JP2013200478A

JP2013200478A - 走査型画像投影装置及び走査型画像投影装置の駆動方法

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Publication number: JP2013200478A
Application number: JP2012069460A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Nozaki; 孝明野崎
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-03
Also published as: CN103458205A; US20130250388A1; US9122060B2

Abstract

【課題】走査型画像投影装置で、スクリーン上の異なる位置に移動させて画面表示を行おうとする場合、移動機構として回転台や角度変更鏡を用いており、移動機構が大型化して画像投影装置の小型化ができず、本発明は小型化を可能にした走査型画像投影装置を提供する。
【解決手段】反射鏡を有するＭＥＭＳスキャナと、反射鏡を高速で共振振動させる高速駆動回路と、反射鏡を低速で非共振振動させる低速駆動回路とを備えたＭＥＭＳ制御部を有し、前記ＭＥＭＳ制御部は前記低速振動を行う非共振振動領域内の位置を所定量オフセットさせるオフセット駆動回路を備え、前記高速駆動回と低速駆動回路との駆動信号によって所定の表示領域に画像表示を行うと共に、前記オフセット駆動回路からのオフセット信号によって、前記非共振振動領域内における表示領域の位置を移動変更することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はＭＥＭＳスキャナを用いた走査型画像投影装置及び走査型画像投影装置の駆動方法に関し、特に画像を表示する表示領域の位置を、移動変更可能にした走査型画像投影装置に関する。

従来より、走査型画像投影装置（プロジェクター）において、スクリーン等に表示する表示領域の位置を変化させて、異なる位置に投影画像を表示させることが考えられている。この目的としては例えば投影型キーボードのように必要に応じてキーボードの投影場所を変えることにより、複数の操作者に１つのキーボードを共通使用させることや、レストランのテーブル上にメニュー画像を移動表示させることによって、複数の紙のメニューを廃止することが考えられている。

これらの異なる位置に投影画像を表示させる方法としては、色々な提案があり、たとえば特許文献１には画像表示を行う光走査手段を搭載した回転光学部材を設け、回転光学部材全体を回転することにより、投射画像の位置を変化させる構成が記載されている。また特許文献２には投射用の反射鏡に回転制御用のサーボモータを設け、このサーボモータによって反射鏡の角度を変化させてスクリーン上の投射画像の位置を変化させる構成が記載されている。

また、近年光走査手段としてガルバノミラーやポリゴンミラーを用いた方式に変えて小型化が可能なＭＥＭＳスキャナを用いた光走査方式が開発されている（例えば非特許文献１の２１７頁、図１参照）。以下図５〜７により従来のＭＥＭＳスキャナの構成及びＭＥＭＳスキャナを用いた走査型画像投影装置の説明を行う。このＭＥＭＳスキャナ技術は本発明おいて利用する技術であり、本発明における参照例として説明する。

図５はＭＥＭＳスキャナ４を模擬的に表わした斜視図であり、１枚の反射鏡を有する二軸ＭＥＭＳ５の斜視図である。二軸ＭＥＭＳ５は１枚の反射鏡５ｍをＸ軸支持枠５ａに取り付けられた第１の軸であるＸ軸部材５ｘで支持し、さらにこのＸ軸支持枠５ａをＹ軸支持枠５ｂに取り付けられた第２の軸であるＹ軸部材５ｙで支持した構成となっている。そして反射鏡５ｍはＸ軸部材５ｘを中心としてＸ軸上を振動し、さらにＸ軸支持枠５ａに取り付けられた反射鏡５ｍがＹ軸部材５ｙを中心としてＹ軸上を振動することにより、反射鏡５ｍがＸＹ軸方向に振動して２次元の表示領域に投射を行う。

