WO2012043452A1 - 走査型画像表示装置 - Google Patents

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WO2012043452A1
WO2012043452A1 PCT/JP2011/071840 JP2011071840W WO2012043452A1 WO 2012043452 A1 WO2012043452 A1 WO 2012043452A1 JP 2011071840 W JP2011071840 W JP 2011071840W WO 2012043452 A1 WO2012043452 A1 WO 2012043452A1
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WO
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scanning
current
image
unit
light source
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/071840
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勇士 酒井
Original Assignee
ブラザー工業株式会社
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.)
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Publication date
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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
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners

Definitions

  • the present invention relates to a scanning image display apparatus that scans a light beam emitted from a light source unit and projects the light beam onto a projection target.
  • a scanning type image display device that displays an image by projecting from a unit onto a projection target is known.
  • the scanning image display device include a retinal scanning image display device in which a projection target is a retina of an observer's eye, and an optical scanning image display device in which a projection target is a screen.
  • an effective scanning range in which image display is performed by emission of a luminous flux for forming an image an effective scanning range of the maximum scanning range.
  • an invalid scanning range that is outside the range and does not display an image.
  • the effective scanning range and the invalid scanning range are switched according to the value of the drive current supplied to the light source unit.
  • the image effective region corresponding to the effective scanning range and the invalid scanning range are set.
  • Corresponding image invalid areas are formed. That is, the image effective area is an image display area on the screen.
  • the image invalid area is formed as a frame-shaped area surrounding the image effective area with respect to the image effective area formed in a rectangular shape.
  • the light source unit is set in a standby state in a state where the scanning position of the light beam by the scanning unit is in the invalid scanning range.
  • a bias current is supplied to the light source unit.
  • Patent Document 1 discloses a technique of stopping or reducing the supply of a bias current to a light source for at least a predetermined period in a period in which a light beam scanning position is in an invalid scanning range.
  • the image valid area and the image invalid area may be distinguished depending on the displayed image, for example, in the case of a relatively dark image.
  • the display area of the image on the screen is difficult to understand.
  • Such a problem is particularly prominent in a retinal scanning type image display device, which is a see-through type configuration in which an image formed by a light beam can be visually recognized on a background recognized by external light. .
  • An object of the present invention is to provide a scanning image display device that can perform the above-described operation.
  • a scanning image display apparatus includes a light source unit that emits a light beam having an intensity corresponding to an image signal, and a high-speed scanning that scans the light beam relatively fast in a first direction.
  • a low-speed scanning unit that scans a light beam relatively slowly in a second direction orthogonal to the first direction, and a scanning unit that two-dimensionally scans the light beam emitted from the light source unit;
  • a projection unit that projects a light beam scanned by the scanning unit onto a projection target, an image display current corresponding to the image signal, and a current that supplies a bias current for setting the light source unit to a standby state to the light source unit A supply unit; and a current control unit that controls supply of the image display current and the bias current by the current supply unit, wherein the current control unit is configured to emit the light flux in the first direction by the high-speed scanning unit.
  • the scanning position of the luminous flux is When the current supply unit reaches a position before a predetermined interval from the position where the invalid scanning range where the image display according to the recording image signal is not performed is switched to the effective scanning range where the image display is performed, the bias supply of the bias current is performed by the current supply unit. When the light beam scanning position reaches a position after a predetermined interval from the position where the effective scanning range is switched to the invalid scanning range, the supply of the bias current by the current supply unit is stopped.
  • the current control unit switches the light beam scanning position from the invalid scanning range to the effective scanning range in the scanning process of the light beam in the second direction by the low speed scanning unit.
  • a simulated current imitating the current supplied from the current supply unit to the light source unit is supplied from the current supply unit to the light source unit. It may be.
  • the current control unit when the current control unit starts supplying the bias current, the current supplied from the current supply unit to the light source unit is gradually increased to a predetermined current value. You may make it make it.
  • the simulated current is an average of the current supplied to the light source unit while the scanning position of the light beam is within the predetermined interval with the start of the supply of the bias current. It may be a current of value.
  • the simulated current is a distribution in the first direction of the current supplied from the current supply unit to the light source unit when the supply of the bias current is started. It may be a current imitating the second direction.
  • the projection target is the retina of at least one eye of an observer, and the light beam scanned by the scanning unit is incident on the retina by the projection unit to display an image. You may make it do.
  • the distinction between the image valid area and the image invalid area becomes clear, and the image can be displayed with emphasis, and the power consumption can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a scanning image display apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Explanatory drawing of operation movement of the scanning part which concerns on one Embodiment of this invention.
  • the present invention reduces power consumption by devising the ON / OFF timing of the bias current supplied to the light source unit in order to place the light source unit in a standby state when the scanning position of the light beam by the scanning unit is in the invalid scanning range.
  • the image displayed in the effective area is emphasized while reducing the above. Embodiments of the present invention will be described below.
  • RSD retinal scanning display
  • the present invention is not limited to the RSD that is a retinal scanning image display device, and may be applied to other scanning image display devices such as an optical scanning image display device (laser display) using a projection target as a screen. Applicable.
  • the RSD 1 uses a projection unit that projects laser light as a projection target that is a retina 10b of at least one eye 10 of an observer and that is scanned by a scanning unit that scans laser light as a light beam. It enters the retina 10b and displays an image.
  • the RSD 1 irradiates the retina 10b of the observer while scanning weak light at a high speed, thereby allowing the observer to recognize an afterimage of the light scanned on the retina 10b as an image. It is.
  • the RSD 1 includes a control unit 2 and a projection unit 3.
  • the control unit 2 emits laser light having an intensity corresponding to the image signal as image light.
  • the image light emitted from the control unit 2 is transmitted to the projection unit 3 through the optical fiber cable 4.
  • the control unit 2 has a built-in storage unit and forms an image signal based on the content information stored in the storage unit.
  • the control unit 2 emits laser light having an intensity corresponding to the formed image signal to the optical fiber cable 4 as image light.
  • the projection unit 3 scans the image light transmitted by the optical fiber cable 4 so that the observer can recognize it as a display image.
  • the projection unit 3 scans the image light intensity-modulated for each color of R (red), G (green), and B (blue) in the control unit 2 in a two-dimensional direction, and enters the eye 10 of the observer. .
  • the control unit 2 includes a control unit 5 and a light source unit 6.
  • the light source unit 6 includes a light source unit 7 and a drive signal supply circuit 8.
  • the control unit 5 comprehensively controls each unit of the RSD 1.
  • the control unit 5 controls the RSD 1 by executing a predetermined process according to a control program stored in advance.
  • the control unit 5 has various functional parts such as a CPU, flash memory, RAM, VRAM, and a plurality of input / output interfaces connected by a data communication bus, and transmits and receives various information via the bus.
  • the control unit 5 receives input of various image data such as image data supplied from devices not shown which are externally connected via an input / output terminal and the like, and image data based on content information stored in advance.
  • the control unit 5 generates an image signal 5S based on the input image data.
  • the image signal 5S generated by the control unit 5 is sent to the drive signal supply circuit 8. That is, the control unit 5 causes the light source unit 7 to emit laser light having an intensity corresponding to the image signal 5S.
  • the drive signal supply circuit 8 functions as a drive signal generation unit that generates a drive signal according to the image signal 5S. Based on the image signal 5S, the drive signal supply circuit 8 generates each signal that is an element for forming a display image in units of pixels.
  • the light source unit 7 outputs laser light having an intensity corresponding to the drive signal generated by the drive signal supply circuit 8.
  • the light source unit 7 includes a red laser unit 11 that generates and emits red laser light, a green laser unit 12 that generates and emits green laser light, and a blue laser unit 13 that generates and emits blue laser light. Have.
  • the laser units 11, 12, and 13 for each color include lasers 11 a, 12 a, and 13 a as light sources that generate laser beams of the respective colors, and laser drivers 11 b as light source driving units for driving the lasers 11 a, 12 a, and 13 a, respectively. 12b, 13b.
  • Each color laser 11a, 12a, 13a is, for example, a semiconductor laser or a solid-state laser with a harmonic generation mechanism.
  • the laser drivers 11b, 12b, and 13b for the respective colors supply drive currents to the corresponding lasers 11a, 12a, and 13a based on the drive signals input from the drive signal supply circuit 8, respectively.
  • the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors emit laser beams that are intensity-modulated according to the drive current supplied from the corresponding laser drivers 11b, 12b, and 13b.
  • the red laser unit 11 drives the laser 11a by the laser driver 11b based on the drive signal 14R from the drive signal supply circuit 8, and emits red laser light.
  • the green laser unit 12 drives the laser 12a by the laser driver 12b based on the drive signal 14G from the drive signal supply circuit 8, and emits green laser light.
  • the blue laser unit 13 drives the laser 13a by the laser driver 13b based on the drive signal 14B from the drive signal supply circuit 8, and emits blue laser light.
  • the drive current supplied to each of the lasers 11a, 12a, and 13a corresponds to an image display current corresponding to the image signal 5S.
  • the laser drivers 11b, 12b, and 13b for the respective colors sequentially supply the laser currents for the respective colors 11a, 12a, and 13a to the lasers 11a, 12a, and 13a for the respective colors in units of pixels. 13a is driven.
  • the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors are semiconductor lasers
  • the laser current intensity can be modulated by directly modulating the drive current, but the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors are solid-state lasers. In this case, it is necessary to provide an external modulator for each of the lasers 11a, 12a, and 13a to modulate the intensity of the laser light.
  • the drive signal supply circuit 8 generates bias current supply signals 24R, 24G, and 24B for supplying a bias current to the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors. Then, the laser drivers 11b, 12b, and 13b for the respective colors supply bias currents to the corresponding lasers 11a, 12a, and 13a based on the bias current supply signal input from the drive signal supply circuit 8, respectively. Due to the bias current, the lasers 11a, 12a and 13a of the respective colors constituting the light source unit 7 enter a standby state, and the responsiveness of the light source unit 7 is enhanced. Note that the bias current supply signals 24R, 24G, and 24B corresponding to the respective colors may be output from the drive signal supply circuit 8 while being superimposed on the drive signals 14R, 14G, and 14B of the corresponding colors.
  • the drive signal supply circuit 8 uses the light source unit to generate the drive current as the image display current corresponding to the image signal 5S and the bias current for setting the light source unit 7 in the standby state. 7 functions as a current supply section to be supplied to the power supply 7. That is, the drive signal supply circuit 8 sends the laser drivers 11b, 12b, and 13b for each color to the laser drivers 11b, 12b, and 13b for each color in order to cause the laser drivers 11b, 12b, and 13b for each color to supply the drive current and bias current to the lasers 11a, 12a, and 13a for each color.
  • the drive signals 14R, 14G, and 14B and the bias current supply signals 24R, 24G, and 24B are generated.
  • the control part 5 functions as a current control part which controls supply of the drive current and bias current by the drive signal supply circuit 8.
  • the control unit 5 controls the drive signals 14R, 14G, and 14B output from the drive signal supply circuit 8 based on the image signal 5S transmitted to the drive signal supply circuit 8 to obtain the drive signals 14R, 14G, and 14B. Based on this, the drive current supplied to each color laser 11a, 12a, 13a is controlled.
  • the control unit 5 generates a control signal for controlling the bias current supply signals 24R, 24G, and 24B output from the drive signal supply circuit 8, and transmits the control signal to the drive signal supply circuit 8.
  • control unit 5 controls the bias current supply signals 24R, 24G, and 24B output from the drive signal supply circuit 8 according to the control signal transmitted to the drive signal supply circuit 8, and thereby the bias current supply signals 24R and 24G. , 24B, the bias current supplied to each color laser 11a, 12a, 13a is controlled.
  • the light source unit 7 combines the laser beams emitted from the laser units 11, 12, and 13 of the respective colors and then emits them to the optical fiber cable 4. For this reason, the light source unit 7 includes collimating optical systems 16, 17, 18, dichroic mirrors 19, 20, 21, and a coupling optical system 22.
  • the laser beams of the respective colors emitted from the laser units 11, 12, and 13 of the respective colors are collimated by the collimating optical systems 16, 17, and 18, respectively, and then enter the corresponding dichroic mirrors 19, 20, and 21, respectively.
  • the laser light of the three colors red, green, and blue incident on each dichroic mirror 19, 20, 21 is selectively reflected and transmitted with respect to the wavelength by the three dichroic mirrors 19, 20, 21, and coupled optical system. It reaches 22 and is combined and collected.
  • the laser beam condensed by the coupling optical system 22 enters the optical fiber cable 4.
  • the laser light incident on the optical fiber cable 4 from the light source unit 7 is a combination of intensity-modulated laser light of each color.
  • the configuration of the optical system for emitting the laser light from the laser units 11, 12, 13 of each color as the emitted light from the light source unit 7 is the laser of each color emitted from the laser units 11, 12, 13 of each color. There is no limitation as long as light is selectively reflected and transmitted with respect to wavelength.
  • the light source unit 7 emits laser light having an intensity corresponding to the image signal 5S input from the control unit 5.
  • the projection unit 3 is positioned between the light source unit 7 and the observer's eye 10 in the RSD 1.
  • the projection unit 3 includes a collimating optical system 31, a horizontal scanning unit 32, a first relay optical system 33, a vertical scanning unit 34, and a second relay optical system 35.
  • the collimating optical system 31 collimates the laser light generated by the light source unit 7 and emitted from the optical fiber cable 4.
  • the horizontal scanning unit 32 reciprocally scans the laser beam collimated by the collimating optical system 31 in the horizontal direction.
  • the first relay optical system 33 is provided between the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34, constitutes a scanning lens system, and relays laser light between the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34.
  • the vertical scanning unit 34 scans the laser beam scanned in the horizontal direction by the horizontal scanning unit 32 in the vertical direction.
  • the second relay optical system 35 receives the laser light scanned in the horizontal direction and the vertical direction by the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34, that is, the two-dimensionally scanned laser light from the projection unit 3 to the eyes 10 of the observer. It is an optical system for making it radiate to.
  • the horizontal scanning unit 32, the vertical scanning unit 34, and the first relay optical system 33 are arranged in the horizontal direction so that the laser light emitted from the optical fiber cable 4 can be projected as an image onto the observer's retina 10b.
  • the configuration including the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34 is collectively referred to as a “scanning unit”.
  • the horizontal scanning unit 32 functions as a high-speed scanner in the scanning unit, and includes a resonance type deflection element 32a and a horizontal scanning drive circuit 32b.
  • the deflection element 32a has a deflection surface (reflection surface) for scanning the laser beam in the horizontal direction.
  • the horizontal scanning drive circuit 32b generates a drive signal that resonates the deflection element 32a and swings the deflection surface of the deflection element 32a.
  • the horizontal scanning drive circuit 32 b generates a drive signal for the deflection element 32 a based on the horizontal drive signal 36 input from the drive signal supply circuit 8.
  • the vertical scanning unit 34 functions as a low-speed scanner in the scanning unit, and includes a non-resonance type deflection element 34a and a vertical scanning drive circuit 34b.
  • the deflection element 34a has a deflection surface (reflection surface) for scanning the laser beam in the vertical direction.
  • the vertical scanning drive circuit 34b generates a drive signal that swings the deflection surface of the deflection element 34a in a non-resonant state.
  • the vertical scanning drive circuit 34 b generates a drive signal for the deflection element 34 a based on the vertical drive signal 37 input from the drive signal supply circuit 8.
  • the vertical scanning unit 34 vertically scans a laser beam for forming an image from the first horizontal scanning line toward the last horizontal scanning line for each frame of the image to be displayed. Thereby, a two-dimensionally scanned image is formed.
  • the “horizontal scanning line” means one scanning in the horizontal direction by the horizontal scanning unit 32.
  • the deflection elements 32a and 34a included in the scanning unit are, for example, galvanometer mirrors.
  • the driving method of the deflection elements 32a and 34a is, for example, piezoelectric driving, electromagnetic driving, electrostatic driving, or the like.
  • the horizontal scanning unit 32 functions as a high-speed scanning unit that scans the laser beam at a high speed relative to the vertical scanning unit 34 in the horizontal direction that is the first direction.
  • the vertical scanning unit 34 functions as a low-speed scanning unit that scans the laser light at a low speed relative to the horizontal scanning unit 32 in the vertical direction, which is a second direction orthogonal to the horizontal direction.
  • the first relay optical system 33 converges the laser beam scanned in the horizontal direction by the deflection surface of the deflection element 32a included in the horizontal scanning unit 32 on the deflection surface of the deflection element 34a included in the vertical scanning unit 34. Then, the laser beam converged on the deflection surface of the deflection element 34a is scanned in the vertical direction by the deflection surface of the deflection element 34a to form the image light Lx.
  • the arrangement of the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34 is exchanged so that the laser beam is scanned in the vertical direction by the vertical scanning unit 34 and then scanned in the horizontal direction by the horizontal scanning unit 32. It may be adopted.
  • the second relay optical system 35 has lens systems 38 and 39 arranged in series as two lens systems having positive refractive power.
  • the laser beam scanned by the vertical scanning unit 34 is converted by the lens system 38 so that the center lines of the scanned laser beams are parallel to each other and become convergent laser beams.
