JPH03144488A

JPH03144488A - レーザ表示装置

Info

Publication number: JPH03144488A
Application number: JP28240589A
Authority: JP
Inventors: Jiichi Nakaki; 治一仲喜; Nakatsugu Yoshikawa; 仲次吉川
Original assignee: SEIWA DENKI KK; Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: SEIWA DENKI KK; Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-19
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2788770B2

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〉本発明はレーザ光を用いた表示装置に関する。

〈従来の技術〉レーザ表示装置は、半導体レーザ等からのレーザ光をス
クリーン上において走査しつつ、同時にレーザ光出力の
ＯＮ・ＯＦＦ制御等を行うことによってスクリーン上に
所望の文字や図形パターン等を閘き出す装置で、そのレ
ーザ光の走査方法としては、従来、ラスタースキャニン
グ方式がある。

第６図に、ラスタースキャニング方式によるレーザ表示
装置のブロック図を示す。

ガスレーザ６１および６２から発振され、ＡＯＭ（音響
光学変調器）６３によって１次回折光のみが抽出された
、赤、緑、青の各波長に対応する各レーザ光は、それぞ
れコリメータ６４を通過した後、ビームスプリッタ６５
によって色合成される。この色合成された後のレーザ光
は、ポリゴンミラー６６により反射され、さらにガルバ
ノミラ−（振動スキャナ）６７によって反射されてスク
リーン６８上へと導かれる。

さて、ラスタースキャニング方式は、レーザ光を、ポリ
ゴンミラー６６の回転によりスクリーン６８上Ｘ方向に
ｌライン走査した時点で、ガルバノミラ−６６を駆動し
てその走査ラインをＹ方向に１ライン分だけ移動させる
という動作を順次繰り返して行くことによって、スクリ
ーン６８全面亘ってレーザ光を走査する方式で、この走
査中に各ＡＯＭ６３を、例えばテレビカメラやビデオテ
ープレコーダ等の入力信号に応じて駆動制御し、レーザ
光のスクリーン６８への照射の有無、また色彩等を調節
することによって所望の文字や図形パターン等がスクリ
ーン６８上に表示される。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、従来のラスタースキャニング方式による表示
装置よれば、目視によるチラッキ現象が認識されない程
度の画像を得るには、ポリゴンミラーの回転数を１５０
００ｒｐｍ以上に設定する必要があり、また、これに伴
ってガルバノミラ−も高速に駆動する必要がある。この
ため、それぞれの駆動機構のコストが高くつくばかりで
なく、各駆動機構の寿命、特に軸受の寿命が非常に短く
そのメンテナンスを頻繁に行わなければならないという
問題があった。

さらに、ポリゴンミラーとガルバノミラ−とのスキャン
動作を同期させるために、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ディテク
タおよび制御回路等が必要で、しかも、この光学系、な
らびにポリゴンミラーおよびガルバノミラ−における光
学調整が非常に困難であった。

〈課題を解決するための手段〉本発明は上記の諸問題点を一挙に解決すべくなされたも
ので、その構成を実施例に対応する第１図、第２図を参
照しつつ説明すると、本発明は、１次元方向に配列され
、レーザ光を同方向に、かつ互いに平行に出力する複数
個の光ｉｚ・・・１１と、そのレーザ光源群１１・・・
１１からの全てのレーザ光を反射してスクリーン２へと
導くためのポリゴンミラー３と、そのポリゴンミラー３
を光源１１・・・１１の配列方向と平行な軸を中心とし
て回転させる駆動手段３０と、上記複数個の光ａ１１・
・１１のレーザ光出力をそれぞれ個別に制御する制御手
段（変調駆動回路２０．信号処理回路２１）を備えてい
ることによって特徴づけられる。

く作用〉複数個のレーザ光源１１・・・１１からのレーザ光群は
、ポリゴンミラー３に反射されてスクリーン２に照射さ
れるわけであるが、そのレーザ光群はポリゴンミラー３
の回転によって、スクリーン２上において同時に走査さ
れることになり、この走査中に各光源１１からなレーザ
光出力のＯＮ・ＯＦＦそれぞれ個別に制御することによ
って、任意の文字や図形をドツトパターンで表示するこ
とができる。ここで、ポリゴンミラー３の回転数は、従
来のラスタースキャン方式による装置に対し、配列した
レーザ光源１１の個数に比例して低くすることができる
。

