WO2012120589A1 - 画像描画装置、描画制御プログラム及び光軸ずれ検出装置 - Google Patents

画像描画装置、描画制御プログラム及び光軸ずれ検出装置 Download PDF

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鈴木　正則
崇 溝口
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    • G02B27/0031—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes

Definitions

  • irradiation control means for controlling the laser light source unit so that the first laser light and the second laser light are scanned over a predetermined irradiation period, and the light receiving means during the predetermined irradiation period
  • the first laser beam that has a laser light source unit that emits a first laser beam and a second laser beam having a wavelength different from that of the first laser beam is emitted from the laser light source unit.
  • An image drawing apparatus that draws an image by scanning light and the second laser light is configured to receive light receiving means for receiving each of the first laser light and the second laser light, and the same region of the light receiving means.
  • the above-described image drawing apparatus it is possible to appropriately detect the optical axis deviation by simple processing. For example, compared to a configuration that detects the optical axis deviation based on the reception timing of the light receiver, according to the above-described image drawing apparatus, since it is not necessary to perform processing on the waveform, the optical axis deviation can be detected by simple processing. can do. Therefore, according to the image drawing apparatus, it is possible to easily configure a circuit, software, and the like for detecting the optical axis deviation.
  • the irradiation control means includes the first laser light and the second laser light under the same conditions as those for irradiating the same region of the light receiving means with the laser light when no optical axis deviation occurs.
  • the laser light source unit is controlled so that the laser beam is scanned by the light receiving means.
  • the “drawing area” corresponds to an area for displaying an image to be presented to the user.
  • 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 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 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 servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 10 based on a signal from the timing controller.
  • 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.
  • FIG. 1 for easy understanding of the description, 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 SR 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. That is, the light receiving element 100 is provided at a position corresponding to an area outside the drawing area.
  • the MEMS mirror 10 causes the image to be displayed to be drawn in the drawing area by scanning the laser beam a plurality of times as indicated by the arrows in FIG. 2 (that is, performing a raster scan).
  • the normal scanning direction of laser light is defined as “horizontal direction” or “left-right direction”
  • the direction perpendicular to the scanning direction is defined as “vertical direction” or “vertical direction”. Defined as “direction”.
  • 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 drawing apparatus 1.
  • the image drawing apparatus 1 detects an optical axis shift by irradiating the light receiving element 100 with laser light during normal drawing. That is, the image drawing apparatus 1 scans the microlens array 94 arranged at a position corresponding to the drawing area, and then irradiates the light receiving element 100 arranged at a position corresponding to the area outside the drawing area with laser light. The optical axis shift is detected based on the output of the light receiving element 100 at that time.
  • FIG. 4 shows a diagram for specifically explaining a method of obtaining the optical axis deviation.
  • the light receiving element 100 is configured as a so-called quadrant light receiving element.
  • the light receiving element 100 includes four light receiving regions 100A, 100B, 100C, and 100D that are divided in the above-described vertical and horizontal directions.
  • Each of the four light receiving areas 100A to 100D outputs a separate output value corresponding to the amount of incident laser light.
  • the output values of the light receiving areas 100A to 100D are expressed as “OPA”, “OPB”, “OPC”, and “OPD”.
  • Control is performed to draw the image 300 by irradiating each laser beam.
  • the center of the image 300 tends to shift from the center Ce of the light receiving element 100 even if the control is performed.
  • FIG. 4 illustrates such a case.
  • the image drawing apparatus 1 draws the image 300 having a size that overlaps all of the light receiving regions 100A to 100D even if the assumed maximum optical axis deviation occurs. For example, the image drawing apparatus 1 draws an image 300 having a size of 5 dots ⁇ 5 dots when the assumed maximum optical axis deviation is 4 dots.
  • the image drawing apparatus 1 draws the image 300 as described above separately for each of the red laser light, the blue laser light, and the green laser light so that the center thereof coincides with the center Ce of the light receiving element 100. At this time, if there is no optical axis deviation, the center of the image 300 coincides with the center Ce of the light receiving element 100. If there is an optical axis deviation, the red laser light, the blue laser light, and the green laser light. The center of the image 300 drawn with any one of the laser beams does not coincide with the center Ce of the light receiving element 100.
  • the output value is the total output value in the light receiving region 100A and the light receiving region 100B arranged above the light receiving element 100, and the total output value in the light receiving region 100C and the light receiving region 100D arranged below the light receiving element 100. Is equivalent to the difference. Therefore, the output value of the subtracter 205 indicates a vertical shift (that is, an optical axis shift in the vertical direction (vertical direction)) in the image 300 drawn on the light receiving element 100. Specifically, when the output value of the subtracter 205 is a positive value, it indicates that an optical axis shift is occurring in the upward direction, and when the output value of the subtractor 205 is a negative value. Indicates that there is an optical axis shift in the downward direction. When the output value of the subtracter 205 is “0”, it indicates that no optical axis shift has occurred in the vertical direction.
  • the subtracter 205 outputs “0”, and the subtracter 206 outputs a negative value. From the outputs of the subtracters 205 and 206, the image drawing apparatus 1 determines that the optical axis of the laser beam is shifted to the right and the optical axis is not shifted in the vertical direction.
  • the image drawing apparatus 1 draws the image 300 by irradiating the light receiving element 100 with a plurality of spots by laser light.
  • the light receiving element 100 integrates the output when the plurality of spots are irradiated in this way. Is configured to output the output value. That is, each time one spot is irradiated, the light receiving element 100 does not output an output value corresponding to the light amount of the spot, but the light amount of the plurality of spots while the plurality of spots are being irradiated. Outputs an output value that averages That is, the light receiving element 100 has a relatively low frequency characteristic. In other words, the light receiving element 100 requires almost no frequency characteristic. For this reason, according to the present embodiment, since it is not necessary to use a highly accurate light receiving element (light receiving element having high frequency characteristics), the apparatus can be configured at low cost.
