JP4820025B2 - 光走査型画像表示装置及びその画像表示方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置及びその画像表示方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年ディスプレイの薄型化、大型化のニーズは急速に高まってきており、特に大画面表示に適したプロジェクション型画像表示装置(プロジェクタ)の普及が顕在化してきている。
【0003】
プロジェクタには様々な方式があるが、その一つの方式として、レーザ光を変調しながらスクリーン上を走査して画像を表示する光走査型画像表示装置がある。この光走査型は、
・指向性の強いレーザ光を用いて描画するために鮮明な画像が得られる
・レーザ光源が理想的な単一波長スペクトル分布であるために演色性に優れる等の特長があり、極めて高品質のカラー画像表示が可能である。
【0004】
このような光走査型画像表示装置に関する従来技術として、例えば、特開平4−32893号公報(特許第2796683号)に示される例がある。同公報によれば、隣接する画素が干渉し合うのを防止するために隣接画素間に走査光のOFF期間を設けた上で、光利用効率を上げるためにビーム形状を走査方向に扁平形状とする方式が示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
同公報例方式によれば、ビームを扁平形状にすることにより確かに光利用効率を上げることは可能であるが、光利用効率を上げようとすればするほど前述のOFF期間が短くなってそれだけ応答速度が速い光源或いは変調制御系が要求されるようになるという問題がある。これは表示画像の解像度が上がるほど顕著になるため、結果的に、表示可能な解像度が著しく制限されるという問題にもなる。
【0006】
そこで、本発明は、応答速度が特別速い光源或いは変調制御系を要せずに、光利用効率を上げることができ、低コストで低消費電力の光走査型画像表示装置及びその画像表示方法を提供することを目的とする。
【0007】
また、本発明は、上記目的を実現する上で、輝度の低下防止ないしは輝度の向上を図れる光走査型画像表示装置及びその画像表示方法を提供する。
【0008】
さらには、本発明は、上記目的を実現する上で、より一層の低コスト化を図れる光走査型画像表示装置及びその画像表示方法を提供する。
【0009】
また、本発明は、上記目的を実現する上で、表示品質をより一層向上させ得る光走査型画像表示装置及びその画像表示方法を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置の画像表示方法であって、前記光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では少なくとも1つ以上の画素置きとなるように1フレームを複数のサブフレームに時分割して表示させるようにした。
【0011】
従って、光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では少なくとも1つ以上の画素置きとなるように1フレームを複数のサブフレームに時分割して表示させることにより、隣接画素間の干渉を防止するために光ビームに短いOFF期間を持たせるようにしても、個々のサブフレームの個々の画素においては他のサブフレーム用のOFF期間を利用することができるため、時間的な余裕があり、レーザ光源等の応答速度を特に高速化する必要なく、光の利用効率を向上させることができ、よって、低コストで低消費電力で済む画像表示方法を提供できる。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、副走査方向に複数本の光ビームを用いる。
【0013】
従って、光ビームが1本だけの場合には表示されていないサブフレーム周期の期間分輝度の低下が懸念されるが、副走査方向に複数本の光ビームを用いて同時に主走査させることにより、サブフレーム周期を考慮しても平均ON期間を増加させることができ、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【0014】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、少なくとも1つ以上置きとなるように分離された前記主走査方向の画素を表示させる順番を任意に設定自在とした。
【0015】
従って、1フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、少なくとも1つ以上置きとなるように分離された主走査方向の画素を表示させる順番を任意に設定自在とすることで、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止し得る。
【0016】
請求項4記載の発明は、請求項1又は2記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、少なくとも1つ以上置きとなるように分離された前記主走査方向の画素を表示させる順番を副走査方向の各ライン毎に異ならせるようにした。
【0017】
