(57)【要約】【課題】光源からの出力エネルギーを増大させても、反射鏡の構造に弊害が生じるのを防止でき、その駆動条件に悪影響が及ぶのを防止できるようにする。【解決手段】ミラー駆動制御部７は、第１LUT保持部１９から微小ミラー１の温度変化に係わる過去の履歴データを読み出す。読み出した過去の履歴データに基づき、現時点での微小ミラー１の温度を推定する。推定した微小ミラー１の温度を、現時点での微小ミラー１の温度P tempとする。P tempによって、微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）条件、垂直（V）方向の振動（揺動）条件が変更される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射された光を受けて所定方向へ反射させることにより、被投影物体に画像情報を表示する反射鏡と、
前記反射鏡を所定方向に往復振動させる反射鏡振動機構と、
前記光源の駆動状態に応じて、前記反射鏡の温度を推定する温度推定部と、
前記温度推定部により推定された前記反射鏡の温度に適合するように、前記反射鏡振動機構による反射鏡の振動の状態を調整する振動状態調整部と、
を備える画像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記反射鏡振動機構が、前記反射鏡を第１の軸方向に往復振動ざせる第１の振動機構と、前記反射鏡を前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に往復振動させる第２の振動機構と、を含む画像表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記温度推定部が、過去に前記光源から照射された所定時間毎の光量の累積値データに基づき、前記反射ミラーの温度を推定するようにした画像表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像表示装置において、
前記振動状態調整部が、前記温度推定部により推定された前記反射鏡の温度に見合う振動状態になるよう、前記反射鏡振動機構による前記反射鏡の振動の振幅、振動の周波数、及び振動の位相を適宜可変調整するようにした画像表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像表示装置において、
前記振動状態調整部が行う前記反射鏡の振動状態の可変調整が、前記光源から照射され、前記反射鏡を介して反射された光の前記被投影物体における軌跡が、前記被投影物体における前記光の軌跡の理想的な状態に合致するようになされる画像表示装置。
【請求項６】
光源から照射された光を受けて所定方向へ反射させることにより、被投影物体に画像情報を表示する反射鏡と、
前記反射鏡を所定方向に往復振動させる反射鏡振動機構と、
前記反射鏡を介して前記被投影物体へ入射する光を検知したとき、所定の電気信号を出力する光検知部と、
前記光検知部から出力される電気信号に基づき、前記反射鏡の振動状態を把握する振動状態把握部と、
前記振動状態把握部により把握された前記反射鏡の振動状態に基づき、前記反射鏡の振動状態が所望の振動状態になるように前記反射鏡振動機構を制御する制御部と、
を備える画像表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像表示装置において、
前記振動状態把握部が、前記光検知部からの電気信号の出力間隔を計測することにより得られる前記反射鏡の振動の振幅、振動の周波数、及び振動の位相を把握するようにした画像表示装置。
【請求項８】
請求項６記載の画像表示装置において、
前記光検知部が、前記被投影物体における適宜な箇所に配置された、入射した光を所定方向に伝送する光伝送部材と、前記光伝送部材により伝送される光を入力して、所定の電気信号を出力する光／電変換素子と、を含む画像表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像表示装置において、
前記光検知部が、前記被投影物体における適宜な複数の箇所に夫々配置されている画像表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像表示装置において、
前記光源が、前記反射鏡に向けて赤色光を照射する赤色光源と、前記反射鏡に向けて緑色光を照射する緑色光源と、前記反射鏡に向けて青色光を照射する青色光源と、
を含む画像表示装置。
【請求項１１】
光源から照射された光を受けて所定方向へ反射させることにより、被投影物体に画像情報を表示する反射鏡と、
前記反射鏡を所定方向に往復振動させる反射鏡振動機構と、
を備え、
前記光源の駆動状態に応じて、前記反射鏡の温度を推定する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて推定された前記反射鏡の温度に適合するように、前記反射鏡振動機構による反射鏡の振動の状態を調整する第２のステップと、
を有する画像表示装置における反射鏡の振動状態調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から照射された光を受けて所定方向へ反射させることにより、被投影物体に画像情報を表示する反射鏡を備える画像表示装置、及び画像表示装置における反射鏡の振動状態調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術や、半導体レーザ技術の民生品への応用が試みられている。その一例として、可視光の波長成分から成るレーザ光を光源として画像を描画する画像表示装置への応用が挙げられる（例えば非特許文献１参照）。また、MEMS共振ミラーを備える画像表示装置において、レーザ光を該MEMS共振ミラーによりラスタースキャンして生成する、スクリーンへの投影画像の明度を均一にすることを目的とした提案がなされている。該提案では、RGB３原色の各画素画像データを出力してレーザスキャンを行う際に、水平方向のラスタースキャンの速度変化に対応してレーザ光の発光強度を調整することで、スクリーン上の輝点が均等な明るさになるようにする（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-343397号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Trends in Laser Light Sources for ProjectionDisplay(IDW '06 1939-1942（1939頁、Figure2）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、垂直方向及び／又は水平方向に揺動自在に軸支されるMEMS共振ミラーを備える画像表示装置では、光源から照射されMEMS共振ミラーから反射されるレーザビーム光が投射されることによりスクリーン上に形成される画像の、色再現範囲の向上や高輝度化を、比較的低コストで容易に実現することができる。これは、近年における半導体レーザ技術の進歩によって、レーザ光源からの出力エネルギーの増大や、電／光変換効率の向上を図ることが可能になったことと、可視光内の発振波長の選択性の向上を図ることも可能になったことに拠るものである。
【０００６】
しかし、反射ミラー（MEMS共振ミラー）におけるレーザビーム光の反射率は、一般に、可視光波長域で概ね９０％前後であり、反射されなかった残り１０％のレーザビーム光の成分は、MEMS共振ミラーに吸収されて、その殆どがMEMS共振ミラーにおいて熱に変換される。そのため、スクリーン上の投影画像の高輝度化を図るべく、レーザ光源からの出力エネルギーを増大させると、MEMS共振ミラーにおける熱量が増大して、MEMS共振ミラーの温度が上昇し、それによってMEMS共振ミラーの構造に様々な弊害が生じる虞がある。上記に加えて、垂直方向及び／又は水平方向に揺動自在に軸支されるMEMS共振ミラーの揺動条件に悪影響を及ぼす虞もあった。よって、従来の画像表示装置では、レーザ光源からの出力エネルギーを増大させることによってスクリーン上に形成される投影画像の高輝度化を図ることは、事実上困難であった。
【０００７】
従って本発明の目的は、１軸方向、又は２軸方向に振動する反射鏡を備える画像表示装置において、投影画像の高輝度化を図るために光源からの出力エネルギーを増大させても、それによって反射鏡の構造に弊害が生じるのを防止でき、反射鏡の駆動条件に悪影響が及ぶのを防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に従う画像表示装置は、光源から照射された光を受けて所定方向へ反射させることにより、被投影物体に画像情報を表示する反射鏡と、上記反射鏡を所定方向に往復振動させる反射鏡振動機構と、上記光源の駆動状態に応じて、上記反射鏡の温度を推定する温度推定部と、上記温度推定部により推定された上記反射鏡の温度に適合するように、上記反射鏡振動機構による反射鏡の振動の状態を調整する振動状態調整部と、を備える。
【０００９】
本発明の第１の観点に係る好適な実施形態では、上記反射鏡振動機構が、上記反射鏡を第１の軸方向に往復振動ざせる第１の振動機構と、上記反射鏡を上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に往復振動させる第２の振動機構と、を含む。
【００１０】
上記とは別の実施形態では、上記温度推定部が、過去に上記光源から照射された所定時間毎の光量の累積値データに基づき、上記反射ミラーの温度を推定するようにしている。