  • FIG. 6A a case where an image 300 drawn with a certain laser beam (for example, red laser beam) is shifted to the left (assumed not to be shifted in the vertical direction) is taken as an example.
  • the subtracter 205 outputs “0”, and the subtracter 206 outputs a positive output value X1. From the outputs of the subtracters 205 and 206, the image drawing apparatus 1 determines that the optical axis of the laser beam is shifted to the left and the optical axis is not shifted in the vertical direction.
  • reference numerals 400A to 400D denote light receiving areas.
  • the light receiving regions 400A to 400D are spaced apart and output separate output values corresponding to the amount of incident laser light.
  • FIG. 7B shows an image 450 having a cross shape drawn when such light receiving regions 400A to 400D are used. Specifically, the image 450 is drawn such that the sides 450a and 450b extending in the vertical direction in the rectangle extending in the left-right direction forming the cross shape coincide with the sides 400Ca and Da of the light receiving regions 400C and D.

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Abstract

　画像描画装置は、第１レーザ光、及び第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を出射するレーザ光源ユニットを有し、レーザ光源ユニットから出射される第１レーザ光及び第２レーザ光を走査することで画像を描画する。受光手段は、第１レーザ光及び第２レーザ光の各々を受光する。照射制御手段は、受光手段の同一の領域に対して、第１レーザ光及び第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、レーザ光源ユニットの制御を行う。光軸ずれ検出手段は、所定の照射期間の間、受光手段に第１レーザ光が照射された際の受光手段からの第１出力値と、所定の照射期間の間、受光手段に第２レーザ光が照射された際の受光手段からの第２出力値とに基づいて、第１レーザ光または第２レーザ光の光軸のずれを検出する。上記の画像描画装置によれば、簡便な処理により、光軸ずれを適切に検出することができる。

Description

画像描画装置、描画制御プログラム及び光軸ずれ検出装置
　本発明は、画像描画装置における光軸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描画装置において、第１の光源の発光および消灯と第２の光源の発光および消灯とを制御すると共に、受光器の受光領域における第１の光の受信タイミングと、受光器の受光領域における第２の光の受信タイミングとに基づいて、第１の光源の光軸と第２の光源の光軸とのずれを検出する技術が提案されている。
特開２０１０－２００８７号公報
　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、受光器の受信タイミングに基づいて光軸ずれを検出していたため、波形に対する処理などを行う必要があり、光軸ずれの検出に要する演算が複雑になる傾向にあった。
　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、簡便な演算により、光軸ずれを適切に検出することが可能な画像描画装置、描画制御プログラム及び光軸ずれ検出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、第１レーザ光、及び前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を出射するレーザ光源ユニットを有し、前記レーザ光源ユニットから出射される前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を走査することで画像を描画する画像描画装置は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の各々を受光する受光手段と、前記受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御手段と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値とに基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を備える。
　請求項１１に記載の発明では、第１レーザ光及び、前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を出射するレーザ光源ユニットを有し、前記レーザ光源ユニットから出射される前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を走査することで画像を描画する画像描画装置において使用される描画制御プログラムは、受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御ステップと、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値と、に基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出ステップと、を備える。
　請求項１２に記載の発明では、光軸ずれ検出装置は、前記第１レーザ光及び前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光の各々を受光する受光手段と、前記受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御手段と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値と、に基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を備える。
本実施例に係る画像描画装置の構成を示す。 マイクロレンズアレイ及び受光素子の配置例を示す。 光軸ずれの具体例を示すイメージ図である。 本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。 光軸ずれが生じている場合の減算器の出力例を示す。 本実施例に係る光軸ずれ補正方法の具体例を説明するための図を示す。 他の例に係る光軸ずれ検出方法を説明するための図を示す。 更に他の例に係る光軸ずれ検出方法を説明するための図を示す。
