JP4935013B2 - 光走査装置、画像表示装置及び光スキャナの共振周波数変更方法並びに反射ミラー位置の補正方法 - Google Patents

光走査装置、画像表示装置及び光スキャナの共振周波数変更方法並びに反射ミラー位置の補正方法 Download PDF

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Description

本発明は、入射した光を反射する反射面とその入射光の入射方向との角度を変化させることにより、その反射面からの反射光の走査を行う光スキャナを有する光走査装置及び画像表示装置の技術に関する。詳細には、光スキャナの共振周波数変更方法や反射ミラー位置の補正方法等に関する。
光を走査する光スキャナとして、入射した光を反射する反射面の角度、すなわち反射面とその入射光の入射方向との角度を変化させることにより、その反射面からの反射光の走査を行う光スキャナが既に知られている。
この種の光スキャナは、例えば、画像形成の分野や画像読取りの分野において使用される。画像形成の分野においては、網膜上において光束を走査して画像を直接に表示する網膜走査型ディスプレイ装置、プロジェクタ、レーザプリンタ、レーザリソグラフィ等の用途に使用され、一方、画像読取りの分野においては、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナ、バーコードリーダ等の用途に使用される。
ところで、このような光スキャナにより反射光の走査を行なう方法として、反射面に連結された弾性変形部を共振周波数で揺動させることにより、反射面を揺動させ、光を走査するものがある。
ところが、このような光スキャナは、共振振動を利用していることから、光スキャナの共振特性への依存性が高い。この共振特性は温度依存性を有していることから、周囲温度が変化すると光スキャナの共振周波数が変動する。また、光スキャナが振動することによってその内部で発生する熱により弾性変形部の温度が上昇したときにも同様に共振周波数が変動する。さらに、光スキャナの製造時のばらつきにより目標とする共振周波数からずれることもある。
このように共振周波数がずれると、弾性変形部の振動幅、すなわち走査角が小さくなり、所望の走査角を得ることができない。そのため、反射ミラーの振動幅に応じた大きさの信号をフィードバックさせ、振動幅が最大になるように共振周波数で自励発振するものが提案されている(例えば、特許文献1)。また、弾性変形部上に圧電素子を形成し、この圧電素子に電圧を印加することにより弾性変形部の幅、厚さまたは長さを変形させて、弾性変形部のばね定数を変更し、この弾性変形部の共振周波数を調整するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平7−181415号公報 特許2981600号公報
しかし、上記特許文献1の構成は、周囲温度が大幅に変化した場合であっても、安定した走査角度を得ることができるものの、共振周波数が所望の走査周波数と一致させるものでなく、所望の走査周波数により反射光を走査することができなくなるという課題が生じる。
また、上記特許文献2の構成は、共振周波数を調整することによって所望の走査周波数によって反射光を走査することができものの、反射面に対して垂直方向に圧電素子によって圧力がかかることで、反射面が垂直面から傾くことになることため、反射ミラーによる光の反射角を変えてしまうという課題が生じる。
そこで、請求項1に記載の発明は、入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、前記反射ミラーを揺動させるための交流電圧を前記第1の圧電素子部に印加する電源部と、を有する共振型光スキャナを備えた光走査装置において、前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、前記第1の圧電素子部は、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成され、前記電源部は、前記第1の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加することができ、当該直流電圧成分に、前記交流電圧を重畳させて前記第1の圧電素子部に印加することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、前記第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部と、前記反射ミラーを揺動させるための交流電圧を前記第1の圧電素子部に印加する電源部と、を有する共振型光スキャナを備えた光走査装置において、前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、前記第1の圧電素子部及び前記第2の圧電素子部は、それぞれ、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成され、前記電源部は、前記第2の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項に記載の発明であって、前記第1の圧電素子部及び前記第2の圧電素子部のそれぞれの第1の圧電素子及び第2の圧電素子に直流電圧成分を印加して、前記反射ミラーの傾きを補正可能としたことを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明であって、前記電源部は、前記第1の圧電素子に第1の直流電圧成分を印加する第2の電源部と、前記第2の圧電素子に第2の直流電圧成分を印加する第3の電源部を有することを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4に記載の発明であって、前記反射ミラーの変位を検出する反射ミラー変位検出手段を備え、前記電源部は、前記反射ミラーの変位範囲に応じた直流電圧成分を前記第1の圧電素子部又は前記第2の圧電素子部に印加することを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の発明であって、前記第1の圧電素子部又は前記第2の圧電素子部に交流電圧が印加されていないときの前記反射ミラーの位置を検出するミラー位置検出手段を備え、前記電源部は、前記反射ミラーの位置に応じた第1の直流電圧成分と第2の直流電圧成分とを第1の圧電素子部又は第2の圧電素子部に印加することを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項5又は請求項6に記載の発明であって、前記反射ミラー変位検出手段及び/又は前記ミラー位置検出手段は、前記反射ミラーへ入射された光の反射光を受光することより前記反射ミラーの変位範囲及び/又は位置を検出するビームディテクタを有することを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項5又は請求項6に記載の発明であって、前記反射ミラー変位検出手段及び/又は前記ミラー位置検出手段は、交流電圧を印加する圧電素子部とは異なる圧電素子部から出力される電圧に基づいて前記反射ミラーの変位及び/又は位置を検出することを特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、請求項5〜請求項8のいずれか1項に記載の発明であって、前記圧電素子部又はその周辺の温度を検出する温度センサを備え、前記電源部は、前記反射ミラーの変位範囲と前記温度センサで検出した温度とに応じた直流電圧成分を第1の圧電素子部又は第2の圧電素子部に印加することを特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の発明である走査装置を備えた画像表示装置。
また、請求項11に記載の発明は、入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、を有し、前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、前記第1の圧電素子部は、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成された共振型光スキャナの共振周波数変更方法において、第1の圧電素子部に交流電圧を印加して、前記反射ミラーを揺動させるステップと、前記反射ミラーの変位範囲を検出するステップと、前記反射ミラーの変位範囲に基づいて、第1の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加するステップと、を有することを特徴とする。
また、請求項12に記載の発明は、入入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、前記第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部と、を有し、前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、前記第1の圧電素子部及び前記第2の圧電素子部は、それぞれ、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成された共振型光スキャナの共振周波数変更方法において、第1の圧電素子部に交流電圧を印加して、前記反射ミラーを揺動させるステップと、前記反射ミラーの変位範囲を検出するステップと、前記反射ミラーの変位範囲に基づいて、第2の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加するステップと、を有することを特徴とする。
