光学扫描设备、图像位置的校正方法和图像显示设备

摘要

提供了一种光学扫描设备、图像位置的校正方法、图像显示方法和图像显示设备，其能提高光投影效率和降低电功率，并能减小投影图像的误差并增加图像显示设备中光投影的效率，用于通过一维图像来扫描以产生二维图像。在所述图像显示设备中，扫描装置(2)在外出路径和返回路径两者上扫描以投影所述光。该图像显示设备被提供有用于读取扫描装置(2)的角度的角度传感器(16)和用于检测投影光的位置的位置敏感检测器(15)。系统控制电路(10)在角度数据校正单元(13)和光位置检测单元(14)处处理所获得的角度数据和位置数据以确定角度传感器(16)的输出的相位延迟，并调节调制/投影时序以校正所述相位延迟并匹配在外出路径和返回路径两者中投影的图像的位置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学扫描设备，用于在屏幕或其它图像显示装置上通过投影光学系统基于例如Grating Light Valve^TM或其它光调制元件来显示图像；一种对所显示图像的位置的校正方法；以及一种使用所述光学扫描设备的图像显示设备。

背景技术

在投影仪、打印机或其它图像形成设备中，为提高图像的分辨率，已知有这样的方法：借助扫描镜或其它光学扫描设备通过来自一维图像显示元件的光线来扫描，同时将图像投影到图像形成装置上以形成二维图像(例如，参考U.S.专利No.5982553)。

作为一维像素显示设备，由Silicon Light Machines of the U.S.开发的Grating Light Valve^TM(GLV)是已知的(例如，日本经检查的专利出版物(Kokoku)No.3164824和U.S.专利No.5841579)。

与通常的二维显示设备相比，当使用GLV时，尽管垂直方向上像素的数量变得相同，在水平方向上仅一个是足够的，因此二维图像显示所需的像素数量较小。此外，被称为“带状元件”的GLV的电极部分在尺寸上很小(大约1×40μm)，因此高分辨率、高开关速度和宽带宽的显示是可能的。另一方面，低施加电压被用于所述工作，因此可以预期实现很小尺寸的显示设备。

参考图1到图3，使用GLV的图像显示设备的通用配置将被简单地说明。

图1是使用GLV的图像显示设备的配置实例的视图。

图1中所示的图像显示设备100具有屏幕101、扫描镜102、扫描器马达103、投影光学系统104、由GLV器件形成的一维光调制元件105、用于供应驱动电压给GLV器件105的驱动电路106、接口电路107、视频数据转换电路108、扫描器驱动器109和系统控制电路SYS-CNT110。包括扫描镜102和扫描器马达103的配置将被称为“扫描器102a”。

例如，包括多个半导体激光器的光源LS发射红(R)、绿(G)或蓝(B)照明光线。照明光线由未示出的照明光学系统转换成平行光束并被照射到GLV器件105。

GLV105由一维排列的多个像素形成。依照待显示图像的驱动电压是由驱动电路106供应给GLV器件105的。响应于此，GLV器件105反射或衍射入射的照明光并发射反射光或衍射光给投影光学系统104。

投影光学系统104将从GLV器件105发射的反射光或衍射光转换成平行光束。此外，投影光学系统104分离第±1级衍射光和0级光，通过第±1级衍射光以使其到达扫描镜102，并且阻塞0级光。此外，投影光学系统104主要放大由来自GLV器件105的第±1级衍射光形成的一维图像并通过扫描镜102将其投影并聚焦到屏幕101上。

扫描器马达103由来自扫描器驱动器109的扫描器驱动信号SDS来驱动并往复地(reciprocally)旋转链接的扫描镜(linking scan mirror)102。扫描镜102通过包括从投影光学系统104发射的一维图像的第±1级衍射光来扫描并依次将其发射到屏幕101，同时往复地旋转以形成二维图像。扫描镜102是例如电流计镜。

被输入给图像显示设备100的视频数据VD是例如从DVD或其它视频播放器输入的色差信号YCbCr(YPbPr)。为了在图像显示设备100处处理它，视频数据转换电路108和接口电路107针对每个一维图像(被称为“一线”)而转换输入视频数据的格式并将其输出给驱动电路106。

系统控制电路SYS-CNT110具有CPU111和存储器112，并分配用于使图像显示设备100的部件同步的帧同步信号FRMsync。此外，它输出用于驱动扫描镜102的基本数据以及包括用于该数据的相位、振幅和循环信息的扫描器指令信号SIS。此外，它使用各种类型的数据来产生指示GLV器件105的调制和投影时序的调制/投影信号RQT。

图2A是示意性地说明扫描镜102的扫描工作的视图，而图2B示出通过扫描镜102的扫描在屏幕101上形成的二维图像。

如图2A中所示，扫描镜102依次将从投影光学系统104投影的一维图像光照射到屏幕101，同时往复地旋转于预定角度范围内以在屏幕101上形成二维图像。

扫描器102a(扫描镜102和扫描器马达103)由图3中所示的锯齿形波状信号来驱动。

如图3中所示，当通过具有非对称上升特性(时间和振幅)和下降特性(时间和振幅)并显示出锯齿形形状的锯齿形波状信号来驱动扫描器102a时，所示的驱动电压被供应给扫描器102a，并且扫描器102a在周期T1a和T1内被驱动。在周期T1a内，扫描镜102具有从零被加速到预定速度的旋转速度。在周期T1内，扫描镜102沿图2A中所示的外出方向从位置“a”以恒定速度旋转到位置“c”同时经过位置“b”，在每个位置处反射入射的一维图像光，将光线La、Lb和Lc发射到屏幕101，并且形成图2B中所示的一维图像Sa、Sb和Sc。

在图3中所示的周期T1内，扫描镜102一直旋转到位置c。

之后，在图3中所示的周期T2内，扫描镜102减速直到旋转速度变为零，并开始反过来旋转，同时沿图2A中所示的返回方向加速。

在周期T2内，扫描镜102在返回方向上旋转，但在周期T2内，扫描镜102仅返回其原始位置以便于接下来的投影，而并不投影或聚焦图像。

如以上所示，当通过依照锯齿形波状信号进行扫描来投影图像时，图像仅被投影于T1周期，但在返回方向上的移动时间T2内不被投影，因此无用时间T2被产生。因此，扫描器102a的光投影效率是低的。当试图增加扫描器102a的光投影效率时，有缩短返回方向上的移动时间T2的方法，但大功率必须被供应给扫描镜102以在短时间内返回扫描镜102。为此，存在的问题是，需要增加扫描设备的电功率量并增加扫描镜的机械强度。扫描设备在尺寸上变大并且实现其变得昂贵。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种通过由一维光调制元件获得的一维图像来扫描以产生二维图像的图像显示设备中的光扫描设备，其可提高的光投影效率并降低电功率，并且其可减小伴随增加的光投影效率的投影图像误差；以及一种对该光扫描设备中图像位置的校正方法。

