画像表示装置
【課題】待機状態における消費電力が小さく、待機状態からの復帰時に速やかに画像を表示できる画像表示装置を提供する。
【解決手段】輝度変調部６は、光源１２が出射する光ビームＬの輝度を、画像情報Ｖに応じて変調する。揺動面２２は、Ｘ軸方向に揺動し、光源１２から出射された光ビームＬをＸ軸方向に走査する。駆動部２６は、揺動面２２を揺動させるように駆動する。揺動面３２は、Ｙ軸方向に揺動し、光源１２から出射された光ビームＬを第２の方向に走査する。揺動面３２を揺動させるように駆動する駆動部（３６，３７）と、処理部５は、輝度変調部６、駆動部２６、駆動部（３６，３７）の駆動をそれぞれ制御し、光源１２の駆動を一時的に停止させる待機状態への移行を命令する待機命令信号Ｓｂを入力した場合において、駆動部（３６，３７）の駆動を停止させるように処理する。
【解決手段】輝度変調部６は、光源１２が出射する光ビームＬの輝度を、画像情報Ｖに応じて変調する。揺動面２２は、Ｘ軸方向に揺動し、光源１２から出射された光ビームＬをＸ軸方向に走査する。駆動部２６は、揺動面２２を揺動させるように駆動する。揺動面３２は、Ｙ軸方向に揺動し、光源１２から出射された光ビームＬを第２の方向に走査する。揺動面３２を揺動させるように駆動する駆動部（３６，３７）と、処理部５は、輝度変調部６、駆動部２６、駆動部（３６，３７）の駆動をそれぞれ制御し、光源１２の駆動を一時的に停止させる待機状態への移行を命令する待機命令信号Ｓｂを入力した場合において、駆動部（３６，３７）の駆動を停止させるように処理する。
【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画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造技術を発展させた微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術により、小型に製造され、光ビームを反射して光を二次元的に走査する光走査素子（マイクロスキャナ）が知られている。光走査素子は、画像の情報により輝度調整された光ビームを反射し、画像をスクリーンに投射するフロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の画像表示装置等に用いられる。このような画像表示装置は、１軸方向の走査をそれぞれ行う２つの光走査素子、或いは２軸方向の走査を行う１つの光走査素子により、水平方向及び垂直方向の走査を行う（特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、水平方向の走査周波数は、動画を構成する静止画である１フレーム内の走査線数により決定され、数十ｋＨｚ程度である。ＭＥＳＭ技術により製造されたシリコン（Ｓｉ）を基材とする光走査素子は、共振周波数で駆動されることにより、高速で広範な水平方向の走査を行う（特許文献２参照）。
【０００４】
一方、垂直方向の走査周波数は、単位時間あたりのフレーム数であるフレームレートにより決定され、例えば、約６０Ｈｚ程度である。垂直方向の走査周波数は水平方向の走査周波数より遅く、ランプ波形の駆動が必要な場合があるため、垂直方向の走査では、自らの共振周波数での駆動はされず、共振周波数以下での駆動となる。また、２つの光走査素子を用いて２軸方向の走査を行う場合、水平方向に走査された後の光ビームを反射できる寸法の光走査素子が、垂直方向の走査に用いられるため、水平方向の走査に比べ大きな駆動力が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１８００号公報
【特許文献２】特開平９−１０１４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
共振周波数により走査を行う光走査素子は、安定した自励発振となるまで数秒オーダーの時間を要する。その為、電源投入後、水平及び垂直方向の走査が安定した後にレーザ光源を駆動させて画像の表示を行う必要がある。
【０００７】
また、一時的に画像を表示しない待機モードにする場合、レーザ光源の駆動を停止させるが、瞬時に画像の表示を再開するためには、上述の理由から、光走査素子を駆動し続ける必要があり、画像を表示しない間も常に光走査素子の駆動電力を消費するという問題が生じる。
【０００８】
上記問題点を鑑み、本発明は、待機状態における消費電力が小さく、待機状態からの復帰時に速やかに画像を表示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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、光ビーム（Ｌ）を出射する光源（１２）と、光源（１２）が出射する光ビーム（Ｌ）の輝度を、画像情報（Ｖ）に応じて変調する輝度変調部（６）と、第１の方向に揺動し、光源（１２）から出射された光ビーム（Ｌ）を第１の方向に走査する第１揺動面（２２）と、第１揺動面（２２）を揺動させるように駆動する第１駆動部（２６）と、第１の方向と直交する第２の方向に揺動し、光源（１２）から出射された光ビーム（Ｌ）を第２の方向に走査する第２揺動面（３２）と、第２揺動面（３２）を揺動させるように駆動する第２駆動部（３６，３７）と、輝度変調部（６）、第１駆動部（２６）、第２駆動部（３６，３７）の駆動をそれぞれ制御し、光源（１２）の駆動を一時的に停止させる待機状態への移行を命令する待機命令信号（Ｓｂ）を入力した場合において、第２駆動部（３６）の駆動を停止させるように処理する処理部（５）とを備える画像表示装置（１）であることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明の第１の態様に係る画像表示装置（１）においては、待機状態において、第１揺動面（２２）の振幅を減少させるように処理することができる。
【００１１】
また、本発明の第１の態様に係る画像表示装置（１）においては、第１揺動面（２２）が、第１揺動面（２２）の共振周波数で揺動することができる。
【００１２】
また、本発明の第１の態様に係る画像表示装置（１）においては、第２揺動面（３２）が、上面から下面に貫通する窓部を有し、第１揺動面（２２）及び第１駆動部（２６）が、第２揺動面（３２）の窓部内に位置することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、待機状態における消費電力が小さく、待機状態からの復帰時に速やかに画像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の基本的な構成を説明する模式的なブロック図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置の共振光走査素子を説明する模式的な上面図である。（ｂ）は、図２（ａ）のＹ軸方向から見た側面図である。（ｃ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の非共振光走査素子を説明する模式的な上面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の共振駆動制御部を説明する模式的なブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の非共振駆動制御部を説明する模式的なブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の 共振光走査素子及び非共振光走査素子の周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の動作を説明するフローチャートであるである。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の光走査素子を説明する模式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法の関係、各層の厚みの比率等は、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための素子や装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでなく、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１７】
