JP4379391B2 - 光走査装置、光走査装置の制御方法及び画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置、光走査装置の制御方法及び画像表示装置、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ための光走査装置の技術に関する。

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には、レーザ光を走査させる光走査装置が用いられる。光走査装置は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を二次元方向へ走査させる。画像表示装置は、光走査装置からのレーザ光をスクリーン等に入射させることにより画像を表示する。レーザ光の変調には、一般に、レーザ光を点灯させるパルス幅を画像信号に応じて変化させるパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、以下、「ＰＷＭ」という。）が用いられる。画像の１フレームにおいて、全画素について画像信号に応じた階調を表現するためには、最小単位のパルス幅を非常に小さくする必要がある。画像の画素数を多くするほど、また、画像の階調数を多くするほど、パルス幅の最小単位はさらに小さくなる。高出力のレーザ光源は、小さいパルス幅に応じて正確かつ高速にスイッチングを行うことが非常に困難である。そこで、変調周波数を高めることが困難である場合に、複数のレーザ光を用いて走査を分担させることが考えられる。例えば、光走査装置が被照射領域の水平方向及び垂直方向へレーザ光を走査させる場合、レーザ光を走査させる周波数が垂直方向よりも水平方向のほうが高いとすると、複数のレーザ光を垂直方向へ並列させることにより、走査を分担させることができると考えられる。複数のレーザ光を垂直方向へ並列させる場合、単独のレーザ光を走査させる場合よりも低い変調周波数で画像を表示することが可能である一方、照射領域においてスポット群の軌跡同士の間に大きな隙間が生じてしまう。かかる隙間は、並列させるレーザ光の数が多くなるほど大きくなる。また、水平方向へのスキャンも、画面の水平方向からずれて斜めになってしまう。レーザ光の走査軌跡の隙間が目立ち易くなると、高品質な画像を得ることが困難となる。目立ち易い隙間を生じさせないようにレーザ光を走査させる手段としては、水平方向及び垂直方向のいずれか一方向についての走査線と同数の光源を配置し、一方向のみへ各レーザ光を走査させることが考えられる。走査線と同数の光源を用いる技術としては、例えば、特許文献１に提案されるものがある。

特開２００３−２１８０４号公報

しかしながら、走査線と同数の光源を配置する場合、非常に多くの光源が必要であることから、光走査装置が非常に高価なものとなってしまう。また、垂直方向へ並列させたレーザ光の強度に差がある場合や、垂直方向へ並列させたレーザ光同士の間に隙間がある場合、画像に明るさムラが生じてしまう。レーザ光の強度に差がある場合、予め同等の強度のレーザ光を供給するように光源部を調節することが考えられる。この場合、強度が最も小さいレーザ光に他のレーザ光の出力を合わせることとなるため、本来供給できるレーザ光の明るさや階調を無駄にすることとなる。また、レーザ光同士の隙間がある場合、単に隙間を埋めるようにレーザ光の位置を移動させて走査させることや、隙間を埋めるように予めレーザ光を二次元方向に配列することが考えられる。この場合も、レーザ光の重複が生じる領域と生じない領域とで明るさムラが生じてしまう。このように、従来の技術では、複数のビーム光を用いて走査を分担させる場合に、高品質な画像を表示することが困難であるという問題を生じている。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、複数のビーム光を用いて走査を分担させ、高品質な画像を表示させることが可能な光走査装置、光走査装置の制御方法、及びその光走査装置を用いる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、複数の色光を走査させることにより画像を表示するための光走査装置であって、複数のビーム光を供給する光源部と、光源部からのビーム光を被照射領域において第１の方向と第２の方向へ繰り返し走査させる走査部と、を有し、走査部は、第１の方向へビーム光を走査させる周波数が、第２の方向へビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、被照射領域において第２の方向へビーム光を走査させるごとに、画像の少なくとも一部の画素に対して同じ色光の異なるビーム光を割り当てるように駆動されることを特徴とする光走査装置を提供することができる。

ビーム光の第２の方向への走査は、画像の１フレームに対して１回又は複数回行われる。第２の方向へビーム光を走査させるごとに、同じ色光の異なるビーム光を割り当てて画素を形成することにより、時間の経過とともにビーム光の強度の差を平均化させることが可能となる。また、レーザ光同士の間の隙間がある場合も、時間の経過とともにビーム光の照射領域が平均化されることにより、照射領域の隙間を埋めさせることも可能である。時間の経過とともにレーザ光の強度の差や照射領域を平均化させることが可能であるから、各画素に対して常に同じビーム光を割り当てる従来の場合と比較して、明るさムラを低減することができる。各色光について複数のビーム光を用いて走査を分担させることで、各色光について単独のビーム光を走査させる場合よりも低い変調周波数で画像を表示することが可能である。これにより、複数のビーム光を用いて走査を分担させ、高品質な画像を表示させることが可能な光走査装置を得られる。ビーム光の照射領域を平均化することが可能である場合、画素同士の境目を目立たなくさせることにより、自然な画像を表示させることもできる。

また、本発明の好ましい態様によれば、光源部は、画素に対して同じ色光の異なるビーム光を割り当てるように変換された画像信号に応じて変調されたビーム光を供給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させることが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、光源部は、被照射領域におけるビーム光のスポットが第２の方向に並列されるように構成されることが望ましい。これにより、複数のビーム光を用いて走査を分担させることができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、第１の方向と第２の方向とは互いに略直交し、走査部は、被照射領域において第２の方向へビーム光を走査させるごとに、第１の方向へのビーム光の走査を開始する第２の方向の位置をシフトさせるように駆動されることが望ましい。これにより、第２の方向へビーム光を走査させるごとに各画素に対して異なるビーム光を割り当てることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、走査部は、画素のピッチと略同一の長さを単位として、第１の方向へのビーム光の走査を開始する第２の方向の位置をシフトさせることが望ましい。これにより、ビーム光の強度の差、及びビーム光の照射領域を平均化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、画素のピッチよりも小さい長さを単位として、第１の方向へのビーム光の走査を開始する第２の方向の位置をシフトさせることが望ましい。これにより、ビーム光の強度の差、及びビーム光の照射領域を平均化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、被照射領域において第２の方向へビーム光を走査させるごとに、第２の方向に対する第１の方向の角度を変化させるように駆動されることが望ましい。これにより、ビーム光の強度の差を平均化させ、また照射領域の隙間を埋め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、被照射領域において第２の方向へ所定回数ビーム光を走査させる間に、第２の方向に対する第１の方向の角度を所定の角度範囲において変化させることが望ましい。これにより、ビーム光の強度の差、及びビーム光の照射領域を、より平均化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、被照射領域におけるビーム光の位置を検出する走査位置検出部を有することが望ましい。走査位置検出部からの出力を用いることにより、走査部をフィードバック制御することが可能となる。これにより、走査部を正確に駆動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、光源部は、複数の画素に跨る位置にビーム光が入射する場合に、ビーム光により被照射領域に形成されるスポットのうち画素と重なる領域の割合を用いて重み付けされた階調を表現するようにビーム光を変調することが望ましい。これにより、画素同士の境目における階調を正確に表現し、正確な画像を表示することができる。

