(57)【要約】【課題】所定の画素パターンを有する画像を表示したときであっても、画像に縞模様が現れることを抑制することができる光走査装置及びそれを備えた画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置を提供する。【解決手段】光束の走査方向に応じたクロック周期のドットクロックを、基本クロックであるマスタクロックを走査位置に応じた分周数で分周することにより生成するドットクロック生成器を備え、このドットクロック生成器は、一走査ラインにおいて連続する２以上のドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンと同一の分周数列パターンが複数回繰り返されるドットクロック群について、各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ各組のドットクロックの周期パターンを変更する。【選択図】図５
2008233561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドットクロック毎に読み出される画像信号に応じた光束を生成して出射する光束生成器と、前記光束を走査するための偏向面を有する共振型偏向素子と、前記共振型偏向素子を共振状態で揺動させる駆動信号を発生する駆動信号発生器と、を具備する光走査装置において、
前記ドットクロックを、基本クロックであるマスタクロックを走査位置に応じた分周数で分周することにより生成するドットクロック生成器を備え、
前記ドットクロック生成器は、
一走査ラインにおいて連続する２以上の前記ドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンが複数回繰り返される複数のドットクロックの組からなるドットクロック群について、前記各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ前記各組の分周数列パターンを変更する
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記ドットクロック生成器は、
前記各組を構成するドットクロックの数に応じた種類数の異なる分周数列パターンを切り替えて使用することにより前記各組の分周数列パターンの変更を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記ドットクロック生成器は、
前記各組の分周数列パターンの変更を１以上の走査ライン単位で行う
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記ドットクロック生成器は、
前記各組の分周数列パターンの変更を１以上のフレーム単位で行う
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記ドットクロック生成器は、
フレームを構成する複数の走査ラインを所定数の群に分け、前記各組の分周数列パターンの変更を一フレームにつき一つの群について行って複数フレームで前記複数の走査ラインにおける前記各組の分周数列パターンの変更を行う
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項６】
一走査ラインに必要な各ドットクロックに対応するマスタクロック分周数を前記光束の走査開始位置のドットクロックから順次ドットクロック毎に格納する分周数テーブルを複数設けると共に前記分周数テーブルを切り替える切り替え手段を設け、
前記ドットクロック生成器は、
前記切り替え手段によって切り替えられた分周数テーブルを用いて前記各組の分周数列パターンを変更する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記ドットクロック生成器は、
一走査ラインにおいて連続する２以上の前記ドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンが複数回繰り返される複数のドットクロックの組からなるドットクロック群を検出する周期性検出器と、
前記周期性検出器によって検出したドットクロック群について、前記各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ前記各組の分周数列パターンを変更する分周数列パターン変更器と、を備えた
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記ドットクロック生成器は、
前記光束の走査方向に応じて現実に使用するドットクロックのクロック周期が、各ドットに対応する光束が等間隔となるような理論値としてのドットクロックのクロック周期に対して前記マスタクロックの１周期分以下の誤差となる第１条件と、前記光束の走査方向に応じて現実に使用するドットクロックのクロック周期と、その前後のドットクロックのクロック周期との周期差が前記マスタクロックの１周期分以下の誤差となる第２条件と、前記光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまで累積加算した前記マスタクロックの数と、前記光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまでのドットクロックに対応する前記理論値としてのドットクロックに関して累積加算した理論値としての前記マスタクロックの数とが、１以下の誤差となる第３条件とを満たすよう、ドットクロックを順次生成し、
前記光束生成器は、
前記ドットクロック生成器で生成するドットクロックのクロック周期に応じた輝度の光束を出射する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記ドットクロック生成器は、
隣接する前記ドットクロックのクロック周期が前記偏向面の揺動範囲中心から周辺にかけて同一周期以上となる第４条件を満たす、前記ドットクロックを生成する
ことを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記偏向面の揺動に応じた変位信号を生成する変位信号生成器と、
前記変位信号に基づいて、前記偏向面の揺動状態を検出する揺動状態検出器と、を備え、
前記ドットクロック生成器は、
前記変位信号から検出した前記偏向面の揺動状態に基づいて、前記ドットクロック毎に前記理論値としてのドットクロックのクロック周期に対応するマスタクロック数を算出するクロック周期理論値算出部と、
前記光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまで累積加算した前記マスタクロックの数と、前記光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまでのドットクロックに対応する前記理論値としてのドットクロックに関して累積加算した理論値としての前記マスタクロックの数との差分を算出する累積加算値差分検出部と、を有し、
前記クロック周期理論値算出部と前記累積加算値差分検出部との算出結果に基づいて、前記第１条件から前記第３条件までを満たすクロック周期のドットクロックを生成する
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記共振型偏向素子は、
入射した光を反射する前記偏向面の一側に連結された第１梁部と、
前記第１梁部を弾性変形させる第１圧電素子部と、を有し、
前記変位信号生成器は、
前記偏向面の他側に連結され、前記第１梁部の揺動に応じて変位する第２梁部と、
前記第２梁部の変位に応じて変位信号を生成する第２圧電素子部と、を有する
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光束を、前記光走査装置によって走査することで画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光束を、前記光走査装置によって走査することで、眼の網膜上に画像を投影表示することを特徴とする網膜走査型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関し、さらに詳しくは、出射される光束を共振型偏向素子における所定の揺動によって走査する光走査装置及び画像表示装置並びに網膜走査型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザープリンタ装置や画像表示装置などを構成する光走査装置においては、揺動により光束を走査する共振型偏向素子を用いたものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光源から出射される光束に対する高速走査方向（水平方向）の走査をこの共振型偏向素子を用いて行う画像表示装置が記載されており、共振型偏向素子で走査された光束は、後段の偏向素子によって低速走査方向（垂直方向）に走査され、眼の網膜上に投影されて、網膜上に画像が形成される。
