JP2010266824A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の歪を良好に補正する。
【解決手段】本発明の画像表示装置１は、光源装置１１と、変調装置１０３と、走査光学系１２とを備える。走査光学系１２は、第１軸１２１ａ周りの回動により光を第１方向に走査させる第１走査ミラー１２１と、第１走査ミラー１２１で反射した光が入射する位置に配置され、第１軸１２１ａと非平行な第２軸１２２ａ周りの回動により光を第２方向に走査させる第２走査ミラー１２２と、を有する。第１走査ミラー１２１で反射した光の第２走査ミラー１２２における軌跡ＴＲが第２軸１２２ａと略平行になっている。第１走査ミラー１２１から軌跡ＴＲの中心位置に入射する光の光軸が、第２軸１２２ａと直交しない条件を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置に関する。

従来から、大画面の画像表示が可能な画像表示装置の１つとして、走査型のプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１）。走査型のプロジェクターは、変調されたレーザー光をスクリーン等の表示画面上でラスタースキャンすることにより、画像を表示するものである。レーザー光をラスタースキャンさせる走査光学系の１つに、１軸のスキャナーを２つ備えたものが知られている。１つのスキャナーは、水平方向にレーザー光をスキャンさせるものであり、もう１つのスキャナーは垂直方向にレーザー光をスキャンさせるものである。

レーザー光は、単一波長であるために色純度が高いこと、コヒーレンスが高いためにビームを整形しやすいこと等の特徴を有している。したがって、レーザー光により画像を表示する画像表示装置にあっては、コントラストや色再現性、解像度等を格段に高めることが可能である。

走査型のプロジェクターあっては、液晶ライトバルブ等の代わりに変調回路により階調調整が可能である。したがって、プロジェクターを小型にすることや、レーザー光の供給停止により完全な黒を表現することができる。また、走査型のプロジェクターにあっては、投射レンズを省くことができる。したがって、装置を格段に小型にすることや、投射レンズでの光損失がなくなることにより光の利用効率を高めることができる。

特開平１−２４５７８０号公報

ところで、プロジェクターを使用する場合には、表示画面に対して斜方から光を射出させて画像を表示させることが多い。斜方から画像を表示すると、次に説明するように画像に歪を生じてしまう。

図７（ａ）、（ｂ）は、従来の走査型のプロジェクターＰＪのスクリーンＳに対する配置・姿勢を示す斜視図である。図７（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、図７（ａ）、（ｂ）に示した配置のプロジェクターＰＪにより表示される画像ＩｍＡ、ＩｍＢの形状を示す平面図である。図７（ａ）では、プロジェクターＰＪがスクリーンＳにおいて画像を表示すべき領域（以下、表示領域と称する）の中央の法線方向にプロジェクターＰＪが配置されている。この配置により得られる画像ＩｍＡの外形（図７（ｃ）参照）は、一対の対辺が略平行になり、他の一対の対辺は画像ＩｍＡの外側に向かって凹状に湾曲した形状（糸巻き歪）になる。表示領域中央の正面にプロジェクターＰＪを配置すると、他の一対の対辺に糸巻き歪を含むものの、副走査方向の一方と他方とで対称的な概略矩形状の画像が得られる。このような画像は、プロジェクターＰＪの配置を異ならせた場合に、比較的歪み少ない画像（以下、基準画像を称する）である。図７（ｂ）では、プロジェクターＰＪが表示領域中央の法線方向から主走査方向にずれた位置にプロジェクターＰＪが配置されている。このような配置により得られる画像ＩｍＢの外形（図７（ｄ）参照）は、２対の対辺がいずれも非平行になり、矩形状とかけ離れた形状になってしまう。

液晶パネル等のライトバルブを使用するプロジェクターにあっては、ライトバルブにより形成された像を投射レンズにより投射するので、投射レンズをシフトさせることにより画像の歪を補正することができる。走査型のプロジェクターにおいて、投射レンズを使用する方式を採用すれば、画像の歪を補正することが可能である。しかしながら、走査型のプロジェクターに投射レンズを設けると、シンプルな構成であり光の利用効率が高いという走査型の長所が活かされなくなってしまう。