【００１１】
また、上記とは別の実施形態では、上記振動状態調整部が、上記温度推定部により推定された上記反射鏡の温度に見合う振動状態になるよう、上記反射鏡振動機構による上記反射鏡の振動の振幅、振動の周波数、及び振動の位相を適宜可変調整するようにしている。
【００１２】
更に、上記とは別の実施形態では、上記振動状態調整部が行う上記反射鏡の振動状態の可変調整が、上記光源から照射され、上記反射鏡を介して反射された光の上記被投影物体における軌跡が、上記被投影物体における上記光の軌跡の理想的な状態に合致するようになされる。
【００１３】
本発明の第２の観点に従う画像表示装置は、光源から照射された光を受けて所定方向へ反射させることにより、被投影物体に画像情報を表示する反射鏡と、上記反射鏡を所定方向に往復振動させる反射鏡振動機構と、上記反射鏡を介して上記被投影物体へ入射する光を検知したとき、所定の電気信号を出力する光検知部と、上記光検知部から出力される電気信号に基づき、上記反射鏡の振動状態を把握する振動状態把握部と、上記振動状態把握部により把握された上記反射鏡の振動状態に基づき、上記反射鏡の振動状態が所望の振動状態になるように上記反射鏡振動機構を制御する制御部と、を備える。
【００１４】
本発明の第２の観点に係る好適な実施形態では、上記振動状態把握部が、上記光検知部からの電気信号の出力間隔を計測することにより得られる上記反射鏡の振動の振幅、振動の周波数、及び振動の位相を把握するようにしている。
【００１５】
上記とは別の実施形態では、上記光検知部が、上記被投影物体における適宜な箇所に配置された、入射した光を所定方向に伝送する光伝送部材と、上記光伝送部材により伝送される光を入力して、所定の電気信号を出力する光／電変換素子と、を含む。
【００１６】
また、上記とは別の実施形態では、上記光検知部が、上記被投影物体における適宜な複数の箇所に夫々配置されている。
【００１７】
更に、上記とは別の実施形態では、上記光源が、上記反射鏡に向けて赤色光を照射する赤色光源と、上記反射鏡に向けて緑色光を照射する緑色光源と、上記反射鏡に向けて青色光を照射する青色光源と、を含む。
【００１８】
本発明の第３の観点に従う画像表示装置における反射鏡の振動状態調整方法は、光源から照射された光を受けて所定方向へ反射させることにより、被投影物体に画像情報を表示する反射鏡と、上記反射鏡を所定方向に往復振動させる反射鏡振動機構と、を備え、上記光源の駆動状態に応じて、上記反射鏡の温度を推定する第１のステップと、上記第１のステップにおいて推定された上記反射鏡の温度に適合するように、上記反射鏡振動機構による反射鏡の振動の状態を調整する第２のステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、１軸方向、又は２軸方向に振動する反射鏡を備える画像表示装置において、投影画像の高輝度化を図るために光源からの出力エネルギーを増大させても、それによって反射鏡の構造に弊害が生じるのを防止でき、反射鏡の駆動条件に悪影響が及ぶのを防止できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図。
【図２】図１に記載した画像表示装置において行われるラスタースキャンの態様を示す説明図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図。
【図５】図４で示した受光部材の構成の一例を示す説明図。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図。
【図７】図６で示した画像表示装置を構成する各部の動作を示すタイミングチャート。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図。
【図９】図８で示したR映像信号変換部、G映像信号変換部、及びB映像信号変換部に夫々含まれる光源駆動部の内部構成を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
【００２３】
上記画像表示装置は、図１に示すように、MEMS共振ミラー（以下では「微小ミラー」と表記する。）１と、ミラー駆動・保持機構３と、ミラー駆動部５と、ミラー駆動制御部７と、光源９と、ビーム光生成レンズ１１と、を備える。上記画像表示装置は、上記各部に加えて、更に、光源駆動制御部１３と、光源駆動部１５と、光量積算部１７と、第１ルックアップテーブル保持部（以下では「第１LUT保持部」と表記する。）１９と、RAM２１と、アドレス生成部２３、をも備える。
【００２４】
アドレス生成部２３は、第１入力端子２５から入力される水平同期信号（以下、「H sync」と表記する。）と、第２入力端子２７から入力される垂直同期信号（以下、「V sync」と表記する。）とに基づき、RAM２１への書き込みアドレス信号（以下、「W add」と表記する。）を生成する。アドレス生成部２３は、第３入力端子２９からRAM２１に入力されるビデオ信号（以下、「video」と表記する。）の、RAM２１における記憶場所を指定すべく、上記生成したW addを、RAM２１へ出力する。これにより、上記videoが、上記W addによって指定されたRAM２１における記憶場所に格納される。
【００２５】
アドレス生成部２３は、ミラー駆動制御部７から出力される微小ミラー１の水平方向における振動（揺動）の基準信号である水平方向振動基準信号（以下、「H start」と表記する。）を入力する。アドレス生成部２３は、上記H startに基づき、微小ミラー１の垂直方向における振動（揺動）の基準信号である垂直方向振動基準信号（以下、「V start」と表記する。）を生成し、該V startを、ミラー駆動制御部７に出力する。この場合、V startの生成のタイミングを、第２入力端子２７からアドレス生成部２３へのV syncの入力のタイミングと同期させるようにしても差し支えない。アドレス生成部２３は、上記H startの入力タイミング、及び上記V startの生成・出力タイミングと同期させて、表示位置（座標）、即ち、ラスタースキャン中の画像情報の特定の画素（実際にはラスタースキャンを行っている期間内の特定時刻により定義ざれる）を示すレーザダイオードアドレス信号（以下、「LD Address」と表記する。）を生成する。そして、該LD Addressを、光源駆動制御部１３に出力する。
【００２６】
このLD Addressは、光源９である半導体レーザの駆動（ON／OFF）タイミングと、微小ミラー１の駆動タイミング、即ち、水平方向の振動（揺動）タイミング、垂直方向の振動（揺動）タイミングとを制御するのに必要な信号である。このLD Addressにより、光源駆動制御部１３や光源駆動部１５を通じて、光源（半導体レーザ）９の駆動（ON／OFF）が制御され、また、ミラー駆動制御部７、及びミラー駆動部５を通じて微小ミラー１の水平方向の振動（揺動）、及び垂直方向の振動（揺動）が制御される。換言すれば、光源９のON／OFF駆動と、微小ミラー１の２軸方向の揺動とにより行われるラスタースキャンによって、原画像情報に係わる投影画像がスクリーン上に形成される。そして、該投影画像における、上記LD Addressに対応する平面座標（X、Y）位置（画素）の輝度が、以下に説明するR AddressによりRAM２１から光源駆動制御部１３に出力されるLD videoに基づき、調整されることになる。LD Address、R Address、及びLD videoについては、後に詳述する。
【００２７】
アドレス生成部２３は、上述したLD Addressの生成と共に、上記H startの入力タイミング、及び上記V startの生成・出力タイミングと同期させて、R Addressを生成する。該R Address は、RAM２１における上記LD Addressに対応するAddress（記憶場所）に格納されているvideoを読み出すためのアドレス信号である。該R Addressは、アドレス生成部２３からRAM２１に出力される。
【００２８】
RAM２１は、第３入力端子２９からのvideoと、アドレス生成部２３からのW Addressとを入力する。そして、該videoを、RAM２１における、W Addressに対応する記憶場所に格納する。RAM２１は、アドレス生成部２３からのR Addressを入力すると共に、該R Addressに対応する記憶場所に格納されているvideoを、レーザダイオード、即ち、光源９を駆動するための信号であるLD videoとして光源駆動制御部１３に出力する。
【００２９】
光源駆動制御部１３は、アドレス生成部２３からのLD Addressと、RAM２１からのLD videoとを夫々入力する。そして、該LD addressに見合った増幅率を求めると共に、求めた増幅率で該LD videoを増幅することによって、レーザダイオード、即ち、光源９を駆動するための信号であるLD AMPを生成すると共に、該生成したLD AMPを、光源駆動部１５に出力する。
【００３０】
光源駆動部１５は、光源駆動制御部１３から出力される上記LD AMPに基づき、光源９を駆動する。光源駆動部１５は、光源駆動制御部１３の制御下で、電源から光源９への給電をON／OFFすると共に、電源から光源９への給電がONのとき、上記LD AMPに基づいた増幅率で増幅した電力を、光源９に供給する。光源９に供給される駆動電力は、ラスタースキャンにおいて、水平方向の両端部、及びその近傍をスキャンしているときには、比較的小さくなるように、また、水平方向の中央部、及びその近傍をスキャンしているときには、比較的大きくなるように、光源駆動部１５により調整される。また、ラスタースキャンにおいて、例えば、白色や暖色系統のような比較的明るい色の画素領域のスキャンに際しては、光源９に供給される駆動電力が大きくなるように、黒色や寒色系統のような比較的明るい色の画素領域のスキャンに際しては、光源９に供給される駆動電力が小さくなるように、光源駆動部１５により調整される。