【０００４】
ところで、この種の光走査装置においては、光束の走査方向における各画素（ドット）に対応する光束の位置（走査位置）が等間隔になるように走査する必要がある。しかし、共振型偏向素子を走査素子として用いる場合に各画素の光束を等間隔の時間で出射すると、各画素の走査後の光束の位置が正弦波状に不等間隔となってしまう。
【０００５】
そこで、従来ではこのように共振型偏向素子の走査によって不等間隔となった各画素の光束をアークsinθ補正レンズにより光学的に補正している。なお、ここでの「画素」は画像信号の最小単位を示すものとして、特にデジタル化された画像信号の最小単位を示すものとする。つまり、画像信号のうち各ドットに対応して読み出されるものを画素（画素信号）とする。
【０００６】
ところが、従来のようにアークsinθ補正レンズにより光学的に補正する場合、光学系が高額となってしまい、コストアップとなってしまう。かかる課題を解決するために、アークsinθ補正レンズを用いずに光走査装置を構成する方法が知られている。すなわち、画素走査用クロック（ドットクロック）を光走査方向に応じた周期とするのである。
【０００７】
特許文献２には、マスタクロックを発生する発振器と、このマスタクロックを分周して位置制御用クロックを発生する第１の分周器とを有し、位置制御用クロックによりドットクロックを発生する光走査装置において、ドットクロックを共振型偏向素子の走査速度に応じて変化させるものが記載されている。
【０００８】
しかし、特許文献２の光走査装置においては、ドットクロックを共振型偏向素子の走査速度に応じて変化させるため、各画素の走査位置が等間隔になるように光束が走査されることになるが、ドットクロックに応じて画素毎に出射される光束の強度は変化させていなかった。
【０００９】
そこで、本出願人は、特願２００６−１１４７１３号において、アークsinθ補正レンズを用いずに光走査装置を構成しつつ、画像品質を保つことができる技術を提案している。
【特許文献１】特開２００５−１８１４７７号公報
【特許文献２】特公平５−３９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のようにドットクロックを共振型偏向素子の走査速度に応じて変化させる技術においては、一走査ラインにおいて、連続する２以上のドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンが複数回繰り返される複数のドットクロックの組からなるドットクロック群が発生することになる。例えば、連続する２つのドットクロックに対応するマスタクロックによる分周数それぞれが「６」と「５」となるドットクロックの組が複数回繰り返されて、「６，５，６，５，・・」となるようなドットクロック群が発生する。
【００１１】
このように一走査ラインにおいて、同一の分周数列パターンが複数回繰り返されるドットクロック群が発生している状態で、所定の画素パターン（例えば白と黒を繰り返す画素パターン）を有する静止画像を表示したときに視認する画像に縞模様が現れてしまうことがある。
【００１２】
そこで、所定の画素パターンを有する画像を表示したときであっても、画像に縞模様が現れることを抑制することを課題とし、画像品質を保つことができる光走査装置及びそれを備えた画像表示装置及び網膜走査型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】
【００１３】
そこで、かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ドットクロック毎に読み出される画像信号に応じた光束を生成して出射する光束生成器と、前記光束を走査するための偏向面を有する共振型偏向素子と、前記共振型偏向素子を共振状態で揺動させる駆動信号を発生する駆動信号発生器と、を具備する光走査装置において、前記ドットクロックを、基本クロックであるマスタクロックを走査位置に応じた分周数で分周することにより生成するドットクロック生成器を備え、前記ドットクロック生成器は、一走査ラインにおいて連続する２以上の前記ドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンが複数回繰り返される複数のドットクロックの組からなるドットクロック群について、前記各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ前記各組の分周数列パターンを変更することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ドットクロック生成器は、前記各組を構成するドットクロックの数に応じた種類数の異なる分周数列パターンを切り替えて使用することにより前記各組の分周数列パターンの変更を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ドットクロック生成器は、前記各組の分周数列パターンの変更を１以上の走査ライン単位で行うことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ドットクロック生成器は、前記各組の分周数列パターンの変更を１以上のフレーム単位で行うことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記ドットクロック生成器は、フレームを構成する複数の走査ラインを所定数の群に分け、前記各組の分周数列パターンの変更を一フレームにつき一つの群について行って複数フレームで前記複数の走査ラインにおける前記各組の分周数列パターンの変更を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、一走査ラインに必要な各ドットクロックに対応するマスタクロック分周数を前記光束の走査開始位置のドットクロックから順次ドットクロック毎に格納する分周数テーブルを複数設けると共に前記分周数テーブルを切り替える切り替え手段を設け、前記ドットクロック生成器は、前記切り替え手段によって切り替えられた分周数テーブルを用いて前記各組の分周数列パターンを変更することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、前記ドットクロック生成器は、一走査ラインにおいて連続する２以上の前記ドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンが複数回繰り返される複数のドットクロックの組からなるドットクロック群を検出する周期性検出器と、前記周期性検出器によって検出したドットクロック群について、前記各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ前記各組の分周数列パターンを変更する分周数列パターン変更器とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明において、前記ドットクロック生成器は、前記光束の走査方向に応じて現実に使用するドットクロックのクロック周期が、各ドットに対応する光束が等間隔となるような理論値としてのドットクロックのクロック周期に対して前記マスタクロックの１周期分以下の誤差となる第１条件と、前記光束の走査方向に応じて現実に使用するドットクロックのクロック周期と、その前後のドットクロックのクロック周期との周期差が前記マスタクロックの１周期分以下の誤差となる第２条件と、前記光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまで累積加算した前記マスタクロックの数と、前記光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまでのドットクロックに対応する前記理論値としてのドットクロックに関して累積加算した理論値としての前記マスタクロックの数とが、１以下の誤差となる第３条件とを満たすよう、ドットクロックを順次生成し、前記光束生成器は、前記ドットクロック生成器で生成するドットクロックのクロック周期に応じた輝度の光束を出射することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、隣接する前記ドットクロックのクロック周期が前記偏向面の揺動範囲中心から周辺にかけて同一周期以上となる第４条件を満たす、前記ドットクロックを生成することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８又は請求項９に記載の発明において、前記偏向面の揺動に応じた変位信号を生成する変位信号生成器と、前記変位信号に基づいて、前記偏向面の揺動状態を検出する揺動状態検出器と、を備え、前記ドットクロック生成器は、前記変位信号から検出した前記偏向面の揺動状態に基づいて、前記ドットクロック毎に前記理論値としてのドットクロックのクロック周期に対応するマスタクロック数を算出するクロック周期理論値算出部と、前記光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまで累積加算した前記マスタクロックの数と、前記光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまでのドットクロックに対応する前記理論値としてのドットクロックに関して累積加算した理論値としての前記マスタクロックの数との差分を算出する累積加算値差分検出部と、を有し、前記クロック周期理論値算出部と前記累積加算値差分検出部との算出結果に基づいて、前記第１条件から前記第３条件までを満たすクロック周期のドットクロックを生成することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明おいて、前記共振型偏向素子は、入射した光を反射する前記偏向面の一側に連結された第１梁部と、前記第１梁部を弾性変形させる第１圧電素子部と、を有し、前記変位信号生成器は、前記偏向面の他側に連結され、前記第１梁部の揺動に応じて変位する第２梁部と、前記第２梁部の変位に応じて変位信号を生成する第２圧電素子部と、を有することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光束を、前記光走査装置によって走査することで画像を表示することを特徴とする画像表示装置とした。
【００２５】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光束を、前記光走査装置によって走査することで、観察者の眼の網膜上に画像を投影することを特徴とする網膜走査型画像表示装置とした。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１，１２，１３に記載の発明によれば、連続する同一の分周数列パターンが存在している場合であっても、白と黒を繰り返す画素パターンなどの画素パターンを有する画像に縞模様が現れることを抑制することができる。
【００２７】
また、請求項２に記載の発明によれば、各組のドットクロックの数に応じた数の異なる分周数列パターンで各組のドットクロックの分周数列パターンの変更を行うので、連続する同一の分周数列パターンによる影響をより精度よく抑制することができる。
【００２８】
また、請求項３に記載の発明によれば、各組のドットクロックの分周数列パターンの変更を１以上の走査ライン単位で行うので、連続する同一の分周数列パターンによる影響をフレーム単位で抑制することができる。
【００２９】
また、請求項４に記載の発明によれば、各組のドットクロックの分周数列パターンの変更を１以上の走査フレーム単位で行うので、連続する同一の分周数列パターンによる影響を複数のフレーム単位で抑制することができ、ドットクロックの分周数列パターンの変更処理回数を低減することができる。
【００３０】
また、請求項５に記載の発明によれば、フレームを構成する複数の走査ラインを所定数の群に分け、各組のドットクロックの分周数列パターンの変更を一フレームにつき一つの群について行って複数フレームで複数の走査ラインにおける各組のドットクロックの分周数列パターンの変更を行うので、連続する同一の分周数列パターンによる影響を複数のフレーム単位で抑制することができる。
【００３１】
また、請求項６に記載の発明によれば、分周数テーブルを複数設けると共にこれら分周数テーブルを切り替える切り替え手段を設け、この切り替え手段によって切り替えられた分周数テーブルを用いて各組のドットクロックの分周数列パターンを変更するので、ドットクロック生成器でのドットクロックの処理が容易になる。
【００３２】
また、請求項７に記載の発明によれば、一走査ラインにおいて連続する２以上の前記ドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンが複数回繰り返される複数のドットクロックの組からなるドットクロック群を検出する周期性検出器と、この周期性検出器によって検出したドットクロック群について、各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ各組の分周数列パターンを変更する分周数列パターン変更器とを備えるので、ドットクロックを演算処理によって生成でき、共振型偏向素子の揺動状態の変化に迅速に対応することができるため、画像表示装置が表示する画像の画質の劣化を抑制することができる。
【００３３】
また、請求項８に記載の発明によれば、光束の走査方向に応じて現実に使用するドットクロックのクロック周期が、各ドットに対応する光束が等間隔となるような理論値としてのドットクロックのクロック周期に対してマスタクロックの１周期分以下の誤差となり、かつ、その前後のドットクロックのクロック周期との周期差もマスタクロックの１周期分以下の誤差となり、さらに光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまで累積加算したマスタクロックの数と、光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまでのドットクロックに対応する理論値としてのドットクロックに関して累積加算した理論値としてのマスタクロックの数とが、１以下の誤差となるドットクロックを順次生成するので、各画素光束の走査方向を等間隔になるように走査することができる。しかも、ドットクロック生成器で生成するドットクロックのクロック周期に応じた輝度の光束を出射するので、輝度むらの発生を抑制することができ、形成する画像のクオリティを高めることができる。
【００３４】
また、請求項９に記載の発明によれば、隣接するドットクロックのクロック周期が偏向面の揺動範囲中心から周辺にかけて同一周期以上となるドットクロックを生成するので、形成する画像の中心部分におけるドットクロックのクロック周期がばらつくことがなく、画像の画質を向上させることができる。
【００３５】
また、請求項１０に記載の発明によれば、第１条件〜第３条件を満たすドットクロックを演算処理によって生成するようにしているため、共振型偏向素子の揺動状態の変化に迅速に対応することができ、形成する画像の画質の劣化を抑制することができる。
【００３６】
また、請求項１１に記載の発明によれば、共振型偏向素子は、入射した光を反射する偏向面の一側に連結された第１梁部と、第１梁部を弾性変形させる第１圧電素子部とを有し、変位信号生成器は、偏向面の他側に連結され、第１梁部の揺動に応じて変位する第２梁部と、第２梁部の変位に応じて変位信号を生成する第２圧電素子部とを有するので、共振型偏向素子を光束走査用と偏向面変位検出用とに兼用することができ、光走査装置や画像表示装置の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、網膜画像走査型の画像表示装置に対して本発明を適用した場合の実施形態である。
【００３８】
（第１実施形態）
［１  画像表示装置１全体の説明］
まず、画像表示装置１全体の構成及び動作について説明する。図１に、本発明の実施形態における画像表示装置１の全体構成を示す。この画像表示装置１は、その利用者である観察者の瞳孔12に光束を入射させて網膜14上に画像を投影することによって、観察者の眼10の瞳孔12の前方において虚像を視認させるための装置である。この装置は、網膜画像走査型表示装置ともいわれる。
