JP2010230730A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
2ミラータイプ(例えば、共振を利用した水平走査用ミラーとガルバノミラー等の垂直走査用ミラーの2つのミラーで描画するタイプ)のスキャンプロジェクターは、光出射部から出射した光を、投影面に対し、水平方向に走査(水平走査:主走査)すると共に、この水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向に走査(垂直走査:副走査)することで2次元的に走査し、投影面上に画像(映像)を描画するよう構成されている。水平走査用ミラーの回動中心軸を中心とする振れ角(振幅)は、一定である。
このようなスキャンプロジェクターでは、投影面上に画像を描画する際、その投影面までの光路差に起因する歪み、例えば、投影面上に描画された画像の上側と下側とで、横方向(水平方向)の長さが異なる「台形歪み」と呼ばれる歪みが発生するため、補正が必要となる。
Scan projectors of the two-mirror type (for example, a type that draws with two mirrors, a horizontal scanning mirror using resonance and a vertical scanning mirror such as a galvano mirror), emit light emitted from the light emitting unit to the projection surface. In addition to scanning in the horizontal direction (horizontal scanning: main scanning) and scanning in the vertical direction (vertical scanning: sub-scanning) at a scanning speed slower than the horizontal scanning speed, the projection surface An image (video) is drawn on top. The deflection angle (amplitude) about the rotation center axis of the horizontal scanning mirror is constant.
In such a scan projector, when drawing an image on the projection surface, distortion caused by the optical path difference to the projection surface, for example, in the horizontal direction (upper and lower sides of the image drawn on the projection surface) Since distortion called “trapezoidal distortion” having different lengths in the horizontal direction occurs, correction is necessary.
ところで、図14に示すように、スキャンプロジェクター300の光出射部から光を出射した光出射状態でその光を投影面上に2次元的に走査したときの、投影面21上での光の軌跡である複数の描画ライン(走査ライン)141のうち、左描画限界ラインよりも左側の部分および右描画限界ラインよりも右側の部分は、それぞれ、水平走査用ミラーの角速度(速度)が小さく、描画に適さない。このため、投影面21上の左描画限界ラインと右描画限界ラインとの間の領域が、画像を描画することが可能な描画可能領域143として用いられ、その描画可能領域143内に、画像を描画する領域である描画領域142が設定される。すなわち、描画可能領域143は、画像を描画する領域である描画領域142と、画像を描画しない領域である非描画領域とに分けられる。描画領域142は、描画可能領域143の中央部に位置し、長方形(正方形を含む)をなすように設定され、その描画領域142の右側の部分および左側の部分が、非描画領域となる。
By the way, as shown in FIG. 14, the light locus on the
前記台形歪みを防止(補正)するには、通常は、前記のように、投影面21上に長方形の描画領域142を設定し、光出射部から出射した光がその描画領域142内に投射(照射)されるように光出射部の駆動を制御する。すなわち、描画領域142の範囲で、垂直走査用ミラーの角度および水平走査用ミラーの角度に応じて投影面21上の1画素に相当する時間毎(この時間も描画する位置により異なるためミラーの角度から制御する)に光源の変調を行い、画像を補正して表示(画素密度補正)するのが一般的である。
In order to prevent (correct) the trapezoidal distortion, normally, as described above, the
しかしながら、水平方向から見たとき、スキャンプロジェクター300から投影面21に向けて出射した光の光軸と投影面とのなす角(角度)が、90°からずれるほど、大きな歪補正が必要となる。例えば、図15に示すように、投影面21に対し、垂直方向の斜め方向から画像を投影する際には、スキャンプロジェクター300から垂直方向に遠い位置ほど、1本の描画ライン141の水平方向の長さ(光出射部から光を出射した光出射状態での投影面上における光の水平方向の振れ幅)が長くなり、これにより、非描画領域が大きくなって、時間開口率(画像の描画を行う期間の割合)が低下し、1画素あたりの輝度が低下してしまい、また、光源の変調の高速化が必要となるという問題があった。
However, when viewed from the horizontal direction, the larger the angle (angle) formed by the optical axis of the light emitted from the
前記の問題を解決する手段として、水平走査用ミラーの回動中心軸を中心とする振れ角(振幅)を可変にし、徐々に変化させる手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、図16に示すように、特許文献1のスキャンプロジェクター300では、投影面21に対し、光を走査する際、その光が走査される投影面21上の垂直方向の位置がスキャンプロジェクター300から遠いほど、水平走査用ミラーの振れ角を小さくし、画像の台形歪みを防止している。
As means for solving the above-described problem, a technique has been proposed in which the deflection angle (amplitude) about the rotation center axis of the horizontal scanning mirror is made variable and gradually changed (see, for example, Patent Document 1).
That is, as shown in FIG. 16, in the
また、特許文献1のスキャンプロジェクター300では、垂直走査の往路(片側)のみで画像を描画する片側描画を行っている。
また、水平走査用ミラーの動作周波数は高いので、その水平走査用ミラーとしては、通常、エネルギー効率の良い共振駆動のもの(共振を利用したもの)が用いられている。
Further, the
Further, since the operating frequency of the horizontal scanning mirror is high, an energy-efficient resonant drive type (using resonance) is usually used as the horizontal scanning mirror.
しかながら、特許文献1のスキャンプロジェクター300では、片側描画を行っているので、図17に示すように、垂直帰線期間に、水平走査用ミラーの振れ角を最大値から最小値まで(または最小値から最大値まで)急激に変化させる必要があるが、特に、共振を利用した水平走査用ミラーの振れ角を急激に確実に変化させることは、非常に困難である。
However, since the
この問題を解決するには、例えば、垂直帰線期間を長くすればよいが、1フレームの時間を変えずに垂直帰線期間を長くすると、画像の描画を行う期間が短くなり、このため、垂直方向の解像度を維持しようとすると、水平走査用ミラーの動作周波数を増大させる必要があり、水平走査用ミラーの設計が困難になる。
また、垂直帰線期間では、画像の描画を行わないので、その垂直帰線期間が長いと、時間開口率が低下し、1画素あたりの輝度が低下してしまうという問題があった。
In order to solve this problem, for example, the vertical blanking period may be lengthened. However, if the vertical blanking period is lengthened without changing the time of one frame, the period for drawing an image is shortened. In order to maintain the vertical resolution, it is necessary to increase the operating frequency of the horizontal scanning mirror, which makes it difficult to design the horizontal scanning mirror.
In addition, since the image is not drawn in the vertical blanking period, there is a problem that if the vertical blanking period is long, the time aperture ratio is lowered and the luminance per pixel is lowered.
本発明の目的は、時間開口率を高くしつつ、第1の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することのできる画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to prevent trapezoidal distortion of an image without increasing a deflection angle around the rotation central axis of a reflecting surface that scans in a first direction while increasing a time aperture ratio. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の画像形成装置は、投影面に対し、光を走査することにより画像を描画するよう構成され、
光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を反射させ、回動可能に設けられた少なくとも1つの反射面を有し、前記光出射部から出射された光を、前記投影面に対し、第1の方向に走査すると共に、前記第1の方向の走査速度よりも遅い走査速度で前記第1の方向に直交する第2の方向に走査することで2次元的に走査する光走査部と、
前記第1の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を調整する調整手段とを備え、
前記第2の方向の走査を往路および復路のそれぞれで行い、前記第2の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて、前記第1の方向の走査を行って画像を描画し、
前記第1の方向の走査を行うに際し、前記調整手段は、前記光出射部から光を出射した光出射状態で前記投影面上での光の前記第1の方向の振れ幅が、前記調整手段による調整を行わない場合に比べて、前記第2の方向に沿って揃うように、前記振れ角を調整するよう構成されていることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The image forming apparatus of the present invention is configured to draw an image by scanning light on a projection surface,
A light emitting portion for emitting light;
Reflecting the light emitted from the light emitting part and having at least one reflecting surface rotatably provided, the light emitted from the light emitting part is directed to the projection surface in a first direction. An optical scanning unit that scans two-dimensionally by scanning in a second direction orthogonal to the first direction at a scanning speed slower than the scanning speed in the first direction;
Adjusting means for adjusting a swing angle about the rotation center axis of the reflecting surface that scans in the first direction;
Scanning in the second direction is performed in each of the forward path and the backward path, and scanning is performed in the first direction in each of the forward path and the backward path of the scanning in the second direction, and an image is drawn.
When performing the scanning in the first direction, the adjusting means is configured so that a fluctuation width in the first direction of light on the projection surface in a light emitting state in which light is emitted from the light emitting portion is the adjusting means. Compared to the case where the adjustment according to (1) is not performed, the deflection angle is adjusted so as to be aligned along the second direction.
これにより、時間開口率を高くしつつ、第1の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角(振幅)を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することができる。
すなわち、調整手段は、光出射部から光を出射した光出射状態で投影面上での光の第1の方向の振れ幅が、調整手段による調整を行わない場合に比べて、第2の方向に沿って揃うように、第1の方向に走査する反射面の振れ角を調整するので、非描画領域を小さくすることができ、これにより、時間開口率を高くしつつ、画像の台形歪みを防止することができる。
This prevents trapezoidal distortion of the image without increasing the deflection angle (amplitude) about the rotation central axis of the reflecting surface that scans in the first direction while increasing the time aperture ratio. Can do.
That is, the adjusting means has a second direction in which the fluctuation width in the first direction of the light on the projection surface in the light emitting state in which light is emitted from the light emitting portion is not adjusted by the adjusting means. The deflection angle of the reflecting surface that scans in the first direction is adjusted so that the non-drawing area can be reduced, so that the trapezoidal distortion of the image can be reduced while increasing the time aperture ratio. Can be prevented.
