(57)【要約】    【課題】  投射画像の台形歪、又は／及び非直線性歪（リニアリティ歪）を良好に補正することができる光走査装置を得ること。    【解決手段】  光源手段からの光束を第１方向と第２方向の２次元方向に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段の偏向速度は、該第２方向に比べて第１方向が速く、該偏向手段により偏向された偏向光束で、被走査面上を２次元走査する光走査装置において、  １回の２次元走査の間で、該偏向手段の第１方向の偏向振幅は変化すること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段からの光束を第１方向と第２方向の２次元方向に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段の偏向速度は、該第２方向に比べて第１方向が速く、該偏向手段により偏向された偏向光束で、被走査面上を２次元走査する光走査装置において、
１回の２次元走査の間で、該偏向手段の第１方向の偏向振幅は変化することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記偏向手段の前記第１方向の偏向振幅は、前記被走査面上の、前記第２方向への偏向光束の入射角が大きい位置を光走査するときの方が小さい位置を光走査するときよりも、小さいことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記偏向手段の前記第１方向の偏向振幅は、前記被走査面上における偏向光束の該第１方向の走査軌跡長が前記第２方向の各位置において等しくなるように変化していることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記偏向手段の前記第１方向の偏向振幅は、前記被走査面上における偏向光束の該第１方向の走査軌跡長が前記第２方向の各位置において、最も短くなる位置を基準に変化していることを特徴とする請求項１，２又は３の光走査装置。
【請求項５】
前記偏向手段は、前記被走査面上を斜方向から光走査しており、該偏向手段の前記第１方向の偏向振幅は、該走査面上における偏向光束の該第１方向の走査軌跡長が前記第２方向の各位置で等しくなるように変化していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の光走査装置。
【請求項６】
前記偏向手段は、前記第２方向の角速度が、該偏向手段から前記被走査面までの距離が短くなるにつれて速くなるように駆動することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の光走査装置。
【請求項７】
前記偏向手段は、前記第２方向の角速度が前記被走査面上を偏向光束が光走査するときの走査軌跡のピッチが前記第２方向で略等間隔となるように駆動することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の光走査装置。
【請求項８】
光源手段からの光束を第１方向と第２方向の２次元方向に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段の偏向速度は、該第２方向に比べて第１方向が速く、該偏向手段により偏向された偏向光束で、該第１方向を走査するときの走査軌跡が第２方向に並ぶようにして被走査面上を２次元走査を行う光走査装置において、
該偏向手段は、該第２方向の角速度が該被走査面上の第２方向への偏向光束の入射角度が大きい位置を光走査するときの方が小さい位置を光走査するときよりも遅くなるように駆動することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
前記偏向手段は、前記第２方向の角速度が単調増加又は単調減少するように駆動することを特徴とする請求項８の光走査装置。
【請求項１０】
前記偏向手段は、前記第２方向の角速度が前記被走査面上を偏向光束が光走査するときの走査軌跡のピッチが前記第２方向で略等間隔となるように駆動することを特徴とする請求項８又は９の光走査装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項の光走査装置を用い、被走査面上に画像を形成していることを特徴とする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、光走査装置及びそれを有する走査型画像表示装置に関する。