また、請求項13に記載の発明は、入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、前記第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部と、を有し、前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、前記第1の圧電素子部及び前記第2の圧電素子部は、それぞれ、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成された共振型光スキャナの反射ミラー位置の補正方法において、前記反射ミラーの位置を検出するステップと、前記反射ミラーの変位範囲に基づいて、第1の圧電素子部及び/又は第2の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加するステップと、を有することを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、第1の梁部と第2の梁部とに連結された反射ミラーを有する光スキャナにおいて、第1の梁部を弾性変形させる圧電素子部に直流電圧成分を印加することによって、第1の梁部や第2の梁部の張力を変化させることができる。その結果、光スキャナの共振周波数が移動するので、温度変化などによって共振周波数が変化した場合であっても、所望の共振周波数に補正することが可能となる。また、反射ミラーを揺動するための第1の圧電素子部を用いて共振周波数を移動することが可能となる。なお、直流電圧成分とは、直流電圧そのもののほか、パルス波、デューティ比によって発生する直流電圧成分を含む。すなわち、反射ミラーを揺動させるために第1の圧電素子部に印加する交流電圧をパルス波などにすることによって発生する直流電圧成分を含む。
請求項2に記載の発明によれば、第1の梁部と第2の梁部とに連結された反射ミラーを有する光スキャナにおいて、第2の梁部を弾性変形させる圧電素子部に直流電圧成分を印加することによって、第1の梁部や第2の梁部の張力を変化させることができる。その結果、光スキャナの共振周波数が移動するので、温度変化などによって共振周波数が変化した場合であっても、所望の共振周波数に補正することが可能となる。しかも、反射ミラーを揺動するための第1の圧電素子部と、共振周波数を移動させるための第2の圧電素子部とを別個に設けているので、直流電圧成分の印加と交流電圧の印加とを分けて行うことができる。
また、請求項3に記載の発明によれば、反射ミラーが前後左右方向のいずれの方向にずれている場合であっても、正常位置に補正することが可能になる。
また、請求項4に記載の発明によれば、2つの圧電素子にそれぞれ異なる直流電圧成分を加えることが可能となるため、反射ミラーの位置ずれを補正することが可能となる。
また、請求項5に記載の発明によれば、反射ミラーの変位範囲を検出することによって、共振周波数のずれを検出することができる。その結果、共振周波数のずれに応じた直流電圧成分を印加して共振周波数を適正にすることが可能となる。
また、請求項6に記載の発明によれば、反射ミラーが揺動していないときの位置を基準として反射ミラーの位置ズレを補正することができるため、その補正が容易となる。
また、請求項7に記載の発明によれば、ビームディテクタによって反射ミラーの変位範囲や位置を検出するため、その検出を的確に行うことができる。
また、請求項8に記載の発明によれば、反射ミラーの変位範囲や位置を検出するために、別途ビームディテクタを設けることなく、容易にその検出をすることができる。
また、請求項9に記載の発明によれば、温度を検出することによって、その温度を考慮した上で、移動すべき共振周波数に対する直流電圧成分を印加することができる。その結果、共振周波数の移動が容易となる。
また、請求項10に記載の発明によれば、共振周波数を適切に変更することができる画像表示装置を提供することができる。
また、請求項11又は請求項12に記載の発明によれば、第1の梁部と第2の梁部とに連結された反射ミラーを有する光スキャナにおいて、第1の梁部又は第2の梁部を弾性変形させるための直流電圧成分を印加することによって、第1の梁部や第2の梁部の張力を変化させることができる。その結果、振動子の共振周波数が移動するので、温度変化などによって共振周波数が変化した場合であっても、所望の共振周波数に補正することが可能となる。また、反射ミラーの位置ずれの補正も行なうことが可能となる。
また、請求項13に記載の発明によれば、第1の梁部と第2の梁部とに連結された反射ミラーを有する光スキャナにおいて、第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部に直流電圧成分を印加することによって、第1の梁部又は第2の梁部のねじれ方向を変化させることができる。その結果、反射ミラーの位置ずれを補正することができる。
以下、本発明の具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて、画像表示装置全体の構成及び動作、光スキャナの構成及び動作、光スキャナの共振周波数及び反射ミラー傾きの変更について順に具体的に説明する。
(第1実施形態)
[1 画像表示装置1全体の説明]
まず、画像表示装置1全体の構成及び動作について説明する。図1に、本発明の実施形態における画像表示装置1の全体構成を示す。この画像表示装置1は、その利用者である観察者の瞳孔12に光束を入射させて網膜14上に画像を投影することによって、観察者の眼10の瞳孔12の前方において虚像を視認させるための装置である。この装置は、網膜走査型ディスプレイともいわれる。
画像表示装置1は、外部から供給される映像信号Sに応じて強度変調された光束を生成する光束生成手段20を備え、さらに、その光束生成手段20と観察者の眼10との間には、光束生成手段20で生成された光束を光ファイバ100から出射されるレーザビームを平行光化するコリメート光学系61と、このコリメート光学系61で平行光化されたレーザビームを画像表示のために水平方向に走査する水平走査部70と、水平走査部70で水平方向に走査された光束を垂直方向に走査する垂直走査部80と、水平走査部70と垂直走査部80との間に設けられたリレー光学系75と、このように水平方向と垂直方向に走査された光束(以下、「走査光束」とする。)を瞳孔12へ出射するためのリレー光学系90を備えている。
図1に示すように、光束生成手段20には、外部から供給される映像信号Sが入力され、それに基づいて画像を合成するための要素となる各信号等を発生する信号処理回路21が設けられ、この信号処理回路21において、青(B)、緑(G)、赤(R)の各映像信号22a〜22cが生成され、出力される。また、信号処理回路21は、水平走査部70で使用される水平同期信号23と、垂直走査部80で使用される垂直同期信号24とをそれぞれ出力する。
さらに、光束生成手段20は、信号処理回路21から出力される3つの映像信号(B,R,G)22a〜22cをそれぞれ光束にする光源部30と、これらの3つの光束を1つの光束に結合して任意の光束を生成するための光合成部40を備えている。
光源部30は、青色の光束を発生させるBレーザ34およびBレーザ34を駆動するBレーザ駆動回路31と、緑色の光束を発生させるGレーザ35およびGレーザ35を駆動するGレーザ駆動回路32と、赤色の光束を発生させるRレーザ36およびRレーザ36を駆動するRレーザ駆動回路33とを備えている。なお、各レーザ34,35,36は、例えば、半導体レーザや高調波発生機構付き固体レーザとして構成することが可能である。
光合成部40は、光源部30から入射するレーザ光を平行光にコリメートするように設けられたコリメート光学系41,42,43と、このコリメートされたレーザ光を合成するためのダイクロイックミラー44,45,46と、合成された光を光ファイバ100に導く結合光学系47とを備えている。
各レーザ34,35,36から出射したレーザ光は、コリメート光学系41,42,43によってそれぞれ平行化された後に、ダイクロイックミラー44,45,46に入射される。その後、これらのダイクロイックミラー44,45,46により、各レーザ光が波長に関して選択的に反射・透過される。
具体的には、Bレーザ34から出射した青色レーザ光は、コリメート光学系41によって平行光化された後に、ダイクロイックミラー44に入射される。Gレーザ35から出射した緑色レーザ光は、コリメート光学系42を経てダイクロイックミラー45に入射される。Rレーザ36から出射した赤色レーザ光は、コリメート光学系43を経てダイクロイックミラー46に入射される。
それら3つのダイクロイックミラー44,45,46にそれぞれ入射した3原色のレーザ光は、波長選択的に反射または透過して結合光学系47に達し、集光され光ファイバ100へ出力される。
水平走査部70及び垂直走査部80は、光ファイバ100から入射された光束を画像として投影可能な状態にするために、水平方向と垂直方向に走査して走査光束とするものである。この水平走査部70と水平走査するための構成部分を有する信号処理回路21とは水平光走査装置として機能し、この垂直走査部80と垂直走査するための構成部分を有する信号処理回路21とは垂直光走査装置として機能する。なお、この水平走査装置又は垂直走査装置が走査装置に対応する。
水平走査部70は、光束を水平方向に走査するための光スキャナ71と、この光スキャナ71を駆動させる水平走査駆動回路72と、光スキャナ71の共振周波数を制御する共振周波数制御回路73とを有しており、垂直走査部80は、光束を垂直方向に走査するためのガルバノミラー81と、このガルバノミラー81を駆動させる垂直走査駆動回路82とを備えている。なお、水平走査駆動回路72と垂直走査駆動回路82は、信号処理回路21から出力される水平同期信号23と垂直同期信号24に基づいてそれぞれ駆動する。
また、水平走査部70と垂直走査部80との間での光束を中継するリレー光学系75を備えており、光スキャナ71によって水平方向に走査された光は、リレー光学系75を通って、ガルバノミラー81によって垂直方向に走査されて、走査光束として、リレー光学系90へ出射される。
リレー光学系90は、凸レンズ91,94を有している。垂直走査部80から出射された表示用走査光束は、凸レンズ91によって、それぞれの光束がその光束の中心線を相互に平行にされ、かつそれぞれ収束光束に変換される。そして、凸レンズ94によってほぼ平行な光束となると共に、これらの光束の中心線が観察者瞳孔に収束するように変換される。
[2 光スキャナ71の説明]
