WO2005057269A1 - ディスプレイ装置およびその走査方法 - Google Patents

ディスプレイ装置およびその走査方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2005057269A1
WO2005057269A1 PCT/JP2004/018362 JP2004018362W WO2005057269A1 WO 2005057269 A1 WO2005057269 A1 WO 2005057269A1 JP 2004018362 W JP2004018362 W JP 2004018362W WO 2005057269 A1 WO2005057269 A1 WO 2005057269A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coherent light
polygon mirror
display device
screen
scanning
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/018362
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tosifumi Yokoyama
Ken'ichi Kasazumi
Akihiro Morikawa
Kiminori Mizuuchi
Kazuhisa Yamamoto
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority to EP04820253A priority Critical patent/EP1693696A4/en
Priority to JP2005516161A priority patent/JP4036340B2/ja
Priority to US10/582,340 priority patent/US7593151B2/en
Publication of WO2005057269A1 publication Critical patent/WO2005057269A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/02—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only
    • H04N3/08—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only having a moving reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S359/00—Optical: systems and elements
    • Y10S359/90—Methods

Definitions

  • the present invention relates to a display device that projects or transmits coherent light onto a screen to project an image, and a scanning method thereof.
  • a display apparatus using a spatial modulation element is known as in the display apparatus described in Patent Document 1.
  • a display apparatus using a spatial modulation element is known as in the display apparatus described in Patent Document 1.
  • FIG. 7 (a) there is one that projects coherent light onto a screen using a polygon mirror.
  • a conventional laser display device shown in FIG. 7 (a) will be described.
  • FIG. 7A shows a schematic configuration of a conventional laser display device.
  • the laser display device 100 includes a laser light source 101a-101c corresponding to RGB three colors and a laser beam La-Lc output from the laser light source 101a-101c according to the primary color signal Sa-Sc of the input video signal. And optical modulators 106a to 106c for intensity modulation. Further, the laser display 100 includes a dichroic mirror 102a for multiplexing the laser light Lb modulated by the light modulator 106b and the laser light Lc modulated by the light modulator 106c, and a light modulator 106a. It has a dichroic mirror 102b that combines the modulated laser light La and the laser light from the dichroic mirror 102a.
  • this laser display 100 forms a two-dimensional image on the screen 108 of the polygon mirror 104 for scanning the laser beams combined by the dichroic mirror 102 b in the X direction and the light from the polygon mirror 104. It has a galvano mirror 105 which scans in the y direction so as to be separated, and a projection lens 107 which projects laser light reflected by the galvano mirror onto a screen 108.
  • the laser light La-Lc from the laser light sources 101a-101c corresponding to the three RGB colors is intensity-modulated by the light modulators 106a-106c in accordance with the respective primary color signals Sa-Sc of the input video signal, and the crosstalk is detected.
  • the light is multiplexed by an optical system including mirrors 102a and 102b.
  • the laser beams combined by the laser 102 b are scanned in the X direction by the polygon mirror 104 and in the y direction by the galvanic mirror 105.
  • the laser light scanned in these two-dimensional directions is projected onto the screen 108 by the projection lens 107, whereby a two-dimensional image is displayed on the screen 108.
  • the NTSC signal can be obtained by using a laser light source of an appropriate wavelength.
  • the color range that can be displayed is further expanded, and it is possible to display bright images with high color purity.
  • FIG. 7 (b) is a diagram showing equipment connectable to the above-mentioned conventional laser display device.
  • the laser display device 100 shown in FIG. 7 (b) receives video signals through the RGB terminals, and includes an integrated type with a personal computer 201 such as a notebook PC, a video game machine 202, an optical disc player 203 such as a DVD, and a VTR.
  • Optical disk recorder 204 camera integrated VTR 205, stationary VTR 206, BSZCS tuner 207, TV 208, hard disk recorder 209 including an integrated type with various optical disk drives, STB (Set Top Box) 210 for Internet broadcasting, STB 211 for CATV, terrestrial waves Connection is possible if it has an output terminal for RGB signals, such as STB 212 for digital broadcasting and STB 213 for BS HDTV broadcasting.
  • STB Set Top Box
  • a D4 input terminal, a DVI-D input terminal, an IEEE 1394 terminal, a component terminal, an S terminal, a video terminal and the like may be provided according to the format of a signal output from a device connected to a laser display.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-98476 (page 4, FIG. 1)
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and in a display apparatus of a system in which coherent light is scanned using a polygon mirror and projected onto a screen, rotation of the polygon mirror is performed. It is an object of the present invention to provide a display device capable of displaying an image with high resolution such as HDTV and a scanning method thereof without increasing the number and increasing the number of faces of the polygon mirror. .
  • a display apparatus has a coherent light scanning system for scanning coherent light, and the coherent light scanning system is used to screen coherent light
  • the coherent light scanning system is a polygon mirror that reflects the coherent light so that scanning on the screen is performed by its rotation, and an optical path to the screen of the coherent light is (1)
  • a light path forming portion is formed such that a plurality of scans are performed on the screen by coherent light reflected by the reflection surface.
  • the number of lines that can be scanned in the same time is increased compared to the case where the polygon mirror is used alone, and the rotation number of the polygon mirror can be reduced accordingly.
  • a display device is a display according to claim 1.
  • the optical path forming unit switches the scanning direction by the coherent light, which is determined by the rotation direction of the polygon mirror.
  • each of the coherent light beams in which the scanning direction has changed can be projected as a plurality of scanning lines on the screen, so the number of lines that can be scanned in the same time increases, and the number of rotations of the polygon mirror Reduction is possible.
  • the optical path forming portion is provided on a reflection optical path of the polygon mirror, from the polygon mirror Reflecting mirror power that reflects the coherent light of
  • the number of lines that can be scanned in the same time can be increased and the number of rotations of the polygon mirror can be reduced by a simple configuration in which the coherent light reflected by the polygon mirror is further reflected by the reflection mirror. .
  • the reflection mirror has a rotation angle of the polygon mirror within a predetermined range. It is characterized in that the coherent light from the polygon mirror is disposed at a reflecting position.
  • the scanning direction of the coherent light reflected by the polygon mirror can be changed by the reflecting mirror, and each of the coherent light whose scanning direction is changed can be projected on the screen, so the number of lines that can be scanned in the same time increases. Therefore, the number of rotations of the polygon mirror can be reduced accordingly.
  • a display device is the display device according to the fourth aspect, wherein a plurality of the reflection mirrors are arranged.
  • the scanning direction of the coherent light reflected by the polygon mirror can be changed more, and the number of lines that can be scanned in the same time can be further increased.
  • the plurality of reflection mirrors are arranged such that the reflection surfaces thereof face each other. 2 And the two reflection mirrors are the coherent light reflected by each of the two reflection mirrors, and the coffee which has passed between the two reflection mirrors. It is characterized in that the rent light is arranged to scan the same area on the screen.
  • the reflection mirror multiple-reflects the coherent light.
  • the two reflection mirrors are centered on an axis orthogonal to the scanning direction of the coherent light. It is characterized in that it is rotatably disposed.
  • the optical path forming unit is configured to transmit coherent light of a single beam incident on one reflection surface of the polygon mirror. And generates a plurality of beams and emits them toward the polygon mirror.
  • a display apparatus is the display apparatus according to claim 9, characterized in that the high-speed deflector is also an EO (Electro Optical) deflection device force. .
  • EO Electro Optical
  • the high speed deflector is arranged along a direction substantially orthogonal to a scanning direction by the polygon mirror. And deflecting the coherent light.
  • the scanning line can be multiplied along with the scanning of the coherent light by the polygon mirror, and the number of rotations of the polygon mirror can be reduced accordingly.
  • the optical path forming portion is provided on a reflection optical path of the polygon mirror, and a free curved surface shape is provided. It has the free-form surface mirror provided with at least one reflective surface which makes these.
  • the scanning line can be increased by reflecting the coherent light by the free-form surface mirror, and the number of rotations of the polygon mirror can be reduced accordingly.
  • a display device is the display device according to claim 12, characterized in that the free-form surface mirror has two or more reflecting surfaces.
  • the scanning line is multiplied by the number of reflecting surfaces, and the number of rotations of the polygon mirror can be reduced accordingly.
  • the reflecting surface is a free curved first and third reflecting surface
  • the first to third reflection surfaces are formed on the first to third reflection surfaces.
  • Each of the incident coherent light beams is shaped to scan the same area on the screen.
  • the scanning line can be multiplied only by determining the arrangement position of the free curved surface mirror and the free curved surface shape of the reflecting surface, and the number of rotations of the polygon mirror can be reduced accordingly. Become.
  • a display apparatus has a coherent light scanning system for scanning coherent light, and a display apparatus for projecting coherent light onto a screen using the coherent light scanning system.
  • the coherent light scanning system includes a polygon mirror for scanning the coherent light in the rotational direction, and an optical path forming unit for multiplying the number of scannings of the coherent light
  • the optical path forming unit includes a single beam A high-speed deflector for deflecting the coherent light to generate a plurality of beams and emitting them toward the polygon mirror, and provided on a reflection light path of the polygon mirror to reflect a plurality of coherent lights of the polygon mirror force And a reflecting mirror.
  • the scanning line can be further multiplied, and the rotation number of the polygon mirror can be reduced accordingly.
  • a display device is a display device having a coherent light scanning system for scanning coherent light, and projecting the coherent light onto the screen using the coherent light scanning system.
  • the scanning system has a polygon mirror that scans coherent light in its rotational direction, and an optical path forming unit that multiplies the number of scanning of the coherent light, and the optical path forming unit is a single beam.
  • the scanning line can be further multiplied, and the number of rotations of the polygon mirror can be reduced accordingly.
  • a coherent light scanning method is a coherent light scanning method in which scanning with coherent light is performed on a screen, and a polygon mirror for reflecting coherent light is the polygon.
  • the coherent light reflected by the mirror is rotated so that scanning is performed on the screen, and the optical path to the screen of the coherent light is plural on the screen by the coherent light reflected by one reflection surface of the polygon mirror It is characterized in that it is formed to be scanned.
  • a coherent light scanning method is a coherent light scanning method in which scanning with coherent light is performed on a screen, and a polygon mirror for reflecting coherent light is the polygon. At least one mirror disposed on the reflected light path from the polygon mirror to the screen and rotated by the coherent light reflected by the mirror so as to scan on the screen is reflected by one reflection surface of the polygon mirror. The coherent light is reflected by the coherent light so that a plurality of scans are performed on the screen.
  • the number of lines that can be scanned in the same time can be increased, and the number of rotations of the polygon mirror can be reduced.
  • a coherent light scanning method is a coherent light scanning method in which scanning with coherent light is performed on a screen, and a single coherent light is scanned by the polygon mirror.
  • a plurality of beams are generated by deflecting in a direction substantially orthogonal to the direction, and a polygon mirror that reflects the plurality of coherent lights is rotated, and a plurality of coherent lights reflected by the polygon mirror are used to generate a plurality of beams on the screen. It is characterized in that
  • a coherent light scanning method is a coherent light scanning method in which scanning with coherent light is performed on a screen, and a polygon mirror for reflecting coherent light is a polygon.
  • a free-form surface mirror having a free-form surface shape which is rotated so that scanning is performed on the screen by coherent light reflected by the mirror and is disposed on the reflection light path from the polygon mirror to the screen, The coherent light reflected by the surface is reflected such that a plurality of scans are performed on the screen by the coherent light.
  • high-definition image display can be performed with the number of rotations of the polygon mirror reduced, and noise during rotation of the polygon mirror and power consumption and noise required for the rotation can be reduced. It becomes.
  • the number of rotations of the polygon mirror is fixed to a predetermined number of rotations, it is not necessary to increase the number of surfaces of the polygon mirror to increase the number of scanning lines, and the polygon mirror becomes larger. Can be prevented.
  • FIG. 1 is a view for explaining a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is an operation explanatory diagram of the first embodiment, showing a case where laser light is reflected by the mirror 6a.
  • FIG. 2 (b) is a diagram for explaining the operation of the embodiment 1, and shows the case where the laser light is not reflected by V of the mirrors 6a and 6b, even if it deviates.
  • FIG. 2 (c) is a diagram for explaining the operation of the first embodiment, showing the case where the laser beam is reflected by the mirror 6b.
  • FIG. 3 (a) is a diagram for explaining scan lines on the screen according to the first embodiment.
  • FIG. 3 (b) is a diagram for explaining vertical scanning correction using a high-speed deflector according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 (c) is a diagram for explaining horizontal scanning correction using a high-speed deflector according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 (a) is a figure explaining the display apparatus by Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 4 (b) is a diagram showing an operation of increasing the number of scanning lines using the high-speed deflector according to Embodiment 2.
