JPH0239089A - 表示装置 - Google Patents

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） 本発明は表示装置、更に詳しくは、情報表示媒体として
液晶素子を用い、該液晶素子面をレーザビーム走査して
目的の表示情報パターンを書き込み処理する方式の表示
装置に関する。

（従来の技術） 第３・４図は上記方式の表示装置の一具体例（単色タイ
プの液晶投射型拡大表示装置）の概略構成図である。該
装置は大別して書き込み光学系と投射（写）光学系（読
出し光学系）とからなり、第３図は書き込み光学系Ａの
斜視図、第４図は投射光学系Ｂの構成概略図である。

図において、６は情報表示媒体としての液晶素子であり
、本例のものはスメクチック液晶を用いた薄板状素子（
サイズ、例えば数センチ角）である。この液晶素子６を
中心にして該素子の裏面側後方に書き込み光学系Ａが、
表面側前方に投射光学系Ｂが配設されている。

書き込み光学系Ａにおいて、１はレーザ出力手段として
の半導体レーザ（レーザダイオード）であり、不図示の
制御回路により駆動されてレーザビーム１２を出力する
。その出力レーザビームはコリメータレンズ２によって
揃えられ、Ｘ軸角ガルバノミラ−３とＹ軸用ガルバノミ
ラ−４によってビーム方向制御を受け、書き込みレンズ
５を通して液晶素子６の裏面上に集光される。Ｘ軸用及
びＹ軸周のガルバノミラ−３・４は夫々不図示の一制御
回路で制御される駆動装置３ａ・４ａにより［１的の表
示情報パターンに対応して往復回転方向制御・回転角速
度制御がなされ、これにより液晶層ｆ−６の裏面か目的
表示情報パターンに対応した、レーザビームによるベク
トル走査露光を受ける。即ち液晶素子６はその裏面側に
おいて書き込み光学系Ａによりレーザビーム１２て目的
表示情報パターンに対応した書き込み処理１２′を受け
る。

液晶素子（本例はスメクチック液晶を用いた素子）６に
おいてレーザビーム１２の当った部分の液晶はビーム照
射加熱により液体状態になり、それが冷えることにより
分子の配列が乱れて光を散乱する状態となり、レーザビ
ームの当らなかった非加熱部分は透明であり、この非書
き込み透明部分との対比において上記レーザビームが当
って光散乱状態となった部分が古き込みパターンとして
液晶素子６の表面に現われる。

投射光学系Ｂ（第４図）において、８はキセノンランプ
等の投射用光源であり、この光源の光はコンデンサレン
ズ９によって集光され、ミラー１０で液晶素子６の表面
ｆｉｌ＋に向って反射され、液晶素子６の表面を全面的
に照射する。そしてその照射光の液晶素子表面反射光が
投射レンズ１１・１１によって益記照射光の反射ミラー
１０を避けた位置に集光された上でスクリーン７面に拡
大結像される。

つまり、液晶素子６の面に上記のように書き込み光学系
Ａによりレーザビーム１２で目的表示情報パターンの書
き込み処理１２′がなされることにより液晶素子表面に
現われる光散乱性δき込みパターンが投射光学系Ｂによ
りスクリーン７而に拡大Ｉ２影されて表示状７５になる
。

第５図は反射型液晶素子６の断面模型図を示している。

６ａは素子裏（ＩＩＩのガラス基板、６ｂはＣｒ２Ｏ３
吸収膜、６ＣはＡｊ２反射膜、６ｄはスメクチック液晶
層、６ｅは透明電極、６ｆは素子表側のガラス基板、６
ｇはＡ１１反射膜と透明電極６ｅ間に電圧を印加する電
源装置であり、高電圧と低電圧の切換えが可能である。

