(57)【要約】【課題】高画質、高解像度を実現する二次元光走査装置を提供する。【解決手段】ビーム状の光を出射する光源１０、光源１０から出射された光を主走査方向及び副走査方向に偏向走査する偏光器２０、偏光器２０で走査された光が走査面５に形成する走査線のうち隣接する走査線の副走査方向の間隔を検出する走査線検出手段３０及び制御部４０を備える。制御部４０において、偏光器２０の２軸方向の走査周波数ｆx、ｆyと走査面５の更新周波数Ｆとが以下の式１に示す関係となるように偏光器２０の偏向角度を制御するとともに、走査線検出手段３０で検出された走査線の副走査方向の間隔が所定の値になるように偏光器２０の偏向角度の位相を制御する。  ｆx＝ｎx×Ｆ、ｆy＝ｎy×Ｆ  （ｎx、ｎyは、互いに素の整数）・・・式１  これにより、周波数の差を低減した粗密のない走査線軌跡を形成することができ、走査面５上に高画質、高解像度の表示を行うことができる。【選択図】図１
2008216299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム状の光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を交差する主走査方向及び副走査方向の２軸方向に偏向走査する偏光器と、
前記偏光器で走査された光が走査面に形成する走査線のうち少なくとも隣接する走査線の前記副走査方向の間隔を検出する走査線検出手段と、
前記偏光器の前記交差する２軸方向の偏向角度を所定の周波数及び振幅で変化させるとともに、前記走査線検出手段で検出された少なくとも隣接する２本の走査線の前記副走査方向の間隔に基づいて前記偏光器の偏向角度の位相を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の二次元光走査装置において、
前記制御手段は、前記偏光器の前記交差する２軸方向の走査周波数ｆx、ｆyと走査面の更新周波数Ｆとが以下の式１に示す関係となるように、前記偏光器の偏向角度の周波数を制御することを特徴とする二次元光走査装置。
ｆx＝ｎx×Ｆ、ｆy＝ｎy×Ｆ  ・・・式１
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の二次元光走査装置において、
前記偏光器は、前記光源から出射された光を偏向させるための反射面を有し、前記反射面の前記主走査方向及び前記副走査方向へ角度変化させることによって、前記光源から出射された光の偏光角度を変化させるように形成され、
前記制御手段は、
前記偏光器の偏向角度を５００Ｈｚ〜１００ｋＨｚの周波数範囲で変化させることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記偏光器の偏向角度を所定の周波数、振幅及び位相で変化させるための信号の発振源となる１つの発振手段を備え、
前記制御手段は、
前記偏光器の前記交差する２軸方向の偏向角度を前記１つの発振手段で発振した信号から生成することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記走査線のうち少なくとも隣接する２本の走査線の、前記副走査方向の間隔及び前記主走査方向の走査方向を検出可能に構成され、
前記制御手段は、
前記走査線検出手段で検出した少なくとも前記隣接する２本の走査線の前記副走査方向の間隔が一定で、前記主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、前記偏光器の偏向角度の位相を制御することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記走査線のうち前記隣接する３本の走査線の前記副走査方向の間隔と前記主走査方向の走査方向とを検出可能に構成され、
前記制御手段は、
前記走査線検出手段で検出した前記隣接する３本の走査線の前記副走査方向の間隔が同一で前記主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、前記偏光器の偏向角度の位相を制御することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記隣接する３本の走査線の前記副走査方向の間隔を検出できる最小限の大きさに形成されていることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記光源は、
少なくとも輝度又は発光色の何れかを前記制御手段から制御可能に構成されており、
前記走査線検出手段は、
前記走査面における前記走査線の照度及び色を検出可能に構成され、
前記制御手段は、
前記隣接する走査線の少なくとも照度又は色が異なるように少なくとも前記光源の輝度又は発光色を制御するとともに、前記走査線検出手段で検出された隣接する走査線の照度又は色が異なるものとなるように、前記偏光器の偏向角度の位相を制御することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記交差する２軸方向のうち前記副走査方向の振幅を検出可能な位置に配置され、
前記制御手段は、
前記走査線検出手段にて検出された前記副走査方向の振幅に基づいて、前記偏光器の前記副走査方向の偏向角度の振幅を制御することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記光源が発光した主走査方向の位置を検出可能に構成され、
前記制御手段は、
前記光源を前記主走査方向の所定の発光位置で発光させ、前記走査線検出手段が検出した前記光源の主走査方向の発光位置が前記主走査方向の所定の発光位置と一致するように、前記偏光器の偏向角度の位相を制御することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記副走査方向の直線上において、前記光源の発光位置を検出可能に構成され、
前記制御手段が前記光源を発光させる前記主走査方向の所定の発光位置は、前記走査線検出手段が前記光源の発光を検出可能な前記副走査方向の直線上の位置であることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記副走査方向の３点において前記光源の発光位置を検出するように構成され、
前記制御手段が前記光源を発光させる前記主走査方向の所定の発光位置は、前記走査線検出手段が前記光源の発光を検出可能な前記副走査方向の３点の位置であることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記交差する２軸方向のうち前記主走査方向の振幅を検出可能な位置に配置され、
前記制御手段は、
