JP2013161069A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】MEMSと半導体レーザ光源を用いた小型投射プロジェクタの白バランスの経時変化を低減する。
【解決手段】複数の光源６と、光源駆動手段４と、前記光源からの出射光を反射し対象物に投射する反射ミラー７と、反射ミラーを駆動するミラー駆動手段８と、画像処理手段２と、光源の光量を測定するセンサ１０と、で構成した画像表示装置において、入力映像信号が第一基準信号レベルと一致した時の光量を前記センサで測定した第一光量値と、入力映像信号が前記第二基準信号レベルと一致した時の光量を前記センサで測定した第二光量値とから、前記複数光源の光量電流特性の閾値とスロープ効率を演算し、前記閾値とスロープ効率の初期値を保存し、一定時間経過した後に閾値とスロープ効率の演算結果が変化した場合に、閾値電流を補正すると共に、複数光源の光量比率がスロープ効率比率の初期値と同じになるように補正を行う補正手段を含む構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等を用いた画像表示装置に関するものである。

近年、MEMSと半導体レーザ光源を用いた小型投射プロジェクタが普及している。例えば、特許文献１には、2軸のMEMSミラーを水平及び垂直方向にスキャンすると同時にレーザ光源を変調することで映像を投射するプロジェクタが開示されている。

しかしながら、小型投射プロジェクタに使用される半導体レーザはその光量・順方向電流特性が温度により変化するため、表示画面の白バランスが変わるという問題がある。半導体レーザの温度変化を補う方法が特許文献２に開示されている。

特開2006−343397号公報 特開2009−15125号公報

しかしながら、特許文献２に開示される技術では、投射プロジェクタのような画像表示装置は考慮しておらず、白バランスを調整できないという問題がある。

本発明は、温度が変化しても白バランスを一定に保つことが可能なレーザ投射プロジェクタを提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、複数の光源と、前記複数の光源を駆動する光源駆動手段と、前記光源からの出射光を反射し対象物に投射する反射ミラーと、前記反射ミラーを駆動するミラー駆動手段と、入力映像信号を信号処理する画像処理手段と、複数の光源の光量を測定するセンサと、で構成し出射光を前記反射ミラーで走査することで画像を投射表示させる画像表示装置において、第一基準信号レベルと第二基準信号レベルを設け、前記入力映像信号が前記第一基準信号レベルと一致した時の光量を前記センサで測定した第一光量値と、前記入力映像信号が前記第二基準信号レベルと一致した時の光量を前記センサで測定した第二光量値とから、前記複数光源の光量電流特性の閾値とスロープ効率を演算し、前記閾値とスロープ効率の初期値を保存し、一定時間経過した後に閾値とスロープ効率の演算結果が変化した場合に、閾値電流を補正すると共に、複数光源の光量比率がスロープ効率比率の初期値と同じになるように補正を行う補正手段を含む構成とした。

本発明によれば、温度により白バランスが変化しないレーザ投射プロジェクタを提供することができる。

本実施例の投射型プロジェクタの基本構成を示した説明図である。 本実施例の単色光源の光量・順方向電流特性を示した説明図である。 本実施例の画像処理部2の内部構成を示した説明図である。 本実施例のRGB光源の光量・順方向電流特性を示した説明図である。 本実施例のRGB光源の光量・順方向電流特性を示した別の説明図である。 本実施例の単色光源の光量・順方向電流特性を示した説明図である。 本実施例の画像処理部2の動作を示したフローチャート図である。 本実施例の画像処理部2の動作を示したタイミング図である。 実施例２の画像処理部2の動作を示したタイミング図である。 実施例３の画像処理部2の動作を示したタイミング図である。 実施例４の画像処理部2の動作を示したタイミング図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

