(57)【要約】【課題】同期信号を精度良く検出することができ、良好なる画質の画像を表示し、観察することができる画像素子装置及びそれを有する撮像装置を得ること。【解決手段】光源手段から画像情報に基づいて変調され出射した光束を走査手段で被走査面上を２次元的に走査し、該被走査面上に形成される画像を光学系を介して観察する画像表示装置において、該被走査面又はその近傍又はそれと工学的に共得な面に、該被走査面上における走査開始位置に関する同期信号を得る為の同期光検出手段を設けたこと。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から画像情報に基づいて変調され出射した光束で走査手段を用いてで被走査面上を２次元的に走査し、該被走査面上に形成される画像を光学系を介して観察する画像表示装置において、該被走査面又はその近傍又はそれと光学的に共役な面に、該被走査面上における走査開始位置に関する同期信号を得る為の同期光検出手段を設けたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記走査手段は、共振動作する反射型の偏向手段を有し、共振動作により生じる揺動動作により生じる往路と復路において前記被走査面上に画像を形成することを特徴とする請求項１の画像表示装置。
【請求項３】
前記同期光検出手段は、前記被走査面上の往路と復路で同期信号を検出することを特徴とする請求項２の画像表示装置。
【請求項４】
前記同期光検出手段はエリアセンサーを有し、該エリアセンサー面上に入射する走査光の往路と復路との入射位置情報を利用して同期信号を得ていることを特徴とする請求項２の画像表示装置。
【請求項５】
前記走査手段は、前記揺動動作に対して、垂直方向の走査により２次元走査を行う、１つの走査部又は２つの走査部を有していることを特徴とする請求項２、３又は４の画像表示装置。
【請求項６】
前記同期光検出手段は、前記被走査面上の往路と復路での同期信号を得る為に２つ設けられていることを特徴とする請求項２の画像表示装置。
【請求項７】
前記同期光検出手段からの同期信号を用いて、前記被走査面上の往路と復路での書き出し位置を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
被写体を撮像する撮像部と、該撮像部で得られた画像を請求項１から７のいずれか１項の画像表示装置で表示することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置及びそれを有する撮像装置に関し、例えば光源手段から画像情報に基づいて光変調された光束で被走査面上を２次元にラスタ走査することにより画像を表示し、該被走査面上に形成した画像を観察する際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
頭部装着型のディスプレイ装置やデジタルカメラ等に用いられている電子ビューファンダーシステムなどの画像表示装置では、透過型液晶や反射型液晶、または有機ＥＬ素子などの２次元表示素子と、接眼光学系と組み合わせ、２次元表示素子上に形成される画像を接眼光学系で虚像として表示し観察するように構成されている。
【０００３】
近年、そのような画像表示装置では、表示される画像がより高精細であることが要求されている。このような要求に対して、前述の２次元表示素子では表示素子上に必要な画素数に対応する数の画素を製作しなければならないため、画素数が増えた分だけ画素欠陥が増加したり、２次元表示素子の大きさに対して相対的に画素が小さくなり製造が困難になるなどの問題が生じてくる。また、１次元表示素子と走査手段を組み合わせて、１次元表示素子上で表示する画像と走査の同期を取ることにより２次元の画像表示を行い、その画像を観察光学系で観察する画像表示装置も提案されている。この場合も、高解像度化に対応する場合、１次元表示素子の画素数を増加させねばならなくなり、２次元表示素子の場合と同様な問題が生じてくる。
【０００４】
一方、前述の２次元表示素子あるいは１次元表示素子を用いる代わりに、光源手段からの画像情報に基づいて光変調された光束を２次元走査が可能な光走査手段を用いて観察者の網膜上を走査することにより画像を表示する画像表示装置が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１では、赤色、青色、緑色の光束を走査手段で水平方向と垂直方向の２次元方向に走査し、光学系を介して網膜上に直接２次元画像を形成する技術を示している。
【０００５】
このような画像表示技術は、１光束を走査して画像を表示するために、２次元、あるいは１次元の画像表示素子を用いた画像表示装置のように必要な解像度にあわせて複数の画素を形成した表示素子を用いる必要がなく、また原理的に画素欠陥というものが発生しないという特徴を有している。