【０００２】
特に偏向手段で光束（偏向光束）を２次元的に走査することによって被走査面、例えばスクリーン面上で２次元画像を観察する際に好適なものである。
【背景技術】
【０００３】
光源手段から発せられた光束を偏向手段によって２次元的に偏向し、光学系により光束を被走査面上にスポットとして結像させて光走査を行う２次元の光走査装置が知られている。この光走査装置では、光源手段から発せられる光束を画像信号に従って変調し、変調した光束を偏向手段で偏向し、このときの偏向光束で被走査面上を光走査する。
【０００４】
このとき被走査面上を偏向光束で２次元走査したときの走査軌跡に基づく光束（画像情報）の残像効果によって２次元画像を観察する方式の走査型画像表示装置が種々と提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
走査型画像表示装置では、光源手段からの光束を偏向する偏向手段として、ポリゴンミラーやガルバノミラーが用いられている。この他、ＭＥＭＳ（Micro Electro- Mechanical Systems）技術（微小機械システム）などで作製されたＭＥＭＳデバイスが用いられている。
【０００６】
この偏向手段は、一方向に速く偏向してファーストスキャンを行い、一方向と直交する方向にゆっくりと偏向してスロースキャンを行っている。２次元の光走査装置では、偏向手段のファーストスキャンにより走査線を形成し、スロースキャンにより走査線を順次並べており、これによって２次元走査画像を被走査面上に形成している。
【０００７】
以下、走査線とは、光で被走査面上の第１方向（走査速度の速い方向）を走査するときの光の走査軌跡をいう。
【０００８】
一般に、画像をスクリーンに対して斜め方向から投射する場合、スクリーンに表示された投射画像に台形歪が生じることが一般的に知られている。
【０００９】
このときの投射画像の台形歪を補正する方法として、映像信号の各水平ラインの画素をそれぞれ所定画素数ずつ間引き、液晶パネル（被投射画像）に表示する画像を逆の台形で表示する。そして液晶パネルを投射する際に生じる台形歪と相殺しスクリーンに表示された画像を矩形で表示する方法が知られている（特許文献２参照）。
【００１０】
この他、矩形画像表示領域の単位面積当たりの表示画素数が略均一になるように所定の画素に対する光源の発光を禁止する発光制御手段を設ける。これにより、投射画像の台形歪を補正して矩形の表示画像を得る方法が知られている（特許文献３参照）。
【００１１】
又、このときの投射画像にはリニアリティの歪が生じることも一般的に知られている。液晶プロジェクタにおいて、垂直方向の歪と相殺するよう映像信号を間引いて垂直リニアリティ歪を補正する投射装置が知られている（特許文献４参照）。
【００１２】
液晶プロジェクターや走査型画像表示装置の分野では被投影面に対して、画像を斜方向から投射することにより生じる投射画像の歪を補正して投射画像を矩形かつ均等に表示することが要望されている。そして、この要望に対して種々の対処法が提案されている。
【特許文献１】特開平７−１５１９９５号公報
【特許文献２】特開平８−９３０６号公報
【特許文献３】特開２０００−１８０７７９号公報
【特許文献４】特開平８−７９６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載されている映像投写装置は、レーザ発振器を光源手段としている。そして多面鏡およびスイベル鏡の２つの偏向器からなる偏向手段により光源手段からのレーザ光束を２次元方向に偏向し、スクリーン上に２次元走査画像を形成している。
【００１４】
特許文献１では、２次元走査画像の走査歪やリニアリティ歪について言及していない。
【００１５】
特許文献２に記載されている液晶パネルを用いた投写型画像表示装置は、各水平ラインの画素数を変えてスクリーン面上の投射画像の台形歪を補正している。このため、スクリーン上の投射画像は、上側のラインほど表示画素数が少なく、投射画像の解像度が劣化する傾向があった。又、スクリーン上の画像が投射される場所により投射画像の解像度が異なり不自然な画像となる傾向があった。