【００３９】
画像表示装置１は、外部から供給される画像信号Ｓをドットクロック毎に読み出し、読み出した画像信号に応じて強度変調された光束を生成して出射する光束生成器20を備え、さらに、その光束生成器20と観察者の眼10との間には、光束生成器20で生成され、光ファイバ100を介して出射されるレーザビーム（以下、「光束」と呼ぶ。）を平行光化するコリメート光学系61と、このコリメート光学系61で平行光化された光束を画像表示のために水平方向（１次方向）に走査する水平走査部70と、水平走査部70で水平方向に走査された光束を垂直方向（２次方向）に走査する垂直走査部80と、水平走査部70と垂直走査部80との間に設けられたリレー光学系75と、このように水平方向と垂直方向に走査された光束（以下、「走査光束」とする。）を瞳孔12へ出射するためのリレー光学系90を備えている。
【００４０】
また、画像表示装置１は、後述の分周数テーブルやルックアップテーブルを切り替えるためのテーブル切り替え指示手段としての入力部25を備えている。この入力部25はテーブル切り替えボタン等によって構成される。
【００４１】
図１に示すように、光束生成器20には、外部から供給される画像信号Ｓが入力され、それに基づいて画像を合成するための要素となる各信号等を発生する信号処理回路21が設けられ、この信号処理回路21において、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各画像信号22a〜22cが生成され、出力される。また、信号処理回路21は、水平走査部70で使用される水平同期信号23と、垂直走査部80で使用される垂直同期信号24とをそれぞれ出力する。
【００４２】
さらに、光束生成器20は、信号処理回路21からドットクロック毎に出力される３つの画像信号（Ｂ，Ｇ，Ｒ）22a〜22cをそれぞれ光束にする光源部30と、これらの３つの光束を１つの光束に結合して任意の光束を生成するための光合成部40を備えている。
【００４３】
光源部30は、青色の光束を発生させるＢレーザ34及びＢレーザ34を駆動するＢレーザドライバ31と、緑色の光束を発生させるＧレーザ35及びＧレーザ35を駆動するＧレーザドライバ32と、赤色の光束を発生させるＲレーザ36及びＲレーザ36を駆動するＲレーザドライバ33とを備えている。
【００４４】
光合成部40は、光源部30から入射する光束を平行光にコリメートするように設けられたコリメート光学系41,42,43と、このコリメートされた光束を合成するためのダイクロイックミラー44,45,46と、合成された光束を光ファイバ100内に入射させる結合光学系47とを備えている。
【００４５】
各レーザ34,35,36から出射したレーザ光は、コリメート光学系41,42,43によってそれぞれ平行化された後に、ダイクロイックミラー44,45,46に入射される。その後、これらのダイクロイックミラー44,45,46により、各光束が所定波長に関して選択的に反射・透過される。
【００４６】
具体的には、Ｂレーザ34から出射した青色光束は、コリメート光学系41によって平行光化された後に、ダイクロイックミラー44に入射される。Ｇレーザ35から出射した緑色光束は、コリメート光学系42を経てダイクロイックミラー45に入射される。Ｒレーザ36から出射した赤色光束は、コリメート光学系43を経てダイクロイックミラー46に入射される。
【００４７】
それら３つのダイクロイックミラー44,45,46にそれぞれ入射された３原色の光束は、波長選択的に反射または透過され合波されて結合光学系47に達し、収束され光ファイバ100内へ入射される。
【００４８】
水平走査部70及び垂直走査部80は、光ファイバ100から入射された光束を画像として投影可能な状態にするために、水平方向と垂直方向に走査して走査光束とするものである。
【００４９】
水平走査部70は、光束を水平方向に走査するため偏向面を有する共振型偏向素子71と、この共振型偏向素子71を共振させ、共振型偏向素子71の偏向面（走査面）を揺動させる駆動信号を発生する駆動信号発生器としての水平走査駆動回路72と、共振型偏向素子71から出力される変位信号に基づいて、共振型偏向素子71の偏向面の揺動範囲及び揺動周波数等の揺動状態を検出する揺動状態検出器73とを有している。なお、この水平走査部70、光束生成器20、光ファイバ100及びコリメート光学系61が光走査装置の一例に相当する。
【００５０】
垂直走査部80は、光束を垂直方向に走査するための偏向素子81と、この偏向素子81を駆動させる垂直走査駆動回路82とを備えている。
【００５１】
なお、水平走査駆動回路72と垂直走査駆動回路82は、信号処理回路21から出力される水平同期信号23と垂直同期信号24に基づいてそれぞれ駆動する。
【００５２】
また、水平走査部70と垂直走査部80との間での光束を中継するリレー光学系75を備えており、共振型偏向素子71によって水平方向に走査された光は、リレー光学系75を通って、偏向素子81によって垂直方向に走査されて、走査光束として、リレー光学系90へ出射される。
【００５３】
すなわち、図２（ａ）に示すように、相対的に高速に揺動する共振型偏向素子71は、水平走査駆動回路72によって共振揺動され、入射した光束を水平方向Ｘに対して往復走査する。そして、共振型偏向素子71によって水平方向に走査された走査光は、リレー光学系75を介して、垂直走査部80に入射する。垂直走査部80の偏向素子81は、垂直走査駆動回路82によって鋸波状に揺動され、入射された光束を垂直方向Ｙに対して走査する。そして、偏向素子81によって垂直方向に走査された走査範囲Ｚの走査光束は、リレー光学系90を介して、ユーザの瞳孔12に入射する。
【００５４】
図２（ｂ）には、共振型偏向素子71及び偏向素子81の揺動範囲Ｗ（水平揺動範囲及び垂直揺動範囲）と走査範囲Ｚ（水平走査範囲と垂直走査範囲）との関係が示されており、共振型偏向素子71及び偏向素子81の揺動範囲Ｗのうち、走査範囲Ｚのタイミングで光束生成器２０から光束が出射されることによって、水平走査部70及び垂直走査部80によって光束が走査範囲Ｚで走査される。これにより１フレーム分の光束が走査される。この走査が１フレームの画像毎に繰り返される。
【００５５】
リレー光学系90は、図１に示すように、正の屈折力を持つレンズ系91,94を有している。垂直走査部80から出射された走査光束は、レンズ系91によって、それぞれの光束がその光束の中心線を相互に平行にされ、かつそれぞれ収束光束に変換される。そして、レンズ系94によってほぼ平行な光束となると共に、これらの光束の中心線が観察者瞳孔12に収束するように変換される。
【００５６】
なお、水平走査部70における共振型偏向素子71の偏向面の揺動位置を検出するために、光束生成器20は共振型偏向素子71の揺動状態に基づいて、水平同期信号23、垂直同期信号24などを生成すると共に、光束の出射開始タイミングなどを決定して、光束を出射する。
【００５７】
また、本実施形態においては、光ファイバ100から入射された光束を、水平走査部70で水平方向に走査した後、垂直走査部80によって垂直方向に走査することとしたが、水平走査部70と垂直走査部80との配置を入れ替え、垂直走査部80によって垂直方向に走査した後、水平走査部70で水平方向に走査するようにしてもよい。
【００５８】
［２  共振型偏向素子71の説明］
次に、上述のように光束を水平方向に走査するための共振型偏向素子71の構成について、以下、具体的に説明する。図３は共振型偏向素子71の外観を示す斜視図である。
【００５９】
共振型偏向素子71は共振タイプの光スキャナであり、網膜14の上の光スポットを水平方向に走査するために、光束を反射させ光束の出射方向を変化させる反射ミラーである偏向面120を配した振動体124を図３において横方向に延びる揺動軸線Ｌｒまわりに揺動させており、本実施形態においては振動体124を共振させている。このように振動体124を共振させることによって偏向面120を揺動させることができる。
【００６０】
振動体124には複数の構成要素が一体的に形成されており、これらの構成要素として、偏向面120と、その偏向面120の一側に連結される板状の弾性部材142、弾性部材144及び弾性部材146から構成される第１の梁部140と、同じく偏向面120の他側に連結される板状の弾性部材143、弾性部材145及び弾性部材147から構成される第２の梁部141とがある。
【００６１】
また、第１の梁部140に属する弾性部材144と弾性部材146とにはその片面にそれぞれ第１の圧電素子150と第２の圧電素子152がそれぞれ固着されている。この第１の圧電素子150と第２の圧電素子152には、それぞれその一端が固定端として固定枠部116に固着され、他端が固定枠部116に固着されない自由端となっている。この第１の圧電素子150と第２の圧電素子152とによって第１の圧電素子部が構成される。
【００６２】
この第１の圧電素子150、第２の圧電素子152は、それぞれ同一の構造をしており、その固着面と直角な方向において上部電極と下部電極とによって挟まれている。第１の圧電素子150の上部電極と下部電極とは、それぞれ、リード線170，171より、固定枠部116に設置された入力端子160と入力端子161に接続され、第２の圧電素子152の上部電極と下部電極とは、それぞれリード線より、固定枠部116に設置された入力端子164と入力端子165に接続されている。
【００６３】
このように構成された共振型偏向素子71において、第１の圧電素子150の上部電極と下部電極との間と、第２の圧電素子152の上部電極と下部電極との間とに互いに逆位相の交流電圧を印加することにより、それぞれの自由端が互いに逆向き変位するように弾性変形して屈曲し、交流電圧の周波数で上下の曲げ振動を繰り返す。この曲げ振動は、第１の梁部140を介して、揺動軸線Ｌｒを中心軸とした回転運動に変換され、偏向面120は、図４に示すように、揺動軸線Ｌｒのまわりで回転する。
【００６４】
また、第２の梁部141は、上述のように偏向面120の他側に位置して、揺動軸線Ｌｒを中心として第１の梁部140と対称に形成されており、上述のように第１の梁部140によって発生した回転振動が偏向面120を介して伝わる。その結果、第２の梁部141と同様の変位が発生する。すなわち、揺動軸線Ｌｒを中心軸として、弾性部材143は、弾性部材142と略同様に弾性変形して回転振動し、弾性部材145は、弾性部材146と略同様に弾性変形して曲げ振動し、弾性部材147は、弾性部材144と略同様に弾性変形して曲げ振動する。
【００６５】
図４において、実線で示したものが第１の圧電素子150及び第２の圧電素子152に電圧を与えない場合の第１の梁部140、第２の梁部141、偏向面120の位置である。また、破線で示したものが第１の圧電素子150及び第２の圧電素子152に交流電圧を与えた場合のある電圧における第１の梁部140、第２の梁部141、偏向面120の位置である。
【００６６】
ここで、第２の梁部141の弾性部材147には、第４の圧電素子153が固着されており、弾性部材147に上述のような曲げ振動が発生すると、その曲げ振動が第４の圧電素子153により電圧に変換され、弾性部材147のねじれ量に応じた電圧信号（以下、「変位信号Swsig(+)」とする。)が出力端子166、167から出力される。また、同様に、第２の梁部141の弾性部材145には、第３の圧電素子151が固着されており、弾性部材145に上述のような曲げ振動が発生すると、その曲げ振動が第３の圧電素子151により電圧に変換され、弾性部材145のねじれ量に応じた電圧信号（以下、「変位信号Swsig(-)」とする。)が出力端子162、163から出力される。なお、第３の圧電素子151と第４の圧電素子153によって第２の圧電素子部が構成される。また、この第２の圧電素子部と上述の第２の梁部141とで変位信号生成器が構成される。
【００６７】
このように第３の圧電素子151や第４の圧電素子153を用いることにより、第２の梁部141のねじれ量に応じた変位信号を発生させることができるため、偏向面120の変位を検出するビームディテクタが不要となり、装置の小型化が可能になる。すなわち、共振型偏向素子の偏向面120の揺動変位を示す変位信号を第３の圧電素子151や第４の圧電素子153から取り出すのである。
【００６８】
［３．信号処理回路の構成及び動作］
次に、本発明の特徴部分である信号処理回路21の構成を図面を参照して具体的に説明する。図５は信号処理回路21の一部の構成を示す図であり、信号処理回路21において画像信号Ｓから画像信号（Ｂ，Ｇ，Ｒ）22a〜22cを出力する構成の概略図である。
【００６９】
図５に示すように、信号処理回路21は、画像信号Ｓをデジタル化するＡ／Ｄコンバータ201と、デジタル化された画像信号Ｓと同期するための画像信号同期回路202と、画像信号同期回路202から出力される画像信号をフレーム単位で記憶するフレームメモリ203と、表示する画像の画素位置に対応したクロック周期のドットクロックを生成し、このドットクロック毎にフレームメモリ203に記憶した画像信号を画素単位で読み出し、各色（Ｂ，Ｇ，Ｒ）毎の画素信号を生成する画素信号処理回路204と、内部に格納したルックアップテーブル（輝度テーブル）に基づいて画素信号処理回路204から出力される各色毎の画素信号の輝度をそれぞれ調整する輝度調整器205と、この輝度調整器205によって輝度調整された各色毎の画素信号をアナログ化して、画像信号（Ｂ，Ｇ，Ｒ）22a〜22cとしてそれぞれ出力するＤ／Ａコンバータ206と、信号処理回路21の基本クロックであるマスタクロックを生成するマスタクロック生成器207と、信号処理回路21全体を制御する信号処理制御部208とを有している。
【００７０】
（ドットクロックの生成について）
画素信号処理回路204は、水平方向における光束の走査方向に対応するマスタクロック数、言い換えれば光束の走査位置に応じたドットクロックのクロック周期に対応するマスタクロック数（以下、「マスタクロック分周数」とも呼ぶ。）を水平方向の走査ラインにおける光束の走査開始位置のドットクロックから走査終了位置のドットクロックまで順次ドットクロック毎に格納する分周数テーブル210と、この分周数テーブル210に基づいて、共振型偏向素子71による光束の走査方向に応じたクロック周期のドットクロックを、マスタクロックを分周することにより生成するドットクロック生成器211とを有している。
【００７１】
ここで、分周数テーブル210について具体的に説明する。図６は本実施形態における分周数テーブルの例を示す図、図７は図６の分周数テーブル210によって生成されるドットクロックとマスタクロック及び画素信号との関係を示す図、図８は図６の分周数テーブルの生成方法を説明するための図である。
【００７２】
図６に示すように、分周数テーブル210は、ドットクロックのクロック周期に対応するマスタクロック数であるマスタクロック分周数を光束の走査開始位置のドットクロックから走査終了位置のドットクロックまで順次ドットクロック毎に格納する分周数テーブルである。
【００７３】
ドットクロック生成器211は、この分周数テーブル210を参照して、画素毎に画素信号を読み出すためのドットクロックをマスタクロックを分周することにより生成する。この分周数テーブル210は、水平方向を60画素としたときの例を示すものであり、光束の走査開始位置からのドットクロック順に１から60まで順に番号が割り当てられている。
【００７４】
図６に示す分周数テーブル210では、ドットクロック番号１から順にドットクロック番号60まで、マスタクロック分周数が「６」、「５」、・・・・、「５」、「６」となっており、ドットクロック生成器211は、光束の走査開始位置から順にマスタクロック分周数が「６」、「５」、・・・・、「５」、「６」となるクロック周期のドットクロックを生成する。すなわち、ドットクロック生成器211は、光束の走査位置に応じたクロック周期のドットクロックを分周数テーブル210に基づいて生成する。
【００７５】
図７には、ドットクロック番号１〜５までのドットクロックとマスタクロック及び画素信号との関係と、ドットクロック番号31〜37までのドットクロックとマスタクロック及び画素信号との関係とが示されている。
【００７６】
図７に示すように、共振型偏向素子71の偏向面120は、水平走査駆動回路72によって、所定の位置を基準（０度）として＋ｂ〜−ｂの角度範囲で共振振動（揺動）を行う。光源部30からの光束は、共振型偏向素子71の偏向面120の変位位置が＋ａ〜−ａまでの範囲にあるときに出射される。すなわち、Ａ１からＡ２までのタイミング（＋ａから−ａまでの範囲）とＢ１からＢ２までのタイミング（−ａから＋ａまでの範囲）とで光源部30からの光束が出射されるように構成される。