（画像表示装置）
本発明の実施の形態に係る画像表示装置１は、図１に示すように、レーザ光Ｌを出射するレーザ光源１２と、レーザ光源１２が出射するレーザ光Ｌの輝度を、画像情報Ｖに応じて変調する輝度変調部６と、レーザ光源１２から出射されたレーザ光Ｌを２軸方向に走査する光走査部８と、光走査部８の駆動を制御する駆動制御部４と、輝度変調部６及び駆動制御部４の動作を制御するよう処理する処理部５とを備える。
【００１８】
光走査部８は、Ｘ軸方向（水平方向）に揺動し、レーザ光源１２から出射されたレーザ光ＬをＸ軸方向に走査する揺動面２２を有する共振光走査素子２と、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向（垂直方向）に揺動し、レーザ光源１２から出射され、共振光走査素子２によりＸ軸方向に走査されたレーザ光ＬをＹ軸方向に走査する揺動面３２を有する非共振光走査素子３とを備える。
【００１９】
共振光走査素子２は、図２に示すように、レーザ光を反射するミラー部２１を有する揺動面２２と、揺動面２２がＸ軸方向の揺動可能なように、揺動面２２を支持するそれぞれ一対の梁部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと、梁部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄをそれぞれ支持するそれぞれ一対のアーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにそれぞれ設けられ、変位することにより、揺動面２２をＸ軸方向に揺動させるように、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを駆動する駆動部２６となる圧電膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄと、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄをそれぞれ支持するフレーム部２５とを備える。
【００２０】
フレーム部２５は、例えば、概略として矩形平板状であり、上面から下面に貫通する矩形の窓部を有する枠型形状である。アーム部２４ａ，２４ｂ、アーム部２４ｃ，２４ｄは、フレーム部２５のＹ軸方向に平行な２辺からそれぞれＸ軸方向に対向して延伸する平面視帯状の部位である。アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、それぞれ一端が、フレーム部２５の窓部のＹ軸方向に平行な対向する２辺において、それぞれフレーム部２５に連結されることにより、フレーム部２５に支持される。アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、それぞれフレーム部２５に連結されない他端側において、梁部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄをそれぞれ支持する。共振光走査素子２は、揺動面２２の重心Ｇを通る、揺動面２２に対する垂線を対称の中心とした２回回転対称のトポロジーを有している。
【００２１】
共振光走査素子２は、それぞれシリコン基板上に、絶縁層、シリコン層が順次積層されてなる同一のＳＯＩ基板から、ＭＥＭＳ技術により形成可能である。揺動面２２、梁部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、フレーム部２５より厚さが薄く形成されており、例えば、ＳＯＩ基板から形成される場合、シリコン層から形成可能である。揺動面２２のミラー部２１は、揺動面２２の上面にアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等の高反射率を有する金属膜等により形成可能である。
【００２２】
圧電膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの上面にそれぞれ設けられ、変位することによりアーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄをそれぞれ駆動する。圧電膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、それぞれ、下部電極層、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）系の圧電セラミックやニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ３）等からなる圧電体層、上部電極層が順次積層されることにより構成されている。
【００２３】
フレーム部２５の上面には、端子２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄがそれぞれ形成されている。例えば、端子２７ａは、圧電膜２６ａ，２６ｂのそれぞれ上部電極層に電気的に接続され、端子２７ｂは、圧電膜２６ａ，２６ｂのそれぞれ下部電極層に電気的に接続される。また、端子２７ｃは、圧電膜２６ｃ，２６ｄのそれぞれ上部電極層に電気的に接続され、端子２７ｄは、圧電膜２６ｃ，２６ｄのそれぞれ下部電極層に電気的に接続される。
【００２４】
なお、図示を省略しているが、フレーム部２５、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄのそれぞれ表面には、それぞれ端子２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ、圧電膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ、及び配線と絶縁するシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）等の絶縁層が形成される。
【００２５】
非共振光走査素子３は、例えば、図３に示すように、レーザ光を反射するミラー部３１を一面側（例えば図３の紙面手前側）に有する揺動面３２と、揺動面３２が、Ｙ軸方向の揺動可能なように、揺動面３２を支持する一対の梁部３３ａ，３３ｂと、梁部３３ａ，３３ｂをそれぞれ支持するフレーム部３５と、揺動面３２を、Ｙ軸方向に揺動させるように駆動する駆動部（３６，３７）とを備える。
【００２６】
フレーム部３５は、概略として矩形平板状であり、上面から下面に貫通する窓部を有する枠型形状である。梁部３３ａ，３３ｂは、それぞれフレーム部３５の窓部のＹ軸方向に沿う２辺の中点近傍において、それぞれフレーム部３５に連結され、フレーム部３５に支持される。揺動面３２を揺動可能に支持する梁部３３ａ，３３ｂは、樹脂、ワイヤ等の他の支持部材であって良い。
【００２７】
非共振光走査素子３の駆動部（３６，３７）は、例えば、揺動面３２の他面側（例えば図３の紙面奥側）に設けられ、その他面を周回するように設けられたコイル３６と、フレーム部３５のＸ軸方向に沿う２辺にそれぞれ設けられた一対の磁石３７ａ，３７ｂとから構成される。磁石３７ａ，３７ｂは、相反する極を揺動面３２に向けてフレーム部３５に対向配置される。揺動面３２は、磁石３７ａ，３７ｂによる磁界と、コイル３６に通電することにより生じる磁界との相互作用によって、梁部３３ａ，３３ｂを互いに結ぶ直線を回転軸としてＹ軸方向に揺動する。
【００２８】
なお、非共振光走査素子３の駆動部（３６，３７）を、コイル３６と磁石３７ａ，３７ｂを用いたムービングコイル（ＭＣ）式の電磁アクチュエータとして説明したが、ムービングマグネット（ＭＭ）式の電磁アクチュエータや、電極間の静電気力を用いた静電アクチュエータ、圧電膜の圧電効果を用いた圧電アクチュエータ等の他の方式のアクチュエータであっても良い。
【００２９】
なお、図示を省略しているが、非共振光走査素子３は、揺動面３２の揺動を検出する検出部を備えるようにしても良い。非共振光走査素子３の検出部の検出方式は、例えば、磁気抵抗変化を検出する方式、静電容量変化を検出する方式、ピエゾ抵抗変化を検出する方式、圧電膜の圧電効果を利用した方式等を採用可能である。
