(57)【要約】【課題】簡易な構成で、高精度なレーザ光の走査を行うことが可能な走査型光学装置を提供すること。【解決手段】異なる波長域のレーザ光を射出する光源１０と、内部に生じる電界の大きさに応じて屈折率分布が変化することによって、光源１０から射出されるレーザ光を走査する電気光学素子２１と、該電気光学素子２１の射出側に設けられ、被投射面１５において同一の領域が照射されるように異なる波長のレーザ光の光路を補正する光路補正光学系２５とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2008102192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長域のレーザ光を射出する光源と、
内部に生じる電界の大きさに応じて屈折率分布が変化することによって、前記光源から射出されるレーザ光を走査する電気光学素子と、
該電気光学素子の射出側に設けられ、被投射面において同一の領域が照射されるように前記異なる波長のレーザ光の光路を補正する光路補正光学系とを備えることを特徴とする走査型光学装置。
【請求項２】
前記光路補正光学系の全体または一部を当該光路補正光学系の光軸に対して平行に移動させる移動機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の走査型光学装置。
【請求項３】
前記光路補正光学系は、前記電気光学素子から射出された光の単位時間あたりの前記被投射面における走査距離が前記電気光学素子から射出されるレーザ光の偏角によらず一定となるように補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走査型光学装置。
【請求項４】
前記電気光学素子が少なくとも水平走査を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の走査型光学装置。
【請求項５】
前記電気光学素子がＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ3の組成を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の走査型光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光などのビーム状の光を被投射面上でラスタースキャンして画像を表示する走査型画像表示装置が提案されている。この装置では、レーザ光の供給を停止することで完全な黒を表現できるため、例えば液晶ライトバルブを用いたプロジェクタ等に比べて高コントラストの表示が可能である。また、レーザ光を使用した画像表示装置は、レーザ光が単一波長であるために色純度が高い、コヒーレンスが高いためにビームを整形しやすい（絞りやすい）等の特性を持つことから、高解像度、高色再現性を実現する高画質ディスプレイとして期待されている。また、走査型画像表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどと異なり、固定された画素を持たないため、画素数という概念がなく、解像度を変換し易いという利点も持っている。
【０００３】
走査型画像表示装置で画像を生成するには、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどのスキャナを用いて光を２次元に走査する必要がある。１個のスキャナを水平方向、垂直方向の２方向に振りつつ光を２次元に走査する方法もあるが、その場合、走査系の構成や制御が複雑になるという問題がある。そこで、光を１次元に走査するスキャナを２組用意し、各々に水平走査と垂直走査を受け持たせるようにした走査型画像表示装置が提案されている。従来は、双方のスキャナともにポリゴンミラーやガルバノミラーを使用するのが普通であり、双方のスキャナに回転多面鏡（ポリゴンミラー）を用いた投写装置が下記の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１−２４５７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１ではポリゴンミラーを用いた装置が紹介されているが画像フォーマットの高解像度化に伴い、スキャン周波数も高くなってきており、ポリゴンミラーやガルバノミラーでは限界を迎えつつある。そこで、近年、高速側のスキャナにＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用したシステムが発表されている。ＭＥＭＳ技術を利用したスキャナ（以下、単にＭＥＭＳスキャナという）とは、シリコン等の半導体材料の微細加工技術を用いて製作するものであり、トーションバネ等で支持したミラーを静電力等により駆動するものである。このスキャナは、静電力とバネの復元力との相互作用でミラーを往復運動させて、光を走査することができる。ＭＥＭＳスキャナを用いることにより、従来のスキャナに比べて高周波数、大偏角のスキャナを実現することができる。これにより、高解像度の画像を表示することが可能になる。
