JP5167992B2

JP5167992B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP5167992B2
Application number: JP2008180347A
Authority: JP
Inventors: 謙西岡; 敦也平野; 誠二竹本; 篤彦近岡
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-07-10
Also published as: EP2144447B1; US8067725B2; EP2144447A1; JP2010020087A; US20100006741A1

Description

本発明は画像表示装置の制御に関し、特に、複数の光源を有する画像表示装置の制御に関する。

レーザプロジェクタその他の画像表示装置に関し、たとえば、特開平６−３４２１２６号公報（特許文献１）は、「投影型ディスプレイ装置、詳しくは多数の光シャッタ素子を１次元に配列した光シャッタアレイから画像データに基づいて出射された光信号を偏向ミラーにて偏向走査し、２次元の画像を投影する投影型ディスプレイ装置」を開示している（段落０００１）。

特開２００４−１８４８５２号公報（特許文献２）は、「ＲＧＢの発光体からの光により白色表示可能な表示装置において、ホワイトバランスを含む色バランスを調整する」ための技術を開示している（［要約］の［課題］）。

特開２００７−０６５０１２号公報（特許文献３）は、「複数色の発光素子における各色の光量が発光素子の劣化や故障によって変化しても、表示画像の最適なホワイトバランスを保つことができて、高品位な画質が得られる投写型表示装置」を開示している（［要約］の［課題］）。

特開２００５−２３６６５０号公報（特許文献４）は、「スクリーンにおける所望の色の、見やすい画像を投写するための色補正テーブルの作成を、迅速かつ簡単に行うことができるプロジェクタ」を開示している（［要約］の［課題］）。

特開２００２−２４４２０６号公報（特許文献５）は、「プロジェクタの小型化に伴う照明マージンの低下にも対応することのできる光変調装置の位置調整システム」を開示している（［要約］の［課題］）。
特開平６−３４２１２６号公報特開２００４−１８４８５２号公報特開２００７−０６５０１２号公報特開２００５−２３６６５０号公報特開２００２−２４４２０６号公報

レーザプロジェクタのような所謂ビーム走査型表示装置において、ＲＧＢ（Red Green Blue）の光軸が一致していない場合には、投影する色が正確に再現されない。そのため、光軸を一致させるための精密な調整が必要となる。

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、光軸の調整を簡易に実現できる画像表示装置を提供することである。他の目的は、構成要素の数を増やすことなく光軸の調整機能が追加された画像表示装置を提供することである。

この発明のある局面に従う画像表示装置は、第１の光を発する第１の光源と、第２の光を発する第２の光源とを備える。第１の光の色と第２の光の色とは異なる。画像表示装置は、第１の光および第２の光を反射するミラーと、ミラーを走査方向に駆動するように構成された駆動手段と、第１の光および第２の光を受ける受光器とを備える。受光器は、第１の受光領域および第２の受光領域を含む。第１の受光領域と第２の受光領域との境界は、走査方向に直交している。画像表示装置は、第１の光源の発光および消灯と、第２の光源の発光および消灯とを制御する制御手段と、第２の受光領域における第１の光の受信タイミングと、第２の受光領域における第２の光の受信タイミングとに基づいて、第１の光源の光軸と、第２の光源の光軸とのずれを検出する検出手段と、検出手段によって検出されたずれに基づいて第２の光源の発光タイミングを補正する補正手段とを備える。

好ましくは、検出手段は、第１の受光領域における第１の光の受信から、第２の受光領域における第１の光の受信までの第１の時間を算出する第１の算出手段と、第１の受光領域における第１の光の受信から、第２の受光領域における第２の光の受信までの第２の時間を算出する第２の算出手段と、第１の時間と第２の時間との差を算出する第３の算出手段とを含む。補正手段は、算出された差に基づいて、第２の光源の発光タイミングを補正する。

好ましくは、制御手段は、発光している第１の光源から発せられた光が第１の受光領域において受信されたことを検知すると、第１の光源を消灯し、第１の光源の消灯から予め定められた時間の経過後に、第１の光源に発光させる。

好ましくは、制御手段は、発光している第２の光源から発せられた光が第１の受光領域において受信されたことを検知すると、第２の光源を消灯し、第２の光源の消灯から予め定められた時間の経過後に、第２の光源に発光させる。

好ましくは、走査方向は、ミラーを水平に駆動する方向を含む。
好ましくは、走査方向は、ミラーを垂直に駆動する方向を含む。

好ましくは、検出手段は、画像表示装置の起動時に、ずれを検出する。
好ましくは、画像表示装置は、ミラーの走査角と、走査角に応じて規定された走査速度との関係を示すデータを格納する記憶手段をさらに備える。補正手段は、データに基づいて、ずれを補正する。

