてもよい。
また、中空部18を囲む材料および反射部21の材料によっては、移動可能物体19として、不活性液体を使用してもよい。また、中空部18に封入される気体として、中空部18を囲む材料および反射部21の材料によっては、不活性ガスを使用してもよい。
また、中空部18を囲む材料および反射部21の材料、移動可能物体19の材料によっては、中空部18に封入される気体を真空ポンプ等で引抜いても(気圧を下げても)よい。
また、基台24および透過部22の中空部18を囲む領域の疎水性を高めるために、疎水処理または撥水コートを施してもよい。マイクロマシニング技術分野では、疎水処理や撥水コートが可能な処理装置も提供されている。
次に、レーザ光の安全基準によって定められた放射パワーを説明し、この安全基準を踏まえた上での、より強いレーザ光を発する場合の考え方、それらによって放射可能となる放射パワーと画像表示装置の明るさについて説明する。
レーザ光の安全基準として「IEC60825−1基準」、日本では「JIS C6802 レーザ製品の放射安全基準」(以下JISと略称する)があり、レーザ製品のクラス分けと測定方法が定められている。
その中で、基本的に安全とされるクラス1の被ばく放射限界(以下AELと称する)は、JISの表1(不図示)に波長と露光時間別に定められており、可視光を発する製品については、JISの表2(不図示)にクラス2のAELとして定められている。
これによると、可視光のレーザ光に対しては瞬きなどの嫌悪動作によって目が保護されることを考慮し、その反応時間を0.25秒として、放出持続時間が0.25秒以上のときは1mW、0.25秒以下のときはクラス1のAELと同じ、となっている。即ち、レーザポインタのような連続波のレーザ光では放射出力は1mWに制限される。
これに対し、走査型のレーザ製品に対しては、JISの8.4クラス分けの規則の(f)繰返しパルスレーザおよび変調レーザの項にAELの決定の仕方が定められている。
これによると、次の3つの条件で最も厳しいものを用いて決定する。
1)パルス列内のどの単一パルスからの露光も、単一パルスに対するAEL(AELsingle)を超えてはならない。
2)放出持続時間Tのパルス列の平均パワーは、放出持続時間Tの単一パルスに対して、それぞれ表1〜4(不図示)に規定したAELに対応するパワーを超えてはならない。
3)パルス列内のパルスの平均パルスエネルギーは、単一パルスのAELに補正係数C5を乗じた値(AELtrain)を超えてはならない。
AELtrain=AELsingle×C5
C5=N^−0.25・・・(式1)
ここでNは0.25秒の間に瞳を走査する回数である。
スキャン方式のプロジェクタのように2次元に走査する場合、瞳をレーザ光が走査することによってNが大きくなり、3)の条件が通常最も厳しくなる。測定方法はJISの9.3測定光学系の項に定められている。
以下、図3を参照して、放射パワーの計算方法を説明する。図3は、瞳とプロジェクタとの間の距離および投射領域を示す側面図である。
走査型レーザ光の放射パワーの測定条件は、測定開口111の直径がφ7mm、測定距離rが100mmと定められている。測定開口111のφ7mmは、人の瞳径の最大値を想定したものである。定められた測定条件で計算される放射パワーは、走査条件によって様々に変化する。以下、次の走査条件での計算例を示す。各パラメータで、添え字のh、vはそれぞれ水平、垂直を表している。
走査条件:
表示解像度 XGA(Nh=1024、Nv=768 ピクセル)
フレームレート fv=60Hz
画角 θh=60°、θv=45°
オーバースキャン率(画角/走査全角) Kosh=Kosv=0.7
水平方向は往復走査 Kub=2(図2(c)の走査方式に相当)
水平走査周波数fhは、次のように表される。
fh=fv×Nv/Kosv/Kub=32.9kHz・・・(式2)
図3に示すように距離r=100mmの位置にあるD=φ7mmの瞳をレーザ光が横切る時間tは、次のように表される。
t=測定開口の視角/水平走査角速度
=(D/r)/(2×fh×θh/Kosh)・・・(式3)
=7.1E−7(sec)
0.25秒の間に瞳を走査する回数Nは、次のように表される。
N=(D/r)/(θv/Nv)*fv*0.25
=1020(回)
t=7.1E−7(sec)に対するAELsingle(単一パルスのAEL)は、JISの表1より、AELsingle=2.0E−7(J)となる。パルス列内の平均パルスエネルギーAELtrain(繰り返しパルスのAEL)は、(式1)から、
AELtrain=AELsingle×N^−0.25・・・(式4)
=2.0E−7×1020^−0.25
=3.54E−8(J)
となる(図3に示す3個の測定開口111のうちの左下に示す測定開口111の状態のとき)。
放射パワーPtrainは、
Ptrain=AELtrain/t・・・(式5)
=3.54E−8/7.1E−7*1000
=49.9(mW)
となる。
これより、プロジェクタのピーク放射パワーを50mW以下に抑えれば、100mmまで近づいて瞳に入射する放射エネルギー量が安全なレベルであり、100mm以上の距離ではレーザ光が分散することからより安全であり、100mm以下の距離では瞳を走査するレーザ光が網膜上の1点に合焦されず安全である。即ち、あらゆる条件において安全なレベルであると言える。
ここで、前述の条件1)の、単一パルスに対するAELから放射パワーを求めると、
Psingle=AELsingle/t・・・(式6)
=2.0E−7/7.1E−7
=281.7(mW)
となり、約5.6倍のパワーとなる。