従って、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えることにより、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0018】
請求項5記載の発明は、入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置において、光ビームを変調させる主走査方向の一連の入力画素データを少なくとも1つ以上の画素置きの画素データに分離する画素分離手段と、分離された画素データ毎にサブフレームを生成するサブフレーム生成手段と、前記サブフレームの画素を順次表示することにより1つのフレームを表示させる表示制御手段と、を備える。
【0019】
従って、光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を画素分離手段により、各サブフレーム内では少なくとも1つ以上の画素置きとなるように分離し、1フレームを表示制御手段により複数のサブフレームに時分割して表示させることにより、隣接画素間の干渉を防止するために光ビームに短いOFF期間を持たせるようにしても、個々のサブフレームの個々の画素においては他のサブフレーム用のOFF期間を利用することができるため、時間的な余裕があり、レーザ光源等の応答速度を特に高速化する必要なく、光の利用効率を向上させることができ、よって、低コストで低消費電力で済む光走査型画像表示装置を提供できる。
【0020】
請求項6記載の発明は、請求項5記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向に複数本の前記光ビームを有する。
【0021】
従って、光ビームが1本だけの場合には表示されていないサブフレーム周期の期間分輝度の低下が懸念されるが、副走査方向に複数本の光ビームを用いて同時に主走査させることにより、サブフレーム周期を考慮しても平均ON期間を増加させることができ、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【0022】
請求項7記載の発明は、請求項5又は6記載の光走査型画像表示装置において、前記光ビームを副走査方向に副走査させる副走査手段を備える。
【0023】
従って、副走査方向の全てのライン分の光ビームを設けることなく、低コストにして、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【0024】
請求項8記載の発明は、請求項5ないし7の何れか一記載の光走査型画像表示装置において、前記画素分離手段による画素の分離順序を切換える分離順序切換え手段を備える。
【0025】
従って、1フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、少なくとも1つ以上置きとなるように分離される画素の分離順序を分離順序切換え手段により切換えることで、結果的に、主走査方向の画素を表示させる順番が任意となるので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止し得る。
【0026】
請求項9記載の発明は、請求項8記載の光走査型画像表示装置において、前記分離順序切換え手段は、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎に画素の分離順序を切換える。
【0027】
従って、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎に画素の分離順序を切換えることにより、特定のパターンの規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0028】
請求項10記載の発明は、請求項8記載の光走査型画像表示装置において、前記分離順序切換え手段は、副走査方向の各ライン毎に画素の分離順序が異なるように切換える。
【0029】
従って、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えることにより、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0030】
請求項11記載の発明は、請求項5ないし7の何れか一記載の光走査型画像表示装置において、前記表示制御手段によるサブフレームの表示順序を切換える表示順序切換え手段を備える。
【0031】
従って、1フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、サブフレームの表示順序を切換えることで、少なくとも1つ以上置きとなるように分離された主走査方向の画素を表示させる表示順序が任意となるので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止し得る。
【0032】
請求項12記載の発明は、請求項11記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向に複数本の前記光ビームを有し、前記表示順序切換え手段は、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎にサブフレームの表示順序を切換える。
