KR100918341B1 - 주사형 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

주사형 화상 표시 장치로서, 광원과, 상기 광원으로부터 사출되는 광을 수평 방향으로 주사하는 수평 주사용 스캐너와, 상기 광을 수직 방향으로 주사하는 수직 주사용 스캐너와, 영상 신호의 포맷으로 결정되는 상기 수평 주사용 스캐너가 주사해야할 목표 주사선 수와 상기 수평 주사용 스캐너가 실제로 주사 가능한 주사 가능선 수와의 사이에 차이가 있어, 상기 주사 가능선 수로부터 상기 목표 주사선 수를 뺀 차분이 정(+)의 값인 경우에, 제 1 프레임에 있어서의 상기 수평 주사용 스캐너에 의한 수평 주사가 종료한 시점에서 제 2 프레임에 있어서의 상기 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호가 입력되는 시점까지의 시간 내에서 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 대기시키고, 상기 수평 주사 개시 신호의 입력 타이밍과 동기하여 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 초기 위치로부터 재개하도록, 상기 수직 주사용 스캐너의 동작을 제어하는 수직 주사용 스캐너 제어 수단을 갖는다.

Description

주사형 화상 표시 장치{SCANNING TYPE IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 주사형 화상 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 레이저광 등의 빔 형상의 광을 피투사면 상에서 래스터 스캔(raster scan)하여 화상을 표시하는 주사형 화상 표시 장치가 제안되어 있다.

이 장치에서는, 레이저광의 공급을 정지하는 것에 의해 완전한 흑색을 표현할 수 있기 때문에, 예컨대, 액정 광 밸브를 이용한 프로젝터 등에 비해 고계조의 표시가 가능하다.

또한, 레이저광을 사용한 화상 표시 장치는 레이저광이 단일 파장이기 때문에 색순도가 높고, 코히런스(coherence)가 높아 빔을 정형하기 쉬운(조이기 쉬운) 등의 특성을 가지기 때문에, 고해상도, 고색 재현성을 실현하는 고화질 디스플레이로서 기대되고 있다.

또한, 주사형 화상 표시 장치는 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등과 다르게, 고정된 화소를 가지지 않기 때문에, 화소수라는 개념이 없고, 해상도를 변환하기 쉽다고 하는 이점도 가지고 있다.

주사형 화상 표시 장치로 화상을 생성하기 위해서는, 폴리곤 미러, 갈바노 미러 등의 스캐너를 이용하여 광을 2차원으로 주사해야 한다.

1개의 스캐너를 수평 방향, 수직 방향의 2 방향으로 흔들면서 광을 2차원으로 주사하는 방법도 있지만, 그 경우, 주사계의 구성이나 제어가 복잡하게 된다고 하는 문제가 있다.

그래서, 광을 1차원으로 주사하는 스캐너를 2조 준비하여, 각각으로 수평 주사와 수직 주사를 담당하도록 한 주사형 화상 표시 장치가 제안되어 있다.

종래에는, 쌍방의 스캐너와 함께 폴리곤 미러나 갈바노 미러를 사용하는 것이 보통이었으며, 쌍방의 스캐너에 회전 다면경(폴리곤 미러)을 이용한 투사 장치가 일본 공개 특허 공보 평1-245780호에 개시되어 있다.

일본 공개 특허 공보 평1-245780호에서는 폴리곤 미러를 이용한 장치가 소개되어 있지만, 화상 포맷의 고해상도화에 따라, 스캔 주파수도 높아져, 폴리곤 미러나 갈바노 미러로서는 한계를 맞이하고 있다.

그래서, 최근, 고속 측의 스캐너에 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)기술을 이용한 시스템이 발표되어 있다.

MEMS 기술을 이용한 스캐너(이하, 간단히 MEMS 스캐너라고 함)는 실리콘 등의 반도체 재료의 미세 가공 기술을 이용하여 제작하는 것이며, 토션 스프링 등으로 지지한 미러를 정전력 등에 의해 구동하는 것이다.

이 스캐너는, 정전력과 스프링의 복원력의 상호 작용으로 미러를 왕복 운동하게 하여 광을 주사할 수 있다.

MEMS 스캐너를 이용하는 것에 의해, 종래의 스캐너에 비해 고주파수, 큰 편각의 스캐너를 실현할 수 있다.

이에 따라, 고해상도의 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 고속의 MEMS 스캐너를 실현하기 위해서는, 미러를 공진점에서 왕복 운동하게 해야 하기 때문에, 어떤 해상도를 고려하고, 그 해상도에 맞도록 미러의 공진점을 설계 제작해야 한다.

