(57)【要約】【課題】スキャナミラーの駆動周波数を容易に検出する。【解決手段】レーザプロジェクタを構成する光学システム１００が備えるスキャナミラー１２０は、空孔部２３０と、受光素子１２２とを含む。空孔部２３０は、スキャナミラー１２０の受光面２１０から背面２２０まで貫通するように、走査軸２４０の近傍に形成されている。受光素子１２２は、スキャナミラー１２０の背面側に配置されており、空孔部２３０を透過したレーザ光を受けて、受光量に応じた信号をＣＰＵに送出する。【選択図】図２
2009210891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示装置であって、
映像を投影する光を発するように構成された光源と、
前記光源によって発せられた光を反射するように構成された反射部とを備え、空孔部が、前記反射部の受光面から前記受光面の背面まで貫通するように形成されており、
前記反射部を走査駆動するように構成された駆動手段と、
受光素子とを備え、前記受光素子は、前記背面を透過した光を受けるように配置されており、
前記受光素子からの出力に基づいて、前記反射部の走査運動を制御する制御手段とを備える、映像表示装置。
【請求項２】
前記空孔部は、前記光源によって発せられた光の一部を前記受光面から前記背面まで透過するように形成されている、請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記空孔部は、前記受光面に垂直に形成されている、請求項１または請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記反射部が駆動する周波数として予め規定された基準周波数と、前記検出手段によって検出された駆動周波数とに基づいて、前記反射部の駆動のばらつきの有無を検知する検知手段をさらに備える、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記反射部の駆動のばらつきが検知されたときに前記反射部の駆動周波数を前記基準周波数にフィードバック補正するための補正手段をさらに備える、請求項４に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記反射部と前記受光素子との間に配置された絞り部をさらに備え、
前記絞り部には、空孔部が形成されており、
前記絞り部の空孔部は、前記反射部が前記基準周波数で回転駆動している場合に前記反射部の空孔部を透過した光を通すように、形成されている、請求項４または請求項５に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像表示装置に関し、特に、レーザ光で映像を投影する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像表示装置の一態様であるレーザプロジェクタは、レーザ光を投影するために、スキャナミラーを駆動する。スキャナミラー自身の固有振動数と、振動源の周波数とが一致すると、共振によって大きな回転角が得られる。スキャナミラーの共振周波数は、たとえば、レーザプロジェクタを構成する要素の個体差に起因する製造ばらつき、温度その他の動作環境の変化によって、変化することがある。そのため、共振周波数を一定に維持することが困難である。
【０００３】
たとえば、特開２００７−０２５６０８号公報（特許文献１）は、光スキャナの共振周波数を調整する技術を開示している。当該技術によると、「入射した光を反射する反射ミラーと、この反射ミラーの一側に連結された第１の梁部と、前記反射ミラーの他側に連結された第２の梁部と、第１の梁部を弾性変形させる第１の圧電素子部と、前記反射ミラーを揺動させるための交流電圧を第１の圧電素子部に印加する電源部と、を有する共振型光スキャナを備えた光走査装置において、前記電源部により、第１の圧電素子部に対して直流電圧成分を加えて、第１の梁部と第２の梁部に張力を生じさせる。」というものである（［要約］参照）。
【０００４】
特開２００５−２４１４８２号公報（特許文献２）は、「検出手段をアクチュエータ（偏光手段）とは別体にして、偏光手段の動作を観察する検出方法」を開示している（［要約］参照）。