　本発明の１つの観点では、第１レーザ光、及び前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を出射するレーザ光源ユニットを有し、前記レーザ光源ユニットから出射される前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を走査することで画像を描画する画像描画装置は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の各々を受光する受光手段と、前記受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御手段と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値とに基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を備える。
　上記の画像描画装置は、それぞれで波長が異なる第１及び第２レーザ光を出射するレーザ光源ユニットを有し、レーザ光源ユニットから出射される第１及び第２レーザ光を走査することで画像を描画する。受光手段は、第１及び第２レーザ光の各々を受光し、受光したレーザ光の光量に応じた出力値を出力する。照射制御手段は、受光手段の同一の領域に対して、第１レーザ光及び第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、レーザ光源ユニットの制御を行う。そして、光軸ずれ検出手段は、所定の照射期間の間、受光手段に第１レーザ光が照射された際の受光手段からの第１出力値と、所定の照射期間の間、受光手段に第２レーザ光が照射された際の受光手段からの第２出力値とに基づいて、第１レーザ光または第２レーザ光の光軸のずれを検出する。
　上記の画像描画装置によれば、簡便な処理により、光軸ずれを適切に検出することができる。例えば、受光器の受信タイミングに基づいて光軸ずれを検出する構成と比較すると、上記の画像描画装置によれば、波形に対する処理などを行う必要がないため、簡便な処理で光軸ずれを検出することができる。よって、当該画像描画装置によれば、光軸ずれを検出するための回路やソフトなどを簡便に構成することが可能となる。
　上記の画像描画装置において好適には、照射制御手段は、光軸ずれが生じていない場合に受光手段の同一の領域にレーザ光が照射される条件と同じ条件で、第１レーザ光及び第２レーザ光を受光手段に走査するようにレーザ光源ユニットの制御を行う。
　上記の画像描画装置の一態様では、前記受光手段は、第１受光領域及び第２受光領域を有し、前記照射制御手段は、前記第１受光領域及び前記第２受光領域にまたがるように、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を別々に照射させる制御を行い、前記光軸ずれ検出手段は、前記第１受光領域及び前記第２受光領域からの出力値に基づいて、前記光軸のずれを検出する。
　この態様では、照射制御手段は、第１受光領域及び第２受光領域に重なるようにレーザ光を照射させる制御を行い、光軸ずれ検出手段は、第１受光領域及び第２受光領域からの出力値のバランスに基づいて、光軸のずれを検出する。これにより、簡便な構成で、光軸ずれを適切に検出することができる。
　上記の画像描画装置において好適には、前記照射制御手段は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を前記受光手段に対して異なるタイミングで照射させることで、前記受光手段上に所定の形状を有する画像を描画させる。
　また好適には、前記受光手段は、前記複数の受光領域として、前記画像を描画する際の前記レーザ光の走査方向と水平な方向及び垂直な方向で分割された４つの受光領域を有する。
　また好適には、前記照射制御手段は、前記照射領域に前記第１レーザ光又は前記第２レーザ光を照射させる期間のうち、前記描画領域に前記第１レーザ光又は前記第２レーザ光を照射させる期間とは異なる期間において、前記受光手段に前記第１レーザ光又は前記第２レーザ光を照射させる。
　上記の画像描画装置の他の一態様では、前記照射制御手段は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光のそれぞれに対応するスポットを前記受光手段に照射させる制御を行い、前記受光手段は、前記照射制御手段によって照射された前記スポットの位置に応じた出力値を出力し、前記光軸ずれ検出手段は、前記受光手段の前記出力値に応じた前記スポットの位置に基づいて、前記光軸のずれを検出する。
　この態様では、受光手段は、照射されたスポットの位置に応じた出力値を出力可能に構成されている。そして、照射制御手段は、各レーザ光に対応するスポットを受光手段に照射させ、光軸ずれ検出手段は、受光手段の出力値に応じたスポットの位置に基づいて、光軸のずれを検出する。これによっても、簡便な構成で、光軸ずれを適切に検出することができる。
　上記の画像描画装置の他の一態様では、前記光軸ずれ検出手段は、前記照射制御手段が前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を別々に前記受光手段に照射させる制御を複数回行った際に得られた、前記受光手段からの出力値に基づいて、前記光軸のずれを検出する。
　上記の画像描画装置の他の一態様では、前記受光手段は、前記レーザ光の走査範囲内において、前記画像描画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、画像描画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。
　上記の画像描画装置において好適には、前記光軸ずれ検出手段が検出した前記光軸のずれに基づいて、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の少なくとも１つの発光タイミングを補正する手段を更に備える。これにより、光軸ずれ検出手段が検出した光軸のずれに基づいて、光軸のずれを適切に補正することができる。
　本発明の他の観点では、第１レーザ光及び、前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を出射するレーザ光源ユニットを有し、前記レーザ光源ユニットから出射される前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を走査することで画像を描画する画像描画装置において使用される描画制御プログラムは、受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御ステップと、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値と、に基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出ステップと、を備える。
　本発明の更に他の観点では、光軸ずれ検出装置は、前記第１レーザ光及び前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光の各々を受光する受光手段と、前記受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御手段と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値と、に基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を備える。
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
　［画像描画装置の構成］
　図１は、実施例に係る画像描画装置の構成を示す。図１に示すように、画像描画装置１は、画像信号入力部２と、ビデオＡＳＩＣ３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバＡＳＩＣ７と、ＭＥＭＳ制御部８と、レーザ光源ユニット９と、を備える。画像描画装置１は、例えばヘッドアップディスプレイに適用される。
　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。なお、ＭＥＭＳ制御部８及びレーザドライバＡＳＩＣ７は、照射制御手段として機能する。
