(57)【要約】【課題】携帯機器に搭載可能な小型化に適し、安全でかつ十分な明るさで表示可能なレーザ光源を用いた画像表示装置を提供すること。【解決手段】光源から出射される光ビームを走査する光走査部と光走査部の後の光路中に透過率が変化する光変調素子を備えた光学ユニットまたはその光学ユニットを含む画像表示装置において、光変調素子にフォトクロミック効果を用いることにより、高い安全性と高い信頼性を得ることができる。【選択図】図１
2007086266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号に従って変調される光源と、
前記光源から出射される光ビームを走査する光走査部と
を備え、
前記光走査部の後の光路中に透過率が変化するフォトクロミック効果を有する第一の光変調素子を備えたことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記第一の光変調素子は、
前記第一の光変調素子を透過する光の時間変化に応じてフォトクロミック効果により透過率が変化することを特徴とする請求項１記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記第一の光変調素子は、
前記第一の光変調素子を透過する光が０．２５秒以下の時間でフォトクロミック効果により透過率が変化することを特徴とする請求項１または２記載の光学ユニット。
【請求項４】
変調信号に従って変調される光源と、
前記光源から出射される光ビームを走査する光走査部と
を備え、
前記光走査部の後の光路中に透過率が変化するサーモクロミック効果を有する第二の光変調素子を備えたことを特徴とする光学ユニット。
【請求項５】
前記第二の光変調素子は、
前記第二の光変調素子を透過する光の時間変化に応じてサーモクロミック効果により透過率が変化することを特徴とする請求項４記載の光学ユニット。
【請求項６】
前記第二の光変調素子は、
前記第二の光変調素子を透過する光が０．２５秒以下の時間でサーモクロミック効果により透過率が変化することを特徴とする請求項４または５記載の光学ユニット。
【請求項７】
変調信号に従って変調される光源と、
前記光源から出射される光ビームを走査する光走査部と
を備え、
前記光走査部の後の光路中に透過率が変化するフォトクロミック効果とサーモクロミック効果の両方の効果を有する第三の光変調素子を備えたことを特徴とする光学ユニット。
【請求項８】
前記光学ユニットと、
前記光源の前記光ビームを分光する光学素子または前記分光した光ビームを合成する光学素子または特定の光を反射または透過する光学素子または投射レンズの少なくとも一つと
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを走査することでスクリーン上に光ビームを投射し映像情報を表示するプロジェクションタイプの画像表示装置の安全向上技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーンに画像を投射する画像表示装置において、スクリーンまでの投射光路内に壇上者或いは他者が進入し投射側に顔を向けた場合、強力な光刺激が眼中に入る危険性があるため、投射光路内に物体の有無を検出する検出手段と、放射パワーを制御する制御手段を設け、ビームの投射領域に物体を検出した場合には、放射パワーを減少させることで危険性を防止する方式が提案されている。
【０００３】
例えば、特許第２９９４４６９号公報では、電磁放射線センサ、熱放射線センサ、焦電センサ、温度センサ等により放射領域を監視して、監視領域に物体が存在する場合、人に対して無害化した動作モードに切り替えるようにしている。
【０００４】
また、特開２００４−２５４１４５号公報では、投射された画像をカメラで監視して、人物領域を抽出して画像をマスクすることが開示されている。こうすれば、投射領域のうち、人物がいると見なされる領域のみ放射パワーを制限できるので、他の領域では画像を表示し続けることができる。
【０００５】