【００３０】
駆動制御部４は、図１に示すように、共振駆動制御部４Ｘと非共振駆動制御部４Ｙとを備える。共振光走査素子２は、共振駆動制御部４Ｘにより駆動を制御され、非共振光走査素子３は、非共振駆動制御部４Ｙにより駆動を制御される。
【００３１】
共振駆動制御部４Ｘは、図４に示すように、共振光走査素子２の端子２７ｃから検出信号Ｓｎを入力する増幅器４１と、帯域フィルタ４２と、位相調整器４３と、自動利得制御（ＡＧＣ）回路４４と、共振光走査素子２の端子２７ａに駆動信号Ｄｖを出力する駆動アンプ４５とを備える。なお、共振光走査素子２の端子２７ｂ，２７ｄはそれぞれ接地されている。
【００３２】
位相調整器４３は、入力された検出信号Ｓｎと駆動信号Ｄｈとが互いに略１８０度位相反転するように、検出信号Ｓｎを位相調整し、共振位相信号ＰｒとしてＡＧＣ回路４４に出力する。ＡＧＣ回路４４は、入力された共振位相信号Ｐｒを、振幅が一定になるように制御して駆動アンプ４５に出力する。駆動アンプ４５は、入力された共振位相信号Ｐｒを、所定の値に昇圧し、駆動信号Ｄｈとして共振光走査素子２の端子２７ａに出力する。
【００３３】
共振光走査素子２の端子２７ａに入力された駆動信号Ｄｈは、圧電膜２６ａ，２６ｂの、上部電極層と下部電極層との間に印加される。圧電膜２６ａ，２６ｂが、駆動信号Ｄｈに応じて変位し、振動することにより、アーム部２４ａ，２４ｂは、フレーム部２５との連結部をそれぞれ支点にして、揺動面２２に対する垂直方向に駆動する。アーム部２４ａ，２４ｂの駆動により、揺動面２２は、Ｙ軸方向に沿う中心線を回転軸としてＸ軸方向に揺動する。
【００３４】
揺動面２２が揺動することにより、アーム部２４ｃ，２４ｄの圧電膜２６ｃ，２６ｄは、それぞれ変位され、圧電膜２６ｃ，２６ｄの、上部電極層と下部電極層との間にそれぞれ電圧が発生する。圧電膜２６ｃ，２６ｄの上部電極層と下部電極層との間にそれぞれ発生した電圧は、揺動面２２の振れ角に応じて変化し、検出信号Ｓｎとして端子２７ｃを介して増幅器４１に出力される。
【００３５】
増幅器４１は、端子２７ｃから入力した検出信号Ｓｎを、所定の値に昇圧して帯域フィルタ４２に出力する。そして、共振光走査素子２の共振周波数帯域の信号が通過可能な帯域フィルタ４２が、ノイズ除去して入力された検出信号Ｓｎを位相調整器４３に出力することにより、共振光走査素子２に印加する駆動信号Ｄｈをフィードバック制御でき、自励発振により揺動面２２を、揺動面２２の共振周波数ｆｘ（図６参照）で安定して駆動することができる。
【００３６】
非共振駆動制御部４Ｙは、図５に示すように、正弦波、ランプ波等の駆動波形を生成し、出力する波形発生部４６と、処理部５の制御により、波形発生部４６が出力する駆動波形の停止動作を行うスイッチ回路部４７と、非共振光走査素子３の揺動面３２が所定の振れ角を得られるように、波形発生部４６が出力する駆動波形を電流増幅し、駆動信号Ｄｖとして駆動部（３６，３７）のコイル３６に出力する駆動アンプ４８とを備える。非共振光走査素子３は、非共振駆動制御部４Ｙの制御により、例えば６０Ｈｚ等、非共振光走査素子３の共振周波数ｆｙ（図６参照）より小さい周波数で駆動される。
【００３７】
処理部５は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置から構成され、共振駆動制御部４Ｘ及び非共振駆動制御部４Ｙの動作を制御し、共振光走査素子２から検出信号Ｓｎを入力する。処理部５は、画像情報Ｖに応じて、レーザ光源１２から出射される各色のレーザ光Ｌの輝度を、光走査部８の駆動に同期して変調するように、レーザドライバ１３を介して、レーザ光源１２の駆動を制御する。レーザドライバ１３は、処理部５の制御に応じて、レーザ光源１２に駆動電流を供給する。
【００３８】
レーザ光源１２から出射されるレーザ光Ｌは、レンズ、コリメータ等の光学素子１１を通過し、平行な光ビームとして光走査部８の共振光走査素子２の揺動面２２に入射される。共振駆動制御部４Ｘにより駆動される揺動面２２は、レーザ光源１２から出射されたレーザ光Ｌを、ミラー部２１において反射してＸ軸方向に走査する。非共振駆動制御部４Ｙにより駆動される非共振光走査素子３の揺動面３２は、レーザ光源１２から出射され、共振光走査素子２によりＸ軸方向に走査されたレーザ光Ｌを、ミラー部３１において反射してＹ軸方向に走査する。光走査部８は、画像情報Ｖに応じて輝度が変調され、レーザ光源１２から出射されたレーザ光Ｌを反射してスクリーンＰを２軸方向にラスター走査し、スクリーンＰ上に走査軌跡Ｔをなして画像Ｑを表示する。
【００３９】
処理部５は、画像Ｑの表示を一時的に停止する待機状態に移行すると、少なくともレーザ光源１２の駆動を停止させる。処理部５は、待機状態への移行を命令する待機命令信号Ｓｂを、命令出力部５１から入力した場合、待機状態に移行する。処理部５は、画像Ｑを表示する通常状態への移行を命令する再駆動命令信号Ｒｓを、命令出力部５１から入力した場合、待機状態から通常状態に復帰する。
【００４０】
命令出力部５１は、例えば、画像表示装置１の動作開始からの所定時間や画像表示装置１への操作がされない所定時間の経過、画像情報Ｖの無信号期間の開始、ユーザによる操作入力等に応じて、待機命令信号Ｓｂを出力する。また、命令出力部５１は、例えば、ユーザの操作入力等に応じて、再駆動命令信号Ｒｓを処理部５に出力する。
【００４１】
（第１の動作例）
図７のフローチャートを用いて、本発明の実施の形態に係る画像表示装置１の処理部５の第１の動作例を説明する。
【００４２】
先ず、ステップＳ１１において、処理部５は、共振駆動制御部４Ｘ及び非共振駆動制御部４Ｙを介して、共振光走査素子２及び非共振光走査素子３の駆動をそれぞれ開始する。ステップＳ１２において、処理部５は、検出信号Ｓｎ等により共振光走査素子２及び非共振光走査素子３が正常に駆動しているか否かを確認する。共振光走査素子２及び非共振光走査素子３が正常に駆動していることが確認されると、ステップＳ１３において、輝度変調部６、レーザドライバ１３を介してレーザ光源１２の駆動を開始し、画像情報Ｖに応じて画像Ｑの表示を開始する。
【００４３】
ステップＳ１４において、処理部５は、命令出力部５１から待機命令信号Ｓｂを入力したことに応じて、待機状態に移行する。処理部５は、待機状態に移行すると、ステップＳ１５において、輝度変調部６、レーザドライバ１３を介してレーザ光源１２の駆動を停止し、画像Ｑの表示を停止させ、ステップＳ１６において、非共振駆動制御部４Ｙを介して、駆動部（３６，３７）の駆動を停止させ、非共振光走査素子３の揺動を停止させる。
【００４４】
ステップＳ１７において、処理部５は、命令出力部５１から再駆動命令信号Ｒｓを入力したことに応じて、通常状態に復帰する。処理部５は、通常状態に復帰すると、ステップＳ１８において、非共振駆動制御部４Ｙを介して、駆動部（３６，３７）の駆動を開始させ、非共振光走査素子３の揺動を開始させるよう処理し、ステップＳ１２に戻る。
【００４５】
上述のように、処理部５は、待機状態において、駆動開始から安定した自励発振駆動となるまで時間がかかり、消費電力が小さい共振光走査素子２の揺動面２２の駆動させたまま、消費電力が大きい非共振光走査素子３の揺動面３２の駆動を停止させる。よって、処理部５が第１の動作例のように処理を行うことで、待機状態における消費電力を低減させることができ、待機状態からの復帰時に、光走査部８に速やかに安定した駆動をさせることができる。
【００４６】
（第２の動作例）
図８のフローチャートを用いて、本発明の実施の形態に係る画像表示装置１の処理部５の第２の動作例を説明する。処理部５の第２の動作例は、処理部５が、待機状態において、非共振光走査素子３の駆動を停止させる処理に加え、共振光走査素子２の駆動を変化させる処理を行う点において第１の動作例と異なる。
【００４７】
先ず、ステップＳ２１において、処理部５は、共振駆動制御部４Ｘ及び非共振駆動制御部４Ｙを介して、共振光走査素子２及び非共振光走査素子３の駆動をそれぞれ開始する。ステップＳ２２において、処理部５は、検出信号Ｓｎ等により共振光走査素子２及び非共振光走査素子３が正常に駆動しているか否かを確認する。共振光走査素子２及び非共振光走査素子３が正常に駆動していることが確認されると、ステップＳ２３において、輝度変調部６、レーザドライバ１３を介してレーザ光源１２の駆動を開始し、画像情報Ｖに応じて画像Ｑの表示を開始する。
