JP5157835B2 - Image display device - Google Patents

Image display device Download PDF

Info

Publication number
JP5157835B2
JP5157835B2 JP2008289913A JP2008289913A JP5157835B2 JP 5157835 B2 JP5157835 B2 JP 5157835B2 JP 2008289913 A JP2008289913 A JP 2008289913A JP 2008289913 A JP2008289913 A JP 2008289913A JP 5157835 B2 JP5157835 B2 JP 5157835B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
light
motion
incident angle
scanning means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008289913A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010117494A (en
Inventor
重男 野島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2008289913A priority Critical patent/JP5157835B2/en
Publication of JP2010117494A publication Critical patent/JP2010117494A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5157835B2 publication Critical patent/JP5157835B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

本発明は、画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display device.

近年、半導体レーザの高出力化や青色半導体レーザの登場に伴い、レーザ光源を用いたプロジェクタが開発されている。この種のプロジェクタは、レーザ光源の波長域が狭いために色再現範囲を十分に広くすることができ、小型化や構成部品の削減も可能である。このことから、次世代のプロジェクタとして大きな可能性を秘めている。しかしながら、レーザ光源を用いたプロジェクタにおいて表示を行う際、スクリーン等の散乱体で光の干渉が生じることによって明点と暗点が縞模様あるいは斑模様に分布する、いわゆる「シンチレーション(あるいは「スペックル」とも言う)」と呼ばれる現象が発生する場合がある。   In recent years, projectors using a laser light source have been developed with the increase in output of semiconductor lasers and the appearance of blue semiconductor lasers. Since this type of projector has a narrow wavelength range of the laser light source, the color reproduction range can be sufficiently widened, and the size and the number of components can be reduced. This has great potential as a next-generation projector. However, when performing display on a projector using a laser light source, light spots and dark spots are distributed in a striped pattern or a spotted pattern due to light interference caused by a scatterer such as a screen, so-called “scintillation (or“ speckle ”). The phenomenon called "" may also occur.

シンチレーションは、観察者に対してぎらつき感を与え、画像鑑賞時に不快感を与えるなどの悪影響を及ぼす原因となる。特にレーザ光は干渉性が高い光であることから、シンチレーションが発生しやすい。ところが、レーザ光源に限らず、ランプ光源の場合でも近年は短アーク化によって光の干渉性が高くなっており、シンチレーションを除去する技術が重要になってきている。そこで、以下のようなシンチレーションを低減する技術が提案されている(例えば、特許文献1−3参照)。   Scintillation causes an adverse effect such as giving a viewer a glare and giving an uncomfortable feeling when viewing an image. In particular, since laser light is highly coherent, scintillation is likely to occur. However, not only a laser light source but also a lamp light source, in recent years, the coherence of light has been increased by shortening the arc, and a technique for removing scintillation has become important. Therefore, techniques for reducing scintillation as described below have been proposed (see, for example, Patent Documents 1-3).

特許文献1には、光変調装置による1次元中間像の形成位置に、各波長に対応する回折格子を備えた光散乱素子が配置された画像生成装置が開示されている。この画像生成装置では、各波長に対応する1次元中間像の結像位置が走査光学系の走査方向と対応する方向にずれることにより、スペックルを低減することができる。また、特許文献2,3には、光を走査する際に一定周期毎に描画位置(画素の位置)を変化させる画像表示装置が開示されている。この画像表示装置では、描画位置が変わることでスペックルのパターン(模様)が変化するため、人間の目で感じるスペックルを低減することができる。
特開2008−8977号公報 特開2003−255252号公報 特開2005−292380号公報
Patent Document 1 discloses an image generation apparatus in which a light scattering element including a diffraction grating corresponding to each wavelength is arranged at a position where a one-dimensional intermediate image is formed by a light modulation device. In this image generating apparatus, speckle can be reduced by shifting the imaging position of the one-dimensional intermediate image corresponding to each wavelength in the direction corresponding to the scanning direction of the scanning optical system. Patent Documents 2 and 3 disclose image display devices that change the drawing position (pixel position) at regular intervals when scanning light. In this image display apparatus, since the speckle pattern changes by changing the drawing position, speckle felt by human eyes can be reduced.
JP 2008-8777 A JP 2003-255252 A JP 2005-292380 A

しかしながら、上記特許文献1−3に記載されたスペックル低減対策には、以下のような問題点があった。
特許文献1の画像生成装置では、光散乱素子上の1次元中間像を投射する投射光学系が必要となるため、装置が大型化するという不具合があった。特に、特許文献1のような走査型の画像生成装置の場合、投射光学系は本来必要ないものである。それにも係わらず、投射光学系が存在することによって全体の光学系が複雑になり、部品点数が増えてしまう。また、特許文献2,3の装置では、たとえ一定周期毎に描画位置がずれたとしても、スクリーン上の任意の点のスペックルパターンは常に一定であるため、スペックルの低減効果は十分ではない。
However, the speckle reduction measures described in Patent Documents 1-3 have the following problems.
In the image generation apparatus of Patent Document 1, a projection optical system for projecting a one-dimensional intermediate image on a light scattering element is required, which causes a problem that the apparatus becomes large. In particular, in the case of a scanning-type image generation apparatus such as that disclosed in Patent Document 1, a projection optical system is essentially unnecessary. Nevertheless, the presence of the projection optical system complicates the entire optical system and increases the number of parts. Further, in the devices of Patent Documents 2 and 3, even if the drawing position is shifted at regular intervals, the speckle pattern at an arbitrary point on the screen is always constant, so the speckle reduction effect is not sufficient. .

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、装置を大型化することなく、スペックルを確実に抑制することができる画像表示装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image display device that can reliably suppress speckle without increasing the size of the device.

上記の目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、レーザ光を射出する光源と、前記レーザ光を被投射面上で2次元方向に走査して画像を描画する走査手段と、を備え、前記走査手段が、前記レーザ光を前記被投射面上で所定の周期で走査させるレーザ光走査運動を行いつつ、前記レーザ光の走査周期の倍数以外の一定周期を持つ運動、前記レーザ光の走査周期の約数以外の一定周期を持つ運動、一定周期を持たない運動のいずれかを含むレーザ光入射角変化運動を行うことにより、前記走査手段から前記被投射面の所定の描画点に対する前記レーザ光の入射角が時間的に変化することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image display device of the present invention includes a light source that emits laser light, and a scanning unit that draws an image by scanning the laser light in a two-dimensional direction on a projection surface. And the scanning means performs a laser beam scanning motion for scanning the laser beam on the projection surface at a predetermined cycle, and a motion having a constant period other than a multiple of the scanning period of the laser beam, the laser beam By performing a laser beam incident angle changing motion including either a motion having a constant period other than a divisor of the scanning period or a motion not having a constant period, the scanning means applies a predetermined drawing point on the projection surface. The incident angle of the laser beam varies with time.

本発明の画像表示装置においては、走査手段が、レーザ光の走査を行うためのレーザ光走査運動を行いつつ、レーザ光入射角変化運動を行うため、被投射面の所定の描画点に入射するレーザ光の入射角が時間的に変化する。このとき、仮にレーザ光の走査周期の倍数や約数にあたる一定周期を持つ運動を走査手段に付与したとすると、レーザ光の走査周期と走査手段に付与した運動の周期とが同期することになる。これでは描画点によっては常に同じ角度からレーザ光が入射する場合が生じ、スペックルを完全に抑制することができない。   In the image display device of the present invention, the scanning means performs a laser beam scanning movement for performing a laser beam scanning, and performs a laser beam incident angle changing movement, so that it enters a predetermined drawing point on the projection surface. The incident angle of the laser light changes with time. At this time, if a motion having a constant period that is a multiple or a divisor of the scanning period of the laser beam is applied to the scanning unit, the scanning period of the laser beam and the period of the motion applied to the scanning unit are synchronized. . In this case, depending on the drawing point, the laser beam may always be incident from the same angle, and the speckle cannot be completely suppressed.

