JP2007003687A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査手段で光束を２次元走査し画像を形成し観察するとき、走査手段や光源手段が故障した場合、又は正しく動作しない場合、それを早期に検出し、その後の対応を適切にとることができ、常に良好なる画像を観察することができる画像表示装置を得ること。
【解決手段】画像情報に基づいて光変調された光束を出射する光源手段と、
該光源手段から出射した光束で被走査面を走査する走査手段とを有し、該被走査面に画像を表示する画像表示装置において、
該被走査面を光束が走査するときの該被走査面の特定の領域に入射する光束を受光する受光手段と、
該受光手段からの出力信号が所定の時間間隔で出力されているか否かを判定する第一の判定手段と、該第一の判定手段からの判定信号で該光源手段の駆動を制御する制御手段とを有すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源手段から画像情報に基づいて光変調され射出した光束を２次元に走査することにより画像を表示する走査型の画像表示装置に関する。

画像情報に基づいて光変調されたレーザ光をマイクロメカニカルミラー等の走査手段により、被走査面上を２次元方向に走査し、被走査面上に形成される光スポットの残像効果によって２次元画像を表示する２次元走査型の画像表示装置が種々提案されている（特許文献１、２）。

特許文献１では、共振駆動されるミラーから成る２つの偏向手段（走査手段）を用いて、光束を水平方向と垂直方向に偏向させ被走査面上を２次元に偏向走査することで画像表示を行う画像表示装置を開示している。

特許文献１では走査手段として比較的高速な偏向を行うことができる共振型の偏向器を用いることにより高精細な画像を表示している。また、特許文献１には、共振型の偏向器の駆動制御を高精度に行う方法を開示している。

特許文献２では１次元画像を偏向ミラーで偏向走査し２次元画像として投影するディスプレイ装置を開示している。

特許文献２は、走査手段として一定の角度、一定の周期で振動する偏向ミラーの変位角度を偏向ミラーに取りつられた検出器で検出し、検出器で得られる信号をもとに走査同期のタイミング信号を生成している。
特開２００４−２６４６７０号公報 特開平６−３４２１２６号公報

走査型の画像表示装置においては、走査手段が故障して被走査面上を光束で正しく走査できなくなる場合がある。このようなとき画像情報に基づいて光変調した光束を出射する光源手段の駆動を停止させることが重要である。

特に、光源手段をバッテリー駆動などを行っている際には、バッテリーの消耗を防ぐ上でも走査手段が故障した場合の光源手段への対応は重要である。

特許文献１，２には走査手段が故障したときや光源手段が故障したときの対応などについては全く開示されていない。

本発明は、走査手段で光束を２次元走査し画像を形成するとき、走査手段や光源手段が故障した場合、又は正しく動作しない場合、それを早期に検出し、その後の対応を適切にとることができ、常に良好なる画像を表示することができる画像表示装置の提供を目的とする。

本発明の画像表示装置は、
◎画像情報に基づいて光変調された光束を出射する光源手段と、
該光源手段から出射した光束で被走査面を走査する走査手段とを有し、該被走査面に画像を表示する画像表示装置において、
該被走査面を光束が走査するときの該被走査面の特定の領域に入射する光束を受光する受光手段と、
該受光手段からの出力信号が所定の時間間隔で出力されているか否かを判定する第一の判定手段と、該第一の判定手段からの判定信号で該光源手段の駆動を制御する制御手段とを有することを特徴としている。

◎画像情報に基づいて光変調された光束を出射する光源手段と、
該光源手段から出射した光束で被走査面を走査する走査手段とを有し、該被走査面に画像を表示する画像表示装置において、
該被走査面を光束が走査するときの該被走査面の特定の領域に入射する光束を受光する受光手段と、
該受光手段からの出力信号で、光束が該被走査面上を移動しているか否かを判定する第一の判定手段と、該第一の判定手段からの判定信号で該光源手段の駆動を制御する制御手段とを有することを特徴としている。

本発明によれば走査手段で光束を２次元走査し画像を表示するとき、走査手段や光源手段が故障した場合、又は正しく動作しない場合、それに対する適切な対応を早期にとることができる。

本発明の各実施例を以下に説明する。

図１は、本発明の走査型の画像表示装置の実施例１の要部概略図である。

図１において光源手段（半導体レーザ）１０１より画像情報に基づいて光変調され放射した光束１１６は、集光レンズ１０２、変換光学系１０４を介して、走査手段（偏向手段）１０５に入射する。