本実施例におけるMEMSを用いた投射型プロジェクタの構成例を図１に示す。投射型プロジェクタ1は画像処理部2、フレームメモリ3、レーザドライバ4、レーザ5、反射ミラー6、MEMS7、MEMSドライバ8、不揮発メモリ9、光センサ10、温度センサ11、表示映像12で構成される。画像処理部2は外部から入力される映像信号に各種補正を加えた画像信号を生成し、且つそれに同期した水平同期信号及び垂直同期信号を生成する。また光センサ10より取得した光量に応じてレーザドライバ4への画像信号を制御し、白バランスが一定となるよう調整する。その詳細は後述する。ここで各種補正とは、MEMS7の走査に起因する映像歪み補正などを行うことを意味する。詳しくは、映像歪みはプロジェクタユニット1と投射面との相対角で異なってくることや、レーザ5とMEMS7の光軸ずれなどのために発生する。レーザドライバ4は画像処理部2から出力される画像信号を受け、それに応じてレーザ5を変調する。レーザ5は、例えばＲＧＢ用に３個（5a、5b、5c）用い、画像信号のＲＧＢ毎に変調が行われ、ＲＧＢのレーザ光を出力する。ＲＧＢのレーザ光は反射ミラー6により合成される。なお、反射ミラー6は特定の波長を反射しそれ以外の波長を透過するような特殊な光学素子が用いられており、一般的にはダイクロイックミラーと呼ばれている。

例えば反射ミラー6aは全てのレーザ光を反射、反射ミラー6bはレーザ5aのレーザ光を透過しレーザ5bのレーザ光を反射、反射ミラー6cはレーザ5a及び5bのレーザ光を透過しレーザ5cのレーザ光を反射する特性である。これによりＲＧＢのレーザ光を１本に合成することができる。合成されたレーザ光はMEMS7に入射される。MEMS7は一つの素子に２軸の回転機構があり、中央のミラー部がその２軸で水平方向と垂直方向に振動させることができる。ミラーの振動制御はMEMSドライバ8により行われる。

MEMSドライバ8は画像処理部2からの水平同期信号に同期して正弦波を生成し、また垂直同期信号に同期してノコギリ波を生成してMEMS7を駆動する。MEMS7は前記正弦波を受けて水平方向に正弦波運動を行うと同時に前記ノコギリ波を受けて垂直方向の一方向に等速運動を行う。これにより、図１の表示映像12のような軌跡でレーザ光は走査され、その走査がレーザドライバ4による変調動作と同期することで、入力画像が投射されることになる。

ここで光センサ10は反射ミラー6により合成されるＲＧＢのレーザ光の漏れ光を検出するよう配置されている。即ち、光センサ10をレーザ5cの反射ミラー6cに対する対向側に配置する。反射ミラー6cはレーザ5a及び5bのレーザ光を透過し、レーザ5cのレーザ光を反射する特性であるが、100%透過もしくは反射する特性には出来ず、一般的には数%は反射(レーザ5a及び5b)もしくは透過(レーザ5c)する。従って図１の位置に光センサ10を配置することで、数%のレーザ5aのレーザ光が透過、また数%のレーザ5a及び5bのレーザ光が反射して光センサ10に入射させることができる。光センサ10は入射される各レーザ光の光量を測定し、画像処理部2へ出力する。

次に画像処理部2による映像信号補正処理を図２、図３により説明する。図２はレーザの光量・順方向電流特性が温度により変化する動作を示す図、図３は画像処理部2の内部構成を示す図である。

半導体レーザは図２のように、その光量・順方向電流特性が温度により変化する。図２では温度条件としてT1及びT2の２種類あり、T1＜T2の大小関係がある。図２のように一般的には温度が高くなると順方向電流の閾値電流（Ith1）が大きくなり、かつスロープ効率（η）が小さくなる変化となる。従って同じ電流を流しても温度が変わると光量も変わる。さらにＲＧＢで閾値とスロープ効率の変化量が異なるため、温度が変わると白バランスも変化してしまう。そこでT1時の電流I1及びI2の時の光量L1及びL2を計測し、その２ポイント（P1及びP2）より直線を近似し、その近似直線のスロープ効率η、かつ近似直線の光量が0となるＸ軸と交差するポイントIthを算出する。同様に、T2時のη’及びIth’を算出する。このηとη’及びIthとIth’が温度により変化するわけであるが、最初の初期状態のη及びIthを記憶しておき、温度変化後のη’及びIth’の変化量に従って、白バランスのずれ量を予測し、映像信号およびレーザ駆動電流の補正を行う。
図３はその映像信号およびレーザ駆動電流の補正を行うための画像処理部2の内部構成である。画像処理部2は入力される映像信号をまず画質補正部20によりコントラスト調整やガンマ補正、映像歪み補正など一般的な画質補正処理が行われ、その結果がフレームメモリ3に一旦格納される。補正された画像データをフレームメモリ3に書き込む際は、書込みアドレス部21が生成するアドレスに対応するメモリ座標に書き込まれる。

フレームメモリ3に書き込まれた画像データは、ミラー走査に対応して、読出しアドレス部22で指定されたアドレスの順序で読み出される。またフレームメモリ3内の画像データは入力された画像データに対して１フレーム分遅延させて読み出される。

読み出された画像データはラインメモリ23に一旦入力される。ラインメモリ23は１水平期間の映像信号を取り込み、次の水平期間で順次画像データを読出す。ラインメモリ23で一旦中継する理由は一般的にフレームメモリ3の読出しクロック周波数と、レーザドライバ4側へ画像データを伝送する時のクロック周波数が異なる場合があるため、一旦ラインメモリ23で１水平期間の映像信号をフレームメモリ3の読出しクロック周波数で取り込んだ後に、画像データの伝送クロック周波数でラインメモリ23から読み出す処理を行う。フレームメモリ3の読出しクロック周波数と画像データの伝送クロック周波数が一致していればラインメモリ23は不要になる。ラインメモリ23から読み出された画像データはゲイン回路28を通してレーザドライバ4へ供給させる。ゲイン回路28では後述するスロープ効率（η）により係数を乗算する。ゲイン回路28の乗算係数としては1以下とし、入力画像データに対して出力画像データは小さくなる方向である。なお、乗算係数として1以上でもよいが、その場合は画像データがオーバーフロー(8bitデータであれば256以上はオーバーフロー)してしまうので、オーバーフローする場合は画像データの最大値(8bitデータであれば255)にクリップするような処理を行えばよい。本実施例では乗算係数が1以下の例で説明する。

次に図２における電流I1及びI2の時の光量L1及びL2を計測する手順を説明する。手順の概略としては、所望の光量L1及びL2を計測するためには所望の電流I1及びI2が流れる画像データが来るまで待機し、所望の画像データが現れた場合にそのアドレス位置を記憶しておき、フレームメモリ3により１フレーム分画像データを遅延させているため、所望の画像データが現れた次のフレームで当該アドレス位置の光量L1及びL2を計測するという手順となる。次に詳細手順を説明する。

レーザ5に電流I1及びI2を流すための画像データのデジタル値はレーザドライバ4により一義的に決めることができ、電流I1に対応する画像データのデジタル値をR1、電流I2に対応する画像データのデジタル値をR2として基準値部24に記憶しておく。比較器25では入力画像データが前記基準値R1及びR2と一致するデータD1及びD2が来るのを待ち、R1=D1、R1=D2となった時の書込みアドレスを記憶する。１フレーム中に一致するデータD1またはD2が来なければ次のフレームで同様に比較する。一致するデータD1またはD2が来た場合、次のフレームでデータD1またはD2に対応する読出しアドレス（前記記憶した書込みアドレスと同じアドレス）の時にイネーブル信号をラッチ回路26に出力する。ラッチ回路26は前記イネーブル信号が出力された時に光センサ10からの光量L1及びL2をサンプルホールドし、これをデジタル変換して不揮発メモリ9に記憶しておく。

光量L1及びL2が計測されると図２のP1及びP2の2ポイントから閾値電流（Ith1）とスロープ効率（η）をη・Ith演算部27にて計算する。η・Ith演算部27にて計算された閾値電流（Ith1）とスロープ効率（η）に従い、ゲイン回路28への係数とオフセット回路29への係数を計算する。ゲイン回路28は前述の通り1以下の係数を入力画像データに乗算する。オフセット回路29は入力画像データではなく、レーザドライバ4を制御する。レーザドライバ4は一般的に閾値電流制御とゲイン制御を内部で持っており、閾値電流制御ではレーザ5が発光するまでのオフセット電流値を制御する。ゲイン制御はゲイン回路28と同様に画像データに係数を乗算する。オフセット回路29はレーザドライバ4のオフセット電流値を制御する。