【０００６】
このような走査手段を用いたの画像表示装置を実現するにあたって、光走査手段として半導体プロセスにより製造された微小機械システム（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ＳＹＳＴＥＭ：  以下ＭＥＭＳ技術という）が知られている（例えば特許文献２、３）。ＭＥＭＳ技術で製造された光走査手段は、小型軽量でありかつ高速で動作可能なものであり、こうした特長が画像表示装置として適している。又頭部装着型の画像表示装置用の２次元走査手段のＭＥＭＳ技術が知られている（例えば非特許文献１）。これらのＭＥＭＳ技術による光走査手段は、光を反射する面をトーションバーなどで共振動作させその際に生じるねじれを利用して、光を反射する反射面を傾斜させその反射面に入射する光を偏向し走査するものである。ねじれを利用するため、光を反射する面は回転ではなく揺動するものである。このような反射面が揺動動作する光走査手段を用いる場合、揺動動作の往路と復路、つまり、表示画面上右から左へ走査するときと左から右へと走査するときの両方を利用するほうが、画像表示用の走査線の本数を増やすことができ、光を有効に利用できることになる。以後、このような走査を往復走査と呼ぶことにする。この往復走査に、往復走査方向とは垂直方向の走査を加えることで、２次元の往復ラスタ走査が実現できる。このように往復ラスタ走査において画像を表示する場合、往路と復路における画像描画の同期をとることが重要になってくる。
【０００７】
また、このような揺動動作による走査は正弦的な運動となるため、偏向の振幅が大きくなると速度が低下し、最大振幅時に速度が停止する。このため、全走査角（全偏向角）に対して、画像を形成する走査領域（実効走査領域）は、全走査角よりも少なく設定する必要がある。
【０００８】
そうした走査型の画像表示装置や往復走査の同期方式に関する技術が知られている（例えば特許文献４〜６）。
【０００９】
特許文献４は、１次元画像を偏向ミラーで偏向走査し２次元画像として投影するディスプレイ装置における同期方法を開示している。ここで一定の角度、一定の周期で振動する偏向ミラーの変位角度を偏向ミラーに取りつられた検出器で検出し、その信号をもとに同期のタイミングを生成している。
【００１０】
特許文献５では、光走査装置に用いられる振動体および光走査装置を備えた画像形成装置を開示している。そこでは、ＭＥＭＳ、マイクロミラーを応用した技術が開示されている。特許文献６では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を放射するレーザ光源からの光束を色合成手段で合成して、光ファイバ光学系に導き、光ファイバ光学系から射出した光束をコリメート光学系でコリメートし、水平走査手段に入射させ光を水平に走査する。次に水平走査手段からの光束をリレー光学系を介して、垂直走査手段に入射させ、垂直方向に走査させたあと、第２のリレー光学系を介して観察者の眼に走査された光束を入射させるように構成している。水平走査手段と垂直走査手段の間に同期光検出用のセンサ（ＢＤセンサ）を配置して、走査光がＢＤセンサ上を通過する時に得られる電気信号をＢＤ信号検出回路に送りこの信号を利用して画像信号の開始タイミングを決定している。
【００１１】
また、正弦揺動を用いてレーザビームを偏向させる光走査装置において、偏向周波数の変動に起因する往路と復路の走査点開始ズレを補償する為に、開始点が一致するように光ビーム射出手段を制御する技術が知られている（例えば特許文献７）。又有効走査範囲を走査する第１のビームとは別の受光出力生成用の第２の光ビームを偏向器に入射させることで、光路の干渉が起こらないようにした技術も知られている（例えば特許文献８）。
【特許文献１】
米国特許第５４６７１０４号
【特許文献２】
特開平０７−１７５００５号公報
【特許文献３】
特開平０８−３３４７２３号公報
【特許文献４】
特開平０６−３４２１２６号公報
【特許文献５】
特開２００３−５７５８６号
【特許文献６】
特開２００３−５７５８７号
【特許文献７】
特開平０９−２３０２７６号公報
【特許文献８】
特開２００３−５７５７７号
【非特許文献１】
ＳＰＩＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ＃  ４４０７，１９（Ｊｕｎ  ２００１）
Ｗａｆｅｒ  ｓｃａｌｅ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ  ｆｏｒ  ａ  ＭＥＭＳ
ｖｉｄｅｏ  ｓｃａｎｎｅｒ
