WO2012108032A1 - 画像表示装置 - Google Patents

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WO2012108032A1
WO2012108032A1 PCT/JP2011/052874 JP2011052874W WO2012108032A1 WO 2012108032 A1 WO2012108032 A1 WO 2012108032A1 JP 2011052874 W JP2011052874 W JP 2011052874W WO 2012108032 A1 WO2012108032 A1 WO 2012108032A1
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light receiving
light
laser
scanning
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崇 溝口
暁棠 葛
良輔 下澤
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パイオニア株式会社
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • H04N9/3129Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
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    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/317Convergence or focusing systems

Definitions

  • the present invention relates to a technical field for detecting an optical axis shift in an image display device.
  • Patent Document 1 This type of technology is proposed in Patent Document 1, for example.
  • Patent Document 1 controls the light emission and extinction of the first light source and the light emission and extinction of the second light source, and the first light in the second light receiving region.
  • a technique for detecting a shift between the optical axis of the first light source and the optical axis of the second light source based on the reception timing and the reception timing of the second light in the second light receiving region has been proposed.
  • An object of the present invention is to provide an image display device capable of appropriately detecting a vertical optical axis shift during normal drawing.
  • the image display device includes two or more laser light source units that emit two or more laser beams having different wavelengths, and a scanning unit that scans the laser beams emitted from the laser light source unit.
  • a light-receiving element that receives each of the two or more laser beams, and the light-receiving element when the laser beam receives one of the two or more laser beams by scanning by the scanning unit Detection means for acquiring the output of all of the two or more laser beams, the light receiving element has a side extending in a scanning direction by the scanning means, and the detection means Based on the output value from the light receiving element when each of the two or more laser beams passes through the side extending in the scanning direction, the optical axis shift in the direction perpendicular to the scanning direction is determined. Out to.
  • the image display device includes two or more laser light source units that emit two or more laser beams having different wavelengths, and a scanning unit that scans the laser beams emitted from the laser light source unit. And a light receiving element that receives each of the two or more laser beams, and the light receiving element when the light receiving element receives one of the two or more laser beams by scanning by the scanning unit. Detecting means for acquiring the output of all of the two or more laser beams, and the light receiving element is configured to detect the laser light irradiated into the light receiving element in accordance with the progress of scanning by the scanning means.
  • the detecting means is configured to receive the light receiving element when each of the two or more laser beams passes through the light receiving element. Based on a change in al the output, detecting a deviation of the optical axis in a direction perpendicular to the scanning direction by said scanning means.
  • the image display device includes a first light source that emits a first laser beam, a second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first light source, and the first laser.
  • Scanning means for scanning the light and the second laser light, and sides extending in a scanning direction of the first laser light and the second laser light by the scanning means, the first laser light and the second laser light
  • a light receiving element that receives each laser beam and outputs a signal corresponding to the amount of light, and each of the first laser light and the second laser light extends along a side extending in the scanning direction of the light receiving element.
  • an optical axis deviation detecting means for detecting an optical axis deviation in a direction perpendicular to the scanning direction based on an output value from the light receiving element when passing.
  • the image display device includes a first light source that emits a first laser beam, a second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first light source, and the first laser.
  • a light-receiving element that outputs a signal corresponding to the amount of light received by each of the first laser light and the second laser light, and the first laser light and the second laser light.
  • An optical axis that detects an optical axis shift in a direction perpendicular to the scanning direction based on an output value from the light receiving element when each passes along a side extending in the scanning direction of the light receiving element.
  • Deviation detecting means .
  • the image display device includes a first light source that emits a first laser beam, a second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first light source, and the first laser.
  • Scanning means for scanning the light and the second laser light a plurality of times in a predetermined direction; a light receiving element that receives each of the first laser light and the second laser light and outputs a signal corresponding to the amount of light; and Based on the difference between the output value from the light receiving element when the first laser light is scanned n times and the output value from the light receiving element when the second laser light is scanned n times, And an optical axis deviation detecting means for detecting an optical axis deviation in a direction perpendicular to the scanning direction.
  • the structure of the image display apparatus which concerns on a present Example is shown.
  • positioning of a micro lens array and a light receiving element is shown.
  • the figure for demonstrating the basic concept of the optical axis deviation detection method which concerns on a present Example is shown.
  • the figure for demonstrating the optical axis offset detection method which concerns on 1st Example is shown.
  • the output waveform of a light receiving element at the time of performing control concerning the 1st example is shown.
  • the figure for demonstrating the optical axis offset detection method which concerns on 2nd Example is shown.
  • the output waveform of a light receiving element at the time of performing control concerning the 2nd example is shown.
  • the modification of the light receiving element which concerns on 2nd Example is shown.
  • the figure for demonstrating the optical axis offset detection method which concerns on 3rd Example is shown.
  • the output waveform of a light receiving element at the time of performing control concerning the 3rd example is shown.
  • the modification of the light receiving element which concerns on 3rd Example is shown.
  • an image display device includes two or more laser light source units that emit two or more laser beams having different wavelengths, and a scanning unit that scans the laser light emitted from the laser light source unit.
  • a light-receiving element that receives each of the two or more laser beams, and one of the two or more laser beams that is received by the light-receiving element by scanning by the scanning unit.
  • Detecting means for acquiring outputs for all of the two or more laser beams, wherein the light receiving element has a side extending in a scanning direction by the scanning means, and the detecting means includes the 2 Based on the output value from the light receiving element when each of the laser beams passes through the side extending in the scanning direction, the optical axis deviation in the direction perpendicular to the scanning direction is detected.
  • the image display device includes two or more laser light source units that emit two or more laser beams having different wavelengths, a scanning unit that scans the laser light emitted from the laser light source unit, and two or more laser light beams. And a light receiving element for receiving each light.
  • the detection means detects the deviation of the optical axes of two or more laser light sources by acquiring the output of the light receiving element when only one laser beam is received by the light receiving element for all of the two or more laser lights.
  • the light receiving element has at least a side extending in the scanning direction, and the detection unit receives the light receiving element when each of the two or more laser beams passes through the side extending in the scanning direction.
  • the deviation of the optical axis in the direction perpendicular to the scanning direction is detected.
  • the scanning unit performs normal scanning. For example, it is not necessary to scan in the direction perpendicular to the normal scanning direction in order to detect the optical axis deviation in the vertical direction.
  • the detection means outputs the output value of the light receiving element when each of the two or more laser beams passes through a side extending in the scanning direction.
  • the optical axis in the direction perpendicular to the scanning direction is normalized by the maximum value of the output value obtained when each of the laser beams is received by the light receiving element, and based on the value obtained by the normalization Detecting deviations.
  • the light receiving element can be configured in a rectangular shape.
  • an image display device in another aspect of the present invention, includes two or more laser light source units that emit two or more laser beams having different wavelengths, and a scanning unit that scans the laser beams emitted from the laser light source unit.
  • a light receiving element that receives each of the two or more laser beams, and one of the two or more laser beams that is received by the light receiving element by scanning by the scanning unit.