前記走査線検出手段にて検出された前記主走査方向の振幅に基づいて、前記偏光器の前記主走査方向の偏向角度の振幅を制御することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記偏光器の前記副走査方向の偏向角度をθx、走査周波数をｆxとし、前記主走査方向の偏向角度をθy、走査周波数をｆyとしたとき、前記走査面のうち画像を表示するための表示領域を副走査方向から、ｔａｎ-1／）傾けることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記偏光器の前記交差する２軸方向の走査線の振幅のうち所定の範囲を表示領域とすることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記表示領域外に配置されていることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記表示領域直近に配置されていることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記走査線の主走査方向の振幅の中心から主走査方向へずらして配置され、
前記制御手段は、前記走査線検出手段で検出できる位置に、前記光源を発光させ、所定時間内に走査線検出手段によって走査線が検出されない場合には、偏光器の主走査方向の偏向の向きが異なっていると判定することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の二次元光走査装置において、
前記制御手段は、
前記主走査方向の偏向の向きが異なっていると判定した場合、前記偏光器の主走査方向の偏向角度の位相を１８０°移相させることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記走査線検出手段は、
前記走査線の副走査方向の振幅の中心から副走査方向へずらして配置され、
前記制御手段は、前記走査線検出手段で検出できる位置に、前記光源を発光させ、所定時間内に走査線検出手段によって走査線が検出されない場合には、前記偏光器の副走査方向の偏向の向きが異なっていると判定することを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の二次元光走査装置において、
前記制御手段は、
前記副走査方向の偏向の向きが異なっていると判定した場合、前記偏光器の副走査方向の偏向角度の位相を１８０°移相させることを特徴とする二次元光走査装置。
【請求項２２】
請求項１〜請求項２１の何れかに記載の二次元光走査装置において、
前記制御手段は、
前記走査線の走査位置と表示する画像の表示位置との対応を記憶し、その記憶された走査線の走査位置と画像の表示位置との対応に基づいて、前記偏光器の偏向角度の位相と前記光源の走査線上における発光位置とを制御することを特徴とする二次元光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム状の光を走査して走査面に画像を形成するための二次元光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次元スキャナを利用して光ビームにより、ラスター走査を行い表示を行う表示装置がある。また二次元スキャナを利用して、粗と密の部分が生じないようにリサージュ走査を行い、前方を均等に走査し障害物を検出するレーザ装置もある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−４８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記二次元スキャナを利用したレーザ装置は、走査軌跡を詳細にコントロールしておらず、温度変化等により、スキャナ動作が変化すると走査軌跡が乱れ、粗と密の部分が発生してしまう可能性がある。
【０００４】
特にこのような装置を表示装置に使用する場合、形成される画像の画質に悪影響を及ぼす。
また、表示の解像度に当たる走査線の本数は、一般的なラスター走査では二次元スキャナの主走査方向と副走査方向の走査周波数との比によって決まる。つまり、副走査方向の走査周波数に比べ主走査方向の走査周波数を大きくすれば、画像の解像度は上がる。
【０００５】
しかし、二次元スキャナの周波数の差を大きくするには、二次元スキャナの機械的構造の観点から限界があり、差が少ない方が良い。その場合には、主走査方向と副走査方向の走査周波数との比が小さくなり走査線の本数が減り解像度が悪くなる。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、高画質、高解像度を実現する二次元光走査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】
【０００７】
かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載の二次元光走査装置（１：この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。）は、光源（１０）、偏光器（２０）、走査線検出手段（３０）及び制御手段（４０）を備える。
【０００８】
光源（１０）は、ビーム状の光を出射し、偏光器（２０）は、前記光源（１０）から出射された光を交差する２軸方向に偏向走査する。また、走査線検出手段（３０）は、偏光器（２０）で走査された光が走査面（５）に形成する走査線のうち少なくとも隣接する走査線の間隔を検出する。
【０００９】
また、制御手段（４０）は、走査線検出手段（３０）で検出された少なくとも隣接する２本の走査線の間隔に基づいて偏光器（２０）の偏向角度を制御する。
このような、二次元光走査装置（１）によれば、偏向により偏向走査された光が走査面
（５）に形成する走査線のうち少なくとも隣接する２本の走査線の間隔が検出される。したがって、検出された間隔に基づいて、例えば、間隔が一定になるように偏光器（２０）の偏向角度を制御してやれば、走査線の間隔が一定になるので、走査線の間隔に粗密が発生しない。走査線の間隔に粗密が発生しないので、走査面（５）には高画質の画像が得られる。
【００１０】
ところで一般的なラスター走査では走査面（５）の更新周波数をＦとすると、二次元走査を行う片方の軸（Ｘ軸）の周波数ｆx＝Ｆとしており、走査線の本数は他方の軸の周波数をｆyとするとｆy／ｆxで決まる。（ｆy≧ｆxの場合）つまりスキャナの機械的構造の観点からこれらの周波数の差を低減すると走査線の本数が減り解像度が悪化する。
【００１１】
そこで、請求項２に記載のように、制御手段（４０）は、偏光器（２０）の交差する２軸方向の走査周波数ｆx、ｆyと走査面（５）の更新周波数Ｆとが以下の式１に示す関係となるように偏光器（２０）の偏向角度を制御するとよい。
【００１２】
ｆx＝ｎx×Ｆ、ｆy＝ｎy×Ｆ  （ｎx、ｎyは、互いに素の整数）・・・式１
このようにした場合、ｆy≧ｆxの時には走査線の本数はｎyとなるため、スキャナの機械的構造の観点からこれらの周波数の差を低減する場合はｎxの数値を上げればよく、解像度の悪化がなく、走査面（５）には高画質の画像を形成することができる。またこの際、走査面（５）の更新周波数Ｆは必要以上に高くしない方が良い。Ｆを高くするとｆyの数値が上がり２軸の周波数の差が増加するか、もしくはｆyの数値を抑えた場合にはｎyの数値が下がり走査線の本数が減ってしまうからである。よって式１のようにすれば周波数の差の低減ができ、なおかつ、走査線の本数を減らすことがないので高解像度の画像が得られる。
【００１３】