液晶６ｄの状態変化は、まず初期に、図形を書き込む而
に電源装置６ｇにより高電圧を印加すると液晶６ｄは透
明状態となり、投射光はＡ１反射１１ｉ　６　ｇにて全
面的に反射され吸収されない。次に図形【！７き込みが
開始されると、電源装置６ｇによる電圧の印加は中断さ
れる。レーザ光１２の当った部分は熱のため液体状態に
なるが、さめると散乱状態になり、投射光はその部分で
散乱されるためδき込まれた部分が図形となって表われ
てくる。図形書き込み終了後部分的に消去したい場合に
は、その場所にレーザ光１２を当てることによって液体
状態にし、そこに低電圧を印加すると透明状態となって
図形は消去される。

上記の表示装置のように、液晶素子６に対する表示情報
パターンのレーザビーム走査書き込みを、Ｘ軸用とＹ軸
周の２つのガルバノミラ−３・４によるベクトル走査で
実行する方式・構成のものは、書き込み表示情報パター
ンが図面などのように線で構成される部分が多いもの、
いわゆる線画である場合には古き込みに高速性があり有
利である。

書き込み表示情報パターンが塗り・潰し面積部分を（ｆ
する、いわゆる画像である場合には液晶素子に対するそ
の書き込みはベクトル走査よりもラスク走査による方が
はるかに高速性があり有利である。

ガルバノミラ−によりラスク走査書き込みすることも可
能である。しかしこの場合には、Ｘ軸用ミラー３のみが
往復回転運動を行なうので、稼動時間の点で、他方のＹ
軸用ミラー４に比べ著しく長くなり、駆動系の耐久性が
問題になり、また速度も遅く、効率が悪い。

Ｘ軸周ガルバノミラ−３の他にラスク走査専用の回転多
面体ミラー（いわゆるポリゴンミラー）を併設し、線画
書き込み時はＹ軸用とＹ軸用の２つのガルバノミラ−に
よるベクトル走査書き込みを実行させ、画像書き込み時
はＸ軸周ガルバノミラ−３を回転多面体ミラーに切換え
てラスク走査書き込みを実行させることも考えられるが
、部品点数が多くなり、また制御も複雑になり、不経済
である。

（発明が解決しようとする問題点） 何れにしてもガルバノミラ−を利用して書き込み光学系
を構成するものは下記のような問題点がある。

１、ガルバノミラ−機構は微妙な機構であり、その調整
には大いに手間を要し、振動等の影響を受けやすく移動
が伴なう場合には、そのつと調整が必要となり、装置の
移動に制約が伴なう。

２、ガルバノミラ−のような可動部品を使用することは
それだけで装置全体の信頼性に大きな影響を及ぼすため
、なるべく可動部分の点数が少ないほうがよい。従って
萌述第３・４図例装置のように２個のガルバノミラ−３
・４を使用するようなものは、それだけで大きな信頼性
の低下をきたす。

本発明は上記のような問題点に鑑みて、この種の表示装
置についてその書き込み光学系を、微妙な調整を要し、
振動等の外的悪影響を受けやすく制約の多いガルバノミ
ラ−機構を利用しないで、取り扱い容易な部品によって
外的悪影響を受けにくく調整不要もしくは調整容易な書
き込み光学系を構成して信頼性が高く扱い性をよくした
表示装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、情報表示媒体としての液晶素子の面を古き込
み光学系でレーザビーム走査して目的の表示情報パター
ンを書き込み処理する方式の表示装置であり、前記書き
込み光学系は、レーザドライバにより駆動されて目的表
示情報パターンの時系電気画素信号の対応して変調され
たレーザビームを出力するレーザ出力手段と、該レーザ
出力手段からの出力レーザを液晶素子面の導光して集光
する光学素子と、前記レーザ出力手段を液晶素子面に関
して生産方向と副走査方向に位置移動させて液晶　素子
面をレーザ出力手段からの出力レーザで主副走査するレ
ーザ出力手段主副移動手段を含んでなることを特徴とす
る表示装置である。

（作用） 即ち本発明装置はレーザ出力手段それ自体を液晶素子面
に関して主走査方向・副走査方向に位置移動させて液晶
素子面を出力レーザビームで主副走査し目的の表示情報
パターンを書き込み処理する構成としたもので、前記問
題のガルバノミラ−機構はなく、レーザ出力手段な主副
移動する手段は取扱い容易な部品によって外的悪影響を
受けにくく調整不要もしくは調整容易な機構構成とする
ことができるので、信頼性が高く、扱い性のよいこの種
の表示装置を得ることができる。