走査手段１０５は、水平走査手段（主走査方向の走査手段）１０５ａと垂直走査手段（副走査方向の走査手段、ここでは主走査方向の走査手段の周期に比べて周期が短い走査手段）１０５ｂを有し、入射した光束を２次元方向に偏向走査する。

走査手段１０５で偏向走査された光束は、２枚の平面ミラー又はパワーのある反射鏡等のミラー１０６ａ，１０６ｂから成る光学系１０６を介してスクリーンや壁などの被走査面１０７を走査する。

光源手段１０１から発せられた光束は、集光レンズ１０２、変換光学系１０４、光学系１０６等の光学装置により被走査面１０７上に略集光され、光源像を形成するように構成されている。したがって、走査手段１０５により、被走査面１０７上に形成される光源像は、２次元方向に走査される。

走査手段１０５を構成する一方の水平走査手段１０５ａは、半導体プロセスにより形成された共振型のマイクロメカニカルミラー（ＭＥＭＳミラー）であり、ミラー面を機械的な共振動作により揺動するように構成されている。

又走査手段１０５を構成する他方の垂直走査手段１０５ｂは、回転軸を有するステッピングモータなどのモータで駆動されるミラーである。

水平走査手段１０５ａは、水平走査手段駆動部１１４、同駆動回路１１９に接続されており、垂直走査手段１０５ｂは垂直走査手段駆動部１１５、垂直走査手段駆動回路１２０と接続されている。

また、光源手段１０１は、光源駆動回路１１３に接続されている。光源駆動回路１１３、水平駆動回路１１９，垂直駆動回路１２０は、システム制御回路（制御手段）１２１に接続されており、同期を取りながら光源手段１０１の発光時間、走査手段１０５の偏向動作が制御される。システム制御回路１２１には、不図示の信号入力手段から、映像信号が入力され、その入力信号にもとづいて、システム制御回路１２１は制御を行う。

図１において、矢印１１７は、水平走査手段１０５ａの揺動方向を示している。水平走査手段１０５ａにより偏向された光束は被走査面１０７上を光走査し、図中の往路走査線１０８，復路走査線１０９等の走査線を形成する。

矢印１１８は垂直走査手段１０５ｂの偏向方向を示しており、１１８方向に振動することにより、被走査面１０７上を矢印１１２方向に走査する。

したがって、被走査面１０７上には、走査線１０８，１０９のような往復した走査線が垂直方向に上から下に向かって形成される。

被走査面１０７上の最も下の走査を終了すると、垂直走査手段１０５ｂは帰線１１１の如く被走査面１０７の上端まで戻りその後繰り返し走査を行う。

偏向光束は、被走査面１０７の有効部１１０の外側まで走査され、外側に配置した被走査面１０７上を光束で走査するときの該被走査面の特定の領域に入射する光束を受光する受光手段（同期光検出手段）１２２に入射している。

ここで「被走査面の特定領域に入射する光束」は、実際に被走査面１０７の特定領域に入射している訳ではなく、実施例に記載されているように、装置内で光路を折り曲げられて、被走査面１０７と光学的に略共役な位置に配置された受光手段（ＣＣＤ等の光電変換素子、センサー）１２２に入射している。つまり、光源から受光手段に至る光は、画像表示装置の外部に出る事無く（言い換えると、画像表示装置の外装ボックス内(内部)のみを通って）受光手段に至る。

また、その「被走査面の特定領域」とは、被走査面１０７上の画像が表示される領域（画像表示領域）の外側の領域であって、好ましくは画像表示領域に対して、副走査方向（ＭＥＭＳミラーによる走査方向と垂直な方向）にずれた領域であることが望ましい。

そして受光手段１２２で得られる信号を用いて被走査面１０７上の主走査方向の走査のタイミングを合わせている。

たとえば、被走査面１０７の有効部１１０の中に、水平方向に８００画素、垂直方向に６００画素あるＳＶＧＡの画像であれば、走査手段１０５は垂直方向を６０Ｈｚで駆動すると、水平走査線が往路、復路それぞれ３００本となるので、１８ｋＨｚの共振周波数が必要になる。

