(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面に形成された描画領域に光を走査することにより、前記描画領域に連続して複数の画像を表示するよう構成された画像形成装置であって、
前記光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された前記光を第１の方向に主走査するとともに、前記第１の方向と異なる第２の方向に副走査することにより、前記描画領域に２次元的に走査する光走査部と、
前記描画領域に表示する各前記画像の前記描画領域上での形状および大きさに基づいて各前記画像を表示する際の前記描画領域上での前記光を走査する範囲を変更し、かつ、前記副走査の周期を変更することによって、単位時間内に前記描画領域に表示される画像の数を変化させるように前記光走査部の駆動を制御する駆動制御部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の画像の画像データを、表示する順に記憶する記憶部を有し、
前記駆動制御部は、前記記憶部に記憶された複数の画像データのうち最新の画像データに基づいて前記光走査部の駆動を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記描画領域に表示する各前記画像の前記描画領域上での前記第２の方向の最大幅に、前記描画領域上での前記副走査の振幅を対応させて前記光走査部を駆動する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動制御部は、前記描画領域上での前記副走査の振幅が、前記描画領域に表示する画像の前記描画領域上での前記第２の方向の最大幅と等しくなるように前記光走査部の駆動を制御する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記描画領域に表示する各前記画像の前記描画領域上での前記第２の方向の最大幅を検知する第２の方向最大幅検知部を有している請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記描画領域に表示する各前記画像の画像データは、前記描画領域上での前記第２の方向の最大幅に関するデータを含んでおり、該データに基づいて、前記駆動制御部が前記副走査の振幅を制御する請求項３ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記駆動制御部は、前記描画領域に表示する各前記画像の前記描画領域上での前記第１の方向の最大幅に、前記描画領域上での前記主走査の振幅を対応させて前記光走査部を駆動する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記駆動制御部は、前記描画領域上での前記主走査の振幅が、前記描画領域に表示する画像の前記描画領域上での前記第１の方向の最大幅と等しくなるように、前記光走査部の駆動を制御する請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記駆動制御部は、前記描画領域に表示する画像の前記描画領域上での前記第１の方向の最大幅を検知する第１の方向最大幅検知部を有している請求項７または８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記描画領域に表示する画像の画像データは、前記描画領域上での前記第１の方向の最大幅に関するデータを含んでおり、該データに基づいて、前記駆動制御部が前記主走査の振幅を制御する請求項７ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記光走査部は、前記光出射部から出射された前記光を反射する光反射部を備えた可動板が少なくとも一方向または互いに直交する二方向へ回動可能に設けられ、当該回動によって前記光反射部で反射した前記光を前記描画領域に走査する光スキャナーを有している請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記駆動制御部は、前記描画領域に表示される画像の歪みを補正する機能を有する請求項１ないし１１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。
【背景技術】
【０００２】
例えば、スクリーン等の表面に画像を表示する画像形成装置として、光走査型プロジェクターが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の光走査型プロジェクターは、所望の色のレーザー光を所望のタイミングで出射する光源と、光源から出射されたレーザー光を２次元的に走査する偏光手段とを有している。また、偏光手段は、レーザー光を水平方向に走査する第１の光スキャナーと、垂直方向に走査する第２の光スキャナーとを有している。これら２つの光スキャナーは、それぞれ、レーザー光を反射するミラーを有しており、このミラーを所定の軸まわりに回動させることによりレーザー光を走査するよう構成されている。このような光走査型プロジェクターは、レーザー光を第１の光スキャナーで走査した後、第２の光スキャナーで走査することにより２次元的に走査し、スクリーンに所望の画像を表示するように構成されている。
【０００３】
この特許文献１の光走査型プロジェクターは、スクリーンに表示される画像の大きさに関わらず、如何なる画像であっても、第１の光スキャナーおよび第２の光スキャナーの振幅をそれぞれ設定された値に保つように駆動している。そのため、例えばスクリーンに表示する画像（以下、「表示画像」とも言う）の水平方向の幅が第１の光スキャナーの振幅よりも遥かに小さかったり、垂直方向の幅が第２の光スキャナーの振幅よりも遥かに小さかったりする場合でも、第１の光スキャナーや第２の光スキャナーを表示画像に対して大きな振幅で回動させなければならない。
【０００４】
このような駆動方法では、１つの画像を表示するのにかかる時間が必要以上に長くなってしまい、その結果、単位時間当たりに表示可能（描画可能）な画像の数が減少する。その結果、スクリーンに表示された画像にチラつきが発生したり、スムーズな動画を表示することができなったりするという問題が生じ、さらに、必要以上に電力を消費するといった問題も生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
本発明の目的は、優れた描画特性を発揮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】
【０００７】
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、表示面に形成された描画領域に光を走査することにより、前記描画領域に連続して複数の画像を表示するよう構成された画像形成装置であって、
前記光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された前記光を第１の方向に主走査するとともに、前記第１の方向と異なる第２の方向に副走査することにより、前記描画領域に２次元的に走査する光走査部と、
前記描画領域に表示する各前記画像の前記描画領域上での形状および大きさに基づいて各前記画像を表示する際の前記描画領域上での前記光を走査する範囲を変更することによって、単位時間内に前記描画領域に表示される画像の数を変化させるように前記光走査部の駆動を制御する駆動制御部とを有することを特徴とする。
これにより、単位時間当たりに描画することのできる画像の数を増やすことができるため、例えばチラつきが防止された画像や、動きがスムーズな画像を描画することができる。その結果、優れた描画特性を有する画像形成装置となる。
【０００８】
本発明の画像形成装置では、前記複数の画像の画像データを、表示する順に記憶する記憶部を有し、
前記駆動制御部は、前記記憶部に記憶された複数の画像データのうち最新の画像データに基づいて前記光走査部の駆動を制御することが好ましい。
これにより、より優れた描画特性を有する画像形成装置となる。
【０００９】
本発明の画像形成装置では、前記駆動制御部は、前記描画領域に表示する各前記画像の前記描画領域上での前記第２の方向の最大幅に、前記描画領域上での前記副走査の振幅を対応させて前記光走査部を駆動することが好ましい。
これにより、不必要に振幅の大きい副走査を防止することができるため、１つの画像を描画するのにかかる時間を短くすることができる。そのため、単位時間当たりに描画可能な画像の数をより増やすことができる。
【００１０】
本発明の画像形成装置では、前記駆動制御部は、前記描画領域上での前記副走査の振幅が、前記描画領域に表示する画像の前記描画領域上での前記第２の方向の最大幅と等しくなるように前記光走査部の駆動を制御することが好ましい。
これにより、１つの画像を描画するのにかかる時間をさらに短くすることができる。そのため、単位時間当たりに描画可能な画像の数をさらに増やすことができる。
【００１１】
本発明の画像形成装置では、前記駆動制御部は、前記描画領域に表示する各前記画像の前記描画領域上での前記第２の方向の最大幅を検知する第２の方向最大幅検知部を有していることが好ましい。