【００７７】
ここで、光束の走査開始位置とは、光源部30から光束が出射されるタイミングである、Ａ１やＢ１のタイミングを意味する。
【００７８】
図７に示すように、ドットクロック番号１のマスタクロック分周数は６であり、このクロック周期の間、最初の画素位置（画素番号１）の画素信号が画素信号処理回路204により読み出されて光源部30に出力される。また、ドットクロック番号31のマスタクロック分周数は３であり、このクロック周期の間、水平方向で31番目の画素位置（画素番号31）の画素信号が画素信号処理回路204により読み出されて光源部30に出力される。
【００７９】
（ドットクロックとマスタクロック分周数との関係について）
ここで、図８を参照して、分周数テーブル210におけるドットクロックとマスタクロック分周数との関係について説明する。なお、図８においては、ドットクロック番号１〜30のものについてのみが示されており、ドットクロック番号31〜60のものについては省略されている。
【００８０】
また、本実施形態においては、共振型偏向素子71の共振周波数を30kHz、水平方向の画素数を60ドット、マスタクロックの周波数を24MHz、有効時間を60％、有効幅（偏向面120の全揺動範囲＋ｂ〜−ｂに対する揺動走査範囲＋ａ〜−ａの割合）を80.9％、水平方向における光束の出射期間をマスタクロック数240ドットであるものとして説明する。また、偏向面120の変位は正弦波を描くものとして説明する。
【００８１】
この図８においては、各画素の走査位置が等間隔になるように走査することができるような、各ドットクロック毎の光束の出射開始位置と出射終了位置との中間位置での偏向面120の振り幅（％）が示されており、また、この振り幅（％）における偏向面120の位置に対応する振り角（rad）、スピード（最も速いクロック番号30のスピードを１とする。）、スピードの逆数（偏向面120の移動時間に相当する。）が示されている。
【００８２】
そして、スピードの逆数の合計（ドットクロック番号１から60までの合計。ここでは約70.46となる。）を水平方向における光束の出射期間をマスタクロック数（ここでは、240）で割った値（ここでは、3.41となる。）を算出する。この値は最も速いクロック番号30における理論値としてのドットクロックのクロック周期に対応するマスタクロックの数（小数点以下を含む）となり、以下、このマスタクロックの数を基準値という。ここで理論値としてのドットクロックのクロック周期とは、各ドットに対応する光束が等間隔となるようなクロック周期であり、光束の走査位置における各画素（ドット）に対応する光束の中心位置を等間隔にするための理想的なドットクロックのクロック周期を意味する。
【００８３】
したがって、各ドットクロック番号に対する理論値としてのドットクロックのクロック周期は、対応するスピードの逆数に上記基準値を積算した値（以下、「ドット理論値」と呼ぶ。）となり、図８に示されるような値となる。なお、図８においては第２小数点以下を省略している。
【００８４】
また、ドットクロック番号１から順にそのドット理論値を累積加算していく。このようにドット理論値を累積加算したものを累積ドット理論値と呼ぶことにする。図８においては、ドットクロック番号順にドット理論値が累積加算された累積ドット理論値が示されている。
【００８５】
以上のような算出を行った後、現実に使用するドットクロックのクロック周期に対応するマスタクロック数（以下、「ドット補正値」と呼ぶ。）を算出する。ドットクロック番号１から順にそのドット補正値を累積加算していく。このようにドット補正値を累積加算したものを累積ドット補正値と呼ぶ。図８においては、ドットクロック番号順にドット補正値が累積加算された累積ドット補正値が示されている。
【００８６】
ここで、ドット補正値は、次のように算出する。
【００８７】
まず、累積ドット理論値の小数点以下を四捨五入して累積ドット補正値を求める。次に、累積ドット補正値により各ドット補正値を求める。すなわち、ドット補正値を求めるドットクロック番号に対応する累積ドット補正値から、そのドットクロック番号の一つ前のドットクロック番号に対応する累積ドット補正値を減算してドット補正値を求める。ここで、前後に隣接するドットクロック番号のドット補正値が２マスタクロックの差がある場合には、両方のドット補正値の平均をとったドット補正値とする。
【００８８】
以上のようにドット補正値を算出することによって、以下の各条件を満たすこととなる。なお、以下の条件を満たすことができる限り、上記以外の方法によってドット補正値を算出するようにしてもよい。
【００８９】
（第１条件）
ドット理論値との差が１マスタクロック以下であること。すなわち、光束の走査方向に応じて現実に使用するドットクロックのクロック周期が、各ドットに対応する光束が等間隔となるような理論値としてのドットクロックのクロック周期に対してマスタクロックの１周期分以下の誤差となること。
【００９０】
（第２条件）
前後のドットクロックのクロック周期との差が１マスタクロック以下であること。すなわち、光束の走査方向に応じて現実に使用するドットクロックのクロック周期と、その前後のドットクロックのクロック周期との周期差がマスタクロックの１周期分以下の誤差となること。
（第３条件）
補正ドット累積値と理論ドット累積値との差が１マスタクロック以下であること。すなわち、光束の走査開始位置に対応するドットクロック（ドットクロック番号１のドットクロック）から生成しようとする出射終了位置に対応するドットクロック（１走査ラインにおいて走査終了位置に対応するドットクロック）まで累積加算したマスタクロックの数と、光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまでのドットクロックに対応する理論値としてのドットクロックに関して累積加算した理論値としてのマスタクロックの数とが、１以下の差となること。
【００９１】
このようにドットクロック生成器211は、光束の走査方向に応じたクロック周期のドットクロックを、上記第１条件１〜第３条件を満たすようにした分周数テーブル210に基づき、マスタクロックを分周して生成するようにしており、これにより画素の走査方向を等間隔になるように光束を走査することができる。
【００９２】
なお、上記第１条件１〜第３条件に加え、以下の第４条件を満たすドット補正値を算出するようにしてもよい。
【００９３】
（第４条件）
隣接するドットクロックのクロック周期が偏向面120の揺動範囲中心（ドットクロック番号30,31）から周辺にかけて、同一周期以上となること。すなわち、ドットクロック番号30からドットクロック番号１にかけて、あるいはドットクロック番号31からドットクロック番号60にかけて、隣接するドットクロックのドット補正値が小さくならないようにする。例えば、ドットクロック番号30からドットクロック番号１にかけて、ドット補正値が「６，６，５，５，５，５，４，４，・・・，３，３，３」となる（左隣のドットクロックのドット補正値が自ドットクロックよりも小さくならないこと）ようにする。
【００９４】
このように第４条件を満たすドット補正値とすることにより、画像表示装置１によって表示する画像の中心部分におけるドットクロックのクロック周期がばらつくことがないため、画像表示装置１によって表示する画像の画質を向上させることができる。
【００９５】
（画像品質向上のための処理について）
上述のようにドットクロック生成器211において、第１条件１〜第３条件を満たすようにドットクロックを生成した場合、水平方向の一走査ラインにおいて連続する２以上のドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンと同一の分周数列パターンが複数回繰り返されるドットクロック群が発生する。
【００９６】
例えば、図９に示す分周数テーブル210（以下、「分周数テーブルＸ１」とする。）の例では、このようなドットクロック群が存在していることを示している。すなわち、連続する２以上のドットクロックからなるドットクロックの組として、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１〜ｃ５，ｄ１〜ｄ７，ｅ１，ｅ２が存在し、各組の分周数列パターンと同一の分周数列パターンが複数回繰り返されるドットクロック群としてＡ（ａ１，ａ２の２つの組からなる群），Ｂ（ｂ１，ｂ２の２つの組からなる群），Ｃ（ｃ１〜ｃ５の５つの組からなる群），Ｄ（ｄ１〜ｄ７の７つの組からなる群），Ｅ（ｅ１，ｅ２の２つの組からなる群）が存在している。