本发明的第二目的是提供一种图像显示设备，其使用上述光扫描设备和对图像位置的校正方法。

依照本发明的第一方面，提供了一种光扫描设备，其偏转依照视频数据来调制的入射光并通过所述入射光在扫描表面上扫描以形成图像，包括：扫描装置，其在正向旋转方向和相反旋转方向上被旋转并依照正向旋转和相反旋转来偏转入射光；以及校正装置，用于匹配通过借助依照正向旋转偏转的入射光来扫描扫描表面而形成的图像的位置和通过借助依照相反旋转偏转的入射光来扫描扫描表面而形成的图像的位置。

也就是说，光扫描设备在正向旋转方向和相反旋转方向两者上投影图像以提高光投影效率。当在正向旋转方向和相反旋转方向两者上投影图像时，正向旋转方向上的图像和相反旋转方向的图像的投影位置必须被匹配。在本发明中，用于校正图像位置的校正装置被提供以匹配正向旋转方向上的图像和相反旋转方向的图像的投影位置。

优选地，当使用角度检测装置来测量扫描设备的真实旋转角度并形成一个帧时，每个时刻的扫描设备的真实旋转角度数据都被存储在存储装置中。调制控制装置从所存的角度数据来计算对应于扫描装置的每个真实旋转角度的时间，并输出指令，用于确定那时的视频数据的调制和扫描装置的投影的时序。

更优选地，角度检测装置读取任何时间处扫描装置的旋转角度并基于所读角度的结果来测量由角度检测装置输出的扫描装置的每个旋转角度数据的相位延迟。当依照相位延迟量的时间过去时的角度数据被使得成为“真实旋转角度”。

更优选地，光位置测量装置被提供，扫描装置停止时的角度数据和扫描装置旋转时的角度数据被测量，并且扫描装置的每个旋转角度数据的相位延迟从该差异被测量。

依照本发明的第二方面，提供了这样一种方法：在正向旋转方向和相反旋转方向上旋转扫描装置，依照正向旋转和相反旋转来偏转依照视频数据而调制的入射光，并且校正通过经偏转的入射光在扫描表面上形成的图像的位置，对图像位置的校正方法具有以下校正步骤：匹配通过借助依照正向旋转偏转的入射光在扫描表面上扫描而形成的图像的位置和通过借助依照相反旋转偏转的入射光在扫描表面上扫描而形成的图像的位置。

依照本发明的第三方面，提供了一种图像显示设备，其包括：光照明装置；光调制元件，用于依照输入视频数据来调制来自照明装置的入射光并发射用于形成一维图像的图像形成光；扫描装置，其依照所述视频数据在正向旋转方向和相反旋转方向上旋转并偏转图像形成光；校正装置，用于匹配通过借助依照正向旋转偏转的图像形成光在扫描表面上扫描而形成的图像的位置和通过借助依照相反旋转偏转的图像形成光在扫描表面上扫描而形成的图像的位置；以及显示装置，其被经校正的图像形成光照射并显示二维图像。

附图说明

图1是使用一维光调制元件的图像显示设备的配置实例的视图。

图2A和图2B是用于说明在图1中所示的图像显示设备中通过扫描镜形成二维图像的原理的视图。

图3是用于说明用于驱动扫描镜的锯齿形波信号的视图，该信号具有非对称上升特性和下降特性并显示出锯齿形形状的波形。

图4是用于说明三角形波信号的视图，该信号具有对称上升特性和下降特性，用于驱动依照本发明实施例的图像显示设备中的扫描镜。

图5是通过依照本发明实施例的图像显示设备中的扫描镜的往复扫描来形成二维图像的状态的视图。

图6是依照本发明的扫描系统和图像显示设备的调节装置的配置实例的视图。

图7是图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备中的一维调制元件电路的配置实例的视图。

图8是图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备中的一维调制元件的配置的视图。

图9是图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备中的接口电路的配置实例的视图。

图10是图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备中的数据转换电路的配置实例的视图。

图11是图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备中的帧同步信号和调制/投影信号的时序图。

图12A到12G是图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备中的各种信号的时序图。

图13A和图13B是用于说明图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备中的帧同步信号的开关时序和角度信号的开关时序的偏差的视图。

图14A到图14C是在校正了图13A和图13B中所示的帧同步信号的开关时序和角度信号的开关时序的偏差之后的帧同步信号、角度信号和速度信号的时序图。

图15是用于说明在图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备的系统控制电路中测量扫描镜的基准角度和角度信号的基准值的方法的流程图。

图16A1到图16C3是用于说明在测量系统控制电路中测量扫描镜的基准角度和角度信号的基准值的过程中的光位置的方法的视图。

图17是用于说明在图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备的系统控制电路中测量角度信号相对于扫描镜的实际角度的相位延迟的方法的流程图。

图18A到图18D是用于说明在系统控制电路中在测量角度信号的相位延迟的过程中，通过调节调制/投影信号的时序来匹配投影光的位置的方法的视图。

图19A1到图19C3是用于说明在系统控制电路中在测量角度信号的相位延迟的过程中测量光位置的方法的视图。

图20A和图20B是用于说明在图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备中的系统控制电路中计算角度信号的相位延迟的方法的视图。

图21是用于说明通过校正图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备的系统控制电路中角度信号的相位延迟而得到扫描镜实际角度的方法的视图。

图22A到图22D是用于说明在图6中所示的依照本发明实施例的图像显示设备的系统控制电路中通过匹配调制/投影时序和扫描镜的旋转角度来形成一维图像的处理的视图。

具体实施方式

以下将参考所附的附图来说明本发明的光扫描设备的实施例、对图像位置的校正方法、使用相同内容的图像显示方法以及图像显示设备。

〔三角形波驱动系统〕

将通过参考图4和图5来说明本发明的扫描方法。

图4是本实施例中用于控制扫描设备的三角形波信号的视图，而图5是用于示意性地说明依照本实施例的扫描镜的扫描工作的视图。

注意，在说明书和附图中，“三角形波信号”指的是上升特性(时间和振幅)和下降特性(时间和振幅)如图4中所示而对称的波形的信号。与此相反，“锯齿形波信号”指的是上升特性(时间和振幅)和下降特性(时间和振幅)如图3中所示为非对称的波形的信号。

