JP2012242461A - 光走査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リサージュ描画を行う投影型表示装置において、走査線ができるだけ緻密な軌跡を描くように駆動周波数を設定し、高い解像度が得られる光走査装置を提供するため光束を射出する光源と、前記光束を第一、第二の周波数で略直交する二軸方向に走査する走査手段と、からなり、前記第一の周波数をfH、第二の周波数をfLとしたとき、これらfHおよびfLを複数の数式を用いて決定することを特徴とするものである。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施の形態における光走査装置の構成図である。本発明の光走査装置は、大きくは光源1と、走査手段2から構成される。光源1は、用途に応じて適宜選択されたR(赤)、G(緑)、B(青)などの波長の光束を射出するLD(Laser Diode)、LED(Light Emitting Diode)などからなる発光素子で構成されている。この発光素子には、映像信号を生成する映像信号処理回路3と、光源1のビームの強度を変調するための駆動信号生成回路4が接続されている。
次に本発明に用いる走査素子、特に光学反射素子の一実施の形態について説明する。
次に演算部において駆動周波数を計算するために用いる(数1)〜(数4)、(数5)〜(数8)(特許請求の範囲に記載の数式)の導出方法について説明する。
次に(数1)から(数4)の導出方法に関して説明する。
nの上限はフレームレートFrで決まり、ガウス記号を用いて、次式で表される。
ここで、この時間におけるY軸との交点の位相θnを考えると、次式で表すことができる。
まず、Nが奇数である場合を考える。このとき式8、式9にあるように、θ2qもθ2q+1も、qが1つ大きくなったときの増加分は、2πf/fLとなる。
まず、Nが奇数である場合を考える。このとき式8、式9にあるように、θ2qもθ2q+1も、qが1つ大きくなったときの増加分は、2πf/fLである。
ここで、aの最大値はP>0より、amaxは次式となる。
次に(数5)〜(数8)の導出方法について説明する。
Nが偶数の場合を考える。この場合、nが1つ大きくなったときの増加分はfπ/fLである。θnの分布のさせ方として、「nがnmaxになるまでの間にθnが区間[0,2π]をほぼ2周し、ある自然数Pに対してθ2Pがθ2P=π(1+f/2fL)を満たすようにする」ことを考える。θnはfπ/2fLの間隔で均等に分布させる。この分布の仕方を図で表すと図7のようになる。
ここで、aの最大値amaxは、P>0より次式で求めることができる。
傾きが正であるもの{θu(1) *,θu(2) * ,・・・,θu(i) *}
傾きが負であるもの{θd(1) *,θd(2) * ,・・・,θd(j) *}
に分ける。ここで、i+j=20である。
{θU(1) *,θU(2) * ,・・・,θU(i) *}(θU(1) *<θU(2) *<・・・<θU(i) *)
{θD(1) *,θD(2) * ,・・・,θD(j) *}(θD(1) *<θD(2) *<・・・<θD(j) *)
とする。
max{θU(1) *+1,θU(2) * -θU(1) *,θU(3) * -θU(2) *・・・,θU(i) * -θU(i-1) *,1-θU(i) *}
max{θD(1) *+1,θD(2) * -θD(1) *,θD(3) * -θD(2) *・・・,θD(j) * -θD(j-1) *,1-θD(j) *}
この値が、それぞれ0.4以下になるような周波数の組み合わせを選択すると、時間的な偏りが少なく、より望ましい。
上記が本願発明に用いる数式の導出方法である。以下、この数式を用いて走査素子5の駆動周波数を決定する方法について説明する。
2 走査手段
3 映像信号処理回路
4 駆動信号生成回路
5 走査素子
6 制御部
7 駆動系
8 モニタ
9 演算部
10 信号生成回路
Claims (4)
- 光束を射出する光源と、
前記光束を略直交する第一、第二の軸まわりに走査する光学反射素子と、
この光学反射素子の駆動を制御するための制御部と、からなり、
前記光学反射素子は、
ミラー部と、
このミラー部を第一の軸まわりに回動させる第一の駆動部と、からなる第一の駆動系と、
前記第一の駆動系と、この第一の駆動系を前記第一の軸と略直交する第二の軸まわりに回動させる第二の駆動部と、からなる第二の駆動系と、を有し、
前記第一の駆動系の共振周波数をfY、
前記第二の駆動系の共振周波数をfXとしたとき、
前記制御部において、以下の(数1)〜(数4)、または(数5)〜(数8)を用いてfHとfLとの関係式を算出した後、この関係式にfH=fYとしてfL´を求め、これらfHおよびfL´を前記第一の駆動部の駆動周波数並びに第二の駆動部の駆動周波数とすることを特徴とした光走査装置;
aはamaxを最大値とする任意の整数であり、
Nは正の整数であり、
Frはフレームレートであり、
[ ]はガウス記号をあらわし、
aはamaxを最大値とする任意の整数であり、
bは−a〜a−1の範囲の整数であり、
Nは正の偶数であり、
Frはフレームレートであり、
[ ]はガウス記号をあらわす。 - 第二の駆動部の駆動周波数fLは、第二の駆動系の共振周波数fXより高いことを特徴とした請求項1に記載の光走査装置。
- 光束を射出する光源と、
前記光束を略直交する第一、第二の軸まわりに走査する光学反射素子と、
この光学反射素子の駆動を制御するための制御部と、からなり、
前記光学反射素子は、
ミラー部と、
このミラー部を第一の軸まわりに回動させる第一の駆動部と、からなる第一の駆動系と、
前記第一の駆動系と、この第一の駆動系を前記第一の軸と略直交する第二の軸まわりに回動させる第二の駆動部と、からなる第二の駆動系と、を有し、
前記第一の駆動系の共振周波数をfY、
前記第二の駆動系の共振周波数をfXとしたとき、
前記制御部において、以下の(数1)〜(数4)、または(数5)〜(数8)を用いてfHとfLとの関係式を算出した後、最小二乗法で求められる前記共振周波数(fX,fY)と前記関係式との交点(fL´,fH´)を求め、これらfH´およびfL´を前記第一の駆動部の駆動周波数並びに第二の駆動部の駆動周波数とすることを特徴とした光走査装置;
aはamaxを最大値とする任意の整数であり、
Nは正の整数であり、
Frはフレームレートであり、
[ ]はガウス記号をあらわし、
aはamaxを最大値とする任意の整数であり、
bは−a〜a−1の範囲の整数であり、
Nは正の偶数であり、
Frはフレームレートであり、
[ ]はガウス記号をあらわす。 - 第一の駆動系の共振周波数fY、または第二の駆動系の共振周波数fXが、これら共振周波数の前後で振幅が非対称である場合、第一、第二の駆動部の駆動周波数(fL´,fH´)は、前記共振周波数の前後で比較して、周波数に対する振幅の変化率が小さくなる周波数側とすることを特徴とした請求項1または請求項3のいずれかに記載の光走査装置。
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