(57)【要約】【課題】画像信号に正確に対応して光を走査させることが可能な光走査装置等を提供すること。【解決手段】ビーム状の光を供給する光源部２０１と、光源部２０１からの光を第１の方向へ走査させる第１の走査部２０５、２０６と、第１の走査部２０５、２０６からの光を、第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる複数の第２の走査部２０７、２０８と、を有し、第１の走査部２０５、２０６が光源部２０１からの光を第１の方向へ複数回走査させる間に、第２の走査部２０７、２０８は、第１の走査部２０５、２０６からの光を第２の方向へ１回走査させ、第２の走査部２０７、２０８が第２の方向へ光を１回走査させるごとに、第１の走査部２０５、２０６からの光を走査させる一の第２の走査部２０７を、他の第２の走査部２０８に切り換える切換部をさらに有する。【選択図】      図２
2006201220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム状の光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を第１の方向へ走査させる第１の走査部と、
前記第１の走査部からの光を、前記第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる複数の第２の走査部と、を有し、
前記第１の走査部が前記光源部からの光を前記第１の方向へ複数回走査させる間に、前記第２の走査部は、前記第１の走査部からの光を前記第２の方向へ１回走査させ、
前記第２の走査部が前記第２の方向へ光を１回走査させるごとに、前記第１の走査部からの光を走査させる一の前記第２の走査部を、他の前記第２の走査部に切り換える切換部をさらに有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
複数の前記第１の走査部を有し、
前記第１の走査部は、前記第２の走査部に対応して設けられ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】
前記第１の走査部と、前記第２の走査部とが一体となって構成されることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光源部からの光を分岐する光分岐部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
【請求項５】
複数の前記光源部を有し、
前記光源部は、前記第１の走査部に対応して設けられ、
前記切換部は、前記光源部の駆動を制御することにより、前記第１の走査部からの光を走査させる前記第２の走査部を切り換えることを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置を有し、
前記光走査装置からの光により所定面に画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像表示装置、特に、画像信号に応じて変調されたレーザ光を走査させるための光走査装置、及びその光走査装置を用いる画像表示装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光を用いて画像を表示する画像表示装置が提案されている。レーザ光を用いる画像表示装置としては、フロント型のプロジェクタやリア型のプロジェクタがある。単色性及び指向性が高いことを特徴とするレーザ光は、明るく色再現性の高い画像を得るために適している。レーザ光を用いてスクリーン等の所定面に画像を表示するためには、レーザ光を二次元方向へ走査させる光走査装置が用いられる。光走査装置は、回転軸を持たせたミラーにより光源部からのレーザ光を反射させることによって、レーザ光を走査させることができる。回転軸を備えたミラーによってレーザ光を走査させる光走査装置の技術としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に提案されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５６２９号公報