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
先の特許文献４では、１次元画像を偏向ミラーで偏向走査し２次元画像として投影するディスプレイ装置における同期信号を検出する際に、ミラーと画像の同期に、駆動信号とミラーの偏向角検出手段を使用している。特許文献４では走査光を検出していないため、十分な精度が得られない場合がある。
【００１３】
特許文献５では、同期信号検出を水平走査手段により走査された光束により行うことを示しているが、具体的な光学系が記載されておらず、水平走査手段と同期光検出手段の間に光学系が配置していないため、有効ビームと同期光の検出時のビームが重なるというオーバーラップが起こりやすい。
【００１４】
特許文献７では、正弦揺動における往路と復路の走査の開始点が一致するような光学配置が記載されているもの１次元の走査手段がある特定の被走査面を走査し、被走査面自体に画像を形成させている。さらに、揺動する走査手段の全偏向角のうち実効偏向角以外の部分に第１と第２の光検出器を配置するため、実効偏向角と同期光検出器用の光路との間を狭くすると光路の干渉（オーバラップ）が発生してしまい、実効ビームの光量損失が発生する場合がある。
【００１５】
特許文献８では、有効走査範囲を走査する第１のビームとは別の受光出力生成用の第２の光ビームを偏向器に入射させている為に、光路の干渉は生じないが別ビームを用いているため構成が複雑になっている。
【００１６】
本発明は光源手段から画像情報に基づいて光変調をし出射した光束を用いて揺動動作する走査手段を利用して被走査面上を２次元的に走査し、被走査面上に形成した画像情報を観察する際、同期光検出手段を適切な位置に配置することにより同期信号を精度良く検出することができ、良好なる画質の画像を表示し、観察することができる画像表示装置及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【００１７】
この他、本発明は被走査面上の往路と復路の双方で同期信号を検出することにより被走査面上を精度良く光走査し、良好なる画質の画像を形成し、観察することができる画像表示装置及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の画像表示装置は、光源手段から画像情報に基づいて変調され出射した光束で走査手段を用いて被走査面上を２次元的に走査し、該被走査面上に形成される画像を光学系を介して観察する画像表示装置において、該被走査面又はその近傍又はそれと光学的に共役な面に、該被走査面上における走査開始位置に関する同期信号を得る為の同期光検出手段を設けたことを特徴としている。
【００１９】
請求項２は、請求項１の発明において前記走査手段は、共振動作する反射型の偏向手段を有し、共振動作により生じる揺動動作により生じる往路と復路において前記被走査面上に画像を形成することを特徴としている。
【００２０】
請求項３は、請求項２の発明において前記同期光検出手段は、前記被走査面上の往路と復路で同期信号を検出することを特徴としている。
【００２１】
請求項４は、請求項２の発明において前記同期光検出手段はエリアセンサーを有し、該エリアセンサー面上に入射する走査光の往路と復路との入射位置情報を利用して同期信号を得ていることを特徴としている。
【００２２】
請求項５は、請求項２、３又は４の発明において前記走査手段は、前記揺動動作に対して、垂直方向の走査により２次元走査を行う、１つの走査部又は２つの走査部を有していることを特徴としている。
【００２３】
請求項６は、請求項２の発明において前記同期光検出手段は、前記被走査面上の往路と復路での同期信号を得る為に２つ設けられていることを特徴としている。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項の発明において前記同期光検出手段からの同期信号を用いて、前記被走査面上の往路と復路での書き出し位置を制御することを特徴としている。
【００２５】
請求項８の発明の撮像装置は、被写体を撮像する撮像部と、該撮像部で得られた画像を請求項１から７のいずれか１項の画像表示装置で表示することを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明にかかる実施形態１を以下に説明する。
【００２７】
図１は、電子式ビューファインダに使用される走査型の画像表示装置の概要説明図、図２は、図１における垂直走査方向の要部断面図である。まず、装置の全体構成に関して図１、図２を用いて説明する。
【００２８】
