WO2007010980A1 - 光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法 - Google Patents

光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法 Download PDF

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WO2007010980A1
WO2007010980A1 PCT/JP2006/314375 JP2006314375W WO2007010980A1 WO 2007010980 A1 WO2007010980 A1 WO 2007010980A1 JP 2006314375 W JP2006314375 W JP 2006314375W WO 2007010980 A1 WO2007010980 A1 WO 2007010980A1
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WO
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reflection mirror
light
detection light
optical scanning
mirror
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Application number
PCT/JP2006/314375
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kenichi Murakami
Original Assignee
Brother Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Kogyo Kabushiki Kaisha filed Critical Brother Kogyo Kabushiki Kaisha
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/105—Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors

Definitions

  • the present invention relates to an optical scanning device, an image display device, an optical scanning device, or a method for adjusting the position of a reflecting mirror and an oscillation state detecting method in an image display device, and in particular, includes a reflecting mirror that scans light.
  • the optical scanning device that scans the light and uses it as scanning light
  • an image display device for displaying an image includes an optical scanning device for scanning light to obtain scanning light.
  • an optical scanning device performs a control of swinging a reflecting mirror that reflects light, thereby scanning the light and using it as scanning light to display an image.
  • the position of the reflecting mirror at the intermediate position is defined as the reference position within the range in which the reflecting mirror is swung, and when a predetermined voltage is applied, Then, the reflection mirror is oscillated, and the reference position force is controlled to repeatedly oscillate to a predetermined angle.
  • the applied voltage is changed to adjust the swinging angle of the reflecting mirror.
  • a device that scans light, emits detection light different from the light to a reflection mirror, and controls the swing of the reflection mirror by reflection of the detection light is disclosed.
  • a sensor is provided at a position where the detection light can be received when the position of the reflection mirror is the limit position. The voltage can be changed to limit the swing range of the reflecting mirror.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-57577
  • the optical scanning device as described above, based on the reception result of the reflected detection light, whether or not the position of the reflection mirror is a limit position is detected to determine whether the reflection mirror fluctuates.
  • the movement range is limited, for example, when the reference position of the reflection mirror is shifted during the initial setting or swinging of the reflection mirror, a malfunction may occur such as the scanning width of the scanning light being shifted. Therefore, it is desired to further improve the swinging accuracy of the reflecting mirror.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the reflection in an optical scanning device, an image display device, an optical scanning device, or an image display device that can improve the swinging accuracy of the reflecting mirror. It is an object of the present invention to provide a mirror position adjustment method and a swing state detection method.
  • a reflection mirror that reflects light is provided, and the light is scanned by controlling the oscillation of the reflection mirror.
  • an emission device that emits detection light different from the light to the reflection mirror, and a detection sensor that can receive the detection light reflected by the reflection mirror, and A position of the reflection mirror at an intermediate position is defined as a reference position within a range in which the reflection mirror is swung, and the detection sensor is configured to reflect the reflection light based on a result of receiving the detection light reflected by the reflection mirror.
  • the mirror is disposed at a position where it can be detected whether or not the position of the mirror is the reference position of the reflecting mirror.
  • the reflection mirror is provided on a first reflection surface that reflects the light and a back side of the first reflection surface, and reflects the detection light. Let's have a reflective surface.
  • the detection light can be reflected by the second reflection surface that is different from the first reflection surface that reflects the light, and the reflection is less likely to intersect the light and the detection light.
  • Mirror swing In addition to improving accuracy, it is easier to reduce the size than reflecting light and detection light on the same surface.
  • the emitting device emits detection light from a normal direction on the second reflecting surface when the position of the reflecting mirror is a reference position of the reflecting mirror. Even so,
  • the emitting device may emit detection light by directing force toward an oscillation axis of the reflecting mirror!
  • the detection sensor has both sides of the detection light reflected by the second reflecting surface force when the position of the reflecting mirror is a reference position of the reflecting mirror. It may be bent and arranged.
  • the detection sensor is symmetrical with respect to the detection light reflected by the second reflecting surface force when the position of the reflecting mirror is the reference position of the reflecting mirror. It may be bent and arranged at any angle! /
  • the size of the reflecting mirror can be reduced while maintaining the swinging accuracy of the reflecting mirror.
  • the detection sensor a sensor capable of detecting the detection light emitted from the emission device in a one-dimensional manner and the detection light emitted from the emission device force are two-dimensionally detected. You can apply any deviation from the sensor that can detect the shape! /.
  • the detection sensor may be capable of receiving the detection light in a range longer or wider than a swinging range in which the reflecting mirror is swung.
  • the detection light can be received even when the oscillating range to be oscillated is long or wide, by detecting a deviation of the oscillating range, etc.
  • the swinging accuracy of the reflecting mirror can be improved.
  • the timing of emitting the light is controlled according to the swing state signal of the reflection mirror generated based on the light reception result of the detection light by the detection sensor. Even if you do it.
  • optical scanning device of the present invention can be applied to an image display device that displays an image by optically scanning light modulated in accordance with an image signal in the two-dimensional direction by the optical scanning device.
  • the detection sensor is an image display for displaying an image within a swing range where the reflection mirror is swung. make it possible to receive the detection light in a range that is at least longer or wider than the range.
  • the image display swing range for displaying an image can be detected, such as a shift of the image display swing range, etc. By detecting this, it is possible to improve the swinging accuracy of the reflecting mirror and display a clear image.
  • This image display swing range is a part of the swing range.
  • the image display swing range is a range where the swing speed becomes a certain speed (a certain constant speed), so at least this image display swing range is detected. If this is possible, a clear image can be displayed.
  • an optical scanning device that scans the light and performs scanning light by performing control to swing a reflection mirror that reflects the light.
  • the position of the reflecting mirror in the image display device including the optical scanning device is adjusted.
  • the detection light different from the light is emitted to the reflection mirror, the detection light reflected by the reflection mirror is received, and the reflection mirror is received.
  • the position of the reflecting mirror is a force that is a reference position of the reflecting mirror at an intermediate position within a range in which the reflecting mirror is swung, based on a result of receiving the detection light reflected by
  • the position of the reflection mirror is adjusted based on the detection result of whether or not the reflection mirror is at the reference position.
  • an optical scanning device that scans the light and performs scanning light by performing control to swing a reflecting mirror that reflects the light.
  • the detection light separate from the light To the reflection mirror, two-dimensionally receiving the detection light reflected by the reflection mirror, and the position of the reflection mirror is determined by the reception result of the detection light reflected by the reflection mirror. In the range in which the mirror is oscillated, it is detected whether it is the reference position of the reflection mirror at an intermediate position, and the oscillation axis of the reflection mirror when the reflection mirror is oscillated is detected. Out to.
  • the reflection mirror such as a shift in the reference position of the reflection mirror or a shift in the swing axis of the reflection mirror can be detected. Can be detected, and the swinging accuracy of the reflecting mirror can be improved.
  • the present invention since it is possible to detect whether or not the position of the reflecting mirror is the reference position, it is possible to detect a malfunction of the reflecting mirror such as a deviation in the reference position of the reflecting mirror.
  • the swinging accuracy of the reflecting mirror can be improved.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a retinal scanning display 1 in the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an optical scanner 204 in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a vibrating body 224 in the present embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a vibrating body 224 in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a vibrating body 224 in the present embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an optical scanner 204 in the present embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a swing control circuit in the vibrating body 224 in the present embodiment.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between an applied voltage and a swing angle in the present embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing a reflection mirror section 222, a detection light source 272, and an area sensor 274 in the present embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a light receiving position of detection light by the area sensor 274 in the present embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a scanning mode of scanning light in the present embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a method for adjusting the position of the reflection mirror section 222 in the present embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing a reflection mirror section 222, a detection light source 272, and an area sensor 274 in the present embodiment.
  • the retinal scanning display 1 is provided with a light source unit 2 for processing a video signal supplied from the outside.
  • the light source unit 2 is provided with a video signal supply circuit 3 that receives a video signal from the outside and generates each signal as an element for synthesizing the video based on the video signal.
  • Signal 4, horizontal synchronization signal 5, and vertical synchronization signal 6 are output.
  • the light source unit 2 also has a laser whose intensity is modulated based on the red (R), green (G), and blue (B) video signals transmitted from the video signal supply circuit 3 as video signals 4.
  • An R laser driver 10, a G laser driver 9, and a B laser driver 8 for driving the R laser 13, the G laser 12, and the B laser 11 are provided so as to emit light.
  • the first collimating optical system 14 provided so as to collimate the laser light emitted from each laser into parallel light, and the dichroic mirror 15 that combines the collimated laser lights are combined.
  • a coupling optical system 16 for guiding the laser light to the optical fiber 17.
  • the R laser 13, G laser 12, and B laser 11 a semiconductor laser such as a laser diode or a solid-state laser may be used.
  • the light source unit 2 in the present embodiment corresponds to an example of a modulation unit that has at least one light source and modulates the intensity of the light beam emitted from the light source power according to an image signal.
  • the retinal scanning display 1 uses a second collimating optical system 18 that collimates the laser light propagated from the light source unit 2 again into parallel light, and the collimated laser light using an optical scanner 204.
  • the horizontal scanning system 19 that scans in the horizontal direction, and the laser beam that is scanned by the horizontal scanning system 19 and incident through the first relay optical system 20 is scanned in the vertical direction using the galvanometer mirror 21a.
  • a vertical scanning system 21 and a second relay optical system 22 are provided so that laser light scanned by the vertical scanning system 21 enters the pupil 24 of the observer.
  • the Ray optical system 20 is configured so that the optical scanner 204 of the horizontal scanning system 19 and the galvano mirror 21a of the vertical scanning system 21 are conjugated, and the second relay optical system 22 is a galvano mirror 21a. Each is provided so that it is conjugated with the pupil 24! /
  • the horizontal scanning system 19 performs scanning in the horizontal direction to form a predetermined number of scanning lines in one frame (this is an example of the first scanning). It is a system.
  • the horizontal scanning system 19 includes an optical scanner 204 that scans a laser beam in the horizontal direction, and a horizontal scanning control circuit 202 that controls driving of the optical scanner 204.
  • the vertical scanning system 21 performs an optical scanning (this is an example of the second scanning) that performs vertical scanning with respect to horizontal scanning for each frame of an image to be displayed. It is.
  • the vertical scanning system 21 includes a galvano mirror 21a that performs vertical scanning, and a vertical scanning control circuit 21c that performs drive control of the galvano mirror 21a.
  • the horizontal scanning system 19 is designed to scan the laser beam at a higher speed, that is, at a higher frequency than the vertical scanning system 21.
  • the horizontal scanning system 19 and the vertical scanning system 21 are connected to the video signal supply circuit 3, respectively, and are synchronized with the horizontal synchronization signal 5 and the vertical synchronization signal 6 output from the video signal supply circuit 3, respectively.
  • the laser beam is configured to be scanned.
  • the horizontal scanning control circuit 202 monitors the driving state of the optical scanner 204 and outputs the monitoring result as a BD (Beam Detector) signal 7, which will be described in detail later. Output to 2.
  • BD Beam Detector
  • the force using the horizontal scanning system 19 and the vertical scanning system 21 is not limited to this.
  • the focal point of the incident light beam is used.
  • a focus variable device wavefront curvature modulation system
  • the first relay optical system 20 and the second relay optical system 22 in the present embodiment correspond to an example of optical means for making a light beam incident on the pupil 24 of the observer.
  • the light source unit section When the video signal supply circuit 3 provided in 2 receives the supply of a video signal from an external force, the video signal supply circuit 3 outputs an R video signal for outputting laser light of red, green and blue colors, Outputs video signal 4, horizontal sync signal 5, and vertical sync signal 6, which are the G video signal and B video signal.
  • R laser driver 10, G laser driver 9, and B laser driver 8 are used for R laser 13, G laser 12, and B laser 11 based on the input R video signal, G video signal, and B video signal, respectively. Each drive signal is output.
  • the R laser 13, the G laser 12, and the B laser 11 Based on this drive signal, the R laser 13, the G laser 12, and the B laser 11 generate intensity-modulated laser beams, respectively, and output them to the first collimating optical system 14.
  • the video signal supply circuit 3 controls the timing of generating laser light and outputting each to the first collimating optical system 14 in accordance with a BD signal 7 described later. That is, the retinal scanning display 1 (video signal supply circuit 3) controls the timing at which the optical scanner 204 and the like emit laser light.
  • the force BD signal 7 described later in detail is a swaying state signal of the reflecting mirror generated based on the light reception result of the detection light by the area sensor 274 (see FIG. 6).
  • the laser light generated from the point light source is collimated into parallel light by the first collimating optical system 14, and is further incident on the dichroic mirror 15 to be combined into one light beam.