【００３１】
本実施形態では、光源９には、ビーム状の光を照射することが可能で、且つ、光量変調が高速で容易に行えるレーザ光源が用いられる。本発明に係る光源９は、レーザ光源のみに限定されるものでないのは勿論である。レーザ光源に換えて、LED（発光ダイオード）、超高圧水銀ランプ、無電極ランプ等の何れかの光源を、該光源から照射された光をビーム状に集光させるための光学部品や、光量の変調部品と共に用いることとしても差し支えない。光源９は、上述したように、光源駆動制御部１３の制御下で、電源から光源９に供給される駆動電力をON／OFFすると共に、該駆動電力がONのときに、該駆動電力を上述した態様で増幅して出力する光源駆動部１５により駆動され、レーザ光を生成して出力する。
【００３２】
ビーム光生成レンズ１１は、光源９から照射されるレーザ光を受けて、レーザビーム光を生成し、該レーザビーム光を、微小ミラーに向けて出射する。
【００３３】
光量積算部１７は、予め設定されている基準時間内において光源９からビーム光生成レンザ１１に向けて照射されるレーザ光の総発光量を求める。例えば、１秒間（基準時間内）に、６０フレーム分の画像情報を、ラスタースキャンによりスクリーン上に投影画像として再生するものとすれば、光量積算部１７は、光源駆動部１５を通じて電源から光源９に供給される各フレーム毎の駆動電力量を、１秒が経過し、６０フレーム分のラスタースキャンが完了するまで積算する。この駆動電力量の積算値から光源９の総発光量が算出される。上記積算値データには、各々のフレームに含まれる画素毎の駆動電力量データ、即ち、発光量データが含まれている。光量積算部１７は、上記発光量の積算値データを得ると、該発光量データ（駆動電力の積算値データ）のヒストグラムを生成し、そのヒストグラムを、第１LUT保持部１９に出力する。
【００３４】
第１LUT保持部１９は、所定の基準時間が経過する毎に光量積算部１７から出力される発光量のヒストグラムを、蓄積する。第１LUT保持部１９に蓄積される上記基準時間毎の発光量のヒストグラムが、微小ミラー１における温度分布がどのようになっているか、や微小ミラー１の温度がどのように変化しているかを示す過去の履歴データとなる。第１LUT保持部１９は、ミラー駆動制御部７からのデータ読み出し要求に応じて、蓄積している上記過去の履歴データを、ミラー駆動制御部７に出力する。
【００３５】
ミラー駆動制御部７は、上述したH startを、アドレス生成部２３に出力すると共に、アドレス生成部２３から出力される上記V startを入力する。ミラー駆動制御部７は、第１LUT保持部１９から、所定の基準時間帯別に格納されている微小ミラー１の温度変化に係わる過去の履歴データを読み出すと共に、該読み出した過去の履歴データに基づき、現時点での微小ミラー１の温度がどのようになっているかを推定する。そして、その推定した微小ミラー１の温度を、現時点での微小ミラー１の温度P tempとする。
【００３６】
ここで、微小ミラー１の温度P tempは、各々のフレームに含まれる各画素の明暗に影響されるから、上記温度P tempは、RAM２１より光源駆動制御部１３に出力される上述したLD videoの変化に連動する。これは、微小ミラー１を構成する材料により、微小ミラー１に入射するレーザビーム光のうちの、反射されずに吸収されたものが熱になるためであり、この微小ミラー１を構成する材料の温度特性によって、微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）条件、垂直（V）方向の振動（揺動）条件が変更される。
【００３７】
ミラー駆動制御部７は、予め設定されている、微小ミラー１の温度値を所定値に設定するのに必要な水平（H）方向の揺動（振動）条件である複数の揺動（振動）周波数 H Freq、複数の揺動（振動）振幅 H AMP、及び複数の揺動（振動）位相 H phasの中から、上記P tempを得るのに最適なH Freq、H AMP、及びH phasを選択する。これと同時に、ミラー駆動制御部７は、上述したH start、V startに基づき、予め設定されている、微小ミラー１の温度値を所定値に設定するのに必要な垂直（V）方向の揺動（振動）条件である複数の揺動（振動）周波数 V Freq、複数の揺動（振動）振幅 V AMP、及び複数の揺動（振動）位相 V phasの中から、上記P tempを得るのに最適な V Freq、V AMP、及びV phasを選択する。
【００３８】
ミラー駆動制御部７は、上述したH Freq、H AMP、H phas、V Freq、V AMP、及びV phasを、ミラー駆動部５に出力する。
【００３９】
ミラー駆動部５は、上記H Freq、H AMP、H phas、V Freq、V AMP、及びV phasを、ミラー駆動制御部７から入力すると、これらの信号に基づき、微小ミラー１を水平（H）方向に駆動（揺動）するためのミラー駆動信号であるH drive、及び垂直（V）方向に駆動（揺動）するためのミラー駆動信号であるV driveを、夫々生成する。ミラー駆動部５は、上記ミラー駆動信号H drive、及びV driveを、ミラー駆動・保持機構３に出力する。
【００４０】
ミラー駆動・保持機構３は、微小ミラー１を水平（H）方向に揺動自在に保持する水平（H）方向駆動・保持機構３aと、微小ミラー１を垂直（V）方向に揺動自在に保持する垂直（V）方向駆動・保持機構３bと、から構成されている。ミラー駆動・保持機構３において、水平（H）方向駆動・保持機構３aによる微小ミラー１の水平（H）方向への揺動速度は、垂直（V）方向駆動・保持機構３bによる微小ミラー１の垂直（H）方向への揺動速度よりも十分に大きな値になっている。そのため、微小ミラー１のH方向への揺動が幾度か繰り返された後に、V方向への揺動が１回だけ行われることになる。
【００４１】
例えば、図１に記載の画像表示装置において、VGA（Video Graphics Array）の（640画素×480ライン）に相当する画像情報を、６０Hzの更新速度で表示する（１秒間に６０フレーム分の画像情報を表示する。）場合、微小ミラー１のH方向への振動（揺動）数は、１５KHz以上になり、V方向への振動（揺動）数は、３０Hz以上になる関係が成立する。換言すれば、微小ミラー１のV方向への振動（揺動）の半周期で、微小ミラー１のH方向への振動（揺動）が２５０回以上発生することになる。以下では、簡単のため、微小ミラー１がV方向へ１回振動（揺動）する間に、H方向へ３回振動（揺動）するものとして説明する。
【００４２】
ミラー駆動・保持機構３において、ミラー駆動部５からH driveが出力されると、水平（H）方向駆動・保持機構３aは、該, H driveに基づき、微小ミラー１を水平（H）方向に揺動し、ミラー駆動部５からV driveが出力されると、垂直（V）方向駆動・保持機構３bは、該V driveに基づき、微小ミラー１を垂直（V）方向に揺動する。即ち、ミラー駆動・保持機構３は、ミラー駆動部５から出力されるH drive、及びV driveに応じて、微小ミラー１を２軸方向（即ち、H軸方向、V軸方向）に揺動自在に保持している。
【００４３】
微小ミラー１は、主にシリコンを材料として構成されており、既述のように入射したビーム光を全て反射する訳ではない（反射率が１００％ではない）。僅かではあるが、入射したビーム光の略１０％程度が微小ミラー１に吸収され、それにより微小ミラー１が発熱する。微小ミラー１は、ビーム光生成レンズ１１を通じてビーム状に集光された光源９からのレーザ光を受光すると共に、水平（H）方向駆動・保持機構３aにより水平（H）方向に、垂直（V）方向駆動・保持機構３bにより垂直（V）方向に、夫々揺動される。
【００４４】
これにより、微小ミラー１から反射されるレーザビーム光は、スクリーン上の符号３１で示す画像情報の表示領域に照射され、破線３３で示すような軌跡でラスタースキャンが行われる。なお、表示領域３１の縦方向の辺に平行な軸には、微小ミラー１の垂直（V）方向の振動（揺動）に係わる時間tv（v0、v1、v2、v3、v4、v5）が、表示領域３１の横方向の辺に平行な軸には、微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）に係わる時間th（h0、h1、h2、h3、h4）が、夫々プロットされている。上記レーザビーム光のラスタースキャンの軌跡３３は、上記表示領域３１における縦方向に沿う中心線h2の上端寄りの位置を開始点として、軸thに平行な線分v0と軸tvに平行な線分h4との交点（tv、th）＝（v0、h4）、及び軸thに平行な線分v1と軸tvに平行な線分h0との交点（tv、th）＝（v1、h0）を通る。上記ラスタースキャンの軌跡３３は、軸thに平行な線分v2と線分h4との交点（tv、th）＝（v2、h4）、軸thに平行な線分v3と線分h0との交点（tv、th）＝（v3、h0）、及び軸thと平行な線分v4と線分h4との交点（tv、th）＝（v4、h4）をも通る。上記ラスタースキャンの軌跡３３は、更に、軸thと平行な線分v5と線分h0との交点（tv、th）＝（v5、h0）、及び上記表示領域３１の下端側の辺と中心線h2との交点をも通る。
【００４５】