これに対して、本発明の画像表示装置では、走査手段が、レーザ光入射角変化運動として、レーザ光の走査周期の倍数以外の一定周期を持つ運動、レーザ光の走査周期の約数以外の一定周期を持つ運動、一定周期を持たない運動のいずれかを行うため、レーザ光の走査周期とレーザ光入射角変化運動の周期とが常に非同期の状態となる。よって、全ての描画点に対して、時刻により異なる角度からレーザ光が入射するため、異なるスペックルパターンが生じ、それらスペックルパターンが時間的に平均化されて画像光のSN比が高められる。このようにして、本発明の画像表示装置によれば、光学系を複雑化することなく、スペックルを確実に抑制することができる。   On the other hand, in the image display device of the present invention, the scanning means has a movement having a constant period other than a multiple of the scanning period of the laser light as the laser light incident angle change movement, Since either the movement with a fixed period or the movement without a fixed period is performed, the scanning period of the laser beam and the period of the laser beam incident angle change movement are always in an asynchronous state. Therefore, since laser light is incident on all drawing points from different angles depending on time, different speckle patterns are generated, and these speckle patterns are temporally averaged to increase the SN ratio of image light. Thus, according to the image display apparatus of the present invention, speckle can be reliably suppressed without complicating the optical system.

本発明の画像表示装置において、前記走査手段として、前記レーザ光を反射させる反射面を有するミラーを用いることができる。
この構成によれば、例えばミラーに振動を加える等の方法により、走査手段にレーザ光入射角変化運動を行わせる構成を比較的容易に実現することができる。
In the image display device of the present invention, a mirror having a reflecting surface for reflecting the laser beam can be used as the scanning unit.
According to this configuration, for example, a configuration in which the scanning unit performs the laser beam incident angle changing motion by a method such as applying vibration to the mirror can be realized relatively easily.

本発明の画像表示装置において、前記レーザ光入射角変化運動が、前記反射面の法線方向に移動成分を持つ並進運動、もしくは、前記ミラーの走査軸線と異なる軸線上の回転軸を中心とした回転運動であることが望ましい。
この構成によれば、被投射面の所定の描画点に対するレーザ光の入射角を効果的に変化させることができる。
In the image display device of the present invention, the laser beam incident angle changing motion is a translational motion having a moving component in the normal direction of the reflecting surface, or a rotation axis on an axis different from the scanning axis of the mirror. A rotational motion is desirable.
According to this configuration, it is possible to effectively change the incident angle of the laser beam with respect to a predetermined drawing point on the projection surface.

本発明の画像表示装置において、前記ミラーに共振型のミラーが用いられる場合、前記レーザ光走査運動として第1共振モードの共振運動が用いられ、前記並進運動もしくは前記回転運動として前記第1共振モードと異なる第2共振モードの共振運動が用いられることが望ましい。
この構成によれば、走査手段に比較的小さなエネルギーを付与しただけで大きな振動を得ることができ、高効率の画像表示装置を実現することができる。
In the image display device of the present invention, when a resonance type mirror is used as the mirror, a resonance motion of a first resonance mode is used as the laser beam scanning motion, and the first resonance mode is used as the translation motion or the rotation motion. It is desirable to use a resonance motion of the second resonance mode different from the above.
According to this configuration, a large vibration can be obtained only by applying relatively small energy to the scanning means, and a highly efficient image display apparatus can be realized.

第2共振モードの共振運動を用いる上記の構成において、前記レーザ光の走査に用いる前記ミラーの駆動信号の波形に前記第2共振モードの共振周波数を持つ波形が重畳された波形を持つ駆動信号が、前記走査手段に供給されることが望ましい。
本発明において、ミラーにレーザ光入射角変化運動を付与する具体的な手段としては、例えば圧電素子等の駆動手段によってミラーを振動させる構成としても良いが、上記の構成によれば、格別な駆動手段を用いることなく、走査手段に供給する駆動信号を細工するだけでミラーに上記の運動を付与することができ、合理的である。
In the above configuration using the resonance motion of the second resonance mode, a drive signal having a waveform in which a waveform having the resonance frequency of the second resonance mode is superimposed on the waveform of the drive signal of the mirror used for scanning of the laser light. The scanning means is preferably supplied.
In the present invention, as a specific means for imparting a laser beam incident angle change motion to the mirror, for example, a configuration in which the mirror is vibrated by a driving means such as a piezoelectric element may be used. Without using any means, the above movement can be imparted to the mirror simply by crafting the drive signal supplied to the scanning means, which is reasonable.

本発明の画像表示装置において、前記走査手段が、前記被投射面上の一方向において前記レーザ光を相対的に高速に走査する高速走査手段と、前記被投射面上の前記高速走査手段の走査方向と垂直な方向において前記レーザ光を相対的に低速に走査する低速走査手段と、を備える場合、前記高速走査手段、前記低速走査手段の少なくとも一方が前記レーザ光入射角変化運動を行う構成を採用することができる。
この構成によれば、高速走査手段、低速走査手段の2段の走査手段を用い、その少なくとも一方がレーザ光入射角変化運動を行えばよいので、運動の制御を容易かつ確実に行うことができる。
In the image display device of the present invention, the scanning means scans the laser light at a relatively high speed in one direction on the projection surface, and scans of the high-speed scanning means on the projection surface. A low-speed scanning unit that scans the laser light at a relatively low speed in a direction perpendicular to the direction, at least one of the high-speed scanning unit and the low-speed scanning unit is configured to perform the laser light incident angle change motion. Can be adopted.
According to this configuration, since two-stage scanning means, that is, a high-speed scanning means and a low-speed scanning means, are used, and at least one of them only needs to perform the laser beam incident angle changing motion, the motion can be controlled easily and reliably. .

2つの走査手段を用いる上記の構成において、前記高速走査手段、前記低速走査手段の双方が前記レーザ光入射角変化運動を行い、前記高速走査手段のレーザ光入射角変化運動の周期と前記低速走査手段のレーザ光入射角変化運動の周期とが倍数以外の関係もしくは約数以外の関係にあるか、または、前記高速走査手段のレーザ光入射角変化運動、前記低速走査手段のレーザ光入射角変化運動の少なくとも一方が一定の周期を持たないことが望ましい。
この構成によれば、高速走査手段、低速走査手段の双方がレーザ光入射角変化運動を行い、かつ、高速走査手段の運動周期と低速走査手段の運動周期とが倍数以外もしくは約数以外の関係にあるか、または、2つの走査手段のレーザ光入射角変化運動の少なくとも一方が一定の周期を持たないため、非同期状態が被投射面全体にわたって確実に維持され、スペックルをより確実に抑制することができる。
In the above configuration using two scanning means, both the high speed scanning means and the low speed scanning means perform the laser light incident angle changing motion, and the period of the laser light incident angle changing motion of the high speed scanning means and the low speed scanning. The period of the laser beam incident angle change movement of the means is in a relationship other than a multiple or a relationship other than a divisor, or the laser beam incident angle change motion of the high speed scanning unit, the laser beam incident angle change of the low speed scanning unit It is desirable that at least one of the movements does not have a certain period.
According to this configuration, both the high-speed scanning means and the low-speed scanning means perform the laser beam incident angle changing movement, and the movement cycle of the high-speed scanning means and the movement period of the low-speed scanning means are other than a multiple or a factor other than a divisor. Or because at least one of the laser beam incident angle changing motions of the two scanning means does not have a constant period, the asynchronous state is reliably maintained over the entire projection surface, and speckle is more reliably suppressed. be able to.

