(57)【要約】【課題】光源及び走査部の起動処理を行う起動モード時において、低速走査素子の消費電力や発熱等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。【解決手段】起動モード時に、低速走査素子のミラー部３０１を、有効走査範囲Ｙａ及び無効走査範囲ｙＢを含む範囲で揺動させ、低速走査素子の走査位置が無効走査範囲Ｙｂ内にあるときに、光源の出射特性を検出し、かつ高速走査素子のミラー部２０１を共振状態で所定範囲で揺動させる処理を行う。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に応じた強度の光束を出射する光源と、
反射面を有するミラー部を揺動して前記光源から出射された光束を第１方向に相対的に高速に走査する共振型の高速走査素子と、反射面を有するミラー部を揺動して前記高速走査素子により走査された光束を前記第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を有する走査部と、
前記光源、前記走査部の起動処理を行う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て画像を形成する画像表示モードを実行する制御部と、
前記高速走査素子及び前記低速走査素子による走査範囲のうち前記画像信号に応じた強度の光束を走査する有効走査範囲外の無効走査範囲で走査された光束を遮光する遮光部と、を備え、
前記制御部は、前記起動モード時において、
前記低速走査素子のミラー部を、前記有効走査範囲と前記無効走査範囲とを含む範囲で揺動させる第１ステップと、
前記低速走査素子の走査位置が前記無効走査範囲にあるときに前記光源から出射させた光束により、前記光源の出射特性を検出する第２ステップと、
前記高速走査素子のミラー部の揺動を開始させ、前記低速走査素子の走査位置が前記無効走査範囲にあるときに前記光源から出射させた光束により、前記高速走査素子のミラー部が共振状態かつ所定範囲で揺動するように制御する第３ステップと、
を実行することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１ステップにおいて前記低速走査素子の走査位置が最初に前記無効走査範囲になる前に前記第３ステップでの前記高速走査素子のミラー部の揺動を開始させる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、前記第１ステップにおいて前記低速走査素子の走査位置が最初に前記無効走査範囲になったときに、前記光源を制御して、前記第２ステップでの前記光束の出射と前記第３ステップでの前記光束の出射とを開始させる
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、前記起動モード時において、
前記第２及び第３ステップの後に、前記高速走査素子のミラー部の揺動に同期させて、前記低速走査素子のミラー部を揺動させる第４ステップを実行する
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】
前記制御部は、前記起動モード時に、前記低速走査素子のミラー部を正弦波状に揺動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記正弦波よりも緩やかに変化する波形状に前記低速走査素子のミラー部の揺動を開始した後に、前記低速走査素子のミラー部を正弦波状に揺動させることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記高速走査素子及び前記低速走査素子により前記有効走査範囲で走査された光束を利用者の眼に入射させて、前記利用者の網膜上に画像信号に応じた画像を投影することを特徴とする請求項１〜６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光束を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光束を、利用者の少なくとも一方の網膜上で走査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光束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、反射面が形成されたミラー部を相対的に高速で揺動可能な光走査素子（以下、高速走査素子という）と、同じく反射面が形成されたミラー部を相対的に低速で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、高速走査素子のミラー部を揺動させて第１方向に走査し、さらに低速走査素子のミラー部を鋸歯波状、三角波状又は台形波状に揺動させて光束を第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】
上述した走査型の画像表示装置では、画像信号に応じた強度の光束を光源から出射し、この光束を走査部で走査して画像を形成する。そのため、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、ミラー部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。そのため、ミラー部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、検査用光束が外部に出射されないようにすることが望ましい。そのため、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、光源から検査用光束を出射させてその揺動状態を検出するようにしている。
【０００８】
同様に、光源も温度や劣化等によって光源の出射特性（入力する駆動信号のレベルと出射する光束の強度との関係）が変化することから、光源の入出力特性を予め知っておく必要がある。そのため、従来の画像表示装置では、この光源の出射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範囲内に移動させている。
【０００９】
このように、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範囲内に移動させた後、高速走査素子の揺動位置や光源の入出力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範囲内に維持する。
【００１０】