  • Detecting means for acquiring an output for all of the two or more laser beams, wherein the light receiving element is a spot of the laser light irradiated into the light receiving element as the scanning by the scanning unit proceeds
  • the detection means is configured so that each of the two or more laser beams is separated from the light receiving element when passing through the light receiving element. Based on the change in the output, for detecting a deviation of the optical axis in a direction perpendicular to the scanning direction by said scanning means.
  • the light receiving element is configured in such a manner that the area of the spot of the laser beam irradiated into the light receiving element changes according to the progress of scanning by the scanning means.
  • the detecting means detects the deviation of the optical axis in the direction perpendicular to the scanning direction by the scanning means based on the change in the output from the light receiving element when each of the two or more laser beams passes through the light receiving element. To detect. Thereby, it is possible to appropriately detect the optical axis deviation in the vertical direction when the scanning unit performs normal scanning. For example, it is not necessary to scan in the direction perpendicular to the normal scanning direction in order to detect the optical axis deviation in the vertical direction.
  • the light receiving element has a side having a predetermined inclination with respect to the scanning direction
  • the detection means is configured so that each of the two or more laser beams is the predetermined value. Based on the timing at which the output of the light receiving element indicating that a side having an inclination has been obtained, the optical axis shift in a direction perpendicular to the scanning direction is detected.
  • the detection means detects the deviation of the optical axis in the vertical direction based on the timing at which the output indicating that each of the two or more laser beams has passed the side having a predetermined inclination is obtained.
  • the difference in the spot size of each laser beam is determined by how the output of the light receiving element is reduced while the laser beam passes through the side having the predetermined inclination. Regardless of the trend, it tends to be almost constant. Therefore, it is possible to suppress the influence due to the difference in spot size of each laser beam and to detect the optical axis deviation in the vertical direction with high accuracy.
  • the detection unit is configured to determine a timing at which an output value of the light receiving element becomes a predetermined value when each of the two or more laser beams passes through the light receiving element. It is used as a timing at which the output of the light receiving element indicating that each of the two or more laser beams passes through the side having the predetermined inclination, and the predetermined inclination and the output value of the light receiving element are the predetermined value. Based on this timing, the optical axis deviation in the direction perpendicular to the scanning direction is detected.
  • the light receiving element is configured in a shape in which a plurality of rectangles having a size at least larger than the spot of the two or more laser beams are arranged in a step shape
  • the detecting means detects light in a direction perpendicular to the scanning direction based on the timing when the output value of the light receiving element becomes equal to or greater than a predetermined value when each of the two or more laser beams passes through the light receiving element. Detect shaft misalignment.
  • the light receiving element is configured in a shape in which a plurality of rectangles having a size at least larger than two or more laser beam spots are arranged in a stepped manner.
  • the detecting means detects the deviation of the optical axis in the vertical direction based on the timing when the output value becomes equal to or greater than a predetermined value when each of the two or more laser beams passes through the light receiving element.
  • the processing of specifying the rectangle in which the spot of each laser beam is most contained among a plurality of rectangles is performed, so that the optical axis deviation in the vertical direction is roughly determined. Can be detected. Therefore, it is possible to detect the optical axis deviation in the vertical direction by a relatively simple process.
  • the light-receiving element is provided in a position corresponding to a predetermined region outside the drawing region by the image display device within the scanning range by the scanning unit.
  • the “drawing area” corresponds to an area for displaying an image to be presented to the user.
  • the detection unit may receive the light that indicates that each of the two or more laser beams has passed through a side of the light receiving element that extends in a direction perpendicular to the scanning direction. Based on the timing when the output of the element is obtained, the optical axis shift in the scanning direction is further detected. According to this aspect, not only the optical axis deviation in the vertical direction but also the optical axis deviation in the scanning direction (horizontal direction) can be detected appropriately.
  • the detection unit scans one of the two or more laser beams by the scanning unit before detecting the deviation of the optical axis.
  • the timing at which the output of the light receiving element indicating that the laser beam has passed through the side of the light receiving element extending in the direction perpendicular to the scanning direction is obtained, and the obtained timing is designated as the two or more lasers.
  • the deviation of the optical axis is detected by using it as a reference for comparing the output of the light receiving element obtained when each of the light passes through the light receiving element. By using such timing as a reference, the output waveforms of the light receiving elements by the respective laser beams can be appropriately aligned on the time axis.
  • the detection means compares the start timing of scanning by the scanning means with the output of the light receiving element obtained when each of the two or more laser beams passes through the light receiving element. This is used as a reference for detecting the deviation of the optical axis. Also by using such timing as a reference, the output waveforms of the light receiving elements by the respective laser beams can be appropriately aligned on the time axis.
  • the image display device includes a first light source that emits a first laser beam, a second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first light source, and the first laser.
  • Scanning means for scanning the light and the second laser light, and sides extending in a scanning direction of the first laser light and the second laser light by the scanning means, the first laser light and the second laser light
  • a light receiving element that receives each laser beam and outputs a signal corresponding to the amount of light, and each of the first laser light and the second laser light extends along a side extending in the scanning direction of the light receiving element.
  • an optical axis deviation detecting means for detecting an optical axis deviation in a direction perpendicular to the scanning direction based on an output value from the light receiving element when passing.
  • the optical axis misalignment detection unit is configured to detect a part of the first laser beam or a part of the second laser beam from the light receiving element in a state where the light receiving element receives the part. The deviation of the optical axis is detected based on the output value. Furthermore, in the above image display device, the optical axis deviation detecting means is an outermost peripheral portion of the light receiving element scanned by the first light source and the second light source.
  • the image display device includes a first light source that emits a first laser beam, a second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first light source, and the first laser.
  • a light-receiving element that outputs a signal corresponding to the amount of light received by each of the first laser light and the second laser light, and the first laser light and the second laser light.
  • An optical axis that detects an optical axis shift in a direction perpendicular to the scanning direction based on an output value from the light receiving element when each passes along a side extending in the scanning direction of the light receiving element.
  • Deviation detecting means for scanning light and the second laser light, and an area of a spot formed on the light receiving surface by the first laser light and the second laser light according to the progress of scanning in
  • the light receiving element has a shape having sides that are not parallel to the scanning direction of the scanning unit.
  • the image display device includes a first light source that emits a first laser beam, a second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first light source, and the first laser.
  • Scanning means for scanning the light and the second laser light a plurality of times in a predetermined direction; a light receiving element that receives each of the first laser light and the second laser light and outputs a signal corresponding to the amount of light; and Based on the difference between the output value from the light receiving element when the first laser light is scanned n times and the output value from the light receiving element when the second laser light is scanned n times, And an optical axis deviation detecting means for detecting an optical axis deviation in a direction perpendicular to the scanning direction.
  • FIG. 1 shows a configuration of an image display apparatus according to an embodiment.
  • the image display device 1 includes an image signal input unit 2, a video ASIC 3, a frame memory 4, a ROM 5, a RAM 6, a laser driver ASIC 7, a MEMS control unit 8, and a laser light source unit 9. And comprising.
