扫描型图像显示装置的制作方法

专利名称：扫描型图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用扫描镜扫描激光束来显示图像的激光投影仪、HMDOfead Mounted Display，头戴式显示器)、HUD (Head Up Display，平视显示器)等扫描型图像显示装置。
背景技术：
扫描激光束来显示图像的图像显示装置结构简单，色彩再现范围宽，能够以高对比度进行显示，因此其开发备受期待。这种图像显示装置尤其适合于移动投影仪、HMD等要求小型化的情况。例如，在佩戴在使用者的头部进行图像显示的HMD (头戴式显示器)等图像显示装置中，提出了使用液晶元件或有机EL等像素型显示器件作为图像显示部的方式、二维扫描激光束而在眼睛的视网膜上进行直接描绘的方式等各种方式。在这样的图像显示装置中，为了减轻使用者的佩戴负担而能够长时间使用，要求显示装置整体小型且轻量。进而，如果以与一般所用的眼镜同等的设计构成图像显示装置， 则使用者能够像通常的眼镜那样始终佩戴着进行活动。但是，越要使画质高、视角广，对于利用像素型显示器件的方式而言，显示部、将该显示部发出的光引导至眼睛的棱镜以及利用半透镜的接目镜光学系统(ey印iece optical system)将大型化，因此难以实现小型轻量化。而且，如上所述的大型接目镜光学系统覆盖眼前，与眼镜相比，形状更接近护目镜或头盔，难以期望自然的佩戴感，因而难以实现普通的眼镜型图像显示装置。另一方面，激光扫描方式的视网膜扫描型图像显示装置有如下优点，即通过利用小型的MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System，微机电系统)镜器件，能够使图像显示装置极其小型化。在如前述的眼镜型HMD般要求结构非常小型的图像显示装置中，适合使用以较小的驱动力获得较大的位移的共振镜。另外，能够利用一个芯片进行双轴扫描的双轴共振型 MEMS镜最合适。通常，在利用扫描镜扫描激光束时，虽然最好在水平方向上高速扫描，在垂直方向上与所显示的动态图像的帧频相适应地以例如60Hz扫描，但是，如果将扫描镜设计成以这样低的频率共振，用于支撑镜的弹簧结构的刚性降低，常常很难经受住振动等外部干扰。由此，提出了以更高的频率进行双轴共振驱动的方法、即通过利萨如扫描 (Lissajous scanning)进行显示的方法。例如，在专利文献1中，公开了利用双轴共振扫描通过利萨如扫描进行图像显示时的频率和相位的关系。另外，还公开了，由于正弦波扫描图案通常不与来自源图像的源像素(source Pixel)的位置交叉，所以扫描像素的位置与源像素的位置不一致，因此，通过利用图像生成器根据源像素的强度插补扫描像素的强度，来改善扫描图像的品质。然而，上述的以往结构存在如下所述的课题。
为了对某扫描像素的位置插补源图像的像素数据来确定扫描像素的像素值，需要从存储源像素的像素数据的缓存器(buffer memory)访问多个源像素的像素数据并读出像素数据。通常，DRAM(Dynamic RAM 动态随机访问存储器)被用作为这样的图像显示装置的源图像缓存器。由于DRAM具有经过一定时间后所存储的信息会失去的性质，因此需要在信息失去前再次写入相同内容的信息(刷新、refresh)。此外，在针对DRAM存储器芯片内的某一地址，从外部发出数据读入要求的情况下，只要DRAM接收该输入信号，则存储于存储单元的数据即丢失，因此为了应对该外部刺激而设置了检测放大器(sense amplifier)，在提取出目标数据后，进行使退避至检测放大器的数据再次返回到存储器阵列中的对应行的处理(预充电、pre-charge)。与此相对，在SRAM (Static RAM 静态随机访问存储器)中，只要持续供应电力就能够保持被写过一次的信息。即，即使不特别进行刷新或预充电也能够保持信息。因此，能够随时访问任意地址的数据。但是，由于SRAM的每一个存储单元由最低具有四个晶体管的触发电路 (flip-flop circuit)构成，因此配线也多，难以大容量化。另一方面，DRAM由一个晶体管和一个电容器构成，结构简单，因此容易生产廉价且大容量的DRAM。因此DRAM被利用于像 PC的主存储器或图像的缓存器那样要求大容量的装置。DRAM中具有突发传输模式(burst transfer mode)，通过指定一个地址(首地址 (leading address))并连续地传输下一地址的数据来实现高速化，但是，在对一个地址的数据随机地进行访问时，需要上述的刷新或预充电时间，因此与SRAM相比数据读出更耗时间。在本发明所描述的采用了双轴共振型MEMS镜的利萨如扫描的图像显示装置中， 由于存储在图像缓存器中的数据的地址方向与实际所显示的扫描方向不同，因此对图像缓存器的数据读出实质上为随机访问，扫描像素的显示速度根据存储器的像素数据读取速度而受到限制。另外，为了读出多个像素数据以进行像素数据的插值处理，需要为生成一个像素的地址而进行多次存储器访问，相应地需要访问时间，因此难以提高扫描像素的显示速度。 艮口，若要在相同传输速率的存储器系统中进行插值处理，则不得不降低扫描像素的显示速度，无法将显示分辨率提高至一定值以上。在专利文献1所列举的现有例中，没有对这样的存储器访问速度进行考虑。专利文献1 日本专利公报特许第4379331号

发明内容
本发明的目的在于，提供一种小型省电的扫描型图像显示装置，通过利用发挥了这种扫描型图像显示装置的特征的扫描镜对像素数据进行插值，能够实现良好的图像显本发明所提供的扫描型图像显示装置包括射出激光束的光源部；将从外部输入的用于表示在显示画面显示的图像的多个像素数据按帧临时保存的帧缓冲器；使所述激光束在第1方向上以及与所述第1方向交叉的第2方向上二维扫描而投射于所述显示画面的扫描镜；向所述扫描镜输出驱动信号以控制所述扫描镜的驱动控制部；以及从所述帧缓冲器读出所述像素数据，并利用读出的所述像素数据生成用于调制所述激光束的强度的显示数据，使基于所述显示数据强度被调制的激光束从所述光源部射出的显示控制部，其中，所述帧缓冲器具有与所述显示画面相对应而构成的二维逻辑地址空间，将所述多个像素数据按输入的顺序存储在与所述显示画面上的位置对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置， 在所述帧缓冲器的所述二维逻辑地址空间中，以与存储所述像素数据的顺序对应的方向作为地址方向，所述驱动控制部驱动所述扫描镜以使所述激光束在与所述显示画面上的所述地址方向对应的方向不平行的方向上扫描，并且所述驱动控制部将与向所述扫描镜输出的所述驱动信号有关的信息输出至所述显示控制部，所述显示控制部基于与从所述驱动控制部输入的所述驱动信号有关的信息，计算基于所述扫描镜的所述激光束在所述显示画面上的扫描位置，并通过对所述帧缓冲器在所述地址方向上进行突发访问来读出多个像素数据，所述多个像素数据包括存储在与计算出的所述显示画面上的所述扫描位置或该扫描位置附近的位置相对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置的像素数据，并且所述显示控制部利用读出的所述多个像素数据进行插值计算，生成与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述显示数据。本发明的其他目的、特征和优异点通过以下所示的记载而被充分说明。另外，本发明的优点通过参照附图进行的以下说明而变得极为清楚。


