JPH02168219A - Image display device - Google Patents
Image display deviceInfo
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- JPH02168219A JPH02168219A JP32455788A JP32455788A JPH02168219A JP H02168219 A JPH02168219 A JP H02168219A JP 32455788 A JP32455788 A JP 32455788A JP 32455788 A JP32455788 A JP 32455788A JP H02168219 A JPH02168219 A JP H02168219A
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- Japan
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- mirror
- polygon mirror
- rotating polygon
- fixed plane
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- Lasers (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばレーザビームのラスタ走査により描画
するレーザディスクプレイ装置に適用して好適な画像表
示装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an image display device suitable for application to, for example, a laser disk play device that performs drawing by raster scanning of a laser beam.
本発明は、レーザビーム等の集束光ビームを回転多面鏡
により偏向させてラスタ走査等により描画する画像表示
装置において、回転多面鏡の鏡面部に対向した固定平面
鏡を所定の条件で配置し、この固定平面鏡に遮蔽されな
いように集束光ビームを回転多面鏡に入射させ、この集
束光ビームを回転多面鏡と固定平面鏡との間で繰返し反
射させて回転多面鏡による偏向角度を拡大させるように
し、回転多面鏡の回転速度の低速化等が計れるようにし
たものである。The present invention provides an image display device that deflects a focused light beam such as a laser beam using a rotating polygon mirror to draw images by raster scanning or the like, in which a fixed plane mirror facing the mirror surface of the rotating polygon mirror is arranged under predetermined conditions. The focused light beam is made incident on the rotating polygon mirror so as not to be blocked by the fixed plane mirror, and this focused light beam is repeatedly reflected between the rotating polygon mirror and the fixed plane mirror to enlarge the deflection angle by the rotating polygon mirror. This makes it possible to slow down the rotation speed of the polygon mirror.
(従来の技術〕
従来、レーザビームを使用した投射型のビデオデイスプ
レィ装置として、実開昭56−152456号公報或い
はテレビジョン誌29巻第2号(1975年)に示され
るように、第6図に示した如きものが提案されている。(Prior Art) Conventionally, as a projection type video display device using a laser beam, as shown in Japanese Utility Model Application Publication No. 56-152456 or Television Magazine Vol. 29 No. 2 (1975), Something like the one shown in the figure has been proposed.
この第6図において、(1a)及び(1b)は半導体レ
ーザ、ガスレーザ等のレーザ光源を示し、レーザ光源(
1a)よりの赤色レーザ光を光変調器(2a)に供給す
る。また、レーザ光′tA(1b)よりの緑色レーザビ
ーム及び青色レーザビームを、ダイクロイックミラー(
3a)に入射させて、夫々の色のレーザビームに分けた
後、緑色レーザビームを光変調器(2b)に供給し、青
色レーザビームを反射プリズム(4a)を介して光変調
器(2c)に供給する。そして、夫々の光変調器(2a
) 、 (2b)及び(2c)に表示画像の映像信号と
しての原色信号に応じた変調用信号を供給し、各光変調
器(2a) 、 (2b)及び(2C)では変調用信号
に基づいて各色のレーザビームを強度変調する。そして
、各光変調器(2a) 、 (2b)及び(2c)が出
力するレーザビームを、夫々偏向器(5a) 。In this FIG. 6, (1a) and (1b) indicate laser light sources such as semiconductor lasers and gas lasers, and the laser light sources (
The red laser light from 1a) is supplied to the optical modulator (2a). In addition, the green laser beam and blue laser beam from the laser beam 'tA (1b) are transferred to a dichroic mirror (
3a) to separate the laser beams into respective color laser beams, the green laser beam is supplied to the optical modulator (2b), and the blue laser beam is supplied to the optical modulator (2c) via the reflective prism (4a). supply to. Then, each optical modulator (2a
), (2b) and (2c) are supplied with a modulation signal according to the primary color signal as the video signal of the displayed image, and each optical modulator (2a), (2b) and (2C) is supplied with a modulation signal based on the modulation signal. to modulate the intensity of each color laser beam. The laser beams output from the optical modulators (2a), (2b) and (2c) are deflected by a deflector (5a), respectively.
(5b)及び(5c)に供給する。そして、偏向器(5
C)が出力する青色レーザビームを反射プリズム(4b
)を介してダイクロイックミラー(3b)に供給し、偏
向器(5b)が出力する緑色レーザビームをこのダイク
ロイックミラー(3b)の他の面に供給し、青色レーザ
ビームと緑色レーザビームとを合成する。また、この合
成レーザビームをダイクロイックミラー(3c)に供給
し、偏向器(5a)が出力する赤色レーザビームをこの
ダイクロイックミラー(3C)の他の面に供給し、3原
色の合成レーザビームを得る。そして、この合成レーザ
ビームを、回転多面鏡(10)の反射部(11)に供給
する。(5b) and (5c). And deflector (5
Reflecting prism (4b) reflects the blue laser beam outputted by C).