本発明に係る画像表示装置によると、光軸の調整を簡易に実現できる。また、構成要素の数を増やすことなく光軸の調整機能が追加できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［ハードウェア構成］
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る画像表示装置について説明する。図１は、画像表示装置の一態様であるレーザプロジェクタ１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。レーザプロジェクタ１０は、光学システム１００と、システムコントローラ１５０と、Ｘドライバ１３０と、Ｙドライバ１３２とを備える。

光学システム１００は、赤青レーザ１１０と、緑レーザ１１２と、偏光ビームスプリッタ１１４と、コリメートレンズ１１６と、スキャナミラー１２０と、ハーフミラー１２４と、受光器１２６と、位置検出器１２２とを備える。システムコントローラ１５０は、レーザコントローラ１５２と、駆動周波数コントローラ１５４と、位置検出コントローラ１５６と、メモリ１５８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６０とを備える。レーザプロジェクタ１０は、光学システム１００の前方に設けられるスクリーン１６０に画像を投影する。

赤青レーザ１１０によって送出された各色のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１１４によって反射され、その反射光はコリメートレンズ１１６に入射する。緑レーザ１１２によって送出されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１１４を透過して、コリメートレンズ１１６に入射する。

スキャナミラー１２０は、コリメートレンズ１１６を透過した各色のレーザ光を、走査範囲として予め規定された範囲内に向けて反射する。スキャナミラー１２０は、Ｘドライバ１３０およびＹドライバ１３２によって水平方向および垂直方向に駆動される。

ハーフミラー１２４は、スキャナミラー１２４によって反射されたレーザ光の一部を透過するとともに一部を反射する。ハーフミラー１２４による反射光は、受光器１２６によって受信される。一方、ハーフミラー１２４を透過したレーザ光は、レンズ（図示しない）を介してスクリーン１６０に投影される。

受光器１２６は、たとえば複数のフォトダイオードを通して構成される。受光器１２６の出力は、位置検出器１２２に入力される。位置検出器１２２は、受光器１２６からの出力を水平方向および垂直方向に走査し、その走査後のデータをシステムコントローラ１５０に送出する。

システムコントローラ１５０において、ＣＰＵ１６０は、位置検出コントローラ１５６からの出力に基づいて、レーザコントローラ１５２と、駆動周波数コントローラ１５４とを制御するように構成されている。ＣＰＵ１６０は、また、位置検出コントローラ１５６からの出力に基づいて算出したスキャナミラー１２０の位置情報をメモリ１５８に格納する。位置情報は、たとえば、走査角、走査角を与えるために出力された信号値（たとえば電圧値など）を含む。メモリ１５８は、ある局面において、フラッシュメモリのような不揮発メモリとしてあるいは他の局面において揮発メモリとして実現される。

レーザコントローラ１５２は、ＣＰＵ１６０からの出力に基づいて、また、レーザパワー検出器１１８からの出力に基づいて、赤青レーザ１１０と、緑レーザ１１２とを制御するように構成されている。また、レーザコントローラ１５２は、レーザパワー検出器１１８からの出力をＣＰＵ１６０に送出し得る。

駆動周波数コントローラ１５４は、ＣＰＵ１６０からの出力に基づいて、Ｘドライバ１３０およびＹドライバ１３２を制御するように構成されている。より詳しくは、駆動周波数帯コントローラ１５４は、ＣＰＵ１６０からの指令に応じて、スキャナミラー１２０を水平方向に駆動するように、当該水平方向への駆動を規定する周波数を有する信号（以下「水平駆動信号」ともいう。）を、Ｘドライバ１３０に送出する。また、駆動周波数コントローラ１５４は、ＣＰＵ１６０からの指令に応じてスキャナミラー１２０を垂直方向に駆動するように、当該垂直方向の駆動を規定する周波数を有する信号（以下「垂直駆動信号」ともいう。）を、Ｙドライバ１３２に送出する。Ｘドライバ１３０は、その水平駆動信号に基づいてスキャナミラー１２０を水平方向に駆動する。Ｙドライバ１３２は、その垂直駆動信号に基づいてスキャナミラー１２０を垂直方向に駆動する。

位置検出コントローラ１５６は、位置検出器１２２からの出力に基づいて、受光器１２６の出力によって規定されるスキャナミラー１２０の位置情報（走査範囲）をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換し、変換後のデジタルデータをＣＰＵ１６０に送出する。ＣＰＵ１６０は、そのデジタルデータに基づいて、スキャナミラー１２０の位置を検出し、検出結果に応じてレーザコントローラ１５２あるいは駆動周波数コントローラ１５４を制御する。