ところで、偏光器（２０）の偏向角度を所定の周波数及び振幅で変化させて光源（１０）からの光を走査するには、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いる場合がある。つまり、偏光器（２０）にＭＥＭＳ技術により、光源（１０）から出射される光を変更するための反射面（２１）となる微少鏡面を形成し、その微少鏡面を共振させて、所定の周波数及び振幅で偏向角度を変化させるようなことが考えられる。
【００１４】
このような偏光器（２０）を用いて低速で走査を行う場合、偏光器（２０）の共振周波数をそれに合わせ低くすると偏向器の振幅が得やすい。ところが、共振周波数を低くするには偏向器（２０）の梁を細くしなければならず、このような偏光器（２０）の動作が安定しにくく、走査面（５）に形成される画像の質が低下する可能性がある。
【００１５】
逆に、高速で走査を行う場合には、偏光器（２０）の共振周波数を高くする必要があるが、共振周波数を高くするには偏光器（２０）の微少鏡面を支持する梁を太くしなければならない。ところが、梁を太くすると振幅が得にくくなり、走査面（５）の面積が小さくなるという問題が生じる。
【００１６】
そこで、請求項３に記載のように、制御手段（４０）は、偏光器（２０）の偏向角度を５００Ｈｚ〜１００ｋＨｚの周波数範囲で変化させるようにすると、安定した動作で適切な走査面積を作れる偏光器（２０）とすることができるので、高画質の二次元光走査装置（１）とすることができる。
【００１７】
ところで、偏光器（２０）の交差する２軸方向の偏向角度を周期的に変化させるためには、制御手段（４０）において周期的に変化する信号を生成して、その信号により偏光器（２０）の各軸方向の偏向角度を変化させる。
【００１８】
その際、各軸独立で信号を生成すると、周囲の温度が変化した場合などに信号の周波数が各軸独立に変化してしまう。そこで、請求項４に記載のように、偏光器（２０）の偏向角度を所定の周波数、振幅及び位相で変化させるための信号の発振源となる１つの発振手段（５０）を備え、制御手段（４０）は、偏光器（２０）の交差する２軸方向の偏向角度を１つの発振手段（５０）で発振した信号から生成するとよい。
【００１９】
このようにすれば、温度変化などがあったとしても、各軸の周波数は同じ割合で変化するため走査領域の間隔は変化しない。間隔に変化がなければ、走査線の均等性は変化せず一定に保たれるので、走査面（５）に形成される画像の質が低下することがない。
【００２０】
ところで、偏光器（２０）の主走査方向及び副走査方向の周波数とそれぞれの方向の初期位相の差が一定であれば隣接する走査線の間隔は一定であり、かつ、隣接する走査線は互いに逆方向に走査される。
【００２１】
ところが、温度変化等によって偏向角度の主走査方向及び副走査方向の位相が一定とならなくなった場合には走査線の間隔が一定とならなくなる。
そうなると、走査線の粗密が変化し、形成される画像の画質が非常に低下する。そこで、請求項５に記載のように、走査線検出手段（３０）は、走査線のうち少なくとも隣接する２本の走査線の、副走査方向の間隔及び主走査方向の走査方向を検出可能に構成し、制御手段（４０）は、走査線検出手段（３０）で検出した少なくとも隣接する２本の走査線の副走査方向の間隔が一定で、主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、偏光器（２０）の偏向角度の位相を制御するとよい。
【００２２】
このようにすれば、隣接する走査線の間隔は一定に保つことができ、正確なリサージュ走査制御ができるので、走査面（５）に形成される画像の質を高めることができる。
ところで、偏光器（２０）において、制御が精度良く行われていれば、隣接する走査線の間隔は一定であり、かつ、隣接する走査線の走査方向は逆になる。したがって、請求項６に記載のように、走査線検出手段（３０）は、走査線のうち隣接する３本の走査線の副走査方向の間隔と主走査方向の走査方向とを検出可能に構成する。
【００２３】
また、制御手段（４０）は、走査線検出手段（３０）で検出した隣接する３本の走査線の副走査方向の間隔が同一で主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、偏光器（２０）の偏向角度の位相を制御するとよい。
【００２４】
このようにすると、隣接する３本の走査線のうち両端の同じ方向に走査される２本の走査線の間に、それらとは逆方向に走査される走査線が存在し、さらに、それら３本の走査線の間隔が一定になるので、偏光器（２０）の偏向角度を精度よく制御することが可能となる。したがって、走査面（５）に形成される画像の質を高めることができる。
【００２５】
ところで、走査線検出手段（３０）の大きさは、二次元光走査装置の大きさやコストを抑制するためにできるだけ小さい方がよい。そこで、請求項７に記載のように、走査線検出手段（３０）が、隣接する３本の走査線の副走査方向の間隔を検出できる最小限の大きさに形成されていると、最小限の大きさで高画質の画像が得られる。
【００２６】
また、請求項８に記載のように、光源（１０）を発光させて走査線を形成する際に、少なくとも光源（１０）の輝度又は発光色の何れかを変化させ、制御手段（４０）では、隣接する２本の走査線の照度や色が異なるようにすれば、走査線の走査順が入れ替わったか
否か、つまり、偏光器（２０）の２軸方向の角度の位相が大きく変化したか否かが容易に判別できるようになる。
【００２７】
ところで、光源（１０）から出射される光によって形成される走査線が走査面（５）の副走査方向に一定の領域で走査されるためには、走査線の間隔以外に副走査方向の走査線の振幅を一定にする必要がある。そこで、請求項９に記載のように、走査線検出手段（３０）を、交差する２軸方向のうち副走査方向の振幅を検出可能な位置に配置する。
【００２８】
また、制御手段（４０）は、走査線検出手段（３０）にて検出された副走査方向の振幅に基づいて、偏光器（２０）の副走査方向の偏向角度の振幅を制御するとよい。
このようにすれば、走査線検出手段（３０）にて検出された副走査方向の振幅に基づいて、副走査方向の振幅を制御することができる。つまり、検出された走査線の振幅をフィードバックして制御することができるので、温度変化等によって、副走査方向の偏向角度が変化するような状況下でも、一定の振幅が得られる。したがって、走査線が走査面（５）の副走査方向に一定の領域で走査されるので、高画質を得ることができる。
【００２９】
また、請求項１０に記載のように、走査線検出手段（３０）を、光源（１０）が発光した主走査方向の位置を検出可能に構成し、制御手段（４０）では、光源（１０）を主走査方向の所定の発光位置で発光させ、走査線検出手段（３０）が検出した光源（１０）の主走査方向の発光位置が主走査方向の所定の発光位置と一致するように、偏光器（２０）の偏向角度の位相を制御するとよい。
【００３０】
このようにすると、走査線検出手段（３０）で検出した光源（１０）の主走査方向の発光位置が、制御手段（４０）で光源（１０）を発光させようとしていた主走査方向の位置と異なっているときには、制御手段（４０）が偏光器（２０）の偏向角度の位相を制御して、発光位置を一致させる。
【００３１】
つまり、光源（１０）の発光位置が主走査方向にずれている場合には、そのずれがなくなるように偏光器（２０）の偏向角度の位相が調整される。したがって、主走査方向の走査線の走査位置が正確に制御できるので、走査面に形成される画像の質を高めることができる。