　サーボ回路８１は、タイミングコントローラからの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー１０の動作を制御する。
　ドライバ回路８２は、サーボ回路８１が出力するＭＥＭＳミラー１０の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。
　レーザ光源ユニット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、受光手段として機能し、フォトディテクタなどの光電変換素子で構成され、入射したレーザ光の光量に応じた電気信号である検出信号ＳｄをビデオＡＳＩＣ３へ供給する。ビデオＡＳＩＣ３は、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。また、ビデオＡＳＩＣ３は、検出した光軸ずれに基づいて、当該光軸ずれを補正するための処理を行う。
　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ＳＲ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ＳＲ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。つまり、受光素子１００は、描画領域外の領域に対応する位置に設けられている。
　ＭＥＭＳミラー１０は、図２中の矢印に示すようにレーザ光を複数回走査する（つまりラスタースキャンを実施する）ことで、表示すべき画像を描画領域に描画させる。本明細書では、図２の下に示すように、レーザ光の通常の走査方向を「水平方向」又は「左右方向」と定義し、当該走査方向に垂直な方向を「垂直方向」又は「上下方向」と定義する。
　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］
　以下では、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。
　まず、簡単に、本実施例に係る光軸ずれ検出方法の基本概念について説明する。本実施例では、上記した受光素子１００を用いて、画像描画装置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、画像描画装置１は、通常の描画時において、受光素子１００にレーザ光を照射することで光軸ずれを検出する。つまり、画像描画装置１は、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にレーザ光を照射し、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。
　詳しくは、画像描画装置１は、通常の描画を終えた後において、受光素子１００の周辺の領域ではレーザ光を照射せずに（つまりレーザ光を発光しない）、レーザ光が受光素子１００に達した際にレーザ光を照射することで（つまり受光素子１００に対してのみレーザ光を発光する）、光軸ずれの検出を行う。また、画像描画装置１は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光を別々に受光素子１００に照射し、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。つまり、画像描画装置１は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のうちの１つのレーザ光を受光素子１００に受光させた際の当該受光素子１００の出力を、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光の全てについて取得することで、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のそれぞれの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にレーザ光を照射して光軸ずれを検出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にレーザ光を照射して光軸ずれを検出しても良い。
　ここで、図３を参照して、光軸ずれの具体例について説明する。図３（ａ）は、画像描画装置１から出射された赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧの一例を示している。ここでは、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧにおいて光軸ずれが生じている場合を例示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）中の位置Ｐに配置されたマイクロレンズアレイ上に照射された、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧのそれぞれに対応するスポットの一例を示している。図３（ｂ）において、「Ｒ」、「Ｂ」、「Ｇ」が内部に記載された円は、それぞれ、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧのスポットを示している（以下同様とする）。この例では、青色レーザ光ＬＢの光軸は、赤色レーザ光ＬＲの光軸に対して、２ドット分だけ上にずれており、緑色レーザ光ＬＧの光軸は、赤色レーザ光ＬＲの光軸に対して、２ドット分だけ下にずれている共に、１ドット分だけ右にずれている。
　本実施例では、画像描画装置１は、通常動作時において、図３に例示したような光軸ずれを検出する処理を行うと共に、検出した光軸ずれを補正する処理を行う。
　次に、図４及び図５を参照して、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。
　図４は、光軸ずれを求める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１００は、いわゆる４分割受光素子として構成されている。具体的には、受光素子１００は、前述した上下方向及び左右方向で分割された、４つの受光領域１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを有する。４つの受光領域１００Ａ～１００Ｄは、それぞれ、入射したレーザ光の光量に応じた別個の出力値を出力する。以下では、受光領域１００Ａ～１００Ｄのそれぞれの出力値を、「ＯＰＡ」、「ＯＰＢ」、「ＯＰＣ」、「ＯＰＤ」と表記する。
　本実施例では、画像描画装置１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よって、受光素子１００における４つの受光領域１００Ａ～１００Ｄにまたがるような矩形形状を有する画像３００を描画する。つまり、画像描画装置１は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光の１つのレーザ光を受光素子１００に照射することで、受光領域１００Ａ～１００Ｄの全てに重なり合うような矩形形状を有する画像３００を描画する。基本的には、画像描画装置１は、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光で描く画像３００の中心が、光軸ずれが生じていなければ受光素子１００の中心Ｃｅに一致するように、各レーザ光のそれぞれを照射することで画像３００を描画する制御を行う。なお、光軸ずれが生じている場合には、当該制御を行っても、画像３００の中心が受光素子１００の中心Ｃｅとずれる傾向にある。図４は、そのような場合を例示している。
　また、画像描画装置１は、想定される最大の光軸ずれが生じていても、受光領域１００Ａ～１００Ｄの全てに重なり合うようなサイズを有する画像３００を描画する。例えば、画像描画装置１は、想定される最大の光軸ずれが４ドットである場合には、５ドット×５ドットのサイズを有する画像３００を描画する。
