(57)【要約】  画像表示装置は、励起光源５と、面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域と入射した光の一部をその入射方向と反対の方向に折り返す再帰反射領域とを備えた蛍光スクリーン６と、励起光源５からの励起光で蛍光スクリーン６を走査する走査手段４と、入射光量に応じて出力値が変化する光検出手段２と、再帰反射領域からの再帰反射光７を光検出手段２に向けて反射する反射手段３と、走査手段４による走査を行わせて、光検出手段２の出力に基づいて、蛍光スクリーン６上の各蛍光体領域と再帰反射領域との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、励起光源５の発光タイミングを制御する制御手段１と、を有する。
2012118110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源と、
面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域と入射した光の一部をその入射方向と反対の方向に折り返す再帰反射領域とを備えた蛍光スクリーンと、
前記励起光源からの励起光で前記蛍光スクリーンの前記各蛍光体領域および前記再起反射領域が形成された面を走査する走査手段と、
入射光量に応じて出力値が変化する光検出手段と、
前記再帰反射領域で反射された前記励起光の再帰反射光を前記光検出手段に向けて反射する反射手段と、
前記走査手段による走査を行わせるとともに、前記光検出手段の出力信号に基づいて、前記蛍光スクリーン上の前記各蛍光体領域と前記再帰反射領域との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、前記励起光源の発光タイミングを制御する制御手段と、を有し、
前記励起光の光路に沿って前記蛍光スクリーン側から前記反射手段を見た場合、前記反射手段は、前記励起光が通過する領域を囲む、または、挟むように設けられている、画像表示装置。
【請求項２】
前記反射手段は、前記走査手段と前記蛍光スクリーンの間に設けられており、前記走査手段からの前記励起光が通過する面状の開口を有する、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記走査手段は、
前記励起光源からの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で第１の方向に走査する第１の走査ミラーと、
前記第１の走査ミラーからの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２の走査ミラーと、を有し、
前記反射手段は、前記第１および第２の走査ミラーの間に設けられている、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記走査手段は、前記第１の走査ミラーからの前記励起光が通過する線状の開口を有する、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記反射手段は、前記第１の走査ミラーによる走査方向と直交する方向に延伸した第１および第２の反射部を有し、該第１および第２の反射部は前記励起光が通過する領域を挟むように配置されている、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記走査手段は、
前記励起光源からの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で第１の方向に走査する第１の走査ミラーと、
前記第１の走査ミラーからの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２の走査ミラーと、を有し、
前記反射手段は、前記第２の走査ミラーと前記蛍光スクリーンの間に設けられており、前記第１の走査ミラーによる走査方向と直交する方向に延伸した第１および第２の反射部を有し、該第１および第２の反射部は前記励起光が通過する領域を挟むように配置されている、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
入射光量に応じて出力値が変化する別の光検出手段を、さらに有し、
前記反射手段は、前記再帰反射領域からの前記再帰反射光を反射する反射面が形成された面とは反対の面に、前記励起光源からの前記励起光の一部を前記別の光検出手段に向けて反射する別の反射面を有し、
前記制御手段は、前記別の光検出手段の出力信号に基づいて、前記走査手段による所定の走査方向の振れ角を制御する、請求項２から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記別の反射面で反射された光を前記別の光検出手段の受光面上に集光する集光レンズを、さらに有する、請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記別の反射面は、凹面または非球面の曲面もしくはこれらを組み合わせた面である、請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記反射手段は、前記励起光源と前記走査手段の間に設けられている、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記走査手段は、前記励起光源からの前記励起光が通過する点状の開口を有する、請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記走査手段は、
前記励起光源からの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で第１の方向に走査する第１の走査ミラーと、
前記第１の走査ミラーからの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２の走査ミラーと、を有し、
前記反射手段は、
前記第１の走査ミラーによる走査方向と直交する方向に延伸した第１の反射部と、
前記第１の走査ミラーによる走査方向に延伸した第２の反射部を有する、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記走査手段は、
前記励起光源からの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で第１の方向に走査する第１の走査ミラーと、
前記第１の走査ミラーからの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２の走査ミラーと、を有し、
前記反射手段は、
前記第１の走査ミラーによる走査方向と直交する方向に延伸した第１および第２の反射部と、
前記第１の走査ミラーによる走査方向に延伸した第３の反射部と、を有し、
前記第１乃至第３の反射部は、前記蛍光スクリーン側から見た場合に前記励起光が通過する領域を囲むように配置されている、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記走査手段は、
前記励起光源からの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で第１の方向に走査する第１の走査ミラーと、
前記第１の走査ミラーからの前記励起光を前記蛍光スクリーン上で前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２の走査ミラーと、を有し、
前記反射手段は、
前記第１の走査ミラーによる走査方向と直交する方向に延伸した第１および第２の反射部と、
前記第１の走査ミラーによる走査方向に延伸した第３および第４の反射部と、を有し、