) to the dichroic mirror (3b), and the green laser beam output from the deflector (5b) is supplied to the other surface of this dichroic mirror (3b) to combine the blue laser beam and the green laser beam. . Further, this combined laser beam is supplied to a dichroic mirror (3c), and the red laser beam outputted by the deflector (5a) is supplied to the other surface of this dichroic mirror (3C) to obtain a combined laser beam of the three primary colors. . This combined laser beam is then supplied to the reflecting section (11) of the rotating polygon mirror (10).
この回転多面鏡(10)は、反射部(11)が平面鏡を
等間隔で環状に配置して構成され、駆動手段によりこの
環状の反射部(11)を高速回転させる如くしである。The rotating polygon mirror (10) has a reflecting section (11) formed by disposing plane mirrors in an annular shape at equal intervals, and the annular reflecting section (11) is rotated at high speed by a driving means.
この場合、反射面(11)は例えば25面の平面鏡より
なり、各平面鏡に入射したレーザビームを偏向させる。In this case, the reflecting surface (11) is composed of, for example, 25 plane mirrors, and deflects the laser beam incident on each plane mirror.
第7図はこの偏向状態を示した図で、例えば第7図Aに
示す如く、反射部(11)の回転により平面鏡(111
)の端部にレーザビーム1inが入射するようになると
、反射レーザビーム1outは同図の下方に向かう。そ
して、反射部(11)の回転により平面1!(111)
とレーザビームfinとの入射角度が徐々に変化し、
反射レーザビームの出射方向が変化し、第7図Bに示す
如く、反射部(11)が角度θ1だけ回転し、平面鏡(
41I)の他方の端部にレーザビームfinが入射する
ようになると、反1ル−ザビームBout’は同図の上
方に向かうようになる。このとき、レーザビーム1ou
tとレーザビームfout’とのなす角度θ2がこの平
面鏡(Ill)による偏向角度となる。そして、反射面
(11)の他の平面鏡でも同様の角度での偏向が行われ
る。このため、反射部(11)が25面の平面鏡より構
成される場合、反射部(11)の1回転で25回のレー
デビームの偏向が行われる。FIG. 7 is a diagram showing this deflection state. For example, as shown in FIG. 7A, the plane mirror (111
), the reflected laser beam 1out is directed downward in the figure. Then, due to the rotation of the reflecting section (11), the plane 1! (111)
The incident angle between the laser beam fin and the laser beam fin gradually changes,
The emission direction of the reflected laser beam changes, and as shown in FIG. 7B, the reflection part (11) rotates by an angle θ1, and the plane mirror (
When the laser beam fin is incident on the other end of the laser beam 41I), the anti-1 laser beam Bout' is directed upward in the figure. At this time, the laser beam 1ou
The angle θ2 between t and the laser beam fout' is the deflection angle by this plane mirror (Ill). Deflection at a similar angle is also performed on other plane mirrors of the reflecting surface (11). Therefore, when the reflecting section (11) is composed of a plane mirror with 25 surfaces, the Rade beam is deflected 25 times in one rotation of the reflecting section (11).
そして、この回転多面鏡(10)からの反射レーザビー
ムを、投射レンズ(6)を介してガルバノミラ−(7)
に供給する。このガルバノミラ−(7)は、駆動源(7
a)により回動制御されるもので、所定間隔でガルバノ
ミラ−(7)を回動させ、回転多面鏡(10)から供給
されるレーザビームを所定間隔で所定角度偏向させる。Then, the reflected laser beam from this rotating polygon mirror (10) is transmitted to a galvano mirror (7) via a projection lens (6).
supply to. This galvano mirror (7) is driven by a drive source (7).
The rotation is controlled by (a), and the galvanometer mirror (7) is rotated at predetermined intervals to deflect the laser beam supplied from the rotating polygon mirror (10) by a predetermined angle at predetermined intervals.
この場合、回転多面鏡(10)による偏向方向とガルバ
ノミラ−(7)による偏向方向とは、直交する方向に設
定してあり、回転多面鏡(10)による偏向でテレビジ
ョン受像機の水平偏向に相当する偏向が行われ、ガルバ
ノミラ−(7)による偏向でテレビジョン受像機の垂直
偏向に相当する偏向が行われる。In this case, the direction of deflection by the rotating polygon mirror (10) and the direction of deflection by the galvano mirror (7) are set to be orthogonal, and the deflection by the rotating polygon mirror (10) causes the horizontal deflection of the television receiver. A corresponding deflection takes place, and with the deflection by the galvanometer mirror (7) a deflection corresponding to the vertical deflection of the television receiver takes place.
そして、ガルバノミラ−(7)により反射したレーザビ
ームを、反射鏡(8)を介して反射させてスクリーン(
9)の裏面に照射させる。そして、このスクリーン(9
)の表面側からレーザビームにより描画される画像を見
る。The laser beam reflected by the galvanomirror (7) is then reflected via the reflector (8) to the screen (
9) Irradiate the back side. And this screen (9
) The image drawn by the laser beam is viewed from the surface side.
