JP2008216299A - Two-dimensional optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビーム状の光を走査して走査面に画像を形成するための二次元光走査装置に関する。 The present invention relates to a two-dimensional optical scanning apparatus for forming an image on a scanning surface by scanning beam-shaped light.
従来、二次元スキャナを利用して光ビームにより、ラスター走査を行い表示を行う表示装置がある。また二次元スキャナを利用して、粗と密の部分が生じないようにリサージュ走査を行い、前方を均等に走査し障害物を検出するレーザ装置もある(例えば、特許文献1参照)。
ところが、上記二次元スキャナを利用したレーザ装置は、走査軌跡を詳細にコントロールしておらず、温度変化等により、スキャナ動作が変化すると走査軌跡が乱れ、粗と密の部分が発生してしまう可能性がある。 However, the laser device using the above two-dimensional scanner does not control the scanning locus in detail, and if the scanner operation changes due to a temperature change or the like, the scanning locus may be disturbed, and a rough and dense portion may be generated. There is sex.
特にこのような装置を表示装置に使用する場合、形成される画像の画質に悪影響を及ぼす。
また、表示の解像度に当たる走査線の本数は、一般的なラスター走査では二次元スキャナの主走査方向と副走査方向の走査周波数との比によって決まる。つまり、副走査方向の走査周波数に比べ主走査方向の走査周波数を大きくすれば、画像の解像度は上がる。
In particular, when such a device is used for a display device, the image quality of the formed image is adversely affected.
Further, the number of scanning lines corresponding to the display resolution is determined by the ratio of the scanning frequency in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the two-dimensional scanner in general raster scanning. That is, if the scanning frequency in the main scanning direction is increased as compared with the scanning frequency in the sub-scanning direction, the resolution of the image increases.
しかし、二次元スキャナの周波数の差を大きくするには、二次元スキャナの機械的構造の観点から限界があり、差が少ない方が良い。その場合には、主走査方向と副走査方向の走査周波数との比が小さくなり走査線の本数が減り解像度が悪くなる。 However, in order to increase the frequency difference of the two-dimensional scanner, there is a limit from the viewpoint of the mechanical structure of the two-dimensional scanner, and it is better that the difference is smaller. In that case, the ratio between the scanning frequency in the main scanning direction and the sub-scanning direction becomes small, the number of scanning lines is reduced, and the resolution is deteriorated.
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、高画質、高解像度を実現する二次元光走査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a two-dimensional optical scanning device that realizes high image quality and high resolution.
かかる問題を解決するためになされた請求項1に記載の二次元光走査装置(1:この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。)は、光源(10)、偏光器(20)、走査線検出手段(30)及び制御手段(40)を備える。
The two-dimensional optical scanning device according to
光源(10)は、ビーム状の光を出射し、偏光器(20)は、前記光源(10)から出射された光を交差する2軸方向に偏向走査する。また、走査線検出手段(30)は、偏光器(20)で走査された光が走査面(5)に形成する走査線のうち少なくとも隣接する走査線の間隔を検出する。 The light source (10) emits beam-like light, and the polarizer (20) deflects and scans the light emitted from the light source (10) in two crossing directions. The scanning line detection means (30) detects at least an interval between adjacent scanning lines among the scanning lines formed on the scanning surface (5) by the light scanned by the polarizer (20).
また、制御手段(40)は、走査線検出手段(30)で検出された少なくとも隣接する2本の走査線の間隔に基づいて偏光器(20)の偏向角度を制御する。
このような、二次元光走査装置(1)によれば、偏向により偏向走査された光が走査面
(5)に形成する走査線のうち少なくとも隣接する2本の走査線の間隔が検出される。したがって、検出された間隔に基づいて、例えば、間隔が一定になるように偏光器(20)の偏向角度を制御してやれば、走査線の間隔が一定になるので、走査線の間隔に粗密が発生しない。走査線の間隔に粗密が発生しないので、走査面(5)には高画質の画像が得られる。
The control means (40) controls the deflection angle of the polarizer (20) based on the interval between at least two adjacent scanning lines detected by the scanning line detection means (30).
According to such a two-dimensional optical scanning device (1), an interval between at least two adjacent scanning lines among the scanning lines formed on the scanning surface (5) by the light deflected and scanned by the deflection is detected. . Therefore, for example, if the deflection angle of the polarizer (20) is controlled so that the distance is constant based on the detected distance, the distance between the scanning lines becomes constant, so that the density of the scanning lines is uneven. do not do. Since the density of the scanning line does not vary, a high-quality image can be obtained on the scanning surface (5).
ところで一般的なラスター走査では走査面(5)の更新周波数をFとすると、二次元走査を行う片方の軸(X軸)の周波数fx=Fとしており、走査線の本数は他方の軸の周波数をfyとするとfy/fxで決まる。(fy≧fxの場合)つまりスキャナの機械的構造の観点からこれらの周波数の差を低減すると走査線の本数が減り解像度が悪化する。 By the way, in general raster scanning, if the update frequency of the scanning plane (5) is F, the frequency f x = F of one axis (X axis) for two-dimensional scanning is set, and the number of scanning lines is the other axis. When the frequency is f y determined by the f y / f x. (In the case of f y ≧ f x ) That is, if the difference between these frequencies is reduced from the viewpoint of the mechanical structure of the scanner, the number of scanning lines is reduced and the resolution is deteriorated.
そこで、請求項2に記載のように、制御手段(40)は、偏光器(20)の交差する2軸方向の走査周波数fx、fyと走査面(5)の更新周波数Fとが以下の式1に示す関係となるように偏光器(20)の偏向角度を制御するとよい。
Therefore, as described in claim 2, the control means (40) is intersecting two axes of the scanning frequency f x of the polarizer (20), and the update frequency F of the f y and the scanning surface (5) below It is preferable to control the deflection angle of the polarizer (20) so that the relationship shown in
fx=nx×F、fy=ny×F (nx、nyは、互いに素の整数)・・・式1
このようにした場合、fy≧fxの時には走査線の本数はnyとなるため、スキャナの機械的構造の観点からこれらの周波数の差を低減する場合はnxの数値を上げればよく、解像度の悪化がなく、走査面(5)には高画質の画像を形成することができる。またこの際、走査面(5)の更新周波数Fは必要以上に高くしない方が良い。Fを高くするとfyの数値が上がり2軸の周波数の差が増加するか、もしくはfyの数値を抑えた場合にはnyの数値が下がり走査線の本数が減ってしまうからである。よって式1のようにすれば周波数の差の低減ができ、なおかつ、走査線の本数を減らすことがないので高解像度の画像が得られる。
f x = n x × F, f y = n y × F (n x, n y are relatively prime integers)
In such a case, since the number of scanning lines when the f y ≧ f x becomes n y, it may reduce the difference between these frequencies in view of the mechanical structure of the scanner may Increasing the value of n x The resolution is not deteriorated and a high-quality image can be formed on the scanning surface (5). At this time, the update frequency F of the scanning plane (5) should not be set higher than necessary. Or difference between the frequencies of the two axes A higher F raises the value of f y increases, or in the case of suppressing the value of f y because would decrease the number of scanning lines decreases the numerical value of n y. Therefore, if
ところで、偏光器(20)の偏向角度を所定の周波数及び振幅で変化させて光源(10)からの光を走査するには、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いる場合がある。つまり、偏光器(20)にMEMS技術により、光源(10)から出射される光を変更するための反射面(21)となる微少鏡面を形成し、その微少鏡面を共振させて、所定の周波数及び振幅で偏向角度を変化させるようなことが考えられる。 By the way, in order to scan the light from the light source (10) by changing the deflection angle of the polarizer (20) at a predetermined frequency and amplitude, for example, a micro electro mechanical systems (MEMS) technique may be used. That is, a minute mirror surface serving as a reflecting surface (21) for changing the light emitted from the light source (10) is formed on the polarizer (20) by the MEMS technique, and the minute mirror surface is resonated to have a predetermined frequency. It is also conceivable to change the deflection angle with the amplitude.
このような偏光器(20)を用いて低速で走査を行う場合、偏光器(20)の共振周波数をそれに合わせ低くすると偏向器の振幅が得やすい。ところが、共振周波数を低くするには偏向器(20)の梁を細くしなければならず、このような偏光器(20)の動作が安定しにくく、走査面(5)に形成される画像の質が低下する可能性がある。 When scanning is performed at a low speed using such a polarizer (20), the amplitude of the deflector can be easily obtained by reducing the resonance frequency of the polarizer (20) accordingly. However, in order to lower the resonance frequency, the beam of the deflector (20) must be made thin, and the operation of such a polarizer (20) is difficult to stabilize, and the image formed on the scanning plane (5) is not stable. Quality may be reduced.
逆に、高速で走査を行う場合には、偏光器(20)の共振周波数を高くする必要があるが、共振周波数を高くするには偏光器(20)の微少鏡面を支持する梁を太くしなければならない。ところが、梁を太くすると振幅が得にくくなり、走査面(5)の面積が小さくなるという問題が生じる。 Conversely, when scanning at a high speed, it is necessary to increase the resonance frequency of the polarizer (20). To increase the resonance frequency, the beam supporting the minute mirror surface of the polarizer (20) is thickened. There must be. However, when the beam is thickened, it is difficult to obtain the amplitude, and there arises a problem that the area of the scanning surface (5) becomes small.
そこで、請求項3に記載のように、制御手段(40)は、偏光器(20)の偏向角度を500Hz〜100kHzの周波数範囲で変化させるようにすると、安定した動作で適切な走査面積を作れる偏光器(20)とすることができるので、高画質の二次元光走査装置(1)とすることができる。 Therefore, as described in claim 3, the control means (40) can make an appropriate scanning area with stable operation by changing the deflection angle of the polarizer (20) in the frequency range of 500 Hz to 100 kHz. Since the polarizer (20) can be obtained, a high-quality two-dimensional optical scanning device (1) can be obtained.
