JP2010139687A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査されるレーザ光の一部を遮蔽する光遮蔽部を配置して、この遮蔽部に走査されている間のレーザ光の光量を調整することによりＭＥＭＳミラーの温度変動を低減し安定に低消費電力で動作することができる走査型の画像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像表示装置１０は、コヒーレント光１１を出射するコヒーレント光源１２と、コヒーレント光１１を走査する走査光学系１３と、コヒーレント光１１を遮断する光遮断部１４と、入力画像信号に応じてコヒーレント光１１の光量を調整する光変調部１５とを備え、光遮断部１４によりコヒーレント光１１が遮断される間に、入力画像信号に応じてコヒーレント光１１の光量を光変調部１５により変調して制御した構成としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源としてレーザ光を使用した走査型の画像表示装置において、低消費電力で安定に動作する画像表示装置に関する。

近年、光源としてレーザ光を使用する画像表示装置は、レーザ光の単色性と高輝度性を活かした、色再現範囲の広い高輝度の表示ができる画像表示装置として注目されている。

このような画像表示装置がレーザ光を走査する走査型で構成される場合、光学系が簡略化でき小型化できる利点があるためにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスが用いられている。ＭＥＭＳデバイスをＭＥＭＳ共振ミラーとして用いてレーザ光をラスタースキャンすることにより投影画像の明度を均一にした画像投影装置が提案されている（特許文献１参照）。ＭＥＭＳミラーの水平方向のラスタースキャン速度の変化に対応してレーザ光の発光強度を調整することにより、スクリーン上の輝点が均等な明るさとなるようにしている。また、レーザ走査により直接網膜走査を行うＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）が注目されている。

しかしながら、このようなＭＥＭＳミラーを用いた画像表示装置がレーザ光を走査して画像表示を行っている場合に、レーザ光の一部がＭＥＭＳミラーに吸収されてＭＥＭＳミラーの温度上昇が起こる。その結果、ＭＥＭＳミラーの動作に乱れが生じて表示される画像が乱れるなどの問題が生じることがある。通常、ＭＥＭＳミラーはその共振周波数付近で振動させて用いることが多く、レーザ光の吸収による温度上昇が大きいと共振周波数が微妙に変化するためである。

このような問題を解決するために、２次元の走査において水平走査と垂直走査との同期の動作を確実に制御することにより良好な表示品位を確保し得る走査型の画像表示装置が提案されている（特許文献２参照）。垂直走査のスキャナを必要に応じて所定の時間だけ停止させることにより同期を確実に制御している。

また、ＭＥＭＳミラーの共振振動を検出するセンサーを設けて投影画像の振幅を検出し、この信号に基づいて補正部によりＭＥＭＳミラーを駆動する駆動信号を電気的に補正してＭＥＭＳミラーの共振振動の振幅を一定に制御している（特許文献３参照）。このように制御することにより、画像表示装置はスクリーンに投影する画面の大きさを一定に保つことができるとしている。

また、ＭＥＭＳミラーを水平走査ミラーとして使用し、振れ角が常に検知できるように検知素子を配置してミラーが共振周波数で所定の振れ角になるように調整している例もある（例えば、特許文献４参照）。このような構成とすることにより、ミラーが所定の振れ角を越えずに精度良く調整できるように検知信号などの電気信号を用いてミラー駆動部を制御している。
特開２００６−３４３３９７号公報 特開２００８−６５３１０号公報 特開２００８−１１６６７８号公報 国際公開第２００８／０３２４８５号パンフレット

しかしながら、上記で説明した従来の技術においては、振れ角を検知する、あるいは状況に応じてミラーの駆動を電気的に調整または補正するなど複雑な構成や制御が必要となる課題があった。また、電気的に制御する場合でも振れ角の変化に制御速度が追いつかず振れ角が不安定になる課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、走査されるレーザ光の一部を遮断する光遮断部を配置して、この光遮断部に走査されている間のレーザ光の光量を調整することによりＭＥＭＳミラーの温度変動を低減し安定に動作することができる走査型の画像表示装置を提供することを目的とする。