なお図１では、わかりやすくするため、走査線を間引いた形で概要を示している。

図２は、図１の走査型の画像表示装置の光学系の垂直断面図（ＹＺ断面図）である。

２次元走査用の光学系１０６は走査手段１０５側から第１ミラー１０６ａ，第２ミラー１０６ｂを含んでいる。

第１ミラー１０６ａ及び第２ミラー１０６ｂは、垂直走査断面内でのみチルトさせており、垂直走査方向に偏向光束の光路を折り畳むように配置している。

それぞれのミラー１０６ａ、１０６ｂは非回転対称非球面（自由曲面）よりなっている。これにより、垂直走査方向において光束が斜め方向から被走査面１０７に投射させることによる走査像の台形歪みや２次元走査によって生じるＴＶディストーションを良好に補正している。

図２では、スクリーン１０７に向かう光束の例を３本（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）示している。そのうちの最上部の光束Ｌ１は被走査面１０７の有効部１１０の外側を走査しており、その部分に相当する不図示の筐体に取り付けた折り返しミラー１２７で光路を折り曲げ、さらにミラー１２９によって受光手段１２２に入射し、走査のタイミング信号を得ている。

このとき受光手段１２２上で光束が最適なスポットサイズになるようにミラー１２７とミラー１２９との間の光路中に集光レンズ１２８を配置している。

次に、実施例１の走査型の画像表示装置の被走査面１０７上における走査画像に関する同期検出について説明する。

図３に示す様に、受光手段１２２は、被走査面１０７上で、垂直走査方向Ｖに対して、画像を実際に表示するための有効部（有効走査領域）１１０の外に配置されている。

実際は、図２で説明したように筐体に取り付けられた折り返しミラー１２７、１２９や集光レンズ１２８を用いて、光学的に被走査面１０７に対応する（共役な）位置に設けられている。

ここでは、その動作を説明するために、被走査面１０７上における走査線の例と重ねて記載して説明する。

図４は、図３における受光手段１２２上の走査線１０８，１０９と走査光との関係を模式的に示したものである。

所定時間での往路と復路の偏向光（走査光）の位置ズレを検出するには、光源手段１０１を点灯・消灯させた変調光を偏向して、受光手段１２２上で光の輝度（光量）分布がある領域（以下、変調スポットと呼ぶ）１３０，１３１を形成し、この変調スポット１３０，１３１の位置間隔を測定して求める方法を用いている。

具体的には、図３で示したように、受光手段１２２上で往路方向の走査線１０８に走査される期間と復路方向の走査線１０９に走査される期間それぞれにおいて、ある所定の時間で光源手段１０１の点灯を１回ずつ行い、受光手段１２２上に往路と復路でそれぞれの変調スポット（走査光により生成される輝度の高い部分）１３０、１３１を形成する。

ここで「所定の時間」とは、図３に示したように、往路で点灯させた変調スポット130と復路で点灯させた変調スポット131とで検出する場合（最短の検出の場合）は、１フレームの時間間隔を走査線数で割った時間になる。例えば、１フレームを1/60秒とし、SVGA（800×600画素：走査線は300本）とすると、1/18000秒である。しかしながら、走査の安定性、スポット位置の計測時間などを考慮すると、復路の変調スポット131は１〜数フレーム遅れて点灯させて計測することも可能であり、１フレームに１回走査線１０９が受光手段１２２上を通過する時間（例えば1/30〜1/180秒、好ましくは1/60秒程度）である。

本実施例では１フレームが1/60秒なので、復路の変調スポット131の点灯を１フレーム遅らせ1/60秒としている。

これにより、受光手段１２２上で変調スポット１３０，１３１により誘導された電荷の総量の分布を見ることにより、ある所定の時間での偏向スポットの位置が受光手段１２２上で検出できるようになる。

よって、それぞれの変調スポット１３０、１３１の受光手段１２２上での水平方向の間隔を測定できるような信号を出力するための光束を受光する受光手段１２２を用いることで、システム制御回路１２１によって変調スポット１３０，１３１の水平方向の位置ズレを測定している。

実施例１の受光手段１２２には、複数（所定の大きさ）の受光領域から構成されたイメージセンサを用いている。そのような構成の場合、光電変換部と、光電変換された電荷の蓄積部と、蓄積した電荷の転送部を備えている必要がある。

この場合、複数の受光領域毎に偏向スポット１３０，１３１の光量を検出することが出来るので光電変換部上における偏向スポット１３０，１３１の位置を精度よく特定することが出来る。