走査型のプロジェクターにおいて画像の歪を補正する方法として、表示された状態で歪を生じないように、画像信号を補正して画素を再構成する方法が考えられる。例えば、歪んだ表示領域から矩形領域を切り出し、矩形領域に画像が表示されるように、レーザー光源装置の点灯タイミングを調整すればよい。この方法によれば矩形の画像を表示可能になるが、レーザー光源装置の駆動系が複雑になるおそれがある。

本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、画像の歪を補正する必要性を低減して、良好な画像を表示可能な画像表示装置を提供することを目的の１つとする。

本発明の画像表示装置は、光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する変調装置と、前記変調装置により変調された光を被走査面上で第１方向及び第２方向において走査させる走査光学系と、を備え、前記走査光学系は、前記変調装置により変調された光が入射する位置に配置され、第１軸周りの回動により該光を前記第１方向に走査させる第１走査ミラーと、前記第１走査ミラーで反射した光が入射する位置に配置され、前記第１軸と非平行な第２軸周りの回動により該光を前記第２方向に走査させる第２走査ミラーと、を有し、前記第１走査ミラーで反射した光の前記第２走査ミラーにおける入射位置の前記第１走査ミラーの回動に伴う軌跡が前記第２軸と略平行になっており、前記第１走査ミラーから前記軌跡の中心位置に入射する光の光軸が前記第２軸と直交しない条件を満たすようになっていることを特徴とする。

このようにすれば、変調装置により変調された光が、走査光学系により被走査面上を走査して、画像が表示される。第１走査ミラーで反射した光が、第２走査ミラーに入射する位置は、第１走査ミラーの回動により変化する。入射位置の軌跡が第２軸と略平行になっているので、第２方向の各位置において第１走査ミラーにより走査される光による走査ラインが互いに略平行になる。

通常の走査型の画像表示装置にあっては、画像表示装置が表示領域中心の法線方向に対して第１方向にずれて配置されていると、ずれ量が大きくなるほど表示される画像に生じる歪が大きくなる。

中心光軸が第２軸と直交しないようになっていれば、中心光軸が第２軸と直交する場合と比較して、中心光軸が第２走査ミラーの反射面の法線方向となす角度に応じて、被走査面に光が入射する位置が第１方向に平行移動する。すなわち、表示された画像が表示領域から平行移動する距離に応じて、画像表示装置を第１方向へ平行移動すれば、基準画像と同様に歪の少ない画像を表示することができる。このように、前記条件を満たしていれば、表示領域中心の法線方向から第１方向にずれた位置に画像表示装置を配置しつつ、歪の少ない画像を表示することができる。したがって、画像の歪を電気的に補正する必要性が低くなり、シンプルな構成でありながら歪の少ない良好な画像が得られる画像表示装置になる。

また、前記条件を満たすように、前記第１軸の軸方向を調整可能になっている構成にしてもよい。
第１軸の軸方向を変化させると、第１走査ミラーに入射する光の入射角が変化し、第１走査ミラーで反射した光の光軸が変化する。したがって、第１走査ミラーの回動に伴う軌跡を変化させることができ、前記条件を満たすように中心光軸を調整することができる。また、中心光軸が第２軸となす角度を調整可能であるので、被走査面に対する画像形成装置の位置に応じて、表示される画像を矩形に近づけるように補正することができる。

また、前記第１走査ミラーの回動が前記第１軸周りの正逆方向の振動であり、前記条件を満たすように前記第１走査ミラーの振動の中心位置を調整可能になっている構成にしてもよい。
第１走査ミラーの振動の中心位置を変化させると、軌跡の中心位置が変化するので、前記条件を満たすように中心光軸を調整することができる。これにより、被走査面に対する画像形成装置の位置に応じて、表示される画像を矩形に近づけるように補正することができる。

