JP2007057556A - 画像表示装置及び画像表示装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易かつ製造コストを低減可能な構成を用いて複数のビーム光による画像表示を行うことが可能な画像表示装置等を提供すること。
【解決手段】複数のビーム光を走査させることにより画像を表示する画像表示装置であって、ビーム光を供給する光源部と、光源部からのビーム光を、被照射領域において第1の方向であるX方向と、第1の方向に略直交する第2の方向であるY方向へ走査させる走査部と、を有し、走査部は、X方向へビーム光を走査させる周波数が、Y方向へビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、かつ、X方向についてビーム光を往復させるように走査させ、光源部は、被照射領域におけるビーム光のスポットSPをY方向へ並列させ、かつ、X方向へビーム光を走査させる走査線の奇数本分の幅に相当する間隔d1でスポットSPを並列させるように構成される。
【選択図】 図8
【解決手段】複数のビーム光を走査させることにより画像を表示する画像表示装置であって、ビーム光を供給する光源部と、光源部からのビーム光を、被照射領域において第1の方向であるX方向と、第1の方向に略直交する第2の方向であるY方向へ走査させる走査部と、を有し、走査部は、X方向へビーム光を走査させる周波数が、Y方向へビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、かつ、X方向についてビーム光を往復させるように走査させ、光源部は、被照射領域におけるビーム光のスポットSPをY方向へ並列させ、かつ、X方向へビーム光を走査させる走査線の奇数本分の幅に相当する間隔d1でスポットSPを並列させるように構成される。
【選択図】 図8
Description
本発明は、画像表示装置及び画像表示装置の制御方法、特に、画像信号に応じて変調されたビーム光を走査させることで画像を表示する画像表示装置の技術に関する。
近年、画像を表示する画像表示装置として、レーザ光を走査させることで画像を表示するレーザプロジェクタが提案されている。レーザ光は、単色性及び指向性が高いことを特徴とする。このため、レーザプロジェクタは、色再現性の良い画像を得られるという利点を有する。レーザ光の走査により画像を表示する場合、画像を表示する画面が大きくなるに従い、レーザ光の出力を大きくする必要がある。例えば、60インチの画面において輝度500ニットで画像を表示するためには、5〜10ワットもの出力が必要となる。単独のレーザ光によりこのような高出力を賄う場合、非常に大型かつ高価なレーザ光源が必要となる。このため、複数のレーザ光を走査させることにより画像を表示する技術が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。複数のレーザ光を走査させる場合、レーザ光の個数に反比例してレーザ光1つ当たりの出力を小さくすることが可能となる。
ラスタースキャンにより画像を表示する場合、例えば、副走査方向である垂直方向へ1回レーザ光を走査させる間に、主走査方向である水平方向について複数回レーザ光を往復させる振動ミラーを用いることができる。また、通常、二次元の画像情報は、水平方向の細かい走査線に分けられ、左から右、上から下の一次元のデータにして画像表示装置に入力される。主走査方向についてレーザ光を往復させる場合、レーザ光を右から左へ走査させる走査線について、左から右へ並べられたデータを右から左の逆方向へ並べ替える必要がある。単独のレーザ光を走査させる場合、走査線1本おきに右から左へ並べ替えたデータを用意する。これに対して、副走査方向に並列された複数のレーザ光を1行ごとに走査させる場合、全ての走査線について左から右への正方向のデータと、右から左への逆方向のデータとを用意する必要がある。