JPWO2012108032A1 - 画像表示装置、及び光軸ずれ検出方法 - Google Patents

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Abstract

画像表示装置は、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、走査手段による走査によって、２以上のレーザ光のうちの１のレーザ光を受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、２以上のレーザ光の全てについて取得する検出手段と、を備え、受光素子は、走査手段による走査方向に延在する辺を有しており、検出手段は、２以上のレーザ光のそれぞれが走査方向に延在する辺を通過している際における受光素子からの出力値に基づいて、走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。これにより、走査手段が通常の走査を行っている際に、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することができる。

Description

本発明は、画像表示装置における光軸のずれを検出する技術分野に関する。
この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、複数の光源を有する画像表示装置において、第１の光源の発光および消灯と第２の光源の発光および消灯とを制御すると共に、第２の受光領域における第１の光の受信タイミングと、第２の受光領域における第２の光の受信タイミングとに基づいて、第１の光源の光軸と第２の光源の光軸とのずれを検出する技術が提案されている。
特開２０１０−２００８７号公報
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、画像表示装置による通常の描画時に、光軸ずれを適切に検出することが困難であった。具体的には、ラスタースキャン方式等においてはスキャナミラーを水平方向に駆動することで走査を行うが、特許文献１に記載された技術では、垂直方向の光軸ずれを検出する場合にスキャナミラーを垂直方向に駆動する必要があった。
本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、通常の描画時において、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することが可能な画像表示装置を提供することを課題とする。
請求項１に記載の発明では、画像表示装置は、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１のレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出手段と、を備え、前記受光素子は、前記走査手段による走査方向に延在する辺を有しており、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記走査方向に延在する辺を通過している際における前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
請求項４に記載の発明では、画像表示装置は、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１つのレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出手段と、を備え、前記受光素子は、前記走査手段による走査の進行に応じて、当該受光素子内に照射される前記レーザ光のスポットの面積が変化するような形状に構成されており、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際における当該受光素子からの出力の変化に基づいて、前記走査手段による走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
請求項１２に記載の発明では、画像表示装置は、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の前記走査手段による走査方向に延在する辺を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光して光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有する。
請求項１５に記載の発明では、画像表示装置は、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、前記走査手段による所定方向への走査の進行に応じて、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光によって受光面に形成されるスポットの面積が変化するような形状を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光した光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有する。
請求項１７に記載の発明では、画像表示装置は、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を所定の方向に複数回走査させる走査手段と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光して光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記第一レーザ光がｎ回目に走査された際の前記受光素子からの出力値と、前記第二レーザ光がｎ回目に走査された際の前記受光素子からの出力値との差異に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有する。
本実施例に係る画像表示装置の構成を示す。 マイクロレンズアレイ及び受光素子の配置例を示す。 本実施例に係る光軸ずれ検出方法の基本概念を説明するための図を示す。 第１実施例に係る光軸ずれ検出方法を説明するための図を示す。 第１実施例に係る制御を行った場合の受光素子の出力波形を示す。 第２実施例に係る光軸ずれ検出方法を説明するための図を示す。 第２実施例に係る制御を行った場合の受光素子の出力波形を示す。 第２実施例に係る受光素子の変形例を示す。 第３実施例に係る光軸ずれ検出方法を説明するための図を示す。 第３実施例に係る制御を行った場合の受光素子の出力波形を示す。 第３実施例に係る受光素子の変形例を示す。
本発明の１つの観点では、画像表示装置は、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１のレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出手段と、を備え、前記受光素子は、前記走査手段による走査方向に延在する辺を有しており、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記走査方向に延在する辺を通過している際における前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
上記の画像表示装置は、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子とを有する。検出手段は、１つのレーザ光のみを受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、２以上のレーザ光の全てについて取得することで、２以上のレーザ光源の光軸のずれを検出する。具体的には、受光素子は走査方向に延在する辺を少なくとも有しており、検出手段は、２以上のレーザ光のそれぞれが走査方向に延在する辺を通過している際における受光素子からの出力値に基づいて、走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。これにより、走査手段が通常の走査を行っている際に、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することができる。例えば、垂直方向の光軸ずれを検出するために、通常の走査方向と垂直な方向に走査する必要はない。
上記の画像表示装置の一態様では、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記走査方向に延在する辺を通過している際における前記受光素子の出力値を、前記２以上のレーザ光のそれぞれを前記受光素子に受光させた際に得られる出力値の最大値によって正規化し、前記正規化することで得られた値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
この態様によれば、各レーザ光のレーザパワーの違いによる影響を抑制することができる。よって、垂直方向の光軸ずれを精度良く検出することができる。
好適な実施例では、前記受光素子を矩形に構成することができる。
本発明の他の観点では、画像表示装置は、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１つのレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出手段と、を備え、前記受光素子は、前記走査手段による走査の進行に応じて、当該受光素子内に照射される前記レーザ光のスポットの面積が変化するような形状に構成されており、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際における当該受光素子からの出力の変化に基づいて、前記走査手段による走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
上記の画像表示装置においては、受光素子は、走査手段による走査の進行に応じて、当該受光素子内に照射される前記レーザ光のスポットの面積が変化するような形状に構成されている。そして、検出手段は、２以上のレーザ光のそれぞれが受光素子を通過している際における当該受光素子からの出力の変化に基づいて、走査手段による走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。これにより、走査手段が通常の走査を行っている際に、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することができる。例えば、垂直方向の光軸ずれを検出するために、通常の走査方向と垂直な方向に走査する必要はない。
上記の画像表示装置の一態様では、前記受光素子は、前記走査方向に対して所定の傾きを有する辺を有しており、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記所定の傾きを有する辺を通過したことを示す前記受光素子の出力が得られたタイミングに基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
