(57)【要約】【課題】光源の出射強度調整や高速走査素子の共振揺動処理を行う際に、低速走査素子の消費電力を低減することができる光走査型の画像表示装置を提供する。【解決手段】光束を出射する光源と、前記光源から出射された光束を反射ミラーの揺動により第１方向に相対的に高速に走査する共振型高速走査素子と、前記高速走査素子により走査された光束を反射ミラーの揺動により前記第１方向と略直交する第２方向に相対的に低速に走査する電磁駆動式の低速走査素子と、前記光源の出射強度調整及び前記高速走査素子の共振揺動処理を含む起動モードを実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記起動モード時に、前記光源の出射強度調整及び前記高速走査素子の共振揺動処理行うときには、前記低速走査素子の反射ミラーを正弦波状に揺動させた後、前記光源からの光束の出射を行うこととした。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を反射ミラーの揺動により第１方向に相対的に高速に走査する共振型高速走査素子と、
前記高速走査素子により走査された光束を反射ミラーの揺動により前記第１方向と略直交する第２方向に相対的に低速に走査する電磁駆動式の低速走査素子と、
前記光源の出射強度調整及び前記高速走査素子の共振揺動処理を含む起動モードを実行した後に、画像信号に応じた強度の光束を前記光源から出射させ、当該光束を前記高速走査素子及び前記低速走査素子によって走査させる画像表示モードを実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記起動モード時に、前記光源の出射強度調整及び前記高速走査素子の共振揺動処理を行うときには、前記低速走査素子の反射ミラーを正弦波状に揺動させる
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記低速走査素子の反射ミラーにおける前記正弦波状の揺動の周波数は、前記低速走査素子の共振周波数に等しい
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記起動モード時において正弦波状に揺動させた前記低速走査素子の反射ミラーの最大揺動角を、前記画像表示モード時における前記低速走査素子の反射ミラーの最大揺動角よりも大きくなるように制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記低速走査素子の反射ミラーを正弦波状に揺動させた後、前記光源からの光束を出射させる第１モードと、前記低速走査素子の反射ミラーを平衡位置から所定角度まで傾斜させ、この状態を維持したまま、前記光源から光束を出射させる第２モードとを実行可能であり、
前記起動モード時に、まず前記低速走査素子の反射ミラーを、前記平衡位置から前記所定角度まで傾斜させ、このときの前記低速走査素子の消費電力の値が予め設定された閾値を超えたときには、第１モードを実行し、前記低速走査素子の消費電力の値が前記閾値を超えないときには、第２モードを実行する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記低速走査素子の周囲の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサによって検出された温度に応じて、前記定格値を変更する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記高速走査素子及び前記低速走査素子で走査された光束をユーザの眼に入射させて、前記ユーザの網膜上に画像信号に応じた画像を投影する投射部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関し、さらに詳細には、光走査素子を駆動して光源から出射させた画像信号に応じた強度のレーザ光を２次元的に走査して画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像信号に応じた強度のレーザ光を、ユーザの少なくとも一方の網膜に走査して投影することにより画像を表示する網膜走査型画像表示装置や、スクリーン上に画像信号に応じた強度のレーザ光を走査して画像を表示するスクリーン走査型画像表示装置などの画像表示装置が知られている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載の画像表示装置では、相対的に高速に反射ミラーを揺動可能な光走査素子（以下「高速走査素子」という）と、相対的に低速に反射ミラーを揺動可能な光走査素子（以下「低速走査素子」という）とにより光束を走査して画像を表示する。すなわち、画像信号に応じた強度で光源から出射された光束を、高速走査素子の反射ミラーを駆動させて第１方向に走査し、さらに低速走査素子の反射ミラーを鋸歯波状、三角波状又は台形波状に駆動させて光束を第２方向へ走査して、画像を表示する。なお、第１方向は例えば水平方向であり、第２方向は例えば垂直方向である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７６３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
走査型の画像表示装置では、光源から画像信号に応じた強度の光束を走査部で走査して画像を形成するために、光源を制御する制御部は、光源から前記光束を出射する前に、予め走査部を動作させておく必要がある。
【０００６】
しかし、高速走査素子が、反射ミラーを共振により揺動させる光走査素子である場合、温度や個体差などにより共振周波数などの特性が変動するため、反射ミラーを共振により所定の振幅で安定して揺動するまでに時間がかかる。
【０００７】
高速走査素子の揺動状態は、例えば、光源から出射された検査用光束を高速走査素子で走査させ、この走査した検査用光束を光検出器で検出することで行うことができる。このとき、不要な光が画像表示装置から出射されないように低速走査素子の走査位置を検査用光束が出射しないためにマスクされた無効走査領域に移動させた後に光源から高速走査素子に検査用光束を出射するようにしなければならない。
【０００８】
そこで、従来の画像表示装置では、低速走査素子の走査位置を無効走査領域に移動させた後に、高速走査素子を駆動してその揺動状態を検出するようにしている。
【０００９】
同様に、光源も温度や劣化等によって光束の強度特性が変化することから、光源の光束の強度特性を予め知っておく必要があり、当該強度特性を検出するために、高速走査素子の場合と同様に、低速走査素子の走査位置を無効走査領域に移動させている。
【００１０】
つまり、低速走査素子の走査位置を無効走査領域に移動させた後、高速走査素子の揺動位置や光源の光束の強度特性の検出が終了するまで、低速走査素子の走査位置を無効走査領域に維持させておく必要がある。
【００１１】