图1是表示本发明的第1实施方式的扫描型图像显示装置的概要结构的图。图2是表示扫描镜的概略结构的俯视图。图3是表示帧缓冲器的逻辑地址结构的说明图。图4是表示本发明的第1实施方式的扫描型图像显示装置的动作的说明图。图5是表示扫描型图像显示装置的结构例的图，其中(a)是主要部分俯视图，(b) 是侧视图。图6是表示扫描型图像显示装置的结构例的主要部分侧视图。图7是表示本发明的第2实施方式的扫描型图像显示装置的概要结构的图。图8是表示以往的扫描型图像显示装置的动作的频率特性图，其中(a)示出扫描镜的振幅增益的频率特性，(b)示出扫描镜的相位的频率特性。图9是表示本发明的第2实施方式的扫描型图像显示装置的动作的频率特性图， 其中(a)表示扫描镜的振幅增益的频率特性，(b)表示扫描镜的相位的频率特性。
具体实施例方式下面参考

本发明的实施方式。另外，以下的实施方式是将本发明具体化的一个例子，并不具有限定本发明的技术范围的性质。(第1实施方式)图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的图像显示装置的概要结构的图。图2 是表示扫描镜的概要结构的俯视图。
本发明的第1实施方式的扫描型图像显示装置11如图1所示，包括光源部1、扫描镜3 (扫描机构)、显示控制部4、帧缓冲器(frame buffer) 5以及驱动控制部6。光源部1 包括激光光源la、准直透镜Ib以及聚光透镜Ic等。从光源部1射出的激光束2由扫描镜 3反射而偏向后投射至投射面7 (显示画面)。例如，在图5所示的眼镜型HMD的扫描型图像显示装置的情况下，形成在眼镜镜片 91表面的全息镜(hologram mirror)成为投射面7。如图5所示，扫描型图像显示装置11 组装在眼镜9的镜架92上。此外，如图6所示，在将显示于中间屏幕81的图像通过折返镜 82照射至前侧玻璃上的全息组合镜(hologram combiner) 83而形成虚像的HUD的情况下， 中间屏幕81有时也成为投射面7。进而，在扫描型图像显示装置为投影机的情况下，任意的荧幕或墙壁面等有时也成为投射面7。帧缓冲器5例如采用DRAM构成。输入的多个像素数据9暂时被保存在帧缓冲器 5。驱动控制部6向扫描镜3输出驱动信号来控制扫描镜3。驱动控制部6将与向扫描镜3 输出的驱动信号有关的信息输出至显示控制部4。显示控制部4基于像素数据9控制从光源部1射出的激光2的发光强度。显示控制部4和驱动控制部6例如可以由未图示的CPU (CentralProcessingUnit, 中央处理器)、存储程序的ROM (Read Only Memory,只读存储器)、在执行各种处理时存储程序或数据的RAM (Random Access Memory，随机访问存储器)、输出输入接口以及连接这些 CPU、ROM、RAM、输出输入接口的总线构成。显示控制部4所具备的缓存器41将在后文进行叙述。扫描镜3是在水平方向(第1方向)及垂直方向(第2方向)这两个方向上受到共振驱动的双轴共振镜，被设成扫描光束描绘利萨如图形(Lissajous pattern) 0通常，在光栅扫描方式(raster scan system)中，激光束在水平方向被高速扫描，在垂直方向被低速扫描，但在本发明的第1实施方式中，激光束在垂直方向被高速扫描，在水平方向被低速扫描。扫描镜3典型的是如图2所示结构的MEMS器件。镜部21由支撑部22支撑，被保持成相对于中间框架23可以转动。中间框架23通过支撑部M而被保持成相对于固定框架25可以转动。作为扫描镜3的驱动方式，有压电方式、静电方式、电磁方式等驱动方式， 支撑部的结构也根据驱动方式而开发出各种结构。作为本实施方式的扫描镜，并不限定于特定的结构或驱动方式的扫描镜，可以应用各种结构及驱动方式的扫描镜。而且，扫描镜3可通过共振驱动而实现小型的器件。例如，对于镜部21与中间框架23之间以及中间框架23与固定框架25之间设有梳齿电极的静电驱动方式的MEMS器件，已开发出尺寸为IOmmX IOmm且共振频率为IOkHz至20kHz和200Hz至2kHz左右的器件。而且，对于在支撑部上形成压电膜使可动部共振的压电方式的器件，也开发出同样尺寸和共振频率的器件。在第1实施方式中，扫描镜3在水平方向(第1方向)以例如IkHz的驱动频率被低速驱动，在垂直方向(第2方向)上以例如20kHz的驱动频率被高速驱动。图3是表示帧缓冲器5的逻辑地址结构的示意图。如图3所示，帧缓冲器5具有对应投射面7而构成的二维逻辑地址空间。帧缓冲器5将多个像素数据9按输入顺序存储在与投射面7上的位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置。
在通常的光栅扫描方式中，以显示图像的投射面7的左上作为原点，向右取得水平地址i，向下取得垂直地址j。在图3和后述的图4中，像素的值(像素数据)用P(i，j) 来表示。像素数据从P(0，0)在投射面7的水平方向上向右被传送1行，接着从P(0，1)在投射面7的水平方向上向右被传送1行，以下按行依次传送，并被存储到帧缓冲器5的与投射面7上的位置对应的地址位置。图3中的粗箭头31表示数据写入顺序(即像素数据被存储于帧缓冲器5中的顺序)。在输入图像为动画图像的情况下，设图像的水平像素数为W、垂直像素数为h，将1 帧(wXh)像素的存储区域确保2帧(如图1所示为帧51和52)，构成所谓的双缓冲器。这是为了使所输入的像素数据9的写入与显示控制部4的像素数据的读出能够独立进行，防止存储器访问的干涉，从而能够顺利地进行读写。即，在将输入的像素数据写入帧51的期间内，显示控制部4能够从帧52读出像素数据。此处，作为帧地址，设帧51的地址为fr = 0、帧52的地址为fr = 1、水平地址为 i = 0至w-1、垂直地址为j = 0至h-Ι。此时，若设写入帧缓冲器5的地址Addr为Addr = 4 {fr XwXh+(j Xw)+i}......(1)则构成图3所示的二维两帧结构的帧缓冲器5。在上式(1)中，4倍表示存储器的读写单位为1字(word) =4字节(byte)。R、G、B各8比特(bit)的像素数据以1字为单位进行读写。由图3可知，图像的水平方向为帧缓冲器5的地址顺序。显示控制部4根据从由驱动控制部6输出的扫描镜3的驱动信号导出的光束的偏向方向，计算应显示的图像的像素的地址，从帧缓冲器5读出与该地址对应的像素数据，并基于读出结果来调制光源部1的激光束2的发光强度。通过该显示控制部4对激光束2的发光强度的调制，能够显示所希望的图像。换言之，显示控制部4根据与从驱动控制部6输入的驱动信号有关的信息，计算激光束2在投射面7上的扫描位置。显示控制部4从帧缓冲器5读出与计算出的激光束2 在投射面7上的扫描位置或该扫描位置附近的位置对应的帧缓冲器5的地址位置的像素数据。显示控制部4利用读出的像素数据，生成用于调制激光束的强度的显示数据。图4是表示本发明的第1实施方式的扫描型图像显示装置的动作的说明图。相对于作为扫描镜3所描绘的光束轨迹的扫描轨道41，扫描区域的最外周部为非显示区域，在其内侧描绘有像素网格42。像素数据作为像素网格42的交点上的数据被存储于帧缓冲器 5。扫描镜3受到双轴共振驱动，由于激光束2以所谓的利萨如图形扫描，因此扫描轨道41为正弦波形，而且，由于激光束2在垂直方向Df上高速扫描，因此扫描轨道41 一边在大致垂直方向上高速往返，一边在水平方向Ds上低速移动。