在依照本发明实施例的图像显示设备中，当往复地旋转扫描镜时，光被投影于外出路径和返回路径两者中，并且光投影效率被提高。

在本实施例中，图4中所示的三角形波的驱动信号驱动图5中所示的扫描镜以实现往复的光投影。

当通过图4中所示的三角形波的信号来驱动扫描器时，图5中所示的扫描镜2通过驱动电压往复地旋转。具体而言，在图4中所示的周期T3a内，扫描镜2被加速到预定旋转速度。在图4中所示的周期T3内，扫描镜2沿图5中所示的外出方向以以上的预定速度从位置“a”旋转到位置“c”同时经过位置“b”，在每个位置处反射用于显示一维图像的入射光线，并将光线La、Lb和Lc发射到屏幕1。

在图4中所示的周期T4内，扫描镜2减速，直到旋转速度变为零，然后开始反过来旋转，同时沿图5中所示的返回方向加速到预定速度。在周期T4内，扫描镜2仅改变旋转方向以便于在返回路径中投影，而并不投影和聚焦光。

在图4中所示的周期T5内，扫描镜2沿图5中所示的返回路径的方向以以上的预定速度从位置“c”旋转到位置“a”同时经过位置“b”，在每个位置处反射用于显示一维图像的入射光线，并将光线Lc’、Lb’和Lc”发射到屏幕1。

在图4中所示的周期T5a内，扫描镜2减速，直到旋转速度变为零。

通过以这种方式借助三角形波信号的扫描镜2的扫描，扫描器系统在外出和返回旋转两者中投影光，因此光投影在效率上变高，而对扫描器镜的机械要求被降低。

对在外出路径和返回路径两者中投影光线时必须解决的缺点的一个对策是匹配外出路径图像和返回路径图像的投影位置。当扫描器系统的特性理想时，即在扫描器的外出和返回路径中的实际角度对称，旋转速度总是常数(除了在用于反转旋转方向的极变化点附近)等的条件下，通过建立扫描器相位和一维图像光投影时序之间的同步并周期性地投影一维图像光，有可能匹配外出路径图像和返回路径图像。

然而，在实际的扫描器系统中，部件的特性、物理条件、电路配置的特性等意味着外出路径和返回路径的对称性将不被完全建立。即使在排除了极变化点附近的角度区域中，旋转速度亦不是常数。在这种条件下，扫描器的旋转时序和一维图像投影时序将不匹配。存在将在外出和返回图像之间导致偏差的可能性。

此外，由于一维图像通过扫描镜的旋转而被相继投影到屏幕上，当扫描镜的旋转速度变化时，屏幕上一维图像之间的间隔将不再是常数，并且在外出和返回路径的图像中导致的偏差将不由图像位置明确地确定。为此，仅通过从整体上调节一维图像的相位是难以使图像从整体上匹配的。

在本发明的该实施例中，以上问题是通过以下来克服的：提供角度传感器以使扫描镜的角度能在任何时间被读取并控制系统以基于所读角度的结果来匹配外出路径图像和返回路径图像的投影位置。

〔图像显示设备的配置〕

图6是依照本发明的图像显示设备19的配置实例的视图。

图6中所示的图像显示设备19具有屏幕1，扫描镜2，扫描器马达3，投影光学系统4，用于调制三原色即红(R)、绿(G)和蓝(B)照明光的一维光调制元件5a、5b和5c，用于输出驱动电压给这些一维光调制元件5a、5b和5c的驱动电路6a、6b和6c，接口电路7a、7b和7c，视频数据转换电路8a、8b和8c，扫描器驱动器9，以及系统控制电路10。

GLV被用于一维光调制元件5a、5b和5c。注意，在以下描述中，一维光调制元件5a、5b和5c有时将被合称为“一维光调制元件5”。

在本说明书中，包括一维光调制元件5a、5b和5c，其驱动电路6a、6b和6c等并将照明光转换成一维图像的电路将被称为“一维光调制电路17a、17b和17c”。

例如，由半导体激光器组成的多个光源LS-R、LS-G和LS-B发射红(R)、绿(G)和蓝(B)照明光线。照明光线由未示出的照明光学系统转换成平行光束并被照射到一维光调制元件5a、5b和5c。

一维光调制元件5a、5b和5c由一维排列的多个像素形成。依照待显示图像的驱动电压由驱动电路6a、6b和6c供应给一维光调制元件5a、5b和5c。一维光调制元件5a、5b和5c据此反射或衍射入射的照明光并将反射光或衍射光发射到投影光学系统4。

投影光学系统4将从一维光调制元件5a、5b和5c发射的反射光和衍射光转换成平行光束。此外，投影光学系统4分离第±1级衍射光和0级光，从其中通过第±1级衍射光并使其到达扫描镜2，并且阻塞0级光。此外，投影光学系统4放大主要由来自一维光调制元件5a、5b和5c的第±1级衍射光形成的一维图像并通过屏2将其投影并聚焦到屏幕1上。

视频数据转换电路8a、8b和8c以及接口电路7a、7b和7c针对每个线在格式上转换被输入给图像显示设备19的红(R)、绿(G)和蓝(B)视频数据VD-R、VD-G和VD-B并将其输出给驱动电路6a、6b和6c。

扫描器马达3由来自扫描器驱动器9的扫描器驱动信号SDS来驱动并往复地旋转链接的扫描镜2。扫描镜2通过包括从投影光学系统4发射的第±1级衍射光来依次扫描并将其发射到屏幕1，同时往复地旋转以布置一维图像并形成二维图像。扫描镜2是例如电流计镜。

扫描器马达3容纳角度传感器16。因此在本实施例中，基于在角度传感器16处检测的扫描器马达3的旋转角度，与扫描器马达3链接的扫描镜2的当前角度被正确地得到，在角度传感器16处检测的角度信号SAS被输出给系统控制电路SYS-CNT10的角度数据校正单元13并执行用于匹配外出路径图像和返回路径图像的处理。

