(57)【要約】【課題】時間開口率を高くしつつ、第１の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置１は、投影面２１に対し、光を走査することにより画像を描画するよう構成され、光出射部と、少なくとも１つの反射面を有し、光を投影面２１に対し、第１の方向および第２の方向に走査する光走査部５と、第１の方向に走査する反射面の振れ角を調整する調整手段とを備え、第２の方向の走査を往路および復路で行い、第２の方向の走査の往路および復路において第１の方向の走査を行って画像を描画し、前記第１の方向の走査を行うに際し、調整手段は、光出射部から光を出射した光出射状態で投影面２１上での光の第１の方向の振れ幅が、調整手段による調整を行わない場合に比べて、第２の方向に沿って揃うように、前記振れ角を調整する。【選択図】図１
2010230730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影面に対し、光を走査することにより画像を描画するよう構成され、
光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を反射させ、回動可能に設けられた少なくとも１つの反射面を有し、前記光出射部から出射された光を、前記投影面に対し、第１の方向に走査すると共に、前記第１の方向の走査速度よりも遅い走査速度で前記第１の方向に直交する第２の方向に走査することで２次元的に走査する光走査部と、
前記第１の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を調整する調整手段とを備え、
前記第２の方向の走査を往路および復路のそれぞれで行い、前記第２の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて、前記第１の方向の走査を行って画像を描画し、
前記第１の方向の走査を行うに際し、前記調整手段は、前記光出射部から光を出射した光出射状態で前記投影面上での光の前記第１の方向の振れ幅が、前記調整手段による調整を行わない場合に比べて、前記第２の方向に沿って揃うように、前記振れ角を調整するよう構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記光出射状態で前記投影面上での光の前記第１の方向の振れ幅が前記第２の方向に沿って一定になるように、前記振れ角を調整するよう構成されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記投影面に走査する光の該投影面上の前記第２の方向の位置と、前記振れ角との関係を示す検量線を記憶する検量線記憶手段を有し、
前記検量線を用い、前記投影面に走査する光の該投影面上の前記第２の方向の位置に基づいて、前記振れ角の目標値を求めるよう構成されている請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の方向に走査する反射面の角度を検出する角度検出手段を有し、
前記調整手段は、前記角度検出手段の検出結果と、前記目標値とに基づいて、前記振れ角が前記目標値になるように前記振れ角を調整するよう構成されている請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
光走査部は、前記第２の方向の走査の前記往路と前記復路とで、前記投影面の同じライン上に光を走査するよう構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像を描画する際に用いられる映像データを記憶する映像データ記憶手段を有し、
前記第２の方向の走査の往路において画像を描画する際と、前記第２の方向の走査の復路において画像を描画する際とで、前記映像データ記憶手段からの前記映像データの読み出し順序を逆にするよう構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記光走査部は、回動可能に設けられ、前記第１の方向に走査する反射面を有する可動板と、前記可動板を回動可能に支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する連結部と、前記可動板を回動させる駆動手段とを備えるアクチュエーターと、
前記第２の方向に走査する反射面を有するガルバノミラーとを備える請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記投影面を有するスクリーンを備える請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２ミラータイプ（例えば、共振を利用した水平走査用ミラーとガルバノミラー等の垂直走査用ミラーの２つのミラーで描画するタイプ）のスキャンプロジェクターは、光出射部から出射した光を、投影面に対し、水平方向に走査（水平走査：主走査）すると共に、この水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向に走査（垂直走査：副走査）することで２次元的に走査し、投影面上に画像（映像）を描画するよう構成されている。水平走査用ミラーの回動中心軸を中心とする振れ角（振幅）は、一定である。
このようなスキャンプロジェクターでは、投影面上に画像を描画する際、その投影面までの光路差に起因する歪み、例えば、投影面上に描画された画像の上側と下側とで、横方向（水平方向）の長さが異なる「台形歪み」と呼ばれる歪みが発生するため、補正が必要となる。
【０００３】
ところで、図１４に示すように、スキャンプロジェクター３００の光出射部から光を出射した光出射状態でその光を投影面上に２次元的に走査したときの、投影面２１上での光の軌跡である複数の描画ライン（走査ライン）１４１のうち、左描画限界ラインよりも左側の部分および右描画限界ラインよりも右側の部分は、それぞれ、水平走査用ミラーの角速度（速度）が小さく、描画に適さない。このため、投影面２１上の左描画限界ラインと右描画限界ラインとの間の領域が、画像を描画することが可能な描画可能領域１４３として用いられ、その描画可能領域１４３内に、画像を描画する領域である描画領域１４２が設定される。すなわち、描画可能領域１４３は、画像を描画する領域である描画領域１４２と、画像を描画しない領域である非描画領域とに分けられる。描画領域１４２は、描画可能領域１４３の中央部に位置し、長方形（正方形を含む）をなすように設定され、その描画領域１４２の右側の部分および左側の部分が、非描画領域となる。
【０００４】
前記台形歪みを防止（補正）するには、通常は、前記のように、投影面２１上に長方形の描画領域１４２を設定し、光出射部から出射した光がその描画領域１４２内に投射（照射）されるように光出射部の駆動を制御する。すなわち、描画領域１４２の範囲で、垂直走査用ミラーの角度および水平走査用ミラーの角度に応じて投影面２１上の１画素に相当する時間毎（この時間も描画する位置により異なるためミラーの角度から制御する）に光源の変調を行い、画像を補正して表示（画素密度補正）するのが一般的である。
【０００５】
しかしながら、水平方向から見たとき、スキャンプロジェクター３００から投影面２１に向けて出射した光の光軸と投影面とのなす角（角度）が、９０°からずれるほど、大きな歪補正が必要となる。例えば、図１５に示すように、投影面２１に対し、垂直方向の斜め方向から画像を投影する際には、スキャンプロジェクター３００から垂直方向に遠い位置ほど、１本の描画ライン１４１の水平方向の長さ（光出射部から光を出射した光出射状態での投影面上における光の水平方向の振れ幅）が長くなり、これにより、非描画領域が大きくなって、時間開口率（画像の描画を行う期間の割合）が低下し、１画素あたりの輝度が低下してしまい、また、光源の変調の高速化が必要となるという問題があった。
【０００６】
前記の問題を解決する手段として、水平走査用ミラーの回動中心軸を中心とする振れ角（振幅）を可変にし、徐々に変化させる手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、図１６に示すように、特許文献１のスキャンプロジェクター３００では、投影面２１に対し、光を走査する際、その光が走査される投影面２１上の垂直方向の位置がスキャンプロジェクター３００から遠いほど、水平走査用ミラーの振れ角を小さくし、画像の台形歪みを防止している。
【０００７】
また、特許文献１のスキャンプロジェクター３００では、垂直走査の往路（片側）のみで画像を描画する片側描画を行っている。
また、水平走査用ミラーの動作周波数は高いので、その水平走査用ミラーとしては、通常、エネルギー効率の良い共振駆動のもの（共振を利用したもの）が用いられている。
【０００８】
しかながら、特許文献１のスキャンプロジェクター３００では、片側描画を行っているので、図１７に示すように、垂直帰線期間に、水平走査用ミラーの振れ角を最大値から最小値まで（または最小値から最大値まで）急激に変化させる必要があるが、特に、共振を利用した水平走査用ミラーの振れ角を急激に確実に変化させることは、非常に困難である。
【０００９】