【０００５】
ところで、高速のＭＥＭＳスキャナを実現するには、ミラーを共振点で往復運動させなければならないため、光利用効率などを考えると、走査線が視聴者から見て左から右へスキャンした後に、次の走査線は右から左にスキャンする（両側スキャン）システムとなる。
一方、画像信号はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）をベースに規格が決まっているため、左から右へスキャンした後は短い時間で左に戻り、再度右へスキャンする（片側スキャン）に合わせたフォーマットとなっている。したがって、ＭＥＭＳスキャナの場合、一部のデータは入力された信号の順番を反転して表示しなければならないため、信号の制御が複雑となる。
そこで、ＭＥＭＳスキャン以外の走査手段としては、電気光学（ＥＯ：Electro  Optic）スキャナが考えられる。ＥＯスキャナとはＥＯ結晶に電圧を加えることにより、その結晶中を透過する光の進行方向を変える素子である。このようにＥＯスキャナでは、電圧によりスキャン角を制御できるので、ＣＲＴと同様に片側スキャンによる描画が可能となる。
【０００６】
また、ＥＯスキャナとは、ＥＯ結晶に電圧を印加することにより電子が注入され電子分布に偏りが生じる。そのため、カー効果による屈折率変化にも分布が生じ、入射された光が屈折率の高い側に曲がっていくので、光の走査を可能にしている。また、ＥＯ結晶内部の屈折率分布の傾きが、電子注入量、つまり、印加電圧によるため、印加電圧を変化させることで、ＥＯ結晶から射出される光のスキャン角度を制御することができる。
【０００７】
しかしながら、ＥＯスキャナは、光の屈折を利用したスキャナのため、図６に示すように、ＥＯ結晶１０１に赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂを入射させると、波長が短い光（青色光）Ｌｂは、波長が長い光（赤色光）Ｌｒに比べて屈折角が大きくなり、その結果、ＥＯ結晶１０１から射出されるスキャン角が大きくなってしまう。つまり、異なる波長の光をＥＯ結晶１０１に入射させると、色収差が発生してしまう。そのため、スクリーン１０２上では、赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂがバラバラの位置にスキャンされてしまうので、同じタイミングで同画素を表示することができなくなってしまう。
すなわち、印加電圧により屈折率が変わってしまうＥＯスキャナでは、赤色光，緑色光，青色光の屈折率の違いが一定ではないため、入射角度を赤色光，緑色光，青色光で変えても、ＥＯ結晶から赤色光，緑色光，青色光をスキャン中、常に同軸上に射出させることは困難である。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、高精度なレーザ光の走査を行うことが可能な走査型光学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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の走査型光学装置は、異なる波長域のレーザ光を射出する光源と、内部に生じる電界の大きさに応じて屈折率分布が変化することによって、前記光源から射出されるレーザ光を走査する電気光学素子と、該電気光学素子の射出側に設けられ、被投射面において同一の領域が照射されるように前記異なる波長のレーザ光の光路を補正する光路補正光学系とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る走査型光学装置では、電気光学素子に電圧を印加することにより内部に電界が生じる。この電界により、電気光学素子の屈折率分布が一方向に向かって連続的に増加あるいは減少する。このため、電気光学素子の内部に生じる電界と垂直な方向に進行するレーザ光は、屈折率が低い側から高い側に向かって曲げられ、電気光学素子の射出端面から射出される。そして、電気光学素子から射出されたレーザ光は、光路補正光学系を通過する。