  • the image display device 1 is applied to, for example, a head-up display.
  • the image signal input unit 2 receives an image signal input from the outside and outputs it to the video ASIC 3.
  • the video ASIC 3 is a block that controls the laser driver ASIC 7 and the MEMS control unit 8 based on the image signal input from the image signal input unit 2 and the scanning position information Sc input from the MEMS mirror 10, and is ASIC (Application Specific Integrated). Circuit).
  • the video ASIC 3 includes a synchronization / image separation unit 31, a bit data conversion unit 32, a light emission pattern conversion unit 33, and a timing controller 34.
  • the synchronization / image separation unit 31 separates the image data displayed on the image display unit and the synchronization signal from the image signal input from the image signal input unit 2 and writes the image data to the frame memory 4.
  • the bit data conversion unit 32 reads the image data written in the frame memory 4 and converts it into bit data.
  • the light emission pattern conversion unit 33 converts the bit data converted by the bit data conversion unit 32 into a signal representing the light emission pattern of each laser.
  • the timing controller 34 controls the operation timing of the synchronization / image separation unit 31 and the bit data conversion unit 32.
  • the timing controller 34 also controls the operation timing of the MEMS control unit 8 described later.
  • the image data separated by the synchronization / image separation unit 31 is written.
  • the ROM 5 stores a control program and data for operating the video ASIC 3. Various data are sequentially read from and written into the RAM 6 as a work memory when the video ASIC 3 operates.
  • the laser driver ASIC 7 is a block that generates a signal for driving a laser diode provided in a laser light source unit 9 described later, and is configured as an ASIC.
  • the laser driver ASIC 7 includes a red laser driving circuit 71, a blue laser driving circuit 72, and a green laser driving circuit 73.
  • the red laser driving circuit 71 drives the red laser LD1 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • the blue laser drive circuit 72 drives the blue laser LD2 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • the green laser drive circuit 73 drives the green laser LD3 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • the MEMS control unit 8 controls the MEMS mirror 10 based on a signal output from the timing controller 34.
  • the MEMS control unit 8 includes a servo circuit 81 and a driver circuit 82.
  • the servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 10 based on a signal from the timing controller.
  • the driver circuit 82 amplifies the control signal of the MEMS mirror 10 output from the servo circuit 81 to a predetermined level and outputs the amplified signal.
  • the laser light source unit 9 emits laser light based on the drive signal output from the laser driver ASIC 7.
  • the laser light source unit 9 mainly includes a red laser LD1, a blue laser LD2, a green laser LD3, collimator lenses 91a to 91c, reflection mirrors 92a to 92c, a microlens array 94, and a lens. 95 and the light receiving element 100.
  • the red laser LD1 emits red laser light
  • the blue laser LD2 emits blue laser light
  • the green laser LD3 emits green laser light.
  • the collimator lenses 91a to 91c convert the red, blue, and green laser beams into parallel beams and emit the parallel beams to the reflection mirrors 92a to 92c, respectively.
  • the reflection mirror 92b reflects blue laser light
  • the reflection mirror 92c transmits blue laser light and reflects green laser light.
  • the reflection mirror 92a transmits only the red laser beam and reflects the blue and green laser beams.
  • the red laser light transmitted through the reflection mirror 92 a and the blue and green laser light reflected by the reflection mirror 92 a are incident on the MEMS mirror 10.
  • the MEMS mirror 10 functions as a scanning unit and reflects the laser light incident from the reflection mirror 92a toward the microlens array 94.
  • the MEMS mirror 10 basically moves so as to scan the microlens array 94 as a screen under the control of the MEMS control unit 8 in order to display the image input to the image signal input unit 2.
  • the scanning position information at that time (for example, information such as the angle of the mirror) is output to the video ASIC 3.
  • the microlens array 94 a plurality of microlenses are arranged, and the laser beam reflected by the MEMS mirror 10 is incident thereon.
  • the lens 95 enlarges an image formed on the radiation surface of the microlens array 94.
  • the light receiving element 100 is provided in the vicinity of the microlens array 94. Specifically, the microlens array 94 is provided at a position corresponding to a drawing area (corresponding to an area for displaying an image to be presented to the user; the same shall apply hereinafter), whereas a light receiving element. Reference numeral 100 is provided at a position corresponding to a predetermined area outside the drawing area.
  • the light receiving element 100 is a photoelectric conversion element such as a photodetector, and supplies a detection signal Sd, which is an electrical signal corresponding to the amount of received laser light, to the video ASIC 3.
  • the video ASIC 3 functions as detection means (optical axis deviation detection means), detects the optical axis deviation of the red laser LD1, blue laser LD2, and green laser LD3 based on the detection signal Sd from the light receiving element 100, and Control for correcting the optical axis deviation is performed.
  • detection means optical axis deviation detection means
  • Control for correcting the optical axis deviation is performed.
  • FIG. 1 for easy understanding, the arrangement position of the light receiving element 100 with respect to the microlens array 94 is schematically shown, and the actual arrangement position of the light receiving element 100 is different from this.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of the microlens array 94 and the light receiving element 100.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the microlens array 94 and the light receiving element 100 are observed from the direction along the traveling direction of the laser light (the arrow Z direction in FIG. 1).
  • a region R represented by a broken line corresponds to a scanning range by the MEMS mirror 10.
  • the microlens array 94 is provided at a position corresponding to the drawing region
  • the light receiving element 100 is provided at a position corresponding to a region below the drawing region.
  • the position where the light receiving element 100 is arranged is not limited to that shown in FIG.
  • the light receiving element 100 can be arranged at various positions as long as the position corresponds to an area outside the drawing area within the scanning range.
  • optical axis deviation detection method Next, the optical axis deviation detection method according to the present embodiment will be specifically described.
  • the above-described light receiving element 100 is used to perform processing for detecting the optical axis shift of the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 during the normal operation of the image display apparatus 1.
  • the optical axis deviation is detected by scanning the light receiving element 100 with laser light. That is, after scanning the microlens array 94 arranged at a position corresponding to the drawing area, the light receiving element 100 arranged at a position corresponding to the area outside the drawing area is scanned with the laser light, and the light receiving element 100 at that time The optical axis deviation is detected based on the output of. Scanning the light receiving element 100 after scanning the microlens array 94 is not limited, and depending on the arrangement position of the light receiving element 100, the light receiving element 100 may be scanned before the microlens array 94 is scanned. good. In FIG. 3, the light receiving element 100 is configured in a rectangular shape, but this is an example of the shape of the light receiving element 100, and the light receiving element 100 is configured in various shapes as shown in examples described later.
  • the normal scanning direction of the laser beam by the raster scanning method is defined as “horizontal direction”, and the direction perpendicular to the scanning direction is defined as “vertical direction”.
  • circles with “R”, “B”, and “G” written therein indicate spots of red laser light, blue laser light, and green laser light, respectively.
  • the spot of the blue laser beam is in the right direction with respect to the spot of the red laser beam in the horizontal direction (the direction is the “positive direction”, and the opposite direction is the “negative direction”).
