JP2003255252A - 光走査型画像表示装置及びスペックル除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、コストが上昇し消費電力が増大
するという課題を解決しようとするものである。 【解決手段】 この発明は、画素データに応じて光ビー
ムを変調するビーム変調手段と、この変調手段によって
変調された光ビームを走査する走査手段とを有し、この
走査手段による走査を繰り返し行うことにより表示画像
を形成する光走査型画像表示装置において、前記繰り返
し走査のなかで表示画素位置を変える画素変位手段32、
33を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査型画像表示装
置及びスペックル除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディスプレイの薄型化、大型化の
ニーズは急速に高まってきており、特に大画面表示に適
したプロジェクション型画像表示装置(以後プロジェク
タと呼ぶ)の普及が顕在化してきている。プロジェクタ
には様々な方式があるが、光走査型プロジェクタは、そ
のうちの一つで、レーザビームを変調しながらスクリー
ン上を走査して画像を表示する。

【０００３】光走査型プロジェクタは、その特長とし
て、 ・指向性の強いレーザ光を用いて描画するために鮮明な
画像が得られる、 ・レーザ光源が理想的な単一波長スペクトル分布である
ために演色性に優れる、等が挙げられ、極めて高品質の
カラー画像表示が可能である。図８は最も一般的な光走
査型プロジェクタの構成例を示す。図８において、(a)
はビーム生成／走査系、(b)は制御系の構成を示す。

【０００４】まず、図８(a)に示すビーム生成／走査系
について説明する。図８(a)において、１、２および３
はそれぞれ赤、緑および青の３原色のレーザビームを発
生するレーザ光源である。このレーザ光源１〜３として
は、固体レーザや半導体レーザ(レーザダイオード)等様
々なタイプのものが適用できる。

【０００５】レーザ光源１〜３から出射された各レーザ
ビームはそれぞれ光変調器４〜６にて各色に対応する画
像信号125〜127に基いて変調される。光変調器４〜６と
しては例えばAOM(音響光学変調器)などが用いられる。
光変調器４〜６で変調された各色レーザビームは、まず
光変調器４からの赤色のレーザビームが反射ミラー７に
て折り曲げられた後にダイクロイックミラー８で光変調
器５からの緑色のレーザビームと合成され、次いでダイ
クロイックミラー９で光変調器６からの青色のレーザビ
ームと合成されて一本の走査ビーム10が生成される。こ
の合成された走査ビーム10はポリゴンミラー11に入射す
る。

【０００６】ポリゴンミラー11は、ポリゴンモータ(図
示せず)に装着されて回転駆動され、入射する走査ビー
ム10に対して水平方向に回転する多面鏡である。したが
って、ポリゴンミラー11は、入射する走査ビーム10を水
平方向に繰り返して主走査する。ポリゴンミラー11によ
って反射された走査ビーム10は、反射ミラー12にて折り
返され、ガルバノミラー13に入射する。

【０００７】ガルバノミラー13は、ガルバノモータ(図
示せず)に装着され、入射する走査ビーム10に対してポ
リゴンミラー11の回転方向と直交する方向に振動するミ
ラーである。したがって、ガルバノミラー13は、入射す
る走査ビーム10を垂直方向に繰り返して副走査する。ガ
ルバノミラー13によって反射された走査ビーム10はスク
リーン14に導かれ、結果的にスクリーン14上に画像が表
示される。

【０００８】次に、図８(b)に示す制御系について説明
する。信号101、102および103は、それぞれ入力される
赤色、緑色および青色の各アナログ画像信号であり、ビ
デオアンプ19で適当なレベルに増幅される。また、信号
107および108はそれぞれ入力画像信号101〜103に対応す
る水平および垂直の同期信号である。同期クロック抽出
回路21は、入力される水平同期信号107から画像信号101
〜103に同期したクロック109を再生出力する。ビデオア
ンプ19からの画像信号104〜106は、A/D変換器20に入力
され、ここで同期クロック抽出回路21からの同期クロッ
ク109に基きデジタルの画像データ112〜114に変換され
る。

