画像表示装置
【課題】ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置は、互いに直交する第１軸および第２軸の回りにミラー部(可動部)を揺動させる第１および第２のアクチュエータを備え、ミラー部の揺動振動に関する共振周波数近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第１のアクチュエータを駆動して第１軸回りにミラー部を揺動振動させることにより、ミラー部で反射される光線をラスター走査に係る水平方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第１のアクチュエータを駆動してミラー部を揺動振動させた場合に生じる表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号(ｂ)に基づき基準駆動信号(ａ)を調製して駆動信号(ｃ)を生成する。その結果、水平方向(主走査方向)の歪みを簡易に補正できる。
【解決手段】画像表示装置は、互いに直交する第１軸および第２軸の回りにミラー部(可動部)を揺動させる第１および第２のアクチュエータを備え、ミラー部の揺動振動に関する共振周波数近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第１のアクチュエータを駆動して第１軸回りにミラー部を揺動振動させることにより、ミラー部で反射される光線をラスター走査に係る水平方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第１のアクチュエータを駆動してミラー部を揺動振動させた場合に生じる表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号(ｂ)に基づき基準駆動信号(ａ)を調製して駆動信号(ｃ)を生成する。その結果、水平方向(主走査方向)の歪みを簡易に補正できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光等の光線を偏向・走査する光スキャナは、例えばバーコードリーダーやレーザープリンタ、ディスプレイ等の光学機器に利用されている。この光スキャナについては、多角柱ミラーをモータで回転させて反射光を走査するポリゴンミラーや、平面ミラーを電磁アクチュエータによって回転振動させるガルバノミラー等を有するものがある。しかし、このような光スキャナにおいては、ミラーをモータや電磁アクチュエータで駆動する機械的な駆動機構が必要であるが、その駆動機構はサイズが比較的大きく、また高価であることから、光スキャナの小型化を阻害するとともに高価格化を招くといった問題がある。
【０００３】
そこで、光スキャナの小型化、低価格化および生産性の向上を図るために、半導体製造技術を応用したシリコンやガラスを微細加工するマイクロマシニング技術を用いてミラーや弾性梁等の構成部品が一体成形されたマイクロ光スキャナの開発が進んでいる。
【０００４】
そして、上述の光スキャナを２組配置し、各々のミラーで反射される光線をラスター走査することにより投影面に２次元画像を表示させる画像表示装置がある。
【０００５】
このような画像表示装置では、水平走査方向のミラーの揺動駆動におけるラスター走査の細り現象、いわゆるラスターピンチが生じるが、このラスターピンチは、表示画像についての垂直方向の歪みであるため、垂直走査に関する電気的な歪み補正を行って改善することが可能である(例えば特許文献１参照)。
【０００６】
一方、上記の画像表示装置においては、走査線の軌跡が描く形状は予め定められたアスペクト比を持つ矩形(図１２(ｂ)参照)となるのが理想的であるが、使用している光学素子の特性や光線に対しての投影面の角度等により、上記の矩形が歪んでしまう場合（例えば図１２(ａ)参照）がある。このようなラスター走査における水平走査方向(主走査方向)の歪みを補正する技術としては、例えば歪みを打ち消す光学特性を持った光学素子による歪み補正技術がある。
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５１３３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の歪み補正技術では、上述した光学素子を設ける必要があるため、その分、構成が複雑となって画像表示装置全体の大型化および高コスト化を招いてしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、(a)所定の光源から発せられた光線を反射する反射面を有する可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、(b)前記可動部を、前記第１軸と略直角に交差する第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、(c)前記可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記可動部を揺動振動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、(d)前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記可動部を揺動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段とを備え、前記主走査手段は、(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段とを有する。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る画像表示装置において、前記補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、前記共振周波数をｆｏｍとし、前記共振周波数に係る共振特性の品質係数をＱとすると、ｆｃ≒ｆｏｍ／(２Ｑ)、またはｆｃ＜ｆｏｍ／(２Ｑ)を満たしている。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る画像表示装置において、前記補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、前記第１のアクチュエータを駆動する駆動回路の電気特性と前記可動部の揺動振動に係る機械特性とを合成した周波数特性において規定される所定の周波数通過帯域をｆａとすると、ｆｃ≒ｆａ／２、またはｆｃ＜ｆａ／２を満たしている。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係る画像表示装置において、前記第１のアクチュエータおよび／または前記第２のアクチュエータは、圧電アクチュエータを含んでいるとともに、前記圧電アクチュエータを駆動する駆動回路は、少なくとも１の受動素子を有し、前記少なくとも１の受動素子と前記圧電アクチュエータの電気特性とにより前記共振周波数に略等しい共振周波数を有する共振回路として構成されている。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明に係る画像表示装置において、前記１の受動素子は、インダクタンス素子である。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明に係る画像表示装置において、前記副走査手段では、前記所定の投影面への画像表示を行う表示期間の走査と、前記画像表示を行わない非表示期間の走査とが繰り返されるとともに、前記補正信号生成手段は、前記非表示期間の走査から前記表示期間の走査への切替えの際に生じる過渡的な応答を前記非表示期間内に収束させる特定の信号を含んだ補正信号を生成する手段を有する。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る画像表示装置において、前記特定の信号により、前記表示期間における応答が前記表示期間の開始時点から前記駆動信号に追従する。
【００１７】
また、請求項８の発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、(a)所定の光源から発せられた光線を反射する第１の反射面を有する第１可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、(b)前記第１の反射面で反射された光線を反射する第２の反射面を有する第２可動部を、第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、(c)前記第１可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記第１可動部を揺動振動させることにより、前記第１の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、(d)前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記第２可動部を揺動させることにより、前記第２の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段とを備え、前記主走査手段は、(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段とを有する。
【００１８】
また、請求項９の発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、(a)所定の光源から発せられた光線を反射する第１の反射面を有する第１可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、(b)前記第１の反射面で反射された光線を反射する第２の反射面を有する第２可動部を、第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、(c)前記第２可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記第２可動部を揺動振動させることにより、前記第２の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、(d)前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記第１可動部を揺動させることにより、前記第１の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段とを備え、前記主走査手段は、(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段とを有する。
【００１９】
また、請求項１０の発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、(a)所定の光源から発せられた光線を反射する反射面を有する可動部を第１軸の回りに揺動させる第１揺動手段と、前記可動部を前記第１軸と略直角に交差する第２軸の回りに揺動させる第２揺動手段とを有するアクチュエータ部と、(b)前記可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１揺動手段を用いて前記第１軸回りに前記可動部を揺動振動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、(c)前記第２揺動手段を用いて前記第２軸回りに前記可動部を揺動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段とを備え、前記主走査手段は、(b-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１揺動手段を用いて前記可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、(b-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段とを有する。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１から請求項７の発明によれば、可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第１のアクチュエータを駆動して第１軸回りに可動部を揺動振動させることにより、可動部の反射面で反射される光線をラスター走査に係る主走査方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第１のアクチュエータを駆動して可動部を揺動振動させた場合に生じる所定の投影面での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号を生成するとともに、補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号を生成する。その結果、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる。
【００２１】
特に、請求項２の発明においては、補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、共振周波数をｆｏｍとし共振周波数に係る共振特性の品質係数をＱとすると、ｆｃ≒ｆｏｍ／(２Ｑ)またはｆｃ＜ｆｏｍ／(２Ｑ)を満たしているため、主走査方向の歪みを精度良く補正できる。
【００２２】
また、請求項３の発明においては、補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、第１のアクチュエータを駆動する駆動回路の電気特性と可動部の揺動振動に係る機械特性とを合成した周波数特性において規定される所定の周波数通過帯域をｆａとすると、ｆｃ≒ｆａ／２またはｆｃ＜ｆａ／２を満たしているため、主走査方向の歪みを精度良く補正できる。
【００２３】
また、請求項４の発明においては、圧電アクチュエータを駆動する駆動回路は、少なくとも１の受動素子を有し、この少なくとも１の受動素子と圧電アクチュエータの電気特性とにより共振周波数に略等しい共振周波数を有する共振回路として構成されているため、共振周波数による可動部の揺動振動を簡易に行える。
【００２４】
また、請求項５の発明においては、１の受動素子がインダクタンス素子であるため、共振回路を簡易に構成できる。
【００２５】
また、請求項６の発明においては、ラスター走査に係る副走査では、所定の投影面への画像表示を行う表示期間の走査と画像表示を行わない非表示期間の走査とが繰り返されるとともに、非表示期間の走査から表示期間の走査への切替えの際に生じる過渡的な応答を非表示期間内に収束させる特定の信号を含んだ補正信号を生成するため、非表示期間の終了までに応答が駆動信号(目標値)にセトリングできる。
【００２６】
また、請求項７の発明においては、特定の信号により表示期間における応答が表示期間の開始時点から駆動信号に追従するため、表示期間において適切な画像表示を行える。
【００２７】
また、請求項８の発明によれば、第１可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第１軸回りに第１可動部を揺動振動させることにより、第１可動部の第１の反射面で反射される光線をラスター走査に係る主走査方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第１軸回りに第１可動部を揺動振動させた場合に生じる所定の投影面での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号を生成するとともに、補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号を生成する。その結果、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる。
【００２８】
また、請求項９の発明によれば、第２可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第２軸回りに第２可動部を揺動振動させることにより、第２可動部の第２の反射面で反射される光線をラスター走査に係る主走査方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第２軸回りに第２可動部を揺動振動させた場合に生じる所定の投影面での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号を生成するとともに、補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号を生成する。その結果、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる。
【００２９】
また、請求項１０の発明によれば、可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第１軸回りに可動部を揺動振動させることにより、可動部の反射面で反射される光線をラスター走査に係る主走査方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第１軸回りに可動部を揺動振動させた場合に生じる所定の投影面での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号を生成するとともに、補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号を生成する。その結果、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜第１実施形態＞
＜画像表示装置の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１００Ａの外観を示す図である。
【００３１】
