JP2016057574A

JP2016057574A - 画像描画装置及び画像描画方法

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Publication number: JP2016057574A
Application number: JP2014186258A
Authority: JP
Inventors: 大山　実; Minoru Oyama; 実大山
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2034-09-12
Also published as: JP6295900B2

Abstract

【課題】レーザ光の出力値を検出するためのレーザ光の照射による描画画像の描画品質低下を抑制する、画像描画装置および画像描画方法を提供する。【解決手段】画像描画装置１は、レーザ光源部３、レーザ光を反射させて走査するスキャナ部４、スキャナ部４の走査領域内に描画画像が生成されるよう、レーザ光源部３のレーザ光出力タイミングおよびレーザ光の出力値を制御し、レーザ光の出力値を検出するための特性検出レーザ光をレーザ光源部３に出力させる制御を行うレーザ光源制御部６、スキャナ部４がレーザ光を所定振幅で走査するように、スキャナ部４を制御するスキャナ制御部７、レーザ光の出力値を調整するときに、スキャナ部４の走査の振幅を拡大された振幅で走査させ、描画画像が生成される領域外に特性検出レーザ光を出力させ、特性検出レーザ光の出力値の検出結果に基づきレーザ光の出力値を調整する特性検出制御部８、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、画像描画装置及び画像描画方法に関する。

この種の技術として、特許文献１は、半導体レーザから出力されたレーザ光を二次元的に走査することでスクリーン上に所望の画像を表示するレーザプロジェクタを開示している。一般に、半導体レーザなどのレーザ光源の駆動電流と出力光量との関係であるI-L特性は、レーザ光源自体の温度変動に起因して容易に変化してしまう。そこで、特許文献１は、レーザ光が遮蔽板によって遮蔽されている間にレーザ光源の駆動電流を適宜調整することで、レーザ光源自体の温度変動による出力値の誤差を抑えるようにしている。

特開２０１３−１６４５０３号公報

ところで、本願出願人は、レーザ光源から任意のタイミングでレーザ光の出力値を検出するためのレーザ光（以下、特性検出レーザ光）を出力し、そのレーザ光の出力光量をフォトダイオードで測定することで所定の駆動電流に対する実際の光量を取得し、取得した光量に基づいてレーザ光源の駆動電流を調整するAPC技術（Auto Power Control）を開発している。APC技術においては、特性検出レーザ光がスクリーン等のユーザに対して描画画像を提示する範囲に到達することがないよう、上記特許文献１と同様に、調整用のレーザ光が照射される方向を遮蔽板等を用いて遮蔽している。

ここで、画像描画領域とブランキング領域について説明する。前述した二次元的な走査の領域（以降、走査領域）は、画像描画領域とブランキング領域に区分される。画像描画領域とは、スクリーン上に表示したい画像を描画するために、描画画像データに基づいてレーザ光を発光させる領域であり、一般的に矩形である。ブランキング領域とは、画像描画領域周辺における、画像を描画するためのレーザ光を発光させない領域である。

上記のAPCを実行したときに、特性検出レーザ光が照射されても遮蔽板等で遮蔽されているため、特性検出のレーザ光が画像描画領域に描画される画像に直接影響することは無い。しかし、特性検出レーザ光の乱反射による迷光が画像描画領域に映りこんでしまうことがある。このため、画像描画領域に描画される画像の品位が低下してしまう。

本願発明の目的は、レーザ光の出力値を検出するためのレーザ光の照射による描画画像の描画品質低下を抑制する、画像描画装置および画像描画方法を提供することにある。

そこで、本発明は、レーザ光を出力するレーザ光源部と、前記レーザ光源部から出力されたレーザ光を反射させて走査するスキャナ部と、前記スキャナ部が走査する走査領域内に入力画像データに基づく描画画像が前記スキャナ部の走査によって生成されるように、前記レーザ光源部のレーザ光出力タイミングおよびレーザ光の出力値を制御し、前記レーザ光源部が出力するレーザ光の出力値を検出するための特性検出レーザ光を前記レーザ光源部に出力させる制御を行うレーザ光源制御部と、前記スキャナ部が前記レーザ光を所定振幅で走査するように、前記スキャナ部の走査を制御するスキャナ制御部と、前記レーザ光源部が出力するレーザ光の出力値を調整するときに、前記スキャナ部の走査の振幅が前記所定振幅より拡大された振幅で走査されるように、前記スキャナ制御部を制御すると共に、前記描画画像が生成される領域外に前記特性検出レーザ光を出力するように、前記レーザ光源制御部を制御して、前記特性検出レーザ光の出力値の検出結果に基づきレーザ光の出力値を調整する特性検出制御部と、を備えた画像描画装置を提供する。