【特許文献２】特開平９−１０１４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、レーザ光の水平方向への走査と、垂直方向への走査とをミラーごとに分担させる構成が開示されている。特許文献２には、水平方向への走査と垂直方向への走査とを同一のミラーに行わせる構成が開示されている。通常、いずれの構成の場合も、レーザ光を二次元方向へ走査させるためには、例えば垂直方向へ１回レーザ光を走査させる間に、水平方向へ複数回レーザ光を往復させる。このときミラーは、あるフレームの画像信号に基づく垂直方向への走査が１回完了した後、次のフレームの画像信号に基づく垂直方向への走査を開始するために、レーザ光の走査位置を瞬時に元に戻すような動作が求められる。略一定の角速度で変位した直後に、正確かつ瞬間的に元の位置へ戻るような動作をミラーに行わせることは、非常に困難である。画像信号に追従させてミラーを動作させることができなければ、高品質な画像を得ることが難しくなる。また、レーザ光を瞬間的に元の位置に戻すためには、複数のミラーを回転させるポリゴンミラーが適しているとも考えられる。ポリゴンミラーを用いて正確な位置にレーザ光を走査させる場合、回転軸に対する各ミラーの面の傾きを補正する、いわゆる面倒れ補正のための光学系が必要となってしまう。このように、従来の技術を用いても、画像信号に正確に対応して光を走査させることが困難であるため問題である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、画像信号に正確に対応して光を走査させることが可能な光走査装置、及びその光走査装置を用いることで高品質な画像を表示可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、ビーム状の光を供給する光源部と、光源部からの光を第１の方向へ走査させる第１の走査部と、第１の走査部からの光を、第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる複数の第２の走査部と、を有し、第１の走査部が光源部からの光を第１の方向へ複数回走査させる間に、第２の走査部は、第１の走査部からの光を第２の方向へ１回走査させ、第２の走査部が第２の方向へ光を１回走査させるごとに、第１の走査部からの光を走査させる一の第２の走査部を、他の第２の走査部に切り換える切換部をさらに有することを特徴とする光走査装置を提供することができる。
【０００６】
例えば、あるフレームの画像信号に基づいて第２の方向への走査が１回完了したとする。第２の走査部による第２の方向への光の走査が完了したとき、切換部は、第１の走査部からの光を走査させる第２の走査部を、他の第２の走査部に切り換える。第２の方向へ光を１回走査させるごとに第２の走査部を切り換えることにより、第２の走査部が瞬間的に元の位置へ戻ることができない場合であっても、各フレームについて正確な位置から光を走査させることができる。このため、ビーム状の光を、画像信号に追従するように走査させることができる。これにより、画像信号に正確に対応して光を走査させることが可能な光走査装置を得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数の第１の走査部を有し、第１の走査部は、第２の走査部に対応して設けられることが望ましい。第２の走査部に対応して第１の走査部を設けることにより、切換部により第２の走査部が切り換わる場合でも、第１の方向への光の走査を正確に行うことが可能となる。これにより、画像信号に正確に対応して光を走査させることができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１の走査部と、第２の走査部とが一体となって設けられることが望ましい。これにより、光走査装置をコンパクトな構成とすることができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源部からの光を分岐する光分岐部を有することが望ましい。これにより、単独の光源部からの光を第１の走査部ごとに供給することができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数の光源部を有し、光源部は、第１の走査部に対応して設けられ、切換部は、光源部の駆動を制御することにより、第１の走査部からの光を走査させる第２の走査部を切り換えることが望ましい。第１の走査部に対応して光源部を設けることにより、第１の走査部ごとに光を供給することができる。また、各光源部のＯＮ／ＯＦＦを制御することによって、第１の走査部からの光を走査させる第２の走査部の切り換えも行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、上記の光走査装置を有し、光走査装置からの光により所定面に画像を表示することを特徴とする画像表示装置を提供することができる。上記の光走査装置を用いることにより、画像信号に正確に対応して光を走査させることができる。これにより、高品質な画像を表示可能な画像表示装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１００の概略構成を示す。画像表示装置１００は、スクリーン１１０の一方の面にレーザ光を供給し、スクリーン１１０の他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタである。画像表示装置１００は、光走査装置１０１を有する。画像表示装置１００は、光走査装置１０１からの光により、所定面であるスクリーン１１０面に画像を表示する。