光源手段１０１より発光した複数の色光を含む光束は、順に、複数の色光を合成する色合成光学系１０２、コンデンサーレンズやコリメータレンズ等から成る集光光学系１０３、偏向ミラー１０７、カバーガラス１０６を通り、２次元走査が可能な走査手段１０４に入射する。走査手段１０４には、ＭＥＭＳ技術を用いた偏向ミラー１０５を内部に有し、入射した光束を所定の走査角で２次元に走査する。図中で、ｘと記載した方向が水平走査方向（ｘ方向）、ｙと記載した方向が垂直走査方向（ｙ方向）（図２の断面内）であり、走査手段１０４は、ｘの方向に揺動走査する。
【００２９】
走査手段１０４に入射する光束１１４は、走査手段１０４中の偏向ミラー１０５により走査され、例えば光束１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃのように走査される。
【００３０】
走査された光束は、走査光学系１０８を介して、被走査面１０９上を走査する。光源手段１０１と被走査面１０９とは集光光学系１０３や走査光学系１０８等を介して共役関係となっている、この為被走査面１０９上に光源手段１０１の光源像を形成する。１１４ａ’，１１４ｂ’，１１４ｃ’は、被走査光束１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃが、被走査面１０９上に形成する光源像を示している。図１では、ｙ方向に走査した場合の例を示している。
【００３１】
被走査面１０９は透明部材又は拡散部材が配置され、そこに２次元像を形成している。
【００３２】
光源手段１０１は、光源駆動回路１３２と電気的に接続されている。また、走査手段１０４は走査手段制御回路１３１と電気的に接続されている。光源駆動回路１３２と走査手段制御回路１３１は表示部駆動回路１３４に接続され、不図示の映像信号入力手段により所望の画像に対応する映像信号を入力に対して、光源手段１０１と走査手段１０４を同期制御することにより所望の画像が被走査面１０９上に表示されるようにしている。
【００３３】
被走査面１０９上に形成された画像の光束は、接眼光学系１１０に入射する。射出瞳１１３は、接眼光学系１１０の射出瞳位置であり、不図示の観察者は、射出瞳１１３を瞳として被走査面１０９に形成された画像の虚像を残像効果を利用して観察する。１１１（１１１ａ、１１１ｂ）は走査開始位置を設定する同期信号を得る為の同期光検出手段であり、光源手段１０１の光源像が形成される被走査面１０９上に配置されている。同期光検出手段１１１は、被走査面１０９上で、垂直走査方向であるｙ方向において画像を実際に表示するための有効エリアの外に配置されている。図１、図２に示したように、被走査面１０９近傍では、光束が集光しているために画像を実際に表示するための光束の光路との機械的な干渉（オーバーラップ）を起こさない位置に同期光検出手段１１１を配置することができる。
【００３４】
同期光検出手段１１１（１１１ａ、１１１ｂ）で得た同期信号を用いて被走査面上の往路と復路での書き出し位置を制御している。
【００３５】
次に光走査手段１０４の概要を、図２０を用いて説明する。図２０は、光走査手段１０４の主要部構成と、被走査面１０９との相対的な位置関係を示したものである。光走査手段１０４は、基板１４０を有し、基板１４０は偏向点１０５ａに反射ミラー（偏向ミラー）１０５が形成されている。反射ミラー１０５には水平方向（ｘ方向）に、揺動動作させるためのトーションバー１４２と、垂直方向（ｙ方向）に揺動動作させるためのトーションバー１４１とが設けられ、これらによりジンバル構造を形成している。水平方向（ｘ方向）に対しては、不図示のアクチュエータより反射ミラー１０５は駆動され、この構造のねじれ共振作用で反射ミラー１０５の反射面の偏向角が変わり、光を走査する。垂直方向（ｙ方向）に対しては、水平方向（ｘ方向）と同期を取るように制御され、不図示のアクチュエータにより鋸歯波状又は３角波形に駆動される。図２０において、線１１５は、揺動動作による走査線の往路を、線１１５ａは走査線の復路の例を示している。実際には、走査線の本数は、本図よりも多いがわかりやすくするため、間引いた形で示している。揺動動作するのに同期して、ｙ方向である図中矢印１４５方向に走査するように反射ミラー１０５を動作させ、かつ光源手段１０１を同期して出射する光束を光変調することで有効エリア１１７内で画像の表示を行う。垂直方向（ｙ方向）の走査端１４６にいくと、帰線１１５ｂの如く走査開始点１４７まで帰線する。つまり、垂直方向（ｙ方向）の繰り返し周期が、画像のフレームレート（フレーム周波数）を決定している。
【００３６】
