JPH0381722A - レーザディスプレイ装置 - 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〕 この発明は、レーザビームを用いてテレビジョン画像等
を表示するレーザディスプレイ装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、レーザビームを回転多面鏡を用いて偏向さ
せてスクリーン上に画像を表示するレーデデイスプレィ
装置において、レーザビームを透過型平行平板を通過さ
せて回転多面鏡に入射させ、この透過型平行平板を回動
させることにより、回転多面鏡に入射する各レーザビー
ムを互いに平行な状態でウオブリングすることによって
、簡単な構成で回転多面鏡の各平面鏡における無効領域
を縮小し、回転多面鏡の小型化を可能にすることができ
るようにしたものである。

〔従来の技術〕

映像信号に基づいて輝度変調されたレーザビームを回転
多面鏡によって、スクリーン上に走査してテレビジョン
画像等の画像を表示するレーザディスプレイ装置がある
。

さて、このレーザディスプレイ装置において、スクリー
ン上に表示される画像を高解像度のものとする場合、回
転多面鏡上のレーザビームの反射点におけるビーム径を
大きくする必要がある。しかしながら、テレビジョン画
像を表示する場合、回転多面鏡の各平面鏡の稜によって
レーザビームがけられる期間を帰線消去期間内に収める
必要があり、反射させることができるビーム径は一平面
鏡の長さの数分の−にしなければならない。

そこで、回転多面鏡への入射レーザビームを走査方向に
ウオブリングを行なう方法がある。

第５図は、上述したウオブリングを行なう方法の一例を
示す図である。

この第５図例の場合は、入射レーザビーム１１を反射鏡
（２）により反射させて、回転多面鏡（１）に入射させ
るものであり、反射鏡（２）を矢印で示した方向に振動
させることにより、多面鏡（１）に入射するレーザビー
ムをウオブリングするものである。

しかし、この第５図例の場合、多面鏡（１）に入射する
レーザビームｌ■〜Ｌ３は、互いに平行とはならず、ウ
オブリングによる偏向ひずみが大きなものとなってしま
う。

そこで、多面鏡（１）に入射されるレーザビームが互い
に平行となるようにウオブリングする方法が、例えば特
公昭４９−１６．８２４号公報に示されている。

これは、第６図に示すように、２つの共振型のガルバノ
ミラ−（３ａ）　（３ｂ）を、互いに平行な状態を維持
したまま、振動させウオブリングするもので、このよう
にすれば入射レーザビーム１１１とＬ□とが互いに平行
となるようにウオブリングすることができる。

また、第７図に示すように、１つのガルバノミラ−（５
）とレンズ（４ａ〉及び（４ｂ）との距離をそれぞれの
レンズ（４ａ）　（４ｂ）の焦点距離に等しくなるよう
に設置する方法もある。

また、図示しないが、２つの回転プリズムを用いるもの
があるが、これは高速化は困難であり、低速走査用のも
のである。

このようにして、回転多面鏡（１）に入射するレーザビ
ームを互いに平行となるようにウオブリングすれば、無
効走査期間が短縮され、ビームスポットの直径を拡大す
ることができるので、表示する画像を高解像度のものと
することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のようなレーザディスプレイ装置によっ
て、高解像度の映像、例えば水平走査線１１２５本の映
像を表示する場合、例えば回転多面鏡（１）の平面鏡の
面数を２５とすると、回転多面鏡（１）は８１０００ｒ
ｐｍで高速回転されなければならない。

このように、回転多面鏡（１）が高速回転される場合、
第６図例のようなウオブリング方法では、２つのガルバ
ノミラ−（３ａ）　（３ｂ）も高速で振動させねばなら
ず、この２つのガルバノミラ−（３ａ）と（３ｂ）との
同期をとることが非常に困難となってくる。