【００１４】
光走査装置１０１からのレーザ光は、反射ミラー１０５に入射する。反射ミラー１０５は、筐体１０７の内面であって、スクリーン１１０と対向する位置に設けられている。反射ミラー１０５に入射したレーザ光は、スクリーン１１０の方向へ進行する。筐体１０７は、光走査装置１０１と反射ミラー１０５とを収納する。また、筐体１０７は、筐体１０７内部の空間を密閉する。
【００１５】
スクリーン１１０は、筐体１０７の所定の一面に設けられている。スクリーン１１０は、画像信号に応じて変調された光走査装置１０１からのレーザ光を透過させる透過型スクリーンである。反射ミラー１０５からの光は、筐体１０７の内部側の面からスクリーン１１０へ入射した後、観察者側の面から出射する。観察者は、スクリーン１１０から出射する光を観察することで、画像を鑑賞する。
【００１６】
図２は、光走査装置１０１の概略構成を示す。光走査装置１０１は、光源部２０１を有する。光源部２０１は、ビーム状の光であるレーザ光を供給する。図３は、光源部２０１の概略構成を示す。光源部２０１は、レーザダイオード３０１Ｒ、３０１Ｂと、半導体レーザ励起固体（Diode Pumped Solid State、以下、「ＤＰＳＳ」という。）レーザ発振器３０２Ｇとを有する。レーザダイオード３０１Ｒは、赤色レーザ光（以下、「Ｒ光」という。）を供給するＲ光用光源である。レーザダイオード３０１Ｂは、青色レーザ光（以下、「Ｂ光」という。）を供給するＢ光用光源である。レーザダイオード３０１Ｒ、３０１Ｂは、それぞれ出力を制御することによって、画像信号に応じて変調されたレーザ光を供給する。なお、レーザダイオード３０１Ｒ、３０１Ｂに代えて、固体レーザ光源を用いても良い。
【００１７】
図４は、ＤＰＳＳレーザ発振器３０２Ｇの概略構成を示す。ＤＰＳＳレーザ発振器３０２Ｇは、緑色レーザ光（以下、「Ｇ光」という。）を供給するＧ光用光源である。ＤＰＳＳレーザは、レーザダイオード４０１からのレーザ光で固体結晶４０４を励起することによって供給されるレーザである。レーザダイオード４０１は、例えば、８０８ｎｍの波長を持つレーザ光を供給する。レーザダイオード４０１からのレーザ光は、集光光学系４０２、共振ミラー４０３を透過した後、固体結晶４０４に入射する。固体結晶４０４としては、例えばＮｄ：ＹＶＯ4結晶やＮｄ：ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｇ12）結晶を用いることができる。
【００１８】
固体結晶４０４は、励起されることによりレーザ発振し、例えば、１０６０ｎｍ前後の波長を持つレーザ光を供給する。固体結晶４０４からのレーザ光は、非線形光学結晶４０５を透過することにより、波長が変換される。非線形光学結晶４０５は、固体結晶４０４からのレーザ光を、半分の波長、例えば１０６４ｎｍのレーザ光を５３２ｎｍのレーザ光に変換する。非線形光学結晶４０５としては、例えばＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4）結晶を用いることができる。
【００１９】
非線形光学結晶４０５を透過したレーザ光は、共振ミラー４０６、レンズ４０７、４０８、ダイクロイック膜４０９を透過した後、ＤＰＳＳレーザ発振器３０２Ｇから出射する。共振ミラー４０３、４０６は、共振器を構成している。レンズ４０７、４０８は、レーザ光を平行化する平行化光学系である。ダイクロイック膜４０９は、例えば、１０６０ｎｍの波長のレーザ光を遮断する。このようにして、ＤＰＳＳレーザ発振器３０２Ｇは、Ｇ光を供給する。図３に戻って、ＤＰＳＳレーザ発振器３０２ＧからのＧ光は、音響光学変調器（acousto-optic modulator、以下、「ＡＯＭ」という。）３０３によって、画像信号に応じて変調される。ＡＯＭ３０３は、音響波を用いて光の強度を変調する。なお、ＤＰＳＳレーザ発振器３０２Ｇに用いる固体結晶４０４及び非線形光学結晶４０５は本実施例で説明したものに限られない。固体結晶４０４を励起するレーザ光の波長も、説明した数値に限られない。また、画像信号に応じたレーザ光の変調は、ディジタル変調、アナログ変調のいずれを用いても良い。
【００２０】