  • FIG. 4 (c) is a diagram showing an operation of performing correction of a line in which power is increased using a high speed deflector according to Embodiment 2.
  • FIG. 5 (a) is a view for explaining a display device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5 (b) is a view for explaining the principle of determining the shape of the free-form surface mirror in the third embodiment.
  • FIG. 6 is a view for explaining a display device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 (a) is a schematic view of a conventional display device.
  • FIG. 7 (b) shows an example of equipment connectable to a conventional display device. Explanation of sign
  • a plurality of lines can be scanned on the screen while the laser light is reflected by one surface of the polygon mirror by further causing the reflected light from the polygon mirror to enter two mirrors.
  • FIG. 1 is a schematic configuration view for explaining a laser display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the laser display device 30 shown in FIG. 1 is a laser light source 13 corresponding to each of three primary color signals R GB of red, green and blue, and a laser light L 1 output from the laser light source 13.
  • a light modulator 13-15 for modulating the intensity of L 3 according to an image signal, and a laser beam L 2 modulated by the light modulator 14 and a laser beam L 3 modulated by the light modulator 15 are combined.
  • Dichroic mirror 1 Oa Dichroic mirror 1 Oa, a dichroic mirror 10 b for combining the laser light L 1 modulated by the light modulator 13 and the laser light from the dichroic mirror 10 a, and a laser light from the dichroic mirror 10 b It has high-speed deflectors l la and l ib for deflecting L 4 in the vertical direction and in the horizontal direction.
  • the laser display device 30 includes a coherent light scanning system 30 a including the polygon mirror 5, the incident mirrors 6 a and 6 b, the galvanometer 7, and the projection lens 8, and the laser light L 4 projected by the projection lens 8.
  • a coherent light scanning system 30 a including the polygon mirror 5, the incident mirrors 6 a and 6 b, the galvanometer 7, and the projection lens 8, and the laser light L 4 projected by the projection lens 8.
  • the polygon mirror 5 scans the laser light L4 combined by the dichroic mirror 10b in the X direction.
  • the mirrors 6a and 6b receive the laser light L4 reflected by the polygon mirror 5 and guide them to the galvano mirror 7.
  • the mirrors 6a and 6b form the optical path forming portion 30b in the coherent light scanning system 30a. There is. The details of the optical path forming unit 30b will be described later.
  • the galvano mirror 7 scans the laser beam L4 in the y direction.
  • the projection lens 8 condenses the laser beam L 4 reflected by
  • the laser display 30 includes a controller 20, a laser driver 21, a deflector driver 22, a tilt driver 25, a mirror tilt 26, a motor driver 23, and a motor 24. And.
  • the motor 24 rotates the polygon mirror 5.
  • the first mirror tilt device 26 rotates the galvano mirror 7.
  • the laser driver 21, the deflector driver 22, the tilt driver 25, and the motor driver 23 drive the laser light sources 1, 2, 3, the high speed deflectors 11 a, 1 ib, the tilt device 26, and the motor 24, respectively.
  • the controller 20 controls the operation of the laser display 30 via the above-mentioned drivers.
  • the laser driver 21 receives an externally input RGB signal and applies a drive current to the laser light sources 1, 2 and 3.
  • the laser light sources 1, 2 and 3 have red, green and blue colors.
  • the laser beams LI, L2 and L3 are intensity-modulated by the optical modulators 13, 14 and 15, and then multiplexed using the dichroic mirrors 10a and 10b to become a laser beam L4.
  • the laser beam L4 is irradiated to the polygon mirror 5 after being deflected in the vertical direction and the horizontal direction by the high speed deflectors 11a and 11b.
  • the laser beam L 4 reflected by one surface of the polygon mirror 5 first enters the galvanometer 7 through the mirror 6 a. Then, when the polygon mirror 5 is rotated, the laser beam L4 is directly incident on the galvano mirror 7 without passing through the incident mirrors 6a and 6b. When the polygon mirror 5 further rotates, the laser beam L4 enters the galvano mirror 7 through the mirror 6b.
  • the controller 20 controls the tilt angle of the mirror tilter 26 through the tilt driver 25, whereby the galvano mirror 7 receives the laser light L 4 reflected by one surface of the polygon mirror 5. Meanwhile, the laser beam L4 is guided to the projection lens 8 while changing the tilt angle. The laser beam L4 incident on the projection lens 8 is projected to the screen 9, whereby three scans are performed on the screen 9 while the laser beam L4 is reflected on one surface of the polygon mirror 5.
  • FIGS. 2 (a) to 2 (c) are diagrams showing the polygon mirror 5 and the laser beam L4 reflected by the incident mirrors 6a and 6b.
  • FIGS. 3 (a) and 3 (b) are diagrams showing scanning lines on the screen 9 obtained by reflecting the laser beam L4 on one surface of the polygon mirror 5.
  • the laser beam L4 reflected by the polygon mirror 5 first follows the rotation of the polygon mirror 5, and the end force on the polygon mirror 5 side is also the end on the galvano mirror 7 side. Scan head-to-head. While the laser beam L4 scans over the mirror 6a, that is, when the reflection angle of the laser beam L4 reflected by the polygon mirror 5 is in the range of the angle ⁇ 1 surrounded by the dotted line in FIG. 2A, The scanning direction of the laser beam L4 scanning on the galvano mirror 7 is opposite to the rotating direction of the polygon mirror 5, and on the screen 9, scanning from the left to the right slightly as shown by 11 in FIG. Will be done.
  • the laser beam L4 is a mirror It is scanned between the ends on the galvano mirror 7 side of 6 a and 6 b, is directly led to the galvano mirror 7, and is projected onto the screen 9 through the projection lens 8. During this time, the scanning direction of the laser light L4 scanning on the galvano mirror 7 is the same as the rotating direction of the polygon mirror 5, and on the screen 9, the right force shown at 12 in FIG. A scan will be performed.
  • the laser beam L4 scans the mirror 6b on the end of the galvano mirror 7 toward the end on the polygon mirror 5 side. While the laser beam L4 scans on the mirror 6b, that is, when the reflection angle of the laser beam L4 reflected by the polygon mirror 5 is in the range of the angle ⁇ 3 surrounded by a dotted line in FIG. 2C.
  • the scanning direction of the laser beam L4 scanning on the galvano mirror 7 is opposite to the rotating direction of the polygon mirror 5, and on the screen 9, the left force shown in 13 of FIG. I am afraid that a scan of
  • the mirrors 6a and 6b are disposed at a predetermined angle which satisfies the above relationship.
  • each scanning line length on the screen 9 is one scanning line on the screen 9 It needs to be corrected to be longer. Therefore, in the first embodiment, the optical path length from the polygon mirror 5 to the screen 9 is determined so that each scanning line 11 to 13 has the original 1 line length on the screen 9, and the coherent optical scanning system 30a is obtained.
  • Each component included is disposed so as to satisfy the above-mentioned optical path length, and further, an f 0 correction optical system (not shown) such as a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ lens is disposed downstream of the mirrors 6a and 6b.
  • the three scanning lines on the screen 9 have the same scanning ranges as shown by 11 'and 13' in FIG. 3 (b), and one line is scanned by the polygon mirror alone. It has the same scanning range as.
  • the scanning lines 11 and 13 'on the screen 9 obtained in this manner are slightly inclined from the horizontal direction as shown in FIG. 3 (b). Therefore, in the first embodiment, position correction of the laser beam L4 in the vertical direction is performed using the high-speed deflector 11a, and horizontal scanning as shown by a broken line in FIG. 3B is possible. In addition, horizontal position correction of the laser beam L4 is also required. That is, when the horizontal position correction of the laser beam L4 is not performed, since density unevenness in the horizontal direction occurs on the screen 9 as shown in FIG. 3C, the laser using the high-speed deflector l ib is used. Position correction of the light L4 in the horizontal direction is performed to make the density in the horizontal direction uniform.
  • the EO (Electro Optical) deflection device is used as the high-speed deflectors 11a and 11b, and the controller 20 controls the deflection angles of the high-speed deflectors 11a and 1 lb via the deflector driver 22.
  • a lens for correction can be used instead of the high-speed deflectors 11a and 11b.
  • the scanning on the screen 9 reciprocates on the screen to the left and right, and the left force on the screen is also sequentially to the right. It's not like so-called progressive scan to scan.
  • a line memory (not shown) consisting of an analog memory such as a CCD is provided, and RGB signals are once input to the line memory, and the controller 20 Control to switch the readout order of RGB signals from.
  • the RGB signals are input to the line memory before being input to the laser light sources 1, 2 and 3, and the situation of FIG. 2 (a) and FIG. 2 (c), ie, scanning on the galvanometer mirror 7.
  • laser In the situation where the scanning direction of the light L4 is opposite to the rotation direction of the polygon mirror 5, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (c), the RGB signal is written in the line memory. Read data in order. In the situation shown in FIG.
  • the line memory may be provided with an AD converter and a DA converter at the front stage and the rear stage of the digital memory.
  • the controller 20 controls the laser light source while scanning each scanning line 11 13 of FIG. 3 (a). Control is performed to output the original 1 line worth of video data for 1, 2 and 3. That is, while each scanning line 11 1 to 13 is scanned, the controller 20 controls the laser light sources 1, 2 and 3 to compress and output one line of information on the screen 9. This makes it possible to perform the same image display as in the case of scanning with the polygon mirror 5 alone.
  • the pair of mirrors 6a and 6b are arranged on the reflected light path of the polygon mirror 5, and the arrangement angle thereof and the distance from the polygon mirror 5 to the screen 9 are optimum. It is possible to perform three scans on the screen 9 while the laser light L4 is reflected by the reflective surface 1 of the polygon mirror 5, thereby suppressing the number of rotations of the polygon mirror 5. It is possible to reduce noise and power consumption when the polygon mirror rotates. Moreover, when the rotation speed of the polygon mirror 5 is fixed at a predetermined rotation speed, it is not necessary to increase the number of surfaces of the polygon mirror 5 in order to scan the screen 9 more. Can be prevented.
  • the number of rotations of the polygon mirror 5 should be reduced to half in this case. Is possible.
  • the laser light L4 is multi-reflected as compared with the first embodiment by using longer mirrors or more mirrors, the number of rotations of the polygon mirror 5 can be further reduced.
  • the mirrors 6a and 6b can be arranged so as to be rotatable about an axis parallel to the vertical direction of the screen 9, A mirror tilter for driving 6b and a tilter driver may be provided, and the tilt angles of the mirrors 6a and 6b may be changed appropriately under the control of the controller 20.
  • the density distribution of the image ie, the scanning line interval
  • the EO modulator may be driven by a correction circuit to adjust the line spacing.
  • the screen 9 is irradiated with the laser light L 4 and the reflected light is monitored (front projection type) display device or the laser light L 4 is a screen
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained even when applied to the shift of the display device of the transmission type (rear projection).
  • the shapes of the mirrors 6a and 6b are flat, and the shapes of the force mirrors 6a and 6b can be optimized according to the type of the display device, and are other than flat. It is good.
  • the present invention is applied to the power laser beam printer shown for the case where the coherent light scanning system 30a is applied to a display device to enable high speed, high quality printing of the printing.
  • the present invention can also be applied to copiers and facsimile machines that print using a laser beam printer.
  • the power D4 input terminal, the DVI-D input terminal, the IEEE 1394 terminal, the component terminal, the S terminal, the video terminal, etc. are assumed to input RGB signals. It may be made to correspond to signal formats other than RGB signals.
  • a plurality of lines can be scanned simultaneously on the screen by deflecting incident light to the polygon mirror using a high-speed deflector and injecting a plurality of coherent lights in advance on one surface of the polygon mirror. It is something like that.
  • FIG. 4 (a) is a schematic configuration diagram for explaining a laser display device 31 according to a second embodiment of the present invention.
  • the laser display 31 of the second embodiment and the laser display device 30 of the above-described first embodiment are different in the configuration of the optical path forming unit 30c, and the other configurations are the same. Therefore, in FIG. 4A, the same components as those of the laser display device 30 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted.
  • the optical path forming unit 30c of the second embodiment includes the high-speed deflector l lc and the high-speed deflector 11 l id force.
  • the high-speed deflector 11c is for rapidly deflecting the laser beam L4 in the horizontal direction, that is, in a direction parallel to the scanning direction of the polygon mirror.
  • the high-speed deflector l id is for rapidly deflecting the laser light L4 in the vertical direction, ie, in the direction orthogonal to the scanning direction by the polygon mirror.
  • an EO (Electro Optical) deflection device is used as the high-speed deflector 11c, l id.
  • the EO deflection device deflects the laser light L4 by applying an electric field to the laser light L4 by applying a voltage.
  • EO deflection devices respond very quickly, making them suitable for devices that require ultra-fast scanning, such as display devices.
  • the laser driver 21 receives the externally input RGB signal and applies a drive current to the laser light sources 1, 2 and 3.
  • the laser light sources 1, 2 and 3 are red, green and blue. It outputs three color laser beams LI, L2 and L3.
  • the laser beams LI, L2 and L3 are intensity-modulated by the optical modulators 13, 14 and 15, and then multiplexed using the dichroic mirrors 10a and 10b to form the laser beam L4.
  • Laser light L 4 is deflected in the horizontal direction by high-speed deflector 11 c, and further, substantially multiplied by three laser lights by high-speed deflector l id and irradiated to polygon mirror 5.
  • Ru The three laser beams L4 reflected by the polygon mirror 5 are guided to the galvano mirror 7, reflected by the galvano mirror 7 and guided to the projection lens 8.
  • the three laser beams L4 incident to the projection lens 8 are projected to the screen 9, and three scan lines are simultaneously projected on the screen 9.
  • Fig. 4 (b) shows the scanning line on the screen 9 when the laser light L4 is not deflected by the high speed deflector 11c
  • Fig. 4 (c) shows the laser light L4 by the high speed deflector 11c. Deflection of Are respectively representing the scan lines on the screen 9.
  • the laser beam L4 is deflected at high speed by the high-speed deflector l id in the vertical direction, ie, the direction orthogonal to the scanning direction of the polygon mirror. For this reason, substantially three laser beams are incident on one surface of the polygon mirror 5, and on the screen 9, a scan that jumps in three steps in the vertical direction as shown in FIG. 4 (b) To be done.
