JP2010107545A

JP2010107545A - Image display device

Info

Publication number: JP2010107545A
Application number: JP2008276397A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kusukame; 弘一楠亀; Kazuhisa Yamamoto; 和久山本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device, protecting an optical system by an optical means the moment scanning light is not scanned and an optical path is fixed when using laser light as scanning light to thereby prevent the human body from being damaged. <P>SOLUTION: The image display device 10 includes: a laser light source 12 emitting laser light 11; a scanning part 13 scanning the laser light 11; a screen 14 to which the scanning light 11a is applied by the scanning part 13; and a thermal lens filter part 15 disposed between the scanning part 13 and the screen 14. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源としてレーザ光を使用して高輝度の表示を実現する画像表示装置において、眼や装置の安全性に配慮した画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device that realizes high-luminance display using a laser beam as a light source, and that takes into account the safety of eyes and devices.

近年、光源としてレーザ光を使用する画像表示装置は、レーザ光の単色性と高輝度性を活かした、色再現範囲の広い高輝度の表示ができる画像表示装置として注目されている。 In recent years, an image display device using laser light as a light source has attracted attention as an image display device capable of high brightness display with a wide color reproduction range utilizing the monochromaticity and high brightness of laser light.

しかしながら、このような優れた特長を持つ画像表示装置がレーザ光を走査して画像表示を行っている場合に、例えばレーザ光を走査する走査部が停止し、レーザ光が固定されてしまうとスクリーンが焼けて損傷する、あるいはスクリーンからの強い反射光の一部が眼に入って網膜を損傷する可能性があるなどの問題が生じる。また、レーザ光の走査が停止しなくても、レーザ光が駆動回路からのノイズなどの影響により短時間に高出力のパルス発振を行った場合にも同様の問題が生じる。 However, when the image display apparatus having such excellent features performs image display by scanning laser light, for example, the scanning unit that scans laser light stops and the laser light is fixed, the screen is fixed. This causes problems such as burning and damage, or a part of the strong reflected light from the screen may enter the eye and damage the retina. Even if the scanning of the laser beam does not stop, the same problem occurs when the laser beam oscillates with a high output in a short time due to the influence of noise from the drive circuit.

このような問題を解決するために、レーザ光を投影してスクリーンに走査する投影表示装置においてレーザ光を発光する発光器とスクリーンとの間に異物を検出したときに、発光器の発光を停止する、または走査光の投射を機械的に停止する機構が取り付けられている例がある（例えば、特許文献１参照）。各種のセンサを備え、異物を検出したときに電気的にまたは機械的に発光や走査光の投射を停止するようにして、人体にダメージを与えることを防止している。 To solve this problem, the projector stops emitting light when a foreign object is detected between the screen and the light emitter that emits the laser light in the projection display device that projects the laser light and scans it onto the screen. There is an example in which a mechanism for stopping or projecting scanning light is mechanically attached (for example, see Patent Document 1). Various sensors are provided, and when a foreign object is detected, light emission or scanning light projection is stopped electrically or mechanically to prevent damage to the human body.

また、レーザ光走査型リアプロジェクション装置においてスクリーン背面に空乏領域を設けて、その周囲４箇所に圧力センサを備え、この空乏領域の内圧の変動によりレーザ光などにより生じたスクリーンの破損などを検出することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような構成により、スクリーンにおいて異常を検知したときには、レーザ光源やＡＯＭ素子などの変調器を電気的に二重に遮断して眼や装置を安全に保護している。 Further, in the laser beam scanning type rear projection apparatus, a depletion region is provided on the back surface of the screen, and pressure sensors are provided at four locations around the depletion region. (For example, refer to Patent Document 2). With such a configuration, when an abnormality is detected in the screen, the modulator such as the laser light source and the AOM element is electrically double-blocked to safely protect the eyes and the apparatus.

また、レーザプリンタなどの光ビーム走査装置において画像を形成しないときに光ビームを偏向する偏向器の回転数が減速または停止することを利用して、その空気圧の変化により機械的に光ビームの光路を遮断するまたは開放することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。このことにより、画像を形成しないときの微弱な光ビームが感光体の露光位置に照射されるのを防ぎ、感光体の劣化を防止して感光体を超寿命化しようとしている。
特開２０００−１９４３０２号公報特開２００２−３００４９７号公報特開２００３−２９１８５号公報 Further, the optical path of the light beam is mechanically changed by changing the air pressure by utilizing the fact that the rotational speed of the deflector that deflects the light beam is reduced or stopped when the image is not formed in the light beam scanning device such as a laser printer. It has been proposed to shut off or open (see, for example, Patent Document 3). As a result, a weak light beam when an image is not formed is prevented from being irradiated to the exposure position of the photoconductor, and the photoconductor is prevented from deteriorating to extend the life of the photoconductor.
JP 2000-194302 A JP 2002-300497 A JP 2003-29185 A

しかしながら、上記で説明した従来の技術においては、レーザを走査させる走査部が停止したときに電気的あるいは機械的に光学システムを保護する機構が働くものの瞬時に保護することができず、光学システムの一部を損傷するまたは人体にダメージを与えるなどの課題があった。 However, in the conventional technique described above, a mechanism for protecting the optical system electrically or mechanically works when the scanning unit that scans the laser stops, but cannot protect instantaneously. There were problems such as damaging a part or damaging the human body.

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、レーザ光を走査光として用いる場合に走査光が走査されず光路が固定されたときに瞬時に光学システムを光学的な手段により保護し、人体にダメージを与えない画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems. When a laser beam is used as a scanning beam, the optical system is instantaneously protected by optical means when the scanning beam is not scanned and the optical path is fixed. An object of the present invention is to provide an image display device that does not cause damage.

上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を走査する走査部と、走査部が停止し、レーザ光の光路が固定されたとき、レーザ光を拡散させる拡散手段を備えた構成からなる。 In order to achieve the above object, an image display device of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a scanning unit that scans laser light, and the scanning unit is stopped and the optical path of the laser light is fixed. It has a configuration including a diffusing means for diffusing laser light.

このような構成とすることにより、レーザ光の光路が固定されたとしてもスクリーン上の１点にレーザ光が集中することがないのでスクリーンなどを損傷することがなく、光学システムや人体を光学的に瞬時に保護することができる。 By adopting such a configuration, even if the optical path of the laser beam is fixed, the laser beam does not concentrate on one point on the screen, so that the screen or the like is not damaged, and the optical system or the human body is optically Can be instantly protected.

また、本発明の画像表示装置は、更に、走査部により走査光が照射される照射面を備え、拡散手段は、照射面と走査部との間に配置された、熱レンズフィルタ部であるという構成からなる。 The image display device of the present invention further includes an irradiation surface on which scanning light is irradiated by the scanning unit, and the diffusion means is a thermal lens filter unit disposed between the irradiation surface and the scanning unit. Consists of configuration.

このような構成とすることにより、レーザ光を走査光として用いる場合に走査光の光路が何らかの原因で固定されても熱レンズフィルタ部のレーザ光を照射している部分の屈折率が熱レンズ効果により変化するので、レーザ光は熱レンズフィルタ部により発散光となり散乱する。このことにより、レーザ光の光路が固定されたとしてもスクリーン上の１点にレーザ光が集中することがないのでスクリーンなどを損傷することがなく、光学システムを光学的に瞬時に保護することができる。また、同様にレーザ光の光路が固定されてもレーザ光は散乱されるので、レーザ光が人の眼など人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができる。しかも、レーザ光が走査光として正常に動作するときには、走査光は熱レンズフィルタ部を順次走査して透過していくので熱レンズフィルタ部における温度分布・屈折率分布が小さく、熱レンズ効果が小さくなるため、スクリーン上に画像を表示することができる。 With such a configuration, when laser light is used as scanning light, even if the optical path of the scanning light is fixed for some reason, the refractive index of the portion of the thermal lens filter that irradiates the laser light has the thermal lens effect. Therefore, the laser light is diverged and scattered by the thermal lens filter unit. As a result, even if the optical path of the laser beam is fixed, the laser beam does not concentrate on one point on the screen, so that the screen or the like is not damaged, and the optical system can be instantaneously protected optically. it can. Similarly, since the laser light is scattered even if the optical path of the laser light is fixed, it is possible to optically and instantly prevent the laser light from damaging the human body such as the human eye. In addition, when the laser beam operates normally as scanning light, the scanning light sequentially scans and passes through the thermal lens filter unit, so the temperature distribution and refractive index distribution in the thermal lens filter unit are small, and the thermal lens effect is small. Therefore, an image can be displayed on the screen.

また、熱レンズフィルタ部は、正の熱レンズフィルタと負の熱レンズフィルタとの1組の熱レンズフィルタからなる構成としてもよい。 Further, the thermal lens filter unit may be configured by a set of thermal lens filters of a positive thermal lens filter and a negative thermal lens filter.

このような構成とすることにより、レーザ光の走査が停止しレーザ光の光路が固定されたときに、熱レンズフィルタ部においてレーザ光を発散させる効果の大きい熱レンズフィルタを使用することができる。このことにより、光学システムや人体をさらに安全に保護することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to use a thermal lens filter that has a large effect of diverging laser light in the thermal lens filter unit when scanning of the laser light is stopped and the optical path of the laser light is fixed. As a result, the optical system and the human body can be more safely protected.

また、熱レンズフィルタ部は、正の熱レンズフィルタと負の熱レンズフィルタとの１組の熱レンズフィルタを複数組含む構成としてもよい。 Further, the thermal lens filter unit may include a plurality of sets of one thermal lens filter including a positive thermal lens filter and a negative thermal lens filter.

このような構成とすることにより、レーザ光が走査光として正常に動作するときの画像の鮮明さは低下させずに、レーザ光の走査が停止しレーザ光の光路が固定されたときに、熱レンズフィルタ部においてレーザ光を発散させる効果の大きい熱レンズフィルタを使用することができる。このことにより、光学システムや人体をさらに安全に保護することができる。 With such a configuration, the sharpness of the image when the laser light operates normally as scanning light is not reduced, and the scanning of the laser light stops and the optical path of the laser light is fixed. A thermal lens filter that has a large effect of diverging laser light in the lens filter portion can be used. As a result, the optical system and the human body can be more safely protected.