また、第７図例の場合には、レンズ（４ａ）、レンズ（
４ｂ）、ガルバノミラ−（５）との配置を高精度なもの
とする必要があり、構成も複雑なものとなってしまう。

さらに、２つの回転プリズムを用いるものは、上述した
ように、低速走査用には適しているが、高速走査用のも
のには適用できないという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、この発明は、レーザビームを回転多面鏡（１）
を用いて偏向させてスクリーン（■８）上に画像を表示
するレーザディスプレイ装置において、回転多面鏡（１
）の回転に対応して回動する透過型平行平板（１３）を
設け、レーザビームがこの透過型平行平板（１）を通過
して回転多面鏡（１）に入射するようにして、透過型平
行平板（１３）の回動に従って、回転多面鏡（１）に入
射する各レーザビームが互いに平行な状態でウオブリン
グするようにしたものである。

〔作用〕

簡単な構成で、回転多面鏡（１）の各平面鏡における無
効領域を縮小し、回転多面鏡（１）の小型化を可能にす
ることができる。

〔実施例〕

第１図は、 ある。

同図において、 この発明の一実施例のブロック図で （６）はビデオ信号発生回路であり、 このビデオ信号発生回路（６）から水平同期信号が駆動
回路（７）及び（８）に供給される。そして、駆動回路
（７）は供給された水平同期信号に従って、回転多面鏡
（１）を回転駆動するものである。また、駆動回路（８
）は供給された水平同期信号に従って、後述する透過型
平行平板〈１３〉を破線で示したように回動するもので
ある。また、ビデオ信号発生回路（６）からビデオ信号
が駆動回路（９）に供給され、このビデオ信号に従って
駆動回路（９）は光変調器（１２〉を駆動するものであ
る。さらに、信号発生回路（６）から垂直同期信号が駆
動回路（１９）に供給され、この垂直同期信号に従って
駆動回路（１９）はガルバノミラ−〈１７〉を駆動する
ものである。

そして、（１０）はレーザ光源であり、このレーザ光源
（１０）からレーザビームがレンズ（ｌｌａ）　　を介
し調器（１２〉によって、レーザビームはビデオ信号に
応じて輝度変調された後に、レンズ（ｌｌｂ）　を介し
て、透過型平行平板（１３）に供給される。この透過型
平行平板（１３）はガラス又はアクリルからなるもので
、駆動回路（８）によって回動されることにより、後述
するようにレーザビームがウオブリングされるものであ
る。そして、この透過型平行平板（１３）を通過したレ
ーザビームはシリンドリカルレンズ（１４ａ）　　を介
して回転多面鏡（１）に入射される。そして、レーザビ
ームはこの回転多面鏡（１）によって反射され、レンズ
（１５）　、シリンドリカルレンズ（１４ｂ）、レンズ
（１６ａ）　　を介してガルバノミラ−（１７）に入射
される。そして、このガルバノミラ−（１７）によって
反射されたレーザビームはレンズ（１６ｂ）　　を介し
て、スクリーン（１８）に供給される。そして、スクリ
ーン（１８）上に映像を表示する場合、回転多面鏡（１
）の回転によって水平走査が行なわれるとともに、ガル
バノミラ−（１０）により垂直走査が行なわれるもので
ある。なお、シリンドリカルレンズ（１４ａ）（１４ｂ
）　　は多面鏡（１）の各平面鏡の面倒れのばらつきを
補正するためのものである。

次に、この発明の透過型平行平板（１３）の回転による
ウオブリングの方法を説明する。

第２図は、上述したウオブリングの説明図である。図に
おいて、透過型平行平板（１３）が実線で示すように傾
いている場合には、レーザビームｆｔはこの平行平板（
１３）を通過することにより、レーザビームｌｉｌの光
路を介して多面鏡（１）に入射する。

また、平行平板（１３〉が破線で示すような傾きとなっ
ている場合には、レーザビームｈ　は平行平板（１３）
を通過することにより、破線で示すレーザビームＮ＋２
の光路を介して、多面鏡（１）に入射する。

そして、レーザビーム１．ｌ及び１．２は互いに平行と
なっているものである。すなわち、この平行□平板（１
３）を多面鏡（１）の回転に応じて、回動させれば、多
面鏡（１）に入射するレーザビームは互いに平行な状態
を保ったまま、ウオブリングを行なうことができるもの
である。そして、この場合、従来のように、ウオブリン
グを行なうための他の反射鏡等との回動の同期を取る必
要がなく、構成も簡単なものとすることができる。

