JPH1164756A

JPH1164756A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH1164756A
Application number: JP22631397A
Authority: JP
Inventors: Takemi Yamamoto; 健美山本; Makoto Suzuki; 鈴木　　誠
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で安価に高解像度の二次元
画像を形成することができる画像表示装置を提供するこ
と。【解決手段】一次元画像形成機構１２により形成され
た一次元画像を偏向反射手段１６によって偏向反射する
ことによりスクリーン２２上に二次元画像を形成するよ
うにした画像表示装置１０は、前記一次元画像形成機構
１２が、光信号を変調出力可能な複数の発光ダイオード
１８ａを一次元的に配列した発光部１８と、その発光部
１８の各発光ダイオード１８ａからの光信号を前記各発
光ダイオード１８ａの配列方向に分光するとともに、そ
の分光された複数の光信号を選択的に透過させるように
した液晶シャッタ２０とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一次元画像を偏向
反射することにより二次元画像を表示するように構成し
た表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、二次元画像の表示にはＣＲＴ、液
晶パネル、プラズマディスプレイ、二次元に配列した発
光ダイオードを用いたが、ＣＲＴは比較的大きな体積を
必要とし、液晶パネル、プラズマディスプレイ、発光ダ
イオードは各画素を独立して点滅制御するために配線が
複雑となって価格が上昇する課題があった。

【０００３】このような課題を解決する表示装置には、
光信号として放射された１次元画像を偏向ミラーで偏向
走査し、２次元画像として投影するようにした米国特許
第４，９３４，７７３号明細書記載のディスプレイ装置
や、特開平６−３４２１２６号公報記載の投影型ディス
プレイ装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たディスプレイ装置においても、二次元画像の解像度を
高めようとすると、高価な発光ダイオードを多数使用せ
ざるを得ず、装置全体が高価となってしまうという問題
点があった。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、比較的簡単な構成で安価に高解
像度の二次元画像を形成することができる画像表示装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の画像表示装置は、一次元
画像形成手段により形成された一次元画像を偏向反射手
段によって偏向反射することにより二次元画像を形成す
るようにしたものを対象として、特に、前記一次元画像
形成手段は、光信号を変調出力可能な複数の光信号発生
素子を一次元的に配列した第一の光変調手段と、その第
一の光変調手段の各光信号発生素子からの光信号を前記
各素子の配列方向に分光するとともに、その分光された
複数の光信号のうち任意の光信号のみを選択的に透過さ
せるようにした第二の光変調手段とから構成されてい
る。

【０００７】従って、第一の光変調手段が光信号を変調
出力すると、第二の光変調手段は、その第一の光変調手
段の各光信号発生素子からの光信号を前記各素子の配列
方向に分光するとともに、その分光された複数の光信号
を選択的に透過させることにより一次元画像を形成し、
偏向反射手段はその一次元画像を偏向反射して二次元画
像を形成するので、比較的簡単な構成で高解像度の二次
元画像を得ることができる。

【０００８】また、請求項２に記載の画像表示装置は、
前記第一の光変調手段が、前記第二の光変調手段よりも
高速に光変調可能に構成されている。

【０００９】従って、前記第一の光変調手段が光信号を
高速に変調出力し、前記第二の光変調手段はその光信号
を分光するとともに、その分光された光信号を選択的に
透過させる。