【0033】
従って、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎にサブフレームの表示順序を切換えることにより、特定のパターンの規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0034】
請求項13記載の発明は、請求項11記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向に複数本の前記光ビームを有し、前記表示順序切換え手段は、副走査方向の各ライン毎にサブフレームの表示順序が異なるように切換える。
【0035】
従って、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えることにより、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0036】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図1ないし図4に基づいて説明する。本実施の形態の光走査型画像表示装置及びその画像表示方法は、装置自体としては、一般的な光走査型プロジェクタに適用可能である。図1はその一般的な光走査型プロジェクタの構成例を示し、(a)は側面図、(b)はその一部の平面図である。
【0037】
その概略構成及び作用について説明する。まず、各々R,G,Bで示す3原色のレーザ光を発生するレーザ光源1r,1g,1bが設けられている。これらのレーザ光源1r,1g,1bとしてはガスレーザや半導体レーザ等を適宜用い得る。これらのレーザ光源1r,1g,1bからの各レーザ光は光変調器2r,2g,2bにより各色に対応する入力画素信号ARo,AGo,ABoに基づいて変調される。光変調器2r,2g,2bとしては例えばAOM(音響光学変調器)などが用いられる。変調されたレーザ光はミラー3r,3b,ダイクロイックプリズム等の合成光学素子4により合成され、1本の走査レーザ光(光ビーム)が生成される。
【0038】
合成されたレーザ光はポリゴンミラー5に入射される。ポリゴンミラー5はポリゴンモータドライブ信号PMDに基づきポリゴンモータ6により高速回転されて入射するレーザ光に対して水平方向に回転する多面鏡であり、入射するレーザ光をその回転に伴ない水平方向に主走査させる。ポリゴンミラー5によって反射(偏向走査)されたレーザ光はガルバノミラー7に入射される。ガルバノミラー7は、ガルバノモータドライブ信号GMDに基づきガルバノモータ8により揺動回動されて入射するレーザ光に対して直交する方向に往復運動するミラーであり、これにより入射するレーザ光を垂直方向に副走査させる。ガルバノミラー7によって反射されたレーザ光はスクリーン9に導かれ、結果的にスクリーン9上に画像が2次元的に表示される。
【0039】
このような基本的な構成において、本実施の形態では、光ビームを扁平形状にして隣接画素間での走査光のOFF期間を短くしても応答速度の高速化を必要としない方法を提供するものであり、まず、本実施の形態による画像表示方法の原理を図2を参照して説明する。
【0040】
図2は、光ビームの走査に関連してのON/OFFの様子を示すタイミングチャートであり、(a)は前述した公報例による場合の光ビームのON/OFFの様子を示し、(b)は本実施の形態による方法として例えば主走査方向の一連の画素を、1つのサブフレーム内においては1画素置きとなるように、1フレームを2つのサブフレームに分離(時分割)して順次表示させる場合のON/OFFの様子を示している。なお、図2(b)に関しては、図示の都合上、同時に2つのサブフレームを表示しているように描いているが、実際には時間的に分割されており、1サブフレーム分の時間差がある。即ち、各サブフレームでは1画素毎の間引き表示となる。
【0041】
図2(a)において、例えば光利用効率が90%になるように1画素表示期間Tp中におけるOFF期間をTp/10とすると、この短いパルス幅Tp/10に応答しなければならなくなるためにレーザ光源としては10倍以上の高速な応答速度が必要となる。一方、図2(b)に示すような本実施の形態の方法においては、フレーム周波数を一致させるために1画素表示期間を1/2としたとしても、一方のサブフレーム表示中には表示画素が1画素置きとされ、1フレームにおける隣接画素用のTp/10に加えて他方のサブフレーム分の10Tp/10なるOFF期間を含むため、レーザ光源1r,1g,1bの応答速度としては短い方のON期間、即ち、9Tp/10を考慮すればよく、応答速度は10/9≒1.1倍にしかならない。
【0042】
従って、基本的に、主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では1画素置きとなるように1フレームを複数、ここでは、2つのサブフレームに時分割して表示させることにより、隣接画素が干渉し合うのを防止するために隣接画素間に走査ビームのOFF期間を設け、かつ、光利用効率を上げるために光ビームの断面形状を主走査方向に扁平形状とする状況下に、レーザ光源1r,1g,1bの応答速度を特に高速化する必要がなく、結果として、低コストで低消費電力の光走査型画像表示装置の画像表示方法を提供することができる。