これにより、より確実に、描画領域に表示する画像の第２の方向の最大幅に応じて描画領域上でのレーザー光の副走査の振幅を変更することができる。
【００１２】
本発明の画像形成装置では、前記描画領域に表示する各前記画像の画像データは、前記描画領域上での前記第２の方向の最大幅に関するデータを含んでおり、該データに基づいて、前記駆動制御部が前記副走査の振幅を制御することが好ましい。
これにより、描画領域に表示される画像の第２の方向の最大幅を演算等により求めなくてもよいため、よりスムーズかつ正確に描画領域に画像を表示することができる。
【００１３】
本発明の画像形成装置では、前記駆動制御部は、前記描画領域に表示する各前記画像の前記描画領域上での前記第１の方向の最大幅に、前記描画領域上での前記主走査の振幅を対応させて前記光走査部を駆動することが好ましい。
これにより、不必要に振幅の大きい主走査を防止することができるため、１つの画像を描画するのに必要な電力を少なくすることができる。
【００１４】
本発明の画像形成装置では、前記駆動制御部は、前記描画領域上での前記主走査の振幅が、前記描画領域に表示する画像の前記描画領域上での前記第１の方向の最大幅と等しくなるように、前記光走査部の駆動を制御することが好ましい。
これにより、１つの画像を描画するのにかかる電力をさらに少なくすることができる。そのため、単位時間当たりの消費電力をさらに減らすことができる。
【００１５】
本発明の画像形成装置では、前記駆動制御部は、前記描画領域に表示する画像の前記描画領域上での前記第１の方向の最大幅を検知する第１の方向最大幅検知部を有していることが好ましい。
これにより、より確実に、描画領域に表示する画像の第１の方向の最大幅に応じて描画領域上でのレーザー光の主走査の振幅を変更することができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置では、前記描画領域に表示する画像の画像データは、前記描画領域上での前記第１の方向の最大幅に関するデータを含んでおり、該データに基づいて、前記駆動制御部が前記主走査の振幅を制御することが好ましい。
これにより、描画領域に表示される画像の第１の方向の最大幅を演算等により求めなくてもよいため、よりスムーズかつ正確に描画領域に画像を表示することができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置では、前記光走査部は、前記光出射部から出射された前記光を反射する光反射部を備えた可動板が少なくとも一方向または互いに直交する二方向へ回動可能に設けられ、当該回動によって前記光反射部で反射した前記光を前記描画領域に走査する光スキャナーを有していることが好ましい。
これにより、光走査部の構成が簡単なものとなる。
本発明の画像形成装置では、前記駆動制御部は、前記描画領域に表示される画像の歪みを補正する機能を有することが好ましい。
これにより、描画領域に歪みのない鮮明な画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置が備える光スキャナーの部分断面斜視図である。
【図３】図２に示す光スキャナーの駆動を説明する断面図である。
【図４】図１に示す画像形成装置の動作を説明するための図（（ａ）は、側面図、（ｂ）は、正面図）である。
【図５】図１に示す画像形成装置の動作を説明するための平面図である。
【図６】図１に示す駆動制御部、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７】図１に示す画像形成装置の動作を具体的に説明するための図である。
【図８】図１に示す画像形成装置の変形例を示す平面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置が備える光スキャナーを示す模式的平面図である。
【図１０】図９中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】図９に示す光スキャナ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１２】図１１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１３】図９に示す画像形成装置の動作を説明するための図（（ａ）は、側面図、（ｂ）は、正面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す構成図、図２は、図１に示す画像形成装置が備える光スキャナーの部分断面斜視図、図３は、図２に示す光スキャナーの駆動を説明する断面図、図４は、図１に示す画像形成装置の動作を説明するための図（（ａ）は、側面図、（ｂ）は、正面図）、図５は、図１に示す画像形成装置の動作を説明するための平面図、図６は、図１に示す駆動制御部、光走査部および光源ユニットを示すブロック図、図７は、図１に示す画像形成装置の動作を具体的に説明するための図、図８は、図１に示す画像形成装置の変形例を示す平面図である。なお、以下では、説明の都合上、図２ないし図５中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００２０】
図１に示す光走査型プロジェクター（画像形成装置）１は、例えばスクリーンＳの表示面Ｓ１に形成された描画領域Ｓ１１に、写真、イラスト、コマーシャル、プロモーションビデオ等の静止画や動画等の画像を表示する装置である。この光走査型プロジェクター１は、レーザー光（光）を出射する光源ユニット（光出射部）３と、描画領域Ｓ１１に対して光源ユニット３から出射したレーザー光を走査する光走査部４と、光走査部４の駆動を制御する駆動制御部５とを有している。以下、これら各構成要素について、順次詳細に説明する。
【００２１】
（光源ユニット）
光源ユニット３は、各色のレーザー光源３１ｒ、３１ｇ、３１ｂと、各色のレーザー光源３１ｒ、３１ｇ、３１ｂに対応して設けられたコリメーターレンズ３２ｒ、３２ｇ、３２ｂおよびダイクロイックミラー３３ｒ、３３ｇ、３３ｂとを備えている。
また、図６に示すように、各色のレーザー光源３１ｒ、３１ｇ、３１ｂは、それぞれ、駆動回路３１０ｒ、３１０ｇ、３１０ｂと、赤色の光源３２０ｒ、緑色の光源３２０ｇ、青色の光源３２０ｂ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を出射する。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、駆動制御部５の後述する光源変調部５４から送信される駆動信号に対応して変調された状態で出射され、コリメート光学素子であるコリメーターレンズ３２ｒ、３２ｇ、３２ｂによって平行化されて細いビームとされる。
【００２２】
ダイクロイックミラー３３ｒ、３３ｇ、３３ｂ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ＬＬを出射する。
なお、コリメーターレンズ３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ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３１ｒ、３１ｇ、３１ｂから平行光束が出射される場合、コリメーターレンズ３２ｒ、３２ｇ、３２ｂは、省略することができる。さらに、レーザー光源３１ｒ、３１ｇ、３１ｂ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。
【００２３】
また、図１の各色のレーザー光源３１ｒ、３１ｇ、３１ｂ、コリメーターレンズ３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ、及びダイクロイックミラー３３ｒ、３３ｇ、３３ｂ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３１ｒ、コリメーターレンズ３２ｒ、ダイクロイックミラー３３ｒ、緑色はレーザー光源３１ｇ、コリメーターレンズ３２ｇ、ダイクロイックミラー３３ｇ、青色はレーザー光源３１ｂ、コリメーターレンズ３２ｂ、ダイクロイックミラー３３ｂ）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４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。
【００２４】
（光走査部）
光走査部４は、光源ユニット３から出射したレーザー光ＬＬを描画領域Ｓ１１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。
【００２５】
光走査部４は、光源ユニット３から出射したレーザー光ＬＬを、描画領域Ｓ１１に対し、水平方向に走査する光スキャナー４１と、光スキャナー４１の後述する可動板４１１ａの角度（挙動）を検出する角度検出手段（挙動検出手段）４３と、光源ユニット３から出射したレーザー光ＬＬを、描画領域Ｓ１１に対し、垂直方向に走査する光スキャナー４２と、光スキャナー４２の後述する可動板４２１ａの角度（挙動）を検出する角度検出手段（挙動検出手段）４４とを有している。
