(57)【要約】【課題】光走査装置の揺動に重畳されるリンギングが、経時的に或いは環境変化により増大し、走査光にむらが生じて描画される画像の品質が低下することを防止する。【解決手段】光ビームを揺動する反射部により走査する光走査装置１であり、反射部６を揺動させる駆動波形を生成する駆動部２と、駆動波形の生成に使用される波形情報を複数記憶する波形情報記憶部３と、複数の波形情報から一つの波形情報を選定し、選定された波形情報を駆動部に与えて駆動波形を設定する駆動波形設定部４と、反射部６の揺動に重畳されるリンギング量を検出する検出部５とを備え、駆動波形設定部４は、波形情報記憶部３に記憶された複数の波形情報を駆動部２に順次与え、検出部５により検出されたリンギング量が所定値よりも小さくなる波形情報を選定する。【選択図】図１
2010078824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを揺動する反射部により走査する光走査装置において、
前記反射部を揺動させるための駆動波形を生成する駆動部と、
前記駆動波形の生成に使用される波形情報を複数記憶する波形情報記憶部と、
前記複数の波形情報から一つの波形情報を選定し、前記選定された波形情報に基づいて駆動波形を設定する駆動波形設定部と、
前記反射部の揺動に含まれる不要な振動に基づくリンギング量を検出する検出部と、を備え、
前記駆動波形設定部は、前記波形情報記憶部に記憶された複数の波形情報を前記駆動部に順次与えて、前記検出されたリンギング量が所定値よりも小さくなる波形情報を選定することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記駆動波形は鋸歯状又は三角波状の周期的形状を有し、
前記検出部は、前記反射部の有効走査期間のリンギング量を検出することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記反射部の揺動を検出するための圧電素子を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記波形情報は、特定の周波数の成分が抑圧されたような周波数成分を含み、
前記波形情報記憶部は、前記特定の周波数が異なる複数の波形情報を記憶し、
前記駆動波形設定部は、前記特定の周波数が異なる波形情報を前記駆動部に順次与えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記波形情報は、前記反射部の前記振動に影響を与える物理量に対応するパラメータ値を含み、
前記駆動波形設定部は、
前記物理量が粗く変化する複数のパラメータ値を設定し、前記設定された複数のパラメータ値に対応する複数の波形情報を前記駆動部に順次与え、前記検出されたリンギング量が前記所定値よりも小さくなるパラメータ値を特定し、前記特定されたパラメータ値に基づいて、前記物理量が細かく変化するパラメータ値を設定し、前記設定されたパラメータ値に対応する波形情報を前記駆動部に与え、前記検出されたリンギング量が最小となる波形情報を選定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記駆動波形設定部は、前記物理量が細かく変化する複数のパラメータ値を設定し、前記設定された複数のパラメータ値に対応する複数の波形情報を前記駆動部に順次与えることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光走査装置からなる低速光走査装置と、高速光走査装置と、画像信号に基づいて変調された光ビームを生成して前記光走査装置に照射する光源と、前記光走査装置から走査された光ビームを投射する投影レンズ系を含む画像表示装置。
【請求項８】
前記反射部を揺動させるための駆動波形を生成する駆動部と、前記駆動波形の生成に使用される波形情報を複数記憶する波形情報記憶部と、前記複数の波形情報から一つの波形情報を選定し、前記選定された波形情報を前記駆動部に与えて駆動波形を設定する駆動波形設定部と、前記反射部の揺動に重畳される振動に基づくリンギング量を検出する検出部と、を備える光走査装置の駆動方法において、
前記駆動波形設定部は、
前記波形情報記憶部に記憶された複数の波形情報を読み出すステップと、
前記読み出した波形情報を前記駆動部に与えて前記反射部を揺動させるステップと、
前記検出部により検出されたリンギング量と、所定値とを比較し、検出されたリンギング量が前記所定値よりも小さくなったときの波形情報を選定するステップと、
前記選定された波形情報を前記駆動部に設定して前記反射部を駆動するステップと、を備える光走査装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを走査するために用いられる光走査装置に関する。特に、光ビームを二次元的に走査して投影画像を形成する画像表示装置に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置は、コピー機や印刷機の光スキャナとして、あるいは投影装置の光スキャナとして使用されている。図１１（ａ）はこの種の光走査装置１００が光走査を行う様子を表す模式図である。反射部１０１の表面には反射面が形成されている。反射部１０１の反射面に光源１０３から光ビームを照射する。反射部１０１の反射面が形成されていない裏面には、例えば図示しないコイルが形成されおり、反射部１０１の周囲には磁石が設置されている。このコイルに交番電流からなる駆動信号を与えることにより、フレミングの左手の法則により、電流路にローレンツ力が加えられて、揺動軸を中心に反射部が揺動する。この反射部の揺動により反射面に入射した光ビームは反射される際に走査光として走査される。光源１０３は、駆動回路１０２から例えば画像信号に応じて変調された駆動信号が与えられ、点灯と消灯とを繰り返す。反射部１０１の揺動と光源１０３の点灯及び消灯とを同期させて駆動することにより、反射部１０１により反射される走査光により描画することができる。
【０００３】
図１１(ｂ)は反射部１０１を駆動する駆動信号の一例を表し、２次元走査により画像を投影する場合の垂直走査を表している。横軸が時間を表し縦軸は電流の振幅を表している。駆動信号は、時間に対して振幅が鋸歯状の周期的形状を有している。図１１（ｃ）は、反射部１０１の揺動状態を表している。横軸が時間であり縦軸が反射面のミラー角度を表している。ミラー角度は反射部に駆動信号を与えない水平状態を基準として鋸歯状に周期的に揺動する。
【０００４】
しかし、ミラー角度は矢印により示す挿入図に示されるように、微小振動からなるリンギングが重畳される。このリンギングが重畳されると、走査光もこの微小振動の周期が重畳され、走査速度にむらが重畳されることになる。この光走査装置を用いて画像表示を行うと、表示される画像の走査線にも粗密のむらが現れ、画像品質を劣化させることになる。
【０００５】