しかしながら、このように光源の出射強度調整や高速走査素子の共振揺動処理を行う際に、低速走査素子の走査位置を無効走査領域にて一定に維持させる必要があり、電磁駆動方式の光走査素子を低速走査素子とした場合には低速走査素子を直流で駆動する事になり、交流駆動時と比べて、図１５に示すように、低速走査素子において継続して大きな電力を消費してしまう。
【００１２】
そのため、許容損失の小さな低速走査素子では、許容損失の絶対最大定格を超えてしまう場合がある。また、許容損失の絶対最大定格を超えない場合であっても、省電力の点で課題があった。
【００１３】
本発明は、上述したような課題に鑑みてなされたものであり、光源の出射強度調整や高速走査素子の共振揺動調整を行う際に、低速走査素子の消費電力を低減することができる光走査型の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】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、光束を出射する光源と、前記光源から出射された光束を反射ミラーの揺動により第１方向に相対的に高速に走査する共振型高速走査素子と、前記高速走査素子により走査された光束を反射ミラーの揺動により前記第１方向と略直交する第２方向に相対的に低速に走査する電磁駆動式の低速走査素子と、前記光源の出射強度調整及び前記高速走査素子の共振揺動処理を含む起動モードを実行した後に、画像信号に応じた強度の光束を前記光源から出射させ、当該光束を前記高速走査素子及び前記低速走査素子によって走査させる画像表示モードを実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記起動モード時に、前記光源の出射強度調整及び前記高速走査素子の共振揺動処理を行うときには、前記低速走査素子の反射ミラーを正弦波状に揺動させた後、前記光源からの光束の出射を行うこととした。
【００１５】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像表示装置において、前記低速走査素子の反射ミラーにおける前記正弦波状の揺動の周波数は、前記低速走査素子の共振周波数に等しいことに特徴を有する。
【００１６】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像表示装置において、前記制御部は、前記起動モード時において正弦波状に揺動させた前記低速走査素子の反射ミラーの最大揺動角を、前記画像表示モード時における前記低速走査素子の反射ミラーの最大揺動角よりも大きくなるように制御することに特徴を有する。
【００１７】
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、前記制御部は、前記低速走査素子の反射ミラーを正弦波状に揺動させた後、前記光源からの光束を出射させる第１モードと、前記低速走査素子の反射ミラーを平衡位置から所定角度まで傾斜させ、この状態を維持したまま、前記光源から光束を出射させる第２モードとを実行可能であり、前記起動モード時に、まず前記低速走査素子の反射ミラーを、前記平衡位置から前記所定角度まで傾斜させ、このときの前記低速走査素子の消費電力の値が予め設定された閾値を超えたときには、第１モードを実行し、前記低速走査素子の消費電力の値が前記閾値を超えないときには、第２モードを実行することに
特徴を有する。
【００１８】
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載の画像表示装置において、前記低速走査素子の周囲の温度を検出する温度センサを備え、前記制御部は、前記温度センサによって検出された温度に応じて、前記定格値を変更することに特徴を有する。
【００１９】
また、請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置において、前記高速走査素子及び前記低速走査素子で走査された光束をユーザの眼に入射させて、前記ユーザの網膜上に画像信号に応じた画像を投影する投射部を有することに特徴を有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光源の出射強度調整や高速走査素子の共振揺動処理を行う際に、低速走査素子の消費電力を低減することができる光走査型の画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るＲＳＤの外観を示した説明図である。
【図２】本実施形態に係るＲＳＤの電気的構成及び光学的構成を示した説明図である。
【図３】走査部による光束の走査の状態を示した説明図である。
【図４】高速走査素子の構成を示した説明図である。
【図５Ａ】低速走査素子の構成を示した説明図である。
【図５Ｂ】低速走査素子の構成を示した説明図である。
【図６】制御部と周辺装置との接続を示したブロック図である。
【図７】高速走査素子の他の構成を示した説明図である。
【図８】低速走査素子の他の構成を示した説明図である。
【図９】低速走査部コントローラの構成を示した説明図である。
【図１０】制御部の動作を示したフローである。
【図１１】走査部及び光源部の動作タイミングを示した説明図である。
【図１２】低速走査素子の反射ミラーの傾斜角度及び低速走査素子の消費電力を示した説明図である。
【図１３Ａ】各モードにおける走査軌跡を示した説明図である。
【図１３Ｂ】各モードにおける走査軌跡を示した説明図である。
【図１４】強制駆動モードにおける低速走査素子の反射ミラーの傾斜角度及び低速走査素子の消費電力を示した説明図である。
【図１５】従来技術を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に好適な実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、画像情報に基づく駆動信号に応じた光束を走査部により走査して、利用者の少なくとも一方の網膜に画像を投影し、画像を表示する網膜走査型画像表示装置（以下、「ＲＳＤ」という。を例に挙げて説明する。なお、本発明は、ＲＳＤに限定されるものではなく、レーザ光を走査して画像を表示する他の画像表示装置に対して適用することができる。
【００２３】
［１．ＲＳＤの外観］
図１に示すように、本実施形態に係るＲＳＤ１は、頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイであり、コントロールユニット２、頭部装着具５を有している。コントロールユニット２と頭部装着具５とは伝送ケーブル部４を介して接続されている。伝送ケーブル部４は、コントロールユニット２から出射されたレーザ光を伝送する光ファイバケーブル５０（図２参照）を有する。また、この伝送ケーブル部４には、後述の投影部６に備えられる高速走査部８０及び低速走査部９０と後述の光源部２０との間で同期をとるための高速駆動信号６１及び低速駆動信号６２を伝送する駆動信号伝送用ケーブルも有する。