しかしながら、低速走査素子の走査位置が無効走査範囲にあるときには、低速走査素子のミラー部の角度が最も大きいため、低速走査素子の走査位置を無効走査範囲にしようとすると、低速走査素子に供給する電流も大きくしなければならない。従って、光源の出射特性検出処理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範囲内に維持すると、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ことになる。例えば、低速走査素子を電磁駆動方式の光走査素子とした場合、最も大電流が流れる位置で長時間維持することになり、図１２に示すように、画像信号に応じた強度で光束を走査する際の交流（鋸波形）駆動時と比べて、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だけでなく、電磁駆動方式の光走査素子固有の巻き線コイルにより発生する熱も無視できないものとなる。
【００１１】
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、省電力や発熱等の点で課題があった。
【００１２】
このように、従来の画像表示装置においては、光源及び走査部の起動処理を行う起動モード時において、低速走査素子における消費電力や発熱等に課題があった。
【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、光源及び走査部の起動処理を行う起動モード時において、低速走査素子の消費電力や発熱等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、画像信号に応じた強度の光束を出射する光源と、反射面を有するミラー部を揺動して前記光源から出射された光束を第１方向に相対的に高速に走査する共振型の高速走査素子と、反射面を有するミラー部を揺動して前記高速走査素子により走査された光束を前記第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を有する走査部と、前記光源、前記走査部の起動処理を行う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て画像を形成する画像表示モードを実行する制御部と、前記高速走査素子及び前記低速走査素子による走査範囲のうち前記画像信号に応じた強度の光束を走査する有効走査範囲外の無効走査範囲で走査された光束を遮光する遮光部と、を備え、前記制御部は、前記起動モード時において、前記低速走査素子のミラー部を、前記有効走査範囲と前記無効走査範囲とを含む範囲で揺動させる第１ステップと、前記低速走査素子の走査位置が前記無効走査範囲にあるときに前記光源から出射させた光束により、前記光源の出射特性を検出する第２ステップと、前記高速走査素子のミラー部の揺動を開始させ、前記低速走査素子の走査位置が前記無効走査範囲にあるときに前記光源から出射させた光束により、前記高速走査素子のミラー部が共振状態かつ所定範囲で揺動するように制御する第３ステップと、を実行することを特徴とする。
【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、前記制御部は、前記第１ステップにおいて前記低速走査素子の走査位置が最初に前記無効走査範囲になる前に前記第３ステップでの前記高速走査素子のミラー部の揺動を開始させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３に係る発明は、請求項２記載の画像表示装置において、前記制御部は、前記第１ステップにおいて前記低速走査素子の走査位置が最初に前記無効走査範囲になったときに、前記光源を制御して、前記第２ステップでの前記光束の出射と前記第３ステップでの前記光束の出射とを開始させることを特徴とする。
【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、前記起動モード時において、前記第２及び第３ステップの後に、前記高速走査素子のミラー部の揺動に同期させて、前記低速走査素子のミラー部を揺動させる第４ステップを実行することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４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、前記起動モード時に、前記低速走査素子のミラー部を正弦波状に揺動させることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に係る発明は、請求項５に記載の画像表示装置において、前記制御部は、前記正弦波状よりも緩やかに変化する波形状に前記低速走査素子のミラー部の揺動を開始した後に、前記低速走査素子のミラー部を正弦波状に揺動させることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７に係る発明は、請求項１〜６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により前記有効走査範囲で走査された光束を利用者の眼に入射させて、前記利用者の網膜上に画像信号に応じた画像を投影することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、起動モード時に、低速走査素子のミラー部を、有効走査範囲及び無効走査範囲を含む範囲で揺動させ、低速走査素子の走査位置が無効走査範囲内にあるときに、光源の出射特性を検出し、かつ高速走査素子のミラー部を共振状態で所定範囲で揺動させる処理を行う。そのため、低速走査素子のミラー部を無効走査範囲内に維持したまま、これらの処理を行う場合に比べて低速走査素子の消費電力や発熱等を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係るＲＳＤの外観を示す図である。
【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】高速走査素子の構成を示す図である。
【図４】低速走査素子の構成を示す図である。
【図５】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６】画像表示装置の起動時の処理の流れを示す図である。
【図７】画像表示装置の起動時の処理の流れを示す図である。
【図８】図１の低速駆動信号生成器の構成を示す図である。
【図９】初期動作用の低速駆動信号の波形の例を示す図である。
【図１０】初期動作用の低速駆動信号の波形の例を示す図である。
【図１１】低速走査部のミラー部の共振時の波形の例を示す図である。
【図１２】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】
【００２３】
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、画像信号に応じた強度の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、光束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。