次に、上述のように光束を水平方向に走査するための揺動型水平光走査機構である光スキャナの構成について、以下、具体的に説明する。図2は光スキャナ71の組立て状態を示す斜視図、図3は光スキャナ71の分解斜視図である。図2および図3に示すように、光スキャナ71は、本体部110がベース112に装着されて構成されている。
光スキャナ71は共振タイプの共振型光スキャナであり、網膜14の上の光スポットを水平方向に走査するために、光ビームを反射させ光ビームの出射方向を変化させる反射ミラー120を配した振動体124を揺動させており、本実施形態においては振動体124を共振させている。このように振動体124を共振させることによって反射ミラー120の揺動をさせることができる。
図3に示すように、光スキャナ71は、略直方体のベース112を備えており、ベース112の上面中央部には凹部132が開口する状態で形成されると共に、ベース112の上面には本体部110が固着される。なお、ベース112は画像表示装置1の所定の場所に固着して配される。
本体部110は、シリコン等、弾性を有する材料を用いて生成されており、後述の圧電素子部150〜153及び電極181、182等は、等薄膜形成法によって形成されている。この本体部110は、図3の上部に示すように、光が通過しうる貫通孔114を有し、平面視で略長方形をなしている。また、本体部110の外側には固定枠部116を備え、一方、その内側には反射ミラー120を有する振動体124を備えている。
また、ベース112の凹部132開口の上方には振動体124が位置しており、振動体124が揺動したときにもベース112と干渉しないように構成されている。なお、ベース112はその大きさが微細であるため、凹部132は、例えばエッチングにより形成される。
振動体124には複数の構成要素が一体的に形成されており、これらの構成要素として、反射ミラー120と、その反射ミラー120の一側に連結される板状の弾性部材142、弾性部材144および弾性部材146から構成される第1の梁部140と、同じく反射ミラー120の他側に連結される板状の弾性部材143、弾性部材145および弾性部材147から構成される第2の梁部141とがある。なお、弾性部材142が第1のばね部に、弾性部材144及び弾性部材146が第2のばね部に対応する。また、弾性部材143が第1のばね部に、弾性部材145及び弾性部材147が第2のばね部に対応する。
ここで、反射ミラー120、第1の梁部140および第2の梁部141を有する振動体124は、画像表示装置1に固定される固定枠部116に対して可動する可動部材となっている。
図3に示すように、反射ミラー120は、略長方形を成しており、本体部110の略中央部に配置されている。この反射ミラー120は、図3において横方向に延びる揺動軸線Lrまわりに揺動させられることにより、反射ミラー120に入射した光の反射方向を変化させる。
反射ミラー120の一側には、弾性部材142から2本の弾性部材144および弾性部材146が弾性部材142の幅より広い分岐間隔で互いに並列に分岐するように形成され、また2本の弾性部材144と弾性部材146とは揺動軸線Lrを中心として対称に形成される。同様にして、反射ミラー120の他側には、弾性部材143から2本の弾性部材145および弾性部材147が弾性部材143の幅より広い分岐間隔で互いに並列的に分岐するように形成され、2本の弾性部材145と弾性部材147は揺動軸線Lrを中心として対称に形成される。そして、第1の梁部140と第2の梁部141とは、反射ミラー120を挟んで対称となる位置に配置される。
また、第1の梁部140に属する弾性部材144と弾性部材146とにはその片面にそれぞれ第1の圧電素子150と第2の圧電素子152がそれぞれ固着されている。この第1の圧電素子150と第2の圧電素子152には、それぞれその一端が固定端として固定枠部116に固着され、他端が固定枠部116に固着されない自由端となっている。なお、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152によって第1の圧電素子部が構成される。
この第1の圧電素子150、第2の圧電素子152は、それぞれ同一の構造をしており、その固着面と直角な方向において上部電極と下部電極とによって挟まれている。図4は、弾性部材144の上面に配設された第1の圧電素子150の側面を示しており、この圧電素子150は、上部電極181と、下部電極182とに挟まれている。
また、第1の圧電素子150の上部電極と下部電極とは、それぞれ、リード線170、171より、固定枠部116に設置された入力端子160と入力端子161に接続され、第2の圧電素子152の上部電極と下部電極とは、それぞれリード線より、固定枠部116に設置された入力端子164と入力端子165に接続されている。
本実施形態においては、対を成す第1の圧電素子150、第2の圧電素子152がそれぞれ駆動源として機能し、揺動軸線Lrのまわりに捩じり振動を生じさせて、反射ミラー120を揺動させる。以下、この点につき具体的に説明する。
第1の圧電素子150の上部電極と下部電極との間に電圧が印加されると、その印加方向のみならず、印加方向と直交する向きにも変位が発生する。このように第1の圧電素子150に変位が発生することにより、第1の圧電素子150は弾性変形して上向き又は下向きに屈曲する。また、第2の圧電素子152も同様に、上部電極と下部電極との間に電圧が印加されると、弾性変形して上向き又は下向きに屈曲する。このように上向きに屈曲するか、下向きに屈曲するかは、電極間に印加する電圧の正負によって制御される。
また、第1の圧電素子150の弾性変形による屈曲に対応して弾性部材144が弾性変形によって屈曲し、第2の圧電素子152の弾性変形による屈曲に対応して弾性部材146が弾性変形によって屈曲する。そして、この弾性部材144、146の弾性変形による屈曲は、弾性部材142の揺動軸線Lrを中心軸とした弾性変形による回動をもたらす。この弾性部材142の回動により、反射ミラー120が揺動軸線Lrのまわりで回動する。
したがって、第1の圧電素子150の上部電極と下部電極との間と、第2の圧電素子152の上部電極と下部電極との間とに互いに逆位相の交流電圧を印加することにより、それぞれの自由端が互いに逆向き変位するように弾性変形して屈曲し、交流電圧の周波数で上下の曲げ振動を繰り返す。この曲げ振動は、第1の梁部を介して、揺動軸線Lrを中心軸とした回転運動に変換され、反射ミラー120は、図5に示すように、揺動軸線Lrのまわりで回転する。
以上を要約すると、弾性部材144および弾性部材146は、それぞれに固着された第1の圧電素子150および第2の圧電素子152の直線変位を曲げ振動に変換する機能を有し、この曲げ振動を弾性部材142の回転振動に変換する機能を有しているのである。そして弾性部材142の回転振動によって反射ミラー120が回転させられる。このようにばねを付勢する駆動源として圧電素子を用いる場合には装置の小型化が容易に図れるものとなる。
また、第2の梁部141は、上述のように反射ミラー120の他側に位置して、揺動軸線Lrを中心として第1の梁部140と対称に形成されており、上述のように第1の梁部140によって発生した回転振動が反射ミラー120を介して伝わる。その結果、第2の梁部141と同様の変位が発生する。すなわち、揺動軸線Lrを中心軸として、弾性部材143は、弾性部材142と略同様に弾性変形して回転振動し、弾性部材145は、弾性部材144と略同様に弾性変形して曲げ振動し、弾性部材147は、弾性部材146と略同様に弾性変形して曲げ振動する。
このように、第1の梁部140の変位と同様の変位が第2の梁部141に発生する。このように振動体124に変位が発生したときの例を図5に示す。
図5において、実線で示したものが第1の圧電素子150および第2の圧電素子152に電圧を与えない場合の第1の梁部140、第2の梁部141、反射ミラー120の位置である。また、破線で示したものが第1の圧電素子150および第2の圧電素子152に交流電圧を与えた場合のある電圧における第1の梁部140、第2の梁部141、反射ミラー120の位置である。
ここで、第2の梁部141の弾性部材147には、第4の圧電素子153が固着されており、弾性部材147に上述のような曲げ振動が発生すると、その曲げ振動が第4の圧電素子153により電圧に変換され、第2の弾性部材のねじれ量に応じた電圧信号が出力端子166、167から出力される。また、同様に、第2の梁部141の弾性部材145には、第3の圧電素子151が固着されており、弾性部材145に上述のような曲げ振動が発生すると、その曲げ振動が第3の圧電素子151により電圧に変換され、第2の弾性部材のねじれ量に応じた電圧信号が出力端子162、163から出力される。なお、第3の圧電素子151と第4の圧電素子153によって第2の圧電素子部が構成される。
このように第3の圧電素子151及び第4の圧電素子153を用いることにより、第2の梁部141のねじれ量に応じた信号を発生させることができるため、反射ミラーの変位を検出するビームディテクタが不要となり、装置の小型化が可能になる。
ここで、第1の梁部140、第2の梁部141及び反射ミラー120は、上述のように固定枠部116に対して可動する振動体であり、揺動軸線Lrを中心軸として固有の共振周波数でねじれ共振を行う。
この共振のQ(Quality Factor)は数百におよぶため、2個の第1の圧電素子150及び第2の圧電素子152に交流電圧が印加される場合において、その交流電圧の周波数を変化させると振動体124の共振周波数と合致する周波数において、反射ミラー120を含む可動部材の振動の振幅が極端に大きくなる。
したがって、このように共振周波数で振動させる場合には第1の圧電素子150及び第2の圧電素子152に印加する電力が小さくても、通常では得られない反射ミラー120の変位が得られるので極めて電力効率が高いものとなるとともに、光スキャナ71の小型化が図れるものとなっている。
しかしながら、この共振周波数は、光スキャナ71の配置される環境の温度や、湿度によって変化するものであり、また光スキャナ71ごとの固体差も存在する。一方、上述したように、共振系のQが数百と高いので、共振周波数は僅かな限られた範囲内となり、反射ミラー120を揺動する水平走査の駆動周波数、すなわち水平走査周波数と共振周波数とが完全に一致しない場合が多い。