  • the optical fiber 17 is guided by the coupling optical system 16.
  • the laser light propagated through the optical fiber 17 When the laser light propagated through the optical fiber 17 is emitted from the optical fiber 17, it is collimated again by the second collimating optical system 18 and emitted to the horizontal scanning system 19.
  • the emitted laser light is incident on the first reflecting surface 220 (see FIG. 2) of the optical scanner 204 of the horizontal scanning system 19.
  • the optical scanner 204 calculates the rotational speed based on the BD signal 7 output by the area sensor 274 (see FIG. 6), and outputs the horizontal synchronization output from the video signal supply circuit 3 based on the BD signal 7.
  • the rotation speed is adjusted to synchronize with signal 5!
  • the BD signal 7 may be generated based on the timing when the detection signal enters the specific position of the area sensor 274.
  • the laser light incident on the first reflecting surface 220 of the optical scanner 204 is scanned in the horizontal direction and enters the deflecting surface 21b of the galvano mirror 21a of the vertical scanning system 21 via the first relay optical system 20.
  • the first reflecting surface 220 of the optical scanner 204 and the deflecting surface 21b of the galvano mirror 21a are adjusted to have a conjugate relationship, and the surface tilt of the optical scanner 204 is corrected.
  • Galvano mirror 21a As with the channel 204, in synchronization with the vertical synchronization signal 6, the deflecting surface 21b oscillates so that incident light is reflected in the vertical direction, and the galvano mirror 21a scans the laser light in the vertical direction. Is done.
  • the laser beam scanned two-dimensionally in the horizontal and vertical directions by the horizontal scanning system 19 and the vertical scanning system 21 so that the deflection surface 21b of the galvano mirror 21a and the pupil 24 of the observer have a conjugate relationship.
  • the incident light is incident on the pupil 24 of the observer by the provided second relay optical system 22 and projected onto the retina.
  • the observer can thus recognize the image by the laser light that is two-dimensionally scanned and projected onto the retina.
  • the optical scanner 204 of the horizontal scanning system 19 and the galvanometer mirror 21a of the vertical scanning system 21 have been described with different names.
  • the reflecting surface for example, the first reflecting surface
  • any drive system such as piezoelectric drive, electromagnetic drive, electrostatic drive, etc. can be used as long as the surface can be swung.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the optical scanner 204.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the vibrating body 224.
  • 4 and 5 are explanatory diagrams showing the vibrating body 224 in the optical scanner 204.
  • FIG. FIG. 6 (a) is a cross-sectional view showing the optical scanner 204 in which the force is also perpendicular to the direction in which the frame side leaf spring portion 244 described later extends (direction A in FIG. 2).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the optical scanner 204 in which the force in the direction in which a frame side leaf spring portion 244 (described later) extends (direction B in FIG. 2) is also viewed.
  • an optical scanner 204 as an example of an optical scanning device is configured by attaching a main body 210 to a base 212.
  • the main body 210 is formed mainly using an elastic material such as silicon (Si).
  • the main body part 210 generally has a thin plate rectangular shape having a through hole 214 through which light can pass.
  • the main body 210 has a fixed frame 216 on the outside, and on the inside has a vibrating body 224 having a reflection mirror portion 222 formed with a first reflection surface 220 and the like.
  • a second reflecting surface 221 is formed on the back side of the first reflecting surface 220 in the force reflecting mirror unit 222 described later in detail.
  • the base 212 is attached to the main body 210. 1 has a support portion 230 on which the fixed frame 216 is to be mounted, and a recess portion 23 2 facing the vibrating body 224.
  • the recess 232 is formed to have a shape that does not interfere with the base 212 even when the vibrating body 224 is displaced by vibration in a state where the main body 210 is mounted on the base 212! RU
  • the first reflecting surface 220 of the reflecting mirror unit 222 is swung around a swinging shaft 234 that is also a symmetric center line thereof.
  • the vibrating body 224 further includes a beam portion 240 that extends from the reflection mirror portion 222 on the same plane and joins the reflection mirror portion 222 to the fixed frame 216.
  • a pair of beam portions 240 and 240 extend in opposite directions from both sides of the reflection mirror portion 222, respectively.
  • Each beam portion 240 connects one mirror side leaf spring portion 242, a pair of frame side leaf spring portions 244, 244, and the mirror side leaf spring portion 242 and a pair of frame side leaf spring portions 244, 244 to each other. And a connecting portion 246.
  • the mirror side leaf spring portion 242 extends from one of a pair of edges facing each other to the corresponding connection portion 246 on the swing shaft 234 of the reflection mirror portion 222. Yes.
  • the connecting portion 246 extends in a direction orthogonal to the peristaltic shaft 234.
  • the pair of frame side leaf spring portions 244 are offset from the end portions of the corresponding connection portions 246 in the opposite directions relative to the swing shaft 234. It extends to the fixed frame 216 along the line.
  • each beam portion 240 the strain-generating elements 250, 252, 254, and 256 are attached to the pair of frame-side leaf spring portions 244 and 244 in a posture extending to the fixed frame 216, respectively.
  • strain-generating elements 250, 252, 254, 256 described above will be described below using FIG. 3 as a representative of the strain-generating elements 252, 256.
  • the frame-side leaf spring portion 244 is shown in FIG. As described above, the strain generating element 252 is attached. As will be described in detail later, the strain generating element 252 is composed of a piezoelectric element 260, an upper electrode 262, and a lower electrode 264 (both see FIG. 4). On the other hand, similarly, a strain generating element 256 is attached to the frame side leaf spring portion 244.
  • each of the strain generating elements 250, 25 2, 254, 256 is mainly composed of a piezoelectric element 260, an upper electrode 262, and a lower electrode 264.
  • the piezoelectric element 260 has a thin plate shape and is attached to one surface of the vibrating body 224. Piezoelectric element 260 It is sandwiched between the upper electrode 262 and the lower electrode 264 in the direction perpendicular to each other, so that each of the strain generating elements 250, 252, 254, and 256 is configured!
  • the upper electrode 262 and the lower electrode 264 are connected to a pair of input terminals 268, 268 installed on the fixed frame 216 by respective lead wires 266, respectively.
  • strain-generating elements 250, 252, 254, 256 are provided two at a pair of opposed positions with the reflection mirror portion 222 being separated, and Are arranged symmetrically with respect to the sliding axis 234.
  • two strain generating elements 250 and 254 are the first pair.
  • the two strain-generating elements 252, 256 (located on the left side in FIG. 2) arranged at the other facing position form a second pair.
  • the force of the pair of strain-generating elements 250 and 254 and the pair of strain-generating elements 252 and 256 is not limited to this.
  • the pair of electrodes and the strain generating elements 254 and 256 may be used. In this case, each pair of electrodes is driven in the same phase.
  • the two strain generating elements 250 and 254 forming the first pair function as drive sources, respectively, and the vibrating body 224 is torsionally vibrated around the swing shaft 234 to swing.
  • a voltage is applied to the upper and lower electrodes 262 and 264 (see FIG. 4) for each of the strain generating elements 250 and 254, thereby orthogonal to the application direction.
  • a displacement in the direction, that is, the length direction is generated in each of the strain generating elements 250 and 254.
  • the beam portion 240 is bent, that is, warped.
  • the bending is performed with the connecting portion of the beam portion 240 connected to the fixed frame 216 as a fixed end and the connecting portion to the reflection mirror portion 222 as a free end.
  • the free end is displaced upward or downward depending on whether the bending direction is upward or downward.
  • the two strain-generating elements 250 and 254 forming the first pair are bent so that the free ends of the respective piezoelectric elements 260 are displaced in directions opposite to each other. As a result, the reflection mirror unit 222 is rotated around the swing axis 234 as shown in FIG.
  • each frame-side leaf spring portion 244 has a function of converting the linear displacement of the strain-generating elements 250, 252, 254, and 256 attached thereto into a bending motion
  • the connection portion 246 includes each frame-side plate.
  • Spring This has the function of converting the bending motion of the portion 244 into the rotational motion of the mirror side leaf spring portion 242.
  • the reflection mirror 222 is rotated by the rotational movement of the mirror side leaf spring 242.
  • the two strain-generating elements 250 and 254 forming the first pair are displaced in opposite directions to each other, thereby causing the reflecting mirror unit 222 to reciprocate around the swing axis 234. That is, a swing motion is generated.
  • an alternating voltage is applied to the two strain-generating elements 250 and 254 forming the first pair in opposite phases.
  • the upper electrode 262 in the strain-generating element 252 is applied with a voltage having a phase opposite to that of the upper electrode 262 in the strain-generating element 250.
  • the reflecting mirror unit 222 in the vibrating body 224 includes a first reflecting surface 220 that is mirror-finished to reflect laser light, and a back surface of the first reflecting surface 220.
  • a second reflecting surface 221 that is mirror-finished to reflect detection light emitted to monitor the swinging state of the reflecting mirror unit 222 is provided.
  • the reflection mirror section 22 2 is provided on the first reflection surface 220 that reflects laser light (corresponding to an example of light) and on the back side of the first reflection surface 220, and is different from this laser light.
  • a second reflecting surface 221 that reflects the detection light.
  • the detection light can be reflected by a second reflection surface different from the first reflection surface that reflects the laser light, and the reflection mirror swings with less possibility of the laser light and the detection light crossing each other. In addition to improving accuracy, it is easier to reduce the size than reflecting the laser beam and the detection beam on the same surface.
  • the concave portion 232 in the main body 210 has a detection light source 272 that emits detection light to the reflection mirror portion 222 below the reflection mirror portion 222 of the vibrating body 224, and a first light source 272.
  • An area sensor 274 that receives the detection light reflected by the second reflecting surface 221 and detects the light receiving position is provided.
  • a detection light source 272 corresponds to an example of an emission device that emits detection light different from light to the reflection mirror unit 222.
  • an area sensor 274 is counteracted by the second reflecting surface 221 in the reflecting mirror unit 222. This corresponds to an example of a detection sensor that can receive the emitted detection light.
  • the area sensor 274 is an area capable of receiving detection light in a wider range than the swing range 279 (see FIG. 10) in which the reflection mirror unit 222 is swung. Therefore, even if the oscillating range 279 to be oscillated is widened, the detection light can be received and the oscillating accuracy of the reflecting mirror can be improved by detecting the deviation of the oscillating range 279, etc. Can do.
  • the detection light source 272 is connected to wiring 281 for emitting detection light
  • the vibrating body 224 is connected to wirings 282 and 283 for applying a voltage.
  • the swing control in the vibrating body 224 is mainly performed by the drive control device 290, the swing angle calculation circuit 292, and the position detection circuit 294.
  • the drive control device 290 is included in the horizontal scanning control circuit 202, and the swing angle calculation circuit 292 and the position detection circuit 294 are included in the video signal supply circuit 3.
  • the position detection circuit 294 is a circuit for detecting the position of the reflection mirror unit 222 based on reception of detection light.
  • the position detection circuit 294 is connected to the area sensor 274 and the swing angle calculation circuit 292 described above, and detects the position of the reflection mirror unit 222 based on the light reception position signal supplied from the area sensor 274. Then, the position detection circuit 294 supplies a position detection signal indicating the detected position of the reflection mirror unit 222 to the swing angle calculation circuit 292.
  • the swing angle calculation circuit 292 is a circuit for calculating the swing angle (swing angle) of the reflection mirror unit 222.
  • the swing angle calculation circuit 292 is connected to the position detection circuit 294 and the drive control device 290. Based on the position detection signal supplied from the position detection circuit 294, the swing angle of the reflection mirror part 222 is calculated. Then, a swing angle signal indicating the swing angle is supplied to the drive control device 290.
  • the drive control device 290 is a device that applies a voltage to the strain generating elements 250, 252, 254, 256, etc. in order to swing the vibrating body 224.
  • This drive control device 290 is connected to the swing angle calculation circuit 292 and the strain generating elements 250, 252, 254, 256, etc., and generates a voltage based on the swing angle signal of the swing angle calculation circuit 292 force.
  • the applied voltage is determined by the swing angle based on the swing angle signal and the applied voltage. Determined according to the relationship. In particular, the applied voltage and the swing angle are in a substantially proportional relationship, and the applied voltage in the effective range X with less risk of breakage of the vibrating body 224 is employed.
  • the drive control device 290 or the like scans the laser light to obtain scanning light by performing control to swing the reflection mirror part 222 that reflects the laser light.
  • the drive control device 290 is included in the horizontal scanning control circuit 202, and the swing angle calculation circuit 292 and the position detection circuit 294 are included in the video signal supply circuit 3.
  • the present invention is not limited to this.
  • the swing angle calculation circuit 292 and the position detection circuit 294 may be included in either the video signal supply circuit 3 or the horizontal scanning control circuit 202, such as being included in the horizontal scanning control circuit 202. Of course, it may be included in another circuit.