ところで、偏光器(20)の交差する2軸方向の偏向角度を周期的に変化させるためには、制御手段(40)において周期的に変化する信号を生成して、その信号により偏光器(20)の各軸方向の偏向角度を変化させる。 By the way, in order to periodically change the deflection angle in the biaxial direction where the polarizer (20) intersects, the control means (40) generates a periodically changing signal, and the polarizer (20 ) To change the deflection angle in each axial direction.
その際、各軸独立で信号を生成すると、周囲の温度が変化した場合などに信号の周波数が各軸独立に変化してしまう。そこで、請求項4に記載のように、偏光器(20)の偏向角度を所定の周波数、振幅及び位相で変化させるための信号の発振源となる1つの発振手段(50)を備え、制御手段(40)は、偏光器(20)の交差する2軸方向の偏向角度を1つの発振手段(50)で発振した信号から生成するとよい。 At this time, if a signal is generated independently for each axis, the frequency of the signal changes independently for each axis when the ambient temperature changes. Therefore, as described in claim 4, the control means includes one oscillating means (50) serving as an oscillation source of a signal for changing the deflection angle of the polarizer (20) at a predetermined frequency, amplitude and phase. (40) may be generated from a signal oscillated by one oscillating means (50) with a deflection angle in the biaxial direction intersected by the polarizer (20).
このようにすれば、温度変化などがあったとしても、各軸の周波数は同じ割合で変化するため走査領域の間隔は変化しない。間隔に変化がなければ、走査線の均等性は変化せず一定に保たれるので、走査面(5)に形成される画像の質が低下することがない。 In this way, even if there is a temperature change or the like, the frequency of each axis changes at the same rate, so the interval between the scanning areas does not change. If there is no change in the interval, the uniformity of the scanning line does not change and is kept constant, so that the quality of the image formed on the scanning surface (5) does not deteriorate.
ところで、偏光器(20)の主走査方向及び副走査方向の周波数とそれぞれの方向の初期位相の差が一定であれば隣接する走査線の間隔は一定であり、かつ、隣接する走査線は互いに逆方向に走査される。 By the way, if the difference between the frequency in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the polarizer (20) and the initial phase difference in each direction is constant, the interval between adjacent scanning lines is constant, and the adjacent scanning lines are mutually connected. Scans in the reverse direction.
ところが、温度変化等によって偏向角度の主走査方向及び副走査方向の位相が一定とならなくなった場合には走査線の間隔が一定とならなくなる。
そうなると、走査線の粗密が変化し、形成される画像の画質が非常に低下する。そこで、請求項5に記載のように、走査線検出手段(30)は、走査線のうち少なくとも隣接する2本の走査線の、副走査方向の間隔及び主走査方向の走査方向を検出可能に構成し、制御手段(40)は、走査線検出手段(30)で検出した少なくとも隣接する2本の走査線の副走査方向の間隔が一定で、主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、偏光器(20)の偏向角度の位相を制御するとよい。
However, when the phase of the deflection angle in the main scanning direction and the sub-scanning direction does not become constant due to a temperature change or the like, the interval between the scanning lines does not become constant.
As a result, the density of the scanning lines changes, and the image quality of the formed image is greatly reduced. Therefore, as described in claim 5, the scanning line detecting means (30) can detect the interval in the sub-scanning direction and the scanning direction in the main scanning direction of at least two adjacent scanning lines among the scanning lines. The control means (40) is configured such that at least two adjacent scanning lines detected by the scanning line detection means (30) have a constant interval in the sub-scanning direction and the scanning directions in the main scanning direction are opposite to each other. In addition, the phase of the deflection angle of the polarizer (20) may be controlled.
このようにすれば、隣接する走査線の間隔は一定に保つことができ、正確なリサージュ走査制御ができるので、走査面(5)に形成される画像の質を高めることができる。
ところで、偏光器(20)において、制御が精度良く行われていれば、隣接する走査線の間隔は一定であり、かつ、隣接する走査線の走査方向は逆になる。したがって、請求項6に記載のように、走査線検出手段(30)は、走査線のうち隣接する3本の走査線の副走査方向の間隔と主走査方向の走査方向とを検出可能に構成する。
In this way, the interval between adjacent scanning lines can be kept constant, and accurate Lissajous scanning control can be performed, so that the quality of the image formed on the scanning surface (5) can be improved.
By the way, in the polarizer (20), if the control is performed with high accuracy, the interval between the adjacent scanning lines is constant, and the scanning direction of the adjacent scanning lines is reversed. Therefore, as described in claim 6, the scanning line detection means (30) is configured to be able to detect the interval in the sub-scanning direction and the scanning direction in the main scanning direction of three adjacent scanning lines among the scanning lines. To do.
また、制御手段(40)は、走査線検出手段(30)で検出した隣接する3本の走査線の副走査方向の間隔が同一で主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、偏光器(20)の偏向角度の位相を制御するとよい。 Further, the control means (40) performs polarization polarization so that the adjacent three scanning lines detected by the scanning line detection means (30) have the same interval in the sub-scanning direction and the scanning directions in the main scanning direction are opposite to each other. The phase of the deflection angle of the vessel (20) may be controlled.
このようにすると、隣接する3本の走査線のうち両端の同じ方向に走査される2本の走査線の間に、それらとは逆方向に走査される走査線が存在し、さらに、それら3本の走査線の間隔が一定になるので、偏光器(20)の偏向角度を精度よく制御することが可能となる。したがって、走査面(5)に形成される画像の質を高めることができる。 In this manner, among the three adjacent scanning lines, there is a scanning line that is scanned in the opposite direction between two scanning lines that are scanned in the same direction at both ends. Since the interval between the scanning lines becomes constant, the deflection angle of the polarizer (20) can be accurately controlled. Therefore, the quality of the image formed on the scanning surface (5) can be improved.
ところで、走査線検出手段(30)の大きさは、二次元光走査装置の大きさやコストを抑制するためにできるだけ小さい方がよい。そこで、請求項7に記載のように、走査線検出手段(30)が、隣接する3本の走査線の副走査方向の間隔を検出できる最小限の大きさに形成されていると、最小限の大きさで高画質の画像が得られる。
By the way, the size of the scanning line detecting means (30) is preferably as small as possible in order to suppress the size and cost of the two-dimensional optical scanning device. Therefore, as described in
また、請求項8に記載のように、光源(10)を発光させて走査線を形成する際に、少なくとも光源(10)の輝度又は発光色の何れかを変化させ、制御手段(40)では、隣接する2本の走査線の照度や色が異なるようにすれば、走査線の走査順が入れ替わったか
否か、つまり、偏光器(20)の2軸方向の角度の位相が大きく変化したか否かが容易に判別できるようになる。
Further, as described in
ところで、光源(10)から出射される光によって形成される走査線が走査面(5)の副走査方向に一定の領域で走査されるためには、走査線の間隔以外に副走査方向の走査線の振幅を一定にする必要がある。そこで、請求項9に記載のように、走査線検出手段(30)を、交差する2軸方向のうち副走査方向の振幅を検出可能な位置に配置する。 By the way, in order that the scanning line formed by the light emitted from the light source (10) is scanned in a certain region in the sub-scanning direction of the scanning surface (5), scanning in the sub-scanning direction is performed in addition to the scanning line interval. The line amplitude needs to be constant. Therefore, as described in claim 9, the scanning line detecting means (30) is arranged at a position where the amplitude in the sub-scanning direction can be detected in the intersecting two axial directions.
また、制御手段(40)は、走査線検出手段(30)にて検出された副走査方向の振幅に基づいて、偏光器(20)の副走査方向の偏向角度の振幅を制御するとよい。
このようにすれば、走査線検出手段(30)にて検出された副走査方向の振幅に基づいて、副走査方向の振幅を制御することができる。つまり、検出された走査線の振幅をフィードバックして制御することができるので、温度変化等によって、副走査方向の偏向角度が変化するような状況下でも、一定の振幅が得られる。したがって、走査線が走査面(5)の副走査方向に一定の領域で走査されるので、高画質を得ることができる。
The control means (40) may control the amplitude of the deflection angle in the sub-scanning direction of the polarizer (20) based on the amplitude in the sub-scanning direction detected by the scanning line detection means (30).
In this way, the amplitude in the sub-scanning direction can be controlled based on the amplitude in the sub-scanning direction detected by the scanning line detection means (30). That is, since the detected amplitude of the scanning line can be fed back and controlled, a constant amplitude can be obtained even under a situation where the deflection angle in the sub-scanning direction changes due to a temperature change or the like. Accordingly, since the scanning line is scanned in a certain region in the sub-scanning direction of the scanning surface (5), high image quality can be obtained.
また、請求項10に記載のように、走査線検出手段(30)を、光源(10)が発光した主走査方向の位置を検出可能に構成し、制御手段(40)では、光源(10)を主走査方向の所定の発光位置で発光させ、走査線検出手段(30)が検出した光源(10)の主走査方向の発光位置が主走査方向の所定の発光位置と一致するように、偏光器(20)の偏向角度の位相を制御するとよい。
In addition, as described in
このようにすると、走査線検出手段(30)で検出した光源(10)の主走査方向の発光位置が、制御手段(40)で光源(10)を発光させようとしていた主走査方向の位置と異なっているときには、制御手段(40)が偏光器(20)の偏向角度の位相を制御して、発光位置を一致させる。 In this way, the light emission position in the main scanning direction of the light source (10) detected by the scanning line detection means (30) is the same as the position in the main scanning direction where the light source (10) was intended to be emitted by the control means (40). When they are different from each other, the control means (40) controls the phase of the deflection angle of the polarizer (20) to match the light emission position.