このとき、光源から射出された異なる波長のレーザ光は、電気光学素子を通過することにより、各波長ごとに異なる偏角で射出される。ここで、電気光学素子の射出側に設けられた光路補正光学系により、被投射面において同一の領域が照射されるように補正される。したがって、異なる波長のレーザ光が同じタイミングで同じ領域を照射することが可能となるため、高精度なレーザ光の走査を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の走査型光学装置は、前記光路補正光学系の全体または一部を当該光路補正光学系の光軸に対して平行に移動させる移動機構が設けられていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る走査型光学装置では、電気光学素子と被投射面との距離が変化した場合、光路補正光学系の全体または一部は、移動機構により当該光路補正光学系の光軸に対して平行に移動される。したがって、電気光学素子から射出されたレーザ光の被投射面における同一照射位置がずれた場合でも、移動機構により電気光学素子から射出された光を適切な位置に補正することができる。
【００１３】
また、本発明の走査型光学装置においては、前記光路補正光学系は、前記電気光学素子から射出された光の単位時間あたりの前記被投射面における走査距離が前記電気光学素子から射出されるレーザ光の偏角によらず一定となるように補正することが好ましい。
【００１４】
本発明に係る走査型光学装置では、電気光学素子から射出されたレーザ光は、光路補正光学系により、単位時間あたりの被投射面における走査距離が同じになるようになるように走査される。これにより、電気光学素子から射出された異なる波長のレーザ光は、被投射面上を等速で走査される。このため、本発明では、特に走査型光学装置を画像表示装置として用いた場合、非等速で走査された場合に生じる被投射面における画像の歪みが発生することがない。したがって、高画質な画像を表示することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の走査型光学装置は、前記電気光学素子が少なくとも水平走査を行うことが好ましい。
本発明に係る走査型光学装置では、電気光学素子が水平走査を行い、垂直走査として例えば、安価なポリゴンミラー等を用いることにより、安価かつ高性能な走査型光学装置を実現することができる。
なお、ここで言う「水平走査」とは、２方向の走査のうち、高速側の走査であり、垂直走査とは低速側の走査である。
【００１６】
また、本発明の走査型光学装置は、前記電気光学素子がＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ3の組成を有することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る走査型光学装置では、電気光学素子が、高い誘電率を有する誘電体材料であるＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ3（タンタル酸ニオブ酸カリウム）の組成を有する結晶である（以下、ＫＴＮ結晶と称す）。ＫＴＮ結晶は、立方晶から正方晶さらに菱面体晶へと温度により結晶系を変える性質を有しており、立方晶においては、大きい２次の電気光学効果を有することが知られている。特に、立方晶から正方晶への相転移温度に近い領域では、比誘電率が発散する現象が起こり、比誘電率の自乗に比例する２次の電気光学効果はきわめて大きい値となる。したがって、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ3の組成を有する結晶は、他の結晶に比べて屈折率を変化させる際に必要になる印加電圧を低く抑えることが可能となる。これにより、省電力化を実現可能な走査型光学装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る走査型光学装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
［第１実施形態］
本実施形態に係る走査型光学装置１は、３色の光源装置を用いて、スクリーンに画像を投影させる画像表示装置である。
図１は、本実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は、画像表示装置に用いられる光走査部及び被投射面を示す平面図であり、図３は、電気光学素子の電極に印加する電圧の波形を示す図である。
【００２０】
