JP6591250B2 - Projection display mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、投射型表示機構に関する。   The present invention relates to a projection display mechanism.

従来技術による表示装置としては、電子線と蛍光素材を使ったCRT(Cathode Ray Tube)装置や液晶パネルとバックライトを用いた液晶ディスプレイ表示装置がある。これらの装置では、いずれも表示面と同一面積をドット単位で光らせて画像を表現している。   Conventional display devices include a CRT (Cathode Ray Tube) device using an electron beam and a fluorescent material, and a liquid crystal display device using a liquid crystal panel and a backlight. In any of these apparatuses, the same area as the display surface is illuminated in dot units to express an image.

投射型の装置の場合、高輝度のハロゲンランプ等の光源とその前に置かれたシャッタ機能をもつ液晶パネルを用い、透過光をスクリーンに投射させて画像を表示させている。この場合、透過光を光学レンズ等で光軸制御し遠方のスクリーンに投射することで装置より大きな画面を表示できる。また、光学レンズの屈折率やスクリーンまでの距離により、表示画面の大きさを可変にできるという特徴がある(例えば、特許文献1)。   In the case of a projection-type device, a light source such as a high-intensity halogen lamp and a liquid crystal panel having a shutter function placed in front of the light source are used, and transmitted light is projected onto a screen to display an image. In this case, a screen larger than the apparatus can be displayed by projecting the transmitted light onto a distant screen by controlling the optical axis with an optical lens or the like. In addition, there is a feature that the size of the display screen can be varied depending on the refractive index of the optical lens and the distance to the screen (for example, Patent Document 1).

特表2003−510624号公報Japanese translation of PCT publication No. 2003-510624

近年、LED(Light Emitting Diode)の光量の改善により、光源にLEDを用いた小型投射装置もあるが、まだ光量不足のため大画面の装置は実現できていない。上記特許文献1では、レーザ光源と回転ポリゴン鏡を用いているが、画面走査制御のために、回転ポリゴン鏡の構造が複雑で製造工程が複雑になることと、解像度や画面サイズの変更ができないという課題があった。   In recent years, there has been a small-sized projection device using an LED as a light source due to an improvement in the amount of light emitted from an LED (Light Emitting Diode). In Patent Document 1, a laser light source and a rotating polygon mirror are used. However, the structure of the rotating polygon mirror is complicated and the manufacturing process is complicated due to screen scanning control, and the resolution and screen size cannot be changed. There was a problem.

また、CRTや液晶ディスプレイによる表示装置は、いずれも表示画面の面積と解像度は表示装置の物理的な大きさや精度に依存するという制限があり、機構部品の大きさと重量から大画面対応で可搬型の装置は作れないという課題があった。   In addition, display devices using a CRT or a liquid crystal display have a limitation that the area and resolution of the display screen depend on the physical size and accuracy of the display device. There was a problem that this device could not be made.

投射型の表示装置の場合、高輝度のハロゲンランプなどは所要電力が大きく、発熱量が多いなどの問題、バッテリー駆動などは実現できないなど、小型可搬型表示装置の実現が難しかった。消費電力の小さいLED光源を使用すると小型化省電力化は可能である。しかし、色別フィルタとシャッタ機能をもつ液晶パネルを透過する光をレンズにより拡大するという方式のため、パネルを透過する際の光量の減衰と光学系の機構部品を小型化するとさらに光量不足となり大画面化できないという問題があった。このため小型、省電力で高輝度な大画面表示が実現できる表示装置が求められてきた。   In the case of a projection-type display device, a high-intensity halogen lamp or the like requires a large amount of power, generates a large amount of heat, and cannot be realized with a battery. When an LED light source with low power consumption is used, downsizing and power saving can be achieved. However, since the light that passes through the color filter and the liquid crystal panel with the shutter function is magnified by the lens, the amount of light that is transmitted through the panel is attenuated and the mechanical parts of the optical system are downsized. There was a problem that could not be screened. Therefore, there has been a demand for a display device that can realize a large-screen display that is small, power-saving, and has high brightness.

上記特許文献1では、これに対する解決策として、レーザ光源と回転ポリゴン鏡を使った投射型表示装置が開示されているが、画面走査制御のために回転ポリゴン鏡の構造に精度が求められ製造工程が複雑になることと、解像度や画面サイズが固定であるなど課題があった。   In the above-mentioned Patent Document 1, as a solution to this, a projection display device using a laser light source and a rotating polygon mirror is disclosed. However, a precision is required for the structure of the rotating polygon mirror for screen scanning control, and the manufacturing process. There are problems such as complexity and fixed resolution and screen size.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単純な形状の2つの回転鏡を用いることでこの課題を解決することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at solving this subject by using two rotary mirrors of a simple shape.