【００１６】
特許文献３に記載されている２次元走査型のプロジェクタ装置は、１本の走査線中において最も短い走査線の長さに合わせた矩形画像表示領域内だけ光源を発光させて投射画像の台形歪を補正している。このため、スクリーン上の投射画像は上にある走査線ほど表示画素数が少なく、投射画像の解像度が劣化する傾向があった。
【００１７】
特許文献４に記載されている液晶プロジェクタは、垂直で映像信号の間引き（又は重ね書き）を行って投射画像の台形歪を補正している。このため、投射画像はスクリーン面の上側に近づくほど垂直方向の画素数が減り、解像度が劣化する傾向があった。
【００１８】
本発明は、２次元方向に光束を偏向することができる偏向手段を用いて被走査面上を光束で光走査するときの光束の走査軌跡による２次元形状を所定の形状となるように容易に調整することができる光走査装置の提供を目的とする。
【００１９】
更にそれを有する走査型画像表示装置の提供を目的とする。
【００２０】
この他、本発明は、２次元方向に光束を偏向することができる偏向手段を用いて、被走査面を斜方向から偏向光束で光走査して、残像効果によって画像を観察するときの投射画像の台形歪、又は／及び非直線性歪（リニアリティ歪）を良好に補正することができる光走査装置の提供を目的とする。
【００２１】
更にそれを有する走査型画像表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の光走査装置は、次の構成をとることを特徴としている。
【００２３】
◎光源手段からの光束を第１方向と第２方向の２次元方向に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段の偏向速度は、該第２方向に比べて第１方向が速く、該偏向手段により偏向された偏向光束で、被走査面上を２次元走査する光走査装置において、
１回の２次元走査の間で、該偏向手段の第１方向の偏向振幅は変化することである。
【００２４】
◎光源手段からの光束を第１方向と第２方向の２次元方向に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段の偏向速度は、該第２方向に比べて第１方向が速く、該偏向手段により偏向された偏向光束で、該第１方向を走査するときの走査軌跡が第２方向に並ぶようにして被走査面上を２次元走査を行う光走査装置において、
該偏向手段は、該第２方向の角速度が該被走査面上の第２方向への偏向光束の入射角度が大きい位置を光走査するときの方が小さい位置を光走査するときよりも遅くなるように駆動することである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光束の走査軌跡による２次元形状が所定の形状となるように調整することができる光走査装置が得られる。
【００２６】
この他本発明によれば、投射画像の台形歪、又は／及び非直線性歪（リニアリティ歪）を良好に補正することができる光走査装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の光走査装置を用いた走査型画像表示装置の実施例１の要部概要図である。
【００２９】
本実施例は、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偏向手段で第１方向と第２方向の２次元方向に偏向している。
【００３０】
そして偏向手段により偏向された偏向光束で、第１方向を走査するときの走査軌跡（走査線）が第２方向に並ぶようにして被走査面上を２次元走査を行っている。
【００３１】
このとき、観察者の眼の残像効果により、被走査面上における偏向光束の移動軌跡が走査線となって見える。また、残像効果が生ずる時間内で１回の２次元走査が行われるため、１枚の画像として観察される。
【００３２】
尚、偏向手段の偏向速度は、第２方向（垂直方向）に比べて第１方向（水平方向）が速くなるように設定されている。
【００３３】
図１において、光源手段１０１（例えば半導体レーザ）より画像情報に基づいて光変調され、放射されたレーザ光束１０３はコリメータレンズ１０２で平行光に変換される。コリメーターレンズ１０２からのレーザ光束１０３は、結像レンズ１０４を介して偏向手段１０５に入射する。