図１１（ｃ）の挿入図に示されるリンギングは次のような原因で発生する。図１１（ａ）に示す光走査装置１００は、反射部１０１が支持部により支持されている。反射部１０１が回転すると、これを支持する支持部のねじれ弾性により回転を復元する復元力が働く。そのため、反射部１０１の慣性モーメントと支持部のねじれ弾性により定まる固有振動を有することになる。また、図１１（ａ）に示すような構造でなくとも、反射部１０１の回転に機械的、電気的又は磁気的に回転を復元する復元力が与えられる場合には、固有振動を生ずることになる。
【０００６】
一方、図１１（ｂ）に示すように、光走査装置を２次元画像表示の垂直走査として使用する場合は、画像を表示する走査期間において駆動信号は直線的に増加し、画像を表示しない復帰期間に移行したとき又は復帰期間から走査期間に移行したときに駆動信号は急激に変化する。即ち、駆動信号は鋸歯状の頂点付近で急激に変化する。この駆動信号の急激な変化は反射部１０１に衝撃を与えることになり、反射部１０１には固有の共振振動が誘起される。一旦、反射部１０１に共振振動が生ずると、これを打ち消すような駆動信号を与えない限りしばらく持続する。例えば、画像表示装置の垂直走査に光走査装置を適用した場合に、共振振動は１フレーム期間以上持続し、投影画像の品質を低下させる原因となる。
【０００７】
特許文献１には、ガルバノ・ミラーに鋸歯状の駆動電流を与えたときに発生するこの種のリンギングを、駆動電流の復帰期間に段階状のパルスを与えて低減することが記載されている。そして段階状のパルス幅やパルス高を適切に選択することにより、リンギングの抑制することができることが記載されている。特許文献２には、ガルバノ型スキャナを駆動するシステムにおいて、ガルバノ型スキャナを駆動するための駆動パターンをＲＯＭ内に複数記憶しておき、予め設定しておいた駆動パターンに対して実際の使用時にずれが生じたときでも、駆動パターンを選択することによりそのずれに対応することができ、外部に高価な指令発生器を接続する必要がないことが記載されている。
【特許文献１】特開昭５４−８９６７３号公報
【特許文献２】特開２００５−３３８４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この種の光走査装置は、製造時に特性を均一化するのは難しく、特性のばらつきが生じたりしたため、リンギングを低減するのが容易でなかった。また、周囲の環境変化、光走査装置の経時的な変化、例えば反射部を支持する支持部のねじれ弾性率の変化等により、リンギングの共振周波数や振幅が経時的に変化する。そのために、リンギングを初期設定では抑制したつもりでも、使用を続けると増加してくる。また、温度変化等の環境が変化した場合にも、同様にリンギングが増加する場合があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、反射部の初期特性がばらついたり、揺動特性が経時的に変化したりして、不要なリンギングが誘起されたり、増加する場合でも、複数ある駆動波形のうち何れかを選定することにより、リンギング量を所定値以下に制御可能な光走査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては上記課題を解決するために以下の手段を講じた。
【００１１】
請求項１に係る発明においては、光ビームを揺動する反射部により走査する光走査装置において、前記反射部を揺動させるための駆動波形を生成する駆動部と、前記駆動波形の生成に使用される波形情報を複数記憶する波形情報記憶部と、前記複数の波形情報から一つの波形情報を選定し、前記選定された波形情報に基づいて駆動波形を設定する駆動波形設定部と、前記反射部の揺動に含まれる不要な振動に基づくリンギング量を検出する検出部と、を備え、前記駆動波形設定部は、前記波形情報記憶部に記憶された複数の波形情報を前記駆動部に順次与えて、前記検出されたリンギング量が所定値よりも小さくなる波形情報を選定することを特徴とする光走査装置とした。
【００１２】
請求項２に係る発明においては、前記駆動波形は鋸歯状又は三角波状の周期的形状を有し、前記検出部は、前記反射部の有効走査期間のリンギング量を検出することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置とした。
【００１３】
請求項３に係る発明においては、前記検出部は、前記反射部の揺動を検出するための圧電素子を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置とした。
【００１４】
請求項４に係る発明においては、前記波形情報は、特定の周波数の成分が抑圧されたような周波数成分を含み、前記波形情報記憶部は、前記特定の周波数が異なる複数の波形情報を記憶し、前記駆動波形設定部は、前記特定の周波数が異なる波形情報を前記駆動部に順次与えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置とした。
【００１５】
請求項５に係る発明においては、前記波形情報は、前記反射部の前記振動に影響を与える物理量に対応するパラメータ値を含み、前記駆動波形設定部は、前記物理量が粗く変化する複数のパラメータ値を設定し、前記設定された複数のパラメータ値に対応する複数の波形情報を前記駆動部に順次与え、前記検出されたリンギング量が前記所定値よりも小さくなるパラメータ値を特定し、前記特定されたパラメータ値に基づいて、前記物理量が細かく変化するパラメータ値を設定し、前記設定されたパラメータ値に対応する波形情報を前記駆動部に与え、前記検出されたリンギング量が最小となる波形情報を選定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置とした。
【００１６】
請求項６に係る発明においては、前記駆動波形設定部は、前記物理量が細かく変化する複数のパラメータ値を設定し、前記設定された複数のパラメータ値に対応する複数の波形情報を前記駆動部に順次与えることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置とした。
【００１７】
請求項７に係る発明においては、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光走査装置からなる低速光走査装置と、高速光走査装置と、画像信号に基づいて変調された光ビームを生成して前記光走査装置に照射する光源と、前記光走査装置から走査された光ビームを投射する投影レンズ系を含む画像表示装置とした。
【００１８】