【０００５】
特開２００１−２４２４０９号公報（特許文献３）は、「反射面の角度をモニタリングできる」光共振型スキャナを開示している。当該光スキャナは、「光源から照射されたレーザ光１０９をミラー１０１で反射させて所定対象物に照射し、ミラー１０１を揺動させることにより対象物に照射された光を所定方向に走査する共振型光スキャナ」であって、「ミラー１０１の一部にピンホール１０８を形成すると共に、ミラー１０１の裏面側に光ラインセンサ１０７を配置し、レーザ光１０９の一部がピンホール１０８を通じて光ラインセンサ１０７に導かれるようにする。このような構成により、光ラインセンサ１０７から出力される電気信号を計測することで、ミラー１０１の角度を直接的にモニタリングすることができる。」というものである（［要約］参照）。
【０００６】
特開平０７−１２８６０２号公報（特許文献４）は、「光スキャナによる光ビームの走査位置を正確に求める方法、特に、駆動周波数と共振周波数とがずれている場合でも光ビームの走査位置を正確に求める方法」を開示している（段落０００６）。
【特許文献１】特開２００７−０２５６０８号公報
【特許文献２】特開２００５−２４１４８２号公報
【特許文献３】特開２００１−２４２４０９号公報
【特許文献４】特開平０７−１２８６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、製造時のばらつきに起因する共振周波数の個体差の発生を防止できる映像表示装置を提供することである。
【０００８】
他の目的は、使用時に共振周波数のばらつきを抑制できる映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従う映像表示装置は、映像を投影する光を発するように構成された光源と、光源によって発せられた光を反射するように構成された反射部とを備える。空孔部は、反射部の受光面から受光面の背面まで貫通するように形成されている。映像表示装置は、反射部を走査駆動するように構成された駆動手段と、受光素子とを備える。受光素子は、背面を透過した光を受けるように配置されている。映像表示装置は、受光素子からの出力に基づいて、反射部の走査運動を制御する制御手段を備える。
【００１０】
好ましくは、空孔部は、光源によって発せられた光の一部を受光面から背面まで透過するように形成されている。
【００１１】
好ましくは、空孔部は、受光面に垂直に形成されている。
好ましくは、映像表示装置は、反射部が駆動する周波数として予め規定された基準周波数と、検出手段によって検出された駆動周波数とに基づいて、反射部の駆動のばらつきの有無を検知する検知手段をさらに備える。
【００１２】
好ましくは、映像表示装置は、反射部の駆動のばらつきが検知されたときに反射部の駆動周波数を基準周波数にフィードバック補正するための補正手段をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、映像表示装置は、反射部と受光素子との間に配置された絞り部をさらに備える。絞り部には、空孔部が形成されている。絞り部の空孔部は、反射部が基準周波数で回転駆動している場合に反射部の空孔部を透過した光を通すように、形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のある局面に従う映像表示装置によると、製造時のばらつきに起因する共振周波数の個体差の発生を防止することができる。他の局面に従う映像表示装置によると、使用時に共振周波数のばらつきを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１６】
［ハードウェア構成］
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る画像表示装置について説明する。図１は、画像表示装置の一態様であるレーザプロジェクタ１０の構成を表わすブロック図である。レーザプロジェクタ１０は、光学システム１００と、システムコントローラ１５０と、Ｘドライバ１３０と、Ｙドライバ１３２とを備える。