この問題を解決するには、例えば、垂直帰線期間を長くすればよいが、１フレームの時間を変えずに垂直帰線期間を長くすると、画像の描画を行う期間が短くなり、このため、垂直方向の解像度を維持しようとすると、水平走査用ミラーの動作周波数を増大させる必要があり、水平走査用ミラーの設計が困難になる。
また、垂直帰線期間では、画像の描画を行わないので、その垂直帰線期間が長いと、時間開口率が低下し、１画素あたりの輝度が低下してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１９９２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、時間開口率を高くしつつ、第１の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の画像形成装置は、投影面に対し、光を走査することにより画像を描画するよう構成され、
光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を反射させ、回動可能に設けられた少なくとも１つの反射面を有し、前記光出射部から出射された光を、前記投影面に対し、第１の方向に走査すると共に、前記第１の方向の走査速度よりも遅い走査速度で前記第１の方向に直交する第２の方向に走査することで２次元的に走査する光走査部と、
前記第１の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を調整する調整手段とを備え、
前記第２の方向の走査を往路および復路のそれぞれで行い、前記第２の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて、前記第１の方向の走査を行って画像を描画し、
前記第１の方向の走査を行うに際し、前記調整手段は、前記光出射部から光を出射した光出射状態で前記投影面上での光の前記第１の方向の振れ幅が、前記調整手段による調整を行わない場合に比べて、前記第２の方向に沿って揃うように、前記振れ角を調整するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、時間開口率を高くしつつ、第１の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角（振幅）を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することができる。
すなわち、調整手段は、光出射部から光を出射した光出射状態で投影面上での光の第１の方向の振れ幅が、調整手段による調整を行わない場合に比べて、第２の方向に沿って揃うように、第１の方向に走査する反射面の振れ角を調整するので、非描画領域を小さくすることができ、これにより、時間開口率を高くしつつ、画像の台形歪みを防止することができる。
【００１４】
また、第２の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて、第１の方向の走査を行って画像を描画するので、第２の方向の走査において往路から復路に切り替わる際や、復路から往路に切り替わる際に、第１の方向に走査する反射面の振れ角を急激に変化させる必要がなくなり、これにより、容易かつ確実に、第１の方向に走査する反射面の振れ角を調整することができる。
【００１５】
また、第２の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて、第１の方向の走査を行って画像を描画するので、第２の方向の帰線期間がなくなり、これにより、１フレーム中の非表示期間の割合を小さくすることができる。これにより、第２の方向の走査の往路のみで第１の方向の走査を行って画像を描画する場合と第１の方向に走査する反射面の角速度（速度）が同じときは、その往路のみで画像を描画する場合に比べ、単位時間当たりのフレーム数（コマ数）を多くすることができ、これによって、動画における早い動きにも容易に対応することができる。逆に言えば、第２の方向の走査の往路のみで第１の方向の走査を行って画像を描画する場合と単位時間当たりのフレーム数が同じときは、その往路のみで画像を描画する場合に比べ、第１の方向に走査する反射面の角速度を小さくすることができ、これによって、安定的に画像を描画することができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置では、前記調整手段は、前記光出射状態で前記投影面上での光の前記第１の方向の振れ幅が前記第２の方向に沿って一定になるように、前記振れ角を調整するよう構成されていることが好ましい。
これにより、非描画領域の幅をより小さくすることができ、これによって、時間開口率をより高くすることができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置では、前記調整手段は、前記投影面に走査する光の該投影面上の前記第２の方向の位置と、前記振れ角との関係を示す検量線を記憶する検量線記憶手段を有し、
前記検量線を用い、前記投影面に走査する光の該投影面上の前記第２の方向の位置に基づいて、前記振れ角の目標値を求めるよう構成されていることが好ましい。
これにより、容易かつ確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置では、前記第１の方向に走査する反射面の角度を検出する角度検出手段を有し、
前記調整手段は、前記角度検出手段の検出結果と、前記目標値とに基づいて、前記振れ角が前記目標値になるように前記振れ角を調整するよう構成されていることが好ましい。
これにより、容易かつ確実に、画像の台形歪みを防止することができる。
【００１９】
本発明の画像形成装置では、光走査部は、前記第２の方向の走査の前記往路と前記復路とで、前記投影面の同じライン上に光を走査するよう構成されていることが好ましい。
これにより、より確実に、第２の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて画像を描画することができる。
本発明の画像形成装置では、画像を描画する際に用いられる映像データを記憶する映像データ記憶手段を有し、
前記第２の方向の走査の往路において画像を描画する際と、前記第２の方向の走査の復路において画像を描画する際とで、前記映像データ記憶手段からの前記映像データの読み出し順序を逆にするよう構成されていることが好ましい。
これにより、より確実に、第２の方向の走査の往路および復路のそれぞれにおいて画像を描画することができる。
【００２０】
本発明の画像形成装置では、前記光走査部は、回動可能に設けられ、前記第１の方向に走査する反射面を有する可動板と、前記可動板を回動可能に支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する連結部と、前記可動板を回動させる駆動手段とを備えるアクチュエーターと、
前記第２の方向に走査する反射面を有するガルバノミラーとを備えることが好ましい。
これにより、より確実に、時間開口率を高くしつつ、第１の方向に走査する反射面の回動中心軸を中心とする振れ角を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することができる。
本発明の画像形成装置では、前記投影面を有するスクリーンを備えることが好ましい。
これにより、画像の視認性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置のアクチュエーターを示す模式的斜視図である。
【図３】図１に示す画像形成装置のアクチュエーターの駆動を示す模式的断面図である。
【図４】図１に示す画像形成装置のガルバノミラーを示す図である。
【図５】図１に示す画像形成装置の作動制御部、光走査部および光源ユニットを示すブロック図である。
【図６】図１に示す画像形成装置の動作を説明するための図である（ａは、側面図、ｂは、正面図）。
【図７】図１に示す画像形成装置の作動中のアクチュエーターの可動板の振れ角（振れ角の経時的変化）を示すグラフである。
【図８】図１に示す画像形成装置の作動中のガルバノミラーのミラーの角度（角度の経時的変化）を示すグラフである。
【図９】図１に示す画像形成装置の変形例およびその動作を示す図である（ａは、側面図、ｂは、正面図）。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る画像描画装置が備えるアクチュエーターを示す模式的平面図である。
【図１１】図１０中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】図１０に示すアクチュエーターが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部で発生する電圧の一例を示す図である。
【図１４】従来のスキャンプロジェクターの動作を説明するための図である（ａは、側面図、ｂは、正面図）。
【図１５】従来のスキャンプロジェクターの動作を説明するための図である（ａは、側面図、ｂは、正面図）。
【図１６】従来のスキャンプロジェクターの動作を説明するための図である（ａは、側面図、ｂは、正面図）。
