(57)【要約】【課題】所定面上に良好なる画質のカラー画像を表示することができる画像表示装置が得ること。【解決手段】画像情報に基づいて光変調され、互いに異なる波長帯域の光束を発光する複数の光源手段と、該複数の光源手段からの光束を１つの光束に合成する光合成手段と、該光合成手段からの光束を走査し被走査面上に画像情報を形成する走査手段と、該走査手段と該複数の光源手段を同期制御する制御手段とを有する画像表示装置において、  該走査手段の光入射側の任意の光路中に、光束を複数に分割するための光束分割手段と、該光束分割手段で分割された一方の光束中に受光手段と、該受光手段で受光される光量に基づいて、該複数の光源手段のうちの１以上の光源手段の発光量を調整する調整手段と、を有していること。【選択図】図１
2006317681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて光変調され、互いに異なる波長帯域の光束を発光する複数の光源手段と、該複数の光源手段からの光束を１つの光束に合成する光合成手段と、該光合成手段からの光束を走査し被走査面上に画像情報を形成する走査手段と、該走査手段と該複数の光源手段を同期制御する制御手段とを有する画像表示装置において、
該走査手段の光入射側の任意の光路中に、光束を複数に分割するための光束分割手段と、該光束分割手段で分割された一方の光束中に受光手段と、該受光手段で受光される光量に基づいて、該複数の光源手段のうちの１以上の光源手段の発光量を調整する調整手段と、を有していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
画像情報に基づいて光変調され、互いに異なる波長帯域の光束を発光する複数の光源手段と、該複数の光源手段からの光束を１つの光束に合成する光合成手段と、該光合成手段からの光束を２次元走査し、被走査面上に画像情報を形成する走査手段と、該走査手段からの光束を被走査面上に導光する光学系と、該走査手段と該複数の光源手段を同期制御する制御手段とを有する画像表示装置において、
該走査手段の光入射側の任意の光路中に、光束を複数に分割するための光束分割手段と、該光束分割手段で分割された一方の光束中に受光手段と、該受光手段で受光される光量に基づいて、該複数の光源手段のうち、該受光手段に入射する光束を発する光源手段の発光量を調整する調整手段と、を有していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記被走査面上には、前記走査手段の光束の走査によって画像が形成される第１の走査領域とそれ以外の第２の走査領域が存在し、前記調整手段は該走査手段が該第２の走査領域を走査しているときに前記受光素子で受光される光量に基づいて前記発光量を調整する光源手段の光量調整を行うことを特徴とする請求項１又は２の画像表示装置。
【請求項４】
前記光合成手段は、前記複数の光源手段のうち少なくとも第１と第２の光源手段からの光束を１つの光束に合成しており、前記受光手段は、該同一の光束中に配置されており、前記調整手段は、該受光手段からの信号を用いて該第１と第２の光源手段の光量調整を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の画像表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は前記複数の光源手段からの光束が時間差を有して、前記受光手段に順次入射するように制御していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の画像表示装置。
【請求項６】
被写体を撮像する撮像部と該撮像部で得られた画像を請求項１から５のいずれか１項の画像表示装置で表示することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源手段から画像情報に基づいて光変調され出射した光束を走査手段で走査することで、所定面上に画像を表示する走査型の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投射型の画像表示装置として、ハロゲンランプ等の光源手段からの光束で、照明光学系を用いて液晶素子などの２次元変調素子を照明し、２次元変調素子からの光束を投射レンズを使ってスクリーン上に投影し、観察する液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタなどが知られている。
【０００３】
これに対して画像情報により光変調されたレーザ光をマイクロメカニカルミラー等の走査手段により走査し、スクリーン面上に画像を走査表示する走査型の画像表示装置が知られている（特許文献１〜３）。