即ち、上述したラスタースキャンでは、微小ミラー１のV方向への振動（揺動）の半周期で、微小ミラー１のH方向への振動（揺動）が３回発生することになる。
【００４６】
図２は、図１に記載の画像表示装置において行われるラスタースキャンの態様を示す説明図である。
【００４７】
図２において、図２（a）で示す状態１は、ラスタースキャンの理想状態を示すもので、図１において示したように、中心線h2の上端寄りの位置をラスタースキャンの開始点として、交点（tv、th）＝（v0、h4）、交点（tv、th）＝（v1、h0）、交点（tv、th）＝（v2、h4）、交点（tv、th）＝（v3、h0）、交点（tv、th）＝（v4、h4）、及び交点（tv、th）＝（v5、h0）を経て、表示領域３１の下端側の辺と中心線h2との交点に達する。
【００４８】
ミラー駆動制御部７において設定される、上述した各々のミラー駆動（揺動）条件であるH AMP、H Freq、H phas、V AMP、V Freq、及びV phasが固定された状態で、微小ミラー１に入射するレーザビーム光の量が変動し、それによって微小ミラー１の温度P tempが変化すると、適確なラスタースキャンが行えなくなる可能性が生じる。図２（b）で示す状態２は、ラスタースキャンの軌跡３３が、交点（tv、th）＝（v0、h4）、交点（tv、th）＝（v2、h4）、及び交点（tv、th）＝（v4、h4）に到達せずに、ラスタースキャンの開始点である中心線h2の上端寄りの位置から表示領域３１の下端側の辺と中心線h2との交点に達している。また、図２（c）で示す状態３は、図２（b）で示した状態２において到達しなかった上記各交点に加えて、更に、交点（tv、th）＝（v1、h0）、交点（tv、th）＝（v3、h0）、及び交点（tv、th）＝（v5、h0）にも到達せずに、ラスタースキャンの開始点である中心線h2の上端寄りの位置から表示領域３１の下端側の辺と中心線h2との交点に達している。
【００４９】
即ち、状態２、及び状態３は、何れも水平（H）方向における振動（揺動）の振幅が不足していることを示している。
【００５０】
次に、図２（d）で示す状態４は、ラスタースキャン３３の軌跡が、上述した交点（tv、th）＝（v0、h4）、交点（tv、th）＝（v1、h0）、交点（tv、th）＝（v2、h4）、交点（tv、th）＝（v3、h0）、交点（tv、th）＝（v4、h4）、及び交点（tv、th）＝（v5、h0）を大きく超えて、ラスタースキャンの開始点である中心線h2の上端寄りの位置から表示領域３１の下端側の辺と中心線h2との交点に達している。
【００５１】
即ち、状態４は、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅が過大であることを示している。
【００５２】
次に、図２（e）で示す状態５は、ラスタースキャン３３の軌跡が、ラスタースキャンの開始点である中心線h2の上端寄りの位置から線分v0と交わる位置までの間の時間領域と、線分v0と交わる位置から線分v1と交わるまでの間の時間領域と、においては、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅が過大であるため、本来であれば交わるべき交点（tv、th）＝（v0、h4）、及び交点（tv、th）＝（v1、h0）を大きく超えている。また、ラスタースキャンの軌跡３３が、線分v4と交わる位置から線分v5と交わる位置までの時間領域においては、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅が不足しているため、本来であれば交わるべき交点（tv、th）＝（v4、h4）、及び交点（tv、th）＝（v5、h0）には大幅に達していない。微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅が適正値であるのは、ラスタースキャンの軌跡３３が、線分v2と交わる位置から線分v3と交わる位置までの間の時間領域のみである。
【００５３】
次に、図２（f）で示す状態６は、ラスタースキャン３３の軌跡が、ラスタースキャンの開始点である中心線h2の上端寄りの位置から線分v0と交わる位置までの間の時間領域と、線分v0と交わる位置から線分v1と交わるまでの間の時間領域と、においては、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅が不足しているため、本来であれば交わるべき交点（tv、th）＝（v0、h4）、及び交点（tv、th）＝（v１、h0）には大幅に達していない。また、ラスタースキャンの軌跡３３が、線分v4と交わる位置から線分v5と交わる位置までの時間領域においては、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅が過大であるため、本来であれば交わるべき交点（tv、th）＝（v４、h4）、及び交点（tv、th）＝（v５、h0）を大きく超えている。微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅が適正値であるのは、ラスタースキャンの軌跡３３が、線分v2と交わる位置から線分v3と交わる位置までの間の時間領域のみである。
【００５４】
よって、ラスタースキャンの軌跡３３が、図２（b）で示す状態２、及び図２（c）で示す状態３の場合には、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅を増大させることにより、図２（a）で示す状態１に制御すべく、ミラー駆動制御部７は、ミラー駆動部５に出力する揺動（振動）振幅の制御信号であるH AMPを可変調整する。また、ラスタースキャンの軌跡３３が、図２（d）で示す状態４の場合には、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅を減少させることにより、図２（a）で示す状態１に制御すべく、ミラー駆動制御部７は、ミラー駆動部５に出力する揺動（振動）振幅の制御信号であるH AMPを可変調整する。
【００５５】
更に、ラスタースキャンの軌跡３３が、図２（e）で示す状態５、及び図２（f）で示す状態６の場合には、夫々微小ミラー１の水平（H）方向における振動（振幅）の振幅を適宜増大させたり、減少させたりすることにより、図２（a）で示す状態１に制御すべく、ミラー駆動制御部７は、ミラー駆動部５に出力する振動（揺動）振幅の制御信号であるH
AMPを可変調整する。
【００５６】
なお、ミラー駆動制御部７は、上記振動（揺動）振幅の制御信号H AMPの可変調整に代えて、上記振動（揺動）周波数の制御信号であるH Freqを可変調整することにより、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（振幅）の振幅の増大／減少を図ることとしてもよい。微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅の増減を、H AMPの可変調整により行うか、H Freqの可変調整により行うかを問わず、これらの可変調整と同期して振動（揺動）位相の制御信号 V phasを可変調整することにより、上述した水平方向振動基準信号であるH startを生成することで、微小ミラー１の水平（H）方向における振動（揺動）の振幅を一定に制御し、且つ、該振幅に見合った光源９の駆動信号であるLD videoに基づくレーザ光が光源９から照射されることになる。
【００５７】
なお、図２（g）で示す状態７の場合は、図２（a）で示した状態１の場合と同様、ラスタースキャンの理想状態を示しており、図２（h）で示す状態８の場合は、垂直（V）方向における微小ミラー１の振動（揺動）の振幅が不足していることを示している。次に、図２（i）で示した状態９の場合は、垂直（V）方向における振動（揺動）の振幅が過大であることを示しており、図２（j）で示した状態１０の場合は、ラスタースキャンの軌跡３３が図の下方に向かうにつれて正弦波の周期が長くなることを示している。次に、図２（k）で示した状態１１の場合は、図２（j）で示した状態１０の場合とは逆に、ラスタースキャンの軌跡３３が図の下方に向かうにつれて正弦波の周期が短くなることを示している。
【００５８】
更に、図２（l）で示した状態１２の場合は、図２（f）で示した状態６に類似した状態と、図２（k）で示した状態１１とを組み合わせた状態を示しており、水平（H）方向にも、垂直（V）方向にも、微小ミラー１の振動（揺動）の振幅が変化することを示している。
【００５９】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、微小ミラー１の温度と、微小ミラー１が取り得る水平（H）方向の振動（揺動）の振幅との間に相関関係がある場合に、光源９からのレーザ光の発光量に基づいて微小ミラー１の温度を設定すると共に、微小ミラー１の温度が該温度設定値になるよう、H AMP、又は、H Freqを可変調整することで、ラスタースキャンの軌跡３３を、図２（a）で示した状態１になるよう制御し、それにより、元画像情報を、スクリーン上の表示領域に安定的に投影表示することができる。
【００６０】
上述した本発明の第１の実施形態では、微小ミラー１の温度に応じてミラー駆動制御部７により設定される微小ミラー１の駆動（揺動）条件（H AMP、H Freq、H phas、V AMP、V Freq、及びV phas等）の最適化を図ることとしたが、微小ミラー１を強制冷却することにより、微小ミラー１の温度を制御するようにして、微小ミラー１の駆動を安定化させてもよい。また、H AMPや、H Freqを可変調整せずに、Ld videoに基づくレーザビーム光の照射開始の位相を可変させることで、対応してもよい。