【図１７】図１６に示す従来のスキャンプロジェクターの作動中の水平走査用ミラーの振れ角（振れ角の経時的変化）を示すグラフである。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するための図である（ａは、側面図、ｂは、正面図）。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の画像形成装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、代表的に、第１の方向を「水平方向」、第２の方向を「垂直方向」として説明を行う。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の画像形成装置の第１実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す図、図２は、図１に示す画像形成装置のアクチュエーターを示す模式的斜視図、図３は、図１に示す画像形成装置のアクチュエーターの駆動を示す模式的断面図、図４は、図１に示す画像形成装置のガルバノミラーを示す図、図５は、図１に示す画像形成装置の作動制御部、光走査部および光源ユニットを示すブロック図である。また、図６は、図１に示す画像形成装置の動作を説明するための図であり、図６（ａ）は、側面図、図６（ｂ）は、正面図である。また、図７は、図１に示す画像形成装置の作動中のアクチュエーターの可動板の振れ角（振れ角の経時的変化）を示すグラフ、図８は、図１に示す画像形成装置の作動中のガルバノミラーのミラーの角度（角度の経時的変化）を示すグラフである。図９は、図１に示す画像形成装置の変形例およびその動作を示す図であり、図９（ａ）は、側面図、図９（ｂ）は、正面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２、図３、図６、図９中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図１に示すように、画像形成装置１は、スクリーン（対象物）２と、スクリーン２上に光を走査して画像（映像）を形成（描画）（投影）する画像形成装置本体３とを有している。以下、これらについて、順次説明する。
【００２４】
スクリーン２の画像形成装置本体３側の表面は、画像形成装置本体３によって光が走査される光走査面、すなわち、投影面２１を構成している。この投影面２１には、画像形成装置本体３により光が走査されることで、静止画や動画等の所定の画像が描画される。このようなスクリーン２を用いることにより、画像の視認性が向上する。
スクリーン２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２５】
次に、画像形成装置本体３について説明する。
図１に示すように、画像形成装置本体３は、光を出射する光源ユニット（光出射部）４と、投影面２１に対して光源ユニット４から出射した光を走査する光走査部５と、光源ユニット４および光走査部５の作動（駆動）を制御する作動制御装置（制御手段）８とを有している。
【００２６】
図１に示すように、光源ユニット４は、各色のレーザー光源４１ｒ、４１ｇ、４１ｂと、各色のレーザー光源４１ｒ、４１ｇ、４１ｂに対応して設けられたコリメーターレンズ４２ｒ、４２ｇ、４２ｂおよびダイクロイックミラー４３ｒ、４３ｇ、４３ｂとを備えている。
図５に示すように、各色のレーザー光源４１ｒ、４１ｇ、４１ｂは、それぞれ、駆動回路４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂと、赤色の光源４２０ｒ、緑色の光源４２０ｇ、青色の光源４２０ｂとを有しており、図１に示すように、赤色、緑色および青色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを射出する。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、作動制御装置８の後述する光源変調部８４から送信される駆動信号に対応して変調された状態で射出され、コリメート光学素子であるコリメーターレンズ４２ｒ、４２ｇ、４２ｂによって平行化されて細いビームとされる。
【００２７】
ダイクロイックミラー４３ｒ、４３ｇ、４３ｂは、それぞれ、赤色レーザー光ＲＲ、緑色レーザー光ＧＧ、青色レーザー光ＢＢを反射する特性を有し、各色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを結合して１つのレーザー光（光）ＬＬを射出する。
なお、コリメーターレンズ４２ｒ、４２ｇ、４２ｂに代えてコリメーターミラーを用いることができ、この場合も、平行光束の細いビームを形成することができる。また、各色のレーザー光源４１ｒ、４１ｇ、４１ｂから平行光束が射出される場合、コリメーターレンズ４２ｒ、４２ｇ、４２ｂは、省略することができる。さらに、レーザー光源４１ｒ、４１ｇ、４１ｂについては、同様の光束を発生する発光ダイオード等の光源に置換することができる。また、図１の各色のレーザー光源４１ｒ、４１ｇ、４１ｂ、コリメーターレンズ４２ｒ、４２ｇ、４２ｂ、及びダイクロイックミラー４３ｒ、４３ｇ、４３ｂの順番はあくまで１例であり、各色の組み合わせ（赤色はレーザー光源４１ｒ、コリメーターレンズ４２ｒ、ダイクロイックミラー４３ｒ、緑色はレーザー光源４１ｇ、コリメーターレンズ４２ｇ、ダイクロイックミラー４３ｇ、青色はレーザー光源４１ｂ、コリメーターレンズ４２ｂ、ダイクロイックミラー４３ｂ）を保持したままその順序は自由に設定できる。例えば、光走査部５に近い順に、青色、赤色、緑色という組み合わせも可能である。
【００２８】
次に、光走査部５について説明する。
光走査部５は、光源ユニット４から出射したレーザー光ＬＬを投影面２１に対し、水平方向（第１の方向）に走査（水平走査：主走査）すると共に、水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向（第１の方向に直交する第２の方向）に走査（垂直走査：副走査）することで２次元的に走査するものである。この光走査部５は、光源ユニット４から出射したレーザー光ＬＬを投影面２１に対し、水平方向に走査する水平走査用ミラーであるアクチュエーター（第１の方向走査部）５１と、アクチュエーター５１の後述する可動板５１１ａ（光反射部５１１ｅの反射面）の角度（挙動）を検出する角度検出手段（挙動検出手段）５２と、光源ユニット４から出射したレーザー光ＬＬを投影面２１に対し、垂直方向に走査する垂直走査用ミラーであるガルバノミラー（第２の方向走査部）１２と、ガルバノミラー１２の後述するミラー１２１（ミラー１２１の反射面）の角度（挙動）を検出する角度検出手段（挙動検出手段）１３とを有している。
【００２９】
図２に示すように、アクチュエーター５１は、いわゆる共振駆動される形態のもの（共振を利用したもの）で、いわゆる１自由度振動系のものであり、基体５１１と、基体５１１の下面に対向するよう設けられた対向基板５１３と、基体５１１と対向基板５１３との間に設けられたスペーサー部材５１２とを有している。
基体５１１は、可動板５１１ａと、可動板５１１ａを回動可能に支持する支持部５１１ｂと、可動板５１１ａと支持部５１１ｂとを連結する１対の連結部５１１ｃ、５１１ｄとを有している。
【００３０】
可動板５１１ａは、その平面視にて、略長方形状をなしている。このような可動板５１１ａの上面には、光反射性を有する光反射部（ミラー）５１１ｅが設けられている。光反射部５１１ｅの表面（上面）は、光を反射する反射面（第１の反射面）を構成している。光反射部５１１ｅは、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等の金属膜で構成されている。また、可動板５１１ａの下面には、永久磁石５１４が設けられている。
【００３１】
支持部５１１ｂは、可動板５１１ａの平面視にて、可動板５１１ａの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部５１１ｂは、枠状をなしていて、その内側に可動板５１１ａが位置している。
連結部５１１ｃは、可動板５１１ａの左側にて、可動板５１１ａと支持部５１１ｂとを連結し、連結部５１１ｄは、可動板５１１ａの右側にて、可動板５１１ａと支持部５１１ｂとを連結している。
【００３２】
連結部５１１ｃ、５１１ｄは、それぞれ、長手形状をなしている。また、連結部５１１ｃ、５１１ｄは、それぞれ、弾性変形可能である。このような１対の連結部５１１ｃ、５１１ｄは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下「回動中心軸Ｊ」と言う）を中心（回動中心）として、可動板５１１ａが支持部５１１ｂに対して回動する。
このような基体５１１は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板５１１ａと支持部５１１ｂと連結部５１１ｃ、５１１ｄとが一体的に形成されている。このように、シリコンを主材料とすることにより、優れた回動特性を実現できるとともに、優れた耐久性を発揮することができる。また、微細な処理（加工）が可能であり、アクチュエーター５１の小型化を図ることができる。
【００３３】