前記第１乃至第４の反射部は、前記蛍光スクリーン側から見た場合に前記励起光が通過する領域を囲むように配置されている、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記反射手段を構成する各反射部はそれぞれ、前記励起光の光路上の異なる場所に配置されている、請求項１３または１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記反射手段を構成する各反射部は１以上の反射部からなる複数の組に分けられており、各組が前記励起光の光路上の異なる場所に配置されている、請求項１３または１４に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記再帰反射領域が前記蛍光スクリーンの各蛍光体領域の間に設けられている、請求項１から１６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記反射手段で反射された前記再帰反射光を前記光検出手段の受光面上に集光する集光レンズをさらに有する、請求項１から１７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記反射手段の前記再帰反射領域からの前記再帰反射光を反射する反射面は、凹面または非球面の曲面もしくはこれらを組み合わせた面である、請求項１から１８のいずれかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストライプ状またはマトリクス状に区画された各領域に蛍光体が形成された蛍光スクリーン上を励起光で走査して画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光により励起されることで蛍光を発する蛍光体が形成されたストライプ状の蛍光体領域が面内方向に周期的に配置された蛍光スクリーンと、この蛍光スクリーン上を励起光で走査する走査系とを備えた画像表示装置が知られている。蛍光体には、蛍光色が赤色、緑色、青色のものがあり、各色の蛍光体領域が所定の順序で配置されている。【０００３】
一般に、この種の画像表示装置においては、振動や歪み、温度や湿度などの環境変化、重力の影響、経年変化といった様々な要因によって、走査系と蛍光スクリーンとの相対的な位置関係が変化する。さらに、共振ミラー等の走査系を利用した場合、強度変調された励起光を共振ミラーで反射する際に、励起光の強度に応じて共振ミラーの温度が変化し、それに伴って共振ミラーの共振周波数も変化する。共振ミラーの共振周波数が変化すると、走査系の位相や振幅が変化して、走査位置が本来の位置からずれてしまう。【０００４】
走査系と蛍光スクリーンとの相対的な位置関係の変化や走査位置の変化などの静的変化および動的変化が発生すると、ストライプ状またはマトリクス状に形成された各色の蛍光体領域に対して、励起光を適切なタイミングで照射することができなくなる。その結果、各色の蛍光体領域からの蛍光の輝度が変化して、表示画像の色純度が低下するといった問題を生じる。【０００５】
上記問題を解消するためには、蛍光スクリーン上の各色の蛍光体領域の位置を正確に検出し、各色の蛍光体領域に対して、励起光を適切なタイミングで照射する必要がある。【０００６】
蛍光体領域への励起光の照射タイミングを制御可能な画像表示装置が、引用文献１に記載されている。【０００７】
引用文献１に記載の画像表示装置は、発光源と、蛍光スクリーンと、発光源からの励起光で蛍光スクリーン上を走査する偏向装置と、偏向装置からの励起光の進行方向に配置されたハーフミラーと、光検出器と、光検出器の出力信号に基づいて発光源の発光タイミングを制御するドライブ回路とを有する。【０００８】
蛍光スクリーンは、面内方向に一定の間隔で形成された各色（赤、緑、青）のストライプ状の可視光蛍光体と、各可視光蛍光体の間に設けられたストライプ状のダークレーンとを有しており、これらダークレーンに対して、１つ置きに、キューブミラーよりなるストライプ状の反射手段が形成されている。反射手段は、入射光をその入射方向とは反対の方向に反射する。【０００９】
偏向装置からの励起光は、ハーフミラーを介して蛍光スクリーン上に照射される。発光タイミングの制御を行う場合は、一定光量の励起光で蛍光スクリーンを走査する。この走査において、励起光は各色の可視光蛍光体と反射手段とに照射される。反射手段に照射された励起光は、入射方向とは反対の方向に向かう再帰反射光となる。再帰反射光はハーフミラーに到達し、その一部がハーフミラーで反射されて光検出器に入射する。【００１０】
光検出器の出力信号は、各色の可視光蛍光体の位置を検出するためのインデックス信号としてドライブ回路に供給される。ドライブ回路は、光検出器の出力信号に基づいて、各色の可視光蛍光体の位置を予測し、励起光が可視光蛍光体に適切なタイミングで照射されるように発光源の発光タイミングを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５４−８９５２５号公報（第１図）
【発明の概要】
【００１２】
特許文献１に記載のものでは、偏向装置からの励起光は、ハーフミラーを介して蛍光スクリーンに照射される。この場合、ハーフミラーは入射光のほぼ半分の量の光しか透過しないので、蛍光スクリーンに照射される励起光の強度が低下する。このため、各色の可視光蛍光体からの蛍光の強度が低下し、その分、表示画像の輝度が低下する。
【００１３】
なお、特許文献１に記載のものにおいて、ハーフミラーを用いずに、光検出器を蛍光スクリーンと対向するように配置し、周期的に形成された各反射手段からの再帰反射光を光検出器で直接検出するように構成することは可能である。この変形例によれば、ハーフミラーは用いられていないので、画像の輝度の低下は生じないものの、以下のような問題を生じる。
【００１４】
光検出器は、励起光の走査を妨げない位置、例えば、蛍光スクリーンの中心から外れた位置（例えば、左側または右側の端部）と対向するように配置される。この場合、蛍光スクリーン上の反射手段からの再帰反射光の、光検出器に入射する割合は、光検出器と反射手段の距離が遠いほど小さくなる。よって、光検出器から離れた位置にある反射手段については、その反射手段からの再帰反射光の光検出器への入射強度を十分に得ることができず、可視光蛍光体の位置を正確に検出することが困難となる場合がある。
【００１５】
また、一定光量の励起光で蛍光スクリーンを走査した場合、光検出器に入射する再帰反射光の強度は、反射手段と光検出器の距離に応じて徐々に変化する。通常、再帰反射光の入射強度の変化が大きいほど、光検出器のダイナミックレンジを大きくする必要がある。
【００１６】
上記の変形例においては、光検出器の配置場所がスクリーンの中心から外れた位置となるため、走査位置によって光検出器に入射する再帰反射光の強度の偏りが発生する。そのため、光検出器に入射する再帰反射光の強度の、走査位置による変化量は、大きくなる。従って、光検出器として、ダイナミックレンジの大きな受光器を用いる必要がある。ダイナミックレンジの大きな受光器は高価であるため、装置コストが増大する。
【００１７】
さらに、各反射手段の間に形成された可視光蛍光体の領域においても、可視光蛍光体が励起されて可視光発光するが、その光の一部がノイズとして光検出器に入射する。また、励起光の一部が蛍光体表面で反射・拡散され、その励起光の反射拡散成分の一部がノイズとして光検出器に入射する場合もある。このように、反射手段からの再帰反射光だけでなく、可視光蛍光体の領域からの可視光発光や蛍光体領域表面での励起光の反射拡散成分も光検出器に入射する。このため、光検出器は、反射手段からの再帰反射光の検出信号に、可視光蛍光体の領域からのノイズとなる発光の検出信号が重畳された信号を出力する。
【００１８】
反射手段からの再帰反射光の場合と同様、可視光蛍光体の領域からの反射拡散光の光検出器に入射する割合も、光検出器と可視光蛍光体の領域の距離が遠いほど小さくなる。このため、一定光量の励起光で蛍光スクリーンを走査した場合、反射手段からの再帰反射光の検出信号に重畳されるオフセットにあたる受信レベルが、光検出器と可視光蛍光体の領域の距離に応じて徐々に変化する。オフセットの変化は、水平方向の走査に同期している。
【００１９】
上記の変形例においては、オフセットの変化が大きいため、Ｓ／Ｎ比が小さくなり、その結果、光検出器による励起光の検出精度が低下し、励起光を適切なタイミングで可視光蛍光体に照射することが困難となる。
【００２０】
加えて、上記の変形例においては、オフセットの変化が大きいほど光検出器のダイナミックレンジを大きくする必要があるため、光検出器として、ダイナミックレンジのさらに大きな受光器を用いる必要があり、装置コストがさらに増大する。