【００１０】また、請求項３に記載の画像表示装置は、
前記偏向反射手段の回転軸が、前記一次元画像の配列方
向に対して略平行に配置されている。

【００１１】従って、偏向反射手段は、一次元画像を二
次元画像に効率よく変換することができる。

【００１２】また、請求項４に記載の画像表示装置は、
前記偏向反射手段が、ガルバノミラーにより構成されて
いる。

【００１３】従って、比較的簡単な構成で精度の高い偏
向反射手段を実現することができる。

【００１４】また、請求項５に記載の画像表示装置は、
前記第一の光変調手段が、発光ダイオードにより構成さ
れている。

【００１５】従って、比較的簡単な構成で第一の光変調
手段を実現することができる。

【００１６】また、請求項６に記載の画像表示装置は、
前記第二の光変調手段が、液晶シャッタにより構成され
ている。

【００１７】従って、比較的簡単な構成で第二の光変調
手段を実現することができる。

【００１８】また、請求項７に記載の画像表示装置は、
二次元画像非表示時には、前記第一の光変調手段を非発
光状態とするように構成されている。

【００１９】従って、第一の光変調手段の劣化による光
量の低下を防止できるとともに、電力消費を低減するこ
とができる。

【００２０】また、請求項８に記載の画像表示装置は、
二次元画像の一画素の表示期間が、前記第一の光変調手
段の変調の一周期の整数倍に設定されている。

【００２１】従って、第一の光変調手段において最も周
波数の高い変調を行うことが可能になり、変調機構を簡
略に構成することができる。

【００２２】また、請求項９に記載の画像表示装置は、
前記第二の光変調手段の変調の一周期が、前記偏向反射
手段の偏向周期の整数倍に設定されている。

【００２３】従って、各光信号発生素子ごとに複数のラ
インの画素を画像表示することができる。

【００２４】また、請求項１０に記載の画像表示装置
は、前記二次元画像の虚像を形成可能な光学系を備えて
いる。

【００２５】従って、前記光学系により前記二次元画像
の虚像を形成することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像表示装置を具
体化した一実施の形態について、図面を参照して説明す
る。

【００２７】まず、図１に本実施の形態の画像表示装置
１０の構成を示す。

【００２８】画像表示装置１０は、一次元画像形成機構
１２と、光学系１４と、偏向反射手段１６とから構成さ
れている。尚、一次元画像形成機構１２は本発明の一次
元画像形成手段を構成するものである。

【００２９】一次元画像形成機構１２は、図２（ａ）に
示すように、発光部１８と液晶シャッタ２０とから構成
されている。尚、発光部１８は、本発明の第一の光変調
手段を、発光ダイオード１８ａは光信号発生素子を、液
晶シャッタ２０は、第二の光変調手段をそれぞれ構成す
るものである。

【００３０】発光部１８は、複数の発光ダイオード１８
ａが一次元的に配列されて構成されている。各発光ダイ
オード１８ａには、液晶シャッタ２０の２画素づつが対
応するように液晶シャッタ２０が配置されている。

【００３１】さらに、光学系１４は、凸レンズにより構
成され、前記一次元画像形成機構１２からの光信号の発
散を抑止して、十分な光量の光信号を偏向反射手段１６
上へ到達させる機能を有する。

【００３２】また、偏向反射手段１６には、静電力や圧
電素子などを用いたガルバノミラーやポリゴンミラーな
どを利用することができる。

【００３３】ここで、一次元画像形成機構１２の配列方
向と偏向反射手段１６の回転軸とを略平行に配置するこ
とによって、歪みのない二次元画像を形成することがで
きる。

【００３４】すなわち、図６に示すように、一次元画像
形成機構１２の配列方向と偏向反射手段１６の回転軸と
が略平行の場合は図６（ａ）のような二次元画像が形成
できるが、平行状態から離れたり、或いは、ねじれの位
置となると、それぞれ図６（ｂ）および（ｃ）のような
不自然な二次元画像となってしまうのである。

【００３５】また、前記偏向反射手段１６に対向してス
クリーン２２が配置されている。偏向反射手段１６によ
り反射された一次元画像は、スクリーン２２上に投影さ
れ、順次、偏向走査されていくことによってスクリーン
２２上に二次元画像が形成されるようになっている。

【００３６】次に、画像表示装置１０の電気的回路構成
について、図３を参照して説明する。

【００３７】画像表示装置１０は、外部からの画像信号
を各機構の駆動信号に変換する制御回路５０、各発光ダ
イオード１８ａを駆動する発光ダイオード駆動回路５
２、液晶シャッタ２０を駆動する液晶シャッタ駆動回路
５４、偏向反射手段１６を駆動する偏向反射手段駆動回
路５６から構成されている。