もしくは、前記高速走査手段、前記低速走査手段のうちのいずれか一方が前記レーザ光入射角変化運動を行い、一方の走査手段が前記レーザ光入射角変化運動を行うことによって生じる前記被投射面上の描画点のずれを、前記レーザ光入射角変化運動を行っていない側の走査手段の走査の制御、もしくは、前記光源の発光タイミングによって補正することが望ましい。
本発明では、走査手段がレーザ光走査運動以外にレーザ光入射角変化運動を行うため、被投射面にレーザ光を照射したときの描画位置が正規の描画点からずれ、画像が歪むことが考えられる。これに対し、上記の構成によれば、レーザ光入射角変化運動を行っていない側の走査手段の走査の制御、または、光源の発光タイミングによって描画点のずれを補正するので、歪みのない画像を得ることができる。
Alternatively, one of the high-speed scanning unit and the low-speed scanning unit performs the laser beam incident angle changing motion, and the one scanning unit performs the laser beam incident angle changing motion on the projected surface. It is desirable to correct the deviation of the drawing point by controlling the scanning of the scanning means on the side not performing the laser beam incident angle changing motion, or the light emission timing of the light source.
In the present invention, since the scanning means performs a laser beam incident angle changing motion in addition to the laser beam scanning motion, the drawing position when the projection surface is irradiated with the laser beam is deviated from the normal drawing point, and the image is distorted. It is done. On the other hand, according to the above configuration, since the deviation of the drawing point is corrected by the scanning control of the scanning means on the side not performing the laser beam incident angle changing motion or the light emission timing of the light source, the image without distortion Can be obtained.

本発明の画像表示装置において、前記走査手段が、前記レーザ光を前記被投射面上の水平方向および垂直方向に走査する2軸走査手段であり、前記2軸走査手段が前記レーザ光入射角変化運動を行う構成を採用することができる。
この構成によれば、2軸走査手段を1段のみ用い、これがレーザ光入射角変化運動を行えばよいため、画像表示装置の部品の簡略化、小型化を図ることができる。
In the image display device of the present invention, the scanning unit is a biaxial scanning unit that scans the laser beam in a horizontal direction and a vertical direction on the projection surface, and the biaxial scanning unit changes the incident angle of the laser beam. A configuration for performing exercise can be employed.
According to this configuration, since only one stage of the biaxial scanning unit is used and the laser beam incident angle changing motion is performed, the parts of the image display device can be simplified and downsized.

2軸走査手段を用いる上記の構成において、前記2軸走査手段が前記レーザ光入射角変化運動を行うことによって生じる前記被投射面上の描画点のずれを、前記2軸走査手段の走査の制御、もしくは、前記光源の発光タイミングによって補正することが望ましい。
この構成によれば、上記と同様、歪みのない画像を得ることができる。
In the above-described configuration using the biaxial scanning means, the deviation of the drawing point on the projection surface caused by the biaxial scanning means performing the laser beam incident angle changing motion is controlled by the scanning of the biaxial scanning means. Alternatively, it is desirable to correct by the light emission timing of the light source.
According to this configuration, an image without distortion can be obtained as described above.

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置は、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ射出するレーザ光源を用いてスクリーン上に画像を描画する画像表示装置であり、2段の走査手段を用いた例である。
図1は本実施形態の画像表示装置の概略構成を示す斜視図である。図2は同画像表示装置に用いられるMEMSミラーを示す斜視図である。図3はMEMSミラーに供給する駆動信号の波形を示す図である。図4はMEMSミラーがレーザ光入射角変化運動を行ったときのスクリーンへの光の入射角の変化の様子を示す図である。図5はスクリーン上の各描画点の位置を示す正面図である。なお、以下の各図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素毎に寸法の比率や縮尺を変えることがある。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The image display device of this embodiment is an image display device that draws an image on a screen using laser light sources that respectively emit red light, green light, and blue light, and is an example that uses two-stage scanning means. .
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the image display apparatus of the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a MEMS mirror used in the image display apparatus. FIG. 3 is a diagram showing a waveform of a drive signal supplied to the MEMS mirror. FIG. 4 is a diagram illustrating a change in the incident angle of light on the screen when the MEMS mirror performs a laser beam incident angle changing motion. FIG. 5 is a front view showing the position of each drawing point on the screen. In the following drawings, the dimensional ratio and scale may be changed for each component in order to make each component easy to see.

本実施形態の画像表示装置1は、図1に示すように、光源部2と、MEMSミラー3(高速走査手段)と、ガルバノミラー4(低速走査手段)と、を備えている。光源部2は、赤色レーザ光(中心波長:620nm)を射出する赤色レーザ光源2Rと、緑色レーザ光(中心波長:530nm)を射出する緑色レーザ光源2Gと、青色レーザ光(中心波長:460nm)を射出する青色レーザ光源2Bと、クロスダイクロイックプリズム5と、を備えている。なお、上記の各色のレーザ光の波長は一例に過ぎない。また、クロスダイクロイックプリズム5は、各レーザ光源2R,2G,2Bから射出された各色のレーザ光を合成するものである。   As shown in FIG. 1, the image display device 1 according to the present embodiment includes a light source unit 2, a MEMS mirror 3 (high-speed scanning unit), and a galvano mirror 4 (low-speed scanning unit). The light source unit 2 includes a red laser light source 2R that emits red laser light (center wavelength: 620 nm), a green laser light source 2G that emits green laser light (center wavelength: 530 nm), and a blue laser light (center wavelength: 460 nm). And a cross dichroic prism 5. In addition, the wavelength of the laser beam of each color is only an example. The cross dichroic prism 5 combines the laser beams of the respective colors emitted from the laser light sources 2R, 2G, and 2B.

MEMSミラー3は、図1に示すように、2つの走査ミラーのうち、光源部2に近い側に設置された走査ミラーである。MEMSミラー3は、スクリーン7(被投射面)上に画像を描画する際の2方向(垂直方向V、水平方向H)の走査のうち、光源部2から射出されたレーザ光を水平方向Hに走査する水平走査用スキャナとして機能し、高速側の走査を担当する。一方、ガルバノミラー4は、2つの走査ミラーのうち、スクリーン7に近い側に設置された走査ミラーである。ガルバノミラー4は、MEMSミラー3で反射された後のレーザ光を垂直方向Vに走査する垂直走査用スキャナとして機能し、低速側の走査を担当する。   As shown in FIG. 1, the MEMS mirror 3 is a scanning mirror installed on the side closer to the light source unit 2 among the two scanning mirrors. The MEMS mirror 3 emits laser light emitted from the light source unit 2 in the horizontal direction H during scanning in two directions (vertical direction V and horizontal direction H) when an image is drawn on the screen 7 (projected surface). It functions as a horizontal scanning scanner, and is responsible for high-speed scanning. On the other hand, the galvanometer mirror 4 is a scanning mirror installed on the side close to the screen 7 of the two scanning mirrors. The galvanometer mirror 4 functions as a vertical scanning scanner that scans the laser light reflected by the MEMS mirror 3 in the vertical direction V, and is responsible for low-speed scanning.

本実施形態で用いるスクリーン7は、水平方向640×垂直方向480の画素によって形成される、いわゆるVGA(Video Graphics Array)の画像を表示可能なものとする。なお、ここで言う「スクリーン上での画素」とは、投射画像を構成する最小単位である1画素に対応した被投射面上の照射領域のことである。   The screen 7 used in this embodiment is capable of displaying a so-called VGA (Video Graphics Array) image formed by pixels in the horizontal direction 640 × vertical direction 480. The “pixels on the screen” referred to here are irradiation areas on the projection surface corresponding to one pixel which is the minimum unit constituting the projection image.