次に上記二軸ＭＥＭＳ５の動作を説明する。まず反射鏡５ｍを振動させる電気駆動方式としては、電磁駆動方式、静電駆動方式、ピエゾ駆動方式等があり、画像作成の駆動方式の１例としてはＸ軸方向は反射鏡５ｍの質量とＸ軸部材５ｘのバネ定数で決まる共振周波数による共振駆動により高速振動を行い、Ｙ軸方向は強制駆動による低速振動を行うものであり、Ｘ軸方向の共振周波数より十分低い周波数での非共振振動により低速振動を行う。
そして、レーザー光源（後述する）からの入射光Ｌ１を二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍで反射した反射光を出射光Ｌ３として出力する。

なお、高速振動の駆動周波数としては１０ＫＨｚ〜２０ＫＨｚ、低速振動の駆動周波数としては６０Ｈｚ程度の周波数が用いられている。さらに二軸ＭＥＭＳ５の電気駆動方式としては、高速振動、低速振動共に電磁駆動方式あるいはピエゾ駆動方式を用いたり、高速振動に静電駆動方式、低速振動共に電磁駆動方式を用いることが行われている。

図６もＭＥＭＳスキャナ４を模擬的に表した斜視図であり、１枚の反射鏡を有する２個の一軸ＭＥＭＳ６、７によって構成されている。すなわち第１の一軸ＭＥＭＳ６は第１の反射鏡６ｍをＸ軸支持枠６ａに取り付けられた第１の軸であるＸ軸部材６ｘで支持した構成であり、また第２の一軸ＭＥＭＳ７は第２の反射鏡７ｍをＹ軸支持枠７ａに取り付けられた第２の軸であるＹ軸部材７ｙで支持した構成である。第１、第２の一軸ＭＥＭＳ６，７は図６に示す状態に配置され、レーザー光源からの入射光Ｌ１を一軸ＭＥＭＳ６の反射鏡６ｍで反射した反射光Ｌ２を、一軸ＭＥＭＳ７の反射鏡７ｍでさらに反射して出射光Ｌ３として出力する。すなわち、図５及び図６に示すＭＥＭＳスキャナ４は、構成は異なるが同様な機能を果たしている。

次にＭＥＭＳスキャナ４を光走査手段とする走査型画像投影装置の構成を説明する。図７はＭＥＭＳスキャナ４を光走査手段とする走査型画像投影装置の構成図であり、走査型画像投影装置１００は図５に示す二軸ＭＥＭＳ５を光走査手段とし、ビデオ信号Ｓｂを入力する制御回路１２によって制御される電流制御手段１０の出力で動作するレーザー光源２０と、制御回路１２によって制御され、高速振動を行うMEMSの共振周波数信号の出力に同期して二軸ＭＥＭＳ５を駆動するＭＥＭＳ制御部１１より構成されており、さらにＭＥＭＳ制御部１１は二軸ＭＥＭＳ５に共振周波数の高速駆動信号であるＸ駆動信号Ｓｘを供給する高速駆動回路１１ａと、二軸ＭＥＭＳ５に低速駆動信号であるＹ駆動信号Ｓｙを供給する低速駆動回路１１ｂを有する。また１７０は画像投影を行うスクリーンである。

次に上記走査型画像投影装置１００の動作を説明する。制御回路１２は、外部から入力したビデオ信号Ｓｂと、高速駆動を行う共振周波数信号に同期した輝度信号Ｓｋを電流制御手段１０に供給し、電流制御手段１０によるレーザー光源２０の光強度が制御され、入射光Ｌ１として二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍに入射される。また制御回路１２はＭＥＭＳ制御部１１に共振周波数信号を含む同期信号Ｓｄを供給することによって、ＭＥＭＳ制御部１１は二軸ＭＥＭＳ５に共振周波数信号に基づくＸ駆動信号Ｓｘと共振周波数信号に同期したＹ駆動信号Ｓｙとを供給し、二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍをＸ軸方向に２０ＫＨｚで高速振動させ、またＹ軸方向に６０Ｈｚで低速振動させることによって入射光Ｌ１の光走査を行う。