【００２６】
以下、光スキャナー４１、４２の構成について説明するが、光スキャナー４１、４２は、互いに同様の構成であるため、以下では光スキャナー４１について代表して説明し、光スキャナー４２については、その説明を省略する。
図２に示すように、光スキャナー４１は、いわゆる１自由度振動系のものであり、基体４１１と、基体４１１の下面に対向するよう設けられた対向基板４１３と、基体４１１と対向基板４１３との間に設けられたスペーサー部材４１２とを有している。
【００２７】
基体４１１は、可動板４１１ａと、可動板４１１ａを回動可能に支持する支持部４１１ｂと、可動板４１１ａと支持部４１１ｂとを連結する１対の連結部４１１ｃ、４１１ｄとを有している。
可動板４１１ａ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４１１ａの上面には、光反射性を有する光反射部（ミラー）４１１ｅが設けられている。光反射部４１１ｅの表面（上面）は、光を反射する反射面を構成している。光反射部４１１ｅは、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等の金属膜で構成されている。また、可動板４１１ａの下面には、永久磁石４１４が設けられている。
【００２８】
支持部４１１ｂは、可動板４１１ａの平面視にて、可動板４１１ａの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部４１１ｂは、枠状をなしていて、その内側に可動板４１１ａが位置している。
連結部４１１ｃは、可動板４１１ａの左側にて、可動板４１１ａと支持部４１１ｂとを連結し、連結部４１１ｄは、可動板４１１ａの右側にて、可動板４１１ａと支持部４１１ｂとを連結している。
【００２９】
連結部４１１ｃ、４１１ｄは、それぞれ、長手形状をなしている。また、連結部４１１ｃ、４１１ｄ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４１１ｃ、４１１ｄ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」と言う）を中心として、可動板４１１ａが支持部４１１ｂに対して回動する。
このような基体４１１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４１１ａと支持部４１１ｂと連結部４１１ｃ、４１１ｄ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、光スキャナー４１の小型化を図ることができる。
【００３０】
スペーサー部材４１２は、枠状をなしていて、その上面が基体４１１の下面と接合している。また、スペーサー部材４１２は、可動板４１１ａの平面視にて、支持部４１１ｂ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４１２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４１２と基体４１１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４１２の構成材料によっては陽極接合などを用いてもよい。
【００３１】
対向基板４１３は、スペーサー部材４１２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４１３の上面であって、可動板４１１ａと対向する部位には、コイル４１５が設けられている。
永久磁石４１４は、板棒状をなしていて、可動板４１１ａの下面に沿って設けられている。このような永久磁石４１４は、可動板４１１ａの平面視にて、回動中心軸Ｊ１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４１４は、両極（Ｓ極、Ｎ極）を結んだ線分が、回動中心軸Ｊ１に対して直交するよう設けられている。
【００３２】
このような永久磁石４１４としては、特に限定されず、例えば、ネオジム磁石、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４１５は、可動板４１１ａの平面視にて、永久磁石４１４の外周を囲むように設けられている。
また、光スキャナー４１は、コイル４１５に電圧を印加する電圧印加手段４１６を有している。電圧印加手段４１６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。電圧印加手段４１６、コイル４１５および永久磁石４１４により、可動板４１１ａを回動させる駆動手段４１７が構成される。
【００３３】
コイル４１５には、駆動制御部５の制御により、電圧印加手段４１６から所定の電圧が印加され、所定の電流が流れる。例えば、駆動制御部５の制御により、電圧印加手段４１６からコイル４１５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４１１ａの厚さ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４１５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４１５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。
【００３４】
状態Ａでは、図３（ａ）に示すように、永久磁石４１４の右側が、コイル４１５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４１４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４１１ａ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４１４の右側が下側へ変位するとともに、永久磁石４１４の左側が上側へ変位する。これにより、可動板４１１ａが時計回りに回動して傾斜する。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４１１ｃ、４１１ｄを捩り変形させながら、可動板４１１ａが回動中心軸Ｊ１まわりに回動する。
【００３５】
また、駆動制御部５の制御により、電圧印加手段４１６からコイル４１５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４１１ａ（光反射部４１１ｅの反射面）の回動中心軸Ｊ１を中心とする振れ角（振幅）を調整することができる。
なお、このような光スキャナー４１の構成としては、可動板４１１ａ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４１５と永久磁石４１４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。
【００３６】
図１に示すように、上述のような構成の光スキャナー４１、４２は、互いの回動中心軸Ｊ１、Ｊ２が直交するように設けられている。光スキャナー４１、４２をこのように設けることにより、描画領域Ｓ１１に対し、光源ユニット３から出射したレーザー光ＬＬを２次元的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描画領域Ｓ１１に２次元画像を描画することができる。
【００３７】
具体的に説明すれば、光源ユニット３から出射したレーザー光ＬＬは、光スキャナー４１の光反射部４１１ｅの反射面で反射し、次いで、光スキャナー４２の光反射部４２１ｅの反射面で反射し、スクリーンＳの描画領域Ｓ１１に投射される。そして、光スキャナー４１の光反射部４１１ｅを回動させるとともに、その角速度（速度）よりも遅い角速度で光スキャナー４２の光反射部４２１ｅを回動させることにより、光源ユニット３から出射したレーザー光ＬＬは、描画領域Ｓ１１に対し、水平方向に走査されるとともに、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３から出射したレーザー光ＬＬが描画領域Ｓ１１に対して２次元的に走査され、描画領域Ｓ１１に画像が描画される。
【００３８】
ここで、光スキャナー４１の光反射部４１１ｅの角速度よりも遅い角速度で光スキャナー４２の光反射部４２１ｅを回動させるために、例えば、光スキャナー４１を共振を利用した共振駆動とし、光スキャナー４２を共振を利用しない非共振駆動とするのが好ましい。
なお、光源ユニット３から出射したレーザー光ＬＬが、先に光スキャナー４２の光反射部４２１ｅで反射し、次に光スキャナー４１の光反射部４１１ｅ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。
【００３９】
次に、光スキャナー４１の可動板４１１ａの角度を検出する角度検出手段４３について説明する。なお、光スキャナー４２の可動板４２１ａの角度を検出する角度検出手段４４は、角度検出手段４３と同様の構成であるため、その説明を省略する。