また、第2の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて、第1の方向の走査を行って画像を描画するので、第2の方向の走査において往路から復路に切り替わる際や、復路から往路に切り替わる際に、第1の方向に走査する反射面の振れ角を急激に変化させる必要がなくなり、これにより、容易かつ確実に、第1の方向に走査する反射面の振れ角を調整することができる。 In each of the forward and backward scans in the second direction, the first direction scan is performed and an image is drawn. Therefore, when switching from the forward pass to the return pass in the second direction scan, or from the return pass to the forward pass When switching, it is not necessary to change the deflection angle of the reflecting surface that scans in the first direction abruptly, so that the deflection angle of the reflecting surface that scans in the first direction can be adjusted easily and reliably. it can.
また、第2の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて、第1の方向の走査を行って画像を描画するので、第2の方向の帰線期間がなくなり、これにより、1フレーム中の非表示期間の割合を小さくすることができる。これにより、第2の方向の走査の往路のみで第1の方向の走査を行って画像を描画する場合と第1の方向に走査する反射面の角速度(速度)が同じときは、その往路のみで画像を描画する場合に比べ、単位時間当たりのフレーム数(コマ数)を多くすることができ、これによって、動画における早い動きにも容易に対応することができる。逆に言えば、第2の方向の走査の往路のみで第1の方向の走査を行って画像を描画する場合と単位時間当たりのフレーム数が同じときは、その往路のみで画像を描画する場合に比べ、第1の方向に走査する反射面の角速度を小さくすることができ、これによって、安定的に画像を描画することができる。 Further, since the image is drawn by performing the scanning in the first direction in each of the forward path and the backward path in the second direction, there is no blanking period in the second direction. The ratio of the display period can be reduced. Accordingly, when the image is drawn by performing scanning in the first direction only in the scanning path in the second direction and when the angular velocity (speed) of the reflecting surface scanned in the first direction is the same, only the traveling path is provided. As compared with the case of drawing an image, the number of frames (frame number) per unit time can be increased, and thereby, it is possible to easily cope with a fast movement in a moving image. In other words, when the image is drawn by scanning in the first direction only in the forward path of the second direction and when the number of frames per unit time is the same, the image is drawn only in the forward path As compared with the above, it is possible to reduce the angular velocity of the reflecting surface that scans in the first direction, thereby stably drawing an image.
本発明の画像形成装置では、前記調整手段は、前記光出射状態で前記投影面上での光の前記第1の方向の振れ幅が前記第2の方向に沿って一定になるように、前記振れ角を調整するよう構成されていることが好ましい。
これにより、非描画領域の幅をより小さくすることができ、これによって、時間開口率をより高くすることができる。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the adjusting unit may be configured such that, in the light emitting state, the fluctuation width of the light on the projection surface in the first direction is constant along the second direction. It is preferable that the deflection angle is adjusted.
Thereby, the width | variety of a non-drawing area | region can be made smaller and, thereby, a time aperture ratio can be made higher.
本発明の画像形成装置では、前記調整手段は、前記投影面に走査する光の該投影面上の前記第2の方向の位置と、前記振れ角との関係を示す検量線を記憶する検量線記憶手段を有し、
前記検量線を用い、前記投影面に走査する光の該投影面上の前記第2の方向の位置に基づいて、前記振れ角の目標値を求めるよう構成されていることが好ましい。
これにより、容易かつ確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the adjustment unit stores a calibration curve that stores a calibration curve indicating a relationship between a position of the light scanned on the projection plane in the second direction on the projection plane and the deflection angle. Having storage means;
It is preferable that the calibration curve is used to obtain a target value of the deflection angle based on a position in the second direction on the projection plane of light scanned on the projection plane.
Thereby, the trapezoid distortion of an image can be prevented easily and reliably.
本発明の画像形成装置では、前記第1の方向に走査する反射面の角度を検出する角度検出手段を有し、
前記調整手段は、前記角度検出手段の検出結果と、前記目標値とに基づいて、前記振れ角が前記目標値になるように前記振れ角を調整するよう構成されていることが好ましい。
これにより、容易かつ確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
The image forming apparatus of the present invention includes an angle detection unit that detects an angle of the reflection surface that scans in the first direction,
It is preferable that the adjustment unit is configured to adjust the deflection angle so that the deflection angle becomes the target value based on the detection result of the angle detection unit and the target value.
Thereby, the trapezoid distortion of an image can be prevented easily and reliably.
本発明の画像形成装置では、光走査部は、前記第2の方向の走査の前記往路と前記復路とで、前記投影面の同じライン上に光を走査するよう構成されていることが好ましい。
これにより、より確実に、第2の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて画像を描画することができる。
本発明の画像形成装置では、画像を描画する際に用いられる映像データを記憶する映像データ記憶手段を有し、
前記第2の方向の走査の往路において画像を描画する際と、前記第2の方向の走査の復路において画像を描画する際とで、前記映像データ記憶手段からの前記映像データの読み出し順序を逆にするよう構成されていることが好ましい。
これにより、より確実に、第2の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて画像を描画することができる。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, it is preferable that the optical scanning unit is configured to scan light on the same line of the projection plane in the forward path and the backward path of the scanning in the second direction.
As a result, it is possible to more reliably draw an image in each of the forward and backward scans in the second direction.
The image forming apparatus of the present invention has video data storage means for storing video data used when drawing an image,
The order of reading out the video data from the video data storage means is reversed between when the image is drawn in the forward path of the scanning in the second direction and when the image is drawn in the backward path of the scanning in the second direction. It is preferable that it is comprised so that it may become.
As a result, it is possible to more reliably draw an image in each of the forward and backward scans in the second direction.
本発明の画像形成装置では、前記光走査部は、回動可能に設けられ、前記第1の方向に走査する反射面を有する可動板と、前記可動板を回動可能に支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する連結部と、前記可動板を回動させる駆動手段とを備えるアクチュエーターと、
前記第2の方向に走査する反射面を有するガルバノミラーとを備えることが好ましい。
これにより、より確実に、時間開口率を高くしつつ、第1の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することができる。
本発明の画像形成装置では、前記投影面を有するスクリーンを備えることが好ましい。
これにより、画像の視認性が向上する。
In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the optical scanning unit is rotatably provided and has a movable plate having a reflecting surface that scans in the first direction, and a support unit that rotatably supports the movable plate. An actuator comprising: a connecting portion for connecting the movable plate and the support portion; and a driving means for rotating the movable plate;
It is preferable to include a galvanometer mirror having a reflecting surface that scans in the second direction.
As a result, the trapezoidal distortion of the image can be prevented without increasing the deflection angle about the rotation central axis of the reflecting surface that scans in the first direction, while increasing the time aperture ratio more reliably. be able to.
The image forming apparatus of the present invention preferably includes a screen having the projection surface.
Thereby, the visibility of an image improves.
以下、本発明の画像形成装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、代表的に、第1の方向を「水平方向」、第2の方向を「垂直方向」として説明を行う。
<第1実施形態>
まず、本発明の画像形成装置の第1実施形態について説明する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an image forming apparatus of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the first direction is typically described as “horizontal direction” and the second direction as “vertical direction”.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.
図1は、本発明の画像形成装置の第1実施形態を示す図、図2は、図1に示す画像形成装置のアクチュエーターを示す模式的斜視図、図3は、図1に示す画像形成装置のアクチュエーターの駆動を示す模式的断面図、図4は、図1に示す画像形成装置のガルバノミラーを示す図、図5は、図1に示す画像形成装置の作動制御部、光走査部および光源ユニットを示すブロック図である。また、図6は、図1に示す画像形成装置の動作を説明するための図であり、図6(a)は、側面図、図6(b)は、正面図である。また、図7は、図1に示す画像形成装置の作動中のアクチュエーターの可動板の振れ角(振れ角の経時的変化)を示すグラフ、図8は、図1に示す画像形成装置の作動中のガルバノミラーのミラーの角度(角度の経時的変化)を示すグラフである。図9は、図1に示す画像形成装置の変形例およびその動作を示す図であり、図9(a)は、側面図、図9(b)は、正面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図2、図3、図6、図9中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図1に示すように、画像形成装置1は、スクリーン(対象物)2と、スクリーン2上に光を走査して画像(映像)を形成(描画)(投影)する画像形成装置本体3とを有している。以下、これらについて、順次説明する。
1 is a diagram illustrating a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating an actuator of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1, and FIG. 3 is an image forming apparatus illustrated in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a galvano mirror of the image forming apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an operation control unit, an optical scanning unit, and a light source of the image forming apparatus shown in FIG. It is a block diagram which shows a unit. 6 is a view for explaining the operation of the image forming apparatus shown in FIG. 1, FIG. 6 (a) is a side view, and FIG. 6 (b) is a front view. 7 is a graph showing the deflection angle of the movable plate of the actuator during operation of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (change over time in the deflection angle), and FIG. 8 is during operation of the image forming apparatus shown in FIG. It is a graph which shows the angle (change with time of an angle) of the mirror of this galvanometer mirror. FIG. 9 is a diagram showing a modification of the image forming apparatus shown in FIG. 1 and its operation. FIG. 9A is a side view, and FIG. 9B is a front view. Hereinafter, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 2, 3, 6, and 9 is referred to as “upper”, the lower side as “lower”, the right side as “right”, and the left side as “left”.