画像表示装置１００Ａは、箱型の形状を有しており、スクリーン９に映像(画像)を投影するプロジェクタ装置として構成されている。この画像表示装置１００Ａでは、投影面であるスクリーン９に向けて照射される光線のラスター走査ＲＳを行うことにより、スクリーン９への２次元画像の表示が可能となっている。このラスター走査ＲＳでは、例えば表示画像の上端における開始位置Ｑａから、表示画像の下端における終了位置Ｑｂまで光線が連続的に走査されることで、１回の画像表示が完了することとなる。
【００３２】
画像表示装置１００Ａの内部には、図２に示す光スキャナ１と、光スキャナ１に向けて光線(例えばレーザ光)ＬＴを発する光源５０とが設けられている。
【００３３】
光スキャナ１は、Ｙ軸に平行な第１軸Ａｙと、Ｘ軸に平行で第１軸Ａｙと略直角に交差する第２軸Ａｘとを中心とした回動が可能なミラー部１１を備えている。このミラー部１１が第１軸Ａｙおよび第２軸Ａｘにおいて２次元的に回動することにより、ミラー部１１で反射された光源５０からの光線ＬＴをラスター走査ＲＳすることができる。光スキャナ１の具体的な構成については、後で詳述する。
【００３４】
図３は、画像表示装置１００Ａの機能構成を示すブロック図である。
【００３５】
画像表示装置１００Ａは、上述した光スキャナ１および光源５０を備えるとともに、光スキャナ１の駆動制御を行う光スキャナ制御部６と、光源５０を駆動する光源駆動回路５１と、光源駆動回路５１を制御する画像信号制御部５２とを有している。
【００３６】
光スキャナ制御部６は、ミラー部１１に関する第１軸Ａｙ(図２)回りの回動、つまり水平方向の駆動を制御する水平駆動制御部６ａと、ミラー部１１に関する第２軸Ａｘ(図２)回りの回動、つまり垂直方向の駆動を制御する垂直駆動制御部６ｂとを有している。なお、水平駆動制御部６ａについては、後で詳述する。
【００３７】
画像信号制御部５２は、例えば画像表示装置１００Ａの外部から入力された画像信号に基づき光源５０を制御するための制御信号を生成する。そして、この制御信号に基づき光源駆動回路５１を介して光源５０の制御(例えば点灯・消灯の制御や発光強度の制御)を行うことにより、入力された画像信号に基づく適切な画像表示がスクリーン９で行える。
【００３８】
また、画像表示装置１００Ａは、第１軸Ａｙ(図２)を中心に揺動するミラー部１１の角度を検出する角度検出部５５と、角度検出部５５で検出された角度に基づきミラー部１１の揺動振動に関する共振点（共振周波数）を検出する共振点検出部５６とを備えている。
【００３９】
角度検出部５５は、例えばトーションバー(後述)に貼付された圧電素子などの変位角検出センサからの出力信号に基づき、Ｙ軸方向の第１軸Ａｙ回りに関するミラー部１１の変位角の検出を行う。
【００４０】
以下では、光スキャナ１の要部構成を説明する。
【００４１】
＜光スキャナ１の要部構成＞
図４は、光スキャナ１の要部構成を示す平面図である。また、図５は、図４のＶ−Ｖ位置から見た断面図である。
【００４２】
光スキャナ１は、「ロ」字状の板状部材として構成され不図示の筐体等に固定されているフレーム部１０と、フレーム部１０に内包されミラー部１１を弾性的に保持する「ロ」字状の保持部材１２とを備えている。また、光スキャナ１では、弾性変形を行うトーションバー部１３、１４により、保持部材１２が加振部２を介してフレーム１０に連結するとともに、ミラー部１１が保持部材１２に連結する。
【００４３】
ミラー部１１は、円板状の形状を有しており、その表面Ｓａおよび裏面Ｓｂは、光源５０から発せられた光線ＬＴを反射する反射面として機能する。すなわち、ミラー部１１の表面Ｓａおよび裏面Ｓｂには、例えば金やＡｌ（アルミニウム）等の金属薄膜による反射膜が形成されており、入射光線の反射率を向上させる構成となっている。
【００４４】
トーションバー部１３は、Ｙ軸と平行なミラー部１１の第１軸Ａｙに沿って保持部材１２から加振部２まで伸びている２つのトーションバー１３ａ、１３ｂからなっている。このようなトーションバー部１３により、ミラー部１１を保持する保持部材１２は、加振部２に対して弾性的に支持されることとなる。
【００４５】
同様にトーションバー部１４についても、Ｘ軸と平行なミラー部１１の第２軸Ａｘに沿ってミラー部１１の両端部から保持部材１２まで伸びている２つのトーションバー１４ａ、１４ｂからなっている。
【００４６】
加振部２は、トーションバー１３ａに接続する板状部材としての曲がり梁２１、２２と、トーションバー１３ｂに接続する板状部材としての曲がり梁２３、２４とを有している。これらの曲がり梁２１〜２４、フレーム部１０、ミラー部１１、保持部材１２、および各トーションバー１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂについては、例えばシリコン基板の異方性エッチングにより一体的に形成されている。
【００４７】
また、加振部２は、曲がり梁２１〜２４の各上面に例えば接着剤によって貼付されている電気−機械変換素子としての圧電素子３１〜３４を備えている。この圧電素子３１〜３４は、ミラー部１１を第１軸Ａｙの回りに揺動させる圧電振動子(圧電アクチュエータ)として構成されており、各圧電素子３１〜３４と各曲がり梁２１〜２４とによって４つのユニモルフ部Ｕａ〜Ｕｄが形成される。
【００４８】
また、圧電素子３１〜３４それぞれは、表面および裏面に上部電極Ｅｕおよび下部電極Ｅｄが設けられている(図５)。そして、圧電素子３１〜３４の上部電極Ｅｕには、それぞれフレーム部１０に設けられた電極パッド３１ｕ〜３４ｕが例えばワイヤを介して電気的に接続されているとともに、圧電素子３１〜３４の下部電極Ｅｄには、それぞれフレーム部１０に設けられた電極パッド３１ｄ〜３４ｄが例えばワイヤを介して電気的に接続されている。このような電極パッドを介して光スキャナ１の外部から圧電素子３１〜３４それぞれに駆動電圧を印加できることとなる。
【００４９】
以上のような光スキャナ１の構成により、電極パッド３１ｕ〜３４ｕ、３１ｄ〜３４ｄを介して圧電素子３１〜３４に駆動電圧を印加することで曲がり梁２１〜２４において曲げ変形が生じることとなる。このように曲がり梁２１〜２４で曲がりが生じることにより、トーションバー１３ａ、１３ｂおよび保持部材１２を介しミラー部１１に対して第１軸Ａｙ回りに回転トルクが与えられ、可動部として働くミラー部１１を第１軸Ａｙを中心に揺動振動を行わせることが可能となる。このミラー部１１の揺動振動動作について、詳しく説明する。
【００５０】
図６は、ミラー部１１の揺動振動動作を説明するための図である。ここで、図６(ａ)および図６(ｂ)は、図４のＶ−Ｖ位置から見た断面を示す図５に対応している。なお、図６(ａ)および図６(ｂ)においては、説明の便宜上、保持部材１２の図示を省略している。
【００５１】
光スキャナ１においては、圧電素子３１〜３４に対して上部電極Ｅｕと下部電極Ｅｄとの間に分極反転が生じない範囲の交流電圧を印加することにより、圧電素子３１〜３４は伸縮し、ユニモルフ的に厚み方向に変位することとなる。
【００５２】
そこで、圧電素子３１に対して長手方向(Ｘ軸方向)に伸長させる駆動電圧を印加するとともに、この駆動電圧と逆位相の駆動電圧を圧電素子３２に印加して圧電素子３２を収縮させることにより、一端がフレーム部１０に連結するユニモルフ部Ｕａ、Ｕｂにおいて、図６(ａ)に示すように曲がり梁２１を下方に湾曲させる一方、曲がり梁２２を上方に湾曲させる。同様に、圧電素子３３および圧電素子３４に対しても、圧電素子３１および圧電素子３２それぞれと同位相の駆動電圧を印加することにより、曲がり梁２３を下方に湾曲させる一方、曲がり梁２４を上方に湾曲させる。これにより、トーションバー１３ａ、１３ｂを介しミラー部１１において第１軸Ａｙ回りの回転トルクが生じるため、図６(ａ)に示すようにミラー部１１は第１軸Ａｙを中心として方向Ｄａに傾くこととなる。
【００５３】
また、圧電素子３２に対して長手方向(Ｘ軸方向)に伸長させる駆動電圧を印加するとともに、この駆動電圧と逆位相の駆動電圧を圧電素子３１に印加して圧電素子３１を収縮させることにより、一端がフレーム部１０に連結するユニモルフ部Ｕａ、Ｕｂにおいて、図６(ｂ)に示すように曲がり梁２１を上方に湾曲させる一方、曲がり梁２２を下方に湾曲させる。同様に、圧電素子３３および圧電素子３４に対しても、圧電素子３１および圧電素子３２それぞれと同位相の駆動電圧を印加することにより、曲がり梁２３を上方に湾曲させる一方、曲がり梁２４を下方に湾曲させる。これにより、トーションバー１３ａ、１３ｂを介しミラー部１１において第１軸Ａｙ回りの回転トルクが生じるため、図６(ｂ)に示すようにミラー部１１は第１軸Ａｙを中心として回動方向Ｄｂに傾斜することとなる。
【００５４】
このようにミラー部１１を方向Ｄａ(図６(ａ))および方向Ｄｂ(図６(ｂ))に回動させる交流の駆動電圧を圧電素子３１〜３４に印加するようにすれば、この印加電圧に追従した上下方向の振動がユニモルフ部Ｕａ〜Ｕｄで繰り返されるため、トーションバー１３ａ、１３ｂにシーソー的な回転トルクが生じ、保持部材１２を介してミラー部１１は所定の角度範囲で揺動振動することとなる。すなわち、圧電素子３１〜３４を駆動して第１軸Ａｙ回りにミラー部１１を揺動振動させることにより、ミラー部１１の反射面で反射される光線ＬＴをラスター走査ＲＳ(図２)に係る水平方向(主走査方向)に走査できる。
【００５５】
ここで、ミラー部１１の揺動角度が小さい場合には、圧電素子３１〜３４に印可する交流電圧の周波数を、光スキャナ１に関する機械振動系の共振周波数に設定することにより、ミラー部１１が共振振動されるため、光スキャナ１として大きな偏向角度(光走査角度)が得られるようになる。
【００５６】
また、図４に示すように、光スキャナ１には圧電素子３１〜３４に対応する４つの圧電素子(圧電アクチュエータ)３５〜３８が保持部材１２上に設けられており、これにより上述した第１軸Ａｙと同様に第２軸Ａｘの回りにミラー部１１を揺動させることが可能である。すなわち、保持部材１２上の圧電素子３５〜３８を駆動して第２軸Ａｘ回りにミラー部１１を揺動させることにより、ミラー部１１の反射面で反射される光線をラスター走査ＲＳ(図１)に係る垂直方向(副走査方向)に走査できる。このようにミラー部１１を第２軸Ａｘの回りに揺動させる手段(第２揺動手段)として機能する圧電素子３５〜３８と、上述のようにミラー部１１を第１軸Ａｙの回りに揺動させる手段(第１揺動手段)として機能する圧電素子３１〜３４とにより、光線のラスター走査ＲＳに必要なアクチュエータ部が構成されることとなる。
【００５７】
以下では、光スキャナ１のミラー部１１を、その機械共振に関する共振周波数で水平方向(第１軸Ａｙの回り)に駆動する水平駆動系について以下で説明する。
【００５８】
＜水平駆動系について＞
図７は、光スキャナ１を水平方向に駆動する水平駆動系４０を説明するための図である。
【００５９】
水平駆動系４０は、光スキャナ１における圧電素子３１〜３４を合成結合した圧電素子３０と、圧電素子３１〜３４に駆動電圧を印加し光スキャナ１のミラー部１１を水平方向に駆動するための水平駆動回路６１(後述)を等価変換した電圧電源４１およびインダクタ４２とを備えている。そして、圧電素子３０は、インダクタンス値Ｌａを有するインダクタ４２を通じて電圧電源４１により駆動される。
【００６０】
図８は、水平駆動系４０に関する各機械要素を電気素子に等価変換した等価回路３０ｃを示す図である。この等価回路３０ｃは、光スキャナ１における圧電素子３１〜３４を合成結合した圧電素子３０(図７)の両端Ｐａ、Ｐｂから見た回路である。
【００６１】
コンデンサ４３は、圧電素子３０の静電容量を表しており、圧電素子３１〜３４を形成する誘電体の誘電率および形状から決定される容量値Ｃａを有している。
【００６２】
コンデンサ４７１は、圧電素子３１〜３４の弾性と、圧電素子３１〜３４が貼付される曲がり梁２１〜２４の弾性とを合成して決定されるバネの等価素子である。このコンデンサ４７１の容量値Ｃｐは、バネ定数の逆数となっている。
【００６３】
インダクタ４７２は、圧電素子３１〜３４の質量と曲がり梁２１〜２４の質量とを合成して決定される等価素子であり、インダクタンス値Ｌｐを有している。
【００６４】
抵抗４７３は、圧電素子３１〜３４および曲がり梁２１〜２４の加振振動に関する内部損失を表す等価素子であり、抵抗値Ｒｐを有している。
【００６５】
以上のコンデンサ４７１、インダクタ４７２および抵抗４７３によって直列共振回路Ｗｐが形成されることとなる。
【００６６】
コンデンサ４８１は、トーションバー１２ａ、１２ｂに関するバネの等価素子であり、容量値Ｃｍを有している。
【００６７】
インダクタ４８２は、ミラー部１１および保持部材１２の慣性モーメントに対応した等価素子であり、インダクタンス値Ｌｍを有している。ここで、インダクタ４８２を流れる電流Ｉｍは、ミラー部１１の揺動振動に関する角速度に対応している。
【００６８】
抵抗４８３は、コンデンサ４８１とインダクタ４８２とを含んで構成される共振回路での損失を表す等価素子であり、主にミラー部１１の揺動振動による空気との摩擦損失を表している。
【００６９】
以上のような等価回路３０ｃにおいては、等価回路３０ｃの両端Ｐａ、Ｐｂに印加された電圧(回転トルクに対応)が、上述の直列共振回路Ｗｐと、コンデンサ４８１、インダクタ４８２および抵抗４８３で構成される並列共振回路Ｗｍとで分圧されてインダクタ４８２にミラー部１１の角速度ωに対応した電流Ｉｍが流れることとなる。
【００７０】
次に、等価回路３０ｃの動作について説明する。
【００７１】
図９は、等価回路３０ｃに関する周波数特性を説明するための図であり、等価回路３０ｃに係るリアクタンスＸと周波数ｆとの関係を示している。なお、図９では、直列共振回路Ｗｐおよび並列共振回路Ｗｍの損失を無視した場合(十分に高いＱ値)の周波数特性を表している。
【００７２】
リアクタンスＸの周波数特性について、以下で考察する。なお、ユニモルフ部Ｕａ〜Ｕｄに対応する直列共振回路Ｗｐの共振周波数ｆｏｐは、通常、ミラー部１１に関連した並列共振回路Ｗｍの共振周波数ｆｒｍよりも十分に高く設定されているため、並列共振回路Ｗｍに関する共振周波数ｆｒｍ付近の周波数特性を考察する場合には、直列共振回路Ｗｐのインダクタ４７２を省略して考える。同様に、直列共振回路Ｗｐに関する共振周波数ｆｏｐ付近の周波数特性を考察する場合には、並列共振回路Ｗｍのインダクタ４８２を省略して考える。
【００７３】
図９に示される各周波数ｆｏ１、ｆｒ１、ｆｒｍ、ｆｏｐ、ｆｏ２、ｆｒ２は、次の式(１)〜(６)で算出される。
【００７４】
【数１】
【００７５】
【数２】
【００７６】
【数３】
【００７７】
【数４】
【００７８】
【数５】
【００７９】
【数６】
【００８０】
ここで、上記の周波数ｆｏ１では、ミラー部１１に関連した並列共振回路Ｗｍがインダクタンス性(Ｌ性)となってコンデンサ４７１との間で直列共振が生じるため、並列共振回路Ｗｍの両端には大きい共振電圧が発生し、インダクタ４８２に大きな共振電流Ｉｍが流れることとなる。すなわち、後述する機械共振周波数ｆｏｍに相当する周波数ｆｏ１においては、ミラー部１１の揺動振動について比較的大きな角速度が生じる。
【００８１】
これが、水平方向に関するミラー部１１の機械共振動作(直列共振動作)である。換言すれば、各素子（コンデンサ４７１、インダクタ４７２、抵抗４７３、コンデンサ４８１、インダクタ４８２および抵抗４８３）は、周波数ｆｏ１に対応した機械共振周波数ｆｏｍの機械直列共振素子であるとも言える。
【００８２】
そして、インダクタ４２(図７)とコンデンサ４３(図８)とで構成される直列共振回路において、その共振周波数が機械共振周波数ｆｏｍに合致するように、インダクタ(インダクタンス素子)４２のインダクタンス値Ｌａが設定されている。換言すれば、圧電素子３１〜３４を駆動する水平駆動回路６１(後述)は、少なくとも１つの受動素子、例えばインダクタンス素子４３を有し、このインダクタンス素子４３と圧電素子３１〜３４の静電容量(電気特性)とにより機械共振周波数ｆｏｍに略等しい共振周波数を有する直列共振回路として構成されている。
【００８３】
次に、以上のような水平駆動系４０を制御するための水平駆動制御部６ａの構成および動作を説明する。
【００８４】
＜水平駆動制御部６ａについて＞
図１０は、水平駆動制御部６ａの要部構成を示すブロック図である。
【００８５】
水平駆動制御部６ａは、圧電素子３１〜３４に電圧印加を行って光スキャナ１を水平方向(第１軸Ａｙの回り)に駆動する水平駆動回路６１を備えるとともに、駆動信号発生部６２と、補正信号発生部６３と、掛算部６４とを有している。
【００８６】
駆動信号発生部６２は、光スキャナ１の水平方向の駆動について、例えば図１１(ａ)に示すような単振動の基準駆動信号を出力する。この基準駆動信号は、ミラー部１１の揺動振動に関する機械共振周波数ｆｏｍの近傍の周波数成分を有する信号として構成されている。これにより、ミラー部１１を第１軸Ａｙ回りに共振振動できることとなる。
【００８７】
補正信号発生部６３は、図２に示すラスター走査ＲＳにおいて垂直方向の位置に依存した水平方向の振幅に関する歪み(以下では「ラスター走査水平歪み」ともいう)を補正するための補正信号を出力する。ここで、光学系の設計上、ラスター走査水平歪みの状態が予め把握されていれば、この歪みをキャンセルする補正信号の生成は可能である。例えば等間隔のクロスハッチパターン(格子状のパターン)をスクリーン９(図１)に表示させたい場合に、図１２(ａ)のように表示画像が下に行くほど横幅が徐々に小さくなるという歪みが生じるときには、図１１(ｂ)に示すようにラスター走査ＲＳに係る画像表示期間Ｔａにおいて時間ｔの経過とともに徐々に出力を上昇させる補正信号ＷＨを補正信号発生部６３で生成すれば、図１２(ｂ)に示す正常な等間隔クロスハッチパターンを表示させることが可能となる。
【００８８】
この補正信号発生部６３から出力された補正信号ＷＨは、掛算部６４で駆動信号発生部６２からの基準駆動信号に乗算され、図１１(ｃ)に示すような駆動信号ＷＦが水平駆動回路６１に入力される。例えば、図１１(ａ)の基準駆動信号と図１１(ｂ)の補正信号ＷＨとが掛算部６４で掛け合わされて、振幅変調(ＡＭ変調)された駆動信号ＷＦが生成される。この駆動信号ＷＦは、図１１(ｂ)に示す補正信号ＷＨの波形を時間軸ｔに関して上下対称に配置したエンベロープ(包絡線)ＥＮを有している。具体的には、駆動信号ＷＦにおいては、ラスラー走査ＲＳによってスクリーン９に画像表示する画像表示期間Ｔａの振幅が時間ｔの経過とともに徐々に大きくなる一方、画像表示を行わずラスター走査ＲＳの終了位置Ｑｂから開始位置Ｑａ(図１)に光線を垂直方向(下から上)に復帰させる垂直ブランキング期間Ｔｂの振幅が時間ｔの経過とともに小さくなる。
