JPH02170109A - レーザ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームによるラスタ走査で描画するレ
ーザ表示装置に関する。

〔発明の概要］ 本発明は、レーザビームによるラスタ走査で描画するレ
ーザ表示装置において、レーザビームを垂直偏向させる
ための垂直偏向手段のレーザビーム入射点に参照用ビー
ムを入射させ、この参照用ビームの偏向状態を検出して
垂直偏向手段でのレーザビームの偏向状態を制御するよ
うにして、スクリーン上でのレーザビームによる描画が
垂直歪なく良好に行われるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、レーザビームを使用した投射型のビデオデイスプ
レィ装置として、実開昭５６−１５２４５６号公報或い
はテレビジョン誌２９巻第２号（１９７５年）に示され
るように、第４図に示した如きものが提案されている。

この第４図において、（１ａ）及び（１ｂ）は半導体レ
ーザ、ガスレーザ等のレーザ光源を示し、レーザ光源（
１ａ）よりの赤色レーザ光を光変調器（２ａ）に供給す
る。また、レーザ光源（１ｂ）よりの緑色レーザビーム
及び青色レーザビームを、ダイクロイックミラー（３ａ
）に入射させて、夫々の色のレーザビームに分けた後、
緑色レーザビームを光変調器（２ｂ）に供給し、青色レ
ーザビームを反射プリズム（４ａ）を介して光変調器（
２ｃ）に供給する。そして、夫々の光変調器（２ａ）　
、　（２ｂ）及び（２Ｃ）に表示画像の映像信号として
の原色信号に応した変調用信号を供給し、各光変調器（
２ａ）　、　（２ｂ）及び（２ｃ）では変調用信号に基
づいて各色のレーザビームを強度変調する。そして、各
光変調器（２ａ）　、　（２ｂ）及び（２ｃ）が出力す
るレーザビームを、夫々偏向器（５ａ）（５ｂ）及び（
５ｃ）に供給する。そして、偏向器（５ｃ）が出力する
青色レーザビームを反射プリズム（４ｂ）を介してグイ
クロイックミラー（３ｂ）に供給し、偏向器（５ｂ）が
出力する緑色レーザビームをこのダイクロインクミラー
（３ｂ）の他の面に供給し、青色レーザビームと緑色レ
ーザビームとを合成する。また、この合成レーザビーム
をダイクロインクミラー（３ｃ）に供給し、偏向器（５
ａ）が出力する赤色レーザビームをこのグイクロイック
ミラー（３ｃ）の他の面に供給し、３原色の合成レーザ
ビームを得る。そして、この合成レーザビームを、回転
多面鏡（１０）の反射部（１１）に供給する。

この回転多面鏡（１０）は、反射部（１１）が平面鏡を
等間隔で環状に配置して構成され、駆動手段によりこの
環状の反射部（１１）を高速回転させる如くしである。

この場合、反射面（１１）は例えば２５面の平面鏡より
なり、各平面鏡に入射したレーザビームを偏向させる。

第５図はこの偏向状態を示した図で、例えば第５図Ａに
示す如く、反射部（１１）の回転により平面鏡（１１，
）の端部にレーザビームＦ、ｉｎが入射するようになる
と、反射レーザビーム１Ｏｕｔは同図の下方に向かう。

そして、反射部（１１）の回転により平面鏡（１１，）
とレーザビームｌｉｎとの入射角度が徐々に変化し、反
射レーザビームの出射方向が変化し、第５１ＦＢに示す
如く、反則部（１１）が角度θ１だけ回転し、平面鏡（
１１，）の他方の端部にレーザビームｆｆ１ｎが入射す
るようになると、反射レーザビームｆｏｕｔ’　は同図
の上方に向かうようになる。このとき、レーザビームｊ
２ｏｕｔとレーザビームｊ２ｏｕｔ’　とのなす角度θ
２がこの平面鏡（１］、　、　）による偏向角度となる
。そして、反射面（１１）の他の平面鏡でも同様の角度
での偏向が行われる。このため、反射部（１１）が２５
面の平面鏡より構成される場合、反射部（１１）の１回
転で２５回のレーザビームの偏向が行われる。

そして、この回転多面鏡（１０）からの反射レーザビー
ムを、投射レンズ（６）を介してガルバノミラ−（７）
に供給する。このガルバノミラ−（７）は、駆動源（７
ａ）により回動制御されるもので、所定間隔でガルバノ
ミラ−（７）を回動させ、回転多面鏡（１０）から供給
されるレーザビームを所定間隔で所定角度偏向させる。