また、前記条件を満たすように、前記光源装置から射出される光の光軸を調整可能になっている構成にしてもよい。
光源装置から射出される光の光軸を変化させると、第１走査ミラーに入射する光の入射角が変化し、第１走査ミラーで反射した光の光軸が変化する。したがって、前記条件を満たすように中心光軸を調整することができ、被走査面に対する画像形成装置の位置に応じて、表示される画像を矩形に近づけるように補正することができる。

また、前記第１走査ミラーの回動が前記第１軸周りの正逆方向の振動であり、前記条件を満たすように前記第１走査ミラーの振動の振動範囲を調整可能になっている構成にしてもよい。
第１走査ミラーの振動の振動範囲を変化させることにより、中心光軸を変化させることができる。したがって、前記条件を満たすように中心光軸を調整することができ、被走査面に対する画像形成装置の位置に応じて、表示される画像を矩形に近づけるように補正することができる。

また、前記第１走査ミラーの回動が前記第１軸周りの正逆方向の振動であり、前記走査光学系から射出される光の前記第１方向における走査幅が前記第２方向の各位置において同等となるように、前記第１走査ミラーの振動の振幅を調整可能になっている構成にしてもよい。
このようにすれば、走査幅が第２方向の各位置において同等となるので、表示される画像を矩形に近づけることができる。

また、前記走査光学系から射出される光の前記第１方向に走査する走査幅が、前記第２方向における走査の各位置において同等となるように、前記光源装置の点灯期間を調整可能になっている構成にしてもよい。
このようにすれば、走査幅が第２方向の各位置において同等となるので、表示される画像を矩形に近づけることができる。

第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図である。 第１実施形態における走査光学系を拡大して示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ光軸の調整方法を示す平面図である。 （ａ）は、第２実施形態のプロジェクターを示す斜視模式図、（ｂ）は表示される画像の外形を示す平面模式図である。 第３実施形態における走査光学系を拡大して示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、第４実施形態のプロジェクターにおける画像補正方法を示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、従来のプロジェクターの説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクター１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、プロジェクター１は、画像信号処理系１０、レーザー光源装置（光源装置）１１、走査光学系１２を含んでいる。プロジェクター１は、概略すると以下のように動作する。

ＰＣ等の信号源８から入力画像に対応した電気信号が供給されると、この電気信号は画像信号処理系１０により処理されて、レーザー光源装置１１や走査光学系１２に出力される。レーザー光源装置１１は、電気信号に応じて階調が時間変化する光Ｌ１を射出する。光Ｌ１は、走査光学系１２により壁やスクリーン等の被走査面９に向けて射出される。

走査光学系１２は、射出する光Ｌ１の光軸を電気信号に応じて主走査方向（第１方向）、副走査方向（第２方向）に時間変化させる。主走査方向は、時間的に連続して画素が描画される方向であり、連続して描画される一連の画素群である走査ラインＳＬが延在する方向である。副走査方向は、複数の走査ラインＳＬが並ぶ方向である。ここでは、主走査方向において一方から他方に向かう往路での走査、他方から一方に向かう復路での走査の双方で画像を描画する走査方式になっている。光Ｌ１が被走査面９を走査することにより、被走査面９に複数の走査ラインＳＬからなる画像が描画（表示）される。

次に、プロジェクター１の構成要素を詳しく説明する。以下の説明では、図１に示したＸＹＺ直交座標系に基づいて構成要素の位置関係を説明する。このＸＹＺ座標系において、主走査方向をＸ方向、副走査方向をＹ方向、被走査面９の法線方向をＺ方向としている。典型的には、Ｘ方向が水平方向に設定され、Ｙ方向が鉛直方向に設定される。本実施形態のプロジェクター１は、被走査面９の走査範囲（表示領域）の中心の法線方向から主走査方向における一方（Ｘ負方向）に偏った位置に配置されている。