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる投射型表示機構は、光源から照射された光を反射させる回転鏡と、前記回転鏡を回転させる駆動部と、前記駆動部による前記回転鏡の回転を制御して、反射された光の光軸を制御する回転制御部と、を備えることを特徴とする投射型表示機構として構成される。   In order to solve the above problems and achieve the object, a projection display mechanism according to the present invention includes a rotary mirror that reflects light emitted from a light source, a drive unit that rotates the rotary mirror, and the drive unit. And a rotation control unit that controls the rotation of the rotating mirror to control the optical axis of the reflected light, and is configured as a projection type display mechanism.

本発明によれば、省電力、小型化、軽量化を実現した投射型表示機構を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the projection type display mechanism which implement | achieved power saving, size reduction, and weight reduction can be provided.

実施例を示す全体構成図Overall configuration diagram showing an embodiment 光軸制御例Optical axis control example 光軸制御による表示画面サイズ制御例Example of display screen size control by optical axis control 光軸制御と発光制御による解像度制御例Example of resolution control by optical axis control and light emission control 表示画面投射軌跡例Example of display screen projection trajectory 光軸傾斜例Optical axis tilt example 傾斜回転鏡単独の例Example of tilting mirror alone 傾斜回転鏡と垂直回転鏡の組み合わせ例Example of combination of tilt and vertical mirror 光軸傾斜に対応した画面データ投射方法例Screen data projection method corresponding to optical axis tilt

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明にかかる投射型表示機構を適用したディスプレイ装置1000の構成例を示す図である。図1に示すように、ディスプレイ装置1000は、レーザ光源1と、水平方向の回転軸を有した垂直方向光軸制御用回転鏡2と、垂直方向の回転軸を有した水平方向光軸制御用回転鏡3と、垂直方向光軸制御用回転鏡2を回転させるモータ4と、水平方向光軸制御用回転鏡3を回転させるモータ5と、これら回転鏡用のモータの回転速度を制御するモータ回転速度制御回路6と、外部から入力される画像データ入力信号7により構成される画像データを一時的に蓄積する画像データ入力バッファ8と、スクリーン11に表示する上記画像データを一時的に蓄積する画像表示用バッファ9と、レーザ発光素子制御回路10と、投射スクリーン11とを有して構成されている。以下では、垂直方向光軸制御用回転鏡2と水平方向光軸制御用回転鏡3とを用いているが、必ずしもこれらの回転軸は水平、垂直である必要はなく、水平、垂直の各回転軸に所定の角度を設けた互いに異なる回転軸を有した回転鏡により構成してもよい。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a display apparatus 1000 to which a projection display mechanism according to the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a display apparatus 1000 includes a laser light source 1, a vertical optical axis control rotary mirror 2 having a horizontal rotation axis, and a horizontal optical axis control having a vertical rotation axis. A rotary mirror 3, a motor 4 that rotates the vertical optical axis control rotary mirror 2, a motor 5 that rotates the horizontal optical axis control rotary mirror 3, and a motor that controls the rotational speed of these rotary mirror motors The rotational speed control circuit 6, the image data input buffer 8 for temporarily storing image data constituted by the image data input signal 7 input from the outside, and the image data to be displayed on the screen 11 are temporarily stored. An image display buffer 9, a laser light emitting element control circuit 10, and a projection screen 11 are included. In the following description, the vertical optical axis control rotary mirror 2 and the horizontal optical axis control rotary mirror 3 are used. However, these rotary axes do not necessarily have to be horizontal and vertical. You may comprise by the rotary mirror which has a mutually different rotating shaft which provided the predetermined angle in the axis | shaft.

レーザ光源1で発生したレーザビームは、モータ4により回転している垂直方向光軸制御用回転鏡2にて反射する際に、光軸を垂直方向に変化させる。さらに、モータ5により回転している水平方向光軸制御用回転鏡3にて反射する際に、光軸を水平方向に変化させ、遠方のスクリーン11に照射され、光点Pを形成する。   When the laser beam generated by the laser light source 1 is reflected by the vertical optical axis control rotary mirror 2 rotated by the motor 4, the optical axis is changed in the vertical direction. Further, when the light is reflected by the horizontal optical axis control rotating mirror 3 rotated by the motor 5, the optical axis is changed in the horizontal direction to irradiate the far screen 11 to form a light spot P.