【００２４】
コントロールユニット２は、外部入力端子７から入力した画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光を伝送ケーブル部４へ出射する。
【００２５】
頭部装着具５は、投影部６と、この投影部６を支持する眼鏡型フレーム１４とから構成される。投影部６は、伝送ケーブル部４の光ファイバケーブル５０を介して伝送されてきたレーザ光を２次元方向に走査し、利用者の眼へ投射する。これにより、利用者の眼の網膜には、２次元方向に走査された画像が投影され、利用者は画像信号Ｓに応じた画像を視認する。
【００２６】
また、投影部６には、利用者の眼１０１と対向する位置にハーフミラー１５が設けられている。外光Ｌｙはハーフミラー１５を透過して利用者の眼１０１に入射され、投影部６から出射されるレーザ光Ｌｘはハーフミラー１５で反射して利用者の眼１０１に入射される。これにより、利用者は外光Ｌｙによる外景にレーザ光Ｌｘによる画像を重ねて視認することができる。
【００２７】
このようにＲＳＤ１は、画像信号Ｓに応じた画像と外景とを重ねて利用者の眼１０１の網膜に結像させるつまり、シースルー型ＲＳＤである。なお、ここでは、光束の一例として、効率面で有利であるレーザ光を用いているが、光束はレーザ光に限られるものではない。
【００２８】
［２．ＲＳＤ１の電気的構成及び光学的構成］
次に、ＲＳＤ１の電気的構成及び光学的構成について、図２を参照して説明する。
【００２９】
コントロールユニット２は、制御部１０と、光源部２０とを有している。
【００３０】
制御部１０は、外部入力端子７から入力された画像信号Ｓ（例えば、ＮＴＳＣコンポジット信号、コンポーネント信号）に基づいて、画像を形成するための要素となる各信号を画素単位で生成する。すなわち、制御部１０からは、Ｒ（赤色）駆動信号６０ｒ，Ｇ（緑色）駆動信号６０ｇ，Ｂ（青色）駆動信号６０ｂが生成されて出力される。また、制御部１０は、高速走査部８０で使用される高速駆動信号６１と、低速走査部９０で使用される低速駆動信号６２とをそれぞれ出力する。
【００３１】
光源部２０には、Ｒレーザドライバ６６，Ｇレーザドライバ６７，Ｂレーザドライバ６８が設けられる。Ｒレーザドライバ６６，Ｇレーザドライバ６７，Ｂレーザドライバ６８は、それぞれ駆動信号供給回路１３から出力されるＲ駆動信号６０ｒ，Ｇ駆動信号６０ｇ，Ｂ駆動信号６０ｂをもとに、Ｒレーザ６３，Ｇレーザ６４，Ｂレーザ６５へそれぞれ駆動電流を供給する。各レーザ６３，６４，６５は、各レーザドライバ６６，６７，６８から供給される駆動電流に応じて強度変調されたレーザ光を出射する。各レーザ６３，６４，６５は、例えば、半導体レーザや高調波発生機構付き固体レーザとして構成することが可能である。なお、半導体レーザを用いる場合は駆動電流を直接変調して、レーザ光の強度変調を行うことができるが、固体レーザを用いる場合は、各レーザそれぞれに外部変調器を備えてレーザ光の強度変調を行う必要がある。
【００３２】
さらに、光源部２０には、コリメート光学系７１，７２，７３と、このコリメートされたレーザ光を合波するためのダイクロイックミラー７４，７５，７６と、結合光学系７７とが設けられている。各レーザ６３，６４，６５から出射したＲ（赤色）レーザ光Ｌｒ，Ｇ（緑色）レーザ光Ｌｇ、Ｂ（青色）レーザ光Ｌｂは、コリメート光学系７１，７２，７３によってそれぞれ平行光化された後に、ダイクロイックミラー７４，７５，７６に入射される。その後、これらのダイクロイックミラー７４，７５，７６により、３原色の各レーザ光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂが波長選択的に反射・透過して結合光学系７７に達し、合波されて光ファイバケーブル５０へ出射される。このように光ファイバケーブル５０へ出射されるレーザ光は、強度変調された各色のレーザ光が合波されたものである。
【００３３】
投影部６は、光源部２０と利用者の眼１０１との間に配置されており、走査部３０、第２リレー光学系９５を有している。
【００３４】
走査部３０は、コリメート光学系７９、第１ハーフミラー９８、高速走査部８０、低速走査部９０、第１リレー光学系８５、ＢＤセンサ９９により構成される。
【００３５】
コリメート光学系７９は、光源部２０で生成され、光ファイバケーブル５０を介して出射されるレーザ光を平行光化する。
【００３６】
高速走査部８０及び低速走査部９０は、光ファイバケーブル５０から入射されたレーザ光を画像として利用者の網膜１０１ｂに投影可能な状態にするために、第１方向Ｘと第２方向Ｙに走査する光学系である。高速走査部８０は、コリメート光学系７９で平行光化されて入射するレーザ光を第１方向Ｘに往復走査する。また、低速走査部９０は、高速走査部８０で第１方向Ｘに走査され、第１リレー光学系８５を介して入射するレーザ光を第２方向Ｙに走査する。この第２方向Ｙは第１方向Ｘに略直交する方向である。例えば、第１方向を水平方向、第２方向を垂直方向とすることができる。
【００３７】
高速走査部８０は、レーザ光を第１方向Ｘに走査するための反射ミラー８２を有する共振型の高速走査素子８１と、この高速走査素子８１を共振させて高速走査素子８１の反射ミラー８２を揺動させる駆動信号を高速駆動信号６１に基づいて発生する高速走査駆動回路８３を備えている。
【００３８】
ここで、高速走査素子８１の一例を図４に示す。同図に示すように、高速走査素子８１の反射ミラー８２は四角形状を有し、その表面に反射面が形成されている。反射ミラー８２は２辺に連結する梁部２０１ａ，２０１ｂにより支持され、梁部２０１ａ，２０１ｂは枠体２００に連結して支持されている。つまり、反射ミラー８２は２つの梁部２０１ａ，２０１ｂを介して枠体２００に揺動可能に支持されている。また、枠体２００の２つの隅部からそれぞれ梁部２０１ａに向かって延びる圧電素子２０２ａ，２０２ｂが枠体２００上に形成されている。高速走査駆動回路８３は、高速駆動信号６１に基づいて互いに逆相となる２相の駆動信号を生成し、この圧電素子２０２ａ，２０２ｂに入力することで、圧電素子を上下方向に互い違いに動かす。これにより、梁部２０１ａ，２０１ｂの長手方向を揺動軸２０３として、反射ミラー８２が揺動軸２０３を中心とした回転方向に揺動する。
【００３９】
一方、低速走査部９０は、レーザ光を第２方向Ｙに走査するための反射ミラー９２を有する電磁駆動方式の低速走査素子９１と、この低速走査素子９１の反射ミラー９２を非共振状態で揺動させる駆動信号を低速駆動信号６２に基づいて発生する低速走査駆動回路９３とを備える。この低速走査部９０は、表示すべき画像の１フレームごとに、画像を形成するためのレーザ光を最初の走査線から最後の走査線に向かって第２方向Ｙに走査する。ここで「走査線」とは、高速走査部８０による第１方向Ｘへの片側１走査を意味する。
【００４０】