系统控制电路(SYS-CNT)10包括CPU11、存储器12、角度数据校正单元13和光位置检测单元14。视频数据转换电路8a、8b和8c以及接口电路7a、7b和7c分配帧同步信号FRMsync，用于建立包括一维光调制元件5a、5b和5c以及驱动电路6a、6b和6c的一维光调制电路17a、17b和17c的同步。此外，SYS-CNT10输出用于驱动扫描镜2的基本数据以及包括相对于该数据的相位、振幅和循环信息的扫描器指令信号SIS。此外，SYS-CNT10通过使用各种类型的数据来产生指示一维光调制元件5的调制和投影时序的调制/投影信号RQT。

当扫描器马达3和扫描镜2旋转时，从角度传感器16输出的角度信号SAS导致相对于实际角度ANG的相位延迟。因此导致了外出路径图像和返回路径图像之间的偏差。

角度数据校正单元13校正关于从角度传感器16输入的角度信号SAS相对于扫描镜2的实际角度ANG的相位延迟，建立并控制与扫描镜角度、屏幕1上的投影位置和一维光调制元件5a、5b和5c的调制时序以及系统控制电路(SYS-CNT)10中的其它处理的关系，并且匹配外出路径图像和返回路径图像的投影位置。

例如，在生产并运出图像显示设备19之前的阶段时，角度信号SAS的相位延迟被测量和校正。为了测量和校正，位置敏感的检测器(PSD)15被提供于屏幕1的前面。当来自扫描镜2的形成一维图像的光线被照射到PSD15时，PSD15将信号PDS-SIG1和PDS-SIG2输出给与光线照射位置相关的光轴的左边和右边并将其输入给系统控制电路10中的光位置检测单元14。

光位置检测单元14依照例如与光盘中的位置检测和散焦检测链接的PDS-SIG1和PDS-SIG2之间的差(差分系统)而得到来自PDS-SIG1和PDS-SIG2的光的照射位置，估算扫描镜2的物理位置，并且将其比较于由角度信号SAS指示的角度值以获得角度信号SAS的相位延迟。

图7是包括一维光调制元件5a、5b和5c以及驱动电路6a、6b和6c的一维光调制电路17a、17b和17c的配置实例的方块图。

在以下，为简化起见，公用于一维光调制元件5a、5b和5c，驱动电路6a、6b和6c以及一维光调制电路17a、17b和17c的三种颜色红(R)、绿(G)和蓝(B)的照明光的配置部分被称为一维光调制元件5、驱动电路6和一维光调制电路17，而减去了索引“a”、“b”和“c”。

如图7中所示，每个一维光调制电路17包括：除了一维光调制元件5和驱动电路6，存储器28，用于存储一个线的驱动电压数据；以及控制电路27，用于控制驱动电路6的工作。

从先前级的接口电路7输出并显示一维图像的驱动电压数据被输入并存储在存储器28中。此外，用于指令从接口电路7传递以上驱动电压数据的传递启动信号TSS和用于指令将驱动信号输出到一维光调制元件5的驱动指令信号DIS从接口电路7被输入到控制电路27。

图8是一维光调制元件5的结构的透视图。

如图8中所示，一维光调制元件5包括公用电极22，其由硅基片上的多晶硅薄膜制成，在所述硅基片上，条形带状元件20a、21a、20b、21b、20c、21c和20d以距离公用电极22的预定间隔而被形成。具有类似于带的形状的元件(以下被称为“带状元件”)20a、21a、20b、21b、20c、21c和20d具有在其上表面上形成的反射膜(未示出)并用作反射组件。

在带状元件20a、21a、20b、21b、20c、21c和20d中，驱动电压被供应给带状元件20a、20b、20c和20d。由于依照驱动电压从静电力得出的吸引力或排斥力，带状元件20a、20b、20c和20d可在垂直方向上移动或弯曲。另一方面，带状元件21a、21b和21c位于指定位置处，并且在一维光调制元件5的工作期间不移动。移动或弯曲的带状元件20a、20b、20c和20d将被称为“可移动带状元件”，而不移动或弯曲而是被固定在原地的带状元件21a、21b和21c将被称为“固定带状元件”。

作为带状元件的尺度的典型实例，例如，带状元件的宽度是3到4μm，相邻带状元件之间的间距是大约0.6μm，而带状元件的长度是大约200到400μm。

多个带状元件可被用作用于一个像素的一组。例如，图8中所示的六个相邻的带状元件20a、21a、20b、21b、20c和21c可被用于表示一个像素。在此情况下，一个像素的宽度是大约25μm。

例如，在现在被投入实际使用的显示1080个像素的一维光调制元件中，1080个像素带状元件沿图8中的水平方向而被安排。

一维光调制元件5的工作由在带状元件20a、21a、20b、21b、20c、21c和20d和公用电极12之间供应的电压来控制。当使到可移动带状元件20a、20b和20c的驱动电压OFF并使固定带状元件21a、21b和21c接地(OFF状态)时，可移动带状元件20a、20b和20c不移动，因此所有带状元件位于相同的平面上，用作平镜，并反射大部分入射照明光线而不衍射或偏转它们。

注意，在实际中，微量的第±2级衍射光、第±4级衍射光或其它偶数级衍射光亦被产生。

另一方面，当供应预定驱动电压给可移动带状元件20a、20b1和20c并使固定带状元件21a、21b和21c接地(ON状态)时，可移动带状元件20a、20b和20c通过由于驱动电压而导致的静电力下拉到公用电极12的一侧，并移动或弯曲。例如，可移动带状元件20a、20b和20c移动或弯曲λ/4(λ是入射光的波长)。举例来说，当λ＝532nm时，可移动带状元件的移动量是处于最大值的λ/4＝133nm。

当照明光线在该状态下入射时，在可移动带状元件20a、20b和20c处反射的光线和在固定带状元件21a、21b和21c处反射的光线之间的总光学路径差变成半波长(λ/2)。因此，一维光调制元件5将用作反射型光栅点阵(grating lattice)，所反射的光线(0级光)将相互干涉并相互抵消，因此第±1级光、第±3级光和其它奇数级衍射光将被产生。

所产生的第±1级光经过投影光学系统4并在屏幕1上形成一维图像。当扫描镜2扫描时，一维图像被布置于屏幕1上并形成二维图像。

图9是接口电路7的配置实例的方块图。

接口电路7具有例如数据格式转换电路30、控制电路CNT31和存储器32。

数据格式转换电路30将从视频数据转换电路8输入的一维视频数据1Dim-Image-Data转换成待供应给一维光调制元件5的预定像素的可移动带的驱动电压，并将其输出给一维调制电路17的存储器28以便于存储。此外，它存储从接口电路7输入的一维图像。数据格式转换电路30向一维调制电路17的控制电路27输出用于指令传递驱动电压数据的传递启动信号TSS和用于指令驱动电路6工作并输出驱动信号给一维光调制元件5的驱动指令信号DIS。

