圖像顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供不使裝置大型化就能夠具有線性良好的掃描特性的圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置具備：光掃描部，其使從光源射出的光借助于該光的反射面的往復(fù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在像面的第一方向和第二方向上掃描；光學(xué)系統(tǒng)，其放大被掃描的光的掃描角度，其中，該光學(xué)系統(tǒng)在光掃描部一側(cè)具有自由曲面透鏡，在像面一側(cè)具有自由曲面反射鏡。第一方向的長(zhǎng)度比第二方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)，配置自由曲面反射鏡以使所述第一方向與第一平面大致平行，所述第一平面由當(dāng)光掃描部靜止在掃描范圍的中央時(shí)的自由曲面反射鏡的入射光線和反射光線定義。
【專利說(shuō)明】圖像顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，提出了安裝光掃描裝置并利用該裝置使激光在像面(例如屏幕)上掃描來(lái)繪制圖像的圖像顯示裝置(參考專利文獻(xiàn)1、2)，其中上述光掃描裝置使按照?qǐng)D像信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)度調(diào)制(以下稱為調(diào)制)后的激光在二維方向上掃描。
[0003]已有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-139687號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-178346號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]根據(jù)專利文獻(xiàn)1，存在像面上的掃描坐標(biāo)的移動(dòng)軌跡為正弦波狀導(dǎo)致線性不佳的問題。此外，根據(jù)專利文獻(xiàn)2，存在反射鏡前后的間隔需要保持較大、光學(xué)系統(tǒng)整體大型化的問題。
[0009]因此，本發(fā)明的目的為提供不使裝置大型化也能夠具有線性良好的掃描特性的圖
像顯示裝置。
[0010]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明期望的方式之一如下所述。
[0012]該圖像顯示裝置配備:光掃描部，其使從光源射出的光，借助于該光的反射面的往復(fù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在像面的第一方向和第二方向上掃描；和光學(xué)系統(tǒng)，其放大被掃描的光的掃描角度，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)在所述光掃描部一側(cè)具有自由曲面透鏡，在所述像面一側(cè)具有自由曲面反射鏡。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]通過(guò)本發(fā)明，能夠提供不使裝置大型化就能夠具有線性良好的掃描特性的圖像顯
示裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是包含圖像顯示裝置的系統(tǒng)圖。
[0016]圖2是從上方觀察圖1的系統(tǒng)的圖。
[0017]圖3是實(shí)施例1的光線圖。
[0018]圖4是實(shí)施例1的另一光線圖。
[0019]圖5是實(shí)施例1的自由曲面透鏡的詳細(xì)視圖。
[0020]圖6是實(shí)施例1的三維光線圖。[0021]圖7是表示實(shí)施例1的透鏡數(shù)據(jù)的圖。
[0022]圖8是表示實(shí)施例1的自由曲面系數(shù)的公式與具體值的圖。
[0023]圖9是實(shí)施例1的失真性能圖。