  • the vertical direction is shifted downward with respect to the red laser light spot (the direction is the “negative direction” and the opposite direction is the “positive direction”). Is illustrated.
  • a light receiving element 100 having a rectangular shape hereinafter, the light receiving element 100 according to the first embodiment is referred to as “light receiving element 100a” and extends in the scanning direction of the light receiving element 100a. Based on the magnitude of the output value of the light receiving element 100a when each laser beam passes through the existing side (that is, the outermost peripheral portion of the light receiving element 100a), the optical axis deviation in the vertical direction is detected.
  • FIG. 4 is a diagram for specifically explaining the optical axis deviation detection method according to the first embodiment.
  • the light receiving element 100a is configured in a rectangular shape. Specifically, the light receiving element 100a has a length in the vertical direction such that a spot when each laser beam is scanned a plurality of times (for example, four times) is properly contained. It is assumed that the red laser beam, the blue laser beam, and the green laser beam have the same optical axis deviation as in FIG.
  • the spot of the laser beam that is emitting is indicated by a solid line
  • the spot of the laser beam that is turned off is indicated by a broken line (the same applies hereinafter).
  • the red laser light passes through the light receiving element 100a a plurality of times (four times in the example shown in FIG. 4) in a state where only the red laser light is emitted. Scan with red laser light.
  • the red laser light when the red laser light finally passes through the light receiving element 100a, the red laser light is positioned on the negative side of the vertical direction in the light receiving element 100a and is an edge (specifically, an edge extending in the horizontal direction). 100a1).
  • the red laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a, only a part of the spot of the red laser light is located in the light receiving element 100a, and the other part of the spot of the red laser light is received.
  • the MEMS control unit 8 in the image display apparatus 1 performs scanning similar to normal drawing, and specifically performs scanning without generating a gap in the vertical direction of the scanning range. (The same shall apply hereinafter).
  • the image display apparatus 1 emits only red laser light, and after the red laser light has passed through the light receiving element 100a once, the laser light to be emitted is red. Switch from laser light to blue laser light. Then, the image display device 1 scans the blue laser light so that the blue laser light passes through the light receiving element 100a a plurality of times (three times in the example shown in FIG. 4) in a state where only the blue laser light is emitted. Since the blue laser beam is shifted in the positive direction in the horizontal direction with respect to the red laser beam, when the blue laser beam enters the light receiving element 100a in the negative direction, the blue laser beam is red laser beam. The light enters the light receiving element 100a later.
  • the blue laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a.
  • the blue laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a, only a part of the spot of the blue laser light is located in the light receiving element 100a, and the other part of the spot of the blue laser light is received.
  • the spot of the blue laser light protrudes from the element 100a (the whole spot of the blue laser light may fit within the light receiving element 100a, or the whole spot of the blue laser light may protrude from the light receiving element 100a).
  • the blue laser beam is shifted in the negative direction in the direction perpendicular to the red laser beam. Therefore, when the laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a, the area of the spot entering the light receiving element 100a tends to be smaller for the blue laser light than for the red laser light. Since the output value of the light receiving element 100a is a value corresponding to the area of the spot in the light receiving element 100a, the magnitudes of the output values of the light receiving element 100a for the red laser light and the blue laser light should be compared. Thus, it is possible to detect a vertical optical axis shift between the red laser beam and the blue laser beam.
  • the image display device 1 emits only red laser light, and after the red laser light has passed through the light receiving element 100a once, the laser light to be emitted is red. Switch from laser light to green laser light. Then, the image display apparatus 1 scans the green laser light so that the green laser light passes through the light receiving element 100a a plurality of times (three times in the example shown in FIG. 4) in a state where only the green laser light is emitted. Since the green laser light is shifted in the negative direction in the horizontal direction with respect to the red laser light, when the green laser light enters the light receiving element 100a in the negative direction, the green laser light is red laser light. The light enters the light receiving element 100a earlier.
  • the green laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a.
  • the green laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a, only a part of the spot of the green laser light is located in the light receiving element 100a, and the other part of the spot of the green laser light is received. It is in a state of protruding from the element 100a (when the entire spot of the green laser light fits in the light receiving element 100a, or the entire spot of the green laser light may protrude from the light receiving element 100a).
  • the green laser beam is shifted in the negative direction in the direction perpendicular to the red laser beam. Therefore, when the laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a, the area of the spot entering the light receiving element 100a tends to be smaller for the green laser light than for the red laser light. Since the output value of the light receiving element 100a is a value corresponding to the area of the spot in the light receiving element 100a, the magnitudes of the output values of the light receiving element 100a for the red laser light and the green laser light should be compared. Thus, it is possible to detect a vertical optical axis shift between the red laser light and the green laser light.
  • the red laser beam is scanned so that the red laser beam passes through the light receiving element 100a only once before the blue laser beam and the green laser beam are scanned (FIG. 4B).
  • the output of the light receiving element 100a when the red laser light passes through the light receiving element 100a as described above is used as a reference. Specifically, this is because the timing at which the output of the light receiving element 100a indicating that the red laser beam has started to pass through the light receiving element 100a is used as the reference time (in other words, the absolute time).
  • the optical axis deviation is detected by aligning the output waveforms obtained by the control shown in FIGS. 4A to 4C on the time axis using such a reference time.
  • the reference time is not limited by the output obtained from the red laser light, and the reference time may be defined by the output obtained from the blue laser light or the green laser light instead of the red laser light.
  • FIG. 5 shows an output waveform of the light receiving element 100a obtained when the control as shown in FIG. 4 is performed.
  • FIGS. 5A to 5C show output waveforms of the light receiving element 100a when the control shown in FIGS. 4A to 4C is performed, respectively.
  • 5A to 5C each show time in the horizontal direction and the output value of the light receiving element 100a (corresponding to the power of the laser beam detected by the light receiving element 100a) in the vertical direction.
  • 5 (a) to 5 (c) show the results after the output waveforms obtained by the control shown in FIGS. 4 (a) to (c) are aligned on the time axis by the reference time t11 as described above. The figure is shown.
  • the light-receiving element 100a is operated a plurality of times by laser light (4 times in the example shown in FIG. ), The output of the light receiving element 100a is obtained.
  • the output of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A1 indicates the output when the red laser light first passes through the light receiving element 100a.
  • the reference time t11 is applied for the rise timing of the output.
  • the output of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A2 indicates the output when the red laser light passes through the light receiving element 100a for the second time.
  • the output value Pw11 of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A3 indicates the output when the red laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a.
  • the magnitude of the output value Pw11 is in accordance with the area of the spot of the red laser light contained in the light receiving element 100a. Therefore, the vertical position of the red laser light can be determined based on the magnitude of the output value Pw11.
  • the output of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A4 indicates the output when the red laser light passes through the light receiving element 100a only once.
  • the reference time t11 is applied for the rise timing of the output.
  • the output of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A5 indicates the output when the blue laser light first passes through the light receiving element 100a after the laser light to be emitted is switched from the red laser light to the blue laser light.