存储器32保持用于确定一维调制元件5的调制时序和相位数据(T和ψ)的调制/投影信号RQT的产生时序。

控制电路31接收帧同步信号FRMsync并调节接口电路7和配置部件的工作时序。此外，基于在存储器32中存储的调制/投影信号RQT的产生时序和相位数据(T和ψ)，用于确定一维光调制元件5的调制时序的调制/投影信号RQT被产生并被输出给视频数据转换电路8。

图10是视频数据转换电路8的配置实例的方块图。

视频数据转换电路8具有例如图像输入电路35、XY转换电路36、帧存储器37、图像输出电路38和控制电路39。

在视频数据转换电路8a、8b和8c中，例如，视频数据转换电路8作为基准电路而产生帧同步信号FRMsync并将其输出给系统控制电路10。被输入给视频数据转换电路8a的数据包括用作基准的帧同步信号。视频数据转换电路8a将帧同步信号的时序转换成在控制电路39中设置的时序并将其输出为帧同步信号FRMsync。

例如，DVD或其它视频播放器将渐进色差信号YCbCr(YPbPr)输入给图像输入电路35。图像输入电路35将色差信号YCbCr(YPbPr)转换成RGB信号并通过图像输入电路35中的逆伽玛校正处理将非线性特性(γ特性)添加给所述RGB信号。

一维调制元件5被用于通过一维垂直图像来扫描以显示二维图像，因此不同于在时间序列中被连续输入的以上渐进视频数据的格式。为此，有必要将以上渐进视频数据的数据格式转换成用于二维图像的格式。XY转换电路36针对一个帧的视频数据执行对数据的垂直/水平转换，并最优地切换数据阵列的阶(order)以形成一维视频数据。

视频数据的经转换的帧值以线为单位被存储在帧存储器37中。在此，依照扫描镜2的旋转方向，一维视频数据被提供给一维调制元件5作为驱动信号的顺序变得相反，因此在帧存储器37中存储的线单位的视频数据被使得在顺序上与在例如扫描镜2在返回方向上旋转之前的一维视频数据相反。

控制电路39从接口电路7接收调制/投影信号RQT并与调制/投影信号RQT同步地通过图像输出电路38一次一线地将存储在帧存储器37中的一个帧视频数据输出给接口电路7。

图11是从视频数据转换电路8被输出到接口电路7以便于确定一维调制元件5的调制时序的调制/投影信号RQT和帧同步信号FRMsync的时序图。

如图11中所示，在被指示于帧同步信号FRMsync中的周期T6或T7内，视频数据的每个帧通过视频数据转换电路8、接口电路7和驱动电路6而传递，被转换成驱动电压，并且被顺序提供给一维调制元件5，由此使一个帧被显示在屏幕1上。

例如，在周期T6内，扫描镜2在外出路径上旋转并扫描以将外出路径图像投影于屏幕1上。另一方面，在周期T7内，扫描镜2在返回路径上旋转，并扫描且将返回路径图像投影于屏幕1上。

例如，在周期T6或T7内，被提供了用于形成包括1920个线的一个帧的1920个调制/投影信号RQT的一维光调制元件5执行1920次调制。

图12A到图12G是以上说明的信号的时序图。

图12A到图12C视频数据转换电路8中的信号的时序图。

与图12A的调制/投影信号RQT同步，视频数据转换电路8在图12C中所示的数据使能(DE)周期内将图12B中所示的存储在帧存储器37中的一线的数据输出给接口电路7。

图12D到12F是接口电路7中的信号的时序图。

在用于指令将经转换的一维数据输出给一维光调制电路17的传递启动信号TSS(图12D)之后，接口电路7输出图12E中所示的一维数据，然后输出用于使驱动电路6工作的驱动指令信号DIS(图12F)。

在驱动指令信号DIS之后，一维调制元件5在图12G中所示的时序处调制照射光。

如图12A和图12G中所示，在调制/投影信号RQT和一维调制元件5的调制时序TM之间有某个时间延迟。

〔扫描系统〕

本实施例的特征在于通过被投影到屏幕1上的垂直一维图像进行y水平扫描，有可能产生二维图像并通过调制/投影信号RQT而自由地改变垂直一维图像的投影时序。

因此，在扫描镜2的外出和返回路径中的二维图像的位置的匹配是通过以下来实现的：在给出外出和返回路径中的相同位置的时序处投影在外出和返回路径中被投影的相同一维图像。

在本实施例中，进行以下控制以实现在扫描镜2的外出和返回路径中被投影的二维图像的位置的匹配。

〔扫描系统：扫描镜和帧同步信号之间的同步〕

在本实施例中，扫描系统由三角形波来控制以通过图像信号在外出和返回路径两者中投影图像。

图13A和图13B是用于比较帧同步信号FRMsync(A)和由角度传感器16输出的角度信号SAS(B)的时序的视图。

如图13B中所示，在时间t1处，角度信号SAS具有最小值V1。此时，假定扫描镜2的角度是零。由于被提供给扫描器马达3的三角形扫描器驱动信号，扫描镜2被加速到例如外出路径方向上的预定旋转速度，并且以恒定速度旋转于外出路径方向上，由此使扫描镜2的角度逐渐增加。因此，由角度传感器16输出的角度信号SAS亦逐渐增加。

在时间t2处，扫描镜2到达外出路径方向上的最大角度，因此角度信号SAS变成最大值V2。此时，扫描镜2被减速，旋转速度变成零，并且开始在返回路径方向上旋转。

在除了极变化点以外的区域中，扫描器马达3和扫描镜2的旋转速度变得几乎为常数。因此，如图13B中所示，角度信号SAS几乎沿直线而变化。

然而，如图13A和13B中所示，通常角度信号SAS不与帧同步信号FRMsync同步，并且存在某个相位差P-Diff。

在本实施例中，为了通过三角形波信号控制扫描系统以在外出和返回路径方向两者上投影图像信号的图像，在扫描镜2在一个方向上旋转的周期内，一个帧视频数据必须被输出。为此，理想的是帧同步时序的开关和扫描镜2的移动方向的开关时序重合。也就是说，扫描镜的方向开关时序(角度信号SAS的极变化点)和帧同步信号FRMsync的图像的开关时序之间的相位差被使得为0。