（実施例） 実施例１ 第１図（ａ）は本発明に従う一実施例表示装置の構成略
図、同図（ｂ）は副走査機構部分の側面図である。萌述
第３・４例装置と共通する構成部材・部分には同一符合
を付して再度の説明を省略する。

図において、２６はキャリッジであり、このキャリッジ
にレーザ出力手段としてのレーザダイオード１とレーザ
ドライバとを一体化したレーザユニット２１、及び該レ
ーザユニット２１を液晶素子６面に関して主走査方向Ｘ
−Ｘに往復移動する第１の移動手段機構２２を搭載させ
である。

２３・２４・２５は上記キャリッジ２６自体を液晶素子
面６に関して副走査方向Ｙ−Ｙに往復移動する第２の移
動手段機構である。

レーザユニット２１を主走査方向Ｘ−Ｘに往復移動させ
る第１の移動手段機構２２は本実施例では正逆回転制御
されるステッピングモータと往復レバーとで構成してい
る。主走査としての往復運動は構成上は本来円弧を描く
ため、駆動手段はステラどングモータ等が利用できる。

キャリッジ２６を副走査方向Ｙ−Ｙに往復移動させる第
２の移動手段機構２３・２４・２５は本実施例では正逆
回転制御されるステッピングモータ２３を駆動手段とし
、該モータの回転軸をリードスクリュー軸２４にし、こ
のリードスクリュー軸にナツト部材２５を螺合させ、該
ナツト部材にキャリッジ２６を一体に取付けである。

モータ２３従ってｆ４２４が正逆回転されることにより
ナツト部材２５従ってキャリッジ２６が軸２４に沿って
往復移動される。即ち副走査方向Ｙ−Ｙに往復移動され
る。キャリッジ２６は不図示の回り止め部材により、往
復移動過程で軸２４回りの回転揺動は生じないようにし
である。

第１の移動手段機構２２によるレーザユニット２１の主
走査方向Ｘ−Ｘの往復移動と、第２の移動手段機ｖ４２
３・２４・２５によるキャリッジ２６の副走査方向Ｙ−
Ｙの往復移動は、即ちレーザユニット２１のレーザ出力
手段としてのレーザダイオード１の、液晶素子６面に関
する主副走査移動となる。

レーザ出力としてのレーザダイオード１はレーザドライ
バにより駆動されて目的表示情報パターンの時系列電気
画素信号に対応して変調されたレーザビーム１２を出力
する。その出力レーザビームはコリメータレンズ２で揃
えられ、折り返しミラー２０によって液晶素子６の裏面
に向って方向変向され、書き込みレンズ５を通して液晶
素子の裏面上に集光をされる。

而して不図示の主制御部により、レーザドライバの駆動
によるレーザダイオード１からのレーザ出力、第１と第
２の移動手段機構２２．２３〜２５によるレーザダイオ
ード１の液晶素子（スメクチックタイプ）６に関する主
副走査移動を所定の同期関係のもとで制御することによ
り、液晶素子裏面がレーザビーム走査されて目的の表示
情報パターンの書き込みがなされる。そしてその書き込
みパターンが投射光学系Ｂ（面記第４図例と同様の構成
）によりスクリーン（７）面に拡大投射されて表示され
る。

実施例２ レーザユニット２１を主走査方向ｘ−ｘに往復移動させ
る第１の移動手段機構は前記実施例１ではステッピング
モータと往復レバーで構成２２してレーザユニット２１
を円弧軌跡で動かしているか、液晶素子６が数センチ角
程度の小サイズのものであるときは円弧軌跡は短かくな
り等価的に直線軌跡で往復移動させてもよい。この場合
には第１の移動手段機構は直線運動を行うリニアモータ
や、ベルトやワイヤを利用した直線運動機構とすること
かできる。