上記二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍがＸ軸方向及びＹ軸方向に光走査されることによって、スクリーン１７０上には入射光Ｌ１の投影スポットＰｔがＸ方向及Ｙ方向に走査を繰り返して表示領域Ｒｄを形成する。このスクリーン１７０における表示領域Ｒｄは横幅がＸ駆動領域Ｒｘ、縦幅がＹ駆動領域Ｒｙの面積となり、縦方向のＹ駆動領域Ｒｙは低速駆動による非共振駆動領域Ｒｎである。

特許第４２６６６６０号公報特開平７−１９９１４６号公報

解説レーザーディスプレイ（２１７頁、図１参照）オプトロニクス社、２０１０年２月８日発行

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された従来技術における表示領域の位置を変化させて、異なる位置に投影画像を表示させる方式は、光走査手段を搭載した回転
光学部材を設けて表示位置を変化させたり、反射鏡に回転制御用のサーボモータを設け、このサーボモータによって反射鏡の角度を変化させて表示位置を変化させる方式が行われており、表示位置を変化させるための構成として回転光学部材や回転制御用のサーボモータのような専用の駆動手段を設ける方式であった。このために走査型画像投影装置の大型化は避けられず、期待される走査型画像投影装置の小型化が困難であった。

また、小型化が期待されるＭＥＭＳ構成の走査型画像投影装置においては、１つの表示領域を構成する光走査手段としてのみ使用し、表示領域の位置を変化させて、異なる位置に投影画像を表示させる場合には、特許文献１や特許文献２のような専用の回転機構と組み合わせて行う必要があり、やはり、期待される走査型画像投影装置の小型化は困難であった。

（発明の目的）
本発明は上記問題に鑑みなされたもので、表示領域の位置を変化させて、異なる位置に投影画像を表示させる走査型画像投影装置において、画像走査信号とは異なる電気信号をＭＥＭＳスキャナに印加することによって、画像表示位置の移動が可能になるものであり、小型で応答速度が速く、表示領域の位置を変えることのできる走査型画像投影装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明における走査型画像投影装置の構成は、レーザー光源と、直交する第１及び第２の軸を中心に振動する反射鏡を有するＭＥＭＳスキャナと、ＭＥＭＳスキャナの反射鏡を第１の軸を中心に高速で共振振動させる高速駆動回路と、反射鏡を第２の軸を中心に低速で非共振振動させる低速駆動回路とを備えたＭＥＭＳ制御部を有する走査型画像投影装置において、ＭＥＭＳ制御部は低速振動を行う非共振振動領域内の第２の軸上の位置を所定量オフセットさせるオフセット駆動回路を備え、高速駆動回と低速駆動回路との駆動信号によって所定の表示領域に画像表示を行うと共に、オフセット駆動回路からのオフセット信号によって、非共振振動領域内における表示領域の位置を移動変更することを特徴とする。

またＭＥＭＳスキャナは、第１及び第２の軸を中心に高速振動及び低速振動を行う１個の反射鏡を有すると良い。

またＭＥＭＳスキャナは第１の軸を中心に振動する第１反射鏡を有する第１ＭＥＭＳスキャナと、第２の軸を中心に振動する第２反射鏡を有する第２ＭＥＭＳスキャナにより構成されると良い。

また本発明の走査型画像投影装置の駆動方法は、レーザー光源と、直交する第１及び第２の軸を中心に振動する反射鏡を有するＭＥＭＳスキャナと、この反射鏡を第１の軸を中心に高速で共振振動させ、さらに第２の軸を中心に低速で非共振振動させるＭＥＭＳ制御部を有する走査型画像投影装置において、ＭＥＭＳ制御部は低速振動を行う非共振振動領域内の第２の軸上の位置を所定量オフセットさせるオフセット手段を備え、オフセット手段からのオフセット信号によって、非共振振動領域内における表示領域の位置を移動変更した後、ＭＥＭＳ制御部からの駆動信号によって所定の表示領域に画像表示を行なうことを特徴とする。

以上のように、本発明の走査型画像投影装置は、画像走査信号とは異なる電気信号をＭＥＭＳスキャナに印加することによって、画像表示位置の移動が可能になるものであり、小型で応答速度が速く、表示領域の位置を変えることのできる走査型画像投影装置を提供
することができる。

本発明の実施形態における走査型画像投影装置の構成図である。本発明の実施形態における１画面分の表示領域の平面図である。本発明の実施形態における表示領域を走査する駆動波形図であり、（ａ）は高速駆動波形図、（ｂ）は低速駆動波形図である。本発明の実施形態におけるオフセット状態を示す低速駆動波形図である。従来の二軸ＭＥＭＳの構成を示す斜視図である。一軸ＭＥＭＳの構成を示す斜視図である。従来の走査型画像投影装置の構成図である。本発明の二軸ＭＥＭＳの駆動方式の説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお本発明における実施形態としては代表的なＭＥＭＳである二軸ＭＥＭＳの事例を中心に説明するが、これに限定されるものでないことは当然である。

図１は本発明における走査型画像投影装置１の構成図であり、図７に示す従来の走査型画像投影装置１００と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する場合がある。

走査型画像投影装置１は図７に示す走査型画像投影装置１００と同じに、図５に示す二軸ＭＥＭＳ５を光走査手段とし、ビデオ信号Ｓｂを入力する制御回路１２によって制御される電流制御手段１０の出力で動作するレーザー光源２０と、制御回路１２によって制御され、高速振動するＭＥＭＳの共振周波数に同期して二軸ＭＥＭＳ５を駆動するＭＥＭＳ制御部１１より構成されており、さらにＭＥＭＳ制御部１１は二軸ＭＥＭＳ５に高速駆動信号であるＸ駆動信号Ｓｘを供給する高速駆動回路１１ａと、二軸ＭＥＭＳ５に低速駆動信号であるＹ駆動信号Ｓｙを供給する低速駆動回路１１ｂに加えて、本発明の特徴である、二軸ＭＥＭＳ５にオフセット信号Ｓｏを供給するオフセット駆動回路１１ｃを有する。上記オフセット駆動回路１１ｃは制御回路１２又は外部よりオフセット指令信号Ｓｏｓを受けて、オフセット信号Ｓｏを出力する。また１７は画像投影を行うスクリーンである。

ここでは、駆動方式として、Ｘ軸（高速駆動）、Ｙ軸（低速駆動）ともに電磁駆動方式を用いる。具体的には、図８に示すように、Ｘ軸の駆動は反射鏡５ｍの外周に沿って配置されたＸ軸コイルＬｘに電流を流すことにより、またＹ軸の駆動はＸ軸支持枠５ａの外周に沿って配置されたＹ軸コイルＬｙに電流を流すことによりそれぞれ、Ｘ軸およびＹ軸を駆動する。電磁力の発生に必要な外部磁界は小型磁石５ｎ、５ｓを用い、Ｘ軸とＹ軸を含む平面内でかつＸ軸からＹ軸へ４５度傾斜した方向に磁界が向くよう磁石を配置する。Ｘ軸コイル駆動回路１１ｘおよびＹ軸コイル駆動回路１１ｙはそれぞれ設け、Ｘ駆動信号Ｓｘに比例した電流ＩｘをＸ軸コイルに流すことで、反射鏡５ｍをＸ軸を中心に共振駆動させ、Ｙ軸制御信号Ｓｙとオフセット信号Ｓｏの和に比例した電流ＩｙをＹ軸コイルに流すことで、反射鏡５ｍをＹ軸を中心に強制駆動させる。

次に上記走査型画像投影装置１の動作を説明する。制御回路１２は、外部から入力したビデオ信号Ｓｂと、高速駆動を行う共振周波数信号に同期した輝度信号Ｓｋを電流制御手段１０に供給し、電流制御手段１０によるレーザー光源２０の光強度が制御され、入射光Ｌ１として二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍに入射される。また制御回路１２はＭＥＭＳ制御
部１１に共振周波数信号を含む同期信号Ｓｄを供給することによって、ＭＥＭＳ制御部１１は二軸ＭＥＭＳ５に共振周波数信号に基づくＸ駆動信号Ｓｘと共振周波数信号に同期したＹ駆動信号Ｓｙとを供給し、二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍをＸ軸方向に２０ＫＨｚで高速振動させ、またＹ軸方向に６０Ｈｚで低速振動させることによって入射光Ｌ１の光走査を行う。

上記二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍがＸ軸方向及びＹ軸方向に光走査されることによって、スクリーン１７上には入射光Ｌ１の投影スポットＰｔがＸ方向及Ｙ方向に走査を繰り返して表示領域Ｒｄ１を形成する。このスクリーン１７における表示領域Ｒｄ１は横幅がＸ駆動領域Ｒｘ、縦幅がＹ駆動領域Ｒｙの面積となり、縦方向のＹ駆動領域Ｒｙは低速駆動による非共振駆動領域Ｒｎである。なお、上記表示領域Ｒｄ１の画面サイズは必要に応じて任意の大きさに形成することが可能であり、この方法としてはＭＥＭＳ駆動信号であるＸ駆動信号Ｓｘ及びＹ駆動信号Ｓｙの振幅を変化させることによって、Ｘ駆動領域Ｒｘ及びＹ駆動領域Ｒｙの面積が変化させ、表示画面のサイズが任意に可変できる。
以上の走査型画像投影装置１における動作は、表示領域Ｒｄ１の透写動作であり、従来技術における走査型画像投影装置１００の動作とおなじである。

次に本発明における走査型画像投影装置１の従来の走査型画像投影装置１００と異なる構成及び動作に付いて説明する。走査型画像投影装置１００では図７に示す如くＭＥＭＳ制御部１１からのＸ駆動信号ＳｘとＹ駆動信号Ｓｙによって二軸ＭＥＭＳ５が動作してスクリーン１７０に投影する画像は１つの表示領域Ｒｄのみであった。すなわち表示領域Ｒｄを形成するＹ駆動領域Ｒｙと非共振駆動領域Ｒｎとが同じ長さであった。これに対して、本発明の走査型画像投影装置１は、スクリーン１７上に１つの表示領域Ｒｄより大きい非共振駆動領域Ｒｎを設け（Ｙ駆動領域Ｒｙより非共振駆動領域Ｒｎが大きい）、この大きな非共振駆動領域Ｒｎの内部に複数の表示領域Ｒｄ１、Ｒｄ２（実施形態では２個の表示領域Ｒｄを示している）を形成している。

この動作は、ＭＥＭＳ制御部１１より二軸ＭＥＭＳ５にＸ駆動信号ＳｘとＹ駆動信号Ｓｙに加えてオフセット信号Ｓｏが供給されることにより、二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍがＸ駆動信号ＳｘとＹ駆動信号ＳｙによりＸＹの走査を行って表示領域Ｒｄを形成すると共に、オフセット信号Ｓｏによってオフセットされた角度位置を取ることにより、異なる角度の出射光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂの出射が行われ、スクリーン１７上の非共振駆動領域Ｒｎ内に位置が移動変更された２つの表示領域Ｒｄ１、Ｒｄ２が形成される。
この際、オフセット信号Ｓｏの供給に先立って、表示領域Ｒｄ１またはＲｄ２の画像表示が行なわれるため、あたかも表示が移動したように見える。

次に図２により、図1に示す表示領域Ｒｄ１の詳細について説明する。図２は図１におけるスクリーン１７上に二軸ＭＥＭＳ５によって投影された1画面分の表示領域Ｒｄ１を示す平面である。表示領域Ｒｄ１は図１で説明した如く二軸ＭＥＭＳ５によって水平駆動されたＸ駆動領域Ｒｘと垂直駆動されたＹ駆動領域Ｒｙによる走査領域によって形成される。具体的には二軸ＭＥＭＳ５における反射鏡５ｍの振動によってスクリーン１７上に投影されるレーザー光の投影スポットＰｔは、矢印Ｘｓ方向に走査して軌跡Ｌｘを形成する。すなわち投影スポットＰｔの軌跡Ｌｘは点Ｐ１を始点として矢印Ｘｓにそって移動し、後述するＸ駆動信号Ｓｘの正弦波形を複数周期繰り返してＰ２でスクリ−ン１７上への１画面分の描画を終了する。そして上方への戻りの軌跡Ｌｙにそって上方の始点Ｐ１に戻る。以上の動作を繰り返すことにより連続した画像が表示可能となる。なお、表示領域Ｒｄ２に付いても同様の構成及び動作である。また、説明を分かり易くするため、図２においては、走査線の本数を少なくして説明いているが、実際のＸ方向の走査本数は５００〜８００本程度である。

本発明とは直接関係は無いが、実際の走査型画像投影装置においては、レーザー光の投影スポットＰｔが正弦波形状に走査しているので、正弦波形状が折り返す頂点部分近傍は零を含む低速領域となる。従ってこの低速度領域では投影される画像に歪みが生じるので、この部分では画像の投影を行わない方式が取られており、この領域をブランキング領域と呼んでいる。このブランキング領域の作り方としては、見切り枠を設ける方式や、電気的にマスクをかける方式があるが、本実施形態においては電気的な処理によってブランキング領域を形成しており、図２のハッチングで示す枠形状の領域がブランキング領域Ｒｂである。上記ブランキング領域Ｒｂの機能により、ブランキング領域Ｒｂ内に点線で示す走査軌跡に対してはレーザー光源からの入射光を止める等の処理によって画像の投影を行わないようになっている。

従って、図１で説明した表示領域Ｒｄ１は、ブランキング領域Ｒｂを設けない場合の表示領域であり、実際の画像投影が行われる表示領域は図１における表示領域Ｒｄ１から図２に示すブランキング領域Ｒｂを差し引いた表示領域Ｒｄｓとなり、少し面積は小さくなるが画像歪みの無い投影画像が得られる。また、表示する画像の種類が例えば操作ボタンのように、あまり形状に拘らない画像の場合は、ブランキング領域Ｒｂを設けずに、表示領域Ｒｄ１をそのまま表示領域にしても良い。

次に図３、図４により本発明における走査型画像投影装置１の駆動波形に付いて説明する。
図３は図２に示す1画面分の表示領域Ｒｄ１の駆動波形図であり、（ａ）は水平方向駆動信号、すなわちＸ駆動信号Ｓｘの波形図であり、（ｂ）は垂直方向駆動信号、すなわちＹ駆動信号Ｓｙの波形図である。図３（ａ）（ｂ）における縦軸は電圧、横軸は時間軸であり、各々Ｘ駆動信号Ｓｘ及びＹ駆動信号Ｓｙによって二軸ＭＥＭＳ５の反射鏡５ｍが走査される走査角度の時間的変化に対応している。

図３（ａ）におけるＸ駆動信号Ｓｘは振幅中心電圧Ｖｓを中心に正弦波形状に周期的に繰り返して変化し、その周波数は２０ＫＨｚと高い速度を有する。また振幅中心電圧Ｖｓを中心に振幅電圧Ｖ１、Ｖ２の範囲が表示領域Ｒｄｓとなり、振幅電圧Ｖ１、Ｖ２を超える範囲がブランキング領域Ｒｂとなっている。すなわち時間軸上でブランキングされる電圧波形はブランキング領域Ｒｂの範囲にある幅Ｒｂｘの領域である。

