專利名稱：顯示裝置及其掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使相干光投射到屏幕上或透過屏幕以放映影像的顯示裝置及其掃描方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的使用相干光的顯示裝置例如已知有專利文獻(xiàn)1中記載的顯示裝置那樣使用空間調(diào)制元件的顯示裝置。此外，除了上述專利文獻(xiàn)1中記載的顯示裝置之外，如圖7(a)中所示，有使用多角鏡將相干光投射到屏幕上的顯示裝置。以下說明圖7(a)中示出的現(xiàn)有的激光顯示裝置。
圖7(a)是示出現(xiàn)有的激光顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
該激光顯示裝置100具有與RGB3色對應(yīng)的激光光源101a～101c和根據(jù)輸入影像信號的原色信號Sa～Sc對從激光光源101a～101c輸出的激光La～Lc進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光調(diào)制器106a～106c。此外，激光顯示裝置100具有合成用光調(diào)制器106b調(diào)制的激光Lb與用光調(diào)制器106c調(diào)制的激光Lc的二色鏡102a和合成用光調(diào)制器106a調(diào)制的激光La與來自二色鏡102a的激光的二色鏡102b。再者，該激光顯示裝置100具有在x方向上掃描用二色鏡102b合成的激光的多角鏡104、在屏幕108上在y方向上掃描來自多角鏡104的光以便形成2維圖像的電流計(jì)鏡(galvano mirror)105和將用電流計(jì)鏡反射的激光投射到屏幕108上的投射透鏡107。
其次說明其動(dòng)作。
根據(jù)輸入影像信號的各原色信號Sa～Sc，用光調(diào)制器106a～106c對來自與RGB3色對應(yīng)的激光光源101a～101c的激光La～Lc進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，用由二色鏡102a、102b構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行合成。再者，利用多角鏡104在x方向上掃描用二色鏡102b合成的激光，利用電流計(jì)鏡105在y方向上掃描用二色鏡102b合成的激光。利用投射透鏡107在屏幕108上投射在該2維方向上掃描的激光，由此，在屏幕108上顯示2維圖像。
如上所述，在現(xiàn)有的激光顯示裝置100中，由于從RGB各自的激光光源101a～101c照射的光是單色光，故通過使用適當(dāng)波長的激光光源，可顯示的色范圍比NTSC信號寬，再者，可進(jìn)行色純度高度鮮艷的圖像的顯示。
圖7(b)是示出可與上述現(xiàn)有的激光顯示裝置連接的設(shè)備的圖。圖7(b)的激光顯示裝置100假定利用RGB端子輸入影像信號，只要是筆記本PC等的個(gè)人計(jì)算機(jī)201、視頻游戲機(jī)202、DVD等的光盤播放機(jī)203、包含與VTR的一體型的光盤刻錄機(jī)204、照相機(jī)一體型VTR205、安裝型VTR206、BS/CS調(diào)諧器207、TV208、包含與各種光盤驅(qū)動(dòng)器的一體型的硬盤209、因特網(wǎng)廣播用STB(Set Top Box)210、CATV用STB211、地面波數(shù)字廣播用STB212、BS HDTV廣播用STB213等的具有RGB信號輸出端子的設(shè)備，就可連接。
除此以外，也可與連接激光顯示裝置的設(shè)備輸出的信號的格式相一致地設(shè)置D4輸入端子、DVI-D輸入端子、IEEE1394端子、組合端子、S端子、視頻端子等。
專利文獻(xiàn)1特開2003-98476號公報(bào)(第4頁，圖1)在使用上述現(xiàn)有的激光顯示裝置顯示具有相當(dāng)于HDTV的解像度的圖像時(shí)，必須高速旋轉(zhuǎn)多角鏡。例如，為了放映高清晰圖像，2000條(水平方向)×1125條(垂直方向)的掃描線是必要的。而且，必須以每秒大于等于30次的速度掃描上述掃描線。在該情況下，在用多角鏡的1面進(jìn)行掃描期間，通過進(jìn)行2000次的切換來實(shí)現(xiàn)水平方向的像素顯示。與此不同，由于垂直方向的掃描與多角鏡的面數(shù)和轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)，故產(chǎn)生以下的問題。
即，關(guān)于多角鏡的轉(zhuǎn)速，在將多角鏡的面數(shù)定為20面的情況下，轉(zhuǎn)速(RPM)＝1125(條)×30(次)×60(秒)÷20(面)＝約10萬(RPM)，但為了實(shí)現(xiàn)這樣的高速旋轉(zhuǎn)，不僅必須使用高性能的多角鏡，而且必須有高性能的電機(jī)和耐久性高的電機(jī)軸承部。進(jìn)而，在使之這樣地高速旋轉(zhuǎn)的情況下，除了旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲變大外，還產(chǎn)生電機(jī)的功耗也變大的問題。
此外，也可考慮不使多角鏡的轉(zhuǎn)速增加，而是通過增加多角鏡的面數(shù)來增加掃描線的數(shù)目，但在增加多角鏡的面數(shù)的情況下，多角鏡本身的大小變大，產(chǎn)生激光顯示裝置的小型化變得困難的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述這樣的問題而作出的，其目的在于在使用多角鏡掃描相干光并投射到屏幕上的方式的顯示裝置中得到在不增加多角鏡的轉(zhuǎn)速且不增加多角鏡的面數(shù)的情況下可顯示HDTV等的具有高解像度的圖像的顯示裝置及其掃描方法。
為了解決上述課題，與本申請的方案1的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置，具有掃描相干光的相干光掃描系統(tǒng)，使用該相干光掃描系統(tǒng)將相干光投射到屏幕上，其特征在于，上述相干光掃描系統(tǒng)具有多角鏡，利用其旋轉(zhuǎn)反射相干光，以便進(jìn)行屏幕上的掃描；以及光路形成部，形成上述相干光的至屏幕的光路，以便利用由上述多角鏡的1個(gè)反射面反射的相干光在屏幕上進(jìn)行多條掃描。
由此，與使用單個(gè)多角鏡的情況相比，增加在同一時(shí)間內(nèi)可掃描的行數(shù)，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案2的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案1中記載的顯示裝置中，上述光路形成部轉(zhuǎn)換由上述多角鏡的旋轉(zhuǎn)方向決定的上述相干光的掃描方向。
由此，由于可在屏幕上分別投射掃描方向變化的相干光，故增加在同一時(shí)間內(nèi)可掃描的行數(shù)，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案3的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案2中記載的顯示裝置中，上述光路形成部設(shè)置在上述多角鏡的反射光路上，由反射來自該多角鏡的相干光的反射鏡構(gòu)成。