[0024]圖10是表示實(shí)施例1的像面上的光線的入射角度與相位的關(guān)系的圖。
[0025]圖11是表示實(shí)施例1的像面上的光線的入射坐標(biāo)與相位的關(guān)系的圖。
[0026]圖12是表示主光線的坐標(biāo)所存在的光線范圍的圖。
[0027]圖13是表示長(zhǎng)邊方向的截面上的光線圖。
[0028]圖14是表示短邊方向上的自由曲面透鏡以及反射鏡的形狀的圖。
[0029]圖15是實(shí)施例2的光線圖。
[0030]圖16是實(shí)施例2的另一光線圖。
[0031]圖17是實(shí)施例2的自由曲面透鏡的詳細(xì)視圖。
[0032]圖18是表示實(shí)施例2的透鏡數(shù)據(jù)的圖。
[0033]圖19表示實(shí)施例2的自由曲面系數(shù)的具體值的圖。
[0034]圖20是實(shí)施例2的失真性能圖。
[0035]圖21是實(shí)施例3的光線圖。
[0036]圖22是實(shí)施例3的另一光線圖。
[0037]圖23是實(shí)施例3的自由曲面透鏡的詳細(xì)視圖。
[0038]圖24是表示實(shí)施例3的透鏡數(shù)據(jù)的圖。
[0039]圖25表示實(shí)施例3的自由曲面系數(shù)的具體值的圖。
[0040]圖26是實(shí)施例3的失真性能圖。
[0041]圖27是包含以往的圖像顯示裝置的系統(tǒng)圖。
[0042]圖28是光掃描部的放大圖。
[0043]圖29是以往的旋轉(zhuǎn)角與掃描位置的關(guān)系圖。
[0044]圖30是以往的相位導(dǎo)致的偏轉(zhuǎn)角的變化圖。
[0045]圖31是表示以往的像面上的光線的入射角度與相位的關(guān)系的圖。
[0046]圖32是表示以往的像面上的光線的入射坐標(biāo)與相位的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]為了與本實(shí)施例比較，以下首先針對(duì)以往技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。圖27是包含以往的圖像顯示裝置的系統(tǒng)圖。
[0048]圖像顯示裝置10’的光掃描部I通過(guò)具有旋轉(zhuǎn)軸的反射鏡反射來(lái)自光源4的激光，并使其在像面(屏幕)20上掃描。沿著掃描軌跡202’ 二維地掃描各像素201’。
[0049]圖28是光掃描部的放大圖。
[0050]光掃描部I由使激光按反射角度偏轉(zhuǎn)的反射鏡la、與反射鏡Ia連結(jié)的第一扭簧lb、與第一扭簧Ib連結(jié)的保持部件1C、與保持部件Ic連結(jié)的第二扭簧Id、以及未圖示的永磁鐵和線圈所構(gòu)成。
[0051]線圈以大致平行于反射鏡Ia的方式形成，在反射鏡Ia為靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，產(chǎn)生與反射鏡Ia大致平行的磁場(chǎng)。當(dāng)使電流流過(guò)線圈時(shí)，根據(jù)弗萊明左手定律，產(chǎn)生與反射鏡Ia大致垂直的洛倫茲力。[0052]反射鏡Ia旋轉(zhuǎn)到洛倫茲力與扭簧Ib和Id的恢復(fù)力相平衡的位置。通過(guò)按照反射鏡Ia所具有的共振頻率向線圈提供交流電流，反射鏡Ia進(jìn)行共振動(dòng)作，扭簧Ib旋轉(zhuǎn)?；蛘撸ㄟ^(guò)按照使反射鏡Ia與保持部件Ic 一起的共振頻率向線圈提供交流電流，反射鏡la、扭簧Ib和保持部件Ic進(jìn)行共振動(dòng)作，扭簧Id旋轉(zhuǎn)。這樣在兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)了基于不同共振頻率的共振動(dòng)作。
[0053]此外，作為基于共振頻率的共振動(dòng)作，也可以采用并非共振動(dòng)作的、正弦波狀的驅(qū)動(dòng)。