垂直駆動周波数と水平駆動周波数とは、スキャナミラー１２０の大きさ、走査方向、Ｘドライバ１３０またはＹドライバ１３２の駆動特性に基づいて予め規定されている。ある局面において、垂直駆動周波数を与えるデータと水平駆動周波数を与えるデータとは、メモリ１５８に予め格納されている。

なお、本実施の形態において、システムコントローラ１５０は、その一部または全部が回路素子その他のハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。また他の局面において、システムコントローラ１５０は、メモリ１５８に格納されているプログラムを実行するＣＰＵ１６０によって、ソフトウェアによってハードウェアの動作を制御する構成として実現されてもよい。

図２を参照して、本実施の形態に係る光学システム１００を構成する受光器１２６の構成について説明する。図２は、受光器１２６の受光領域を概念的に表わす図である。受光器１２６は、複数の受光素子によって構成されている。受光器１２６は、画像を投影するレーザ光を受光するための領域とそれ以外の領域とを含む。より詳しくは、受光器１２６は、画像を投影するための領域とは異なる周辺領域２００と、画像を投影するための領域２１０，２２０，２３０，２４０とを含む。

スキャナミラー１２０によって反射されたレーザ光は、受光領域２１０，２２０，２３０，２４０に相当する部分が画像としてスクリーン１６０に投影される。周辺領域２００は、スキャナミラー１２０の走査方向の切り換えのために画像の投影に無関係な領域として規定されている。

受光器１２６において、受光領域２１０，２４０と受光領域２２０，２３０との境界は、スキャナミラー１２０の水平の走査方向に直交している。また、受光領域２１０，２２０と、受光領域２３０，２４０との境界は、スキャナミラー１２０の水平方向に平行となるように規定される。

なお、図２に示される例において、受光領域は４つの領域２１０，２２０，２３０，２４０として規定されているが、受光領域の数は図２によって特定されるものに限られない。たとえば、水平方向に３つ以上または垂直方向に３つ以上の受光領域がそれぞれ規定されてもよい。

［機能構成］
図３を参照して、本実施の形態に係るレーザプロジェクタ１０を実現するＣＰＵ１６０の構成について説明する。図３は、ＣＰＵ１６０によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。ＣＰＵ１６０は、レーザ発光制御部３１０と、検出部３２０と、タイミング補正部３３０とを備える。これらの機能は、ＣＰＵ１６０がメモリ１５８に格納されている実行可能なプログラムを実行することにより実現される。

レーザ発光制御部３１０は、赤青レーザ１１０と緑レーザ１１２とのそれぞれの発光および消灯とを制御する。他の局面において、レーザ発光制御部３１０は、発光している第１の光源（たとえば、赤青レーザ１１０のいずれかの色のレーザ光源あるいは緑レーザ１１２）から発せられたレーザ光が受光領域２１０，２４０（以下「第１の受光領域」ともいう。）において受信されたことを検知すると、その第１の光源を消灯するように構成されている。この場合、レーザ発光制御部３１０は、その第１の光源の消灯から予め定められた時間の経過後に、第１の光源に再度発光させる。当該予め定められた時間は、レーザプロジェクタ１０の設計情報のひとつとして規定される。この時間は、スキャナミラー１２０の走査速度、受光器１２６における受光領域の大きさに応じて規定される。

他の局面において、レーザ発光制御部３１０は、発光している第２の光源（たとえば、上記第１の光源に相当するレーザ光源とは異なるレーザ光源）から発せられたレーザ光が受光領域２１０，２４０において受信されたことを検知すると、その第２の光源による発光を終了させる。さらに、レーザ発光制御部３１０は、その第２の光源の消灯から予め定められた時間の経過後にその第２の光源に発光させる。

検出部３２０は、受光領域２２０，２３０（以下「第２の受光領域」ともいう。）における第１の光源から発せられたレーザ光の受信タイミングと、その第２の受光領域における第２の光源から発せられたレーザ光の受信タイミングとに基づいて、第１の光源の光軸と、第２の光源の光軸とのずれを検出する。タイミング補正部３３０は、検出部３２０によって検出された「ずれ」に基づいて、第２の光源に相当するレーザ光源の発光タイミングを補正する。

他の局面において、検出部３２０は、第１の算出部と第２の算出部と第３の算出部とを含み得る。第１の算出部は、第１の受光領域（すなわち、受光領域２１０，２４０）におおいて第１の光源としてのレーザ光源から発せられたレーザ光の受信が検知されたタイミングから、第２の受光領域（受光領域２２０，２３０）において当該レーザ光源から発せられたレーザ光の受信が検知されたタイミングまでの時間（以下「第１の時間」ともいう。）を算出する。

