本发明专利技术提供一种光束扫描装置和使用该光束扫描装置的图像显示装置。在利用规定的反射镜面的反复偏转单元使光束2维扫描而在投影屏幕上投影显示2维图像的扫描型图像显示装置中，难以避免因上述反射镜面的2维反复偏转驱动而产生较大的图像畸变。为了解决上述问题，通过在上述反复偏转单元与上述投影屏幕之间的光路中配置自由曲面透镜或具备规定折射率和规定顶角的楔形或梯形棱镜，而对光束扫描时产生的图像畸变进行良好的修正。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种光束扫描装置和使用该光束扫描装置的图像显示装置。在利用规定的反射镜面的反复偏转单元使光束2维扫描而在投影屏幕上投影显示2维图像的扫描型图像显示装置中，难以避免因上述反射镜面的2维反复偏转驱动而产生较大的图像畸变。为了解决上述问题，通过在上述反复偏转单元与上述投影屏幕之间的光路中配置自由曲面透镜或具备规定折射率和规定顶角的楔形或梯形棱镜，而对光束扫描时产生的图像畸变进行良好的修正。【专利说明】光束扫描装置和使用该光束扫描装置的图像显示装置 (本申请是申请日为2012年5月25日、申请号为201210166961.0的同名专利技术专 利申请的分案申请）
本专利技术涉及光束扫描装置，特别涉及通过使偏转反射镜旋转而使光束2维扫描， 从而在屏幕等上投影显示图像的光束扫描装置。
技术介绍
近年来，人们提出了一种利用偏转单元使从光源发出的光束2维偏转以使其在屏 幕上扫描，通过视觉暂留效应（余像效应）而在屏幕上投影显示2维图像的光束扫描装置 (或扫描型图像显示装置）。这样的光束扫描装置中，使用电流计式反射镜或MEMS(Micro Electro-MechanicalSystems，微电子机械系统）反射镜等反射镜旋转型偏转器件，作为使 从光源出射的光束2维偏转的偏转单元。 但是，在使用这样的反射镜旋转型偏转器件使光束2维偏转的情况下，存在因水 平方向的旋转角（偏转角）与垂直方向的旋转角（偏转角）的组合而在各扫描方向上产生 倾斜误差，结果导致显示在屏幕上的2维图像中产生畸变的问题。即，在使用反射镜旋转型 偏转器件的光束扫描装置中，为了高质量地显示2维图像，需要良好地修正因光束扫描引 起的2维图像的畸变的技术。 例如专利文献1中公开了一种用于修正图像畸变的光扫描装置，具有使从光源单 元发出的光束在第一扫描方向和与其正交的第二扫描方向上偏转的偏转单元，和将偏转后 的光束引导到被扫描面上的扫描光学系统。偏转单元具有在第一扫描方向上正弦波驱动的 偏转器，构成扫描光学系统的1个光学面的形状是这样的，即随着从第一扫描方向的中心 向周边部而去，第一扫描方向上的2阶微分值向着使偏转光束发散的方向变化，并且该形 状在第二扫描方向上是连续的。 专利文献1 :日本特开2006-178346号公报
技术实现思路
如专利文献1中公开的现有的修正单元，对于扫描畸变的修正是有效的，但作为 畸变修正用的扫描光学系统，需要具备自由曲面形状的3个光学面（反射面或透镜面），装 置的大型化和复杂化不可避免。 鉴于以上状况，本专利技术提供一种通过非常简单的光学系统结构来实现上述图像畸 变修正的光束扫描装置和使用该光束扫描装置的图像显示装置。 上述目的能够通过权利要求中记载的专利技术而实现。 例如，本专利技术的光束扫描装置，将光束投影到屏幕上，使该光束在该屏幕上2维扫 描，其特征在于，包括：产生上述光束的光源；通过偏转反射镜的旋转而使从上述光源产生 的光束2维偏转的偏转反射镜装置；和对被该偏转反射镜装置偏转的光束的向上述屏幕投 影的投影方向进行修正的扫描畸变修正单兀，该扫描畸变修正单兀由1个光学兀件构成， 该光学元件具有由关于光束的光轴非对称的、非球面形状的自由曲面形成的透射面或反射 面。 此外，本专利技术的另一光束扫描装置，其特征在于，包括：光源；和在彼此大致正交 的2方向上反复偏转驱动的规定的光学反射面，具有使从上述光源发出并在上述光学反射 面上反射的光束在第一扫描方向和与其大致正交的第二扫描方向上偏转扫描的功能，在被 上述光学反射面反射后的光束的光路中，配置有具有规定的顶角的楔形或梯形的光学棱 镜，该光学棱镜由具有规定的折射率的透明光学玻璃或光学部件用塑料构成。 