[3 光スキャナの共振周波数の変更について]
以下、このように水平走査周波数と共振周波数とが一致しない場合において、上述のように構成された光スキャナ71における共振周波数の変更方法について、図面を参照して具体的に説明する。
本実施形態においては、画像表示装置1において、光スキャナ71の振動体124に設けられた圧電素子部に直流電圧成分を印加することにより、第1の梁部140及び第2の梁部141への張力を加え、光スキャナ71の共振周波数を変更するものである。図6は本実施形態における光スキャナの共振周波数変更の原理を示す図である。
図6(a)は、光スキャナ71において、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とに同一の直流電圧成分を印加したときの光スキャナ71の振動体124の状態を示したものである。
図6(a)に示すように、光スキャナ71の駆動部材には張力が加えられている。このように張力が加えられた状態においては、この駆動部材の変位に必要な力及び復元力が増加するため、見かけ上のばね定数が大きくなり、共振周波数が変化する。図6(b)には、駆動部材に加えられる張力が高い場合と低い場合のそれぞれの変位力又は復元力を模式的に示したものであり、張力が高い場合には、変位力及び復元力も高いものとなっている。
また、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とに印加する直流電圧と、光スキャナ71の共振周波数との関係は、図6(c)に示すように、印加電圧を高くすることによって共振周波数も高くなる関係となる。その他、印加電圧は直流電圧そのものでなくてもよく、振動に同期したパルス波、デューティ比を変化させることによる印加電圧の直流電圧成分であってもよい(以下、このような直流電圧成分を含めて「直流電圧成分」と呼ぶことがあるものとする)。そして、このような直流電圧成分を変化させる等の方法でも同様の効果が得られる。
図7は第1実施形態における画像表示装置1の光スキャナ71の共振周波数変更のための構成を示す図である。
図7に示すように、光スキャナ71の変位を検出する変位信号検出回路74と、光スキャナ71の変位に応じた信号を出力する制御手段としての信号処理回路21と、信号処理回路21から出力される信号に基づいて共振周波数制御用直流電圧を生成する共振周波数制御回路73と、信号処理回路21からの水平同期信号に応じた周波数及び振幅の交流電圧(以下、「水平走査信号」とする。)を生成する電源部により生成された水平走査信号を光スキャナ71へ出力する水平走査駆動回路72と、共振周波数制御回路73から出力される直流電圧に水平走査駆動回路72から出力される交流電圧を重畳させるためのコンデンサC1、C2とが設けられている。また、光スキャナ71の圧電素子部又はその周辺の温度を検出する温度センサとしての温度検出回路78が設けられる。なお、後述の共振周波数制御回路73の電源部は、この水平走査駆動回路72の電源部と共用することが可能である。
変位信号検出回路74は、反射ミラー120に生じた変位を第3の圧電素子151及び第4の圧電素子153から出力される信号(以下、「出力信号」とする。)によって検出する回路であり、この信号から反射ミラー120の揺動周波数(変位周波数)と振幅(変位範囲)を検出する。ここで、反射ミラー120の揺動周波数は、出力信号における正弦波形の周波数から検出し、反射ミラー120の振幅は、出力信号における正弦波形の振幅レベルから検出する。このように、変位信号検出回路74は、反射ミラー変位検出手段としての機能を有している。
また、変位信号検出回路74は、出力信号の振幅レベルと実際の反射ミラー120の振幅レベルとの対応テーブルを予め記憶した記憶部を有しており、この記憶部に対応テーブルを参照して、入力した出力信号の振幅レベルから実際の反射ミラー120の振幅を検出する。なお、このように第3の圧電素子151及び第4の圧電素子153から出力される信号によって、反射ミラー120に生じた変位を検出することができるのは、上述したとおりである。
ここで、変位信号検出回路74による反射ミラー120の振幅レベルの検出は、この記憶部に記憶した対応テーブルによって行なうことに限定されるものではなく、出力信号の振幅レベルから実際の反射ミラー120の振幅レベルを演算することができる演算式情報を記憶部に記憶しておき、この演算式情報に基づいた演算により検出するようにしてもよい。
信号処理回路21は、水平走査のための水平周波数により光スキャナ71を揺動させるために、水平同期信号を水平走査駆動回路72へ出力する。
また、信号処理回路21は、変位信号検出回路74で検出した反射ミラー120の揺動周波数や振幅などから共振周波数のずれを検出し、その検出結果に応じた信号を共振周波数制御回路73へ出力する。
共振周波数制御回路73は、信号処理回路21からの信号に基づいた直流電圧を発生する回路であり、第1の圧電素子150に直流電圧を印加するための電源部と、第2の圧電素子152に直流電圧を印加するための電源部とを有し、これらの電源部により第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とに同一の直流電圧を出力する。なお、前者の電源部が第2の電源部に、後者の電源部が第3の電源部に対応する。また、第2の電源部は第3の圧電素子151に、第3の電源部は第4の圧電素子153にも直流電圧を出力することができる。また、第2の電源部と第3の電源部はそれぞれ異なる直流電圧を供給する能力も有している。
ここで、水平走査駆動回路72の第1の出力は、コンデンサC1を介して、共振周波数制御回路73の第1の出力に接続されており、同様に水平走査駆動回路72の第2の出力は、コンデンサC2を介して、共振周波数制御回路73の第2の出力に接続されている。このように構成されているため、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とに入力される電圧は、水平走査駆動回路72から水平走査信号が共振周波数制御回路73から出力される直流電圧に重畳されたものとなる。
なお、第1実施形態における画像表示装置1においては、水平走査駆動回路72からの水平走査信号を共振周波数制御回路73から出力される直流電圧に重畳して、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とに入力するようにしたが、このような構成にしなくてもよい。
例えば、図9に示すように、水平走査駆動回路72からの水平走査信号を第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とにそれぞれ逆位相で入力すると共に、共振周波数制御回路73から出力される直流電圧は、第3の圧電素子151及び第4の圧電素子153に入力するようにする。この場合、変位信号検出回路74は、図9に示すように、コンデンサC3、C4を介して、第3の圧電素子151及び第4の圧電素子153の各電極に接続される。
このように構成された画像表示装置1において、光スキャナ71の共振周波数変更制御について、以下、図8におけるフローチャートを参照して具体的に説明する。図8は図7における画像表示装置1の光スキャナ71の共振周波数変更動作フローである。
まず、画像表示装置1において、観察者の網膜14上に画像を投影するために、外部から供給される映像信号Sに応じて強度変調された光束を光束生成手段20により生成し、このように生成された水平走査部70によって水平方向に走査すると共に、垂直走査部80によって垂直方向に走査する。
このように水平走査部70によって光束を水平方向に走査する際、信号処理回路21は、その内部の記憶部に記憶した初期値の設定周波数情報と同じく初期値の設定振幅情報とを取り出し、それらの情報に基づいた信号を水平走査駆動回路72に出力する。水平走査駆動回路72は、信号処理回路21からの信号に基づいた水平走査信号を生成して第1の圧電素子150へ出力すると共に、その水平走査信号の位相を反転させた信号を生成し第2の圧電素子152へ出力する(ステップS10)。
水平走査駆動回路72から出力される交流電圧に基づいて、反射ミラー120が水平走査周波数にて揺動を開始すると、第3の圧電素子151及び第4の圧電素子153からその揺動に応じた出力信号がそれぞれ変位信号検出回路74に入力される。また、カウンタ部(図示せず)をリセットし、カウンタ部のカウンタ値を0(N=0)とする(ステップS11)。
変位信号検出回路74は、出力信号の振幅から対応テーブルを参照して、反射ミラー120の振幅を検出(ステップS12)し、その検出結果を信号処理回路21へ通知する(ステップS13)。
続いて、信号処理回路21は、変位信号検出回路74から通知された反射ミラー120の振幅に基づいて、設定周波数と共振周波数とのずれを検出する。この設定周波数と共振周波数とのずれは、変位信号検出回路74から通知された反射ミラー120の振幅が設定周波数に対応する振幅レベルを超えているか否かによって判定し、この振幅レベルを超えていないときには、周波数がずれていると判定する(ステップS14)。
信号処理回路21は、周波数がずれていると判定すると、変位信号検出回路74から前回通知された反射ミラー120の振幅(以下、「前回の振幅」とする。)と、今回通知された反射ミラー120の振幅(以下、「今回の振幅」とする。)とに基づいて、共振周波数制御回路73に出力する直流電圧成分を決定する(ステップS15)。
すなわち、信号処理回路21は、周波数がずれていると判定すると、前回の振幅と今回の振幅とを比較し、今回の振幅が、反射ミラー120の揺動周波数に対応した振幅に近づくような直流電圧を決定する。
なお、信号処理回路21は、前回の振幅がない場合、すなわち初回の周波数ずれ検出時には、今回の振幅のみに基づいて直流電圧を決定する。
ステップS15で生成された信号は共振周波数制御回路73に入力及び設定される(ステップS16)。共振周波数制御回路73及び水平走査駆動回路72はそれぞれ設定された信号に基づいた直流電圧及び交流電圧を光スキャナ71に印加する(ステップS17)。このように印加された直流電圧及び交流電圧に従って光スキャナ71が駆動する(ステップS18)。