  • the pixels on the screen 9 are arranged obliquely as shown in FIG. 4 (b) by the rotation of the polygon mirror 5.
  • the position correction in the horizontal direction is performed using the high-speed deflector 11c, and as shown in FIG. 4C, the correction is performed such that the respective pixels are aligned in the vertical direction.
  • the high-speed deflector 11c it is possible to even out the density unevenness generated in the horizontal direction.
  • the controller 20a controls the high-speed deflectors 11c and l id so as to enable these deflections via the deflector driver 22a.
  • the control similar to that of the controller 20 in the first embodiment is performed with respect to other control objects such as motor rotation number control.
  • the nonuniformization of the scanning line spacing generated between the upper and lower ends of the screen 9 and the vicinity of the center can be adjusted by using an f ⁇ lens or an EO modulator. it can
  • the laser beam L4 incident on the polygon mirror 5 is deflected in the direction corresponding to the vertical direction of the screen using the high speed deflector 1 Id.
  • a plurality of laser beams are substantially incident on the mirror 5, and while the laser beams are reflected on one surface of the polygon mirror 5, a plurality of scans can be simultaneously performed on the screen 9.
  • the number of rotations of the polygon mirror 5 can be reduced, and noise and power consumption can be reduced when the polygon mirror is rotated.
  • the second embodiment in order to obtain a plurality of scanning lines on the screen 9, it is possible to reduce the number of parts and the number of parts for which it is not necessary to use a scanning line growth mirror, a line memory or the like. If it is possible to reduce the number of rotations of the polygon mirror 5 while reducing the number of adjustment points, the following effects are obtained.
  • polygon mirror 5 When the number of rotations of polygon mirror 5 is fixed to a predetermined number of rotations, it is not necessary to increase the number of surfaces of polygon mirror 5 in order to scan the screen 9 more frequently. Therefore, the polygon mirror 5 can be prevented from being enlarged.
  • the polygon mirror 5 is deflected by deflecting the direction of the laser beam L4 incident on the polygon mirror 5 into three directions, so as to deflect the laser beam L4 in more directions.
  • the number of revolutions of can be further reduced.
  • the laser display device 31 of the above-mentioned second embodiment can be applied to either a front projection type display device or a rear projection type display device as in the second embodiment. You can get
  • the coherent light scanning system 31a of the above-mentioned second embodiment to a laser beam printer to enable high-speed and high-quality printing, and the like.
  • the present invention can be applied to a copying machine or a facsimile machine that performs printing using a laser beam printer.
  • the number of scanning lines is further increased to reduce the rotation number of the polygon mirror. Let me do it.
  • a plurality of lines can be scanned on a screen by causing a laser beam reflected by a polygon mirror to be incident on a free-form surface mirror.
  • FIG. 5 (a) is a schematic configuration diagram for explaining a laser display device 32 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the laser display 32 of the third embodiment and the laser display device 30 of the first embodiment described above are different in the configuration of the optical path forming unit 30d, and the other configurations are the same. Therefore, in FIG. 5A, the same components as those of the laser display device 30 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted.
  • the optical path forming unit 30 d of the third embodiment is configured of the free curved surface mirror 12.
  • the free curved mirror 12 can scan laser light in any direction without causing any aberration. It is considered to be
  • the free curved surface mirror 12 has first, second and third reflecting surfaces FCS1, FCS2 and FCS3 as shown in FIG. 5 (a), and the reflecting surfaces FCS1 and FCS3 are free curved surfaces.
  • a shape is formed, and the reflection surface FCS2 sandwiched between the reflection surfaces FCS1 and FCS3 has a flat shape.
  • the shapes of the reflecting surfaces FCS1, FCS2, FCS3 are designed to scan equal ranges on the laser light L4 force screen 9 reflected by the respective reflecting surfaces.
  • the coherent light scanning system 32a one scanning line on the scanning line force screen 9 obtained by reflecting the laser light L4 on each of the reflecting surfaces FCS1, FC S2, and FCS3. It is arranged to be the length of
  • the free-form surface shape of the free-form surface mirror 12 can be determined as follows.
  • Fig. 5 (b) is a conceptual view of the scanning optical system.
  • 5 represents a polygon mirror
  • 8 represents a projection lens
  • 9 represents a screen
  • 12 represents a free-form surface mirror.
  • the projection lens 8 projects the image on the virtual image plane VP on the screen 9 on a one-to-one basis.
  • the shape of the free-form surface mirror 12 can be obtained by sequentially calculating the inclination of the surface at each point on the mirror surface.
  • the horizontal inclination at the point A on the mirror 12 in FIG. 5 (b) is the beam from the polygon mirror 5 to the point A on the free-form surface and the beam to the target point A on the virtual image plane VP. It can be obtained from the angle of
  • a method of correcting this for example, there is a method of projecting a light beam from a polygon mirror onto a screen through a so-called f ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ lens.
  • Force f ⁇ lens requires a special design such as using an aspheric lens.
  • the position of the target point on the virtual image plane VP is set linearly with respect to the scanning angle ⁇ .
  • the linear spot position scan can be performed for the scan angle ⁇ ⁇ ⁇ by the polygon mirror 5, and as a result, the horizontal direction as shown in FIG. It becomes possible to remove concentration spots.
  • the controller 20b controls the mirror tilter 26a for the galvano mirror 7 via the tilter driver 25a as in the first embodiment, and the galvano mirror 7 has a free-form surface. While the reflected light reflected by each reflection surface of the mirror 12 is incident, the laser light L4 is guided to the projection lens 8 while changing the inclination angle.
  • the laser driver 21 receives the externally input RGB signal and applies a drive current to the laser light sources 1, 2, 3; the laser light sources 1, 2, 3 are red, It outputs laser light LI, L2, L3 of three colors, green and blue.
  • the laser beams LI, L2 and L3 are intensity-modulated by the optical modulators 13, 14 and 15, and then multiplexed using the dichroic mirrors 10a and 10b to form the laser beam L4.
  • the laser beam L 4 is subjected to horizontal and vertical position corrections by the high speed deflector 16, and then enters the polygon mirror 5.
  • the laser beam L 4 reflected by the polygon mirror 5 is incident on the first reflection surface FCS 1 of the free-form surface mirror 12, and as the polygon mirror 5 rotates, the reflection surface FCS 1 is an end on the polygon mirror 5 side. Scan sequentially from The laser beam L4 reflected by the reflection surface FCS1 is incident on the galvano mirror 7 and the projection lens 8 along the optical path shown by the thick line 11 in FIG. 5A, and is projected onto the screen 9 from left to right.
  • the laser beam L4 is incident on the second reflection surface FCS2, and sequentially scans the reflection surface FCS2 from the end on the polygon mirror 5 side.
  • the laser beam L4 reflected by the reflection surface FCS2 is incident on the galvano mirror 7 and the projection lens 8 along the optical path shown by the dotted line 12 in FIG. 5A, and is projected on the screen 9 in the right direction and the left direction.
  • the laser beam L4 is incident on the third reflection surface FCS3, and sequentially scans the reflection surface FCS3 from the end on the polygon mirror 5 side.
  • the laser beam L4 reflected by the reflection surface FCS3 is incident on the galvano mirror 7 and the projection lens 8 along the light path indicated by the thin line 13 in FIG. 5A, and is projected onto the screen 9 from left to right.
  • the control similar to that of the first embodiment is performed regarding other control performed by the controller 20, such as motor rotation number control, output control of RGB signals using a line memory (not shown), and the like.
  • a plurality of reflections on the reflection light path of polygon mirror 5 are obtained.
  • the shape of the free-form surface mirror 12 is designed such that the free-form surface mirror 12 having a surface is disposed, and each of the laser beams L4 reflected on the respective reflection surfaces has an equal scanning range on the screen 9, Since each laser beam L4 reflected by each reflecting surface of the curved mirror 12 is projected to the screen 9, while the laser beam L4 is reflected by the reflecting surface 1 of the polygon mirror 5, the laser beam L4 is reflected on the screen 9 A plurality of scans can be performed, which makes it possible to reduce the number of rotations of the polygon mirror 5 and reduce noise and power consumption when the polygon mirror rotates. Further, even if the rotation speed of the polygon mirror 5 is fixed at a predetermined rotation speed, it is not necessary to increase the number of faces of the polygon mirror 5 in order to scan the screen 9 more frequently. It is possible to miniaturize the mirror 5.
  • Embodiment 3 The same effects as those of Embodiment 3 can be obtained by applying the laser display device 32 of Embodiment 3 above to either a front projection type display device or a rear projection type display device. You can get
  • the coherent light scanning system 32a of the third embodiment can be applied to a laser beam printer to enable high speed and high quality printing, and the like.
  • the present invention can be applied to a copying machine or a facsimile machine that performs printing using a laser beam printer.
  • the force D4 input terminal, the DVI-D input terminal, the IEEE 1394 terminal, the component terminal, the S terminal, the video terminal, etc., which input RGB signals, are provided. It may be made to correspond to signal formats other than RGB signals.
  • the number of scanning lines is further increased by incorporating the optical path forming units 30b and 30c of the first embodiment or the second embodiment into the coherent light scanning system 32a of the third embodiment, thereby obtaining a polygon mirror. Let's reduce the number of revolutions of.
  • a laser beam reflected by a polygon mirror is made incident on a free-form surface mirror so that a plurality of lines can be scanned on the screen, and rotation in the direction perpendicular to the free-form surface mirror is achieved.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a laser display device 33 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a laser display device 33 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the laser display device 33 of the fourth embodiment performs vertical scanning by rotation of the galvano mirror 7 in the laser display device 32 of the third embodiment described above by rotation of the free-form surface mirror 12. .
  • the laser display device 33 of the fourth embodiment is a polygon mirror 5, a rotatable free-form surface mirror 12a, and a free-form mirror 12a which replace the coherent light scanning system 32a of the laser display device 32 of the third embodiment. It has a rotating mechanism (not shown) for rotating the curved mirror 12a and a coherent light scanning system 33a consisting of a projection lens 8, and a mirror tilter 28 for driving the rotating mechanism, and tilt Device driver 27.
  • the laser display device 33 includes the galvanometer mirror 7, the mirror tilter 26a, and the tilter driver 25a in the third embodiment.
  • the shapes of the reflecting surfaces FCSla, FCS2a, FCS3a of the free curved surface mirror 12a prevent the deformation of the laser light L4 when the free curved surface mirror 12a is rotated in the vertical direction, and affect the scanning in the vertical direction.
  • the shape of the reflecting surface is optimized so as not to give.
  • the shape of the reflection surface of the free curved mirror 12a can be determined by the same process as that of the third embodiment described above.
  • the laser beams LI, L2 and L3 outputted from the laser light sources 1, 2 and 3 are multiplexed by using the dichroic mirror 10a and 10b to become a laser beam L4.
  • the laser beam L4 is reflected by the polygon mirror 5, and similarly to the third embodiment, sequentially enters the first, second, and third reflecting surfaces FCS1, FCS2, and FCS3.
  • the controller 20 b controls the mirror tilter 28 via the tilt driver 27, and the free curved mirror 12 a changes the tilt angle while reflecting the laser beam L 4 on each reflection surface. While guiding the laser beam L4 to the projection lens 8.
  • the laser beam L4 incident on the projection lens 8 is projected on the screen 9, whereby the laser beam L4 is projected on the screen 9 in a light path indicated by 11 to 13 while the laser beam L4 is reflected on one surface of the polygon mirror 5. This will result in three horizontal scans on screen 9.
  • the other controls such as the control of the rotational speed of motor 24 are the same as controller 20 in the third embodiment. Control is performed.
  • free-form surface mirror 12a having a plurality of reflection surfaces is disposed on the reflection light path of polygon mirror 5, and the shape of each reflection surface of free-form surface mirror 12a is
  • the laser beam L4 reflected by each reflecting surface is shaped to have an equal scanning range on the power screen 9, and while the polygon mirror 5 scans the laser beam L4, the free-form surface mirror 12a is used as the screen 9.
  • the free-form surface mirror 12a is used as the screen 9.
  • it since it is made to rotate in the vertical direction, it is possible to realize a laser display device with small noise and power consumption at the time of polygon mirror rotation, which suppresses the number of rotations of polygon mirror 5 with a small number of parts. .
  • Embodiment 4 The same effects as in Embodiment 4 can be obtained by applying the laser display device 33 of Embodiment 4 to either a front projection display device or a rear projection display device. You can get In the fourth embodiment, the shapes of the mirrors 6a and 6b are flat, and the shapes of the force mirrors 6a and 6b can be optimized according to the type of the display device. It may be.
  • the coherent optical scanning system 33a of the fourth embodiment can be applied to a laser beam printer to enable high-speed and high-quality printing, and the like.
  • the present invention can be applied to a copying machine or a facsimile machine that performs printing using a laser beam printer.
  • the force D4 input terminal, the DVI-D input terminal, the IEEE 1394 terminal, the component terminal, the S terminal, the video terminal, and the like for inputting RGB signals are provided. It may be made to correspond to signal formats other than RGB signals.
  • the number of scanning lines is further increased by incorporating the optical path forming units 30b and 30c of the first embodiment or the second embodiment into the coherent light scanning system 30e of the fourth embodiment, thereby obtaining a polygon mirror. Let's reduce the number of revolutions of.
  • the display apparatus and the scanning method thereof according to the present invention are useful in that it is possible to achieve low power consumption and noise reduction of a display device for displaying an image by scanning coherent light. It is.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