【００６１】
なお、V Freqを固定として、H Freqを可変調整するに際し、同期の乱れが生じるが、垂直（V）方向の振動（揺動）において、振動（揺動）方向が反転する間、水平（H）方向の振動（揺動）を停止させ、垂直（V）方向の振動（揺動）が開始する時点に同期して、再度水平（H）方向の振動を開始させることにより、垂直（V）方向の振動と、水平（H）方向の振動との同期を図るようにしてもよい。更には、H Freq、H AMP、H phasを可変調整するに際し、ラスタースキャンを行いながら、各々の画素を通過する時間が異なる場合には、各々の画素毎の積算光量が一定になるよう、光源９から出力されるレーザ光の強度を増減するようにしてもよい。
【００６２】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
【００６３】
図３で示す画像表示装置は、図１で示した構成から光量積算部１７、及び第１LUT保持部１９を除去すると共に、新たに温度検出部３５、検出温度値積算部３７、及び第２ルックアップテーブル保持部（以下では「第２LUT保持部」と表記する。）３９と、を付加した点で、図１で示した（本発明の第１の実施形態に係る）画像表示装置と相違する。その他の構成については、図１で示した構成と同一であるので、図３において、図１で示した物と同一物には同一符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。
【００６４】
図３において、温度検出部３５は、微小ミラー１の近傍に配置されており、微小ミラー１の温度を検出して、検出した温度値に応じた電気信号を検出温度値積算部３７に出力する。検出温度値積算部３７は、温度検出部３５から出力される温度検出信号を入力し、予め設定されている基準時間内における微小ミラー１の温度値の累積値データを求める。例えば、１秒間（基準時間内）に、６０フレーム分の画像情報を、ラスタースキャンによりスクリーン上に投影画像として再生するものとすれば、検出温度値積算部３７は、温度検出部３５から出力される各フレーム毎の検出温度値を、１秒が経過し、６０フレーム分のラスタースキャンが完了するまで積算する。
【００６５】
この検出温度値の積算データには、各々のフレームに含まれる画素毎の検出温度値の積算データが含まれている。検出温度値積算部３７は、上記検出温度値の積算データを得ると、該積算データのヒストグラムを生成し、そのヒストグラムを、第２LUT保持部３９に出力する。
【００６６】
第２LUT保持部３９は、所定の基準時間が経過する毎に検出温度値積算部３７から出力される上記積算データのヒストグラムを、蓄積する。第２LUT保持部３９に蓄積される上記基準時間毎の積算データのヒストグラムが、微小ミラー１における温度分布がどのようになっているか、や微小ミラー１の温度がどのように変化しているかを示す過去の履歴データとなる。第２LUT保持部３９は、ミラー駆動制御部７からのデータ読み出し要求に応じて、蓄積している上記過去の履歴データを、ミラー駆動制御部７に出力する。なお、ミラー駆動制御部７は、図１で示した本発明の第１の実施形態におけると同様の処理手順で、既述のような微小ミラー１の駆動（揺動）条件を設定する。
【００６７】
よって、本実施形態においても、微小ミラー１の振動（揺動）によるラスタースキャンの軌跡３３を、図２（a）で示すラスタースキャンの理想状態に近づけるよう、制御することが可能になる。
【００６８】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、微小ミラー１の温度変化を適確に把握することができると共に、検知した微小ミラー１の温度変化に適した駆動（揺動）条件を定めて、微小ミラー１を等振動周波数や等振動振幅量や等振動位相となる安定状態で駆動（揺動）させることが可能になる。
【００６９】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
【００７０】
図４で示す画像表示装置は、図１で示した構成に加えて、新たに、受光部材４１と、光／電変換素子４３と、状態検出部４５と、比較部４７と、を備える点で、図１で示した（本発明の第１の実施形態に係る）画像表示装置と相違する。その他の構成については、図１で示した構成と同一であるので、図４において、図１で示した物と同一物には同一符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。
【００７１】
図４において、受光部材４１は、ライン状の部材である。
受光部材４１は、微小ミラー１からの反射光が照射（投射）し得る領域の少なくとも一部であって、上記表示領域３１を遮らず、且つ、ラスタースキャンの軌跡３３が（図２（a）で示したような）理想状態にある場合の、水平（H）方向の振動（揺動）の一方の端の位置に、図４における軸tvに沿って配置される。なお、軸tvは、既述のように、微小ミラー１の垂直（V）方向における振動（振幅）の方向を示す。受光部材４１は、微小ミラー１からの反射光を受光すると共に、受光した反射光を特定方向に反射、若しくは屈折させる。受光部材４１については、更に詳述する。
【００７２】
光／電変換素子４３は、受光部材４１から反射、若しくは屈折された光を受光する位置に設置されている。光／電変換素子４３は、ラスタースキャンの軌跡３３において、上述した水平（H）方向の振動（揺動）が、図４で示すように受光部材４１の配置位置と交わるタイミングで、上記受光部材４１から反射、若しくは屈折された光を受光する。そして、該受光した光に起因した起電力を生じ、該起電力により所定の電気信号PD1を状態検出部４５に出力する。換言すれば、光／電変換素子４３は、上述した水平（H）方向の振動（揺動）が、受光部材４１と交わるタイミングで、間欠的に上記電気信号PD1を状態検出部４５に出力することになる。
【００７３】
状態検出部４５は、光／電変換素子４３からの電気信号PD1を入力して、該電気信号PD1に基づき、微小ミラー１の動作状態を検出する。即ち、状態検出部４５は、光／電変換素子４３から間欠的に出力される上記電気信号PD1の出力タイミングの間隔を計測することにより、微小ミラー１の動作状態を示す振動（揺動）周波数データ、振動（揺動）振幅データ、及び振動（揺動）位相データを取得する。状態検出部４５は、上記取得した振動（揺動）周波数データ、振動（揺動）振幅データ、及び振動（揺動）位相データを含む信号LD outを、比較部４７に出力する。
【００７４】
比較部４７は、状態検出部４５から出力される上記信号LD outと、アドレス生成部２３から出力される上述した信号LD Addressと、を入力する。既述のように、アドレス生成部２３から出力される信号LD Addressは、光源９である半導体レーザの駆動（ON／OFF）タイミングと、微小ミラー１の駆動タイミング、即ち、水平方向の振動（揺動）タイミング、垂直方向の振動（揺動）タイミングとを制御するのに必要な信号である。該信号LD Addressから、微小ミラー１の適正な駆動（揺動）条件であるH Freq、H AMP、及びH phasを把握することが可能である。
【００７５】
比較部４７は、上記信号LD outと、上記信号LD Addressとを比較し、該比較結果をミラー駆動制御部７に出力する。ミラー駆動制御部７は、比較部４７から出力される上記比較結果に基づいて、ミラー駆動部５に出力する、微小ミラー１の駆動（揺動）条件であるH Freq、H AMP、H phas、V AMP、V Freq、及びV phasを、再度可変調整する。
【００７６】
図５は、図４で示した受光部材４１の構成の一例を示す説明図である。
【００７７】
図５に示すように、受光部材４１は、全体として略直方体形状を呈する光ファイバによって構成されている。即ち、受光部材４１は、微小ミラー１からの反射光を受光する受光面が、平面で矩形状を呈していると共に、内部が光の透過・拡散体と、鏡面とのハーフミラー構造になっている。
【００７８】
なお、上述したラスタースキャンの軌跡３３が、受光部材４１を通ることで、状態検出部４５は、受光部材４１、及び光／電変換素子４３を通じて微小ミラー１の動作状態を示す振動（揺動）周波数データ、振動（揺動）振幅データ、及び振動（揺動）位相データとして、水平（H）方向の振動（揺動）状態を示すH Freq、H AMP、及びH phasに加えて、垂直（V）方向の振動（揺動）状態を示すV AMP、V Freq、及びV phasをも取得する。
【００７９】
以上説明したように、本発明の第３の実施形態によれば、微小ミラー１からの反射光（ラスタースキャンの軌跡）（３３）が、受光部材４１と交わるタイミングが、ミラー駆動制御部７において設定される適正な振動（揺動）周波数、適正な振動（揺動）振幅、及び適正な振動（揺動）位相になるよう、微小ミラー１の駆動（揺動）条件を可変調整することにより、微小ミラー１の温度に適した駆動（揺動）条件で、微小ミラー１を安定的に駆動（揺動）させることが可能になる。
【００８０】
また、上述したラスタースキャンの軌跡３３が、受光部材４１上で振動（揺動）方向を変更しながら受光部材４１の長尺方向に沿って移動する場合においても、状態検出部４５が、上記振動（揺動）方向の変更を、受光部材４１、及び光／電変換素子４３を通じて検出することができるから、ラスタースキャンの軌跡３３における振動（揺動）方向が変更され得る受光部材４１上の複数の位置に、夫々光／電変換素子４３を配置する必要がないので、部品コストの低減を図ることが容易である。
【００８１】