光源部２０１には、２つのダイクロイック膜３０５、３０６が設けられている。ダイクロイック膜３０５は、Ｒ光を透過し、Ｇ光を反射する。ダイクロイック膜３０６は、Ｒ光及びＧ光を透過し、Ｂ光を反射する。レーザダイオード３０１ＲからのＲ光は、ダイクロイック膜３０５、３０６を透過した後、光源部２０１から出射する。ＤＰＳＳレーザ発振器３０２ＧからのＧ光は、ＡＯＭ３０３で変調された後、ダイクロイック膜３０５で反射することにより、光路が略９０度折り曲げられる。ダイクロイック膜３０５で反射したＧ光は、ダイクロイック膜３０６を透過した後、光源部２０１から出射する。
【００２１】
レーザダイオード３０１ＢからのＢ光は、ダイクロイック膜３０６で反射することにより、光路が略９０度折り曲げられる。ダイクロイック膜３０６で反射したＢ光は、光源部２０１から出射する。光源部２０１は、このようにして、画像信号に応じて変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を供給する。光源部２０１は、各色光を、例えば、直径０．５ｍｍのビーム形状に整形する整形光学系を設けることとしても良い。
【００２２】
図２に戻って、光源部２０１からのレーザ光は、回折格子２０２に入射する。回折格子２０２は、光源部２０１からのレーザ光を２つに分岐する光分岐部である。光分岐部は、光源部２０１からのレーザ光を２つに分岐可能であれば良く、例えば、半透過ミラー等を用いても良い。回折格子２０２で２つに分岐されたレーザ光のうち一方のレーザ光は、ＡＯＭ２０３に入射する。ＡＯＭ２０３から出射したレーザ光は、水平走査ミラー２０５及び垂直走査ミラー２０７で反射した後、所定面であるスクリーン１１０に入射する。
【００２３】
水平走査ミラー２０５は、スクリーン１１０において、第１の方向である水平方向へレーザ光を走査させる第１の走査部である。垂直走査ミラー２０７は、スクリーン１１０において、第１の方向に略直交する第２の方向である垂直方向へレーザ光を走査させる第２の走査部である。水平走査ミラー２０５は、画像の１フレームの期間において水平方向へ複数回、例えば、垂直方向の画素数に対応する回数だけレーザ光を走査させる。垂直走査ミラー２０７は、画像の１フレームの期間において垂直方向へ１回レーザ光を走査させる。このように、水平走査ミラー２０５が光源部２０１からのレーザ光を水平方向へ複数回走査させる間に、垂直走査ミラー２０７は、水平走査ミラー２０５からの光を垂直方向へ１回走査させる。
【００２４】
回折格子２０２で２つに分岐されたレーザ光のうち、ＡＯＭ２０３の方向以外の方向へ進行したレーザ光は、ＡＯＭ２０４に入射する。ＡＯＭ２０４から出射したレーザ光は、水平走査ミラー２０６及び垂直走査ミラー２０８で反射した後、所定面であるスクリーン１１０に入射する。水平走査ミラー２０６は、上記の水平走査ミラー２０５と同様に機能する第１の走査部である。垂直走査ミラー２０８は、上記の垂直走査ミラー２０７と同様に機能する第２の走査部である。
【００２５】
光走査装置１０１は、第１の走査部である水平走査ミラーと第２の走査部である垂直走査ミラーとで構成されるユニットを、２組備えている。水平走査ミラーは、垂直走査ミラーに対応して設けられている。また、水平走査ミラーと垂直走査ミラーとで構成される２組のユニットは、いずれも、スクリーン１１０上に同一の像を形成するような位置に設けられている。なお、図２では、光走査装置１０１からの光が直接スクリーン１１０へ入射するものとしており、反射ミラー１０５や筐体１０７（図１参照）の図示、及び反射ミラー１０５によるレーザ光の偏向についての説明を省略している。
【００２６】
図５は、水平走査ミラー２０５と、水平走査ミラー２０５を駆動するための構成とを示す。水平走査ミラー２０６は、水平走査ミラー２０５と同様の構成を有する。垂直走査ミラー２０７、２０８は、レーザ光を走査させる方向が水平走査ミラー２０５とは異なる以外は、水平走査ミラー２０５と同様の構成を有する。水平走査ミラー２０５のミラー面５０３は、高反射性の部材、例えばアルミニウムや銀等の金属部材で構成されている。トーションばね５０４は、不図示の支持体と接続することによって、水平走査ミラー２０５を支持している。水平走査ミラー２０５は、トーションばね５０４を回転軸として回動する。
【００２７】
水平走査ミラー２０５は、ミラー面５０３に略平行に形成されたコイル５０２を内蔵している。水平走査ミラー２０５の近傍であって、トーションばね５０４に関して略対称な位置に、それぞれ永久磁石５０５、５０６が設けられている。永久磁石５０５、５０６は、水平走査ミラー２０５が静止した状態にあるときのミラー面５０３と略平行な磁界Ｂを生じさせる。コイル５０２に電流ｉを流すと、フレミングの左手の法則によって、ミラー面５０３と略垂直な向きのローレンツ力Ｆが発生する。
