(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光を反射するミラー部、前記ミラー部を回動軸線周りに回動させるアクチュエータ、及び、前記ミラー部の振れ角に応じたセンサ信号を出力するセンサを有する光偏向器と、
前記ミラー部を共振周波数で前記回動軸線周りに回動させ、前記ミラー部で反射された光によって走査される被走査面に映像を形成するように前記アクチュエータを駆動する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記アクチュエータを駆動するための交流波の駆動信号と、前記駆動信号より位相が９０°遅れた演算信号とを生成し、
前記ミラー部が前記駆動信号に基づいて前記回動軸線周りに回動したとき、前記センサ信号と前記駆動信号との畳み込み積分により第１積分値、及び、前記センサ信号と前記演算信号との畳み込み積分により第２積分値を算出し、
前記第１積分値と前記第２積分値とを極座標変換することで、前記センサ信号の強度、及び、前記駆動信号と前記センサ信号との位相差を算出し、
前記センサ信号の強度及び前記位相差に基づいて、前記センサ信号の強度に対応する共振周波数が所定の共振周波数になるように、前記駆動信号の振幅及び周波数を調整することを特徴とする映像投射装置。
【請求項２】
請求項１記載の映像投射装置において、
前記制御装置は、前記位相差が閾値を超えたときに、前記センサ信号の強度と前記位相差とに基づいて、前記センサ信号の強度に対応する共振周波数が前記所定の共振周波数になるように、前記駆動信号の振幅及び周波数を調整することを特徴とする映像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤや半導体レーザー等の半導体光源と、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の小型光学偏向装置とを組み合わせた映像投射装置が、ピコプロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＵＤ）用として開発されている。
【０００３】
そして、ＭＥＭＳの主走査方向に搖動するミラー部について、位相ロックループ回路（ＰＬＬ：phase locked loop）を用いて、光偏向装置のミラー部の位置信号に同期される位相信号を発生させる映像投射装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１２−５３０２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の映像投射装置は、主走査方向に搖動するミラー部について、温度、湿度等の外部環境要因の影響であるノイズに弱く、不適切な周波数、位相によりＰＬＬ回路の制御が適切に行われない可能性がある。
【０００６】
また、上記特許文献１の映像投射装置では、ＰＬＬ回路によって、周波数と位相とを整合させることはできるが、位置信号の振幅情報が失われてしまう。しかし、ミラー部を適切に制御するためは、位置信号の振幅情報を獲得する必要があるので、位置センサを使用した検出・制御システムが別個必要になり、回路構成を複雑にするという問題がある。
【０００７】
本発明は、温度、湿度等の外部環境要因が変化した場合でも、映像を投射している状態で投射角度範囲を一定に維持するようにミラー部を制御し得る映像投射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】
【０００８】
本発明は、光源と、前記光源からの光を反射するミラー部、前記ミラー部を回動軸線周りに回動させるアクチュエータ、及び、前記ミラー部の振れ角に応じたセンサ信号を出力するセンサを有する光偏向器と、前記ミラー部を共振周波数で前記回動軸線周りに回動させ、前記ミラー部で反射された光によって走査される被走査面に映像を形成するように前記アクチュエータを駆動する制御装置とを備える。
【０００９】