【００２１】
本発明の目的は、上記問題を解決し、表示画像の輝度を低下させることなく、励起光を適切なタイミングで蛍光体に照射することができる、低コストの画像表示装置を提供することにある。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の画像表示装置は、
励起光源と、
面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域と入射した光の一部をその入射方向と反対の方向に折り返す再帰反射領域とを備えた蛍光スクリーンと、
前記励起光源からの励起光で前記蛍光スクリーンの前記各蛍光体領域および前記再起反射領域が形成された面を走査する走査手段と、
入射光量に応じて出力値が変化する光検出手段と、
前記再帰反射領域で反射された前記励起光の再帰反射光を前記光検出手段に向けて反射する反射手段と、
前記走査手段による走査を行わせるとともに、前記光検出手段の出力信号に基づいて、前記蛍光スクリーン上の前記各蛍光体領域と前記再帰反射領域との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、前記励起光源の発光タイミングを制御する制御手段と、を有し、
前記励起光の光路に沿って前記蛍光スクリーン側から前記反射手段を見た場合、前記反射手段は、前記励起光が通過する領域を囲む、または、挟むように設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像表示装置の蛍光スクリーンの一部を示す模式図である。
【図３Ａ】図２に示す再帰反射性ブラックストライプの一例を示す模式図である。
【図３Ｂ】図２に示す再帰反射性ブラックストライプの他の例を示す模式図である。
【図４】図１に示す画像表示装置において行われる発光タイミング制御の一手順を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す画像表示装置において、励起光で蛍光スクリーンを水平方向に走査した場合の光検出手段の出力信号の一例を示す波形図である。
【図６】比較例の画像表示装置において、励起光で蛍光スクリーンを水平方向に走査した場合の光検出手段の出力信号の一例を示す波形図である。
【図７】図１に示す画像表示装置の反射手段の変形例を示す模式図である。
【図８】図１に示す画像表示装置の反射手段の別の変形例を示す模式図である。
【図９】本発明の第２の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す画像表示装置の反射手段の大きさを説明するための模式図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４に示す画像表示装置の反射手段の形状を示す模式図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示す画像表示装置の反射手段の形状を示す模式図である。
【図１８】本発明の第８の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８に示す画像表示装置の反射手段の別の形状を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  制御手段
１ａ  走査軌跡
２  光検出手段
３  反射手段
３ａ  開口
４  走査手段
５  励起光源
６  蛍光スクリーン
７  再帰反射光
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１を参照すると、画像表示装置は、制御手段１、光検出手段２、反射手段３、走査手段４、励起光源５および蛍光スクリーン６を有する。
【００２８】
励起光源５は、蛍光スクリーン６上に形成された蛍光体を励起するための励起光（例えば紫外光や青色光）を出力するものであって、例えばレーザダイオード（ＬＤ）に代表されるレーザ光源である。
【００２９】
蛍光スクリーン６は、面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域を備えており、各蛍光体領域の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に折り返す再帰反射領域とされている。
【００３０】
図２に、蛍光スクリーン６の一部の具体的な構成を示す。図２に示すように、蛍光スクリーン６は、再帰反射領域である再帰反射性ブラックストライプ６４により区画された複数の蛍光体領域６１〜６３を有する。
【００３１】
蛍光体領域６１は、例えば赤色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光体領域６２は、例えば緑色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光体領域６３は、例えば青色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。図２に示す例では、蛍光体領域６１、６２、６３はこの順番で一定方向に周期的に形成されている。また、励起光源５として青色光を出力する光源を用いた場合は、蛍光体領域６３は青色光を拡散させる拡散層に置き換えても良い。
【００３２】
図３Ａに、再帰反射性ブラックストライプ６４の一例を示す。
【００３３】
図３Ａを参照すると、再帰反射性ブラックストライプ６４は、複数のガラスビーズ６４ａがブラックストライプ６０上に設けられた構成を有する。ガラスビーズ６４ａは、球状であって、大凡その半球部分がブラックストライプ６０の表面に埋め込まれている。ガラスビーズ６４ａの残りの半球部分は、ブラックストライプ６０の表面から露出している。
【００３４】
励起光源５からの励起光のスポットがブラックストライプ６０上を通過する際、励起光がガラスビーズ６４ａの露出した表面に入射する。入射光は、表面側の境界面（ガラスビーズ６４ａの表面と空気との境界）で屈折する。ガラスビーズ６４ａ内に入射した光は、ガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面で反射され、その反射光が表面側の境界面から出射される。反射光が表面側の境界面を通過する際に屈折し、その境界面からの出射光は、再帰反射光７として、入射光とは反対の方向に進行する。
【００３５】
ガラスビーズ６４ａ内に入射した光をガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面で反射させるために、例えば、ブラックストライプ６０に反射性の材料が含まれていてもよい。あるいは、ガラスビーズ６４ａの球面の一部または全体が半透過・半反射性の膜で覆われていてもよい。
【００３６】
ガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面の一点において、焦点を結ぶように、ガラスビーズ６４ａを設計することで、確実に入射光とは反対の方向に、再帰反射光７を進行させることができる。
【００３７】
このようなガラスビーズ６４ａよりなる再帰反射領域（再帰反射性ブラックストライプ６４）は、スクリーン印刷を用いて形成することができる。
【００３８】
図３Ｂに、再帰反射性ブラックストライプ６４の他の例を示す。
【００３９】
図３Ｂを参照すると、再帰反射性ブラックストライプ６４は、マイクロプリズム６４ｂがブラックストライプ６０上に一様に設けられた構成を有する。マイクロプリズム６４ｂは、断面形状が三角形状の複数のプリズムからなり、それぞれのプリズムの頂角は９０°である。マイクロプリズム６４ｂは、各プリズムの頂角側がブラックストライプ６０に埋め込まれるように形成されており、各プリズムの底部によって平面（入出射面）が形成されている。
【００４０】
励起光源５からの励起光のスポットがブラックストライプ６０上を通過する際、励起光がマイクロプリズム６４ｂの入出射面に入射する。マイクロプリズム６４ｂの頂角を構成する２つの面には反射膜が形成されている。マイクロプリズム６４ｂ内に入射した光は、頂角を構成する２つの面のうちの一方の面で反射された後、他方の面で反射される。他方の面からの反射光は、入出射面から出射される。入出射面からの出射光は、再帰反射光７として、入射光とは反対の方向に進行する。