【００２８】
水平走査ミラー２０５は、ローレンツ力Ｆと、トーションばね５０４の復元力とがつり合う位置まで、トーションばね５０４を中心として回動する。水平走査ミラー２０５が持つ共振周波数でコイル５０２に交流電流を供給することによって、水平走査ミラー２０５は、共振動作を行う。なお、水平走査ミラー２０５、２０６、垂直走査ミラー２０７、２０８は、電磁力を用いて駆動させる構成に限らず、例えば、電極間に生じる静電力を用いて駆動させる構成や、圧電素子を用いる構成としても良い。
【００２９】
本発明の光走査装置１０１の特徴を説明する前に、水平走査ミラー及び垂直走査ミラーで構成されるユニットを１組備えた従来の光走査装置の駆動について、図６を参照にして説明する。例えば、垂直方向へ１回レーザ光を走査させる間に、水平方向へ複数回レーザ光を往復させるとする。この場合、垂直走査ミラーは、あるフレームの画像信号に基づいて垂直方向への走査が１回完了した直後に、次のフレームの画像信号に基づいてレーザ光の走査位置を元に戻すような動作が求められる。垂直走査ミラーの駆動信号Ｃは、１フレームの期間Ｆ中は略一定の角速度で垂直走査ミラーを変位させた直後に、瞬間的に垂直走査ミラーの変位を戻すような、のこぎり歯形状の波形で示すことができる。
【００３０】
これに対して、略一定の角速度で変位した直後に、正確かつ瞬時に元の位置へ戻るような動作をミラーに行わせることは非常に困難である。時間を横軸に、ミラーの変位量を縦軸にとってミラーの動作を表してみると、駆動信号Ｃが瞬時にＬＯＷに戻るとき、破線Ｐにより囲んで示すように、ミラーの動作が駆動信号Ｃに追従しなくなることが考えられる。例えば、駆動信号ＣがＬＯＷに戻ってもミラーが元の位置に戻るまでにはタイムラグが生じる場合や、ミラーが元の位置を通り過ぎるような動作をする場合があり得る。このように、画像信号に追従させてミラーを動作させることができなければ、スクリーン１１０上におけるレーザ光の入射位置が乱れることから、高品質な画像を得ることが難しくなる。
【００３１】
図７は、本発明の光走査装置１０１の垂直走査ミラー２０７、２０８の駆動信号を示すものである。光走査装置１０１は、水平走査ミラー２０５、２０６からのレーザ光を走査させる垂直走査ミラー２０７、２０８を、１フレームの期間Ｆごとに切り換える。従って、垂直走査ミラー２０７の駆動信号Ａと、垂直走査ミラー２０８の駆動信号Ｂとは、三角形状の波が交互に現れるような波形で示される。
【００３２】
垂直走査ミラー２０７が水平走査ミラー２０５からの光を走査させる間、垂直走査ミラー２０８は、水平走査ミラー２０６からの光の走査を停止する。垂直走査ミラー２０８が水平走査ミラー２０６からの光を走査させる間は、垂直走査ミラー２０７は、水平走査ミラー２０５からの光の走査を停止する。垂直走査ミラー２０７、２０８は、いずれも、光の走査を停止する間に元の位置へ戻るための時間を十分に確保することができる。垂直走査ミラー２０７、２０８が交互にレーザ光を走査させることにより、垂直走査ミラー２０７、２０８が瞬間的に元の位置へ戻ることができない場合であっても、駆動信号に応じて正確にレーザ光を走査させることができる。
【００３３】
図８は、光走査装置１０１を駆動するための構成のうち、特に、水平走査ミラー２０５、２０６からの光を走査させる垂直走査ミラー２０７、２０８を切り換えるための構成を説明するものである。駆動波形生成部８０１は、画像信号の垂直同期信号に同期させて、垂直方向へレーザ光を走査させるための信号を生成する。駆動波形生成部８０１で生成される信号は、図６に示す従来の光走査装置の駆動信号Ｃと同様ののこぎり歯形状の波形を有する。分波部８０２は、駆動波形生成部８０１で生成された信号から、１フレームの期間おきに三角形状の波が現れる２つの駆動信号を生成する。分波部８０２で生成された２つの駆動信号のうちの一方は、増幅部８０３で増幅された後、垂直走査ミラー２０７に入力される。また、分波部８０２で生成された２つの駆動信号のうちの他方は、増幅部８０４で増幅された後、垂直走査ミラー２０８に入力される。
【００３４】
また、パルス生成部８０５は、画像信号の垂直同期信号を用いて、画像の１フレームの期間ごとにＯＮ／ＯＦＦを繰り返す２つの信号を生成する。パルス生成部８０５で生成される２つの信号は、互いに逆位相となっている。パルス生成部８０５で生成された２つの信号は、それぞれＡＯＭ２０３、２０４へ出力される。ＡＯＭ２０３は、垂直走査ミラー２０７へのレーザ光の供給と停止とを、１フレーム期間ごとに切り換える。また、ＡＯＭ２０４は、垂直走査ミラー２０８へのレーザ光の供給と停止とを、１フレーム期間ごとに切り換える。垂直走査ミラー２０７、２０８へのレーザ光の供給は、１フレーム期間ごとに交互に行われる。パルス生成部８０５、ＡＯＭ２０３、２０４は、第２の走査部が垂直方向へレーザ光を１回走査させるごとに、第１の走査部からの光を走査させる一の第２の走査部を、他の第２の走査部に切り換える切換部である。
