JPH02170108A

JPH02170108A - レーザ表示装置

Info

Publication number: JPH02170108A
Application number: JP32487588A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Nakane; 中根　靖章
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-06-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、レーザビームによるラスタ走査で描画するレ
ーザ表示装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、レーザビームによるラスタ走査で描画するレ
ーザ表示装置において、レーザビームを偏向させるため
の偏向手段のレーザビーム入射点に参照用ビームを入射
さゼ、この参照用ビームの偏向状態を検出して輝度変調
手段でのレーザビームの変調タイミングを制御するよう
にして、スクリーン上でのレーザビームによる描画が歪
なく良好に行われるようにしたものである。

〔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４図に示した如きものが提案されている。

この第４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、レーザ光源（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ｔこ分けた後
、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ｌ、を、夫々偏向器（５ａ）（５ｂ）及
び（５ｃ）に供給する。そして、偏向器（５ｃ）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
ームをダイクロインクミラー（３ｃ）に供給し、偏向器
（５ａ）が出力する赤色レーザビ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。

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。

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。

第５図はこの偏向状態を示した図で、例えば第５図Ａに
示す如く、反射部（１１）の回転により平面鏡（１１，
）の端部にレーザビーム１１ｎが入射するようになると
、反射レーザビーム１２ｏｕｔは同図の下方に向かう。

そして、反射部（１１）の回転により平面鏡（１１１）
とレーザビームｌｉｎ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５ｉＢに示す如
く、反射部（１１）が角度θ、たけ回転し、平面鏡（Ｉ
ｌ、）の他方の端部にレーザビーム！！、ｉｎが入射す
るようになると、反射レーザビーム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ｊ２
ｏｕｔとレザビームＲｏｕｔ’　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
レーザビームの偏向が行われる。

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（７ａ
）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。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。

そして、ガルバノミラ−（７）により反射したレザビー
ムを、反射鏡（８）を介して反射させてスクリン（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ムこより描画される画像を見る
。

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（１０）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じて作動する。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ところで、このようなデイスプレィ装置で画像の表示を
行うと、表示画像に何らかの画像歪が発生してしまう不
都合があった。即ち、水平偏向を行う回転多面鏡は回転
部の質量が極めて大きいため、表示させる映像信号の水
平同期信号と同期させて回転速度を細めへ制御すること
は困難であり、各水平走査線内での信号周期の変動や歪
みを吸収できず、表示画像の歪みとなってしまう。また
、回転多面鏡の鏡面加工精度や回転多面鏡駆動用モータ
の回転精度等の点からも画像歪が発生してしまう。

さらに、回転多面鏡で得られる偏向走査は等角速度走査
であり、スクリーン上で等線速度とはならず、画面の中
央部と端部とでビームの走査速度が異なり、例えば端部
の画像が歪んでしまう不都合があった。

本発明は之等の点に鑑み、画像の歪みを除去できるこの
種のレーザ表示装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］本発明のレーザ表示装置は、例えば第１図及び第３図に
示す如く、映像信号に基づいて輝度変調手段（２ａ）　
、　（２ｂ）　、　（２ｃ）で輝度変調されたレーザビ
ーム！、を、回転多面鏡（１０）を用いて周期的に所定
角度偏向させてスクリーンに到達させ、この到達ビーム
のラスタ走査によりスクリーン上に描画するレーザ表示
装置において、回転多面鏡（１０）のレーザビーム入射
点！ａに、レーザビーム２Ｉ　とは異なる参照用ビーム
ｊ２ｓ、を入射させ、回転多面鏡（１０）により偏向さ
れたこの参照用ビームｆｆ１ｓ３の到達位置に光位置セ
ンサ（２０）を配し、この光位置センサ（２０）の検出
信号に基づいて映像信号を輝度変調手段（２ａ）　、　
（２ｂ）　、　（２ｃ）に供給するタイミングを制御す
るようにしたものである。

また本発明のレーザ表示装置は、少なくとも１水平走査
線分の映像信号を記憶する記憶手段（４２）を設け、光
位置センサ（２０）の検出信号の位相に同期したクロッ
ク信号をＰＬＬ回路（３ｏ）で作成し、このクロック信
号に基づいて記憶手段（４２）より映像信号を読出して
輝度変調手段（２ａ）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）に
供給するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によると、参照用ビームｆｆ１ｓ３の偏向状態よ
り輝度変調されたレーザビーム！１を偏向させた画像の
歪み状態が判別でき、この参照用ビームβｓ３の位置検
出状態に基づいたタイミングで映像信号による輝度変調
を行うようにすることで、歪が除去された良好な画像が
表示される。

〔実施例］以下、本発明のレーザ表示装置の一実施例を、第１図〜
第３図を参照して説明しよう。この第１図〜第３図にお
いて、第４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。

第１回は、本例のレーザ表示装置の回転多面鏡（１０）
を臨む位置を示し、第４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するレー
ザデイスプレィ装置で、他の部分は第４図と同様に構成
する。