次に、本実施形態の走査型の画像表示装置の走査画像に関しての同期検出に関して説明する。図３は、図１に記載の装置構成の一部を模式的に示したものである。同付番のものは、同じ機能を表すものであり、それらの説明を省略する。図３において１１７は、実際に画像を表示するための有効エリアであり、矢印１１５は走査線の例を示しており、被走査面１０９上を矢印１１５のような順番にラスタスキャン（ラスタ走査）を行う。被走査面１０９上には、実際に画像を表示する有効エリア１１７の外に同期光検出手段１１１ａ，１１１ｂが配置されている。同期光検出手段１１１ａ，１１１ｂは、同期検出回路１３３に電気的に接続され、同期検出回路１３３は、表示部駆動回路１３４と電気的に接続されており、往路と復路での同期信号を得る為に２つの同期光検出手段１１１ａ，１１１ｂからの信号をもとに制御されている。
【００３７】
図４は、被走査面１０９上の走査線と同期光検出手段１１１ａ，１１１ｂの相対的な位置関係を模式的に示したものである。水平走査に関しては、紙面内のｘ方向に対する揺動動作により往復走査を行い、それとは垂直方向なｙ方向に垂直走査を行う。垂直走査を行ったあと、矢印１１８のように帰線して走査を繰り返す。図４において、被走査面１０９上で、実際に画像を表示するエリアは、点線で示す有効エリア１１７であり、水平方向（Ｘ方向）、垂直方向（Ｙ方向）とも、有効エリア１１７以外のオーバースキャン領域がある。有効エリア１１７には、所望の画像が表示される。同期光検出手段１１１ａ，１１１ｂの配置されるオーバスキャンエリアでは、同期信号を検出するために光源手段１０１から連続的に光束が発光される。光源手段１０１を連続発光させたときに同期光検出手段１１１ａ，１１１ｂへ入射する光信号は図５ようになる。同期検出回路１３３では同期光検出手段１１１ａ，１１１ｂにおいて、検出される光ビームの時間間隔ｔａを検出する。図６（ａ）は、往復走査における光源手段の発光タイミングにズレが生じており、一本のラインが１本とならないでズレている場合である。前記検出された時間間隔に基づき、光源手段の発光タイミングを制御することで、図６（ｂ）に示すような発光タイミングとすることができ、往復走査での走査位置を一致させることができる。即ち１本のラインが１本となるようにすることができる。
【００３８】
以上のように本実施形態では、同期光検出手段１１１（１１１ａ、１１１ｂ）で得た同期信号を用いて被走査面上の往路と復路での書き出し位置を制御している。これによって良好なる画質の映像を得ている。
【００３９】
図７は、本実施形態における光学系の光路を示す説明図である。理解しやすいように光路を展開して表示している。図７は、光軸と垂直走査方向（Ｙ方向）を含む光学断面を示している。
【００４０】
光源手段１０１より出射した光線は、集光光学系１０３を介して走査手段１０４に入射する。光線は偏向点１０５ａで走査され走査光学系１０８を介して、被走査面１０９上に光源像を形成する。被走査面１０９上には例えば査光束１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃに対応した光源像１１４ａ’，１１４ｂ’，１１４ｃ’が走査されることになる。走査光学系１０８を介した光束１１４ｓは、同期光検出手段１１１へ向かうための光束である。光源像１１４ａ’，１１４ｂ’，１１４ｃ’は、有効エリア１１７内にあり、所望の画像を表示する。光束１１４ｓは、同期光検出用であり、連続発光されたものである。図７に示したように、被走査面１０９上では、光源手段１０１からの光束が集光されているため、有効エリア１１７での画像表示用の光束と、同期検出用の光束を完全に分けることができる。
【００４１】
また、図７において、１３０は、視野絞りであり、同期検出用の光束が接眼光学系１１０に入射しないようにしている。
【００４２】
本実施形態では、有効エリア１１７に対して垂直方（Ｙ方向）のオーバースキャン領域に同期光検出手段１１１を配置している。これは、水平方向に揺動動作する走査手段は、水平方向の走査の中心付近で走査スピードが早いため中心付近に同期光検出手段を配置したほうが精度の高い検出が可能となるからである。尚この位置に必ずしも同期光検出手段を配置しなくて中心部分から外れた位置に配置しても良い。
【００４３】
また、本実施形態では、図１、図２に光源手段１０１として１つの、光源部を配置したが、実際には赤色、青色、緑色を発光する半導体光源等を用い色合成手段１０２を介して等価の位置に配置して、各光源手段を独立した光源駆動回路１３２により表示部制御回路１３４の信号に基づき制御することでカラーの画像を得ることができる。その場合、同期光検出のために使用する光源手段は、複数ある光源手段のうち少なくても１つを用いればよい。
【００４４】
本実施形態における同期光検出手段は、光電変換素子を使用しており、その受光面の光入射側にスリットなどを配置して構成している。スリットを配置することにより、ビームの整形や迷光の除去や、精度の向上を達成することができる。本実施形態では、同期光検出手段１１１を被走査面１０９上に配置して、被走査面１０９上の走査光束の時間的な情報を取り込むように構成したが、被走査面１０９と共役な位置を光学系で形成し、そこより同様の情報を取り込めるようにしても同様の効果が得られる。