  • the laser light converted by the lens system 38 is converted by the lens system 39 so as to converge on the pupil 10a of the observer via the half mirror 15 provided in the RSD 1.
  • the laser light as the image light Lx passes through the second relay optical system 35 is reflected by the half mirror 15, and enters the observer's pupil 10a.
  • a display image corresponding to the image signal 5S is projected on the retina 10b. In this way, the observer recognizes the image light Lx as a display image.
  • the configuration including the lens systems 38 and 39 constituting the second relay optical system 35 and the half mirror 15 functions as a projection unit that projects the laser beam scanned by the scanning unit onto the projection target.
  • the projection target onto which the laser light is projected by the projection unit is the retina 10b of the observer's eye 10.
  • the half mirror 15 transmits the external light Ly and makes it enter the observer's eye 10. Thereby, the observer can visually recognize the image by the image light Lx superimposed on the background recognized by the external light Ly.
  • the RSD 1 of the present embodiment is a see-through type that projects the image light Lx emitted from the projection unit 3 while scanning the observer's eye 10 and transmits the external light Ly.
  • RSD1 does not need to be a see-through type.
  • the RSD 1 having the above-described configuration forms, for example, a head-mounted display that is mounted on the observer's head by including a glasses-type frame that supports the configuration including the projection unit 3.
  • a head-mounted display that is mounted on the observer's head by including a glasses-type frame that supports the configuration including the projection unit 3.
  • an effective scanning range Za1 and an invalid scanning range Za2 located on both sides of the effective scanning range Za1 in the horizontal direction which is the scanning direction of the horizontal scanning unit 32.
  • an effective scanning range Zb1 and an invalid scanning range Zb2 located on both sides of the effective scanning range Zb1 in the vertical direction which is the 34 scanning direction.
  • the effective scanning ranges Za1 and Zb1 and the invalid scanning ranges Za2 and Zb2 are switched according to the value of the drive current supplied to the light source unit 7.
  • the effective scanning ranges Za1 and Zb1 are the maximum ranges in which the deflection elements 32a and 34a of the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34 can scan the laser beam (hereinafter referred to as “maximum scanning range”).
  • this is a range in which laser light whose intensity is modulated in accordance with the image signal 5S from the light source unit 7 (hereinafter referred to as “image forming laser light”) is emitted.
  • image forming laser light is emitted at a timing when the scanning positions by the deflection elements 32a and 34a of the scanning unit are within the effective scanning ranges Za1 and Zb1 where the scanning positions are determined as a predetermined range.
  • the invalid scanning ranges Za2 and Zb2 in which the image forming laser beam is not emitted exist on both sides in the scanning direction of the laser beam with respect to the effective scanning ranges Za1 and Zb1.
  • the laser light is two-dimensionally scanned by the scanning unit.
  • an image effective area A1 corresponding to the effective scanning ranges Za1 and Zb1 and an image invalid area A2 (refer to the hatched portion) corresponding to the invalid scanning ranges Za2 and Zb2 are formed.
  • the image effective area A1 is an image display area on the screen and the scanning position of the laser beam (hereinafter referred to as “optical scanning position”) is in the image effective area A1
  • the image effective area A1 has a size corresponding to the image signal 5S.
  • a drive current is supplied to the light source unit 7.
  • the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34 scan laser light for one frame within the image effective area A1, and this scanning is repeated for each image of one frame.
  • the image invalid area A2 is formed as a frame-shaped area surrounding the image effective area A1 with respect to the image effective area A1 formed in a rectangular shape.
  • the locus ⁇ of the laser beam scanned by the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34 virtually shows the locus ⁇ of the laser beam scanned by the horizontal scanning unit 32 and the vertical scanning unit 34 on the assumption that the laser beam is always emitted from the light source unit 7. .
  • the locus ⁇ of the laser beam is simply shown for convenience. .
  • the horizontal direction (first direction) that is the scanning direction by the horizontal scanning unit 32 is referred to as “main scanning direction”, and the vertical direction that is the scanning direction by the vertical scanning unit 34.
  • the direction (second direction) is defined as “sub-scanning direction”. Therefore, the main scanning direction by the scanning unit is a dot direction in which dots (pixels) change with scanning of laser light, and the sub-scanning direction is a line direction in which lines (pixel columns) change with scanning of laser light. It can also be said.
  • FIG. 3 shows the relationship between the current value supplied to the laser of each color and the light emission amount of the laser, that is, the IL characteristics of the lasers 11a, 12a, and 13a of each color.
  • the horizontal axis represents the current value (I) supplied to the laser
  • the vertical axis represents the laser light emission amount (L).
  • the light emission amount increases with the increase of the current value until the current value supplied to the lasers 11a, 12a and 13a of the respective colors reaches the specific threshold current value Ith, but the increase The amount is small and the amount of emitted light is small. Then, when the current values supplied to the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors exceed the threshold current value Ith, the light emission amount rises rapidly.
  • the bias current having the value Ib is supplied to the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors from the viewpoint of improving the responsiveness of the light source unit 7.
  • each of the lasers 11a, 12a, and 13a of each color is a laser including a capacitive component such as a semiconductor laser. Therefore, in the process in which the supplied current value increases from 0 to the threshold current value Ith, The rise of the current that contributes to the actual light emission is delayed by the amount used for charging the capacity. For this reason, the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors require a delay time from the start of receiving the supply of current until the light emission.
  • the bias current value Ib is an abbreviation of the value Ia of the current (hereinafter referred to as “maximum current”) at which each color laser (LD: Laser Diode) is fully lit (light emission amount La). Half the value.
  • the bias current value for example, a value slightly smaller than the threshold current value Ith may be used.
  • the current value is determined from the bias current value Ib with respect to the current values supplied to the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors.
  • the laser beam for image formation is emitted from the light source unit 7 in the range d1 up to the maximum current value Ia. That is, for the current values supplied to the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors, the state of the bias current value Ib corresponds to the state of 0% of the image, and the state of the maximum current value Ia becomes the state of 100% of the image.
  • a range d1 of 0 to 100% of the image corresponds to a range in which laser light as a modulation component corresponding to the image signal 5S is emitted.
  • FIG. 4 shows the time change of the current value when the bias current is supplied to the lasers 11a, 12a and 13a of the respective colors.
  • the horizontal axis represents time (t)
  • the vertical axis represents the current value (I) supplied to the laser.
  • control of the current supplied to the light source unit 7 in the RSD 1 of the present embodiment will be described.
  • the lasers 11a, 12a, and 13a of the respective colors are also referred to as “light sources”.
  • the control of the current supplied to the light source unit 7 in the scanning process of the laser beam in the main scanning direction by the scanning unit will be described with reference to FIGS.
  • the optical scanning position when the optical scanning position is within the effective scanning range Zb1 in the sub-scanning direction, the optical scanning position is the process from one end to the other end in the main scanning direction, that is, the forward or backward path in the reciprocating scanning in the main scanning direction.
  • the image invalid area A2 In the process of one scanning line, the image invalid area A2, the image valid area A1, and the image invalid area A2 are sequentially passed.
  • the light scanning position is applied to the light source at the timing when the light scanning position enters the effective scanning range Za1 corresponding to the image effective region A1 from the invalid scanning range Za2 corresponding to the image invalid region A2.
  • Supply of drive current is started.
  • the supply of the drive current to the light source is stopped at the timing when the optical scanning position goes from the effective scanning range Za1 to the invalid scanning range Za2.
  • the invalid scanning is performed before the optical scanning position enters the effective scanning range Za1 and after the effective scanning range Za1 is output.
  • a bias current is supplied to the light source at a predetermined timing. Supply of the bias current to the light source is controlled by the control unit 5 as follows.
  • the optical scanning position When the optical scanning position enters the effective scanning range Za1 from the invalid scanning range Za2 in the process of one scanning line in the main scanning direction, the optical scanning position is a predetermined interval from the position at which the invalid scanning range Za2 is switched to the effective scanning range Za1.
  • supply of a bias current by the drive signal supply circuit 8 is started. That is, as shown in FIG. 5, when the optical scanning position enters the effective scanning range Za1 from the invalid scanning range Za2 in the process of one scanning line in the main scanning direction (vertical direction in FIG. 5), the image invalid region A2
  • the bias current is turned on at a position P2 that is a predetermined distance d2 before the position P1 (hereinafter referred to as “boundary position”) P1.
  • FIG. 5 similarly to FIG. 2, a simplified laser beam locus ⁇ on the assumption that the laser beam is always emitted from the light source unit 7 is virtually illustrated. Further, in the following description, in the process of one scanning line in the main scanning direction, the scanning of the laser beam from the upper side to the lower side in FIG. 5 is the forward path, and the scanning of the laser beam from the lower side to the upper side in FIG. To do.
  • the predetermined interval d2 corresponding to the distance separating the front side from the boundary position P1 is the distance by which the optical scanning position moves during the time (number of clocks) t0.
  • the time t0 the overshoot characteristic of the bias current as described above is considered, and the time from when the bias current is turned on until the current value is stabilized through the overshoot is a guide (see FIG. 4). . That is, the time t0 that defines the predetermined interval d2 from the position P2 at which the bias current is turned on to the boundary position P1 is at least from the viewpoint of eliminating the influence of overshoot caused by the start of supply of the bias current. It is desirable to secure a time from when the bias current is turned on until the current value is stabilized through overshoot.
  • the predetermined interval d2 defined by the time t0 is, for example, a distance of several clocks (for example, 3 to 5 clocks). That is, in the process of one scanning line in the main scanning direction, the bias current of the light source is turned on several clocks before the optical scanning position switches from the image invalid area A2 to the image valid area A1.
  • the clock is a time from the unit of one dot (pixel), which is the minimum unit of the spot of laser light, to the next dot (pixel), and the light source from the front of the number of clocks corresponding to time t0.
  • the bias current is turned on.
  • the control unit 5 supplies the bias current several clocks before the boundary position P1 between the two areas. Control the current to the light source so that.
  • the optical scanning position starts from the position where the effective scanning range Za1 switches to the invalid scanning range Za2.
  • the supply of the bias current by the drive signal supply circuit 8 is stopped. That is, the supply of the bias current is stopped at a predetermined timing after the supply of the drive signal to the light source is stopped by the light scanning position coming from the image effective area A1 to the image invalid area A2.
  • the bias current is turned off. That is, as shown in FIG. 5, in the process of one scanning line in the main scanning direction, after the optical scanning position goes out from the effective scanning range Za1 to the invalid scanning range Za2, the image effective region A1 and the image invalid region A2 are changed.
  • the bias current is turned off at a position P4 that is a predetermined distance d2 ahead of the boundary position P3.
  • the control unit 5 supplies the bias current several clocks after the boundary position P3 between the two areas when the optical scanning position goes from the image effective area A1 to the image invalid area A2 in the main scanning direction of the laser light.
  • the current to the light source is controlled so that is stopped.
  • the interval between the optical scanning position where the bias current is turned off and the effective image area A1 and the interval between the optical scanning position where the bias current is turned on and the effective image area A1 are any. Is the same predetermined interval d2.
  • the interval between the optical scanning position where the bias current is turned ON / OFF and the effective image area A1 may be different.
  • FIG. 6A is a graph showing the time change of the bias current in the forward direction of the main scanning direction
  • FIG. 6B is a graph showing the time change of the bias current in the return direction of the main scanning direction.
  • the bias current is turned on at a position P2 before the predetermined interval d2 (see point PA1).
  • image writing is started (see the point PB1). That is, from the point PB1, the optical scanning position enters the image effective area A1, the supply of the drive current to the light source is started, and the emission of the image forming laser light is started.
  • the bias current overshoot occurs from the position of the point PA1 where the supply of the bias current is started to the position of the point PB1 where the writing of the image is started (refer to FIG. 6A and reference S1). That is, after a period in which the bias current overshoots after the bias current is turned on, image writing in the image effective area A1 is started.
  • the optical scanning position that has passed through the image effective area A1 reaches the boundary position P3 between the image effective area A1 and the image invalid area A2, and the image writing ends (point PC1). reference).
  • the optical scanning position is in the image effective area A1, that is, from the point PB1 to the point PC1
  • the laser light for image formation is emitted by supplying the drive current to the light source, and the light source is set in advance.
  • a bias current having a predetermined value (value Ib) is supplied.
  • the bias current is turned off at a position P4 advanced by a predetermined interval d2 from the boundary position P3 between the image effective area A1 and the image invalid area A2 (see point PD1). Thereby, the supply of the bias current to the light source is stopped.
  • ON / OFF of the bias current is controlled in the same manner as in the forward direction. That is, the bias current is turned on at a position P4 that is a predetermined interval d2 before the boundary position P3 between the image invalid area A2 and the image valid area A1 and that is a few clocks before (see point PA2). That is, in the forward direction, the bias current is OFF after the bias current is turned OFF at the point PD1 until the optical scanning position turns back and reaches the position of the point PA2. After the bias current is turned on at point PA2, when the optical scanning position reaches the boundary position P3, image writing is started (see point PB2).
  • the bias current overshoot occurs from the position of the point PA2 at which the supply of the bias current is started to the position of the point PB2 at which the image writing is started (see FIG. 6B, reference S2).
  • the optical scanning position After the start of image writing at the point PB2, the optical scanning position after passing through the image effective area A1 reaches the boundary position P1 between the image effective area A1 and the image invalid area A2, and the image writing ends (point PC2). reference).
  • the optical scanning position is from point PB2 to point PC2
  • image forming laser light is emitted by supplying a drive current to the light source, and a bias of a predetermined value (value Ib) set in advance to the light source. Current is supplied.
  • the bias current is turned off at a position P2 advanced by a predetermined interval d2 from the boundary position P1 between the image effective area A1 and the image invalid area A2 (see point PD2). Thereby, the supply of the bias current to the light source is stopped.
  • Positions P2 and P4 separated by a predetermined interval d2 are positions where the bias current is turned ON / OFF.
  • a position P2 in the upper image invalid area A2 in FIG. 5 is a position where the bias current is turned on in the case of scanning in the forward direction, and the bias current is turned off in the case of scanning in the backward direction.
  • a position P4 in the lower image invalid area A2 is a position where the bias current is turned off in the case of scanning in the forward direction, and is a position where the bias current is turned on in the case of scanning in the backward direction.
  • the boundary positions P1 and P3 with respect to the image invalid area A2 on both sides of the image effective area A1 in the main scanning direction are positions at which image writing starts and ends.
  • the upper boundary position P1 in FIG. 5 is a position where image writing starts in the case of scanning in the forward direction, and is a position where writing of the image ends in scanning in the backward direction.
  • the lower boundary position P3 is a position where the image writing ends in the case of scanning in the forward direction, and the position where the image writing starts in the case of scanning in the backward direction.
  • a linear image portion is formed along two sides on both sides of the image effective area A1. That is, as shown in FIG. 7, both sides in the main scanning direction with respect to the image effective area A1 are caused by the currents for the overshoot of the bias current at both edges in the main scanning direction with respect to the image effective area A1.
  • the frames Y1 and Y2, which are linear image portions, are formed along the sides.
  • the frame Y1 formed on the front side of the effective image area A1 in the forward direction in the main scanning direction is controlled by the sub-scanning control of the bias current ON at a position P2 several clocks before the effective image area A1 in the forward direction in the main scanning direction.
  • an image portion is formed between the position P2 and the boundary position P1 by the current corresponding to the overshoot of the bias current.
  • the frame Y2 formed on the front side of the image effective area A1 in the return path direction in the main scanning direction allows the bias current ON to be controlled at a position P4 several clocks before the image effective area A1 in the return path in the main scanning direction.
  • an image portion is formed between the position P4 and the boundary position P3 by the current corresponding to the overshoot of the bias current.
  • the frames Y1 and Y2 are actually displayed as a strip-shaped image portion of a relatively light color, although the colors differ depending on the balance of RGB.
  • the timing of overshooting in the main scanning direction is brought just before the optical scanning position enters the image effective area A1, so that the frames Y1 and Y1 are placed on both sides of the image effective area A1.
  • Y2 is formed.
  • the boundary between the image effective area A1 and the image invalid area A2 stands out, and the image is displayed so as to be emphasized. That is, since the frames Y1 and Y2 formed on both sides of the image effective area A1 in the main scanning direction are portions formed by laser light having relatively high brightness due to overshoot of the bias current, the laser light irradiation is performed.
  • the portion of the image valid area A1 can be highlighted and displayed by the frame display by the frames Y1 and Y2.
  • the supply of the bias current to the light source is stopped in a part of the period in which the optical scanning position is in the invalid scanning range Za2 in the process of one scanning line in the main scanning direction.
  • power consumption can be reduced in comparison with the case where the bias current is constantly supplied to the light source.
  • the bias current is turned off after the time t0 has elapsed since the optical scanning position has left the image effective area A1, that is, after the optical scanning position has advanced by a predetermined interval d2.
  • the bias current turned off is turned on before the time t0 when the optical scanning position enters the image effective area A1, that is, when the optical scanning position reaches a position before the predetermined interval d2 with respect to the image effective area A1.