【0043】
次に、このような原理に基づき画像表示を行なわせるための構成例について、図3及び図4に示すブロック図を参照して説明する。図3は図1中に示す表示画像制御回路10中の入力画素信号ARoを生成出力するための回路構成例を示す。ここでは、サブフレーム数を3個とした場合の構成例を示しており、また、入力画素信号AGo,ABoに関しても全く同様であるため、表示画像制御回路10中のこれらの入力画素信号AGo,ABoに関しての構成例は省略する。
【0044】
まず、赤色R用のアナログ入力画素信号Riを適当なレベルに増幅するアンプ11が設けられている。また、入力画素信号に対応する垂直及び水平の入力同期信号VD,HDに基づきアナログ入力画素信号Riの同期クロックRCKを再生出力する同期信号抽出回路12が設けられている。アンプ11による画素信号Riの増幅出力ARiはA/D変換器13に入力され、同期クロックRCKに同期してデジタル画素信号DRiに変換されて、画像処理部14に出力される。
【0045】
ここに、画像処理部14はサブフレーム数=3に対応させて3つのサブフレームメモリ15a,15b,15cを有し、A/D変換器13から出力されるデジタル画素信号DRiを画素分離制御回路16による制御の下に2画素置きにこれらのサブフレームメモリ15a,15b,15cに分離する画素分離手段としての画素分離回路17と、表示制御回路18による制御の下にサブフレームメモリ15a,15b,15cに格納されたサブフレームの各画素を順次選択してD/A変換器19に出力させる表示制御手段としてのサブフレーム選択回路20とが設けられている。
【0046】
また、サブフレームメモリ15a,15b,15cに対しては分離された画素データを書き込む際のアドレスを生成する書込アドレス生成回路21が接続されており、各サブフレームメモリ15a,15b,15cとこの書込アドレス生成回路21とによりサブフレーム生成手段が構成されている。また、サブフレームメモリ15a,15b,15cに対しては読出アドレス生成回路22も接続されている。即ち、これらのサブフレームメモリ15a,15b,15cは書込系とは非同期で読出しが可能なデュアルポート機能を有するメモリとされている。
【0047】
ここに、書込アドレス生成回路21は、1フレーム期間内の水平同期信号HDのパルス数をカウントすることにより走査線数を検知し、同期クロックRCKから1水平期間内の有効画素数を検知することで、サブフレームメモリ15a,15b,15cへの書込アドレスWADを生成出力する。書込アドレスWADは主走査方向にあたる水平方向アドレス部と副走査方向にあたる垂直方向アドレス部からなり、水平方向アドレス値は先頭画素から同期クロックRCKを3カウントする毎に1だけインクリメントされ、最終画素までのクロックカウントを終了するとリセットされる。垂直方向アドレス値は水平方向アドレス値がリセットされる毎に1だけインクリメントされ、最終ラインの最終画素までのクロックカウントを終了するとリセットされて先頭画素アドレス値に戻る。
【0048】
画素分離制御回路16は入力画素信号の書込アドレスWADと同期クロックRCKに基づき、画素分離制御信号S1を生成出力する。本実施の形態の場合の構成としては、例えば同期クロックRCKを0から3まで繰返しカウントし(3カウント目で0に戻る)、書込アドレスWADの水平方向アドレス部が先頭画素アドレス値になるとリセットされる2ビットのカウンタが考えられる。この場合、画素分離制御信号S1は2ビットのカウント値になる。
【0049】
画素分離回路17は、サブフレームメモリ15a,15b,15cの何れか一つを画素分離制御信号S1に基づき選択し、デジタル画像信号DRiを出力する。具体的な構成例としては、例えば図4に示すようなものが考えられる。デコーダ171は、画素分離制御信号S1に基づき3つの出力S11〜S13のうちの何れか一つを選択し“H”レベルにする。これらの出力S11〜S13はイネーブル端子付きD型フリップフロップ172a,172b,172cのイネーブル端子ENに各々入力されている。D型フリップフロップ172a,172b,172cは、イネーブル端子が“H”のときに入力データDRiを同期クロックRCKに同期して取り込み出力する。イネーブル端子が“L”"レベルのときは入力データDRiに関係なく、保持しているデータを出力する。
【0050】
サブフレームメモリ15a,15b,15cは、画素分離回路17から入力される画素信号DRiを書込アドレスWADに従い、同期クロックRCKに同期して順次書き込む。
【0051】
読出アドレス生成回路22は、読出クロックTCKに同期してサブフレームメモリ15a,15b,15Cからのデータの読出アドレスRADを生成する。表示制御回路18は、読出アドレスRADに基づき表示制御信号S2を生成出力する。本実施の形態の場合の構成としては、例えば、読出アドレスRADの垂直方向アドレス部が先頭ラインアドレス値になる毎に読出クロックTCKを1だけカウントアップし、3カウント目で自己リセットされるような2ビットのカウンタが考えられる。この場合も、表示制御信号S2は2ビットのカウント値になる。
【0052】