この態様では、検出手段は、２以上のレーザ光のそれぞれが所定の傾きを有する辺を通過したことを示す出力が得られたタイミングに基づいて、垂直方向の光軸のずれを検出する。このような所定の傾きを有する辺を用いた場合、レーザ光が所定の傾きを有する辺を通過している最中における受光素子の出力の低下の仕方は、各レーザ光のスポットのサイズの違いによらずに概ね一定になる傾向にある。そのため、各レーザ光のスポットのサイズの違いによる影響を抑制し、垂直方向の光軸ずれを精度良く検出することができる。
上記の画像表示装置において好適には、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際において当該受光素子の出力値が所定値となったタイミングを、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記所定の傾きを有する辺を通過したことを示す前記受光素子の出力が得られたタイミングとして用い、前記所定の傾きと、前記受光素子の出力値が前記所定値となったタイミングとに基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
上記の画像表示装置の他の一態様では、前記受光素子は、前記２以上のレーザ光のスポットよりも少なくとも大きなサイズを有する複数の矩形が階段状に配置された形状に構成されており、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際において当該受光素子の出力値が所定値以上となったタイミングに基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
この態様では、受光素子は、２以上のレーザ光のスポットよりも少なくとも大きなサイズを有する複数の矩形が階段状に配置された形状に構成されている。そして、検出手段は、２以上のレーザ光のそれぞれが受光素子を通過している際において出力値が所定値以上となったタイミングに基づいて、垂直方向の光軸のずれを検出する。この態様によれば、受光素子の出力変化に基づいて、例えば複数の矩形の中で各レーザ光のスポットが最も収まる矩形を特定するといった処理のみを行うことで、垂直方向の光軸ずれを大まかに検出することができる。よって、比較的簡便な処理にて、垂直方向の光軸ずれを検出することが可能となる。
上記の画像表示装置の他の一態様では、記受光素子は、前記走査手段による走査範囲内において、前記画像表示装置による描画領域外の所定領域に対応する位置に設けられている。
この態様によれば、画像表示装置による通常の描画時に、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することができる。なお、「描画領域」は、ユーザに提示するための画像を表示する領域に相当する。
上記の画像表示装置の他の一態様では、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記走査方向と垂直な方向に延在する前記受光素子の辺を通過したことを示す当該受光素子の出力が得られたタイミングに基づいて、前記走査方向における光軸のずれを更に検出する。この態様によれば、垂直方向の光軸ずれだけでなく、走査方向（水平方向）の光軸ずれも適切に検出することができる。
上記の画像表示装置において好適には、前記検出手段は、前記光軸のずれを検出する前に、前記２以上のレーザ光のいずれか１つのレーザ光を前記走査手段によって走査させることで、当該レーザ光が前記走査方向と垂直な方向に延在する前記受光素子の辺を通過したことを示す当該受光素子の出力が得られたタイミングを取得し、前記取得したタイミングを、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際に得られた当該受光素子の出力を比較するための基準として用いて、前記光軸のずれを検出する。このようなタイミングを基準として用いることで、各レーザ光による受光素子の出力波形を時間軸上で適切にそろえることができる。
また好適には、前記検出手段は、前記走査手段による走査の開始タイミングを、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際に得られた当該受光素子の出力を比較するための基準として用いて、前記光軸のずれを検出する。このようなタイミングを基準として用いることによっても、各レーザ光による受光素子の出力波形を時間軸上で適切にそろえることができる。
本発明の更に他の観点では、画像表示装置は、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の前記走査手段による走査方向に延在する辺を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光して光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有する。
上記の画像表示装置において、前記光軸ずれ検出手段は、前記第一レーザ光の一部、又は前記第二レーザ光の一部のみが前記受光素子に受光されている状態での前記受光素子からの出力値に基づいて、前記光軸のずれを検出する。更に、上記の画像表示装置において、前記光軸ずれ検出手段は、前記第一光源及び前記第二光源によって走査される前記受光素子の最外周部分である。
本発明の更に他の観点では、画像表示装置は、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、前記走査手段による所定方向への走査の進行に応じて、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光によって受光面に形成されるスポットの面積が変化するような形状を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光した光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有する。
上記の画像表示装置において、前記受光素子は、前記走査手段による走査方向と非平行な辺を有する形状である。
本発明の更に他の観点では、画像表示装置は、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を所定の方向に複数回走査させる走査手段と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光して光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記第一レーザ光がｎ回目に走査された際の前記受光素子からの出力値と、前記第二レーザ光がｎ回目に走査された際の前記受光素子からの出力値との差異に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有する。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
［画像表示装置の構成］
図１は、実施例に係る画像表示装置の構成を示す。図１に示すように、画像表示装置１は、画像信号入力部２と、ビデオＡＳＩＣ３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバＡＳＩＣ７と、ＭＥＭＳ制御部８と、レーザ光源ユニット９と、を備える。画像表示装置１は、例えばヘッドアップディスプレイに適用される。
画像信号入力部２は、外部から入力される画像信号を受信してビデオＡＳＩＣ３に出力する。
ビデオＡＳＩＣ３は、画像信号入力部２から入力される画像信号及びＭＥＭＳミラー１０から入力される走査位置情報Ｓｃに基づいてレーザドライバＡＳＩＣ７やＭＥＭＳ制御部８を制御するブロックであり、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されている。ビデオＡＳＩＣ３は、同期／画像分離部３１と、ビットデータ変換部３２と、発光パターン変換部３３と、タイミングコントローラ３４と、を備える。
同期／画像分離部３１は、画像信号入力部２から入力された画像信号から、画像表示部に表示される画像データと同期信号とを分離し、画像データをフレームメモリ４へ書き込む。
ビットデータ変換部３２は、フレームメモリ４に書き込まれた画像データを読み出してビットデータに変換する。
発光パターン変換部３３は、ビットデータ変換部３２で変換されたビットデータを、各レーザの発光パターンを表す信号に変換する。
タイミングコントローラ３４は、同期／画像分離部３１、ビットデータ変換部３２の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ３４は、後述するＭＥＭＳ制御部８の動作タイミングも制御する。
フレームメモリ４には、同期／画像分離部３１により分離された画像データが書き込まれる。ＲＯＭ５は、ビデオＡＳＩＣ３が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ６には、ビデオＡＳＩＣ３が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。
レーザドライバＡＳＩＣ７は、後述するレーザ光源ユニット９に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックであり、ＡＳＩＣとして構成されている。レーザドライバＡＳＩＣ７は、赤色レーザ駆動回路７１と、青色レーザ駆動回路７２と、緑色レーザ駆動回路７３と、を備える。
赤色レーザ駆動回路７１は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、赤色レーザＬＤ１を駆動する。青色レーザ駆動回路７２は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、青色レーザＬＤ２を駆動する。緑色レーザ駆動回路７３は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、緑色レーザＬＤ３を駆動する。
ＭＥＭＳ制御部８は、タイミングコントローラ３４が出力する信号に基づきＭＥＭＳミラー１０を制御する。ＭＥＭＳ制御部８は、サーボ回路８１と、ドライバ回路８２と、を備える。
サーボ回路８１は、タイミングコントローラからの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー１０の動作を制御する。
ドライバ回路８２は、サーボ回路８１が出力するＭＥＭＳミラー１０の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。
レーザ光源ユニット９は、レーザドライバＡＳＩＣ７から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光を出射する。具体的には、レーザ光源ユニット９は、主に、赤色レーザＬＤ１と、青色レーザＬＤ２と、緑色レーザＬＤ３と、コリメータレンズ９１ａ〜９１ｃと、反射ミラー９２ａ〜９２ｃと、マイクロレンズアレイ９４と、レンズ９５と、受光素子１００と、を備える。
赤色レーザＬＤ１は赤色のレーザ光を出射し、青色レーザＬＤ２は青色のレーザ光を出射し、緑色レーザＬＤ３は緑色のレーザ光を出射する。コリメータレンズ９１ａ〜９１ｃは、それぞれ、赤色、青色及び緑色のレーザ光を平行光にして、反射ミラー９２ａ〜９２ｃに出射する。反射ミラー９２ｂは、青色のレーザ光を反射させ、反射ミラー９２ｃは、青色のレーザ光を透過させ、緑色のレーザ光を反射させる。そして、反射ミラー９２ａは、赤色のレーザ光のみを透過させ、青色及び緑色のレーザ光を反射させる。こうして反射ミラー９２ａを透過した赤色のレーザ光及び反射ミラー９２ａで反射された青色及び緑色のレーザ光は、ＭＥＭＳミラー１０に入射される。