さらに、このような構成によりＭＥＭＳミラーを安定に動作させることができるので、従来の技術のように複雑な構成や制御をする必要がなく、低消費電力の画像表示装置を提供することを目的とする。また、従来の技術と合わせて用いることにより、より安定に動作する走査型の画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、コヒーレント光を出射するコヒーレント光源と、前記コヒーレント光を高速側走査と低速側走査の２次元方向に走査する走査光学系と、前記コヒーレント光の光路に配置され、前記コヒーレント光を遮断する光遮光部と、入力画像信号に応じて前記コヒーレント光の光量を調整する光変調部と、を備え、前記光遮光部は、低速側走査方向に走査される前記コヒーレント光の少なくとも一部を遮光し、前記光変調部は、前記コヒーレント光源の所定の期間における積算光量が一定になるように、前記光遮光部に入射する光の光量を変調することを特徴とする。

このような構成により、ＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し、安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また光遮光部は、光遮断部の内側に形成された開口部を備え、光遮断部は、前記スクリーンの上下端部及び左右端部に入射するコヒーレント光を遮光する構成としてもよい。

また、コヒーレント光源としてレーザ光源を使用し、コヒーレント光としてレーザ光源より出射されるレーザ光を用い、走査光学系により２次元方向に走査されたレーザ光を投影するスクリーンをさらに備えた構成としてもよい。

このような構成とすることにより、簡略な光学系を有してさらにＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、走査光学系により、レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、光変調部によりフレーム毎または複数のフレームにおいてレーザ光の高速側走査の１ライン分での積算光量を一定にしている構成としてもよい。

このような構成とすることにより、フレーム毎または複数のフレームにおいてさらにＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、走査光学系により、レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、光変調部によりフレーム毎または複数のフレームにおいてレーザ光の高速側走査の１往復分での積算光量を一定にしている構成としてもよい。

このような構成とすることにより、フレーム毎または複数のフレームにおいてさらにＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、走査光学系により、レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、光変調部によりフレーム毎または複数のフレームにおいてレーザ光の低速側走査の１ライン分での積算光量を一定にしている構成としてもよい。

このような構成とすることにより、フレーム毎または複数のフレームにおいてさらにＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、走査光学系により、レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、光変調部によりフレーム毎または複数のフレームにおいてレーザ光の低速側走査の１往復分での積算光量を一定にしている構成としてもよい。

このような構成とすることにより、フレーム毎または複数のフレームにおいてさらにＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、走査光学系により、レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、光変調部により連続する複数のフレームにおいてレーザ光の１フレーム分での積算光量を一定にしている構成としてもよい。

このような構成とすることにより、複数のフレームにおいてフレーム毎にさらにＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、光遮断部は、開口部と周辺部とからなり、レーザ光が開口部に走査される画像表示期間とレーザ光が周辺部に走査される周辺部走査期間との時間が等しくなる大きさに開口部を形成している構成としてもよい。

このような構成とすることにより、レーザ光の光量を変調することが容易となるのでさらに走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、走査光学系は少なくともＭＥＭＳミラーを含む構成としてよい。このような構成とすることにより、ＭＥＭＳミラーを含む走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、レーザ光源は、少なくとも赤色レーザ光源、緑色レーザ光源および青色レーザ光源からなるＲＧＢ光源である構成としてもよい。

このような構成とすることにより、色再現範囲が広く高輝度で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

また、レーザ光源は、さらに紫外レーザ光を出射する紫外レーザ光源または赤外レーザ光を出射する赤外レーザ光源を少なくとも備えた構成としてもよい。

このような構成とすることにより、さらにＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

本発明の画像表示装置によれば、レーザ光などのコヒーレント光が光遮断部により遮断されるときに光量を変化させて、ＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作させることができる。このことにより、簡略な光学構成の走査光学系を有する小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、形状等についても模式的に示している。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる画像表示装置１０の概略構成を示す模式図である。