　画像描画装置１は、上記のような画像３００を、その中心が受光素子１００の中心Ｃｅに一致するように、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で別々に描画する。この際、光軸ずれが生じていなければ、画像３００の中心が受光素子１００の中心Ｃｅに一致するが、光軸ずれが生じている場合には、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のいずれかのレーザ光で描画した画像３００の中心は、受光素子１００の中心Ｃｅと一致しない。画像描画装置１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で画像３００を描画した際に得られた、受光領域１００Ａ～１００Ｄの出力値ＯＰＡ～ＯＰＤ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それぞれの光軸ずれを検出する。
　ここで、受光領域１００Ａ～１００Ｄの出力値ＯＰＡ～ＯＰＤに基づいた、光軸ずれの検出方法について具体的に説明する。受光領域１００Ａ～１００Ｄのそれぞれの出力値ＯＰＡ～ＯＰＤは、加算器２０１、２０２、２０３、２０４及び減算器２０５、２０６によって処理される。例えば、加算器２０１～２０４及び減算器２０５、２０６は、ビデオＡＳＩＣ３に設けられる。加算器２０１は、受光領域１００Ａの出力値ＯＰＡと受光領域１００Ｂの出力値ＯＰＢとを加算する処理を行う。加算器２０２は、受光領域１００Ｃの出力値ＯＰＣと受光領域１００Ｄの出力値ＯＰＤとを加算する処理を行う。加算器２０３は、受光領域１００Ａの出力値ＯＰＡと受光領域１００Ｄの出力値ＯＰＤとを加算する処理を行う。加算器２０４は、受光領域１００Ｂの出力値ＯＰＢと受光領域１００Ｃの出力値ＯＰＣとを加算する処理を行う。
　減算器２０５は、加算器２０１の出力値から加算器２０２の出力値を減算する処理を行う。つまり、減算器２０５は、受光領域１００Ａの出力値ＯＰＡと受光領域１００Ｂの出力値ＯＰＢとを加算した出力値から、受光領域１００Ｃの出力値ＯＰＣと受光領域１００Ｄの出力値ＯＰＤとを加算した出力値を減算する。この場合、減算器２０５は、「（ＯＰＡ＋ＯＰＢ）－（ＯＰＣ＋ＯＰＤ）」といった出力値を出力する。当該出力値は、受光素子１００の上側に配置された受光領域１００Ａ及び受光領域１００Ｂにおける合計の出力値と、受光素子１００の下側に配置された受光領域１００Ｃ及び受光領域１００Ｄにおける合計の出力値との差分に相当する。したがって、減算器２０５の出力値は、受光素子１００上に描画された画像３００における上下方向のずれ（つまり上下方向（垂直方向）についての光軸ずれ）を示すものとなる。具体的には、減算器２０５の出力値が正の値である場合には上方向に光軸ずれが生じていることを示しており、減算器２０５の出力値が負の値である場合には下方向に光軸ずれが生じていることを示しており、減算器２０５の出力値が「０」である場合には上下方向について光軸ずれが生じていないことを示している。
　他方で、減算器２０６は、加算器２０３の出力値から加算器２０４の出力値を減算する処理を行う。つまり、減算器２０６は、受光領域１００Ａの出力値ＯＰＡと受光領域１００Ｄの出力値ＯＰＤとを加算した出力値から、受光領域１００Ｂの出力値ＯＰＢと受光領域１００Ｃの出力値ＯＰＣとを加算した出力値を減算する。この場合、減算器２０６は、「（ＯＰＡ＋ＯＰＤ）－（ＯＰＢ＋ＯＰＣ）」といった出力値を出力する。当該出力値は、受光素子１００の左側に配置された受光領域１００Ａ及び受光領域１００Ｄにおける合計の出力値と、受光素子１００の右側に配置された受光領域１００Ｂ及び受光領域１００Ｃにおける合計の出力値との差分に相当する。したがって、減算器２０６の出力値は、受光素子１００上に描画された画像３００における左右方向のずれ（つまり左右方向（水平方向）についての光軸ずれ）を示すものとなる。具体的には、減算器２０６の出力値が正の値である場合には左方向に光軸ずれが生じていることを示しており、減算器２０６の出力値が負の値である場合には右方向に光軸ずれが生じていることを示しており、減算器２０６の出力値が「０」である場合には左右方向について光軸ずれが生じていないことを示している。
　図５を参照して、光軸ずれが生じている場合の減算器２０５、２０６の出力例について説明する。図５（ａ）は、画像３００が左側にずれている場合（上下方向にずれていないものとする）の減算器２０５、２０６の出力例を示す。この場合、減算器２０５は「０」を出力し、減算器２０６は正の値を出力する。このような減算器２０５、２０６の出力より、画像描画装置１は、レーザ光の光軸が左方向にずれており、上下方向には光軸がずれていないと判断する。図５（ｂ）は、画像３００が右側にずれている場合（上下方向にずれていないものとする）の減算器２０５、２０６の出力例を示す。この場合、減算器２０５は「０」を出力し、減算器２０６は負の値を出力する。このような減算器２０５、２０６の出力より、画像描画装置１は、レーザ光の光軸が右方向にずれており、上下方向には光軸がずれていないと判断する。
　図５（ｃ）は、画像３００が上側にずれている場合（左右方向にずれていないものとする）の減算器２０５、２０６の出力例を示す。この場合、減算器２０５は正の値を出力し、減算器２０６は「０」を出力する。このような減算器２０５、２０６の出力より、画像描画装置１は、レーザ光の光軸が上方向にずれており、左右方向には光軸がずれていないと判断する。図５（ｄ）は、画像３００が下側にずれている場合（左右方向にずれていないものとする）の減算器２０５、２０６の出力例を示す。この場合、減算器２０５は負の値を出力し、減算器２０６は「０」を出力する。このような減算器２０５、２０６の出力より、画像描画装置１は、レーザ光の光軸が下方向にずれており、左右方向には光軸がずれていないと判断する。
　なお、図５では、左右方向にのみ光軸ずれが生じている場合又は上下方向にのみ光軸ずれが生じている場合に、本実施例に係る光軸ずれ検出方法を適用する例を示したが、左右方向及び上下方向の両方について光軸ずれが生じている場合にも、本実施例に係る光軸ずれ検出方法を適用できることは言うまでもない。
　以上説明した本実施例に係る光軸ずれ検出方法によれば、簡便な処理により、光軸ずれを適切に検出することができる。例えば、受光素子の出力タイミングに基づいて光軸ずれを検出するような比較例に係る構成と比較すると、本実施例によれば、波形に対する処理などを行う必要がないため、簡便な処理で光軸ずれを検出することができる。よって、本実施例によれば、光軸ずれを検出するための回路やソフトなどを簡便に構成することが可能となる。
　なお、画像描画装置１は、レーザ光による複数のスポットを受光素子１００に照射することで画像３００を描画するが、受光素子１００は、このように複数のスポットが照射された際の出力を積分した出力値を出力するように構成されている。つまり、受光素子１００は、１つのスポットが照射されるごとに、そのスポットの光量に応じた出力値を出力するのではなく、複数のスポットが照射されている最中に、複数のスポットの光量を平均したような出力値を出力する。即ち、受光素子１００は周波数特性が比較的低く構成されている、言い換えると受光素子１００は周波数特性をほとんど必要としない。このようなことから、本実施例によれば、高精度の受光素子（高い周波数特性を有する受光素子）を用いる必要がないため、装置を安価に構成することが可能となる。
　なお、受光素子１００に画像３００を複数回描画した際に得られた受光素子１００の出力に基づいて、光軸ずれを検出することが好適である。つまり、複数フレームにわたって受光素子１００に画像３００を描画し、受光領域１００Ａ～１００Ｄから複数回取得された出力値に基づいて、光軸ずれを検出することが好適である。例えば、複数回取得された受光領域１００Ａ～１００Ｄの出力値を平均した値を用い、光軸ずれを検出することができる。こうすることにより、描画の強度や描画タイミングの影響を適切に抑制することができ、光軸ずれを精度良く検出することが可能となる。
　［光軸ずれ補正方法］
　次に、図６を参照し、光軸ずれを補正する方法の具体例について説明する。ここでは、図６（ａ）に示すように、あるレーザ光（たとえば赤色レーザ光）で描画した画像３００が左方向にずれている場合（上下方向にずれていないものとする）を例に挙げる。この場合、減算器２０５は「０」を出力し、減算器２０６は正の出力値Ｘ１を出力する。このような減算器２０５、２０６の出力より、画像描画装置１は、レーザ光の光軸が左方向にずれており、上下方向には光軸がずれていないと判断する。そして、画像描画装置１は、左方向の光軸ずれを補正するべく、図６（ｂ）中の矢印Ａ１で示すように、レーザ光の光軸を右方向に１ドット分だけずらすための処理を行う。すなわち、赤色レーザ光で描画する画像３００の位置を右方向に１ドット分だけずらすように、画像描画装置１は、該当するレーザ光の発光タイミングを、左右方向において１ドットに対応する時間だけ早める処理又は遅らせる処理を行うことで、当該レーザ光における左右方向の光軸を補正する。
　図６（ｂ）に示すような補正を行うことで、減算器２０６は正の出力値Ｘ２（Ｘ２＜Ｘ１）を出力する。このような減算器２０６の出力より、画像描画装置１は、レーザ光の光軸がまだ左方向にずれていると判断する。そして、画像描画装置１は、左方向の光軸ずれを補正するべく、図６（ｃ）中の矢印Ａ２で示すように、レーザ光の光軸を右に１ドット分だけ更にずらすための処理を行う。具体的には、画像描画装置１は、該当するレーザ光の発光タイミングを、左右方向において１ドットに対応する時間だけ早める処理又は遅らせる処理を更に行うことで、当該レーザ光における左右方向の光軸を補正する。
　図６（ｃ）に示すような補正を行うことで、減算器２０６は負の出力値Ｘ３（｜Ｘ３｜＜｜Ｘ２｜）を出力する。このような減算器２０６の出力より、画像描画装置１は、レーザ光の光軸が右方向にずれていると判断する。この場合、光軸のずれが左方向から右方向に変化したため、画像描画装置１は、図６（ｂ）に示した補正で用いた発光タイミング及び図６（ｃ）に示した補正で用いた発光タイミングのいずれか一方を選択する。具体的には、画像描画装置１は、図６（ｃ）に示した補正で用いた発光タイミングによる減算器２０６の出力値Ｘ３の絶対値が、図６（ｂ）に示した補正で用いた発光タイミングによる減算器２０６の出力値Ｘ２の絶対値よりも小さいため、図６（ｃ）に示した補正で用いた発光タイミングを選択し、当該発光タイミングで固定する（図６（ｄ）参照）。
　以上説明した光軸ずれ補正方法によれば、上記した光軸ずれ検出方法により光軸ずれを随時検出しながら光軸ずれを補正していくため、簡便な処理により、光軸ずれを適切に補正することができる。
　なお、図６では、左右方向に光軸ずれが生じている場合に本実施例に係る光軸ずれ補正方法を適用する例を示したが、上下方向に光軸ずれが生じている場合にも、本実施例に係る光軸ずれ補正を同様に適用することができる。この場合にも、画像描画装置１は、該当するレーザ光の発光タイミングを、上下方向において所定数のドット（例えば１ドット）に対応する時間だけ早める処理又は遅らせる処理を行うことで、当該レーザ光における上下方向の光軸を補正する。また、本実施例に係る光軸ずれ補正は、左右方向及び上下方向の両方について光軸ずれが生じている場合にも同様に適用することができる。
　［変形例］
　上記では、矩形形状を有する画像３００を受光素子１００に描画する実施例を示したが、受光素子１００に描画する画像の形状はこれに限定されない。他の例では、円形や、六角形状や、十字形状や、Ｘ形状などを有する画像を、受光素子１００の受光領域１００Ａ～１００Ｄにまたがるように描画することができる。なお、受光素子１００に描画する画像は、左右方向及び上下方向について線対称な形状を有することが好ましい。また、４分割受光素子を用いる場合、図４などに示したように各受光領域が隣接していなくても良い。
　図７は、他の例に係る光軸ずれ検出方法を説明するための図を示す。ここでは、各受光領域が隣接していない４分割受光素子を用いると共に、十字形状を有する画像を描画する例を示す。
　図７（ａ）中の符号４００Ａ～４００Ｄは、それぞれ受光領域を示している。受光領域４００Ａ～４００Ｄは、離間配置されており、入射したレーザ光の光量に応じた別個の出力値を出力する。図７（ｂ）は、このような受光領域４００Ａ～４００Ｄを用いる場合に描画する、十字形状を有する画像４５０を示している。具体的には、画像４５０は、十字形状を構成する左右方向に延在する長方形において上下方向に延びる辺４５０ａ、４５０ｂが、受光領域４００Ｃ、Ｄの辺４００Ｃａ、Ｄａに一致するように描画されると共に、十字形状を構成する上下方向に延在する長方形において左右方向に延びる辺４５０ｃ、４５０ｄが、受光領域４００Ａ、Ｂの辺４００Ａａ、Ｂａに一致するように描画される。この例では、受光領域４００Ａの出力値と受光領域４００Ｂの出力値との差分に基づいて左右方向の光軸ずれを検出することができ、受光領域４００Ｃの出力値と受光領域４００Ｄの出力値との差分に基づいて上下方向の光軸ずれを検出することができる。
　なお、受光領域４００Ａ、Ｂと受光領域４００Ｃ、Ｄとでは形状が異なっている。具体的には、受光領域４００Ｃ、Ｄは、受光領域４００Ａ、Ｂよりも、上下方向の長さが長く構成されている。こうしているのは、ＭＥＭＳミラー１０によるスキャンでは、左右方向に比べて、上下方向のスキャン精度が荒くなる傾向にあるからである。このような形状に受光領域４００Ａ～４００Ｄを構成することで、例えば、左右方向については「１／８ビット」単位での補正が可能となり、上下方向については「１ビット」単位での補正が可能となる。
　上記では、受光手段として受光素子１００を用いる実施例を示したが、受光手段として受光素子１００を用いることに限定はされない。他の例では、受光手段として２次元ポジションセンサを用いることができる。
　図８は、２次元ポジションセンサを用いた場合の光軸ずれ検出方法を説明するための図を示す。図８（ａ）に示すように、２次元ポジションセンサ５００は矩形形状に構成されている。２次元ポジションセンサ５００は、フォトダイオードの表面抵抗などを利用することで、照射されたレーザ光のスポットＳＰの位置に対応する出力値を出力する。具体的には、２次元ポジションセンサ５００は、照射されたスポットＳＰの左右方向の位置（Ｘ）及び上下方向の位置（Ｙ）に対応する出力値を、ビデオＡＳＩＣ３に出力する。なお、２次元ポジションセンサ５００も、受光素子１００と同様に、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。
　２次元ポジションセンサ５００を用いる場合には、画像描画装置１は、上記した実施例のように画像を描画するのではなく、２次元ポジションセンサ５００上にレーザ光のスポットＳＰを照射することで、光軸ずれを検出する。基本的には、画像描画装置１は、２次元ポジションセンサ５００の中心にスポットＳＰが位置するように、２次元ポジションセンサ５００にレーザ光を照射する制御を行う（光軸ずれが生じている場合には、当該制御を行っても、スポットＳＰが２次元ポジションセンサ５００の中心からずれる傾向にある）。そして、画像描画装置１は、２次元ポジションセンサ５００にスポットＳＰを照射した際の２次元ポジションセンサ５００の出力値を取得し、取得された出力値に対応するスポットＳＰの左右方向の位置（Ｘ）及び上下方向の位置（Ｙ）に基づいて、光軸ずれを検出する。なお、画像描画装置１は、受光素子１００に画像３００を描画する場合と同様に、通常の描画を終えた後において、２次元ポジションセンサ５００の周辺の領域ではレーザ光を照射せずに（つまりレーザ光を発光しない）、レーザ光が２次元ポジションセンサ５００に達した際にレーザ光を照射することで（つまり２次元ポジションセンサ５００に対してのみレーザ光を発光する）、光軸ずれの検出を行う。
　具体的には、図８（ｂ）～（ｄ）に示すように、画像描画装置１は、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ＳＰを別々に２次元ポジションセンサ５００に照射させることで、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のスポットＳＰの位置を取得し、取得した各スポットＳＰの位置に基づいて光軸ずれを検出する。図８（ｂ）～（ｄ）では、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のスポットＳＰの位置として、（Ｘｒ、Ｙｒ）、（Ｘｂ、Ｙｂ）及び（Ｘｇ、Ｙｇ）が得られた場合を例示している。