[0054]圖29是以往的旋轉(zhuǎn)角度與掃描位置的關(guān)系圖。若令光掃描部I的旋轉(zhuǎn)角度為β /2，則作為反射光線角度的掃描角度為β。在此，在光掃描部I與像面20之間未配置任何光學(xué)元件的情況下，掃描角度β與像面20上的入射角α相等。因此，相對(duì)于一定投影距離的掃描像的大小由旋轉(zhuǎn)角β /2決定。
[0055]圖30為以往的反射鏡面的偏轉(zhuǎn)角的變化圖。偏轉(zhuǎn)角Θ在土 β /2的范圍中以正弦波狀變化。
[0056]圖31是表示以往的像面上的光線的入射角度與相位的關(guān)系的圖。圖32是表示以往的像面上的光線的入射坐標(biāo)與相位的關(guān)系的圖。圖32呈與圖31相似的正弦波狀。
[0057]在此展示使用旋轉(zhuǎn)角度為±5.3度的光掃描部I的情況下的例子。即，掃描角度為±10.6度，像面上的入射角也為±10.6度。
[0058]此外，光掃描部I的驅(qū)動(dòng)方式除了成正弦波狀的旋轉(zhuǎn)角度變化的共振型反射鏡夕卜，還存在呈鋸齒波狀的旋轉(zhuǎn)角度變化的電控光束掃描鏡(Galvano mirror)，而驅(qū)動(dòng)頻率較高的共振型反射鏡適合高分辨率的圖像顯示。
[0059]在此，與電視的掃描線對(duì)應(yīng)的二維掃描中，在垂直方向上進(jìn)行一次往返掃描的期間，在水平方向上進(jìn)行垂直方向的像素?cái)?shù)量的次數(shù)的掃描。這樣進(jìn)行一次掃描線的掃描。例如，為了以垂直頻率60Hz進(jìn)行水平800像素、垂直600像素的顯不，需要300次往返，需要能夠以60X300 = 18000Hz這樣高速的頻率驅(qū)動(dòng)。而且，顯示的分辨率(像素?cái)?shù))越大，需要以越高的頻率驅(qū)動(dòng)。另一方面，為了在一定的投影距離實(shí)現(xiàn)較大的掃描像，需要增大光掃描部I的旋轉(zhuǎn)角度。
[0060]如果更高速地以大旋轉(zhuǎn)角度驅(qū)動(dòng)光掃描部1，則作為可動(dòng)部分的機(jī)構(gòu)部件的扭簧IbUd的負(fù)擔(dān)增大。因此，共振型反射鏡中難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速的頻率和大旋轉(zhuǎn)角度。
[0061]此外，光掃描部I的正弦波狀的旋轉(zhuǎn)中，反射鏡Ia的角度變化周期性地出現(xiàn)快、慢。在僅依靠該旋轉(zhuǎn)使激光在像面20上掃描的情況下，反射鏡的角度變化快時(shí)在像面上的掃描位置的變化也變快，角度變化慢時(shí)在像面上的掃描位置的變化也變慢。因此，在像面上產(chǎn)生與正弦波對(duì)應(yīng)的明暗。
[0062]在時(shí)間上等間隔地對(duì)激光進(jìn)行調(diào)制的情況中也同樣，反射鏡Ia的角度變化快時(shí)像面上的像素被配置得較疏，角度變化慢時(shí)像面上的像素被配置得較密，稱為線性大幅度劣化的二維像。
[0063]此外，若在像素分布密且正弦波狀的明亮部分中進(jìn)行降低激光占空比的電路處理，可只對(duì)像面上的明暗加以改善，但無(wú)法改善二維像的線性，電路規(guī)模增大，光量降低。如果與像面上的像素的配置的時(shí)序一致地對(duì)激光進(jìn)行調(diào)制則也能夠?qū)€性加以改善，但電路規(guī)模進(jìn)一步地增大。[0064]因此，雖然可以考慮在反射鏡之外再另外使用多個(gè)反射面的方法，但在發(fā)生制造上的光學(xué)部件的形狀誤差、偏心、傾斜的情況下，由于與作為透射面的透鏡相比，反射鏡的光線角度的變動(dòng)為約兩倍，因此大量使用反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)的制造變得困難。進(jìn)一步地，使用多個(gè)反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，為了確保反射鏡上激光反射前后的光路，需要使反射鏡前后的間隔保持得較大，使得光學(xué)系統(tǒng)整體大型化。
[0065]實(shí)施例1