【００４８】
ステップＳ２４において、処理部５は、命令出力部５１から待機命令信号Ｓｂを入力したことに応じて、待機状態に移行する。処理部５は、待機状態に移行すると、ステップＳ２５において、輝度変調部６、レーザドライバ１３を介してレーザ光源１２の駆動を停止し、画像Ｑの表示を停止させ、ステップＳ２６において、非共振駆動制御部４Ｙを介して、駆動部（３６，３７）の駆動を停止させ、非共振光走査素子３の揺動を停止させる。
【００４９】
また、処理部５は、ステップＳ２７において、共振光走査素子２の揺動面２２が、自励発振による揺動面２２の共振周波数での揺動を維持できる範囲内で、揺動面２２の振幅が低減するように、共振駆動制御部４Ｘが出力する駆動信号Ｄｈを通常状態の電圧から低減させるように処理する。
【００５０】
ステップＳ２８において、処理部５は、命令出力部５１から再駆動命令信号Ｒｓを入力したことに応じて、通常状態に復帰する。処理部５は、通常状態に復帰すると、ステップＳ２９において、共振光走査素子２の揺動面２２の揺動が、通常状態の振幅となるように、共振駆動制御部４Ｘが出力する駆動信号Ｄｈを通常状態の電圧に戻すように処理する。ステップＳ３０において、処理部５は、非共振駆動制御部４Ｙを介して、駆動部（３６，３７）の駆動を開始させ、非共振光走査素子３の揺動を開始させるよう処理し、ステップＳ２２に戻る。
【００５１】
上述のように、処理部５は、待機状態において、消費電力が大きい非共振光走査素子３の揺動面３２の駆動を停止させることに加え、駆動開始から安定した自励発振駆動となるまで時間がかかり、消費電力が小さい共振光走査素子２の揺動面２２が、共振周波数での揺動を維持できる範囲内で、揺動面２２の振幅が低減するように、駆動信号Ｄｈの電圧を低減させるように処理する。よって、処理部５が第２の動作例のように処理を行うことで、待機状態における消費電力を、第１の動作例から更に低減させることができ、待機状態からの復帰時に、光走査部８に速やかに安定した駆動をさせることができる。
【００５２】
なお、処理部５の処理の各ステップは、図７、図８のフローチャートを用いて説明した順序に限られるものでなく、適宜、ステップの変更等をしても構わない。
【００５３】
本発明の実施の形態に係る画像表示装置１によれば、待機状態における消費電力が小さく、待機状態からの復帰時に、光走査部８に速やか安定した駆動をさせることができ、速やかに画像を表示できる。
【００５４】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５５】
既に述べた実施の形態においては、レーザ光源１２から出射されるレーザ光Ｌを反射して２軸方向の走査を行う光走査部を、それぞれ１軸方向の走査を行う共振光走査素子２、非共振光走査素子３からなる光走査部８として説明したが、２軸方向の走査を行う光走査素子８Ａとしても良い。
【００５６】
本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の光走査部となる光走査素子８Ａは、図９に示すように、共振光走査素子２と、共振光走査素子２がＹ軸方向の揺動可能なように支持する一対の梁部３３ａ，３３ｂと、梁部３３ａ，３３ｂをそれぞれ支持するフレーム部３５と、共振光走査素子２を、Ｙ軸方向に揺動させるように駆動する駆動部（３６，３７）を備える。本発明の実施の形態に係る非共振光走査素子３の揺動面３２が、上面から下面に貫通する窓部を有し、共振光走査素子２のフレーム部２５として機能する。光走査素子８Ａの駆動部（３６，３７）は、例えば、フレーム部２５の上面を周回するように設けられたコイル３６と、フレーム部３５のＸ軸方向に沿う２辺にそれぞれ設けられた一対の磁石３７ａ，３７ｂとから構成される。すなわち、非共振光走査素子３の揺動面３２が光走査素子２として機能するように、共振光走査素子２と非共振光走査素子３とが一体化された構成を有している。
【００５７】
また、他の実施の形態として、図２に示す共振光走査素子２を、図３に示す非共振光走査素子３の揺動面３２の一面側又は他面側に固定して一体化した構成としてもよい。この場合、照射されるレーザ光を共通のミラー部２１によってＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれに走査することができるので、ミラー部３１は不要になる。
【００５８】
本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の光走査素子８Ａは、光走査素子２をＹ軸方向に揺動可能に支持することにより、揺動面２２のミラー部２１がＸ軸方向、Ｙ軸方向の２軸方向に揺動し、光ビームを反射して２軸方向の走査をすることができる。本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の構成については、本発明の実施の形態の説明と実質的に同様であるので、重複する説明を省略する。
【００５９】
本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置によれば、処理部５が、待機状態において、光走査素子８Ａの駆動部２６による、揺動面２２の共振周波数での駆動をさせたまま、駆動部（３６，３７）の駆動を停止させ、光走査素子８Ａのフレーム部２５の駆動を停止させるように処理する。よって、待機状態における消費電力を低減させることができ、待機状態からの復帰時に、光走査部８に速やかに安定した駆動をさせることができる。また、本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の処理部５は、画像表示装置１の処理部５の第２の動作例と同様に、光走査素子８Ａの揺動面２２が、共振周波数での揺動を維持できる範囲内で、揺動面２２の振幅が低減するように、駆動信号Ｄｈの電圧を低減させるように処理しても良い。
【００６０】
また、既に述べた実施の形態においては、自励発振による駆動を行う駆動部２６と、自励発振による駆動を行わない駆動部（３６，３７）とを備える光走査部を備える画像表示装置について、例示的に説明したが、処理部５の処理の内容等は、種々のスキャナやセンサ等に対しても同様に適用可能である。
【００６１】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１…画像表示装置
２…共振光走査素子
３…非共振光走査素子
４…駆動制御部
４Ｘ…共振駆動制御部
４Ｙ…非共振駆動制御部
５…処理部
６…輝度変調部
８…光走査部
１１…光学素子
１２…レーザ光源
１３…レーザドライバ
２１…ミラー部
２２…揺動面
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…梁部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…アーム部
２５…フレーム部
２６…駆動部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ…圧電膜
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ…端子
３１…ミラー部
３２…フレーム部
３２…揺動面
３３ａ，３３ｂ…梁部
３５…フレーム部
３６…コイル
３７ａ，３７ｂ…磁石
４１…増幅器
４２…帯域フィルタ
４３…位相調整器
４４…ＡＧＣ回路
４５，４８…駆動アンプ
４６…波形発生部
４７…スイッチ回路部
５１…命令出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを走査する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造技術を発展させた微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術により、小型に製造され、光ビームを反射して光を二次元的に走査する光走査素子（マイクロスキャナ）が知られている。光走査素子は、画像の情報により輝度調整された光ビームを反射し、画像をスクリーンに投射するフロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の画像表示装置等に用いられる。このような画像表示装置は、１軸方向の走査をそれぞれ行う２つの光走査素子、或いは２軸方向の走査を行う１つの光走査素子により、水平方向及び垂直方向の走査を行う（特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、水平方向の走査周波数は、動画を構成する静止画である１フレーム内の走査線数により決定され、数十ｋＨｚ程度である。ＭＥＳＭ技術により製造されたシリコン（Ｓｉ）を基材とする光走査素子は、共振周波数で駆動されることにより、高速で広範な水平方向の走査を行う（特許文献２参照）。