【００９７】
このように一走査ラインにおいて、同一の分周数列パターンが複数回繰り返されるドットクロック群が発生すると、図１０に示すように、所定の画素パターン（例えば白と黒を繰り返す画素パターン）を有する画像を連続して表示したときに視認する画像に縞模様が現れてしまう。
【００９８】
そこで、本実施形態における画像表示装置１では、同一の分周数列パターンが複数回繰り返されるドットクロック群を多数のフレームに亘って継続して同じ位置に存在させないようにすることによって、所定の画素パターンを有する画像を連続して表示したときであっても視認する画像に縞模様が現れることを抑制して表示する画像の品質を向上させている。
【００９９】
具体的には、ドットクロック生成器211において、一走査ラインにおいて連続する２以上のドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターン（例えば、図９に示す「ａ１」の「６,５」）が複数回繰り返される複数のドットクロックの組（例えば、図９に示す「ａ１」，「ａ２」。以下、「周期性ドットクロック組」と呼ぶ。）からなるドットクロック群（例えば、図９に示す「Ａ」。以下、「周期性ドットクロック群」と呼ぶ。）について、各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ各組の分周数列パターンを変更することによって、画像に縞模様が視認されることを抑制している。
【０１００】
このように周期性ドットクロック群における各組の分周数列パターンを変更する方法としては、（１）走査ライン（ここでは、水平走査ライン）単位での変更、（２）１以上のフレーム単位での変更などの変更方法があり、本実施形態における画像表示装置１においては、これらのうちいずれかを設定により選択することができるようにしている。
【０１０１】
まず、走査ライン単位での分周数列パターンの変更を説明する。走査ライン単位での変更は、ドットクロック生成器211において、ドットクロック生成に用いる分周数テーブルを走査ライン毎に切り替えることによって行う。例えば、図９に示す分周数テーブルＸ１に加え、図１１に示す分周数テーブル210（以下、「分周数テーブルＸ２」とする。）を用意し、これらの分周数テーブルを図１２に示すように走査ライン毎に切り替えるのである。なお、ドットクロック生成器211には、これらの分周数テーブルを切り替える切り替え手段が設けられており、ドットクロック生成器211はこの切り替え手段によって使用する分周数テーブルＸ１，Ｘ２の切り替えを行い、周期性ドットクロック組の分周数列パターンを変更する。
【０１０２】
ここで、図１１に示す分周数テーブルＸ２は、図９における分周数テーブルＸ１の周期性ドットクロック組を構成する各ドットクロックのクロック周期を変更したものである。この変更は、各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ各組の分周数列パターンを変更するようにして行う。例えば、周期性ドットクロック組「ａ１」は、図９においては、「６，５」であり、これらを生成するために必要なマスタクロック数は「１１」であることから、図１１における分周数テーブルＸ２では各ドットクロックの周期の変更を「５，６」とすることで、これらを生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持している。
【０１０３】
なお、周期性ドットクロック組のドットクロックの数が３以上の時には、周期性ドットクロック組を構成するドットクロックの数に応じた種類数の異なる分周数列パターンで各組の分周数列パターンの変更を行う。例えば、周期性ドットクロック組における各ドットクロックの周期が「３，３，４」となっているときには、この周期に加え、「３、４，３」、「４，３，３」の３つの分周数列パターンを順次切り替えて分周数列パターンの変更が行われる。なお、周期性ドットクロック組を構成するドットクロック数に異なるものがある場合には、それらの数の最大公約数の分周数テーブルを用意する（例えば、ドットクロック数が２つの組と３つの組があるときには６つの分周数テーブル）ことで、すべての周期性ドットクロック組の各ドットクロックの分周数列パターンを適切に変更することができる。
【０１０４】
また、走査ライン毎に行うのではなく、複数の水平走査ライン単位で各組の分周数列パターンの変更を行うようにしてもよい。例えば、２つの水平走査ライン単位で各組の分周数列パターンを変更するようにしてもよい。
【０１０５】
次に、フレーム単位での分周数列パターンの変更について説明する。フレーム単位での変更は、ドットクロック生成器211において、ドットクロック生成に用いる分周数テーブルを１以上のフレーム単位に切り替えることによって行う。例えば、図９に示す分周数テーブルＸ１と図１１に示す分周数テーブルＸ２とを所定数のフレーム毎に切り替えながらドットクロックを生成するである。例えば、図１３に示すように、分周数テーブルＸ１，Ｘ２を１フレーム毎に順次切り替える。なお、ドットクロック生成器211には、これらの分周数テーブルを切り替える切り替え手段が設けられており、ドットクロック生成器211は切り替え手段によって切り替えられた分周数テーブルを用いて分周数テーブルの切り替えを行う。
【０１０６】
また、周期性ドットクロック組を構成するドットクロック数が３以上の時には、周期性ドットクロック組を構成するドットクロック数に応じた種類数の異なる分周数列パターンで各組の分周数列パターンの変更を行う。例えば、周期性ドットクロック組における各ドットクロックの周期が「３，３，４」となっているときには、この周期に加え、「３、４，３」、「４，３，３」の３つの分周数列パターンを順次フレーム単位で切り替えて分周数列パターンの変更が行われる。
【０１０７】
また、走査ライン毎に行うのではなく、一つのフレームを構成する複数の走査ラインを所定数の群に分け、各周期性ドットクロック組の分周数列パターンの変更を一フレームにつき一つの群について行って複数フレームで各組の分周数列パターンの変更を行うようにしてもよい。例えば、図１４中（ａ）,（ｂ），（ｃ）に示す順に各フレームで１０走査ライン毎に分周数列パターンの変更を行って、３フレームですべての走査ラインにおける分周数列パターンの変更を行うようにすることができる。
【０１０８】
以上のようにドットクロック生成器211は、周期性ドットクロック群の周期性ドットクロック組について、各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ各組の分周数列パターンを変更することによって、画像に縞模様が視認されることを抑制している。
【０１０９】
このようにドットクロック生成器211によって生成されたドットクロックで読み出された画素信号は、ルックアップテーブルによってその輝度値が調整される。
【０１１０】
このルックアップテーブルは、図１５に示すように、ドットクロック生成器211で生成するドットクロックのクロック周期に応じた輝度値となる輝度補正率がドットクロック番号に対応して規定されている。すなわち、ドットクロックのクロック周期に応じた輝度情報を光束の走査開始位置のドットクロックから順次ドットクロック毎に格納するのである。
【０１１１】
この輝度補正率は、例えば、図８に示すような場合、共振型偏向素子71のスピードの逆数と同様の値となる。したがって、共振型偏向素子71のスピードに輝度補正率を積算した結果は常に１となる。
【０１１２】
このように、共振型偏向素子71のスピードの逆数と同様の値の輝度補正率で、言い換えればドットクロックのクロック周期（言い換えれば、マスタクロック分周数）に応じた輝度補正率によって画素信号の輝度を補正して調整するようにしているため、画像表示装置１が表示する画像のどのドットでも画像信号Ｓによるオリジナルの画像の輝度分布と同等の輝度分布となる。したがって、輝度むらの発生を抑制することができ、画像表示装置１のクオリティを高めることができる。
【０１１３】
このルックアップテーブルは、分周数テーブル210に対応して設けられる。すなわち複数の分周数テーブル210にはそれぞれ対応するルックアップテーブルが設けられるのである。