請求項８に係る発明においては、前記反射部を揺動させるための駆動波形を生成する駆動部と、前記駆動波形の生成に使用される波形情報を複数記憶する波形情報記憶部と、前記複数の波形情報から一つの波形情報を選定し、前記選定された波形情報を前記駆動部に与えて駆動波形を設定する駆動波形設定部と、前記反射部の揺動に重畳される振動に基づくリンギング量を検出する検出部と、を備える光走査装置の駆動方法において、前記駆動波形設定部は、前記波形情報記憶部に記憶された複数の波形情報を読み出すステップと、前記読み出した波形情報を前記駆動部に与えて前記反射部を揺動させるステップと、前記検出部により検出されたリンギング量と、所定値とを比較し、検出されたリンギング量が前記所定値よりも小さくなったときの波形情報を選定するステップと、前記選定された波形情報を前記駆動部に設定して前記反射部を駆動するステップと、を備える光走査装置の駆動方法。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１及び請求項８に係る光走査装置及びその駆動方法においては、反射部を揺動させるための駆動波形を生成する駆動部と、駆動波形の生成に使用される波形情報を複数記憶する波形情報記憶部と、複数の波形情報から一つの波形情報を選定し、選定された波形情報に基づいて駆動波形を設定する駆動波形設定部と、反射部の揺動に含まれる不要な振動に基づくリンギング量を検出する検出部とを備え、駆動波形設定部は、波形情報記憶部に記憶された複数の波形情報を駆動部に順次与えて、検出されたリンギング量が所定値よりも小さくなる波形情報を選定するようにした。これにより、経時的に変化する場合の波形情報を予め記憶しておき、反射部の揺動に重畳されるリンギング量を検出し、そのリンギング量が低下する波形情報を選定して、反射部のリンギング量を所定値よりも小さく駆動することができる。
【００２０】
また、請求項２に係る光走査装置においては、駆動波形は鋸歯状又は三角波状の周期的形状を有し、検出部は、反射部の有効走査期間のリンギング量を検出するようにした。これにより、鋸歯状又は三角波状の駆動波形により反射部を駆動する際に、駆動波形の急激な変化により生ずるオーバーシュート等の影響を受けることなく実質的なリンギング量を検出することができる。
【００２１】
また、請求項３に係る光走査装置においては、検出部は、反射部の揺動を検出するための圧電素子を含むようにした。これにより、反射部の揺動の振幅や周期を簡便に検出することができる。
【００２２】
また、請求項４に係る光走査装置においては、波形情報は、特定の周波数の成分が抑圧されたような周波数成分を含み、波形情報記憶部は、特定の周波数が異なる複数の波形情報を記憶し、駆動波形設定部は、特定の周波数が異なる波形情報を駆動部に順次与えるようにした。これにより、反射部の固有振動に伴うリンギングを効果的に低減させることができる。
【００２３】
また、請求項５及び請求項６に係る光走査装置においては、波形情報は、反射部の振動に影響を与える物理量に対応するパラメータ値を含み、駆動波形設定部は、物理量が粗く変化する複数のパラメータ値を設定し、設定された複数のパラメータ値に対応する複数の波形情報を駆動部に順次与え、検出されたリンギング量が所定値よりも小さくなるパラメータ値を特定し、特定されたパラメータ値に基づいて、物理量が細かく変化するパラメータ値を設定し、設定されたパラメータ値に対応する波形情報を駆動部に与え、検出されたリンギング量が最小となる波形情報を選定するようにする。或いは、駆動波形設定部は、物理量が細かく変化する複数のパラメータ値を設定し、設定された複数のパラメータ値に対応する複数の波形情報を駆動部に順次与えるようにした。これにより、まず粗く駆動波形を変化させ、リンギング量が所定値より小さくなるパラメータ値を特定して、更に細かく駆動波形を変化させて、リンギング量が最小となる駆動波形を選定するので、反射部のリンギング量を迅速にかつ最小に抑制することができる。
【００２４】
また、請求項７に係る画像表示装置においては、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光走査装置からなる低速光走査装置と、高速光走査装置と、画像信号に基づいて変調された光ビームを生成して光走査装置に照射する光源と、光走査装置から走査された光ビームを投射する投影レンズ系を含む画像表示装置とした。これにより、経時的に変化した場合の波形情報を予め記憶しておき、反射部の揺動に重畳されるリンギング量を検出して予め記憶しておいた波形情報を選定し、反射部のリンギング量を所定値よりも小さくすることができるので、投影される画像の品質が経時的に低下することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る光走査装置１の基本的な構成図を表わす。図１において、光走査装置１は、入射光ビーム７を走査光ビーム８に変換する反射部６と、この反射部６を駆動する駆動部２と、反射部６の揺動を検出する検出部５と、複数の波形情報を記憶する波形情報記憶部３と、波形情報記憶部３から波形情報を読み出して駆動部２に順次与え、検出部５によりリンギング量を検出し、この検出されたリンギング量が所定値より小さくなる波形情報を選定し、この選定された波形情報に基づいて駆動波形を設定する駆動波形設定部４とから構成されている。なお、ここでリンギング量とは、光スキャナ１０により走査される１走査期間のうち、有効な走査期間である有効走査期間のうちのある範囲におけるリンギングの平均振幅又はピークｔｏピーク値をいう。
【００２７】
反射部６は、後に詳細に説明する光スキャナ１０の揺動部である。反射部６の表面には反射面が形成されている。反射部６は、揺動軸９に与えるねじれ回転や、反射部６に直接与える静電気的又は電磁気的又はピエゾ効果による力により揺動を誘起させることができる。例えば、ピエゾ素子により揺動軸９にねじれ回転を与えて、反射部６を揺動させることができる。また、反射部６の反射面とは反対側の裏面にコイルを形成し、反射部６に外部磁界に与えるとともに、コイルに交番電流を流す、あるいは外部磁界を交番させて、ローレンツ力により揺動を誘起させることもできる。また、反射部６の裏面に裏面電極を形成し、反射部６の外部にこの裏面電極に近接して外部電極を形成し、いずれか又は両方の電極に交番電圧を印加して反射部６を揺動させることができる。
【００２８】
駆動部２は、駆動波形設定部４により与えられる波形データに基づいて反射部６を揺動させるための駆動波形を生成する。駆動部２をＤＡコンバータと増幅器により構成し、駆動波形設定部４から電圧値の時系列データからなる波形データを入力して駆動波形を生成することができる。また、駆動部２をパラメータ値の設定により駆動波形を生成する駆動波形発生部と増幅器により構成し、波形データとしてパラメータ値を入力するようにしてもよい。駆動波形は、光走査装置１の用途により異なるが、例えば光走査装置１を、２次元画像を形成するための垂直走査の光スキャナとして使用する場合には、駆動波形は鋸歯状又は三角波状の周期的形状を有している。反射部６の反射面を一定の角速度で揺動させるためである。しかし、駆動波形はこれに限定されず、サイン波の形状であってもよいし他の形状でもよい。
【００２９】
検出部５は、反射部６の揺動軸９に又は揺動軸９を保持する梁部等に設置した圧電素子と、この圧電素子からの出力電圧を増幅する増幅回路により構成することができる。圧電素子は、応力変化を電圧変化に変換するので、反射部６の実際の揺動を検出することができる。また、反射部６の揺動を、加速度センサを利用して検出することができる。例えば、反射部６の裏面に加速センサを構成する。反射部６が一定角速度で揺動する場合は加速度センサの検出感度は低下するが、反射部６において微小振動によるリンギングが発生している場合は、加速度センサに加速度を加わる。従って、加速度センサは、一定角速度の揺動を除去するフィルタ機能も兼ね備えたリンギング量検出手段として利用することができる。また、反射部６の実際の揺動を、反射部６から反射した走査ビームが照射される位置に設置したフォトセンサにより検出することができる。走査ビームが照射される位置に複数のフォトセンサを設置して、リンギング量を検出することができる。