これは、レーザ光が瞳を横切る回数を1回に制限した場合に相当する(図3に示す3個の測定開口111のうちの左上に示す測定開口111の状態)。
従って、適切な処理を行うことによって、放射パワーは最大280mW程度まで上げられる。
同様に、回数Nに対してP(mW)は、
Figure 0005133072
となり、プロジェクタとして必要なピークパワーに対応して、走査回数を選択すればよい。例えば、ピークパワーP=150mWとする場合は、走査回数を12回に制限すれば良い。
ピーク放射パワーが50mWのとき、プロジェクタの明るさは10ルーメン程度である。一般的なオフィスの明るさである400ルクスの部屋で視認可能である明るさ、例えば500ルクスを確保できる投射サイズは8インチ程度である。投射サイズを19インチとすると、画面の明るさは89ルクス程度となり、明るい部屋では視認できない。
それに対し、ピーク放射パワーが最大の280mWでは、プロジェクタの明るさは56ルーメンとなり、19インチで約500ルーメンとなる。つまり、上述のように、レーザ光が瞳を横切る回数に制限を加えるよう制御すれば、安全を確保しつつ、より大きなサイズに投射しても十分明るい画面が得られる。
測定距離を100mmから遠ざけると、tもNも小さくなるので、計算される放射パワーPtrainは大きくなる。t=1.78E−7(s)、 N=255(回)のとき、測定距離約400mmでは、Ptrainが281.7mW(約280mW)となる(図3に示す3個の測定開口111のうちの右下に示す測定開口111の状態)。
つまり、放射パワーを280mWに上げた状態でも、400mm以上離れると瞳への入射エネルギーは安全なレベルとなるため、少なくとも100mmから400mmの範囲で上述の処理を行っていれば問題無いことになる。
上記の条件を勘案して、画像表示装置から投射領域までの光路中への人間等の進入を検出する手段、および投射領域に照射するとき既に光路中に人間等が存在していることを検出する手段を画像表示装置に設けることで、画像表示装置として正常な動作が行われている状態での安全対策は可能である。しかし、レーザ光を走査している走査ユニットが停止した際は、一定の位置への放出持続時間が0.25秒以上となるので、連続波のレーザ光では放射出力を1mW以下に抑える必要がある。このことを考慮して、本実施形態の移動可能物体19が0.25秒以内に反射光量を低下させるように移動できるように、移動可能物体19の粘度や量、中空部18の体積および形状などを設定する。これにより、走査ユニット4へ入射した時点でのレーザ光6の出力が1mWより高い状態で走査ユニット4が停止した場合でも、装置外部の一定の位置へ投射されるレーザ光のエネルギーを0.25秒以内に1mW以下に抑えることができる。これにより可視光のレーザ光が目に入射した場合に、まぶたを閉じたり顔をそらしたりする等の嫌悪動作が、目が保護されるとされる0.25秒以内に行われなかった場合でも、目を保護することができる。理想的には、画像表示装置100からの放射パワーとレーザ光スキャン速度との両面を考慮して安全性を確保する応答速度に設定することが望ましい。また、正常に走査しているときは、レーザ光6の反射光量が低下しないようにする。理想的には損失無しが望ましい。
例えば、(式6)を参照して説明したように、レーザ光が瞳を横切る回数Nを1回に制限して画像表示装置100の放射パワーを設定した場合、単一パルスに対するAELから放射パワー(Psingle)は281.7(mW)となる。このとき、瞳(距離r=100mmの位置にあるD=φ7mm)をレーザ光が横切る時間tは、7.1E−7(sec)である。これは言い換えると、放射パワー281.7(mW)のレーザ光の一定位置への照射については、放出持続時間7.1E−7(sec)までは安全の範囲となる。従って、安全を考慮すると画像表示装置100の放射パワーを281.7(mW)に設定した場合は、7.1E−7(sec)以内に反射光の放射出力を1mW以下に抑える必要がある。
図4は、単一パルスに対するAELの放射パワーと、反射光の放射出力低減効果を得るための応答速度との相関図を示す。この例では、垂直同期周波数を60(Hz)とし、水平画角(θh)を10°〜80°とし、垂直画角(θh)に関しては画面アスペクト比(縦/横)=0.75に設定している。
また、走査ユニット4の振動振幅のピークの位置(振動の折り返し地点)では実質的に走査が一瞬止まった状態となるが、開口5は、このような状態のレーザ光を遮光するよう設計されることが望ましい。言い換えれば、開口5は、放射パワー281.7(mW)の単一パルス光が一定位置に7.1E−7(sec)以上照射されないように設計されている。
なお、正常に走査しているレーザ光は遮光しないようにする。理想的には、放射パワー281.7(mW)のレーザ光が7.1E−7(sec)で瞳を横切るように走査されている状態では遮光しない。
このように、本実施形態によれば、走査ユニット4が停止した際、移動可能物体19が0.25秒以内に反射光量を低下させるように移動できるように、移動可能物体19の粘度や量、中空部18の体積および形状などを設定することで、瞳に入射する光エネルギー量を1mW以下に抑えることができる。
移動可能物体19として帯電粒子を用い、透過部22に電圧を印加する実施形態では、透過部22に印加する電圧を高くすることで、移動可能物体19の中空部18中心付近への移動速度を速めることができる。また、透明電極23(図8)が透過部22の外表面側に設けられている場合は、透過部22の厚さをできるだけ薄くすることで、移動可能物体19に対する電界の強さを大きくすることができる。また、移動可能物体19として磁性体を用い、反射部21に磁力を発生する材料がコートされている実施形態では、反射部21から発生する磁力を強くすることで、移動可能物体19の中空部18中心付近への移動速度を速めることができる。また、帯電粒子や磁性体の粒子の大きさを小さくすることで、移動時の抵抗を小さくすることができる。上述のような走査ユニット4の構成とすることで、走査ユニット4が停止した際に、0.25秒以内に反射光量を低下させるように移動可能物体19を移動させることができる。