ここで、低速走査素子９１の一例を図５Ａ及び図５Ｂに示す。図５Ａに示すように、低速走査素子９１の反射ミラー９２は四角形状を有し、その表面に反射面が形成されている。反射ミラー９２は２辺に連結する梁部３０１ａ，３０１ｂにより支持され、梁部３０１ａ，３０１ｂは枠体３００に連結して支持されている。つまり、反射ミラー９２は２つの梁部３０１ａ，３０１ｂを介して枠体３００に揺動可能に支持されている。
【００４１】
反射ミラー９２の揺動軸３０３に平行な２辺に近接して永久磁石３０２ａ，３０２ｂが設置されている。図５Ｂに示すように、永久磁石３０２ａ，３０２ｂの磁界は、静止状態の反射ミラー９２の反射面に平行で、揺動軸３０２に直交する方向である。また、反射ミラー９２の反射面と反対側の裏面にはコイル３０４が形成されている。コイル３０４の電極は２つの梁部３０１ａ，３０１ｂを介して低速走査駆動回路９３に接続する。この構成により、コイル３０４に電流を流すとコイル３０４にローレンツ力が働く。揺動軸３０３から下半分のコイル３０４には例えば紙面上方にローレンツ力が働き、揺動軸３０３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、反射ミラー９２には揺動軸３０３を中心として回転トルクが生ずる。従って、低速走査駆動回路９３から出力する駆動信号の電流の大きさを制御することにより、反射ミラー９２の揺動角を制御することができる。
【００４２】
図３には、高速走査部８０及び低速走査部９０の走査素子８１，９１による最大走査範囲Ｇと有効走査範囲Ｚとの関係が示されている。ここで、「最大走査範囲Ｇ」とは、画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光を走査部３０により走査して利用者の眼１０１に投射する画像表示モード時において、高速走査部８０の高速走査素子８１及び低速走査部９０の低速走査素子９１がレーザ光を走査できる最大の範囲を意味する。また、「有効走査範囲Ｚ」は、高速走査素子８１の走査位置が−Ｘ１〜＋Ｘ１であり、かつ低速走査素子９１の走査位置が−Ｙ１〜＋Ｙ１であるときの走査部３０の走査位置である。なお、高速走査素子８１は高速駆動信号６１を入力しない状態のときに、高速走査素子８１の反射ミラー９２が平衡位置Ｘ０となり、低速走査素子９１は低速駆動信号６２を入力しない状態のときに、低速走査素子９１の反射ミラー９２が平衡位置Ｙ０となる。
【００４３】
最大走査範囲Ｇのうち、高速走査素子８１及び低速走査素子９１による走査位置が有効走査範囲Ｚにあるタイミングで光源部２０から画像信号Ｓに応じて強度変調されたレーザ光が出射される。これにより、高速走査素子８１及び低速走査素子９１によってレーザ光が有効走査範囲Ｚで走査され、１フレーム分の画像形成用レーザ光が有効走査範囲Ｚ内で走査される。この走査が１フレームの画像ごとに繰り返される。
【００４４】
第１ハーフミラー９８は、高速走査部８０と第１リレー光学系８５との間に設けられており、第１方向Ｘに走査されたレーザ光の一部を反射するとともに、残りを透過させる。第１ハーフミラー１０５により反射されるレーザ光の走査角α内には、光検出センサであるＢＤセンサ９９が配設されている。このＢＤセンサ９９は、第１ハーフミラー１０５により反射されたレーザ光を受光すると、ＢＤ信号を生成して制御部１０へ送信する。
【００４５】
また、高速走査部８０と低速走査部９０との間でレーザ光を中継する第１リレー光学系８５は、高速走査素子８１の反射ミラー８２によって第１方向Ｘに走査されたレーザ光を低速走査素子９１の反射ミラーに収束させる。そして、このレーザ光が低速走査素子９１の反射ミラー９２によって第２方向Ｙに走査される。低速走査素子９１によって走査されたレーザ光は、正の屈折力を持つ２つのレンズ９５ａ，９５ｂが直列配置された第２リレー光学系９５を介して、眼１０１の前方に位置させたハーフミラー１５で反射されて利用者の瞳孔１０１ａに入射する。これにより、網膜１０１ｂ上に画像信号Ｓに応じた画像が投影され、利用者は瞳孔１０１ａに入射するレーザ光を画像として認識する。また、ハーフミラー１５は外光Ｌｙを透過して利用者の瞳孔１０１ａに入射させるようにしており、これにより利用者は外光Ｌｙに基づく外景にレーザ光に基づく画像を重ねた画像を視認することができる。
【００４６】
なお、第２リレー光学系９５においては、レンズ９５ａによって、それぞれのレーザ光束がその主光線を相互に略平行にされ、かつそれぞれ収束レーザ光に変換される。そして、レンズ９５ｂによってそれぞれ略コリメートされたレーザ光となると共に、これらのレーザ光束の主光線が利用者の瞳孔１０１ａの中心を通って収束するように変換される。なお、本実施形態においては、レンズ９５ｂとハーフミラー１５により投射部が構成される。
【００４７】
第２リレー光学系９５により形成される像面（以下、「中間像面」という）位置又はその近傍には、中央部に開口を有する額縁状に形成されたマスク部９６が設けられている。このマスク部９６は、有効走査範囲Ｚ外で走査された光のレンズ９５ｂへの入射を遮断する遮光板から構成されており、有効走査範囲Ｚの範囲は、上述のように開口を有している。なお、中間像面は、網膜１０１ｂと像共役の関係にある。
【００４８】
このマスク部９６の上縁部には、走査部３０の有効走査範囲Ｚ外で走査されるレーザ光を検出するＢＤセンサ９７が設けられている。このＢＤセンサ９７は、高速走査素子８１の走査位置が走査中心Ｘ０にあるときに高速走査素子８１により走査されるレーザ光が、高速走査素子８１の走査位置が最大走査範囲Ｇの縁位置Ｙ２にあるときに、低速走査素子９１により走査されたレーザ光が入射する位置に配置される。低速走査素子９１により走査されたレーザ光を受光すると、このＢＤセンサ９７は、ＢＤ信号を生成して制御部１０へ送信する。
【００４９】
［３．ＲＳＤ１の制御部１０］
本実施形態に係るＲＳＤ１では、その起動時に行う起動モードにおいて、光源部２０の出射強度調整、高速走査素子８１の共振揺動処理、低速走査素子９１の鋸歯波状揺動処理を行っている。すなわち、ＲＳＤ１では、起動モード時に、光源部２０から出射するレーザ光の強度を調整する処理を行い、高速走査部８０の高速走査素子８１を共振状態にするための処理を行い、また、低速走査部９０の低速走査素子９１を鋸歯波状に揺動するための処理を行うようにしている。なお、低速走査素子９１の揺動は、鋸歯波状ではなく、三角波状又は台形波状であってもよい。
【００５０】
この起動モード時において、光源部２０の出射強度調整及び高速走査素子８１の共振揺動処理を行うときに、制御部１０は、低速走査素子９１の反射ミラー９２を正弦波状に揺動させている。以下のこの処理を行うための制御部１０の具体的構成を説明する。なお、本実施形態に係るＲＳＤ１では、低速走査素子９１の反射ミラーを所定角度まで傾斜させたときに、低速走査素子９１で消費される電力が予め設定された定格値を超えない場合には、光源部２０の出射強度調整及び高速走査素子８１の共振揺動処理を行う前に、低速走査素子９１の反射ミラー９２を所定角度まで傾斜させるようにしている。
【００５１】