由此，利用由反射鏡進(jìn)一步反射多角鏡反射了的相干光這樣的簡單的結(jié)構(gòu)，增加在同一時(shí)間內(nèi)可掃描的行數(shù)，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案4的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案3中記載的顯示裝置中，上述反射鏡配置在反射上述多角鏡的旋轉(zhuǎn)角處于一定范圍內(nèi)時(shí)的來自上述多角鏡的相干光的位置上。
由此，由于利用反射鏡使多角鏡反射了的相干光的掃描方向變化，可在屏幕上分別投射掃描方向變化了的相干光，故增加在同一時(shí)間內(nèi)可掃描的行數(shù)，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案5的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案4中記載的顯示裝置中，配置多片上述反射鏡。
由此，可使多角鏡反射了的相干光的掃描方向更多地變化，可進(jìn)一步增加在同一時(shí)間內(nèi)可掃描的行數(shù)。
此外，與本申請的方案6的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案5中記載的顯示裝置中，上述多個(gè)反射鏡是配置成其反射面相互間彼此對置的2片反射鏡，上述2片反射鏡配置成由該2片反射鏡分別反射的上述相干光和通過上述2片反射鏡之間的上述相干光在上述屏幕上掃描同一范圍。
由此，通過只設(shè)定2片反射鏡的配置，就可從上述多角鏡反射了的相干光得到3條掃描線，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案7的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案6中記載的顯示裝置中，上述反射鏡對上述相干光進(jìn)行多重反射。
由此，可從上述多角鏡反射的相干光掃描更多的掃描線，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案8的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案6中記載的顯示裝置中，上述2片反射鏡配置成能以與上述相干光的掃描方向正交的軸為中心旋轉(zhuǎn)。
由此，只通過調(diào)整反射鏡的角度，就可在同一范圍內(nèi)掃描通過相干光投射到屏幕上得到的多條掃描線。
此外，與本申請的方案9的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案1中記載的顯示裝置中，上述光路形成部具有偏轉(zhuǎn)入射到上述多角鏡的1個(gè)反射面上的單一光束的相干光以生成多條光束并朝向上述多角鏡射出的高速偏轉(zhuǎn)器。
由此，在利用多角鏡掃描相干光時(shí)，由于事先在倍增了掃描線的狀態(tài)下進(jìn)行掃描，故相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案10的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案9中記載的顯示裝置中，上述高速偏轉(zhuǎn)器由EO(電光)偏轉(zhuǎn)器件構(gòu)成。
由此，在利用多角鏡掃描相干光時(shí)，由于事先在倍增了掃描線的狀態(tài)下進(jìn)行掃描，故相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案11的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案9中記載的顯示裝置中，上述高速偏轉(zhuǎn)器沿對于上述多角鏡的掃描方向大致正交的方向偏轉(zhuǎn)上述相干光。
由此，由于伴隨因多角鏡產(chǎn)生的相干光的掃描可倍增掃描線，故相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案11的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案1中記載的顯示裝置中，上述光路形成部具有在上述多角鏡的反射光路上設(shè)置的、具備至少1個(gè)形成自由曲面形狀的反射面的自由曲面鏡。
由此，通過用自由曲面鏡反射相干光可倍增掃描線，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案13的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案12中記載的顯示裝置中，上述自由曲面鏡具有大于等于2面的反射面。
由此，由于按反射面的數(shù)目來倍增掃描線，故相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案14的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案13中記載的顯示裝置中，上述反射面具有自由曲面形狀的第1、第3反射面和被該第1、第3反射面夾住的平坦形狀的第2反射面。
由此，由于可利用上述自由曲面鏡得到3條掃描線，故相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案15的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的特征在于在方案14中記載的顯示裝置中，關(guān)于上述第1至第3反射面，入射到該第1至第3反射面上的上述相干光分別成為在上述屏幕上掃描同一范圍的形狀。
由此，只通過決定自由曲面鏡的配置位置或反射面的自由曲面形狀就可倍增掃描線，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案16的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置，具有掃描相干光的相干光掃描系統(tǒng)，使用上述相干光掃描系統(tǒng)將相干光投射到屏幕上，其特征在于，上述相干光掃描系統(tǒng)具有多角鏡，在其旋轉(zhuǎn)方向上掃描相干光；以及光路形成部，使上述相干光的掃描條數(shù)倍增，上述光路形成部具有高速偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)單一光束的相干光以生成多條光束并朝向上述多角鏡射出；以及反射鏡，設(shè)置在上述多角鏡的反射光路上，反射來自該多角鏡的多條相干光。
由此，可進(jìn)一步倍增掃描線，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案17的發(fā)明有關(guān)的顯示裝置，具有掃描相干光的相干光掃描系統(tǒng)，使用上述相干光掃描系統(tǒng)將相干光投射到屏幕上，其特征在于，上述相干光掃描系統(tǒng)具有多角鏡，在其旋轉(zhuǎn)方向上掃描相干光；以及光路形成部，使上述相干光的掃描條數(shù)倍增，上述光路形成部具有高速偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)單一光束的相干光以生成多條光束并朝向上述多角鏡射出；以及自由曲面鏡，設(shè)置在在上述多角鏡的反射光路上，具備至少1個(gè)形成自由曲面形狀的反射面。
由此，可進(jìn)一步倍增掃描線，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案18的發(fā)明有關(guān)的相干光掃描方法是一種在屏幕上進(jìn)行相干光的掃描的相干光掃描方法，其特征在于使反射相干光的多角鏡旋轉(zhuǎn)，以便利用由該多角鏡反射的相干光在屏幕上進(jìn)行掃描，形成上述相干光的至屏幕的光路，以便利用由上述多角鏡的1個(gè)反射面反射的相干光在上述屏幕上進(jìn)行多條掃描。