本発明の第３の実施形態では、受光部材４１が、微小ミラー１からの反射光が照射（投射）し得る領域の少なくとも一部に配置されるものとして説明したが、受光部材４１の配置の態様は、上記態様にのみ限定されるものでないのは勿論である。受光部材４１の配置箇所が表示領域３１外であったとしても、上記配置の態様におけると同等の検出結果が得られるような配置の態様で上記受光部材４１を配置するのであれば、問題はない。
【００８２】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
【００８３】
図６で示す画像表示装置は、図４で示した受光部材４１、及び光／電変換素子４３が、図４で示した配置位置に加えて、該配置位置と表示領域３１の中心線h2を中心として対称になる位置にも配置されており、状態検出部４５が、図６の左側の光／電変換素子４３から出力される電気信号PD1と、図６の右側の光／電変換素子４３から出力される電気信号PD2とに基づいて、微小ミラー１の動作状態を検出するようにした点で、図４で示した画像表示装置と構成が相違する。その他の構成については、図４で示した構成と同一であるので、図６において、図４で示した物と同一物には同一符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。
【００８４】
上記構成において、状態検出部４５は、光／電変換素子４３、４３から夫々間欠的に出力される上記２つの電気信号PD1、PD2の出力タイミングの間隔を計測すると共に、上記電気信号の出力の有無をも検出することにより、微小ミラー１の動作状態を示す振動（揺動）周波数データ、振動（揺動）振幅データ、及び振動（揺動）位相データを取得し、上記取得した振動（揺動）周波数データ、振動（揺動）振幅データ、及び振動（揺動）位相データを含む信号LD outを、比較部４７に出力する。比較部４７では、上記信号LD outと、上記信号LD Addressとを比較し、該比較結果をミラー駆動制御部７に出力する。以後の処理手順については、図４にて説明した内容と略同一であるので、説明を省略する。
【００８５】
図７は、図６で示した画像表示装置を構成する各部の動作を示すタイミングチャートである。
【００８６】
図７において、図7（a）は、ミラー駆動制御部７からアドレス生成部２３に出力される振動水平方向振動基準信号、即ち、H start信号の波形を、図７（b）は、アドレス生成部２３から比較部４７に出力されるレーザダイオードアドレス信号、即ち、LD Address信号の波形を、夫々示す。次に、図７（c）は、ミラー駆動部５からミラー駆動・保持機構３の水平（H）方向駆動・保持機構３aに出力されるH drive信号（即ち、微小ミラー１を水平（H）方向に駆動（揺動）するためのミラー駆動信号）の波形を示す。
【００８７】
次に、図７（d）は、ラスタースキャンの軌跡３３が、例えば図２（a）において状態１で示したような理想状態にあるときの微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）の波形を、図7（e）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態１であるときの一方の光／電変換素子４３から状態検出部４５に出力される電気信号PD1の波形を、夫々示す。次に、図7（f）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態１であるときの他方の光／電変換素子４３から状態検出部４５に出力される電気信号PD2の波形を、図7（g）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態１であるときの状態検出部４５から比較部４７に出力されるLD out信号の波形を、夫々示す。
【００８８】
次に、図7（h）は、ラスタースキャンの軌跡３３が、例えば図２（b）で示す状態２であるときの微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）の波形を、図７（i）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態２であるときの一方の光／電変換素子４３から状態検出部４５に出力される電気信号PD1の波形を、夫々示す。次に、図７（j）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態２であるときの他方の光／電変換素子４３から状態検出部４５に出力される電気信号PD2の波形を、図７（k）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態２であるときの状態検出部４５から比較部４７に出力されるLD out信号の波形を、夫々示す。
【００８９】
次に、図7（l）は、ラスタースキャンの軌跡３３が、例えば図２（c）で示す状態３であるときの微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）の波形を、図7（m）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態３であるときの一方の光／電変換素子４３から状態検出部４５に出力される電気信号PD1の波形を、夫々示す。次に、図7（n）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態３であるときの他方の光／電変換素子４３から状態検出部４５に出力される電気信号PD2の波形を、図7（o）は、ラスタースキャンの軌跡３３が状態３であるときの状態検出部４５から比較部４７に出力されるLD out信号の波形を、夫々示す。
【００９０】
図７に示すように、H start信号は、ラスタースキャンの軌跡３３の水平（H）方向の振動（揺動）が、表示領域３１の一方の端部に到達した時間を示すh0と、表示領域３１の他方の端部に到達した時間を示すh4とにおいて、夫々１発ずつミラー駆動制御部７からアドレス生成部２３に出力される。換言すれば、H start信号は、ラスタースキャンの軌跡３３の水平（H）方向の振動（揺動）の半周期毎に、ミラー駆動制御部７からアドレス生成部２３に出力される。図７では、H start 信号の立ち上がりから次のH start 信号の立ち上がりまでの時間を1Hで表している。
【００９１】
LD Address信号は、H start 信号の立ち上がりから一定の時間遅れを経て立ち上がる。図７において、第１発目のLD Address 信号が立ち上がるのは、第１発目のH start 信号が立ち上がる時間h4で示される位置から後の、時間h3で示される位置である。この第１発目のLD Address信号が立ち下がるのは、時間h3から後の時間h1で示される位置である。次に、第２発目のLD Address 信号が立ち上がるのは、第２発目のH start 信号が立ち上がる時間h0で示される位置から後の、時間h1で示される位置であり、この第２発目のLD Address信号が立ち下がるのは、時間h1から後の時間h3で示される位置である。次に、第３発目のLD Address 信号が立ち上がるのは、第３発目のH start 信号が立ち上がる時間h4で示される位置から後の、時間h3で示される位置であり、この第３発目のLD Address信号が立ち下がるのは、時間h3から後の時間h1で示される位置である。
【００９２】
次に、第４発目のLD Address 信号が立ち上がるのは、第４発目のH start 信号が立ち上がる時間h0で示される位置から後の、時間h1で示される位置であり、この第４発目のLD Address信号が立ち下がるのは、時間h1から後の時間h3で示される位置である。更に、第５発目のLD Address 信号が立ち上がるのは、第５発目のH start 信号が立ち上がる時間h4で示される位置から後の、時間h3で示される位置である。H drive信号は、第１発目のH start信号の立ち上がりから第３発目のH start信号の立ち上がりまでの間、第３発目のH start信号の立ち上がりから第５発目のH start信号の立ち上がりまでの間を、夫々１周期とする正弦波の信号である。
【００９３】
図７（d）で示す微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）の波形は、図から明らかなように、H drive信号と同様に正弦波で示され、その周期も、H drive信号の周期と略同一である。上記水平（H）方向の振動（揺動）の波形は、時間h2から時間h4までの分、H drive信号と位相がずれている。図７（e）において、第１発目のPD1信号は、第１発目のLD Address信号が立ち下がる時間h1で立ち上がり、第２発目のPD1信号は、第２発目のLD Address信号が立ち上がる時間h1で立ち下がる。第３発目のPD1信号は、第３発目のLD Address信号が立ち下がる時間h1で立ち上がり、第４発目のPD1信号は、第４発目のLD Address信号が立ち上がる時間h1で立ち下がる。
【００９４】
図７（f）において、第１発目のPD2信号は、第１発目のLD Address信号が立ち上がる時間h3で立ち下がり、第２発目のPD2信号は、第２発目のLD Address信号が立ち下がる時間h3で立ち上がる。第３発目のPD2信号は、第３発目のLD Address信号が立ち上がる時間h3でたち下がり、第４発目のPD2信号は、第４発目のLD Address信号が立ち下がる時間h3で立ち上がる。第５発目のPD2信号は、第５発目のLD Address信号が立ち上がる時間h3で立ち下がる。図7（g）において、第１発目のLD out信号は、第１発目のLD Address信号と、第２発目のLD out信号は、第２発目のLD Address信号と、第３発目のLD out信号は、第３発目のLD Address信号と、第４発目のLD out信号は、第４発目のLD Address信号と、第５発目のLD out信号は、第５発目のLD Address信号と、夫々同期している。