【０００９】書き込みアドレス生成回路22は、水平同期
信号107により１フレーム期間内の水平同期信号パルス
数をカウントすることにより走査線数を検知し、同期ク
ロック抽出回路21からの同期クロック109により１水平
走査期間内の有効画素数を検知することで、フレームメ
モリ23への書き込みアドレス110を生成出力するととも
に、入力画像の画素数データ111を出力する。ここで、
フレームメモリ23の書き込みアドレスは主走査方向にあ
たる水平方向アドレス部と副走査方向にあたる垂直方向
アドレス部から成る。

【００１０】フレームメモリ23は、A/D変換器20からの
画像データ112〜114が書き込みアドレス生成回路22から
の書き込みアドレス110に従い、同期クロック抽出回路2
1からの同期クロック109に同期して順次に書き込まれ
る。なおフレームメモリ23は、後述する読み出しアドレ
ス117によって、上記書き込み系とは非同期に読み出し
が可能なデュアルポート機能を持つメモリである。

【００１１】同期クロック生成回路24は、ポリゴンミラ
ー11の回転に同期して生成される後述の同期検知信号11
5に同期したクロック116を生成する。制御回路25は、書
き込みアドレス生成回路22からの入力画像の画素数デー
タ111からフレームメモリ23に記憶された画像データの
読み出しアドレス117を同期クロック生成回路24からの
同期クロック116に同期して生成するとともに、ポリゴ
ンミラー11の回転に同期してガルバノミラー制御信号11
8を生成出力する。

【００１２】フレームメモリ23に記憶された画像データ
は制御回路25からの読み出しアドレス117にしたがって
読み出される。このフレームメモリ23から読み出された
画像データ119〜121は、D/A変換器26にてアナログの画
像信号122〜124に変換され、出力アンプ27にて増幅され
てそれぞれ対応する光変調器４〜６に入力される。ポリ
ゴンモータ駆動回路30は、クロック信号128の周波数に
基く駆動信号129を生成し、上記ポリゴンモータに出力
する。ポリゴンモータはポリゴンモータ駆動回路30から
の駆動信号129により駆動されてクロック信号128の周波
数に応じた速度で回転するACモータである。また、ガル
バノモータ駆動回路31は制御回路25からのガルバノミラ
ー制御信号118に基きガルバノモータ駆動信号130を生成
して上記ガルバノモータに出力する。

【００１３】図９は、図８に示す光走査型プロジェクタ
における水平方向および垂直方向の走査タイミングおよ
び駆動波形を概略的に示す。図９の(a)は同期検知信号1
15と同期クロック116の関係を示し、図９の(b)は同期検
知信号115とガルバノモータ駆動信号130の関係を示す。

【００１４】同期検知信号115はポリゴンミラー11によ
る１水平走査期間Ａを１周期とするパルス信号である。
同期クロック116は、同期検知信号115の立ち上がり遷移
のたびに同期を取り直されて出力される。そして、先頭
画素描画タイミングＤから水平方向の画素描画が開始さ
れ、最終画素描画タイミングＥで１ライン分の描画が終
了する。

【００１５】ガルバノモータ駆動信号130は同期検知信
号115に同期して電圧Ｖ1からＶ2までが1フレーム周期Ｆ
で変化する鋸波であり、垂直有効走査期間Ｇにおいて走
査線数Ｎの入力画像がスクリーン14上に描画される。最
終Ｎライン目の描画を終了すると、垂直帰線期間Ｈで1
ライン目の描画に対応した状態に戻る。

【００１６】さて、このようなレーザ光を用いた光走査
型プロジェクタにおいては、表示画面にスペックルと言
われるちらつきが現われて画質を劣化させるとともに表
示画面を観る人に目の疲労感などの不快感を与えるとい
う問題があり、従来から様々な対策が提案されている。

【００１７】スペックル対策の主な方法としては、(1)
画像を形成するスクリーンに動的手段を持たせてスペッ
クルパターンを平均化する方法、(2)レーザ光のコヒー
レンスを低下させる方法、などが挙げられる。

【００１８】上記(1)の方法の一例としては、特開2001-
100317号公報に記載されている「画像投影用スクリー
ン」がある。これは、画像投影用スクリーンを構成する
少なくとも１つの光拡散層を内部振動させることによ
り、入射光が光拡散層を通過することによって形成され
る散乱波の分布や位相を時間的に変化させてスペックル
の発生を軽減ないし除去しようとするものである。