図２に示すように、角度検出手段４３は、光スキャナー４１の連結部４１１ｃ上に設けられた圧電素子４３１と、圧電素子４３１から発生する起電力を検出する起電力検出部４３２と、起電力検出部４３２の検出結果に基づいて可動板４１１ａの角度を求める角度検知部４３３とを有している。
【００４０】
圧電素子４３１は、可動板４１１ａの回動に伴って連結部４１１ｃが捩り変形するとそれに伴って変形する。圧電素子４３１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。そのため、角度検知部４３３は、起電力検出部４３２で検出された起電力の大きさに基づいて、連結部４１１ｃの捩れの程度を求め、さらに、その捩れの程度から可動板４１１ａの角度を求める。また、角度検知部４３３は、可動板４１１ａの回動中心軸Ｊ１を中心とする振れ角を求める。この可動板４１１ａの角度および振れ角の情報を含む信号は、角度検知部４３３から駆動制御部５に送信される。
【００４１】
なお、前記検出する可動板４１１ａの角度は、光スキャナー４１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、光スキャナー４１の初期状態（コイル４１５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４１１ａ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４３としては、可動板４１１ａ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。例えば、フォトダイオード等の受光素子と、この受光素子に向けてレーザー光を出射するレーザー光出射部とを、可動板４１１ａが所定角度となったときに可動板４１１ａによってレーザー光が遮られるように設置し、レーザー光が遮られるタイミングを受光素子により検知することにより可動板４１１ａの角度を検出してもよい。
【００４２】
（駆動制御部５）
次に、駆動制御部５について説明する。
光走査型プロジェクター１では、前述のような１対の光スキャナー４１、４２を用いて描画領域Ｓ１１に画像を描画する際、描画領域Ｓ１１までの光路差に起因する歪み、例えば、描画領域Ｓ１１に表示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。駆動制御部５は、このような画像の歪みを補正する機能を有している。
【００４３】
具体的には、光スキャナー４１の可動板４１１ａの振れ角が一定の場合は、光源ユニット３からレーザー光ＬＬを出射した光出射状態でのレーザー光ＬＬの振幅は、光スキャナー４２の可動板４２１ａの角度に応じて変化し、レーザー光ＬＬが走査される描画領域Ｓ１１上の垂直方向の位置が光走査型プロジェクター１から遠いほど長くなる。そこで、光走査型プロジェクター１では、駆動制御部５によって、レーザー光ＬＬが走査される描画領域Ｓ１１上の垂直方向の位置が光走査型プロジェクター１から遠いほど、可動板４１１ａ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の振幅を垂直方向に沿って一定にする。このような駆動制御部５の制御により、前述したような画像の歪みが防止される。
【００４４】
なお、前記振幅とは、光出射状態で、可動板４１１ａが所定方向に最大角度まで回動したときの描画領域Ｓ１１と同一平面上でのレーザー光ＬＬの位置と、それに続いて可動板４１１ａが前記と逆方向に最大角度まで回動したときの描画領域Ｓ１１と同一平面上でのレーザー光ＬＬの位置との水平方向の距離（間隔）である。すなわち、図４に示すように、光出射状態でレーザー光ＬＬを描画領域Ｓ１１上に２次元的に走査したときの、描画領域Ｓ１１上でのレーザー光ＬＬの軌跡である複数の描画ラインＬのそれぞれの水平方向の長さである。
【００４５】
また、光走査型プロジェクター１では、描画領域Ｓ１１において、上側から奇数番目の各描画ラインＬについて、隣り合う描画ラインＬ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Ｌについて、隣り合う描画ラインＬ同士の垂直方向の間隔が一定になるように、駆動制御部５が可動板４２１ａの角度や角速度を制御するのが好ましい。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。
【００４６】
本実施形態では、例えば、各描画ラインＬの描画開始の際における描画領域Ｓ１１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Ｌの垂直方向の間隔が一定になるように可動板４２１ａの角度を調整し、可動板４２１ａの角速度を所定の値に設定する。すなわち、各描画ラインＬ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可動板４２１ａの角度を調整し、可動板４２１ａの角速度は、描画ラインＬ毎に一定の値に設定する。なお、描画ラインＬの垂直方向の位置が光走査型プロジェクター１から遠いほど可動板４２１ａの角速度は、小さく設定される。これにより、駆動制御部５の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、鮮明な画像を表示することができる。
【００４７】
さらに、駆動制御部５は、以上説明したような歪みを補正する制御の他に、描画領域Ｓ１１に表示する画像の水平方向の最大幅に応じて描画領域Ｓ１１上でのレーザー光ＬＬの水平方向の振幅を変更するとともに、描画領域Ｓ１１に表示する画像の垂直方向の最大幅に応じて描画領域Ｓ１１上でのレーザー光ＬＬの垂直方向の振幅を変更する制御を行うように構成されている。以下、これについて具体的に説明する。
【００４８】
例えば、光走査型プロジェクター１によって、描画領域Ｓ１１に図５（ａ）、（ｂ）に示すように、所定の画像を描画する場合、駆動制御部５は、光出射状態でのレーザー光ＬＬの水平方向の振幅が、描画領域Ｓ１１に表示する画像の水平方向の最大幅と等しくなるように、光スキャナー４１の可動板４１１ａの角度を制御する。これとともに、駆動制御部５は、光出射状態でのレーザー光ＬＬの垂直方向の振幅が、描画領域Ｓ１１に表示する画像の垂直方向の最大幅と等しくなり、かつスクリーンＳ（描画領域Ｓ１１）上でのレーザー光ＬＬの垂直方向の間隔は変化しないように、光スキャナー４２の可動板４２１ａの角度を制御する。
【００４９】
駆動制御部５によってこのような制御を行うことにより、光スキャナー４１、４２の可動板４１１ａ、４２１ａの回動角を画像を描画するのに必要な最小限の角度とすることができ、無駄な電力を消費することがなく、光走査型プロジェクター１の省電力化を図ることができる。また、水平走査する回数が減少し、１つの画像（１コマ）を表示するのに必要な時間を短縮することができるため、単位時間当たりに描画可能な画像の数が増える。これにより、レーザー光ＬＬの出力を低くしても、従来と同等の明るさの画像を描画領域Ｓ１１に表示することができ、この観点からも光走査型プロジェクター１の省電力化を図ることができる。また、単位時間当たりに描画可能な画像の数が増えれば、特に動画等を表示する場合において、動きがより滑らかな画像を表示することができる。
なお、水平方向の最大幅が同じで、垂直方向の最大幅が異なる２つの画像を比べた場合では、垂直方向の最大幅が大きい画像の方が描画にかかる時間が長くなる。
【００５０】
以下、上述のような制御を実現するための駆動制御部５の構成について説明する。
図６に示すように、駆動制御部５は、映像データ（画像データ）を記憶する映像データ記憶部（記憶部）５１と、映像データ演算部５２と、描画タイミング生成部５３と、光源変調部５４と、振れ角演算部５５と、角度指示部５６と、検量線記憶部５７と、画像サイズ検知部（第１の方向最大幅検知部および第２の方向最大幅検知部）５８とを有している。
【００５１】
映像データ記憶部５１は、例えばコンピューター等の外部装置から入力された映像データを一時的に記憶する。
画像サイズ検知部５８は、映像データ記憶部に記憶された映像データに相当する画像を描画領域Ｓ１１に表示した場合における水平方向の最大幅および垂直方向の最大幅をそれぞれ検知する。これにより、より確実に、描画領域Ｓ１１に表示する画像の水平方向の最大幅に応じて描画領域Ｓ１１上でのレーザー光ＬＬの水平方向の振幅を変更するとともに、描画領域Ｓ１１に表示する画像の垂直方向の最大幅に応じて描画領域Ｓ１１上でのレーザー光ＬＬの垂直方向の振幅を変更することができる。
【００５２】
各方向の最大幅を検知する方法としては特に限定されない。例えば、映像データ記憶部５１に記憶されている映像データには、描画領域Ｓ１１上の各部位（仮想的に設定された画素）について、レーザー光ＬＬを照射するか否かの情報が少なくとも含まれている。この情報から、レーザー光ＬＬを照射する画素のうちの最も左側に位置する画素と最も右側に位置する画素とを求め、これら２つの画素と振動（可動板４１１ａの回動）の中心に相当する画素との間の水平方向の距離をそれぞれ算出し、距離が大きい方の画素を選択することにより、描画領域Ｓ１１に表する画像の水平方向の最大幅を求めることができる。同様に、映像データから、レーザー光ＬＬを照射する画素のうちの最も下側に位置する画素と最も上側に位置する画素とを求め、これら２つの画素間の垂直方向の距離を算出することにより描画領域Ｓ１１に表する画像の垂直方向の最大幅を求めることができる。