即，作为扫描镜3的驱动频率， 例如若设高速侧的垂直方向的驱动频率为20kHz，低速侧的水平方向的驱动频率为1kHz， 则频率比为20 1，两者相差很大，因此激光束2的扫描方向44为大致垂直方向。另外，在图4中，为了便于说明，将高速侧和低速侧的频率比的差以较小的值示出，因此图示的扫描方向44并没有接近垂直方向。此处，对显示控制部4生成显示数据的几种方法进行说明。首先，说明不进行插值计算的最简单的方法。该方法将激光束2位于点(x，y)时的像素数据P0(x，y)设成如下式(2)所示。PO (x,y) = P ([χ]，[y]) = P (i，j)……(2)其中，[χ]是表示不超过χ的整数的高斯符号。即，通过舍去(x，y)坐标的小数点以下的数进行近似是最简单的显示数据的生成方法。在该情况下，为了确定1点的像素数据，只需从帧缓冲器5读出一个像素数据即可。接下来，说明进行一维插值计算的方法。在此，相对于在与像素数据地址方向43 对应的投射面7上的方向大致垂直的方向上进行扫描的扫描方向44，水平方向和与帧缓冲器5的像素数据地址方向43对应的投射面7上的方向一致。因此，显示控制部4通过对采用DRAM构成的帧缓冲器5进行突发访问(burst access)，在一次存储器访问中读出多个像素数据。例如，对同样求取显示数据PO (x，y)的情况进行说明。如果以P(i，j)为首地址对帧缓冲器5进行2字(word)突发访问，则能够在一次存储器访问中依次读出像素数据P(i， j)和像素数据P(i+1，j)这两个像素数据。利用这些值，点(x，y)的位置的像素数据PO (χ， y)可通过下式C3)而被求出。PO (x, y) = (1_ α ) P (i，j) + α P (i+1，j)...... (3)其中，α =x-i0由此，显示控制部4能够在水平方向上进行一维插值计算，从而确定显示数据PO (χ, y) O另外，也可以以P(i_l，j)为首地址对P0(x，y)进行4字突发访问。在此情况下， 可以利用像素数据P(i-1，j)、p(i，j)、p(i+l，j)、P(i+2，j)这四个点的像素数据进行更高次的插值。例如，如果采用下式(4)所示的三次样条插值(third-order spline interpolation)的插值式，则能够进行精度更高的插值。PO (X，y) = {[a α +b (1-α ) ] α +c (1-α )} α +d (1_ α )......(4)其中，a= p(i+l，j)b = 0. 2{3P(i-l, j)-7P(i, j)+12P(i+l, j)_3P(i+2，j)}c = 0. 2{-4P(i-l, j)+6P(i, j)+4P(i+l, j)-P(i+2, j)}d = P(i，j)α =x-i。此外，也可以根据所要求的插值精度酌情选择插值式。这样，显示控制部4根据与从驱动控制部6输入的驱动信号有关的信息，计算基于扫描镜3的激光束2在投射面7上的扫描位置(X，y)。显示控制部4对帧缓冲器5在地址方向43上进行突发访问，读出包含存储在与计算出的扫描位置(x，y)附近的位置对应的帧缓冲器5的地址位置的像素数据的多个像素数据。例如，若为2字突发访问，则显示控制部 4通过一次存储器访问而依次读出像素数据P(i，j)和像素数据P(i+1，j)这两个像素数据。 显示控制部4进而利用读出的多个像素数据进行一维插值计算，生成与激光束2的扫描位置(x，y)对应的显示数据P0(x，y)。显示控制部4根据与计算出的激光束2在投射面7上的扫描位置对应的帧缓冲器 5的地址位置，确定进行突发访问时的首地址。显示控制部4在例如进行2字突发访问时， 在地址方向43 (或水平方向i)上确定首地址，以使两个像素数据夹着与投射面7上的扫描位置对应的地址位置(即，以使与扫描位置对应的地址位置位于两个像素数据的地址位置之间)。此外，显示控制部4在例如进行4字突发访问时，在地址方向43(或水平方向i)上确定首地址，以使两个像素数据和两个像素数据夹着与投射面7上的扫描位置对应的地址位置(即，以使与扫描位置对应的地址位置位于中央的两个像素数据的地址位置之间)。通过这样确定首地址，显示控制部4能够进行一维插值计算，适合求出显示数据。接下来，对进行二维插值计算的方法进行说明。可以将对扫描方向44上的前一个点P-I读出的像素数据保存在设置于显示控制部4的缓存器41中，以用于求出下一显示数据P0(x，y)的插值计算。在这种情况下，应用纵横二维的插值式。缓存器41可以采用例如 SRAM或FPGA内的块RAM等小容量的存储器构成。即，对于PO (X，y)，在2字突发访问中读出像素数据P (i，j)和像素数据P (i+Ι，j)， 在上次的突发访问中读出像素数据p(i，j+1)和像素数据P(i+1，j+1)并保存于缓存器41 中，利用上述总计四个像素数据，使P0(x，y)为下式(5)所示。PO (x, y) = (1_α) (Ι-β)Ρ( , j) + a (1-β)Ρ( +1, j) +(l-a)P(i，j+l) + a P(i+1, j+1)......(5)其中，a= x-i, β =y_j。这样，显示控制部4在将对帧缓冲器5进行突发访问而读出的两个像素数据P(i， j+l)、P(i+l，j+1)存储到缓存器41中之后，再次对帧缓冲器5进行突发访问，读出两个像素数据P(i，j)、P(i+l，j)。通过再次的突发访问而读出的两个像素数据P(i，j)、P(i+l，j) 的地址位置(j)相对于与激光束2在投射面7上的扫描位置(x，y)对应的帧缓冲器5的地址位置，在基于扫描镜3的激光束2的扫描方向44(与地址方向43大致垂直的方向)上， 位于与存储在缓存器41的两个像素数据P(i，j+l)、P(i+l，j+Ι)的地址位置(j+1)相反的一侧。此外，如果与激光束2在投射面7上的扫描位置(X，y)对应的帧缓冲器5的地址位置在基于扫描镜3的激光束2的扫描方向44(与地址方向43大致垂直的方向)上偏离两次的突发访问中读出的像素数据的地址位置(j+Ι)和地址位置(j)之间的位置，则显示控制部4进行下一次的突发访问，从帧缓冲器5读出两个像素数据。例如，从当前的显示数据PO来看，三次前的显示数据P-3和两次前的显示数据P-2 在垂直方向j (或扫描方向44)上位于同一像素网格42的网格内。因此，对于任一显示数据P-3、P-2，显示控制部4都可利用地址位置(j+!3)的像素数据和地址位置(j+幻的像素数据来求出。与此相对，从当前的显示数据PO来看，一次前的显示数据P-I在垂直方向j (或扫描方向44)上移动至上一个像素网格42的网格内。因此，显示控制部44通过突发访问读出下一地址位置(j+Ι)的像素数据。另一方面，由于不再需要存储于缓存器41的地址位置(j+； )的像素数据，因此显示控制部4将其废弃，并将地址位置(j+幻的像素数据更新存储到缓存器41。显示控制部4利用地址位置(j+幻的像素数据和地址位置(j+Ι)的像素数据，求出显示数据P-1。这样，显示控制部4将不需要的像素数据从缓存器41中废弃，仅将需要的像素数据更新存储到缓存器41，由此能够将缓存器41的必要容量抑制得较小。此外，显示控制部4并不限于上述的插值计算，也可以取而代之进行如下所述的插值计算。例如，如图4所示，与基于扫描镜3的激光束2的当前的扫描位置(x，y)的下一扫描位置(xl，yl)对应的帧缓冲器5的地址位置位于像素网格42的网格上，使得yl = j。 换言之，与扫描位置(xl，yl)对应的帧缓冲器5的地址位置与像素数据P(i，j)、P(i+l，j) 的地址位置在垂直方向j (或扫描方向44)上一致。