サブフレーム選択回路20は、サブフレームメモリ15a,15b,15cからの出力中から一つを表示制御信号S2に基づき選択し表示画像信号DRoとして出力する。このサブフレーム選択回路20から出力される表示画像信号DRoはD/A変換器19に入力され、アナログ画素信号ARoに変換されて出力される。
【0053】
このアナログ画素信号ARoは、G,Bの同様の出力AGo,ABoとともに前述の通り、光変調器2r,2g,2bに入力され(図1)、各レーザ光源1r,1g,1bからのレーザ光を変調する。なお、レーザ光源1r,1g,1bとして、例えば半導体レーザのように直接変調可能なものを使用した場合であれば、これらのアナログ画素信号ARo,AGo,ABoをレーザ光源1r,1g,1bに直接入力させて変調するようにしてもよい。
【0054】
本発明の第二の実施の形態を図5ないし図7に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の実施の形態でも同様とする)。
【0055】
前述の実施の形態においては、個々の画素に着目してみると表示されていないサブフレーム周期の期間が生じるために、輝度が低下するという懸念がある。そこで、本実施の形態では、副走査方向に複数本の光ビームを設けて同時に走査させることによりフレーム周波数を高くすることで輝度の低下防止ないしは輝度の向上を図れるようにしたものである。
【0056】
本実施の形態の1フレーム全体の原理的な画像表示方法を図5を参照して説明する。ここでは、1フレームとしては、主走査方向の画素数M、副走査方向の画素数Nを表示するものとする。図5はこのような条件下に、任意の或る1画素に着目した場合の表示の様子を模式的に示すタイミングチャートであり、図5(a)は光ビームが1本の場合の様子を示し、図5(b)は光ビームを複数本とする本実施の形態の場合の様子を示している。この原理図では、極端な例として光ビームを副走査方向のライン数Nと同数(N個)設け、図2(b)に示した場合と同様に1フレームを2つのサブフレームに時分割して表示させる場合を例示している。
【0057】
図5に示す原理図によれば、副走査方向のライン数NがN>2、即ち、3ライン以上であれば、或る画素の平均ON期間が1本の光ビームによる場合より増加することが明らかであり、輝度を向上させることができる。
【0058】
もっとも、光ビーム1本当りのコストが高い場合、副走査方向のライン数Nと同数の光ビームを用いる構成では極めてコスト高となるので、コストパフォーマンスの向上を図るために、より現実的には、ライン数Nよりも少ない本数の複数本の光ビームを用いるものとし、これらの光ビームをガルバノミラー7により副走査方向に副走査させることが望ましい。
【0059】
次に、このような原理に基づき複数本の光ビームを用いて画像表示を行なわせるための構成例について、図6及び図7に示すブロック図を参照して説明する。本実施の形態では、一例として、3本の光ビームを用いる例で説明する。図6は図1中に示す表示画像制御回路10中の画素信号ARoを生成出力するための回路構成例を示す。ここでは、サブフレーム数を3個とした場合の構成例を示しており、また、画素信号AGo,ABoに関しても全く同様であるため、表示画像制御回路10中のこれらの画素信号AGo,ABoに関しての構成例は省略する。
【0060】
まず、本実施の形態における書込アドレス生成回路31は、水平方向アドレス値については図3に示した書込アドレス生成回路21の場合と同じであるが、垂直方向アドレス値は水平方向アドレス値がリセットされるのを3カウントする毎に1だけインクリメントされ、最終ラインについて水平方向アドレス値がリセットされるのを3カウントするとリセットされて先頭ラインアドレス値に戻るように動作するものが用いられている。
【0061】
141〜143は画像処理部で、基本的には図3に示した画像処理部14と同じ構成であるが、図7に示すようにサブフレームメモリ15a,15b,15cに対して書込イネーブル信号WENの入力端子が付加されている。即ち、サブフレームメモリ15a,15b,15cは書込イネーブル信号WENが“H”レベルのときにデータの書き込みを可能とする。
【0062】
図6に戻って、画像処理141〜143は3本の光ビームの各々に対応している。19a,19b,19cは個々の光ビーム用のD/A変換器であり、機能的には図3におけるD/A変換器19と同じである。
【0063】
32は垂直分離回路であり、書込アドレスWAD2の水平方向アドレス値がリセットされる毎に書込イネーブル信号WEN1〜WEN3のうちの何れか一つを順次選択して“H”レベルにする。垂直分離回路32の構成としては、例えば、水平方向アドレス値がリセットされる毎に同期クロックRCKを1だけカウントし、3カウント目で0に戻る2ビットのカウンタと、このカウンタ出力を入力して動作する、図4に示したデコーダ171と同様のデコーダとの組合せが考えられる。
【0064】
本発明の第三の実施の形態を図8に基づいて説明する。前述のように、主走査方向の一連の画素を複数のサブフレームに分離し、これらのサブフレームを順次表示させることにより1フレームを表示させるが、このような主走査方向の画素を表示する順番、即ち、サブフレームを表示する順番によってはスクリーン9上の表示画像において特定のパターンが認識され、表示品質を劣化させてしまうことも起こり得る。