図３（ｂ）におけるＹ駆動信号は振幅中心電圧Ｖｏを中心に鋸波形状に周期的に繰り返して変化し、その周波数は６０Ｈｚと低い速度を有する。そしてＦで示す時間幅を１周期として１画面の走査を行い画像を形成する。また時間軸上でブランキングされる電圧波形は、１画面の走査を終了して投影スポットＰｔが上方の始点Ｐ１に戻る復帰期間に対応するブランキング領域Ｒｂｙが設けられている。なお、上記図３（ａ）に示すＸ駆動信号Ｓｘ及び図３（ｂ）に示すＹ駆動信号Ｓｙの振幅を変化させることによって図１に示す表示領域Ｒｄ１の画面サイズを可変できることは前述の通りである。

図４は図３（ｂ）に示すＹ駆動信号Ｓｙがオフセット信号Ｓｏによって、動作位置を移動変更する状態を示すＹ駆動信号Ｓｙの波形図であり、図１に示すＭＥＭＳ制御部１１がオフセット信号Ｓｏを供給することによって、スクリーン１７上の非共振駆動領域Ｒｎ内の位置が移動変更されて２つの表示領域Ｒｄ１、Ｒｄ２が形成される動作に対応している。なお、オフセット信号Ｓｏにより、振幅中心電圧Ｖｏが変更された場合のＹ軸駆動信号を、２つ並べて記載してある。

振幅中心電圧Ｖｏ１で動作しているＹ駆動信号Ｓｙ１は図１に示すスクリーン１７上の表示領域Ｒｄ１に対応し、振幅中心電圧Ｖｏ２で動作しているＹ駆動信号Ｓｙ２は、図１に示すスクリーン１７上の表示領域Ｒｄ２に対応している。なお、ＭＥＭＳスキャナ４の偏向角のオフセットは、電磁駆動コイルに供給する直流電流成分の大きさを変化させて行うことができるので、図１に示すＭＥＭＳ制御部１１のオフセット駆動回路１１ｃに制御回路又は外部よりオフセット指令信号Ｓｏｓを供給することによって、オフセット駆動回路１１ｃより二軸ＭＥＭＳ５に供給されるオフセット信号Ｓｏの直流電圧値がＶｏ１からＶｏ２に変化することによりＹ駆動信号Ｓｙの動作位置がＳｙ１からＳｙ２へと移動し、スクリーン１７上の表示領域がＲｄ１からＲｄ２に変更される。

上記実施形態では表示領域Ｒｄ１、Ｒｄ２を縦方向に移動する方式に付いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば図１に示す走査型画像投影装置１において、光走査手段であるＭＥＭＳスキャナ４を９０度回転させることによって、Ｘ及びＹの走査方向を９０度回転させ、縦方向をＸ駆動信号Ｘで駆動し、横方向をＹ駆動信号で駆動走査することにより、表示領域Ｒｄ１、Ｒｄ２を横方向に移動させることができる。これは、Ｘ軸方向の共振駆動に対してはオフセット信号を供給すると共振状態が得られなくなってしまうための対応方法の１つである。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６に示した一軸ＭＥＭＳにおいて、レーザー光源からの入射光Ｌ１を一軸ＭＥＭＳ６の反射鏡６ｍで反射した反射光Ｌ２を、一軸ＭＥＭＳ７の反射鏡７ｍでさらに反射して出射光Ｌ３として出力するが、第２の反射鏡７ｍをＹ軸部材７ｙを中心にＹ軸方向に６０Ｈｚで低速振動させる際、Ｙ駆動信号Ｓｙ（図６では非図示）に加えてオフセット信号Ｓｏ（非図示）を供給して反射鏡７ｍがオフセットされた角度位置を取ることにより、出射光Ｌ３を異なる角度で出射させることができ、スクリーン上の非共振駆動境域内に位置が移動変更された２つの表示領域が形成される。