由此，與使用單個(gè)多角鏡的情況相比，增加在同一時(shí)間內(nèi)可掃描的行數(shù)，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案19的發(fā)明有關(guān)的相干光掃描方法是一種在屏幕上進(jìn)行相干光的掃描的相干光掃描方法，其特征在于使反射相干光的多角鏡旋轉(zhuǎn)，以便利用由該多角鏡反射的相干光在屏幕上進(jìn)行掃描，利用在從上述多角鏡至屏幕的反射光路上配置的至少1個(gè)鏡子使由上述多角鏡的1個(gè)反射面反射的相干光反射，以便利用該相干光在上述屏幕上進(jìn)行多條掃描。
由此，利用由反射鏡進(jìn)一步反射多角鏡反射了的相干光這樣的簡單的結(jié)構(gòu)，增加在同一時(shí)間內(nèi)可掃描的行數(shù)，相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案20的發(fā)明有關(guān)的相干光掃描方法是一種在屏幕上進(jìn)行相干光的掃描的相干光掃描方法，其特征在于在與上述多角鏡的掃描方向大致正交的方向上偏轉(zhuǎn)單一相干光以生成多條光束，使反射該多條相干光的多角鏡旋轉(zhuǎn)，利用由該多角鏡反射的多條相干光在上述屏幕上進(jìn)行多條掃描。
由此，在利用多角鏡掃描相干光時(shí)，由于事先在倍增了掃描線的狀態(tài)下進(jìn)行掃描，故相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，與本申請的方案21的發(fā)明有關(guān)的相干光掃描方法是一種在屏幕上進(jìn)行相干光的掃描的相干光掃描方法，其特征在于使反射相干光的多角鏡旋轉(zhuǎn)，以便利用由該多角鏡反射的相干光在屏幕上進(jìn)行掃描，利用在從上述多角鏡至屏幕的反射光路上配置的、具有自由曲面形狀的自由曲面鏡反射由上述多角鏡的1個(gè)反射面反射的上述相干光，以便利用該相干光在上述屏幕上進(jìn)行多條掃描。
由此，由于利用自由曲面鏡反射多角鏡的反射光時(shí)掃描線倍增，故相應(yīng)地可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
按照本發(fā)明，在減少了多角鏡的轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下可實(shí)現(xiàn)高精細(xì)的圖像顯示，可減少多角鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和在該旋轉(zhuǎn)中需要的功耗。此外，即使是將多角鏡的轉(zhuǎn)速固定為規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況，也沒有必要為了增加掃描線的數(shù)目而增加多角鏡的面數(shù)，可防止多角鏡的大型化。


圖1是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的顯示裝置的圖。
圖2(a)是實(shí)施形態(tài)1的動(dòng)作說明圖，是示出用鏡6a反射激光的情況的圖。
圖2(b)是實(shí)施形態(tài)1的動(dòng)作說明圖，是示出不用鏡6a和6b的任一方反射激光的情況的圖。
圖2(c)是實(shí)施形態(tài)1的動(dòng)作說明圖，是示出用鏡6b反射激光的情況的圖。
圖3(a)是說明實(shí)施形態(tài)1的屏幕上的掃描線的圖。
圖3(b)是說明實(shí)施形態(tài)1的使用了高速偏轉(zhuǎn)器的垂直掃描的校正的圖。
圖3(c)是說明實(shí)施形態(tài)1的使用了高速偏轉(zhuǎn)器的水平掃描的校正的圖。
圖4(a)是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的顯示裝置的圖。
圖4(b)是示出實(shí)施形態(tài)2的使用高速偏轉(zhuǎn)器以增加掃描線數(shù)的動(dòng)作的圖。
圖4(c)是示出實(shí)施形態(tài)2的對通過使用高速偏轉(zhuǎn)器所增加的行進(jìn)行校正的動(dòng)作的圖。
圖5(a)是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的顯示裝置的圖。
圖5(b)是用于說明決定實(shí)施形態(tài)3中的自由曲面鏡的形狀的原理的圖。
圖6是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的顯示裝置的圖。
圖7(a)是現(xiàn)有的顯示裝置的結(jié)構(gòu)概略圖。
圖7(b)是示出可與現(xiàn)有的顯示裝置連接的設(shè)備的例子的圖。
符號的說明
1、2、3 光源4 激光5 多角鏡6a、6b 鏡7 電流計(jì)鏡8 投射透鏡9 屏幕10a、10b 二色鏡11a、11b、11c、11d、16 高速偏轉(zhuǎn)器12、12a 自由曲面鏡13、14、15 光調(diào)制器20、20a、20b 控制器21 激光驅(qū)動(dòng)器22、22a、22b、22c 偏轉(zhuǎn)器驅(qū)動(dòng)器23 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器24 電機(jī)25、25a、27 傾斜器驅(qū)動(dòng)器26、26a、28 鏡驅(qū)動(dòng)器30、31、32、33 激光顯示裝置30a、31a、32a、33a 相干光掃描系統(tǒng)30b、30c、30d、30e 光路形成部VP 假想像面FCS1、FCS2、FCS3、FCS1a、FCS2a、FCS3a 反射面具體實(shí)施方式
(實(shí)施形態(tài)1)本實(shí)施形態(tài)1通過使因多角鏡產(chǎn)生的反射光再入射到2片鏡子上，在用多角鏡的一面反射激光的期間內(nèi)在屏幕上可掃描多個(gè)行。
圖1是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖1中示出的激光顯示裝置30具有與紅色、綠色、藍(lán)色的3色的各原色信號RGB對應(yīng)的激光光源1～3；根據(jù)圖像信號對從激光光源1～3輸出的激光L1～L3進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光調(diào)制器13～15；合成用光調(diào)制器14調(diào)制的激光L2和用光調(diào)制器15調(diào)制的激光L3的二色鏡10a；合成用光調(diào)制器13調(diào)制的激光L1和來自二色鏡10a的激光的二色鏡10b；以及在垂直方向和水平方向上偏轉(zhuǎn)來自二色鏡10b的激光L4的高速偏轉(zhuǎn)器11a、11b。
此外，上述激光顯示裝置30具有由多角鏡5、入射鏡6a、6b、電流計(jì)鏡7和投射透鏡8構(gòu)成的相干光掃描系統(tǒng)30a；以及顯示由投射透鏡8投射的激光L4的屏幕9。在上述相干光掃描系統(tǒng)30a中，在x方向上掃描用二色鏡10b合成的激光L4。入射鏡6a、6b入射用多角鏡5反射的激光L4并引導(dǎo)到電流計(jì)鏡7上。該入射鏡6a、6b在相干光掃描系統(tǒng)30a形成了光路形成部30b。再有，后面敘述光路形成部30b的細(xì)節(jié)。電流計(jì)鏡7在y方向上掃描激光L4。投射透鏡8對用電流計(jì)鏡7反射的激光L4進(jìn)行聚光，投射到屏幕9上。