MEMSミラー3は、図2に示すように、例えばシリコン基板等から一体形成されたミラー部9と枠部10と梁部11とを備えている。ミラー部9は、円板状に形成されており、入射した光を反射させる平滑な反射面を有している。また、ミラー部9は、円板の直径方向に延在する梁部11によって枠部10の内側に回動可能に支持されている。また、図示を省略するが、ミラー部9にコイルが設けられているとともに、枠部10には磁石が設けられている。すなわち、このMEMSミラー3は、コイルに電流を流した際の電磁誘導によりミラー部9が駆動するようになっている。具体的には、コイルに正弦波状の駆動信号(電流)を供給することによりコイルがローレンツ力を受けて梁部11が捩れ、ミラー部9が梁部11を中心として所定の回転角の範囲内で回転往復運動(首振り運動)する。このミラー部9の回動がレーザ光走査運動であり、レーザ光がスクリーン7上を水平方向に走査される。なお、以下の説明では、ミラー部9が回転していないときにミラー部9の反射面と枠部の上面が同一平面にある状態の面のことを「MEMSミラーの主面」と呼ぶ。   As shown in FIG. 2, the MEMS mirror 3 includes a mirror portion 9, a frame portion 10, and a beam portion 11 that are integrally formed from, for example, a silicon substrate. The mirror unit 9 is formed in a disc shape and has a smooth reflecting surface that reflects incident light. Moreover, the mirror part 9 is rotatably supported inside the frame part 10 by a beam part 11 extending in the diameter direction of the disk. Although not shown, the mirror portion 9 is provided with a coil, and the frame portion 10 is provided with a magnet. That is, the MEMS mirror 3 is configured such that the mirror unit 9 is driven by electromagnetic induction when a current is passed through the coil. Specifically, by supplying a sinusoidal drive signal (current) to the coil, the coil receives the Lorentz force and the beam portion 11 is twisted, and the mirror portion 9 is within a predetermined rotation angle range around the beam portion 11. Rotate reciprocating motion (swing motion). The rotation of the mirror unit 9 is a laser beam scanning motion, and the laser beam is scanned on the screen 7 in the horizontal direction. In the following description, a surface in which the reflecting surface of the mirror unit 9 and the upper surface of the frame unit are in the same plane when the mirror unit 9 is not rotating is referred to as a “main surface of the MEMS mirror”.

本実施形態では、コイルに対して単に正弦波状の駆動信号を与えるのではなく、一つの正弦波とは異なる周期を持つ他の正弦波を重畳させた波形を持つ駆動信号をMEMSミラー3のコイルに供給する。具体的には、図3に示すように、レーザ光の走査に用いる、実線W1で示した周期が短い正弦波状の駆動信号の波形に、1点鎖線W2で示した正弦波の波形を重畳させた駆動信号Sを生成し、コイルに供給する。ここで、実線W1で示した正弦波の周波数はMEMSミラー3に固有の第1共振モードの共振周波数に対応しており、1点鎖線W2で示した正弦波の周波数は第2共振モードの共振周波数に対応している。つまり、一般のMEMSミラーは、レーザ光の走査に用いる共振モード以外に複数の固有の共振モードを有しているため、本実施形態では、レーザ光の走査用の回転往復運動に用いる共振モード以外の共振モードを利用してミラー部9を振動させるということである。また、実線W1で示した正弦波の周期と1点鎖線W2で示した正弦波の周期とは、互いに倍数や約数の関係にない。   In the present embodiment, a drive signal having a waveform in which another sine wave having a different period from one sine wave is superimposed is not applied to the coil, but a sinusoidal drive signal is simply applied to the coil of the MEMS mirror 3. To supply. Specifically, as shown in FIG. 3, the waveform of the sine wave indicated by the one-dot chain line W2 is superimposed on the waveform of the sine wave-like drive signal having a short cycle indicated by the solid line W1 used for scanning of the laser beam. Drive signal S is generated and supplied to the coil. Here, the frequency of the sine wave indicated by the solid line W1 corresponds to the resonance frequency of the first resonance mode inherent to the MEMS mirror 3, and the frequency of the sine wave indicated by the one-dot chain line W2 is the resonance of the second resonance mode. It corresponds to the frequency. That is, since a general MEMS mirror has a plurality of specific resonance modes in addition to the resonance mode used for laser beam scanning, in this embodiment, other than the resonance mode used for rotational reciprocating motion for laser beam scanning. This means that the mirror unit 9 is vibrated using the resonance mode. Further, the cycle of the sine wave indicated by the solid line W1 and the cycle of the sine wave indicated by the one-dot chain line W2 are not in a multiple or divisor relationship.

このような駆動信号Sをコイルに供給すると、MEMSミラー3に固有の異なる2つの共振モードの共振が生じる結果、図2に示すように、上述のミラー部9の回転往復運動(矢印Aで示す方向の回転往復運動)が生じつつ、MEMSミラーの主面の法線方向へのミラー部の振動(矢印Bで示す方向の往復運動)が生じる。すなわち、ミラー部9には、MEMSミラー3の主面の法線方向、すなわちミラー部9が回転していないとき(ミラー部9の反射面が枠部10の上面と同一平面上にあるとき)の反射面の法線方向に移動成分を持つ並進運動が生じる。また、上述したように、駆動信号S中に含まれる2つの運動を生じさせるための2つの波形W1,W2の周期が倍数や約数の関係にないため、ミラー部9の回転往復運動と振動とは同期せず、常に位相がずれた状態となる。   When such a drive signal S is supplied to the coil, resonance in two different resonance modes inherent to the MEMS mirror 3 occurs, and as a result, as shown in FIG. Rotational reciprocating motion in the direction), and vibration of the mirror portion in the normal direction of the main surface of the MEMS mirror (reciprocating motion in the direction indicated by arrow B) occurs. That is, the mirror unit 9 has a normal direction of the main surface of the MEMS mirror 3, that is, when the mirror unit 9 is not rotating (when the reflecting surface of the mirror unit 9 is on the same plane as the upper surface of the frame unit 10). Translational motion with a moving component occurs in the normal direction of the reflecting surface. Further, as described above, since the period of the two waveforms W1 and W2 for generating the two motions included in the drive signal S is not a multiple or divisor, the reciprocating motion and vibration of the mirror unit 9 are vibrated. Are not synchronized with each other and are always out of phase.

このとき、画像表示装置1の全体の動作を説明すると、赤色レーザ光源2R、緑色レーザ光源2G、青色レーザ光源2Bの各々から射出されたレーザ光がクロスダイクロイックプリズム5で合成され、MEMSミラー3に向けて射出される。MEMSミラー3で反射された光は、ガルバノミラー4の図4の紙面に平行な回転軸を中心とした回転運動(矢印C)によってスクリーン7上で走査される。このとき、MEMSミラー3のミラー部9は、図4の紙面に垂直な回転軸を中心として矢印A方向に回転往復運動しつつ、矢印B方向に振動しているため、レーザ光が同じ描画点P(画素)を照射する場合でも、時刻(フレーム)によってレーザ光が実線の経路L1を辿る場合と破線の経路L2を辿る場合とが生じ、スクリーン7に対する入射角が変化する。   At this time, the overall operation of the image display device 1 will be described. Laser light emitted from each of the red laser light source 2R, the green laser light source 2G, and the blue laser light source 2B is synthesized by the cross dichroic prism 5 and is combined with the MEMS mirror 3. It is injected towards. The light reflected by the MEMS mirror 3 is scanned on the screen 7 by a rotational motion (arrow C) about the rotational axis parallel to the paper surface of FIG. At this time, the mirror unit 9 of the MEMS mirror 3 vibrates in the arrow B direction while rotating and reciprocating in the arrow A direction around the rotation axis perpendicular to the paper surface of FIG. Even when P (pixels) is irradiated, there are cases where the laser light follows a solid line L1 and a broken line L2 depending on time (frame), and the incident angle to the screen 7 changes.