第２の算出部は、第１の受光領域における第１の光源からのレーザ光の受信から、第２の受光領域において「第２の光源」に相当する他のレーザ光源から発せられたレーザ光の受信までの時間（以下「第２の時間」という。）を算出する。第２の時間は、たとえば、各受光領域において各々のレーザ光の受信が検知されたタイミング間の時間として算出される。

第３の算出部は、その第１の時間と第２の時間との差を算出する。タイミング補正部３３０は、第３の算出部によって算出された当該差に基づいて、第２の光源に相当するレーザ光源の発光タイミングを補正する。

走査方向は、ある局面において、スキャナミラー１２０を水平に駆動する方向を含み得る。他の局面において、走査方向は、スキャナミラー１２０を垂直に駆動する方向を含み得る。

他の局面において、検出部３２０は、レーザプロジェクタ１０の起動時に上記ずれを検出する。また、他の局面において、検出部３２０は、レーザプロジェクタ１０に対する補正指示の入力に応答して、上記ずれを検出してもよい。この入力は、たとえば、レーザプロジェクタ１０の筐体に設けられたスイッチによって受け付けることができる。

さらに他の局面において、メモリ１５８は、スキャナミラー１２０の走査角と、当該走査角に応じて予め規定された走査速度との関係を表わすデータを格納している。タイミング補正部３３０は、そのデータに基づいて検出部３２０によって検出された「ずれ」を補正する。

［制御構造］
図４を参照して、本実施の形態に係るレーザプロジェクタ１０の制御構造について説明する。図４は、レーザプロジェクタ１０が備えるＣＰＵ１６０が実行する一連の動作の一部を表わすフローチャートである。

ステップＳ４１０にて、ＣＰＵ１６０は、レーザコントローラ１５２に命令を送出することにより、３色のレーザ光源のうちのいずれか１色のレーザ光源に対して、レーザ光を発するように命令する。このいずれか１色のレーザ光源は、光軸のずれを検出するための基準として使用される。

ステップＳ４２０にて、ＣＰＵ１６０は、位置検出コントローラ１５６からの出力に基づいて、受光器１２６の受光領域２１０，２４０におけるレーザ光の受信を検知すると、当該レーザを消灯させる。

ステップＳ４３０にて、ＣＰＵ１６０は、光軸のずれの有無の検出対象となる色のレーザを、受光領域２２０，２３０における受信が検知されるまで照射させる。このとき点灯するレーザ光源は、ステップＳ４１０において点灯されたレーザ光源とは異なるものである。

ステップＳ４４０にて、ＣＰＵ１６０は、受光領域２１０，２４０での受光の検知から受光領域２２０，２３０での受光の検知までの時間を測定する。

ステップＳ４５０にて、ＣＰＵ１６０は、赤青緑すべての色のレーザについて点灯と消灯とを実行したか否かを判定する。たとえば、ＣＰＵ１６０は、いずれかの色のレーザを発する命令をレーザコントローラ１５２に送出する毎に、当該色のレーザ光について点灯を実行したことを示すフラグを設定する。ＣＰＵ１６０は、そのフラグの設定状態に基づいてすべての色のレーザについて点灯と消灯とが実行されているか否かを判定する。ＣＰＵ１６０は、すべての色のレーザについて実行していると判定すると（ステップＳ４５０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ４６０に切り換える。そうでない場合には（ステップＳ４５０にてＮＯ）、ＣＰＵ１６０は、制御をステップＳ４２０に戻し、他の色のレーザ光源に、点灯と消灯とを実行させる。

ステップＳ４６０にて、ＣＰＵ１６０は、各色について、基準の色に対する相対的な時間差を算出する。

ステップＳ４７０にて、ＣＰＵ１６０は、ステップＳ４６０において算出した時間に基づいて各色のレーザ光源の発光タイミングを補正する。より具体的には、ＣＰＵ１６０は、発光タイミングを補正した状態の命令を駆動周波数コントローラ１５４に送出する。駆動周波数コントローラ１５４は、そのタイミングが補正された命令に基づいて、Ｘドライバ１３０またはＹドライバ１３２を駆動する。

［水平方向の光軸のずれの検出］
図５を参照して、レーザプロジェクタ１０におけるレーザ光源の水平方向の光軸ずれについて説明する。図５は、各色のレーザの発光および点灯のタイミングと受光器１２６の出力との関係を表わす図である。一例として、赤青レーザ１１０のうち赤色のレーザ光源が、基準のレーザ光源として使用される場合を説明するが、他の色のレーザ光が使用されてもよい。