再者，激光顯示裝置30具有控制器20、激光驅(qū)動(dòng)器21、偏轉(zhuǎn)器驅(qū)動(dòng)器22、傾斜器驅(qū)動(dòng)器25、鏡傾斜器26、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器23和電機(jī)24。電機(jī)24使多角鏡5旋轉(zhuǎn)。第1鏡傾斜器26使電流計(jì)鏡7旋轉(zhuǎn)。此外，激光驅(qū)動(dòng)器21、偏轉(zhuǎn)器驅(qū)動(dòng)器22、傾斜器驅(qū)動(dòng)器25和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器23分別驅(qū)動(dòng)激光光源1～3、高速偏轉(zhuǎn)器11a、11b、傾斜器26和電機(jī)24，控制器20經(jīng)上述各驅(qū)動(dòng)器控制激光顯示裝置30的動(dòng)作。
其次，說明其動(dòng)作。
在圖1中，激光驅(qū)動(dòng)器21接受外部輸入的RGB信號，對激光光源1、2、3施加驅(qū)動(dòng)電流，激光光源1、2、3輸出紅色、綠色、藍(lán)色的3色的激光L1、L2、L3。在用光調(diào)制器13、14、15對激光L1、L2、L3進(jìn)行了強(qiáng)度調(diào)制后，使用二色鏡10a、10b進(jìn)行合成，成為激光L4。在用高速偏轉(zhuǎn)器11a、11b進(jìn)行了垂直方向和水平方向的偏轉(zhuǎn)后，對多角鏡5照射激光L4。
用多角鏡5的一面反射的激光L4首先經(jīng)鏡6a入射到電流計(jì)鏡7上。然后，如果多角鏡5旋轉(zhuǎn)，則激光L4不經(jīng)入射鏡6a、6b直接入射到電流計(jì)鏡7上。再者，如果多角鏡5旋轉(zhuǎn)，則激光L4經(jīng)鏡6b入射到電流計(jì)鏡7上。
控制器20經(jīng)傾斜器驅(qū)動(dòng)器25控制鏡傾斜器26的傾斜角度，由此，在入射用多角鏡5的一面反射激光L4的期間內(nèi)，一邊使該傾斜角度變化，一邊將激光L4引導(dǎo)到投射透鏡8上。入射到投射透鏡8的激光L4投射到屏幕9上，由此，在用多角鏡5的一面反射激光L4的期間內(nèi)，在屏幕9上進(jìn)行3條掃描。
其次，使用圖2和圖3說明由光路形成部30a得到的掃描線的倍增的原理。
圖2(a)至圖2(c)是表示用多角鏡5和入射鏡6a、6b反射的激光L4的圖。此外，示意性地表示激光L4的反射角處于圖2(a)至圖2(c)示出的θ1至θ3的情況的上述行存儲(chǔ)器中的RGB信號的輸入輸出關(guān)系。圖3(a)、(b)是表示通過用多角鏡5的一面反射得到的屏幕9上的掃描線的圖。
在圖2(a)中，用多角鏡5反射的激光L4，根據(jù)多角鏡5的旋轉(zhuǎn)，首先從多角鏡5一側(cè)的端部朝向電流計(jì)鏡7一側(cè)的端部掃描鏡6a上。在激光L4掃描鏡6a上的期間內(nèi)，即在由多角鏡5反射的激光L4的反射角度處于用圖2(a)中的虛線包圍的角度θ1的范圍時(shí)，掃描電流計(jì)鏡7上的激光L4的掃描方向與多角鏡5的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较?，在屏?上進(jìn)行圖3(a)的l1中示出的從左朝向右下方方向的掃描。
如果多角鏡5從圖2(a)的狀態(tài)起旋轉(zhuǎn)，由多角鏡5反射的激光L4的射出角度成為圖2(b)那樣的角度θ2，則激光L4掃描鏡6a和6b在電流計(jì)鏡7一側(cè)的端部之間，直接引導(dǎo)到電流計(jì)鏡7，經(jīng)投射透鏡8投影到屏幕9上。掃描該期間的電流計(jì)鏡7上的激光L4的掃描方向與多角鏡5的旋轉(zhuǎn)方向相同，在屏幕9上進(jìn)行圖3(a)的l2中示出的從右朝向左下方方向的掃描。
然后，如果多角鏡5進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，則激光L4從電流計(jì)鏡7一側(cè)的端部朝向多角鏡5一側(cè)的端部掃描鏡6b上。在激光L4掃描鏡6b上的期間內(nèi)，即在由多角鏡5反射的激光L4的反射角度處于用圖2(c)中的虛線包圍的角度θ3的范圍時(shí)，掃描電流計(jì)鏡7上的激光L4的掃描方向與多角鏡5的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较颍谄聊?上進(jìn)行圖3(a)的l3中示出的從左朝向右下方方向的掃描。
為了能進(jìn)行以上那樣的掃描，用鏡6a和6b反射的激光L4和通過入射鏡6a、6b間的激光L4必須在屏幕9上掃描彼此相等的范圍。為此，在圖2(a)至圖2(c)示出的激光L4的射出角度θ1、θ2、θ3之間θ1＝θ2＝θ3的關(guān)系必須成立。因而，以滿足上述關(guān)系那樣的規(guī)定角度配置入射鏡6a、6b。
此外，如圖3(a)中所示，由于利用以上的掃描得到的屏幕9上的3條掃描線l1～l3是對用單個(gè)多角鏡5進(jìn)行掃描的情況的1行部分的掃描線長度進(jìn)行了3分割，故必須進(jìn)行校正，使得屏幕9上的各掃描線長度成為屏幕9上的1個(gè)掃描線長度。因此，在本實(shí)施形態(tài)1中，求出各掃描線l1～l3成為屏幕9上的本來的1行長度那樣的從多角鏡5到屏幕9的光路長度，配置相干光掃描系統(tǒng)30a中包含的各構(gòu)成要素以便滿足上述光路長度，再者，假定在入射鏡6a、6b的后級配置fθ透鏡等的fθ校正光學(xué)系統(tǒng)(未圖示)。由此，屏幕9上的3條掃描線具有圖3(b)的l1’～l3’中示出那樣的各自的掃描范圍相等且與用單個(gè)多角鏡掃描1行的情況同樣的掃描范圍。
這樣得到的屏幕9上的掃描線l1’～l3’，如圖3(b)中所示，從水平方向起有若干傾斜。因此，在本實(shí)施形態(tài)1中，使用高速偏轉(zhuǎn)器11a進(jìn)行激光L4的垂直方向的校正，能進(jìn)行用圖3(b)中的虛線示出那樣的水平掃描。此外，激光L4的水平方向的位置校正也是必要的。即，在不進(jìn)行激光L4的水平方向的位置校正的情況下，如圖3(c)中所示，由于在屏幕9上發(fā)生水平方向的濃度斑，故使用高速偏轉(zhuǎn)器11b進(jìn)行激光L4的水平方向的位置校正，使水平方向的濃度變得均勻。在本實(shí)施形態(tài)1中，使用EO(電光)偏轉(zhuǎn)器件作為高速偏轉(zhuǎn)器11a、11b，控制器20經(jīng)偏轉(zhuǎn)器驅(qū)動(dòng)器22控制這些高速偏轉(zhuǎn)器11a、11b的偏轉(zhuǎn)角，但即使使用校正用的透鏡來代替高速偏轉(zhuǎn)器11a、11b，也可實(shí)現(xiàn)。
此外，在屏幕9上的掃描，如從圖3(a)或圖3(b)可明白，成為在左右往復(fù)屏幕上的掃描，不成為從左至右依次掃描屏幕上的所謂的逐行掃描。
因此，為了能進(jìn)行逐行掃描，設(shè)置由CCD等的模擬存儲(chǔ)器構(gòu)成的行存儲(chǔ)器(未圖示)，這樣來進(jìn)行控制，暫時(shí)將RGB信號輸入該行存儲(chǔ)器中，利用控制器20轉(zhuǎn)換來自行存儲(chǔ)器的RGB信號的讀出順序。具體地說，在對激光光源1、2、3輸入RGB信號之前，將其輸入到行存儲(chǔ)器中，在圖2(a)和圖2(c)的狀況、即，掃描電流計(jì)鏡7上的激光L4的掃描方向與多角鏡5的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较虻臓顩r下，如圖2(a)和圖2(c)的各圖中所示，按在行存儲(chǔ)器中寫入RGB信號的順序讀出數(shù)據(jù)。此外，在圖2(b)的狀況、即，掃描電流計(jì)鏡7上的激光L4的掃描方向與多角鏡5的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橥环较虻臓顩r下，如圖2(b)中所示，按與在行存儲(chǔ)器中寫入RGB信號的順序相反的順序讀出數(shù)據(jù)。利用這樣的控制，在本實(shí)施形態(tài)1的激光顯示裝置30中可實(shí)現(xiàn)逐行掃描。關(guān)于上述行存儲(chǔ)器，也可在數(shù)字存儲(chǔ)器的前級和后級設(shè)置AD變換器和DA變換器。