以上は画像処理部2の基本的な動作であり、これを用いた温度変化による白バランスの変動を抑えるための具体的な例を図４、図５、図６、図７を用いて説明する。

図４は光量・順方向電流特性で図４(a)は初期状態、図４(b)は温度が上昇した時の光量・順方向電流特性である。また図４ではＲＧＢ３色分のレーザ5の特性を同一のグラフに示している。図４(a)の初期状態でのＲＧＢの各閾値電流をIthr、Ithg、Ithb、電流I1の時の各光量をLr1、Lg1、Lb1、電流I2の時の各光量をLr2、Lg2、Lb2とし、ポイントPg1、Pg2からスロープ効率ηg、ポイントPr1、Pr2からスロープ効率ηr、ポイントPb1、Pb2からスロープ効率ηbを求める。この時に白バランスが調整されているとすると、その際のスロープ効率比率（ηr：ηg：ηb）が白バランスのRGB比に相当する。図４(b)の温度が上昇した時も同様にＲＧＢの各閾値電流をIthr’、Ithg’、Ithb’、電流I1の時の各光量をLr1’、Lg1’、Lb1’、電流I2の時の各光量をLr2’、Lg2’、Lb2’とし、ポイントPg1’、Pg2’からスロープ効率ηg’、ポイントPr1’、Pr2’からスロープ効率ηr’、ポイントPb1’、Pb2’からスロープ効率ηb’を求める。ここで、図４(b)のようにスロープ効率ηg’及びηb’はあまり変わらないが、ηr’だけが大きく変化（小さくなる）した場合、Rの光量Lr2’が初期値Lr2に比べて大きく下がり、他の光量(Lg2’、Lg2’)はあまり変わらない。従ってRが下がるため白バランスが崩れ、シアンの方向に色が変化することになる。即ち初期のスロープ効率比率（ηr：ηg：ηb）と温度上昇時のスロープ効率比率（ηr’：ηg’：ηb’）が一致していない状態となる。

温度上昇時に白バランスを初期状態と同じように合わせるためには、ηr’：ηg’：ηb’がηr：ηg：ηbと同じ比率になるよう画像データを調整する必要がある。その処理方法を図５で説明する。まず最も大きく変化したRのスロープ効率の変化比率はηr’/ηrと定義できる。他のGBもこの変化比率ηr’/ηrになるように電流量を調整すればよい。即ち、Gの場合なら初期状態のスロープ効率ηgに変化比率ηr’/ηrを乗算した効率ηg’’(=ηg×ηr’/ηr)をまず求める。このスロープ効率ηg’’が理想とする光量電流特性であるが、実際にはGのレーザ5は実線(G)のスロープ効率ηg’の特性を示している。そこで電流値の換算を行う必要がある。即ち、理想とするスロープ効率ηg’’の光量電流特性（点線G’）は電流I2を流した時に光量Lg2’’を示すことから、温度変化後の光量電流特性（点線G）上で光量Lg2’’を示す電流値I2’を示すポイントPg2’’’を算出する。これにより(I2’-Ithg’)/(I2-Ithg’)の比率を求め、この比率を所望の電流値(I)に乗算(=I×(I2’-Ithg’)/(I2-Ithg’))することで、理想とする光量電流特性の光量を示す電流値の換算を行うことができる。電流値(I)はレーザドライバ4で制御しているが、電流値(I)は画像処理部2の画像データ(D)に比例した値になるため、実際には画像処理部2のゲイン回路28にて(I2’-Ithg’)/(I2-Ithg’)の比率を乗算することになる。