  • the supply of the bias current to the light source is temporarily stopped at the folded portion in the scanning process of the laser light in the main scanning direction. In this way, power consumption can be reduced by the amount that the supply of the bias current is temporarily stopped in the image invalid area A2.
  • the supply of the bias current is not performed outside the frames Y1 and Y2 in the main scanning direction, and the light source is completely turned off. For this reason, the contrast ratio between the image effective area A1 and the image invalid area A2 can be increased as compared with the case where the bias current is turned on even in the image invalid area A2 by constantly supplying the bias current to the light source. Can be improved.
  • the RSD 1 of the present embodiment not only the bias current ON timing before the optical scanning position enters the image effective area A1 but also the bias current OFF after exiting the image effective area A1 in the main scanning direction.
  • the timing a position separated by a predetermined interval d2 from the image effective area A1 is adopted.
  • the jagged display generated at the edges on both sides in the main scanning direction of the image effective area A1 by ON / OFF control of the bias current is eliminated.
  • the bias current is turned off at a position spaced apart from the effective image area A1 by a predetermined distance d2 even after exiting from the effective image area A1, and thus, as described above.
  • the jagged display generated at the edge of the image effective area A1 can be eliminated.
  • the bias current ON position is separated from the image effective area A1, as in RSD1 of the present embodiment, and the bias.
  • the interval at which the position of the current OFF is separated from the image effective area A1 is preferably the same.
  • the position of the bias current ON is set with respect to the image effective area A1 in consideration of the movement distance of the optical scanning position from when the bias current is turned on until the overshoot subsides. It is a position before the predetermined interval d2. For this reason, it is possible to avoid image collapse due to overshoot of the bias current.
  • current control for forming a frame similar to the frames Y1 and Y2 in the main scanning direction is performed in the image invalid area A2 on both sides of the image effective area A1 also in the sub-scanning direction.
  • the luminance is equivalent to the luminance due to overshoot when the bias current to the light source is turned on to several lines of the scanning lines in the main scanning direction.
  • a current is supplied so that an image signal is output. Supply of the bias current to such a light source is controlled by the control unit 5 as follows.
  • FIGS. 5 and 8 when the optical scanning position is in the range from the boundary position LB1 where the invalid scanning range Zb2 is switched to the effective scanning range Zb1 to the position LA1 which is a predetermined number of lines before, A simulated current is supplied to the light source. Further, when the optical scanning position is in the range from the boundary position LC1 at which the effective scanning range Zb1 is switched to the invalid scanning range Zb2 to the position LD1 after a predetermined number of scanning lines, a simulated current is supplied to the light source.
  • FIG. 8 is a diagram showing a change over time in the current supplied to the light source in the sub-scanning direction.
  • the simulated current is a current imitating the current supplied from the drive signal supply circuit 8 to the light source unit 7 when the supply of the bias current is started in the current control in the main scanning direction as described above. . That is, in the current control in the main scanning direction, every time the bias current is turned on, an overshoot occurs in which the current value supplied to the light source greatly exceeds a predetermined value (value Ib) set in advance. Thus, a current that imitates a current that rises above a predetermined bias current value is supplied to the light source as a simulated current.
  • the number of lines is the number of scanning lines in the main scanning direction by the horizontal scanning unit 32 that are continuous in the sub-scanning direction. It is. That is, in the sub-scanning direction, the simulated current is supplied to the light source during an interval corresponding to a predetermined number of lines before and after the optical scanning position enters the image effective area A1.
  • the interval corresponding to the predetermined number of lines is the same as the predetermined interval d2 (see FIG. 5) in the bias current ON / OFF control in the main scanning direction. That is, the interval corresponding to the predetermined number of lines in the sub-scanning direction is a distance corresponding to several clocks, like the predetermined interval d2.
  • the optical scanning position is in the sub-scanning direction at time t1.
  • the time is set such that the moving distance is a predetermined interval d2. That is, the time t1 that defines between the position LA1 where the simulation current is turned on in the sub-scanning direction and the boundary position LB1 and between the boundary position LC1 and the position LD1 is the optical scanning position in the sub-scanning direction.
  • the time for the optical scanning position to move by a predetermined interval d2 in the sub-scanning direction is set.
  • the simulated current is a current that is supplied to the light source and imitates a current that rises above a predetermined bias current value.
  • the simulated current is a scan line for a predetermined number of lines before and after the image effective area A1 in the sub-scanning direction, and changes a current value supplied to the light source for each scan line.
  • the temporal change (luminance distribution) of the current value due to overshoot in the main scanning direction is to be reproduced in the sub-scanning direction.
  • the simulated current in the RSD 1 of the present embodiment is the main scanning direction of the current supplied from the drive signal supply circuit 8 to the light source unit 7 when the supply of the bias current is started in the control of the bias current in the main scanning direction as described above. Is a current that imitates the distribution of in correspondence with the sub-scanning direction.
  • the bias current supplied to the light source is turned on, and overshoots the value Ib set as the value of the bias current, and then gradually and stably stabilizes the value Ib. (See FIG. 4). Therefore, the simulated current is supplied following the time change of the current value at the start of the supply of the bias current.
  • the predetermined number of lines to which the simulated current is supplied to the light source is four. That is, the interval between the position LA1 and the boundary position LB1 in the sub-scanning direction and the interval between the boundary position LC1 and the position LD1 are intervals corresponding to four scanning lines in the main scanning direction.
  • the current value in each of these four scanning lines is set as follows, for example.
  • the time t01 corresponding to the first three scanning lines after the supply of the simulated current is started.
  • the current value supplied to the light source in each scan line is set so that the current value increases for each scan line following the sudden increase in current value as an overshoot that occurs when the bias current is turned on. Is set. Therefore, for example, the current value in the third scanning line is set to a current value equivalent to the current value at the peak due to the overshoot of the bias current.
  • the waveform shown with a broken line in FIG. 9 represents the waveform of the bias current which overshoots.
  • the current decreases from the current value of the third scanning line, and is relatively close to the preset bias current value Ib. Value is set.
  • the light scanning position is opposite to the case where the light scanning position enters the image effective area A1 from the image invalid area A2, that is, each scanning.
  • the current value to the light source is controlled so that the current value of the line is symmetric with respect to the sub-scanning direction (see FIG. 8).
  • the current value when the bias current in the main scanning direction is turned on is simulated by controlling the current value to the light source for each scanning line as the simulated current. That is, in accordance with the change in current due to the overshoot of the bias current in the main scanning direction, the video signal is shaded in the sub-scanning direction at several lines on both outer sides of the image effective area A1 in the sub-scanning direction.
  • the number of scanning lines to which the simulated current is supplied on both sides of the image effective area A1, that is, the number of scanning lines that change the current value for each scanning line as the simulated current is not particularly limited. .
  • a time t1 before the optical scanning position advances by a predetermined interval d2 from the boundary position LB1 between the invalid image area A2 and the effective image area A1.
  • the supply of the simulated current is started.
  • the optical scanning position enters the image effective area A1
  • the supply of the drive current to the light source is started, and the emission of the image forming laser light is started.
  • the optical scanning position that has passed through the image effective area A1 reaches the boundary position LC1 between the image effective area A1 and the image invalid area A2, and the image writing ends. While the optical scanning position is in the image effective area A1, that is, from the boundary position LB1 to the boundary position LC1, the laser light for image formation is emitted by supplying the drive current to the light source. Then, the supply of the simulated current is stopped at a position LD1 at which time t1 has elapsed from the boundary position LC1 between the image effective area A1 and the image invalid area A2.
  • a high-luminance laser beam radiated by the bias current overshoot effect is emitted at both edges of the image effective area A1.
  • a linear image portion is formed along two sides on both sides of the image effective area A1. That is, as shown in FIG. 10, in addition to the frames Y1 and Y2 with respect to the image effective area A1, in the sub-scanning direction with respect to the image effective area A1 by the simulated current at both edges in the sub-scanning direction.
  • Frames X1 and X2 which are linear image portions, are formed along the sides on both sides.
  • the frame X1 formed on the front side of the image effective area A1 in the sub-scanning direction is supplied with a simulated current between the position LA1 several lines before the image effective area A1 and the boundary position LB1 in the scanning in the sub-scanning direction.
  • a simulated current is formed between the position LA1 and the boundary position LB1 by a simulated current.
  • the frame X2 formed on the back side of the image effective area A1 in the sub-scanning direction has a simulated current between the boundary position LC1 and the position LD1 several lines ahead of the image effective area A1 in the sub-scanning direction scanning.
  • an image portion by a simulated current is formed between the boundary position LC1 and the position LD1.
  • the luminance distribution of the frames X1 and X2 formed as the additional areas on both sides in the sub-scanning direction with respect to the image effective area A1 by supplying the simulated current to the light source in this way is the additional areas on both sides in the main scanning direction. It is aligned with the luminance distribution of a certain frame Y1, Y2.
  • the display by the simulated current simulates the luminance distribution due to overshoot in the main scanning direction corresponding to the sub-scanning direction, so that the frames Y1 and Y2 and the frames X1 and X2 are the same in the width direction. It has a luminance distribution.
  • the frames X1 and X2 are formed on both sides of the image effective area A1 by supplying the simulated current on both sides of the image effective area A1 in the sub-scanning direction. Therefore, the frame X1, X2 and the frames Y1, Y2 form a linear image portion along the four sides of the image effective area A1, and a frame-shaped frame display surrounding the image effective area A1 is formed. . Thereby, the boundary between the image effective area A1 and the image invalid area A2 stands out in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the image is displayed so as to be emphasized.
  • the frames X1 and X2 formed on both sides of the image effective area A1 in the sub-scanning direction are portions formed by relatively high-intensity laser light that imitates overshoot of the bias current.
  • the image invalid area A1 can be highlighted and displayed by the frames X1 and X1 for the image invalid area A2 that is not irradiated.
  • the image effective area A1 and the image invalid area A2 in the sub-scanning direction as in the main scanning direction.
  • the boundaries can be clarified.
  • the boundary portion between the image effective area A1 and the image invalid area A2 can be easily recognized by the frames Y1 and Y2 and the frames X1 and X2, and the image displayed in the image effective area A1 is emphasized.
  • the bias light is not supplied and the light source is completely turned off in the sub-scanning direction outside the frames X1 and X2.
  • the contrast ratio between the image effective area A1 and the image invalid area A2 can be improved.
  • the distinction between the image effective area A1 and the image invalid area A2 becomes clear, and the image can be displayed with emphasis, and the power consumption can be reduced.
  • the control of the current supplied to the light source in the RSD 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
  • advance preparation first, the brightness of the frames Y1 and Y2, which is the brightness when the bias current to the light source overshoots, is measured ( S10). That is, the luminance (luminance distribution) of the displayed image is measured by supplying a bias current (see FIG. 4) that overshoots with the start of supply to the light source to the light source.
  • image signals to be displayed as the frames X1 and X2 are determined (S20). That is, as described above, the current value (see FIG. 9) for each scanning line of the simulated current supplied to the light source is determined in the regions outside the image effective region A1 in the sub-scanning direction.
  • the advance preparation as described above is performed in advance for the current control of the light source.
  • the thickness of the frame is determined as a user adjustment (S100). That is, the widths of the frames Y1, Y2, X1, and X2 formed around the image effective area A1 are determined.
  • the thickness of the frame is adjusted by a predetermined interval d2 that defines the ON / OFF timing of the bias current.
  • the thickness of the frame is adjusted by the predetermined number of lines on which the simulated current is supplied to the light source.
  • the thicknesses of the frames Y1, Y2, X1, and X2 are preferably the same, for example, the thicknesses of the respective frames are uniformly adjusted so as to have the same thickness.
  • the adjustment of the thickness of the frame is performed by, for example, an adjustment unit for adjusting the thickness of the frame that can be operated by the observer provided in the control unit 2 of the RSD 1 and operating the adjustment unit.
  • the ON / OFF timing of the bias current and the display areas of the frames X1 and X2 are determined based on the frame thickness determined in step S100 (S110).
  • the ON / OFF timing of the bias current is determined by determining a predetermined interval d2 that defines the thickness of the frames Y1 and Y2 in step S100.
  • positions P2 and P4 that are separated from each other by the predetermined interval d2 are determined on both sides of the effective image area A1, which are positions where the bias current is turned ON / OFF as described above in the main scanning direction.
  • the display areas of the frames X1 and X2 are determined by determining the predetermined number of lines determined in step S100.
  • the laser beam scanning is started (S120). That is, the scanning unit included in the RSD 1 starts relatively high-speed optical scanning in the main scanning direction and relatively low-speed optical scanning in the sub-scanning direction.
  • scanning lines are counted (S130).
  • a count is performed. For example, when the total number of scanning lines is 1000, 100 scanning lines on both ends in the sub-scanning direction are set as the invalid scanning range Zb2, and the middle 800 scanning lines are set as the effective scanning range Zb1. In this step, among 1000 scanning lines, the number of scanning lines where the scanning line where the current optical scanning position exists is counted.
  • step S130 it is determined whether or not the scanning line counted in step S130 is a scanning line in the image effective area A1 (in the effective scanning range Zb1) (S140). Specifically, in this step, according to the example of the case where the number of scanning lines is 1000 in total as described above, the counted scanning line is any of the 201st to 800th scanning lines in the sub-scanning direction. It is determined whether or not.
  • step S140 When it is determined in step S140 that the counted scanning line is a scanning line of the image effective area A1 (S140: Yes), the bias current ON / OFF as described above is scanned in the main scanning direction of the scanning line. Control of the current supplied to the light source is performed, including OFF control.
  • the bias current is turned on (S150).
  • an image is written by applying a driving current to the light source (S160).
  • the bias current is turned off (S170).
  • the scanning line counted in step S130 is determined. The optical scanning is completed, and the next scanning line is counted (S130).
  • step S140 when it is determined in step S140 that the counted scanning line is not the scanning line of the image effective area A1 (S140: No), it is determined whether or not the scanning line is the frame X1, X2 display area ( S190). Specifically, in this step, if the total number of scanning lines is 1000 as described above, and if the predetermined number of lines through which the simulated current flows is four, the counted scanning lines are It is determined whether the scanning line is any one of the 197th to 200th scanning lines and the 801st to 804th scanning lines in the sub-scanning direction.
  • step S190 when it is determined that the counted scanning line is the frame X1, X2 display region (S190: Yes), the simulated current as described above is supplied to the light source in the scanning of the scanning line in the main scanning direction. Is done.
  • the simulated current is turned on (S200). Then, the simulated current is supplied to the light source until the optical scanning position reaches the position P4 from the position P2 through the boundary positions P1 and P3 (S210, S220). When the optical scanning of one scanning line is finished as described above, the next scanning line is counted (S180, S130).
  • step S190 when it is determined in step S190 that the counted scanning line is not in the frame X1, X2 display area (S190: No), the current to the light source is turned off, and the current supply to the light source is not performed. As described above, when the optical scanning of one scanning line is completed, the next scanning line is counted (S180, S130).
  • the frames Y1 and Y2 and the frames X1 and X2 are formed along the four sides of the image effective area A1, and the frame surrounding the image effective area A1.
  • a frame display is formed (see FIG. 10).
  • the simulated current is supplied to the light source by a predetermined number of scanning lines before and after the image effective area A1 in the sub-scanning direction in order to form the frames X1 and X2.
  • the simulated current supplied to the light source is not limited to the change of the current value due to the bias current overshoot as described above by changing the current value for each scanning line, but varies depending on the bias current overshoot. It may be an average value of current values. That is, in the RSD 1 of the present embodiment, the simulated current is an average current of the current supplied to the light source unit 7 while the optical scanning position is within the predetermined interval d2 with the start of the supply of the bias current. There may be.
  • a current having a predetermined average value Ic is used as a simulated current supplied to the light source.
  • the average value Ic relates to a bias current that overshoots after the supply to the light source is started.
  • the average value Ic is defined by a time t0 from when the bias current is turned on until the current value becomes stable after overshoot.
  • the waveform shown with a broken line in FIG. 13 represents the waveform of the bias current which overshoots.
  • the average value Ic for the simulated current is, for example, the average of the current values for each pixel in the predetermined interval d2 of the overshooting bias current.
  • the average value Ic is the average of the current values that change from when the bias current overshoots until it stabilizes
  • the average for the average value Ic is an arithmetic average, a geometric average, a time average, An appropriate average such as a distance average is adopted.
  • the luminance distribution of the frames X1 and X2 formed as additional regions on both sides in the sub-scanning direction with respect to the image effective region A1 by supplying such a simulated current is a frame that is an additional region on both sides in the main scanning direction.
  • This is the average value of the luminance distribution of Y1 and Y2. That is, since the display by the simulated current is imitated by averaging the luminance distribution due to overshoot in the main scanning direction, the luminance distribution in the width direction of the frames X1 and X2 is the luminance in the width direction of the frames Y1 and Y2.
  • the average value of the distribution is a constant value.
  • the average value of the changed portion due to the overshoot of the bias current is used as the simulated current supplied to the light source to form the frames X1 and X2, so that the current control for supplying the simulated current to the light source is used.