【００３８】制御回路５０から、発光ダイオード駆動回
路５２、液晶シャッタ駆動回路５４、及び偏向反射手段
駆動回路５６にそれぞれ駆動信号が送られる。

【００３９】次に、画像表示装置１０の動作について説
明する。

【００４０】一次元画像形成機構１２では、偏向反射手
段１６と同期して一次元画像を形成する。ここで、二次
元画像を表示しないときは各発光ダイオード１８ａを非
発光とすることによって不必要な電力の消費を防止する
ことができる。例えば、２画素の液晶シャッタ２０に１
個の発光ダイオード１８ａを対応させる場合、偏向反射
手段１６の周期と同期して液晶シャッタ２０を図２
（ｂ）および（ｃ）のように切り替える。

【００４１】この時、発光ダイオード１８ａの光は液晶
シャッタによって図中黒く塗りつぶされた部分では遮断
され、白い部分では透過する。このように分光すること
によって、一つの発光ダイオード１８ａで２ライン分の
走査線を出力できる。

【００４２】ここで、信号的に液晶シャッタ２０の切り
換え（図４（ａ））に同期して発光ダイオード１８ａを
変調（図４（ｂ））することによって、図５に示すよう
な二次元画像を形成できる。

【００４３】すなわち、図４（ａ）は液晶シャッタ２０
の切り換え信号に相当し、例えば、High状態では図２
（ｂ）のように走査線２ライン中の上のライン２０ａが
透過状態、下のライン２０ｂが遮蔽状態となり、 Low状
態では図２（ｃ）のように走査線２ライン中の上のライ
ン２０ａが遮蔽状態、下のライン２０ｂが透過状態とな
る場合を考える。この時、発光ダイオード１８ａを図４
（ｂ）のように変調することによって、図４に示す６０
の期間中は、図２（ｂ）の状態となって、図５中の上の
ライン６４を表示し、一方、図４に示す６２の期間中
は、図２（ｃ）の状態となって、図５中の下のライン６
６を表示する。つまり、１回目の走査で奇数番目のライ
ンを表示した後、２回目の走査で偶数番目のラインを表
示する。

【００４４】尚、本発明は以上詳述した実施の形態に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて、種々の変更を加えることができる。

【００４５】例えば、前記実施の形態においては、２ラ
インを液晶シャッタ２０で切り替えるように構成した
が、各発光ダイオード１８ａごとに液晶シャッタ２０の
３個以上の画素を対応させて３ライン以上を切り換える
ように構成してもよい。

【００４６】また、前記実施の形態では、第一の光変調
手段を発光ダイオードを複数個配列したものにより構成
したが、例えば、ハロゲンランプと液晶シャッタとの組
み合わせにより構成することも可能である。

【００４７】また、発光ダイオード１８ａの発光波長を
赤、緑、青の３組用意することにより、カラー表示を行
う構成とすることができることは言うまでもない。

【００４８】また、前記実施の形態では、スクリーン２
２上に二次元画像を投影するように構成したが、スクリ
ーン２２に代えて、光学系（凸レンズ）を配置すること
により、空間に虚像を結像するように構成しても良い。

【００４９】さらに、発光ダイオード１８ａの駆動パル
スの整数個分で一画素表示の駆動を行うように構成して
もよい。図７は、一画素の表示周期を、整数個の駆動パ
ルスで駆動する様子を示すグラフである。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の請求項１に記載の画像表示装置は、前記一次元
画像形成手段が、光信号を変調出力可能な複数の光信号
発生素子を一次元的に配列した第一の光変調手段と、そ
の第一の光変調手段の各光信号発生素子からの光信号を
前記各素子の配列方向に分光するとともに、その分光さ
れた複数の光信号のうち任意の光信号のみを選択的に透
過させるようにした第二の光変調手段とから構成されて
いるので、比較的簡単な構成で高解像度の二次元画像を
得ることができる。

【００５１】また、請求項２に記載の画像表示装置は、
前記第一の光変調手段が、前記第二の光変調手段よりも
高速に光変調可能に構成されているので、前記第一の光
変調手段が光信号を高速に変調出力し、前記第二の光変
調手段はその光信号を分光するとともに、その分光され
た光信号を選択的に透過させ、１画素当たりが高額な第
一の光変調手段と、低額な第二の光変調手段とを組み合
わせることにより、より安価に高解像度の２次元画像を
形成可能な画像表示装置を提供することができる。