つまり、光源(10)の発光位置が主走査方向にずれている場合には、そのずれがなくなるように偏光器(20)の偏向角度の位相が調整される。したがって、主走査方向の走査線の走査位置が正確に制御できるので、走査面に形成される画像の質を高めることができる。 That is, when the light emission position of the light source (10) is shifted in the main scanning direction, the phase of the deflection angle of the polarizer (20) is adjusted so that the shift is eliminated. Therefore, since the scanning position of the scanning line in the main scanning direction can be accurately controlled, the quality of the image formed on the scanning surface can be improved.
また、主走査方向の発光位置を検出する場合、副走査方向の直線上で発光位置を検出すると都合がよい。つまり、請求項11に記載のように、走査線検出手段(30)を、副走査方向の直線上において、光源(10)の発光位置を検出可能に構成、制御手段(40)が光源(10)を発光させる主走査方向の所定の発光位置は、走査線検出手段(30)が光源(10)の発光を検出可能な前記副走査方向の直線上の位置であるようにするのである。 When detecting the light emission position in the main scanning direction, it is convenient to detect the light emission position on a straight line in the sub-scanning direction. That is, as described in claim 11, the scanning line detecting means (30) is configured to detect the light emission position of the light source (10) on the straight line in the sub-scanning direction, and the control means (40) is configured to detect the light source (10). The predetermined light emission position in the main scanning direction that emits light) is a position on the straight line in the sub-scanning direction where the scanning line detecting means (30) can detect the light emission of the light source (10).
このようにすると、副走査線方向の直線上で発光を検出すればよいので、走査線検出手段(30)の構成を簡易にすることができる。
さらに、請求項12に記載のように、走査線検出手段(30)を、副走査方向の3点において光源(10)の発光位置を検出するように構成し、制御手段(40)が光源(10)を発光させる主走査方向の所定の発光位置は、走査線検出手段(30)が光源(10)の発光を検出可能な副走査方向の3点の位置であるようにすると、3点だけで発光を検出すればよいので、走査線検出手段(30)を非常に容易に構成できる。
In this way, it is only necessary to detect light emission on a straight line in the sub-scanning line direction, so that the configuration of the scanning line detection means (30) can be simplified.
Furthermore, as defined in claim 12, the scanning line detection means (30) is configured to detect the light emission position of the light source (10) at three points in the sub-scanning direction, and the control means (40) The predetermined light emission positions in the main scanning direction for emitting light 10) are only three points in the sub-scanning direction where the scanning line detection means (30) can detect the light emission of the light source (10). Therefore, the scanning line detecting means (30) can be configured very easily.
したがって、走査線検出手段(30)を小型化できるとともにコストを低減することが
できる。
ところで、光源(10)から出射される光によって形成される走査線が走査面(5)の主走査方向に一定の領域で走査されるためには、主走査方向の振幅を一定にする必要がある。そこで、請求項13に記載のように、走査線検出手段(30)を、交差する2軸方向のうち主走査方向の振幅を検出可能な位置に配置し、制御手段(40)は、走査線検出手段(30)にて検出された主走査方向の振幅に基づいて、偏光器(20)の主走査方向の偏向角度の振幅を制御するとよい。
Therefore, the scanning line detecting means (30) can be reduced in size and the cost can be reduced.
By the way, in order for the scanning line formed by the light emitted from the light source (10) to scan in a constant region in the main scanning direction of the scanning surface (5), it is necessary to make the amplitude in the main scanning direction constant. is there. Therefore, as described in claim 13, the scanning line detection means (30) is arranged at a position where the amplitude in the main scanning direction can be detected in the two intersecting axial directions, and the control means (40) Based on the amplitude in the main scanning direction detected by the detection means (30), the amplitude of the deflection angle in the main scanning direction of the polarizer (20) may be controlled.
このようにすれば、走査線検出手段(30)にて検出された主走査方向の振幅に基づいて、主走査方向の振幅を制御することができる。つまり、検出された走査線の振幅をフィードバックして制御することができるので、温度変化等によって、主走査方向の偏向角度が変化するような状況下でも、一定の振幅が得られる。したがって、走査線が走査面(5)の主走査方向に一定の領域で走査されるので、高画質を得ることができる。 In this way, the amplitude in the main scanning direction can be controlled based on the amplitude in the main scanning direction detected by the scanning line detection means (30). In other words, since the detected amplitude of the scanning line can be fed back and controlled, a constant amplitude can be obtained even under a situation where the deflection angle in the main scanning direction changes due to a temperature change or the like. Therefore, since the scanning line is scanned in a constant region in the main scanning direction of the scanning surface (5), high image quality can be obtained.
主走査方向と副走査方向とを各々所定の周波数及び振幅で走査した場合、走査面(5)に形成される走査線は、主走査方向に対して傾く。そこで、請求項14に記載のように、偏光器(20)の副走査方向の偏向角度をθx、走査周波数をfxとし、主走査方向の偏向角度をθy、走査周波数をfyとしたとき、走査面(5)のうち画像を表示するための表示領域を副走査方向から、tan-1((fy×θy)/(fx×θx))傾けるようにすれば、予め走査線の傾きを考慮した画像としなくてもよい。 When the main scanning direction and the sub-scanning direction are scanned at predetermined frequencies and amplitudes, the scanning lines formed on the scanning surface (5) are inclined with respect to the main scanning direction. Therefore, as described in claim 14, the sub-scanning direction of the deflection angle theta x, the scanning frequency is f x of the polarizer (20), the deflection angle in the main scanning direction theta y, and the scanning frequency f y Then, if the display area for displaying an image in the scanning plane (5) is inclined by tan −1 ((f y × θ y ) / (f x × θ x )) from the sub-scanning direction, It is not necessary to preliminarily consider the inclination of the scanning line.
つまり、画像の傾きを補正する画像処理が必要がないので、本二次元光走査装置(1)を表示装置に組み込んだ場合、その表示装置を簡単な構成とすることができる。
ところで、二次元光走査装置(1)により走査面(5)の走査を行う場合、走査面(5)の縁部には歪みが生じる。例えば、走査線によってリサージュ図形が形成される場合には、主走査方向及び副走査方向の縁部では走査線の間隔が小さくなる。
That is, since image processing for correcting the tilt of the image is not necessary, when the present two-dimensional optical scanning device (1) is incorporated in a display device, the display device can be configured simply.
By the way, when the scanning surface (5) is scanned by the two-dimensional optical scanning device (1), the edge of the scanning surface (5) is distorted. For example, when a Lissajous figure is formed by scanning lines, the interval between the scanning lines becomes small at the edges in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
そこで、請求項15に記載のように、偏光器(20)の交差する2軸方向の走査線の振幅のうち所定の範囲を表示領域とすると、走査面(5)の縁部の歪みの部分が表示されないので、高画質な画像を得ることができる。 Therefore, as described in claim 15, assuming that a predetermined range of the amplitudes of the two scanning lines intersecting the polarizer (20) is a display region, a distortion portion at an edge of the scanning surface (5). Since is not displayed, a high-quality image can be obtained.
ところで、実際に表示が行われる領域(表示領域)に走査線検出手段(30)を配置すると、走査線検出手段(30)が障害となって表示領域が狭くなる。そこで、請求項16に記載のように表示領域外に走査線検出手段(30)を配置すると、走査線検出手段(30)によって表示領域が狭められることがない。 By the way, when the scanning line detecting means (30) is arranged in an area where the display is actually performed (display area), the scanning line detecting means (30) becomes an obstacle and the display area becomes narrow. Therefore, when the scanning line detection means (30) is arranged outside the display area as described in claim 16, the display area is not narrowed by the scanning line detection means (30).
また、前述したように走査線によって走査面(5)の走査を行う場合、走査面(5)の縁部には歪みが生じる。そこで、請求項17に記載のように、走査線検出手段(30)を表示領域直近に配置すると、歪みが少ない部分で走査線の間隔を検出できるので、精度よく走査線の間隔を検出できる。走査線の間隔を精度よく検出できれば、得られる画像も高画質となる。 Further, as described above, when the scanning surface (5) is scanned by the scanning line, the edge of the scanning surface (5) is distorted. Therefore, if the scanning line detecting means (30) is arranged in the vicinity of the display area as described in claim 17, the scanning line interval can be detected in a portion with little distortion, and therefore the scanning line interval can be detected with high accuracy. If the interval between scanning lines can be detected with high accuracy, the resulting image will also have high image quality.
ところで、偏光器(20)の構造や駆動方式によっては、偏向開始の際の偏向の向きが定まらない場合がある。つまり、主走査方向に所定の周波数及び振幅で偏光器(20)の偏向角度を制御した場合、走査面(5)に形成される走査線は正弦波状になるが、その偏向開始の際、主走査方向のどちらの向きに偏向が開始されるのかが定まらない(位相が180°ずれた状態で偏向が開始される)場合が生じるのである。 By the way, depending on the structure and driving method of the polarizer (20), the direction of deflection at the start of deflection may not be determined. That is, when the deflection angle of the polarizer (20) is controlled with a predetermined frequency and amplitude in the main scanning direction, the scanning line formed on the scanning surface (5) becomes sinusoidal. There is a case where it is not determined in which direction in the scanning direction the deflection is started (the deflection is started in a state where the phase is shifted by 180 °).
そこで、請求項18に記載のように、走査線検出手段(30)を主走査方向の振幅の中心から主走査方向へずらして配置し、制御手段(40)は、走査線検出手段(30)で検出できる位置に光源(10)を発光させ、所定時間内に走査線検出手段(30)によって走査線が検出されない場合には、偏光器(20)の主走査方向の偏向の向きが異なっていると判定するようにすれば、偏向開始の際の偏向の向きを判定することができる。 Accordingly, as described in claim 18, the scanning line detection means (30) is arranged shifted from the center of the amplitude in the main scanning direction in the main scanning direction, and the control means (40) is provided with the scanning line detection means (30). When the light source (10) is caused to emit light at a position that can be detected by the scanning line and the scanning line detection means (30) does not detect the scanning line within a predetermined time, the deflection direction of the polarizer (20) in the main scanning direction is different. If it is determined that there is, it is possible to determine the direction of deflection at the start of deflection.