As shown in FIG. 1, an
スクリーン2の画像形成装置本体3側の表面は、画像形成装置本体3によって光が走査される光走査面、すなわち、投影面21を構成している。この投影面21には、画像形成装置本体3により光が走査されることで、静止画や動画等の所定の画像が描画される。このようなスクリーン2を用いることにより、画像の視認性が向上する。
スクリーン2の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、アクリル系樹脂、ABS樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
The surface of the
The constituent material of the
次に、画像形成装置本体3について説明する。
図1に示すように、画像形成装置本体3は、光を出射する光源ユニット(光出射部)4と、投影面21に対して光源ユニット4から出射した光を走査する光走査部5と、光源ユニット4および光走査部5の作動(駆動)を制御する作動制御装置(制御手段)8とを有している。
Next, the image forming apparatus main body 3 will be described.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus main body 3 includes a light source unit (light emitting unit) 4 that emits light, a
図1に示すように、光源ユニット4は、各色のレーザー光源41r、41g、41bと、各色のレーザー光源41r、41g、41bに対応して設けられたコリメーターレンズ42r、42g、42bおよびダイクロイックミラー43r、43g、43bとを備えている。
図5に示すように、各色のレーザー光源41r、41g、41bは、それぞれ、駆動回路410r、410g、410bと、赤色の光源420r、緑色の光源420g、青色の光源420bとを有しており、図1に示すように、赤色、緑色および青色のレーザー光RR、GG、BBを射出する。レーザー光RR、GG、BBは、それぞれ、作動制御装置8の後述する光源変調部84から送信される駆動信号に対応して変調された状態で射出され、コリメート光学素子であるコリメーターレンズ42r、42g、42bによって平行化されて細いビームとされる。
As shown in FIG. 1, the light source unit 4 includes
As shown in FIG. 5, each color
ダイクロイックミラー43r、43g、43bは、それぞれ、赤色レーザー光RR、緑色レーザー光GG、青色レーザー光BBを反射する特性を有し、各色のレーザー光RR、GG、BBを結合して1つのレーザー光(光)LLを射出する。
なお、コリメーターレンズ42r、42g、42bに代えてコリメーターミラーを用いることができ、この場合も、平行光束の細いビームを形成することができる。また、各色のレーザー光源41r、41g、41bから平行光束が射出される場合、コリメーターレンズ42r、42g、42bは、省略することができる。さらに、レーザー光源41r、41g、41bについては、同様の光束を発生する発光ダイオード等の光源に置換することができる。また、図1の各色のレーザー光源41r、41g、41b、コリメーターレンズ42r、42g、42b、及びダイクロイックミラー43r、43g、43bの順番はあくまで1例であり、各色の組み合わせ(赤色はレーザー光源41r、コリメーターレンズ42r、ダイクロイックミラー43r、緑色はレーザー光源41g、コリメーターレンズ42g、ダイクロイックミラー43g、青色はレーザー光源41b、コリメーターレンズ42b、ダイクロイックミラー43b)を保持したままその順序は自由に設定できる。例えば、光走査部5に近い順に、青色、赤色、緑色という組み合わせも可能である。
The
A collimator mirror can be used in place of the
次に、光走査部5について説明する。
光走査部5は、光源ユニット4から出射したレーザー光LLを投影面21に対し、水平方向(第1の方向)に走査(水平走査:主走査)すると共に、水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向(第1の方向に直交する第2の方向)に走査(垂直走査:副走査)することで2次元的に走査するものである。この光走査部5は、光源ユニット4から出射したレーザー光LLを投影面21に対し、水平方向に走査する水平走査用ミラーであるアクチュエーター(第1の方向走査部)51と、アクチュエーター51の後述する可動板511a(光反射部511eの反射面)の角度(挙動)を検出する角度検出手段(挙動検出手段)52と、光源ユニット4から出射したレーザー光LLを投影面21に対し、垂直方向に走査する垂直走査用ミラーであるガルバノミラー(第2の方向走査部)12と、ガルバノミラー12の後述するミラー121(ミラー121の反射面)の角度(挙動)を検出する角度検出手段(挙動検出手段)13とを有している。
Next, the
The
図2に示すように、アクチュエーター51は、いわゆる共振駆動される形態のもの(共振を利用したもの)で、いわゆる1自由度振動系のものであり、基体511と、基体511の下面に対向するよう設けられた対向基板513と、基体511と対向基板513との間に設けられたスペーサー部材512とを有している。
基体511は、可動板511aと、可動板511aを回動可能に支持する支持部511bと、可動板511aと支持部511bとを連結する1対の連結部511c、511dとを有している。
As shown in FIG. 2, the
The
可動板511aは、その平面視にて、略長方形状をなしている。このような可動板511aの上面には、光反射性を有する光反射部(ミラー)511eが設けられている。光反射部511eの表面(上面)は、光を反射する反射面(第1の反射面)を構成している。光反射部511eは、例えば、Al、Ni等の金属膜で構成されている。また、可動板511aの下面には、永久磁石514が設けられている。
The
支持部511bは、可動板511aの平面視にて、可動板511aの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部511bは、枠状をなしていて、その内側に可動板511aが位置している。
連結部511cは、可動板511aの左側にて、可動板511aと支持部511bとを連結し、連結部511dは、可動板511aの右側にて、可動板511aと支持部511bとを連結している。
The
The connecting
連結部511c、511dは、それぞれ、長手形状をなしている。また、連結部511c、511dは、それぞれ、弾性変形可能である。このような1対の連結部511c、511dは、互いに同軸的に設けられており、この軸(以下「回動中心軸J」と言う)を中心(回動中心)として、可動板511aが支持部511bに対して回動する。
このような基体511は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板511aと支持部511bと連結部511c、511dとが一体的に形成されている。このように、シリコンを主材料とすることにより、優れた回動特性を実現できるとともに、優れた耐久性を発揮することができる。また、微細な処理(加工)が可能であり、アクチュエーター51の小型化を図ることができる。
Each of the connecting
Such a
スペーサー部材512は、枠状をなしていて、その上面が基体511の下面と接合している。また、スペーサー部材512は、可動板511aの平面視にて、支持部511bの形状とほぼ等しくなっている。このようなスペーサー部材512は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、シリコン、SiO2などで構成されている。
なお、スペーサー部材512と基体511との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤等の別部材を介して接合してもよいし、スペーサー部材512の構成材料などによっては陽極接合などを用いてもよい。
The
The method for joining the
対向基板513は、スペーサー部材512と同様に、例えば、各種ガラス、シリコン、SiO2などで構成されている。このような対向基板513の上面であって、可動板511aと対向する部位には、コイル515が設けられている。
永久磁石514は、板棒状をなしていて、可動板511aの下面に沿って設けられている。このような永久磁石514は、可動板511aの平面視にて、回動中心軸(第1の回動中心軸)Jに対して直交する方向に磁化(着磁)されている。すなわち、永久磁石514は、両極(S極、N極)を結んだ線分が、回動中心軸Jに対して直交するよう設けられている。図3に示すように、本実施形態では、回動中心軸Jの左側がN極、右側がS極となっている。
このような永久磁石514としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
コイル515は、可動板511aの平面視にて、永久磁石514の外周を囲むように設けられている。
Similar to the
The
The
The
また、アクチュエーター51は、コイル515に電圧を印加する電圧印加手段(駆動回路)516を有している。電圧印加手段516は、印加する電圧の電圧値や周波数等の各条件を調整(変更)し得るように構成されている。この電圧印加手段516、コイル515および永久磁石514等により、可動板511aを回動させる駆動手段517が構成される。
In addition, the
コイル515には、作動制御装置8の制御により、電圧印加手段516から所定の電圧が印加され、所定の電流が流れる。
例えば、作動制御装置8の制御により、電圧印加手段516からコイル515に交番電圧を印加すると、それに応じて電流が流れ、可動板511aの厚さ方向(図3中上下方向)の磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り換わる。すなわち、コイル515の上側付近がS極、下側付近がN極となる状態Aと、コイル515の上側付近がN極、下側付近がS極となる状態Bとが交互に切り換わる。
A predetermined voltage is applied to the
For example, when an alternating voltage is applied from the
状態Aでは、図3(a)に示すように、永久磁石514の右側が、コイル515への通電により発生する磁界との反発力により上側へ変位するとともに、永久磁石514の左側が、前記磁界との吸引力により下側へ変位する。これにより、可動板511aが反時計回りに回動して傾斜する。
反対に、状態Bでは、図3(b)に示すように、永久磁石514の右側が下側へ変位するとともに、永久磁石514の左側が上側へ変位する。これにより、可動板511aが時計回りに回動して傾斜する。
In the state A, as shown in FIG. 3A, the right side of the
On the contrary, in the state B, as shown in FIG. 3B, the right side of the
このような状態Aと状態Bとを交互に繰り返すことにより、連結部511c、511dを捩り変形させながら、可動板511aが回動中心軸Jまわりに回動(振動)する。
また、作動制御装置8の制御により、電圧印加手段516からコイル515に印加する電圧を調整することにより、流れる電流を調整することができ、これにより、可動板511a(光反射部511eの反射面)の回動中心軸Jを中心とする振れ角(振幅)を調整することができる。したがって、電圧印加手段516および作動制御装置8により、可動板511aの回動中心軸Jを中心とする振れ角を調整する調整手段の主要部が構成される。この調整手段は、本実施形態では、ガルバノミラー12の後述するミラー121(ミラー121の反射面)の角度に応じて、前記振れ角を調整する。なお、前記振れ角とは、可動板511aが時計回り(所定方向)に回動したときの最大角度と、それに続いて反時計回り(前記と逆方向)に回動したときの最大角度との差である。