【0065】
そこで、本実施の形態では、主走査方向の一連の画素をどのサブフレームメモリ15a,15b,15cに割り当てるかを画素分離制御回路16による制御の下に画素分離回路17で切換えるようにしたものである。図8はこのような制御のために、図3に示した画素分離制御回路16中に設けられて画像分離制御信号S1を生成出力する分離順序切換え手段41の構成例を示す。
【0066】
この分離順序切換え手段41は、一対のスイッチ回路42,43と各々のスイッチ回路42,43に対応する一対のマルチプレクサ44,45と、これらのマルチプレクサ44,45の選択動作を制御するカウンタ46とにより構成されている。
【0067】
スイッチ回路42,43は、各々出力SW11〜SW13,SW14〜SW16の値を任意に設定できる回路である。カウンタ46は2ビットカウンタであり、同期クロックRCKを0から3まで繰り返しカウントし(3カウント目で0に戻る)、書込アドレスWADの水平方向アドレス部が先頭画素アドレス値になるとリセットされる。マルチプレクサ44,45はこのカウンタ46の出力C1,C2の値に基づき各々入力信号SW11〜SW13,SW14〜SW16のうちの何れか一つを選択して、制御信号S11,S12として出力する。これらの制御信号S11,S12が前述の画像分離制御信号S1として画素分離回路17に入力される。
【0068】
従って、スイッチ回路42,43の出力SW11〜SW13,SW14〜SW16の値を適宜切換え制御することにより、主走査方向の一連の画素をどのサブフレームメモリ15a,15b,15cに割り当てるかを切換えることができるので、これらのサブフレームメモリ15a,15b,15cから順次出力される画素データに基づく1フレームの表示において特定パターンを認識するような規則性を低減させることができ、表示品質の劣化を防止できる。
【0069】
本発明の第四の実施の形態を図9に基づいて説明する。本実施の形態では、サブフレームメモリ15a,15b,15cの表示順序を表示制御回路18による制御の下にサブフレーム選択回路20で切換えるようにしたものである。図9はこのような制御のために、図3に示した表示制御回路18中に設けられて表示制御信号S2を生成出力する表示順序切換え手段51の構成例を示す。
【0070】
この表示順序切換え手段51は、一対のスイッチ回路52,53と各々のスイッチ回路52,53に対応する一対のマルチプレクサ54,55と、これらのマルチプレクサ54,55の選択動作を制御するカウンタ56とにより構成されている。
【0071】
スイッチ回路52,53は、各々出力SW21〜SW23,SW24〜SW26の値を任意に設定できる回路である。カウンタ56は2ビットカウンタであり、読出アドレスRADの垂直方向アドレス部が先頭ラインアドレス値になる毎に同期クロックTCKを1だけカウントアップし、3カウント目で自己リセットされる。マルチプレクサ54,55はこのカウンタ56の出力C3,C4の値に基づき各々入力信号SW21〜SW23,SW24〜SW26のうちの何れか一つを選択して、制御信号S21,S22として出力する。これらの制御信号S21,S22が前述の表示制御信号S2としてサブフレーム選択回路20に入力される。
【0072】
従って、スイッチ回路52,53の出力SW21〜SW23,SW24〜SW26の値を適宜切換え制御することにより、1フレームを構成するサブフレームメモリ15a,15b,15cをどの順序で表示させるかを切換えることができるので、これらのサブフレームメモリ15a,15b,15cに基づく1フレームの表示において特定順序による特定パターンを認識するようなサブフレーム間の規則性を低減させることができ、表示品質の劣化を防止できる。
【0073】
なお、これらの第三又は第四の実施の形態に関し、図5に示す画像処理部141,142,143中の各画素分離制御回路又は各表示制御回路に図8に示したような分離順序切換え手段41又は表示順序切換え手段51の構成を適用し、各々の出力S11〜S13,S14〜S16又はS21〜S23,S24〜S26の値を適当に設定することにより、特定の副走査ライン毎或いは各ライン毎に主走査方向の画素の表示順序を切換えることもできる。特に、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えれば、各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質の向上に役立つ。
【0074】
【発明の効果】
請求項1記載の発明の光走査型画像表示装置の画像表示方法によれば、光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では少なくとも1つ以上の画素置きとなるように1フレームを複数のサブフレームに時分割して表示させるようにしたので、隣接画素間の干渉を防止するために光ビームに短いOFF期間を持たせるようにしても、個々のサブフレームの個々の画素においては他のサブフレーム用のOFF期間を利用することができるため、時間的な余裕があり、レーザ光源等の応答速度を特に高速化する必要なく、光の利用効率を向上させることができ、よって、低コストで低消費電力で済む画像表示方法を提供することができる。
