[发明专利]扫描型图像显示装置

说明书

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、HMD(Head 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(eyepiece 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。