而且，為了能與用單個(gè)多角鏡5進(jìn)行掃描的情況進(jìn)行同樣的影像顯示，控制器20這樣來進(jìn)行控制，使得在掃描圖3(a)的各掃描線l1～l3的期間內(nèi)對激光光源1、2、3輸出本來的1行部分的影像數(shù)據(jù)。即，在掃描各掃描線l1～l3的期間內(nèi)，控制器20這樣來進(jìn)行控制，使得對激光光源1、2、3壓縮并輸出屏幕9上的1行部分的信息，由此，可進(jìn)行與用單個(gè)多角鏡5進(jìn)行掃描的情況同樣的影像顯示。
這樣，按照本實(shí)施形態(tài)1，由于在多角鏡5的反射光路上配置一對入射鏡6a、6b，對其配置角度和從多角鏡5到屏幕9的距離進(jìn)行最佳化，故在用多角鏡5的反射面1個(gè)面反射激光L4的期間內(nèi)，可在屏幕9上進(jìn)行3條掃描，由此，可抑制多角鏡5的轉(zhuǎn)速，可謀求減少多角鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和功耗。在將多角鏡5的轉(zhuǎn)速固定為規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況下，沒有必要為了更多地掃描屏幕9上而增加多角鏡5的面數(shù)，可防止多角鏡5的大型化。
再有，在本實(shí)施形態(tài)1中，說明了使用一對入射鏡6a、6b的情況，但鏡可以是1片，在該情況下，可將多角鏡5的轉(zhuǎn)速抑制為1/2。此外，如果通過使用更長的鏡或使用更多的鏡與本實(shí)施形態(tài)1相比使激光L4進(jìn)行多重反射，則可進(jìn)一步減少多角鏡5的轉(zhuǎn)速。
此外，為了將各掃描線l1～l3定為屏幕9上的本來的1行長度，如上所述，不調(diào)整從多角鏡5到屏幕9的光路長度，而是配置成能以與屏幕9的垂直方向平行的軸為中心旋轉(zhuǎn)鏡6a、6b，同時(shí)設(shè)置驅(qū)動(dòng)入射鏡6a、6b的鏡傾斜器和傾斜器驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)控制器20的控制使入射鏡6a、6b的傾斜角適當(dāng)?shù)刈兓?br> 此外，在屏幕9的上端以及下端和中央附近，圖像的濃度分布、即掃描線的間隔不是相同的，必須對其進(jìn)行校正，但例如可使用fθ透鏡進(jìn)行這樣的校正，此外，也可利用校正電路驅(qū)動(dòng)EO調(diào)制器來調(diào)整行間隔。
此外，即使將上述實(shí)施形態(tài)1的激光顯示裝置30應(yīng)用于對屏幕9照射激光L4并監(jiān)視反射光的類型(前面投射型)的激光顯示裝置或激光L4透過屏幕的類型(背面投射)的激光顯示裝置的哪一種，都可得到與本實(shí)施形態(tài)1同樣的效果。此外，在本實(shí)施形態(tài)1中，假定入射鏡6a、6b的形狀是平面的，但入射鏡6a、6b的形狀可根據(jù)該激光顯示裝置的類型進(jìn)行最佳化，可以是平面以外的形狀。
此外，在上述實(shí)施形態(tài)1中，示出了將相干光掃描系統(tǒng)30a應(yīng)用于激光顯示裝置的情況，但也可適用于激光束打印，應(yīng)用于其印刷的高速化或高品位化等。此外，也可適用于利用激光束打印進(jìn)行印刷的復(fù)印機(jī)或傳真機(jī)。
此外，在上述實(shí)施形態(tài)1中，假定輸入RGB信號，但也可通過設(shè)置D4輸入端子、DVI-D輸入端子、IEEE1394端子、組合端子、S端子、視頻端子等與RGB信號以外的信號格式相對應(yīng)。
(實(shí)施形態(tài)2)
本實(shí)施形態(tài)2通過使用高速偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)朝向多角鏡的入射光并在多角鏡的1個(gè)面上預(yù)先入射多條相干光，在屏幕上同時(shí)可掃描多個(gè)行。
圖4(a)是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的激光顯示裝置31的概略結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)施形態(tài)2的激光顯示裝置31與上述的實(shí)施形態(tài)1的激光顯示裝置30相比，光路形成部30c的結(jié)構(gòu)不同，其它的結(jié)構(gòu)是相同的。因此，在圖4(a)中，對于與實(shí)施形態(tài)1的激光顯示裝置30同樣的構(gòu)成要素，使用相同的符號，省略其詳細(xì)的說明。
本實(shí)施形態(tài)2的光路形成部30c由高速偏轉(zhuǎn)器11c和高速偏轉(zhuǎn)器11d構(gòu)成。高速偏轉(zhuǎn)器11c在水平方向、即與多角鏡的掃描方向平行的方向上高速地偏轉(zhuǎn)激光L4。高速偏轉(zhuǎn)器11d在垂直方向、即與多角鏡的掃描方向正交的方向上高速地偏轉(zhuǎn)激光L4。在本實(shí)施形態(tài)2中，使用了EO(電光)偏轉(zhuǎn)器件作為高速偏轉(zhuǎn)器11c、11d。EO偏轉(zhuǎn)器件通過施加電壓對激光L4供給電場而偏轉(zhuǎn)激光L4。由于EO偏轉(zhuǎn)器件非常高速地反應(yīng)，故適合于顯示裝置那樣需要超高速掃描的裝置。
其次，說明其動(dòng)作。
在圖4(a)中，激光驅(qū)動(dòng)器21接受外部輸入的RGB信號，對激光光源1、2、3施加驅(qū)動(dòng)電流，激光光源1、2、3輸出紅色、綠色、藍(lán)色的3色的激光L1、L2、L3。在用光調(diào)制器13、14、15對激光L1、L2、L3進(jìn)行了強(qiáng)度調(diào)制后，使用二色鏡10a、10b進(jìn)行合成，成為激光L4。
利用高速偏轉(zhuǎn)器11c對激光L4進(jìn)行水平方向的偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而，利用高速偏轉(zhuǎn)器11d實(shí)質(zhì)上倍增為3條激光，照射到多角鏡5上。由多角鏡5反射的3條激光L4引導(dǎo)到電流計(jì)鏡7，用電流計(jì)鏡7反射，引導(dǎo)到投射透鏡8上。入射到投射透鏡8上的3條激光L4投射到屏幕9上，在屏幕9上同時(shí)掃描3條掃描線。
其次，說明由光路形成部30c產(chǎn)生的掃描線倍增的原理。
圖4(b)是表示不進(jìn)行由高速偏轉(zhuǎn)器11c產(chǎn)生的激光L4的偏轉(zhuǎn)的情況的屏幕9上的掃描線的圖，此外，圖4(c)是表示進(jìn)行了由高速偏轉(zhuǎn)器11c產(chǎn)生的激光L4的偏轉(zhuǎn)的情況的屏幕9上的掃描線的圖。
利用高速偏轉(zhuǎn)器11d沿垂直方向、即與多角鏡的掃描方向正交的方向高速地偏轉(zhuǎn)激光L4。因此，實(shí)質(zhì)上3條激光入射到多角鏡5的一面上，在屏幕9上，如圖4(b)所示那樣，在垂直方向上進(jìn)行以3階段跳躍那樣的掃描。