  • the reflection mirror unit 222, the detection light source 272, and the area sensor 274 will be described with reference to FIGS.
  • a reference position as shown in FIG. 9A is defined.
  • This reference position refers to a state in which no applied voltage is applied to the above-described strain generating elements 250, 252, 254, 256, etc., and the vibrating body 224 is not oscillating, that is, the reflection mirror portion whose swing angle is 0 degree It is at position 222.
  • the position of the reflection mirror at the intermediate position is defined as the reference position within the range in which the reflection mirror unit 222 (corresponding to an example of the reflection mirror) is swung.
  • the reflection mirror 222 (corresponding to an example of the reflection mirror) is swung!
  • the position of the reflection mirror in this case is defined as the reference position.
  • the strain generating elements 250, 252, 254, 256, etc. are subjected to the marking force voltage force ⁇ , they are reflected symmetrically with respect to the reference position of the reflecting mirror 222.
  • the control for oscillating the reflecting mirror unit 222 symmetrically with respect to the reference position of the reflecting mirror unit 222 is performed.
  • the present invention is not limited to this.
  • the reference of the reflecting mirror unit 222 is used. Control that swings the reflecting mirror 222 asymmetrically with respect to the position may be performed.
  • the detection light source 272 emits detection light toward the swing shaft 234 of the reflection mirror unit 222. Further, the detection light source 272 emits detection light from a normal direction with respect to the second reflection surface 221 of the reflection mirror unit 222 when the reflection mirror unit 222 is at the reference position. In other words, the detection light source 272 (corresponding to an example of the emitting device) has a normal direction on the second reflection surface 221 of the reflection mirror portion 222 when the position of the reflection mirror part 222 is the reference position of the reflection mirror. Therefore, the detection light is emitted toward the swing shaft 234.
  • the swinging accuracy of the reflection mirror unit 222 can be increased and the size can be reduced. Further, it is possible to detect a malfunction of the reflecting mirror unit 222 such as a shift of the swinging shaft 234, and to improve the swinging accuracy of the reflecting mirror unit 222. In addition, the swing angle of the reflecting mirror can be increased.
  • the area sensor 274 is a sensor capable of detecting (receiving light) two-dimensionally (two-dimensionally or in a matrix). This area sensor 274 is bent at both sides by about 45 degrees with respect to the normal line on the second reflecting surface 221 of the reflecting mirror 222 when the position of the reflecting mirror 222 is the reference position of the reflecting mirror. It is arranged in the state. Further, the area sensor 274 is arranged symmetrically with respect to the normal line on the second reflecting surface 221 of the reflection mirror unit 222 when the position of the reflection mirror unit 222 is the reference position of the reflection mirror. Yes.
  • the area sensor 274 can be folded, compared to the case where it is arranged in parallel with the reflection mirror unit 222, so that the size of the reflection mirror unit 222 can be reduced while maintaining the swing accuracy. It becomes.
  • the area sensor 274 is symmetrical with respect to the normal direction of the reflection mirror unit 222, and has a right-angled isosceles triangle shape. Therefore, the size of the area sensor 274 can be reduced while maintaining the oscillation accuracy of the reflection mirror unit 222. It becomes possible.
  • the detection light source 272 when the bending angle of the area sensor 274 is an acute angle, the detection light source 272 must be shifted backward in consideration of the contact with the reflection mirror unit 222, compared to the case of a right-angled isosceles triangle shape. However, the occupied area becomes large.
  • the bending angle of the area sensor 274 when the bending angle of the area sensor 274 is an obtuse angle, the lateral width of the area sensor 274 must be increased, and the occupied area becomes larger than that in the case of a right-angled isosceles triangle.
  • the area sensor 274 in order to secure the detection position in both the acute and obtuse angles, the area sensor 274 must be lengthened. It is optimal to arrange 4 in the shape of a right-angled isosceles triangle.
  • the area sensor 274 that can be detected in a matrix form, it can be easily arranged, the detection accuracy of the reference position of the reflection mirror unit 222 can be improved, and the light and the detection light can be combined. Miniaturization is easier than reflecting on the same surface.
  • the area sensor 274 it is possible to improve the oscillation accuracy of the reflection mirror part 222, such as receiving detection light two-dimensionally.
  • the area of the area sensor 274 is hidden by the reflection mirror unit 222 when viewed from above.
  • the present invention is not limited to this. It may be arranged so as to be hidden by 222.
  • the detection sensor may be disposed outside the reflection mirror unit 222 without overlapping with the reflection mirror unit 222 in the vertical direction in order to reduce the weight.
  • a and b have a relation of b> a * 2 where a is a and b is a distance between the reflection mirror unit 222 and the detection light source 272.
  • the movement distance of the mirror tip is 4.36 m (micrometer), and the maximum swing angle is 20 degrees.
  • the moving distance of the tip of the mirror is 86.82 / zm (micrometer).
  • the detection error in the area sensor 274 as a detection sensor is about ⁇ 10 m (micrometer). Therefore, when the distance between the second reflecting surface 221 and the area sensor 274 (center portion) is set to 10 mm (millimeters), the light movement occurs when the swing angle of the reflecting mirror 222 is changed from 0 degree to 1 degree.
  • the error of the deflection angle of the reflection mirror part 22 2 is 0.06 degrees, and the magnification of the first relay optical system 20 and the second relay optical system 22 is set to 1
  • the angle of view error of the image observed by the observer is 0.06 degrees.
  • the distance between the second reflecting surface 221 and the area sensor 274 (center portion) is set to 5 mm (millimeters)
  • the swing angle of the reflecting mirror 222 is changed from 0 degree to 1 degree
  • the light moving distance Is 87.35 / zm micrometer
  • the error of the deflection angle of the reflecting mirror 222 is 0.11 degrees
  • the error of the angle of view of the image observed by the observer is 0.11 degrees.
  • the distance between the second reflecting surface 221 and the area sensor 274 was set to 10 mm (millimeters).
  • the optical movement distance is 3671.3 / zm (micrometer)
  • the error of the deflection angle of the reflection mirror unit 222 is 0.05.
  • the angle of view of the image observed by the observer is 0.05 degrees.
  • the reflection mirror unit 222, the detection light source 272, and the area sensor 274 are disposed, and the reflection mirror unit 222 is oscillated so that the first reflection surface 220 has a laser as light.
  • the light s is reflected, and the detection light d is reflected by the second reflecting surface 221.
  • FIGS. 9 (b) and 9 (c) when the reflecting mirror unit 222 is swung, it is reflected by the second reflecting surface 221 according to the swung angle.
  • the received position of the detected light d changes along a locus as shown in Fig. 10 (a).
  • the detection light is detected as a normal locus as shown in FIG. 10 (a).
  • a normal locus is symmetrical with respect to the longitudinal center axis 274b of the light receiving region 274a in the area sensor 274, and has a predetermined width from the longitudinal center axis 274b along the lateral center axis 274c of the light receiving region 274a. It is a trajectory swung left and right by (length).
  • the detection light is received along such a locus, it can be detected that the detection light is reflected by the peristaltic shaft 234 of the reflection mirror part 222 and that there is no deviation of the peristaltic axis 234.
  • the actual display range 296 and the viewing window 298 are shown in FIG. And are the same, and normal images and videos are displayed.
  • a force similar to the normal trajectory described above is described above.
  • a trajectory having a large (long) width (length) it can be detected that the swing angle of the reflecting mirror portion 222 is too large.
  • the actual display range 296 becomes larger than the viewing window 298 as shown in FIG. The side edge of is cut off and displayed.
  • the oscillation of the vibrating body 224 can be normally controlled by controlling the applied voltage applied to the strain generating elements 250, 252, 254, 256, etc. to be small. .
  • the detection light is received along the horizontal central axis 274c of the light receiving region 274a, but the vertical central axis 274b of the light receiving region 274a in the area sensor 274 is received.
  • the detection light is not reflected by the swing axis 234 of the reflection mirror unit 222, it can be detected that the position of the swing axis 234 is shifted.
  • the actual display range 296 and the viewing window 298 are displayed on the left side.
  • the actual display range 296 is narrowed, the dots at the side edges are densely packed, and the side edges of the image and video are distorted.
  • the actual display range 296 is larger than the viewing window 298 on the right side, the side edges of the image and video are cut off and displayed.
  • the detection light is not received along the horizontal central axis 274c of the light receiving region 274a in the area sensor 274, and further, the light receiving region 274a is If it is not symmetrical with respect to the central axis 274b, it can be detected that the detection light is not reflected by the swinging shaft 234 of the reflecting mirror 222 and that the position of the swinging shaft 234 is shifted. It is. Further, it can be detected that the peristaltic shaft 234 is displaced and the peristaltic shaft 234 is twisted. Thus, when it is detected that the position of the peristaltic shaft 234 is twisted and oscillated, the scanning direction of the laser beam is shifted as shown in FIG. It cannot be displayed horizontally, and further, the image and video are distorted and the side edges are cut off and displayed.
  • the position of the reflection mirror unit 222 is the reference position of the reflection mirror unit 222 based on the reception result of the detection light reflected by the second reflection surface 221 in the reflection mirror unit 222. It is arranged at a position where it can be detected. Therefore, the reference position of the reflection mirror unit 222 can be detected, and the malfunction of the reflection mirror unit 222 such as a deviation of the reference position of the reflection mirror unit 222 can be detected. Can be improved. In addition, since the detection light is emitted toward the oscillating shaft 234 of the reflecting mirror unit 222, it is possible to detect malfunction of the reflecting mirror unit 222 such as a shift of the peristaltic shaft 234. The swing accuracy can be increased.
  • the BD signal can be obtained using the area sensor 274 by setting so that the BD signal is generated when the detection light reaches the position P1 or P2 shown in FIG. 10 (a). .
  • a small optical sensor can be installed at the PI and P2 positions.
  • PI and P2 are slightly inside the swing range 279 in which the reflection mirror unit 222 swings.
  • the scanning light is scanned with a predetermined width by performing control to swing the reflecting mirror with reference to the reference position of the reflecting mirror, the scanning state of the scanning light is based on the reference position.
  • the ability to detect whether or not the position of the reflecting mirror is the reference position can improve the swinging accuracy of the reflecting mirror, stabilize the scanning light scan, and display images with high accuracy. can do.
  • the timing of emitting the laser beam to the optical scanning device is controlled in accordance with the swing state signal of the reflecting mirror generated based on the detection light reception result, the laser for displaying the image
  • the accuracy of the light emission timing can be increased, the scanning of the scanning light can be stabilized, and an image can be displayed with high accuracy.
  • the area sensor 274 can receive the detection light in a range (longer) that is wider (longer) than the swing range 279 in which the reflection mirror unit 222 is swung, the swing range 279 to be swung is widened. Even in the case of (longer), the detection light can be received, and the swinging accuracy of the reflecting mirror can be improved by detecting the shift of the swinging range 279 or the like.
  • the area sensor 274 detects at least a longer or wider range than the image display swing range 280 for displaying an image in the swing range 279 in which the reflection mirror unit 222 is swung. Since the light emission can be received, even if not all the swing ranges 279 can be detected, at least the image display swing range 280 for displaying an image can be detected, and the image display swing range 280 can be detected. By detecting a shift or the like, the swinging accuracy of the reflection mirror unit 222 can be improved and a clear image can be displayed.
  • the image display swing range 280 is a part of the swing range 279.
  • the image display swing range 280 is a range where the swing speed becomes a certain speed (a certain constant speed). If this can be detected, a clear image can be displayed.
  • a method for adjusting the position of the reflecting mirror unit 222 and a method for detecting the oscillation state of the reflecting mirror unit 222 with the above-described configuration will be described with reference to FIG.
  • the processing described below is executed by the horizontal scanning control circuit 202 in the horizontal scanning system 19. Further, the processing described below is executed in a state where the reference position of the reflection mirror unit 22 2 is provisionally determined corresponding to the scanning direction of the desired scanning light, and thereafter the reference position is adjusted. It will be.
  • the drive control device 290 executes a reflection mirror swing start process (step Sl l).
  • the drive control device 290 performs control to swing the reflection mirror unit 222 by applying an applied voltage to the strain generating elements 250, 252, 254, 256, and the like.
  • the position detection circuit 294 executes detection light emission processing (step S12).
  • the position detection circuit 294 outputs detection light different from light to the second reflection surface 221 of the reflection mirror unit 222 by supplying an output signal to the detection light source 272.
  • the area sensor 274 executes detection light receiving processing (step S13). In this process, The area sensor 274 receives the detection light reflected by the second reflecting surface 221 of the reflecting mirror unit 222 two-dimensionally.