画像信号処理系１０は、インターフェース１０１、画像信号処理回路１０２、変調回路１０３、タイミング生成回路１０４、及びミラー駆動回路１０５を含んでいる。インターフェース１０１は、信号源８から画像信号や同期信号を含んだ電気信号を受け取り、この電気信号を画像信号と同期信号とに分離する。画像信号には、入力画像の画素ごとの階調データが含まれている。同期信号には、入力画像の画素数やリフレッシュレート等のデータが含まれている。分離された画像信号は、画像信号処理回路１０２に出力される。分離された同期信号は、タイミング生成回路１０４に出力される。

タイミング生成回路１０４は、入力画像の画素数やリフレッシュレート、走査方式等に応じて、画素ごとの表示タイミングを示すタイミング信号を生成する。タイミング信号により、画像信号をプロジェクター１の走査方式に整合した形式に変換することが可能になっている。タイミング信号は、画像信号処理回路１０２やミラー駆動回路１０５に出力される。ミラー駆動回路１０５は、走査光学系１２を駆動する駆動信号をタイミング信号に基づいて生成し、駆動信号を走査光学系１２に出力する。

画像信号処理回路１０２は、画像信号にガンマ処理等の各種画像処理を行う。また、画像信号処理回路１０２は、画像信号に含まれる階調データが走査方式に整合した時間順次で変調回路１０３に出力されるように、タイミング信号に基づいて画像信号を調整する。例えば、入力画像の１フレームに含まれる複数の画素について階調データをフレームバッファに記憶させておき、階調データを走査される時間順次で読み出して、変調回路１０３に出力する。往路の走査と復路の走査とで画像を描画する場合には、例えば、往路と復路とでフレームバッファからデータを読み出す順番を反転させる。

変調回路１０３は、レーザー光源装置１１から射出される光Ｌ１の光量が画素ごとの階調に対応して時間変化するように、画像信号に基づいてレーザー光源装置１１の出力を調整する。レーザー光源装置１１は、その詳細な構成を図示しないが、射出光の波長が異なる複数の半導体レーザー素子を含んでいる。変調回路１０３は、複数の半導体レーザー素子のそれぞれに対して出力を調整する。複数の半導体レーザー素子から射出された光は、ダイクロイックミラー等の色合成素子により合成され、合成された光Ｌ１がレーザー光源装置１１から射出される。

走査光学系１２は、ミラー駆動部１２０、第１走査ミラー１２１、第２走査ミラー１２２を含んでいる。ミラー駆動部１２０は、ミラー駆動回路１０５から駆動信号を受け取り、駆動信号に基づいて第１走査ミラー１２１や第２走査ミラー１２２を駆動する。第１走査ミラー１２１は、レーザー光源装置１１から光Ｌ１が入射する位置に配置されている。第２走査ミラー１２２は、第１走査ミラー１２１で反射した光Ｌ１が入射する位置に配置されている。

第１走査ミラー１２１は、例えばＭＥＭＳ技術等により形成されるマイクロメカニカルミラーにより構成され、トーションバネ等に支持されている。第１走査ミラー１２１は、ミラー駆動部１２０から供給される電圧により生じる静電気力を受けて、第１軸１２１ａ周りに正逆方向に振動（回動）させられる。第１走査ミラー１２１の回動に伴って、第１走査ミラー１２１に入射する光Ｌ１の入射角が変化し、第１走査ミラー１２１で反射した光Ｌ１の光軸が変化する。

第２走査ミラー１２２は、例えばガルバノミラー等により構成される。第２走査ミラー１２２は、前記駆動信号に基づいてミラー駆動部１２０により第２軸１２２ａ周りに回動させられる。本実施形態では、プロジェクター１を所定の方向に向けて設置すると第２軸１２２ａが被走査面９と略平行になるように、第２走査ミラー１２２が配置されている。詳しくは、プロジェクター１は例えば箱状の筐体に各種部品が収容された構造になっており、筐体において光射出口が配置された面を被走査面９に正対させると、第２軸１２２ａが被走査面９と略平行に配置される。