第１図において（１０）は回転多面鏡を示し、この回転
多面鏡（１０）は反射部（１１）と駆動部（１２）とよ
りなり、反射部（１１）は２０面の平面鏡（１１，）、
　（１１□）・・・（１１□。）を環状に配置して構成
され、駆動部（１２）によりこの反射部（１１）が回転
駆動される如くしである。

そして本例においては、変調器（２ａ）　、　（２ｂ）
　、　（２ｃ）により輝度調整されたレーザビームｐ、
１が、反射部（１１）の各平面鏡（１１，）、（１１□
）・・・・（１１゜。）にわずかな角度を持って入射す
るようにしである。この場合、本例においては反射部（
１１）のレーザビーム入射点をｌａとする。そして、こ
の入射レーザビーム！１の反射部（１１）による反射ビ
ーム１２は、反射部（１１）の回転に従って各平面鏡（
１１，）、（１１゜）・・・・（１１□。）毎に扇形に
広がるように形成され、この反射ビームＩ！、２が届く
位置に投射レンズ（６）を配置し、この投射レンズ（６
）より投射用ビーム！３を得る。

ここで本例においては、回転多面鏡（１０）の反射部（
１１〉のレーザビーム入射点βａに、参照用レザビーム
ｆｓ、を入射させる。この参照用レーザビームｆｆ５ｌ
は、上述の描画用レーザビーム！１とは異なるレーザ源
（図示せず）より出力された一定出力のビームで、描画
用レーザビームρ８　と所定の角度ψを持たせて入射す
るように構成する。このため、参照用レーザビームｌｓ
、が反射部（１１）で反射した反射参照用レーザビーム
Ｊ２ｓ２は、描画用の反射ビーム１２とは異なる角度で
出射し、この反射参照用ビームｆｆ５ｚの出射方向に、
シリンドリカルレンズ（１３）を配置する。このシリン
ドリカルレンズ（１３）は、回転多面鏡（１０）の回転
に従って、反射参照用レーザビームｊ２ｓｚが扇形の光
路に振り分けられて偏向されるのを、上述した投射レン
ズ（６）からのビームの偏向状態と等しい偏向状態の参
照用レーザビームｊ２ｓｚに変換するものである。そし
て、このシリンドリカルレンズ（］３）が出射する所定
光路の参照用レーザビームｆｆ５３を、光位置センサ（
２０）に入射させる。

この光位置センサ（２０）は、参照用レーザビームＩ！
ｓ、の偏向位置を検出するもので、第２図に示す如く構
成する。即ち、この光位置センナ（２０）は、透明な前
面板（２１）に、等間隔の格子状の遮光部（２２）を横
方向に長く設けると共に、この前面板（２Ｉ）か取付け
られる筐体（２３）の内部に受光素子（２４）を配し、
前面板（２１）を透過したレーザビームをこの受光素子
（２４）で受光して検出する。この場合、遮光部（２２
）の格子縞は、例えばスクリーン（９）で表示させる１
画素ピッチの整数倍あるいは整数分の１に対応した間隔
にするのが好ましい。このようにしであることで、この
遮光部（２２）が設けられた前面板（２Ｉ）に、偏向さ
せられて移動する参照用レーザビームρｓ３が入射する
ようになる。この場合、遮光部（２２）の格子状の縞の
配列方向（横方向）と参照用レーザビームＥｓｚの移動
方向とを一致させて配置する。

そして本例においては、第３図に示す如く、この光位置
センサ（２０）の受光素子（２４）の検出信号を、Ｐ　
Ｌ　Ｌ回路（フェーズロックドループ回路）　（３０）
の位相比較器（３１）の一方の比較信号入力端子に供給
する。このＰ　Ｌ　Ｌ回路（３０）は、位相比較器（３
１）の位相差信号をローパスフィルタ（３２）を介して
電圧制御発振器（３３）に供給し、電圧制御発振器（３
３）の発振信号を、１／Ｎ分周器（３４）を介して位相
比較器（３１）の他方の比較信号入力端子に供給する。

この場合、電圧制御発振器（３３）は発振中心周波数を
例えば２０ＭＨｚにする。

また、レーザビームを変調させるための映像信号入力端
子（４１）に得られるディジタル複合映像信号を、１水
平ライン分記憶するラインメモリ（４２）に供給し、こ
のラインメモリ（４２）から読出したディジタル映像信
号をディジタル／アナログ変換器り４３）を介して７ト
リツクス回路（４４）に供給し、このマトリックス回路
（４４）で赤、緑及び青の原色信号に変換して、各原色
信号を夫々対応した光変調器（２ａ）　、　（２ｂ）及
び（２ｃ）に変調制御信号として供給する。

この場合、ラインメモリ（４２）からの映像信号の続出
を、上述のＰ　Ｌ　Ｌ回路（３０）の電圧制御発振器（
３３）の発振信号に連動して行う。

次に、本例のレーザ表示装置にて映像信号による画像を
表示する際の動作について説明すると、入力端子（４１
）に得られる映像信号に応して、光変調器（２ａ）　、
　（２ｂ）及び（２ｃ）で各色のレーザビームの輝度変
調が行われ、この輝度変調された各色のレザビームを合
成した合成レーザビームｌ、が、第１図に示す如く回転
多面鏡（１０）に入射し、水平偏向された反射レーザビ
ームｐ、２が投射レンズ（６）を介して投射ビーム１３
に変換され、ガルバノミラ−（７）により垂直偏向され
てからスクリーン（９）に照射される。