一方、光源にレーザを使用すれば、従来のランプを用いた場合に比べ色純度が高いため色再現性が向上するのみならず、光学系が小型化効率化できるので、小型省電力の画像表示装置が実現される。
【０００６】
さらに、レーザは細く絞ったビームを走査することができるので、ミラー等の走査手段によって２次元走査するスキャン方式の画像表示装置がある。スキャン方式の画像表示装置では、画像の表示をレーザの強度変調で行うため、液晶パネルやＤＭＤなど２次元の画像表示デバイスを用いた通常の画像表示装置に比べさらに省電力であり、また、２次元画像デバイスを均一に照明する照明光学系が不要なのでさらに小型化が期待できる。
【０００７】
従って、スキャン方式の画像表示装置は小型のモバイル機器にも搭載可能であり、元来大型のディスプレイを搭載し難い携帯電話等でも大画面表示が楽しめるようにするのに適した方式である。
【０００８】
ミラー等の走査手段によって細く絞ったビームを走査するスキャン方式の画像表示装置の場合、投射光路内に進入する物体の有無を検出し安全を確保する以外に、ミラー停止時の安全対策が必要となり、ミラーの走査動作を検出して正常でない走査動作状態のときは、レーザ光を遮光させたりレーザ光源への電力供給を遮断する方式が提案されている。
【０００９】
例えば、特開２００４−３１２３４７号公報では、ミラーの走査動作が正常でない状態、例えば、走査動作が完全に停止しているか、又は一定の周期ではなく、かつ所定の速度ではない場合、ミラーが所定位置で停止し保持される。この時、レーザ光は画像表示装置外部に照射されないように遮光部に照射され遮光されている状態となる。
【００１０】
また、特開２００４−３３３６９８号公報では、ミラーの回動に連動して電力を供給し、ミラーの走査動作が正常でない状態、例えば、走査動作が完全に停止しているか、又は一定の周期ではなく、かつ所定の速度ではない場合、レーザ光源への電力供給を遮断する。
【特許文献１】特許第２９９４４６９号公報（エルディティ）
【特許文献２】特開２００４−２５４１４５号公報（日立）
【特許文献３】特開２００４−３１２３４７号公報（エプソン）
【特許文献４】特開２００４−３３３６９８号公報（エプソン）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記従来の構成では、物体や人物を検出するセンサや別途検出用の放射源や画像監視用のカメラを備える必要があり、また、ミラーの走査動作が正常でない状態となった際にもレーザ光を遮光したりレーザ光源への電力供給を遮断したりする必要があり、高価で小型化にも限界があった。
【００１２】
画像表示装置等のレーザ応用製品に対しては、安全基準で許容放射パワーが定められており、人の目に対して安全な範囲では十分な明るさが確保できないので、安全を確保しつつ放射パワーを上げる方法が求められる。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題におけるミラーの走査動作が正常でない状態となった際の安全対策について解決するもので、携帯機器に搭載可能な小型化に適し、安全でかつ十分な明るさで表示可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、請求項１記載の光学ユニットは、変調信号に従って変調される光源と前記光源から出射される光ビームを走査する光走査部とを備え、前記光走査部の後の光路中に透過率が変化するフォトクロミック効果を有する第一の光変調素子を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２記載の光学ユニットは、前記第一の光変調素子が前記第一の光変調素子を透過する光の時間変化に応じて、フォトクロミック効果により透過率が変化することを特徴とする。
【００１６】
これにより、光走査部の動作を検出するセンサや別途検出用の放射源や画像監視用のカメラ等を備えることなく放射パワーを制限することができ、目に対しての安全性をより高めることができる。
【００１７】