  • the output value Pw12 of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A6 indicates the output when the blue laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a.
  • the magnitude of the output value Pw12 depends on the area of the spot of the blue laser light contained in the light receiving element 100a. Therefore, the vertical position of the blue laser beam can be determined based on the magnitude of the output value Pw12.
  • the output of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A7 indicates the output when the red laser beam passes through the light receiving element 100a only once.
  • the reference time t11 is applied for the rise timing of the output.
  • the output of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A8 indicates the output when the green laser light first passes through the light receiving element 100a after the laser light to be emitted is switched from the red laser light to the green laser light.
  • the output value Pw13 of the light receiving element 100a indicated by reference numeral A9 indicates the output when the green laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a.
  • the magnitude of the output value Pw13 is in accordance with the area of the spot of the green laser light contained in the light receiving element 100a. Therefore, the vertical position of the green laser light can be determined based on the magnitude of the output value Pw13.
  • the video ASIC 3 in the image display device 1 has a time-direction deviation ⁇ t11 between the output A2 of the light receiving element 100a obtained by the red laser light and the output A5 of the light receiving element 100a obtained by the blue laser light.
  • Such a shift in the time direction corresponds to a shift in the rise timing of the output in the light receiving element 100a.
  • the shift ⁇ t11 in the time direction indicates that the output A5 for the blue laser light is delayed from the output A2 for the red laser light.
  • the video ASIC 3 indicates that the blue laser light is different from the red laser light.
  • the video ASIC 3 uses the red laser light and the green laser light as the time-direction deviation ⁇ t12 between the output A2 of the light receiving element 100a obtained by the red laser light and the output A8 of the light receiving element 100a obtained by the green laser light. It is used as a horizontal optical axis shift.
  • This time-direction shift ⁇ t12 indicates that the output A8 for the green laser light is faster than the output A2 for the red laser light.
  • the green laser light is negative in the horizontal direction with respect to the red laser light. It is judged that the direction is shifted.
  • the time direction deviations ⁇ t11 and ⁇ t12 are not limited to using the optical axis deviation in the horizontal direction as it is.
  • a value obtained by converting the time-direction deviations ⁇ t11 and ⁇ t12 into a length for example, a length defined by the spot size
  • a value obtained by converting the time-direction deviations ⁇ t11 and ⁇ t12 into an angle etc. It may be used as an axis deviation.
  • the video ASIC 3 uses the red laser light and the blue laser light based on the magnitudes of the output values Pw11, Pw12, and Pw13 obtained when the laser light passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a.
  • the optical axis deviation in the vertical direction of the green laser light is detected.
  • the video ASIC 3 uses the difference between the output value Pw11 for the red laser beam and the output value Pw12 for the blue laser beam as the optical axis shift in the vertical direction between the red laser beam and the blue laser beam.
  • the video ASIC 3 since the output value Pw12 for the blue laser light is smaller than the output value Pw11 for the red laser light, the video ASIC 3 indicates that the blue laser light is shifted in a negative direction perpendicular to the red laser light. to decide.
  • the video ASIC 3 uses the difference between the output value Pw11 for the red laser light and the output value Pw13 for the green laser light as the vertical optical axis shift between the red laser light and the green laser light. In this case, since the output value Pw13 for the green laser light is smaller than the output value Pw11 for the red laser light, the video ASIC 3 indicates that the green laser light is shifted in the negative direction perpendicular to the red laser light. to decide.
  • each of the output values Pw11, Pw12, and Pw13 is normalized by the maximum value of the output value obtained when each of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light is received by the light receiving element 100a. It is preferable to detect the optical axis deviation in the vertical direction based on the difference between the normalized values.
  • the video ASIC 3 normalizes the output value Pw11 with the output value of the output A2 for the red laser light, normalizes the output value Pw12 with the output value of the output A5 for the blue laser light, and for the green laser light.
  • the output value Pw13 is normalized by the output value of the output A8.
  • the difference between the output values Pw11, Pw12, and Pw13 is not limited to being used as the optical axis deviation in the vertical direction as it is.
  • a value obtained by converting the difference between the output values Pw11, Pw12, and Pw13 into time, angle, length, or the like may be used as the optical axis deviation in the vertical direction.
  • the light receiving element 100a comprised in the rectangle was shown above, it is not limited to using such a light receiving element 100a.
  • the first embodiment can be applied to a light receiving element having various shapes as long as it has at least a side extending in the horizontal direction.
  • the optical axis deviation is defined with reference to the red laser beam.
  • the optical axis deviation may be defined with reference to the blue laser beam or the green laser beam.
  • 1st Example it cannot be overemphasized that application of 1st Example is not limited to this. .
  • the light receiving element 100 having a side (edge) having a predetermined inclination with respect to the scanning direction (hereinafter, the light receiving element 100 according to the second embodiment is referred to as “light receiving element 100b”).
  • the optical axis deviation in the vertical direction is detected based on the output change of the light receiving element 100b when each laser beam passes through the light receiving element 100b.
  • the optical axis deviation in the vertical direction is detected based on the output of the light receiving element 100b indicating that each laser beam has passed a side having a predetermined inclination.
  • FIG. 6 is a diagram for specifically explaining the optical axis misalignment detection method according to the second embodiment.
  • the light receiving element 100b includes a side 100ba having a predetermined inclination with respect to the scanning direction (that is, a side 100ba that is not parallel to the scanning direction), a side 100bb extending in a direction perpendicular to the scanning direction, 100 bc.
  • the sides 100ba and 100bb are configured so that each laser beam spot surely passes through the side 100ba even if the vertical optical axis deviation that can be assumed is maximum. Has been.
  • the side 100ba is configured to have a moderate inclination to such an extent that an optical axis shift in the vertical direction can be appropriately detected.
  • the light receiving element 100b is arranged at a position where the laser light surely passes through the side 100ba by the normal scanning of the laser light. It is assumed that the red laser beam, the blue laser beam, and the green laser beam have the same optical axis deviation as in FIG.
  • the image display device 1 scans the red laser light with only the red laser light emitted, thereby allowing the red laser light to pass through the light receiving element 100b.
  • the image display apparatus 1 scans the blue laser light in a state where only the blue laser light is emitted, thereby allowing the blue laser light to pass through the light receiving element 100b.
  • the image display device 1 scans the green laser light in a state where only the green laser light is emitted, thereby allowing the green laser light to pass through the light receiving element 100b.
  • the MEMS control unit 8 in the image display apparatus 1 performs scanning similar to normal drawing.
  • the blue laser light is shifted in the positive direction in the horizontal direction with respect to the red laser light
  • the blue laser light enters the light receiving element 100b earlier than the red laser light.
  • the green laser light is shifted in the negative direction in the horizontal direction with respect to the red laser light
  • the green laser light enters the light receiving element 100b later than the red laser light.
  • the side 100ba existing ahead of the side 100bb of the light receiving element 100b is inclined with respect to the scanning direction, and the positions of the respective laser beams in the vertical direction are different.
  • the timing of passing through is different.
  • the time taken for the laser beam to pass the side 100ba after passing through the side 100bb is different.