前記制御装置は、前記アクチュエータを駆動するための交流波の駆動信号と、前記駆動信号より位相が９０°遅れた演算信号とを生成し、前記ミラー部が前記駆動信号に基づいて前記回動軸線周りに回動したとき、前記センサ信号と前記駆動信号との畳み込み積分により第１積分値、及び、前記センサ信号と前記演算信号との畳み込み積分により第２積分値を算出し、前記第１積分値と前記第２積分値とを極座標変換することで、前記センサ信号の強度、及び、前記駆動信号と前記センサ信号との位相差を算出し、前記センサ信号の強度及び前記位相差に基づいて、前記センサ信号の強度に対応する共振周波数が所定の共振周波数になるように、前記駆動信号の振幅及び周波数を調整することを特徴とする。
【００１０】
映像投射装置が備える光偏向器は、温度、湿度等の外部環境要因が変化した場合、ミラー部を含む光偏向器の構成材料（例えば、基板を構成するＳｉ）の硬度、剛性等が変化する。結果として、光偏向器の共振周波数、及び、駆動信号に基づくミラー部の変位量が、温度等の外部環境要因が変化する前の共振周波数及び当該変位量から変化し、同一の駆動信号でアクチュエータを駆動しても、ミラー部の振幅（振れ角）が一定にならないという傾向がある。
【００１１】
本発明によれば、制御装置により、まず、アクチュエータを駆動するための交流波の駆動信号と、駆動信号より位相が９０°遅れた演算信号を生成する。
【００１２】
そして、駆動信号に基づいてミラー部を回動軸線周りに回動させることで、主走査方向に搖動しているとき、センサ信号と駆動信号の畳み込み積分により第１積分値と、センサ信号と演算信号の畳み込み積分により第２積分値とを算出する。そして、第１積分値と第２積分値とを極座標変換することで、極座標系の動径と偏角を算出する。
【００１３】
ここで、算出された極座標系の動径はセンサ信号の強度に相当し、偏角は駆動信号とセンサ信号の位相差に対応する。また、極座標変換後における動径が最大となる周波数が共振周波数になる。
【００１４】
そこで、予め設計値としての、センサ信号の強度に対応する極座標系の所定動径と、駆動信号とセンサ信号の位相差に対応する所定偏角と、所定共振周波数とを把握する。そして、制御装置により算出された極座標系の動径及び偏角を算出し、算出された動径が当該所定動径になるように駆動信号の周波数を調整し、また、算出された偏角が設計値である当該所定偏角になるように、駆動信号の振幅を調整する。
【００１５】
この結果、温度、湿度等の外部環境要因が変化した場合でも、装置から映像を投射しながら、光偏向器の動作状態を共振状態に維持でき、ミラー部の振り角により規定される投射角度範囲を一定に維持するようにミラー部を制御することができる。
【００１６】
さらに、制御装置は極座標系の動径及び偏角を算出する際、畳み込み積分を行うので、外部振動、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference：電磁干渉ノイズ）等の、信号処理に影響を及ぼす瞬間的なノイズの影響を受け難くすることができる。
【００１７】
また、本発明において、前記位相差が閾値を超えたときに、前記センサ信号の強度と前記位相差とに基づいて、前記センサ信号の強度に対応する共振周波数が前記所定の共振周波数になるように、前記駆動信号の振幅及び周波数を調整することが好ましい。
【００１８】
これによれば、外部振動等による瞬間的なノイズが発生し得る場合でも、駆動信号とセンサ信号の位相差が閾値を超えたときにのみ、算出された動径が設計値である動径になるように駆動信号の周波数を調整し、また、算出された偏角が設計値である偏角になるように、駆動信号の振幅を調整する。従って、温度、湿度等の外的環境要因の変化だけでなく、瞬間的なノイズが発生する場合であっても、ノイズの影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の映像投射装置の構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態の映像投射装置の映像信号処理部の説明図。
【図３】本実施形態の映像投射装置に用いられるＭＥＭＳの斜視図。