また、本発明は、レーザ光源部から出力されたレーザ光を所定振幅で走査するスキャナ部に反射させて描画画像を生成する画像描画方法であって、前記レーザ光源部が出力するレーザ光の出力値を調整するときに、前記スキャナ部の走査の振幅を前記所定振幅より拡大された振幅で走査し、前記描画画像が生成される領域外にレーザ光の出力値を検出するための特性検出レーザ光を出力し、前記特性検出レーザ光の出力値の検出結果に基づいて、レーザ光の出力値を調整する、画像描画方法を提供する。

本発明によれば、レーザ光の出力値を検出するためのレーザ光の照射による描画画像の描画品質低下を抑制することができる。

画像描画装置の機能ブロック図である。（第１実施形態）入力画像データの例を示す図である。（第１実施形態）レーザ駆動データの例を模式的に示す図である。（第１実施形態）垂直走査角と水平走査角の時間変化を模式的に示すグラフである。（第１実施形態）走査の軌跡を模式的に示す図である。（第１実施形態）画像描画装置の制御例を示すフローチャートである。（第１実施形態）垂直走査角と水平走査角の時間変化を模式的に示すグラフである。（第１実施形態）レーザ駆動データの例を模式的に示す図である。（第１実施形態）走査の軌跡を模式的に示す図である。（第１実施形態）垂直走査角と水平走査角の時間変化を模式的に示すグラフである。（第２実施形態）レーザ駆動データの例を模式的に示す図である。（第２実施形態）走査の軌跡を模式的に示す図である。（第２実施形態）

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、第1実施形態を説明する。図１に、第１実施形態の画像描画装置１の機能ブロック図を示す。画像描画装置１は、具体的にはヘッドアップディスプレイ装置であり、主に車両に搭載され、ユーザである運転者等に各種情報を虚像として提示する。画像描画装置１が、ヘッドアップディスプレイ装置として用いられる場合は、経路案内を目的とした画像や、警告を目的とした画像、さらには、コンテンツ再生に基づく画像や、各種ＵＩ（User Interface）に関する画像などを描画画像に基づく虚像として提示する。また、これらの画像は、静止画または動画を問わない。

画像描画装置１は、制御部２、レーザ光源部３、スキャナ部４、DDRメモリ５（Double Data Rate）、遮蔽手段としての遮蔽板９を備える。

制御部２は、図示しない中央演算処理器としてのCPU（Central Processing Unit）と、読み書き自由のRAM（Random Access Memory）、読み出し専用のROM（Read Only Memory）等を備えている。そして、CPUがROMに記憶されている画像描画プログラムを読み出して実行することで、画像描画プログラムは、CPUなどのハードウェアを、レーザ光源制御部６、スキャナ制御部７、特性検出制御部８として機能させる。

レーザ光源部３は、レーザ光を出力するレーザモジュール１０と、レーザモジュール１０に備えられているレーザダイオード１０１を駆動するレーザドライバ１１と、を有する。本実施形態において、レーザモジュール１０は、赤色レーザダイオード１０１Ｒ、緑色レーザダイオード１０１Ｇ、青色レーザダイオード１０１Ｂ、各々のレーザダイオード１０１に対応するダイクロイックミラー１０２、およびフォトダイオード１４によって構成されている。レーザモジュール１０が備える各々のレーザダイオード１０１から出力された各色のレーザ光は、ダイクロイックミラー１０２によって合成されてスキャナ部４に出力される。レーザドライバ１１は、制御部２からのレーザ駆動信号に基づき、レーザモジュール１０が備えるレーザダイオード１０１を駆動する。

ダイクロイックミラー１０２Ｒは、赤色レーザダイオード１０１Ｒから出力される赤色の波長の光をほぼ１００％反射させる特性を有する。ダイクロイックミラー１０２Ｇは、赤色レーザダイオード１０１Ｒから出力される赤色の波長の光をほぼ１００％透過させるとともに、緑色レーザダイオード１０１Ｇから出力される緑色の波長の光をほぼ１００％反射させる特性を有する。ダイクロイックミラー１０２Ｂは、赤色レーザダイオード１０１Ｒから出力される赤色の波長の光および緑色レーザダイオード１０１Ｇから出力される緑色の波長の光を約９８％反射させるとともに約２％透過させる特性を有する。さらにダイクロイックミラー１０２Ｂは、青色レーザダイオード１０１Ｂから出力される青色の波長の光を約９８％透過させるとともに約２％反射させる特性を有する。