本実施の形態１の画像表示装置１０は、コヒーレント光１１を出射するコヒーレント光源１２と、コヒーレント光１１を走査する走査光学系１３と、コヒーレント光１１を遮断する光遮断部１４と、入力画像信号に応じてコヒーレント光１１の光量を調整する光変調部１５とを備えている。そして、画像表示装置１０は光遮断部１４によりコヒーレント光１１が遮断される間に、入力画像信号に応じてコヒーレント光１１の光量を光変調部１５により変調して制御した構成としている。ここで、コヒーレント光１１には、例えば可視のレーザ光１１を用いることができ、このときにはコヒーレント光源１２として可視のレーザ光源１２を使用している。

また、図１に示すように走査光学系１３は、例えば、少なくともＭＥＭＳミラー１３ｍを含む光学構成としてもよい。このような走査光学系１３を矢印１３ａに示す２次元の方向に振ることにより、水平方向１６ａおよび垂直方向１６ｂの２次元方向１６に走査されたレーザ光１１を投影するスクリーン１７をさらに備えた構成としている。なお、図１に示すようにレーザ光源１２、光変調部１５およびＭＥＭＳミラー１３ｍはそれぞれ制御部１８により配線１８ａを介して電気的に制御されている。また、スクリーン１７上において、レーザ光１１は矢印１７ａの方向に高速側走査が行われ、矢印１７ｂの方向に低速側走査が行われている。

図２は、図１の画像表示装置１０において光遮断部１４がない場合の走査光学系１３によりスクリーン１７に描画する動作を示す模式図である。図（ａ）は走査光学系１３からスクリーン１７までの光学的な動作を示す図、（ｂ）は水平走査角θの時間的な変化を示す図である。

図２（ａ）に示すようにＭＥＭＳミラー１３ｍによりレーザ光１１は基準線１１ａに対して、例えば水平走査角θで水平方向１６ａに高速側走査が行なわれてスクリーン１７のいずれかの端１７ｃの近傍まで走査される。そののちに垂直方向１６ｂに少し低速側走査が行なわれる。そして、再び水平方向１６ａに高速側走査が行なわれてスクリーン１７のいずれかの端１７ｃの近傍まで走査される。このような動作を各画像のフレーム毎に繰り返している。

図２（ｂ）はこのような動作を水平走査角θの時間軸における変化として表している。図２（ｂ）に示すように、レーザ光１１が図２（ａ）のスクリーン１７の周辺部１７ｄに走査されているときには垂直方向１６ｂへ移動する前後の周辺部走査期間１１ｂになる。よって、水平走査角θの時間的な変化は少なくなる。一方、レーザ光１１がスクリーン１７の両端近傍の周辺部１７ｄ以外の領域に走査されるときには、通常の画像を表示する画像表示期間１１ｃとなるので水平走査角θの時間的な変化は相対的に大きくなる。

図３は、図１の画像表示装置１０に示す光遮断部１４がある場合の、走査光学系１３によりスクリーン１７に描画する動作を示す模式図を示す。図（ａ）は走査光学系１３からスクリーン１７までの光学的な動作を示す図、（ｂ）は水平走査角θの時間的な変化を示す図である。

図３（ａ）において、レーザ光１１は光遮断部１４の周辺部１４ａに走査されるときには遮光され、光遮断部１４の開口部１４ｂに走査されるときにスクリーン１７に到達する。したがって、図３（ａ）に示すように、主に水平方向１６ａの高速側走査が行なわれることとなる。なお、垂直方向１６ｂに少し低速側走査が行なわれ、再び水平方向１６ａに高速側走査が行なわれるまでの間に周辺部１４ａに走査されるレーザ光１１は、周辺部１４ａにより遮光されスクリーン１７には到達しない。すなわち、図３（ｂ）に示す画像表示期間１１ｃに走査される走査角Ｄの範囲のレーザ光１１のみが、開口部１４ｂを通り抜けてスクリーン１７に走査される。