【００４５】
図８は、被走査面１０９からの同期検出用の光を、光ファイバ等の光伝送手段１２０を介して得るように構成した実施形態である。この場合、同期光検出手段１１１を被走査面１０９から距離を隔てて配置することができる。
【００４６】
図９は、被走査面１０９からの同期検出用の光を、光学系１２１を介して同期光検出手段１１１で得るように構成した実施形態である。図１０は、被走査面１０９上の同期検出用の光を、被走査面１０９上で反射手段１２３により反射させてから光学系１２２を介して同期光検出手段１１１で取り込むように構成した実施形態である。これらの各実施形態でも前述したのと同様の効果が得られる。
【００４７】
図１１は、本実施形態における光走査手段１０４の構造を示した説明図である。図１１では、半導体プロセスで作成されたＭＥＭＳ走査ミラーを用いている。光偏用の反射ミラー１０５は、入射した光が効率よく反射するように、反射面にＡｌ、Ａｇなどの金属（反射部材）などが形成されている。不図示の駆動手段が、光走査手段１０４中には形成されており、たとえば、静電気力、電磁力により、偏向ミラー１０５を軸１２５，１２６を中心としてねじれ振動させることで、反射ミラー（光偏向面）１０５を傾斜させ光を偏向反射させるものである。ＭＥＭＳの駆動方法等については２次元走査が可能な方法であれば特に限定するものではない。
【００４８】
また、本実施形態においては、同期信号の検出を、被走査面１０９からの光の情報で行う場合を示したが、この情報と、光走査手段の偏向面の角度を検出するにたとえば走査角等の検出手段を設けて、それらを併用して制御してもよい。
【００４９】
以上のように本実施形態によれば
走査手段を、動作する反射型の偏向手段より構成し、共振動作により生じる揺動動作により生じる往路と復路において描画するとき、揺動動作により往復走査をするときの同期信号を得ることにより往路と復路での画像を良好に形成することができる。
【００５０】
（実施形態２）
図１２には本発明の実施形態２の要部概略図である。本実施形態は図１の実施形態１に比べて同期光検出手段の種類及びその配置する位置が異っている。
【００５１】
図１２において実施形態１で示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００５２】
実施形態１と同付番のものは、同じ機能を表すものであるので、説明を省略する。
【００５３】
図１２において、１２７は、同期光検出手段である。本実施形態における同期光検出手段１２７は、被走査面１０９上の垂直方向（Ｙ方向）のオーバースキャン領域に配置されている。図１３は、同期光検出手段１２７の配置の構成を示したものである。図１３に示したように、同期光検出手段１２７は被走査面１０９上の有効エリア１１７のオーバスキャン領域の中心に配置されている。本実施形態における同期光検出手段１２７は、図１４に示したように、複数の画素構造を有するエリアセンサにより構成されている。オーバースキャン領域において、往復での同期検出を行うため、あるタイミングで往路と復路で、同期光検出手段１２７のエリアセンサ内に点１２８ａ，１２８ｂを描画する。この点１２８ａ、１２８ｂ間の距離１３１をエリアセンサ上で検出して、この位置情報をもとに光源手段と走査手段との同期を制御することで、実施形態１と同様、往復走査における往路と復路の同期信号を得て画像の位置を調整することができる。
【００５４】
本実施形態においては、被走査面１０９上に集光された光源像（入射光）の位置情報をエリアセンサである同期検出手段１２７により検出しているが光源像の位置情報を検出することができる検出手段であればどのようなものであっても良い。
【００５５】
本実施形態では、光源手段１０１のみを配置したが、実際には赤色、青色、緑色の半導体光源等からの各色光を色合成手段を介して、合成している。そして各光源手段を独立した光源駆動回路により表示部制御回路の信号に基づき制御することでカラーの画像を得ている。
【００５６】
その場合、同期光検出のために使用する光源手段としては、複数ある光源手段のうち少なくても１つを駆動すればよい。
【００５７】
（実施形態３）
図１５は本発明の実施形態３の要部概略図である。
【００５８】
本実施形態による走査型の画像表示装置は、光源手段からの光束を独立に設けた共振型の水平走査手段２０３と例えばガルバノ型の垂直走査手段２０７により走査して、被走査面であるスクリーン２２０に画像を表示し、観察するプロジェクタに適用したものである。
【００５９】