スペーサー部材５１２は、枠状をなしていて、その上面が基体５１１の下面と接合している。また、スペーサー部材５１２は、可動板５１１ａの平面視にて、支持部５１１ｂの形状とほぼ等しくなっている。このようなスペーサー部材５１２は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。
なお、スペーサー部材５１２と基体５１１との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤等の別部材を介して接合してもよいし、スペーサー部材５１２の構成材料などによっては陽極接合などを用いてもよい。
【００３４】
対向基板５１３は、スペーサー部材５１２と同様に、例えば、各種ガラス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。このような対向基板５１３の上面であって、可動板５１１ａと対向する部位には、コイル５１５が設けられている。
永久磁石５１４は、板棒状をなしていて、可動板５１１ａの下面に沿って設けられている。このような永久磁石５１４は、可動板５１１ａの平面視にて、回動中心軸（第１の回動中心軸）Ｊに対して直交する方向に磁化（着磁）されている。すなわち、永久磁石５１４は、両極（Ｓ極、Ｎ極）を結んだ線分が、回動中心軸Ｊに対して直交するよう設けられている。図３に示すように、本実施形態では、回動中心軸Ｊの左側がＮ極、右側がＳ極となっている。
このような永久磁石５１４としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
コイル５１５は、可動板５１１ａの平面視にて、永久磁石５１４の外周を囲むように設けられている。
【００３５】
また、アクチュエーター５１は、コイル５１５に電圧を印加する電圧印加手段（駆動回路）５１６を有している。電圧印加手段５１６は、印加する電圧の電圧値や周波数等の各条件を調整（変更）し得るように構成されている。この電圧印加手段５１６、コイル５１５および永久磁石５１４等により、可動板５１１ａを回動させる駆動手段５１７が構成される。
【００３６】
コイル５１５には、作動制御装置８の制御により、電圧印加手段５１６から所定の電圧が印加され、所定の電流が流れる。
例えば、作動制御装置８の制御により、電圧印加手段５１６からコイル５１５に交番電圧を印加すると、それに応じて電流が流れ、可動板５１１ａの厚さ方向（図３中上下方向）の磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り換わる。すなわち、コイル５１５の上側付近がＳ極、下側付近がＮ極となる状態Ａと、コイル５１５の上側付近がＮ極、下側付近がＳ極となる状態Ｂとが交互に切り換わる。
【００３７】
状態Ａでは、図３（ａ）に示すように、永久磁石５１４の右側が、コイル５１５への通電により発生する磁界との反発力により上側へ変位するとともに、永久磁石５１４の左側が、前記磁界との吸引力により下側へ変位する。これにより、可動板５１１ａが反時計回りに回動して傾斜する。
反対に、状態Ｂでは、図３（ｂ）に示すように、永久磁石５１４の右側が下側へ変位するとともに、永久磁石５１４の左側が上側へ変位する。これにより、可動板５１１ａが時計回りに回動して傾斜する。
【００３８】
このような状態Ａと状態Ｂとを交互に繰り返すことにより、連結部５１１ｃ、５１１ｄを捩り変形させながら、可動板５１１ａが回動中心軸Ｊまわりに回動（振動）する。
また、作動制御装置８の制御により、電圧印加手段５１６からコイル５１５に印加する電圧を調整することにより、流れる電流を調整することができ、これにより、可動板５１１ａ（光反射部５１１ｅの反射面）の回動中心軸Ｊを中心とする振れ角（振幅）を調整することができる。したがって、電圧印加手段５１６および作動制御装置８により、可動板５１１ａの回動中心軸Ｊを中心とする振れ角を調整する調整手段の主要部が構成される。この調整手段は、本実施形態では、ガルバノミラー１２の後述するミラー１２１（ミラー１２１の反射面）の角度に応じて、前記振れ角を調整する。なお、前記振れ角とは、可動板５１１ａが時計回り（所定方向）に回動したときの最大角度と、それに続いて反時計回り（前記と逆方向）に回動したときの最大角度との差である。
なお、このようなアクチュエーター５１の構成としては、可動板５１１ａを回動させることができれば、特に限定されず、例えば、駆動方式については、コイル５１５と永久磁石５１４とを用いた電磁駆動に代えて、例えば、圧電素子を用いた圧電駆動や静電引力を用いた静電駆動としてもよい。
【００３９】
図４に示すように、ガルバノミラー１２は、表面に光を反射する反射面（第２の反射面）を有し、回動中心軸（第２の回動中心軸）Ｊａを中心に回動可能に設けられたミラー１２１と、ミラー１２１を回動させるモーター（駆動源）１２２およびモーター１２２の駆動回路１２３を有する駆動手段１２４とを備えている。このガルバノミラー１２は、駆動回路１２３によりモーター１２２が正転と反転とを交互に繰り返し、これにより、ミラー１２１が回動中心軸Ｊａまわりに回動（振動）する。
【００４０】
図１に示すように、アクチュエーター５１と、ガルバノミラー１２とは、互いの回動中心軸Ｊ、Ｊａが直交するように設けられている。アクチュエーター５１と、ガルバノミラー１２とをこのように設けることにより、投影面２１に対し、光源ユニット４から出射したレーザー光ＬＬを２次元的に（互いに直交する２方向に）走査することができる。これにより、比較的簡単な構成で、投影面２１に２次元画像を描画することができる。
【００４１】
光源ユニット４から出射した光は、アクチュエーター５１の光反射部５１１ｅの反射面で反射し、次いで、ガルバノミラー１２のミラー１２１の反射面で反射し、スクリーン２の投影面２１に投射（照射）される。そして、光反射部５１１ｅを回動させると共に（同時に）、その角速度（速度）よりも遅い角速度でミラー１２１を回動させることにより、光源ユニット４から出射したレーザー光ＬＬは、投影面２１に対し、水平方向に走査される共に（同時に）、その水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向に走査される。これにより、光源ユニット４から出射したレーザー光ＬＬは、投影面２１に対し、２次元的に走査され、投影面２１に画像が描画される。
なお、光源ユニット４から出射した光が、先に、ガルバノミラー１２のミラー１２１の反射面で反射し、次に、アクチュエーター５１の光反射部５１１ｅの反射面で反射するようになっていてもよい。すなわち、先に、垂直走査がなされ、次に、水平走査がなされるように構成されていてもよい。
【００４２】
次に、アクチュエーター５１の可動板５１１ａ（光反射部５１１ｅの反射面）の角度を検出する角度検出手段５２について説明する。
図２に示すように、角度検出手段５２は、アクチュエーター５１の連結部５１１ｃ上に設けられた圧電素子５２１と、圧電素子５２１から発生する起電力を検出する起電力検出部５２２と、起電力検出部５２２の検出結果に基づいて可動板５１１ａの角度（挙動）を求める（検知する）角度検知部（挙動検知部）５２３とを有している。
【００４３】
圧電素子５２１は、可動板５１１ａの回動に伴って連結部５１１ｃが捩り変形すると、それに伴って変形する。圧電素子５２１は、外力が付与されていない自然状態から変形すると、その変形量に応じた大きさの起電力を発生する性質を有しているため、角度検知部５２３は、起電力検出部５２２で検出された起電力の大きさに基づいて、連結部５１１ｃの捩れの程度を求め、さらに、その捩れの程度から可動板５１１ａ（光反射部５１１ｅの反射面）の角度（回動角）を求める。また、角度検知部５２３は、可動板５１１ａの回動中心軸Ｊを中心とする振れ角を求める。この可動板５１１ａの角度および振れ角の情報を含む信号は、角度検知部５２３から作動制御装置８に送信される。
【００４４】
なお、前記検出する可動板５１１ａの角度は、アクチュエーター５１のいずれの状態のときを基準（角度が０°）としたときの角度に設定してもよく、例えば、アクチュエーター５１の初期状態（コイル５１５に電圧が印加されていない状態）のときを基準（角度が０°）としたときの角度に設定することができる。
また、前記可動板５１１ａの角度の検出は、リアルタイムで（連続的に）行ってもよく、また、間欠的に行ってもよい。また、角度検出手段５２としては、可動板５１１ａの角度を検出することができれば、本実施形態のような圧電素子を用いたものに限定されないことは、言うまでもない。
【００４５】
次に、ガルバノミラー１２のミラー１２１（ミラー１２１の反射面）の角度を検出する角度検出手段１３について説明する。
図４に示すように、角度検出手段１３は、ガルバノミラー１２に設けられたエンコーダー１３１と、エンコーダー１３１から送出される信号を受信し、その信号に含まれる情報に基づいてミラー１２１の角度（挙動）を求める（検知する）角度検知部（挙動検知部）１３２とを有している。
【００４６】
駆動手段１２４の作動によりミラー１２１が回動すると、それに応じて、エンコーダー１３１から角度検知部１３２に信号が送信される。角度検知部１３２は、エンコーダー１３１から送信される信号に含まれる情報に基づいて、ミラー１２１の角度（回動角）を求める。このミラー１２１の角度の情報を含む信号は、角度検知部１３２から作動制御装置８に送信される。
【００４７】