该情况下，显示控制部4利用地址位置 (j)的像素数据进行一维插值计算，求出显示数据Pl (xl，yl)。另一方面，在像当前的扫描位置(χ，y)那样，与扫描位置对应的帧缓冲器5的地址位置不位于像素网格42的网格上， 并且与扫描位置(χ，y)对应的帧缓冲器5的地址位置和像素数据的地址位置在垂直方向 j (或扫描方向44)上不一致时，显示控制部4进行二维插值计算，求出显示数据。通过这样的控制，显示控制部4能够一边切换一维插值计算和二维插值计算，一边适宜地求出与激光束2在投射面7上的扫描位置对应的显示数据。根据如上结构，在该第1实施方式中，利用双轴共振驱动的扫描镜3，通过与通常的光栅扫描不同的扫描在投射面7上显示图像。在该情况下，扫描镜3让激光束2以与投射面7上的与在帧缓冲器5中存储像素数据9的地址方向43对应的方向大致垂直的方向为扫描方向44扫描。显示控制部4通过一次突发访问读出相对于扫描方向44在两侧的像素数据。换言之，显示控制部4通过突发访问从帧缓冲器5读出多个像素数据，该多个像素数据存储于在地址方向43 (水平方向i)上处于与激光束2在投射面7上的扫描位置对应的帧缓冲器5的地址位置的两侧的地址位置。显示控制部4能够利用该读出的多个像素数据，进行一维插值计算。另外，显示控制部4通过将已读出的像素数据保存于缓存器41，能够利用扫描方向44的前后的像素数据进行二维插值计算。由此，显示控制部4能够在不降低显示速度的情况下从帧缓冲器5读出多个像素数据，进行插值计算，并生成与激光束2在投射面7上的扫描位置对应的显示数据。其结果是，根据第1实施方式，能够提高显示图像的画质。若像该第1实施方式那样，在垂直方向上扫描激光束2、即扫描镜3在垂直方向 (第2方向)上比在水平方向(第1方向)上高速地扫描激光束2，则还具有如下优点。在扫描镜3的支撑部，通常低速侧的支撑部M的刚性低于高速侧的支撑部22的刚性，因此能够容易以较大的振幅共振。因此，若像第1实施方式那样在垂直方向设定高速扫描、在水平方向设定低速扫描，则投射面7容易显示横长的宽画面。此外，在如图5所示的眼镜型HMD中，由于使激光束2从旁边倾斜地投射至作为投射面7的眼镜镜片91的全息镜，因此在画面的左右投射距离不同。因此，为了在整个画面内显示鲜明的图像，最好使激光束2的焦点控制在水平方向上同步。因此，用于图5所示的眼镜型HMD的扫描型图像显示装置11可以被设计成使光源部1的聚光透镜Ic能够在光轴方向上移动，并且显示控制部4与基于驱动控制部6的扫描镜3在水平方向的扫描同步地进行控制聚光透镜Ic在光轴上的位置的焦点控制。由此，在眼镜型HMD中，能够在投射面7整体上显示鲜明的图像。此外，在该情况下，在第1实施方式中垂直方向为高速扫描而水平方向为低速扫描，因此还能够将沿水平方向动作的焦点控制系统的动作频率设定得较低，因而是有利的。(第2实施方式)图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的扫描型图像显示装置的概要结构的图。在图7中，对与第1实施方式相同的要素标注相同的符号。该第2实施方式中的扫描型图像显示装置110如图7所示，包括光源部1、扫描镜3(扫描机构)、显示控制部40、帧缓冲器5以及驱动控制部60。光源部1包括未图示的激光光源、准直透镜以及聚光透镜等。从光源部1射出的激光束2由扫描镜3反射而偏向后投射至投射面7。显示控制部40控制从光源部1射出的激光束2的发光强度。驱动控制部60向扫描镜3输出驱动信号6a，同时，根据来自扫描镜3的反馈信号6b检测其振幅和相位差以控制扫描镜3的驱动。显示控制部40和驱动控制部60可以由例如未图示的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储程序的ROM (Read Only Memory，只读存储器)、在执行各种处理时存储程序或数据的RAM (Random Access Memory，随机访问存储器)、输出输入接口以及连接这些CPU、ROM、RAM、输出输入接口的总线构成。驱动控制部60对系统的动作时钟进行计数以生成驱动信号6a的频率。由于共振型的扫描镜3进行往复扫描，因此构成加减计数器(up-and-down counter)，并将其计数值转换成正弦波而作为驱动信号6a输出。因此，驱动信号6a的频率由正弦波的半周期的时钟计数值决定，可设定的频率刻度(frequency step)为半周期的1个计数刻度。即，如果设动作时钟为Clk Hz，在驱动频率fHz附近，设定频率刻度Af为如下式 (6)所示。Af = Clk/Cnt/2-Clk/ (Cnt+1) /2 = Clk/ {2Cnt (Cnt+1)}= 2f2/(Clk+2f) ......(6)其中，半周期的时钟计数值Cnt为Cnt/Clk = l/(2f)。例如，当驱动频率为30kHz时，动作时钟为100MHz时，Af = 18Hz，动作时钟为 200MHz, Af = 9Hz。扫描镜3是在水平方向(第1方向)及垂直方向(第2方向)这两个方向被共振驱动的双轴共振镜，被设计成使扫描光束描绘利萨如图形。通常，水平方向被高速扫描，垂直方向被低速扫描，但也可以反过来，在本发明的第2实施方式中，可以在任意方向均为高速扫描。输入的像素数据9被保存于帧缓冲器5。驱动控制部60将与驱动信号6a有关的信息输出至显示控制部40。显示控制部40根据扫描镜3的从驱动信号6a导出的激光束 2的偏向方向，计算应显示的图像的像素的地址。显示控制部40从帧缓冲器5读出与该计算出的地址对应的像素数据，并基于读出的像素数据生成显示数据。显示控制部40的显示数据的生成可以采用第1实施方式中说明的基于显示控制部4的生成方法中的任意一种。 艮口，显示控制部40可以通过舍去小数点以下的数而不进行插值计算的方法、进行一维插值计算的方法、进行二维插值计算的方法等任意一种方法来生成显示数据。显示控制部40基于该生成的显示数据，调制光源部1的激光束2的发光强度。通过该显示控制部40对发光强度的调制，能够显示所需的图像。扫描镜3与第1实施方式相同，典型的是如图2所示结构的MEMS器件。镜部21 由支撑部22支撑，被保持成相对于中间框架23可以转动。中间框架23通过支撑部M而被保持成相对于固定框架25可以转动。作为扫描镜3的驱动方式，有压电方式、静电方式、 电磁方式等的器件驱动方式，支撑部的结构根据驱动方式而开发出各种结构。作为本实施方式的扫描镜，并不限定于特定的结构或驱动方式的扫描镜，可应用各种结构及驱动方式的扫描镜。