ここで、各光変調器(2a) 、 (2b)及び(2c
)に供給する変調用信号を作成する映像信号の水平走査
周期及び垂直走査周期を、回転多面鏡(lO)による偏
向周期及びガルバノミラ−(7)による偏向周期に同期
させることで、映像信号に基づいた画像がラスタ走査で
レーザビームにより描画され、映像信号の1フイ一ルド
期間で1フイールドの画像が描画されて、投射型のビデ
オデイスプレィ装置として作動する。Here, each optical modulator (2a), (2b) and (2c
) by synchronizing the horizontal scanning period and vertical scanning period of the video signal that creates the modulating signal supplied to the The image is drawn by a laser beam in raster scanning, and one field of image is drawn in one field period of the video signal, thereby operating as a projection type video display device.
ところで、このような構成のデイスプレィ装置を実際に
作動させることを考えた場合、例えば水平走査線112
5本の映像信号を表示させるときには、25面体の回転
多面鏡を毎分81000回転させる必要があり、駆動用
モータ及び軸受として超高速回転用の特殊なものを使用
する必要があった。また、このような高速回転を行わせ
ると、回転多面鏡の各平面鏡が音速を越える高速で移動
するようになり、装置の安全性の面から好ましくなかっ
た。By the way, when considering actually operating a display device having such a configuration, for example, if the horizontal scanning line 112
In order to display five video signals, it was necessary to rotate the 25-sided rotating polygon mirror at 81,000 revolutions per minute, and it was necessary to use special drive motors and bearings designed for ultra-high-speed rotation. Moreover, when such high-speed rotation is performed, each plane mirror of the rotating polygon mirror moves at a high speed exceeding the speed of sound, which is not desirable from the viewpoint of the safety of the apparatus.
この課題を解決するためには、回転多面鏡の反射部の平
面鏡の面数を増やして回転速度を下げることが考えられ
るが、回転多面鏡の回転部の直径を大きくすると、反射
部に加わる遠心力が強くなり鏡面の弾性歪が生じラスタ
ー走査が乱れると共にトルクの強いモータが必要で実用
的でなく、直径を変えずに面数を増やすと一面の平面鏡
の面積が減少し、レーザビームのビーム径との関係から
偏向角度が非常に小さくなり、この点からも実用的では
ない。In order to solve this problem, it is conceivable to increase the number of plane mirrors in the reflecting part of the rotating polygon mirror to reduce the rotation speed, but if the diameter of the rotating part of the rotating polygon mirror is increased, the centrifugal force applied to the reflecting part The force becomes stronger, causing elastic distortion of the mirror surface, disrupting raster scanning, and requiring a motor with strong torque, which is impractical.Increasing the number of plane mirrors without changing the diameter will reduce the area of one plane mirror, causing the laser beam to become distorted. The deflection angle becomes very small due to the relationship with the diameter, and from this point of view as well, it is not practical.
この点について一例を示すと、直径40mmで50面体
の反射面を有する回転多面鏡の各面の平面鏡の幅は2.
5mmとなる。この多面鏡にビーム径1mmのレーザビ
ームを入射させた場合、各平面鏡の境界部でレーザビー
ムが双方の面にかかると所謂ケラレが生じるため、各面
の両端部1IllIlずつが無効になり、各面の40%
が無効部分になり、60%しか有効に使用できなくなり
、偏向角度が非常に小さくなり、実用的でな(なる。To give an example in this regard, the width of each plane of a rotating polygon mirror with a diameter of 40 mm and a pentagonal reflecting surface is 2.
It will be 5mm. When a laser beam with a beam diameter of 1 mm is incident on this polygon mirror, if the laser beam hits both surfaces at the boundary between each plane mirror, so-called vignetting will occur. 40% of the surface
becomes an ineffective part, and only 60% can be used effectively, and the deflection angle becomes very small, making it impractical.
なお、レーザビームのビーム径を小さくすると、表示画
像の分解能が低下するため、ビーム径を小さくして無効
期間を削減することはできない。Note that if the beam diameter of the laser beam is made small, the resolution of the displayed image will be reduced, so it is not possible to reduce the invalid period by making the beam diameter small.
この課題を解決するために、例えば第8図に示す如く、
レーザ源(1)からのレーザビームを、回転多面鏡(1
0)の回転軸に対して直交方向でなおかつ回転多面鏡(
lO)の反射部(11)に対し傾斜させた方向よりずら
して入射させると共に、反射部(11)での反射ビーム
を固定された平面鏡(13)により反射させて再度回転
多面鏡(10)の反射部(11)に入射させ、再反射ビ
ームを回転多面鏡(10)より後段の光路に供給するよ
うにすることが考えられる。このようにすると、例えば
回転多面境(10)の反射部(11)がΔωだけ回転し
たときには、平面鏡(13)がなく1回だけ反射した場
合には反射ビームの偏向角はα、となるが、平面鏡(1
3)があり反射部(11)で2回反射すると偏向角がα
2に拡大される。このようにして固定された平面鏡(1
3)を設けるとそれだけ回転多面It (10)の各回
毎の偏向角が拡大され、例えば回転多面鏡(10)の半
径を変えずに反射部(11)の面数を多くすることがで
きる。In order to solve this problem, for example, as shown in Figure 8,
A laser beam from a laser source (1) is transmitted through a rotating polygon mirror (1).