［３．１．制御部１０の構成］
まず、制御部１０において、ＲＳＤ１の状態報知に関する構成を図６を参照して具体的に説明する。
【００５２】
制御部１０は、高速走査部コントローラ１１０と、低速走査部コントローラ１１１と、ＲＧＢレーザコントローラ１１２と、を備えている。
【００５３】
高速走査部コントローラ１１０は、高速走査部８０の高速走査駆動回路８３へ高速駆動信号６１を送信して、高速走査部８０の高速走査素子８１を動作させ、光源部２０から出射されたレーザ光を高速走査素子８１により第１方向Ｘに走査させる。また、高速走査部コントローラ１１０は、ＢＤセンサ９９からのＢＤ信号を受信して、ＢＤ信号に基づき、高速走査素子８１の反射ミラー８２の揺動状態（揺動周波数や揺動振幅）を検出するようにしている。なお、ＢＤセンサ９９に代えて、高速走査素子８１により走査された光が入射する位置に複数の光電変換素子をアレイ状に設けたラインイメージセンサを設け、ラインイメージセンサの各光電変換素子から出力される信号に基づいて反射ミラー８２の揺動状態を検出するようにしてもよい。また、高速走査素子８１において、図７に示すように新たに圧電素子２０４ａ，２０４ｂを設け、反射ミラー８２の揺動に応じて圧電素子２０４ａ，２０４ｂから出力される電気信号に基づき、反射ミラー８２の揺動状態を検出するようにしてもよい。
【００５４】
この高速走査部コントローラ１１０は、起動モードにおいて、高速走査素子８１の反射ミラー８２の揺動周波数を高速走査素子８１固有の共振周波数へ調整する処理を行う。この処理は、［３．３．制御部１０による起動制御］の欄で詳述する。
【００５５】
低速走査部コントローラ１１１は、低速走査部９０の低速走査駆動回路９３へ低速駆動信号６２を送信して、低速走査部９０の低速走査素子９１を動作させ、光源部２０から出射されたレーザ光を低速走査素子９１により第２方向Ｙに走査させる。また、低速走査部コントローラ１１１は、ＢＤセンサ９７からのＢＤ信号を受信して、低速走査素子９１の揺動状態を検出するようにしている。なお、低速走査素子９１において、図８に示すように新たに圧電素子３０４ａ，３０４ｂを設け、反射ミラー９２の揺動に応じて圧電素子３０４ａ，３０４ｂから出力される電気信号に基づき、反射ミラー９２の揺動状態を検出するようにしてもよい。
【００５６】
ＲＧＢレーザコントローラ１１２は、画像信号Ｓを入力し、この画像信号ＳからＲ駆動信号６０ｒ,Ｇ駆動信号６０ｇ,Ｂ駆動信号６０ｂを画素単位で生成する。このＲＧＢレーザコントローラ１１２は、各レーザドライバ６６，６７，６８に電気的に接続しており、各レーザドライバ６６，６７，６８に対して各駆動信号６０ｒ,６０ｇ,６０ｂを送信する。また、ＲＧＢレーザコントローラ１１２は、各光センサ５１,５２,５３からの光検知信号を受信して、レーザ６３,６４,６５からレーザ光が、駆動信号６０ｒ,６０ｇ,６０ｂに基づいて適切なタイミングや適切な光量で出射されているか監視している。
【００５７】
また、ＲＧＢレーザコントローラ１１２は、起動モードにおいて、レーザ６３,６４,６５から出射するレーザ光の強度調整処理を行う。この処理は、［３．３．制御部１０による起動制御］の欄で詳述する。
【００５８】
また、前述の高速走査部コントローラ１１０と、低速走査部コントローラ１１１と、ＲＧＢレーザコントローラ１１２とは、それぞれ互いに同期通信が行われている。したがって、高速走査素子８１や低速走査素子９１の揺動や、各レーザ６３,６４,６５からのレーザ光の出射タイミングは、互いに同期するよう制御されている。
【００５９】
［３．２．低速走査部コントローラ１１１の構成］
次に、低速走査部コントローラ１１１の構成について図９を参照してさらに具体的に説明する。
【００６０】
低速走査部コントローラ１１１は、起動モード選択部１２０、起動制御実行部１２１、画像表示制御実行部１２３、駆動信号出力部１２２、画像表示制御波形生成部１２４、画像表示制御波形記憶部１２５を有している。
【００６１】
起動モード選択部１２０は、起動モード時に、共振駆動モード（第１モード）で低速走査素子９１を駆動するか、強制駆動モード（第２モード）で低速走査素子９１を駆動するかを選択する。共振駆動モードとは、低速走査素子９１が固有に有する共振モードで低速走査素子９１を共振させて反射ミラー９２を正弦波状に揺動させるモードであり、強制駆動モードとは、低速走査素子の反射ミラーを平衡位置からその走査位置が有効走査範囲Ｚ外となる角度（ここでは、角度位置Ｙ２）まで傾斜させるモードである。
【００６２】
この起動モード選択部１２０は、共振駆動モード情報記憶部１３０、強制駆動モード情報記憶部１３１、許容消費電力設定部１３３、消費電力比較部１３４を有している。
【００６３】
共振駆動モード情報記憶部１３０は、共振駆動モード時に、低速走査素子９１を駆動するための低速駆動信号６２を生成するための信号生成情報（例えば、反射ミラー９２の揺動周波数の情報や傾斜角範囲の情報）が記憶されている。また、強制駆動モード情報記憶部１３１は、強制駆動モード時に、低速走査素子９１を駆動するための低速駆動信号６２を生成するための信号生成情報（例えば、反射ミラー９２の傾斜角の情報）が記憶されている。
【００６４】
許容消費電力設定部１３３には、低速走査素子９１における消費電力の定格値（以下、「許容消費電力値」とする）が記憶されている。消費電力比較部１３４は、許容消費電力設定部１３３から許容消費電力値を読み出し、この許容消費電力値と実消費電力値とを比較し、実消費電力値が許容消費電力値を超えるか否かを検出する。低速走査駆動回路９３には、低速駆動信号６２を増幅するアンプ（図示せず）を備えており、このアンプから低速走査素子９１へ出力される信号の電流値と電圧値とを監視して、低速走査素子９１の消費電力の値である実消費電力値を出力する実消費電力測定部９３ａが設けられている。実消費電力測定部９３ａは検出した実消費電力値を低速走査部コントローラ１１１の消費電力比較部１３４へ出力する。
【００６５】
起動制御実行部１２１は、起動モード選択部１２０から起動モード情報として入力される波形生成情報に基づき、起動モード時の低速駆動信号６２を生成するための波形信号及びゲイン信号を生成して、駆動信号出力部１２２へ出力する。
【００６６】
画像表示制御実行部１２３は、画像表示制御波形記憶部１２５から定常駆動波形情報を読み出し、この定常駆動波形情報に基づき、起動モード時の低速駆動信号６２を生成するための波形信号及びゲイン信号を生成して、駆動信号出力部１２２へ出力する。
【００６７】
駆動信号出力部１２２は、起動制御実行部１２１又は画像表示制御実行部１２３から入力された波形信号及びゲイン信号に基づき、低速駆動信号６２を生成する。波形信号及びゲイン信号はデジタル信号であり、駆動信号出力部１２２は、波形信号をゲイン信号に基づいた増幅率でアナログ信号化することで低速駆動信号６２を生成する。
【００６８】