  • the blue laser beam is deviated in the negative direction perpendicular to the red laser beam, the time it takes for the laser beam to pass through the side 100 bb is Blue laser light is longer than light.
  • the green laser beam is shifted in the negative direction perpendicular to the red laser beam, the time taken for the laser beam to pass through the side 100bb and the side through the side 100ba is shorter than that of the red laser beam. Also, the green laser beam is longer. For this reason, based on the output of the light receiving element 100b, the time required for the laser light to pass through the side 100bb to pass through the side 100ba is obtained, and by comparing the times, the vertical direction in each laser light is obtained. It is possible to detect an optical axis shift in the direction.
  • the red laser beam is scanned so that the red laser beam passes through the light receiving element 100b only once before the blue laser beam and the green laser beam are scanned.
  • the reference time defined by the output of the light receiving element 100b when scanning with the red laser beam is not used.
  • the start time of scanning by the MEMS mirror 10 is used as the reference time. That is, in the second embodiment, the output waveform obtained by the control shown in FIGS. 6A to 6C is aligned on the time axis with reference to the scanning start time and the like, thereby reducing the optical axis deviation. To detect.
  • the reference time used in the second embodiment may be applied to the first embodiment. In that case, it is possible to omit the control of emitting only the red laser light and passing the light receiving element 100a only once. Further, the reference time shown in the first embodiment may be applied to the second embodiment. In that case, the light receiving element 100b is configured to have a certain length in the vertical direction, and only the red laser light is emitted and passed through the light receiving element 100b only once, and then the blue laser light and the green laser light are transmitted. What is necessary is just to scan.
  • FIG. 7 shows an output waveform of the light receiving element 100b obtained when the control as shown in FIG. 6 is performed.
  • FIGS. 7A to 7C show output waveforms of the light receiving element 100b when the control shown in FIGS. 6A to 6C is performed, respectively.
  • FIGS. 7A to 7C each show time in the horizontal direction and the output value of the light receiving element 100b (corresponding to the power of the laser beam detected by the light receiving element 100b) in the vertical direction.
  • FIGS. 7A to 7C show the results after the output waveforms obtained by the control shown in FIGS. 6A to 6C are aligned on the time axis by the reference time t12 as described above. The figure is shown.
  • the output waveform of the light receiving element 100b for each laser beam is such that the output value gradually decreases after the maximum output value is obtained for a certain period of time. Recognize.
  • the entire spot of each laser beam is contained in the light receiving element 100b, but each laser beam passes through the light receiving element 100b to some extent. After that, the spots of each laser beam gradually protrude from the side 100ba of the light receiving element 100b, and thereafter, the spots of each laser beam are completely removed from the light receiving element 100b.
  • the video ASIC 3 in the image display device 1 has a difference between the rise timing of the output of the light receiving element 100b obtained by the red laser light and the rise timing of the output of the light receiving element 100b obtained by the blue laser light.
  • ⁇ t21 is used as a horizontal optical axis shift between the red laser beam and the blue laser beam. Such rising timing corresponds to the timing when the laser light passes through the side 100bb of the light receiving element 100b.
  • the rise timing shift ⁇ t21 indicates that the rise timing of the output of the light receiving element 100b by the blue laser light is earlier than the rise timing of the output of the light receiving element 100b by the red laser light.
  • the video ASIC 3 is blue It is determined that the laser beam is shifted in the positive direction in the horizontal direction with respect to the red laser beam.
  • the difference ⁇ t22 between the rise timing of the output of the light receiving element 100b obtained by the red laser light and the rise timing of the output of the light receiving element 100b obtained by the green laser light is represented by the red laser light and the green laser. Used as a horizontal optical axis offset with respect to light.
  • This rise timing shift ⁇ t22 indicates that the rise timing of the output of the light receiving element 100b by the green laser light is later than the rise timing of the output of the light receiving element 100b by the red laser light.
  • the video ASIC 3 It is determined that the green laser beam is shifted in the negative direction in the horizontal direction with respect to the red laser beam.
  • the rise timing deviations ⁇ t21 and ⁇ t22 are not limited to being used as horizontal optical axis deviations as they are, and values obtained by converting the rise timing deviations ⁇ t21 and ⁇ t22 into lengths, angles, and the like are used as horizontal optical axes. It may be used as a deviation.
  • the video ASIC 3 detects the optical axis deviation in the vertical direction based on the timing at which the output of the light receiving element 100b indicating that the laser light has passed through the side 100ba of the light receiving element 100b is obtained. .
  • the video ASIC 3 uses the timing at which the output of the light receiving element 100b is reduced to a predetermined value as the timing at which the laser light passes through the side 100ba.
  • the video ASIC 3 is based on the time from when the output of the light receiving element 100b rises (that is, after the laser light passes through the side 100bb of the light receiving element 100b) until the output of the light receiving element 100b decreases to a predetermined value. Detect vertical optical axis misalignment.
  • the video ASIC 3 uses predetermined values Thr21, Thr22, and Thr23 for determining the timing at which the laser light passes the side 100ba for each of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light. Use. Thereby, the video ASIC 3 obtains times T21, T22, and T23 as the time from when the output of the light receiving element 100b rises to when the red laser light, the blue laser light, and the green laser light decrease to a predetermined value.
  • the predetermined values Thr21, Thr22, Thr23 used for each of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light are smaller than the maximum output value obtained when the light receiving element 100b receives the laser light.
  • the value is set to a value that can appropriately detect that the laser light passes through the side 100ba of the light receiving element 100b.
  • the predetermined values Thr21, Thr22, Thr23 may be the same value or different values.
  • the predetermined values Thr21, Thr22, and Thr23 can be set in consideration of differences in laser power among red laser light, blue laser light, and green laser light.
  • the video ASIC 3 uses the difference between the time T21 obtained from the red laser light and the time T22 obtained from the blue laser light as a vertical optical axis shift between the red laser light and the blue laser light. In this case, since the time T22 obtained from the blue laser light is longer than the time T21 obtained from the red laser light, the video ASIC 3 shifts the blue laser light in a negative direction perpendicular to the red laser light. Judge that Similarly, the video ASIC 3 uses the difference between the time T21 obtained from the red laser light and the time T23 obtained from the green laser light as the vertical optical axis shift between the red laser light and the green laser light. In this case, since the time T23 obtained from the green laser light is longer than the time T21 obtained from the red laser light, the video ASIC 3 shifts the green laser light in a negative direction perpendicular to the red laser light. Judge that
  • Such a time difference is not limited to using the optical axis deviation in the vertical direction as it is, and a value obtained by converting the time difference into a length or an angle may be used as the optical axis deviation in the vertical direction.
  • the obtained time difference can be converted into a length (for example, a length defined by the spot size).
  • the optical axis deviation in the vertical direction is detected based on the laser power when the laser beam passes through the side 100a1 of the light receiving element 100a.
  • the red laser beam and the blue laser beam are detected.
  • the spot size is reduced.
  • a light receiving element 100b1 shown in FIG. 8A is a light receiving element 100b that is horizontally reversed.
