(57)【要約】【課題】走査部毎にそれぞれミラー部の角度を検出する検出部を設ける必要がない画像表示装置を提供すること。【解決手段】光源部２０から出射された光束を走査する第１走査部８０及び第２走査部９０と、第１走査部８０と第２走査部９０との間の光路上に設けられたハーフミラー９８と、第１走査部８０により走査され、前記ハーフミラーで反射されて入射する光束の強度とタイミングを検出する光検出部９７と、第２走査部９０により走査された光束により形成される像面位置に配置され、第２走査部９０により走査された光束をそれぞれ反射する第１反射部４１及び第２反射部４２と、第１走査部８０により走査され第１反射部４１と第２反射部４２とでそれぞれ反射され、ハーフミラー９８で反射されて入射する光束の光路を、第１走査部８０により走査されてハーフミラー９８で反射される光束の光路と同一光路として光検出部に入射させる光学部材４３と備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部から出射された光束を第１方向に走査する第１走査部と、
反射面を有するミラー部を揺動軸周りに揺動して前記第１走査部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方向に走査する第２走査部と、
前記第１走査部と前記第２走査部との間の光路上に設けられたハーフミラーと、
前記第１走査部により前記第１方向の所定位置で走査された光束であって前記ハーフミラーで反射されて入射する光束の強度とタイミングを検出する光検出部と、
前記第２走査部により走査された光束により形成される像面位置に配置され、前記第２走査部により走査された光束をそれぞれ反射する第１反射部及び第２反射部と、
前記第１走査部により前記第１方向の所定位置へ走査され前記第１反射部と前記第２反射部とでそれぞれ反射され、前記ハーフミラーで反射されて入射する光束の光路を、前記第１走査部により前記第１方向の所定位置へ走査されて前記ハーフミラーで反射される光束の光路と同一光路として前記光検出部に入射させる光学部材と、
前記第１走査部及び前記第２走査部へそれぞれ駆動信号を出力して前記第１走査部及び前記第２走査部を制御すると共に、前記光検出部によって前記光束を検出したタイミングに基づいて、前記第１走査部の走査位置を検出し、前記画像信号に応じた光束を前記光源部から出射させる制御部と、を有する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記ミラー部の揺動軸周りの角度を検出する角度検出部を備え、
前記制御部は、
前記第２走査部を制御して、前記光源部から出射させた光束を、前記第１反射部に入射させて反射させ、前記光検出部により所定強度以上の光束が検出されたときに前記角度検出部によって検出された前記角度の情報を第１校正点の情報として取得する第１処理と、
前記第２走査部を制御して、前記光源部から出射させた光束を、前記第２反射部に入射させて反射させ、前記光検出部により所定強度以上の光束が検出されたときに前記角度検出部によって検出された前記角度の情報を第２校正点の情報として取得する第２処理と、
前記第１校正点の情報と前記第２校正点の情報とに基づいて、前記角度検出部の検出結果を校正する第３処理と、を実行する
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】
前記第２走査部のミラー部は、前記駆動信号の信号レベルに応じた角度に回動するものであり、
前記制御部は、
前記ミラー部の揺動軸周りの角度と前記駆動信号の信号レベルとの関係を規定する角度・レベル情報を有しており、
前記第１校正点の情報を取得したときの前記駆動信号の信号レベルと、前記第２校正点の情報を取得したときの前記駆動信号の信号レベルとに基づいて、前記角度・レベル情報を補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第１反射部による前記光束の反射率を、前記第２反射部による前記光束の反射率と異ならせており、前記第１反射部と前記第２反射部とを前記第２方向に所定の距離だけ離隔して配置した
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】
前記第２走査部により走査された光束を入射するテレセントリック光学系を有し、
前記像面位置は、前記テレセントリック光学系により形成される
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】
前記ハーフミラーと前記第１及び第２反射部との間の光路上に設けられた第１のλ／４板と、
前記ハーフミラーと前記光学部材との間の光路上に設けられた第２のλ／４板と、を有し、
前記ハーフミラーを、入射する光束の偏光状態によって反射率が決まる偏光ビームスプリッタとして、
前記光源部から出射され前記ハーフミラーを通過した光束を、前記第１のλ／４板を介して前記第１及び第２反射部に入射し、前記第１及び第２反射部で反射された光束を、前記第１のλ／４板、前記第２のλ／４板、前記光学部材、前記第２のλ／４板を順次介して前記光検出部に入射させる
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。
【請求項７】
前記制御部は、
前記光源部から出射させた光束が前記第１反射部及び前記第２反射部に入射しないタイミングで、前記光源部から光束を出射させ、このときに前記光検出部の検出タイミングに基づいて、前記第１走査部の走査位置を検出し、前記光源部から前記画像信号に応じた光束を前記光源部から出射させる
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。
【請求項８】
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の外側にある無効走査範囲で走査された光束の通過を遮断する遮光部を備え、
前記遮光部は、前記第１反射部及び第２反射部よりも下流に位置しており、
前記制御部は、
前記第１走査部及び前記第２走査部による走査位置が前記無効走査範囲にあるときに、前記光検出部で検出させる光束を前記光源部から出射させる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第１処理及び前記第２処理を行うときには、前記第１走査部の走査を停止状態とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記画像信号に応じた強度の光束を前記第１走査部及び前記第２走査部により走査して利用者の眼に入射させ、前記利用者の網膜上に前記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１〜９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、画像表示装置に関するものであり、特に、画像信号に応じた強度の光束を２次元走査して画像を表示する光走査型の画像表示装置に関するものである。
【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、光源部から出射された光束を第１方向に走査する第１走査部と、前記第１走査部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方向に走査する第２走査部とにより光束を走査して画像を表示する。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。
【０００４】
第１走査部及び第２走査部は、例えば、反射面が形成されたミラー部を揺動軸回りに揺動可能な光走査素子を有しており、入力される駆動信号に基づきミラー部を揺動させて光束を走査する。
【０００５】
第１走査部及び第２走査部の光走査素子のうち第２走査部の光走査素子は、駆動信号の信号レベルに応じた角度でミラー部が変位する。しかし、周囲温度、経年変化、個体差などにより、駆動信号の信号レベルと実際のミラー部の角度との関係が変化する。ミラー部によって光束を所望の方向に走査するためには、光走査素子を駆動する制御部において、駆動信号の信号レベルと実際のミラー部の角度との関係を知っておく必要がある。そのため、従来の走査部では、ミラー部の角度を検出する検出部が設けられている（特許文献２〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０１４７９１号公報
【特許文献２】特開２００９−２２９５１７号公報
【特許文献３】特開２００９−１６９３２５号公報
【特許文献４】特開２００８−１２９０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の画像表示装置では、走査部毎にそれぞれミラー部の角度を検出する検出部を設ける必要があった。
【０００８】