第３図は、この発明のウオブリングのさらに詳細な説明
図である。

同図■において、ｒは多面鏡（１）の半径、θはθ＝２
π／ｎ（ただし、ｎは多面鏡（１）の平面鏡の面数）、
２ｈは各平面鏡の稜と稜との間の距離である。そして、
斜線で示したＳｗ　はウオブリングを行った場合の多面
鏡（１）上でのビームスポットを示し、破線で示したＳ
ｒ　はウオブリングを行ｔ；わない場合のビームスポッ
トを示す。そして、このビームスポットＳｗ及びＳｒの
直径はａである。そして、同図Ａ−Ｉは多面鏡（１）の
稜線Ｂｏａ、Ｂｏｂが距離２ｈだけ矢印に示した方向に
移動した場合、つまり、多面鏡（１）がθだけ回転した
場合のビームスボッ）　Ｓｖ、　Ｓｊの位置の変化を示
すものである。

そして、同図■は、稜線ＢＱａ、Ｂｏｂ、ビームスボッ
）Ｓｖ、Ｓｒの軌跡を示すものであり、横軸は多面鏡（
１）の回転角度Ｘ、縦軸は稜線Ｂ　Ｏａ、　Ｂ　Ｏｂ、
ビームスボッ）　Ｓ−、Ｓｒ　の移動距離ｙを示すもの
である′。

なおビームスポットＳｗは振幅αの正弦波に従ってウオ
ブリングされるものである。

ここで、稜線Ｂｏａ、ビームスポットＳｗの上端の軌跡
Ｓｗ。、ビームスポットＳｆ　の上端の軌跡Ｓ、。（破
線図示）は次式によってそれぞれ示すことができる。

ｙ＝（２ｈ／θ）ｘ・・・・稜線ＢＯａｙ　＝　ａ　−
αｓｉｎ　（（２ｙｒ／θ）Ｘ）・・・・軌跡Ｓｗａｙ
＝ａ・・・・・・軌跡Ｓ、。

さて、点Ｏから稜線ＢＯａ　と軌跡Ｓｗ。との交点Ｃ１
までの大きさつまり、ビームスポットＳｗが全て稜線Ｂ
Ｏａ　とＢＯｂ　との間に入るまでの無効領域の大きさ
Ｘ、は次式のように示すことができる。

（２ｈ／θ）　ｘ、＝　ａ−αｓｉｎ　（（２π／θ）
Ｘ、）＝ａ−α・（２π／θ）ｘ＋ 上式より、 （２／θ）（ｈ＋απ）ｘ、＝ａ となる。したがって、 ）（、＝ａθ／（２（ｈ＋απ）） となる。

また点０から稜線Ｂｏａ　と軌跡Ｓｒｏとの交点Ｃｆｌ
までの大きさつまり、ビームスポットＳ、が全て稜線Ｂ
ｏａ　とＢｏｂ　との間に入るまでの無効領域の大きさ
Ｘ２　は次式のように示すことができる。

（２ｈ／θ）ｘ、＝ａ Ｘ２＝ａθ／（２ｈ） ここで、ｘｌ　　とｘ２　　との比を求めると、ｘ＋／
ｘｚ＝ｈ／（ｈ＋απ） となる。

上式かられかるように、αすなわちウオブリングの振幅
を大きくすると、無効領域の大きさＸ。

が相対的に小さくなるものである。

ここで、ウオブリングを行なうことによって、無効領域
がどの程度減少するかにつき、具体的に求めてみる。

さて、回転多面鏡（１）の半径ｒは、入射するレーザビ
ームの径によって決定されるものであり、第４図に示す
ように、多面鏡（１）の−平面鏡の稜線と稜線との距離
ｄは、 ｄ＝２６／（帰線期間率） によって決定される。

ここで、ｅは０．４１ｍｍで、帰線期間率を１６％とす
ると、 ｄ　＝　２　Ｘｏ、　４１１０．１６ξ５．１また、ｄ
＝ｒθであるから、多面鏡（１）の平面鏡の面数を２５
とすると、 ｄ＝ｒ（２π／２５） したがって、 ｒ＝＜２５／２π）・５．１　！＝、２０ｍｍさて、距
離ｄの有効幅は５．１−０．４１　Ｘ　２　＝４．２８
ｍｍであるので、この有効幅４．２８ｍｍを全て使うと
すると、振幅αはα＝４．２８　／　２　＝２．１４ｍ
ｍとなる。