【００１７】
光学システム１００は、赤青レーザ１１０と、緑レーザ１１２と、偏光ビームスプリッタ１１４と、コリメートレンズ１１６と、１１８と、スキャナミラー１２０と、レーザ１２１と、受光素子１２２とを備える。スキャナミラー１２０には、後述するように、空孔部が形成されている。システムコントローラ１５０は、駆動周波数コントローラ１５４と、レーザコントローラ１５６と、メモリ１５８と、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１６０とを備える。
【００１８】
赤青レーザ１１０によって送出された各色のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１１４によって反射されコリメートレンズ１１６に入射する。緑レーザ１１２によって送出されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１１４を透過して、コリメートレンズ１１６に入射する。
【００１９】
スキャナミラー１２０は、コリメートレンズ１１６を透過した各色のレーザ光を、予め定められた投影方向に向けて反射する。スキャナミラー１２０は、Ｘドライバ１３０およびＹドライバ１３２によって水平方向および垂直方向に駆動される。
【００２０】
システムコントローラ１５０において、ＣＰＵ１６０は、受光素子１２２からの出力に基づいて作動するように構成されている。より詳しくは、ＣＰＵ１６０は、受光素子１２２の出力をデジタル信号として受け、レーザコントローラ１５６と、駆動周波数コントローラ１５４とを制御する。ＣＰＵ１６０は、受光素子１２２からの出力に基づいて算出したスキャナミラー１２０の動作情報（振れ角、走査周期等）をメモリ１５８に格納する。メモリ１５８は、たとえば、フラッシュメモリのような不揮発メモリとして実現される。
【００２１】
また、ＣＰＵ１６０は、受光素子１２２からの出力に基づいて、レーザコントローラ１５６または駆動周波数コントローラ１５４をフィードバック制御する。メモリ１５８は、レーザプロジェクタ１０の定格の動作情報を格納している。この動作情報は、レーザプロジェクタ１０の設計情報に基づいて定まる。ＣＰＵ１６０は、この動作情報と、受光素子１２２からの出力に基づく現実の動作情報との差異を算出し、その差異を「０」にするために補正した出力信号を、駆動周波数コントローラ１５４に与える。出力の補正のための情報は、レーザプロジェクタ１０の動特性に基づいて予めメモリ１５８に格納されている。
【００２２】
レーザコントローラ１５６は、ＣＰＵ１６０からの出力に基づいて、または、レーザパワー検出器１１８からの出力に基づいて、赤青レーザ１１０と緑レーザ１１２とレーザ１２１とを制御するように構成されている。また、レーザコントローラ１５６は、レーザパワー検出器１１８からの出力をＣＰＵ１６０に送出する。
【００２３】
駆動周波数コントローラ１５４は、ＣＰＵ１６０からの出力に基づいて、ＸＹドライバ１３０を制御するように構成されている。より詳しくは、駆動周波数コントローラ１５４は、ＣＰＵ１６０からの指令に応じてスキャナミラー１２０を水平方向または垂直方向に駆動するように、当該水平方向への駆動を規定する周波数を有する信号（以下「水平駆動信号」ともいう。）と、当該垂直方向の駆動を規定する周波数を有する信号（以下「垂直駆動信号」ともいう。）とを、Ｘドライバ１３０およびＹドライバ１３２に与える。Ｘドライバ１３０は、水平駆動信号に基づいて、スキャナミラー１２０を水平方向に駆動する。Ｙドライバ１３２は、垂直駆動信号に基づいて、スキャナミラー１２０を垂直方向に駆動する。
【００２４】
受光素子１２２は、スキャナミラー１２０の空孔部を透過したレーザ光を受けて、受光量および位置に応じた信号を出力する。その信号はデジタル信号に変換され、ＣＰＵ１６０に送出される。ＣＰＵ１６０は、デジタル信号に基づいて、スキャナミラー１２０の振れ角および走査運動の周期を算出し、その算出結果に応じて、レーザコントローラ１５６あるいは駆動周波数コントローラ１５４を制御する。
【００２５】