【図４】半導体光源と、ＭＥＭＳミラーと、映像投射装置から投射された映像の照射範囲（映像投射範囲）との関係を示す図。
【図５Ａ】時間経過に対する、副走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー及び半導体光源の駆動信号の波形変化を示す図。
【図５Ｂ】時間経過に対する、主走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー及び半導体光源の駆動信号の波形変化を示す図。
【図６】図５Ａ及び図５Ｂに示された、ＭＥＭＳミラー及び半導体光源の駆動信号に基づく投射映像の描画範囲と、走査軌跡との関係を示す図。
【図７】本実施形態の共振追従制御の概念図。
【図８】本実施形態の駆動信号の周波数と当該周波数に対応するミラー部の振れ角との関係を示す図。
【図９】本実施形態の駆動信号の周波数と、駆動信号とセンサ信号との位相差との関係を示す図。
【図１０】本実施形態の主走査方向（水平方向）用映像信号の波形の生成方法を説明する図。
【図１１】本実施形態の副走査方向（垂直方向）用映像信号の波形の生成方法を説明する図。
【図１２】本実施形態の主走査方向用映像信号及び副走査方向用映像信号の波形により生成される投影像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態の映像投射装置１０は、半導体光源（光源）１１２と、ＭＥＭＳミラー（ミラー部）１０６と、半導体光源１１２及びＭＥＭＳミラー１０６に信号を出力する制御装置２０とから構成される、ラスタースキャンを行う映像投射装置である。
【００２１】
映像投射装置１０の制御装置２０は、パーソナルコンピュータ、カメラシステム等の映像ソースから出力された映像信号に基づいて生成された映像信号が入力される映像信号入力部１０２と、受信した映像信号を処理するために所定ビット毎に書き込み・読み出しが行われる映像信号蓄積部１０４と、ＭＥＭＳミラー１０６に対して交流波の駆動信号を出力するＭＥＭＳ駆動部１０８と、駆動信号に応じてＭＥＭＳミラー１０６が回動軸線周りを回動したとき、ＭＥＭＳミラー１０６の振れ角に応じた電圧を出力するセンサからの信号が入力されるセンサ信号入力部１１０と、ＭＥＭＥＳミラー１０６に光を照射する、ＬＥＤ、半導体レーザー等の半導体光源１１２に対して画素データを出力する光源駆動部１１４と、映像信号を処理して映像投射装置１０の制御を行う映像信号処理部１１６とから構成される。
【００２２】
尚、本実施形態では、説明の便宜のため、交流波の駆動信号として、正弦波形状の駆動信号を用いて説明するが、正弦波形状の駆動信号に対して９０°位相が遅れた余弦波形状の信号等を用いてもよい。
【００２３】
映像信号入力部１０２は、映像信号を処理するために、入力された映像信号を映像信号処理部１１６に出力する。映像信号入力部１０２として、例えば、アナログＲＧＢレシーバー、ＤＶＩ、ＨＤＭＩ（登録商標）、Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐｏｒｔ等のデジタル映像信号レシーバー等を用いることができる。
【００２４】
映像信号蓄積部１０４では、映像信号入力部１０２から出力された映像信号を処理するために信号の書き込み・読み出しが行われる。映像信号蓄積部１０４としては、ＳＤＲＡＭ等を用いることができる。本実施形態の映像投射システム１では、映像信号は高速信号として生成されるため、ＤＤＲ２ ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ３ ＳＤＲＡＭが好適である。
【００２５】
ＭＥＭＳ駆動部１０８は、ＭＥＭＳミラー１０６に対する駆動信号を出力するために、映像信号処理部１１６からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバーターと、その出力信号をＭＥＭＳミラー１０６の駆動電圧レベルまで増幅するオペアンプから構成される。
【００２６】
