JPWO2011136065A1

JPWO2011136065A1 - 画像表示装置および発光タイミング制御方法

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Publication number: JPWO2011136065A1
Application number: JP2012512778A
Authority: JP
Inventors: 青木　一彦; 一彦青木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2013-07-18
Also published as: US9160995B2; US20130038223A1; CN102812508A; WO2011136065A1

Abstract

画像表示装置は、励起光源（５）と、面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域（６１）、（６２）、（６３）を備え、各蛍光体領域の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に折り返す再帰反射領域（６４）とされた蛍光スクリーン（６）と、励起光源（５）からの光ビームで蛍光スクリーン（６）を走査する走査手段（４）と、再帰反射領域（６４）で反射された再帰反射光（７）を検出する光検出手段（２）、（３）と、走査手段（４）による走査を行わせて、光検出手段（２）、（３）の出力に基づいて、蛍光スクリーン（６）上の各蛍光体領域（６１）、（６２）、（６３）と再帰反射領域（６４）との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、励起光源（５）の発光タイミングを制御する制御手段（１）と、を有する。

Description

本発明は、ストライプ状またはマトリクス状に区画された各領域に蛍光体が形成された蛍光スクリーン上を励起光で走査して画像を表示する画像表示装置に関する。

一般に、蛍光スクリーン上を励起光で走査して画像を表示する画像表示装置においては、振動や歪み、温度や湿度などの環境変化、重力の影響、経年変化といった様々な要因によって、走査系と蛍光スクリーンとの相対的な位置関係が変化し、その結果、適切なビームの照射タイミングを維持することが困難となって、画質の低下を招く。

特許文献１、２には、蛍光スクリーンと、レーザービーム（励起光）で蛍光スクリーン上を走査する光モジュールと、蛍光スクリーン上の反射手段で反射された励起光（フィードバック光）を検出して、蛍光スクリーン上におけるレーザービームの位置を検出するためのモニタ信号を生成する光センサと、この光センサからのモニタ信号に基づいて、光モジュールにおけるレーザービームのオンオフのタイミング（発光タイミング）を制御するフィードバック制御ユニットを有する画像表示装置が記載されている。蛍光スクリーンは、複数の蛍光ストライプと、各蛍光ストライプの間に設けられた反射手段を有する。

上記の画像表示装置では、変調信号に基づいて変調された励起光ビーム（光パルス）で、蛍光スクリーン上を、蛍光ストライプと垂直な方向に走査して、各蛍光ストライプの蛍光体を励起することで画像を表示する。フィードバック制御では、そのような画像表示を行いつつ、蛍光スクリーン上の走査方向における各光パルスの位置が前後に移動するように変調信号に対する遅延処理を行う。この遅延処理により、光センサの出力値が、各蛍光ストライプに対するビームの位置に応じて変化する。この光センサの出力変化に基づいて、最適な発光タイミングを取得する。

特表２００９−５３７８６８号公報特表２００９−５３９１２０号公報

しかし、前述した画像表示装置のフィードバック制御では、蛍光スクリーン上の走査方向における各光パルスの位置を変調信号により周期的に前後させる遅延処理を行うため、その遅延処理によって、蛍光ストライプに対する励起光の照射タイミングは、理想的な照射タイミングに対して常に周期的な誤差をもつことになる。この結果、蛍光ストライプに照射される励起光量が周期的に変動し、それに伴って蛍光量が変動し、表示される画像の画質低下を招く。

また、周期的なタイミング誤差のため、本フィードバック制御で実現できる最大輝度は、理想的な照射タイミングのときの最大輝度よりも低くなる。

本発明の目的は、上記問題を解決し、画質や輝度を低下させることなく、適切なビームの照射タイミングを維持することができる画像表示装置および発光タイミング制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の画像表示装置は、
励起光源と、
面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域を備え、各蛍光体領域の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に折り返す反射領域とされた蛍光スクリーンと、
前記励起光源からの光ビームで前記蛍光スクリーンの前記各蛍光体領域が形成された面を走査する走査手段と、
前記反射領域で反射された反射光を検出する第１および第２の光検出手段と、
前記走査手段による走査を行わせて、前記第１および第２の光検出手段の出力に基づいて、前記蛍光スクリーン上の前記各蛍光体領域と前記反射領域との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、前記励起光源の発光タイミングを制御する制御手段と、を有し、
前記第１および第２の光検出手段は、前記反射光と交差する平面に沿って、前記蛍光スクリーンとの相対的な位置関係によって決まる、前記境界と交差する方向である第１の方向に並べて配置されている。

本発明の発光タイミング制御方法は、
面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域を備え、各蛍光体領域の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に折り返す反射領域とされた蛍光スクリーンの、前記各蛍光体領域が形成された面を、励起光源からの光ビームで走査し、
前記反射光と交差する平面に沿って、前記蛍光スクリーンとの相対的な位置関係によって決まる、前記各蛍光体領域と前記反射領域との境界と交差する方向である第１の方向に並べて配置された第１および第２の光検出手段を用いて、前記走査時における前記反射領域からの反射光を検出し、
前記第１および第２の光検出手段の出力に基づいて、前記蛍光スクリーン上の前記各蛍光体領域と前記反射領域との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、前記励起光源の発光タイミングを制御することを含む。

本発明の第１の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示装置の蛍光スクリーンの一部を示す模式図である。図１に示す画像表示装置の再帰反射領域の一例を示す模式図である。図１に示す画像表示装置の再帰反射領域の他の例を示す模式図である。図１に示す画像表示装置において行われる発光タイミング制御の一手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。図５に示す画像表示装置のフォトダイオードの一例を示す模式図である。図５に示す画像表示装置の光学系の一例を示す模式図である。図５に示す画像表示装置におけるレーザ走査部からの光ビームで蛍光スクリーン６を走査する様子を示す模式図である。図５に示す画像表示装置におけるレーザ走査部からの光ビームが蛍光体領域および再帰反射領域の境界部に照射されたときの状態を示す模式図である。図５に示す画像表示装置のキャリブレーション時に行われるストライプ境界位置情報の作成の一手順を示すフローチャートである。図１０に示すキャリブレーション時のストライプ境界位置情報の作成処理における照射光量、受光波形、差分波形、境界位置の関係を説明するためのタイミングチャートである。図５に示す画像表示装置の画像表示モードにおいて行われる発光タイミング制御の一手順を示すフローチャートである。図１２に示す発光タイミング制御処理における照射光量、受光波形、差分波形、境界位置の関係を説明するためのタイミングチャートである。本発明の第３の実施形態である画像表示装置のフォトダイオードの構成を示す模式図である。本発明の第３の実施形態の画像表示装置の蛍光スクリーンの一部を示す模式図である。本発明の第４の実施形態である画像表示装置の構成を説明するための模式図である。本発明の第５の実施形態である画像表示装置の構成を説明するための模式図である。