仮にレーザ光の回転往復運動と同期する振動をMEMSミラーに付与したとすると、描画点(画素)によっては常に同じ角度からレーザ光が入射する場合が生じ、スペックルを完全に抑制することができない。これに対して、本実施形態の画像表示装置1では、MEMSミラー3のミラー部9の回転往復運動と振動とが常に非同期の状態であるため、全ての描画点に対して時刻により異なる角度からレーザ光が入射する。そのため、異なるスペックルパターンが生じ、それらスペックルパターンが時間的に平均化されて画像光のSN比が高められる。このようにして、本実施形態の画像表示装置によれば、光学系を複雑化することなく、スペックルを確実に抑制することができる。   Assuming that the MEMS mirror is vibrated in synchronization with the rotational reciprocating motion of the laser beam, the laser beam may always be incident from the same angle depending on the drawing point (pixel), and the speckle cannot be completely suppressed. . On the other hand, in the image display device 1 of the present embodiment, the rotational reciprocation and vibration of the mirror unit 9 of the MEMS mirror 3 are always in an asynchronous state. Laser light is incident. Therefore, different speckle patterns are generated, and these speckle patterns are temporally averaged to increase the SN ratio of image light. Thus, according to the image display device of the present embodiment, speckle can be reliably suppressed without complicating the optical system.

また、走査手段として共振型のMEMSミラー3を備え、ミラー部9を回転往復運動させるために第1共振モードの共振運動が用いられ、ミラー部9を振動させるために第2共振モードの共振運動が用いられるため、MEMSミラーに比較的小さなエネルギーを付与しただけで大きな振動を得ることができ、高効率の画像表示装置を実現できる。さらに、ミラー部9を振動させるための電気信号を別に供給するのではなく、レーザ光走査用の駆動信号の第1共振モードの波形に第2共振モードの波形を重畳させているので、例えば圧電素子等の特別な振動付与手段を用いることなく、MEMSミラー3に供給する駆動信号を工夫するだけでミラー部9に上記の運動を付与することができ、合理的である。   In addition, the resonance type MEMS mirror 3 is provided as a scanning unit, the resonance motion in the first resonance mode is used for rotating and reciprocating the mirror portion 9, and the resonance motion in the second resonance mode for vibrating the mirror portion 9. Therefore, a large vibration can be obtained only by applying relatively small energy to the MEMS mirror, and a highly efficient image display device can be realized. In addition, an electric signal for vibrating the mirror unit 9 is not supplied separately, but the waveform of the second resonance mode is superimposed on the waveform of the first resonance mode of the driving signal for laser beam scanning. The above-described motion can be imparted to the mirror unit 9 by simply devising a drive signal supplied to the MEMS mirror 3 without using special vibration imparting means such as an element, which is reasonable.

なお、ミラー部9を振動させた結果、入射角が変化するだけでなく、描画点の位置がずれることがある。本実施形態のように、前段のMEMSミラー3に高速走査のための回転往復運動以外の振動を付与する一方、後段のガルバノミラーに低速走査のための回転往復運動以外に特別の運動を付与しなかったとすると、例えば図5に示すように、スクリーン7上の各描画点が、実線で示す正規の描画点位置P1に対して破線で示す位置P2に水平方向Hにずれることになる。この場合、ずれの程度が許容範囲内であれば良いが、許容範囲を超えると画像が歪む虞がある。その場合、後段のガルバノミラー4にも前段のMEMSミラー3と同様の振動を付与するか、または各レーザ光源2R,2G,2Bの発光タイミングを微調整することによって、各描画点を正規の位置に補正することができる。本実施形態では、高速走査側のMEMSミラー3のみに振動を付与し、低速走査側のガルバノミラー4で描画位置の補正を行えるため、補正が行いやすく、精度を高めることができる。   In addition, as a result of vibrating the mirror unit 9, not only the incident angle changes but also the position of the drawing point may shift. As in this embodiment, a vibration other than the rotational reciprocating motion for high-speed scanning is applied to the MEMS mirror 3 in the previous stage, while a special motion other than the rotational reciprocating motion for low-speed scanning is applied to the downstream galvanometer mirror. If not, for example, as shown in FIG. 5, each drawing point on the screen 7 is shifted in the horizontal direction H to a position P2 indicated by a broken line with respect to a normal drawing point position P1 indicated by a solid line. In this case, it is sufficient that the degree of deviation is within the allowable range, but if the allowable range is exceeded, the image may be distorted. In that case, each drawing point is set to a normal position by giving the same vibration as that of the MEMS mirror 3 in the preceding stage to the latter stage galvanometer mirror 4 or by finely adjusting the light emission timing of each laser light source 2R, 2G, 2B. Can be corrected. In the present embodiment, vibration is applied only to the MEMS mirror 3 on the high-speed scanning side, and the drawing position can be corrected by the galvano mirror 4 on the low-speed scanning side, so that correction can be easily performed and accuracy can be improved.

一つのMEMSミラーにおける各モードの共振周波数は設計時点で予め判っているため、画像表示装置1とスクリーン7との間の位置関係が決まっていれば、スクリーン7上の各描画点の位置ズレは予め計算できる。したがって、定められた制御則に従って、ガルバノミラー4の制御やレーザ光源2R,2G,2Bの発光タイミングの調整を行えば、画素ズレのない画像表示装置を実現することができる。   Since the resonance frequency of each mode in one MEMS mirror is known in advance at the time of design, if the positional relationship between the image display device 1 and the screen 7 is determined, the positional deviation of each drawing point on the screen 7 is It can be calculated in advance. Therefore, if the control of the galvanometer mirror 4 and the adjustment of the light emission timings of the laser light sources 2R, 2G, and 2B are performed in accordance with a predetermined control rule, an image display device free from pixel deviation can be realized.

[変形例1−1]
上記実施形態では、MEMSミラー3のミラー部9に反射面の法線方向の振動を付与する構成例を説明したが、その構成例に代えて、ミラー部9の走査のための回転往復運動の回転軸とは異なる回転軸を中心とした回転運動を付与する構成としても良く、その場合も上記実施形態と同様の効果が得られる。図6に示したものは、MEMSミラー3の主面において梁部11の延在方向に対して直交する方向に延在する回転軸を中心とする回転往復運動が生じている構成例である。すなわち、このMEMSミラー3の場合、レーザ光を走査するための梁部11(回転軸a)を中心としたミラー部9の回転往復運動(矢印Aで示す)が生じつつ、回転軸aに対して垂直な回転軸dを中心としたミラー部9の回転往復運動(矢印Dで示す)が生じる。回転軸dを中心としたミラー部9の回転往復運動は、上記実施形態と同様、レーザ光を走査するためのミラー部9の回転往復運動に用いる共振モードとは異なる共振モードを利用して生じさせることができる。また、その共振モードは、レーザ光を走査するための駆動信号に所定の波形を重畳させて実現できる点も上記実施形態と同様である。
[Modification 1-1]
In the above embodiment, the configuration example in which the normal direction of the reflection surface is applied to the mirror portion 9 of the MEMS mirror 3 has been described. However, instead of the configuration example, the rotational reciprocating motion for scanning of the mirror portion 9 is performed. It is good also as a structure which gives the rotational motion centering on the rotating shaft different from a rotating shaft, and the effect similar to the said embodiment is acquired also in that case. FIG. 6 shows a configuration example in which a reciprocating motion about the rotation axis extending in the direction orthogonal to the extending direction of the beam portion 11 occurs on the main surface of the MEMS mirror 3. That is, in the case of this MEMS mirror 3, while the reciprocating motion (indicated by the arrow A) of the mirror portion 9 around the beam portion 11 (rotation axis a) for scanning the laser light is generated, the rotation axis a Thus, a reciprocating motion (indicated by an arrow D) of the mirror portion 9 about the vertical rotation axis d occurs. The reciprocating motion of the mirror unit 9 about the rotation axis d is generated using a resonance mode different from the resonance mode used for the reciprocating motion of the mirror unit 9 for scanning the laser beam, as in the above embodiment. Can be made. In addition, the resonance mode can be realized by superimposing a predetermined waveform on a drive signal for scanning with laser light, as in the above embodiment.