センサ信号入力部１１０は、駆動信号に応じてＭＥＭＳミラー１０６が回動軸線周りに回動し、走査方向に搖動したときのＭＥＭＳミラー１０６の振れ角に応じた電圧を出力するセンサからの信号が入力される信号入力部である。センサ信号入力部１１０は、受信したアナログ信号を映像信号処理部１１６に出力されるデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバーターと、Ａ／Ｄコンバーターに対する適切な入力レベルを確保するオペアンプとから構成される。
【００２７】
光源駆動部１１４は、映像信号処理部１１６から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する高速Ｄ／Ａコンバーターと、ＲＧＢ各色の半導体光源１１２を駆動できるだけの電流容量を持つドライバトランジスタ等とから構成される。
【００２８】
映像信号処理部１１６は、映像信号を処理して映像投射装置１０の制御を行う。ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、マイクロプロセッサ、又は、これらのハイブリッド（EPP（Extensible Processing Platform）、SoC（System-on-a-chip））等を用いることができる。
【００２９】
図２に示されるように、映像信号処理部１１６は、映像信号を映像信号入力部１０２から映像信号蓄積部１０４に出力するインターフェースとしての入力映像処理部１２０と、ＭＥＭＳミラー１０６に対する正弦波形状の駆動信号、駆動信号より位相が９０°遅れた演算信号、及び、光源駆動部１１４に対して画素データ抽出の基礎となる信号を生成する駆動信号生成部１２２と、センサ信号入力部１１０及び駆動信号生成部１２２から出力された信号に基づいて、共振周波数追従制御、及び、光源駆動部１１４に対して遅延信号を出力する駆動信号演算処理部１２４と、映像信号蓄積部１０４から読み出された映像信号に基づいて駆動信号生成部１２２及び駆動信号演算処理部１２４から出力された信号によって光源駆動部１１４に出力する画素データを抽出する画素データ抽出部１２６と、これらの各信号処理の制御パラメータに対する制御を行うとともに、スイッチ、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）等の図示しない外部制御手段とのインターフェースとしての機能を果たす総合制御部１２８とから構成される。
【００３０】
本実施形態のＭＥＭＳミラー１０６を備えるＭＥＭＳ１３０は、図３に示されるように、反射面を有するＭＥＭＳミラー１０６を一対のトーションバー１３１Ａ，１３１Ｂにより支持する第１支持部１３２と、ＭＥＭＳミラー１０６を第１支持部１３２に対して一対のトーションバー１３１Ａ，１３１Ｂ、すなわち、主走査方向（Ｙ軸周り）に揺動させる第１アクチュエータ１３４，１３６と、第１支持部１３２を支持する第２支持部１３８と、第１支持部１３２を第２支持部１３８に対して副走査方向（Ｘ軸周り）に搖動させる第２アクチュエータ１４０，１４２とを備え、２次元走査が可能な２軸型光偏向器である。
【００３１】
ＭＥＭＳ１３０を備える映像投射装置１０は、照射範囲のうち描画範囲のみが２次元走査に応じて光が照射されるように、半導体光源１１２が点灯されるので、光の利用効率の向上を図ることができる。
【００３２】
ＭＥＭＳ１３０のアクチュエータとしては、圧電方式、静電方式、電磁形式のアクチュエータを用いることができる。本実施形態では、アクチュエータ１３４，１３６として、圧電アクチュエータを採用している。また、アクチュエータ１４０，１４２はそれぞれ、４つの圧電カンチレバーが連結されて構成されている。各圧電カンチレバー１４０Ａ〜１４０Ｄ，１４２Ａ〜１４２Ｄは、支持体と、下部電極と、圧電体と、上部電極とから構成された積層体を含む。
【００３３】
映像信号に基づく映像の投射は、水平方向の高速走査、垂直方向の低速走査によって実施される。そのため、ＭＥＭＳミラー１０６は、高速動作に対応したアクチュエータ１３４，１３６の共振駆動により主走査方向に搖動し、低速動作に対応したアクチュエータ１４０，１４２の非共振駆動により副走査方向に搖動する。
【００３４】
