(57)【要約】【課題】  生成する画像の乱れを抑制することができる。【解決手段】  入射する合成光束（レーザー光）Ｃを反射し、高速で駆動することで合成光束Ｃを走査して画像Ｍを生成する反射部３１ａと、反射部３１ａを収納する第３のケース３１ｂと、を備え、第３のケース３１ｂは、内部に空気の平均分子量よりも分子量の低い気体を充填して封止される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射するレーザー光を反射し、高速で駆動することで前記レーザー光を走査して画像を生成する反射部と、
前記反射部を収納するケースと、を備え、
前記ケースは、内部に空気の平均分子量よりも分子量の低い気体が充填される
ことを特徴とするレーザースキャナ装置。
【請求項２】
前記ケースは、前記気体を大気圧よりも低い圧力で封止する、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザースキャナ装置。
【請求項３】
前記気体は、窒素もしくはネオンもしくはヘリウムまたはこれら窒素、ネオン、ヘリウムのうちの２種以上の混合気体からなる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザースキャナ装置。
【請求項４】
レーザー光を出射する光源と、
前記光源からの前記レーザー光を反射し、高速で駆動することで前記レーザー光を走査して画像を生成する反射部と、
前記光源と前記反射部とを収納するケースと、を備え、
前記ケースは、内部に空気の平均分子量よりも分子量の低い気体が充填される
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記ケースは、前記気体を大気圧よりも低い圧力で封止する、
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記気体は、窒素もしくはネオンもしくはヘリウムまたはこれら窒素、ネオン、ヘリウムのうちの２種以上の混合気体からなる、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を走査することで画像を生成するレーザースキャナ装置と、表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザー光を受けて、このレーザー光を２次元方向にスキャンする可動の反射部が自然雰囲気中に設けられるレーザースキャナが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、反射部が、減圧されたケース内に設けられるレーザースキャナ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−００３２８２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３７５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたレーザースキャナ装置では、反射部は、自然雰囲気中に設けられているため、振動する際、空気抵抗により動作が不安定になり、生成する画像が乱れるおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献２に開示されたレーザースキャナ装置では、反射部が、減圧されたケース内に設けられているため、空気抵抗による不安定な動作が抑制されるが、長時間の使用で減圧環境が失われてしまい、上述したように生成する画像が乱れてしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明は、生成する画像の乱れを抑制することができるレーザースキャナ装置または表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するため、本発明のレーザースキャナ装置は、入射するレーザー光を反射し、高速で駆動することで前記レーザー光を走査して画像を生成する反射部と、前記反射部を収納するケースと、を備え、前記ケースは、内部に空気の平均分子量よりも分子量の低い気体が充填されるものである。
【０００９】
また、本発明の表示装置は、レーザー光を出射する光源と、前記レーザー光を反射し、高速で駆動することで前記レーザー光を走査して画像を生成する反射部と、前記光源と前記反射部とを収納するケースと、を備え、前記ケースは、内部に空気の平均分子量よりも分子量の低い気体が充填されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、生成する画像の乱れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の表示装置を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本発明の走査型の表示装置の一実施形態を説明する。