光源手段２０１は、半導体レーザあるいは、半導体レーザをベースとした波長変換光源より成っている。図１５では、光源手段２０１を１つと示したが、光源手段２０１をたとえば、赤色、青色、緑色の光を発光する複数の光源手段により構成することも可能である。光源手段２０１は、光源制御回路２２３に電気的に接続され光変調される。
【００６０】
光源手段２０１から出射した光束２０９は、光学系２０２を介して水平走査手段２０３に入射する。水平走査手段２０３は水平走査手段制御回路２２２に電気的に接続されている。水平走査手段２０３に入射した光束２０９は、例えば光束２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃのように水平方向に走査される。走査された光束は、第１のリレー光学系２０４を介して、被走査面２０５上に光源像２０９ａ’，２０９ｂ’，２０９ｃ’を形成する。被走査面２０５上には、同期光検出手段２１０（２１０ａ，２１０ｂ）が配置されている。同期光検出手段２１０ａ，２１０ｂは同期光検出手段用制御回路２２１に接続されている。被走査面２０５を透過した光束は第２のリレー光学系２０６に入射し垂直走査手段２０７に入射し走査される。垂直走査手段２０７で走査された光束は、投影光学系２０８に入射して、撮影光学系２０８からの光束でスクリーン２２０上を走査する。光源制御回路２２３、水平走査手段制御回路２２２、垂直走査手段２２０、同期光検出手段制御回路２２１は、表示部制御回路２２４に接続されており、不図示の映像信号入力手段からの信号により入力された画像を所定の位置に形成するように制御されている。水平走査手段２０３は、半導体プロセスにより作成されたものであり、揺動動作することにより光を水平方向に往復走査する。
【００６１】
図１６は、本実施形態における光学系の光路を示す図であり、図１６（ａ）は、光軸とｙ軸を含む面内の垂直走査方向断面、図１６（ｂ）は光軸とｘ軸を含む面内の水平走査方向断面を示している。図１６において図１５と同じ付番のものは、同じ機能を表すものであり、説明を省略する。光源手段２０１から発光した光束は光学系２０２を介して水平走査手段２０３に入射する。水平走査手段２０３によって光束は図１６（ｂ）に示したように、水平方向のみに走査される。走査された光束２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃは第１のリレー光学系２０４により被走査面２０５上に光源像２０９ａ’，２０９ｂ’，２０９ｃ’を形成する。２０９ａ’〜２０９ｃ’の間が水平走査方向に関する実際に画像を描画する有効エリア２１１である。同期光検出手段２１０ａ，２１０ｂは、水平方向の被走査面２０５上の有効エリア２１１の外に設定されている。有効エリア２１１の外の光束がスクリーン２２０に到達しないように遮光手段２１６が配置されている。
【００６２】
被走査面２０５を透過した光束は、第２のリレー光学系２０６に入射して、垂直走査手段２０７に入射して走査される。
【００６３】
図１７は、図１５の被走査面２０５上での走査光束と同期検出手段２１０ａ，２１０ｂの相対的配置関係を示したものであり、被走査面２０５上の光源像２１５は、矢印２１３，２１４の方向（Ｘ方向）に往復に走査される。図では、線２１３と線２１４を分けて記しているが、実際には、走査手段２０３で一方向の走査を行っているので同じ直線上を揺動走査する。
【００６４】
同期光検出手段２１０ａ，２１０ｂは、実施形態１と同様の光電変換素子である。有効エリア２１１外では、光源手段を連続発光させるなどして、同期検出手段２１０ａ，２１０ｂとの間に検出される時間間隔の情報にもとづいて光源手段２０１、水平走査手段２０３、垂直走査手段２０７が制御され往復走査における画像の位置合わせを行う。本実施形態のように水平走査手段２０３と垂直走査手段２０７の間に光源像２１５を形成させ、その位置での同期光検出手段２１０ａ、２１０ｂによる時間情報を検出する場合は、水平走査の往復走査ごとに同期検出を行うことが可能であるが、毎周期ごとに行ってもよいし、垂直走査手段２０７と同期を取って水平走査の何周期かに一度に行うように構成してもよい。
【００６５】
図１８は、同期光検出手段２１０ａ，２１０ｂの配置を変化させたときの説明図であり、有効エリア２１１内に配置している。
【００６６】
図１９は、そのときの光学系の光路の構成図であり、垂直走査方向断面を示している。被走査面２０５で光を一部反射させ、光学系２１２を介して同期光検出手段２１０に入射させている。
【００６７】
水平走査手段２０３は、揺動動作するため、水平走査方向の走査振幅の中心付近で速度が速く、同期検出の精度が向上する。同期光検出手段２１０ａ，２１０ｂが、有効エリア２１１内に配置しているため、同期検出用の信号たとえば連続発振光などを利用した場合、第２のリレー光学系２０６にその光線が入射してしまう。このような場合、垂直走査手段２０７と、同期検出光の発光の同期を取り、画像を表示していないときに同期を取るなどをすればよい。