さらに、本発明によれば、複数の色光を走査させることにより画像を表示するための光走査装置の制御方法であって、複数のビーム光を供給するビーム光供給工程と、ビーム光を被照射領域において第１の方向と第２の方向へ繰り返し走査させる走査工程と、を含み、走査工程において、ビーム光を第１の方向へ走査させる周波数が、第２の方向へ走査させる周波数に比べて高く、被照射領域において第２の方向へビーム光を走査させるごとに、画像の少なくとも一部の画素に対して同じ色光の異なる前記ビーム光を走査させることを特徴とする光走査装置の制御方法を提供することができる。

本発明の制御方法によれば、時間の経過とともにレーザ光の強度の差や照射領域を平均化させることが可能であるから、各画素に対して常に同じビーム光を割り当てる従来の場合と比較して、明るさムラを低減することができる。各色光について複数のビーム光を用いて走査を分担させることで、各色光について単独のビーム光を走査させる場合よりも低い変調周波数で画像を表示することも可能である。これにより、複数のビーム光を用いて走査を分担させ、高品質な画像を表示させることができる。ビーム光の照射領域を平均化することが可能である場合、画素同士の境目を目立たなくさせることにより、自然な画像を表示させることもできる。

さらに、本発明によれば、光走査装置からの光により画像を表示する画像表示装置であって、光走査装置は、上記の光走査装置であ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。上記の光走査装置を用いることにより、複数のビーム光を用いて走査を分担させ、高品質な画像を表示させることができる。これにより、複数のビーム光を用いて走査を分担させ、高品質な画像を表示可能な画像表示装置を得られる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１００の概略構成を示す。画像表示装置１００は、スクリーン１１０の一方の面にレーザ光を供給し、スクリーン１１０の他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタである。画像表示装置１００に設けられた光走査装置１２０は、走査部２００を用いてレーザ光を走査させる。光走査装置１２０は、レーザ装置１０１、照明光学系１０２、及び走査部２００を有する。画像表示装置１００は、光走査装置１２０からの複数の色光を走査させることにより画像を表示する。

図２は、レーザ装置１０１の概略構成を示す。レーザ装置１０１は、ビーム光である赤色レーザ光（以下、「Ｒ光」という。）を供給するＲ光用光源部１２１Ｒと、ビーム光である緑色レーザ光（以下、「Ｇ光」という。）を供給するＧ光用光源部１２１Ｇと、ビーム光である青色レーザ光（以下、「Ｂ光」）という。）を供給するＢ光用光源部１２１Ｂと、を有する。Ｒ光用光源部１２１Ｒ、Ｇ光用光源部１２１Ｇ、Ｂ光用光源部１２１Ｇは、いずれも、複数のビーム光であるレーザ光を供給する。

各色光用光源部１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂは、それぞれ画像信号に応じて変調された複数のビーム光であるレーザ光を供給する。画像信号に応じた変調は、振幅変調、パルス幅変調のいずれを用いても良い。レーザ装置１０１には、２つのダイクロイックミラー１２４、１２５が設けられている。ダイクロイックミラー１２４は、Ｒ光を透過し、Ｇ光を反射する。ダイクロイックミラー１２５は、Ｒ光及びＧ光を透過し、Ｂ光を反射する。Ｒ光用光源部１２１ＲからのＲ光は、ダイクロイックミラー１２４、１２５を透過した後、レーザ装置１０１から出射する。

Ｇ光用光源部１２１ＧからのＧ光は、ダイクロイックミラー１２４で反射することにより、光路が略９０度折り曲げられる。ダイクロイックミラー１２４で反射したＧ光は、ダイクロイックミラー１２５を透過した後、レーザ装置１０１から出射する。Ｂ光用光源部１２１ＢからのＢ光は、ダイクロイックミラー１２５で反射することにより、光路が略９０度折り曲げられる。ダイクロイックミラー１２５で反射したＢ光は、レーザ装置１０１から出射する。レーザ装置１０１は、このようにして、画像信号に応じて変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を供給する。図１に戻って、レーザ装置１０１からのレーザ光は、照明光学系１０２を経た後走査部２００へ入射する。走査部２００からの光は、投写光学系１０３を経た後、反射部１０５に入射する。照明光学系１０２及び投写光学系１０３は、レーザ装置１０１からのレーザ光をスクリーン１１０上に結像させる。

反射部１０５は、走査部２００からのレーザ光をスクリーン１１０の方向へ反射する。筐体１０７は、筐体１０７内部の空間を密閉する。スクリーン１１０は、筐体１０７の所定の一面に設けられている。スクリーン１１０は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を透過させる透過型スクリーンである。反射部１０５からの光は、スクリーン１１０の、筐体１０７の内部側の面から入射した後、観察者側の面から出射する。観察者は、スクリーン１１０から出射する光を観察することで、画像を鑑賞する。

図３は、走査部２００の概略構成を示す。走査部２００は、反射ミラー２０２と、反射ミラー２０２の周囲に設けられた外枠部２０４とを有する、いわゆる二重ジンバル構造をなしている。外枠部２０４は、回転軸であるトーションばね２０６によって、不図示の固定部に連結されている。外枠部２０４は、トーションばね２０６の捩れと、元の状態への復元とを利用して、トーションばね２０６を中心として回動する。反射ミラー２０２は、トーションばね２０６に略直交する回転軸であるトーションばね２０７によって、外枠部２０４に連結されている。反射ミラー２０２は、レーザ装置１０１からのレーザ光を反射する。反射ミラー２０２は、高反射性の部材、例えばアルミニウムや銀等の金属薄膜を形成することにより構成できる。

反射ミラー２０２は、外枠部２０４がトーションばね２０６を中心として回動することにより、スクリーン１１０においてレーザ光をＹ方向（図１参照）へ走査するように変位する。また、反射ミラー２０２は、トーションばね２０７の捩れと、元の状態への復元とを利用して、トーションばね２０７を中心として回動する。反射ミラー２０２は、トーションばね２０７を中心として回動することにより、反射ミラー２０２で反射したレーザ光をＸ方向へ走査するように変位する。このように、走査部２００は、レーザ装置１０１からのレーザ光をＸ方向とＹ方向へ繰り返し走査させる。

