JP6269446B2 - 画像表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置及びその制御方法に関し、より具体的には、レーザースキャン方式の画像表示装置及びその制御方法に関する。

レーザー光を反射させて走査することで画像を投影表示するレーザースキャン方式の画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１）。レーザースキャン方式の画像表示装置は、自動車のウィンドシールドやコンバイナなどに画像を投影表示するＨＵＤ（Head Up Display）やプロジェクター等として利用されている。

レーザースキャン方式の画像表示装置では、ミラーを有する光スキャナによりレーザー光を反射させ、光スキャナのミラーを水平方向及び垂直方向に往復揺動させることで、レーザー光を走査している。

特開２００７−０２５５２２号公報

従来の画像表示装置では、光スキャナによるレーザー光の走査動作を制御するため、フィードバック制御が行われている。例えば、特許文献１では、光スキャナが反射した光を光センサで検出し、フィードバックを行っている。また、他の従来技術では、光スキャナに圧電膜を設けて、この圧電膜により光スキャナの動作を検出し、フィードバックすることも行われている。このような従来の画像表示装置のフィードバック制御では、走査周波数を一定に保つために、光スキャナを駆動する駆動信号の開始タイミングなどが制御されている。

しかしながら、例えば温度変化などの影響により光スキャナの往復周期が変動する場合があり、従来の画像表示装置では、この変動によって水平方向のラインなどの走査単位毎に画像がずれて表示される恐れがあるという問題がある。

そこで、本発明は、光束を出力する光源部と、前記光束を反射し、所定の走査方向に往復動作を繰り返す走査部と、前記往復動作の往路または復路の走査単位ごとの前記走査部の第１の動作範囲、および前記往復動作の往復単位ごとの前記走査部の第２の動作範囲を検出する走査検出部と、前記検出された第１の動作範囲と往路または復路の第１の基準値との第１の差、および前記検出された第２の基準範囲と往復動作の第２の基準値との第２の差に基づいて、前記走査単位ごとに画像表示位置を決定する表示位置決定部と、前記決定された画像表示位置に対応するタイミングで、画像データに基づき前記光源部を駆動する光源駆動部と、を備える画像表示装置を提供する。

また、本発明は、光束を出力する光源部と、前記光束を反射し、所定の走査方向に往復動作を繰り返す走査部と、を備えた画像表示装置の制御方法であって、前記往復動作の往路または復路の走査単位ごとの前記走査部の第１の動作範囲、および前記往復動作の往復単位ごとの前記走査部の第２の動作範囲を検出し、前記検出された第１の動作範囲と往路または復路の第１の基準値との第１の差、および前記検出された第２の基準範囲と往復動作の第２の基準値との第２の差に基づいて、前記走査単位ごとに画像表示位置を決定し、前記決定された画像表示位置に対応するタイミングで、画像データに基づき前記光源部を駆動する、画像表示装置の制御方法を提供する。

本発明によれば、走査単位毎の画像のずれを抑えることができる。

実施の形態１に係る画像表示装置の構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係る水平スキャナの構成の一例を示す構成図である。 実施の形態１に係る水平スキャナの構成の他の例を示す構成図である。 実施の形態１に係るＦＰＧＡの構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る画像表示装置で用いる信号の例を示す波形図である。 実施の形態１に係る描画位置制御部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る描画位置制御部の動作例を示すフローチャートである。 理想例の動作を説明するための説明図である。 理想例の動作を説明するための説明図である。 参考例１の動作を説明するための説明図である。 参考例１の動作を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例１を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例１を説明するための説明図である。 参考例２の動作を説明するための説明図である。 参考例２の動作を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例２を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例２を説明するための説明図である。 参考例３の動作を説明するための説明図である。 参考例３の動作を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例３を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例３を説明するための説明図である。 参考例４の動作を説明するための説明図である。 参考例４の動作を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例４を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例４を説明するための説明図である。 参考例５の動作を説明するための説明図である。 参考例５の動作を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例５を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例５を説明するための説明図である。 参考例６の動作を説明するための説明図である。 参考例６の動作を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例６を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例６を説明するための説明図である。 参考例７の動作を説明するための説明図である。 参考例７の動作を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例７を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る動作例７を説明するための説明図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像表示装置１００の構成を示している。画像表示装置１００は、レーザー光を光スキャナにより反射させ、垂直方向及び水平方向に往復走査することにより投影面に画像を表示（描画）するレーザースキャン方式の画像表示装置である。例えば、画像表示装置１００は、自動車のウィンドシールドやコンバイナなど画像表示面である投影面に投影画像３００を投影し表示する。

図１に示すように、画像表示装置１００は、映像入力部１０１、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）１１０、マイコン１２０、フラッシュメモリ１３１及び１３２、ＤＤＲ（Double Data Rate）メモリ１３３、レーザードライバ１４０、Ｖ軸スキャナドライバ１５０、Ｈ軸スキャナドライバ１６０、コンパレータ１７０、ＲＧＢレーザーダイオード２００、垂直スキャナ２１０、水平スキャナ２２０を備えている。なお、表示する画像の垂直方向（縦方向、Ｙ方向）をＶ（Vertical）軸方向とも称し、画像の水平方向（横方向、Ｘ方向）をＨ（Horizontal）軸方向とも称する。

映像入力部１０１は、投影面に表示する映像データが入力され、入力された映像データはＦＰＧＡ１１０に送出される。この映像データには、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色の色信号が含まれている。例えば、映像入力部１０１は、カーナビゲーション装置など他の装置で生成された映像が入力されてもよいし、映像入力部１０１が映像データを生成してもよい。

ＦＰＧＡ１１０及びマイコン１２０は、画像表示装置１００の制御部１０２を構成し、画像表示に必要な各種制御を行う。ＦＰＧＡ１１０及びマイコン１２０により、レーザードライバ１４０、Ｖ軸スキャナドライバ１５０、Ｈ軸スキャナドライバ１６０を介して、ＲＧＢレーザーダイオード２００、垂直スキャナ２１０、水平スキャナ２２０の動作を制御し、投影画像３００を描画する。なお、ＦＰＧＡ１１０及びマイコン１２０の制御動作は、ハードウェア又はソフトウェアのいずれか、もしくはその両方によって実現されてもよい。

ＦＰＧＡ１１０は、入力される映像データに基づいて、ＲＧＢの画像データを１ラインずつ出力し、また、垂直スキャナ２１０の往復動作を制御するためのＶ軸駆動信号を生成し、生成したＶ軸駆動信号を出力する。本実施の形態に係るＦＰＧＡ１１０は、後述するように、コンパレータ１７０から得られる水平スキャナ２２０のＨ軸検出パルス信号に基づき、ライン毎の画像のずれを抑えるように画像の描画位置を設定し、設定した位置でレーザードライバ１４０を駆動させ描画を行う。

マイコン１２０は、水平スキャナ２２０の往復動作を制御するためのＨ軸駆動信号を生成し、生成したＨ軸駆動信号を出力する。フラッシュメモリ１３１及び１３２は、それぞれＦＰＧＡ１１０及びマイコン１２０の動作に必要なデータやプログラムなどを記憶する不揮発性記憶部である。

ＤＤＲ（Double Data Rate）メモリ１３３は、ＦＰＧＡ１１０に入力される映像データを一時的に保存するフレームバッファである。ＤＤＲメモリ１３３は、ＤＤＲ２やＤＤＲ３、その他のＳＤＲＡＭでもよい。