一方、外部からの画像データ入力信号7は、画像データ入力バッファ8に一旦蓄積され、ディスプレイ装置1000の表示方式に対応する画像データ形式に変換され、画像表示用バッファ9に蓄積される。蓄積された画像データは、スクリーン11に表示する順番に、レーザ発光素子制御回路10に送られ、レーザ光源1に対して、発光素子の点滅指示を行う。   On the other hand, the external image data input signal 7 is temporarily stored in the image data input buffer 8, converted into an image data format corresponding to the display method of the display device 1000, and stored in the image display buffer 9. The accumulated image data is sent to the laser light emitting element control circuit 10 in the order of display on the screen 11 and instructs the laser light source 1 to blink the light emitting elements.

上記のように、外部からの画像データ入力信号7はレーザ光源1を点滅させ、そのレーザビームは垂直方向光軸制御用回転鏡2、水平方向光軸制御用回転鏡3による反射を経てスクリーン11上に連続した光点として照射される。この光点の集まりと人の目の残像により、画像として認識されることで、画像表示装置として機能する。   As described above, the image data input signal 7 from the outside blinks the laser light source 1, and the laser beam is reflected by the vertical optical axis control rotary mirror 2 and the horizontal optical axis control rotary mirror 3 and then the screen 11. Irradiated as a continuous light spot. By being recognized as an image by the collection of light spots and afterimages of human eyes, it functions as an image display device.

上記のようなレーザ光源と反射鏡による投射型表示装置の実施例として、特表2003−510624号公報に開示されているように、レーザ光源と回転ポリゴン鏡を使った投射型表示装置がある。しかし、画面走査制御のために回転ポリゴン鏡の構造に精度が求められ製造工程が複雑になることと、解像度や画面サイズが固定であるなど課題があった。具体的には画面の垂直方向に光軸を変化させるために、ポリゴン鏡に複数の反射角をかえた鏡を作成する必要がある。原理的には走査線の数だけ反射角度の違う鏡を同一ポリゴン鏡に作成することは、技術的には可能であるが、その工作精度には高精度が求められることからコスト増となる。同様に鏡の数で表示画面の解像度が決まるため物理的に小型化が難しいことと、解像度が固定であるという課題がある。   As an example of the projection display device using the laser light source and the reflecting mirror as described above, there is a projection display device using a laser light source and a rotating polygon mirror as disclosed in JP-T-2003-510624. However, there are problems such as that the structure of the rotating polygon mirror is required to be accurate for screen scanning control, the manufacturing process is complicated, and the resolution and screen size are fixed. Specifically, in order to change the optical axis in the vertical direction of the screen, it is necessary to create a mirror having a plurality of reflection angles in the polygon mirror. In principle, it is technically possible to create mirrors having different reflection angles by the number of scanning lines in the same polygon mirror. However, since high accuracy is required for the work accuracy, the cost increases. Similarly, since the resolution of the display screen is determined by the number of mirrors, there are problems that it is difficult to physically reduce the size and that the resolution is fixed.

本実施例では、反射角度が同じ鏡を有した単純な形状の2つの回転鏡を用いることでこの課題を解決するものである。まず、反射鏡の工作精度とコスト増という課題について、その解決方法を以下に説明する。   In this embodiment, this problem is solved by using two rotary mirrors having a simple shape and having mirrors having the same reflection angle. First, a solution to the problem of the mirror accuracy and cost increases will be described below.

図2に示すように、レーザ光源201により点滅されたレーザビームは垂直方向光軸制御用回転鏡202、水平方向光軸制御用回転鏡203による反射を経て、光軸205としてスクリーン204上に光点として照射される。回転鏡202、203は一定速度で回転しているため、一定時間後には回転数に応じて反射角が変化しており、光軸206のようにスクリーン204上の異なる位置に照射される。このとき、点滅しているレーザビームであるため、点滅の間隔に応じて位置的に異なる2つの光点が実現できる。点滅のタイミングと回転鏡の周期を制御することで垂直、水平方向の任意の位置に光点を作成することができる。この場合に使用する回転鏡は、同一反射角をもつ複数の鏡を同一回転軸上に配置したもので、鏡の枚数と走査線の数とは直接依存せず、鏡の回転速度と鏡の枚数を掛け合わせたものが走査線の数となる。このため、一般的なPC(Personal Computer)のディスプレイの走査線やハイビジョンの走査線数である数100本から数10000本に対応するためには、たとえば、10枚の鏡をもつ回転鏡を毎秒数10回転から数100回転させれば、必要な走査線数を確保できる。同一反射角の鏡を10枚程度作成することは工作精度的に容易でかつ物理的に小型化が可能となる。   As shown in FIG. 2, the laser beam blinked by the laser light source 201 is reflected by the vertical optical axis control rotary mirror 202 and the horizontal optical axis control rotary mirror 203, and is then incident on the screen 204 as the optical axis 205. Irradiated as a spot. Since the rotary mirrors 202 and 203 rotate at a constant speed, the reflection angle changes according to the number of rotations after a certain period of time and is irradiated to different positions on the screen 204 like the optical axis 206. At this time, since the laser beam is blinking, two light spots that are different in position according to the blinking interval can be realized. By controlling the blinking timing and the period of the rotary mirror, a light spot can be created at any position in the vertical and horizontal directions. The rotating mirror used in this case is a plurality of mirrors having the same reflection angle arranged on the same rotation axis, and does not depend directly on the number of mirrors and the number of scanning lines. The number obtained by multiplying the number is the number of scanning lines. For this reason, in order to cope with the number of scanning lines of a general PC (Personal Computer) display and the number of scanning lines of Hi-Vision, from several hundred to several 10,000, for example, a rotating mirror having ten mirrors is used every second. If the number of rotations is several tens to several hundreds, the necessary number of scanning lines can be secured. Creating about 10 mirrors having the same reflection angle is easy in terms of work accuracy and can be physically downsized.