【００１９】その具体的な方法としては、 高分子電解質ゲルを分散させた光拡散層を透明電極で
挟み、その印加電圧を変化させる方法、 光拡散層として圧電性フィルムを使用し、その表面を
粗面化して透明電極で挟み、これに交流電圧を印加して
電気的に力学的振動モードを拡散層に誘起させる方法、 などが特開2001-100317号公報に開示されている。

【００２０】上記(2)の方法の一例としては、特表平９-
504920号公報に記載されている「レーザを使用した高解
像度画像映写システム及び方法」がある。これは、レー
ザ光の経路の途中に光拡散材料を有する構造体を設け、
該構造体を移動させることによってレーザ光のコヒーレ
ンスを低下させてスペックルを除去しようとするもので
ある。

【００２１】上記(2)の方法の別の一例としては、特開2
001-189520号公報に記載されている「光源装置およびそ
れを用いた投射型表示装置」がある。これは、レーザ光
源として半導体レーザを用い、該半導体レーザをパルス
駆動する際に生じる素子固有の緩和振動状態でビームの
コヒーレンスを低下させてスペックルを除去しようとす
るものである。これは、ステップ状の駆動電流が半導体
レーザに注入されたときに活性層内の注入キャリヤ密度
と光子密度の過渡応答時の位相ずれにより生じる発光ス
ペクトルの多モード化を利用したものである。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】特開2001-100317号公
報に記載されている画像投影用スクリーンでは、 ・スクリーンの構成が複雑化するとともに、拡散層をス
クリーン全体に均一に形成するのが技術的に困難であ
り、極めて高コストになる、 ・スクリーン全体について拡散層を振動させなければな
らず、消費電力が増加する、 といった問題が生じる。これらの問題は大画面化に伴っ
てより顕著になり、実現性が極めて困難になる。

【００２３】特表平９-504920号公報に記載されている
「レーザを使用した高解像度画像映写システム及び方法」
では、 ・光拡散材料を有する構造体を新規に設ける必要があ
り、装置全体が大型化するとともにコスト高になる、 ・ビームの透過率が減少するために効率が低下し、レー
ザ光源のハイパワー化が要求され消費電力が増大する、 といった問題が生じる。

【００２４】特開2001-189520号公報に記載されている
「光源装置およびそれを用いた投射型表示装置」では、半
導体レーザは緑色および青色についてはその技術的困難
性から未だ実用化には至っておらず、したがって光源と
して半導体レーザにしか適用できないために現在のとこ
ろ事実上実現性がないという問題がある。

【００２５】本発明は、上記従来技術の問題を解決すべ
く、スペックルのない高品質の画像表示を可能とする光
走査型画像表示装置、及びコスト上昇や消費電力増大を
伴うことなくスペックルを除去することができるスペッ
クル除去方法を提供することを目的とする。また、本発
明は、どの装置においても常に高品質の画像が容易に得
られる光走査型画像表示装置を提供することを目的とす
る。さらに、本発明は、スペックルを除去する最適の変
位量あるいは変位モードが各色によって異なる場合にも
容易に対応できて高品質の画像表示が得られる光走査型
画像表示装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、画素データに応じて光ビー
ムを変調するビーム変調手段と、この変調手段によって
変調された光ビームを走査する走査手段とを有し、この
走査手段による走査を繰り返し行うことにより表示画像
を形成する光走査型画像表示装置において、前記繰り返
し走査のなかで表示画素位置を変える画素変位手段を設
けたものである。

【００２７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の光
走査型画像表示装置において、前記表示画素位置の変位
量を任意に調整可能とする変位量調整手段を設けたもの
である。

【００２８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の光走査型画像表示装置において、前記表示画素位
置の変位のモードを任意に設定可能とするモード設定手
段を設けたものである。

【００２９】請求項４に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれか１つに記載の光走査型画像表示装置において、前
記画素変位手段は、前記光ビームの変調タイミングを制
御する変調タイミング制御手段を有するものである。