而且，扫描镜3可通过共振驱动而实现小型的器件。例如，对于在镜部21与中间框架23之间以及中间框架23与固定框架25之间设有梳齿电极的静电驱动方式的MEMS器件，已开发出尺寸为IOmmX IOmm且共振频率为20kHz至30kHz和200Hz至2kHz左右的器件。而且，对于在支撑部上形成压电膜而使可动部共振的压电方式的器件，也已开发出同样尺寸和共振频率的器件。另外，在第2实施方式中，通过各种方式产生用于表示扫描镜3的振动波形的反馈信号6b，并将其用于驱动控制部60对扫描镜3的驱动控制中。在压电方式中，在支撑部22上与驱动用的压电薄膜并列地配置反馈信号产生用的压电薄膜，从而产生与镜部21的振动相应的反馈信号6b。在电磁方式中，存在这样的方法与驱动力产生用线圈并列地配置检测线圈，通过感应电动势产生反馈信号6b。此外，还存在这样的方法使用MR(磁阻效应，magnetic resistance effect)元件来检测与镜部21的振动相应的磁场的变动。在静电方式中，存在这样的方法通过将谐波与驱动信号6a重叠来检测驱动部的静电容量。这样的扫描镜3根据显示分辨率被设计成高速侧的共振频率为20至30kHz。在这样的共振频率中，Q值多为1000左右。在共振频率为30kHz且Q = 1000的扫描镜中，振幅增益(amplitude gain)的半值宽度 HW 为 HW = 30000/1000 = 30Hz 左右。下面，参照扫描镜3的振幅增益和相位的频率特性图，对扫描镜3的动作进行说明。图8是表示作为比较例的以往的扫描型图像显示装置的动作的频率特性图，其中 (a)示出扫描镜的振幅增益的频率特性，(b)示出扫描镜的相位的频率特性。在共振频率为f0时，振幅增益和相位表现出图8中的实线的频率特性。在共振频率f0为30kHz附近的情况下，振幅增益特性表现出峰值增益为Ap、半值宽度HW为30Hz左右的峰值特性。此外，对于该峰值特性，动作频率为200MHz时的驱动频率的设定刻度fd为 fd = 9Hz刻度。相位特性使共振频率夹在中间地从Odeg变化至180deg。此时，驱动频率相对于fdl的振幅增益为Al。在此，如果温度上升，通常扫描镜的支撑部的弹簧常数降低， 因此共振频率f0降低。驱动频率维持fdl不变，振幅增益沿特性曲线变化。当共振频率达到作为下一驱动频率的设定刻度的fOt时，特性曲线成为虚线所示的曲线，振幅增益降低至A2。在此期间，控制驱动信号的输出电压，以使实际的扫描振幅保持恒定。S卩，针对振幅增益为Ap时的驱动电压Vp，将振幅增益为A2时的驱动电压V2控制为满足下式(7)。V2 = VpXAp/A2......(7)这是通过利用PID控制等控制驱动电压以使来自扫描镜的反馈信号的振幅保持恒定而实现的。此处，为了使驱动频率追随共振频率的变动，需要将驱动频率切换成fd2 = fOt。 于是，振幅增益从A2-气增大至Ap，实际的扫描振幅大幅变化。虽然检测出由此产生的反馈信号而将驱动电压控制为Vp，但由于驱动频率的设定刻度比较大，因此从A2至Ap的振幅增益的变化大，无法避免扫描振幅瞬间变动。然后，当温度进一步上升而达到下一频率设定刻度时，特性曲线成为双点划线所示的曲线，振幅增益再次降低至A2，如果将驱动频率切换成fd3 = f0t2，则振幅增益成为 Ap0这样，若驱动频率的设定刻度大，在追随共振频率时振幅增益大幅波动，因此非常难以使实际的扫描振幅保持恒定。对此，在本发明的第2实施方式中，对频率的切换时机进行研究，以抑制振幅的变动。图9是表示本发明的第2实施方式的扫描型图像显示装置的动作的频率特性图， 其中图9(a)示出扫描镜3的振幅增益的频率特性，图9(b)示出扫描镜3的相位的频率特性。在共振频率为f0且驱动频率为fdl、即特性曲线为实线所示的情况下，如果温度上升，扫描镜3的支撑部的弹簧常数降低，从而共振频率f0降低。此时，当共振频率fOt达到驱动频率的设定刻度的中间点、即偏离了设定刻度宽度fd的1/2的频率时，特性曲线为虚线所示，振幅增益为A2。此时，驱动控制部60将驱动频率切换为下一设定刻度的驱动频率fd2。于是，振幅增益移动至峰值的相反侧的仍为A2的点，驱动电压可以保持V2不变。 进而共振频率降低，当共振频率f0t2达到下一驱动频率设定刻度的中间点时，驱动控制部 60将驱动频率切换成fd3。于是，振幅增益仍然从A2切换成A2，从而能够保持驱动电压V2 不变地进行驱动频率的切换。当进行了这样的驱动频率的切换时，相位从ph2变化至phi。该相位差是从共振频率偏离了驱动频率的设定刻度fd的一半时的相位差。因此，能够与共振频率的变动无关地取为恒定的值，并能被事先测量。因此，驱动控制部60通过监视来自扫描镜3的反馈信号 6b的相位，能够判断共振频率离开驱动频率的设定刻度多远。即，驱动控制部60可以在反馈信号6b的相位变为phi、ph2时切换驱动频率。这样，驱动控制部60关于向扫描镜3输出的驱动信号6a，可以根据共振频率的变动来更新高速侧的驱动频率，并与此相应地适当确定低速侧的驱动频率以维持指定的关系。根据如上结构，在该第2实施方式中，虽然利用双轴共振驱动的扫描镜3以较大的设定刻度离散地设定驱动频率，但驱动控制部60由于在共振频率偏离了驱动频率的设定刻度宽度的1/2时切换驱动频率，因此可抑制扫描振幅的瞬间变动，能够实现良好的图像显示。此外，在该第2实施方式中，由于切换驱动频率时的振幅增益的降低减小，因此还具有驱动电压的变化较小的优点。另外，在上述第2实施方式中，驱动控制部60在共振频率偏离了驱动频率的设定刻度宽度的1/2时切换驱动频率，但并不限于此。取而代之，驱动控制部60也可以在共振频率变为驱动频率的设定刻度的中间点以外的任意频率时切换驱动频率。在该情况下，与如图8所示那样在共振频率达到下一设定刻度后切换驱动频率的情况相比，振幅增益的降低相对减小，因此具有抑制驱动电压的变动的效果。(其他)在上述第1、第2实施方式中，对使用单一的进行二维扫描的双轴扫描镜3的情况进行了说明，但也可以使用两个单轴扫描镜。即，在上述第1、第2实施方式中，例示了图2 所示的能够以单芯片实现双轴扫描的双轴共振型MEMS镜。但是，也可以将单轴扫描MEMS镜分别用于高速扫描方向的驱动及低速扫描方向的驱动。此外，在上述第1实施方式中，显示控制部4对帧缓冲器5进行突发访问，在一次存储器访问中读出多个像素数据。此外，在上述第2实施方式中，驱动控制部60在共振频率偏离了驱动频率的设定刻度宽度的1/2时切换驱动频率。取而代之，本发明的扫描型图像显示装置也可以具备上述第1实施方式的显示控制部4和上述第2实施方式的驱动控制部60。在该变形方式中，能够同时起到上述第1实施方式的效果和上述第2实施方式的效果，因此能够进一步提高显示图像的品质。另外，用于实施发明的方式的项目中的具体实施方式
或实施例终究只是用来明确本发明的技术内容，不应只限定于此类具体例而被狭义地解释，在本发明的精神和所述技术方案的范围内可进行各种变更而加以实施。另外，上述的具体实施方式
主要包括具有以下结构的发明。即，本发明所涉及的扫描型图像显示装置包括射出激光束的光源部；将从外部输入的用于表示在显示画面显示的图像的多个像素数据按帧临时保存的帧缓冲器；使所述激光束在第1方向上以及与所述第1方向交叉的第2方向上二维扫描而投射于所述显示画面的扫描镜；向所述扫描镜输出驱动信号以控制所述扫描镜的驱动控制部；以及从所述帧缓冲器读出所述像素数据，并利用读出的所述像素数据生成用于调制所述激光束的强度的显示数据，使基于所述显示数据强度被调制的激光束从所述光源部射出的显示控制部，其中，所述帧缓冲器具有与所述显示画面向对应而构成的二维逻辑地址空间，将所述多个像素数据按输入的顺序存储到与所述显示画面上的位置对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置，在所述帧缓冲器的所述二维逻辑地址空间中，以与存储所述像素数据的顺序对应的方向为地址方向，所述驱动控制部驱动所述扫描镜以使所述激光束在与所述显示画面上的所述地址方向对应的方向不平行的方向上扫描，并且所述驱动控制部将与向所述扫描镜输出的所述驱动信号有关的信息输出至所述显示控制部，所述显示控制部基于与从所述驱动控制部输入的所述驱动信号有关的信息，计算基于所述扫描镜的所述激光束在所述显示画面上的扫描位置，并通过对帧缓冲器在所述地址方向上进行突发访问来读出多个像素数据，所述多个像素数据包括存储在与计算出的所述显示画面上的所述扫描位置或该扫描位置附近的位置相对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置的像素数据，并且所述显示控制部利用读出的所述多个像素数据进行插值计算，从而生成与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述显示数据。