次に、表示画面のサイズの変更は、従来技術では、光学レンズによる拡大縮小、または投射装置とスクリーンの距離によって行われる。このため、光学レンズを使用することで、物理的に小型化できないということと、投射装置とスクリーン間の距離という制限があるという課題について、その解決方法を以下に説明する。   Next, in the conventional technique, the size of the display screen is changed according to enlargement / reduction by an optical lens or the distance between the projection device and the screen. For this reason, the solution to the problem that the use of an optical lens cannot physically reduce the size and the limitation of the distance between the projection apparatus and the screen will be described below.

図3に示すように、レーザ光源301により点滅されたレーザビームは垂直方向光軸制御用回転鏡302、水平方向光軸制御用回転鏡303による反射を経て、光軸305としてスクリーン304上に光点として照射される。次に、一定時間後には光軸306としてスクリーン304上に隣接する光点として照射される。このとき、回転速度を変更することで、同じレーザ光源の点滅間隔であっても、スクリーン304上に光軸307として異なる位置に光点を照射できる。つまり、隣り合う光点間の表示位置間隔308、309を拡大したり縮小したりすることが可能になる。このことで表示画面全体のサイズを、垂直方向光軸制御用回転鏡302、水平方向光軸制御用回転鏡303の回転速度の変化だけで変更することが可能となる。具体的には、水平方向光軸制御用回転鏡303の回転速度を速くすれば上記サイズを拡大することができ、水平方向光軸制御用回転鏡303の回転速度を遅くすれば上記サイズを縮小することができる。   As shown in FIG. 3, the laser beam flashed by the laser light source 301 is reflected by the vertical optical axis control rotary mirror 302 and the horizontal optical axis control rotary mirror 303, and is then incident on the screen 304 as the optical axis 305. Irradiated as a spot. Next, after a certain period of time, the light axis 306 is irradiated as an adjacent light spot on the screen 304. At this time, by changing the rotation speed, it is possible to irradiate light spots at different positions as the optical axis 307 on the screen 304 even at the blinking interval of the same laser light source. That is, the display position intervals 308 and 309 between adjacent light spots can be enlarged or reduced. This makes it possible to change the size of the entire display screen only by changing the rotation speeds of the vertical optical axis control rotary mirror 302 and the horizontal optical axis control rotary mirror 303. Specifically, the size can be increased by increasing the rotation speed of the horizontal optical axis control rotary mirror 303, and the size can be reduced by decreasing the rotation speed of the horizontal optical axis control rotary mirror 303. can do.

次に、表示画面の解像度について説明する。特表2003−510624号公報に開示された従来技術では、画面の解像度を決める要素として、各固有の反射角をもつ複数の鏡の数に依存している。このため、回転ポリゴンを交換しない限り表示画面の解像度は固定となるという課題がある。この課題について、その解決方法を以下に説明する。   Next, the resolution of the display screen will be described. In the prior art disclosed in Japanese Patent Publication No. 2003-510624, it depends on the number of a plurality of mirrors each having a unique reflection angle as an element for determining the resolution of the screen. For this reason, there is a problem that the resolution of the display screen is fixed unless the rotating polygon is replaced. A solution to this problem will be described below.