レーザードライバ１４０は、ＦＰＧＡ１１０から供給される画像データに応じて、ＲＧＢレーザーダイオード２００を駆動する。レーザードライバ１４０は、ＦＰＧＡ１１０が決定した画像表示位置に対応するタイミングで、画像データに基づきＲＧＢレーザーダイオード２００を駆動する光源駆動部である。ＲＧＢレーザーダイオード２００は、レーザードライバ１４０の駆動により、ＲＧＢの３色のレーザー光を発光する。ＲＧＢレーザーダイオード２００は、光束であるレーザー光を出力する光源部である。

Ｖ軸スキャナドライバ１５０は、ＦＰＧＡ１１０から供給されるＶ軸駆動信号に応じて、垂直スキャナ２１０を往復駆動する。Ｈ軸スキャナドライバ１６０は、マイコン１２０から供給されるＨ軸駆動信号に応じて、水平スキャナ２２０を往復駆動する。

垂直スキャナ２１０または水平スキャナ２２０は、垂直または水平方向に往復動作を繰り返す走査部である。垂直スキャナ２１０は、ＲＧＢレーザーダイオード２００から照射されたレーザー光を反射し、Ｖ軸スキャナドライバ１５０の駆動により垂直方向に往復動作する光スキャナである。水平スキャナ２２０は、ＲＧＢレーザーダイオード２００から照射されたレーザー光を反射し、Ｈ軸スキャナドライバ１６０の駆動により水平方向に往復動作する光スキャナである。本実施の形態では、水平スキャナ２２０は、左右均等に、すなわち、往路の動作範囲と復路の動作範囲が等しくなるように、往復動作を繰り返す。また、水平スキャナ２２０は、水平方向の往復動作を検出する走査検出部２０２を含み、検出した往復動作を示すＨ軸検出アナログ信号を出力する。走査検出部２０２は、往復動作の往路または復路の走査単位ごとの水平スキャナ２２０の動作範囲を第１の動作範囲として検出し、また、往復動作の往復単位ごとの水平スキャナ２２０の動作範囲を第２の動作範囲として検出する。

この例では、水平スキャナ２２０が、ＲＧＢレーザーダイオード２００からのレーザー光を反射し、垂直スキャナ２１０が、水平スキャナ２２０からの反射光をさらに反射することで、投影面へ投影画像３００を描画している。垂直スキャナ２１０及び水平スキャナ２２０が、垂直方向及び水平方向に往復走査する光スキャナ２０１を構成しているとも言える。例えば、垂直スキャナ２１０と水平スキャナ２２０を１つの２軸（２次元）光スキャナとしてもよい。

コンパレータ１７０は、水平スキャナ２２０が出力したＨ軸検出アナログ信号を、ＦＰＧＡ１１０で処理可能なＨ軸検出パルス信号に変換する信号変換部である。なお、走査検出部２０２とコンパレータ１７０を含めて、走査検出部を構成してもよいし、走査検出部２０２とコンパレータ１７０と後述の信号調整部１１８を含めて走査検出部を構成してもよい。

図２及び図３は、水平スキャナ２２０の構成例であり、水平スキャナ２２０をミラー側から見た正面図である。なお、垂直スキャナ２１０についても水平スキャナ２２０と同様に構成してもよい。

水平スキャナ２２０（及び垂直スキャナ２１０）である光スキャナは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作成されたＭＥＭＳ素子である。例えば、水平スキャナ２２０は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）膜などの圧電膜を含むＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板をエッチングして形成されている。

図２及び図３に示すように、水平スキャナ２２０は、本体の枠を構成する枠体２２１、枠体２２１の枠内において枠体２２１から離間した状態で支持された揺動片部２２２、枠体２２１の内縁と揺動片部２２２とを繋ぐ４つのＬ型梁部２２３ａ〜２２３ｄ、揺動片部２２２の表面に形成されたＭＥＭＳミラー２２４を備えている。ＭＥＭＳミラー２２４は、反射率の高い金属（例えばＡｌやＡｕ）を蒸着することにより形成されている。

Ｌ型梁部２２３ａ〜２２３ｄは、揺動片部２２２の水平方向中央に近接した位置において揺動片部２２２と連結されており、この連結部を揺動軸として揺動片部２２２及びＭＥＭＳミラー２２４が水平方向に揺動可能となっている。Ｌ型梁部２２３ａ〜２２３ｄは、揺動片部２２２を揺動可能に支持するトーションバーを構成しているとも言える。

さらに、４つＬ型梁部２２３ａ〜２３３ｄにおいて、水平方向に延びる複数の圧電膜が配置されている。例えば、圧電膜は、下部電極と上部電極との間に圧電体膜を挟んだ積層構造である。

図２の例では、Ｌ型梁部２２３ａ及び２２３ｂに、Ｈ軸駆動信号が供給される駆動用圧電膜２２５ａ及び２２５ｂがそれぞれ配置され、Ｌ型梁部２２３ａ及び２２３ｂと対向するＬ型梁部２２３ｃ及び２２３ｄに、ＭＥＭＳミラー２２４（揺動片部２２２）の動作を検出する検出用圧電膜２２６ａ及び２２６ｂがそれぞれ配置されている。

また、図３の例では、Ｌ型梁部２２３ａ〜２２３ｄに、駆動用圧電膜及び検出用圧電膜のペア（２２５ａ及び２２６ａ、２２５ｂ及び２２６ｂ、２２５ｃ及び２２６ｃ、２２５ｄ及び２２６ｄ）がそれぞれ配置されている。

図２の駆動用圧電膜２２５ａ及び２２５ｂ、または図３の駆動用圧電膜２２５ａ〜２２５ｄにＨ軸駆動信号を供給すると、Ｈ軸駆動信号に応じて駆動用圧電膜２２５ａ及び２２５ｂ、または２２５ａ〜２２５ｄが振動し、この振動がＬ型梁部２２３ａ及び２２３ｂ、または２２３ａ〜２２３ｄを介して揺動片部２２２に伝達され、揺動片部２２２及びＭＥＭＳミラー２２４が揺動する。

また、図２の検出用圧電膜２２６ａ及び２２６ｂ、または図３の検出用圧電膜２２６ａ〜２２６ｄは、走査検出部２０２であり、揺動片部２２２及びＭＥＭＳミラー２２４の振動を検出し、検出する振動に応じたＨ軸検出アナログ信号を出力する。検出用圧電膜２２６ａ及び２２６ｂ、または２２６ａ〜２２６ｄから得られるＨ軸検出アナログ信号に対して所定の位相差をもったＨ軸駆動信号を駆動用圧電膜２２５ａ及び２２５ｂ、または２２５ａ〜２２５ｄにフィードバックすることにより、揺動片部２２２及びＭＥＭＳミラー２２４を共振駆動させることができる。

図４は、本実施の形態に係るＦＰＧＡ１１０の機能ブロックを示している。図４に示すように、ＦＰＧＡ１１０は、入力インタフェース１１１、ＤＤＲインタフェース１１２、画像処理部１１３、映像出力部１１４、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１１５、描画位置制御部１１６、Ｖ軸駆動処理部１１７、信号調整部１１８を備えている。

入力インタフェース１１１は、映像入力部１０１との間のインタフェースであり、映像入力部１０１から入力された映像データを受け取り、受け取った映像データをＤＤＲインタフェース１１２へ出力する。

ＤＤＲインタフェース１１２は、ＤＤＲメモリ１３３との間のインタフェースであり、入力インタフェース１１１が受け取った映像データをＤＤＲメモリ１３３に一時的に保存し、さらに、ＤＤＲ１３３に保存した映像データを内部クロックに従って取り出す。