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、走査部毎にそれぞれミラー部の角度を検出する検出部を設ける必要がない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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、光源部から出射された光束を第１方向に走査する第１走査部と、反射面を有するミラー部を揺動軸周りに揺動して前記第１走査部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方向に走査する第２走査部と、前記第１走査部と前記第２走査部との間の光路上に設けられたハーフミラーと、前記第１走査部により前記第１方向の所定位置で走査された光束であって、前記ハーフミラーで反射されて入射する光束の強度とタイミングを検出する光検出部と、前記第２走査部により走査された光束により形成される像面位置に配置され、前記第２走査部により走査された光束をそれぞれ反射する第１反射部及び第２反射部と、前記第１走査部により前記第１方向の所定位置へ走査され前記第１反射部と前記第２反射部とでそれぞれ反射され、前記ハーフミラーで反射されて入射する光束の光路を、前記第１走査部により前記第１方向の所定位置へ走査されて前記ハーフミラーで反射される光束の光路と同一光路として前記光検出部に入射させる光学部材と、前記第１走査部及び前記第２走査部へそれぞれ駆動信号を出力して前記第１走査部及び前記第２走査部を制御すると共に、前記光検出部によって前記光束を検出したタイミングに基づいて、前記第１走査部の走査位置を検出し、前記画像信号に応じた光束を前記光源部から出射させる制御部と、を備えることとした。
【００１０】
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、前記ミラー部の揺動軸周りの角度を検出する角度検出部を備え、前記制御部は、前記第２走査部を制御して、前記光源部から出射させた光束を、前記第１反射部に入射させて反射させ、前記光検出部により所定強度以上の光束が検出されたときに前記角度検出部によって検出された前記角度の情報を第１校正点の情報として取得する第１処理と、前記第２走査部を制御して、前記光源部から出射させた光束を、前記第２反射部に入射させて反射させ、前記光検出部により所定強度以上の光束が検出されたときに前記角度検出部によって検出された前記角度の情報を第２校正点の情報として取得する第２処理と、前記第１校正点の情報と前記第２校正点の情報とに基づいて、前記角度検出部の検出結果を校正する第３処理と、を実行することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の画像表示装置において、前記第２走査部のミラー部は、前記駆動信号の信号レベルに応じた角度に回動するものであり、前記制御部は、前記ミラー部の揺動軸周りの角度と前記駆動信号の信号レベルとの関係を規定する角度・レベル情報を有しており、前記第１校正点の情報を取得したときの前記駆動信号の信号レベルと、前記第２校正点の情報を取得したときの前記駆動信号の信号レベルとに基づいて、前記角度・レベル情報を補正することを特徴とする。
【００１２】
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、前記第１反射部による前記光束の反射率を、前記第２反射部による前記光束の反射率と異ならせており、前記第１反射部と前記第２反射部とを前記第２方向に所定の距離だけ離隔して配置したことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４に記載の画像表示装置において、前記第２走査部により走査された光束を入射するテレセントリック光学系を有し、前記像面位置は、前記テレセントリック光学系により形成されることを特徴とする。
【００１４】
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、前記ハーフミラーと前記第１及び第２反射部との間の光路上に設けられた第１のλ／４板と、前記ハーフミラーと前記光学部材との間の光路上に設けられた第２のλ／４板と、を有し、前記ハーフミラーを、入射する光束の偏光状態によって反射率が決まる偏光ビームスプリッタとして、前記光源部から出射され前記ハーフミラーを通過した光束を、前記第１のλ／４板を介して前記第１及び第２反射部に入射し、前記第１及び第２反射部で反射された光束を、前記第１のλ／４板、前記第２のλ／４板、前記光学部材、前記第２のλ／４板を順次介して前記光検出部に入射させることを特徴とする。
【００１５】
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、前記制御部は、前記光源部から出射させた光束が前記第１反射部及び前記第２反射部に入射しないタイミングで、前記光源部から光束を出射させ、このときに前記光検出部の検出タイミングに基づいて、前記第１走査部の走査位置を検出し、前記光源部から前記画像信号に応じた光束を前記光源部から出射させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置において、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の外側にある無効走査範囲で走査された光束の通過を遮断する遮光部を備え、前記遮光部は、前記第１反射部及び第２反射部よりも下流に位置しており、前記制御部は、前記第１走査部及び前記第２走査部による走査位置が前記無効走査範囲にあるときに、前記光検出部で検出させる光束を前記光源部から出射させることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に係る発明は、請求項１〜８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、前記第１処理及び前記第２処理を行うときには、前記第１走査部の走査を停止状態とすることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置において、前記画像信号に応じた強度の光束を前記第１走査部及び前記第２走査部により走査して利用者の眼に入射させ、前記利用者の網膜上に前記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】
【００１９】
本発明によれば、第１反射部及び第２反射部で反射させた光束を検出部により検出させるので、走査部毎にそれぞれミラー部の角度を検出する検出部を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る網膜走査型画像表示装置（以下、ＲＳＤという）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】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】図１に示す光走査素子の具体的構成を示す図である。
【図５】ピエゾ抵抗素子により構成される検出部の等価回路である。
【図６】捻れ変位によるピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化を示す図である。
【図７】図１に示す遮光部、第１及び第２反射部の配置を示す図である。
【図８】図１に示すＲＳＤのレーザ光の光路を説明するための図である。
【図９】図１に示すＲＳＤのレーザ光の光路を説明するための図である。
【図１０】光検出部によるレーザ光の検出方法を説明するための図ある。
【図１１】検出部の検出電圧と第２光走査素子のミラー部の角度との関係を示す図である。
【図１２】図１に示す制御部の構成を示す図である。
【図１３】目標角度テーブルの一例を示す図である。
【図１４】図１に示す制御部の動作を説明するための図である。
【図１５】図１に示す制御部の動作を説明するための図である。
【図１６】レーザ光の他の光路を説明するための図である。
【図１７】レーザ光の他の光路を説明するための図である。
【図１８】第２駆動信号の電圧と第２光走査素子のミラー部の角度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。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（ＲＳＤ）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。
【００２２】
［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に備えられる走査部３０とコントロールユニット２に備えられる後述の光源部２０との間で同期をとるための信号（例えば、第１駆動信号６１及び第２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。
【００２３】
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。
【００２４】
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走査部により２次元方向に走査し、利用者の眼１０１へ投射する。これにより、利用者の眼１０１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。
【００２５】
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Ｌ１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Ｌ２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。
【００２６】