この場合、回転多面鏡（１０）による偏向方向とガルバ
ノミラ−（７）による偏向方向とは、直交する方向に設
定してあり、回転多面鏡（１０）による偏向でテレビジ
ョン受像機の水平偏向に相当する偏向が行われ、ガルバ
ノミラ−（７）による偏向でテレビジョン受像機の垂直
偏向に相当する偏向が行われる。このため、ガルバノミ
ラ−（７）は、表示させる映像信号の垂直同期信号に同
期させて回動させる。

そして、ガルバノミラ−（７）により反射したレーザビ
ームを、反射鏡（８）を介して反射させてスクリーン（
９）の裏面に照射させる。そして、このスクリーン（９
）の表面側からレーザビームにより描画される画像を見
る。

ここで、各光変調器（２ａ）　、　（２ｂ）及び（２ｃ
）に供給する変調用信号を作成する映像信号の水平走査
周期及び垂直走査周期を、回転多面鏡（１０）による偏
向周期及びガルバノミラ−（７）による偏向周期に同期
させることで、映像信号に基づいた画像がラスタ走査で
レーザビームにより描画され、映像信号の１フイ一ルド
期間で１フイールドの画像が描画されて、投射型のビデ
オデイスプレィ装置として作動する。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このようなデイスプレィ装置で画像の表示を
行うと、表示画像に何らかの画像歪が発生してしまう不
都合があった。即ち、垂直偏向を行うガルバノミラ−（
７）は、ミラーの回転角に応した電圧信号を発生させ、
この電圧信号と鋸歯状波の基準垂直偏向信号とが一致す
るように制御している。また、各垂直期間に同期したト
リガー信号を発生させて、走査開始位置を決定している
。このようにすると、垂直走査開始位置が映像信号の垂
直同期信号に同期して一致するようになるが、各垂直走
査期間内での変動や歪に対処できない不都合があった。

このため、垂直偏向用のガルバノミラ−の鏡面加工精度
や駆動機構の回転精度が、直接的に表示画像の分解能に
影響し、極めて高精度なガルバノミラ−を使用しなけれ
ば良好な垂直偏向ができなかった。

また、ガルバノミラ−等で得られる偏向走査は等角速度
走査であり、スクリーン上で等線速度とはならず、画面
の中央部と端部とで走査速度が異なり、例えば端部の画
像が歪んでしまう不都合があった。

本発明は之等の点に鑑み、画像の歪みを除去できるこの
種のレーザ表示装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段］ 本発明のレーザ表示装置は、例えば第１図及び第３図に
示す如く、映像信号に基づいて輝度変調されたレーザビ
ームＬを、垂直偏向手段（７）及び水平偏向手段（１０
）を用いて周期的に所定角度偏向させてスクリーンに到
達させ、この到達ビームのラスタ走査によりスクリーン
上に描画するレーザ表示装置において、垂直偏向手段（
７）のレーザビーム入射点２ａに、レーザビーム！、と
は異なる参照用ビームｎｓ＋を入射させ、垂直偏向手段
（７）により偏向された参照用ビームＱｓｚの到達位置
に光位置センサ（２０）を配し、この光位置センサ（２
０）の位置検出位相と映像信号の同期信号の位相とが一
致するように垂直偏向手段（７）の駆動制御を行うよう
にしたものである。

〔作用］ 本発明によると、参照用ビームβ３２の偏向状態より輝
度変調されたレーザビームＬによる画像の垂直偏向状態
が判別でき、この参照用ビームｌＳ２の位置検出位相と
映像信号の同期信号（水平同期信号等）の位相とが一致
するように垂直偏向手段（７）を制御することで、垂直
歪が除去された良好な画像が表示される。

〔実施例］ 以下、本発明のレーザ表示装置の一実施例を、第１図〜
第３図を参照して説明しよう。この第１図〜第３図にお
いて、第４図に対応する部分には同一符号を付し、その
詳細説明は省略する。

第１図は、本例のレーザ表示装置のガルバノミラ−（７
）を臨む位置を示し、第４図例のレーザデイスプレィ装
置と同様にレーザビームのラスタ走査により描画するレ
ーザデイスプレィ装置で、他の部分は第４図と同様に構
成する。

第１図において（７）はガルバノミラ−を示し、このガ
ルバノミラ−（７）は駆動手段が収められたミラー駆動
部（７ａ）により所定周期で反復的に回動駆動される如
くしである。