図４は、走査部２００を駆動させるための構成を説明するものである。反射ミラー２０２がレーザ光を反射させる側を表側とすると、第１の電極３０１、３０２は、外枠部２０４の裏側の空間であって、トーションばね２０６に関して略対称な位置にそれぞれが設けられている。第１の電極３０１、３０２に電圧を印加すると、第１の電極３０１、３０２と、外枠部２０４との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。外枠部２０４は、第１の電極３０１、３０２に交互に電圧を印加することにより、トーションばね２０６を中心として回動する。

トーションばね２０７は、詳細には、第１のトーションばね３０７と第２のトーションばね３０８とで構成されている。第１のトーションばね３０７と第２のトーションばね３０８との間には、ミラー側電極３０５が設けられている。ミラー側電極３０５の裏側の空間には、第２の電極３０６が設けられている。第２の電極３０６に電圧を印加すると、第２の電極３０６とミラー側電極３０５との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。第２の電極３０６のいずれにも同位相の電圧を印加すると、反射ミラー２０２は、トーションばね２０７を中心として回動する。走査部２００は、このようにして反射ミラー２０２を回動させることで、レーザ光を二次元方向へ走査させる。走査部２００は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作成することができる。

走査部２００は、例えば画像の１フレーム期間において、垂直方向であるＹ方向へ１回レーザ光を走査させる間に、水平方向であるＸ方向について複数回レーザ光を往復させるように反射ミラー２０２を変位させる。Ｘ方向を第１の方向、Ｙ方向を第１の方向に略直交する第２の方向とすると、走査部２００は、第１の方向へレーザ光を走査する周波数が、第２の方向へレーザ光を走査する周波数に比べて高くなるように駆動される。なお、Ｘ方向へのレーザ光の走査を高速に行うために、走査部２００は、トーションばね２０７を中心として反射ミラー２０２を共振させる構成とすることが望ましい。反射ミラー２０２を共振させることにより、反射ミラー２０２の変位量を増大させることができる。反射ミラー２０２の変位量を増大させることにより、走査部２００は、少ないエネルギーで効率良くレーザ光を走査することができる。なお、反射ミラー２０２は、共振を用いず駆動することとしても良い。

なお、走査部２００は、電位差に応じた静電力によって駆動する構成に限られない。例えば、圧電素子の伸縮力や電磁力を用いて駆動する構成であっても良い。走査部２００は、Ｘ方向にレーザ光を走査する反射ミラーと、Ｙ方向にレーザ光を走査する反射ミラーとを設ける構成としても良い。さらに、走査部２００は、ガルバノミラーを用いる構成に限らず、複数のミラー片を有する回転体を回転させるポリゴンミラーを用いても良い。

図５は、Ｒ光用光源部１２１Ｒからのレーザ光の光路を説明するものである。本実施例及び以下の実施例では、各色光用光源部のうちＲ光用光源部１２１Ｒからのレーザ光を供給するための構成を代表例として説明することとし、また説明に不要な構成の図示を省略している。Ｒ光用光源部１２１Ｒは、４つの開口部５０１を有している。各開口部５０１は、それぞれ独立に変調されたレーザ光を供給する。

Ｒ光用光源部１２１Ｒと走査部２００との間に設けられた照明光学系１０２は、凸レンズ５０２と凹レンズ５０３とを組み合わせて構成することができる。照明光学系１０２は、凸レンズ５０２の収束作用、及び凹レンズ５０３の拡散作用により、Ｒ光用光源部１２１Ｒからのレーザ光を画素ピッチと略同一の間隔で出射させる。走査部２００とスクリーン１１０との間の投写光学系１０３は、Ｒ光用光源部１２１Ｒからのレーザ光をスクリーン１１０上に結像させる。照明光学系１０２及び投写光学系１０３を用いることにより、スクリーン１１０に高精細な画像を表示することができる。

図６は、Ｒ光用光源部１２１Ｒにおける開口部５０１の配置について説明するものである。Ｒ光用光源部１２１Ｒ上のａ方向、及びａ方向に略直交するｂ方向が、それぞれスクリーン１１０上のＸ方向及びＹ方向に対応しているとすると、４つの開口部５０１は、ｂ方向に配列されている。各開口部５０１からのレーザ光により、スクリーン１１０上には、Ｙ方向に４つのスポットＳＰが並列される。光源部は、被照射領域であるスクリーン１１０におけるレーザ光のスポットＳＰが第２の方向であるＹ方向に並列されるように構成されている。

図５に戻って、走査部２００の周辺には、検出用光源部５１１及び走査位置検出部５１２が設けられている。検出用光源部５１１及び走査位置検出部５１２は、走査部２００がＲ光用光源部１２１Ｒからのレーザ光を反射させる側とは反対側の空間に設けられている。走査位置検出部５１２は、走査部２００の反射ミラー２０２（図３参照）で反射した検出用光源部５１１からの検出光により、二次元方向における走査部２００の変位を検出する。走査位置検出部５１２からの出力により、スクリーン１１０におけるレーザ光の位置を検知することができる。なお、反射ミラー２０２のうち少なくとも検出光が入射する部分に、表面と同様に高反射性の部材を形成しても良い。高反射性の部材で検出光を反射する構成とすることにより、走査位置検出部５１２にてＳ／Ｎ比が高い信号を得ることができる。検出用光源部５１１及び走査位置検出部５１２は、走査部２００がＲ光用光源部１２１Ｒからのレーザ光を反射させる側の空間に設けることとしても良い。

図７は、本実施例との比較として、従来の光走査装置によるレーザ光の走査について説明するものである。図７において上方向はプラスＹ方向、右方向はプラスＸ方向である。任意の第ｎフレームにおいて、Ｒ光用光源部１２１Ｒからの４つのレーザ光の走査は、スクリーン１１０の入射側から見てスクリーン１１０の左上部から開始する。４つのレーザ光を右方向へ１回走査させることにより、第ｎフレームの１行目から４行目までの画素が形成される。次に、走査位置を下方向へ移動させた後それまでとは逆の左方向へ４つのレーザ光を走査させることにより、第ｎフレームの５行目から８行目までの画素が形成される。これを繰り返すことにより、第ｎフレームの画像が形成される。

第（ｎ＋１）フレーム及び第（ｎ＋２）フレームについても、４つのレーザ光を第ｎフレームと同様に走査させる。従来の光走査装置を用いる場合、各画素には、各フレームにおいて常に同じレーザ光が割り当てられる。各レーザ光の強度に差を生じる場合、時間の経過とともに、レーザ光を走査させるラインごとの明るさムラが顕著に表れてしまう。このような明るさムラを低減する手段としては、各レーザ光が同等の強度となるように光源部を調節することが考えられる。この場合、強度が最も小さいレーザ光に他のレーザ光の出力を合わせることとなるため、本来供給できるレーザ光の明るさや階調を無駄にすることとなる。なお、図中、レーザ光の走査軌跡を示す矢印の太さの違いは、レーザ光の強度の差を表すものとする。