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。
【００２７】
［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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、第１走査部８０で使用される第１駆動信号６１と、第２走査部９０で使用される第２駆動信号６２とをそれぞれ出力する。
【００３０】
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、それぞれ制御部１０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。
【００３１】
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。
【００３２】
投影部６は、光源部２０と利用者の眼１０１との間の光路上に配置されており、走査部３０、第２リレー光学系９５を有している。
【００３３】
走査部３０は、コリメート光学系（コリメートレンズ）７９、第１走査部８０、第２走査部９０、第１リレー光学系８５、光検出部９７を有している。
【００３４】
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。
【００３５】
第１走査部８０及び第２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。第１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に相対的に高速に往復走査する。また、第２走査部９０は、第１走査部８０で第１方向Ｘに走査され、レンズ８５ａ，８５ｂから構成される第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に相対的に低速に走査する。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Ｘを水平方向、第２方向Ｙを垂直方向とすることができる。
【００３６】
第１走査部８０は、レーザ光を第１方向Ｘに走査する共振型の第１光走査素子８１と、この第１光走査素子８１を共振させて第１光走査素子８１のミラー部８２ａを揺動軸Ｌｘ周りに揺動させる駆動信号を第１駆動信号６１に基づいて発生する第１走査駆動回路８３を備えている。第１光走査素子８１は、反射面８２ｂが形成されたミラー部８２ａを有しており、このミラー部８２ａは、弾性を有する梁部８２ｃにより支持されている。ミラー部８２ａは、梁部８２ｃの捻れ変位（捻れ変形）により揺動軸Ｌｘ周りに揺動し、レーザ光を第１方向Ｘに走査する。なお、図示しないが、第１光走査素子８１は、梁部８２ｃに振動を与える圧電素子を有しており、第１駆動信号６１により圧電素子に機械的変位が加わって、共振振動により梁部８２ｃに捻れ変位を与える。
【００３７】
一方、第２走査部９０は、レーザ光を第２方向Ｙに走査するためのミラー部１１０を有する電磁駆動方式の第２光走査素子９１と、この第２光走査素子９１のミラー部１１０を非共振状態で揺動軸Ｌｙ周りに揺動させる駆動電流を第２駆動信号６２の電圧値に応じた電流値で生成して出力する第２走査駆動回路９３とを備える。この第２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、第１走査部８０による第１方向Ｘへの片側１走査を意味する。なお、第２光走査素子９１の構成は、後で詳述する。第２走査部９０には、第２光走査素子９１のミラー部１１０の揺動軸Ｌｙ周りの角度を検出するための角度検出部１８が設けられており、この角度検出部１８の構成についても後で詳述することとする。
【００３８】
ハーフミラー９８は、第１走査部８０と第２走査部９０との間の光路上に設けられており、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。ハーフミラー９８により反射されるレーザ光の走査角ｐ内には、光検出部９７が配設されている。この光検出部９７は、ハーフミラー９８により反射されたレーザ光を受光すると、受光したレーザ光の強度に応じた電圧値の検出信号を生成して制御部１０へ送信する。この光検出部９７によるレーザ光の検出については、後で詳述する。
【００３９】
また、第１走査部８０と第２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、第１光走査素子８１のミラー部８２ａによって第１方向Ｘに走査されたレーザ光を第２光走査素子９１の反射ミラーに収束させる。そして、このレーザ光が第２光走査素子９１のミラー部１１０によって第２方向Ｙに走査される。第２光走査素子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。
【００４０】
なお、第２リレー光学系９５においては、レンズ９５ａによって、それぞれの走査光はその中心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。つまりレンズ９５ａはミラー部１１０の反射面１１０ａを入射瞳とするテレセントリック光学系を構成する光学部材となっている。そして、レンズ９５ｂによってそれぞれのレーザ光がほぼコリメートされると共に、これらのレーザ光の各中心線が利用者の瞳孔１０１ａに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。
【００４１】
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、有効走査範囲Ｚで走査された画像形成用レーザ光を通過させる開口９６ａを中央部に有して額縁状に形成された遮光部９６が設けられている。この遮光部９６は、有効走査範囲Ｚ外で走査された光のレンズ９５ｂへの入射を遮断して、不要なレーザ光が利用者の眼１０１に入射しないようにしている。なお、中間像面は、網膜１０１ｂと像共役の関係にある。
【００４２】
図３には、第１走査部８０及び第２走査部９０の光走査素子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、第１走査部８０の第１光走査素子８１及び第２走査部９０の第２光走査素子９１がレーザ光を走査できる最大の範囲を意味する。この最大走査範囲Ｇは、第１光走査素子８１の走査位置が−Ｘ２〜＋Ｘ２であり、かつ第２光走査素子９１の走査位置が−Ｙ２〜＋Ｙ２であるときの走査部３０の走査位置である。また、「有効走査範囲Ｚ」は、第１光走査素子８１の走査位置が−Ｘ１〜＋Ｘ１であり、かつ第２光走査素子９１の走査位置が−Ｙ１〜＋Ｙ１であるときの走査部３０の走査位置であり、この範囲で、光源部２０から出射されたレーザ光が走査される。なお、第１光走査素子８１は第１駆動信号６１を入力しない状態のときに、第１光走査素子８１のミラー部１１０が平衡位置Ｘ０となり、第２光走査素子９１は第２駆動信号６２を入力しない状態のときに、第２光走査素子９１のミラー部１１０が平衡位置Ｙ０となる。
【００４３】
最大走査範囲Ｇのうち、第１光走査素子８１及び第２光走査素子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画像形成用のレーザ光が出射される。これにより、第１光走査素子８１及び第２光走査素子９１によって画像形成用の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】
［３．第２光走査素子９１及び角度検出部１８の具体的構成］
次に、第２光走査素子９１及び角度検出部１８の具体的構成について説明する。図４は第２光走査素子９１及び角度検出部１８の具体的構成を示す図である。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、第２光走査素子９１は、反射面１１０ａが形成されたミラー部１１０と、一対の梁部１１１ａ，１１１ｂと、一対の支持部１１２ａ，１１２ｂと、固定部１１３ａ，１１３ｂと、基台１１４とを有しており、ミラー部１１０を揺動軸Ｌｙ周りに揺動させて、レーザ光を走査する。
【００４６】
一対の梁部１１１ａ，１１１ｂは、揺動軸Ｌｙに沿って延伸してミラー部１１０の両側のそれぞれを弾性を持って支持し、その捻れ変位（捻れ変形）によりミラー部１１０を揺動軸Ｌｙ周りに揺動可能としている。また、一対の支持部１１２ａ，１１２ｂは、一対の梁部１１１ａ，１１１ｂのそれぞれの他端をその中央部で弾性を持って支持すると共に両端部が基台１１４に固着された固定部１１３ａ，１１３ｂに固定されている。このように、ミラー部１１０は一対の梁部１１１ａ，１１１ｂと一対の支持部１１２ａ，１１２ｂとにより揺動軸Ｌｙ周りに揺動可能に支持されている。
【００４７】