  • the optical axis deviation can be detected by the same method as in the second embodiment described above by scanning the light receiving element 100b1 with a laser beam in the negative direction in the horizontal direction.
  • a light receiving element 100b2 illustrated in FIG. 8B is obtained by excluding the side 100bc (see FIG. 6) facing the side 100bb in the light receiving element 100b. That is, the light receiving element 100b2 configured in a triangular shape is illustrated.
  • a light receiving element 100b3 shown in FIG. 8C is obtained by horizontally inverting the light receiving element 100b2 shown in FIG. 8B.
  • the optical axis deviation can be detected by the same method as in the second embodiment described above by scanning the light receiving element 100b3 with laser light in the negative direction in the horizontal direction. .
  • the second embodiment is applied to light receiving elements having various shapes as long as the second embodiment is configured to have at least a side having a predetermined inclination with respect to the scanning direction. Can do.
  • the optical axis deviation is defined with reference to the red laser light.
  • the optical axis deviation may be defined with reference to the blue laser light or the green laser light.
  • 2nd Example with respect to the case where the optical axis shift
  • a light receiving element configured in a staircase shape (hereinafter, the light receiving element 100 according to the third embodiment is referred to as “light receiving element 100c”) and each laser beam passes through the light receiving element 100c.
  • the optical axis deviation in the vertical direction is detected based on the change in the output of the light receiving element 100c.
  • the optical axis deviation in the vertical direction is detected based on the timing at which the output of the light receiving element 100c becomes equal to or greater than a predetermined value when each laser beam passes through the light receiving element 100c. .
  • FIG. 9 is a diagram for specifically explaining the optical axis deviation detecting method according to the third embodiment.
  • the light receiving element 100c includes a light receiving unit 100ca having a rectangular shape and a light receiving unit 100cb formed in a step shape.
  • the light receiving unit 100cb has a shape in which five rectangles 100cb1 to 100cb5 having a size at least larger than the spot of the laser beam are arranged in a stepped manner.
  • the vertical steps in the five rectangles 100cb1 to 100cb5 are set to a length of about [1/4] of the laser beam spot.
  • the light receiving unit 100cb is integrally formed, and the light receiving unit 100ca and the light receiving unit 100cb are also integrally formed. Further, the light receiving element 100c is arranged at a position where the laser light passes through the vicinity of the center in the vertical direction of the light receiving unit 100cb when the laser light in a state where there is no optical axis deviation is normally scanned. It is assumed that the red laser beam, the blue laser beam, and the green laser beam have the same optical axis deviation as in FIG.
  • the image display device 1 scans the red laser light in a state where only the red laser light is emitted, thereby allowing the red laser light to pass through the light receiving element 100c.
  • the image display apparatus 1 scans the blue laser light with only the blue laser light emitted, thereby allowing the blue laser light to pass through the light receiving element 100c.
  • the image display device 1 scans the green laser light with only the green laser light emitted, thereby allowing the green laser light to pass through the light receiving element 100c.
  • the MEMS control unit 8 in the image display apparatus 1 performs scanning similar to normal drawing.
  • the blue laser light since the blue laser light is shifted in the positive direction in the horizontal direction with respect to the red laser light, the blue laser light enters the light receiving element 100c via the light receiving unit 100ca earlier than the red laser light. . Further, since the green laser light is shifted in the negative direction in the horizontal direction with respect to the red laser light, the green laser light enters the light receiving element 100c via the light receiving unit 100ca with a delay from the red laser light. .
  • the light receiving portion 100cb of the light receiving element 100c is formed in a stepped shape, the area of the spot of the laser light entering the light receiving portion 100cb is stepped when the laser light passes through the light receiving portion 100cb. Changes. In this case, since the positions in the vertical direction of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light are different, the manner of changing the area of the spot in the light receiving unit 100cb is different in each laser light. For example, when the red laser light passes through the rectangle 100cb5 of the light receiving unit 100cb, the area of the spot entering the light receiving unit 100cb is the largest. For the blue laser light, the blue laser light is transmitted from the light receiving unit 100cb.
  • the area of the spot entering the light receiving unit 100cb is the largest.
  • the area of the spot that enters is the largest. For this reason, it is possible to detect a vertical optical axis shift in each laser beam based on a change in the output of the light receiving element 100c when the laser beam passes through the light receiving unit 100cb.
  • the start time of scanning by the MEMS mirror 10 is used as the reference time. That is, also in the third embodiment, the output waveform obtained by the control shown in FIGS. 9A to 9C is aligned on the time axis on the basis of the scanning start time and the like, so that the optical axis deviation is reduced.
  • the reference time shown in the first embodiment may be applied to the third embodiment.
  • the light receiving element 100c is configured to have a certain length in the vertical direction, and only the red laser light is emitted and passed through the light receiving element 100c only once, and then the blue laser light and the green laser light are transmitted. What is necessary is just to scan.
  • FIG. 10 shows an output waveform of the light receiving element 100c obtained when the control as shown in FIG. 9 is performed.
  • 10A to 10C show output waveforms of the light receiving element 100c when the control shown in FIGS. 9A to 9C is performed, respectively.
  • FIGS. 9A to 9C each show time in the horizontal direction and the output value of the light receiving element 100c (corresponding to the power of the laser beam detected by the light receiving element 100c) in the vertical direction.
  • 10 (a) to 10 (c) show the results after the output waveforms obtained by the control shown in FIGS. 9 (a) to (c) are aligned on the time axis by the reference time t13 as described above. The figure is shown.
  • the output of the light receiving element 100c indicated by reference numeral C1 indicates the output when the red laser light passes through the light receiving portion 100ca of the light receiving element 100c
  • the output of the light receiving element 100c indicated by reference numeral C2 is The output when the red laser beam passes through the light receiving portion 100cb of the light receiving element 100c is shown.
  • the output of the light receiving element 100c indicated by reference numeral C3 indicates the output when the blue laser light passes through the light receiving portion 100ca
  • the output of the light receiving element 100c indicated by reference numeral C4 is blue laser light. Shows the output when passing through the light receiving unit 100cb.
  • the output of the light receiving element 100c indicated by reference numeral C5 indicates the output when the green laser light passes through the light receiving portion 100ca
  • the output of the light receiving element 100c indicated by reference numeral C6 is the green laser light. Shows the output when passing through the light receiving unit 100cb. From the outputs C2, C4, and C6, it can be seen that when the laser light passes through the light receiving unit 100cb, an output that changes stepwise can be obtained, and the way the output changes in each laser light is different.
  • the outputs C1, C3, and C5 when passing through the light receiving unit 100ca and the outputs C2, C4, and C6 when passing through the light receiving unit 100cb are shown separately for easy understanding. It is to do.
  • the video ASIC 3 in the image display device 1 has the time direction of the output C1 when the red laser beam passes through the light receiving unit 100ca and the output C3 when the blue laser beam passes through the light receiving unit 100ca.