  • the position detection circuit 294 detects the reference position of the reflection mirror unit based on the light reception result (step S14). In this processing, the position detection circuit 294 determines whether the position of the reflection mirror unit 222 is the reference position of the reflection mirror unit 222 based on the detection light reception result reflected by the second reflection surface 221 of the reflection mirror unit 222. Detect whether or not. Further, the position detection circuit 294 detects the swing axis of the reflection mirror unit based on the light reception result (step S15). In this processing, the position detection circuit 294 is configured to reflect the reflection mirror when the reflection mirror unit 222 is oscillated by the light reception result of the detection light reflected by the second reflection surface 221 of the reflection mirror unit 222. The position of the swing shaft 234 of the part 222 is detected.
  • drive control device 290 adjusts the position of the reflection mirror unit based on the reference position detection result and the swing axis detection result of the reflection mirror unit (step S16).
  • the drive control circuit 290 detects the detection result of whether or not the reflection mirror unit 222 is at the reference position, the detection result of the sliding axis 234 of the reflection mirror ⁇ 222, and the strain generating element. Adjust the position of the reflective mirror 222 by changing the applied voltage value to 250, 252, 254, 256, etc.
  • the detection light is emitted to the reflection mirror unit 222, the detection light reflected by the reflection mirror unit 222 is received, and the reflection mirror is detected according to the reception result of the detection light reflected by the reflection mirror unit 222.
  • Positional force of unit 222 Detects whether or not the force is the reference position of the reflecting mirror unit 222 in the middle position within the range in which the reflecting mirror unit 222 is swung, and determines whether the force of the reflecting mirror unit 222 is the reference position Based on the detection result, the position of the reflection mirror unit 222 is adjusted. Therefore, the reference position of the reflecting mirror unit 222 can be easily adjusted.
  • detection light different from light is emitted to the reflection mirror unit 222, the detection light reflected by the reflection mirror unit 222 is received two-dimensionally, and the detection light reflected by the reflection mirror unit 222 is received.
  • the position force of the reflection mirror 222 is detected based on the result of the received light, and it is detected whether the reflection mirror 222 is the reference position of the reflection mirror 222 in the middle position within the range in which the reflection mirror 222 is swung.
  • the swing axis 234 of the reflection mirror unit 222 is detected when is swung.
  • the reference position of the reflection mirror part 222 and the swing axis 234 of the reflection mirror part 222 are Therefore, it is possible to detect malfunctions of the reflective mirror 222 such as deviation of the reference position of the reflective mirror 222 and deviation of the swing axis 234 of the reflective mirror 222. Can be increased.
  • the present invention employs an optical scanner 204 that performs horizontal scanning as the optical scanning device.
  • an optical scanner that can perform vertical scanning is swingable. Any device that scans light based on the above may be used.
  • the present invention can also be applied to a focus variable device that changes the focus without scanning.
  • the present invention may be applied to all of the optical scanning device that horizontally scans the light, the optical scanning device that vertically scans the light, and the variable focus device that changes the focal point of the light.
  • the present invention is applied to the resonance type optical scanner 204.
  • the present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, a non-resonant optical scanning device.
  • the image display device may be provided with at least one of these devices and display an image by optically scanning light modulated in accordance with an image signal in a two-dimensional direction.
  • the detection light source 272 is symmetrical with respect to the emission direction of the detection light, and about 45 on both sides with respect to the emission direction.
  • the force that configures the area sensor 274 in the direction of the degree is not limited to this.
  • the direction of the detection light emitted from the detection light source 272 is less than 45 degrees.
  • the area sensor may be configured to be more than 45 degrees with respect to the detection light emission direction by the detection light source 272 and directed in the direction of the angle. It may be configured.
  • the detection light source 272 may be a flat area sensor, that is, a flat area sensor that is perpendicular to the direction in which the detection light source 272 emits the detection light without forming an angle. Further, it does not have to be symmetrical with respect to the emission direction. Furthermore, in the present embodiment, the detection light source 272 is provided in the approximate center of the area sensor 274. However, the present invention is not limited to this, and the detection light source 272 may be disposed at any position. For example, a mirror that reflects detection light Etc., and the detection light source 27 2 may be arranged at a position not adjacent to the area sensor 274.
  • detection light is emitted by directing force to the swing axis 234 of the reflection mirror section.
  • the present invention is not limited to this. For example, there is no problem as long as it is a position where it is reflected even if it is not the swing axis of the reflecting mirror.
  • the detection light is emitted from the normal direction of the second reflection surface 221.
  • the present invention is not limited to this, for example, from a predetermined angle that is not the normal direction. There is no problem even if the detection light is emitted.
  • the first reflection surface 220 that reflects the laser beam (light) to be scanned and the back surface of the first reflection surface 220 are provided for detection.
  • the second reflecting surface 221 that reflects light is provided in the reflecting mirror unit 222.
  • the present invention is not limited to this.
  • the second reflecting surface is not necessarily provided on the back surface of the first reflecting surface.
  • the detection light may be reflected on the same surface as the first reflection surface 220 that reflects the laser beam (light) that is symmetrical to scan.
  • specific examples include a configuration using infrared rays as the detection light and a configuration in which the detection light is reflected at a position sufficiently away from a portion that reflects the laser light.
  • the detection light reflected by the reflection mirror unit 222 was not received even if the swinging state of the reflection mirror unit 222 was detected. Thus, the swinging state of the reflection mirror unit 222 may be detected.
  • the detection sensor such as the area sensor 274 detects whether or not the position of the reflection mirror unit 222 is the reference position of the reflection mirror unit 222 based on the reception result of the detection light reflected by the reflection mirror unit 222. It should be arranged in a possible position! /.