ミラー部１１０の揺動軸Ｌｙに平行な２辺に近接して永久磁石１１５ａ，１１５ｂが配置されている。永久磁石１１５ａ，１１５ｂが形成する磁界の向きは、静止状態のミラー部１１０の反射面１１０ａに平行で、揺動軸Ｌｙに直交する方向である。また、図４（ｂ）に示すように、ミラー部１１０の反射面１１０ａと反対側の裏面にはコイル１１６が形成されている。コイル１１６の電極は２つの梁部１１１ａ，１１１ｂを介して第２走査駆動回路９３に接続される。この構成により、コイル１１６に駆動電流を流すとコイル１１６にローレンツ力が働く。例えば、図面視で、コイル１１６の梁部１１１ａ側からコイル１１６の１１１ｂ側に電流を流したとき、図面視で揺動軸Ｌｙから下半分のコイル１１６には例えば紙面の表面側にローレンツ力が働き、図面視で揺動軸Ｌｙから上半分のコイル１１６には紙面の裏面側にローレンツ力が働く。これにより、ミラー部１１０には揺動軸Ｌｙを中心として回転トルクが生ずる。従って、第２走査駆動回路９３から出力する駆動電流の信号レベルを制御することにより、ミラー部１１０の揺動軸Ｌｙ周りの角度を制御することができる。第２走査駆動回路９３から出力する駆動電流の電流値は、第２駆動信号６２の信号レベルに比例しており、従って、制御部１０は、ミラー部１１０の所望の角度に応じた信号レベルの第２駆動信号６２を出力することで、ミラー部１１０を所望の角度にすることができる。
【００４８】
この第２光走査素子９１には、さらに、ミラー部１１０の揺動軸Ｌｙ周りの角度を検出する角度検出部１８として、ピエゾ抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４が設けられる。一対のピエゾ抵抗素子Ｒ１,Ｒ３は、支持部１１２ａ上に揺動軸Ｌｙに対して対称配置される。ピエゾ抵抗素子Ｒ１は固定部１１３ａ側の支持部１１２ａ上に配置されており、ピエゾ抵抗素子Ｒ３は固定部１１３ｂ側の支持部１１２ａ上に配置されている。同様に、一対のピエゾ抵抗素子Ｒ２,Ｒ４は、支持部１１２ｂ上に揺動軸Ｌｙに対して対称配置される。ピエゾ抵抗素子Ｒ２は固定部１１３ａ側の支持部１１２ｂ上に配置されており、ピエゾ抵抗素子Ｒ４は固定部１１３ｂ側の支持部１１２ｂ上に配置されている。
【００４９】
そして、一方の一対のピエゾ抵抗素子Ｒ１,Ｒ３は、梁部１１１ａに発生する捻れ変位に応じて揺動軸Ｌｙ近傍に発生する応力場によって各々その抵抗値が変化し、他方の一対のピエゾ抵抗素子Ｒ２,Ｒ４は、梁部１１１ｂに発生する捻れ変位に応じて揺動軸Ｌｙ近傍に発生する応力場によって各々その抵抗値が変化する。
【００５０】
図４（ｃ）に示すように、一対のピエゾ抵抗素子Ｒ１,Ｒ３は、電源電位Ｖｃと接地電位ＧＮＤ間に直列に配置される。また、同様に、一対のピエゾ抵抗素子Ｒ４,Ｒ２は、電源電位Ｖｃと接地電位ＧＮＤ間に直列に配置される。すなわち、ピエゾ抵抗素子Ｒ１,Ｒ４の一端が電源電位Ｖｃの電源に接続され、他端がピエゾ抵抗素子Ｒ２,Ｒ３の一端に接続される。ピエゾ抵抗素子Ｒ２,Ｒ３の他端は、接地電位ＧＮＤのグランドに接続される。
【００５１】
図５は、図４（ｃ）に示すピエゾ抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４により構成される角度検出部１８の等価回路である。この角度検出部１８は、同図に示すように、一対のピエゾ抵抗素子Ｒ１,Ｒ３の接続点を第１出力ノードＮ１とし、他の一対のピエゾ抵抗素子Ｒ４,Ｒ２の接続点を第２出力ノードＮ２としている。そして、制御部１０は、第１出力ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＋と第２出力ノードＮ２の電圧ＶＰＲ−とを入力しており、第２出力ノードＮ２の電圧を基準とした第１出力ノードＮ１の電圧を検出電圧Ｖｄ（＝[ＶＰＲ＋]−[ＶＰＲ−]）としている。なお、ミラー部１１０に駆動電流が供給されていないとき、換言すれば第２駆動信号６２の信号レベルが０[Ｖ]のとき、ピエゾ抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は変化がなく、ピエゾ抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４の初期抵抗値が同一の場合には、検出電圧Ｖｄは０Ｖとなる。
【００５２】
ここで、各ピエゾ抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４は、圧縮応力によりその抵抗値が上昇し、引張応力によりその抵抗値が下降する特性を有するものとすると、ミラー部１１０の変位により以下のように抵抗値が変化する。なお、ここでは、各ピエゾ抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４は、同一材料及び同一形状であり、その特性は同一であるものとする。
【００５３】
例えば、図６に示すように、ミラー部１１０に揺動軸Ｌｙ周りの角度θの傾きが生じたとき、ピエゾ抵抗素子Ｒ１,Ｒ２は圧縮応力によりその抵抗値が上昇し、ピエゾ抵抗素子Ｒ３,Ｒ４はその引張応力によりその抵抗値が下降する。そのため、第１出力ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＋は下降し、第２出力ノードＮ２の電圧ＶＰＲ−は上昇して、検出電圧Ｖｄは負極性となる。そして、揺動軸Ｌｙ周りのミラー部１１０の角度θが大きくなるほど、検出電圧Ｖｄの絶対値が大きくなる。一方、図６に示す方向とは逆方向にミラー部１１０が傾いたとき、検出電圧Ｖｄは正極性となり、揺動軸Ｌｙ周りのミラー部１１０の角度が大きくなるほど、検出電圧Ｖｄの絶対値が大きくなる。
【００５４】
このように、検出電圧Ｖｄの極性により、図４に示す平衡状態からのミラー部１１０の傾き方向がわかり、検出電圧Ｖｄの大きさによりミラー部１１０の傾き角度がわかる。この原理を利用して、制御部１０は、揺動軸Ｌｙ周りのミラー部１１０の実際の傾き角を検出電圧Ｖｄにより検出している。
【００５５】
ところで、ピエゾ抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４は、その個体差や温度変化によって抵抗値が変わり、また、経年変化等によっても抵抗値が変わる。そのため、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係が変動することになり、ミラー部１１０を精度よく揺動することができない恐れがある。
【００５６】
そこで、本実施形態に係るＲＳＤ１では、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係が変動した場合であっても、ミラー部１１０を精度よく揺動することができることができるように、第１反射部４１、第２反射部４２及び光学部材４３を設けている。すなわち、第１反射部４１、第２反射部４２及び光学部材４３を設けることで、第２走査部９０によって走査されたレーザ光を光検出部９７に入射させ、第２走査部９０の走査位置を検出して、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係を校正するようにしている。以下、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係の校正処理について、具体的に説明する。
【００５７】
［４．検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係の校正］
光検出部９７は、第１走査部８０によるレーザ光の走査位置の検出に加え、上述のように、第２走査部９０によるレーザ光の走査位置の検出を行う。光検出部９７は、第１走査部８０と第２走査部９０との間のレーザ光であってハーフミラー９８で反射させたレーザ光を入射する位置に配置されている。そのため、ハーフミラー９８を透過して第２走査部９０によって走査されたレーザ光を光検出部９７に入射させるための構成が必要となり、本実施形態のＲＳＤ１では、第１反射部４１、第２反射部４２及び光学部材４３を設けている。
【００５８】
第１反射部４１と第２反射部４２は、遮光部９６に設けられている。この第１反射部４１及び第２反射部４２の表面には、反射材がコーティングされて反射面が形成されており、入射したレーザ光を反射する。本実施形態においては、第１反射部４１によるレーザ光の反射率を、第２反射部４２によるレーザ光の反射率よりも高くしている。
【００５９】
遮光部９６は、図２及び図７（ａ）に示すように、入射したレーザ光がレンズ９５ｂへ向けて通過するのを防止する遮光板により額縁状に形成されており、この遮光板の表面に第１反射部４１と第２反射部４２とが形成される。図７（ｂ）の側面図に示すように、第１反射部４１及び第２反射部４２は、遮光部９６よりも光路の上流に設けられ、第２走査部９０で走査されて入射するレーザ光を反射して、入射光路と略同一の光路、つまり第２リレー光学系９５のレンズ９５ａを通って第２光走査素子９１におけるミラー部１１０の反射面１１０ａに入射するように遮光部９６の表面に対して傾斜して配置される。傾斜角度は、第１反射部４１及び第２反射部４２の法線が、当該第１反射部４１及び第２反射部４２に入射するレーザ光の主光線と平行となるよう定めればよい。すなわち、第１反射部４１及び第２反射部４２は、第２走査部９０で走査されたレーザ光の入射方向に対して直交するように配置する。
【００６０】
第１反射部４１は、第２方向Ｙの走査範囲のうち第１無効走査範囲Ｙｂ１内の＋Ｙ３（図３参照）に第２走査部の走査位置があるときに、光源部２０から出射されたレーザ光が入射する位置に配置される。また、第２反射部４２は、第２方向Ｙの走査範囲のうち第２無効走査範囲Ｙｂ２内の−Ｙ３（図３参照）に第２走査部の走査位置があるときに、光源部２０から出射されたレーザ光が入射する位置に配置される。このように、第２方向Ｙの有効走査範囲Ｙａ（図３参照）を挟んで、第２方向Ｙの走査範囲の両側に第２走査部の走査位置があるときに、光源部２０から出射されたレーザ光が入射する位置に第１反射部４１と第２反射部４２を配置することで、角度検出部１８の検出誤差の校正を精度良く行うことができるようにしている。