【００４１】
図３Ｂに示したマイクロプリズム６４ｂによる再帰反射領域は、図３Ａに示したガラスビーズ６４ａによる再帰反射領域に比較して、高い再帰反射率を得ることができる。
【００４２】
再び、図１を参照する。走査手段４は、励起光源５からの励起光で蛍光スクリーン６を波線状の走査軌跡１ａのように走査するものであって、ポリゴンミラーやガルバノミラー、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー等からなる。走査手段４は、水平方向と垂直方向の両方向の走査可能な２軸走査素子であっても良く、また、水平方向に走査する走査素子と垂直方向に走査する走査素子の２つの素子を組み合わせた構成であっても良い。走査軌跡１ａによれば、励起光を水平方向に走査し、蛍光スクリーン６の左右の端部で走査方向を反転させる。この水平方向の走査と同時に、垂直方向にも走査することで、蛍光スクリーン６上を２次元走査させることが可能となる。
【００４３】
反射手段３は、再帰反射領域（再帰反射性ブラックストライプ６４）で反射された再帰反射光７を光検出手段２の方向に向けて反射するものである。反射手段３の中央部分には、走査手段４からの励起光を通過させるための矩形の開口３ａを有する。
【００４４】
光検出手段２は、励起光のみを透過するフィルタとフォトダイオードよりなり、再帰反射性ブラックストライプ６４で反射された再帰反射光７が反射手段３を介して入射する。光検出手段２の出力信号は、制御手段１に供給されている。配置場所によるフォトダイオードのサイズの制限は特にないため、受光面の大きなフォトダイオードを用いることができる。なお、励起光のみを透過するフィルタは、スクリーンとフォトダイオード間であればどこに配置しても良い。また、フォトダイオードに入射する励起光以外の光量が少なく、十分な励起光量を検出できる場合には、励起光のみを透過するフィルタを省略する事もできる。
【００４５】
制御手段１は、光検出手段２の出力信号に基づいて、蛍光スクリーン６上の蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、蛍光体領域６１、６２、６３のそれぞれの位置を特定して、励起光源５の発光タイミングを制御する。
【００４６】
蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界は、例えば、光検出手段２の出力信号レベルが閾値を超えるタイミングと、出力信号レベルが閾値を下回るタイミングとから求めることができる。ここで、出力信号レベルが閾値を超えるタイミングは、蛍光スクリーン６上において、励起光のスポットが蛍光体領域から再帰反射性ブラックストライプ６４へ移動した場合の、蛍光体領域と再帰反射性ブラックストライプ６４の境界の通過タイミングに対応する。また、出力信号レベルが閾値を下回るタイミングは、蛍光スクリーン６上において、励起光のスポットが再帰反射性ブラックストライプ６４から蛍光体領域へ移動した場合の、再帰反射性ブラックストライプ６４と蛍光体領域の境界の通過タイミングに対応する。
【００４７】
次に、本実施形態の画像表示装置の発光タイミング制御の動作について説明する。
【００４８】
図４は、発光タイミング制御の一手順を示すフローチャートである。
【００４９】
制御手段１は、画像表示装置が起動されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。画像表示装置は、電源投入用のボタン（不図示）を備えており、制御手段１は、そのボタンが押下された否かによりステップＳ１０の判定を行う。
【００５０】
画像表示装置が起動されると、制御手段１は、キャリブレーションを実行する（ステップＳ１１）。このキャリブレーションは、以下のようにして行われる。
【００５１】
制御手段１は、励起光源５にて一定の光量の励起光を一定期間だけ連続して出力させるとともに、走査手段４にて、励起光で蛍光スクリーン６上を走査させる。ここで、一定期間は例えば１フレームに相当する期間である。
【００５２】
上記の走査中に、制御手段１は、光検出手段２の出力信号に基づいて、蛍光スクリーン６上の全ての蛍光体領域６１、６２、６３について、それら蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界を検出する。そして、制御手段１は、その検出結果に基づいて境界位置データ（初期値）を作成してそれを保持する。
【００５３】
上記のキャリブレーションにおいて、制御手段１は、１フレームの走査で境界位置データを作成してもよく、また複数のフレームにわたる走査で、フレーム毎に複数の境界位置データを作成し、それら境界位置データを平均してもよい。
【００５４】
キャリブレーションの実行後、入力映像信号に基づく画像を表示するための画像表示モードが設定される。この画像表示モードにおいて、制御手段１は、励起光源５の発光タイミングを制御するとともに走査手段４による走査を制御して、蛍光スクリーン６上に入力映像信号に基づく画像を表示させる。
【００５５】
画像表示モードにおいて、１番目の入力フレームの画像データに基づく第１画像を表示する際に、制御手段１は、キャリブレーションで取得した境界位置データに基づいて、励起光源５の発光タイミングを制御する。そして、第１画像の表示処理を実行中に、制御手段１は、光検出手段２の出力信号に基づいて、蛍光スクリーン６上の全ての蛍光体領域６１、６２、６３について、それら蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界を検出し、その検出結果に基づいて境界位置データを更新する。
【００５６】
２番目以降の入力フレームの画像データに基づく画像を表示する際は、制御手段１は、前回の画像表示で更新した境界位置データに基づいて、励起光源５の発光タイミングを制御する。そして、今回の画像の表示処理を実行中に、制御手段１は、光検出手段２の出力信号に基づいて、蛍光スクリーン６上の全ての蛍光体領域６１、６２、６３について、それら蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界を検出し、その検出結果に基づいて境界位置データを更新する。この更新された境界位置データは、次回の画像表示の際に利用される。
【００５７】
上記の境界位置データの更新は１フレーム毎に行われているが、これに限定されない。境界位置データの更新は、数フレーム毎に行われても良い。
【００５８】
なお、図４に示した発光タイミング制御手順において、キャリブレーションは、起動後に行われる他、画像表示が行われない他のモード、例えば休止モードからの復帰時にも行うことができる。
【００５９】
本実施形態の画像表示装置によれば、励起光源５からの励起光で蛍光スクリーン６上を走査して画像を表示しながら、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界を検出し、その検出した境界に基づいて、次回の走査（次入力フレームの画像表示）の際の励起光源５の発光タイミングを制御することができる。この制御によれば、常に、最適なタイミングで励起光を蛍光体領域６１、６２、６３に照射することができる。これにより他の蛍光体励起用の励起光が蛍光体に入射されることを防ぐことができるので、色純度の高い画像を提供することができる。
【００６０】
また、走査手段４からの励起光はそのまま、反射手段３の開口３ａを通過するので、蛍光スクリーン６に照射される励起光の強度が反射手段３によって低下することはない。したがって、本実施形態の画像表示装置によれば、ハーフミラーを使用する特許文献１に記載のものと比較して、蛍光スクリーン６に照射される励起光の強度が高いので、その分、高輝度で明るい画像を提供することができる。
【００６１】
また、走査手段４からの励起光で蛍光スクリーン６を走査した場合、各再帰反射性ブラックストライプ６４では、入射した励起光が再帰反射される。各再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光は、光の回折の影響で走査手段４の励起光が出射された部分に向かって、半径数ｍｍ〜数ｃｍに広がりながら戻る光となる。反射手段３は走査手段４の励起光が出射された部分の周囲を囲むように配置されており、各再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光の一部が、反射手段３で反射されて光検出手段２に入射する。