  • the matrix area sensor 274 is used as a detection sensor for detecting the detection light.
  • the present invention is not limited to this.
  • the matrix area sensor 274 is continuously linear (one-dimensional).
  • a detection sensor a line sensor provided as a unit or a sensor group that is linear but is not provided in a single unit may be used.
  • the detection sensors such as these are preferably the smallest that can detect a desired swing angle from the viewpoint of miniaturization.
  • optical scanning device to which the present invention is applied can be applied to an optical scanning device that scans a laser beam in a laser printer.
  • the present invention can be used for an optical scanning device or an image display device that includes a reflecting mirror that scans light and controls the oscillation of the reflecting mirror to scan the light and use it as scanning light.

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Abstract

【課題】反射ミラーの揺動精度を高めることができる光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法を提供する。 【解決手段】光スキャナにおいては、反射ミラー部２２２が揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラー部２２２の位置が基準位置として規定されている。エリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２で反射された検出光の受光結果によって反射ミラー部２２２の位置が反射ミラー部２２２の基準位置であるか否かを検出可能な位置に配設されている。

Description

光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反 射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法
技術分野
[0001] 本発明は、光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における 反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法に関するものであり、特に、光を 走査させる反射ミラーを備え、その反射ミラーの揺動を制御することによって、光を走 查させ走査光とする光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置に おける反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、画像を表示するための画像表示装置には、光を走査させて走査光とするた めの光走査装置などが含まれている。また、このような光走査装置は、光を反射させ る反射ミラーを揺動させる制御を行うことによって、その光を走査させ、走査光とし、画 像を表示させる。
[0003] このような光走査装置においては、反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置に おける反射ミラーの位置が基準位置として規定されており、所定の電圧が印加された 場合には、反射ミラーが揺動され、その基準位置力 所定の角度まで繰り返し揺動さ せる制御が行われることとなる。
[0004] また、この反射ミラーの揺動状態によっては、印加する電圧を変更させ、反射ミラー の揺動角度が調節される。例えば、特許文献 1に示すように、光を走査する一方、そ の光とは別の検出光を反射ミラーに出射し、その検出光の反射によって反射ミラーの 揺動制御を行う装置が開示されている。特に、反射ミラーの揺動範囲の制限位置を 検出するために、反射ミラーの位置が制限位置である場合に検出光を受光可能な位 置にセンサを備え、そのセンサによる検出光の検出によって、電圧を変更させ、反射 ミラーの揺動範囲を制限することができる。
特許文献 1：特開 2003 - 57577号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、上述したような光走査装置では、反射した検出光の受光結果に基づ いて反射ミラーの位置が制限位置である力否かを検出することによって、反射ミラー の揺動範囲を制限したが、例えば、反射ミラーの初期設定中又は揺動中において、 反射ミラーの基準位置がずれて 、る場合には、走査光の走査幅がずれてしまうなど の誤動作を生じるおそれがあり、反射ミラーの揺動精度をより一層高めることが望ま れている。
[0006] 本発明は、上述したような課題に鑑みてなされたものであり、反射ミラーの揺動精度 を高めることができる光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置に おける反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法を提供することを目的とす る。
課題を解決するための手段
[0007] 以上のような目的を達成するために、本発明の一つの観点によれば、光を反射す る反射ミラーを備え、前記反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査 させ走査光とする光走査装置において、前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに 出射する出射装置と、当該反射ミラーで反射された検出光を受光可能な検出センサ と、を備え、前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラ 一の位置が基準位置として規定されており、前記検出センサは、前記反射ミラーで反 射された検出光の受光結果によって前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準 位置であるか否かを検出可能な位置に配設される。
[0008] 力かる構成によれば、反射ミラーの位置が基準位置であるか否かを検出することが できるため、反射ミラーの基準位置のずれなどの反射ミラーの誤動作を検出すること ができ、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
[0009] また、本発明の光走査装置において、前記反射ミラーは、前記光を反射する第一 の反射面と、前記第一の反射面の裏側に設けられ、前記検出光を反射する第二の 反射面とを有するようにしてもょ ヽ。
[0010] 力かる構成によれば、光を反射する第一の反射面とは異なる第二の反射面で検出 光を反射させることができ、光と検出光とが交わる可能性が少なぐ反射ミラーの揺動 精度を高めることができるとともに、光と検出光とを同じ面で反射させるよりも小型化 が容易にできる。
[0011] また、本発明の光走査装置において、前記出射装置は、前記反射ミラーの位置が 前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面における法線方向から 検出光を出射するようにしてもょ 、。
[0012] 力かる構成によれば、反射ミラーの揺動精度を高めることができるとともに、小型化 が可能となる。また、反射ミラーの揺動角度を大きくすることができる。
[0013] また、本発明の光走査装置において、前記出射装置は、前記反射ミラーの揺動軸 に向力つて検出光を出射するようにしてもよ!、。
[0014] 力かる構成によれば、揺動軸のずれなどの反射ミラーの誤動作を検出することがで き、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
[0015] また、本発明の光走査装置において、前記検出センサは、前記反射ミラーの位置 が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面力 反射される検出 光に対して両側に折り曲げられて配設されて 、るようにしてもょ 、。
[0016] 力かる構成によれば、反射ミラーと検出センサとの距離のばらつきを小さくすること ができるため、反射ミラーの基準位置の検出精度を高めることができるとともに、小型 化が容易にできる。
[0017] また、本発明の光走査装置において、前記検出センサは、前記反射ミラーの位置 が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面力 反射される検出 光に対して対称な角度で折り曲げられて配設されて!/、るようにしてもょ 、。
[0018] 力かる構成によれば、反射ミラーの揺動精度を維持しつつ、小型化が可能となる。
[0019] また、本発明の光走査装置において、前記検出センサとして、前記出射装置から 出射された検出光を 1次元状に検出可能なセンサと、前記出射装置力 出射された 検出光を 2次元状に検出可能なセンサとの 、ずれかを適用してもよ!/、。
[0020] 力かる構成によれば、反射ミラーの基準位置の検出精度を高めることができるととも に、光と検出光とを同じ面で反射させるよりも小型化が容易にできる。特に、 2次元状 に検出可能なセンサ (エリアセンサ）を用いることによって、検出光を 2次元的に確実 に受光することができるなど、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。 [0021] また、本発明の光走査装置において、前記検出センサは、前記反射ミラーが揺動さ れる揺動範囲より長 、又は広 、範囲で前記検出光を受光可能にしてもょ 、。
[0022] 力かる構成によれば、揺動される揺動範囲が長くなつた又は広くなつた場合であつ ても検出光を受光可能であり、揺動範囲のずれなどを検出することなどによって、反 射ミラーの揺動精度を高めることができる。
[0023] また、本発明の光走査装置において、前記検出センサによる検出光の受光結果に 基づ 、て生成される前記反射ミラーの揺動状態信号に応じて、前記光を出射させる タイミングを制御するようにしてもょ 、。
[0024] 力かる構成によれば、画像を表示させるための光の出射タイミングの精度を高める ことができ、走査光の走査を安定化することができ、精度の高い画像を表示すること ができる。
[0025] また、画像信号に応じて変調された光を前記光走査装置によって 2次元方向に光 走査することで画像を表示する画像表示装置に本発明の光走査装置を適用すること ができる。
[0026] また、本発明の光走査装置を採用した画像表示装置において、前記検出センサは 、前記反射ミラーが揺動される揺動範囲の中での、画像を表示するための画像表示 揺動範囲より少なくとも長 、又は広 、範囲で前記検出光を受光可能とするようにして ちょい。
[0027] カゝかる構成によれば、全ての揺動範囲を検出できなくとも、少なくとも、画像を表示 するための画像表示揺動範囲を検出することができ、画像表示揺動範囲のずれなど を検出することなどによって、反射ミラーの揺動精度を高め、鮮明な画像を表示する ことができる。尚、この画像表示揺動範囲は、揺動範囲の一部であり、例えば、揺動 速度がある程度の速度 (ある程度一定速度）となる範囲であるため、少なくともこの画 像表示揺動範囲を検出することができれば、鮮明な画像を表示することができること となる。
[0028] 上述の目的を達成するために、本発明の他の観点によれば、光を反射する反射ミ ラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査光とする光走査装置、 又は、当該光走査装置を備えた画像表示装置における前記反射ミラーの位置を調 節する光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法において 、前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射し、前記反射ミラーで反射された検 出光を受光し、前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、前記反射 ミラーの位置が、前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反 射ミラーの基準位置である力否かを検出し、前記反射ミラーが基準位置である力否か の検出結果に基づいて、前記反射ミラーの位置を調節する。
[0029] 力かる構成によれば、反射ミラーの基準位置を容易に調節することができる。
[0030] 上述の目的を達成するために、本発明のさらに他の観点によれば、光を反射する 反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査光とする光走査 装置、又は、当該光走査装置を備えた画像表示装置における前記反射ミラーの揺動 状態を検出する光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの揺動状態検出 方法において、前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射し、前記反射ミラー で反射された検出光を 2次元的に受光し、前記反射ミラーで反射された検出光の受 光結果によって、前記反射ミラーの位置が、前記反射ミラーが揺動される範囲の中で 中間位置における前記反射ミラーの基準位置であるか否かを検出するとともに、前記 反射ミラーが揺動されている場合における前記反射ミラーの揺動軸を検出する。
[0031] 力かる構成によれば、反射ミラーの基準位置と、反射ミラーの揺動軸とが検出できる ため、反射ミラーの基準位置のずれや、反射ミラーの揺動軸のずれなどの反射ミラー の誤動作を検出することができ、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
発明の効果
[0032] 本発明によれば、反射ミラーの位置が基準位置であるか否かを検出することができ るため、反射ミラーの基準位置のずれなどの反射ミラーの誤動作を検出することがで き、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
図面の簡単な説明
[0033] [図 1]本実施形態における網膜走査型ディスプレイ 1を示す説明図である。
[図 2]本実施形態における光スキャナ 204を示す斜視図である。
[図 3]本実施形態における振動体 224を示す斜視図である。
[図 4]本実施形態における振動体 224を示す説明図である。 [図 5]本実施形態における振動体 224を示す斜視図である。
[図 6]本実施形態における光スキャナ 204を示す断面図である。
[図 7]本実施形態における振動体 224における揺動制御回路を示すブロック図であ る。
[図 8]本実施形態における印加電圧と振り角との関係を示す説明図である。
[図 9]本実施形態における反射ミラー部 222、検出光源 272及びエリアセンサ 274を 示す説明図である。
[図 10]本実施形態におけるエリアセンサ 274による検出光の受光位置を示す説明図 である。
[図 11]本実施形態における走査光の走査態様を示す説明図である。
[図 12]本実施形態における反射ミラー部 222の位置調整方法を示す説明図である。
[図 13]本実施形態における反射ミラー部 222、検出光源 272及びエリアセンサ 274 を示す説明図である。
符号の説明
1 網膜走査型ディスプレイ
19 水平走査系
20 第 1リレー光学系
21 垂直走査系
22 第 2リレー光学系
24 瞳孔
204 光スキャナ
220 第一の反射面
221 第二の反射面
222 反射ミラー部
224 振動体
250、 252、 254、 256 起歪素子
272 検出光源
274 エリアセンサ 発明を実施するための最良の形態
[0035] 以下に、本発明を具現ィ匕した実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
[画像表示装置の構成]
以下、本発明に係る画像表示装置の一実施の形態について図面を用いて説明す る。まず、本発明に係る画像表示装置の一例である網膜走査型ディスプレイ 1の構成 について図 1を用いて説明する。