本実施形態に係る画像表示装置１は、図４に示すように、赤色のレーザ光（中心波長：６２０ｎｍ）を射出する赤色光源装置１０Ｒ，緑色のレーザ光（中心波長：５３０ｎｍ）を射出する緑色光源装置１０Ｇ及び青色のレーザ光（中心波長：４６０ｎｍ）を射出する青色光源装置１０Ｂを有する光源１０と、クロスダイクロイックプリズム１１と、クロスダイクロイックプリズム１１（色合成部）から射出されたレーザ光をスクリーン（被投射面）１５の水平方向に走査する光走査部２０と、光走査部２０から射出されたレーザ光をスクリーン１５の垂直方向に走査するガルバノミラー１２とを備えている。なお、色合成部としては、クロスダイクロイックプリズムに限らず、ダイクロイックミラーを用いても良い。
【００２１】
すなわち、光走査部２０は、図１に示すように、スクリーン１５において２方向（垂直方向ｖ、水平方向ｈ）の走査のうち、光源１０から射出される光を水平方向ｈに走査する水平走査用スキャナであり、ガルバノミラー１２は、光走査部２０から射出される光を垂直方向ｖに走査する垂直走査用スキャナである。
なお、ここで言う「水平走査用スキャナ」は、２方向の走査のうち、高速側の走査を担うスキャナであり、「垂直走査用スキャナ」は、低速側の走査を担うスキャナである。
なお、赤色，緑色，青色のレーザ光の波長は一例に過ぎない。
【００２２】
光走査部２０は、図１に示すように、クロスダイクロイックプリズム１１から射出されたレーザ光が入射する電気光学素子２１と、電気光学素子２１の射出端面２１ｂから射出された光が入射される光路補正光学系２５とを備えている。
まず、電気光学素子の構成について説明する。
電気光学素子２１は、内部に生じる電界の大きさに応じて屈折率分布が変化することによって、光源１０から射出されるレーザ光を走査するものであり、図２に示すように、第１電極２２と、第２電極２３と、光学素子２４とを備えている。なお、図２は、電気光学素子２１から射出されスクリーン１５に向かう光の光路図を分かり易く説明するために、ガルバノミラー１２を省略し直線配置としている。
【００２３】
光学素子２４は、電気光学効果を有する誘電体結晶（電気光学結晶）であり、本実施形態ではＫＴＮ（タンタル酸ニオブ酸カリウム、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ3）の組成を有する結晶材料で構成されている。また、ＫＴＮ結晶はカー効果（等方性材料に電場をかけると複屈折性が生じる現象であり、印加電圧により発生した電界の強さの二乗に比例する）を利用した結晶である。
また、光学素子２４は、直方体形状であり、光学素子２４の上面２４ａには第１電極２２が配置され、下面２４ｂには第２電極２３が配置されている。この第１電極２２及び第２電極２３には、電圧を印加する電源Ｅが接続されている。また、第１電極２２及び第２電極２３は、図１に示すように、光学素子２４内を進行するレーザ光Ｌの進行方向の寸法がほぼ同じである。これにより、第１電極２２と第２電極２３との間の光学素子２４に電界が生じるようになっている。例えば、第２電極２３より第１電極２２に高い電圧が印加されると、第１電極２２から第２電極２３に向かって（矢印Ａに示す方向）電界が生じる。その結果、電気光学結晶の屈折率は第１電極２２から第２電極２３に向かって高くなる。
【００２４】
また、光学素子２４は、図２に示すように、電気光学素子２１の入射端面２１ａの第１電極２２に近い側からレーザ光を入射させるように配置されている。これにより、本実施形態の電気光学素子２１は、入射したレーザ光を基準に片側に走査する片側走査を行う。つまり、電気光学素子２１の屈折率分布により、光学素子２４に入射したレーザ光は第２電極２３側のみに曲げられるため、光学素子２４の第１電極２２側からレーザ光を入射させることにより、スキャン範囲を大きく取ることが可能となっている。
さらに、電気光学素子２１は、クロスダイクロイックプリズム１１から射出されたレーザ光Ｌが入射端面２１ａに対して垂直に入射するように配置されている。
【００２５】
次に、電気光学素子の動作について説明する。
第１電極２２には、電源Ｅにより例えば＋１００Ｖの電圧が印加され、第２電極２３には、電源Ｅにより例えば０Ｖの電圧が印加される。第１，第２電極２２，２３に電圧を印加することで、光学素子２４には第１電極２２から第２電極２３に向かって電界が生じる。これにより、図２に示すように、光学素子２４の屈折率は、第１電極２２側が低くなり、第２電極２３側に向かって屈折率が徐々に高くなる。これにより、光学素子２４の内部に生じる電界方向Ａと垂直な方向に進行するレーザ光は、偏向する。具体的には、電気光学素子２１の入射端面２１ａから入射したレーザ光Ｌは、光学素子２４の屈折率が高い第２電極２３側に向かって曲げられる。