【００２４】
［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４０（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に備えられる走査部５０とコントロールユニット２に備えられる後述の光源２０との間で同期をとるための信号（高速駆動信号１６及び低速駆動信号１７）を伝送する駆動信号伝送用ケーブルも有する。
【００２５】
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（以下、画像形成用のレーザ光という）を伝送ケーブル部４へ出射する。
【００２６】
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９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４０を介して伝送されてきたレーザ光を走査部により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。
【００２７】
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８が設けられている。外光Ｌ１はハーフミラー８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Ｌ２はハーフミラー８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Ｌ１による外景にレーザ光Ｌ２による画像を重ねて視認することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
［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。
【００３０】
コントロールユニット２は、制御部１０と、光源２０とを有している。
【００３１】
制御部１０は、駆動信号供給部１１、高速駆動信号生成部１２、低速駆動信号生成部１３、主制御部１４を有している。
【００３２】
駆動信号供給部１１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、駆動信号供給部１１からは、三原色各色の画素単位の画像信号として、Ｒ（赤色）駆動信号１５ｒ，Ｇ（緑色）駆動信号１５ｇ，Ｂ（青色）駆動信号１５ｂが生成されて出力される。
【００３３】
高速駆動信号生成部１２は、高速走査部６０の後述する高速走査素子６１が共振状態で所定走査範囲で走査可能となるように、高速走査部６０で使用される高速駆動信号１６を生成して出力する。高速駆動信号生成部１２は、高速走査素子６１の共振状態や走査範囲を、光検出部９０から出力される検出信号に基づいて判定する。そして、高速駆動信号生成部１２は、高速駆動信号１６の周波数が高速走査素子６１の共振周波数となり、高速走査素子６１の走査範囲が所定走査範囲となるように、高速駆動信号１６の周波数や振幅を調整する。
【００３４】
ここで、高速走査素子６１の一例を図３に示す。同図に示すように、高速走査素子６１は、金属板で形成されており、表面に反射面２０１ａが形成されたミラー部２０１は円形を有している。ミラー部２０１の両側は弾性を有する梁部２０２，２０２が連結されて支持されており、梁部２０２，２０２は支持部２０３に連結して支持されている。支持部２０３には圧電素子２０４が形成されている。この圧電素子２０４には、高速駆動信号生成部１２から高速駆動信号１６により延伸方向と直交する方向（図面視で前後方向）に応力が発生し、これにより、梁部２０２，２０２の長手方向を揺動軸Ｌｘとして、ミラー部２０１が揺動軸Ｌｘ回りに揺動する。
【００３５】
低速駆動信号生成部１３は、高速駆動信号１６の周波数に基づいて、低速走査部７０で使用される低速駆動信号１７を生成して出力する。この低速駆動信号１７は、鋸波形状の信号であるが、三角波状の信号や台形波状の信号であってもよい。後述するように、高速走査部６０では光源２０から出射するレーザ光を水平方向Ｘに往復走査しており、高速駆動信号１６の１／２周期が水平方向Ｘへの１走査となって１走査線が形成される。例えば、ＲＳＤ１において表示する画像の１フレーム当たりの走査線数（レーザ光が走査されない無効走査部分を含む）が１０００であるとき、低速駆動信号生成部１３は、低速駆動信号１７の周期は、高速駆動信号１６の周期の５００倍の周期である。
【００３６】
ここで、低速走査素子７１の一例を図４（ａ）,（ｂ）に示す。図４（ａ）に示すように、低速走査素子７１は、反射面３０１ａが形成された四角形状のミラー部３０１を有している。このミラー部３０１は２辺に連結する梁部３０２ａ，３０２ｂにより支持され、梁部３０２ａ，３０２ｂは支持部３０３ａ，３０３ｂの中央部に連結して支持されている。支持部３０３ａ，３０３ｂの両端部は、基台３０５に固着された枠部３０４ａ，３０４ｂに連結されており、ミラー部３０１は梁部３０２ａ，３０２ｂ及び支持部３０３ａ，３０３ｂを介して枠体３００に揺動可能に支持されている。
【００３７】
ミラー部３０１の揺動軸Ｌｙに平行な２辺に近接して永久磁石３０６ａ，３０６ｂが設置されている。図４（ｂ）に示すように、永久磁石３０６ａ，３０６ｂが形成する磁界の向きは、静止状態のミラー部３０１の反射面３０１ａに平行で、揺動軸Ｌｙに直交する方向である。また、ミラー部３０１の反射面３０１ａと反対側の裏面にはコイル３０７が形成されている。コイル３０７の電極は２つの梁部３０２ａ，３０２ｂを介して低速走査駆動回路７３に接続される。この構成により、コイル３０７に電流を流すとコイル３０７にローレンツ力が働く。揺動軸Ｌｙから紙面下半分のコイル３０７には例えば紙面表側にローレンツ力が働き、揺動軸Ｌｙから紙面上半分のコイル３０７には紙面裏側にローレンツ力が働く。これにより、ミラー部３０１には揺動軸Ｌｙ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７３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、ミラー部３０１の揺動角を制御することができる。
【００３８】
光源２０には、Ｒレーザドライバ２１，Ｇレーザドライバ２２，Ｂレーザドライバ２３が設けられる。Ｒレーザドライバ２１，Ｇレーザドライバ２２，Ｂレーザドライバ２３は、それぞれ駆動信号供給部１１から出力されるＲ駆動信号１５ｒ，Ｇ駆動信号１５ｇ，Ｂ駆動信号１５ｂをもとに、Ｒレーザ２４，Ｇレーザ２５，Ｂレーザ２６へそれぞれ駆動電流を供給する。各レーザ２４，２５，２６は、各レーザドライバ２１，２２，２３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２４，２５，２６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。