0) and in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotating polygon mirror (
At the same time, the reflected beam from the reflecting section (11) is reflected by a fixed plane mirror (13) and reflected again by the rotating polygon mirror (10). It is conceivable to make the beam incident on the reflecting section (11) and supply the re-reflected beam to the optical path downstream from the rotating polygon mirror (10). In this way, for example, when the reflecting part (11) of the rotating polygonal boundary (10) rotates by Δω, the deflection angle of the reflected beam will be α if there is no plane mirror (13) and the beam is reflected only once. , plane mirror (1
3), and when it is reflected twice at the reflecting part (11), the deflection angle becomes α.
Expanded to 2. A plane mirror fixed in this way (1
3), the deflection angle for each rotation of the rotating polygon It (10) is expanded accordingly, and for example, the number of surfaces of the reflecting portion (11) can be increased without changing the radius of the rotating polygon mirror (10).
ところが、この第8図例の場合には、回転多面鏡(10
)の回転に従って、反射部(11)の各面での1次入射
点aと2次入射点すとの位置関係が変化し、2次入射点
すが隣の面になってしまうことがあった。即ち、第9図
は、この入射点a、bの軌跡の変化を示した図で、1次
入射点aが反射部(11)の所定の面(n+)の端部に
近づくに従って、2次入射点すが隣の面(112)に移
ってしまい、偏向角が乱れてしまう。また、第10図に
示す如く、レーザ源(1)からのレーザビームの入射角
度を反射部(11)の各面との垂直方向よりもわずかだ
け傾けさせ、1次入射点と2次入射点とを近づけさせて
、隣の面に平面鏡(13)からの反射ビームが行かない
ようにすることも考えられるが、この場合には、平面鏡
(13)の裏側になる区間Sに偏向された反射ビームが
届かなくなり、ビームが途中で途切れてしまう。However, in the case of this example in Fig. 8, the rotating polygon mirror (10
), the positional relationship between the primary incident point a and the secondary incident point A on each surface of the reflecting part (11) changes, and the secondary incident point may end up on the adjacent surface. Ta. That is, FIG. 9 is a diagram showing changes in the loci of the incident points a and b, and as the primary incident point a approaches the end of the predetermined surface (n+) of the reflecting section (11), the secondary incident point a changes. The incident point moves to the adjacent surface (112), and the deflection angle is disturbed. In addition, as shown in FIG. 10, the incident angle of the laser beam from the laser source (1) is slightly tilted with respect to the direction perpendicular to each surface of the reflecting part (11), and the primary incident point and secondary incident point are It is also possible to prevent the reflected beam from the plane mirror (13) from reaching the adjacent surface by bringing the planes closer to each other, but in this case, the reflected beam deflected to the section S on the back side of the plane mirror (13) The beam will no longer reach you, and the beam will be cut off in the middle.
本発明は斯かる点に鑑み、回転多面鏡による偏向角を良
好に拡大できるこの種の画像表示装置を提供することを
目的とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide an image display device of this type that can satisfactorily enlarge the deflection angle of a rotating polygon mirror.
本発明の画像表示装置は、例えば第1図に示す如く、画
像信号に基づいて輝度変調した集束光ビームを、回転多
面鏡(10)を用いて偏向させて所定面に到達させ、こ
の到達ビームのラスタ走査により所定面上に描画する画
像表示装置において、回転多面鏡(10)の鏡面部(1
1)に対向した固定平面鏡(20)を配置し、この固定
平面鏡(20)に遮蔽されないように回転多面鏡(10
)の回転軸mに直交する仮想平面に対して所定の仰角ψ
を持って集束光ビーム1.を回転多面鏡(10)に入射
させ、この集束光ビーム!、を回転多面鏡(10)と固
定平面鏡(20)との間で繰返し反射させて回転多面鏡
(10)による偏向角度を拡大させるようにしたもので
ある。As shown in FIG. 1, for example, the image display device of the present invention deflects a focused light beam whose brightness is modulated based on an image signal to reach a predetermined surface using a rotating polygon mirror (10), and the arriving beam In an image display device that draws images on a predetermined surface by raster scanning, a mirror surface portion (1
A fixed plane mirror (20) facing the fixed plane mirror (20) is arranged, and a rotating polygon mirror (10) is arranged so as not to be blocked by the fixed plane mirror (20).
) at a predetermined elevation angle ψ with respect to a virtual plane perpendicular to the rotation axis m
Have a focused light beam 1. is incident on the rotating polygon mirror (10), and this focused light beam! , is repeatedly reflected between a rotating polygon mirror (10) and a fixed plane mirror (20) to enlarge the deflection angle by the rotating polygon mirror (10).