主走査方向の走査線の走査の向きが180°ずれていると、走査面(5)に形成される画面は反転した状態となる。そこで、請求項19のように、主走査方向の偏向の向きが異なっていると判定した場合には、偏光器(20)の主走査方向の偏向角度を180°移相させるようにすると、画像が反転して表示されることがなくなる。 If the scanning direction of the scanning lines in the main scanning direction is shifted by 180 °, the screen formed on the scanning surface (5) is inverted. Therefore, as described in claim 19, when it is determined that the deflection direction in the main scanning direction is different, if the deflection angle in the main scanning direction of the polarizer (20) is shifted by 180 °, the image Will not be displayed in reverse video.
副走査方向においても、請求項18に記載の二次元光走査装置(1)と同様に偏光器(20)の開始時の偏向の向きが定まらない場合がある。したがって、副走査方向においても請求項18と同様にすれば、副走査方向の走査開始時の偏向の向きが判定できる。 Also in the sub-scanning direction, the direction of deflection at the start of the polarizer (20) may not be determined as in the two-dimensional optical scanning device (1) according to claim 18. Therefore, the deflection direction at the start of scanning in the sub-scanning direction can also be determined in the sub-scanning direction in the same manner as in the eighteenth aspect.
副走査方向の走査線の走査の向きが180°ずれていると、走査面(5)に形成される画面は反転した状態となる。そこで、請求項21のように、副走査方向の偏向の向きが異なっていると判定した場合には、偏光器(20)の副走査方向の偏向角度を180°移相させるようにすると画像が反転して表示されることがなくなる。
When the scanning direction of the scanning line in the sub-scanning direction is shifted by 180 °, the screen formed on the scanning surface (5) is inverted. Therefore, as described in
ところで、偏光器(20)の偏向角度を主走査方向と副走査方向とに所定の周波数及び振幅で変化させると、走査線によって走査面(5)にはリサージュ図形が形成される。その場合、テレビなどに用いられているラスタ走査のように副走査方向が一方向から走査されるのではなく、両方向から走査される。つまり、副走査方向には往復走査がなされる。 By the way, when the deflection angle of the polarizer (20) is changed at a predetermined frequency and amplitude in the main scanning direction and the sub-scanning direction, a Lissajous figure is formed on the scanning surface (5) by the scanning lines. In that case, the sub-scanning direction is not scanned from one direction as in raster scanning used in televisions and the like, but scanning is performed from both directions. That is, reciprocal scanning is performed in the sub-scanning direction.
そうすると、表示する画像を単純に偏光器(20)で副走査方向に往復走査をして走査面(5)に形成すると、走査の往路と復路とで画像が反転してしまい正常な画像が形成されない。 Then, when the image to be displayed is simply reciprocated in the sub-scanning direction by the polarizer (20) and formed on the scanning surface (5), the image is inverted between the scanning forward path and the backward path, and a normal image is formed. Not.
すなわち、本二次元光走査装置(1)では、表示する画像を偏光器(20)で副走査方向に往復走査をして走査面(5)に形成することになるので、表示する画像と実際に画像が形成される走査面(5)における走査線の位置との対応付けが必要となる。 That is, in this two-dimensional optical scanning device (1), the image to be displayed is reciprocally scanned in the sub-scanning direction by the polarizer (20) and formed on the scanning surface (5). It is necessary to associate with the position of the scanning line on the scanning surface (5) on which the image is formed.
そこで、請求項22に記載のように、制御手段(40)は、走査線の走査位置と表示する画像の表示位置との対応を記憶し、その記憶された走査線の走査位置と画像の表示位置との対応に基づいて、偏光器(20)の偏向角度の位相と光源(10)の走査線上における発光位置とを制御すると、副走査方向に往復走査されても正常な画像が形成される。
Therefore, as described in
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following embodiment, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.
[第1実施形態]
(二次元光走査装置1の構成)
図1は、二次元光走査装置1の概略の機能構成を示す機能ブロック図であり、図2は、走査面5における、走査線検出器30の配置と走査線の走査の様子を示した図である。
[First Embodiment]
(Configuration of two-dimensional optical scanning device 1)
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic functional configuration of the two-dimensional
二次元光走査装置1は、図1に示すように、光源10、偏光器20、走査線検出器30及び制御装置60を備えている。
光源10は、ビーム状の光を出射するものであり、発光ダイオード、グローランプ、レーザーなどの発光素子からなり、少なくとも輝度又は発光色の何れかを制御部40から制御可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the two-dimensional
The
偏光器20は、光源10から出射された光を交差する主走査方向及び副走査方向の2軸方向に偏向走査するものである。
偏光器20は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて形成されたデバイスで、光源から出射されたビーム状の光を反射する反射面21、内フレーム22、外フレーム23、反射面21を内フレーム22に支持する内梁24、反射面21を外フレーム23に支持する外梁25、反射面21を内梁24及び外梁25の周りにねじるように振動させる駆動部とから構成される。
The
The
走査線検出器30は、偏光器20で走査された光が走査面5に形成する走査線のうち副走査方向の少なくとも隣接する走査線の間隔を検出するものであり、副走査方向に3点において、走査線のうち隣接する3本の走査線の副走査方向の間隔と主走査方向の走査方向とを検出可能に構成されている。
The
具体的には、図2に示すように、走査線検出器30は、走査線の主走査方向の振幅の中心から主走査方向へずれ、走査線の副走査方向の振幅の中心から副走査方向へずれた位置へ配置されている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
また、走査線検出器30は、交差する2軸方向のうち主走査方向及び副走査方向の振幅を検出可能な位置で、かつ、表示領域外で表示領域の直近に配置されている。
さらに、走査線検出器30は、走査面5における走査線の照度及び色を検出し、検出信号として光検出信号処理部48へ出力する。
In addition, the
Further, the
走査線検出器30は、図2に示すように、光の照度や色を検出するイメージセンサやフォトダイオードが主走査方向及び副走査方向に多数配置されたフォトダイオードアレイである。
As shown in FIG. 2, the
制御装置60は、偏光器20の交差する2軸方向の偏向角度を所定の周波数及び振幅で変化させるとともに、走査線検出器30で検出された主走査方向の少なくとも隣接する2本の走査線の間隔に基づいて偏光器20の偏向角度の位相を制御するものである。制御装置60は、図1に示すように、制御部40とクロック発振部50とから構成される。
The
制御部40は、図1に示すように、駆動周波数生成部41,44、位相調整部42,45、駆動回路部43,46、表示制御部47、光検出信号処理部48及び光源駆動部49を備えている。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1は、前述したように制御装置60の機能ブロック図である。したがって、制御部40は実際には、図示しないCPU、ROM、RAM、I/Oにより各部の機能を実現している。
FIG. 1 is a functional block diagram of the
駆動周波数生成部41,44は、クロック発振部50で発振するクロックを分周して、偏光器20を主走査方向に周波数fy及び副走査方向に周波数fxで駆動するための正弦波の偏光器駆動信号を生成する。
The driving
位相調整部42、45は、駆動周波数生成部41,44で生成された偏光器駆動信号の主走査方向及び副走査方向の各々の位相を変更できるように構成されている。
駆動回路部(主走査)43、46は、偏光器20を駆動するための駆動電圧が調整できるようになっており、偏光器20の振幅の大きさを可変できる。
The
The drive circuit units (main scanning) 43 and 46 can adjust the drive voltage for driving the
駆動周波数生成部41,44では、主走査方向の周波数fy及び副走査方向の周波数fxと走査面5の更新周波数Fとが以下の式1に示す関係となるように各走査方向の偏光器駆動信号の周波数を制御する。
The driving
fx=nx×F、fy=ny×F (nx、nyは、互いに素の整数)・・・式1
ここで、周波数fx,fyは、偏光器20の梁の太さ、振幅、安定性の観点から、500Hz〜100kHzとなる。本実施形態では、fx=1.2kHz、fy=12.6KHzである。また、走査面5の更新周波数Fは、走査面5に形成される表示の更新周波数であり、F=600Hzである。さらに、nx=2、ny=21である。
f x = n x × F, f y = n y × F (n x, n y are relatively prime integers)
Here, the frequency f x, f y, the thickness of the beam of the
このようにして、偏光器20の反射面の主走査方向の変更角度を振幅θy、周波数fy(12.6kHz)の正弦波、副走査方向の変更角度を振幅θx、周波数fx(1.2kHz)の正弦波の偏光器駆動信号で駆動し、そこに光源10から出射されるビーム状の光を当てると、走査面5には、走査線によって図2に示すようなリサージュ形状の軌跡が形成される。
In this way, the change angle in the main scanning direction of the reflecting surface of the
また、制御部40において、走査線検出器30で検出した3本の副走査方向の走査線の間隔が一定になるように、位相調整部42,45で偏光器駆動信号の位相を調整する。
このようにすれば、走査線検出器30で検出した少なくとも隣接する2本の走査線の副走査方向の間隔が同じで、主走査方向の走査方向が互いに逆になる。また、同時に主走査方向及び副走査方向の振幅に基づいて、偏光器20の主走査及び副走査方向の偏向角度の振幅を制御することができる。
Further, in the
In this way, at least two adjacent scanning lines detected by the
この際、隣接する走査線の少なくとも輝度又は発光色が異なるように少なくとも光源10の輝度又は発光色を制御するとともに、走査線検出器30で検出された隣接する走査線の照度又は色が異なるものとなるように、位相調整部42,45において、偏光器駆動信号の位相調整を行う。