【００６２】
上記の場合、再帰反射性ブラックストライプ６４から反射手段３を介して光検出手段２に入射する再帰反射光の強度の振幅(以降、信号強度という)は、前述したような、光検出器が蛍光スクリーンの中心から外れた位置に配置される形態（特許文献１に記載の画像表示装置の変形例）と比較して、大きくなる。さらに、再帰反射性ブラックストライプ６４から反射手段３を介して光検出手段２に入射する再帰反射光の強度に対して、走査位置によって変化するオフセットの変化量は、特許文献１に記載の画像表示装置の変形例と比較して、小さくなる。従って、再起反射光の信号強度が大きく検出され、走査位置によるオフセットの変化量が少なくなることで、Ｓ／Ｎ比が向上し、光検出手段２の出力として十分なレベルの信号を得ることができるので、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射性ブラックストライプ６４との各境界を正確に検出することができる。
【００６３】
加えて、光検出手段２に入射する再帰反射光の強度の、走査位置による変化量が小さいことから、光検出手段２として、ダイナミックレンジの小さな受光器を用いることができる。
【００６４】
また、走査手段４からの励起光で蛍光スクリーン６を走査した場合、蛍光体領域６１、６２、６３に入射した励起光の一部が蛍光体表面で反射・拡散され、その励起光の反射拡散光成分の一部がノイズとして光検出手段２に入射する。この励起光の反射拡散成分の広がり角は、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光に比べて十分に大きい。各蛍光体領域６１、６２、６３からの励起光の反射光の一部が、反射手段３にて反射されて光検出手段２に入射する。
【００６５】
上記の構成によれば、蛍光体領域からの励起光の反射拡散光成分の光検出手段２に入射する割合は走査位置によって変化するものの、そのオフセットの変化の大きさは、前述したような、特許文献１に記載の画像表示装置の変形例と比較して小さい。このようにオフセットの変化を小さくすることができるので、Ｓ／Ｎ比が向上し、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射性ブラックストライプ６４との各境界の検出精度が高くなる。
【００６６】
加えて、オフセットの変化が小さいことから、光検出手段２として、ダイナミックレンジのさらに小さな受光器を用いることができる。
【００６７】
図５に、本実施形態の画像表示装置にて、一定の光量の励起光で蛍光スクリーンを水平方向に走査した場合の光検出手段の出力信号の一例を示す。また、図６に、比較例である画像表示装置にて、一定の光量の励起光で蛍光スクリーンを水平方向に走査した場合の光検出手段の出力信号の一例を示す。図５および図６において、縦軸は信号強度を示し、横軸は時間を示す。
【００６８】
比較例である画像表示装置は、図１に示した構成において、反射手段３を削除し、蛍光スクリーン６に垂直な方向から見た場合、光検出手段２が蛍光スクリーン６の中心から外れた位置、具体的には蛍光スクリーン６の右端近傍もしくは左端近傍に配置されたものである。この光検出手段２で得られた信号を図示したものが図６である。
【００６９】
比較例では、光検出手段２が蛍光スクリーン６の中心から外れた位置と対向するように配置されているため、図６に示すように、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光の信号強度Ｉが走査位置によって大きく変化し、オフセットΔＶも走査位置によって大きく変化する。これら信号強度ＩおよびオフセットΔＶの変化は走査手段４の周期に同期している。
【００７０】
これに対して、本実施形態の画像表示装置では、蛍光スクリーン６に垂直な方向から見た場合、反射手段３は、蛍光スクリーン６の略中心部に位置しており、蛍光スクリーン６からの再帰反射光の一部を光検出手段２の方向に向けて反射する。反射手段３で反射された再起反射光が、光検出手段２で受光される。この光検出手段２で得られた信号を図示したものが図５である。
【００７１】
この場合、図５に示すように、各再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光の信号強度Ｉは十分に大きくとることができ、その信号強度Ｉの水平走査と同期して変化する変化量の大きさは、比較例と比較して十分に小さい。また、オフセットΔＶも、走査位置によって変化するものの、その変化の大きさは、比較例よりも小さい。
【００７２】
図５に示す信号強度ＩおよびオフセットΔＶの変化は、周期的で、かつ、同期している。励起光のスポットが蛍光スクリーンの中心付近に位置する蛍光体領域を通過したときに、オフセットΔＶが最大値となり、信号強度Ｉは最小値となる。これら信号強度ＩおよびオフセットΔＶの変化の周期は、図６に示した信号強度ＩおよびオフセットΔＶの変化の周期の半分程度となっている。
【００７３】
図５において、点線で示した閾値Ｖthは、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光を検出するための閾値である。光検出手段２の出力信号レベルが閾値Ｖthを超えるタイミングと、出力信号レベルが閾値Ｖthを下回るタイミングとに基づいて、再帰反射性ブラックストライプ６４と蛍光体領域（６１〜６３）との境界を検出する。
【００７４】
なお、本実施形態の画像表示装置において、光検出手段２は、励起光源５からの励起光を遮ることがなく、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光を検出することができるのであれば、どのような位置に配置されてもよい。
【００７５】
また、本実施形態の画像表示装置において、反射手段３の形状および配置は適宜に変更することができる。
【００７６】
図７に、反射手段３の変形例を模式的に示す。
【００７７】
図７に示す反射手段３は、第１の方向に延伸した延伸部３１と、第１の方向と直交する第２の方向に延伸した延伸部３２とからなるＬ字状のものである。励起光の光路に沿って蛍光スクリーン６側からＬ字状の反射手段３を見た場合、延伸部３１の長手方向（第１の方向）が走査手段４による水平走査方向と交差または直交するように配置される。
【００７８】
なお、延伸部３１と延伸部３２は別々に設けられてもよい。この場合、延伸部３１の配置場所が、延伸部３２の配置場所と異なっていてもよい。これにより、反射手段３の配置の自由度が高まる。ただし、励起光の光路に沿って蛍光スクリーン６側から反射手段３を見た場合、延伸部３１は、水平走査方向と交差または直交する方向に延伸し、延伸部３２は水平走査方向に延伸する。
【００７９】
図８に、反射手段３の別の変形例を模式的に示す。
【００８０】
図８に示す反射手段３は、延伸部３１、３３と、これら延伸部３１、３３を平行に支持する支持部３４とからなるＣ字状のものである。励起光の光路に沿って蛍光スクリーン６側からＣ字状の反射手段３を見た場合、延伸部３１、３３の長手方向が走査手段４による水平走査方向と交差または直交するように配置される。
【００８１】
また、図８に示した例では、延伸部３１、３３は水平走査方向に並べて配置されているので、図７に示した例と比較して、水平方向の走査に関するオフセット変化を小さくすることができる。これにより、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光の検出精度が向上することができるとともに、光検出手段２として、さらにダイナミックレンジの小さな受光器を用いることができる。
【００８２】
なお、図８に示した例において、延伸部３１と延伸部３３は別々に設けられてもよい。この場合、延伸部３１の配置場所が、延伸部３３の配置場所と異なっていてもよい。これにより、反射手段３の配置の自由度が高まる。ただし、励起光の光路に沿って蛍光スクリーン６側から反射手段３を見た場合、延伸部３１、３３は、水平走査方向と交差または直交する方向に延伸する。