図８は、従来の光走査装置における他の不具合について説明するものである。図８に示すようにレーザ光を走査させる場合、４つのレーザ光をＸ方向へ１回走査させる時間は、単独のレーザ光であればＸ方向について２往復させる時間に相当する。このため４つのスポットＳＰをＹ方向へ並列させることにより、単独のレーザ光を用いる場合よりも低い変調周波数で画像を表示することが可能となる。その一方、Ｘ方向へのレーザ光の走査が遅くなることにより、Ｘ方向へ１回レーザ光が走査する間における、Ｙ方向へのレーザ光の移動量が大きくなる。従来の光走査装置は、各フレームにおいて各レーザ光は常に同じ軌跡上を走査する。各レーザ光が常に同じ軌跡上を走査することにより、時間の経過とともに、図８においてハッチングを付して示すように、スポットＳＰ群の軌跡同士の間に暗い部分が生じてしまう。

図９は、本実施例の光走査装置１２０によるレーザ光の走査について説明するものである。第ｎフレームでは、図７に示す従来の光走査装置と同様に各レーザ光を走査させる。次に、第（ｎ＋１）フレームでは、第ｎフレームの画像を表示するときより４つのレーザ光を１画素分上にシフトさせた位置からレーザ光の走査を開始させる。第（ｎ＋１）フレームでは、第（ｎ＋１）フレームの画像を表示するときより４つのレーザ光をさらに１画素分上にシフトさせた位置からレーザ光の走査を開始させる。走査部２００は、被照射領域であるスクリーン１１０において第２の方向であるＹ方向へレーザ光を走査させるごとに、第１の方向であるＸ方向へのレーザ光の走査を開始するＹ方向の位置をシフトさせるように駆動される。

図１０は、第２の方向であるＹ方向へのレーザ光のシフトについて説明するものである。ここでは、スクリーン１１０上に現れる４つのスポットＳＰにそれぞれ１〜４の数字を付して説明を行うものとする。第ｎフレームでは、１行目〜４行目の画素Ｐには、それぞれスポットＳＰ１、２、３、４が割り当てられる。次の第（ｎ＋１）フレームでは、各スポットＳＰは１画素分上にシフトされ、１〜３行目の画素Ｐには、それぞれスポットＳＰ２、３、４が割り当てられる。スポットＳＰ２、３、４がそれぞれ１〜３行目の画素Ｐ上を移動する間、スポットＳＰ１はスクリーン１１０の外を走査することとなるため、スポットＳＰ１を形成するレーザ光の供給は停止される。４行目の画素Ｐには、左方向へ移動するスポットＳＰ１が割り当てられる。

さらに次の第（ｎ＋２）フレームでは、各スポットＳＰは１画素分さらに上にシフトされ、１、２行目の画素Ｐには、それぞれスポットＳＰ３、４が割り当てられる。スポットＳＰ３、４がそれぞれ１、２行目の画素Ｐ上を移動する間、スポットＳＰ１、２はスクリーン１１０の外を走査することとなるため、スポットＳＰ１、２を形成するレーザ光の供給は停止される。３、４行目の画素Ｐには、左方向へ移動するスポットＳＰ１、２がそれぞれ割り当てられる。このように、本実施例では、被照射領域であるスクリーン１１０において第２の方向であるＹ方向へレーザ光を走査させるごとに、各画素Ｐに対して、同じ色光の異なるレーザ光が割り当てられる。また、Ｘ方向へのレーザ光の走査を開始するＹ方向の位置は、画素Ｐのピッチと略同一の長さを単位としてシフトさせる。

Ｇ光用光源部１２１Ｇからのレーザ光、Ｂ光用光源部１２１Ｂからのレーザ光についても、Ｒ光用光源部１２１Ｒからのレーザ光と同様に走査される。なお、レーザ光の走査位置をシフトさせる態様は本実施例で説明するものに限られない。例えば、フレームごとに１画素分上にシフトさせる場合に限られず、１画素分下にシフトさせても良い。また、常に画素ピッチと略同一の長さごとシフトさせる場合に限られず、画素ピッチの長さを２倍以上させた分一度にシフトさせても良い。さらに、１フレームごとにレーザ光の走査位置をシフトさせる場合に限られない。１フレームにつきＹ方向への走査を複数回行う場合には、１フレームの中でＹ方向への走査ごとにレーザ光の走査位置をシフトさせることとしても良い。Ｙ方向への毎回の走査ごとにレーザ光の走査位置をシフトさせるほか、Ｙ方向への２回以上の走査ごとにレーザ光の走査位置をシフトさせても良い。

本発明の光走査装置１２０は、各色光について複数のレーザ光を用いて走査を分担させることで、各色光について単独のレーザ光を走査させる場合よりも低い変調周波数で画像を表示することが可能である。また、Ｙ方向へレーザ光を走査させるごとに同じ色光の異なるレーザ光を各画素に割り当てることにより、時間の経過とともにレーザ光の強度の差を平均化させることが可能となる。また、レーザ光の走査位置を移動させることにより、走査軌跡の間の隙間も埋め合わせることが可能である。時間の経過とともにレーザ光の強度の差を平均化させ、かつ走査軌跡の隙間を埋め合わせることが可能であるから、各画素に対して常に同じレーザ光を割り当てる従来の光走査装置を用いる場合と比較して、明るさムラを低減することができる。これにより、複数のビーム光を用いて走査を分担させ、高品質な画像を表示させることができるという効果を奏する。

図１１は、光走査装置１２０を制御するための構成を説明するものである。画像信号入力部７１１は、入力端子から入力された画像信号の特性補正や増幅等を行う。また、画像信号入力部７１１は、例えば、アナログ式の画像信号を、ディジタル式の光源変調用パルス信号に変換する。同期／画像分離部７１２は、画像信号入力部７１１からの信号を、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれについての画像情報信号、垂直同期信号、水平同期信号に分離し、制御部７１３へ出力する。制御部７１３は、画像情報をフレームごとの情報に分けて、フレームメモリ７１４へ出力する。