그러나, 미러의 공진 주파수가 표시 화상의 리프레시 레이트의 공배수가 되도록 제작할 수 없는 경우, 공진점으로부터 어긋나게 미러를 구동하는 것으로 되어, 충분한 주사 진폭을 확보할 수 없게 되어 버린다.

반대로 주사 주파수를 공진 주파수에 맞추게 되면, 수평 주사와 수직 주사의 동기를 취할 수 없게 되어, 화상에 어지러움이 발생하게 된다.

또한, 가령 미러의 공진 주파수가 완전히 리프레시 레이트의 공배수로 되도록 제작할 수 있었다고 해도, 사용 환경이나 광의 조사 상태에 따라 MEMS 미러의 온도가 변하는 것이 충분히 생각되고, 그것에 의해 미러의 공진점이 미묘하게 변화해 버린다.

이 경우도, 위에서 설명한 바와 같이, 수평 주사, 수직 주사의 동기를 취할 수 없게 되어, 화상에 어지러움이 발생한다고 하는 문제를 갖고 있다.

또한, 상술한 스캐너의 제작 오차의 문제, 사용시의 공진점 변화의 문제 등이 발생한 경우, 화상 신호와 스캐너의 동기도 취할 수 없기 때문에, 표시할 수 없는 프레임이 발생한다고 하는 문제도 있다.

이상, MEMS 미러를 이용한 경우의 문제점을 예로 들어 설명했지만, 이 문제 점은 MEMS 미러를 이용한 장치에 한정되는 것이 아니라, 예컨대, 공진형 갈바노 미러 등, 다른 공진형 스캐너를 이용한 장치에 있어서의 공통의 문제이다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 수평 주사와 수직 주사의 동기를 확실히 취하는 것에 의해 양호한 표시 품질을 확보할 수 있는 주사형 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 주사형 화상 표시 장치는, 광원과, 상기 광원으로부터 사출되는 광을 주주사 방향으로 주사하는 수평 주사용 스캐너와, 상기 광을 상기 주(主)주사 방향과는 다른 부주사 방향으로 주사하는 수직 주사용 스캐너와, 영상 신호의 포맷으로 결정되는 상기 수평 주사용 스캐너가 주사해야 할 목표 주사선 수와 상기 수평 주사용 스캐너가 실제로 주사 가능한 주사 가능선 수와의 사이에 차이가 있고, 상기 주사 가능선 수로부터 상기 목표 주사선 수를 뺀 차분이 정(+)의 값인 경우에, 제 1 프레임에 있어서의 상기 수평 주사용 스캐너에 의한 수평 주사가 종료한 시점에서 제 2 프레임에 있어서의 상기 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호가 입력되는 시점까지의 시간 내에서 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 대기시키고, 상기 수평 주사 개시 신호의 입력 타이밍과 동기하여 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 초기 위치로부터 재개하도록, 상기 수직 주사용 스캐너의 동작을 제어하는 수직 주사용 스캐너 제어 수단을 구비한다.

또, 여기서 말하는 「수평 주사용 스캐너」는 2 방향의 주사 중, 고속 측의 주사를 담당하는 스캐너이며, 「수직 주사용 스캐너」는 저속 측의 주사를 담당하는 스캐너이다. 양자는 화상의 수평/수직과는 반드시 일치하는 것은 아니다.

예컨대, 화상 포맷 상(上)은 수평 측이 고속이더라도, 실제의 장치를 구성하는 경우에는 화상 신호로부터의 화소 정보를 재편성하여, 화상의 수직 측을 고속으로 하는 경우도 생각된다.

또한, 여기서 말하는 「제 1 프레임」은 임의의 1 프레임이며, 「제 2 프레임」은 상기 제 1 프레임의 다음 1 프레임이다.

상술한 바와 같이, 주사형 화상 표시 장치에 있어서는, 스캐너의 제작 오차의 문제, 스캐너 사용시의 특성 변화의 문제 등이 발생하는 것이 생각된다.

여기서는, 「수평 주사용 스캐너」 측에 이러한 종류의 문제가 발생하는 것을 상정한다. 이러한 종류의 문제가 발생하면, 영상 신호의 포맷으로 결정되는 수평 주사용 스캐너가 주사해야 할 주사선의 개수(목표 주사선 수)와, 제작된 수평 주사용 스캐너가 실제로 주사 가능한 주사선의 개수(주사 가능선 수) 사이에 어긋남(차이)이 발생한다.

