TWI794244B - 掃描型顯示裝置及掃描型顯示系統 - Google Patents

掃描型顯示裝置及掃描型顯示系統 Download PDF

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Abstract

本發明之掃描型顯示裝置具備:光源,其出射投影顯示用之雷射光;聚光部,其將自光源出射之雷射光聚光;光掃描部,其掃描通過聚光部之雷射光;及光擴散部,其具有二維地排列之複數個光擴散通道,使由光掃描部掃描之雷射光擴散。若將雷射光之波長設為λ,將光掃描部之有效開口徑設為M,將光掃描部至光擴散部之距離設為L,將複數個光擴散通道之排列間距設為P,則光擴散部係以排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)而設定之值之方式構成。

Description

掃描型顯示裝置及掃描型顯示系統
本揭示係關於一種掃描型顯示裝置及掃描型顯示系統。
已知一種掃描型顯示裝置,其具備:光源,其出射投影顯示用之雷射光;光掃描部,其掃描自光源出射之雷射光;及光擴散部,其使由光掃描部掃描之雷射光擴散(例如,參照專利文獻1)。作為光擴散部,例如使用透過型之微透鏡陣列等,具有二維地排列之複數個光擴散通道之光學元件。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2016-133700號公報
[發明所欲解決之問題]
於如上所述之掃描型顯示裝置中,由雷射光為相干光引起,有於顯示之影像產生亮度不均(包含不規則之亮度不均(斑點)、規則之亮度不均)之情形。
本揭示之目的在於提供一種可抑制於顯示之影像產生亮度不均之掃描型顯示裝置及掃描型顯示系統。 [解決問題之技術手段]
本揭示之一態樣之掃描型顯示裝置具備:光源,其出射投影顯示用之雷射光;聚光部,其將自光源出射之雷射光聚光;光掃描部,其掃描通過聚光部之雷射光;及光擴散部,其具有二維地排列之複數個光擴散通道,使由光掃描部掃描之雷射光擴散;且若將雷射光之波長設為λ,將光掃描部之有效開口徑設為M,將光掃描部至光擴散部之距離設為L,將複數個光擴散通道之排列間距設為P,則光擴散部係以排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)而設定之值之方式構成。
根據該掃描型顯示裝置,可將光擴散部之雷射光之聚光尺寸設為光擴散通道之排列間距以下。因此,根據該掃描型顯示裝置,可抑制於顯示之影像產生亮度不均。
於本揭示之一態樣之掃描型顯示裝置中,光擴散部亦可以排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M而設定之值之方式構成。藉此,即使於光掃描部中於雷射光引起繞射,亦可將光擴散部之雷射光之聚光尺寸設為光擴散通道之排列間距以下,故可抑制於顯示之影像產生亮度不均。
於本揭示之一態樣之掃描型顯示裝置中,光掃描部亦可為MEMS鏡。藉此,可高速且高精度地實現雷射光對光擴散部之掃描。
於本揭示之一態樣之掃描型顯示裝置中,若將MEMS鏡之鏡面之曲率半徑設為f,則光擴散部亦可以排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)+2Ltan(2tan-1 (M/(2f)))而設定之值之方式構成。藉此,即使於MEMS鏡之鏡面產生形變,亦可將光擴散部之雷射光之聚光尺寸設為光擴散通道之排列間距以下,故可抑制於顯示之影像產生亮度不均。
於本揭示之一態樣之掃描型顯示裝置中,光擴散部亦可為透過型之微透鏡陣列。藉此,可確實且容易地實現二維地排列之複數個光擴散通道之雷射光之擴散。
本揭示之一態樣之掃描型顯示系統具備:光源,其出射投影顯示用之雷射光;聚光部,其將自光源出射之雷射光聚光;光掃描部,其掃描通過聚光部之雷射光;及光擴散部,其具有二維地排列之複數個光擴散通道,使由光掃描部掃描之雷射光擴散;且若將雷射光之波長設為λ,將光掃描部之有效開口徑設為M,將光掃描部至光擴散部之距離設為L,將複數個光擴散通道之排列間距設為P,則光擴散部係以排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)而設定之值之方式構成。