【００６１】
図８に、光ファイバケーブル５０から第２リレー光学系９５までのレーザ光の光路の概略図を示す。光検出部９７へ入射するレーザ光の光路は、第１光路と第２光路の２つある。
【００６２】
第１光路では、光ファイバケーブル５０から出射されたレーザ光は、コリメート光学系７９、第１光走査素子８１の反射面８２ｂ、レンズ８５ａを経て、ハーフミラー９８で反射され、光検出部９７へ入射する（図８及び図９（ａ）参照）。
【００６３】
一方、第２光路では、光ファイバケーブル５０から出射されたレーザ光は、コリメート光学系７９、第１光走査素子８１の反射面８２ｂ、レンズ８５ａ、ハーフミラー９８、レンズ８５ｂ、第２光走査素子９１の反射面１１０ａ、レンズ９５ａを経て、第１反射部４１又は第２反射部４２で反射される。そして、第１反射部４１又は第２反射部４２で反射されたレーザ光は、レンズ９５ａ、第２光走査素子９１の反射面１１０ａ、レンズ８５ｂを経て、ハーフミラー９８で反射され、さらに、光学部材４３で反射され、ハーフミラー９８を通過し、光検出部９７へ入射する（図８及び図９（ｂ）参照）。
【００６４】
第２光路にある上記光学部材４３は、凹面状の反射面を有し、ハーフミラー９８で反射されて入射するレーザ光を反射して、ハーフミラー９８を透過して光検出部９７へ入射させるものであり、ハーフミラー９８と光検出部９７との間を、第１光路と同一の光路とする。
【００６５】
このように、第１光路と第２光路とでハーフミラー９８と光検出部９７との間を同一光路とすることにより、図１０（ａ）に示すように、第１光路から光検出部９７に入射するタイミングと、第２光路から光検出部９７の受光領域９７ａに入射するタイミングとを同一タイミングにできる。
【００６６】
光検出部９７は、図３に示すように、第１走査部８０の走査位置が第１方向Ｘの無効走査範囲Ｘｂの＋Ｘ３であるときに、第１走査部８０により走査されたレーザ光が入射する位置に配置されている。従って、第１走査部８０の走査位置が＋Ｘ３であるときに、光源部２０からレーザ光が出射されたときには、図１０（ｂ）に示すように、光検出部９７から検出信号９９が出力される。制御部１０は、光検出部９７から検出信号９９が出力されたときに、第１走査部８０の走査位置が＋Ｘ３であると判定し、画像形成用のレーザ光の光源部２０からの出射タイミングを調整している。すなわち、制御部１０は、第１走査部８０の走査位置が＋Ｘ３であるときから、次に、第１走査部８０の走査位置が＋Ｘ１となるタイミングや−Ｘ１となるタイミングを判定し、第１走査部８０の走査位置が第１方向Ｘの有効走査範囲Ｘａ（図３参照）のときに光源部２０から画像形成用のレーザ光を出射するようにしている。
【００６７】
さらに、第１走査部８０の走査位置が＋Ｘ３であり、第２走査部９０の走査位置が第２方向Ｙの無効走査範囲Ｙｂ１,Ｙｂ２内の＋Ｙ３、−Ｙ３にあるとき、図１０（ｃ）に示すように、光検出部９７から検出信号９９が出力される。このときの検出信号９９は、第１光路からのレーザ光と第２光路からのレーザ光とが重なって入射することから、信号レベルが大きくなる。従って、制御部１０は、検出信号９９が第１閾値以上の信号レベルの信号となっているときには、第２走査部９０の走査位置が＋Ｙ３、−Ｙ３になっていることを検出することができる。
【００６８】
しかも、第１反射部４１の反射率を第２反射部４２の反射率よりも高くしていることから、第２走査部９０の走査位置が＋Ｙ３の場合と、−Ｙ３の場合とで、検出信号９９の信号レベルが異なる。そこで、第１閾値よりも大きい第２閾値を設定し、この第２閾値よりも大きいか否かにより、第２走査部９０の走査位置が＋Ｙ３であるか−Ｙ３であるかを検出するようにしている。すなわち、検出信号９９の信号レベルが第２閾値以上のときには、第２走査部９０の走査位置が＋Ｙ３であると判定し、検出信号９９の信号レベルが第１閾値以上であるが第２閾値に満たないときには第２走査部９０の走査位置が−Ｙ３であると判定する。なお、第２走査部９０の走査は相対的に低速であり、第２駆動信号６２の波形にほぼ同期して動作するため、制御部１０は、第２走査部９０の走査位置が＋Ｙ３に近いのか−Ｙ３に近いかを把握することが可能である。従って、第１反射部４１の反射率と第２反射部４２の反射率とを同一とするようにし、制御部１０は、光検出部９７から検出信号９９が出力されたときの第２駆動信号６２の信号レベルに基づいて、第２走査部９０の走査位置が＋Ｙ３に近いのか−Ｙ３に近いかを判定するようにしてもよい。
【００６９】
制御部１０は、光検出部９７から検出信号９９に基づき、第２走査部９０の走査位置が＋Ｙ３であると判定すると、このとき角度検出部１８から出力される検出電圧Ｖｄの電圧値を第１校正点の情報である第１校正用電圧Ｖｄ１として記憶する。また、同様に、制御部１０は、光検出部９７から検出信号９９に基づき、第２走査部９０の走査位置が−Ｙ３であると判定すると、このとき角度検出部１８から出力される検出電圧Ｖｄの電圧値を第２校正点の情報である第２校正用電圧Ｖｄ２として記憶する。
【００７０】
本実施形態に係るＲＳＤ１では、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度θとは比例関係にあり、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度θとの関係は、第１校正用電圧Ｖｄ１と第２校正用電圧Ｖｄ２とに基づき、図１１に示すように導き出すことができる。
なお、同図において、
α＝（Ｖｄ１−Ｖｄ２）／２θ３    ・・・（１）
β＝（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）／２        ・・・（２）
である。
【００７１】
このように、制御部１０は、光検出部９７から検出信号９９に基づき、角度検出部１８の検出特性である感度αとオフセットβとを検出することができ、この感度αとオフセットβに基づき、角度検出部１８の検出特性を校正するようにしている。
【００７２】
[５．制御部１０の構成]
次に、制御部１０の構成を図１２を参照して具体的に説明する。
【００７３】
制御部１０は、第１走査部コントローラ１２０と、ＲＧＢレーザコントローラ１２１と、第２走査部コントローラ１２２とを備えている。
【００７４】
第１走査部コントローラ１２０と、ＲＧＢレーザコントローラ１２１と、第２走査部コントローラ１２２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、第１光走査素子８１や第２光走査素子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。
【００７５】
第１走査部コントローラ１２０は、第１走査部８０の第１走査駆動回路８３へ第１駆動信号６１を送信して、第１走査部８０の第１光走査素子８１を動作させ、光源部２０から出射されたレーザ光を第１光走査素子８１により第１方向Ｘに走査させる。また、第１走査部コントローラ１２０は、光検出部９７からの検出信号９９を受信し、検出信号９９に基づき、第１光走査素子８１のミラー部８２ａの揺動状態（揺動周波数や揺動振幅）を検出し、ミラー部８２ａの揺動周波数を第１光走査素子８１固有の共振周波数へ調整する。これにより、ミラー部８２ａを共振により揺動軸Ｌｘ周りに相対的に高速に揺動させるようにしている。
【００７６】
ＲＧＢレーザコントローラ１２１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１２１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。
【００７７】
第２走査部コントローラ１２２は、第２走査部９０の第２走査駆動回路９３へ第２駆動信号６２を送信して、第２走査部９０の第２光走査素子９１を動作させ、光源部２０から出射されたレーザ光を第２光走査素子９１により第２方向Ｙに走査させる。また、第２走査部コントローラ１２２は、角度検出部１８から検出電圧Ｖｄに基づいて、第２光走査素子９１の揺動状態を検出するようにしている。
【００７８】
さらに、第２走査部コントローラ１２２は、光検出部９７からの検出信号９９を受信して、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係を検出し、この検出結果に基づいて、第２駆動信号６２を生成するようにしている。このようにすることで、第２光走査素子９１のミラー部１１０を精度良く揺動させることができる。以下、第２走査部コントローラ１２２の構成を具体的に説明する。
【００７９】
第２走査部コントローラ１２２は、図１２に示すように、目標角度指令生成部１３１、角度−電圧変換部１３２、角度−電圧変換条件記憶部１３３、減算部１３４、駆動信号生成部１３５、電圧補正条件記憶部１３６を有している。
【００８０】
目標角度指令生成部１３１は、第２光走査素子９１により走査させようとする方向に応じたミラー部１１０の目標角度を、目標角度指令として出力する。目標角度指令生成部１３１には、１フレーム期間Ｔ（図３参照）のミラー部１１０の目標角度の情報が内部の記憶部に記憶されており、この記憶部に記憶された情報を順次読み出して目標角度指令として出力する。例えば、１フレーム期間のミラー部１１０の目標角度の情報として、１〜１０００番目までの情報を有する目標角度テーブルを記憶部に記憶し、１〜１０００番目までの情報を順次読み出して目標角度指令として出力する。上述したように目標角度は＋θ１〜−θ１（図３参照）の範囲であり、目標角度テーブルは、例えば、図１３に示すようなテーブルである。なお、ミラー部１１０の目標角度を予め記憶しておくのではなく、逐次演算して求めるようにしてもよい。