第２走査ミラー１２２において光Ｌ１の入射位置は、第１走査ミラー１２１の回動に伴って変化する。入射位置の軌跡ＴＲは、第２軸１２２ａと略平行になっている。第２走査ミラー１２２の回動に伴って、第２走査ミラー１２２に入射する光Ｌ１の入射角が変化し、第２走査ミラー１２２で反射した光Ｌ１の光軸が変化する。
以上のような構成により、プロジェクター１から射出される光の光軸は、第１走査ミラー１２１の回動により主走査方向に変化し、第２走査ミラー１２２の回動により副走査方向に変化する。

図２は、走査光学系１２における第１走査ミラー１２１、第２走査ミラー１２２の位置関係を示す斜視図である。図２には、第２走査ミラー１２２が回動中心に位置する状態において、第２走査ミラー１２２に入射する光の光軸変化を模式的に図示している。

以下の説明において、２つの軸が互いになす角度とは、ベクトル空間に拡張された角度である。すなわち、２つの軸が互いになす角度は、２つの軸が、同一平面内又は平面内に配置される場合のいずれにおいても、２つの軸方向を示す２つのベクトルがなす角度により規定される。２つのベクトルがなす角度は、２つベクトルの内積等により求められる。

本実施形態では、光Ｌ１０が第２走査ミラー１２２に入射する位置Ｃが、第２走査ミラー１２２の反射面の法線方向から第２軸１２２ａを第２走査ミラー１２２上に投影した投影線Ｄ上に位置している。第２走査ミラー１２２は、面方向の寸法に対して厚み方向の寸法が極めて小さいので、実際には投影線Ｄは第２軸１２２ａと略一致する。投影線Ｄは、第２走査ミラー１２２の反射面において、第２軸１２２ａと略平行な中心線と略一致している。第１走査ミラー１２１が回動中心に位置している状態での軌跡ＴＲは、表示すべき画像の副走査方向の略中心の画素群と対応している。光Ｌ１０の光軸が投影線Ｄとなす角度θは、０°より大きく９０°未満になっている。

光Ｌ１０の光軸が投影線Ｄと直交していないので、光Ｌ１０の光軸が投影線Ｄと直交する配置と比較して、第２走査ミラー１２２で反射した光は、投影線Ｄに第２軸１２２ａの軸方向に偏向して進行する。すなわち、第２走査ミラー１２２で反射した光が偏向して向かう方向に表示領域が位置するように、表示領域中央の法線方向から主走査方向にずれた位置にプロジェクター１を配置することにより、所定の表示領域に画像が表示される。

第２走査ミラー１２２が回動中心に位置する状態における光Ｌ１０の光軸が投影線Ｄとなす角度を調整するには、プロジェクター１の構成要素の位置関係を以下のように調整するとよい。

図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、プロジェクター２内での光軸調整方法を示す説明図である。図３（ａ）〜（ｃ）には、第１走査ミラー１２１、第２走査ミラー１２２が互いに対向する方向の側方のうち、第１軸１２１ａの軸方向から見たレーザー光源装置１１、第１走査ミラー１２１及び第２走査ミラー１２２の配置を模式的に図示している。また、図６（ａ）〜（ｃ）には、光Ｌ１０の光軸が投影線Ｄと直交する条件の仮想的な配置（基準配置）のレーザー光源装置１１Ｃ、第１走査ミラー１２１Ｃ、第２走査ミラー１２２Ｃを比較用に図示している。

１つ目の方法は、図３（ａ）に示すようにレーザー光源装置１１の位置を調整することにより、光軸を調整する方法である。第２軸１２２ａを含み第１軸１２１ａに直交する面内で、基準配置のレーザー光源装置１１Ｃから射出された光が第１走査ミラー１２１に入射する位置を中心としてレーザー光源装置１１Ｃを回転させた位置に、レーザー光源装置１１が配置されている。レーザー光源装置１１から射出された光の第１走査ミラー１２１に対する入射角が基準配置から変化しており、第１走査ミラー１２１で反射した光が第２走査ミラー１２２に入射する位置が変化する。