【０００４】
一方、垂直方向の走査周波数は、単位時間あたりのフレーム数であるフレームレートにより決定され、例えば、約６０Ｈｚ程度である。垂直方向の走査周波数は水平方向の走査周波数より遅く、ランプ波形の駆動が必要な場合があるため、垂直方向の走査では、自らの共振周波数での駆動はされず、共振周波数以下での駆動となる。また、２つの光走査素子を用いて２軸方向の走査を行う場合、水平方向に走査された後の光ビームを反射できる寸法の光走査素子が、垂直方向の走査に用いられるため、水平方向の走査に比べ大きな駆動力が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１８００号公報
【特許文献２】特開平９−１０１４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
共振周波数により走査を行う光走査素子は、安定した自励発振となるまで数秒オーダーの時間を要する。その為、電源投入後、水平及び垂直方向の走査が安定した後にレーザ光源を駆動させて画像の表示を行う必要がある。
【０００７】
また、一時的に画像を表示しない待機モードにする場合、レーザ光源の駆動を停止させるが、瞬時に画像の表示を再開するためには、上述の理由から、光走査素子を駆動し続ける必要があり、画像を表示しない間も常に光走査素子の駆動電力を消費するという問題が生じる。
【０００８】
上記問題点を鑑み、本発明は、待機状態における消費電力が小さく、待機状態からの復帰時に速やかに画像を表示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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、光ビーム（Ｌ）を出射する光源（１２）と、光源（１２）が出射する光ビーム（Ｌ）の輝度を、画像情報（Ｖ）に応じて変調する輝度変調部（６）と、第１の方向に揺動し、光源（１２）から出射された光ビーム（Ｌ）を第１の方向に走査する第１揺動面（２２）と、第１揺動面（２２）を揺動させるように駆動する第１駆動部（２６）と、第１の方向と直交する第２の方向に揺動し、光源（１２）から出射された光ビーム（Ｌ）を第２の方向に走査する第２揺動面（３２）と、第２揺動面（３２）を揺動させるように駆動する第２駆動部（３６，３７）と、輝度変調部（６）、第１駆動部（２６）、第２駆動部（３６，３７）の駆動をそれぞれ制御し、光源（１２）の駆動を一時的に停止させる待機状態への移行を命令する待機命令信号（Ｓｂ）を入力した場合において、第２駆動部（３６）の駆動を停止させるように処理する処理部（５）とを備える画像表示装置（１）であることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明の第１の態様に係る画像表示装置（１）においては、待機状態において、第１揺動面（２２）の振幅を減少させるように処理することができる。
【００１１】
また、本発明の第１の態様に係る画像表示装置（１）においては、第１揺動面（２２）が、第１揺動面（２２）の共振周波数で揺動することができる。
【００１２】
また、本発明の第１の態様に係る画像表示装置（１）においては、第２揺動面（３２）が、上面から下面に貫通する窓部を有し、第１揺動面（２２）及び第１駆動部（２６）が、第２揺動面（３２）の窓部内に位置することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、待機状態における消費電力が小さく、待機状態からの復帰時に速やかに画像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の基本的な構成を説明する模式的なブロック図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置の共振光走査素子を説明する模式的な上面図である。（ｂ）は、図２（ａ）のＹ軸方向から見た側面図である。（ｃ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の非共振光走査素子を説明する模式的な上面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の共振駆動制御部を説明する模式的なブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の非共振駆動制御部を説明する模式的なブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の 共振光走査素子及び非共振光走査素子の周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の動作を説明するフローチャートであるである。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の光走査素子を説明する模式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法の関係、各層の厚みの比率等は、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための素子や装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでなく、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１７】
（画像表示装置）
本発明の実施の形態に係る画像表示装置１は、図１に示すように、レーザ光Ｌを出射するレーザ光源１２と、レーザ光源１２が出射するレーザ光Ｌの輝度を、画像情報Ｖに応じて変調する輝度変調部６と、レーザ光源１２から出射されたレーザ光Ｌを２軸方向に走査する光走査部８と、光走査部８の駆動を制御する駆動制御部４と、輝度変調部６及び駆動制御部４の動作を制御するよう処理する処理部５とを備える。
【００１８】
光走査部８は、Ｘ軸方向（水平方向）に揺動し、レーザ光源１２から出射されたレーザ光ＬをＸ軸方向に走査する揺動面２２を有する共振光走査素子２と、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向（垂直方向）に揺動し、レーザ光源１２から出射され、共振光走査素子２によりＸ軸方向に走査されたレーザ光ＬをＹ軸方向に走査する揺動面３２を有する非共振光走査素子３とを備える。
【００１９】
共振光走査素子２は、図２に示すように、レーザ光を反射するミラー部２１を有する揺動面２２と、揺動面２２がＸ軸方向の揺動可能なように、揺動面２２を支持するそれぞれ一対の梁部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと、梁部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄをそれぞれ支持するそれぞれ一対のアーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにそれぞれ設けられ、変位することにより、揺動面２２をＸ軸方向に揺動させるように、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを駆動する駆動部２６となる圧電膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄと、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄをそれぞれ支持するフレーム部２５とを備える。