此外，本专利技术的另一光束扫描装置，其特征在于，包括：光源；和在彼此大致正交 的2方向上反复偏转驱动的规定的光学反射面，具有使从上述光源发出并在上述光学反射 面上反射的光束在第一扫描方向和与其大致正交的第二扫描方向上偏转扫描的功能，在被 上述光学反射面反射后的光束的光路中，配置有由具有规定的顶角的楔形或梯形的第一光 学棱镜和具有规定的顶角的第二光学棱镜相互贴合而成的复合型棱镜，其中，上述第一光 学棱镜由具有规定的折射率和规定的阿贝数的透明光学玻璃或光学部件用塑料构成，上述 第二光学棱镜由至少具有与上述第一光学棱镜彼此不同的规定的阿贝数的光学玻璃或光 学部件用塑料构成。 此外，本专利技术的另一光束扫描装置，其特征在于，包括：光源；和在彼此大致正交 的2方向上反复偏转驱动的规定的光学反射面，具有使从上述光源发出并在上述光学反射 面上反射的光束在第一扫描方向和与其大致正交的第二扫描方向上偏转扫描的功能，在从 上述光源发出并向上述光学反射面入射的去路光束和在上述光射反射面上反射的归路光 束共同、且从彼此大致相反的方向入射的位置上，配置有由具有规定的顶角的楔形或梯形 的第一光学棱镜和具有规定的顶角的第二光学棱镜相互贴合而成的复合型棱镜，其中，上 述第一光学棱镜由具有规定的折射率和规定的阿贝数的透明光学玻璃或光学部件用塑料 构成，上述第二光学棱镜由至少具有与上述第一光学棱镜彼此不同的规定的阿贝数的光学 玻璃或光学部件用塑料构成。 此外，本专利技术的另一光束扫描装置，其特征在于，包括：光源；和在彼此大致正交 的2方向上反复偏转驱动的规定的光学反射面，具有使从上述光源发出并在上述光学反射 面上反射的光束在第一扫描方向和与其大致正交的第二扫描方向上偏转扫描的功能，在隔 开规定间隔的位置上，配置有具有规定的顶角的楔形或梯形的第一光学棱镜和具有规定的 顶角的第二光学棱镜，其中，上述第一光学棱镜由具有规定的折射率和规定的阿贝数的透 明光学玻璃或光学部件用塑料构成，上述第二光学棱镜由至少具有与上述第一光学棱镜彼 此不同的规定的阿贝数的光学玻璃或光学部件用塑料构成，从上述光源发出的去路光束， 在透射上述第一光学棱镜和上述第二光学棱镜中的至少任一个后，入射到上述光学反射 面，并且，在上述光学反射面上反射的归路光束，依次通过上述第一光学棱镜和上述第二光 学棱镜。 此外，本专利技术还提供图像显示装置，其特征在于，具备以上所述的光束扫描装置。 根据本专利技术，可实现一种能够通过使用小型且非常简单的光学元件来对如上所述 的图像畸变良好地修正的光束扫描装置和使用该光束扫描装置的图像显示装置。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示本专利技术的光束扫描装置的第一实施例的立体图。 图2A是表示现有的光束扫描装置中产生的扫描畸变的例子的图（e=0° )。 图2B是表示现有的光束扫描装置中产生的扫描畸变的例子的图（e= 90° )。 图3是表示用于设计自由曲面透镜10的透镜面形状的分析模型的图。 图4是将自由曲面透镜10的入射面形状3维图形化的图。 图5是表示自由曲面透镜10的扫描畸变减小效果的图。 图6是表示本专利技术的光束扫描装置的第二实施例的俯视图。 图7是表示用于设计自由曲面反射镜15的反射面形状的分析模型的图。 图8是表示本专利技术的光束扫描型显示装置的第三实施例的概要侧视图。 图9是表示用现有的光束扫描型图像显示装置投影的图像本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光束扫描装置，其特征在于，包括：光源；和偏转反射镜装置，包括在彼此大致正交的2方向上反复偏转驱动的规定的光学反射面，所述偏转反射镜装置具有使从所述光源发出并在所述光学反射面上反射的光束在第一扫描方向和与其大致正交的第二扫描方向上偏转扫描的功能，在被所述光学反射面反射后的光束的光路中，配置有具有规定的顶角的楔形或梯形的光学棱镜，该光学棱镜由具有规定的折射率的透明光学玻璃或光学部件用塑料构成。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：大西邦一，
申请(专利权)人：日立乐金光科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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