【００５３】
また、映像データ記憶部５１に記憶されている映像データに、予め描画領域Ｓ１１に表示した場合の水平方向の最大幅および垂直方向の最大幅に関するデータが含まれている場合には、このデータを用いることができる。このように、映像データに予め最大幅に関するデータが含まれていれば、画像サイズ検知部５８で前述のような方法により、画像の２つの方向における最大幅を求めなくてもよい。そのため、よりスムーズに描画領域Ｓ１１に画像を表示することができる。
【００５４】
描画タイミング生成部５３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する。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Ｌの垂直方向の位置（可動板４２１ａの角度）の情報等が含まれる。なお、描画ラインＬのいずれの部位の位置を前記描画ラインＬ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。
【００５５】
映像データ演算部５２は、描画タイミング生成部５３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５１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５４に送出する。
光源変調部５４は、映像データ演算部５２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３１０ｒ、３１０ｇ、３１０ｂを介して各光源３２０ｒ、３２０ｇ、３２０ｂの変調を行う。すなわち、各光源３２０ｒ、３２０ｇ、３２０ｂのオン／オフや、出力の調整（増減）等を行う。
【００５６】
検量線記憶部５７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、描画領域Ｓ１１に走査するレーザー光ＬＬの描画領域Ｓ１１上の垂直方向の位置（描画ラインＬの垂直方向の位置）と、可動板４１１ａ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、その検量線と、画像サイズ検知部５８によって検知された画像の水平方向の最大幅およびこの両端に位置する２つの画素の位置に関するデータとを用いて、描画領域Ｓ１１に走査するレーザー光ＬＬの描画領域Ｓ１１上の垂直方向の位置に基づいて、前記振れ角の目標値を求める。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５７に記憶される。
【００５７】
次に、スクリーンＳの描画領域Ｓ１１上に画像を描画する際の光走査型プロジェクター１の動作について説明する。
まず、光走査型プロジェクター１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５１に一時的に記憶され、その映像データ記憶部５１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５１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５１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５１に記憶するようにしてもよい。
【００５８】
映像データの一部が映像データ記憶部５１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５１に記憶し、その後に画像の描画を開始する。その理由は、このラスタースキャンモジュールでは、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５１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５１に記憶されている必要があるためである。
【００５９】
画像サイズ検知部５８では、映像データ記憶部５１に記憶された映像データに相当する画像を描画領域Ｓ１１に表示した場合における水平方向の最大幅および垂直方向の最大幅をそれぞれ検知する。
また、描画タイミング生成部５３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５２に送出され、描画ライン情報は、振れ角演算部５５に送出される。
【００６０】
映像データ演算部５２は、描画タイミング生成部５３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５１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５４に送出する。
光源変調部５４は、映像データ演算部５２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３１０ｒ、３１０ｇ、３１０ｂを介して各光源３２０ｒ、３２０ｇ、３２０ｂの変調を行う。すなわち、各光源３２０ｒ、３２０ｇ、３２０ｂのオン／オフや、出力の調整（増減）等を行う。
【００６１】
光スキャナー４１側の角度検出手段４３は、その可動板４１１ａ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４１１ａの角度情報）を描画タイミング生成部５３および振れ角演算部５５に送出する。また、光スキャナー４２側の角度検出手段４４は、その可動板４２１ａの角度を検出し、その角度の情報（可動板４２１ａの角度情報）を角度指示部５６に送出する。
【００６２】
描画タイミング生成部５３は、現在の描画ラインＬの描画が終了し、角度検出手段４３から可動板４１１ａ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５６に、次に描画を行う描画ラインＬの描画開始点にレーザー光ＬＬが照射されるときの可動板４２１ａの目標角度を示す目標角度情報を送出する。その可動板４２１ａ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。また、可動板４２１ａの目標角度は、画像サイズ検知部５８で検知された、画像が描画領域Ｓ１１に表示された場合の当該画像の垂直方向の最大幅と等しくなるように設定される。角度指示部５６は、角度検出手段４４で検出された可動板４２１ａの角度と、前記可動板４２１ａ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、光スキャナー４２の駆動手段４２７に駆動データを送出する。
【００６３】
駆動手段４２７は、前記駆動データに基づいて、光スキャナー４２を駆動する（コイルに電圧を印加する）。これにより、仮に描画開始点にレーザー光ＬＬが照射されたとき、可動板４２１ａ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Ｌにおいて、描画開始点から描画終了点まで、可動板４２１ａ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、可動板４２１ａ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。
【００６４】
また、描画タイミング生成部５３は、振れ角演算部５５に、描画ライン情報、すなわち、次に描画を行う描画ラインＬの垂直方向の位置の情報を送出する。
振れ角演算部５５では、検量線記憶部５７から読み出された情報（各描画ラインＬに対応する可動板４１１ａの振れ角の目標値）を用い、描画タイミング生成部５３から入力された次に描画を行う描画ラインＬ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Ｌにおける可動板４１１ａの目標振れ角を求める。そして、角度検出手段４３から入力された可動板４１１ａの振れ角の情報と、前記可動板４１１ａの目標振れ角とに基づいて、可動板４１１ａの振れ角が目標振れ角となるように、光スキャナー４１の駆動手段４１７に駆動データを送出する。
【００６５】
駆動手段４１７は、前記駆動データに基づいて、コイル４１５に、光スキャナー４１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光スキャナー４１と駆動波形との位相差を変化させる事で、光スキャナー４１にエネルギーを供給したり、逆に、光スキャナー４１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４１１ａ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４３により検出された可動板４１１ａ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４１１ａの振れ角が目標振れ角になるようにその可動板４１１ａの振れ角を調整しつつ、描画領域Ｓ１１の各描画ラインＬ上の必要部位に、順次、レーザー光ＬＬを走査し、画像を描画してゆく。
【００６６】