At this time, at least the luminance or emission color of the
また、制御部40においては、走査開始後、所定時間内に走査線検出器30によって走査線が検出されたか否かを判定し、所定時間内に走査線が検出されない場合には、偏光器20の偏向の向きが異なっていると判定し、偏光器20の主走査方向の及び副走査方向の偏向角度を180°移相させる。
In addition, the
また制御部40は、走査線の走査位置と外部から入力される画像の表示位置との対応を記憶し、その記憶された走査線と画像の表示位置との対応に基づいて、偏光器20の偏向角度と光源10とを制御する。
Further, the
表示制御部47は、走査面5の走査線により形成される表示の表示内容、表示タイミングを決定し、光源駆動部49で光源10を実際に駆動する。また、表示制御部47は、偏光器20の主走査方向及び副走査方向の走査線の振幅のうち所定の範囲を表示領域7とする。また走査面5のうち画像を表示するための表示領域7を主走査方向から、傾き角θi傾けて利用する。
The
本実施形態の場合、表示領域7の所定の範囲とは、主走査方向に0.7θy、副走査方向に0.7θxの範囲の領域であり、傾き角θiは、θi=tan-1((fy×θy)/(fx×θx))で表される角度である。
In this embodiment, the predetermined range of the
光検出信号処理部48は、走査線検出器30からの光検出信号を受け、主走査方向及び副走査方向の走査線の各振幅、位相を調整するための信号を表示制御部47へ出力するとともに、現在の走査線の各方向の振幅、位相を判断し各方向の振幅、位相調整信号を位相調整部42,45及び駆動回路部43,46へ送信する。
The light detection
クロック発振部50は、偏光器20の偏向角度を所定の周波数、振幅及び位相で変化させるための信号の発振源となるものであり、図示しないクリスタル発振器に所定の電圧を印加することにより、基準となるクロックを発振する。このクロック発振部50は、制御部40の作動のための基準クロックを発生させるので、1個のみである。
The
(制御部40での処理)
次に、制御部40で実行される走査線制御処理について図3及び図4に示すフローチャートに基づき説明する。
(Processing in the control unit 40)
Next, the scanning line control process executed by the
走査線制御処理では、図3に示すように、S100において、偏光器20の主走査方向及び副走査方向の偏光器駆動信号を式1に従って偏光器20へ出力し、走査面にリサージュ状の走査線を形成する。
In the scanning line control process, as shown in FIG. 3, in S100, the polarizer driving signals in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the
そして、図示されていないROMに予め位置が記憶されている走査線検出器30のイメージセンサの1点の位置において光源10を駆動し、光ビームが当たるようにする。
S105では、走査線検出器30から検出結果が取得され、続くS110において、走査線検出器30のイメージセンサの1点で所定の時間内に光ビームが検出されたか否かが判定される。そして、光ビームが所定の時間内に検出された場合(S110:Yes)は、処理がS115へ移行され、光ビームが所定の時間内に検出されない場合(S110:No)には、処理がS120へ移行される。
Then, the
In S105, a detection result is acquired from the
S120では、位相調整部42において主走査方向の偏光器駆動信号の位相が180°変更され、光ビームが主走査方向の振幅の中心を軸として反転される。この様子を図5に示す。
In S120, the phase of the polarizer driving signal in the main scanning direction is changed by 180 ° in the
S125において、走査線検出器30から検出結果が取得され、続くS130において、走査線検出器30のイメージセンサの1点で所定時間内に光ビームが検出されたか否かが判定される。そして、光ビームが所定の時間内に検出された場合(S130:Yes)は、処理がS115へ移行され、光ビームが所定の時間内に検出されない場合(S130:No)には、処理がS135へ移行される。
In S125, a detection result is acquired from the
S135では、S120において180°変更された主走査方向の位相が0°に戻され、続くS140では、位相調整部45において副走査方向の偏光器駆動信号の位相が180°変更され、光ビームが副走査方向の振幅を中心を軸として反転される(図5参照)。
In S135, the phase in the main scanning direction changed by 180 ° in S120 is returned to 0 °. In subsequent S140, the phase of the polarizer driving signal in the sub-scanning direction is changed by 180 ° in the
S145では、走査線検出器30から検出結果が取得され、続くS150において、走査線検出器30の該当する素子で所定の時間内に光ビームが検出されたか否かが判定される。そして、光ビームが所定の時間内に検出された場合(S150:Yes)は、処理がS115へ移行され、光ビームが所定の時間内に検出されない場合(S150:No)には、処理がS155へ移行される。
In S145, the detection result is acquired from the
S155では、位相調整部42において主走査方向の偏光器駆動信号の位相が180°変更され、光ビームが主走査方向の振幅を中心を軸として反転される(図5参照)。
以上のようにS100〜S155において、偏光器20の駆動開始方向が決定される。そして、偏光器20の駆動開始方向が決定された後、S115において、光源10が所定の間隔で駆動され、走査線検出器30上に隣接する3本の走査線が形成される。
In S155, the phase of the polarizer driving signal in the main scanning direction is changed by 180 ° in the
As described above, in S100 to S155, the driving start direction of the
次に、図4に示すように、S160において、走査線検出器30で検出された3本の光ビームの副走査方向の間隔が取得され、続くS165では、S160において取得された光ビームの間隔が一定であるか否かが判定される。
Next, as shown in FIG. 4, in S160, the intervals in the sub-scanning direction of the three light beams detected by the
そして、光ビームの間隔が一定であった場合(S165:Yes)は、処理がS175へ移行され、光ビームの間隔が一定でなかった場合(S165:No)には、処理がS170へ移行される。 If the interval between the light beams is constant (S165: Yes), the process proceeds to S175. If the interval between the light beams is not constant (S165: No), the process proceeds to S170. The
S170では、位相調整部45において副走査方向の駆動位相が所定の角度ずらされ、S160へ処理が戻される。このように、S160〜S170が繰り返されることによって、副走査方向の位相が正常になる、つまり、副走査方向の走査線の間隔が一定となる。
In S170, the
S175では、副走査方向の振幅が正常であるか、つまり所定の振幅θxであるか否かが判定される。そして、所定の振幅θxであると判定された場合(S175:Yes)は、処理がS185へ移行され、所定の振幅θxではないと判定された場合(S175:No)には、処理がS180へ移行される。 In S175, whether the amplitude of the sub-scanning direction is normal, i.e. whether it is a predetermined amplitude theta x it is determined. When it is determined that the predetermined amplitude θ x (S175: Yes), the process is shifted to S185, if it is determined not to be a predetermined amplitude θ x (S175: No), the processing The process proceeds to S180.
S180では、駆動回路部43から出力される偏光器駆動信号の副走査方向の振幅θxが調整され、処理がS175へ戻される。このように、S175及びS180が繰り返されることによって、副走査方向の振幅が正常になる、つまり、所定の振幅θxとなる。
In S180, the sub-scanning direction of the amplitude theta x of polarizer drive signal output from the
S185では、光源10の駆動が停止され、光ビームが一旦形成されなくなる。そして、続くS190において、光源10が所定の間隔で駆動され、走査線検出器30上で副走査方向に3点の光スポットが形成される。
In S185, the driving of the
S195では、走査線検出器30から検出結果が取得され、続くS200において、走査線検出器30で検出された3点の光スポットが副走査方向の直線上にあるか否かが判定される。
In S195, the detection result is acquired from the
そして、3点の光スポットが副走査方向の1直線にあった場合(S200:Yes)は、処理がS210へ移行され、1直線になかった場合(S200:No)には、処理がS205へ移行される。 If the three light spots are on one straight line in the sub-scanning direction (S200: Yes), the process proceeds to S210. If the light spot is not on one straight line (S200: No), the process proceeds to S205. Migrated.
S210では、位相調整部42において主走査方向の駆動位相が所定の角度ずらされ、S195へ処理が戻される。このように、S200及びS205が繰り返されることによって、主走査方向の位相の調整が完了する。
In S210, the driving phase in the main scanning direction is shifted by a predetermined angle in the
つまり、図6に示すように3点の光スポットが副走査方向の1直線上に形成されなければ、走査線の位相が主走査方向にずれていることを意味している。すなわち、走査線の位相が主走査方向にずれていると、表示領域7に均等に光スポットを形成しようとしても、図6に示すように主走査方向に光スポットがずれた状態になる。この状態で、画像を表示させると主走査方向にずれた画像が形成されるので、画質が低下する。
That is, as shown in FIG. 6, if three light spots are not formed on one straight line in the sub-scanning direction, it means that the phase of the scanning line is shifted in the main scanning direction. That is, if the phase of the scanning line is shifted in the main scanning direction, even if an attempt is made to form a light spot uniformly in the
そこで、上記S195〜S205を繰り返すことによって主走査方向の位相を調整し、形成される画像の質を向上させているのである。
S210では、主走査方向の振幅が正常であるか、つまり所定の振幅θyであるか否かが判定される。そして、所定の振幅θyであると判定された場合(S210:Yes)は、処理がS220へ移行され、所定の振幅θyではないと判定された場合(S210:No)には、処理がS220へ移行される。
Therefore, by repeating S195 to S205, the phase in the main scanning direction is adjusted to improve the quality of the formed image.
In S210, whether the amplitude of the main scanning direction is normal, i.e. whether it is a predetermined amplitude theta y is determined. If it is determined that the amplitude is the predetermined amplitude θ y (S210: Yes), the process proceeds to S220. If it is determined that the amplitude is not the predetermined amplitude θ y (S210: No), the processing is performed. The process proceeds to S220.