また、中空部18に封入される気体を真空ポンプ等で引抜いても(気圧を下げても)、移動可能物体19の移動時の抵抗を小さくして移動速度を速くすることができるという効果が得られるが、さらに、中空部18に封入される気体の圧力を下げることで、中空部18を形成する材料および移動可能物体19の劣化を防止することができるという効果も得られる。この場合は、気体の圧力分布に応じて移動可能物体19の移動速度は変化するが、特に移動可能物体19が粉末である場合は、移動可能物体19の移動速度を高くするという効果が顕著に得られる。上述のような走査ユニット4の構成とすることで、走査ユニット4が停止した際に、0.25秒以内に反射光量を低下させるように移動可能物体19を移動させることができる。
なお、中空部18全体が、液体と粉末の混合物で満たされていてもよいし、液体のみで満たされていてもよい。
また、本実施形態では、レーザ光源を光源として用いているが、ハロゲンランプ等の白色光源を用いた画像表示装置の安全対策として用いることも可能である。
また、図1には、走査ユニット4として1次元走査方式のスキャンミラーデバイスを2個用いたスキャン方式の画像表示装置100を示した。上述した反射部21を移動可能物体19で覆う構成は、2個の走査ユニット4両方に適用されるのが望ましい。また、図9に示すような2次元走査方式のスキャンミラーデバイスを走査ユニット4として用いてもよい。本発明は、2次元走査方式のスキャンミラーデバイスを用いた画像表示装置の安全対策にも適用される。
図9を参照して、2軸の回動スキャンミラーデバイスである走査ユニット4は、X軸を中心に基台24を回動させるX軸サスペンション25と、X軸サスペンション25を介して基台24を支持する中間フレーム27と、Y軸を中心に基台24および中間フレーム27を回動させるY軸サスペンション26とを備える。X軸サスペンション25それぞれの片端は基台24と接続されており、X軸サスペンション25それぞれのもう一端は中間フレーム27と接続されている。Y軸サスペンション26それぞれの片端は中間フレーム27と接続されており、Y軸サスペンション26それぞれのもう一端は固定フレーム(図示せず)に固定されている。2軸の回動スキャンミラーデバイスの回動動作自体は公知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。このような、2軸の回動スキャンミラーデバイスでも、図5〜図8を参照して説明した本発明の効果と同様の効果が得られる。
(実施形態2)
図10を参照して、移動する移動可能物体19が反射部21を変形させることにより反射部21の反射状態(反射光の散乱の度合い)が変化する走査ユニットを説明する。
図10は、本実施形態の走査ユニット4を示す図である。図10の左側の図は走査ユニット4を反射面側から見た図であり、右側の図は走査ユニット4の断面図である。図10(a)は正常に動作している状態の走査ユニット4を示し、図10(b)は停止している状態の走査ユニット4を示している。
図10に示す例では、基台24と反射部21とにより封入部17が形成されている。基台24および透過部22によって封入部17内部に中空部18が形成されている。移動可能物体19は中空部18に封入されている。反射部21の反射面は封入部17表面に位置している。本実施形態の走査ユニット4も画像表示装置100(図1)に搭載される。走査ユニット4に入射したレーザ光6は、反射部21で反射されて画像表示装置100外部へ投射される。
走査ユニット4の角速度に応じて移動可能物体19が移動する仕組みは、実施形態1の説明で述べた通りである。
走査ユニット4が正常な動作をしている時は、図10(a)に示すようにサスペンション20を軸に振動している。移動可能物体19には、走査ユニット4の振動により中空部18の外周方向に発生した慣性力(遠心力)が働き、移動可能物体19は中空部18の外周方向に広がり、反射部21の中心付近はレーザ光6を反射して画像を表示するためのミラーとして十分な平面度を保った状態になる。
走査ユニット4が正常でない動作、例えば停止した場合は、図10(b)に示すように、中空部18の外周側に広がっていた移動可能物体19が中心付近に集まり、反射部21は移動可能物体19に押し上げられて変形することで、平面度が低下する。例えば、反射部21は凸面となる。凸面となった反射面より反射されたレーザ光6は発散光となり、レーザ光6のエネルギー密度が低下する。
このように、移動可能物体19は、走査ユニット4の角速度に応じて移動して、反射部21を変形させる。反射部21の変形に応じて反射部21からの反射光の散乱度合いが変化する。移動可能物体19は、角速度が上がると散乱度合いが低くなる方向へ移動し、角速度が下がると散乱度合いが高くなる方向へ移動する。移動可能物体19は、走査ユニット4が停止したときには散乱度合いが高くなる方向へ移動する。また、実施形態1の説明で述べた理由から、移動可能物体19は、走査ユニット4が停止してから0.25秒以内に移動することが望ましい。実施形態1の説明で述べたような走査ユニット4の構成とすることで、走査ユニット4が停止してから0.25秒以内に移動可能物体19を移動させることができる。