【００３２】
また、主走査方向の発光位置を検出する場合、副走査方向の直線上で発光位置を検出すると都合がよい。つまり、請求項１１に記載のように、走査線検出手段（３０）を、副走査方向の直線上において、光源（１０）の発光位置を検出可能に構成、制御手段（４０）が光源（１０）を発光させる主走査方向の所定の発光位置は、走査線検出手段（３０）が光源（１０）の発光を検出可能な前記副走査方向の直線上の位置であるようにするのである。
【００３３】
このようにすると、副走査線方向の直線上で発光を検出すればよいので、走査線検出手段（３０）の構成を簡易にすることができる。
さらに、請求項１２に記載のように、走査線検出手段（３０）を、副走査方向の３点において光源（１０）の発光位置を検出するように構成し、制御手段（４０）が光源（１０）を発光させる主走査方向の所定の発光位置は、走査線検出手段（３０）が光源（１０）の発光を検出可能な副走査方向の３点の位置であるようにすると、３点だけで発光を検出すればよいので、走査線検出手段（３０）を非常に容易に構成できる。
【００３４】
したがって、走査線検出手段（３０）を小型化できるとともにコストを低減することが
できる。
ところで、光源（１０）から出射される光によって形成される走査線が走査面（５）の主走査方向に一定の領域で走査されるためには、主走査方向の振幅を一定にする必要がある。そこで、請求項１３に記載のように、走査線検出手段（３０）を、交差する２軸方向のうち主走査方向の振幅を検出可能な位置に配置し、制御手段（４０）は、走査線検出手段（３０）にて検出された主走査方向の振幅に基づいて、偏光器（２０）の主走査方向の偏向角度の振幅を制御するとよい。
【００３５】
このようにすれば、走査線検出手段（３０）にて検出された主走査方向の振幅に基づいて、主走査方向の振幅を制御することができる。つまり、検出された走査線の振幅をフィードバックして制御することができるので、温度変化等によって、主走査方向の偏向角度が変化するような状況下でも、一定の振幅が得られる。したがって、走査線が走査面（５）の主走査方向に一定の領域で走査されるので、高画質を得ることができる。
【００３６】
主走査方向と副走査方向とを各々所定の周波数及び振幅で走査した場合、走査面（５）に形成される走査線は、主走査方向に対して傾く。そこで、請求項１４に記載のように、偏光器（２０）の副走査方向の偏向角度をθx、走査周波数をｆxとし、主走査方向の偏向角度をθy、走査周波数をｆyとしたとき、走査面（５）のうち画像を表示するための表示領域を副走査方向から、ｔａｎ-1（（ｆy×θy）／（ｆx×θx））傾けるようにすれば、予め走査線の傾きを考慮した画像としなくてもよい。
【００３７】
つまり、画像の傾きを補正する画像処理が必要がないので、本二次元光走査装置（１）を表示装置に組み込んだ場合、その表示装置を簡単な構成とすることができる。
ところで、二次元光走査装置（１）により走査面（５）の走査を行う場合、走査面（５）の縁部には歪みが生じる。例えば、走査線によってリサージュ図形が形成される場合には、主走査方向及び副走査方向の縁部では走査線の間隔が小さくなる。
【００３８】
そこで、請求項１５に記載のように、偏光器（２０）の交差する２軸方向の走査線の振幅のうち所定の範囲を表示領域とすると、走査面（５）の縁部の歪みの部分が表示されないので、高画質な画像を得ることができる。
【００３９】
ところで、実際に表示が行われる領域（表示領域）に走査線検出手段（３０）を配置すると、走査線検出手段（３０）が障害となって表示領域が狭くなる。そこで、請求項１６に記載のように表示領域外に走査線検出手段（３０）を配置すると、走査線検出手段（３０）によって表示領域が狭められることがない。
【００４０】
また、前述したように走査線によって走査面（５）の走査を行う場合、走査面（５）の縁部には歪みが生じる。そこで、請求項１７に記載のように、走査線検出手段（３０）を表示領域直近に配置すると、歪みが少ない部分で走査線の間隔を検出できるので、精度よく走査線の間隔を検出できる。走査線の間隔を精度よく検出できれば、得られる画像も高画質となる。
【００４１】
ところで、偏光器（２０）の構造や駆動方式によっては、偏向開始の際の偏向の向きが定まらない場合がある。つまり、主走査方向に所定の周波数及び振幅で偏光器（２０）の偏向角度を制御した場合、走査面（５）に形成される走査線は正弦波状になるが、その偏向開始の際、主走査方向のどちらの向きに偏向が開始されるのかが定まらない（位相が１８０°ずれた状態で偏向が開始される）場合が生じるのである。
【００４２】
そこで、請求項１８に記載のように、走査線検出手段（３０）を主走査方向の振幅の中心から主走査方向へずらして配置し、制御手段（４０）は、走査線検出手段（３０）で検出できる位置に光源（１０）を発光させ、所定時間内に走査線検出手段（３０）によって走査線が検出されない場合には、偏光器（２０）の主走査方向の偏向の向きが異なっていると判定するようにすれば、偏向開始の際の偏向の向きを判定することができる。
【００４３】
主走査方向の走査線の走査の向きが１８０°ずれていると、走査面（５）に形成される画面は反転した状態となる。そこで、請求項１９のように、主走査方向の偏向の向きが異なっていると判定した場合には、偏光器（２０）の主走査方向の偏向角度を１８０°移相させるようにすると、画像が反転して表示されることがなくなる。
【００４４】
副走査方向においても、請求項１８に記載の二次元光走査装置（１）と同様に偏光器（２０）の開始時の偏向の向きが定まらない場合がある。したがって、副走査方向においても請求項１８と同様にすれば、副走査方向の走査開始時の偏向の向きが判定できる。
【００４５】
副走査方向の走査線の走査の向きが１８０°ずれていると、走査面（５）に形成される画面は反転した状態となる。そこで、請求項２１のように、副走査方向の偏向の向きが異なっていると判定した場合には、偏光器（２０）の副走査方向の偏向角度を１８０°移相させるようにすると画像が反転して表示されることがなくなる。
【００４６】
ところで、偏光器（２０）の偏向角度を主走査方向と副走査方向とに所定の周波数及び振幅で変化させると、走査線によって走査面（５）にはリサージュ図形が形成される。その場合、テレビなどに用いられているラスタ走査のように副走査方向が一方向から走査されるのではなく、両方向から走査される。つまり、副走査方向には往復走査がなされる。
【００４７】
そうすると、表示する画像を単純に偏光器（２０）で副走査方向に往復走査をして走査面（５）に形成すると、走査の往路と復路とで画像が反転してしまい正常な画像が形成されない。
【００４８】
すなわち、本二次元光走査装置（１）では、表示する画像を偏光器（２０）で副走査方向に往復走査をして走査面（５）に形成することになるので、表示する画像と実際に画像が形成される走査面（５）における走査線の位置との対応付けが必要となる。
【００４９】
そこで、請求項２２に記載のように、制御手段（４０）は、走査線の走査位置と表示する画像の表示位置との対応を記憶し、その記憶された走査線の走査位置と画像の表示位置との対応に基づいて、偏光器（２０）の偏向角度の位相と光源（１０）の走査線上における発光位置とを制御すると、副走査方向に往復走査されても正常な画像が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００５１】