そして本例においては、変調器（２ａ）　、　（２ｂ）
　、　（２ｃ）により輝度調整された後、回転多面鏡（
１０）により水平偏向されて投射レンズ（６）に入射し
、この投射レンズ（６）より出射した描画用レーザビー
ム１１を、垂直偏向用のガルバノミラ−（７）の鏡面部
に入射させる。このときには、水平方向Ｈの水平偏向が
なされて入射するレーザビーム！、のこの偏向方向Ｈを
、ガルバノミラ−（７）の回動中心軸ｍと略一致させ、
中心軸ｍの近傍にレーザビーム！、が入射するようにし
である。この場合、本例においては所定の入射点を！ａ
とする。そして、このガルバノミラ−（７）を、後述す
る如く映像信号に同期させて１フイールド毎にミラー駆
動部（７ａ）により回動させることで、反射レーザビー
ム１２として、垂直方向■だけ垂直偏向され、このレー
ザビーム１２をスクリーン（９）（第４図参照）に到達
させることで、このスクリーン（９）上に水平方向Ｈ及
び垂直方向Ｖの１画面分のラスタ走査が行われる。

ここで本例においては、ガルバノミラ−（７）のレーザ
ビーム入射点Ｉ！、ａに、参照用レーザビームＩＶ、ｓ
を入射させる。この参照用レーザビームｌｓ１は、上述
の描画用レーザビーム１１とは異なるレーザ源（図示せ
ず）より出力され、シリンドリカルレンズ（１２）によ
りビームが絞られた一定出力のビームで、描画用レーザ
ビーム！、と所定の角度ψを持たせて入射するように構
成する。このため、参照用レーザビームｆｆ５ｌがガル
バノミラ−（７）で反射した反射参照用レーザビームｌ
ｓ２は、描画用の反射ビーム１２とは異なる角度で出射
し、この反射参照用ビームｌ１ｓｚの出射方向に、光位
置センサ（２０）を配置し、参照用レーザビームｆｆ５
ｚを、光位置センサ（２０）に入射させる。

この光位置センサ（２０）は、参照用レーザビームＩ！
、ｓ２の偏向位置を検出するもので、第２図に示す如く
構成する。即ち、この光位置センサ（２０）は、透明な
前面板（２Ｊ）に、等間隔の格子状の遮光部（２２）を
細長く設けると共に、この前面板（２１）が取付けられ
る筐体（２３）の内部に受光素子（２４）を配し、前面
板（２１）を透過したレーザビームをこの受光素子（２
４）で受光して検出する。この場合、遮光部（２２）の
格子縞は、例えばスクリーン（９）で表示させる各水平
走査線間のピッチの整数倍あるいは整数分の１に対応し
た間隔にするのが好ましい。このようにしであることで
、この遮光部（２２）か設けられた前面板（２１）に、
偏向させられて移動する参照用レーザビームｊ２ｓ２が
入射するようになる。この場合、遮光部（２２）の格子
状の縞の配列方向と参照用レーザビーム１２．ｓｚの移
動方向とを一致させて配置する。

また、シリンドリカルレンズ（１２）から光位置センサ
（２０）までの光路長を、シリンドリカルレンズ（１２
）の焦点距離と同しにし、光位置センサ（２０）へのヒ
ム入躬時に、レーザビームｆｆ１ｓ２のビーム径が最も
絞られるようにする。

そし゛ζ本例においては、第３図に示す如く、この光位
置センサ（２０）の受光素子（２４）の検出信号を、位
相比較器（３３）の一方の比較信号入力端子に供給する
。この位相比較器（３３）の他方の比較信号入力端子に
は、映像信号に同期したパルス信号が供給される。即ち
、映像信号入力端子（３１）に得られるスクリーン上に
表示させる映像の映像信号を、同期発振器（３２）に供
給し、この同期発振器（３２）で映像信号より水平同期
信号を抽出し、抽出した水平同期信号に同期したパルス
信号を作成する。そして、この同期発振器（３２）が作
成したパルス信号を、位相比較器（３３）の他方の比較
信号入力端子に供給する。

そして、位相比較器（３３）が出力する位相差信号をロ
ーパスフィルタ（３４）に供給し、このローパスフィル
タ（３４）で直流化した後、ガルバノミラ−用駆動回路
（３５）に偏向誤差信号として供給する。そして、この
駆動回路（３５）はこの偏向誤差信号により垂直周期の
駆動信号を補正し、補正した駆動信号をミラー駆動部（
７ａ）に供給する。そして、ミラー駆動部（７ａ）はこ
の駆動信号に基づいてガルバノミラ−（７）の回動駆動
を行う。

次に、本例のレーザ表示装置にて映像信号による画像を
表示する際の動作について説明すると、入力端子（３１
）に得られる映像信号に応して、光変調器（２ａ）　、
　（２ｂ）及び（２ｃ）で各色のレーザビームの輝度変
調が行われ、この輝度変調された各色のレーザビームを
合成した合成レーザビームｒ１が、回転多面鏡（１０）
に入射して水平偏向された後、投射レンズ（６）を介し
てガルバノミラ−（７）に供給され、このガルバノミラ
−（７）により垂直偏向されてからスクリーン（９）に
照射される。