根據該掃描型顯示系統,可將光擴散部之雷射光之聚光尺寸設為光擴散通道之排列間距以下。因此,根據該掃描型顯示系統,可抑制於顯示之影像產生亮度不均。
本揭示之一態樣之掃描型顯示系統亦可進而具備配置於光擴散部之後段的光學系統。此時亦可抑制於顯示之影像產生亮度不均。 [發明之效果]
根據本揭示,可提供一種能夠抑制於顯示之影像產生亮度不均之掃描型顯示裝置及掃描型顯示系統。
以下,關於本揭示之實施形態參照圖式進行詳細說明。另,對各圖中相同或相當部分附註相同符號,並省略重複之說明。
如圖1所示,掃描型顯示系統10係例如搭載於汽車之雷射掃描型投影顯示器,且將影像顯示(投影顯示)於汽車之擋風玻璃100。掃描型顯示系統10具備掃描型顯示裝置1與光學系統11。光學系統11具有複數個平面鏡11a、11b、凹面鏡11c、及擋風玻璃100。擋風玻璃100於光學系統11中作為最後段之光學元件發揮功能。自掃描型顯示裝置1出射之投影顯示用之光L2係由平面鏡11a、平面鏡11b、凹面鏡11c及擋風玻璃100依序反射並入射至觀察者之眼E。
如圖2所示,掃描型顯示裝置1具備光源2、聚光部6、光掃描部3、及光擴散部4。光源2出射投影顯示用之雷射光L1。更具體而言,光源2具有複數個光出射部。例如,複數個光出射部分別為紅色雷射二極體、綠色雷射二極體、及藍色雷射二極體。各光出射部出射具有可視域之波長之雷射光L1。自各光出射部出射之雷射光L1入射至聚光部6。聚光部6將自各光出射部出射之雷射光L1聚光。聚光部6係例如聚光透鏡。自各光出射部出射之雷射光L1於自聚光部6到達光掃描部3之期間,藉由例如分色鏡而合成。
光掃描部3掃描通過聚光部6之雷射光L1(合成之雷射光L1)。更具體而言,光掃描部3係反射並掃描通過聚光部6之雷射光L1之MEMS鏡。MEMS鏡係由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微型機電系統)技術製造之驅動鏡,且其驅動方式有電磁驅動式、靜電驅動式、壓電驅動式、熱驅動式等。光掃描部3具有平坦之鏡3a。鏡3a可繞彼此正交之二軸擺動,且繞一軸時以共振頻率位準高速地擺動。MEMS鏡即光掃描部3係對光擴散部4掃描雷射光L1。
光擴散部4具有二維地排列之複數個光擴散通道4a,使由光掃描部3掃描之雷射光L1擴散。更具體而言,光擴散部4係透過型之微透鏡陣列。即,光擴散部4係使由光掃描部3掃描之雷射光L1透過並擴散。光擴散通道4係例如排列成矩陣狀之複數個微透鏡之各者。由光擴散部4擴散之雷射光L1中構成影像之光係作為投影顯示用之光L2而入射至配置於光擴散部4之後段之光學系統11(參照圖1)。另,光擴散部4之光入射面係由與複數個微透鏡對應之複數個凸面構成。另一方面,光擴散部4之光出射面係平坦面。
如以上所述構成之掃描型顯示裝置1係藉由控制部(省略圖示)而以如下方式動作。首先,控制部當接收到投影顯示開始之輸入信號時,使光源2之各光出射部之輸出開始。藉此,自光源2出射雷射光L1。大致與此同時,控制部使光掃描部3之動作開始。藉此,於光掃描部3中,鏡3a之擺動開始,對光擴散部4掃描自光源2出射且通過聚光部6之雷射光L1。此時,控制部對應於光擴散部4內之雷射光L1之掃描位置而使自光源2之各光出射部出射之雷射光L1之比率變化。藉此,投影顯示用之光L2(即,由光擴散部4擴散之雷射光L1中構成影像之光)係由平面鏡11a、平面鏡11b、凹面鏡11c及擋風玻璃100依序反射並入射至觀察者之眼E。
此處,針對於顯示之影像產生亮度不均(包含不規則之亮度不均(斑點)、規則之亮度不均)之原理進行說明。圖3係顯示自光掃描部3經由光擴散部4到達眼E之光路之圖。為便於說明,於圖3中,將光掃描部3、光擴散部4及眼E顯示於一直線上,省略光學系統11之圖示。
如圖3所示,若由光掃描部3反射之雷射光L1於複數個光擴散通道4a中彼此相鄰(具體而言,於雷射光L1之水平掃描方向、垂直掃描方向上彼此相鄰)之任意一對光擴散通道4a、4a入射,則由一光擴散通道4a擴散之光L2之一部分係通過光路A而入射至眼E,由另一光擴散通道4a擴散之光L2之一部分係通過光路B而入射至眼E。且,入射至眼E之光L2係藉由晶狀體C而聚光於網膜R上。此時,若通過光路A而入射至眼E之光L2與通過光路B而入射至眼E之光L2於網膜R上重疊,則產生干涉,可能於顯示之影像產生亮度不均。因此,若將光擴散部4之雷射光L1之聚光尺寸設為複數個光擴散通道4a之排列間距(複數個光擴散通道4a自垂直於二維地排列之平面之方向觀察之情形之「彼此相鄰(至少於雷射光L1之掃描方向上彼此相鄰)之光擴散通道4a之中心間距離」)以下,則不會於顯示之影像產生亮度不均。