S215では、駆動回路部43から出力される偏光器駆動信号の主走査方向の振幅θyが調整され、処理がS210へ戻される。このように、S210及びS215が繰り返されることによって、主走査方向の振幅が正常になる、つまり、所定の振幅θyとなる。
In S215, the amplitude θ y in the main scanning direction of the polarizer drive signal output from the
S220では、光ビームの駆動が停止される。そして、続くS225において、表示制御部47において、表示するための映像信号に応じて、光源10が所定のタイミングで駆動され走査面5に映像が表示される。その後S115に戻り処理が繰り返される。
In S220, the driving of the light beam is stopped. In the subsequent S225, the
(二次元光走査装置1による表示)
このような構成及び機能を有する二次元光走査装置1によって走査面5に形成される走査線の走査軌跡の例を図7に示す。前述の式1に示す周波数条件を満たす場合、つまり、fx=1.2kHz、fy=12.6KHz、走査面5の更新周波数F=600Hz、nx=2、ny=21(nx、nyは、互いに素の関係)の場合で、かつ、主走査方向及び副走査方向の位相も走査線の間隔が所定の値となるように制御されている場合、全走査領域が均等に走査され、表示画質が低下しない。
(Display by the two-dimensional optical scanning device 1)
An example of the scanning trajectory of the scanning line formed on the scanning surface 5 by the two-dimensional
また、例えば、fx=900Hz、fy=12.6KHz、走査面5の更新周波数F=900Hzの場合には、fx=Fであり、図8に示すように、走査線の周波数比が図7と比較し高いにも拘わらず、走査線数が少なく解像度が低くなってしまっている。これはFを高くしたためで、Fを必要以上に高くしない方が良い。 Further, for example, f x = 900Hz, f y = 12.6KHz, when the update frequency F = 900 Hz scan plane 5 is f x = F, as shown in FIG. 8, the frequency ratio of the scanning lines Although it is higher than that in FIG. 7, the number of scanning lines is small and the resolution is low. This is because F is increased, and it is better not to increase F more than necessary.
図9には、副走査方向の動作位相がずれた場合の走査軌跡例を示す。この走査軌跡例は走査周波数fx=1.2kHz、fy=12.6kHz、走査面5の更新周波数F=600Hz、nx=2、ny=21であり、図7と同条件であるが、位相がずれたために、全走査領域を均等に走査しなくなっている。つまり位相をコントロールすることが画質の改善には必要であることがわかる。 FIG. 9 shows an example of a scanning locus when the operation phase in the sub-scanning direction is shifted. In this scanning locus example, the scanning frequency f x = 1.2 kHz, f y = 12.6 kHz, the update frequency F of the scanning plane 5 F = 600 Hz, n x = 2 and n y = 21, which are the same conditions as in FIG. However, since the phase is shifted, the entire scanning area is not scanned uniformly. In other words, it can be seen that controlling the phase is necessary for improving the image quality.
また、図10に表示領域7の例を示す。表示領域7は、前述のように主走査方向θey=0.7θy、副走査方向θex=0.7θxとなっている。二次元光走査装置1は、リサージュ波形を描くので、走査面5の端部は中心部と比べて走査が密になる。したがって、中心部のみを表示領域7としている。
FIG. 10 shows an example of the
また、図10に、表示領域7内で表示領域7の傾き角θi=tan-1((fy × θy)/(fx × θx))だけ傾けた長方形を表示領域7としている様子を示す。
次に、表示される画像信号に基づいて、走査面5に画像を表示する場合の走査面5の走査及び光源10の駆動について、図11及び図12に基づき説明する。
Further, in FIG. 10, the
Next, scanning of the scanning surface 5 and driving of the
図11に二次元光走査装置1における主走査の向き及び、走査線に対する表示位置の例を示す。図11では右斜めの走査線を表示に利用し、A群は図中上向きへ走査する走査線を示し、B群は図中下向きへ走査する走査線を示している。また、「a又はbが付された
数字」は、時間に対する走査線の順番を示し、「aが付された数字」は、A群の走査線を示し、「bが付された数字」は、B群の走査線を示している。
FIG. 11 shows an example of the main scanning direction and the display position with respect to the scanning lines in the two-dimensional
例えば、表示位置Aの縦方向の表示はa21番目の走査線の走査時に表示される。同様に表示位置Bはb17番目の走査線の走査時に表示され、表示位置Iはa2番目の走査線の走査時に表示される。 For example, the vertical display of the display position A is displayed when the a21th scanning line is scanned. Similarly, the display position B is displayed when the b17th scanning line is scanned, and the display position I is displayed when the a2th scanning line is scanned.
図12には、主走査、副走査、光源駆動信号及び表示位置、主走査の向きの関係の例を示す。図11に示すような表示を行うために、走査線のa1、a2、b5、b6、a11、a12、b16、b17、a21番目において光源10を駆動する。これらの走査線と表示位置の関係、走査線の走査の向きの関係は表示制御部47に記憶されており、表示内容に応じて適切なタイミングで光源10を駆動し、表示をする。
FIG. 12 shows an example of the relationship between main scanning, sub-scanning, light source drive signal and display position, and main scanning direction. In order to perform the display as shown in FIG. 11, the
図13に偏光器20の副走査方向の駆動位相に対し実際の動作位相が進んだ場合の主走査、副走査、光源駆動信号の例を示す。温度変化等により偏光器20の動作位相がずれた場合、走査線の走査軌跡が均等にならなくなり、表示画質が劣化する。この場合、図15に示すような粗密が走査軌跡に現れる。
FIG. 13 shows examples of main scanning, sub-scanning, and light source driving signals when the actual operation phase advances with respect to the driving phase of the
このようなことを防ぐために、図15に示すように二次元光走査装置1では、表示領域7外で表示領域7の直近であるb4、a13、b15番目に走査線を表示するように光源10を駆動し、走査線検出器30で走査線を検出して、これらの走査線の間隔が等間隔になるように副走査の駆動位相を調整する。
In order to prevent this, as shown in FIG. 15, in the two-dimensional
この際、位相のずれが大きくなると、a13番目の走査線がb4番目の走査線を超え右側へ移動するため、走査線検出器30でどの走査線を検出しているかを識別しやすくするために真ん中の走査線すなわちa13番目の走査線の表示輝度を変えてある。
At this time, if the phase shift increases, the a13th scanning line moves to the right beyond the b4th scanning line, so that it is easy to identify which scanning line is detected by the
またこれらの走査線の位置により副走査方向の振幅を検出し、駆動回路部46において副走査方向の偏光器駆動信号の振幅を調整することで表示の大きさの変動を抑えるようになっている。
Further, the amplitude of the sub-scanning direction is detected based on the position of these scanning lines, and the
図14に偏光器20の主走査方向の駆動位相に対し実際の動作位相が遅れた場合の主走査、副走査、光源駆動信号の例を示す。副走査の場合と同様に温度変化等により偏光器20の動作位相がずれた場合、走査軌跡が均等にならなくなり、表示画質が劣化する。
FIG. 14 shows examples of main scanning, sub-scanning, and light source driving signals when the actual operation phase is delayed with respect to the driving phase of the
この場合は、図6に示すような表示ずれが走査線の走査軌跡に現れる。そこで表示領域7外に副走査方向の走査線を表示するように、b4、a13、b15番目の副走査方向の直線上にスポットで光源10を駆動する。
In this case, a display shift as shown in FIG. 6 appears in the scanning trajectory of the scanning line. Therefore, the
そして走査線検出器30で走査線を検出し、これらのスポットが直線になるように位相調整部42において主走査方向の位相を調整する。この際、A群、B群でスポットの表示輝度を変えているので、走査線検出器30でどのスポットか識別がしやすい。
The
また、これらのスポットの位置により主走査方向の振幅を検出し、駆動回路部43において主走査方向の偏光器駆動信号の振幅を調整することで表示の大きさの変動を抑えるようになっている。
Further, the amplitude in the main scanning direction is detected based on the positions of these spots, and the
(二次元光走査装置1の特徴)
以上のような二次元光走査装置1によれば、光センサが配置された走査線検出器30で走査線が等間隔に検出されるように偏光器20の偏向角度の位相を制御しているので、走
査線の間隔に粗密が発生しない。走査線の間隔に粗密が発生しないので、走査面5には高画質の画像が得られる。
(Features of the two-dimensional optical scanning device 1)
According to the two-dimensional
また、二次元光走査装置1では、前述の式1に示す関係となるように偏光器20の偏向角度を制御している。このようにすると、周波数差の低減ができ、走査線の本数を減らすことがないので高解像度の画質が得られる。また、偏光器20の偏向角度の変化の周波数を500Hz〜100kHzとしているので、安定して動作し、振幅も確保でき適切な走査面積を作ることができる。
Further, in the two-dimensional
さらに、偏光器20の偏向角度を所定の周波数、振幅及び位相で変化させるための偏光器駆動信号を1つのクロック発振部50で発振した信号から生成している。したがって、周囲の温度が変化した場合などに信号の周波数が各軸(主走査方向と副走査方向)独立に変化せず、各軸の周波数は同じ割合で変化するため、走査線の均等性は変化せず一定に保たれるので、走査面5に形成される画像の質が低下することがない。
Further, a polarizer driving signal for changing the deflection angle of the
また、二次元光走査装置1では、光源10を走査線検出器30上に隣接する3本の走査線を形成するように駆動し、走査線検出器30で検出した隣接する3本の走査線の副走査方向の間隔が同じで、主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、偏光器20の副走査方向の偏向角度の位相を制御している。
Further, in the two-dimensional
したがって、隣接する走査線の間隔は一定に保つことができ、さらに、隣接する走査線の走査方向が互いに逆になるようにすることができる。つまり、正確なリサージュ走査制御ができるので、走査面5に形成される画像の質を高めることができる。 Therefore, the interval between adjacent scanning lines can be kept constant, and the scanning directions of adjacent scanning lines can be reversed. That is, since accurate Lissajous scanning control can be performed, the quality of the image formed on the scanning surface 5 can be improved.