【００３０】請求項５に係る発明は、請求項４記載の光
走査型画像表示装置において、前記変調タイミング制御
手段は、同一周期で位相が互いに異なる複数のクロック
を生成する変調クロック生成手段と、前記複数クロック
のうちのいずれかを前記光ビームの変調を制御するクロ
ックとして選択するクロック選択手段とを有するもので
ある。

【００３１】請求項６に係る発明は、請求項１〜５のい
ずれか１つに記載の光走査型画像表示装置において、前
記画素変位手段は、前記走査手段の走査範囲を制御する
走査範囲制御手段を有するものである。

【００３２】請求項７に係る発明は、請求項６記載の光
走査型画像表示装置において、前記走査手段は印加され
る電圧に応じて角度が変化するガルバノミラーを有し、
前記走査範囲制御手段は前記印加電圧を制御する電圧制
御手段を有するものである。

【００３３】請求項８に係る発明は、請求項１〜７のい
ずれか１つに記載の光走査型画像表示装置において、前
記光ビームは互いに波長の異なる複数のビームを含み、
前記画素変位手段を各ビームごとに設けたものである。

【００３４】請求項９に係る発明は、画素データに応じ
て光ビームを変調し、この変調した光ビームを繰り返し
走査することにより表示画像を形成する光走査型画像表
示装置のスペックル除去方法において、前記繰り返し走
査のなかで表示画素位置を揺動変位させることを特徴と
する。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態は、光ビームの
繰り返し走査おいて、表示画素位置を適当な変位量とモ
ードで揺動することによりスペックルパターンを時間的
に分散して平均化し、表示画面上のスペックルを除去す
るものである。ここで、変位モードとは、画素を揺動変
位させるパターンのことであり、例えば図３の(a)に示
すように画素を水平方向及び垂直方向に揺動させるモー
ドの例としては図３の(b)〜(d)などが考えられる。

【００３６】スペックルを除去する最適の変位量あるい
は変位モードはレーザ光源等構成部品の特性ばらつきや
経時的な特性変動等によって変わる場合がある。そこ
で、本発明の実施形態は、このような問題を解決し、ど
の装置においても常に高品質の画像が容易に得られるよ
うにするものである。即ち、光ビームの繰り返し走査お
いて、表示画素位置を適当な変位量とモードで揺動する
ことによりスペックルパターンを時間的に分散して平均
化し、表示画面上のスペックルを除去するものである。

【００３７】光走査型画像表示装置の多くは赤色、緑色
および青色の三原色の光ビームを発生し、これらを合成
することによりカラー画像を表示する。このような光走
査型画像表示装置においては、スペックルを除去する最
適の変位量あるいは変位モードは各色によって異なる場
合がある。そこで、本発明の実施形態は、このような場
合にも容易に対応できて高品質の画像表示が得られるも
のである。

【００３８】図1は本発明の実施形態１である光走査型
プロジェクタの構成例における制御系の構成を示す。こ
の実施形態１は、前述した図８に示す光走査型プロジェ
クタにおいて、図８(b)に示す制御系の代りに図１に示
す制御系を用いたものである。図１に示す制御系では、
図８(b)に示す制御系において、同期クロック生成回路2
4の代りに同期クロック生成回路32が用いられ、制御回
路25の代りに制御回路33が用いられ、信号131および132
が新規に追加されている。

【００３９】制御回路33は、１フレーム期間が終了する
ごとに状態が遷移する信号132を生成し、同期クロック
生成回路32に出力する。同期クロック生成回路32は、同
期検知信号115に同期したクロック116の位相を制御回路
33からの信号132に基き１フレーム周期ごとに周期的に
変化させる。このとき、ビーム走査速度は一定であるか
ら、スクリーン１４上の各画素位置は連続するフレーム
間においてクロック116の位相の違いに応じた分だけ水
平方向に変位する。信号131はユーザが図示しない調整
手段により任意に設定可能な制御信号であり、同期クロ
ック生成回路32はクロック116の位相の変化量を入力信
号131に基いて調整する。従って、ユーザは信号131を任
意に設定してクロック116の位相の変化量を任意に調整
することができる。