また、ｈ＝ｒθ／２　＝２０　Ｘ　（２π／２５）　／
　２　！＝ｉ２．５１ｍ１Ｔｌとなるので、これを上式
ｘ　、　／　ｘ　２　に代入すると、 Ｘ、／　Ｘ２＝２．５１／（２，５１＋２．１４　π）
　′、０．２７２つまり、ｘ　＋　＝０．２７２　ｘ　
２　となり、無効領域の大きさＸ、はｘ２　の２７．２
％となり大幅に減少するものであり、ウオブリングの効
果は大きなものとなる。

したがって、ウオブリングを行なう場合と行なわない場
合との有効領域を同一のものとすると、ウオブリングを
行なう場合の多面鏡の直径は、行わない場合の多面鏡の
直径の２７％の大きさでよいことになる。すなわち、ウ
オブリングを行なう場合の多面鏡の直径は４０　Ｘｏ、
　２７″＝ｌ１ｍｍとなり、小型化が可能となる。

なお、稜線Ｂｏｂ　と軌跡Ｓｘとの交点と点Ｑまでの大
きさと、稜線Ｂｏｂ　と軌跡Ｓ　Ｗ　ｌとの交点と点Ｑ
までの大きさは、上述したＸ、、Ｘ２　と同様なもので
あるので説明は省略する。

こうして、この実施例によれば、透過型平行平板（１３
）を回動させることによって、回転多面鏡（１）に入射
する各レーザビームを互いに平行な状態でウオブリング
させるようにしているので、簡単な槽底で回転多面鏡（
１）の各平面鏡における無効領域を縮小し、回転多面鏡
（１）の小型化が可能となる。

また、回転多面鏡（１）に入射する各レーザビームは互
いに平行であるため、多面＠（１）に入射するレーザビ
ームの角度を変え水平同期サーボをかける方法との併用
が可能となる。

なお、上述した例においては透過型平行平板（１）をガ
ラス又はアクリルからなるものとしたが、これらに限ら
ず他の材質のものであってもよい。

また、上述した例では、ビームスボッ）Ｓ・を正弦波的
にウオブリングするようにしたが、のこぎり波向にウオ
ブリングするようにしてもよい。

〔発明の効果〕

こうして、この発明によれば、透過型平行平板（１３）
を回動させることによって、回転多面鏡（１）に入射す
る各レーザビームを互いに平行な状態でウオブリングさ
せるようにしているので、簡単な構成で回転多面鏡〔１
）の各平面鏡における無効領域を縮小し、回転多面鏡（
１）の小型化が可能となる。また、回転多面鏡（１）に
入射する各レーザビームは互いに平行であるため、多面
鏡（１）に入射するレーザビームの角度を変え水平同期
サーボをかける方法との併用が可能とな乞。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はこ
の発明によるウオブリングの概略説明図、第３図はこの
発明によるウオブリングの詳細な説明図、第４図は回転
多面鏡の径の決め方の説明図、第５図は従来例を示す図
、第６図は他の従来例を示す図、第７図はさらに他の従
来例を示す図である。 （１）は回転多面鏡、（１０〉はレーザ光源、（１２）
は光変調器、（１３）は透過型平行平板、（１８）はス
クリーン、Ｉｌｔ、　ｊｉ！＋＋、　　Ｉｌｔ２は入射
レーザビームである。 代 理 人 松 隈 秀 盛 １ＪＬ　　日月　　図 第４図 イ六−禾　イタ“ｊ 第５図 第６ 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回転
   多面鏡を用いて偏向させてスクリーン上に画像を表示す
   るレーザディスプレイ装置において、 上記回転多面鏡の回転に対応して回動する透過型平行平
   板を備え、 上記レーザビームを上記透過型平行平板を通過して上記
   回転多面鏡に入射させ、上記透過型平行平板の回動に従
   って、上記回転多面鏡に入射させる各レーザビームが互
   いに平行な状態でウォブリングされるようにしたレーザ
   ディスプレイ装置。