また、フォトクロミック効果は、材料による光変調効果なので、高い信頼性がありメンテナンスフリーであるので、安全レベルを高めることができる。
【００１８】
また、請求項３記載の光学ユニットは、前記第一の光変調素子が前記光変調素子を透過する光が０．２５秒以下の時間で、フォトクロミック効果により透過率が変化することを特徴とする。
【００１９】
これにより、レーザ光源を用いたレーザ光スキャン方式の場合、レーザ光のスキャンが停止した際に放射パワーを制限することができ、目に対しての安全性をより高めることができる。
【００２０】
また、請求項４記載の光学ユニットは、変調信号に従って変調される光源と、前記光源から出射される光ビームを走査する光走査部とを備え、前記光走査部の後の光路中に透過率が変化するサーモクロミック効果を有する第二の光変調素子を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５記載の光学ユニットは、前記第二の光変調素子が前記第二の光変調素子を透過する光の時間変化に応じてサーモクロミック効果により透過率が変化することを特徴とする。
【００２２】
これにより、光走査部の動作を検出するセンサや別途検出用の放射源や画像監視用のカメラ等を備えることなく放射パワーを制限することができ、目に対しての安全性をより高めることができる。
【００２３】
また、サーモクロミック効果は、材料による光変調効果なので、高い信頼性がありメンテナンスフリーであるので、安全レベルを高めることができる。
【００２４】
また、請求項６記載の光学ユニットは、前記第二の光変調素子が前記第二の光変調素子を透過する光が０．２５秒以下の時間でサーモクロミック効果により透過率が変化することを特徴とする。
【００２５】
これにより、レーザ光源を用いたレーザ光スキャン方式の場合、レーザ光のスキャンが停止した際に放射パワーを制限することができ、目に対しての安全性をより高めることができる。
【００２６】
また、請求項７記載の光学ユニットは、調信号に従って変調される光源と、前記光源から出射される光ビームを走査する光走査部とを備え、前記光走査部の後の光路中に透過率が変化するフォトクロミック効果とサーモクロミック効果の両方の効果を有する第三の光変調素子を備えたことを特徴とする。
【００２７】
これにより、光安定した遮光効果を得る変調素子が得られるので、目に対しての安全性をより高めることができる。
【００２８】
また、請求項８記載の画像表示装置は、前記光学ユニットと、前記光源の前記光ビームを分光する光学素子または前記分光した光ビームを合成する光学素子または特定の光を反射または透過する光学素子または投射レンズの少なくとも一つとを備えたことを特徴とする。
【００２９】
これにより、目に対しての安全性の高い画像表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ミラーの走査動作が正常でない状態となった際にレーザ光を遮光するための可動機構を設けることなく、小型で明るく安全な画像表示装置を安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における画像表示装置の構成図である。
【００３３】
図１において、画像表示装置１００は、以下の要素から構成される。
【００３４】
３原色（ＲＧＢ）の光源１から放射されたビームは、それぞれのコリメートレンズ２によって絞り込まれダイクロイックプリズム３で合成されて1本の投射ビーム６となる。ビーム走査部であるスキャンミラー４によって２次元に走査されて光変調素子である開口７から投射領域１３に投射される。投射領域１３は投射用スクリーン上に投射されるのが一般的である。走査部としては、図１に示したような２軸の回動ミラーのほかに、１軸のミラーを２枚使用しても良いし、回転ポリゴンミラーを用いても良い。
【００３５】
表示される画像の画像信号７は制御部８に入力され、レーザ変調回路１０がレーザを変調するのに同期して、ミラー駆動部１１がスキャンミラー４を駆動する。
【００３６】
スキャンミラー４の角度変位信号１２は制御部８に戻されてフィードバック制御されている。