また、描画タイミング生成部５３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、可動板４２１ａの回動方向（移動方向）と、映像データ記憶部５１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。
【００６７】
また、奇数フレームと偶数フレームとで、描画領域Ｓ１１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Ｌと偶数フレームの各描画ラインＬ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４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、可動板４２１ａ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。
【００６８】
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、描画領域Ｓ１１の異なるライン上にレーザー光ＬＬを走査してもよい。
【００６９】
次に、具体例として、６つの画像を連続して表示することにより形成される動画を表示する場合の光走査型プロジェクター１の動作について説明する。図７に示すように、映像データ記憶部５１は、６つのメモリー、すなわち第１のメモリー５１１、第２のメモリー５１２、第３のメモリー５１３、第４のメモリー５１４、第５のメモリー５１５および第６のメモリー５１６を有している。これら６つのメモリー５１１〜５１６には、前記６つの画像が表示される順に記憶される。すなわち、まず、１番目に表示される画像の映像データ（以下、「第１の映像データ」と言う）が第１のメモリー５１１に記憶され、次いで、２番目に表示される画像の映像データ（以下、「第２の映像データ」と言う）が第２のメモリー５１２に記憶され、その後同様にして、３番目に表示される画像の映像データ（以下、「第３の映像データ」と言う）が第３のメモリー５１３に、４番目に表示される画像の映像データ（以下、「第４の映像データ」と言う）が第４のメモリー５１４に、５番目に表示される画像の映像データ（以下、「第５の映像データ」と言う）が第５のメモリー５１５に、６番目に表示される画像の映像データ（以下、「第６の映像データ」と言う）が第６のメモリー５１６に順番に記憶される。なお、このような映像データの映像データ記憶部５１への入力レートは、特に限定されず例えば６０Ｈｚで行われる。
【００７０】
駆動制御部５は、第１のメモリー５１１への第１の映像データの入力が終了すると、第１のメモリー５１１から第１の映像データを取り出し前述のようにして第１の映像データに対応する１番目の画像を描画領域Ｓ１１に描画する。仮に、１番目の画像の垂直方向および水平方向の最大幅が比較的大きく、当該画像を描画領域Ｓ１１上に描画する際の描画レートが３０Ｈｚであったとする（すなわち、１／３０秒かかったとする）と、当該画像の描画を終えた時点で、第２のメモリー５１２への第２の映像データの入力および第３のメモリー５１３への第３の映像データの入力が終了している。
【００７１】
次いで、駆動制御部５は、映像データ記憶部５１への入力が終了している複数の映像データのうち、最新（すなわち、最も後に表示される画像の映像データ）の映像データを取り出す。すなわち、第２のメモリー５１２に入力された第２の映像データを間引いて、第３のメモリー５１３に入力された第３の映像データを取り出す。そして、駆動制御部５は、取り出した第３の映像データに対応する３番目の画像を描画領域Ｓ１１に描画する。仮に、３番目の画像の垂直方向および水平方向の最大幅が比較的小さく、当該画像を描画領域Ｓ１１上に描画する際の描画レートが８０Ｈｚであったとすると、当該画像の描画を終えた時点では、第４のメモリー５１４への第４の映像データの入力が終了していない。この場合には、駆動制御部５は、再び、第３のメモリー５１３から第３の映像データ（映像データ記憶部５１への入力が終了している複数の映像データのうちの最新の映像データ）を取り出し、第３の映像データに対応する３番目の画像を描画領域Ｓ１１に描画する。２回目の３番目の画像の描画を終えた時点では、第４のメモリー５１４への第４の映像データの入力が終了し、第５のメモリー５１５へ第５の映像データが入力されている途中である。
【００７２】
次いで、駆動制御部５は、第４のメモリー５１４から第４の映像データ（映像データ記憶部５１への入力が終了している複数の映像データのうちの最新の映像データ）を取り出し、第４の映像データに対応する４番目の画像を描画領域Ｓ１１に描画する。仮に、４番目の画像を描画領域Ｓ１１上に描画する際の描画レートが３０Ｈｚであったとすると、当該画像の描画を終えた時点では、第５のメモリー５１５への第５の映像データの入力および第６のメモリー５１６への第６の映像データの入力が終了している。
次いで、駆動制御部５は、第５のメモリー５１５に入力された第５の映像データを間引いて、第６のメモリー５１６に入力された第６の映像データを取り出す。そして、駆動制御部５は、第６の映像データに対応する６番目の画像を描画領域Ｓ１１に描画する。
【００７３】
以上のようにして、描画領域Ｓ１１に所望の動画が表示される。
このように、光走査型プロジェクター１では、描画領域Ｓ１１に表示する各記画像の描画領域Ｓ１１上での形状および大きさ（水平方向の最大幅および垂直方向の最大幅）に基づいて各画像を表示する際の描画領域Ｓ１１上でのレーザー光ＬＬを走査する範囲を変更することによって、単位時間内に描画領域Ｓ１１に表示される画像の数（リフレッシュレート）を変化するように構成されている。これにより、画像ごとに、当該画像を描画するのにかかる時間を短くすることができ、単位時間当たりに描画することのできる画像の数を最大限増やす（リフレッシュレートを最大限高める）ことができる。その結果、例えば、描画領域Ｓ１１に表示された画像のチラつきを防止できるとともに動画がスムーズに表示することができ、優れた表示特性を発揮することができる。
【００７４】
特に前述したように、映像データ記憶部５１に記憶された複数の映像データのうち最新の画像データに基づいて描画を行うことにより、上記効果がより顕著なものとなる。
なお、上述した例では、映像データ記憶部５１が６つのメモリーを有する構成について説明したが、メモリーの数は、上述した作動が可能であれば特に限定されない。また、上述した例では、６つの画像によって形成される動画について説明したが、７つ以上の画像によって形成される動画であってもよい。この場合には、７番目以降の画像は、第１のメモリー５１１から順に、上書き入力されることとなる。
【００７５】
次に、図８に基づいて、変形例を説明する。
光走査型プロジェクター１は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、描画領域Ｓ１１上でのレーザー光ＬＬの水平方向の振幅が、描画領域Ｓ１１上に表示された画像の水平方向の最大幅よりも左右に若干大きくなるように駆動してもよい。これは、各描画ラインＬのうち、左側の端部および右側端部は、それぞれ、光スキャナー４１の光反射部４１１ｅの角速度（速度）が小さくなり易く描画に適さない場合があるためである。
【００７６】
＜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９は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置が備える光スキャナーを示す模式的平面図、図１０は、図９中のＢ−Ｂ線断面図、図１１は、図９に示す光スキャナ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１２は、図１１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１３は、図９に示す画像形成装置の動作を説明するための図（（ａ）は、側面図、（ｂ）は、正面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図９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１０中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００７７】
以下、第２実施形態の画像形成装置について、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実施形態の光走査型プロジェクター（画像形成装置）は、光走査部が有する光スキャナーの構成が異なる点、および描画領域Ｓ１１上の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。なお、図１２および図１３にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７８】
光走査部４は、いわゆる２自由度振動系の１つの光スキャナー４５を有している。