[0036] 図 1に示すように、網膜走査型ディスプレイ 1には、外部から供給される映像信号を 処理するための光源ユニット部 2が設けられている。光源ユニット部 2には、外部から の映像信号が入力され、それに基づいて映像を合成するための要素となる各信号を 発生する映像信号供給回路 3が設けられ、この映像信号供給回路 3から映像信号 4 、水平同期信号 5、及び、垂直同期信号 6が出力される。また、光源ユニット部 2には 、映像信号供給回路 3から映像信号 4として伝達される赤 (R) ,緑 (G) ,青 (B)の各 映像信号をもとにそれぞれ強度変調されたレーザ光を出射するように、 Rレーザ 13, Gレーザ 12, Bレーザ 11を、それぞれ駆動するための Rレーザドライバ 10, Gレーザ ドライバ 9, Bレーザドライバ 8が設けられている。さらに、各レーザより出射されたレー ザ光を平行光にコリメートするように設けられた第 1コリメート光学系 14と、それぞれコ リメートされたレーザ光を合波するダイクロイツクミラー 15と、合波されたレーザ光を光 ファイバ 17に導く結合光学系 16とが設けられている。尚、 Rレーザ 13, Gレーザ 12, Bレーザ 11として、レーザダイオード等の半導体レーザや固体レーザを利用してもよ い。また、本実施形態における光源ユニット部 2は、少なくとも 1つの光源を有し、当 該光源力 出射される光束を画像信号に応じて強度変調する変調手段の一例に相 当する。
[0037] また、網膜走査型ディスプレイ 1には、光源ユニット部 2から伝搬されたレーザ光を 再度平行光にコリメートする第 2コリメート光学系 18と、コリメートされたレーザ光を、光 スキャナ 204を利用して水平方向に走査する水平走査系 19と、水平走査系 19に走 查され、第 1リレー光学系 20を介して入射されたレーザ光を、ガルバノミラー 21aを利 用して垂直方向に走査する垂直走査系 21と、垂直走査系 21に走査されたレーザ光 を観察者の瞳孔 24に入射するように第 2リレー光学系 22とが設けられている。第 1リ レー光学系 20は、水平走査系 19の光スキャナ 204と、垂直走査系 21のガルバノミラ 一 21aとが共役となるように、また、第 2リレー光学系 22は、ガルバノミラー 21aと、観 察者の瞳孔 24とが共役となるように、各々設けられて！/、る。
[0038] 尚、具体的な一例としては、水平走査系 19は、水平方向に走査を行い、 1フレーム 中に所定の数の走査線を形成する（これが第 1走査の一例である。 )光学系である。 また、水平走査系 19は、レーザビームを水平方向に走査する光スキャナ 204と、その 光スキャナ 204の駆動制御を行う水平走査制御回路 202とを備えている。
[0039] これに対し、垂直走査系 21は、表示すべき画像の 1フレームごとに、水平走査に対 して垂直に走査する垂直走査 (これが第 2走査の一例である。 )を行う光学系である。 また、垂直走査系 21は、垂直走査するガルバノミラー 21aと、そのガルバノミラー 21a の駆動制御を行う垂直走査制御回路 21cとを備えている。水平走査系 19は、垂直走 查系 21より高速にすなわち高周波数でレーザビームを走査するように設計されてい る。
[0040] また、水平走査系 19,垂直走査系 21は、各々映像信号供給回路 3に接続され、映 像信号供給回路 3より出力される水平同期信号 5,垂直同期信号 6にそれぞれ同期 してレーザ光を走査するように構成されて 、る。
[0041] また、水平走査系 19において、水平走査制御回路 202は、詳しく後述するが、光ス キヤナ 204の駆動状態をモニタし、そのモニタ結果を BD (Beam Detector)信号 7とし て光源ユニット部 2に出力する。
[0042] 尚、本実施形態においては、水平走査系 19,垂直走査系 21を用いた力 これに限 らず、例えば、水平走査系 19,垂直走査系 21以外にも、入射した光束の焦点を変 更させる焦点可変装置 (波面曲率変調系）を用いてもよい。また、本実施形態におけ る第 1リレー光学系 20及び第 2リレー光学系 22は、光束を観察者の瞳孔 24に入射 するための光学手段の一例に相当する。
[0043] 次に、本発明の一実施の形態の画像表示装置が、外部からの映像信号を受けて から、観察者の網膜上に映像を投影するまでの過程について図 1を用いて説明する
[0044] 図 1に示すように、本実施の形態の網膜走査型ディスプレイ 1では、光源ユニット部 2に設けられた映像信号供給回路 3が外部力ゝらの映像信号の供給を受けると、映像 信号供給回路 3は、赤，緑，青の各色のレーザ光を出力させるための R映像信号， G 映像信号， B映像信号カゝらなる映像信号 4と、水平同期信号 5と、垂直同期信号 6とを 出力する。 Rレーザドライバ 10, Gレーザドライバ 9, Bレーザドライバ 8は各々入力さ れた R映像信号， G映像信号， B映像信号に基づいて Rレーザ 13, Gレーザ 12, Bレ 一ザ 11に対してそれぞれの駆動信号を出力する。この駆動信号に基づいて、 Rレー ザ 13, Gレーザ 12, Bレーザ 11はそれぞれ強度変調されたレーザ光を発生し、各々 を第 1コリメート光学系 14に出力する。また、映像信号供給回路 3は、後述する BD信 号 7に応じて、レーザ光を発生し、各々を第 1コリメート光学系 14に出力するタイミン グを制御する。つまり、このような網膜走査型ディスプレイ 1 (映像信号供給回路 3)は 、光スキャナ 204などにレーザ光を出射させるタイミングを制御することとなる。尚、詳 しくは後述する力 このような BD信号 7は、エリアセンサ 274 (図 6参照）による検出光 の受光結果に基づ 、て生成される反射ミラーの揺動状態信号である。点光源から発 生されるレーザ光は、この第 1コリメート光学系 14によってそれぞれが平行光にコリメ ートされ、さらに、ダイクロイツクミラー 15に入射されて 1つの光束となるよう合成された 後、結合光学系 16によって光ファイバ 17に入射されるよう導かれる。
光ファイバ 17によって伝搬されたレーザ光は、光ファイバ 17から出射される際に第 2コリメート光学系 18によって再度コリメートされ、水平走査系 19に出射される。この 出射されたレーザ光は、水平走査系 19の光スキャナ 204の第一の反射面 220 (図 2 参照）に入射される。光スキャナ 204は、エリアセンサ 274 (図 6参照）によって出力さ れた BD信号 7をもとに回転速度が算出され、この BD信号 7をもとに映像信号供給回 路 3の出力する水平同期信号 5と同期するように回転速度が調整されて!、る。後述す るように、エリアセンサ 274の特定位置に検出信号が入射したときのタイミングを基準 に BD信号 7を発生すればよ ヽ。光スキャナ 204の第一の反射面 220に入射したレー ザ光は水平方向に走査されて第 1リレー光学系 20を介し、垂直走査系 21のガルバノ ミラー 21aの偏向面 21bに入射する。第 1リレー光学系 20では光スキャナ 204の第一 の反射面 220とガルバノミラー 21aの偏向面 21bとが共役の関係となるように調整さ れ、また、光スキャナ 204の面倒れが補正されている。ガルバノミラー 21aは、光スキ ャナ 204と同様に垂直同期信号 6に同期して、その偏向面 21bが入射光を垂直方向 に反射するように往復振動をしており、このガルバノミラー 21aによってレーザ光は垂 直方向に走査される。水平走査系 19及び垂直走査系 21によって水平方向及び垂 直方向に 2次元に走査されたレーザ光は、ガルバノミラー 21aの偏向面 21bと、観察 者の瞳孔 24とが共役の関係となるように設けられた第 2リレー光学系 22により観察者 の瞳孔 24へ入射され、網膜上に投影される。観察者はこのように 2次元走査されて 網膜上に投影されたレーザ光による画像を認識することができる。尚、水平走査系 1 9の光スキャナ 204と、垂直走査系 21のガルバノミラー 21aとは、名称を区別して説 明したが、光を走査するようにその反射面 (例えば、第一の反射面 220、偏向面 21b など）が揺動させられるものであれば、圧電駆動、電磁駆動、静電駆動等いずれの駆 動方式によるものであってもよ 、ことは言うまでもな 、。
[光スキャナの構成]
上述した光スキャナ 204の構成について図 2から図 6を用いて説明する。図 2は、光 スキャナ 204を示す斜視図である。図 3は、振動体 224を示す斜視図である。図 4及 び図 5は、光スキャナ 204における振動体 224を示す説明図である。図 6 (a)は、後 述する枠側板ばね部 244の延びる方向に垂直な方向（図 2における符号 Aの方向） 力も見た光スキャナ 204を示す断面図であり、図 6 (b)は、後述する枠側板ばね部 24 4の延びる方向（図 2における符号 Bの方向）力も見た光スキャナ 204を示す断面図 である。
[0046] 光走査装置の一例としての光スキャナ 204は、図 2に示すように、本体部 210がべ ース 212に装着されて構成されて!ヽる。
[0047] 本体部 210は、シリコン (Si)等、弾性を有する材料を主に用いて形成されている。
本体部 210は、図 2の上部に示すように、概略的には、光が通過し得る貫通穴 214を 有して薄板長方形状を成している。本体部 210は、外側には固定枠 216を備え、一 方、内側には、第一の反射面 220などが形成された反射ミラー部 222を有する振動 体 224を備えている。尚、詳しくは後述する力 反射ミラー部 222において、第一の 反射面 220の裏側に第二の反射面 221 (図 6参照）が形成されている。
[0048] このような本体部 210の構成に対応して、ベース 212は、本体部 210との装着状態 において固定枠 216が装着されるべき支持部 230と、振動体 224と対向する凹部 23 2とを有するように構成されている。凹部 232は、本体部 210をベース 212に装着した 状態において、振動体 224が振動によって変位してもベース 212と干渉しない形状 を有するために形成されて！、る。
[0049] 図 2に示すように、反射ミラー部 222の第一の反射面 220は、それの対称中心線で もある揺動軸 234を中心として揺動させられる。振動体 224は、さらに、その反射ミラ 一部 222からそれと同一面上に延びて、その反射ミラー部 222を固定枠 216に接合 するはり部 240を備えている。本実施形態においては、反射ミラー部 222の両側から 一対のはり部 240, 240がそれぞれ互いに逆向きに延び出している。
[0050] 各はり部 240は、 1個のミラー側板ばね部 242と、一対の枠側板ばね部 244, 244 と、それらミラー側板ばね部 242と一対の枠側板ばね部 244, 244とを互いに接続す る接続部 246とを含むように構成されて 、る。
[0051] 各はり部 240においては、ミラー側板ばね部 242が、反射ミラー部 222のうち揺動 軸 234上にぉ 、て互いに対向する一対の縁の一方から、対応する接続部 246まで 延びている。接続部 246は、摇動軸 234と直交する方向に延びている。さらに、各は り部 240においては、一対の枠側板ばね部 244が、対応する接続部 246の端部から 、揺動軸 234に対して互いに逆向きにオフセットする姿勢で、揺動軸 234に沿って固 定枠 216まで延びている。
[0052] 各はり部 240においては、一対の枠側板ばね部 244, 244のそれぞれに、固定枠 2 16に及ぶ姿勢で、起歪素子 250, 252, 254, 256力取り付けられている。
[0053] 上述した起歪素子 250, 252, 254, 256について、起歪素子 252, 256を代表と して図 3を用いて以下に説明すると、枠側板ばね部 244には、図 3に示すように、起 歪素子 252が貼り付けられている。この起歪素子 252は、詳しくは後述するが、圧電 素子 260、上部電極 262、下部電極 264 (ともに図 4参照）から構成されている。一方 、同じように、枠側板ばね部 244には、起歪素子 256が貼り付けられている。
[0054] これら各起歪素子 250, 252, 254, 256は、図 4に示すように、圧電素子 260、上 部電極 262、下部電極 264を主体として構成されている。圧電素子 260は、薄板状 を成して振動体 224の片面に貼り付けられている。圧電素子 260は、その貼付面と 直角な方向において上部電極 262と下部電極 264とによって挟まれており、それに より、各起歪素子 250, 252, 254, 256力構成されて! /、る。上咅電極 262と下咅電 極 264とはそれぞれ、各リード線 266により、固定枠 216に設置された一対の入力端 子 268, 268【こ接続されて!ヽる。
[0055] 尚、本実施形態においては、図 2に示すように、 4個の起歪素子 250, 252, 254, 256が、反射ミラー部 222を隔てた一対の対向位置に 2個ずつ、かつ、摇動軸 234 に関して互いに線対称的に配置されている。それら 4個の起歪素子 250, 252, 254 , 256のうち、一方の対向位置に配置されている 2個の起歪素子 250, 254 (図 2に おいて右側に位置する）が第 1対を成し、他方の対向位置に配置されている 2個の起 歪素子 252, 256 (図 2において左側に位置する）が第 2対を成している。尚、本実施 形態においては、起歪素子 250, 254という対と、起歪素子 252, 256という対であつ た力 これに限らず、 ί列えば、、起歪素子 250, 252と! /、う対と、起歪素子 254, 256と いう対であってもよぐこの場合において、駆動は各対になった電極を同相で駆動さ せることとなる。
[0056] 本実施形態においては、第 1対を成す 2個の起歪素子 250, 254がそれぞれ駆動 源として機能し、振動体 224を揺動軸 234のまわりに捩じり振動させて揺動させる。そ のため、各起歪素子 250, 254にお!/ヽては、上咅電極 262と下咅電極 264と（図 4参 照）に電圧が印加され、それにより、その印加方向と直交する向きすなわち長さ方向 の変位が各起歪素子 250, 254に発生させられる。
[0057] この変位により、図 5に示すように、はり部 240に屈曲すなわち反りが発生する。この 屈曲は、はり部 240のうち固定枠 216との接続部を固定端とする一方、反射ミラー部 222との接続部を自由端として行われる。その結果、その屈曲の向きが上向きである か下向きであるかにより、自由端が上向きまたは下向きに変位する。
[0058] 第 1対を成す 2個の起歪素子 250および 254は、それぞれの圧電素子 260の自由 端が互いに逆向きに変位するように屈曲させられる。その結果、反射ミラー部 222は 、図 5に示すように、摇動軸 234のまわりに回転させられる。
[0059] 以上、各枠側板ばね部 244は、それに貼り付けられた起歪素子 250, 252, 254, 256の直線変位を屈曲運動に変換する機能を有し、接続部 246は、各枠側板ばね 部 244の屈曲運動をミラー側板ばね部 242の回転運動に変換する機能を有している のである。そのミラー側板ばね部 242の回転運動によって反射ミラー部 222が回転さ せられる。
[0060] 本実施形態においては、第 1対を成す 2個の起歪素子 250および 254を互いに逆 向きに変位させることにより、反射ミラー部 222にそれの摇動軸 234まわりの往復回 転運動すなわち揺動運動が発生させられる。このことを実現するために、第 1対を成 す 2個の起歪素子 250および 254に交番電圧が互いに逆位相で印加される。その結 果、第 1対を成す 2個の起歪素子 250および 254の一方力 図 2において下向きに撓 んだ場合には、他方が、同図において上向きに橈むこととなる。つまり、起歪素子 25 0における上部電極 262は、同相の電圧が印加される。また、起歪素子 252における 上部電極 262は、起歪素子 250における上部電極 262とは異なる逆相の電圧が印 加される。
[0061] また、振動体 224における反射ミラー部 222は、図 6に示すように、レーザ光を反射 するために鏡面加工された第一の反射面 220と、その第一の反射面 220の裏面に おいて、反射ミラー部 222の揺動状態を監視するために出射される検出光を反射す るために鏡面加工された第二の反射面 221とを備えている。つまり、反射ミラー部 22 2は、レーザ光 (光の一例に相当する）を反射する第一の反射面 220と、その第一の 反射面 220の裏側に設けられ、このレーザ光とは別の検出光を反射する第二の反射 面 221と、を有する。従って、レーザ光を反射する第一の反射面とは異なる第二の反 射面で検出光を反射させることができ、このレーザ光と検出光とが交わる可能性が少 なぐ反射ミラーの揺動精度を高めることができるとともに、レーザ光と検出光とを同じ 面で反射させるよりも小型化が容易にできる。