【０００４】
このような走査型の画像表示装置は、照明光学系を有しないため装置全体を小型化することが容易である。またレーザ光を走査することで、液晶素子などの２次元表示素子を用いた画像表示装置に比べて画素構造が現われないこと、また、色再現性範囲が広いことなどの特徴を有している。
【０００５】
特許文献１〜３のうち特許文献３ではカラー画像の投写装置およびその装置に用いられる変換用光学システムを開示しており、走査手段としてポリゴンミラーと振動ミラーを用いて画像を表示している。
【０００６】
走査型の画像表示装置では、走査手段の駆動と光源手段からの画像情報に基づいて光変調される光束の変調とを同期させることで、所望の画像を表示している。このうちカラー画像を表示するカラー画像表示装置では、ホワイトバランスをとる為、赤，緑，青色光を放射する光源手段からの出力（発光量）を制御することが必要になる。
【０００７】
特に赤、青、緑色光を放射する光源手段を用いてカラー画像を表示する場合、３色光の出力の比率が重要となってくる。そうした中で従来、各光源手段からの出力を制御する手法に関しては、具体的な構成が開示されていなかった。
【０００８】
例えばレーザ光で画像を表示するレーザビームプリンタ（Ｌａｓｅｒ  Ｂｅａｍ  Ｐｒｉｎｔｅｒ）では、その光源手段として、半導体レーザが多く使用されている。レーザビームプリンタにおいて、レーザ光の光量調整を自動的に行うことは、自動光量調整（ＡＰＣ）と呼ばれている。このＡＰＣを行うために半導体レーザのＣＡＮパッケージには、レーザ光を発光するレーザチップの近傍にその光量出力モニタ用のフォトディテクタ（モニタＰＤ）が配置されている。これにより、レーザ光が発光したときの出力をモニタＰＤからの電気的な出力値によりフィードバックして光量調整するように構成されている。
【０００９】
しかしながらカラー画像を表示する為に複数の光源手段を用いたときに複数の光源手段からの出力の比率に関しては開示されたものがない。
【特許文献１】特開２００３−２１８００号公報
【特許文献２】特開２００４−７７５４９号公報
【特許文献３】特開平０７−１６８１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
複数の光源手段（レーザ光源）からの画像情報に基づいて光変調された赤色、緑色、青色の各レーザ光束を２次元の走査が可能な光走査手段を用いて被走査面上を走査することによりカラー画像を表示し、該カラー画像を観察する走査型の画像表示装置は、液晶素子等の２次元表示素子を用いる必要がなく、高精細なカラー画像の表示が容易である。
【００１１】
しかしながらレーザ光を走査し、スクリーン面上にカラーの画像を表示する場合、赤色、青色、緑色の光量の比率を適切に発することができる光源手段が必要になる。従来のＣＡＮパッケージ内のモニタＰＤ（センサー）からの出力は、実際に画像を表示するためのものでない。これに対して、赤色，青色，緑色の各レーザに対応して、モニタＰＤを配置して、出力の比率を調整すれば良いが、このようにすると部品点数が増大し、装置全体が複雑化するといった問題が生じてくる。
【００１２】
本発明は画像情報によって光変調された、互いに異なる波長域の光束（レーザ光）を発する複数の光源手段の出力の比率を装置全体を複雑にすることなく適切に制御することができ、所定面上に良好なる画質のカラー画像を表示することができる画像表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の画像表示装置は、
画像情報に基づいて光変調され、互いに異なる波長帯域の光束を発光する複数の光源手段と、該複数の光源手段からの光束を１つの光束に合成する光合成手段と、該光合成手段からの光束を走査し被走査面上に画像情報を形成する走査手段と、該走査手段と該複数の光源手段を同期制御する制御手段とを有する画像表示装置において、
該走査手段の光入射側の任意の光路中に、光束を複数に分割するための光束分割手段と、該光束分割手段で分割された一方の光束中に受光手段と、該受光手段で受光される光量に基づいて、該複数の光源手段のうちの１以上の光源手段の発光量を調整する調整手段と、を有していることを特徴としている。
【００１４】
画像情報に基づいて光変調され、互いに異なる波長帯域の光束を発光する複数の光源手段と、該複数の光源手段からの光束を１つの光束に合成する光合成手段と、該光合成手段からの光束を２次元走査し、被走査面上に画像情報を形成する走査手段と、該走査手段からの光束を被走査面上に導光する光学系と、該走査手段と該複数の光源手段を同期制御する制御手段とを有する画像表示装置において、