【００８３】
また、延伸部３１と延伸部３３が平行ではなく、角度を持って配置されていてもよい。光検出手段２の方向に再起反射光が反射されるような角度で配置されていれば、より少ない数もしくはより少ない面積の光検出手段２を用いる事ができる。
【００８４】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【００８５】
本実施形態の画像表示装置では、光検出手段３の受光面と対向する位置に集光レンズ３が設けられており、これ以外の構成は、第１の実施形態の画像表示装置と同じである。
【００８６】
本実施形態の画像表示装置によれば、第１の実施形態で説明した効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【００８７】
再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光（拡散光）の一部は、反射手段３で反射された後、集光レンズ８を介して光検出手段２の受光面に入射する。この構成によれば、光検出手段２の受光面への入射光（再帰反射光）を集光レンズ８で集光するため、受光面を小さくすることができ、その分、光検出手段２を小型化することが可能である。
【００８８】
また、フォトダイオード等の受光器は、通常、受光面が小さいほど応答速度が速くなる。よって、光検出手段２の受光面を小さくすることで、光検出手段２の応答速度を向上させることができ、発光タイミング制御の高速化を図ることができる。また、同時に、受光面の面積が小さいほど安価であるため、低コスト化も可能となる。
【００８９】
さらに、再帰反射光（拡散光）を集光レンズ８で集光することで、より多くの再帰反射光（拡散光）を光検出手段２に入射させることができ、その結果、光検出手段２の信号強度が増大して、再帰反射性ブラックストライプ６４と蛍光体領域の境界の検出精度が向上する。
【００９０】
次に、反射手段３の大きさについて具体的に説明する。
【００９１】
図１０は、反射手段３の大きさを説明するための模式図である。
【００９２】
反射手段３は、走査手段４と蛍光スクリーン６の間に配置されている。例えば、反射手段３の開口３ａの中心（重心）を通る励起光が、蛍光スクリーン６の走査面に垂直に入射する。蛍光スクリーン６の走査面および反射手段３の反射面のそれぞれと直交する平面に垂直な方向から見た場合、反射手段３と蛍光スクリーン６とのなす角度は略４５度である。
【００９３】
集光レンズ８の径は１５ｍｍ（焦点距離も１５ｍｍである）である。励起光源５の光軸と反射手段３の開口３ａの蛍光スクリーン６側の端部との距離をａとする。励起光の光路に沿って蛍光スクリーン６側から反射手段３の開口３ａを見た場合の走査手段４からの励起光が通過する領域の幅をｃとする。
【００９４】
距離ａが１０ｍｍであり、幅ｃが９．３ｍｍである場合、反射手段３のミラー幅は１３ｍｍ以上必要である。実用的には、反射手段３のミラー幅は２０ｍｍ程度であり、その場合、径φが１５ｍｍの集光レンズ８で、反射手段３からの再帰反射光を光検出手段２の受光面上に集光することができる。
【００９５】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した変更や変形を適用することができる。
【００９６】
（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【００９７】
本実施形態の画像表示装置では、受光面が集光レンズ８の光軸に対して斜めに交わるように光検出手段２が配置され、受光面で反射された光を吸収するための光吸収部９が設けられており、これ以外の構成は、第２の実施形態の画像表示装置と同じである。
【００９８】
本実施形態の画像表示装置によれば、第１および第２の実施形態で説明した効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【００９９】
再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光（拡散光）の一部は、反射手段３で反射された後、集光レンズ８を介して光検出手段２の受光面に入射する。集光レンズ８で集光された再帰反射光の一部は、光検出手段２の受光面にて反射される。受光面で反射された光の進行方向には、光吸収部９が設けられている。よって、受光面で反射された光のほとんどは、光吸収部９にて吸収される。
【０１００】
なお、受光面が集光レンズ８の光軸に対して垂直に交わるように光検出手段２を配置した場合は、受光面で反射された光は、再び、集光レンズ８および反射手段３を介して蛍光体領域６１、６２、６３および再帰反射性ブラックストライプ６４に入射する。そして、蛍光体領域６１、６２、６３に入射した、受光面からの反射光は、蛍光体を励起させてしまう。また、再帰反射性ブラックストライプ６４に入射した、受光面からの反射光は、再び、再帰反射光として反射手段３に到達し、一部が反射手段３で反射されて光検出手段２に入射する。このように、光検出手段２の受光面で反射された光により、走査手段４からの励起光以外の光で蛍光体が励起されるため、色純度やコントラストが低下する。さらに再帰反射性ブラックストライプ６４との間で再帰反射光の一部の光が往復すると、その往復した光はノイズとして光検出器２の出力信号に重畳され、その結果、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光の検出精度が低下する。
【０１０１】
本実施形態の画像表示装置によれば、光検出手段２の受光面で反射された光のほとんどが光吸収部９にて吸収されるので、上記の色純度やコントラストの低下、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光の検出精度の低下を抑制することができる。
【０１０２】
本実施形態においても、第１の実施形態で説明した変更や変形を適用することができる。
【０１０３】
（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【０１０４】
本実施形態の画像表示装置では、反射手段３の走査手段４側の面も反射面とされ、この反射面からの反射光を受光する光検出手段９が設けられており、これ以外の構成は、第１の実施形態の画像表示装置と同じである。光検出手段９の出力信号は、制御手段１に供給されている。
【０１０５】
本実施形態の画像表示装置によれば、第１の実施形態で説明した効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【０１０６】
反射手段３の反射面（走査手段４側）上における、走査手段４による水平方向の最大振れ幅は、反射手段３の開口３ａの水平方向の幅より大きい。このため、水平方向の走査において、走査手段４からの励起光は、最も左側に振れた状態で、開口３ａの左側縁部に照射され、最も右側に振れた状態で、開口３ａの右側縁部に照射される。
【０１０７】
本実施形態の画像表示装置において、光検出手段９の出力信号に基づいて、反射手段３の位置調整を行うことができる。この場合、画像表示装置は、反射手段３の反射面を含む平面の面内方向に、反射手段３を平行移動するステージ（不図示）を備え、制御手段１は、光検出手段９の出力信号に基づいてステージの動作を制御する。
【０１０８】
反射手段３の位置調整において、制御手段１は、励起光源５を点灯させて走査手段４により、光軸を中心とした走査を行わせる。次に、制御手段１は、光検出手段９の出力信号に基づいて、走査手段４からの励起光が開口３ａの左側縁部にかかっている時間幅（期間）と、走査手段４からの励起光が開口３ａの右側縁部にかかっている時間幅（期間）とを求め、これら時間幅が一致するように、反射手段３が支持されたステージの動作を制御する。
【０１０９】
上記の反射手段３の位置調整により、走査手段４の光軸と開口３ａの中心とを高精度に一致させることができる。
【０１１０】
また、本実施形態の画像表示装置では、反射手段３の開口３ａを利用して走査手段４の水平方向の振れ角が制御される。
【０１１１】