根據以上之見解,於掃描型顯示系統10進而掃描型顯示裝置1中,若將雷射光L1之波長(自各光出射部出射之雷射光L1之中心波長中最長之波長)設為λ,將光掃描部3之有效開口徑(鏡3a之徑)設為M,將光掃描部3至光擴散部4之距離(光掃描部3至光擴散部4之光路之長度)設為L,將複數個光擴散通道4a之排列間距設為P,則以滿足P≧(4λL)/(πM)之方式構成光擴散部4。具體而言,以滿足P≧(4λL)/(πM)之方式,設定光擴散通道4a之排列間距。藉此,光擴散部4之雷射光L1之聚光尺寸為光擴散通道4a之排列間距以下。
其理由如下所述。如圖4所示,於藉由聚光透鏡將雷射光聚光之情形時,若將雷射光之波長設為λ,將聚光位置之光點徑設為2ω,將聚光透鏡之焦點距離設為F,將聚光透鏡之光圈徑設為D,則2ω=(4λF)/(πD)成立。該式顯示於聚光位置之光點徑依存於像側之NA(雷射光相對於聚光位置聚光之角度)。NA越大,則於聚光位置之光點徑越小。NA係藉由於聚光透鏡之雷射光徑及聚光透鏡之焦點距離決定。上述式之F/D因表示「雷射光相對於聚光位置聚光之角度」,故若由相似之關係假定「於光掃描部3之鏡3a之雷射光L1之光點徑」=「光掃描部3之有效開口徑」,則可視為D=M、F=L。因此發現,若以滿足P≧(4λL)/(πM)之方式設定光擴散通道4a之排列間距,則光擴散部4之雷射光L1之聚光尺寸為光擴散通道4a之排列間距以下。
光擴散部4之雷射光L1之聚光尺寸(:(4λL)/(πM))越小,則解析度越高,而可抑制干涉之產生。若僅考慮該點,則光掃描部3至光擴散部4之距離(:L)較小為佳,光掃描部3之有效開口徑(:M)較大為佳。但,若減小光掃描部3至光擴散部4之距離(:L),則為了確保雷射光L1相對於光擴散部4之掃描範圍,必須增大鏡3a之擺動範圍。又,若增大光掃描部3之有效開口徑(:M),則因將鏡3a大型化,故難以使鏡3a高速且穩定地擺動。於使用MEMS鏡作為光掃描部3之情形時,因存在此種制約,故尤為重要的是,考慮光掃描部3至光擴散部4之距離(:L)及光掃描部3之有效開口徑(:M),以滿足P≧(4λL)/(πM)之方式,設定光擴散通道4a之排列間距。
又,為了確保雷射光L1之利用效率,較佳為期望「於光掃描部3之鏡3a之雷射光L1之光點徑」=「光掃描部3之有效開口徑」。但,實際上,有鏡3a作為光圈發揮功能之情形。此時,於由鏡3a反射雷射光L1時於雷射光L1引起繞射。如圖5所示,若將雷射光之波長設為λ,將光圈之有效開口徑設為D,將自光圈至聚光位置之距離設為L,則光圈之繞射之擴展寬度S係表示為S=Lλ/D(其中,假定至1次繞射光為止顯著地影響)。因此,於掃描型顯示系統10進而掃描型顯示裝置1中,假定於光掃描部3中於雷射光L1引起繞射,而以滿足P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M之方式構成光擴散部4。具體而言,以滿足P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M之方式,設定光擴散通道4a之排列間距。另,於鏡3a未作為光圈發揮功能之情形(即,「於光掃描部3之鏡3a之雷射光L1之光點徑」<「光掃描部3之有效開口徑」之情形)時,以滿足P≧(4λL)/(πM)之方式,設定光擴散通道4a之排列間距即可。
再者,於光掃描部3中,有於鏡3a之鏡面產生形變之情形。由該鏡面之形變引起之雷射光L1之擴展半徑(光擴散部4之雷射光L1之聚光尺寸之擴展半徑)E係若將鏡面之形變近似於球形狀並將其曲率半徑設為f,則表示為E=Ltan(2tan-1 (M/(2f)))。因此,於光掃描部3中於鏡3a之鏡面產生形變之情形時,於掃描型顯示系統10進而掃描型顯示裝置1中,以滿足P≧(4λL)/(πM)+2Ltan(2tan-1 (M/(2f)))之方式構成光擴散部4。具體而言,以滿足P≧(4λL)/(πM)+2Ltan(2tan-1 (M/(2f)))之方式設定光擴散通道4a之排列間距。