【００８９】
このような駆動信号ＷＦでは、画像表示期間Ｔａにおいて振幅が徐々に大きくなるが、これによりラスター走査ＲＳにおいて表示画像の下部の横幅を上部に対して拡げることが可能となる。その結果、図１２(ａ)に示す画像歪み(ラスター走査水平歪み)が生じる場合でも図１２(ｂ)に示す正常な表示状態に補正できることとなる。
【００９０】
以上のように駆動信号として標準的に用いられる基準駆動信号(図１１(ａ))に基づき圧電素子３１〜３４を駆動してミラー部１１を揺動振動させた場合に生じるスクリーン９での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号ＷＨ(図１１(ｂ))を補正信号発生部６３で生成するとともに、この補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号ＷＦ(図１１(ｃ))を生成することにより、ラスター走査における水平方向の歪みを簡易に補正できる。
【００９１】
次に、図１１(ｃ)に示すような駆動信号ＷＦに基づき水平駆動制御部６ａから光スキャナ１に電圧印加する場合の水平駆動系４０の動作について考察する。
【００９２】
図１１(ｂ)の補正信号ＷＨをフーリエ展開すると、画像表示期間Ｔａと垂直ブランキング期間Ｔｂとの合計時間(１周期)の逆数に相当する垂直同期周波数(以下では「基本周波数」ともいう)ｆｖと、この基本周波数ｆｖの倍数となる高調波群と、直流成分とからなるスペクトルが得られる(図１３)。なお、補正信号においては、基本周波数ｆｖに関するｎ次高調波(ｎ・ｆｖ)までの周波数成分が支配的であるとし、この支配的な周波数域をｆｃ(＝ｎ・ｆｖ)とする。
【００９３】
一方、光スキャナ１におけるミラー部１１の水平駆動においては、上述した機械共振周波数ｆｏｍを有する機械共振系が形成されている。
【００９４】
したがって、この機械共振系と上記の水平駆動制御部６ａとからなる水平駆動系４０では、補正信号ＷＨに関するスペクトル(図１３)が、図１４に示すように機械共振周波数ｆｏｍにピークを持つ機械共振特性Ｈｍの影響を受けることとなる。具体的には、図１３に示す補正信号ＷＨのスペクトルは、水平駆動系４０の全体において、図１４に示すように機械共振周波数ｆｏｍの上側波帯および下側波帯に図１３の周波数帯域ｆｃを有するものとして表される。そして、補正信号ＷＨのスペクトルは、上・下側波帯において機械共振特性Ｈｍによるフィルタリング(レベルの低下や除去)を受けるため、一種のバンドパスフィルタ(ＢＰＦ)を通したように機械共振周波数ｆｏｍから離れるほど振幅レベルの低下が大きくなって鈍った形となる。
【００９５】
すなわち、駆動信号ＷＦにおいては、ミラー部１１に関する機械共振特性Ｈｍの影響で補正信号ＷＨに対応するエンベロープＥＮ(図１１(ｃ))の変形を受けることとなり、図１１(ｂ)に示す補正信号ＷＨによる意図したラスター走査水平歪みの補正が難しくなる。以下では、このエンベロープＥＮの変形を抑制するための本実施形態の手法を説明する。
【００９６】
画像表示装置１００Ａでは、機械共振特性Ｈｍによる駆動信号ＷＦのエンベロープＥＮの変形を抑えるため、機械共振周波数ｆｏｍの上・下側波帯において補正信号ＷＨのスペクトルの状態が変化しないように側波帯でのレベルを略一定化させるようにする。
【００９７】
機械共振特性Ｈｍの品質係数Ｑについては、一般に機械共振周波数ｆｏｍと(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｂを用いて、次の式(７)のように概算される。
【００９８】
【数７】
【００９９】
また、上述した側波帯におけるレベルの略一定化のため、上・下側波帯に相当する周波数帯域２ｆｃを、上記の(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｂに収める必要がある。これを数式で表すと、次の式(８)のようになる。
【０１００】
【数８】
【０１０１】
以上の式(７)および式(８)から、ミラー部１１に関する機械共振周波数ｆｏｍと、機械共振周波数ｆｏｍに係る共振特性の品質係数Ｑと、補正信号ＷＨの支配的な周波数帯域ｆｃとの関係は、次の式(９)で表されることとなる。換言すれば、上述した側波帯におけるレベルの略一定化のためには、補正信号ＷＨに係る周波数帯域ｆｃが共振周波数ｆｏｍと品質係数Ｑとを用いた次の式(９)の条件を満たす必要がある。
【０１０２】
【数９】
【０１０３】
なお、補正信号ＷＨの支配的な周波数帯域ｆｃについては、上述した側波帯におけるレベルの更なる一定化のためには、ｆｃ＜ｆｏｍ／(２Ｑ)の条件を満たしていても良い。
【０１０４】
ここで、上記の周波数帯域ｆｃが比較的広い場合（例えば時間に対して急峻なラスター走査水平歪みの補正を必要とする場合等）には、上記の(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｂを拡大させる必要があるが、この周波数帯域ｆｂを拡大させるには、上式(７)において機械共振周波数ｆｏｍを増加させる、もしくは品質係数Ｑを減少させれば良い。しかし、画像信号の規格からほぼ決定されてしまう機械共振周波数ｆｏｍの増加の自由度は少なく、また品質係数Ｑを減少させ過ぎると感度の低下や外乱等による機械共振の振動状態を招くこととなる。
【０１０５】
そこで、機械共振特性Ｈｍに関する(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｂが比較的狭い場合には、水平駆動回路６１の内部(または外部)に設けた補償回路(例えばバンド・パス・フィルタ(ＢＰＦ))により、ミラー部１１に関する機械共振特性Ｈｍとの合成特性において(−３ｄＢ)通過周波数帯域が拡大するようにする。この場合、拡大された(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆａと上・下側波帯２ｆｃとの関係は、上式(８)に対応する次の式(１０)に示される条件を満たす必要がある。換言すれば、補正信号ＷＨの周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、圧電素子３１〜３４を駆動する水平駆動回路６１の電気特性とミラー部１１の揺動振動に係る機械特性とを合成した周波数特性において規定される周波数通過帯域ｆａを用いた次の式(１０)の条件を満足させるようにする。
【０１０６】
【数１０】
【０１０７】
なお、補正信号ＷＨの支配的な周波数帯域ｆｃについては、ｆｃ＜ｆａ／２の条件を満たしていても、上式(１０)と同様の効果を奏することとなる。
【０１０８】
ところで、図７に示す水平駆動系４０において電圧電源４１の電圧印加により圧電素子３０の両端Ｐａ、Ｐｂに発生する電圧(電位差)Ｖａｂの周波数特性については、直列共振回路Ｗｐ(図８)の特性(共振特性)により機械共振周波数ｆｏｍで最大の電圧上昇(電圧電源４１の印加電圧より高電圧)が生じるが、並列共振回路Ｗｍ(図８)の共振も同時に発生するためインピーダンスが低下する。これにより、図１５(ｂ)のような双峰特性となって比較的広い(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆａが得られることとなる。なお、図１５(ａ)は、電圧電源４１による電圧印加時の電流(ミラー部１１の角速度に対応)Ｉｍ(図８)の共振周波数特性を示しており、比較的狭い(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｓとなっている。
【０１０９】
そして、図１５(ｂ)に示す双峰特性においては、(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｒが、機械共振周波数ｆｏｍを中心とした上・下側波帯の周波数帯域２ｆｃにおいて可能な限りフラットな特性とするのが好ましい。また、図１５(ｂ)の双峰特性に関する群遅延特性(図１５(ｃ))もフラットな特性とするのが望ましい。
【０１１０】
このような双峰特性に関する特性の改善が必要な場合には、水平駆動回路６１(図７)に対して調整用のコンデンサ４４や抵抗４５を並列に追加した水平駆動回路６１Ａ(図１６)にて実現可能である。
【０１１１】
例えば、図１６に示す水平駆動系４０Ａにおいてコンデンサ４４の容量値Ｃｂを調整することにより、次の式(１１)に示す機械共振周波数ｆｏｍを変化させられるため、(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆａが上・下側波帯の周波数帯域２ｆｃに適合するような特性に設定できる。
【０１１２】
【数１１】
【０１１３】
また、例えば水平駆動系４０Ａ(図１６)において抵抗４５の抵抗値Ｒｂを調整することにより、直列共振回路Ｗｐ(図８)の損失を変化させられるため、上記の双峰特性に関する振幅特性および群遅延特性を一層フラットな特性に改善できる。
【０１１４】
以上のような画像表示装置１００Ａの動作により、単純な単振動に係る基準駆動信号（図１１(ａ)）に基づき圧電素子３１〜３４を駆動してミラー部１１を揺動振動させた場合に生じる表示画像の歪み(図１２(ａ)参照)に関して、この歪みを補正するための補正信号ＷＨ(図１１(ｂ))を生成するとともに、補正信号ＷＨに基づき基準駆動信号(図１１(ａ))を調製して駆動信号ＷＦ(図１１(ｃ))を生成する。その結果、ラスター走査における水平方向(主走査方向)の歪みを簡易に補正できる。
【０１１５】
また、画像表示装置１００Ａでは、補正信号発生部６３で生成する補正信号ＷＨを変更することにより、ラスター走査水平歪みに関する歪み補正の微調整、走査歪の温度補償等による補正特性の変更や更新対応を簡易に行える。
【０１１６】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る画像表示装置１００Ｂは、図１〜３に示す第１実施形態の画像表示装置１００Ａと類似の構成を有しているが、水平駆動制御部の構成が異なっている。
【０１１７】
すなわち、画像表示装置１Ｂの水平駆動制御部６０ａは、次で説明する動作を行うプログラム等が格納された構成を有してる。
【０１１８】
＜水平駆動制御部６０ａの動作について＞
一般に時定数が大きい共振特性を有する機械振動系においても同様であるが、画像表示装置１００Ｂにおいて、駆動信号発生部６２(図１０)から図１１(ａ)に示す単振動の駆動信号が出力されるとともに、補正信号発生部６３から例えば図１７(ａ)に示すステップ状の補正信号が出力される場合には、図１７(ｂ)に示すように機械振動系に関する機械時定数τの応答遅れを持つ光スキャナ１の光走査出力に係るエンベロープＥＮａの応答が得られる。
【０１１９】
すなわち、図１７(ａ)に示すステップ状の補正信号のように急激に変化する部分を有する補正信号が補正信号発生部６３で生成された場合には、画像表示装置の機械振動系に関する光走査出力の応答が目標値に追従するまでの時間遅れが生じてしまう。画像表示装置１００Ｂについて言えば、例えば図１１(ｂ)に示すように垂直ブランキング期間Ｔｂから画像表示期間Ｔａに移行する移行時には補正信号ＷＨの急激な変化(不連続性)が生じるため、図１８(ａ)に示すように補正信号ＷＨに対して緩慢な光走査出力に係るエンベロープＥＮｂの期間Ｔｃが生じる。すなわち、図１８(ａ)の垂直ブランキング期間Ｔｂから画像表示期間Ｔａに移行しても一定の期間Ｔｃは、機械振動系の応答としてのエンベロープＥＮｂが補正信号（目標値）にセトリングせず、画像表示期間Ｔａの開始時点において目標値への追従性が悪い状態となる。このような状況を改善させるため画像表示装置１００Ｂでは水平駆動制御部６０ａの動作に工夫が加えられているが、この手法について説明する。
【０１２０】
図１９は、水平駆動制御部６０ａの動作を説明するための図である。
【０１２１】
画像表示装置１００Ｂでは、水平駆動制御部６０ａの補正信号発生部６３において、画像表示期間Ｔａから垂直ブランキング期間Ｔｂへの移行直後に光走査出力のエンベロープが急激に減衰するような調整用の信号を与えるようにする。具体的には、図１９(ａ)に示すように垂直ブランキング期間Ｔｂにおいて調整用の信号(以下では「調整信号」と略称する)Ｇａにより出力応答のエンベロープＥａを次の画像表示期間Ｔａの開始時点までに補正信号に追従させるようにし、次の画像表示期間Ｔａの開始時点には目標値(補正信号)に滑らかに繋がるようにする。これにより、垂直ブランキング期間Ｔｂの間に出力応答のエンベロープが目標値(補正信号)にセトリングし、補正信号による歪補正の効果が向上することとなる。
【０１２２】
すなわち、スクリーン９への画像表示を行う画像表示期間Ｔａの走査と画像表示を行わない垂直ブランキング期間(非表示期間)Ｔｂの走査とが繰り返されるラスター走査において、垂直ブランキング期間Ｔｂの走査から画像表示期間Ｔａの走査への切替えの際に生じる過渡的な応答を垂直ブランキング期間Ｔｂ内に収束させる調整信号(特定の信号)Ｇａを含んだ補正信号を補正信号発生部６３で生成することにより、垂直ブランキング期間Ｔｂの終了までに応答が駆動信号(目標値)にセトリングできる。
【０１２３】
なお、垂直ブランキング期間Ｔｂ内に与えられる調整信号としては、図１９(ａ)に示すような調整信号Ｇａを採用するのは必須でなく、図１９(ｂ)に示す調整信号Ｇｂや図１９(ｃ)に示す調整信号Ｇｃを採用するようにしても良い。すなわち、図１９(ｂ)のように画像表示期間Ｔａの終了直後から直ちに出力応答のエンベロープが急激に減衰するような調整信号Ｇｂを与えてエンベロープＥｂが画像表示期間Ｔａの開始時点から目標値(補正信号)に繋がるようにする。また、エンベロープの応答性が悪い場合には、図１９(ｃ)のように瞬間的に補正信号の出力をゼロに低下させる調整信号Ｇｃを画像表示期間Ｔａの終了直後から直ちに与えてエンベロープＥｃを次の画像表示期間Ｔａの開始時点から目標値(補正信号)に繋がるようにする。なお、調整信号として瞬間的にゼロより小さい逆位相の信号を与えても良い。以上のような調整信号Ｇｂ、Ｇｃにより、垂直ブランキング期間Ｔｂの間に出力応答のエンベロープが目標値(補正信号)にセトリングし、補正信号による歪補正の効果が向上する。
【０１２４】
以上のような画像表示装置１００Ｂの動作により、第１実施形態の画像処理装置１００Ａと同様の効果を奏する。さらに、画像表示装置１００Ｂでは、画像表示期間Ｔａの開始時点から駆動目標値に出力応答を追従させるための調整信号を垂直ブランキング期間Ｔｂの補正信号に与える。このような調整信号により画像表示期間Ｔａにおける光走査出力の応答が画像表示期間Ｔａの開始時点から駆動信号(補正信号)に追従するため、画像表示期間Ｔａにおいて適切な画像表示を行える。
【０１２５】
なお、画像表示装置１００Ｂでは、画像表示期間Ｔａにおいて時間ｔの経過とともに徐々に出力レベルを低下させる補正信号が補正信号発生部６３で生成される場合にも、図１８(ｂ)に示すように補正信号に対して緩慢なエンベロープＥＮｂの期間Ｔｃが生じることとなる。このような場合にも、上述した調整信号Ｇａ〜Ｇｃと同様に、図２０(ａ)〜(ｃ)に示す調整信号Ｇｄ〜Ｇｆを与えるようにすれば良い。すなわち、図２０(ａ)および図２０(ｂ)に示すように画像表示期間Ｔａの終了直後から直ちに出力応答のエンベロープが急激に立ち上がるような調整信号Ｇｄ、Ｇｅを与えてエンベロープＥｄ、Ｅｅが画像表示期間Ｔａの開始時点から目標値(補正信号)に繋がるようにする。また、エンベロープの応答性が悪い場合には、図２０(ｃ)のように瞬間的に補正信号の出力を急峻に上昇させる調整信号Ｇｆを画像表示期間Ｔａの終了直後から直ちに与えてエンベロープＥｆを次の画像表示期間Ｔａの開始時点から目標値(補正信号)に繋がるようにする。以上のような調整信号Ｇｄ〜Ｇｆにより、垂直ブランキング期間Ｔｂの間に出力応答のエンベロープが目標値(補正信号)にセトリングし、補正信号による歪補正の効果が向上する。
【０１２６】
また、第１・第２実施形態の画像表示装置１００Ａ、１００Ｂにおいては、図２に示す光スキャナ１を正面に対して９０度回転させた姿勢、具体的には図２１に示すような光スキャナ１の姿勢で光源５０からの光線ＬＴをラスター走査するようにしても良い。このような光スキャナ１(図２１)により、ラスター走査ＲＳにおいて垂直方向より高速駆動となる水平方向に関しての可動部の慣性モーメントを小さくできる。
【０１２７】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る画像表示装置１００Ｃは、図１、３に示す第１・第２実施形態の画像表示装置１００Ａ、１００Ｂと類似の構成を有しているが、光スキャナの構成が異なっている。
【０１２８】
＜光スキャナの要部構成＞
図２２は、本発明の第３実施形態に係る光スキャナ１０１の要部構成を示す平面図である。
【０１２９】
光スキャナ１０１は、シリコンのチップに対して微細加工が施された、所謂ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーによって構成されている。なお、以下では、光スキャナ１０１を適宜ＭＥＭＳミラー１０１とも称する。
【０１３０】
光スキャナ１０１は、主にミラー部１１０、２本のトーションバー１２１，１２２、可動枠１３０、４つの圧電素子(圧電アクチュエータ)１５１〜１５４からなるアクチュエータ部１５０、４本の架設部１４１〜１４４、４本の細連結部１３０ａ〜１３０ｄ、および固定枠１７０を備えている。
【０１３１】
固定枠１７０は、画像表示装置１００Ｃの筐体に対して固定され、４本の板状の部分が略矩形状に配置された４辺からなる枠であり、外縁および内縁が、対角線が略直交するａ軸およびｂ軸である略正方形状の形状を有し、内縁が略正方形状の空間を形成している。
【０１３２】
そして、固定枠１７０の角部の内側のうち、ｂ軸上の＋ｂ方向（図２２では上方）の部分に、２本の架設部１４１，１４３が連結されて、架設部１４１は、固定枠１７０の−ａおよび＋ｂ方向（図２２では左上方）に位置する１辺に沿って配置され、架設部１４３は、固定枠１７０の＋ａおよび＋ｂ方向（図２２では右上方）に位置する１辺に沿って配置されている。また、固定枠１７０の角部の内側のうち、ｂ軸上の−ｂ方向（図２２では下方）の部分に、２本の架設部１４２，１４４が連結されて、架設部１４２は、固定枠１７０の−ａおよび−ｂ方向（図２２では左下方）に位置する１辺に沿って配置され、架設部１４４は、固定枠１７０の＋ａおよび−ｂ方向（図２２では右下方）に位置する１辺に沿って配置されている。