【００３０】
波形情報記憶部３は、駆動波形を生成するための波形情報を複数記憶する。例えば、波形情報記憶部３は、特定の周波数成分が抑圧されたような周波数成分を含み、その特定の周波数がそれぞれ異なる複数の波形情報を記憶している。例えば、反射部６の共振周波数が製造時においてばらついたり、経時的に変化する場合に、この共振周波数の変化を予め複数測定または想定しておき、この測定または想定された複数の共振周波数の夫々に対応する複数の波形情報を波形情報記憶部３に記憶しておく。例えば、波形情報を、反射部６に与える駆動波形の各タイミングにおける１周期分の出力電流値又は出力電圧値から構成し、リンギングの周波数やリンギング量に対応付けて複数記憶する。また、波形情報を、物理量に対応するパラメータ値から構成し、各パラメータ値に基づいて駆動波形が生成されるように構成することができる。パラメータ値として、例えばリンギングの周波数、リンギングの振幅、周囲の温度、反射部６を駆動した積算時間等とすることができる。
【００３１】
駆動波形設定部４は、リンギング量が所定値よりも小さくなる波形情報を選定する選定処理を行い、選定された波形情報により駆動部２から反射部６に与える駆動波形を設定する設定処理を行う。選定処理は次のように行う。駆動波形設定部４は、波形情報記憶部３から波形情報を読み出してこれに基づく波形データを駆動部２に与える。駆動部２は与えられた波形データに基づいて駆動波形を生成する。光スキャナ１０は生成された駆動波形により揺動する。検出部５は、反射部６のリンギング量を検出する。駆動波形設定部４は、検出されたリンギング量と所定値とを比較して、検出されたリンギング量が所定値よりも大きいときは、波形情報記憶部３から先の波形情報と異なる波形情報を読み出して、この波形情報に基づいて生成された駆動波形を光スキャナ１０に与えて駆動し、上記と同じ処理を繰り返す。駆動波形設定部４が、検出されたリンギング量が所定値よりも小さいことを判定したときに、当該波形情報を選定する。駆動波形設定部４は、この波形情報に基づいて以降光スキャナ１０を駆動する設定処理を行う。
【００３２】
例えば、波形情報記憶部３に記憶する波形情報として、反射部６の固有共振周波数ｆｏでの固有共振を制限するための波形情報Ｗ０と、固有共振周波数ｆｏ＋δ（δは周波数を表す）を制限するための波形情報Ｗ１と、以下同様に固有共振周波数ｆｏ＋２δに対する波形情報Ｗ２、・・・固有共振周波数ｆｏ＋ｎδ（ｎは正又は負の整数）に対する波形情報Ｗｎとを用意しておく。駆動波形設定部４は、波形情報記憶部３から波形情報Ｗ０を読み出して波形データを生成し、駆動部２に与える。駆動部２はこの波形データに基づいて駆動波形を生成し、光スキャナ１０を駆動する。駆動波形設定部４は、検出部５により検出されたリンギング量と所定値とを比較する。次に、駆動波形設定部４は、波形情報記憶部３から波形情報Ｗ１を読み出して、上記と同様に検出されたリンギング量を所定値とを比較し、以降順次これを繰り返す。そして、駆動波形設定部４は、検出したリンギング量が所定値よりも小さくなったときの波形情報を選定し、以後光スキャナ１０をこの波形情報に基づいて生成した駆動波形により駆動する。
【００３３】
この場合に、固有共振周波数ｆｏが経時的に変化する量をδとして予測しておき、これに対応する波形情報を記憶しておけばよい。例えば、経時的に固有共振周波数がわずかにシフトする場合はδの値は小さくなり、これに対応する波形情報に基づく駆動波形もわずかの変化となる。また、固有共振周波数ｆｏが製造時においてばらつく場合に、そのばらつきの範囲が±ｎδに入るように２ｎ＋１個以上の波形情報を記憶しておけばよい。また、固有共振周波数が変化する場合の他に、リンギング量の大きさに応じた波形情報を記憶してもよいし、温度変化や反射部６の駆動積算時間に応じた波形情報を記憶しておくことができる。また、波形情報として、反射部６のリンギングに影響を与える物理量に対応するパラメータ値とする、或いは物理量に対応するパラメータ値を含む波形情報とすることができる。
【００３４】
以下の、本発明について実施の形態に基づいて具体的に説明する。
【００３５】
図２は、本発明の実施形態に係る光走査装置１の構成図である。光スキャナ１０を駆動する駆動部２は、駆動波形設定部４から波形データを入力してアナログ波形に変換するＤＡコンバータ２４と、ＤＡコンバータ２４からのアナログ波形を増幅し、駆動波形を生成するアンプ２５から構成されている。この駆動波形を光スキャナ１０に出力して光スキャナ１０の反射部６を揺動させる。
【００３６】
検出部５は、光スキャナ１０の揺動を検出する揺動検出素子１６と、揺動検出素子１６からの出力信号を増幅するアンプ１７と、アンプ１７の出力信号の、例えば低周波成分を除去するためのフィルタ１８と、フィルタ１８からの出力信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ１９と、ＡＤコンバータ１９の出力データからリンギング量を算出すリンギング量算出部２０から構成されている。リンギング量算出部２０はリンギング量の他にリンギングの周波数を算出することができる。揺動検出素子１６は、光スキャナ１０の反射部６を支持する支持部に設置した圧電素子である。
【００３７】
駆動波形設定部４は、検出部５から入力するリンギング量と、所定値とを比較する比較部２１と、比較部２１の比較結果に基づいて波形情報記憶部３から波形情報を読み出し、波形情報を選定又は設定する波形情報設定部２２と、設定された波形情報から駆動用の波形データを生成する波形形成部２３とから構成されている。波形形成部２３は、波形情報記憶部３から読み出した波形情報が、例えば１周期分の波形データから構成される場合に、１周期分の波形データを接続して連続的な波形データを生成する。あるいは、読み出した波形情報がパラメータ値である場合に、このパラメータ値から特定される波形データを生成する。
【００３８】
なお、リンギング量算出部２０、比較部２１、波形情報設定部２２、波形形成部２３は、ソフトウエアを実行することにより実現される。図２の光走査装置１は図示しない制御部を備えており、制御部はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含んでいる。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、上記リンギング量算出部２０、比較部２１、波形情報設定部２２、波形形成部２３を実現する。また、ＡＤコンバータ１９及びリンギング量算出部２０、或いは比較部２１をソフトウエアを実行して実現することに代えて、リンギング量検出回路や比較回路により構成することができる。
【００３９】