ここで、回転多面鏡（１０）のレーザビーム入射点ρａ
には、参照用レーザビームＥＳ＋も入射しているため、
この参照用レーザビームｌｓ、の反射ヒムｆｆ１ｓｚが
シリンドリカルレンズ（１３）に入射し、参照用レーザ
ビームｆｆ１ｓ３が光位置センサ（２０）に入射する。

このときの反射参照用レーザビームｊ２ｓ３の偏向状態
は、レーザビーム入射点！ａが同じのため投射レーザビ
ーム！３の水平偏向状態と等しく、スクリーン（９）上
での投射レーザビーム！３の走査状態と同し走査状態が
光位置センサ（２０）のレーザビーム入躬面で再現され
る。そして、光位置センサ（２０）のレーザビーム人躬
面には、格子縞の遮光部（２２）かあるため、受光素子
（２４）へのレーザビームｐ、ｓ３の入射状態が格子縞
に連動した断続的なものとなり、受光素子（２４）から
のレーザビーム検出信号がレーザビームの水平偏向状態
に同期したパルス信号になる。

そして、Ｐ　Ｌ　Ｌ回路（３０）は、このパルス信号に
同＋ｔＪ＋　した周波数信号を発振器（３３）が発振す
るので、このパルス信号に同期した周波数信号でライン
メモリ（４２）から映像信号をＨｔ出し、光変調器（２
ａ）。

（２ｂ）、（２ｃ）　に変調用制御信号として供給する
。

ごのよ・うにして光変調器（２ａ）　、　（２ｂ）　、
　（２ｃ）での輝度変調を制御するようにしたので、ス
クリーン（９）上の各水平走査線の座標位置に、対応し
た座標位置の映像のレーザビームρ３が到達し、スクリ
ーン（９）上に表示される画像の各水平走査線の歪のが
なくなる。即ち、スクリーン（９）上に表示される画像
は回転多面鏡（１０）を使用して水平偏向さゼるが、同
時に参照用レーザビームρｓ１も偏向され、反射参照用
レーザビームｊ２ｓ３の偏向状態を光位置センサ（２０
）で検出して、映像信号の各光変調器（２ａ）（２ｂ）
　、　（２ｃ）への供給タイミングを補正するようにし
たので、表示画像の各水平走査線の歪みがなくなる。こ
の場合には、回転多面鏡による偏向のために生しる画面
の中央部と端部とのビームの走査速度の違いによる歪み
や、回転多面鏡の鏡面歪み回転むら等の種々の内的要因
による歪みが補正されると共に、入力映像信号の乱れに
よる外的要因による歪みも補正される。特に水平偏向角
を広くした場合により有効である。

なお、上述実施例においては、光変調器をレーザ源と別
体として構成したが、レーザ源として半導体レーザを使
用すれば、この半導体レーザからのレーザ出力を直接映
像信号で輝度変調されたビームとして出力させることが
可能になる。また、参照用レーザビームは描画用レーザ
ビームとは回転多面鏡への入射角度を変えて光路を変え
たが、例えば参照用レーザビームとして赤外レーザビ１
、を使用し、入射レーザビームｐ、１　に重畳させ、反
射レーザビーム！２又は！３よりダイクロインクミラー
により赤外レーザビームを分離させて光位置センサに導
くようにしてもよい。さらにまた、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く、その他種
々の構成が取り得ることは勿論である。

第５図は第４図例の説明に供する路線図である。

（２ａ）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）は光変調器、（
１０）は回転多面鏡、（１３）はシリンドリカルレンズ
、（２０）は光位置センサ、（３０）はＰＬＬ回路、（
４２）はラインメモリ、！Ｓ”’ｚ＋ｊ２Ｓ３は参照用
レーザビームである。

〔発明の効果］本発明のレーザ表示装置によると、簡単な構成で表示画
像の各水平走査線の歪みを除去することができる利益が
ある。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】１、映像信号に基づいて輝度変調手段で輝度変調された
レーザビームを、偏向手段を用いて周期的に所定角度偏
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レーザ表示装置におい
て、上記偏向手段のレーザビーム入射点に、上記レーザビー
ムとは異なる参照用ビームを入射させ、上記偏向手段に
より偏向されたこの参照用ビームの到達位置に光位置セ
ンサを配し、該光位置センサの検出信号に基づいて上記
映像信号を上記輝度変調手段に供給するタイミングを制
御するようにしたことを特徴とするレーザ表示装置。２、少なくとも１水平走査線分の上記映像信号を記憶す
る記憶手段を設け、上記光位置センサの検出信号の位相に同期したクロック
信号を作成し、該クロック信号に基づいて上記記憶手段
より映像信号を読出して上記輝度変調手段に供給するよ
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
レーザ表示装置。