該式成立之理由係如下所述。首先,假定為「於鏡面為平坦面之情形時,幾何光學性地聚光於1次像面(光擴散部4)上之1點」、「鏡面之形變係能夠以曲率半徑f表現之球形狀,且於鏡面之全域中均一」(實際上,亦有鏡面之形變非為球形狀,或於全域中不均一之情形)。於包含曲率半徑f之中心及鏡面之中心之剖面中,幾何光學性地考慮雷射光L1之光路。將「連結鏡面之外緣與曲率半徑f之中心之直線」與「連結鏡面之中心與曲率半徑f之中心之直線」所成之角設為θ時,若M≪f,則θ=tan-1 (M/(2f))。根據相似之關係,與於鏡最外緣點之鏡形變圓自鏡形變曲率中心垂下之直線垂直之直線、與連結鏡最外緣點彼此之直線所成之角為θ。於鏡面之外緣反射之雷射光L1與鏡面為平坦面之情形相比,反射角度因鏡面之形變而僅偏移2θ。相隔距離L之1次像面(光擴散部4)之距理想之聚光點之偏移量E係表示為E=Ltan(2θ)。由於該偏移量E為距理想之聚光狀態之雷射光L1之擴展半徑,故由鏡面之形變引起之雷射光L1之擴展半徑E表示為E=Ltan(2tan-1 (M/(2f)))。
如以上說明般,根據掃描型顯示裝置1(及掃描型顯示系統10),可將光擴散部4之雷射光L1之聚光尺寸設為光擴散通道4a之排列間距以下。因此,根據掃描型顯示裝置1,可抑制於顯示之影像產生亮度不均。
又,於掃描型顯示裝置1中,以滿足P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M之方式構成光擴散部4。藉此,即使於光掃描部3中於雷射光L1引起繞射,亦可將光擴散部4之雷射光L1之聚光尺寸設為光擴散通道4a之排列間距以下,故可抑制於顯示之影像產生亮度不均。
又,於掃描型顯示裝置1中,光掃描部3係MEMS鏡。藉此,可高速且高精度地實現雷射光L1對光擴散部4之掃描。
又,於掃描型顯示裝置1中,於光掃描部3中於鏡3a之鏡面產生形變之情形時,若將鏡面之曲率半徑設為f,則以滿足P≧(4λL)/(πM)+2Ltan(2tan-1 (M/(2f)))之方式構成光擴散部4。藉此,即使於光掃描部3中於鏡3a之鏡面產生形變,亦可將光擴散部4之雷射光L1之聚光尺寸設為光擴散通道4a之排列間距以下,故可抑制於顯示之影像產生亮度不均。
又,於掃描型顯示裝置1中,光擴散部4係透過型之微透鏡陣列。藉此,可確實且容易地實現二維地排列之複數個光擴散通道4a之雷射光L1之擴散。
以上,對本揭示之一實施形態進行了說明,但本揭示並非限定於上述之一實施形態。
例如,光源2若為可出射相干光(雷射光)者,則並不限定於雷射二極體(半導體雷射),亦可為面發光雷射、SLD(Super Luminescent Diode:超發光二極體)等。又,光掃描部3若為可掃描雷射光者,則並不限定於MEMS鏡,亦可為檢流鏡等。又,光擴散部4並不限定於使雷射光透過並擴散者,亦可為使雷射光反射並擴散者。即,光擴散部4若為具有二維地排列之複數個光擴散通道4a者,則並不限定於透過型之微透鏡陣列,亦可為反射型之微透鏡陣列、微鏡陣列、繞射光柵、光纖板等。另,於光擴散部4為透過型之微透鏡陣列之情形時,光擴散部4之光入射面為平坦面,另一方面,亦可藉由與複數個微透鏡對應之複數個凸面而構成光擴散部4之光出射面。又,替代複數個凸面,亦可使複數個凹面以與複數個微透鏡對應之方式形成。
又,光擴散部4亦可以光擴散通道4a之排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)設定之值之方式構成。例如,光擴散部4亦可以光擴散通道4a之排列間距滿足P≧(4λL)/(πM)±20 μm之方式構成。又,光擴散部4亦可以光擴散通道4a之排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M設定之值之方式構成。例如,光擴散部4亦可以光擴散通道4a之排列間距滿足P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M±20 μm之方式構成。又,光擴散部4亦可以光擴散通道4a之排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)+2Ltan(2tan-1 (M/(2f)))設定之值之方式構成。例如,光擴散部4亦可以光擴散通道4a之排列間距滿足P≧(4λL)/(πM)+2Ltan(2tan-1 (M/(2f)))±20 μm之方式構成。即,於所有光擴散通道4a中,無須滿足P≧(4λL)/(πM)之條件。該情況對P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M之條件、及P≧(4λL)/(πM)+2Ltan(2tan-1 (M/(2f)))之條件亦同樣。又,複數個光擴散通道4a之排列間距無須為固定,亦可為例如隨機。