なお、前記検出するミラー１２１の角度は、ガルバノミラー１２のいずれの状態のときを基準（角度が０°）としたときの角度に設定してもよい。
また、前記ミラー１２１の角度の検出は、リアルタイムで（連続的に）行ってもよく、また、間欠的に行ってもよい。また、角度検出手段１３としては、ミラー１２１の角度を検出することができれば、本実施形態のようなエンコーダーを用いたものに限定されないことは、言うまでもない。
【００４８】
次に、作動制御装置８について説明する。
図５に示すように、作動制御装置８は、画像を描画する際に用いられる映像データ（画像データ）を記憶する映像データ記憶部（映像データ記憶手段）８１と、映像データ演算部８２と、描画タイミング生成部８３と、光源変調部（光変調部）８４と、振れ角演算部（振幅演算部）８５と、角度指示部８６と、検量線を記憶する検量線記憶部（検量線記憶手段）８７とを有している。
【００４９】
画像形成装置１は、垂直方向（第２の方向）の走査（以下、単に「垂直走査」とも言う）を往路および復路のそれぞれで行い、その垂直走査の往路および復路のそれぞれにおいて、水平方向（第１の方向）の走査（以下、単に「水平走査」とも言う）を往路および復路のそれぞれで行って画像を描画し、水平走査を行うに際し、光源ユニット４からレーザー光（光）ＬＬを出射した光出射状態（以下、単に「光出射状態」とも言う）で投影面２１上でのレーザー光ＬＬの水平方向の振れ幅（以下、単に「レーザー光（光）ＬＬの振れ幅」とも言う）が、可動板５１１ａの回動中心軸Ｊを中心とする振れ角（以下、単に「可動板５１１ａの振れ角」とも言う）の調整（調整手段による調整）を行わない場合に比べて、垂直方向に沿って揃うように、可動板５１１ａの振れ角を調整するよう構成されている。特に、光出射状態でレーザー光ＬＬの振れ幅が垂直方向に沿って一定になるように、可動板５１１ａの振れ角を調整するよう構成されているのが好ましい。これにより、時間開口率を高くしつつ、画像の台形歪みを防止することができる。本実施形態では、代表的に、前記振れ幅が垂直方向に沿って一定になるように調整する場合について説明する。
【００５０】
なお、前記振れ幅とは、光出射状態で、可動板５１１ａが時計回り（所定方向）に最大角度まで回動したときの投影面２１上でのレーザー光ＬＬの位置と、それに続いて可動板５１１ａが反時計回り（前記と逆方向）に最大角度まで回動したときの投影面２１上でのレーザー光ＬＬの位置との水平方向の距離（間隔）、すなわち、図６に示すように、光出射状態でそのレーザー光ＬＬを投影面２１上に２次元的に走査したときの、投影面２１上でのレーザー光ＬＬの軌跡である複数の描画ライン（走査ライン）１４１のそれぞれの水平方向の長さである。
【００５１】
図６に示すように、前記複数の描画ライン１４１は、ジグザグに配置される。各描画ライン１４１のうち、左側の端部および右側端部は、それぞれ、ミラー１２１の角速度（速度）が小さく、描画に適さず、このため、その左側の端部および右側端部を除いて、画像を描画する領域である描画領域を設定する。なお、描画領域は、例えば、長方形（正方形を含む）をなすように設定される。
【００５２】
可動板５１１ａの振れ角が一定の場合は、光出射状態でのレーザー光ＬＬの振れ幅は、ミラー１２１の角度に応じて変化し、レーザー光ＬＬ光が走査される投影面２１上の垂直方向の位置（描画ライン１４１の垂直方向の位置）が画像形成装置本体３から遠いほど、長くなる。そこで、この画像形成装置１では、ミラー１２１の角度に応じて可動板５１１ａの振れ角を調整する。すなわち、レーザー光ＬＬ光が走査される投影面２１上の垂直方向の位置（描画ライン１４１の垂直方向の位置）が画像形成装置本体３から遠いほど、可動板５１１ａの振れ角を小さくすることにより、光出射状態でのレーザー光ＬＬの振れ幅を垂直方向に沿って一定にする。
【００５３】
検量線記憶部８７には、光出射状態でレーザー光ＬＬの振れ幅が垂直方向に沿って一定になる、投影面２１に走査するレーザー光ＬＬの投影面２１上の垂直方向の位置（描画ライン１４１の垂直方向の位置）と、可動板５１１ａの振れ角との関係を示すテーブルや演算式（関数）等の検量線が記憶（格納）される。画像を描画する際は、その検量線を用い、投影面２１に走査するレーザー光ＬＬの投影面２１上の垂直方向の位置に基づいて、前記振れ角の目標値（目標振れ角）を求める。なお、検量線は、計算で求めることができ、予め、検量線記憶部８７に記憶される。
【００５４】
また、この画像形成装置１では、描画領域１４２において、上側から奇数番目の各描画ライン１４１について、隣り合う描画ライン１４１同士の垂直方向の間隔が一定になり、同様に、上側から偶数番目の各描画ライン１４１について、隣り合う描画ライン１４１同士の垂直方向の間隔が一定になるように、ミラー１２１の角度や角速度を調整するのが好ましい。これにより、画像の垂直方向の歪みを防止することができる。
【００５５】
本実施形態では、例えば、各描画ライン１４１の描画開始の際における描画領域１４２の左側の端部および右側の端部において、それぞれ、隣り合う描画ライン１４１の垂直方向の間隔が一定になるようにミラー１２１の角度を調整し、ミラー１２１の角速度を所定の値に設定する。すなわち、各描画ライン１４１について、隣り合う描画開始点の垂直方向の間隔が一定になるようにミラー１２１の角度を調整し、ミラー１２１の角速度は、各描画ライン１４１毎に一定の値に設定する。なお、描画ライン１４１の垂直方向の位置が画像形成装置本体３から遠いほど、ミラー１２１の角速度は、小さく設定される。これにより、比較的簡単な制御で、画像の垂直方向の歪みを防止することができる。
【００５６】
次に、スクリーン２の投影面２１上に画像を描画する際の画像形成装置１の動作（作用）について説明する。
まず、画像形成装置本体３に映像データが入力される。入力された映像データは、映像データ記憶部８１に一時的に記憶され、その映像データ記憶部８１から読み出され、その映像データを用いて画像の描画が行われる。この場合、映像データのすべてが映像データ記憶部８１に記憶された後に、画像の描画を開始してもよく、また、映像データの一部が映像データ記憶部８１に記憶された後に、画像の描画を開始し、その画像の描画と並行して続きの映像データを映像データ記憶部８１に記憶するようにしてもよい。
【００５７】
映像データの一部が映像データ記憶部８１に記憶された後に画像の描画を開始する場合は、初めに、少なくとも１フレーム分、好ましくは、２フレーム分以上（例えば、２フレーム分）の映像データを映像データ記憶部８１に記憶し、その後に画像の描画を開始する。その理由は、この画像形成装置１では、垂直走査の往路および復路のそれぞれにおいて水平走査を行って画像を描画（以下、単に「垂直方向で往復描画」とも言う）し、後述するように、垂直走査の往路において画像を描画する際と、垂直走査の復路において画像を描画する際とで、映像データ記憶部８１からの映像データの読み出し順序を逆にするので、垂直走査の復路において画像の描画を開始する際、映像データを反対側から読み出すためには、少なくともその復路における画像の描画に用いる１フレーム分の映像データが映像データ記憶部８１に記憶されている必要があるためである。
【００５８】
描画タイミング生成部８３では、描画タイミング情報および描画ライン情報がそれぞれ生成される。描画タイミング情報は、映像データ演算部８２に送出され、描画ライン情報は、振れ角演算部８５に送出される。
描画タイミング情報には、描画を行うタイミングの情報等が含まれる。また、描画ライン情報には、描画を行う描画ライン１４１の垂直方向の位置（ミラー１２１の角度）の情報等が含まれる。なお、描画ライン１４１のいずれの部位の位置を前記描画ライン１４１の垂直方向の位置として設定してもよいが、例えば、左側の先端、右側の先端、中央等が挙げられる。
【００５９】
映像データ演算部８２は、描画タイミング生成部８３から入力された描画タイミング情報に基づいて、映像データ記憶部８１から描画する画素に対応する映像データを読み出し、各種の補正演算等を行った後、各色の輝度データを光源変調部８４に送出する。
光源変調部８４は、映像データ演算部８２から入力された各色の輝度データに基づいて、各駆動回路４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂを介して各光源４２０ｒ、４２０ｇ、４２０ｂの変調を行う。すなわち、各光源４２０ｒ、４２０ｇ、４２０ｂのオン／オフや、出力の調整（増減）等を行う。
【００６０】
アクチュエーター５１側の角度検出手段５２は、その可動板５１１ａの角度および振れ角を検出し、その角度および振れ角の情報（可動板５１１ａの角度情報）を作動制御装置８の描画タイミング生成部８３および振れ角演算部８５に送出する。また、ガルバノミラー１２側の角度検出手段１３は、そのミラー１２１の角度を検出し、その角度の情報（ミラー１２１の角度情報）を作動制御装置８の角度指示部８６に送出する。
【００６１】
描画タイミング生成部８３は、現在の描画ライン１４１の描画が終了し、角度検出手段５２から可動板５１１ａの振れ角の情報が入力されると、それに同期して、角度指示部８６に、次に描画を行う描画ライン１４１の描画開始点にレーザー光ＬＬが照射されるときのミラー１２１の目標角度を示す目標角度情報（角度指示）を送出する。そのミラー１２１の目標角度は、隣り合う描画開始点の垂直方向の間隔が一定になるように設定される。角度指示部８６は、角度検出手段１３で検出されたミラー１２１の角度と、前記ミラー１２１の目標角度とを比較して、その差が０になるような補正を行い、ガルバノミラー１２の駆動手段１２４に駆動データを送出する。