このため、従来の技術により複数のビーム光を往復走査させる場合、ラインバッファ等のメモリが多く必要となること、複雑かつ高価な回路が必要となること等により、画像表示装置を簡易かつ製造コストを低減可能な構成とすることが困難であるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、簡易かつ製造コストを低減可能な構成を用いて複数のビーム光による画像表示を行うことが可能な画像表示装置、及び画像表示装置の制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、複数のビーム光を走査させることにより画像を表示する画像表示装置であって、ビーム光を供給する光源部と、光源部からのビーム光を、被照射領域において第1の方向と、第1の方向に略直交する第2の方向へ走査させる走査部と、を有し、走査部は、第1の方向へビーム光を走査させる周波数が、第2の方向へビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、かつ、第1の方向についてビーム光を往復させるように走査させ、光源部は、被照射領域におけるビーム光のスポットを第2の方向へ並列させ、かつ、第1の方向へビーム光を走査させる走査線の奇数本分の幅に相当する間隔でスポットを並列させるように構成されることを特徴とする画像表示装置を提供することができる。
例えば、走査線1本分の幅に相当する間隔でスポットを並列させるとする。主走査方向である第1の方向を水平方向とすると、一のビーム光は、例えば、1行目の画素上を左から右へ走査された後、2行目の画素上を右から左へ走査される。ビーム光同士は走査線1本分、言い換えると1画素分の間隔でスポットを形成することから、一のビーム光が3行目の画素上を走査すると同時に、次のビーム光が1行目の画素上の走査を開始する。このようにビーム光を走査させると、全てのビーム光について、奇数本目の走査線については左から右の正方向に配列されたデータ、偶数本目の走査線については右から左の逆方向に配列されたデータを用意すれば良いこととなる。走査線1本おきにデータの並べ替えを行う構成とすれば良いことから、全ての走査線について正方向に配列されたデータ及び逆方向に配列されたデータが必要となる従来の構成と比較して、データの並べ替え回数を減少させることが可能となる。データの並べ替え回数を減少させることで、ラインバッファ等のメモリの個数を減少でき、簡易かつ製造コストを低減可能な構成とすることが可能となる。これにより、簡易かつ製造コストを低減可能な構成を用いて複数のビーム光による画像表示を行うことが可能な画像表示装置を得られる。
また、本発明の好ましい態様によれば、走査線ごとの画像情報を記憶する記憶部を有し、第2の方向へ並列する奇数番目の走査線と偶数番目の走査線とで、記憶部から読み出される画像情報の配列順が互いに逆であることが望ましい。例えば、記憶部であるラインバッファから読み出す画像情報を、奇数番目の走査線については正方向、偶数番目の走査線については逆方向、とすることが可能である。これにより、走査線の奇数本分の幅に相当する間隔の複数のレーザ光を第1の方向について往復させ、画像信号に応じた画像を表示できる。
また、本発明の好ましい態様によれば、記憶部は、奇数番目の走査線についての画像情報を記憶する第1記憶部と、偶数番目の走査線についての画像情報を記憶する第2記憶部と、を有し、第1記憶部は、入力時と同じ、又は入力時とは逆転された配列順で画像情報が読み出され、第2記憶部は、入力時とは逆転された、又は入力時と同じ配列順で画像情報が読み出されることが望ましい。これにより、奇数番目の走査線と偶数番目の走査線とで、記憶部から読み出される画像情報の配列順を互いに逆とすることができる。
また、本発明の好ましい態様によれば、走査部は、共振動作させることによりビーム光を走査させる反射ミラーを有することが望ましい。これにより、少ないエネルギーで効率良くビーム光を走査させることができる。本発明では、ビーム光を往復走査させる場合にラインバッファ等のメモリを少なくし、簡易かつ製造コストを低減可能な構成とすることができる。
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、第2の方向へスポットを並列させる同色のビーム光を供給することが望ましい。同色のビーム光とは、互いに略同一又は近似する波長領域を有するビーム光であるとする。複数かつ同色のビーム光を供給することにより、複数のビーム光に出力を分担させることができる。
さらに、本発明によれば、ビーム光を走査させることにより画像を表示する画像表示装置の制御方法であって、複数のビーム光を供給するビーム光供給工程と、ビーム光を、被照射領域において第1の方向と、第1の方向に略直交する第2の方向へ走査させる走査工程と、を含み、走査工程において第1の方向へビーム光を走査させる周波数は、第2の方向へビーム光を走査させる周波数に比べて高く、ビーム光供給工程では、被照射領域におけるビーム光のスポットを第2の方向へ並列させ、かつ、第1の方向へビーム光を走査させる走査線の奇数本分の幅に相当する間隔でスポットを並列させることを特徴とする画像表示装置の制御方法を提供することができる。走査線の奇数本分の幅に相当する間隔で複数のビーム光を供給することにより、走査線1本おきにデータの並べ替えを行う構成にできる。このため、全ての走査線について正方向のデータ及び逆方向のデータが必要な従来の構成と比較して、ラインバッファ等のメモリを少なくし、簡易かつ製造コストを低減可能な構成とすることが可能となる。これにより、簡易かつ製造コストを低減可能な構成を用いて複数のビーム光による画像表示を行うことができる。