以上控制被实施如下。

在通常状态下，通过将图像信号的开关信号(一个方向)用作触发，扫描镜2的移动速度变为0的时序(极变化点)和开关信号之间的相位差是通过使用角度传感器16的角度信号SAS从角度信号SAS来计算的。所计算的相位差被用于改变扫描器指令信号SIS的相位以使相位差变为0。

此外，如果该反相，则控制被执行180度转换以使在触发时序处，图像的投影方向变得恒定并且极变化点的电势的极性变得恒定。

图14A到图14C是用于比较在执行了以上调节后的帧同步信号FRMsync、角度传感器16的角度信号SAS和指示扫描镜2的旋转速度的速度信号SPD-SIG的时序的视图。

如图14A和图14B中所示，在调节了扫描器指令信号SIS的相位之后，帧同步信号FRMsync的开关时序和扫描镜2的移动方向的开关时序是匹配的。

此外，为了便于控制视频数据的时序，图像在扫描镜2的速度变化尽可能小的区域中被投影。

如图14C中所示，除了极变化点以外，扫描镜2的速度基本上是稳定的。

〔扫描系统：对角度信号的相位延迟的测量〕

如以上所提及的，当扫描器马达3旋转时，从由角度传感器16输出的角度信号读取的扫描镜2的角度具有相对于扫描镜2的实际角度的相位延迟。为了实现往复扫描中外出路径图像和返回路径图像之间的匹配，角度信号的相位延迟必须被正确地掌握并被精确地校正。

为了测量角度信号的相位延迟，有必要掌握不包括相位延迟的扫描镜2的实际角度。因此，首先测量用于估算实际角度的基准值。

〔对角度和角度信号的基准值的测量〕

如图6中所示，在屏幕1的前面，安装了位置敏感设备(PSD)15的位置测量设备被放置以测量形成从扫描镜2投影的线图像的光线。

在扫描镜2被停止的状态下，角度传感器16的角度信号不包括任何相位延迟。因此，在该状态下，当光被投影于PSD15的中心时的扫描镜2的角度被定义为基准角度，并且角度传感器16的角度信号的值被定义为基准值。

图15是一个流程图，其示出了在扫描器系统被停止的状态下通过PSD15来测量扫描镜2的基准角度和角度传感器16的角度信号的基准值的方法。该处理例如使用了系统控制电路10。系统控制电路10包括计算机11或其它处理装置。在计算机11或其它处理装置中安装的程序执行以下处理：

步骤21：

系统控制电路提供任何驱动电压给一维调制元件5，调制照射光并将所发射的光线发射给扫描镜2。光线通过扫描镜2投影到屏幕1上。

步骤22：

系统控制电路改变扫描镜2的角度并调节投影位置以使来自扫描镜2的光线被投影到在屏幕1前面的预定位置处安排的PSD15。

图16A1到图16C1示出了以上处理步骤。

图16A1到图163C是示出在扫描器系统被停止的状态下通过PSD15来测量扫描镜2的基准角度和角度传感器16的角度信号的基准值的方法的步骤的视图。

如图16A1到图16C1中所示，PSD15被放置在屏幕1的前面。例如，PSD15的左右两端输出两个信号PSD-SIG1和PSD-SIG2，其涉及光线的所检测的投影位置。

通过借助系统控制电路连续改变扫描镜2的角度，投影光40在屏幕1上移动。

步骤23：

当从PSD15输出的信号PSD-SIG1和PSD-SIG2仅包括噪声时，就是说，在形成投影光40的光线不冲击(strike)PSD15的情况下，系统控制电路返回到步骤22的处理并继续调节扫描镜2的角度。

当PSD-SIG1和PSD-SIG2比噪声足够大时，投影光40照射PSD15，因此系统控制电路的处理前进到接下来的步骤。

步骤24：

根据从PSD15输出的信号PSD-SIG1和PSD-SIG2，系统控制电路计算通过相加PSD-SIG1和PSD-SIG2而获得的加法信号和通过从彼此减去它们而获得的减法信号。

图16A2到图16C2示出减法信号和加法信号，其对应于图16A1到图16C1中所示的投影光40的位置。

根据PSD15的特性，投影光40的位置与减法信号和加法信号的比率成比例。具体而言，如图16B2中所示，减法信号和加法信号的比率变为零的位置是PSD15的中心。

当投影光40的投影位置不是PSD15的中心时，系统控制电路返回到步骤22并继续调节扫描镜2的角度。

当投影光40的投影位置是PSD15的中心时，处理前进到步骤25。

步骤25：

由于投影光40的投影位置是PSD15的中心时，系统控制电路将此时扫描镜2的角度定义为基准角度。

步骤26：

在扫描镜2的基准角度处，系统控制电路测量由角度传感器16输出的角度信号的值并将该值定义为角度信号的基准值(没有相位延迟)。

通过系统控制电路的以上测量，扫描镜2的实际角度和由角度传感器16的角度信号的值之间的一对一的关系被建立。

〔对角度信号的相位延迟的测量〕

如果当把光投影到屏幕1上时的扫描镜2的角度可被正确地掌握，则屏幕1上的光的位置可被决定。通过控制其投影时序，图像可被输出到所需位置。即使在相同图像被投影于外出和返回方向上的情况下，将图像叠加于彼此之上成为可能。

然而，由于角度传感器16的特性、输出电路系统的误差等，从角度传感器1 6实际输出的角度信号具有相对于实际角度的某个相位延迟。投影时序处扫描镜2的角度不是与经调制的视频数据匹配的旋转角度，因此图像不能被输出到所需位置。为了正确掌握扫描镜2的角度和投影时序之间的关系，有必要检测角度信号的相位延迟的量并校正它。

接下来，将说明测量并校正角度信号的相位延迟量的方法。

为了测量角度信号的相位延迟，以与在图16中被说明时相同的方式，PSD15被放置在屏幕1的前面，用于形成线图像的光线从扫描镜2被投影到PSD15，并且其投影位置被测量。注意，当测量角度传感器16的角度信号的相位延迟时，扫描镜2是旋转的。

图17是示出测量由角度传感器16输出的角度信号的相位延迟的方法的流程图。

步骤31：

仅包括一个帧中的一个线的视频数据被准备。基于该视频数据，驱动电压被提供给一维调制元件5，来自光源的照射光被调制，并且形成线图像的光线被发射到扫描镜2。该光线由扫描镜2来扫描并投影到屏幕1上。