移動可能物体19の移動に伴って反射部21が変形するには、反射部21が十分薄い必要がある。例えば、反射部21は、可視光線を効率よく反射させる材料として使用されるアルミの薄膜で形成されている。アルミ以外として金、銀などが反射部21の材料として用いられてもよい。また、使用する光源(使用波長帯域)に合わせて、誘電体膜が反射部21として用いられてもよい。
中空部18の中心付近と外周付近とは段差構造になっており、中空部18の外周付近では反射部21と基台24との間の距離は短く、中空部18の中心付近では反射部21と基台24との間の距離は長い。この段差構造によって、移動可能物体19が中心付近に集まった状態が維持される。また、移動可能物体19が親水性の場合、反射部21として親水性の金属膜を用い、基台24としてはシリコンなどの疎水性材料を用いることが望ましい。
また、移動可能物体19が磁性体を含む液体である場合は、反射部21の中心付近か、その中心付近と対向する基台24の面上に磁力を発生する材料をコートし、この磁力によって移動可能物体19が中空部18の中心付近に集まった状態を維持させてもよい。
このように、本実施形態によれば、走査ユニット4が停止した際、移動可能物体19により反射部21が押し上げられ、反射部21の平面度が低下して凸面になり、その凸面で反射されたレーザ光6は発散光となるので、レーザ光6のエネルギー密度を低下させることができる。
また、所望の周波数で振動している走査ユニット4が停止した場合以外に、走査ユニット4の角速度が低くなる場合もあり、このような場合も、移動可能物体19は走査ユニット4の角速度に応じて中空部18の中心付近へ移動することが可能である。
また、中空部18の中心付近と外周付近との間の段差構造は、図12に示すような段差構造であってもよい。図12の左側の図は走査ユニット4を反射面側から見た図であり、右側の図は走査ユニット4の断面図である。図12(a)は正常に動作している状態の走査ユニット4を示し、図12(b)は停止している状態の走査ユニット4を示している。図12に示す例では、基台24の内面側の側壁が外周方向へくぼんでおり、このくぼんだ領域(基台24に囲まれた領域)により中空部18の外周部分が形成されている。
また、中空部18の形状として、図10および図12に示した段差付き円筒形状以外に、図11に示すような四角形の段差付き角柱形状でもよいし、多角形の段差付き角柱形状でもよいし、円筒形状と多角形の角柱形状とを組み合わせた段差付き形状でもよい。図11の左側の図は走査ユニット4を反射面側から見た図であり、右側の図は走査ユニット4の断面図である。図11(a)は正常に動作している状態の走査ユニット4を示し、図11(b)は停止している状態の走査ユニット4を示している。
また、移動可能物体19が帯電粒子を含む液体である場合は、図8に示したように反射部21に透明電極23を設け、移動可能物体19が中空部18の中心付近に集まった状態を維持させるために、透明電極23に電圧を印加してもよい。
また、反射部21の形状は、図10〜図12に示した四角形以外に多角形や円形でもよい。また、基台24の反射部21が形成されている面側全体に反射部21が設けられていてもよい。
また、走査ユニット4が停止したときに、走査ユニット4の向きに関わらず移動可能物体19が中空部18の中心付近に集まった状態を維持させるために、中空部18の構造と中空部18に封入される移動可能物体19の体積との組み合わせは調整される。
また、移動可能物体19が磁性体または帯電粒子を含む場合や、移動可能物体19が磁性体または帯電粒子のみの場合は、中空部18の外周方向に移動させる方法として、基台24および/または透過部22の外周側に、磁力を発生する材料をコートしたり、電圧を印加するための電極を設けたりしてもよい。
また、中空部18を囲む材料および反射部21の材料によっては、移動可能物体19として、不活性液体を使用してもよい。また、中空部18に封入される気体として、中空部18を囲む材料および反射部21の材料によっては、不活性ガスを使用してもよい。
また、中空部18を囲む材料および反射部21の材料、移動可能物体19の材料によっては、中空部18に封入される気体を真空ポンプ等で引抜いても(気圧を下げても)よい。
また、基台24および反射部21の中空部18を囲む領域の疎水性を高めるために、疎水処理または撥水コートを施してもよい。マイクロマシニング技術分野では、疎水処理や撥水コートが可能な処理装置も提供されている。
また、本実施形態では、レーザ光源を光源として用いているが、ハロゲンランプ等の白色光源を用いた画像表示装置の安全対策として用いることも可能である。
また、図1には、走査ユニット4として1次元走査方式のスキャンミラーデバイスを2個用いたスキャン方式の画像表示装置100を示した。上述した反射部21を移動可能物体19で変形させる構成は、2個の走査ユニット4両方に適用されるのが望ましい。また、図13に示すような2次元走査方式のスキャンミラーデバイスを走査ユニット4として用いてもよい。本発明は、2次元走査方式のスキャンミラーデバイスを用いた画像表示装置の安全対策にも適用される。
図13を参照して、2軸の回動スキャンミラーデバイスである走査ユニット4は、X軸を中心に基台24を回動させるX軸サスペンション25と、X軸サスペンション25を介して基台24を支持する中間フレーム27と、Y軸を中心に基台24および中間フレーム27を回動させるY軸サスペンション26とを備える。X軸サスペンション25それぞれの片端は基台24と接続されており、X軸サスペンション25それぞれのもう一端は中間フレーム27と接続されている。Y軸サスペンション26それぞれの片端は中間フレーム27と接続されており、Y軸サスペンション26それぞれのもう一端は固定フレーム(図示せず)に固定されている。このような、2軸の回動スキャンミラーデバイスでも、図10〜図12を参照して説明した本発明の効果と同様の効果が得られる。