  • the luminance distribution in the width direction of the frames X1 and X2 becomes constant. Thereby, the boundary between the image effective area A1 and the image invalid area A2 can be made more prominent.
  • the bias current is used to form the frames Y1 and Y2 with respect to the image effective area A1, as described above.
  • the bias current is turned on, an overshoot is generated in which the bias current stabilizes after greatly exceeding the value Ib set as the value of the bias current.
  • the bias current is continuously changed by being turned on to generate an overshoot.
  • the bias current is controlled so that the current value changes stepwise in the process from when the bias current is turned on until it stabilizes to the predetermined value Ib. That is, in the RSD 1 according to this modification, when the control unit 5 starts supplying the bias current to the light source, the control unit 5 gradually increases the current supplied from the drive signal supply circuit 8 to the light source unit 7 to a predetermined current value. To rise.
  • the bias current supplied to the light source is raised stepwise until it reaches a value Ib as a predetermined current value during time t0 after being turned ON.
  • the bias current is increased in two steps, and reaches the value Ib.
  • the number of steps to the predetermined value is not particularly limited. That is, in the configuration in which each signal is generated by the drive signal supply circuit 8 in units of pixels, the current value is changed stepwise for each pixel even if it is small, so that a stepwise increase in bias current is realized. .
  • stepwise control of the current value of the bias current makes it possible to match the current value of the bias current with the simulated current for forming the frames X1 and X2, as described above.
  • the simulated current reproduces the overshoot that occurs as a phenomenon of the bias current by intentionally controlling the current value, so that the bias current can be changed under the control of the intentional current value. This makes it easy to match the simulated current to the bias current.
  • the luminance distribution in the width direction can be easily aligned between the frames Y1 and Y2 formed by the bias current and the frames X1 and X2 formed by the simulated current.
  • the luminance distribution in the width direction between the frames Y1 and Y2 and the frames X1 and X2
  • the boundary between the effective area A1 and the image invalid area A2 can be made more prominent.
  • the RSD 1 includes a light source unit 7 that emits a laser beam having an intensity corresponding to the image signal 5S, and a horizontal scanning unit that scans the laser beam at a relatively high speed in the horizontal direction (main scanning direction). 32 and a vertical scanning unit 34 that scans laser light at a relatively low speed in the vertical direction (sub-scanning direction) orthogonal to the main scanning direction, and performs two-dimensional scanning of the laser light emitted from the light source unit 7.
  • a drive signal supply circuit 8 that supplies the bias current to the light source unit 7 and a control unit 5 that controls supply of the drive current and the bias current by the drive signal supply circuit 8. Then, in the scanning process of the laser beam in the main scanning direction by the horizontal scanning unit 32, the control unit 5 performs image display from the invalid scanning range Za2 where the optical scanning position is not displayed according to the image signal 5S.
  • the control unit 5 When reaching the position (point PA1) before the predetermined interval d2 from the position (point PB1) to switch to the effective scanning range Za1, supply of the bias current by the drive signal supply circuit 8 is started, and the optical scanning position becomes the effective scanning range Za1.
  • the control unit 5 switches the optical scanning position from the invalid scanning range Zb2 to the effective scanning range Zb1 in the scanning process of the laser beam in the sub-scanning direction by the vertical scanning unit 34.
  • a simulated current imitating the current supplied from the drive signal supply circuit 8 to the light source unit 7 when the supply of the bias current is started is obtained from the drive signal supply circuit 8 and the light source unit 7. To supply.
  • a frame-like frame display surrounding the periphery of the image effective area A1 is formed along the four sides of the image effective area A1, and the image effective area A1 and the image invalid area A2 in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. And the image can be displayed with more emphasis.
  • the control unit 5 when the supply of the bias current is started, gradually changes the current supplied from the drive signal supply circuit 8 to the light source unit 7 to a predetermined current value. To rise. Thereby, it becomes easy to match the simulated current to the bias current, and the boundary between the image effective area A1 and the image invalid area A2 can be made more conspicuous.
  • the simulated current is the current supplied to the light source unit 7 while the optical scanning position is within the range of the predetermined interval d2 with the start of supply of the bias current. Average current. This simplifies the current control process for supplying a simulated current to the light source.
  • the simulated current is a distribution in the main scanning direction of the current supplied from the drive signal supply circuit 8 to the light source unit 7 when the supply of the bias current is started. This is a current imitating corresponding to the sub-scanning direction. As a result, the boundary between the image valid area A1 and the image invalid area A2 can be made more prominent, and the image can be displayed with emphasis.
  • the RSD 1 of the present embodiment sets the projection target to the retina 10b of at least one eye 10 of the observer, and enters the laser light scanned by the scanning unit into the retina 10b by the projection unit. Is displayed. Thereby, the image can be effectively displayed with the distinction between the image effective area A1 and the image invalid area A2 clearly defined.

Abstract

　画像有効領域と画像無効領域との区別が明確となり画像を強調して表示することができるとともに、消費電力を削減することができる走査型画像表示装置を提供する。ＲＳＤにおいて、電流制御部は、高速走査部による主走査方向のレーザ光の走査過程で、光走査位置が、画像信号に応じた画像表示が行われない無効走査範囲Ｚａ２から画像表示が行われる有効走査範囲Ｚａ１に切り替わる位置（点ＰＢ１）から所定間隔前の位置（点ＰＡ１）に達した時に、電流供給部によるバイアス電流の供給を開始し、光走査位置が、有効走査範囲Ｚａ１から無効走査範囲Ｚａ２に切り替わる位置（点ＰＣ１）から所定間隔後の位置（点ＰＤ１）に達した時に、電流供給部によるバイアス電流の供給を停止する。

Description

走査型画像表示装置
　本発明は、光源部から出射した光束を走査して投射対象に投射する走査型画像表示装置に関する。
　従来、画像信号に応じた強度のレーザ光等の光束を出射する光源部と、この光源部から出射された光束を２次元走査する走査部とを有し、走査部により走査された光束を投射部から投射対象に投射して画像を表示する走査型画像表示装置が知られている。走査型画像表示装置としては、例えば、投射対象を観察者の眼の網膜とした網膜走査型の画像表示装置や、投影対象をスクリーンとした光走査型の画像表示装置等がある。
　このような走査型画像表示装置においては、走査部による光束の走査範囲に関し、最大走査範囲のうち、画像を形成するための光束の出射により画像表示が行われる有効走査範囲と、有効走査範囲の外の範囲であり画像表示が行われない無効走査範囲とが存在する。有効走査範囲と無効走査範囲とは、光源部に供給される駆動電流の値によって切り替えられる。
　こうした光束の走査状態の切替えが行われる構成によれば、走査部によって光束が２次元走査されることで画像が形成される画面において、有効走査範囲に対応する画像有効領域と、無効走査範囲に対応する画像無効領域とが形成される。つまり、画像有効領域が、画面における画像の表示領域となる。例えば、画像無効領域は、矩形状に形成される画像有効領域に対して、画像有効領域を囲む枠状の領域として形成される。
　以上のような走査型画像表示装置においては、従来技術として、光源部の応答性を高める観点から、走査部による光束の走査位置が無効走査範囲にある状態において、光源部を待機状態とするため、光源部にバイアス電流を供給することが行われている。かかる技術によれば、光束の走査位置が有効走査範囲にある状態では、画像信号に応じた大きさの駆動電流が光源部に供給され、光束の走査位置が無効走査範囲にある状態では、バイアス電流が光源部に供給される。
　このように、光源部にバイアス電流の供給が行われる構成においては、光束の走査位置が無効走査範囲にある状態でも、光源部にバイアス電圧が印加され、バイアス電流の供給が定常的に行われることから、バイアス電流による電力が無駄に消費され、消費電力が大きくなるという問題がある。このような問題を解決するため、例えば、特許文献１に記載された技術を用いることができる。特許文献１には、光束の走査位置が無効走査範囲にある期間のうち、少なくとも所定期間は光源へのバイアス電流の供給を停止または低減するという技術が開示されている。
特開２００９－０８６３６６号公報
　ところで、上述したように画像有効領域と画像無効領域とが形成される構成においては、例えば比較的暗い画像の場合等、表示される画像によっては、画像有効領域と画像無効領域との区別がつきにくく、画面における画像の表示領域が分かりにくいという問題がある。このような問題は、特に、網膜走査型の画像表示装置であって、外光により認識される背景に、光束により形成される画像を重ねて視認することができるシースルー型の構成において顕著となる。
　本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、画像有効領域と画像無効領域との区別が明確となり画像を強調して表示することができるとともに、消費電力を削減することができる走査型画像表示装置を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明に係る走査型画像表示装置は、画像信号に応じた強度の光束を出射する光源部と、第１の方向に相対的に高速に光束を走査する高速走査部、及び前記第１の方向に直交する第２の方向に相対的に低速に光束を走査する低速走査部を有し、前記光源部から出射された光束を２次元走査する走査部と、前記走査部で走査された光束を投射対象に投射する投射部と、前記画像信号に応じた画像表示用電流、及び前記光源部を待機状態とするためのバイアス電流を、前記光源部に供給させる電流供給部と、前記電流供給部による前記画像表示用電流及び前記バイアス電流の供給を制御する電流制御部と、を備え、前記電流制御部は、前記高速走査部による前記第１の方向の光束の走査過程で、光束の走査位置が、前記画像信号に応じた画像表示が行われない無効走査範囲から前記画像表示が行われる有効走査範囲に切り替わる位置から所定間隔前の位置に達した時に、前記電流供給部による前記バイアス電流の供給を開始し、光束の走査位置が、前記有効走査範囲から前記無効走査範囲に切り替わる位置から所定間隔後の位置に達した時に、前記電流供給部による前記バイアス電流の供給を停止するようにしている。