なお、このようなアクチュエーター51の構成としては、可動板511aを回動させることができれば、特に限定されず、例えば、駆動方式については、コイル515と永久磁石514とを用いた電磁駆動に代えて、例えば、圧電素子を用いた圧電駆動や静電引力を用いた静電駆動としてもよい。
By alternately repeating the state A and the state B, the
Also, the current applied can be adjusted by adjusting the voltage applied from the voltage application means 516 to the
The configuration of the
図4に示すように、ガルバノミラー12は、表面に光を反射する反射面(第2の反射面)を有し、回動中心軸(第2の回動中心軸)Jaを中心に回動可能に設けられたミラー121と、ミラー121を回動させるモーター(駆動源)122およびモーター122の駆動回路123を有する駆動手段124とを備えている。このガルバノミラー12は、駆動回路123によりモーター122が正転と反転とを交互に繰り返し、これにより、ミラー121が回動中心軸Jaまわりに回動(振動)する。
As shown in FIG. 4, the
図1に示すように、アクチュエーター51と、ガルバノミラー12とは、互いの回動中心軸J、Jaが直交するように設けられている。アクチュエーター51と、ガルバノミラー12とをこのように設けることにより、投影面21に対し、光源ユニット4から出射したレーザー光LLを2次元的に(互いに直交する2方向に)走査することができる。これにより、比較的簡単な構成で、投影面21に2次元画像を描画することができる。
As shown in FIG. 1, the
光源ユニット4から出射した光は、アクチュエーター51の光反射部511eの反射面で反射し、次いで、ガルバノミラー12のミラー121の反射面で反射し、スクリーン2の投影面21に投射(照射)される。そして、光反射部511eを回動させると共に(同時に)、その角速度(速度)よりも遅い角速度でミラー121を回動させることにより、光源ユニット4から出射したレーザー光LLは、投影面21に対し、水平方向に走査される共に(同時に)、その水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向に走査される。これにより、光源ユニット4から出射したレーザー光LLは、投影面21に対し、2次元的に走査され、投影面21に画像が描画される。
なお、光源ユニット4から出射した光が、先に、ガルバノミラー12のミラー121の反射面で反射し、次に、アクチュエーター51の光反射部511eの反射面で反射するようになっていてもよい。すなわち、先に、垂直走査がなされ、次に、水平走査がなされるように構成されていてもよい。
The light emitted from the light source unit 4 is reflected by the reflecting surface of the
The light emitted from the light source unit 4 may be first reflected by the reflecting surface of the
次に、アクチュエーター51の可動板511a(光反射部511eの反射面)の角度を検出する角度検出手段52について説明する。
図2に示すように、角度検出手段52は、アクチュエーター51の連結部511c上に設けられた圧電素子521と、圧電素子521から発生する起電力を検出する起電力検出部522と、起電力検出部522の検出結果に基づいて可動板511aの角度(挙動)を求める(検知する)角度検知部(挙動検知部)523とを有している。
Next, the angle detection means 52 for detecting the angle of the
As shown in FIG. 2, the angle detection means 52 includes a
圧電素子521は、可動板511aの回動に伴って連結部511cが捩り変形すると、それに伴って変形する。圧電素子521は、外力が付与されていない自然状態から変形すると、その変形量に応じた大きさの起電力を発生する性質を有しているため、角度検知部523は、起電力検出部522で検出された起電力の大きさに基づいて、連結部511cの捩れの程度を求め、さらに、その捩れの程度から可動板511a(光反射部511eの反射面)の角度(回動角)を求める。また、角度検知部523は、可動板511aの回動中心軸Jを中心とする振れ角を求める。この可動板511aの角度および振れ角の情報を含む信号は、角度検知部523から作動制御装置8に送信される。
When the connecting
なお、前記検出する可動板511aの角度は、アクチュエーター51のいずれの状態のときを基準(角度が0°)としたときの角度に設定してもよく、例えば、アクチュエーター51の初期状態(コイル515に電圧が印加されていない状態)のときを基準(角度が0°)としたときの角度に設定することができる。
また、前記可動板511aの角度の検出は、リアルタイムで(連続的に)行ってもよく、また、間欠的に行ってもよい。また、角度検出手段52としては、可動板511aの角度を検出することができれば、本実施形態のような圧電素子を用いたものに限定されないことは、言うまでもない。
Note that the angle of the
Further, the detection of the angle of the
次に、ガルバノミラー12のミラー121(ミラー121の反射面)の角度を検出する角度検出手段13について説明する。
図4に示すように、角度検出手段13は、ガルバノミラー12に設けられたエンコーダー131と、エンコーダー131から送出される信号を受信し、その信号に含まれる情報に基づいてミラー121の角度(挙動)を求める(検知する)角度検知部(挙動検知部)132とを有している。
Next, the angle detection means 13 for detecting the angle of the mirror 121 (the reflecting surface of the mirror 121) of the
As shown in FIG. 4, the angle detection means 13 receives an
駆動手段124の作動によりミラー121が回動すると、それに応じて、エンコーダー131から角度検知部132に信号が送信される。角度検知部132は、エンコーダー131から送信される信号に含まれる情報に基づいて、ミラー121の角度(回動角)を求める。このミラー121の角度の情報を含む信号は、角度検知部132から作動制御装置8に送信される。
When the
なお、前記検出するミラー121の角度は、ガルバノミラー12のいずれの状態のときを基準(角度が0°)としたときの角度に設定してもよい。
また、前記ミラー121の角度の検出は、リアルタイムで(連続的に)行ってもよく、また、間欠的に行ってもよい。また、角度検出手段13としては、ミラー121の角度を検出することができれば、本実施形態のようなエンコーダーを用いたものに限定されないことは、言うまでもない。
The angle of the
The angle of the
次に、作動制御装置8について説明する。
図5に示すように、作動制御装置8は、画像を描画する際に用いられる映像データ(画像データ)を記憶する映像データ記憶部(映像データ記憶手段)81と、映像データ演算部82と、描画タイミング生成部83と、光源変調部(光変調部)84と、振れ角演算部(振幅演算部)85と、角度指示部86と、検量線を記憶する検量線記憶部(検量線記憶手段)87とを有している。
Next, the
As shown in FIG. 5, the
画像形成装置1は、垂直方向(第2の方向)の走査(以下、単に「垂直走査」とも言う)を往路および復路のそれぞれで行い、その垂直走査の往路および復路のそれぞれにおいて、水平方向(第1の方向)の走査(以下、単に「水平走査」とも言う)を往路および復路のそれぞれで行って画像を描画し、水平走査を行うに際し、光源ユニット4からレーザー光(光)LLを出射した光出射状態(以下、単に「光出射状態」とも言う)で投影面21上でのレーザー光LLの水平方向の振れ幅(以下、単に「レーザー光(光)LLの振れ幅」とも言う)が、可動板511aの回動中心軸Jを中心とする振れ角(以下、単に「可動板511aの振れ角」とも言う)の調整(調整手段による調整)を行わない場合に比べて、垂直方向に沿って揃うように、可動板511aの振れ角を調整するよう構成されている。特に、光出射状態でレーザー光LLの振れ幅が垂直方向に沿って一定になるように、可動板511aの振れ角を調整するよう構成されているのが好ましい。これにより、時間開口率を高くしつつ、画像の台形歪みを防止することができる。本実施形態では、代表的に、前記振れ幅が垂直方向に沿って一定になるように調整する場合について説明する。
The
なお、前記振れ幅とは、光出射状態で、可動板511aが時計回り(所定方向)に最大角度まで回動したときの投影面21上でのレーザー光LLの位置と、それに続いて可動板511aが反時計回り(前記と逆方向)に最大角度まで回動したときの投影面21上でのレーザー光LLの位置との水平方向の距離(間隔)、すなわち、図6に示すように、光出射状態でそのレーザー光LLを投影面21上に2次元的に走査したときの、投影面21上でのレーザー光LLの軌跡である複数の描画ライン(走査ライン)141のそれぞれの水平方向の長さである。
The deflection width is the position of the laser beam LL on the
図6に示すように、前記複数の描画ライン141は、ジグザグに配置される。各描画ライン141のうち、左側の端部および右側端部は、それぞれ、ミラー121の角速度(速度)が小さく、描画に適さず、このため、その左側の端部および右側端部を除いて、画像を描画する領域である描画領域を設定する。なお、描画領域は、例えば、長方形(正方形を含む)をなすように設定される。
As shown in FIG. 6, the plurality of drawing
可動板511aの振れ角が一定の場合は、光出射状態でのレーザー光LLの振れ幅は、ミラー121の角度に応じて変化し、レーザー光LL光が走査される投影面21上の垂直方向の位置(描画ライン141の垂直方向の位置)が画像形成装置本体3から遠いほど、長くなる。そこで、この画像形成装置1では、ミラー121の角度に応じて可動板511aの振れ角を調整する。すなわち、レーザー光LL光が走査される投影面21上の垂直方向の位置(描画ライン141の垂直方向の位置)が画像形成装置本体3から遠いほど、可動板511aの振れ角を小さくすることにより、光出射状態でのレーザー光LLの振れ幅を垂直方向に沿って一定にする。
When the swing angle of the
検量線記憶部87には、光出射状態でレーザー光LLの振れ幅が垂直方向に沿って一定になる、投影面21に走査するレーザー光LLの投影面21上の垂直方向の位置(描画ライン141の垂直方向の位置)と、可動板511aの振れ角との関係を示すテーブルや演算式(関数)等の検量線が記憶(格納)される。画像を描画する際は、その検量線を用い、投影面21に走査するレーザー光LLの投影面21上の垂直方向の位置に基づいて、前記振れ角の目標値(目標振れ角)を求める。なお、検量線は、計算で求めることができ、予め、検量線記憶部87に記憶される。
The calibration