本発明は、レーザ光を投射して画像を表示する技術分野で特に有用であり、画像表示装置の小型化および低コスト化を実現すると共に、安全でかつ十分な明るさで表示可能な画像表示装置を提供することができる。
本発明の実施形態による画像表示装置を示す図である。 (a)〜(c)は、本発明の実施形態による走査方式を示す図である。 本発明の実施形態による瞳と画像表示装置との間の距離および投射領域を示す図である。 本発明の実施形態による反射光の放射出力低減効果を得るための応答速度と放射パワーとの相関を示す図である。 (a)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが正常に動作しているときの移動可能物体の状態を示す図である。(b)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが停止しているときの移動可能物体の状態を示す図である。 (a)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが正常に動作しているときの移動可能物体の状態を示す図である。(b)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが停止しているときの移動可能物体の状態を示す図である。 (a)〜(c)は、本発明の実施形態による走査ユニットの反射部の形状と移動可能物体との関係を示す図である。 (a)は、本発明の実施形態による走査ユニットが正常に動作しているときの移動可能物体の状態を示す図である。(b)は、本発明の実施形態による走査ユニットが停止しているときの移動可能物体の状態を示す図である。 本発明の実施形態による2軸の回動スキャンミラーデバイスである走査ユニットを示す図である。 (a)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが正常に動作しているときの移動可能物体の状態を示す図である。(b)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが停止しているときの移動可能物体の状態を示す図である。 (a)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが正常に動作しているときの移動可能物体の状態を示す図である。(b)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが停止しているときの移動可能物体の状態を示す図である。 (a)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが正常に動作しているときの移動可能物体の状態を示す図である。(b)は、本発明の実施形態による走査ユニットおよび走査ユニットが停止しているときの移動可能物体の状態を示す図である。 本発明の実施形態による2軸の回動スキャンミラーデバイスである走査ユニットを示す図である。
符号の説明
1 光源
2 コリメートレンズ
3 ダイクロイックプリズム
4 走査ユニット
5 開口
6 レーザ光
7 画像信号
8 制御部
9 演算部
10 レーザ変調部
11 ミラー駆動部
12 角度変位信号
13 投射領域
14 ビームスポット軌跡
18 中空部
19 移動可能物体
21 反射部
22 透過部
23 透明電極
24 基台
100 画像表示装置

Claims (7)

  1. レーザ光を反射する反射部と、
    中空の内部に移動可能物体を封入した封入部と
    を備えた走査ユニットであって、
    前記封入部の少なくとも一部は、前記反射部のうちの前記レーザ光を反射する面側に位置し、
    前記移動可能物体は
    前記走査ユニットの角速度に応じて移動して前記反射部の少なくとも一部を覆い、前記レーザ光に対する前記反射部の反射状態を変化させ
    前記角速度が上がると前記反射部を覆う割合が低くなる方向へ移動し、前記角速度が下がると前記反射部を覆う割合が高くなる方向へ移動し、
    前記反射部を覆う割合が低いときよりも高いときの方が、前記反射部からの反射光量が小さい、走査ユニット。
  2. レーザ光を反射する反射部と、
    中空の内部に移動可能物体を封入した封入部と
    を備えた走査ユニットであって、
    前記封入部の少なくとも一部は、前記反射部のうちの前記レーザ光を反射する面側に位置し、
    前記移動可能物体は、
    前記走査ユニットの角速度に応じて移動して前記反射部の少なくとも一部を覆い、前記レーザ光に対する前記反射部の反射状態を変化させ、
    前記走査ユニットが停止したときに前記反射部を覆う割合が高くなる方向へ移動し、
    前記移動可能物体が前記反射部を覆う割合が高くなる方向へ移動すると、前記反射部からの反射光量が小さくなる、走査ユニット。
  3. レーザ光を反射する反射部と、
    中空の内部に移動可能物体を封入した封入部と
    を備えた走査ユニットであって、
    前記移動可能物体は前記走査ユニットの角速度に応じて移動して、前記レーザ光に対する前記反射部の反射条件を変化させ、
    前記反射部は、前記封入部に設けられており、
    前記移動可能物体は、前記走査ユニットの角速度に応じて移動して、前記反射部を変形させ、
    前記反射部の変形に応じて前記反射部からの反射光の散乱度合いが変化し、
    前記移動可能物体は、前記角速度が上がると前記散乱度合いが低くなる方向へ移動し、前記角速度が下がると前記散乱度合いが高くなる方向へ移動する、走査ユニット。
  4. レーザ光を反射する反射部と、
    中空の内部に移動可能物体を封入した封入部と
    を備えた走査ユニットであって、
    前記移動可能物体は前記走査ユニットの角速度に応じて移動して、前記レーザ光に対する前記反射部の反射条件を変化させ、
    前記反射部は、前記封入部に設けられており、
    前記移動可能物体は、前記走査ユニットの角速度に応じて移動して、前記反射部を変形させ、
    前記反射部の変形に応じて前記反射部からの反射光の散乱度合いが変化し、
    前記移動可能物体は、前記走査ユニットが停止したときに前記散乱度合いが高くなる方向へ移動する、走査ユニット。
  5. 前記反射部は、前記封入部の内面に設けられており、
    前記封入部は、前記反射部と対向し、前記レーザ光を透過する透過部を備え、
    前記移動可能物体は、前記反射部と前記透過部との間を移動する、請求項1または2に記載の走査ユニット。
  6. 前記移動可能物体は、前記走査ユニットが停止してから0.25秒以内に移動する、請求項2または4に記載の走査ユニット。
  7. 請求項1から6のいずれかに記載の走査ユニットと、
    前記レーザ光を出力する光源と、
    前記走査ユニットを駆動する駆動部と
    を備え、前記走査ユニットが反射して投射した前記レーザ光の少なくとも一部により画像を表示する画像表示装置であって、
    前記移動可能物体の移動に応じて前記投射レーザ光の状態が変化する、画像表示装置。
JP2007557892A 2006-02-10 2007-02-08 走査ユニットおよび画像表示装置 Expired - Fee Related JP5133072B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007557892A JP5133072B2 (ja) 2006-02-10 2007-02-08 走査ユニットおよび画像表示装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006033366 2006-02-10
JP2006033366 2006-02-10
PCT/JP2007/052256 WO2007091648A1 (ja) 2006-02-10 2007-02-08 走査ユニットおよび画像表示装置
JP2007557892A JP5133072B2 (ja) 2006-02-10 2007-02-08 走査ユニットおよび画像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2007091648A1 JPWO2007091648A1 (ja) 2009-07-02
JP5133072B2 true JP5133072B2 (ja) 2013-01-30

Family

ID=38345242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007557892A Expired - Fee Related JP5133072B2 (ja) 2006-02-10 2007-02-08 走査ユニットおよび画像表示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8149491B2 (ja)
JP (1) JP5133072B2 (ja)
CN (1) CN101384941B (ja)
WO (1) WO2007091648A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008287114A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Sony Corp 画像投射装置及び画像投射方法
JP5084422B2 (ja) * 2007-09-25 2012-11-28 日本信号株式会社 投影表示装置
JP5803184B2 (ja) * 2010-11-19 2015-11-04 株式会社リコー 画像投影装置、メモリアクセス方法
CN102353361B (zh) * 2011-06-29 2013-05-08 中国科学院自动化研究所 基于动反射镜的激光弹着点位置控制方法
US8964183B2 (en) * 2012-05-31 2015-02-24 General Electric Company Systems and methods for screening of biological samples
KR20140088745A (ko) * 2013-01-03 2014-07-11 삼성전기주식회사 파티클 검사 장치
EP3248069A4 (en) * 2015-01-22 2018-08-08 HP Indigo B.V. Imaging and printing system
JP6809281B2 (ja) * 2017-02-21 2021-01-06 株式会社リコー 光偏向器及び光走査装置及び画像投影装置及び物体認識装置
DE102018200696A1 (de) * 2018-01-17 2019-07-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Projizieren eines Bildes