該走査手段の光入射側の任意の光路中に、光束を複数に分割するための光束分割手段と、該光束分割手段で分割された一方の光束中に受光手段と、該受光手段で受光される光量に基づいて、該複数の光源手段のうち、該受光手段に入射する光束を発する光源手段の発光量を調整する調整手段と、を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば所定面上に良好なる画質のカラー画像を表示することができる画像表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の各実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の光走査型の画像表示装置の構成の概要図である。図１において、１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂ（１０１）はそれぞれ赤色、緑色、青色を発光する光源（光源手段）である。
【００１８】
光源１０１ｒ，１０１ｂは半導体レーザである。光源１０１ｇは、赤外レーザ１２１ｌｄと波長変換素子１２１ｗｇとから構成される２次高調波レーザ光源である。
【００１９】
赤外レーザ１２１ｌｄは、波長１０６０ｎｍ近傍の赤外光を発光し、波長変換素子１０１ｗｇは、波長１０６０ｎｍの半分の波長５３０ｎｍの光束に変換する。１２８は赤外カットフィルタであり、赤外光をカットする。
【００２０】
光学系１０２ｒ，１０２ｇ，１０２ｂは、光源１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂから射出して光束を所定の光束径としている（ビーム化している）。ビーム化された光束は、矢印１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂのようにダイクロイックプリズムからなる色合成光学系（光合成手段）１１１に入射する。
【００２１】
色合成光学系１１１に入射した光束は、赤、緑、青色が１つのビーム（光束）に合成され矢印１２９の方向に配置した光束分割手段（光路分割手段）１０３に向かう。光路分割手段１０３は、光路を画像表示するために走査手段１０６に向かうため透過側の第１の光路（矢印）１３０と、光量調整を行うための受光素子１０４に向かう反射側の第２の光路（矢印）１３２とに光束を分割している。
【００２２】
光路分割手段１０３は、第１の光路１３０と第２の光路１３２への光束の光量比が約９：１となるように設定している。本実施例においては、第1の光路と第2の光路の光量比を約9：1と設定したがこれに限定するものでない。
【００２３】
まず第１の光路１３０の各部材に関して説明する。第１の光路１３０の光束は、光学系１３１を介して集束光に変換され走査手段１０６に入射する。
【００２４】
走査手段１０６は、水平方向に走査するための水平走査手段１０６Ｈと、水平走査手段の走査方向とは直交する方向に走査するための垂直走査手段１０６Ｖとからなり、入射した光束を２つの走査手段１０６Ｈ，１０６Ｖとにより被走査面１０８上を走査光学系１０７を介し、２次元的に走査する。
【００２５】
水平走査手段１０６Ｈは、たとえば半導体プロセスにより構成された共振型のスキャナであり、約２０ｋＨｚで光束を図中被走査面１０８を矢印１１０に示したように往復走査する。垂直走査手段１０６Ｖは、約６０Ｈｚにて駆動される垂直走査手段であり、被走査面１０８上を図中矢印１２４の方向に入射した光束を走査するように構成されている。
【００２６】
走査手段１０６に入射した光束は光学系（走査光学系）１０７を介してしてスクリーン（被走査面）１０８上に集光し、その結果として光源手段１０１からの光束の集光点１０９は走査手段１０６によりラスタスキャンされ、走査線１１０ｂを形成する。図１では、わかりやすくするため走査線１１０を間引いて表示している。走査線１１０ｂはラスタスキャンの帰線期間である。
【００２７】
スクリーン１０８上は、観察者が観察するための画像を表示する第１の走査領域１２６（図中破線で記載）とそれ以外の領域１３４が形成される。
【００２８】
観察者は、被走査面108上に形成された画像を観察する。
【００２９】
次に第２の光路１３２の各部材に関して説明する。第２の光路１３２の光束は、光学系１０５を介して受光素子（受光手段）１０４に集光する。
【００３０】
受光素子１０４は、たとえばＳｉからなる光電変換素子であり、入射した光束の光量値を電流値に変換している。受光素子１０４は、赤、青、緑色光に対して感度を有している。
【００３１】
光源１０１ｒ，１０１ｂおよび赤外レーザ１２１ｌｄは、変調用の駆動回路（ドライバ）１１８ｒ，１１８ｂおよび１１８ｇに電気的に接続されており駆動される。また、駆動回路１１８ｒ，１１８ｇ，１１８ｂは、受光素子１０４に接続された受光素子用の駆動回路（調整手段）１２０とも接続されている。