【００３７】
スキャンミラー４によって走査されたビームは投射領域１３にビームスポット軌跡１４を描く。ビームの走査方式には以下のようなものが考えられる。
【００３８】
図２に、各走査方式のスポット軌跡と水平（Ｈ）、垂直（Ｖ）の駆動波形を示す。
【００３９】
（ａ）はリニアラスタ走査方式で、水平垂直ともリニアに駆動される。ポリゴンミラーを使用した場合に相当する。水平方向は駆動周波数が高いので、回動ミラーを光速でリニアに駆動するのは通常困難である。画面の右端から左端、また下から上へ戻る期間は、レーザを点灯せずにミラーだけが戻るブランク期間で、駆動波形が点線で示されている。
【００４０】
（ｂ）は共振ラスタ走査方式で、水平方向は回動ミラーの共振動作で走査される。共振駆動では、回動ミラーをリニアに駆動する場合に比べて比較的小さな力で大きな振幅が得られる。垂直方向は周波数が低いのでガルバノミラーをリニアに駆動することが可能である。
【００４１】
また、共振駆動ではミラーの動作がサイン波状になり、水平方向を片道走査しているので、水平ブランク期間が長くなり、レーザの点灯時間が半分になる。
【００４２】
（ｃ）は同じく共振ラスタ走査方式であるが、水平方向は往復走査をした場合である。
【００４３】
往復走査すれば、駆動周波数が半分でよいので駆動しやすい。また（ｂ）に比べて、レーザの点灯時間が倍になるので効率が良い。ただし、走査線が厳密には平行でないので垂直駆動波形をステップ状に補正して走査線を平行化する必要がある。
【００４４】
以上が本発明の基本的な構成である。本構成の特徴は、一般的なスキャン方式の画像表示装置構成の開口５に光変調素子（フォトクロミック効果）を設けた点である。通常は別途ミラーの駆動状態を検出する検出器と、ミラーが停止した際にレーザ光の放射パワーを制限する電気回路やミラーの駆動状態とレーザ光源の電源供給を連動させる必要があるが、本発明はフォトクロミック効果を用いているので、特に駆動機構や電気回路を設けない構成であり、フォトクロミック効果は材料による光変調効果なので、高い信頼性がありメンテナンスフリーであることから、安全性をより高められ、極めて小型で安価な構成となっている。
【００４５】
さらに、レーザの安全基準によって定められた放射パワーについて説明し、次に、より強いビームを発する場合の考え方、それらによって放射可能となる放射パワーと画像表示装置の明るさについて説明する。
【００４６】
「ＪＩＳ  Ｃ６８０２  レーザ製品の安全基準」（以下ＪＩＳと略称する）に、レーザ製品のクラス分けとそのための測定方法が定められている。
【００４７】
その中で、基本的に安全とされるクラス１の被ばく放射限界（以下ＡＥＬ）は、ＪＩＳの表１に波長と露光時間別に定められており、可視光を発する製品については、ＪＩＳの表２にクラス２のＡＥＬとして定められている。
【００４８】
これによると、可視光のレーザビームに対しては瞬きなどの嫌悪動作によって目が保護されることを考慮し、その反応時間を０．２５秒として、放出持続時間が０．２５秒以上のものでは１ｍＷ、０．２５秒以下のものはクラス１のＡＥＬと同じとなっている。即ち、レーザポインタのような連続波のビームでは放射出力は１ｍＷに制限される。
【００４９】
これに対し、走査型のレーザ製品に対しては、ＪＩＳの８.４クラス分けの規則の（ｆ）繰返しパルスレーザ及び変調レーザの項にＡＥＬの決定の仕方が定められている。
【００５０】
これによると、次の３つの条件で最も厳しいものを用いて決定する。
【００５１】
１）パルス列内のどの単一パルスからの露光も、単一パルスに対するＡＥＬ（ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ）を超えてはならない。
【００５２】
２）放出持続時間Ｔのパルス列の平均パワーは、放出持続時間Ｔの単一パルスに対して、それぞれ表１〜４に規定したＡＥＬに対応するパワーを超えてはならない。
【００５３】
３）パルス列内のパルスの平均パルスエネルギーは、単一パルスのＡＥＬに補正係数Ｃ５を乗じた値（ＡＥＬｔｒａｉｎ）を超えてはならない。