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例1に係る画像表示装置100の概略構成を示す。画像表示装置100は、スクリーン110の一方の面にレーザ光を供給し、スクリーン110の他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタである。画像表示装置100は、複数のビーム光であるレーザ光を水平方向であるX方向、及び垂直方向であるY方向へ走査させることにより画像を表示する。
図2は、レーザ装置101の概略構成を示す。レーザ装置101は、ビーム光である赤色レーザ光(以下、「R光」という。)を供給するR光用光源部121Rと、ビーム光である緑色レーザ光(以下、「G光」という。)を供給するG光用光源部121Gと、ビーム光である青色レーザ光(以下、「B光」という。)を供給するB光用光源部121Bと、を有する。
各色光用光源部121R、121G、121Bは、それぞれ画像信号に応じて変調された同色かつ5つのレーザ光を供給する。画像信号に応じた変調は、振幅変調、パルス幅変調のいずれを用いても良い。レーザ装置101には、2つのダイクロイックミラー124、125が設けられている。ダイクロイックミラー124は、R光を透過し、G光を反射する。ダイクロイックミラー125は、R光及びG光を透過し、B光を反射する。R光用光源部121RからのR光は、ダイクロイックミラー124、125を透過した後、レーザ装置101から出射する。
G光用光源部121GからのG光は、ダイクロイックミラー124で反射することにより、光路が略90度折り曲げられる。ダイクロイックミラー124で反射したG光は、ダイクロイックミラー125を透過した後、レーザ装置101から出射する。B光用光源部121BからのB光は、ダイクロイックミラー125で反射することにより、光路が略90度折り曲げられる。ダイクロイックミラー125で反射したB光は、レーザ装置101から出射する。レーザ装置101は、このようにして、画像信号に応じて変調されたR光、G光、B光を供給する。
図1に戻って、レーザ装置101からのレーザ光は、照明光学系102を経た後走査部200へ入射する。走査部200からの光は、投写光学系103を経た後、反射部105に入射する。照明光学系102及び投写光学系103は、レーザ装置101からのレーザ光をスクリーン110上に結像させる。反射部105は、走査部200からのレーザ光をスクリーン110の方向へ反射する。筐体107は、筐体107内部の空間を密閉する。
スクリーン110は、筐体107の所定の一面に設けられている。スクリーン110は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を透過させる透過型スクリーンである。反射部105からの光は、スクリーン110の、筐体107の内部側の面から入射した後、観察者側の面から出射する。観察者は、スクリーン110から出射する光を観察することで、画像を鑑賞する。
図3は、走査部200の概略構成を示す。走査部200は、反射ミラー202と、反射ミラー202の周囲に設けられた外枠部204とを有する、いわゆる二重ジンバル構造をなしている。外枠部204は、回転軸であるトーションばね206によって、不図示の固定部に連結されている。外枠部204は、トーションばね206の捩れと、元の状態への復元とを利用して、トーションばね206を中心として回動する。反射ミラー202は、トーションばね206に略直交する回転軸であるトーションばね207によって、外枠部204に連結されている。反射ミラー202は、レーザ装置101からのレーザ光を反射する。反射ミラー202は、高反射性の部材、例えばアルミニウムや銀等の金属薄膜を形成することにより構成できる。