具体的には、走査手段４の水平方向の走査を行うミラー（以下、水平ミラーと記す）に共振ミラーを用いている場合、上記の反射手段３の位置調整が終了した後、光検出手段９の出力信号を観察しつつ、開口３ａの左側縁部と右側縁部との両方にわずかにかかる程度に走査手段４の振れ角を狭める。その後、走査手段４からの励起光が開口３ａの左側縁部にかかっている時間幅と、走査手段４からの励起光が開口３ａの右側縁部にかかっている時間幅とが、常に一定となるように走査手段４の振れ角を制御する。
【０１１２】
以上の制御によれば、走査手段４の水平ミラーの振れ角は、開口３ａの左右の幅に応じた角度に制限されるので、水平ミラーの振れ過ぎを抑制しながら励起光の走査を行うことができる。
【０１１３】
また、水平ミラーに共振ミラー以外のミラーを用いている場合は、以下の方法で水平方向の振れ角を制御することができる。具体的には、制御手段１は、励起光を左側方向へ振るように走査手段４を制御する。走査手段４からの励起光の一部が開口３ａの左側縁部にかかると、励起光の一部がその左側縁部で反射される。左側縁部からの反射光は光検出手段９にて検出される。制御手段１は、光検出手段９の出力信号に基づいて励起光の一部が左側縁部にかかったことを検出する。
【０１１４】
励起光の一部が左側縁部にかかったことを検出すると、制御手段１は、励起光を右側方向へ振るように走査手段４を制御する。走査手段４からの励起光の一部が開口３ａの右側縁部にかかると、励起光の一部がその右側縁部で反射される。右側縁部からの反射光は光検出手段９にて検出される。制御手段１は、光検出手段９の出力信号に基づいて励起光の一部が右側縁部にかかったことを検出する。
【０１１５】
励起光の一部が右側縁部にかかったことを検出すると、制御手段１は、励起光を左側方向へ振るように走査手段４を制御する。これ以降、制御部１は、上述した左右方向への振れに対する制御を実行する。
【０１１６】
以上の制御によれば、走査手段４の水平ミラーの振れ角は、開口３ａの左右の幅に応じた角度に制限されるので、水平ミラーの振れ過ぎを抑制しながらことができる。
【０１１７】
なお、走査手段４の光軸に対する反射手段３の反射面の角度や、反射手段３と走査手段４の距離は、左右縁部の反射光が光検出手段９にて検出されるように適宜に設定される。
【０１１８】
また、本実施形態の画像表示装置において、水平ミラーの振れ角制御に加えて、走査手段４の垂直方向の走査を行うミラー（以下、垂直ミラーと記す）の振れ角も、反射手段３の開口３ａを用いて制御することができる。
【０１１９】
具体的には、制御手段１は、励起光を上側方向へ振るように走査手段４を制御する。走査手段４からの励起光の一部が開口３ａの上側縁部にかかると、励起光の一部がその上側縁部で反射される。上側縁部からの反射光は光検出手段９にて検出される。制御手段１は、光検出手段９の出力信号に基づいて励起光の一部が上側縁部にかかったことを検出する。
【０１２０】
励起光の一部が上側縁部にかかったことを検出すると、制御手段１は、励起光を下側方向へ振るように走査手段４を制御する。走査手段４からの励起光の一部が開口３ａの下側縁部にかかると、励起光の一部がその下側縁部で反射される。下側縁部からの反射光は光検出手段９にて検出される。制御手段１は、光検出手段９の出力信号に基づいて励起光の一部が下側縁部にかかったことを検出する。
【０１２１】
励起光の一部が下側縁部にかかったことを検出すると、制御手段１は、励起光を上側方向へ振るように走査手段４を制御する。これ以降、制御部１は、上述した上下方向（垂直方向）への振れに対する制御を実行する。
【０１２２】
また、光検出手段９は、２個以上のＰＤ（フォトダイオード）で構成されてもよい。例えば２個のＰＤで構成されている場合、一方のＰＤを、反射手段３の左縁部からの反射光が受光される位置に配置し、他方のＰＤを、反射手段３の右縁部からの反射光が受光される位置に配置しても良い。制御手段１は、各ＰＤの出力信号に基づいて、水平ミラーの振れ角を制御する。４個のＰＤで構成されている場合、左右の検出用ＰＤに加え、残りの２つのＰＤの一方を、反射手段３の上側縁部からの反射光が受光される位置に配置し、他方を、反射手段３の下側縁部からの反射光が受光される位置に配置しても良い。
【０１２３】
以上の制御によれば、走査手段４の垂直ミラーの振れ角は、開口３ａの上下の幅に応じた角度に制限されるので、垂直ミラーの振れ過ぎを抑制することができる。
【０１２４】
このように、少なくとも１つの光検出手段９を用いて、最大で、上下左右の４方向についての走査手段４の振れ過ぎを抑制することができる。
【０１２５】
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【０１２６】
本実施形態の画像表示装置では、光検出手段９の受光面と対向する位置に集光レンズ１０が設けられており、これ以外の構成は、第４の実施形態の画像表示装置と同じである。
【０１２７】
本実施形態の画像表示装置によれば、第１および第４の実施形態で説明した効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【０１２８】
集光レンズ１０は、反射手段３の開口３ａの左右縁部からの反射光を光検出手段９の受光面上に集光する。これにより、左右縁部からの反射光の、光検出手段９に入射する割合が大きくなり、検出精度が向上する。
【０１２９】
また、集光レンズ１０を設けたことで、光検出手段９の受光面を小さくすることができるので、光検出手段９の小型化を図ることができ、光検出手段９の応答速度を向上させることができる。
【０１３０】
（第６の実施形態）
図１４は、本発明の第６の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【０１３１】
本実施形態の画像表示装置は、反射手段３の配置および形状が第１の実施形態と異なる。これ以外の構成は、第１の実施形態と基本的に同じである。
【０１３２】
図１４に示すように、反射手段３は、励起光源５と走査手段４の間に配置されている。ここで、走査手段４は、MEMSミラーに代表される２軸走査ミラーである。なお、２軸走査ミラーに代えて、水平方向の走査を行う第１の走査ミラーと垂直方向の走査を行う第２の走査ミラーを組み合わせて用いてもよい。
【０１３３】
図１５は、反射手段３の形状を示す模式図である。図１５に示すように、反射手段３の中央部には点状、たとえば円形の開口３ｂが設けられている。励起光源５からの励起光は、反射手段３の開口３ｂを通過し、その後、走査手段４に到達する。開口３ｂの径は、励起光源５からの励起光の径（ビーム径）以上である。
【０１３４】
蛍光スクリーン６の再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光は、走査手段４を介して反射手段３に到達し、その一部が反射手段３にて反射される。反射手段３からの反射光は、集光レンズ８によって光検出手段２の受光面上に集光される。なお、走査手段４にミラーサイズが大きい２軸走査ミラーなどを用いると、より多くの再帰反射光が反射手段３にて反射され、集光レンズ８によって光検出手段２の受光面上に集光させることが可能となる。
【０１３５】
本実施形態の画像表示装置によっても、第１から第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３６】
（第７の実施形態）
図１６は、本発明の第７の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【０１３７】
本実施形態の画像表示装置は、反射手段３の配置および形状が第１の実施形態と異なる。これ以外の構成は、第１の実施形態と基本的に同じである。
【０１３８】
図１６に示すように、励起光源５から出射した励起光の進行方向に、水平方向の走査を行う走査ミラー４ａが配置されており、走査ミラー４ａで反射された励起光の進行方向に、垂直方向の走査を行う走査ミラー４ｂが配置されている。反射手段３は、走査ミラー４ａと走査ミラー４ｂの間に配置されている。
【０１３９】
図１７は、反射手段３の形状を示す模式図である。図１７に示すように、反射手段３の中央部には線状の開口３ｃが設けられている。走査ミラー４ａからの励起光は、反射手段３の開口３ｃを通過し、その後、走査ミラー４ａに到達する。線状の開口３ｃの長さは、走査ミラー４ａによる水平方向の振れ幅に応じて適宜に決定する。
【０１４０】