在此，在不進(jìn)行激光L4的水平方向的位置校正的情況下，由于屏幕9上的各像素因多角鏡5的旋轉(zhuǎn)而如圖4(b)所示那樣傾斜地排列，故使用高速偏轉(zhuǎn)器11c進(jìn)行水平方向的位置校正，如圖4(c)所示那樣進(jìn)行校正，使得各像素在垂直方向上成為整齊的排列。此外，通過使用高速偏轉(zhuǎn)器11c，即使對于在水平方向上產(chǎn)生的濃度斑，也可使其變得均勻。
控制器20a經(jīng)偏轉(zhuǎn)器驅(qū)動(dòng)器22a控制高速偏轉(zhuǎn)器11c、11d以便能進(jìn)行這些偏轉(zhuǎn)。再有，關(guān)于電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制等其它的控制對象，進(jìn)行與實(shí)施形態(tài)1中的控制器20同樣的控制。此外，與上述實(shí)施形態(tài)1同樣，通過使用fθ透鏡或EO調(diào)制器可調(diào)整在屏幕9的上端和下端與中央附近之間產(chǎn)生的掃描線間隔的不均勻。
這樣，按照本實(shí)施形態(tài)2，由于使用高速偏轉(zhuǎn)器11d在與屏幕的垂直方向?qū)?yīng)的方向上偏轉(zhuǎn)入射到多角鏡5上的激光L4，故實(shí)質(zhì)上多條激光入射到多角鏡5上，在用多角鏡5的一面反射激光的期間內(nèi)，在屏幕9上可同時(shí)進(jìn)行多條掃描。其結(jié)果，可抑制多角鏡5的轉(zhuǎn)速，可謀求減少多角鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和功耗。
此外，按照本實(shí)施形態(tài)2，由于在屏幕9上得到多條掃描線，故沒有必要使用掃描線倍增用鏡或行存儲(chǔ)器等，具有既用少的部件數(shù)目且減少機(jī)械的調(diào)整部位又可謀求減少多角鏡5的轉(zhuǎn)速的效果。
此外，在將多角鏡5的轉(zhuǎn)速固定為規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況下，沒有必要為了更多地掃描屏幕9上而增加多角鏡5的面數(shù)，因此，可防止多角鏡5的大型化。
再有，在本實(shí)施形態(tài)2中，在3個(gè)方向上偏轉(zhuǎn)入射到多角鏡5上的激光L4的方向，但如果可進(jìn)行激光L4的朝向更多方向的偏轉(zhuǎn)，則可更加減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
此外，即使將上述實(shí)施形態(tài)2的激光顯示裝置31應(yīng)用于前面投射型的激光顯示裝置或背面投射型的激光顯示裝置的哪一種，都可得到與本實(shí)施形態(tài)1同樣的效果。
此外，也可將上述實(shí)施形態(tài)2的相干光掃描系統(tǒng)31a適用于激光束打印，應(yīng)用于其印刷的高速化或高品位化等，此外，也可適用于利用激光束打印進(jìn)行印刷的復(fù)印機(jī)或傳真機(jī)。
此外，在上述實(shí)施形態(tài)2中，假定輸入RGB信號，但也可通過設(shè)置D4輸入端子、DVI-D輸入端子、IEEE1394端子、組合端子、S端子、視頻端子等與RGB信號以外的信號格式相對應(yīng)。
再者，通過在本實(shí)施形態(tài)2的相干光掃描系統(tǒng)31a中裝入上述實(shí)施形態(tài)1的光路形成部30b，可進(jìn)一步增加掃描線數(shù)，減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
(實(shí)施形態(tài)3)本實(shí)施形態(tài)3通過使由多角鏡反射的激光入射到自由曲面鏡上，可在屏幕上掃描多個(gè)行。
圖5(a)是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的激光顯示裝置32的概略結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)施形態(tài)3的激光顯示裝置32與上述的實(shí)施形態(tài)1的激光顯示裝置30相比，光路形成部30d的結(jié)構(gòu)不同，其它的結(jié)構(gòu)是相同的。因此，在圖5(a)中，對于與實(shí)施形態(tài)1的激光顯示裝置30同樣的構(gòu)成要素，使用相同的符號，省略其詳細(xì)的說明。
本實(shí)施形態(tài)3的光路形成部30d由自由曲面鏡12構(gòu)成，假定自由曲面鏡12不發(fā)生像差，可在任意的方向上掃描激光。
如圖5(a)中所示，自由曲面鏡12具有第1、第2、第3反射面FCS1、FCS2、FCS3，反射面FCS1和FCS3形成自由曲面形狀，在反射面FCS1與FCS3之間夾住的反射面FCS2形成了平坦的形狀。此外，將反射面FCS1、FCS2、FCS3的形狀設(shè)計(jì)成用各自的反射面反射的激光L4在屏幕9上掃描彼此相等的范圍。再有，與實(shí)施形態(tài)1同樣，將相干光掃描系統(tǒng)32a配置成通過分別用反射面FCS1、FCS2、FCS3反射得到的掃描線的長度成為屏幕9上的1條掃描線的長度。
如下述那樣可決定上述自由曲面鏡12的自由曲面形狀。圖5(b)是掃描光學(xué)系統(tǒng)的概念圖。在圖5(b)中，5表示多角鏡，8表示投射透鏡，9表示屏幕，12表示自由曲面鏡。投射透鏡8將假想像面VP上的圖像1對1地投射到屏幕9上。
通過依次計(jì)算鏡面上的各點(diǎn)處的面的斜率可求出自由曲面鏡12的形狀。例如，根據(jù)從多角鏡5到自由曲面上的點(diǎn)A的光束與朝向假想像面VP上的目標(biāo)點(diǎn)A’的光束構(gòu)成的角，可求出圖5(b)的鏡12上的A點(diǎn)處的水平方向的斜率。
使用該自由曲面鏡12的光學(xué)系統(tǒng)的特征在于可簡單地除去用多角鏡掃描時(shí)的掃描速度的變動(dòng)。即，在將由多角鏡5掃描的光點(diǎn)直接投射到屏幕上時(shí)，具有下述的特征使用多角鏡5的掃描角θ、多角鏡5與屏幕9間的距離L并利用x＝L×tanθ來表示屏幕上的掃描位置x，掃描速度隨掃描角θ而變化。作為校正該現(xiàn)象的方法，例如有將來自多角鏡的光束通過所謂的fθ透鏡投射到屏幕上的方法，但fθ透鏡必須使用非球面透鏡等特殊的設(shè)計(jì)。但是，在使用自由曲面鏡12的光學(xué)系統(tǒng)中，在決定自由曲面鏡12的形狀時(shí)，通過對掃描角θ以線性的方式設(shè)定假想像面VP上的目標(biāo)點(diǎn)的位置，可對由多角鏡5產(chǎn)生的掃描角θ進(jìn)行線性的光點(diǎn)位置掃描，由此，可除去圖3(b)中示出的那樣的水平方向的濃度斑。
其次，說明其動(dòng)作。再有，在以下的說明中，控制器20b與實(shí)施形態(tài)1同樣，經(jīng)傾斜器驅(qū)動(dòng)器25a控制鏡傾斜器26a的傾斜角度，在電流計(jì)鏡7入射用自由曲面鏡12的各反射面反射的反射光的期間內(nèi)，一邊使該傾斜角度變化，一邊將激光L4引導(dǎo)到投射透鏡8上。
在圖5(a)中，激光驅(qū)動(dòng)器21接受外部輸入的RGB信號，對激光光源1、2、3施加驅(qū)動(dòng)電流，激光光源1、2、3輸出紅色、綠色、藍(lán)色的3色的激光L1、L2、L3。在用光調(diào)制器13、14、15對激光L1、L2、L3進(jìn)行了強(qiáng)度調(diào)制后，使用二色鏡10a、10b進(jìn)行合成，成為激光L4。在用高速偏轉(zhuǎn)器16進(jìn)行了水平方向和垂直方向的位置校正后，將激光L4入射到多角鏡5上。