画像表示制御波形生成部１２４は、起動モード時に、高速走査素子８１の揺動周波数に応じたタイミングで内部の記憶部から鋸歯形状波形（ここでは、１周期分）のデータを読み出して、高速走査素子の揺動周波数に応じた鋸歯形状波形信号を生成する。画像表示制御波形生成部１２４は、さらにこの鋸歯形状波形信号を内部のフィルタでフィルタリング処理を施して、定常駆動波形情報として画像表示制御波形記憶部１２５に記憶する。このフィルタは、鋸歯形状波形信号のうち、低速走査素子９１固有の共振周波数成分を低減させるものであり、例えば、ノッチフィルタから構成される。このように低速走査素子９１固有の共振周波数成分を低減させることで、画像表示モード時に、低速走査素子９１の反射ミラー９２に低速走査素子９１固有の共振周波数と等しい周波数の振動を抑制して、表示する画像の品質を向上させることができる。
【００６９】
［３．３．制御部１０による起動制御］
以上のように構成されたＲＳＤ１では、画像信号Ｓに基づく画像を表示する画像表示モードを実行する前に、制御部１０による光源部２０の出射強度調整及び高速走査素子８１の共振揺動処理を行う起動モードを実行する。動作停止状態から起動モードへ移行し、その後画像表示モードへ移行するまでの動作を図１０〜図１３Ｂを参照して具体的に説明する。
【００７０】
まず、ＲＳＤ１の制御部１０は、操作部（図示せず）への操作があったときや画像信号Ｓが入力されたとき、まず、温度測定を行う（図１０のステップＳ１０）。具体的には、許容消費電力設定部１３３に、温度センサ９４からの温度検知信号が入力される。
【００７１】
次に、制御部１０は、ステップＳ１０での温度測定結果と低速走査素子９１の個体情報とにより許容消費電力値を設定する（図１０のステップＳ１１）。具体的には、許容消費電力設定部１３３が許容消費電力値を設定する。許容消費電力設定部１３３では、低速走査素子９１の個体情報として、温度センサ９４により検出された温度と許容消費電力値を変更する各温度（例えば、０〜５０度までの１度毎の温度）と消費電力値とを関連づけた換算テーブルを内部の記憶部に記憶している。許容消費電力設定部１３３は、温度センサ９４から温度検知信号で示される温度に対応する消費電力値を換算テーブルから抽出し、この消費電力値を許容消費電力値として内部の記憶部に記憶する。これにより、許容消費電力値が設定される。
【００７２】
次に、制御部１０は、低速走査素子９１の反射ミラー９２の角度を所定角度βだけ上げる（図１０のステップＳ１２、図１１のタイミングｔ０）。具体的には起動制御実行部１２１は、現在の反射ミラー９２の角度から所定角度βだけ傾けるための波形信号及びゲイン信号を生成して、駆動信号出力部１２２へ出力する。駆動信号出力部１２２では、起動制御実行部１２１から入力された波形信号及びゲイン信号に基づき、低速駆動信号６２を生成して出力する。この低速駆動信号により、低速走査素子９１の反射ミラー９２の傾斜角から所定角度βだけ傾く。
【００７３】
次に、制御部１０は、実消費電力値と設定消費電力値とを比較する（図１０のステップＳ１３）。具体的には、消費電力比較部１３４は、許容消費電力設定部１３３から許容消費電力値を読み出し、この許容消費電力値とステップＳ１１で設定した実消費電力値とを比較する。
【００７４】
次に、制御部１０は、実消費電力値が許容消費電力値以内であるかを判断する（ステップS１４）。具体的には、消費電力比較部１３４は、許容消費電力設定部１３３から読み出した実消費電力値が、ステップＳ１１で設定した許容消費電力値以内であるかを検出する。
【００７５】
実消費電力値が許容消費電力値以内であると判断すると（図１０のステップＳ１４のＹｅｓ）、制御部１０は、低速走査素子９１の反射ミラー９２が角度Ｙ２に到達したか否かを判断する（図１０のステップＳ１５）。具体的には、起動制御実行部１２１は、ＢＤセンサ９７からＢＤ信号が送信されたときに、低速走査素子９１の反射ミラー９２の角度Ｙ２に到達したと判断する。なお、図７に示すように新たに圧電素子２０４ａ，２０４ｂを設けて、反射ミラー８２の角度を検出し、反射ミラー９２が角度Ｙ２に到達したか否かを判断してもよい。
【００７６】
このステップＳ１５において、低速走査素子９１の反射ミラー９２が角度Ｙ２に到達していないと判断すると（図１０のステップＳ１５のＮｏ）、制御部１０は、処理をステップＳ１２に戻す。
【００７７】
ステップＳ１４において、実消費電力値が許容消費電力値以内ではないと判定すると（図１０のステップＳ１４のＮｏ）、制御部１０は、共振駆動モードを選択する（図１０のステップＳ１６）。具体的には、起動モード選択部１２０は、共振駆動モード情報記憶部１３０から信号生成情報を読み出して、起動モード情報として起動制御実行部１２１に入力する。
【００７８】
また、ステップＳ１５において、低速走査素子９１の反射ミラー９２が角度Ｙ２に到達していると判断すると（図１０のステップＳ１５のＹｅｓ）、制御部１０は、強制駆動モードを選択する（図１０のステップＳ１６）。具体的には、起動モード選択部１２０は、強制駆動モード情報記憶部１３１から信号生成情報を読み出して、起動モード情報として起動制御実行部１２１に入力する。
【００７９】
ステップＳ１６，Ｓ１７の処理が終了すると、制御部１０は、選択した駆動モードで低速走査素子９１を駆動する（ステップＳ１８）。具体的には、起動制御実行部１２１は、ステップＳ１６，Ｓ１７において入力された信号生成情報に基づき、波形信号及びゲイン信号を生成して、駆動信号出力部１２２へ出力する。駆動信号出力部１２２では、起動制御実行部１２１から入力された波形信号及びゲイン信号に基づき、低速駆動信号６２を生成して出力する。
【００８０】
共振駆動モードが選択された場合には、図１１及び図１２のタイミングｔ１に示すように、低速駆動信号６２に基づいて、反射ミラー９２が低速走査素子９１固有の共振周波数で共振して揺動する。これにより、共振周波数でない周波数で揺動する場合に比して、消費電力をさらに低減させることができる。また、この時の低速走査素子９１の反射ミラー９２の最大揺動角は、定常モード時における低速走査素子９１の反射ミラー９２の最大揺動角よりも大きくなるように制御している。したがって、各レーザ６３,６４,６５より出射された検査用レーザ光を広い範囲で走査することができ、画面内の平均輝度を前記定常モード時における最大揺動角だけ走査した場合よりも下げられるので、有効走査範囲Ｚを走査した場合であっても、利用者が眩しさを感じるおそれを可及的に防止することができる。なお、低速走査素子９１固有の共振周波数が温度等で変わる場合には、起動制御実行部１２１は、ＢＤセンサ９７から出力されるＢＤ信号や、実消費電力測定部９３ａから出力された実消費電力値等に基づいて、波形信号の周波数を変更して低速駆動信号６２の周波数を調整し、反射ミラー９２を共振させるようにしてもよい。また、共振駆動モードが選択された場合には、駆動電流を抑えられるために反射ミラー９２のコイル３０４にて発生するジュール熱を抑制することができ、しかも、反射ミラー９２が揺動しているため、発生したジュール熱を効率よく放散できる。