１制御手段
２、３光検出手段
４走査手段
５励起光源
６蛍光スクリーン
７再帰反射光

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。

図１を参照すると、画像表示装置は、制御手段１、光検出手段２、３、走査手段４、励起光源５および蛍光スクリーン６を有する。

励起光源５は、蛍光スクリーン６上に形成された蛍光体を励起する励起光を出力するものであって、例えばレーザダイオード（ＬＤ）に代表されるレーザ光源である。走査手段４は、励起光源５からの光ビーム（励起光）で蛍光スクリーン６を走査するものであって、ポリゴンミラーやガルバノミラー等である。

蛍光スクリーン６は、面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域を備えており、各蛍光体領域の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に折り返す反射領域とされている。

図２に、蛍光スクリーン６の一部の具体的な構成を示す。図２に示すように、蛍光スクリーン６は、ブラックストライプにより区画された複数の蛍光体領域６１〜６３を有し、ブラックストライプの励起光が照射される面に、再帰反射領域６４が設けられている。蛍光体領域６１は、例えば赤色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光体領域６２は、例えば緑色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光体領域６３は、例えば青色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。図２に示す例では、蛍光体領域６１、６２、６３はこの順番で特定の方向に周期的に形成されている。

図３Ａに、再帰反射領域６４の一例を示す。

図３Ａを参照すると、再帰反射領域６４は、ブラックストライプ６０上に設けられた複数のガラスビーズ６４ａからなる。ガラスビーズ６４ａは、球状であって、大凡その半球部分がブラックストライプ６０の表面に埋め込まれている。ガラスビーズ６４ａの残りの半球部分は、ブラックストライプ６０の表面から露出している。

励起光源５からの光ビーム（励起光）がブラックストライプ６０上を通過する際、光ビームがガラスビーズ６４ａの露出した表面に入射する。入射光は、表面側の境界面（ガラスビーズ６４ａの表面と空気との境界）で屈折する。ガラスビーズ６４ａ内に入射した光は、ガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面で反射され、その反射光が表面側の境界面から出射される。反射光が表面側の境界面を通過する際に屈折し、その境界面からの出射光は、再帰反射光７として、入射光とは反対の方向に進行する。

ガラスビーズ６４ａ内に入射した光をガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面で反射させるために、例えば、ブラックストライプ６０に反射性の材料が含まれていてもよい。あるいは、ガラスビーズ６４ａの球面全体が半透過・半反射性の膜で覆われていてもよい。

ガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面の一点において、焦点を結ぶように、ガラスビーズ６４ａを設計することで、確実に入射光とは反対の方向に、再帰反射光７を進行させることができる。

このようなガラスビーズ６４ａよりなる再帰反射領域６４は、スクリーン印刷を用いて形成することができる。

図３Ｂに、再帰反射領域６４の他の例を示す。

図３Ｂを参照すると、再帰反射領域６４は、ブラックストライプ６０に設けられたマイクロプリズム６４ｂからなる。マイクロプリズム６４ｂは、断面形状が三角形状の複数のプリズムからなり、それぞれのプリズムの頂角は９０°である。マイクロプリズム６４ｂは、各プリズムの頂角側がブラックストライプ６０に埋め込まれるように形成されており、各プリズムの底部によって平面（入出射面）が形成されている。

励起光源５からの光ビーム（励起光）がブラックストライプ６０上を通過する際、光ビームがマイクロプリズム６４ｂの入出射面に入射する。マイクロプリズム６４ｂの頂角を構成する２つの面には反射膜が形成されている。マイクロプリズム６４ｂ内に入射した光は、頂角を構成する２つの面のうちの一方の面で反射された後、他方の面で反射される。他方の面からの反射光は、入出射面から出射される。入出射面からの出射光は、再帰反射光７として、入射光とは反対の方向に進行する。

図３Ｂに示したマイクロプリズム６４ｂによる再帰反射領域は、図３Ａに示したガラスビーズ６４ａによる再帰反射領域に比較して、高い再帰反射率を得ることができる。

再び、図１を参照する。光検出手段２、３は、フォトダイオードより構成されるものであって、再帰反射領域６４で反射された再帰反射光７を検出する。

光検出手段２、３は、再帰反射光７と交差する平面に沿って、蛍光スクリーン６との相対的な位置関係によって決まる、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（またはブラックストライプ）と交差または直交する方向と対応する方向に並べて配置されている。

例えば、光検出手段２、３は、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面と対向するように配置され、再帰反射領域６４からの再帰反射光７の一部を直接、検出してもよい。この場合、再帰反射光７と交差する平面に垂直な方向から見た場合、光検出手段２、３は、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（またはブラックストライプ）と交差または直交する方向に並べて配置される。

また、光検出手段２、３は、光学系を介して再帰反射領域６４からの再帰反射光７を検出してもよい。この場合、再帰反射光７と交差する平面に垂直な方向から光学系を介して蛍光スクリーン６を見た場合、光検出手段２、３は、その平面に沿って、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（またはブラックストライプ）と交差または直交する方向に並べて配置される。

制御手段１は、光検出手段２、３の出力波形の差分を示す波形を取得し、該差分波形に基づいて、蛍光スクリーン６上の蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（蛍光体領域とブラックストライプの境界に対応する）を検出し、該検出した境界に基づいて、励起光源５の発光タイミングを制御する。

蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界は、例えば、光検出手段２、３の差分波形のピーク位置に基づいて取得することができる。ここで、光検出手段２、３の差分波形のピーク位置は、蛍光スクリーン６上の蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界に対する光ビームのスポットの相対位置を示す。

なお、光検出手段２、３は、それらの差分波形から蛍光体領域６１〜６３と再帰反射領域６４との境界を検出することができるのであれば、どのような位置に配置されてもよい。

次に、本実施形態の画像表示装置の発光タイミング制御の動作について説明する。

図４は、発光タイミング制御の一手順を示すフローチャートである。

制御手段１は、画像表示装置が起動されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。画像表示装置は、電源投入用のボタン（不図示）を備えており、制御手段１は、そのボタンが押下された否かによりステップＳ１０の判定を行う。

画像表示装置が起動されると、制御手段１は、キャリブレーションを実行する（ステップＳ１１）。このキャリブレーションは、以下のようにして行われる。

制御手段１は、励起光源５にて一定の光量の励起光を一定期間だけ連続して出力させるとともに、走査手段４に、励起光で蛍光スクリーン６上を走査させる。ここで、一定期間は例えば１フレームに相当する期間である。