［第１実施形態］
（二次元光走査装置１の構成）
図１は、二次元光走査装置１の概略の機能構成を示す機能ブロック図であり、図２は、走査面５における、走査線検出器３０の配置と走査線の走査の様子を示した図である。
【００５２】
二次元光走査装置１は、図１に示すように、光源１０、偏光器２０、走査線検出器３０及び制御装置６０を備えている。
光源１０は、ビーム状の光を出射するものであり、発光ダイオード、グローランプ、レーザーなどの発光素子からなり、少なくとも輝度又は発光色の何れかを制御部４０から制御可能に構成されている。
【００５３】
偏光器２０は、光源１０から出射された光を交差する主走査方向及び副走査方向の２軸方向に偏向走査するものである。
偏光器２０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて形成されたデバイスで、光源から出射されたビーム状の光を反射する反射面２１、内フレーム２２、外フレーム２３、反射面２１を内フレーム２２に支持する内梁２４、反射面２１を外フレーム２３に支持する外梁２５、反射面２１を内梁２４及び外梁２５の周りにねじるように振動させる駆動部とから構成される。
【００５４】
走査線検出器３０は、偏光器２０で走査された光が走査面５に形成する走査線のうち副走査方向の少なくとも隣接する走査線の間隔を検出するものであり、副走査方向に３点において、走査線のうち隣接する３本の走査線の副走査方向の間隔と主走査方向の走査方向とを検出可能に構成されている。
【００５５】
具体的には、図２に示すように、走査線検出器３０は、走査線の主走査方向の振幅の中心から主走査方向へずれ、走査線の副走査方向の振幅の中心から副走査方向へずれた位置へ配置されている。
【００５６】
また、走査線検出器３０は、交差する２軸方向のうち主走査方向及び副走査方向の振幅を検出可能な位置で、かつ、表示領域外で表示領域の直近に配置されている。
さらに、走査線検出器３０は、走査面５における走査線の照度及び色を検出し、検出信号として光検出信号処理部４８へ出力する。
【００５７】
走査線検出器３０は、図２に示すように、光の照度や色を検出するイメージセンサやフォトダイオードが主走査方向及び副走査方向に多数配置されたフォトダイオードアレイである。
【００５８】
制御装置６０は、偏光器２０の交差する２軸方向の偏向角度を所定の周波数及び振幅で変化させるとともに、走査線検出器３０で検出された主走査方向の少なくとも隣接する２本の走査線の間隔に基づいて偏光器２０の偏向角度の位相を制御するものである。制御装置６０は、図１に示すように、制御部４０とクロック発振部５０とから構成される。
【００５９】
制御部４０は、図１に示すように、駆動周波数生成部４１，４４、位相調整部４２，４５、駆動回路部４３，４６、表示制御部４７、光検出信号処理部４８及び光源駆動部４９を備えている。
【００６０】
なお、図１は、前述したように制御装置６０の機能ブロック図である。したがって、制御部４０は実際には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏにより各部の機能を実現している。
【００６１】
駆動周波数生成部４１，４４は、クロック発振部５０で発振するクロックを分周して、偏光器２０を主走査方向に周波数ｆy及び副走査方向に周波数ｆxで駆動するための正弦波の偏光器駆動信号を生成する。
【００６２】
位相調整部４２、４５は、駆動周波数生成部４１，４４で生成された偏光器駆動信号の主走査方向及び副走査方向の各々の位相を変更できるように構成されている。
駆動回路部（主走査）４３、４６は、偏光器２０を駆動するための駆動電圧が調整できるようになっており、偏光器２０の振幅の大きさを可変できる。
【００６３】
駆動周波数生成部４１，４４では、主走査方向の周波数ｆy及び副走査方向の周波数ｆxと走査面５の更新周波数Ｆとが以下の式１に示す関係となるように各走査方向の偏光器駆動信号の周波数を制御する。
【００６４】
ｆx＝ｎx×Ｆ、ｆy＝ｎy×Ｆ  （ｎx、ｎyは、互いに素の整数）・・・式１
ここで、周波数ｆx，ｆyは、偏光器２０の梁の太さ、振幅、安定性の観点から、５００Ｈｚ〜１００ｋＨｚとなる。本実施形態では、ｆx＝１．２ｋＨｚ、ｆy＝１２．６ＫＨｚである。また、走査面５の更新周波数Ｆは、走査面５に形成される表示の更新周波数であり、Ｆ＝６００Ｈｚである。さらに、ｎx＝２、ｎy＝２１である。
【００６５】
このようにして、偏光器２０の反射面の主走査方向の変更角度を振幅θy、周波数ｆy（１２．６ｋＨｚ）の正弦波、副走査方向の変更角度を振幅θx、周波数ｆx（１．２ｋＨｚ）の正弦波の偏光器駆動信号で駆動し、そこに光源１０から出射されるビーム状の光を当てると、走査面５には、走査線によって図２に示すようなリサージュ形状の軌跡が形成される。
【００６６】
また、制御部４０において、走査線検出器３０で検出した３本の副走査方向の走査線の間隔が一定になるように、位相調整部４２，４５で偏光器駆動信号の位相を調整する。
このようにすれば、走査線検出器３０で検出した少なくとも隣接する２本の走査線の副走査方向の間隔が同じで、主走査方向の走査方向が互いに逆になる。また、同時に主走査方向及び副走査方向の振幅に基づいて、偏光器２０の主走査及び副走査方向の偏向角度の振幅を制御することができる。
【００６７】
この際、隣接する走査線の少なくとも輝度又は発光色が異なるように少なくとも光源１０の輝度又は発光色を制御するとともに、走査線検出器３０で検出された隣接する走査線の照度又は色が異なるものとなるように、位相調整部４２，４５において、偏光器駆動信号の位相調整を行う。
【００６８】
また、制御部４０においては、走査開始後、所定時間内に走査線検出器３０によって走査線が検出されたか否かを判定し、所定時間内に走査線が検出されない場合には、偏光器２０の偏向の向きが異なっていると判定し、偏光器２０の主走査方向の及び副走査方向の偏向角度を１８０°移相させる。
【００６９】
また制御部４０は、走査線の走査位置と外部から入力される画像の表示位置との対応を記憶し、その記憶された走査線と画像の表示位置との対応に基づいて、偏光器２０の偏向角度と光源１０とを制御する。
【００７０】
表示制御部４７は、走査面５の走査線により形成される表示の表示内容、表示タイミングを決定し、光源駆動部４９で光源１０を実際に駆動する。また、表示制御部４７は、偏光器２０の主走査方向及び副走査方向の走査線の振幅のうち所定の範囲を表示領域７とする。また走査面５のうち画像を表示するための表示領域７を主走査方向から、傾き角θi傾けて利用する。
【００７１】
本実施形態の場合、表示領域７の所定の範囲とは、主走査方向に０．７θy、副走査方向に０．７θxの範囲の領域であり、傾き角θiは、θi＝ｔａｎ-1（（ｆy×θy）／（ｆx×θx））で表される角度である。
【００７２】
光検出信号処理部４８は、走査線検出器３０からの光検出信号を受け、主走査方向及び副走査方向の走査線の各振幅、位相を調整するための信号を表示制御部４７へ出力するとともに、現在の走査線の各方向の振幅、位相を判断し各方向の振幅、位相調整信号を位相調整部４２，４５及び駆動回路部４３，４６へ送信する。