【００８１】
一方、強制駆動モードが選択された場合には、図１４のタイミングｔ１１に示すように、低速駆動信号６２により、低速走査素子９１の反射ミラー９２の傾斜角は角度位置Ｙ２に維持される。
【００８２】
次に、制御部１０は、各レーザの出射強度調整を行うために、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理を実行する（図１０のステップＳ１９、図１１のタイミングｔ２）。具体的には、ＲＧＢレーザコントローラ１１２は、光源部２０へ検査用の駆動信号６０ｒ，６０ｇ，６０ｂを出力し、レーザ６３，６４，６５から所定輝度のレーザ光（検査用レーザ光）を出射させる。そして、ＲＧＢレーザコントローラ１１２は、各光センサ５１,５２,５３からの光検知信号を受信して、レーザ６３,６４,６５からレーザ光が、駆動信号６０ｒ,６０ｇ,６０ｂに基づいて所望の光量で出射されているかを判断し、所望の光量でなければ、所望の光量になるまで駆動信号６０ｒ,６０ｇ,６０ｂを変更する。そして、所望の光量となったときの駆動信号６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの信号レベルを基準レベルとして記憶する。基準レベルは例えば、画像表示モードの時に、レーザ６３，６４，６５から出射するレーザ光の最大輝度である。このようにすることで、最大輝度の調整が可能となる。
【００８３】
次に、制御部１０は、高速走査素子８１の共振揺動処理を行う。この処理では、まず、制御部１０は、高速駆動信号６１を高速走査駆動回路８３へ出力して高速走査素子８１の反射ミラー８２の駆動開始し、高速走査素子８１の駆動周波数決定処理を実行する（ステップＳ２０、図１１のタイミングｔ４）。
【００８４】
具体的には、高速走査部コントローラ１１０は、デフォルトで設定している周波数及び振幅を有する高速駆動信号６１を高速走査素子８１へ出力することで、高速走査素子８１の反射ミラー８２の駆動を開始する。なお、高速走査部コントローラ１１０において、前回画像を表示したときに、高速走査素子８１の反射ミラー８２の駆動に用いた周波数及び振幅の情報を内部の記憶手段に記憶しておき、このように記憶した周波数及び振幅の情報に基づいて高速駆動信号６１を生成して出力するようにしてもよい。
【００８５】
次に、高速走査部コントローラ１１０は、ＢＤセンサ９９から出力されるＢＤ信号に基づき、高速走査素子８１の反射ミラー８２が高速駆動信号６１の周波数で駆動したと判断したときに、反射ミラー８２の起動完了を判断する。なお、高速駆動信号６１の周期（＝１／高速駆動信号６１の周波数）の１／２倍の周期でＢＤ信号が出力されたときに、反射ミラー８２が高速駆動信号６１の周波数で駆動したと判断する。
【００８６】
次に、高速走査部コントローラ１１０は、高速走査素子８１の反射ミラー８２の揺動周波数を高速走査素子８１固有の共振周波数へ調整する処理を行う。なお、高速走査素子８１に入力される駆動信号に対して高速走査素子８１の反射ミラー８２の揺動波形の位相が略９０度ずれたときに高速走査素子８１の反射ミラー８２は共振状態で揺動されていることになる。そこで、制御部１０では、かかる特性を利用して、次のように、高速走査素子８１の反射ミラー８２の揺動周波数の調整を行っている。
【００８７】
まず、ＲＧＢレーザコントローラ１１２は、光源部２０へ検査用の駆動信号６０ｒ，６０ｇ，６０ｂを出力し、レーザ６３，６４，６５から所定輝度のレーザ光（検査用レーザ光）を出射させる。高速走査部コントローラ１１０は、出力している高速駆動信号６１とＢＤセンサ９９からのＢＤ信号の出力タイミングとを比較して、高速駆動信号６１の波形と高速走査素子８１の反射ミラー８２の揺動波形との位相差を検出し、この位相差が略９０度となるように高速駆動信号６１の周波数を変更していき、この位相差が略９０度となったときに、反射ミラー８２の揺動周波数の調整を終了する。このようにすることで、高速走査素子８１の反射ミラー８２の揺動周波数を高速走査素子８１固有の共振周波数へ調整する処理を行うようにしている。
【００８８】
次に、高速走査部コントローラ１１０は、高速走査素子８１の反射ミラー８２の揺動振幅を調整する処理を開始する（図１１のタイミングｔ４）。具体的には、ＲＧＢレーザコントローラ１１２は、光源部２０へ検査用の駆動信号６０ｒ，６０ｇ，６０ｂを出力し、レーザ６３，６４，６５から所定輝度のレーザ光（検査用レーザ光）を出射させる。高速走査部コントローラ１１０は、ＢＤセンサ９９からのＢＤ信号の有無やタイミングによって、反射ミラー８２の揺動振幅を検出する。すなわち、高速走査部コントローラ１１０は、ＢＤセンサ９９からＢＤ信号が出力されないときには、反射ミラー８２の揺動振幅が小さいと判断して高速駆動信号６１の振幅を大きくする。また、高速走査部コントローラ１１０は、ＢＤセンサ９９からＢＤ信号が出力されているとき、反射ミラー８２の揺動振幅が所定以上であると判断し、また、ＢＤ信号の間隔に応じて反射ミラー８２の揺動振幅を判断して、その揺動振幅に応じて高速駆動信号６１の振幅を調整する。なお、高速走査部コントローラ１１０は、ＢＤセンサ９９から出力されるＢＤ信号の周期が反射ミラー８２の揺動周期と同じときには、反射ミラー８２の揺動振幅がＢＤセンサ９９の位置までの振幅であると判断し、高速駆動信号６１の振幅を大きくする。なお、反射ミラー８２の揺動状態は、ＢＤセンサ９９ではなく他の検出手段により検出するようにしてもよい。
【００８９】
次に、制御部１０は、低速走査素子９１の鋸歯波状揺動処理を実行する（図１０のステップＳ２１、図１１のタイミングｔ５）。具体的には、画像表示制御実行部１２３は、画像表示制御波形記憶部１２５から定常駆動波形情報を読み出し、この定常駆動波形情報に基づき、画像表示モード時の低速駆動信号６２を生成するための波形信号及びゲイン信号を生成して、駆動信号出力部１２２へ出力する。駆動信号出力部１２２は、画像表示制御実行部１２３から入力された波形信号及びゲイン信号に基づき、低速駆動信号６２を生成して出力する。なお、画像表示制御波形生成部１２４は、低速走査素子９１の定常駆動処理の前に、高速走査素子８１の揺動周波数に応じたタイミングで内部の記憶部から鋸歯形状波形（ここでは、１周期分）のデータを読み出して、高速走査周波数に応じた鋸歯形状波形信号を生成している。
【００９０】
低速走査素子９１の鋸歯波状揺動処理を開始した後、低速走査素子９１の反射ミラー９２が安定して動作するためには時間がかかるため、反射ミラー９２の安定に必要な所定期間（図１１のタイミングｔ５〜ｔ６）だけ反射ミラー９２が安定して動作するまで待つ。なお、駆動モードが共振駆動モードのときには、共振周波数の振動が低減するまでに時間がかかるため、この所定期間は、強制駆動モードの時よりも長くすることが望ましい。このようにすることで、その後に画像表示モードに移行して画像を表示するとき、その画像の品質が劣化することを防止することができる。
【００９１】