上記の走査中に、制御手段１は、光検出手段２、３の出力波形の差分を示す波形を取得し、該差分波形に基づいて、蛍光スクリーン６上の全ての蛍光体領域６１、６２、６３について、それら蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界を検出する。そして、制御手段１は、その検出結果に基づいて境界位置データ（初期値）を作成してそれを保持する。

上記のキャリブレーションにおいて、制御手段１は、１フレームの走査で境界位置データを作成してもよく、また複数のフレームにわたる走査で、フレーム毎に複数の境界位置データを作成し、それら境界位置データを平均してもよい。

キャリブレーションの実行後、入力映像信号に基づく画像を表示するための画像表示モードが設定される。この画像表示モードにおいて、制御手段１は、励起光源５の発光タイミングを制御するとともに走査手段４による走査を制御して、蛍光スクリーン６上に入力映像信号に基づく画像を表示させる。

画像表示モードにおいて、１番目の入力フレームの画像データに基づく第１画像を表示する際に、制御手段１は、キャリブレーションで取得した境界位置データに基づいて、励起光源５の発光タイミングを制御する。そして、第１画像の表示処理を実行中に、制御手段１は、光検出手段２、３の差分波形に基づいて、蛍光スクリーン６上の全ての蛍光体領域６１、６２、６３について、それら蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界を検出し、その検出結果に基づいて境界位置データを更新する。

２番目以降の入力フレームの画像データに基づく画像を表示する際は、制御手段１は、前回の画像表示で更新した境界位置データに基づいて、励起光源５の発光タイミングを制御する。そして、今回の画像の表示処理を実行中に、制御手段１は、光検出手段２、３の差分波形に基づいて、蛍光スクリーン６上の全ての蛍光体領域６１、６２、６３について、それら蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界を検出し、その検出結果に基づいて境界位置データを更新する。この更新された境界位置データは、次回の画像表示の際に利用される。

上記の境界位置データの更新は１フレーム毎に行われているが、これに限定されない。境界位置データの更新は、数フレーム毎に行われても良い。

なお、図４に示した発光タイミング制御手順において、キャリブレーションは、起動後に行われる他、画像表示が行われない他のモード、例えば休止モードからの復帰時にも行うことができる。

本実施形態の画像表示装置によれば、励起光源５からの光ビームで蛍光スクリーン６上を走査して画像を表示しながら、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界を検出し、その検出した境界に基づいて、次回の走査（次入力フレームの画像表示）の際の励起光源５の発光タイミングを制御することができる。この制御によれば、常に、最適なタイミングで光ビームを蛍光体領域６１、６２、６３に照射することができる。

また、前述した特許文献１、２に記載の画像表示装置のフィードバック制御では、蛍光スクリーン６上の走査方向における光ビームのスポットの位置を変調信号により周期的に前後させているが、本実施形態の画像表示装置では、そのような制御は必要ないので、特許文献１、２に記載の画像表示装置で生じていたような画質や輝度の低下を抑制することができる。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。

図５を参照すると、画像表示装置は、蛍光スクリーン６、クロック回路９、照射タイミング制御部１０、照射光量制御部１１、差分検出部１２、メモリ１３、レーザ制御部１４、ＰＤ（フォトダイオード）２０、レーザ走査部４０およびＬＤ（レーザダイオード）５０を有する。

蛍光スクリーン６は、第１の実施形態の画像表示装置で用いたものと同じである。蛍光スクリーン６は、図２に示したような、ブラックストライプにより区画された複数の蛍光体領域６１〜６３を有し、ブラックストライプの領域に、再帰反射領域６４が設けられている。

照射タイミング制御部１０、照射光量制御部１１、差分検出部１２、メモリ１３およびレーザ制御部１４は、第１の実施形態の画像表示装置の制御手段１に対応する。メモリ１３は、制御手段１とは別に設けられても良い。

レーザ走査部４０、ＬＤ５０はそれぞれ、第１の実施形態の画像表示装置の走査手段４、励起光源５に対応する。

ＰＤ２０は、第１の実施形態の画像表示装置の光検出手段２、３に対応する。図６に、ＰＤ２０の一例を示す。なお、図６には、便宜上、再帰反射光７のスポット（点線で示す円）が示されている。

図６を参照すると、ＰＤ２０は、方形形状のＰＤ受光面を２分割したものであって、２つの受光面２０ａ、２０ｂを有する。受光面２０ａ、２０ｂは、第１の実施形態における光検出手段２、３に対応するものである。受光面２０ａ、２０ｂは、再帰反射領域６４からの再帰反射光７と交差する平面に沿って、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（またはブラックストライプ）と交差または直交する方向と対応する方向に並べて配置されている。

例えば、受光面２０ａ、２０ｂが蛍光スクリーン６と対向する場合において、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面に垂直な方向から見た場合に、受光面２０ａ、２０ｂは、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（またはブラックストライプ）と交差または直交する方向に並べて配置される。

また、受光面２０ａ、２０ｂは、光学系を介して再帰反射領域６４からの再帰反射光７を検出してもよい。この場合、受光面２０ａ、２０ｂは、光学系からの再帰反射光７と交差する平面に沿って配置される。その平面に垂直な方向から光学系を介して蛍光スクリーン６を見た場合、受光面２０ａ、２０ｂは、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（またはブラックストライプ）と交差または直交する方向に並べて配置されている。

ＰＤ２０では、受光面２０ａで受光された光量に応じた第１の出力と、受光面２０ｂで受光された光量に応じた第２の出力とが別々に差分検出部１２へ供給される。

差分検出部１２は、ＰＤ２０からの第１および第２の出力の波形の差分をとり、その差分波形に基づいて、蛍光スクリーン６上の蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界を検出する。キャリブレーションの際は、差分検出部１２は、検出した境界の情報に基づく１画面分のストライプ境界位置情報を作成し、それをメモリ１３に格納する。画像表示モードにおいて、差分検出部１２は、検出した境界の情報に基づいて、メモリ１３に格納されているストライプ境界位置情報を更新する。

より具体的には、差分検出部１２は、ＰＤ２０からの第１および第２の出力の差分波形のピークを検出し、そのピークの出現タイミング情報に基づいて、ストライプ境界位置情報の作成または更新を行う。ピーク検出は、例えば、ホールド回路とリセット信号によって行う。ストライプの中央付近から次のストライプの中央付近までをピーク検出区間とし、ホールド回路はその区間の差分波形の最高値を保持する。ピーク検出区間の終端で、ホールド回路が保持した値をピーク検出値として出力するとともに、リセット信号によりホールド回路が一旦リセットされる。ピークの出現タイミング情報は、例えば、描画開始時点からピークの出現時点までの時間をクロック回路９からのクロック信号に基づいてカウントした結果（カウント値）である。描画開始時点は、照射タイミング制御部１０からの描画開始タイミング信号に基づいて与えられる。