　また、前記走査型画像表示装置において、前記電流制御部は、前記低速走査部による前記第２の方向の光束の走査過程で、光束の走査位置が、前記無効走査範囲から前記有効走査範囲に切り替わる位置から前記高速走査部による前記第１の方向の走査ラインの所定ライン数前の位置までの範囲、及び前記有効走査範囲から前記無効走査範囲に切り替わる位置から前記走査ラインの所定ライン数後の位置までの範囲にある場合に、前記バイアス電流の供給を開始した際に前記電流供給部から前記光源部に供給される電流を模した模擬電流を、前記電流供給部から前記光源部に供給させるようにしてもよい。
　また、前記走査側画像表示装置において、前記電流制御部は、前記バイアス電流の供給を開始した際、前記電流供給部から前記光源部に供給される電流を、所定の電流値まで段階的に上昇させるようにしてもよい。
　また、前記走査側画像表示装置において、前記模擬電流は、前記バイアス電流の供給の開始にともなって、光束の走査位置が前記所定間隔の範囲にある間に前記光源部に供給される電流の平均値の電流であってもよい。
　また、前記走査型画像表示装置において、前記模擬電流は、前記バイアス電流の供給を開始した際に前記電流供給部から前記光源部に供給される電流の前記第１の方向についての分布を、前記第２の方向に対応させて模した電流であってもよい。
　また、前記走査型画像表示装置において、前記投射対象を、観察者の少なくとも一方の眼の網膜とし、前記走査部によって走査された光束が、前記投射部により前記網膜に入射して、画像を表示するようにしてもよい。
　本発明によれば、画像有効領域と画像無効領域との区別が明確となり画像を強調して表示することができるとともに、消費電力を削減することができる。
本発明の一実施形態に係る走査型画像表示装置の全体的な構成を示す図。 本発明の一実施形態に係る走査部の動作説明図。 本発明の一実施形態に係る光源部における電流値と発光量との関係を示す図。 本発明の一実施形態に係るバイアス電流についての説明図。 本発明の一実施形態に係るバイアス電流の制御についての説明図。 本発明の一実施形態に係る主走査方向についてのバイアス電流の時間変化を示す図。 本発明の一実施形態に係る枠表示を示す図。 本発明の一実施形態に係る副走査方向についての光源への供給電流の時間変化を示す図。 本発明の一実施形態に係る模擬電流についての説明図。 本発明の一実施形態に係る枠表示を示す図。 本発明の一実施形態に係る光源への供給電流の制御に際しての事前準備についてのフロー図。 本発明の一実施形態に係る光源への供給電流の制御についてのフロー図。 本発明の一実施形態に係る模擬電流の変形例についての説明図。 本発明の一実施形態に係るバイアス電流の変形例についての説明図。
　本発明は、走査部による光束の走査位置が無効走査範囲にある状態で光源部を待機状態とするために光源部に供給されるバイアス電流のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを工夫することにより、電力消費の低減を図りつつ、有効領域に表示される画像を強調しようとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
　以下に説明する本発明の実施の形態は、本発明を、走査型画像表示装置の一例である網膜走査ディスプレイ（Ｒｅｔｉｎａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｄｉｓｐｌａｙ、以下「ＲＳＤ」とする。）に適用した場合のものである。なお、本発明は、網膜走査型の画像表示装置であるＲＳＤに限らず、例えば投影対象をスクリーンとした光走査型の画像表示装置（レーザディスプレイ）等の、他の走査型画像表示装置にも適用可能である。
　［ＲＳＤの構成］
　まず、本実施形態に係る走査型画像表示装置としてのＲＳＤ１の構成について、図１を用いて説明する。本実施形態に係るＲＳＤ１は、投影対象を、観察者の少なくとも一方の眼１０の網膜１０ｂとし、光束としてのレーザ光を走査する走査部によって走査したレーザ光を、レーザ光を投射する投射部により網膜１０ｂに入射して、画像を表示する。つまり、ＲＳＤ１は、微弱な光を高速で走査しながら観察者の網膜１０ｂに照射することで、網膜１０ｂ上に走査された光の残像を映像として観察者に認識させる網膜走査型の画像表示装置である。
　図１に示すように、ＲＳＤ１は、コントロールユニット２と、投影ユニット３とを備える。コントロールユニット２は、画像信号に応じた強度のレーザ光を画像光として出射する。コントロールユニット２から出射された画像光は、光ファイバケーブル４により、投影ユニット３に伝送される。
　コントロールユニット２は、記憶部を内蔵し、この記憶部に記憶されたコンテンツ情報等に基づいて画像信号を形成する。コントロールユニット２は、形成した画像信号に応じた強度のレーザ光を画像光として光ファイバケーブル４へ出射する。
　投影ユニット３は、光ファイバケーブル４により伝送されて来た画像光を、観察者が表示画像として認識可能とするために走査する。投影ユニット３は、コントロールユニット２においてＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の色毎に強度変調された画像光を、２次元方向に走査し、観察者の眼１０に入射させる。
　ＲＳＤ１の電気的構成及び光学的構成について具体的に説明する。コントロールユニット２は、制御部５と、光源ユニット６とを有する。光源ユニット６は、光源部７と、駆動信号供給回路８とを含む。
　制御部５は、ＲＳＤ１の各部を統括的に制御する。制御部５は、予め記憶されている制御プログラムにしたがって所定の処理を実行することにより、ＲＳＤ１を制御する。制御部５は、データ通信用のバスにより接続されるＣＰＵ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＶＲＡＭ、複数の入出力インターフェース等の各種機能部分を有し、バスを介して各種情報の送受信を行う。
　制御部５は、入出力端子等を介して外部接続された図示しない機器類から供給される画像データや、予め記憶されたコンテンツ情報に基づく画像データ等の各種画像データの入力を受ける。制御部５は、入力された画像データに基づいて、画像信号５Ｓを生成する。制御部５により生成された画像信号５Ｓは、駆動信号供給回路８に送られる。つまり、制御部５は、画像信号５Ｓに応じた強度のレーザ光を光源部７に出射させる。
　駆動信号供給回路８は、画像信号５Ｓに応じた駆動信号を生成する駆動信号生成部として機能する。駆動信号供給回路８は、画像信号５Ｓに基づいて、表示画像を形成するための要素となる各信号を画素単位で生成する。
　光源部７は、駆動信号供給回路８により生成された駆動信号に応じた強度のレーザ光を出力する。光源部７は、赤色レーザ光を生成して出射する赤色レーザ部１１と、緑色レーザ光を生成して出射する緑色レーザ部１２と、青色レーザ光を生成して出射する青色レーザ部１３とを有する。
　各色のレーザ部１１，１２，１３は、各色のレーザ光を発生させる光源としてのレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａと、このレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａを駆動させるための光源駆動部としてのレーザドライバ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂとを含む。各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａは、例えば、半導体レーザや高調波発生機構付き固体レーザである。各色のレーザドライバ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂは、駆動信号供給回路８から入力される駆動信号に基づき、それぞれ対応するレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに駆動電流を供給する。そして、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａは、対応するレーザドライバ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂから供給される駆動電流に応じて強度変調されたレーザ光を出射する。
　したがって、赤色レーザ部１１は、駆動信号供給回路８からの駆動信号１４Ｒに基づき、レーザドライバ１１ｂによってレーザ１１ａを駆動させ、赤色のレーザ光を出射する。また、緑色レーザ部１２は、駆動信号供給回路８からの駆動信号１４Ｇに基づき、レーザドライバ１２ｂによってレーザ１２ａを駆動させ、緑色のレーザ光を出射する。また、青色レーザ部１３は、駆動信号供給回路８からの駆動信号１４Ｂに基づき、レーザドライバ１３ｂによってレーザ１３ａを駆動させ、青色のレーザ光を出射する。
　このように、本実施形態では、各レーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給される駆動電流が、画像信号５Ｓに応じた画像表示用電流に相当する。そして、各色のレーザドライバ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂは、画像信号５Ｓに応じた大きさの駆動電流を画素単位で順次各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給することによって、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａを駆動する。なお、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａが半導体レーザである場合は、駆動電流を直接変調してレーザ光の強度変調を行うことができるが、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａが固体レーザである場合は、各レーザ１１ａ，１２ａ，１３ａそれぞれに外部変調器を備えてレーザ光の強度変調を行う必要がある。
　また、駆動信号供給回路８は、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａにバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給信号２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを生成する。そして、各色のレーザドライバ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂは、駆動信号供給回路８から入力されるバイアス電流供給信号に基づき、それぞれ対応するレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａにバイアス電流を供給する。バイアス電流により、光源部７を構成する各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａは待機状態となり、光源部７の応答性が高められる。なお、各色に対応するバイアス電流供給信号２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、対応する色の駆動信号１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに重畳して駆動信号供給回路８から出力されてもよい。
　このように、本実施形態のＲＳＤ１では、駆動信号供給回路８が、画像信号５Ｓに応じた画像表示用電流としての駆動電流、及び光源部７を待機状態とするためのバイアス電流を、光源部７に供給させる電流供給部として機能する。すなわち、駆動信号供給回路８は、各色のレーザドライバ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに、駆動電流及びバイアス電流を各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給させるため、各色のレーザドライバ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに送信する駆動信号１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ、及びバイアス電流供給信号２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを生成する。
　そして、本実施形態のＲＳＤ１では、制御部５が、駆動信号供給回路８による駆動電流及びバイアス電流の供給を制御する電流制御部として機能する。すなわち、制御部５は、駆動信号供給回路８に送信する画像信号５Ｓによって、駆動信号供給回路８から出力される駆動信号１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを制御することで、駆動信号１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに基づいて各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給される駆動電流を制御する。また、制御部５は、駆動信号供給回路８から出力されるバイアス電流供給信号２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを制御するための制御信号を生成し、駆動信号供給回路８に送信する。そして、制御部５は、駆動信号供給回路８に送信する制御信号によって、駆動信号供給回路８から出力されるバイアス電流供給信号２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを制御することで、バイアス電流供給信号２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに基づいて各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給されるバイアス電流を制御する。
　光源部７は、各色のレーザ部１１，１２，１３により出射したレーザ光を、合波してから、光ファイバケーブル４に出射する。このため、光源部７は、コリメート光学系１６，１７，１８と、ダイクロイックミラー１９，２０，２１と、結合光学系２２とを有する。
　各色のレーザ部１１，１２，１３から出射した各色のレーザ光は、それぞれコリメート光学系１６，１７，１８によって平行光化された後、それぞれ対応するダイクロイックミラー１９，２０，２１に入射する。各ダイクロイックミラー１９，２０，２１に入射する赤色，緑色，青色の３色のレーザ光は、３個のダイクロイックミラー１９，２０，２１により、波長に関して選択的に反射・透過させられて結合光学系２２に達し、合波されて集光される。結合光学系２２により集光されたレーザ光は、光ファイバケーブル４に入射する。
　このように、光源部７から光ファイバケーブル４に入射するレーザ光は、強度変調された各色のレーザ光が合波されたものである。なお、各色のレーザ部１１，１２，１３からのレーザ光を光源部７からの出射光として出射させるための光学系の構成は、各色のレーザ部１１，１２，１３から出射される各色のレーザ光が波長に関して選択的に反射・透過させられる構成であれば限定されるものではない。以上のように、光源部７は、制御部５から入力される画像信号５Ｓに応じた強度のレーザ光を出射する。
　投影ユニット３は、ＲＳＤ１において光源部７と観察者の眼１０との間に位置する。投影ユニット３は、コリメート光学系３１と、水平走査部３２と、第１リレー光学系３３と、垂直走査部３４と、第２リレー光学系３５とを有する。
　コリメート光学系３１は、光源部７で生成され光ファイバケーブル４から出射されたレーザ光を平行光化する。水平走査部３２は、コリメート光学系３１で平行光化されたレーザ光を水平方向に往復走査する。第１リレー光学系３３は、水平走査部３２と垂直走査部３４との間に設けられ、走査レンズ系を構成し、水平走査部３２と垂直走査部３４との間でレーザ光を中継する。
　垂直走査部３４は、水平走査部３２で水平方向に走査されたレーザ光を垂直方向に走査する。第２リレー光学系３５は、水平走査部３２及び垂直走査部３４によって水平方向と垂直方向に走査されたレーザ光、つまり、２次元走査されたレーザ光を、投影ユニット３から観察者の眼１０へと出射させるための光学系である。
　水平走査部３２及び垂直走査部３４、ならびに第１リレー光学系３３は、光ファイバケーブル４から出射したレーザ光を、画像として観察者の網膜１０ｂに投影可能な状態とするために、水平方向と垂直方向に走査して２次元走査光束とするための光走査装置及び光学系である。つまり、本実施形態では、水平走査部３２及び垂直走査部３４を含む構成が、光源部７から出射されたレーザ光を２次元走査する走査部として機能する。以下の説明では、水平走査部３２及び垂直走査部３４を含む構成を総称して「走査部」という。
　水平走査部３２は、走査部において高速スキャナとして機能するものであり、共振型の偏向素子３２ａと、水平走査駆動回路３２ｂとを備える。偏向素子３２ａは、レーザ光を水平方向に走査するため偏向面（反射面）を有する。水平走査駆動回路３２ｂは、偏向素子３２ａを共振させて偏向素子３２ａの偏向面を揺動させる駆動信号を生成する。水平走査駆動回路３２ｂは、偏向素子３２ａに対する駆動信号を、駆動信号供給回路８から入力される水平駆動信号３６に基づいて生成する。
　一方、垂直走査部３４は、走査部において低速スキャナとして機能するものであり、非共振型の偏向素子３４ａと、垂直走査駆動回路３４ｂとを備える。偏向素子３４ａは、レーザ光を垂直方向に走査するため偏向面（反射面）を有する。垂直走査駆動回路３４ｂは、偏向素子３４ａの偏向面を非共振状態で揺動させる駆動信号を生成する。垂直走査駆動回路３４ｂは、偏向素子３４ａに対する駆動信号を、駆動信号供給回路８から入力される垂直駆動信号３７に基づいて生成する。
　垂直走査部３４は、表示すべき画像の１フレーム毎に、画像を形成するためのレーザ光を最初の水平走査線から最後の水平走査線に向かって垂直に走査する。これにより、２次元走査された画像が形成される。ここで「水平走査線」とは、水平走査部３２による水平方向への１走査を意味する。走査部が有する偏向素子３２ａ，３４ａは、例えば、ガルバノミラー等である。また、偏向素子３２ａ，３４ａの駆動方式は、例えば、圧電駆動、電磁駆動、静電駆動等である。
　このように、本実施形態のＲＳＤ１においては、水平走査部３２が、第１の方向である水平方向に、垂直走査部３４に対して相対的に高速にレーザ光を走査する高速走査部として機能する。また、垂直走査部３４が、水平方向に直交する第２の方向である垂直方向に、水平走査部３２に対して相対的に低速にレーザ光を走査する低速走査部として機能する。
　第１リレー光学系３３は、水平走査部３２が有する偏向素子３２ａの偏向面によって水平方向に走査されたレーザ光を、垂直走査部３４が有する偏向素子３４ａの偏向面に収束させる。そして、偏向素子３４ａの偏向面に収束したレーザ光が、偏向素子３４ａの偏向面によって垂直方向に走査され、画像光Ｌｘを形成する。なお、ＲＳＤ１においては、水平走査部３２と垂直走査部３４との配置を入れ替えることで、レーザ光を垂直走査部３４によって垂直方向に走査した後、水平走査部３２によって水平方向に走査する構成が採用されてもよい。
　第２リレー光学系３５は、正の屈折力を持つ２つのレンズ系として、直列配置されるレンズ系３８，３９を有する。垂直走査部３４により走査されたレーザ光は、レンズ系３８によって、走査されるレーザ光同士で中心線が相互に平行となるように、かつ収束レーザ光となるように変換される。レンズ系３８により変換されたレーザ光は、レンズ系３９により、ＲＳＤ１が備えるハーフミラー１５を介して観察者の瞳孔１０ａに収束するように変換される。