このように、低速走査素子９１の鋸歯波状揺動処理が終了すると、制御部１０は、画像表示モード移行し、画像信号Ｓに応じたＲ駆動信号６０ｒ，Ｇ駆動信号６０ｇ，Ｂ駆動信号６０ｂを生成して、各レーザドライバ６６，６７，６８へ出力する。これにより、各レーザ６３，６４，６５から画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光（画像光）が出射される（図１１のタイミングｔ６）。
【００９２】
上述してきた制御が行われるＲＳＤ１では、起動制御時に、図１３に示す動作が行われる。すなわち、前述の図１０のステップＳ１７により強制駆動モードが選択された場合には、低速走査素子９１の反射ミラー９２の傾斜角は角度位置Ｙ２に維持されることとなり、図１３Ａに示すように、検査用レーザ光は、有効走査範囲Ｚ外で第１の方向にのみ伸延する軌跡Ｒを描くよう走査される。この場合、後述の共振駆動モードに比して消費電力は大きいものの、マスク部９６にて検査用レーザ光が遮光されるため、利用者に対して眩しさを感じさせることはない。
【００９３】
一方、前述の図１０のステップＳ１６により共振駆動モードが選択された場合には、低速走査素子９１が正弦波状に揺動することとなるため、図１３Ｂの網掛けで示した軌跡Ｒのように、検査用レーザ光は、第１の方向及び第２の方向に広がりをもって走査される。この場合、検査用レーザ光は、有効走査範囲Ｚ内も走査されることとなるため、利用者によって視認されることとなる。しかしながら、強制駆動モードにて一次元で走査されていた光のエネルギーが、二次元に展開して走査されることとなるため、単位面積当たりの光のエネルギー、言い換えると走査光の平均輝度が低下する。従って、利用者に対して眩しさを感じさせることはない。しかも、共振駆動モードでは、反射ミラー９２を低速走査素子９１の共振周波数で揺動させるため、強制駆動モードに比して消費電力を抑えることができる。換言すれば、光源部２０や高速走査素子８１の起動制御を行う際に、低速走査素子９１の消費電力を低減することができる。
【００９４】
上述してきたように、本実施形態に係るＲＳＤ１によれば、光束を出射する光源部２０と、前記光源部２０から出射された光束を反射ミラー８２の揺動により第１方向に相対的に高速に走査する共振型高速走査素子８１と、高速走査素子８１により走査された光束を反射ミラー９２の揺動により前記第１方向と略直交する第２方向に相対的に低速に走査する電磁駆動式の低速走査素子９１と、光源部２０の出射強度調整及び前記高速走査素子８１の共振揺動処理を行う起動モードを実行し、さらに、低速走査素子９１の鋸歯波状揺動処理を実行した後に、画像信号に応じた強度の光束を光源部２０から出射させ、当該光束を高速走査素子８１及び低速走査素子９１によって走査させる画像表示モードを実行する制御部１０と、を備える。そして、制御部１０は、前記起動モード時に、光源部２０の出射強度調整及び前記高速走査素子８１の共振揺動処理を行うとき、低速走査素子９１の反射ミラー９２を正弦波状に揺動させた後、前記光源部２０からの光束の出射を行うこととしている。そのため、光源部２０や高速走査素子８１の起動制御を行う際に、低速走査素子９１の消費電力を低減することができる光走査型の画像表示装置とすることができる。
【００９５】
また、低速走査素子９１の反射ミラー９２における前記正弦波状の揺動の周波数は、低速走査素子９１の共振周波数に等しいこととしたため、光源部２０や高速走査素子８１の起動制御を行う際に、低速走査素子９１の消費電力を更に低減することができる。
【００９６】
また、制御部１０は、画像表示モード時に、前記起動モード時において制限波状に揺動した低速走査素子９１の反射ミラー９２の最大揺動角を、画像表示モード時における低速走査素子９１の反射ミラー９２の最大揺動角よりも大きくなるように制御することとしている。そのため、共振駆動モードで出射される検査用レーザ光の単位面積あたりに照射されるエネルギーを少なくすることができ、利用者が眩しさを感じるおそれを可及的に防止することができる。また、反射ミラー９２を揺動させることで、低速走査素子９１に通電することによって発生したジュール熱を効率的に放散することができ、低速走査素子９１の過熱を防止することができる。
【００９７】
また、制御部１０は、低速走査素子９１の反射ミラー９２を正弦波状に揺動させた後、光源部２０からの光束を出射させる第１モード（共振駆動モード）と、低速走査素子９１の反射ミラー９２を平衡位置Ｙ０から所定角度まで傾斜させ、この状態を維持したまま、光源部２０から光束を出射させる第２モード（強制駆動モード）とを実行可能としている。そして、起動モード時に、まず低速走査素子９１の反射ミラー９２を、平衡位置Ｙ０から所定角度まで傾斜させ、このときの低速走査素子９１の消費電力の値が予め設定された閾値を超えたときには、第１モードを実行し、前記低速走査素子９１の消費電力の値が前記閾値を超えないときには、第２モードを実行することとしている。そのため、消費電力が大きいときには、消費電力を可及的に抑えることのできる第１モードで起動モードの制御を行わせることができ、また、消費電力が少ないときには、有効走査範囲Ｚにて検査用レーザ光を走査せず、検査用レーザ光を視認させることのない第２モードで起動モードの制御を行わせることができる。
【００９８】
また、低速走査素子９１の周囲の温度を検出する温度センサ９４を備え、制御部１０は、温度センサ９４によって検出された温度に応じて、定格値を変更することとしている。そのため、低速走査素子９１近傍の温度に応じて、第２モードに移行する閾値を変更することができ、低速走査素子９１の過熱を防止することができる。
【００９９】
また、高速走査素子８１及び低速走査素子９１で走査された光束をユーザの眼に入射させて、ユーザの網膜１０１ｂ上に画像信号Ｓに応じた画像を投影する投射部を有することとしている。そのため、光源部２０や高速走査素子８１の共振揺動処理を行う際に、低速走査素子９１の消費電力を低減することができるＲＳＤを提供することができる。
【０１００】
最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  ＲＳＤ
６  投影部
１０  制御部
２０  光源部
３０  走査部
８１  高速走査素子
８２  反射ミラー
９１  低速走査素子
９２  反射ミラー
９３ａ  実消費電力測定部
９４  温度センサ
１０１  眼
１２０  起動モード選択部
１２１  起動制御実行部
１２３  画像表示制御実行部
１３０  共振駆動モード情報記憶部
１３１  強制駆動モード情報記憶部
１３３  許容消費電力設定部
１３４  消費電力比較部
β  所定角度
Ｓ  画像信号
Ｘ  第１方向
Ｘ０  平衡位置
Ｙ  第２方向
Ｙ０  平衡位置
Ｙ２  角度
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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