EP3564748A4 (en) 2018-02-27 2020-04-08 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. CONTROL METHOD, CONTROL DEVICE, TERMINAL, COMPUTER DEVICE AND STORAGE MEDIUM
CN108376251B (zh) * 2018-02-27 2020-04-17 Oppo广东移动通信有限公司 控制方法、控制装置、终端、计算机设备和存储介质
CN108540786A (zh) * 2018-04-24 2018-09-14 歌尔股份有限公司 激光扫描投影仪的扫描投影方法
CN108989780A (zh) * 2018-08-01 2018-12-11 歌尔股份有限公司 激光扫描投影仪的高分辨率投影方法
CN111670384A (zh) * 2019-01-09 2020-09-15 深圳市大疆创新科技有限公司 一种光发射方法、装置及扫描系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002341280A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Canon Inc 投影型表示装置、及び該装置における光ビーム射出防止方法
JP2004312347A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Seiko Epson Corp プロジェクタ
JP2005031266A (ja) * 2003-07-09 2005-02-03 Sony Corp レーザ光のスキャナを具備する光学装置およびレーザ光ディスプレイ装置
JP2007086266A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ユニット及び画像表示装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2005A (en) * 1841-03-16 Improvement in the manner of constructing molds for casting butt-hinges
US2004A (en) * 1841-03-12 Improvement in the manner of constructing and propelling steam-vessels
US2994469A (en) * 1959-10-09 1961-08-01 Woodrow W Troup Container opening and resealing device
US5742419A (en) * 1995-11-07 1998-04-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior Universtiy Miniature scanning confocal microscope
US6188504B1 (en) * 1996-06-28 2001-02-13 Olympus Optical Co., Ltd. Optical scanner
DE19640404A1 (de) * 1996-09-30 1998-04-09 Ldt Gmbh & Co Vorrichtung zur Darstellung von Bildern
US6565727B1 (en) * 1999-01-25 2003-05-20 Nanolytics, Inc. Actuators for microfluidics without moving parts
US6304365B1 (en) * 2000-06-02 2001-10-16 The University Of British Columbia Enhanced effective refractive index total internal reflection image display
DE60330685D1 (de) * 2002-09-19 2010-02-04 Koninkl Philips Electronics Nv Optischer schalter auf basis von elektrobenetzung
JP3849654B2 (ja) * 2003-02-21 2006-11-22 株式会社日立製作所 投射型表示装置
JP4403716B2 (ja) * 2003-05-02 2010-01-27 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタ
US7123796B2 (en) * 2003-12-08 2006-10-17 University Of Cincinnati Light emissive display based on lightwave coupling
KR100738067B1 (ko) * 2004-04-28 2007-07-10 삼성전자주식회사 광셔터와 이를 채용한 광주사장치
US7872790B2 (en) * 2004-07-09 2011-01-18 University Of Cincinnati Display capable electrowetting light valve
US20070127135A1 (en) * 2005-11-01 2007-06-07 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method
JP4442580B2 (ja) * 2006-03-28 2010-03-31 ソニー株式会社 光学素子および撮像装置