また、本発明の画像表示装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を走査する走査部と、走査部が停止し、レーザ光の光路が固定されたとき、レーザ光を拡散させる拡散手段と、走査部により走査光が照射される照射面を備え、拡散手段は、走査部と前記照射面との間に配置された反射ミラーと、反射ミラーのミラー面に形成された反射膜とから構成される。 The image display apparatus of the present invention also includes a laser light source that emits laser light, a scanning unit that scans the laser light, and a diffusion that diffuses the laser light when the scanning unit is stopped and the optical path of the laser light is fixed. And an irradiating surface on which scanning light is irradiated by the scanning unit, and the diffusing unit includes a reflecting mirror disposed between the scanning unit and the irradiating surface, and a reflecting film formed on the mirror surface of the reflecting mirror; Consists of

さらに、反射ミラーは、走査光が反射するミラー面に反射膜が形成され、反射膜は、その一部にレーザ光が連続して所定の光量を超えて照射されると破壊する構成としてもよい。 Further, the reflection mirror may be configured such that a reflection film is formed on a mirror surface on which scanning light is reflected, and the reflection film is destroyed when a part of the reflection light is continuously irradiated with a predetermined amount of light. .

また、反射ミラーは、走査光が反射するミラー面に熱レンズ層が形成されている構成としてもよい。 Further, the reflection mirror may have a configuration in which a thermal lens layer is formed on a mirror surface that reflects the scanning light.

このような構成とすることにより、レーザ光を走査光として用いる場合に走査光の光路が何らかの原因で固定されても反射ミラーのレーザ光を照射している部分が破壊する、あるいはその部分の屈折率が熱レンズ効果により変化するので、レーザ光は反射ミラーにより発散光となり散乱する。このことにより、レーザ光の光路が固定されたとしてもスクリーン上の１点にレーザ光が集中することがないのでスクリーンなどを損傷することがなく、光学システムを光学的に瞬時に保護することができる。また、同様にレーザ光の光路が固定されてもレーザ光は散乱されるので、人の眼など人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができる。しかも、レーザ光が走査光として正常に動作するときには、走査光は反射ミラーを順次走査して反射していくので反射ミラーで発生する熱レンズ効果が小さく、スクリーン上に鮮明な画像を表示することができる。 By adopting such a configuration, when laser light is used as scanning light, even if the optical path of the scanning light is fixed for some reason, the portion of the reflecting mirror that is irradiated with the laser light is destroyed, or the refraction of that portion Since the rate changes due to the thermal lens effect, the laser light is scattered by the reflecting mirror as divergent light. As a result, even if the optical path of the laser beam is fixed, the laser beam does not concentrate on one point on the screen, so that the screen or the like is not damaged, and the optical system can be instantaneously protected optically. it can. Similarly, even if the optical path of the laser beam is fixed, the laser beam is scattered, so that it is possible to optically avoid damaging the human body such as the human eye. In addition, when the laser light operates normally as scanning light, the scanning light is sequentially scanned by the reflecting mirror and reflected, so the thermal lens effect generated by the reflecting mirror is small and a clear image is displayed on the screen. Can do.

また、熱レンズフィルタ部または反射ミラーの前に、レーザ光を集光する集光レンズをさらに備えた構成としてもよい。 Moreover, it is good also as a structure further provided with the condensing lens which condenses a laser beam before a thermal lens filter part or a reflective mirror.

このような構成とすることにより、低パワーのレーザ画像表示装置であっても、熱レンズ効果を増大させ卯ことが可能となり、レーザ光の発散効果を増大することができるので、光学システムや人体をさらに安全に保護することができる。 With such a configuration, even in a low-power laser image display device, it is possible to increase the thermal lens effect and increase the laser beam divergence effect. Can be protected more safely.

また、熱レンズフィルタ部または反射ミラーの後に、熱レンズフィルタ部または反射ミラーから拡がって出射されるレーザ光をコリメートするコリメータレンズをさらに備えた構成としてもよい。 Moreover, it is good also as a structure further equipped with the collimator lens which collimates the laser beam which spreads and is radiate | emitted from a thermal lens filter part or a reflective mirror after a thermal lens filter part or a reflective mirror.

このような構成とすることにより、熱レンズフィルタ部または反射ミラーからのレーザ光をさらに平行光に近くしてスクリーンなどに画像表示をさらに高輝度に行うことができる。 By adopting such a configuration, the laser light from the thermal lens filter unit or the reflection mirror can be made closer to parallel light, and an image can be displayed on the screen with higher brightness.

また、走査部は、スキャンミラーからなる構成としてもよく、ポリゴンミラーを含む構成としてもよい。 Further, the scanning unit may be configured with a scan mirror, or may include a polygon mirror.

このような構成とすることにより、レーザ光を効率よく走査する画像表示装置を実現することができる。 With such a configuration, it is possible to realize an image display device that scans laser light efficiently.

また、レーザ光源は、少なくとも赤色レーザ光源、緑色レーザ光源および青色レーザ光源からなるＲＧＢ光源である構成としてもよい。 The laser light source may be an RGB light source including at least a red laser light source, a green laser light source, and a blue laser light source.

このような構成とすることにより、色再現範囲が広く高輝度で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。さらに、レーザ光を平行光にして走査すると焦点制御の不要な焦点フリーのプロジェクタとなる画像表示装置を実現することができる。 With such a configuration, it is possible to realize an image display apparatus with a wide color reproduction range and high brightness and low power consumption. Furthermore, when the laser beam is converted into parallel light and scanned, an image display device that becomes a focus-free projector that does not require focus control can be realized.

また、レーザ光源は、さらに紫外レーザ光を出射する紫外レーザ光源または赤外レーザ光を出射する赤外レーザ光源を少なくとも備え、熱レンズフィルタ部または反射ミラーは、紫外光または赤外光を吸収しやすい材料からなる構成としてもよい。更に、ＲＧＢのレーザ光の吸収率が低い熱レンズフィルタを用いることが望ましい。 The laser light source further includes at least an ultraviolet laser light source that emits ultraviolet laser light or an infrared laser light source that emits infrared laser light, and the thermal lens filter unit or the reflection mirror absorbs ultraviolet light or infrared light. It is good also as a structure which consists of an easy material. Further, it is desirable to use a thermal lens filter having a low absorption rate of RGB laser light.

このような構成とすることにより、ＲＧＢ光はほとんど損失せず高輝度の画像表示を行うことができ、レーザ光の走査が停止したときには紫外光または赤外光を吸収して熱レンズ効果を瞬時に生じさせて、紫外光または赤外光およびＲＧＢ光を瞬時に発散させて光学システムや人体をさらに安全に保護することができる画像表示装置を実現することができる。さらに、ＲＧＢ光からなるレーザ光を平行光にして走査すると焦点制御の不要な焦点フリーのプロジェクタとなる画像表示装置を実現することができる。このことにより、ＲＧＢ光の光利用効率を向上させることができるので低消費電力の画像表示装置を実現することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to display a high-luminance image with almost no loss of RGB light, and absorb the ultraviolet light or infrared light when the scanning of the laser light is stopped to instantly achieve the thermal lens effect. Thus, it is possible to realize an image display apparatus capable of further safely protecting an optical system and a human body by instantaneously diverging ultraviolet light, infrared light, and RGB light. Furthermore, an image display device that becomes a focus-free projector that does not require focus control can be realized by scanning with laser light composed of RGB light as parallel light. As a result, the light utilization efficiency of RGB light can be improved, so that an image display device with low power consumption can be realized.

本発明の画像表示装置によれば、レーザ光を走査光として用いる場合に走査光の光路が何らかの原因で固定されても熱レンズフィルタ部のレーザ光を照射している部分の屈折率が熱レンズ効果により変化するので、レーザ光は熱レンズフィルタ部により発散光となり散乱する。このことにより、レーザ光の光路が固定されたとしてもスクリーン上の１点にレーザ光が集中することがないのでスクリーンなどを損傷することがなく、光学システムや人体を光学的に瞬時に保護することができる。 According to the image display device of the present invention, when laser light is used as scanning light, even if the optical path of the scanning light is fixed for some reason, the refractive index of the portion of the thermal lens filter that irradiates the laser light is the thermal lens. Since it changes depending on the effect, the laser light is scattered by the thermal lens filter part as divergent light. As a result, even if the optical path of the laser beam is fixed, the laser beam is not concentrated on one point on the screen, so that the screen or the like is not damaged, and the optical system and the human body are optically protected instantaneously. be able to.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、形状等については正確な表示ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and description may be abbreviate | omitted. In addition, the drawings schematically show each component mainly for easy understanding, and the shape and the like are not accurate.

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかる画像表示装置の概略構成を示す図で、（ａ）はレーザ光を走査して画像を表示しているときの動作を示す構成図、（ｂ）はレーザ光の走査が停止したときの動作を示す構成図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image display apparatus according to a first embodiment of the present invention, (a) is a configuration diagram showing an operation when an image is displayed by scanning a laser beam, and (b). These are the block diagrams which show operation | movement when the scanning of a laser beam stops.

図１（ａ）に示すように本実施の形態１の画像表示装置１０は、レーザ光１１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光１１を走査する走査部１３と、走査部１３により走査光１１ａが照射されるスクリーン１４と、走査部１３とスクリーン１４との間に配置された熱レンズフィルタ部１５と、を備えた構成からなる。 As shown in FIG. 1A, the image display apparatus 10 according to the first embodiment includes a laser light source 12 that emits laser light 11, a scanning unit 13 that scans the laser light 11, and a scanning light 11 a by the scanning unit 13. Is configured to include a screen 14 on which is irradiated, and a thermal lens filter unit 15 disposed between the scanning unit 13 and the screen 14.

ここで、レーザ光源１２および走査部１３は、配線１６ａを介して接続された制御部１６により制御されている。このことにより、レーザ光１１は走査部１３により走査光１１ａとして熱レンズフィルタ部１５を透過してスクリーン１４上の矢印１４ａの方向に沿って走査されている。なお、走査部１３としては、例えばスキャンミラーなどを用いて水平方向および垂直方向に走査光１１ａを効率よく走査している。 Here, the laser light source 12 and the scanning unit 13 are controlled by a control unit 16 connected via a wiring 16a. Thus, the laser beam 11 is scanned by the scanning unit 13 along the direction of the arrow 14a on the screen 14 through the thermal lens filter unit 15 as the scanning light 11a. Note that the scanning unit 13 efficiently scans the scanning light 11a in the horizontal direction and the vertical direction using, for example, a scan mirror.

また、熱レンズフィルタ部１５は、例えば石英からなる板状のシートを熱レンズフィルタ１５ａとして使用している。この熱レンズフィルタ１５ａはレーザ光１１の一部を吸収して、その熱により屈折率が変化する熱レンズ効果を発動するものであるが、図１（ａ）の画像表示装置１０においては、走査光１１ａが熱レンズフィルタ１５ａの特定の位置に留まることなく走査されているので、走査光１１ａがごくわずかに吸収されるものの熱レンズ効果を引き起こすほどの温度分布・屈折率分布の発動には遠く及ばない。 The thermal lens filter unit 15 uses, for example, a plate-like sheet made of quartz as the thermal lens filter 15a. The thermal lens filter 15a absorbs a part of the laser light 11 and activates a thermal lens effect in which the refractive index changes due to the heat. In the image display device 10 of FIG. Since the light 11a is scanned without staying at a specific position of the thermal lens filter 15a, the scanning light 11a is absorbed only slightly, but is far from the activation of the temperature distribution / refractive index distribution that causes the thermal lens effect. It doesn't reach.