【００５４】
ＡＥＬｔｒａｉｎ＝ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ×Ｃ５、Ｃ５＝Ｎ＾−０．２５・・・（式１）
ここでＮは０．２５秒の間に瞳を走査する回数である。
【００５５】
スキャン方式の画像表示装置のように、２次元に走査する場合、瞳をビームが走査することによってＮが大きくなり、通常３）の条件が最も厳しくなる。
【００５６】
測定方法はＪＩＳの９.３測定光学系の項に定められている。
【００５７】
以下、図３を用いて放射パワーの計算方法について説明する。
【００５８】
図３は画像表示装置からの距離と投射領域の様子を示す側面図である。
【００５９】
走査型レーザの放射パワー及びエネルギーの測定には、測定開口１７の直径がφ７ｍｍ、測定距離ｒが１００ｍｍと定められている。測定開口１７のφ７ｍｍは、ひとの瞳径の最大値を想定したものである。定められた測定条件で計算される放射パワーは、走査条件によって様々に変化する。以下、次の走査条件での計算例を示す。
【００６０】
（各パラメータで、添え字のｈ、ｖはそれぞれ水平、垂直を表す）
走査条件
表示解像度          ＸＧＡ（Ｎｈ＝１０２４、Ｎｖ＝７６８  ピクセル）
フレームレート      ｆｖ＝６０Ｈｚ
画角                θｈ＝６０°、θｖ＝４５°
オーバースキャン率（画角／走査全角）  Ｋｏｓｈ＝Ｋｏｓｖ＝０．７
水平方向は往復走査するＫｕｂ＝２（図２（ｃ）の走査方式に相当）
まず、水平走査周波数ｆｈは、
ｆｈ＝ｆｖ×Ｎｖ／Ｋｏｓｖ／Ｋｕｂ＝３２．９ｋＨｚ・・・・・・・・・・（式２）
図３に示すように、距離ｒ＝１００ｍｍの位置にあるＤ＝φ７ｍｍの瞳をビームが横切る時間ｔは、
ｔ＝測定開口の視角／水平走査角速度
＝（Ｄ／ｒ）／（２×ｆｈ×θｈ／Ｋｏｓｈ）・・・・・・・・・・・・・（式３）
＝７．１Ｅ−７（ｓｅｃ）
０．２５秒の間に瞳を走査する回数Ｎは、
Ｎ＝（Ｄ／ｒ）／（θｖ／Ｎｖ）＊ｆｖ＊０．２５
＝１０２０（回）
となる。
【００６１】
ｔ＝７．１Ｅ−７（ｓｅｃ）に対するＡＥＬｓｉｎｇｌｅは、ＪＩＳ表１より
ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ＝２．０Ｅ−７（Ｊ）
従って、パルス列内の平均パルスエネルギーＡＥＬｔｒａｉｎは、（式１）より、
ＡＥＬｔｒａｉｎ＝ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ×Ｎ＾−０．２５・・・・・・・・・（式４）
＝２．０Ｅ−７×１０２０＾−０．２５
＝３．５４Ｅ−８（Ｊ）
放射パワーＰｔｒａｉｎは、
Ｐｔｒａｉｎ＝ＡＥＬｔｒａｉｎ／ｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式５）
＝４９．９（ｍＷ）
となる。
【００６２】
これより、画像表示装置のピーク放射パワーを５０ｍＷ以下に抑えれば、１００ｍｍまで近づいて瞳に入射する放射エネルギー量が安全なレベルであり、１００ｍｍ以上の距離ではビームが分散することからより安全であり、１００ｍｍ以下の距離では瞳を走査するビームが網膜上の１点に合焦されず安全である。即ち、あらゆる条件において安全なレベルであると言える。
【００６３】
ここで、前述の条件１）の、単一パルスに対するＡＥＬから放射パワーを求めると、
Ｐｓｉｎｇｌｅ＝ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ／ｔ・・・・・・・・・・・・・・・（式６）
＝２．０Ｅ−７／７．１Ｅ−７
＝２８１．７（ｍＷ）
となり、約５．６倍のパワーとなる。
【００６４】
これは、ビームが瞳を横切る回数Ｎを１回に制限した場合に相当する。
【００６５】
同様に、回数Ｎに対してＰ（ｍＷ）は、
【００６６】
【表１】
2007086266.tif 000003
【００６７】
となり、画像表示装置として必要なピークパワーに対応して、走査回数を選択すればよい。例えば、ピークパワーＰ＝１５０ｍＷとする場合は、走査回数を１２回に制限すれば良い。