図５（Ａ）を参照して、赤青レーザ１１０のうち赤色のレーザ光源は、レーザコントローラ１５２からの命令に基づいて２回の照射を行なう。具体的には、時刻ｔ（０）において、赤色のレーザ光源は点灯する（「Ｒ」の表示）。スキャナミラー１２０の水平方向の駆動によって、ハーフミラー１２４からの反射光が第１の受光領域（受光領域２１０，２４０）に到達すると、時刻ｔ（１）において、赤色のレーザ光源からのレーザ光が受光領域２１０，２４０において受信される（図５（Ａ）のタイミングチャート（Ａ＋Ｄ）参照）。

時刻ｔ（２）において、赤色のレーザ光源はレーザコントローラ１５２からの命令に基づいて消灯する。その結果、時刻ｔ（２）以降は、受光領域２１０，２４０におけるレーザ光の受光がなくなる（タイミングチャート（Ａ＋Ｄ）参照）。

その後、時刻ｔ（３）において、赤色のレーザ光源は、レーザコントローラ１５２からの命令に基づいて、再び点灯する。第１の受光領域からの出力が再び現れる（タイミングチャート「Ａ＋Ｄ」参照）。なお、時刻ｔ（２）から時刻ｔ（３）までの時間は、第１の受光領域の幅と、スキャナミラー１２０の走査速度とに基づいて設計情報として予め規定されている。赤色のレーザ光源が点灯した状態でスキャナミラー１２０が水平方向に走査すると、受光領域２１０，２４０における受光の検知は、時刻ｔ（３）から時刻ｔ（４）まで継続する。

時刻ｔ（４）において、受光器１２６におけるレーザ光の出力は、受光領域２２０，２３０における受光として検知される（タイミングチャート「Ｂ＋Ｃ」参照）。時刻ｔ（５）において、赤色のレーザ光源は、レーザコントローラ１５２からの命令に従って消灯する。その結果、受光領域２２０，２３０からの出力も、なくなる（タイミングチャート「Ｂ＋Ｃ」参照）。

ＣＰＵ１６０は、受光領域２１０，２４０における受光が検知されたタイミング（時刻ｔ（１））と、受光領域２２０，２３０においてレーザ光の受信が検知されたタイミング（時刻ｔ（４））との差を基準時間Ｔ_ＨＲとして算出する。この基準時間Ｔ_ＨＲは、他の色のレーザ光の同様の時間との比較に用いられる。

図５（Ｂ）を参照して、基準のレーザ光源として選択された赤色のレーザ光源による点灯及び消灯が実行された後、他の色のレーザ光源について同様の処理が実行される。たとえば、緑レーザ１１２の光軸のずれの検出のための処理が開始される。

より詳しくは、レーザコントローラ１５２は、最初に、赤色のレーザ光源に命令を与えて、時刻ｔ（１０）において点灯させ、時刻ｔ（１２）において消灯させる。この場合、受光領域２１０，２４０からの出力は、時刻ｔ（１１）から時刻ｔ（１２）まで継続する（タイミングチャート「Ａ＋Ｄ」）。

時刻ｔ（１３）において、レーザコントローラ１５２は、緑レーザ１１２に命令を与えて点灯させる。緑レーザ１１２の点灯は、時刻ｔ（１３）から時刻ｔ（１５）まで行なわれる。受光領域２１０，２４０における緑色のレーザ光の受信が、時刻ｔ（１３）から検知される。スキャナミラー１２０が水平方向に駆動し続けると、時刻ｔ（１４）において、緑レーザ１１２からのレーザ光の受信の出力は、受光領域２１０，２４０（タイミングチャート「Ａ＋Ｄ」）から受光領域２２０，２３０（タイミングチャート「Ｂ＋Ｃ」）に切り換わる。

ＣＰＵ１６０は、基準となるレーザ光源（赤色のレーザ光源）の発光タイミング（時刻ｔ（１０））から時刻ｔ（１４）までの時間を判定対象時間Ｔ_ＨＧとして算出する。ＣＰＵ１６０は、この判定対象時間Ｔ_ＨＧと基準時間Ｔ_ＨＲとを比較し、差の有無を判定する。

図５（Ｃ）を参照して、レーザコントローラ１５２は、さらに他の色のレーザ光源について光軸のずれの検出のための処理を実行する。たとえば、レーザコントローラ１５２は、赤青レーザ１１０のうちの青色のレーザ光源に命令を与える。

より詳しくは、レーザコントローラ１５２は、時刻ｔ（２０）において赤色のレーザ光源を点灯させる。スキャナミラー１２０が水平方向に走査駆動し続けると、時刻ｔ（２１）において、受光領域２１０，２４０における赤色のレーザ光の受光の出力が現れる（タイミングチャート「Ａ＋Ｄ」）。その後、時刻ｔ（２２）において、レーザコントローラ１５２は、赤色のレーザ光源を消灯させる。第１の受光領域２１０，２４０からの出力はなくなる（タイミングチャート「Ａ＋Ｄ」参照）。