本変形例の場合、回転軸dを中心としたミラー部9の回転往復運動によって、図7に示すように、スクリーン7上の各描画点が、実線で示す正規の描画点位置P1に対して破線で示す位置P2に垂直方向Vにずれることになる。この場合、ずれの程度が許容範囲内であれば良いが、許容範囲を超えると画像が歪む虞がある。その場合、後段のガルバノミラー4の走査角度を前段のMEMSミラー3によるズレ分だけ微調整することによって、各描画点を正規の位置に補正することができる。   In the case of this modification, as shown in FIG. 7, each drawing point on the screen 7 is moved with respect to the normal drawing point position P1 indicated by the solid line by the reciprocating motion of the mirror unit 9 about the rotation axis d. It shifts in the vertical direction V to the position P2 indicated by the broken line. In this case, it is sufficient that the degree of deviation is within the allowable range, but if the allowable range is exceeded, the image may be distorted. In that case, each drawing point can be corrected to a normal position by finely adjusting the scanning angle of the latter-stage galvanometer mirror 4 by the amount of deviation by the former-stage MEMS mirror 3.

なお、本変形例において、図7のように微小なズレではなく、一つの描画点が隣の描画点位置までずれるような場合には、描画点位置の補正のための後段のガルバノミラー4の制御を敢えて行わず、各レーザ光源2R,2G,2Bに供給する各描画点に対応する画像信号を並べ替え、スクリーン7上の描画点の軌跡に従って所定の描画点位置を通過するタイミングでその描画点に対応するレーザ光を照射する構成としても良い。この場合、各レーザ光源2R,2G,2Bに供給する画像信号の制御は複雑になるものの、後段のガルバノミラー4の制御は極めて容易になる。   In this modified example, when one drawing point is shifted to the adjacent drawing point position instead of a slight shift as shown in FIG. 7, the latter galvanometer mirror 4 for correcting the drawing point position is used. The image signal corresponding to each drawing point supplied to each laser light source 2R, 2G, 2B is rearranged without control, and the drawing is performed at a timing when a predetermined drawing point position is passed according to the locus of the drawing point on the screen 7. It is good also as a structure which irradiates the laser beam corresponding to a point. In this case, control of image signals supplied to the laser light sources 2R, 2G, and 2B becomes complicated, but control of the galvanometer mirror 4 at the subsequent stage is extremely easy.

[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態について図8、図9を参照して説明する。
図8は、本実施形態の画像表示装置の全体構成を示す斜視図であり、図9は、MEMSミラーを示す正面図である。
なお、図8、図9において、第1実施形態の説明で用いた図1、図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a perspective view showing the overall configuration of the image display apparatus of this embodiment, and FIG. 9 is a front view showing the MEMS mirror.
8 and 9, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1 and 2 used in the description of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態の画像表示装置21は、図8に示すように、赤色レーザ光源2Rと、緑色レーザ光源2Gと、青色レーザ光源2Bと、クロスダイクロイックプリズム5と、MEMSミラー22(走査手段)とを備えており、レーザ光をMEMSミラー22によってスクリーン7上で2次元的に走査することにより画像を表示する。   As shown in FIG. 8, the image display device 21 of the present embodiment includes a red laser light source 2R, a green laser light source 2G, a blue laser light source 2B, a cross dichroic prism 5, and a MEMS mirror 22 (scanning means). The image is displayed by scanning the laser beam two-dimensionally on the screen 7 by the MEMS mirror 22.

MEMSミラー22は、図9に示すように、ミラー部31と、第1枠部33と、第2枠部35と、第1梁部32と、第2梁部34と、を備えた共振型のミラーである。ミラー部31はx方向に延在する第1梁部32によって第1枠部33に支持され、ミラー部31を含む第1枠部33はy方向に延在する第2梁部34によって第2枠部35に支持されている。この構成により、ミラー部31を含む第1枠部33は第2梁部34を中心軸として回転往復運動し(矢印Eで示す)、レーザ光をスクリーン7上で水平方向Hに走査する(低速走査)。さらに、ミラー部31は第1枠部33に対して第1梁部32を中心軸として回転往復運動し(矢印Fで示す)、レーザ光をスクリーン7上で垂直方向Vに走査する(高速走査)。   As illustrated in FIG. 9, the MEMS mirror 22 includes a mirror unit 31, a first frame unit 33, a second frame unit 35, a first beam unit 32, and a second beam unit 34. It is a mirror. The mirror part 31 is supported by the first frame part 33 by the first beam part 32 extending in the x direction, and the first frame part 33 including the mirror part 31 is secondly supported by the second beam part 34 extending in the y direction. It is supported by the frame part 35. With this configuration, the first frame portion 33 including the mirror portion 31 rotates and reciprocates around the second beam portion 34 as a central axis (indicated by an arrow E), and scans the laser light in the horizontal direction H on the screen 7 (low speed). scanning). Further, the mirror portion 31 rotates and reciprocates around the first beam portion 32 with the first beam portion 32 as a central axis (indicated by an arrow F), and scans the laser beam in the vertical direction V on the screen 7 (high-speed scanning). ).

ここで、本実施形態の場合も第1実施形態と同様、MEMSミラー22のコイルに図3のような駆動信号を供給することにより、ミラー部31もしくは第1枠部33全体にレーザ光走査のための所定の共振モードの回転往復運動が生じるとともに、MEMSミラー22の主面の法線方向の並進運動もしくは前記回転往復運動の回転軸とは異なる軸を中心とする回転運動が生じる。   Here, in the case of the present embodiment as well, as in the first embodiment, the drive signal as shown in FIG. 3 is supplied to the coil of the MEMS mirror 22 so that the entire mirror portion 31 or the first frame portion 33 is scanned with the laser beam. Therefore, a reciprocating motion in a predetermined resonance mode is generated, and a translational motion in the normal direction of the main surface of the MEMS mirror 22 or a rotating motion around an axis different from the rotational axis of the reciprocating motion is generated.

本実施形態の画像表示装置21においても、光学系を複雑化することなく、スペックルを確実に抑制できる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。   Also in the image display device 21 of the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment that speckles can be reliably suppressed without complicating the optical system is obtained.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、前段(高速走査)側の走査ミラーのみに並進運動や回転運動を付与する例を示したが、後段(低速走査)側の走査ミラーのみに運動を付与しても良い。その場合、描画点の位置ズレは前段側の走査ミラーの制御で補正するか、もしくはレーザ光源の発光タイミングの調整で補正すれば良い。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which translational motion or rotational motion is applied only to the scanning mirror on the front stage (high-speed scanning) is shown, but motion may be applied only to the scanning mirror on the rear stage (low-speed scanning). In this case, the positional deviation of the drawing point may be corrected by controlling the scanning mirror on the preceding stage or by adjusting the light emission timing of the laser light source.

または、前段、後段の双方の走査ミラーに運動を付与しても良い。その場合、前段の走査ミラーの運動の周期と後段の走査ミラーの運動の周期とが倍数以外の関係もしくは約数以外の関係にあることが望ましい。この構成によれば、各走査ミラーの運動の非同期状態が確実に維持されるため、スペックルをより確実に抑制することができる。   Alternatively, motion may be applied to both the front and rear scanning mirrors. In that case, it is desirable that the period of motion of the scanning mirror at the front stage and the period of motion of the scanning mirror at the rear stage have a relationship other than a multiple or a relationship other than a divisor. According to this configuration, since the asynchronous state of the movement of each scanning mirror is reliably maintained, speckle can be more reliably suppressed.

また、上記実施形態では、一定の周期を持つ並進運動や回転運動を走査ミラーに付与する例を示したが、一定の周期を持たない(言い換えると、ランダムな周期を持つ)運動を走査ミラーに付与する構成としても良い。この場合、その運動はレーザ光を走査するための走査ミラーの回転往復運動とは同期することがないため、スペックルを確実に抑制することができる。   In the above-described embodiment, an example in which translational motion or rotational motion having a constant period is applied to the scanning mirror has been described. However, motion that does not have a constant period (in other words, a random period) is applied to the scanning mirror. It is good also as a structure to provide. In this case, since the movement does not synchronize with the rotational reciprocation of the scanning mirror for scanning the laser beam, speckle can be reliably suppressed.