【００６８】
ピーク放射パワーが５０ｍＷのとき、画像表示装置の明るさは高々１０ルーメンである。一般的なオフィスの明るさである４００ルクスの部屋で視認可能である明るさ、例えば５００ルクスを確保できる投射サイズは８インチ程度である。投射サイズを１９インチとすると、画面の明るさは８９ルクス程度となり、明るい部屋では視認できない。
【００６９】
それに対し、最大の２８０ｍＷでは５６ルーメンとなり、１９インチで約５００ルーメンとなる。つまり、上述のように、ビームが瞳を横切る回数に制限を加えるよう制御することによって安全を確保しつつ、より大きなサイズに投射しても十分明るい画面が得られるようになる。
【００７０】
測定距離を１００ｍｍから遠ざけると、ｔもＮも小さくなるので、計算される放射パワーＰｔｒａｉｎは大きくなる。Ｐｔｒａｉｎが２８０ｍＷとなる測定距離を求めると約４００ｍｍとなる（この時ｔ＝１．７８Ｅ−７（ｓ）  Ｎ＝２５５（回））。
【００７１】
つまり、放射パワーを２８０ｍＷに上げた状態でも、４００ｍｍ以上離れると瞳への入射エネルギーは安全なレベルとなるため、少なくとも１００ｍｍから４００ｍｍの範囲で上述の処理を行えば良い。
【００７２】
画像表示装置として正常な動作が行われている場合は、上記の条件を勘案して投射領域１３までの光路中に物体の進入、または投射領域に照射するとき既に物体が存在していることを検出する手段を設けることで対策は可能であるが、ビームを走査しているスキャンミラー４が停止した際は、放出持続時間が０．２５秒以上のものとなるので、連続波のビームでは放射出力を１ｍＷ以下に抑える必要がある。従って、開口５に設ける光変調素子のフォトクロミック効果の条件としては、走査されていないビームは０．２５秒以下で放射出力を１ｍＷ以下に抑える。理想的には、画像表示装置の放射パワーの単一パルスに対するＡＥＬから安全性を考慮して応答速度を設定することが望ましい。例えば、（式６）の結果でビームが瞳を横切る回数Ｎを１回に制限し画像表示装置の放射パワーを設定した場合、単一パルスに対するＡＥＬから放射パワー（Ｐｓｉｎｇｌｅ）は２８１．７（ｍＷ）となる。この場合の瞳をビームが横切る時間ｔ（距離ｒ＝１００ｍｍの位置にあるＤ＝φ７ｍｍ）は７．１Ｅ−７（ｓｅｃ）である。これは言い換えると、放射パワー２８１．７（ｍＷ）を放出持続時間７．１Ｅ−７（ｓｅｃ）までは安全の範囲となる。従って、安全を考慮すると画像表示装置の放射パワーを２８１．７（ｍＷ）に設定した場合は、７．１Ｅ−７（ｓｅｃ）以下でフォトクロミック効果により放射出力を１ｍＷ以下に抑える必要がある。
【００７３】
図４に垂直同期周波数を６０（Ｈｚ）とし、水平画角（θｈ）を１０°〜８０°（垂直画角（θｈ）は画面アスペクト比（縦／横）＝０．７５）に設定した場合の、画像表示装置の単一パルスに対するＡＥＬの放射パワーとフォトクロミック効果の応答速度との相関図を示す。
【００７４】
また、走査しているビームの場合は遮光しないようにする。理想的には、画像表示装置の放射パワー２８１．７（ｍＷ）のビームが７．１Ｅ−７（ｓｅｃ）で瞳を横切るように走査されているとすると、開口５では、走査されない状態の固定ビームに対して遮光されるよう考慮して設定されることが望ましい。言い換えれば、放射パワー２８１．７（ｍＷ）単一パルスに対して遮光されるよう考慮されている。
【００７５】
このように、本実施の形態によれば、ビームを走査しているスキャンミラー４が停止した際、開口５に設ける光変調素子のフォトクロミック効果により、走査していないビームは０．２５秒以下で放射出力を１ｍＷ以下に抑えることができる。
【００７６】
また、この実施の形態は一例であって、フォトクロミック効果を有する光変調素子の構成として開口５だけに限定されるものではない。
【００７７】
また、図４に示した相関図も一例であって、画像表示装置の放射パワーとフォトクロミック効果の応答速度の関係がこれに制限されるものではない。
【００７８】
また、走査されない状態の固定ビーム（単一パルス）の放射パワー２８１．７（ｍＷ）に対する、フォトクロミック効果により遮光されるのも一例であって、この放射パワーに制限されるものではない。