ＤＤＲインタフェース１１２は、ＤＤＲメモリ１３３へ映像データ（画像データ）をフレーム単位に書き込み、内部クロックと同期してＤＤＲメモリ１３３から１フレームに含まれる水平方向の１ラインずつ読み出す。また、水平スキャナ２２０の往復動作における往路及び復路で描画を行うため、ＤＤＲインタフェース１１２は、往路で描画する往路ラインの場合、順方向のアドレス順に画像データを読み出し、復路で描画する復路ラインの場合、逆方向のアドレス順に画像データを読み出すことで、往路及び復路の画像データの並び替えを行う。

画像処理部１１３は、ＤＤＲインタフェース１１２がＤＤＲ１３３から取り出した画像データに対し、アスペクト比の変更やブライトコントロールなど、必要な画像処理を行う。映像出力部（画像出力部）１１４は、画像処理部１１３により画像処理された画像データをレーザードライバ１４０へ出力する。映像出力部１１４は、Ｈ軸検出波形とＶ軸駆動信号より生成された描画位置クロック（ピクセルクロック）、ＨＳｙｎｃ（Ｈ軸同期信号）とＶＳｙｎｃ（Ｖ軸同期信号）を利用して描画位置を決定し、決定した描画位置のタイミングで、画像データを１ラインずつ出力する。

ＰＬＬ１１５は、外部クロック１８０が入力され、この外部クロック１８０に基づいて内部クロックを生成し、生成した内部クロックを各ブロックへ供給する。

信号調整部１１８は、コンパレータ１７０が生成したＨ軸検出パルス信号を所定時間遅延させてＨ軸描画位置設定信号を生成し、生成したＨ軸描画位置設定信号を描画位置制御部１１６へ出力する。例えば、信号調整部１１８が信号を遅延させる遅延時間は、描画開始位置調整値としてフラッシュメモリ１３２に記憶されている。なお、信号調整部１１８は、ＦＰＧＡ１１０の外部に設けてもよい。

描画位置制御部（クロック生成部）１１６は、水平スキャナ２２０とレーザー描画の同期をとるため、ＰＬＬ１１５が生成した内部クロックに基づいて、ピクセルクロックを生成する。例えば、ピクセルクロックは、後述のピクセルカウンタに同期したクロックである。描画位置制御部１１６は、Ｈ軸検出パルス信号に基づいたＨ軸描画位置設定信号とＶ軸駆動信号に基づいて描画位置を決定するピクセルクロック、ＨＳｙｎｃ、ＶＳｙｎｃを生成する。描画位置制御部１１６は、Ｈ軸描画位置設定信号のエッジ位置からカウンタのカウントを開始し、カウントしたカウンタ値により描画エリアを決定する。描画位置制御部１１６は、走査検出部２０２により検出された水平スキャナ２２０の往路または復路の第１の動作範囲と第１の基準値との第１の差、および検出された水平スキャナ２２０の往復動作の第２の動作範囲と第２の基準値との第２の差に基づいて、ラインごとに画像表示位置を決定する表示位置決定部である。また、後述するように、描画位置制御部１１６は、往路または復路の第１の動作範囲をカウントしたカウンタ値と第１の基準値に対応するカウンタ値との差、および往復動作の第２の動作範囲をカウントしたカウンタ値と第２の基準値に対応するカウンタ値との差に基づいて、ラインごとのカウンタのカウント開始位置を補正する。例えば、第１の基準値、第２の基準値は、フラッシュメモリ１３２に記憶されている。

Ｖ軸駆動処理部１１７は、ＨＳｙｎｃ及びＶＳｙｎｃに基づいてＶ軸駆動信号を生成し、生成したＶ軸駆動信号をＶ軸スキャナドライバ１５０へ出力する。例えば、ＶＧＡ（Video Graphics Array）で表示する場合、垂直走査周波数は６０Ｈｚであり、６０Ｈｚで垂直スキャナ２１０を垂直方向に揺動させるようにＶ軸駆動信号を出力する。

図５は、本実施の形態に係るＨ軸検出アナログ信号、Ｈ軸検出パルス信号及びＨ軸描画位置設定信号の一例を示している。Ｈ軸検出アナログ信号は、水平方向の両側で駆動する水平スキャナ２２０に配置された片側の圧電膜（例えば、図２の２２６ａ及び２２６ｂ、または図３の２２６ａ〜２２６ｄ）によって検出された波形である。

図５に示すように、Ｈ軸検出アナログ信号は、水平スキャナ２２０のＭＥＭＳミラー２２４の向きに応じたアナログ波形である。このため、そのままではＦＰＧＡ１１０でＨ軸検出アナログ信号を処理することができない。そこで、本実施の形態では、コンパレータ１７０等を利用してＨ軸検出アナログ信号をパルス状の矩形波に変換し、ＦＰＧＡ１１０で処理可能なＨ軸検出パルス信号を生成している。

コンパレータ１７０から出力されるＨ軸検出パルス信号は、ＭＥＭＳミラー２２４の往復動作のタイミングと一致しない恐れがあり、この場合、Ｈ軸検出パルス信号から描画エリアを設定すると正しく描画を行うことができない。例えば、図５では、Ｈ軸検出パルス信号は、ＭＥＭＳミラー２２４の向きが正面（中央）のタイミングで立ち上り／立ち下りを繰り返している。

そこで、本実施の形態では、適切な描画位置を設定するため、ＦＰＧＡ１１０の信号調整部１１８では、Ｈ軸検出パルス信号を描画開始位置調整値だけ任意にずらした（遅延を持った）Ｈ軸描画位置設定信号を生成する。描画開始位置調整値によりＨ軸検出パルス信号を遅延させることにより、ＭＥＭＳミラー２２４が最大角度振った位置にエッジがくるようにＨ軸描画位置設定信号を生成する。そして、Ｈ軸描画位置設定信号のエッジに挟まれたエッジ間の領域に、水平方向の描画エリアを設定する。

次に、本実施の形態に係る動作を実現するための構成例について説明する。図６は、描画位置制御部１１６の機能ブロックの一例であり、図７は描画位置制御部１１６のフローチャートの一例である。なお、後述する本実施の形態に係る動作を実現できれば、その他の構成でもよい。

図６に示すように、描画位置制御部１１６は、カウンタ１１、基準値設定部１２、ラインずれ判定部１３、ラインずれ補正部１４、描画位置決定部１５を備えている。

カウンタ１１は、Ｈ軸描画位置設定信号のエッジ間隔をカウントするカウンタである。カウンタ１１は、後述するクロックカウンタ及びピクセルカウンタを含んでいる。基準値設定部１２は、基準値として、往路または復路の動作範囲である第１の基準値と往復の動作範囲である第２の基準値を設定する。

ラインずれ判定部１３は、カウンタ１１の値と第１の基準値、第２の基準値とを比較しラインのずれを判定する。ラインずれ補正部１４、判定されたラインのずれを補正するため、後述するようにカウント開始位置を補正する。描画位置決定部１５は、カウント開始位置が補正されたカウンタ１１の値に基づいて、描画位置（描画エリア）を決定する。

図７に示すように、描画位置制御部１１６に、Ｈ軸描画位置設定信号の入力が開始され（Ｓ１０１）、基準値設定部１２が基準値を設定する（Ｓ１０２）。基準値である第１の基準値と第２の基準値は、予め設定されていてもよいし、Ｈ軸描画位置設定信号のエッジ間隔を複数回カウントした結果に基づいて設定してもよい。

続いて、カウンタ１１は、ＭＥＭＳミラーの走査範囲をカウントする（Ｓ１０３）。カウンタ１１は、内部クロックに同期して、後述のように、クロックカウンタ（clk_cnt）、ピクセルカウンタ（pix_cnt）により、Ｈ軸描画位置設定信号のエッジ間隔をカウントする。

続いて、ラインずれ判定部１３は、カウンタ値と基準値とを比較する（Ｓ１０４）。具体的には後述するように、往路または復路のカウンタ値と第１の基準値との差、および往復のカウンタ値と第２の基準値との差を求める。Ｓ１０４において、カウンタ値と基準値とに差がある場合、ラインずれ補正部１４は、その差に基づいてカウント開始位置を補正する（Ｓ１０５）。具体的には、往路または復路のカウンタ値と第１の基準値との第１の差、および往復のカウンタ値と第２の基準値との第２の差を求め、第１の差と第２の差との差分の半分の値を補正値とする。

描画位置決定部１５は、カウンタ値と基準値とに差がない場合、そのままのカウンタ値に基づいて描画位置を決定し、カウンタ値と基準値とに差がある場合、補正されたカウンタ値に基づいて描画位置を決定する（Ｓ１０６）。例えば、描画位置決定部１５は、カウンタ値５〜１４の間を描画エリアとして設定し、カウンタ値５のタイミングで立ち上り、カウンタ値１４のタイミングで立ち下りを繰り返すＨＳｙｎｃを生成する。

次に、本実施の形態の主要な特徴である描画位置制御方法について説明する。

レーザースキャン方式の画像表示装置では、描画を行う時に、圧電膜などの検出回路から出力されるＭＥＭＳミラー２２４の動作を検出したＨ軸検出波形（Ｈ軸検出パルス信号）をＦＰＧＡ１１０に取り込み描画タイミングの基準信号として利用をしている。

しかし、ＭＥＭＳミラー２２４の温度特性などにより、ＭＥＭＳミラー２２４の振れ角度が変化し検出波形が変化する事がある。この検出波形の変化によって、ＦＰＧＡ１１０内の検出波形のカウント数がずれる事で描画タイミングにずれが生じるため、描画した投影画像３００のライン毎のずれに繋がる。本実施の形態では、この問題を以下で説明するように改善する。

なお、以下の動作例では、検出波形（Ｈ軸検出パルス信号）のエッジ位置は実際のＭＥＭＳミラー２２４の動作において、正確な位置が不明の為、上述のように、検出波形を任意にずらす事によりＨ軸描画位置設定信号を生成し、そのＨ軸描画位置設定信号を基準に描画位置を設定する。このＨ軸描画位置設定信号の設定により、往路復路で描画に問題のない位置に、描画エリアを設定することができる。以下の動作例では、説明上このＨ軸描画位置設定信号の位置調整値は初期設定時に固定値が設定されるものとする。

＜理想例＞
まず、図８Ａ及び図８Ｂを用いて、理想的な検出信号による動作について説明する。例えば、図８Ａ及び図８Ｂは、図１〜図３、図５と同様の構成による例である。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、理想的には、Ｈ軸検出パルス信号に基づくＨ軸描画位置設定信号は常に一定周期の検出波形、すなわち、同じエッジ間隔（立ち上りエッジと次の立ち下りエッジまでの間隔、立ち下りエッジと次の立ち上りエッジまでの間隔）でＨｉｇｈ／Ｌｏｗを繰り返す矩形波である。

ＦＰＧＡ１１０は、Ｈ軸描画位置設定信号のエッジ間隔をドット（ピクセル）に同期した内部クロックでカウントしており、Ｈ軸描画位置設定信号が一定周期のため、クロックカウンタ（clk_cnt）のカウンタ値は一定の値となる。ここでは、一例として、エッジ間隔を２０カウントとし、カウンタ値＝１〜２０が繰り返される。すなわち、理想的な各動作範囲のカウンタ値（カウント数）は、往路範囲または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０である。この理想的な往路範囲または復路範囲Ａ０を第１の基準値とし、理想的な復路範囲Ｂ０を第２の基準値とする。なお、説明簡略化のため、カウンタ値＝１からカウントを開始するが、カウンタ値＝０からカントを開始してもよい（以下でも同様）。

ここでは、一例として、カウンタ値６〜１５の間を描画エリアとして設定する。そうすると、描画エリアを設定するＨＳｙｎｃは、往路及び復路のラインのそれぞれでカウンタ値６のタイミングで立ち上り、カウンタ値１５のタイミングで立ち下りを繰り返す波形となる。

その結果、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ１の領域となる。図８Ａ及び図８Ｂでは、Ｈ軸描画位置設定信号が一定周期であり、ＨＳｙｎｃも一定周期となるため、往路範囲、復路範囲、往復範囲が常に基準値である。このため、理想的な描画エリアＤ１は、ラインごとの描画位置にずれがなく、垂直方向の縦ラインが一直線状の矩形となる。

＜参考例１＞
例えば、温度特性などによりＭＥＭＳミラーの周波数が変わり検出波形の周期が変わった場合、本来であれば、ＭＥＭＳミラーの動作として往路・復路ともに均等に動作していると考えられる為、検出波形においても、往路・復路とも均等になることが理想である。しかし、回路などの影響により、実際のＭＥＭＳミラーの動作とは異なった検出波形を得ることがある。この検出波形をＦＰＧＡに取り込み、カウンタ値を基準に描画するタイミング波形を生成し描画を行うと、描画エリアにおいて、最初の設定値（基準値）より往路と復路でのカウント数が異なることで、理想状態から見て縦のラインにずれが生じてしまう。

図９Ａ及び図９Ｂは、このような描画エリアにずれが生じる例を示している。図９Ａ及び図９Ｂは、本実施の形態の適用前の参考例１における、検出信号が変化する場合の動作例である。例えば、図９Ａ及び図９Ｂは、図１〜図３、図５と同様の構成による例である。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、参考例１では、ＭＥＭＳミラー２２４の動作が変化した場合、Ｈ軸検出パルス信号に基づくＨ軸描画位置設定信号は周波数（エッジ間隔）が一定ではなく変化した波形となっている。このＨ軸描画位置設定信号をＦＰＧＡ１１０に取り込みエッジ間隔をカウントすると、エッジ間隔ごとにクロックカウンタのカウンタ値が変動する。

この参考例１は、往路範囲が基準値より短く、復路範囲が基準値より長く、往復範囲が基準値と等しい例である。すなわち、各動作範囲のカウンタ値（カウント数）は、往路範囲Ａ１＝１８であり、基準値Ａ０＝２０よりも２少なく、復路範囲Ｃ１＝２２であり、基準値Ａ０＝２０よりも２多く、往復範囲Ｂ１＝４０であり、基準値Ｂ０＝４０と等しい。

カウンタ値６〜１５の間を描画エリアとして設定すると、描画エリアを設定するＨＳｙｎｃは、エッジ間隔（カウント数）が変動する往路及び復路のラインごとに、カウンタ値６のタイミングで立ち上り、カウンタ値１５のタイミングで立ち下りを繰り返す波形となる。

ここでは、なんらかの理由により、検出波形が変化した場合でも、ＭＥＭＳミラーは左右均等に振っている事を条件とし、往復範囲の全トータルカウントの半分が往路または復路の実質カウント数として描画エリアを設定する（以下でも同様）。これは、回路特性として立ち上がりと立ち下がりエッジを生成する特性が異なる事があるため、片側のエッジのみを見た場合、同じ特性であることから、片側エッジを基準として、カウントした数が往復のトータルカウントとなり、その半分が往路または復路のＭＥＭＳミラー移動と考えられるためである。

