JPWO2013035142A1 - 光軸ずれ補正装置、制御方法、及びヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

本発明の光軸ずれ補正装置は、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正するため、走査手段（１０）と、受光素子（１００）と、検出手段と、補正手段とを備える。前記走査手段（１０）は、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間をかけて前記第一ビーム及び前記第二ビームを走査領域に対して走査させる。前記検出手段は、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子（１００）が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子（１００）が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する。前記補正手段は、前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する。

Description

本発明は、レーザ光の光軸ずれを補正する技術分野に関する。

映像の描画に用いられる各色の光源の光軸のずれを検出する技術が知られている。例えば、特許文献１には、複数の光源を有する画像描画装置において、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、受光器の受光領域における第１の光の受信タイミングと、受光器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

特許文献１に記載の技術などでは、各光源をそれぞれ個別に点灯させて光軸ずれの検出及び補正を行う場合、振動に起因して光軸ずれの検出及び補正の精度が低下する場合があった。

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、振動等の外部要因による影響を受けずに光軸ずれの検出及び補正を行うことが可能な光軸ずれ補正装置、制御方法、及びヘッドアップディスプレイを提供することを主な目的とする。

請求項１に記載の発明では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置であって、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正し、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子とを備える光軸ずれ補正装置が実行する制御方法であって、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出工程と、前記検出工程により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正工程と、を有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置を光源部に有するヘッドアップディスプレイであって、前記光軸ずれ補正装置は、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本実施例に係る画像描画装置の構成を示す。 マイクロレンズアレイ及び受光素子の配置例を示す。 光軸ずれの具体例を示すイメージ図である。 受光素子が検出する受光レベルの時間変化を示すグラフである。 光軸ずれが生じていない場合の受光素子が受光期間において検出する受光レベルの時間変化を示すグラフである。 光軸ずれが生じている場合の受光素子が受光期間において検出する受光レベルの時間変化を示すグラフである。 光軸ずれ補正処理の概要を示すフローチャートである。 主走査方向光軸ずれ補正処理の手順を示すフローチャートである。 副走査方向光軸ずれ補正処理の手順を示すフローチャートである。 本発明に係るヘッドアップディスプレイの構成例を示す。

本発明の１つの好適な実施形態では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置であって、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、を有する。

上記の光軸ずれ補正装置は、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正し、走査手段と、受光素子と、検出手段と、補正手段とを備える。走査手段は、第一光源及び第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる。受光素子は、走査領域に走査した第一ビーム及び第二ビームを受光可能な位置に配置される。検出手段は、走査期間中における、第一ビーム又は第二ビームを受光素子が受光した最先の時点から、第一ビーム又は第二ビームを受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、第一ビーム及び第二ビームの光軸のずれ方向を検出する。補正手段は、検出手段により検出したずれ方向に基づいて、第一ビームと第二ビームとの光軸ずれを補正する。

このように、光軸ずれ補正装置は、光軸ずれが生じている場合には、光軸ずれが生じている場合と比較して、光軸のずれ方向に応じて上述の受光期間の幅が長くなることから、受光期間の幅に基づき光軸ずれの検出及び補正を行う。また、光軸ずれ補正装置は、振動等などの外部要因に起因した受光のずれの影響を排除するため、第一ビーム及び第二ビームを同時に点灯させて光軸ずれの検出を行う。従って、光軸ずれ補正装置は、上述の構成により、振動等の影響を受けることなく、第一ビームと第二ビームとの光軸ずれの検出及び補正を高精度に行うことができる。

上記の光軸ずれ補正装置の一態様では、前記補正手段は、前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正し、前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正する。一般に、主走査方向に光軸ずれが生じている場合には、副走査方向のみに光軸ずれが生じている場合と比較して、上述の受光期間の幅が長くなる。従って、この態様により、光軸ずれ補正装置は、主走査方向の光軸ずれを確実に検出し、その補正を行うことができる。

上記の光軸ずれ補正装置の他の一態様では、前記補正手段は、前記受光期間の幅が短くなるように、前記第一ビーム又は前記第二ビームの光軸ずれを補正する。上述のように、光軸ずれが生じている場合には、光軸ずれが生じている場合と比較して、上述の受光期間の幅が長くなる。従って、光軸ずれ補正装置は、光軸ずれが生じている場合には、この受光期間の幅が短くなるように光軸ずれの補正を行うことで、好適に、光軸ずれを補正することができる。

上記の光軸ずれ補正装置の他の一態様では、前記補正手段は、前記走査期間における、前記第一光源又は前記第二光源の発光のタイミングを制御することで、前記光軸ずれを補正する。この態様により、好適に、光軸ずれ補正装置は、光軸ずれが生じている場合には、この受光期間の幅が短くなるように光軸ずれの補正を行うことが可能となる。

上記の光軸ずれ補正装置の他の一態様では、前記走査手段は、前記第一ビーム及び前記第二ビームにより描かれる映像を構成するフレームの間に、所定間隔ごとに前記第一ビーム及び前記第二ビームを前記走査領域に対して走査させるフレームを挿入し、前記走査領域は、前記映像が描かれる領域の外に設けられる。この態様により、光軸ずれ補正装置は、光軸ずれの補正の過程で一時的に光軸ずれが増加した場合であっても、その影響を観察者に視認されるのを防ぐことができる。

上記の光軸ずれ補正装置の他の態様では、前記補正手段は、前記受光期間の幅が長いほど、前記第一光源又は前記第二光源の発光のタイミングの調整量を大きくする。この態様により、光軸ずれ補正装置は、光軸ずれの補正を早期に完了させることが可能となる。

本発明の他の好適な実施形態では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正し、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子とを備える光軸ずれ補正装置が実行する制御方法であって、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出工程と、前記検出工程により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正工程と、を有する。光軸ずれ補正装置は、この方法を使用することで、振動等の影響を受けることなく、第一ビームと第二ビームとの光軸ずれの検出及び補正を精度よく行うことができる。

上記の光軸ずれ補正装置のさらに別の態様では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置を光源部に有するヘッドアップディスプレイであって、前記光軸ずれ補正装置は、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、を有する。ヘッドアップディスプレイは、この態様により、振動等の影響を受けることなく、光源部が出射する第一ビームと第二ビームとの光軸ずれの検出及び補正を高精度に行うことができる。

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。

［画像描画装置の構成］
図１は、本発明に係る光軸ずれ補正装置が適用された画像描画装置１の構成を示す。図１に示すように、画像描画装置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、レーザ光源部９と、を備える。画像描画装置１は、例えばヘッドアップディスプレイの光源として用いられ、コンバイナ等の光学素子に表示像を構成する光を出射する。

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部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。なお、ＭＥＭＳ制御部８及びレーザドライバＡＳＩＣ７は、照射制御手段として機能する。

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。

レーザ光源部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、レーザ光源部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（「赤色レーザ光ＬＲ」とも呼ぶ。）を出射し、青色レーザＬＤ２は青色のレーザ光（「青色レーザ光ＬＢ」とも呼ぶ。）を出射し、緑色レーザＬＤ３は緑色のレーザ光（「緑色レーザ光ＬＧ」とも呼ぶ。）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ＬＲ、ＬＢ、ＬＧ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、青色レーザ光ＬＢを反射させ、反射ミラー９２ｃは、青色レーザ光ＬＢを透過させ、緑色レーザ光ＬＧを反射させる。そして、反射ミラー９２ａは、赤色レーザ光ＬＲのみを透過させ、青色及び緑色のレーザ光ＬＢ、ＬＧを反射させる。こうして反射ミラー９２ａを透過した赤色レーザ光ＬＲ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ＬＢ、ＬＧは、ＭＥＭＳミラー１０に入射される。

なお、レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３の任意の２つのレーザ光は、本発明における「第一光源」及び「第二光源」の一例であり、レーザ光ＬＲ、ＬＢ、ＬＧの任意の２つのレーザ光は、本発明における「第一ビーム」及び「第二ビーム」の一例である。

ＭＥＭＳミラー１０は、本発明における「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ＥＰＥ（Ｅｘｉｔ Ｐｕｐｉｌ Ｅｘｐａｎｄｅｒ）の一例である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「ＲＲ」（ユーザに提示するための画像（映像）を表示する領域に相当する。以下同様とする。）を含む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ＲＲ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の具体的な配置については、図２を用いて後述する。受光素子１００は、フォトディテクタなどの光電変換素子で構成され、入射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、受光素子１００からの検出信号Ｓｄに基づいて、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧの光軸ずれを検出する。また、ビデオＡＳＩＣ３は、検出した光軸ずれに基づいて、当該光軸ずれを補正するための処理を行う。具体的には、ビデオＡＳＩＣ３は、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２、又は／及び緑色レーザＬＤ３の発光タイミングを変更することで光軸ずれの補正を行う。このとき、ビデオＡＳＩＣ３は、光軸のずれ方向が主走査方向又は副走査方向のいずれの方向であるかに基づいて、上述の発光タイミングの調整量を変更する。このように、ビデオＡＳＩＣ３は、本発明における「検出手段」及び「補正手段」として機能する。

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。破線で表された走査可能領域「ＳＲ」は、ＭＥＭＳミラー１０による走査が可能な範囲、即ち描画が可能な範囲に対応する領域である。この走査可能領域ＳＲ内には、マイクロレンズアレイ９４が配置される。そして、マイクロレンズアレイ９４内の一点鎖線で表された領域は描画領域ＲＲを示す。

受光素子１００は、走査可能領域ＳＲ内の領域であって、マイクロレンズアレイ９４の下方に設けられている。つまり、受光素子１００は、表示を阻害しないように、描画領域ＲＲ外の領域に対応する位置に設けられている。

ＭＥＭＳミラー１０は、図２中の矢印に示すようにレーザ光を複数回走査する（つまりラスタースキャンを実施する）ことで、表示すべき画像（映像）を描画領域ＲＲに描画させる。本明細書では、図２の下に示すように、レーザ光の副走査方向を「左右方向」とも呼び、当該副走査方向に垂直な主走査方向を「上下方向」とも呼ぶ。

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、走査可能領域ＳＲ内であって描画領域ＲＲ外の領域に対応する位置であれば、種々の位置に配置可能である。

［光軸ずれ補正方法］
以下では、本実施例に係る光軸ずれ補正方法について具体的に説明する。概略的には、画像描画装置１は、走査可能領域ＳＲ内の受光素子１００の位置を含む所定範囲（単に「走査領域Ｒｔａｇ」とも呼ぶ。）を対象にして、全色のレーザを同時に点灯させた状態で走査を行い、受光素子１００がレーザ光を受光した時間幅に基づき、光軸ずれの検出及び補正を行う。

以下では、まず、本実施例の光軸ずれ補正方法に関する基本事項について説明した後、具体的な処理手順について説明する。

（１）基本説明
まず、図３を参照して、光軸ずれの具体例について説明する。図３（ａ）は、画像描画装置１から出射された赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧの一例を示している。ここでは、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧにおいて光軸ずれが生じている場合を例示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）中の位置「Ｐ」に配置されたマイクロレンズアレイ９４上に照射された、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧのそれぞれに対応するスポットの一例を示している。図３（ｂ）において、文字「Ｒ」、「Ｂ」、「Ｇ」が内部に記載された円は、それぞれ、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧのスポットを示している（以下同様とする）。この例では、青色レーザ光ＬＢの光軸は、赤色レーザ光ＬＲの光軸に対して、２ドット（画素）分だけ上方向にずれており、緑色レーザ光ＬＧの光軸は、赤色レーザ光ＬＲの光軸に対して、２ドット分だけ下方向にずれている共に、１ドット分だけ右方向にずれている。本実施例では、画像描画装置１は、このような光軸ずれ及び当該光軸ずれの方向を検出し、各レーザ光ＬＲ、ＬＢ、ＬＧの光軸が一致するように各レーザＬＤ１〜ＬＤ３の発光タイミングを制御する。

次に、受光素子１００が検出する受光レベルの時間変化について図４を参照して説明する。図４（ａ）は、走査領域Ｒｔａｇに対し、レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３のいずれか一つを点灯させた状態で６０ＦＰＳ（即ち約１６．７ｍｓ）の間隔に従い６回反復して走査を行った場合の受光素子１００が検出した受光レベルを時間軸上で表した図である。図４（ａ）では、走査領域Ｒｔａｇに対する各走査期間のうち、受光素子１００が断続的に受光を検知した期間、即ち、最初に受光した時点から最後に受光した時点までの期間（「受光期間Ｔ」とも呼ぶ。）において、受光レベルが高くなっていることが示されている。

そして、図４（ｂ）は、図４（ａ）の最初の走査期間に対する受光期間Ｔ内の受光レベルの詳細を示すグラフである。図４（ｂ）では、受光素子１００と重なる位置の走査線を対象に走査を行うタイミングごとに、受光素子１００によりレーザ光が検知されている。具体的に、図４（ｂ）では、主走査方向に連続する８行分のドットが走査された際に、受光素子１００は、各走査線での走査において、レーザ光を検知している。そして、各レーザ光ＬＲ、ＬＢ、ＬＧのいずれを点灯させた場合であっても、各レーザ光に対する受光期間Ｔの幅（「単色受光時間幅Ｔｗ１」とも呼ぶ。）は、同一である。

次に、図５を参照し、光軸ずれが生じていない場合の受光期間Ｔでの受光素子１００の受光レベルの時間変化について説明する。図５（ａ）は、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２、及び緑色レーザＬＤ３を同時に点灯させて走査を行った場合の受光素子１００の受光レベルの時間変化を示す。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す場合において、赤色レーザ光ＬＲに対する受光レベルのみを抽出したグラフであり、図５（ｃ）は、青色レーザ光ＬＢに対する受光レベルのみを抽出したグラフであり、図５（ｄ）は、緑色レーザ光ＬＧに対する受光レベルのみを抽出したグラフである。

図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、各レーザ光の光軸が一致している場合、受光素子１００は、各レーザ光を同じタイミングで検知することから、各レーザ光ＬＲ、ＬＢ、ＬＧに対する受光期間Ｔは一致する。その結果、図５（ａ）に示すように、レーザＬＤ１〜ＬＤ３を同時に点灯させて走査を行った際に受光素子１００がレーザ光を検知する受光期間Ｔは、一つのレーザ光のみを対象にした受光期間Ｔと一致する。従って、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、光軸にずれが生じていない場合には、全レーザを同時点灯させた場合の受光期間Ｔの幅（「全色受光時間幅Ｔｗａ」と呼ぶ。）は、単色受光時間幅Ｔｗ１と同じ長さになる。

次に、図６を参照し、主走査方向に光軸ずれが生じている場合の受光素子１００の受光期間Ｔにおける受光レベルの時間変化について説明する。図６（ａ）は、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２、及び緑色レーザＬＤ３を同時に点灯させてＭＥＭＳミラー１０の走査を行った場合の受光レベルの時間変化を示す。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す場合において、赤色レーザ光ＬＲに対する受光レベルのみを抽出したグラフであり、図６（ｃ）は、青色レーザ光ＬＢに対する受光レベルのみを抽出したグラフであり、図６（ｄ）は、緑色レーザ光ＬＧに対する受光レベルのみを抽出したグラフである。

図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、各レーザ光の光軸が主走査方向にずれている場合、各レーザ光に対する受光素子１００の受光期間Ｔが顕著に異なる。具体的には、例えば青色レーザ光ＬＢを基準とした場合、赤色レーザ光ＬＲは、下方向にずれているため、受光素子１００により検知されるタイミングが早くなっている。また、同じく青色レーザ光ＬＢを基準とした場合、緑色レーザ光ＬＧは、上方向にずれているため、受光素子１００により検知されるタイミングが遅くなっている。

その結果、図６（ａ）に示すように、レーザＬＤ１〜ＬＤ３を同時に点灯させて走査を行った際に受光素子１００がレーザ光を検知する受光期間Ｔは、一つのレーザ光のみを対象にした受光期間Ｔと一致せず、全色受光時間幅Ｔｗａは、単色受光時間幅Ｔｗ１よりも長くなる。

一方、左右方向（副走査方向）にのみ光軸ずれが生じた場合には、同一の走査線上で受光素子１００が受光を検知するため、上下方向（主走査方向）に光軸ずれが生じた場合と比較して、受光期間Ｔのずれが小さい。従って、副走査方向にのみ光軸ずれが生じた場合には、主走査方向に光軸ずれが生じた場合と比較して、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が小さい。

以上を勘案し、画像描画装置１は、受光素子１００の検出信号に基づき全色受光時間幅Ｔｗａを算出し、光軸ずれが生じていない場合の全色受光時間幅Ｔｗａに相当する単色受光時間幅Ｔｗ１との差分を求める。そして、画像描画装置１は、当該差分が所定の閾値（「第１閾値」とも呼ぶ。）よりも大きい場合には、主走査方向の光軸ずれが生じていると判断する。上述の第１閾値は、本発明における「所定値」の一例であり、副走査方向のみの光軸ずれに起因した全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差分よりも大きい値に設定される。例えば、第１閾値は、一つのレーザのみを点灯させて走査領域Ｒｔａｇを走査した場合の受光期間Ｔ内における受光間隔（即ち、図４（ｂ）の矢印「Ａｘ」の幅）に設定される。

（２）具体的処理
次に、図７〜図９を参照し、画像描画装置１が実行する具体的な光軸ずれ補正処理について説明する。

（２−１）処理概要
図７は、画像描画装置１が実行する光軸ずれ補正処理の手順を示すフローチャートの一例である。図７に示すフローチャートは、所定の周期又はタイミングに従い繰り返し実行される。なお、画像描画装置１は、光軸ずれ補正処理を、描画領域ＲＲでの映像の描画時に行ってもよい。

まず、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａを測定する（ステップＳ１０１）。例えば、画像描画装置１は、走査可能領域ＳＲに配置された受光素子１００の全体を含む所定範囲を走査領域Ｒｔａｇに指定して、全色のレーザ光を点灯させた状態で走査を行い、その際に受光素子１００がレーザ光を最初に検出した時点から最後に検出した時点までの受光期間Ｔの幅を、全色受光時間幅Ｔｗａに定める。

次に、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが単色受光時間幅Ｔｗ１よりも第１閾値だけ大きいか否か判定する（ステップＳ１０２）。この場合、画像描画装置１は、単色受光時間幅Ｔｗ１、言い換えると、光軸ずれが生じていない場合の全色受光時間幅Ｔｗａ（図５参照）を予めメモリ等に記憶しておく。また、第１閾値は、例えば、主走査方向に光軸ずれが生じた際の全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差の下限値に設定され、具体的には、一列分の走査線上のドットを走査するのに要する時間幅や受光素子１００の位置等を勘案し、実験又は理論的に定められる。

そして、全色受光時間幅Ｔｗａが単色受光時間幅Ｔｗ１よりも第１閾値だけ大きい場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、主走査方向の光軸ずれが生じていると判断し、主走査方向（上下方向）の光軸ずれの補正を行う（ステップＳ１０３）。この具体的な処理については、図８を参照して後述する。

一方、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１とのずれ幅が第１閾値未満である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、画像描画装置１は、主走査方向の光軸ずれが生じていないと判断し、ステップＳ１０４へ処理を進める。

次に、ステップＳ１０４において、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが単色受光時間幅Ｔｗ１よりも第２閾値以上大きいか否か判定する（ステップＳ１０４）。ここで、第２閾値は、副走査方向に光軸ずれが生じた際の全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差の下限値等に設定され、具体的には、１ドット分を走査するのに要する時間幅（例えば７２０画素を６０ＦＰＳで走査する場合には２３．２ｕｓ）に設定される。従って、第２閾値は、上述の第１閾値よりも小さい値に設定される。

そして、全色受光時間幅Ｔｗａが単色受光時間幅Ｔｗ１よりも第２閾値以上大きい場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、副走査方向の光軸ずれが生じていると判断し、副走査方向（左右方向）の光軸ずれ補正を行う（ステップＳ１０５）。この具体的な処理については、図９を参照して後述する。

一方、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１とのずれ幅が第２閾値未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、画像描画装置１は、副走査方向の光軸ずれが生じていないと判断し、フローチャートの処理を終了する。

このように、画像描画装置１は、主走査方向に光軸ずれが生じている場合には、副走査方向に光軸ずれが生じている場合と比較して、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が大きくなることに着目し、これらの差に基づき光軸ずれの方向を検出する。そして、画像描画装置１は、主走査方向に光軸ずれが生じている場合には、まず主走査方向の光軸ずれを補正し、その後に、副走査方向の光軸ずれを適宜補正する。これにより、画像描画装置１は、好適に、主走査方向及び副走査方向の光軸ずれを補正することができる。また、この場合、画像描画装置１は、検査対象であるレーザＬＤ１〜ＬＤ３を同時に点灯させて光軸ずれの検出を行うことにより、振動等などの外部要因に起因した受光のずれの影響を除外する。従って、画像描画装置１は、振動等の影響を受けることなく、光軸ずれの検出及び補正を高精度に行うことができる。

（２−２）主走査方向光軸ずれ補正処理
図８は、主走査方向光軸ずれ補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。画像描画装置１は、図８に示すフローチャートの処理を、図７のステップＳ１０３へ処理を進めた際に実行する。概略的には、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第１閾値未満になるように、全色受光時間幅Ｔｗａを監視しつつ各レーザ光の光軸を主走査方向に移動させるフィードバック制御を行う。

まず、画像描画装置１は、光軸を移動させるレーザを決定する（ステップＳ２０１）。画像描画装置１は、例えば、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ、及び緑色レーザ光ＬＧのうち一つのレーザ（例えば赤色レーザ光ＬＲ）の光軸の位置を固定（基準）にして他のレーザ光の光軸を補正する場合、当該他のレーザ（上述の例では青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧ）を、ステップＳ２０１を実行する度に、交互に、光軸を移動させるレーザ光として指定する。

次に、画像描画装置１は、ステップＳ２０１で指定したレーザの光軸を上方向に移動させ、その後、走査領域Ｒｔａｇを対象にして全色のレーザ光を点灯させた状態で走査を行い、全色受光時間幅Ｔｗａを計測する（ステップＳ２０２）。ここで、上述の移動幅は、例えば１ドット分の幅に設定される。

そして、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが増加したか否か判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、画像描画装置１は、ステップＳ２０２で計測した全色受光時間幅Ｔｗａが、その前に計測した全色受光時間幅Ｔｗａよりも大きいか否か判定する。

そして、全色受光時間幅Ｔｗａが増加した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、移動させたレーザの光軸は上方向にはずれていないと判断し、当該レーザの光軸を下方向に移動させ、その後再び全色受光時間幅Ｔｗａを計測する（ステップＳ２０４）。この移動幅は、ステップＳ２０２で上方向に光軸を移動させた直後の場合には、ステップＳ２０２での移動幅の２倍の幅（例えば２ドット分の幅）に設定され、ステップＳ２０５の直後の場合には、例えばステップＳ２０２での移動幅と同一（１ドット分の幅）に設定される。

そして、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが減少したか否か判定する（ステップＳ２０５）。そして、全色受光時間幅Ｔｗａが減少した場合には（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、対象となるレーザがまだ下方向にずれている可能性があると判断し、再びステップＳ２０２の処理を行う。一方、全色受光時間幅Ｔｗａが減少しなかった場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、画像描画装置１は、ステップＳ２０１で決定されたレーザ光の光軸を上方向に移動させて全色受光時間幅Ｔｗａを再計測し（ステップＳ２０６）、ステップＳ２１１へ処理を進める。この場合の移動幅は、ステップＳ２０４での移動幅と同一（例えば１ドット分の幅）に設定される。

一方、ステップＳ２０３で、全色受光時間幅Ｔｗａが増加していないと判断した場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが減少したか否か判定する（ステップＳ２０７）。そして、全色受光時間幅Ｔｗａが減少した場合には（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、対象とするレーザ光の光軸がさらに上方向にずれている可能性があると判断し、当該レーザ光の光軸を上方向に移動させ、その後再び全色受光時間幅Ｔｗａを再計測する（ステップＳ２０８）。この移動幅は、例えばステップＳ２０２での移動幅と同一（１ドット分の幅）に設定される。そして、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが減少したか否か判定する（ステップＳ２０９）。そして、全色受光時間幅Ｔｗａが減少した場合には（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、対象となるレーザ光の光軸がまだ上方向にずれている可能性があると判断し、再びステップＳ２０８の処理を行う。一方、全色受光時間幅Ｔｗａが減少しなかった場合（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、画像描画装置１は、対象となるレーザの光軸を下方向に移動させて全色受光時間幅Ｔｗａを再計測し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２１１へ処理を進める。この場合の移動幅は、ステップＳ２０８での移動幅と同一（例えば１ドット分の幅）に設定される。

一方、ステップＳ２０７で、全色受光時間幅Ｔｗａが減少していない場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、即ち、全色受光時間幅Ｔｗａが増加も減少もしていないと判断した場合には、画像描画装置１は、ステップＳ２１１へ処理を進める。この場合、画像描画装置１は、ステップＳ２０２で上方向に光軸を移動させた分、対象となるレーザの光軸を下方向に戻してもよい。

そして、ステップＳ２１１では、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第１閾値未満であるか否か判定する（ステップＳ２１１）。これにより、画像描画装置１は、主走査方向の光軸のずれが解消した否か判定する。そして、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第１閾値未満の場合（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は主走査方向の光軸のずれが解消と判断し、フローチャートの処理を終了する。一方、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第１閾値以上の場合（ステップＳ２１１；Ｎｏ）、画像描画装置１は、主走査方向の光軸のずれが解消していないと判断し、ステップＳ２０１に処理を戻す。この場合、画像描画装置１は、ステップＳ２０１では、前回光軸を移動させたレーザ光とは異なるレーザ光を、光軸を移動させる対象に選ぶ。

（２−３）副走査方向光軸ずれ補正処理
図９は、副走査方向光軸ずれ補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。画像描画装置１は、図９に示すフローチャートの処理を、図７のステップＳ１０５へ処理を進めた際に実行する。概略的には、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１とのずれ幅が第２閾値未満になるように、全色受光時間幅Ｔｗａを監視しつつ各レーザ光の光軸を副走査方向に移動させるフィードバック制御を行う。

まず、画像描画装置１は、光軸を移動させるレーザを決定する（ステップＳ３０１）。画像描画装置１は、例えば、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ、及び緑色レーザ光ＬＧのうち一つのレーザ（例えば赤色レーザ光ＬＲ）の光軸の位置を固定（基準）にして他のレーザ光の光軸を補正する場合、当該他のレーザ（上述の例では青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧ）を、ステップＳ３０１を実行する度に、交互に、光軸を移動させるレーザ光として指定する。

次に、画像描画装置１は、ステップＳ３０１で指定したレーザの光軸を右方向に移動させ、その後、走査領域Ｒｔａｇを対象にして全色のレーザ光を点灯させた状態で走査を行い、全色受光時間幅Ｔｗａを計測する（ステップＳ３０２）。ここで、上述の移動幅は、例えば１ドット分の幅に設定される。

そして、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが増加したか否か判定する（ステップＳ３０３）。具体的には、画像描画装置１は、ステップＳ３０２で計測した全色受光時間幅Ｔｗａが、その前に計測した全色受光時間幅Ｔｗａよりも大きいか否か判定する。

そして、全色受光時間幅Ｔｗａが増加した場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、移動させたレーザの光軸は右方向にはずれていないと判断し、当該レーザの光軸を左方向に移動させ、その後再び全色受光時間幅Ｔｗａを計測する（ステップＳ３０４）。この移動幅は、ステップＳ３０２で右方向に光軸を移動させた直後の場合には、ステップＳ３０２での移動幅の２倍の幅（例えば２ドット分の幅）に設定され、ステップＳ３０５の直後の場合には、例えばステップＳ３０２での移動幅と同一（１ドット分の幅）に設定される。

そして、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが減少したか否か判定する（ステップＳ３０５）。そして、全色受光時間幅Ｔｗａが減少した場合には（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、対象となるレーザがまだ左方向にずれている可能性があると判断し、再びステップＳ３０２の処理を行う。一方、全色受光時間幅Ｔｗａが減少しなかった場合（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、画像描画装置１は、ステップＳ３０１で決定されたレーザ光の光軸を右方向に移動させて全色受光時間幅Ｔｗａを再計測し（ステップＳ３０６）、ステップＳ３１１へ処理を進める。この場合の移動幅は、ステップＳ３０４での移動幅と同一（例えば１ドット分の幅）に設定される。

一方、ステップＳ３０３で、全色受光時間幅Ｔｗａが増加していないと判断した場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが減少したか否か判定する（ステップＳ３０７）。そして、全色受光時間幅Ｔｗａが減少した場合には（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、対象とするレーザ光の光軸がさらに右方向にずれている可能性があると判断し、当該レーザ光の光軸を右方向に移動させ、その後再び全色受光時間幅Ｔｗａを再計測する（ステップＳ３０８）。この移動幅は、例えばステップＳ３０２での移動幅と同一（１ドット分の幅）に設定される。そして、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが減少したか否か判定する（ステップＳ３０９）。そして、全色受光時間幅Ｔｗａが減少した場合には（ステップＳ３０９；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、対象となるレーザ光の光軸がまだ右方向にずれている可能性があると判断し、再びステップＳ３０８の処理を行う。一方、全色受光時間幅Ｔｗａが減少しなかった場合（ステップＳ３０９；Ｎｏ）、画像描画装置１は、対象となるレーザの光軸を左方向に移動させて全色受光時間幅Ｔｗａを再計測し（ステップＳ３１０）、ステップＳ３１１へ処理を進める。この場合の移動幅は、ステップＳ３０８での移動幅と同一（例えば１ドット分の幅）に設定される。

一方、ステップＳ３０７で、全色受光時間幅Ｔｗａが減少していない場合（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、即ち、全色受光時間幅Ｔｗａが増加も減少もしていないと判断した場合には、画像描画装置１は、ステップＳ３１１へ処理を進める。この場合、画像描画装置１は、ステップＳ３０２で右方向に光軸を移動させた分、対象となるレーザの光軸を左方向に戻してもよい。

そして、ステップＳ３１１では、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第２閾値未満であるか否か判定する（ステップＳ３１１）。これにより、画像描画装置１は、副走査方向の光軸のずれが解消した否か判定する。そして、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第２閾値未満の場合（ステップＳ３１１；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は副走査方向の光軸のずれが解消と判断し、フローチャートの処理を終了する。一方、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第２閾値以上の場合（ステップＳ３１１；Ｎｏ）、画像描画装置１は、副走査方向の光軸のずれが解消していないと判断し、ステップＳ３０１に処理を戻す。この場合、画像描画装置１は、ステップＳ３０１では、前回光軸を移動させたレーザ光とは異なるレーザ光を、光軸を移動させる対象に選ぶ。

［変形例］
次に、本発明に好適な変形例について説明する。以下に示す変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用されてもよい。

（変形例１）
上述の実施例では、画像描画装置１は、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２、及び緑色レーザＬＤ３を同時に点灯させた状態で、光軸ずれの検出及び補正を行った。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。

これに代えて、画像描画装置１は、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２、及び緑色レーザＬＤ３のうち２つのレーザを同時に点灯させて、これらの２つのレーザ光の光軸ずれの検出及び補正を行ってもよい。この場合、例えば、画像描画装置１は、まず、赤色レーザＬＤ１及び青色レーザＬＤ２を同時に点灯させて、これらの２つのレーザ光ＬＲ、ＬＢの光軸ずれを補正する。その後、画像描画装置１は、赤色レーザＬＤ１又は青色レーザＬＤ２のいずれか一方と緑色レーザＬＤ３とを同時点灯させて、赤色レーザ光ＬＲ及び青色レーザ光ＬＢと緑色レーザ光ＬＧとの光軸ずれを補正する。この場合であっても、画像描画装置１は、好適に、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ、及び緑色レーザ光ＬＧの光軸ずれを補正することができる。

また、他の例では、画像描画装置１は、４つ以上のレーザを対象に光軸ずれを補正してもよい。この場合であっても、画像描画装置１は、これらを同時点灯させて全色受光時間幅Ｔｗａを測定し、当該全色受光時間幅Ｔｗａに基づき、主走査方向の光軸ずれ補正又は／及び副走査方向の光軸ずれ補正を行う。

（変形例２）
画像描画装置１は、上述した主走査方向の光軸ずれ補正処理又は副走査方向の光軸ずれ補正処理において、光軸を移動させる移動幅を、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差に応じて変更してもよい。

特に、上述の変形例１のように、２つのレーザを対象にして光軸ずれの補正を行う場合には、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が大きいほど、上述の移動幅、即ち発光するタイミングの調整量を大きくする。具体的には、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差と、設定すべき移動幅とのマップ等を予め実験等に基づき作成してメモリに記憶しておき、当該マップを参照して上述の移動幅を設定する。このようにすることで、画像描画装置１は、光軸ずれの補正をより迅速に完了することができる。

（変形例３）
画像描画装置１は、描画領域ＲＲでの映像の描画時に上述の光軸ずれ補正処理を行う場合には、映像を構成するフレームの間に、所定間隔ごとに、描画領域ＲＲ外の走査領域Ｒｔａｇを対象に走査する検査用のフレームを挿入してもよい。

例えば、画像描画装置１は、１秒間ごとに１つのフレームを上述の検査フレームとして、描画領域ＲＲ外であって、受光素子１００を含む領域を走査領域Ｒｔａｇとした走査を行う。そして、画像描画装置１は、上述の光軸ずれ補正処理において、検査用のフレームに対してのみ反映するように特定のレーザ光の光軸を移動させて、光軸ずれが減少する光軸の移動方向及び移動幅を特定する。このようにすることで、画像描画装置１は、光軸を移動させた結果一時的に光軸ずれが大きくなる場合であっても、観察者が視認する映像に影響を及ぼすことなく、光軸ずれの補正を実行することができる。

（変形例４）
上述の画像描画装置１は、ヘッドアップディスプレイに好適に適用される。これについて、図１０を参照して具体例を示す。

図１０は、本発明に係るヘッドアップディスプレイの構成例を示す。図１０に示すヘッドアップディスプレイは、コンバイナ２６を介して虚像「Ｉｖ」を運転者に視認させるものである。

図１０に示す構成では、光源部１Ａは、上述した実施例の画像描画装置１として機能する。そして、光源部１Ａは、支持部材１１ａ、１１ｂを介して車室内の天井部２２に付設され、現在地を含む地図情報や経路案内情報、走行速度、その他運転を補助する情報（以後、「運転補助情報」とも呼ぶ。）を示す表示像を構成する光を、コンバイナ２６に向けて出射する。具体的には、光源部１Ａは、光源ユニット１内に表示像の元画像（実像）を生成し、その画像を構成する光をコンバイナ２６へ出射することで、運転者に虚像Ｉｖを視認させる。

コンバイナ２６は、光源部１から出射される表示像が投影されると共に、表示像を運転者の視点（アイポイント）「Ｐｅ」へ反射することで当該表示像を虚像Ｉｖとして表示させる。そして、コンバイナ２６は、天井部２２に設置された支持軸部２７を有し、支持軸部２７を支軸として回動する。支持軸部２７は、例えば、フロントウィンドウ２０の上端近傍の天井部２２、言い換えると運転者用の図示しないサンバイザが設置される位置の近傍に設置される。

なお、本発明が適用可能なヘッドアップディスプレイの構成は、これに限られない。例えば、ヘッドアップディスプレイは、コンバイナ２６を有さず、光源部１Ａは、フロントウィンドウ２０へ投影することで、フロントウィンドウ２０に表示像を運転者のアイポイントＰｅへ反射させてもよい。また、光源部１Ａの位置は、天井部２２に設置される場合に限らず、ダッシュボード２４の内部に設置されてもよい。この場合、ダッシュボード２４には、コンバイナ２６又はフロントウィンドウ２０に光を通過させるための開口部が設けられる。

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レーザを利用した種々の映像機器に利用することができる。

１ 画像描画装置
３ ビデオＡＳＩＣ
７ レーザドライバＡＳＩＣ
８ ＭＥＭＳ制御部
９ レーザ光源部
１００ 受光素子

請求項１に記載の発明では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置であって、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、を有し、前記補正手段は、前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正し、前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正することを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正し、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子とを備える光軸ずれ補正装置が実行する制御方法であって、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出工程と、前記検出工程により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正工程と、を有し、前記補正工程は、前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正し、前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正することを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置を光源部に有するヘッドアップディスプレイであって、前記光軸ずれ補正装置は、前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、を有し、前記補正手段は、前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正し、前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正することを特徴とする。

【０００９】
【図１】本実施例に係る画像描画装置の構成を示す。
【図２】マイクロレンズアレイ及び受光素子の配置例を示す。
【図３】光軸ずれの具体例を示すイメージ図である。
【図４】受光素子が検出する受光レベルの時間変化を示すグラフである。
【図５】光軸ずれが生じていない場合の受光素子が受光期間において検出する受光レ
ベルの時間変化を示すグラフである。
【図６】光軸ずれが生じている場合の受光素子が受光期間において検出する受光レベ
ルの時間変化を示すグラフである。
【図７】光軸ずれ補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】 副走査方向光軸ずれ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】 主走査方向光軸ずれ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係るヘッドアップディスプレイの構成例を示す。
【発明を実施するための形態】

上記の光軸ずれ補正装置の一態様では、前記補正手段は、前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正し、前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正する。一般に、副走査方向に光軸ずれが生じている場合には、主走査方向のみに光軸ずれが生じている場合と比較して、上述の受光期間の幅が長くなる。従って、この態様により、光軸ずれ補正装置は、副走査方向の光軸ずれを確実に検出し、その補正を行うことができる。

ＭＥＭＳミラー１０は、図２中の矢印に示すようにレーザ光を複数回走査する（つまりラスタースキャンを実施する）ことで、表示すべき画像（映像）を描画領域ＲＲに描画させる。本明細書では、図２の下に示すように、レーザ光の主走査方向を「左右方向」とも呼び、当該主走査方向に垂直な副走査方向を「上下方向」とも呼ぶ。

そして、図４（ｂ）は、図４（ａ）の最初の走査期間に対する受光期間Ｔ内の受光レベルの詳細を示すグラフである。図４（ｂ）では、受光素子１００と重なる位置の走査線を対象に走査を行うタイミングごとに、受光素子１００によりレーザ光が検知されている。具体的に、図４（ｂ）では、副走査方向に連続する８行分のドットが走査された際に、受光素子１００は、各走査線での走査において、レーザ光を検知している。そして、各レーザ光ＬＲ、ＬＢ、ＬＧのいずれを点灯させた場合であっても、各レーザ光に対する受光期間Ｔの幅（「単色受光時間幅Ｔｗ１」とも呼ぶ。）は、同一である。

次に、図６を参照し、副走査方向に光軸ずれが生じている場合の受光素子１００の受光期間Ｔにおける受光レベルの時間変化について説明する。図６（ａ）は、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２、及び緑色レーザＬＤ３を同時に点灯させてＭＥＭＳミラー１０の走査を行った場合の受光レベルの時間変化を示す。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す場合において、赤色レーザ光ＬＲに対する受光レベルのみを抽出したグラフであり、図６（ｃ）は、青色レーザ光ＬＢに対する受光レベルのみを抽出したグラフであり、図６（ｄ）は、緑色レーザ光ＬＧに対する受光レベルのみを抽出したグラフである。

図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、各レーザ光の光軸が副走査方向にずれている場合、各レーザ光に対する受光素子１００の受光期間Ｔが顕著に異なる。具体的には、例えば青色レーザ光ＬＢを基準とした場合、赤色レーザ光ＬＲは、下方向にずれているため、受光素子１００により検知されるタイミングが早くなっている。また、同じく青色レーザ光ＬＢを基準とした場合、緑色レーザ光ＬＧは、上方向にずれているため、受光素子１００により検知されるタイミングが遅くなっている。

一方、左右方向（主走査方向）にのみ光軸ずれが生じた場合には、同一の走査線上で受光素子１００が受光を検知するため、上下方向（副走査方向）に光軸ずれが生じた場合と比較して、受光期間Ｔのずれが小さい。従って、主走査方向にのみ光軸ずれが生じた場合には、副走査方向に光軸ずれが生じた場合と比較して、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が小さい。

以上を勘案し、画像描画装置１は、受光素子１００の検出信号に基づき全色受光時間幅Ｔｗａを算出し、光軸ずれが生じていない場合の全色受光時間幅Ｔｗａに相当する単色受光時間幅Ｔｗ１との差分を求める。そして、画像描画装置１は、当該差分が所定の閾値（「第１閾値」とも呼ぶ。）よりも大きい場合には、副走査方向の光軸ずれが生じていると判断する。上述の第１閾値は、本発明における「所定値」の一例であり、主走査方向のみの光軸ずれに起因した全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差分よりも大きい値に設定される。例えば、第１閾値は、一つのレーザのみを点灯させて走査領域Ｒｔａｇを走査した場合の受光期間Ｔ内における受光間隔（即ち、図４（ｂ）の矢印「Ａｘ」の幅）に設定される。

次に、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが単色受光時間幅Ｔｗ１よりも第１閾値だけ大きいか否か判定する（ステップＳ１０２）。この場合、画像描画装置１は、単色受光時間幅Ｔｗ１、言い換えると、光軸ずれが生じていない場合の全色受光時間幅Ｔｗａ（図５参照）を予めメモリ等に記憶しておく。また、第１閾値は、例えば、副走査方向に光軸ずれが生じた際の全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差の下限値に設定され、具体的には、一列分の走査線上のドットを走査するのに要する時間幅や受光素子１００の位置等を勘案し、実験又は理論的に定められる

そして、全色受光時間幅Ｔｗａが単色受光時間幅Ｔｗ１よりも第１閾値だけ大きい場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、副走査方向の光軸ずれが生じていると判断し、副走査方向（上下方向）の光軸ずれの補正を行う（ステップＳ１０３）。この具体的な処理については、図８を参照して後述する。

一方、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１とのずれ幅が第１閾値未満である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、画像描画装置１は、副走査方向の光軸ずれが生じていないと判断し、ステップＳ１０４へ処理を進める。

次に、ステップＳ１０４において、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａが単色受光時間幅Ｔｗ１よりも第２閾値以上大きいか否か判定する（ステップＳ１０４）。ここで、第２閾値は、主走査方向に光軸ずれが生じた際の全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差の下限値等に設定され、具体的には、１ドット分を走査するのに要する時間幅（例えば７２０画素を６０ＦＰＳで走査する場合には２３．２ｕｓ）に設定される。従って、第２閾値は、上述の第１閾値よりも小さい値に設定される。

そして、全色受光時間幅Ｔｗａが単色受光時間幅Ｔｗ１よりも第２閾値以上大きい場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は、主走査方向の光軸ずれが生じていると判断し、主走査方向（左右方向）の光軸ずれ補正を行う（ステップＳ１０５）。この具体的な処理については、図９を参照して後述する。

一方、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１とのずれ幅が第２閾値未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、画像描画装置１は、主走査方向の光軸ずれが生じていないと判断し、フローチャートの処理を終了する。

このように、画像描画装置１は、副走査方向に光軸ずれが生じている場合には、主走査方向に光軸ずれが生じている場合と比較して、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が大きくなることに着目し、これらの差に基づき光軸ずれの方向を検出する。そして、画像描画装置１は、副走査方向に光軸ずれが生じている場合には、まず副走査方向の光軸ずれを補正し、その後に、主走査方向の光軸ずれを適宜補正する。これにより、画像描画装置１は、好適に、副走査方向及び主走査方向の光軸ずれを補正することができる。また、この場合、画像描画装置１は、検査対象であるレーザＬＤ１〜ＬＤ３を同時に点灯させて光軸ずれの検出を行うことにより、振動等などの外部要因に起因した受光のずれの影響を除外する。従って、画像描画装置１は、振動等の影響を受けることなく、光軸ずれの検出及び補正を高精度に行うことができる。

（２−２）副走査方向光軸ずれ補正処理
図８は、副走査方向光軸ずれ補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。画像描画装置１は、図８に示すフローチャートの処理を、図７のステップＳ１０３へ処理を進めた際に実行する。概略的には、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第１閾値未満になるように、全色受光時間幅Ｔｗａを監視しつつ各レーザ光の光軸を副走査方向に移動させるフィードバック制御を行う。

そして、ステップＳ２１１では、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第１閾値未満であるか否か判定する（ステップＳ２１１）。これにより、画像描画装置１は、副走査方向の光軸のずれが解消した否か判定する。そして、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第１閾値未満の場合（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は副走査方向の光軸のずれが解消と判断し、フローチャートの処理を終了する。一方、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第１閾値以上の場合（ステップＳ２１１；Ｎｏ）、画像描画装置１は、副走査方向の光軸のずれが解消していないと判断し、ステップＳ２０１に処理を戻す。この場合、画像描画装置１は、ステップＳ２０１では、前回光軸を移動させたレーザ光とは異なるレーザ光を、光軸を移動させる対象に選ぶ。

（２−３）主走査方向光軸ずれ補正処理
図９は、主走査方向光軸ずれ補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。画像描画装置１は、図９に示すフローチャートの処理を、図７のステップＳ１０５へ処理を進めた際に実行する。概略的には、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１とのずれ幅が第２閾値未満になるように、全色受光時間幅Ｔｗａを監視しつつ各レーザ光の光軸を主走査方向に移動させるフィードバック制御を行う。

そして、ステップＳ３１１では、画像描画装置１は、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第２閾値未満であるか否か判定する（ステップＳ３１１）。これにより、画像描画装置１は、主走査方向の光軸のずれが解消した否か判定する。そして、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第２閾値未満の場合（ステップＳ３１１；Ｙｅｓ）、画像描画装置１は主走査方向の光軸のずれが解消と判断し、フローチャートの処理を終了する。一方、全色受光時間幅Ｔｗａと単色受光時間幅Ｔｗ１との差が第２閾値以上の場合（ステップＳ３１１；Ｎｏ）、画像描画装置１は、主走査方向の光軸のずれが解消していないと判断し、ステップＳ３０１に処理を戻す。この場合、画像描画装置１は、ステップＳ３０１では、前回光軸を移動させたレーザ光とは異なるレーザ光を、光軸を移動させる対象に選ぶ。

Claims (8)

1. 第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置であって、
   前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、
   前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、
   前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする光軸ずれ補正装置。
2. 前記補正手段は、
   前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正し、
   前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正することを特徴とする請求項１に記載の光軸ずれ補正装置。
3. 前記補正手段は、前記受光期間の幅が短くなるように、前記第一ビーム又は前記第二ビームの光軸ずれを補正することを特徴とする請求項１または２に記載の光軸ずれ補正装置。
4. 前記補正手段は、前記走査期間における、前記第一光源又は前記第二光源の発光のタイミングを制御することで、前記光軸ずれを補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光軸ずれ補正装置。
5. 前記走査手段は、前記第一ビーム及び前記第二ビームにより描かれる映像を構成するフレームの間に、所定間隔ごとに前記第一ビーム及び前記第二ビームを前記走査領域に対して走査させるフレームを挿入し、
   前記走査領域は、前記映像が描かれる領域の外に設けられることを特徴とする請求項４に記載の光軸ずれ補正装置。
6. 前記補正手段は、前記受光期間の幅が長いほど、前記第一光源又は前記第二光源の発光のタイミングの調整量を大きくすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光軸ずれ補正装置。
7. 第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正し、
   前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、
   前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子とを備える光軸ずれ補正装置が実行する制御方法であって、
   前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出工程と、
   前記検出工程により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正工程と、
   を有することを特徴とする制御方法。
8. 第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置を光源部に有するヘッドアップディスプレイであって、
   前記光軸ずれ補正装置は、
   前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、
   前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、
   前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、
   を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ。

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