反射ミラー202は、外枠部204がトーションばね206を中心として回動することにより、スクリーン110においてレーザ光をY方向(図1参照)へ走査させるように変位する。また、反射ミラー202は、トーションばね207の捩れと、元の状態への復元とを利用して、トーションばね207を中心として回動する。反射ミラー202は、トーションばね207を中心として回動することにより、反射ミラー202で反射したレーザ光をX方向へ走査するように変位する。このように、走査部200は、レーザ装置101からのレーザ光をX方向とY方向へ繰り返し走査させる。
図4は、走査部200を駆動させるための構成を説明するものである。反射ミラー202がレーザ光を反射させる側を表側とすると、第1の電極301、302は、外枠部204の裏側の空間であって、トーションばね206に関して略対称な位置にそれぞれが設けられている。第1の電極301、302に電圧を印加すると、第1の電極301、302と、外枠部204との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。外枠部204は、第1の電極301、302に交互に電圧を印加することにより、トーションばね206を中心として回動する。
トーションばね207は、詳細には、第1のトーションばね307と第2のトーションばね308とで構成されている。第1のトーションばね307と第2のトーションばね308との間には、ミラー側電極305が設けられている。ミラー側電極305の裏側の空間には、第2の電極306が設けられている。第2の電極306に電圧を印加すると、第2の電極306とミラー側電極305との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。第2の電極306のいずれにも同位相の電圧を印加すると、反射ミラー202は、トーションばね207を中心として回動する。走査部200は、このようにして反射ミラー202を回動させることで、レーザ光を二次元方向へ走査させる。走査部200は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術により作成することができる。
走査部200は、例えば画像の1フレーム期間において、副走査方向であるY方向へ1回レーザ光を走査させる間に、主走査方向であるX方向について複数回レーザ光を往復させるように反射ミラー202を変位させる。X方向を第1の方向、Y方向を第1の方向に略直交する第2の方向とすると、走査部200は、第1の方向へレーザ光を走査する周波数が、第2の方向へレーザ光を走査する周波数に比べて高くなるように駆動される。なお、X方向へのレーザ光の走査を高速に行うために、走査部200は、トーションばね207を中心として反射ミラー202を共振動作させる構成とすることが望ましい。反射ミラー202を共振動作させることにより、反射ミラー202の変位量を増大させることができる。反射ミラー202の変位量を増大させることにより、走査部200は、少ないエネルギーで効率良くレーザ光を走査することができる。なお、反射ミラー202は、共振動作以外の動作により駆動することとしても良い。
走査部200は、電位差に応じた静電力によって駆動する構成に限られない。例えば、圧電素子の伸縮力や電磁力を用いて駆動する構成であっても良い。走査部200は、X方向にレーザ光を走査する反射ミラーと、Y方向にレーザ光を走査する反射ミラーとを設ける構成としても良い。
図5は、R光用光源部121Rからのレーザ光の光路を説明するものである。ここでは、各色光用光源部のうちR光用光源部121Rからのレーザ光を供給するための構成を代表例として説明することとし、また説明に不要な構成の図示を省略している。R光用光源部121Rは、5つのレーザ素子501を有している。レーザ素子501は、例えば、端面発光型半導体レーザである。各レーザ素子501は、それぞれ独立に変調されたレーザ光を供給する。
R光用光源部121Rと走査部200との間に設けられた照明光学系102は、凸レンズ502と凹レンズ503とを組み合わせて構成することができる。照明光学系102は、凸レンズ502の収束作用、及び凹レンズ503の拡散作用により、5つのレーザ光の間隔を調節する。走査部200とスクリーン110との間の投写光学系103は、R光用光源部121Rからのレーザ光をスクリーン110上に投写させる。照明光学系102及び投写光学系103を用いることにより、スクリーン110に高精細な画像を表示することができる。なお、5つのレーザ素子501は、全てを一体に配置する構成に限られず、レーザ光の所望の間隔に応じて互いに離して配置することとしても良い。
図6は、スクリーン110の被照射領域に形成される画素Pについて説明するものである。画像表示装置100は、画像信号に応じて変調されたレーザ光により、Y方向にn個、X方向にm個の画素Pが形成される。ここで、被照射領域の左上部を基準としてX方向の座標をi(=1〜m)、Y方向の座標をj(=1〜n)として任意の画素PをPijと表すとする。