【００４０】この実施形態１によれば、画素データに応
じて光ビームを変調するビーム変調手段としての光変調
器４〜６と、この光変調器４〜６によって変調された光
ビームを走査する走査手段としてのポリゴンミラー11及
びガルバノミラー13とを有し、このポリゴンミラー11及
びガルバノミラー13による走査を繰り返し行うことによ
り表示画像を形成する光走査型画像表示装置において、
前記繰り返し走査のなかで表示画素位置を変える画素変
位手段としての同期クロック生成回路32及び制御回路33
を設けたので、画像表示のための繰り返し走査のなかで
表示画素位置を変位させることでスペックルを除去する
ことができ、低コスト、低消費電力で且つスペックルの
ない高画像品質の光走査型画像表示装置を実現すること
ができる。

【００４１】また、実施形態１のスペックル除去方法
は、画素データに応じて光ビームを変調し、この変調し
た光ビームを繰り返し走査することにより表示画像を形
成する光走査型画像表示装置のスペックル除去方法であ
って、前記繰り返し走査のなかで表示画素位置を揺動変
位させるので、画像表示のための繰り返し走査のなかで
表示画素位置を変位させることでスペックルを除去する
ことができ、低コスト、低消費電力で且つスペックルの
ない高品質の画像が得られる。

【００４２】また、実施形態１によれば、表示画素位置
の変位量を任意に調整可能とする変位量調整手段として
の制御回路33及び上記調整手段を設けたので、構成部品
の要求精度を緩和して安価な部品を使用することができ
るとともに調整が容易になって量産性を向上させること
ができ、低コスト化を図ることができる。しかも、経時
的な特性変動等に対して容易に対応できるようになり、
製品としての長寿命化を図ることができる。

【００４３】さらに、実施形態１によれば、画素変位手
段としての同期クロック生成回路32及び制御回路33は、
光ビームの変調タイミングを制御する変調タイミング制
御手段を有するので、光ビームの変調タイミングを制御
することにより表示画素位置を揺動変位させることがで
き、特別な構成を必要とすることなく簡単な制御でスペ
ックルを除去する手段を実現できる。

【００４４】図２は上記実施形態１における同期クロッ
ク生成回路32の構成例を示す。同期回路34は、PLL(Phas
e Locked Loop)を含み、同期検知信号115に同期した
高周波の基準クロック133を生成する。分周／移相回路3
5は、同期回路34からの基準クロック133を分周するとと
もに移相し、同一周期で位相が互いに異なる複数のクロ
ック1340〜134nを生成する。

【００４５】選択回路36は、分周／移相回路35からの複
数クロック1340〜134nのうちの一つを後述する信号135
に基き選択し、同期クロック116として出力する。ゲー
ト回路37は、上記信号131に基き制御回路33からの信号1
32の通過と遮断を制御する。信号132がゲート回路37を
通過する状態にあるときには、ゲート回路37を通過した
信号がそのまま上述の信号135となる。信号132がゲート
回路37で遮断される状態にあるときには、ゲート回路37
からの信号135は所定の値になり、選択回路36が分周／
移相回路35からの複数クロック1340〜134nのうちの特定
のクロックを選択出力する。したがって、例えば信号13
2の値を上記特定の値と同じにすれば、画素の揺動変位
を行なわないようにすることもできる。

【００４６】この実施形態１によれば、変調タイミング
制御手段としての同期クロック生成回路32及び制御回路
33は、同一周期で位相が互いに異なる複数のクロック13
40〜134nを生成する変調クロック生成手段としての同期
回路34及び分周／移相回路35と、複数クロック1340〜13
4nのうちのいずれか１つを光ビームの変調を制御するク
ロックとして選択するクロック選択手段としての選択回
路36とを有するので、特別な構成を必要とすることなく
簡単な制御でスペックルを除去する手段を実現できる。

【００４７】図４は本発明の実施形態２である光走査型
プロジェクタの構成例における制御系の構成を示す。こ
の実施形態２は、前述した図８に示す光走査型プロジェ
クタにおいて、図８(b)に示す制御系の代りに図４に示
す制御系を用いたものである。図４に示す制御系では、
図８(b)に示す制御系において、制御回路25の代りに制
御回路33が用いられ、ガルバノモータ駆動回路31の代り
にガルバノモータ駆動回路39が用いられ、制御電圧発生
回路38が新規に追加され、信号132が制御回路33から制
御電圧発生回路38に入力される。