【００１３】
表示装置１０は、合成光束Ｃを出射する光源モジュール２０と、光源モジュール２０から出射された合成光束Ｃを走査して画像を生成する走査モジュ−ル３０と、走査モジュ−ル３０が走査した合成光束Ｃを表面で結像して画像Ｍを表示する透過スクリーン４０と、これら光源モジュール２０，走査モジュール３０と、透過スクリーン４０と、を内部に収納する第１のケース５０と、を備え、光源モジュール２０が出射する合成光束Ｃを、走査モジュ−ル３０が透過スクリーン４０上に走査することで透過スクリーン４０の表面に画像Ｍを生成する。第１のケース５０は、光源モジュール２０と、走査モジュール３０と、透過スクリーン４０とを収納し、内部に空気の平均分子量よりも低い分子量の気体を充填して気密封止される。なお、第１のケース５０は、少なくとも走査モジュール３０を収納していればよく、光源モジュール２０と透過スクリーン４０は、第１のケース５０の外部であってもよい。
【００１４】
第１のケース５０は、例えば、合成樹脂や金属などで形成され、開口を有する凹状の図示しない収納部と、この収納部の開口を塞ぐ図示しない蓋部と、から構成され、前記収納部と前記蓋部との間に、ゴム製のパッキンや、金属や樹脂などで形成されるガスケットを設けることで気密封止される。また、第１のケース５０を気密封止する方法は、前記収納部と前記蓋部とを係合させた後、外部からガラス、セラミック、銀ろう、金属などで封着するハーメチック封止技術を用いてもよい。また、第１のケース５０を気密封止する方法は、前記収納部と前記蓋部とをレーザー溶接や抵抗加熱による溶着技術を用いてもよい。なお、第１のケース５０は、気密封止されなくとも、外部との気体の交換がされにくい程度に密閉されていればよく、内部に分子量の低い気体を大気圧以上で充填しておくことで、第１のケース５０の内部には分子量の低い気体を留めることが可能である。
【００１５】
なお、ここでいう空気の平均分子量とは、具体的には、空気を占める気体の割合が窒素（Ｎ２）８割、酸素（Ｏ２）２割とした場合の２８．８ｇ／ｍｏｌを示す。また、空気の平均分子量よりも低い分子量の気体とは、具体的には、分子量が２８．０ｇ／ｍｏｌの窒素（Ｎ２）、２０．２ｇ／ｍｏｌのネオン（Ｎｅ）、４．０ｇ／ｍｏｌのヘリウム（Ｈｅ）、を含み、これら窒素（Ｎ２）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）のうちの２種以上の混合気体も含む。
【００１６】
（光源モジュール）
光源モジュール２０（光源装置）は、赤色光束Ｒ，緑色光束Ｇ，青色光束Ｂの三原色の光束を合波して１本の合成光束Ｃとして出射するものであり、光源２１と、集光光学系２２と、ダイクロイックミラー２３と、をそれぞれ固定したものである。
【００１７】
光源２１は、半導体レーザーであり、赤色光束Ｒを出射する第一光源２１ｒと、緑色光束Ｇを出射する第二光源２１ｇと、青色光束Ｂを出射する第三光源２１ｂと、から構成される。
【００１８】
集光光学系２２は、片面が凸または両面が凸形状であり、光源２１から出射された発散光を収束光に変換するレンズからなり、第一光源２１ｒから出射される赤色光束Ｒの光路上に配置される第一集光光学系２２ｒと、第二光源２１ｇから出射される緑色光束Ｇの光路上に配置される第二集光光学系２２ｇと、第三光源２１ｂから出射される青色光束Ｂの光路上に配置される第三集光光学系２２ｂと、を有し、入射した光束Ｒ，Ｇ，Ｂが所定の位置に集光するように収差補正するレンズである。
【００１９】
ダイクロイックミラー２３は、誘電体多層膜等の薄膜が鏡面に形成されたミラーであり、第一集光光学系２２ｒを通過した赤色光束Ｒの光路上に所定の角度をもって配置される第一ダイクロイックミラー２３ｒと、第二集光光学系２２ｇを通過した緑色光束Ｇの光路上に所定の角度をもって配置される第二ダイクロイックミラー２３ｇと、第三集光光学系２２ｂを通過した青色光束Ｂの光路上に所定の角度をもって配置される第三ダイクロイックミラー２３ｂと、を有し、赤色光束Ｒ，緑色光束Ｇ，青色光束Ｂの光軸を略同方向に揃える。ダイクロイックミラー２３は、それぞれ後述する光源筐体２６の第２の面２６２に設けられた係止部に固定される。
【００２０】
（走査モジュ−ル）
走査モジュ−ル３０は、光源モジュール２０からの合成光束Ｃを受け、この合成光束Ｃを走査することで、透過スクリーン４０上に画像Ｍを生成するものであり、第２のケース３４に、走査部３１と、ミラー３２と、モニタセンサ３３と、をそれぞれ収納したものである。なお、第２のケース３４は、内部に空気の平均分子量よりも低い分子量の気体で充填して密閉される。なお、第２のケース３４の密閉方法も上述した第１のケース５０と同様の気密封止方法を適用することができる。
【００２１】
ミラー３２は、光源モジュール２０から出射される合成光束Ｃの光路上に所定の角度をもって配置され、光源モジュール２０からの合成光束Ｃを走査部３１の方向へ反射するものである。ミラー３２の反射率は、予め調整され、合成光束Ｃの数％はミラー３２を透過してモニタセンサ３３の受光面に入射する。