また、走査線検出器30は、隣接する3本の走査線の副走査方向の間隔を検出できる大きさに形成されているので、最小限の大きさで高画質の画像が得られる。
また、光源10を発光させて走査線を形成する際に、光源10の輝度を変化させ、隣接する2本の走査線の照度が異なるようにしているので、走査線の走査順が入れ替わったか否か、つまり、偏光器20の位相が大きく変化したか否かが容易に判別できる。
Further, since the
Further, when forming the scanning line by emitting light from the
また、光源10を走査線検出器30上に副走査方向に直線上に光スポットを形成するよう駆動し、走査検出器30で検出した光スポットが直線になるように、偏向器20の主走査方向の偏向角度の位相を制御している。したがって主走査方向のずれが発生しないので、走査面5に形成される画像の質を高めることができる。
The
また、走査線検出器30が主走査方向と副走査方向の振幅を検出可能な位置に配置されており、制御部40では、走査線検出器30にて検出された主走査方向と副走査方向の振幅に基づいて、偏光器20の偏向角度の振幅を制御している。したがって、走査線検出器30で検出された振幅をフィードバックして制御することができるので、温度変化等によって、偏向角度の振幅が変化するような状況下でも、一定の振幅が得られる。
The
また、主走査方向と副走査方向とを各々所定の周波数、振幅及び位相で走査した場合、走査面5に形成される走査線は、主走査方向に対して傾くが、表示領域7を主走査方向に対して、θi傾けて利用するので、予め走査線の傾きを考慮した画像としなくてもよい。つまり、画像の傾きを補正する画像処理が必要がないので、二次元光走査装置1を表示装置に組み込んだ場合、その表示装置を簡単な構成とすることができる。
When the main scanning direction and the sub-scanning direction are scanned at a predetermined frequency, amplitude, and phase, the scanning lines formed on the scanning surface 5 are inclined with respect to the main scanning direction, but the
また、表示領域7を主走査方向と副走査方向の振幅の70%としているので、走査面5の縁部の歪みの部分が表示されない。したがって、高画質な画像を得ることができる。
さらに、表示領域7外に走査線検出器30を配置しているので、走査線検出器30によって表示領域7が狭められることがない。
Further, since the
Further, since the
また、走査線検出器30を表示領域7直近に配置しているので、歪みが少ない部分で走査線の間隔を検出できる。したがって、精度よく走査線の間隔を検出できる。走査線の間隔を精度よく検出できれば、得られる画像も高画質となる。
In addition, since the
また、走査線検出器30を主走査方向の振幅の中心から主走査方向へずらし、また、副走査方向の振幅の中心から副走査方向へずらして配置している。さらに、制御部40は、走査線検出器30で検出できる位置に走査線が走査されるように偏光器20の偏向角度を制御し、所定時間内に走査線検出器30によって走査線が検出されない場合には、偏光器20の主走査方向又は副走査方向の偏向の向きを逆転させている。
Further, the
したがって、偏光器20の構造や駆動方式によって、偏向開始の際の偏向の向きが定まらない場合であっても画像が反転して表示されることがなくなる。
また、制御部40の表示制御部47において、走査線の走査位置と表示する画像の表示位置との対応を記憶し、制御部40では、その記憶された走査線と画像の表示位置との対応に基づいて、偏光器20の偏向角度の位相と光源10とを制御している。したがって、走査面5にリサージュ図形が形成され、副走査方向には往復走査がなされても、表示する画像と実際に画像が形成される走査面5における走査線の位置との対応付けがなされるので、副走査方向に往復走査されても正常な画像が形成される。
Therefore, even if the deflection direction at the start of deflection is not determined depending on the structure and driving method of the
The
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の態様を採ることができる。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, The following various aspects can be taken.
(1)上記実施形態では、走査線検出器30にイメージセンサを用いていたが、多数のフォトダイオード素子が配置されたフォトダイオードアレイであってもよい。
つまり、多数のフォトダイオード素子を配置し、走査線の形状を検出できるようにする。
(1) In the above embodiment, the image sensor is used for the
That is, a large number of photodiode elements are arranged so that the shape of the scanning line can be detected.
このようにしても、走査線の形状(リサージュ形状)を検出できるので、その検出された走査線の形状に基づいて、制御部40において、偏光器20の偏向角度を制御すれば、走査面5に形成したい走査線の形状に対し誤差のない走査線形状が得られ、高画質の画像を得ることができる。
Even in this case, since the shape of the scanning line (Lissajous shape) can be detected, if the
(2)上記実施形態では、走査面5に表示を行う際、A群及びB群の双方の走査線によって表示を行っていたが、その何れかのみの走査線で表示を行うようにしてもよい。
つまり、上記実施形態では、図11において、走査面5を走査線が上方から下方へ走査するとき及び下方から上方へ走査するときに表示を行っていたが、上方から下方へ走査するとき又は下方から上方へ走査するときのいずれか一方のときに表示を行うのである。
(2) In the above embodiment, when the display is performed on the scanning plane 5, the display is performed by the scanning lines of both the A group and the B group, but the display may be performed by any one of the scanning lines. Good.
In other words, in the above-described embodiment, in FIG. 11, the scanning surface 5 is displayed when the scanning line scans from the upper side to the lower side and when the scanning line scans from the lower side to the upper side. Display is performed at one of the times when scanning from the top to the bottom.
このようにすれば、表示の密度は粗くなるものの簡単な構成で走査面5に表示を行うことができる。
(3)上記実施形態では正弦波振動によるリサージュ波形の表示を行っていたが、三角
波、矩形波でも適用することができる。
In this way, although the density of display becomes coarse, it is possible to display on the scanning surface 5 with a simple configuration.
(3) In the above embodiment, the Lissajous waveform is displayed by sinusoidal vibration, but a triangular wave or a rectangular wave can also be applied.
1…二次元光走査装置、5…走査面、7…表示領域、10…光源、20…偏光器、21…反射面、22…内フレーム、23…外フレーム、24…内梁、25…外梁、30…走査線検出器、40…制御部、41,44…駆動周波数生成部、42,45…位相調整部、43、46…駆動回路部、47…表示制御部、48…光検出信号処理部、49…光源駆動部、50…クロック発振部、60…制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記光源から出射された光を交差する主走査方向及び副走査方向の2軸方向に偏向走査する偏光器と、
前記偏光器で走査された光が走査面に形成する走査線のうち少なくとも隣接する走査線の前記副走査方向の間隔を検出する走査線検出手段と、
前記偏光器の前記交差する2軸方向の偏向角度を所定の周波数及び振幅で変化させるとともに、前記走査線検出手段で検出された少なくとも隣接する2本の走査線の前記副走査方向の間隔に基づいて前記偏光器の偏向角度の位相を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする二次元光走査装置。 A light source that emits beam-shaped light;
A polarizer that deflects and scans the light emitted from the light source in the two-axis directions of the main scanning direction and the sub-scanning direction intersecting each other;
Scanning line detecting means for detecting an interval in the sub-scanning direction of at least adjacent scanning lines among scanning lines formed on the scanning plane by the light scanned by the polarizer;
The deflection angle in the two intersecting axial directions of the polarizer is changed with a predetermined frequency and amplitude, and based on the interval in the sub-scanning direction of at least two adjacent scanning lines detected by the scanning line detecting means. Control means for controlling the phase of the deflection angle of the polarizer,
A two-dimensional optical scanning device comprising:
前記制御手段は、前記偏光器の前記交差する2軸方向の走査周波数fx、fyと走査面の更新周波数Fとが以下の式1に示す関係となるように、前記偏光器の偏向角度の周波数を制御することを特徴とする二次元光走査装置。
fx=nx×F、fy=ny×F ・・・式1 The two-dimensional optical scanning device according to claim 1,
Said control means such that said the crossing two axes direction of the scanning frequency f x of the polarizer, and the update frequency F of the f y and the scanning surface becomes the relationship shown in Equation 1 below, the deflection angle of the polarizer A two-dimensional optical scanning device characterized by controlling the frequency of the laser beam.
f x = nx x F, f y = ny x F Equation 1
前記偏光器は、前記光源から出射された光を偏向させるための反射面を有し、前記反射面の前記主走査方向及び前記副走査方向へ角度変化させることによって、前記光源から出射された光の偏光角度を変化させるように形成され、
前記制御手段は、
前記偏光器の偏向角度を500Hz〜100kHzの周波数範囲で変化させることを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 1 or 2,
The polarizer has a reflecting surface for deflecting the light emitted from the light source, and the light emitted from the light source by changing the angle of the reflecting surface in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Is formed to change the polarization angle of
The control means includes
2. A two-dimensional optical scanning device, wherein a deflection angle of the polarizer is changed in a frequency range of 500 Hz to 100 kHz.
前記偏光器の偏向角度を所定の周波数、振幅及び位相で変化させるための信号の発振源となる1つの発振手段を備え、
前記制御手段は、
前記偏光器の前記交差する2軸方向の偏向角度を前記1つの発振手段で発振した信号から生成することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 3,
One oscillating means serving as an oscillation source of a signal for changing the deflection angle of the polarizer at a predetermined frequency, amplitude and phase,
The control means includes
The two-dimensional optical scanning device characterized in that the deflection angle in the intersecting biaxial direction of the polarizer is generated from a signal oscillated by the one oscillating means.
前記走査線検出手段は、
前記走査線のうち少なくとも隣接する2本の走査線の、前記副走査方向の間隔及び前記主走査方向の走査方向を検出可能に構成され、
前記制御手段は、
前記走査線検出手段で検出した少なくとも前記隣接する2本の走査線の前記副走査方向の間隔が一定で、前記主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、前記偏光器の偏向角度の位相を制御することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
The scanning line detecting means includes
It is configured to be able to detect an interval in the sub-scanning direction and a scanning direction in the main scanning direction of at least two adjacent scanning lines among the scanning lines,
The control means includes
The deflection angle of the polarizer is set so that at least the two adjacent scanning lines detected by the scanning line detection means have a constant interval in the sub-scanning direction and the scanning directions in the main scanning direction are opposite to each other. A two-dimensional optical scanning device characterized by controlling a phase.