制御部７１３は、ＲＯＭ７２５及びＲＡＭ７２６の情報を参照して、各色光用光源部及び走査部２００を制御する。ＲＯＭ７２５には、レーザ光の走査位置をＹ方向へシフトさせるシフト量の最小値、最大値、及びシフト周期のデータが格納されている。シフト周期とは、最小値と最大値との間で一通りシフト量を変化させる時間である。本実施例においてレーザ光を走査させるパターンとしては、図９に示す３パターンのほか、スポットＳＰ４を１行目の画素に割り当てる１パターンが考えられる。各色光について４つのレーザ光を走査させる場合、かかる４つのパターンによりレーザ光を走査させることにより、各画素に４つのレーザ光を１回ずつ割り当てることが可能である。このため、シフト周期としては、４フレーム分の時間を設定することができる。また、シフト量は、４つのレーザ光が１〜４行目の画素に割り当てられる場合（図９に示す第ｎフレームのパターン）を基準とし、０（ゼロ）を最小値、及び画素ピッチの３倍の長さを最大値と設定することができる。

図１２は、各画素に対して異なるレーザ光を割り当てるように各色光用光源部及び走査部２００を制御する工程のフローチャートを示す。ＲＡＭ７２６で参照されたカウンタ値が０である場合、制御部７１３は、ステップＳ１１において、カウンタ値に対応するシフト量を演算し、ＲＡＭ７２６に出力する。制御部７１３は、ＲＯＭ７２５を参照し、カウンタ値（０〜３）に対するシフト量を、例えば、単位長さである画素ピッチごとの乱数として発生させる。ＲＡＭ７２６には、フレームのカウンタ値、及びカウンタ値に対応するシフト量が記憶される。

次に、制御部７１３は、ステップＳ１２において、カウンタ値０に対応するシフト量（例えば、画素ピッチの長さ）を読み出す。画像処理部７２１は、ステップＳ１３において、画素ピッチの長さだけレーザ光の走査位置をシフトさせる場合における反射ミラー２０２の振れ角、１フレーム中のＸ方向への走査回数等の走査情報を演算し、ＲＡＭ７２６へ出力する。走査制御部７２３は、ステップＳ１４において、垂直同期信号、水平同期信号、及びＲＡＭ７２６に記憶された情報に基づいて、走査部２００を駆動する駆動信号を生成する。走査駆動部７１５は、制御部７１３からの駆動信号に応答して走査部２００を駆動する。画像処理部７２１は、ステップＳ１５において、走査情報の演算結果を用いて画像信号を変換し、ＲＡＭ７２６へ出力する。光源制御部７２２は、ステップＳ１６において、ＲＡＭ７２６に記憶された情報に基づいて、１フレームごとの画像情報信号を出力する。

制御部７１３は、ステップＳ１６における画像情報信号の出力を行った後、ステップＳ１７において、カウンタ値を１増加させる。ステップＳ１８においてカウンタ値が４以外の数値である場合、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１８においてカウンタ値が４である場合、ステップＳ１９にてカウンタ値を初期値０に戻し、ステップＳ１１に戻る。なお、図１０に示す第ｎフレームのパターンからレーザ光の走査位置をシフトさせると、１フレーム中のＸ方向への走査回数を増加させる必要が生じる。１フレーム中の走査回数が増加することに対しては、１フレームの時間を変更させず走査速度を増加させる措置、及び走査速度を変更させず１フレームの時間を長くする措置のいずれも採ることとしても良い。

図１１に戻って、走査位置検出部５１２は、スクリーン１１０におけるレーザ光の位置を検知し、走査位置情報を制御部７１３へ出力する。また、走査位置検出部５１２は、レーザ光をＸ方向へ走査させる反射ミラー２０２の振り角、及びレーザ光をＹ方向へ走査させる反射ミラー２０２の振り角を検出する。走査位置検出部５１２は、反射ミラー２０２をＹ方向へ走査させる振り角からフレーム開始信号Ｆ＿Ｓｙｎｃ、反射ミラー２０２をＸ方向へ走査させる振り角からライン開始信号Ｌ＿Ｓｙｎｃをそれぞれ生成し、制御部７１３へ出力する。

走査制御部７２３は、走査位置検出部５１２からの走査位置情報に基づいて、走査部２００をフィードバック制御する。これにより、走査部２００を正確に駆動させることができる。制御部７１３は、フレーム開始信号Ｆ＿Ｓｙｎｃ、ライン開始信号Ｌ＿Ｓｙｎｃから演算された線速、及び垂直同期信号、水平同期信号に基づいて、画素タイミングクロックを生成する。画素タイミングクロックは、レーザ光が各画素上を通るタイミングを知るための信号であって、画像信号に応じて変調されたレーザ光を正確な位置に入射させるためのものである。

Ｒ分担制御部７３１Ｒは、制御部７１３から入力された画像情報信号に基づいて、４つのレーザ光に対する駆動信号を生成する。Ｒ光源駆動部７３２Ｒは、Ｒ分担制御部７３１Ｒからの駆動信号に基づいて、Ｒ光用光源部１２１Ｒを駆動させる。Ｇ分担制御部７３１Ｇは、制御部７１３から入力された画像情報信号に基づいて、４つのレーザ光に対する駆動信号を生成する。Ｇ光源駆動部７３２Ｇは、Ｇ分担制御部７３１Ｇからの駆動信号に基づいて、Ｇ光用光源部１２１Ｇを駆動させる。Ｂ分担制御部７３１Ｂは、制御部７１３から入力された画像情報信号に基づいて、４つのレーザ光に対する駆動信号を生成する。Ｂ光源駆動部７３２Ｂは、Ｂ分担制御部７３１Ｂからの駆動信号に基づいて、Ｂ光用光源部１２１Ｂを駆動させる。各色光用光源部は、画素に対して同じ色光の異なるレーザ光を割り当てるように変換された画像信号に応じてレーザ光を供給する。本実施例の画像表示装置１００は、このようにして、スクリーン１１０においてＹ方向へレーザ光を走査させるごとに、各画素に対して同じ色光の異なるレーザ光を割り当てて画像を表示することができる。

なお、光走査装置１２０は、各色光について４つのレーザ光を供給する構成に限られず、各色光について複数のレーザ光を供給する構成であれば良い。また、１つの走査部２００を用いて各色光を走査させる場合に限られず、例えば、色光ごと異なる走査部を用いることとしても良い。この場合、色光ごとにレーザ光の本数を異ならせることとしても良い。また、各色光用光源部は、複数の開口部を備える構成に限らず、単独のレーザ光を供給する複数のレーザ光源を配列させても良い。さらに、レーザ光を供給する開口部は、一方向に並列させる場合に限らず、２方向にアレイ状に設けることとしても良い。

光走査装置１２０は、アナログ信号である画像信号をディジタル式の光源変調用パルス信号に変換する構成に限られない。例えば、画像信号入力部７１１は、ディジタル信号である画像信号をアナログ式の光源変調用強度信号に変換することとしても良い。また、画像信号入力部７１１は、ディジタル信号である画像信号を、ディジタル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。