【００２６】
次に、光源装置から射出されるレーザ光の走査について説明する。
第１電極２２に印加される電圧の波形は、例えば、図３に示すように、鋸歯状の波形である。この初期値Ｓ１（０Ｖ）の電圧を第１電極２２に印加すると、図１に示すように、光源１０から射出され光学素子２４を進行するレーザ光Ｌ１は直進し電気光学素子２１の射出端面２１ｂから射出される。
【００２７】
また、第１電極２２に印加する電圧値を、図３の電圧の波形に示すように徐々に上げると、光学素子２４の屈折率勾配が大きくなる。これにより、第１電極２２に印加する電圧を上げ徐々に最大の電圧値Ｓ２（＋１００Ｖ）まで上げると、図２に示すように、クロスダイクロイックプリズム１１から射出され光学素子２４を進行するレーザ光Ｌ２は、光学素子２４内において印加電圧の上昇とともに徐々に大きく屈折する。これにより、電気光学素子２１の射出端面２１ｂから射出される光は、スキャン範囲において電界方向Ａと同じ方向に走査される。
ここで、クロスダイクロイックプリズム１１から射出されたレーザ光Ｌは、図１に示すように、赤色光，緑色光，青色光が合成され、それぞれの色光が照明光軸Ｏ上で重なったレーザ光となっている。このため、これらの波長の違いにより、図２に示すように、所定の電圧を印加したときの各色光の光路を見ると、光学素子２４内において各色光の屈折角が異なる。したがって、光学素子２４の内部を進行する青色光Ｌｂは、赤色光Ｌｒに比べて屈折角が大きくなるので、射出端面２１ｂから射出されるレーザ光の偏角が大きくなる。言い換えると、波長が短いほど光学素子２４の内部における屈折角が大きくなるので、赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂの順に射出端面２１ｂから射出されるレーザ光の偏角が大きくなる。
なお、電気光学素子２１に印加される印加電圧の値である初期値０Ｖ，最大電圧値＋１００Ｖは一例に過ぎず、電気光学素子２１から射出される光の偏角の大きさや、光学素子２４の厚みによって適宜変更が可能である。
【００２８】
次に、光路補正光学系について説明する。
光路補正光学系２５は、図２に示すように、第１レンズ２６及び第２レンズ２７を備えている。
この第１，第２レンズ２６，２７は、電気光学素子２１から射出された偏角の異なる赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂの光路を補正するレンズである。具体的には、第１，第２レンズ２６，２７は、図２に示すように、電気光学素子２１から射出された偏角の異なる赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂの光路を曲げる。そして、赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂそれぞれが、所定電圧値における光学素子２４の内部の所定の屈折率分布状態において、スクリーン１５の同一の画素領域（領域）Ｋを照射するように補正する。
【００２９】
本実施形態に係る画像表示装置１では、光源１０から射出された赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂの光路は、光路補正光学系２５により、スクリーン１５において同一の画素領域Ｋに照射される。したがって、異なる波長の赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂが電気光学素子２１に入射しても、同じタイミングで同じ画素領域Ｋを照射することが可能となるため、高画質な画像を表示することができる。
さらに、本実施形態の画像表示装置１では、電気光学素子２１から射出されるレーザ光の偏角が大きいため、ＤＣＩ（Digital  Cinema  Initiatives）仕様の４ｋ等の解像度に対応可能となる。したがって、画質の劣化を生じさせることなく、画像をより鮮明にスクリーン１５に表示させることができる。
【００３０】
しかも、電気光学素子２１からなる走査手段は、ＭＥＭＳスキャナより高速に走査することができるため、本実施形態のように、水平走査に電気光学素子からなる走査手段を用いることにより、高性能な画像表示装置の実現が期待できる。
つまり、本実施形態の画像表示装置１は、簡易な構成で、高精度なレーザ光の走査を行うことが可能である。
【００３１】