しかしながら、図１（ｂ）に示すように画像表示装置１０の走査部１３が何らかの原因により停止して、レーザ光１１ｂが熱レンズフィルタ１５ａの特定の位置１５ｂに留まっている場合には、熱レンズフィルタ１５ａは特定の位置１５ｂでレーザ光１１ｂを吸収し続ける。したがって、特定の位置１５ｂではレーザ光１１ｂを吸収した熱により熱レンズ効果が発動して屈折率が変化する結果、レーザ光１１ｂは散乱光１１ｃとして拡がってスクリーン１４の特定の領域１４ｂに照射される。 However, as shown in FIG. 1B, when the scanning unit 13 of the image display apparatus 10 stops for some reason and the laser light 11b remains at a specific position 15b of the thermal lens filter 15a, the thermal lens The filter 15a continues to absorb the laser beam 11b at the specific position 15b. Therefore, at a specific position 15b, the thermal lens effect is activated by the heat absorbed by the laser beam 11b and the refractive index changes. As a result, the laser beam 11b spreads as scattered light 11c and is irradiated to a specific region 14b of the screen 14. .

このような構成とすることにより、レーザ光１１を走査光１１ａとして用いる場合に走査光１１ａの光路が何らかの原因で固定されても熱レンズフィルタ部１５のレーザ光１１ｂを照射している部分の屈折率が熱レンズ効果により変化するので、レーザ光１１ｂは熱レンズフィルタ部１５により発散光となり散乱する。このことにより、レーザ光１１ｂの光路が固定されたとしてもスクリーン１４上の１点にレーザ光が集中することがないのでスクリーンなどを損傷することがなく、光学システムを光学的に瞬時に保護することができる。すなわち、電気回路で用いられるヒューズに過電流が流れると瞬時に溶断するように熱レンズフィルタ部１５の特定の位置１５ｂにレーザ光１１ｂが集中すると、そのレーザ光１１ｂの一部を吸収して発熱し、その結果として熱レンズ効果が発動しレーザ光１１ｂは散乱光１１ｃとしてスクリーン１４の特定の領域１４ｂに発散して到達する。このことにより、スクリーン１４も１点にレーザ光が集中することがないので損傷を受けることがなく光学システムが保護される。また、熱レンズフィルタ部１５についても、レーザ走査が停止した場合に屈折率変化が発生する程度の吸収があればよく、レーザ走査が停止しても熱レンズフィルタ部１５が損傷することなく再利用可能なように設計することが容易である。 With such a configuration, when the laser light 11 is used as the scanning light 11a, even if the optical path of the scanning light 11a is fixed for some reason, the refraction of the portion of the thermal lens filter 15 that is irradiated with the laser light 11b is refracted. Since the rate changes due to the thermal lens effect, the laser light 11b is scattered by the thermal lens filter unit 15 as divergent light. As a result, even if the optical path of the laser beam 11b is fixed, the laser beam is not concentrated on one point on the screen 14, so that the screen is not damaged and the optical system is optically protected instantaneously. be able to. That is, when the laser beam 11b is concentrated at a specific position 15b of the thermal lens filter portion 15 so that the fuse used in the electric circuit flows instantaneously when an overcurrent flows, a part of the laser beam 11b is absorbed to generate heat. As a result, the thermal lens effect is activated, and the laser beam 11b diverges and reaches the specific area 14b of the screen 14 as scattered light 11c. As a result, the laser beam is not concentrated at one point on the screen 14 and thus the optical system is protected without being damaged. Also, the thermal lens filter unit 15 only needs to be absorbed to such an extent that a refractive index change occurs when laser scanning is stopped, and can be reused without damage to the thermal lens filter unit 15 even when laser scanning stops. It is easy to design as possible.

低出力のレーザ画像表示装置や、熱レンズフィルタ部１５の吸収率が低い場合は熱レンズフィルタ部１５の厚みを増やし、吸収率が高い場合は、厚みを減らすことで、熱レンズ効果の程度を調節することが可能となる。 When the absorption ratio of the low-power laser image display device or the thermal lens filter section 15 is low, the thickness of the thermal lens filter section 15 is increased. When the absorption ratio is high, the thickness is decreased to reduce the degree of the thermal lens effect. It becomes possible to adjust.

これにより、レーザ光１１が走査光１１ａとして正常に動作する場合の表示画像の鮮明さを維持し、レーザ光１１ｂの光路が固定されても、人の眼に入るなど人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避するとともに、熱レンズフィルタ部１５が破壊されることのない画像表示装置とすることが可能となる。 Thereby, the clearness of the display image when the laser beam 11 operates normally as the scanning beam 11a is maintained, and even if the optical path of the laser beam 11b is fixed, the human body is damaged such as entering the human eye. Can be optically avoided instantaneously, and an image display device in which the thermal lens filter unit 15 is not destroyed can be obtained.

図２（ａ）および図３（ａ）は、本発明の実施の形態１にかかる画像表示装置１０の光学構成の模式図、図２（ｂ）および図３（ｂ）は熱レンズフィルタ１５ａの屈折率の分布を示す図である。 2A and 3A are schematic diagrams of the optical configuration of the image display apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 2B and 3B are diagrams of the thermal lens filter 15a. It is a figure which shows distribution of a refractive index.

図２（ａ）に示すように走査光１１ａは、走査部１３により熱レンズフィルタ１５ａおよびスクリーン１４に対して矢印１４ｃの方向に走査される。このときに、２Ｂ−２Ｂ線に沿った方向での熱レンズフィルタ１５ａの長さＬでの屈折率は、図２（ｂ）に示すように熱レンズフィルタ１５ａを構成する材料がもつ一定の屈折率を示している。 As shown in FIG. 2A, the scanning light 11 a is scanned by the scanning unit 13 in the direction of the arrow 14 c with respect to the thermal lens filter 15 a and the screen 14. At this time, the refractive index at the length L of the thermal lens filter 15a in the direction along the line 2B-2B is constant refraction of the material constituting the thermal lens filter 15a as shown in FIG. Shows the rate.

ところが、図３（ａ）に示すように走査部１３が停止し、レーザ光１１ｂが熱レンズフィルタ１５ａの特定の位置１５ｂに留まっている場合には、位置１５ｂでレーザ光１１ｂが連続して吸収されることにより発熱し、熱レンズフィルタ１５ａの位置１５ｂにおいて熱レンズ効果が発動する。そして、３Ｂ−３Ｂ線に沿った方向での熱レンズフィルタ１５ａの長さＬでの屈折率は、図３（ｂ）に示すように長さＬの中央の位置１５ｂにおいて、例えば屈折率が周囲に比べて少し低くなってしまう。この位置１５ｂにおいて屈折率が低下することにより、レーザ光１１ｂは屈折率の高い位置１５ｂの周囲に逃げていくので図３（ａ）に示すように散乱光１１ｃとしてスクリーン１４の特定の領域１４ｂに発散して到達する。その結果、レーザ光１１ｂは直進してスクリーン１４の特定の位置１４ｄに連続して照射されずに拡大された特定の領域１４ｂに拡がって照射されるので、スクリーンの位置１４ｄに該当する部分が損傷を受けずに済むことができる。 However, when the scanning unit 13 stops and the laser beam 11b remains at a specific position 15b of the thermal lens filter 15a as shown in FIG. 3A, the laser beam 11b is continuously absorbed at the position 15b. As a result, heat is generated and the thermal lens effect is activated at the position 15b of the thermal lens filter 15a. The refractive index at the length L of the thermal lens filter 15a in the direction along the line 3B-3B is, for example, the refractive index at the center position 15b of the length L as shown in FIG. It will be a little lower than As the refractive index decreases at this position 15b, the laser beam 11b escapes around the position 15b having a high refractive index, and as shown in FIG. 3A, the scattered light 11c enters a specific region 14b of the screen 14. Diverce to reach. As a result, the laser beam 11b goes straight and spreads and irradiates a specific area 14b that is enlarged without being continuously irradiated to a specific position 14d of the screen 14, so that a portion corresponding to the position 14d of the screen is damaged. You can avoid it.

このように、温度が上がると図３（ｂ）に示すように屈折率が低下する材料としては、例えば弗化カルシウム（ＣａＦ_２）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）および弗化バリウム（ＢａＦ_２）などが挙げられる。このような材料からなる熱レンズフィルタは、負の熱レンズフィルタとして用いられる。 Thus, as shown in FIG. 3B, the material whose refractive index decreases as the temperature rises is, for example, calcium fluoride (CaF ₂ ), potassium chloride (KCl), potassium bromide (KBr), sodium chloride. (NaCl) and barium fluoride (BaF ₂ ). A thermal lens filter made of such a material is used as a negative thermal lens filter.

ここでは、温度が上がると屈折率が低下する材料を熱レンズフィルタに用いたが、温度が上がると屈折率が増加する材料を熱レンズフィルタに用いた場合も、熱レンズフィルタによって収束効果を受けて、集光した後に発散するため、同様の効果を発揮する。 Here, a material whose refractive index decreases as the temperature rises is used for the thermal lens filter. However, when a material whose refractive index increases as the temperature rises is used for the thermal lens filter, the thermal lens filter also receives a convergence effect. Because it diverges after being condensed, the same effect is exhibited.

温度が上がると屈折率が増加して、光を収束する熱レンズ効果をもつ材料としては、例えば石英（ＳｉＯ２）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）およびゲルマニウム（Ｇｅ）を用いることができる。 As the temperature increases, the refractive index increases, and materials having a thermal lens effect for converging light include, for example, quartz (SiO 2), zinc selenide (ZnSe), zinc sulfide (ZnS), gallium arsenide (GaAs), and germanium. (Ge) can be used.

図４は、本発明の実施の形態１にかかる他の画像表示装置２０の概略構成を示す図である。この画像表示装置２０は図１（ａ）の画像表示装置１０と異なり、走査部１３にポリゴンミラー２１と１次元方向にレーザ光を走査するスキャンミラー２２とを含んでいる。 FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of another image display device 20 according to the first embodiment of the present invention. Unlike the image display apparatus 10 in FIG. 1A, the image display apparatus 20 includes a polygon mirror 21 and a scan mirror 22 that scans laser light in a one-dimensional direction in the scanning unit 13.