ＭＥＭＳミラー１０は、走査手段として機能し、反射ミラー９２ａから入射されたレーザ光をマイクロレンズアレイ９４に向けて反射する。また、ＭＥＭＳミラー１０は、基本的には、画像信号入力部２に入力された画像を表示するためにＭＥＭＳ制御部８の制御により、スクリーンとしてのマイクロレンズアレイ９４上を走査するように移動し、その際の走査位置情報（例えばミラーの角度などの情報）をビデオＡＳＩＣ３へ出力する。マイクロレンズアレイ９４は、複数のマイクロレンズが配列されており、ＭＥＭＳミラー１０で反射されたレーザ光が入射される。レンズ９５は、マイクロレンズアレイ９４の放射面に形成された画像を拡大する。
受光素子１００は、マイクロレンズアレイ９４の近傍に設けられている。具体的には、マイクロレンズアレイ９４は描画領域（ユーザに提示するための画像を表示する領域に相当する。以下同様とする。）に対応する位置に設けられているのに対して、受光素子１００は描画領域外の所定の領域に対応する位置に設けられている。受光素子１００は、フォトディテクタなどの光電変換素子であり、受光したレーザ光の光量に応じた電気信号である検出信号ＳｄをビデオＡＳＩＣ３へ供給する。ビデオＡＳＩＣ３は、検出手段（光軸ずれ検出手段）として機能し、受光素子１００からの検出信号Ｓｄに基づいて、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３の光軸ずれを検出すると共に、当該光軸ずれを補正するための制御を行う。なお、図１では、説明を分かり易くするために、マイクロレンズアレイ９４に対する受光素子１００の配置位置を概略的に示しており、受光素子１００の実際の配置位置はこれとは異なる。
図２は、マイクロレンズアレイ９４及び受光素子１００の配置例を示す図である。図２は、レーザ光の進行方向に沿った方向（図１の矢印Ｚ方向）から、マイクロレンズアレイ９４及び受光素子１００を観察した図を示している。破線で表された領域Ｒは、ＭＥＭＳミラー１０による走査範囲に対応する。この走査範囲に対応する領域Ｒ内において、マイクロレンズアレイ９４は描画領域に対応する位置に設けられており、受光素子１００は描画領域の下方の領域に対応する位置に設けられている。
なお、受光素子１００を配置する位置は図２に示したものに限定はされない。受光素子１００は、走査範囲内において描画領域外の領域に対応する位置であれば、種々の位置に配置することができる。
［光軸ずれ検出方法］
次に、本実施例に係る光軸ずれ検出方法について具体的に説明する。本実施例では、上記した受光素子１００を用いて、画像表示装置１の通常動作時において、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３の光軸ずれを検出する処理を行う。
具体的には、図３に示すように、画像表示装置１の通常の描画時において、受光素子１００をレーザ光で走査することで光軸ずれを検出する。つまり、描画領域に対応する位置に配置されたマイクロレンズアレイ９４を走査した後に、描画領域外の領域に対応する位置に配置された受光素子１００をレーザ光で走査し、その際の受光素子１００の出力に基づいて光軸ずれを検出する。なお、マイクロレンズアレイ９４を走査した後に受光素子１００を走査することに限定はされず、受光素子１００の配置位置によっては、マイクロレンズアレイ９４を走査する前などにおいて受光素子１００を走査しても良い。また、図３では受光素子１００は矩形に構成されているが、これは受光素子１００の形状の一例であり、後述する実施例で示すように受光素子１００は種々の形状に構成される。
本明細書では、図３に示すように、ラスタースキャン方式によるレーザ光の通常の走査方向を「水平方向」と定義し、当該走査方向に垂直な方向を「垂直方向」と定義する。また、図３において、「Ｒ」、「Ｂ」、「Ｇ」が内部に記載された円は、それぞれ、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のスポットを示している。図３では、青色レーザ光のスポットが、水平方向において赤色レーザ光のスポットに対して右の方向（当該方向を「正の方向」とし、当該方向と逆方向を「負の方向」とする）にずれていると共に、垂直方向において赤色レーザ光のスポットに対して下の方向（当該方向を「負の方向」とし、当該方向と逆方向を「正の方向」とする）にずれている場合を例示している。また、緑色レーザ光のスポットが、水平方向において赤色レーザ光のスポットに対して負の方向にずれていると共に、垂直方向において赤色レーザ光のスポットに対して負の方向にずれている場合を例示している。以下で説明する実施例では、図３に示すように光軸がずれている場合を例に挙げて説明する。
次に、光軸ずれ検出方法の具体的な実施例（第１乃至第３実施例）について説明する。
（第１実施例）
まず、第１実施例について説明する。第１実施例では、矩形に構成された受光素子１００（以下、第１実施例に係る受光素子１００を「受光素子１００ａ」と表記する。）を用いると共に、受光素子１００ａが有する走査方向に延在する辺（つまり受光素子１００ａの最外周部分）を各レーザ光が通過している際の受光素子１００ａの出力値の大きさに基づいて、垂直方向の光軸ずれを検出する。
図４は、第１実施例に係る光軸ずれ検出方法を具体的に説明するための図を示す。図４に示すように、受光素子１００ａは矩形に構成されている。具体的には、受光素子１００ａは、各レーザ光を複数回（例えば４回）走査したときのスポットが適切に内部に収まるような、垂直方向の長さを有する。赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光は、図３と同様の光軸ずれが生じているものとする。なお、図４では、発光しているレーザ光のスポットを実線で示し、消灯しているレーザ光のスポットを破線で示している（以下同様とする）。
図４（ａ）に示すように、まず、画像表示装置１は、赤色レーザ光のみを発光させた状態で、赤色レーザ光が受光素子１００ａを複数回（図４に示す例では４回）通過するように赤色レーザ光を走査する。この場合、赤色レーザ光が受光素子１００ａを最後に通過する際には、赤色レーザ光は、受光素子１００ａにおいて垂直方向の負側に位置し、水平方向に延在するエッジ（具体的には辺１００ａ１）を通過する。基本的には、赤色レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過する場合には、赤色レーザ光のスポットの一部分のみが受光素子１００ａ内に位置し、赤色レーザ光のスポットの他の部分が受光素子１００ａからはみ出した状態となる（赤色レーザ光のスポットの全体が受光素子１００ａ内に収まる場合、若しくは赤色レーザ光のスポットの全体が受光素子１００ａからはみ出す場合もあり得る）。なお、画像表示装置１内のＭＥＭＳ制御部８は、通常の描画を行うのと同様の走査を行うものとする、具体的には走査範囲の垂直方向において隙間を生じさせることなく走査を行うものとする（以下同様とする）。
次に、図４（ｂ）に示すように、画像表示装置１は、赤色レーザ光のみを発光させて、赤色レーザ光が受光素子１００ａを１回通過し終えた後に、発光させるレーザ光を赤色レーザ光から青色レーザ光に切り替える。そして、画像表示装置１は、青色レーザ光のみを発光させた状態で、青色レーザ光が受光素子１００ａを複数回（図４に示す例では３回）通過するように青色レーザ光を走査する。青色レーザ光は赤色レーザ光に対して水平方向において正の方向にずれているため、負の方向に向かって青色レーザ光を受光素子１００ａに進入させた際には、青色レーザ光は赤色レーザ光よりも遅れて受光素子１００ａに進入する。また、青色レーザ光が受光素子１００ａを最後に通過する際には、青色レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過する。基本的には、青色レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過する場合には、青色レーザ光のスポットの一部分のみが受光素子１００ａ内に位置し、青色レーザ光のスポットの他の部分が受光素子１００ａからはみ出した状態となる（青色レーザ光のスポットの全体が受光素子１００ａ内に収まる場合、若しくは青色レーザ光のスポットの全体が受光素子１００ａからはみ出す場合もあり得る）。
ここで、青色レーザ光は赤色レーザ光に対して垂直方向において負の方向にずれている。そのため、レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過する際において、受光素子１００ａ内に入っているスポットの面積は、赤色レーザ光よりも青色レーザ光のほうが小さくなる傾向にある。受光素子１００ａの出力値は、受光素子１００ａ内に入っているスポットの面積に応じた値となるため、赤色レーザ光と青色レーザ光とについての受光素子１００ａの出力値の大きさを比較することで、赤色レーザ光と青色レーザ光との垂直方向の光軸ずれを検出することができる。
次に、図４（ｃ）に示すように、画像表示装置１は、赤色レーザ光のみを発光させて、赤色レーザ光が受光素子１００ａを１回通過し終えた後に、発光させるレーザ光を赤色レーザ光から緑色レーザ光に切り替える。そして、画像表示装置１は、緑色レーザ光のみを発光させた状態で、緑色レーザ光が受光素子１００ａを複数回（図４に示す例では３回）通過するように緑色レーザ光を走査する。緑色レーザ光は赤色レーザ光に対して水平方向において負の方向にずれているため、負の方向に向かって緑色レーザ光を受光素子１００ａに進入させた際には、緑色レーザ光は赤色レーザ光よりも早く受光素子１００ａに進入する。また、緑色レーザ光が受光素子１００ａを最後に通過する際には、緑色レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過する。基本的には、緑色レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過する場合には、緑色レーザ光のスポットの一部分のみが受光素子１００ａ内に位置し、緑色レーザ光のスポットの他の部分が受光素子１００ａからはみ出した状態となる（緑色レーザ光のスポットの全体が受光素子１００ａ内に収まる場合、若しくは緑色レーザ光のスポットの全体が受光素子１００ａからはみ出す場合もあり得る）。
ここで、緑色レーザ光は赤色レーザ光に対して垂直方向において負の方向にずれている。そのため、レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過する際において、受光素子１００ａ内に入っているスポットの面積は、赤色レーザ光よりも緑色レーザ光のほうが小さくなる傾向にある。受光素子１００ａの出力値は、受光素子１００ａ内に入っているスポットの面積に応じた値となるため、赤色レーザ光と緑色レーザ光とについての受光素子１００ａの出力値の大きさを比較することで、赤色レーザ光と緑色レーザ光との垂直方向の光軸ずれを検出することができる。
なお、上記のように、青色レーザ光及び緑色レーザ光を走査する前に赤色レーザ光が１回だけ受光素子１００ａを通過するように赤色レーザ光を走査しているのは（図４（ｂ）、（ｃ）参照）、第１実施例では、このように赤色レーザ光が受光素子１００ａを通過した際における受光素子１００ａの出力を、基準として用いるためである。具体的には、赤色レーザ光が受光素子１００ａを通過し始めたことを示す受光素子１００ａの出力が得られたタイミングを、基準時間（言い換えると絶対時間）として用いるためである。つまり、第１実施例では、図４（ａ）〜（ｃ）に示した制御により得られた出力波形を、このような基準時間を用いて時間軸上でそろえることで、光軸ずれを検出する。なお、赤色レーザ光より得られる出力によって基準時間を規定することに限定はされず、赤色レーザ光の代わりに、青色レーザ光又は緑色レーザ光より得られる出力によって基準時間を規定しても良い。
図５は、図４に示したような制御を行った場合に得られた受光素子１００ａの出力波形を示している。図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）〜（ｃ）に示した制御を行った場合の受光素子１００ａの出力波形を示している。図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、横方向に時間を示し、縦方向に受光素子１００ａの出力値（受光素子１００ａが検出したレーザ光のパワーに対応する）を示している。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、上記したような基準時間ｔ１１によって、図４（ａ）〜（ｃ）に示した制御により得られた出力波形を時間軸上でそろえた後の図を示している。
図５（ａ）〜（ｃ）からわかるように、図４（ａ）〜（ｃ）に示した制御を行った場合、レーザ光による受光素子１００ａの複数回（図５に示す例では４回）の通過に応じた受光素子１００ａの出力が得られる。図５（ａ）において、符号Ａ１で示す受光素子１００ａの出力は、赤色レーザ光が最初に受光素子１００ａを通過した際の出力を示している。当該出力の立ち上がりのタイミングについて、基準時間ｔ１１が適用される。符号Ａ２で示す受光素子１００ａの出力は、赤色レーザ光が２回目に受光素子１００ａを通過した際の出力を示している。また、符号Ａ３で示す受光素子１００ａの出力値Ｐｗ１１は、赤色レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過した際の出力を示している。この出力値Ｐｗ１１の大きさは、受光素子１００ａ内に入っている赤色レーザ光のスポットの面積に応じたものとなる。よって、出力値Ｐｗ１１の大きさに基づいて、赤色レーザ光の垂直方向の位置を判断することができる。
図５（ｂ）において、符号Ａ４で示す受光素子１００ａの出力は、赤色レーザ光が１回だけ受光素子１００ａを通過した際の出力を示している。当該出力の立ち上がりのタイミングについて、基準時間ｔ１１が適用される。符号Ａ５で示す受光素子１００ａの出力は、発光させるレーザ光が赤色レーザ光から青色レーザ光に切り替えられた後に、青色レーザ光が最初に受光素子１００ａを通過した際の出力を示している。また、符号Ａ６で示す受光素子１００ａの出力値Ｐｗ１２は、青色レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過した際の出力を示している。この出力値Ｐｗ１２の大きさは、受光素子１００ａ内に入っている青色レーザ光のスポットの面積に応じたものとなる。よって、出力値Ｐｗ１２の大きさに基づいて、青色レーザ光の垂直方向の位置を判断することができる。
図５（ｃ）において、符号Ａ７で示す受光素子１００ａの出力は、赤色レーザ光が１回だけ受光素子１００ａを通過した際の出力を示している。当該出力の立ち上がりのタイミングについて、基準時間ｔ１１が適用される。符号Ａ８で示す受光素子１００ａの出力は、発光させるレーザ光が赤色レーザ光から緑色レーザ光に切り替えられた後に、緑色レーザ光が最初に受光素子１００ａを通過した際の出力を示している。また、符号Ａ９で示す受光素子１００ａの出力値Ｐｗ１３は、緑色レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過した際の出力を示している。この出力値Ｐｗ１３の大きさは、受光素子１００ａ内に入っている緑色レーザ光のスポットの面積に応じたものとなる。よって、出力値Ｐｗ１３の大きさに基づいて、緑色レーザ光の垂直方向の位置を判断することができる。
第１実施例では、画像表示装置１内のビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光により得られた受光素子１００ａの出力Ａ２と青色レーザ光により得られた受光素子１００ａの出力Ａ５とにおける時間方向のずれΔｔ１１を、赤色レーザ光と青色レーザ光との水平方向の光軸ずれとして用いる。このような時間方向のずれは、受光素子１００ａにおける出力の立ち上がりタイミングのずれに相当する。時間方向のずれΔｔ１１は、青色レーザ光についての出力Ａ５が赤色レーザ光についての出力Ａ２よりも遅れていることを示しているが、この場合、ビデオＡＳＩＣ３は、青色レーザ光が赤色レーザ光に対して水平方向における正の方向にずれていると判断する。同様に、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光により得られた受光素子１００ａの出力Ａ２と緑色レーザ光により得られた受光素子１００ａの出力Ａ８とにおける時間方向のずれΔｔ１２を、赤色レーザ光と緑色レーザ光との水平方向の光軸ずれとして用いる。この時間方向のずれΔｔ１２は、緑色レーザ光についての出力Ａ８が赤色レーザ光についての出力Ａ２よりも早いことを示しているが、この場合、緑色レーザ光が赤色レーザ光に対して水平方向における負の方向にずれていると判断する。
このような時間方向のずれΔｔ１１、Δｔ１２を、そのまま水平方向の光軸ずれとして用いることに限定はされない。例えば、時間方向のずれΔｔ１１、Δｔ１２を長さ（例えばスポットのサイズによって規定される長さ）に換算した値や、時間方向のずれΔｔ１１、Δｔ１２を角度に換算した値などを、水平方向の光軸ずれとして用いても良い。
更に、第１実施例では、ビデオＡＳＩＣ３は、レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過した際に得られた出力値Ｐｗ１１、Ｐｗ１２、Ｐｗ１３の大きさに基づいて、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光の垂直方向の光軸ずれを検出する。具体的には、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光についての出力値Ｐｗ１１と青色レーザ光についての出力値Ｐｗ１２との差分を、赤色レーザ光と青色レーザ光との垂直方向の光軸ずれとして用いる。この場合、青色レーザ光についての出力値Ｐｗ１２が赤色レーザ光についての出力値Ｐｗ１１よりも小さいため、ビデオＡＳＩＣ３は、青色レーザ光が赤色レーザ光に対して垂直方向における負の方向にずれていると判断する。同様に、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光についての出力値Ｐｗ１１と緑色レーザ光についての出力値Ｐｗ１３との差分を、赤色レーザ光と緑色レーザ光との垂直方向の光軸ずれとして用いる。この場合、緑色レーザ光についての出力値Ｐｗ１３が赤色レーザ光についての出力値Ｐｗ１１よりも小さいため、ビデオＡＳＩＣ３は、緑色レーザ光が赤色レーザ光に対して垂直方向における負の方向にずれていると判断する。
ここで、垂直方向の光軸ずれを検出する場合、レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過した際に得られた出力値Ｐｗ１１、Ｐｗ１２、Ｐｗ１３を正規化することが好ましい。具体的には、出力値Ｐｗ１１、Ｐｗ１２、Ｐｗ１３のそれぞれを、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれを受光素子１００ａに受光させた際に得られた出力値の最大値によって正規化し、正規化した値の差分に基づいて垂直方向の光軸ずれを検出することが好ましい。この場合、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光については、出力値Ｐｗ１１を出力Ａ２の出力値によって正規化し、青色レーザ光については、出力値Ｐｗ１２を出力Ａ５の出力値によって正規化し、緑色レーザ光については、出力値Ｐｗ１３を出力Ａ８の出力値によって正規化する。こうすることで、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光におけるレーザパワーの違いを適切に考慮に入れることができ、垂直方向の光軸ずれを精度良く検出することが可能となる。
また、上記のような出力値Ｐｗ１１、Ｐｗ１２、Ｐｗ１３（出力値Ｐｗ１１、Ｐｗ１２、Ｐｗ１３を正規化した値も含む）の差分を、そのまま垂直方向の光軸ずれとして用いることに限定はされない。例えば、出力値Ｐｗ１１、Ｐｗ１２、Ｐｗ１３の差分を時間や角度や長さなどに換算した値を垂直方向の光軸ずれとして用いても良い。
以上説明した第１実施例によれば、画像表示装置１による通常の描画時に、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することができる。
なお、上記では矩形に構成された受光素子１００ａを示したが、このような受光素子１００ａを用いることに限定はされない。少なくとも水平方向に延在する辺を有するように構成されていれば、種々の形状を有する受光素子に対して第１実施例を適用することができる。
また、上記では、赤色レーザ光を基準に光軸ずれを定義する例を示したが、青色レーザ光又は緑色レーザ光を基準に光軸ずれを定義しても良い。また、上記では図３に示したような光軸ずれが生じている場合に対して第１実施例を適用する例を示したが、第１実施例の適用がこれに限定されないことは言うまでもない。
（第２実施例）
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、走査方向に対して所定の傾きを有する辺（エッジ）を具備する受光素子１００（以下、第２実施例に係る受光素子１００を「受光素子１００ｂ」と表記する。）を用いると共に、各レーザ光が受光素子１００ｂを通過している際における受光素子１００ｂの出力変化に基づいて垂直方向の光軸ずれを検出する。具体的には、第２実施例では、各レーザ光が所定の傾きを有する辺を通過したことを示す受光素子１００ｂの出力に基づいて、垂直方向の光軸ずれを検出する。
図６は、第２実施例に係る光軸ずれ検出方法を具体的に説明するための図を示す。図６に示すように、受光素子１００ｂは、走査方向に対して所定の傾きを有する辺１００ｂａ（つまり走査方向と非平行な辺１００ｂａ）と、走査方向と垂直な方向に延在する辺１００ｂｂ、１００ｂｃとを有する。具体的には、受光素子１００ｂにおいては、想定され得る垂直方向の光軸ずれが最大であったとしも、各レーザ光のスポットが確実に辺１００ｂａを通過するように、辺１００ｂａ、１００ｂｂが構成されている。また、辺１００ｂａは、垂直方向の光軸ずれを適切に検出できる程度の、ある程度緩やかな傾きに構成されている。更に、受光素子１００ｂは、レーザ光の通常の走査により、レーザ光が辺１００ｂａを確実に通過するような位置に配置される。なお、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光は、図３と同様の光軸ずれが生じているものとする。
図６（ａ）に示すように、まず、画像表示装置１は、赤色レーザ光のみを発光させた状態で赤色レーザ光を走査することで、赤色レーザ光を受光素子１００ｂに通過させる。次に、図６（ｂ）に示すように、画像表示装置１は、青色レーザ光のみを発光させた状態で青色レーザ光を走査することで、青色レーザ光を受光素子１００ｂに通過させる。次に、図６（ｃ）に示すように、画像表示装置１は、緑色レーザ光のみを発光させた状態で緑色レーザ光を走査することで、緑色レーザ光を受光素子１００ｂに通過させる。なお、画像表示装置１内のＭＥＭＳ制御部８は、通常の描画を行うのと同様の走査を行うものとする。
ここで、青色レーザ光は赤色レーザ光に対して水平方向において正の方向にずれているため、青色レーザ光は赤色レーザ光よりも早く受光素子１００ｂに進入することとなる。また、緑色レーザ光は赤色レーザ光に対して水平方向において負の方向にずれているため、緑色レーザ光は赤色レーザ光よりも遅れて受光素子１００ｂに進入することとなる。
他方で、受光素子１００ｂの辺１００ｂｂの先に存在する辺１００ｂａは走査方向に対して傾いており、また、各レーザ光のそれぞれの垂直方向の位置が異なっているため、各レーザ光が辺１００ｂａを通過するタイミングが異なる。言い換えると、各レーザ光において、レーザ光が辺１００ｂｂを通過してから辺１００ｂａを通過するまでにかかる時間（つまり受光素子１００ｂ内にレーザ光が入っている時間）が異なる。具体的には、青色レーザ光は赤色レーザ光に対して垂直方向において負の方向にずれているため、レーザ光が辺１００ｂｂを通過してから辺１００ｂａを通過するまでにかかる時間は、赤色レーザ光よりも青色レーザ光のほうが長くなる。同様に、緑色レーザ光は赤色レーザ光に対して垂直方向において負の方向にずれているため、レーザ光が辺１００ｂｂを通過してから辺１００ｂａを通過するまでにかかる時間は、赤色レーザ光よりも緑色レーザ光のほうが長くなる。このようなことから、受光素子１００ｂの出力に基づいて、レーザ光が辺１００ｂｂを通過してから辺１００ｂａを通過するまでにかかる時間を求め、当該時間を比較することで、各レーザ光における垂直方向の光軸ずれを検出することができる。
なお、第２実施例では、第１実施例のように、青色レーザ光及び緑色レーザ光を走査する前に赤色レーザ光が１回だけ受光素子１００ｂを通過するように赤色レーザ光を走査するといった制御を行わない。つまり、第２実施例では、このように赤色レーザ光を走査した際における受光素子１００ｂの出力によって規定された基準時間を用いない。この代わりに、第２実施例では、例えばＭＥＭＳミラー１０による走査の開始時刻などを、基準時間として用いる。即ち、第２実施例では、図６（ａ）〜（ｃ）に示した制御により得られた出力波形を、走査の開始時刻などを基準にして時間軸上でそろえることで、光軸ずれを検出する。
なお、第２実施例で用いる基準時間を、第１実施例に適用しても良い。その場合には、赤色レーザ光のみを発光させて１回だけ受光素子１００ａを通過させるといった制御を省くことができる。また、第１実施例で示した基準時間を、第２実施例に適用しても良い。その場合には、垂直方向にある程度の長さを有するように受光素子１００ｂを構成し、赤色レーザ光のみを発光させて１回だけ受光素子１００ｂを通過させ後に、青色レーザ光及び緑色レーザ光を走査すれば良い。
図７は、図６に示したような制御を行った場合に得られた受光素子１００ｂの出力波形を示している。図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図６（ａ）〜（ｃ）に示した制御を行った場合の受光素子１００ｂの出力波形を示している。図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、横方向に時間を示し、縦方向に受光素子１００ｂの出力値（受光素子１００ｂが検出したレーザ光のパワーに対応する）を示している。また、図７（ａ）〜（ｃ）は、上記したような基準時間ｔ１２によって、図６（ａ）〜（ｃ）に示した制御により得られた出力波形を時間軸上でそろえた後の図を示している。
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、各レーザ光についての受光素子１００ｂの出力波形は、最大の出力値が一定時間得られた後に、出力値が徐々に低下していることがわかる。このような出力波形は、各レーザ光が受光素子１００ｂを通過し始めた際には、各レーザ光のスポットの全体が受光素子１００ｂに収まっているが、各レーザ光が受光素子１００ｂをある程度通過した後に、各レーザ光のスポットが受光素子１００ｂの辺１００ｂａから徐々にはみ出して、その後、各レーザ光のスポットが完全に受光素子１００ｂから抜け出たために生じている。
第２実施例では、画像表示装置１内のビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光により得られた受光素子１００ｂの出力の立ち上がりタイミングと青色レーザ光により得られた受光素子１００ｂの出力の立ち上がりタイミングとのずれΔｔ２１を、赤色レーザ光と青色レーザ光との水平方向の光軸ずれとして用いる。このような立ち上がりタイミングは、レーザ光が受光素子１００ｂの辺１００ｂｂを通過した際のタイミングに相当する。立ち上がりタイミングのずれΔｔ２１は、青色レーザ光による受光素子１００ｂの出力の立ち上がりタイミングが赤色レーザ光による受光素子１００ｂの出力の立ち上がりタイミングよりも早いことを示しているが、この場合、ビデオＡＳＩＣ３は、青色レーザ光が赤色レーザ光に対して水平方向における正の方向にずれていると判断する。同様に、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光により得られた受光素子１００ｂの出力の立ち上がりタイミングと緑色レーザ光により得られた受光素子１００ｂの出力の立ち上がりタイミングとのずれΔｔ２２を、赤色レーザ光と緑色レーザ光との水平方向の光軸ずれとして用いる。この立ち上がりタイミングのずれΔｔ２２は、緑色レーザ光による受光素子１００ｂの出力の立ち上がりタイミングが赤色レーザ光による受光素子１００ｂの出力の立ち上がりタイミングよりも遅いことを示しているが、この場合、ビデオＡＳＩＣ３は、緑色レーザ光が赤色レーザ光に対して水平方向における負の方向にずれていると判断する。
このような立ち上がりタイミングのずれΔｔ２１、Δｔ２２を、そのまま水平方向の光軸ずれとして用いることに限定はされず、立ち上がりタイミングのずれΔｔ２１、Δｔ２２を長さや角度などに換算した値を水平方向の光軸ずれとして用いても良い。
更に、第２実施例では、ビデオＡＳＩＣ３は、レーザ光が受光素子１００ｂの辺１００ｂａを通過したことを示す受光素子１００ｂの出力が得られたタイミングに基づいて、垂直方向の光軸ずれを検出する。この場合、ビデオＡＳＩＣ３は、受光素子１００ｂの出力が所定値にまで低下したタイミングを、レーザ光が辺１００ｂａを通過したタイミングとして用いる。そして、ビデオＡＳＩＣ３は、受光素子１００ｂの出力が立ち上がってから（つまりレーザ光が受光素子１００ｂの辺１００ｂｂを通過してから）、受光素子１００ｂの出力が所定値に低下するまでの時間に基づいて、垂直方向の光軸ずれを検出する。図７に示す例では、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれに対して、レーザ光が辺１００ｂａを通過したタイミングを判定するための所定値Ｔｈｒ２１、Ｔｈｒ２２、Ｔｈｒ２３を用いる。これにより、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれについて、受光素子１００ｂの出力が立ち上がってから所定値に低下するまでの時間として、時間Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３を求める。
なお、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれに用いる所定値Ｔｈｒ２１、Ｔｈｒ２２、Ｔｈｒ２３は、受光素子１００ｂにレーザ光を受光させた際に得られる出力の最大値よりも小さい値であって、レーザ光が受光素子１００ｂの辺１００ｂａを通過していることを適切に検知することが可能な値に設定される。また、所定値Ｔｈｒ２１、Ｔｈｒ２２、Ｔｈｒ２３は、同一の値を用いても良いし、異なる値を用いても良い。例えば、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光におけるレーザパワーの違いを考慮して、所定値Ｔｈｒ２１、Ｔｈｒ２２、Ｔｈｒ２３を設定することができる。
この後、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光より得られた時間Ｔ２１と青色レーザ光より得られた時間Ｔ２２との差分を、赤色レーザ光と青色レーザ光との垂直方向の光軸ずれとして用いる。この場合、青色レーザ光より得られた時間Ｔ２２が赤色レーザ光より得られた時間Ｔ２１よりも長いため、ビデオＡＳＩＣ３は、青色レーザ光が赤色レーザ光に対して垂直方向における負の方向にずれていると判断する。同様に、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光より得られた時間Ｔ２１と緑色レーザ光より得られた時間Ｔ２３との差分を、赤色レーザ光と緑色レーザ光との垂直方向の光軸ずれとして用いる。この場合、緑色レーザ光より得られた時間Ｔ２３が赤色レーザ光より得られた時間Ｔ２１よりも長いため、ビデオＡＳＩＣ３は、緑色レーザ光が赤色レーザ光に対して垂直方向における負の方向にずれていると判断する。
このような時間の差分を、そのまま垂直方向の光軸ずれとして用いることに限定はされず、当該時間の差分を長さや角度などに換算した値を垂直方向の光軸ずれとして用いても良い。例えば、光素子１００ｂの辺１００ｂａの傾き及びレーザ光の走査速度に基づいて、得られた時間の差分を長さ（例えばスポットのサイズによって規定される長さ）に換算することができる。
以上説明した第２実施例によっても、第１実施例と同様に、画像表示装置１による通常の描画時に、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することができる。第１実施例では、レーザ光が受光素子１００ａの辺１００ａ１を通過している際のレーザパワーに基づいて垂直方向の光軸ずれを検出していたが、この方法では、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光におけるスポットのサイズの違いによる影響を受けてしまう可能性がある。しかしながら、第２実施例では、走査方向に対して斜めに形成された受光素子１００ｂの辺１００ｂａをレーザ光が通過したタイミングに基づいて垂直方向の光軸ずれを検出しているため、スポットのサイズの違いによる影響を受けにくいと言える。これは、レーザ光が辺１００ｂａを通過している最中における受光素子１００ｂの出力の低下の仕方は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光におけるスポットのサイズによらず概ね一定になる傾向にあるからである。以上のことから、第２実施例によれば、第１実施例と比較して、垂直方向の光軸ずれを精度良く検出することができる。
ここで、図８を参照して、第２実施例に係る受光素子１００ｂの変形例について説明する。図８（ａ）に示す受光素子１００ｂ１は、受光素子１００ｂを左右反転させたものを示している。当該受光素子１００ｂ１を用いる場合には、水平方向において負の方向に向かってレーザ光により受光素子１００ｂ１を走査すれば、上記した第２実施例と同様の方法で光軸ずれを検出することができる。図８（ｂ）に示す受光素子１００ｂ２は、受光素子１００ｂにおいて辺１００ｂｂに対向する辺１００ｂｃ（図６参照）を除外したものを示している。つまり、三角形状に構成した受光素子１００ｂ２を示している。当該受光素子１００ｂ２を用いる場合にも、上記した第２実施例と同様の方法で光軸ずれを検出することができる。図８（ｃ）に示す受光素子１００ｂ３は、図８（ｂ）に示した受光素子１００ｂ２を左右反転させたものを示している。当該受光素子１００ｂ３を用いる場合には、水平方向において負の方向に向かってレーザ光により受光素子１００ｂ３を走査すれば、上記した第２実施例と同様の方法で光軸ずれを検出することができる。
図８に示したように、第２実施例は、走査方向に対して所定の傾きを有する辺を少なくとも具備するように構成されていれば、種々の形状を有する受光素子に対して適用することができる。
なお、上記では、赤色レーザ光を基準に光軸ずれを定義する例を示したが、青色レーザ光又は緑色レーザ光を基準に光軸ずれを定義しても良い。また、上記では図３に示したような光軸ずれが生じている場合に対して第２実施例を適用する例を示したが、第２実施例の適用がこれに限定されないことは言うまでもない。
（第３実施例）
次に、第３実施例について説明する。第３実施例では、階段状に構成された受光素子（以下、第３実施例に係る受光素子１００を「受光素子１００ｃ」と表記する。）を用いると共に、各レーザ光が受光素子１００ｃを通過した際の当該受光素子１００ｃの出力変化に基づいて垂直方向の光軸ずれを検出する。具体的には、第３実施例では、各レーザ光が受光素子１００ｃを通過した際における当該受光素子１００ｃの出力が所定値以上となったタイミングに基づいて、垂直方向の光軸ずれを検出する。
図９は、第３実施例に係る光軸ずれ検出方法を具体的に説明するための図を示す。図９に示すように、受光素子１００ｃは、矩形形状を有する受光部１００ｃａと、階段状に形成された受光部１００ｃｂとを有する。受光部１００ｃｂは、レーザ光のスポットよりも少なくとも大きなサイズを有する５つの矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５が階段状に配置された形状を有している。例えば、５つの矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５における垂直方向の段差は、レーザ光のスポットの「１／４」程度の長さに設定されている。また、受光素子１００ｃにおいては、受光部１００ｃｂが一体に構成されていると共に、受光部１００ｃａ及び受光部１００ｃｂも一体に構成されている。更に、受光素子１００ｃは、光軸ずれがない状態のレーザ光を通常走査した場合において、当該レーザ光が受光部１００ｃｂの垂直方向の中心付近を通過するような位置に配置される。なお、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光は、図３と同様の光軸ずれが生じているものとする。
図９（ａ）に示すように、まず、画像表示装置１は、赤色レーザ光のみを発光させた状態で赤色レーザ光を走査することで、赤色レーザ光を受光素子１００ｃに通過させる。次に、図９（ｂ）に示すように、画像表示装置１は、青色レーザ光のみを発光させた状態で青色レーザ光を走査することで、青色レーザ光を受光素子１００ｃに通過させる。次に、図９（ｃ）に示すように、画像表示装置１は、緑色レーザ光のみを発光させた状態で緑色レーザ光を走査することで、緑色レーザ光を受光素子１００ｃに通過させる。なお、画像表示装置１内のＭＥＭＳ制御部８は、通常の描画を行うのと同様の走査を行うものとする。
ここで、青色レーザ光は赤色レーザ光に対して水平方向において正の方向にずれているため、青色レーザ光は赤色レーザ光よりも早く受光部１００ｃａを介して受光素子１００ｃに進入することとなる。また、緑色レーザ光は赤色レーザ光に対して水平方向において負の方向にずれているため、緑色レーザ光は赤色レーザ光よりも遅れて受光部１００ｃａを介して受光素子１００ｃに進入することとなる。
他方で、受光素子１００ｃの受光部１００ｃｂは階段状に構成されているため、レーザ光が受光部１００ｃｂを通過している際に、受光部１００ｃｂ内に入っているレーザ光のスポットの面積が段階的に変化する。この場合、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光の垂直方向における位置が異なるため、各レーザ光において、受光部１００ｃｂ内に入っているスポットの面積の変化の仕方が異なる。例えば、赤色レーザ光については、受光部１００ｃｂの矩形１００ｃｂ５を通過する際に、受光部１００ｃｂ内に入っているスポットの面積が最も大きくなり、青色レーザ光については、青色レーザ光が受光部１００ｃｂの矩形１００ｃｂ２を通過する際に、受光部１００ｃｂ内に入っているスポットの面積が最も大きくなり、緑色レーザ光については、緑色レーザ光が受光部１００ｃｂの矩形１００ｃｂ３を通過する際に、受光部１００ｃｂ内に入っているスポットの面積が最も大きくなる。このようなことから、レーザ光が受光部１００ｃｂを通過している際の受光素子１００ｃの出力の変化に基づいて、各レーザ光における垂直方向の光軸ずれを検出することができる。
なお、第３実施例でも、第２実施例と同様に、例えばＭＥＭＳミラー１０による走査の開始時刻などを、基準時間として用いる。つまり、第３実施例でも、図９（ａ）〜（ｃ）に示した制御により得られた出力波形を、走査の開始時刻などを基準にして時間軸上でそろえることで、光軸ずれを検出する。なお、第１実施例で示した基準時間を、第３実施例に適用しても良い。その場合には、垂直方向にある程度の長さを有するように受光素子１００ｃを構成し、赤色レーザ光のみを発光させて１回だけ受光素子１００ｃを通過させ後に、青色レーザ光及び緑色レーザ光を走査すれば良い。
図１０は、図９に示したような制御を行った場合に得られた受光素子１００ｃの出力波形を示している。図１０（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図９（ａ）〜（ｃ）に示した制御を行った場合の受光素子１００ｃの出力波形を示している。図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、横方向に時間を示し、縦方向に受光素子１００ｃの出力値（受光素子１００ｃが検出したレーザ光のパワーに対応する）を示している。また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、上記したような基準時間ｔ１３によって、図９（ａ）〜（ｃ）に示した制御により得られた出力波形を時間軸上でそろえた後の図を示している。
図１０（ａ）において、符号Ｃ１で示す受光素子１００ｃの出力は、赤色レーザ光が受光素子１００ｃの受光部１００ｃａを通過した際の出力を示しており、符号Ｃ２で示す受光素子１００ｃの出力は、赤色レーザ光が受光素子１００ｃの受光部１００ｃｂを通過した際の出力を示している。図１０（ｂ）において、符号Ｃ３で示す受光素子１００ｃの出力は、青色レーザ光が受光部１００ｃａを通過した際の出力を示しており、符号Ｃ４で示す受光素子１００ｃの出力は、青色レーザ光が受光部１００ｃｂを通過した際の出力を示している。図１０（ｃ）において、符号Ｃ５で示す受光素子１００ｃの出力は、緑色レーザ光が受光部１００ｃａを通過した際の出力を示しており、符号Ｃ６で示す受光素子１００ｃの出力は、緑色レーザ光が受光部１００ｃｂを通過した際の出力を示している。出力Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６より、レーザ光が受光部１００ｃｂを通過している際には段階的に変化する出力が得られることがわかると共に、各レーザ光において出力の変化の仕方が異なることがわかる。なお、図１０において、受光部１００ｃａを通過した際の出力Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５と、受光部１００ｃｂを通過した際の出力Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６とを分けて示しているのは、説明を分かり易くするためである。
第３実施例では、画像表示装置１内のビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光が受光部１００ｃａを通過した際の出力Ｃ１と青色レーザ光が受光部１００ｃａを通過した際の出力Ｃ３とにおける時間方向のずれΔｔ３１を、赤色レーザ光と青色レーザ光との水平方向の光軸ずれとして用いる。このような時間方向のずれは、受光素子１００ｃにおける出力の立ち上がりタイミングのずれに相当する。時間方向のずれΔｔ３１は、青色レーザ光についての出力Ｃ３が赤色レーザ光についての出力Ｃ１よりも早いことを示しているが、この場合、ビデオＡＳＩＣ３は、青色レーザ光が赤色レーザ光に対して水平方向における正の方向にずれていると判断する。同様に、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光が受光部１００ｃａを通過した際の出力Ｃ１と緑色レーザ光が受光部１００ｃａを通過した際の出力Ｃ５とにおける時間方向のずれΔｔ３２を、赤色レーザ光と緑色レーザ光との水平方向の光軸ずれとして用いる。この時間方向のずれΔｔ３２は、緑色レーザ光についての出力Ｃ５が赤色レーザ光についての出力Ｃ１よりも遅いことを示しているが、この場合、緑色レーザ光が赤色レーザ光に対して水平方向における負の方向にずれていると判断する。
このような時間方向のずれΔｔ３１、Δｔ３２を、そのまま水平方向の光軸ずれとして用いることに限定はされず、時間方向のずれΔｔ３１、Δｔ３２を長さや角度などに換算した値を水平方向の光軸ずれとして用いても良い。
更に、第３実施例では、ビデオＡＳＩＣ３は、各レーザ光が受光部１００ｃｂを通過した際における受光素子１００ｃの出力が所定値以上となったタイミングに基づいて、垂直方向の光軸ずれを検出する。受光素子１００ｃの出力が所定値以上となるタイミングは、例えば受光部１００ｃｂ内に入っているスポットの面積が最も大きくなるタイミングである。そして、ビデオＡＳＩＣ３は、受光素子１００ｃの出力が立ち上がってから（つまりレーザ光が受光素子１００ｃの受光部１００ｃａを通過してから）、受光素子１００ｃの出力が所定値以上となるまでの時間に基づいて、垂直方向の光軸ずれを検出する。図１０に示す例では、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれに対して、所定値Ｔｈｒ３１、Ｔｈｒ３２、Ｔｈｒ３３を用いる。これにより、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれについて、受光素子１００ｃの出力が立ち上がってから受光素子１００ｃの出力が所定値以上となるまでの時間として、時間Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３を求める。
なお、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれに用いる所定値Ｔｈｒ３１、Ｔｈｒ３２、Ｔｈｒ３３は、例えば、受光部１００ｃｂを構成する１つの矩形にスポットの概ね全体が収まっている際に得られる受光素子１００ｃの出力値に基づいて設定される。また、所定値Ｔｈｒ３１、Ｔｈｒ３２、Ｔｈｒ３３は、同一の値を用いても良いし、異なる値を用いても良い。例えば、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光におけるレーザパワーの違いを考慮して、所定値Ｔｈｒ３１、Ｔｈｒ３２、Ｔｈｒ３３を設定することができる。
この後、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光より得られた時間Ｔ３１と青色レーザ光より得られた時間Ｔ３２との差分を、赤色レーザ光と青色レーザ光との垂直方向の光軸ずれとして用いる。この場合、青色レーザ光より得られた時間Ｔ３２が赤色レーザ光より得られた時間Ｔ３１よりも長いため、ビデオＡＳＩＣ３は、青色レーザ光が赤色レーザ光に対して垂直方向における負の方向にずれていると判断する。同様に、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザ光より得られた時間Ｔ３１と緑色レーザ光より得られた時間Ｔ３３との差分を、赤色レーザ光と緑色レーザ光との垂直方向の光軸ずれとして用いる。この場合、緑色レーザ光より得られた時間Ｔ３３が赤色レーザ光より得られた時間Ｔ３１よりも長いため、ビデオＡＳＩＣ３は、緑色レーザ光が赤色レーザ光に対して垂直方向における負の方向にずれていると判断する。
このような時間の差分を、そのまま垂直方向の光軸ずれとして用いることに限定はされず、当該時間の差分を長さや角度などに換算した値を垂直方向の光軸ずれとして用いても良い。例えば、各レーザ光が受光部１００ｃｂを通過した際における受光素子１００ｃの出力が所定値以上となったタイミングから、受光部１００ｃｂにおける５つの矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５の中で各レーザ光のスポットが最も収まる矩形（つまり受光部１００ｃｂ内に入っているスポットの面積が最も大きくなる矩形）を特定し、各レーザ光のそれぞれについて特定した矩形における垂直方向の段差に対応する長さ（例えばスポットのサイズによって規定される長さ）を、垂直方向の光軸ずれとして用いることができる。
以上説明した第３実施例によっても、第１及び第２実施例と同様に、画像表示装置１による通常の描画時に、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することができる。上記したように、第３実施例は、各レーザ光が受光部１００ｃｂを通過した際における受光素子１００ｃの出力変化から、受光部１００ｃｂにおける５つの矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５の中で各レーザ光のスポットが最も収まる矩形を特定し、特定した矩形に基づいて垂直方向の光軸ずれを検出することができる。つまり、第３実施例は、各レーザ光のそれぞれについて特定した矩形における垂直方向の段差を、垂直方向の光軸ずれとして大まかに検知することができると言える。したがって、第３実施例によれば、第１及び第２実施例と比較して、比較的簡便な処理にて垂直方向の光軸ずれを検出することが可能となる。つまり、光軸ずれの検出についての処理負荷を軽減することが可能となる。
ここで、図１１を参照して、第３実施例に係る受光素子１００ｃの変形例について説明する。図１１（ａ）に示す受光素子１００ｃ１は、受光素子１００ｃの受光部１００ｃａを受光部１００ｃｂの右側に配置したものである。当該受光素子１００ｃ１を用いる場合には、水平方向において負の方向に向かってレーザ光により受光素子１００ｃ１を走査すれば、上記した第３実施例と同様の方法で光軸ずれを検出することができる。図１１（ｂ）に示す受光素子１００ｃ２は、受光素子１００ｃの受光部１００ｃｂのみを上下反転させたものである。当該受光素子１００ｃ２を用いる場合にも、上記した第３実施例と同様の方法で光軸ずれを検出することができる。
このように、受光部１００ｃａが右側及び左側のいずれに位置していても第３実施例を適用することができると共に、受光部１００ｃｂが右上がりであっても右下がりであっても第３実施例を適用することができる。また、他の例では、受光部１００ｃａと受光部１００ｃｂとを別の受光素子として構成したり、受光部１００ｃｂの矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５を別の受光素子として構成したりすることができる。更に他の例では、受光部１００ｃｂの矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５を階段状に配置せずに、矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５を任意の位置に配置することができる。具体的には、水平方向及び垂直方向において互いに重なり合わないような任意の位置に、矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５を配置することができる。このような受光素子を用いる場合には、得られた出力波形を矩形１００ｃｂ１〜１００ｃｂ５の配置位置に応じて並べ変えることで、上記した第３実施例と同様の方法で光軸ずれを検出することができる。
なお、上記では、赤色レーザ光を基準に光軸ずれを定義する例を示したが、青色レーザ光又は緑色レーザ光を基準に光軸ずれを定義しても良い。また、上記では図３に示したような光軸ずれが生じている場合に対して第３実施例を適用する例を示したが、第３実施例の適用がこれに限定されないことは言うまでもない。
［変形例］
上記では、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光の３つのレーザ光を出射する画像表示装置１に対して本発明を適用する例を示したが、これに限定はされない。例えば、本発明は、３つ以上のレーザ光を出射する画像表示装置や、２つのレーザ光を出射する画像表示装置にも適用することができる。
本発明は、レーザプロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイなど、ＲＧＢレーザを利用した映像機器に利用することができる。
１ 画像表示装置
３ ビデオＡＳＩＣ
７ レーザドライバＡＳＩＣ
８ ＭＥＭＳ制御部
９ レーザ光源ユニット
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 受光素子
本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、通常の描画時において、垂直方向の光軸ずれを適切に検出することが可能な画像表示装置、及び光軸ずれ検出方法を提供することを課題とする。
請求項４に記載の発明では、画像表示装置は、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１つのレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出手段と、を備え、前記受光素子は、前記走査手段による走査の進行に応じて、当該受光素子内に照射される前記レーザ光のスポットの面積が変化するような形状に構成されていると共に、前記２以上のレーザ光のスポットよりも少なくとも大きなサイズを有する複数の矩形が階段状に配置された形状に構成されており、前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際において当該受光素子の出力値が所定値以上となったタイミングに基づいて、前記走査手段による走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
請求項９に記載の発明では、画像表示装置は、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の前記走査手段による走査方向に延在する辺を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光して光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有する。
請求項１２に記載の発明では、画像表示装置は、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、前記走査手段による所定方向への走査の進行に応じて、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光によって受光面に形成されるスポットの面積が変化するような形状を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光した光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有する。
請求項１４に記載の発明では、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、を備える画像表示装置によって実行される光軸ずれ検出方法は、前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１のレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出工程を備え、前記受光素子は、前記走査手段による走査方向に延在する辺を有しており、前記検出工程は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記走査方向に延在する辺を通過している際における前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
請求項１５に記載の発明では、それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、を備える画像表示装置によって実行される光軸ずれ検出方法は、前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１つのレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出工程を備え、前記受光素子は、前記走査手段による走査の進行に応じて、当該受光素子内に照射される前記レーザ光のスポットの面積が変化するような形状に構成されていると共に、前記２以上のレーザ光のスポットよりも少なくとも大きなサイズを有する複数の矩形が階段状に配置された形状に構成されており、前記検出工程は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際において当該受光素子の出力値が所定値以上となったタイミングに基づいて、前記走査手段による走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する。
請求項１６に記載の発明では、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の前記走査手段による走査方向に延在する辺を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光して光量に応じた信号を出力する受光素子と、を備える画像表示装置によって実行される光軸ずれ検出方法は、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出工程を有する。
請求項１７に記載の発明では、第一レーザ光を出射する第一光源と、前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、前記走査手段による所定方向への走査の進行に応じて、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光によって受光面に形成されるスポットの面積が変化するような形状を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光した光量に応じた信号を出力する受光素子と、を備える画像表示装置によって実行される光軸ずれ検出方法は、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出工程を有する。

Claims (17)

  1. それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、
    前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、
    前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、
    前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１のレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出手段と、を備え、
    前記受光素子は、前記走査手段による走査方向に延在する辺を有しており、
    前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記走査方向に延在する辺を通過している際における前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出することを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記走査方向に延在する辺を通過している際における前記受光素子の出力値を、前記２以上のレーザ光のそれぞれを前記受光素子に受光させた際に得られる出力値の最大値によって正規化し、前記正規化することで得られた値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
  3. 前記受光素子は、矩形に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
  4. それぞれで波長が異なる２以上のレーザ光を出射する２以上のレーザ光源ユニットと、
    前記レーザ光源ユニットから出射されるレーザ光を走査する走査手段と、
    前記２以上のレーザ光の各々を受光する受光素子と、
    前記走査手段による走査によって、前記２以上のレーザ光のうちの１つのレーザ光を前記受光素子に受光させた際の当該受光素子の出力を、前記２以上のレーザ光の全てについて取得する検出手段と、を備え、
    前記受光素子は、前記走査手段による走査の進行に応じて、当該受光素子内に照射される前記レーザ光のスポットの面積が変化するような形状に構成されており、
    前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際における当該受光素子からの出力の変化に基づいて、前記走査手段による走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出することを特徴とする画像表示装置。
  5. 前記受光素子は、前記走査方向に対して所定の傾きを有する辺を有しており、
    前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記所定の傾きを有する辺を通過したことを示す前記受光素子の出力が得られたタイミングに基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
  6. 前記検出手段は、
    前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際において当該受光素子の出力値が所定値となったタイミングを、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記所定の傾きを有する辺を通過したことを示す前記受光素子の出力が得られたタイミングとして用い、
    前記所定の傾きと、前記受光素子の出力値が前記所定値となったタイミングとに基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
  7. 前記受光素子は、前記２以上のレーザ光のスポットよりも少なくとも大きなサイズを有する複数の矩形が階段状に配置された形状に構成されており、
    前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際において当該受光素子の出力値が所定値以上となったタイミングに基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
  8. 前記受光素子は、前記走査手段による走査範囲内において、前記画像表示装置による描画領域外の所定領域に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像表示装置。
  9. 前記検出手段は、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記走査方向と垂直な方向に延在する前記受光素子の辺を通過したことを示す当該受光素子の出力が得られたタイミングに基づいて、前記走査方向における光軸のずれを更に検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像表示装置。
  10. 前記検出手段は、
    前記光軸のずれを検出する前に、前記２以上のレーザ光のいずれか１つのレーザ光を前記走査手段によって走査させることで、当該レーザ光が前記走査方向と垂直な方向に延在する前記受光素子の辺を通過したことを示す当該受光素子の出力が得られたタイミングを取得し、
    前記取得したタイミングを、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際に得られた当該受光素子の出力を比較するための基準として用いて、前記光軸のずれを検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像表示装置。
  11. 前記検出手段は、前記走査手段による走査の開始タイミングを、前記２以上のレーザ光のそれぞれが前記受光素子を通過している際に得られた当該受光素子の出力を比較するための基準として用いて、前記光軸のずれを検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像表示装置。
  12. 第一レーザ光を出射する第一光源と、
    前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、
    前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、
    前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の前記走査手段による走査方向に延在する辺を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光して光量に応じた信号を出力する受光素子と、
    前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有することを特徴とする画像表示装置。
  13. 前記光軸ずれ検出手段は、前記第一レーザ光の一部、又は前記第二レーザ光の一部のみが前記受光素子に受光されている状態での前記受光素子からの出力値に基づいて、前記光軸のずれを検出することを特徴とする請求項１２に記載の画像表示装置。
  14. 前記光軸ずれ検出手段は、前記第一光源及び前記第二光源によって走査される前記受光素子の最外周部分であることを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置。
  15. 第一レーザ光を出射する第一光源と、
    前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、
    前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を走査させる走査手段と、
    前記走査手段による所定方向への走査の進行に応じて、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光によって受光面に形成されるスポットの面積が変化するような形状を有し、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光した光量に応じた信号を出力する受光素子と、
    前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光のそれぞれが、前記受光素子の前記走査方向に延在する辺に沿って通過する際の前記受光素子からの出力値に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有することを特徴とする画像表示装置。
  16. 前記受光素子は、前記走査手段による走査方向と非平行な辺を有する形状であることを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装置。
  17. 第一レーザ光を出射する第一光源と、
    前記第一光源と異なる波長の第二レーザ光を出射する第二光源と、
    前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を所定の方向に複数回走査させる走査手段と、
    前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の各々を受光して光量に応じた信号を出力する受光素子と、
    前記第一レーザ光がｎ回目に走査された際の前記受光素子からの出力値と、前記第二レーザ光がｎ回目に走査された際の前記受光素子からの出力値との差異に基づいて、前記走査方向と垂直な方向における光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を有することを特徴とする画像表示装置。
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