上記の如く、本発明においては表示領域の走査をＭＥＭＳスキャナに印加する交流電圧であるＸ駆動信号及びＹ駆動信号によって行い、スクリーン上の表示領域の移動変更をＭＥＭＳスキャナに印加する直流電圧であるオフセット信号によって行うことができるので、表示領域の走査と、表示領域の移動変更とをＭＥＭＳスキャナに印加する交流、直流の異なる電気信号の印加のみで制御することができる。

上記の如く表示領域の移動変更をオフセット指令信号に基づいてＭＥＭＳスキャナに加える電圧レベルを直流的に変化させるだけで行えるため、表示領域の移動変更に従来のような専用の変更機構を用いる必要がなく、走査型画像投影装置の小型化を達成することが可能となる。

なお、説明を分かり易くするために、本実施形態では表示領域がＲｄ１からＲｄ２の２個所に変更する構成を記載したが、もちろんこれに限定されるものではなく、例えば、オフセット信号Ｓｏを多数の動作電圧Ｖｏ１〜ＶｏＮにステップ式に切り替える多段切り替えにしても良いし、さらにオフセット信号Ｓｏを連続的に変化する直流可変電圧として連像移動可能にしても良い。

１、１００走査型画像投影装置
４ＭＥＭＳスキャナ
５二軸ＭＥＭＳ
５ｍ反射鏡
６第１の一軸ＭＥＭＳ
６ｍ第１の反射鏡
７第２の一軸ＭＥＭＳ
７ｍ第２の反射鏡
１０電流制御手段
１１ＭＥＭＳ制御部
１１ａ高速駆動回路
１１ｂ低速駆動回路
１１ｃオフセット駆動回路
１２制御回路
１７、１７０スクリーン
２０レーザー光源

Claims

レーザー光源と、直交する第１及び第２の軸を中心に振動する反射鏡を有するＭＥＭＳスキャナと、前記ＭＥＭＳスキャナの反射鏡を第１の軸を中心に高速で共振振動させる高速駆動回路と、前記反射鏡を第２の軸を中心に低速で非共振振動させる低速駆動回路とを備えたＭＥＭＳ制御部を有する走査型画像投影装置において、前記ＭＥＭＳ制御部は前記低速振動を行う非共振振動領域内の前記第２の軸上の位置を所定量オフセットさせるオフセット駆動回路を備え、前記高速駆動回と低速駆動回路との駆動信号によって所定の表示領域に画像表示を行うと共に、前記オフセット駆動回路からのオフセット信号によって、前記非共振振動領域内における表示領域の位置を移動変更することを特徴とする走査型画像投影装置。
前記ＭＥＭＳスキャナは、第１及び第２の軸を中心に高速振動及び低速振動を行う１個の反射鏡を有する請求項１記載の走査型画像投影装置。
前記ＭＥＭＳスキャナは第１の軸を中心に振動する第１反射鏡を有する第１ＭＥＭＳスキャナと、第２の軸を中心に振動する第２反射鏡を有する第２ＭＥＭＳスキャナとにより構成されることを特徴とする請求項１記載の走査型画像投影装置。
レーザー光源と、直交する第１及び第２の軸を中心に振動する反射鏡を有するＭＥＭＳスキャナと、前記ＭＥＭＳスキャナの反射鏡を第１の軸を中心に高速で共振振動させ、前記反射鏡を第２の軸を中心に低速で非共振振動させるＭＥＭＳ制御部を有する走査型画像投影装置において、前記ＭＥＭＳ制御部は前記低速振動を行う非共振振動領域内の前記第２の軸上の位置を所定量オフセットさせるオフセット手段を備え、前記オフセット手段からのオフセット信号によって、前記非共振振動領域内における表示領域の位置を移動変更した後、前記ＭＥＭＳ制御部からの駆動信号によって所定の表示領域に画像表示を行なうことを特徴とする走査型画像投影装置の駆動方法。