そうすると、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ２の領域となる。図９Ａ及び図９Ｂでは、Ｈ軸描画位置設定信号の周期（エッジ間隔）が変動し、ＨＳｙｎｃの周期も変動するため、描画エリアＤ２は、ラインごとに描画位置がずれてしまう。この例では、往復範囲Ｂ１が４０カウントであり、往路または復路は往復の半分である２０カウントと考えるため、図９Ａのように２０カウントで折り返して描画エリアを形成する。具体的には、往路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、１８、１、２となり、復路ラインは、カウンタ値３、４、・・・、２１、２２となる。そうすると、往路ラインと復路ラインでカウンタ値６〜１５の位置が２カウンタ分（２クロック分）ずれてしまう。したがって、カウンタ値とＭＥＭＳミラーの動作にずれが生じて、描画エリアがずれる原因となる。

すなわち、実施の形態適用前の参考例では、最初に＜理想例＞のように設定された状態から、画角変更や温度特性により検出波形が変化した場合、初期の設定カウント数（基準値）と比較して変化してしまい、描画ずれが発生する。参考例では、Ｈ軸描画位置設定信号のカウンタ値を基準に描画するタイミング波形（ＨＳｙｎｃ）を生成し描画を行っているため、往路ラインと復路ラインでのカウント数が異なった場合、描画エリアの縦のラインにずれが生じてしまう。

＜本実施の形態の動作例１＞
図１０Ａ及び図１０Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂと同じ検出信号に対し、本実施の形態を適用した場合の動作例１を示している。図１０Ａ及び図１０Ｂは、図１〜図６で説明した本実施の形態の構成における動作である。

図１０Ａ及び図１０Ｂでは、図９Ａ及び図９Ｂと同様に、Ｈ軸描画位置設定信号の周波数（エッジ間隔）が一定ではなく変化した波形となっている。このＨ軸描画位置設定信号のエッジ間隔を内部クロックに合わせてカウントすると、エッジ間隔ごとにクロックカウンタ（clk_cnt）のカウンタ値が変動する。

このため、本実施の形態では、予めＭＥＭＳミラーからの理想的な検出波形に対して所定の基準値を設定しておき、カウンタ値が基準値から外れた場合は、計算式より定まる補正値によって基準値に戻すことで、ラインごとの基準を保ち、描画ずれを抑える。基準値には、初期設定時に＜理想例＞のように画像ずれが無いところのカウンタ値（カウント数）を基準値として設定し、設定された往路範囲または復路範囲Ａ０、往復範囲Ｂ０を記憶しておく。ここでは、上記のように、往路範囲または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０として記憶する。

Ｈ軸描画位置設定信号を常にカウンタ値＝１からカウントするクロックをクロックカウンタ（clk_cnt）と称し、基準値に基づいて設定された開始位置からカウントするクロックをピクセルカウンタ（pix_cnt）と称する。ここでは、クロックカウンタと補正後のピクセルカウンタとを用いて説明するが、一つのカウンタで実現してもよい。なお、上記の例と同様に、ＭＥＭＳミラーは左右均等に振っている事を条件とし、往復範囲の全トータルカウントの半分が往路または復路の実質カウント数として描画エリアを設定する。

図１０Ａ及び図１０Ｂでは、図９Ａ及び図９Ｂと同様、基準値の往路範囲または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０に対し、Ｈ軸描画位置設定信号をカウントした値（変化値）は、往路範囲Ａ１＝１８、復路範囲Ｃ１＝２２、往復範囲Ｂ１＝４０である。本実施の形態では、これらの値から次の式（１）を用いて、カウンタの開始位置を補正するための補正値を求める。
｛（往復の全カウントの変化値−往復の全カウントの基準値）−（往路カウントの変化値−往路カウントの基準値）｝÷２
＝｛（Ｂ１−Ｂ０）−（Ａ１−Ａ０）｝÷２＝補正値 ・・・式（１）

すなわち、往復範囲のカウントした値と基準値との差から、往路のカウントした値と基準値との差を、差し引いて２で割った値を補正値とする。なお、往路と復路とで、補正値は異なるが、往路の代わりに復路を用いて、往復範囲のカウントした値と基準値との差から、復路のカウントした値と基準値との差を、差し引いて２で割った値を補正値としてもよい。

この例では、式（１）より、｛（４０−４０）−（１８−２０）｝÷２＝２÷２＝１が補正値となる。このため、本実施の形態に係る動作例１ではカウンタの開始位置を＋１ずらす。図１０Ａ及び図１０Ｂのように、往路（復路）のみで考えると、カウンタが基準値よりも２ずれているが、往路のカウンタ開始位置を１ずらすと、復路も同様に１ずれる事になる。したがって、図１０Ａ及び図１０Ｂから明らかなように、カウンタが２ずれていたとしても、基準値からのずれを２で割った値を実際の補正値とすることで、カウンタのずれを正しく補正することができる。

補正値が＋１であるため、図１０Ａ及び図１０Ｂのように、ピクセルカウンタでは、往路におけるクロックカウンタの開始位置を時間軸の正方向へ１クロック分ずらしてカウントを行う。カウンタを１クロック分遅延させているともいえる。往復範囲が４０カウントで往路または復路が２０カウントであるため、この補正後のピクセルカウンタを用いると、往路ラインは、カウンタ値＝２２、１、・・・、１８、１となり、復路ラインは、カウンタ値＝２、３、・・・、２０、２１となる。これにより、往路ラインの描画位置が右方向へ１クロック分ずれ、復路ラインの描画位置が左方向へ１クロック分ずれるため、往路ラインのカウンタ値６〜１５と、復路ラインのカウンタ値６〜１５とで、垂直方向の位置が等しくなる。

このような制御により、描画エリアを設定するＨＳｙｎｃは、エッジ間隔（カウント数）が変動する往路及び復路のラインごとに、補正されたカウンタ値６のタイミングで立ち上り、補正されたカウンタ値１５のタイミングで立ち下りを繰り返す波形となる。

その結果、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ３のように理想的な矩形状の領域となる。図１０Ａ及び図１０Ｂでは、Ｈ軸描画位置設定信号のエッジ間隔と基準値との差分に基づいてカウンタを制御することにより、先のラインの描画エリアから両端までの距離と、次のラインの両端から描画エリアまでの距離を等しくできる。すなわち、本実施の形態では、縦のラインにおいて描画エリアが一致するように、基準とするカウンタ値とＭＥＭＳミラーの検出パルス信号からのカウント値に基づいて、カウント値を制御する事で、描画エリア範囲を一定に保つ事ができ、縦ラインのずれを無くす事ができる。

＜参考例２＞
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて、本実施の形態の適用前の参考例２における、検出信号が変化する場合の他の動作例について説明する。例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂは、図１〜図３、図５と同様の構成による例である。

この参考例２は、往路範囲が基準値と等しく、復路範囲が基準値より短く、往復範囲が基準値より短い例である。すなわち、各動作範囲のカウンタ値（カウント数）は、往路範囲Ａ１＝２０であり、基準値Ａ０＝２０と等しく、復路範囲Ｃ１＝１８であり、基準値Ａ０＝２０よりも２少なく、往復範囲Ｂ１＝３８であり、基準値Ｂ０＝４０よりも２少ない。

上記の例と同様に、検出波形が変化した場合でも、ＭＥＭＳミラーは左右均等に振っている事を条件とするため、往復範囲である３８カウントの半分の１９カウントを往路または復路の値として折り返し描画を行うこととし、カウンタ値６〜１５の間を描画エリアとする。そうすると、往路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、１８、１９となり、復路ラインは、カウンタ値＝２０、１、２、・・・、１７、１８となる。このため、往路ラインと復路ラインでカウンタ値６〜１５の位置が２カウンタ分（２クロック分）ずれてしまうため、描画エリアにずれが生じる。すなわち、図１１Ａに示すように、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアＤ４は、ラインごとに描画位置がずれてしまう。