さらに変位信号検出回路74には、第3の圧電素子151及び第4の圧電素子153からその揺動に応じた出力信号がそれぞれ変位信号検出回路74に入力され、変位信号検出回路74は、出力信号の振幅から対応テーブルを参照して、反射ミラー120の振幅を検出(ステップS19)し、その検出結果を信号処理回路21へ通知する(ステップS20)。
続いて、信号処理回路21は、ステップS20にて変位信号検出回路74から通知された反射ミラー120の振幅が設定周波数に対応する所定振幅レベル以上であるかを判定する(ステップS21)。反射ミラー120の振幅が所定振幅レベル以上であると判定すると(ステップS21:Y)、信号処理回路21は、反射ミラー120の振幅が設定振幅に満たないときは、設定振幅を満たす補正電圧を決定する(ステップS22)。
信号処理回路21は、ステップS22で決定した補正電圧を水平走査駆動回路72に入力及び設定する(ステップS23)。共振周波数制御回路73及び水平走査駆動回路72はそれぞれ設定された信号に基づいた直流電圧及び交流電圧を光スキャナ71に印加する(ステップS24)。このように印加された直流電圧及び交流電圧に従って光スキャナ71が駆動する(ステップS25)。
ステップS25が終了すると、ステップS11からステップS27までの制御が繰り返し行われる。なお、光スキャナ71の共振周波数を水平走査周波数に合わせた後は、これらの制御を所定期間停止又は中止するようにしてもよい。このようにすれば信号処理回路21における負荷を低減することができる。
また、ステップS21において、反射ミラー120の振幅が所定振幅レベルより小さいであると判定すると(ステップS21:N)、信号処理回路21は、カウンタ部のカウンタ値をインクリメント(N=N+1)する(ステップS26)。次に、信号処理回路21は、カウンタ部のカウンタ値が所定値以上になったか否かを判定し(ステップS27)、所定値以上になったと判定すると(ステップS27:Y)、光スキャナ71の揺動を停止すると共に、各映像信号22a〜22cの生成を停止する(ステップS28)。また、ステップS27において、カウンタ部のカウンタ値が所定値以上でないと判定すると、ステップS12からの制御を繰り返す。
以上のように、本実施形態における画像表示装置1においては、光スキャナ71の共振周波数と水平走査周波数とのずれを検出して、その検出結果に基づいて第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とに直流電圧成分を印加するため、光スキャナ71の共振周波数を水平走査周波数に合わせることができる。また、観察者の網膜14上に画像を投影しているときに、ステップS11〜27の処理を継続して行なうこととすれば、走査角を安定して確保することが可能となる。
ステップS14において、この温度検出回路78により検出した温度に基づき、共振周波数ずれが揺動周波数に対し低周波側へのずれなのか高周波側へのずれなのかを予測判定し、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とに直流電圧を印加するようにすることもできる。
例えば、検出温度が基準温度に対して高いのであれば高周波側へのずれと判定し、逆に検出温度が基準温度に対して低いのであれば低周波側へのずれと判定する。そして、この判定結果と、変位信号検出回路74から通知された反射ミラー120の振幅レベルに基づいて、共振周波数制御回路73へ印加する直流電圧を決定するようにもできる。
(第2実施形態)
図10は、本発明が適用される画像表示装置1の第2実施形態を示しており、第1の実施形態と異なる点は、光スキャナ71の変位(振動体124の揺動周波数及びその振幅)を、第3及び第4の圧電素子151、153で検出するのではなく、ビームディテクタ60により検出する点にある。その他の部分については第1実施形態と同様である。
図10に示すように、第2実施形態における画像表示装置1は、ビームディテクタ60を有しており、反射ミラー120が所定の位置にあるときに、テスト光源63から反射ミラー120に入射したレーザビームの反射光を受光することができる位置に配置されており、この反射光を受光した期間Highレベルの信号を出力する。第2実施形態においては、反射ミラー120が時計回りに10度回動したときにこのレーザビームの反射光を受光する位置にあるとするが、これに限られないことはいうまでもない。
また、第2実施形態における画像表示装置1には、ビームディテクタ60からの出力信号から反射ミラー120の揺動周波数及び振幅を検出するビームディテクタ(BD)信号検出回路62が設けられている。反射ミラー120が揺動している状態では、ビームディテクタ60からHigh信号のパルスが連続して出力され、BD信号検出回路は、このパルス間の間隔(反射ミラーの往路と復路との時間差)から反射ミラー120の振幅を検出する。その他の構成要素については、第1実施形態と同様である。
このように構成された画像表示装置1における光スキャナ71の共振周波数変更動作を、図11を参照して説明する。なお、図11のステップのうち、ステップS30、S31、S33〜S48は、それぞれ第1実施形態において説明した図8のステップS10、S11、S13〜S28と同様であるため説明を省略し、ステップS32についてのみ説明する。
ステップS32においては、ビームディテクタ60から連続して出力されるパルス間の間隔(反射ミラー120の往路と復路との時間差)から反射ミラー120の振幅を検出する。
このように、ビームディテクタ60を利用して反射ミラー120の振幅を検出することができることから、第2の梁部141が図12に示すような一つの弾性部材から構成されており、また圧電素子を有していないような光スキャナであっても、共振周波数を変更することが可能となる。
(第3実施形態)
本実施形態においては、画像表示装置1において、光スキャナ71の振動体124に設けられた2つの圧電素子部に直流電圧成分を印加することにより、第1の梁部140及び第2の梁部141の異なる張力を加え、光スキャナ71において反射ミラー120の傾きを補正するものである。図13は本実施形態における光スキャナ71における反射ミラー120の傾き補正の概念を示す図である。
図13は、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152に負の直流電圧を印加して上向きの屈曲を生じるようにし、一方、第3の圧電素子151と第4の圧電素子153には正の直流電圧を印して下向きの屈曲を生じるようにした様子を示している。このように直流電圧を印加することにより、反射ミラー120を左方向に傾かせることができる。したがって、反射ミラー120が右方向に傾いているときでも、このように電圧を印加することによりその傾きがなくなるように補正制御することができる。
また、同様に反射ミラー120が右方向に傾いているときには、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152に正の直流電圧を印加して下向きの屈曲を生じるようにし、一方、第3の圧電素子151と第4の圧電素子153には負の直流電圧を印して上向きの屈曲を生じさせることによって、その傾きがなくなるように補正制御できる。
一方、前方向に反射ミラー120が傾いているときには、第1の圧電素子150と第4の圧電素子153に正の直流電圧を印加して下向きの屈曲を生じるようにし、一方、第2の圧電素子152と第3の圧電素子151には負の直流電圧を印して上向きの屈曲を生じさせることによって、その傾きがなくなるように補正制御できる。後方向に反射ミラー120が傾いているときには、その正負を逆にした直流電圧を印加する。
このように、反射ミラー120が前後左右方向のいずれの方向にずれている場合であっても、第1の圧電素子150、第2の圧電素子152、第3の圧電素子151、第4の圧電素子153に印加する電圧の極性やその電圧のレベルによって、正常位置に補正することが可能になる。
図14は第1実施形態における画像表示装置1の光スキャナの反射ミラー傾き補正のための構成を示す図である。
図14に示すように、テスト光源63から反射ミラー120に入射したレーザビームの反射光を受光することができる位置に配置され、複数の受光部が二次元的に設けられたフォトセンサーダイオード(以下、「PSD」とする。)59と、このPSD59から出力される信号から反射ミラー120の傾きを検出するPSD信号検出回路76と、反射ミラー120の傾きを補正するための直流電圧を生成する第1及び第2の傾き補正回路79a、79bと、光スキャナ71の傾きに応じた制御信号を出力する制御手段としての信号処理回路21と、水平走査駆動回路72と、コンデンサC1、C2とが設けられている。なお、本実施形態においては、傾き補正回路として第1及び第2の傾き補正回路79a、79bに分けているが、これに限られるものではなく、一つの傾き補正回路から構成してもよいことは言うまでもない。また、テスト光源63とPSD信号検出回路76とでミラー位置検出手段が構成される。
PSD信号検出回路76は、PSD59から出力される信号(以下、「PSD信号」とする。)によって検出する回路であり、このPSD信号から反射ミラー120の傾きを検出する。このPSD信号は、PSD59のどの位置の受光部で反射光を検出したかを示す信号であり、PSD信号検出回路76はこのPSD信号に基づいて、反射ミラー120の傾きを検出する。
このように傾き検出は、第1〜第4の圧電素子150〜153に電圧が印加されていないときの反射ミラー120の位置(以下、「基準位置」とする。)を検出することにより行なわれる。より具体的には、反射ミラー120が基準位置にあるとき、テスト光源63からの反射光を受光した受光部と基準受光部との距離により反射ミラー120の傾き位置を検出する。受光部と基準受光部との距離が0のときは反射ミラー120に傾きがないとして検出する。また、光スキャナを駆動させ、反射ミラー120を揺動させ、PSD信号検出回路76にて走査方向を演算して、その走査方向の中心と基準線との差を検出するようにするようにしてもよい。