【００３２】
また、駆動回路１１８ｒ，１１８ｇ，１１８ｂは走査手段１０６を駆動制御する制御回路（制御手段）１１９に接続されている。また、水平走査手段１０６Ｈおよび垂直走査手段１０６Ｖはそれぞれ水平走査手段用の駆動回路１１６、垂直走査手段用の駆動回路１１７に電気的に接続されている。さらに水平走査手段用の駆動回路１１６と垂直走査手段用の駆動回路１１７は、制御手段１１９に接続されている。
【００３３】
所定の映像信号の画像をスクリーン１０８上に表示するために、光源１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂを駆動するための駆動回路１１８ｒ，１１８ｇ，１１８ｂと走査手段用の駆動回路１１６、１１７は同期して駆動制御される。
【００３４】
図２は図１の要部を簡略的に示した構成図である。図２において図１と符番の同じものは、同じ機能を表している。
【００３５】
図２では、光路を展開して２次元的に記載して構成をわかりやすく示している。以降の実施例ではこのような形態で記載している。
【００３６】
図３は図１のスクリーン１０８及びスクリーン１０８上の第１の走査領域１２６と第２の走査領域１３４とを表している。
【００３７】
図３においては、スクリーン１０８上に第２の走査領域１３４が存在するように表記しているが、実際には、走査光学系１０７中、あるいは前後に開口絞り等を配置してこの領域１３４に入射しようとする光束がスクリーン１０８に到達しないように構成している。
【００３８】
図３において走査線１１０ｅは、第１の走査領域１２６内の走査線を表しており、走査線１１０ｏは、仮想的に表記した第２の走査領域１３４の走査線を表している。第２の走査領域１３４中の区間１２５ｇ，１２５ｒ，１２５ｂのそれぞれの区間（走査区間）において、各光源手段１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂの光量調整（ＡＰＣ）が順次実行される。１１０ｂは帰線（復帰走査線）である。
【００３９】
図４は光源１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂの経時的な駆動信号の説明図である。図３と対応する区間を同じ符番にて示している。垂直走査の１周期（１フレーム）が時間区間１３６に相当する。
【００４０】
時間区間１３５が画像を表示するための第１の走査領域１２６に相当するエリアであり、時間区間１３５内に各水平走査期間における画像を表示しない非描画領域１３４Ｈがある。
【００４１】
信号１２５ｇ，１２５ｂ，１２５ｒは、光量調節のための信号であり、この出力に基づいてそれぞれの光源１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂを駆動するための光量が設定される。
【００４２】
図４に示したように、光量調整のための信号１２５ｇ，１２５ｂ，１２５ｒを時間的にずらすことで、１つの受光素子１０４でありながら各光源手段の光量調整ができるようにしている。
【００４３】
また、受光素子１０４の分光感度特性を考慮して受光素子１０４で検出される赤，緑，青色光の光量を基にして、各光量比を適切に設定するように調整している。
【００４４】
このように１つの受光素子１０４で、各光源手段ごとに受光素子を配置した場合に起こる受光素子の個々の性能及び配置位置の違いなどによる誤差の影響を受けなく、高精度な色調整を可能としている。さらに、受光素子が１つであるために構成する部品の数を減らすことができる。
【００４５】
特に実施例１においては、緑色光源１０１ｇとして、赤外レーザ１２１ｌｄを波長変換素子１２１ｗｇにより波長変換する構成の２次光調波レーザの構成を用いたが、この構成に限定するものではない。直接緑色を発光する半導体レーザ光源を用いてもよいし、その他の波長変換手段による光源を用いても同様の効果が得られる。
【００４６】
赤、青色光のレーザ光源に関しても半導体レーザに限定するものではなく、緑色光用のレーザ光源と同様、波長変換レーザなどで構成してもよい。
【００４７】
実施例１においては、色合成光学系１１１として、ダイクロイックプリズムから構成される例を示したが、これに限定するものではない。たとえば図５に示したように青色光反射で緑色光透過のダイクロイックミラー１１１ａ、赤色光反射で緑色光と青色光透過のダイクロイックミラー１１１ｂにより構成してもよい。
【００４８】
また、さらに、図６に示すように光路分岐手段１０３を色合成光学系１１１の一部と兼用しても同様の効果が得られる。
【００４９】