また、本発明の画像表示装置によると、例えば第3図及
び第4図に示す如く、回転多面鏡(lO)の各面の中心
に入射しているときの各面の法線方向を基準とし、この
基準方向と入射集束光ビームとのなす角をθ゜とし、こ
の基準方向と固定平面鏡(20)とのなす角をψ゜とし
、回転多面鏡(10)の内接円の半径をRとし、回転多
面鏡(10)の鏡面部(11)の面数をNとし、回転多
面鏡(10)の回転中心から固定平面鏡(20)までの
最短距離をyとしたとき、ψとyとを直交軸として形成
した座標上の下記の(1)式〜(6)式の〔ψ。、yo
) (ψt+)’+) (ψz、yz〕の3点で囲
われる範囲内になるように、角度ψ及び距離yを選定す
るようにしたものである。Further, according to the image display device of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, for example, the normal direction of each surface of the rotating polygon mirror (lO) when the light is incident on the center of each surface is used as a reference. , the angle between this reference direction and the incident focused light beam is θ°, the angle between this reference direction and the fixed plane mirror (20) is ψ°, and the radius of the inscribed circle of the rotating polygon mirror (10) is R. When the number of mirror surfaces (11) of the rotating polygon mirror (10) is N, and the shortest distance from the rotation center of the rotating polygon mirror (10) to the fixed plane mirror (20) is y, then ψ and y are [ψ] in the following equations (1) to (6) on the coordinates formed with orthogonal axes. ,yo
) (ψt+)'+) (ψz, yz) The angle ψ and the distance y are selected so that they fall within the range surrounded by the three points.
へ5
ψ、−門(9−品×θ) x N −(28十品×θ)
・・・・(3))’ + = R・・・・(4)
ψ2=−門(9モ4×θ)XN+(28−品×θ)・・
・・(5)yz=R・・・・(6)
(但し、N22)
〔作用〕
本発明によると、集束光ビームが回転多面鏡(10)の
鏡面部(11)の各面に反射することで所定角度偏向す
るが、1囲焼面部(11)で反射した集束光ビームが固
定平面鏡(20)で反射して再度鏡面部(11)で反射
するため、鏡面部(11)での反射回数に比例して偏向
角度が1回の偏向角度の2倍以上に増加し、偏向角度が
大幅に拡大する。5 ψ, -gate (9-items x θ) x N - (280 items x θ)
...(3))' + = R...(4) ψ2=-gate (9mo4×θ)XN+(28-item×θ)...
...(5) yz=R...(6) (However, N22) [Operation] According to the present invention, the focused light beam is reflected on each surface of the mirror surface portion (11) of the rotating polygon mirror (10). However, since the focused light beam reflected from the first burning surface part (11) is reflected by the fixed plane mirror (20) and then reflected again by the mirror part (11), the reflection at the mirror part (11) is In proportion to the number of times, the deflection angle increases to more than twice the deflection angle of one time, and the deflection angle increases significantly.
以下、本発明の画像表示装置の一実施例を、第1図〜第
5図を参照して説明しよう。この第1図〜第5図におい
て、第6図に対応する部分には同一符号を付し、その詳
細説明は省略する。Hereinafter, one embodiment of the image display device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In FIGS. 1 to 5, parts corresponding to those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
本例の画像表示装置は、第6図例のレーザデイスプレィ
装置と同様にレーザビームのラスタ走査により描画を行
うもので、第1図は回転多面1(10)の近傍を示し、
その他の部分は第6図と同様に構成する。The image display device of this example performs drawing by raster scanning of a laser beam, similar to the laser display device of the example shown in FIG. 6, and FIG. 1 shows the vicinity of the rotating polygon 1 (10).
The other parts are constructed in the same manner as in FIG.
第1図において、(10)は回転多面鏡全体を示し、こ
の回転多面鏡(10)の反射部(11)は、20面の平
面鏡(111)、(11□)・・・・(11□。)が等
間隔で環状に配されてなり、この反射部(11)を駆動
部(12)が高速で回転駆動させるようにしである。In Fig. 1, (10) shows the entire rotating polygon mirror, and the reflecting part (11) of this rotating polygon mirror (10) is a 20-sided plane mirror (111), (11□)... (11□ ) are arranged in an annular shape at equal intervals, and a driving part (12) rotates the reflecting part (11) at high speed.