尚、本実施形態では、副走査方向の揺動は低速動作であるため、非共振駆動のアクチュエータ１４０，１４２を用いたが、これに限定されず、共振駆動のアクチュエータを用いてもよい。
【００３５】
ＭＥＭＳミラー１０６の回動状態を検出するために、第１支持部１３２には、トーションバー１３１Ａ，１３１Ｂの根元にセンサ１４４Ａ，１４４Ｂが、また、アクチュエータ１４０，１４２の近傍にセンサ１４６が設けられている。圧電効果を用いたセンサは、ＭＥＭＳミラー１０６の振れ角の変位量に対して微分値を返す速度センサとして動作する。また、ピエゾ抵抗効果を用いたセンサは、ＭＥＭＳミラー１０６の振れ角の変位量に比例した値を返す位置センサとして動作する。
【００３６】
本実施形態の映像投射システムのＭＥＭＳ１３０は、圧電効果を用いたアクチュエータ及びセンサを用いることが好ましい。圧電効果を用いたアクチュエータ及びセンサを用いることにより、同一の製造プロセスでアクチュエータ及びセンサの積層構造を形成できるからである。
【００３７】
また、センサ１４４，１４６はそれぞれ、少なくとも１つ設ける必要があるが、ＭＥＭＳミラー１０６の主走査方向及び副走査方向の揺動安定性及び差動信号のノイズキャンセリング効果の向上のために、図３に示されるように、Ｙ軸及びＸ軸を中心として線対称に２つ設けることが好ましい。
【００３８】
次に、図４〜図６を用いて、半導体光源１１２と、図３に示されるＭＥＭＳ１３０のＭＥＭＳミラー１０６とを用いたラスタースキャンを説明する。
【００３９】
副走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー１０６により、図４の照射範囲において垂直方向の走査が実施される。本実施形態の副走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー１０６の駆動信号の波形は、図５Ａに示される鋸波形状とするのが好ましい。
【００４０】
副走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー１０６は低速駆動されるので、共振駆動のアクチュエータと非共振駆動のアクチュエータのいずれも用いることができるが、非共振駆動のアクチュエータに好適な鋸波形状の駆動信号を用いて有効描画時間を長く確保することにより、投影画面の明るさの向上を図ることができる。
【００４１】
具体的には、鋸波形状の駆動信号には、図５Ａに示されるように、時間経過に対する駆動信号の波形の傾きが緩やかな区間と、急峻な区間とが交互にあらわれる。そして、図５Ａに示さるように、鋸波形状の駆動信号の傾きが緩やかな区間で半導体光源１１２を点灯して描画を行い、傾きが急峻な区間で半導体光源１１２を消灯して非描画区間、すなわち、垂直帰線区間を設ける。
【００４２】
鋸波形状の駆動信号の傾きが変化する頂点付近では、副走査方向の揺動するＭＥＭＳミラー１０６は非常に低速な駆動状態になるため、当該頂点付近の区間に対応する描画部分は描画範囲の他の部分と比較すると特に明るく見える。そのため、当該頂点付近の区間では、半導体光源を消灯することにより、描画範囲で表される画面全体の明るさの均一性を実現し得る。
【００４３】
一方、主走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー１０６により、図４の照射範囲において水平方向の走査が実施される。本実施形態の主走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー１０６の駆動信号の波形は、図５Ｂに示される交流波、例えば、正弦波形状とするのが好ましい。主走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー１０６は高速駆動されるので、共振駆動のアクチュエータを用いることが好ましく、また、共振駆動のアクチュエータに好適な正弦波形状の駆動信号を用いることが好ましいからである。
【００４４】