照射タイミング制御部１０は、メモリ１３に格納されたストライプ境界位置情報に基づいて、ＬＤ５０の駆動タイミング（発光タイミング）を制御するための照射タイミング指示信号をレーザ制御部１４へ出力するとともに描画開始タイミング信号を差分検出部１２へ出力する。

照射光量制御部１１は、外部からの映像信号に基づいて、ＬＤ５０に供給される駆動パワーの大きさ（光量に対応する）を制御するための照射光量指示信号をレーザ制御部１４に出力する。

レーザ制御部１４は、照射タイミング制御部１０からの照射タイミング指示信号に従ってＬＤ５０を駆動するとともに、照射光量制御部１１からの照射光量指示信号に従ってＬＤ５０への駆動パワーを調整する。さらに、レーザ制御部１４は、照射タイミング制御部１０からの照射タイミング指示信号に従ってレーザ走査部４０を制御する。

図７は、本実施形態の画像表示装置の光学系の一例を示す模式図である。

図７を参照すると、ＬＤ５０からの光ビームの進行方向に、コリメータレンズ１００、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０１、１／４波長板１０２、レーザ走査部４０がこの順番で配置されている。

ＬＤ５０からの光ビームは、コリメータレンズ１００によって平行光束化される。コリメータレンズ１００からの平行光束は、ＰＢＳ１０１に供給される。ＰＢＳ１０１は、ＬＤ５０からの光ビームのＰ偏光成分の光を透過し、Ｓ偏光成分の光を反射する。なお、ＰＢＳ１０１は、Ｓ偏光成分の光を透過し、Ｐ偏光成分の光を反射するものであってもよい。

ＰＢＳ１０１を透過したＰ偏光成分の光は、１／４波長板１０２を介してレーザ走査部４０に供給される。レーザ走査部４０は、１／４波長板１０２からの光（円偏光）で蛍光スクリーン６上を走査する。

図８に、レーザ走査部４０からの光ビームで蛍光スクリーン６を走査する様子を示す。

図８に示す例では、描画開始位置は、蛍光スクリーン６の左上とされている。レーザ走査部４０からの光ビームは蛍光スクリーン６上の各蛍光体領域６１〜６３の長手方向と交差する方向に移動する。図８に示した軌跡４１のように、光ビームのスポットは、図面に向かって左端から右端へ移動し、右端を通過すると、右端から左端へ移動する。このような走査を、上側から下側へ向かって連続して行う。

各蛍光体領域６１〜６３において、レーザ走査部４０からの光ビームが照射されると、蛍光体が励起されて蛍光が発生する。ブラックストライプ６０上に形成された再帰反射領域６４では、レーザ走査部４０からの光ビームが照射されると、入射光はその入射方向とは逆の方向へ反射される。

図９に、レーザ走査部４０からの光ビームが蛍光体領域６１および再帰反射領域６４の境界部に照射されたときの状態を模式的に示す。光ビームが蛍光体領域６１を通過して、その光ビームの一部が再帰反射領域６４にかかると、再帰反射領域６４にかかった部分の光が再帰反射領域６４にて反射される。光ビームのスポットの移動に伴い、再帰反射領域６４にかかるビームの範囲が大きくなり、それに伴って、再帰反射光７の光量も多くなる。その後、光ビームのスポットがさらに移動すると、再帰反射領域６４にかかるビームの範囲が徐々に減少し、それに伴って、再帰反射光７の光量も減少する。

再帰反射領域６４からの再帰反射光７は、図７に示すように、レーザ走査部４０および１／４波長板１０２を介してＰＢＳ１０１に入射する。再帰反射領域６４からの再帰反射光７は円偏光であるが、１／４波長板１０２を通過することでＳ偏光成分の光に変換される。

１／４波長板１０２を通過したＳ偏光成分の再帰反射光７は、ＰＢＳ１０１によってＰＤ２０の方向へ反射される。ＰＢＳ１０１で反射された再帰反射光７は、集光レンズ１０３によってＰＤ２０の受光面上に集光される。

ＰＤ２０は、図６に示したような受光面２０ａ、２０ｂを有する。受光面２０ａ、２０ｂは、再帰反射光７と交差する平面に沿って、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（またはブラックストライプ６０）と交差または直交する方向と対応する方向に並べて配置されている。

このような構成のＰＤ２０によれば、例えば、レーザ走査部４０からの一定光量の光ビームが各蛍光体領域６１〜６３と再帰反射領域６４との境界を通過すると、受光面２０ａ、２０ｂの一方の出力波形は、徐々に立ち上がって、急激に立ち下がるような波形となり、他方の出力波形は急激に立ちあがって、徐々に立ち下がるような波形となる。これら受光面２０ａ、２０ｂの出力の差分波形において、そのピーク位置は各蛍光体領域６１〜６３と再帰反射領域６４との境界に対応する。

本実施形態の画像表示装置では、上記の原理を利用して蛍光体領域６１〜６３と再帰反射領域６４との境界を検出し、その検出した境界に基づいてＬＤ５０の発光タイミングを制御する。

本実施形態の画像表示装置においても、第１の実施形態と同様、キャリブレーションを行った後に、画像表示モードにおいて発光タイミングの制御が実施される。

図１０は、キャリブレーション時のストライプ境界位置情報の作成手順を示すフローチャートである。

図１０を参照すると、まず、照射光量制御部１１が、照射光量を一定値とする旨の照射光量指示信号をレーザ制御部１４に出力する。そして、レーザ制御部１４が、その照射光量指示信号に従ってＬＤ５０の駆動パワーを一定値に設定する（ステップＳ２０）。

次に、照射タイミング制御部１０が、描画開始タイミング信号を差分検出部１２へ出力するとともに、ＬＤ５０の駆動タイミングを制御するための照射タイミング指示信号をレーザ制御部１４へ出力する（ステップＳ２１）。この場合の照射タイミング指示信号は、ＬＤ５０を一定期間だけ連続して発光させる旨の信号である。ここで、一定期間は例えば１フレームに相当する期間である。

次に、ＰＤ２０が再帰反射光７を検出し（ステップＳ２２）、差分検出部１２が、ＰＤ２０からの第１および第２の出力の差分波形のピークを検出する（ステップＳ２３）。そして、差分検出部１２が、差分波形のピーク出現タイミングに基づいてストライプ境界位置を検出する（ステップＳ２４）。ストライプ境界位置は、例えば、描画開始時点からピークの出現時点までの時間をクロック回路９からのクロック信号に基づいてカウントした結果から求めることができる。

最後に、差分検出部１２が、ストライプ境界位置の検出結果に基づいて、ストライプ境界位置情報を作成し、そのストライプ境界位置情報をメモリ１３に格納する（ステップＳ２５）。

図１１に、キャリブレーション時の照射光量、受光波形、差分波形、境界位置の関係を示す。

図１１において、第１受光波形はＰＤ２０の受光面２０ａで受光された光量に応じた第１の出力に基づく波形である。第２受光波形はＰＤ２０の受光面２０ｂで受光された光量に応じた第２の出力に基づく波形である。差分波形は、第１受光波形および第２受光波形の差分を示す波形である。この差分波形のピーク位置はそれぞれ、蛍光体領域６１〜６３と再帰反射領域６４との境界に対応する。したがって、差分波形のピーク位置（ピーク出現タイミング）に基づいて、境界を特定することができる。

図１２は、画像表示モードにおいて行われる発光タイミングの制御手順を示すフローチャートである。

図１２を参照すると、キャリブレーションの実行後、まず、照射タイミング制御部１０が、パラメータの初期化（Ｔ＝０、ｎ＝１）を行う（ステップＳ３０）。ここで、Ｔはクロックカウント値である。

次に、照射タイミング制御部１０が、描画開始タイミング信号を差分検出部１２へ出力するとともに、メモリ１３からストライプ境界位置（Ｔ_n、Ｔ_n+1）を読み出す（ステップＳ３１、Ｓ３２）。次に、照射タイミング制御部１０が、保持しているクロックカウント値を１つインクリメント（Ｔ＝Ｔ＋１）する（ステップＳ３３）。そして、照射タイミング制御部１０が、クロックカウント値が所定の時間（（Ｔ_n＋Ｔ_n+1）／２）に達したか否かを判定する（ステップＳ３４）。ここで、所定の時間は、図７に示した光学系において、光ビームがブラックストライプ６０の長手方向と交差する方向に移動した場合の、光ビームがブラックストライプ６０を通過するのに要する時間の半分である。すなわち、所定の時間は、走査方向におけるブラックストライプ６０の両端（境界）からの中間位置に対応する。

ステップＳ３４で、クロックカウント値が所定の時間に達していない場合は、ステップＳ３３の処理を再び実行する。

ステップＳ３４で、クロックカウント値が所定の時間に達した場合は、照射タイミング制御部１０が、照射タイミング指示信号をレーザ制御部１４へ出力するとともに、照射光量制御部１１が、映像信号Ｓ１に基づいて照射光量を変更するための照射光量指示信号をレーザ制御部１４に出力する。そして、レーザ制御部１４が、照射タイミング指示信号に従ってＬＤ５０の発光タイミングを制御するとともに、照射光量指示信号に従ってＬＤ５０への駆動パワーの大きさを制御する（ステップＳ３５）。なお、ステップＳ３４の判定結果は、照射タイミング制御部１０から照射光量制御部１１に供給されており、照射光量制御部１１は、その判定結果に基づいて、照射光量の変更のタイミングを取得する。

次に、ＰＤ２０が再帰反射光７を検出し（ステップＳ３６）、差分検出部１２が、ＰＤ２０からの第１および第２の出力の差分波形のピークを検出する（ステップＳ３７）。そして、差分検出部１２が、差分波形のピーク出現タイミングに基づいてストライプ境界位置を検出する（ステップＳ３８）。ストライプ境界位置は、例えば、描画開始時点からピークの出現時点までの時間をクロック回路９からのクロック信号に基づいてカウントした結果から求めることができる。

次に、差分検出部１２が、ストライプ境界位置の検出結果に基づいて、メモリ１３に格納されているストライプ境界位置情報の対応する境界位置の情報を更新する（ステップＳ３９）。

次に、照射タイミング制御部１０が、クロックカウント値が１フレーム期間に対応する時間（フレーム終端を示す時間Ｔ_end）に達したか否かを判定する（ステップＳ４０）。

ステップＳ４０で、クロックカウント値が時間Ｔ_endに達していない場合は、照射タイミング制御部１０によるステップＳ３２の処理が再び実行される。

ステップＳ４０で、クロックカウント値が時間Ｔ_endに達した場合は、画像表示モードが終了したか否かの判定が行われる（ステップＳ４１）。画像表示モードが終了していない場合は、照射タイミング制御部１０によるステップＳ３０の処理が再び実行される。

図１３に、画像表示モード時の照射光量、受光波形、差分波形、境界位置の関係を示す。

図１３において、第１受光波形はＰＤ２０の受光面２０ａで受光された光量に応じた第１の出力に基づく波形である。第２受光波形はＰＤ２０の受光面２０ｂで受光された光量に応じた第２の出力に基づく波形である。差分波形は、第１受光波形および第２受光波形の差分を示す波形である。この差分波形のピーク位置はそれぞれ、蛍光体領域６１〜６３と再帰反射領域６４との境界に対応する。ブラックストライプの中間位置に対応するタイミングで照射光量が変更され、各蛍光体領域６１〜６３において、照射光量に応じた光量の蛍光が生じる。このような動作によれば、画像表示を行いながら、差分波形のピーク位置（ピーク出現タイミング）に基づいて、境界を特定することができる。

本実施形態の画像表示装置においても、第１の実施形態と同様、常に、最適なタイミングで光ビームを蛍光体領域６１、６２、６３に照射することができる。また、蛍光スクリーン６上の走査方向における光ビームのスポットの位置を変調信号により周期的に前後させる必要がないので、画質や最大輝度の低下を抑制することができる。

なお、本実施形態の画像表示装置において、ブラックストライプは、縦ストライプのものであるが、これに代えて、横ストライプのもの（横ブラックストライプ）を用いてもよい。横ブラックストライプは、縦ブラックストライプと交差または直交する。この場合は、蛍光スクリーン６上で、光ビームが横ブラックストライプを斜めに横断するような走査が行われる。受光面２０ａ、２０ｂは、再帰反射光７と交差する平面に沿って、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（または横ブラックストライプ）と交差または直交する方向と対応する方向に並べて配置される。

（第３の実施形態）
本実施形態の画像表示装置の基本的な構成は、第２の実施形態のものと同じであるが、ＰＤ２０および蛍光スクリーン６の構成および差分検出部１２の動作の一部が異なる。

以下、本実施形態の画像表示装置の特徴的な構成について説明する。なお、他の部分については、第２の実施形態のものと同様であるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。

図１４に、本実施形態の画像表示装置にて用いるＰＤ２０の一例を示す。

図１４を参照すると、ＰＤ２０は、方形形状のＰＤ受光面を４分割したものであって、４つの受光面２０ａ〜２０ｄを有する。受光面２０ａ〜２０ｄは、方形形状であって、再帰反射領域６４からの再帰反射光７と交差する平面に沿って配置されている。なお、図１４には、便宜上、再帰反射光７のスポット（点線で示す円）が示されている。