【００８１】
角度−電圧変換部１３２は、角度検出部１８の検出特性に基づいて、目標角度指令に応じた制御電圧Ｖｃｔ１を出力する。具体的には、角度−電圧変換条件記憶部１３３に、角度検出部１８の検出特性として、感度αとオフセットβとが記憶されており、角度−電圧変換部１３２は、角度−電圧変換条件記憶部１３３から感度αとオフセットβを読み出し、以下の式（３）に基づき、制御電圧Ｖｃｔ１を演算する。感度αとオフセットβは、検出電圧Ｖｄによりフィードバック制御できるように制御電圧Ｖｃｔ１を生成するために用いられる。
Ｖｃｔ１＝αθ＋β  ・・・（３）
なお、角度−電圧変換条件記憶部１３３において、ミラー部１１０の目標角度と制御電圧Ｖｃｔ１との関係を規定する変換テーブルを内部に記憶しておき、この変換テーブルに基づき、ミラー部１１０の目標角度を制御電圧Ｖｃｔ１に変換するようにしてもよい。
【００８２】
減算部１３４は、制御電圧Ｖｃｔ１の電圧値から検出電圧Ｖｄの電圧値を減算して、制御電圧Ｖｃｔ１と検出電圧Ｖｄとの差分電圧Ｖｓを演算し、この差分電圧Ｖｓを駆動信号生成部１３５に出力する。
【００８３】
駆動信号生成部１３５は、差分電圧Ｖｓに応じて電流値を増減させた第２駆動信号６２を出力する。すなわち、差分電圧Ｖｓの正極性の場合には、差分電圧Ｖｓの信号レベルに比例する値だけ電圧値を上げた第２駆動信号６２を生成し、差分電圧Ｖｓの負極性の場合には、差分電圧Ｖｓの信号レベルに比例する値だけ電圧値を下げた第２駆動信号６２を生成する。この駆動信号生成部１３５は、例えば、差分電圧Ｖｓの積分などを行うＰＩＤ制御器により構成され、差分電圧Ｖｓがゼロに近づくように第２駆動信号６２を生成することができる。このように差分電圧Ｖｓに応じた電圧値の第２駆動信号６２により光走査素子９１を駆動してフィードバック制御するようにしており、これにより光走査素子９１のミラー部１１０の揺動を精度良く行うようにしている。第２走査駆動回路９３は、この第２駆動信号６２の電圧値に応じた電流値の駆動電流を、光走査素子９１のコイル１１６に供給することで、ミラー部１１０を非共振状態で揺動軸Ｌｙ周りに揺動させる。
【００８４】
このように、第２走査部コントローラ１２２は、ミラー部１１０の角度θが目標角度に精度良く一致するように、角度検出部１８の検出電圧Ｖｄに基づき、第２光走査素子９１を駆動してフィードバック制御している。
【００８５】
さらに、制御部１０は、比較部１３８、校正処理部１３７を有しており、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係を検出し、この検出結果に基づいて、第２駆動信号６２を生成するようにしている。
【００８６】
比較部１３８は、光検出部９７から出力される検出信号９９を入力し、検出信号９９を第１閾値及び第２閾値とそれぞれ比較して、第１検出信号と第２検出信号を出力する。すなわち、比較部１３８は、第２閾値以上の電圧値の検出信号９９が入力されたときには、第１検出信号を出力し、第１閾値以上かつ第２閾値よりも低い電圧値の検出信号９９が入力されたときには、第２検出信号を出力する。
【００８７】
校正処理部１３７は、角度検出部１８から出力される検出電圧Ｖｄと、第２駆動信号６２と、比較部１３８から出力される検出信号とを入力する。
【００８８】
校正処理部１３７は、比較部１３８から第１検出信号を入力したことを判定すると、このときに入力される検出電圧Ｖｄを第１校正用電圧Ｖｄ１として記憶する。また、校正処理部１３７は、比較部１３８から第２検出信号を入力したことを判定すると、このときに入力される検出電圧Ｖｄを第２校正用電圧Ｖｄ２として記憶する。
【００８９】
校正処理部１３７は、上述のように記憶した第１校正用電圧Ｖｄ１及び第２校正用電圧Ｖｄ２に基づき、角度検出部１８の検出特性である感度αとオフセットβとを求める。具体的には、校正処理部１３７は、第１校正用電圧Ｖｄ１及び第２校正用電圧Ｖｄ２をパラメータとして、上記式（１）,（２）に代入することによって、感度αとオフセットβを求める。その後、校正処理部１３７は、求めた感度αとオフセットβを、角度−電圧変換条件記憶部１３３に記憶する。なお、角度−電圧変換部１３２において、ミラー部１１０の目標角度と制御電圧Ｖｃｔ１との関係を規定する変換テーブルを用いる場合には、校正処理部１３７は変換テーブルを生成して、角度−電圧変換条件記憶部１３３に記憶する。
【００９０】
[６．制御部１０の動作]
上述のように構成された制御部１０の動作について、図１４及び図１５を参照して具体的に説明する。
【００９１】
制御部１０は図示しない操作部への利用者による操作に基づき、起動を開始する。図１４に示すように、制御部１０は、起動を開始すると、まず、起動制御を行う（ステップＳ１０）。この起動制御は、第１光走査素子８１のミラー部８２ａを共振状態で揺動軸Ｌｘ周りに揺動させ、第２光走査素子９１のミラー部１１０を揺動軸Ｌｙ周りに鋸波状に揺動させて、光源部２０から画像信号Ｓに応じたレーザ光を走査部３０で走査可能な状態とする。
【００９２】
次に、制御部１０は、校正要求があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。制御部１０は、例えば、利用者により図示しない操作部へ所定の操作があったときに校正要求があったと判定する。この処理において、校正要求がないと判定すると（ステップＳ１１：Ｎｏ）、定常制御を行う（ステップＳ１２）。この定常制御では、例えば、画像信号Ｓの入力があったときに、画像表示処理を行う。画像表示処理は、画像信号Ｓに応じて画像を形成するための要素となる駆動信号６０ｒ, ６０ｇ, ６０ｂを出力して、光源部２０から画像信号Ｓに応じた強度のレーザ光を出射させ、走査部３０で走査させて、画像を形成する処理である。
【００９３】
一方、ステップＳ１１において、校正要求があったと判定すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御部１０は、校正処理を行う（ステップＳ１３）。この校正処理は、図１５のステップＳ２１〜Ｓ３０に示す処理であり、後で詳述する。
【００９４】
ステップＳ１３の処理が終了すると、制御部１０は、終了指令があったか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部１０は、例えば、利用者により図示しない操作部へ所定の操作があったときに終了指令があったと判定する。この処理において、終了指示があったと判定すると（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、処理を終了し、一方、終了指示がないと判定すると（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理をステップＳ１１に移行する。
【００９５】
次に、ステップＳ１３の校正処理について、図１５を参照して具体的に説明する。
【００９６】
まず、制御部１０は、ミラー部１１０を平衡位置０から＋θy３（図３参照）を超えるまで漸次角度を大きくしていく（ステップＳ２１）。具体的には、目標角度指令生成部１３１が内部の記憶部に記憶されている校正用の第１信号波形の情報を記憶部から順次目標角度の情報として読み出して、角度−電圧変換部１３２へ出力する。上記校正用の第１信号波形は、ミラー部１１０の角度が平衡位置０から＋θy３を超えるまで＋θ側に漸次大きくなるようにミラー部１１０を回動させる信号波形である。なお、第１信号波形は、その信号レベルが０から開始するのではなく、ミラー部１１０の角度が＋θy３とならない程度に大きな信号レベルから開始するようにすれば、後述するステップＳ２３での検出までの時間を短縮することができる。
【００９７】
また、制御部１０は、光源部２０からレーザ光を出射させる（ステップＳ２２）。具体的には、ＲＧＢレーザコントローラ１２１は、各レーザドライバ６６，６７，６８に対して所定の駆動信号６０ｒ,６０ｇ,６０ｂを送信する。なお、制御部１０は、ミラー部１１０の角度が平衡位置０から＋θy３を超えるまでの間、光源部２０からレーザ光を出射させるが、ミラー部１１０の角度が＋θy３となるときに、レーザ光が出射できるのであれば、ミラー部１１０の角度を０から＋θ側へ大きくする動作を開始した後にレーザ光を出射させてもよい。特に、＋θy３を適切に設定することで、第２走査部９０の走査位置が無効走査範囲Ｙｂ１にあるときのみレーザ光の出射を光源部２０から出射させることができ、利用者がＲＳＤ１を装着したままであっても、利用者の眼１０１への入射を防止できる。そのため、利用者に不快感を与えることを防止することができる。
【００９８】
次に、第１検出信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ２３）。具体的には、比較部１３８は、光検出部９７から出力される検出信号９９が第２閾値以上の電圧値であるときには、第１検出信号を出力する。校正処理部１３７は、比較部１３８から第１検出信号を出力されたか否かを判定する。すなわち、ミラー部１１０の角度が＋θｙ３となって、光検出部９７に光源部２０からのレーザ光が入射して、光検出部９７から第２閾値以上の電圧値の検出信号９９が出力されたか否かを判定する。この処理において、第１検出信号が出力されていないと判定すると（ステップＳ２３：Ｎｏ）、制御部１０は、第１検出信号が出力されるまで待ち、第１検出信号が出力されると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、第１校正点の情報を取得する（ステップＳ２４）。具体的には、第１校正点の情報として、制御部１０は、角度検出部１８から出力される検出電圧Ｖｄを第１校正用電圧Ｖｄ１として取得し、第２駆動信号６２の電圧値を第１電圧Ｖｂ１として取得する。