そして、蓄積した電荷の転送は、走査速度に合わせて高速に行う必要は無く、受光手段１２２上で往復の変調スポット１３０、１３１が生成された後に、より低速な転送を行うことができる。そのため、受光手段１２２上での走査速度が高速になっても、変調スポット１３０，１３１の位置ズレの検出を行うことができる。

次に、実施例１における画像表示装置の駆動制御について図５を用いて説明する。上記の説明は装置全体が正常に動作し、被走査面１０７上に画像の表示を行っている場合であった。

この場合は、不図示の装置の電源がＯＮにされると、システム制御回路１２１の動作が立ち上がり、不図示の画像信号の入力に応じて、前述した様に、偏向手段１０５の駆動に同期して光源駆動回路１１３での光源手段１０１の点灯タイミングを制御する。これによって被走査面１０７上に画像の表示を実現している。

この時の同期信号には、被走査面上１０７の変調スポット１３０，１３１の位置間隔を測定するための受光手段１２２からの信号を用いている。

実施例１に用いる偏向手段１０５を構成する水平走査手段１０５ａは、機械的な共振動作により揺動するように構成されたものであり，受光手段１２２を被走査面１０７上における有効部（表示有効エリア）１１０外のほぼ中央部に設けている。

従って、水平走査手段１０５ａが正弦波のような駆動信号で駆動されるとき、走査される往復の変調スポット１３０，１３１は一定間隔で受光手段１２２を通過するので，駆動回路１２３からは図５（ａ）に示す信号１２３＿ｏｕｔが出力される。

実施例１では、この出力される信号１２３＿ｏｕｔが所定の時間間隔（例えば1/30〜1/180秒の間）で出力されているかどうかを判定する第一の判定手段１２４を設けている。そして第一の判定手段１２４では、所定の間隔で参照する参照信号１２４＿ｒｅｆを用いて、駆動回路１２３から出力される信号１２３＿ｏｕｔを比較する。

このとき、参照信号１２４＿ｒｅｆのＯＮ信号（信号１２３＿ｏｕｔが出力されるタイミングに相当する時間間隔）の幅Ｗｒｅｆは、水平走査手段１０５ａのズレを許容するためにやや広めの時間間隔に設定している。

すなわち、駆動回路１２３から出力される信号１２３＿ｏｕｔと第一の判定手段１２４での参照信号１２４＿ｒｅｆのＯＮ信号との比較により、第一の判定手段１２４からは、所定間隔で判定信号１２４＿ｏｕｔが出力され、走査手段１０５を構成する水平走査手段１０５ａが所定の動作を行っていることが判定される。

これと同時に前述した様に受光手段１２２上での往路と復路それぞれの変調スポット１３０，１３１の位置を検出することで変調スポット１３０，１３１の位置ズレを測定し、位置ズレが無い様に制御され正常な画像表示を行っている。

一方、走査手段１０５が何らかの不具合で所定の動作をしなくなったり、また非正常の動作をした場合、例えば水平走査手段１０５ａが途中で動作しなくなったりした場合について図５（ｂ）を用いて説明する。

この場合は受光手段１２２上を通過する変調スポット１３０，１３１の一方又は双方が無くなるために，図５（ｂ）に示す信号１２３＿ｏｕｔが途中から出力されなくなる。

つまり、参照信号１２４＿ｒｅｆのＯＮ信号が出ているのに信号１２３＿ｏｕｔの出力が無いために、第一の判定手段１２４からの判定信号１２４＿ｏｕｔも途中から出力されなくなる。このため、走査手段１０５が所定の動作を行っていないことが判定される。

従って、この場合は正常な画像表示が行えないので、システム制御回路（制御手段）１２１は光源駆動回路１１３を介して光源手段１０１の発光を停止する。

また、実施例１の変形として，第一の判定手段１２４で偏向手段１０５が所定の動作を行っていないことが判定された場合、図１に示すようにシステム制御回路１２１は光源駆動回路１１３を介して光源手段１０１の発光を停止するとともに，警告表示や警告音を発する警告提示手段（警告手段）１２５を駆動手段１２６により駆動するようにしてもよい。

これにより、装置の異常を使用者に伝えることが出来，その後の対応を適切にとることが出来る。また装置がバッテリー駆動などを行っている際には、バッテリーの消耗を防ぐことができる。