【００３９】
さらに、光源２０には、コリメート光学系２７，２８，２９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３０，３１，３２と、結合光学系３３とが設けられている。各レーザ２４，２５，２６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２７，２８，２９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３０，３１，３２に入射される。その後、これらのダイクロイックミラー３０，３１，３２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３３に達し、合波されて光ファイバケーブル４０へ出射される。このように光ファイバケーブル４０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。
【００４０】
また、光源２０には、Ｒレーザ２４から出射したＲレーザ光Ｌｒの強度を検出するＲ光センサ３５、Ｇレーザ２５から出射したＧレーザ光Ｌｇの強度を検出するＧ光センサ３６、Ｂレーザ２６から出射したＢレーザ光Ｌｂの強度を検出するＢ光センサ３７が設けられている。
【００４１】
投影部６は、光源２０と利用者の眼１０１との間に配置されており、走査部５０、第２リレー光学系８０、遮光部８３を有している。
【００４２】
走査部５０は、コリメート光学系５１、高速走査部６０、第１リレー光学系６５、低速走査部７０を有している。
【００４３】
コリメート光学系５１は、光源２０で生成され、光ファイバケーブル４０を介して出射されるレーザ光を平行光化する。
【００４４】
高速走査部６０及び低速走査部７０は、光ファイバケーブル４０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方向である水平方向Ｘと第２方向である垂直方向Ｙに走査する光学系である。高速走査部６０は、コリメート光学系５１で平行光化されて入射するレーザ光を水平方向Ｘに往復走査する。また、低速走査部７０は、高速走査部６０で水平方向Ｘに走査され、第１リレー光学系６５を介して入射するレーザ光を垂直方向Ｙに走査する。この垂直方向Ｙは水平方向Ｘに略直交する方向である。
【００４５】
高速走査部６０は、レーザ光を水平方向Ｘに相対的に高速に走査するためのミラー部２０１を有する共振型の高速走査素子６１と、高速走査駆動回路６３を備えている。高速走査駆動回路６３は、高速走査素子６１を共振させて高速走査素子６１のミラー部２０１を揺動させる駆動信号を、高速駆動信号１６を増幅して生成する。この駆動信号は、高速走査素子６１固有の周波数を有する正弦波状波形の信号であり、後述するようにミラー部２０１を揺動軸Ｊｘ回りに正弦波状に揺動させる。
【００４６】
一方、低速走査部７０は、レーザ光を垂直方向Ｙに相対的に低速に走査するためのミラー部３０１を有する非共振型の低速走査素子７１と、低速走査駆動回路７３とを備える。低速走査駆動回路７３は、低速走査素子７１のミラー部３０１を非共振状態で揺動させる駆動信号を、低速駆動信号１７を増幅して生成する。この駆動信号は、鋸波状波形の信号であり、後述するようにミラー部３０１を揺動軸Ｊｙ回りに鋸波状に揺動させる。低速走査部７０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垂直方向Ｙに走査する。
【００４７】
図５には、高速走査部６０及び低速走査部７０の高速走査素子６１，７１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、光源２０から出射させたレーザ光を、高速走査素子６１及び低速走査素子７１が走査できる最大の範囲を意味する。すなわち、最大走査範囲Ｇは、図５に示すように、高速走査素子６１の走査位置が−Ｘ２〜＋Ｘ２（ミラー部２０１の角度が−θｘ２〜＋θｘ２）であり、かつ低速走査素子７１の走査位置が−Ｙ２〜＋Ｙ２（ミラー部３０１の角度が−θｙ２〜＋θｙ２）であるときの走査部５０の走査範囲である。また、「有効走査範囲Ｚ」は、画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光を走査部５０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、高速走査素子６１及び低速走査素子７１がレーザ光を走査する範囲である。すなわち、有効走査範囲Ｚは、図５に示すように、高速走査素子６１の走査位置が−Ｘ１〜＋Ｘ１（ミラー部２０１の角度が−θｘ１〜＋θｘ１）であり、かつ低速走査素子７１の走査位置が−Ｙ１〜＋Ｙ１（ミラー部３０１の角度が−θｙ１〜＋θｙ１）であるときの走査部５０の走査範囲である。なお、高速走査素子６１は高速駆動信号１６を入力しない状態のときに、高速走査素子６１のミラー部２０１の角度が平衡位置０となり、低速走査素子７１は低速駆動信号１７を入力しない状態のときに、低速走査素子７１のミラー部３０１の角度が平衡位置０となる。
【００４８】
最大走査範囲Ｇのうち、高速走査素子６１及び低速走査素子７１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６１及び低速走査素子７１によって光源２０から出射される画像形成用のレーザ光が有効走査範囲Ｚ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。なお、最大走査範囲Ｇのうち有効走査範囲Ｚ外の範囲が無効走査範囲Ｗである。
【００４９】
また、高速走査部６０と低速走査部７０との間でレーザ光を中継する第１リレー光学系６５は、高速走査素子６１のミラー部２０１によって水平方向Ｘに走査されたレーザ光を低速走査素子７１のミラー部３０１に収束させる。そして、このレーザ光が低速走査素子７１のミラー部３０１によって垂直方向Ｙに走査される。低速走査素子７１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８１，８２が直列配置された第２リレー光学系８０を介して、眼１０１の前方に位置させたハーフミラー８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８は外光Ｌ１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Ｌ１に基づく外景にレーザ光Ｌ２に基づく画像を重ねた画像を視認することができる。
【００５０】