【００７３】
クロック発振部５０は、偏光器２０の偏向角度を所定の周波数、振幅及び位相で変化させるための信号の発振源となるものであり、図示しないクリスタル発振器に所定の電圧を印加することにより、基準となるクロックを発振する。このクロック発振部５０は、制御部４０の作動のための基準クロックを発生させるので、１個のみである。
【００７４】
（制御部４０での処理）
次に、制御部４０で実行される走査線制御処理について図３及び図４に示すフローチャートに基づき説明する。
【００７５】
走査線制御処理では、図３に示すように、Ｓ１００において、偏光器２０の主走査方向及び副走査方向の偏光器駆動信号を式１に従って偏光器２０へ出力し、走査面にリサージュ状の走査線を形成する。
【００７６】
そして、図示されていないＲＯＭに予め位置が記憶されている走査線検出器３０のイメージセンサの１点の位置において光源１０を駆動し、光ビームが当たるようにする。
Ｓ１０５では、走査線検出器３０から検出結果が取得され、続くＳ１１０において、走査線検出器３０のイメージセンサの１点で所定の時間内に光ビームが検出されたか否かが判定される。そして、光ビームが所定の時間内に検出された場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）は、処理がＳ１１５へ移行され、光ビームが所定の時間内に検出されない場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）には、処理がＳ１２０へ移行される。
【００７７】
Ｓ１２０では、位相調整部４２において主走査方向の偏光器駆動信号の位相が１８０°変更され、光ビームが主走査方向の振幅の中心を軸として反転される。この様子を図５に示す。
【００７８】
Ｓ１２５において、走査線検出器３０から検出結果が取得され、続くＳ１３０において、走査線検出器３０のイメージセンサの１点で所定時間内に光ビームが検出されたか否かが判定される。そして、光ビームが所定の時間内に検出された場合（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）は、処理がＳ１１５へ移行され、光ビームが所定の時間内に検出されない場合（Ｓ１３０：Ｎｏ）には、処理がＳ１３５へ移行される。
【００７９】
Ｓ１３５では、Ｓ１２０において１８０°変更された主走査方向の位相が０°に戻され、続くＳ１４０では、位相調整部４５において副走査方向の偏光器駆動信号の位相が１８０°変更され、光ビームが副走査方向の振幅を中心を軸として反転される（図５参照）。
【００８０】
Ｓ１４５では、走査線検出器３０から検出結果が取得され、続くＳ１５０において、走査線検出器３０の該当する素子で所定の時間内に光ビームが検出されたか否かが判定される。そして、光ビームが所定の時間内に検出された場合（Ｓ１５０：Ｙｅｓ）は、処理がＳ１１５へ移行され、光ビームが所定の時間内に検出されない場合（Ｓ１５０：Ｎｏ）には、処理がＳ１５５へ移行される。
【００８１】
Ｓ１５５では、位相調整部４２において主走査方向の偏光器駆動信号の位相が１８０°変更され、光ビームが主走査方向の振幅を中心を軸として反転される（図５参照）。
以上のようにＳ１００〜Ｓ１５５において、偏光器２０の駆動開始方向が決定される。そして、偏光器２０の駆動開始方向が決定された後、Ｓ１１５において、光源１０が所定の間隔で駆動され、走査線検出器３０上に隣接する３本の走査線が形成される。
【００８２】
次に、図４に示すように、Ｓ１６０において、走査線検出器３０で検出された３本の光ビームの副走査方向の間隔が取得され、続くＳ１６５では、Ｓ１６０において取得された光ビームの間隔が一定であるか否かが判定される。
【００８３】
そして、光ビームの間隔が一定であった場合（Ｓ１６５：Ｙｅｓ）は、処理がＳ１７５へ移行され、光ビームの間隔が一定でなかった場合（Ｓ１６５：Ｎｏ）には、処理がＳ１７０へ移行される。
【００８４】
Ｓ１７０では、位相調整部４５において副走査方向の駆動位相が所定の角度ずらされ、Ｓ１６０へ処理が戻される。このように、Ｓ１６０〜Ｓ１７０が繰り返されることによって、副走査方向の位相が正常になる、つまり、副走査方向の走査線の間隔が一定となる。
【００８５】
Ｓ１７５では、副走査方向の振幅が正常であるか、つまり所定の振幅θxであるか否かが判定される。そして、所定の振幅θxであると判定された場合（Ｓ１７５：Ｙｅｓ）は、処理がＳ１８５へ移行され、所定の振幅θxではないと判定された場合（Ｓ１７５：Ｎｏ）には、処理がＳ１８０へ移行される。
【００８６】
Ｓ１８０では、駆動回路部４３から出力される偏光器駆動信号の副走査方向の振幅θxが調整され、処理がＳ１７５へ戻される。このように、Ｓ１７５及びＳ１８０が繰り返されることによって、副走査方向の振幅が正常になる、つまり、所定の振幅θxとなる。
【００８７】
Ｓ１８５では、光源１０の駆動が停止され、光ビームが一旦形成されなくなる。そして、続くＳ１９０において、光源１０が所定の間隔で駆動され、走査線検出器３０上で副走査方向に３点の光スポットが形成される。
【００８８】
Ｓ１９５では、走査線検出器３０から検出結果が取得され、続くＳ２００において、走査線検出器３０で検出された３点の光スポットが副走査方向の直線上にあるか否かが判定される。
【００８９】
そして、３点の光スポットが副走査方向の１直線にあった場合（Ｓ２００：Ｙｅｓ）は、処理がＳ２１０へ移行され、１直線になかった場合（Ｓ２００：Ｎｏ）には、処理がＳ２０５へ移行される。
【００９０】
Ｓ２１０では、位相調整部４２において主走査方向の駆動位相が所定の角度ずらされ、Ｓ１９５へ処理が戻される。このように、Ｓ２００及びＳ２０５が繰り返されることによって、主走査方向の位相の調整が完了する。
【００９１】
つまり、図６に示すように３点の光スポットが副走査方向の１直線上に形成されなければ、走査線の位相が主走査方向にずれていることを意味している。すなわち、走査線の位相が主走査方向にずれていると、表示領域７に均等に光スポットを形成しようとしても、図６に示すように主走査方向に光スポットがずれた状態になる。この状態で、画像を表示させると主走査方向にずれた画像が形成されるので、画質が低下する。
【００９２】
そこで、上記Ｓ１９５〜Ｓ２０５を繰り返すことによって主走査方向の位相を調整し、形成される画像の質を向上させているのである。
Ｓ２１０では、主走査方向の振幅が正常であるか、つまり所定の振幅θyであるか否かが判定される。そして、所定の振幅θyであると判定された場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）は、処理がＳ２２０へ移行され、所定の振幅θyではないと判定された場合（Ｓ２１０：Ｎｏ）には、処理がＳ２２０へ移行される。
【００９３】
Ｓ２１５では、駆動回路部４３から出力される偏光器駆動信号の主走査方向の振幅θyが調整され、処理がＳ２１０へ戻される。このように、Ｓ２１０及びＳ２１５が繰り返されることによって、主走査方向の振幅が正常になる、つまり、所定の振幅θyとなる。
【００９４】