また、実施例１では、光源手段１０１として１つの光源のみを配置したが、実際には赤、青、緑色光を放射する半導体レーザ等の光源手段と色合成手段とを用いても良い。そして、各光源手段を独立した光源駆動回路により機器制御回路の信号に基づき駆動制御すること、例えば光源手段の電源を落としたり、光量を減らしたり（印加電圧を下げたり）することで被走査面１０７上にカラーの画像を形成しても良い。

カラー画像を表示する際、多くの場合色ずれが生じて画質を劣化させるという問題が生じてくる。例えば、２次元走査用の光学系１０６がプラスチック材より成るレンズのみで構成される場合、プラスチックの材料の分散の範囲が狭いために色収差の補正が難しく、色ずれの問題が発生する場合がある。

しかし、実施例１の２次元走査用の光学系１０６は、２枚のミラー１０６ａ、１０６ｂで構成されているために色収差が発生しないので、カラー画像の色ずれが発生しない。

このように、複数の波長の光束を発生させる光源手段を用いた場合には、２次元走査用の光学系に複数のミラーを用いることが良い。これによれば常に色ずれが発生しない高品位な画像を表示することができる。実施例１では、２次元走査用の光学系を２枚のミラーで構成し、光量損失を非常に小さく抑えている。また、部品点数も少なく、構成を簡素化している。

ここで、実施例１においては、水平走査手段１０５ａが異常な動作をしていないかどうかを判定する手段について説明を行ったが、同様の判定を行えば、実際には水平走査手段１０５ａ及び／又は垂直走査手段１０５ｂが異常な動作を行っていないかどうかを判定することになることは言うまでもない。もし垂直走査手段１０５ｂが異常な動作、例えば停止してしまった場合には、受光手段に対して、光が入射しないか、又は１/６０秒（所定の時間間隔）よりも短い時間間隔で光が入射するかのいずれかである。この場合も勿論光源手段の電源を落としたり、光量を減らしたり（印加電圧を下げたり）するように制御する。つまり、ここで記載したように、本実施例は、光（画像光）が被走査面上において２次元的に走査されているか否かを判定し、その判定結果に基づいて光源を制御する（例えば光源に印加する電圧を下げたり、０にしたりする）。このこと（２次元的に光が走査されているか否かを判定する）は、以下の実施例においても同じである。

次に本発明の実施例２について説明する。実施例２の基本構成は図１と略同じである。

実施例１では受光手段１２２として複数の受光領域から構成されたイメージセンサを用いたが、実施例２ではフォトダイオードなどの光を検出する受光手段を用いて時間に関する情報を得ている点が実施例１と異なっている。

図６は、被走査面１０７上を走査する走査光Ｓａの走査状態を模式的に示すものである。１１０は実際に画像を表示するための有効部（実効エリア）である。１０８は走査線の例を示しており、被走査面１０７上を走査線１０８のような順番にラスタスキャンを行う。

受光手段１２２ａ，１２２ｂは、実際には図２に示すのと同様な位置に配置されている。ここでは、その動作を説明するために、被走査面１０７上における走査線１０８の例と重ねて記載して説明する。

すなわち、受光手段１２２ａ，１２２ｂは、被走査面１０７上における、実際に画像を表示する有効部１１０の外に相当する位置に配置されている。受光手段１２２ａ，１２２ｂは、不図示の同期検出回路及び画像表示装置の制御回路に電気的に接続されている。受光手段１２２ａ，１２２ｂからの信号をもとにして制御されている。

実施例２では、水平走査は揺動動作により往復走査を行い、それと垂直な方向の垂直走査を行う。垂直走査を行ったあと、矢印１１１のように帰線して走査を繰り返す。

図６中、被走査面１０７上で、実際に画像を表示するエリアは、有効部１１０であり水平方向、垂直方向とも、有効部１１０以外のオーバースキャン領域がある。有効部１１０には、所望の画像が表示される。受光手段１２２ａ，１２２ｂの配置されるオーバスキャンエリアでは、同期信号を検出するために光源手段が連続発光される。連続発光した光源手段からの発光を検出する受光手段１２２ａ，１２２ｂで得られる光信号１２２ａ＿ｏｕｔ，１２２ｂ＿ｏｕｔは図７のようになる。