上記のようなダイクロックミラー１０２の構成により、各々のレーザダイオード１０１から出力されたレーザ光の約９８％はスキャナ部１２で反射され、約２％のレーザ光は、フォトダイオード１４に入射される。フォトダイオード１４は、光量測定手段として入射した各々のレーザ光の光量を測定し、測定結果を制御部２に出力する。レーザダイオード１０１およびダイクロイックミラー１０２の配置は図１に示した配置に限らず、スキャナ部４およびフォトダイオード１４に同様の出力がされればよい。

スキャナ部４は、レーザ光源部３から出力されたレーザ光を反射して走査するスキャナ１２と、スキャナ１２を駆動するスキャナドライバ１３と、スキャナ１２の走査角を検出する走査角検出手段としての走査角検出部１５と、を有する。スキャナ１２は、レーザ光を垂直方向（第１走査方向）で走査する垂直ミラー１２ａと、レーザ光を水平方向（第２走査方向）で走査する水平ミラー１２ｂと、を有する。垂直ミラー１２ａ及び水平ミラー１２ｂは、何れもMEMS(micro electro mechanical system)ミラーによって構成されている。スキャナドライバ１３は、制御部２からのスキャナ駆動信号に基づき、スキャナ１２を駆動する。走査角検出部１５は、垂直ミラー１２ａ及び水平ミラー１２ｂの走査角を検出し、検出結果を制御部２に出力する。

スキャナ１２を垂直ミラー１２ａおよび水平ミラー１２ｂとで構成する場合、垂直ミラー１２ａは、一般的にスキャナドライバ１３によって制御される走査角および揺動周波数で動作する。水平ミラー１２ｂは、揺動周波数が高いため一般的には共振による走査角および揺動周波数で動作するが、水平ミラー１２ｂも、垂直ミラー１２ａ同様にスキャナドライバ１３によって制御される走査角および揺動周波数で動作する構成であってもよい。

制御部２に入力された入力画像データに基づき、レーザ光源部３から出力されたレーザ光がスキャナ部４によって走査されることで、描画画像が生成される。図１の例においては、スキャナ部４で走査されたレーザ光は、スクリーン１６に投映される形態となっている。スクリーン１６は、画像描画装置１がヘッドアップディスプレイ装置として用いられる場合は、一般的に中間像スクリーンである。ヘッドアップディスプレイの構造は図示しないが、中間像スクリーン上に投映された描画画像は、凹面鏡等の反射を介して、コンバイナや自動車のウィンドシールドに投映される。

DDRメモリ５は、制御部２に入力された入力画像データを一時的に保存するフレームバッファである。

遮蔽板９は、レーザ光を遮蔽する板である。遮蔽板９によって遮蔽されたレーザ光は、スクリーン１６を越えて投映方向に至ることはない。遮蔽板９は、スキャナ部４が反射するレーザ光のうち、描画画像が描画される範囲のレーザ光は遮蔽せず、特性検出レーザ光を遮蔽する形状である。遮蔽板９は、画像描画装置１の筐体、またはスキャナ部４やレーザ光源部３を備えるユニットの筐体を用いて形成される。また、遮蔽板９が設置される位置は、スキャナ部４がモジュールとして画像描画装置１に設置されている場合、そのモジュールからレーザ光が出射する位置、または画像描画装置１の筐体からスクリーン１６にレーザ光が出射される位置、さらにはスクリーン１６の前部または後部であってもよい。