[0062] また、本体部 210における凹部 232には、図 6に示すように、振動体 224の反射ミラ 一部 222の下方に、反射ミラー部 222に検出光を出射する検出光源 272と、第二の 反射面 221において反射された検出光を受光し、その受光位置を検出するエリアセ ンサ 274とが配設されている。尚、本実施形態において、このような検出光源 272は 、光とは別の検出光を反射ミラー部 222に出射する出射装置の一例に相当する。ま た、このようなエリアセンサ 274は、反射ミラー部 222における第二の反射面 221で反 射された検出光を受光可能な検出センサの一例に相当する。
[0063] また、エリアセンサ 274は、反射ミラー部 222が揺動される揺動範囲 279 (図 10参 照)より広い範囲で検出光を受光可能な面積である。従って、揺動される揺動範囲 2 79が広がった場合であっても検出光を受光可能であり、揺動範囲 279のずれなどを 検出することなどによって、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
[0064] また、検出光源 272には、検出光を出射させるための配線 281が接続され、振動体 224には、電圧を印加するための配線 282、 283が接続されている。
[0065] 上述した振動体 224における揺動制御回路について図 7を用 、て説明する。
[0066] 振動体 224における揺動制御は、主に、駆動制御装置 290、振り角演算回路 292 、位置検出回路 294によって行われる。尚、本実施形態においては、駆動制御装置 290は、水平走査制御回路 202に含まれており、振り角演算回路 292、位置検出回 路 294は、映像信号供給回路 3に含まれている。
[0067] 位置検出回路 294は、検出光の受光に基づいて反射ミラー部 222の位置を検出す るための回路である。この位置検出回路 294は、上述したエリアセンサ 274、振り角 演算回路 292に接続されており、エリアセンサ 274から供給される受光位置信号に 基づいて、反射ミラー部 222の位置を検出する。そして、位置検出回路 294は、検出 した反射ミラー部 222の位置を示す位置検出信号を振り角演算回路 292に供給する
[0068] 振り角演算回路 292は、反射ミラー部 222の振り角（振り角度)を演算するための回 路である。この振り角演算回路 292は、位置検出回路 294、駆動制御装置 290と接 続されており、位置検出回路 294から供給される位置検出信号に基づいて、反射ミラ 一部 222の振り角を演算により決定し、その振り角を示す振り角信号を駆動制御装 置 290に供給する。
[0069] 駆動制御装置 290は、振動体 224を揺動させるために、起歪素子 250, 252, 254 , 256などに電圧を印加する装置である。この駆動制御装置 290は、振り角演算回 路 292と、起歪素子 250, 252, 254, 256などとに接続されており、振り角演算回路 292力らの振り角信号に基づく電圧を起歪素子 250, 252, 254, 256などに印カロす る。この印加する電圧は、図 8に示すように、振り角信号に基づく振り角と、印加電圧 との関係に従って決定される。特に、印加電圧と振り角とが略比例関係となり、振動 体 224の破損の危険性が少ない有効範囲 Xにおける印加電圧を採用することとなる 。尚、本実施形態において、駆動制御装置 290などは、レーザ光を反射する反射ミラ 一部 222を揺動させる制御を行うことにより、そのレーザ光を走査させ走査光とするこ ととなる。
[0070] 尚、本実施形態においては、駆動制御装置 290を水平走査制御回路 202に含ま せ、振り角演算回路 292、位置検出回路 294を映像信号供給回路 3に含ませたが、 これに限らず、例えば、振り角演算回路 292、位置検出回路 294を水平走査制御回 路 202に含ませるなど、映像信号供給回路 3、水平走査制御回路 202のいずれに含 ませてもよい。もちろん、別の回路に含ませてもよい。
[各種装置の位置関係]
上述した反射ミラー部 222と検出光源 272とエリアセンサ 274とについて図 9から図 11を用いて説明する。
[0071] 反射ミラー部 222には、図 9 (a)に示すような基準位置が規定されている。この基準 位置とは、上述した起歪素子 250, 252, 254, 256などに印加電圧が印加されず、 振動体 224が揺動していない状態、即ち、振り角が 0度である反射ミラー部 222の位 置である。このように、反射ミラー部 222 (反射ミラーの一例に相当）が揺動される範 囲の中で中間位置における反射ミラーの位置が基準位置として規定されている。言 V、換えると、反射ミラー部 222 (反射ミラーの一例に相当）が揺動されて!、な 、場合に おける反射ミラーの位置が基準位置として規定されている。
[0072] また、振動体 224において、起歪素子 250, 252, 254, 256などに印カロ電圧力 ^印 カロされることによって、反射ミラー部 222の基準位置を基準として、対称に、その反射 ミラー部 222を揺動させる制御を行うことにより、一定の振り角で走査光を走査させる こととなる。尚、本実施形態においては、反射ミラー部 222の基準位置を基準として、 対称に、反射ミラー部 222を揺動させる制御を行ったが、これに限らず、例えば、反 射ミラー部 222の基準位置を基準として、非対称に、反射ミラー部 222を揺動させる 制御を行ってもよい。つまり、走査光が一定の振り角（一定の振幅、所定幅)で走査さ れるような構成であればょ 、。 [0073] また、検出光源 272は、図 9 (a)に示すように、反射ミラー部 222の揺動軸 234に対 して検出光を出射する。また、検出光源 272は、反射ミラー部 222が基準位置にある 場合におけるその反射ミラー部 222の第二の反射面 221に対する法線方向から検 出光を出射する。つまり、検出光源 272 (出射装置の一例に相当する）は、反射ミラ 一部 222の位置が反射ミラーの基準位置である場合に、その反射ミラー部 222の第 二の反射面 221における法線方向から、揺動軸 234に向かって検出光を出射するこ ととなる。従って、反射ミラー部 222の揺動精度を高めることができるとともに、小型化 が可能となる。また、揺動軸 234のずれなどの反射ミラー部 222の誤動作を検出する ことができ、反射ミラー部 222の揺動精度を高めることができる。また、反射ミラーの揺 動角度を大きくすることができる。
[0074] エリアセンサ 274は、 2次元的に（2次元状に、又は、マトリクス状に)検出光を検知 可能 (受光可能)なセンサである。このエリアセンサ 274は、反射ミラー部 222の位置 が反射ミラーの基準位置である場合にその反射ミラー部 222の第二の反射面 221に おける法線に対して、約 45度ずつ両側に折り曲げられた状態で配設されている。ま た、エリアセンサ 274は、反射ミラー部 222の位置が反射ミラーの基準位置である場 合にその反射ミラー部 222の第二の反射面 221における法線に対して対称に配設さ れている。
[0075] 従って、反射ミラー部 222と平行に配設される場合よりも、エリアセンサ 274が折りた たむことができることによって、反射ミラー部 222の揺動精度を維持しつつ、小型化が 可能となる。特に、エリアセンサ 274が、反射ミラー部 222における法線方向に対して 左右対称となっており、直角二等辺三角形状であるため、反射ミラー部 222の揺動 精度を維持しつつ、小型化が可能となる。具体的には、エリアセンサ 274の折り曲げ 角度が鋭角である場合においては、反射ミラー部 222との接触を考えて検出光源 27 2を後方にずらさなければならず、直角二等辺三角形状の場合よりも占有面積が大き くなる。一方、エリアセンサ 274の折り曲げ角度が鈍角である場合においては、エリア センサ 274の横幅を大きくしなければならず、直角二等辺三角形状の場合よりも占有 面積が大きくなる。また、鋭角の場合でも鈍角の場合でも、検出位置を確保するため に、エリアセンサ 274を長くしなければならず、小型化、コスト的にも、エリアセンサ 27 4を直角二等辺三角形状に折り曲げた形状で配設することが最適である。
[0076] また、マトリクス状に検出可能なエリアセンサ 274を用いることによって、容易に配設 可能であり、反射ミラー部 222の基準位置の検出精度を高めることができるとともに、 光と検出光とを同じ面で反射させるよりも小型化が容易にできる。特に、エリアセンサ 274を用いることによって、検出光を 2次元的に受光することができるなど、反射ミラ 一部 222の揺動精度を高めることができる。また、本実施形態においては、上方から 見て反射ミラー部 222によって、エリアセンサ 274の一部が隠れるように配設されたが 、これに限らず、例えば、エリアセンサ 274の全部が反射ミラー部 222によって隠れる ように配設してもよい。更には、軽薄化のためにも、反射ミラー部 222と上下方向に重 ならず、反射ミラー部 222よりも外側に検出センサが配設されるようにしてもよい。
[0077] また、この場合において、図 9 (a)に示すように、枠側板ばね部 244の延びる方向に 垂直な方向（図 2における符号 Aの方向）に対する反射ミラー部 222の半分の長さを 符号 a、その反射ミラー部 222と検出光源 272との距離を符号 bとすると、 a、 bが、 b > a * 2が成立する関係であることが好ま U、。
[0078] また、例えば、反射ミラー部 222の振り角が 1度に対して、ミラー突端部分の移動距 離が 4. 36 m (マイクロメートル）となり、最大振り角が 20度必要な場合には、ミラー 突端部分の移動距離が 86. 82 /z m (マイクロメートル)となる。また、一般的に、検出 センサとしてのエリアセンサ 274における検出誤差は ± 10 m (マイクロメートル)程 度である。そこで、第二の反射面 221とエリアセンサ 274 (中心部分）との距離が 10m m (ミリメートル）と設定した場合において、反射ミラー部 222の振り角を 0度から 1度に したときには、光移動距離が 174. 63 m (マイクロメートル）となり、反射ミラー部 22 2の振れ角の誤差が 0. 06度となり、第 1リレー光学系 20及び第 2リレー光学系 22の 倍率を 1倍とすると、観察者が観察する画像の画角の誤差が 0. 06度となる。また、第 二の反射面 221とエリアセンサ 274 (中心部分）との距離が 5mm (ミリメートル）と設定 した場合において、反射ミラー部 222の振り角を 0度から 1度にしたときには、光移動 距離が 87. 35 /z m (マイクロメートル）となり、反射ミラー部 222の振れ角の誤差が 0. 11度となり、観察者が観察する画像の画角の誤差が 0. 11度となる。一方、第二の反 射面 221とエリアセンサ 274 (中心部分）との距離が 10mm (ミリメートル）と設定した 場合において、反射ミラー部 222の振り角を 0度から 20度にしたときには、光移動距 離が 3671. 3 /z m (マイクロメートル）となり、反射ミラー部 222の振れ角の誤差が 0. 0 5度となり、観察者が観察する画像の画角の誤差が 0. 05度となる。また、第二の反 射面 221とエリアセンサ 274 (中心部分）との距離が 5mm (ミリメートル）と設定した場 合において、反射ミラー部 222の振り角を 0度から 20度にしたときには、光移動距離 力 S 1851. 45 m (マイクロメートル）となり、反射ミラー部 222の振れ角の誤差が 0. 1 度となり、観察者が観察する画像の画角の誤差が 0. 1度となる。このような実験から、 網膜走査型ディスプレイ 1などの画像表示装置や、光スキャナ 204などの光走査装 置として用いるには、ほとんど影響しない数値設定が可能となる。このように、小型化 が容易にできるとともに、反射ミラー部 222の揺動精度を高めることができる。
[0079] 上述したように、反射ミラー部 222、検出光源 272、エリアセンサ 274が配設され、 反射ミラー部 222が揺動されることによって、第一の反射面 220では、光としてのレー ザ光 sが反射され、第二の反射面 221では、検出光 dが反射される。具体的には、図 9 (b) ,図 9 (c)に示すように反射ミラー部 222が揺動されることによって、その揺動さ せた角度に応じて第二の反射面 221で反射された検出光 dの受光位置が、図 10 (a) などに示すような軌跡で変化していくこととなる。また、このように、検出光 dの受光位 置を検出することによって、リアルタイムで反射ミラー部 222の揺動状態を検出するこ とがでさる。
[0080] 具体的には、反射ミラー部 222の揺動が正常である場合には、図 10 (a)に示すよう に、検出光の検出が正常な軌跡となる。このような正常な軌跡とは、エリアセンサ 274 における受光領域 274aの縦中心軸 274bに対して左右対称であり、かつ、受光領域 274aの横中心軸 274cに沿って縦中心軸 274bから所定の幅 (長さ）だけ左右に振ら れた軌跡である。このような軌跡で検出光が受光された場合には、検出光が反射ミラ 一部 222の摇動軸 234で反射されており、その摇動軸 234のずれがないことが検出 可能である。このように検出した結果、図 10 (a)に示すように正常に揺動されていると 検出された場合には、図 11 (a)に示すように、実際の表示範囲 296と視野窓 298と が同じとなり、正常な画像、映像が表示される。
[0081] また、例えば、図 10 (b)に示すように、上述した正常な軌跡とは似ている力 上述し たような幅 (長さ）が大きく (長く）なった軌跡が検出された場合には、反射ミラー部 22 2の振り角が大きくなり過ぎていることが検出可能である。このように、反射ミラー部 22 2の揺動においてその振り角が大きすぎる場合には、図 11 (b)に示すように、実際の 表示範囲 296が視野窓 298よりも大きくなり、画像、映像の側端が切れて表示されて しまう。この場合においては、正常な軌跡とするために、起歪素子 250、 252、 254、 256などに印加する印加電圧を小さく制御することによって、振動体 224の揺動を正 常に制御することができる。
[0082] また、例えば、逆に、図 10 (c)に示すように、上述したような幅 (長さ）が小さく（短く） なった軌跡が検出された場合には、反射ミラー部 222の振り角が小さくなり過ぎてい ることが検出可能である。このように、反射ミラー部 222の揺動においてその振り角が 小さすぎる場合には、図 11 (c)に示すように、実際の表示範囲 296と視野窓 298とが 同じとなるが、実際の表示範囲 296が狭くなり、その側端におけるドットが密集してし まい、画像、映像の側端に歪みを生じてしまう。この場合においては、正常な軌跡と するために、起歪素子 250、 252、 254、 256などに印加する印加電圧を大きく制御 することによって、振動体 224の揺動を正常に制御することができる。
[0083] また、例えば、図 10 (d)に示すように、受光領域 274aの横中心軸 274cに沿って検 出光を受光して 、るが、エリアセンサ 274における受光領域 274aの縦中心軸 274b に対して左右対称ではない場合には、検出光が反射ミラー部 222の揺動軸 234では 反射されておらず、その摇動軸 234の位置がずれていることが検出可能である。この ように、揺動軸 234の位置がずれて揺動されていると検出された場合には、図 11 (d) に示すように、左側方においては実際の表示範囲 296と視野窓 298とが同じとなるが 、実際の表示範囲 296が狭くなり、その側端におけるドットが密集してしまい、画像、 映像の側端に歪みを生じてしまう。一方、右側方においては実際の表示範囲 296が 視野窓 298より大きくなるため、画像、映像の側端が切れて表示されてしまう。
[0084] また、例えば、図 10 (e)に示すように、エリアセンサ 274における受光領域 274aの 横中心軸 274cに沿って検出光を受光しておらず、更には、受光領域 274aの縦中 心軸 274bに対して左右対称ではない場合には、検出光が反射ミラー部 222の揺動 軸 234では反射されておらず、その摇動軸 234の位置がずれて ヽることが検出可能 である。更には、その摇動軸 234がずれ、摇動軸 234がねじれていることが検出可能 である。このように、摇動軸 234の位置がねじれて揺動されていると検出された場合 には、図 11 (e)に示すように、レーザ光の走査方向がずれてしまい、画像、映像を水 平に表示させることができず、更には、画像、映像に歪みを生じてしまうとともに、その 側端が切れて表示されてしまう。
[0085] このように、エリアセンサ 274は、反射ミラー部 222における第二の反射面 221で反 射された検出光の受光結果によって反射ミラー部 222の位置が反射ミラー部 222の 基準位置であるか否かを検出可能な位置に配設されている。従って、反射ミラー部 2 22の基準位置を検出することができ、反射ミラー部 222の基準位置のずれなどの反 射ミラー部 222の誤動作を検出することができ、反射ミラー部 222の揺動精度を高め ることができる。また、反射ミラー部 222の揺動軸 234に向力つて検出光を出射して いるため、摇動軸 234のずれなどの反射ミラー部 222の誤動作を検出することができ 、反射ミラー部 222の揺動精度を高めることができる。尚、このように振動体 224を揺 動させない場合であっても、摇動軸 234のずれは検出可能である。尚、図 10 (a)に 表した P1若しくは P2の位置に検出光が達したときに、 BD信号が発生するように設定 することで、エリアセンサ 274を用いて、 BD信号を得ることができる。また、エリアセン サ 274の代わりに、 PI, P2の位置に小型光センサを設置することでも代用できる。尚 、本実施形態においては、 PI, P2は、反射ミラー部 222が揺動する揺動範囲 279よ りもやや内側である。