そして本例においては、第1図及び第2図に示す如く、
回転多面鏡(10)の反射部(11)に対向して、固定
された固定平面鏡(20)を配置する。この場合、固定
平面鏡(20)の反射面(21)を回転多面鏡(10)
側とし、後述する所定の位置関係で配置する。そして、
強度変調されたレーザビームl、を、回転多面鏡(10
)の反射部(11)の稍下方から反射部(11)に入射
させる。このときには、回転多面鏡(10)の回転軸を
mとすると、この回転軸mに直交する仮想平面に対して
わずかな仰角2を持ってレーザビームj2.を反射部(
11)に入射させる。そして、このレーザビームf、を
、第1図に示す如く、反射部(11)の所定面と固定平
面鏡(20)との間で繰返し反射させて、反射部(11
)側の23点、16点及びlc点の3点で3回反射させ
ると共に固定平面鏡(20)側で2回反射させる。そし
て、最終的に反射部(11)のfc点から、投射レンズ
等の後段の光路に供給する出射ビームitを得る。In this example, as shown in FIGS. 1 and 2,
A fixed plane mirror (20) is placed opposite the reflecting portion (11) of the rotating polygon mirror (10). In this case, the reflecting surface (21) of the fixed plane mirror (20) is replaced by the rotating polygon mirror (10).
side, and are arranged in a predetermined positional relationship that will be described later. and,
The intensity-modulated laser beam l is transmitted through a rotating polygon mirror (10
) is made incident on the reflecting section (11) from slightly below the reflecting section (11). At this time, assuming that the rotation axis of the rotating polygon mirror (10) is m, the laser beam j2. The reflective part (
11). Then, as shown in FIG.
) side is reflected three times at three points, point 23, point 16, and point lc, and is reflected twice at the fixed plane mirror (20) side. Finally, an output beam it is obtained from the fc point of the reflection section (11) to be supplied to a subsequent optical path such as a projection lens.
ここで、回転多面鏡(10)と固定平面tU(20)と
入射ビーム!、との位置関係について説明すると、第3
図に示す如く、入射ビーム2.が回転多面鏡(10)の
反射部(11)の各面の中心に入射しているときの各面
の法線方向を基準方向Xとし、この基準方向Xと入射ビ
ーム2.とのなす角をθ゜とし、この基準方向Xと固定
平面1′1(20)とのなす角をψ。Here, the rotating polygon mirror (10), the fixed plane tU (20), and the incident beam! To explain the positional relationship with , the third
As shown in the figure, the incident beam 2. is incident on the center of each surface of the reflecting portion (11) of the rotating polygon mirror (10), and the normal direction of each surface is defined as a reference direction X, and this reference direction X and the incident beam 2. The angle between the reference direction X and the fixed plane 1'1 (20) is ψ.
とし、回転多面鏡(10)の反射部(11)の内接円の
半径をRとし、回転多面鏡(10)の反射部(11)の
面数をNとし、回転多面鏡(10)の回転中心mから固
定平面鏡(20)までの最短距離をyとしたとき、以下
の(1)式〜(6)式を求める。The radius of the inscribed circle of the reflecting part (11) of the rotating polygon mirror (10) is R, the number of surfaces of the reflecting part (11) of the rotating polygon mirror (10) is N, and the radius of the inscribed circle of the reflecting part (11) of the rotating polygon mirror (10) is N. When the shortest distance from the center of rotation m to the fixed plane mirror (20) is y, the following equations (1) to (6) are obtained.
ψ。=−θ×(1−) ・・・・(1)
t
ψ、=轟(9−各×θ)XN−(28+轟×θ)・・・
・(3)y + = R・・・・(4)
ψ2=−門(9+轟×θ) X N + (28−各×
θ)・・・・(5)3’z=R・・・・(6)
(但し、N22)
そして、第4図に示す如く、ψとyとを直交軸として形
成した座標を考え、この(1)式〜(6)式の値より〔
ψo、yo) (ψ+、y+)(ψz+yz)の3点
の座標を算出し、この3点の座標で囲われる3角形の範
囲内になるように各値を選定する。ψ. =-θ×(1-) ・・・(1)
t ψ, = Todoroki (9 - each × θ) XN - (28 + Todoroki × θ)...
・(3) y + = R・・・・(4) ψ2=−mon (9+Todoroki×θ) X N + (28−each×
θ)...(5) 3'z=R...(6) (However, N22) Then, considering the coordinates formed with ψ and y as orthogonal axes, as shown in Figure 4, this From the values of equations (1) to (6) [
The coordinates of the three points ψo, yo) (ψ+, y+) (ψz+yz) are calculated, and each value is selected so that it falls within the range of the triangle surrounded by the coordinates of these three points.