第２リレー光学系８０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遮光部８３が設けられている。この遮光部８３は、有効走査範囲Ｚ外の無効走査範囲Ｗで走査された光のレンズ８２への入射を遮断する遮光板から構成されており、中間像面において有効走査範囲Ｚで走査されたレーザ光が形成する像の範囲を通過させるように開口している。この遮光部８３によって、後述する無効走査範囲Ｗで走査部５０により走査されたレーザ光がレンズ８２へ入射することを防止することができる。なお、中間像面は、網膜１０１ｂと像共役の関係にある。
【００５１】
この遮光部８３の上縁部には、走査部５０の有効走査範囲Ｚ外で走査されるレーザ光を検出する光検出部９０が設けられている。この光検出部９０は、高速走査素子６１の走査位置が走査中心Ｘ０からずれた位置＋Ｘ３にあり、低速走査素子７１の走査位置が位置＋Ｙ３にあるときに、高速走査素子６１及び低速走査素子７１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７１により走査されたレーザ光を受光すると、この光検出部９０は、検出信号９１を生成して制御部１０へ送信する。なお、位置＋Ｘ３は、水平方向Ｘにおける有効走査範囲にＸａにあり、位置＋Ｙ３は、垂直方向Ｙにおける無効走査範囲Ｙｂにある。
【００５２】
［３．画像表示装置１の駆動開始時の動作］
以上のように構成された画像表示装置１では、光源２０及び走査部３０の動作が停止している状態から光源２０及び走査部３０により画像の表示を開始するまでの動作を以下のように行うことで高速にすることができる。以下、図６〜図１１を参照してその動作を具体的に説明する。
【００５３】
画像表示装置１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、図５及び図６に示すように、低速走査素子７１のミラー部３０１を、角度＋θｙ２〜−θｙ２で正弦波状に揺動させる（図６のステップＳ１０、図７のタイミングｔ１参照）。これにより、低速走査素子７１による走査範囲を有効走査範囲Ｙａと無効走査範囲Ｙｂとを含む範囲（走査位置＋Ｙ２〜−Ｙ２）とする。また、ミラー部３０１を正弦波状に揺動させることで、低速駆動信号１７において低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分を抑圧することができ、検査用レーザ光を精度よく光検出部９０に検出させることが可能となる。すなわち、従来のようにミラー部の角度を＋θ0（図１２参照）に維持する際、低速駆動信号１７に低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分が含まれないようにミラー部３０１をゆっくり移動させる必要がある。一方、本実施形態では、ミラー部３０１を正弦波状に揺動させているため、低速駆動信号１７に低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分が含まれず固有共振を抑制することができ、起動時間を短縮することが可能となる。つまり、低速走査素子の固有共振が一旦起こると、この固有共振を抑制するのにはかなりの時間がかかり、結果として、起動時間が長くなることになるため、このような固有共振を誘起しないように起動するのが結果として起動時間を短縮することに繋がるのである。
【００５４】
低速駆動信号生成部１３は図８に示すように構成されており、低速走査素子７１の走査位置を＋Ｙ２〜−Ｙ２とするために、次のように動作する。まず、駆動制御部１３４は、第２記憶部１３２に記憶した初期動作用の駆動信号のデータを読み出してＤＡ変換器１３３に入力してアナログ変換することで、初期動作用の低速駆動信号１７を生成し出力する。低速走査素子７１は、このように低速駆動信号生成部１３から入力される低速駆動信号１７に基づいてミラー部３０１を揺動させる。この初期動作用の低速駆動信号１７は、図９に示すように、最初の変化は緩やかにすることが望ましい。すなわち、低速駆動信号１７を正弦波状よりも緩やかに変化する波形状にして、正弦波状に揺動する速度よりも遅い速度でミラー部３０１の揺動を開始した後に、ミラー部３０１を正弦波状に揺動させるように低速走査素子７１を駆動する低速駆動信号１７を生成して、低速走査部７０へ出力する。このようにすることで、低速駆動信号１７において低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分がより低減されるので、起動時間を短縮することが可能となるとともに、検査用レーザ光を精度よく光検出部９０に検出させることが可能となる。
【００５５】
また、制御部１０は、低速走査素子７１のミラー部３０１の駆動開始と同時に、高速駆動信号１６を高速走査駆動回路６３へ出力して高速走査素子６１のミラー部２０１の駆動を開始する（図６のステップＳ１１、図７のタイミングｔ１参照）。このようにすることで、起動モードの処理時間を短縮することが可能となる。
【００５６】
具体的には、高速駆動信号生成部１２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１６を高速走査駆動回路６３へ出力し、高速走査駆動回路６３により高速駆動信号１６を増幅して、圧電素子２０４に印加する。これにより、高速走査素子６１のミラー部２０１の駆動を開始する。なお、高速駆動信号生成部１２において、前回画像を表示したときに、高速走査素子６１のミラー部２０１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１６を生成して出力するようにしてもよい。
【００５７】
次に、制御部１０は、光源２０を制御して、走査部５０の垂直方向Ｙの走査位置が無効走査範囲Ｙｂにあるとき、検査用レーザ光を出射させる（図６のステップＳ１２、図７のタイミングｔ２〜ｔ４参照）。ここで、図７に示すように、制御部１０は、走査部５０の垂直方向Ｙの走査位置が最初に無効走査範囲Ｙｂになったときから、検査用レーザ光を出射させることで、起動モードの処理時間を短縮することが可能となる。
【００５８】
具体的には、制御部１０は、低速走査素子７１のミラー部３０１の角度が＋θｙ１を超え、かつ＋θｙ３を含む所定範囲にあるときに、検査用レーザ光を出射するための駆動信号１５ｒ，１５ｇ，１５ｂを出力する。これにより、レーザ２４，２５，２６から検査用レーザ光を出射させ、Ｒ光センサ３５，Ｇ光センサ３６、Ｂ光センサ３７で検査用レーザ光を検出させ、また、光検出部９０に検査用レーザ光を検出させる。
【００５９】
このように検査用レーザ光を出射させているときに、制御部１０は、駆動信号供給部１１を制御し、レーザ２４，２５，２６の出射特性を検出する処理を行う（図６のステップＳ１３、図７のタイミングｔ２〜）。
【００６０】