[0086] また、反射ミラーの基準位置を基準として、その反射ミラーを揺動させる制御を行う ことにより所定幅で走査光を走査させるので、走査光の走査状態が基準位置を基準 とされるため、反射ミラーの位置が基準位置である力否かを検出することができること によって、反射ミラーの揺動精度を高め、走査光の走査を安定化することができ、精 度の高 、画像を表示することができる。
[0087] また、検出光の受光結果に基づいて生成される反射ミラーの揺動状態信号に応じ て、光走査装置にレーザ光を出射させるタイミングを制御するので、画像を表示させ るためのレーザ光の出射タイミングの精度を高めることができ、走査光の走査を安定 化することができ、精度の高 、画像を表示することができる。 [0088] また、エリアセンサ 274は、反射ミラー部 222が揺動される揺動範囲 279より広 ヽ（ 長い)範囲で検出光を受光可能であるため、揺動される揺動範囲 279が広がった (長 くなつた)場合であっても検出光を受光可能であり、揺動範囲 279のずれなどを検出 することなどによって、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
[0089] また、エリアセンサ 274は、反射ミラー部 222が揺動される揺動範囲 279の中での、 画像を表示するための画像表示揺動範囲 280より少なくとも長 、又は広 、範囲で検 出光を受光可能であるため、全ての揺動範囲 279を検出できなくとも、少なくとも、画 像を表示するための画像表示揺動範囲 280を検出することができ、画像表示揺動範 囲 280のずれなどを検出することなどによって、反射ミラー部 222の揺動精度を高め 、鮮明な画像を表示することができる。尚、この画像表示揺動範囲 280は、揺動範囲 279の一部であり、例えば、揺動速度がある程度の速度 (ある程度一定速度）となる 範囲であるため、少なくともこの画像表示揺動範囲 280を検出することができれば、 鮮明な画像を表示することができることとなる。
[反射ミラー部の位置調整方法]
上述したような構成で、反射ミラー部 222の位置調整方法、反射ミラー部 222の揺 動状態検出方法について図 12を用いて説明する。尚、以下に説明する処理は、水 平走査系 19における水平走査制御回路 202において実行されるものである。また、 以下に説明する処理は、所望とする走査光の走査方向に対応して、反射ミラー部 22 2の基準位置を暫定的に決めた状態で実行され、その後に、基準位置が調整される こととなる。
[0090] 最初に、図 12に示すように、駆動制御装置 290は、反射ミラー揺動開始処理を実 行する（ステップ Sl l)。この処理において、駆動制御装置 290は、起歪素子 250、 2 52、 254、 256などに印加電圧を印加することによって、反射ミラー部 222を揺動さ せる制御を行う。
[0091] そして、位置検出回路 294は、検出光出射処理を実行する (ステップ S12)。この処 理において、位置検出回路 294は、検出光源 272に出射信号を供給することによつ て、光とは別の検出光を反射ミラー部 222の第二の反射面 221に出射する。また、ェ リアセンサ 274は、検出光受光処理を実行する (ステップ S13)。この処理において、 エリアセンサ 274は、反射ミラー部 222の第二の反射面 221で反射された検出光を 2 次元的に受光する。
[0092] そして、位置検出回路 294は、受光結果に基づいて反射ミラー部の基準位置検出 を行う（ステップ S14)。この処理において、位置検出回路 294は、反射ミラー部 222 の第二の反射面 221で反射された検出光の受光結果によって、反射ミラー部 222の 位置が、反射ミラー部 222の基準位置であるか否かを検出する。また、位置検出回 路 294は、受光結果に基づいて反射ミラー部の揺動軸検出を行う (ステップ S15)。こ の処理において、位置検出回路 294は、反射ミラー部 222の第二の反射面 221で反 射された検出光の受光結果によって、反射ミラー部 222が揺動されている場合にお ける反射ミラー部 222の揺動軸 234の位置を検出する。
[0093] そして、駆動制御装置 290は、反射ミラー部の基準位置検出結果、揺動軸検出結 果に基づいて、反射ミラー部の位置調整を行う（ステップ S16)。この処理において、 駆動制御回路 290は、反射ミラー部 222が基準位置であるか否かの検出結果、反射 ミラー咅 222の摇動軸 234の検出結果【こ基づ!/ヽて、起歪素子 250、 252、 254、 256 などに、印加電圧値を変更させること等によって、反射ミラー部 222の位置調整を行
[0094] このように、検出光を反射ミラー部 222に出射し、反射ミラー部 222で反射された検 出光を受光し、反射ミラー部 222で反射された検出光の受光結果によって、反射ミラ 一部 222の位置力 反射ミラー部 222が揺動される範囲の中で中間位置における反 射ミラー部 222の基準位置である力否かを検出し、反射ミラー部 222が基準位置で ある力否かの検出結果に基づいて、反射ミラー部 222の位置を調節する。従って、反 射ミラー部 222の基準位置を容易に調節することができる。
[0095] また、光とは別の検出光を反射ミラー部 222に出射し、反射ミラー部 222で反射さ れた検出光を 2次元的に受光し、反射ミラー部 222で反射された検出光の受光結果 によって、反射ミラー部 222の位置力 反射ミラー部 222が揺動される範囲の中で中 間位置における反射ミラー部 222の基準位置であるか否かを検出するとともに、反射 ミラー部 222が揺動されている場合における反射ミラー部 222の揺動軸 234を検出 する。従って、反射ミラー部 222の基準位置と、反射ミラー部 222の摇動軸 234とが 検出できるため、反射ミラー部 222の基準位置のずれや、反射ミラー部 222の揺動 軸 234のずれなどの反射ミラー部 222の誤動作を検出することができ、反射ミラー部 222の揺動精度を高めることができる。
[その他の実施形態]
尚、本実施形態においては、光走査装置として水平走査させる光スキャナ 204〖こ 本発明を採用したが、これに限らず、例えば、垂直走査させるものなど、揺動可能で あり、その揺動に基づいて光を走査させるようなものであればよい。もちろん、走査し なくても、焦点を変更させる焦点可変装置にも採用することができる。もちろん、これ ら光を水平走査させる光走査装置、光を垂直走査させる光走査装置、光の焦点を変 更させる焦点可変装置の全てに本発明を採用してもよい。また、本実施形態におい ては、共振型の光スキャナ 204に本発明を採用したが、これに限らず、例えば、非共 振型の光走査装置に採用してもよい。また、これらの少なくともいずれかの装置を備 え、画像信号に応じて変調された光をその装置によって 2次元方向に光走査すること で画像を表示する画像表示装置に採用してもよい。
[0096] また、本実施形態においては、図 13 (a)に示すように、検出光源 272による検出光 の出射方向に対して左右対称であり、かつ、その出射方向に対して両側に約 45度の 方向にエリアセンサ 274を構成した力 これに限らず、例えば、図 13 (b)に示すように 、検出光源 272による検出光の出射方向に対して 45度より小さい角度の方向に向か つてエリアセンサを構成してもよぐ例えば、図 13 (c)に示すように、検出光源 272に よる検出光の出射方向に対して 45度より大き 、角度の方向に向力つてエリアセンサ を構成してもよい。もちろん、角度をつけずに、平坦なエリアセンサ、つまり、検出光 源 272による検出光の出射方向に対して垂直であり、平坦なエリアセンサであっても よい。また、出射方向に対して左右対称でなくてもよぐ例えば、両側にあればよい。 更には、本実施形態においては、エリアセンサ 274の略中央に検出光源 272を備え たが、これに限らず、どの位置に検出光源 272を配置してもよぐ例えば、検出光を 反射させるミラーなどを配設し、エリアセンサ 274と隣り合わない位置に検出光源 27 2を配置してもよい。
[0097] また、本実施形態においては、反射ミラー部の揺動軸 234に向力つて検出光を出 射させたが、これに限らず、例えば、反射ミラー部の揺動軸でなくても、反射される位 置であれば問題ない。また、反射ミラー部 222が基準位置である場合に、その第二の 反射面 221における法線方向から検出光を出射させたが、これに限らず、例えば、 法線方向ではない所定の角度から検出光を出射させても問題ない。
[0098] また、本実施形態にお!ヽては、走査する対象であるレーザ光 (光）を反射させる第 一の反射面 220と、その第一の反射面 220の裏面に設けられ、検出光を反射させる 第二の反射面 221とが、反射ミラー部 222に設けられたが、これに限らず、例えば、 必ずしも第二の反射面を第一の反射面の裏面に設けなくてもよい。また、例えば、図 13 (d)に示すように、走査する対称であるレーザ光 (光）を反射させる第一の反射面 2 20と同じ面で、検出光を反射させてもよい。この場合においては、検出光として赤外 線を用いる構成や、レーザ光を反射する箇所と十分に離れた位置で検出光を反射さ せる構成などが具体的な一例として挙げられる。
[0099] また、反射ミラー部 222で反射された検出光を受光することによって、反射ミラー部 222の揺動状態を検知しても、反射ミラー部 222で反射された検出光を受光しなかつ たことによって、反射ミラー部 222の揺動状態を検知してもよい。
[0100] つまり、エリアセンサ 274などの検出センサは、反射ミラー部 222で反射された検出 光の受光結果によって、反射ミラー部 222の位置が反射ミラー部 222の基準位置で ある力否かを検出可能な位置に配設されて 、ればよ!/、。
[0101] また、本実施形態においては、マトリクス状のエリアセンサ 274を、検出光を検出す る検出センサとして用いたが、これに限らず、例えば、線状（1次元状）に連続して一 体に設けられたラインセンサや、線状ではあるが、飛び飛びに一体には設けられてい ないセンサ群などを検出センサとして用いてもよい。また、これらのような検出センサ は、所望の振り角が検出可能な最小なものが小型化の観点からも好ましい。
[0102] 以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これ らは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づ いて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。例 えば、本発明を適用した光走査装置は、レーザプリンタ内でレーザビームを走査する 光走査装置にも応用できることは ヽうまでもな ヽ。 産業上の利用可能性
本発明は、光を走査させる反射ミラーを備え、その反射ミラーの揺動を制御すること によって、光を走査させ走査光とする光走査装置又は画像表示装置に利用すること ができる。

Claims

請求の範囲
[1] 光を反射する反射ミラーを備え、前記反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより 前記光を走査させ走査光とする光走査装置にぉ 、て、
前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射する出射装置と、当該反射ミラーで 反射された検出光を受光可能な検出センサと、を備え、
前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラーの位置が 基準位置として規定されており、
前記検出センサは、前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって前記反 射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である力否かを検出可能な位置に配設 される
ことを特徴とする光走査装置。
[2] 前記反射ミラーは、
前記光を反射する第一の反射面と、
前記第一の反射面の裏側に設けられ、前記検出光を反射する第二の反射面と、 を有することを特徴とする請求項 1に記載の光走査装置。
[3] 前記出射装置は、
前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射 面における法線方向から検出光を出射する
ことを特徴とする請求項 2に記載の光走査装置。
[4] 前記出射装置は、
前記反射ミラーの揺動軸に向かって検出光を出射する
ことを特徴とする請求項 2に記載の光走査装置。
[5] 前記検出センサは、
前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射 面カゝら反射される検出光に対して両側に折り曲げられて配設されている
ことを特徴とする請求項 2に記載の光走査装置。
[6] 前記検出センサは、
前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射 面から反射される検出光に対して対称な角度で折り曲げられて配設されている ことを特徴とする請求項 5に記載の光走査装置。
[7] 前記検出センサは、
前記出射装置力 出射された検出光を 1次元状に検出可能なセンサと、前記出射 装置から出射された検出光を 2次元状に検出可能なセンサとのいずれかである ことを特徴とする請求項 1に記載の光走査装置。
[8] 前記検出センサは、
前記反射ミラーが揺動される揺動範囲より長い又は広い範囲で前記検出光を受光 可能である
ことを特徴とする請求項 1に記載の光走査装置。
[9] 前記検出センサによる検出光の受光結果に基づいて生成される前記反射ミラーの 揺動状態信号に応じて、前記光を出射させるタイミングを制御する
ことを特徴とする請求項 1に記載の光走査装置。
[10] 請求項 1に記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光を前記光走 查装置によって 2次元方向に光走査することで画像を表示することを特徴とする画像 表示装置。
[11] 前記検出センサは、
前記反射ミラーが揺動される揺動範囲の中での、画像を表示するための画像表示 揺動範囲より少なくとも長い又は広い範囲で前記検出光を受光可能である
ことを特徴とする請求項 10に記載の画像表示装置。
[12] 光を反射する反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査 光とする光走査装置、又は、当該光走査装置を備えた画像表示装置における前記 反射ミラーの位置を調節する光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位 置調節方法において、
前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射し、
前記反射ミラーで反射された検出光を受光し、
前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、前記反射ミラーの位置 力 前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラーの基 準位置であるか否かを検出し、
前記反射ミラーが基準位置である力否かの検出結果に基づいて、前記反射ミラー の位置を調節することを特徴とする
光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法。
光を反射する反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査 光とする光走査装置、又は、当該光走査装置を備えた画像表示装置における前記 反射ミラーの揺動状態を検出する光走査装置又は画像表示装置における反射ミラ 一の揺動状態検出方法において、
前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射し、
前記反射ミラーで反射された検出光を 2次元的に受光し、
前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、前記反射ミラーの位置 が、前記反射ミラーが揺動される範囲の中間位置における前記反射ミラーの基準位 置であるか否かを検出するとともに、前記反射ミラーが揺動されている場合における 前記反射ミラーの揺動軸を検出することを特徴とする
光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの揺動状態検出方法。
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