【０１１４】
そして、分周数テーブル210が上述のように選択されて切り替えられることに連動して、切り替えられた分周数テーブル210に対応するルックアップテーブルが選択されるのである。      
【０１１５】
したがって、分周数テーブル210が切り替えられた場合であっても、輝度むらの発生を抑制することができ、画像表示装置１のクオリティを高めることができるのである。
【０１１６】
以上のように本実施形態における画像表示装置１によれば、分周数テーブル210やルックアップテーブルを用いることによって、アークsinθ補正レンズを用いずに光走査装置を構成しつつ、画像品質を保つことができる。
【０１１７】
なお、共振型偏向素子71の共振周波数及びその偏向面120の揺動範囲毎に、それぞれ対応する分周数テーブル210やルックアップテーブルを用いるようにしてもよい。この場合、ドットクロック生成器211は、共振型偏向素子71の共振周波数及びその偏向面120の揺動範囲に応じた分周数テーブル210を取り出し、周期性ドットクロック組の分周数列パターンを変更しつつ、偏向面120の揺動範囲に応じたクロック周期のドットクロックを生成する。
【０１１８】
このように構成することにより、温度や経年変化により、共振型偏向素子71の共振周波数がずれてしまった場合や偏向面120の揺動範囲が変化した場合であっても適切なクロック周期のドットクロックを生成することができ、画像表示装置１によって表示する画像の画質を向上させることができる。また、共振型偏向素子71の製造ロット毎の特性のバラツキ（個体差）にも同様に対応することができる。
【０１１９】
（第２実施形態）
上記第１実施形態の画像表示装置では、分周数テーブル210を用いてドットクロックを生成するようにしたが、本第２実施形態においては、分周数テーブル210を用いずに演算処理によってドットクロックを生成するものである。
【０１２０】
なお、本第２実施形態の画像表示装置は、図１６に示すように、第１実施形態における画像表示装置とは画素信号処理回路の構成のみ異なるため、その他の部分を省略する。
【０１２１】
図１６に示すように、画素信号処理回路204’のドットクロック生成器211’は、クロック周期理論値算出部211aと、累積加算値差分検出部211bと、周期性検出器211cと、分周数列パターン変更器211dとを有しており、これらの演算結果に基づいたクロック周期のドットクロックを生成するようにしている。
【０１２２】
クロック周期理論値算出部211aは、共振型偏向素子71の変位信号生成器から出力される変位信号に基づいて揺動状態検出器73によって検出された共振型偏向素子71の偏向面120の揺動範囲及び揺動周波数等の揺動状態に基づいて、ドットクロック毎に理論値としてのドットクロックのクロック周期に対応するマスタクロック数（マスタクロック分周数）を算出する。
【０１２３】
また、累積加算値差分検出部211bは、光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまで累積加算したマスタクロック数と、光束の走査開始位置に対応するドットクロックから生成しようとするドットクロックまでのドットクロックに対応する理論値としてのドットクロックに関して累積加算した理論値としてのマスタクロックの数との差分を算出する。
【０１２４】
ドットクロック生成器211'は、このようなクロック周期理論値算出部211a及び累積加算値差分検出部211bを用いて、第１条件〜第３条件を満たすクロック周期のドットクロックを生成する。
【０１２５】
さらに、ドットクロック生成器211'は、このように生成されるドットクロックの周期パターンを走査ライン単位或いはフレーム単位で変更するために、周期性検出器211cと分周数列パターン変更器211dとを備えている。
【０１２６】
周期性検出器211cは、上述のように生成される水平走査の一走査ラインのドットクロックについて、連続する２以上のドットクロックからなるドットクロックの組の分周数列パターンが複数回繰り返される複数のドットクロックの組からなるドットクロック群を検出する。
【０１２７】
分周数列パターン変更器211dは、周期性検出器211cによって検出したドットクロック群について、各組を生成するために必要な分周数の合計値を一定に維持しつつ各組の分周数列パターンを変更する。
【０１２８】
ここで、水平方向の走査ライン単位で分周数列パターンを変更するときには、走査ライン単位で周期性検出器211c及び分周数列パターン変更器211dの動作及び非動作を繰り返すことによって行い、フレーム単位で分周数列パターンを変更するときには、フレーム単位で周期性検出器211c及び分周数列パターン変更器211dの動作及び非動作を繰り返すことによって行うようにすることができる。
【０１２９】
このように第２実施形態における画像表示装置では、演算処理によってドットクロックを生成しているため、共振型偏向素子71の偏向面120の揺動範囲及び揺動周波数等の揺動状態が大きく変化する場合であっても、分周数テーブルを用いたときに必要な記憶容量の確保が不要となる。
【０１３０】
以上、本発明の実施の形態のうち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、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。
【０１３１】
たとえば、網膜画像走査型の画像表示装置に対して本発明を適用した場合の実施形態について説明したが、レーザープリンタなどにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】第１実施形態における画像表示装置の全体構成を示す図である。
【図２】走査部による光束の走査を説明するための図である。
【図３】図１の共振型偏向素子の組立て状態を示す斜視図である。
【図４】振動体の回転振動を説明するための図である。
【図５】図１の信号処理回路の一部の構成を示す図である。
【図６】分周数テーブルの例を示す図である。
【図７】分周数テーブルによって生成されるドットクロックとマスタクロック及び画素信号との関係を示す図である。
【図８】分周数テーブルの生成方法を説明するための図である。
【図９】連続する２以上のドットクロックからなるドットクロックの組の周期性を説明するための図である。
【図１０】所定の画素パターを有する画像を連続して表示したときに視認される画像の例を示した図である。
【図１１】周期性ドットクロック組の各ドットクロックのクロック周期を変更した分周数テーブルの例を示す図である。
【図１２】分周数列パターンの変更例を説明するための図である。
【図１３】分周数列パターンの変更例を説明するための図である。
【図１４】分周数列パターンの変更例を説明するための図である。
【図１５】ルックアップテーブルの例を示す図である。
【図１６】第２実施形態における信号処理回路の一部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  画像表示装置
２０  光束生成部
２１  信号処理回路
７１  共振型偏向素子
７３  揺動状態検出器
２０５  ルックアップテーブル
２１０  分周数テーブル
２１１  ドットクロック生成器
２１１ａ  クロック周期理論値算出部
２１１ｂ  累積加算値差分検出部
２１１ｃ  周期性検出器
２１１ｄ  分周数列パターン変更器
【図１】
2008233561.tif 000003
【図２】
2008233561.tif 000004
【図３】
2008233561.tif 000005
【図４】
2008233561.tif 000006
【図５】
2008233561.tif 000007
【図６】
2008233561.tif 000008
【図７】
2008233561.tif 000009
【図８】
2008233561.tif 000010
【図９】
2008233561.tif 000011
【図１０】
2008233561.tif 000012
【図１１】
2008233561.tif 000013
【図１２】
2008233561.tif 000014
【図１３】
2008233561.tif 000015
【図１４】
2008233561.tif 000016
【図１５】
2008233561.tif 000017
【図１６】
2008233561.tif 000018