図３は、本発明の実施形態に係る光走査装置１に使用する光スキャナ１０の説明図である。図３（ａ）は光スキャナ１０の模式的な斜視図であり、図３（ｂ）は光スキャナ１０の模式的な背面図である。反射部６は四角形状を有し、その表面に反射面が形成されている。反射部６は２辺に連結する支持部１２により支持され、支持部１２は枠１１に連結して支持されている。つまり、反射部６は２つの支持部１２を介して枠１１に揺動可能に支持されている。
【００４０】
反射部６の揺動軸９に平行な２辺に近接して永久磁石１３が設置されている。永久磁石１３の磁界は、静止状態の反射部６の反射面に平行し、揺動軸９に直行する方向である。反射部６の反射面と反対側の裏面にはコイル１５が形成されている。コイル１５の電極は２つの支持部１２を介して外部に接続する。この構成により、コイル１５に電流を流すとコイル１５にローレンツ力が働く。揺動軸９から下半分のコイル１５には例えば紙面上方にローレンツ力が働き、揺動軸９から上半分のコイルには紙面の裏面側にローレンツ力が働く。これにより、反射部６には揺動軸９を中心として回転トルクが生ずる。従って、電流の大きさを制御することにより、反射部６の揺動角を制御することができる。
【００４１】
図４は、上記光スキャナ１０を駆動するための駆動波形と反射部６のリンギングとの関係を説明するための説明図である。本実施形態では、反射部６を駆動する駆動波形において、予めリンギング量を所定値より小さくするために抑圧される特定の周波数ｆｃ（以降、抑圧周波数ｆｃとする）の成分のその抑圧周波数ｆｃを変化させて、反射部６のリンギングを低減させる。
【００４２】
図４（ａ）は、波形情報に対応する特定の抑圧周波数ｆｃを１０００Ｈｚとした場合である。図４（ａ）の上段のグラフは、反射部６のコイル１５に与える駆動波形を表し、縦軸がコイル１５に与える電流であり、横軸が時間である。図４（ａ）の下段のグラフは、反射部６のリンギングに伴う振動を誇張して表しており、縦軸がリンギングの変位量、即ちリンギング量であり、横軸が時間である。
【００４３】
反射部６に与える駆動波形は、波形情報記憶部３に記憶された波形情報が読み出され、波形形成部２３により波形が生成され、この生成された波形に基づいて駆動部２により出力される。波形情報には、リンギング量を抑圧するための抑圧周波数ｆｃとして１０００Ｈｚが設定されている。つまり、この波形情報から生成される駆動波形は１０００Ｈｚの抑圧周波数ｆｃの成分が除かれているか、或いは、低減されていることを意味する。
【００４４】
図４（ａ）の上段のグラフに示すように、駆動波形は周期Ｔｏの鋸歯状の形状を有し、周波数は例えば６０Ｈｚに設定されている。駆動波形は、負の最大電流から正の最大電流に概ね単調に増加した後、負の最大電流へ急激に変化する。その後、最初の状態に戻る。この駆動波形は、上記抑圧周波数ｆｃの成分が除かれているか又は低減しているので、波形の変化点が若干滑らかな形状となる。また、負の最大電流から正の最大電流に単調増加する間に有効走査期間Ｔｅが設定されている。光走査装置１を画像表示装置における垂直走査装置として使用する場合は、有効走査期間Ｔｅにおいて投影像を投影する。従って、この有効走査期間Ｔｅにおいてリンギング量を低減すれば、投影画像の品質低下を防止することができる。
【００４５】
リンギング量は反射部６の揺動角の大きさ（ピークｔｏピーク）により表している。図４（ａ）の下段に示すように、波形情報として抑圧周波数ｆｃを１０００Ｈｚとした場合には、反射部６の振れ角に対するリンギング量は１％である。これは、反射部６のリンギングの共振周波数と、リンギングを抑圧する抑圧周波数ｆｃとがずれている状態である。
【００４６】
図４（ｂ）は、波形情報記憶部３から読み出す波形情報を変更して、駆動波形に含まれるリンギング量を抑圧するための抑圧周波数ｆｃを１００１Ｈｚに設定している。図４（ｂ）の上段に示す駆動波形は、見かけ上図４（ａ）とほとんど変わらないが、駆動波形から除かれる又は低減される抑圧周波数ｆｃが１Ｈｚ分高周波側にシフトしている。一方、図４（ｂ）の下段に示すように、反射部６のリンギング量は反射部６の振れ角に対するリンギング量は０．１％である。これは、反射部６のリンギングを発生させる共振周波数と、リンギングを抑圧するための抑圧周波数ｆｃとが一致し、リンギングが効果的に抑制された状態を表している。
【００４７】
図４（ｃ）は、波形情報記憶部３から読み出す波形情報を変更して、駆動波形に含まれるリンギング量を抑圧するための抑圧周波数ｆｃを１００２Ｈｚに設定している。図４（ｃ）の上段に示す駆動波形は、見かけ上図４（ａ）とほとんど変わらないが、駆動波形から除かれる又は低減される抑圧周波数ｆｃが２Ｈｚ分高周波側にシフトしている。一方、図４（ｃ）の下段に示すように、反射部６のリンギング量は反射部６の振れ角に対するリンギング量は１％である。これは、反射部６のリンギングの共振周波数とリンギングを抑圧するための抑圧周波数ｆｃとがずれた結果である。
【００４８】
波形情報記憶部３は、図４に示す駆動波形の１周期Ｔｏ分を記憶しておく。例えば、各タイミングに対する電流値を記憶しておく。この場合に、例えば、リンギング量を抑圧するための抑圧周波数ｆｃを１Ｈｚずつ変化させた駆動波形を波形情報として複数記憶しておく。波形情報設定部２２は波形情報を特定し、波形情報記憶部３から１周期Ｔｏ分の特定の波形情報を読み出して波形形成部２３に送信し、波形形成部２３は連続した波形データをＤＡコンバータ２４に送信する。なお、図４においては抑圧周波数ｆｃを１０００Ｈｚから１００２Ｈｚとしているが、これに限定されない。抑圧周波数ｆｃは、リンギング量を低減させる任意の周波数とすることができ、変化させる変化量として１Ｈｚでもよいしこれ以上の周波数であってもよい。
【００４９】
また、波形情報記憶部３は、駆動波形の１周期Ｔｏを記憶することに変えて、リンギング量を抑圧するための抑圧周波数ｆｃをパラメータ値として複数記憶しておくようにしてもよい。波形情報設定部２２は波形情報としてのパラメータ値を特定し、波形情報記憶部３から特定のパラメータ値を読み出して波形形成部２３に与え、波形形成部２３はこのパラメータ値から波形データを生成し、ＤＡコンバータ２４に送信するようにしてもよい。また、リンギング量を抑圧するための抑圧周波数ｆｃと物理量、例えば、環境の温度変化、光スキャナ１０の稼働積算時間、反射部６の外形形状等と関連付けて波形情報記憶部３に記憶しておき、物理量を設定することにより駆動波形を生成するようにしてもよい。
【００５０】
図５は、光スキャナ１０を駆動するための駆動波形の他の例を表し、図４の変形例である。本変形例は、駆動波形の復帰期間に補正波形Ｗｃを構成し、この補正波形Ｗｃを変更した駆動波形を複数用意し、順次切替えてリンギングを抑制する例である。
【００５１】
図５において、縦軸は反射部６のコイル１５に与える電流を表し、横軸は時間である。走査期間Ｔａの間、電流は負の最大値から正の最大値に概ね単調に増加する。復帰期間Ｔｂに入った後、電流は速やかに反転して負の最大値となり、その負の最大値を基準として正弦波の半周期の形状を有する補正波形Ｗｃが与えられ、その後負の最大値の一定の電流が与えられる。補正波形Ｗｃは半周期の期間Ｔｘの間の波形である。走査期間Ｔａと復帰期間Ｔｂが１周期Ｔｏである。駆動部２はこの駆動波形を繰り返して光スキャナ１０に与える。