受光手段１２２ａ，１２２ｂにおいて、検出される変調スポット（光ビーム）の時間間隔ｔｗを検出する。たとえば走査線１０８方向に走査している往路を基準にして、往路と復路との差を考える。このとき、揺動動作により往復走査を行っている水平走査の方向に関しては、受光手段１２２ａの検出間隔１２２ａ＿ｗは、受光手段１２２ｂの検出間隔１２２ｂ＿ｗより長くなる。この検出時間を用いて変調スポットの形成のタイミングを調整することで、往路と復路との正しい画素位置を制御している。

実施例２においては、受光手段１２２ａ，１２２ｂの信号出力１２２ａ＿ｏｕｔ，１２２ｂ＿ｏｕｔを時系列的に和信号をとると，図７に示す信号１２３＿ｏｕｔとなる。つまり、走査手段１０５が正常に駆動され、走査される往復の変調スポットが所定の間隔で受光手段１２２ａ，１２２ｂを通過するので、駆動回路１２３からは図７に示す信号１２３＿ｏｕｔが出力される。

図５で説明したのと同様に、駆動回路１２３からの出力信号１２３＿ｏｕｔが所定の時間間隔で出力されているかどうかを判定する第一の判定手段１２４で、不図示の参照信号１２４＿ｒｅｆと前記駆動回路１２３からの出力信号１２３＿ｏｕｔを比較する。この時、参照信号１２４＿ｒｅｆのＯＮ信号（信号１２３＿ｏｕｔが出力されるタイミングに相当する時間間隔）の幅は、走査手段１０５ａのズレを許容するためにやや広めの時間間隔に設定している。

すなわち、駆動回路１２３からの出力信号１２３＿ｏｕｔと第一の判定手段１２４での参照信号１２４＿ｒｅｆのＯＮ信号との比較により，第一の判定手段１２４からは、所定間隔で判定信号１２４＿ｏｕｔが出力され（図５（ａ）参照）、走査手段１０５中の水平走査手段１０５ａが所定の動作を行っていることが判定される。

これと同時に前述した様に受光手段１２２上での往路と復路それぞれの変調スポットの時間間隔を検出することで変調スポットの位置ズレを測定し、ズレが無い様に制御され正常な画像表示が行われる。

一方、走査手段１０５が何らかの不具合で動作しなくなったりした場合、例えば水平走査手段１０５ａが途中で動作しなくなったりした場合は、受光手段１２２ａ，１２２ｂ上を通過する変調スポットが無くなるために、信号１２３＿ｏｕｔが途中から出力されなくなる。

又例えば垂直方向の走査手段が破損したときも水平方向の時間間隔も所定の時間間隔で出力されなくなる。

つまり、不図示の参照信号１２４＿ｒｅｆのＯＮ信号が出ているのに信号１２３＿ｏｕｔの出力が無いために、第一の判定手段１２４からの判定信号１２４＿ｏｕｔも途中から出力されなくなる（図５（ｂ）参照）。このため、走査手段１０５が所定の動作を行っていないことが判定される。

従って、この場合は正常な画像表示が行えないので、システム制御回路１２１は光源駆動回路１１３を介して光源手段１０１の発光を停止する。

また、実施例２の変形として、第一の判定手段１２４で偏向手段１０５が所定の動作を行っていないことが判定された場合、システム制御回路１２１は光源駆動回路１１３を介して光源手段１０１の発光を停止するとともに、警告表示や警告音を発する警告提示手段１２５が駆動手段１２６により駆動するようにしても良い。

これにより、装置の異常を使用者に伝えることが出来，その後の対応を適切にとることが出来る。また、装置がバッテリー駆動などを行っている際には、バッテリーの消耗を防ぐことができる。

本発明の実施例３を、図８を用いて説明する。実施例１と同付番のものは、同じ機能を表すものである。実施例１，２では受光手段１２２からの信号のみを用いて光源手段を駆動制御していた。これに対して、実施例３ではさらに光源手段の光出力を検出する光検出手段（モニタ手段）からの出力も用いて，その出力が所定の出力であるかどうかを判定する光出力判定手段１３２を設けた点が異なる。

具体的には、光源駆動回路１１３において光源手段１０１からの光出力をモニタするモニタ手段を設け（不図示）ている。そしてシステム制御手段１２１はモニタ手段からの出力を所定の出力であるかどうかを判定する光出力判定手段１３２からの判定信号と、被走査面上１０７の変調スポットの位置間隔を測定するための光束を受光する受光手段１２２からの信号で偏向手段１０５が所定の動作を行っているかどうかを判定する第一の判定手段１２４からの判定信号とを用いて、光源手段１０１を駆動制御する。