スキャナミラー１２０を回転駆動するための垂直駆動周波数と水平駆動周波数とは、スキャナミラー１２０の大きさ、投影方向、Ｘドライバ１３０またはＹドライバ１３２の挙動特性に基づいて、予め規定されている。ある局面において、垂直駆動周波数と水平駆動周波数とは、メモリ１５８に格納されている。
【００２６】
図２を参照して、本実施の形態に係る光学システム１００の構成についてさらに説明する。図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、スキャナミラー１２０と受光素子１２２との配置を表わす図である。
【００２７】
図２（Ａ）を参照して、スキャナミラー１２０には、レーザ光の受光面２１０からスキャナミラー１２０の背面２２０まで、空孔部２３０が形成されている。スキャナミラー１２０は、走査軸２４０によって走査駆動される。走査軸２４０は、スキャナミラー１２０を水平方向および垂直方向に駆動する。
【００２８】
空孔部２３０は、赤青レーザ１１０および緑レーザ１１２によって送出されたレーザ光を、スキャナミラー１２０が予め規定された駆動周波数で回転駆動しているときに透過する。空孔部２３０を透過したレーザ光は、受光素子１２２に乗って受光される。受光素子１２２からの出力は、ＣＰＵ１６０に送出される。
【００２９】
図２（Ｂ）を参照して、スキャナミラー１２０が、予め規定された駆動周波数で駆動しない場合、空孔部２３０の開口面積と、スキャナミラー１２０の厚み（空孔部２３０の深さに相当）との関係によって、レーザ光は空孔部２３０を貫通しなくなる。この場合、受光素子１２２は、スキャナミラー１２０を透過したレーザ光を検知することができない。
【００３０】
ある局面において、空孔部２３０は、受光面２１０に垂直に形成されている。スキャナミラー１２０に形成される空孔部の数は、１つでも複数でもよい。また、空孔部２３０が設けられる位置は、特に限られず、スキャナミラー１２０の回転中心以外であればよい。なお、空孔部２３０の設けられる位置は、たとえば、スキャナミラー１２０の回転角（走査角）、スキャナミラー１２０の厚み、スキャナミラー１２０と受光素子１２２との間の距離等に基づいて定められる。
【００３１】
［機能構成］
図３を参照して、本実施の形態に係るレーザプロジェクタ１０の構成について説明する。図３は、レーザプロジェクタ１０によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。レーザプロジェクタ１０は、発光制御部３１０と、発光部３２０と、反射部３３０と、投影部３４０と、受光部３５０と、周波数検出部３６０と、ばらつき検知部３６２と、補正量算出部３６４と、駆動制御部３７０と、駆動部３８０と、記憶部３９０とを備える。周波数検出部３６０とばらつき検知部３６２と補正量算出部３６４とは、たとえば、ＣＰＵ１６０によって実現される。このような場合、ＣＰＵ１６０は、前述の機能に加えて、レーザプロジェクタ１０の動作を制御するための命令を、レーザプロジェクタ１０のハードウェアに与える。
【００３２】
発光制御部３１０は、ＣＰＵ１６０からの出力に基づいて作動するように構成されている。発光制御部３１０は、たとえばレーザコントローラ１５６として実現される。
【００３３】
発光部３２０は、発光制御部３１０からの出力に基づいて作動するように構成されている。発光部３２０は、たとえば、赤青レーザ１１０と緑レーザ１１２とによって実現される。
【００３４】
反射部３３０は、発光部３２０によって発せられるレーザ光を反射するように構成されている。反射部３３０は、さらに、駆動部３８０からの出力に基づいて作動するように構成されている。反射部３３０は、たとえば、スキャナミラーとして実現される。反射部３３０は、駆動部３８０によって送られる駆動信号に基づいて走査駆動し、レーザ光を左右および上下に走査投影する。反射部３３０によって反射されるレーザ光は、投影部３４０に送られる。
【００３５】
投影部３４０は、反射部３３０から送られたレーザ光を、レーザプロジェクタ１０の外部に出射する。当該レーザ光は、レーザプロジェクタ１０の前面に設けられたスクリーン（図示しない）、壁（図示しない）等に像を構成する。投影部３４０は、たとえば、絞りおよびレンズ（図示しない）などによって構成される。