＜本実施の形態の動作例２＞
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて、図１１Ａ及び図１１Ｂと同じ検出信号に対し、本実施の形態を適用した場合の動作例２について説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、図１〜図６で説明した本実施の形態の構成における動作である。

図１２Ａ及び図１２Ｂでは、図１１Ａ及び図１１Ｂと同様、基準値の往路範囲または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０に対し、Ｈ軸描画位置設定信号をカウントした値は、往路範囲Ａ１＝２０、復路範囲Ｃ１＝１８、往復範囲Ｂ１＝３８である。これらの値から上記の式（１）を用いて、カウンタの開始位置を補正するための補正値を求めると、｛（３８−４０）−（２０−２０）｝÷２＝−２÷２＝−１となる。このため、本実施の形態に係る動作例２ではカウンタの開始位置を−１ずらす。

補正値が−１であるため、図１２Ａ及び図１２Ｂのように、ピクセルカウンタでは、往路におけるクロックカウンタの開始位置を時間軸の負方向へ１クロック分ずらしてカウントを行う。カウンタを１クロック分進めているともいえる。往復範囲が３８カウントで往路または復路が１９カウントであるため、この補正後のピクセルカウンタを用いると、往路ラインは、カウンタ値＝２、３、・・・、１９、２０となり、復路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、１７、１８、１となる。これにより、往路ラインの描画位置が左方向へ１クロック分ずれ、復路ラインの描画位置が右方向へ１クロック分ずれるため、往路ラインのカウンタ値６〜１５と、復路ラインのカウンタ値６〜１５とで、垂直方向の位置が等しくなる。その結果、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ５のように理想的な矩形状の領域となる。

＜参考例３＞
次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて、本実施の形態の適用前の参考例３における、検出信号が変化する場合の他の動作例について説明する。例えば、図１３Ａ及び図１３Ｂは、図１〜図３、図５と同様の構成による例である。

この参考例３は、往路範囲及び復路範囲の両方が基準値より長く、往復範囲も基準値より長い例である。すなわち、各動作範囲のカウンタ値（カウント数）は、往路範囲Ａ１＝２２であり、基準値Ａ０＝２０より２多く、復路範囲Ｃ１＝２２であり、基準値Ａ０＝２０よりも２多く、往復範囲Ｂ１＝４４であり、基準値Ｂ０＝４０よりも４多い。

上記の例と同様に、検出波形が変化した場合でも、ＭＥＭＳミラーは左右均等に振っている事を条件とするため、往復範囲である４４カウントの半分の２２カウントを往路または復路の値として折り返し描画を行うこととし、カウンタ値６〜１５の間を描画エリアとする。そうすると、往路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、２１、２２となり、復路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、２１、２２となる。このため、往路ラインと復路ラインでカウンタ値６〜１５の位置が２カウンタ分（２クロック分）ずれてしまうため、描画エリアにずれが生じる。すなわち、図１３Ａに示すように、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアＤ６は、ラインごとに描画位置がずれてしまう。

＜本実施の形態の動作例３＞
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて、図１３Ａ及び図１３Ｂと同じ検出信号に対し、本実施の形態を適用した場合の動作例３について説明する。図１４Ａ及び図１４Ｂは、図１〜図６で説明した本実施の形態の構成における動作である。

図１４Ａ及び図１４Ｂでは、図１３Ａ及び図１３Ｂと同様、基準値の往路範囲または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０に対し、Ｈ軸描画位置設定信号をカウントした値は、往路範囲Ａ１＝２２、復路範囲Ｃ１＝２２、往復範囲Ｂ１＝４４である。これらの値から上記の式（１）を用いて、カウンタの開始位置を補正するための補正値を求めると、｛（４４−４０）−（２２−２０）｝÷２＝２÷２＝１となる。このため、本実施の形態に係る動作例３ではカウンタの開始位置を＋１ずらす。

補正値が＋１であるため、図１４Ａ及び図１４Ｂのように、ピクセルカウンタでは、往路におけるクロックカウンタの開始位置を時間軸の正方向へ１クロック分ずらしてカウントを行う。カウンタを１クロック分遅延させているともいえる。往復範囲が４４カウントで往路または復路が２２カウントであるため、この補正後のピクセルカウンタを用いると、往路ラインは、カウンタ値＝２２、１、２、・・・、２０、２１となり、復路ラインは、カウンタ値＝２２、１、２、・・・、２０、２１となる。これにより、往路ラインの描画位置が右方向へ１クロック分ずれ、復路ラインの描画位置が左方向へ１クロック分ずれるため、往路ラインのカウンタ値６〜１５と、復路ラインのカウンタ値６〜１５とで、垂直方向の位置が等しくなる。その結果、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ７のように理想的な矩形状の領域となる。

＜参考例４＞
次に、図１５Ａ及び図１５Ｂを用いて、本実施の形態の適用前の参考例４における、検出信号が変化する場合の他の動作例について説明する。例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂは、図１〜図３、図５と同様の構成による例である。

この参考例４は、往路範囲が基準値より長く、復路範囲が基準値より短く、往復範囲が基準値と等しい例である。すなわち、各動作範囲のカウンタ値（カウント数）は、往路範囲Ａ１＝２２であり、基準値Ａ０＝２０より２多く、復路範囲Ｃ１＝１８であり、基準値Ａ０＝２０よりも２少なく、往復範囲Ｂ１＝４０であり、基準値Ｂ０＝４０と等しい。

上記の例と同様に、検出波形が変化した場合でも、ＭＥＭＳミラーは左右均等に振っている事を条件とするため、往復範囲である４０カウントの半分の２０カウントを往路または復路の値として折り返し描画を行うこととし、カウンタ値６〜１５の間を描画エリアとする。そうすると、往路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、１９、２０となり、復路ラインは、カウンタ値＝２１、２２、１、２、・・・、１７、１８となる。このため、往路ラインと復路ラインでカウンタ値６〜１５の位置が２カウンタ分（２クロック分）ずれてしまうため、描画エリアにずれが生じる。すなわち、図１５Ａに示すように、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアＤ８は、ラインごとに描画位置がずれてしまう。

＜本実施の形態の動作例４＞
次に、図１６Ａ及び図１６Ｂを用いて、図１５Ａ及び図１５Ｂと同じ検出信号に対し、本実施の形態を適用した場合の動作例４について説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、図１〜図６で説明した本実施の形態の構成における動作である。

図１６Ａ及び図１６Ｂでは、図１５Ａ及び図１５Ｂと同様、基準値の往路範囲または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０に対し、Ｈ軸描画位置設定信号をカウントした値は、往路範囲Ａ１＝２２、復路範囲Ｃ１＝１８、往復範囲Ｂ１＝４０である。これらの値から上記の式（１）を用いて、カウンタの開始位置を補正するための補正値を求めると、｛（４０−４０）−（２２−２０）｝÷２＝−２÷２＝−１となる。このため、本実施の形態に係る動作例４ではカウンタの開始位置を−１ずらす。

補正値が−１であるため、図１６Ａ及び図１６Ｂのように、ピクセルカウンタでは、往路におけるクロックカウンタの開始位置を時間軸の負方向へ１クロック分ずらしてカウントを行う。カウンタを１クロック分進めているともいえる。往復範囲が４０カウントで往路または復路が２０カウントであるため、この補正後のピクセルカウンタを用いると、往路ラインは、カウンタ値＝２、３、・・・、２０、２１となり、復路ラインは、カウンタ値＝２２、１、２、・・・、１７、１８、１となる。これにより、往路ラインの描画位置が左方向へ１クロック分ずれ、復路ラインの描画位置が右方向へ１クロック分ずれるため、往路ラインのカウンタ値６〜１５と、復路ラインのカウンタ値６〜１５とで、垂直方向の位置が等しくなる。その結果、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ９のように理想的な矩形状の領域となる。