【００６２】
駆動手段１２４は、前記駆動データに基づいて、モーター１２２を駆動する。これにより、描画開始点にレーザー光ＬＬが照射されたとき、ミラー１２１の角度は、前記目標角度になる。
なお、本実施形態では、各描画ライン１４１において、描画開始点から描画終了点まで、ミラー１２１の角速度を一定とし、レーザー光ＬＬの垂直方向の走査速度を一定としてもよく、また、ミラー１２１の角速度を徐々に変化させ、レーザー光ＬＬの垂直方向の走査速度を徐々に変化さてもよい。
【００６３】
また、描画タイミング生成部８３は、振れ角演算部８５に、描画ライン情報、すなわち、次に描画を行う描画ライン１４１の垂直方向の位置の情報を送出する。
振れ角演算部８５では、検量線記憶部８７から読み出された検量線を用い、描画タイミング生成部８３から入力された次に描画を行う描画ライン１４１の垂直方向の位置の情報に基づいて、次に描画を行う描画ライン１４１における可動板５１１ａの目標振れ角を求る。そして、角度検出手段５２から入力された可動板５１１ａの振れ角の情報と、前記可動板５１１ａの目標振れ角とに基づいて、可動板５１１ａの振れ角が目標振れ角となるように、アクチュエーター５１の駆動手段５１７に駆動データを送出する。
【００６４】
駆動手段５１７は、前記駆動データに基づいて、コイル５１５に、アクチュエーター５１の共振周波数と同じ周波数の実効電圧を印加して電流を流し、所定の磁界を発生させ、実効電流の大きさやアクチュエーター５１と駆動波形との位相差を変化させる事で、アクチュエーター５１にエネルギーを供給したり、逆に、アクチュエーター５１からエネルギーを奪ったりする。これにより、共振運動している可動板５１１ａの振れ角は、前記目標振れ角になる。このようにして、角度検出手段５２により検出された可動板５１１ａの振れ角の情報（検出結果）と、前記目標振れ角（目標値）とに基づいて、可動板５１１ａの振れ角が目標振れ角になるようにその可動板５１１ａの振れ角を調整しつつ、描画領域１４２の各描画ライン１４１上に、順次、レーザー光ＬＬを走査し、画像を描画してゆく。
【００６５】
また、描画タイミング生成部８３では、描画を行うフレームが、奇数フレーム（奇数番目のフレーム）と偶数フレーム（偶数番目のフレーム）とのいずれであるかの管理を行い、それにより、ミラー１２１の回動方向（移動方向）と、映像データ記憶部８１からの映像データの読み出し順序を決定している。すなわち、奇数フレーム（垂直方向の走査の往路）において画像を描画する際と、偶数フレーム（垂直方向の走査の復路）において画像を描画する際とで、映像データの読み出し順序を逆にする。
【００６６】
また、奇数フレームと偶数フレームとで、投影面２１の同じライン上にレーザー光ＬＬを走査する。すなわち、奇数フレームの各描画ライン１４１と偶数フレームの各描画ライン１４１とが一致するように、レーザー光ＬＬを走査する。
具体的には、例えば、図６に示すように、１番目のフレーム（奇数番目のフレーム）については、左上から描画を開始し、ジグザグに右下まで描画し、２番目のフレーム（偶数番目のフレーム）については、ミラー１２１の回動方向を前記と逆にし、前記と逆に右下から左上まで描画を行う。以降、同様にして、奇数番目のフレームについては、左上から右下まで描画し、偶数番目のフレームについては、右下から左上まで描画を行う。
【００６７】
なお、本実施形態では、垂直方向の走査の往路を奇数フレームとし、垂直方向の走査の復路を偶数フレームとしているが、これに限らず、垂直方向の走査の復路を奇数フレームとし、垂直方向の走査の往路を偶数フレームとしてもよい。
また、本実施形態では、１番目のフレームについて描画を開始する位置は、左上であるが、これに限らず、例えば、右上、左下、右下等であってもよい。
また、奇数フレームと偶数フレームとで、投影面２１の異なるライン上にレーザー光ＬＬを走査してもよい。
【００６８】
ここで、前記画像の描画の際の可動板５１１ａの振れ角の経時的変化およびミラー１２１の角度の経時的変化は、下記の通りである。
水平走査では、図７に示すように、可動板５１１ａの振れ角は、最小振れ角から徐々に増大し、最大振れ角に到達した後、徐々に減少し、最小振れ角に到達した後、再び、徐々に増大し、以降、同様に、前記動作を繰り返す。
【００６９】
このように、この画像形成装置１では、可動板５１１ａの振れ角が急激に変化しないので、容易かつ確実に、共振を利用して動作させる形態のアクチュエーター５１の可動板５１１ａの振れ角を調整することができる。
また、垂直走査では、図８に示すように、奇数フレーム（垂直方向の走査の往路）において画像の描画を行う表示期間（描画期間）と、偶数フレーム（垂直方向の走査の復路）において画像の描画を行う表示期間との間に、画像の描画を行わない非表示期間（非描画期間）が設けられている。この表示期間において、次のフレームの描画を開始するタイミング等の各タイミングを調整することができる。
【００７０】
そして、垂直方向の走査の往路および復路、すなわち、ミラー１２１を所定方向に回動させる際と、前記と逆方向に回動させる際との両方で、画像の描画を行うので、従来のような垂直帰線期間が不要になり、前記非表示期間を短くすることができる。これにより、時間開口率（画像の描画を行う期間の割合）を高くすることができる。
すなわち、１フレーム中の垂直方向の非表示期間を往復描画することで短くすることができ、これにより、垂直時間開口率が高くなり、垂直走査の往路のみで水平走査を行って画像を描画する場合と可動板５１１ａの角速度（速度）が同じときは、その往路のみで画像を描画する場合に比べ、単位時間当たりのフレーム数（コマ数）を多くすることができ、これによって、動画における早い動きにも容易に対応することができる。逆に言えば、垂直走査の往路のみで水平走査を行って画像を描画する場合と単位時間当たりのフレーム数が同じときは、その往路のみで画像を描画する場合に比べ、可動板５１１ａの角速度を小さくすることができ、これによって、安定的に画像を描画することができる。また、上記の場合で、可動板５１１ａの角速度を変化させない時には、より垂直解像度の高い描画が可能となる。
ここで、実際には、例えば、アクチュエーター５１の可動板５１１ａの慣性（慣性モーメントが）が大きく、その可動板５１１ａが瞬時には追従しない場合がある。このような場合は、例えば、アクチュエーター５１の駆動電流をゼロにするか、またはアクチュエーター５１を逆相（制動）で駆動する場合もある。
【００７１】
以上説明したように、この画像形成装置１によれば、時間開口率を高くしつつ、可動板５１１ａの振れ角を急激に変化させることなく、画像の台形歪みを防止することができる。
また、垂直走査の往路および復路のそれぞれにおいて、水平走査を行って画像を描画するので、垂直走査において往路から復路に切り替わる際や、復路から往路に切り替わる際に、ミラー１２１の振れ角を急激に変化させる必要がなくなり、これにより、容易かつ確実に、ミラー１２１の振れ角を調整することができる。
【００７２】
次に、図９に基づいて、変形例を説明する。
図９に示す画像形成装置１では、光出射状態でレーザー光ＬＬの振れ幅は、垂直方向に沿って一定になっていないが、光出射状態でレーザー光ＬＬの振れ幅が、可動板５１１ａの振れ角の調整を行わない場合に比べて、垂直方向に沿って揃うように、可動板５１１ａの振れ角を調整するよう構成されている。これにより、画像を描画することが可能な描画可能領域１４３の上側の幅が減少し、描画可能領域１４３の形状は、長方形（正方形を含む）に近づき、非描画領域を小さくすることができる。
【００７３】
この画像形成装置１では、投影面２１上、すなわち、描画可能領域１４３内に長方形の描画領域１４２を設定し、光源ユニット４から出射したレーザー光ＬＬがその描画領域１４２内に投射（照射）されるように光源ユニット４の駆動を制御する。これにより、画像の台形歪みを防止することができる。
なお、アクチュエーター５１の可動板５１１ａの慣性が比較的大きい場合は、光出射状態でのレーザー光ＬＬの振れ幅を垂直方向に沿って一定にすることができない場合があるが、このようなときは、前記のように、光出射状態でのレーザー光ＬＬの振れ幅が、可動板５１１ａの振れ角の調整を行わない場合に比べて、垂直方向に沿ってより揃うように、可動板５１１ａの振れ角を調整することにより、時間開口率を高くすることができる。
【００７４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る画像描画装置が備えるアクチュエーターを示す模式的平面図、図１１は、図１０中のＢ−Ｂ線断面図、図１２は、図１０に示すアクチュエーターが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図、図１３は、図１２に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部で発生する電圧の一例を示す図、図１８は、本発明の第２実施形態に係る画像描画装置の奇数フレームにおける動作を説明するための図であり、図１８（ａ）は、側面図、図１８（ｂ）は、正面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１０中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図１１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００７５】