步骤32：

为将投影光线40投影到被放置在屏幕1前面的PSD15，系统控制电路调节一维调制元件5的调制和调制/投影信号RQT的时序以便于以线为单位来确定投影时序。

在测量角度和角度信号的基准值的过程中，扫描镜2的角度已被调节以使投影光40被照射到PSD15的中心(即基准角度)，因此在这里理想的是，如果扫描镜2的角度被设置于基准角度，则投影光必须被照射到PSD15的中心。然而在实际中，当扫描器马达3和扫描镜2旋转时，相对于扫描镜2的实际角度在角度信号中产生了相位延迟。因此，即使在角度信号的值变成基准值时，扫描镜2的角度并不变成基准角度，并且投影光40不被形成于PSD15的中心处。

图18A到图18D示出用于通过调节调制/投影信号RQT的时序来调节屏幕1上的线图像41的位置的处理。

如图18A中所示，PSD15被放置在屏幕1的前面。例如，PSD15的左右两端输出两个信号PSD-SIG1和PSD-SIG2，其涉及光线的所检测的投影位置。被投影到屏幕1的光形成线图像41。

图18B示出帧同步信号FRMsync。在两个所示的周期内，光被投影于外出路径和返回路径中。举例来说，图18A示出屏幕1的上端处的投影方向。在图18A中，从左到右的投影方向被定义为外出路径方向，而从右到左的投影方向被定义为返回路径方向。

图18C示出在时序中不被校正的调制/投影信号RQT1。在图18C中，时间t1是外出路径处的投影启动时序。在时间t1处，光被投影到屏幕1的左端部分。从时间t2处，被用于测量的线图像41被投影。投影位置是例如PSD15的左端部分。

另一方面，时间t3是投影启动时序，是返回路径处的时间t3。光被投影到屏幕1的右端部分。从时间t4处，线图像41被投影。投影位置是例如PSD15的右端部分。

系统控制电路10调节投影启动时序t1或t3并改变线图像41的投影时序t2(外出路径的情况)或t4(返回路径的情况)以由此使线图像41在屏幕1上移动，调节位置，并找到用于将光束照射到PSD15的中心的投影时序。

在对系统控制电路10中的时序的以上调节中，调制/投影信号的间隔(循环)被使得恒定而不被改变。

步骤33：

当从PSD15输出的信号PSD-SIG1和PSD-SIG2仅包括噪声时，就是说，在形成线图像41的光线不冲击PSD15的情况下，系统控制电路10返回到步骤32并继续调节线图像41的投影时序t2或t4。

当PSD-SIG1和PSD-SIG2比噪声足够大时，形成线图像41的光线被照射到PSD15，因此系统控制电路10前进到接下来的步骤。

步骤34：

系统控制电路10计算通过相加PSD-SIG1和PSD-SIG2而获得的加法信号和通过从PSD15输出的信号PSD-SIG1和PSD-SIG2减去它们而获得的减法信号。

图19A2到图19C2和图19A3到图19C3示出减法信号和加法信号，其对应于图19A1到图19C1中所示的线图像41的位置。

线图像41移动，因此，如图19A2到图19C2中所示，减法信号的值不变成常数。在此情况下，对PSD15上的投影位置，通过使用加法信号(Vadd)和减法信号的最大值(Vmax)和最小值(Vmin)的比值，系统控制电路10执行计算。也就是说，

投影位置PX＝(Vmax+Vmin)/Vadd

通过以上计算，PSD15处的投影位置PX被决定。具体而言，在PSD15的中心处，投影位置PX变成零。

当线图像41的投影光的投影位置不是PSD15的中心时，系统控制电路10返回到步骤32并继续调节扫描镜2的角度。

当线图像41的投影单位投影位置是PSD15的中心时，系统控制电路10前进到步骤35。

步骤35：

由于线图像41的中心处于PSD15的中心，此时的投影启动时序是用于在PSD15的中心处形成线图像41的正确投影启动时序(考虑到信号传递的时间延迟)。

图18D示出以这种方式被调节的调制/投影信号RQT2。在图18D中，投影启动时序被改变到t5或t7，线图像41的投影时序已变成t6或t8，并且线图像41被形成于PSD15的中心处。

步骤36：

系统控制电路10比较当扫描镜2被停止时所测量的角度基准值和在以上步骤35中获得的投影时序处由角度传感器16输出的角度信号的值，并从所述基准值和角度信号的值之间的差来计算并得到角度信号的相位延迟。

图20示出计算角度信号的相位延迟的方法。

图20A示出帧同步信号FRMsync。在图20B中，实线指示由角度传感器16输出的角度信号SAS，而虚线指示扫描镜2的实际角度ANG。白圈是对应于在外出路径和返回路径中测量的基准角度的角度信号SAS的基准值Ref。t1和t2示出线图像41被聚焦于PSD15的中心时的投影时序。黑圈指示在时序t1和t2处，即在线图像41被聚焦于PSD15的中心时所读取的角度信号SAS的值。如图20B中所示，存在相位延迟。因此，角度传感器16的角度信号SAS的值不同于实际角度ANG(角度的基准值Ref)。直到角度信号SAS的值变成对应于实际角度ANG(角度的基准值Ref)的角度信号的基准值Ref的时间是角度信号SAS的相位延迟“delay 1”和“delay 2”。

以这种方式，得到了角度信号SAS的相位延迟。

步骤37：

以上处理在外出路径和返回路径两个方向上被进行。

〔外出路径图像和返回路径图像的匹配〕

用于确定投影时序RQT的实际角度ANG是通过如下来估算的：将对事先对FRMsync的时序而测量的一个帧角度信号SAS中如以上所述获得的相位延迟量进行校正而得到的角度数据制备为系统控制电路10中的存储器12中的查询表，并根据该查询表和相对于实际投影时间的FRMsync的时序的时间来进行计算。

图21是用于说明通过以下来准备查询表的方法的视图：为用于FRMsync的时序的一个帧的角度信号SAS而校正相位延迟量。在此，在每1μs处采集角度信号SAS同时将一个帧的循环设置成8333μs时的查询表的实例被示出。存储器12中的该查询表是包括1行和8334列的表，其中FRMsync的时序被设置于0μs，并且相对于从0μs到8333μs的每1μs处的每个时间的角度数据被记录。相位延迟量是通过将每个时间处的角度数据替换成在依照相位延迟量的时间过去之后的时间的角度数据而校正的。例如，当相位延迟量是3μs时，如图21中所示，数据被替换成在3μs过去之后时的角度数据。此外，当相位延迟量是例如1.5μs时，在1.5μs过去之后的角度数据是通过从表中的那个时间之前或之后的角度数据进行插值来计算的，然后进行相同的校正。