DE102007018959A1 (de) * 2007-04-21 2008-10-30 Advanced Display Technology Ag Schichtaufbau eines Elektrowetting-Systems
US7920317B2 (en) * 2008-08-04 2011-04-05 Pixtronix, Inc. Display with controlled formation of bubbles
JP2010079096A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Sony Corp 光学素子及び撮像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002341280A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Canon Inc 投影型表示装置、及び該装置における光ビーム射出防止方法
JP2004312347A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Seiko Epson Corp プロジェクタ
JP2005031266A (ja) * 2003-07-09 2005-02-03 Sony Corp レーザ光のスキャナを具備する光学装置およびレーザ光ディスプレイ装置
JP2007086266A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ユニット及び画像表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101384941A (zh) 2009-03-11
US8149491B2 (en) 2012-04-03
US20090185249A1 (en) 2009-07-23
JPWO2007091648A1 (ja) 2009-07-02
CN101384941B (zh) 2010-08-25
WO2007091648A1 (ja) 2007-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5133072B2 (ja) 走査ユニットおよび画像表示装置
JP4885865B2 (ja) 画像投射装置
JP4671443B2 (ja) カラー画像を投射するシステムおよび方法
US9291816B2 (en) Scanning mirror and scanning image display device
US8094355B2 (en) Laser projection system with a spinning polygon for speckle mitigation
JP2013152474A (ja) 警告光を有するレーザ投影器
US9069171B2 (en) Video projection device and video projection method
JP2003029198A (ja) スキャン型ディスプレイ装置
US11431945B2 (en) Display system with multiple beam scanners
US20100157256A1 (en) Image projection device and rear projection type display device
US11961436B2 (en) Beam scanning engine and display system with multiple beam scanners
JP4620905B2 (ja) 2次元光走査装置
JP2007086266A (ja) 光学ユニット及び画像表示装置
JP2009204904A (ja) 光走査装置及びその異常検出方法
US10218947B1 (en) Compensation for overlapping scan lines in a scanning-beam display system
JP4070128B2 (ja) 表示装置および表示方法
JP2005031267A (ja) 画像投射装置及び画像投射方法
CN110119057B (zh) 投影设备
JP2005107456A (ja) 画像表示装置
EP4249987A1 (en) Reflective pupil relay optics for mems scanning system
KR100257604B1 (ko) 투사형 화상 표시 장치
KR19990047454A (ko) 투사형 화상 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120724

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120920

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121016

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121107

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151116

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5133072

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees