JPWO2015029493A1

JPWO2015029493A1 - 画像投影装置

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Publication number: JPWO2015029493A1
Application number: JP2015534019A
Authority: JP
Inventors: 宏勲中原; 智岸上; 俊哉的崎; 伸夫竹下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2017-03-02
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Abstract

複数の光ビームの走査によって表示される複数の表示画像を、あたかも継ぎ目が無いように繋げて、サイズが大きく高品質な画像を表示する画像投影装置（１）であって、画像投影装置（１）は、ＭＥＭＳミラー装置（１１）と、ＭＥＭＳミラー制御部（１３）と、レーザ光検出部（１９）とを有し、ＭＥＭＳミラー制御部（１３）は、第１の光ビーム（Ｌ１）をレーザ光検出部（１９）に照射し、このとき第１の光検知器（１９１）から出力される検出信号と第２の光検知器（１９２）から出力される検出信号との差に基づいて、第１の表示画像（１８ａ）の位置を調整し、第２の光ビーム（Ｌ２）を第１の受光面及び第２の受光面に照射し、このとき第１の光検知器（１９１）から出力される検出信号と第２の光検知器（１９２）から出力される検出信号との差に基づいて、第２の表示画像（１８ｂ）の位置を調整する。

Description

本発明は、複数の光ビームを走査ミラーでラスタ走査することにより画像表示面上に画像を投影する画像投影装置に関するものである。

光ビームを走査する装置として、ポリゴンミラー又はガルバノミラーを用いた光走査装置が広く普及している。また、ＭＥＭＳ（ＭｉｒｃｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて製造されるＭＥＭＳミラー装置を用いた小型の光走査装置も提案されている。ＭＥＭＳミラー装置は、シリコン等で弾性梁等の構成部品が一体成形された走査ミラーを電磁力又は静電力等によって往復運動させる装置であり、光ビームを走査することができる微小電子機械部品である。

ＭＥＭＳミラー装置を使用して、光ビームによってスクリーン上に２つの表示画像を表示して、１つの画像を形成する画像投影装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置においては、２つの光源から出射された２つの光ビームの各々の走査によって表示される２つの表示画像を、互いに僅かに重なるように繋げることによって、面積の大きな１つの画像を表示している。

特表２００４−５２７７９３号公報（図４１、段落０１１６）

しかしながら、特許文献１は、２つの表示画像を互いに重ねて繋げることを説明しているが、２つの表示画像の継ぎ目における画質の低下に対する対策を説明していない。したがって、特許文献１に記載の装置においては、２つの表示画像の継ぎ目、すなわち、２つの表示画像の境界部が、帯状又は線状の領域として肉眼で識別できてしまう、又は、目立ってしまうという問題が生じる。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の光ビームの走査によって表示される複数の表示画像を、あたかも継ぎ目が無いように、すなわち、肉眼で継ぎ目が識別できないように繋げることによって、サイズが大きく高品質な画像を表示することができる画像投影装置を提供することである。

本発明に係る画像投影装置は、第１の光ビームを出射する第１の光源部と、第２の光ビームを出射する第２の光源部と、前記第１の光源部から出射される前記第１の光ビーム及び前記第２の光源部から出射される前記第２の光ビームの発光タイミングを制御する表示制御部と、前記第１の光源部から出射された前記第１の光ビーム及び前記第２の光源部から出射された前記第２の光ビームを反射する走査ミラーと該走査ミラーを駆動させる駆動部とを有し、前記走査ミラーによって前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを同時に走査することによって、前記第１の光ビームによって形成される第１の表示画像と前記第２の光ビームによって形成される第２の表示画像とを画像表示面上に並べて表示する走査ミラー部と、前記走査ミラー部を制御する走査ミラー制御部と、第１の光検知器及び第２の光検知器を含み、前記第１の光検知器の第１の受光面と前記第２の光検知器の第２の受光面との境界線が前記第１の表示画像と前記第２の表示画像との線状の継ぎ目と平行になるように前記第１の光検知器及び前記第２の光検知器が配置され、前記第１の光検知器は前記第１の受光面に前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームを受光して検出信号を出力し、前記第２の光検知器は前記第２の受光面に前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームを受光して検出信号を出力する光ビーム検出部とを有し、前記走査ミラー制御部は、前記境界線に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の前記第１の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に照射し、このとき前記第１の光検知器から出力される検出信号と前記第２の光検知器から出力される検出信号との差に基づいて、前記第１の表示画像の位置を調整し、前記境界線に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の前記第２の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に照射し、このとき前記第１の光検知器から出力される検出信号と前記第２の光検知器から出力される検出信号との差に基づいて、前記第２の表示画像の位置を調整することを特徴とする。

本発明においては、第１の光ビーム及び第２の光ビームの走査によって表示される第１の表示画像及び第２の表示画像の位置を、光ビーム検出部から出力される第１の検出信号と第２の検出信号との差に基づいて調整する。このため、本発明によれば、第１の表示画像と第２の表示画像とを、あたかも継ぎ目が無いように、すなわち、肉眼で継ぎ目が識別できないように繋げることができ、サイズが大きく高品質な画像を表示することができる。

本発明の実施の形態１に係る画像投影装置の構成を概略的に示すブロック図である。実施の形態１に係る画像投影装置の第１の光源部及び第２の光源部の構成を概略的に示す図である。実施の形態１及び２に係る画像投影装置のＭＥＭＳミラー装置の構造及び機能を概略的に示す図である。実施の形態１に係る画像投影装置のＭＥＭＳミラー装置による２本のレーザ光のラスタ走査によって１つの画像が表示されることを示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１及び２に係る画像投影装置の水平駆動信号生成部で生成される水平駆動信号と水平方向の照射位置に対応するレーザ発光タイミングを示す図である。（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１及び２に係る画像投影装置の垂直駆動信号生成部で生成される垂直駆動信号と垂直方向の照射位置に対応するレーザ発光タイミングを示す図である。実施の形態１に係る画像投影装置のレーザ光検出部の第１の光検知器及び第２の光検知器で検出される第１のレーザ光を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１に係る画像投影装置のレーザ光検出部の第１の光検知器及び第２の光検知器によって第１のレーザ光を検出して生成された検出信号と第１の表示画像の水平方向の位置との関係を示す図である。実施の形態１に係る画像投影装置のレーザ光検出部の第１の光検知器及び第２の光検知器で検出される第２のレーザ光を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１に係る画像投影装置のレーザ光検出部の第１の光検知器及び第２の光検知器によって第２のレーザ光を検出して生成された検出信号と第２の表示画像の水平方向の位置との関係を示す図である。本発明の実施の形態２に係る画像投影装置の構成を概略的に示すブロック図である。実施の形態２に係る画像投影装置の第１の光源部及び第２の光源部の構成を概略的に示す図である。実施の形態２に係る画像投影装置のＭＥＭＳミラー装置による２本のレーザ光のラスタ走査によって１つの画像が表示されることを示す図である。実施の形態２に係る画像投影装置のレーザ光検出部の第１の光検知器及び第２の光検知器で検出される第１のレーザ光を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態２に係る画像投影装置のレーザ光検出部の第１の光検知器及び第２の光検知器によって第１のレーザ光を検出して生成された検出信号と第１の表示画像の垂直方向の位置との関係を示す図である。実施の形態２に係る画像投影装置のレーザ光検出部の第１の光検知器及び第２の光検知器で検出される第２のレーザ光を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態２に係る画像投影装置のレーザ光検出部の第１の光検知器及び第２の光検知器によって第２のレーザ光を検出して生成された検出信号と第２の表示画像の垂直方向の位置との関係を示す図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像投影装置１の構成を概略的に示すブロック図である。図１に示されるように、実施の形態１に係る画像投影装置１は、複数の光ビーム（例えば、第１の光ビーム及び第２の光ビーム）を走査する走査ミラー部であるＭＥＭＳミラー装置１１と、入力される画像信号に応じて光ビームの発光を制御する表示制御部１２と、走査ミラー制御部であるＭＥＭＳミラー制御部１３と、第１の光ビームとしての第１のレーザ光を出射する第１の光源部１４と、第２の光ビームとしての第２のレーザ光を出射する第２の光源部１５と、第１の光源部１４を駆動する第１の光源駆動部である第１のレーザドライバ１６と、第２の光源部１５を駆動する第２の光源駆動部である第２のレーザドライバ１７と、画像表示面としてのスクリーン１８と、光ビーム検出部としてのレーザ光検出部１９とを備える。実施の形態１に係る画像投影装置１は、入力された画像信号に基づいて２本のレーザ光をスクリーン１８上にラスタ走査することによってスクリーン１８上に水平方向（水平走査方向）に並ぶ２つの表示画像からなる１つの画像（結合画像）を投影する。画像信号は、表示制御部１２が処理可能な形式の信号であればよい。入力される画像信号は、例えば、放送波を受信する機能を備えた装置（例えば、放送受信機、テレビ等）から供給される画像信号、光ディスク又はハードディスク等のような情報記録媒体から画像信号を読み出す再生機能を持つ装置（例えば、光ディスクプレーヤ、カーナビゲ−ション装置、ゲーム装置等）から供給される画像信号、又は、ネットワーク（例えば、インターネット）を経由して画像情報をダウンロードする情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ）から供給される画像信号等である。

図１に示されるように、表示制御部１２は、バッファメモリ１２１と、描画制御部１２２と、データ変換部１２３と、第１のレーザ変調制御部１２４と、第２のレーザ変調制御部１２５とを備える。表示制御部１２は、入力された画像信号に基づいて第１のレーザドライバ１６及び第２のレーザドライバ１７を制御する。

描画制御部１２２は、入力された画像信号に応じた画像データをバッファメモリ１２１に書き込む。バッファメモリ１２１は、書き込まれた画像データを一時的に記憶する。また、描画制御部１２２は、バッファメモリ１２１に記憶された画像データを読み出し、読み出された画像データをデータ変換部１２３に供給する。データ変換部１２３は、描画制御部１２２から供給された画像データをビットデータに変換して、第１のレーザ変調制御部１２４及び第２のレーザ変調制御部１２５に供給する。

第１のレーザ変調制御部１２４は、データ変換部１２３から供給されたビットデータを、各色のレーザの発光パターンを表す信号に変換し、第１のレーザドライバ１６に供給する。第１のレーザドライバ１６は、第１のレーザ変調制御部１２４が出力する信号に基づき、第１の光源部１４に設けられる赤色レーザ１４１、緑色レーザ１４２、及び青色レーザ１４３（すなわち、各色のレーザ）を駆動するための駆動信号を生成し、これら駆動信号を、赤色レーザ１４１、緑色レーザ１４２、及び青色レーザ１４３にそれぞれ供給する。

第２のレーザ変調制御部１２５は、データ変換部１２３から供給されたビットデータを、各色のレーザの発光パターンを表す信号に変換し、第２のレーザドライバ１７に供給する。第２のレーザドライバ１７は、第２のレーザ変調制御部１２５が出力する信号に基づき、第２の光源部１５に設けられる赤色レーザ１５１、緑色レーザ１５２、及び青色レーザ１５３（すなわち、各色のレーザ）を駆動するための駆動信号を生成し、これら駆動信号を、赤色レーザ１５１、緑色レーザ１５２、及び青色レーザ１５３にそれぞれ供給する。

赤色レーザ１４１、緑色レーザ１４２、及び青色レーザ１４３は、第１のレーザドライバ１６から供給される駆動信号に基づいて、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を第１の合成光学系１４４に向けて出射する。第１の合成光学系１４４は、赤色レーザ１４１、緑色レーザ１４２、及び青色レーザ１４３から出射された赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を合成して、１本のレーザ光（ビーム状の光線）、すなわち、第１の光ビームとしての第１のレーザ光Ｌ１を生成する。第１のレーザ光Ｌ１は、光路変更部材として光ファイバ１４４７を通してＭＥＭＳミラー装置１１の走査ミラー（可動ミラー）１１４に照射される。なお、第１のレーザ光Ｌ１をＭＥＭＳミラー装置１１に導く部材は、光ファイバ１４４７に限定されず、ミラーなどの他の光路変更部材であってもよい。また、光路変更部材を用いずに、第１の合成光学系１４４から直接、第１のレーザ光Ｌ１をＭＥＭＳミラー装置１１に導くように第１の合成光学系１４４を配置してもよい。

同様に、赤色レーザ１５１、緑色レーザ１５２、及び青色レーザ１５３は、第２のレーザドライバ１７から出力される駆動信号に基づいて、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を第２の合成光学系１５４に向けて出射する。第２の合成光学系１５４は、赤色レーザ１５１、緑色レーザ１５２、及び青色レーザ１５３から出射された赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を合成して、１本のレーザ光（ビーム状の光線）、すなわち、第２の光ビームとしての第２のレーザ光Ｌ２を生成する。第２のレーザ光Ｌ２は、光路変更部材として光ファイバ１５４７を通してＭＥＭＳミラー装置１１の走査ミラー１１４に照射される。なお、第２のレーザ光Ｌ２をＭＥＭＳミラー装置１１に導く部材は、光ファイバ１５４７に限定されず、ミラーなどの他の光路変更部材であってもよい。また、光路変更部材を用いずに、第２の合成光学系１５４から直接、第２のレーザ光Ｌ２をＭＥＭＳミラー装置１１に導くように第２の合成光学系１５４を配置してもよい。

ＭＥＭＳミラー装置１１は、共振点検出部１１１と、水平駆動部１１２と、垂直駆動部１１３と、走査ミラー１１４とを備える。ＭＥＭＳミラー装置１１は、走査ミラー１１４を駆動させて走査ミラー１１４の向きを変えることによって、第１の合成光学系１４４から出射された第１のレーザ光Ｌ１及び第２の合成光学系１５４から出射された第２のレーザ光Ｌ２を、同時にスクリーン１８に向けて反射することができる。ＭＥＭＳミラー装置１１により、スクリーン１８上に第１のレーザ光Ｌ１による第１の表示画像１８ａ及び第２のレーザ光Ｌ２による第２の表示画像１８ｂが同時に形成される。また、ＭＥＭＳミラー装置１１は、ＭＥＭＳミラー制御部１３の制御により、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２がスクリーン１８上をラスタ走査するように走査ミラー１１４を動作させる。この動作は、ＭＥＭＳミラー装置１１の水平駆動部１１２の共振状態を検出する共振点検出部１１１によって検出され、共振点検出部１１１は、その検出信号をＭＥＭＳミラー制御部１３へ供給する。

ＭＥＭＳミラー制御部１３は、ＭＥＭＳミラー装置１１を制御する。ＭＥＭＳミラー制御部１３は、同期信号生成部１３１と、サーボ回路１３２と、水平駆動信号生成部１３３と、垂直駆動信号生成部１３４と、ドライバ回路１３５とを備える。サーボ回路１３２は、ＭＥＭＳミラー装置１１に備えられた共振点検出部１１１による検出結果を示す検出信号と、レーザ光検出部１９による検出結果を示す検出信号（第１の検出信号Ａ１，Ａ２及び第２の検出信号Ｂ１，Ｂ２）とに基づいて、水平駆動信号生成部１３３の動作（あるいは、水平駆動信号生成部１３３及び／又は垂直駆動信号生成部１３４の動作）を制御する。ドライバ回路１３５は、水平駆動信号生成部１３３及び垂直駆動信号生成部１３４から出力されるＭＥＭＳミラー装置１１の駆動信号を所定レベルに増幅してＭＥＭＳミラー装置１１に供給する。同期信号生成部１３１は、サーボ回路１３２で制御されたＭＥＭＳミラー装置１１の駆動信号に基づいて同期信号を生成し、生成された同期信号を描画制御部１２２に供給する。

図２は、第１の光源部１４及び第２の光源部１５の光学系の構成要素を概略的に示す図である。図２に示されるように、第１の光源部１４は、赤色レーザ１４１と、緑色レーザ１４２と、青色レーザ１４３と、光ファイバ１４４７と、集光レンズ１４４６と、波長選択性ミラー１４４４及び１４４５と、コリメータレンズ１４４１，１４４２及び１４４３とを備える。赤色レーザ１４１、緑色レーザ１４２、及び青色レーザ１４３から出射された各色のレーザ光は、それぞれコリメータレンズ１４４１，１４４２及び１４４３で平行光に変換される。波長選択性ミラー１４４４及び１４４５は、例えば、ダイクロイックミラーにより構成される。波長選択性ミラー１４４４は、赤色レーザ１４１から出射された赤色レーザ光を集光レンズ１４４６に向かう方向へ透過させ、緑色レーザ１４２から出射された緑色レーザ光を集光レンズ１４４６に向かう方向へ反射させる。波長選択性ミラー１４４５は、赤色レーザ１４１及び緑色レーザ１４２から出射された赤色レーザ光及び緑色レーザ光を集光レンズ１４４６に向かう方向へ透過させ、青色レーザ１４３から出射された青色レーザ光を集光レンズ１４４６に向かう方向へ反射させる。波長選択性ミラー１４４４及び１４４５によって赤色、緑色及び青色の３本のレーザ光は、１本の第１のレーザ光Ｌ１となる。集光レンズ１４４６は、第１のレーザ光Ｌ１を光ファイバ１４４７の入射部に入射させる。光ファイバ１４４７から出射した第１のレーザ光Ｌ１は、コリメータレンズ１４４８で略平行光の第１のレーザ光Ｌ１となる。ＭＥＭＳミラー装置１１の走査ミラー１１４に入射する直前の第１のレーザ光Ｌ１は、例えば、スクリーン１８に垂直でスクリーン１８の水平方向（Ｘ方向）に平行な平面（すなわち、図２が描かれている紙面に平行な平面）においてＭＥＭＳミラー装置１１の走査ミラー１１４（非駆動時の走査ミラー１１４）の垂線１１ｎとなす角度θ１が５５°となるように、ＭＥＭＳミラー装置１１に照射される。なお、上記第１の光源部１４の構成は、一例にすぎず、上記例に限定されない。

また、図２に示されるように、第２の光源部１５は、赤色レーザ１５１と、緑色レーザ１５２と、青色レーザ１５３と、光ファイバ１５４７と、集光レンズ１５４６と、波長選択性ミラー１５４４及び１５４５と、コリメータレンズ１５４１，１５４２及び１５４３とを備える。赤色レーザ１５１、緑色レーザ１５２、及び青色レーザ１５３から出射された各色のレーザ光は、それぞれコリメータレンズ１５４１，１５４２及び１５４３で平行光に変換される。波長選択性ミラー１５４４及び１５４５は、例えば、ダイクロイックミラーにより構成される。波長選択性ミラー１５４４は、赤色レーザ１５１から出射された赤色レーザ光を集光レンズ１５４６に向かう方向へ透過させ、緑色レーザ１５２から出射された緑色レーザ光を集光レンズ１５４６に向かう方向へ反射させる。波長選択性ミラー１５４５は、赤色レーザ１５１及び緑色レーザ１５２から出射された赤色レーザ光及び緑色レーザ光を集光レンズ１５４６に向かう方向へ透過させ、青色レーザ１５３から出射された青色レーザ光を集光レンズ１５４６に向かう方向へ反射させる。波長選択性ミラー１５４４及び１５４５によって赤色、緑色及び青色の３本のレーザ光は、１本の第２のレーザ光Ｌ２となる。集光レンズ１５４６は、第２のレーザ光Ｌ２を光ファイバ１５４７の入射部に入射させる。光ファイバ１５４７から出射した第２のレーザ光Ｌ２は、コリメータレンズ１５４８で略平行光の第２のレーザ光Ｌ２となる。ＭＥＭＳミラー装置１１の走査ミラー１１４に入射する直前の第２のレーザ光Ｌ２は、スクリーン１８に垂直でスクリーン１８の水平方向（Ｘ方向）に平行な平面（すなわち、図２が描かれている紙面に平行な平面）においてＭＥＭＳミラー装置１１の走査ミラー１１４（非駆動時の走査ミラー１１４）の垂線１１ｎとなす角度θ２が３５°となるように、ＭＥＭＳミラー装置１１に照射される。なお、第２の光源部１５の構成は、一例にすぎず、上記例に限定されない。

図３は、ＭＥＭＳミラー装置１１の構造及び機能を概略的に示す図である。なお、図３の説明に際し、括弧内の符号は、後述する実施の形態２の説明において使用する符号である。図３に示されるように、ＭＥＭＳミラー装置１１は、水平走査用回動中心軸（弾性梁）１１５を中心とした回動が可能であり且つ垂直走査用回動中心軸（弾性梁）１１６を中心とした回動が可能な走査ミラー１１４を備えている。走査ミラー１１４が水平走査用回動中心軸１１５及び垂直走査用回動中心軸１１６の各々を中心として２次元的に回動することにより、走査ミラー１１４で反射されたレーザ光をラスタ走査（例えば、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２を同時にラスタ走査）することができる。ＭＥＭＳミラー装置１１で反射された第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２は、スクリーン１８に向けて照射される。ＭＥＭＳミラー装置１１の傾きを制御することでスクリーン１８に照射されるレーザ光のラスタ走査が行われる。Ｘを水平方向（水平走査方向、すなわち、Ｘ方向）の座標位置（画素位置）、Ｙを垂直方向（垂直走査方向、すなわち、Ｙ方向）の座標位置（画素位置）として、表示画像の画素の位置をＰ（Ｘ，Ｙ）で表す。第１の表示画像１８ａ及び第２の表示画像１８ｂの各々の大きさが、横６４０画素（水平方向）、縦４８０画素（垂直方向）の画像であるとき、第１の表示画像１８ａ及び第２の表示画像１８ｂの各々の上端における開始位置Ｐ（１，１）から、下端における終了位置Ｐ（６４０，４８０）まで光線が連続的に走査されることで、第１の表示画像１８ａ又は第２の表示画像１８ｂの１回の表示が完了する。

図４は、実施の形態１に係る画像投影装置１のＭＥＭＳミラー装置１１による２本のレーザ光の走査によって１つの画像が表示されることを示す図である。図４に示されるように、画像信号に応じて変調された第１のレーザ光Ｌ１は、第１の表示画像１８ａの上端における開始位置Ｐ１（１，１）から、第１の表示画像１８ａの下端における終了位置Ｐ１（６４０，４８０）までを、連続的に走査（ラスタ走査）することで、第１の表示画像１８ａの１回の表示が完了する。同時に、画像信号に応じて変調された第２のレーザ光Ｌ２は、第２の表示画像１８ｂの上端における開始位置Ｐ２（１，１）から、第２の表示画像１８ｂの下端における終了位置Ｐ２（６４０，４８０）までを、連続的に走査（ラスタ走査）することで、第２の表示画像１８ｂの１回の表示が完了する。第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２とは、同時にスクリーン１８に照射され、第１の表示画像１８ａと第２の表示画像１８ｂとはスクリーン１８上に同時に、すなわち、時間的に並行して表示される。レーザ光検出部１９は、検出境界線１９３を挟んで互いに隣接して水平方向に並ぶ第１の受光面を有する第１の光検知器１９１と第２の受光面を有する第２の光検知器１９２とからなる２分割光検知器で構成されている。第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２とは、それぞれの受光した光のレベルに比例した第１の検出信号Ａ１，Ａ２と第２の検出信号Ｂ１，Ｂ２を出力する。ここで、第１の検出信号Ａ１と第２の検出信号Ｂ１は、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２とが第１の光ビームＬ１を検出したときの出力信号である。また、第１の検出信号Ａ２と第２の検出信号Ｂ２は、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２とが第２の光ビームＬ２を検出したときの出力信号である。

図５（ａ）〜（ｃ）は、水平駆動信号生成部１３３で生成される水平駆動信号、水平駆動信号の半分の周期の信号、及び照射位置Ｐに対応するレーザ発光タイミングを示す図である。図５（ａ）に示されるように、水平駆動信号は、例えば、周波数２０ｋＨｚの矩形波である。図５（ａ）に示されるように、矩形波状波形の振幅（波高値）を、ＨＨ及びＨＬと定義する。レーザ光の照射位置である画素の位置を表すＰ（Ｘ，Ｙ）の内、
Ｘ＜１の範囲の画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）、及び、Ｘ＞６４０の範囲の画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）、及び、
Ｙ＜１の範囲の画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）、及び、Ｙ＞４８０の範囲の画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、
横６４０画素、縦４８０画素の表示画像に対して、範囲外を表す。図５（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、水平駆動信号の半分の周期以下の時間でＰ（１，１）からＰ（６４０，１）までの表示画像の水平方向１行分のレーザ発光が行われ、１画素あたりの発光時間は、３０ｎ秒である。

図６（ａ）及び（ｂ）は、垂直駆動信号生成部１３４で生成される垂直駆動信号と照射位置Ｐに対応するレーザ発光タイミングを示す図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、毎秒３０フレームの画像を表示する場合、垂直駆動信号の周期は、１／３０秒、すなわち、約３３ｍ秒である。図６（ｂ）には、表示画像の左端にあたる画素（すなわち、Ｐ（１，ｋ）、−４９≦ｋ≦５３０）のレーザ発光タイミングのみ示しており、他の画素（すなわち、Ｐ（ｍ，ｋ）、ｍは１以外の整数）のレーザ発光タイミングを示していない。また、図６（ｂ）に示されるように、第１又は第２の表示画像の１フレームの表示期間は、Ｐ（１，１）からＰ（１，４８０）までを含む期間（Ｐ（１，１）からＰ（６４０，４８０）までの期間）である。また、図６（ａ）において、垂直駆動信号の鋸波状波形の振幅（波高値）をＶＨ及びＶＬと定義する。

図７は、実施の形態１に係る画像投影装置１のレーザ光検出部１９の第１の光検知器１９１及び第２の光検知器１９２で検出される第１のレーザ光Ｌ１を示す図である。画像投影装置１においては、境界線１９３に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の第１の光ビームＬ１を第１の光検知器１９１の矩形の受光面及び第２の光検知器１９２の矩形の受光面に照射し、このとき第１の光検知器１９１から出力される検出信号の時間幅（パルス幅）と第２の光検知器１９２から出力される検出信号の時間幅（パルス幅）との差の絶対値が最小になるように、第１の表示画像１８ａの水平方向の位置を調整する。また、境界線１９３に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の第２の光ビームＬ２を第１の光検知器１９１の矩形の受光面及び第２の光検知器１９２の矩形の受光面に照射し、このとき第１の光検知器１９１から出力される検出信号の時間幅（パルス幅）と第２の光検知器１９２から出力される検出信号の時間幅（パルス幅）との差の絶対値が最小になるように、第２の表示画像１８ｂの水平方向の位置を調整する。実施の形態１において、予め決められた画素数は９画素であり、第１の表示画像１８ａの範囲外である所定数の画素、例えば、Ｐ１（６３６，４９０）からＰ１（６４４，４９０）までの９画素の発光タイミングで第１のレーザ光Ｌ１を出射させ、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２で受光する。なお、第１の光検知器１９１及び第２の光検知器１９２で検出される第１のレーザ光Ｌ１の画素数及び位置は、図７の例に限定されない。

図８（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１に係る画像投影装置１のレーザ光検出部１９の第１の光検知器１９１及び第２の光検知器１９２によって第１のレーザ光Ｌ１を検出して生成された検出信号と第１の表示画像１８ａの端部（右端）の位置１８ｃとの関係を示す図である。図８（ａ）〜（ｃ）に示されるように、検出信号Ａ１のパルス幅（時間軸方向の時間幅）をＡｗ１、検出信号Ｂ１のパルス幅をＢｗ１とする。図８（ａ）に示されるように、パルス幅Ａｗ１とパルス幅Ｂｗ１とが等しいとき、第１の表示画像１８ａの右端１８ｃの水平方向の位置は、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２の境界線１９３（垂直方向の直線）の水平方向の位置と一致する。図８（ｂ）に示されるように、パルス幅Ａｗ１がパルス幅Ｂｗ１より大きいとき、第１の表示画像１８ａの右端１８ｃの水平方向の位置は、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２の境界線１９３の水平方向の位置よりも第１の光検知器１９１側にずれている。図８（ｃ）に示されるように、パルス幅Ａｗ１がパルス幅Ｂｗ１より小さいとき、第１の表示画像１８ａの右端１８ｃの水平方向の位置は、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２の境界線１９３の水平方向の位置よりも第２の光検知器１９２側にずれている。サーボ回路１３２は、パルス幅Ａｗ１とパルス幅Ｂｗ１が等しくなるように、すなわち、パルス幅Ａｗ１とパルス幅Ｂｗ１との差の絶対値が最小になるように、水平駆動信号の振幅ＨＬを可変し、第１の表示画像１８ａの右端１８ｃの水平方向の位置が第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２の境界線１９３の水平方向の位置と一致するように制御する。

図９は、実施の形態１に係る画像投影装置１のレーザ光検出部１９の第１の光検知器１９１及び第２の光検知器１９２で検出される第２のレーザ光Ｌ２を示す図である。第２の表示画像１８ｂの範囲外である所定数の画素、例えば、Ｐ２（−３，４９０）からＰ２（５，４９０）までの９画素の発光タイミングで第２のレーザ光Ｌ２を出射させ、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２で受光する。なお、第１の光検知器１９１及び第２の光検知器１９２で検出される第２のレーザ光Ｌ２の画素数及び位置は、図９の例に限定されない。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１に係る画像投影装置１のレーザ光検出部１９の第１の光検知器１９１及び第２の光検知器１９２によって第２のレーザ光Ｌ２を検出して生成された検出信号と第２の表示画像１８ｂの端部（左端）の位置１８ｄとの関係を示す図である。図１０（ａ）〜（ｃ）に示されるように、検出信号Ａ２のパルス幅をＡｗ２、検出信号Ｂ２のパルス幅をＢｗ２とする。図１０（ａ）に示されるように、パルス幅Ａｗ２とパルス幅Ｂｗ２とが等しいとき、第２の表示画像１８ｂの左端１８ｄの水平方向の位置は、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２の境界線１９３の水平方向の位置と一致する。図１０（ｂ）に示されるように、パルス幅Ａｗ２がパルス幅Ｂｗ２より大きいとき、第２の表示画像１８ｂの左端１８ｄの水平方向の位置は、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２の境界線１９３の水平方向の位置よりも第１の光検知器１９１側にずれている。図１０（ｃ）に示されるように、パルス幅Ａｗ２がパルス幅Ｂｗ２より小さいとき、第２の表示画像１８ｂの左端１８ｄの水平方向の位置は、第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２の境界線１９３の水平方向の位置よりも第２の光検知器１９２側にずれている。サーボ回路１３２は、パルス幅Ａｗ２とパルス幅Ｂｗ２が等しくなるように、すなわち、パルス幅Ａｗ２とパルス幅Ｂｗ２との差の絶対値が最小になるように、水平駆動信号の振幅ＨＨを可変し、第２の表示画像１８ｂの左端１８ｄの水平方向の位置が第１の光検知器１９１と第２の光検知器１９２の境界線１９３の水平方向の位置と一致するように制御する。

以上に説明したように、実施の形態１に係る画像投影装置１においては、第１の光ビームＬ１及び第２の光ビームＬ２の走査によって表示される第１の表示画像１８ａの右端１８ｃの水平方向の位置及び第２の表示画像１８ｂの左端１８ｄの水平方向の位置を、光ビーム検出部１９の第１の光検出器１９１及び第２の光検出器１９２から出力される検出信号のパルス幅と第２の検出信号のパルス幅との差の絶対値を最小にするように水平駆動信号の振幅ＨＬと振幅ＨＨをそれぞれ制御する。このため、実施の形態１に係る画像投影装置１によれば、第１の表示画像１８ａの右端１８ｃの水平方向の位置と第２の表示画像１８ｂの左端１８ｄの水平方向の位置の両方を、第１の光検出器１９１と第２の光検出器１９２の境界線１９３の水平方向の位置に一致させることができる。したがって、第１の表示画像１８ａの右端１８ｃと第２の表示画像１８ｂの左端１８ｄとは、水平方向の同じ位置で整列して、繋がり１つの画像を形成する。このため、第１の表示画像１８ａと第２の表示画像１８ｂとは、あたかも継ぎ目が無いように、すなわち、肉眼で継ぎ目が識別できないように繋げることができ、サイズが大きく高品質な１つの画像を表示することができる。

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る画像投影装置２の構成を概略的に示すブロック図である。図１１に示されるように、実施の形態２に係る画像投影装置２は、複数の光ビーム（例えば、第１の光ビーム及び第２の光ビーム）を走査する走査ミラー部であるＭＥＭＳミラー装置２１と、入力される画像信号に応じて光ビームの発光を制御する表示制御部２２と、走査ミラー制御部であるＭＥＭＳミラー制御部２３と、第１の光ビームとしての第１のレーザ光を出射する第１の光源部２４と、第２の光ビームとしての第２のレーザ光を出射する第２の光源部２５と、第１の光源部２４を駆動する第１の光源駆動部である第１のレーザドライバ２６と、第２の光源部２５を駆動する第２の光源駆動部である第２のレーザドライバ２７と、画像表示面としてのスクリーン２８と、光ビーム検出部としてのレーザ光検出部２９とを備える。実施の形態２に係る画像投影装置２は、入力された画像信号に基づいて２本のレーザ光をスクリーン２８上にラスタ走査することによってスクリーン２８上に垂直方向に並ぶ２つの表示画像からなる１つの画像（結合画像）を投影する。画像投影装置２の動作は、垂直方向に並ぶ２つの表示画像からなる１つの画像（結合画像）を投影するよう構成されている点を除き、実施の形態１に係る画像投影装置１と同様である。

図１１に示されるように、表示制御部２２は、バッファメモリ２２１と、描画制御部２２２と、データ変換部２２３と、第１のレーザ変調制御部２２４と、第２のレーザ変調制御部２２５とを備える。表示制御部２２の動作は、実施の形態１における表示制御部１２の動作と同様である。

第１のレーザ変調制御部２２４は、データ変換部２２３から供給されたビットデータを、各色のレーザの発光パターンを表す信号に変換し、第１のレーザドライバ２６に供給する。第１のレーザドライバ２６は、第１のレーザ変調制御部２２４が出力する信号に基づき、第１の光源部２４に設けられる赤色レーザ２４１、緑色レーザ２４２、及び青色レーザ２４３を駆動するための駆動信号を生成し、これら駆動信号を、赤色レーザ２４１、緑色レーザ２４２、及び青色レーザ２４３にそれぞれ供給する。

第２のレーザ変調制御部２２５は、データ変換部２２３から供給されたビットデータを、各色のレーザの発光パターンを表す信号に変換し、第２のレーザドライバ２７に供給する。第２のレーザドライバ２７は、第２のレーザ変調制御部２２５が出力する信号に基づき、第２の光源部２５に設けられる赤色レーザ２５１、緑色レーザ２５２、及び青色レーザ２５３を駆動するための駆動信号を生成し、これら駆動信号を、赤色レーザ２５１、緑色レーザ２５２、及び青色レーザ２５３にそれぞれ供給する。

赤色レーザ２４１、緑色レーザ２４２、及び青色レーザ２４３は、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を第１の合成光学系２４４に向けて出射する。第１の合成光学系２４４は、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を合成して、第１の光ビームとしての第１のレーザ光Ｌ３を生成する。第１のレーザ光Ｌ３は、光路変更部材として光ファイバ２４４７を通してＭＥＭＳミラー装置２１の走査ミラー（可動ミラー）２１４に照射される。なお、第１のレーザ光Ｌ３をＭＥＭＳミラー装置２１に導く部材は、光ファイバ２４４７に限定されず、ミラーなどの他の光路変更部材であってもよい。また、光路変更部材を用いずに、第１の合成光学系２４４から直接、第１のレーザ光Ｌ３をＭＥＭＳミラー装置２１に導くように第１の合成光学系２４４を配置してもよい。

同様に、赤色レーザ２５１、緑色レーザ２５２、及び青色レーザ２５３は、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を第２の合成光学系２５４に向けて出射する。第２の合成光学系２５４は、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を合成して、第２の光ビームとしての第２のレーザ光Ｌ４を生成する。第２のレーザ光Ｌ４は、光路変更部材として光ファイバ２５４７を通してＭＥＭＳミラー装置２１の走査ミラー２１４に照射される。なお、第２のレーザ光Ｌ４をＭＥＭＳミラー装置２１に導く部材は、光ファイバ２５４７に限定されず、ミラーなどの他の光路変更部材であってもよい。また、光路変更部材を用いずに、第２の合成光学系２５４から直接、第２のレーザ光Ｌ４をＭＥＭＳミラー装置２１に導くように第２の合成光学系２５４を配置してもよい。

ＭＥＭＳミラー装置２１は、共振点検出部２１１と、水平駆動部２１２と、垂直駆動部２１３と、走査ミラー２１４とを備える。ＭＥＭＳミラー装置２１は、走査ミラー２１４を駆動させて走査ミラー２１４の向きを変えることによって、第１の合成光学系２４４から出射された第１のレーザ光Ｌ３及び第２の合成光学系２５４から出射された第２のレーザ光Ｌ４を、同時にスクリーン２８に向けて反射することができる。これにより、ＭＥＭＳミラー装置２１は、スクリーン２８上に第１のレーザ光Ｌ３による第１の表示画像２８ａ及び第２のレーザ光Ｌ４による第２の表示画像２８ｂが同時に形成される。また、ＭＥＭＳミラー装置２１は、ＭＥＭＳミラー制御部２３の制御により、第１のレーザ光Ｌ３及び第２のレーザ光Ｌ４がスクリーン２８上をラスタ走査するように走査ミラー２１４を動作させる。この動作は、ＭＥＭＳミラー装置２１の水平駆動部２１２の共振状態を検出する共振点検出部２１１によって検出され、共振点検出部２１１は、その検出信号をＭＥＭＳミラー制御部２３へ供給する。

ＭＥＭＳミラー制御部２３は、ＭＥＭＳミラー装置２１を制御する。ＭＥＭＳミラー制御部２３は、同期信号生成部２３１と、サーボ回路２３２と、水平駆動信号生成部２３３と、垂直駆動信号生成部２３４と、ドライバ回路２３５とを備える。サーボ回路２３２は、ＭＥＭＳミラー装置２１に備えられた共振点検出部２１１による検出結果を示す検出信号と、レーザ光検出部２９による検出結果を示す検出信号（第１の検出信号Ａ３，Ａ４及び第２の検出信号Ｂ３，Ｂ４）とに基づいて、垂直駆動信号生成部２３４の動作（あるいは、水平駆動信号生成部２３３及び／又は垂直駆動信号生成部２３４の動作）を制御する。ドライバ回路２３５は、水平駆動信号生成部２３３及び垂直駆動信号生成部２３４から出力されるＭＥＭＳミラー装置２１の駆動信号を所定レベルに増幅してＭＥＭＳミラー装置２１に供給する。同期信号生成部２３１は、サーボ回路２３２で制御されたＭＥＭＳミラー装置２１の駆動信号に基づいて同期信号を生成し、生成された同期信号を描画制御部２２２に供給する。

図１２は、第１の光源部２４及び第２の光源部２５の光学系の構成要素を概略的に示す図である。図１２に示されるように、第１の光源部２４は、赤色レーザ２４１と、緑色レーザ２４２と、青色レーザ２４３と、光ファイバ２４４７と、集光レンズ２４４６と、波長選択性ミラー２４４４及び２４４５と、コリメータレンズ２４４１，２４４２及び２４４３とを備える。赤色レーザ２４１、緑色レーザ２４２、及び青色レーザ２４３から出射された各色のレーザ光は、それぞれコリメータレンズ２４４１，２４４２及び２４４３で平行光に変換される。波長選択性ミラー２４４４及び２４４５は、例えば、ダイクロイックミラーにより構成される。波長選択性ミラー２４４４は、赤色レーザ２４１から出射された赤色レーザ光を集光レンズ２４４６に向かう方向へ透過させ、緑色レーザ２４２から出射された緑色レーザ光を集光レンズ２４４６に向かう方向へ反射させる。波長選択性ミラー２４４５は、赤色レーザ２４１及び緑色レーザ２４２から出射された赤色レーザ光及び緑色レーザ光を集光レンズ２４４６に向かう方向へ透過させ、青色レーザ２４３から出射された青色レーザ光を集光レンズ２４４６に向かう方向へ反射させる。波長選択性ミラー２４４４及び２４４５によって赤色、緑色及び青色の３本のレーザ光は、１本の第１のレーザ光Ｌ３となる。集光レンズ２４４６は、第１のレーザ光Ｌ３を光ファイバ２４４７の入射部に入射させる。光ファイバ２４４７から出射した第１のレーザ光Ｌ３は、コリメータレンズ２４４８で略平行光の第１のレーザ光Ｌ３となる。ＭＥＭＳミラー装置２１の走査ミラー２１４に入射する直前の第１のレーザ光Ｌ３は、例えば、スクリーン２８に垂直でスクリーン２８の垂直方向（Ｙ方向）に平行な平面（すなわち、図１２が描かれている紙面に平行な平面）においてＭＥＭＳミラー装置２１の走査ミラー２１４（非駆動時の走査ミラー２１４）の垂線２１ｎとなす角度θ３が５５°となるように、ＭＥＭＳミラー装置２１に照射される。なお、上記第１の光源部２４の構成は、一例にすぎず、上記例に限定されない。

また、図１２に示されるように、第２の光源部２５は、赤色レーザ２５１と、緑色レーザ２５２と、青色レーザ２５３と、光ファイバ２５４７と、集光レンズ２５４６と、波長選択性ミラー２５４４及び２５４５と、コリメータレンズ２５４１，２５４２及び２５４３とを備える。赤色レーザ２５１、緑色レーザ２５２、及び青色レーザ２５３から出射された各色のレーザ光は、それぞれコリメータレンズ２５４１，２５４２及び２５４３で平行光に変換される。波長選択性ミラー２５４４及び２５４５は、例えば、ダイクロイックミラーにより構成される。波長選択性ミラー２５４４は、赤色レーザ２５１から出射された赤色レーザ光を集光レンズ２５４６に向かう方向へ透過させ、緑色レーザ２５２から出射された緑色レーザ光を集光レンズ２５４６に向かう方向へ反射させる。波長選択性ミラー２５４５は、赤色レーザ２５１及び緑色レーザ２５２から出射された赤色レーザ光及び緑色レーザ光を集光レンズ２５４６に向かう方向へ透過させ、青色レーザ２５３から出射された青色レーザ光を集光レンズ２５４６に向かう方向へ反射させる。波長選択性ミラー２５４４及び２５４５によって赤色、緑色及び青色の３本のレーザ光は、１本の第２のレーザ光Ｌ４となる。集光レンズ２５４６は、第２のレーザ光Ｌ４を光ファイバ２５４７の入射部に入射させる。光ファイバ２５４７から出射した第２のレーザ光Ｌ４は、コリメータレンズ２５４８で略平行光の第２のレーザ光Ｌ４となる。ＭＥＭＳミラー装置２１の走査ミラー２１４に入射する直前の第２のレーザ光Ｌ４は、スクリーン２８に垂直でスクリーン２８の垂直方向（Ｙ方向）に平行な平面（すなわち、図１２が描かれている紙面に平行な平面）においてＭＥＭＳミラー装置２１の走査ミラー２１４（非駆動時の走査ミラー２１４）の垂線２１ｎとなす角度θ４が３５°となるように、ＭＥＭＳミラー装置２１に照射される。なお、第２の光源部２５の構成は、一例にすぎず、上記例に限定されない。

図３は、ＭＥＭＳミラー装置２１の構造及び機能を概略的に示す図である。図３に示されるように、ＭＥＭＳミラー装置２１は、水平走査用回動中心軸（弾性梁）２１５を中心とした回動が可能であり且つ垂直走査用回動中心軸（弾性梁）２１６を中心とした回動が可能な走査ミラー２１４を備えている。走査ミラー２１４が水平走査用回動中心軸２１５及び垂直走査用回動中心軸２１６の各々を中心として２次元的に回動することにより、走査ミラー２１４で反射されたレーザ光をラスタ走査（例えば、第１のレーザ光Ｌ３及び第２のレーザ光Ｌ４を同時にラスタ走査）することができる。ＭＥＭＳミラー装置２１で反射された第１のレーザ光Ｌ３及び第２のレーザ光Ｌ４は、スクリーン２８に向けて照射される。ＭＥＭＳミラー装置２１の傾きを制御することでスクリーン２８に照射されるレーザ光のラスタ走査が行われる。第１の表示画像２８ａ及び第２の表示画像２８ｂの各々の大きさが、横６４０画素（水平方向）、縦４８０画素（垂直方向）の画像であるとき、第１の表示画像２８ａ及び第２の表示画像２８ｂの各々の上端における開始位置Ｐ（１，１）から、下端における終了位置Ｐ（６４０，４８０）まで光線が連続的に走査されることで、第１の表示画像２８ａ又は第２の表示画像２８ｂの１回の表示が完了する。

図１３は、実施の形態２に係る画像投影装置２のＭＥＭＳミラー装置２１による２本のレーザ光の走査によって１つの画像が表示されることを示す図である。図１３に示されるように、画像信号に応じて変調された第１のレーザ光Ｌ３は、第１の表示画像２８ａの上端における開始位置Ｐ３（１，１）から、第１の表示画像２８ａの下端における終了位置Ｐ３（６４０，４８０）までを、連続的に走査（ラスタ走査）することで、第１の表示画像２８ａの１回の表示が完了する。同時に、画像信号に応じて変調された第２のレーザ光Ｌ４は、第２の表示画像２８ｂの上端における開始位置Ｐ４（１，１）から、第２の表示画像２８ｂの下端における終了位置Ｐ４（６４０，４８０）までを、連続的に走査（ラスタ走査）することで、第２の表示画像２８ｂの１回の表示が完了する。第１のレーザ光Ｌ３と第２のレーザ光Ｌ４とは、同時にスクリーン２８に照射され、第１の表示画像２８ａと第２の表示画像２８ｂとはスクリーン２８上に同時に、すなわち、時間的に並行して表示される。レーザ光検出部２９は、検出境界線２９３を挟んで互いに隣接して垂直方向に並ぶ第１の受光面を有する第１の光検知器２９１と第２の受光面を有する第２の光検知器２９２とからなる２分割光検知器で構成されている。第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２とは、それぞれの受光した光のレベルに比例した第１の検出信号Ａ３，Ａ４と第２の検出信号Ｂ３，Ｂ４を出力する。ここで、第１の検出信号Ａ３と第２の検出信号Ｂ３は、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２とが第１の光ビームＬ３を検出したときの出力信号である。また、第１の検出信号Ａ４と第２の検出信号Ｂ４は、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２とが第２の光ビームＬ４を検出したときの出力信号である。

図５（ａ）〜（ｃ）は、水平駆動信号生成部２３３で生成される水平駆動信号、水平駆動信号の半分の周期の信号、及び照射位置Ｐに対応するレーザ発光タイミングを示す図である。図５（ａ）に示されるように、水平駆動信号は、例えば、周波数２０ｋＨｚの矩形波である。図５（ａ）に示されるように、矩形波の振幅を、ＨＨ及びＨＬと定義する。レーザ光の照射位置である画素の位置を表すＰ（Ｘ，Ｙ）の内、
Ｘ＜１の範囲の画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）、及び、Ｘ＞６４０の範囲の画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）、及び、
Ｙ＜１の範囲の画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）、及び、Ｙ＞４８０の範囲の画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、
横６４０画素、縦４８０画素の表示画像に対して、範囲外を表す。図５（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、水平駆動信号の半分の周期以下の時間でＰ（１，１）からＰ（６４０，１）までの表示画像の水平方向１行分のレーザ発光が行われ、１画素あたりの発光時間は、３０ｎ秒である。

図６（ａ）及び（ｂ）は、垂直駆動信号生成部２３４で生成される垂直駆動信号と照射位置Ｐに対応するレーザ発光タイミングを示す図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、毎秒３０フレームの画像を表示する場合、垂直駆動信号の周期は、１／３０秒、すなわち、約３３ｍ秒である。図６（ｂ）に示されるように、第１又は第２の表示画像の１フレームの表示期間は、Ｐ（１，１）からＰ（１，４８０）までを含む期間（Ｐ（１，１）からＰ（６４０，４８０）までの期間）である。また、図６（ａ）において、垂直駆動信号の鋸波状波形の振幅（波高値）をＶＨ及びＶＬと定義する。

図１４は、実施の形態２に係る画像投影装置２のレーザ光検出部２９の第１の光検知器２９１及び第２の光検知器２９２で検出される第１のレーザ光Ｌ３を示す図である。画像投影装置２においては、境界線２９３に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の第１の光ビームＬ３を第１の光検知器２９１の矩形の受光面及び第２の光検知器２９２の矩形の受光面に照射し、このとき第１の光検知器２９１から出力される検出信号の時間幅（パルス列の幅）と第２の光検知器２９２から出力される検出信号の時間幅（パルス列の幅）との差の絶対値が最小になるように、第１の表示画像２８ａの垂直方向の位置を調整する。また、境界線２９３に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の第２の光ビームＬ４を第１の光検知器２９１の矩形の受光面及び第２の光検知器２９２の矩形の受光面に照射し、このとき第１の光検知器２９１から出力される検出信号の時間幅（パルス列の幅）と第２の光検知器２９２から出力される検出信号の時間幅（パルス列の幅）との差の絶対値が最小になるように、第２の表示画像２８ｂの垂直方向の位置を調整する。実施の形態２において、予め決められた画素数は８画素であり、第１の表示画像２８ａの範囲外である所定数の画素、例えば、Ｐ３（６５０，４７７）からＰ３（６５０，４８４）までの８画素の発光タイミングで第１のレーザ光Ｌ３を出射させ、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２で受光する。なお、第１の光検知器２９１及び第２の光検知器２９２で検出される第１のレーザ光Ｌ３の画素数及び位置は、図１４の例に限定されない。

図１５（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態２に係る画像投影装置２のレーザ光検出部２９の第１の光検知器２９１及び第２の光検知器２９２によって第１のレーザ光Ｌ３を検出して生成された検出信号と第１の表示画像２８ａの端部（下端）の位置２８ｃとの関係を示す図である。図１５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、検出信号Ａ３のパルス列の幅（時間軸方向の時間幅）をＡｗ３、検出信号Ｂ３のパルス列の幅をＢｗ３とする。図１４（ａ）に示されるように、パルス列の幅Ａｗ３とパルス列の幅Ｂｗ３とが等しいとき、第１の表示画像２８ａの下端２８ｃの垂直方向の位置は、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２の境界線２９３（水平方向の直線）の垂直方向の位置と一致する。図１４（ｂ）に示されるように、パルス列の幅Ａｗ３がパルス列の幅Ｂｗ３より大きいとき、第１の表示画像２８ａの下端２８ｃの垂直方向の位置は、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２の境界線２９３の垂直方向の位置よりも第１の光検知器２９１側にずれている。図１４（ｃ）に示されるように、パルス列の幅Ａｗ３がパルス列の幅Ｂｗ３より小さいとき、第１の表示画像２８ａの下端１８ｃの垂直方向の位置は、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２の境界線２９３の垂直方向の位置よりも第２の光検知器２９２側にずれている。サーボ回路２３２は、パルス列の幅Ａｗ３とパルス列の幅Ｂｗ３が等しくなるように、すなわち、パルス列の幅Ａｗ３とパルス列の幅Ｂｗ３との差の絶対値が最小になるように、垂直駆動信号の振幅ＶＬを可変し、第１の表示画像２８ａの下端２８ｃの垂直方向の位置が第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２の境界線２９３の垂直方向の位置と一致するように制御する。

図１６は、実施の形態２に係る画像投影装置２のレーザ光検出部２９の第１の光検知器２９１及び第２の光検知器２９２で検出される第２のレーザ光Ｌ４を示す図である。第２の表示画像２８ｂの範囲外である所定数の画素、例えば、Ｐ４（６５０，−３）からＰ４（６５０，４）までの８画素の発光タイミングで第２のレーザ光Ｌ４を出射させ、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２で受光する。なお、第１の光検知器２９１及び第２の光検知器２９２で検出される第２のレーザ光Ｌ４の画素数及び位置は、図１６の例に限定されない。

図１７（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態２に係る画像投影装置２のレーザ光検出部２９の第１の光検知器２９１及び第２の光検知器２９２によって第２のレーザ光Ｌ４を検出して生成された検出信号と第２の表示画像２８ｂの端部（上端）の位置２８ｄとの関係を示す図である。図１７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、検出信号Ａ４のパルス列の幅をＡｗ４、検出信号Ｂ２のパルス列の幅をＢｗ４とする。図１７（ａ）に示されるように、パルス列の幅Ａｗ４とパルス列の幅Ｂｗ４とが等しいとき、第２の表示画像２８ｂの上端２８ｄの垂直方向の位置は、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２の境界線２９３の垂直方向の位置と一致する。図１７（ｂ）に示されるように、パルス列の幅Ａｗ４がパルス列の幅Ｂｗ４より大きいとき、第２の表示画像２８ｂの上端２８ｄの垂直方向の位置は、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２の境界線２９３の水平方向の位置よりも第１の光検知器２９１側にずれている。図１７（ｃ）に示されるように、パルス列の幅Ａｗ４がパルス列の幅Ｂｗ４より小さいとき、第２の表示画像２８ｂの上端２８ｄの垂直方向の位置は、第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２の境界線２９３の垂直方向の位置よりも第２の光検知器２９２側にずれている。サーボ回路２３２は、パルス列の幅Ａｗ４とパルス列の幅Ｂｗ４が等しくなるように、すなわち、パルス列の幅Ａｗ２とパルス列の幅Ｂｗ２との差の絶対値が最小になるように、垂直駆動信号の振幅ＶＨを可変し、第２の表示画像２８ｂの上端２８ｄの垂直方向の位置が第１の光検知器２９１と第２の光検知器２９２の境界線２９３の垂直方向の位置と一致するように制御する。

以上に説明したように、実施の形態２に係る画像投影装置２においては、第１の光ビームＬ３及び第２の光ビームＬ４の走査によって表示される第１の表示画像２８ａの下端２８ｃの垂直方向の位置及び第２の表示画像２８ｂの上端２８ｄの垂直方向の位置を、光ビーム検出部２９の第１の光検出器２９１及び第２の光検出器２９２から出力される検出信号のパルス列の幅と第２の検出信号のパルス列の幅との差の絶対値を最小にするように垂直駆動信号の振幅ＶＬと振幅ＶＨをそれぞれ制御する。このため、実施の形態２に係る画像投影装置２によれば、第１の表示画像２８ａの下端２８ｃの垂直方向の位置と第２の表示画像２８ｂの上端２８ｄの垂直方向の位置の両方を、第１の光検出器２９１と第２の光検出器２９２の境界線２９３の垂直方向の位置に一致させることができる。したがって、第１の表示画像２８ａの下端２８ｃと第２の表示画像２８ｂの上端２８ｄとは、垂直方向の同じ位置で整列して、繋がり１つの画像を形成する。このため、第１の表示画像２８ａと第２の表示画像２８ｂとは、あたかも継ぎ目が無いように、すなわち、肉眼で継ぎ目が識別できないように繋げることができ、サイズが大きく高品質な１つの画像を表示することができる。

変形例．
上記実施の形態１及び２においては、２本のレーザ光をスクリーン上で同時に走査する画像投影装置を説明した。しかし、本発明は、３本以上のレーザ光をスクリーン上で同時に走査することによって、３つ以上の表示画像を水平方向に並べる１つの結合画像、又は、３つ以上の表示画像を垂直方向に並べる１つの結合画像、又は、４つ以上の表示画像を垂直水平方向にマトリクス状に並べる１つの結合画像を表示する画像投影装置にも適用可能である。

また、本発明は、小型のレーザスキャンプロジェクタ、テレビ、パーソナルコンピュータ、及び、自動車、船舶、航空機、工場設備などで使用する各種機器の状態を示す表示部等のような画像表示機能を備えた各種の装置に適用可能である。

１，２画像投影装置、１１，２１ＭＥＭＳミラー装置（走査ミラー部）、１１ｎ，２１ｎＭＥＭＳミラー装置の垂線、１２，２２表示制御部、１３，２３ＭＥＭＳミラー制御部（走査ミラー制御部）、１４，２４第１の光源部、１５，２５第２の光源部、１６，２６第１のレーザドライバ、１７，２７第２のレーザドライバ、１８，２８スクリーン（画像表示面）、１８ａ，２８ａ第１の表示画像、１８ｂ，２８ｂ第２の表示画像、１９，２９レーザ光検出部（光ビーム検出部）、１１１，２１１共振点検出部、１１２，２１２水平駆動部、１１３，２１３垂直駆動部、１１４，２１４走査ミラー、１１５，２１５水平走査用回動中心軸（弾性梁）、１１６，２１６垂直走査用回動中心軸（弾性梁）、１２１，２２１バッファメモリ、１２２，２２２描画制御部、１２３，２２３データ変換部、１２４，２２４第１のレーザ変調制御部、１２５，２２５第２のレーザ変調制御部、１３１，２３１同期信号生成部、１３２，２３２サーボ回路、１３３，２３３水平駆動信号生成部、１３４，２３４垂直駆動信号生成部、１３５，２３５ドライバ回路、１４１，２４１赤色レーザ、１４２，２４２緑色レーザ、１４３，２４３青色レーザ、１５１，２５１赤色レーザ、１５２，２５２緑色レーザ、１５３，２５３青色レーザ、１４４，２４４第１の合成光学系、１５４，２５４第２の合成光学系、１９１，２９１第１の光検知器、１９２，２９２第２の光検知器、１４４１，２４４１コリメータレンズ、１４４２，２４４２コリメータレンズ、１４４３，２４４３コリメータレンズ、１４４４，２４４４波長選択性ミラー、１４４５，２４４５波長選択性ミラー、１４４６，２４４６集光レンズ、１４４７，２４４７光ファイバ（光路変更部）、１４４８，２４４８コリメータレンズ、１５４１，２５４１コリメータレンズ、１５４２，２５４２コリメータレンズ、１５４３，２５４３コリメータレンズ、１５４４，２５４４波長選択性ミラー、１５４５，２５４５波長選択性ミラー、１５４６，２５４６集光レンズ、１５４７，２５４７光ファイバ（光路変更部）、１５４８，２５４８コリメータレンズ、Ｌ１，Ｌ３第１のレーザ光、Ｌ２，Ｌ４第２のレーザ光。

本発明に係る画像投影装置は、第１の光ビームを出射する第１の光源部と、第２の光ビームを出射する第２の光源部と、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの発光期間を制御する表示制御部と、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを走査して、前記第１の光ビームによって形成される第１の表示画像及び前記第２の光ビームによって形成される第２の表示画像を並べて形成する走査ミラー部と、第１の光検知器及び第２の光検知器を含み、前記第１の光検知器の第１の受光面と前記第２の光検知器の第２の受光面との境界線が、前記第１の表示画像と前記第２の表示画像との線状の継ぎ目と平行になるように、前記第１の光検知器及び前記第２の光検知器が配置される光ビーム検出部と、前記第１の光検知器から出力される検出信号の時間幅と前記第２の光検知器から出力される検出信号の時間幅との差の絶対値が最小となるように前記第１の表示画像の位置及び前記第２の表示画像の位置を調整する走査ミラー制御部とを備え、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に走査する際の前記第１の光ビームの走査幅及び前記第２の光ビームの走査幅は、前記第１の受光面の幅と前記第２の受光面の幅とを合わせた幅の範囲内であることを特徴とする。

本発明に係る画像投影装置は、第１の光ビームを出射する第１の光源部と、第２の光ビームを出射する第２の光源部と、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの発光期間を制御する表示制御部と、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを走査して、前記第１の光ビームによって形成される第１の表示画像及び前記第２の光ビームによって形成される第２の表示画像を並べて形成する走査ミラー部と、第１の光検知器及び第２の光検知器を含み、前記第１の光検知器の第１の受光面と前記第２の光検知器の第２の受光面との境界線が、前記第１の表示画像と前記第２の表示画像との線状の継ぎ目と平行になるように、前記第１の光検知器及び前記第２の光検知器が配置される光ビーム検出部と、前記第１の光検知器から出力される検出信号の時間幅と前記第２の光検知器から出力される検出信号の時間幅との差の絶対値が最小となるように前記第１の表示画像の位置及び前記第２の表示画像の位置を調整する走査ミラー制御部とを備え、前記第１の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に照射する際の前記第１の光ビームを照射する幅は、前記第１の受光面の幅と前記第２の受光面の幅とを合わせた幅以下であり、前記第２の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に照射する際の前記第２の光ビームを照射する幅は、前記第１の受光面の幅と前記第２の受光面の幅とを合わせた幅以下であることを特徴とする。

Claims

第１の光ビームを出射する第１の光源部と、
第２の光ビームを出射する第２の光源部と、
前記第１の光源部から出射される前記第１の光ビーム及び前記第２の光源部から出射される前記第２の光ビームの発光タイミングを制御する表示制御部と、
前記第１の光源部から出射された前記第１の光ビーム及び前記第２の光源部から出射された前記第２の光ビームを反射する走査ミラーと該走査ミラーを駆動させる駆動部とを有し、前記走査ミラーによって前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを同時に走査することによって、前記第１の光ビームによって形成される第１の表示画像と前記第２の光ビームによって形成される第２の表示画像とを画像表示面上に並べて表示する走査ミラー部と、
前記走査ミラー部を制御する走査ミラー制御部と、
第１の光検知器及び第２の光検知器を含み、前記第１の光検知器の第１の受光面と前記第２の光検知器の第２の受光面との境界線が前記第１の表示画像と前記第２の表示画像との線状の継ぎ目と平行になるように前記第１の光検知器及び前記第２の光検知器が配置され、前記第１の光検知器は前記第１の受光面に前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームを受光して検出信号を出力し、前記第２の光検知器は前記第２の受光面に前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームを受光して検出信号を出力する光ビーム検出部と
を有し、
前記走査ミラー制御部は、
前記境界線に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の前記第１の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に照射し、このとき前記第１の光検知器から出力される検出信号と前記第２の光検知器から出力される検出信号との差に基づいて、前記第１の表示画像の位置を調整し、
前記境界線に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の前記第２の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に照射し、このとき前記第１の光検知器から出力される検出信号と前記第２の光検知器から出力される検出信号との差に基づいて、前記第２の表示画像の位置を調整する
ことを特徴とする画像投影装置。
前記第１の光検知器から出力される検出信号は、前記第１の受光面に前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームが入射された時間に応じた時間幅を示す検出信号であり、
前記第２の光検知器から出力される検出信号は、前記第２の受光面に前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームが入射された時間に応じた時間幅を示す検出信号であり、
前記走査ミラー制御部による前記第１の表示画像の位置の前記調整は、前記境界線に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の前記第１の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に照射し、このとき前記第１の光検知器から出力される検出信号の時間幅と前記第２の光検知器から出力される検出信号の時間幅との差の絶対値が最小になるように行われ、
前記走査ミラー制御部による前記第１の表示画像の位置の前記調整は、前記境界線に直交する方向に並ぶ予め決められた画素数の前記第２の光ビームを前記第１の受光面及び前記第２の受光面に照射し、このとき前記第１の光検知器から出力される検出信号の時間幅と前記第２の光検知器から出力される検出信号の時間幅との差の絶対値が最小になるように行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
前記走査ミラー部は、ＭＥＭＳミラー装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投影装置。
前記第１の表示画像と前記第２の表示画像とは水平走査方向に並び、
前記第１の表示画像と前記第２の表示画像との継ぎ目は垂直走査方向の直線状であり、
前記第１の受光面と前記第２の受光面との境界線は垂直走査方向の直線状である
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の画像投影装置。
前記走査ミラー制御部が前記走査ミラー部に供給する水平駆動信号は矩形状波形を有し、
前記走査ミラー制御部は、前記水平駆動信号の振幅を変更することによって、前記第１の表示画像の水平走査方向の位置と前記第２の表示画像の水平走査方向の位置を調整する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像投影装置。
前記第１の表示画像と前記第２の表示画像とは垂直走査方向に並び、
前記第１の表示画像と前記第２の表示画像との継ぎ目は水平走査方向の直線状であり、
前記第１の受光面と前記第２の受光面との境界線は水平走査方向の直線状である
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の画像投影装置。
前記走査ミラー制御部が前記走査ミラー部に供給する垂直駆動振動は鋸波状波形を有し、
前記走査ミラー制御部は、前記垂直駆動信号の振幅を変更することによって、前記第１の表示画像の垂直走査方向の位置と前記第２の表示画像の垂直走査方向の位置を調整する
ことを特徴とする請求項６に記載の画像投影装置。
前記第１の光検知器及び前記第２の光検知器は、光電変換を行うことによって入射した光に応じた検出信号を出力することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の画像投影装置。
前記第１の表示画像及び前記第２の表示画像の各々は同じ形状の四角形であることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の画像投影装置。