【００５２】
波形情報記憶部３は、図５に示す駆動波形の１周期Ｔｏ分の各タイミングにおける電流値を記憶しておく。この場合に、波形情報記憶部３は、例えば補正波形Ｗｃの周波数１／（２Ｔｘ）を抑圧周波数ｆｃとして、抑圧周波数ｆｃを少しずつ変化させた駆動波形を波形情報として複数記憶しておく。或いは補正波形Ｗｃの振幅ｈを少しずつ変化させた駆動波形を波形情報として複数記憶しておく。波形情報設定部２２は、この記憶された波形情報を順次読み出して波形形成部２３に与え、波形形成部２３はそれぞれの波形情報に応じた連続した波形データをＤＡコンバータ２４に出力する。つまり、反射部６には補正波形Ｗｃが少しずつ変化した駆動波形が順次与えられ、駆動波形設定部４は、検出部５により検出されたリンギング量から、リンギング量が所定値よりも小さくなる波形情報を選定することができる。
【００５３】
なお、図５のような特殊な波形に対し、図４で説明したような処理を施してもよい。つまり、通常の鋸波の波形の代わりに、図５のような特殊な波形を基本駆動波形とし、其の基本駆動波形に対し補正波形Ｗｃ以外の抑圧した成分の抑圧周波数ｆｃが異なる複数の駆動波形を記憶し切替える構成でもよい。また、特に抑圧周波数ｆｃのような要素を考えず、様々な状態におけるリンギングに有効または有効そうな波形（例えば図５の波形）を複数記憶し、切替えるような構成であってもよい。
【００５４】
図６は、本発明の実施形態に係る光走査装置１の動作を説明するための説明図である。図６に示すグラフの縦軸は、検出部５により検出されたリンギング量を表し、横軸は、波形情報記憶部３に記憶された波形情報を特定するためのパラメータ値であって、物理量として周波数に対応する。図４又は図５に示す駆動波形を例とすれば、抑圧周波数ｆｃに対応する。所定値ｙｏは、リンギング量の許容限度レベルを表し、検出されたリンギング量が所定値ｙｏのレベルより小さければ、例えば光スキャナ１０を画像表示装置に適用した場合に、リンギングによる投影画像の品質低下が無視できるレベルとなる。
【００５５】
まず、１回目の設定処理を行う。駆動波形設定部４は周波数ｆ１を特定し、この周波数ｆ１に対応する波形情報を波形情報記憶部３から読み出す。駆動波形設定部４は、この読み出した波形情報から波形データを生成する。駆動部２は、この波形データから駆動波形を生成し、光スキャナ１０を駆動する。駆動波形設定部４は、検出部５が検出したリンギング量ｙ１と所定値ｙｏとを比較し、ｙ１が所定値ｙｏよりも大きいことを判定する。すると駆動波形設定部４は、波形情報記憶部３から周波数ｆ２に対応する波形情報を読み出して波形データを生成し、駆動部２はこの波形データから駆動波形を生成して光スキャナ１０を駆動する。駆動波形設定部４は、検出部５が検出したリンギング量ｙ２と所定値ｙｏとを比較し、リンギング量ｙ２が所定値よりも大きいことを判定する。以降、周波数ｙｎまで駆動波形を順次変更し、検出されたリンギング量と所定値とを比較して、検出されたリンギング量が所定値ｙｏより小さくなるまで繰り返す。図６においては、周波数がｆ３に対応する波形情報に基づく駆動波形により光スキャナ１０を駆動したときに、検出されたリンギング量ｙ３が所定値ｙｏより小さくなったことを表している。
【００５６】
次に２回目の設定処理を行う。駆動波形設定部４は、周波数ｆ３よりも大きな周波数ｆ７、ｆ８、ｆ９に対応する波形情報を波形情報記憶部３から順次読み出して波形データを生成し、駆動部２は、その波形データにより生成される駆動波形を光スキャナ１０に順次与え、駆動波形設定部４は、検出部５により検出された各リンギング量を順次取得する。駆動波形設定部４は、検出されたリンギング量から、最低のリンギング量となる周波数（図６においてはｆ８）に対応する波形情報を選定する。駆動波形設定部４は、この選定した波形情報に基づく波形データを駆動部２に与えて、駆動波形を設定する。
【００５７】
例えば、図４に示した実施形態においては、抑圧周波数ｆｃ＝１００１Ｈｚを中心として、ｆ１〜ｆ９を９９７Ｈｚ〜１００５Ｈｚのように、１Ｈｚごとに変化させた波形情報を波形情報記憶部３に予め記憶しておき、駆動波形の設定処理において順次選択するようにしてもよい。また、横軸を周波数に代えて、例えば抑圧周波数ｆｃの振幅を変化させることもできる。また、横軸を周波数に代えて温度として、温度変化に対応する波形情報を波形情報記憶部３に予め記憶しておき、駆動波形の設定処理において温度を変化させるようにしてもよい。この場合、周囲の温度変化と抑圧周波数ｆｃとの関係を予め測定しておき、温度と抑圧周波数ｆｃとを関連付けて波形情報記憶部３に記憶しておけばよい。また、横軸を温度に変えて反射部６を駆動した積算時間として、積算時間の変化に対応する波形情報を波形情報記憶部３に予め記憶しておき、駆動波形設定処理において積算時間を変化させるようにしてもよい。
【００５８】
図７は、本発明の他の実施形態に係る光走査装置１の動作を説明するための説明図である。図７に示すグラフの縦軸は、検出部５により検出されたリンギング量を表し、横軸は、波形情報記憶部３に記憶された波形情報を特定するためのパラメータ値であって、物理量として周波数、例えば抑圧周波数に対応する。図７（ａ）は、駆動波形の設定処理の１回目を表し、周波数を粗く変化させる。図７（ｂ）は、駆動波形の設定処理の２回目を表し、周波数を細かく変化させる。
【００５９】
設定処理の１回目においては、駆動波形設定部４は、周波数をｆ１、ｆ５、ｆ９、ｆ１３に対応する各波形情報を波形情報記憶部３から順次読み出してこの波形情報に基づく波形データを駆動部２に順次与え、各周波数に対応する波形情報に基づいて生成された駆動波形により光スキャナ１０を駆動する。駆動波形設定部４は、各駆動波形において検出部５により検出されたリンギング量と所定値ｙｏとを比較して、リンギング量がもっとも小さくなる２つの周波数ｆ５、ｆ９を特定する。
【００６０】
設定処理の２回目においては、駆動波形設定部４は、周波数ｆ５と周波数ｆ９との間の周波数ｆ６、ｆ７、ｆ８に対応する各波形情報を波形情報記憶部３から順次読み出して、この波形情報に基づく波形データを駆動部２に順次与え、各周波数に対応する波形情報に基づいて生成された駆動波形により光スキャナ１０を駆動する。駆動波形設定部４は、各駆動波形において検出部５により検出されたリンギング量と所定値とを比較して、少なくともリンギング量が所定値より小さく、且つ、最低のリンギング量となる周波数を選定して、この選定された周波数（この場合は周波数ｆ７）に対応する波形情報に基づく波形データを駆動部２に与えて、駆動波形を設定する。これにより、短時間で且つ最低のリンギング量となる駆動波形を設定することができる。
【００６１】
既に説明したように、物理量に対応するパラメータ値としての周波数に代えて、振幅、周囲温度変化、反射部６の積算駆動時間等とすることができる。
【００６２】