図４は従来例を示すものであり、明るいシーンと暗いシーンを画像表示するときのレーザ光１１の水平走査角θと光量との時間変化量を表す。また、（ａ）は明るいシーンでの水平走査角θの時間変化量を表す図、（ｂ）は（ａ）に対応したレーザ光１１の光量の時間変化量を表す。また図（ｃ）は暗いシーンでの水平走査角θの時間変化量を表す図、（ｄ）は（ｃ）に対応したレーザ光１１の光量の時間変化量を表す図である。

図４（ａ）および（ｃ）に示すように水平走査角θは、光遮光部１４により光が遮光されていないため、図４（ｂ）に示すように明るいシーンを画像表示する場合には光量の時間変化量ｂ１は大きくなる。よって、レーザ光の平均光量ｄ２は高い値となっている。

一方、図４（ｄ）に示すように暗いシーンを画像表示する場合には光量ｄ１は、光量ｂ１に比べて小さくなり、そのためレーザ光の平均光量ｄ２、図４（ｄ）に示すように非常に小さい量となっている。

このような場合には、図４（ｂ）に示す明るいシーンでの平均光量ｂ２に対する、図４（ｄ）に示す暗いシーンでの平均光量ｄ２の割合である比率、すなわちｂ２／ｄ２が１とはならず、１よりも小さい値となっている。したがって、明るいシーンから暗いシーンまたは暗いシーンから明るいシーンへと急に変わった場合には、ＭＥＭＳミラー１３ｍに走査されるレーザ光１１の光量が急に変わるの。そのため、ＭＥＭＳミラー１３ｍでのレーザ光１１の吸収量が変わり、温度変動が生じる。そうすると、ＭＥＭＳミラー１３ｍは、通常その共振周波数を利用して、例えば１０ｋＨｚから数１０ＫＨｚと比較的大きな周波数で振動しているので、急な温度変動が生じた場合には共振周波数に変動が生じる。その結果、ＭＥＭＳ駆動信号とＭＥＭＳ振動との位相がずれる、振動振幅が変化するなどの場合が生じて、安定な動作に支障をきたすケースが起こり得る。また、ＭＥＭＳ駆動信号とＭＥＭＳ振動との位相がずれた場合には、図中右向きにレーザ光１１が走査される間に表示される画像と、図中左向きにレーザ光１１が走査される画像とが位置ずれを起こし、左右にずれた二重画像を生じてしまう。また振動振幅が変化すると画像サイズや画像の拡大率が変化してしまう。

また、光遮光部をレーザとスクリーンの間に配置した場合の、また、（ａ）は明るいシーンでの水平走査角θの時間変化量を表す。また、（ｂ）は（ａ）に対応したレーザ光１１の光量の時間変化量を表す。図（ｃ）は暗いシーンでの水平走査角θの時間変化量を表す図、（ｄ）は（ｃ）に対応したレーザ光１１の光量の時間変化量を図５に示す。

図５に示すように、光遮光部に入射する間の時間変化量を、明るいシーンおよび暗いシーンでｂ２、ｄ２のおよそ同値としている。この構成によりレーザの平均光量ｂ３、ｄ３の差異は小さくはなる。しかし、同様に前述の課題を有する。

そこで、まずレーザ光が光遮光部により遮光される期間（以下、周辺部走査期間１１ｂと呼ぶ。）の光量を、レーザ光が光遮光部により遮光されずにスクリーンに照射される期間（以下、画像表示期間１１ｃと呼ぶ。）の光量と異ならせることで、上記の課題を解決する。この構成を以下説明する。