　このような２次元ポジションセンサ５００を用いることによっても、簡便な処理により、光軸ずれを適切に検出することができる。なお、２次元ポジションセンサ５００を用いる場合にも、複数フレームにわたって２次元ポジションセンサ５００にスポットＳＰを照射し、２次元ポジションセンサ５００から複数回取得された出力値に基づいて、光軸ずれを検出することが好適である。こうすることで、光軸ずれを精度良く検出することが可能となる。
　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描画装置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。本発明は、３つ以上のレーザ光を出射する画像描画装置や、２つのレーザ光を出射する画像描画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レーザを利用した種々の映像機器に利用することができる。
　１　画像描画装置
　３　ビデオＡＳＩＣ
　７　レーザドライバＡＳＩＣ
　８　ＭＥＭＳ制御部
　９　レーザ光源ユニット
　１００　受光素子
　１００Ａ～１００Ｄ　受光領域
　５００　２次元ポジションセンサ

Claims (12)

  1. 　第１レーザ光、及び前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を出射するレーザ光源ユニットを有し、前記レーザ光源ユニットから出射される前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を走査することで画像を描画する画像描画装置において、
    　前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の各々を受光する受光手段と、
    　前記受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御手段と、
    　前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値とに基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を備えることを特徴とする画像描画装置。
  2. 　前記照射制御手段は、前記光軸ずれが生じていない場合に前記受光手段の同一の領域にレーザ光が照射される条件と同じ条件で、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を前記受光手段に走査するように前記レーザ光源ユニットの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像描画装置。
  3. 　前記受光手段は、第１受光領域及び第２受光領域を有し、
    　前記照射制御手段は、前記第１受光領域及び前記第２受光領域にまたがるように、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を別々に照射させる制御を行い、
    　前記光軸ずれ検出手段は、前記第１受光領域及び前記第２受光領域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１又は２に記載の画像描画装置。
  4. 　前記照射制御手段は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を前記受光手段に対して異なるタイミングで照射させることで、前記受光手段上に所定の形状を有する画像を描画させることを特徴とする請求項３に記載の画像描画装置。
  5. 　前記受光手段は、前記複数の受光領域として、前記画像を描画する際の前記レーザ光の走査方向と水平な方向及び垂直な方向で分割された４つの受光領域を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像描画装置。
  6. 　前記照射制御手段は、前記照射領域に前記第１レーザ光又は前記第２レーザ光を照射させる期間のうち、前記描画領域に前記第１レーザ光又は前記第２レーザ光を照射させる期間とは異なる期間において、前記受光手段に前記第１レーザ光又は前記第２レーザ光を照射させることを特徴とする請求項５に記載の画像描画装置。
  7. 　前記照射制御手段は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光のそれぞれに対応するスポットを前記受光手段に照射させる制御を行い、
    　前記受光手段は、前記照射制御手段によって照射された前記スポットの位置に応じた出力値を出力し、
    　前記光軸ずれ検出手段は、前記受光手段の前記出力値に応じた前記スポットの位置に基づいて、前記光軸のずれを検出することを特徴とする請求項１に記載の画像描画装置。
  8. 　前記光軸ずれ検出手段は、前記照射制御手段が前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を別々に前記受光手段に照射させる制御を複数回行った際に得られた、前記受光手段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１乃至７のいずれか一項に記載の画像描画装置。
  9. 　前記受光手段は、前記レーザ光の走査範囲内において、前記画像描画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８のいずれか一項に記載の画像描画装置。
  10. 　前記光軸ずれ検出手段が検出した前記光軸のずれに基づいて、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の少なくとも１つの発光タイミングを補正する手段を更に備え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描画装置。
  11. 　第１レーザ光及び、前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光を出射するレーザ光源ユニットを有し、前記レーザ光源ユニットから出射される前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を走査することで画像を描画する画像描画装置において使用される描画制御プログラムであって、
    　受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御ステップと、
    　前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値と、に基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出ステップと、を備えることを特徴とする描画制御プログラム。
  12. 　前記第１レーザ光及び前記第１レーザ光とは波長の異なる第２レーザ光の各々を受光する受光手段と、
    　前記受光手段の同一の領域に対して、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光が所定の照射期間にわたって走査されるように、前記レーザ光源ユニットの制御を行う照射制御手段と、
    　前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第１レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第１出力値と、前記所定の照射期間の間、前記受光手段に前記第２レーザ光が照射された際の前記受光手段からの第２出力値と、に基づいて、前記第１レーザ光または前記第２レーザ光の光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、を備えることを特徴とする光軸ずれ検出装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014162415A1 (ja) * 2013-04-01 2014-10-09 パイオニア株式会社 投影装置及びヘッドアップディスプレイ