 コヒーレント光をスクリーン上に走査させ、映像を映し出すディスプレイ装置においてはＨＤＴＶ等の高解像度の映像を映し出す際にはポリゴンミラーを超高速で回転させる必要があり、高性能なポリゴンミラーを使う必要があるだけでなく、ポリゴンミラー回転時の騒音と消費電力が問題となる。  コヒーレント光の走査光学系に多重反射用のミラー（６ａ），（６ｂ）を挿入することで、ポリゴンミラー（５）の1面がコヒーレント光を１ライン分走査する間に、複数の走査線を得ることが可能となり、ポリゴンミラーの回転数を低下できる。

Description

明 細 書
ディスプレイ装置およびその走査方法
技術分野
[0001] 本発明は、コヒーレント光をスクリーンへ投射または透過させて映像を映し出すディ スプレイ装置、及びその走査方法に関するものである。
背景技術
[0002] 従来のコヒーレント光を用いたディスプレイ装置は、例えば、特許文献 1に記載のデ イスプレイ装置のように、空間変調素子を用いるものが知られている。また、上記特許 文献 1に記載のディスプレイ装置の他に、図 7 (a)に示すように、コヒーレント光を、ポ リゴンミラーを用いてスクリーンに投射するものがある。以下、図 7 (a)に示す従来のレ 一ザディスプレイ装置にっ 、て説明する。
図 7 (a)は、従来のレーザディスプレイ装置の概略構成を示す図である。
[0003] このレーザディスプレイ装置 100は、 RGB3色に対応するレーザ光源 101a— 101c と、レーザ光源 101a— 101cから出力されたレーザ光 La— Lcを、入力映像信号の 原色信号 Sa— Scに応じて強度変調する光変調器 106a— 106cとを有している。ま た、レーザディスプレイ 100は、光変調器 106bにて変調されたレーザ光 Lbと光変調 器 106cにて変調されたレーザ光 Lcとを合波するダイクロイツクミラー 102aと、光変調 器 106aにて変調されたレーザ光 Laとダイクロイツクミラー 102aからのレーザ光とを合 波するダイクロイツクミラー 102bとを有している。さらに、このレーザディスプレイ 100 は、ダイクロイツクミラー 102bで合波されたレーザ光を X方向に走査するポリゴンミラ 一 104と、ポリゴンミラー 104からの光を、スクリーン 108上に、 2次元の画像が形成さ れるよう y方向に走査するガルバノミラー 105と、ガルバノミラーにて反射されるレーザ 光をスクリーン 108に投射する投射レンズ 107とを有している。
次に動作について説明する。
[0004] RGB3色に対応するレーザ光源 101a— 101cからのレーザ光 La— Lcは、入力映 像信号の各原色信号 Sa— Scに応じて光変調器 106a— 106cで強度変調され、ダイ クロイツクミラー 102a、 102bからなる光学系にて合波される。さらに、ダイクロイツクミ ラー 102bで合波されたレーザ光は、ポリゴンミラー 104によって X方向に、ガルバノミ ラー 105によって y方向に走査される。これら 2次元方向に走査されたレーザ光は、 投射レンズ 107によりスクリーン 108上に投射され、これにより、スクリーン 108上に 2 次元の画像が表示される。
[0005] 以上のように、従来のレーザディスプレイ 100では、 RGBそれぞれのレーザ光源 10 la— 101cから照射される光が単色光であるため、適当な波長のレーザ光源を用い ることで、 NTSC信号よりも表示可能な色範囲が広がり、更に、色純度が高く鮮やか な画像の表示が可能となる。
[0006] 図 7 (b)は、上記従来のレーザディスプレイ装置に接続可能な機器を示す図である 。図 7 (b)のレーザディスプレイ装置 100は RGB端子により映像信号を入力するもの としており、ノート PC等のパーソナルコンピュータ 201、ビデオゲーム機 202、 DVD 等の光ディスクプレーヤ 203、 VTRとの一体型を含む光ディスクレコーダ 204、カメラ 一体型 VTR205、据え置き型 VTR206、 BSZCSチューナ 207、 TV208、各種光 ディスクドライブとの一体型を含むハードディスクレコーダ 209、インターネット放送用 STB(Set Top Box)210、 CATV用 STB211、地上波デジタル放送用 STB212、 BS HDTV放送用 STB213等、 RGB信号の出力端子を有するものであれば、接続が 可能である。
[0007] この他、レーザディスプレイと接続する機器が出力する信号のフォーマットに合わせ て、 D4入力端子、 DVI— D入力端子、 IEEE1394端子、コンポーネント端子、 S端子 、ビデオ端子等を設けてもよい。
特許文献 1 :特開 2003-98476号公報 (第 4頁、図 1)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 上記従来のレーザディスプレイを用いて HDTV相当の解像度をもつ画像を表示さ せる際には、ポリゴンミラーを高速で回転させる必要がある。例えば、ノ、イビジョン画 像を映し出すには 2000本 (水平方向） X 1125本 (垂直方向）の走査線が必要となる 。し力も、上記走査線を毎秒 30回以上走査しなければならない。この場合、水平方 向の画素表示はポリゴンミラーの 1面でスキャンする間に、 2000回のスイッチングを 行うことで実現される。これに対し、垂直方向のスキャンはポリゴンミラーの面数と回転 数とが関連してくるため、以下の問題が生じる。
[0009] すなわち、ポリゴンミラーの回転数は、ポリゴンミラーの面数を 20面とした場合にお いて、回転数 (RPM) = 1125 (本） X 30 (回） X 60 ( ) ÷ 20 (®) = ¾10¾" (RPM) となる力 このような高速回転を実現させるためには高性能なポリゴンミラーを使う必 要があるだけでなぐ高性能なモータと耐久性の高 、モータ軸受け部が必要となる。 さらには、このように高速回転させた場合は、回転時の騒音が大きくなるのにカ卩え、モ ータの消費電力も大きくなるといった問題が生じる。
[0010] また、ポリゴンミラーの回転数を増加させるのではなぐポリゴンミラーの面数を増や すことにより走査線の数を増やすことも考えられる力 ポリゴンミラーの面数を増やす 場合は、ポリゴンミラー自体の大きさが大きくなり、レーザディスプレイ装置の小型化 が困難となるといつた問題が生じる。
[0011] 本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、コヒーレント 光をポリゴンミラーを用いて走査しスクリーンに投射する方式のディスプレイ装置にお いて、ポリゴンミラーの回転数を増加させず、また、ポリゴンミラーの面数を増カロさせる ことなく、 HDTV等の高 、解像度をもつ画像を表示することが可能なディスプレイ装 置、及びその走査方法を得ることを目的する。
課題を解決するための手段
[0012] 上記課題を解決するため、本願の請求項 1の発明に係るディスプレイ装置は、コヒ 一レント光を走査するコヒーレント光走査系を有し、該コヒーレント光走査系を用いて コヒーレント光をスクリーンへ投射するディスプレイ装置において、前記コヒーレント光 走査系は、その回転によりコヒーレント光をスクリーン上での走査が行われるよう反射 するポリゴンミラーと、前記コヒーレント光のスクリーンへ至る光路を、前記ポリゴンミラ 一の 1反射面で反射されるコヒーレント光により複数の走査がスクリーン上にて行われ るよう形成する光路形成部とを有することを特徴とする。
[0013] これにより、ポリゴンミラーを単体で用いる場合よりも同一時間内で走査できるライン 数が増加し、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる。
[0014] また、本願の請求項 2の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 1に記載のディスプ レイ装置において、前記光路形成部は、前記ポリゴンミラーの回転方向により決まる、 前記コヒーレント光による走査方向を切り替えることを特徴とする。
[0015] これにより、走査方向が変化したコヒーレント光のそれぞれを、スクリーン上で複数 本の走査ラインとして投射できるので、同一時間内で走査できるライン数が増加し、 その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる。
[0016] また、本願の請求項 3の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 2に記載のディスプ レイ装置において、前記光路形成部は、前記ポリゴンミラーの反射光路上に設けられ 、該ポリゴンミラーからのコヒーレント光を反射する反射ミラー力 なることを特徴とする
[0017] これにより、ポリゴンミラーが反射したコヒーレント光を反射ミラーによりさらに反射さ せるという簡単な構成により、同一時間内で走査できるライン数が増加でき、ポリゴン ミラーの回転数の低減が可能となる。
[0018] また、本願の請求項 4の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 3に記載のディスプ レイ装置において、前記反射ミラーは、前記ポリゴンミラーの回転角が一定範囲内に あるときの、前記ポリゴンミラーからのコヒーレント光を、反射する位置に配置されてい る、 ことを特徴とする。
[0019] これにより、ポリゴンミラーが反射したコヒーレント光の走査方向を反射ミラーにより 変化させ、走査方向が変化したコヒーレント光のそれぞれをスクリーン上に投射できる ので、同一時間内で走査できるライン数が増加し、その分ポリゴンミラーの回転数を 低減することが可能となる。
[0020] また、本願の請求項 5の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 4に記載のディスプ レイ装置において、前記反射ミラーは複数枚配置されていることを特徴とする。
[0021] これにより、ポリゴンミラーが反射したコヒーレント光の走査方向をより多く変化させる こととができ、同一時間内で走査できるライン数をさらに増加することが可能となる。
[0022] また、本願の請求項 6の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 5に記載のディスプ レイ装置において、前記複数の反射ミラーは、互いにその反射面同士が対向するよう に配置された 2枚のミラーであり、前記 2枚の反射ミラーは、該 2枚の反射ミラーの各 々で反射する前記コヒーレント光と、前記 2枚の反射ミラーの間を通過した前記コヒー レント光とが、前記スクリーン上で同一範囲を走査するように配置されていることを特 徴とする。
[0023] これにより、 2枚の反射ミラーの配置を設定するだけで、前記ポリゴンミラーが反射し たコヒーレント光から 3本の走査ラインを得ることができ、その分ポリゴンミラーの回転 数の低減が可能となる。
[0024] また、本願の請求項 7の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 6に記載のディスプ レイ装置において、前記反射ミラーは、前記コヒーレント光を多重反射することを特徴 とする。
[0025] これにより、前記ポリゴンミラーが反射したコヒーレント光から、より多くの走査ライン を走査することができ、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる。
[0026] また、本願の請求項 8の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 6に記載のディスプ レイ装置において、前記 2枚の反射ミラーは、前記コヒーレント光の走査方向と直交 する軸を中心として回動可能に配置されていることを特徴とする。
[0027] これにより、反射ミラーの角度を調整するだけで、コヒーレント光がスクリーンに投射 されることにより得られる複数の走査ラインを、同一範囲で走査させることが可能とな る。
[0028] また、本願の請求項 9の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 1記載のディスプレ ィ装置において、前記光路形成部は、前記ポリゴンミラーの 1反射面に入射する単一 ビームのコヒーレント光を偏向し複数のビームを生成して前記ポリゴンミラーに向けて 出射する高速偏向器を有することを特徴とする。
[0029] これにより、コヒーレント光をポリゴンミラーにより走査する際に、事前に走査ラインを 増倍した状態で走査を行うので、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる
[0030] また、本願の請求項 10の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 9に記載のデイス プレイ装置において、前記高速偏向器は、 EO(Electro Optical)偏向デバイス力もな ることを特徴とする。
[0031] これにより、コヒーレント光をポリゴンミラーにより走査する際に、事前に走査ラインを 増倍した状態で走査を行うので、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる [0032] また、本願の請求項 11の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 9に記載のデイス プレイ装置において、前記高速偏向器は、前記ポリゴンミラーによる走査方向に対し ほぼ直交する方向に沿って前記コヒーレント光を偏向する、ことを特徴とする。
[0033] これにより、ポリゴンミラーによるコヒーレント光の走査に伴って、走査ラインを増倍す ることが可能となるので、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる。
[0034] また、本願の請求項 12の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 1に記載のデイス プレイ装置において、前記光路形成部は、前記ポリゴンミラーの反射光路上に設けら れ、自由曲面形状をなす反射面を少なくとも 1つ備える自由曲面ミラーを有することを 特徴とする。
[0035] これにより、コヒーレント光を自由曲面ミラーで反射させることにより走査ラインを増 倍することができ、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる。
[0036] また、本願の請求項 13の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 12に記載のディ スプレイ装置において、前記自由曲面ミラーは、 2面以上の反射面を有することを特 徴とする。
[0037] これにより、反射面の数だけ走査ラインが増倍するので、その分ポリゴンミラーの回 転数の低減が可能となる。