時刻ｔ（２３）において、レーザコントローラ１５２は、赤青レーザ１１０のうち、青色のレーザ光源を点灯させる。青色のレーザ光源の点灯は、時刻ｔ（２５）まで継続する。第１の受光領域２１０，２４０における青色のレーザ光の受信は、たとえば、時刻ｔ（２３）から時刻ｔ（２４）まで継続する。時刻ｔ（２４）以降は、青色のレーザ光の受信は、第２の受光領域からの出力として検知される。

ＣＰＵ１６０は、時刻ｔ（２１）と時刻ｔ（２４）との差を判定対象時間Ｔ_ＨＢとして算出する。ＣＰＵ１６０は、その算出した判定対象時間Ｔ_ＨＢと基準時間Ｔ_ＨＲとを比較し、青色のレーザ光源の光軸のずれの有無を判断する。

［垂直方向の光軸ずれの検出］
図６を参照して、光学システム１００における垂直方向の光軸のずれの有無の検出について説明する。図６は、スキャナミラー１２０の垂直方向の駆動と緑レーザ１１２と赤青レーザ１１０との照射に基づく出力との関係を表わす図である。赤青レーザ１１０のうちの赤色のレーザ光源が、基準として使用される。

図６（Ａ）を参照して、スキャナミラー１２０は、Ｙドライバ１３２からの命令に基づいて時刻ｔ（３０）において駆動が開始され、時刻ｔ（３５）まで、垂直駆動する。時刻ｔ（３５）から時刻ｔ（３６）まで、スキャナミラー１２０は、当初の位置に戻される。

図６（Ｂ）を参照して、時刻ｔ（３１）において、赤色のレーザ光源は、レーザコントローラ１５２の命令に基づいて点灯する。赤色のレーザ光の出力は、時刻ｔ（３１）から時刻ｔ（３４）まで継続する。

ハーフミラー１２４からの反射光は、受光領域２１０，２２０に入射し、時刻ｔ（３２）において、受光領域２３０，２４０（第２の受光領域）に入射する。したがって、受光領域２３０，２４０からの出力は、時刻ｔ（３２）から開始する。時刻ｔ（３３）において、ハーフミラー１２４からの反射光が受光領域２３０，２４０からずれると、受光領域２３０，２４０の出力は終了する（タイミングチャート「Ｃ＋Ｄ」参照）。その後、時刻ｔ（３４）において、赤色のレーザ光源は、レーザコントローラ１５２の命令に基づいて、レーザ光の照射を終了する。

ＣＰＵ１６０は、基準時間として時刻ｔ（３１）から時刻ｔ（３２）までの基準時間Ｔ_ＶＲを算出する。この基準時間Ｔ_ＶＲは、他の色のレーザ光の光軸のずれの有無の判定に使用される。

図６（Ｃ）を参照して、時刻ｔ（４１）において、レーザコントローラ１５２は、緑レーザ１１２に点灯させる（ＬＤ照射「Ｇ」参照）。スキャナミラー１２０が垂直方向に駆動されると、時刻ｔ（４２）において、受光領域２３０，２４０における受光が検知される。受光領域２３０，２４０における受光は、時刻ｔ（４２）から時刻ｔ（４３）まで継続する。時刻ｔ（４４）において、レーザコントローラ１５２は、緑レーザ１１２による点灯を終了させる。ＣＰＵ１６０は、時刻ｔ（４１）と時刻ｔ（４２）との差を判定対象時間Ｔ_ＶＧとして算出する。

図６（Ｄ）を参照して、時刻ｔ（５１）において、レーザコントローラ１５２は、赤亜ロレーザ１１０のうちの青色のレーザ光源を点灯させる（ＬＤ照射（Ｂ）参照）。スキャナミラー１２０が垂直方向に駆動されると、時刻ｔ（５２）において、受光領域２３０，２４０における受光が検知される。受光領域２３０，２４０における受光は、時刻ｔ（５２）から時刻ｔ（５３）まで継続する。時刻ｔ（５４）において、レーザコントローラ１５２は、青色のレーザ光源による点灯を終了させる。ＣＰＵ１６０は、時刻ｔ（５１）と時刻ｔ（５２）との差を判定対象時間Ｔ_ＶＢとして算出する。

［タイミングの補正］
図７（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、緑レーザ１１２と赤青レーザ１１０との照射タイミングの補正について説明する。図７（Ａ）は、レーザコントローラ１５２が基準の色として選択したいずれかの色の光源に対して発光する命令を与えるタイミングを表わすチャートである。具体的には、赤色のレーザ光源が基準のレーザ光源として選択されている。他の色のレーザ光源が選択されてもよい。