蛍光スクリーン６の再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光は、走査ミラー４ｂを介して反射手段３に到達し、その一部が反射手段３にて反射される。反射手段３からの反射光は、集光レンズ８によって光検出手段２の受光面上に集光される。なお、走査ミラー4ｂにミラーサイズが大きいポリゴンミラーなどを用いると、より多くの再帰反射光が反射手段３にて反射され、集光レンズ８によって光検出手段２の受光面上に集光させることが可能となる。
【０１４１】
本実施形態の画像表示装置によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４２】
本実施形態の画像表示装置は、第１から第５の実施形態のいずれにも適用することができる。
【０１４３】
第４および第５の実施形態で説明したような水平方向の振れ角の制御のために反射手段３を用いる場合は、反射手段３の走査ミラー４ａ側の面に反射面が形成される。そして、反射手段３の走査ミラー４ａ側の面と対向する位置に光検出手段９が配置される。この場合、光検出手段９の受光面と対向する位置に集光レンズ１０が設けられてもよい。
【０１４４】
（第８の実施形態）
図１８は、本発明の第８の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【０１４５】
本実施形態の画像表示装置は、第２の実施形態と基本的に同じであるが、走査手段は、水平方向の走査を行う走査ミラー４ａと垂直方向の走査を行う走査ミラー４ｂとから構成されている。
【０１４６】
図１８に示すように、励起光源５から出射した励起光の進行方向に、水平方向の走査を行う走査ミラー４ａが配置されており、走査ミラー４ａで反射された励起光の進行方向に、垂直方向の走査を行う走査ミラー４ｂが配置されている。反射手段３は、走査ミラー４ｂと蛍光スクリーン６の間に配置されている。
【０１４７】
図１９は、反射手段３の別の形状を示す模式図である。図１９に示すように、反射手段３には台形形状の開口３ｅが反射手段３の中央部に形成されている。例えば、図９に示した走査軌跡１ａから分かるように、蛍光スクリーン６上における、走査ミラー４ａおよび走査ミラー４ｂによる励起光の走査範囲は台形形状になっている。この台形形状の走査範囲と相似形状となるように、開口３ｅの大きさおよび形状を決定する。
【０１４８】
蛍光スクリーン６の再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光は反射手段３に到達し、その一部が反射手段３にて反射される。反射手段３からの反射光は、集光レンズ８によって光検出手段２の受光面上に集光される。
【０１４９】
本実施形態の画像表示装置によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
本実施形態の画像表示装置は、第１から第５の実施形態のいずれにも適用することができる。
【０１５１】
第４および第５の実施形態で説明したような水平方向の振れ角の制御のために反射手段３を用いる場合は、反射手段３の走査ミラー４ｂ側の面に反射面が形成される。そして、反射手段３の走査ミラー４ｂ側の面と対向する位置に光検出手段９が配置される。この場合、光検出手段９の受光面と対向する位置に集光レンズ１０が設けられてもよい。
【０１５２】
以上説明した各実施形態の画像表示装置は本発明の一例であり、その構成及び動作は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。
【０１５３】
例えば、第１から第８の実施形態の構成のうち、２つ以上の構成を組み合わせてもよい。具体的には、第２の実施形態の構成と、第４および第５の実施形態の構成のいずれか１つ、または両方を組み合わせてもよい。さらに、第３の実施形態の構成と、第４および第５の実施形態の構成のいずれか１つ、または両方を組み合わせてもよい。
【０１５４】
また、各実施形態の画像表示装置において、再帰反射性ブラックストライプは、縦ストライプのものであるが、これに代えて、横ストライプのもの（再帰反射性横ブラックストライプ）やマトリクス状のもの（再帰反射性ブラックマトリクス）を用いてもよい。再帰反射性横ブラックストライプは、再帰反射性縦ブラックストライプを、スクリーン面を固定させて約９０度回転させたものである。再帰反射性横ブラックマトリクスは、再起反射性縦ブラックストライプと横ブラックストライプを組み合わせたものである。これらを使用する場合は、蛍光スクリーン６上で、励起光が再帰反射性横ブラックストライプやブラックマトリクスを斜めに横断するような走査が行われ、制御手段１は、光検出手段の出力信号に基づいて、再帰反射性横ブラックストライプやブラックマトリクスと蛍光体領域との境界を検出する。
【０１５５】
さらに、反射手段３は、励起光源５と蛍光スクリーン６の間の励起光の光路の任意の場所に設けることができる。具体的には、励起光の光路に沿って蛍光スクリーン６側から反射手段３を見た場合、反射手段３は、励起光が通過する領域を囲む、または、挟むように設けることができる。
【０１５６】
上記の場合、例えば、反射手段３は、励起光が通過する領域を囲む複数の反射部からなり、これら反射部のそれぞれが、励起光の光路上の異なる場所に設けられてもよい。例えば、反射手段３が、水平方向と直交または交差する方向に延伸した第１および第２の反射部と、第１および第２の反射部と直交する方向に延伸した第３の反射部（または、第３および第４の反射部）とからなり、これら反射部のそれぞれが、励起光の光路上の異なる場所に設けられてもよい。
【０１５７】
また、上記の複数の反射部を少なくとも１つ以上の反射部からなる複数の組に分け、各組が励起光の光路上の異なる場所に設けられてもよい。例えば、反射手段３が、水平方向と直交または交差する方向に延伸した第１および第２の反射部と、第１および第２の反射部と直交する方向に延伸した第３の反射部（または第３および第４の反射部）とからなり、これら反射部を１つ以上の反射部からなる複数の組に分け、各組が励起光の光路上の異なる場所に設けられてもよい。例えば、第１乃至第４の反射部を有する場合、第１および第２の反射部の組と、第３および第４の反射部の組が励起光の光路上の異なる場所に設けられてもよい。また、第１および第３の反射部の組と、第２および第４の反射部の組が励起光の光路上の異なる場所に設けられてもよい。
【０１５８】
また、光検出手段２および光検出手段９は、励起光のみを透過するフィルタとフォトダイオードで構成されていてもよい。励起光のみを透過するフィルタを用いることで、蛍光体領域６１、６２、６３からの可視光蛍光成分や蛍光スクリーンからの外光成分・迷光成分がフォトダイオードに入射されてノイズ化するのを防ぐことができ、さらにＳ／Ｎ比を上げることが可能となる。
【０１５９】
また、反射手段３の、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光を反射する面は、凹面状のものであってもよい。より具体的には、凹面は、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光の一部を光検出手段２の受光面上に集光することができるような形状である。
【０１６０】
さらに、反射手段３の、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光を反射する蛍光スクリーン６側の面、および走査素子４側の面は、再帰反射光の一部を光検出手段２もしくは光検出手段９の受光面上に集光するような非球面の形状であってもよい。この非球面の形状は、上記の凹面に適用されてもよい。
【０１６１】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成および動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。
【０１６２】
この出願は、２０１１年３月１日に出願された日本出願特願２０１１−０４３８５４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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