図８は、本発明の他の実施形態に係る光走査装置１の動作を説明するための説明図である。図８に示すグラフの縦軸は、検出部５により検出されたリンギング量を表し、横軸は、波形情報記憶部３に記憶された波形情報を特定するためのパラメータ値であって、物理量として周波数に対応する。図８の縦軸はリンギング量を表し、横軸は周波数を表す。
【００６３】
駆動波形設定部４は、周波数ｆ１と周波数ｆ２に対応する波形情報を波形情報記憶部３から読み出して、この波形情報に基づく波形データを駆動部２に与え、読み出された波形情報に基づく駆動波形を生成して光スキャナ１０を駆動する。駆動波形設定部４は、検出されたリンギング量がいずれもｙｘであるときは、（ｆ１＋ｆ２）／２＝ｆｏを算出し、周波数ｆｏに対応する波形情報を波形情報記憶部３から読み出す。周波数ｆｏに対応する波形情報が記憶されていないときは、周波数ｆｏに最も近い周波数に対応する波形情報を波形情報記憶部３から読み出す。駆動波形設定部４は、読み出した波形情報に基づいて形成した波形データを駆動部２に与えて、駆動波形を生成し、光スキャナ１０を駆動する。駆動波形設定部４は、検出部５により検出されたリンギング量が所定値ｙｏより小さいことを確認して、当該波形情報に基づく駆動波形を設定して、光スキャナ１０を駆動する。これにより、短時間で駆動波形を設定することができる。
【００６４】
図９は、本発明の実施形態に係る光走査装置１の駆動方法を表し、光走査装置１の駆動波形設定処理のフローチャートである。本駆動波形設定処理は、１回目の選定処理であるステップＳ２〜ステップＳ６と、２回目の選定処理であるステップＳ７〜ステップＳ１１に分離されている。１回目の選定処理ではリンギング量ｙが所定値ｙｏを下回るときのパラメータ値ｆｘを求め、２回目の選定処理ではリンギング量ｙが最小となるパラメータ値ｆを求める。そして、リンギング量ｙが最小となるパラメータ値ｆに対応する波形情報Ｗに基づいて、駆動波形が生成される。以下、具体的に説明する。
【００６５】
光走査装置１の駆動波形選定処理は、光走査装置１の駆動を開始するときに、或いは、駆動中に所定の条件を満たしたときに自動的に開始するように設定しておく。駆動波形設定処理が開始すると、ＣＰＵの制御の元で駆動波形設定部４は初期設定を行う（ステップＳ１）。初期設定では、許容リンギング量の上限を示す所定値ｙｏ、光スキャナ１０の駆動波形を変化させるパラメータの設定、パラメータ値の変化幅δｍ、δｎ（δｍ、δｎは整数）等の設定を行う。
【００６６】
１回目の選定処理は次の通りである。駆動波形設定部４は、波形情報記憶部３からパラメータ値ｆ（ｍ）（ｍは正の整数）に対応する波形情報Ｗ（ｍ）を読出す（ステップＳ２）。駆動波形設定部４は、読み出した波形情報Ｗ（ｍ）から波形データを生成し、駆動部２に与える。駆動部２は、この波形データを入力して駆動波形を生成し、光スキャナ１０を駆動する（ステップＳ３）。検出部５は、光スキャナ１０に設置した揺動検出素子１６により反射部６のリンギング量ｙ（ｍ）を検出する（ステップＳ４）。駆動波形設定部４は、検出されたリンギング量ｙ（ｍ）と所定値ｙｏとを比較して（ステップＳ４）、リンギング量ｙ（ｍ）が所定値ｙｏよりも大きいとは（ステップＳ５のＮｏ）、ｍ＝ｍ＋δｍとして（ステップＳ６）次のパラメータ値ｆ（ｍ）を読み出す。ここで、パラメータ値ｆ（ｍ）を最小幅で変化させる場合には変化幅δｍを１とし、粗く変化させる場合には変化幅δｍを１以上の整数値を設定する（ステップＳ６）。ステップＳ５において、駆動波形設定部４は、検出したリンギング量ｙ（ｍ）が所定値ｙｏよりも小さいと判定したときは（ステップＳ５のＹｅｓ）、２回目の選定処理に進む。
【００６７】
２回目の選定処理は次の通りである。駆動波形設定部４は、変化させるパラメータ値ｆの範囲ｆ（ｎｍｉｎ）〜ｆ（ｎｍａｘ）と、変化幅δｍを設定する。パラメータ値ｆの範囲は、１回目の選定処理により求めた所定値ｙｏを下回るリンギング量ｙ（ｍ）となったときのパラメータ値ｆ（ｍ）に基づいて定める。例えば、パラメータ値の最小をｆ（ｎｍｉｎ）=ｆ（ｍ+１）とし、パラメータ値の範囲ｆ（ｎｍｉｎ）〜ｆ（ｎｍａｘ）、変化幅δｎ＝１のように、パラメータ値の並び順に選定処理を行うことができる。また、パラメータ値の最小をｆ（ｎｍｉｎ）＝ｆ（ｍ−ｘ）とし、最大をｆ（ｎｍａｘ）＝ｆ（ｍ＋ｘ）として（ｘは１以上の整数であり、ｘ＜ｍの関係にある）、パラメータ値の範囲ｆ(ｍ−ｘ)〜ｆ（ｍ＋ｘ）、変化幅δｎとして、所定値ｙｏを下回るリンギング量ｙ（ｍ）を与えるパラメータ値ｆ（ｍ）の前後を細かく変化させてもよい。
【００６８】
駆動波形設定部４は、パラメータ値ｆ（ｎｍｉｎ）に対応する波形情報Ｗ（ｎｍｉｎ）を読み出す（ステップＳ７）。駆動波形設定部４は、読み出した波形情報Ｗ（ｎ）から波形データを生成し、駆動部２に与える。駆動部２はこの波形データに基づいて駆動波形を生成し、光スキャナ１０を駆動する（ステップＳ８）。検出部５、光スキャナ１０に設置した検出素子により反射部６のリンギング量ｙ（ｎｍｉｎ）を検出し（ステップＳ９）、所定の記憶部に記憶する。駆動波形設定部４は、この波形情報の読み出し、波形データの生成、駆動波形による光スキャナ１０の駆動、リンギング量の検出、リンギング量の記憶を、ｎにδｎずつ加算してｎ＝ｎｍａｘになるまで繰り返す。
【００６９】
次に、駆動波形設定部４は、所定領域に記憶されたリンギング量ｙ（ｎｍｉｎ）〜リンギング量ｙ（ｎｍａｘ）のうち、リンギング量が最小となるパラメータ値ｆ（ｎｘ）を特定し（ｎｘは整数）、このパラメータ値ｆ（ｎｘ）に対応する波形情報Ｗ（ｎｘ）を選定する（ステップＳ１２）。駆動波形設定部４は、選定された波形情報Ｗ（ｎｘ）から波形データを生成し、駆動部２に与える。駆動部２は波形データから駆動波形を生成し、光スキャナ１０に与えて、光スキャナを駆動し（ステップＳ１３）、駆動波形設定処理を終了する。
【００７０】
なお、上記駆動波形設定処理は、１回目の選定処理と２回目の選定処理とを行うが、これを１回目の選定処理により選定したパラメータ値ｆ（ｍ）により、駆動波形を設定するようにしてもよい。つまり、駆動波形設定部４が、１回目の選定処理において検出したリンギング量ｙ（ｍ）が所定値ｙｏよりも小さいことを検出したときに（ステップＳ５のＹｅｓ）、２回目の選定処理を省略して、リンギング量が最小となる波形情報Ｗ（ｍ）を選定し（ステップＳ１２）、駆動部２は、この波形情報に基づいて駆動波形を設定し、光スキャナ１０を駆動するようにしてもよい（ステップＳ１３）。
【００７１】
また、１回目の選定処理における変化幅δｍを大きな値とし、２回目の選定処理における変化幅δｎを小さな値とすることが好ましい。つまり、物理量に対応するパラメータ値として、１回目のパラメータ値の変化幅を粗くし、２回目の選定処理におけるパラメータの変化幅を細かくする。これにより、迅速に最適条件の駆動波形を設定することが可能となる。また、図７において説明したように、１回目の選定処理において、リンギング量ｙが所定値ｙｏより下回った場合でも、更にパラメータ値ｆを変化させて大まかなリンギング量ｙとパラメータ値ｆとの関係を求める。次に、所定値ｙｏに近い、又は所定値ｙｏより小さいリンギング量ｙとなった２点のパラメータ値ｆを求める。次に、２回目の選定処理を行い、この２点間のパラメータ値ｆを細かく変化させて、最低のリンギング量ｙ（ｎｘ）を与えるパラメータ値ｆ（ｎｘ）を求め、このパラメータ値に対応する波形情報Ｗ（ｎｘ）を特定して駆動波形を設定するようにしてもよい。変化幅δｍ、δｎを適切に設定することにより、リンギング量を低減した駆動波形を迅速に設定することができる。