２つ目の方法は、図３（ｂ）に示すように第１走査ミラー１２１の姿勢を調整することにより、光軸を調整する方法である。第２軸１２２ａを含み第１軸１２１ａに直交する面内で、レーザー光源装置１１から射出された光が第１走査ミラー１２１Ｃに入射する位置を中心として第１走査ミラー１２１Ｃを回転させた位置に、第１走査ミラー１２１が配置されている。レーザー光源装置１１から射出された光の第１走査ミラー１２１に対する入射角が基準配置から変化しており、第１走査ミラー１２１で反射した光が第２走査ミラー１２２に入射する位置が変化する。

３つ目の方法は、図３（ｃ）に示すように第２走査ミラー１２２の姿勢を調整することにより、光軸を調整する方法である。第２軸１２２ａを含み第１軸１２１ａに直交する面内で第２走査ミラー１２２Ｃを回転させるとともに、この面方向に第２走査ミラー１２２Ｃを平行移動させた位置に、第２走査ミラー１２２が配置されている。

このようにレーザー光源装置１１、第１走査ミラー１２１、第２走査ミラー１２２のうちの１以上に対して位置調整を行えば、光Ｌ１０の光軸が投影線Ｄとなす角度を調整することができる。なお、レーザー光源装置１１、第１走査ミラー１２１、第２走査ミラー１２２のうちの２以上に対して位置調整を行ってもよい。

また、第１走査ミラーの回動範囲を制御することにより、Ｌ１０の光軸が投影線Ｄとなす角度を調整することもできる。例えば、ガルバノミラー等の回動範囲を制御可能なものを第１走査ミラーとして採用する。表示すべき画像の走査方向の中心に対応する光の光軸が投影線Ｄと直交しないように、第１走査ミラーの回動範囲を設定することにより、位置調整を行う場合と同様の効果が得られる。また、位置調整を行う方法と、回動範囲を制御する方法とを併用することも可能である。

以上のような構成のプロジェクター１にあっては、表示領域中央の法線方向から主走査方向にずれた位置にプロジェクター１を配置した場合に、略矩形状の画像を表示することができる。表示領域中央の法線方向のスペースは、画像全体を鑑賞しやすい位置であり、通常は鑑賞者用のスペースに用いられる。プロジェクター１にあっては、表示領域中央の法線方向から主走査方向にずれた位置にプロジェクター１を配置しても歪が少ない画像が得られるので、設置が容易でありながら良好な画像を表示可能なものになっている。
なお、表示すべき画像の走査方向における中心に対応する光（光Ｌ１０）の光軸が、投影線Ｄと異なる平面内に配置される構成を採用してもよく、この構成によっても第１実施形態と同様に画像の歪を低減することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明に係るプロジェクターの第２実施形態を説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、被走査面に対するプロジェクターの位置に応じて画像の歪を補正可能になっている点である。

図４（ａ）は、第２実施形態に係るプロジェクター２の概略構成を示す模式図、図４（ｂ）は、プロジェクター２により表示される画像の外形を模式的に示す平面図である。

プロジェクター２は、第１実施形態のプロジェクター１と概ね同様のものであるが、光Ｌ１０の光軸が投影線Ｄとなす角度（図２参照）が可変になっている。ここでは、第１走査ミラー１２１に位置調整機構（図示略）が設けられている。プロジェクター２の筐体表面に、位置調整機構の一部である調整ダイヤルが設けられている。この調整ダイヤルを回すことにより第１走査ミラー１２１の姿勢を変化させて、図３（ｂ）に示した光軸調整を随時行うことが可能になっている。