注意，在此所示的查询表是一个实施例。不用说任何表都可被使用，只要它是其中示出了时间和角度数据之间的一对一关系(对应关系)的表。此外，相位延迟量可通过以下来校正：形成包括2行和8334列的表并与角度数据同时地记录时间值，由此使角度数据可通过相对于所述时间减去对应于相位延迟的时间来校正。

所述查询表的内容是针对外出路径和返回路径两者而得到的。

此外，理想的是，这种查询表的内容在原则上在紧接着用于每个图像的投影之前被准备，这是通过以下来实现的：与紧接着在此之前的一个图像的投影同时而采集角度信号SAS。然而，这样的控制变得麻烦。另外，从实际使用中的控制精度的观点来看，没有必要为每个图像准备内容。因此，亦有可能例如为每20个图像准备以上的查询表，将其存储在存储器12中，并紧接着在准备了查询表之后使用用于20个图像的相同查询表。

通过使用如以上所述被校正的外出和返回角度信号的查询表，系统控制电路10计算并估算实际角度ANG，并且控制相对于FRMsync的时序的投影时序RQT，由此使在适当的位置处投影整个外出和返回图像区域变为可能。

图22A到图22D说明该控制方法。

图22A示出线图像42必须被形成于屏幕1上而线图像43在没有应用校正控制的情况下被形成的状态。

图22B是此时调制/投影信号RQT3的时序的视图。假定扫描镜2理想地往复地旋转，RQT3的时序被设置，并且线图像43被投影于时间t2处。

图22C示出了通过使用查询表数据而计算并估算的实际角度ANG相对于FRMsync的时序。如图22C中所示，对应于线图像42的角度数据的值“a”和调制/投影信号RQT3的时序不匹配。

在图22D中，系统控制电路10基于所估算的实际角度ANG而产生角度数据的值“a”处的信号以因此改变调制/投影信号RQT3的时序并将投影时序从t2变到t1。这个被改变的调制/投影信号被描述为RQT4。当在调制/投影信号RQT4的时序处投影图像时，线图像42被正确地形成。

这种校正处理针对每个图像的每个线在外出路径和返回路径两者处在Sys-CNT10中被进行。

如以上所述，通过借助外出和返回角度信号被校正的查询表来计算并估算实际角度ANG并借助这个所估算的实际角度ANG来控制相对于FRMsync的时序的投影时序RQT，变得有可能的是在其适当的位置处投影整个外出和返回图像区域并匹配外出路径图像和返回路径图像。

注意，为简化以上控制，例如，亦有可能通过以下来匹配整个帧区域的图像：将16个线限定为一个块，改变用于每个块的间隔(循环)，并控制相对于所有基准线数据的图像输出时序。

根据扫描系统的特性，扫描镜2的旋转角度和角度信号的电压值之间的比例关系(V/deg)有时在外出和返回路径之间是不同的。因此，在角度信号和实际角度之间产生了误差。

系统控制电路10通过以下来校正该误差：使用其中以上相位延迟的数据被替换的角度信号以在误差和返回路径中的任何长度的水平方向(扫描方向)上投影线图像，并控制图像投影时序以使水平方向上外出和返回图像的长度变得相同。因此，外出和返回路径中旋转角度和角度信号的电压值之间的比例关系(V/deg)的差异可被消除。

依照本实施例，在使用一维调制元件在图像显示设备中进行的外出和返回扫描中的外出和返回光的投影误差可被减小。因此，往复扫描(三角形波扫描)可被实现，并且提高光投影效率成为可能。

通过借助三角形波信号来控制扫描设备，与锯齿形波相比，可使扫描镜所需的加速的程度较小，因此功率节省成为可能，并且尺寸减小/成本减小可被实现。此外，与锯齿形波相比，扫描镜所需的加速的程度是小的，并且被施加给该镜的功率是小的，因此该镜的较大紧凑性、重量的减小以及成本的减小成为可能。此外，与锯齿形波相比，扫描器所需的加速程度是小的，并且速度是低的，因此对从所述镜产生的声音的抑制成为可能。

当执行本实施例的测量和控制时，例如，通过在显示设备的运输阶段借助相位检测器来测量相位延迟并在系统中存储其参数，可实现对图像的定位。

尽管在以上基于优选实施例说明了本发明，本发明并不局限于在以上说明的实施例。在不出本发明要点的范围内的各种修改是可能的。

在本发明的以上实施例中，通过在屏幕上投影的垂直一维图像进行水平扫描以产生二维图像的情况被当做实例，但本发明亦可被应用于通过水平一维图像进行垂直扫描的系统。

在本发明的以上实施例中，位置敏感检测器(PSD)被用作用于定位的位置传感器，但即使除了PSD以外的各种类型的位置敏感检测器或使用CCD的检测器被使用，亦可获得相同的效果。

在本发明中说明的图像显示设备是一个实例。对其配置的各种修改是可能的。例如，其图像显示装置不局限于屏幕。打印机的光敏鼓亦可被使用。就是说，本发明亦可被应用于打印机。

此外，在被说明于本发明中的图像显示设备中，组成一维光调制元件的GLV的一个像素包括六个带状元件，但本发明并不局限于此。

依照本发明，通过执行往复扫描，使用一维调制元件在图像显示设备中产生的外出和返回光的投影误差可被减小。因此，往复扫描被实现，并且高的光投影效率可被容易地实现。

此外，由于图像可在外出和返回路径两者中被输出，可以以几倍于扫描系统驱动频率的频率来输出图像，因此可减小闪烁。

扫描系统的速度不均匀性(变化)、传感器特性误差等可被吸收/校正。因此，没有必要使用专门的控制来作为对扫描器驱动器的控制。使用通用扫描器系统和简单的扫描器系统变得有可能，因此较大的紧凑性和成本的降低可被实现。

此外，由于往复扫描，扫描系统的功耗的减小、成本的减小以及较大的安静可被实现。

此外，由于往复扫描，120Hz投影帧速率可被实现。因此，变得有可能的是投影24Hz的电影格式的图像和60Hz的广播格式的信号，其具有相同的投影速率而不导致由于帧跳跃等而造成的图像的恶化。