すなわち、レーザ光源１２から出射されたレーザ光１１は、ポリゴンミラー２１により矢印１４ａと同じ水平方向に走査され、そののちにスキャンミラー２２により垂直方向に走査されて走査光１１ａとしてスクリーン１４に到達する。このときに走査部１３とスクリーン１４との間には、熱レンズフィルタ部１５を構成する熱レンズフィルタ１５ａが図１（ａ）の画像表示装置１０と同様に配置されている。したがって、走査部１３が停止したときには、熱レンズフィルタ１５ａの熱レンズ効果によりレーザ光１１は熱レンズフィルタ１５ａにより発散光となり拡がってスクリーン１４に照射される。 That is, the laser beam 11 emitted from the laser light source 12 is scanned in the same horizontal direction as the arrow 14a by the polygon mirror 21, and then scanned in the vertical direction by the scan mirror 22 to reach the screen 14 as the scanning beam 11a. . At this time, a thermal lens filter 15a constituting the thermal lens filter unit 15 is arranged between the scanning unit 13 and the screen 14 in the same manner as the image display device 10 in FIG. Therefore, when the scanning unit 13 is stopped, the laser light 11 spreads as divergent light by the thermal lens filter 15a due to the thermal lens effect of the thermal lens filter 15a and is applied to the screen 14.

このことにより、レーザ光１１の光路が固定されたとしてもスクリーン１４上の１点にレーザ光１１が集中することがないのでスクリーン１４などを損傷することがなく、光学システムを光学的に瞬時に保護することができる。また、同様にレーザ光１１および、その反射光の一部が人の眼に入るなど人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができる。しかも、レーザ光１１が走査光１１ａとして正常に動作するときには、走査光１１ａは熱レンズフィルタ１５ａを順次走査して透過していくので熱レンズフィルタ１５ａによる熱レンズ効果が小さく、スクリーン１４上に画像を表示することができる。 As a result, even if the optical path of the laser beam 11 is fixed, the laser beam 11 does not concentrate on one point on the screen 14, so that the screen 14 and the like are not damaged, and the optical system is optically instantaneously operated. Can be protected. Similarly, damage to the human body such as the laser beam 11 and a part of the reflected light entering the human eye can be optically avoided instantaneously. Moreover, when the laser beam 11 operates normally as the scanning beam 11a, the scanning beam 11a sequentially scans and passes through the thermal lens filter 15a, so that the thermal lens effect by the thermal lens filter 15a is small, and an image is displayed on the screen 14. Can be displayed.

ここでは、スクリーン１４面上でレーザ光１１を走査し、画像を表示する画像表示装置について示した。しかし、本発明はレーザ光１１を直接、人の目の網膜に照射し、網膜上でレーザ光１１を走査し、画像を認識させる画像表示装置の場合も、ここで示したのと同様の効果を発揮する。 Here, an image display device that scans the laser beam 11 on the screen 14 and displays an image is shown. However, according to the present invention, the same effects as those shown here can be obtained in the case of an image display device that directly irradiates the retina of the human eye with the laser light 11 and scans the retina with the laser light 11 to recognize the image. Demonstrate.

また、網膜上でレーザを走査する画像表示装置の場合は、特に、レーザ光が固定された場合の網膜へのダメージが懸念されるため、本発明の必要性はより高くなる。 Further, in the case of an image display apparatus that scans a laser on the retina, there is a concern about damage to the retina particularly when the laser beam is fixed, so that the necessity of the present invention becomes higher.

また、本発明は、光ビーム走査装置を用いた、レーザプリンタ、ディジタル複写機、ファクシミリなどに用いた場合、感光体の光疲労による感光特性の劣化を防止することが可能となる。 In addition, when the present invention is used in a laser printer, a digital copying machine, a facsimile, or the like using a light beam scanning device, it is possible to prevent deterioration of photosensitive characteristics due to light fatigue of the photosensitive member.

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２にかかる画像表示装置３０の概略構成を示す図である。図５に示す画像表示装置３０は、実施の形態１の画像表示装置１０と異なるところは、熱レンズフィルタ部が正の熱レンズフィルタと負の熱レンズフィルタとの１組の熱レンズフィルタにより構成されているところである。 (Embodiment 2)
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the image display apparatus 30 according to the second embodiment of the present invention. The image display device 30 shown in FIG. 5 is different from the image display device 10 of the first embodiment in that the thermal lens filter unit is configured by a set of thermal lens filters of a positive thermal lens filter and a negative thermal lens filter. It is being done.

すなわち、本実施の形態２の画像表示装置３０は、レーザ光１１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光１１を走査する走査部１３と、走査部１３により走査光１１ａが照射されるスクリーン１４と、走査部１３とスクリーン１４との間に配置された熱レンズフィルタ部３１と、を備えた構成からなる。そして、熱レンズフィルタ部３１は、正の熱レンズフィルタ３１ａと負の熱レンズフィルタ３１ｂとの１組の熱レンズフィルタから構成されている。なお、走査部１３は、実施の形態１と同様に、例えば垂直方向と水平方向に走査をすることができるスキャンミラーなどを使用している。 That is, the image display device 30 according to the second embodiment includes a laser light source 12 that emits laser light 11, a scanning unit 13 that scans the laser light 11, and a screen 14 that is irradiated with the scanning light 11a by the scanning unit 13. And a thermal lens filter unit 31 disposed between the scanning unit 13 and the screen 14. The thermal lens filter unit 31 includes a set of thermal lens filters including a positive thermal lens filter 31a and a negative thermal lens filter 31b. As in the first embodiment, the scanning unit 13 uses, for example, a scan mirror that can scan in the vertical direction and the horizontal direction.

図６は、熱レンズフィルタ３１ａ、３１ｂでの長さＬに対する温度や屈折率の分布を表す図で、（ａ）は、温度の分布を表す図、（ｂ）は正の熱レンズフィルタ３１ａでの屈折率の分布を表す図、（ｃ）は負の熱レンズフィルタ３１ｂでの屈折率の分布を表す図である。 6A and 6B are diagrams showing temperature and refractive index distributions with respect to the length L of the thermal lens filters 31a and 31b. FIG. 6A is a diagram showing the temperature distribution, and FIG. 6B is a positive thermal lens filter 31a. (C) is a figure showing the refractive index distribution in the negative thermal lens filter 31b.

図５の画像表示装置３０の走査部１３が停止し、レーザ光１１の光路が正の熱レンズフィルタ３１ａおよび負の熱レンズフィルタ３１ｂの特定の位置３２ａ、３２ｂに固定されると、熱レンズフィルタ３１ａ、３１ｂの長さＬに対する温度は図６（ａ）に示すように分布している。ここで、縦軸は任意単位としている。 When the scanning unit 13 of the image display device 30 in FIG. 5 is stopped and the optical path of the laser light 11 is fixed to the specific positions 32a and 32b of the positive thermal lens filter 31a and the negative thermal lens filter 31b, the thermal lens filter The temperature with respect to the length L of 31a, 31b is distributed as shown in FIG. Here, the vertical axis represents an arbitrary unit.

熱レンズフィルタ３１ａ、３１ｂにおいてレーザ光１１の光路が固定された位置３２ａ、３２ｂで光の吸収が最大となるので、この吸収による熱の発生によりここでの温度が最大となっている。そして、この熱は位置３２ａ、３２ｂの周辺に伝わるために周辺にかけて図６（ａ）に示す温度分布となっている。 In the thermal lens filters 31a and 31b, the absorption of light is maximized at the positions 32a and 32b where the optical path of the laser beam 11 is fixed. Therefore, the temperature here is maximized due to the generation of heat due to this absorption. Since this heat is transmitted to the periphery of the positions 32a and 32b, the temperature distribution shown in FIG.

これに伴って図６（ａ）の温度の分布に対応して、正の熱レンズフィルタ３１ａおよび負の熱レンズフィルタ３１ｂの屈折率は、それぞれ図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すようになっている。すなわち、正の熱レンズフィルタ３１ａでは、温度が最大になる位置３２ａにおいて、屈折率が正の方向に変化して最大となっている。一方、負の熱レンズフィルタ３１ｂでは、温度が最大になる位置３２ｂにおいて、屈折率が負の方向に変化して最小となっている。 Accordingly, the refractive indexes of the positive thermal lens filter 31a and the negative thermal lens filter 31b are shown in FIGS. 6B and 6C, respectively, corresponding to the temperature distribution of FIG. It is like that. That is, in the positive thermal lens filter 31a, the refractive index changes in the positive direction and becomes maximum at the position 32a where the temperature is maximum. On the other hand, in the negative thermal lens filter 31b, the refractive index changes in the negative direction and becomes the minimum at the position 32b where the temperature is maximum.

上述したように熱レンズフィルタ３１ａ、３１ｂの屈折率が変化するので、位置３２ａで光路が固定されたレーザ光１１は、正の熱レンズフィルタ３１ａの屈折率の分布により少し絞られたのちに発散光となって負の熱レンズフィルタ３１ｂの位置３２ｂを中心にして照射される。そして、位置３２ｂに照射されている比較的強度の強いレーザ光（図示せず）は、負の熱レンズフィルタ３１ｂの屈折率の分布によりさらに拡げられてスクリーン１４の位置３２を中心にして拡がった領域（図示せず）に照射される。したがって、レーザ光１１が位置３２ａ、３２ｂに固定されたときには、スクリーン１４上の１点、例えば位置３２にレーザ光１１が集中することがないのでスクリーン１４などを損傷することがなく、光学システムを光学的に瞬時に保護することができる。また、同様にレーザ光１１および、その反射光の一部が人の眼に入るなど人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができる。 As described above, since the refractive indexes of the thermal lens filters 31a and 31b change, the laser beam 11 whose optical path is fixed at the position 32a is diverged after being narrowed down slightly by the refractive index distribution of the positive thermal lens filter 31a. Light is emitted around the position 32b of the negative thermal lens filter 31b. Then, the relatively strong laser beam (not shown) irradiated to the position 32b is further expanded by the refractive index distribution of the negative thermal lens filter 31b and spreads around the position 32 of the screen 14. An area (not shown) is irradiated. Therefore, when the laser beam 11 is fixed at the positions 32a and 32b, the laser beam 11 is not concentrated at one point on the screen 14, for example, the position 32, so that the screen 14 is not damaged, and the optical system is Optically instantaneous protection can be achieved. Similarly, damage to the human body such as the laser beam 11 and a part of the reflected light entering the human eye can be optically avoided instantaneously.

また、図５の画像表示装置３０においては１組の熱レンズフィルタ３１ａ、３１ｂを使用するので、熱レンズフィルタ部３１の熱レンズ効果を大きくしてレーザ光１１を固定したときの光学システムの損傷や人体へのダメージをさらに効果的に回避することができる。 Further, since the image display device 30 of FIG. 5 uses a pair of thermal lens filters 31a and 31b, the optical lens is damaged when the thermal lens effect of the thermal lens filter unit 31 is increased and the laser beam 11 is fixed. And damage to the human body can be avoided more effectively.