光スキャナー４５は、図９に示すような第１の振動系４６ａと第２の振動系４６ｂと支持部４６ｃとを備える基体４６と、基体４６と対向配置された対向基板４７と、基体４６と対向基板４７との間に設けられたスペーサー部材４８と、永久磁石４９１と、コイル４９２とを備えている。
【００７９】
第１の振動系４６ａは、枠状の支持部４６ｃの内側に設けられた枠状の駆動部４６１ａと、駆動部４６１ａを支持部４６ｃに両持ち支持する１対の第１の連結部４６２ａ、４６３ａとで構成されている。
第２の振動系４６ｂは、駆動部４６１ａの内側に設けられた可動板４６１ｂと、可動板４６１ｂを駆動部４６１ａに両持ち支持する１対の第２の連結部４６２ｂ、４６３ｂとで構成されている。
【００８０】
駆動部４６１ａは、図９の平面視にて、円環状をなしている。なお、駆動部４６１ａの形状は、枠状をなしていれば特に限定されず、例えば、図９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４６１ａの下面には、永久磁石４９１が接合されている。
【００８１】
第１の連結部４６２ａ、４６３ａ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４６２ａ、４６３ａは、それぞれ、駆動部４６１ａを支持部４６ｃに対して回動可能とするように、駆動部４６１ａと支持部４６ｃとを連結している。このような、第１の連結部４６２ａ、４６３ａ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Ｊ５」という）を中心として、駆動部４６１ａが支持部４６ｃに対して回動するように構成されている。
【００８２】
第１の連結部４６２ａには、駆動部４６１ａの角度（回動中心軸Ｊ５まわりの回動角）（挙動）を検出するための圧電素子４６５ａが設けられている。
可動板４６１ｂは、図９の平面視にて、円形状をなしている。なお、可動板４６１ｂの形状は、駆動部４６１ａ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９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４６１ｂの上面には、光反射性を有する光反射部４６４ｂが形成されている。
【００８３】
第２の連結部４６２ｂ、４６３ｂ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４６２ｂ、４６３ｂは、それぞれ、可動板４６１ｂを駆動部４６１ａに対して回動可能とするように、可動板４６１ｂと駆動部４６１ａとを連結している。このような第２の連結部４６２ｂ、４６３ｂ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Ｊ６」という）を中心として、可動板４６１ｂが駆動部４６１ａに対して回動するように構成されている。
第２の連結部４６２ｂには、可動板４６１ｂの角度（回動中心軸Ｊ６まわりの回動角）（挙動）を検出するための圧電素子４６５ｂが設けられている。
【００８４】
図９に示すように、回動中心軸Ｊ５と回動中心軸Ｊ６とは、互いに直交している。また、駆動部４６１ａおよび可動板４６１ｂの中心は、それぞれ、図９の平面視にて、回動中心軸Ｊ５と回動中心軸Ｊ６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Ｊ５と回動中心軸Ｊ６との交点を「交点Ｇ」ともいう。
図１０に示すように、以上のような基体４６は、スペーサー部材４８を介して対向基板４７と接合している。対向基板４７の上面には、永久磁石４９１に作用する磁界を発生させるコイル４９２が設けられている。
【００８５】
永久磁石４９１は、図９の平面視にて、交点Ｇを通り、回動中心軸Ｊ５および回動中心軸Ｊ６のそれぞれの軸に対して傾斜した線分（この線分を「線分Ｍ」とも言う）に沿って設けられている。このような永久磁石４９１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１０では、永久磁石４９１の長手方向の左側がＳ極、右側がＮ極となっている。
【００８６】
図９の平面視にて、線分Ｍの回動中心軸Ｊ５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４９１を設けることで、円滑に、可動板４６１ｂを回動中心軸Ｊ５および回動中心軸Ｊ６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Ｊ５および回動中心軸Ｊ６のそれぞれの軸に対して約４５度傾斜している。
【００８７】
また、図１０に示すように、永久磁石４９１には、上面に開放する凹部４９１ａが形成されている。この凹部４９１ａは、永久磁石４９１と可動板４６１ｂ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４９１ａを形成することにより、可動板４６１ｂが回動中心軸Ｊ５まわりに回動する際、永久磁石４９１と接触してしまうことを防止することができる。
【００８８】
コイル４９２は、図９の平面視にて、駆動部４６１ａの外周を囲むように形成されている。これにより、光スキャナー４５の駆動の際、駆動部４６１ａとコイル４９２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４９２と永久磁石４９１との離間距離を比較的短くすることができ、コイル４９２から発生する磁界を効率的に永久磁石４９１に作用させることができる。
コイル４９２は、電圧印加手段４９３と電気的に接続されていて、電圧印加手段４９３によりコイル４９２に電圧が印加されると、コイル４９２から回動中心軸Ｊ５および回動中心軸Ｊ６のそれぞれの軸に直交する軸方向の磁界が発生する。
【００８９】
図１１に示すように、電圧印加手段４９３は、可動板４６１ｂを回動中心軸Ｊ５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４９３ａと、可動板４６１ｂを回動中心軸Ｊ６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４９３ｂ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４９２に印加する電圧重畳部４９３ｃとを備えている。
【００９０】
第１の電圧発生部４９３ａは、図１２（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、光スキャナー４５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４６１ａと１対の第１の連結部４６２ａ、４６３ａとで構成された第１の振動系４６ａ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。
【００９１】
一方、第２の電圧発生部４９３ｂは、図１２（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、光スキャナー４５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。
【００９２】
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４６１ｂを回動中心軸Ｊ５および回動中心軸Ｊ６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４６１ｂを回動中心軸Ｊ４および回動中心軸Ｊ６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。
【００９３】
本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動板４６１ｂと１対の第２の連結部４６２ｂ、４６３ｂとで構成された第２の振動系４６ｂ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４６１ｂの回動中心軸Ｊ３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４６ａの共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系４６ｂ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４６１ｂを回動中心軸Ｊ３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Ｊ４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。
【００９４】
第１の電圧発生部４９３ａおよび第２の電圧発生部４９３ｂは、それぞれ、駆動制御部５に接続され、この駆動制御部５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４９３ａおよび第２の電圧発生部４９３ｂには、電圧重畳部４９３ｃが接続されている。
電圧重畳部４９３ｃは、コイル４９２に電圧を印加するための加算器４９３ｄを備えている。加算器４９３ｄは、第１の電圧発生部４９３ａから第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部４９３ｂから第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル４９２に印加するようになっている。