【００３５】
垂直走査ミラー２０７の駆動を開始させるタイミングで、ＡＯＭ２０３は、レーザ光の供給を開始する。垂直走査ミラー２０７による垂直方向への走査が完了すると、垂直走査ミラー２０８の駆動が開始する。また、垂直走査ミラー２０８の駆動が開始するタイミングで、ＡＯＭ２０３はレーザ光の供給を停止し、ＡＯＭ２０４はレーザ光の供給を開始する。このように、画像信号の垂直同期信号を用いて、垂直走査ミラー２０７、２０８の駆動信号、及びＡＯＭ２０３、２０４への信号を生成する。このことから、垂直走査ミラー２０７、２０８の駆動を開始させるタイミングで、垂直走査ミラー２０７、２０８へのレーザ光の供給及び停止を行うことができる。なお、水平走査ミラー２０５、２０６は、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、水平同期信号に従って常時往復する動作を行う。
【００３６】
以上説明した構成により、垂直走査ミラー２０７、２０８が瞬間的に元の位置へ戻ることができない場合であっても、各フレームについて正確な位置からレーザ光を走査させることができる。このため、画像信号に追従するようにレーザ光を走査させることができる。これにより、画像信号に正確に対応してレーザ光を走査させることができるという効果を奏する。また、画像信号に正確に対応して光を走査させることが可能であることにより、画像表示装置１００は、高品質な画像を表示することができる。
【００３７】
本発明の光走査装置１０１は、水平走査ミラー及び垂直走査ミラーのいずれも単一のミラーとしている。このため、面倒れ補正のための光学系を不要とし、簡易な構成で、正確な位置にレーザ光を走査させることが可能である、なお、垂直走査ミラー２０７、２０８を切り換えるための構成は図示するものに限らず、１フレームの期間ごとに、光を走査させる垂直走査ミラー２０７、２０８を切り換えることが可能であれば他の構成としても良い。
【００３８】
なお、光走査装置１０１は、垂直方向へレーザ光を１回走査させる間に、水平方向へレーザ光を複数回走査させる構成に限られない。例えば、水平方向へレーザ光を１回走査させる間に、垂直方向へレーザ光を複数回走査させる構成であっても良い。この場合、垂直走査ミラーが第１の走査部、水平走査ミラーが第２の走査部として機能する。光走査装置１０１は、第１の走査部及び第２の走査部で構成されるユニットを２組備える構成に限られない。光走査装置１０１は、第２の走査部を複数設ける構成であれば良く、第２の走査部を３つ以上設ける構成としても良い。また、第１の走査部も、第２の走査部に対応して３つ以上設けることとしても良い。
【００３９】
図９は、二次元方向へレーザ光を走査させる走査部９０１の斜視構成を示す。走査部９０１は、第１の走査部である水平走査ミラーと、第２の走査部である垂直走査ミラーとを一体となるように構成している。走査部９０１は、水平方向及び垂直方向へのレーザ光の走査を、単独のミラー９０２によって行う。ミラー９０２は、第１の走査部、及び第２の走査部として機能する。光走査装置１０１は、水平走査ミラー及び垂直走査ミラーで構成されるユニットに代えて、走査部９０１を用いることができる。水平走査ミラー及び垂直走査ミラーを単独の走査部９０１で置き換えることにより、光走査装置１０１をコンパクトな構成とすることができる。
【００４０】
ミラー９０２は、トーションばね９０７によって外枠部９０４に連結されている。ミラー９０２は、トーションばね９０７を回転軸として回動する。外枠部９０４には、トーションばね９０７に略直交する軸であるトーションばね９０６が設けられている。外枠部９０４及びミラー９０２は、トーションばね９０６を中心として回動する。走査部９０１は、トーションばね９０６、９０７の２軸を用いてミラー９０２を回動させることで、レーザ光を二次元方向へ走査させる。光走査装置１０１は、水平走査ミラーと垂直走査ミラーとのユニットに代えて、走査部９０１を用いることができる。光走査装置１０１は、水平走査ミラーと垂直走査ミラーとのユニットを用いる場合と同様にして、ミラー９０２を駆動させる。
【００４１】