【0075】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、光ビームが1本だけの場合には表示されていないサブフレーム周期の期間分輝度の低下が懸念されるが、副走査方向に複数本の光ビームを用いて同時に主走査させるようにしたので、サブフレーム周期を考慮しても平均ON期間を増加させることができ、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【0076】
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、1フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、少なくとも1つ以上置きとなるように分離された主走査方向の画素を表示させる順番を任意に設定自在としたので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止することができる。
【0077】
請求項4記載の発明によれば、請求項1又は2記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えるようにしたので、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0078】
請求項5記載の発明の光走査型画像表示装置によれば、光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を画素分離手段により、各サブフレーム内では少なくとも1つ以上の画素置きとなるように分離し、1フレームを表示制御手段により複数のサブフレームに時分割して表示させるようにしたので、隣接画素間の干渉を防止するために光ビームに短いOFF期間を持たせるようにしても、個々のサブフレームの個々の画素においては他のサブフレーム用のOFF期間を利用することができるため、時間的な余裕があり、レーザ光源等の応答速度を特に高速化する必要なく、光の利用効率を向上させることができ、よって、低コストで低消費電力で済む光走査型画像表示装置を提供することができる。
【0079】
請求項6記載の発明によれば、請求項5記載の光走査型画像表示装置において、光ビームが1本だけの場合には表示されていないサブフレーム周期の期間分輝度の低下が懸念されるが、副走査方向に複数本の光ビームを用いて同時に主走査させることにより、サブフレーム周期を考慮しても平均ON期間を増加させることができ、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【0080】
請求項7記載の発明によれば、請求項5又は6記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の全てのライン分の光ビームを設けることなく、低コストにして、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【0081】
請求項8記載の発明によれば、請求項5ないし7の何れか一記載の光走査型画像表示装置において、1フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、少なくとも1つ以上置きとなるように分離される画素の分離順序を分離順序切換え手段により切換えるようにしたので、結果的に、主走査方向の画素を表示させる順番が任意となるので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止することができる。
【0082】
請求項9記載の発明によれば、請求項8記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎に画素の分離順序を切換えるようにしたので、特定のパターンの規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0083】
請求項10記載の発明によれば、請求項8記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えるようにしたので、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0084】
請求項11記載の発明によれば、請求項5ないし7の何れか一記載の光走査型画像表示装置において、1フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、サブフレームの表示順序を切換えることで、少なくとも1つ以上置きとなるように分離された主走査方向の画素を表示させる表示順序が任意となるので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止することができる。
【0085】
請求項12記載の発明によれば、請求項11記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎にサブフレームの表示順序を切換えるようにしたので、特定のパターンの規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【0086】