【００９５】
図７（h）で示す微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）の波形も、図７（d）で示す微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）の波形と同様、正弦波であるが、振幅の最大値が、図７（d）で示した振動（揺動）の波形のそれよりも、やや小さくなっている。位相については、図７（d）で示した振動（揺動）の波形のそれと略同一である。PD1信号については、何れも時間h0で立ち下がるようになっており、また、PD2信号については、何れも時間h4で立ち下がるようになっている。更に、LD out信号については、第１発目、第３発目、第５発目のLD out信号が、夫々時間h4で立ち上がり、時間h0で立ち下がるようになっており、また、第２発目、第４発目のLD out信号が、夫々時間h4で立ち上がり、時間h0で立ち下がるようになっている。
【００９６】
図７（l）で示す微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）の波形も、図７（d）、図７（h）で示す微小ミラー１の水平（H）方向の振動（揺動）の波形と同様、正弦波であるが、振幅の最大値が、図７（d）で示した振動（揺動）の波形のそれよりも、相当に小さくなっている。位相については、図７（d）、図７（h）で示した振動（揺動）の波形のそれと略同一である。PD1信号、PD2信号、及びLD out信号については、何れも出力されていない。
【００９７】
以上説明したように、本発明の第４の実施形態によれば、上述した本発明の第３の実施形態におけるよりも、より一層適正な振動（揺動）周波数、適正な振動（揺動）振幅、及び適正な振動（揺動）位相になるよう、微小ミラー１の駆動（揺動）条件を可変調整することが可能になり、それにより、より精度の高い、微小ミラー１の駆動（揺動）条件を設定して、微小ミラー１を安定的に駆動（揺動）させることが可能になる。
【００９８】
図８は、本発明の第５の実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
【００９９】
図８で示す画像表示装置は、光源、及びビーム光生成レンズが、図４において符号９で示した光源、及び符号１１で示したビーム光生成レンズに加えて、符号５７で示した光源、及び符号５９で示したビーム光生成レンズ、符号６１で示した光源、及び符号６３で示したビーム光生成レンズが備えられている点で、図４で示した画像表示装置と構成が相違する。図８では、光源９が青色（B）のレーザ光を照射するための光源として、ビーム光生成レンズ１１が光源９から照射された青色のレーザ光を受けて、青色のレーザビーム光を生成し、該青色のレーザビーム光を微小ミラー１に向けて出射するビーム光生成レンズとして用いられる。また、光源５７は緑色（G）のレーザ光を照射するための光源として、ビーム光生成レンズ５９は光源５７から照射された緑色のレーザ光を受けて、緑色のレーザビーム光を生成し、該緑色のレーザビーム光を微小ミラー１に向けて出射するビーム光生成レンズとして用いられる。更に、光源６１は赤色（R）のレーザ光を照射するための光源として、ビーム光生成レンズ６３は光源６１から照射された赤色のレーザ光を受けて、赤色のレーザビーム光を生成し、該赤色のレーザビーム光を微小ミラー１に向けて出射するビーム光生成レンズとして用いられる。
【０１００】
また、図８で示す画像表示装置では、上記３つの光源９、５７、６１に夫々対応させて、３つの映像信号変換部、即ち、R（赤色）映像信号変換部５１、G（緑色）映像信号変換部５３、及びB（青色）映像信号変換部５５が備えられている。これらの映像信号変換部５１，５３、５５は、何れも構成が同一であり、図４で示した光源駆動制御部１３、光源駆動部１５、光量積算部１７、及び第１LUT保持部１９を含む。これら各部については、既に詳述しているので、重複する説明を省略する。図７では、R映像信号変換部５１が、光源６１（赤色のレーザ光を照射する）の駆動を、G映像信号変換部５３が、光源５７（緑色のレーザ光を照射する）の駆動を、B映像信号変換部５５が、光源９（青色のレーザ光を照射する）の駆動を、夫々制御する。なお、上記以外の構成については、図４で示した構成と同一であるので、図８において、図４で示した物と同一物には同一符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。
【０１０１】
上記構成において、R映像信号変換部５１は、アドレス生成部２３からのLD Addressと、RAM２１からのLD videoの一種であるR videoとを夫々入力する。該R videoは、赤色（R）映像信号に係わる明／暗情報（赤色（R）映像信号に係わる画素毎の明るさを示す情報）を含んでいる。R映像信号変換部５１は、LD addressに見合った増幅率を求め、その求めた増幅率で該R videoを増幅することによって、光源６１を駆動するための信号であるLD AMPを生成すると共に、該生成したLD AMPで、光源６１を駆動する。これにより、光源６１から照射される赤色のレーザ光の光量が変調される。G映像信号変換部５３も、R映像信号変換部５１におけると同様に、アドレス生成部２３からのLD Addressと、RAM２１からのG videoとを夫々入力する。該G videoは、緑色（G）映像信号に係わる明／暗情報（緑色（G）映像信号に係わる画素毎の明るさを示す情報）を含んでいる。G映像信号変換部５３は、LD addressに見合った増幅率を求め、その求めた増幅率で該G videoを増幅することによって、光源５７を駆動するための信号であるLD AMPを生成すると共に、該生成したLD AMPで、光源５７を駆動する。これにより、光源５７から照射される緑色のレーザ光の光量が変調される。B映像信号変換部５５も、G映像信号変換部５３やR映像信号変換部５１におけると同様に、アドレス生成部２３からのLD Addressと、RAM２１からのB videoとを夫々入力する。該B videoは、青色（B）映像信号に係わる明／暗情報（青色（B）映像信号に係わる画素毎の明るさを示す情報）を含んでいる。B映像信号変換部５５は、LD addressに見合った増幅率を求め、その求めた増幅率で該B videoを増幅することによって、光源９を駆動するための信号であるLD AMPを生成すると共に、該生成したLD AMPで、光源９を駆動する。これにより、光源９から照射される青色のレーザ光の光量が変調される。
【０１０２】
R映像信号変換部５１、G映像信号変換部５３、B映像信号変換部５５は、夫々上記処理動作と並行して、微小ミラー１における温度分布がどのようになっているか、や微小ミラー１の温度がどのように変化しているかを示す過去の履歴データとなる、基準時間単位での発光量のヒストグラムを夫々生成し、蓄積する。そして、ミラー駆動制御部７からのデータ読み出し要求に応じて、蓄積している上記過去の履歴データを、ミラー駆動制御部７に出力する。ミラー駆動制御部７は、上記履歴データに基づき、現時点での微小ミラー１の温度がどのようになっているかを推定し、その推定した微小ミラー１の温度を、現時点での微小ミラー１の温度P tempとする。以下の処理手順については、既述のとおりである。
【０１０３】
図９は、図８で示したR映像信号変換部５１、G映像信号変換部５３、及びB映像信号変換部５５に夫々含まれる光源駆動部１５（図１、図３、図４、及び図６で示した）の内部構成を示す機能ブロック図である。
【０１０４】
上記光源駆動部１５は、図９に示すように、４個のPWM（パルス幅変調）回路６７、６９，７１、７３と、４個のパルス増幅回路７５、７７、７９、８１と、加算器８３と、を備える。PWM回路６７、６９、７１、７３の入力側は、各々（図１、図３、図４、及び図６で示した）光源駆動制御部１３の出力端子６５に接続されている。即ち、４個のPWM回路６７、６９，７１、７３は、何れも、光源駆動制御部１３の出力端子６５に対し、並列接続されている。パルス増幅回路７５は、PWM回路６７の出力側に、パルス増幅回路７７は、PWM回路６９の出力側に、パルス増幅回路７９は、PWM回路７１の出力側に、パルス増幅回路８１は、PWM回路７３の出力側に、夫々接続されている。加算器８３の入力側は、パルス増幅回路７５、７７、７９、８１の出力側に接続されている。
【０１０５】
PWM回路６７、６９、７１、７３は、出力端子６５を通じて光源駆動制御部１３から出力される８ビット分の信号LD AMPを、夫々２ビット分ずつ入力し、入力した２ビット分の信号が示す元画像データの各画素毎の明／暗情報に基づき、上記入力した２ビット分の信号に対し、パルス幅変調を施す。（即ち、表示領域３１に表示されるべき画像データ中の１画素が表示される時間を示す上記入力した信号LD AMP（パルス信号）のON時間幅（即ち、光源（９、５７，６１）の発光時間幅）を可変調整する。）これにより、既述の表示領域３１に、各画素毎に２５６階調の範囲内で明るさがランク付けされた元画像データの投影画像が、表示されることになる。
【０１０６】