　このように、画像光Ｌｘとしてのレーザ光は、第２リレー光学系３５を介した後、ハーフミラー１５により反射させられて、観察者の瞳孔１０ａに入射する。画像光Ｌｘが瞳孔１０ａに入射することにより、網膜１０ｂ上に、画像信号５Ｓに応じた表示画像が投影される。このようにして、観察者は、画像光Ｌｘを表示画像として認識する。
　本実施形態では、第２リレー光学系３５を構成するレンズ系３８，３９、及びハーフミラー１５を含む構成が、走査部で走査されたレーザ光を投射対象に投射する投射部として機能する。本実施形態では、投射部によりレーザ光が投射される投射対象は、観察者の眼１０の網膜１０ｂである。
　また、ハーフミラー１５は、外光Ｌｙを透過させて観察者の眼１０に入射させる。これにより、観察者は、外光Ｌｙにより認識される背景に、画像光Ｌｘによる画像を重ねて視認することができる。このように、本実施形態のＲＳＤ１は、投影ユニット３から出射される画像光Ｌｘを観察者の眼１０に走査しつつ投射するとともに、外光Ｌｙを透過させるシースルー型である。ただし、ＲＳＤ１はシースルー型である必要はない。
　以上のような構成を備えるＲＳＤ１は、例えば、投影ユニット３を含む構成を支持する眼鏡型のフレームを備えることで、観察者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイを構成する。以下では、本実施形態のＲＳＤ１の詳細について説明する。
　［走査部の動作等について］
　ＲＳＤ１が備える走査部の動作等について、図１及び図２を用いて説明する。ＲＳＤ１においては、走査部による走査範囲として、水平方向及び垂直方向の各方向について、画像信号５Ｓに応じた画像表示（以下単に「画像表示」ともいう。）が行われる有効走査範囲と、この有効走査範囲に対して走査方向の両端側に位置し、画像表示が行われない無効走査範囲とが存在する。
　すなわち、図２に示すように、水平走査部３２の走査方向である水平方向について、有効走査範囲Ｚａ１と、この有効走査範囲Ｚａ１の両側に位置する無効走査範囲Ｚａ２とが存在し、垂直走査部３４の走査方向である垂直方向について、有効走査範囲Ｚｂ１と、この有効走査範囲Ｚｂ１の両側に位置する無効走査範囲Ｚｂ２とが存在する。有効走査範囲Ｚａ１，Ｚｂ１と無効走査範囲Ｚａ２，Ｚｂ２とは、光源部７に供給される駆動電流の値によって切り替えられる。
　有効走査範囲Ｚａ１，Ｚｂ１とは、具体的には、水平走査部３２及び垂直走査部３４のそれぞれの偏向素子３２ａ，３４ａがレーザ光を走査できる最大の範囲（以下「最大走査範囲」という。）Ｚａ３，Ｚｂ３のうち、実際に光源部７から画像信号５Ｓに応じて強度変調されたレーザ光（以下「画像形成用レーザ光」という。）が出射される範囲である。つまり、画像形成用レーザ光は、走査部の偏向素子３２ａ，３４ａによる走査位置が所定の範囲として定められる有効走査範囲Ｚａ１，Ｚｂ１にあるタイミングで出射される。そして最大走査範囲Ｚａ３，Ｚｂ３のうち、画像形成用レーザ光が出射されない無効走査範囲Ｚａ２，Ｚｂ２が、各有効走査範囲Ｚａ１，Ｚｂ１に対してレーザ光の走査方向の両側に存在する。
　このようにレーザ光の走査状態が有効走査範囲Ｚａ１，Ｚｂ１と無効走査範囲Ｚａ２，Ｚｂ２とで切り替わる構成によれば、図２に示すように、走査部によってレーザ光が２次元走査されることで画像が形成される画面において、有効走査範囲Ｚａ１，Ｚｂ１に対応する画像有効領域Ａ１と、無効走査範囲Ｚａ２，Ｚｂ２に対応する画像無効領域Ａ２（斜線部分参照）とが形成される。
　つまり、画像有効領域Ａ１が、画面における画像の表示領域であり、レーザ光の走査位置（以下「光走査位置」という。）が画像有効領域Ａ１にある場合、画像信号５Ｓに応じた大きさの駆動電流が、光源部７に供給される。そして、水平走査部３２及び垂直走査部３４により、画像有効領域Ａ１内で、１フレーム分のレーザ光が走査され、この走査が１フレームの画像ごとに繰り返される。本実施形態では、図２に示すように、画像無効領域Ａ２は、矩形状に形成される画像有効領域Ａ１に対して、画像有効領域Ａ１を囲む枠状の領域として形成される。
　なお、図２には、光源部７からレーザ光が常時出射されたとの仮定のもと、水平走査部３２及び垂直走査部３４によって走査されるレーザ光の軌跡γが仮想的に示されている。ただし、水平走査部３２による水平走査方向（Ｙ方向）の走査数は、１フレームあたり数百又は千程度あることから、図２では、便宜上、レーザ光の軌跡γを簡略して記載している。
　以下の説明では、走査部によるレーザ光の走査方向について、水平走査部３２による走査方向である水平方向（第１の方向）を「主走査方向」とし、垂直走査部３４による走査方向である垂直方向（第２の方向）を「副走査方向」とする。したがって、走査部による主走査方向は、レーザ光の走査にともなってドット（画素）が変化するドット方向と、副走査方向は、レーザ光の走査にともなってライン（画素列）が変化するライン方向とも言える。
　［光源部の特性等について］
　光源部７が有する各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａの特性について説明する。図３は、各色のレーザに供給される電流値とレーザの発光量との関係、つまり各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａのＩ－Ｌ特性を示す。図３に示すグラフにおいて、横軸はレーザに供給される電流値（Ｉ）を示し、縦軸はレーザの発光量（Ｌ）を示す。
　図３に示すように、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給される電流値が固有の閾値電流の値Ｉｔｈに達するまでは、電流値の増加にともなって発光量は増加するものの、その増加量はわずかであり、発光量は少ない。そして、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給される電流値が閾値電流の値Ｉｔｈを超えることにより、発光量が急激に立ち上がる。
　このようなレーザの特性を踏まえ、本実施形態のＲＳＤ１においては、上述したように、光源部７の応答性を高める観点から、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに値Ｉｂのバイアス電流が供給される。具体的には、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａは、半導体レーザ等の容量成分を含むレーザであることから、供給される電流値が０から閾値電流の値Ｉｔｈまで上昇する過程で、電流の一部が容量の充電に用いられる分、実際の発光に寄与する電流の立ち上がりが遅れる。このため、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａは、電流の供給を受け始めてから発光するまでの遅延時間を要する。
　そこで、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに、バイアス電流（値Ｉｂ）が供給されることで、レーザが待機状態となり、発光の遅延が抑制され、応答性が高められる。本実施形態のＲＳＤ１では、バイアス電流の値Ｉｂは、各色のレーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）がフル点灯（発光量Ｌａ）の状態となる電流（以下「最大電流」という。）の値Ｉａの略半分の値である。なお、バイアス電流の値としては、例えば、閾値電流の値Ｉｔｈよりもわずかに小さい値が用いられる場合もある。
　このように、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａにバイアス電流の供給が行われる構成において、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給される電流の値に関し、電流の値がバイアス電流の値Ｉｂから最大電流の値Ｉａまでの範囲ｄ１で、光源部７から画像形成用レーザ光が出射される。つまり、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給される電流の値について、バイアス電流の値Ｉｂの状態が画像０％の状態に対応し、最大電流の値Ｉａの状態が画像１００％の状態に対応し、画像０～１００％の範囲ｄ１が、画像信号５Ｓに応じた変調成分としてのレーザ光が出射される範囲に対応する。
　図４は、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａにバイアス電流が供給される際の電流の値の時間変化を示す。図５に示すグラフにおいて、横軸は時間（ｔ）を示し、縦軸はレーザに供給される電流値（Ｉ）を示す。
　図４に示すように、時刻ｔａにおいて、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに対するバイアス電流の供給が開始（バイアス電流がＯＮ）されると、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給される電流値は、バイアス電流の値として設定される値Ｉｂを一旦大きく上回り、その後増減を繰り返して時間の経過とともに徐々に安定し、値Ｉｂに収束する。このように、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに対するバイアス電流の供給の過程では、バイアス電流の供給の開始にともなって電流の値が急激に増加してバイアス電流の値Ｉｂを大きく上回るオーバーシュートが生じる。
　以上のような走査部の動作や光源部の特性等を有する本実施形態のＲＳＤ１においては、光源部７が有する各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａに供給される電流の制御、特にバイアス電流のＯＮ／ＯＦＦタイミングについて特徴的な制御が行われる。以下、本実施形態のＲＳＤ１において光源部７に供給される電流の制御について説明する。なお、以下の説明では、各色のレーザ１１ａ，１２ａ，１３ａを「光源」とも称する。
　［光源部への供給電流の制御について］
　まず、走査部による主走査方向のレーザ光の走査過程における光源部７への供給電流の制御について、図５及び図６を用いて説明する。主走査方向については、光走査位置が副走査方向における有効走査範囲Ｚｂ１にある場合、光走査位置は、主走査方向の一端から他端までの過程、つまり主走査方向の往復走査における往路または復路の１走査ラインの過程で、画像無効領域Ａ２、画像有効領域Ａ１、画像無効領域Ａ２を順に通過する。
　したがって、主走査方向における１走査ラインの過程では、光走査位置が、画像無効領域Ａ２に対応する無効走査範囲Ｚａ２から、画像有効領域Ａ１に対応する有効走査範囲Ｚａ１に入るタイミングで、光源への駆動電流の供給が開始される。また、光走査位置が、有効走査範囲Ｚａ１から、無効走査範囲Ｚａ２に出るタイミングで、光源への駆動電流の供給が停止される。
　そして、上述のとおり、光源にバイアス電流の供給が行われる本実施形態のＲＳＤ１においては、光走査位置が、有効走査範囲Ｚａ１に入る前、及び有効走査範囲Ｚａ１から出た後のそれぞれの無効走査範囲Ｚａ２にある状態で、所定のタイミングで、光源へのバイアス電流の供給が行われる。光源へのバイアス電流の供給は、制御部５により、以下のように制御される。
　主走査方向の１走査ラインの過程において、光走査位置が無効走査範囲Ｚａ２から有効走査範囲Ｚａ１に入る際には、光走査位置が、無効走査範囲Ｚａ２から有効走査範囲Ｚａ１に切り替わる位置から所定間隔前の位置に達した時に、駆動信号供給回路８によるバイアス電流の供給が開始される。すなわち、図５に示すように、主走査方向（図５における上下方向）の１走査ラインの過程において、光走査位置が無効走査範囲Ｚａ２から有効走査範囲Ｚａ１に入る際には、画像無効領域Ａ２と画像有効領域Ａ１との境界の位置（以下「境界位置」という。）Ｐ１よりも所定間隔ｄ２手前の位置Ｐ２で、バイアス電流がＯＮされる。
　なお、図５では、図２と同様に、光源部７からレーザ光が常時出射されたとの仮定のもとでの簡略化されたレーザ光の軌跡γが仮想的に示されている。また、以下の説明では、主走査方向の１走査ラインの過程について、図５において上側から下側に向かうレーザ光の走査を往路、同図において下側から上側に向かうレーザ光の走査を復路とする。
　バイアス電流がＯＮされる位置Ｐ２に関し、境界位置Ｐ１から手前側に隔てる距離に相当する所定間隔ｄ２は、所定間隔ｄ２を、時間（クロック数）ｔ０の間に光走査位置が移動する距離とした場合、時間ｔ０としては、上述したようなバイアス電流のオーバーシュート特性が考慮され、バイアス電流がＯＮされてからオーバーシュートを経て電流値が安定するまでの時間が目安とされる（図４参照）。つまり、バイアス電流がＯＮされる位置Ｐ２から、境界位置Ｐ１までの所定間隔ｄ２を規定する時間ｔ０としては、バイアス電流の供給の開始にともなって生じるオーバーシュートの影響を排除する観点から、少なくとも、バイアス電流がＯＮされてからオーバーシュートを経て電流値が安定するまでの時間が確保されることが望ましい。
　時間ｔ０により規定される所定間隔ｄ２は、例えば数クロック分（例えば、３～５クロック分）の距離である。つまり、主走査方向の１走査ラインの過程において、光走査位置が画像無効領域Ａ２から画像有効領域Ａ１に切り替わる数クロック手前で、光源のバイアス電流がＯＮされる。ここで、クロックとは、レーザ光のスポットの最小単位である１のドット（画素）から次のドット（画素）までを単位とする時間であり、時間ｔ０に相当するクロック数分手前から、光源のバイアス電流がＯＮされる。したがって、光走査位置が、無効走査範囲Ｚａ２から有効走査範囲Ｚａ１に切り替わる位置から所定画素数前の位置に達した時に、バイアス電流がＯＮされ、その所定画素数は、例えば、３～５画素程度である。なお、バイアス電流がＯＮされてからオーバーシュートを経て電流値が安定するまでの時間は、レーザ光の光源毎に、かつ、その光源の使用条件などで異なるものなので、時間ｔ０は、使用する光源毎に設定されることが望ましい。このように、制御部５は、レーザ光の主走査方向について、光走査位置が画像無効領域Ａ２から画像有効領域Ａ１に入る際、両領域の境界位置Ｐ１の数クロック手前で、バイアス電流の供給が開始されるように、光源への電流を制御する。
　また、主走査方向の１走査ラインの過程において、光走査位置が有効走査範囲Ｚａ１から無効走査範囲Ｚａ２に出た後には、光走査位置が、有効走査範囲Ｚａ１から無効走査範囲Ｚａ２に切り替わる位置から所定間隔後の位置に達した時に、駆動信号供給回路８によるバイアス電流の供給が停止される。すなわち、光走査位置が画像有効領域Ａ１から画像無効領域Ａ２に出ることで、光源への駆動信号の供給が停止された後、所定のタイミングでバイアス電流の供給が停止される。
　本実施形態では、光走査位置が画像有効領域Ａ１に対して、上述したようにバイアス電流がＯＮされるタイミングの場合の所定間隔ｄ２と同じ大きさの間隔を隔てた位置に達したタイミングで、バイアス電流がＯＦＦされる。つまり、図５に示すように、主走査方向の１走査ラインの過程において、光走査位置が有効走査範囲Ｚａ１から無効走査範囲Ｚａ２から出た後には、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界位置Ｐ３よりも所定間隔ｄ２進んだ位置Ｐ４で、バイアス電流がＯＦＦされる。
　このように、制御部５は、レーザ光の主走査方向について、光走査位置が画像有効領域Ａ１から画像無効領域Ａ２に出る際、両領域の境界位置Ｐ３の数クロック後で、バイアス電流の供給が停止されるように、光源への電流を制御する。そして、本実施形態では、主走査方向について、バイアス電流がＯＦＦされる光走査位置の画像有効領域Ａ１に対する間隔と、バイアス電流がＯＮされる光走査位置の画像有効領域Ａ１に対する間隔とは、いずれも同じ所定間隔ｄ２である。ただし、バイアス電流のＯＮ／ＯＦＦそれぞれが行われる光走査位置の画像有効領域Ａ１に対する間隔は、異なってもよい。
　以上のような主走査方向についての光源へのバイアス電流のＯＮ／ＯＦＦ制御に関し、光走査位置の移動にともなう一連の制御について、図６を加えて説明する。図６（ａ）は、主走査方向の往路方向におけるバイアス電流の時間変化を示すグラフであり、同図（ｂ）は、主走査方向の復路方向におけるバイアス電流の時間変化を示すグラフである。
　図５及び図６（ａ）に示すように、主走査方向における往路方向の１走査ラインの過程では、まず、画像無効領域Ａ２と画像有効領域Ａ１との境界位置Ｐ１よりも数クロック手前に相当する所定間隔ｄ２手前の位置Ｐ２で、バイアス電流がＯＮされる（点ＰＡ１参照）。点ＰＡ１でバイアス電流がＯＮされた後、光走査位置が境界位置Ｐ１に達すると、画像の書き出しが開始される（点ＰＢ１参照）。つまり、点ＰＢ１から、光走査位置が画像有効領域Ａ１に入り、光源への駆動電流の供給が開始され、画像形成用レーザ光の出射が開始される。
　バイアス電流の供給が開始される点ＰＡ１の位置から画像の書き出しが開始される点ＰＢ１の位置までの間に、バイアス電流のオーバーシュートが生じる（図６（ａ）、符号Ｓ１参照。）。つまり、バイアス電流がＯＮされてからバイアス電流がオーバーシュートする期間を経た後、画像有効領域Ａ１における画像の書き出しが開始される。
　点ＰＢ１で画像の書き出しが開始されてから、画像有効領域Ａ１を経た光走査位置が画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界位置Ｐ３に達することで、画像の書き出しが終了する（点ＰＣ１参照）。光走査位置が画像有効領域Ａ１にある間、つまり点ＰＢ１から点ＰＣ１までの間は、光源への駆動電流の供給によって画像形成用レーザ光の出射が行われるとともに、光源にはあらかじめ設定された所定の値（値Ｉｂ）のバイアス電流が供給される。
　そして、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界位置Ｐ３よりも所定間隔ｄ２進んだ位置Ｐ４で、バイアス電流がＯＦＦされる（点ＰＤ１参照）。これにより、光源へのバイアス電流の供給は停止される。
　また、図５及び図６（ｂ）に示すように、主走査方向における復路方向の１走査ラインの過程では、往路方向の場合と同様にして、バイアス電流のＯＮ／ＯＦＦが制御される。すなわち、画像無効領域Ａ２と画像有効領域Ａ１との境界位置Ｐ３よりも数クロック手前に相当する所定間隔ｄ２手前の位置Ｐ４で、バイアス電流がＯＮされる（点ＰＡ２参照）。つまり、往路方向において点ＰＤ１でバイアス電流がＯＦＦされてから、光走査位置が折り返して点ＰＡ２の位置に達するまでの間、バイアス電流はＯＦＦの状態である。点ＰＡ２でバイアス電流がＯＮされた後、光走査位置が境界位置Ｐ３に達すると、画像の書き出しが開始される（点ＰＢ２参照）。
　バイアス電流の供給が開始される点ＰＡ２の位置から画像の書き出しが開始される点ＰＢ２の位置までの間に、バイアス電流のオーバーシュートが生じる（図６（ｂ）、符号Ｓ２参照。）。点ＰＢ２で画像の書き出しが開始されてから、画像有効領域Ａ１を経た光走査位置が画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界位置Ｐ１に達することで、画像の書き出しが終了する（点ＰＣ２参照）。光走査位置が点ＰＢ２から点ＰＣ２までの間は、光源への駆動電流の供給によって画像形成用レーザ光の出射が行われるとともに、光源にはあらかじめ設定された所定の値（値Ｉｂ）のバイアス電流が供給される。
　そして、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界位置Ｐ１よりも所定間隔ｄ２進んだ位置Ｐ２で、バイアス電流がＯＦＦされる（点ＰＤ２参照）。これにより、光源へのバイアス電流の供給は停止される。