用多角鏡5反射的激光L4首先入射到自由曲面鏡12的第1反射面FCS1上，隨著多角鏡5的旋轉(zhuǎn)，從多角鏡5一側(cè)的端部起依次掃描反射面FCS1。用反射面FCS1反射的激光L4以用圖5(a)的粗線l1示出的光路入射到電流計(jì)鏡7和投射透鏡8上，在屏幕9上從左朝向右方向投射。
如果多角鏡5再旋轉(zhuǎn)，則激光L4入射到第2反射面FCS2上，從多角鏡5一側(cè)的端部起依次掃描反射面FCS2。用反射面FCS2反射的激光L4以用圖5(a)的虛線l2示出的光路入射到電流計(jì)鏡7和投射透鏡8上，在屏幕9上從右朝向左方向投射。
然后，如果多角鏡5再旋轉(zhuǎn)，則激光L4入射到第3反射面FCS3上，從多角鏡5一側(cè)的端部起依次掃描反射面FCS3。用反射面FCS3反射的激光L4以用圖5(a)的細(xì)線l3示出的光路入射到電流計(jì)鏡7和投射透鏡8上，在屏幕9上從左朝向右方向投射。再有，關(guān)于電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制或使用行存儲(chǔ)器(未圖示)的RGB信號的輸出控制等控制器20進(jìn)行的其它的控制，進(jìn)行與實(shí)施形態(tài)1同樣的控制。
這樣，按照本實(shí)施形態(tài)3，由于在多角鏡5的反射光路上配置具有多個(gè)反射面的自由曲面鏡12，將自由曲面鏡12的形狀設(shè)計(jì)成用各反射面反射的激光L4分別在屏幕9上具有相等的掃描范圍，假定將用自由曲面鏡12的各反射面反射的各自的激光L4投射到屏幕9上，故在用多角鏡5的一個(gè)反射面反射激光L4的期間內(nèi)，在屏幕9上可進(jìn)行多條掃描，由此，可抑制多角鏡5的轉(zhuǎn)速，可謀求減少多角鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和功耗。此外，即使是將多角鏡5的轉(zhuǎn)速固定為規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況，也沒有必要為了更多地掃描屏幕9上而增加多角鏡5的面數(shù)，因此，可謀求多角鏡5的小型化。
再有，即使將上述實(shí)施形態(tài)3的激光顯示裝置32應(yīng)用于前面投射型的激光顯示裝置或背面投射型的激光顯示裝置的哪一種，都可得到與本實(shí)施形態(tài)3同樣的效果。
此外，也可將上述實(shí)施形態(tài)3的相干光掃描系統(tǒng)32a適用于激光束打印，應(yīng)用于其印刷的高速化或高品位化等，此外，也可適用于利用激光束打印進(jìn)行印刷的復(fù)印機(jī)或傳真機(jī)。
此外，在上述實(shí)施形態(tài)3中，假定輸入RGB信號，但也可通過設(shè)置D4輸入端子、DVI-D輸入端子、IEEE1394端子、組合端子、S端子、視頻端子等與RGB信號以外的信號格式相對應(yīng)。
再者，通過在本實(shí)施形態(tài)3的相干光掃描系統(tǒng)32a中裝入上述實(shí)施形態(tài)1或?qū)嵤┬螒B(tài)2的光路形成部30b、30c，可進(jìn)一步增加掃描線數(shù)，減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
(實(shí)施形態(tài)4)本實(shí)施形態(tài)4通過使由多角鏡反射的激光入射到自由曲面鏡上，可在屏幕上掃描多個(gè)行，而且，通過在自由曲面鏡中設(shè)置垂直方向的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在不設(shè)置電流計(jì)鏡的情況下可實(shí)現(xiàn)屏幕上的2維掃描。
圖6是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4的激光顯示裝置33的概略結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)施形態(tài)4的激光顯示裝置33利用自由曲面鏡12的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行上述的實(shí)施形態(tài)3的激光顯示裝置32中的利用電流計(jì)鏡7的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行的垂直掃描。
即，本實(shí)施形態(tài)4的激光顯示裝置33具有代替實(shí)施形態(tài)3的激光顯示裝置32相干光掃描系統(tǒng)32a的由多角鏡5、可旋轉(zhuǎn)的自由曲面鏡12a、旋轉(zhuǎn)自由曲面鏡12a的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(未圖示)和投射透鏡8構(gòu)成的相干光掃描系統(tǒng)33a，再者，具備驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鏡傾斜器28和傾斜器驅(qū)動(dòng)器27。
因而，該激光顯示裝置33沒有實(shí)施形態(tài)3中的電流計(jì)鏡7、鏡傾斜器26a和傾斜器驅(qū)動(dòng)器25a。
此外，對自由曲面鏡12a的反射面FCS1a、FCS2a、FCS3a的形狀進(jìn)行最佳化，以便防止在垂直方向上驅(qū)動(dòng)自由曲面鏡12a的情況的激光L4的變形，不對垂直方向的掃描產(chǎn)生影響。關(guān)于這樣的自由曲面鏡12a的反射面的形狀，可根據(jù)與上述的實(shí)施形態(tài)3同樣的工藝來決定。
其次說明其動(dòng)作。
在圖6中，使用二色鏡10a、10b合成從激光光源1、2、3輸出的激光L1、L2、L3，成為激光L4。用多角鏡5反射激光L4，與實(shí)施形態(tài)3同樣，依次入射到第1、第2、第3反射面FCS1、FCS2、FCS3上。
控制器20b經(jīng)傾斜器驅(qū)動(dòng)器27控制鏡傾斜器28，在用各反射面反射激光L4的期間內(nèi)，自由曲面鏡12a一邊使該傾斜角度變化，一邊將激光L4引導(dǎo)到投射透鏡8上。將入射到投射透鏡8上的激光L4投射到屏幕9上，由此，在用多角鏡5的一面反射激光L4的期間內(nèi)，用l1～l3示出的光路將激光L4投射到屏幕9上，在屏幕9上在水平方向上進(jìn)行3條掃描。再有，關(guān)于電機(jī)24的轉(zhuǎn)速控制等其它的控制，進(jìn)行與上述實(shí)施形態(tài)3中的控制器20同樣的控制。
這樣，按照本實(shí)施形態(tài)4，在多角鏡5的反射光路上配置具有多個(gè)反射面的自由曲面鏡12a，將自由曲面鏡12a的各反射面的形狀定為用各反射面反射的激光L4在屏幕9上分別具有相等的掃描范圍的形狀，再者，由于在多角鏡5掃描激光L4的期間內(nèi)使自由曲面鏡12a對于屏幕9在垂直方向上旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)用少的部件數(shù)目抑制了多角鏡5的轉(zhuǎn)速的、多角鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和功耗小的激光顯示裝置。
再有，即使將上述實(shí)施形態(tài)4的激光顯示裝置33應(yīng)用于前面投射型的激光顯示裝置或背面投射型的激光顯示裝置的哪一種，都可得到與本實(shí)施形態(tài)4同樣的效果。此外，在本實(shí)施形態(tài)4中，假定鏡6a、6b的形狀是平面的，但鏡6a、6b的形狀可根據(jù)該激光顯示裝置的類型進(jìn)行最佳化，可以是平面以外的形狀。
此外，也可將上述實(shí)施形態(tài)4的相干光掃描系統(tǒng)33a適用于激光束打印，應(yīng)用于其印刷的高速化或高品位化等，此外，也可適用于利用激光束打印進(jìn)行印刷的復(fù)印機(jī)或傳真機(jī)。