赤色のレーザ光源は、光軸のずれの有無を判定するために、時刻ｔ（６０）から時刻ｔ（６１）まで、時刻ｔ（６２）から時刻ｔ（６３）まで、時刻ｔ（６４）から時刻ｔ（６５）まで、時刻ｔ（６６）から時刻ｔ（６７）まで照射されている。

図７（Ｂ）を参照して、赤色のレーザは、図７（Ａ）において規定される照射の開始の間隔と同じ間隔で、レーザコントローラ１５２からの命令に基づいて点灯する。

図７（Ｃ）を参照して、緑レーザ１１２は、図５および図６に示される例に基づいて算出された補正タイミングに従って点灯する。具体的には、緑レーザ１１２は、時刻ｔ（７１）において点灯する。時刻ｔ（７１）は、赤色のレーザが点灯する時刻ｔ（６０）に対して補正時間（Ｔ_ＶＧ−Ｔ_ＶＲ）＋（Ｔ_ＨＧ−Ｔ_ＨＲ）だけ遅延されている。

図７（Ｄ）を参照して、赤青レーザ１１０のうちの青色のレーザ光源は、図５および図６に示される例に基づいて算出された補正タイミングに従って点灯する。具体的には、青色のレーザ光源は、時刻ｔ（８１）において点灯する。時刻ｔ（８１）は、赤色のレーザが点灯する時刻ｔ（６０）に対して補正時間（Ｔ_ＶＢ−Ｔ_ＶＲ）＋（Ｔ_ＨＢ−Ｔ_ＨＲ）だけ進められている。

［実施例の効果］
以上のようにして、本発明の実施の形態に係るレーザプロジェクタ１０は、起動時に、ＲＧＢの各色の光源の光軸のずれの有無を検出し、その検出結果に基づいて、ずれが検出された光源からのレーザ光の出射タイミングを補正する。

レーザプロジェクタ１０は、画像を投影する前に、特定の一色のレーザ光を照射しつつ水平方向または垂直方向にスキャナミラー１２０を走査駆動させる。レーザ光は、受光器１２６において、スキャナミラー１２０の移動方向に直交する境界で規定された２つの受光領域において受信される。レーザプロジェクタ１０は、その特定の一色のレーザ光の出射に基づく各受光領域からの出力時間を算出する。

その後、レーザプロジェクタ１０は、他の色のレーザ光を一色ずつ照射し、スキャナミラー１２０を同方向に走査駆動させる。レーザプロジェクタ１０は、その一色のレーザ光の出射に基づく各受光領域からの出力時間を、各色について算出する。

レーザプロジェクタ１０は、特定の一色について算出した時間と、他の色について算出した時間との差をさらに算出し、差異が存在するか否かを確認する。差異が存在する場合には、その色の出射のタイミングがずれていることになるため、レーザプロジェクタ１０は、そのずれを補正する。たとえば、差異として算出された時間と、スキャナミラー１２０の移動速度とに基づいて、補正すべき時間を算出する。

たとえば、比較の対象となる色についての各受光領域からの受信が検知される間隔が、基準となる特定の色についての当該間隔よりも短い場合、レーザプロジェクタ１０は、レーザ光の照射のタイミングを遅くするように補正する。一方、比較の対象となる色についての各受光領域からの受信が検知される間隔が、基準となる特定の色についての当該間隔よりも長い場合、レーザプロジェクタ１０は、レーザ光の照射のタイミングを早くするように補正する。このようにすると、画像の投影時には、各レーザ光源の光軸が一致するため、各色が正確に再現される。その結果、構成要素を増やすことなく光軸の調整が簡易に実現される。

なお、補正のタイミングは、レーザプロジェクタ１０の起動時であるが、タイミングはこれに限られない。たとえば、調整の指示を受け付けるスイッチを、レーザプロジェクタ１０の筐体に設けておき、当該スイッチに対する操作に応答して、光軸のずれの補正が行なわれてもよい。あるいは、投影の対象となるデータがレーザプロジェクタ１０に入力されたタイミングで、補正が行なわれてもよい。

＜変形例＞
図８を参照して、本実施の形態の変形例について説明する。スキャナミラー１２０は、走査角によって走査速度が異なるため、本変形例に係るレーザプロジェクタ１０は、スキャナミラー１２０の走査速度のルックアップテーブルを有し、ＣＰＵ１６０は、そのテーブルを参照して検出した時間差を補正する構成であってもよい。なお、本変形例に係るレーザプロジェクタ１０は、図１に示されるレーザプロジェクタ１０と同様のハードウェア構成を有する。それらの機能も同じである。したがって、ハードウェア構成の詳細な説明は、繰り返さない。