Ｓ２２０では、光ビームの駆動が停止される。そして、続くＳ２２５において、表示制御部４７において、表示するための映像信号に応じて、光源１０が所定のタイミングで駆動され走査面５に映像が表示される。その後Ｓ１１５に戻り処理が繰り返される。
【００９５】
（二次元光走査装置１による表示）
このような構成及び機能を有する二次元光走査装置１によって走査面５に形成される走査線の走査軌跡の例を図７に示す。前述の式１に示す周波数条件を満たす場合、つまり、ｆx＝１．２ｋＨｚ、ｆy＝１２．６ＫＨｚ、走査面５の更新周波数Ｆ＝６００Ｈｚ、ｎx＝２、ｎy＝２１（ｎx、ｎyは、互いに素の関係）の場合で、かつ、主走査方向及び副走査方向の位相も走査線の間隔が所定の値となるように制御されている場合、全走査領域が均等に走査され、表示画質が低下しない。
【００９６】
また、例えば、ｆx＝９００Ｈｚ、ｆy＝１２．６ＫＨｚ、走査面５の更新周波数Ｆ＝９００Ｈｚの場合には、ｆx＝Ｆであり、図８に示すように、走査線の周波数比が図７と比較し高いにも拘わらず、走査線数が少なく解像度が低くなってしまっている。これはＦを高くしたためで、Ｆを必要以上に高くしない方が良い。
【００９７】
図９には、副走査方向の動作位相がずれた場合の走査軌跡例を示す。この走査軌跡例は走査周波数ｆx＝１．２ｋＨｚ、ｆy＝１２．６ｋＨｚ、走査面５の更新周波数Ｆ＝６００Ｈｚ、ｎx＝２、ｎy＝２１であり、図７と同条件であるが、位相がずれたために、全走査領域を均等に走査しなくなっている。つまり位相をコントロールすることが画質の改善には必要であることがわかる。
【００９８】
また、図１０に表示領域７の例を示す。表示領域７は、前述のように主走査方向θｅy＝０．７θy、副走査方向θｅx＝０．７θxとなっている。二次元光走査装置１は、リサージュ波形を描くので、走査面５の端部は中心部と比べて走査が密になる。したがって、中心部のみを表示領域７としている。
【００９９】
また、図１０に、表示領域７内で表示領域７の傾き角θi＝ｔａｎ-1（（ｆy  ×  θy）/（ｆx  ×  θx））だけ傾けた長方形を表示領域７としている様子を示す。
次に、表示される画像信号に基づいて、走査面５に画像を表示する場合の走査面５の走査及び光源１０の駆動について、図１１及び図１２に基づき説明する。
【０１００】
図１１に二次元光走査装置１における主走査の向き及び、走査線に対する表示位置の例を示す。図１１では右斜めの走査線を表示に利用し、Ａ群は図中上向きへ走査する走査線を示し、Ｂ群は図中下向きへ走査する走査線を示している。また、「ａ又はｂが付された
数字」は、時間に対する走査線の順番を示し、「ａが付された数字」は、Ａ群の走査線を示し、「ｂが付された数字」は、Ｂ群の走査線を示している。
【０１０１】
例えば、表示位置Ａの縦方向の表示はａ２１番目の走査線の走査時に表示される。同様に表示位置Ｂはｂ１７番目の走査線の走査時に表示され、表示位置Ｉはａ２番目の走査線の走査時に表示される。
【０１０２】
図１２には、主走査、副走査、光源駆動信号及び表示位置、主走査の向きの関係の例を示す。図１１に示すような表示を行うために、走査線のａ１、ａ２、ｂ５、ｂ６、ａ１１、ａ１２、ｂ１６、ｂ１７、ａ２１番目において光源１０を駆動する。これらの走査線と表示位置の関係、走査線の走査の向きの関係は表示制御部４７に記憶されており、表示内容に応じて適切なタイミングで光源１０を駆動し、表示をする。
【０１０３】
図１３に偏光器２０の副走査方向の駆動位相に対し実際の動作位相が進んだ場合の主走査、副走査、光源駆動信号の例を示す。温度変化等により偏光器２０の動作位相がずれた場合、走査線の走査軌跡が均等にならなくなり、表示画質が劣化する。この場合、図１５に示すような粗密が走査軌跡に現れる。
【０１０４】
このようなことを防ぐために、図１５に示すように二次元光走査装置１では、表示領域７外で表示領域７の直近であるｂ４、ａ１３、ｂ１５番目に走査線を表示するように光源１０を駆動し、走査線検出器３０で走査線を検出して、これらの走査線の間隔が等間隔になるように副走査の駆動位相を調整する。
【０１０５】
この際、位相のずれが大きくなると、ａ１３番目の走査線がｂ４番目の走査線を超え右側へ移動するため、走査線検出器３０でどの走査線を検出しているかを識別しやすくするために真ん中の走査線すなわちａ１３番目の走査線の表示輝度を変えてある。
【０１０６】
またこれらの走査線の位置により副走査方向の振幅を検出し、駆動回路部４６において副走査方向の偏光器駆動信号の振幅を調整することで表示の大きさの変動を抑えるようになっている。
【０１０７】
図１４に偏光器２０の主走査方向の駆動位相に対し実際の動作位相が遅れた場合の主走査、副走査、光源駆動信号の例を示す。副走査の場合と同様に温度変化等により偏光器２０の動作位相がずれた場合、走査軌跡が均等にならなくなり、表示画質が劣化する。
【０１０８】
この場合は、図６に示すような表示ずれが走査線の走査軌跡に現れる。そこで表示領域７外に副走査方向の走査線を表示するように、ｂ４、ａ１３、ｂ１５番目の副走査方向の直線上にスポットで光源１０を駆動する。
【０１０９】
そして走査線検出器３０で走査線を検出し、これらのスポットが直線になるように位相調整部４２において主走査方向の位相を調整する。この際、Ａ群、Ｂ群でスポットの表示輝度を変えているので、走査線検出器３０でどのスポットか識別がしやすい。
【０１１０】
また、これらのスポットの位置により主走査方向の振幅を検出し、駆動回路部４３において主走査方向の偏光器駆動信号の振幅を調整することで表示の大きさの変動を抑えるようになっている。
【０１１１】
（二次元光走査装置１の特徴）
以上のような二次元光走査装置１によれば、光センサが配置された走査線検出器３０で走査線が等間隔に検出されるように偏光器２０の偏向角度の位相を制御しているので、走
査線の間隔に粗密が発生しない。走査線の間隔に粗密が発生しないので、走査面５には高画質の画像が得られる。
【０１１２】
また、二次元光走査装置１では、前述の式１に示す関係となるように偏光器２０の偏向角度を制御している。このようにすると、周波数差の低減ができ、走査線の本数を減らすことがないので高解像度の画質が得られる。また、偏光器２０の偏向角度の変化の周波数を５００Ｈｚ〜１００ｋＨｚとしているので、安定して動作し、振幅も確保でき適切な走査面積を作ることができる。
【０１１３】
さらに、偏光器２０の偏向角度を所定の周波数、振幅及び位相で変化させるための偏光器駆動信号を１つのクロック発振部５０で発振した信号から生成している。したがって、周囲の温度が変化した場合などに信号の周波数が各軸（主走査方向と副走査方向）独立に変化せず、各軸の周波数は同じ割合で変化するため、走査線の均等性は変化せず一定に保たれるので、走査面５に形成される画像の質が低下することがない。
【０１１４】
また、二次元光走査装置１では、光源１０を走査線検出器３０上に隣接する３本の走査線を形成するように駆動し、走査線検出器３０で検出した隣接する３本の走査線の副走査方向の間隔が同じで、主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、偏光器２０の副走査方向の偏向角度の位相を制御している。
【０１１５】
したがって、隣接する走査線の間隔は一定に保つことができ、さらに、隣接する走査線の走査方向が互いに逆になるようにすることができる。つまり、正確なリサージュ走査制御ができるので、走査面５に形成される画像の質を高めることができる。