レーザ光源制御部６は、レーザ駆動信号をレーザドライバ１１に出力することで、レーザダイオード１０の出力を制御する機能部である。レーザ光源制御部６は、レーザ駆動信号用フレームバッファ６ａを有する。レーザ光源制御部６は、DDRメモリ５から１フレーム分の入力画像データを読み込み、読み込んだ入力画像データをレーザ駆動データとしてレーザ駆動信号用フレームバッファ６ａにそのまま保存する。図２には、入力画像データ１フレーム分の描画画像例を示している。説明の便宜上、入力画像データのピクセルサイズはｎ行ｍ列であるとし、入力画像データの画像は中央に赤い真円が描かれたものとする。図３は、レーザ駆動データを示している。レーザ駆動データは、スキャナ部４の走査と同期して、ｎ行ｍ列のピクセルサイズである１フレームの画像を生成するように構成される。図２及び図３に示すように、レーザ駆動データは、通常、入力画像データと全く同じデータとなる。レーザ光源制御部６は、レーザ駆動信号用フレームバッファ６ａに保存しているレーザ駆動データをドットクロックに従ってレーザ駆動信号として順番にレーザドライバ１１に出力する。したがって、レーザ光源制御部６は、スキャナ部４が走査する走査範囲内に入力画像データに基づく描画画像が、スキャナ部４の走査によって生成されるように、レーザ光の出力タイミングを制御する。また、レーザ光源制御部６は、入力画像データに基づく描画画像の色や輝度に応じて、適切な出力値となるように、赤色、青色、緑色各々のレーザダイオードの駆動を制御する。

スキャナ制御部７は、スキャナ駆動信号をスキャナドライバ１３に出力することで、スキャナ１２によるレーザ光の走査を制御する機能部である。図４には、垂直ミラー１２ａの垂直走査角ａと水平ミラー１２ｂの水平走査角ｂの一例を示している。図４に示すように、垂直走査角ａは三角波によって表され、水平走査角ｂは正弦波によって表される。垂直走査角ａの振幅及び走査中心は一定であり、水平走査角ｂの振幅及び走査中心も一定である。垂直ミラー１２ａの走査周波数は例えば６０Hzである。水平ミラー１２ｂの走査周波数は、垂直ミラー１２ａの走査周波数よりも高く例えば１５ｋHzである。本明細書では、説明の便宜上、水平ミラー１２ｂの走査周波数は、垂直ミラー１２ａの走査周波数の１２倍としている。図５には、画像描画装置１が入力画像データに基づいてスクリーン１６上に画像を描画した様子を示している。図５において細い実線は、スキャナ１２の走査位置の軌跡を示している。図５に示すように、スキャナ１２の走査位置の軌跡は矩形の枠内に収まっている。この矩形の枠内の領域を走査領域SAと称する。走査領域SAの水平幅SAHは図４の水平走査角ｂの振幅HAに対応している。同様に、図５の走査領域SAの垂直幅SAVは図４の垂直走査角ａの振幅VAに対応している。走査領域SAは、画像描画領域DAとブランキング領域BAに区分される。画像描画領域DAは、走査領域SAの内側の領域であって、画像が実際に描かれる矩形領域である。ブランキング領域BAは、画像描画領域DAを取り囲む矩形枠状の領域であって、描画画像を描画するためのレーザ光が出力されない領域である。ブランキング領域BAは、更に、上ブランキング領域BAUと下ブランキング領域BAD、左ブランキング領域BAL、右ブランキング領域BARを有する。上ブランキング領域BAUは、ブランキング領域BAのうち画像描画領域DAよりも上側となる領域である。上ブランキング領域BAUの水平幅は水平幅SAHと等しい。下ブランキング領域BADは、ブランキング領域BAのうち画像描画領域DAよりも下側となる領域である。下ブランキング領域BADの水平幅は水平幅SAHと等しい。左ブランキング領域BALは、ブランキング領域BAのうち画像描画領域DAよりも左側となる領域である。左ブランキング領域BALの垂直幅は垂直幅SAVと等しい。右ブランキング領域BARは、ブランキング領域BAのうち画像描画領域DAよりも右側となる領域である。右ブランキング領域BARの垂直幅は垂直幅SAVと等しい。上ブランキング領域BAUは、左ブランキング領域BALと右ブランキング領域BARに対して一部重複している。下ブランキング領域BADは、左ブランキング領域BALと右ブランキング領域BARに対して一部重複している。以下、図４及び図５を参照して、スキャナ１２の走査を詳しく説明する。