【０１３３】
また、架設部１４１〜１４４には、各架設部１４１〜１４４の延設方向に沿って圧電素子１５１〜１５４がそれぞれ貼り付けられている。したがって、架設部１４１と圧電素子１５１とが固定枠１７０の＋ｂ方向（図２２では上方）に位置する角部の内側から−ａおよび−ｂ方向（図２２では左下方）に向けて延設された伸縮架設部１６１を構成し、架設部１４２と圧電素子１５２とが固定枠１７０の−ｂ方向（図２２では下方）に位置する角部の内側から−ａおよび＋ｂ方向（図２２では左上方）に向けて延設された伸縮架設部１６２を構成し、架設部１４３と圧電素子１５３とが固定枠１７０の＋ｂ方向（図２２では上方）に位置する角部の内側から＋ａおよび−ｂ方向（図２２では右下方）に向けて延設された伸縮架設部１６３を構成し、架設部１４４と圧電素子１５４とが固定枠１７０の−ｂ方向（図２２では下方）に位置する角部の内側から＋ａおよび＋ｂ方向（図２２では右上方）に向けて延設された伸縮架設部１６４を構成している。
【０１３４】
そして、伸縮架設部１６１と伸縮架設部１６２とがａ軸を挟んで所定距離だけ離隔配置され、伸縮架設部１６３と伸縮架設部１６４とがａ軸を挟んで所定距離だけ離隔配置されている。
【０１３５】
また、伸縮架設部１６１のａ軸側の端部が細連結部１３０ａによって可動枠１３０に対して連結され、伸縮架設部１６２のａ軸側の端部が細連結部１３０ｂによって可動枠１３０に対して連結され、伸縮架設部１６３のａ軸側の端部が細連結部１３０ｃによって可動枠１３０に対して連結され、伸縮架設部１６４のａ軸側の端部が細連結部１３０ｄによって可動枠１３０に対して連結されている。
【０１３６】
また、可動枠１３０は、固定枠１７０と同様に、４本の板状の部分が略矩形状に配置された４辺からなる枠であり、外縁が、対角線が直交するａ軸およびｂ軸である略正方形状の形状を有し、内縁が、六角形状の空間を形成している。
【０１３７】
そして、可動枠１３０の角部の内側のうち、ｂ軸上の＋ｂ方向（図２２では上方）の部分に、トーションバー１２１が−ｂ方向（図２２では下方）に向けて延設され、可動枠１３０の角部の内側のうち、ｂ軸上の−ｂ方向（図２２では下方）の部分に、トーションバー１２２が＋ｂ方向（図２２では上方）に向けて延設されている。
【０１３８】
トーションバー１２１の可動枠１３０に連結されていない側の端部にミラー部１１０が連結され、トーションバー１２２の可動枠１３０に連結されていない側の端部にミラー部１１０が連結されている。つまり、トーションバー１２１，１２２が、ミラー部１１０を＋Ｙ方向および−Ｙ方向から挟み込むように支持する。つまり、可動枠１３０は、トーションバー１２１，１２２をミラー部１１０ごと支持している。
【０１３９】
ミラー部１１０は、ａ軸に対して略平行な２辺とｂ軸に対して略平行な２辺とを外縁として有する略正方形状の反射鏡であり、光スキャナ１０１の略中央に配置されて、投影するための光線を反射させるものである。
【０１４０】
なお、２本のトーションバー１２１，１２２は、厚みが薄く且つ細長い形状を有するため、比較的容易に弾性変形を行う。また、細連結部１３０ａ〜１３０ｄも、厚みが薄く細いため、比較的容易に弾性変形を行う。
【０１４１】
ミラー部１１０の具体的な回動動作としては、圧電素子１５１〜１５４に適宜電圧を印加すると、圧電素子１５１〜１５４の長さが印加された電圧に応じて変化するため、該圧電素子１５１〜１５４が貼り付けられている架設部１４１〜１４４が、延設方向に沿って伸縮する。つまり、伸縮架設部１６１〜１６４がそれぞれ延設方向に沿って伸縮する。したがって、例えば、圧電素子１５１，１５３に印加する電圧と、圧電素子１５２，１５４に印加する電圧とを正負を交互に入れ換えること、すなわち圧電素子１５１，１５３と圧電素子１５２，１５４とに逆位相の電圧を印加することで、ミラー部１１０はａ軸を中心として回動する。一方、例えば、圧電素子１５１，１５２に印加する電圧と、圧電素子１５３，１５４に印加する電圧とを正負を交互に入れ換えること、すなわち圧電素子１５１，１５２と圧電素子１５３，１５４とに逆位相の電圧を印加することで、ミラー部１１０はｂ軸を中心として回動する。
【０１４２】
そして、４つの圧電素子１５１〜１５４に対し、ａ軸を中心としたミラー部１１０の回動を実現するための駆動信号と、ｂ軸を中心としたミラー部１１０の回動を実現するための駆動信号とを重畳させて印加させることで、ミラー部１１０は、トーションバー１２１，１２２を支点にしたｂ軸を中心とする共振駆動と、可動枠１３０をミラー部１１０およびトーションバー１２１，１２２ごとａ軸を中心として回動させる駆動とを行う。したがって、１つのミラー部１１０を有する１つの素子でありながら、ａ軸を中心とした低速の回動と、共振駆動を利用したｂ軸を中心とした高速の回動とを同時に行うことができる。つまり、光源５０からの光線ＬＴ(図２)を異なる２方向に沿って偏向させることで、スクリーン９(図１)上における光線ＬＴ(図２)の水平走査と垂直走査とを同時に行うことができる。換言すれば、４つの圧電素子１５１〜１５４を備えたアクチュエータ部１５０は、光源５０から発せられた光線ＬＴを反射するミラー部(可動部)１１０をｂ軸の回りに揺動させて光線ＬＴの水平方向の走査を行う第１揺動手段と、前記可動部を前記第１軸と略直角に交差するａ軸の回りに揺動させて光線ＬＴの垂直方向の走査を行う第２揺動手段とを有することとなる。なお、水平走査と垂直走査とを同時に行う２次元的な走査を１つの素子で行うことは、光スキャナ１０１の部品点数を低減させる上で好ましく、製造コストの低減や素子の調整に要する作業を低減することができるといった面からも好ましい。
【０１４３】
以上のような構成の光スキャナ１０１においても、上述した第１実施形態や第２実施形態と同じ水平制御部６ａ、６０ａの動作を行うことで、第１実施形態や第２実施形態と同様の効果を奏することとなる。
【０１４４】
なお、第３実施形態では、光スキャナ１０１において、１つのミラー部１１０を略直交する２つの軸（ａ軸およびｂ軸）を中心にそれぞれ回動させることで、光源５０（図１）からの光線ＬＴ(図２)を２次元的に走査したが、これに限られず、水平方向の光線の走査と、垂直方向の光線の走査とを、別々に設けた２つのミラー部の回動によって実現することで、光源５０からの光線ＬＴを２次元的に走査するようにしても良い。このような構成の具体例としては、光源５０から発せられた光線ＬＴを反射する第１のミラー部(第１可動部)をａ’軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、第１のミラー部で反射された光線ＬＴを反射する第２のミラー部(第２可動部）をｂ’軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータとを、光源５０からスクリーン９(図１)に至る光路中に、空間順次に配置したような態様が挙げられる。但し、水平および垂直走査を実現するためには、ａ’軸およびｂ’軸をそれぞれ、光源５０からスクリーン９に至る光路に沿った当該光路中の線（好ましくは光路の中心の線、すなわち中心線）に対して略直交するように設定し、更に、ａ’軸とｂ’軸との位置および角度関係については、例えば、上記光路の中心線に沿って所定距離だけ離隔させ、かつ上記光路の中心線を中心として、約９０°回転させた関係とすることが好ましい。換言すれば、ｂ’軸は、ａ’軸を基準にして、ａ’軸と略直交する所定の直線に沿って所定距離だけ離隔し、且つその所定の直線を中心として略９０°回転させたものであることが好ましい。
【０１４５】
＜変形例＞
・上記の各実施形態においては、図１１(ａ)に示すような単振動の基準駆動信号を用いるのは必須でなく、図２３(ａ)に示すような一定の周波数を有する矩形状の基準駆動信号を用いるようにしても良い。このような矩形状の基準駆動信号を用いる場合には、図１１(ｃ)の駆動信号ＷＦに対応する駆動信号として図２３(ｂ)に示すパルス幅変調(ＰＷＭ)の信号を用いることで、ラスター走査における水平方向(主走査方向)の歪みを補正できることとなる。
【０１４６】
・上記の各実施形態における光スキャナでは、ミラー部１１、１１０を揺動変位させるアクチュエータとして圧電素子を使用するのは必須でなく、ＶＣＭ等の電磁アクチュエータや、静電型振動子等の静電アクチュエータ、高分子樹脂(ポリマー)を用いたアクチュエータを使用しても良い。
【０１４７】
・上記の各実施形態においては、揺動可能な２本の軸を持つ光スキャナを用いて光線のラスター走査を行うのは必須でなく、揺動可能な１本の軸を持つ２組の光スキャナを用いて光線のラスター走査を行っても良い。この場合にも、２組の光スキャナそれぞれに可動部として設けられた各ミラー部を略直角に交差する光スキャナの軸の回りに揺動させることで光線のラスター走査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１００Ａの外観を示す図である。
【図２】光スキャナ１と光源５０との位置関係を説明するための図である。
【図３】画像表示装置１００Ａの機能構成を示すブロック図である。
【図４】光スキャナ１の要部構成を示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ位置から見た断面図である。
【図６】ミラー部１１の揺動振動動作を説明するための図である。
【図７】光スキャナ１を水平方向に駆動する水平駆動系４０を説明するための図である。
【図８】水平駆動系４０に関する各機械要素を電気素子に等価変換した等価回路３０ｃを示す図である。
【図９】等価回路３０ｃに関する周波数特性を説明するための図である。
【図１０】水平駆動制御部６ａの要部構成を示すブロック図である。
【図１１】水平駆動制御部６ａの動作を説明するための図である。
【図１２】ラスター走査水平歪みを説明するための図である。
【図１３】補正信号ＷＨをフーリエ展開した場合の基本周波数ｆｖと、その高調波群を示す図である。
【図１４】補正信号ＷＨに関するスペクトルが機械共振特性Ｈｍの影響を受けることを説明する図である。
【図１５】双峰特性となる周波数特性を説明するための図である。
【図１６】水平駆動系４０Ａを説明するための図である。
【図１７】ステップ状の補正信号に対するエンベロープＥＮａの応答遅れを説明するための図である。
【図１８】補正信号ＷＨに対して緩慢なエンベロープＥＮｂの期間Ｔｃが生じる様子を示す図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る水平駆動制御部６０ａの動作を説明するための図である。
【図２０】水平駆動制御部６０ａの他の動作を説明するための図である。
【図２１】他の姿勢の光スキャナ１を説明するための図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係る光スキャナ１０１の要部構成を示す平面図である。
【図２３】本発明の変形例に係る矩形状の基準駆動信号を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１、１０１ 光スキャナ
６ 光スキャナ制御部
６ａ、６０ａ 水平駆動制御部
６ｂ 垂直駆動制御部
９ スクリーン
１１、１１０ ミラー部
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１２１、１２２ トーションバー
３０ 圧電素子３１〜３４を合成結合した圧電素子
３０ｃ 等価回路
３１〜３８ 圧電素子
４０、４０Ａ 水平駆動系
５０ 光源
６１ 水平駆動回路
６２ 駆動信号発生部
６３ 補正信号発生部
１００Ａ〜１００Ｃ 画像表示装置
１５０ アクチュエータ部
ＥＮ、ＥＮａ、ＥＮｂ エンベロープ
ｆｏｍ 機械共振周波数
Ｇａ〜Ｇｆ 調整信号
ＲＳ ラスター走査
Ｔａ 画像表示期間
Ｔｂ 垂直ブランキング期間
ＷＦ 駆動信号
ＷＨ 補正信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光等の光線を偏向・走査する光スキャナは、例えばバーコードリーダーやレーザープリンタ、ディスプレイ等の光学機器に利用されている。この光スキャナについては、多角柱ミラーをモータで回転させて反射光を走査するポリゴンミラーや、平面ミラーを電磁アクチュエータによって回転振動させるガルバノミラー等を有するものがある。しかし、このような光スキャナにおいては、ミラーをモータや電磁アクチュエータで駆動する機械的な駆動機構が必要であるが、その駆動機構はサイズが比較的大きく、また高価であることから、光スキャナの小型化を阻害するとともに高価格化を招くといった問題がある。
【０００３】
そこで、光スキャナの小型化、低価格化および生産性の向上を図るために、半導体製造技術を応用したシリコンやガラスを微細加工するマイクロマシニング技術を用いてミラーや弾性梁等の構成部品が一体成形されたマイクロ光スキャナの開発が進んでいる。
【０００４】
そして、上述の光スキャナを２組配置し、各々のミラーで反射される光線をラスター走査することにより投影面に２次元画像を表示させる画像表示装置がある。
【０００５】
このような画像表示装置では、水平走査方向のミラーの揺動駆動におけるラスター走査の細り現象、いわゆるラスターピンチが生じるが、このラスターピンチは、表示画像についての垂直方向の歪みであるため、垂直走査に関する電気的な歪み補正を行って改善することが可能である(例えば特許文献１参照)。
【０００６】
一方、上記の画像表示装置においては、走査線の軌跡が描く形状は予め定められたアスペクト比を持つ矩形(図１２(ｂ)参照)となるのが理想的であるが、使用している光学素子の特性や光線に対しての投影面の角度等により、上記の矩形が歪んでしまう場合（例えば図１２(ａ)参照）がある。このようなラスター走査における水平走査方向(主走査方向)の歪みを補正する技術としては、例えば歪みを打ち消す光学特性を持った光学素子による歪み補正技術がある。
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５１３３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の歪み補正技術では、上述した光学素子を設ける必要があるため、その分、構成が複雑となって画像表示装置全体の大型化および高コスト化を招いてしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、(a)所定の光源から発せられた光線を反射する反射面を有する可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、(b)前記可動部を、前記第１軸と略直角に交差する第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、(c)前記可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記可動部を揺動振動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、(d)前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記可動部を揺動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段とを備え、前記主走査手段は、(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段とを有する。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る画像表示装置において、前記補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、前記共振周波数をｆｏｍとし、前記共振周波数に係る共振特性の品質係数をＱとすると、ｆｃ≒ｆｏｍ／(２Ｑ)、またはｆｃ＜ｆｏｍ／(２Ｑ)を満たしている。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る画像表示装置において、前記補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、前記第１のアクチュエータを駆動する駆動回路の電気特性と前記可動部の揺動振動に係る機械特性とを合成した周波数特性において規定される所定の周波数通過帯域をｆａとすると、ｆｃ≒ｆａ／２、またはｆｃ＜ｆａ／２を満たしている。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係る画像表示装置において、前記第１のアクチュエータおよび／または前記第２のアクチュエータは、圧電アクチュエータを含んでいるとともに、前記圧電アクチュエータを駆動する駆動回路は、少なくとも１の受動素子を有し、前記少なくとも１の受動素子と前記圧電アクチュエータの電気特性とにより前記共振周波数に略等しい共振周波数を有する共振回路として構成されている。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明に係る画像表示装置において、前記１の受動素子は、インダクタンス素子である。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明に係る画像表示装置において、前記副走査手段では、前記所定の投影面への画像表示を行う表示期間の走査と、前記画像表示を行わない非表示期間の走査とが繰り返されるとともに、前記補正信号生成手段は、前記非表示期間の走査から前記表示期間の走査への切替えの際に生じる過渡的な応答を前記非表示期間内に収束させる特定の信号を含んだ補正信号を生成する手段を有する。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る画像表示装置において、前記特定の信号により、前記表示期間における応答が前記表示期間の開始時点から前記駆動信号に追従する。
【００１７】