【００３６】
受光部３５０は、反射部３３０の空孔部２３０を透過したレーザ光を受けて、その光に応じた信号を出力する。受光部３５０は、たとえば、受光素子１２２として実現される。受光部３５０の出力は、ＣＰＵ１６０に送られる。
【００３７】
より詳しくは、ＣＰＵ１６０において、周波数検出部３６０は、受光部３５０から送られた信号の入力を受け付ける。周波数検出部３６０は、その信号をバッファ領域に順に蓄積し、反射部３３０の駆動周波数を検出する。すなわち、周波数検出部３６０は、反射部３３０が左右に振れたときに受光するレーザ光の各出力から、左右に振れる周期に基づいて駆動周波数を算出する。反射部３３０が定常状態で走査動作をしているとき、当該周期は、レーザプロジェクタ１０の設計情報としてあらかじめ規定された周期に一致する。一方、反射部３３０が定常状態で走査動作をしていないとき、すなわち、反射部３３０の走査速度が通常の速度よりも遅いとき、あるいは、速いとき、当該周期は、予め規定された周期よりも長く、あるいは、短くなる。
【００３８】
また、他の局面において、ＣＰＵ１６０は、周波数検出部３６０としての機能に代えて、振幅検出部としても機能してもよい。この場合、ＣＰＵ１６０は、受光部３５０からの出力値の高低に基づいて、反射部３３０の走査動作の振幅を算出することができる。たとえば、反射部３３０の走査角が予め規定された走査角よりも小さい場合（反射部３３０が定常状態で走査動作をしていないとき）、受光部３５０の信号の出力は、通常の場合の信号の出力とは異なる。ＣＰＵ１６０は、正常作動時の値として設計情報から定まる振幅値と、受光部３５０から送られた信号に基づいて算出される振幅値との差異を算出することにより、反射部３３０の走査動作を補正するために必要なフィードバック量を算出することができる。
【００３９】
ばらつき検知部３６２は、記憶部３９０に格納されているデータと、周波数検出部３６０からの出力とに基づいて作動するように構成されている。ばらつき検知部３６２は、周波数検出部３６０によって検出された当該駆動周波数と、記憶部３９０に格納されている反射部３３０の定格の駆動周波数とを比較し、反射部３３０の現実の駆動周波数が定格の駆動周波数に対してばらついているか否かを判定する。たとえば、駆動周波数が定格の駆動周波数を下回っている場合、ばらつき検知部３６２は、反射部３３０が予め定められた角度まで走査運動をしていないことを検知する。一方、駆動周波数が定格の周波数を上回っている場合には、ばらつき検知部３６２は、反射部３３０が何らかの要因（たとえば駆動部３８０の異常）によって所定の角度以上の走査運動を行なっていることを検知する。
【００４０】
補正量算出部３６４は、ばらつき検知部３６２からの出力と、記憶部３９０に格納されているデータとに基づいて作動するように構成されている。補正量算出部３６４は、ばらつき検知部３６２によって検知された駆動周波数と定格の駆動周波数との差を補正するための補正量を算出する。たとえば、補正量算出部３６４は、当該ばらつきをフィードバック制御に基づいて抑制するための補正量を算出し、その補正量を駆動制御部３７０に与える。
【００４１】
駆動制御部３７０は、補正量算出部３６４からの出力に基づいて作動するように構成されている。駆動制御部３７０は、たとえば、駆動周波数コントローラ１５４として実現される。駆動制御部３７０は、反射部３３０の駆動角度を補正するための命令を駆動部３８０に与える。
【００４２】
駆動部３８０は、たとえば、Ｘドライバ１３０とＹドライバ１３２とによって実現される。駆動部３８０は、駆動制御部３７０から送られる信号に基づいて、反射部３３０を、レーザ光を左右および上下に走査投影するように駆動制御する。たとえば、反射部３３０の現実の駆動周波数が定格の駆動周波数を下回っている場合、駆動部３８０は、反射部３３０の駆動周波数を定格の駆動周波数に近づけるために、通常よりも大きな走査角度を与える信号を反射部３３０に対して送信する。
【００４３】
記憶部３９０は、レーザプロジェクタ１０を作動させるために設定されたデータと、レーザプロジェクタ１０の作動中に生成されたデータ又は取得されたデータとを格納する。記憶部３９０は、たとえば、フラッシュメモリとして実現される。