又,掃描型顯示系統10亦可不具備配置於光擴散部4之後段之光學系統11。此時,亦可抑制於顯示之影像產生亮度不均。
又,上述之掃描型顯示裝置1並不限定於車載型,可使用於頭盔內置型、眼鏡型等各種場景。
1‧‧‧掃描型顯示裝置2‧‧‧光源3‧‧‧光掃描部3a‧‧‧鏡4‧‧‧光擴散部4a‧‧‧光擴散通道6‧‧‧聚光部10‧‧‧掃描型顯示系統11‧‧‧光學系統11a‧‧‧平面鏡11b‧‧‧平面鏡11c‧‧‧凹面鏡100‧‧‧擋風玻璃A‧‧‧光路B‧‧‧光路C‧‧‧晶狀體D‧‧‧光圈徑E‧‧‧眼F‧‧‧焦點距離L1‧‧‧雷射光L2‧‧‧光R‧‧‧網膜ω‧‧‧光點徑θ‧‧‧角λ‧‧‧雷射光之波長
圖1係一實施形態之掃描型顯示系統之構成圖。 圖2係圖1所示之掃描型顯示系統具備之掃描型顯示裝置之構成圖。 圖3係顯示經由光擴散部自光掃描部到達眼之光路之圖。 圖4係用以說明光之聚光狀態之圖。 圖5係用以說明光之繞射現象之圖。
1‧‧‧掃描型顯示裝置
2‧‧‧光源
3‧‧‧光掃描部
3a‧‧‧鏡
4‧‧‧光擴散部
4a‧‧‧光擴散通道
6‧‧‧聚光部
L1‧‧‧雷射光

Claims (18)

  1. 一種掃描型顯示裝置,其具備:光源,其出射投影顯示用之雷射光;聚光部,其將自上述光源出射之上述雷射光聚光;光掃描部,其掃描通過上述聚光部之上述雷射光;及光擴散部,其具有二維地排列之複數個光擴散通道,使由上述光掃描部掃描之上述雷射光擴散;且若將上述雷射光之波長設為λ,將上述光掃描部之有效開口徑設為M,將上述光掃描部至上述光擴散部之距離設為L,將上述複數個光擴散通道之排列間距設為P,則上述光擴散部係以上述排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)而設定之值之方式構成;於上述光掃描部之鏡之上述雷射光之光點徑為上述光掃描部之上述有效開口徑以下。
  2. 一種掃描型顯示裝置,其具備:光源,其出射投影顯示用之雷射光;聚光部,其將自上述光源出射之上述雷射光聚光;光掃描部,其掃描通過上述聚光部之上述雷射光;及光擴散部,其具有二維地排列之複數個光擴散通道,使由上述光掃描部掃描之上述雷射光擴散;且若將上述雷射光之波長設為λ,將上述光掃描部之有效開口徑設為M,將上述光掃描部至上述光擴散部之距離設為L,將上述複數個光擴散 通道之排列間距設為P,則上述光擴散部係以上述排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M而設定之值之方式構成。
  3. 一種掃描型顯示裝置,其具備:光源,其出射投影顯示用之雷射光;聚光部,其將自上述光源出射之上述雷射光聚光;光掃描部,其掃描通過上述聚光部之上述雷射光;及光擴散部,其具有二維地排列之複數個光擴散通道,使由上述光掃描部掃描之上述雷射光擴散;且若將上述雷射光之波長設為λ,將上述光掃描部之有效開口徑設為M,將上述光掃描部至上述光擴散部之距離設為L,將上述複數個光擴散通道之排列間距設為P,則上述光擴散部係以上述排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)而設定之值之方式構成;上述聚光部將上述雷射光聚光於上述光擴散部;上述光掃描部至上述光擴散部之距離較上述聚光部至上述光掃描部之距離更長。
  4. 如請求項3之掃描型顯示裝置,其中上述光擴散部係以上述排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)+Lλ/M而設定之值之方式構成。
  5. 如請求項1至4中任一項之掃描型顯示裝置,其中上述光掃描部係MEMS鏡。
  6. 如請求項5之掃描型顯示裝置,其中若將上述MEMS鏡之鏡面之曲率半徑設為Φ,則上述光擴散部係以上述排列間距為基於P≧(4λL)/(πM)+2Ltan(2tan-1(M/(2Φ)))而設定之值之方式構成。