[0038] また、本願の請求項 14の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 13に記載のディ スプレイ装置において、前記反射面は、自由曲面形状の第 1,第 3の反射面と、該第
1,第 3の反射面に挟まれた平坦形状の第 2の反射面とを有することを特徴とする。
[0039] これにより、前記自由曲面ミラーにより 3本の走査ラインを得ることができるので、そ の分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる。
[0040] また、本願の請求項 15の発明に係るディスプレイ装置は、請求項 14に記載のディ スプレイ装置において、前記第 1ないし第 3の反射面は、該第 1ないし第 3の反射面 に入射した前記コヒーレント光のそれぞれが、前記スクリーン上で同一範囲を走査す る形状となって ヽることを特徴とする。
[0041] これにより、 自由曲面ミラーの配置位置や反射面の自由曲面形状を決定するだけ で、走査ラインを増倍することができ、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能と なる。
[0042] また、本願の請求項 16の発明に係るディスプレイ装置は、コヒーレント光を走査す るコヒーレント光走査系を有し、前記コヒーレント光走査系を用いてコヒーレント光をス クリーンへ投射するディスプレイ装置において、前記コヒーレント光走査系は、その回 転方向にコヒーレント光を走査するポリゴンミラーと、前記コヒーレント光の走査本数を 増倍させる光路形成部とを有し、前記光路形成部は、単一ビームのコヒーレント光を 偏向し複数のビームを生成して前記ポリゴンミラーに向けて出射する高速偏向器と、 前記ポリゴンミラーの反射光路上に設けられ、該ポリゴンミラー力 の複数のコヒーレ ント光を反射する反射ミラーとを有することを特徴とする。
[0043] これにより、さらに走査ラインを増倍でき、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可 能となる。
[0044] また、本願の請求項 17の発明に係るディスプレイ装置は、コヒーレント光を走査す るコヒーレント光走査系を有し、前記コヒーレント光走査系を用いてコヒーレント光をス クリーンへ投射するディスプレイ装置において、前記走査系は、その回転方向にコヒ 一レント光を走査するポリゴンミラーと、前記コヒーレント光の走査本数を増倍させる 光路形成部とを有し、前記光路形成部は、単一ビームのコヒーレント光を偏向し複数 のビームを生成して前記ポリゴンミラーに向けて出射する高速偏向器と、前記ポリゴ ンミラーの反射光路上に設けられ、 自由曲面形状をなす反射面を少なくとも 1つ備え る自由曲面ミラーとを有することを特徴とする。
[0045] これにより、さらに走査ラインを増倍でき、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可 能となる。
[0046] また、本願の請求項 18の発明に係るコヒーレント光走査方法は、スクリーン上にて コヒーレント光による走査を行うコヒーレント光走査方法であって、コヒーレント光を反 射するポリゴンミラーを、該ポリゴンミラーで反射されたコヒーレント光によりスクリーン 上にて走査が行われるよう回転させ、前記コヒーレント光のスクリーンへ至る光路を、 前記ポリゴンミラーの 1反射面で反射されたコヒーレント光により前記スクリーン上にて 複数の走査が行われるよう形成することを特徴とする。
[0047] これにより、ポリゴンミラーを単体で用いる場合よりも同一時間内で走査できるライン 数が増加し、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる。
[0048] また、本願の請求項 19の発明に係るコヒーレント光走査方法は、スクリーン上にて コヒーレント光による走査を行うコヒーレント光走査方法であって、コヒーレント光を反 射するポリゴンミラーを、該ポリゴンミラーで反射されたコヒーレント光によりスクリーン 上にて走査が行われるよう回転させ、前記ポリゴンミラーからスクリーンへ至る反射光 路上に配置した少なくとも 1つのミラーにより、前記ポリゴンミラーの 1反射面で反射さ れたコヒーレント光を、該コヒーレント光により複数の走査が前記スクリーン上にて行 われるよう反射させることを特徴とする。
[0049] これにより、ポリゴンミラーが反射したコヒーレント光を反射ミラーによりさらに反射す る簡単な構成により、同一時間内で走査できるライン数が増加でき、ポリゴンミラーの 回転数の低減が可能となる。
[0050] また、本願の請求項 20の発明に係るコヒーレント光走査方法は、スクリーン上にて コヒーレント光による走査を行うコヒーレント光走査方法であって、単一のコヒーレント 光を、前記ポリゴンミラーによる走査方向と略直交する方向に偏向して複数のビーム を生成し、該複数のコヒーレント光を反射するポリゴンミラーを回転させて、該ポリゴン ミラーで反射された複数のコヒーレント光により前記スクリーン上にて複数の走査を行 うことを特徴とする。
[0051] これにより、コヒーレント光をポリゴンミラーにより走査する際に、事前に走査ラインを 増倍した状態で走査を行うので、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる
[0052] また、本願の請求項 21の発明に係るコヒーレント光走査方法は、スクリーン上にて コヒーレント光による走査を行うコヒーレント光走査方法であって、コヒーレント光を反 射するポリゴンミラーを、該ポリゴンミラーで反射されたコヒーレント光によりスクリーン 上にて走査が行われるよう回転させ、前記ポリゴンミラーからスクリーンへ至る反射光 路上に配置した、自由曲面形状を有する自由曲面ミラーにより、前記ポリゴンミラーの 1反射面で反射された前記コヒーレント光を、該コヒーレント光により前記スクリーン上 にて複数の走査が行われるよう反射することを特徴とする。
[0053] これにより、ポリゴンミラーの反射光が自由曲面ミラーにより反射する際に走査ライン が増倍するので、その分ポリゴンミラーの回転数の低減が可能となる。
発明の効果
[0054] 本発明によれば、ポリゴンミラーの回転数を減少させた状態で高精細な画像表示が 可能となり、ポリゴンミラー回転時の騒音およびその回転に要する消費電力や騒音を 低減することが可能となる。また、ポリゴンミラーの回転数が所定の回転数に固定され ている場合であっても、走査線の数を増やすためにポリゴンミラーの面数を増カロさせ る必要がなくなり、ポリゴンミラーの大型化を防止することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0055] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1によるディスプレイ装置を説明する図である。
[図 2(a)]図 2 (a)は実施の形態 1の動作説明図であり、レーザ光がミラー 6aで反射され る場合を示す図である。
[図 2(b)]図 2 (b)は実施の形態 1の動作説明図であり、レーザ光がミラー 6a及び 6bの V、ずれでも反射されな!、場合を示す図である。
[図 2(c)]図 2 (c)は実施の形態 1の動作説明図であり、レーザ光がミラー 6bで反射さ れる場合を示す図である。
[図 3(a)]図 3 (a)は実施の形態 1によるスクリーン上の走査ラインを説明する図である。
[図 3(b)]図 3 (b)は実施の形態 1の、高速偏向器を用いた垂直走査の補正を説明する 図である。
[図 3(c)]図 3 (c)は実施の形態 1の、高速偏向器を用いた水平走査の補正を説明する 図である。
[図 4(a)]図 4 (a)は本発明の実施の形態 2によるディスプレイ装置を説明する図である
[図 4(b)]図 4 (b)は実施の形態 2の、高速偏向器を用いて走査ライン数を増加する動 作を示す図である。
[図 4(c)]図 4 (c)は実施の形態 2の、高速偏向器を用いて増力!]したラインの補正を行う 動作を示す図である。
[図 5(a)]図 5 (a)は本発明の実施の形態 3によるディスプレイ装置を説明する図である [図 5(b)]図 5 (b)は実施の形態 3における自由曲面ミラーの形状を決定する原理を説 明するための図である。
[図 6]図 6は本発明の実施の形態 4によるディスプレイ装置を説明する図である。
[図 7(a)]図 7 (a)は従来のディスプレイ装置の構成概略図である。
[図 7(b)]図 7 (b)は従来のディスプレイ装置に接続可能な機器の例を示す図である。 符号の説明
1, 2， 3 光源
4 レーザ光
5 ポリゴンミラー
6a, 6b ~~
7 ガノレバノミラー
8 投射レンズ
9 スクリーン
10a, 10b ダイクロイツクミラー
11a, l ib, 11c, l id, 16 高速偏向器
12, 12a 自由曲面ミラー
13， 14， 15 光変調器
20, 20a, 20b コン卜ローラ
21 レーザドライバ
22, 22a, 22b, 22c 偏向器ドライバ
23 モータドライバ
24 モータ
25， 25a, 27 傾斜器ドライバ
26, 26a, 28 ミラー傾斜器
30, 31, 32, 33 レーザディスプレイ
30a, 31a, 32a, 33a コヒーレント光走査系
30b, 30c, 30d, 30e 光路形成部
VP 仮想像面 FSC1, FSC2, FSC3, FSCla, FSC2a, FSC3a 反射面
発明を実施するための最良の形態
[0057] (実施の形態 1)
本実施の形態 1は、ポリゴンミラーによる反射光を、さらに 2枚のミラーに入射させる ことにより、レーザ光がポリゴンミラーの一面で反射する間に、スクリーン上で複数のラ インを走査できるようにしたものである。
[0058] 図 1は、本発明の実施の形態 1によるレーザディスプレイ装置を説明する概略構成 図である。
[0059] 図 1に示すレーザディスプレイ装置 30は、赤色、緑色、青色の 3色の各原色信号 R GBに対応するレーザ光源 1一 3と、レーザ光源 1一 3から出力されたレーザ光 L1一 L 3を、画像信号に応じて強度変調する光変調器 13— 15と、光変調器 14にて変調さ れたレーザ光 L2と光変調器 15にて変調されたレーザ光 L3とを合波するダイクロイツ クミラー 1 Oaと、光変調器 13にて変調されたレーザ光 L 1とダイクロイツクミラー 10aか らのレーザ光とを合波するダイクロイツクミラー 10bと、ダイクロイツクミラー 10bからの レーザ光 L4を、垂直方向、及び水平方向に偏向する高速偏向器 l la、 l ibとを有し ている。
[0060] また、レーザディスプレイ装置 30は、ポリゴンミラー 5、入射ミラー 6a、 6b、ガルバノミ ラー 7、及び投射レンズ 8からなるコヒーレント光走査系 30aと、投射レンズ 8により投 射されるレーザ光 L4を表示するスクリーン 9とを有して 、る。上記コヒーレント光走査 系 30aのうち、ポリゴンミラー 5は、ダイクロイツクミラー 10bで合波されたレーザ光 L4 を X方向に走査するものである。ミラー 6a、 6bは、ポリゴンミラー 5にて反射したレーザ 光 L4を入射し、ガルバノミラー 7へ導くものであり、このミラー 6a、 6bは、コヒーレント 光走査系 30aにおいて、光路形成部 30bをなしている。なお、光路形成部 30bの詳 細については後述する。ガルバノミラー 7は、レーザ光 L4を y方向に走査するもので ある。投射レンズ 8は、ガルバノミラー 7にて反射したレーザ光 L4を集光し、スクリーン 9に投射するものである。
[0061] さらに、レーザディスプレイ 30は、コントローラ 20と、レーザドライバ 21と、偏向器ド ライバ 22と、傾斜器ドライバ 25と、ミラー傾斜器 26と、モータドライバ 23と、モータ 24 とを有している。モータ 24は、ポリゴンミラー 5を回転させるものである。第 1のミラー傾 斜器 26は、ガルバノミラー 7を回動させるものである。また、レーザドライバ 21、偏向 器ドライバ 22、傾斜器ドライバ 25、及びモータドライバ 23は、それぞれ、レーザ光源 1, 2, 3、高速偏向器 11a, l ib、傾斜器 26、及びモータ 24を駆動するものであり、コ ントローラ 20は、上記各ドライバを介して、レーザディスプレイ 30の動作を制御するも のである。
次に、動作について説明する。
[0062] 図 1において、レーザドライバ 21は、外部入力する RGB信号を受けて、駆動電流を レーザ光源 1, 2, 3に印加し、レーザ光源 1, 2, 3は、赤色、緑色、青色の 3色のレー ザ光 LI, L2, L3を出力する。レーザ光 LI, L2, L3は、光変調器 13, 14, 15で強 度変調された後、ダイクロイツクミラー 10a, 10bを用いて合波され、レーザ光 L4とな る。レーザ光 L4は、高速偏向器 11a, l ibにて、垂直方向、及び水平方向の偏向が 施された後、ポリゴンミラー 5へ照射される。
[0063] ポリゴンミラー 5の一面で反射したレーザ光 L4は、まず、ミラー 6aを介してガルバノミ ラー 7に入射する。そして、ポリゴンミラー 5が回転すると、レーザ光 L4は、入射ミラー 6a, 6bを介さずにガルバノミラー 7へ直接入射する。更にポリゴンミラー 5が回転する と、レーザ光 L4は、ミラー 6bを介してガルバノミラー 7に入射する。
[0064] コントローラ 20は傾斜器ドライバ 25を介してミラー傾斜器 26の傾斜角度を制御して おり、これにより、ガルバノミラー 7は、ポリゴンミラー 5の一面で反射されるレーザ光 L 4を入射する間、その傾斜角度を変化させながら、レーザ光 L4を投射レンズ 8へ導く 。投射レンズ 8へ入射したレーザ光 L4はスクリーン 9へ投射され、これにより、ポリゴン ミラー 5の一面でレーザ光 L4が反射する間に、スクリーン 9上では 3本の走査が行わ れること〖こなる。
[0065] 次に、光路形成部 30aによる走査ラインの増倍の原理にっ 、て、図 2、及び図 3を 用いて説明する。
[0066] 図 2 (a)ないし図 2 (c)は、ポリゴンミラー 5、及び入射ミラー 6a, 6bで反射するレー ザ光 L4を表す図である。また、レーザ光 L4の反射角が図 2 (a)ないし図 2 (c)に示す θ 1ないし 0 3にある場合の、上記ラインメモリにおける RGB信号の入出力関係を模 式的に表している。図 3 (a) , (b)は、レーザ光 L4がポリゴンミラー 5の一面で反射す ることにより得られる、スクリーン 9上の走査線を表す図である。
[0067] 図 2 (a)において、ポリゴンミラー 5にて反射したレーザ光 L4は、ポリゴンミラー 5の 回転に従い、まず、ミラー 6a上を、ポリゴンミラー 5側の端部力もガルバノミラー 7側の 端部に向力つて走査する。レーザ光 L4がミラー 6a上を走査する間、すなわち、ポリゴ ンミラー 5により反射するレーザ光 L4の反射角度が、図 2 (a)中の点線で囲まれた角 度 θ 1の範囲にあるとき、ガルバノミラー 7上を走査するレーザ光 L4の走査方向はポ リゴンミラー 5の回転方向とは逆方向になり、スクリーン 9上では、図 3 (a)の 11に示す 左から右若干下方方向への走査が行なわれることになる。
