JP4857582B2 - 光走査装置および光走査装置の制御方法 - Google Patents
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Description
この光走査装置1は、光ビーム発生部11と、光路部と、光走査部とを主要な構成部とする。
(光路部の説明)
光路部は、光ビーム合成器62a、光ファイバ62b、第1のレンズユニット62c、第2のレンズユニット62d、第3のレンズユニット62e、さらには水平反射ミラー8、ガルバノ反射ミラー210からなり、これらの部材は光走査装置1の各部に分散して光ビームの照射される光路上に配置されている。
図2ないし図5に示す図面を参照して、本実施形態の要部である光ビーム発生部11について説明する。
(水平同期系の説明)
図4に水平同期系に関するタイミングチャートを示す。
水平同期系について、動作の概要を説明したが、垂直方向についても、垂直同期を図らなければ、網膜80bの上に所望の像を得ることができない。垂直同期信号Vsyncは、網膜80bの上における光スポットの垂直方向の位置と画像信号Dsigの表示すべきデータとの整合を取るように同期信号発生器21において生成される
光走査装置1は、水平走査部63aと垂直走査部63bとを備えている。水平走査部63aは、光ビームの出射方向を変化させることによって網膜80bにおける光スポットを水平に走査する機能を有する。水平走査部63aは網膜80bの上において光スポットを水平方向に走査するための揺動型光走査機構である揺動型水平光走査機構130、揺動型水平光走査機構130に駆動信号を供給するための駆動信号発生器である水平駆動信号発生器30(図8参照)、および揺動信号発生器40(図8参照)を具備している。揺動型水平光走査機構130には光路部の一部を構成する水平反射ミラー8(図6参照)も含まれている。
11 光ビーム発生部
8 水平反射ミラー
9、10、12、13、15、16 弾性部材
22 ドットクロック生成器
30 駆動信号発生器
40 揺動信号発生器
62a 光ビーム合成器
62b 光ファイバ
62c 第1のレンズユニット
62d 第2のレンズユニット
62e 第3のレンズユニット
63a 水平走査部
63b 垂直走査部
130 揺動型光走査機構
a、b 駆動用圧電素子
c、d 検出用圧電素子
Claims (7)
- 画像信号に応じた光ビームを発生する光ビーム発生部と、前記光ビームを投影面に導く光路部と、前記光ビームの出射方向を変化させる光走査部と、を備える光走査装置において、
前記光走査部は、
前記光ビームの出射方向を変化させるために、固有の共振周波数で共振する可動部材を設けた揺動型光走査機構と、
前記可動部材を前記共振周波数で共振させるための、前記共振周波数と一致する交番電圧の駆動信号を発生する駆動信号発生器と、
前記光ビームの出射方向の変化に応じた揺動信号を発生する揺動信号発生器と、を具備し、
前記揺動型光走査機構は、
前記可動部材に固着され前記光ビームを反射する反射ミラーと、
前記駆動信号により変位する駆動用圧電素子と、
前記反射ミラーの一側に連結され、前記駆動用圧電素子の変位を回転運動に変換し、前記反射ミラーを回転させる第1の弾性部材と、を有し、
前記揺動信号発生器は、
前記反射ミラーの他側に連結され、前記第1の弾性部材による前記反射ミラーの回転により変位する第2の弾性部材と、
前記第2の弾性部材の前記反射ミラーの回転にともなう変位によるねじれ量に応じた前記揺動信号を発生する検出用圧電素子と、を有し、
前記光ビーム発生部は、
前記検出用圧電素子により発生される前記揺動信号の周波数を基準周波数として、前記投影面における光スポットの最小単位である1のドットから次のドットまでの時間を単位とするクロックであり、前記共振周波数の整数倍の信号であるドットクロックを生成するドットクロック生成器を具備し、前記ドットクロック生成器により生成した前記ドットクロックに基づいて前記光ビームを強度変調する光走査装置。 - 前記駆動信号発生器は、前記揺動信号を正帰還させて駆動信号とし、発振させることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
- 前記駆動信号発生器は、前記光ビームの出射方向を所定の範囲内に制限するような駆動信号を発生することを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。
- 前記光路部は、前記光ビームの通過方向をアークサイン関数で補正する光学素子を有する請求項1に記載の光走査装置。
- 前記ドットクロック生成器はフェーズ・ロックト・ループを有し、前記揺動信号の周波数を逓倍して時系列処理の基準となるドットクロックを生成する請求項1に記載の光走査装置。
- 前記光走査装置は、前記光走査部により光スポットを2次元に走査し、画像観察者の網膜の上に光スポットを結像させ、画像観察者に画像を認識させる網膜走査型ディスプレイ装置である請求項1〜5のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 画像信号に応じた光ビームを発生する光ビーム発生部と、ドットクロックに基づいて強度変調された前記光ビームの出射方向を変化させる光走査部とを備え、光スポットを投影面に走査する光走査装置の制御方法において、
前記光走査部は、
前記光ビームの出射方向を変化させるために、固有の共振周波数で共振する可動部材を設けた揺動型光走査機構と、
前記可動部材を前記共振周波数で共振させるための、前記共振周波数と一致する交番電圧の駆動信号を発生する駆動信号発生器と、
前記光ビームの出射方向の変化に応じた揺動信号を発生する揺動信号発生器と、を具備し、
前記揺動型光走査機構は、
前記可動部材に固着され前記光ビームを反射する反射ミラーと、
前記駆動信号により変位する駆動用圧電素子と、
前記反射ミラーの一側に連結され、前記駆動用圧電素子の変位を回転運動に変換し、前記反射ミラーを回転させる第1の弾性部材と、を有し、
前記揺動信号発生器は、
前記反射ミラーの他側に連結され、前記第1の弾性部材による前記反射ミラーの回転により変位する第2の弾性部材と、
前記第2の弾性部材の前記反射ミラーの回転にともなう変位によるねじれ量に応じた前記揺動信号を発生する検出用圧電素子と、を有し、
前記光ビーム発生部は、
前記揺動信号の周波数を基準周波数として、前記投影面における光スポットの最小単位である1のドットから次のドットまでの時間を単位とするクロックであり、前記共振周波数の整数倍の周波数の信号である前記ドットクロックを生成するドットクロック生成器を具備するものであり、
揺動型光走査機構により、前記投影面における光スポットの位置を前記共振周波数で振動させ、
揺動信号発生器により、前記光ビームの出射方向の変化に応じた揺動信号を発生し、
前記ドットクロック発生器により、前記検出用圧電素子により発生される前記揺動信号の周波数を基準周波数として前記ドットクロックを生成し、
前記光ビーム発生部により、前記ドットクロック発生器により生成した前記ドットクロックに基づいて前記光ビームを強度変調する光走査装置の制御方法。
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