第２図（ａ）はキャリッジ２６に固定子２７ａと可動子
２７ｂとからなる、主走行方向ｘ−Ｘに１ａ線往復移動
駆動されるリニアモータ２７を搭載し、該モータの可動
子２７ｂにレーザユニット２１を取付は支持させた例を
示している。可動子２７ｂの往復駆動に判ないレーザー
ユニット２１即ちレーザ出力手段としてのレーザダイオ
ード１が液晶素子面に関して主走査方向Ｘ−Ｘに直線往
復移動される。

実施例３ 第２図（ｂ）はキャリッジ２６に正逆転モータで正逆回
転される駆動プーリ２９と、ターンプーリ３０を設け、
その両プーリ２９・３０間にワイヤ２８を懸回張設し、
そのワイヤ２８にレーザユニット２１を結合させてあり
、駆動プーリ２９が正逆回転駆動されることによるワイ
ヤ２８の往復引張り力でレーザユニット２１即ちレーザ
出力手段としてのレーザダイオード１が液晶素子面に関
して主走査方向Ｘ−Ｘに直線往復移動される。

この構成は小型化された安価な表示装置を構成する場合
のコストダウン効果が大きい。

実施例４ 第２図（ｃ）は第１の移動手段機構として前述実施例１
の第２の移動手段機構２３〜２５（第１図（ｂ））と同
様のリードスクリュー機構を採用した例を示している。

即ち３１は正逆回転制御されるステラどングモータを駆
動手段とし、該モータの回転軸３２をリードスクリュー
軸にし、このリードスクリュー軸にナツト部材３３を螺
合させ、該ナツト部材にレーザユニット２１を一体に取
付けである。モータ３１に従って軸３２が正逆回転され
ることによりナツト部材３３従ってレーザユニット２１
が軸３２に沿って主走査Ｘ−Ｘ方向に往復移動される。

レーザ出力手段としてのレーザダイオード１を主副走査
移動させる第１及び第２の両移動手段機構を上記のよう
にステラどングモータを使用して構成することは、特に
高い解像度は必要としなしＡ簡便・安価な表示装置を構
成するのに効果的である。

（発明の効果） 以上のように本発明に依れば、この種の表示装置につい
てその書き込み光学系を、微妙な調整を要し、振動等の
外的悪影響を受けやすく制約の多いガルバノミラ−機構
を利用しないで、取扱い容易な部品によって外的悪影響
を受けに＜＜調整不要もしくは調整容易な書き込み光学
系を構成して信頼性が高く扱い性をよくした表示装置を
得ることができる。

そして、今まで固定されていた場所で限定使用されてい
たものが、制約が無くなることにより、状況に応じてい
つでもどこでも大画面表示が可能となるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に従う一実施例表示装置の構成概
略図（平面図）、同図（ｂ）は副走査機構部分の側面図
、第２図（ａ）　　　（ｂ）・（Ｃ）は夫々第２乃至第
４実施例装置の要部の構成略図、第３図は従来装置の書
き込み光学系部分の構成概略を示す斜視図、第４図は投
射光学系部分の構成概略図、第５図は液晶素子の断面模
型図である。 Ａは書き込み光学系、Ｂは投射光学系、１はレーザダイ
オード、２１はレーザユニット、６は液晶素子、７はス
クリーン、２６はキャリッジ、２２．２７．２８・２９
・３０．３１・３２・３３は第１（主走査用）の移動手
段機構、２３・２４・２５は第２（副走査用）の移動手
段機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報表示媒体としての液晶素子面を書き込み光学
   系でレーザビーム走査して目的の表示情報パターンを書
   き込み処理する方式の表示装置であり、 前記書き込み光学系は、レーザドライバにより駆動され
   て目的表示情報パターンの時系列電気画素信号に対応し
   て変調されたレーザビームを出力するレーザ出力手段と
   、該レーザ出力手段からの出力レーザを液晶素子面に導
   光して集光する光学素子と、前記レーザ出力手段を液晶
   素子面に関して主走査方向と副走査方向に位置移動させ
   て液晶素子面をレーザ出力手段からの出力レーザで主副
   走査するレーザ出力手段主副移動手段を含んでなる、 ことを特徴とする表示装置。