従来、副走査方向にスポットを並列させる複数のレーザ光を走査させる技術が提案されている。例えば、図7に示すように、Y方向について画素Pと同じピッチでスポットSP1〜5を並列させる場合を考える。Y方向についての画素Pのピッチとは、言い換えるとX方向へレーザ光を走査させる走査線のピッチである。画素Pの一辺とスポットSPの径とが略同一であるとすると、スポットSPを隙間無く並列させるように各レーザ光の間隔が調節される。ここでは、5つのレーザ光を1行ごとに走査させることとし、5つのレーザ光を用いて画像信号に応じた階調を表現するものとする。
図7において、X方向への第1回目のスキャンSC1では、スポットSP1〜5のうち下端のスポットSP1を1行目(i=1)の画素P上を左から右へ移動させる。このとき、スポットSP1を形成するレーザ光を変調するために、画素P11、P12、…P1(m−1)、P1mの順に配列された画像情報が用いられる。次に、第2回目のスキャンSC2では、スポットSP1を2行目(i=2)の画素P上、スポットSP2を1行目の画素P上をそれぞれ右から左へ移動させる。このとき、スポットSP1を形成するレーザ光を変調するために、画素P2m、P2(m−1)、…P22、P21の順に配列された画像情報が用いられる。また、スポットSP2を形成するレーザ光に対しては、画素P1m、P1(m−1)、…P12、P11の順に配列された画像情報が用いられる。
X方向についてレーザ光を1往復させる間に、1行目の画素Pに対しては、左から右への正方向に配列されたデータと、右から左への逆方向に配列されたデータとを用意する必要があることとなる。さらに、かかる走査を繰り返す場合、全ての走査線について正方向のデータと逆方向のデータとを用意しなければならない。このため、従来の技術により複数のレーザ光を往復走査させる場合、ラインバッファ等のメモリが多く必要となること、複雑かつ高価な回路が必要となること等により、画像表示装置を簡易かつ製造コストを低減可能な構成とすることが困難となる。
図8及び図9は、本発明の画像表示装置100によるレーザ光の走査について説明するものである。画像表示装置100は、Y方向に並列させるスポットSP1〜5を、走査線1本分の幅に相当する間隔d1で並列させることを特徴とする。レーザ光の間隔は、光源部121Rにおけるレーザ素子501の配置や照明光学系102、投写光学系103の構成(図5参照)により適宜調節することが可能である。走査線1本分の幅とは、Y方向についての画素Pのピッチと同じである。画像表示装置100は、5つのレーザ光を1行ごとに走査させることとし、5つのレーザ光を用いて画像信号に応じた階調を表現する。
図8に示すX方向への第1回目のスキャンSC1では、スポットSP1を形成するレーザ光を変調するために、画素P11、P12、…P1(m−1)、P1mの順に配列された画像情報が用いられる。次に、第2回目のスキャンSC2では、スポットSP1を2行目(i=2)の画素P上を右から左へ移動させる。このとき、スポットSP2による画素Pの形成は行われない。第2回目のスキャンSC2では、スポットSP1を形成するレーザ光を変調するために、画素P2m、P2(m−1)、…P22、P21の順に配列された画像情報が用いられる。
次に、図9に示す第3回目のスキャンSC3では、スポットSP1を3行目(i=3)の画素P上、スポットSP2を1行目の画素P上をそれぞれ左から右へ移動させる。このとき、スポットSP1を形成するレーザ光を変調するために、画素P31、P32、…P3(m−1)、P3mの順に配列された画像情報が用いられる。また、スポットSP2を形成するレーザ光に対しては、画素P11、P12、…P1(m−1)、P1mの順に配列された画像情報が用いられる。
X方向についてレーザ光を1往復半させるために、1行目及び3行目の画素Pに対しては、左から右への正方向に配列されたデータのみが用いられる。また、2行目の画素Pに対しては、右から左への逆方向に配列されたデータのみが用いられる。さらに、かかる走査を繰り返すことにより、第2の方向であるY方向へ並列する奇数番目の全ての走査線に対しては正方向に配列されたデータ、偶数番目の全ての走査線に対しては逆方向に配列されたデータをそれぞれ用意すれば良いこととなる。画像表示装置100は、第2の方向であるY方向へ並列する奇数番目の走査線と偶数番目の走査線とで、画像情報の配列順が互いに逆となるように制御される。