根据上述结构，光源部射出激光束。帧缓冲器将从外部输入的用于表示在显示画面显示的图像的多个像素数据按帧临时保存。扫描镜使激光束在第1方向上以及与第1方向交叉的第2方向上二维扫描并投射于显示画面。驱动控制部向扫描镜输出驱动信号以控制扫描镜。显示控制部从帧缓冲器读出像素数据，利用读出的像素数据生成用于对激光束进行强度调制的显示数据，并使基于显示数据强度被调制的激光束从光源部射出。帧缓冲器具有与显示画面相对应而构成的二维逻辑地址空间，将多个像素数据按输入的顺序存储到与显示画面上的位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置。在帧缓冲器的二维逻辑地址空间中，以与存储像素数据的顺序对应的方向为地址方向。驱动控制部驱动扫描镜以使激光束在与显示画面上的地址方向对应的方向不平行的方向上扫描。驱动控制部将与向扫描镜输出的驱动信号有关的信息输出至显示控制部。显示控制部基于与从驱动控制部输入的驱动信号有关的信息，计算基于扫描镜的激光束在显示画面上的扫描位置。显示控制部通过对帧缓冲器在地址方向上进行突发访问读出多个像素数据，所述多个像素数据包括存储在与计算出的显示画面上的扫描位置或该扫描位置附近的位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置的像素数据。显示控制部利用读出的多个像素数据进行插值计算，从而生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。这样，显示控制部进行突发访问从而读出多个像素数据。因此，无需对帧缓冲器进行多次访问便能够读出多个像素数据。此外，显示控制部利用读出的多个像素数据进行插值计算，从而生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。因此，能够高精度地生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。在上述的扫描型图像显示装置中，较为理想的是所述显示控制部具备用于暂时保存对所述帧缓冲器进行所述突发访问而读出的所述多个像素数据的缓存器，所述显示控制部在将对所述帧缓冲器进行所述突发访问而读出的所述多个像素数据存储到所述缓存器后，对所述帧缓冲器再次进行所述突发访问而读出多个像素数据，利用通过所述再次的突发访问而读出的所述多个像素数据、和保存在所述缓存器的所述多个像素数据进行二维插值计算，从而生成与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述显示数据。根据上述的结构，显示控制部具备用于暂时保存对帧缓冲器进行突发访问而读出的多个像素数据的缓存器。显示控制部在将对帧缓冲器进行突发访问而读出的多个像素数据存储到缓存器后，通过对帧缓冲器再次进行突发访问而读出多个像素数据。显示控制部利用通过再次的突发访问而读出的多个像素数据、和保存在缓存器的多个像素数据进行二维插值计算，从而生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。这样，显示控制部利用进行两次突发访问分别读出的多个像素数据进行二维插值计算，从而生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。因此，能够以更高的精度生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。在上述的扫描型图像显示装置中，较为理想的是通过由所述显示控制部进行的所述再次的突发访问而读出的所述多个像素数据的地址位置相对于与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置，在与所述地址方向大致垂直的方向上位于存储在所述缓存器的所述多个像素数据的地址位置相反的一侧。根据上述的结构，通过由显示控制部进行的再次的突发访问而读出的多个像素数据的地址位置相对于与激光束在显示画面上的扫描位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置，在与地址方向大致垂直的方向上位于存储在缓存器的多个像素数据的地址位置相反的一侧。因此，存储于缓存器的多个像素数据的地址位置、与通过再次的突发访问而读出的多个像素数据的地址位置，形成在与地址方向大致垂直的方向上处于与激光束在显示画面上的扫描位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置两侧的位置关系。其结果是，能够通过二维插值计算而适宜地生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。在上述的扫描型图像显示装置中，较为理想的是所述显示控制部，当与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置在与所述地址方向大致垂直的方向上和进行所述突发访问而读出的所述多个像素数据的地址位置一致时，利用通过所述突发访问而读出的所述多个像素数据进行一维插值计算，从而生成所述显示数据，当和进行所述突发访问而读出的所述多个像素数据的地址位置不一致时， 利用进行两次突发访问而分别读出的所述多个像素数据进行二维插值计算，从而生成所述显示数据。根据上述的结构，当与激光束在显示画面上的扫描位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置在与地址方向大致垂直的方向上和进行突发访问而读出的多个像素数据的地址位置一致时，显示控制部利用通过该突发访问而读出的多个像素数据进行一维插值计算，从而生成显示数据。当与激光束在显示画面上的扫描位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置和进行突发访问而读出的多个像素数据的地址位置不一致时，显示控制部利用进行两次突发访问而分别读出的多个像素数据进行二维插值计算，从而生成显示数据。因此， 由于在不需要二维插值计算时通过进行一维插值计算而生成显示数据，所以能够减少计算量而不降低显示数据生成的精度。在上述的扫描型图像显示装置中，较为理想的是所述多个像素数据按光栅扫描的地址顺序被输入至所述帧缓冲器，所述扫描镜以所述第1方向大致平行于与所述地址方向对应的所述显示画面上的方向、且所述第2方向大致垂直于与所述地址方向对应的所述显示画面上的方向的方式扫描所述激光束，所述驱动控制部在所述第2方向比在所述第1 方向高速地驱动所述扫描镜。根据上述的结构，多个像素数据按光栅扫描的地址顺序被输入至帧缓冲器。扫描镜以第1方向大致平行于与地址方向对应的显示画面上的方向、且第2方向大致垂直于与地址方向对应的显示画面上的方向的方式扫描激光束。驱动控制部在第2方向上比在第1 方向上高速地驱动扫描镜。这样，扫描镜在大致垂直于与地址方向对应的显示画面上的方向的第2方向上比在大致平行于与地址方向对应的显示画面上的方向的第1方向上高速地被驱动，因此激光束的扫描方向成为相对于与地址方向对应的显示画面上的方向接近垂直的方向。