図６は色合成手段１１１ｂに光路分割手段１０３の機能を持たせた例であり、光源１０１ｇ，１０１ｂからの光束の一部は、反射して、光源１０１ｒの光束の一部は透過して第２の光路１３２上の受光素子１０４に導かれるように構成している。
【００５０】
図７、図８は実施例１の光路分割手段の他の形態の説明図である。
【００５１】
実施例１においては光束分割手段１０３をミラーの界面による反射により光束の光量の一部を抽出するように構成したが、反射に限定するものではない。
【００５２】
たとえば図７に示すように光束の一部を開口１０３ａにより抜き出す構成にしてある割合の光量を検出するように構成しても同様の効果が得られる。
【００５３】
また、図８に示すように光束分割手段１０３を回折光学素子やホログラム素子などを用いて構成することにより異なる角度の透過光として受光素子１０４に導くようにしてもどうようの効果が得られる。
【００５４】
図８では、透過光として受光器１０４に導くような光束分割手段１０３を構成したがこれに限定するものでなく、反射光として分割する構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
本実施例では、受光手段からの出力を各光源の駆動手段118r,118g,118hと接続したが、これに限定するものでなく受光手段104からの出力を制御手段119に接続しそれに基づいて制御することように構成しても同様の効果が得られる。
【００５６】
本実施例では、光源としてレーザ光源としたが、これに限定するものでなく例えば発光ダイオード（LED）を用いてもよい。
【実施例２】
【００５７】
本発明の実施例２を以下に説明する。
【００５８】
図９は、本発明の光走査型の画像表示装置を図２のように簡略化して示した概略図である。
【００５９】
図９において光源２０１ｒ，２０１ｇ，２０１ｂはそれぞれ赤色、緑色、青色を発光するレーザ光源である。
【００６０】
光源２０１ｒ，２０１ｂは半導体レーザである。半導体レーザ２０１ｂは、レーザ光源２０１ｂ＿ＬＤと光量をモニタするための受光素子２０１ｂ＿ｐｄとをパッケージに内蔵して構成している。
【００６１】
光源１０１ｇは、赤外レーザ２０９ｌｄと波長変換素子２０９ｗｇとから構成される２次高調波レーザ光源である。赤外レーザ２０９ｌｄは、波長１０６０ｎｍ近傍の赤外光を発光し、波長変換素子２０９ｗｇは、波長１０６０ｎｍの半分の波長５３０ｎｍの光束に変換する。
【００６２】
２１０は赤外カットフィルタであり、赤外レーザ光をカットする。
【００６３】
光学系２０２ｒ，２０２ｇ，２０２ｂは、光源２００ｒ，２００ｇ，２００ｂから射出して光束を所定の光束径にビーム化している。ビーム化された光束はダイクロイックミラーからなる色合成光学系（合成光学系）２１１に入射する。
【００６４】
色合成光学系２１１に入射した光束は、赤、緑、青色が１つの光束に合成され矢印２１２の方向に向かう。
【００６５】
光路分割手段２０３は、色合成手段２１１の機能もあわせて持つように構成配置されており、光路分割手段２０３は画像を表示するために走査手段２０６に向かうため透過側の第１の光路２１２と、光量調整を行うための受光素子２０４に向かう反射側の第２の光路２１３とに光束を分割している。
【００６６】
実施例２では、第１の光路２１２と第２の光路２１３への光束の光量比が約９：１となるように設定している。本実施例においては、第1の光路と第2の光路の光量比を約9：1と設定したがこれに限定するものでない。
【００６７】
まず第１の光路２１２の各部材に関して説明する。第１の光路２１２の光束は、光学系２１４を介して集束光に変換され走査手段２０６に入射する。走査手段２０６は、図１に示すのと同様な水平方向に走査するための水平走査手段と、水平走査手段の走査方向とは直交する方向に走査するための垂直走査手段とから構成されている。
【００６８】
そして、入射した光束２０７を２つの走査手段によりスクリーン（被走査面）２０８上を２次元的に走査する。
【００６９】
このとき走査手段２０６と光源２０１ｒ，２０１ｇ，２０１ｂが同期をとって駆動制御され所望の画像をスクリーン２０８上に表示する。
【００７０】
次に第２の光路２１３の各部材に関して説明する。第２の光路２１３の光束は、光学系２０５を介して受光素子（受光手段）２０４に集光する。受光素子２０４は、たとえばＳｉ（シリコン）からなる光電変換素子であり、入射した光束の光量値を電流値に変換している。受光素子２０４は、赤、青、緑色の波長に対して感度を有している。
【００７１】
実施例２における画像表示に関しては、実施例１と同様である。
【００７２】
図１０は、スクリーン２０８上の第１の走査領域２１６と第２の走査領域２１７とを表している。
【００７３】