【００３４】
偏向手段１０５は、水平偏向器（水平走査手段）１０５ａと垂直偏向器（垂直走査手段）１０５ｂとから成り、入射した光束を２次元方向に偏向する。
【００３５】
そして、偏向手段１０５により反射偏向された偏向光束１０６は、結像レンズ１０４の集光作用により被走査面（スクリーン）１０７上にスポットを結像する。このとき偏向手段１０５の偏向動作により、被走査面１０７上をスポット光で２次元走査する。
【００３６】
本実施例では被走査面１０７上を、スポット光で水平方向（第１方向）に走査線を描き、それを垂直方向（第２方向）に順送りすることで２次元走査を行っている。
【００３７】
ここで偏向手段１０５の偏向速度とは、被走査面１０７上をスポット光が移動する速度、又はＭＥＭＳミラー２０１の回動速度をいう。
【００３８】
図２は、本実施例の偏向手段１０５を構成する水平偏向器１０５ａの概要図である。
【００３９】
水平偏向器１０５ａは、半導体プロセスにより形成されたＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical Systems）ミラーである。
【００４０】
ＭＥＭＳミラー２０１は、反射面２０２がトーションバー２０３により支持基板２０４と接続し保持されている。基板２０５にはコイル２０６が配置されている。コイル２０６に電流を流すことにより発生する電磁力と反射面２０２の裏面に配置した永久磁石とが作用して動力を得ている。
【００４１】
そして、このときの動力によってトーションバー２０３が捩れて反射面２０２が共振する。これによって反射面２０２で光束を偏向している。
【００４２】
この水平偏向器１０５ａは高速に偏向することが可能であり、本実施例では被走査面１０７上を水平方向（第１方向）にファーストスキャンしている。
【００４３】
一方、図１中の偏向手段１０５を構成する垂直偏向器１０５ｂはステッピングモータの回転軸に光学ミラーを取付けて構成している。
【００４４】
そのため、垂直偏向器１０５ｂはゆっくりとした動作で比較的自由な波形の駆動が可能であり、これによって垂直方向（第２方向）にスロースキャンを行っている。
【００４５】
水平偏向器１０５ａは、水平偏向器駆動部１０８、水平駆動回路１０９に接続している。又、垂直偏向器１０５ｂは垂直偏向器駆部１１０，垂直駆動回路１１１に接続している。
【００４６】
又、光源手段１０１は、光源駆動回路１１２と接続している。光源駆動回路１１２、水平駆動回路１０９，垂直駆動回路１１１は、制御回路１１３と接続して同期を取りながら発光タイミングや偏向動作を制御している。
【００４７】
制御回路１１３には、不図示の信号入力手段から、映像信号が入力される。制御手段１１３は、その入力信号にもとづいて、各種の駆動の制御を行っている。
【００４８】
水平偏向器１０５ａは、矢印１１４で示した方向に往復運動している。水平偏向器１０５ａにより偏向された偏向光束１０６は被走査面１０７上を光走査して、往路走査線１１５、復路走査線１１６を形成する。この様に水平走査は往路、復路共に描画する往復走査である。
【００４９】
又、垂直偏向器１０５ｂは矢印１１７方向に回転している。垂直偏向器１０５ｂで偏向された光束で被走査面１０７上を矢印１１８方向に走査する。
【００５０】
したがって、被走査面１０７上には、走査線１１５、１１６の様な往復した走査線が上から下に向かって順次形成される。
【００５１】
そして、走査領域の下端に到達すると、垂直偏向器１０５ｂは高速に逆回転する。この結果、光束は走査領域の上端まで一気に戻る。ここでは、この状態を帰線と呼ぶ。帰線の間は光源手段１０１を消灯している。この様に垂直走査は回転と逆回転を交互に繰り返す鋸波形駆動を行い、順回転の間に被走査面１０７上を描画している。
【００５２】
偏向光束１０６は被走査面１０７上の画像描画エリア１１９の外側においても走査し、その一部の領域に設けた光検出手段で光検知をして偏向手段１０５の駆動と光源手段１０１から放射される光束に基づく映像信号との同期を合わせている。
【００５３】
本実施例の走査型画像表示装置の解像度はＳＶＧＡである。画像描画エリア１１９の中に、水平方向８００個、垂直方向６００個の画素が形成される。つまり、１回の２次元走査の間に、往路走査線、復路走査線をそれぞれ３００本形成している。