  • the shift ⁇ t31 is used as the horizontal optical axis shift between the red laser beam and the blue laser beam. Such a shift in the time direction corresponds to a shift in the rise timing of the output in the light receiving element 100c.
  • the shift ⁇ t31 in the time direction indicates that the output C3 for the blue laser light is faster than the output C1 for the red laser light.
  • the video ASIC 3 indicates that the blue laser light is horizontal to the red laser light. It is determined that the direction is shifted in the positive direction.
  • the time difference ⁇ t32 between the output C1 when the red laser beam passes through the light receiving unit 100ca and the output C5 when the green laser beam passes through the light receiving unit 100ca is represented by the red laser beam and the green color. This is used as a horizontal optical axis deviation from the laser beam.
  • This time-direction shift ⁇ t32 indicates that the output C5 for the green laser light is slower than the output C1 for the red laser light. In this case, the green laser light is negative in the horizontal direction with respect to the red laser light. It is judged that the direction is shifted.
  • the time direction deviations ⁇ t31 and ⁇ t32 are not limited to being used as horizontal optical axis deviations as they are, and values obtained by converting the time direction deviations ⁇ t31 and ⁇ t32 into lengths, angles, and the like are used as horizontal optical axes. It may be used as a deviation.
  • the video ASIC 3 detects the vertical optical axis deviation based on the timing when the output of the light receiving element 100c becomes equal to or higher than a predetermined value when each laser beam passes through the light receiving unit 100cb. .
  • the timing when the output of the light receiving element 100c becomes equal to or greater than a predetermined value is, for example, the timing when the area of the spot contained in the light receiving unit 100cb becomes the largest.
  • the video ASIC 3 is based on the time from when the output of the light receiving element 100c rises (that is, after the laser beam passes through the light receiving unit 100ca of the light receiving element 100c) until the output of the light receiving element 100c becomes equal to or higher than a predetermined value.
  • the video ASIC 3 uses predetermined values Thr31, Thr32, and Thr33 for red laser light, blue laser light, and green laser light, respectively.
  • the video ASIC 3 uses the time T31, the time from when the output of the light receiving element 100c rises until the output of the light receiving element 100c reaches a predetermined value or more for each of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light. T32 and T33 are obtained.
  • the predetermined values Thr31, Thr32, and Thr33 used for each of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light are obtained when, for example, almost all of the spots are contained in one rectangle constituting the light receiving unit 100cb. It is set based on the output value of the light receiving element 100c. Further, the predetermined values Thr31, Thr32, Thr33 may be the same value or different values. For example, the predetermined values Thr31, Thr32, and Thr33 can be set in consideration of differences in laser power among red laser light, blue laser light, and green laser light.
  • the video ASIC 3 uses the difference between the time T31 obtained from the red laser light and the time T32 obtained from the blue laser light as a vertical optical axis shift between the red laser light and the blue laser light. In this case, since the time T32 obtained from the blue laser light is longer than the time T31 obtained from the red laser light, the video ASIC 3 shifts the blue laser light in a negative direction perpendicular to the red laser light. Judge that Similarly, the video ASIC 3 uses the difference between the time T31 obtained from the red laser light and the time T33 obtained from the green laser light as the vertical optical axis shift between the red laser light and the green laser light. In this case, since the time T33 obtained from the green laser light is longer than the time T31 obtained from the red laser light, the video ASIC 3 shifts the green laser light in a negative direction perpendicular to the red laser light. Judge that
  • Such a time difference is not limited to using the optical axis deviation in the vertical direction as it is, and a value obtained by converting the time difference into a length or an angle may be used as the optical axis deviation in the vertical direction.
  • a value obtained by converting the time difference into a length or an angle may be used as the optical axis deviation in the vertical direction.
  • the spot of each laser beam is most contained in the five rectangles 100cb1 to 100cb5 in the light receiving unit 100cb.
  • a rectangle that is, a rectangle having the largest spot area in the light receiving unit 100cb
  • a length corresponding to a vertical step in the specified rectangle for each laser beam for example, defined by the spot size). Length
  • Length can be used as the optical axis offset in the vertical direction.
  • the third embodiment described above similarly to the first and second embodiments, it is possible to appropriately detect the optical axis deviation in the vertical direction during normal drawing by the image display device 1.
  • the spot of each laser beam in the five rectangles 100cb1 to 100cb5 in the light receiving unit 100cb is changed from the output change of the light receiving element 100c when each laser beam passes through the light receiving unit 100cb.
  • the third embodiment can roughly detect the vertical step in the rectangle specified for each laser beam as the vertical optical axis shift. Therefore, according to the third embodiment, it is possible to detect the optical axis deviation in the vertical direction by a relatively simple process as compared with the first and second embodiments. That is, it is possible to reduce the processing load for detecting the optical axis deviation.
  • a light receiving element 100c1 shown in FIG. 11A is obtained by arranging the light receiving part 100ca of the light receiving element 100c on the right side of the light receiving part 100cb.
  • the optical axis deviation can be detected by the same method as in the third embodiment described above by scanning the light receiving element 100c1 with a laser beam in the negative direction in the horizontal direction.
  • a light receiving element 100c2 shown in FIG. 11B is obtained by vertically inverting only the light receiving part 100cb of the light receiving element 100c. Even when the light receiving element 100c2 is used, the optical axis shift can be detected by the same method as in the third embodiment.
  • the third embodiment can be applied regardless of whether the light receiving unit 100ca is located on the right side or the left side, and the third embodiment is applicable regardless of whether the light receiving unit 100cb is rising right or falling right.
  • An example can be applied.
  • the light receiving unit 100ca and the light receiving unit 100cb can be configured as separate light receiving elements, or the rectangles 100cb1 to 100cb5 of the light receiving unit 100cb can be configured as separate light receiving elements.
  • the rectangles 100cb1 to 100cb5 of the light receiving unit 100cb can be arranged at arbitrary positions without arranging the rectangles 100cb1 to 100cb5 in a step shape.
  • the rectangles 100cb1 to 100cb5 can be arranged at arbitrary positions that do not overlap each other in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the obtained output waveform is rearranged according to the arrangement positions of the rectangles 100cb1 to 100cb5, thereby detecting the optical axis deviation in the same manner as in the third embodiment. Can do.
  • the optical axis deviation is defined with reference to the red laser light.
  • the optical axis deviation may be defined with reference to the blue laser light or the green laser light.
  • 3rd Example with respect to the case where the optical axis shift
  • the present invention is applied to the image display apparatus 1 that emits three laser beams of the red laser beam, the green laser beam, and the blue laser beam has been described.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be applied to an image display device that emits three or more laser beams and an image display device that emits two laser beams.
  • the present invention can be used for video equipment using an RGB laser, such as a laser projector, a head-up display, and a head-mounted display.
  • RGB laser such as a laser projector, a head-up display, and a head-mounted display.
  • Image display device 3 Video ASIC 7 Laser driver ASIC 8 MEMS control unit 9 Laser light source unit 100, 100a, 100b, 100c Light receiving element

Landscapes

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Abstract

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

Description

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

Claims (17)

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