〈実施例〉本発明実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

まず、本発明実施例の概略構成を第１図に示すブロック
図を参照して説明する。

本発明実施例の光学系は、複数本のレーザ光を出力する
光ピンクアレイ１と、そのアレイ１からのレーザ光群を
反射してスクリーン２に導くためのポリゴンミラー３と
、そのポリゴンミラー３とスクリーン２間のレーザ光の
進行路状に配設されたｒ・θ光学系４によって構成され
ている。また制御系は、光ピツクアップアレイ１に接続
された変調駆動回路２０およびその信号処理回路２１、
ポリゴンごラー３の回転させる駆動部３０、さらに、信
号処理回路２１を制御するＣＰＵ５によって構成されて
いる。

次に、各部の構造を説明する。

まず、光ピツクアップアレイ１は、第２図および第３図
に示すように、２４個のピックアップモジュール１０・
・・１０をＹ方向に順次積み重ねた構造となっている。

一つのピックアップモジュール１０は、直径１０ｍｍの
筒状ハウジング１４内に配設された半導体レーザ１１と
、その光軸上に順次配設されたコリメートレンズ１２お
よび二枚のシリンドリカル１３ａ、１３ｂからなるアナ
モフィック・ビーム・エキスパンダ１３によって構成す
れている。

半導体レーザ１１の発振レーザ光の波長は６７０ｎｍ帯
である。また、コリメートレンズ１２は焦点距離が４．
４９で、ＮＡが０６５０である。アナモフィック・ビー
ム・エキスパンダ１３は、半導体レーザ１１の出力ビー
ムが楕円ビームであるため、これを円形ビームに整形す
るもので、半導体レーザ１１からのレーザ光の長径（Ｘ
方向）　Ｄｏ、短径（Ｙ方向）Ｄｉとすると、２枚のシ
リンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂを用いてビーム径を
Ｙ方向のみにＤｏ／Ｄｉ倍だけ広げるよう構成されてい
る。すなわち、シリンドリカルレンズ１３ａ。

１３ｂのそれぞれの焦点距離をｆ、、ｆ２とすると、と
、上記のＤｏ、Ｄｆとの間には次の関係が成り立つ。

Ｄｏ　　　　　ｆｚＤｉ　　　　　ｒ従って、この式に基づいて二つのシリンドリカルレンズ
の焦点距離ｆ、、ｒ、の比を決定することによって半導
体レーザ１の出力ビームのビーム径を円形とすることが
できる。

以上のように構成された、光ピツクアンプアレイ１から
は、２１本のレーザ光が同方向に互いに平行に出力され
る。その各ビーム径は８ＩｎＩ１１で、また、各ビーム
間におけるピッチはＩＯＭである。

また、各半導体レーザは、変調駆動回路２０によってそ
れぞれ独立にパルス変調される。

ポリゴンミラー３は、アルミ合金の表面にＳｉ○膜をコ
ーティングした４面鏡で、その反射率は波長６７０ｎｍ
の光に対し８０％以上である。また、ポリゴンミラー３
は、第４図に示すように、３段積み構造となっている。

その−段のミラー面のＹ方向長さが８１師、従って全長
が２４３印であり、光ピツクアップアレイ１からのレー
ザ光群のＹ方向における幅に対応している。

ポリゴンミラー３は、駆動部３０によって回転し、この
回転によって光ピツクアレイ１からのレーザ光群はスク
リーンｚ上、Ｘ方向において走査される。このポリゴン
ミラー３の回転数は２２５０ｒρｍに設定されている。

これにより、スクリーン２上におけるレーザ光群の走査
周期は、ポリゴンミラー３が４面鏡であることから１５
０Ｈｚとなる。また、その走査ライン長Ｘは、第５図に
示すように、ポリゴンミラー３の振れ角θの最大値とポ
リゴンミラー３回転中心とスクリーン２と間の距離りに
よって決定される。

ｒ・θ光学系４は、ポリゴンミラー３によって反射され
たレーザ光群をスクリーン２上に平面結像するためのも
のである。すなわち、ポリゴンミラー３によって走査さ
れるレーザ光の結像面は円弧状となり、これを平面で投
影すると、その走査ラインはｘ　＝　ｆ　ｔａｎθと非
線形となるため、第５図に示すように、２枚のレンズを
組み合わせたｆ・θ光学系４を用いてｘ＝ｆ・θの線形
の走査ラインにネ市正するものである。