図６は明るいシーンと暗いシーンを画像表示するときのレーザ光１１の水平走査角θと光量との時間変化量を表す図で、図（ａ）は明るいシーンでの水平走査角θの時間変化量を表す。また図（ｂ）は（ａ）に対応したレーザ光１１の光量の時間変化量を表す図、（ｃ）は暗いシーンでの水平走査角θの時間変化量を表す図、（ｄ）は（ｃ）に対応したレーザ光１１の光量の時間変化量を表す図である。

図６（ｂ）および（ｄ）は図４（ｂ）および（ｄ）と異なり、明るいシーンと暗いシーンにおいて、周辺部走査期間１１ｂの間にレーザ光１１の光量を一定にしているのではない。明るいシーンの場合は周辺部走査期間１１ｂの間の光量を小さくし、逆に暗いシーンの場合は周辺部走査期間１１ｂの間の光量が大きくなるように、シーンに対応して調整している。

すなわち、図６（ｂ）に示す明るいシーンと図６（ｄ）に示す暗いシーンにおいて、ＭＥＭＳミラー１３ｍで吸収されるレーザ光１１の光量が一定になるようにしている。このことにより平均光量ｂ３と平均光量ｄ３が等しくなるように、周辺部走査期間１１ｂのときに走査されるレーザ光１１の光量を調整している。図６（ｂ）に示す明るいシーンのときには、画像表示期間１１ｃでのレーザ光１１の光量ｂ１は大きいので、周辺部走査期間１１ｂでのレーザ光１１の光量ｂ２は非常に小さい量としている。一方、図６（ｄ）に示す暗いシーンのときには、画像表示期間１１ｃでのレーザ光１１の光量ｄ１は小さいので、周辺部走査期間１１ｂでのレーザ光１１の光量ｄ２は平均光量ｄ３を超える大きい量としている。

このように光遮断部１４によりレーザ光１１が遮断される間に、入力画像信号に応じてレーザ光１１の光量を光変調部１５により変調して制御する。この構成により、明るいシーンと暗いシーンとでＭＥＭＳミラー１３ｍに走査されるレーザ光１１の光量ｂ３およびｄ３を等しくしている。

以上のように、レーザ光１１の光量が異なる場合においても、周辺部走査期間１１ｂに入射するレーザ光の光量を、レーザ光１１の平均光量が一定となるように変調することで、レーザの積算光量を一定にすることが可能になる。よって、ＭＥＭＳミラー１３ｍの温度変動が生じないようにすることができ、安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置１０を実現することができる。

本実施形態における画像表示装置１０を、図１を用いて更に説明する。

コヒーレント光源からの光が入射する光変調部１５は、制御部１８によって電気的に制御されており、制御部１８は入力画像信号に応じて、遮光部１４に入射するレーザ光の変調度を制御する。ここで、光変調度１５の変調度について、あらかじめ入力画像信号の大きさに応じてチャートが制御部に格納されており、制御部はそのチャートに基づいて光変調度を変調してもよい。

また、図６（ａ）、（ｃ）の水平走査角の一周期を１とした場合に、周辺部走査期間１１ｂにレーザ光が入射する時間が占める割合をαとした場合には、
αｂ２＋（１−α）ｂ１＝αｄ２＋（１−α）ｄ１ ・・・（式１）
を満たすように、周辺部走査期間１１ｂに入射する光の変調度を計算してもよい。

なお、本実施例では、水平走査角θの一周期分の時間における光源の積算光量が一定となるように変調したが、この所定の期間は任意に設定可能であり、その他の例について以下に述べる。

図７は１フレーム分の画像を表示するために光遮断部１４にレーザ光（図示せず）が走査されている軌跡１９を表す模式図である。ここでは、レーザ光は水平方向１６ａに高速側走査を行ったのちに垂直方向１６ｂに低速側走査を行い再び水平方向１６ａに高速側走査を行う。この動作を図７に示すように繰り返し行うことにより１フレーム分の画像を表示している。また、光遮断部１４の開口部１４ｂに走査されたレーザ光は開口部１４ｂを通過してスクリーン（図示せず）に到達して画像を表示する。