[0066]下面針對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。利用圖1至圖14針對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行說(shuō)明。圖1是包含圖像顯示裝置的系統(tǒng)圖。在此，將從紙面左往右的方向定義為X方向，將從像面20下往上的方向定義為Y方向，將從紙面外往內(nèi)的方向定義為Z方向。圖2、圖27、圖9使用與圖1相同的坐標(biāo)系。但對(duì)于上述之外的圖，米用以光軸為Z方向的局部坐標(biāo)系。
[0067]該系統(tǒng)包含圖像顯示裝置10、保持圖像顯示裝置10的結(jié)構(gòu)體30、以及像面20。此夕卜，圖像顯示裝置10具備:光源4 ;使來(lái)自光源4的激光呈二維狀偏轉(zhuǎn)的光掃描部I ;使被光掃描部I偏轉(zhuǎn)的激光透射、折射的自由曲面透鏡2 ；以及反射來(lái)自自由曲面透鏡2的激光并導(dǎo)向像面20的自由曲面反射鏡3。通過(guò)這些光學(xué)部件，獲得線性改善和廣角化的作用(后述)，在像面20上顯示矩形且光量分布一致的二維掃描像。
[0068]此外，光掃描部I可通過(guò)一個(gè)反射面(反射鏡Ia)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)邊方向和短邊方向上的掃描，也可與各方向相應(yīng)地配備各自的反射面。
[0069]在此，將非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱且具有如圖8、圖19、圖25所示的參數(shù)的形狀稱為自由曲面。
[0070]圖2是從上方觀察圖1的系統(tǒng)的圖。
[0071]以下，由于像面20中相當(dāng)于X方向的邊比相當(dāng)于Y方向的邊長(zhǎng)，因此將前者稱為長(zhǎng)邊，將后者稱為短邊。并且，反射面的偏轉(zhuǎn)角度較大的方向?qū)?yīng)長(zhǎng)邊方向，較小的方向?qū)?yīng)短邊方向。
[0072]配置自由曲面反射鏡3，使得長(zhǎng)邊與第一平面(XZ平面)大致平行，其中，上述第一平面由當(dāng)光掃描部I靜止在掃描范圍的中央時(shí)的自由曲面反射鏡3的入射光線和反射光線定義。其理由為，通過(guò)相對(duì)于掃描量大的長(zhǎng)邊側(cè)的光線傾斜地配置自由曲面反射鏡3，以成規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角的兩倍的掃描角進(jìn)行掃描的光線被自由曲面反射鏡3反射后的坐標(biāo)范圍變大，自由曲面反射鏡3的形狀自由度增大。
[0073]圖3是光線圖，表示從圖像顯示裝置10出射的光線到達(dá)像面20上的5X5分割點(diǎn)的情形。圖4是另一光線圖，表示從光源4出射的激光因光掃描部I的旋轉(zhuǎn)而偏轉(zhuǎn)后、經(jīng)過(guò)自由曲面透鏡2和自由曲面反射鏡3到達(dá)像面20的情形。進(jìn)一步地，圖5為自由曲面透鏡2的詳細(xì)視圖，由第一自由曲面透鏡2a和第二自由曲面透鏡2b所構(gòu)成。
[0074]圖6是三維的光線圖。由于在圖3中不易看出被自由曲面反射鏡3反射的光線不再照射到自由曲面透鏡2，因此在圖6中為了看出未發(fā)生光路干涉而進(jìn)行展示。
[0075]圖7是表示從作為第O面的光源4到作為光掃描部I的MEMS (Micro ElectroMechanical Systems)反射鏡(水平±5.3度、垂直±2.9度的共振旋轉(zhuǎn))、自由曲面透鏡、自由曲面反射鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，圖8是表示自由曲面形狀的自由曲面系數(shù)的公式和具體值的圖。然后圖9是失真性能圖。在此展示了由長(zhǎng)邊方向(主掃描方向)的旋轉(zhuǎn)角為±5.3度和短邊方向(副掃描方向)的旋轉(zhuǎn)角為±2.9度的光掃描部I產(chǎn)生的掃描角的光線每隔10度相位到達(dá)像面20上的坐標(biāo)以及將掃描范圍分割為19X 19詳細(xì)地進(jìn)行評(píng)價(jià)后的結(jié)果。[0076]由于從圖7所示的自由曲面反射鏡3開始的投影距離為100mm、掃描范圍在像面 20上為600X450mm，因此可知實(shí)現(xiàn)了廣角化。