【００５２】また、請求項３に記載の画像表示装置は、
前記偏向反射手段の回転軸が、前記一次元画像の配列方
向に対して略平行に配置されているので、偏向反射手段
は、一次元画像を二次元画像に効率よく変換することが
できる。

【００５３】また、請求項４に記載の画像表示装置は、
前記偏向反射手段が、ガルバノミラーにより構成されて
いるので、比較的簡単な構成で精度の高い偏向反射手段
を実現することができる。

【００５４】また、請求項５に記載の画像表示装置は、
前記第一の光変調手段が、発光ダイオードにより構成さ
れているので、比較的簡単な構成で第一の光変調手段を
実現することができる。

【００５５】また、請求項６に記載の画像表示装置は、
前記第二の光変調手段が、液晶シャッタにより構成され
ているので、比較的簡単な構成で第二の光変調手段を実
現することができる。

【００５６】また、請求項７に記載の画像表示装置は、
二次元画像非表示時には、前記第一の光変調手段を非発
光状態とするように構成されているので、第一の光変調
手段の劣化による光量の低下を防止できるとともに、電
力消費を低減することができる。

【００５７】また、請求項８に記載の画像表示装置は、
二次元画像の一画素の表示期間が、前記第一の光変調手
段の変調の一周期の整数倍に設定されているので、第一
の光変調手段において最も周波数の高い変調を行うこと
が可能になり、変調機構を簡略に構成することができ
る。

【００５８】また、請求項９に記載の画像表示装置は、
前記第二の光変調手段の変調の一周期が、前記偏向反射
手段の偏向周期の整数倍に設定されているので、各光信
号発生素子ごとに複数のラインの画素を画像表示するこ
とができる。

【００５９】また、請求項１０に記載の画像表示装置
は、前記二次元画像の虚像を形成可能な光学系を備えて
いるので、前記光学系により、前記二次元画像の虚像を
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の画像表示装置の概略構成
を説明する概略構成図である。

【図２】一次元画像形成機構の構成を説明する構成図で
ある。

【図３】電気的回路構成を示すブロック図である。

【図４】液晶シャッタ及び発光ダイオードの駆動状態を
示すタイミングチャートである。

【図５】二次元画像表示を説明する説明図である。

【図６】一次元画像の配列方向と偏向反射手段の回転軸
との配置状態が二次元画像に与える影響を説明する説明
図である。

【図７】１画素を複数個のパルスで駆動する様子を説明
する説明図である。

【符号の説明】

１０画像表示装置１２一次元画像形成機構１４光学系１６偏向反射手段１８発光部１８ａ発光ダイオード２０液晶シャッタ２２スクリーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次元画像形成手段により形成された一
次元画像を偏向反射手段によって偏向反射することによ
り二次元画像を形成するようにした画像表示装置におい
て、前記一次元画像形成手段は、光信号を変調出力可能な複数の光信号発生素子を一次元
的に配列した第一の光変調手段と、その第一の光変調手段の各光信号発生素子からの光信号
を前記各素子の配列方向に分光するとともに、その分光
された複数の光信号を選択的に透過させるようにした第
二の光変調手段とから構成されていることを特徴とする
画像表示装置。
【請求項２】前記第一の光変調手段は、前記第二の光
変調手段よりも高速に光変調可能に構成されたことを特
徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】前記偏向反射手段の回転軸は、前記一次
元画像の配列方向に対して略平行に配置されたことを特
徴とする請求項１若しくは２に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記偏向反射手段は、ガルバノミラーに
より構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載の画像表示装置。
【請求項５】前記第一の光変調手段は、発光ダイオー
ドにより構成されたことを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】前記第二の光変調手段は、液晶シャッタ
により構成されたことを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】二次元画像非表示時には、前記第一の光
変調手段を非発光状態とするように構成したことを特徴
とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示装
置。
【請求項８】二次元画像の一画素の表示期間が、前記
第一の光変調手段の変調の一周期の整数倍に設定されて
いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載
の画像表示装置。
【請求項９】前記第二の光変調手段の変調の一周期
が、前記偏向反射手段の偏向周期の整数倍に設定されて
いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載
の画像表示装置。
【請求項１０】前記二次元画像の虚像を形成可能な光
学系を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至９のい
ずれかに記載の画像表示装置。