ここで、図３（ａ）に示すように、走査光学系１３によりレーザ光１１は水平方向１６ａへの高速側走査と垂直方向１６ｂへの低速側走査との２次元方向に走査される。また、光変調部（図示せず：図１の光変調部１５参照）により画像を表示するフレーム毎または複数のフレームにおいて、レーザ光１１の高速側走査の１ライン分（図３（ｂ）の水平走査角θの１／２周期分）の積算光量を一定にしている。このような例は、図６（ｂ）および（ｄ）に示されており、高速側走査の１ライン分は、１組の画像表示期間１１ｃおよび周辺部走査期間１１ｂに相当する。

また、同様に図３（ａ）に示すように走査光学系１３によりレーザ光１１は、水平方向１６ａへの高速側走査と垂直方向１６ｂへの低速側走査との２次元方向に走査される。光変調部（図示せず：図１の光変調部１５参照）により、フレーム毎または複数のフレームにおいてレーザ光１１の高速側走査の１往復分（図３（ｂ）の水平走査角θの１周期分）の積算光量を一定にしている。このような例は、図６（ｂ）および（ｄ）に示されており、高速側走査の１往復分は、２組の画像表示期間１１ｃおよび周辺部走査期間１１ｂに相当する。

図８は、図７と同様に１フレーム分の画像を表示するために、光遮断部１４にレーザ光（図示せず）が走査されている軌跡１９を表す模式図である。ここで、１フレーム分の軌跡１９のうち上述の１往復分の軌跡１９ｂを実線で表し、他は破線で表している。

なお、垂直方向１６ｂにたいしては後述するように矢印１９ｃで示すようにレーザ光の軌跡が表されている。

また、走査光学系１３によりレーザ光１１は水平方向１６ａへの高速側走査と垂直方向１６ｂへの低速側走査との２次元方向に走査される。また光変調部（図示せず：図１の光変調部１５参照）により画像を表、示する連続する複数のフレームにおいてレーザ光１１の１フレーム分での積算光量を一定にして動作させてもよい。

このような構成とすることにより、フレーム毎または複数のフレームにおいてさらにＭＥＭＳミラー１３ｍなどの走査光学系１３の温度変動を低減し、安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置１０を実現することができる。

ところで光遮断部１４は開口部１４ｂと周辺部１４ａとから構成されており、周辺部１４ａによりスクリーン１７に走査されるレーザ光１１を遮断する。このときの開口部１４ｂと周辺部１４ａとの大きさは用途などに応じて決めればよい。したがって、レーザ光１１が開口部１４ｂに走査される画像表示期間１１ｃとレーザ光１１が、周辺部１４ａに走査される周辺部走査期間１１ｂとの時間が等しくなる大きさに開口部１４ｂを形成しているようにしてもよい。

このような構成とすることにより、画像表示期間１１ｃを確保しつつレーザ光１１の積算光量を一定にするためのレーザ光１１の光量は、ｂ１−ｄ１＝ｄ２−ｂ２と設定すればよく変調が容易となる。したがって、さらに走査光学系１３の温度変動を低減し安定に動作することができる小型で低消費電力の画像表示装置１０を実現することができる。

図１０は本発明の実施の形態１にかかる画像表示装置３０の別の概略構成を示す模式図である。図１０は実施の形態１の画像表示装置１０、２０とは、走査光学系を構成するＭＥＭＳミラーが２つのＭＥＭＳミラー３１、３２で構成されているところが異なる。