　このようにして、往路方向および復路方向のそれぞれの１走査ラインの過程において、バイアス電流のＯＮ／ＯＦＦが同様のタイミングで制御される構成においては、画像有効領域Ａ１から主走査方向の両側にそれぞれ所定間隔ｄ２隔てた位置Ｐ２，Ｐ４が、バイアス電流がＯＮ／ＯＦＦされる位置となる。具体的には、図５において上側の画像無効領域Ａ２にある位置Ｐ２は、往路方向の走査の場合はバイアス電流がＯＮされる位置であり、復路方向の走査の場合はバイアス電流がＯＦＦされる位置である。同じく図５において下側の画像無効領域Ａ２にある位置Ｐ４は、往路方向の走査の場合はバイアス電流がＯＦＦされる位置であり、復路方向の走査の場合はバイアス電流がＯＮされる位置である。
　また、画像有効領域Ａ１の主走査方向の両側の画像無効領域Ａ２に対する境界位置Ｐ１，Ｐ３が、画像の書き出しが開始・終了する位置となる。具体的には、図５において上側の境界位置Ｐ１は、往路方向の走査の場合は画像の書き出しが開始される位置であり、復路方向の走査の場合は画像の書き出しが終了する位置である。同じく図５において下側の境界位置Ｐ３は、往路方向の走査の場合は画像の書き出しが終了する位置であり、復路方向の走査の場合は画像の書き出しが開始される位置である。
　以上のように、主走査方向についての光源へのバイアス電流のＯＮ／ＯＦＦ制御が行われることにより、画像有効領域Ａ１の両外側の縁部で、バイアス電流のオーバーシュート効果による輝度の高いレーザ光が放射されることとなり、画像有効領域Ａ１の両側の２辺に沿って直線状の画像部分が形成される。すなわち、図７に示すように、画像有効領域Ａ１に対して、主走査方向の両側の縁部に、バイアス電流がオーバーシュートする分の電流によって、画像有効領域Ａ１に対して主走査方向の両側の各辺に沿って直線状の画像部分である枠Ｙ１，Ｙ２が形成される。
　主走査方向の往路方向における画像有効領域Ａ１の手前側に形成される枠Ｙ１は、主走査方向の往路において、画像有効領域Ａ１の数クロック手前の位置Ｐ２でのバイアス電流ＯＮの制御が副走査方向の有効走査範囲Ｚｂ１の各走査ラインで行われることにより、位置Ｐ２と境界位置Ｐ１との間に、バイアス電流のオーバーシュート分の電流による画像部分として形成される。また、主走査方向の復路方向における画像有効領域Ａ１の手前側に形成される枠Ｙ２は、主走査方向の復路において、画像有効領域Ａ１の数クロック手前の位置Ｐ４でのバイアス電流ＯＮの制御が副走査方向の有効走査範囲Ｚｂ１の各走査ラインで行われることにより、位置Ｐ４と境界位置Ｐ３との間に、バイアス電流のオーバーシュート分の電流による画像部分として形成される。枠Ｙ１，Ｙ２は、実際には、ＲＧＢのバランスによって色は異なるが、比較的淡い色の帯状の画像部分として表示される。
　このように、本実施形態のＲＳＤ１では、主走査方向について、オーバーシュートするタイミングを、光走査位置が画像有効領域Ａ１に入る直前に持ってくることにより、画像有効領域Ａ１の両側に枠Ｙ１，Ｙ２が形成される。画像有効領域Ａ１に対して主走査方向の両側に枠Ｙ１，Ｙ２が形成されることにより、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界が際立ち、画像が強調されるように表示される。つまり、主走査方向において画像有効領域Ａ１の両側に形成される枠Ｙ１，Ｙ２は、バイアス電流のオーバーシュートによって比較的輝度の高いレーザ光により形成される部分であることから、レーザ光の照射が行われない画像無効領域Ａ２に対して、枠Ｙ１，Ｙ２による枠表示によって画像有効領域Ａ１の部分を強調して表示することができる。
　さらに言うと、レーザ光の走査の過程において、光源へのバイアス電流の供給が定常的に行われる場合、枠Ｙ１，Ｙ２のような、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２とを区画する表示がなされないため、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界が不明確となる。そこで、本実施形態のように、枠Ｙ１，Ｙ２が形成されることにより、枠Ｙ１，Ｙ２によって画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界部分の認識を容易に行うことができ、画像有効領域Ａ１に表示される画像が強調される。
　また、本実施形態のＲＳＤ１によれば、主走査方向の１走査ラインの過程において、光走査位置が無効走査範囲Ｚａ２にある期間の一部において、光源へのバイアス電流の供給が停止されることから、光源へのバイアス電流の供給が定常的に行われる場合との比較において、消費電力を削減することができる。
　具体的には、バイアス電流は、光走査位置が画像有効領域Ａ１を出てから、時間ｔ０経過後、つまり光走査位置が所定間隔ｄ２進んだ後にＯＦＦされる。そして、ＯＦＦされたバイアス電流は、光走査位置が画像有効領域Ａ１に入る時間ｔ０前、つまり光走査位置が画像有効領域Ａ１に対して所定間隔ｄ２手前の位置に達した時にＯＮされる。このように、本実施形態のＲＳＤ１では、光源へのバイアス電流の供給が、主走査方向のレーザ光の走査過程における折り返し部分において一時的に停止される。このように、画像無効領域Ａ２においてバイアス電流の供給が一時的に停止される分、電力の消費を抑制することができる。
　また、本実施形態における光源への電流制御によれば、主走査方向について、枠Ｙ１，Ｙ２よりも外側では、バイアス電流の供給が行われずに、光源が完全にＯＦＦの状態となる。このため、光源へのバイアス電流の供給が定常的に行われることで画像無効領域Ａ２においてもバイアス電流がＯＮの状態となる場合に比べ、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２とのコントラスト比を向上させることができる。
　また、本実施形態のＲＳＤ１では、主走査方向において、光走査位置が画像有効領域Ａ１に入る前のバイアス電流のＯＮのタイミングだけでなく、画像有効領域Ａ１から出た後のバイアス電流のＯＦＦのタイミングについても、画像有効領域Ａ１に対して所定間隔ｄ２を隔てた位置が採用されている。これにより、バイアス電流のＯＮ／ＯＦＦ制御によって画像有効領域Ａ１の主走査方向の両側の縁部で生じるギザギザ状の表示が解消される。
　具体的には、光走査位置が画像有効領域Ａ１から画像無効領域Ａ２に出る際に、これらの領域の境界の位置（往路の場合、境界位置Ｐ３、復路の場合、境界位置Ｐ１）でバイアス電流がＯＦＦされる場合を仮想する。かかる場合、主走査方向における境界位置Ｐ１から位置Ｐ２までの範囲、及び境界位置Ｐ３から位置Ｐ４までの範囲において、バイアス電流が流れる走査ラインとバイアス電流が流れない走査ラインとが交互に生じることとなる。結果として、バイアス電流のオーバーシュートによるレーザ光の照射が主走査方向の走査ラインごとに交互に生じることから、画像有効領域Ａ１の主走査方向の両側の縁部においてギザギザ状の表示が生じる。
　そこで、本実施形態のＲＳＤ１のように、画像有効領域Ａ１から出た後についても、画像有効領域Ａ１に対して所定間隔ｄ２を隔てた位置でバイアス電流がＯＦＦされることにより、上述したような画像有効領域Ａ１の縁部で生じるギザギザ状の表示を解消することができる。このように、画像有効領域Ａ１の縁部で生じるギザギザ状の表示を解消する観点から、本実施形態のＲＳＤ１のように、バイアス電流ＯＮの位置が画像有効領域Ａ１に対して隔てる間隔と、バイアス電流ＯＦＦの位置が画像有効領域Ａ１に対して隔てる間隔とは、大きさが同じであることが望ましい。
　また、本実施形態のＲＳＤ１において、仮に、画像無効領域Ａ２と画像有効領域Ａ１との境界位置Ｐ１，Ｐ３で、バイアス電流がＯＮされる場合、バイアス電流のオーバーシュートが画像有効領域Ａ１の領域内で生じ、その部分で画像が潰れるという現象が生じる可能性がある。この点、本実施形態のＲＳＤ１では、バイアス電流ＯＮの位置が、画像有効領域Ａ１に対して、バイアス電流がＯＮされてからオーバーシュートが治まるまでの光走査位置の移動距離が考慮されて設定される所定間隔ｄ２手前の位置である。このため、バイアス電流のオーバーシュートによる画像の潰れを回避することができる。
　また、本実施形態のＲＳＤ１においては、副走査方向においても、画像有効領域Ａ１の両側の画像無効領域Ａ２で、主走査方向についての枠Ｙ１，Ｙ２と同様の枠を形成するための電流制御が行われる。具体的には、副走査方向における画像有効領域Ａ１の両外側の縁部で、主走査方向の走査ラインの数ラインに、光源へのバイアス電流がＯＮされた時のオーバーシュートによる輝度と同等の画像信号が出力されるような電流の供給が行われる。このような光源へのバイアス電流の供給は、制御部５により、以下のように制御される。
　副走査方向のレーザ光の走査の過程において、光走査位置が無効走査範囲Ｚｂ２から有効走査範囲Ｚｂ１に入る際、及び有効走査範囲Ｚｂ１から無効走査範囲Ｚｂ２に出た後に、バイアス電流のオーバーシュートを模した模擬電流が所定の間光源に供給される。
　具体的には、図５及び図８に示すように、光走査位置が、無効走査範囲Ｚｂ２から有効走査範囲Ｚｂ１に切り替わる境界位置ＬＢ１から所定ライン数前の位置ＬＡ１までの範囲にある場合に、模擬電流が光源に供給される。また、光走査位置が、有効走査範囲Ｚｂ１から無効走査範囲Ｚｂ２に切り替わる境界位置ＬＣ１から走査ラインの所定ライン数後の位置ＬＤ１までの範囲にある場合に、模擬電流が光源に供給される。なお、図８は、副走査方向についての光源への供給電流の時間変化を示す図である。
　ここで、模擬電流とは、上述したように主走査方向の電流制御において、バイアス電流の供給が開始された際に駆動信号供給回路８から光源部７に供給される電流を模した電流である。すなわち、主走査方向の電流制御においては、バイアス電流がＯＮされるたびに、光源に供給される電流値が、あらかじめ設定された所定の値（値Ｉｂ）を大きく上回るオーバーシュートが生じるが、このように所定のバイアス電流値よりも上昇する電流を模した電流が、模擬電流として光源に供給される。
　副走査方向において、模擬電流がＯＮされる位置ＬＡ１、及び模擬電流がＯＦＦされる位置ＬＣ１に関し、ライン数とは、水平走査部３２による主走査方向の走査ラインの、副走査方向に連続する数である。つまり、副走査方向について、光走査位置が画像有効領域Ａ１に入る前と出た後それぞれにおける所定のライン数に相当する間隔の間に、光源への模擬電流の供給が行われる。
　所定ライン数に相当する間隔としては、主走査方向についてのバイアス電流のＯＮ／ＯＦＦ制御における所定間隔ｄ２（図５参照）と同じであることが望ましい。つまり、副走査方向の所定ライン数に相当する間隔は、所定間隔ｄ２と同様に数クロック分の距離である。
　したがって、図８に示すように、所定ライン数に相当する間隔は、この間隔を、時間ｔ１の間に光走査位置が移動する距離とした場合、時間ｔ１は、光走査位置が副走査方向に移動する距離が所定間隔ｄ２となるような時間に設定される。つまり、副走査方向について模擬電流がＯＮされた状態となる位置ＬＡ１から境界位置ＬＢ１までの間、及び境界位置ＬＣ１から位置ＬＤ１までの間を規定する時間ｔ１としては、副走査方向の光走査位置の移動速度との関係において、光走査位置が副走査方向の所定間隔ｄ２移動する時間に設定される。
　本実施形態に係る模擬電流について説明する。模擬電流は、上述のとおり、光源に供給される電流であって、所定のバイアス電流値よりも上昇する電流を模した電流である。具体的には、本実施形態では、模擬電流は、副走査方向について、画像有効領域Ａ１の前後の所定ライン数分の走査ラインで、走査ラインごとに光源へ供給される電流値を変化させることで、主走査方向におけるオーバーシュートによる電流値の時間変化（輝度分布）を副走査方向において再現しようとするものである。
　本実施形態のＲＳＤ１における模擬電流は、上述したような主走査方向のバイアス電流の制御においてバイアス電流の供給を開始した際に駆動信号供給回路８から光源部７に供給される電流の主走査方向についての分布を、副走査方向に対応させて模した電流である。
　上述のとおり、主走査方向において、光源に供給されるバイアス電流は、ＯＮされてから、オーバーシュートによって、バイアス電流の値として設定される値Ｉｂを一旦大きく上回り、その後徐々に安定して値Ｉｂに収束する（図４参照）。そこで、こうしたバイアス電流の供給の開始時の電流値の時間変化に倣って、模擬電流の供給が行われる。
　詳細には、図８及び図９に示すように、本実施形態では、光源への模擬電流の供給が行われる所定ライン数を４本とする。つまり、副走査方向における位置ＬＡ１と境界位置ＬＢ１との間の間隔、及び境界位置ＬＣ１と位置ＬＤ１との間の間隔は、主走査方向の走査ライン４本分の間隔である。そして、これら走査ライン４本の各走査ラインにおける電流値は、例えば次のように設定される。
　図９に示すように、副走査方向において、光走査位置が画像無効領域Ａ２から画像有効領域Ａ１に入るに際し、模擬電流の供給が開始されてから最初の３本の走査ラインに対応する時間ｔ０１の間は、バイアス電流がＯＮされた時に生じるオーバーシュートとしての電流値の急な上昇に倣って、１走査ラインごとに電流値が上昇するように、各走査ラインにおける光源への供給電流値が設定される。したがって、例えば、３本目の走査ラインにおける電流値は、バイアス電流のオーバーシュートによるピーク時の電流値と同等の電流値に設定される。なお、図９において破線で示す波形は、オーバーシュートするバイアス電流の波形を表す。
　そして、画像有効領域Ａ１に直近の４本目の走査ラインに対応する時間ｔ０２の間は、３本目の走査ラインの電流値から値が下がり、あらかじめ設定されるバイアス電流の値Ｉｂに比較的近い電流値が設定される。また、副走査方向において、光走査位置が画像有効領域Ａ１から画像無効領域Ａ２に出た後は、光走査位置が画像無効領域Ａ２から画像有効領域Ａ１に入る場合とは逆の、つまり各走査ラインの電流値が副走査方向について対称となるように、光源への電流値が制御される（図８参照。）。
　このように、本実施形態のＲＳＤ１では、模擬電流として、走査ラインごとに光源への電流値が制御されることにより、主走査方向におけるバイアス電流がＯＮされたときの電流値が模擬される。つまり、主走査方向におけるバイアス電流のオーバーシュートによる電流の変化に合わせて、副走査方向における画像有効領域Ａ１の両外側の数ラインの部分で、副走査方向に映像信号に濃淡がつけられる。なお、副走査方向について、画像有効領域Ａ１の両側にて模擬電流の供給が行われる走査ラインのライン数、つまり模擬電流として走査ラインごとに電流値を変化させる走査ラインの数は、特に限定されない。
　以上のような副走査方向についての光源への供給電流の制御に関し、光走査位置の移動にともなう一連の制御について、図８を用いて説明する。
　図８に示すように、副走査方向における光走査の過程では、まず、画像無効領域Ａ２と画像有効領域Ａ１との境界位置ＬＢ１よりも光走査位置が所定間隔ｄ２進む時間に相当する時間ｔ１前の位置ＬＡ１で、模擬電流の供給が開始される。位置ＬＡ１で模擬電流の供給が開始された後、光走査位置が境界位置ＬＢ１に達すると、模擬電流の供給が停止されるとともに、画像の書き出しが開始される。つまり、境界位置ＬＢ１から、光走査位置が画像有効領域Ａ１に入り、光源への駆動電流の供給が開始され、画像形成用レーザ光の出射が開始される。
　境界位置ＬＢ１で画像の書き出しが開始されてから、画像有効領域Ａ１を経た光走査位置が画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界位置ＬＣ１に達することで、画像の書き出しが終了する。光走査位置が画像有効領域Ａ１にある間、つまり境界位置ＬＢ１から境界位置ＬＣ１までの間は、光源への駆動電流の供給によって画像形成用レーザ光の出射が行われる。そして、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界位置ＬＣ１よりも時間ｔ１経過した位置ＬＤ１で、模擬電流の供給が停止される。
　以上のように、副走査方向についての光源への供給電流の制御が行われることにより、画像有効領域Ａ１の両側の縁部で、バイアス電流のオーバーシュート効果にならった輝度の高いレーザ光が放射されることとなり、画像有効領域Ａ１の両側の２辺に沿って直線状の画像部分が形成される。すなわち、図１０に示すように、画像有効領域Ａ１に対して、枠Ｙ１，Ｙ２に加えて、副走査方向の両側の縁部に、模擬電流によって、画像有効領域Ａ１に対して副走査方向の両側の各辺に沿って直線状の画像部分である枠Ｘ１，Ｘ２が形成される。
　副走査方向における画像有効領域Ａ１の手前側に形成される枠Ｘ１は、副走査方向の走査において、画像有効領域Ａ１の数ライン手前の位置ＬＡ１から境界位置ＬＢ１までの間に模擬電流の供給が行われることにより、位置ＬＡ１と境界位置ＬＢ１との間に、模擬電流による画像部分として形成される。また、副走査方向における画像有効領域Ａ１の奥側に形成される枠Ｘ２は、副走査方向の走査において、境界位置ＬＣ１から画像有効領域Ａ１の数ライン先の位置ＬＤ１までの間に模擬電流の供給が行われることにより、境界位置ＬＣ１と位置ＬＤ１との間に、模擬電流による画像部分として形成される。
　このように光源に模擬電流が供給されることで画像有効領域Ａ１に対して副走査方向の両側の付加領域として形成される枠Ｘ１，Ｘ２の輝度分布は、主走査方向の両側の付加領域である枠Ｙ１，Ｙ２の輝度分布にそろったものとなる。つまり、模擬電流による表示が、主走査方向におけるオーバーシュートによる輝度分布を副走査方向に対応させて模したものであるため、枠Ｙ１，Ｙ２と枠Ｘ１，Ｘ２とは、幅方向については同様の輝度分布を有する。
　このように、本実施形態のＲＳＤ１では、副走査方向について、画像有効領域Ａ１の両側で模擬電流を供給することにより、画像有効領域Ａ１の両側に枠Ｘ１，Ｘ２が形成される。したがって、枠Ｘ１，Ｘ２と枠Ｙ１，Ｙ２とにより、画像有効領域Ａ１の４辺に沿って直線状の画像部分が形成され、画像有効領域Ａ１の周囲を囲む額縁状の枠表示が形成される。これにより、主走査方向及び副走査方向のいずれについても画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界が際立ち、画像が強調されるように表示される。つまり、副走査方向において画像有効領域Ａ１の両側に形成される枠Ｘ１，Ｘ２は、バイアス電流のオーバーシュートを模した比較的輝度の高いレーザ光により形成される部分であることから、レーザ光の照射が行われない画像無効領域Ａ２に対して、枠Ｙ１，Ｙ２による枠表示に加え、枠Ｘ１，Ｘ１によって画像有効領域Ａ１の部分を強調して表示することができる。
　また、本実施形態のように、枠Ｙ１，Ｙ２に加えて枠Ｘ１，Ｘ２が形成されることにより、主走査方向の場合と同様に副走査方向についても画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界を明確にすることができる。結果として、枠Ｙ１，Ｙ２及び枠Ｘ１，Ｘ２によって画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界部分の認識を容易に行うことができ、画像有効領域Ａ１に表示される画像が強調される。
　また、本実施形態における光源への電流制御によれば、副走査方向についても、枠Ｘ１，Ｘ２よりも外側では、バイアス電流の供給が行われずに、光源が完全にＯＦＦの状態となることから、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２とのコントラスト比を向上させることができる。
　以上のように、本実施形態のＲＳＤ１によれば、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との区別が明確となり画像を強調して表示することができるとともに、消費電力を削減することができる。