【００５４】
尚、図１では、走査線を間引いた状態を示している。
【００５５】
図３（Ａ）は本発明の比較例の走査型画像表示装置の概要図である。
【００５６】
図３（Ａ）において、半導体レーザ３０１から放出された光束はコリメータレンズ３０２、結像レンズ３０４を介して偏向手段３０５に入射している。
【００５７】
偏向手段３０５は、水平偏向器３０５ａと垂直偏向器３０５ｂを有し、入射してきた光束をスクリーン３０７へ向けて偏向し、偏向した光束３０６でスクリーン３０７上を２次元走査している。
【００５８】
こうして描かれた走査画像３１９は、上側に広くなった台形の画像として表示される。所謂、台形歪が発生した画像となる。
【００５９】
図３（Ｂ）は同図（Ａ）の比較例の垂直断面図である。
【００６０】
偏向手段３０５によって反射偏向された偏向光束３０６は、スクリーン３０７へ斜めに入射している。偏向光束３０６のうち描画エリア３１８の中心へ向かう偏向光束３０６ａがスクリーン３０７へ入射する角度θｉを投射角とする。このとき、投射角θｉがθｉ≠０の場合の投射を斜め投射と呼んでいる。
【００６１】
周知の通り、斜め投射した場合は、図３（Ａ）に示すようにスクリーン１０７上の走査画像３１９に台形歪（キーストン歪）が生ずる。これは、走査画面３１９の上方の位置ほど偏向手段３０５からスクリーン３０７までに至る光路が長くなる為、投射画像幅が徐々に広がる。つまり、走査画像３１９中の上方にある走査線ほど長さが長い。
【００６２】
そこで、本実施例では次のようにして各走査線の長さを均一にすることにより台形歪を補正している。
【００６３】
本実施例では１回の２次元走査の間で、偏向手段３０５の第１方向の偏向振幅が変化するようにしている。
【００６４】
又、偏向手段３０５の第１方向の偏向振幅が、被走査面３０７上の、第２方向への偏向光束の入射角が大きい位置を光走査するときの方が小さい位置を光走査するときよりも、小さくしている。
【００６５】
即ち偏向手段３０５の第１方向の偏向振幅が、被走査面３０７上における偏向光束の第１方向の走査軌跡長（走査線長）が第２方向の各位置において等しくなるように変化している。
【００６６】
具体的には、偏向手段３０５でスクリーン３０７上の２次元走査を１回行う間に、水平偏向器３０５ａの振幅（偏向振幅）を徐々に変化させている。これにより偏向手段３０５からスクリーン３０７の各点までに至る光路間の差と相殺させて、各走査線の長さを均一にしている。
【００６７】
尚、平面に投射するときの第１方向の偏向振幅は投射角度の最大値によって異なる。例えば投射角度の最大値が５０°〜６０°においては、最大振幅をβmax、最小振幅をβminとしたとき
１．２＜(βmax／βmin)＜２
程度としている。
【００６８】
水平偏向器３０５ａが偏向する全角度のうち９０％で画像描画エリアを走査し、１０％で非描画エリアを走査している。
【００６９】
水平偏向器３０５ａの基準振幅は±１０．５（ｄｅｇ）であり、振幅±９．４５（ｄｅｇ）で走査する範囲を画像描画エリアとしている。
【００７０】
図４に本発明の比較例の走査画像（走査線の残像効果で観察される画像）を示す。
【００７１】
図４に示す比較例の走査画像は台形歪が発生して上側に大きく広がった形状をしている。偏向光束の入射角が最も小さい位置（走査画像の下端）ＷＬにおける走査線が最も短く、このときの走査画像の幅をＷ１とする。偏向光束の入射角が最も大きい位置（走査画像の上端）ＷＵにおける走査線が最も広く、このときの走査画像の幅をＷ２とする。全ての走査線を同じ長さに補正するために、最も短い走査画像の下端の長さＷ１を基準にしている。
【００７２】
このように本実施例では、偏向手段３０５の第１方向の偏向振幅は、被走査面３０７上における偏向光束の第１方向の走査軌跡長が第２方向の各位置において、最も短くなる位置を基準に変化するようにしている。
【００７３】
図５に走査画面の垂直方向の位置Ｙと水平偏向器の振幅Ａとの関係を示す。
【００７４】
ここで、走査画像中の垂直方向の位置について上端をＹｔ、下端をＹｂとする。又、水平偏向器３０５ａの振幅について、上端Ｙｔにおける振幅をＡｔ、下端Ｙｂにおける振幅をＡｂとし、基準振幅をＡｏとする。
【００７５】