【０１１６】
また、走査線検出器３０は、隣接する３本の走査線の副走査方向の間隔を検出できる大きさに形成されているので、最小限の大きさで高画質の画像が得られる。
また、光源１０を発光させて走査線を形成する際に、光源１０の輝度を変化させ、隣接する２本の走査線の照度が異なるようにしているので、走査線の走査順が入れ替わったか否か、つまり、偏光器２０の位相が大きく変化したか否かが容易に判別できる。
【０１１７】
また、光源１０を走査線検出器３０上に副走査方向に直線上に光スポットを形成するよう駆動し、走査検出器３０で検出した光スポットが直線になるように、偏向器２０の主走査方向の偏向角度の位相を制御している。したがって主走査方向のずれが発生しないので、走査面５に形成される画像の質を高めることができる。
【０１１８】
また、走査線検出器３０が主走査方向と副走査方向の振幅を検出可能な位置に配置されており、制御部４０では、走査線検出器３０にて検出された主走査方向と副走査方向の振幅に基づいて、偏光器２０の偏向角度の振幅を制御している。したがって、走査線検出器３０で検出された振幅をフィードバックして制御することができるので、温度変化等によって、偏向角度の振幅が変化するような状況下でも、一定の振幅が得られる。
【０１１９】
また、主走査方向と副走査方向とを各々所定の周波数、振幅及び位相で走査した場合、走査面５に形成される走査線は、主走査方向に対して傾くが、表示領域７を主走査方向に対して、θi傾けて利用するので、予め走査線の傾きを考慮した画像としなくてもよい。つまり、画像の傾きを補正する画像処理が必要がないので、二次元光走査装置１を表示装置に組み込んだ場合、その表示装置を簡単な構成とすることができる。
【０１２０】
また、表示領域７を主走査方向と副走査方向の振幅の７０％としているので、走査面５の縁部の歪みの部分が表示されない。したがって、高画質な画像を得ることができる。
さらに、表示領域７外に走査線検出器３０を配置しているので、走査線検出器３０によって表示領域７が狭められることがない。
【０１２１】
また、走査線検出器３０を表示領域７直近に配置しているので、歪みが少ない部分で走査線の間隔を検出できる。したがって、精度よく走査線の間隔を検出できる。走査線の間隔を精度よく検出できれば、得られる画像も高画質となる。
【０１２２】
また、走査線検出器３０を主走査方向の振幅の中心から主走査方向へずらし、また、副走査方向の振幅の中心から副走査方向へずらして配置している。さらに、制御部４０は、走査線検出器３０で検出できる位置に走査線が走査されるように偏光器２０の偏向角度を制御し、所定時間内に走査線検出器３０によって走査線が検出されない場合には、偏光器２０の主走査方向又は副走査方向の偏向の向きを逆転させている。
【０１２３】
したがって、偏光器２０の構造や駆動方式によって、偏向開始の際の偏向の向きが定まらない場合であっても画像が反転して表示されることがなくなる。
また、制御部４０の表示制御部４７において、走査線の走査位置と表示する画像の表示位置との対応を記憶し、制御部４０では、その記憶された走査線と画像の表示位置との対応に基づいて、偏光器２０の偏向角度の位相と光源１０とを制御している。したがって、走査面５にリサージュ図形が形成され、副走査方向には往復走査がなされても、表示する画像と実際に画像が形成される走査面５における走査線の位置との対応付けがなされるので、副走査方向に往復走査されても正常な画像が形成される。
【０１２４】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の態様を採ることができる。
【０１２５】
（１）上記実施形態では、走査線検出器３０にイメージセンサを用いていたが、多数のフォトダイオード素子が配置されたフォトダイオードアレイであってもよい。
つまり、多数のフォトダイオード素子を配置し、走査線の形状を検出できるようにする。
【０１２６】
このようにしても、走査線の形状（リサージュ形状）を検出できるので、その検出された走査線の形状に基づいて、制御部４０において、偏光器２０の偏向角度を制御すれば、走査面５に形成したい走査線の形状に対し誤差のない走査線形状が得られ、高画質の画像を得ることができる。
【０１２７】
（２）上記実施形態では、走査面５に表示を行う際、Ａ群及びＢ群の双方の走査線によって表示を行っていたが、その何れかのみの走査線で表示を行うようにしてもよい。
つまり、上記実施形態では、図１１において、走査面５を走査線が上方から下方へ走査するとき及び下方から上方へ走査するときに表示を行っていたが、上方から下方へ走査するとき又は下方から上方へ走査するときのいずれか一方のときに表示を行うのである。
【０１２８】
このようにすれば、表示の密度は粗くなるものの簡単な構成で走査面５に表示を行うことができる。
（３）上記実施形態では正弦波振動によるリサージュ波形の表示を行っていたが、三角
波、矩形波でも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】二次元光走査装置１の概略の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図２】走査面５における、走査線検出器３０の配置と走査の様子を示した図である。
【図３】制御部４０で実行される走査線制御処理のフローチャートである。
【図４】制御部４０で実行される走査線制御処理のフローチャートである。
【図５】偏光器２０の駆動開始方向を決定する様子を示す図である。
【図６】主走査方向の位相を調整する様子を示す図である。
【図７】走査面５に適切に走査線が形成されている走査軌跡の例を示す図である。
【図８】走査面５に低解像度で走査線が形成されている走査軌跡の例を示す図である。
【図９】位相がずれ適切に走査線が形成されていない場合の走査軌跡の例を示す図である。
【図１０】表示領域７及び表示領域７を傾けた場合の例を示す図である。
【図１１】主走査の向き及び、走査線に対する表示位置の例を示す図である。
【図１２】主走査、副走査、光源駆動信号及び表示位置、主走査の向きの関係の例を示す図である。
【図１３】偏光器２０の副走査方向の動作位相が進んだ場合の主走査、副走査、光源駆動信号の例を示す図である。
【図１４】偏光器２０の主走査方向の動作位相が遅れた場合の主走査、副走査、光源駆動信号の例を示す図である。
【図１５】副走査方向の位相を調整する様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１…二次元光走査装置、５…走査面、７…表示領域、１０…光源、２０…偏光器、２１…反射面、２２…内フレーム、２３…外フレーム、２４…内梁、２５…外梁、３０…走査線検出器、４０…制御部、４１，４４…駆動周波数生成部、４２，４５…位相調整部、４３、４６…駆動回路部、４７…表示制御部、４８…光検出信号処理部、４９…光源駆動部、５０…クロック発振部、６０…制御装置。
【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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