また、この画像形成装置1では、描画領域142において、上側から奇数番目の各描画ライン141について、隣り合う描画ライン141同士の垂直方向の間隔が一定になり、同様に、上側から偶数番目の各描画ライン141について、隣り合う描画ライン141同士の垂直方向の間隔が一定になるように、ミラー121の角度や角速度を調整するのが好ましい。これにより、画像の垂直方向の歪みを防止することができる。
In the
本実施形態では、例えば、各描画ライン141の描画開始の際における描画領域142の左側の端部および右側の端部において、それぞれ、隣り合う描画ライン141の垂直方向の間隔が一定になるようにミラー121の角度を調整し、ミラー121の角速度を所定の値に設定する。すなわち、各描画ライン141について、隣り合う描画開始点の垂直方向の間隔が一定になるようにミラー121の角度を調整し、ミラー121の角速度は、各描画ライン141毎に一定の値に設定する。なお、描画ライン141の垂直方向の位置が画像形成装置本体3から遠いほど、ミラー121の角速度は、小さく設定される。これにより、比較的簡単な制御で、画像の垂直方向の歪みを防止することができる。
In the present embodiment, for example, at the left end and the right end of the
次に、スクリーン2の投影面21上に画像を描画する際の画像形成装置1の動作(作用)について説明する。
まず、画像形成装置本体3に映像データが入力される。入力された映像データは、映像データ記憶部81に一時的に記憶され、その映像データ記憶部81から読み出され、その映像データを用いて画像の描画が行われる。この場合、映像データのすべてが映像データ記憶部81に記憶された後に、画像の描画を開始してもよく、また、映像データの一部が映像データ記憶部81に記憶された後に、画像の描画を開始し、その画像の描画と並行して続きの映像データを映像データ記憶部81に記憶するようにしてもよい。
Next, the operation (action) of the
First, video data is input to the image forming apparatus main body 3. The input video data is temporarily stored in the video
映像データの一部が映像データ記憶部81に記憶された後に画像の描画を開始する場合は、初めに、少なくとも1フレーム分、好ましくは、2フレーム分以上(例えば、2フレーム分)の映像データを映像データ記憶部81に記憶し、その後に画像の描画を開始する。その理由は、この画像形成装置1では、垂直走査の往路および復路のそれぞれにおいて水平走査を行って画像を描画(以下、単に「垂直方向で往復描画」とも言う)し、後述するように、垂直走査の往路において画像を描画する際と、垂直走査の復路において画像を描画する際とで、映像データ記憶部81からの映像データの読み出し順序を逆にするので、垂直走査の復路において画像の描画を開始する際、映像データを反対側から読み出すためには、少なくともその復路における画像の描画に用いる1フレーム分の映像データが映像データ記憶部81に記憶されている必要があるためである。
When drawing of an image is started after a part of the video data is stored in the video
描画タイミング生成部83では、描画タイミング情報および描画ライン情報がそれぞれ生成される。描画タイミング情報は、映像データ演算部82に送出され、描画ライン情報は、振れ角演算部85に送出される。
描画タイミング情報には、描画を行うタイミングの情報等が含まれる。また、描画ライン情報には、描画を行う描画ライン141の垂直方向の位置(ミラー121の角度)の情報等が含まれる。なお、描画ライン141のいずれの部位の位置を前記描画ライン141の垂直方向の位置として設定してもよいが、例えば、左側の先端、右側の先端、中央等が挙げられる。
The drawing
The drawing timing information includes drawing timing information and the like. Further, the drawing line information includes information on the position (angle of the mirror 121) in the vertical direction of the
映像データ演算部82は、描画タイミング生成部83から入力された描画タイミング情報に基づいて、映像データ記憶部81から描画する画素に対応する映像データを読み出し、各種の補正演算等を行った後、各色の輝度データを光源変調部84に送出する。
光源変調部84は、映像データ演算部82から入力された各色の輝度データに基づいて、各駆動回路410r、410g、410bを介して各光源420r、420g、420bの変調を行う。すなわち、各光源420r、420g、420bのオン/オフや、出力の調整(増減)等を行う。
Based on the drawing timing information input from the drawing
The light
アクチュエーター51側の角度検出手段52は、その可動板511aの角度および振れ角を検出し、その角度および振れ角の情報(可動板511aの角度情報)を作動制御装置8の描画タイミング生成部83および振れ角演算部85に送出する。また、ガルバノミラー12側の角度検出手段13は、そのミラー121の角度を検出し、その角度の情報(ミラー121の角度情報)を作動制御装置8の角度指示部86に送出する。
The angle detection means 52 on the
描画タイミング生成部83は、現在の描画ライン141の描画が終了し、角度検出手段52から可動板511aの振れ角の情報が入力されると、それに同期して、角度指示部86に、次に描画を行う描画ライン141の描画開始点にレーザー光LLが照射されるときのミラー121の目標角度を示す目標角度情報(角度指示)を送出する。そのミラー121の目標角度は、隣り合う描画開始点の垂直方向の間隔が一定になるように設定される。角度指示部86は、角度検出手段13で検出されたミラー121の角度と、前記ミラー121の目標角度とを比較して、その差が0になるような補正を行い、ガルバノミラー12の駆動手段124に駆動データを送出する。
When the drawing of the
駆動手段124は、前記駆動データに基づいて、モーター122を駆動する。これにより、描画開始点にレーザー光LLが照射されたとき、ミラー121の角度は、前記目標角度になる。
なお、本実施形態では、各描画ライン141において、描画開始点から描画終了点まで、ミラー121の角速度を一定とし、レーザー光LLの垂直方向の走査速度を一定としてもよく、また、ミラー121の角速度を徐々に変化させ、レーザー光LLの垂直方向の走査速度を徐々に変化さてもよい。
The driving
In this embodiment, in each
また、描画タイミング生成部83は、振れ角演算部85に、描画ライン情報、すなわち、次に描画を行う描画ライン141の垂直方向の位置の情報を送出する。
振れ角演算部85では、検量線記憶部87から読み出された検量線を用い、描画タイミング生成部83から入力された次に描画を行う描画ライン141の垂直方向の位置の情報に基づいて、次に描画を行う描画ライン141における可動板511aの目標振れ角を求る。そして、角度検出手段52から入力された可動板511aの振れ角の情報と、前記可動板511aの目標振れ角とに基づいて、可動板511aの振れ角が目標振れ角となるように、アクチュエーター51の駆動手段517に駆動データを送出する。
Further, the drawing
The deflection
駆動手段517は、前記駆動データに基づいて、コイル515に、アクチュエーター51の共振周波数と同じ周波数の実効電圧を印加して電流を流し、所定の磁界を発生させ、実効電流の大きさやアクチュエーター51と駆動波形との位相差を変化させる事で、アクチュエーター51にエネルギーを供給したり、逆に、アクチュエーター51からエネルギーを奪ったりする。これにより、共振運動している可動板511aの振れ角は、前記目標振れ角になる。このようにして、角度検出手段52により検出された可動板511aの振れ角の情報(検出結果)と、前記目標振れ角(目標値)とに基づいて、可動板511aの振れ角が目標振れ角になるようにその可動板511aの振れ角を調整しつつ、描画領域142の各描画ライン141上に、順次、レーザー光LLを走査し、画像を描画してゆく。
Based on the driving data, the driving means 517 applies an effective voltage having the same frequency as the resonance frequency of the
また、描画タイミング生成部83では、描画を行うフレームが、奇数フレーム(奇数番目のフレーム)と偶数フレーム(偶数番目のフレーム)とのいずれであるかの管理を行い、それにより、ミラー121の回動方向(移動方向)と、映像データ記憶部81からの映像データの読み出し順序を決定している。すなわち、奇数フレーム(垂直方向の走査の往路)において画像を描画する際と、偶数フレーム(垂直方向の走査の復路)において画像を描画する際とで、映像データの読み出し順序を逆にする。
In addition, the drawing
また、奇数フレームと偶数フレームとで、投影面21の同じライン上にレーザー光LLを走査する。すなわち、奇数フレームの各描画ライン141と偶数フレームの各描画ライン141とが一致するように、レーザー光LLを走査する。
具体的には、例えば、図6に示すように、1番目のフレーム(奇数番目のフレーム)については、左上から描画を開始し、ジグザグに右下まで描画し、2番目のフレーム(偶数番目のフレーム)については、ミラー121の回動方向を前記と逆にし、前記と逆に右下から左上まで描画を行う。以降、同様にして、奇数番目のフレームについては、左上から右下まで描画し、偶数番目のフレームについては、右下から左上まで描画を行う。
Further, the laser beam LL is scanned on the same line on the
Specifically, for example, as shown in FIG. 6, for the first frame (odd-numbered frame), the drawing starts from the upper left, draws to the lower right zigzag, and the second frame (even-numbered frame) For the frame), the rotation direction of the
なお、本実施形態では、垂直方向の走査の往路を奇数フレームとし、垂直方向の走査の復路を偶数フレームとしているが、これに限らず、垂直方向の走査の復路を奇数フレームとし、垂直方向の走査の往路を偶数フレームとしてもよい。
また、本実施形態では、1番目のフレームについて描画を開始する位置は、左上であるが、これに限らず、例えば、右上、左下、右下等であってもよい。
また、奇数フレームと偶数フレームとで、投影面21の異なるライン上にレーザー光LLを走査してもよい。
In this embodiment, the vertical scanning forward path is an odd frame and the vertical scanning backward path is an even frame. However, the present invention is not limited to this, and the vertical scanning backward path is an odd frame. The scanning forward path may be an even frame.
