JP2007140010A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により、複数のビーム光を用いて画像を表示することが可能な画像表
示装置を提供すること。
【解決手段】画像信号に応じて変調された複数のビーム光を二次元方向へ走査させること
により画像を表示する画像表示装置１０であって、複数のビーム光を供給する光源部１１
Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと、それぞれ異なる入射角度で入射する複数のビーム光を第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２
０と、を有し、複数のビーム光は、走査部２０への入射角度に対応する時間だけシフトさ
せた画像信号に応じて変調される。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像表示装置、特に、画像信号に応じて変調されたレーザ光を走査させるこ
とで画像を表示する画像表示装置の技術に関する。

近年、半導体レーザの高出力化や青色半導体レーザの開発に伴い、レーザ光源を用いた
プロジェクタやディスプレイが提案されている。レーザ光は、単一波長であるため色純度
が高い、コヒーレンスが高く整形が容易である等の特徴を有する。レーザ光源を用いるこ
とで、従来のプロジェクタ等と比較して、小型化、構成要素の減少も可能と考えられる。
このことから、レーザ光を用いることで、小型な構成により高解像度かつ良好な色再現性
の画像を表示することが期待されている。レーザ光の走査により画像を表示する技術とし
ては、例えば、特許文献１に提案されるものがある。

特開２００５−３１５２９号公報

特許文献１には、垂直方向に伸長されたレーザ光を水平方向へ走査させることで画像を
表示する技術が提案されている。この他、レーザ光を用いる場合、画像信号に応じて変調
されたビーム状のレーザ光を二次元方向へ走査させることにより画像を表示することも可
能である。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各レーザ光を１つのビーム光に合成す
ることにより、１つのビーム光を単独の走査部により走査させる簡易な構成を用いること
ができる。但し、異なる波長領域のレーザ光を１つに合成するためには、ダイクロイック
プリズムやダイクロイックミラー等の合成光学系が必要となる。色ずれによる画質の低下
を低減するためには、各部の高精度な位置調整も必要となる。この他、色再現性を向上さ
せるためにＲ、Ｇ、Ｂ以外の色光を追加する場合にはさらに合成光学系を追加することと
なる上、光軸を調整する工程も増える。複数の色光に対して複数の走査部を用いる構成と
すると、部品点数の増加によるコストの増大が考えられる。

また、各色光の明るさを向上させるために、同色の複数のレーザ光を用いて画像を表示
することが考えられる。同色のレーザ光は、ダイクロイック膜を用いて合成することが非
常に困難であることから、レーザ光同士の間隔が狭められたレーザ光群として走査させる
ことが考えられる。反射ミラーの変位によってレーザ光を走査させる場合、十分な解像度
を得るには反射ミラーの高速な駆動が必要となる。反射ミラーの高速かつ安定した駆動を
行うには、反射ミラーの大きさに限度を設ける必要がある。大きさに限度がある反射ミラ
ーに対して、間隔が狭められた複数のレーザ光を収めることは非常に困難である。このよ
うに、従来の技術によると、簡易な構成により、複数のビーム光を用いて画像を表示する
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、簡易な構成により、複数のビーム光を用いて画像を表示することが可能な画像表示装
置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、画像信号に応じて変
調された複数のビーム光を二次元方向へ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、複数のビーム光を供給する光源部と、それぞれ異なる入射角度で入射する複
数のビーム光を第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、複数のビーム光は、走査部への入射角度に対応する時間だけシフトさせた画像
信号に応じて変調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。

単独の走査部に対してそれぞれ異なる入射角度でビーム光を入射させることにより、複
数のビーム光を走査させることができる。複数のビーム光は、走査部への入射角度に対応
して、それぞれ被照射面上の異なる位置に入射する。被照射面上のある画素に着目すると
、複数のビーム光は、走査部への入射角度に対応した時間差で通過することとなる。入射
角度に対応する時間だけ画像信号をシフトさせることで、入射角度に対応する間隔で走査
する複数のビーム光を用いて正確な画像を表示することが可能となる。本発明では、単独
の走査部に対してそれぞれ異なる入射角度でビーム光を入射させる構成とすれば良いこと
から、合成光学系を不要とし、かつ各部の位置調整も容易にすることができる。また、複
数のビーム光が互いに異なる色の場合、同色の場合のいずれにおいても、走査部の反射ミ
ラー上に各ビーム光を集光させることで、小型な反射ミラーに各ビーム光を収めることが
できる。さらに、ビーム光の数を多くする場合も反射ミラーの大型化や新たな光学系の付
加を必要とせず、適宜画像信号を変換することで簡易な構成により十分対処することが可
能である。これにより、簡易な構成により、複数のビーム光を用いて画像を表示すること
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、走査部は、第１の方向又は第２の方向へ並列さ
れた複数のビーム光を走査させることが望ましい。第１の方向又は第２の方向へ並列され
た複数のビーム光を第１の方向及び第２の方向へ走査させることにより、画像を表示する
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、複数のビーム光を第１の方向及び第
２の方向へ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、第１の方向及び
第２の方向へ複数のビーム光を走査させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、複数のビーム光を第１の方向へ走査
させる第１反射ミラーと、第１反射ミラーからの複数のビーム光を第２の方向へ走査させ
る第２反射ミラーとを有することが望ましい。これにより、第１の方向及び第２の方向へ
複数のビーム光を走査させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、第１の方向へ並列された複数のビー
ム光を、第１の方向について往復するように走査させ、複数のビーム光を第１の方向へ走
査させる順序を第１の方向の往路と復路とで反転させるのに対応して画像信号をシフトさ
せる時間を変化させることが望ましい。これにより、画像信号に応じた正確な画像を表示
することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、ビーム光を走査させる速度に応じて画像信号を
シフトさせる時間を設定することが望ましい。ビーム光を走査させる速度に応じて画像信
号をシフトさせる時間を設定することにより、ビーム光を走査させる速度の変化に関わら
ず正確な位置にビーム光を入射させることが可能となる。これにより、画像信号に応じた
正確な画像を表示することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、第２の方向へ並列された複数のビー
ム光を、第１の方向について往復走査させ、第１の方について１回ビーム光を走査させる
時間を単位として画像信号をシフトさせる時間を設定することが望ましい。これにより、
画像信号に応じた正確な画像を表示することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、互いに異なる色光である複数のビー
ム光を供給し、色光を走査させる走査領域のうち全ての色光が走査する部分にて画像を表
示するように変調されることが望ましい。全ての色光が走査する部分にて画像を表示する
ように各色光を変調することで、画像の全体について各色光の階調を正確に表現すること
ができる。これにより、画像信号に応じた正確な画像を表示することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、走査領域のうち全ての色光が走査す
る部分以外の部分への供給を停止するように変調されることが望ましい。全ての色光が走
査する部分以外の部分へのビーム光の供給を停止させることで、無駄となる電力の消費を
低減することができる。

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１０の概略構成を示す。画像表示装置１
０は、スクリーン１５の一方の面である被照射面Ｓにレーザ光を供給し、スクリーン１５
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１０は、画像信号に応じて変調された複数のビーム光を二次元方
向であるＸＹ方向へ走査させることにより画像を表示する。

画像表示装置１０は、Ｒ光用光源部１１Ｒと、Ｇ光用光源部１１Ｇと、Ｂ光用光源部１
１Ｂとを有する。Ｒ光用光源部１１Ｒは、ビーム光である赤色レーザ光（以下、「Ｒ光」
という。）を供給する半導体レーザである。Ｇ光用光源部１１Ｇは、ビーム光である緑色
レーザ光（以下、「Ｇ光」という。）を供給する半導体レーザである。Ｂ光用光源部１１
Ｂは、ビーム光である青色レーザ光（以下、「Ｂ光」という。）を供給する半導体レーザ
である。各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、それぞれ画像信号に応じて変調され
た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。各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからの各色光は、単独の走査部２０
へ、それぞれ異なる入射角度で入射する。

図２は、走査部２０の概略構成を示す。走査部２０は、反射ミラー２２と、反射ミラー
２２の周囲に設けられた外枠部２４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２４は、回転軸である第１トーションばね２６によって、不図示の固定部に連結
されている。外枠部２４は、第１トーションばね２６の捩れと、元の状態への復元とを利
用して、第１トーションばね２６を中心として回動する。反射ミラー２２は、第１トーシ
ョンばね２６に略直交する回転軸である第２トーションばね２７によって、外枠部２４に
連結されている。反射ミラー２２は、各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからのレー
ザ光を反射する。反射ミラー２２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２２は、外枠部２４が第１トーションばね２６を中心として回動することに
より、スクリーン１５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２２は、第２トーションばね２７の捩れと、元の状態への復元と
を利用して、第２トーションばね２７を中心として回動する。反射ミラー２２は、第２ト
ーションばね２７を中心として回動することにより、反射ミラー２２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。走査部２０は、反射ミラー２２により、各色光用光
源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ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。単
独の走査部２０を用いる構成とすることで、少ない部品点数で簡易な構成により各色光を
走査させることができる。

図３は、走査部２０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２２が
レーザ光を反射させる側を表側とすると、第１電極３１、３２は、外枠部２４の裏側の空
間であって、第１トーションばね２６に関して略対称な位置にそれぞれ設けられている。
第１電極３１、３２に電圧を印加すると、第１電極３１、３２と、外枠部２４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２４は、第１電極３１、３
２に交互に電圧を印加することにより、第１トーションばね２６を中心として回動する。

第２トーションばね２７は、詳細には、第３トーションばね３７と第４トーションばね
３８とで構成されている。第３トーションばね３７と第４トーションばね３８との間には
、ミラー側電極３５が設けられている。ミラー側電極３５の裏側の空間には、第２電極３
６が設けられている。第２電極３６に電圧を印加すると、第２電極３６とミラー側電極３
５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電極３６のいず
れにも同位相の電圧を印加すると、反射ミラー２２は、第２トーションばね２７を中心と
して回動する。走査部２０は、このようにして反射ミラー２２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２０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mech
anical Systems）技術により作成することができる。

走査部２０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２２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２０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２０は、第２トーションばね２７を中
心として反射ミラー２２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２２を
共振動作させることにより、反射ミラー２２の変位量を増大させることができる。反射ミ
ラー２２の変位量を増大させることにより、走査部２０は、少ないエネルギーで効率良く
レーザ光を走査させることができる。なお、反射ミラー２２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２０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。

図１に戻って、走査部２０からの光は、反射部１３に入射する。反射部１３は、走査部
２０からのレーザ光をスクリーン１５の方向へ反射する。スクリーン１５は、筐体１７の
正面に設けられている。筐体１７は、筐体１７内部の空間を密閉する。スクリーン１５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。スクリー
ン１５は、例えば、光を観察者側へ角度変換するフレネルレンズや、光を拡散させるレン
チキュラーレンズ（いずれも不図示。）等を有する。観察者は、スクリーン１５から出射
する光を観察することで、画像を鑑賞する。

図４は、各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからの各色光の走査について説明する
ものである。図４では、便宜上、説明に不要な構成の図示を省略している。走査部２０は
、それぞれ異なる入射角度で入射する各色光を走査させる。各色光は、走査部２０への入
射角度に対応して、それぞれ被照射面Ｓ上の異なる位置に入射する。

図５は、走査部２０により各色光を走査させる軌跡について説明するものである。各色
光を走査させる軌跡の特徴を明確するために、図５では、実際の走査軌跡を適宜変形させ
て示している。走査部２０に対してそれぞれ異なる入射角度で各色光を入射させることに
より、各色光は、第１の方向であるＸ方向に並列している。各色光の入射位置の間隔は、
走査部２０への各色光の入射角度により決定される。

各色光は、被照射面Ｓの左上部から右方向へ走査を開始する。各色光のＸ方向の往路で
は、各色光は、プラスＸ側である右からＢ光ＬＢ、Ｇ光ＬＧ、Ｒ光ＬＲの順に並列する。
各色光を右方向へ走査させることで、各色光は、各画素に対してＢ光ＬＢ、Ｇ光ＬＧ、Ｒ
光ＬＲの順に入射する。各色光のＸ方向の復路では、各色光は、マイナスＸ側である左か
らＲ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢの順に並列する。各色光を左方向へ走査させることで、
各色光は、各画素に対してＲ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢの順に入射する。各色光は、被
照射面Ｓにおいてこのような往復を繰り返す。各色光をＸ方向へ走査させる順序は、Ｘ方
向の往路と復路とで反転する。

例えば、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢに対して図６に示すような画像信号を割り当て
て画像の一部を表示する場合を考える。Ｘ方向の往路において、ある画素に対してＢ光Ｌ
Ｂが入射した後Ｇ光ＬＧが入射するまでの時間がΔｔであるとする。図７に示すように、
Ｇ光用画像信号は、この画素に対して、Ｂ光用画像信号より時間Δｔだけ遅延するように
シフトされる。また、Ｇ光ＬＧが入射した後Ｒ光ＬＲが入射するまでの時間がΔｔである
とする。この画素に対して、Ｒ光用画像信号は、Ｇ光用画像信号よりさらに時間Δｔだけ
遅延するようにシフトされる。

時間Δｔは、走査部２０への各色光の入射角度によって決定することができる。このよ
うに、Ｘ方向の往路では、Ｇ光用画像信号、Ｒ光用画像信号は、Ｂ光用画像信号を基準と
して、走査部２０への入射角度に対応する時間だけシフトされる。Ｘ方向の往路ではＢ光
用画像信号、Ｇ光用画像信号、Ｒ光用画像信号の順となるようにＧ光用画像信号、Ｒ光用
画像信号を遅延させることにより、各画素に対して各色光用の画像信号に応じた光を入射
させることを可能とし、正確な画像を表示することができる。

Ｘ方向の往路の向きの映像データを正順とすると、Ｘ方向の復路の映像データは、逆順
となるように反転させる必要がある。Ｘ方向の復路において、ある画素に対してＲ光ＬＲ
が入射した後Ｇ光ＬＧが入射するまでの時間がΔｔであるとする。図８に示すように、Ｇ
光用画像信号は、この画素に対して、Ｒ光用画像信号より時間Δｔだけ遅延するようにシ
フトされる。また、Ｇ光ＬＧが入射した後Ｂ光ＬＢが入射するまでの時間がΔｔであると
する。この画素に対して、Ｂ光用画像信号は、Ｇ光用画像信号よりさらに時間Δｔだけ遅
延するようにシフトされる。

このように、Ｘ方向の復路では、Ｇ光用画像信号、Ｂ光用画像信号は、Ｒ光用画像信号
を基準として、走査部２０への入射角度に対応する時間だけシフトされる。Ｘ方向の復路
ではＲ光用画像信号、Ｇ光用画像信号、Ｂ光用画像信号の順となるようにＧ光用画像信号
、Ｂ光用画像信号を遅延させることにより、各画素に対して各色光用の画像信号に応じた
光を入射させることを可能とし、正確な画像を表示することができる。以上のように、Ｘ
方向について各色光を走査させる往路と復路とでは画像信号を反転させるのに対応して、
画像信号をシフトさせる時間を設定する。なお、互いに異なる色の複数のレーザ光を走査
させる場合のみならず、略同一又は近似する波長領域を有する同色かつ複数のレーザ光を
走査させる場合も本実施例と同様にして画像信号をシフトさせることができる。

本発明では、単独の走査部２０に対してそれぞれ異なる入射角度で各色光を入射させる
構成とすれば良いことから、合成光学系を不要とし、かつ各部の位置調整も容易にするこ
とができる。また、複数のレーザ光が互いに異なる色の場合、同色の場合のいずれにおい
ても、走査部２０の反射ミラー２２上に各レーザ光を集光させることで、小型な反射ミラ
ー２２に各レーザ光を収めることができる。さらに、レーザ光の数を多くする場合も反射
ミラー２２の大型化や新たな光学系の付加を必要とせず、適宜画像信号を変換することで
簡易な構成により十分対処することが可能である。これにより、簡易な構成により、複数
のビーム光を用いて画像を表示することができるという効果を奏する。

図９は、走査領域Ａ０と表示領域Ａ１について説明するものである。走査領域Ａ０は、
各色光を走査させる領域である。表示領域Ａ１は、走査領域Ａ０のうち画像を表示する領
域である。表示領域Ａ１は、走査領域Ａ０のうちＲ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢの全てが
走査する部分に相当する。表示領域Ａ１は、走査領域Ａ０のうち右端部及び左端部を取り
除いた部分である。スクリーン１５（図１参照。）は、表示領域Ａ１にて画像を表示する
ように設けられている。また、各色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、走査領域Ａ０
のうち表示領域Ａ１以外の部分への各色光の供給を停止するように変調される。

走査領域Ａ０のうち全ての色光が走査する部分にて画像を表示するように各色光を変調
することで、画像の全体について各色光の階調を正確に表現することができる。これによ
り、画像信号に応じた正確な画像を表示することができる。また、全ての色光が走査する
表示領域Ａ１以外の部分への各色光の供給を停止させることで、無駄となる電力の消費を
低減することができる。

図１０は、レーザ光の走査を制御するためのブロック構成を説明するものである。Ａ／
Ｄコンバータ１０１は、外部の入力装置等から入力される画像信号をアナログ形式からデ
ィジタル形式へ変換させる。Ａ／Ｄコンバータ１０１でディジタル信号に変換された画像
信号は、順次フレームメモリ１０２に記憶される。フレームメモリ１０２からの信号は、
走査線ごとの映像データとしてラインバッファ１０３に入力される。各色光についての映
像データは、奇数番目の走査線と偶数番目の走査線とで配列順が互いに逆となるように読
み出される。

ＲＯＭ１０５は、各色光の走査部２０への入射角度に対応する時間だけ画像信号をシフ
トさせるためのデータを格納する。シフト時間調整部１０４は、Ｘ方向へレーザ光を走査
させる走査線ごとの映像データをラインバッファ１０３から読み出し、ＲＯＭ１０５から
のデータに基づいて画像信号をシフトさせる。Ｒ用ＰＷＭ変調部１０６Ｒは、シフト時間
調整部１０４からのＲ光用画像信号に基づいて、Ｒ光をパルス幅変調するためのパルス信
号を生成する。Ｒ用レーザダイオードドライバ（以下、「ＬＤＤ」という。）１０７Ｒは
、Ｒ用ＰＷＭ１０６Ｒからのパルス信号に基づいて、Ｒ光用光源部１１Ｒ（図１参照。）
を駆動する。

Ｇ用ＰＷＭ変調部１０６Ｇは、シフト時間調整部１０４からのＧ光用画像信号に基づい
て、Ｇ光をパルス幅変調するためのパルス信号を生成する。Ｇ用ＬＤＤ１０７Ｇは、Ｇ用
ＰＷＭ１０６Ｇからのパルス信号に基づいて、Ｇ光用光源部１１Ｇを駆動する。Ｂ用ＰＷ
Ｍ変調部１０６Ｂは、シフト時間調整部１０４からのＢ光用画像信号に基づいて、Ｂ光を
パルス幅変調するためのパルス信号を生成する。Ｂ用ＬＤＤ１０７Ｂは、Ｂ用ＰＷＭ１０
６Ｂからのパルス信号に基づいて、Ｂ光用光源部１１Ｂを駆動する。

画像表示装置１０は、パルス幅変調によりレーザ光を変調する構成に限られず、振幅変
調によりレーザ光を変調する構成としても良い。この場合、ラインバッファ１０３からの
信号をさらにＤ／Ａ変換し、例えばＡＯＭ（音響光学素子）によりレーザ光を変調する構
成とすることができる。画像表示装置１０は、画像信号をアナログ形式からディジタル形
式へ変換させる構成に限られず、例えば、ディジタル形式からアナログ形式へ変換させる
構成しても良い。また、ディジタル信号である画像信号を、ディジタル形式の光源変調用
パルス信号に変換することとしても良い。

水平駆動部１１１は、水平方向であるＸ方向へレーザ光を走査させるように、走査部２
０を駆動する。水平駆動部１１１は、反射ミラー２２（図４参照。）に固有の共振周波数
で反射ミラー２２を振動させる。水平走査検知部１１３は、走査部２０により水平方向へ
レーザ光を走査させるタイミングを検知する。水平走査検知部１１３としては、例えば、
検知用光源部からの光を検出するフォトセンサを用いることができる。反射ミラー２２で
反射させた検知用光源部からの光をフォトセンサで検出することで、反射ミラー２２の変
位をモニタすることができる。この他、水平走査検知部１１３には、例えば、反射ミラー
２２の変位を静電力の変化により検出する静電センサや、回転軸であるトーションばねの
変形度合いにより検出するピエゾ抵抗センサ、電磁アクチュエータによる逆起電力を測定
する構成を用いても良い。

水平同期信号生成部１１４は、水平走査検知部１１３からの出力に基づいて、水平同期
信号を生成する。線速演算部１１８は、水平同期信号生成部１１４からの水平同期信号か
ら、走査線上の各画素におけるレーザ光の線速を演算する。画素クロック生成部１１５は
、水平同期信号生成部１１４からの水平同期信号、及び線速演算部１１８で演算されたレ
ーザ光の線速から、画素クロックを生成する。画素クロックは、画素の領域ごとにレーザ
光が入射するタイミングを表す。

垂直同期信号生成部１１６は、水平同期信号生成部１１４からの水平同期信号に基づい
て、垂直方向であるＹ方向へレーザ光を走査させるための垂直同期信号を生成する。各色
用ＰＷＭ変調部１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂは、画素クロック生成部１１５からの画素
クロック、及び垂直同期信号生成部１１６からの垂直同期信号に基づいて、パルス信号の
タイミングを決定する。垂直駆動信号生成部１１７は、垂直同期信号生成部１１６からの
垂直同期信号に基づいて、Ｙ方向へレーザ光を走査させるための垂直駆動信号を生成する
。垂直駆動部１１２は、垂直駆動信号生成部１１７で生成された垂直駆動信号に基づいて
、Ｙ方向へレーザ光を走査させるように走査部２０を駆動させる。

各レーザ光がＸ方向へ走査する速度は、走査領域の中心で高速、走査領域の端部で低速
となるように変化する。このため、各レーザ光を走査させる速度に応じて各色光用画像信
号をシフトさせる時間を設定することとしても良い。例えば、図１１に示すように、被照
射面Ｓの左端部に位置する画素領域ＡＲ１ではΔｔ１ずつ、被照射面Ｓの中央部に位置す
る画素領域ＡＲ２ではΔｔ２ずつ画像信号を遅延させるとする。このとき、画素領域ＡＲ
１、ＡＲ２でレーザ光同士の間隔が略同一とすると、Δｔ１＞Δｔ２の関係が成り立つ。
被照射面Ｓの右端部に位置する画素領域ＡＲ３では、画素領域ＡＲ１と同じΔｔ１ずつ画
像信号を遅延させる。

このように、各レーザ光を高速に走査させる中心に近いほど各色光用画像信号をシフト
させる時間を短くする。各色光用画像信号をシフトさせる時間は、各画素におけるレーザ
光の線速に基づいて、各画素について設定することが可能である。このようにしてレーザ
光を走査させる速度に応じて画像信号をシフトさせる時間を設定することにより、レーザ
光を走査させる速度の変化に関わらず正確な位置にレーザ光を入射させることが可能とな
る。これにより、画像信号に応じた正確な画像を表示することができる。

なお、画像表示装置１０は、単独の反射ミラー２２により複数のレーザ光をＸ方向、Ｙ
方向へ走査させる走査部２０を用いる構成に限られない。図１２に示すように、走査部と
して２つの反射ミラー１２１、１２２を用いても良い。第１反射ミラー１２１は、各色光
用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからの各色光を、被照射面Ｓにおいて第１の方向である
Ｘ方向へ走査させる。第２反射ミラー１２２は、第１反射ミラー１２１からの各色光を、
被照射面Ｓにおいて第２の方向であるＹ方向へ走査させる。この場合も、複数のレーザ光
を用いて画像を表示することができる。

図１３は、本発明の実施例２に係る画像表示装置について説明するものである。本実施
例の画像表示装置は、第２の方向であるＹ方向に各色光を並列させて走査させることを特
徴とする。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。
各色光を走査させる軌跡の特徴を明確するために、図１３では、実際の走査軌跡を適宜変
形させて示している。走査部２０に対してそれぞれ異なる入射角度で各色光を入射させる
ことにより、各色光は、プラスＹ側である上からＲ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢの順に並
列する。

図１４は、被照射面Ｓにおける各色光の走査について説明するものである。本実施例の
画像表示装置は、Ｙ方向について隣接する走査線上において各色光を走査させる。例えば
、Ｘ方向への往路において、走査線ＳＣｎ上をＲ光ＬＲ、走査線ＳＣ（ｎ＋１）上をＧ光
ＬＧ、走査線ＳＣ（ｎ＋２）上をＢ光ＬＢがそれぞれ走査しているとする。この次のＸ方
向への復路では、Ｒ光ＬＲは走査線ＳＣ（ｎ＋１）上、Ｇ光ＬＲは走査線ＳＣ（ｎ＋２）
上、Ｂ光ＬＢは走査線ＳＣ（ｎ＋３）上をそれぞれ走査する。Ｘ方向の往路の向きの映像
データを正順とすると、走査線ＳＣ（ｎ＋１）についてのＲ光の映像データ、走査線ＳＣ
（ｎ＋２）についてのＧ光の映像データ、走査線ＳＣ（ｎ＋３）についてのＢ光の映像デ
ータは、いずれも逆順となるように反転される。

本実施例の画像表示装置では、各走査線上の各画素に対して、各色光は、Ｂ光ＬＢ、Ｇ
光ＬＧ、Ｒ光ＬＲの順で走査する。ある画素に対してＢ光ＬＢが入射した後Ｇ光ＬＧが入
射するまでの時間は、１本の走査線上をレーザ光が走査する時間に相当する。このため、
ある画素に対して割り当てられるＧ光用画像信号及びＲ光用画像信号は、図１５に示すよ
うに、１本の走査線上をレーザ光が走査する時間ΔｔＬ１ずつ遅延するようにシフトされ
る。Ｘ方向の往路では、Ｇ光の映像データのみが逆順となるように反転される。Ｘ方向の
復路の場合も、Ｇ光用画像信号及びＲ光用画像信号は、Ｂ光用画像信号に対して時間Δｔ
Ｌ１ずつ遅延させる。Ｘ方向の復路では、Ｒ光の映像データ、Ｂ光の映像データが逆順と
なるように反転される。映像データの正逆については、走査線奇数本ごとに複数のレーザ
光を並列させる場合も、互いに隣接する走査線上に複数のレーザ光を並列させる本実施例
の場合と同様にすることができる。

本実施例では、このようにして、画像信号をシフトさせる時間を、Ｘ方向へ１回レーザ
光を走査させる時間を単位として設定する。本実施例の場合も上記実施例１と同様に、画
像信号に応じた正確な画像を表示することができる。図１６に示すように、本実施例の場
合の表示領域Ａ２は、走査領域Ａ０のうち上端部及び下端部を取り除いた部分となる。各
色光用光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、走査領域Ａ０のうち表示領域Ａ２以外の部分へ
の各色光の供給を停止するように変調される。

図１７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。本変形
例の画像表示装置は、走査線１本おきに各色光を走査させる。例えば、Ｘ方向の往路にお
いて、走査線ＳＣｎ上をＲ光ＬＲ、走査線ＳＣ（ｎ＋２）上をＧ光ＬＧ、走査線ＳＣ（ｎ
＋４）上をＢ光ＬＢがそれぞれ走査しているとする。この次のＸ方向への復路では、Ｒ光
ＬＲは走査線ＳＣ（ｎ＋１）上、Ｇ光ＬＲは走査線ＳＣ（ｎ＋３）上、Ｂ光ＬＢは走査線
ＳＣ（ｎ＋５）上をそれぞれ走査する。Ｘ方向の往路の向きの映像データを正順とすると
、走査線ＳＣ（ｎ＋１）についてのＲ光の映像データ、走査線ＳＣ（ｎ＋３）についての
Ｇ光の映像データ、走査線ＳＣ（ｎ＋５）についてのＢ光の映像データは、いずれも逆順
となるように反転される。

この次のＸ方向への往路では、Ｒ光ＬＲは走査線ＳＣ（ｎ＋２）上、Ｇ光ＬＲは走査線
ＳＣ（ｎ＋４）上、Ｂ光ＬＢは走査線ＳＣ（ｎ＋６）上をそれぞれ走査する。このとき各
色光の映像データは、いずれも正順のままとされる。さらに次の復路では、Ｒ光ＬＲは走
査線ＳＣ（ｎ＋３）上、Ｇ光ＬＲは走査線ＳＣ（ｎ＋５）上、Ｂ光ＬＢは走査線ＳＣ（ｎ
＋７）上をそれぞれ走査する。このとき各色光の映像データは、いずれも逆順となるよう
に反転される。

ある画素に対してＢ光ＬＢが入射した後Ｇ光ＬＧが入射するまでの時間は、Ｘ方向につ
いてレーザ光が２本の走査線上を走査する時間、即ちレーザ光をＸ方向について１往復さ
せる時間に相当する。このため、ある画素に対して割り当てられるＧ光用画像信号及びＲ
光用画像信号は、図１８に示すように、２本の走査線上をレーザ光が走査する時間ΔｔＬ
２ずつ遅延するようにシフトされる。

本変形例の場合、各色光について、各色光の映像データを正順のままとする走査線と、
各色光の映像データを逆順とする走査線とが交互に並列することとなる。このため、全て
の走査線について正順の映像データ及び逆順の映像データの双方を用意する場合と比較し
て、簡易な構成によって画像表示装置を制御することが可能となる。本変形例では、走査
線２本ごとに複数のレーザ光を並列させる場合に限られず、走査線偶数本ごとに複数のレ
ーザ光を並列させる場合も同様にして各色光を走査させることができる。

図１９は、本発明の実施例３に係る画像表示装置１９０の概略構成を示す。画像表示装
置１９０は、観察者側に設けられたスクリーン１９５にレーザ光を供給し、スクリーン１
９５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２０からのレーザ光は、出射窓１９１を透過した後、スクリーン１９５に入射す
る。本実施例の場合も、上記実施例１と同様に、簡易な構成により、複数のビーム光を用
いて画像を表示することができる。

なお、各実施例において、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、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、画像信号に応じて変調された複数のビー
ム光を走査させることにより画像を表示する場合に適している。

本発明の実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示す図。 走査部の概略構成を示す図。 走査部を駆動させるための構成を説明する図。 各色光用光源部からの各色光の走査について説明する図。 走査部により各色光を走査させる軌跡について説明する図。 画像信号の例を示す図。 Ｘ方向の往路において画像信号をシフトさせる例を説明する図。 Ｘ方向の復路において画像信号をシフトさせる例を説明する図。 走査領域と表示領域について説明する図。 レーザ光の走査を制御するためのブロック構成を説明する図。 レーザ光の走査速度に応じて画像信号をシフトさせる例を説明する図。 走査部として２つの反射ミラーを用いる構成を説明する図。 本発明の実施例２に係る画像表示装置について説明する図。 被照射面における各色光の走査について説明する図。 画像信号をシフトさせる例を説明する図。 走査領域と表示領域について説明する図。 実施例２の変形例に係る画像表示装置について説明する図。 画像信号をシフトさせる例を説明する図。 本発明の実施例３に係る画像表示装置の概略構成を示す図。

符号の説明

１０ 画像表示装置、１１Ｒ Ｒ光用光源部、１１Ｇ Ｇ光用光源部、１１Ｂ Ｂ光用
光源部、１３ 反射部、１５ スクリーン、１７ 筐体、２０ 走査部、Ｓ 被照射面、
２２ 反射ミラー、２４ 外枠部、２６ 第１トーションばね、２７ 第２トーションば
ね、３１、３２ 第１電極、３５ ミラー側電極、３６ 第２電極、３７ 第３トーショ
ンばね、３８ 第４トーションばね、Ａ０ 走査領域、Ａ１ 表示領域、１０１ Ａ／Ｄ
コンバータ、１０２ フレームメモリ、１０３ ラインバッファ、１０４ シフト時間調
整部、１０５ ＲＯＭ、１０６Ｒ Ｒ用変調部、１０６Ｇ Ｇ用変調部、１０６Ｂ Ｂ用
変調部、１０７Ｒ Ｒ用ＬＤＤ、１０７Ｇ Ｇ用ＬＤＤ、１０７Ｂ Ｂ用ＬＤＤ、１１１
水平駆動部、１１２ 垂直駆動部、１１３ 水平走査検知部、１１４ 水平同期信号生
成部、１１５ 画素クロック生成部、１１６ 垂直同期信号生成部、１１７ 垂直駆動信
号生成部、１１８ 線速演算部、ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３ 画素領域、１２１ 第１反射
ミラー、１２２ 第２反射ミラー、ＳＣｎ〜ＳＣ（ｎ＋７） 走査線、Ａ２ 表示領域、
１９０ 画像表示装置、１９１ 出射窓、１９５ スクリーン

Claims (9)

1. 画像信号に応じて変調された複数のビーム光を二次元方向へ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、
   複数の前記ビーム光を供給する光源部と、
   それぞれ異なる入射角度で入射する複数の前記ビーム光を第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、
   複数の前記ビーム光は、前記走査部への前記入射角度に対応する時間だけシフトさせた
   前記画像信号に応じて変調されることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記走査部は、前記第１の方向又は前記第２の方向へ並列された複数の前記ビーム光を
   走査させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記走査部は、複数の前記ビーム光を前記第１の方向及び前記第２の方向へ走査させる
   反射ミラーを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 前記走査部は、複数の前記ビーム光を前記第１の方向へ走査させる第１反射ミラーと、
   前記第１反射ミラーからの複数の前記ビーム光を前記第２の方向へ走査させる第２反射ミ
   ラーとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
5. 前記走査部は、前記第１の方向へ並列された複数の前記ビーム光を、前記第１の方向に
   ついて往復するように走査させ、
   複数の前記ビーム光を前記第１の方向へ走査させる順序を前記第１の方向の往路と復路
   とで反転させるのに対応して、前記画像信号をシフトさせる時間を設定することを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記ビーム光を走査させる速度に応じて前記画像信号をシフトさせる時間を設定するこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記走査部は、前記第２の方向へ並列された複数の前記ビーム光を、前記第１の方向に
   ついて往復するように走査させ、
   前記第１の方向について１回前記ビーム光を走査させる時間を単位として前記画像信号
   をシフトさせる時間を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画
   像表示装置。
8. 前記光源部は、互いに異なる色光である複数の前記ビーム光を供給し、前記色光を走査
   させる走査領域のうち全ての前記色光が走査する部分にて画像を表示するように変調され
   ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像表示装置。
9. 前記光源部は、前記走査領域のうち全ての前記色光が走査する部分以外の部分への複数
   の前記色光の供給を停止するように変調されることを特徴とする請求項８に記載の画像表
   示装置。

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