具体的には、駆動信号供給部１１は、検査用レーザ光を出射するための駆動信号１５ｒ，１５ｇ，１５ｂを出力しているときに、駆動信号供給部１１は、各光センサ３５，３６，３７からの検出信号を受信する。そして、駆動信号供給部１１は、各光センサ３５，３６，３７から出力される検出信号の振幅レベルに基づいて、各レーザ２４，２５，２６から出射されるレーザ光が、駆動信号１５ｒ,１５ｇ,１５ｂに基づいて所望の強度で出射されているかを判断する。各レーザ２４，２５，２６から出射されるレーザ光が、所望の強度でなければ、所望の強度になるまで駆動信号１５ｒ,１５ｇ,１５ｂを変更する。そして、駆動信号供給部１１は、各光センサ３５，３６，３７から出力される検出信号の振幅レベルに基づいて、各レーザ２４，２５，２６から出射されるレーザ光が所望の光量となったと判定したときの駆動信号１５ｒ,１５ｇ,１５ｂ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２４，２５，２６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。
【００６１】
また、制御部１０は、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動周波数を高速走査素子６１固有の共振周波数へ調整する処理を行う（図６のステップＳ１４、図７のタイミングｔ２〜ｔ３）。なお、高速走査素子６１に入力される駆動信号に対して高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動波形の位相が略９０度ずれたときに高速走査素子６１のミラー部２０１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６１のミラー部２０１の揺動周波数の調整を行っている。
【００６２】
レーザ２４，２５，２６からは所定輝度の検査用レーザ光が出射されており、高速駆動信号生成部１２は、出力している高速駆動信号１６と光検出部９０からの検出信号９１の出力タイミングとを比較する。光検出部９０は、高速走査素子６１のミラー部２０１が共振状態のときに、検査用レーザ光が入射する位置である水平方向の走査位置＋Ｘ３に配置されており、高速駆動信号生成部１２は、光検出部９０から検出信号９１が出力されるまで、予め決められた周波数の高速駆動信号１６を供給し続ける。その後、検出信号９１が出力されるようになると、高速駆動信号生成部１２は、高速駆動信号１６の波形と高速走査素子６１のミラー部２０１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１６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、ミラー部２０１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６１のミラー部２０１の揺動周波数を高速走査素子６１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。
【００６３】
このように、ＲＳＤ１では、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動を開始させ、低速走査素子７１の走査位置が無効走査範囲Ｗの走査位置＋Ｙ３にあるときに、高速走査素子６１のミラー部２０１が共振状態かつ所定範囲で揺動するように制御するようにしている。
【００６４】
このようにすることで、従来の画像表示装置の制御に比べて、消費電力や発熱等を低減することが可能となる。すなわち、低速走査素子７１のミラー部３０１を有効走査範囲Ｚと無効走査範囲Ｗとを含む範囲で揺動させているため、従来のように低速走査素子の走査位置を継続して無効走査範囲となるように制御することに比べ、消費電力や発熱等を低減することが可能となる。
【００６５】
特に、低速走査素子７１の走査位置が最初に無効走査範囲になったときに、ステップＳ１３の処理とステップＳ１４の処理を同時に開始するようにすることで、起動モードの処理時間を短縮することが可能となる。
【００６６】
次に、制御部１０は、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動範囲（揺動振幅）を調整する処理を開始する（図６のステップＳ１５、図７のタイミングｔ３参照）。
【００６７】
具体的には、高速駆動信号生成部１２は、駆動信号供給部１１が検査用レーザ光を出射するための駆動信号１５ｒ，１５ｇ，１５ｂを出力しているときに、光検出部９０からの検出信号９１の出力タイミングに基づき、ミラー部２０１の揺動範囲を検出する。すなわち、高速駆動信号生成部１２は、光検出部９０から検出信号９１の出力間隔に応じてミラー部２０１の揺動範囲を判断して、その揺動範囲に応じて高速駆動信号１６の振幅を調整する。このように、検出信号９１の出力間隔に応じてミラー部２０１の揺動範囲を判断できるのは、ミラー部２０１が共振状態で揺動しており、ミラー部２０１の揺動が正弦波状に行われるからである。なお、ミラー部２０１の駆動によって生じる梁部２０２ａ，２０２ｂの変位を検出する圧電素子を設けて、この圧電素子でミラー部２０１の揺動範囲を検出するようにしてもよい。
【００６８】
このように、制御部１０は、高速走査素子６１による走査位置が無効走査範囲にあるときに光源２０から検査用レーザ光を出射させ、当該レーザ光に対する光検出部９０の検出結果に応じて高速走査素子６１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おり、これにより、高速走査素子６１を共振揺動させる共振揺動処理を行っている。また、制御部１０は、高速走査素子６１による走査位置が無効走査範囲にあるときに光源２０から検査用レーザ光を出射させ、当該レーザ光に対して各光センサ３５，３６，３７から出力される検出信号の振幅レベルに基づいて、光源２０の出射特性を検出するようにしている。
【００６９】
ステップＳ１５において高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動範囲の調整を開始し、ミラー部２０１の揺動範囲を所定範囲に調整を開始した後、制御部１０は、低速走査素子７１の駆動信号波形を生成開始する（図６に示すステップＳ１６参照）。
【００７０】
具体的には、駆動制御部１３４（図８参照）は、ステップＳ１４で高速走査素子６１固有の共振周波数に調整した高速走査素子６１の揺動周波数に応じたタイミングで第１記憶部１３０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波状信号を生成する。この鋸波状信号はフィルタ１３１に入力されてフィルタリング処理が施される。駆動制御部１３４は、フィルタリング処理が施された信号を第２記憶部１３２に低速駆動信号１７の基礎波形データとして記憶する。これにより、駆動信号波形の生成処理を終了する。なお、フィルタ１３１によるフィルタリング処理を行うのは、低速駆動信号１７に低速走査素子７１固有の共振周波数成分が重畳しており、フィルタリング処理を行わない場合には、この共振周波数成分によりミラー部が共振し、図１１に示すように、共振周波数でミラー部２０１が共振してしまうためである。つまり、このような共振が一旦起きてしまうと、なかなかこの共振は収束せず、起動モードの処理時間が長引いてしまうからである。