図４に示すように、垂直走査は、時間軸上、順に、走査位置が上ブランキング領域BAUを下向きに移動する上ブランキング領域走査期間P1、走査位置が上ブランキング領域BAUと下ブランキング領域BADの間で下向きに移動する画像描画領域走査期間P2、走査位置が下ブランキング領域BADを下向きに移動する下ブランキング領域走査期間P3、走査位置が走査領域SAを上向きに移動する垂直復帰走査期間P4、の繰り返しによって成り立っている。入力画像データの画像は画像描画領域走査期間P2でスクリーン１６上に描画され、時間軸上で連続する下ブランキング領域走査期間P3と垂直復帰走査期間P4と上ブランキング領域走査期間P1の期間では、スクリーン１６上に何も描画されない。以下、画像描画領域走査期間P2を、画像を描画する期間としての画像描画期間Q1と称する。時間軸上で連続する下ブランキング領域走査期間P3と垂直復帰走査期間P4と上ブランキング領域走査期間P1によって構成される期間を、画像を描画しない期間としての非画像描画期間Q2と称する。従って、垂直走査は、時間軸上、画像描画期間Q1と非画像描画期間Q2の繰り返しによって成り立っている。また、時間軸上で連続する１つの垂直復帰走査期間P4と１つの上ブランキング領域走査期間P1と１つの画像描画領域走査期間P2と１つの下ブランキング領域走査期間P3によって構成される期間を、１フレーム分の期間としてのフレーム期間Fと称する。従って、垂直走査は、時間軸上、フレーム期間Fの繰り返しによって成り立っている。

垂直走査の走査中心の垂直走査角ａを垂直走査角中心ａ０とし、垂直走査の上側の折り返し時における垂直走査角ａを上折り返し走査角ａ１とし、垂直走査の下側の折り返し時における垂直走査角ａを下折り返し走査角ａ２とする。同様に、水平走査の走査中心の水平走査角ｂを水平走査角中心ｂ０とし、水平走査の右側の折り返し時における水平走査角ｂを右折り返し走査角ｂ１とし、水平走査の左側の折り返し時における水平走査角ｂを左折り返し走査角ｂ２と称する。

特性検出制御部８は、レーザダイオード１０１に印加される所定の駆動電流に対して、適切な出力光量が得られているかを定期的に検出する機能部である。例えば、周辺温度の低下などによって、レーザダイオード１０１がI-L特性の定格値による光量が得られないことがある。この場合、赤色、青色、緑色各々のレーザダイオード１０１の特性が異なることにより、生成される描画画像の色調が変化してしまう。図１において、特性検出制御部８は、レーザダイオード１０１を構成する赤色、青色、緑色各々のレーザダイオード１０１に特性検出レーザ光を出力させ、特性検出レーザ光の光量を測定したフォトダイオード１４からの測定結果に基づいて、各々のレーザダイオード１０１が適切な光量を出力するように、レーザドライバ１１の駆動電流を制御する。このような処理を、以下ＡＰＣ（Auto Power Control）処理とする。特性検出レーザ光とは、各々のレーザダイオード１０１が出力するレーザ光の出力値を検出するための試験的なレーザ光である。特性検出制御部８は、検出した出力値をレーザ光源制御部６にフィードバックさせることで、レーザ光源制御部６によるレーザドライバ１１の制御を最適化している。特性検出制御部８がＡＰＣ処理を実行する頻度としては、例えば１２０フレームにつき１回程度である。

また、特性検出制御部８は、ＡＰＣ処理を行うとき、スキャナ１２の走査の振幅が所定の振幅（第１の振幅）より拡大された振幅（第２の振幅）で走査されるように、スキャナ制御部７を制御する。所定の振幅とは、垂直ミラー１２ａの場合は振幅VAであり、水平ミラー１２ｂの場合は振幅HAである。特性検出処理部８によるＡＰＣ処理は、描画画像の１フレーム分の期間に実行することが適切である。さらに、特性検出制御部８は、ＡＰＣ処理を行うとき、描画画像が生成される領域外に特性検出レーザ光が出力されるように、レーザ光源制御部６を制御する。

以下、説明の便宜上、複数のフレーム期間Fのうち特性検出制御部８によるＡＰＣ処理が行われるフレーム期間Fを特別に特性検出フレーム期間FILと称し、特性検出フレーム期間FIL以外のフレーム期間Fを通常フレーム期間FDと称する。

以下、画像描画装置１の動作のうち、特性検出制御部８によるＡＰＣ処理について詳細に説明する。

図６には画像描画装置１の制御フローを示し、図７には垂直走査角と水平走査角の時間変化を示すグラフを示している。ここでは、図７に示すように、時間軸上で現れる１つ目のフレーム期間Fと３つ目のフレーム期間Fが通常フレーム期間FDであり、２つ目のフレーム期間Fが特性検出フレーム期間FILであるとする。

特性検出制御部８は、先ず、次のフレーム期間Fが特性検出フレーム期間FILであるか判定する(S100)。次のフレーム期間Fが特性検出フレーム期間FILでないと判定した場合は(S100:NO)、次のフレーム期間Fは通常フレーム期間FDであるため、特性検出制御部８は、上記判定を繰り返す。次のフレーム期間Fが特性検出フレーム期間FILであると判定した場合は(S100:YES)、特性検出制御部８は、図７に示すように、特性検出フレーム期間FILにおいてスキャナ１２が拡大された振幅で走査されるようにスキャナ制御部７に指令する(S110)。本実施形態では、スキャナ制御部７は、特性検出フレーム期間FILにおいて垂直走査の振幅を拡大する。図７に示すように、スキャナ制御部７は、特性検出フレーム期間FILにおける垂直走査の振幅VAILが、通常フレーム期間FDにおける垂直走査の振幅VAと比較して大きくなるように、特性検出フレーム期間FILにおける垂直走査の振幅を拡大する。一方で、スキャナ制御部７は、特性検出フレーム期間FILにおける水平走査を、通常フレーム期間FDにおける水平走査のままとする。

次に、特性検出制御部８は、特性検出フレーム期間FILで使用されるレーザ駆動データを生成するようにレーザ光源制御部６に指令する(S115)。具体的には、レーザ光源制御部６は、通常フレーム期間FDにおける垂直走査の振幅VAと、特性検出フレーム期間FILにおける垂直走査の振幅VAILと、の比率に基づいて、特性検出フレーム期間FILのレーザ駆動データを生成する。図８は、特性検出フレーム期間FILのレーザ駆動データ例を示している。振幅VAILが振幅VAの１．２倍に設定された場合は、レーザ光源制御部６は、図２の画像を垂直方向で８３％となるように縮小させることで、特性検出フレーム期間FILのレーザ駆動データを生成する。これにより、図９に示すように、特性検出フレーム期間FILにおいて描画される描画画像の大きさは、通常フレーム期間FDにおいて描画される描画画像（図５参照）の大きさと等しくなり、ユーザにとって違和感が生じ難くなる。

次に、特性検出制御部８は、特性検出フレーム期間FILでレーザモジュール１０から特性検出レーザ光を出力するように、レーザ光源制御部６に指令する(S120)。図７は、特性検出レーザ光が出力されるタイミングを示している。特性検出レーザ光は、特性検出フレーム毎に、赤色、青色、緑色各々のレーザダイオード１０１から出力され、各々のレーザダイオード１０１の出力光量をフォトダイオード１４が測定する。図９には、特性検出レーザ光が投映される領域を、走査の軌跡に重ね合わせるように太線で示している。図７及び図９に示すように、レーザ光源制御部６は、通常フレーム期間FDにおける走査領域SA（以下、単に走査領域SAと称する。）の外側をスキャナ１２が走査している間に、レーザモジュール１０から特性検出レーザ光を出力するように各々のレーザダイオード１０１の出力を制御する。図１に示す遮蔽板９は、走査領域SAの外側をスキャナ１２が走査している間にレーザモジュール１０から出力された特性検出レーザ光を遮蔽するような位置に配置されている。以上の処理によれば、描画画像の形状を殆ど変化させることなく、特性検出レーザ光が投映される位置を描画画像の位置から垂直方向にさらに離間させることができる。このため、遮蔽板９によって遮蔽されている特性検出レーザ光の乱反射による迷光が、描画画像領域DAに映りこんでしまうことを低減し、描画画像の品位の低下を抑制することができる。

次に、特性検出制御部８は、特性検出レーザ光の光量を測定したフォトダイオード１４からの測定結果を取得し(S130)、取得した測定結果に基づいて各々のレーザダイオード１０１の実際の出力値を検出し(S140)、検出結果に基づいて各々のレーザダイオード１０１が適切な光量を出力するように、レーザ光源制御部６を制御する。

以上に、第１実施形態を説明したが、上記第１実施形態は以下のように変更できる。

例えば、特性検出レーザ光を出力するタイミングとしては、走査領域SAの外側をスキャナ１２が走査している間であれば、どのタイミングであっても構わない。例えば、そのタイミングが、垂直復帰走査期間P4内であっても、上ブランキング領域走査期間P1、画像描画領域走査期間P2、下ブランキング領域走査期間P3内であっても構わない。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。以下、本実施形態が上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略する。

上記第１実施形態において特性検出制御部８は、特性検出フレーム期間FILにおいて垂直走査の振幅を拡大することとした。これに対し、本実施形態では、図１０及び図１２に示すように、特性検出フレーム期間FILにおいて水平走査の振幅を拡大することとしている。