図4に示すように、レーザ光源401により点滅されたレーザビームは、垂直方向光軸制御用回転鏡402、水平方向光軸制御用回転鏡403による反射を経て、光軸405としてスクリーン404上に光点として照射される。一定時間後の光点としては光軸406としてスクリーン404上の異なる位置に照射される。このとき、レーザ光源401の点滅の発光間隔を変化させることで一定時間内に照射される光点の数407、408は変化するので、単位面積当たりの水平方向の解像度を変化させることが可能となる。具体的には、レーザ光源401の点滅の発光間隔を小さく(短く)すれば水平方向の解像度を高くすることができ、レーザ光源401の点滅の発光間隔を大きく(長く)すれば水平方向の解像度を低くすることができる。   As shown in FIG. 4, the laser beam flashed by the laser light source 401 is reflected by the vertical optical axis control rotary mirror 402 and the horizontal optical axis control rotary mirror 403, and is then reflected on the screen 404 as the optical axis 405. Irradiated as a light spot. As a light spot after a certain time, an optical axis 406 is irradiated at different positions on the screen 404. At this time, by changing the blinking emission interval of the laser light source 401, the number of light spots 407 and 408 irradiated within a certain time changes, so that the horizontal resolution per unit area can be changed. Become. Specifically, the horizontal resolution can be increased by reducing (shortening) the blinking emission interval of the laser light source 401, and the horizontal resolution can be increased by increasing (longening) the blinking emission interval of the laser light source 401. Can be lowered.

解像度を決めるもうひとつの要素である、垂直方向の走査線数については、垂直方向光軸制御用回転鏡402の回転速度に依存する。この2つの要素を制御することで、機構部品の交換をすることなく、解像度を変更することが可能となる。   The number of scanning lines in the vertical direction, which is another factor that determines the resolution, depends on the rotation speed of the vertical optical axis control rotating mirror 402. By controlling these two elements, it is possible to change the resolution without exchanging mechanical parts.

次に、先に説明したように、単純に垂直、水平方向での回転鏡による反射では、無効な光点が存在するため、表示画面の輝度が低下するという課題がある。この課題について、その解決方法を以下に説明する。   Next, as described above, the reflection by the rotating mirror in the vertical and horizontal directions has a problem that the brightness of the display screen is lowered because there are invalid light spots. A solution to this problem will be described below.

図5に示すように、スクリーンに照射される光点は、垂直方向への光軸の移動方向501と水平方向への光軸の移動方向502とにより、複数の光点503のように移動することで、連続した光点として照射される。拡大すると、光点504のように隣り合う光点が垂直方向と水平方向とに位置をずらして照射される。これを1ドット分ずらしながら連続して照射することで、1画面分の光点を照射する。   As shown in FIG. 5, the light spot irradiated on the screen moves like a plurality of light spots 503 by a moving direction 501 of the optical axis in the vertical direction and a moving direction 502 of the optical axis in the horizontal direction. As a result, it is irradiated as a continuous light spot. When enlarged, adjacent light spots such as a light spot 504 are irradiated with their positions shifted in the vertical and horizontal directions. By continuously irradiating this while shifting by one dot, the light spot for one screen is irradiated.

この場合、表示画面505分の光点を確保する場合、実際に表示する領域の2倍の領域の光点が必要になる。表示画面505以外の領域は無効領域なので、レーザ光源は点灯していない。つまり、照射効率は1/2となってしまい、高輝度を得られないという課題がある。この課題について、その解決方法を以下に説明する。   In this case, when securing the light spot for the display screen 505, the light spot in the area twice as large as the area to be actually displayed is required. Since the area other than the display screen 505 is an invalid area, the laser light source is not turned on. That is, there is a problem that the irradiation efficiency becomes ½ and high luminance cannot be obtained. A solution to this problem will be described below.

図6に示すように、レーザ光源601により点滅されたレーザビームは垂直方向光軸制御用回転鏡602、水平方向光軸制御用回転鏡603による反射を経て、光軸605としてスクリーン604上に光点として照射される。このとき、水平方向光軸制御用回転鏡603の回転軸を傾斜することで光軸の移動方向を水平方向より上方斜め方向に変えることが可能になる。   As shown in FIG. 6, the laser beam flashed by the laser light source 601 is reflected by the vertical optical axis control rotary mirror 602 and the horizontal optical axis control rotary mirror 603, and is reflected on the screen 604 as the optical axis 605. Irradiated as a spot. At this time, it is possible to change the moving direction of the optical axis from the horizontal direction to the oblique direction above the horizontal direction by tilting the rotation axis of the horizontal optical axis control rotary mirror 603.