本実施例では下端Ｙｂは垂直方向に直角入射しているので、下端の振幅をＡｂ＝Ａｏに設定している。又、走査画像の上端の幅Ｌ１及び下端の幅Ｌ２の関係から上端の振幅ＡｔをＡｔ＝Ｗ１／Ｗ２×Ａｏに設定している。そして、他の垂直方向の位置においてもこの２点を直線で結んだ関係となるように水平偏向器３０５ａの振幅Ａを決めている。
【００７６】
そして、水平偏向器６０５ａのコイルに加える電圧を変化させて水平偏向器３０５ａの振幅を制御している。
【００７７】
図６（Ａ）は、本実施例の走査型画像表示装置の概要図、図６（Ｂ）は、その垂直断面図である。
【００７８】
図６（Ａ）に示したように、本実施例と図３（Ａ）の比較例と相違点は、水平偏向器６０５ａを振幅制御する点である。
【００７９】
偏向手段３０５は、被走査面６０７上を斜方向から光走査している。偏向手段６０５の第１方向の偏向振幅は、被走査面６０７上における偏向光束の第１方向の走査軌跡長が第２方向の各位置で等しくなるように変化している。
【００８０】
本実施例において、被走査面６０７上に形成される走査画像６１９は矩形で表示される。走査画像６１９の上端ＷＵから下端ＷＬに掛けて水平偏向器６０５ａの振幅を徐々に狭く変化させることにより各走査線の長さを被走査面６０７面上で均一に揃えて投射像の台形歪を補正している。
【００８１】
このように本実施例によれば、斜め投射で生じる台形歪を良好に補正することができる。本実施例では、この２次元走査型画像表示装置を用いて常に高品位な画像をスクリーン６０７上に投射している。
【００８２】
又、従来の台形歪の補正技術では画素を間引いて表示していたため、投射像の解像度が劣化し、画素の不均一性による違和感が生じる。これに対して、本実施例の台形歪の補正方法を用いれば、本来有している画素を欠落させることない。
【００８３】
また規則的に配列した画素を表示することができるので、従来技術で生じていたデメリットを回避することができる。
【００８４】
本実施例によれば、高画質で高品位な画像を被走査面上に表示することができる。
【００８５】
本実施例において、光源手段は、１つの半導体レーザより成る場合を示した。この他光源手段として、赤色レーザや青色レーザ、緑色レーザの３色のレーザを用いても良い。これによればカラー画像を表示（投射）することができる。
【００８６】
又、水平偏向器１０５ａの振幅は、反射面２０２の裏面に配置した永久磁石とコイル２０６との間隔を変化させて制御する方法を用いてもよい。
【００８７】
両者の間隔を広くすると永久磁石が受ける力が弱まってＭＥＭＳミラー２０１の振幅が小さくなる。
【００８８】
そこで、支持基板２０４と基板２０５の間に例えば圧電素子を挿入し、垂直方向の走査位置に応じてその間隔を変化させることにより水平偏向器の振幅変化を所望な状態に制御しても良い。
【実施例２】
【００８９】
図７は、本発明の光走査装置を用いた走査型画像表示装置の実施例２の要部概略図である。
【００９０】
本実施例と図６の実施例１における相違点は、被走査面としてのスクリーンの形状を平面から円筒面へ変更した点である。
【００９１】
２次元走査型画像表示装置は一般的に焦点深度が深く、立体的な円筒形のスクリーンであっても高解像度の投射画像を表示することが可能である。しかしながら、走査画像はスクリーンの立体形状の影響を受けて歪が発生し、画像の品位を劣化させることがある。
【００９２】
図８（Ａ）は、本発明の比較例における２次元走査型画像表示装置の概要図、図８（Ｂ）は、その垂直断面図である。
【００９３】
図８（Ｂ）に示したように、偏向手段８０５からの偏向光束８０６は円筒面形状のスクリーン８０７に入射している。スクリーン８０７の垂直断面形状は円形であり、垂直方向の位置によりスクリーン８０７の位置（距離）が変わる。
【００９４】
つまり、偏向手段８０５からスクリーン８０７に到達するまでの光路長が変化する。投射画像８１９は図８（Ａ）に示したような湾曲し、歪んだ像となる。
【００９５】
そこで、本実施例では１回の２次元走査の間に水平偏向器８０５ａの偏向振幅を変化させて走査画像８１９の歪を補正している。
【００９６】
具体的には、実施例１と同様に、走査線の長さが一定となるよう走査画像中の垂直方向の位置に応じて水平偏向器の振幅を変化させている。
【００９７】
図９は比較例の走査画像の説明図である。
【００９８】
図９の比較例の走査画像９０１には、垂直方向の中央ＷＭでの水平方向の幅Ｗ１が狭く、上端ＷＵおよび下端ＷＬでの走査幅Ｗ２が広くなった歪が生じている。垂直方向の中央ＷＭの幅をＷ１、上端ＷＵの幅をＷ２として示している。
【００９９】
図１０は、走査画像中の垂直方向の位置Ｙと水平偏向器の振幅Ａとの関係の説明図である。
【０１００】
走査画像中の垂直方向の位置について、上端をＹｔ、下端をＹｂ、中央をＹｃとして示している。又、水平偏向器の振幅Ａについて、上端をＡｔ、下端をＡｂ、中央をＡｃとし、基準の振幅をＡｏとした。垂直方向の中央Ｙｃはスクリーン８０７に垂直入射する位置であり、この位置における水平偏向器８０５ａの振幅Ａｃが基準Ａｏとなる。
【０１０１】
これに対して、垂直方向の上端Ｙｔや下端Ｙｂにおける振幅Ａｔ，Ａｂは、走査画像の幅の比Ｗ１／Ｗ２の分だけ小さく設定している。その間の位置においても同様に、走査画像の幅に応じて水平偏向器８０５ａの振幅Ａを設定している。
【０１０２】
このように、本実施例によればスクリーンが円筒面であったとしても、ファーストスキャン方向である水平偏向器の振幅を、垂直方向の位置に応じて変化させることにより、走査画像に生じた歪を補正することができる。
【０１０３】
そして、立体的なスクリーンに高解像度で高品位な画像を投射することができる。
【実施例３】
【０１０４】
図１１（Ａ）は本発明の光走査装置を用いた走査型画像表示装置の実施例３の要部概略図である。図１１（Ｂ）はその垂直断面図である。
【０１０５】
本実施例の２次元走査型画像表示装置は、スクリーン１１０７への投射角θｉを実施例１よりも大きくしている。
【０１０６】
投射角θｉを大きくした場合、偏向手段１１０５からスクリーン１１０７までの距離を短くでき、走査型画像表示装置の配置の自由度が格段に向上する。しかしながら、きつい角度から光束を入射させるために投射画像に台形歪が生ずるばかりでなく、垂直方向の非直線性歪が多くなる。
【０１０７】
そこで本実施例では、偏向手段は、第２方向の角速度が被走査面上を偏向光束が光走査するときの走査軌跡のピッチが第２方向で略等間隔となるように駆動している。
【０１０８】
具体的には、本実施例では偏向手段１１０５は、第２方向（垂直方向）の角速度が、偏向手段１１０５から被走査面１１０７までの距離が短くなるにつれて速くなるように駆動している。
【０１０９】
言い換えると偏向手段１１０５は、第２方向の角速度が被走査面１１０７上の第２方向への偏向光束の入射角度が大きい位置を光走査するときの方が小さい位置を光走査するときよりも遅くなるように駆動している。
【０１１０】
図１２（Ａ）は本発明の比較例の２次元走査型画像表示装置の概略図、図１２（Ｂ）はその垂直断面図である。
【０１１１】
図１２（Ａ）に示す投射画像は台形歪と共に、非直線性歪が生じている。ここで非直線性の歪とは画角と像高との比が比例関係にならない歪のことである。即ち、垂直方向の画角を等間隔に走査させたとしても、偏向光束がスクリーン上に到達する位置が不等間隔になることである。
【０１１２】
ここで、図１２（Ｂ）に示したように、偏向手段１２０５からスクリーン１２０７への光束を投射するときの投射角をθｉ、垂直方向の画角のピッチをθｐ、走査画像の中心へ到達する偏向光束から上側に数えたピッチ数をｎとする。このとき、走査画像のピッチの比Ｒｙｐは次式の関係にある。
【０１１３】
【数１】
2007199251.tif 000003
【０１１４】
（１）式からｎの増加と共に走査画像のピッチの比Ｒｙｐが大きくなるので、投射画像は走査画像の上に行くほど間隔が広くなる。又、投射角θｉが大きい程、画像の間隔が広くなる。
【０１１５】
この非直線性歪による画像間隔の広がりは、画素が不等間隔に並ぶばかりでなく、照射光量が不均一性になる。
【０１１６】
そこで、本実施例では垂直偏向器１２０５ｂを非直線的に駆動させ、走査画像が不等間隔にならないように、即ち略等間隔となるようにしている。具体的には、（１）式の各ピッチ数ｎに対して、常に走査画像のピッチ比Ｒｙｐが一定となるような垂直方向の画角のピッチθｐを求めて、垂直偏向器１２０５ｂを非直線的に駆動させている。
【０１１７】
例えば偏向手段１１０５は、第２方向の角速度が単調増加又は単調減少するように駆動している。
【０１１８】