プロジェクター２により画像を表示するには、被走査面９における表示領域中央の法線方向から主走査方向にずれた位置にプロジェクター２を設置する。この状態では、プロジェクター２から射出される光により、表示領域よりも主走査方向にずれた位置に画像が表示される。前記の調整ダイヤルを回すと、第１走査ミラー１２１の姿勢が漸次変化して、表示される画像の位置が主走査方向においてシフトする。所望の表示領域に画像が表示されるまで調整ダイヤルを回転させることにより、図４（ｂ）に示すような略矩形状の画像Ｉｍ１が表示される。

なお、第１走査ミラー１２１の位置を調整する位置調整機構が設けられている構成の他にも、レーザー光源装置１１、第２走査ミラー１２２のうちの１以上に位置調整機構が設けられている構成にしてもよい。レーザー光源装置１１、第１走査ミラー１２１、第２走査ミラー１２２のうちの２以上に位置調整機構が設けられている構成にしてもよい。第１走査ミラー１２１の回動範囲を制御する制御機構が設けられている構成にしてもよい。この場合には、回動範囲を変化させることにより表示される画像の位置が主走査方向においてシフトするので、所望の表示領域に略矩形状の画像を表示することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明に係るプロジェクターの第３実施形態を説明する。第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１走査ミラーとしてポリゴンミラーを採用している点である。

図５は、第３実施形態における走査光学系３２を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、第１走査ミラー３２１は、複数の反射面を有するポリゴンミラーにより構成されている。本実施形態のポリゴンミラーは、平面視正６角形の盤状のものである。ポリゴンミラーは、正６角形の面中心を通りこの面に直交する方向を軸方向とする第１軸３２１ａ周りに、回転（回動）可能になっている。正６角形の面に対する側面が、それぞれ反射面になっている。

レーザー光源装置１１から射出された光Ｌ３は、反射面の１つに入射して反射し、反射した光Ｌ３が第２走査ミラー１２２に入射するようになっている。ポリゴンミラーの回転に伴って、反射面に対する光Ｌ３の入射角が変化して、反射面で反射した光Ｌ３の第２走査ミラー１２２に対する入射位置が変化する。さらに、ポリゴンミラーが回転すると、レーザー光源装置１１からの光Ｌ３が次の反射面に入射する。すると、第２走査ミラー１２２における光の入射位置が、軌跡ＴＲの一端（光Ｌ３１参照）に戻り、ポリゴンミラーの回転に伴って、軌跡ＴＲの他端（光Ｌ３２参照）に向かって移動する。このように、ポリゴンミラーの反射面の１つにより反射された光が、走査ラインＳＬの１つを描画するようになっている。

ところで、第１走査ミラー３２１を、第１軸３２１ａ周りに回転させてポリゴンミラーの姿勢を変化させることにより、第１、第２実施形態で説明した光軸調整を行うことは難しい。このような場合には、レーザー光源装置１１の位置や、第２走査ミラー１２２の位置及び姿勢を調整することにより、光軸調整を行うとよい。

［第４実施形態］
次に、本発明に係るプロジェクターの第４実施形態を説明する。第４実施形態が第１〜第３実施形態と異なる点は、表示される画像の糸巻き歪みを補正可能になっている点である。

図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ糸巻き歪みの補正方法を示す説明図である。ここでは、図４（ｂ）に示した画像Ｉｍ１に基づいて補正方法を説明する。

図６（ａ）に示す糸巻き歪みの補正方法は、走査範囲に対応する画像Ｉｍ１内に含まれる矩形領域ＰＡを、表示領域ＰＢとすべく画像信号を調整する方法である。この方法により画像補正を行うには、例えばプロジェクター１に領域設定部を設けておき、領域設定部により、予め設定された矩形領域あるいはセンサー等の検出結果に基づいて決定される矩形領域を矩形領域ＰＡに設定する。タイミング生成回路１０４は、領域設定部の設定結果を受けて、矩形領域ＰＡに表示すべき画像の画素ごとの表示タイミングを示すタイミング信号を生成する。また、画像信号処理回路１０２は、階調データが矩形領域ＰＡに整合した時間順次で変調回路１０３に出力されるように、タイミング信号に基づいて画像信号を調整する。これにより、表示領域ＰＢに略矩形状の画像Ｉｍ２が表示される。前記のように本発明によれば、表示される走査ラインＳＬが互いに平行になっており、歪が少ない画像が表示されるので、画像信号自体を補正する必要性が低くなっている。したがって、シンプルな処理によりほぼ矩形状の画像を表示することができ、装置の複雑化を招くことなく格段に良好な画像を表示することができる。