  7. 如請求項1至4中任一項之掃描型顯示裝置,其中上述光擴散部係透過型之微透鏡陣列。
  8. 如請求項1至4中任一項之掃描型顯示裝置,其中上述複數個光擴散通道之上述排列間距為隨機。
  9. 如請求項1至4中任一項之掃描型顯示裝置,其中上述光擴散部之光入射面由複數個凸面構成。
  10. 如請求項1至4中任一項之掃描型顯示裝置,其進而具備配置於上述光擴散部之後段的光學系統。
  11. 如請求項3之掃描型顯示裝置,其中於上述光掃描部之鏡之上述雷射光之光點徑為上述光掃描部之上述有效開口徑以下。
  12. 如請求項1或2之掃描型顯示裝置,其中上述聚光部將上述雷射光聚光於上述光擴散部。
  13. 如請求項1至4中任一項之掃描型顯示裝置,其中上述聚光部為聚光 透鏡。
  14. 如請求項1或3之掃描型顯示裝置,其中上述聚光部以於上述光掃描部之鏡之上述雷射光之光點徑小於於上述聚光部之上述雷射光之光點徑且為上述光掃描部之上述有效開口徑以下之方式,且以於上述光擴散部之上述雷射光之光點徑小於於上述光掃描部之鏡之上述雷射光之光點徑之方式,將上述雷射光聚光。
  15. 如請求項1或3之掃描型顯示裝置,其中上述光擴散部係以上述排列間距為基於(4λL)/(πM)≦P≦(4λL)/(πM)+Lλ/M而設定之值之方式構成。
  16. 如請求項1或2之掃描型顯示裝置,其中上述光掃描部至上述光擴散部之距離較上述聚光部至上述光掃描部之距離更長。
  17. 一種掃描型顯示系統,其具備:如請求項1至4中任一項之掃描型顯示裝置。
  18. 如請求項17之掃描型顯示系統,其進而具備配置於上述光擴散部之後段的光學系統。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6535702B2 (ja) 2017-06-13 2019-06-26 浜松ホトニクス株式会社 走査型表示装置及び走査型表示システム
JP7163868B2 (ja) * 2019-05-17 2022-11-01 株式会社デンソー 虚像表示装置
JP6608557B2 (ja) * 2019-06-03 2019-11-20 浜松ホトニクス株式会社 走査型表示装置及び走査型表示システム
TWI723660B (zh) * 2019-09-09 2021-04-01 英錡科技股份有限公司 雷射投影系統、穿戴式影像投射裝置及改善雷射投影影像的方法
CN113853545A (zh) * 2020-03-31 2021-12-28 华为技术有限公司 一种检测扩散膜偏移的装置和抬头显示器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090161191A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Microvision, Inc. Scanned Beam Display Having High Uniformity and Diminished Coherent Artifacts
CN103221871A (zh) * 2010-11-19 2013-07-24 日本精机株式会社 显示装置
TWI443375B (zh) * 2011-10-19 2014-07-01 Univ Nat Central One - dimensional scanning type pupil projection display device
JP2017009804A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 大日本印刷株式会社 照明装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002014297A (ja) 2000-06-29 2002-01-18 Miyota Kk ガルバノミラー
KR101527120B1 (ko) 2010-08-17 2015-06-08 삼성전자주식회사 멀티 유저의 txop 파워 세이빙을 위한 액티브 모드에서의 단말 및 액세스 포인트의 통신 방법