このように選定することで、反射部(11)の所定の面
(例えば平面鏡(11,))に入射するレーザビーム1
1の3回の入射点fa、fb及びlcの軌跡の変化は、
第5図に示す如く変化する。即ち、1次入射点1aが平
面鏡(11,)の一端部に位置したとき、2次入射点1
b及び3次入射点1cが平面鏡(IL)の他端部りに位
置する。そして、時間が経過して回転多面鏡(10)の
回転により1次入射点laが他端側に順次移動するが、
途中で2次入射点!b及び3次入射点1cの軌跡を追い
越し、1次入射点1aが他端部に位置したとき、2次入
射点!b及び3次入射点1cはこの1次入射点2aより
も一端寄りに位置するようになる。By selecting in this way, the laser beam 1 that is incident on a predetermined surface (for example, a plane mirror (11,)) of the reflecting part (11)
The changes in the trajectories of the three incident points fa, fb, and lc in 1 are:
It changes as shown in FIG. That is, when the primary incidence point 1a is located at one end of the plane mirror (11,), the secondary incidence point 1a
b and the tertiary incidence point 1c are located near the other end of the plane mirror (IL). Then, as time passes and the rotation of the rotating polygon mirror (10) causes the primary incident point la to move sequentially toward the other end,
Secondary incidence point on the way! b and the trajectory of the tertiary incidence point 1c, and when the primary incidence point 1a is located at the other end, the secondary incidence point! b and the tertiary incidence point 1c are located closer to one end than the primary incidence point 2a.
このため、1次入射点1aがこの平面鏡(111)上に
あるときには、2次入射点zb及び3次入射点ICもこ
の平面鏡(111)上に位置し、第2図に示す如く、途
中で途切れることがない連続的に偏向する出射ビーム1
2が得られる。この場合、本例においては回転多面境(
10)の反射部(11)が20面よりなるため、固定平
面鏡(20)がないときには1面の偏向角は(360/
20) X 2 =36°であるのに対し、反射部(1
1)に3回同じレーザビームが入射するので、2次入射
点及び3次入射点の夫々で2倍に偏向角が広がり、合計
の偏向角は36X2X2−1446に広がる。Therefore, when the primary incidence point 1a is on this plane mirror (111), the secondary incidence point zb and the tertiary incidence point IC are also located on this plane mirror (111), and as shown in FIG. Output beam 1 with continuous uninterrupted deflection
2 is obtained. In this case, in this example, the rotated polyhedral boundary (
Since the reflecting part (11) of 10) consists of 20 surfaces, the deflection angle of one surface is (360/
20) X 2 = 36°, while the reflecting part (1
Since the same laser beam is incident three times on 1), the deflection angle is doubled at each of the secondary incidence point and the tertiary incidence point, and the total deflection angle is expanded to 36X2X2-1446.
このようにして偏向角を従来の4倍に拡大することがで
きることで、第6図に示した如きスクリーン(9)上に
描画される画像の左右の偏向角が広がる。また、スクリ
ーン(9)の大きさを従来と同じとして偏向角を同一に
したときには、回転多面&U(10)の反射部(11)
の面数を多くして各面の幅を狭(しても、夫々の面での
偏向角を広くして従来と同じにできるので、面数を増や
した分だけ回転多面鏡(10)の回転速度を遅くするこ
とができ、例えば従来毎分約80000回転させる必要
があったのが、毎分約20000回転に下げることがで
き、駆動用のモード及び軸受の負担が大幅に残る。例え
ば駆動用モータを小型化できると共に、従来は空気軸受
が必要だったのが、通常のボールベアリング等の軸受が
使用可能になる。In this way, the deflection angle can be expanded four times compared to the conventional one, thereby widening the left and right deflection angles of the image drawn on the screen (9) as shown in FIG. Moreover, when the size of the screen (9) is the same as before and the deflection angle is the same, the reflecting part (11) of the rotating polygon &U (10)
(Even if the width of each surface is narrowed by increasing the number of surfaces, the deflection angle on each surface can be widened and the same as before, so the rotation polygon mirror (10) can be reduced by the increased number of surfaces. The rotation speed can be lowered, for example, the conventionally required rotation of about 80,000 rotations per minute can be reduced to about 20,000 rotations per minute, leaving a significant burden on the drive mode and bearings.For example, In addition to reducing the size of the motor, it is now possible to use bearings such as normal ball bearings, which previously required air bearings.
なお、本発明は上述実施例に限らず、本発明の要旨を逸
脱することな(、その他種々の構成が取り得ることは勿
論である。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various other configurations may be adopted without departing from the gist of the present invention.
本発明の画像表示装置によると、固定された平面鏡を所
定の位置に配置するだけの簡単な構成で良好に偏向角度
を拡大することができ、回転多面鏡の回転速度の低速化
等を計ることができる利益がある。According to the image display device of the present invention, it is possible to satisfactorily expand the deflection angle with a simple configuration of simply arranging a fixed plane mirror at a predetermined position, and it is possible to reduce the rotation speed of the rotating polygon mirror. There are profits that can be made.
第1図は本発明の画像表示装置の一実施例の要部を示す
正面図、第2図、第3図、第4図及び第5図・は夫々第
1図例の説明に供する路線図、第6図は従来の画像表示
装置の一例を示す構成図、第7図、第8図、第9図及び
第1θ図は夫々従来の表示装置の例を示す路線図である
。
(lO)は回転多面鏡、(11)は反射部、(111)
、mff1)・・・・(l1g。)は平面鏡、(20)
は固定平面鏡、(21)は反射面、2.は入射レーザビ
ーム、Ilzは出射レーザビームである。FIG. 1 is a front view showing essential parts of an embodiment of the image display device of the present invention, and FIGS. 2, 3, 4, and 5 are route maps for explaining the example in FIG. 1, respectively. , FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional image display device, and FIGS. 7, 8, 9, and 1θ are route maps showing examples of the conventional display device. (lO) is a rotating polygon mirror, (11) is a reflecting part, (111)
, mff1)...(l1g.) is a plane mirror, (20)
2. is a fixed plane mirror; (21) is a reflective surface; 2. is an incident laser beam, and Ilz is an output laser beam.