図１３は、本実施例の変形例に係る光走査装置によるレーザ光の走査の態様を説明するものである。本変形例の光走査装置は、走査部により、画素のピッチよりも小さい長さを単位として、第１の方向への走査を開始する第２の方向の位置をシフトさせることを特徴とする。本変形例の各色光用光源部は、画素のピッチと略同一の間隔を有する２つのスポットＳＰがＹ方向に並列されるように構成されている。また、各色光用光源部は、スポットＳＰ１、２がいずれも画素よりも小さい領域となるように調節されている。

図１３では、隣接する３つのフレーム中画素Ｐｍ及びその近傍を通過するタイミングにおけるレーザ光の走査位置を表している。任意の第ｎフレームにおいて、スポットＳＰ１、２は、それぞれ画素Ｐｍの上側部、Ｐ（ｍ＋１）の上側部を通過する。次の第（ｎ＋１）フレームでは、第ｎフレームの画像を表示するときより２つのレーザ光を約２分の１画素分上にシフトさせた位置からレーザ光の走査を開始させる。レーザ光の走査位置をシフトさせることで、第（ｎ＋１）フレームにおいて、スポットＳＰ１、２は、それぞれ画素Ｐ（ｍ＋１）の下側部、Ｐｍの下側部を通過する。

さらに次の第（ｎ＋１）フレームでは、スポットＳＰ１、２は２分の１画素分さらに上にシフトされる。第（ｎ＋１）フレームにおいて、スポットＳＰ１、２は、それぞれ画素Ｐ（ｍ＋１）の中央部、Ｐｍの中央部を通過する。レーザ光のシフト量やシフトの周期は、時間の経過とともにレーザ光の強度の差を平均化させることが可能な値を適宜設定することができる。

図１４は、従来の光走査装置における不具合について説明するものである。従来の光走査装置では、レーザ光同士の隙間がある場合に、単に隙間を埋めるようにレーザ光の位置を移動させることや、隙間を埋めるように予めレーザ光を二次元方向に並列する構成が考えられている。この場合、レーザ光の重複が生じるハッチングを付した領域と、重複が生じない白抜きの領域とで、明るさムラが生じてしまう。

本変形例の場合、Ｙ方向へレーザ光を走査させるごとにレーザ光をシフトさせることにより、上記の光走査装置１２０の場合と同様に、時間の経過とともにレーザ光の強度の差を平均化させることができる。また、画素のピッチよりも小さい長さを単位としてＹ方向の位置をシフトさせることにより、レーザ光同士の間の隙間がある場合も、時間の経過とともにレーザ光の照射領域が平均化される。レーザ光の照射領域を平均化させることにより、照射領域の隙間を埋めさせることが可能である。これにより、複数のビーム光を用いて走査を分担させ、高品質な画像を表示させることができる。さらに、レーザ光の照射領域を平均化することにより、画素同士の境目を目立たなくさせ、自然な画像を表示させることも可能となる。なお、レーザ光のスポットＳＰが画素よりも小さい場合に限られず、スポットＳＰが画素と略同じ大きさである場合も、レーザ光の照射領域を平均化させることにより高品質な画像を表示することができる。

図１５は、本発明の実施例２に係る光走査装置について説明するものであって、レーザ光の走査の態様を示すものである。本実施例の光走査装置は、上記実施例１に係る画像表示装置１００に適用することができる。上記実施例１は、第２の方向へ１回レーザ光を走査させる間に、第２の方向に対して略直交する第１の方向へ複数回レーザ光を往復させる構成である。これに対して、本実施例の光走査装置は、第２の方向へ１回レーザ光を走査させる間に複数回レーザ光を往復させる第１の方向を変化させる。本実施例は、被照射領域において第２の方向へレーザ光を走査させるごとに、第２の方向に対する第１の方向の角度を変化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。本実施例において第２の方向とは、上記実施例１と同様に、Ｙ方向である。

任意の第ｎフレームでは、Ｘ方向に対して右下がりの方向を第１の方向としてレーザ光を走査させる。矢印のうち破線で示す部分は、レーザ光の供給を停止させることを示している。次の第（ｎ＋１）フレームでは、第１の方向を右上がりの方向に変化させる。さらに次の第（ｎ＋２）フレームでは、第１の方向を水平方向であるＸ方向に変化させる。このようにして、被照射領域であるスクリーン１１０において第２の方向であるＹ方向へレーザ光を走査させるごとに、第２の方向であるＹ方向に対する第１の方向の角度を変化させる。本実施例では、第２の方向であるＹ方向に対して直交するＸ方向を基準として、第１の方向の角度の変化を説明する。走査部は、図１６に示すように、Ｘ方向を基準として反時計回りにθ１、時計回りにθ２の角度範囲内において、レーザ光を走査させる第１の方向を変化させる。

光走査装置を制御するための構成は、図１０に示す上記実施例の構成と同様である。ＲＯＭ７２５には、Ｘ方向に対する第１の方向の角度の最小値、最大値、及び角度を変化させる周期のデータが格納されている。周期としては、時間の経過とともにレーザ光の強度の差を平均化させることが可能な値を適宜設定でき、例えば、３０フレーム分の時間とすることができる。また、第１の方向の角度は、Ｘ方向である０度を基準とし、図１６に示す＋θ１を最大値、及び−θ２を最小値と設定することができる。＋θ１、−θ２は、例えば、＋１５度、−１４度とすることができる。

図１７は、Ｙ方向へレーザ光を走査させるごとに第１の方向の角度を変化させるように各色光用光源部及び走査部を制御する工程のフローチャートを示す。ＲＡＭ７２６で参照されたカウンタ値が０である場合、制御部７１３は、ステップＳ２１において、カウンタ値に対応する角度を演算し、ＲＡＭ７２６に出力する。制御部７１３は、ＲＯＭ７２５を参照し、カウンタ値（０〜２９）に対する角度を、例えば、１度ごとの乱数として発生させる。ＲＡＭ７２６は、フレームのカウンタ値、及びカウンタ値に対応する角度が記憶される。

次に、制御部７１３は、ステップＳ２２において、カウンタ値０に対応する角度（例えば、＋８度）を読み出す。画像処理部７２１は、ステップＳ２３において、Ｘ方向に対する第１の方向の角度を＋８度とする場合の走査情報を演算し、ＲＡＭ７２６へ出力する。走査情報とは、例えば、反射ミラー２０２の振れ角、第１の方向へのレーザ光の走査を開始させる位置、１フレーム中の第１の方向への走査回数、第１の方向への走査速度、Ｙ方向への走査速度等のデータである。第１の方向へのレーザ光の走査を開始させる位置は、例えば、画像の外縁部の画素に割り当てられるレーザ光、及び反射ミラー２０２の振れ角によって決定することが可能である。