また、上記実施形態では、走査ミラーに2つの異なる共振波形を重畳させた駆動信号を与えることで、走査ミラーにレーザ光走査以外の運動を生じさせる構成を示した。この構成に代えて、走査ミラーに与える駆動信号はレーザ光走査用の波形のみを有する信号としておき、別途、圧電素子等の振動を付与する手段を備えた構成としても良い。その他、レーザ光の走査手段としては、MEMSミラー、ガルバノミラーの他、ポリゴンミラー等を用いることもできる。   In the above-described embodiment, a configuration has been described in which a driving signal other than laser beam scanning is generated in the scanning mirror by applying a driving signal in which two different resonance waveforms are superimposed on the scanning mirror. Instead of this configuration, the drive signal applied to the scanning mirror may be a signal having only a laser beam scanning waveform, and may be provided with a means for separately providing vibration such as a piezoelectric element. In addition, as a laser beam scanning means, a MEMS mirror, a galvanometer mirror, a polygon mirror, or the like can be used.

本発明の第1実施形態の画像表示装置を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an image display device according to a first embodiment of the present invention. 画像表示装置に用いられるMEMSミラーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the MEMS mirror used for an image display apparatus. MEMSミラーに供給する駆動信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the drive signal supplied to a MEMS mirror. MEMSミラーに運動を付与したときのスクリーンへの光の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the light to a screen when a motion is provided to the MEMS mirror. スクリーン上の描画点の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the drawing point on a screen. 変形例としてのMEMSミラーの動きを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the motion of the MEMS mirror as a modification. 図6の場合におけるスクリーン上の描画点の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the drawing point on the screen in the case of FIG. 本発明の第2実施形態の画像表示装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the image display apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 画像表示装置に用いられるMEMSミラーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the MEMS mirror used for an image display apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,21…画像表示装置、2…光源部、2R,2G,2B…レーザ光源、3…MEMSミラー(高速走査手段)、4…ガルバノミラー(低速走査手段)、7…スクリーン(被投射面)、22…MEMSミラー(走査手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Image display apparatus, 2 ... Light source part, 2R, 2G, 2B ... Laser light source, 3 ... MEMS mirror (high-speed scanning means), 4 ... Galvano mirror (low-speed scanning means), 7 ... Screen (projection surface) 22 MEMS mirror (scanning means).

Claims (10)

を射出する光源と、
前記光を反射させる反射面を有するミラーであり、記光を被投射面上で2次元方向に走査して画像を描画する走査手段と、を備え、
前記走査手段が、前記光を前記被投射面上で所定の周期で走査させる光走査運動を行いつつ、前記光の走査周期の倍数以外の一定周期を持つ運動、前記光の走査周期の約数以外の一定周期を持つ運動、一定周期を持たない運動のいずれかを含む光入射角変化運動を行うことにより、前記走査手段から前記被投射面の所定の描画点に対する前記光の入射角が時間的に変化し、
前記光入射角変化運動が、前記反射面の法線方向に移動成分を持つ並進運動、もしくは、前記ミラーの走査軸線と異なる軸線上の回転軸を中心とした回転運動であることを特徴とする画像表示装置。
A light source that emits light;
A mirror having a reflecting surface for reflecting the light, the prior SL light by scanning a two-dimensional direction on the projection surface and a scanning means for drawing the image,
It said scanning means, before Symbol while performing optical scanning movement Ru is scanned in a predetermined cycle on the projection surface light, motion having a constant period other than a multiple of the scanning period of the previous SL light, scanning before Symbol light motion having a constant period other than a divisor of the period, by performing any of including a light incidence angle variation motion of motion without a fixed period before Symbol for a given drawing point of the projection surface from said scanning means The incident angle of light changes with time ,
The light incident angle changing motion is a translational motion having a moving component in the normal direction of the reflecting surface, or a rotational motion around a rotational axis on an axis different from the scanning axis of the mirror. Image display device.
前記ミラーが共振型のミラーであり、前記光走査運動として第1共振モードの共振運動が用いられ、前記並進運動もしくは前記回転運動として前記第1共振モードと異なる第2共振モードの共振運動が用いられることを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。 It said mirror is a mirror of the resonant, resonant motion of the first resonance mode is used as a pre-Symbol light scanning motion, the translational motion or resonant motion of the first resonance mode different from the second resonance mode as the rotational motion The image display device according to claim 1 , wherein the image display device is used. 記光の走査に用いる前記ミラーの駆動信号の波形に前記第2共振モードの共振周波数を持つ波形が重畳された駆動信号が、前記走査手段に供給されることを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。 Drive signal waveform is superimposed having a resonance frequency of said second resonant mode waveform of the drive signal of the mirror used to scan the front Symbol light, to claim 2, characterized in that it is supplied to the scanning means The image display device described. 前記走査手段が、前記被投射面上の一方向において前記光を相対的に高速に走査する高速走査手段と、前記被投射面上の前記高速走査手段の走査方向と垂直な方向において前記光を相対的に低速に走査する低速走査手段と、を備え、
前記高速走査手段、前記低速走査手段の少なくとも一方が前記光入射角変化運動を行うことを特徴とする請求項1ないしのいずれか一項に記載の画像表示装置。
Said scanning means, said a high-speed scanning means for scanning a pre-Symbol light relatively fast in one direction on the projection surface, the front in the scanning direction perpendicular to the direction of the fast scan means on a projection surface SL Low-speed scanning means for scanning light at a relatively low speed,
The high-speed scanning means, at least one of the image display apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pre-Symbol light incident angle variation motion of the slow scan unit.
前記高速走査手段、前記低速走査手段の双方が前記光入射角変化運動を行い、前記高速走査手段の光入射角変化運動の周期と前記低速走査手段の光入射角変化運動の周期とが倍数以外の関係もしくは約数以外の関係にあるか、または、前記高速走査手段の光入射角変化運動、前記低速走査手段の光入射角変化運動の少なくとも一方が一定周期を持たないことを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。 The high-speed scanning means performs both the previous SL light incident angle variation motion of the slow scan means, the period and the multiple of the light incident angle change motion cycle as the slow scan means at a light incidence angle variation motion of the high-speed scanning means Or at least one of the light incident angle changing motion of the high speed scanning means and the light incident angle changing motion of the low speed scanning means does not have a constant period. The image display device according to claim 4 . 前記高速走査手段、前記低速走査手段のうちのいずれか一方が前記光入射角変化運動を行い、一方の走査手段が前記光入射角変化運動を行うことによって生じる前記被投射面上の描画点のずれを、前記光入射角変化運動を行っていない側の走査手段の走査の制御、もしくは、前記光源の発光タイミングによって補正することを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。 The high-speed scanning means, one carries out the pre-Symbol light incident angle variation motion, the drawing on the projection surface caused by one of the scanning means performs the pre-Symbol light incident angle variation motion of said slow scan means the displacement of the point, the control of the scanning of the scanning means prior Symbol light incident angle variation motion is not performed side, or the image display apparatus according to claim 4, characterized in that to correct the light emission timing of the light source. 前記走査手段が、前記光を前記被投射面上の水平方向および垂直方向に走査する2軸走査手段であり、
前記2軸走査手段が前記光入射角変化運動を行うことを特徴とする請求項1ないしのいずれか一項に記載の画像表示装置。
It said scanning means is a biaxial scanning means for scanning a pre-Symbol light in the horizontal direction and the vertical direction on the projection surface,
The image display apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the two-axis scanning means performs pre-Symbol light incident angle variation motion.
前記2軸走査手段が前記光入射角変化運動を行うことによって生じる前記被投射面上の描画点のずれを、前記2軸走査手段の走査の制御、もしくは、前記光源の発光タイミングによって補正することを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。 The deviation of the recording points on the projection surface caused by the two-axis scanning means performs pre-Symbol light incident angle variation motion, control of the scanning of the two-axis scanning means, or is corrected by the light emission timing of the light source The image display device according to claim 7 . 光を射出する光源と、
被投射面上の一方向において前記光を相対的に高速に走査する高速走査手段、前記被投射面上の前記高速走査手段の走査方向と垂直な方向において前記光を相対的に低速に走査する低速走査手段、を有し、前記光を被投射面上で2次元方向に走査して画像を描画する走査手段と、を備え、
前記走査手段が、前記光を前記被投射面上で所定の周期で走査させる光走査運動を行いつつ、前記光の走査周期の倍数以外の一定周期を持つ運動、前記光の走査周期の約数以外の一定周期を持つ運動、一定周期を持たない運動のいずれかを含む光入射角変化運動を行うことにより、前記走査手段から前記被投射面の所定の描画点に対する前記光の入射角が時間的に変化し、
前記高速走査手段、前記低速走査手段の少なくとも一方が前記光入射角変化運動を行い、
一方の走査手段が前記光入射角変化運動を行うことによって生じる前記被投射面上の描画点のずれを、前記光入射角変化運動を行っていない側の走査手段の走査の制御、もしくは、前記光源の発光タイミングによって補正することを特徴とする画像表示装置。
A light source that emits light;
High-speed scanning means for scanning the light at a relatively high speed in one direction on the projection surface, and scanning the light at a relatively low speed in a direction perpendicular to the scanning direction of the high-speed scanning means on the projection surface. Scanning means for drawing an image by scanning the light in a two-dimensional direction on the projection surface,
The scanning means performs a light scanning motion in which the light is scanned on the projection surface in a predetermined cycle, and has a constant cycle other than a multiple of the light scanning cycle, and a divisor of the light scanning cycle. The incident angle of the light with respect to a predetermined drawing point on the projection surface from the scanning unit is changed over time by performing a light incident angle changing motion including any one of a motion having a constant period and a motion having no constant period. Change,
At least one of the high-speed scanning unit and the low-speed scanning unit performs the light incident angle change motion,
The shift of the drawing point on the projection surface caused by one of the scanning means performing the light incident angle changing motion, the scanning control of the scanning means on the side not performing the light incident angle changing motion, or An image display device, wherein correction is performed according to the light emission timing of a light source.
光を射出する光源と、
前記光を被投射面上で2次元方向に走査して画像を描画する走査手段と、を備え、
前記走査手段が、前記光を前記被投射面上で所定の周期で走査させる光走査運動を行いつつ、前記光の走査周期の倍数以外の一定周期を持つ運動、前記光の走査周期の約数以外の一定周期を持つ運動、一定周期を持たない運動のいずれかを含む光入射角変化運動を行うことにより、前記走査手段から前記被投射面の所定の描画点に対する前記光の入射角が時間的に変化し、
前記走査手段が、前記光を前記被投射面上の水平方向および垂直方向に走査する2軸走査手段であり、
前記2軸走査手段が前記光入射角変化運動を行うことによって生じる前記被投射面上の描画点のずれを、前記2軸走査手段の走査の制御、もしくは、前記光源の発光タイミングによって補正することを特徴とする画像表示装置。
A light source that emits light;
Scanning means for drawing the image by scanning the light in a two-dimensional direction on the projection surface;
The scanning means performs a light scanning motion in which the light is scanned on the projection surface in a predetermined cycle, and has a constant cycle other than a multiple of the light scanning cycle, and a divisor of the light scanning cycle. The incident angle of the light with respect to a predetermined drawing point on the projection surface from the scanning unit is changed over time by performing a light incident angle changing motion including any one of a motion having a constant period and a motion having no constant period. Change,
The scanning means is a biaxial scanning means for scanning the light in a horizontal direction and a vertical direction on the projection surface;
The deviation of the drawing point on the projection surface caused by the biaxial scanning unit performing the light incident angle changing motion is corrected by the scanning control of the biaxial scanning unit or the light emission timing of the light source. An image display device characterized by the above.
JP2008289913A 2008-11-12 2008-11-12 Image display device Expired - Fee Related JP5157835B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008289913A JP5157835B2 (en) 2008-11-12 2008-11-12 Image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008289913A JP5157835B2 (en) 2008-11-12 2008-11-12 Image display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010117494A JP2010117494A (en) 2010-05-27
JP5157835B2 true JP5157835B2 (en) 2013-03-06

Family

ID=42305205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008289913A Expired - Fee Related JP5157835B2 (en) 2008-11-12 2008-11-12 Image display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5157835B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011134515A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 Lemoptix Sa Micro-projection device with anti-speckle imaging mode
US20120206782A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-16 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Device for reducing speckle effect in a display system
JP5403044B2 (en) 2011-04-28 2014-01-29 大日本印刷株式会社 Projection device and projection control device
JP2014067041A (en) * 2011-04-28 2014-04-17 Dainippon Printing Co Ltd Scanning device, irradiation device, illumination device and projection device
JP5751132B2 (en) * 2011-10-28 2015-07-22 株式会社Jvcケンウッド Two-dimensional optical deflector and image display apparatus using the same
JP5868226B2 (en) * 2012-03-12 2016-02-24 住友重機械工業株式会社 Galvano scanner
JP6478008B2 (en) * 2014-08-04 2019-03-06 株式会社リコー Image display device
CN107111973B (en) * 2015-01-12 2020-01-17 杜比实验室特许公司 Pixel block structure and layout
DE102017104104A1 (en) * 2017-02-28 2018-08-30 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Optical element for a transmitting device of an optical detection device, transmitting device, optical detection device, motor vehicle and method
DE102019212446A1 (en) * 2019-08-20 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Method and computing unit for controlling at least one drive unit of at least one deflection unit of a microscanner device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4147947B2 (en) * 2003-01-21 2008-09-10 日産自動車株式会社 Optical scanning device, object detection device using the same, and drawing device
JP4262574B2 (en) * 2003-10-30 2009-05-13 オリンパス株式会社 Optical deflector
US7485485B2 (en) * 2004-02-09 2009-02-03 Microvision, Inc. Method and apparatus for making a MEMS scanner
JPWO2005083492A1 (en) * 2004-02-27 2007-11-22 松下電器産業株式会社 Illumination light source and two-dimensional image display apparatus using the same
JP2008233449A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Hoya Corp Light beam scanner and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010117494A (en) 2010-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5157835B2 (en) Image display device
WO2012063430A1 (en) Image display device
JP4182032B2 (en) Display optical system and image projection apparatus
US7199933B2 (en) Image projection screen with reduced speckle noise
JP6024332B2 (en) Image display device
JP5549459B2 (en) Image display device
JP4840175B2 (en) Image display device
JP2009251004A (en) Image display apparatus
JP6118913B2 (en) Display device
JP2007047243A (en) Picture display apparatus and method of controlling picture display apparatus
JP2013530418A (en) Microprojection device with anti-speckle imaging mode
JP2011123465A (en) Optical scanning projector
JP2012145755A (en) Image display device
JPWO2015029493A1 (en) Image projection device
JP2010145769A (en) Image display
JP2002296534A (en) Image recorder
JP5401813B2 (en) Image display device
JP5402567B2 (en) Image display device
JP2006215201A (en) Optical scanning display and driving method therefor
JP5842388B2 (en) Electromagnetic wave scanning method, video projection device, and image acquisition device
JP5565270B2 (en) Scanning method, video projection device, and image acquisition device
JP6123877B2 (en) Image display device
JP5863998B2 (en) Image display device
JP2020024298A (en) Head-up display device
JP2009139429A (en) Scanning image display device and scanning image display system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111004

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20111005

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120801

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120821

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120921

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121019

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20121019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5157835

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees