JP2008009074A - Display device and display method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばレーザ光源から出射したレーザ光線の往復走査を行う走査デバイスを使用して走査して、画像をスクリーンに表示するプロジェクタ装置に適用して好適な表示装置及び方法に関する。 The present invention relates to a display device and method suitable for application to a projector device that scans using, for example, a scanning device that performs reciprocal scanning of a laser beam emitted from a laser light source and displays an image on a screen.
従来、スクリーンに画像を投影するため、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)方式のプロジェクタ装置が実用化されていた。LCD方式のプロジェクタ装置は、光源からの光を、画像表示を行うLCDパネルで透過又は反射させて、その透過又は反射した光をスクリーン上に投影するものである。これに対して近年、プロジェクタ装置の小型化を実現するため、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスなどの共振型光スキャナを用いて、スクリーン上で2次元走査を行う技術が提案されている。この場合には、光源としてレーザ光を使用し、そのレーザ光を画像信号で直接変調した上で、変調されたレーザ光を共振型光スキャナで2次元走査する構成とされる。 Conventionally, in order to project an image on a screen, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) type projector apparatus has been put into practical use. The LCD projector device transmits or reflects light from a light source by an LCD panel that displays an image, and projects the transmitted or reflected light on a screen. On the other hand, in recent years, a technique for performing two-dimensional scanning on a screen using a resonant optical scanner such as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) device has been proposed in order to reduce the size of a projector apparatus. In this case, laser light is used as a light source, the laser light is directly modulated with an image signal, and then the modulated laser light is two-dimensionally scanned with a resonance type optical scanner.
プロジェクタ装置の光源としてレーザ光源を用いると、従来よりも光源の大きさを小さくできる。このため、従来、プロジェクタ装置で光源として用いられた、キセノンランプや超高圧水銀ランプ等の大型の光源をレーザ装置に置き換えることで、プロジェクタ装置全体の大きさを小さくすることができるようになった。 When a laser light source is used as the light source of the projector device, the size of the light source can be made smaller than before. For this reason, it has become possible to reduce the overall size of the projector apparatus by replacing a large-sized light source, such as a xenon lamp or an ultrahigh pressure mercury lamp, which has been conventionally used as a light source in the projector apparatus, with a laser apparatus. .
特許文献1には、半導体レーザを用いてスクリーンに画像を表示させる技術について記載されている。
ところで、共振型光スキャナを用いたレーザ光線の水平走査は、正弦波で行われる。そして、レーザ光線が水平走査する方向は、片側方向ではなく、往復方向である。このため、レーザ光線が描く走査線は、方向によって異なる傾きとなる。ここで、図9を参照して、従来の走査によって描かれる走査線の傾きの例について説明する。共振型光スキャナを用いて水平走査すると、正弦波1周期分のレーザ光線の走査線のうち、前半周期の走査線T1は右下がりとなり、後半周期の走査線T2は左下がりとなる。このため、スクリーンの右端部R1における走査線の上下の間隔が密となる。一方、スクリーンの左端部L1における走査線の上下の間隔が粗となる。また、レーザ光線の水平走査は往復方向で行われるため、走査線は、走査線T1,T2と同じパターンを繰り返す。すると、右端部R2における走査線の上下の間隔が疎となる。一方、スクリーンの左端部L2における走査線の上下の間隔が密となる。 By the way, horizontal scanning of a laser beam using a resonance type optical scanner is performed by a sine wave. And the direction which a laser beam scans horizontally is not a one-side direction but a reciprocating direction. For this reason, the scanning line drawn by the laser beam has a different inclination depending on the direction. Here, an example of the inclination of a scanning line drawn by conventional scanning will be described with reference to FIG. When horizontal scanning is performed using a resonance type optical scanner, among the scanning lines of the laser beam for one cycle of the sine wave, the scanning line T1 in the first half cycle is lowered to the right, and the scanning line T2 in the latter half cycle is lowered to the left. For this reason, the vertical spacing of the scanning lines at the right end R1 of the screen is close. On the other hand, the vertical spacing of the scanning lines at the left end L1 of the screen becomes rough. Further, since the horizontal scanning of the laser beam is performed in the reciprocating direction, the scanning lines repeat the same pattern as the scanning lines T1 and T2. Then, the upper and lower intervals of the scanning lines at the right end portion R2 become sparse. On the other hand, the upper and lower intervals of the scanning lines at the left end L2 of the screen become dense.
この結果、スクリーンの中央部では、上下の走査線の間隔がほぼ一定であるため、意図した解像度が得られる。しかしながら、スクリーンの左右端部では走査線の上下の間隔が粗密の偏りができるため、意図した解像度の約半分の解像度しか得られなくなってしまう。 As a result, the intended resolution is obtained because the distance between the upper and lower scanning lines is substantially constant at the center of the screen. However, since the vertical intervals of the scanning lines can be unevenly distributed at the left and right ends of the screen, only about half the intended resolution can be obtained.
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、プロジェクタ装置を用いて光線を走査する場合に、良好に画像を表示することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to display an image satisfactorily when scanning a light beam using a projector device.
本発明は、奇数フレームと偶数フレームとで構成される画像信号によりレーザ光線を変調して出射させ、出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで2次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させるものに適用される。
走査としては、走査を行う際の奇数フレームの画像信号の走査軌跡と偶数フレームの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置とした。
The present invention modulates and emits a laser beam with an image signal composed of odd frames and even frames, and two-dimensionally scans the emitted laser beam with horizontal and vertical vibrations of the image. The present invention is applied to one that projects a scanned laser beam and displays it.
For scanning, the scanning trajectory of the odd-numbered frame image signal and the scanning trajectory of the even-numbered frame image signal at the time of scanning are set to the inverted phase, and the drawing start position of each frame is set to a different position.
このようにしたことで、偶数フレームの走査線と奇数フレームの走査線とで、異なる位置を走査するようになる。 By doing so, different positions are scanned by the even-line scan lines and the odd-frame scan lines.
また、本発明は、奇数フィールドと偶数フィールドとで1フレームが構成される画像信号によりレーザ光線を変調して出射させ、出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで2次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させるものに適用される。
走査としては、走査を行う際の奇数フィールドの画像信号の走査軌跡と偶数フィールドの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフィールドの描画開始位置を異なる位置とした。
Further, the present invention modulates and emits a laser beam with an image signal comprising one frame of an odd field and an even field, and the emitted laser beam is divided into a horizontal vibration and a vertical vibration of an image. The two-dimensional scanning is applied to the one that projects the scanned laser beam and displays it.
As the scanning, the phase of the scanning trajectory of the odd-numbered field image signal and the scanning trajectory of the even-numbered field image signal at the time of scanning is set to be reversed, and the drawing start position of each field is set to a different position.
このようにしたことで、偶数フィールドの走査線と奇数フィールドの走査線とで、異なる位置を走査するようになる。 By doing so, different positions are scanned by the even-line scan lines and the odd-field scan lines.
本発明によれば、偶数フレームの走査線と奇数フレームの走査線とで、異なる位置を走査するので、各フレームで同じ位相で走査させる場合に比べて、スクリーン上を密に走査するようになり、表示画像の解像度を向上させることができる。特に、スクリーンの左右端部における解像度の劣化を抑えることができるという効果がある。 According to the present invention, different positions are scanned by the even-line scan lines and the odd-frame scan lines, so that the screen is scanned more densely than when scanning at the same phase in each frame. The display image resolution can be improved. In particular, there is an effect that it is possible to suppress resolution degradation at the left and right ends of the screen.
また、偶数フィールドの走査線と奇数フィールドの走査線とで、異なる位置を走査するので、各フィールドで同じ位相で走査させる場合に比べて、スクリーン上を密に走査するようになり、表示画像の解像度を向上させることができる。特に、スクリーンの左右端部における解像度の劣化を抑えることができるという効果がある。 Also, since even-numbered field scanning lines and odd-numbered field scanning lines scan different positions, the screen is scanned more densely than when scanning in the same phase in each field. The resolution can be improved. In particular, there is an effect that it is possible to suppress resolution degradation at the left and right ends of the screen.
以下、本発明の第1の実施の形態を、図1〜図5を参照して説明する。本実施の形態では、レーザ装置から出射したレーザ光線をスクリーン上に走査して、画像を表示させるプロジェクタ装置に適用した例としてある。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is an example applied to a projector device that scans a laser beam emitted from a laser device on a screen and displays an image.
まず、プロジェクタ装置100の全体構成例について、図1を参照して説明する。プロジェクタ装置100は、画像信号に変換処理を施す画像信号供給装置1を備え、画像信号供給装置1で変換された画像信号を、レーザ光線を出射する光源2に供給し、レーザ光線の変調処理が施される。光源2は、例えば半導体レーザ装置である。光源2が出射するレーザ光線は、主軸と、主軸に直交する副軸の2軸で走査する構成の2軸MEMSスキャナ10によって反射される。2軸MEMSスキャナ10で反射されたレーザ光線は、レンズ、ミラー等で構成される投影光学系3を介して、2次元平面のスクリーン4上に投影して、画像を映し出す。2軸MEMSスキャナ10は、主軸上にスキャンミラーを備えてあり、水平走査と垂直走査を行う。主軸の走査方向7は、スクリーン4の水平方向であり、正弦波5の水平共振振動が行われる。この水平共振振動は、画像信号の水平周波数に同期して行われる。副軸の走査方向8は、スクリーン4の垂直方向であり、鋸波6の垂直共振振動が行われる。この垂直共振振動は、画像信号の垂直周波数に同期して行われる。
First, an example of the overall configuration of the projector apparatus 100 will be described with reference to FIG. The projector device 100 includes an image signal supply device 1 that performs a conversion process on an image signal, supplies the image signal converted by the image signal supply device 1 to a
本例のプロジェクタ装置100は、2軸MEMSスキャナ10によって、光源2が出射するレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで2次元走査する。そして、奇数フレームの画像信号の走査軌跡と偶数フレームの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定する。さらに、2軸MEMSスキャナ10によって、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置とする。こうして、奇数フレームと、奇数フレームの位相を反転させた偶数フレームの走査によって、画像を表示させる。奇数フレームの走査と偶数フレームの走査の詳細については後述する。
In the projector apparatus 100 of this example, the laser beam emitted from the
次に、2軸MEMSスキャナ10の外部構成例について、図2を参照して説明する。2軸MEMSスキャナ10は、レーザ光線を反射するスキャンミラー18と、スキャンミラー18を支持する四角形状の内枠部19と、内枠部19を支持する四角形状の外枠部20と、内枠部19を電磁駆動させる副軸電磁駆動用マグネット11a,11bとで構成される。スキャンミラー18と、内枠部19とは互いに直交する方向を軸として振動する。本例では、内枠部19を振動させる軸を副軸とし、スキャンミラー18を振動させる軸を主軸としている。副軸電磁駆動用マグネット11a,11bは、外枠部20を挟みこむように構成される。
Next, an example of the external configuration of the
外枠部20には、内枠部19を支持する副軸トーションバー12a,12bが内枠部19の回転軸方向に形成される。副軸トーションバー12a,12bは、内枠部19を左右にそれぞれ一定の角度だけねじれるよう支持する部材であり、外枠部20と一体形成してある。
The outer frame portion 20 is formed with auxiliary
外枠部20の対角線方向の頂点付近には、電流の入出力部となる副軸電極14a,14bを備える。副軸電極14aに接続された導電性の導線が、内枠部19を支持する副軸トーションバー12aを介して、内枠部19に敷設される。内枠部19に配された導線は、内枠部19の縁に沿って数ターンの副軸電磁駆動用コイル13を形成する。そして、導線は、副軸トーションバー12bを介して、副軸電極14bに接続される。
In the vicinity of the apex in the diagonal direction of the outer frame portion 20, auxiliary shaft electrodes 14 a and 14 b serving as current input / output portions are provided. A conductive wire connected to the countershaft electrode 14 a is laid on the inner frame portion 19 via a
内枠部19は、交流電圧(駆動周波数は、例えば60Hzとする。)が、図示しない交流電源から副軸電極14a,14bに印加されることで、電磁力が発生し、副軸トーションバー12a,12bのねじれ作用によって、振動する。副軸の駆動方式は電磁式であり、振動方式は非共振式であり、振動波形は鋸波である。
The inner frame portion 19 generates an electromagnetic force when an AC voltage (driving frequency is 60 Hz, for example) is applied to the auxiliary shaft electrodes 14a and 14b from an AC power source (not shown), and the auxiliary
外枠部20は、副軸電極14a,14bの対角線方向とは異なる対角線方向の頂点付近に、主軸電極15a,15bを備える。主軸電極15aから図示しない導電性の導線が、内枠部19を支持する副軸トーションバー12bを介して、内枠部19に接続される。
The outer frame portion 20 includes main shaft electrodes 15a and 15b in the vicinity of the apex in the diagonal direction different from the diagonal direction of the sub shaft electrodes 14a and 14b. A conductive wire (not shown) is connected from the main shaft electrode 15 a to the inner frame portion 19 via a sub
内枠部19は、スキャンミラー18を支持する主軸トーションバー16a,16bをスキャンミラー18の回転軸方向に設ける。主軸トーションバー16a,16bは、スキャンミラー18を左右にそれぞれ一定の角度だけねじれるよう支持する部材であり、内枠部19と一体形成してある。主軸トーションバー16a,16bの両側には、櫛の歯のような形状とした、微細な電極である回動側電極17a,17bが形成される。
The inner frame portion 19 is provided with main
さらに、それぞれの回動側電極17a,17bに噛み合わせるように、櫛の歯のような形状とした、微細な電極の固定側電極が内枠部19に形成される。内枠部19に接続された導線は、副軸トーションバー12bを介して、主軸電極15bに接続される。
Further, a fine electrode fixed side electrode having a comb-like shape is formed on the inner frame portion 19 so as to mesh with the respective
ほぼ、楕円形状のスキャンミラー18は、例えばシリコンで形成された保持基板の表面に、二酸化シリコン(SiO2)等の酸化層と、シリコン等の半導体膜を順に積層したSOI(Silicon On Insulator)基板から、保持基板と酸化層とを選択的に取り除いた半導体膜によって形成される。この半導体膜の平坦面が、光の入射面となるスキャンミラー18として用いられる。スキャンミラー18の平坦面には、反射率を高めるために、例えばアルミニウム(Al)や金(Au)などの反射膜が形成される。 The almost elliptical scan mirror 18 is an SOI (Silicon On Insulator) substrate in which an oxide layer such as silicon dioxide (SiO 2 ) and a semiconductor film such as silicon are sequentially laminated on the surface of a holding substrate made of, for example, silicon. Thus, the semiconductor substrate is formed by removing the holding substrate and the oxide layer selectively. The flat surface of the semiconductor film is used as the scan mirror 18 that becomes the light incident surface. A reflective film such as aluminum (Al) or gold (Au) is formed on the flat surface of the scan mirror 18 to increase the reflectance.
スキャンミラー18の共振周波数とほぼ一致する交流電圧(駆動周波数は、例えば16kHzとする。)が、図示しない交流電源から主軸電極15a,15bに印加されることで、スキャンミラー18は駆動する。そして、主軸トーションバー16a,16bのねじれ作用によって振動する。主軸の駆動方式は静電式であり、振動方式は共振式であり、振動波形は正弦波である。
The scan mirror 18 is driven by applying an AC voltage substantially equal to the resonance frequency of the scan mirror 18 (drive frequency is, for example, 16 kHz) to the spindle electrodes 15a and 15b from an AC power source (not shown). The main
次に、画像信号を光源2に供給する画像信号供給装置1の構成例について、図3を参照して説明する。まず、図示しない画像信号源から画像信号が画像信号供給装置1に供給される。画像信号供給装置1は、画像信号の入力部として入力部21を備えており、入力した画像信号を、所定の変換処理を施す水平方向変換部22に供給する。水平方向変換部22は、供給された画像信号に対し、アフィン変換等の処理を施す。
Next, a configuration example of the image signal supply device 1 that supplies an image signal to the
水平方向変換部22で処理が施された画像信号は、FIFO(First In First Out)方式で、ラインバッファ26に格納される。ラインバッファ26には、水平方向のデータラインを構成する1ラインのピクセル数と同じ個数(n個)だけ、領域[1]〜領域[n]が設けられている。水平方向変換部22が出力した画像信号は、ラインバッファ26の領域[n]に格納される。ラインバッファ26の領域[n]に格納された画像信号は、後続の画像信号がラインバッファ26に格納されるにつれて、領域[n−1],[n−2],…の順に領域[1]まで移動する。こうして、1ライン分の画像信号がラインバッファ26に保存される。画像信号の取り出しは、領域[1]から行われる。水平方向変換部22から出力される画像信号と、ラインバッファ26の領域[1]から取り出される画像信号は、乗算器31a,32bに供給して、後述する係数A,Bが乗じられる。係数A,Bが乗じられた画像信号は、加算器32で加算され、後述するラインバッファ27,28に供給される。
The image signal processed by the horizontal
また、垂直方向のデータライン数を数える垂直方向ラインカウンタ23を備える。垂直方向ラインカウンタ23は、レーザ光線が走査する垂直方向のライン数を、スクリーンの上端部から数える。垂直方向ラインカウンタ23の出力は、水平方向ピクセルカウンタ24に供給し、レーザ光線が走査する水平方向のピクセルの位置を数える。
Further, a
本実施の形態においては、奇数フレーム又は偶数フレームを走査する走査線は、走査線に隣り合う2本のデータラインを基準として輝度を調整する構成としてある。輝度を調整するために、垂直方向ラインカウンタ23が数えた垂直方向のライン数と、水平方向ピクセルカウンタが数えた水平方向のピクセル数から、走査する位置に対応する適切な輝度を得るための係数A,BがA/B係数テーブル25に格納される。A/B係数テーブル25は、係数A,Bを乗算器31a,32bに供給する。
In the present embodiment, the scanning lines for scanning odd frames or even frames are configured to adjust the luminance with reference to two data lines adjacent to the scanning lines. In order to adjust the luminance, a coefficient for obtaining an appropriate luminance corresponding to the scanning position from the number of vertical lines counted by the vertical
水平方向に往復走査すると、右下がり、又は左下がりに走査線が描かれる。本例では、レーザ光線が走査する方向に応じてピクセルの並びを入れ替えるために、2系統のラインバッファ27,28を用意する。ラインバッファ27には、走査線を右下がりに出力させる画像信号を格納し、ラインバッファ28には、走査線を左下がりに出力させる画像信号を格納する。画像信号を光源2に出力する出力部29は、ラインバッファ27,28毎に、画像信号を格納した領域を指定する出力ポインタ29aを移動させて、画像信号を読み出す。このとき、水平方向ピクセルカウンタ24は、ラインバッファ27,28に対してそれぞれ水平ポインタ30a,30bを移動させて、レーザ光線が走査する水平方向のピクセルの位置を数える。出力ポインタ29aの切り換えは、ラインバッファ切り換え部29bによって行われる。レーザ光線が走査する方向に応じて、読み出されるラインバッファ27,28が切り換えられる。
When the reciprocating scanning is performed in the horizontal direction, a scanning line is drawn to the lower right or the lower left. In this example, two lines of line buffers 27 and 28 are prepared in order to change the arrangement of pixels according to the scanning direction of the laser beam. The line buffer 27 stores an image signal for outputting the scanning line to the lower right, and the line buffer 28 stores the image signal for outputting the scanning line to the lower left. The
次に、スクリーン4に描かれる走査線の例について、図4と図5を参照して説明する。本例の画像信号供給装置1は、隣接する2本のデータラインから生成した画像信号を用いて奇数フレームの走査線と偶数フレームの走査線を生成する。図4は、データラインと走査線の関係について、偶数フレームの走査線を示す。水平方向の実線はデータラインを表し、複数の点は偶数フレームの走査線上に生成されたピクセルを表す。左下がりの走査線を形成するピクセル群p1は、データラインd1,d2の画像信号を元にして生成される。 Next, an example of scanning lines drawn on the screen 4 will be described with reference to FIGS. The image signal supply apparatus 1 of the present example generates odd-numbered frame scan lines and even-numbered frame scan lines using image signals generated from two adjacent data lines. FIG. 4 shows scan lines for even frames with respect to the relationship between data lines and scan lines. A horizontal solid line represents a data line, and a plurality of points represent pixels generated on an even frame scan line. The pixel group p1 that forms the scanning line that descends to the left is generated based on the image signals of the data lines d1 and d2.
次に、スクリーン4に描かれる走査線の例について、図5を参照して説明する。図5(a)は、奇数フレームの走査線の例を示す。図5(b)は、偶数フレームの走査線の例を示す。 Next, an example of scanning lines drawn on the screen 4 will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows an example of scan lines in odd frames. FIG. 5B shows an example of even-line scan lines.
奇数フレームの走査線である図5(a)では、一点鎖線の波形を走査線s1として示す。走査線s1は、スクリーン4の左右両端を振幅とする正弦波形を描く。走査線s1は、スクリーン4の左上隅にある走査線s1の走査開始位置c1から、走査を開始し、右端に下り、左端に下る正弦波形を繰り返す。 In FIG. 5A, which is a scan line of an odd frame, the waveform of the alternate long and short dash line is shown as the scan line s1. The scanning line s1 draws a sine waveform having amplitudes at both left and right sides of the screen 4. The scanning line s1 starts scanning from the scanning start position c1 of the scanning line s1 at the upper left corner of the screen 4, and repeats a sine waveform that descends to the right end and descends to the left end.
破線で示す水平なデータラインd1,d2には、画像を構成するピクセルが存在する。ここで、データラインd1にピクセルG1が存在し、データラインd2にピクセルG2が存在すると仮定する。このように仮定すると、走査線s1には、ピクセルG2に対応する水平方向の位置に実際に表示されるピクセルが乗る。本例では、走査線s1に乗るピクセルをピクセルa1とする。ピクセルa1は、データラインd2のピクセルG2を元にして算出されるピクセルである。ただし、ピクセルa1は、正弦波の走査線s1に乗るため、ピクセルG2の位置とずれた場所に位置することとなる。 In the horizontal data lines d1 and d2 indicated by broken lines, there are pixels constituting the image. Here, it is assumed that the pixel G1 exists in the data line d1 and the pixel G2 exists in the data line d2. Assuming this, the pixels actually displayed are placed on the scanning line s1 at the horizontal position corresponding to the pixel G2. In this example, a pixel on the scanning line s1 is a pixel a1. The pixel a1 is a pixel calculated based on the pixel G2 of the data line d2. However, since the pixel a1 is on the sine wave scanning line s1, the pixel a1 is located at a position shifted from the position of the pixel G2.
偶数フレームの走査線である図5(b)では、実線の波形を走査線s2として示す。走査線s2は、一点鎖線の走査線s1に対して半周期分だけ遅れる。スクリーン4の右上隅にある走査線s2の走査開始位置c2から、走査を開始し、左端に下り、右端に下る正弦波形を繰り返す。 In FIG. 5B, which is a scanning line for even frames, the solid line waveform is shown as scanning line s2. The scanning line s2 is delayed by a half cycle with respect to the scanning line s1 of the one-dot chain line. The scanning starts from the scanning start position c2 of the scanning line s2 at the upper right corner of the screen 4, and the sine waveform descending to the left end and descending to the right end is repeated.
破線で示す、水平なデータラインd1,d2には、画像を構成するピクセルが存在する。また、データラインd1にピクセルG1が存在し、データラインd2にピクセルG2が存在すると仮定する。このように仮定すると、走査線s2には、ピクセルG2に対応する水平方向の位置に実際に表示されるピクセルが乗る。本例では、走査線s2に乗るピクセルをピクセルa1′とする。ピクセルa1′は、データラインd2のピクセルG2を元にして算出されるピクセルである。ただし、ピクセルa1′は、正弦波の走査線s2に乗るため、ピクセルG2の位置とずれた場所に位置することとなる。 On the horizontal data lines d1 and d2 indicated by broken lines, there are pixels constituting the image. Further, it is assumed that the pixel G1 exists on the data line d1 and the pixel G2 exists on the data line d2. Assuming this, the pixel actually displayed is placed on the scanning line s2 at the horizontal position corresponding to the pixel G2. In this example, a pixel on the scanning line s2 is a pixel a1 ′. The pixel a1 ′ is a pixel calculated based on the pixel G2 of the data line d2. However, since the pixel a1 ′ is on the sine wave scanning line s2, the pixel a1 ′ is located at a position shifted from the position of the pixel G2.
本例の画像信号供給装置1は、走査線で表示されるピクセルの輝度を、隣接した複数のデータラインのピクセルデータに基づいて設定する。このため、図5(a)では、ピクセルa1に対する、ピクセルG1とピクセルG2からの距離に対応する値を、それぞれ係数A,Bとして、A/B係数テーブル25に格納する。ここで、係数A,Bは、データラインd1とデータラインd2から、走査線s1に乗るピクセルの輝度を求めるための内分比に相当する。同様に、図5(b)では、ピクセルa1′に対する、ピクセルG1とピクセルG2からの距離に対応する値を、それぞれ係数B,Aとして、A/B係数テーブル25に格納する。 The image signal supply device 1 of this example sets the luminance of the pixels displayed by the scanning lines based on the pixel data of a plurality of adjacent data lines. Therefore, in FIG. 5A, values corresponding to the distance from the pixel G1 and the pixel G2 with respect to the pixel a1 are stored in the A / B coefficient table 25 as coefficients A and B, respectively. Here, the coefficients A and B correspond to the internal division ratio for obtaining the luminance of the pixel on the scanning line s1 from the data line d1 and the data line d2. Similarly, in FIG. 5B, values corresponding to the distance from the pixel G1 and the pixel G2 for the pixel a1 ′ are stored in the A / B coefficient table 25 as coefficients B and A, respectively.
図5(a)では、ピクセルa1は、データラインd1の近傍にある。しかし、図5(b)では、ピクセルa1′は、データラインd2の近傍にある。ここで、走査線s1による奇数フレームの走査後、走査線s2による偶数フレームの走査を行うことを想定する。このとき、画像信号に処理を施さない場合、同じ画像の同じピクセルを表示させるにもかかわらず、ピクセルは、ピクセルa1からピクセルa1′の位置に移動したように見えるため、ちらつきが生じてしまう。さらに、ピクセルa1は、データラインd1の近傍に位置しているため、ピクセルG1と輝度が違うと、ちらつきが目立ってしまう。 In FIG. 5A, the pixel a1 is in the vicinity of the data line d1. However, in FIG. 5B, the pixel a1 ′ is in the vicinity of the data line d2. Here, it is assumed that after the odd-numbered frame is scanned by the scanning line s1, the even-numbered frame is scanned by the scanning line s2. At this time, if the image signal is not processed, the pixel appears to have moved from the pixel a1 to the position of the pixel a1 ′ even though the same pixel of the same image is displayed, and thus flickering occurs. Furthermore, since the pixel a1 is located in the vicinity of the data line d1, flickering becomes conspicuous if the luminance is different from that of the pixel G1.
このようなちらつきを生じさせないため、走査線上s1、s2に表示されるピクセルa1,a1′の輝度を調整する。 In order to prevent such flickering, the luminance of the pixels a1 and a1 ′ displayed on the scanning lines s1 and s2 is adjusted.
次に、本例の画像信号供給装置1を用いて行う、画像信号の変換処理の例について説明する。 Next, an example of image signal conversion processing performed using the image signal supply device 1 of this example will be described.
まず、スキャンミラー18を共振駆動させる場合、水平方向の偏向量は正弦波で与えられる。このため、一定のクロック数で走査線を描くと、各ピクセルの間隔が一定にはならない。このため、水平方向変換部22は、ピクセルの水平方向の各位置を演算する。
First, when the scan mirror 18 is driven to resonate, the horizontal deflection amount is given by a sine wave. For this reason, when a scanning line is drawn with a constant number of clocks, the interval between pixels is not constant. For this reason, the horizontal
水平方向変換部22の演算処理は、以下のように行われる。1周期の間のピクセルクロック数をLとすると、スクリーン4の左側を基準としたXクロック目の水平方向の位置は、
L/2(1−cos(2πX/L))
で与えられる。ここで、
m={L/2(1−cos(2πX/L))}の整数部、
n={L/2(1−cos(2πX/L))}の小数点以下の値
と定義する。すると、ピクセルの位置は、
OUT(X)=(1−n)×IN(m)+n×IN(m+1)
として計算される。ただし、IN()は入力される画像信号を表す。OUT()は出力される画像信号を表す。
The calculation process of the horizontal
L / 2 (1-cos (2πX / L))
Given in. here,
an integer part of m = {L / 2 (1-cos (2πX / L))},
n = {L / 2 (1-cos (2πX / L))}. Then the pixel position is
OUT (X) = (1−n) × IN (m) + n × IN (m + 1)
Is calculated as Here, IN () represents an input image signal. OUT () represents an output image signal.
レーザ光線を往復走査させると、クロック数が一定のため、スクリーン4の左右両端付近はピクセルの密度が高まる。このため、スクリーン4の中心部付近よりも左右両端部付近の輝度が高くなってしまう。このような輝度の偏りを解消するため、水平方向変換部22で、各ピクセルの輝度を、sin(2πX/L)倍する。こうして、各ピクセルの輝度を均一にし、輝度の偏りを解消することができる。
When the laser beam is reciprocated, the number of clocks is constant, so that the pixel density increases near the left and right ends of the screen 4. For this reason, the brightness near the left and right ends is higher than that near the center of the screen 4. In order to eliminate such luminance unevenness, the horizontal
次に、奇数フレームの走査線s1にピクセルを乗せる処理例について説明する。水平ラインのうち、ラインバッファ26の領域[1]から取り出した画像信号に、A/B係数テーブル25から取り出した係数Aが乗算器31bで乗じられる。一方、ラインバッファ26の領域[1]に対応する1ライン後の画像信号(水平方向変換部22から供給される。)に対して、A/B係数テーブル25から取り出した係数Bが乗算器31aで乗じられる。A/B係数テーブル25に格納される係数A,Bは、走査線が描かれる方向に応じて入れ替わる。そして、係数が乗じられた、ラインバッファ26から取り出した画像信号と、1ライン後の画像信号が加えられる。加算された画像信号は、1ライン分の領域[1]〜領域[n]を設けたラインバッファ27,28に、領域[n]から順に格納される。 Next, an example of processing for placing pixels on the scan line s1 in the odd-numbered frame will be described. Of the horizontal lines, the image signal extracted from the area [1] of the line buffer 26 is multiplied by the multiplier 31b by the coefficient A extracted from the A / B coefficient table 25. On the other hand, for the image signal after one line corresponding to the area [1] of the line buffer 26 (supplied from the horizontal conversion unit 22), the coefficient B extracted from the A / B coefficient table 25 is multiplied by the multiplier 31a. Multiplied by. The coefficients A and B stored in the A / B coefficient table 25 are switched according to the direction in which the scanning line is drawn. Then, the image signal extracted from the line buffer 26 multiplied by the coefficient and the image signal after one line are added. The added image signal is stored in order from the area [n] in the line buffers 27 and 28 provided with the areas [1] to [n] for one line.
画像信号を読み出す出力部29は、ラインバッファ27の領域、又は、ラインバッファ28の領域毎に、出力ポインタ29aを移動させて、それぞれの領域に格納された画像信号を読み出し、出力する。
The
走査線s1を右下がりに描く場合、ラインバッファ27の領域[n]に出力ポインタ29aを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ27の領域[n−1],…,領域[2],領域[1]の順に、画像信号を読み出して、走査線s1を描く。
When drawing the scanning line s1 downward, the
一方、走査線s1を左下がりに描く場合、ラインバッファ切り換え部29bを動作させて、ラインバッファ28を読み出すように出力ポインタ29aを切り換える。そして、ラインバッファ28の領域[1]に出力ポインタ29aを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ28の領域[2],…,領域[n−1],領域[n]の順に、画像信号を読み出して、走査線s1を描く。
On the other hand, when drawing the scanning line s1 downward, the line buffer switching unit 29b is operated to switch the
次に、偶数フレームの走査線s2にピクセルを乗せる処理例について説明する。水平ラインのうち、ラインバッファ26の領域[1]から取り出した画像信号に、A/B係数テーブル25から取り出した係数Bが乗じられる。一方、1ライン後の領域[1]に対応する画像信号に対して、A/B係数テーブル25から取り出した係数Aが乗じられる。そして、係数が乗じられた、ラインバッファ26から取り出した画像信号と、1ライン後の画像信号が加えられる。加算された画像信号は、1ライン分の領域[1]〜領域[n]を設けたラインバッファ27,28に、領域[n]から順に格納される。 Next, an example of processing for placing pixels on the scanning line s2 of the even frame will be described. Of the horizontal lines, the image signal extracted from the area [1] of the line buffer 26 is multiplied by the coefficient B extracted from the A / B coefficient table 25. On the other hand, the image signal corresponding to the area [1] after one line is multiplied by the coefficient A extracted from the A / B coefficient table 25. Then, the image signal extracted from the line buffer 26 multiplied by the coefficient and the image signal after one line are added. The added image signal is stored in order from the area [n] in the line buffers 27 and 28 provided with the areas [1] to [n] for one line.
走査線s2を描く場合、走査線s1とは逆の順序となる。まず、走査線s2を左下がりに描く場合、ラインバッファ28の領域[1]に出力ポインタ29aを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ28の領域[2],…,領域[n−1],領域[n]の順に、画像信号を読み出して、走査線s2を描く。
When drawing the scanning line s2, the order is reverse to that of the scanning line s1. First, when drawing the scanning line s2 downward, the
一方、走査線s2を右下がりに描く場合、ラインバッファ切り換え部29bを動作させて、ラインバッファ27を読み出すように出力ポインタ29aを切り換える。そして、ラインバッファ27の領域[n]に出力ポインタ29aを移動させ、画像信号を読み出す。さらに、ラインバッファ27の領域[n−1],…,領域[2],領域[1]の順に、画像信号を読み出して、走査線s2を描く。
On the other hand, when drawing the scanning line s2 downward, the line buffer switching unit 29b is operated to switch the
走査線s1,s2を描く場合、ラインバッファ27,28からデータを読み出した順に、次のデータラインに対応する画像信号を格納する。こうして、走査線を左右方向に滞りなく描くことができる。 When drawing the scanning lines s1 and s2, the image signals corresponding to the next data line are stored in the order in which the data is read from the line buffers 27 and 28. In this way, the scanning line can be drawn in the left-right direction without any delay.
走査線の位相を反転させるには、スキャンミラー18に供給される電圧の周波数を検出する図示しない検出部を設けて、画像信号供給装置1に検出結果を知らせるようにする。検出したスキャンミラー18の周波数振動と、出力部29から読み出す画像信号とを対応させて、光源2からレーザ光線を出射することで、位相を反転させて奇数フレームと偶数フレームの走査線を描くことができる。
In order to invert the phase of the scanning line, a detection unit (not shown) for detecting the frequency of the voltage supplied to the scan mirror 18 is provided to notify the image signal supply apparatus 1 of the detection result. The detected frequency oscillation of the scan mirror 18 and the image signal read from the
以上説明した第1の実施の形態においては、走査線を往復走査するために、ラインバッファ26を挟むことで、画像信号の出力を1ライン分だけ遅らせている。そして、ラインバッファ26に格納された画像信号と、水平方向変換部22から供給された画像信号とを、A/B係数テーブル25から読み出した係数を乗じ、加算することで、右下がりと、左下がりの走査線を形成するようにした。そして、走査線に隣接するデータラインの輝度情報を元に、走査線の輝度を調整するようにしたため、スクリーンに投影した画像のちらつきを抑えることができるという効果がある。
In the first embodiment described above, the output of the image signal is delayed by one line by sandwiching the line buffer 26 in order to reciprocately scan the scanning lines. Then, the image signal stored in the line buffer 26 and the image signal supplied from the horizontal
また、奇数フレームの画像を走査した後、奇数フレームの位相を反転させて、偶数フレームを走査するようにした。こうすることによって位相が180度異なる2つのフレームで走査されるため、左右両端部の解像度を向上させることができるという効果がある。また、画像を明るく表示させることができるという効果がある。 Further, after scanning an odd frame image, the phase of the odd frame is inverted to scan the even frame. By doing so, since scanning is performed with two frames whose phases are different by 180 degrees, there is an effect that the resolution of both the left and right ends can be improved. In addition, there is an effect that an image can be displayed brightly.
次に、本発明の第2の実施の形態について、図6〜図8を参照して説明する。本実施の形態においても、レーザ光源から出射したレーザ光線をスクリーン上に走査して、画像を表示させるプロジェクタ装置に適用した例としてある。プロジェクタ装置と2軸MEMSスキャナの全体構成例については、既に説明した第1の実施の形態と同様の構成としてあるため、詳細な説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is also an example applied to a projector apparatus that displays an image by scanning a laser beam emitted from a laser light source on a screen. Since the entire configuration example of the projector device and the two-axis MEMS scanner has the same configuration as that of the first embodiment already described, detailed description thereof will be omitted.
本例の画像信号を生成する画像信号供給装置40の内部構成例について、図6を参照して説明する。本例の画像信号供給装置40は、2ライン分のラインバッファを備えて、走査線に隣接する3本のデータラインから、走査線に乗るピクセルを生成する。図示しない画像信号源画像信号が画像信号供給装置40に供給される。画像信号供給装置40は、画像信号の入力部として入力部41を備えており、入力した画像信号を、所定の変換処理を施す水平方向変換部42に供給する。水平方向変換部42は、供給された画像信号に対し、アフィン変換等の処理を施す。 An example of the internal configuration of the image signal supply device 40 that generates the image signal of this example will be described with reference to FIG. The image signal supply device 40 of this example includes a line buffer for two lines, and generates pixels on the scanning line from three data lines adjacent to the scanning line. An image signal source image signal (not shown) is supplied to the image signal supply device 40. The image signal supply device 40 includes an input unit 41 as an image signal input unit, and supplies the input image signal to a horizontal direction conversion unit 42 that performs a predetermined conversion process. The horizontal direction conversion unit 42 performs processing such as affine transformation on the supplied image signal.
水平方向変換部42で処理が施された画像信号は、FIFO(First In First Out)方式で、ラインバッファ46aに格納される。ラインバッファ46aと、後述するラインバッファ46bには、水平方向のデータラインを構成する1ラインのピクセル個数と同じ個数(n個)だけ、領域[1]〜領域[n]が設けられている。水平方向変換部42が出力した画像信号は、ラインバッファ46aの領域[n]に格納される。領域[n]に格納された画像信号は、後続の画像信号がラインバッファ46aに格納されるにつれて、領域[n−1],[n−2],…の順に領域[1]まで移動する。こうして、1ライン分の画像信号が一時的にラインバッファ46aに保存される。画像信号の取り出しは、ラインバッファ46aの領域[1]から行われる。 The image signal processed by the horizontal direction conversion unit 42 is stored in the line buffer 46a by the FIFO (First In First Out) method. The line buffer 46a and the line buffer 46b described later are provided with regions [1] to [n] in the same number (n) as the number of pixels in one line constituting the horizontal data line. The image signal output from the horizontal direction conversion unit 42 is stored in the area [n] of the line buffer 46a. The image signal stored in the region [n] moves to the region [1] in the order of the region [n−1], [n−2],... As the subsequent image signal is stored in the line buffer 46a. Thus, the image signal for one line is temporarily stored in the line buffer 46a. The image signal is extracted from the area [1] of the line buffer 46a.
本例の画像信号供給装置40は、2ライン分のデータラインを格納するため、ラインバッファ46bを備える。ラインバッファ46bも、ラインバッファ46aと同様に、水平方向のデータラインを構成する1ラインのピクセル個数と同じ個数(n個)だけ、領域[1]〜領域[n]が設けられている。ラインバッファ46aから取り出された画像信号は、ラインバッファ46bの領域[n]に格納される。領域[n]に格納された画像信号は、後続の画像信号がラインバッファ46bに格納されるにつれて、領域[n−1],[n−2],…の順に領域[1]まで移動する。こうして、1ライン分の画像信号が一時的にラインバッファ46bに保存される。画像信号の取り出しは、ラインバッファ46bの領域[1]から行われる。 The image signal supply device 40 of this example includes a line buffer 46b for storing data lines for two lines. Similarly to the line buffer 46a, the line buffer 46b is also provided with regions [1] to [n] in the same number (n) as the number of pixels of one line constituting the horizontal data line. The image signal extracted from the line buffer 46a is stored in the area [n] of the line buffer 46b. The image signal stored in the region [n] moves to the region [1] in the order of the region [n−1], [n−2],... As the subsequent image signal is stored in the line buffer 46b. Thus, the image signal for one line is temporarily stored in the line buffer 46b. The image signal is extracted from the area [1] of the line buffer 46b.
水平方向変換部42から出力される画像信号と、ラインバッファ46aの領域[1]から取り出される画像信号に対して、乗算器51a,51bに格納された、後述する係数A,Bが乗じられる。係数A,Bが乗じられた画像信号は、加算器52で加算され、後述するラインバッファ47,48に供給される。
The image signal output from the horizontal direction conversion unit 42 and the image signal extracted from the area [1] of the line buffer 46a are multiplied by coefficients A and B, which will be described later, stored in the
同様に、ラインバッファ46aの領域[1]から取り出される画像信号と、ラインバッファ46bの領域[1]から取り出される画像信号に対して、乗算器51b,51cに格納された、後述する係数B,Cが乗じられる。係数B,Cが乗じられた画像信号は、加算器52で加算され、後述するラインバッファ47,48に供給される。
Similarly, coefficient B, which will be described later, stored in
垂直方向のデータライン数を数える垂直方向ラインカウンタ43は、レーザ光線が走査する垂直方向のライン数を、スクリーンの上端部から数える。一方、水平方向のピクセル数を数える水平方向ピクセルカウンタ44は、レーザ光線が走査する水平方向のピクセルの位置を数える。
A
奇数フレーム又は偶数フレームを走査する走査線は、走査線に隣り合う2本のデータラインを基準として輝度が調整される。輝度を調整するために、垂直方向ラインカウンタ43が数えた垂直方向のライン数と、水平方向ピクセルカウンタが44数えた水平方向のピクセル数から、走査する位置に対応する適切な輝度を得るための係数A,B,CがA/B/C係数テーブル45に格納される。A/B/C係数テーブル45は、係数A,Bを乗算器51a,52bに供給し、係数B,Cを乗算器52b,52cに供給する。
The luminance of the scanning line that scans the odd or even frame is adjusted with reference to two data lines adjacent to the scanning line. In order to adjust the luminance, an appropriate luminance corresponding to the scanning position is obtained from the number of vertical lines counted by the vertical
次に、スクリーン4に描かれる走査線の例について、図7と図8を参照して説明する。本例の画像信号供給装置40は、隣接する3本のデータラインから生成した画像信号を用いて奇数フレームの走査線と偶数フレームの走査線を生成する。図7は、データラインと走査線の関係について、偶数フレームの走査線を示す。水平方向の実線はデータラインを表し、複数の点は偶数フレームの走査線上に生成されたピクセルを表す。左下がりの走査線の後半部と、右下がりの走査線の前半部のピクセル群p12は、データラインd12,d13の画像信号を元にして生成される。右下がりの走査線の後半部と、左下がりの走査線の前半部のピクセル群p11は、データラインd11,d12の画像信号を元にして生成される。 Next, an example of scanning lines drawn on the screen 4 will be described with reference to FIGS. The image signal supply device 40 of this example generates an odd-numbered frame scan line and an even-numbered frame scan line using image signals generated from three adjacent data lines. FIG. 7 shows scan lines for even frames with respect to the relationship between data lines and scan lines. A horizontal solid line represents a data line, and a plurality of points represent pixels generated on an even frame scan line. The pixel group p12 of the second half of the left-down scanning line and the first half of the right-down scanning line are generated based on the image signals of the data lines d12 and d13. The pixel group p11 of the second half of the right-down scanning line and the first half of the left-down scanning line are generated based on the image signals of the data lines d11 and d12.
レーザ光線で往復走査すると、右下がり、又は左下がりに走査線が描かれる。そして、走査線の方向に応じてピクセルの並びを入れ替えるために、2系統のラインバッファ47,48を用いる。ラインバッファ47には、ピクセル群p11、p12の右下がりへ出力させる画像信号を格納する。ラインバッファ48には、ピクセル群p11、p12の左下がりへ出力させる画像信号を格納する。画像信号を光源に出力する出力部49は、ラインバッファ47,48毎に、画像信号を格納した領域を指定する出力ポインタ49aにより、画像信号を読み出す。出力ポインタ49aの切り換えは、ラインバッファ切り換え部49bによって行われ、読み出されるラインバッファ47,48が切り換えられる。
When the laser beam is reciprocally scanned, a scanning line is drawn to the lower right or the lower left. Then, two lines of buffer buffers 47 and 48 are used to change the arrangement of pixels according to the direction of the scanning line. The line buffer 47 stores an image signal to be output to the lower right of the pixel groups p11 and p12. The line buffer 48 stores an image signal to be output to the lower left of the pixel groups p11 and p12. The
ここで、画像信号の変換処理の例について説明する。ここで、ラインバッファ46aには、データラインd12に相当する画像信号が格納され、ラインバッファ46bには、データラインd11に相当する画像信号が格納される。水平方向変換部42では、データラインd13に相当する画像信号が変換されている。 Here, an example of image signal conversion processing will be described. Here, the line buffer 46a stores an image signal corresponding to the data line d12, and the line buffer 46b stores an image signal corresponding to the data line d11. In the horizontal direction conversion unit 42, the image signal corresponding to the data line d13 is converted.
まず、ピクセル群p11に相当する画像信号を演算するときにはラインバッファ46aから読み出された画像信号に係数Bが乗じられ、ラインバッファ46bから読み出された画像信号に係数Cが乗じられる。そして、水平方向変換部42から供給される画像信号に係数Aが乗じられる。係数A,B,Cが乗じられた画像信号が加算されて、ラインバッファ47もしくは48に格納される。このとき、係数Aの値は、0である。 First, when calculating an image signal corresponding to the pixel group p11, the image signal read from the line buffer 46a is multiplied by a coefficient B, and the image signal read from the line buffer 46b is multiplied by a coefficient C. Then, the image signal supplied from the horizontal direction conversion unit 42 is multiplied by a coefficient A. The image signals multiplied by the coefficients A, B, and C are added and stored in the line buffer 47 or 48. At this time, the value of the coefficient A is 0.
そして、ピクセル群p12に相当する画像信号を演算するときにはラインバッファ46aから読み出された画像信号に係数Bが乗じられ、ラインバッファ46bから読み出された画像信号に係数Cが乗じられる。そして、水平方向変換部42から供給される画像信号に係数Aが乗じられる。係数A,B,Cが乗じられた画像信号が加算されて、ラインバッファ47もしくは48に格納される。このとき、係数Cの値は、0である。 When calculating the image signal corresponding to the pixel group p12, the image signal read from the line buffer 46a is multiplied by the coefficient B, and the image signal read from the line buffer 46b is multiplied by the coefficient C. Then, the image signal supplied from the horizontal direction conversion unit 42 is multiplied by a coefficient A. The image signals multiplied by the coefficients A, B, and C are added and stored in the line buffer 47 or 48. At this time, the value of the coefficient C is 0.
本例では、図5のピクセル群p11、p12の画像信号をラインバッファ47,48に格納する例について説明したが、以降の画像信号を格納する処理についても同様に行われる。 In this example, the example in which the image signals of the pixel groups p11 and p12 in FIG. 5 are stored in the line buffers 47 and 48 has been described, but the processing for storing the subsequent image signals is similarly performed.
ここで、スクリーンに描かれる走査線の例について、図8を参照して説明する。一点鎖線と実線はともに走査線を表し、スクリーンの左右両端を振幅とする正弦波形を描く。一点鎖線の波形は、奇数フレームの走査線s11を示す。走査線s11は、スクリーンの左上隅にある走査線s11の走査開始位置c11から、走査を開始し、右端に下り、左端に戻る正弦波形を繰り返す。一方、実線の波形は、偶数フレームの走査線s12を示す。走査線s12は、一点鎖線の波形に対して半周期分だけ遅れており、スクリーンの右上隅にある走査線s12の走査開始位置c12から、走査を開始し、左端に下り、右端に戻る正弦波形を繰り返す。 Here, an example of the scanning lines drawn on the screen will be described with reference to FIG. Both the alternate long and short dash line and the solid line represent scanning lines, and draw a sine waveform having amplitudes at the left and right ends of the screen. The waveform of the alternate long and short dash line indicates the scan line s11 of the odd-numbered frame. The scanning line s11 repeats a sine waveform that starts scanning from the scanning start position c11 of the scanning line s11 at the upper left corner of the screen, descends to the right end, and returns to the left end. On the other hand, the solid waveform indicates the scanning line s12 of the even frame. The scanning line s12 is delayed by a half cycle with respect to the waveform of the alternate long and short dash line, starts scanning from the scanning start position c12 of the scanning line s12 in the upper right corner of the screen, returns to the left end, and returns to the right end. repeat.
走査線s11の右下がりの後半部から左下がりの前半部にかけて描く場合、ラインバッファ48の領域[n]に出力ポインタ49aを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ48の領域[n−1],…,領域[2],領域[1]の順に、画像信号を読み出して、走査線s11を描く。
When drawing from the lower right half of the scanning line s11 to the lower left half, the
一方、走査線s11の左下がりの後半部から右下がりの前半部にかけて描く場合、ラインバッファ切り換え部49bを動作させて、出力ポインタ49aをラインバッファ47に切り換える。そして、ラインバッファ47の領域[n]に出力ポインタ49aを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ47の領域[n−1],…,領域[2],領域[1]の順に、画像信号を読み出して、走査線s11を描く。
On the other hand, when drawing from the lower left half of the scanning line s11 to the lower right half, the line buffer switching unit 49b is operated to switch the
走査線s12の左下がりの後半部から右下がりの前半部にかけて描く場合、ラインバッファ48の領域[n]に出力ポインタ49aを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ48の領域[n−1],…,領域[2],領域[1]の順に、画像信号を読み出して、走査線s12を描く。
When drawing from the lower left half of the scanning line s12 to the lower right half, the
一方、走査線s12の右下がりの後半部から左下がりの前半部にかけて描く場合、ラインバッファ切り換え部49bを動作させて、出力ポインタ49aをラインバッファ47に切り換える。そして、ラインバッファ47の領域[n]に出力ポインタ49aを移動させ、画像信号を読み出す。さらに、ラインバッファ47の領域[n−1],…,領域[2],領域[1]の順に、画像信号を読み出して、走査線s12を描く。
On the other hand, when drawing from the lower right half of the scanning line s12 to the lower left half, the line buffer switching unit 49b is operated to switch the
そして、ラインバッファからデータを読み出した順に、次のデータラインに対応する画像信号をラインバッファに格納する。こうして、走査線を左右方向に滞りなく描くことができる。 Then, the image signal corresponding to the next data line is stored in the line buffer in the order in which the data is read from the line buffer. In this way, the scanning line can be drawn in the left-right direction without any delay.
走査線の位相を反転させるには、スキャンミラーに供給される電圧の周波数を検出する、図示しない検出部を設けて、画像信号供給装置40に検出結果を知らせるようにする。検出したスキャンミラーの周波数振動と、出力部49から読み出す画像信号とを対応させて、光源からレーザ光線を出射することで、位相を反転させて走査線を描くことができる。
In order to invert the phase of the scanning line, a detection unit (not shown) for detecting the frequency of the voltage supplied to the scan mirror is provided to notify the image signal supply device 40 of the detection result. By correlating the detected frequency oscillation of the scan mirror with the image signal read from the
以上説明した第2の実施の形態においては、走査線を往復走査するために、ラインバッファ46a,46bを挟んで、画像信号の出力を最大2ライン分だけ遅らせている。そして、ラインバッファ46a,46bに格納された画像信号と、水平方向変換部42から供給された画像信号とを、A/B/C係数テーブル45から読み出した係数を乗じ、加算することで、右下がりと、左下がりの走査線を描くようにした。また、奇数フレームの画像を走査した後、奇数フレームの位相を半周期分だけ遅らせて、偶数フレームの画像を走査するようにした。こうすることによって、フレームは、位相が180度異なる2つのフレームで構成されるため、左右両端部の解像度を向上させるとともに、画像を明るく表示させることができるという効果がある。 In the second embodiment described above, in order to reciprocately scan the scanning lines, the output of the image signal is delayed by a maximum of two lines across the line buffers 46a and 46b. Then, the image signal stored in the line buffers 46a and 46b and the image signal supplied from the horizontal direction conversion unit 42 are multiplied by the coefficient read from the A / B / C coefficient table 45, and added to the right. I tried to draw down and left-down scanning lines. In addition, after scanning an odd-numbered frame image, the phase of the odd-numbered frame is delayed by a half period to scan an even-numbered frame image. By doing so, since the frame is composed of two frames whose phases are different by 180 degrees, there is an effect that the resolution of both the left and right ends can be improved and the image can be displayed brightly.
以上説明した第1と第2の実施の形態によれば、スクリーン4の左右両端付近での解像度の低下を抑えるため、フレーム毎に走査を開始する水平方向の位置(位相)を変化させる。こうすることで、スクリーン4の左右両端付近の解像度を上げることができるという効果がある。 According to the first and second embodiments described above, the horizontal position (phase) at which scanning is started is changed for each frame in order to suppress a decrease in resolution near the left and right ends of the screen 4. By doing so, there is an effect that the resolution near the left and right ends of the screen 4 can be increased.
また、フレーム毎に走査を開始する水平方向の位置(位相)を変化させる場合、隣接する2ラインもしくは3ラインの画像信号を元にして、各々のラインからの距離に応じて輝度情報等を比例按分して、各ピクセルの信号を生成して表示させる。こうすることで表示するピクセルの位置がフレームによってずれてしまい、表示が不自然になってしまうような不具合を回避できるという効果がある。 In addition, when changing the horizontal position (phase) at which scanning is started for each frame, luminance information and the like are proportional to the distance from each line based on adjacent two or three line image signals. Apportioned to generate and display signals for each pixel. By doing so, there is an effect that it is possible to avoid a problem that the position of the pixel to be displayed is shifted depending on the frame and the display becomes unnatural.
また、水平方向変換処理部で行われる水平方向変換処理を行うことで、スキャンミラーが共振して走査する振幅の大部分を使用することができる。このため、同じ明るさの光源を用いたプロジェクタ装置と比較した場合、より明るく表示することができるという効果がある。 Further, by performing the horizontal direction conversion process performed in the horizontal direction conversion processing unit, most of the amplitude that the scan mirror resonates and scans can be used. For this reason, when compared with a projector apparatus using a light source having the same brightness, there is an effect that a brighter display can be achieved.
なお、上述した第1と第2の実施の形態では、2軸MEMSスキャナを用いて水平走査、垂直走査を行ったが、走査する方向を入れ替えても同じように動作させることができる。例えば、垂直方向に正弦波振動させ、水平方向に鋸波振動させたとしても上述した第1と第2の実施の形態と同様の機能、効果を得ることができる。 In the first and second embodiments described above, horizontal scanning and vertical scanning are performed using a biaxial MEMS scanner, but the same operation can be performed even if the scanning direction is changed. For example, even if sine wave vibration is performed in the vertical direction and sawtooth vibration is performed in the horizontal direction, functions and effects similar to those of the first and second embodiments described above can be obtained.
また、上述した第1と第2の実施の形態では、プロジェクタ装置に適用し、2軸MEMSスキャナを用いて垂直走査と水平走査を行うようにしたが、その他の形態の表示装置を用いて走査を行うようにしてもよい。他の形態の装置で走査を行っても、上述した第1と第2の実施の形態と同様の機能、効果が得られることは言うまでもない。 In the first and second embodiments described above, the present invention is applied to the projector apparatus, and the vertical scanning and the horizontal scanning are performed using the biaxial MEMS scanner. However, the scanning is performed using the display apparatus of other forms. May be performed. It goes without saying that the same functions and effects as those of the first and second embodiments described above can be obtained even when scanning is performed using another type of apparatus.
また、上述した第1と第2の実施の形態では、係数テーブル格納した係数を用いて輝度の調整を行うようにしたが、他にも、色相、彩度等についても調整を行ってもよい。このようにすることで、画像をより滑らかに表示できるという効果がある。 In the first and second embodiments described above, the luminance is adjusted using the coefficients stored in the coefficient table. However, the hue, saturation, etc. may also be adjusted. . By doing in this way, there exists an effect that an image can be displayed more smoothly.
また、上述した第1と第2の実施の形態では、隣接する2ラインもしくは3ラインの画像信号を元に走査線上に乗せる画像信号を生成したが、3ラインより多くのデータラインを用いて画像信号を生成するようにしてもよい。このようにすることで一層、高精細な画像が得られるという効果がある。 In the first and second embodiments described above, the image signal to be placed on the scanning line is generated based on the adjacent two-line or three-line image signal. However, an image using more data lines than three lines is used. A signal may be generated. By doing so, there is an effect that a higher definition image can be obtained.
また、1フレームを同じ画像で構成される二つのフィールドに分割して奇数フィールドと偶数フィールドで走査する位相を反転してもよい。このようにすると、偶数フィールドの走査線と奇数フィールドの走査線とで、異なる位置を走査することができる。このため、各フィールドで同じ位相で走査させる場合に比べて、スクリーン上を密に走査するようになり、表示画像の解像度を向上させることができる。特に、スクリーンの左右端部における解像度の劣化を抑えることができるという効果がある。また、一層フリッカの少ない画像が得られるという効果がある。 Further, one frame may be divided into two fields composed of the same image, and the phase of scanning in the odd field and the even field may be reversed. In this way, it is possible to scan different positions between the even-line scan lines and the odd-field scan lines. Therefore, the screen is scanned more densely than in the case where scanning is performed in the same phase in each field, and the resolution of the display image can be improved. In particular, there is an effect that it is possible to suppress resolution degradation at the left and right ends of the screen. In addition, there is an effect that an image with less flicker can be obtained.
1…画像信号供給装置、2…光源、3…投影光学系、4…スクリーン、5…正弦波、6…鋸歯、7…主軸走査方向、8…副軸走査方向、10…2軸MEMSスキャナ、11a,11b…副軸電磁駆動用マグネット、12a,12b…副軸トーションバー、13…副軸電磁駆動用コイル、14a,14b…副軸電極、15a,15b…主軸電極、16a,16b…主軸トーションバー、17a,17b…回動側電極、18…スキャンミラー、19…内枠部、20…外枠部、21…入力部、22…水平方向変換部、23…垂直方向ラインカウンタ、24…水平方向ピクセルカウンタ、25…A/B係数テーブル、26,27,28…ラインバッファ、29…出力部、29a…出力ポインタ、29b…ラインバッファ切り換え部、30a,30b…水平ポインタ、31a,31b…乗算器、32…加算器、41…入力部、42…水平方向変換部、43…垂直方向ラインカウンタ、44…水平方向ピクセルカウンタ、45…A/B/C係数テーブル、46a,46b,47,48…ラインバッファ、49…出力部、49a…出力ポインタ、49b…ラインバッファ切り換え部、50a,50b…水平ポインタ、51a,51b,51c…乗算器、52…加算器、100…プロジェクタ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image signal supply apparatus, 2 ... Light source, 3 ... Projection optical system, 4 ... Screen, 5 ... Sine wave, 6 ... Saw tooth, 7 ... Main axis scanning direction, 8 ... Sub-axis scanning direction, 10 ... 2-axis MEMS scanner, 11a, 11b ... Magnets for secondary shaft electromagnetic drive, 12a, 12b ... Secondary shaft torsion bar, 13 ... Coil for secondary shaft electromagnetic drive, 14a, 14b ... Secondary shaft electrode, 15a, 15b ... Main shaft electrode, 16a, 16b ... Main shaft torsion Bars, 17a, 17b ... rotation side electrodes, 18 ... scan mirror, 19 ... inner frame part, 20 ... outer frame part, 21 ... input part, 22 ... horizontal conversion part, 23 ... vertical line counter, 24 ... horizontal Direction pixel counter, 25 ... A / B coefficient table, 26, 27, 28 ... line buffer, 29 ... output unit, 29a ... output pointer, 29b ... line buffer switching unit, 30a, 30b ... Flat pointer, 31a, 31b ... multiplier, 32 ... adder, 41 ... input unit, 42 ... horizontal direction conversion unit, 43 ... vertical direction line counter, 44 ... horizontal direction pixel counter, 45 ... A / B / C coefficient table 46a, 46b, 47, 48 ... line buffer, 49 ... output unit, 49a ... output pointer, 49b ... line buffer switching unit, 50a, 50b ... horizontal pointer, 51a, 51b, 51c ... multiplier, 52 ... adder, 100: Projector device
Claims (8)
前記画像信号供給部より供給される画像信号によりレーザ光線を変調して出射する光源部と、
前記光源部が出射するレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで2次元走査し、前記奇数フレームの画像信号の走査軌跡と前記偶数フレームの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置とする走査部と、
前記走査部により走査されたレーザ光線を投射する投射光学部とを備えることを特徴とする
表示装置。 An image signal supply unit for supplying an image signal composed of odd frames and even frames;
A light source unit that modulates and emits a laser beam according to an image signal supplied from the image signal supply unit;
The laser beam emitted from the light source unit is two-dimensionally scanned by horizontal and vertical vibrations of the image, and the scanning trajectory of the odd frame image signal and the scanning trajectory of the even frame image signal are inverted. And a scanning unit that sets the drawing start position of each frame to a different position.
And a projection optical unit that projects the laser beam scanned by the scanning unit.
前記走査部により走査される各走査ラインの画像信号は、前記画像信号供給部に入力した画像信号の2つ又はそれ以上の複数の水平ラインの信号を所定の比率で加算して生成したことを特徴とする
表示装置。 The display device according to claim 1,
The image signal of each scanning line scanned by the scanning unit is generated by adding signals of two or more horizontal lines of the image signal input to the image signal supply unit at a predetermined ratio. Characteristic display device.
前記画像信号の2つ又はそれ以上の複数の水平ラインの信号の所定の比率での加算により生成した画像信号は、前記走査部での正弦波に相当する走査軌跡上の画像信号であることを特徴とする
表示装置。 The display device according to claim 2, wherein
An image signal generated by adding two or more horizontal line signals of the image signal at a predetermined ratio is an image signal on a scanning locus corresponding to a sine wave in the scanning unit. Characteristic display device.
前記出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで2次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させる表示方法であって、
前記走査を行う際の前記奇数フレームの画像信号の走査軌跡と前記偶数フレームの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置としたことを特徴とする
表示方法。 A laser beam is modulated and emitted by an image signal composed of odd and even frames,
A display method in which the emitted laser beam is two-dimensionally scanned with a horizontal vibration and a vertical vibration of an image, and the scanned laser beam is projected and displayed.
The scanning trajectory of the odd-numbered frame image signal and the scanning trajectory of the even-numbered frame image signal at the time of performing the scanning are set to an inverted phase, and the drawing start position of each frame is set to a different position. And display method.
前記画像信号供給部より供給される画像信号によりレーザ光線を変調して出射する光源部と、
前記光源部が出射するレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで2次元走査し、前記奇数フィールドの画像信号の走査軌跡と前記偶数フィールドの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフィールドの描画開始位置を異なる位置とする走査部と、
前記走査部により走査されたレーザ光線を投射する投射光学部とを備えることを特徴とする
表示装置。 An image signal supply unit that supplies an image signal in which one frame is constituted by an odd field and an even field;
A light source unit that modulates and emits a laser beam according to an image signal supplied from the image signal supply unit;
The laser beam emitted from the light source unit is two-dimensionally scanned by horizontal and vertical vibrations of the image, and the scanning trajectory of the odd field image signal and the scanning trajectory of the even field image signal are inverted. And a scanning unit that sets the drawing start position of each field to a different position.
And a projection optical unit that projects the laser beam scanned by the scanning unit.
前記走査部により走査される各走査ラインの画像信号は、前記画像信号供給部に入力した画像信号の2つ又はそれ以上の複数の水平ラインの信号を所定の比率で加算して生成したことを特徴とする
表示装置。 The display device according to claim 5, wherein
The image signal of each scanning line scanned by the scanning unit is generated by adding signals of two or more horizontal lines of the image signal input to the image signal supply unit at a predetermined ratio. Characteristic display device.
前記画像信号の2つ又はそれ以上の複数の水平ラインの信号の所定の比率での加算により生成した画像信号は、前記走査部での正弦波に相当する走査軌跡上の画像信号であることを特徴とする
表示装置。 The display device according to claim 6, wherein
An image signal generated by adding two or more horizontal line signals of the image signal at a predetermined ratio is an image signal on a scanning locus corresponding to a sine wave in the scanning unit. Characteristic display device.
前記出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで2次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させる表示方法であって、
前記走査を行う際の前記奇数フィールドの画像信号の走査軌跡と前記偶数フィールドの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフィールドの描画開始位置を異なる位置としたことを特徴とする
表示方法。 A laser beam is modulated and emitted by an image signal in which one frame is composed of an odd field and an even field,
A display method in which the emitted laser beam is two-dimensionally scanned with a horizontal vibration and a vertical vibration of an image, and the scanned laser beam is projected and displayed.
The scanning trajectory of the image signal of the odd field and the scanning trajectory of the image signal of the even field at the time of performing the scanning are set to the inverted phase, and the drawing start position of each field is set to a different position. And display method.
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