パルス増幅回路７５、７７、７９、８１は、夫々対応するPWM回路６７、６９、７１、７３から出力されるON時間幅が可変調整された後の２ビット分の信号（パルス信号）を入力し、それら２ビット分の(パルス)信号のON時間幅の波形を（パルス）増幅する。そして、該（パルス）増幅した後の信号を、夫々加算器８３に出力する。
【０１０７】
加算器８３は、パルス増幅回路７５、７７、７９、８１から夫々出力されるパルス増幅が施された後の（パルス）信号を加算する。これにより、元画像データ中の或る画素についての２５６階調中の特定の１階調を示す光源駆動信号が生成される。加算器８３は、該生成された光源駆動信号を、光源（９、５７、６１）に出力する。
【０１０８】
以上説明したように、本発明の第５の実施形態によれば、投影画像の高輝度化を図るために光源からの出力エネルギー（即ち、光源からの発光量）を増大させたとしても、ミラー駆動・保持機構３による微小ミラー１の水平（H）方向、及び垂直（V）方向への揺動に対し、表示領域３１上に投影画像を表示するための光源（９、５７、６１）からのレーザ光の照射時期を精度良く同期させることが可能になり、それによって微小ミラー１の構造に弊害が生じるのを防止でき、微小ミラー１の駆動（揺動）条件に悪影響が及ぶのを防止でき、且つ、安定的な画像表示が可能になった。
【０１０９】
また、光／電変換素子４３から間欠的に出力される電気信号PD1に基づき、微小ミラー１が水平（H）方向、及び垂直（V）方向に揺動する毎に、表示領域３１上に投影画像の表示が開始されてから表示が終了するまでの時間に対応する表示領域３１上の位置を決めることで、微小ミラー１の揺動の幅が変動する状態にあっても、表示領域３１における投影画像の表示位置を固定することが容易であり、安定した状態で元画像データの再現が可能になる。
【０１１０】
また、微小ミラー１を水平（H）方向、及び垂直（V）方向に揺動させた状態で、元画像データを表示領域３１に表示するに際し、光源（９、５７、６１）から照射されるレーザ光の強度をステップ状に調整することが可能であり、精度の良い明／暗階調表示の実現が可能である。また、複数のパルス増幅回路（７５、７７、７９、８１）から夫々出力される信号を加算器８３において加算することで、回路動作の処理速度を上げること無く、元画像データを構成する各画素の明／暗の度合をより細かく表現するために、階調数の増大を図ることも容易になる。更に、微小ミラー１の揺動方向において互いに隣接する画素同士の間でのレーザビーム光の重なりを、各階調毎に決めることで、各々の画素の精細度（画素の広がり）の制御も容易に行える。
【０１１１】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  MEMS共振ミラー（微小ミラー）
３  ミラー駆動・保持機構
３a  水平（H）方向駆動・保持機構
３b  垂直（V）方向駆動・保持機構
５  ミラー駆動部
７  ミラー駆動制御部
９  光源
１１  ビーム光生成レンズ
１３  光源駆動制御部
１５  光源駆動部
１７  光量積算部
１９  第１ルックアップテーブル保持部（第１LUT保持部）
２１  RAM
２３  アドレス生成部
２５  第１入力端子
２７  第２入力端子
２９  第３入力端子
３１  表示領域
３３  ラスタースキャンの軌跡
３５  温度検出部
３７  検出温度値積算部
３９  第２ルックアップテーブル保持部（第２LUT保持部）
４１  受光部材
４３  光／電変換素子
４５  状態検出部
４７  比較部
【図１】
2013041289.tif 000003
【図２】
2013041289.tif 000004
【図３】
2013041289.tif 000005
【図４】
2013041289.tif 000006
【図５】
2013041289.tif 000007
【図６】
2013041289.tif 000008
【図７】
2013041289.tif 000009
【図８】
2013041289.tif 000010
【図９】
2013041289.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月12日(2012.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射された光を受けて所定方向へ反射させることにより、被投影物体に画像情報を表示する反射鏡と、
前記反射鏡を所定方向に往復振動させる反射鏡振動機構と、
前記反射鏡を介して前記被投影物体へ入射する光を検知したとき、所定の電気信号を出力する光検知部と、
前記光検知部から出力される電気信号に基づき、前記反射鏡の振動状態を把握する振動状態把握部と、
前記振動状態把握部により把握された前記反射鏡の振動状態に基づき、前記反射鏡の振動状態が所望の振動状態になるように前記反射鏡振動機構を制御する制御部と、
を備える画像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記振動状態把握部が、前記光検知部からの電気信号の出力間隔を計測することにより得られる前記反射鏡の振動の振幅、振動の周波数、及び振動の位相を把握するようにした画像表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記光検知部が、前記被投影物体における適宜な箇所に配置された、入射した光を所定方向に伝送する光伝送部材と、前記光伝送部材により伝送される光を入力して、所定の電気信号を出力する光／電変換素子と、を含む画像表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像表示装置において、
前記光検知部が、前記被投影物体における適宜な複数の箇所に夫々配置されている画像表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像表示装置において、
前記光源が、前記反射鏡に向けて赤色光を照射する赤色光源と、前記反射鏡に向けて緑色光を照射する緑色光源と、前記反射鏡に向けて青色光を照射する青色光源と、
を含む画像表示装置。
【請求項６】
光走査により画像情報を表示する画像表示装置であって、
水平方向及び垂直方向に揺動して、画像情報に対応する光を反射する反射鏡と、
前記反射鏡の反射光が投射される領域のうち、有効な画像情報の表示領域以外の領域の反射光を受光し、当該受光のタイミングで電気信号を出力する光検知部と、
前記光検知部から受信した電気信号と、前記画像情報の表示同期信号とから、前記反射鏡の揺動状態を制御する振動制御部と、
を備える画像表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像表示装置において、
前記光検知部は、ライン状の部材である受光部材を有し、
前記受光部材は、前記反射鏡の水平方向の揺動による反射光であって、画像情報の表示領域外の水平方向の一端部の領域の反射光を受光する画像表示装置。
【請求項８】
請求項６記載の画像表示装置において、
前記振動制御部は、前記光検知部から受信した電気信号に基づき、前記反射鏡の水平方向の揺動周波数データ、揺動振幅データ及び揺動位相データと、前記反射鏡の垂直方向の揺動周波数データ、揺動振幅データ及び揺動位相データと、を取得する画像表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像表示装置において、
前記振動制御部は、取得した前記反射鏡の水平方向及び垂直方向それぞれの揺動周波数データ、揺動振幅データ及び揺動位相データと、前記画像情報の表示同期信号とに応じて、前記反射鏡の揺動状態を制御する、画像表示装置。
【請求項１０】
光走査により画像情報を表示する画像表示装置であって、
水平方向及び垂直方向に揺動して、画像情報に対応する光を反射する反射鏡と、
前記反射鏡の反射光が照射される領域のうち、有効な画像情報の表示領域以外の水平方向の一端部の領域の反射光を受光し、当該受光のタイミングで第１の電気信号を出力する第１の光検知部と、
前記反射鏡の反射光が照射される領域のうち、有効な画像情報の表示領域以外の水平方向の他端部の領域の反射光を受光し、当該受光のタイミングで第２の電気信号を出力する第２の光検知部と、
前記第１の光検知部から受信した前記第１の電気信号と、前記第２の光検知部から受信した前記第２の電気信号と、前記画像情報の表示同期信号と、から前記反射鏡の揺動状態を制御する振動制御部と、
を備え、
前記第１の光検知部は、前記反射鏡の水平方向の揺動による反射光であって画像情報の表示領域外の水平方向の一端部の領域の反射光を受光する、ライン状の部材である第１の受光部材を有し、
前記第２の光検知部は、前記反射鏡の水平方向の揺動による反射光であって画像情報の表示領域外の水平方向の他端部の領域の反射光を受光する、ライン状の部材である第２の受光部材を有する画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像表示装置において、
前記振動制御部は、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記反射鏡の水平方向の揺動周波数データ、揺動振幅データ及び揺動位相データと、前記反射鏡の垂直方向の揺動周波数データ、揺動振幅データ及び揺動位相データと、を取得する画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像表示装置において、
前記振動制御部は、取得した前記反射鏡の水平方向及び垂直方向それぞれの揺動周波数データ、揺動振幅データ及び揺動位相データと、前記画像情報の表示同期信号と、に応じて、前記反射鏡の揺動状態を制御する画像表示装置。