図１０においては、スクリーン２０８上に第２の走査領域２１７が存在するように表記しているが、実際には、走査手段中の近傍に開口絞り等を配置してこの領域の光束がスクリーン２０８に到達しないように構成している。
【００７４】
走査線２１８ｅは、第１の走査領域２１６内の走査線を表している。走査線２１８ｏは、仮想的に表記した第２の走査領域２１７の走査線を表している。
【００７５】
第２の走査領域２１７中の走査線２１８ｏ区間において、各光源２０１ｒ，２０１ｇの光量調整（ＡＰＣ）が、区間（走査区間）２１９ｇ，２１９ｒでそれぞれ順次実行される。２１８ｂは復帰走査線である。
【００７６】
本構成では、光源２０１ｇ、２０１ｒに関しては、受光素子２０４に入射した出力をもとに光量調整を行い、光源２０１ｂに関しては、モニタＰＤ２０１ｂ＿ｐｄからの出力をもとに光量調整を行う構成である。
【００７７】
そして各光源２０１ｒ，２０１ｇ，２０１ｂの出力の比率を、光源２０１ｇ，２０１ｒからの光束を受光素子２０４で受光した光量をもとに調節することで、全体の明るさと色（ホワイト）バランスを所定の値に設定している。
【００７８】
実施例２においては、レーザ光源の中には、モニタＰＤを内蔵するものものがあり、そのモニタＰＤを用いている。そして光路分割手段２０３により分割された光量を受光素子２０４により得られた結果とあわせて使用する構成に関している。
【００７９】
このように１つの受光素子２０４で、複数の光源から放射される光量をモニタできるように光路分割手段２０３と受光素子２０４を配置することで構成する部品の数を減らしている。
【００８０】
実施例２では受光素子２０４を各光源２０１ｇ，２０１ｒからの光束が受光できるように配置することで各光源２０１ｇ，２０１ｒからの出力の比率を所定の値に設定している。
【００８１】
又実施例２においては受光手段２０４とその他の部材を図１１に示す位置に変更配置し、少なくとも２つの光源手段２０１ｒ，２０１ｇから放射される光束を１つの受光素子２０４で受光できるように構成しても良く、これによれば部品点数の削減に対して効果的である。
【００８２】
特に実施例２においては緑色光源２０１ｇとして、赤外レーザ２０９ｌｄを波長変換素子２０９ｗｇにより波長変換する構成の２次光調波レーザで構成している。このような２次高調波レーザでは、波長変換された光の出力を制御する必要がある。したがって、波長変換された光の出力を受光する受光素子を他の光源からの光束を受光する受光素子と兼用すると効果的である。
【００８３】
尚、実施例２はこの構成に限定するものではなく、たとえば、直接緑色を発光するレーザ光源であってもよいし、波長変換手段を用いた光源が複数あっても同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００８４】
本発明の実施例３を以下に説明する。
【００８５】
図１２は、本発明の光走査型の画像表示装置を図２のように簡略化して示した概略図である。
【００８６】
図１２において光源３０１ｒ，３０１ｇ，３０１ｂはそれぞれ赤色、緑色、青色を発光するレーザ光源である。
【００８７】
光源３０１ｒ，３０１ｂは半導体レーザである。光源３０１ｇは、赤外レーザ３０９ｌｄと波長変換素子３０９ｗｇとから構成される２次高調波レーザ光源である。
【００８８】
赤外レーザ３０９ｌｄは、波長１０６０ｎｍ近傍の赤外光を発光し、波長変換素子３０９ｗｇは、波長１０６０ｎｍの半分の波長５３０ｎｍの光束に変換する波長変換素子である。３１０は赤外カットフィルタであり、赤外レーザ光をカットする。
【００８９】
光学系３０２ｒ，３０２ｇ，３０２ｂは、光源３０１ｒ，３０１ｇ，３０１ｂから射出して光束を所定の光束径にビーム化している。ビーム化された光束はダイクロイックミラーからなる色合成光学系（光合成手段）３１１に入射する。
【００９０】
色合成光学系３１１に入射した光束は、赤、緑、青色が１つの光束に合成され矢印３１２の方向に向かう。光路分割手段３０３は、色合成手段３１１の機能もあわせて持つように構成配置されており、光路分割手段３０３は画像を表示するために走査手段３０６に向かうため透過側の第１の光路３１２と、光量調整を行うための受光素子３０４に向かう反射側の第２の光路３１３とに光束を分割している。
【００９１】
実施例３では、第１の光路３１２と第２の光路３１３への光束の光量比が所定の比率になるように設定している。
【００９２】
まず第１の光路３１２の各部材に関して説明する。第１の光路３１２の光束は、光学系３１４を介して集束光に変換され走査手段３０６に入射する。走査手段３０６は、図１に示すのと同様な水平方向に走査するための水平走査手段と、水平走査手段の走査方向とは直交する方向に走査するための垂直走査手段とから構成されている。