【００４８】制御回路33は、制御回路25と同様に書き込
みアドレス生成回路22からの入力画像の画素数データ11
1からフレームメモリ23に記憶された画像データの読み
出しアドレス117を同期クロック生成回路24からの同期
クロック116に同期して生成するとともに、ポリゴンミ
ラー11の回転に同期してガルバノミラー制御信号118を
生成出力し、かつ、制御信号132を制御電圧発生回路38
に出力する。

【００４９】制御電圧発生回路38は制御回路33からの制
御信号132に応じて出力電圧136の値を１フレーム周期で
周期的に変化させる。ガルバノモータ駆動回路39は、制
御回路33からのガルバノミラー制御信号118に制御電圧
発生回路38の出力電圧136を重畳して出力する。したが
って、ガルバノモータ駆動回路39から出力されるガルバ
ノモータ駆動信号130は、図５に示すように制御電圧発
生回路38の出力電圧136に応じて、フレーム間で電圧範
囲がＶ1〜Ｖ2とＶ1'〜Ｖ2'とに交互に変化する。これに
よって、ガルバノミラー１３による走査範囲が周期的に
変化し、すなわちスクリーン１４上の各画素位置は連続
するフレーム間において制御電圧発生回路38の出力電圧
136に応じた分だけ垂直方向に変位する。

【００５０】この実施形態２によれば、画素変位手段
は、走査手段としてのガルバノミラー13の走査範囲を制
御する走査範囲制御手段としての制御回路33及び制御電
圧発生回路38を有するので、走査範囲を制御することに
より表示画素位置を揺動変位させることができ、特別な
構成を必要とすることなく簡単な制御でスペックルを除
去する手段を実現できる。

【００５１】また、実施形態２によれば、走査手段は印
加される電圧に応じて角度が変化するガルバノミラー13
を有し、走査範囲制御手段はガルバノミラー13の印加電
圧を制御する電圧制御手段としての制御回路33及び制御
電圧発生回路38を有するので、特別な構成を必要とする
ことなく簡単な制御でスペックルを除去する手段を実現
できる。

【００５２】図６は本発明の実施形態３である光走査型
プロジェクタの構成例における制御系の構成を示す。こ
の実施形態３は、前述した図８に示す光走査型プロジェ
クタにおいて、図８(b)に示す制御系の代りに図６に示
す制御系を用いたものである。図６に示す制御系では、
図８(b)に示す制御系において、同期クロック生成回路2
4の代りに同期クロック生成回路32が用いられて制御回
路25の代りに制御回路40が用いられ、信号137〜140が新
規に追加され、ガルバノモータ駆動回路31の代りにガル
バノモータ駆動回路39が用いられ、制御電圧発生回路38
が新規に追加されている。

【００５３】制御回路40は１フレーム期間ごと又は２フ
レーム期間ごとに状態が周期的に遷移する信号139およ
び140を生成し、それぞれ同期クロック生成回路32およ
び制御電圧発生回路38に出力する。同期クロック生成回
路32は、同期検知信号115に同期したクロック116の位相
を制御回路40からの信号139に基き１フレーム周期ごと
又は２フレーム期間ごとに周期的に変化させる。

【００５４】制御電圧発生回路38は制御回路40からの制
御信号140に応じて出力電圧136の値を１フレーム周期又
は２フレーム期間ごとに周期的に変化させる。ガルバノ
モータ駆動回路39は、制御回路40からのガルバノミラー
制御信号118に制御電圧発生回路38の出力電圧136を重畳
して出力する。

【００５５】信号137および138は、それぞれ信号139お
よび140について１フレーム期間ごとに遷移するか２フ
レーム期間ごとに遷移するかを設定する信号であり、ユ
ーザによって図示しない設定手段により任意に変更可能
である。制御回路40は、信号137および138に基づいて信
号139および140を１フレーム期間ごとに遷移させ又は２
フレーム期間ごとに遷移させる。従って、信号139およ
び140を適当に設定することで所望のモードで画素を水
平垂直方向に変位させることが可能となる。