図１５に、本実施形態の画像表示装置にて用いる蛍光スクリーン６の一部を示す。図１５に示すように、蛍光スクリーン６は、縦ブラックストライプ６０ａと、これと交差する横ブラックストライプ６０ｂとを有し、これらブラックストライプ６０ａ、６０ｂによって区画された領域が、蛍光体領域６１〜６３とされている。図１５には示されていなが、ブラックストライプ６０ａ、６０ｂには、図３Ａや図３Ｂに示したような構造を有する再帰反射領域６４が形成されている。

受光面２０ａ〜２０ｄは、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面と対向するように配置されている。蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面に垂直な方向から見た場合、受光面２０ａ、２０ｂは、縦ブラックマトリクス６０ａと交差する方向（走査方向）に沿って並べて配置されている。受光面２０ｃ、２０ｄも、縦ブラックマトリクス６０ａと交差する方向に沿って並べて配置されている。受光面２０ａ、２０ｄは、縦ブラックマトリクス６０ａの延伸方向（横ブラックマトリクス６０ｂと交差する方向）に沿って並べて配置されている。受光面２０ｂ、２０ｃも、縦ブラックマトリクス６０ａの延伸方向に沿って並べて配置されている。

ＰＤ２０では、受光面２０ａで受光された光量に応じた第１の出力と、受光面２０ｂで受光された光量に応じた第２の出力と、受光面２０ｃで受光された光量に応じた第３の出力と、受光面２０ｄで受光された光量に応じた第４の出力とが別々に差分検出部１２へ供給される。

レーザ走査部４０は、ＬＤ５０からの光ビームで、図１５に示した蛍光スクリーン６上を走査する。蛍光スクリーン６上では、レーザ走査部４０からの光ビームのスポット６５は、蛍光体領域６１〜６３の長手方向と交差する方向（走査方向）に移動する。この走査において、スポット６５は、蛍光体領域６１〜６３と縦ブラックストライプ６０ａ上の再帰反射領域６４との境界（以下、第１のストライプ境界位置と記す。）や、蛍光体領域６１〜６３と横ブラックストライプ６０ｂ上の再帰反射領域６４との境界（以下、第２のストライプ境界位置と記す。）を通過する。

差分検出部１２は、ＰＤ２０から供給される第１乃至第４の出力のうち、第１の出力に第２の出力を加えた第１の波形と第３の出力に第４の出力を加えた第１の波形との差分を示す第１の差分波形を取得する。差分検出部１２は、その第１の差分波形に基づいて、第１のストライプ境界位置を検出する。この場合、第１の差分波形のピーク位置が第１のストライプ境界位置に対応する。

また、差分検出部１２は、ＰＤ２０から供給される第１乃至第４の出力のうち、第１の出力に第４の出力を加えた第３の波形と第２の出力に第３の出力を加えた第４の波形との差分を示す第２の差分波形を取得する。差分検出部１２は、その第２の差分波形に基づいて、第２のストライプ境界位置を検出する。この場合、第２の差分波形のピーク位置が第２のストライプ境界位置に対応する。第２のストライプ境界位置は、第２の実施形態で説明したストライプ境界位置に対応する。

本実施形態の画像表示装置においても、第２の実施形態で説明したようなキャリブレーションと画像表示モードにおける発光タイミングの制御が行われる。

キャリブレーションでは、差分検出部１２は、第１および第２のストライプ境界位置を検出し、これら第１および第２のストライプ境界位置に基づくストライプ境界位置情報を作成し、それをメモリ１３に格納する。

画像表示モードでは、照射タイミング制御部１０が、メモリ１３に格納されているストライプ境界位置情報を参照して発光タイミングを制御するための照射タイミング指示信号を出力する。その他の動作（第１および第２のストライプ境界位置に基づく更新処理等）は、第２の実施形態のものと同じ手順で行われる。

本実施形態の画像表示装置において、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面に垂直な方向から見た場合、ＰＤ２０の受光面２０ａ〜２０ｄのうち、受光面２０ｂ、２０ｄを、縦ブラックマトリクス６０ａと交差する方向に並べて配置し、受光面２０ａ、２０ｃを、その方向と直交する方向に並べて配置してもよい。

上記の場合、差分検出部１２は、ＰＤ２０から供給される第１乃至第４の出力のうち、第１の出力と第３の出力との差分を示す第１の差分波形を取得する。差分検出部１２は、その第１の差分波形に基づいて、第１のストライプ境界位置を検出する。この場合、第１の差分波形のピーク位置が第１のストライプ境界位置に対応する。

また、差分検出部１２は、ＰＤ２０から供給される第１乃至第４の出力のうち、第４の出力と第２の出力との差分を示す第２の差分波形を取得する。差分検出部１２は、その第２の差分波形に基づいて、第２のストライプ境界位置を検出する。この場合、第２の差分波形のピーク位置が第２のストライプ境界位置に対応する。

また、本実施形態の画像表示装置において、蛍光スクリーン６は、図１５に示した構造に限定されない。蛍光スクリーン６は、図１５に示した構造において、横ブラックストライプ６０ｂが無いもの（図２に示した構造と同じ）であってもよい。この場合は、差分検出部１２は、ＰＤ２０から供給される第１乃至第４の出力のうち、第１の出力に第４の出力を加算した波形と第２の出力に第３の出力を加算した波形との差分を示す差分波形に基づいてストライプ境界位置を検出する。このストライプ境界位置の検出は、第１の実施形態におけるストライプ境界位置の検出と基本的に同じである。

（第４の実施形態）
図１６は、本発明の第４の実施形態である画像表示装置の構成を説明するための模式図である。

本実施形態の画像表示装置は、図７に示したような光学系とは異なる光学系を有しており、ＰＤ２０に代えて、２つのＰＤ２１、２２を有する以外は、第２の実施形態のものと同じである。

ＰＤ２１、２２はそれぞれ、ＰＤ２０の受光面２０ａ、２０ｂ（または第１の実施形態の画像表示装置の光検出手段２、３）に対応するものである。ＰＤ２１、２２は、再帰反射光７と交差する平面に沿って、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（または縦ブラックストライプ６０ａ）と交差または直交する方向と対応する方向に並べて配置されている。レーザ走査部４０の上面側から見た場合、ＰＤ２１、２２は、レーザ走査部４０の出射光軸の両側に配置されている。

集光レンズ２３は、ＰＤ２１の受光面と対向する位置に配置されており、再帰反射光７の一部をＰＤ２１の受光面上に集光する。集光レンズ２４は、ＰＤ２２の受光面と対向する位置に配置されており、再帰反射光７の一部をＰＤ２２の受光面上に集光する。