【００９９】
次に、制御部１０は、ミラー部１１０を平衡位置０から−θy３（図３参照）を超えるまで漸次角度を大きくしていく（ステップＳ２５）。具体的には、目標角度指令生成部１３１が内部の記憶部に記憶されている校正用の第２信号波形の情報を記憶部から順次目標角度の情報として読み出して、角度−電圧変換部１３２へ出力する。上記第２信号波形は、ミラー部１１０の角度が平衡位置０から−θy３を超えるまで−θ側に漸次大きくなるようにミラー部１１０を回動させる信号波形である。なお、第２信号波形は、その信号レベルが０から開始するのではなく、ミラー部１１０の角度が−θy３とならない程度の大きさの信号レベルから開始するようにすれば、後述するステップＳ２７での検出までの時間を短縮することができる。
【０１００】
また、制御部１０は、光源部２０からレーザ光を出射させる（ステップＳ２６）。具体的には、ＲＧＢレーザコントローラ１２１は、各レーザドライバ６６，６７，６８に対して所定の駆動信号６０ｒ,６０ｇ,６０ｂを送信する。なお、制御部１０は、ミラー部１１０の角度が平衡位置０から−θy３を超えるまでの間、光源部２０からレーザ光を出射させるが、ミラー部１１０の角度が−θy３となるときに、レーザ光が出射できるのであれば、ミラー部１１０の角度を０から−θ側へ大きくする動作を開始した後にレーザ光を出射させてもよい。特に、−θy３を適切に設定することで、第２走査部９０の走査位置が無効走査範囲Ｙｂ２にあるときのみレーザ光の出射を光源部２０から出射させることができ、利用者がＲＳＤ１を装着したままであっても、利用者の眼１０１への入射を防止できる。そのため、利用者に不快感を与えることを防止することができる。
【０１０１】
次に、第２検出信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ２７）。具体的には、比較部１３８は、光検出部９７から出力される検出信号９９が第１閾値以上で第２閾値よりも低いときには、第２検出信号を出力する。校正処理部１３７は、比較部１３８から第２検出信号を出力されたか否かを判定する。すなわち、ミラー部１１０の角度が−θｙ３となって、光検出部９７に光源部２０からのレーザ光が入射して、光検出部９７から第１閾値以上で第２閾値よりも低いとき検出信号９９が出力されたか否かを判定する。この処理において、第２検出信号が出力されていないと判定すると（ステップＳ２７：Ｎｏ）、制御部１０は、第２検出信号が出力されるまで待ち、第２検出信号が出力されると（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、第２校正点の情報を取得する（ステップＳ２８）。具体的には、第２校正点の情報として、制御部１０は、角度検出部１８から出力される検出電圧Ｖｄを第２校正用電圧Ｖｄ２として取得し、第２駆動信号６２の電圧値を第２電圧Ｖｂ２として取得する。
【０１０２】
次に、制御部１０は、２点の校正点の情報から直線を推定し、感度αとオフセットβとを判定する（ステップＳ２９）。具体的には、制御部１０の校正処理部１３７は、第１校正用電圧Ｖｄ１と第２校正用電圧Ｖｄ２とから、式（１）,（２）に基づき、感度αとオフセットβを判定する。
【０１０３】
その後、制御部１０は、判定した感度αとオフセットβとを更新して（ステップＳ３０）、校正点取得処理を終了する。具体的には、制御部１０の校正処理部１３７は、感度αとオフセットβを、角度−電圧変換条件記憶部１３３に記憶する。
【０１０４】
このように、ＲＳＤ１では、校正要求があったときに、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度θとの関係を検出してこれらの校正を行うようにしているため、ミラー部１１０の角度を所望の角度で高精度に制御することができる。なお、校正要求は、所定のタイミングで発生させてもよい。
【０１０５】
[７．変形例１]
上述の実施形態では、第２光路で光検出部９７に入射するレーザ光は、第１光路との分岐後、ハーフミラー９８での反射と透過とを行うため、その強度が１／４以下になる。そこで、偏光板を用いることで、強度の低下を防止することが可能となる。
【０１０６】
ここで、偏光板を用いた例を図１６に示す。この例では、ハーフミラー９８と第１及び第２反射部４１，４２との間の光路上に第１のλ／４板４４が設けられ、ハーフミラー９８と光学部材４３との間の光路上に第２のλ／４板４５が設けられている。ハーフミラー９８は、入射する光の偏光状態によって反射率が決まる偏光ビームスプリッタであり、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する。そして、光ファイバケーブル５０を介して、Ｐ偏光とＳ偏光とが含まれるレーザ光をハーフミラー９８に入射する。
【０１０７】
第１光路においては、図１７に示すように、レーザ光のうちＳ偏光成分が光検出部９７に入射する。
【０１０８】
一方、第２光路においては、図１７に示すように、光源部２０から出射されたレーザ光のうちＰ偏光成分がハーフミラー９８を通過し、第１のλ／４板４４を通過することでλ／４の円偏光へと変換され第１及び第２反射部４１，４２に入射される。そして、第１及び第２反射部４１，４２で反射されたレーザ光は、再び第１のλ／４板４４を通過するので、今度はＳ偏光の直線偏光へ変換されて、ハーフミラー９８に入射する。このとき、ハーフミラー９８に入射するレーザ光は、Ｓ偏光成分のみのレーザ光となっているため、ハーフミラー９８で全て反射して、第２のλ／４板４５に入射し再度の円偏光が行われて、光学部材４３に入射する。光学部材４３に入射して反射したレーザ光は、第２のλ／４板４５に入射することでＰ偏光の直線偏光へ変換されて、ハーフミラー９８に入射する。このとき、ハーフミラー９８に入射するレーザ光は、Ｐ偏光成分のみのレーザ光となっているため、ハーフミラー９８を反射することなく透過し、光検出部９７に入射する。
【０１０９】
このように、本変形例の構成では、第２光路においては、ハーフミラー９８でレーザ光の半分が反射し、半分が透過することによる損失がなく、消費電力を抑えることができる。また、光検出部９７において、第１光路のみのレーザ光が入射したときと、第１光路と第２光路のレーザ光が同時に入射したときとで検出信号の信号レベルの差異を大きくすることができ、それらの区別を容易に行うことができる。
【０１１０】
[８．変形例２]
上述では、ＲＳＤ１では、校正要求に応じて、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度θとの関係を検出するようにしているが、第２駆動信号６２の信号レベルとミラー部１１０の角度θとの関係も検出するようにしてもよい。
【０１１１】
すなわち、制御部１０は、光検出部９７から検出信号９９に基づき、第２走査部９０の走査位置が＋Ｙ３であると判定すると、このときの第２駆動信号６２の電圧値を第１電圧Ｖｂ１として記憶し、第２走査部９０の走査位置が−Ｙ３であると判定すると、このときの第２駆動信号６２の電圧値を第２電圧Ｖｂ２として記憶する。
【０１１２】
このようにすることで、制御部１０は、光検出部９７から検出信号９９に基づき、第２駆動信号６２の信号レベル（電圧値Ｖｂ）とミラー部１１０の角度との関係を把握することができる。すなわち、第２駆動信号６２の信号レベルとミラー部１１０の角度θとの関係は、第１電圧Ｖｂ１と第２電圧Ｖｂ２とに基づき、図１８に示すように導き出すことができる。
なお、同図において、
α’＝（Ｖｂ１−Ｖｂ２）／２θ３    ・・・（４）
β’＝（Ｖｂ１＋Ｖｂ２）／２        ・・・（５）
である。
【０１１３】
このように、制御部１０は、光検出部９７からの検出信号９９に基づき、第２駆動信号６２の信号レベルとミラー部１１０の角度との関係を検出することができ、この関係と検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係とに基づき、制御電圧Ｖｃｔ１を生成することで、ミラー部１１０の角度を所望の角度で制御することができる。
【０１１４】
具体的には、校正処理部１３７は、上述のように記憶した第１電圧Ｖｂ１及び第２電圧Ｖｂ２に基づき、第２駆動信号６２の信号レベルとミラー部１１０の角度θとの関係を示す感度α’とオフセットβ’とを求める。すなわち、校正処理部１３７は、第１電圧Ｖｂ１及び第２電圧Ｖｂ２をパラメータとして、上記式（４）,（５）に代入することによって、感度α’とオフセットβ’を求めて、角度・レベル情報として、図示しない電圧補正条件記憶部に記憶する。角度−電圧変換部１３２は、角度−電圧変換条件記憶部１３３から感度αとオフセットβを読み出し、さらに、電圧補正条件記憶部から感度α’とオフセットβ’を読み出す。そして、角度−電圧変換部１３２は、感度α，α’オフセットβ，β’とから制御電圧Ｖｃｔ１を生成することができる。なお、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度との関係が一定の場合には、角度−電圧変換条件記憶部１３３は不要となり、角度−電圧変換部１３２は、感度α’オフセットβ’とから制御電圧Ｖｃｔ１を生成する。