In the present embodiment, the drawing start position for the first frame is at the upper left, but is not limited thereto, and may be, for example, the upper right, the lower left, the lower right, or the like.
Further, the laser beam LL may be scanned on different lines on the
ここで、前記画像の描画の際の可動板511aの振れ角の経時的変化およびミラー121の角度の経時的変化は、下記の通りである。
水平走査では、図7に示すように、可動板511aの振れ角は、最小振れ角から徐々に増大し、最大振れ角に到達した後、徐々に減少し、最小振れ角に到達した後、再び、徐々に増大し、以降、同様に、前記動作を繰り返す。
Here, the change with time of the deflection angle of the
In horizontal scanning, as shown in FIG. 7, the deflection angle of the
このように、この画像形成装置1では、可動板511aの振れ角が急激に変化しないので、容易かつ確実に、共振を利用して動作させる形態のアクチュエーター51の可動板511aの振れ角を調整することができる。
また、垂直走査では、図8に示すように、奇数フレーム(垂直方向の走査の往路)において画像の描画を行う表示期間(描画期間)と、偶数フレーム(垂直方向の走査の復路)において画像の描画を行う表示期間との間に、画像の描画を行わない非表示期間(非描画期間)が設けられている。この表示期間において、次のフレームの描画を開始するタイミング等の各タイミングを調整することができる。
As described above, in this
In the vertical scanning, as shown in FIG. 8, the display period (drawing period) in which an image is drawn in an odd frame (vertical scanning forward path) and the image in an even frame (vertical scanning backward path). A non-display period (non-drawing period) in which an image is not drawn is provided between a display period in which drawing is performed. In this display period, each timing such as a timing for starting drawing of the next frame can be adjusted.
そして、垂直方向の走査の往路および復路、すなわち、ミラー121を所定方向に回動させる際と、前記と逆方向に回動させる際との両方で、画像の描画を行うので、従来のような垂直帰線期間が不要になり、前記非表示期間を短くすることができる。これにより、時間開口率(画像の描画を行う期間の割合)を高くすることができる。
すなわち、1フレーム中の垂直方向の非表示期間を往復描画することで短くすることができ、これにより、垂直時間開口率が高くなり、垂直走査の往路のみで水平走査を行って画像を描画する場合と可動板511aの角速度(速度)が同じときは、その往路のみで画像を描画する場合に比べ、単位時間当たりのフレーム数(コマ数)を多くすることができ、これによって、動画における早い動きにも容易に対応することができる。逆に言えば、垂直走査の往路のみで水平走査を行って画像を描画する場合と単位時間当たりのフレーム数が同じときは、その往路のみで画像を描画する場合に比べ、可動板511aの角速度を小さくすることができ、これによって、安定的に画像を描画することができる。また、上記の場合で、可動板511aの角速度を変化させない時には、より垂直解像度の高い描画が可能となる。
ここで、実際には、例えば、アクチュエーター51の可動板511aの慣性(慣性モーメントが)が大きく、その可動板511aが瞬時には追従しない場合がある。このような場合は、例えば、アクチュエーター51の駆動電流をゼロにするか、またはアクチュエーター51を逆相(制動)で駆動する場合もある。
Since the image is drawn both in the forward and backward passes of the scanning in the vertical direction, that is, when the
In other words, the vertical non-display period in one frame can be shortened by reciprocatingly drawing, thereby increasing the vertical time aperture ratio and drawing an image by performing horizontal scanning only in the forward path of vertical scanning. When the angular velocity (velocity) of the
Here, in practice, for example, the inertia (moment of inertia) of the
以上説明したように、この画像形成装置1によれば、時間開口率を高くしつつ、可動板511aの振れ角を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することができる。
また、垂直走査の往路および復路のそれぞれにおいて、水平走査を行って画像を描画するので、垂直走査において往路から復路に切り替わる際や、復路から往路に切り替わる際に、ミラー121の振れ角を急激に変化させる必要がなくなり、これにより、容易かつ確実に、ミラー121の振れ角を調整することができる。
As described above, according to the
In addition, since the image is drawn by performing horizontal scanning in each of the forward and backward passes of vertical scanning, the swing angle of the
次に、図9に基づいて、変形例を説明する。
図9に示す画像形成装置1では、光出射状態でレーザー光LLの振れ幅は、垂直方向に沿って一定になっていないが、光出射状態でレーザー光LLの振れ幅が、可動板511aの振れ角の調整を行わない場合に比べて、垂直方向に沿って揃うように、可動板511aの振れ角を調整するよう構成されている。これにより、画像を描画することが可能な描画可能領域143の上側の幅が減少し、描画可能領域143の形状は、長方形(正方形を含む)に近づき、非描画領域を小さくすることができる。
Next, a modified example will be described based on FIG.
In the
この画像形成装置1では、投影面21上、すなわち、描画可能領域143内に長方形の描画領域142を設定し、光源ユニット4から出射したレーザー光LLがその描画領域142内に投射(照射)されるように光源ユニット4の駆動を制御する。これにより、画像の台形歪みを防止することができる。
なお、アクチュエーター51の可動板511aの慣性が比較的大きい場合は、光出射状態でのレーザー光LLの振れ幅を垂直方向に沿って一定にすることができない場合があるが、このようなときは、前記のように、光出射状態でのレーザー光LLの振れ幅が、可動板511aの振れ角の調整を行わない場合に比べて、垂直方向に沿ってより揃うように、可動板511aの振れ角を調整することにより、時間開口率を高くすることができる。
In the
If the inertia of the
<第2実施形態>
次に、本発明の画像形成装置の第2実施形態について説明する。
図10は、本発明の第2実施形態に係る画像描画装置が備えるアクチュエーターを示す模式的平面図、図11は、図10中のB−B線断面図、図12は、図10に示すアクチュエーターが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図、図13は、図12に示す第1の電圧発生部および第2の電圧発生部で発生する電圧の一例を示す図、図18は、本発明の第2実施形態に係る画像描画装置の奇数フレームにおける動作を説明するための図であり、図18(a)は、側面図、図18(b)は、正面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図10中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図11中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.
10 is a schematic plan view showing an actuator provided in the image drawing apparatus according to the second embodiment of the present invention, FIG. 11 is a sectional view taken along line BB in FIG. 10, and FIG. 12 is an actuator shown in FIG. FIG. 13 is a block diagram showing the voltage application means of the drive means provided in FIG. 13, FIG. 13 is a diagram showing an example of the voltage generated in the first voltage generator and the second voltage generator shown in FIG. 12, and FIG. It is a figure for demonstrating the operation | movement in the odd-numbered frame of the image drawing apparatus which concerns on 2nd Embodiment, Fig.18 (a) is a side view, FIG.18 (b) is a front view. In the following, for convenience of explanation, the front side of the page in FIG. 10 is referred to as “up”, the back side of the page is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”. The upper side, the lower side is called “lower”, the right side is called “right”, and the left side is called “left”.