即ち、特性検出制御部８は、先ず、次のフレーム期間Fが特性検出フレーム期間FILであるか判定する(S100)。次のフレーム期間Fが特性検出フレーム期間FILでないと判定した場合は(S100:NO)、次のフレーム期間Fは通常フレーム期間FDであるため、特性検出制御部８は、上記判定を繰り返す。次のフレーム期間Fが特性検出フレーム期間FILであると判定した場合は(S100:YES)、特性検出制御部８は、図１０に示すように、特性検出フレーム期間FILにおいてスキャナ１２が拡大された振幅で走査されるようにスキャナ制御部７に指令する(S110)。図１０に示すように、スキャナ制御部７は、特性検出フレーム期間FILにおける水平走査の振幅HAILが、通常フレーム期間FDにおける水平走査の振幅HAと比較して大きくなるように、特性検出フレーム期間FILにおける水平走査の振幅を拡大する一方で、スキャナ制御部７は、特性検出フレーム期間FILにおける垂直走査を、通常フレーム期間FDにおける垂直走査のままとする。

次に、特性検出制御部８は、特性検出フレーム期間FILで使用されるレーザ駆動データを生成するようにレーザ光源制御部６に指令する(S115)。具体的には、レーザ光源制御部６は、通常フレーム期間FDにおける水平走査の振幅HAと、特性検出フレーム期間FILにおける水平走査の振幅HAILと、の比率に基づいて、特性検出フレーム期間FILのレーザ駆動データを生成する。図１１には、特性検出フレーム期間FILのレーザ駆動データを示している。振幅HAILが振幅HAの１．２倍に設定された場合は、レーザ光源制御部６は、図２の画像を水平方向で８３％となるように縮小させることで、特性検出フレーム期間FILのレーザ駆動データを生成する。これにより、図１２に示すように、特性検出フレーム期間FILにおいて描画される描画画像の大きさは、通常フレーム期間FDにおいて描画される描画画像（図５参照）の大きさと等しくなり、ユーザにとって違和感が生じ難くなる。

次に、特性検出制御部８は、特性検出フレーム期間FILでレーザモジュール１０から特性検出レーザ光を出力するように、レーザ光源制御部６に指令する(S120)。図１０には、特性検出レーザ光が出力されるタイミングを示している。特性検出レーザ光は、特性検出フレーム毎に、赤色、青色、緑色各々のレーザダイオード１０１から出力され、各々のレーザダイオード１０１の出力光量をフォトダイオード１４が測定する。図１２には、特性検出レーザ光が投映される領域を、走査の軌跡に重ね合わせるように太線で示している。図１０及び図１２に示すように、レーザ光源制御部６は、走査領域SAの外側をスキャナ１２が走査している間に、レーザモジュール１０から特性検出レーザ光を出力するように各々のレーザダイオード１０１の出力を制御する。図１に示す遮蔽板９は、走査領域SAの外側をスキャナ１２が走査している間にレーザモジュール１０から出力された特性検出レーザ光を遮蔽するような位置に配置されている。以上の処理によれば、描画画像の形状を殆ど変化させることなく、特性検出レーザ光が投映される位置を描画画像の位置から水平方向にさらに離間させることができる。このため、遮蔽板９によって遮蔽されている特性検出レーザ光の乱反射による迷光が、描画画像領域に映りこんでしまうことを低減し、描画画像の品位の低下を抑制することができる。

以上に、第２実施形態を説明したが、上記第２実施形態は以下のように変更できる。

以上に、第１実施形態及び第２実施形態を説明したが、上記各実施形態は、以下の特長を有している。

（１）画像描画装置１は、レーザ光を出力するレーザ光源部３と、レーザ光源部３から出力されたレーザ光を反射させて走査するスキャナ部４と、スキャナ部４が走査する走査領域内に入力画像データに基づく描画画像がスキャナ部４の走査によって生成されるように、レーザ光源部３のレーザ光出力タイミングおよびレーザ光の出力値を制御し、レーザ光源部３が出力するレーザ光の出力値を検出するための特性検出レーザ光をレーザ光源部３に出力させる制御を行うレーザ光源制御部６と、スキャナ部４がレーザ光を所定振幅VA（又は振幅HA）で走査するように、スキャナ部４の走査を制御するスキャナ制御部７と、レーザ光源部３が出力するレーザ光の出力値を調整するときに、スキャナ部４の垂直走査（又は水平走査）の振幅が所定振幅（VA又はHA）より拡大された振幅で走査されるようにスキャナ制御部７を制御すると共に、描画画像が生成される領域外に特性検出レーザ光を出力するように、レーザ光源制御部６を制御して、特性検出レーザ光によるレーザ光の出力値の検出結果に基づきレーザ光の出力値を調整する特性検出制御部８と、を備える。以上の構成によれば、ＡＰＣ処理時に出力される特性検出レーザ光の照射による描画画像の描画品質低下を抑制することができる。