尚、本実施例において被走査面上を偏向光束が光走査するときの走査軌跡が第２方向で略等間になるとは、前述の式（１）が次の条件を満足することをいう。
【０１１９】
即ち、
【０１２０】
【数２】
2007199251.tif 000004
【０１２１】
である。更に好ましくは、
【０１２２】
【数３】
2007199251.tif 000005
【０１２３】
を満足することである。
【０１２４】
このように本実施例によれば、図１１（Ａ）に示したように２次元走査型画像表示装置により描かれた被走査面１１０７上の走査画像は垂直方向の間隔が均一となる。
【０１２５】
このように本実施例によれば、投射距離を短くしながら、常に高品位な画像を表示することができる。
【０１２６】
本実施例では、垂直走査方向の非直線性歪のみを補正したが、これに限らず、実施例１で説明したのと同様な方式を併用しても良い。
【０１２７】
即ち、１回の２次元走査の間に水平偏向器の振幅を変化させ、表示された走査線の長さを均一に揃えることにより台形歪を補正する方法と組み合わせても良い。
【０１２８】
これによれば、投射画像の台形歪と非直線性歪の両方を良好に補正した、高品位な投写画像が得られる。
【０１２９】
以上のように各実施例によれば、走査画像に生じた歪を良好に補正することができる。
【０１３０】
又、第１方向の光走査で描かれた走査線の長さを略均一に揃えているので、斜め投射で生じる台形歪や立体スクリーンに投射した際の歪を良好に補正することができる。
【０１３１】
さらに、使用しない画素を生じさせることもないので本来の高解像度を維持するとともに、画素配列が格子状となり自然で高品位な画像が得られる。
【０１３２】
又、偏向手段を非直線的に駆動させているので走査画像の非直線性歪（リニアリティ歪）を相殺し、画素間隔を均等にすることができる。さらに、画素や走査線を間引く必要がないので高解像度の画像が得られる。
【０１３３】
尚、以上の各実施例において、被走査面上を偏向光束が２次元走査したときの走査軌跡が形成する２次元寸法を赤外線を使って測定し、その測定結果に基づいて投射寸法の歪みを検出する。
【０１３４】
そして、その検出結果に基づいて偏向手段の第１方向の偏向振幅の駆動を制御しても良い。
【０１３５】
又、以上の各実施例の光走査装置は、レーザ加工機やレーザビームプリンタ等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施例１における走査型画像表示装置の概要図
【図２】本発明の実施例１における水平偏向器の概要図
【図３】本発明の実施例１の比較例における２次元走査型画像表示装置の概要図
【図４】本発明の実施例１の比較例における走査画像
【図５】垂直方向の位置における水平走査振幅の説明図
【図６】本発明の実施例１における２次元走査型画像表示装置の概要図
【図７】本発明の実施例２における２次元走査型画像表示装置の概要図
【図８】本発明の実施例２の比較例における２次元走査型画像表示装置の概要図
【図９】本発明の実施例２の比較例における走査画像の説明図
【図１０】垂直方向の位置における水平走査振幅の説明図
【図１１】本発明の実施例３における２次元走査型画像表示装置の概要図
【図１２】本発明の実施例３の比較例における２次元走査型画像表示装置の概要図
【符号の説明】
【０１３７】
１０１  光源手段、半導体レーザ
１０２  コリメータレンズ
１０３  平行光束
１０４  結像レンズ
１０５  偏向手段（１０５ａ  水平偏向器、１０５ｂ  垂直偏向器）
１０６  偏向光束
１０７  被走査面、スクリーン
１０８  水平偏向器駆動部
１０９  水平駆動回路
１１０  垂直偏向器駆部
１１１  垂直駆動回路
１１２  光源駆動回路
１１３  制御回路
１１４  水平偏向器の揺動方向を示す矢印
１１５  往路走査線
１１６  復路走査線
１１７  垂直偏向器の回転方向を示す矢印
１１８  垂直走査の方向を示す矢印
１１９  画像描画エリア、走査画像
【図１】
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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２】
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