＜参考例５＞
次に、図１７Ａ及び図１７Ｂを用いて、本実施の形態の適用前の参考例５における、検出信号が変化する場合の他の動作例について説明する。例えば、図１７Ａ及び図１７Ｂは、図１〜図３、図５と同様の構成による例である。

この参考例５は、往路範囲が基準値より長く、復路範囲が基準値より短く、往復範囲が基準値より短い例である。すなわち、各動作範囲のカウンタ値（カウント数）は、往路範囲Ａ１＝２２であり、基準値Ａ０＝２０より２多く、復路範囲Ｃ１＝１６であり、基準値Ａ０＝２０よりも４少なく、往復範囲Ｂ１＝３８であり、基準値Ｂ０＝４０よりも２少ない。

上記の例と同様に、検出波形が変化した場合でも、ＭＥＭＳミラーは左右均等に振っている事を条件とするため、往復範囲である３８カウントの半分の１９カウントを往路または復路の値として折り返し描画を行うこととし、カウンタ値６〜１５の間を描画エリアとする。そうすると、往路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、１８、１９となり、復路ラインは、カウンタ値＝２０、２１、２２、１、２、・・・、１５、１６となる。このため、往路ラインと復路ラインでカウンタ値６〜１５の位置が４カウンタ分（４クロック分）ずれてしまうため、描画エリアにずれが生じる。すなわち、図１７Ａに示すように、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアＤ１０は、ラインごとに描画位置がずれてしまう。

＜本実施の形態の動作例５＞
次に、図１８Ａ及び図１８Ｂを用いて、図１７Ａ及び図１７Ｂと同じ検出信号に対し、本実施の形態を適用した場合の動作例５について説明する。図１８Ａ及び図１８Ｂは、図１〜図６で説明した本実施の形態の構成における動作である。

図１８Ａ及び図１８Ｂでは、図１７Ａ及び図１７Ｂと同様、基準値の往路範囲Ａ０または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０に対し、Ｈ軸描画位置設定信号をカウントした値は、往路範囲Ａ１＝２２、復路範囲Ｃ１＝１６、往復範囲Ｂ１＝３８である。これらの値から上記の式（１）を用いて、カウンタの開始位置を補正するための補正値を求めると、｛（３８−４０）−（２２−２０）｝÷２＝−４÷２＝−２となる。このため、本実施の形態に係る動作例５ではカウンタの開始位置を−２ずらす。

補正値が−２であるため、図１８Ａ及び図１８Ｂのように、ピクセルカウンタでは、往路におけるクロックカウンタの開始位置を時間軸の負方向へ２クロック分ずらしてカウントを行う。カウンタを２クロック分進めているともいえる。往復範囲が３８カウントで往路または復路が１９カウントであるため、この補正後のピクセルカウンタを用いると、往路ラインは、カウンタ値＝３、４、・・・、２０、２１となり、復路ラインは、カウンタ値＝２２、１、２、・・・、１５、１６、１、２となる。これにより、往路ラインの描画位置が左方向へ２クロック分ずれ、復路ラインの描画位置が右方向へ２クロック分ずれるため、往路ラインのカウンタ値６〜１５と、復路ラインのカウンタ値６〜１５とで、垂直方向の位置が等しくなる。その結果、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ１１のように理想的な矩形状の領域となる。

＜参考例６＞
次に、図１９Ａ及び図１９Ｂを用いて、本実施の形態の適用前の参考例６における、検出信号が変化する場合の他の動作例について説明する。例えば、図１９Ａ及び図１９Ｂは、図１〜図３、図５と同様の構成による例である。

この参考例６は、往路範囲が基準値より短く、復路範囲が基準値より長く、往復範囲が基準値より長い例である。すなわち、各動作範囲のカウンタ値（カウント数）は、往路範囲Ａ１＝１８であり、基準値Ａ０＝２０より２少なく、復路範囲Ｃ１＝２４であり、基準値Ａ０＝２０よりも４多く、往復範囲Ｂ１＝４２であり、基準値Ｂ０＝４０よりも２多い。

上記の例と同様に、検出波形が変化した場合でも、ＭＥＭＳミラーは左右均等に振っている事を条件とするため、往復範囲である４２カウントの半分の２１カウントを往路または復路の値として折り返し描画を行うこととし、カウンタ値６〜１５の間を描画エリアとする。そうすると、往路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、１８、１、２、３となり、復路ラインは、カウンタ値＝３、５、・・・、２３、２４となる。このため、往路ラインと復路ラインでカウンタ値６〜１５の位置が４カウンタ分（４クロック分）ずれてしまうため、描画エリアにずれが生じる。すなわち、図１９Ａに示すように、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアＤ１２は、ラインごとに描画位置がずれてしまう。

＜本実施の形態の動作例６＞
次に、図２０Ａ及び図２０Ｂを用いて、図１９Ａ及び図１９Ｂと同じ検出信号に対し、本実施の形態を適用した場合の動作例６について説明する。図２０Ａ及び図２０Ｂは、図１〜図６で説明した本実施の形態の構成における動作である。

図２０Ａ及び図２０Ｂでは、図１９Ａ及び図１９Ｂと同様、基準値の往路範囲Ａ０または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０に対し、Ｈ軸描画位置設定信号をカウントした値は、往路範囲Ａ１＝１８、復路範囲Ｃ１＝２４、往復範囲Ｂ１＝４２である。これらの値から上記の式（１）を用いて、カウンタの開始位置を補正するための補正値を求めると、｛（４２−４０）−（１８−２０）｝÷２＝４÷２＝２となる。このため、本実施の形態に係る動作例６ではカウンタの開始位置を＋２ずらす。

補正値が＋２であるため、図２０Ａ及び図２０Ｂのように、ピクセルカウンタでは、往路におけるクロックカウンタの開始位置を時間軸の正方向へ２クロック分ずらしてカウントを行う。カウンタを２クロック分遅延させているともいえる。往復範囲が４２カウントで往路または復路が２１カウントであるため、この補正後のピクセルカウンタを用いると、往路ラインは、カウンタ値＝２３、２４、１、２、・・・、１７、１８、１となり、復路ラインは、カウンタ値＝２、３、・・・、２１、２２となる。これにより、往路ラインの描画位置が右方向へ２クロック分ずれ、復路ラインの描画位置が左方向へ２クロック分ずれるため、往路ラインのカウンタ値６〜１５と、復路ラインのカウンタ値６〜１５とで、垂直方向の位置が等しくなる。その結果、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ１３のように理想的な矩形状の領域となる。

＜参考例７＞
次に、図２１Ａ及び図２１Ｂを用いて、本実施の形態の適用前の参考例７における、検出信号が変化する場合の他の動作例について説明する。例えば、図２１Ａ及び図２１Ｂは、図１〜図３、図５と同様の構成による例である。

この参考例７は、往路範囲及び復路範囲の両方が基準値より短く、往復範囲も基準値より短い例である。すなわち、各動作範囲のカウンタ値（カウント数）は、往路範囲Ａ１＝１８であり、基準値Ａ０＝２０より２少なく、復路範囲Ｃ１＝１６であり、基準値Ａ０＝２０よりも４少なく、往復範囲Ｂ１＝３４であり、基準値Ｂ０＝４０よりも６少ない。