以下、第２実施形態の画像表示装置について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の画像形成装置は、光走査部が備えるアクチュエーターの構成が異なる点、及び投影面２１上の第１の方向の走査（水平走査）の軌跡が直線でない事以外は、第１実施形態とほぼ同様である。
【００７６】
光走査部５は、いわゆる２自由度振動系の１つのアクチュエーター５３を有している。
アクチュエーター５３は、図１０に示すような第１の振動系５４ａと第２の振動系５４ｂと支持部５４ｃとを備える基体５４と、基体５４と対向配置された対向基板５６と、基体５４と対向基板５６との間に設けられたスペーサー部材５５と、永久磁石５７と、コイル５８とを備えている。
【００７７】
第１の振動系５４ａは、枠状の支持部５４ｃの内側に設けられた枠状の駆動部５４１ａと、駆動部５４１ａを支持部５４ｃに両持ち支持する１対の第１の連結部５４２ａ、５４３ａとで構成されている。
第２の振動系５４ｂは、駆動部５４１ａの内側に設けられた可動板５４１ｂと、可動板５４１ｂを駆動部５４１ａに両持ち支持する１対の第２の連結部５４２ｂ、５４３ｂとで構成されている。
【００７８】
駆動部５４１ａは、図１０の平面視にて、円環状をなしている。なお、駆動部５４１ａの形状は、枠状をなしていれば特に限定されず、例えば、図１０の平面視にて、四角環状をなしていてもよい。このような駆動部５４１ａの下面には、永久磁石５７が接合されている。
第１の連結部５４２ａ、５４３ａは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第１の連結部５４２ａ、５４３ａは、それぞれ、駆動部５４１ａを支持部５４ｃに対して回動可能とするように、駆動部５４１ａと支持部５４ｃとを連結している。このような、第１の連結部５４２ａ、５４３ａは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｊ１」という）を中心として、駆動部５４１ａが支持部５４ｃに対して回動するように構成されている。
【００７９】
第１の連結部５４２ａには、可動板５４１ｂの角度（回動中心軸Ｊ１まわりの回動角）（挙動）を検出するための圧電素子５２１が設けられている。
可動板５４１ｂは、図１０の平面視にて、円形状をなしている。だたし、可動板５４１ｂの形状は、駆動部５４１ａの内側に形成することができれば特に限定されず、例えば、図１４の平面視にて、楕円形状をなしていてもよいし、四角形状をなしていてもよい。このような可動板５４１ｂの上面には、光反射性を有する光反射部５４４ｂが形成されている。
【００８０】
第２の連結部５４２ｂ、５４３ｂは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第２の連結部５４２ｂ、５４３ｂは、それぞれ、可動板５４１ｂを駆動部５４１ａに対して回動可能とするように、可動板５４１ｂと駆動部５４１ａとを連結している。このような第２の連結部５４２ｂ、５４３ｂは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｊ２」という）を中心として、可動板５４１ｂが駆動部５４１ａに対して回動するように構成されている。
第２の連結部５４２ｂには、可動板５４１ｂの角度（回動中心軸Ｊ２まわりの回動角）（挙動）を検出するための圧電素子５２１が設けられている。
【００８１】
図１０に示すように、回動中心軸Ｊ１と回動中心軸Ｊ２とは、互いに直交している。また、駆動部５４１ａおよび可動板５４１ｂの中心は、それぞれ、図１４の平面視にて、回動中心軸Ｊ１と回動中心軸Ｊ２との交点上に位置している。なお、以下、説明の便宜上、回動中心軸Ｊ１と回動中心軸Ｊ２との交点を「交点Ｇ」ともいう。
図１１に示すように、以上のような基体５４は、スペーサー部材５５を介して対向基板５６と接合している。対向基板５６の上面には、永久磁石５７に作用する磁界を発生させるコイル５８が設けられている。
【００８２】
永久磁石５７は、図１０の平面視にて、交点Ｇを通り、回動中心軸Ｊ１および回動中心軸Ｊ２のそれぞれの軸に対して傾斜した線分（以下、この線分を「線分Ｍ」と言う）に沿って設けられている。
このような永久磁石５７は、交点Ｇに対して長手方向の一方側がＳ極、他方側がＮ極となっている。図１１では、永久磁石５７の長手方向の左側がＳ極、右側がＮ極となっている。
【００８３】
図１０の平面視にて、線分Ｍの回動中心軸Ｘに対する傾斜角θは、３０〜６０度であるのが好ましく、４０〜５０度であるのがより好ましく、ほぼ４５度であるのがさらに好ましい。このように永久磁石５７を設けることで、円滑に、可動板５４１ｂを回動中心軸Ｊ１および回動中心軸Ｊ２のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。本実施形態では、線分Ｍは、回動中心軸Ｘおよび回動中心軸Ｙのそれぞれの軸に対して約４５度傾斜している。
また、図１１に示すように、永久磁石５７の上面には、凹部５７ａが形成されている。この凹部５７ａは、永久磁石５７と可動板５４１ｂとの接触を防止するための逃げ部である。このような凹部５７ａを形成することで、可動板５４１ｂが回動中心軸Ｊ２まわりに回動する際、永久磁石５７と接触してしまうことを防止することができる。
【００８４】
コイル５８は、図１０の平面視にて、駆動部５４１ａの外周を囲むように形成されている。これにより、アクチュエーター５３の駆動の際、駆動部５４１ａとコイル５８との接触を確実に防止することができる。その結果、コイル５８と永久磁石５７との離間距離を比較的短くすることができ、コイル５８から発生する磁界を効率的に永久磁石５７に作用させることができる。
コイル５８は、電圧印加手段５９と電気的に接続されていて、電圧印加手段５９によりコイル５８に電圧が印加されると、コイル５８から回動中心軸Ｊ１および回動中心軸Ｊ２のそれぞれの軸に直交する軸方向の磁界が発生する。
【００８５】
図１２に示すように、電圧印加手段５９は、可動板５４１ｂを回動中心軸Ｊ１まわりに回動させるための第１の電圧Ｖ１を発生させる第１の電圧発生部５９１と、可動板５４１ｂを回動中心軸Ｊ２まわりに回動させるための第２の電圧Ｖ２を発生させる第２の電圧発生部５９２と、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳し、その電圧をコイル５８に印加する電圧重畳部５９３とを備えている。
【００８６】
第１の電圧発生部５９１は、第１実施形態の図８と同様、図１３（ａ）に示すように、フレーム周波数の倍の周期Ｔ１で周期的に変化する第１の電圧Ｖ１（垂直走査用電圧）を発生させるものである。
第１の電圧Ｖ１は、三角波のような波形をなしている。そのため、アクチュエーター５３は、効果的に光を垂直往復走査（副走査）することができる。なお、第１の電圧Ｖ１の波形は、これに限定されない。ここで、第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）は、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１５〜４０Ｈｚ（３０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。
本実施形態では、第１の電圧Ｖ１の周波数は、駆動部５４１ａと１対の第１の連結部５４２ａ、５４３ａとで構成された第１の振動系５４ａのねじり共振周波数と異なる周波数となるように調整されている。
【００８７】
一方、第２の電圧発生部５９２は、図１３（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ２（水平走査用電圧）を発生させるものである。
第２の電圧Ｖ２は、正弦波のような波形をなしている。そのため、アクチュエーター５３は効果的に光を主走査することができる。なお、第２の電圧Ｖ２の波形は、これに限定されない。
【００８８】
また、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数より高く、かつ、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。このように、第２の電圧Ｖ２の周波数を１０〜４０ｋＨｚとし、前述したように第１の電圧Ｖ１の周波数を３０Ｈｚ程度とすることで、スクリーンでの描画に適した周波数で、可動板５４１ｂを回動中心軸Ｊ１および回動中心軸Ｊ２のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。ただし、可動板５４１ｂを回動中心軸Ｊ１および回動中心軸Ｊ２のそれぞれの軸まわりに回動させることができれば、第１の電圧Ｖ１の周波数と第２の電圧Ｖ２の周波数との組み合わせなどは、特に限定されない。
【００８９】