なお、本実施形態では、光源１０として３色の異なる波長のレーザ光を射出する赤光，緑色，青色光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いたが、色光はこれに限るものではなく、用途に応じて適宜変更が可能である。したがって、光源１０から射出される光の波長が上記実施形態とは異なる場合、レーザ光の波長に応じた光路補正光学系を用いることにより、同一の画素領域Ｋを照射することが可能となる。
また、光路補正光学系２５を構成するレンズの枚数及び形状は、第１，第２レンズ２６，２７に示すものに限るものではなく、さらには、レンズに限らず同一の画素領域Ｋを照射可能な光学部材を用いても良い。
また、垂直走査用スキャナとして、ガルバノミラー１２を用いたが、電気光学素子を用いることも可能である。このように、水平走査及び垂直走査ともに電気光学素子を用いることにより、光源１０から射出されたレーザ光を精度良く走査するとともに、大きな偏角を得ることが可能となる。
さらには、ガルバノミラー１２に代えて、可動型の走査手段の一つである安価なポリゴンミラーにより走査を行っても良い。安価なポリゴンミラーを使用することで、コストを抑えつつ高性能な画像表示を行うことが可能となる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係る画像表示装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る画像表示装置（走査型光学装置）３０では、移動機構３１を備えている点において第１実施形態と異なり、電気光学素子２１及び光路補正光学系２５の構成は第１実施形態と同様である。
【００３３】
光路補正光学系２５の第２レンズ２７には、図４に示すように、移動機構３１が設けられている。この移動機構３１は、第２レンズ２７を光路補正光学系２５の光軸Ｏ１に対して平行に移動させるものである。
例えば、図４に示すように、スクリーン１５ａが、電気光学素子２１から離れる方向のスクリーン１５ｂに移動した場合、スクリーン１５ｂでは赤色光Ｌｒ１，緑色光Ｌｇ１，青色光Ｌｂ１は同一の画素領域を照射していない。そこで、移動機構３１により、第２レンズ２７ａを電気光学素子２１から離れる方向の第２レンズ２７ｂの位置に移動させる。これにより、スクリーン１５ｂにおいて赤色光Ｌｒ２，緑色光Ｌｇ２，青色光Ｌｂ２は同一の画素領域Ｍを照射する。
【００３４】
本実施形態に係る画像表示装置３０は、スクリーン１５の位置（画像の投射位置）が変わる場合に効果的である。すなわち、スクリーン１５の位置が変わった場合でも、移動機構３１により光路補正光学系２５を移動させることで、電気光学素子２１から射出されたレーザ光を同一の画素領域Ｍに照射するように補正することができる。したがって、同じタイミングで同じ画素領域Ｍを照射することが可能となるため、高画質な画像を表示することができる。
なお、第２レンズ２７の移動方向は一例に過ぎず、スクリーン１５の位置や第１，第２レンズ２６，２７の性能（焦点距離等）により、スクリーン１５で赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂの照射位置が合うように、適宜移動方向を変えれば良い。さらに、第１レンズ２７のみを移動させたり、第１，第２レンズ２６，２７ともに移動させることも可能である。
【００３５】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図５を参照して説明する。
本実施形態に係る画像表示装置（走査型光学装置）４０では、光路補正光学系４１は、機能の点において第１実施形態の光路補正光学系２５にさらに付加されたものであり、電気光学素子２１の構成は第１実施形態と同様である。
【００３６】
光路補正光学系４１は、図５に示すように、第１レンズ４２及び第２レンズ４３により構成されている。この光路補正光学系４１は、単位時間あたりのスクリーン１５におけるレーザ光の走査距離が同じになるように補正するものである。
なお、図５では、電気光学素子２１から射出されスクリーン１５に向かう光の光路図を分かり易く説明するために、赤色光Ｌｒのみ図示して説明する。
【００３７】
光路補正光学系４１について具体的に説明する。
電気光学素子２１から射出される光のうち、光学素子２４に電圧を印加した後の時刻Ｔ１における電気光学素子２１から射出されるレーザ光を符号ＬｒＴ１で示す。そして、例えば、時刻Ｔ１から時間ｔ経過後の時刻Ｔ２における電気光学素子２１から射出されるレーザ光を符号ＬｒＴ２で示す。さらに、時間Ｔ２から時間ｔ経過後の時刻Ｔ３における電気光学素子２１から射出されるレーザ光を符号ＬｒＴ３で示す。