実施例３に用いる走査手段１０５中の水平走査手段１０５ａは、機械的な共振動作により揺動するように構成されたものであり、受光手段１２２を被走査面１０７上における有効部１１０外のほぼ中央部に設けている。

従って、水平走査手段１０５ａが正弦波のような駆動信号で駆動されるとき、走査される往復の光スポットは一定間隔で受光手段１２２を通過するので、駆動回路１２３からは、前述の図５（ａ）に示す信号１２３＿ｏｕｔが出力される。

実施例３の装置では、この出力が所定の時間間隔で出力されているかどうかを判定する第一の判定手段１２４を設けており、所定の間隔で参照する参照信号１２４＿ｒｅｆを用いて、前記駆動回路１２３からの出力１２３＿ｏｕｔを比較する。この時、参照信号１２４＿ｒｅｆのＯＮ信号（信号１２３＿ｏｕｔが出力されるタイミングに相当する時間間隔）の幅ｗｒｅｆは、水平走査手段１０５ａのズレを許容するためにやや広めの時間間隔に設定している。

すなわち、駆動回路１２３からの出力される信号１２３＿ｏｕｔと第一の判定手段１２４での参照信号１２４＿ｒｅｆのＯＮ信号との比較により、第一の判定手段１２４からは、所定間隔で判定信号１２４＿ｏｕｔが出力され、走査手段１０５を構成する水平走査手段１０５ａが所定の動作を行っていることが判定される。

これと同時に前述した様に受光手段１２２上での往路と復路それぞれの変調スポット１３０，１３１の位置を検出することで変調スポットの位置ズレを測定し、ズレが無い様に制御され正常な画像表示を行っている。

また、実施例３では、光源手段１０１の光出力を検出するモニタ手段からの出力も用いて光源手段１０１を駆動制御している。

図９では、前記第一の判定手段１２４からの判定信号１２４＿ｏｕｔと光源手段１０１を駆動する駆動信号１１３＿ｉｎと、不図示の光源手段１０１の光出力をモニタするモニタ手段からの光出力信号１１３＿ｏｕｔと、その出力信号１１３＿ｏｕｔが所定の出力値であるかどうかを判定する光出力判定手段１３２からの判定信号１３２＿ｏｕｔを図示している。

通常、光源駆動手段１１３では、光源手段１０１の発光しきい値をやや超える注入電流Ｉｔｈと最大光量を得る電流値Ｉｍａｘとを映像表示の１フレームに１回、例えば垂直同期信号から数本目に相当する画像表示の有効部１１０外の走査線を走査する。このときにこの２段階の電流値Ｉｔｈ、Ｉｍａｘとを入力し、その光出力を不図示の光源手段１０１に内臓のフォトディテクタや外部に設けたフォトディテクタにより検知し、所定の動作を行っているかを制御する。

図９ではこの制御の状態を示す注入電流値Ｉｔｈと最大電流値Ｉｍａｘのみを図示している。映像表示を行っているときには映像信号に相当する駆動電流の信号はこれらの制御信号の間に変調されて入力されるが、ここでは省略している。

図９では、これらの制御信号の３個目（３フレーム目）の注入電流値Ｉｔｈに対して、光出力モニタ手段の光出力１１３＿ｏｕｔの値が出力値Ｐ１になり、出力値Ｐｔｈを超えている例を示している。

同様に制御信号の４個目（４フレーム目）では、出力値Ｐ２になっている。このとき、出力が所定の出力であるかどうかを判定する光出力判定手段１３２では、注入電流の波形を参照波形として、光量出力の波形との差を取り、図９に示す判定信号１３２＿ｏｕｔが得られる。

すなわち、第一の判定手段１２４からは走査手段の駆動状況は正常である判定信号１２４＿ｏｕｔが出力されているにもかかわらず、光出力判定手段１３２の出力には，Ｄｉｆ１，Ｄｉｆ２の信号出力が生じており、光源手段１０１に何らかの異常が発生したことが判定される。