【００９５】
以上のような構成の光スキャナー４５は、次のようにして駆動する。
例えば、図１２（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ１と、図１２（ｂ）に示すような第２の電圧Ｖ２とを電圧重畳部４９３ｃにて重畳し、重畳した電圧をコイル４９２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４９１のＳ極側をコイル４９２に引き付けようとするとともに、Ｎ極側をコイル４９２から離間させようとする磁界と、永久磁石４９１のＳ極側をコイル４９２から離間させようとするとともに、Ｎ極側をコイル４９２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４６２ａ、４６３ａを捩れ変形させつつ、駆動部４６１ａが可動板４６１ｂとともに、第１の電圧Ｖ１の周波数で回動中心軸Ｊ５まわりに回動する。
【００９６】
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４６ａの共振周波数は、第２の振動系４６ｂ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４６ａは、第２の振動系４６ｂ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４６１ｂが回動中心軸Ｊ６まわりに回動してしまうことを防止することができる。
【００９７】
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４９１のＳ極側をコイル４９２に引き付けようとするとともに、Ｎ極側をコイル４９２から離間させようとする磁界と、永久磁石４９１のＳ極側をコイル４９２から離間させようとするとともに、Ｎ極側をコイル４９２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４６２ｂ、４６３ｂを捩れ変形させつつ、可動板４６１ｂが第２の電圧Ｖ２の周波数で回動中心軸Ｊ６まわりに回動する。
【００９８】
なお、第２の電圧Ｖ２の周波数が第２の振動系４６ｂ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４６１ｂを回動中心軸Ｊ６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４６１ｂが駆動部４６１ａとともに回動中心軸Ｊ５まわりに回動してしまうことを防止することができる。
以上のような光スキャナー４５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４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１対の光スキャナーを用いる場合には、これら光スキャナー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。
【００９９】
また、本実施形態では、第１実施形態の図４とは異なり、図１３に示すように光源ユニット３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を描画領域Ｓ１１上に２次元的に走査したときの、描画領域Ｓ１１上でのレーザー光ＬＬの軌跡である複数の描画ラインＬは、ジグザグにかつ歪曲して配置される。
また、描画ラインＬが歪曲しているため、映像データ演算部５２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５１から読み出し、描画タイミング生成部５３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５４に送出する。
【０１００】
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。
ベクタースキャンモジュールが有する光走査部も、光スキャナー４５と同様の構成の光スキャナーを有している。ただし、ベクタースキャンモジュールが有する光スキャナーでは、第１の振動系および第２の振動系をそれぞれ非共振駆動させる。
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
また、前記実施形態では、スクリーンの表示面に形成された描画領域に画像を描画する形態について説明したが、これに限定されず、例えば、壁面、床面等に直接画像を描画してもよい。
また、前記第１実施形態では、光走査部が１対の光スキャナーを有する形態について説明したが、レーザー光を走査することができればこれに限定されず、例えば光スキャナーと、ガルバノミラーとを用いてもよい。この場合には、ガルバノミラーを垂直走査用とするのが好ましい。
【０１０３】
また、前記第１実施形態では、垂直方向についてレーザー光を往復走査する形態について説明したが、これに限定されず、垂直方向について、いずれが一方の方向だけでレーザー光を走査してもよい。
また、前記実施形態では、３つのダイクロイックミラーを用いて、赤色レーザー光、緑色レーザー光、青色レーザー光を結合して１つのレーザー光（光）を出射しているが、ダイクロイックプリズム等を用いて結合しても良い。
【０１０４】
また、前述した実施形態では、光源ユニットが、赤色のレーザーを出射するレーザー光源と、青色のレーザーを出射するレーザー光源と、緑色のレーザーを出射するレーザー光源とを有する構成について説明したが、これに限定されず、例えば、赤色のレーザーを出射するレーザー光源と、青色のレーザーを出射するレーザー光源と、紫外のレーザーを出射するレーザー光源とを備えていてもよい。この場合、スクリーンに、紫外レーザーが照射されることにより緑色の蛍光を発生する蛍光体を含んでおく。これにより、描画領域にフルカラーの画像を表示することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１……光走査型プロジェクター  ３……光源ユニット  ３１ｒ、３１ｇ、３１ｂ……レーザー光源  ３１０ｒ、３１０ｇ、３１０ｂ……駆動回路  ３２０ｒ、３２０ｇ、３２０ｂ……光源  ３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ……コリメーターレンズ  ３３ｒ、３３ｇ、３３ｂ……ダイクロイックミラー  ４……光走査部  ４１……光スキャナー  ４１１……基体  ４１１ａ……可動板  ４１１ｂ……支持部  ４１１ｃ、４１１ｄ……連結部  ４１１ｅ……光反射部  ４１２……スペーサー部材  ４１３……対向基板  ４１４……永久磁石  ４１５……コイル  ４１６……電圧印加手段  ４１７……駆動手段  ４２……光スキャナー  ４２１ａ……可動板  ４２１ｅ……光反射部  ４２７……駆動手段  ４３……角度検出手段  ４３１……圧電素子  ４３２……起電力検出部  ４３３……角度検知部  ４４……角度検出手段  ４５……光スキャナー  ４６……基体  ４６ａ……第１の振動系  ４６ｂ……第２の振動系  ４６ｃ……支持部  ４６１ａ……駆動部  ４６１ｂ……可動板  ４６２ａ、４６３ａ……第１の連結部  ４６２ｂ、４６３ｂ……第２の連結部  ４６４ｂ……光反射部  ４６５ａ、４６５ｂ……圧電素子  ４７……対向基板  ４８……スペーサー部材  ４９１……永久磁石  ４９１ａ……凹部  ４９２……コイル  ４９３……電圧印加手段  ４９３ａ……第１の電圧発生部  ４９３ｂ……第２の電圧発生部  ４９３ｃ……電圧重畳部  ４９３ｄ……加算器  ５……駆動制御部  ５１……映像データ記憶部  ５１１……第１のメモリー  ５１２……第２のメモリー  ５１３……第３のメモリー  ５１４……第４のメモリー  ５１５……第５のメモリー  ５１６……第６のメモリー  ５２……映像データ演算部  ５３……描画タイミング生成部  ５４……光源変調部  ５５……振れ角演算部  ５６……角度指示部  ５７……検量線記憶部  ５８……画像サイズ検知部  Ｓ……スクリーン  Ｓ１……表示面  Ｓ１１……描画領域  Ｇ……交点  Ｌ……描画ライン  ＬＬ……レーザー光
【図１】
0005494225.tif 000002
【図２】
0005494225.tif 000003
【図３】
0005494225.tif 000004
【図４】
0005494225.tif 000005
【図５】
0005494225.tif 000006
【図６】
0005494225.tif 000007
【図７】
0005494225.tif 000008
【図８】
0005494225.tif 000009
【図９】
0005494225.tif 000010
【図１０】
0005494225.tif 000011
【図１１】
0005494225.tif 000012
【図１２】
0005494225.tif 000013
【図１３】
0005494225.tif 000014