【００９３】
そして入射した光束３０７を走査手段３０６と光学系３１５とによりスクリーン（被走査面）３０８上を２次元的に走査する。
【００９４】
このとき走査手段３０６と光源３０１ｒ，３０１ｇ，３０１ｂが同期をとって駆動制御され所望の画像をスクリーン３０８上に表示する。
【００９５】
次に第２の光路３１３の各部材に関して説明する。第２の光路３１３の光束は、光学系３０５を介して受光素子（受光手段）３０４に集光する。受光素子３０４は、たとえばＳｉ（シリコン）からなる光電変換素子であり入射した光束の光量値を電流値に変換している。受光素子３０４は、赤、青、緑色光の波長に対して感度を有している。
【００９６】
実施例３における画像表示に関しては、実施例１と同様である。
【００９７】
図１３は、スクリーン３０８上の第１の走査領域３１６と第２の走査領域３１７とを表している。
【００９８】
図１３においては、スクリーン３０８上に第２の走査領域３１７が存在するように表記しているが、実際には、走査手段中の近傍に開口絞り等を配置してこの領域の光束がスクリーン３０８に到達しないように構成している。
【００９９】
走査線３１８ｅは、第１の走査領域３１６内の走査線を表している。走査線３１８ｏは、仮想的に表記した第２の走査領域３１７の走査線を表している。第２の走査領域３１７Ｖ中の走査線３１８ｏ区間（走査区間）において、各光源３０１ｒ，３０１ｇ，３０１ｂの光量調整（ＡＰＣ）が、区間（走査区間）３１９ｇ，３１９ｒ，３１９ｂでそれぞれ実行される。３１８ｂは復帰走査線である。
【０１００】
また、各光源手段３０１ｒ，３０１ｇ，３０１ｂの出力の比率を、受光素子３０４で受光された光量をもとに調節することで色（ホワイト）バランスを所定の値に設定している。
【０１０１】
このように１つの受光素子３０４で、複数の光源３０１ｒ，３０１ｇ，３０１ｂの光量をモニタできるようにすることで構成する部品の数を減らしている。
【０１０２】
また実施例３では、受光素子３０４を、各光源３０１ｒ，３０１ｇ，３０１ｂからの光束が受光できるように配置することで各光源３０１ｒ，３０１ｇ，３０１ｂからの出力比率を所定の値に設定している。
【０１０３】
緑色光源３０１ｇは赤外レーザ３０９ｌｄを波長変換素子３０９ｗｇにより波長変換する構成の２次光調波レーザである。このような２次高調波レーザでは、波長変換された光の出力を制御する必要がある。したがって、波長変換された光の出力を受光する受光素子を他の光源からの光束を受光する受光素子と兼用すると効果的である。しかしながら、この構成に限定するものではなく、たとえば、直接緑色を発光するレーザ光源であってもよいし、波長変換手段を用いた光源が複数あっても同様の効果が得られる。
【０１０４】
実施例３では、光量調整を行う領域として、主走査方向の画像を表示しない第２の走査領域３１７として記述したが、これに限定するものではなく、第１の走査領域３１６以外の領域であれば同様の効果が得られる。たとえば、図１４に示したような区間（走査区間）３１９ｒ，３１９ｇ，３１９ｂの領域で光量調整を行ってもよい。
【０１０５】
また、本実施例では光量調整を行う時を１フレーム期間内に各光源１回行うように示したが、これに限定するものではない。
【実施例４】
【０１０６】
図１５は本発明の実施例４の走査型の画像表示装置を用いたビデオカメラ等の撮像装置（カムコーダ）150の要部概略図である。図１５において、図１で示した符番と同部材には、同符番を付している。画像表示部149は、実施例１から実施例３でしめした走査型の画像表示装置により構成されている。
【０１０７】
本実施例４では、撮像部１４８は動画像を通常は撮像し、不図示の記録部に記録するように構成されている。観察者が操作できるインターフェース部１３７が機器制御回路１３６に接続されている。実施例４のカムコーダは、動画像以外にも静止画像を不図示の記録部に記録できるように構成されており、観察者がその設定をインターフェース部１３７を介して行えるようになっている。１３８はズームレンズ等の撮影系である。
【０１０８】
動画像を撮像する場合と静止画を撮像する場合、撮像部１４８内の撮像素子１１６により撮像を行う。１３５は撮像素子１１６の駆動回路である。
【０１０９】
制御手段１１９は機器制御回路１３６からの信号に基づいて即ち画像情報に基づいて光源手段１０１の駆動を制御している。
【０１１０】
観察者は、表示部149における被走査面108を直接眼で観察するか、または、不図示の接眼光学系を用いて被走査面108を虚像として観察するように構成することで被走査面108の画像を観察する。
【０１１１】
以上のように、実施例４によれば、観察者に対して最適な画質のカラー画像を表示できる撮像装置が得られる。