（２）また、特性検出制御８は、スキャナ部４が拡大された振幅で走査されるとき、所定振幅と拡大された振幅との比率に基づいて、描画画像のサイズが一定となるようにレーザ光源制御部６を制御する。

上記各実施形態は、例えば、以下のように変更できる。

特性検出フレーム期間FILの描画データは、入力画像データの平均色調による単一色調、及び、入力画像データの平均輝度による単一輝度としてもよい。

このように、入力画像データの平均色調による単一色調、及び、入力画像データの平均輝度による単一輝度の画像を、特性検出フレーム期間FILに挿入する理由としては、所定振幅と拡大された振幅との比率に基づいて描画画像のサイズが一定となるように描画された描画画像であっても、完全に同一の画像ではないためである。連続した複数のフレームのうち１フレームにそのような描画画像が挿入されることにより、違和感を感じる場合がある。

入力画像データの平均色調による単一色調、及び、入力画像データの平均輝度による単一輝度の画像は、入力画像データに基づいて、特性検出制御部８が生成する。特性検出生成部８は、特性検出フレーム期間FILの直前のフレーム期間の描画データに対して、１フレームを構成する描画画像の全画素に対する色情報および輝度情報から、平均色調および平均輝度を算出し、算出した平均色調および平均輝度からなる描画画像を生成する。

このような処理により、簡易な制御で、特性検出制御部８によるＡＰＣ処理の前後で発生する違和感を抑えることができる。

１画像描画装置
６レーザ光源制御部
７スキャナ制御部
８特性検出制御部
９遮蔽板
１０レーザモジュール
１２スキャナ
１４フォトダイオード

Claims

レーザ光を出力するレーザ光源部と、
前記レーザ光源部から出力されたレーザ光を反射させて走査するスキャナ部と、
前記スキャナ部が走査する走査領域内に入力画像データに基づく描画画像が前記スキャナ部の走査によって生成されるように、前記レーザ光源部のレーザ光出力タイミングおよびレーザ光の出力値を制御し、前記レーザ光源部が出力するレーザ光の出力値を検出するための特性検出レーザ光を前記レーザ光源部に出力させる制御を行うレーザ光源制御部と、
前記スキャナ部が前記レーザ光を所定振幅で走査するように、前記スキャナ部の走査を制御するスキャナ制御部と、
前記レーザ光源部が出力するレーザ光の出力値を調整するときに、前記スキャナ部の走査の振幅が前記所定振幅より拡大された振幅で走査されるように、前記スキャナ制御部を制御すると共に、前記描画画像が生成される領域外に前記特性検出レーザ光を出力するように、前記レーザ光源制御部を制御して、前記特性検出レーザ光の出力値の検出結果に基づきレーザ光の出力値を調整する特性検出制御部と、
を備えた画像描画装置。
前記特性検出制御部は、前記スキャナ部が拡大された振幅で走査されるとき、前記所定振幅と前記拡大された振幅との比率に基づいて、前記描画画像のサイズが一定となるように前記レーザ光源制御部を制御する、
請求項１に記載の画像描画装置。
前記特性検出制御部は、前記スキャナ部が拡大された振幅で走査されるとき、前記入力画像データに基づく描画画像に代えて、前記入力画像データの平均色調による単一色調、及び、前記入力画像データの平均輝度による単一輝度の画像データに基づく描画画像が生成されるように、前記レーザ光源制御部を制御する、
請求項１に記載の画像描画装置。
レーザ光源部から出力されたレーザ光を所定振幅で走査するスキャナ部に反射させて描画画像を生成する画像描画方法であって、
前記レーザ光源部が出力するレーザ光の出力値を調整するときに、前記スキャナ部の走査の振幅を前記所定振幅より拡大された振幅で走査し、
前記描画画像が生成される領域外にレーザ光の出力値を検出するための特性検出レーザ光を出力し、
前記特性検出レーザ光の出力値の検出結果に基づいて、レーザ光の出力値を調整する、
画像描画方法。