本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動板５４１ｂと１対の第２の連結部５４２ｂ、５４３ｂとで構成された第２の振動系５４ｂのねじり共振周波数と等しくなるように調整されている。これにより、可動板５４１ｂの回動中心軸Ｊ２まわりの回動角を大きくすることができる。
また、第１の振動系５４ａの共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系５４ｂの共振周波数をｆ２［Ｈｚ］としたとき、ｆ１とｆ２とが、ｆ２＞ｆ１の関係を満たすことが好ましく、ｆ２≧１０ｆ１の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動板５４１ｂを回動中心軸Ｊ１まわりに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、回動中心軸Ｊ２まわりに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。
【００９０】
第１の電圧発生部５９１および第２の電圧発生部５９２は、それぞれ、作動制御装置８に接続され、この作動制御装置８からの信号に基づき駆動する。このような第１の電圧発生部５９１および第２の電圧発生部５９２には、電圧重畳部５９３が接続されている。
電圧重畳部５９３は、コイル５８に電圧を印加するための加算器５９３ａを備えている。加算器５９３ａは、第１の電圧発生部５９１から第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部５９２から第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル５８に印加するようになっている。
【００９１】
以上のような構成のアクチュエーター５３は、次のようにして駆動する。
例えば、図１３（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ１と、図１３（ｂ）に示すような電圧Ｖ２とを電圧重畳部５９３にて重畳し、重畳した電圧をコイル５８に印加する（この重畳された電圧を「電圧Ｖ３」ともいう）。
すると、電圧Ｖ３中の第１の電圧Ｖ１に対応する電圧によって、永久磁石５７のＳ極側をコイル５８に引き付けようとするとともに、Ｎ極側をコイル５８から離間させようとする磁界と、永久磁石５７のＳ極側をコイル５８から離間させようとするとともに、Ｎ極側をコイル５８に引き付けようとする磁界とが交互に切り換わる。これにより、第１の連結部５４２ａ、５４３ａを捩れ変形させつつ、駆動部５４１ａが可動板５４１ｂとともに、第１の電圧Ｖ１の周波数で回動中心軸Ｊ１まわりに回動する。
【００９２】
なお、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第２の電圧Ｖ２の周波数に比べて極めて低く設定されており、また、第１の振動系５４ａの共振周波数は、第２の振動系５４ｂの共振周波数よりも低く設計されている。そのため、第１の振動系５４ａは、第２の振動系５４ｂよりも振動しやすくなっており、第１の電圧Ｖ１によって、可動板５４１ｂが回動中心軸Ｊ２まわりに回動してしまうことを防止することができる。
【００９３】
一方、電圧Ｖ３中の第２の電圧Ｖ２に対応する電圧によって、永久磁石５７のＳ極側をコイル５８に引き付けようとするとともに、Ｎ極側をコイル５８から離間させようとする磁界と、永久磁石５７のＳ極側をコイル５８から離間させようとするとともに、Ｎ極側をコイル５８に引き付けようとする磁界とが交互に切り換わる。これにより、第２の連結部５４２ｂ、５４３ｂを捩れ変形させつつ、可動板５４１ｂが第２の電圧Ｖ２の周波数で回動中心軸Ｊ２まわりに回動する。
なお、第２の電圧Ｖ２の周波数が第２の振動系５４ｂのねじり共振周波数と等しいため、第２の電圧Ｖ２によって、支配的に、可動板５４１ｂを回動中心軸Ｊ２まわりに回動させることができる。そのため、第２の電圧Ｖ２によって、可動板５４１ｂが回動中心軸Ｊ１まわりに回動してしまうことを防止することができる。
【００９４】
以上のようなアクチュエーター５３によれば、１つのアクチュエーターで２次元的にレーザー光（光）を走査でき、光走査部５の省スペース化を図ることができる。また、例えば、第１実施形態のようにアクチュエーターとガルバノミラーとを用いる場合には、アクチュエーターとガルバノミラーとの相対的位置関係を高精度に設定しなければならないが、本実施形態ではその必要がないため、製造の容易化を図ることができる。
【００９５】
また、本実施形態では、第１実施形態の図６とは異なり、図１５に示すように光源ユニット４からレーザー光（光）ＬＬを出射した光出射状態でそのレーザー光ＬＬを投影面２１上に２次元的に走査したときの、投影面２１上でのレーザー光ＬＬの軌跡である複数の描画ライン（走査ライン）１４１は、ジグザグにかつ歪曲して配置される。
また、走査ラインが歪曲しているため、映像データ演算部８２は、これから走査するライン上に描画すべき画素データに相当するデータ算出しながら、映像データ記憶部８１から読み出し、描画タイミング生成部８３から入力された描画タイミング情報に基づいて、各種の補正演算等を行った後、各色の輝度データを光源変調部８４に送出する。
上記以外の処理に関しては、第１実施形態と同様の処理を行う。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００９６】
以上、本発明の画像形成装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９７】
また、前記実施形態では、画像形成装置として、スクリーン上に画像を描画するものについて説明したが、本発明では、これに限定されず、例えば、壁などに画像を描画するものであってもよいし、光拡散板等を用いて、透過・拡散光を反対側から見てもよい。
また、本発明では、スクリーンが構成要素として含まれていなくてもよい。
また、前記第１実施形態では、光走査部として、共振駆動される形態のアクチュエーターと、ガルバノミラーとを用いたが、本発明では、これに限定されず、例えば、共振駆動される形態のアクチュエーターを２つ用いてもよい。
【００９８】
また、本実施形態では、第１の方向を「水平方向」、第２の方向を「垂直方向」としたが、本発明では、これに限らず、例えば、第１の方向を「垂直方向」、第２の方向を「水平方向」としてもよい。
また、前記実施形態では、ダイクロイックミラー４３ｒ、４３ｇ、４３ｂを用いて、赤色レーザー光ＲＲ、緑色レーザー光ＧＧ、青色レーザー光ＢＢを結合して１つのレーザー光（光）ＬＬを射出しているが、ダイクロイックプリズム等を用いて結合しても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１……画像形成装置  ２……スクリーン  ２１……投影面  ３……画像形成装置本体  ４……光源ユニット（光出射部）  ４１ｒ、４１ｇ、４１ｂ……レーザー光源  ４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂ……駆動回路  ４２ｒ、４２ｇ、４２ｂ……コリメーターレンズ  ４２０ｒ、４２０ｇ、４２０ｂ……光源  ４３ｒ、４３ｇ、４３ｂ……ダイクロイックミラー  ５……光走査部  ５１……アクチュエーター  ５１１……基体  ５１１ａ……可動板  ５１１ｂ……支持部  ５１１ｃ、５１１ｄ……連結部  ５１１ｅ……光反射部  ５１２……スペーサー部材  ５１３……対向基板  ５１４……永久磁石  ５１５……コイル  ５１６……電圧印加手段  ５１７……駆動手段  ５２……角度検出手段  ５２１……圧電素子  ５２２……起電力検出部  ５２３……角度検知部  ５３……アクチュエーター  ５４……基体  ５４ａ……第１の振動系  ５４１ａ……駆動部  ５４２ａ、５４３ａ……第１の連結部  ５４ｂ……第２の振動系  ５４１ｂ……可動板  ５４２ｂ、５４３ｂ……第２の連結部  ５４４ｂ……光反射部  ５４ｃ……支持部  ５５……スペーサー部材  ５６……対向基板  ５７……永久磁石  ５７ａ……凹部  ５８……コイル  ５９……電圧印加手段  ５９１……第１の電圧発生部  ５９２……第２の電圧発生部  ５９３……電圧重畳部  ５９３ａ……加算器  ３００……スキャンプロジェクター  ８……作動制御装置  ８１……映像データ記憶部  ８２……映像データ演算部  ８３……描画タイミング生成部  ８４……光源変調部  ８５……振れ角演算部  ８６……角度指示部  ８７……検量線記憶部  １２……ガルバノミラー  １２１……ミラー  １２２……モーター  １２３……駆動回路  １２４……駆動手段  １３……角度検出手段  １３１……エンコーダー  １３２……角度検知部  １４１……描画ライン  １４２……描画領域  １４３……描画可能領域  ＬＬ、ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ……レーザー光  Ｊ、Ｊａ、Ｊ１、Ｊ２……回動中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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