ここで、スクリーン１５においてレーザ光ＬｒＴ１により照射される画素領域Ｐ１とレーザ光ＬｒＴ２により照射される画素領域Ｐ２との走査距離をＱ１とする。また、スクリーン１５においてレーザ光ＬｒＴ２により照射される画素領域Ｐ２とレーザ光ＬｒＴ３により照射される画素領域Ｐ３との走査距離をＱ２とする。
【００３８】
ところで、仮に、画像表示装置４０において光路補正光学系４１を備えていない場合、電気光学素子２１から射出されるレーザ光の偏角は、第２電極２３に近づくに連れて大きくなる。これにより、スクリーン１５上の一端部を走査するレーザ光の速度の方が速くなり、スクリーン１５に投射される画像が歪んでしまう。
そこで、本実施形態では、光路補正光学系４１を備えているため、光学素子２４の内部の屈折率変化により射出端面２１ｂから射出されるレーザ光の偏角が異なっていても、電気光学素子２１から射出されたレーザ光は、走査距離Ｑ１と走査距離Ｑ２とが同じ距離になるように補正される。その結果、電気光学素子２１から射出されたレーザ光は、スクリーン１５上を等速走査される。
なお、図５では、赤色光Ｌｒのみ図示したが、緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂも同一の画素領域Ｐ１〜画素領域Ｐ３を照射している。
【００３９】
本実施形態に係る画像表示装置４０は、第１実施形態の画像表示装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の画像表示装置４０では、電気光学素子２１から射出された各色光は、スクリーン１５上を等速で走査される。すなわち、第２電極２３に近い射出端面２１ｂから射出されるレーザ光ほど偏角が大きいため、スクリーン１５に照射されるレーザ光の走査速度が速くなるが、本実施形態の光路補正光学系２５を用いることにより、非等速で走査された場合に生じるスクリーン１５上での画像の歪みが発生することがない。したがって、高画質な画像を表示することが可能となる。
なお、光路補正光学系４１を構成するレンズの枚数及び形状は、第１，第２レンズ４２，４３に示すものに限るものではなく、さらには、レンズに限らず同一の画素領域を照射可能な光学部材を用いても良い。
【００４０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、電気光学素子としてＫＴＮ結晶を例に挙げて説明したが、これに限ることはなく、屈折率が線形的に変化する素子であれば良い。例えば、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）等の電気光学効果を有する誘電体結晶であっても良いが、ＬｉＮｂＯ3等の組成を有する結晶は、ＫＴＮ結晶に比べて走査偏角が小さく、また、駆動電圧が高いため、ＫＴＮ結晶を用いることが好ましい。
また、上記実施形態では、走査型光学装置として画像表示装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、異なる波長のレーザ光を１つの電気光学素子で走査する装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る走査型光学装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る走査型光学装置の光走査部を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る走査型光学装置の電気光学素子の電極に印加する電圧の波形を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る走査型光学装置を示す平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る走査型光学装置を示す平面図である。
【図６】従来の走査型光学装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｏ１…光軸、Ｋ，Ｍ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…画素領域（領域）、１，３０，４０…画像表示装置（走査型光学装置）、１０…光源、１５，１５ａ，１５ｂ…スクリーン（被投射面）、２１…電気光学素子、２５，４１…光路補正光学系、３１…移動機構
【図１】
2008102192.tif 000003
【図２】
2008102192.tif 000004
【図３】
2008102192.tif 000005
【図４】
2008102192.tif 000006
【図５】
2008102192.tif 000007
【図６】
2008102192.tif 000008