上述の低速側走査は、実施の形態１の図１に示すＭＥＭＳミラー１３ｍのように、１つのミラーで高速側走査と併せて行うことができる。しかしながら図１０においては、これらの動作を分離して水平方向１６ａに高速側走査を行うＭＥＭＳミラー３１と、垂直方向１６ｂに低速側走査を行うＭＥＭＳミラー３２とに分離することより、走査光学系３３を構成している。このような構成とすることにより、２次元方向の走査を確実に精度良く行うことができる。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態１にかかる他の画像表示装置２０の概略構成を示す模式図である。画像表示装置１０と異なるところは、レーザ光源１２が少なくとも赤色レーザ光源（Ｒ光源）１２ｒ、緑色レーザ光源（Ｇ光源）１２ｇおよび青色レーザ光源（Ｂ光源）１２ｂからなるＲＧＢ光源であるところである。Ｒ光源１２ｒ、Ｇ光源１２ｇおよびＢ光源１２ｂからのレーザ光１１は、それぞれダイクロイックミラー２１でまとめられて反射ミラー２２で折り返されて光変調部１５に入射している。

このような構成とすることにより、色再現範囲が広く高輝度で低消費電力の画像表示装置２０を実現することができる。

さらに、図９に示すように、少なくとも赤外レーザ光（ＩＲ光）１１ｉｒを出射する赤外レーザ光源（ＩＲ光源）１２ｉｒを備えた光源の構成としてもよい。このＩＲ光源１２ｉｒは、レーザ光１１およびＩＲ光１１ｉｒのＭＥＭＳミラー１３ｍでの吸収量が一定になるように強度変調される。そうすると、ＲＧＢ光によって表示される画像の明るさによって変化するＭＥＭＳミラー１３ｍのＲＧＢ光の吸収量の変化を補償し、ＭＥＭＳミラー１３の温度を一定とすることができる。なお、ＩＲ光１１ｉｒに換えて、あるいは加えて紫外レーザ光を出射する紫外レーザ光源を備えた構成としても同様の効果が期待できる。

この構成では、ＲＧＢ光源に加えて赤外レーザ光源が必要になる反面、温度補償に用いる赤外光源や紫外光源からの光１１ｉｒが観察者から見えず出力画像に影響をあたえないため、図１に用いていた光遮断部１４が不要になる。

このような構成とすることにより、さらにＭＥＭＳミラー１３ｍなどの走査光学系１３の温度変動を低減し安定に動作することができる、小型で低消費電力の画像表示装置２０を実現することができる。

本発明の画像表示装置は、レーザ光などのコヒーレント光が光遮断部により遮断されるときに光量を変化させて、ＭＥＭＳミラーなどの走査光学系の温度変動を低減し安定に動作させることができる。このことにより、ディスプレイ装置全般に適用することができる簡略な光学構成の走査光学系を有する、小型で低消費電力の画像表示装置を実現することができ有用である。

本発明の実施の形態１にかかる画像表示装置の概略構成を示す模式図 光遮断部がない場合で、（ａ）は走査光学系からスクリーンまでの光学的な動作を示す図、（ｂ）は水平走査角θの時間的な変化を示す図 光遮断部がある場合で、（ａ）は走査光学系からスクリーンまでの光学的な動作を示す図、（ｂ）は水平走査角θの時間的な変化を示す図 従来の、単位時間当たりのレーザ光の水平走査角および光量の時間変化量を示す図 遮光部を設けた場合の、単位時間当たりのレーザ光の水平走査角および光量の時間変化量の一例を示す図 本発明の実施の形態１における、単位時間当たりのレーザ光の水平走査角θと光量との時間変化量、レーザ光の光量の時間変化量を表す図 １フレーム分の画像を表示するために光遮断部にレーザ光が走査されている軌跡を表す模式図 １フレーム分の画像を表示するために光遮断部にレーザ光が走査されている軌跡を表す模式図 本発明の実施の形態１にかかる他の画像表示装置の概略構成を示す模式図 本発明の実施の形態２にかかる画像表示装置の概略構成を示す模式図