【００２０】
フレーム部２５は、例えば、概略として矩形平板状であり、上面から下面に貫通する矩形の窓部を有する枠型形状である。アーム部２４ａ，２４ｂ、アーム部２４ｃ，２４ｄは、フレーム部２５のＹ軸方向に平行な２辺からそれぞれＸ軸方向に対向して延伸する平面視帯状の部位である。アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、それぞれ一端が、フレーム部２５の窓部のＹ軸方向に平行な対向する２辺において、それぞれフレーム部２５に連結されることにより、フレーム部２５に支持される。アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、それぞれフレーム部２５に連結されない他端側において、梁部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄをそれぞれ支持する。共振光走査素子２は、揺動面２２の重心Ｇを通る、揺動面２２に対する垂線を対称の中心とした２回回転対称のトポロジーを有している。
【００２１】
共振光走査素子２は、それぞれシリコン基板上に、絶縁層、シリコン層が順次積層されてなる同一のＳＯＩ基板から、ＭＥＭＳ技術により形成可能である。揺動面２２、梁部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、フレーム部２５より厚さが薄く形成されており、例えば、ＳＯＩ基板から形成される場合、シリコン層から形成可能である。揺動面２２のミラー部２１は、揺動面２２の上面にアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等の高反射率を有する金属膜等により形成可能である。
【００２２】
圧電膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの上面にそれぞれ設けられ、変位することによりアーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄをそれぞれ駆動する。圧電膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、それぞれ、下部電極層、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）系の圧電セラミックやニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ３）等からなる圧電体層、上部電極層が順次積層されることにより構成されている。
【００２３】
フレーム部２５の上面には、端子２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄがそれぞれ形成されている。例えば、端子２７ａは、圧電膜２６ａ，２６ｂのそれぞれ上部電極層に電気的に接続され、端子２７ｂは、圧電膜２６ａ，２６ｂのそれぞれ下部電極層に電気的に接続される。また、端子２７ｃは、圧電膜２６ｃ，２６ｄのそれぞれ上部電極層に電気的に接続され、端子２７ｄは、圧電膜２６ｃ，２６ｄのそれぞれ下部電極層に電気的に接続される。
【００２４】
なお、図示を省略しているが、フレーム部２５、アーム部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄのそれぞれ表面には、それぞれ端子２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ、圧電膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ、及び配線と絶縁するシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）等の絶縁層が形成される。
【００２５】
非共振光走査素子３は、例えば、図３に示すように、レーザ光を反射するミラー部３１を一面側（例えば図３の紙面手前側）に有する揺動面３２と、揺動面３２が、Ｙ軸方向の揺動可能なように、揺動面３２を支持する一対の梁部３３ａ，３３ｂと、梁部３３ａ，３３ｂをそれぞれ支持するフレーム部３５と、揺動面３２を、Ｙ軸方向に揺動させるように駆動する駆動部（３６，３７）とを備える。
【００２６】
フレーム部３５は、概略として矩形平板状であり、上面から下面に貫通する窓部を有する枠型形状である。梁部３３ａ，３３ｂは、それぞれフレーム部３５の窓部のＹ軸方向に沿う２辺の中点近傍において、それぞれフレーム部３５に連結され、フレーム部３５に支持される。揺動面３２を揺動可能に支持する梁部３３ａ，３３ｂは、樹脂、ワイヤ等の他の支持部材であって良い。
【００２７】
非共振光走査素子３の駆動部（３６，３７）は、例えば、揺動面３２の他面側（例えば図３の紙面奥側）に設けられ、その他面を周回するように設けられたコイル３６と、フレーム部３５のＸ軸方向に沿う２辺にそれぞれ設けられた一対の磁石３７ａ，３７ｂとから構成される。磁石３７ａ，３７ｂは、相反する極を揺動面３２に向けてフレーム部３５に対向配置される。揺動面３２は、磁石３７ａ，３７ｂによる磁界と、コイル３６に通電することにより生じる磁界との相互作用によって、梁部３３ａ，３３ｂを互いに結ぶ直線を回転軸としてＹ軸方向に揺動する。
【００２８】
なお、非共振光走査素子３の駆動部（３６，３７）を、コイル３６と磁石３７ａ，３７ｂを用いたムービングコイル（ＭＣ）式の電磁アクチュエータとして説明したが、ムービングマグネット（ＭＭ）式の電磁アクチュエータや、電極間の静電気力を用いた静電アクチュエータ、圧電膜の圧電効果を用いた圧電アクチュエータ等の他の方式のアクチュエータであっても良い。
【００２９】
なお、図示を省略しているが、非共振光走査素子３は、揺動面３２の揺動を検出する検出部を備えるようにしても良い。非共振光走査素子３の検出部の検出方式は、例えば、磁気抵抗変化を検出する方式、静電容量変化を検出する方式、ピエゾ抵抗変化を検出する方式、圧電膜の圧電効果を利用した方式等を採用可能である。
【００３０】
駆動制御部４は、図１に示すように、共振駆動制御部４Ｘと非共振駆動制御部４Ｙとを備える。共振光走査素子２は、共振駆動制御部４Ｘにより駆動を制御され、非共振光走査素子３は、非共振駆動制御部４Ｙにより駆動を制御される。
【００３１】
共振駆動制御部４Ｘは、図４に示すように、共振光走査素子２の端子２７ｃから検出信号Ｓｎを入力する増幅器４１と、帯域フィルタ４２と、位相調整器４３と、自動利得制御（ＡＧＣ）回路４４と、共振光走査素子２の端子２７ａに駆動信号Ｄｖを出力する駆動アンプ４５とを備える。なお、共振光走査素子２の端子２７ｂ，２７ｄはそれぞれ接地されている。
【００３２】
位相調整器４３は、入力された検出信号Ｓｎと駆動信号Ｄｈとが互いに略１８０度位相反転するように、検出信号Ｓｎを位相調整し、共振位相信号ＰｒとしてＡＧＣ回路４４に出力する。ＡＧＣ回路４４は、入力された共振位相信号Ｐｒを、振幅が一定になるように制御して駆動アンプ４５に出力する。駆動アンプ４５は、入力された共振位相信号Ｐｒを、所定の値に昇圧し、駆動信号Ｄｈとして共振光走査素子２の端子２７ａに出力する。
【００３３】
共振光走査素子２の端子２７ａに入力された駆動信号Ｄｈは、圧電膜２６ａ，２６ｂの、上部電極層と下部電極層との間に印加される。圧電膜２６ａ，２６ｂが、駆動信号Ｄｈに応じて変位し、振動することにより、アーム部２４ａ，２４ｂは、フレーム部２５との連結部をそれぞれ支点にして、揺動面２２に対する垂直方向に駆動する。アーム部２４ａ，２４ｂの駆動により、揺動面２２は、Ｙ軸方向に沿う中心線を回転軸としてＸ軸方向に揺動する。
【００３４】
揺動面２２が揺動することにより、アーム部２４ｃ，２４ｄの圧電膜２６ｃ，２６ｄは、それぞれ変位され、圧電膜２６ｃ，２６ｄの、上部電極層と下部電極層との間にそれぞれ電圧が発生する。圧電膜２６ｃ，２６ｄの上部電極層と下部電極層との間にそれぞれ発生した電圧は、揺動面２２の振れ角に応じて変化し、検出信号Ｓｎとして端子２７ｃを介して増幅器４１に出力される。
【００３５】