また、請求項８の発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、(a)所定の光源から発せられた光線を反射する第１の反射面を有する第１可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、(b)前記第１の反射面で反射された光線を反射する第２の反射面を有する第２可動部を、第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、(c)前記第１可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記第１可動部を揺動振動させることにより、前記第１の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、(d)前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記第２可動部を揺動させることにより、前記第２の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段とを備え、前記主走査手段は、(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段とを有する。
【００１８】
また、請求項９の発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、(a)所定の光源から発せられた光線を反射する第１の反射面を有する第１可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、(b)前記第１の反射面で反射された光線を反射する第２の反射面を有する第２可動部を、第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、(c)前記第２可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記第２可動部を揺動振動させることにより、前記第２の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、(d)前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記第１可動部を揺動させることにより、前記第１の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段とを備え、前記主走査手段は、(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段とを有する。
【００１９】
また、請求項１０の発明は、光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、(a)所定の光源から発せられた光線を反射する反射面を有する可動部を第１軸の回りに揺動させる第１揺動手段と、前記可動部を前記第１軸と略直角に交差する第２軸の回りに揺動させる第２揺動手段とを有するアクチュエータ部と、(b)前記可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１揺動手段を用いて前記第１軸回りに前記可動部を揺動振動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、(c)前記第２揺動手段を用いて前記第２軸回りに前記可動部を揺動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段とを備え、前記主走査手段は、(b-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１揺動手段を用いて前記可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、(b-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段とを有する。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１から請求項７の発明によれば、可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第１のアクチュエータを駆動して第１軸回りに可動部を揺動振動させることにより、可動部の反射面で反射される光線をラスター走査に係る主走査方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第１のアクチュエータを駆動して可動部を揺動振動させた場合に生じる所定の投影面での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号を生成するとともに、補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号を生成する。その結果、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる。
【００２１】
特に、請求項２の発明においては、補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、共振周波数をｆｏｍとし共振周波数に係る共振特性の品質係数をＱとすると、ｆｃ≒ｆｏｍ／(２Ｑ)またはｆｃ＜ｆｏｍ／(２Ｑ)を満たしているため、主走査方向の歪みを精度良く補正できる。
【００２２】
また、請求項３の発明においては、補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、第１のアクチュエータを駆動する駆動回路の電気特性と可動部の揺動振動に係る機械特性とを合成した周波数特性において規定される所定の周波数通過帯域をｆａとすると、ｆｃ≒ｆａ／２またはｆｃ＜ｆａ／２を満たしているため、主走査方向の歪みを精度良く補正できる。
【００２３】
また、請求項４の発明においては、圧電アクチュエータを駆動する駆動回路は、少なくとも１の受動素子を有し、この少なくとも１の受動素子と圧電アクチュエータの電気特性とにより共振周波数に略等しい共振周波数を有する共振回路として構成されているため、共振周波数による可動部の揺動振動を簡易に行える。
【００２４】
また、請求項５の発明においては、１の受動素子がインダクタンス素子であるため、共振回路を簡易に構成できる。
【００２５】
また、請求項６の発明においては、ラスター走査に係る副走査では、所定の投影面への画像表示を行う表示期間の走査と画像表示を行わない非表示期間の走査とが繰り返されるとともに、非表示期間の走査から表示期間の走査への切替えの際に生じる過渡的な応答を非表示期間内に収束させる特定の信号を含んだ補正信号を生成するため、非表示期間の終了までに応答が駆動信号(目標値)にセトリングできる。
【００２６】
また、請求項７の発明においては、特定の信号により表示期間における応答が表示期間の開始時点から駆動信号に追従するため、表示期間において適切な画像表示を行える。
【００２７】
また、請求項８の発明によれば、第１可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第１軸回りに第１可動部を揺動振動させることにより、第１可動部の第１の反射面で反射される光線をラスター走査に係る主走査方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第１軸回りに第１可動部を揺動振動させた場合に生じる所定の投影面での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号を生成するとともに、補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号を生成する。その結果、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる。
【００２８】
また、請求項９の発明によれば、第２可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第２軸回りに第２可動部を揺動振動させることにより、第２可動部の第２の反射面で反射される光線をラスター走査に係る主走査方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第２軸回りに第２可動部を揺動振動させた場合に生じる所定の投影面での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号を生成するとともに、補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号を生成する。その結果、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる。
【００２９】
また、請求項１０の発明によれば、可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき第１軸回りに可動部を揺動振動させることにより、可動部の反射面で反射される光線をラスター走査に係る主走査方向に走査する。そして、駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき第１軸回りに可動部を揺動振動させた場合に生じる所定の投影面での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号を生成するとともに、補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号を生成する。その結果、ラスター走査における主走査方向の歪みを簡易に補正できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜第１実施形態＞
＜画像表示装置の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１００Ａの外観を示す図である。
【００３１】
画像表示装置１００Ａは、箱型の形状を有しており、スクリーン９に映像(画像)を投影するプロジェクタ装置として構成されている。この画像表示装置１００Ａでは、投影面であるスクリーン９に向けて照射される光線のラスター走査ＲＳを行うことにより、スクリーン９への２次元画像の表示が可能となっている。このラスター走査ＲＳでは、例えば表示画像の上端における開始位置Ｑａから、表示画像の下端における終了位置Ｑｂまで光線が連続的に走査されることで、１回の画像表示が完了することとなる。
【００３２】
画像表示装置１００Ａの内部には、図２に示す光スキャナ１と、光スキャナ１に向けて光線(例えばレーザ光)ＬＴを発する光源５０とが設けられている。
【００３３】
光スキャナ１は、Ｙ軸に平行な第１軸Ａｙと、Ｘ軸に平行で第１軸Ａｙと略直角に交差する第２軸Ａｘとを中心とした回動が可能なミラー部１１を備えている。このミラー部１１が第１軸Ａｙおよび第２軸Ａｘにおいて２次元的に回動することにより、ミラー部１１で反射された光源５０からの光線ＬＴをラスター走査ＲＳすることができる。光スキャナ１の具体的な構成については、後で詳述する。
【００３４】
図３は、画像表示装置１００Ａの機能構成を示すブロック図である。
【００３５】
画像表示装置１００Ａは、上述した光スキャナ１および光源５０を備えるとともに、光スキャナ１の駆動制御を行う光スキャナ制御部６と、光源５０を駆動する光源駆動回路５１と、光源駆動回路５１を制御する画像信号制御部５２とを有している。
【００３６】
光スキャナ制御部６は、ミラー部１１に関する第１軸Ａｙ(図２)回りの回動、つまり水平方向の駆動を制御する水平駆動制御部６ａと、ミラー部１１に関する第２軸Ａｘ(図２)回りの回動、つまり垂直方向の駆動を制御する垂直駆動制御部６ｂとを有している。なお、水平駆動制御部６ａについては、後で詳述する。
【００３７】
画像信号制御部５２は、例えば画像表示装置１００Ａの外部から入力された画像信号に基づき光源５０を制御するための制御信号を生成する。そして、この制御信号に基づき光源駆動回路５１を介して光源５０の制御(例えば点灯・消灯の制御や発光強度の制御)を行うことにより、入力された画像信号に基づく適切な画像表示がスクリーン９で行える。
【００３８】
また、画像表示装置１００Ａは、第１軸Ａｙ(図２)を中心に揺動するミラー部１１の角度を検出する角度検出部５５と、角度検出部５５で検出された角度に基づきミラー部１１の揺動振動に関する共振点（共振周波数）を検出する共振点検出部５６とを備えている。
【００３９】
角度検出部５５は、例えばトーションバー(後述)に貼付された圧電素子などの変位角検出センサからの出力信号に基づき、Ｙ軸方向の第１軸Ａｙ回りに関するミラー部１１の変位角の検出を行う。
【００４０】
以下では、光スキャナ１の要部構成を説明する。
【００４１】
＜光スキャナ１の要部構成＞
図４は、光スキャナ１の要部構成を示す平面図である。また、図５は、図４のＶ−Ｖ位置から見た断面図である。
【００４２】
光スキャナ１は、「ロ」字状の板状部材として構成され不図示の筐体等に固定されているフレーム部１０と、フレーム部１０に内包されミラー部１１を弾性的に保持する「ロ」字状の保持部材１２とを備えている。また、光スキャナ１では、弾性変形を行うトーションバー部１３、１４により、保持部材１２が加振部２を介してフレーム１０に連結するとともに、ミラー部１１が保持部材１２に連結する。
【００４３】
ミラー部１１は、円板状の形状を有しており、その表面Ｓａおよび裏面Ｓｂは、光源５０から発せられた光線ＬＴを反射する反射面として機能する。すなわち、ミラー部１１の表面Ｓａおよび裏面Ｓｂには、例えば金やＡｌ（アルミニウム）等の金属薄膜による反射膜が形成されており、入射光線の反射率を向上させる構成となっている。
【００４４】
トーションバー部１３は、Ｙ軸と平行なミラー部１１の第１軸Ａｙに沿って保持部材１２から加振部２まで伸びている２つのトーションバー１３ａ、１３ｂからなっている。このようなトーションバー部１３により、ミラー部１１を保持する保持部材１２は、加振部２に対して弾性的に支持されることとなる。
【００４５】
同様にトーションバー部１４についても、Ｘ軸と平行なミラー部１１の第２軸Ａｘに沿ってミラー部１１の両端部から保持部材１２まで伸びている２つのトーションバー１４ａ、１４ｂからなっている。
【００４６】
加振部２は、トーションバー１３ａに接続する板状部材としての曲がり梁２１、２２と、トーションバー１３ｂに接続する板状部材としての曲がり梁２３、２４とを有している。これらの曲がり梁２１〜２４、フレーム部１０、ミラー部１１、保持部材１２、および各トーションバー１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂについては、例えばシリコン基板の異方性エッチングにより一体的に形成されている。
【００４７】
また、加振部２は、曲がり梁２１〜２４の各上面に例えば接着剤によって貼付されている電気−機械変換素子としての圧電素子３１〜３４を備えている。この圧電素子３１〜３４は、ミラー部１１を第１軸Ａｙの回りに揺動させる圧電振動子(圧電アクチュエータ)として構成されており、各圧電素子３１〜３４と各曲がり梁２１〜２４とによって４つのユニモルフ部Ｕａ〜Ｕｄが形成される。
【００４８】
また、圧電素子３１〜３４それぞれは、表面および裏面に上部電極Ｅｕおよび下部電極Ｅｄが設けられている(図５)。そして、圧電素子３１〜３４の上部電極Ｅｕには、それぞれフレーム部１０に設けられた電極パッド３１ｕ〜３４ｕが例えばワイヤを介して電気的に接続されているとともに、圧電素子３１〜３４の下部電極Ｅｄには、それぞれフレーム部１０に設けられた電極パッド３１ｄ〜３４ｄが例えばワイヤを介して電気的に接続されている。このような電極パッドを介して光スキャナ１の外部から圧電素子３１〜３４それぞれに駆動電圧を印加できることとなる。
【００４９】
以上のような光スキャナ１の構成により、電極パッド３１ｕ〜３４ｕ、３１ｄ〜３４ｄを介して圧電素子３１〜３４に駆動電圧を印加することで曲がり梁２１〜２４において曲げ変形が生じることとなる。このように曲がり梁２１〜２４で曲がりが生じることにより、トーションバー１３ａ、１３ｂおよび保持部材１２を介しミラー部１１に対して第１軸Ａｙ回りに回転トルクが与えられ、可動部として働くミラー部１１を第１軸Ａｙを中心に揺動振動を行わせることが可能となる。このミラー部１１の揺動振動動作について、詳しく説明する。
【００５０】
図６は、ミラー部１１の揺動振動動作を説明するための図である。ここで、図６(ａ)および図６(ｂ)は、図４のＶ−Ｖ位置から見た断面を示す図５に対応している。なお、図６(ａ)および図６(ｂ)においては、説明の便宜上、保持部材１２の図示を省略している。
【００５１】
光スキャナ１においては、圧電素子３１〜３４に対して上部電極Ｅｕと下部電極Ｅｄとの間に分極反転が生じない範囲の交流電圧を印加することにより、圧電素子３１〜３４は伸縮し、ユニモルフ的に厚み方向に変位することとなる。
【００５２】
そこで、圧電素子３１に対して長手方向(Ｘ軸方向)に伸長させる駆動電圧を印加するとともに、この駆動電圧と逆位相の駆動電圧を圧電素子３２に印加して圧電素子３２を収縮させることにより、一端がフレーム部１０に連結するユニモルフ部Ｕａ、Ｕｂにおいて、図６(ａ)に示すように曲がり梁２１を下方に湾曲させる一方、曲がり梁２２を上方に湾曲させる。同様に、圧電素子３３および圧電素子３４に対しても、圧電素子３１および圧電素子３２それぞれと同位相の駆動電圧を印加することにより、曲がり梁２３を下方に湾曲させる一方、曲がり梁２４を上方に湾曲させる。これにより、トーションバー１３ａ、１３ｂを介しミラー部１１において第１軸Ａｙ回りの回転トルクが生じるため、図６(ａ)に示すようにミラー部１１は第１軸Ａｙを中心として方向Ｄａに傾くこととなる。
【００５３】
また、圧電素子３２に対して長手方向(Ｘ軸方向)に伸長させる駆動電圧を印加するとともに、この駆動電圧と逆位相の駆動電圧を圧電素子３１に印加して圧電素子３１を収縮させることにより、一端がフレーム部１０に連結するユニモルフ部Ｕａ、Ｕｂにおいて、図６(ｂ)に示すように曲がり梁２１を上方に湾曲させる一方、曲がり梁２２を下方に湾曲させる。同様に、圧電素子３３および圧電素子３４に対しても、圧電素子３１および圧電素子３２それぞれと同位相の駆動電圧を印加することにより、曲がり梁２３を上方に湾曲させる一方、曲がり梁２４を下方に湾曲させる。これにより、トーションバー１３ａ、１３ｂを介しミラー部１１において第１軸Ａｙ回りの回転トルクが生じるため、図６(ｂ)に示すようにミラー部１１は第１軸Ａｙを中心として回動方向Ｄｂに傾斜することとなる。