前記走査線検出手段は、
前記走査線のうち前記隣接する3本の走査線の前記副走査方向の間隔と前記主走査方向の走査方向とを検出可能に構成され、
前記制御手段は、
前記走査線検出手段で検出した前記隣接する3本の走査線の前記副走査方向の間隔が同一で前記主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、前記偏光器の偏向角度の位相を制御することを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 5,
The scanning line detecting means includes
An interval in the sub-scanning direction of the three adjacent scanning lines among the scanning lines and a scanning direction in the main scanning direction can be detected,
The control means includes
The phase of the deflection angle of the polarizer is adjusted so that the intervals in the sub-scanning direction of the three adjacent scanning lines detected by the scanning line detecting means are the same and the scanning directions in the main scanning direction are opposite to each other. A two-dimensional optical scanning device characterized by controlling.
前記走査線検出手段は、
前記隣接する3本の走査線の前記副走査方向の間隔を検出できる最小限の大きさに形成されていることを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 6,
The scanning line detecting means includes
2. A two-dimensional optical scanning device, wherein the two-dimensional optical scanning device is formed to a minimum size capable of detecting an interval in the sub-scanning direction of the three adjacent scanning lines.
前記光源は、
少なくとも輝度又は発光色の何れかを前記制御手段から制御可能に構成されており、
前記走査線検出手段は、
前記走査面における前記走査線の照度及び色を検出可能に構成され、
前記制御手段は、
前記隣接する走査線の少なくとも照度又は色が異なるように少なくとも前記光源の輝度又は発光色を制御するとともに、前記走査線検出手段で検出された隣接する走査線の照度又は色が異なるものとなるように、前記偏光器の偏向角度の位相を制御することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 7,
The light source is
At least one of luminance and luminescent color is configured to be controllable from the control means,
The scanning line detecting means includes
It is configured to be able to detect the illuminance and color of the scanning line on the scanning surface,
The control means includes
At least the luminance or emission color of the light source is controlled so that at least the illuminance or color of the adjacent scanning lines is different, and the illuminance or color of the adjacent scanning lines detected by the scanning line detection means is different. In addition, the two-dimensional optical scanning device controls the phase of the deflection angle of the polarizer.
前記走査線検出手段は、
前記交差する2軸方向のうち前記副走査方向の振幅を検出可能な位置に配置され、
前記制御手段は、
前記走査線検出手段にて検出された前記副走査方向の振幅に基づいて、前記偏光器の前記副走査方向の偏向角度の振幅を制御することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 8,
The scanning line detecting means includes
It is arranged at a position where the amplitude in the sub-scanning direction can be detected in the intersecting two-axis directions,
The control means includes
The two-dimensional optical scanning device characterized in that the amplitude of the deflection angle in the sub-scanning direction of the polarizer is controlled based on the amplitude in the sub-scanning direction detected by the scanning line detecting means.
前記走査線検出手段は、
前記光源が発光した主走査方向の位置を検出可能に構成され、
前記制御手段は、
前記光源を前記主走査方向の所定の発光位置で発光させ、前記走査線検出手段が検出した前記光源の主走査方向の発光位置が前記主走査方向の所定の発光位置と一致するように、前記偏光器の偏向角度の位相を制御することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 9,
The scanning line detecting means includes
It is configured to be able to detect the position in the main scanning direction emitted by the light source,
The control means includes
The light source is caused to emit light at a predetermined light emission position in the main scanning direction, and the light emission position in the main scanning direction of the light source detected by the scanning line detection unit matches the predetermined light emission position in the main scanning direction. A two-dimensional optical scanning device characterized by controlling a phase of a deflection angle of a polarizer.
前記走査線検出手段は、
前記副走査方向の直線上において、前記光源の発光位置を検出可能に構成され、
前記制御手段が前記光源を発光させる前記主走査方向の所定の発光位置は、前記走査線検出手段が前記光源の発光を検出可能な前記副走査方向の直線上の位置であることを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 10,
The scanning line detecting means includes
A light emission position of the light source can be detected on a straight line in the sub-scanning direction,
The predetermined light emission position in the main scanning direction in which the control means emits the light source is a position on a straight line in the sub-scanning direction where the scanning line detection means can detect light emission of the light source. Two-dimensional optical scanning device.
前記走査線検出手段は、
前記副走査方向の3点において前記光源の発光位置を検出するように構成され、
前記制御手段が前記光源を発光させる前記主走査方向の所定の発光位置は、前記走査線検出手段が前記光源の発光を検出可能な前記副走査方向の3点の位置であることを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 10 or 11,
The scanning line detecting means includes
Configured to detect the light emission position of the light source at three points in the sub-scanning direction;
The predetermined light emission positions in the main scanning direction in which the control means emits the light sources are three positions in the sub-scanning direction in which the scanning line detection means can detect the light emission of the light sources. Two-dimensional optical scanning device.
前記走査線検出手段は、
前記交差する2軸方向のうち前記主走査方向の振幅を検出可能な位置に配置され、
前記制御手段は、
前記走査線検出手段にて検出された前記主走査方向の振幅に基づいて、前記偏光器の前記主走査方向の偏向角度の振幅を制御することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 12,
The scanning line detecting means includes
It is arranged at a position where the amplitude in the main scanning direction can be detected in the intersecting two-axis directions,
The control means includes
The two-dimensional optical scanning device characterized in that the amplitude of the deflection angle in the main scanning direction of the polarizer is controlled based on the amplitude in the main scanning direction detected by the scanning line detecting means.
前記偏光器の前記副走査方向の偏向角度をθx、走査周波数をfxとし、前記主走査方向の偏向角度をθy、走査周波数をfyとしたとき、前記走査面のうち画像を表示するための表示領域を副走査方向から、tan-1/)傾けることを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 13,
Wherein the deflection angle of the sub-scanning direction polarizer theta x, the scanning frequency is f x, the deflection angle of the main scanning direction theta y, when the scanning frequency is f y, displaying an image of said scanning surface A two-dimensional optical scanning device characterized in that a display area for tilting is tilted by tan −1 /) from the sub-scanning direction.
前記偏光器の前記交差する2軸方向の走査線の振幅のうち所定の範囲を表示領域とすることを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 14,
2. A two-dimensional optical scanning apparatus characterized in that a predetermined range of the amplitudes of the intersecting biaxial scanning lines of the polarizer is a display area.
前記走査線検出手段は、
前記表示領域外に配置されていることを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 15,
The scanning line detecting means includes
A two-dimensional optical scanning device arranged outside the display area.
前記走査線検出手段は、
前記表示領域直近に配置されていることを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 16,
The scanning line detecting means includes
A two-dimensional optical scanning device, which is arranged in the immediate vicinity of the display area.
前記走査線検出手段は、
前記走査線の主走査方向の振幅の中心から主走査方向へずらして配置され、
前記制御手段は、前記走査線検出手段で検出できる位置に、前記光源を発光させ、所定時間内に走査線検出手段によって走査線が検出されない場合には、偏光器の主走査方向の偏向の向きが異なっていると判定することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 17,
The scanning line detecting means includes
Arranged to be shifted in the main scanning direction from the center of the amplitude of the scanning line in the main scanning direction,
The control means causes the light source to emit light at a position that can be detected by the scanning line detection means, and when the scanning line detection means does not detect the scanning line within a predetermined time, the polarization direction of the polarizer in the main scanning direction Are determined to be different from each other.
前記制御手段は、
前記主走査方向の偏向の向きが異なっていると判定した場合、前記偏光器の主走査方向の偏向角度の位相を180°移相させることを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 18,
The control means includes
A two-dimensional optical scanning device characterized by shifting the phase of the deflection angle of the polarizer in the main scanning direction by 180 ° when it is determined that the direction of deflection in the main scanning direction is different.
前記走査線検出手段は、
前記走査線の副走査方向の振幅の中心から副走査方向へずらして配置され、
前記制御手段は、前記走査線検出手段で検出できる位置に、前記光源を発光させ、所定時間内に走査線検出手段によって走査線が検出されない場合には、前記偏光器の副走査方向の偏向の向きが異なっていると判定することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 19,
The scanning line detecting means includes
The scanning line is arranged shifted from the center of the amplitude in the sub-scanning direction in the sub-scanning direction,
The control means causes the light source to emit light at a position that can be detected by the scanning line detection means, and when a scanning line is not detected by the scanning line detection means within a predetermined time, the deflection of the polarizer in the sub-scanning direction is corrected. A two-dimensional optical scanning device characterized by determining that the directions are different.
前記制御手段は、
前記副走査方向の偏向の向きが異なっていると判定した場合、前記偏光器の副走査方向の偏向角度の位相を180°移相させることを特徴とする二次元光走査装置。 The two-dimensional optical scanning device according to claim 20,
The control means includes
A two-dimensional optical scanning device characterized in that when it is determined that the deflection directions in the sub-scanning direction are different, the phase of the deflection angle of the polarizer in the sub-scanning direction is shifted by 180 °.
前記制御手段は、
前記走査線の走査位置と表示する画像の表示位置との対応を記憶し、その記憶された走査線の走査位置と画像の表示位置との対応に基づいて、前記偏光器の偏向角度の位相と前記光源の走査線上における発光位置とを制御することを特徴とする二次元光走査装置。 In the two-dimensional optical scanning device according to any one of claims 1 to 21,
The control means includes
The correspondence between the scanning position of the scanning line and the display position of the image to be displayed is stored, and the phase of the deflection angle of the polarizer is determined based on the correspondence between the scanning position of the stored scanning line and the display position of the image. A two-dimensional optical scanning device that controls a light emission position on a scanning line of the light source.
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