【００４４】
［制御構造］
図４を参照して、本実施の形態に係るレーザプロジェクタ１０の制御構造について説明する。図４は、ＣＰＵ１６０が実行する一連の動作の一部を表わすフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ４１０にて、ＣＰＵ１６０は、レーザコントローラ１５６に対して、レーザ光の出力を指令する。レーザコントローラ１５６は、その指令に応答して、赤青レーザ１１０と緑レーザ１１２とにそれぞれ駆動信号を送出する。赤青レーザ１１０および緑レーザ１１２は、各々に送られた駆動信号に従ってレーザ光を出力する。
【００４６】
赤青レーザ１１０および緑レーザ１１２によって発せられた各色のレーザ光は、コリメートレンズ１１６を透過した後、スキャナミラー１２０に設けられた空孔部２３０を介して受光素子１２２に入射する。受光素子１２２は、スキャナミラー１２０が通常通り走査駆動している場合には、空孔部２３０を透過したレーザ光の受信を検知する。受光素子１２２からの出力は、デジタル信号に変換される。当該デジタル信号は、ＣＰＵ１６０に送られる。
【００４７】
ステップＳ４２０にて、ＣＰＵ１６０は、受光素子１２２からの出力に基づくデジタル信号を受信する。
【００４８】
ステップＳ４３０にて、ＣＰＵ１６０は、その受信した各出力を用いて、スキャナミラー１２０の駆動周波数を算出する。
【００４９】
ステップＳ４４０にて、ＣＰＵ１６０は、スキャナミラー１２０の駆動周波数と基準値（定格の駆動周波数）とが同じであるか否かを判定する。ＣＰＵ１６０は、当該駆動周波数と当該基準値とが同じであると判定すると（ステップＳ４４０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ４１０に切り換える。そうでない場合には（ステップＳ４４０にてＮＯ）、ＣＰＵ１６０は、制御をステップＳ４５０に切り換える。
【００５０】
ステップＳ４５０にて、ＣＰＵ１６０は、当該駆動周波数と基準値との差を算出する。
ステップＳ４６０にて、ＣＰＵ１６０は、その算出した差に基づいて、スキャナミラー１２０の駆動周波数をフィードバック制御する命令を、駆動周波数コントローラ１５４に送出する。たとえば、当該命令は、スキャナミラー１２０の駆動周波数の補正後の値を含む。駆動周波数コントローラ１５４は、その命令に応答して、スキャナミラー１２０の回転走査角を変更するために算出された補正値を、Ｘドライバ１３０とＹドライバ１３２とに、それぞれ送出する。Ｘドライバ１３０とＹドライバ１３２とは、各々受信した信号に基づいてスキャナミラー１２０を駆動する。スキャナミラー１２０は、駆動周波数と基準値との差を小さくするように走査駆動する。
【００５１】
以上のようにして、本発明の実施の形態に係るレーザプロジェクタ１０によると、スキャナミラー１２０に向けて送出されたレーザ光の一部は、スキャナミラー１２０の空孔部２３０を介して、受光素子１２２によって受信される。受光素子１２２０からの出力は、ＣＰＵ１６０に送られる。当該出力は、スキャナミラー１２０の受光パターンを表わす。ＣＰＵ１６０は、この受光パターンから、スキャナミラー１２０の振れ角、走査の周期などを算出し、スキャナミラー１２０の走査角をフィードバック補正するための補正量を算出する。ＣＰＵ１６０は、その補正量を、駆動周波数コントローラ１５４に送出する。
【００５２】
駆動周波数コントローラ１５４は、その補正量に基づいて、Ｘドライバ１３０とＹドライバ１３２とをそれぞれ駆動制御する。これにより、スキャナミラー１２０は、補正後の走査角および駆動周波数で走査動作を行なうため、レーザプロジェクタ１０は、当初の仕様どおりに作動し、映像を投影することができる。
【００５３】
＜変形例＞
以下、本実施の形態の変形例について説明する。本変形例に係るレーザプロジェクタは、スキャナミラー１２０と受光素子１２２との間に、アパーチャ５１０をさらに備える点で、図２に示されるレーザプロジェクタ１０と異なる。
【００５４】