具体的には、正弦波形状の駆動信号には、図５Ｂに示されるように、時間経過に対する駆動信号の波形の頂点付近の区間と、それ以外の区間とが交互にあらわれる。そのため、図４に示されるように、往復走査、すなわち、右方向走査及び左方向走査の両方で描画を行うことが、有効描画時間の確保の点から好適である。片側走査、例えば、右方向走査（左方向走査）のみで描画を行い、左方向走査（右方向走査）においては非描画区間、すなわち、水平帰線区間を設ける方式を比較して、往復走査、すなわち、右方向走査と左方向走査の両方で描画を行い、有効描画時間を長く確保することができる。
【００４５】
さらに、正弦波形状の駆動信号の頂点付近（水平折返区間）では、主走査方向に搖動するＭＥＭＳミラー１０６は非常に低速な駆動状態になるため、当該頂点付近の区間に対応する描画部分は描画範囲の他の部分と比較すると特に明るく見える。描画範囲で表される画面全体の明るさの均一性を実現し得るため、図５Ｂに示されるように、経過時間に対して隣り合う当該頂点付近の区間（水平折返区間）の間の区間で半導体光源１１２を点灯して図４の水平方向の走査軌跡の１ライン分の描画を行い、水平折返区間で半導体光源１１２を消灯して非描画区間を設ける。
【００４６】
上述したラスタースキャンを実施することにより、図６に示されるように、被走査面での走査軌跡全体から水平方向及び垂直方向において図４の照射範囲の周縁領域が切り取られた描画範囲が得られる。
【００４７】
次に、制御装置２０で行われる共振追従制御について、図７〜図９を用いて説明する。図７〜図９では、アクチュエータ１３４，１３６の共振駆動により、共振周波数でトーションバー１３１Ａ，１３１Ｂの周りを回動し、主走査方向に搖動するＭＥＭＥＳミラー１０６を例として用いて説明する。
【００４８】
本実施形態の制御装置２０の共振追従制御は、ＭＥＭＳミラー１０６が共振周波数で共振駆動されている場合、ＭＥＭＳセンサ１４４Ａ（１４４Ｂ）からのセンサ信号が、正弦波形状の信号である駆動信号に対して位相が９０°（２７０°）遅れた正弦波形状の信号、すなわち余弦波形状の信号になることに着目するものである。
【００４９】
まず、駆動信号生成部１２２により、ＭＥＭＳを駆動するための駆動信号である正弦波信号を生成すると同時に、演算処理用の信号として、位相が駆動信号より９０°遅れた信号、すなわち余弦波信号である演算信号を生成する。
【００５０】
駆動信号生成部１２２により生成された駆動信号によりＭＥＭＳアクチュエータ１３４，１３６が駆動される。そして、ＭＥＭＳセンサ１４４Ａ，１４４Ｂにより、駆動されたＭＥＭＳミラー１０６の振れ角に応じた電圧のセンサ信号がセンサ信号入力部１１０に出力され、２つの演算器１５０，１５２と、極座標変換演算器１５４とから構成される駆動信号演算処理部１２４に出力される。
【００５１】
次に、駆動信号演算処理部１２４により、センサ信号と駆動信号生成部１２２で生成された正弦波信号である駆動信号を演算器１５０で畳み込み積分し、センサ信号と駆動信号生成部１２２で生成された余弦波信号である演算信号を演算器１５２で畳み込み積分する。
【００５２】
具体的には、所定量の離散化時間（好ましくは、１周期あたり１０００点以上）における信号強度値を乗算し、各乗算値を１周期にわたってそれぞれ足し合わせる。尚、駆動信号を制御する際、瞬時値を用いるよりも、積分値を用いる方が、ノイズ成分の影響を受け難い。
【００５３】
次に、演算器１５０での演算結果である第１積分値を直交座標系のＸ成分、演算器１５２での演算結果である第２積分値をＹ成分として、直交座標系から極座標系への座標変換を極座標変換演算器１５４により実施する。極座標変換後において、極座標系の動径Ｒがセンサ信号の強度に相当し、偏角θが駆動信号とセンサ信号の位相差に相当する。尚、偏角θにはＭＥＭＳミラー１０６の揺動に起因する遅延（機械的な動作遅延）の他に、各々の信号が通過する回路素子に起因する電気的な遅延が含まれる。
【００５４】
ここで、予め、映像投射前に、ＭＥＭＳミラー１０６の設計値、すなわち、予測される共振周波数の近傍において、駆動信号の周波数スイープを行い、共振周波数のスキャンを実施する。上記の信号処理において、極座標変換後における動径Ｒが最大となる周波数が共振点である。共振点における動径Ｒ０および偏角θ０を映像信号処理部１１６の内部レジスタ等に記憶しておく。