【００５６】この実施形態３によれば、表示画素位置の
変位のモードを任意に設定可能とするモード設定手段
（信号139および140を設定する設定手段）を設けたの
で、構成部品の要求精度を緩和して安価な部品を使用す
ることができるとともに調整が容易になって量産性を向
上させることができ、低コスト化を図ることができる。
しかも、経時的な特性変動等に対して容易に対応できる
ようになり、製品としての長寿命化を図ることができ
る。

【００５７】図７は本発明の実施形態４である光走査型
プロジェクタの構成例における制御系の構成を示す。こ
の実施形態４は、前述した図６に示す光走査型プロジェ
クタにおいて、図６(b)に示す制御系の代りに図７に示
す制御系を用いたものである。図７に示す制御系では、
図６(b)に示す制御系において、フレームメモリ23の代
りに３つの独立したフレームメモリ41〜43が用いられて
制御回路40の代りに制御回路44が用いられ、同期クロッ
ク生成回路32の代りに同期クロック生成回路45が用いら
れ、信号141〜148が新規に追加されている。

【００５８】フレームメモリ41〜43は、それぞれA/D変
換器20からの画像データ112〜114が書き込みアドレス生
成回路22からの書き込みアドレス110に従い、同期クロ
ック抽出回路21からの同期クロック109に同期して各色
毎に順次に書き込まれる。このとき、各フレームメモリ
41〜43の書き込みアドレスおよびクロックは共通であ
る。

【００５９】信号141〜148は、上述の制御信号131、13
9、同期クロック116および読み出しアドレス117の関係
を各色ごとに設けるために追加された信号である。すな
わち、同期クロック生成回路45は、ポリゴンミラー11の
回転に同期して生成される同期検知信号115に同期した
クロック116を生成するとともに同期検知信号115に同期
したクロック145を生成し、このクロック145の位相を、
信号141によって設定される量だけ、信号143に基くモー
ドで変位させる。同様に、同期クロック生成回路45は、
同期検知信号115に同期した同期クロック146を生成し、
その位相を、信号142によって設定される量だけ、信号1
44に基くモードで変位させる。

【００６０】制御回路44は、書き込みアドレス生成回路
22からの入力画像の画素数データ111からフレームメモ
リ41に記憶された画像データの読み出しアドレス117を
同期クロック生成回路45からの同期クロック116に同期
して生成するとともに、フレームメモリ42、43に記憶さ
れた画像データの読み出しアドレス147および148をそれ
ぞれ同期クロック145および146に同期して生成する。ま
た、制御回路44は、ポリゴンミラー11の回転に同期して
ガルバノミラー制御信号118を生成出力し、１フレーム
期間ごと又は２フレーム期間ごとに状態が周期的に遷移
する信号139および140を生成してそれぞれ同期クロック
生成回路45および制御電圧発生回路38に出力する。

【００６１】フレームメモリ41、42および43はそれぞれ
制御回路44からの読み出しアドレス117、147および148
に基いて画像データ119、120および121を各色毎に出力
する。従って、スクリーン１４上の各画素位置は各色ご
とに対応する同期クロックの位相の違いに応じた分だけ
水平方向に周期的に変位する。

【００６２】この実施形態４によれば、光ビームは互い
に波長の異なる複数のビームを含み、制御回路44及び同
期クロック生成回路45により構成される画素変位手段を
各ビームごとに設けたので、各ビームごとに画素位置の
変位量、変位モードを設定可能となり、低コスト、低消
費電力で且つスペックルのない高画像品質の光走査型カ
ラー画像表示装置を実現できる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画像表示
のための繰り返し走査のなかで表示画素位置を変位させ
ることでスペックルを除去することができ、低コスト、
低消費電力で且つスペックルのない高画像品質の光走査
型画像表示装置を実現することができる。また、構成部
品の要求精度を緩和して安価な部品を使用することがで
きるとともに調整が容易になって量産性を向上させるこ
とができ、低コスト化を図ることができる。しかも、経
時的な特性変動等に対して容易に対応できるようにな
り、製品としての長寿命化を図ることができる。

【００６４】また、光ビームの変調タイミングあるいは
走査範囲を制御することにより表示画素位置を揺動変位
させることができ、特別な構成を必要とすることなく簡
単な制御でスペックルを除去する手段を実現できる。さ
らに、各ビームごとに画素位置の変位量あるいは変位モ
ードを設定することが可能となり、低コスト、低消費電
力で且つスペックルのない高画像品質の光走査型カラー
画像表示装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１における制御系の構成を示
すブロック図である。