符号の説明

１０，２０，３０ 画像表示装置
１１ レーザ光（コヒーレント光）
１１ａ 基準線
１１ｂ 周辺部走査期間
１１ｃ 画像表示期間
１１ｉｒ ＩＲ光（赤外レーザ光）
１２ レーザ光源（コヒーレント光源）
１２ｒ Ｒ光源（赤色レーザ光源）
１２ｇ Ｇ光源（緑色レーザ光源）
１２ｂ Ｂ光源（青色レーザ光源）
１２ｉｒ ＩＲ光源（赤外レーザ光源）
１３，３３ 走査光学系
１３ａ，１７ａ，１７ｂ，１９ｃ 矢印
１３ｍ，３１，３２ ＭＥＭＳミラー
１４ 光遮断部
１４ａ 周辺部
１４ｂ 開口部
１５ 光変調部
１６ ２次元方向
１６ａ 水平方向
１６ｂ 垂直方向
１７ スクリーン
１７ｃ 端
１７ｄ 周辺部
１８ 制御部
１８ａ 配線
１９，１９ａ，１９ｂ，２３ 軌跡
２１ ダイクロイックミラー
２２ 反射ミラー
３０ 光検出器

Claims (13)

1. コヒーレント光を出射するコヒーレント光源と、
   前記コヒーレント光を高速側走査と低速側走査の２次元方向に走査する走査光学系と、
   前記コヒーレント光の光路に配置され、前記コヒーレント光を遮断する光遮光部と、
   入力画像信号に応じて前記コヒーレント光の光量を調整する光変調部と、を備え、
   前記光遮光部は、低速側走査方向に走査される前記コヒーレント光の少なくとも一部を遮光し、
   前記光変調部は、前記コヒーレント光源の所定の期間における積算光量が一定になるように、前記光遮光部に入射する光の光量を変調することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記前記コヒーレント光が投影されるスクリーンを備え、
   前記光遮光部は、前記コヒーレント光源と前記スクリーンの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記光遮光部は、前記光遮断部の内側に形成された開口部を備え、
   前記光遮断部は、前記スクリーンの上下端部及び左右端部に入射するコヒーレント光を遮光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。
4. 前記走査光学系により、前記レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、前記光変調部によりフレーム毎または複数のフレームにおいて前記レーザ光の前記高速側走査の１ライン分での積算光量を一定にしていることを特徴とする請求項１〜３記載の画像表示装置。
5. 前記走査光学系により、前記レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、前記光変調部によりフレーム毎または複数のフレームにおいて前記レーザ光の前記高速側走査の１往復分での積算光量を一定にしていることを特徴とする請求項１〜４に記載の画像表示装置。
6. 前記走査光学系により、前記レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、前記光変調部によりフレーム毎または複数のフレームにおいて前記レーザ光の前記低速側走査の１ライン分での積算光量を一定にしていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記走査光学系により、前記レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、前記光変調部によりフレーム毎または複数のフレームにおいて前記レーザ光の前記低速側走査の１往復分での積算光量を一定にしていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記走査光学系により、前記レーザ光は高速側走査と低速側走査との２次元方向に走査され、前記光変調部により連続する複数のフレームにおいて前記レーザ光の１フレーム分での積算光量を一定にしていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記光遮断部は、開口部と周辺部とからなり、前記レーザ光が前記開口部に走査される画像表示期間と前記レーザ光が前記周辺部に走査される周辺部走査期間との時間が等しくなる大きさに開口部を形成していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記走査光学系は少なくともＭＥＭＳミラーを含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 前記レーザ光源は、少なくとも赤色レーザ光源、緑色レーザ光源および青色レーザ光源からなるＲＧＢ光源であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
12. 前記レーザ光源は、さらに紫外レーザ光を出射する紫外レーザ光源または赤外レーザ光を出射する赤外レーザ光源を少なくとも備えたことを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置。
13. 前記画像表示装置は、少なくとも前記光変調部を制御する制御部を有し、
    前記制御部は、光変調部を制御し、前記入力画像信号の大きさに関わらず、前記コヒーレント光源の所定の期間における積算光量が一定となるように、前記光遮光部に入射する光の光量を変調させることを特徴とする請求項１〜１２に記載の画像表示装置。

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