因此，在显示控制部对帧缓冲器进行突发访问时，能够读出在地址方向上处在与激光束在显示画面上的扫描位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置两侧的地址位置的多个像素数据。其结果是，能够利用多个像素数据适宜地进行插值计算，能够适宜地生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。较为理想的是，上述的扫描型图像显示装置还包括具备眼镜镜片和镜框部的眼镜；以及作为所述显示画面形成在所述眼镜镜片的表面的全息镜，所述光源部和所述扫描镜配置于所述镜框部，所述扫描镜从相对于所述全息镜倾斜的方向投射所扫描的所述激光束，所述第1方向被设定为从所述扫描镜到所述全息镜为止的投射距离发生变化的方向， 所述驱动控制部在所述第2方向比在所述第1方向高速地驱动所述扫描镜，所述显示控制部控制所述光源部，根据所述第1方向的所述激光束在所述全息镜上的扫描位置来控制所述激光束的焦点。根据上述的结构，眼镜具备眼镜镜片和镜框部。全息镜作为显示画面形成在眼镜镜片的表面。光源部和扫描镜配置于镜框部。扫描镜从相对于全息镜倾斜的方向投射所扫描的激光束。第1方向被设定为从扫描镜到全息镜为止的投射距离发生变化的方向。驱动控制部在第2方向比在第1方向高速地驱动扫描镜。显示控制部控制光源部，根据第1方向的激光束的扫描位置来控制激光束的焦点。这样，从相对于全息镜倾斜的方向投射所扫描的激光束，第1方向被设定为从扫描镜到全息镜为止的投射距离发生变化的方向。因此，在第1方向上，从扫描镜到全息镜为止的投射距离发生变化。然而，由于显示控制部根据第 1方向的激光束的扫描位置来控制激光束的焦点，因此能够在全息镜的整体范围内显示鲜明的图像。此外，由于在第1方向比在第2方向更低速，因此能够以低速进行焦点控制的动作。在上述的扫描型图像显示装置中，较为理想的是所述扫描镜被双轴共振驱动。根据上述的结构，由于扫描镜被双轴共振驱动，因此能够以小驱动力使激光束适宜地扫描。在上述的扫描型图像显示装置中，较为理想的是所述扫描镜是共振镜，所述第1 方向和所述第2方向的各驱动频率分别被设定成在所述第1方向和所述第2方向的所述扫描镜的各共振频率的附近，所述驱动控制部将所述驱动频率按指定的设定刻度宽度而被离散设定的所述驱动信号输出至所述扫描镜，当所述扫描镜的在所述第1方向和所述第2 方向的其中之一方向的所述共振频率发生变动时，在该变动的共振频率达到所述离散设定的下一设定刻度的所述驱动频率之前，所述驱动控制部将所述驱动频率切换成所述下一设定刻度的所述驱动频率，并对应于所述驱动频率的切换，相应切换所述扫描镜的在所述第1 方向和所述第2方向中的另一方向的所述驱动频率以保持指定的关系。根据上述的结构，扫描镜是共振镜，第1方向和第2方向的各驱动频率分别被设定成在第1方向和第2方向的扫描镜的各共振频率的附近。驱动控制部将驱动频率按指定的设定刻度宽度而被离散设定的驱动信号输出至扫描镜。当扫描镜的在第1方向和第2方向的其中之一方向的共振频率发生变动时，在该变动的共振频率达到离散地设定的下一设定刻度的驱动频率之前，驱动控制部将驱动频率切换成下一设定刻度的驱动频率，并对应于驱动频率的切换，相应切换扫描镜的在第1方向和第2方向中的另一方向的驱动频率以保持指定的关系。因此，与等到变动的共振频率达到离散设定的下一设定刻度的驱动频率才将驱动频率切换成该下一设定刻度的驱动频率的情况相比，振幅增益的变化减小，驱动信号电平的变动也减小，因此能够抑制扫描振幅的变动。其结果是，能够防止因扫描振幅的变动而引起的画质的降低。在上述的扫描型图像显示装置中，较为理想的是当所述扫描镜的在所述其中之一方向的所述共振频率相对于所述离散设定的所述驱动频率偏离了所述设定刻度宽度的 1/2时，所述驱动控制部将所述驱动频率切换成所述下一设定刻度的驱动频率。根据上述的结构，当扫描镜的在其中之一方向的共振频率相对于离散设定的驱动频率偏离了设定刻度宽度的1/2时，驱动控制部将驱动频率切换成下一设定刻度的驱动频率。因此，振幅增益的变化进一步减小，驱动信号电平的变动也进一步减小，因此能够进一步抑制扫描振幅的变动。在上述的扫描型图像显示装置中，较为理想的是所述扫描镜输出用于表示该扫描镜的振动波形的反馈信号，所述驱动控制部基于从所述扫描镜输出的所述反馈信号检测所述扫描镜的振幅，控制所述驱动信号的电平以使检测出的所述振幅保持为指定值，并且， 所述驱动控制部基于所述反馈信号检测所述扫描镜的所述振动波形与所述驱动信号的相位差，基于检测出的所述相位差来决定所述驱动频率的切换时机。根据上述的结构，扫描镜输出用于表示该扫描镜的振动波形的反馈信号。驱动控制部基于从扫描镜输出的反馈信号检测扫描镜的振幅，控制驱动信号的电平以使检测出的振幅保持为指定值。驱动控制部基于反馈信号检测扫描镜的振动波形与驱动信号的相位差，基于检测出的相位差来决定驱动频率的切换时机。因此，基于检测出的相位差，能够判定共振频率相对于驱动频率的偏移量，能够可靠地切换驱动频率。此外，本发明所涉及的另一扫描型图像显示装置包括射出激光束的光源部；使所述激光束在第1方向上以及与所述第1方向交叉的第2方向上二维扫描的扫描镜；利用用于表示在显示画面显示的图像的像素数据生成用于对所述激光束进行强度调制的显示数据，并使基于所述显示数据强度被调制的激光束从所述光源部射出的显示控制部；以及向所述扫描镜输出驱动信号以控制所述扫描镜的驱动控制部，其中，所述扫描镜是共振镜， 所述第1方向和所述第2方向的各驱动频率分别被设定成在所述第1方向和所述第2方向的所述扫描镜的各共振频率的附近，所述驱动控制部将所述驱动频率按指定的设定刻度宽度而被离散设定的所述驱动信号输出至所述扫描镜，当所述扫描镜的在所述第1方向和所述第2方向的其中之一方向的所述共振频率发生变动时，在该变动的共振频率达到所述离散设定的下一设定刻度的所述驱动频率之前，所述驱动控制部将所述驱动频率切换成所述下一设定刻度的所述驱动频率，并对应于所述驱动频率的切换，相应切换所述扫描镜的在所述第1方向和所述第2方向中的另一方向的所述驱动频率以保持指定的关系。根据上述结构，光源部射出激光束。扫描镜使激光束在第1方向上以及与第1方向交叉的第2方向上二维扫描。显示控制部利用用于表示在显示画面显示的图像的像素数据生成用于对激光束进行强度调制的显示数据，并使基于显示数据强度被调制的激光束从光源部射出。驱动控制部向扫描镜输出驱动信号来控制扫描镜。扫描镜是共振镜，第1方向和第2方向的各驱动频率被分别设定在第1方向和第2方向的扫描镜的各共振频率的附近。 驱动控制部将驱动频率按指定的设定刻度宽度而被离散设定的驱动信号输出至扫描镜。当扫描镜的在第1方向和第2方向的其中之一方向的共振频率发生变动时，在该变动的共振频率达到离散设定的下一设定刻度的驱动频率之前，驱动控制部将驱动频率切换成下一设定刻度的驱动频率，并对应于驱动频率的切换，相应切换扫描镜的第1方向和第2方向中的另一方向的驱动频率以保持指定的关系。因此，与等到变动的共振频率达到了离散设定的下一设定刻度的驱动频率才将驱动频率切换成该下一设定刻度的驱动频率的情况相比， 振幅增益的变化减小，驱动信号电平的变动也减小，因此能够抑制扫描振幅的变动。其结果是，能够防止因扫描振幅的变动而引起的画质的降低。产业上的可利用性本发明所涉及的扫描型图像显示装置能够应用于移动投影仪、眼镜型HMD、HUD等图像显示装置、显示系统等用途。