【００２２】
モニタセンサ３３は、カラーセンサなどであり、合成光束Ｃの各色の光強度を検出し、図示しないコントロールユニットに出力する。前記コントロールユニットは、モニタセンサ３３からの検出信号に基づき、光源２１に供給する電流を調整する。
【００２３】
走査部（レーザースキャナ装置）３１は、二次元方向に、光源モジュール２０からの合成光束Ｃを反射する反射部３１ａと、この反射部３１ａを収納する第３のケース３１ｂと、を備える。
【００２４】
反射部３１ａは、具体的には、ポリゴンミラー、ガルバノミラー、ＭＥＭＳ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｌｅｃｔｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーなどのミラーデバイスで構成され、受光した合成光束Ｃを、透過スクリーン４０上で主走査方向に高速に複数回往復走査（主走査）しながら、主走査方向に直交する副走査方向に走査（副走査）することで所望の画像Ｍを透過スクリーン４０上に表示する。なお、第３のケース３１ｂは、内部に空気の平均分子量よりも低い分子量の気体で充填して密閉される。なお、第３のケース３１ｂの密閉方法も上述した第１のケース５０と同様の気密封止方法を適用することができる。
【００２５】
透過スクリーン４０は、走査部３１からの画像光Ｋを背面で受光し、透過させることで、表面側に画像Ｍを表示するものであり、例えば、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等によって構成される。
【００２６】
本実施形態における光源モジュール２０（光源装置）は、以上に説明したとおり、入射する合成光束（レーザー光）Ｃを反射し、高速で駆動することで合成光束Ｃを走査して画像Ｍを生成する反射部３１ａと、反射部３１ａを収納する第３のケース３１ｂと、を備え、第３のケース３１ｂは、内部に空気の平均分子量よりも分子量の低い気体が充填されるものであり、斯かる構成により、反射部３１ａが高速で駆動する際の空気抵抗が軽減され、生成する画像の乱れを抑制することができる。
【００２７】
以上に説明した、反射射部３１ａを収納する第３のケース３１ｂと、第３のケース３１ｂ及びこれ以外の光学部材（ミラー３２）を収納する第２のケース３４と、この第２のケース３４と光源モジュール２０とを収納する第１のケース５０とは、光が通過する箇所は透光性であり、それ以外の箇所は遮光性に形成される。
【００２８】
なお、以上の説明では、走査部３１の反射部３１ａの周囲に、空気の平均分子量よりの分子量の低い気体が充填されるものであったが、反射部３１ａが高速で駆動する際の周囲の気体から受ける抗力は、周囲の気体の密度に比例するため、本発明では、走査部３１の反射部３１ａの周囲の気体の密度が、標準気圧１ａｔｍにおける空気の密度１．２８ｇ／Ｌよりも低ければよい。すなわち、窒素（Ｎ２）であれば１．０３ａｔｍ以内、ネオン（Ｎｅ）であれば１．４３ａｔｍ以内、ヘリウム（Ｈｅ）であれば７．２ａｔｍ以内で加圧して封入しても反射部３１ａの周囲の気体の密度を標準気圧における空気の密度よりも低くすることができる。内部の気体を加圧した状態で封止することで、外部の空気が反射部３１ａの周囲に侵入しにくくなり、反射部３１ａの駆動に負担がかからない環境を長く維持することができる。なお、加圧する圧力は、ケースにかかる負荷、温度変化による気体の膨張・収縮も考慮し、具体的には、１．０２ａｔｍ未満に設定されることが好ましい。
【００２９】
なお、以上の説明では、反射部３１ａを収納する第３のケース３１ｂの内部と、第３のケース３１ｂ及びこれ以外の光学部材（ミラー３２）を収納する第２のケース３４の内部と、この第２のケース３４と、光源モジュール２０を収納する第１のケース５０の内部と、の全てに、空気の平均分子量よりも分子量の低い気体を充填していたが、少なくとも１つのケースのみに封入されてもよい。なお、外側のケースに分子量の低い気体が充填されている場合、内側のケースは、必ずしも気密構造を有していなくてもよく、内側のケース自体を設けなくてもよい。また、外側のケースに分子量の低い気体が充填されており、かつ内側のケースに分子量の低い気体が充填されない場合、内側のケースは、気密構造を設けない方が好ましい。
【符号の説明】
【００３０】
１０    表示装置
２０    光源モジュール
２１    光源（半導体レーザー）
２２    集光光学系（光学部材）
２３    ダイクロイックミラー（光学部材）
３０    走査モジュ−ル
３１    走査部
３１ａ  反射部
３１ｂ  第３のケース
３２    ミラー
３３    モニタセンサ
３４    第２のケース
４０    透過スクリーン
５０    第１のケース
Ｃ    合成光束
Ｋ    画像光
Ｍ    表示画像
【図１】
2017116733.tif 000003