[0068] ポリゴンミラー 5が図 2 (a)の状態から回転し、ポリゴンミラー 5により反射したレーザ 光 L4の出射角度が図 2 (b)のような角度 Θ 2になると、レーザ光 L4はミラー 6aおよび 6bのガルバノミラー 7側の端部間を走査し、直接ガルバノミラー 7へ導かれ、投射レン ズ 8を介してスクリーン 9上に投影される。この間のガルバノミラー 7上を走査するレー ザ光 L4の走査方向は、ポリゴンミラー 5の回転方向と同一となり、スクリーン 9上では、 図 3 (a)の 12に示す右力も左若干下方方向への走査が行なわれることになる。
[0069] そして、ポリゴンミラー 5がさらに回転すると、レーザ光 L4は、ミラー 6b上を、ガルバ ノミラー 7側の端部力もポリゴンミラー 5側の端部に向けて走査する。レーザ光 L4がミ ラー 6b上を走査する間、すなわち、ポリゴンミラー 5により反射されたレーザ光 L4の 反射角度が、図 2 (c)中の点線で囲まれた角度 Θ 3の範囲にあるとき、ガルバノミラー 7上を走査するレーザ光 L4の走査方向は、ポリゴンミラー 5の回転方向とは逆方向に なり、スクリーン 9上では、図 3 (a)の 13に示す左力 右若干下方方向への走査が行な われること〖こなる。
[0070] 以上のような走査を可能とするためには、ミラー 6a、及び 6bで反射したレーザ光 L4 と、ミラー 6a, 6b間を通過したレーザ光 L4と力 スクリーン 9上で互いに等しい範囲を 走査する必要がある。このためには、図 2 (a)ないし図 2 (c)に示すレーザ光 L4の出 射角度 0 1, Θ 2, Θ 3の間に 0 1 = 0 2= 0 3の関係が成立する必要がある。従って 、ミラー 6a, 6bは、上記関係を満たすような所定の角度で配置する。
[0071] また、以上の走査により得られるスクリーン 9上の 3本の走査ライン 11一 13は、図 3 (a )に示すように、ポリゴンミラー 5単体で走査を行った場合の 1ライン分の走査ライン長 を 3分割したものとなるため、スクリーン 9上の各走査ライン長がスクリーン 9上の 1走 查ライン長となるよう補正を行なう必要がある。そこで、本実施の形態 1では、各走査 ライン 11一 13がスクリーン 9上の本来の 1ライン長となるようなポリゴンミラー 5からスクリ ーン 9までの光路長を求め、コヒーレント光走査系 30aに含まれる各構成要素を、前 記光路長を満たすように配置し、さらに、ミラー 6a, 6bの後段に ί θレンズなどの f 0 補正光学系（図示せず)を配置することとしている。これにより、スクリーン 9上の 3本の 走査ラインは、図 3 (b)の 11 '一 13'に示すような、それぞれの走査範囲が等しぐかつ 、ポリゴンミラー単体で 1ラインを走査する場合と同様の走査範囲を持つものとなる。
[0072] このようにして得られる、スクリーン 9上の走査線 11，一 13'は、図 3 (b)に示すように、 水平方向から若干傾くことになる。そこで、本実施の形態 1では、高速偏向器 11aを 用いてレーザ光 L4の垂直方向の位置補正を行ない、図 3 (b)中の破線で示すような 水平な走査を可能としている。また、レーザ光 L4の水平方向の位置補正も必要であ る。すなわち、レーザ光 L4の水平方向の位置補正を行わない場合、図 3 (c)のように スクリーン 9上では、水平方向の濃度斑が発生するため、高速偏向器 l ibを用いてレ 一ザ光 L4の水平方向の位置補正を行い、水平方向の濃度を均一化させている。本 実施の形態 1においては、高速偏向器 11a, l ibとして EO(Electro Optical)偏向デ バイスを用い、コントローラ 20が偏向器ドライバ 22を介してこれら高速偏向器 11a, 1 lbの偏向角を制御している力 高速偏向器 11a, l ibの代わりに、補正用のレンズを 用いても実現可能である。
[0073] また、スクリーン 9上の走査は、図 3 (a)、あるいは図 3 (b)から明らかなように、スクリ 一ン上を左右に往復するものとなり、スクリーン上を左力も右に順次スキャンする、い わゆるプログレッシブスキャンにはならな 、。
[0074] そこで、プログレッシブスキャンを可能とするために、 CCD等のアナログメモリからな るラインメモリ（図示せず)を設け、 RGB信号を該ラインメモリに一旦入力させ、コント ローラ 20により、ラインメモリからの RGB信号の読み出し順序を切り替えるよう制御を 行う。具体的には、 RGB信号をレーザ光源 1, 2, 3に入力する前にラインメモリに入 力し、図 2 (a)および図 2 (c)の状況、すなわち、ガルバノミラー 7上を走査するレーザ 光 L4の走査方向が、ポリゴンミラー 5の回転方向とは逆方向となる状況では、図 2 (a) 、及び図 2 (c)の各図に示すように、ラインメモリに RGB信号を書込んだ順にデータを 読出す。また、図 2 (b)の状況、すなわち、ガルバノミラー 7上を走査するレーザ光 L4 の走査方向が、ポリゴンミラー 5の回転方向と同一方向となる状況では、図 2 (b)に示 すように、 RGB信号をラインメモリに書込んだ順とは逆順でデータを読出す。かかる 制御により、本実施の形態 1のレーザディスプレイ 30で、プログレッシブスキャンを実 現することができる。なお、上記ラインメモリは、デジタルメモリの前段及び後段に AD コンバータ及び DAコンバータを設けたものでもよい。
[0075] そして、ポリゴンミラー 5単体で走査を行う場合と同様の映像表示を可能とするため に、コントローラ 20は、図 3 (a)の各走査ライン 11一 13が走査される間、レーザ光源 1, 2, 3に対し本来の 1ライン分の映像データを出力するよう制御を行う。すなわち、各走 查ライン 11一 13が走査される間、コントローラ 20は、レーザ光源 1, 2, 3に対して、スク リーン 9上での 1ライン分の情報を圧縮して出力するよう制御を行い、これにより、ポリ ゴンミラー 5単体で走査を行う場合と同様の映像表示を行うことが可能となる。
[0076] このように、本実施の形態 1によれば、ポリゴンミラー 5の反射光路上に一対のミラー 6a、 6bを配置し、その配置角度、及びポリゴンミラー 5からスクリーン 9までの距離を 最適化することとしたので、ポリゴンミラー 5の反射面 1面でレーザ光 L4が反射する間 に、スクリーン 9上で 3本の走査を行なうことができ、これにより、ポリゴンミラー 5の回転 数を抑え、ポリゴンミラー回転時の騒音および消費電力の低減を図ることが可能とな る。また、ポリゴンミラー 5の回転数が所定の回転数に固定されている場合には、スク リーン 9上をより多く走査するためにポリゴンミラー 5の面数を増加させる必要がなぐ ポリゴンミラー 5の大型化を防止することが可能となる。
[0077] なお、本実施の形態 1においては一対のミラー 6a、 6bを用いた場合について説明 したが、ミラーは 1枚でもよぐこの場合、ポリゴンミラー 5の回転数を 1/2に抑えること が可能である。また、より長いミラーを用いたり、より多くのミラーを用いることによりレ 一ザ光 L4を本実施の形態 1よりも多重反射させれば、ポリゴンミラー 5の回転数をより 低減することができる。
[0078] また、各走査ライン 11一 13をスクリーン 9上の本来の 1ライン長とするためには、上述 のように、ポリゴンミラー 5からスクリーン 9までの光路長を調整するのではなぐミラー 6a, 6bを、スクリーン 9の垂直方向に平行な軸を中心として回動可能に配置すると共 に、ミラー 6a, 6bを駆動するミラー傾斜器、及び傾斜器ドライバを設け、ミラー 6a, 6b の傾斜角をコントローラ 20の制御のもとで適宜変化させても良い。
[0079] また、スクリーン 9の上端および下端と中央付近とでは画像の濃度分布、即ち走査 ラインの間隔は同一とはならず、これを補正する必要が生じる力 かかる補正は、例 えば f Θレンズを用いて行うことが可能であり、また、 EO変調器を補正回路により駆動 し、ライン間隔を調整するようにしてもよい。
[0080] また、上記実施の形態 1のレーザディスプレイ装置 30は、スクリーン 9へレーザ光 L 4を照射し、反射光をモニターするタイプ (前面投射型）のディスプレイ装置、あるいは 、レーザ光 L4がスクリーンを透過するタイプ (背面投射）のディスプレイ装置の 、ずれ に適用しても、本実施の形態 1と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態 1において、ミラー 6a、 6bの形状は平面であるとした力 ミラー 6a、 6bの形状は、当 該ディスプレイ装置のタイプによって最適化することができ、平面以外の形状であつ ても良い。
[0081] また、上記実施の形態 1では、コヒーレント光走査系 30aをディスプレイ装置に適用 する場合について示した力 レーザビームプリンタに適用してその印刷の高速ィ匕ゃ 高品位ィ匕を可能とする等に応用することも可能であり、また、レーザビームプリンタに より印刷を行うコピー機やファクシミリ装置に適用することも可能である。
[0082] また、上記実施の形態 1では、 RGB信号を入力するものとした力 D4入力端子、 D VI— D入力端子、 IEEE1394端子、コンポーネント端子、 S端子、ビデオ端子等を設 けることにより、 RGB信号以外の信号フォーマットに対応するようにしてもよい。
[0083] (実施の形態 2)
この実施の形態 2は、高速偏向器を用いてポリゴンミラーへの入射光を偏向し、ポリ ゴンミラーの 1面に予め複数のコヒーレント光を入射することで、スクリーン上で同時に 複数のラインを走査できるようにしたものである。
[0084] 図 4 (a)は、本発明の実施の形態 2によるレーザディスプレイ装置 31を説明する概 略構成図である。 [0085] 本実施の形態 2のレーザディスプレイ 31と上述した実施の形態 1のレーザディスプ レイ装置 30とは、光路形成部 30cの構成が異なり、その他の構成は同一である。この ため、図 4 (a)において、実施の形態 1のレーザディスプレイ装置 30と同一の構成要 素については同一の符号を使用し、その詳細な説明を省略する。
[0086] 本実施の形態 2の光路形成部 30cは、高速偏向器 l lc、及び高速偏向器 11 l id 力らなる。高速偏向器 11cは、レーザ光 L4を水平方向、すなわち、ポリゴンミラーによ る走査方向と平行な方向に高速に偏向するものである。高速偏向器 l idは、レーザ 光 L4を垂直方向、即ちポリゴンミラーによる走査方向と直交する方向に高速に偏向 するものである。本実施の形態 2では、高速偏向器 11c, l idとして、 EO(Electro Optical)偏向デバイスを用いている。 EO偏向デバイスは、電圧を加えることでレーザ 光 L4に電界を与えてレーザ光 L4を偏向するものである。 EO偏向デバイスは非常に 高速で反応するため、ディスプレイ装置のように超高速な走査が必要な装置に適し ている。
[0087] 次に動作について説明する。
図 4 (a)において、レーザドライバ 21は、外部入力する RGB信号を受けて、駆動電 流をレーザ光源 1, 2, 3に印加し、レーザ光源 1, 2, 3は、赤色、緑色、青色の 3色の レーザ光 LI, L2, L3を出力する。レーザ光 LI, L2, L3は、光変調器 13, 14, 15で 強度変調された後、ダイクロイツクミラー 10a, 10bを用いて合波され、レーザ光 L4と なる。
[0088] レーザ光 L4は、高速偏向器 11cにより水平方向の偏向が施され、さらに、高速偏 向器 l idにより実質的に 3本のレーザ光に増倍されて、ポリゴンミラー 5へ照射される 。ポリゴンミラー 5によって反射された 3本のレーザ光 L4はガルバノミラー 7へ導かれ、 ガルバノミラー 7で反射して投射レンズ 8へ導かれる。投射レンズ 8へ入射した 3本の レーザ光 L4はスクリーン 9へ投射され、スクリーン 9上に 3本の走査ラインが同時に走 查される。
[0089] 次に光路形成部 30cによる走査ライン増倍の原理について説明する。
図 4 (b)は、高速偏向器 11cによるレーザ光 L4の偏向を行なわない場合の、スクリ ーン 9上の走査ラインを、また、図 4 (c)は、高速偏向器 11cによるレーザ光 L4の偏向 を行った場合のスクリーン 9上の走査ラインをそれぞれ表す図である。
[0090] レーザ光 L4は、高速偏向器 l idによって垂直方向、即ちポリゴンミラーによる走査 方向と直交する方向に沿って、高速に偏向されている。このため、ポリゴンミラー 5の 一面には実質的に 3本のレーザ光が入射することになり、スクリーン 9上では、図 4 (b )のように垂直方向に 3段階にジャンプするような走査が行われる。
[0091] ここで、レーザ光 L4の水平方向の位置補正を行わない場合、スクリーン 9上の各画 素は、ポリゴンミラー 5の回転によって図 4 (b)のように斜めに配列されてしまうため、 高速偏向器 11cを用いて水平方向の位置補正を行い、図 4 (c)のように、各画素が 垂直方向に整列した配列になるよう補正を行っている。また、高速偏向器 11cを用い ることにより、水平方向に生じる濃度斑についても均一化することが可能である。
[0092] コントローラ 20aは、偏向器ドライバ 22aを介してこれらの偏向が可能なように高速 偏向器 11c, l idを制御する。なお、モータの回転数制御等その他の制御対象に関 しては実施の形態 1におけるコントローラ 20と同様の制御を行う。また、上記実施の 形態 1と同様に、スクリーン 9の上端および下端と中央付近との間で生じる走査ライン 間隔の不均一化は、 f Θレンズや、 EO変調器を用いることにより調整することができる
[0093] このように、本実施の形態 2によれば、ポリゴンミラー 5に入射するレーザ光 L4を、高 速偏向器 1 Idを用いてスクリーンの垂直方向に対応する方向に偏向するので、ポリゴ ンミラー 5には実質的に複数本のレーザ光を入射することとなり、ポリゴンミラー 5の一 面でレーザ光が反射する間に、スクリーン 9上で複数本の走査を同時に行なうことが できる。この結果、ポリゴンミラー 5の回転数を抑え、ポリゴンミラー回転時の騒音およ び消費電力の低減を図ることが可能となる。
[0094] また、本実施の形態 2によれば、スクリーン 9上で複数本の走査ラインを得るために 、走査ライン増培用ミラーやラインメモリ等を用いる必要がなぐ少ない部品点数で、 かつ機械的な調整箇所を少なくしながらポリゴンミラー 5の回転数の低減を図ることが 可能となると 、う効果を有する。