このように、本発明によれば、走査線1本おきにデータの並べ替えを行う構成とすることにより、X方向についてレーザ光を往復させ、かつ画像信号に応じた画像を表示することが可能である。このため、全ての走査線について正方向に配列されたデータ及び逆方向に配列されたデータが必要となる従来の構成と比較して、データの並べ替え回数を減少させることが可能となる。データの並べ替え回数を減少させることで、ラインバッファ等のメモリの個数を減少でき、簡易かつ製造コストを低減可能な構成とすることが可能となる。これにより、簡易かつ製造コストを低減可能な構成を用いて複数のビーム光による画像表示を行うことができるという効果を奏する。複数のレーザ光を走査させる場合、レーザ光の個数に反比例してレーザ光1つ当たりの出力を小さくすることが可能である。このため、複数のレーザ光を走査させることで、小型かつ安価なレーザ素子を用いて明るい画像を表示することができる。
図10は、画像表示装置100を制御するためのブロック構成を示すものである。画像信号入力部711は、入力端子から入力された画像信号の特性補正や増幅等を行う。例えば、画像信号入力部711は、アナログ形式の画像信号をディジタル形式の光源変調用強度信号に変換して出力する。この他、画像信号入力部711は、ディジタル形式の画像信号をディジタル形式の光源変調用強度信号として出力する構成としても良い。同期/画像分離部712は、画像信号入力部711からの信号を、R光、G光、B光のそれぞれについての画像情報信号、垂直同期信号、水平同期信号に分離し、制御部713へ出力する。制御部713のうちの画像処理部721は、画像情報をフレームごとの情報に分けて、フレームメモリ714へ出力する。フレームメモリ714は、画像処理部721からの画像信号をフレーム単位で格納する。
制御部713のうちの走査制御部723は、垂直同期信号、水平同期信号に基づいて、走査部200を駆動させる駆動信号を生成する。走査駆動部715は、制御部713からの駆動信号に応答して走査部200を駆動させる。走査工程においては、かかる構成により、レーザ光を被照射領域においてX方向とY方向へ走査させる。水平角度センサ716は、スクリーン110にてレーザ光をX方向へ走査させる反射ミラー202(図3参照)の振り角を検出する。垂直角度センサ717は、スクリーン110にてレーザ光をY方向へ走査させる反射ミラー202の振り角を検出する。信号処理部718は、垂直角度センサ717の変位からフレーム開始信号F_Sync、水平角度センサ716の変位からライン開始信号L_Syncをそれぞれ生成し、制御部713へ出力する。
制御部713は、フレーム開始信号F_Sync、ライン開始信号L_Syncから演算された線速度、及び垂直同期信号、水平同期信号に基づいて、画素タイミングクロックを生成する。画素タイミングクロックは、レーザ光が各画素上を通るタイミングを知るための信号であって、画像信号に応じて変調されたレーザ光を正確な位置に入射させるためのものである。
図11は、画像処理部721からの信号を変換するための構成を説明するものである。画像処理部721は、フレームメモリ714に格納されたフレームごとの画像情報のうち、奇数番目の走査線についての画像情報を第1ラインバッファ801へ、偶数番目の走査線についての画像情報を第2ラインバッファ802へ出力する。第1ラインバッファ801は、奇数番目の走査線についての画像情報を記憶する第1記憶部である。第2ラインバッファ802は、偶数番目の走査線についての画像情報を記憶する第2記憶部である。
画像処理部721へ入力される画像情報が、画像の左から右、上から下の正方向に配列しているとすると、第1ラインバッファ801は、入力時と同じ正方向の配列順の画像情報を光源制御部722へ出力する。第2ラインバッファ802は、入力時とは逆転された逆方向の配列順の画像情報を光源制御部722へ出力する。光源制御部722は、画像情報に応じてパルス幅が制御された光源駆動用パルス信号を出力する。光源駆動用パルス信号は、各色光の5つのレーザ光に対して、上述の画素タイミングクロックに同期させて出力される。
図10に戻って、R光源駆動部732Rは、光源制御部722からの光源駆動パルス信号に基づいて、R光用光源部121Rを駆動させる。R光源駆動部732Rは、光源駆動パルス信号に応じてR光用光源部121Rから供給する5つのレーザ光の点灯及び消灯を制御する。G光源駆動部732Gも、R光源駆動部732Rと同様にして、G光用光源部121Gを駆動させる。B光源駆動部732Bも、R光源駆動部732Rと同様にして、B光用光源部121Bを駆動させる。各色光用光源部121R、121G、121Bは、画像信号に応じてパルス幅が制御された駆動信号に応じて駆動される。ビーム光供給工程においては、かかる構成により、複数のレーザ光を供給する。