JP5344069B2 (ja) * 2011-08-29 2013-11-20 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP2013101294A (ja) 2011-09-28 2013-05-23 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 走査型投射装置および走査型画像表示装置
JP2013205649A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Toshiba Corp 表示装置
KR20150140815A (ko) * 2013-05-10 2015-12-16 인텔 코포레이션 투영 장치
JP6323743B2 (ja) 2013-12-13 2018-05-16 大日本印刷株式会社 光走査装置、照明装置、投射装置および光学素子
JP6315240B2 (ja) 2014-02-03 2018-04-25 株式会社リコー 画像表示装置、移動体及びレンズアレイ
JP2015225218A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 パイオニア株式会社 画像表示装置
JP6172400B2 (ja) * 2014-09-03 2017-08-02 三菱電機株式会社 画像表示装置
KR101771912B1 (ko) 2014-09-05 2017-08-28 인텔 코포레이션 화상 프로젝터 및 광학 조립체
JP6489841B2 (ja) 2015-01-21 2019-03-27 パイオニア株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JP2016151681A (ja) 2015-02-18 2016-08-22 株式会社Jvcケンウッド Mems光スキャナ
JP6448472B2 (ja) 2015-05-29 2019-01-09 アルプス電気株式会社 表示装置
JP6579485B2 (ja) * 2015-06-11 2019-09-25 株式会社リコー 光走査装置、画像表示装置及び物体装置
EP3104212A3 (en) 2015-06-11 2017-02-22 Ricoh Company, Ltd. Microlens array, image display apparatus, and optical scanner
JP2017078830A (ja) 2015-10-22 2017-04-27 矢崎総業株式会社 走査式プロジェクタ用透過型スクリーン、走査式プロジェクタシステム
JP6586635B2 (ja) * 2015-11-25 2019-10-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 画像表示装置
JP6535702B2 (ja) 2017-06-13 2019-06-26 浜松ホトニクス株式会社 走査型表示装置及び走査型表示システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090161191A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Microvision, Inc. Scanned Beam Display Having High Uniformity and Diminished Coherent Artifacts
CN103221871A (zh) * 2010-11-19 2013-07-24 日本精机株式会社 显示装置
TWI443375B (zh) * 2011-10-19 2014-07-01 Univ Nat Central One - dimensional scanning type pupil projection display device
JP2017009804A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 大日本印刷株式会社 照明装置

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