この場合は正常な画像表示が行えないので，システム制御回路１２１は光源駆動回路１１３を介して光源手段１０１の発光を停止する。

また、実施例３の変形は、第一の判定手段１２４で走査手段１０５が所定の動作を行っていると判定されたにもかかわらず光源手段１０１の光出力をモニタするモニタ手段の駆動信号１１３＿ｏｕｔの出力が所定の出力であるかどうかを判定する光出力判定手段１３２の判定信号１３２＿ｏｕｔに異常が生じた場合である。このときシステム制御回路１２１は光源駆動回路１１３を介して光源手段１０１の発光を停止するとともに、警告表示や警告音を発する警告提示手段１２５が駆動手段１２６により駆動するようにしても良い。

これにより、装置の異常を使用者に伝えることが出来，その後の対応を適切にとることが出来る。また、装置がバッテリー駆動などを行っている際には、バッテリーの消耗を防ぐことができる。

以上説明したように、各実施例では画像表示装置に異常が発生した場合、その状況を使用者に伝えることが出来、その後の対応を適切にとることが出来る。また、装置がバッテリー駆動などを行っている際には、バッテリーの消耗を防ぐことができる。

本発明の実施例１の構成概略図 本発明の実施例１の光路の垂直断面図 図１の受光手段上の走査光の配置説明図 図１の受光手段上の走査光のずれと往復走査の位置合わせの説明図 受光手段で得られる検出信号出力の説明図 本発明の実施例２における受光手段の説明図 本発明の実施例２における要部信号出力の説明図 本発明の実施例３の構成概略図 本発明の実施例３における要部信号出力の説明図

符号の説明

１０１ 光源手段
１０２ 集光レンズ
１０４ 変換光学系
１０５ 走査手段
１０６ 光学系
１０７ 被走査面
１０８，１０９ 走査線
１１０ 有効部
１１３ 光源駆動回路
１１４ 水平走査手段駆動部
１１５ 垂直走査手段駆動部
１１９ 水平駆動回路
１２０ 垂直走査手段駆動回路
１２２ 受光手段
１２３ 駆動回路
１２４ 第一判定回路
１２５ 警告手段
１３２ 光出力判定回路

Claims (10)

1. 画像情報に基づいて光変調された光束を出射する光源手段と、
   該光源手段から出射した光束で被走査面を走査する走査手段とを有し、該被走査面に画像を表示する画像表示装置において、
   該被走査面を光束が走査するときの該被走査面の特定の領域に入射する光束を受光する受光手段と、
   該受光手段からの出力信号が所定の時間間隔で出力されているか否かを判定する第一の判定手段と、該第一の判定手段からの判定信号で該光源手段の駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
2. 画像情報に基づいて光変調された光束を出射する光源手段と、
   該光源手段から出射した光束で被走査面を走査する走査手段とを有し、該被走査面に画像を表示する画像表示装置において、
   該被走査面を光束が走査するときの該被走査面の特定の領域に入射する光束を受光する受光手段と、
   該受光手段からの出力信号で、光束が該被走査面上を２次元的に移動しているか否かを判定する第一の判定手段と、該第一の判定手段からの判定信号で該光源手段の駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
3. 前記光源手段からの光出力をモニターするモニター手段と、
   該モニター手段からの出力が所定の出力であることを判定する光出力判定手段とを有し、
   前記制御手段は、該光出力判定手段からの判定信号と前記第一の判定手段の判定信号とを用いて前記光源手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１又は２の画像表示装置。
4. 前記第一の判定手段からの判定信号に基づいて警告音または警告表示を点灯する、前記制御手段で制御される警告手段を有することを特徴とする請求項１、２又は３の画像表示装置。
5. 前記走査手段からの光束を前記被走査面に導光する光学系を有し、
   該光学系は、非回転対称非球形状の２つのミラーを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の画像表示装置。
6. 前記走査手段は、共振動作する反射型の偏向手段を含み、共振動作により生じる揺動動作により生じる往路と復路において前記被走査面に画像を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の画像表示装置。
7. 前記受光手段からの信号により、前記揺動動作する走査手段の往路と復路で被走査面に形成する画像の表示位置を合わせることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項の画像表示装置。
8. 前記制御手段は、前記光出力判定手段からの判定信号が異常であり、かつ前記第一の判定手段の判定信号が正常であるときに、前記光源手段の駆動を停止することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項の画像表示装置。
9. 前記光源手段から前記受光手段に至る光は、前記画像表示装置の外部を通ることなく前記受光手段に至ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像表示装置。
10. 前記光源手段から前記受光手段に至る光は、前記画像表示装置の内部のみを通って前記受光手段に至ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像表示装置。