画像表示装置100は、アナログ形式の画像信号をディジタル形式の光源変調用パルス信号に変換する構成に限られない。画像信号入力部711は、アナログ形式の画像信号を増幅することにより、アナログ形式の光源変調用強度信号を出力する構成や、ディジタル形式の画像信号をアナログ形式の信号に変換する構成としても良い。
第2ラインバッファ802は、読み出される画像情報の配列順が入力時とは逆転する構成であれば、画像情報の読み出し時に画像情報の配列順を逆転させる構成に限られない。例えば、配列順を逆転させた画像情報を書き込み、書き込まれた配列順で画像情報を読み出すこととしても良い。さらに、第1ラインバッファ801及び第2ラインバッファ802は、読み出される画像情報の配列順が互いに逆であれば良く、第1ラインバッファ801により入力時と同じ配列順の画像信号、第2ラインバッファ802により入力時とは逆転された配列順の画像情報を読み出す場合に限られない。例えば、第2ラインバッファ802が入力時と同じ配列順の画像情報を、第1ラインバッファ801が入力時とは逆転された配列順の画像情報を出力する構成としても良い。また、画像情報の配列順については本実施例で説明するものに限られず、入力される画像情報やレーザ光を走査させる態様等に応じたものとすることが可能である。
画像表示装置100は、各色光について5つのレーザ光を供給する構成に限られず、各色光について複数のレーザ光を供給する構成であれば良い。また、1つの走査部200を用いて各色光を走査させる場合に限られず、例えば、色光ごと異なる走査部を用いることとしても良い。この場合、色光ごとにレーザ光の本数を異ならせることとしても良い。また、各色光用光源部としては、複数のレーザ素子501(図5参照)を設ける構成に限られず、面発光型半導体レーザ等、複数の発光部を備える構成としても良い。さらに、各色光用光源部は、スポットをY方向に並列させる構成とする場合に限らず、図12に示すようにスポットSPをアレイ状に並列させる構成としても良い。
図13は、本実施例の変形例に係る画像表示装置について説明するものである。上記の画像表示装置100がスポットSPを走査線1本分の幅に相当する間隔で並列させるのに対して、本変形例の画像表示装置は、スポットSPを走査線3本分の幅に相当する間隔d2で並列させる。本変形例の画像表示装置は、各色光について3つのレーザ光を用いて画像を表示する。第1回目のスキャンSC1から第4回目のスキャンSC4までは、スポットSP1を形成させる1つのレーザ光のみをX方向について2往復させる。そして、第5回目のスキャンSC5では、スポットSP1を5行目(i=5)の画素P上、スポットSP2を1行目の画素P上をそれぞれ左から右へ移動させる。
本変形例の場合も、第2の方向であるY方向へ並列する奇数番目の全ての走査線に対しては正方向に配列されたデータ、偶数番目の全ての走査線に対しては逆方向に配列されたデータをそれぞれ用意することで画像を表示することができる。走査線奇数本分の幅に相当する間隔でスポットを並列させるように複数のレーザ光を各色光用光源部から供給する構成とすることで、簡易かつ製造コストを低減可能な構成により画像を表示することが可能となる。なお、各色光用光源部は、走査線奇数本分の幅に相当する間隔で全てのスポットを並列させる構成であれば良く、等間隔のレーザ光を供給する構成に限られない。例えば、走査線1本分の幅に相当する間隔、及び走査線3本分の幅に相当する間隔が混在するように複数のレーザ光を供給することとしても良い。
図14は、本発明の実施例2に係る画像表示装置1700の概略構成を示す。画像表示装置1700は、観察者側に設けられたスクリーン1705にレーザ光を供給し、スクリーン1705で反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタである。上記実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。走査部200からのレーザ光は、投写光学系103を透過した後、スクリーン1705に入射する。本実施例の場合も、簡易かつ製造コストを低減可能な構成を用いて複数のビーム光による画像表示を行うことができる。
なお、上記の実施例において、各色光用光源部は半導体レーザを用いる構成としているが、ビーム状の光を供給可能な構成であれば、これに限られない。例えば、各色光用光源部は、固体レーザ、発光ダイオード素子(LED)等の固体発光素子のほか、液体レーザやガスレーザを用いる構成としても良い。