【００５４】
このようにミラー部１１を方向Ｄａ(図６(ａ))および方向Ｄｂ(図６(ｂ))に回動させる交流の駆動電圧を圧電素子３１〜３４に印加するようにすれば、この印加電圧に追従した上下方向の振動がユニモルフ部Ｕａ〜Ｕｄで繰り返されるため、トーションバー１３ａ、１３ｂにシーソー的な回転トルクが生じ、保持部材１２を介してミラー部１１は所定の角度範囲で揺動振動することとなる。すなわち、圧電素子３１〜３４を駆動して第１軸Ａｙ回りにミラー部１１を揺動振動させることにより、ミラー部１１の反射面で反射される光線ＬＴをラスター走査ＲＳ(図２)に係る水平方向(主走査方向)に走査できる。
【００５５】
ここで、ミラー部１１の揺動角度が小さい場合には、圧電素子３１〜３４に印可する交流電圧の周波数を、光スキャナ１に関する機械振動系の共振周波数に設定することにより、ミラー部１１が共振振動されるため、光スキャナ１として大きな偏向角度(光走査角度)が得られるようになる。
【００５６】
また、図４に示すように、光スキャナ１には圧電素子３１〜３４に対応する４つの圧電素子(圧電アクチュエータ)３５〜３８が保持部材１２上に設けられており、これにより上述した第１軸Ａｙと同様に第２軸Ａｘの回りにミラー部１１を揺動させることが可能である。すなわち、保持部材１２上の圧電素子３５〜３８を駆動して第２軸Ａｘ回りにミラー部１１を揺動させることにより、ミラー部１１の反射面で反射される光線をラスター走査ＲＳ(図１)に係る垂直方向(副走査方向)に走査できる。このようにミラー部１１を第２軸Ａｘの回りに揺動させる手段(第２揺動手段)として機能する圧電素子３５〜３８と、上述のようにミラー部１１を第１軸Ａｙの回りに揺動させる手段(第１揺動手段)として機能する圧電素子３１〜３４とにより、光線のラスター走査ＲＳに必要なアクチュエータ部が構成されることとなる。
【００５７】
以下では、光スキャナ１のミラー部１１を、その機械共振に関する共振周波数で水平方向(第１軸Ａｙの回り)に駆動する水平駆動系について以下で説明する。
【００５８】
＜水平駆動系について＞
図７は、光スキャナ１を水平方向に駆動する水平駆動系４０を説明するための図である。
【００５９】
水平駆動系４０は、光スキャナ１における圧電素子３１〜３４を合成結合した圧電素子３０と、圧電素子３１〜３４に駆動電圧を印加し光スキャナ１のミラー部１１を水平方向に駆動するための水平駆動回路６１(後述)を等価変換した電圧電源４１およびインダクタ４２とを備えている。そして、圧電素子３０は、インダクタンス値Ｌａを有するインダクタ４２を通じて電圧電源４１により駆動される。
【００６０】
図８は、水平駆動系４０に関する各機械要素を電気素子に等価変換した等価回路３０ｃを示す図である。この等価回路３０ｃは、光スキャナ１における圧電素子３１〜３４を合成結合した圧電素子３０(図７)の両端Ｐａ、Ｐｂから見た回路である。
【００６１】
コンデンサ４３は、圧電素子３０の静電容量を表しており、圧電素子３１〜３４を形成する誘電体の誘電率および形状から決定される容量値Ｃａを有している。
【００６２】
コンデンサ４７１は、圧電素子３１〜３４の弾性と、圧電素子３１〜３４が貼付される曲がり梁２１〜２４の弾性とを合成して決定されるバネの等価素子である。このコンデンサ４７１の容量値Ｃｐは、バネ定数の逆数となっている。
【００６３】
インダクタ４７２は、圧電素子３１〜３４の質量と曲がり梁２１〜２４の質量とを合成して決定される等価素子であり、インダクタンス値Ｌｐを有している。
【００６４】
抵抗４７３は、圧電素子３１〜３４および曲がり梁２１〜２４の加振振動に関する内部損失を表す等価素子であり、抵抗値Ｒｐを有している。
【００６５】
以上のコンデンサ４７１、インダクタ４７２および抵抗４７３によって直列共振回路Ｗｐが形成されることとなる。
【００６６】
コンデンサ４８１は、トーションバー１２ａ、１２ｂに関するバネの等価素子であり、容量値Ｃｍを有している。
【００６７】
インダクタ４８２は、ミラー部１１および保持部材１２の慣性モーメントに対応した等価素子であり、インダクタンス値Ｌｍを有している。ここで、インダクタ４８２を流れる電流Ｉｍは、ミラー部１１の揺動振動に関する角速度に対応している。
【００６８】
抵抗４８３は、コンデンサ４８１とインダクタ４８２とを含んで構成される共振回路での損失を表す等価素子であり、主にミラー部１１の揺動振動による空気との摩擦損失を表している。
【００６９】
以上のような等価回路３０ｃにおいては、等価回路３０ｃの両端Ｐａ、Ｐｂに印加された電圧(回転トルクに対応)が、上述の直列共振回路Ｗｐと、コンデンサ４８１、インダクタ４８２および抵抗４８３で構成される並列共振回路Ｗｍとで分圧されてインダクタ４８２にミラー部１１の角速度ωに対応した電流Ｉｍが流れることとなる。
【００７０】
次に、等価回路３０ｃの動作について説明する。
【００７１】
図９は、等価回路３０ｃに関する周波数特性を説明するための図であり、等価回路３０ｃに係るリアクタンスＸと周波数ｆとの関係を示している。なお、図９では、直列共振回路Ｗｐおよび並列共振回路Ｗｍの損失を無視した場合(十分に高いＱ値)の周波数特性を表している。
【００７２】
リアクタンスＸの周波数特性について、以下で考察する。なお、ユニモルフ部Ｕａ〜Ｕｄに対応する直列共振回路Ｗｐの共振周波数ｆｏｐは、通常、ミラー部１１に関連した並列共振回路Ｗｍの共振周波数ｆｒｍよりも十分に高く設定されているため、並列共振回路Ｗｍに関する共振周波数ｆｒｍ付近の周波数特性を考察する場合には、直列共振回路Ｗｐのインダクタ４７２を省略して考える。同様に、直列共振回路Ｗｐに関する共振周波数ｆｏｐ付近の周波数特性を考察する場合には、並列共振回路Ｗｍのインダクタ４８２を省略して考える。
【００７３】
図９に示される各周波数ｆｏ１、ｆｒ１、ｆｒｍ、ｆｏｐ、ｆｏ２、ｆｒ２は、次の式(１)〜(６)で算出される。
【００７４】
【数１】
【００７５】
【数２】
【００７６】
【数３】
【００７７】
【数４】
【００７８】
【数５】
【００７９】
【数６】
【００８０】
ここで、上記の周波数ｆｏ１では、ミラー部１１に関連した並列共振回路Ｗｍがインダクタンス性(Ｌ性)となってコンデンサ４７１との間で直列共振が生じるため、並列共振回路Ｗｍの両端には大きい共振電圧が発生し、インダクタ４８２に大きな共振電流Ｉｍが流れることとなる。すなわち、後述する機械共振周波数ｆｏｍに相当する周波数ｆｏ１においては、ミラー部１１の揺動振動について比較的大きな角速度が生じる。
【００８１】
これが、水平方向に関するミラー部１１の機械共振動作(直列共振動作)である。換言すれば、各素子（コンデンサ４７１、インダクタ４７２、抵抗４７３、コンデンサ４８１、インダクタ４８２および抵抗４８３）は、周波数ｆｏ１に対応した機械共振周波数ｆｏｍの機械直列共振素子であるとも言える。
【００８２】
そして、インダクタ４２(図７)とコンデンサ４３(図８)とで構成される直列共振回路において、その共振周波数が機械共振周波数ｆｏｍに合致するように、インダクタ(インダクタンス素子)４２のインダクタンス値Ｌａが設定されている。換言すれば、圧電素子３１〜３４を駆動する水平駆動回路６１(後述)は、少なくとも１つの受動素子、例えばインダクタンス素子４３を有し、このインダクタンス素子４３と圧電素子３１〜３４の静電容量(電気特性)とにより機械共振周波数ｆｏｍに略等しい共振周波数を有する直列共振回路として構成されている。
【００８３】
次に、以上のような水平駆動系４０を制御するための水平駆動制御部６ａの構成および動作を説明する。
【００８４】
＜水平駆動制御部６ａについて＞
図１０は、水平駆動制御部６ａの要部構成を示すブロック図である。
【００８５】
水平駆動制御部６ａは、圧電素子３１〜３４に電圧印加を行って光スキャナ１を水平方向(第１軸Ａｙの回り)に駆動する水平駆動回路６１を備えるとともに、駆動信号発生部６２と、補正信号発生部６３と、掛算部６４とを有している。
【００８６】
駆動信号発生部６２は、光スキャナ１の水平方向の駆動について、例えば図１１(ａ)に示すような単振動の基準駆動信号を出力する。この基準駆動信号は、ミラー部１１の揺動振動に関する機械共振周波数ｆｏｍの近傍の周波数成分を有する信号として構成されている。これにより、ミラー部１１を第１軸Ａｙ回りに共振振動できることとなる。
【００８７】
補正信号発生部６３は、図２に示すラスター走査ＲＳにおいて垂直方向の位置に依存した水平方向の振幅に関する歪み(以下では「ラスター走査水平歪み」ともいう)を補正するための補正信号を出力する。ここで、光学系の設計上、ラスター走査水平歪みの状態が予め把握されていれば、この歪みをキャンセルする補正信号の生成は可能である。例えば等間隔のクロスハッチパターン(格子状のパターン)をスクリーン９(図１)に表示させたい場合に、図１２(ａ)のように表示画像が下に行くほど横幅が徐々に小さくなるという歪みが生じるときには、図１１(ｂ)に示すようにラスター走査ＲＳに係る画像表示期間Ｔａにおいて時間ｔの経過とともに徐々に出力を上昇させる補正信号ＷＨを補正信号発生部６３で生成すれば、図１２(ｂ)に示す正常な等間隔クロスハッチパターンを表示させることが可能となる。
【００８８】
この補正信号発生部６３から出力された補正信号ＷＨは、掛算部６４で駆動信号発生部６２からの基準駆動信号に乗算され、図１１(ｃ)に示すような駆動信号ＷＦが水平駆動回路６１に入力される。例えば、図１１(ａ)の基準駆動信号と図１１(ｂ)の補正信号ＷＨとが掛算部６４で掛け合わされて、振幅変調(ＡＭ変調)された駆動信号ＷＦが生成される。この駆動信号ＷＦは、図１１(ｂ)に示す補正信号ＷＨの波形を時間軸ｔに関して上下対称に配置したエンベロープ(包絡線)ＥＮを有している。具体的には、駆動信号ＷＦにおいては、ラスラー走査ＲＳによってスクリーン９に画像表示する画像表示期間Ｔａの振幅が時間ｔの経過とともに徐々に大きくなる一方、画像表示を行わずラスター走査ＲＳの終了位置Ｑｂから開始位置Ｑａ(図１)に光線を垂直方向(下から上)に復帰させる垂直ブランキング期間Ｔｂの振幅が時間ｔの経過とともに小さくなる。
【００８９】
このような駆動信号ＷＦでは、画像表示期間Ｔａにおいて振幅が徐々に大きくなるが、これによりラスター走査ＲＳにおいて表示画像の下部の横幅を上部に対して拡げることが可能となる。その結果、図１２(ａ)に示す画像歪み(ラスター走査水平歪み)が生じる場合でも図１２(ｂ)に示す正常な表示状態に補正できることとなる。
【００９０】
以上のように駆動信号として標準的に用いられる基準駆動信号(図１１(ａ))に基づき圧電素子３１〜３４を駆動してミラー部１１を揺動振動させた場合に生じるスクリーン９での表示画像の歪みに関して、この歪みを補正するための補正信号ＷＨ(図１１(ｂ))を補正信号発生部６３で生成するとともに、この補正信号に基づき基準駆動信号を調製して駆動信号ＷＦ(図１１(ｃ))を生成することにより、ラスター走査における水平方向の歪みを簡易に補正できる。
【００９１】
次に、図１１(ｃ)に示すような駆動信号ＷＦに基づき水平駆動制御部６ａから光スキャナ１に電圧印加する場合の水平駆動系４０の動作について考察する。
【００９２】
図１１(ｂ)の補正信号ＷＨをフーリエ展開すると、画像表示期間Ｔａと垂直ブランキング期間Ｔｂとの合計時間(１周期)の逆数に相当する垂直同期周波数(以下では「基本周波数」ともいう)ｆｖと、この基本周波数ｆｖの倍数となる高調波群と、直流成分とからなるスペクトルが得られる(図１３)。なお、補正信号においては、基本周波数ｆｖに関するｎ次高調波(ｎ・ｆｖ)までの周波数成分が支配的であるとし、この支配的な周波数域をｆｃ(＝ｎ・ｆｖ)とする。
【００９３】
一方、光スキャナ１におけるミラー部１１の水平駆動においては、上述した機械共振周波数ｆｏｍを有する機械共振系が形成されている。
【００９４】
したがって、この機械共振系と上記の水平駆動制御部６ａとからなる水平駆動系４０では、補正信号ＷＨに関するスペクトル(図１３)が、図１４に示すように機械共振周波数ｆｏｍにピークを持つ機械共振特性Ｈｍの影響を受けることとなる。具体的には、図１３に示す補正信号ＷＨのスペクトルは、水平駆動系４０の全体において、図１４に示すように機械共振周波数ｆｏｍの上側波帯および下側波帯に図１３の周波数帯域ｆｃを有するものとして表される。そして、補正信号ＷＨのスペクトルは、上・下側波帯において機械共振特性Ｈｍによるフィルタリング(レベルの低下や除去)を受けるため、一種のバンドパスフィルタ(ＢＰＦ)を通したように機械共振周波数ｆｏｍから離れるほど振幅レベルの低下が大きくなって鈍った形となる。
【００９５】
すなわち、駆動信号ＷＦにおいては、ミラー部１１に関する機械共振特性Ｈｍの影響で補正信号ＷＨに対応するエンベロープＥＮ(図１１(ｃ))の変形を受けることとなり、図１１(ｂ)に示す補正信号ＷＨによる意図したラスター走査水平歪みの補正が難しくなる。以下では、このエンベロープＥＮの変形を抑制するための本実施形態の手法を説明する。
【００９６】
画像表示装置１００Ａでは、機械共振特性Ｈｍによる駆動信号ＷＦのエンベロープＥＮの変形を抑えるため、機械共振周波数ｆｏｍの上・下側波帯において補正信号ＷＨのスペクトルの状態が変化しないように側波帯でのレベルを略一定化させるようにする。
【００９７】
機械共振特性Ｈｍの品質係数Ｑについては、一般に機械共振周波数ｆｏｍと(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｂを用いて、次の式(７)のように概算される。
【００９８】
【数７】
【００９９】
また、上述した側波帯におけるレベルの略一定化のため、上・下側波帯に相当する周波数帯域２ｆｃを、上記の(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｂに収める必要がある。これを数式で表すと、次の式(８)のようになる。
【０１００】
【数８】
【０１０１】
以上の式(７)および式(８)から、ミラー部１１に関する機械共振周波数ｆｏｍと、機械共振周波数ｆｏｍに係る共振特性の品質係数Ｑと、補正信号ＷＨの支配的な周波数帯域ｆｃとの関係は、次の式(９)で表されることとなる。換言すれば、上述した側波帯におけるレベルの略一定化のためには、補正信号ＷＨに係る周波数帯域ｆｃが共振周波数ｆｏｍと品質係数Ｑとを用いた次の式(９)の条件を満たす必要がある。
【０１０２】
【数９】
【０１０３】
なお、補正信号ＷＨの支配的な周波数帯域ｆｃについては、上述した側波帯におけるレベルの更なる一定化のためには、ｆｃ＜ｆｏｍ／(２Ｑ)の条件を満たしていても良い。
【０１０４】
ここで、上記の周波数帯域ｆｃが比較的広い場合（例えば時間に対して急峻なラスター走査水平歪みの補正を必要とする場合等）には、上記の(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｂを拡大させる必要があるが、この周波数帯域ｆｂを拡大させるには、上式(７)において機械共振周波数ｆｏｍを増加させる、もしくは品質係数Ｑを減少させれば良い。しかし、画像信号の規格からほぼ決定されてしまう機械共振周波数ｆｏｍの増加の自由度は少なく、また品質係数Ｑを減少させ過ぎると感度の低下や外乱等による機械共振の振動状態を招くこととなる。
【０１０５】
そこで、機械共振特性Ｈｍに関する(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｂが比較的狭い場合には、水平駆動回路６１の内部(または外部)に設けた補償回路(例えばバンド・パス・フィルタ(ＢＰＦ))により、ミラー部１１に関する機械共振特性Ｈｍとの合成特性において(−３ｄＢ)通過周波数帯域が拡大するようにする。この場合、拡大された(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆａと上・下側波帯２ｆｃとの関係は、上式(８)に対応する次の式(１０)に示される条件を満たす必要がある。換言すれば、補正信号ＷＨの周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、圧電素子３１〜３４を駆動する水平駆動回路６１の電気特性とミラー部１１の揺動振動に係る機械特性とを合成した周波数特性において規定される周波数通過帯域ｆａを用いた次の式(１０)の条件を満足させるようにする。
【０１０６】
【数１０】
【０１０７】
なお、補正信号ＷＨの支配的な周波数帯域ｆｃについては、ｆｃ＜ｆａ／２の条件を満たしていても、上式(１０)と同様の効果を奏することとなる。
【０１０８】
ところで、図７に示す水平駆動系４０において電圧電源４１の電圧印加により圧電素子３０の両端Ｐａ、Ｐｂに発生する電圧(電位差)Ｖａｂの周波数特性については、直列共振回路Ｗｐ(図８)の特性(共振特性)により機械共振周波数ｆｏｍで最大の電圧上昇(電圧電源４１の印加電圧より高電圧)が生じるが、並列共振回路Ｗｍ(図８)の共振も同時に発生するためインピーダンスが低下する。これにより、図１５(ｂ)のような双峰特性となって比較的広い(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆａが得られることとなる。なお、図１５(ａ)は、電圧電源４１による電圧印加時の電流(ミラー部１１の角速度に対応)Ｉｍ(図８)の共振周波数特性を示しており、比較的狭い(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｓとなっている。
【０１０９】
そして、図１５(ｂ)に示す双峰特性においては、(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆｒが、機械共振周波数ｆｏｍを中心とした上・下側波帯の周波数帯域２ｆｃにおいて可能な限りフラットな特性とするのが好ましい。また、図１５(ｂ)の双峰特性に関する群遅延特性(図１５(ｃ))もフラットな特性とするのが望ましい。
【０１１０】