ところで、例えば図１の画像表示装置１０で示すように１枚の熱レンズフィルタ１５ａを用いて熱レンズ効果をさらに大きくして使用すると、レーザ光を走査して画像を表示しているときの光学的な動作に劣化が起こる可能性がある。しかしながら、本実施の形態２で示す画像表示装置３０のように１組の熱レンズフィルタ３１ａ、３１ｂを用いるとこのような光学的な動作に劣化が生じることを防止することができる。 By the way, for example, as shown in the image display device 10 of FIG. 1, when the thermal lens effect is further increased by using one thermal lens filter 15a, the optical when the image is displayed by scanning the laser beam is used. Degradation may occur in normal operation. However, when a set of thermal lens filters 31a and 31b is used as in the image display device 30 shown in the second embodiment, it is possible to prevent such optical operation from being deteriorated.

図７は、走査光１１ａが１組の熱レンズフィルタ３１ａ、３１ｂを通過するときの波面３３の変化を模式的に示した図である。 FIG. 7 is a diagram schematically showing the change of the wavefront 33 when the scanning light 11a passes through the pair of thermal lens filters 31a and 31b.

図７に示すように通常の走査光１１ａが通過するときには、正の熱レンズフィルタ３１ａにより走査光１１ａの波面３３は収束作用を受け、負の熱レンズフィルタ３１ｂにより発散作用を受ける。すなわち、正の熱レンズフィルタ３１ａで生じた熱レンズ効果に起因するわずかな屈折率の分布の変化を、その後ろの負の熱レンズフィルタ３１ｂの材料や設計を選択することにより補正して相殺してスクリーン１４に走査光１１ａを走査することができる。 As shown in FIG. 7, when the normal scanning light 11a passes, the wavefront 33 of the scanning light 11a is subjected to a converging action by the positive thermal lens filter 31a, and is subjected to a diverging action by the negative thermal lens filter 31b. That is, a slight change in the refractive index distribution caused by the thermal lens effect generated in the positive thermal lens filter 31a is corrected and canceled by selecting the material and design of the negative thermal lens filter 31b behind it. Thus, the scanning light 11 a can be scanned on the screen 14.

一方、走査部１３が停止しレーザ光１１の光路が固定されたときには、レーザ光１１は正の熱レンズフィルタ３１ａの熱レンズ効果により十分にビームが拡散されて負の熱レンズフィルタ３１ｂに到達するので、熱レンズ効果が光学的に補正されてスクリーン１４上にビームが集光されることはない。むしろ、上述したように負の熱レンズフィルタ３１ｂにおいても熱レンズ効果によりビームの光強度が強い位置３２ｂの光をさらに拡散してスクリーン１４に照射することになる。なお、熱レンズ効果で発生する屈折率の分布は、光学系ごとに変化する特殊なものであるので、通常の球面レンズなどでは光学的に補正が十分でなく、同じ熱レンズ効果を有する正の熱レンズフィルタ３１ａおよび負の熱レンズフィルタ３１ｂを用いて光学的に十分に補正しなければならない。 On the other hand, when the scanning unit 13 is stopped and the optical path of the laser light 11 is fixed, the laser light 11 is sufficiently diffused by the thermal lens effect of the positive thermal lens filter 31a and reaches the negative thermal lens filter 31b. Therefore, the thermal lens effect is optically corrected and the beam is not condensed on the screen 14. Rather, as described above, even in the negative thermal lens filter 31b, the light at the position 32b where the light intensity of the beam is strong is further diffused and irradiated to the screen 14 by the thermal lens effect. Since the refractive index distribution generated by the thermal lens effect is a special one that changes for each optical system, a normal spherical lens or the like is not sufficiently optically corrected, and is a positive lens having the same thermal lens effect. The thermal lens filter 31a and the negative thermal lens filter 31b must be used for optically sufficient correction.

ここで、正の熱レンズフィルタ３１ａには、温度が上がると屈折率が増加して、光を収束する熱レンズ効果をもつ材料、例えば石英（ＳｉＯ２）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）およびゲルマニウム（Ｇｅ）を用いることができる。また、負の熱レンズフィルタ３１ｂには、温度が上がると屈折率が低下して、光を発散する熱レンズ効果をもつ材料、例えば弗化カルシウム（ＣａＦ_２）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）および弗化バリウム（ＢａＦ_２）などを用いることができる。 Here, the positive thermal lens filter 31a has a refractive index that increases as the temperature rises, and a material having a thermal lens effect that converges light, such as quartz (SiO2), zinc selenide (ZnSe), zinc sulfide ( ZnS), gallium arsenide (GaAs) and germanium (Ge) can be used. The negative thermal lens filter 31b has a thermal lens effect such as calcium fluoride (CaF ₂ ), potassium chloride (KCl), bromide, and the like. Potassium (KBr), sodium chloride (NaCl), barium fluoride (BaF ₂ ), and the like can be used.

図８は本発明の実施の形態２にかかる他の画像表示装置４０の概略構成を示す図である。図８に示す画像表示装置４０は、図５の画像表示装置３０と異なり熱レンズフィルタ部４１が正の熱レンズフィルタと負の熱レンズフィルタとの１組の熱レンズフィルタを複数組含んで構成されているところである。 FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of another image display device 40 according to the second embodiment of the present invention. 8 differs from the image display device 30 in FIG. 5 in that the thermal lens filter unit 41 includes a plurality of sets of thermal lens filters of a positive thermal lens filter and a negative thermal lens filter. It is being done.

すなわち、図８では熱レンズフィルタ部４１は、正の熱レンズフィルタ４１ａと負の熱レンズフィルタ４１ｂとの１組の熱レンズフィルタを２組含んで構成されている。 In other words, in FIG. 8, the thermal lens filter unit 41 includes two sets of thermal lens filters, that is, a positive thermal lens filter 41a and a negative thermal lens filter 41b.

このような構成とすることにより、レーザ光１１の走査が停止しレーザ光１１の光路が固定されたときに、熱レンズフィルタ部４１においてレーザ光１１を発散させる効果の大きい熱レンズフィルタ４１ａ、４１ｂを使用することができる。このことにより、光学システムや人体をさらに安全に保護することができる。 With such a configuration, the thermal lens filters 41a and 41b having a large effect of diverging the laser beam 11 in the thermal lens filter unit 41 when the scanning of the laser beam 11 is stopped and the optical path of the laser beam 11 is fixed. Can be used. As a result, the optical system and the human body can be more safely protected.

（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３にかかる画像表示装置５０の概略構成を示す図で、（ａ）はレーザ光を走査して画像を表示しているときの動作を示す構成図、（ｂ）はレーザ光の走査が停止したときの動作を示す構成図である。図９に示す画像表示装置５０は、実施の形態１の画像表示装置１０と異なるところは、熱レンズフィルタ部に代えて反射ミラー５１が配置されているところである。 (Embodiment 3)
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the image display device 50 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9A is a configuration diagram showing an operation when an image is displayed by scanning a laser beam. ) Is a block diagram showing the operation when the scanning of the laser beam is stopped. The image display device 50 shown in FIG. 9 is different from the image display device 10 of the first embodiment in that a reflection mirror 51 is arranged instead of the thermal lens filter unit.

すなわち、図９に示す画像表示装置５０は、レーザ光１１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光１１を走査する走査部１３と、走査部１３により走査光１１ａが照射されるスクリーン１４と、走査部１３とスクリーン１４との間に配置された反射ミラー５１と、を備えた構成からなっている。 9 includes a laser light source 12 that emits laser light 11, a scanning unit 13 that scans the laser light 11, a screen 14 that is irradiated with the scanning light 11a by the scanning unit 13, and scanning. And a reflection mirror 51 disposed between the section 13 and the screen 14.

さらに、反射ミラー５１は、走査光１１ａが反射するミラー面５１ａに反射膜（図示せず）が形成され、反射膜は、その一部にレーザ光１１が連続して所定の光量を超えて照射されると破壊するように膜の設計および材料が選択されている。 Further, the reflection mirror 51 is formed with a reflection film (not shown) on the mirror surface 51a on which the scanning light 11a is reflected, and the reflection film irradiates a part of the reflection laser beam 11 continuously beyond a predetermined amount of light. The membrane design and materials are selected to break when done.

また、反射ミラー５１は、走査光１１ａが反射するミラー面５１ａに熱レンズ層（図示せず）が形成されている構成としてもよく、例えば実施の形態１および２で説明した熱レンズフィルタ部１５などと同じ熱レンズ効果を有する材料で成膜されている。 The reflection mirror 51 may have a configuration in which a thermal lens layer (not shown) is formed on the mirror surface 51a on which the scanning light 11a is reflected. For example, the thermal lens filter unit 15 described in the first and second embodiments. The film is formed of a material having the same thermal lens effect as the above.

このような構成とすることにより、Ｗ級のレーザ光１１を走査光１１ａとして用いる場合に走査光１１ａの光路が何らかの原因で固定されても反射ミラー５１のレーザ光１１を照射している部分が破壊する、あるいはその部分の屈折率が熱レンズ効果により変化する。したがって、レーザ光１１は反射ミラー５１により発散光５１ｂとなり散乱する。 With such a configuration, when the W-class laser light 11 is used as the scanning light 11a, the portion of the reflecting mirror 51 that is irradiating the laser light 11 is fixed even if the optical path of the scanning light 11a is fixed for some reason. It is destroyed or the refractive index of the portion changes due to the thermal lens effect. Therefore, the laser beam 11 is scattered by the reflecting mirror 51 as divergent light 51b.

このことにより、レーザ光１１の光路が固定されたとしてもスクリーン１４上の１点にレーザ光１１が集中することがないのでスクリーン１４などを損傷することがなく、光学システムを光学的に瞬時に保護することができる。また、同様にレーザ光１１の光路が固定されてもレーザ光１１は散乱されるので、その反射光である発散光５１ｂの一部が人の眼に入るなど人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができる。しかも、レーザ光１１が走査光１１ａとして正常に動作するときには、走査光１１ａは反射ミラー５１を順次走査して反射していくので反射ミラー５１により発散されずに透過し、スクリーン１４上に画像を表示することができる。 As a result, even if the optical path of the laser beam 11 is fixed, the laser beam 11 does not concentrate on one point on the screen 14, so that the screen 14 and the like are not damaged, and the optical system is optically instantaneously operated. Can be protected. Similarly, since the laser beam 11 is scattered even if the optical path of the laser beam 11 is fixed, the human body is damaged such that part of the diverging light 51b that is reflected light enters the human eye. Can be avoided instantaneously. In addition, when the laser beam 11 operates normally as the scanning beam 11a, the scanning beam 11a sequentially scans and reflects the reflection mirror 51, so that it is transmitted without being diverged by the reflection mirror 51, and an image is displayed on the screen 14. Can be displayed.