【００６８】
また、本実施形態においては、光電変換素子により、２つの同期光検出手段に検出される時間情報に基づき検出を行ったが、実施形態２と同様に図１９の同期光検出手段２１０をエリアセンサより構成して、被走査面２０５の光束の位置に関する情報を検出するようにすることもできる。
【００６９】
以上のように各実施形態によれば、光源手段からの射出した光束を２次元にラスタ走査することにより画像を表示する走査型の画像表示装置で、画像を描画する光束と同期検出用の光束とがオーバラップすることなく、往復走査における画像の位置ずれを補正し、良好なる画質の画像を表示することができる。
【００７０】
図２１は、図１に示す走査型の画像表示装置を搭載した撮像装置（ビデオカメラ、やデジタルカメラ）の構成概略図である。図２１において、表示部３４９は、図１に記載の走査型の画像表示装置を簡略化して示している。図中、図１で示した筒番と同部材には同筒番を付している、３４８は撮像部であり、撮像光学系３１５、撮像光学系３１５による像が形成される撮像素子（ＣＣＤ）３１６、撮像素子３１６を駆動制御する撮像素子駆動回路３３５を有している。表示部３４９と撮像部３４８は、カメラ装置（撮像装置）３５０に内包されており、機器制御回路３３６により駆動制御されており、インターフェース部３３７を介して、どのような被写体をとるかというモードを選択することができる。
【００７１】
不図示の観察者は、撮像部３４８により撮影された画像や撮像する機器制御回路３３６を介して表示部３４９の表示部駆動回路１３４に入力される、そして表示部３４９の被走査面１０９に走査表示された画像をアイポイント１１３に位置した観察者の目３１２により観察する。また、本撮像装置１５０には、観察者のインターフェース部３３７が接続されており、インターフェース部３３７を介して、どのような被写体をとるのかというモードを選択することができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、
同期信号を精度良く検出することができ、良好なる画質の画像を表示し、観察することができる画像表示装置及びそれを有する撮像装置のを得ることができる。
【００７３】
この他、本発明によれば、
被走査面上の往路と復路の双方で同期信号を検出することにより、往路の走査と復路の走査における走査ずれをなくすことが可能な同期検出手段を配置することが出来、それにより画像の良好な画像表示装置及びそれを有する撮像装置の提供を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像表示装置の実施形態１の要部構成図
【図２】図１の垂直走査方向の要部断面図
【図３】図１の一部分の要部斜視図
【図４】被走査面上の走査光に対する同期光検出手段の配置の説明図
【図５】同期光検出手段の出力の説明図
【図６】往復走査のずれの有無の説明図
【図７】図１の光学系の光路を展開したときの光学系説明図
【図８】実施形態１の別様態の説明図
【図９】実施形態１の別様態の説明図
【図１０】実施形態１の別様態の説明図
【図１１】図１の走査手段の説明図
【図１２】本発明の実施形態２の要部説明図
【図１３】被走査面上の走査光に対する同期光検出手段の配置の説明図
【図１４】エリアセンサによる往復走査の位置合わせの説明図
【図１５】本発明の実施形態３の要部構成説明図
【図１６】図１５の光学系の光路の説明図
【図１７】被走査面上における同期光検出手段の配置の説明図
【図１８】被走査面上における同期光検出手段の配置の別様態の説明図
【図１９】同期光検出手段の光学的配置の説明図
【図２０】図１の走査手段の説明図
【図２１】本発明の撮像装置の実施形態の要部概略図
【符号の説明】
１０１    光源手段
１０２    色合成手段
１０３    集光光学系
１０４    光走査手段
１０５    偏向ミラー
１０６    カバーガラス
１０７    偏向ミラー
１０８    走査光学系
１０９    被走査面
１１０    接眼光学系
１１２    観察者の目
１１３    瞳
３１５    撮像光学系
３１６    撮像素子
１１５ｂ  帰線
１１７    有効エリア
１３１    走査制御駆動回路
１３４    表示部駆動回路
３３５    撮像素子制御回路
３３６    機器駆動回路
３３７インターフェース部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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