此外，在上述實(shí)施形態(tài)4中，假定輸入RGB信號，但也可通過設(shè)置D4輸入端子、DVI-D輸入端子、IEEE1394端子、組合端子、S端子、視頻端子等與RGB信號以外的信號格式相對應(yīng)。
再者，通過在本實(shí)施形態(tài)4的相干光掃描系統(tǒng)30e中裝入上述實(shí)施形態(tài)1或?qū)嵤┬螒B(tài)2的光路形成部30b、30c，可進(jìn)一步增加掃描線數(shù)，減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性與本發(fā)明有關(guān)的顯示裝置及其掃描方法通過掃描相干光在可實(shí)現(xiàn)顯示影像的顯示用器件的低功耗化、靜音化方面是有用的。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，具有掃描相干光的相干光掃描系統(tǒng)，使用該相干光掃描系統(tǒng)將相干光投射到屏幕上，其特征在于上述相干光掃描系統(tǒng)具有多角鏡，利用其旋轉(zhuǎn)反射相干光，以便進(jìn)行屏幕上的掃描；以及光路形成部，形成上述相干光的至屏幕的光路，以便利用由上述多角鏡的1個(gè)反射面反射的相干光在屏幕上進(jìn)行多條掃描。
2.如權(quán)利要求1中所述的顯示裝置，其特征在于上述光路形成部轉(zhuǎn)換由上述多角鏡的旋轉(zhuǎn)方向決定的上述相干光的掃描方向。
3.如權(quán)利要求2中所述的顯示裝置，其特征在于上述光路形成部設(shè)置在上述多角鏡的反射光路上，由反射來自該多角鏡的相干光的反射鏡構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3中所述的顯示裝置，其特征在于上述反射鏡配置在反射上述多角鏡的旋轉(zhuǎn)角處于一定范圍內(nèi)時(shí)的來自上述多角鏡的相干光的位置上。
5.如權(quán)利要求4中所述的顯示裝置，其特征在于配置多片上述反射鏡。
6.如權(quán)利要求5中所述的顯示裝置，其特征在于上述多個(gè)反射鏡是配置成其反射面相互間彼此對置的2片反射鏡，上述2片反射鏡配置成由該2片反射鏡分別反射的上述相干光和通過上述2片反射鏡之間的上述相干光在上述屏幕上掃描同一范圍。
7.如權(quán)利要求6中所述的顯示裝置，其特征在于上述反射鏡對上述相干光進(jìn)行多重反射。
8.如權(quán)利要求6中所述的顯示裝置，其特征在于上述2片反射鏡配置成能以與上述相干光的掃描方向正交的軸為中心旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求1中所述的顯示裝置，其特征在于上述光路形成部具有偏轉(zhuǎn)入射到上述多角鏡的1個(gè)反射面上的單一光束的相干光以生成多條光束并朝向上述多角鏡射出的高速偏轉(zhuǎn)器。
10.如權(quán)利要求9中所述的顯示裝置，其特征在于上述高速偏轉(zhuǎn)器由EO(電光)偏轉(zhuǎn)器件構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求9中所述的顯示裝置，其特征在于上述高速偏轉(zhuǎn)器沿對于上述多角鏡的掃描方向大致正交的方向偏轉(zhuǎn)上述相干光。
12.如權(quán)利要求1中所述的顯示裝置，其特征在于上述光路形成部具有在上述多角鏡的反射光路上設(shè)置的、具備至少1個(gè)形成自由曲面形狀的反射面的自由曲面鏡。
13.如權(quán)利要求12中所述的顯示裝置，其特征在于上述自由曲面鏡具有大于等于2面的反射面。
14.如權(quán)利要求13中所述的顯示裝置，其特征在于上述反射面具有自由曲面形狀的第1、第3反射面和被該第1、第3反射面夾住的平坦形狀的第2反射面。
15.如權(quán)利要求14中所述的顯示裝置，其特征在于關(guān)于上述第1至第3反射面，入射到該第1至第3反射面上的上述相干光分別成為在上述屏幕上掃描同一范圍的形狀。
16.一種顯示裝置，具有掃描相干光的相干光掃描系統(tǒng)，使用上述相干光掃描系統(tǒng)將相干光投射到屏幕上，其特征在于上述相干光掃描系統(tǒng)具有多角鏡，在其旋轉(zhuǎn)方向上掃描相干光；以及光路形成部，使上述相干光的掃描條數(shù)倍增，上述光路形成部具有高速偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)單一光束的相干光以生成多條光束并朝向上述多角鏡射出；以及反射鏡，設(shè)置在上述多角鏡的反射光路上，反射來自該多角鏡的多條相干光。
17.一種顯示裝置，具有掃描相干光的相干光掃描系統(tǒng)，使用上述相干光掃描系統(tǒng)將相干光投射到屏幕上，其特征在于上述相干光掃描系統(tǒng)具有多角鏡，在其旋轉(zhuǎn)方向上掃描相干光；以及光路形成部，使上述相干光的掃描條數(shù)倍增，上述光路形成部具有高速偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)單一光束的相干光以生成多條光束并朝向上述多角鏡射出；以及自由曲面鏡，設(shè)置在在上述多角鏡的反射光路上，具備至少1個(gè)形成自由曲面形狀的反射面。
18.一種在屏幕上進(jìn)行相干光的掃描的相干光掃描方法，其特征在于使反射相干光的多角鏡旋轉(zhuǎn)，以便利用由該多角鏡反射的相干光在屏幕上進(jìn)行掃描，形成上述相干光的至屏幕的光路，以便利用由上述多角鏡的1個(gè)反射面反射的相干光在上述屏幕上進(jìn)行多條掃描。
19.一種在屏幕上進(jìn)行相干光的掃描的相干光掃描方法，其特征在于使反射相干光的多角鏡旋轉(zhuǎn)，以便利用由該多角鏡反射的相干光在屏幕上進(jìn)行掃描，利用在從上述多角鏡至屏幕的反射光路上配置的至少1個(gè)鏡子使由上述多角鏡的1個(gè)反射面反射的相干光反射，以便利用該相干光在上述屏幕上進(jìn)行多條掃描。
20.一種在屏幕上進(jìn)行相干光的掃描的相干光掃描方法，其特征在于在與上述多角鏡的掃描方向大致正交的方向上偏轉(zhuǎn)單一相干光以生成多條光束，使反射該多條相干光的多角鏡旋轉(zhuǎn)，利用由該多角鏡反射的多條相干光在上述屏幕上進(jìn)行多條掃描。
21.一種在屏幕上進(jìn)行相干光的掃描的相干光掃描方法，其特征在于使反射相干光的多角鏡旋轉(zhuǎn)，以便利用由該多角鏡反射的相干光在屏幕上進(jìn)行掃描，利用在從上述多角鏡至屏幕的反射光路上配置的、具有自由曲面形狀的自由曲面鏡反射由上述多角鏡的1個(gè)反射面反射的上述相干光，以便利用該相干光在上述屏幕上進(jìn)行多條掃描。
全文摘要
在屏幕上使相干光掃描以放映影像的顯示裝置中，在放映HDTV等的高解像度的影像時(shí)必須以超高速使多角鏡旋轉(zhuǎn)，不僅必須使用高性能的多角鏡，而且多角鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和功耗成為問題。通過在相干光的掃描光學(xué)系統(tǒng)中插入多重反射用的鏡(6a)、(6b)，在多角鏡(5)的1個(gè)面掃描1行部分的相干光的期間內(nèi)可得到多條掃描線，可減少多角鏡的轉(zhuǎn)速。
文檔編號H04N3/08GK1882866SQ200480034459
公開日2006年12月20日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者橫山敏史, 笠澄研一, 森川顯洋, 水內(nèi)公典, 山本和久 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社