[0077]下面，針對(duì)線性的改善和廣角化的結(jié)果，根據(jù)像面上的入射角度和入射坐標(biāo)利用 圖10到圖14、圖31和圖32進(jìn)行說(shuō)明。
[0078]在表示以往例的圖31和圖32中，不存在自由曲面透鏡2和自由曲面反射鏡3。 入射角度在作為5.3度的兩倍的值的±10.6度的范圍中正弦波狀地變化，入射坐標(biāo)也在 ±26.6mm范圍中正弦波狀地變化。
[0079]另一方面，在實(shí)施例1中，圖10是表示像面上的光線的入射角度與相位的關(guān)系的 圖。圖11是表示實(shí)施例1的像面上的光線的入射坐標(biāo)與相位的關(guān)系的圖。在自由曲面透 鏡2和自由曲面反射鏡3的作用下，使入射角度發(fā)生較大變化，在像面20上±300mm的范 圍中實(shí)現(xiàn)三角波狀的入射坐標(biāo)。即，相對(duì)于在以往的方式中掃描范圍為±26.6mm,實(shí)施例1 中為±300mm，實(shí)現(xiàn)了 10倍以上的大幅度的廣角化。此外，若令相當(dāng)于長(zhǎng)邊的水平尺寸為 X、投影距離為L(zhǎng)，則由于X = 600mm、L = 100mm, L/X為0.17，實(shí)現(xiàn)了非常小的值。
[0080]此外，投影距離定義為，從透鏡數(shù)據(jù)中用于定義自由曲面反射鏡的配置位置的基 準(zhǔn)位置向像面垂下的垂線的長(zhǎng)度。但在優(yōu)先圖像顯示裝置的小型化的用途中，可在L/X的 值不超過(guò)I的范圍中增大。
[0081]作為比較，基于上面的專利文獻(xiàn)I中水平方向上左右對(duì)稱的視角為±18.9度的記 載來(lái)計(jì)算L/X的值，L/X = l/2/tanl8.9 = 1.46，為較大的值，廣角化不足。
[0082]接著，利用圖12到圖14，針對(duì)自由曲面透鏡2和自由曲面反射鏡3的特征進(jìn)行說(shuō) 明。
[0083]圖12表示作為自由曲面透鏡2和自由曲面反射鏡3中的光線控制結(jié)果的、主光線 的坐標(biāo)所存在的光線范圍。因?yàn)楣鈷呙璨縄的長(zhǎng)邊方向比短邊方向大，所以作為第一自由 曲面透鏡2a的入射面的第四面上的主光線的范圍為橫向較長(zhǎng)的區(qū)域。
[0084]可知按每依次通過(guò)第一自由曲面透鏡2a的出射面、第二自由曲面透鏡2b時(shí)主光 線的范圍向縱向較長(zhǎng)的區(qū)域變化的情況。
[0085]此外，在作為自由曲面反射鏡3的第八面上成為縱向較長(zhǎng)的區(qū)域，但并非在第八 面上使長(zhǎng)邊方向(圖12的橫向)極端地變窄，而是使在第八面上的縱向尺寸作為自由度而增 大的結(jié)果。對(duì)于其理由利用圖13進(jìn)行說(shuō)明。
[0086]圖13是長(zhǎng)邊方向的截面上的光線圖，為同時(shí)展示光學(xué)系統(tǒng)整體的光線圖和自由 曲面透鏡2的放大圖的圖。由于光掃描部I的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)圖13的X軸的正側(cè)的光線LI被 自由曲面反射鏡3反射，到達(dá)像面20的坐標(biāo)軸Pl。另一方面，通過(guò)X軸的負(fù)側(cè)的光線L2被 自由曲面反射鏡3反射，到達(dá)像面20的坐標(biāo)P2。在此，需要使通過(guò)自由曲面透鏡2b的光線 L2與被自由曲面反射鏡3反射的光線LI的光路不在自由曲面透鏡2b中發(fā)生干涉。為此， 需要減小自由曲面反射鏡3上光線LI以及光線L2形成的寬度。這是自由曲面反射鏡3上 的光線通過(guò)范圍的水平方向的尺寸較小的理由。
[0087]此外，在圖13中，被自由曲面反射鏡3反射后到像面的光線LI的光路長(zhǎng)度大于光 線L2的光路長(zhǎng)度。因此，為了線性的改善，需要在自由曲面透鏡2和自由曲面反射鏡3中 使光路LI的光路長(zhǎng)度小于光路L2的光路長(zhǎng)。