信号処理回路21は、水平走査のための水平周波数により光スキャナ71を揺動させるために、光スキャナ71をこの水平周波数で揺動させるための信号を水平走査駆動回路72へ出力する。
また、信号処理回路21は、PSD信号検出回路76で検出した反射ミラー120の傾きに応じた直流電圧の印加要求信号を第1及び第2の傾き補正回路79a、79bへ出力する。
第1の傾き補正回路79aは、信号処理回路21からの信号に基づいた直流電圧を発生する回路であり、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152に直流電圧を出力する。また、第2の傾き補正回路79bは、信号処理回路21からの信号に基づいた直流電圧を発生する回路であり、第3の圧電素子151と第4の圧電素子153に直流電圧を出力する。
ここで、水平走査駆動回路72の第1の出力は、コンデンサC1を介して、第1の傾き補正回路79aの第1の出力に接続されており、同様に水平走査駆動回路72の第2の出力は、コンデンサC2を介して、第1の傾き補正回路79aの第2の出力に接続されている。このように構成されているため、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152とに入力される電圧は、水平走査駆動回路72からの水平走査信号が第1の傾き補正回路79aから出力される直流電圧に重畳されたものとなる。
このように構成された画像表示装置1において、光スキャナ71の反射ミラー120の傾き補正について、以下、図15におけるフローチャートを参照して具体的に説明する。図15は図14における画像表示装置1の光スキャナ71の反射ミラーの傾き補正動作フローである。
まず、画像表示装置1において、観察者の網膜14上に画像を投影するために、外部から供給される映像信号Sに応じて強度変調された光束を光束生成手段20により生成し、このように生成された水平走査部70によって水平方向に走査すると共に、垂直走査部80によって垂直方向に走査する。
このように水平走査部70によって光束を水平方向に走査する際、信号処理回路21は、その内部の記憶部に記憶した初期値の設定周波数情報と同じく初期値の設定振幅情報とを取り出し、それらの情報に基づいた信号を水平走査駆動回路72に出力する。水平走査駆動回路72は、信号処理回路21からの信号に基づいた周波数及び振幅の交流信号を生成して第1の圧電素子150へ出力すると共に、その交流信号の位相を反転させた交流電圧を生成し第2の圧電素子152へ出力し、光スキャナを駆動する(ステップS50)。
水平走査駆動回路72から出力される交流電圧に基づいて、反射ミラー120が水平走査周波数にて揺動を開始すると、PSD59は、テスト光源63の反射光がどの受光部で受光しているかを逐次検出してPSD信号として信号処理回路21へ出力する(ステップS51)。
信号処理回路21は、PSD信号から反射ミラー120の走査方向を演算し(ステップS52)、その演算結果に基づいて、反射ミラー120の基準線とのずれを検出する(ステップS53)。なお、この基準線のずれとは、反射ミラーの基準位置に対する傾きと同義である。
信号処理回路21は、検出した方向ずれに対応する印加すべき直流電圧及び圧電素子を決定する(ステップS54)。たとえば、前方向に反射ミラー120がある角度傾いているときには、第1の圧電素子150と第4の圧電素子153に正の直流電圧を傾きに応じた電圧レベルだけ印加し、第2の圧電素子152と第3の圧電素子151には負の直流電圧を傾きに応じた電圧レベルだけ印加するように決定する。
また、信号処理回路21は、検出した反射ミラー120に振幅変動がある場合には、その調整を行なうために交流電圧を水平走査駆動回路72に設定する(ステップS55)。そして、ステップS54で決定した直流電圧及びステップS55で決定した補正交流電圧は、第1及び第2の傾き補正回路79a、79bに入力及び設定される(ステップS56)。
続いて、このように設定された直流電圧及び交流電圧が圧電素子に印加し(ステップ57)、この直流電圧及び交流電圧によって光スキャナ71を駆動する(ステップS58)。
ステップS58が終了すると、ステップS51からステップS58までの制御が繰り返し行われる。
以上のように、本実施形態における画像表示装置1においては、光スキャナ71の反射ミラーの傾きを検出して、その検出結果に基づいて第1の圧電素子150、第2の圧電素子152、第3の圧電素子151、第4の圧電素子153に直流電圧成分を印加することにより、光スキャナ71の反射ミラー120の傾きを補正することができる。また、観察者の網膜14上に画像を投影しているときに、ステップS51〜58の処理を継続して行なうこととすれば、継続して反射ミラー120の傾き補正をすることができる。
なお、本実施形態においては、光スキャナ71を駆動させながらその反射ミラー120の傾きの補正を行なったが、光スキャナ71を動作させない状態にて、その反射ミラー120の傾きを検出して、その検出結果に基づいて、補正をするようにすることもできることはいうまでもない。
また、第3実施形態を第1実施形態又は第2実施形態と分けて説明したが、共振周波数のずれ調整と反射ミラーの傾き補正との双方を実施することができる画像表示装置1としてもよい。この場合、共振周波数のずれ調整と同時に反射ミラーの傾き補正を行なうようにすることができる。
以上の実施形態によると、以下の各構成を備える光走査装置又は画像表示装置が実現される。
入射した光を反射する反射ミラー(たとえば、反射ミラー120)と、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部(たとえば、第1の梁部140)と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部(たとえば、第2の梁部141)と、第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部(例えば、第1の圧電素子150や第2の圧電素子152)と、前記反射ミラーを揺動させるための交流電圧(たとえば、水平走査駆動回路72から出力される水平走査信号)を第1の圧電素子部に印加する電源部と、を有する共振型光スキャナ(たとえば、光スキャナ71)を備えた光走査装置(たとえば、水平走査部70と信号処理回路21とから構成される装置)または画像表示装置(たとえば、画像表示装置1)において、前記電源部は、第1の圧電素子部又は第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部(たとえば、第3の圧電素子151と第4の圧電素子153によって第2の圧電素子部)に対して直流電圧成分を印加することを特徴とする光走査装置又は画像表示装置。
前記光走査装置又は前記画像表示装置において、前記電源部は、前記交流電圧(たとえば、水平走査駆動回路72から出力される水平走査信号)を前記直流電圧成分(例えば、共振周波数制御回路73から出力される直流電圧成分)に重畳させて、第1の圧電素子部に印加することを特徴とする光走査装置又は画像表示装置。
前記光走査装置又は前記画像表示装置において、前記反射ミラーの変位を検出する反射ミラー変位検出手段(たとえば、変位信号検出回路74やビームディテクタ信号検出回路62)を備え、前記電源部は、前記反射ミラーの変位範囲(たとえば、反射ミラー120の振幅)に応じた直流電圧成分を第1の圧電素子部又は第2の圧電素子部に印加することを特徴とする光走査装置または画像表示装置。
前記光走査装置又は前記画像表示装置において、前記圧電素子部(たとえば、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152によって第1の圧電素子部及び/又は第3の圧電素子151と第4の圧電素子153によって第2の圧電素子部)又はその周辺の温度を検出する温度センサ(たとえば、温度検出回路78)を備え、前記電源部は、前記反射ミラーの変位範囲と前記温度センサで検出した温度とに基づいた電圧レベルの直流電圧成分を第1の圧電素子部又は第2の圧電素子部に印加することを特徴とする光走査装置又は前記画像表示装置。
前記光走査装置又は前記画像表示装置において、第1の梁部及び/又は第2の梁部は、前記反射ミラーに連結される第1のばね部(たとえば、第1の梁部の弾性部材142)と、この第1のばね部に連結され、固定枠部(たとえば、第1の梁部の固定枠部116)に第1のばね部の幅より広い分岐間隔で第1のばね部から分岐して形成された複数の第2のばね部(たとえば、第1の梁部の弾性部材144、146)と、第1の圧電素子部及び/又は第2の圧電素子部は、第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子(たとえば、第1の梁部の第1の圧電素子150)と、第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子(たとえば、第1の梁部の第2の圧電素子152)とから構成され、前記電源部は、第1の圧電素子に第1の直流電圧成分を印加する第2の電源部(たとえば、第1の梁部の第1の圧電素子150に直流電圧成分を印加するための電源部)と、第2の圧電素子に第2の直流電圧成分を印加する第3の電源部(たとえば、第1の梁部の第2の圧電素子152に直流電圧成分を印加するための電源部)を有する光走査装置又は画像表示装置。
前記光走査装置又は前記画像表示装置において、第1の圧電素子部又は第2の圧電素子部に交流電圧が印加されていないときの前記反射ミラーの位置を検出するミラー位置検出手段(たとえば、PSD信号検出回路76)と、前記電源部(たとえば、第1の傾き補正回路79a、第2の傾き補正回路79b)は、前記反射ミラーの位置に応じた第1の直流電圧成分と第2の直流電圧成分とを第1の圧電素子部又は第2の圧電素子部に印加することを特徴とする光走査装置又は前記画像表示装置。
前記光走査装置又は前記画像表示装置において、前記反射ミラー変位検出手段及び/又は前記ミラー位置検出手段は、前記反射ミラーへ入射された光の反射光を受光することより前記反射ミラーの変位範囲及び/又は位置を検出するビームディテクタ(たとえば、ビームディテクタ60)を有することを特徴とする光走査装置又は前記画像表示装置。
前記光走査装置又は前記画像表示装置において、前記反射ミラー変位検出手段及び/又は前記ミラー位置検出手段は、交流電圧を印加する圧電素子部(例えば、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152によって構成される第1の圧電素子部)とは異なる圧電素子部(第3の圧電素子151と第4の圧電素子153によって構成される第2の圧電素子部)から出力される電圧に基づいて前記反射ミラーの変位及び/又は位置を検出することを特徴とする光走査装置又は前記画像表示装置。
入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部(たとえば、第1の梁部140)と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部(たとえば、第2の梁部141)と、第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部(たとえば、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152によって構成される第1の圧電素子部)とを有する共振型光スキャナの共振周波数変更方法において、第1の圧電素子部又は第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部(たとえば、第3の圧電素子151と第4の圧電素子153によって構成される第2の圧電素子部)に交流電圧を印加して、前記反射ミラーを揺動させるステップと、前記反射ミラーの変位範囲を検出するステップと、前記反射ミラーの変位範囲に基づいて、前記圧電素子部に対して直流電圧成分を印加するステップと、を有することを特徴とする振動子の共振周波数変更方法。
入射した光を反射する反射ミラー(たとえば、反射ミラー120)と、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部(たとえば、第1の梁部140)と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部(たとえば、第2の梁部141)と、第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部(たとえば、第1の圧電素子150と第2の圧電素子152によって構成される第1の圧電素子部)と、第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部(たとえば、第3の圧電素子151と第4の圧電素子153によって構成される第2の圧電素子部)と、を有する共振型光スキャナの反射ミラー位置の補正方法において、前記反射ミラーの位置を検出するステップと、前記反射ミラーの位置に基づいて、第1の圧電素子部及び/又は第2の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加するステップと、を有することを特徴とする振動子の反射ミラー位置の補正方法。
本発明の実施形態における画像表示装置の全体構成を示す図。 光スキャナの組立て状態を示す斜視図。 光スキャナの分解斜視図。 光スキャナの部分側面図。 振動体の回転振動を説明するための図。 光スキャナの共振周波数変更の原理を示す図。 光スキャナの共振周波数変更のための構成を示す図。 光スキャナの共振周波数変更の制御フローチャート。 光スキャナの共振周波数変更のための別の構成を示す図。 光スキャナの共振周波数変更のための他の構成を示す図。 光スキャナの共振周波数変更の他の制御フローチャート。 光スキャナの別の構成を示す図。 光スキャナの反射ミラー傾き補正の原理を示す図。 光スキャナの反射ミラー傾き補正のための構成を示す図。 光スキャナの反射ミラー傾き補正の制御フローチャート。
符号の説明
1 画像表示装置
21 信号処理回路
60 ビームディテクタ
71 光スキャナ
72 水平走査駆動回路
73 共振周波数制御回路
74 変位信号検出回路
76 PSD信号検出回路
79a 第1の傾き補正回路
79b 第2の傾き補正回路
140 第1の梁部
141 第2の梁部
142、143、144、145、146、147 弾性部材
151 第1の圧電素子
152 第2の圧電素子
153 第3の圧電素子
154 第4の圧電素子


Claims (13)

  1. 入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、前記反射ミラーを揺動させるための交流電圧を前記第1の圧電素子部に印加する電源部と、を有する共振型光スキャナを備えた光走査装置において、
    前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、
    前記第1の圧電素子部は、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成され、
    前記電源部は、前記第1の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加することができ、当該直流電圧成分に、前記交流電圧を重畳させて前記第1の圧電素子部に印加することを特徴とする光走査装置。
  2. 入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、前記第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部と、前記反射ミラーを揺動させるための交流電圧を前記第1の圧電素子部に印加する電源部と、を有する共振型光スキャナを備えた光走査装置において、
    前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、
    前記第1の圧電素子部及び前記第2の圧電素子部は、それぞれ、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成され、
    前記電源部は、前記第2の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加することを特徴とする光走査装置。
  3. 前記第1の圧電素子部及び前記第2の圧電素子部のそれぞれの第1の圧電素子及び第2の圧電素子に直流電圧成分を印加して、前記反射ミラーの傾きを補正可能としたことを特徴とする請求項に記載の光走査装置。
  4. 前記電源部は、前記第1の圧電素子に第1の直流電圧成分を印加する第2の電源部と、前記第2の圧電素子に第2の直流電圧成分を印加する第3の電源部を有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光走査装置。
  5. 前記反射ミラーの変位を検出する反射ミラー変位検出手段を備え、
    前記電源部は、前記反射ミラーの変位範囲に応じた直流電圧成分を前記第1の圧電素子部又は前記第2の圧電素子部に印加することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光走査装置。
  6. 前記第1の圧電素子部又は前記第2の圧電素子部に交流電圧が印加されていないときの前記反射ミラーの位置を検出するミラー位置検出手段を備え、
    前記電源部は、前記反射ミラーの位置に応じた第1の直流電圧成分と第2の直流電圧成分とを第1の圧電素子部又は第2の圧電素子部に印加することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光走査装置。
  7. 前記反射ミラー変位検出手段及び/又は前記ミラー位置検出手段は、前記反射ミラーへ入射された光の反射光を受光することより前記反射ミラーの変位範囲及び/又は位置を検出するビームディテクタを有することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の光走査装置。
  8. 前記反射ミラー変位検出手段及び/又は前記ミラー位置検出手段は、交流電圧を印加する圧電素子部とは異なる圧電素子部から出力される電圧に基づいて前記反射ミラーの変位及び/又は位置を検出することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の光走査装置。
  9. 前記圧電素子部又はその周辺の温度を検出する温度センサを備え、
    前記電源部は、前記反射ミラーの変位範囲と前記温度センサで検出した温度とに応じた直流電圧成分を第1の圧電素子部又は第2の圧電素子部に印加することを特徴とする請求項5〜請求項8のいずれか1項に記載の光走査装置。
  10. 請求項1〜9いずれか1項に記載の光走査装置を備えた画像表示装置
  11. 入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、を有し、前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、前記第1の圧電素子部は、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成された共振型光スキャナの共振周波数変更方法において、
    第1の圧電素子部に交流電圧を印加して、前記反射ミラーを揺動させるステップと、
    前記反射ミラーの変位範囲を検出するステップと、
    前記反射ミラーの変位範囲に基づいて、第1の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加するステップと、
    を有することを特徴とする振動子の共振周波数変更方法。
  12. 入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、前記第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部と、を有し、前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、前記第1の圧電素子部及び前記第2の圧電素子部は、それぞれ、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成された共振型光スキャナの共振周波数変更方法において、