Claims (1)
回転多面鏡を用いて偏向させて所定面に到達させ、この
到達ビームのラスタ走査により上記所定面上に描画する
画像表示装置において、上記回転多面鏡の鏡面部に対向
した固定平面鏡を配置し、 該固定平面鏡に遮蔽されないように上記回転多面鏡の回
転軸に直交する仮想平面に対して所定の仰角を持って上
記集束光ビームを上記回転多面鏡に入射させ、この集束
光ビームを上記回転多面鏡と上記固定平面鏡との間で繰
返し反射させて上記回転多面鏡による偏向角度を拡大さ
せるようにしたことを特徴とする画像表示装置。 2、上記集束光ビームが上記回転多面鏡の各面の中心に
入射しているときの各面の法線方向を基準とし、この基
準方向と入射集束光ビームとのなす角をθ゜とし、この
基準方向と上記固定平面鏡とのなす角をψ゜とし、上記
回転多面鏡の内接円の半径をRとし、上記回転多面鏡の
鏡面部の面数をNとし、上記回転多面鏡の回転中心から
上記固定平面鏡までの最短距離をyとしたとき、 ψとyとを直交軸として形成した座標上の下記の(1)
式〜(6)式の〔ψ_0,y_0〕〔ψ_1,y_1〕
〔ψ_2,y_2〕の3点で囲われる範囲内になるよう
に、角度ψ及び距離yを選定するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の画像表示装置。 ψ_0=−θ×(1−55/N^2)‥‥(1) y_0=1.51×(1−1.18/10000×θ^
2)×R‥‥(2) ψ_1=1/50×(9−3/10×θ)×N−(28
+3/10×θ)‥‥(3) y_1=R‥‥(4) ψ_2=−1/50×(9+3/10×θ)×N+(2
8−3/10×θ)‥‥(5) y_2=R (但し、N≧8)[Claims] 1. A focused light beam whose brightness is modulated based on an image signal,
In an image display device that uses a rotating polygon mirror to deflect the beam to reach a predetermined surface, and performs raster scanning of the arriving beam to draw images on the predetermined surface, a fixed plane mirror is disposed opposite to the mirror surface of the rotating polygon mirror, The focused light beam is incident on the rotating polygon mirror at a predetermined elevation angle with respect to a virtual plane perpendicular to the rotation axis of the rotating polygon mirror so as not to be blocked by the fixed plane mirror, and the focused light beam is directed to the rotating polygon mirror. An image display device characterized in that the deflection angle by the rotating polygon mirror is enlarged by repeated reflection between a mirror and the fixed plane mirror. 2. When the focused light beam is incident on the center of each surface of the rotating polygon mirror, the normal direction of each surface is used as a reference, and the angle between this reference direction and the incident focused light beam is θ°, The angle between this reference direction and the fixed plane mirror is ψ°, the radius of the inscribed circle of the rotating polygon mirror is R, the number of mirror surfaces of the rotating polygon mirror is N, and the rotation of the rotating polygon mirror is When the shortest distance from the center to the fixed plane mirror is y, the following (1) on the coordinates formed with ψ and y as orthogonal axes
Equation ~ (6) [ψ_0, y_0] [ψ_1, y_1]
The image display device according to claim 1, wherein the angle ψ and the distance y are selected so that they fall within a range surrounded by three points [ψ_2, y_2]. ψ_0=-θ×(1-55/N^2) (1) y_0=1.51×(1-1.18/10000×θ^
2)×R‥‥(2) ψ_1=1/50×(9-3/10×θ)×N-(28
+3/10×θ)‥(3) y_1=R‥(4) ψ_2=-1/50×(9+3/10×θ)×N+(2
8-3/10×θ) (5) y_2=R (However, N≧8)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32455788A JPH02168219A (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Image display device |
| US07/452,614 US5148285A (en) | 1988-12-21 | 1989-12-15 | Image display apparatus with increased raster scan rate of laser beams |
| DE68923069T DE68923069T2 (en) | 1988-12-21 | 1989-12-18 | Imaging device. |
| EP89123386A EP0374793B1 (en) | 1988-12-21 | 1989-12-18 | Display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32455788A JPH02168219A (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Image display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168219A true JPH02168219A (en) | 1990-06-28 |
Family
ID=18167143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32455788A Pending JPH02168219A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-22 | Image display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02168219A (en) |
-
1988
- 1988-12-22 JP JP32455788A patent/JPH02168219A/en active Pending
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