増幅器４１は、端子２７ｃから入力した検出信号Ｓｎを、所定の値に昇圧して帯域フィルタ４２に出力する。そして、共振光走査素子２の共振周波数帯域の信号が通過可能な帯域フィルタ４２が、ノイズ除去して入力された検出信号Ｓｎを位相調整器４３に出力することにより、共振光走査素子２に印加する駆動信号Ｄｈをフィードバック制御でき、自励発振により揺動面２２を、揺動面２２の共振周波数ｆｘ（図６参照）で安定して駆動することができる。
【００３６】
非共振駆動制御部４Ｙは、図５に示すように、正弦波、ランプ波等の駆動波形を生成し、出力する波形発生部４６と、処理部５の制御により、波形発生部４６が出力する駆動波形の停止動作を行うスイッチ回路部４７と、非共振光走査素子３の揺動面３２が所定の振れ角を得られるように、波形発生部４６が出力する駆動波形を電流増幅し、駆動信号Ｄｖとして駆動部（３６，３７）のコイル３６に出力する駆動アンプ４８とを備える。非共振光走査素子３は、非共振駆動制御部４Ｙの制御により、例えば６０Ｈｚ等、非共振光走査素子３の共振周波数ｆｙ（図６参照）より小さい周波数で駆動される。
【００３７】
処理部５は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置から構成され、共振駆動制御部４Ｘ及び非共振駆動制御部４Ｙの動作を制御し、共振光走査素子２から検出信号Ｓｎを入力する。処理部５は、画像情報Ｖに応じて、レーザ光源１２から出射される各色のレーザ光Ｌの輝度を、光走査部８の駆動に同期して変調するように、レーザドライバ１３を介して、レーザ光源１２の駆動を制御する。レーザドライバ１３は、処理部５の制御に応じて、レーザ光源１２に駆動電流を供給する。
【００３８】
レーザ光源１２から出射されるレーザ光Ｌは、レンズ、コリメータ等の光学素子１１を通過し、平行な光ビームとして光走査部８の共振光走査素子２の揺動面２２に入射される。共振駆動制御部４Ｘにより駆動される揺動面２２は、レーザ光源１２から出射されたレーザ光Ｌを、ミラー部２１において反射してＸ軸方向に走査する。非共振駆動制御部４Ｙにより駆動される非共振光走査素子３の揺動面３２は、レーザ光源１２から出射され、共振光走査素子２によりＸ軸方向に走査されたレーザ光Ｌを、ミラー部３１において反射してＹ軸方向に走査する。光走査部８は、画像情報Ｖに応じて輝度が変調され、レーザ光源１２から出射されたレーザ光Ｌを反射してスクリーンＰを２軸方向にラスター走査し、スクリーンＰ上に走査軌跡Ｔをなして画像Ｑを表示する。
【００３９】
処理部５は、画像Ｑの表示を一時的に停止する待機状態に移行すると、少なくともレーザ光源１２の駆動を停止させる。処理部５は、待機状態への移行を命令する待機命令信号Ｓｂを、命令出力部５１から入力した場合、待機状態に移行する。処理部５は、画像Ｑを表示する通常状態への移行を命令する再駆動命令信号Ｒｓを、命令出力部５１から入力した場合、待機状態から通常状態に復帰する。
【００４０】
命令出力部５１は、例えば、画像表示装置１の動作開始からの所定時間や画像表示装置１への操作がされない所定時間の経過、画像情報Ｖの無信号期間の開始、ユーザによる操作入力等に応じて、待機命令信号Ｓｂを出力する。また、命令出力部５１は、例えば、ユーザの操作入力等に応じて、再駆動命令信号Ｒｓを処理部５に出力する。
【００４１】
（第１の動作例）
図７のフローチャートを用いて、本発明の実施の形態に係る画像表示装置１の処理部５の第１の動作例を説明する。
【００４２】
先ず、ステップＳ１１において、処理部５は、共振駆動制御部４Ｘ及び非共振駆動制御部４Ｙを介して、共振光走査素子２及び非共振光走査素子３の駆動をそれぞれ開始する。ステップＳ１２において、処理部５は、検出信号Ｓｎ等により共振光走査素子２及び非共振光走査素子３が正常に駆動しているか否かを確認する。共振光走査素子２及び非共振光走査素子３が正常に駆動していることが確認されると、ステップＳ１３において、輝度変調部６、レーザドライバ１３を介してレーザ光源１２の駆動を開始し、画像情報Ｖに応じて画像Ｑの表示を開始する。
【００４３】
ステップＳ１４において、処理部５は、命令出力部５１から待機命令信号Ｓｂを入力したことに応じて、待機状態に移行する。処理部５は、待機状態に移行すると、ステップＳ１５において、輝度変調部６、レーザドライバ１３を介してレーザ光源１２の駆動を停止し、画像Ｑの表示を停止させ、ステップＳ１６において、非共振駆動制御部４Ｙを介して、駆動部（３６，３７）の駆動を停止させ、非共振光走査素子３の揺動を停止させる。
【００４４】
ステップＳ１７において、処理部５は、命令出力部５１から再駆動命令信号Ｒｓを入力したことに応じて、通常状態に復帰する。処理部５は、通常状態に復帰すると、ステップＳ１８において、非共振駆動制御部４Ｙを介して、駆動部（３６，３７）の駆動を開始させ、非共振光走査素子３の揺動を開始させるよう処理し、ステップＳ１２に戻る。
【００４５】
上述のように、処理部５は、待機状態において、駆動開始から安定した自励発振駆動となるまで時間がかかり、消費電力が小さい共振光走査素子２の揺動面２２の駆動させたまま、消費電力が大きい非共振光走査素子３の揺動面３２の駆動を停止させる。よって、処理部５が第１の動作例のように処理を行うことで、待機状態における消費電力を低減させることができ、待機状態からの復帰時に、光走査部８に速やかに安定した駆動をさせることができる。
【００４６】
（第２の動作例）
図８のフローチャートを用いて、本発明の実施の形態に係る画像表示装置１の処理部５の第２の動作例を説明する。処理部５の第２の動作例は、処理部５が、待機状態において、非共振光走査素子３の駆動を停止させる処理に加え、共振光走査素子２の駆動を変化させる処理を行う点において第１の動作例と異なる。
【００４７】
先ず、ステップＳ２１において、処理部５は、共振駆動制御部４Ｘ及び非共振駆動制御部４Ｙを介して、共振光走査素子２及び非共振光走査素子３の駆動をそれぞれ開始する。ステップＳ２２において、処理部５は、検出信号Ｓｎ等により共振光走査素子２及び非共振光走査素子３が正常に駆動しているか否かを確認する。共振光走査素子２及び非共振光走査素子３が正常に駆動していることが確認されると、ステップＳ２３において、輝度変調部６、レーザドライバ１３を介してレーザ光源１２の駆動を開始し、画像情報Ｖに応じて画像Ｑの表示を開始する。
【００４８】
ステップＳ２４において、処理部５は、命令出力部５１から待機命令信号Ｓｂを入力したことに応じて、待機状態に移行する。処理部５は、待機状態に移行すると、ステップＳ２５において、輝度変調部６、レーザドライバ１３を介してレーザ光源１２の駆動を停止し、画像Ｑの表示を停止させ、ステップＳ２６において、非共振駆動制御部４Ｙを介して、駆動部（３６，３７）の駆動を停止させ、非共振光走査素子３の揺動を停止させる。
【００４９】
また、処理部５は、ステップＳ２７において、共振光走査素子２の揺動面２２が、自励発振による揺動面２２の共振周波数での揺動を維持できる範囲内で、揺動面２２の振幅が低減するように、共振駆動制御部４Ｘが出力する駆動信号Ｄｈを通常状態の電圧から低減させるように処理する。
【００５０】
ステップＳ２８において、処理部５は、命令出力部５１から再駆動命令信号Ｒｓを入力したことに応じて、通常状態に復帰する。処理部５は、通常状態に復帰すると、ステップＳ２９において、共振光走査素子２の揺動面２２の揺動が、通常状態の振幅となるように、共振駆動制御部４Ｘが出力する駆動信号Ｄｈを通常状態の電圧に戻すように処理する。ステップＳ３０において、処理部５は、非共振駆動制御部４Ｙを介して、駆動部（３６，３７）の駆動を開始させ、非共振光走査素子３の揺動を開始させるよう処理し、ステップＳ２２に戻る。
【００５１】
上述のように、処理部５は、待機状態において、消費電力が大きい非共振光走査素子３の揺動面３２の駆動を停止させることに加え、駆動開始から安定した自励発振駆動となるまで時間がかかり、消費電力が小さい共振光走査素子２の揺動面２２が、共振周波数での揺動を維持できる範囲内で、揺動面２２の振幅が低減するように、駆動信号Ｄｈの電圧を低減させるように処理する。よって、処理部５が第２の動作例のように処理を行うことで、待機状態における消費電力を、第１の動作例から更に低減させることができ、待機状態からの復帰時に、光走査部８に速やかに安定した駆動をさせることができる。
【００５２】
なお、処理部５の処理の各ステップは、図７、図８のフローチャートを用いて説明した順序に限られるものでなく、適宜、ステップの変更等をしても構わない。