走査制御部７２３は、ステップＳ２４において、垂直同期信号、水平同期信号、及びＲＡＭ７２６に記憶された情報に基づいて、走査部２００を駆動する駆動信号を生成する。走査駆動部７１５は、制御部７１３からの駆動信号に応答して走査部２００を駆動する。画像処理部７２１は、ステップＳ２５において、走査情報の演算結果を用いて画像信号を変換し、ＲＡＭ７２６へ出力する。光源制御部７２２は、ステップＳ２６において、ＲＡＭ７２６に記憶された情報に基づいて、１フレームごとの画像情報信号を出力する。

図１８は、レーザ光が２つの画素に跨る位置に入射する場合における階調の決定について説明するものである。画素Ｐｍ、及び画素Ｐ（ｍ−１）上を走査するレーザ光により順次移動するスポットＳＰを、ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃと示している。画素Ｐ（ｍ−１）は、画素ＰｍのプラスＹ側に隣接する。スポットＳＰｂの中心点は、画素Ｐ（ｍ−１）の中心点、及び画素Ｐｍの中心点を通過する中心線Ｎと一致している。スポットＳＰａの中心点は、画素ＰｍのマイナスＸ側の境界線Ｌａと一致している。スポットＳＰｃの中心点は、画素ＰｍのプラスＸ側の境界線Ｌｂと一致している。

図１９は、スポットＳＰｂを示す。スポットＳＰｂのうち画素Ｐ（ｍ−１）に重なる領域ＡＲ１の面積と、画素Ｐｍに重なる領域ＡＲ２の面積との比率が３対７であるとする。画像信号に応じて画素Ｐ（ｍ−１）、画素Ｐｍで表現すべき階調がそれぞれＭ（ｍ−１）、Ｍｍである場合、スポットＳＰｂにおける階調Ｍｂは、以下の式により決定することができる。
Ｍｂ＝０．３×Ｍ（ｍ−１）＋０．７×Ｍｍ

このように、２つの画素に跨る位置にレーザ光が入射する場合の階調は、被照射領域であるスクリーン１１０において形成されるスポットのうち画素と重なる領域の割合で重み付けすることにより決定される。スポットがＳＰａからＳＰｃへ移動する間、レーザ光は、上記の式により決定された階調Ｍｂを表現するように変調される。レーザ光が２つの画素に跨る場合に限らず、３つの画素、４つの画素に跨る場合も、重なる領域の割合で重み付けすることにより階調が決定される。このように画像信号を変換することにより、画素に対してレーザ光を斜めに走査させる場合であっても画素同士の境目における階調を正確に表現し、正確な画像を表示することができる。なお、スポットＳＰａ、ＳＰｃについてもスポットＳＰｂと同様にして、画素と重なる領域の割合で重み付けされた階調を決定することとしても良い。さらに、図１３に示す上記実施例１の場合も、本実施例の場合と同様に、画素と重なる領域の割合で重み付けされた階調を決定することとしても良い。

図１７に戻って、光源制御部７２２は、ステップＳ２６において、ＲＡＭ７２６に記憶された情報に基づいて、１フレームごとの画像情報信号を出力する。制御部７１３は、ステップＳ２６における画像情報信号の出力を行った後、ステップＳ２７において、カウンタ値を１増加させる。ステップＳ２８においてカウンタ値が３０以外の数値である場合、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ２８においてカウンタ値が３０である場合、ステップＳ２９にてカウンタ値を初期値０に戻し、ステップＳ２１に戻る。以上の工程により、被照射領域であるスクリーン１１０においてＹ方向へ所定回数レーザ光を走査させる間に、第１の方向の角度を所定の角度範囲において変化させることが可能となる。

本実施例の場合、スクリーン１１０においてＹ方向へレーザ光を走査させるごとに、画像の少なくとも一部の画素に対して同じ色光の異なるレーザ光を割り当てて画像を表示することができる。なお、図１５に示す第（ｎ＋２）フレームのパターンからレーザ光を走査させる第１の方向の角度を変化させる場合、１フレーム中の第１の方向への走査回数を増加させる必要が生じる。１フレーム中の走査回数が増加することに対しては、上記実施例１の場合と同様に、１フレームの時間を変更させず走査速度を増加させる措置、及び走査速度を変更させず１フレームの時間を長くする措置のいずれも採ることとしても良い。

レーザ光を往復させる第１の方向を変化させることで、画像の少なくとも一部の画素に対して、同じ色光の異なるレーザ光を割り当てることが可能となる。本実施例の場合も、上記実施例１の場合と同様に、ビーム光の強度の差を平均化させ、また照射領域の隙間を埋めさせることができる。これにより、複数のビーム光を用いて走査を分担させ、高品質な画像を表示させることができる。また、レーザ光の照射領域を平均化することにより、画素同士の境目を目立たなくさせ、自然な画像を表示させることも可能となる。本実施例の場合も１フレームにつきＹ方向への走査を複数回行う場合には、１フレームの中でＹ方向への走査ごとに第１の方向の角度を変化させることとしても良い。

図２０は、本実施例の変形例に係る光走査装置について説明するものである。本変形例では、第１の方向へのレーザ光の走査を開始させる位置を決定する方法について説明する。本変形例の各色光用光源部は、Ｙ方向における画素の長さと略同一の直径を有する２つのスポットＳＰがＹ方向に並列されるように構成されている。図２０には、Ｘ方向に対して右下がりの方向を第１の方向として２つのレーザ光を走査させる状態を示している。第１の方向への１回目の走査は、スクリーン１１０外の位置から開始し、スクリーン１１０上の位置で終了する。本変形例においても、スクリーン１１０外ではレーザ光の供給を停止させる。

図２１は、第１の方向への１回目の走査を終了させる位置、及びその周辺位置におけるスポットＳＰを表す。２つのスポットのうち上側のスポットＳＰ１は、画像中の右上角の画素Ｐｒ１上を移動する。第１の方向への１回目のレーザ光の走査を開始させる位置は、スポットＳＰ１が画素Ｐｒ１上を通過するような位置に決定される。第１の方向への２回目の走査は、画素Ｐｒ１から２つ下の画素Ｐｒ３上をスポットＳＰ１が移動するような位置に決定される。