例えば、垂直方向光軸制御用回転鏡602をある一定の速度で回転させた時、レーザ光源601から発せられた光は、垂直方向光軸制御用回転鏡602にて反射されたのち、上方がスクリーン604に対して傾斜した回転軸を有した水平方向光軸制御用回転鏡603への反射をへてスクリーン604に照射されるが、垂直方向光軸制御用回転鏡602の1面の鏡面による反射光が、走査線1本分移動するあいだ、水平方向光軸制御用回転鏡603の同一面に照射するように、回転鏡602,603の回転数を制御すればよい。   For example, when the vertical optical axis control rotary mirror 602 is rotated at a certain speed, the light emitted from the laser light source 601 is reflected by the vertical optical axis control rotary mirror 602, and then the upper side is reflected. The screen 604 is irradiated with the light reflected from the horizontal optical axis control rotary mirror 603 having a rotation axis inclined with respect to the screen 604, but is reflected by one mirror surface of the vertical optical axis control rotary mirror 602. The number of rotations of the rotary mirrors 602 and 603 may be controlled so that the reflected light irradiates the same surface of the horizontal optical axis control rotary mirror 603 while moving by one scanning line.

具体的には図7に示すように傾斜させた水平方向光軸制御用回転鏡がひとつだけの場合、レーザ光源701から発せられた光は傾斜させた水平方向光軸制御用回転鏡702にて反射して、スクリーン705に照射される。このとき傾斜させた水平方向光軸制御用回転鏡702にて最初に反射された光は光軸703としてスクリーン705に照射される。その後傾斜させた水平方向光軸制御用回転鏡702が回転するため、同一反射面で最後に反射する光は光軸704としてスクリーンに照射される。このように回転鏡を傾斜させることで、光軸の移動方向を水平方向から上方斜め方向に変えることが可能になる。   Specifically, as shown in FIG. 7, when there is only one tilted horizontal optical axis control rotating mirror, the light emitted from the laser light source 701 is tilted by the tilted horizontal optical axis control rotating mirror 702. Reflected and applied to the screen 705. At this time, the light reflected first by the inclined optical mirror 702 for controlling the optical axis in the horizontal direction is irradiated onto the screen 705 as the optical axis 703. Since the tilted horizontal optical axis control rotary mirror 702 is then rotated, the light that is finally reflected by the same reflecting surface is irradiated onto the screen as the optical axis 704. By tilting the rotary mirror in this way, the moving direction of the optical axis can be changed from the horizontal direction to the upward oblique direction.

さらに図8に示すように、垂直方向光軸制御用回転鏡801を組み合わせたとき、垂直方向光軸制御用回転鏡801にて反射した光は、傾斜させた水平方向光軸制御用回転鏡802にて反射して、光軸803としてスクリーン804に照射される、その後、垂直方向光軸制御用回転鏡801と傾斜させた水平方向光軸制御用回転鏡802がそれぞれ回転しているため、2つの回転鏡にて反射した光は、光軸805としてスクリーン804に照射される。このとき、傾斜させた水平方向光軸制御用回転鏡802による上方斜め方向への移動分と垂直方向光軸制御用回転鏡801による下方垂直方向への移動分が加算され、光の輝跡は輝跡806のように水平方向となる。   Further, as shown in FIG. 8, when the vertical optical axis control rotary mirror 801 is combined, the light reflected by the vertical optical axis control rotary mirror 801 is tilted and the horizontal optical axis control rotary mirror 802 is tilted. , And is applied to the screen 804 as the optical axis 803. After that, the vertical optical axis control rotary mirror 801 and the inclined horizontal optical axis control rotary mirror 802 are rotated, respectively. The light reflected by the two rotating mirrors is applied to the screen 804 as the optical axis 805. At this time, the amount of movement in the upward oblique direction by the inclined horizontal optical axis control rotating mirror 802 and the amount of downward movement by the vertical optical axis control rotating mirror 801 are added, and the light trace is It becomes a horizontal direction like the bright mark 806.