[0088]因此，為了使通過(guò)自由曲面2的光線LI的換算到空氣的光路長(zhǎng)度比光線L2的值小，需要使光線LI所通過(guò)的一側(cè)的透鏡厚度增大，即需要“模擬棱鏡化”。
[0089]此外，本實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)中，并非是映射關(guān)系，而是概念上類似廣角轉(zhuǎn)換，因此優(yōu)選通過(guò)針對(duì)放大側(cè)上的LI > L2使在物體側(cè)為L(zhǎng)I < L2，來(lái)減小光路整體的光路長(zhǎng)的差。
[0090]接著，針對(duì)短邊方向上的特征，利用作為短邊方向的各光學(xué)元件中的弛垂度的圖的圖14進(jìn)行說(shuō)明。圖14是表示短邊方向的自由曲面透鏡和反射鏡的形狀的圖。 [0091]在圖14中，短邊方向上的第一自由曲面透鏡2a和第二自由曲面透鏡2b分別為凹透鏡狀，具有負(fù)的光焦度。而自由曲面反射鏡3中央部分由于為凹面而具有正的光焦度，邊緣部分由于為凸面而具有負(fù)的光焦度。實(shí)施例1的透鏡數(shù)據(jù)使短邊方向上為平面對(duì)稱的配置是其原因，由于通過(guò)改變面對(duì)稱的條件即配置關(guān)系，正的光焦度的部分和負(fù)的光焦度的部分發(fā)生改變，因此可以說(shuō)自由曲面反射鏡3上存在正的光焦度的部分和負(fù)的光焦度的部分。
[0092]如上所述，通過(guò)在規(guī)定的條件下配置自由曲面透鏡2和自由曲面反射鏡3，不需要增大作為光掃描部I的MEMS反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度，就能夠在不破壞MEMS反射鏡的機(jī)械上的可靠性下實(shí)現(xiàn)10倍以上的廣角化和線性的改善。
[0093]實(shí)施例2
[0094]下面，利用圖15到圖20針對(duì)實(shí)施例2進(jìn)行說(shuō)明。圖15是實(shí)施例2的光線圖，圖 16是實(shí)施例2的另一光線圖，圖17是實(shí)施例2的自由曲面透鏡的詳細(xì)視圖，圖18是表示實(shí)施例2的透鏡數(shù)據(jù)的圖，圖19是表示實(shí)施例2的自由曲面系數(shù)的具體值的圖，圖20是實(shí)施例2的失真性能圖。
[0095]與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于自由曲面透鏡2為一個(gè)，在實(shí)施例2中由于X = 600mm、 L = 100mm，所以L/X為0.17，能夠?qū)崿F(xiàn)非常小的值。
[0096]實(shí)施例3
[0097]下面利用圖21到圖26針對(duì)實(shí)施例3進(jìn)行說(shuō)明。
[0098]圖21為實(shí)施例3的光線圖，圖22是實(shí)施例3的另一光線圖，圖23是實(shí)施例3的自由曲面透鏡的詳細(xì)視圖，圖24表示實(shí)施例3的透鏡數(shù)據(jù)，圖25是表示實(shí)施例3的自由曲面系數(shù)的具體值的圖，圖26是實(shí)施例3的失真性能圖。
[0099]與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于配合原本的寬屏畫面使圖像尺寸為16:9，使光掃描部I 的旋轉(zhuǎn)角(水平±5.3度、垂直±2.9度的共振旋轉(zhuǎn))為800X450的二維范圍這一點(diǎn)。圖 26的作為失真性能的線性相比表示作為實(shí)施例1的失真性能的線性的圖9得到改善，對(duì)于原本為了掃描16:9的像面而開發(fā)的光掃描部1，作為組合掃描16:9的像面更佳。此外，以 16:9開發(fā)的掃描反射鏡也能夠適用于4:3的像面，這無(wú)需明言。
[0100]在實(shí)施例3中由于X = 800mm、L = 100mm，所以L/X為0.135，能夠?qū)崿F(xiàn)非常小的值。