以上、説明した処理の一連の流れを画像処理部2にて行う場合のフローチャートの一例を図６に示す。フローの概略としては、フロー101及びフロー102は初期状態の各種データを測定して不揮発メモリ9に保存し、フロー103及びフロー104は温度が変化した時の各種データを測定して不揮発メモリ9に保存し、フロー105は上記で測定した各種データから補正値を計算する、という流れになる。また図７は光量を測定するタイミングの一例である。2フレーム分のタイミングを表しており、入出力画像データと書込み・読出しアドレス、ラッチ回路26へのラッチ信号の具体例を示している。
以下、図６について詳細に説明する。
（フロー101）まず画像処理部2内の比較器25にて入力画像データ(D1)が基準値部24に記憶された基準値R1と比較し、一致する入力画像データ(D1)が入力されるまで待機し、一致する入力画像データ(D1)が入力されたらその時の表示位置であるフレームメモリ3の書込みアドレス(A1)を取得し（図７のF1に相当）、次のフレームにおける出力画像データ(D1)の表示位置であるフレームメモリ3の読出しアドレス(A1)においてラッチ回路26にイネーブル信号を出力し（図７のF3に相当）、ラッチ回路26はそのイネーブル信号のタイミングで光センサ10の光量データ(Lx1)を取得し、不揮発メモリ9に前記光量データ(Lx1)を保存する。この光量データ(Lx1)を補正ための基準値とする。なお、光量データ(Lx1)のxの意味はRGBの各Lr1、Lg1、Lb1の意味であり、上記入力画像データ(D1)と基準値R1も各RGB毎にデータを分けて処理している。光センサ10がRGBのカラーフィルタを内蔵し、RGBの光量を同時に取得できるタイプのセンサであれば、入力画像データ(D1)はRGBが同時のタイミングで来ても問題ないが、光センサ10がRGBのカラーフィルタを内蔵しないタイプのセンサであれば、入力画像データ(D1)はRGBを異なるタイミングで比較する必要がある。
（フロー102）比較器25にて入力画像データ(D2)が基準値部24に記憶された基準値R2と比較し、一致する入力画像データ(D2)が入力されるまで待機し、一致する入力画像データ(D2)が入力されたらその時の表示位置であるフレームメモリ3の書込みアドレス(A2)を取得し（図７のF2に相当）、次のフレームにおける出力画像データ(D2)の表示位置であるフレームメモリ3の読出しアドレス(A2)においてラッチ回路26にイネーブル信号を出力し（図７のF4に相当）、ラッチ回路26はそのイネーブル信号のタイミングで光センサ10の光量データ(Lx2)を取得し、不揮発メモリ9に前記光量データ(Lx2)を保存する。なお、D1<D2の関係があるため、Lx1<Lx2の関係が成り立つ。η・Ith演算部27にてLx1及びLx2からポイントPx1、Px2を割り出し、Px1、Px2から直線を近似し、その近似直線のスロープ効率ηxと閾値電流Ithxを計算し不揮発メモリ9に保存する。このスロープ効率ηxと閾値電流Ithxを補正ための基準値とする。ηxとIthxのxの意味は同様にRGBの意味である。
（フロー103）温度変化により、レーザ4の光量電流特性が変化した場合、比較器25にて入力画像データ(D1)が基準値部24に記憶された基準値R1と比較し、一致する入力画像データ(D1)が入力されるまで待機し、一致する入力画像データ(D1)が入力されたらその時の表示位置であるフレームメモリ3の書込みアドレス(A1’)を取得し、次のフレームにおける出力画像データ(D1)の表示位置であるフレームメモリ3の読出しアドレス(A1’)においてラッチ回路26にイネーブル信号を出力し、ラッチ回路26はそのイネーブル信号のタイミングで光センサ10の光量データ(Lx1’)を取得し、不揮発メモリ9に前記光量データ(Lx1’)を保存する。
（フロー104）比較器25にて入力画像データ(D2)が基準値部24に記憶された基準値R2と比較し、一致する入力画像データ(D2)が入力されるまで待機し、一致する入力画像データ(D2)が入力されたらその時の表示位置であるフレームメモリ3の書込みアドレス(A2’)を取得し、次のフレームにおける出力画像データ(D2)の表示位置であるフレームメモリ3の読出しアドレス(A2’)においてラッチ回路26にイネーブル信号を出力し、ラッチ回路26はそのイネーブル信号のタイミングで光センサ10の光量データ(Lx2’)を取得し、不揮発メモリ9に前記光量データ(Lx2’)を保存する。η・Ith演算部27にてLx1’及びLx2’からポイントPx1’、Px2’を割り出し、Px1’、Px2’から直線を近似し、その近似直線のスロープ効率ηx’と閾値電流Ithx’を計算し不揮発メモリ9に保存する。
（フロー105）オフセット回路29によりレーザドライバ4を制御し、閾値電流がIthr’、Ithg’、Ithb’になるよう調整する。またη・Ith演算部27にてスロープ効率ηr’、ηg’、ηb’の中で基準値ηr、ηg、ηbから最も大きく変化した効率を割り出す。例えばηr’が最も変化が大きかった場合、変化率ηr’/ηrを計算し、ηg’’(=ηg×ηr’/ηr)、及びηb’’(=ηb×ηr’/ηr)を求め、さらにI2g’、I2b’（図５におけるI2’と同等）を求め、ゲイン回路28に必要な係数(I2g’-Ithg’)/(I2-Ithb’)及び(I2b’-Ithb’)/(I2-Ithb’)を算出する。η・Ith演算部27はその前記係数をゲイン回路28へ供給する。

以上の動作により温度が変化した場合にも白バランスが変わらないように補正することができる。

なお、本発明では光量電流特性を直線で近似したが、それに限らず多項式等の非線形カーブであってもよい。

次に、本発明における実施例２について説明する。図８は本実施例の動作例を示す図である。実施例１と異なるのは基準値部24における基準値の設定方法であり、それ以外は実施例１と同じであるため、詳細な説明は省略する。

実施例１では基準値部24に保存している基準値はR1とR2の２点であった。基準値が2点しか無い場合、その基準値と等しい入力画像データ(D1、D2)が頻繁には入ってこない可能性があり、補正できるタイミングが限られる可能性がある。そこで実施例２では基準値をR1とR2の間に入る入力画像データは全て利用するものとする。即ち、図８のF1のように基準値R1とR2の間に入る入力画像データD1からDn（nは整数）に対応する全ての書込みアドレスA1〜Anを取得し、次のフレームの出力画像データ(D1〜Dn)の表示位置であるフレームメモリ3の読出しアドレス(A1〜An)においてラッチ回路26にイネーブル信号を出力し（図８のF2に相当）、ラッチ回路26はそのイネーブル信号のタイミングで光センサ10の光量データ(Lx1〜Lxn)を取得し、不揮発メモリ9に前記光量データ(Lx1〜Lxn)を保存する。さらにη・Ith演算部27にてLx1〜LxnからポイントPx1〜Pxnを割り出し、これより直線近似を行う。それ以外の動作は実施例１と同じであるため、詳細な説明は省略する。

なお、基準値のR1をデジタル値の最小値(8bitの場合0)、R2をデジタル値の最大値(8bitの場合255)と設定しても構わず、その場合、全ての入力画像データで取り込むことになるが、不揮発メモリ9の容量が足りなくなる可能性があるので、取り込むデータの数は不揮発メモリ9の容量に応じて調整すればよい。

次に、本発明における実施例３について説明する。図９は本実施例の動作例を示す図である。実施例１及び実施例２と異なるのは基準値部24の範囲に画像データは入ってこない場合を想定し、積極的に基準値となる値を画像データに重畳する方式であり、それ以外は実施例１及び実施例２と同じであるため、詳細な説明は省略する
実施例２では基準値部24での基準値の範囲はR1とR2の間であった。この基準値の間に入力画像データが頻繁には入ってこない可能性もあり、補正できるタイミングが限られる可能性がある。そこで実施例３では基準値がある一定期間R1とR2の間に入らなければ、入力画像データD3に基準値D1及びD2を重畳する。即ち、図９のF1及びF2のように基準値R1,R2となる入力画像データD1,D2を重畳しその書込みアドレスA1,A2を取得し、次のフレームの出力画像データに重畳したD1,D2の表示位置であるフレームメモリ3の読出しアドレス(A1,A2)においてラッチ回路26にイネーブル信号を出力し（図９のF3、F4）、ラッチ回路26はそのイネーブル信号のタイミングで光センサ10の光量データ(Lx1,Lx2)を取得し、不揮発メモリ9に前記光量データ(Lx1、Lx2)を保存する。さらにη・Ith演算部27にてLx1及びLx2からポイントPx1、Px2を割り出し、これより直線近似を行う。それ以外の動作は実施例１及び２と同じであるため、詳細な説明は省略する。

なお、入力画像データD3に基準値D1及びD2を重畳する場合、この重畳が数フレームにわたり継続してしまうと、そのD1及びD2の画像データが目視で検視できてしまうので、基準値D1及びD2を重畳する場合は1フレーム期間のみとし、その後のフレームにはしばらく重畳しないのが望ましい。そうすることで、例え基準値D1及びD2を重畳したとしても1フレームだけであるので、目視で検視できないレベルに抑えることができる。また、印加する元の入力画像データのレベルD3もR2以上のレベルが望ましい。元の入力画像データがR1以下の場合、非常に暗い映像となり、その中に明るい基準値D1及びD2を重畳する場合の方が目視で検視される可能性があるためである。また図９のように重畳する場合は、画面の中央部ではなく、できるだけ周辺部に重畳する方が、望ましい。その方が目視で検視される可能性が低くなるためである。

また、実施例１及び実施例２では基準値かどうかを判定していたが、実施例３の場合は、基準値の判定を無くして、ある一定の周期で強制的に基準値D1及びD2を重畳してもよい。その場合の重畳の周期は出来るだけ長い方が望ましい。例えば1秒以上の周期である。

また図９では１フレームに基準値D1及びD2を重畳する例を示したが、それに限らず、１フレームに基準値D1のみを重畳し、その後例えば1s以上の後に基準値D2のみを重畳して光量データ(Lx1,Lx2)を取得してもよく、より目視で検視される可能性が低くできる。

次に、本発明における実施例４について説明する。図１０は本実施例の動作例を示す図である。実施例１乃至２と異なるのは基準値部24の範囲に画像データは入ってこない場合を想定し、積極的に基準値となる値を画像データに重畳する方式であり、且つ画像データに重畳する場所が実施例３と異なる。それ以外は実施例３と同じであるため、詳細な説明は省略する
実施例３では基準値がある一定期間R1とR2の間に入らなければ、入力画像データD3に基準値D1及びD2を重畳していたが、これは画像表示エリアである。実施例４では基準値D1及びD2を映像のブランキング期間に重畳する。即ち、図１０のF1のように基準値R1,R2となる入力画像データD1,D2を映像のブランキング期間に重畳しその書込みアドレスA1,A2を取得し、次のフレームの出力画像データのブランキング期間に重畳したD1,D2の表示位置であるフレームメモリ3の読出しアドレス(A1,A2)においてラッチ回路26にイネーブル信号を出力し（図１０のF2）、ラッチ回路26はそのイネーブル信号のタイミングで光センサ10の光量データ(Lx1,Lx2)を取得し、不揮発メモリ9に前記光量データ(Lx1、Lx2)を保存する。さらにη・Ith演算部27にてLx1及びLx2からポイントPx1、Px2を割り出し、これより直線近似を行う。それ以外の動作は実施例１乃至３と同じであるため、詳細な説明は省略する。

なお、映像のブランキング期間に基準値D1及びD2を重畳する場合、この重畳が数フレームにわたり継続してしまうと、そのD1及びD2の画像データが目視で検視できてしまうので、基準値D1及びD2を重畳する場合は1フレーム期間のみとし、その後のフレームにはしばらく重畳しないのが望ましい。そうすることで、例え基準値D1及びD2を重畳したとしても1フレームだけであるので、目視で検視できないレベルに抑えることができる。また、重畳する映像のブランキング期間の直前の入力画像データのレベルD3もR2以上のレベルが望ましい。元の入力画像データがR1以下の場合、非常に暗い映像となり、その中に明るい基準値D1及びD2が帰線する方が目視で検視される可能性があるためである。また図１０のように重畳する場合は、ブランキング期間の中央部ではなく、できるだけ周辺部に重畳する方が望ましい。その方が目視で検視される可能性が低くなるためである。

また、実施例１及び実施例２では基準値かどうかを判定していたが、実施例３と同様に、基準値の判定を無くして、ある一定の周期で強制的に基準値D1及びD2をブランキング期間に重畳してもよい。その場合の重畳の周期は出来るだけ長い方が望ましい。例えば1秒以上の周期である。

また図１０では１フレームのブランキング期間に基準値D1及びD2を重畳する例を示したが、それに限らず、１フレームに基準値D1のみを重畳し、その後例えば1秒以上の後に基準値D2のみを重畳して光量データ(Lx1,Lx2)を取得してもよく、より目視で検視される可能性が低くできる。

1…プロジェクタユニット、2…画像処理部、3…フレームメモリ、4…レーザドライバ、
5…レーザ、6…反射ミラー、7…MEMS、8…MEMSドライバ、9…不揮発メモリ、10…光センサ、12…表示映像、20…画質補正部、21…書込みアドレス部、22…読出しアドレス部、23…ラインメモリ、24…基準値部、25…比較器、26…ラッチ回路、27…η・Ith演算回路、28…ゲイン回路、29…オフセット回路

Claims (14)

1. 複数の光源と、
   前記複数の光源を駆動する光源駆動手段と、
   前記光源からの出射光を反射し対象物に投射する反射ミラーと、
   前記反射ミラーを駆動するミラー駆動手段と、
   入力映像信号を信号処理する画像処理手段と、
   複数の光源の光量を測定するセンサと、
   で構成し出射光を前記反射ミラーで走査することで画像を投射表示させる画像表示装置において、
   第一基準信号レベルと第二基準信号レベルを設け、前記入力映像信号が前記第一基準信号レベルと一致した時の光量を前記センサで測定した第一光量値と、前記入力映像信号が前記第二基準信号レベルと一致した時の光量を前記センサで測定した第二光量値とから、前記複数光源の光量電流特性の閾値とスロープ効率を演算し、前記閾値とスロープ効率の初期値を保存し、一定時間経過した後に閾値とスロープ効率の演算結果が変化した場合に、閾値電流を補正すると共に、複数光源の光量比率がスロープ効率比率の初期値と同じになるように補正を行う補正手段を含むことを特徴とする画像表示装置
2. 請求項１の画像表示装置において、前記補正手段は第一光量値と第二光量値とから光量電流特性を直線近似し、前記近似直線と光量電流特性の光量軸との接点を閾値とし、前記近似直線の傾きをスロープ効率とするよう演算することを特徴とする画像表示装置
3. 請求項１の画像表示装置において、前記補正手段は変化した閾値電流に合わせるよう光源駆動手段を制御することを特徴とする画像表示装置
4. 請求項１の画像表示装置において、複数光源のスロープ効率が初期値から変化した場合に、最も変化が大きい光源のスロープ効率において当該光源のスロープ効率の初期値をη１、当該光源の変化後のスロープ効率をη２、他の光源のスロープ効率の初期値をη３とした時に、他の光源のスロープ効率がη３×η２/η１に相当するよう他の光源の電流を制御することを特徴とする画像表示装置
5. 請求項１の画像表示装置において、入力映像信号が第一基準信号レベル又は第二基準信号レベルと一致しない期間がある一定以上の間続いた場合、入力映像信号内に第一基準信号レベル又は第二基準信号レベルの映像を重畳し、その光量を前記センサで測定することを特徴とする画像表示装置
6. 請求項１の画像表示装置において、入力映像信号が第一基準信号レベル又は第二基準信号レベルと一致しない期間がある一定以上の間続いた場合、入力映像信号の垂直帰線期間に第一基準信号レベル又は第二基準信号レベルの映像を重畳し、その光量を前記センサで測定することを特徴とする画像表示装置
7. 請求項５乃至６の画像表示装置において、一致しない期間を1秒以上とすることを特徴とする画像表示装置
8. 複数の光源と、
   前記複数の光源を駆動する光源駆動手段と、
   前記光源からの出射光を反射し対象物に投射する反射ミラーと、
   前記反射ミラーを駆動するミラー駆動手段と、
   入力映像信号を信号処理する画像処理手段と、
   複数の光源の光量を測定するセンサと、
   で構成し出射光を前記反射ミラーで走査することで画像を投射表示させる画像表示装置において、
   第一基準信号レベルと第二基準信号レベルを設け、前記入力映像信号が前記第一基準信号レベルと前記第二基準信号レベルの範囲の間のレベルと一致した時の光量を前記センサで測定した複数の光量値から、前記複数光源の光量電流特性の閾値とスロープ効率を演算し、前記閾値とスロープ効率の初期値を保存し、一定時間経過した後に閾値とスロープ効率の演算結果が変化した場合に、閾値電流を補正すると共に、複数光源の光量比率がスロープ効率比率の初期値と同じになるように補正を行う補正手段を含むことを特徴とする画像表示装置
9. 請求項８の画像表示装置において、前記補正手段は複数の光量値から光量電流特性を直線近似し、前記近似直線と光量電流特性の光量軸との接点を閾値とし、前記近似直線の傾きをスロープ効率とするよう演算することを特徴とする画像表示装置。
10. 請求項８の画像表示装置において、前記補正手段は変化した閾値電流に合わせるよう光源駆動手段を制御することを特徴とする画像表示装置
11. 請求項８の画像表示装置において、複数光源のスロープ効率が初期値から変化した場合に、最も変化が大きい光源のスロープ効率において当該光源のスロープ効率の初期値をη１、当該光源の変化後のスロープ効率をη２、他の光源のスロープ効率の初期値をη３とした時に、他の光源のスロープ効率がη３×η２/η１に相当するよう他の光源の電流を制御することを特徴とする画像表示装置
12. 請求項８の画像表示装置において、入力映像信号が第一基準信号レベルから第二基準信号レベルの範囲と一致しない期間がある一定以上の間続いた場合、入力映像信号内に第一基準信号レベル又は第二基準信号レベルの映像を重畳し、その光量を前記センサで測定することを特徴とする画像表示装置
13. 請求項８の画像表示装置において、入力映像信号が第一基準信号レベルから第二基準信号レベルの範囲と一致しない期間がある一定以上の間続いた場合、入力映像信号の垂直帰線期間に第一基準信号レベル又は第二基準信号レベルの映像を重畳し、その光量を前記センサで測定することを特徴とする画像表示装置
14. 請求項１２乃至１３の画像表示装置において、一致しない期間を1秒以上とすることを特徴とする画像表示装置

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