[0095] また、ポリゴンミラー 5の回転数が所定の回転数に固定されている場合には、スクリ ーン 9上をより多く走査するためにポリゴンミラー 5の面数を増加させる必要がなぐこ のため、ポリゴンミラー 5の大型化を防止することができる。
[0096] なお、本実施の形態 2においては、ポリゴンミラー 5に入射するレーザ光 L4の方向 を 3方向に偏向させた力 レーザ光 L4の、より多くの方向への偏向を行えば、ポリゴ ンミラーの回転数を更に低減することができる。
[0097] また、上記実施の形態 2のレーザディスプレイ装置 31は、前面投射型のディスプレ ィ装置、あるいは、背面投射型のディスプレイ装置のいずれに適用しても、本実施の 形態 2と同様の効果を得ることができる。
[0098] また、上記実施の形態 2のコヒーレント光走査系 31aを、レーザビームプリンタに適 用してその印刷の高速ィ匕ゃ高品位ィ匕を可能とする等に応用することも可能であり、ま た、レーザビームプリンタにより印刷を行うコピー機やファクシミリ装置に適用すること も可能である。
[0099] また、上記実施の形態 2では、 RGB信号を入力するものとした力 D4入力端子、 D VI— D入力端子、 IEEE1394端子、コンポーネント端子、 S端子、ビデオ端子等を設 けることにより、 RGB信号以外の信号フォーマットに対応するようにしてもよい。
[0100] さらに、本実施の形態 2のコヒーレント光走査系 31aに、上記実施の形態 1の光路形 成部 30bを組み込むことで、さらに走査ライン数を増カロさせ、ポリゴンミラーの回転数 を低減するようにしてもよ 、。
[0101] (実施の形態 3)
この実施の形態 3は、ポリゴンミラーにて反射したレーザ光を、自由曲面ミラーに入 射させることで、スクリーン上で複数のラインを走査できるようにしたものである。
[0102] 図 5 (a)は、本発明の実施の形態 3によるレーザディスプレイ装置 32を説明する概 略構成図である。
[0103] 本実施の形態 3のレーザディスプレイ 32と上述した実施の形態 1のレーザディスプ レイ装置 30とは、光路形成部 30dの構成が異なり、その他の構成は同一である。この ため、図 5 (a)において、実施の形態 1のレーザディスプレイ装置 30と同一の構成要 素については同一の符号を使用し、その詳細な説明を省略する。
[0104] 本実施の形態 3の光路形成部 30dは、自由曲面ミラー 12により構成されている。 自 由曲面ミラー 12は、収差を発生させることなぐレーザ光を任意の方向にスキャン可 能とするものである。
[0105] 自由曲面ミラー 12は、図 5 (a)に示すように、第 1,第 2,第 3の反射面 FCSl, FCS 2, FCS3を有しており、反射面 FCS1と FCS3は自由曲面形状が形成され、反射面 FCS1と FCS3の間に挟まれる反射面 FCS2は、平坦な形状が形成されている。また 、反射面 FCSl, FCS2, FCS3の形状は、それぞれの反射面で反射したレーザ光 L 4力 スクリーン 9上で互いに等しい範囲を走査するように設計されている。なお、コヒ 一レント光走査系 32aは、実施の形態 1と同様に、レーザ光 L4が反射面 FCSl, FC S2, FCS3の各々で反射することにより得られる走査線力 スクリーン 9上の 1走査線 の長さとなるように配置されて 、る。
[0106] 上記自由曲面ミラー 12の自由曲面形状は以下のようにして決定することができる。
図 5 (b)はスキャン光学系の概念図である。図 5 (b)において、 5はポリゴンミラーを表 し、 8は投射レンズを表し、 9はスクリーンを表し、 12は自由曲面ミラーを表している。 投射レンズ 8は仮想像面 VP上の画像をスクリーン 9上に 1対 1に投射する。
[0107] 自由曲面ミラー 12の形状は、ミラー面上の各点での面の傾きを順次計算することに より求めることができる。例えば、図 5 (b)のミラー 12上の A点での水平方向の傾きは 、ポリゴンミラー 5から自由曲面上の点 Aまでのビームと、仮想像面 VP上の目標点 A， へのビームのなす角とから求められる。
[0108] この自由曲面ミラー 12を用いた光学系の特徴は、ポリゴンミラーで走査する際の走 查速度の変動を簡単に除去できることにある。すなわち、ポリゴンミラー 5により走査さ れた光スポットを直接スクリーンに投射したとき、スクリーン上での走査位置 Xは、ポリ ゴンミラー 5の走査角 Θ、ポリゴンミラー 5とスクリーン 9間の距離 Lを用いて、 x=L X tan 0により表され、走査角 Θに応じて走査速度が変化する、という特徴がある。これ を補正する方法としては、例えば、ポリゴンミラーからの光ビームをいわゆる f Θレンズ を通してスクリーン上に投射する方法がある力 f Θレンズは非球面レンズを用いるな ど、特殊な設計が必要となる。しかしながら、 自由曲面ミラー 12を用いた光学系では 、 自由曲面ミラー 12の形状を決定する際に、仮想像面 VP上での目標点の位置を走 查角 Θに対して線形に設定することで、ポリゴンミラー 5による走査角 Θに対して、線 形なスポット位置走査を行うことができ、これにより、図 3 (b)に示すような水平方向の 濃度斑を除去することが可能となる。
[0109] 次に動作について説明する。なお、以下の説明において、コントローラ 20bは、実 施の形態 1と同様に、傾斜器ドライバ 25aを介してガルバノミラー 7用のミラー傾斜器 2 6aを制御しており、ガルバノミラー 7は、自由曲面ミラー 12の各反射面で反射する反 射光を入射する間、その傾斜角度を変化させながら、レーザ光 L4を投射レンズ 8へ 導く。
[0110] 図 5 (a)において、レーザドライバ 21は、外部入力する RGB信号を受けて、駆動電 流をレーザ光源 1, 2, 3に印加し、レーザ光源 1, 2, 3は、赤色、緑色、青色の 3色の レーザ光 LI, L2, L3を出力する。レーザ光 LI, L2, L3は、光変調器 13, 14, 15で 強度変調された後、ダイクロイツクミラー 10a, 10bを用いて合波され、レーザ光 L4と なる。レーザ光 L4は高速偏向器 16にて水平方向および垂直方向の位置補正がなさ れた後、ポリゴンミラー 5に入射される。
[0111] ポリゴンミラー 5にて反射したレーザ光 L4は、まず、自由曲面ミラー 12の第 1の反射 面 FCS1に入射し、ポリゴンミラー 5の回転に従い、反射面 FCS1をポリゴンミラー 5側 の端部から順次走査する。反射面 FCS1で反射したレーザ光 L4は、図 5 (a)の太線 1 1で示す光路でガルバノミラー 7、及び投射レンズ 8に入射し、スクリーン 9上に左から 右方向へ投射される。
[0112] ポリゴンミラー 5が更に回転すると、レーザ光 L4は第 2の反射面 FCS2に入射し、反 射面 FCS2をポリゴンミラー 5側の端部から順次走査する。反射面 FCS2で反射した レーザ光 L4は、図 5 (a)の点線 12で示す光路でガルバノミラー 7、及び投射レンズ 8 に入射し、スクリーン 9上に右力 左方向へ投射される。
[0113] そして、ポリゴンミラー 5がさらに回転すると、レーザ光 L4は第 3の反射面 FCS3に 入射し、反射面 FCS3をポリゴンミラー 5側の端部から順次走査する。反射面 FCS3 で反射したレーザ光 L4は、図 5 (a)の細線 13で示す光路でガルバノミラー 7、及び投 射レンズ 8に入射し、スクリーン 9上に左から右方向へ投射される。なお、モータの回 転数制御や、ラインメモリ（図示せず)を用いた RGB信号の出力制御等、コントローラ 20が行なうその他の制御に関しては、実施の形態 1と同様の制御が行なわれる。
[0114] このように、本実施の形態 3によれば、ポリゴンミラー 5の反射光路上に複数の反射 面を有する自由曲面ミラー 12を配置し、各反射面にて反射するレーザ光 L4のそれ ぞれが、スクリーン 9上で等しい走査範囲を持つように、 自由曲面ミラー 12の形状を 設計し、 自由曲面ミラー 12の各反射面で反射したそれぞれのレーザ光 L4をスクリー ン 9に投射することとしたので、ポリゴンミラー 5の反射面 1面でレーザ光 L4が反射す る間に、スクリーン 9上で複数本の走査を行なうことができ、これにより、ポリゴンミラー 5の回転数を抑え、ポリゴンミラー回転時の騒音および消費電力の低減を図ることが 可能となる。また、ポリゴンミラー 5の回転数が所定の回転数に固定されている場合で あっても、スクリーン 9上をより多く走査するためにポリゴンミラー 5の面数を増加させる 必要がなぐこのため、ポリゴンミラー 5の小型化を図ることが可能となる。
[0115] なお、上記実施の形態 3のレーザディスプレイ装置 32は、前面投射型のディスプレ ィ装置、あるいは、背面投射型のディスプレイ装置のいずれに適用しても、本実施の 形態 3と同様の効果を得ることができる。
[0116] また、上記実施の形態 3のコヒーレント光走査系 32aを、レーザビームプリンタに適 用してその印刷の高速ィ匕ゃ高品位ィ匕を可能とする等に応用することも可能であり、ま た、レーザビームプリンタにより印刷を行うコピー機やファクシミリ装置に適用すること も可能である。
[0117] また、上記実施の形態 3では、 RGB信号を入力するものとした力 D4入力端子、 D VI— D入力端子、 IEEE1394端子、コンポーネント端子、 S端子、ビデオ端子等を設 けることにより、 RGB信号以外の信号フォーマットに対応するようにしてもよい。
[0118] さらに、本実施の形態 3のコヒーレント光走査系 32aに、上記実施の形態 1あるいは 実施の形態 2の光路形成部 30b, 30cを組み込むことで、さらに走査ライン数を増加 させ、ポリゴンミラーの回転数を低減するようにしてもょ 、。
[0119] (実施の形態 4)
この実施の形態 4は、ポリゴンミラーにて反射したレーザ光を、自由曲面ミラーに入 射させることで、スクリーン上で複数のラインを走査できるようにし、かつ、自由曲面ミ ラーに垂直方向の回転機構を設けることにより、ガルバノミラーを設けることなぐスク リーン上の 2次元の走査を実現可能としたものである。
[0120] 図 6は、本発明の実施の形態 4によるレーザディスプレイ装置 33を説明する概略構 成図である。
[0121] 本実施の形態 4のレーザディスプレイ装置 33は、上述した実施の形態 3のレーザデ イスプレイ装置 32におけるガルバノミラー 7の回動による垂直走査を、自由曲面ミラー 12の回動により行うものである。
[0122] つまり、この実施の形態 4のレーザディスプレイ装置 33は、実施の形態 3のレーザ ディスプレイ装置 32のコヒーレント光走査系 32aに代わる、ポリゴンミラー 5、回動可 能な自由曲面ミラー 12a、自由曲面ミラー 12aを回動する回動機構（図示せず)、及 び投射レンズ 8からなるコヒーレント光走査系 33aを有しており、さらに、該回動機構を 駆動させるミラー傾斜器 28と、傾斜器ドライバ 27とを備えて 、る。
[0123] 従って、このレーザディスプレイ装置 33は、実施の形態 3におけるガルバノミラー 7、 ミラー傾斜器 26a、及び傾斜器ドライバ 25aは有して 、な ヽ。
[0124] また、自由曲面ミラー 12aの反射面 FCSla, FCS2a, FCS3aの形状は、自由曲面 ミラー 12aを垂直方向に回動させた場合のレーザ光 L4の変形を防止し、垂直方向の 走査に影響を与えないように、その反射面の形状が最適化されている。かかる自由 曲面ミラー 12aの反射面の形状については、上述した実施の形態 3と同様のプロセス により決定することができる。
[0125] 次に動作について説明する。
図 6において、レーザ光源 1, 2, 3から出力されるレーザ光 LI, L2, L3は、ダイク口 イツクミラー 10a, 10bを用いて合波され、レーザ光 L4となる。レーザ光 L4は、ポリゴ ンミラー 5にて反射し、実施の形態 3と同様に、第 1,第 2,第 3の反射面 FCS1, FCS 2, FCS3に順次入射する。
[0126] コントローラ 20bは、傾斜器ドライバ 27を介してミラー傾斜器 28を制御しており、自 由曲面ミラー 12aは、各反射面でレーザ光 L4を反射する間、その傾斜角度を変化さ せながら、レーザ光 L4を投射レンズ 8へ導く。投射レンズ 8へ入射したレーザ光 L4は スクリーン 9へ投射され、これにより、ポリゴンミラー 5の一面でレーザ光 L4が反射する 間に、レーザ光 L4は 11一 13で示す光路でスクリーン 9に投射されることになり、スクリ ーン 9上では水平方向に 3本の走査が行われることになる。なお、モータ 24の回転数 制御等その他の制御に関しては、上記実施の形態 3におけるコントローラ 20と同様 の制御が行なわれる。
[0127] このように、本実施の形態 4によれば、ポリゴンミラー 5の反射光路上に複数の反射 面を有する自由曲面ミラー 12aを配置し、自由曲面ミラー 12aの各反射面の形状を、 各反射面にて反射されるレーザ光 L4のそれぞれ力 スクリーン 9上で等しい走査範 囲を持つ形状とし、さらに、ポリゴンミラー 5がレーザ光 L4を走査する間、自由曲面ミ ラー 12aをスクリーン 9に対して垂直方向に回動させることとしたので、少ない部品点 数で、ポリゴンミラー 5の回転数を抑えた、ポリゴンミラー回転時の騒音および消費電 力の小さいレーザディスプレイ装置を実現することができる。
[0128] なお、上記実施の形態 4のレーザディスプレイ装置 33は、前面投射型のディスプレ ィ装置、あるいは、背面投射型のディスプレイ装置のいずれに適用しても、本実施の 形態 4と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態 4において、ミラー 6a、 6 bの形状は平面であるとした力 ミラー 6a、 6bの形状は、当該ディスプレイ装置のタイ プによって最適化することができ、平面以外の形状であっても良い。
[0129] また、上記実施の形態 4のコヒーレント光走査系 33aを、レーザビームプリンタに適 用してその印刷の高速ィ匕ゃ高品位ィ匕を可能とする等に応用することも可能であり、ま た、レーザビームプリンタにより印刷を行うコピー機やファクシミリ装置に適用すること も可能である。
[0130] また、上記実施の形態 4では、 RGB信号を入力するものとした力 D4入力端子、 D VI— D入力端子、 IEEE1394端子、コンポーネント端子、 S端子、ビデオ端子等を設 けることにより、 RGB信号以外の信号フォーマットに対応するようにしてもよい。
[0131] さらに、本実施の形態 4のコヒーレント光走査系 30eに、上記実施の形態 1あるいは 実施の形態 2の光路形成部 30b, 30cを組み込むことで、さらに走査ライン数を増加 させ、ポリゴンミラーの回転数を低減するようにしてもょ 、。
産業上の利用可能性
[0132] 本発明に力かるディスプレイ装置およびその走査方法は、コヒーレント光を走査す ることで映像を表示する表示用デバイスの低消費電力化，静音化を達成することが 可能となる点において有用である。