選択フィルタ２５が集光レンズ２３の入射面側に配置され、選択フィルタ２６が集光レンズ２４の入射面側に配置されている。選択フィルタ２５、２６はいずれも、再帰反射光７を透過し、再帰反射光７とは異なる波長の光（例えば、蛍光体領域６１〜６３からの蛍光）を反射する特性を有する。

ＰＤ２１、２２の出力波形およびその差分波形は、図１１および図１３に示したものと同様である。本実施形態の画像表示装置においても、第２の実施形態と同様の動作を実現することができる。

（第５の実施形態）
図１７は、本発明の第５の実施形態である画像表示装置の構成を説明するための模式図である。

本実施形態の画像表示装置は、図７に示したような光学系とは異なる光学系を有しており、ＰＤ２０に代えて、４つのＰＤ３１ａ〜３１ｄを有する以外は、第３の実施形態のものと同じである。

ＰＤ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄはそれぞれ、第３の実施形態の画像表示装置のＰＤ２０の受光面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに対応するものである。ＰＤ３１ａ〜３１ｄは、再帰反射光７と交差する平面に沿って配置されている。

より具体的には、ＰＤ３１ａ〜３１ｄは、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面と対向するように配置されている。蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面に垂直な方向から見た場合、ＰＤ３１ａ、３１ｂは、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（または縦ブラックストライプ６０ａ）と交差または直交する方向に並べて配置されている。ＰＤ３１ｃ、３１ｄも、その境界と交差または直交する方向に並べて配置されている。ＰＤ３１ａ、３１ｄは、縦ブラックマトリクス６０ａの延伸方向に沿って並べて配置されている。ＰＤ３１ｂ、３１ｃも、縦ブラックマトリクス６０ａの延伸方向に沿って並べて配置されている。

レーザ走査部４０の上面側から見た場合に、ＰＤ３１ａ、３１ｂは、レーザ走査部４０の出射光軸の両側に配置されている。同様に、ＰＤ３１ｃ、３１ｄも、レーザ走査部４０の出射光軸の両側に配置されている。

集光レンズ３２ａは、ＰＤ３１ａの受光面と対向する位置に配置されており、再帰反射光７の一部をＰＤ３１ａの受光面上に集光する。集光レンズ３２ａの入射面側には、選択フィルタ３３ａが配置されている。

集光レンズ３２ｂは、ＰＤ３１ｂの受光面と対向する位置に配置されており、再帰反射光７の一部をＰＤ３１ｂの受光面上に集光する。集光レンズ３２ｂの入射面側には、選択フィルタ３３ｂが配置されている。

集光レンズ３２ｃは、ＰＤ３１ｃの受光面と対向する位置に配置されており、再帰反射光７の一部をＰＤ３１ｃの受光面上に集光する。集光レンズ３２ｃの入射面側には、選択フィルタ３３ｃが配置されている。

集光レンズ３２ｄは、ＰＤ３１ｄの受光面と対向する位置に配置されており、再帰反射光７の一部をＰＤ３１ｄの受光面上に集光する。集光レンズ３２ｄの入射面側には、選択フィルタ３３ｄが配置されている。

選択フィルタ３３ａ〜３３はいずれも、再帰反射光７を透過し、再帰反射光７とは異なる波長の光（例えば、蛍光体領域６１〜６３からの蛍光）を反射する特性を有する。

本実施形態の画像表示装置においても、第３の実施形態と同様の動作を実現することができる。

なお、本実施形態の画像表示装置において、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面に垂直な方向から見た場合、ＰＤ３１ｂ、３１ｄを、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（または縦ブラックストライプ６０ａ）と交差または直交する方向に並べて配置し、ＰＤ３１ａ、３１ｃを、その方向と直交する方向に並べて配置してもよい。この場合は、第３の実施形態において、受光面２０ｂ、２０ｄを上記の境界と交差または直交する方向に並べて配置し、受光面２０ａ、２０ｃをその方向と直交する方向に並べて配置した場合と同様の動作が行われる。

また、本実施形態の画像表示装置において、蛍光スクリーン６は、図１５に示した構造に限定されない。蛍光スクリーン６は、図１５に示した構造において、横ブラックストライプ６０ｂが無いもの（図２に示した構造と同じ）であってもよい。この場合は、ＰＤ３１ａの出力にＰＤ３１ｄの出力を加算した波形とＰＤ３１ｂの出力にＰＤ３１ｃの出力を加算した波形との差分を示す差分波形に基づいてストライプ境界位置を検出する。このストライプ境界位置の検出は、第１の実施形態におけるストライプ境界位置の検出と基本的に同じである。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成および動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。

この出願は、２０１０年４月２６日に出願された日本出願特願２０１０−１００７８４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

受光面２０ａ〜２０ｄは、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面と対向するように配置されている。蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面に垂直な方向から見た場合、受光面２０ａ、２０ｂは、縦ブラックストライプ６０ａと交差する方向（走査方向）に沿って並べて配置されている。受光面２０ｃ、２０ｄも、縦ブラックストライプ６０ａと交差する方向に沿って並べて配置されている。受光面２０ａ、２０ｄは、縦ブラックストライプ６０ａの延伸方向（横ブラックストライプ６０ｂと交差する方向）に沿って並べて配置されている。受光面２０ｂ、２０ｃも、縦ブラックストライプ６０ａの延伸方向に沿って並べて配置されている。

差分検出部１２は、ＰＤ２０から供給される第１乃至第４の出力のうち、第１の出力に第２の出力を加えた第１の波形と第３の出力に第４の出力を加えた第２の波形との差分を示す第１の差分波形を取得する。差分検出部１２は、その第１の差分波形に基づいて、第１のストライプ境界位置を検出する。この場合、第１の差分波形のピーク位置が第１のストライプ境界位置に対応する。

本実施形態の画像表示装置において、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面に垂直な方向から見た場合、ＰＤ２０の受光面２０ａ〜２０ｄのうち、受光面２０ｂ、２０ｄを、縦ブラックストライプ６０ａと交差する方向に並べて配置し、受光面２０ａ、２０ｃを、その方向と直交する方向に並べて配置してもよい。

より具体的には、ＰＤ３１ａ〜３１ｄは、蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面と対向するように配置されている。蛍光スクリーン６の再帰反射領域６４が形成された面に垂直な方向から見た場合、ＰＤ３１ａ、３１ｂは、蛍光体領域６１、６２、６３と再帰反射領域６４との境界（または縦ブラックストライプ６０ａ）と交差または直交する方向に並べて配置されている。ＰＤ３１ｃ、３１ｄも、その境界と交差または直交する方向に並べて配置されている。ＰＤ３１ａ、３１ｄは、縦ブラックストライプ６０ａの延伸方向に沿って並べて配置されている。ＰＤ３１ｂ、３１ｃも、縦ブラックストライプ６０ａの延伸方向に沿って並べて配置されている。