【００７９】
また、この実施の形態ではフォトクロミック効果のみを用いて説明したが、サーモクロミック効果またはフォトクロミック効果とサーモクロミック効果とを併用することも可能である。
【００８０】
（実施の形態２）
図５の本発明の光変調素子におけるフォトクロミック効果の波長特性図に示す。
【００８１】
従来のフォトクロミック効果で得られる波長特性としては、使用する材料にもよるが紫外線から赤外線までの広範囲を含まれているが、画像表示装置の場合、画像を得るために使用される光は、光の三原色に代表される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長帯のレーザ光か、白色光をＲＧＢに分光した光を使用しているので、図４（ａ）のＲＧＢ付近の波長帯または図４（ｂ）のＲからＢ付近を含む（波長帯としてはＧはＲとＢの間にあるので当然含まれる）波長帯に特性を限定することが可能である。
【００８２】
このように、フォトクロミック効果の波長特性に対する波長帯を限定することによって、応答特性や耐環境特性の向上が得られる。
【００８３】
また、この実施の形態の波長特性は一例であり、この実施の形態に限定されるものではない。
【００８４】
（実施の形態３）
図６の本発明のフォトクロミック効果を得る光変調素子の構造図である。
【００８５】
従来のフォトクロミック効果を得る材料は、遮光を必要とする領域（材料の安定性を考慮した有限の領域であり無限ではない）に一様に構成されているが、微小領域で区切られた（セル化）構造で構成されている。
【００８６】
このように、フォトクロミック効果を得る材料をセル化構造で構成することにより、一般の有機フォトクロミック反応は、純粋に光のみで起こる例は少なく、多くの場合は熱でも進行するので、熱の拡散を抑えることでフォトクロミック効果を高速に得る方法として有用である。
【００８７】
また、サーモクロミックとの併用をする場合は、特に応答特性に対して効果が得られる。
【００８８】
また、この実施の形態のセル化構造は一例であって、この構造に限定されるものではない。
【００８９】
さらに前述の実施の形態２を除く全ての実施の形態において、光が入射する側をクロミック材料層とし透過光が出射する側にクロミック材料保護層を設けているが、クロミック材料に十分な強度があればクロミック材料保護層は必要ない。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の光学ユニット及び画像表示装置は、光走査部の後の光路中に透過率が変化するフォトクロミック効果を有する光変調素子を備えることにより、放射パワーを制限することができ、安全性をより高め、小型の画像表示装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１における画像表示装置の構成図
【図２】各走査方式のスポット軌跡と水平（Ｈ）、垂直（Ｖ）の駆動波形の図
【図３】画像表示装置からの距離と投射領域の様子を示す側面図
【図４】放射パワーとフォトクロミック効果の応答速度との相関図
【図５】（ａ）〜（ｂ）本発明の実施の形態２における波長帯を限定したフォトクロミック効果の波長特性図
【図６】本発明の実施の形態３におけるフォトクロミック材料のセル化構造を示す図
【符号の説明】
【００９２】
１    光源
２    コリメートレンズ
３    ダイクロイックプリズム
４    スキャンミラー（ビーム走査部）
５    開口（光変調素子）
６    投射ビーム
７    画像信号
８    制御部
９    演算部
１０    レーザ変調回路
１１    ミラー駆動部
１２    角度変位信号
１３    投射領域
１４    ビームスポット軌跡
１００    画像表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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