上記の例と同様に、検出波形が変化した場合でも、ＭＥＭＳミラーは左右均等に振っている事を条件とするため、往復範囲である３４カウントの半分の１７カウントを往路または復路の値として折り返し描画を行うこととし、カウンタ値６〜１５の間を描画エリアとする。そうすると、往路ラインは、カウンタ値＝１、２、・・・、１６、１７となり、復路ラインは、カウンタ値＝１８、１、２、・・・、１５、１６となる。このため、往路ラインと復路ラインでカウンタ値６〜１５の位置が４カウンタ分（４クロック分）ずれてしまうため、描画エリアにずれが生じる。すなわち、図２１Ａに示すように、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアＤ１４は、ラインごとに描画位置がずれてしまう。

＜本実施の形態の動作例７＞
次に、図２２Ａ及び図２２Ｂを用いて、図２１Ａ及び図２１Ｂと同じ検出信号に対し、本実施の形態を適用した場合の動作例７について説明する。図２２Ａ及び図２２Ｂは、図１〜図６で説明した本実施の形態の構成における動作である。

図２２Ａ及び図２２Ｂでは、図２１Ａ及び図２１Ｂと同様、基準値の往路範囲または復路範囲Ａ０＝２０、往復範囲Ｂ０＝４０に対し、Ｈ軸描画位置設定信号をカウントした値は、往路範囲Ａ１＝１８、復路範囲Ｃ１＝１６、往復範囲Ｂ１＝３４である。これらの値から上記の式（１）を用いて、カウンタの開始位置を補正するための補正値を求めると、｛（３４−４０）−（１８−２０）｝÷２＝−４÷２＝−２となる。このため、本実施の形態に係る動作例７ではカウンタの開始位置を−２ずらす。

補正値が−２であるため、図２２Ａ及び図２２Ｂのように、ピクセルカウンタでは、往路におけるクロックカウンタの開始位置を時間軸の負方向へ２クロック分ずらしてカウントを行う。カウンタを２クロック分進めているともいえる。往復範囲が３４カウントで往路または復路が１７カウントであるため、この補正後のピクセルカウンタを用いると、往路ラインは、カウンタ値＝３、４、・・・、１７、１８、１となり、復路ラインは、カウンタ値＝２、３、・・・、１５、１６、１、２となる。これにより、往路ラインの描画位置が左方向へ２クロック分ずれ、復路ラインの描画位置が右方向へ２クロック分ずれるため、往路ラインのカウンタ値６〜１５と、復路ラインのカウンタ値６〜１５とで、垂直方向の位置が等しくなる。その結果、この往路ライン及び復路ラインの繰り返しにより描画される投影画像３００の描画エリアはＤ１５のように理想的な矩形状の領域となる。

以上のように、本実施の形態では、レーザースキャン方式の画像表示装置において、光スキャナに設けられた圧電膜によりＭＥＭＳミラーの動作を検出し、この検出した第１及び第２の動作範囲と基準範囲とのずれに基づいて、描画位置を補正することとした。これにより、ＭＥＭＳミラーの動作変動による検出波形の変化がもたらす描画位置のずれを補正し、常に一定の場所に描画エリアを設定する事でライン毎の描画ずれを防止することができる。特に、基準値とのずれに応じて、カウンタの開始位置を補正することで、ライン毎の描画位置のずれを無くし、描画ずれを防止することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１１ カウンタ
１２ 基準値設定部
１３ ラインずれ判定部
１４ ラインずれ補正部
１５ 描画位置決定部
１００ 画像表示装置
１０２ 制御部
１０１ 映像入力部
１１１ 入力インタフェース
１１２ ＤＤＲインタフェース
１１３ 画像処理部
１１４ 映像出力部
１１６ 描画位置制御部
１１７ Ｖ軸駆動処理部
１１８ 信号調整部
１２０ マイコン
１３１、１３２ フラッシュメモリ
１３３ ＤＤＲメモリ
１４０ レーザードライバ
１５０ Ｖ軸スキャナドライバ
１６０ Ｈ軸スキャナドライバ
１７０ コンパレータ
１８０ 外部クロック
２００ ＲＧＢレーザーダイオード
２０１ 光スキャナ
２０２ 走査検出部
２１０ 垂直スキャナ
２２０ 水平スキャナ
２２１ 枠体
２２２ 揺動片部
２２３ａ〜２２３ｄ Ｌ型梁部
２２４ ＭＥＭＳミラー
２２５ａ〜２２５ｄ 駆動用圧電膜
２２６ａ〜２２６ｄ 検出用圧電膜
３００ 投影画像

Claims (6)

1. 光束を出力する光源部と、
   前記光束を反射し、垂直方向及び水平方向に往復動作を繰り返す走査部と、
   前記走査部の水平方向の往復動作を示す信号を出力する走査検出部と、
   前記走査検出部が出力した信号に基づいて、前記走査部の水平方向における往復動作における往路または復路を単位とする第１の動作範囲をカウントしたカウンタ値と、前記走査部の水平方向における往復動作における往路または復路の基準値となる第１の基準値との差である第１の差、および前記走査部の水平方向における往復動作における往路および復路を単位とする第２の動作範囲をカウントしたカウンタ値と、前記走査部の水平方向における往復動作の基準値となる第２の基準値と差である第２の差、に基づき前記走査部の水平方向の動作におけるラインずれを判定するラインずれ判定部と、
   前記ラインずれ判定部が判定したラインずれに基づき、前記走査部の水平方向における往復動作のカウント開始位置を補正するラインずれ補正部と、
   前記ラインずれ補正部に補正されたカウント開始位置に基づいて前記走査部の水平方向における走査単位ごとに表示位置を決定する表示位置決定部と、
   前記決定された表示位置に対応するタイミングで、画像データに基づき前記光源部を駆動する光源駆動部と、
   を備える画像表示装置。
2. 前記走査部は、前記往路の動作範囲と前記復路の動作範囲が等しくなるように前記往復動作を繰り返す、
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記ラインずれ補正部は、前記第１の差と前記第２の差との差分に応じて、前記走査部の水平方向における往復動作のカウント開始位置を補正する、
   請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記ラインずれ補正部は、前記第１の差と前記第２の差との差分の半分の値を補正値として、前記走査部の水平方向における往復動作のカウント開始位置を補正する、
   請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記ラインずれ判定部は、前記走査部の水平方向の往復動作に応じた往復動作を示す信号を所定時間遅延させた遅延信号に基づいて、前記第１の動作範囲及び第２の動作範囲を設定する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 光束を出力する光源部と、前記光束を反射し、垂直方向及び水平方向に往復動作を繰り返す走査部と、を備えた画像表示装置の制御方法であって、
   前記走査部の水平方向の往復動作を示す信号を出力し、
   前記信号に基づいて、前記走査部の水平方向における往復動作における往路または復路を単位とする第１の動作範囲をカウントしたカウンタ値と、前記走査部の水平方向における往復動作における往路または復路の基準値となる第１の基準値との差である第１の差、および前記走査部の水平方向における往復動作における往路および復路を単位とする第２の動作範囲をカウントしたカウンタ値と、前記走査部の水平方向における往復動作の基準値となる第２の基準値と差である第２の差、に基づき前記走査部の水平方向の動作におけるラインずれを判定し、
   前記判定されたラインずれに基づき、前記走査部の水平方向における往復動作のカウント開始位置を補正し、
   前記補正されたカウント開始位置に基づいて前記走査部の水平方向における走査単位ごとに表示位置を決定し、
   前記決定された表示位置に対応するタイミングで、画像データに基づき前記光源部を駆動する
   画像表示装置の制御方法。

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