上記をスクリーン上の輝跡でみると、図9に示すように、垂直方向への光軸の移動方向901は図5と変わらないが、水平方向への光軸の移動方向は902のように水平方向に加え垂直方向の移動方向が加わる。このことで、複数の光点903のように移動することになり、水平に連続した光点として照射される。拡大すると、光点904のように隣り合う光点は垂直方向の移動成分が相殺され結果的に水平方向にのみ位置をずらして照射される。これを図6における水平方向光軸制御用回転鏡603の回転軸の傾斜角度にあわせて、垂直方向光軸制御用回転鏡602の回転速度と水平方向光軸制御用回転鏡603の回転軸の回転速度を制御することで、1ドット分補正し垂直にずらしながら連続して照射することになり、結果として1画面分の光点を照射することが可能となる。この場合、表示画面905分の領域と照射される光点の面積は同一になるため、図5の方式に比べ無効領域がなくなるため、照射効率は2倍になり高輝度を実現できる。すなわち、図5の場合には有効となる光点または無効となる光点を認識して有効となる光点のみを選択するように発光を制御するか無効領域への光を遮蔽する必要が生じるが、図9の場合にはそのような選択制御が不要となり、すべての光点を単純に出力するだけで全表示画面分の光点を照射することができ、高輝度を実現するとともに回路やプログラムの処理方式を単純にし、性能を向上させることができる。   As shown in FIG. 9, the moving direction 901 of the optical axis in the vertical direction is the same as that in FIG. 5, but the moving direction of the optical axis in the horizontal direction is 902 as shown in FIG. In addition to the horizontal direction, a vertical movement direction is added. As a result, it moves like a plurality of light spots 903 and is irradiated as light spots that are horizontally continuous. When enlarging, adjacent light spots such as the light spot 904 are irradiated with the movement component in the vertical direction canceled out and shifted in the horizontal direction only as a result. In accordance with the inclination angle of the rotation axis of the horizontal optical axis control rotary mirror 603 in FIG. 6, the rotational speed of the vertical optical axis control rotary mirror 602 and the rotation axis of the horizontal optical axis control rotary mirror 603 are adjusted. By controlling the rotation speed, irradiation is continuously performed while correcting for one dot and shifting vertically, and as a result, it is possible to irradiate light spots for one screen. In this case, the area of the display screen 905 and the area of the illuminated light spot are the same, and therefore there is no invalid area compared to the method of FIG. That is, in the case of FIG. 5, it is necessary to recognize the effective light spot or the invalid light spot and to control light emission so as to select only the effective light spot or to block the light to the invalid area. However, in the case of FIG. 9, such selection control becomes unnecessary, and it is possible to irradiate the light spots for the entire display screen by simply outputting all the light spots. The processing method of the program can be simplified and the performance can be improved.

このように、上記実施例によれば、レーザ光源を用いることで、省電力、小型化、軽量化が実現できる。2つの単純な形の回転鏡を用いることで、機構部品を少なくでき、小型化でき、製造コストも安くなる。また、回転鏡の回転速度制御回路を設けることで、光学レンズを用いたり、表示スクリーンまでの距離を変動させることなく、回転速度の変化だけで、表示画面の大きさを変えることが可能になる。光学レンズを用いないため、小型化が可能となり、装置とスクリーンの距離に依存しないため、装置の設置場所の制約が少なくなる。さらに、回転鏡の回転速度の変更と、レーザ光源の点滅周期を変えることで、容易に表示画面の解像度を変更可能となる。上記により、高輝度、省電力、小型、軽量で高機能な投射型表示装置を実現できるようになる。   Thus, according to the above-described embodiment, it is possible to realize power saving, size reduction, and weight reduction by using the laser light source. By using two simple-shaped rotary mirrors, the mechanical parts can be reduced, the size can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. In addition, by providing a rotation speed control circuit for the rotating mirror, it is possible to change the size of the display screen only by changing the rotation speed without using an optical lens or changing the distance to the display screen. . Since no optical lens is used, it is possible to reduce the size, and since it does not depend on the distance between the apparatus and the screen, restrictions on the installation location of the apparatus are reduced. Furthermore, the resolution of the display screen can be easily changed by changing the rotation speed of the rotary mirror and changing the blinking cycle of the laser light source. As described above, it is possible to realize a projection display device having high brightness, power saving, small size, light weight, and high functionality.

また、他の例として、発光体に拡散しない光源を用いることにより表示輝度を向上させてもよい。さらに、複数色の光源を用いて、それぞれの発光時間や発光パターンを可変にすることで、表示面における視覚的な輝度や色調を実現してもよい。また、色別フィルタとシャッタ機能をもつ液晶パネルによる透過光を用いた色合成を用いないことで、高輝度を実現してもよい。さらに、使用時に広げることで収納時の体積、重量を削減することと特徴とする表示用スクリーンとして構成したり、取り外し可能な拡張スクリーンを利用することにより前面投射、背面投射を兼用可能としてもよい。   As another example, the display luminance may be improved by using a light source that does not diffuse into the light emitter. Furthermore, visual luminance and color tone on the display surface may be realized by using light sources of a plurality of colors and making each light emission time and light emission pattern variable. Further, high luminance may be realized by not using color composition using light transmitted by a liquid crystal panel having a color filter and a shutter function. Furthermore, it can be configured as a display screen that is characterized by reducing the volume and weight during storage by expanding it during use, or it can be used for both front projection and rear projection by using a removable expansion screen. .