ここで、ガルバノミラ−（７）のレーザビーム入射点Ｅ
ａには、参照用レーザビームｌｓ１も入射しているため
、この参照用レーザビームＩｓ、の反射ビムｊ２ｓ２が
光位置センサ（２０）に入射する。このときの反射参照
用レーザビームＡｓ２の偏向状態は、レーザビーム入射
点１．ａが同じのため投射レーザビーム１２の垂直偏向
状態と等しく、スクリーン（９）上での投射レーザビー
ムＩ３の垂直走査状態と同じ走査状態が光位置センサ（
２０）のレーザビーム入射面で再現される。そして、光
位置センサ（２０）のレーザビーム入射面には、格子縞
の遮光部（２２）があるため、受光素子（２４）へのレ
ーザビーム１．ｓ２の入射状態が格子縞に連動した断続
的なものとなり、受光素子（２４）からのレーザビーム
検出信号がレーザビームの垂直偏向状態に同期したパル
ス信号になる。

そして、位相比較器（３３）は、このパルス信号と映像
信号の水平同期信号に同期したパルス信号との位相比較
を行い、位相差信号を垂直偏向誤差情報として駆動回路
（３５）に供給し、駆動回路（３５）はこの垂直偏向誤
差情報に基づいてガルバノミラ−（力のミラー駆動部（
７ａ）に供給する駆動信号を補正する。

このようにしてガルバノミラ−（７）の回動を制御する
ようにしたことで、スクリーン（９）上にレーザビーム
１２により描かれる各水平走査線の間隔が等間隔になり
、正確な垂直走査が行われ、スクリン（９）上に表示さ
れる画像の歪みがなくなる。即ち、スクリーン（９）上
に表示される画像はガルバノミラ−（７）を使用して垂
直偏向されるが、同時に参照用レーザビームＥＳ、も偏
向され、反射参照用レーザビームｌｓ２の偏向状態を光
位置センサ（２０）で検出して、表示画像の各水平走査
線の表示位置を補正するようにしたので、各水平走査線
の表示間隔が一定になり歪みがなくなる。この場合には
ガルバノミラ−による偏向のために生しる中央部と端部
との画面上の偏向速度の違いによる歪みや、ガルバノミ
ラ−の鏡面歪み５回転むら等の種々の内的要因による歪
みが補正されると共に、入力映像信号の水平同期信号と
位相を合わせるので、人力映像信号の水平周期の乱れに
よる外的要因の歪みも補正される。

なお、上述実施例においでは、光変調器をレーザ源と別
体として構成したが、レーザ源として半導体レーザを使
用すれば、この半導体レーザからのレーザ出力を直接映
像信号で輝度変調されたビームとして出力させることが
可能になる。また、参照用レーザビームは描画用レーザ
ビームとはガルバノミラ−への入射角度を変えて光路を
変えたが、例えば参照用レーザビームとして赤外レーザ
ビームを使用し、入射レーザビームＰ１に重畳させ、反
射レーザビーム！２よりダイクロインクミラーにより赤
外レーザビームを分離さセて光位置センサに導（ように
してもよい。さらにまた、本発明は上述実施例に限らず
、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成
が取り得ることは勿論である。

（発明の効果］ 本発明のレーザ表示装置によると、簡単な構成で表示画
像の各水平走査線の間隔が等間隔の正確な垂直走査をさ
せることができる。この場合、内的な要因による乱れと
、映像信号自体の乱れによる外的な要因による乱れの双
方を補正できる利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザ表示装置の一実施例の要部を示
す斜視図、第２図は第１図例の光位置センサを示す一部
破断斜視図、第３図は第１回例の回路構成図、第４図は
従来の表示装置の構成図、第５図は第４図例の説明に供
する路線図である。 （７）はガルバノミラ−１（１２）はシリンドリカルレ
ンズ、（２０）は光位置センサ、（３３）は位相比較器
、ｌｓ、、ｌｓ２は参照用レーザビームである。 イ扁り弓イメ（゛杉３．２レンチ（１１〔ど］第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 映像信号に基づいて輝度変調されたレーザビームを、垂
   直偏向手段及び水平偏向手段を用いて周期的に所定角度
   偏向させて所定面に到達させ、この到達ビームのラスタ
   走査により上記所定面上に描画するレーザ表示装置にお
   いて、 上記垂直偏向手段のレーザビーム入射点に、上記レーザ
   ビームとは異なる参照用ビームを入射させ、上記垂直偏
   向手段により偏向されたこの参照用ビームの到達位置に
   光位置センサを配し、該光位置センサの位置検出位相と
   上記映像信号の同期信号の位相とが一致するように上記
   垂直偏向手段の駆動制御を行うようにしたことを特徴と
   するレーザ表示装置。