（実施の形態４）
図１０は本発明の実施の形態４にかかる画像表示装置６０の概略構成を示す図である。図１０に示す画像表示装置６０は、実施の形態１の画像表示装置１０と異なるところは、熱レンズフィルタ部１５を挟んで配置された集光レンズ６１およびコリメータレンズ６２を備えて構成されているところである。 (Embodiment 4)
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an image display device 60 according to the fourth embodiment of the present invention. The image display device 60 shown in FIG. 10 is different from the image display device 10 of Embodiment 1 in that it includes a condensing lens 61 and a collimator lens 62 that are arranged with the thermal lens filter unit 15 interposed therebetween. By the way.

図１０に示すように画像表示装置６０は、図１（ａ）の画像表示装置１０の熱レンズフィルタ部１５の前に、レーザ光１１を集光する集光レンズ６１をさらに備えている。 As shown in FIG. 10, the image display device 60 further includes a condenser lens 61 that condenses the laser light 11 before the thermal lens filter unit 15 of the image display device 10 of FIG.

このような構成とすることにより、熱レンズフィルタ部１５に入射するビームのビーム径（図示せず）を縮小し、単位体積あたりの光密度を高めて熱レンズ効果を増大させることができる。このことにより、走査光１１ａが低パワーの場合、あるいはレーザ光１１を吸収する熱レンズフィルタ部１５の光吸収率が低い場合でも、レーザ光１１の走査が停止したときに十分なビーム発散効果を得ることができる。したがって、熱レンズ効果などのレーザ光１１の発散効果を増大することができるので、光学システムや人体をさらに安全に保護することができる。 With this configuration, the beam diameter (not shown) of the beam incident on the thermal lens filter unit 15 can be reduced, the light density per unit volume can be increased, and the thermal lens effect can be increased. Thus, even when the scanning light 11a has a low power or when the thermal lens filter 15 that absorbs the laser light 11 has a low light absorption rate, a sufficient beam divergence effect can be obtained when the scanning of the laser light 11 is stopped. Obtainable. Therefore, since the diverging effect of the laser light 11 such as the thermal lens effect can be increased, the optical system and the human body can be further safely protected.

また、熱レンズフィルタ部１５の後に、熱レンズフィルタ部１５または反射ミラーから拡がって出射されるレーザ光１１をコリメートするコリメータレンズ６２をさらに備えている。このような構成とすることにより、熱レンズフィルタ部１５のレーザ光１１を平行光戻して、スクリーン１４などに画像表示を高輝度に行うことができる。 Further, a collimator lens 62 for collimating the laser light 11 that is spread and emitted from the thermal lens filter unit 15 or the reflection mirror is further provided after the thermal lens filter unit 15. With such a configuration, the laser light 11 of the thermal lens filter unit 15 can be returned to parallel light, and an image can be displayed on the screen 14 with high brightness.

図１１は、熱レンズフィルタ部１５を挟んで集光レンズ６１とコリメータレンズ６２とが配置された光学構成を示す図である。走査光１１ａは平行光のレーザビームとして集光レンズ６１に入射し、集光レンズ６１によりそのビーム径は熱レンズフィルタ部１５の位置６３において十分に絞られている。このようにすることにより、レーザビームの光路が固定されたときの熱レンズフィルタ部１５の位置６３において熱レンズ効果を十分に高めている。 FIG. 11 is a diagram illustrating an optical configuration in which the condenser lens 61 and the collimator lens 62 are arranged with the thermal lens filter unit 15 interposed therebetween. The scanning light 11 a enters the condensing lens 61 as a parallel laser beam, and the condensing lens 61 sufficiently reduces the beam diameter at the position 63 of the thermal lens filter unit 15. By doing so, the thermal lens effect is sufficiently enhanced at the position 63 of the thermal lens filter portion 15 when the optical path of the laser beam is fixed.

さらに熱レンズフィルタ１５ａから出射された走査光１１ａはスクリーン（図示せず）上に高輝度の鮮明な画像を表示するために再びコリメータレンズ６２により平行な走査光１１ｄに変換されている。ただし、走査光１１ａは熱レンズフィルタ部１５の特定の位置に固定されることがないので熱レンズ効果の影響をほとんど受けていない。 Further, the scanning light 11a emitted from the thermal lens filter 15a is converted into parallel scanning light 11d again by the collimator lens 62 in order to display a clear image with high luminance on a screen (not shown). However, since the scanning light 11a is not fixed at a specific position of the thermal lens filter unit 15, it is hardly affected by the thermal lens effect.

ところで、走査部（図示せず）が停止し、レーザビームが固定されたときには熱レンズフィルタ部１５の特定の位置に固定されるので熱レンズ効果が増大して、レーザビームは大きく発散される発散光６４として出射される。このときには、図１１に示すようにコリメータレンズ６２により発散光６４の一部がやや絞られるものの全体としては発散されていくので実施の形態１から３までと同様にスクリーンなどを損傷することがなく、光学システムを光学的に瞬時に保護することができる。また、同様にレーザ光の一部が人の眼に入るなど人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができる。 By the way, when the scanning unit (not shown) is stopped and the laser beam is fixed, it is fixed at a specific position of the thermal lens filter unit 15, so that the thermal lens effect is increased and the laser beam is greatly diverged. The light 64 is emitted. At this time, as shown in FIG. 11, a part of the divergent light 64 is slightly diverged by the collimator lens 62 but is diverged as a whole, so that the screen or the like is not damaged as in the first to third embodiments. The optical system can be instantly protected optically. Similarly, damage to the human body, such as part of the laser light entering the human eye, can be optically avoided instantaneously.

なお、本実施の形態４において熱レンズフィルタ部に代えて実施の形態３に示した反射ミラーを用い、上述した内容と同様に反射ミラーを挟んで集光レンズおよびコリメータレンズを配置することにより同じ効果が得られる。 In addition, it replaces with a thermal lens filter part in this Embodiment 4, and it is the same by arrange | positioning a condensing lens and a collimator lens on both sides of a reflecting mirror similarly to the content mentioned above. An effect is obtained.

（実施の形態５）
図１２（ａ）および（ｂ）は実施の形態１から４のレーザ光源１２にＲＧＢ光源を使用したレーザ光源１２の構成例を示す図で、図１３および図１４は、図１２（ａ）または図１２（ｂ）に示したレーザ光源１２を使用した実施の形態５にかかる画像表示装置７０、８０の概略構成を示す図である。 (Embodiment 5)
FIGS. 12A and 12B are diagrams showing a configuration example of the laser light source 12 using an RGB light source as the laser light source 12 of the first to fourth embodiments, and FIGS. 13 and 14 show FIG. It is a figure which shows schematic structure of the image display apparatuses 70 and 80 concerning Embodiment 5 using the laser light source 12 shown in FIG.12 (b).

図１２（ａ）に示すように本実施の形態５にかかるレーザ光源１２は、少なくとも赤色レーザ光源１２ｒ、緑色レーザ光源１２ｇおよび青色レーザ光源１２ｂからなるＲＧＢ光源である。具体的には、赤色レーザ光源１２ｒおよび青色レーザ光源１２ｂには、例えば波長６４０ｎｍおよび波長４４５ｎｍの赤色レーザ光７１ｒおよび青色レーザ光７１ｂを出射する高出力半導体レーザを用い、緑色レーザ光源１２ｇには波長５３２ｎｍの緑色レーザ光７１ｇを出射する半導体レーザ励起の高出力ＳＨＧレーザを用いている。このように波長純度の高いレーザ光７１ｒ、７１ｇ、７１ｂを光源に使用して、例えば図１２（ａ）に示すようにダイクロイックミラー７１によりレーザ光１１として１本にまとめている。このような構成とすることにより、後述するように色再現性に優れた高輝度で低消費電力の画像表示装置７０、８０が実現できる。 As shown in FIG. 12A, the laser light source 12 according to the fifth embodiment is an RGB light source including at least a red laser light source 12r, a green laser light source 12g, and a blue laser light source 12b. Specifically, a high-power semiconductor laser that emits red laser light 71r and blue laser light 71b with wavelengths of 640 nm and 445 nm, for example, is used for the red laser light source 12r and blue laser light source 12b, and a wavelength for the green laser light source 12g A high-power SHG laser excited by a semiconductor laser that emits a green laser beam 71g of 532 nm is used. As described above, laser light 71r, 71g, 71b having high wavelength purity is used as a light source, and the laser light 11 is combined into one by a dichroic mirror 71 as shown in FIG. By adopting such a configuration, it is possible to realize image display devices 70 and 80 with high luminance and low power consumption that are excellent in color reproducibility as will be described later.

また、レーザ光源１２は、図１２（ａ）の構成に加えてさらに紫外レーザ光を出射する紫外レーザ光源または赤外レーザ光を出射する赤外レーザ光源を少なくとも備えた構成としてもよい。図１２（ｂ）は赤外レーザ光７１ｉｒを出射する赤外レーザ光源１２ｉｒを図１２（ａ）の構成にさらに加えた例を示す。図１２（ｂ）に示すように赤外レーザ光７１ｉｒもダイクロイックミラー７１により他のレーザ光１２ｒ、１２ｇ、１２ｂとともにレーザ光１１として１本にまとめられている。なお、赤外レーザ光源１２ｉｒおよび紫外レーザ光源（図示せず）には、例えばＡｌＧａＡｓ系半導体レーザおよびＧａＡｌＮ系半導体レーザなどが用いられている。 The laser light source 12 may be configured to include at least an ultraviolet laser light source that emits ultraviolet laser light or an infrared laser light source that emits infrared laser light, in addition to the structure of FIG. FIG. 12B shows an example in which an infrared laser light source 12 ir that emits infrared laser light 71 ir is further added to the configuration of FIG. As shown in FIG. 12B, the infrared laser beam 71ir is also combined into one laser beam 11 by the dichroic mirror 71 together with the other laser beams 12r, 12g, and 12b. As the infrared laser light source 12ir and the ultraviolet laser light source (not shown), for example, an AlGaAs semiconductor laser, a GaAlN semiconductor laser, or the like is used.

図１３および図１４は、例えば上述した図１２（ａ）および（ｂ）のレーザ光源１２を用いた画像表示装置７０、８０の概略構成を示す図である。 FIGS. 13 and 14 are diagrams showing a schematic configuration of the image display devices 70 and 80 using the laser light source 12 of FIGS. 12A and 12B described above, for example.