【０１１５】
また、上述においては、第１走査部８０の走査位置が＋Ｘ３のときに走査部３０で走査されたレーザ光が入射する位置に光検出部９７を配置したが、第１走査部８０の走査位置がＸ０のときに走査部３０で走査されたレーザ光が入射する位置に光検出部９７を配置してもよい。このようにすることで、第１走査部８０の動作によらず、上記校正処理を行うことができる。
【０１１６】
なお、光走査素子のミラー部の角度を検出する検出部を、ピエゾ抵抗素子により構成しているが、圧電素子による検出方法や静電容量の変化による検出方法を用いてもよい。
【０１１７】
また、上述においては、検出電圧Ｖｄとミラー部１１０の角度θとが比例関係にあり、第２駆動信号６２の信号レベルとミラー部１１０の角度θとが比例関係に例を説明したが、これらは必ずしも比例関係にある必要はなく、一定の関係を有するものであれば本発明の適用が可能である。
【０１１８】
なお、第１反射部４１と第２反射部４２とは、第２方向の長さをビーム光の径と同程度で、かつ第１方向の長さを第１走査部８０による走査範囲と同程度とし、第１方向と平行に延伸させるようにしてもよい。このようにすることで、第１反射部４１と第２反射部４２を最小限の大きさとすることができる。
【０１１９】
上述では、ハーフミラー９８の反射率と透過率とを１：１として説明したが、必ずしも反射率と透過率とを同程度にする必要ない。
【０１２０】
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。
【０１２１】
（１）光源部２０から出射された光束を第１方向Ｘに走査する第１走査部８０と、反射面１１０ａを有するミラー部１１０を揺動軸Ｌｙ周りに揺動して第１走査部８０により走査された光束を第１方向Ｘと略直交する第２方向Ｙに走査する第２走査部９０と、第１走査部８０と第２走査部９０との間の光路上に設けられたハーフミラー９８と、第１走査部８０により第１方向Ｘの所定位置で走査された光束であって、前記ハーフミラーで反射されて入射する光束の強度とタイミングを検出する光検出部９７と、第２走査部９０により走査された光束により形成される像面位置に配置され、第２走査部９０により走査された光束をそれぞれ反射する第１反射部４１及び第２反射部４２と、第１走査部８０により第１方向Ｘの所定位置へ走査され第１反射部４１と第２反射部４２とでそれぞれ反射され、ハーフミラー９８で反射されて入射する光束の光路（第２光路）を、第１走査部８０により第１方向Ｘの所定位置へ走査されてハーフミラー９８で反射される光束の光路（第１光路）と同一光路として光検出部に入射させる光学部材４３と、第１走査部８０及び第２走査部９０へそれぞれ駆動信号６１，６２を出力して第１走査部８０及び第２走査部９０を制御すると共に、光検出部９７によって光束を検出したタイミングに基づいて、第１走査部８０の走査位置を検出し、画像信号Ｓに応じた光束を光源部２０から出射させる制御部１０と、を備えているので、ミラー部の走査部毎にそれぞれミラー部の揺動軸回りの角度を検出する検出部を走査部毎に設ける必要がない。
【０１２２】
（２）ミラー部１１０の揺動軸Ｌｙ周りの角度を検出する角度検出部１８を備え、制御部１０は、第２走査部９０を制御して、光源部２０から出射させた光束を、第１反射部４１に入射させて反射させ、光検出部９７により所定強度以上の光束が検出されたときに角度検出部１８によって検出されたミラー部１１０の角度の情報を第１校正点の情報（第１校正用電圧Ｖｄ１）として取得する第１処理と、第２走査部９０を制御して、光源部２０から出射させた光束を、第２反射部４２に入射させて反射させ、光検出部９７により所定強度以上の光束が検出されたときに角度検出部１８によって検出されたミラー部１１０の角度の情報を第２校正点の情報（第２校正用電圧Ｖｄ２）として取得する第２処理と、第１校正点の情報と前記第２校正点の情報とに基づいて、角度検出部１８の検出結果を校正する第３処理と、を実行するので、角度検出部１８によるミラー部１１０の角度の検出特性に変動があった場合でも、ミラー部１１０の角度を所望の角度で高精度に制御することができる。
【０１２３】
（３）第２走査部９０のミラー部１１０は、第２駆動信号６２の信号レベルに応じた角度に回動するものであり、制御部１０は、ミラー部１１０の揺動軸Ｌｙ周りの角度と第２駆動信号６２の信号レベルとの関係を規定する角度・レベル情報（感度α’とオフセットβ’）を内部の記憶部（角度−電圧変換条件記憶部１３３）に記憶しており、第１校正点の情報を取得したときの第２駆動信号６２の信号レベル（第１電圧Ｖｂ１）と、第２校正点の情報を取得したときの第２駆動信号６２の信号レベル（第２電圧Ｖｂ２）とに基づいて、角度・レベル情報（感度α’とオフセットβ’）を補正するので、第２駆動信号６２とミラー部１１０の揺動軸Ｌｙ周りの角度との関係を容易に特定することができる。
【０１２４】
（４）第１反射部４１による光束の反射率を、第２反射部４２による光束の反射率と異ならせており、第１反射部４１と第２反射部４２とを第２方向Ｙに所定の距離だけ離隔して配置したので、角度検出部１８の検出結果から、第１校正点の情報（第１校正用電圧Ｖｄ１）と第２校正点の情報（第２校正用電圧Ｖｄ２）との区別を容易に行うことができる。
【０１２５】
（５）第２走査部９０により走査された光束を入射するテレセントリック光学系を構成するレンズ９５ａを有し、像面位置は、レンズ９５ａにより形成されるので、第１反射部４１及び第２反射部４２の反射面の光軸方向の設置位置に多少の誤差があってもよいため、入射方向と逆方向に光束を反射する構成を容易に作成することができる。
【０１２６】
（６）ハーフミラー９８と第１及び第２反射部４１，４２との間の光路上に設けられた第１のλ／４板４４と、ハーフミラー９８と光学部材４３との間の光路上に設けられた第２のλ／４板４５と、を有し、ハーフミラー９８を、入射する光の偏光状態によって反射率が決まる偏光ビームスプリッタとし、光源部２０から出射されハーフミラー９８を通過した光束を、第１のλ／４板４４を介して第１及び第２反射部４１，４２に入射し、第１及び第２反射部４１，４２で反射された光束を、第１のλ／４板４４、第２のλ／４板４５、光学部材４３、第２のλ／４板４５を順次介して光検出部９７に入射させるので、光検出部９７に入射する光束のロスを低減させることができ、光検出部９７での光束の検出を精度よく行うことができる。
【０１２７】
（７）制御部１０は、光源部２０から出射させた光束が第１反射部４１及び第２反射部４２に入射しないタイミング（例えば、第２方向Ｙの有効走査範囲Ｙａ）で、光源部２０から光束を出射させ、このときに光検出部９７の検出タイミングに基づいて、第１走査部８０の走査位置を検出し、光源部２０から画像信号Ｓに応じた光束を光源部２０から出射させるので、第１走査部８０の走査位置の検出を、第１校正点の情報や第２校正点の情報を取得するタイミングと異ならせることができ、それぞれの処理を同時に行うことによる処理負荷を低減することができる。
【０１２８】
（８）画像信号Ｓに応じた強度の光束を走査する有効走査範囲Ｚの外側にある無効走査範囲Ｗで走査された光束の通過を遮断する遮光部９６を備え、遮光部９６は，第１反射部４１及び第２反射部４２よりも下流に位置しており，制御部１０は、第１走査部８０及び第２走査部９０による走査位置が無効走査範囲Ｗにあるときに、光検出部９７で検出させる光束を前記光源部から出射させるので、角度検出部１８の検出結果を校正するために光源部２０から出射させる光束が外部に出射されることを防止することができる。
【０１２９】
（９）制御部１０は、前記第１処理及び前記第２処理を行うときには、第１走査部８０の走査を停止状態とするので、第１走査部の動作によらず、校正処理を行うことができる。
【０１３０】
（１０）画像信号Ｓに応じた強度の光束を第１走査部８０及び第２走査部９０により走査して利用者の眼１０１に入射させ、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、角度検出部１８によるミラー部１１０の角度の検出特性に変動があった場合でも、ミラー部１１０の角度を所望の角度で高精度に制御することができる網膜走査型の画像表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１  ＲＳＤ
１０  制御部
１８  角度検出部
２０  光源部
３０  走査部
４１  第１反射部
４２  第２反射部
４３  光学部材
４４  第１のλ／４板
４５  第２のλ／４板
８０  第１走査部
９０  第２走査部
９５ａ  レンズ（テレセントリック光学系）
９６  遮光部
９７  光検出部
９８  第１ハーフミラー
１１０  ミラー部
Ｘ  第１走査方向
Ｙ  第２走査方向
Ｖｄ１  第１校正用電圧（第１校正点の情報）
Ｖｄ２  第２校正用電圧（第２校正点の情報）
Ｖｂ１  第１電圧
Ｖｂ２  第２電圧
【図１】
2011227379.tif 000003
【図２】
2011227379.tif 000004
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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