図５を参照して、本変形例に係るレーザプロジェクタの構成について説明する。図５は、本変形例に係るレーザプロジェクタを実現する光学システム５００の構成を表わす図である。光学システム５００は、図２に示される光学システム１００の構成に加えて、スキャナミラー１２０と受光素子１２２との間に、アパーチャ５１０をさらに備える。
【００５５】
アパーチャ５１０は、より詳しくは、受光素子１２２の受光面に配置される。アパーチャ５１０と受光素子１２２とは、密着されている必要はない。アパーチャ５１０は、絞り５２０を含む。絞り５２０は、たとえば、スキャナミラー１２０が正常に走査駆動している場合に空孔部２３０を透過したレーザ光が受光素子１２２に入射する位置に設けられている。
【００５６】
このような構成を有するアパーチャ５１０を受光素子１２２の前面に配置することにより、受光素子１２２に入射するレーザ光を制限することができる。したがって、受光素子１２２による不要な光の検知に起因する誤判断を防止することができ、スキャナミラー１２０の駆動周波数のフィードバック制御の精度を向上させることができる。
【００５７】
ここで、図６を参照して、本実施の形態に係るレーザプロジェクタ１０のスキャナミラー１２０における空孔部２３０の配置について説明する。図６は、スキャナミラー１２０を光源から見た状態を表わす図である。スキャナミラー１２０の受光面には、空孔部２３０が形成されている。空孔部２３０の形状は、たとえば、円形であるが、矩形その他の形状であってもよい。また、空孔部２３０は、１つに限られず、複数の空孔部がスキャナミラー１２０に形成されていてもよい。
【００５８】
空孔部２３０は、たとえば、走査軸２４０から離れたところに配置されているが、走査軸２４０の近傍であってもよい。
【００５９】
以上詳述したように、本発明の実施の形態およびその変形例に係るレーザプロジェクタによると、スキャナミラー１２０の駆動周波数は、受光素子１２２からの出力に基づいて監視される。スキャナミラー１２０には、受光面２１０から背面２２０まで空孔部２３０が貫通している。この空孔部２３０を透過するレーザ光は、受光素子１２２によって受信され、光量が検出される。この場合、空孔部２３０の径と深さ（スキャナミラー１２０の厚さ）との比率によって、スキャナミラー１２０が回転したある角度の範囲においてのみ、レーザ光は受光素子１２２によって受信される。したがって、スキャナミラー１２０が走査運動（揺動動作）を行なっていれば、その周期に応じて、オン・オフの信号が受光素子１２２で検知される。ＣＰＵ１６０は、その信号に基づき駆動周波数を算出する。
【００６０】
これにより、レーザプロジェクタ１０の製造時に共振周波数付近の任意の範囲でスキャナミラー１２０を振動させることにより、各レーザプロジェクタ１０の共振周波数が特定される。たとえば、あるスキャナミラーについて特定された共振周波数に基づいて、当該スキャナミラーの重量が規定よりも大きいことが検知されると、たとえば、レーザ研削機のような非接触加工手段によって部材を除去し、スキャナミラーの重量を、規定重量に調整することができる。これにより、レーザプロジェクタの製造時に、スキャナミラーの個体差のばらつきに起因する共振周波数のばらつきを抑制することができる。
【００６１】
なお、スキャナミラー１２０に形成される空孔部の数は、いくつでもよい。また、空孔部が形成される場所は、どこでもよいが、回転軸上に形成されていないほうが好ましい。たとえば、２つの空孔部が形成される場合、スキャナミラーの回転軸に線対称の位置に、あるいは、点対称の位置に、形成されていてもよい。
【００６２】
また、スキャナミラーの最大振れ角は、たとえば、スキャナミラーに照射されるレーザ光の角度を変化させることで特定することができる。この場合、一枚のウェハーから多くのスキャナミラーを取り出す場合にも、ウェハーの背面に受光素子を配置して、レーザ光を照射してウェハーを走査駆動することにより、スキャナミラーの検査あるいはスキャナミラーの駆動部の検査を行なってもよい。
【００６３】