【００７２】
図１０は、本発明の実施形態に係る網膜走査型画像表示装置３０の構成図を表す。図１０に示すように、網膜走査型画像表示装置３０は利用者の眼球５２の網膜５３上に映像を直接結像する。以下、具体的に説明する。
【００７３】
映像信号処理回路３６は、映像信号を入力して、青（Ｂ）色、緑（Ｇ）色及び赤（Ｒ）色に対応する光源駆動信号を生成し、光源ドライバとしてのＢレーザ駆動回路３７、Ｇレーザ駆動回路３８及びＲレーザ駆動回路３９に出力する。Ｂレーザ素子４０はＢレーザ駆動回路３７からの青色駆動信号に応じて光強度が変調された青色を発光し、Ｇレーザ素子４１はＧレーザ駆動回路３８からの緑色駆動信号に応じて光強度が変調された緑色を発光し、Ｒレーザ素子４２はＲレーザ駆動回路３９からの赤色駆動信号に応じて光強度が変調された赤色を発光する。各レーザ素子から発光された光はコリメート光学系４３により平行光となり、ダイクロイックミラー４４により合成され、結合光学系４５により集光されて光ファイバー４６内に入射される。光ファイバー４６から出射した映像光は第２のコリメート光学系４７を介して高速光スキャナ４８のミラーに照射される。
【００７４】
高速光スキャナ４８のミラー部は水平走査駆動回路３４により駆動されて揺動し、反射光を主走査方向に走査する。主走査方向に走査された映像光は第１のリレー光学系４９を介して本発明に係る光走査装置である低速光スキャナ１０に照射される。低速光スキャナ１０は、磁界により鏡面が揺動して反射光を副走査方向に走査する。低速光スキャナ１０の反射部６から反射した映像光は第２のリレー光学系５１を介して眼球５２の網膜５３の上に結像する。なお、光束が全て瞳孔の中心を通るように構成されているが、各光束が瞳孔内に収まるように収束させる構成であってもよい。ビームデテクタ（ＢＤ）５０は、高速光スキャナ４８から走査される光を検出してＢＤ信号検出回路３５に出力する。映像信号処理回路３６は、ＢＤ信号検出回路３５からＢＤ信号を入力して基準タイミングを生成する。
【００７５】
映像信号処理回路３６は、光源駆動信号に同期した同期信号を水平走査駆動回路３４及び垂直走査制御部３１の夫々に出力する。高速光スキャナ４８は、水平走査駆動回路３４から水平駆動波形を入力して、そのミラー部を共振振動に基づいて高速揺動する。
【００７６】
垂直走査制御部３１は、駆動波形設定部４と波形情報記憶部３とから構成されている。垂直走査制御部３１は、実際には垂直走査制御部３１の動作を制御するＣＰＵ（不図示）と、制御プログラムを格納するＲＯＭ（不図示）と、制御プログラムを読み出して一時的に記憶し、その作業領域として使用されるＲＡＭ（不図示）等から構成され、ＣＰＵが制御プログラムを実行することによって駆動波形設定部４が実現される。駆動波形設定部４は、網膜走査型画像表示装置３０の起動時、或いは所定のタイミングにおいて駆動波形選定処理を実行し、低速光スキャナ１０を駆動するための波形データを特定する。駆動部２は、特定された波形データを入力して駆動波形を生成し、低速光スキャナ１０を駆動する。駆動波形は、映像信号処理回路３６から入力した光源駆動信号に同期する。検出部５は、低速光スキャナ１０の反射部６に設置した揺動検出素子（不図示）から、揺動に重畳されるリンギング量を検出する。駆動波形設定部４は、検出されたリンギング量が所定値ｙｏ以下となる波形情報を選定し、駆動波形を設定する。駆動波形選定処理の詳細は既に説明したので、ここでは省略する。
【００７７】
網膜走査型画像表示装置３０をこのように構成することにより、低速光スキャナ１０の揺動に重畳されるリンギングが、経時的に或いは環境変化により影響を受ける場合であっても、リンギング量を所定値以下とするように自動的に駆動波形を設定するので、常に安定した画像を表示させることができる。
【００７８】
なお、本実施形態においては網膜走査型画像表示装置として説明したが、第２のリレー光学系５１を投影光学系に代え、網膜５３に代えて投影像を表示するスクリーンとすれば、プロジェクション型の画像表示装置をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置の基本的な構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光走査装置の構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光走査装置に使用する光スキャナの説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光走査装置を駆動するための駆動波形と反射部の揺動を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光走査装置を駆動するための駆動波形と反射部の揺動を説明するための説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光走査装置の駆動波形設定部の動作を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光走査装置の駆動波形設定部の他の動作を説明するための説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る光走査装置の駆動波形設定部の他の動作を説明するための説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る光走査装置の駆動方法を表すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る網膜走査型画像表示装置の構成図である。
【図１１】従来公知の光走査装置、駆動信号及びミラー角度を表す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  光走査装置
２  駆動部
３  波形情報記憶部
４  駆動波形設定部
５  検出部
６  反射部
７  入射ビーム
８  走査ビーム
９  揺動軸
１０  光スキャナ
１１  枠
１２  支持部
１３  磁石
１４  圧電素子
１５  コイル
１６  揺動検出素子
３０  網膜走査型画像表示装置
【図１】
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【図２】
2010078824.tif 000004
【図３】
2010078824.tif 000005
【図４】
2010078824.tif 000006
【図５】
2010078824.tif 000007
【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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