図６（ｂ）に示す糸巻き歪みの補正方法は、画像Ｉｍ１を構成する走査ラインＳＬの主走査方向の長さを揃えるべく、第１走査ミラー１２１の回動における振幅を調整する方法である。この方法により画像補正を行うには、第１走査ミラー１２１を駆動する駆動電圧を走査ラインＳＬごとに調整するとよい。すなわち、画像Ｉｍ１において副走査方向の端に近い走査ラインＳＬであるほど、ミラー駆動部１２０は、走査ラインＳＬの描画時に第１走査ミラー１２１に供給する駆動電圧を低く設定する。これにより、副走査方向の端に近い走査ラインＳＬであるほど、描画時の第１走査ミラー１２１の振幅が小さくなる。このような補正方法によれば、画像信号を補正しなくとも、略矩形状の画像を表示することができる。

なお、本発明の技術範囲は前記実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。例えば、レーザー光源装置１１と走査光学系１２との間の光路に、レーザー光源装置からの射出光を平行化する平行化光学系や、射出光のスポット形状を調整するビーム整形光学系等を配置してもよい。

１、２・・・プロジェクター（画像表示装置）、９・・・被走査面、１１・・・レーザー光源装置（光源装置）、１２、３２・・・走査光学系、１０３・・・変調回路（変調装置）、１２１、３２１・・・第１走査ミラー、１２１ａ、３２１ａ・・・第１軸、１２２・・・第２走査ミラー、１２２ａ・・・第２軸、ＴＲ・・・軌跡

Claims (7)

1. 光源装置と、
   前記光源装置から射出される光を変調する変調装置と、
   前記変調装置により変調された光を被走査面上で第１方向及び第２方向において走査させる走査光学系と、を備え、
   前記走査光学系は、
   前記変調装置により変調された光が入射する位置に配置され、第１軸周りの回動により該光を前記第１方向に走査させる第１走査ミラーと、
   前記第１走査ミラーで反射した光が入射する位置に配置され、前記第１軸と非平行な第２軸周りの回動により該光を前記第２方向に走査させる第２走査ミラーと、を有し、
   前記第１走査ミラーで反射した光の前記第２走査ミラーにおける入射位置の前記第１走査ミラーの回動に伴う軌跡が前記第２軸と略平行になっており、
   前記第１走査ミラーから前記軌跡の中心位置に入射する光の光軸が前記第２軸と直交しない条件を満たすようになっていることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記条件を満たすように、前記第１軸の軸方向を調整可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第１走査ミラーの回動が前記第１軸周りの正逆方向の振動であり、前記条件を満たすように前記第１走査ミラーの振動の中心位置を調整可能になってい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. 前記条件を満たすように、前記光源装置から射出される光の光軸を調整可能になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. 前記第１走査ミラーの回動が前記第１軸周りの正逆方向の振動であり、前記条件を満たすように前記第１走査ミラーの振動の振動範囲を調整可能になっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記第１走査ミラーの回動が前記第１軸周りの正逆方向の振動であり、前記走査光学系から射出される光の前記第１方向における走査幅が前記第２方向の各位置において同等となるように、前記第１走査ミラーの振動の振幅を調整可能になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記走査光学系から射出される光の前記第１方向に走査する走査幅が、前記第２方向における走査の各位置において同等となるように、前記光源装置の点灯期間を調整可能になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置。

Images