このような双峰特性に関する特性の改善が必要な場合には、水平駆動回路６１(図７)に対して調整用のコンデンサ４４や抵抗４５を並列に追加した水平駆動回路６１Ａ(図１６)にて実現可能である。
【０１１１】
例えば、図１６に示す水平駆動系４０Ａにおいてコンデンサ４４の容量値Ｃｂを調整することにより、次の式(１１)に示す機械共振周波数ｆｏｍを変化させられるため、(−３ｄＢ)通過周波数帯域ｆａが上・下側波帯の周波数帯域２ｆｃに適合するような特性に設定できる。
【０１１２】
【数１１】
【０１１３】
また、例えば水平駆動系４０Ａ(図１６)において抵抗４５の抵抗値Ｒｂを調整することにより、直列共振回路Ｗｐ(図８)の損失を変化させられるため、上記の双峰特性に関する振幅特性および群遅延特性を一層フラットな特性に改善できる。
【０１１４】
以上のような画像表示装置１００Ａの動作により、単純な単振動に係る基準駆動信号（図１１(ａ)）に基づき圧電素子３１〜３４を駆動してミラー部１１を揺動振動させた場合に生じる表示画像の歪み(図１２(ａ)参照)に関して、この歪みを補正するための補正信号ＷＨ(図１１(ｂ))を生成するとともに、補正信号ＷＨに基づき基準駆動信号(図１１(ａ))を調製して駆動信号ＷＦ(図１１(ｃ))を生成する。その結果、ラスター走査における水平方向(主走査方向)の歪みを簡易に補正できる。
【０１１５】
また、画像表示装置１００Ａでは、補正信号発生部６３で生成する補正信号ＷＨを変更することにより、ラスター走査水平歪みに関する歪み補正の微調整、走査歪の温度補償等による補正特性の変更や更新対応を簡易に行える。
【０１１６】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る画像表示装置１００Ｂは、図１〜３に示す第１実施形態の画像表示装置１００Ａと類似の構成を有しているが、水平駆動制御部の構成が異なっている。
【０１１７】
すなわち、画像表示装置１Ｂの水平駆動制御部６０ａは、次で説明する動作を行うプログラム等が格納された構成を有してる。
【０１１８】
＜水平駆動制御部６０ａの動作について＞
一般に時定数が大きい共振特性を有する機械振動系においても同様であるが、画像表示装置１００Ｂにおいて、駆動信号発生部６２(図１０)から図１１(ａ)に示す単振動の駆動信号が出力されるとともに、補正信号発生部６３から例えば図１７(ａ)に示すステップ状の補正信号が出力される場合には、図１７(ｂ)に示すように機械振動系に関する機械時定数τの応答遅れを持つ光スキャナ１の光走査出力に係るエンベロープＥＮａの応答が得られる。
【０１１９】
すなわち、図１７(ａ)に示すステップ状の補正信号のように急激に変化する部分を有する補正信号が補正信号発生部６３で生成された場合には、画像表示装置の機械振動系に関する光走査出力の応答が目標値に追従するまでの時間遅れが生じてしまう。画像表示装置１００Ｂについて言えば、例えば図１１(ｂ)に示すように垂直ブランキング期間Ｔｂから画像表示期間Ｔａに移行する移行時には補正信号ＷＨの急激な変化(不連続性)が生じるため、図１８(ａ)に示すように補正信号ＷＨに対して緩慢な光走査出力に係るエンベロープＥＮｂの期間Ｔｃが生じる。すなわち、図１８(ａ)の垂直ブランキング期間Ｔｂから画像表示期間Ｔａに移行しても一定の期間Ｔｃは、機械振動系の応答としてのエンベロープＥＮｂが補正信号（目標値）にセトリングせず、画像表示期間Ｔａの開始時点において目標値への追従性が悪い状態となる。このような状況を改善させるため画像表示装置１００Ｂでは水平駆動制御部６０ａの動作に工夫が加えられているが、この手法について説明する。
【０１２０】
図１９は、水平駆動制御部６０ａの動作を説明するための図である。
【０１２１】
画像表示装置１００Ｂでは、水平駆動制御部６０ａの補正信号発生部６３において、画像表示期間Ｔａから垂直ブランキング期間Ｔｂへの移行直後に光走査出力のエンベロープが急激に減衰するような調整用の信号を与えるようにする。具体的には、図１９(ａ)に示すように垂直ブランキング期間Ｔｂにおいて調整用の信号(以下では「調整信号」と略称する)Ｇａにより出力応答のエンベロープＥａを次の画像表示期間Ｔａの開始時点までに補正信号に追従させるようにし、次の画像表示期間Ｔａの開始時点には目標値(補正信号)に滑らかに繋がるようにする。これにより、垂直ブランキング期間Ｔｂの間に出力応答のエンベロープが目標値(補正信号)にセトリングし、補正信号による歪補正の効果が向上することとなる。
【０１２２】
すなわち、スクリーン９への画像表示を行う画像表示期間Ｔａの走査と画像表示を行わない垂直ブランキング期間(非表示期間)Ｔｂの走査とが繰り返されるラスター走査において、垂直ブランキング期間Ｔｂの走査から画像表示期間Ｔａの走査への切替えの際に生じる過渡的な応答を垂直ブランキング期間Ｔｂ内に収束させる調整信号(特定の信号)Ｇａを含んだ補正信号を補正信号発生部６３で生成することにより、垂直ブランキング期間Ｔｂの終了までに応答が駆動信号(目標値)にセトリングできる。
【０１２３】
なお、垂直ブランキング期間Ｔｂ内に与えられる調整信号としては、図１９(ａ)に示すような調整信号Ｇａを採用するのは必須でなく、図１９(ｂ)に示す調整信号Ｇｂや図１９(ｃ)に示す調整信号Ｇｃを採用するようにしても良い。すなわち、図１９(ｂ)のように画像表示期間Ｔａの終了直後から直ちに出力応答のエンベロープが急激に減衰するような調整信号Ｇｂを与えてエンベロープＥｂが画像表示期間Ｔａの開始時点から目標値(補正信号)に繋がるようにする。また、エンベロープの応答性が悪い場合には、図１９(ｃ)のように瞬間的に補正信号の出力をゼロに低下させる調整信号Ｇｃを画像表示期間Ｔａの終了直後から直ちに与えてエンベロープＥｃを次の画像表示期間Ｔａの開始時点から目標値(補正信号)に繋がるようにする。なお、調整信号として瞬間的にゼロより小さい逆位相の信号を与えても良い。以上のような調整信号Ｇｂ、Ｇｃにより、垂直ブランキング期間Ｔｂの間に出力応答のエンベロープが目標値(補正信号)にセトリングし、補正信号による歪補正の効果が向上する。
【０１２４】
以上のような画像表示装置１００Ｂの動作により、第１実施形態の画像処理装置１００Ａと同様の効果を奏する。さらに、画像表示装置１００Ｂでは、画像表示期間Ｔａの開始時点から駆動目標値に出力応答を追従させるための調整信号を垂直ブランキング期間Ｔｂの補正信号に与える。このような調整信号により画像表示期間Ｔａにおける光走査出力の応答が画像表示期間Ｔａの開始時点から駆動信号(補正信号)に追従するため、画像表示期間Ｔａにおいて適切な画像表示を行える。
【０１２５】
なお、画像表示装置１００Ｂでは、画像表示期間Ｔａにおいて時間ｔの経過とともに徐々に出力レベルを低下させる補正信号が補正信号発生部６３で生成される場合にも、図１８(ｂ)に示すように補正信号に対して緩慢なエンベロープＥＮｂの期間Ｔｃが生じることとなる。このような場合にも、上述した調整信号Ｇａ〜Ｇｃと同様に、図２０(ａ)〜(ｃ)に示す調整信号Ｇｄ〜Ｇｆを与えるようにすれば良い。すなわち、図２０(ａ)および図２０(ｂ)に示すように画像表示期間Ｔａの終了直後から直ちに出力応答のエンベロープが急激に立ち上がるような調整信号Ｇｄ、Ｇｅを与えてエンベロープＥｄ、Ｅｅが画像表示期間Ｔａの開始時点から目標値(補正信号)に繋がるようにする。また、エンベロープの応答性が悪い場合には、図２０(ｃ)のように瞬間的に補正信号の出力を急峻に上昇させる調整信号Ｇｆを画像表示期間Ｔａの終了直後から直ちに与えてエンベロープＥｆを次の画像表示期間Ｔａの開始時点から目標値(補正信号)に繋がるようにする。以上のような調整信号Ｇｄ〜Ｇｆにより、垂直ブランキング期間Ｔｂの間に出力応答のエンベロープが目標値(補正信号)にセトリングし、補正信号による歪補正の効果が向上する。
【０１２６】
また、第１・第２実施形態の画像表示装置１００Ａ、１００Ｂにおいては、図２に示す光スキャナ１を正面に対して９０度回転させた姿勢、具体的には図２１に示すような光スキャナ１の姿勢で光源５０からの光線ＬＴをラスター走査するようにしても良い。このような光スキャナ１(図２１)により、ラスター走査ＲＳにおいて垂直方向より高速駆動となる水平方向に関しての可動部の慣性モーメントを小さくできる。
【０１２７】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る画像表示装置１００Ｃは、図１、３に示す第１・第２実施形態の画像表示装置１００Ａ、１００Ｂと類似の構成を有しているが、光スキャナの構成が異なっている。
【０１２８】
＜光スキャナの要部構成＞
図２２は、本発明の第３実施形態に係る光スキャナ１０１の要部構成を示す平面図である。
【０１２９】
光スキャナ１０１は、シリコンのチップに対して微細加工が施された、所謂ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーによって構成されている。なお、以下では、光スキャナ１０１を適宜ＭＥＭＳミラー１０１とも称する。
【０１３０】
光スキャナ１０１は、主にミラー部１１０、２本のトーションバー１２１，１２２、可動枠１３０、４つの圧電素子(圧電アクチュエータ)１５１〜１５４からなるアクチュエータ部１５０、４本の架設部１４１〜１４４、４本の細連結部１３０ａ〜１３０ｄ、および固定枠１７０を備えている。
【０１３１】
固定枠１７０は、画像表示装置１００Ｃの筐体に対して固定され、４本の板状の部分が略矩形状に配置された４辺からなる枠であり、外縁および内縁が、対角線が略直交するａ軸およびｂ軸である略正方形状の形状を有し、内縁が略正方形状の空間を形成している。
【０１３２】
そして、固定枠１７０の角部の内側のうち、ｂ軸上の＋ｂ方向（図２２では上方）の部分に、２本の架設部１４１，１４３が連結されて、架設部１４１は、固定枠１７０の−ａおよび＋ｂ方向（図２２では左上方）に位置する１辺に沿って配置され、架設部１４３は、固定枠１７０の＋ａおよび＋ｂ方向（図２２では右上方）に位置する１辺に沿って配置されている。また、固定枠１７０の角部の内側のうち、ｂ軸上の−ｂ方向（図２２では下方）の部分に、２本の架設部１４２，１４４が連結されて、架設部１４２は、固定枠１７０の−ａおよび−ｂ方向（図２２では左下方）に位置する１辺に沿って配置され、架設部１４４は、固定枠１７０の＋ａおよび−ｂ方向（図２２では右下方）に位置する１辺に沿って配置されている。
【０１３３】
また、架設部１４１〜１４４には、各架設部１４１〜１４４の延設方向に沿って圧電素子１５１〜１５４がそれぞれ貼り付けられている。したがって、架設部１４１と圧電素子１５１とが固定枠１７０の＋ｂ方向（図２２では上方）に位置する角部の内側から−ａおよび−ｂ方向（図２２では左下方）に向けて延設された伸縮架設部１６１を構成し、架設部１４２と圧電素子１５２とが固定枠１７０の−ｂ方向（図２２では下方）に位置する角部の内側から−ａおよび＋ｂ方向（図２２では左上方）に向けて延設された伸縮架設部１６２を構成し、架設部１４３と圧電素子１５３とが固定枠１７０の＋ｂ方向（図２２では上方）に位置する角部の内側から＋ａおよび−ｂ方向（図２２では右下方）に向けて延設された伸縮架設部１６３を構成し、架設部１４４と圧電素子１５４とが固定枠１７０の−ｂ方向（図２２では下方）に位置する角部の内側から＋ａおよび＋ｂ方向（図２２では右上方）に向けて延設された伸縮架設部１６４を構成している。
【０１３４】
そして、伸縮架設部１６１と伸縮架設部１６２とがａ軸を挟んで所定距離だけ離隔配置され、伸縮架設部１６３と伸縮架設部１６４とがａ軸を挟んで所定距離だけ離隔配置されている。
【０１３５】
また、伸縮架設部１６１のａ軸側の端部が細連結部１３０ａによって可動枠１３０に対して連結され、伸縮架設部１６２のａ軸側の端部が細連結部１３０ｂによって可動枠１３０に対して連結され、伸縮架設部１６３のａ軸側の端部が細連結部１３０ｃによって可動枠１３０に対して連結され、伸縮架設部１６４のａ軸側の端部が細連結部１３０ｄによって可動枠１３０に対して連結されている。
【０１３６】
また、可動枠１３０は、固定枠１７０と同様に、４本の板状の部分が略矩形状に配置された４辺からなる枠であり、外縁が、対角線が直交するａ軸およびｂ軸である略正方形状の形状を有し、内縁が、六角形状の空間を形成している。
【０１３７】
そして、可動枠１３０の角部の内側のうち、ｂ軸上の＋ｂ方向（図２２では上方）の部分に、トーションバー１２１が−ｂ方向（図２２では下方）に向けて延設され、可動枠１３０の角部の内側のうち、ｂ軸上の−ｂ方向（図２２では下方）の部分に、トーションバー１２２が＋ｂ方向（図２２では上方）に向けて延設されている。
【０１３８】
トーションバー１２１の可動枠１３０に連結されていない側の端部にミラー部１１０が連結され、トーションバー１２２の可動枠１３０に連結されていない側の端部にミラー部１１０が連結されている。つまり、トーションバー１２１，１２２が、ミラー部１１０を＋Ｙ方向および−Ｙ方向から挟み込むように支持する。つまり、可動枠１３０は、トーションバー１２１，１２２をミラー部１１０ごと支持している。
【０１３９】
ミラー部１１０は、ａ軸に対して略平行な２辺とｂ軸に対して略平行な２辺とを外縁として有する略正方形状の反射鏡であり、光スキャナ１０１の略中央に配置されて、投影するための光線を反射させるものである。
【０１４０】
なお、２本のトーションバー１２１，１２２は、厚みが薄く且つ細長い形状を有するため、比較的容易に弾性変形を行う。また、細連結部１３０ａ〜１３０ｄも、厚みが薄く細いため、比較的容易に弾性変形を行う。
【０１４１】
ミラー部１１０の具体的な回動動作としては、圧電素子１５１〜１５４に適宜電圧を印加すると、圧電素子１５１〜１５４の長さが印加された電圧に応じて変化するため、該圧電素子１５１〜１５４が貼り付けられている架設部１４１〜１４４が、延設方向に沿って伸縮する。つまり、伸縮架設部１６１〜１６４がそれぞれ延設方向に沿って伸縮する。したがって、例えば、圧電素子１５１，１５３に印加する電圧と、圧電素子１５２，１５４に印加する電圧とを正負を交互に入れ換えること、すなわち圧電素子１５１，１５３と圧電素子１５２，１５４とに逆位相の電圧を印加することで、ミラー部１１０はａ軸を中心として回動する。一方、例えば、圧電素子１５１，１５２に印加する電圧と、圧電素子１５３，１５４に印加する電圧とを正負を交互に入れ換えること、すなわち圧電素子１５１，１５２と圧電素子１５３，１５４とに逆位相の電圧を印加することで、ミラー部１１０はｂ軸を中心として回動する。
【０１４２】
そして、４つの圧電素子１５１〜１５４に対し、ａ軸を中心としたミラー部１１０の回動を実現するための駆動信号と、ｂ軸を中心としたミラー部１１０の回動を実現するための駆動信号とを重畳させて印加させることで、ミラー部１１０は、トーションバー１２１，１２２を支点にしたｂ軸を中心とする共振駆動と、可動枠１３０をミラー部１１０およびトーションバー１２１，１２２ごとａ軸を中心として回動させる駆動とを行う。したがって、１つのミラー部１１０を有する１つの素子でありながら、ａ軸を中心とした低速の回動と、共振駆動を利用したｂ軸を中心とした高速の回動とを同時に行うことができる。つまり、光源５０からの光線ＬＴ(図２)を異なる２方向に沿って偏向させることで、スクリーン９(図１)上における光線ＬＴ(図２)の水平走査と垂直走査とを同時に行うことができる。換言すれば、４つの圧電素子１５１〜１５４を備えたアクチュエータ部１５０は、光源５０から発せられた光線ＬＴを反射するミラー部(可動部)１１０をｂ軸の回りに揺動させて光線ＬＴの水平方向の走査を行う第１揺動手段と、前記可動部を前記第１軸と略直角に交差するａ軸の回りに揺動させて光線ＬＴの垂直方向の走査を行う第２揺動手段とを有することとなる。なお、水平走査と垂直走査とを同時に行う２次元的な走査を１つの素子で行うことは、光スキャナ１０１の部品点数を低減させる上で好ましく、製造コストの低減や素子の調整に要する作業を低減することができるといった面からも好ましい。
【０１４３】
以上のような構成の光スキャナ１０１においても、上述した第１実施形態や第２実施形態と同じ水平制御部６ａ、６０ａの動作を行うことで、第１実施形態や第２実施形態と同様の効果を奏することとなる。
【０１４４】
なお、第３実施形態では、光スキャナ１０１において、１つのミラー部１１０を略直交する２つの軸（ａ軸およびｂ軸）を中心にそれぞれ回動させることで、光源５０（図１）からの光線ＬＴ(図２)を２次元的に走査したが、これに限られず、水平方向の光線の走査と、垂直方向の光線の走査とを、別々に設けた２つのミラー部の回動によって実現することで、光源５０からの光線ＬＴを２次元的に走査するようにしても良い。このような構成の具体例としては、光源５０から発せられた光線ＬＴを反射する第１のミラー部(第１可動部)をａ’軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、第１のミラー部で反射された光線ＬＴを反射する第２のミラー部(第２可動部）をｂ’軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータとを、光源５０からスクリーン９(図１)に至る光路中に、空間順次に配置したような態様が挙げられる。但し、水平および垂直走査を実現するためには、ａ’軸およびｂ’軸をそれぞれ、光源５０からスクリーン９に至る光路に沿った当該光路中の線（好ましくは光路の中心の線、すなわち中心線）に対して略直交するように設定し、更に、ａ’軸とｂ’軸との位置および角度関係については、例えば、上記光路の中心線に沿って所定距離だけ離隔させ、かつ上記光路の中心線を中心として、約９０°回転させた関係とすることが好ましい。換言すれば、ｂ’軸は、ａ’軸を基準にして、ａ’軸と略直交する所定の直線に沿って所定距離だけ離隔し、且つその所定の直線を中心として略９０°回転させたものであることが好ましい。
【０１４５】
＜変形例＞
・上記の各実施形態においては、図１１(ａ)に示すような単振動の基準駆動信号を用いるのは必須でなく、図２３(ａ)に示すような一定の周波数を有する矩形状の基準駆動信号を用いるようにしても良い。このような矩形状の基準駆動信号を用いる場合には、図１１(ｃ)の駆動信号ＷＦに対応する駆動信号として図２３(ｂ)に示すパルス幅変調(ＰＷＭ)の信号を用いることで、ラスター走査における水平方向(主走査方向)の歪みを補正できることとなる。
【０１４６】