また、スキャナミラーの空孔部２３０を透過したレーザ光が受光素子１２２によって受信されるため、ＣＰＵ１６０は、スキャナミラー１２０の動作角を容易に検出することができる。そこで、ＣＰＵ１６０は、投影時のスキャナミラー１２０の駆動周波数を算出することができる。そこで、ＣＰＵ１６０は、算出した駆動周波数と、設計情報から規定される基準周波数との差異に基づいて、スキャナミラー１２０の駆動信号をフィードバック補正することにより、一定の共振周波数に維持することができる。
【００６４】
あるいは、ＣＰＵ１６０は、基準周波数に限られず、当該レーザプロジェクタの特性に応じて、映像を投影するための信号の投影のタイミングを調整してもよい。
【００６５】
また、他の局面に従うレーザプロジェクタによると、受光素子１２２の上面に、絞り５２０を有するアパチャー５１０が配置される（図５）。これにより、スキャナミラー１２０の回転角の範囲を狭めることができる。そこで、アパチャー５１０を、スキャナミラー１２０の基準となる振れ角（設計情報から定まる振れ角）に対応するように、受光素子１２２の上面に取り付けることにより、絞り５２０以外ではレーザ光が遮断されるため、ＣＰＵ１６０は、共振周波数の変化を精度よく検出することができる。
【００６６】
このような構成によると、共振周波数が変化して振れ角が小さくなると、受光素子１２２はレーザ光を受信できなくなる。ＣＰＵ１６０は、このことを検知すると、スキャナミラー１２０の共振周波数を調整し、あるいは、振れ角を増加させるための措置を取ることができる。たとえば、スキャナミラー１２０が電磁駆動されている場合、駆動電流が増加される。
【００６７】
なお、本実施の形態に係るレーザプロジェクタにおける駆動周波数を監視する方法は、スキャナミラー１２０の駆動方法に依存せず、静電駆動、電磁駆動、圧電駆動のいずれでも実現することができる。また、静電駆動あるいは電磁駆動の場合には、スキャナミラー１２０の底面に当該駆動部が配置されることがあり、配置の制約を受ける場合もある。そこで、本実施の形態に係る駆動周波数の監視は、圧電駆動において特に有効である。
【００６８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、レーザプロジェクタその他の画像表示装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の一態様であるレーザプロジェクタ１０の構成を表わすブロック図である。
【図２】スキャナミラー１２０と受光素子１２２との配置を表わす図である。
【図３】レーザプロジェクタ１０によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。
【図４】レーザプロジェクタ１０のＣＰＵ１６０が実行する一連の動作の一部を表わすフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態の変形例に係るレーザプロジェクタを実現する光学システム５００の構成を表わす図である。
【図６】スキャナミラー１２０を光源から見た状態を表わす図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  レーザプロジェクタ、１００  光学システム、１１０  赤青レーザ、１１２  緑レーザ、１１４  偏光ビームスプリッタ、１１６  コリメートレンズ、１１８  レーザパワーコントローラ、１２０  スキャナミラー、１２２  受光素子、１３０  Ｘドライバ、１３２  Ｙドライバ、１５０  システムコントローラ、１５４  駆動周波数コントローラ、１５６  レーザコントローラ、１５８  メモリ、１６０  ＣＰＵ、２１０  受光面、２２０  背面、２３０  空孔部、２４０  走査軸、３１０  発光制御部、３２０  発光部、３３０  反射部、３４０  投影部、３５０  受光部、３６０  周波数検出部、３６２  ばらつき検知部、３６４  補正量算出部、３７０  駆動制御部、３８０  駆動部、３９０  記憶部、５００  光学システム、５１０  アパチャー、５２０  絞り。
【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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