WO2014162503A1 (ja) * 2013-04-02 2014-10-09 パイオニア株式会社 投影装置、制御方法及びプログラム、並びに記録媒体
WO2016203993A1 (ja) * 2015-06-19 2016-12-22 ソニー株式会社 投影装置および投影方法、投影モジュール、電子機器、並びにプログラム
EP3481061A1 (en) * 2017-11-01 2019-05-08 Mitsumi Electric Co., Ltd. Image projection apparatus and image projection method
EP3683613A1 (en) * 2019-01-15 2020-07-22 Ricoh Company, Ltd. Optical scanner, display system, mobile object, optical scanning control method, and carrier means
JP2020129087A (ja) * 2019-02-12 2020-08-27 株式会社リコー 表示装置、表示システム、移動体、表示制御方法および表示制御プログラム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5622941B2 (ja) * 2011-09-05 2014-11-12 パイオニア株式会社 光軸ずれ補正装置、制御方法、及びヘッドアップディスプレイ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54146526A (en) * 1978-05-09 1979-11-15 Mitsubishi Electric Corp Detector for misconvergence amount of color picture tube
JPS61500579A (ja) * 1983-12-01 1986-03-27 ヒユ−ズ・エアクラフト・カンパニ− 画像重ね合せシステム
US4684996A (en) * 1986-08-25 1987-08-04 Eastman Kodak Company Video projector with optical feedback
JP2003047018A (ja) * 2001-07-11 2003-02-14 Lg Electronics Inc ３管式プロジェクションテレビの自動コンバーゼンス補正回路
WO2009154134A1 (ja) * 2008-06-18 2009-12-23 株式会社日立製作所 光ビーム走査型画像投影装置
JP2010020087A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Funai Electric Co Ltd 画像表示装置
WO2010146974A1 (ja) * 2009-06-19 2010-12-23 株式会社日立製作所 光走査型画像表示装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS501847B1 (ja) * 1970-05-15 1975-01-22
JP2010145745A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Equos Research Co Ltd 画像形成装置、及び、ヘッドアップディスプレイ装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54146526A (en) * 1978-05-09 1979-11-15 Mitsubishi Electric Corp Detector for misconvergence amount of color picture tube
JPS61500579A (ja) * 1983-12-01 1986-03-27 ヒユ−ズ・エアクラフト・カンパニ− 画像重ね合せシステム
US4684996A (en) * 1986-08-25 1987-08-04 Eastman Kodak Company Video projector with optical feedback
JP2003047018A (ja) * 2001-07-11 2003-02-14 Lg Electronics Inc ３管式プロジェクションテレビの自動コンバーゼンス補正回路
WO2009154134A1 (ja) * 2008-06-18 2009-12-23 株式会社日立製作所 光ビーム走査型画像投影装置
JP2010020087A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Funai Electric Co Ltd 画像表示装置
WO2010146974A1 (ja) * 2009-06-19 2010-12-23 株式会社日立製作所 光走査型画像表示装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014162415A1 (ja) * 2013-04-01 2014-10-09 パイオニア株式会社 投影装置及びヘッドアップディスプレイ
WO2014162503A1 (ja) * 2013-04-02 2014-10-09 パイオニア株式会社 投影装置、制御方法及びプログラム、並びに記録媒体
WO2016203993A1 (ja) * 2015-06-19 2016-12-22 ソニー株式会社 投影装置および投影方法、投影モジュール、電子機器、並びにプログラム
JP2017011453A (ja) * 2015-06-19 2017-01-12 ソニー株式会社 投影装置および投影方法、投影モジュール、電子機器、並びにプログラム
US10944945B2 (en) 2015-06-19 2021-03-09 Sony Corporation Projection device and projection method, projection module, electronic device, and program
EP3481061A1 (en) * 2017-11-01 2019-05-08 Mitsumi Electric Co., Ltd. Image projection apparatus and image projection method
CN109756714A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 三美电机株式会社 图像投影装置以及图像投影方法
CN109756714B (zh) * 2017-11-01 2021-12-21 三美电机株式会社 图像投影装置以及图像投影方法
US11243459B2 (en) 2017-11-01 2022-02-08 Mitsumi Electric Co., Ltd. Image projection apparatus and image projection method
EP3683613A1 (en) * 2019-01-15 2020-07-22 Ricoh Company, Ltd. Optical scanner, display system, mobile object, optical scanning control method, and carrier means
US11062633B2 (en) 2019-01-15 2021-07-13 Ricoh Company, Ltd. Optical scanner, display system, mobile object, optical scanning control method, and recording medium storing program code
JP2020129087A (ja) * 2019-02-12 2020-08-27 株式会社リコー 表示装置、表示システム、移動体、表示制御方法および表示制御プログラム

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