权利要求
1.一种扫描型图像显示装置，其特征在于包括光源部，射出激光束；帧缓冲器，将从外部输入的用于表示在显示画面显示的图像的多个像素数据按帧临时保存；扫描镜，使所述激光束在第1方向上以及与所述第1方向交叉的第2方向上二维扫描而投射于所述显示画面；驱动控制部，向所述扫描镜输出驱动信号控制所述扫描镜；以及显示控制部，从所述帧缓冲器读出所述像素数据，并利用读出的所述像素数据生成用于对所述激光束进行强度调制的显示数据，使基于所述显示数据被强度调制的激光束从所述光源部射出，其中，所述帧缓冲器，具有与所述显示画面相对应而构成的二维逻辑地址空间，将所述多个像素数据按输入的顺序存储在与所述显示画面上的位置对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置，在所述帧缓冲器的所述二维逻辑地址空间，以与存储所述像素数据的顺序对应的方向作为地址方向，所述驱动控制部，驱动所述扫描镜使所述激光束在与所述显示画面上的所述地址方向对应的方向不平行的方向上扫描，并将与向所述扫描镜输出的所述驱动信号有关的信息输出至所述显示控制部，所述显示控制部，基于与从所述驱动控制部输入的所述驱动信号有关的信息，计算基于所述扫描镜的所述激光束在所述显示画面上的扫描位置，并通过对所述帧缓冲器在所述地址方向上进行突发访问来读出多个像素数据，所述多个像素数据包括存储在与计算出的所述显示画面上的所述扫描位置或该扫描位置附近的位置相对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置的像素数据，并且利用读出的所述多个像素数据进行插值计算，生成与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述显示数据。
2.根据权利要求1所述的扫描型图像显示装置，其特征在于所述显示控制部，具备用于暂时保存对所述帧缓冲器进行所述突发访问而读出的所述多个像素数据的缓存器，所述显示控制部，在将对所述帧缓冲器进行所述突发访问而读出的所述多个像素数据存储到所述缓存器后，对所述帧缓冲器再次进行所述突发访问而读出多个像素数据，利用通过所述再次的突发访问而读出的所述多个像素数据、和保存在所述缓存器的所述多个像素数据进行二维插值计算，生成与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述显示数据。
3.根据权利要求2所述的扫描型图像显示装置，其特征在于由所述显示控制部进行的所述再次的突发访问而读出的所述多个像素数据的地址位置，相对于与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置，在与所述地址方向大致垂直的方向上位于存储在所述缓存器的所述多个像素数据的地址位置相反的一侧。
4.根据权利要求2或3所述的扫描型图像显示装置，其特征在于所述显示控制部，当与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置、和进行所述突发访问而读出的所述多个像素数据的地址位置在与所述地址方向大致垂直的方向上一致时，利用通过所述突发访问而读出的所述多个像素数据进行一维插值计算，生成所述显示数据，当与所述激光束在所述显示画面上的所述扫描位置对应的所述二维逻辑地址空间的地址位置和进行所述突发访问而读出的所述多个像素数据的地址位置在与所述地址方向大致垂直的方向上不一致时，利用进行两次突发访问而分别读出的所述多个像素数据进行二维插值计算，生成所述显示数据。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的扫描型图像显示装置，其特征在于 所述多个像素数据按光栅扫描的地址顺序被输入至所述帧缓冲器，所述扫描镜，以所述第1方向大致平行于与所述地址方向对应的所述显示画面上的方向、且所述第2方向大致垂直于与所述地址方向对应的所述显示画面上的方向的方式扫描所述激光束，所述驱动控制部，在所述第2方向比在所述第1方向高速地驱动所述扫描镜。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的扫描型图像显示装置，其特征在于还包括 具备眼镜镜片和镜框部的眼镜；以及作为所述显示画面形成在所述眼镜镜片的表面的全息镜，其中， 所述光源部和所述扫描镜配置于所述镜框部，所述扫描镜从相对于所述全息镜倾斜的方向投射所扫描的所述激光束， 所述第1方向被设定为从所述扫描镜到所述全息镜的投射距离发生变化的方向， 所述驱动控制部在所述第2方向比在所述第1方向高速地驱动所述扫描镜， 所述显示控制部，控制所述光源部，根据在所述第1方向的所述激光束在所述全息镜上的扫描位置来控制所述激光束的焦点。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的扫描型图像显示装置，其特征在于所述扫描镜被双轴共振驱动。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的扫描型图像显示装置，其特征在于所述扫描镜为共振镜，所述第1方向和所述第2方向的各驱动频率分别被设定成在所述第1方向和所述第2方向的所述扫描镜的各共振频率的附近，所述驱动控制部，将所述驱动频率按指定的设定刻度宽度而被离散设定的所述驱动信号输出至所述扫描镜，所述驱动控制部，当所述扫描镜的在所述第1方向和所述第2方向的其中之一方向的所述共振频率发生变动时，在该变动的共振频率达到所述离散设定的下一设定刻度的所述驱动频率之前，将所述驱动频率切换成所述下一设定刻度的所述驱动频率，并对应于所述驱动频率的切换，相应切换所述扫描镜的在所述第1方向和所述第2方向中的另一方向的所述驱动频率以保持指定的关系。
9.根据权利要求8所述的扫描型图像显示装置，其特征在于所述驱动控制部，当所述扫描镜的在所述其中之一方向上的所述共振频率相对于所述离散设定的所述驱动频率偏离了所述设定刻度宽度的1/2时，将所述驱动频率切换成所述下一设定刻度的驱动频率。
10.根据权利要求8或9所述的扫描型图像显示装置，其特征在于所述扫描镜，输出用于表示该扫描镜的振动波形的反馈信号，所述驱动控制部，基于从所述扫描镜输出的所述反馈信号检测所述扫描镜的振幅，控制所述驱动信号的电平以使检测出的所述振幅保持为指定值，并且，基于所述反馈信号检测所述扫描镜的所述振动波形与所述驱动信号的相位差，基于检测出的所述相位差决定所述驱动频率的切换时机。
全文摘要
本发明所提供的帧缓冲器(5)具有与显示画面(7)相对应而构成的二维逻辑地址空间，将多个像素数据(9)按输入的顺序存储在与显示画面上的位置对应的地址位置。在二维逻辑地址空间中，以与存储像素数据的顺序对应的方向为地址方向。驱动控制部(6)驱动扫描镜(3)以使激光束在与显示画面上的地址方向对应的方向不平行的方向上扫描。显示控制部(4)计算激光束在显示画面上的扫描位置，通过对帧缓冲器在地址方向上进行突发访问，读出包括与计算出的扫描位置或该扫描位置附近的位置对应的二维逻辑地址空间的地址位置的像素数据的多个像素数据，并利用多个像素数据进行插值计算，生成与激光束在显示画面上的扫描位置对应的显示数据。
文档编号G02B27/01GK102472892SQ201180002659
公开日2012年5月23日 申请日期2011年4月26日 优先权日2010年4月28日
发明者黑塚章 申请人:松下电器产业株式会社