【００５３】
本発明の実施の形態に係る画像表示装置１によれば、待機状態における消費電力が小さく、待機状態からの復帰時に、光走査部８に速やか安定した駆動をさせることができ、速やかに画像を表示できる。
【００５４】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５５】
既に述べた実施の形態においては、レーザ光源１２から出射されるレーザ光Ｌを反射して２軸方向の走査を行う光走査部を、それぞれ１軸方向の走査を行う共振光走査素子２、非共振光走査素子３からなる光走査部８として説明したが、２軸方向の走査を行う光走査素子８Ａとしても良い。
【００５６】
本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の光走査部となる光走査素子８Ａは、図９に示すように、共振光走査素子２と、共振光走査素子２がＹ軸方向の揺動可能なように支持する一対の梁部３３ａ，３３ｂと、梁部３３ａ，３３ｂをそれぞれ支持するフレーム部３５と、共振光走査素子２を、Ｙ軸方向に揺動させるように駆動する駆動部（３６，３７）を備える。本発明の実施の形態に係る非共振光走査素子３の揺動面３２が、上面から下面に貫通する窓部を有し、共振光走査素子２のフレーム部２５として機能する。光走査素子８Ａの駆動部（３６，３７）は、例えば、フレーム部２５の上面を周回するように設けられたコイル３６と、フレーム部３５のＸ軸方向に沿う２辺にそれぞれ設けられた一対の磁石３７ａ，３７ｂとから構成される。すなわち、非共振光走査素子３の揺動面３２が光走査素子２として機能するように、共振光走査素子２と非共振光走査素子３とが一体化された構成を有している。
【００５７】
また、他の実施の形態として、図２に示す共振光走査素子２を、図３に示す非共振光走査素子３の揺動面３２の一面側又は他面側に固定して一体化した構成としてもよい。この場合、照射されるレーザ光を共通のミラー部２１によってＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれに走査することができるので、ミラー部３１は不要になる。
【００５８】
本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の光走査素子８Ａは、光走査素子２をＹ軸方向に揺動可能に支持することにより、揺動面２２のミラー部２１がＸ軸方向、Ｙ軸方向の２軸方向に揺動し、光ビームを反射して２軸方向の走査をすることができる。本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の構成については、本発明の実施の形態の説明と実質的に同様であるので、重複する説明を省略する。
【００５９】
本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置によれば、処理部５が、待機状態において、光走査素子８Ａの駆動部２６による、揺動面２２の共振周波数での駆動をさせたまま、駆動部（３６，３７）の駆動を停止させ、光走査素子８Ａのフレーム部２５の駆動を停止させるように処理する。よって、待機状態における消費電力を低減させることができ、待機状態からの復帰時に、光走査部８に速やかに安定した駆動をさせることができる。また、本発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の処理部５は、画像表示装置１の処理部５の第２の動作例と同様に、光走査素子８Ａの揺動面２２が、共振周波数での揺動を維持できる範囲内で、揺動面２２の振幅が低減するように、駆動信号Ｄｈの電圧を低減させるように処理しても良い。
【００６０】
また、既に述べた実施の形態においては、自励発振による駆動を行う駆動部２６と、自励発振による駆動を行わない駆動部（３６，３７）とを備える光走査部を備える画像表示装置について、例示的に説明したが、処理部５の処理の内容等は、種々のスキャナやセンサ等に対しても同様に適用可能である。
【００６１】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１…画像表示装置
２…共振光走査素子
３…非共振光走査素子
４…駆動制御部
４Ｘ…共振駆動制御部
４Ｙ…非共振駆動制御部
５…処理部
６…輝度変調部
８…光走査部
１１…光学素子
１２…レーザ光源
１３…レーザドライバ
２１…ミラー部
２２…揺動面
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…梁部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…アーム部
２５…フレーム部
２６…駆動部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ…圧電膜
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ…端子
３１…ミラー部
３２…フレーム部
３２…揺動面
３３ａ，３３ｂ…梁部
３５…フレーム部
３６…コイル
３７ａ，３７ｂ…磁石
４１…増幅器
４２…帯域フィルタ
４３…位相調整器
４４…ＡＧＣ回路
４５，４８…駆動アンプ
４６…波形発生部
４７…スイッチ回路部
５１…命令出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光源が出射する光ビームの輝度を、画像情報に応じて変調する輝度変調部と、
第１の方向に揺動し、前記光源から出射された光ビームを前記第１の方向に走査する第１揺動面と、
前記第１揺動面を揺動させるように駆動する第１駆動部と、
前記第１の方向と直交する第２の方向に揺動し、前記光源から出射された光ビームを第２の方向に走査する第２揺動面と、
前記第２揺動面を揺動させるように駆動する第２駆動部と、
前記輝度変調部、前記第１駆動部、前記第２駆動部の駆動をそれぞれ制御し、前記光源の駆動を一時的に停止させる待機状態への移行を命令する待機命令信号を入力した場合において、前記第２駆動部の駆動を停止させるように処理する処理部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記待機状態において、前記第１揺動面の振幅を減少させるように処理することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１揺動面が、前記第１揺動面の共振周波数で揺動することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光源が出射する光ビームの輝度を、画像情報に応じて変調する輝度変調部と、
第１の方向に揺動し、前記光源から出射された光ビームを前記第１の方向に走査する第１揺動面と、
前記第１揺動面を揺動させるように駆動する第１駆動部と、
前記第１の方向と直交する第２の方向に揺動し、前記光源から出射された光ビームを第２の方向に走査する第２揺動面と、
前記第２揺動面を揺動させるように駆動する第２駆動部と、
前記輝度変調部、前記第１駆動部、前記第２駆動部の駆動をそれぞれ制御し、前記光源の駆動を一時的に停止させる待機状態への移行を命令する待機命令信号を入力した場合において、前記第２駆動部の駆動を停止させるように処理する処理部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記待機状態において、前記第１揺動面の振幅を減少させるように処理することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１揺動面が、前記第１揺動面の共振周波数で揺動することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８５１９４（Ｐ２０１２−１８５１９４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６１６２（Ｐ２０１１−４６１６２）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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