図１３はＲＧＢ光源を用いているので熱レンズフィルタ部７５を構成する熱レンズフィルタ７５ａは、少なくとも赤色、緑色および青色のうち少なくとも１色のレーザ光を吸収する材料や構造などから構成されていればよい。 Since the RGB light source is used in FIG. 13, the thermal lens filter 75a constituting the thermal lens filter unit 75 is made of a material or structure that absorbs laser light of at least one of red, green, and blue. That's fine.

このような構成とすることにより、走査光１１ａの光路が固定されたときには少なくとも１色のレーザ光を吸収して熱レンズ効果を発揮して固定された走査光１１ａを拡げて散乱することにより、実施の形態１から４と同様に光学システムを光学的に瞬時に保護することができ、人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができる。さらにレーザ光源１２がＲＧＢ光源から構成されているので、色再現範囲が広く高輝度で低消費電力の画像表示装置７０を実現することができる。加えて、レーザ光１１を平行光にして走査すると焦点制御の不要な焦点フリーのプロジェクタとなる画像表示装置７０を実現することができる。 By adopting such a configuration, when the optical path of the scanning light 11a is fixed, it absorbs at least one color of laser light and exerts a thermal lens effect to spread and scatter the fixed scanning light 11a. As in the first to fourth embodiments, the optical system can be protected optically instantaneously, and damage to the human body can be optically avoided. Furthermore, since the laser light source 12 is composed of an RGB light source, an image display device 70 having a wide color reproduction range and high brightness and low power consumption can be realized. In addition, when the laser light 11 is scanned as parallel light, an image display device 70 that becomes a focus-free projector that does not require focus control can be realized.

図１４は図１３の構成に加えて第４のレーザ光として赤外レーザ光７１ｉｒを追加した例である。図１４の画像表示装置８０の熱レンズフィルタ部８５を構成する熱レンズフィルタ８５ａは、赤外レーザ光７１ｉｒを吸収する材料や構造などから構成されていればよい。したがって、ＲＧＢ光などの可視光を吸収する吸収率の低い材料や構造でも赤外レーザ光７１ｉｒや紫外レーザ光を用いることにより熱レンズフィルタとして使用することができ、熱レンズフィルタの材料や構造などを選択する範囲が広がり熱レンズフィルタを製作しやすくなる。ただし、熱レンズフィルタに入射する紫外光レーザまたは、赤外光レーザの出力の４０％以上が熱レンズフィルタ内で吸収されることが望ましく、紫外光レーザまたは、赤外光レーザの熱レンズフィルタ上でのビーム径は２ｍｍ以下が望ましい。これによって、半導体レーザ１つの出力で、レーザ走査ミラー停止時に十分なレーザ散乱効果が得られる。 FIG. 14 shows an example in which an infrared laser beam 71ir is added as the fourth laser beam in addition to the configuration of FIG. The thermal lens filter 85a constituting the thermal lens filter unit 85 of the image display device 80 in FIG. 14 only needs to be made of a material or a structure that absorbs the infrared laser light 71ir. Therefore, a material or structure having a low absorptance that absorbs visible light such as RGB light can be used as a thermal lens filter by using infrared laser light 71ir or ultraviolet laser light, and the material and structure of the thermal lens filter. The range to select is widened and it becomes easy to manufacture a thermal lens filter. However, it is desirable that 40% or more of the output of the ultraviolet light laser or infrared light laser incident on the thermal lens filter is absorbed in the thermal lens filter, on the thermal lens filter of the ultraviolet light laser or infrared light laser. The beam diameter is preferably 2 mm or less. As a result, a sufficient laser scattering effect can be obtained with one semiconductor laser output when the laser scanning mirror is stopped.

このような構成とすることにより、走査光１１ａの光路が固定されたときには赤外レーザ光７１ｉｒを吸収して熱レンズ効果を発揮して固定された走査光１１ａを拡げて散乱することにより、実施の形態１から４と同様に光学システムを光学的に瞬時に保護することができ、人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができる。さらにレーザ光源１２がＲＧＢ光源から構成されているので、色再現範囲が広く高輝度で低消費電力の画像表示装置８０を実現することができる。加えて、レーザ光１１を平行光にして走査すると焦点制御の不要な焦点フリーのプロジェクタとなる画像表示装置８０を実現することができる。 By adopting such a configuration, when the optical path of the scanning light 11a is fixed, the infrared laser light 71ir is absorbed and the thermal scanning effect is exerted to spread and scatter the fixed scanning light 11a. As in the first to fourth aspects, the optical system can be optically protected instantaneously, and damage to the human body can be optically avoided instantaneously. Further, since the laser light source 12 is composed of an RGB light source, it is possible to realize an image display device 80 having a wide color reproduction range and high brightness and low power consumption. In addition, when scanning is performed with the laser light 11 as parallel light, it is possible to realize an image display device 80 that is a focus-free projector that does not require focus control.

また、熱レンズフィルタにＲＧＢ光などの可視光を吸収させないので、画像表示装置８０において、通常の動作でＲＧＢ画像を表示するときにＲＧＢ光の利用効率を上げることができる。したがって、さらに高輝度で低消費電力の画像表示装置８０を実現することができる。 Also, since visible light such as RGB light is not absorbed by the thermal lens filter, the RGB efficiency can be increased when displaying an RGB image in a normal operation in the image display device 80. Therefore, it is possible to realize an image display device 80 with higher brightness and lower power consumption.

なお、本実施の形態５において熱レンズフィルタ部に代えて実施の形態３に示した反射ミラーを用い、ミラー面や反射膜の材料や構造に上述した内容と同様の工夫をすることにより同じ効果が得られる。 The same effect can be obtained by using the reflection mirror shown in the third embodiment in place of the thermal lens filter portion in the fifth embodiment and devising the mirror surface and the material and structure of the reflection film in the same manner as described above. Is obtained.

（実施の形態６）
図１５は本発明の実施の形態６にかかる画像表示装置９０の概略構成を示す図である。 (Embodiment 6)
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of an image display apparatus 90 according to the sixth embodiment of the present invention.

図１５に示すように画像表示装置９０が、図１（ａ）の画像表示装置１０と異なる部分は、画像表示装置１０における熱レンズフィルタ１５ａを含む熱レンズフィルタ部１５の代わりにフォトリフラクティブフィルタ部９１（フォトリフラクティブフィルタ９１ａを含む）を備えていることである。 As shown in FIG. 15, the image display device 90 is different from the image display device 10 of FIG. 1A in that a photorefractive filter unit is used instead of the thermal lens filter unit 15 including the thermal lens filter 15 a in the image display device 10. 91 (including the photorefractive filter 91a).

ここで、フォトリフラクティブフィルタとは、レーザ光１１に対してフォトリフラクティブ効果を示す。 Here, the photorefractive filter indicates a photorefractive effect with respect to the laser light 11.

フォトリフラクティブ効果により、レーザ光１１の光強度分布に応じて屈折率分布が発生するため、図１５ｂに示すように、熱レンズフィルタ１５ａと同様に、レーザ光１１を散乱させる効果を有する。 Since the refractive index distribution is generated according to the light intensity distribution of the laser beam 11 by the photorefractive effect, as shown in FIG. 15B, the laser beam 11 is scattered like the thermal lens filter 15a.

例えば、ＬｉＮｂＯ_３結晶のような強誘電体は、可視から紫外領域の光に対してフォトリフラクティブ効果を発現し、非常に大きな屈折率変化を発生させ、ＦｅやＭｎイオンを添加することにより、より高速なフォトリフラクティブ効果を発現する。また、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＰのような化合物半導体やＢｉ_１２ＳｉＯ_２０（ＢＳＯ）、Ｂｉ_１２ＴｉＯ_２０（ＢＴＯ）などのシレナイト系結晶も可視光に対してフォトリフラクティブ効果をもつ材料であり、ＬｉＮｂＯ_３結晶に比べて発生する屈折率変化量は小さいが、応答速度がｍｓからμｓオーダーと非常に早い。更に、ＰＶＫ：ＴＮＦ：ＤＭＮＰＡＡ：ＢｉｓＣｚＰＲ系などの有機材料は安易で容易に作製できる材料であり、屈折率変化量が大きく、屈折率変化にかかる応答速度もｍｓオーダーと非常に速い。 For example, a ferroelectric such as LiNbO ₃ crystal develops a photorefractive effect for light in the visible to ultraviolet region, generates a very large refractive index change, and adds Fe or Mn ions to make it more Expresses high-speed photorefractive effect. In addition, compound semiconductors such as GaAs, GaP, GaN, and InP, and sillenite crystals such as Bi ₁₂ SiO ₂₀ (BSO) and Bi ₁₂ TiO ₂₀ (BTO) are also materials having a photorefractive effect on visible light, Although the amount of change in the refractive index generated is smaller than that of LiNbO ₃ crystal, the response speed is very fast from ms to μs order. Furthermore, an organic material such as PVK: TNF: DMNPAA: BisCzPR is an easy and easy-to-manufacture material, has a large amount of refractive index change, and has a very fast response speed for changing the refractive index on the order of ms.

フォトリフラクティブフィルタとして、応答速度がｍｓ以上の材料を用いることで、レーザ走査時に画像の鮮明さが失われず、レーザ走査停止時に危険を防止することが可能となる。 By using a material with a response speed of ms or more as the photorefractive filter, the clearness of the image is not lost during laser scanning, and danger can be prevented when laser scanning is stopped.

図１５では、実施の形態１に示す画像表示装置１０の熱レンズフィルタ部１５の代わりにフォトリフラクティブフィルタ部９１を用いた画像表示装置９０について示したが、実施の形態２から５に示す画像表示装置の各熱レンズフィルタ部の代わりにフォトリフラクティブフィルタ部を用いることが可能であることは言うまでもない。 Although FIG. 15 shows the image display device 90 using the photorefractive filter unit 91 instead of the thermal lens filter unit 15 of the image display device 10 shown in the first embodiment, the image display shown in the second to fifth embodiments is shown. It goes without saying that a photorefractive filter unit can be used instead of each thermal lens filter unit of the apparatus.

フォトリフラクティブ効果による屈折率変化量は、入射光の出力ではなく、コントラストに依存するため、レーザ光１１の出力が低い小型の画像表示装置などに用いる場合にも、大きな散乱効果を発生させることが可能となる。 The amount of change in the refractive index due to the photorefractive effect depends on the contrast, not the output of incident light, so that a large scattering effect can be generated even when used for a small image display device with a low output of the laser light 11. It becomes possible.