    第1の圧電素子部に交流電圧を印加して、前記反射ミラーを揺動させるステップと、
    前記反射ミラーの変位範囲を検出するステップと、
    前記反射ミラーの変位範囲に基づいて、第2の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加するステップと、
    を有することを特徴とする振動子の共振周波数変更方法。
  13. 入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第1の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第2の梁部と、前記第1の梁部を弾性変形させる第1の圧電素子部と、前記第2の梁部を弾性変形させる第2の圧電素子部と、を有し、前記第1の梁部及び前記第2の梁部は、それぞれ、前記反射ミラーに連結される第1のばね部と、この第1のばね部から分岐して形成され、固定枠部に連結される一対の第2のばね部とから構成され、前記第1の圧電素子部及び前記第2の圧電素子部は、それぞれ、前記第2のばね部の一つに曲げ振動を発生させる第1の圧電素子と、前記第2のばね部の他の一つに曲げ振動を発生させる第2の圧電素子とから構成された共振型光スキャナの反射ミラー位置の補正方法において、
    前記反射ミラーの位置を検出するステップと、
    前記反射ミラーの変位範囲に基づいて、第1の圧電素子部及び/又は第2の圧電素子部に対して直流電圧成分を印加するステップと、
    を有することを特徴とする振動子の反射ミラー位置の補正方法。
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JP4400608B2 (ja) * 2006-10-19 2010-01-20 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置
JP5098319B2 (ja) * 2006-12-12 2012-12-12 コニカミノルタホールディングス株式会社 光スキャナ装置
JP4277921B2 (ja) 2007-06-05 2009-06-10 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ、光スキャナおよび画像形成装置
JP5157459B2 (ja) * 2008-01-10 2013-03-06 ブラザー工業株式会社 光スキャナ
WO2009088058A1 (ja) * 2008-01-10 2009-07-16 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha 光スキャナ及び光スキャナの製造方法
JP2009210891A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Funai Electric Co Ltd 映像表示装置
JP5023023B2 (ja) * 2008-09-02 2012-09-12 日本信号株式会社 プレーナ型アクチュエータ
JP2010139691A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Brother Ind Ltd 光スキャナ及びこの光スキャナを備えた画像表示装置
DE102009026506A1 (de) 2009-05-27 2010-12-02 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
EP2302712A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-30 Stichting IMEC Nederland Method for resonance frequency tuning of micromachined structures
CN102597847B (zh) * 2009-11-16 2014-04-30 日本电气株式会社 光扫描装置
JP5287690B2 (ja) * 2009-12-11 2013-09-11 株式会社豊田中央研究所 光偏向装置
JP2011133728A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Brother Industries Ltd 光スキャナ、光スキャナを用いた画像表示装置、光スキャナ駆動制御方法、光スキャナ駆動制御プログラム。
JP2011154324A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Pioneer Electronic Corp 画像表示装置
JP2011180179A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Ricoh Co Ltd 光走査装置及び画像形成装置
WO2012014666A1 (ja) * 2010-07-29 2012-02-02 日本電気株式会社 光走査装置および画像表示装置
US20140049804A1 (en) * 2011-04-26 2014-02-20 Atsushi Tanida Mirror device
US10730742B2 (en) * 2012-01-24 2020-08-04 Pioneer Corporation Actuator with plurality of torsion bars having varying spring constant
DE102013209819B4 (de) 2013-05-27 2018-01-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optische Struktur mit daran angeordneten Stegen und Verfahren zur Herstellung derselben
JP6438221B2 (ja) * 2014-06-25 2018-12-12 オリンパス株式会社 光走査用アクチュエータおよび光走査装置
EP2977811A1 (de) * 2014-07-25 2016-01-27 Trumpf Laser Marking Systems AG System mit einem piezoresistiven Positionssensor
JP6269446B2 (ja) * 2014-11-10 2018-01-31 株式会社Jvcケンウッド 画像表示装置及びその制御方法
JP6606865B2 (ja) * 2015-05-29 2019-11-20 ミツミ電機株式会社 光走査装置及びその製造方法、光走査制御装置
EP3109919B1 (en) 2015-06-23 2021-06-23 Novaled GmbH N-doped semiconducting material comprising polar matrix and metal dopant
ITUB20156009A1 (it) * 2015-11-30 2017-05-30 St Microelectronics Srl Riflettore mems biassiale risonante con attuatori piezoelettrici e sistema mems proiettivo includente il medesimo
JP6546370B1 (ja) * 2017-12-01 2019-07-17 浜松ホトニクス株式会社 アクチュエータ装置
JP6585147B2 (ja) * 2017-12-01 2019-10-02 浜松ホトニクス株式会社 アクチュエータ装置
US11137593B2 (en) * 2019-03-06 2021-10-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Control loop for stabilizing a resonant frequency of a mirror of a laser beam scanning display
JP2021148836A (ja) * 2020-03-16 2021-09-27 株式会社リコー 可動装置、画像投影装置、ヘッドアップディスプレイ、レーザヘッドランプ、ヘッドマウントディスプレイ、物体認識装置、及び移動体

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3230359B2 (ja) * 1993-12-16 2001-11-19 株式会社村田製作所 共振型振動素子
JPH07181415A (ja) 1993-12-22 1995-07-21 Omron Corp 光走査装置
JP2981600B2 (ja) 1996-01-17 1999-11-22 オムロン株式会社 光スキャナおよびそれを用いた光センサ装置
DE19857946C1 (de) * 1998-12-16 2000-01-20 Bosch Gmbh Robert Mikroschwingspiegel
JP3956933B2 (ja) 2002-11-26 2007-08-08 ブラザー工業株式会社 光走査装置および画像形成装置
US7446911B2 (en) * 2002-11-26 2008-11-04 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US7203394B2 (en) * 2003-07-15 2007-04-10 Rosemount Aerospace Inc. Micro mirror arrays and microstructures with solderable connection sites
JP4023442B2 (ja) * 2003-12-17 2007-12-19 ブラザー工業株式会社 光スキャナおよびそれを備えた画像形成装置

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