・上記の各実施形態における光スキャナでは、ミラー部１１、１１０を揺動変位させるアクチュエータとして圧電素子を使用するのは必須でなく、ＶＣＭ等の電磁アクチュエータや、静電型振動子等の静電アクチュエータ、高分子樹脂(ポリマー)を用いたアクチュエータを使用しても良い。
【０１４７】
・上記の各実施形態においては、揺動可能な２本の軸を持つ光スキャナを用いて光線のラスター走査を行うのは必須でなく、揺動可能な１本の軸を持つ２組の光スキャナを用いて光線のラスター走査を行っても良い。この場合にも、２組の光スキャナそれぞれに可動部として設けられた各ミラー部を略直角に交差する光スキャナの軸の回りに揺動させることで光線のラスター走査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１００Ａの外観を示す図である。
【図２】光スキャナ１と光源５０との位置関係を説明するための図である。
【図３】画像表示装置１００Ａの機能構成を示すブロック図である。
【図４】光スキャナ１の要部構成を示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ位置から見た断面図である。
【図６】ミラー部１１の揺動振動動作を説明するための図である。
【図７】光スキャナ１を水平方向に駆動する水平駆動系４０を説明するための図である。
【図８】水平駆動系４０に関する各機械要素を電気素子に等価変換した等価回路３０ｃを示す図である。
【図９】等価回路３０ｃに関する周波数特性を説明するための図である。
【図１０】水平駆動制御部６ａの要部構成を示すブロック図である。
【図１１】水平駆動制御部６ａの動作を説明するための図である。
【図１２】ラスター走査水平歪みを説明するための図である。
【図１３】補正信号ＷＨをフーリエ展開した場合の基本周波数ｆｖと、その高調波群を示す図である。
【図１４】補正信号ＷＨに関するスペクトルが機械共振特性Ｈｍの影響を受けることを説明する図である。
【図１５】双峰特性となる周波数特性を説明するための図である。
【図１６】水平駆動系４０Ａを説明するための図である。
【図１７】ステップ状の補正信号に対するエンベロープＥＮａの応答遅れを説明するための図である。
【図１８】補正信号ＷＨに対して緩慢なエンベロープＥＮｂの期間Ｔｃが生じる様子を示す図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る水平駆動制御部６０ａの動作を説明するための図である。
【図２０】水平駆動制御部６０ａの他の動作を説明するための図である。
【図２１】他の姿勢の光スキャナ１を説明するための図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係る光スキャナ１０１の要部構成を示す平面図である。
【図２３】本発明の変形例に係る矩形状の基準駆動信号を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１、１０１ 光スキャナ
６ 光スキャナ制御部
６ａ、６０ａ 水平駆動制御部
６ｂ 垂直駆動制御部
９ スクリーン
１１、１１０ ミラー部
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１２１、１２２ トーションバー
３０ 圧電素子３１〜３４を合成結合した圧電素子
３０ｃ 等価回路
３１〜３８ 圧電素子
４０、４０Ａ 水平駆動系
５０ 光源
６１ 水平駆動回路
６２ 駆動信号発生部
６３ 補正信号発生部
１００Ａ〜１００Ｃ 画像表示装置
１５０ アクチュエータ部
ＥＮ、ＥＮａ、ＥＮｂ エンベロープ
ｆｏｍ 機械共振周波数
Ｇａ〜Ｇｆ 調整信号
ＲＳ ラスター走査
Ｔａ 画像表示期間
Ｔｂ 垂直ブランキング期間
ＷＦ 駆動信号
ＷＨ 補正信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、
(a)所定の光源から発せられた光線を反射する反射面を有する可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
(b)前記可動部を、前記第１軸と略直角に交差する第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
(c)前記可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記可動部を揺動振動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、
(d)前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記可動部を揺動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段と、
を備え、
前記主走査手段は、
(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、前記共振周波数をｆｏｍとし、前記共振周波数に係る共振特性の品質係数をＱとすると、
ｆｃ≒ｆｏｍ／(２Ｑ)、またはｆｃ＜ｆｏｍ／(２Ｑ)
を満たしていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、前記第１のアクチュエータを駆動する駆動回路の電気特性と前記可動部の揺動振動に係る機械特性とを合成した周波数特性において規定される所定の周波数通過帯域をｆａとすると、
ｆｃ≒ｆａ／２、またはｆｃ＜ｆａ／２
を満たしていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記第１のアクチュエータおよび／または前記第２のアクチュエータは、圧電アクチュエータを含んでいるとともに、
前記圧電アクチュエータを駆動する駆動回路は、少なくとも１の受動素子を有し、前記少なくとも１の受動素子と前記圧電アクチュエータの電気特性とにより前記共振周波数に略等しい共振周波数を有する共振回路として構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示装置において、
前記１の受動素子は、インダクタンス素子であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記副走査手段では、前記所定の投影面への画像表示を行う表示期間の走査と、前記画像表示を行わない非表示期間の走査とが繰り返されるとともに、
前記補正信号生成手段は、
前記非表示期間の走査から前記表示期間の走査への切替えの際に生じる過渡的な応答を前記非表示期間内に収束させる特定の信号を含んだ補正信号を生成する手段、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置において、
前記特定の信号により、前記表示期間における応答が前記表示期間の開始時点から前記駆動信号に追従することを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、
(a)所定の光源から発せられた光線を反射する第１の反射面を有する第１可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
(b)前記第１の反射面で反射された光線を反射する第２の反射面を有する第２可動部を、第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
(c)前記第１可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記第１可動部を揺動振動させることにより、前記第１の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、
(d)前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記第２可動部を揺動させることにより、前記第２の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段と、
を備え、
前記主走査手段は、
(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、
(a)所定の光源から発せられた光線を反射する第１の反射面を有する第１可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
(b)前記第１の反射面で反射された光線を反射する第２の反射面を有する第２可動部を、第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
(c)前記第２可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記第２可動部を揺動振動させることにより、前記第２の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、
(d)前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記第１可動部を揺動させることにより、前記第１の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段と、
を備え、
前記主走査手段は、
(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、
(a)所定の光源から発せられた光線を反射する反射面を有する可動部を第１軸の回りに揺動させる第１揺動手段と、前記可動部を前記第１軸と略直角に交差する第２軸の回りに揺動させる第２揺動手段とを有するアクチュエータ部と、
(b)前記可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１揺動手段を用いて前記第１軸回りに前記可動部を揺動振動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、
(c)前記第２揺動手段を用いて前記第２軸回りに前記可動部を揺動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段と、
を備え、
前記主走査手段は、
(b-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１揺動手段を用いて前記可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
(b-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、
(a)所定の光源から発せられた光線を反射する反射面を有する可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
(b)前記可動部を、前記第１軸と略直角に交差する第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
(c)前記可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記可動部を揺動振動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、
(d)前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記可動部を揺動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段と、
を備え、
前記主走査手段は、
(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、前記共振周波数をｆｏｍとし、前記共振周波数に係る共振特性の品質係数をＱとすると、
ｆｃ≒ｆｏｍ／(２Ｑ)、またはｆｃ＜ｆｏｍ／(２Ｑ)
を満たしていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記補正信号の周波数成分に関して支配的な周波数帯域ｆｃは、前記第１のアクチュエータを駆動する駆動回路の電気特性と前記可動部の揺動振動に係る機械特性とを合成した周波数特性において規定される所定の周波数通過帯域をｆａとすると、
ｆｃ≒ｆａ／２、またはｆｃ＜ｆａ／２
を満たしていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記第１のアクチュエータおよび／または前記第２のアクチュエータは、圧電アクチュエータを含んでいるとともに、
前記圧電アクチュエータを駆動する駆動回路は、少なくとも１の受動素子を有し、前記少なくとも１の受動素子と前記圧電アクチュエータの電気特性とにより前記共振周波数に略等しい共振周波数を有する共振回路として構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示装置において、
前記１の受動素子は、インダクタンス素子であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記副走査手段では、前記所定の投影面への画像表示を行う表示期間の走査と、前記画像表示を行わない非表示期間の走査とが繰り返されるとともに、
前記補正信号生成手段は、
前記非表示期間の走査から前記表示期間の走査への切替えの際に生じる過渡的な応答を前記非表示期間内に収束させる特定の信号を含んだ補正信号を生成する手段、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置において、
前記特定の信号により、前記表示期間における応答が前記表示期間の開始時点から前記駆動信号に追従することを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、
(a)所定の光源から発せられた光線を反射する第１の反射面を有する第１可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
(b)前記第１の反射面で反射された光線を反射する第２の反射面を有する第２可動部を、第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
(c)前記第１可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記第１可動部を揺動振動させることにより、前記第１の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、
(d)前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記第２可動部を揺動させることにより、前記第２の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段と、
を備え、
前記主走査手段は、
(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、
(a)所定の光源から発せられた光線を反射する第１の反射面を有する第１可動部を、第１軸の回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
(b)前記第１の反射面で反射された光線を反射する第２の反射面を有する第２可動部を、第２軸の回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
(c)前記第２可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２軸回りに前記第２可動部を揺動振動させることにより、前記第２の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、
(d)前記第１のアクチュエータを駆動して前記第１軸回りに前記第１可動部を揺動させることにより、前記第１の反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段と、
を備え、
前記主走査手段は、
(c-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第２のアクチュエータを駆動して前記第２可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
(c-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
光線のラスター走査により所定の投影面への画像表示が可能な画像表示装置であって、
(a)所定の光源から発せられた光線を反射する反射面を有する可動部を第１軸の回りに揺動させる第１揺動手段と、前記可動部を前記第１軸と略直角に交差する第２軸の回りに揺動させる第２揺動手段とを有するアクチュエータ部と、
(b)前記可動部の揺動振動に関する共振周波数の近傍の周波数成分を有する駆動信号に基づき前記第１揺動手段を用いて前記第１軸回りに前記可動部を揺動振動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る主走査方向に走査する主走査手段と、
(c)前記第２揺動手段を用いて前記第２軸回りに前記可動部を揺動させることにより、前記反射面で反射される光線を前記ラスター走査に係る副走査方向に走査する副走査手段と、
を備え、
前記主走査手段は、
(b-1)前記駆動信号として用いられる基準駆動信号に基づき前記第１揺動手段を用いて前記可動部を揺動振動させた場合に生じる前記所定の投影面での表示画像の歪みに関して、前記歪みを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
(b-2)前記補正信号に基づき前記基準駆動信号を調製し、前記駆動信号を生成する調製手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００８−３１０２９５（Ｐ２００８−３１０２９５Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８０７２１（Ｐ２００８−８０７２１）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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