選択フィルタ３３ａ〜３３ｄはいずれも、再帰反射光７を透過し、再帰反射光７とは異なる波長の光（例えば、蛍光体領域６１〜６３からの蛍光）を反射する特性を有する。

Claims

励起光源と、
面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域を備え、各蛍光体領域の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に折り返す反射領域とされた蛍光スクリーンと、
前記励起光源からの光ビームで前記蛍光スクリーンの前記各蛍光体領域が形成された面を走査する走査手段と、
前記反射領域で反射された反射光を検出する第１および第２の光検出手段と、
前記走査手段による走査を行わせて、前記第１および第２の光検出手段の出力に基づいて、前記蛍光スクリーン上の前記各蛍光体領域と前記反射領域との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、前記励起光源の発光タイミングを制御する制御手段と、を有し、
前記第１および第２の光検出手段は、前記反射光と交差する平面に沿って、前記蛍光スクリーンとの相対的な位置関係によって決まる、前記境界と交差する方向である第１の方向に並べて配置されている、画像表示装置。
前記制御手段は、前記第１および第２の光検出手段の出力の差分を示す差分波形を取得し、該差分波形のピークの出現タイミングに基づいて前記境界を検出する、請求項１に記載の画像表示装置。
前記制御手段は、前記蛍光スクリーン全体に対する前記走査手段による走査を繰り返し行わせるとともに、現在の走査時に前記第１および第２の光検出手段の出力に基づいて検出した前記境界に基づいて、前記走査手段による次回の走査時における前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項１または２に記載の画像表示装置。
メモリをさらに有し、
前記制御手段は、
前記励起光源から一定光量の励起光を出射させるとともに、前記走査手段による走査を行わせて、前記第１および第２の光検出手段の出力に基づいて前記境界を検出し、該検出した境界の位置情報を含む境界位置情報を前記メモリに格納し、
入力映像信号に応じて前記走査手段による走査を行わせるとともに、前記メモリに格納された境界位置情報に基づいて前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項１または２に記載の画像表示装置。
前記制御手段は、前記入力映像信号に応じた光量の励起光を前記励起光源から出射させて、前記走査手段による走査を行わせ、前記第１および第２の光検出手段の出力に基づいて前記境界を検出し、該検出した境界に基づいて、前記メモリに格納された前記境界位置情報を更新する、請求項４に記載の画像表示装置。
前記第１の光検出手段の受光面は、受光面が２分割されたフォトダイオードの一方の受光面であり、前記第２の光検出手段の受光面は、前記フォトダイオードの他方の受光面である、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記反射領域で反射された反射光を検出する第３および第４の光検出手段をさらに有し、
前記第３および第４の光検出手段は、前記平面に沿って前記第１の方向に並べて配置されており、
前記制御手段は、
前記走査手段による走査を行わせて、前記第１の光検出手段の出力を前記第２の光検出手段の出力に加えた第１の加算出力と前記第３の光検出手段の出力を前記第４の光検出手段の出力に加えた第２の加算出力との差分を示す第１の差分波形と、前記第１の光検出手段の出力を前記第４の光検出手段の出力に加えた第３の加算出力と前記第２の光検出手段の出力を前記第３の光検出手段の出力に加えた第４の加算出力との差分を示す第２の差分波形とをそれぞれ取得し、
前記第１の差分波形に基づいて、前記走査の方向と直交する方向における前記各蛍光体領域と前記反射領域との第１の境界を取得し、
前記第２の差分波形に基づいて、前記走査の方向における前記各蛍光体領域と前記反射領域との第２の境界を取得し、
前記第１および第２の境界に基づいて前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記反射領域で反射された反射光を検出する第３および第４の光検出手段をさらに有し、
前記第３および第４の光検出手段は、前記平面に沿って前記第１の方向と直交する方向に並べて配置されており、
前記制御手段は、
前記走査手段による走査を行わせて、前記第１の光検出手段の出力と前記第２の光検出手段の出力との差分を示す第１の差分波形と、前記第３の光検出手段の出力と前記第４の光検出手段の出力との差分を示す第２の差分波形とをそれぞれ取得し、
前記第１の差分波形に基づいて、前記走査の方向における前記各蛍光体領域と前記反射領域との第１の境界を取得し、
前記第２の差分波形に基づいて、前記走査の方向と直交する方向における前記各蛍光体領域と前記反射領域との第２の境界を取得し、
前記第１および第２の境界に基づいて前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記制御手段は、前記第１の差分波形のピーク位置に基づいて前記第１の境界を検出し、前記第２の差分波形のピーク位置に基づいて前記第２の境界を検出する、請求項７または８に記載の画像表示装置。
前記制御手段は、前記蛍光スクリーン全体に対する前記走査手段による走査を繰り返し行わせるとともに、現在の走査時に、前記第１および第２の差分波形に基づいて検出した前記第１および第２の境界に基づいて、前記走査手段による次回の走査時における前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
メモリをさらに有し、
前記制御手段は、
前記励起光源から一定光量の励起光を出射させるとともに、前記走査手段による走査を行わせて、前記第１および第２の差分波形から前記第１および第２の境界を取得し、該取得した第１および第２の境界の位置情報を含む境界位置情報を前記メモリに格納し、
入力映像信号に応じて前記走査手段による走査を行わせるとともに、前記メモリに格納された境界位置情報に基づいて前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記制御手段は、前記入力映像信号に応じた光量の励起光を前記励起光源から出射させて、前記走査手段による走査を行わせ、前記第１および第２の境界を検出し、該検出した第１および第２の境界に基づいて、前記メモリに格納された前記境界位置情報を更新する、請求項１１に記載の画像表示装置。
前記第１乃至第４の光検出手段のそれぞれの受光面が、受光面が４分割されたフォトダイオードのそれぞれの受光面より構成されている、請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域を備え、各蛍光体領域の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に折り返す反射領域とされた蛍光スクリーンの、前記各蛍光体領域が形成された面を、励起光源からの光ビームで走査し、
前記反射光と交差する平面に沿って、前記蛍光スクリーンとの相対的な位置関係によって決まる、前記各蛍光体領域と前記反射領域との境界と交差する方向である第１の方向に並べて配置された第１および第２の光検出手段を用いて、前記走査時における前記反射領域からの反射光を検出し、
前記第１および第２の光検出手段の出力に基づいて、前記蛍光スクリーン上の前記各蛍光体領域と前記反射領域との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、前記励起光源の発光タイミングを制御する、発光タイミング制御方法。