[0101]符號(hào)的說(shuō)明
[0102]I…光掃描部，2…自由曲面透鏡,3…自由曲面反射鏡,4…光源，10…圖像顯不裝置，20…像面，30…結(jié)構(gòu)體，Ia…反射鏡，Ib…第一扭簧，Ic…保持部件，Id…第二扭簧，Ie… 保持部件。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于，具備: 光掃描部，其使從光源射出的光，借助于該光的反射面的往復(fù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在像面的第一方向和第二方向上掃描；和 光學(xué)系統(tǒng)，其放大被掃描的光的掃描角度， 所述光學(xué)系統(tǒng)在所述光掃描部一側(cè)具有自由曲面透鏡，在所述像面一側(cè)具有自由曲面反射鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述第一方向的長(zhǎng)度比所述第二方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)， 配置所述自由曲面反射鏡以使所述第一方向與第一平面大致平行，其中，所述第一平面由當(dāng)所述光掃描部靜止在掃描范圍的中央時(shí)的所述自由曲面反射鏡的入射光線和反射光線定義。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述光掃描部具有一個(gè)反射面，該一個(gè)反射面具有兩個(gè)掃描方向。
4.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述光掃描部具有兩個(gè)反射面，該兩個(gè)反射面分別具有一個(gè)掃描方向。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 兩個(gè)掃描方向中的反射面的偏轉(zhuǎn)角度大的方向?qū)?yīng)于所述第一方向，兩個(gè)掃描方向中的反射面的偏轉(zhuǎn)角度小的方向?qū)?yīng)于所述第二方向。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述第一平面上，從所述自由曲面反射鏡上的反射位置到所述像面上的掃描位置的距離長(zhǎng)的一側(cè)的光線通過(guò)所述自由曲面透鏡的光路長(zhǎng)度，大于從所述自由曲面反射鏡上的反射位置到所述像面上的掃描位置的距離短的一側(cè)的光線通過(guò)所述自由曲面透鏡的光路長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 在所述像面的所述第二方向上所述自由曲面透鏡具有負(fù)的光焦度。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 在所述像面的所述第二方向上所述自由曲面反射鏡的邊緣部具有負(fù)的光焦度。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 當(dāng)令所述第一方向的長(zhǎng)度為X，投影距離為L(zhǎng)時(shí)，L / X為I以下，其中，所述投影距離為從透鏡數(shù)據(jù)中用于定義自由曲面反射鏡的配置位置的基準(zhǔn)位置向像面垂下的垂線的長(zhǎng)度。
10.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 當(dāng)令所述第一方向的長(zhǎng)度為X，投影距離為L(zhǎng)時(shí)，L / X為0.2以下，其中，所述投影距離為從透鏡數(shù)據(jù)中用于定義自由曲面反射鏡的配置位置的基準(zhǔn)位置向像面垂下的垂線的長(zhǎng)度。
【文檔編號(hào)】H04N5/74GK103597398SQ201180071068
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月10日
【發(fā)明者】谷津雅彥, 平田浩二 申請(qǐng)人:日立麥克賽爾株式會(huì)社