図１０は、走査部９０１を駆動するための構成を説明するものである。ミラー９０２がレーザ光を反射する側を表側とすると、外枠部９０４の裏側であって、トーションばね９０６に関して略対称な位置に、それぞれ第１の電極１００１、１００２が設けられている。第１の電極１００１、１００２に電圧を印加すると、第１の電極１００１、１００２と、外枠部９０４との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。第１の電極１００１、１００２に交互に電圧を印加することにより、外枠部９０４は、トーションばね９０６を中心として回動する。
【００４２】
トーションばね９０７は、詳細には、第１のトーションばね１００７と第２のトーションばね１００８とで構成されている。第１のトーションばね１００７と第２のトーションばね１００８との間には、ミラー側電極１００５が設けられている。ミラー側電極１００５の裏側には、第２の電極１００６が設けられている。第２の電極１００６に電圧を印加すると、第２の電極１００６とミラー側電極１００５との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。第２の電極１００６のいずれにも同位相の電圧を印加すると、ミラー９０２は、トーションばね９０７を中心として回動する。走査部９０１は、このようにしてミラー９０２を回動させることで、レーザ光を二次元方向へ走査させる。
【実施例２】
【００４３】
図１１は、本発明の実施例２に係る光走査装置１１０１の概略構成を示す。光走査装置１１０１は、上記実施例１に係る画像表示装置１００に適用することができる。上記実施例１の画像表示装置１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の光走査装置１１０１は、光源部１１０２、１１０３の駆動を制御することにより、第１の走査部からの光を走査させる第２の走査部を切り換えることを特徴とする。
【００４４】
光走査装置１１０１は、２つの光源部１１０２、１１０３を有する、光源部１１０２、１１０３は、いずれも、上記実施例１の光源部２０１と同様の構成を有する。光源部１１０２からのレーザ光は、第１の走査部である水平走査ミラー２０５に入射する。光源部１１０３からのレーザ光は、第１の走査部である水平走査ミラー２０６に入射する。このように、光源部１１０２は、水平走査ミラー２０５に対応して設けられている。また、光源部１１０３は、水平走査ミラー２０６に対応して設けられている。水平走査ミラー２０５、２０６に対応して光源部１１０２、１１０３を設けることにより、水平走査ミラー２０５、２０６ごとにレーザ光を供給することができる。
【００４５】
図１２は、光走査装置１１０１を駆動するための構成のうち、特に、水平走査ミラー２０５、２０６からの光を走査させる垂直走査ミラー２０７、２０８を切り換えるための構成を説明するものである。パルス生成部８０５で生成された２つの信号のうちの一方は、乗算部１２０１で画像信号と乗算された後光源駆動部１２０３に出力される。光源部１１０２は、光源駆動部１２０３からの信号に応じて駆動する。垂直走査ミラー２０７は、光源駆動部１２０３からの信号に応じて光源部１１０２が駆動するのに同期して、水平走査ミラー２０５からのレーザ光を垂直方向へ走査させる。また、パルス生成部８０５で生成された２つの信号のうちの他方は、乗算部１２０２で画像信号と乗算された後光源駆動部１２０４に出力される。光源部１１０３は、光源駆動部１２０４からの信号に応じて駆動する。垂直走査ミラー２０８は、光源駆動部１２０４からの信号に応じて光源部１１０３が駆動するのに同期して、水平走査ミラー２０６からのレーザ光を垂直方向へ走査させる。
【００４６】
光源部１１０２は、垂直走査ミラー２０７へのレーザ光の供給と停止とを、１フレーム期間ごとに切り換える。また、光源部１１０３は、垂直走査ミラー２０８へのレーザ光の供給と停止とを、１フレーム期間ごとに切り換える。垂直走査ミラー２０７、２０８へのレーザ光の供給は、１フレーム期間ごとに交互に行われる。パルス生成部８０５、乗算部１２０１、１２０２、光源駆動部１２０３、１２０４は、第２の走査部が垂直方向へレーザ光を１回走査させるごとに、第１の走査部からの光を走査させる一の第２の走査部を、他の第２の走査部に切り換える切換部である。
【００４７】
切換部は、光源部１１０２、１１０３の駆動を制御することにより、水平走査ミラー２０５、２０６からの光を走査させる垂直走査ミラー２０７、２０８を切り換える。これにより、上記実施例１と同様に、画像信号に正確に対応してレーザ光を走査させることができる。なお、垂直走査ミラー２０７、２０８を切り換えるために光源部１１０２、１１０３の駆動を制御する構成は図示するものに限られない。垂直走査ミラー２０７、２０８が垂直方向へレーザ光を１回走査させるごとに、光を走査させる垂直走査ミラー２０７、２０８を切り換えることが可能であれば、他の構成としても良い。また、光走査装置１１０１は、光源部、第１の走査部及び第２の走査部で構成されるユニットを２組備える構成に限られず、３組以上設ける構成としても良い。