以下、第2実施形態の画像表示装置について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態の画像形成装置は、光走査部が備えるアクチュエーターの構成が異なる点、及び投影面21上の第1の方向の走査(水平走査)の軌跡が直線でない事以外は、第1実施形態とほぼ同様である。
Hereinafter, the image display apparatus according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The image forming apparatus according to the second embodiment is different from the first embodiment except that the configuration of the actuator provided in the optical scanning unit is different and that the trajectory of scanning (horizontal scanning) in the first direction on the
光走査部5は、いわゆる2自由度振動系の1つのアクチュエーター53を有している。
アクチュエーター53は、図10に示すような第1の振動系54aと第2の振動系54bと支持部54cとを備える基体54と、基体54と対向配置された対向基板56と、基体54と対向基板56との間に設けられたスペーサー部材55と、永久磁石57と、コイル58とを備えている。
The
The
第1の振動系54aは、枠状の支持部54cの内側に設けられた枠状の駆動部541aと、駆動部541aを支持部54cに両持ち支持する1対の第1の連結部542a、543aとで構成されている。
第2の振動系54bは、駆動部541aの内側に設けられた可動板541bと、可動板541bを駆動部541aに両持ち支持する1対の第2の連結部542b、543bとで構成されている。
The
The
駆動部541aは、図10の平面視にて、円環状をなしている。なお、駆動部541aの形状は、枠状をなしていれば特に限定されず、例えば、図10の平面視にて、四角環状をなしていてもよい。このような駆動部541aの下面には、永久磁石57が接合されている。
第1の連結部542a、543aは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第1の連結部542a、543aは、それぞれ、駆動部541aを支持部54cに対して回動可能とするように、駆動部541aと支持部54cとを連結している。このような、第1の連結部542a、543aは、互いに同軸的に設けられており、この軸(以下、「回動中心軸J1」という)を中心として、駆動部541aが支持部54cに対して回動するように構成されている。
The
Each of the first connecting
第1の連結部542aには、可動板541bの角度(回動中心軸J1まわりの回動角)(挙動)を検出するための圧電素子521が設けられている。
可動板541bは、図10の平面視にて、円形状をなしている。だたし、可動板541bの形状は、駆動部541aの内側に形成することができれば特に限定されず、例えば、図14の平面視にて、楕円形状をなしていてもよいし、四角形状をなしていてもよい。このような可動板541bの上面には、光反射性を有する光反射部544bが形成されている。
The first connecting
The
第2の連結部542b、543bは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第2の連結部542b、543bは、それぞれ、可動板541bを駆動部541aに対して回動可能とするように、可動板541bと駆動部541aとを連結している。このような第2の連結部542b、543bは、互いに同軸的に設けられており、この軸(以下、「回動中心軸J2」という)を中心として、可動板541bが駆動部541aに対して回動するように構成されている。
第2の連結部542bには、可動板541bの角度(回動中心軸J2まわりの回動角)(挙動)を検出するための圧電素子521が設けられている。
Each of the second connecting
The second connecting
図10に示すように、回動中心軸J1と回動中心軸J2とは、互いに直交している。また、駆動部541aおよび可動板541bの中心は、それぞれ、図14の平面視にて、回動中心軸J1と回動中心軸J2との交点上に位置している。なお、以下、説明の便宜上、回動中心軸J1と回動中心軸J2との交点を「交点G」ともいう。
図11に示すように、以上のような基体54は、スペーサー部材55を介して対向基板56と接合している。対向基板56の上面には、永久磁石57に作用する磁界を発生させるコイル58が設けられている。
As shown in FIG. 10, the rotation center axis J1 and the rotation center axis J2 are orthogonal to each other. Further, the centers of the
As shown in FIG. 11, the base 54 as described above is bonded to the
永久磁石57は、図10の平面視にて、交点Gを通り、回動中心軸J1および回動中心軸J2のそれぞれの軸に対して傾斜した線分(以下、この線分を「線分M」と言う)に沿って設けられている。
このような永久磁石57は、交点Gに対して長手方向の一方側がS極、他方側がN極となっている。図11では、永久磁石57の長手方向の左側がS極、右側がN極となっている。
In the plan view of FIG. 10, the
Such a
図10の平面視にて、線分Mの回動中心軸Xに対する傾斜角θは、30〜60度であるのが好ましく、40〜50度であるのがより好ましく、ほぼ45度であるのがさらに好ましい。このように永久磁石57を設けることで、円滑に、可動板541bを回動中心軸J1および回動中心軸J2のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。本実施形態では、線分Mは、回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸に対して約45度傾斜している。
また、図11に示すように、永久磁石57の上面には、凹部57aが形成されている。この凹部57aは、永久磁石57と可動板541bとの接触を防止するための逃げ部である。このような凹部57aを形成することで、可動板541bが回動中心軸J2まわりに回動する際、永久磁石57と接触してしまうことを防止することができる。
In the plan view of FIG. 10, the inclination angle θ of the line segment M with respect to the rotation center axis X is preferably 30 to 60 degrees, more preferably 40 to 50 degrees, and approximately 45 degrees. Is more preferable. By providing the
Further, as shown in FIG. 11, a
コイル58は、図10の平面視にて、駆動部541aの外周を囲むように形成されている。これにより、アクチュエーター53の駆動の際、駆動部541aとコイル58との接触を確実に防止することができる。その結果、コイル58と永久磁石57との離間距離を比較的短くすることができ、コイル58から発生する磁界を効率的に永久磁石57に作用させることができる。
コイル58は、電圧印加手段59と電気的に接続されていて、電圧印加手段59によりコイル58に電圧が印加されると、コイル58から回動中心軸J1および回動中心軸J2のそれぞれの軸に直交する軸方向の磁界が発生する。
The
The
図12に示すように、電圧印加手段59は、可動板541bを回動中心軸J1まわりに回動させるための第1の電圧V1を発生させる第1の電圧発生部591と、可動板541bを回動中心軸J2まわりに回動させるための第2の電圧V2を発生させる第2の電圧発生部592と、第1の電圧V1と第2の電圧V2とを重畳し、その電圧をコイル58に印加する電圧重畳部593とを備えている。
As shown in FIG. 12, the
第1の電圧発生部591は、第1実施形態の図8と同様、図13(a)に示すように、フレーム周波数の倍の周期T1で周期的に変化する第1の電圧V1(垂直走査用電圧)を発生させるものである。
第1の電圧V1は、三角波のような波形をなしている。そのため、アクチュエーター53は、効果的に光を垂直往復走査(副走査)することができる。なお、第1の電圧V1の波形は、これに限定されない。ここで、第1の電圧V1の周波数(1/T1)は、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、15〜40Hz(30Hz程度)であるのが好ましい。
本実施形態では、第1の電圧V1の周波数は、駆動部541aと1対の第1の連結部542a、543aとで構成された第1の振動系54aのねじり共振周波数と異なる周波数となるように調整されている。
Similarly to FIG. 8 of the first embodiment, the
The first voltage V1 has a waveform like a triangular wave. Therefore, the
In the present embodiment, the frequency of the first voltage V1 is different from the torsional resonance frequency of the
一方、第2の電圧発生部592は、図13(b)に示すように、周期T1と異なる周期T2で周期的に変化する第2の電圧V2(水平走査用電圧)を発生させるものである。
第2の電圧V2は、正弦波のような波形をなしている。そのため、アクチュエーター53は効果的に光を主走査することができる。なお、第2の電圧V2の波形は、これに限定されない。
On the other hand, as shown in FIG. 13B, the
The second voltage V2 has a waveform like a sine wave. Therefore, the
また、第2の電圧V2の周波数は、第1の電圧V1の周波数より高く、かつ、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、10〜40kHzであるのが好ましい。このように、第2の電圧V2の周波数を10〜40kHzとし、前述したように第1の電圧V1の周波数を30Hz程度とすることで、スクリーンでの描画に適した周波数で、可動板541bを回動中心軸J1および回動中心軸J2のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。ただし、可動板541bを回動中心軸J1および回動中心軸J2のそれぞれの軸まわりに回動させることができれば、第1の電圧V1の周波数と第2の電圧V2の周波数との組み合わせなどは、特に限定されない。
The frequency of the second voltage V2 is not particularly limited as long as it is higher than the frequency of the first voltage V1 and is suitable for horizontal scanning, but is preferably 10 to 40 kHz. As described above, the frequency of the second voltage V2 is set to 10 to 40 kHz, and the frequency of the first voltage V1 is set to about 30 Hz as described above, so that the
本実施形態では、第2の電圧V2の周波数は、可動板541bと1対の第2の連結部542b、543bとで構成された第2の振動系54bのねじり共振周波数と等しくなるように調整されている。これにより、可動板541bの回動中心軸J2まわりの回動角を大きくすることができる。
また、第1の振動系54aの共振周波数をf1[Hz]とし、第2の振動系54bの共振周波数をf2[Hz]としたとき、f1とf2とが、f2>f1の関係を満たすことが好ましく、f2≧10f1の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動板541bを回動中心軸J1まわりに第1の電圧V1の周波数で回動させつつ、回動中心軸J2まわりに第2の電圧V2の周波数で回動させることができる。
In the present embodiment, the frequency of the second voltage V2 is adjusted to be equal to the torsional resonance frequency of the
When the resonance frequency of the
第1の電圧発生部591および第2の電圧発生部592は、それぞれ、作動制御装置8に接続され、この作動制御装置8からの信号に基づき駆動する。このような第1の電圧発生部591および第2の電圧発生部592には、電圧重畳部593が接続されている。
電圧重畳部593は、コイル58に電圧を印加するための加算器593aを備えている。加算器593aは、第1の電圧発生部591から第1の電圧V1を受けるとともに、第2の電圧発生部592から第2の電圧V2を受け、これらの電圧を重畳しコイル58に印加するようになっている。
The
The
以上のような構成のアクチュエーター53は、次のようにして駆動する。
例えば、図13(a)に示すような第1の電圧V1と、図13(b)に示すような電圧V2とを電圧重畳部593にて重畳し、重畳した電圧をコイル58に印加する(この重畳された電圧を「電圧V3」ともいう)。
すると、電圧V3中の第1の電圧V1に対応する電圧によって、永久磁石57のS極側をコイル58に引き付けようとするとともに、N極側をコイル58から離間させようとする磁界と、永久磁石57のS極側をコイル58から離間させようとするとともに、N極側をコイル58に引き付けようとする磁界とが交互に切り換わる。これにより、第1の連結部542a、543aを捩れ変形させつつ、駆動部541aが可動板541bとともに、第1の電圧V1の周波数で回動中心軸J1まわりに回動する。
The
For example, the first voltage V1 as shown in FIG. 13A and the voltage V2 as shown in FIG. 13B are superimposed by the
Then, by the voltage corresponding to the first voltage V1 in the voltage V3, the magnetic pole which tries to attract the south pole side of the
なお、第1の電圧V1の周波数は、第2の電圧V2の周波数に比べて極めて低く設定されており、また、第1の振動系54aの共振周波数は、第2の振動系54bの共振周波数よりも低く設計されている。そのため、第1の振動系54aは、第2の振動系54bよりも振動しやすくなっており、第1の電圧V1によって、可動板541bが回動中心軸J2まわりに回動してしまうことを防止することができる。
The frequency of the first voltage V1 is set to be extremely lower than the frequency of the second voltage V2, and the resonance frequency of the
一方、電圧V3中の第2の電圧V2に対応する電圧によって、永久磁石57のS極側をコイル58に引き付けようとするとともに、N極側をコイル58から離間させようとする磁界と、永久磁石57のS極側をコイル58から離間させようとするとともに、N極側をコイル58に引き付けようとする磁界とが交互に切り換わる。これにより、第2の連結部542b、543bを捩れ変形させつつ、可動板541bが第2の電圧V2の周波数で回動中心軸J2まわりに回動する。
なお、第2の電圧V2の周波数が第2の振動系54bのねじり共振周波数と等しいため、第2の電圧V2によって、支配的に、可動板541bを回動中心軸J2まわりに回動させることができる。そのため、第2の電圧V2によって、可動板541bが回動中心軸J1まわりに回動してしまうことを防止することができる。
On the other hand, a magnetic field that attempts to attract the south pole side of the
Since the frequency of the second voltage V2 is equal to the torsional resonance frequency of the
以上のようなアクチュエーター53によれば、1つのアクチュエーターで2次元的にレーザー光(光)を走査でき、光走査部5の省スペース化を図ることができる。また、例えば、第1実施形態のようにアクチュエーターとガルバノミラーとを用いる場合には、アクチュエーターとガルバノミラーとの相対的位置関係を高精度に設定しなければならないが、本実施形態ではその必要がないため、製造の容易化を図ることができる。
According to the
また、本実施形態では、第1実施形態の図6とは異なり、図15に示すように光源ユニット4からレーザー光(光)LLを出射した光出射状態でそのレーザー光LLを投影面21上に2次元的に走査したときの、投影面21上でのレーザー光LLの軌跡である複数の描画ライン(走査ライン)141は、ジグザグにかつ歪曲して配置される。
また、走査ラインが歪曲しているため、映像データ演算部82は、これから走査するライン上に描画すべき画素データに相当するデータ算出しながら、映像データ記憶部81から読み出し、描画タイミング生成部83から入力された描画タイミング情報に基づいて、各種の補正演算等を行った後、各色の輝度データを光源変調部84に送出する。
上記以外の処理に関しては、第1実施形態と同様の処理を行う。
このような第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
Further, in the present embodiment, unlike FIG. 6 of the first embodiment, the laser light LL is projected on the
Further, since the scanning line is distorted, the video
Regarding processing other than the above, the same processing as in the first embodiment is performed.