以上のように、本発明に係る画像表示装置は、複数のビーム光を用いて画像を表示する場合に適している。
100 画像表示装置、101 レーザ装置、102 照明光学系、103 投写光学系、105 反射部、107 筐体、110 スクリーン、200 走査部、121R R光用光源部、121G G光用光源部、121B B光用光源部、124、125 ダイクロイックミラー、202 反射ミラー、204 外枠部、206 トーションばね、207 トーションばね、301、302 第1の電極、305 ミラー側電極、306 第2の電極、307 第1のトーションばね、308 第2のトーションばね、501 レーザ素子、502 凸レンズ、503 凹レンズ、P 画素、SP スポット、711 画像信号入力部、712 同期/画像分離部、713 制御部、714 フレームメモリ、715 走査駆動部、716 水平角度センサ、717 垂直角度センサ、718 信号処理部、721 画像処理部、722 光源制御部、723 走査制御部、732R R光源駆動部、732G G光源駆動部、732B B光源駆動部、801 第1ラインバッファ、802 第2ラインバッファ、1700 画像表示装置、1705 スクリーン
Claims (6)
- 複数のビーム光を走査させることにより画像を表示する画像表示装置であって、
前記ビーム光を供給する光源部と、
前記光源部からの前記ビーム光を、被照射領域において第1の方向と、前記第1の方向に略直交する第2の方向へ走査させる走査部と、を有し、
前記走査部は、前記第1の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数が、前記第2の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、かつ、前記第1の方向について前記ビーム光を往復させるように走査させ、
前記光源部は、前記被照射領域における前記ビーム光のスポットを前記第2の方向へ並列させ、かつ、前記第1の方向へ前記ビーム光を走査させる走査線の奇数本分の幅に相当する間隔で前記スポットを並列させるように構成されることを特徴とする画像表示装置。 - 前記走査線ごとの画像情報を記憶する記憶部を有し、前記第2の方向へ並列する奇数番目の走査線と偶数番目の走査線とで、前記記憶部から読み出される画像情報の配列順が互いに逆であることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記記憶部は、前記奇数番目の走査線についての前記画像情報を記憶する第1記憶部と、前記偶数番目の走査線についての前記画像情報を記憶する第2記憶部と、を有し、
前記第1記憶部は、入力時と同じ、又は入力時とは逆転された配列順の前記画像情報が読み出され、
前記第2記憶部は、入力時とは逆転された、又は入力時と同じ配列順の前記画像情報が読み出されることを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。 - 前記走査部は、共振動作させることにより前記ビーム光を走査させる反射ミラーを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記光源部は、前記第2の方向へ前記スポットを並列させる同色の前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- ビーム光を走査させることにより画像を表示する画像表示装置の制御方法であって、
複数の前記ビーム光を供給するビーム光供給工程と、
前記ビーム光を、被照射領域において第1の方向と、前記第1の方向に略直交する第2の方向へ走査させる走査工程と、を含み、
前記走査工程において前記第1の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数は、前記第2の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数に比べて高く、
前記ビーム光供給工程では、前記被照射領域における前記ビーム光のスポットを前記第2の方向へ並列させ、かつ、前記第1の方向へ前記ビーム光を走査させる走査線の奇数本分の幅に相当する間隔で前記スポットを並列させることを特徴とする画像表示装置の制御方法。
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