【００５５】
ＭＥＭＳミラー１０６が共振周波数で共振駆動されている場合、温度、湿度等の外的環境要因によって、共振周波数が所定共振周波数である予め求められた共振周波数から変化すると、振れ角が減少すると同時に、駆動信号に対するセンサ信号の位相、すなわち偏角θが変化するという特徴がある。
【００５６】
当該特徴を、共振周波数が２５１６６［Ｈｚ］のＭＥＭＳミラー１０６について、駆動信号の周波数に対するＭＥＭＳミラー１０６の振れ角との関係（図８）と、駆動信号の周波数に対するＭＥＭＳミラー１０６の駆動信号とセンサ信号の位相差との関係（図９）を用いて説明する。尚、図９において、駆動信号とセンサ１４４Ａからのセンサ信号との位相差を「▲」で、駆動信号とセンサ１４４Ｂからのセンサ信号との位相差を「●」で表している。
【００５７】
図８に示されるように、駆動信号の周波数スイープを行い、振れ角が最大になる点が共振周波数である。例えば、映像許容限界として振れ角に対して最大振れ角の１％未満であることが要求された場合、共振周波数の許容範囲は２５１６３〜２５１６９［Ｈｚ］になり、共振周波数２５１６６［Ｈｚ］に対して共振周波数の許容変化量Δｆ＝３［Ｈｚ］であることがわかる。
【００５８】
また、図９に示されるように、共振周波数が低周波側にシフトした場合、すなわち駆動信号が共振周波数よりも高い場合は位相差が増大し、共振周波数が高周波側にシフトした場合は位相差が減少する。例えば、駆動信号とセンサ１４４Ａからのセンサ信号との位相差に関して、共振周波数の許容範囲である２５１６３〜２５１６９［Ｈｚ］に対する駆動信号とセンサ信号との位相差は、共振周波数２５１６６［Ｈｚ］に対応する当該位相差に対して位相差の許容変化量Δθ＝１０［°］であることがわかる。
【００５９】
そこで、当該特徴に基づいて、映像投射している間、偏角θを監視し、θ＞θ０になった場合、駆動信号の周波数を下げ、一方、θ＜θ０になった場合、駆動信号の周波数を上げることにより、常にθ＝θ０となるように制御を行う。また、動径Ｒについても監視し、常にＲ＝Ｒ０になるように、駆動信号の振幅を増減させる。この結果、共振状態を維持することによって、投射角度範囲は常に一定となる。
【００６０】
また、上記共振追従制御は、当該位相差の許容変化量Δθを閾値として、偏角θがθ０−Δθ≦θ≦θ０＋Δθを満たす場合、駆動信号の振幅及び周波数を制御する共振追従制御を行わず、θ＜θ０−Δθ又はθ０＋Δθ＜θを満たす場合、駆動信号の振幅及び周波数を調整する共振追従制御を行ってもよい。この結果、温度、湿度等の外的環境要因の変化だけでなく、瞬間的なノイズが発生する場合であっても、ノイズの影響を抑制することができる。
【００６１】
さらに、本実施形態の映像投射装置１０では、主走査方向（水平方向）及び副走査方向（垂直方向）において、駆動信号に対して機械的な動作遅延が生ずるため、駆動信号演算処理部１２４により光源駆動部１１４用に主走査方向及び副走査方向の駆動信号のコピーを生成し、その波形全体をそれぞれ遅延させた遅延信号を光源駆動部１１４に出力し、描画区間をオフセットするように構成してもよい（図１０，図１１）。
【００６２】
この結果、走査位置に対して映像を適切に投射することができる（図１２）。また、ＭＥＭＳミラー１０６の駆動系と、画素データ抽出及び光源の駆動系とを、映像信号処理部１１６内の配線系統を分離でき、電気的ノイズの影響を２つの系において相互に抑制することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…映像投射装置、２０…制御装置、１０６…ＭＥＭＳミラー（ミラー部）、１３０…ＭＥＭＳ（光偏向器）、１１２…半導体光源、１３４，１３６…アクチュエータ、１４４，１４４Ａ，１４４Ｂ，１４６…センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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