ここで、回転駆動部３０は、ポリゴンミラー３の回転位
置かあらかしめ設定した位置、例えばポリゴンミラー３
の対角線が、光ピンクアップアレイ１からのレーザ光群
の進行方向に一致する位置を基準として、ポリゴンミラ
ー３が９０°回転するごとにタイミングパルスを発生す
るよう構成されている。すなわち、ポリゴンミラー３の
回転によりレーザ光群がスクリーン２上において１フレ
ーム走査されるごとに、回転駆動部３０からタイミング
パルスが出力され、このタイミングパルスは信号処理回
路２１へと採り込まれる。

信号処理回路２１は、回転駆動部３０からのタイミング
パルスを同期信号として、スクリーン２上をレーザ光群
が１フレーム走査される間（１／１５０Ｓ）を時分割し
て、ＣＰＵ５からの情報に応じて、半導体レーザ１１・
・・１１のパルス変調を行うべく、変調駆動回路２０に
指令信号を供給するよう構成されている。

以上の構成の本発明実施例によると、ポリゴンミラー３
の回転によって、２４本のレーザ光をスクリーン２上に
おいて同時に走査することができ、しかも、その走査中
に各半導体レーザ１１・・・１１をそれぞれ独立変調す
ることによって、各レーデ光出力のＯＮ・ＯＦＦを制御
することが可能となり、これによって、Ｙ方向に２４ド
ツトの文字や図形等のドツトパターンをスクリーンｚ上
に表示できる。

以上の本発明実施例を、道路情報表示装置として使用す
ると、従来の自己発光型表示板に対して大きな利点があ
る。すなわち、従来の表示板は、白熱ランプ等の光源を
一文字当たり１５Ｘ１３のドツトマトリクス状に配列し
、各ランプのＯＮ、ＯＦＦにより任意の文字を表示する
よう構成されており、−文字当たり１９５個のランプを
必要としていた。

このため、例えば１０文字の表示を行うには、１９５０
個のランプが必要で、表示装置全体の重量が３０００〜
４０００ｋｇ程度にまで達していた。

しかもその消費電力は３．５　Ｋｗと高い電力を要する
。これに対し、本発明装置では、同等の情報を表示する
には、半導体レーザの個数は３０〜４０個程度でよく、
従来のランプ数、１９５０個に比して約１１５０以下と
することができる。従って、装置全体重量が非常に軽く
なり、装置取付は作業やメンテナンス等が容易となる。

また、消費電力も従来の１／１０以下となり、ランニン
グコスト面においても有利となる。さらに、スクリーン
照射方式のため、視認方向はスクリーン前面のほぼ全方
向と言える。なお、半導体レーザの出力パワーは、現状
の技術レヘルにおいて表示装置として使用するに充分で
ある。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、複数個のレーザ
光源を一次源方向に配列し、このレーザ光源からのレー
ザ光群をポリゴンミラーによってスクリーン上に導くよ
う構成したので、ポリゴンミラーのみの回転によってレ
ーザ光をスクリーン全面に亘って走査することが可能と
なり、従来のラスタースキャン方式による装置に比して
、構造が簡素化され、しかも光学調整等の作業がきわめ
て容易となる。また、垂直方向の同期系の同期用レーザ
および制御回路等が不要になる。さらに、ポリゴンミラ
ーの回転数を、従来に比して低くすることが可能となっ
て、その駆動機構等の寿命が大幅に向上する。

さらにまた、本発明装置を、例えば道路情報表示装置と
して使用した場合、従来の自己発光型の表示板に比して
計量・小型化、さらには消費電力の低減化をはかること
ができるという点の効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成を示すブロック図である。第２図は光ピツクアップアレイ１の縦断面図で、第３図
はその前面図である。第４図はポリゴンミラー３の側面図である。第５図はｒ・θ光学系４の説明図である。第６図は、従来のラスタースキャン方式によるレーザ表
示装置の構成例を示すブロック図である。１・・・光ピツクアップアレイ２・・・スクリーン３・・・ポリゴンミラー４・・・ｆ・θ光学系５・　・・ＣＰＵ１１・・・１１・・・半導体レーザ２０・・・変調駆動回路２１・・・信号処理回路３０・・・回転駆動部

Claims

【特許請求の範囲】

１次元方向に配列され、レーザ光を同方向に、かつ、互
いに平行に出力する複数個の光源と、そのレーザ光源群
からの全てのレーザ光を反射してスクリーンへと導くた
めのポリゴンミラーと、そのポリゴンミラーを上記光源
の配列方向と平行な軸を中心として回転させる駆動手段
と、上記複数個の光源のレーザ光出力をそれぞれ個別に
制御する制御手段を備えてなる、レーザ表示装置。