【００７１】
次に、制御部１０は、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動範囲調整処理（図６に示すステップＳ１５）と、低速走査素子７１の駆動信号波形生成処理（図６に示すステップＳ１６）が終了したか否かを判定する（図６に示すステップＳ１７）。
【００７２】
ステップＳ１７の処理において、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動範囲調整処理と低速走査素子７１の駆動信号波形生成処理とが共に終了したと判定すると（図６のステップＳ１７：ＹＥＳ、図７のタイミングｔ４参照）、制御部１０は、ステップＳ１６で生成した駆動信号波形の低速駆動信号１７を低速走査素子７１へ出力して、低速走査素子７１のミラー部３０１を鋸波状に揺動する処理を行う（ステップＳ１８）。
【００７３】
具体的には、駆動制御部１３４（図８参照）は、高速走査素子６１固有の共振周波数に応じたタイミングで第２記憶部１３２からデータを読み出してＤＡ変換器１３３に入力してアナログ変換し量子化ノイズなどを取り除いた低速駆動信号１７を生成し出力する。この処理を繰り返し行うことによって、周期的な鋸波状駆動信号である低速駆動信号１７を生成して低速走査部７０へ出力して、低速走査素子７１のミラー部３０１を鋸波状に連続して揺動させる。
【００７４】
このようにすることで、高速走査素子６１固有の共振周波数に応じたタイミングで低速駆動信号１７を生成することで、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動に同期させて、低速走査素子７１のミラー部３０１を揺動させることができる。このようにすることで、画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光を走査部５０により精度よく走査させることが可能となり、表示する画像の品質を向上させることができる。なお、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動範囲調整処理が終了していない場合であっても、低速走査素子７１の駆動信号波形生成処理が終了している場合には、ステップＳ１８の処理を実行することができる。
【００７５】
次に、制御部１０は、周期的な鋸波状駆動信号である低速駆動信号１７を低速走査部７０へ出力してから所定期間経過したか否かを判定する（図８のステップＳ１９参照）。この所定期間は、低速走査素子７１のミラー部３０１の揺動が安定するまでの時間であり、低速走査素子７１の固有共振によって発生する共振周波数成分の振幅（図１１参照）が所定以下になるまでの時間である。このようにすることで、低速走査素子７１の駆動が安定していない状態で光源２０からレーザ光を出射して投影することを防止することができ、これにより低品質の画像が投影されることを防止できる。
【００７６】
低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分は、初期動作用の低速駆動信号１７（図７のタイミングｔ０〜ｔ４）から画像走査用の低速駆動信号１７（図７のタイミングｔ４〜）への切り替わり時に発生する。そこで、低速駆動信号生成部１３において、図１０に示すように、検査用の低速駆動信号１７と画像走査用の低速駆動信号１７とを同じ振幅、好ましくは同じ速度（傾斜）で接続するように、初期動作用の低速駆動信号１７から画像走査用の低速駆動信号１７へ連続させて出力することが望ましい。このようにすることで、初期動作用の低速駆動信号１７から画像走査用の低速駆動信号１７へ切り替わり時に低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分を抑圧することができる。また、この初期動作用の低速駆動信号１７の波形は、前記共振周波数成分が十分に低減されたような波形であれば、周波数、波形ともに何でもよいが、簡単且つ確実な効果が期待できるという点などで、その周波数は、後述する画像走査用の低速駆動信号１７（図７のタイミングｔ４〜）の周波数と同程度又はそれ以下の周波数とするのが望ましい。但し、起動モードの処理時間のさらなる短縮化を目指すのであれば、その周波数は前記共振周波数成分が十分に低減される範囲内でできるだけ高い周波数の波形を選択してもよい。
【００７７】
周期的な鋸波状駆動信号である低速駆動信号１７を低速走査部７０へ出力してから所定期間経過したと判定すると（図６のステップＳ１９：ＹＥＳ、図７のタイミングｔ５参照）、制御部１０は、画像信号に応じたレーザ光（画像形成用レーザ光）を光源２０から出射して高速走査素子６１及び低速走査素子７１により当該レーザ光の２次元走査を開始する（ステップＳ２０）。これにより、利用者の眼１０１の網膜１０１ｂへ２次元走査したレーザ光が投射され、利用者に画像信号Ｓに応じた画像を視認させるようにしている。
【００７８】
以上のように、本実施形態に係るＲＳＤ１では、起動モード時に、低速走査素子のミラー部を、有効走査範囲及び無効走査範囲を含む範囲で揺動させ、低速走査素子の走査位置が無効走査範囲内にあるときに、光源の出射特性を検出し、かつ高速走査素子のミラー部を共振状態で所定範囲で揺動させる処理を行う。そのため、低速走査素子のミラー部を無効走査範囲内に維持したまま、これらの処理を行う場合に比べて低速走査素子の消費電力や発熱等を低減することができる。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の概要の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【００８０】
例えば、上述の実施形態では、初期動作用の低速駆動信号１７を正弦波状に振幅が変化する信号として、低速走査素子７１のミラー部３０１を揺動軸Ｌｙ回りに正弦波状に揺動させるようにしたが、初期動作用の低速駆動信号１７を台形状や三角波状に振幅が変化する信号としてもよい。なお、低速駆動信号１７の振幅を正弦波状に変動させた場合には、低速駆動信号１７において低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分を含まないので、固有共振を抑制することができ、起動処理の時間を短縮化できるとともに、検査用レーザ光を精度よく光検出部９０に検出させることが可能となる。また、この低速駆動信号１７は、正弦波状でなくとも、低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分が十分に低減された波形であれば何でもよい。たとえば、前記共振周波数より低い周波数成分のみで構成される周期波形であってもよいし、所定の周期波形から前記共振周波数成分を十分に抑圧して形成した波形であってもよい。