図８（Ａ）は、スキャナミラー１２０の水平方向の駆動のパターンを表わす図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示される各場所における走査角と走査速度との関係を表わす図である。

より詳しくは、スキャナミラー１２０の位置が水平方向の走査範囲における両端にある場合（具体的には場所８１０，８２０，８３０）、走査速度は０となる。一方、受光器１２６の水平方向の中心付近では、スキャナミラー１２０の走査速度は極大となる。したがって、光軸のずれを補正するための各レーザ光の発光のタイミングは、図８（Ｂ）に示されるような走査角と走査速度との関係（たとえばサインカーブとなるような関係）に応じて算出されてもよい。このような関係は、たとえば、マップ形式のデータテーブルとして、あるいは、関数として、メモリ１５８に保持されている。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る画像表示装置の一態様であるレーザプロジェクタ１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。光学システム１００の受光器１２６の受光領域を概念的に表わす図である。レーザプロジェクタ１０を実現するＣＰＵ１６０によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。ＣＰＵ１６０が実行する一連の動作の一部を表わすフローチャートである。各色のレーザの発光および点灯のタイミングと受光器１２６の出力との関係を表わす図である。スキャナミラー１２０の垂直方向の駆動と、緑レーザ１１２または赤青レーザ１１０の照射に基づく出力との関係を表わす図である。緑レーザ１１２と赤青レーザ１１０との照射タイミングの補正を説明するための図である。スキャナミラー１２０の水平方向の駆動のパターンと、受光領域における走査角と走査速度との関係を表わす図である。

符号の説明

１０レーザプロジェクタ、１００光学システム、１１０赤青レーザ、１１２緑レーザ、１１４偏光ビームスプリッタ、１１６コリメートレンズ、１１８レーザパワー検出器、１２０スキャナミラー、１２２位置検出器、１２４ハーフミラー、１２６受光器、１３０Ｘドライバ、１３２Ｙドライバ、１５０システムコントローラ、１５２レーザコントローラ、１５４駆動周波数コントローラ、１５６位置検出コントローラ、１５８メモリ、１６０ＣＰＵ、２００周辺領域、２１０，２２０，２３０，２４０受光領域、８１０，８２０，８３０場所。

Claims

第１の光を発する第１の光源と、
第２の光を発する第２の光源とを備え、前記第１の光の色と前記第２の光の色とは異なり、
前記第１の光および前記第２の光を反射するミラーと、
前記ミラーを走査方向に駆動するように構成された駆動手段と、
前記第１の光および前記第２の光を受ける受光器とを備え、前記受光器は、第１の受光領域および第２の受光領域を含み、前記第１の受光領域と前記第２の受光領域との境界は、前記走査方向に直交しており、
前記第１の光源の発光および消灯と、前記第２の光源の発光および消灯とを制御する制御手段と、
前記第２の受光領域における前記第１の光の受信タイミングと、前記第２の受光領域における前記第２の光の受信タイミングとに基づいて、前記第１の光源の光軸と、前記第２の光源の光軸とのずれを検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたずれに基づいて前記第２の光源の発光タイミングを補正する補正手段とを備え、
前記検出手段は、
前記第１の受光領域における前記第１の光の受信から、前記第２の受光領域における前記第１の光の受信までの第１の時間を算出する第１の算出手段と、
前記第１の受光領域における前記第１の光の受信から、前記第２の受光領域における前記第２の光の受信までの第２の時間を算出する第２の算出手段と、
前記第１の時間と前記第２の時間との差を算出する第３の算出手段とを含み、
前記補正手段は、算出された前記差に基づいて、前記第２の光源の発光タイミングを補正する、画像表示装置。
前記制御手段は、
発光している前記第１の光源から発せられた光が前記第１の受光領域において受信されたことを検知すると、前記第１の光源を消灯し、
前記第１の光源の消灯から予め定められた時間の経過後に、前記第１の光源に発光させる、請求項１に記載の画像表示装置。
前記制御手段は、
発光している前記第２の光源から発せられた光が前記第１の受光領域において受信されたことを検知すると、前記第２の光源を消灯し、
前記第２の光源の消灯から予め定められた時間の経過後に、前記第２の光源に発光させる、請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
前記走査方向は、前記ミラーを水平に駆動する方向を含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像表示装置。
前記走査方向は、前記ミラーを垂直に駆動する方向を含む、請求項１に記載の画像表示装置。
前記検出手段は、前記画像表示装置の起動時に、前記ずれを検出する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像表示装置。
前記ミラーの走査角と、前記走査角に応じて規定された走査速度との関係を示すデータを格納する記憶手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記データに基づいて、前記ずれを補正する、請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像表示装置。