図２０に戻って、Ｙ方向へレーザ光が１回走査する間における第１の方向への最後の走査軌跡ＳＣｎは、２つのスポットのうち下側のスポットＳＰ２が画像中の左下角の画素上を通過する位置となる。第１の方向への最後にレーザ光の走査を開始させる位置は、スポットＳＰ２が画像の左下角の画素上を通過するような位置に決定される。このようにして、第１の方向へのレーザ光の走査を開始させる位置を決定することができる。なお、スポットＳＰは、画素の長さと略同一の直径を有する場合に限らず、画素の長さより小さい直径を有する場合も、本変形例と同様にレーザ光の走査開始位置を決定することとしても良い。また、図２２に示すように、２つのレーザ光がスクリーン１１０の外を走査する間は、水平方向へ走査部２００を振ることとしても良い。

図２３は、本発明の実施例３に係る画像表示装置１７００の概略構成を示す。画像表示装置１７００は、観察者側に設けられたスクリーン１７０５にレーザ光を供給し、スクリーン１７０５で反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタである。画像表示装置１７００は、上記実施例１と同様に、光走査装置１２０を有する。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。光走査装置１２０からのレーザ光は、投写光学系１０３を透過した後、スクリーン１７０５に入射する。本実施例の場合も、複数のレーザ光を用いて走査を分担し、高品質な画像を表示することができる。

なお、上記各実施例において、各色光用光源部にはレーザ光を供給する面発光レーザを用いる構成としているが、ビーム光を供給可能な構成であれば、これに限られない。例えば、各色光用光源部には、半導体レーザや固体レーザ、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等の固体発光素子のほか、液体レーザやガスレーザを用いる構成としても良い。また、本発明の光走査装置は、画像表示装置に用いる以外に、例えば、レーザプリンタ等の、レーザ光を走査させる電子機器に用いることとしても良い。

以上のように、本発明に係る光走査装置は、画像信号に応じて光を走査させる画像表示装置に用い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。 レーザ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。 レーザ光の光路を説明する図。 Ｒ光用光源部における開口部の配置について説明する図。 従来の光走査装置によるレーザ光の走査について説明する図。 従来の光走査装置によるレーザ光の走査について説明する図。 光走査装置によるレーザ光の走査について説明する図。 Ｙ方向へのレーザ光のシフトについて説明する図。 光走査装置を制御するための構成を説明する図。 各色光用光源部及び走査部を制御する工程のフローチャートを示す図。 実施例１の変形例に係る光走査装置について説明する図。 従来の光走査装置における不具合について説明する図。 本発明の実施例２に係る光走査装置について説明する図。 Ｘ方向に対する第１の方向の角度範囲を説明する図。 各色光用光源部及び走査部を制御する工程のフローチャートを示す図。 ２つの画素に跨るレーザ光の階調の決定について説明する図。 スポットを示す図。 実施例２の変形例に係る光走査装置について説明する図。 スポットを示す図。 走査部を駆動させる他の態様を説明する図。 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

１００ 画像表示装置、１０１ レーザ装置、１０２ 照明光学系、１０３ 投写光学系、１０５ 反射部、１０７ 筐体、１１０ スクリーン、１２０ 光走査装置、２００ 走査部、１２１Ｒ Ｒ光用光源部、１２１Ｇ Ｇ光用光源部、１２１Ｂ Ｂ光用光源部、１２４、１２５ ダイクロイックミラー、２０２ 反射ミラー、２０４ 外枠部、２０６ トーションばね、２０７ トーションばね、３０１、３０２ 第１の電極、３０５ ミラー側電極、３０６ 第２の電極、３０７ 第１のトーションばね、３０８ 第２のトーションばね、５０１ 開口部、５０２ 凸レンズ、５０３ 凹レンズ、５１１ 検出用光源部、５１２ 走査位置検出部、ＳＰ スポット、Ｐ 画素、７１１ 画像信号入力部、７１２ 同期／画像分離部、７１３ 制御部、７１４ フレームメモリ、７１５ 走査駆動部、７２１ 画像処理部、７２２ 光源制御部、７２３ 走査制御部、７２５ ＲＯＭ、７２６ ＲＡＭ、７３１Ｒ Ｒ分担制御部、７３１Ｇ Ｇ分担制御部、７３１Ｂ Ｂ分担制御部、７３２Ｒ Ｒ光源駆動部、７３２Ｇ Ｇ光源駆動部、７３２Ｂ Ｂ光源駆動部、Ｎ 中心線、Ｌａ、Ｌｂ 境界線、１７００ 画像表示装置、１７０５ スクリーン

Claims (9)

1. 複数の色光を走査させることにより画像を表示するための光走査装置であって、
   複数のビーム光を供給する光源部と、
   前記光源部からの前記ビーム光を被照射領域において第１の方向と第２の方向へ繰り返し走査させる走査部と、を有し、
   前記走査部は、
   前記第１の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数が、前記第２の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、
   前記被照射領域において、前記画像の１フレームに１回又は複数回、前記第２の方向へ前記ビーム光を走査させるごとに、前記第２の方向に対する前記第１の方向の角度を変化させるように駆動されることを特徴とする光走査装置。
2. 前記走査部は、前記被照射領域において前記第２の方向へ前記ビーム光を走査させるごとに、前記画像の少なくとも一部の画素に対して、同じ色光の異なるビーム光を割り当てるように駆動されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光源部は、前記画素に対して同じ色光の異なる前記ビーム光を割り当てるように変換された画像信号に応じて前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記光源部は、複数の前記画素に跨る位置に前記ビーム光が入射する場合に、前記ビーム光により前記被照射領域に形成されるスポットのうち前記画素と重なる領域の割合を用いて重み付けされた階調を表現するように前記ビーム光を変調することを特徴とする請求項２又は３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 前記光源部は、前記被照射領域における前記ビーム光のスポットが前記第２の方向に並列されるように構成され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光走査装置。
6. 前記走査部は、前記被照射領域において前記第２の方向へ所定回数前記ビーム光を走査させる間に、前記第２の方向に対する前記第１の方向の角度を所定の角度範囲において変化させ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光走査装置。
7. 前記被照射領域における前記ビーム光の位置を検出する走査位置検出部を有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光走査装置。
8. 複数の色光を走査させることにより画像を表示するための光走査装置の制御方法であって、
   複数のビーム光を供給するビーム光供給工程と、
   前記ビーム光を被照射領域において第１の方向と第２の方向へ繰り返し走査させる走査工程と、を含み、
   前記走査工程において、
   前記ビーム光を前記第１の方向へ走査させる周波数が、前記第２の方向へ走査させる周波数に比べて高く、
   前記被照射領域において、前記画像の１フレームに１回又は複数回、前記第２の方向へ前記ビーム光を走査させるごとに、前記第２の方向に対する前記第１の方向の角度を変化させることを特徴とする光走査装置の制御方法。
9. 光走査装置からの光により画像を表示する画像表示装置であって、
   前記光走査装置は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置であることを特徴とする画像表示装置。

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