本発明の画像表示装置は、光学システムを光学的に瞬時に保護することができ、人体にダメージが与えられることを光学的に瞬時に回避することができるもので、かつ色再現範囲が広く高輝度で低消費電力であるので、大型ディスプレイや高輝度ディスプレイ等を含むディスプレイ装置全般に適用することができ有用である。 The image display device of the present invention can optically protect the optical system instantaneously, can optically avoid damaging the human body, and has a wide and wide color reproduction range. Since it has low luminance and low power consumption, it can be applied to all display devices including a large display, a high luminance display, and the like, which is useful.

本発明の実施の形態１にかかる画像表示装置の概略構成を示す図で、（ａ）はレーザ光を走査して画像を表示しているときの動作を示す構成図、（ｂ）はレーザ光の走査が停止したときの動作を示す構成図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematic structure of the image display apparatus concerning Embodiment 1 of this invention, (a) is a block diagram which shows operation | movement when scanning a laser beam and displaying an image, (b) is a laser beam. The block diagram which shows the operation when the scanning stops （ａ）は、本発明の実施の形態１にかかる画像表示装置の光学構成の模式図、（ｂ）は熱レンズフィルタの屈折率の分布を示す図(A) is a schematic diagram of the optical configuration of the image display apparatus according to the first embodiment of the present invention, and (b) is a diagram showing the refractive index distribution of the thermal lens filter. （ａ）は、本発明の実施の形態１にかかる画像表示装置の光学構成の模式図、（ｂ）は熱レンズフィルタの屈折率の分布を示す図(A) is a schematic diagram of the optical configuration of the image display apparatus according to the first embodiment of the present invention, and (b) is a diagram showing the refractive index distribution of the thermal lens filter. 本発明の実施の形態１にかかる他の画像表示装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the other image display apparatus concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかる画像表示装置の概略構成を示す図FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image display apparatus according to a second embodiment of the present invention. 熱レンズフィルタでの長さに対する温度や屈折率の分布を表す図で、（ａ）は、温度の分布を表す図、（ｂ）は正の熱レンズフィルタでの屈折率の分布を表す図、（ｃ）は負の熱レンズフィルタでの屈折率の分布を表す図The figure showing the distribution of temperature and refractive index with respect to the length in the thermal lens filter, (a) is a figure showing the distribution of temperature, (b) is a figure showing the distribution of refractive index in the positive thermal lens filter, (C) is a diagram showing the refractive index distribution in the negative thermal lens filter 走査光が１組の熱レンズフィルタを通過するときの波面の変化を模式的に示した図The figure which showed typically the change of the wave front when scanning light passes 1 set of thermal lens filters 本発明の実施の形態２にかかる他の画像表示装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the other image display apparatus concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３にかかる画像表示装置の概略構成を示す図で、（ａ）はレーザ光を走査して画像を表示しているときの動作を示す構成図、（ｂ）はレーザ光の走査が停止したときの動作を示す構成図FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image display device according to a third embodiment of the present invention, where (a) is a configuration diagram illustrating an operation when an image is displayed by scanning the laser beam, and (b) is a laser beam. The block diagram which shows the operation when the scanning stops 本発明の実施の形態４にかかる画像表示装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the image display apparatus concerning Embodiment 4 of this invention. 熱レンズフィルタ部を挟んで集光レンズとコリメータレンズとが配置された光学構成を示す図The figure which shows the optical structure by which the condensing lens and the collimator lens are arrange | positioned on both sides of a thermal lens filter part （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態５にかかるレーザ光源の構成例を示す図(A) And (b) is a figure which shows the structural example of the laser light source concerning Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態５にかかる画像表示装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the image display apparatus concerning Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態５にかかる画像表示装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the image display apparatus concerning Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態６にかかる画像表示装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the image display apparatus concerning Embodiment 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０画像表示装置
１１，１１ｂレーザ光
１１ａ，１１ｄ走査光
１１ｃ散乱光
１２レーザ光源
１２ｒ赤色レーザ光源
１２ｇ緑色レーザ光源
１２ｂ青色レーザ光源
１２ｉｒ赤外レーザ光源
１３走査部
１４スクリーン
１４ａ，１４ｃ矢印
１４ｂ領域
１４ｄ，１５ｂ，３２，３２ａ，３２ｂ，６３位置
１５，３１，４１，７５，８５熱レンズフィルタ部
１５ａ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，７５ａ，８５ａ熱レンズフィルタ
１６制御部
１６ａ配線
２１ポリゴンミラー
２２スキャンミラー
３１ａ，４１ａ正の熱レンズフィルタ
３１ｂ，４１ｂ負の熱レンズフィルタ
３３波面
５１反射ミラー
５１ａミラー面
５１ｂ，６４発散光
６１集光レンズ
６２コリメータレンズ
７１ダイクロイックミラー
７１ｒ赤色レーザ光
７１ｇ緑色レーザ光
７１ｂ青色レーザ光
７１ｉｒ赤外レーザ光
９１フォトリフラクティブフィルタ部
９１ａフォトリフラクティブフィルタ 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 Image display device 11, 11b Laser light 11a, 11d Scanning light 11c Scattered light 12 Laser light source 12r Red laser light source 12g Green laser light source 12b Blue laser light source 12ir Red Outside laser light source 13 Scanning unit 14 Screen 14a, 14c Arrow 14b Region 14d, 15b, 32, 32a, 32b, 63 Position 15, 31, 41, 75, 85 Thermal lens filter unit 15a, 31a, 31b, 41a, 41b, 75a , 85a Thermal lens filter 16 Control unit 16a Wiring 21 Polygon mirror 22 Scan mirror 31a, 41a Positive thermal lens filter 31b, 41b Negative thermal lens filter 33 Wave surface 51 Reflecting mirror 51a Mirror surface 51b, 64 Divergence light 61 Condensing lens 62 Collimator Talens 71 Dichroic mirror 71r Red laser light 71g Green laser light 71b Blue laser light 71ir Infrared laser light 91 Photorefractive filter 91a Photorefractive filter

Claims

レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を走査する走査部と、
前記走査部が停止し、前記レーザ光の光路が固定されたとき、
前記レーザ光を拡散させる拡散手段を備えた画像表示装置。 A laser light source for emitting laser light;
A scanning unit that scans the laser beam;
When the scanning unit is stopped and the optical path of the laser beam is fixed,
An image display device comprising diffusion means for diffusing the laser light.

前記走査部により走査光が照射される照射面を備え、
前記拡散手段は、
前記照射面と前記走査部との間に配置された、
熱レンズフィルタ部であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 An irradiation surface irradiated with scanning light by the scanning unit;
The diffusion means is
Disposed between the irradiation surface and the scanning unit;
The image display device according to claim 1, wherein the image display device is a thermal lens filter unit.

前記熱レンズフィルタ部は、正の熱レンズフィルタと負の熱レンズフィルタとの1組の熱レンズフィルタからなることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 2, wherein the thermal lens filter unit includes a pair of thermal lens filters including a positive thermal lens filter and a negative thermal lens filter.

前記熱レンズフィルタ部は、前記１組の熱レンズフィルタを複数組含むことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 3, wherein the thermal lens filter unit includes a plurality of sets of the one set of thermal lens filters.

前記走査部により走査光が照射される照射面を備え、
前記拡散手段は、
前記走査部と前記スクリーンとの間に配置された反射ミラーであり、
前記反射ミラーは、前記走査光が反射するミラー面に反射膜が形成され、前記反射膜は、その一部に前記レーザ光が連続して所定の光量を超えて照射されるとレーザ光を散乱させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 An irradiation surface irradiated with scanning light by the scanning unit;
The diffusion means is
A reflection mirror disposed between the scanning unit and the screen;
The reflection mirror is formed with a reflection film on a mirror surface on which the scanning light is reflected, and the reflection film scatters laser light when a part of the reflection light is continuously irradiated in excess of a predetermined amount of light. The image display apparatus according to claim 1, wherein:

前記反射ミラーは、前記走査光が反射するミラー面に熱レンズ層が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 5, wherein the reflection mirror has a thermal lens layer formed on a mirror surface on which the scanning light is reflected.

前記熱レンズフィルタ部または前記反射ミラーの前に、前記レーザ光を集光する集光レンズをさらに備えた請求項２から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 2, further comprising a condensing lens that condenses the laser light before the thermal lens filter unit or the reflection mirror.

前記熱レンズフィルタ部または前記反射ミラーの後に、前記熱レンズフィルタ部または前記反射ミラーから拡がって出射される前記レーザ光をコリメートするコリメータレンズをさらに備えた請求項７に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 7, further comprising a collimator lens that collimates the laser light emitted from the thermal lens filter unit or the reflection mirror after the thermal lens filter unit or the reflection mirror.

前記走査部により走査光が照射される照射面と、
前記照射面と、前記走査部との間に、
フォトリフラクティブフィルタ部とを備えることを特徴とする
請求項１に記載の画像表示装置。 An irradiation surface irradiated with scanning light by the scanning unit;
Between the irradiation surface and the scanning unit,
The image display apparatus according to claim 1, further comprising a photorefractive filter unit.

前記走査部は、スキャンミラーからなることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 1, wherein the scanning unit includes a scan mirror.

前記走査部は、ポリゴンミラーを含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 1, wherein the scanning unit includes a polygon mirror.

前記レーザ光源は、少なくとも赤色レーザ光源、緑色レーザ光源および青色レーザ光源からなるＲＧＢ光源であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 1, wherein the laser light source is an RGB light source including at least a red laser light source, a green laser light source, and a blue laser light source.

前記レーザ光源は、さらに紫外レーザ光を出射する紫外レーザ光源または赤外レーザ光を出射する赤外レーザ光源を少なくとも備え、前記熱レンズフィルタ部または前記反射ミラーは、前記紫外光または前記赤外光の一部を吸収する材料からなることを特徴とする請求項１２に記載の画像表示装置。 The laser light source further includes at least an ultraviolet laser light source that emits ultraviolet laser light or an infrared laser light source that emits infrared laser light, and the thermal lens filter unit or the reflection mirror includes the ultraviolet light or the infrared light. The image display device according to claim 12, wherein the image display device is made of a material that absorbs a part of the image.

前記走査部動作時に、前記熱レンズフィルタ部、または、前記フォトリフラクティブフィルタ部を通過した前記走査光は指向性を失わずスクリーンに照射され、
且つ、
前記走査部動作停止時に前記熱レンズフィルタ部、または、前記フォトリフラクティブフィルタ部を通過した前記走査光は指向性を失うことを特徴とする請求項２から１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。 During the scanning unit operation, the scanning light that has passed through the thermal lens filter unit or the photorefractive filter unit is irradiated on the screen without losing directivity,
and,
The image display according to any one of claims 2 to 13, wherein the scanning light that has passed through the thermal lens filter unit or the photorefractive filter unit loses directivity when the scanning unit operation is stopped. apparatus.