パーソナルコンピュータを含むデータ端末やテレビを含む画像表示装置等、可搬可能な小型、省電力、高輝度でかつ画面表示サイズ、表示解像度を自由に変更できる機能をもった投射型表示装置に利用可能である。逆にレーザビームの反射光を受光する機能を持たせれば、小型のスキャナとしても同様の機構を用いて実現可能となる。さらに、表示画面を転写ドラムとすることにより、プリンタの潜像形成に利用することも可能である。   It can be used for projection display devices such as data terminals including personal computers and image display devices including televisions that are portable, compact, power-saving, high-intensity, and capable of freely changing the screen display size and display resolution. It is. Conversely, if a function of receiving the reflected light of the laser beam is provided, a small scanner can be realized using the same mechanism. Furthermore, by using the display screen as a transfer drum, it can be used for forming a latent image of a printer.

1・・・・・・・レーザ光源
2・・・・・・・垂直方向光軸制御用回転鏡
3・・・・・・・水平方向光軸制御用回転鏡
4・・・・・・・2の回転鏡を回転させるモータ
5・・・・・・・3の回転鏡を回転させるモータ
6・・・・・・・回転鏡用のモータ回転速度制御回路
7・・・・・・・外部からの画像データ入力信号
8・・・・・・・画像データ入力バッファ
9・・・・・・・画像表示用バッファ
10・・・・・・レーザ発光素子制御回路
11・・・・・・投射スクリーン。
1 .... Laser light source 2 .... Rotating mirror for vertical optical axis control 3 .... Rotating mirror for horizontal optical axis control 4 .... Motor for rotating the rotating mirror of 2 5 .......... Motor for rotating the rotating mirror of 3. 6 .... Motor rotation speed control circuit for the rotating mirror. 7 .... External Image data input signal from 8... Image data input buffer 9... Image display buffer 10... Laser emitting element control circuit 11. screen.

Claims (3)

反射角度が同一である複数の鏡を有し、光源から照射された光を反射させる、互いに異なる回転軸を有した複数の回転鏡と、
前記回転鏡を回転させる駆動部と、
前記駆動部による前記回転鏡の回転を制御して、反射された光の光軸を制御する回転制御部と、
を備え、
前記複数の回転鏡は、スクリーンの走査線方向と水平方向の回転軸を有した垂直方向光軸制御用回転鏡と、前記垂直方向光軸制御用回転鏡の回転軸に対して垂直であって前記スクリーンに対して傾斜した回転軸を有する水平方向光軸制御用回転鏡とにより構成され、
前記回転制御部は、前記水平方向光軸制御用回転鏡の回転軸の傾斜角度にあわせて、前記垂直方向光軸制御用回転鏡の回転速度と前記水平方向光軸制御用回転鏡の回転軸の回転速度を制御する、
ことを特徴とする投射型表示機構。
A plurality of mirrors having a plurality of mirrors having the same angle of reflection and having different rotation axes for reflecting light emitted from the light source;
A drive unit for rotating the rotating mirror;
A rotation control unit that controls rotation of the rotating mirror by the driving unit to control an optical axis of reflected light;
With
Wherein the plurality of rotating mirror is a vertical direction perpendicular optical axis control for rotating mirror having a rotation axis of the scanning line direction and the horizontal direction of the screen, with respect to the rotational axis of the vertical optical axis control for rotating mirror A rotating mirror for horizontal optical axis control having a rotation axis inclined with respect to the screen ,
The rotation control unit, the in accordance with the inclination angle of the rotation axis of the horizontal optical axis control revolution mirror, the axis of rotation of the vertical optical axis control for the rotational speed of the rotating mirror and the horizontal optical axis control for rotating mirror To control the rotation speed of the
A projection type display mechanism characterized by that.
前記回転制御部は、前記垂直方向光軸制御用回転鏡および前記水平方向光軸制御用回転鏡の回転速度を制御することにより、前記反射された光を表示する表示画面を拡大または縮小する、
ことを特徴とする請求項1に記載の投射型表示機構。
The rotation control unit enlarges or reduces a display screen for displaying the reflected light by controlling a rotation speed of the vertical optical axis control rotary mirror and the horizontal optical axis control rotary mirror.
The projection type display mechanism according to claim 1.
前記投射型表示機構は、前記光源から照射される光の発光間隔を制御する発光制御部、
を備え、
前記回転制御部による前記回転速度の制御と、前記発光制御部による前記発光間隔の制御により、前記反射された光を表示する表示画面の解像度を制御する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の投射型表示機構。
The projection display mechanism includes a light emission control unit that controls a light emission interval of light emitted from the light source,
With
The resolution of the display screen that displays the reflected light is controlled by controlling the rotation speed by the rotation control unit and controlling the light emission interval by the light emission control unit.
The projection type display mechanism according to claim 1, wherein the projection type display mechanism is provided.
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