請求項13記載の発明によれば、請求項11記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えるようにしたので、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態に適用した一般的な光走査型プロジェクタの構成例を示し、(a)は側面図、(b)はその一部の平面図である。
【図2】光ビームの走査に関連してのON/OFFの様子を示し、(a)は従来方式のタイミングチャート、(b)は本実施例方式のタイミングチャートである。
【図3】画素信号を生成出力するための回路構成例を示すブロック図である。
【図4】その画素分離回路の構成例を示すブロック図である。
【図5】任意の或る1画素の表示の様子を模式的に示し、(a)は1本の光ビームによる場合のタイミングチャート、(b)は本発明の第二の実施の形態の方式のタイミングチャートである。
【図6】画素信号を生成出力するための回路構成例を示すブロック図である。
【図7】その画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図8】本発明の第三の実施の形態の分離順序切換え手段の構成例を示すブロック図である。
【図9】本発明の第四の実施の形態の表示順序切換え手段の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
7 副走査手段
9 スクリーン
15,21 サブフレーム生成手段
17 画素分離手段
20 表示制御手段
41 分離順序切換え手段
51 表示順序切換え手段
Claims (13)
- 入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置の画像表示方法であって、
前記光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では少なくとも1つ以上の画素置きとなるように1フレームを複数のサブフレームに時分割して表示させるようにした光走査型画像表示装置の画像表示方法。 - 副走査方向に複数本の光ビームを用いる請求項1記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法。
- 少なくとも1つ以上置きとなるように分離された前記主走査方向の画素を表示させる順番を任意に設定自在とした請求項1又は2記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法。
- 少なくとも1つ以上置きとなるように分離された前記主走査方向の画素を表示させる順番を副走査方向の各ライン毎に異ならせるようにした請求項1又は2記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法。
- 入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置において、
光ビームを変調させる主走査方向の一連の入力画素データを少なくとも1つ以上の画素置きの画素データに分離する画素分離手段と、
分離された画素データ毎にサブフレームを生成するサブフレーム生成手段と、
前記サブフレームの画素を順次表示することにより1つのフレームを表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする光走査型画像表示装置。 - 副走査方向に複数本の前記光ビームを有することを特徴とする請求項5記載の光走査型画像表示装置。
- 前記光ビームを副走査方向に副走査させる副走査手段を備えることを特徴とする請求項5又は6記載の光走査型画像表示装置。
- 前記画素分離手段による画素の分離順序を切換える分離順序切換え手段を備えることを特徴とする請求項5ないし7の何れか一記載の光走査型画像表示装置。
- 前記分離順序切換え手段は、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎に画素の分離順序を切換えることを特徴とする請求項8記載の光走査型画像表示装置。
- 前記分離順序切換え手段は、副走査方向の各ライン毎に画素の分離順序が異なるように切換えることを特徴とする請求項8記載の光走査型画像表示装置。
- 前記表示制御手段によるサブフレームの表示順序を切換える表示順序切換え手段を備えることを特徴とする請求項5ないし7の何れか一記載の光走査型画像表示装置。
- 副走査方向に複数本の前記光ビームを有し、前記表示順序切換え手段は、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎にサブフレームの表示順序を切換えることを特徴とする請求項11記載の光走査型画像表示装置。
- 副走査方向に複数本の前記光ビームを有し、前記表示順序切換え手段は、副走査方向の各ライン毎にサブフレームの表示順序が異なるように切換えることを特徴とする請求項11記載の光走査型画像表示装置。
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