【図２】同実施形態１における同期クロック生成回路の
構成例を示すブロック図である。

【図３】同実施形態１において画素を水平方向及び垂直
方向に揺動させるモードの例を示す図である。

【図４】本発明の実施形態２における制御系の構成を示
すブロック図である。

【図５】同実施形態２のガルバノモータ駆動信号130及
び制御電圧発生回路の出力電圧136を示す図である。

【図６】本発明の実施形態３における制御系の構成を示
すブロック図である。

【図７】本発明の実施形態４における制御系の構成を示
すブロック図である。

【図８】最も一般的な光走査型プロジェクタのビーム生
成／走査系及び制御系をそれぞれ示す斜視図及びブロッ
ク図である。

【図９】同光走査型プロジェクタにおける水平方向およ
び垂直方向の走査タイミングおよび駆動波形を概略的に
示す図である。

【符号の説明】

１、２、３ レーザ光源 ４〜６ 光変調器 ７、12 反射ミラー ８、９ ダイクロイックミラー 11 ポリゴンミラー 13 ガルバノミラー 14 スクリーン 19 ビデオアンプ 20 A/D変換器 21 同期クロック抽出回路 22 書き込みアドレス生成回路 23 フレームメモリ 26 D/A変換器 27 出力アンプ 30 ポリゴンモータ駆動回路 31 ガルバノモータ駆動回路 32 同期クロック生成回路 33 制御回路 34 同期回路 35 分周／移相回路 36 選択回路 37 ゲート回路 38 制御電圧発生回路 39 ガルバノモータ駆動回路 40 制御回路 41〜43 フレームメモリ 45 同期クロック生成回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画素データに応じて光ビームを変調するビ
   ーム変調手段と、この変調手段によって変調された光ビ
   ームを走査する走査手段とを有し、この走査手段による
   走査を繰り返し行うことにより表示画像を形成する光走
   査型画像表示装置において、前記繰り返し走査のなかで
   表示画素位置を変える画素変位手段を設けたことを特徴
   とする光走査型画像表示装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光走査型画像表示装置にお
   いて、前記表示画素位置の変位量を任意に調整可能とす
   る変位量調整手段を設けたことを特徴とする光走査型画
   像表示装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の光走査型画像表示
   装置において、前記表示画素位置の変位のモードを任意
   に設定可能とするモード設定手段を設けたことを特徴と
   する光走査型画像表示装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つに記載の光走
   査型画像表示装置において、前記画素変位手段は、前記
   光ビームの変調タイミングを制御する変調タイミング制
   御手段を有することを特徴とする光走査型画像表示装
   置。
5. 【請求項５】請求項４記載の光走査型画像表示装置にお
   いて、前記変調タイミング制御手段は、同一周期で位相
   が互いに異なる複数のクロックを生成する変調クロック
   生成手段と、前記複数クロックのうちのいずれかを前記
   光ビームの変調を制御するクロックとして選択するクロ
   ック選択手段とを有することを特徴とする光走査型画像
   表示装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１つに記載の光走
   査型画像表示装置において、前記画素変位手段は、前記
   走査手段の走査範囲を制御する走査範囲制御手段を有す
   ることを特徴とする光走査型画像表示装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の光走査型画像表示装置にお
   いて、前記走査手段は印加される電圧に応じて角度が変
   化するガルバノミラーを有し、前記走査範囲制御手段は
   前記印加電圧を制御する電圧制御手段を有することを特
   徴とする光走査型画像表示装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれか１つに記載の光走
   査型画像表示装置において、前記光ビームは互いに波長
   の異なる複数のビームを含み、前記画素変位手段を各ビ
   ームごとに設けたことを特徴とする光走査型画像表示装
   置。
9. 【請求項９】画素データに応じて光ビームを変調し、こ
   の変調した光ビームを繰り返し走査することにより表示
   画像を形成する光走査型画像表示装置のスペックル除去
   方法において、前記繰り返し走査のなかで表示画素位置
   を揺動変位させることを特徴とするスペックル除去方
   法。