Also by such 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment can be exhibited.
以上、本発明の画像形成装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
The image forming apparatus of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is replaced with an arbitrary configuration having the same function. can do. In addition, any other component may be added to the present invention.
Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
また、前記実施形態では、画像形成装置として、スクリーン上に画像を描画するものについて説明したが、本発明では、これに限定されず、例えば、壁などに画像を描画するものであってもよいし、光拡散板等を用いて、透過・拡散光を反対側から見てもよい。
また、本発明では、スクリーンが構成要素として含まれていなくてもよい。
また、前記第1実施形態では、光走査部として、共振駆動される形態のアクチュエーターと、ガルバノミラーとを用いたが、本発明では、これに限定されず、例えば、共振駆動される形態のアクチュエーターを2つ用いてもよい。
In the above-described embodiment, the image forming apparatus that draws an image on the screen has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the image forming apparatus may draw an image on a wall or the like. The transmitted / diffused light may be viewed from the opposite side using a light diffusing plate or the like.
In the present invention, the screen may not be included as a component.
Further, in the first embodiment, as the optical scanning unit, an actuator that is driven by resonance and a galvanometer mirror are used. However, the present invention is not limited to this, and for example, an actuator that is driven by resonance. Two may be used.
また、本実施形態では、第1の方向を「水平方向」、第2の方向を「垂直方向」としたが、本発明では、これに限らず、例えば、第1の方向を「垂直方向」、第2の方向を「水平方向」としてもよい。
また、前記実施形態では、ダイクロイックミラー43r、43g、43bを用いて、赤色レーザー光RR、緑色レーザー光GG、青色レーザー光BBを結合して1つのレーザー光(光)LLを射出しているが、ダイクロイックプリズム等を用いて結合しても良い。
In the present embodiment, the first direction is the “horizontal direction” and the second direction is the “vertical direction”. However, the present invention is not limited to this. For example, the first direction is the “vertical direction”. The second direction may be the “horizontal direction”.
In the embodiment, the
1……画像形成装置 2……スクリーン 21……投影面 3……画像形成装置本体 4……光源ユニット(光出射部) 41r、41g、41b……レーザー光源 410r、410g、410b……駆動回路 42r、42g、42b……コリメーターレンズ 420r、420g、420b……光源 43r、43g、43b……ダイクロイックミラー 5……光走査部 51……アクチュエーター 511……基体 511a……可動板 511b……支持部 511c、511d……連結部 511e……光反射部 512……スペーサー部材 513……対向基板 514……永久磁石 515……コイル 516……電圧印加手段 517……駆動手段 52……角度検出手段 521……圧電素子 522……起電力検出部 523……角度検知部 53……アクチュエーター 54……基体 54a……第1の振動系 541a……駆動部 542a、543a……第1の連結部 54b……第2の振動系 541b……可動板 542b、543b……第2の連結部 544b……光反射部 54c……支持部 55……スペーサー部材 56……対向基板 57……永久磁石 57a……凹部 58……コイル 59……電圧印加手段 591……第1の電圧発生部 592……第2の電圧発生部 593……電圧重畳部 593a……加算器 300……スキャンプロジェクター 8……作動制御装置 81……映像データ記憶部 82……映像データ演算部 83……描画タイミング生成部 84……光源変調部 85……振れ角演算部 86……角度指示部 87……検量線記憶部 12……ガルバノミラー 121……ミラー 122……モーター 123……駆動回路 124……駆動手段 13……角度検出手段 131……エンコーダー 132……角度検知部 141……描画ライン 142……描画領域 143……描画可能領域 LL、RR、GG、BB……レーザー光 J、Ja、J1、J2……回動中心軸
DESCRIPTION OF
Claims (8)
光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を反射させ、回動可能に設けられた少なくとも1つの反射面を有し、前記光出射部から出射された光を、前記投影面に対し、第1の方向に走査すると共に、前記第1の方向の走査速度よりも遅い走査速度で前記第1の方向に直交する第2の方向に走査することで2次元的に走査する光走査部と、
前記第1の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を調整する調整手段とを備え、
前記第2の方向の走査を往路および復路のそれぞれで行い、前記第2の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて、前記第1の方向の走査を行って画像を描画し、
前記第1の方向の走査を行うに際し、前記調整手段は、前記光出射部から光を出射した光出射状態で前記投影面上での光の前記第1の方向の振れ幅が、前記調整手段による調整を行わない場合に比べて、前記第2の方向に沿って揃うように、前記振れ角を調整するよう構成されていることを特徴とする画像形成装置。 The projection surface is configured to draw an image by scanning light,
A light emitting portion for emitting light;
Reflecting the light emitted from the light emitting part and having at least one reflecting surface rotatably provided, the light emitted from the light emitting part is directed to the projection surface in a first direction. An optical scanning unit that scans two-dimensionally by scanning in a second direction orthogonal to the first direction at a scanning speed slower than the scanning speed in the first direction;
Adjusting means for adjusting a swing angle about the rotation center axis of the reflecting surface that scans in the first direction;
Scanning in the second direction is performed in each of the forward path and the backward path, and scanning is performed in the first direction in each of the forward path and the backward path of the scanning in the second direction, and an image is drawn.
When performing the scanning in the first direction, the adjusting means is configured so that a fluctuation width in the first direction of light on the projection surface in a light emitting state in which light is emitted from the light emitting portion is the adjusting means. The image forming apparatus is configured to adjust the deflection angle so as to be aligned along the second direction as compared with the case where the adjustment according to (1) is not performed.
前記検量線を用い、前記投影面に走査する光の該投影面上の前記第2の方向の位置に基づいて、前記振れ角の目標値を求めるよう構成されている請求項1または2に記載の画像形成装置。 The adjustment means includes a calibration curve storage means for storing a calibration curve indicating a relationship between a position of the second direction of the light scanned on the projection plane in the projection plane and the deflection angle;
3. The target value of the deflection angle is obtained based on a position in the second direction on the projection plane of light scanned on the projection plane using the calibration curve. Image forming apparatus.
前記調整手段は、前記角度検出手段の検出結果と、前記目標値とに基づいて、前記振れ角が前記目標値になるように前記振れ角を調整するよう構成されている請求項3に記載の画像形成装置。 Angle detecting means for detecting the angle of the reflecting surface that scans in the first direction;
The said adjustment means is comprised so that the said deflection angle may be adjusted so that the said deflection angle may become the said target value based on the detection result of the said angle detection means, and the said target value. Image forming apparatus.
前記第2の方向の走査の往路において画像を描画する際と、前記第2の方向の走査の復路において画像を描画する際とで、前記映像データ記憶手段からの前記映像データの読み出し順序を逆にするよう構成されている請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。 Having video data storage means for storing video data used when drawing an image;
The order of reading out the video data from the video data storage means is reversed between when the image is drawn in the forward path of the scanning in the second direction and when the image is drawn in the backward path of the scanning in the second direction. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is configured as described above.
前記第2の方向に走査する反射面を有するガルバノミラーとを備える請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。 The optical scanning unit is rotatably provided and has a movable plate having a reflecting surface that scans in the first direction, a support unit that rotatably supports the movable plate, the movable plate, and the support unit. And an actuator comprising a connecting portion for connecting the movable plate and a driving means for rotating the movable plate,
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a galvanometer mirror having a reflecting surface that scans in the second direction.
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