【０１１２】
実施例１〜３において、走査手段のうち、水平走査手段１０６Ｈ，２０６Ｈ，３０６Ｈとしては、半導体プロセスにより形成されたマイクロメカニカルミラーを用いて、ミラー面を機械的な共振動作により揺動するように構成したものが使用できる。マイクロメカニカルミラーを使用することで、小型で高速走査可能な走査手段を実現することができる。
【０１１３】
垂直走査手段１０６Ｖ、２０６Ｖ、３０６Ｖとしては、ステッピングモータ、ＤＣブラシレスモータなどの回転軸にミラーを取り付けたガルバノミラーなどで構成することができる。水平走査手段と垂直走査手段の機能をひとつのデバイスとして構成しても同様の効果が得られる。
【０１１４】
又、各実施例によれば、複数の光源から放射された光束を走査することでスクリーン面上に画像を表示する画像表示装置において各光源からの光束の光量調整を少ない受光素子で行うことができ、また高精度な光量調整を行うことができる。
【０１１５】
又、各実施例によれば、画像を表示するための光束の光量を直接測定することが可能になり、精度の高い光量調整が可能となる。また、ビーム化された光束を走査手段に入射するより前に、光路分割手段を配置することで、走査手段の位置の影響を受けることがない。
【０１１６】
又、第２の走査領域を走査しているときの受光手段に入射した光束の光量により、光源手段の光量調整を行うことにより、光量調整を行っても画像が表示される第１の走査領域中に光量調整時の各光源手段からの光束が入ってくることがないので良好なる画像を形成することができる。
【０１１７】
２色光又は赤、青、緑色光用の光源手段の光量調整を行うための光量情報を、受光手段から時間差をもって得るように構成することによって、１つの受光手段で２つ又は３つの光源手段の光量調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施例１の光走査型の画像表示装置の構成図
【図２】本発明の実施例１の光走査型画像表示装置の構成概略図
【図３】走査領域の説明図
【図４】走査領域の説明図（時間）
【図５】実施例１にかかる別様態の説明図
【図６】実施例１にかかる別様態の説明図
【図７】実施例１にかかる別様態の説明図
【図８】実施例１にかかる別様態の説明図
【図９】本発明の実施例２の光走査型の画像表示装置の構成概略図
【図１０】走査領域の説明図
【図１１】実施例２にかかる別様態の説明図
【図１２】本発明の実施例３の光走査型の画像表示装置の構成概略図
【図１３】走査領域の説明図
【図１４】走査領域の別様態の説明図
【図１５】本発明の実施例３の概略図
【符号の説明】
【０１１９】
１０１  光源手段
１０２  光学系
１０３  光路分割手段
１０４  受光素子（受光手段）
１０５  光学系
１０６  走査手段（１０６Ｖ  垂直走査手段、１０６Ｈ  水平走査手段）
１０７  走査光学系
１０８  スクリーン
１０９  集光点
１１０  走査線
１１１  色合成光学系
１１２  光路
１１６  水平走査手段駆動回路
１１７  垂直走査手段駆動回路
１１８  駆動回路
１１９  制御回路
１２１ｌｄ  赤外レーザ
１２１ｗｇ  波長変換素子
１２４  垂直走査方向
１２５  光量調整区間
１２６  第１の走査領域（有効領域）
１３４  非有効領域（第１の走査領域以外の領域）
１２８    赤外カットフィルタ
１２９  光路
１３０  第１の光路
１３１  光路
１３２  第２の光路
１３４  １走査期間の例
１３５  有効期間（時間区間）
１３６  １フレーム周期
１３７  走査光学系
１４８  撮像部
１４９  表示部
１５０  撮像装置
２０１  光源
２０２  光学系
２０３  光路分割手段
２０４  受光素子
２０５  光学系
２０６  走査手段
２０７  光束
２０８  スクリーン
２０９ｌｄ  赤外半導体レーザ
２０９ｗｇ  波長変換素子
２１０  赤外カットフィルタ
２１１  色合成光学系
２１２  光路
２１３  光路
２１４  集光光学系
２１６  第１の走査領域
２１７  第２の走査領域
２１８  走査線
２１９  区間
３０１  光源
３０２  光学系
３０３  光路分割手段
３０４  受光素子
３０５  光学系
３０６  走査手段
３０７  光束
３０８  スクリーン
３１２  第１の光路
３１３  第２の光路
３１６  第１の走査領域
３１７  第２の走査領域
３１８  走査線
３１９  光量調整区間
【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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