　以下、本実施形態のＲＳＤ１における光源への供給電流の制御について、図１１及び図１２に示すフロー図を用いて説明する。図１１に示すように、本実施形態に係る光源の電流制御においては、事前準備として、まず、光源へのバイアス電流がオーバーシュートした時の輝度である枠Ｙ１，Ｙ２の輝度が測定される（Ｓ１０）。すなわち、光源への供給の開始にともなってオーバーシュートするバイアス電流（図４参照）が光源に供給されることによって表示される画像の輝度（輝度分布）が測定される。
　そして、ステップＳ１０で測定された枠Ｙ１，Ｙ２の輝度に基づき、枠Ｘ１，Ｘ２として表示する画像信号を決定する（Ｓ２０）。すなわち、上述したように副走査方向において画像有効領域Ａ１の両外側の領域において光源に供給される模擬電流の各走査ラインに対する電流値（図９参照）が決定される。以上のような事前準備が、光源の電流制御に際してあらかじめ行われる。
　続いて、ＲＳＤ１の実際の駆動にともなって行われる光源の電流制御について説明する。図１２に示すように、本実施形態に係る光源の電流制御においては、まず、ユーザ調整として、枠の太さの決定が行われる（Ｓ１００）。すなわち、画像有効領域Ａ１の周りに形成される枠Ｙ１，Ｙ２，Ｘ１，Ｘ２の幅が決定される。
　主走査方向の両側の枠Ｙ１，Ｙ２については、枠の太さは、バイアス電流のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを規定する所定間隔ｄ２によって調整される。また、副走査方向の両側の枠Ｘ１，Ｘ２については、枠の太さは、光源への模擬電流の供給が行われる所定ライン数によって調整される。ここで、枠Ｙ１，Ｙ２，Ｘ１，Ｘ２の太さは同じであることが好ましいことから、例えば、各枠の太さは同じ太さとなるように一律に調整される。また、枠の太さの調整は、例えば、ＲＳＤ１のコントロールユニット２に、観察者が操作可能な枠の太さ調整用の調整部が設けられ、この調整部の操作により行われる。
　次に、ステップＳ１００において決定された枠の太さに基づいて、バイアス電流のＯＮ／ＯＦＦのタイミング、及び枠Ｘ１，Ｘ２の表示領域が決定される（Ｓ１１０）。バイアス電流のＯＮ／ＯＦＦのタイミングは、ステップＳ１００において枠Ｙ１，Ｙ２の太さを規定する所定間隔ｄ２が決まることにより決定される。所定間隔ｄ２が決まることで、主走査方向において、上述したようにバイアス電流がＯＮ／ＯＦＦされる位置となる、画像有効領域Ａ１の両側にそれぞれ所定間隔ｄ２隔てた位置Ｐ２，Ｐ４が決定される。また、枠Ｘ１，Ｘ２の表示領域は、ステップＳ１００において決定される所定ライン数が決まることにより決定される。
　そして、レーザ光の走査が開始される（Ｓ１２０）。つまり、ＲＳＤ１が備える走査部により、比較的高速な主走査方向の光走査、及び比較的低速な副走査方向の光走査が開始される。
　レーザ光の走査においては、走査ラインのカウントが行われる（Ｓ１３０）。副走査方向の一端から他端までの走査ラインの順番に沿って、光走査位置の副走査方向の移動にともない、副走査方向のどの走査ラインに光走査位置が存在するかにより、走査ラインのカウントが行われる。例えば、走査ラインが全部で１０００本の場合、副走査方向の両端側の１００本の走査ラインが無効走査範囲Ｚｂ２で、中間の８００本の走査ラインが有効走査範囲Ｚｂ１として設定される。そして、本ステップでは、１０００本の走査ラインのうち、現在光走査位置が存在する走査ラインが何番目の走査ラインかがカウントされる。
　次に、ステップＳ１３０にてカウントされた走査ラインが、画像有効領域Ａ１の（有効走査範囲Ｚｂ１の）走査ラインか否かが判定される（Ｓ１４０）。本ステップでは、具体的には、上記のように走査ラインが全部で１０００本の場合の例に倣うと、カウントされた走査ラインが、副走査方向における２０１～８００番目のいずれかの走査ラインか否かが判定される。
　ステップＳ１４０において、カウントされた走査ラインが画像有効領域Ａ１の走査ラインであると判定された場合（Ｓ１４０：Ｙｅｓ）、その走査ラインの主走査方向の走査において、上述したようなバイアス電流のＯＮ／ＯＦＦ制御を含む、光源への供給電流の制御が行われる。
　すなわち、図５を用いて説明した往路方向の場合の例に倣うと、まず、光走査位置が点ＰＡ１の位置に達した時点で、バイアス電流がＯＮされる（Ｓ１５０）。次に、光走査位置が点ＰＢ１の位置から点ＰＣ１の位置に達するまで、光源に駆動電流がされることで、画像の書き出しが行われる（Ｓ１６０）。そして、光走査位置がＰＤ１の位置に達した時点で、バイアス電流がＯＦＦされる（Ｓ１７０）。そして、例えば光走査位置やクロック数等に基づいて１走査ラインが終了したか否かが判定され（Ｓ１８０）、１走査ラインの光走査が終了すると、ステップＳ１３０にてカウントされた走査ラインについての光走査が終了し、次の走査ラインについてのカウントが行われる（Ｓ１３０）。
　一方、ステップＳ１４０において、カウントされた走査ラインが画像有効領域Ａ１の走査ラインではないと判定された場合（Ｓ１４０：Ｎｏ）、その走査ラインが枠Ｘ１，Ｘ２表示領域か否かが判定される（Ｓ１９０）。本ステップでは、具体的には、上記のように走査ラインが全部で１０００本の場合の例に倣い、さらに模擬電流が流される所定ライン数が４本であるとすると、カウントされた走査ラインが、副走査方向における１９７～２００番目、８０１～８０４番目のいずれかの走査ラインか否かが判定される。
　ステップＳ１９０において、カウントされた走査ラインが枠Ｘ１，Ｘ２表示領域であると判定された場合（Ｓ１９０：Ｙｅｓ）、その走査ラインの主走査方向の走査において、上述したような模擬電流が光源に供給される。
　すなわち、図５を用いて説明した往路方向の場合の例に倣うと、光走査位置が位置Ｐ２に達した時点で、模擬電流がＯＮされる（Ｓ２００）。そして、光走査位置が、位置Ｐ２から境界位置Ｐ１，Ｐ３を経て、位置Ｐ４に達するまで、光源への模擬電流の供給が行われる（Ｓ２１０、Ｓ２２０）。そして、上記のとおり１走査ラインの光走査が終了すると、次の走査ラインについてのカウントが行われる（Ｓ１８０、Ｓ１３０）。
　他方、ステップＳ１９０において、カウントされた走査ラインが枠Ｘ１，Ｘ２表示領域ではない判定された場合（Ｓ１９０：Ｎｏ）、光源への電流はＯＦＦされ、光源への電流供給が行われることなく、上記のとおり１走査ラインの光走査が終了すると、次の走査ラインについてのカウントが行われる（Ｓ１８０、Ｓ１３０）。
　以上のように、光源への供給電流の制御が行われることにより、画像有効領域Ａ１の４辺に沿って枠Ｙ１，Ｙ２及び枠Ｘ１，Ｘ２が形成され、画像有効領域Ａ１の周囲を囲む額縁状の枠表示が形成される（図１０参照）。これにより、上述したような画像の強調表示効果が得られる。
　以下では、本実施形態に係るＲＳＤ１の変形例について説明する。まず、光源に供給される模擬電流の変形例について説明する。模擬電流は、上述したように、枠Ｘ１，Ｘ２を形成するため、副走査方向について、画像有効領域Ａ１の前後の所定ライン数分の走査ラインで光源に供給される。
　光源に供給される模擬電流は、上述したようにバイアス電流のオーバーシュートによる電流値の変化を、走査ラインごとに電流値を変化させることで模したものに限らず、バイアス電流のオーバーシュートによって変動する電流値の平均的な値であってもよい。つまり、本実施形態のＲＳＤ１では、模擬電流は、バイアス電流の供給の開始にともなって、光走査位置が所定間隔ｄ２の範囲にある間に光源部７に供給される電流の平均値の電流であってもよい。
　この場合、図１３に示すように、光源に供給される模擬電流として、所定の平均値Ｉｃの電流が用いられる。平均値Ｉｃは、図４に示すように光源への供給が開始されてからオーバーシュートするバイアス電流に関し、バイアス電流がＯＮされてからオーバーシュートを経て電流値が安定するまでの時間ｔ０により規定される所定間隔ｄ２における平均的な電流値である。なお、図１３において破線で示す波形は、オーバーシュートするバイアス電流の波形を表す。
　模擬電流についての平均値Ｉｃは、例えばオーバーシュートするバイアス電流の所定間隔ｄ２におけるピクセルごとの電流値の平均である。ただし、平均値Ｉｃは、バイアス電流がオーバーシュートしてから安定するまでの間に変化する電流値の平均であり、平均値Ｉｃについての平均としては、相加平均や相乗平均、あるいは時間平均や距離平均等、適宜の平均が採用される。
　このような模擬電流が供給されることで画像有効領域Ａ１に対して副走査方向の両側の付加領域として形成される枠Ｘ１，Ｘ２の輝度分布は、主走査方向の両側の付加領域である枠Ｙ１，Ｙ２の輝度分布の平均値となる。つまり、模擬電流による表示が、主走査方向におけるオーバーシュートによる輝度分布を平均させることで模したものであるため、枠Ｘ１，Ｘ２の幅方向の輝度分布は、枠Ｙ１，Ｙ２の幅方向の輝度分布の平均値として一定の値となる。
　このように、枠Ｘ１，Ｘ２を形成するために光源に供給される模擬電流として、バイアス電流のオーバーシュートによる変化部分の平均値が用いられることにより、光源に模擬電流を供給するための電流制御の処理が簡単となる。例えば、模擬電流の電流値をあらかじめ所定の平均値Ｉｃとして設定しておくことにより、光源への模擬電流の供給にともなう電流制御において走査ラインごとに電流値を変化させる必要がなく、簡単な処理が実現できる。
　また、模擬電流の電流値を走査ラインにかかわらず所定の平均値Ｉｃとすることにより、枠Ｘ１，Ｘ２の幅方向の輝度分布が一定となる。これにより、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界をより際立たせることができる。
　次に、光源に供給されるバイアス電流の変形例について説明する。本実施形態に係るＲＳＤ１においては、バイアス電流は、上述したように、画像有効領域Ａ１に対して枠Ｙ１，Ｙ２を形成するために利用される。バイアス電流は、ＯＮされることにより、バイアス電流の値として設定される値Ｉｂを大きく上回った後に安定するというオーバーシュートを生じさせる。このように、バイアス電流は、特に制御しない限り、ＯＮされることで連続的に変化してオーバーシュートを発生させる。
　そこで、本変形例では、バイアス電流がＯＮされてから所定の値Ｉｂに安定するまでの過程で、電流値が段階的に変化するようにバイアス電流が制御される。つまり、本変形例に係るＲＳＤ１では、制御部５は、光源へのバイアス電流の供給を開始した際、駆動信号供給回路８から光源部７に供給される電流を、所定の電流値まで段階的に上昇させる。
　この場合、図１４に示すように、光源に供給されるバイアス電流が、ＯＮされてから時間ｔ０の間に所定の電流値としての値Ｉｂに達するまで、段階的に上昇させられる。図１４では、バイアス電流は、２段階に上昇させられることで、値Ｉｂまで達している。
　このようにバイアス電流を所定の電流値まで段階的に上昇させる過程では、所定の値までの段階数は特に限定されない。つまり、駆動信号供給回路８により画素単位で各信号が生成される構成においては、小さくても画素ごとに段階的に電流値が変化させられることで、段階的なバイアス電流の上昇が実現される。
　このように、枠Ｙ１，Ｙ２を形成するために利用されるバイアス電流を、所定の電流値まで段階的に上昇させることにより、バイアス電流が所定の電流値まで一度に上昇させる場合との比較において、バイアス電流の急激なオーバーシュートを回避することができる。
　また、こうしたバイアス電流の電流値の段階的な制御は、上述したように枠Ｘ１，Ｘ２を形成するための模擬電流に、バイアス電流の電流値を合わせることを可能とする。つまり、模擬電流は、バイアス電流について現象として生じるオーバーシュートを、意図的に電流値を制御することで再現するものであるため、バイアス電流が意図的な電流値の制御のもとで変化させられることにより、模擬電流をバイアス電流に合わせることが容易となる。
　このように、バイアス電流の電流値を段階的に制御することにより、枠Ｘ１，Ｘ２を形成するための模擬電流として、バイアス電流の変化態様を容易に再現することが可能となる。これにより、バイアス電流によって形成される枠Ｙ１，Ｙ２と模擬電流によって形成される枠Ｘ１，Ｘ２とで、幅方向の輝度分布を容易にそろえることができる。枠Ｙ１，Ｙ２と枠Ｘ１，Ｘ２とで幅方向の輝度分布がそろうことにより、枠Ｙ１，Ｙ２と枠Ｘ１，Ｘ２とで形成される４辺の枠表示の一体感を増すことができ、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界をより際立たせることができる。
　以上説明したように、本実施形態に係るＲＳＤ１によれば、以下の効果が期待できる。
　（１）本実施形態に係るＲＳＤ１は、画像信号５Ｓに応じた強度のレーザ光を出射する光源部７と、水平方向（主走査方向）に相対的に高速にレーザ光を走査する水平走査部３２、及び主走査方向に直交する垂直方向（副走査方向）に相対的に低速にレーザ光を走査する垂直走査部３４を有し、光源部７から出射されたレーザ光を２次元走査する走査部と、走査部で走査されたレーザ光を投射対象である観察者の眼１０の網膜１０ｂに投射する投射部と、画像信号５Ｓに応じた駆動電流、及び光源部７を待機状態とするためのバイアス電流を、光源部７に供給させる駆動信号供給回路８と、駆動信号供給回路８による駆動電流及びバイアス電流の供給を制御する制御部５と、を備える。そして、制御部５は、水平走査部３２による主走査方向のレーザ光の走査過程で、光走査位置が、画像信号５Ｓに応じた画像表示が行われない無効走査範囲Ｚａ２から画像表示が行われる有効走査範囲Ｚａ１に切り替わる位置（点ＰＢ１）から所定間隔ｄ２前の位置（点ＰＡ１）に達した時に、駆動信号供給回路８によるバイアス電流の供給を開始し、光走査位置が、有効走査範囲Ｚａ１から無効走査範囲Ｚａ２に切り替わる位置（点ＰＣ１）から所定間隔ｄ２後の位置（点ＰＤ１）に達した時に、駆動信号供給回路８によるバイアス電流の供給を停止する。これにより、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との区別が明確となり画像を強調して表示することができるとともに、消費電力を削減することができる。
　（２）また、本実施形態のＲＳＤ１においては、制御部５は、垂直走査部３４による副走査方向のレーザ光の走査過程で、光走査位置が、無効走査範囲Ｚｂ２から有効走査範囲Ｚｂ１に切り替わる境界位置ＬＢ１から水平走査部３２による主走査方向の走査ラインの所定ライン数前の位置ＬＡ１までの範囲、及び有効走査範囲Ｚｂ１から無効走査範囲Ｚｂ２に切り替わる境界位置ＬＣ１から走査ラインの所定ライン数後の位置ＬＤ１までの範囲にある場合に、バイアス電流の供給を開始した際に駆動信号供給回路８から光源部７に供給される電流を模した模擬電流を、駆動信号供給回路８から光源部７に供給させる。これにより、画像有効領域Ａ１の４辺に沿って画像有効領域Ａ１の周囲を囲む額縁状の枠表示が形成され、主走査方向及び副走査方向のいずれについても画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界が際立ち、より画像を強調して表示することができる。
　（３）また、本実施形態のＲＳＤ１においては、制御部５は、バイアス電流の供給を開始した際、駆動信号供給回路８から光源部７に供給される電流を、所定の電流値まで段階的に上昇させる。これにより、模擬電流をバイアス電流に合わせることが容易となり、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界をより際立たせることができる。
　（４）また、本実施形態のＲＳＤ１においては、前記模擬電流は、バイアス電流の供給の開始にともなって、光走査位置が所定間隔ｄ２の範囲にある間に光源部７に供給される電流の平均値の電流である。これにより、光源に模擬電流を供給するための電流制御の処理が簡単となる。
　（５）また、本実施形態のＲＳＤ１においては、前記模擬電流は、バイアス電流の供給を開始した際に駆動信号供給回路８から光源部７に供給される電流の主走査方向についての分布を、副走査方向に対応させて模した電流である。これにより、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との境界をより際立たせることができ、画像を強調して表示することができる。
　（６）また、本実施形態のＲＳＤ１は、投射対象を、観察者の少なくとも一方の眼１０の網膜１０ｂとし、走査部によって走査されたレーザ光を、投射部により網膜１０ｂに入射して、画像を表示する。これにより、効果的に、画像有効領域Ａ１と画像無効領域Ａ２との区別を明確として画像を強調して表示することができる。
　１　　　ＲＳＤ（走査型画像表示装置）
　２　　　コントロールユニット
　５　　　制御部（電流制御部）
　５Ｓ　　画像信号
　７　　　光源部
　８　　　駆動信号供給回路（電流供給部）
　１０　　眼
　１０ｂ　網膜
　１５　　ハーフミラー
　３２　　水平走査部（高速走査部）
　３４　　垂直走査部（低速走査部）
　３５　　第２リレー光学系
　３８　　レンズ系
　３９　　レンズ系

Claims (6)

  1. 　画像信号に応じた強度の光束を出射する光源部と、
    　第１の方向に相対的に高速に光束を走査する高速走査部、及び前記第１の方向に直交する第２の方向に相対的に低速に光束を走査する低速走査部を有し、前記光源部から出射された光束を２次元走査する走査部と、
    　前記走査部で走査された光束を投射対象に投射する投射部と、
    　前記画像信号に応じた画像表示用電流、及び前記光源部を待機状態とするためのバイアス電流を、前記光源部に供給させる電流供給部と、
    　前記電流供給部による前記画像表示用電流及び前記バイアス電流の供給を制御する電流制御部と、を備え、
    　前記電流制御部は、
    　前記高速走査部による前記第１の方向の光束の走査過程で、
    　光束の走査位置が、前記画像信号に応じた画像表示が行われない無効走査範囲から前記画像表示が行われる有効走査範囲に切り替わる位置から所定間隔前の位置に達した時に、前記電流供給部による前記バイアス電流の供給を開始し、
    　光束の走査位置が、前記有効走査範囲から前記無効走査範囲に切り替わる位置から所定間隔後の位置に達した時に、前記電流供給部による前記バイアス電流の供給を停止する走査型画像表示装置。
  2. 　前記電流制御部は、
    　前記低速走査部による前記第２の方向の光束の走査過程で、
    　光束の走査位置が、前記無効走査範囲から前記有効走査範囲に切り替わる位置から前記高速走査部による前記第１の方向の走査ラインの所定ライン数前の位置までの範囲、及び前記有効走査範囲から前記無効走査範囲に切り替わる位置から前記走査ラインの所定ライン数後の位置までの範囲にある場合に、
    　前記バイアス電流の供給を開始した際に前記電流供給部から前記光源部に供給される電流を模した模擬電流を、前記電流供給部から前記光源部に供給させる
    　請求項１に記載の走査型画像表示装置。
  3. 　前記電流制御部は、前記バイアス電流の供給を開始した際、前記電流供給部から前記光源部に供給される電流を、所定の電流値まで段階的に上昇させる
    　請求項１に記載の走査型画像表示装置。
  4. 　前記模擬電流は、
    　前記バイアス電流の供給の開始にともなって、光束の走査位置が前記所定間隔の範囲にある間に前記光源部に供給される電流の平均値の電流である
    　請求項３に記載の走査型画像表示装置。
  5. 　前記模擬電流は、
    　前記バイアス電流の供給を開始した際に前記電流供給部から前記光源部に供給される電流の前記第１の方向についての分布を、前記第２の方向に対応させて模した電流である請求項３に記載の走査型画像表示装置。
  6. 　前記投射対象を、観察者の少なくとも一方の眼の網膜とし、前記走査部によって走査された光束が、前記投射部により前記網膜に入射して、画像を表示する
    　請求項１に記載の走査型画像表示装置。
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