【実施例３】
【００４８】
図１３は、本発明の実施例３に係る画像表示装置１３００の概略構成を示す。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。画像表示装置１３００は、観察者側に設けられたスクリーン１３０５にレーザ光を供給し、スクリーン１３０５で反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタである。画像表示装置１３００は、上記実施例１と同様に、光走査装置１０１を有する。
【００４９】
画像表示装置１３００の観察者側の面には、硝子や透明樹脂等の透明部材からなる出射窓１３１０が設けられている。光走査装置１０１からのレーザ光は、出射窓１３１０を透過した後、スクリーン１３０５に入射する。光走査装置１０１を用いることにより、画像表示装置１３００は、画像信号に正確に対応して光を走査させ、高品質な画像を表示することができる。なお、画像表示装置１３００は、上記実施例２の光走査装置１１０１を用いることとしても良い。
【００５０】
なお、上記各実施例において、光走査装置はレーザ光を供給する光源部を用いる構成としているが、ビーム状の光を供給可能な構成であれば、これに限られない。例えば、光走査装置の光源として、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等の固体発光素子を用いる構成としても良い。また、本発明の光走査装置は、画像表示装置に用いる以外に、例えば、レーザプリンタやバーコードリーダ等の、レーザ光を走査させる電子機器に用いることとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明に係る光走査装置は、画像信号に応じて光を走査させる場合に有用であり、特に、プレゼンテーションや動画を表示するための画像表示装置に用いる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１に係る画像表示装置の概略構成図。
【図２】光走査装置の概略構成図。
【図３】光源部の概略構成図。
【図４】ＤＰＳＳレーザ発振器の概略構成図。
【図５】水平走査ミラーと、水平走査ミラーを駆動するための構成とを示す図。
【図６】従来の光走査装置の駆動を説明する図。
【図７】垂直走査ミラーの駆動信号を示す図。
【図８】光を走査させる垂直走査ミラーを切り換えるための構成を説明する図。
【図９】二次元方向へレーザ光を走査させる走査部の斜視構成図。
【図１０】走査部を駆動するための構成を説明する図。
【図１１】本発明の実施例２に係る光走査装置の概略構成図。
【図１２】光を走査させる垂直走査ミラーを切り換えるための構成を説明する図。
【図１３】本発明の実施例３に係る画像表示装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００５３】
１００  画像表示装置、１０１  光走査装置、１０５  反射ミラー、１０７  筐体、１１０  スクリーン、２０１  光源部、２０２  回折格子、２０３、２０４  ＡＯＭ、２０５、２０６  水平走査ミラー、２０７、２０８  垂直走査ミラー、３０１Ｒ、３０１Ｂ  レーザダイオード、３０２Ｇ  ＤＰＳＳレーザ発振器、３０５、３０６  ダイクロイック膜、４０１  レーザダイオード、４０２  集光光学系、４０３、４０６  共振ミラー、４０４  固体結晶、４０５  非線形光学結晶、４０７、４０８  レンズ、４０９  ダイクロイック膜、５０２  コイル、５０３  ミラー面、５０４  トーションばね、５０５、５０６  永久磁石、８０１  駆動波形生成部、８０２  分波部、８０３、８０４  増幅部、８０５  パルス生成部、９０１  走査部、９０２  ミラー、９０４  外枠部、９０６、９０７  トーションばね、１００１、１００２  第１の電極、１００５  ミラー側電極、１００６  第２の電極、１００７  第１のトーションばね、１００８  第２のトーションばね、１１０１  光走査装置、１１０２、１１０３  光源部、１２０１、１２０２  乗算部、１２０３、１２０４  光源駆動部、１３００  画像表示装置、１３０５  スクリーン、１３１０  出射窓
【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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