Claims

請求の範囲
[1] コヒーレント光を走査するコヒーレント光走査系を有し、該コヒーレント光走査系を用 Vヽてコヒーレント光をスクリーンへ投射するディスプレイ装置にお!、て、
前記コヒーレント光走査系は、
その回転によりコヒーレント光をスクリーン上での走査が行われるよう反射するポリゴ ンミラーと、
前記コヒーレント光のスクリーンへ至る光路を、前記ポリゴンミラーの 1反射面で反射 されるコヒーレント光により複数の走査力スクリーン上にて行われるよう形成する光路 形成部とを有する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[2] 請求項 1に記載のディスプレイ装置にぉ 、て、
前記光路形成部は、前記ポリゴンミラーの回転方向により決まる、前記コヒーレント 光による走査方向を切り替える、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[3] 請求項 2に記載のディスプレイ装置にぉ 、て、
前記光路形成部は、前記ポリゴンミラーの反射光路上に設けられ、該ポリゴンミラー 力ものコヒーレント光を反射する反射ミラーからなる、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[4] 請求項 3に記載のディスプレイ装置にぉ 、て、
前記反射ミラーは、前記ポリゴンミラーの回転角が一定範囲内にあるときの、前記ポ リゴンミラーからのコヒーレント光を、反射する位置に配置されて 、る、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[5] 請求項 4に記載のディスプレイ装置にお 、て、
前記反射ミラーは複数枚配置されて!ヽる、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[6] 請求項 5に記載のディスプレイ装置にぉ 、て、
前記複数の反射ミラーは、互いにその反射面同士が対向するように配置された 2枚 のミラーであり、 前記 2枚の反射ミラーは、該 2枚の反射ミラーの各々で反射する前記コヒーレント光 と、前記 2枚の反射ミラーの間を通過した前記コヒーレント光とが、前記スクリーン上で 同一範囲を走査するように配置されて 、る、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[7] 請求項 6に記載のディスプレイ装置にぉ 、て、
前記反射ミラーは、前記コヒーレント光を多重反射する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[8] 請求項 6に記載のディスプレイ装置にぉ 、て、
前記 2枚の反射ミラーは、前記コヒーレント光の走査方向と直交する軸を中心として 回動可能に配置されている、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[9] 請求項 1記載のディスプレイ装置において、
前記光路形成部は、
前記ポリゴンミラーの 1反射面に入射する単一ビームのコヒーレント光を偏向し複数 のビームを生成して前記ポリゴンミラーに向けて出射する高速偏向器を有する、 ことを特徴とするディスプレイ装置。
[10] 請求項 9に記載のディスプレイ装置において、
前記高速偏向器は、 EO(Electro Optical)偏向デバイスからなる、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[11] 請求項 9に記載のディスプレイ装置において、
前記高速偏向器は、前記ポリゴンミラーによる走査方向に対しほぼ直交する方向に 沿って前記コヒーレント光を偏向する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[12] 請求項 1に記載のディスプレイ装置にぉ 、て、
前記光路形成部は、
前記ポリゴンミラーの反射光路上に設けられ、 自由曲面形状をなす反射面を少なく とも 1つ備える自由曲面ミラーを有する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[13] 請求項 12に記載のディスプレイ装置において、
前記自由曲面ミラーは、 2面以上の反射面を有する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[14] 請求項 13に記載のディスプレイ装置において、
前記反射面は、自由曲面形状の第 1,第 3の反射面と、該第 1,第 3の反射面に挟 まれた平坦形状の第 2の反射面とを有する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[15] 請求項 14に記載のディスプレイ装置において、
前記第 1ないし第 3の反射面は、該第 1ないし第 3の反射面に入射した前記コヒーレ ント光のそれぞれが、前記スクリーン上で同一範囲を走査する形状となっている、 ことを特徴とするディスプレイ装置。
[16] コヒーレント光を走査するコヒーレント光走査系を有し、前記コヒーレント光走査系を 用いてコヒーレント光をスクリーンへ投射するディスプレイ装置にぉ 、て、
前記コヒーレント光走査系は、
その回転方向にコヒーレント光を走査するポリゴンミラーと、
前記コヒーレント光の走査本数を増倍させる光路形成部とを有し、
前記光路形成部は、
単一ビームのコヒーレント光を偏向し複数のビームを生成して前記ポリゴンミラーに 向けて出射する高速偏向器と、
前記ポリゴンミラーの反射光路上に設けられ、該ポリゴンミラーからの複数のコヒー レント光を反射する反射ミラーと、を有する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[17] コヒーレント光を走査するコヒーレント光走査系を有し、前記コヒーレント光走査系を 用いてコヒーレント光をスクリーンへ投射するディスプレイ装置にぉ 、て、
前記走査系は、
その回転方向にコヒーレント光を走査するポリゴンミラーと、
前記コヒーレント光の走査本数を増倍させる光路形成部とを有し、
前記光路形成部は、 単一ビームのコヒーレント光を偏向し複数のビームを生成して前記ポリゴンミラーに 向けて出射する高速偏向器と、
前記ポリゴンミラーの反射光路上に設けられ、自由曲面形状をなす反射面を少なく とも 1つ備える自由曲面ミラーと、を有する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
[18] スクリーン上にてコヒーレント光による走査を行うコヒーレント光走査方法であって、 コヒーレント光を反射するポリゴンミラーを、該ポリゴンミラーで反射されたコヒーレン ト光によりスクリーン上にて走査が行われるよう回転させ、
前記コヒーレント光のスクリーンへ至る光路を、前記ポリゴンミラーの 1反射面で反射 されたコヒーレント光により前記スクリーン上にて複数の走査が行われるよう形成する ことを特徴とするコヒーレント光走査方法。
[19] スクリーン上にてコヒーレント光による走査を行うコヒーレント光走査方法であって、 コヒーレント光を反射するポリゴンミラーを、該ポリゴンミラーで反射されたコヒーレン ト光によりスクリーン上にて走査が行われるよう回転させ、
前記ポリゴンミラーからスクリーンへ至る反射光路上に配置した、少なくとも 1つのミ ラーにより、前記ポリゴンミラーの 1反射面で反射されたコヒーレント光を、該コヒーレ ント光により複数の走査が前記スクリーン上にて行われるよう反射させる、
ことを特徴とするコヒーレント光走査方法。
[20] スクリーン上にてコヒーレント光による走査を行うコヒーレント光走査方法であって、 単一のコヒーレント光を、前記ポリゴンミラーによる走査方向と略直交する方向に偏 向して複数のビームを生成し、
該複数のコヒーレント光を反射するポリゴンミラーを回転させて、該ポリゴンミラーで 反射された複数のコヒーレント光により前記スクリーン上にて複数の走査を行う、 ことを特徴とするコヒーレント光走査方法。
[21] スクリーン上にてコヒーレント光による走査を行うコヒーレント光走査方法であって、 コヒーレント光を反射するポリゴンミラーを、該ポリゴンミラーで反射されたコヒーレン ト光によりスクリーン上にて走査が行われるよう回転させ、 前記ポリゴンミラーからスクリーンへ至る反射光路上に配置した、自由曲面形状を 有する自由曲面ミラーにより、前記ポリゴンミラーの 1反射面で反射された前記コヒー レント光を、該コヒーレント光により前記スクリーン上にて複数の走査が行われるよう反 射する、
ことを特徴とするコヒーレント光走査方法。
PCT/JP2004/018362 2003-12-10 2004-12-09 ディスプレイ装置およびその走査方法 WO2005057269A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04820253A EP1693696A4 (en) 2003-12-10 2004-12-09 DISPLAY UNIT AND CORRESPONDING SCAN METHOD
JP2005516161A JP4036340B2 (ja) 2003-12-10 2004-12-09 ディスプレイ装置およびその走査方法
US10/582,340 US7593151B2 (en) 2003-12-10 2004-12-09 Display unit and scanning method therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-412125 2003-12-10
JP2003412125 2003-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005057269A1 true WO2005057269A1 (ja) 2005-06-23

Family

ID=34675015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2004/018362 WO2005057269A1 (ja) 2003-12-10 2004-12-09 ディスプレイ装置およびその走査方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7593151B2 (ja)
EP (1) EP1693696A4 (ja)
JP (1) JP4036340B2 (ja)
KR (1) KR20060112664A (ja)
CN (1) CN100472273C (ja)
WO (1) WO2005057269A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7922336B2 (en) * 2005-03-01 2011-04-12 Panasonic Corporation Light source device for display device, display device, and method for adjusting image of display device
JP4845456B2 (ja) * 2005-09-02 2011-12-28 キヤノン株式会社 光走査装置および画像形成装置
EP2037312A4 (en) * 2006-10-11 2011-07-20 Panasonic Corp LASER DISPLAY DEVICE
US8107147B2 (en) * 2009-03-27 2012-01-31 Microvision, Inc. Two-mirror scanning system
DE102009021764A1 (de) * 2009-05-18 2010-12-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Laserscanner
JP2014187601A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Sony Corp 画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラム
CN104714297B (zh) * 2013-12-11 2017-02-15 清华大学 自由曲面反射式扫描系统
JP6726743B2 (ja) * 2016-07-19 2020-07-22 マクセル株式会社 投写型映像表示装置
CN116088164A (zh) * 2023-03-27 2023-05-09 南通唐人电子科技有限公司 将一维入射转换为二维光路的场镜折射面设置方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5026305B1 (ja) * 1970-12-28 1975-08-30
JPS5752031A (en) * 1980-09-12 1982-03-27 Canon Inc Light beam scanner
JPS6413114A (en) * 1987-07-06 1989-01-18 Fujitsu Ltd Optical scanner
JPH02259617A (ja) * 1989-03-30 1990-10-22 Sony Corp レーザビーム偏向装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5026305A (ja) 1973-07-11 1975-03-19
JPS55111917A (en) 1979-02-22 1980-08-29 Toshiba Corp Reciprocating photo scanner
JPS63267909A (ja) * 1987-04-27 1988-11-04 Takanari Kawabe 高速回転多面鏡機械的偏光器
US5386221A (en) 1992-11-02 1995-01-31 Etec Systems, Inc. Laser pattern generation apparatus
US5929892A (en) * 1996-08-26 1999-07-27 Hewlett-Packard Company Beam deflecting for enhanced laser printer scanning
US6511184B2 (en) * 2000-04-05 2003-01-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Color image display apparatus
JP2002148554A (ja) * 2000-11-03 2002-05-22 Samsung Electronics Co Ltd 光スキャナ及びこれを適用したレーザ映像投射装置並びにその駆動方法
US6594090B2 (en) 2001-08-27 2003-07-15 Eastman Kodak Company Laser projection display system
KR100459899B1 (ko) * 2002-03-12 2004-12-04 삼성전자주식회사 다중채널음향 광 변조기를 구비하는 레이저 영상투사장치및 그 구동방법과 구동회로
CN1438510A (zh) * 2003-01-08 2003-08-27 王青山 一种分区多行扫描式激光投影机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5026305B1 (ja) * 1970-12-28 1975-08-30
JPS5752031A (en) * 1980-09-12 1982-03-27 Canon Inc Light beam scanner
JPS6413114A (en) * 1987-07-06 1989-01-18 Fujitsu Ltd Optical scanner
JPH02259617A (ja) * 1989-03-30 1990-10-22 Sony Corp レーザビーム偏向装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1693696A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP4036340B2 (ja) 2008-01-23
EP1693696A1 (en) 2006-08-23
EP1693696A4 (en) 2008-02-06
JPWO2005057269A1 (ja) 2007-12-13
US7593151B2 (en) 2009-09-22
US20070081220A1 (en) 2007-04-12
KR20060112664A (ko) 2006-11-01
CN1882866A (zh) 2006-12-20
CN100472273C (zh) 2009-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7701412B2 (en) Apparatus for and method of scaling a scanning angle and image projection apparatus incorporating the same
EP0704138B1 (en) Method and apparatus for image projection
EP2187259B1 (en) Projector
US6781731B2 (en) Micromirror device and projector employing the same
US7677736B2 (en) Illumination light source and two-dimensional image display using same
JP3895711B2 (ja) 画素移動手段を具備する高解像度ディスプレイ
US6020937A (en) High resolution digital projection TV with dynamically adjustable resolution utilizing a system of rotating mirrors
JP2001265275A (ja) 画像表示装置
US6508554B2 (en) Projection-type image display apparatus
JP4298455B2 (ja) 走査型画像表示装置
US6020940A (en) Liquid crystal projector and method of driving the projector
JP4036340B2 (ja) ディスプレイ装置およびその走査方法
JP2009157111A (ja) 画像表示装置
US7075562B2 (en) Optical scanning device
KR100486707B1 (ko) 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터
JP2010266824A (ja) 画像表示装置
JP2720824B2 (ja) 液晶プロジェクション装置
JPH10206813A (ja) 液晶プロジェクタおよびその駆動方法
WO2009136588A1 (ja) 投影型画像表示装置
US20090141191A1 (en) Scanning image display and scanning image display system
JP2001100147A (ja) 投影型表示装置
JP2924181B2 (ja) 投射型画像表示装置
KR0176378B1 (ko) 3판식 프로젝터의 컨버전스 원격조정장치
WO2011121584A1 (en) Laser optical beam scanning device
JPH05292439A (ja) 液晶投射型ディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200480034459.8

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020067011276

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007081220

Country of ref document: US

Ref document number: 10582340

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005516161

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004820253

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004820253

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020067011276

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10582340

Country of ref document: US