【００８１】
なお、本実施例での正弦波状とは、低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分が含まれないかまたは十分に低減された周波数であり、通常は前記共振周波数より十分に低い周波数である。
【００８２】
また、オフセット電圧および電流を流すことで、低速走査の走査範囲を走査中心を０°とした−Ｙ２〜＋Ｙ２の範囲ではなく、走査中心をα°とした−Ｙ２＋α°〜＋Ｙ２α°の範囲にすることも可能である。
【００８３】
本発明を、上述してきた実施形態を通して説明したが、本実施形態によれば、以下の効果が期待できる。
【００８４】
（１）画像信号Ｓに応じた強度の光束を出射する光源２０と、反射面２０１ａを有するミラー部２０１を揺動して光源２０から出射されたレーザ光（光束）を水平方向（第１方向）に相対的に高速に走査する共振型の高速走査素子６１と反射面３０１ａを有するミラー部３０１を揺動して高速走査素子６１により走査されたレーザ光を水平方向（第１方向）と略直交する垂直方向（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７１とを有する走査部５０と、光源２０、走査部５０の起動処理を含む起動モードを実行した後に、画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光を光源２０から出射させ、当該レーザ光を高速走査素子６１及び低速走査素子７１によって走査させて画像を形成する画像表示モードを実行する制御部１０と、高速走査素子６１及び低速走査素子７１による走査範囲のうち画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光を走査する有効走査範囲Ｚ外の無効走査範囲Ｗで走査されたレーザ光を遮光する遮光部８３と、を備えている。そして、制御部１０は、起動モード時において、低速走査素子７１のミラー部３０１を、有効走査範囲Ｙａと無効走査範囲Ｙｂとを含む範囲で揺動させる第１ステップ（図６のステップＳ１０）と、低速走査素子７１の走査位置が無効走査範囲Ｙｂにあるときに光源２０から出射させた検査用レーザ光により、光源２０の出射特性を検出する第２ステップ（図６に示すステップＳ１３参照）と、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動を開始させ、低速走査素子７１の走査位置が無効走査範囲Ｙｂにあるときに光源２０から出射させた光束により、高速走査素子６１のミラー部２０１が共振状態かつ所定範囲で揺動するように制御する第３ステップ（図６のステップＳ１４，Ｓ１５参照）と、を実行するので、低速走査素子７１のミラー部３０１を無効走査範囲Ｙｂ内に維持したまま、これらの処理を行う場合に比べて低速走査素子の消費電力や発熱等を低減することができる。
【００８５】
（２）制御部１０は、前記第１ステップにおいて低速走査素子７１の走査位置が最初に無効走査範囲Ｙｂになる前に前記第３ステップでの高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動を開始させる（図６のステップＳ１１参照）ので、起動モードの処理時間を短縮することが可能となる。
【００８６】
（３）制御部１０は、前記第１ステップにおいて低速走査素子７１の走査位置が最初に無効走査範囲Ｙｂになったときに、光源２０を制御して、光束の出射を開始させる（図６のステップＳ１２参照）ので、起動モードの処理時間を短縮することが可能となる。
【００８７】
（４）制御部１０は、起動モード時において、前記第２及び第３ステップの後に、高速走査素子６１のミラー部２０１の揺動に同期させて、低速走査素子７１のミラー部３０１を揺動させる第４ステップ（図６のステップＳ１８参照）を実行するので、画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光を走査部５０により精度よく走査させることが可能となり、表示する画像の品質を向上させることができる。
【００８８】
（５）制御部１０は、起動モード時に、低速走査素子７１のミラー部３０１を正弦波状に揺動させるので、低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分による低速走査素子７１の共振を抑制することができ、起動モードの処理時間を短縮することが可能となるとともに、検査用レーザ光を精度よく光検出部９０に検出させることが可能となる。
【００８９】
（６）制御部１０は、正弦波状よりも緩やかに変化する波形状に低速走査素子７１のミラー部３０１の揺動を開始した後に、低速走査素子７１のミラー部３０１を正弦波状に揺動させるので、低速走査素子７１の固有共振の共振周波数成分による低速走査素子７１の共振を抑制することができ、起動モードの処理時間を短縮することが可能となるとともに、検査用レーザ光を精度よく光検出部９０に検出させることが可能となる。
【００９０】
（７）高速走査素子６１及び低速走査素子７１により有効走査範囲Ｚで走査されたレーザ光を利用者の眼１０１に入射させて、利用者の網膜１０１ｂ上に画像信号Ｓに応じた画像を投影するので、低速走査素子７１のミラー部３０１を無効走査範囲Ｙｂ内に維持したまま、これらの処理を行う場合に比べて低速走査素子の消費電力や発熱等を低減することができる網膜走査型画像表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  ＲＳＤ（網膜走査型画像表示装置）
１０  制御部
２０  光源
５０  走査部
６０  高速走査部
６１  高速走査素子
７０  低速走査部
７１  低速走査素子
９０  光検出部
２０１  高速走査素子のミラー部
３０１  低速走査素子のミラー部
【図１】
2011215398.tif 000003
【図２】
2011215398.tif 000004
【図３】
2011215398.tif 000005
【図４】
2011215398.tif 000006
【図５】
2011215398.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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【図１２】
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