이 어긋남에는 2 방향의 어긋남이 생각된다.

즉, 주사 가능선 수가 목표 주사선 수보다도 작은(주사 가능선 수로부터 목표 주사선 수를 뺀 차분이 부(-)) 경우와, 주사 가능선 수가 목표 주사선 수보다도 큰(주사 가능선 수로부터 목표 주사선 수를 뺀 차분이 정(+)) 경우의 2가지이다.

그런데, 주사 가능선 수가 목표 주사선 수보다 작은 방향으로 어긋남이 발생 한 경우, 그 스캐너는 화면 전체의 주사를 완료할 수 없어, 즉 능력이 부족하기 때문에, 불량품으로 될 수밖에 없다.

따라서, 본 발명에서는, 주사 가능선 수가 목표 주사선 수보다 큰(주사 가능선 수로부터 목표 주사선 수를 뺀 차분이 정) 경우에 대처하는 것을 목적으로 한다.

주사 가능선 수가 목표 주사선 수보다도 큰(주사 가능선 수로부터 목표 주사선 수를 뺀 차분이 정) 경우, 수평 주사용 스캐너가 임의의 제 1 프레임에서 화면 전체의 수평 주사를 완료한 후, 다음 제 2 프레임의 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호가 입력되기까지의 동안에 시간이 남는다.

그래서, 이 남은 시간 내에서, 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 대기시킨 후, 제 2 프레임의 수평 주사 개시 신호의 입력 타이밍과 동기하여 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 초기 위치로부터 재개시킨다.

본 발명에 의하면, 수직 주사용 스캐너 제어 수단이 상기한 바와 같은 제어를 행하는 것에 의해, 수평 주사와 수직 주사의 동기가 확실히 취해져, 화상의 흐트러짐 등이 없고, 양호한 표시 품질을 가진 주사형 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호에 근거하여 수직 주사를 재개하기 때문에, 화상 신호와 스캐너의 동기도 취해져, 표시할 수 없는 프레임이 발생한다고 하는 문제가 발생하는 일도 없다.

수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 대기시킬 때의 구체적인 방법으로는, 상기 수직 주사용 스캐너를 일단 정지시키거나, 일단 정지시키는 일없이 제 2 프레임까지의 잉여 시간의 전부를 사용하여 수직 주사용 스캐너를 초기 위치로 되돌리거나 하는 것 등이 생각된다.

본 발명에 있어서는, 상기 수직 주사용 스캐너를 일단 정지시킴으로써 상기 수직 주사를 대기시키는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 스캐너 사용시의 특성 변화 등에 대하여 보다 유연하게 대응할 수 있다.

또한, 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 일단 정지시킨 후, 재개시킬 때의 타이밍의 제어에는, 2가지의 방법이 생각된다.

제 1 방법에 있어서는, 상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은 상기 주사 가능선 수가 정수가 아닌 경우에 그 값보다 큰 다음 정수로부터 상기 주사 가능선 수를 뺀 차분에 대응하는 정지 시간을 구한다. 다음에, 상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은 상기 제 1 프레임에 있어서의 상기 수평 주사용 스캐너에 의한 수평 주사가 종료한 시점에서 상기 정지 시간만큼 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 정지한다. 다음에, 상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은 상기 정지 시간이 경과한 후에 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시켜, 제 2 프레임 이후도 상기 정지 시간에 근거하여 해당 프레임에 있어서의 정지 시간을 산출한다.

제 1 방법에 있어서는, 수평 주사용 스캐너의 설계 목표값과 실력값의 어긋 남(주사 가능선 수로부터 목표 주사선 수를 뺀 차분)이 항상 일정하며, 각 프레임에서 수평 주사용 스캐너가 주사하는 주사선 수가 일정한 경우에 특히 효과적이다.

이 방법에서는, 어느 쪽의 프레임에서도 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사의 개시 타이밍을 상기의 계산에 의해 구한 정지 시간만으로 제어할 수 있어, 수직 주사용 스캐너 제어 수단이 제 2 프레임의 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호를 감시해 둘 필요가 없다.

그 때문에, 수직 주사용 스캐너 제어 수단의 회로 구성이 간이하게 된다.

한편, 제 2 방법에 있어서는, 상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은 상기 제 2 프레임에 있어서의 상기 수직 동기 신호가 입력된 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여, 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시킨다.

제 2 방법에 있어서는, 수평 주사용 스캐너의 설계 목표값과 실력값의 어긋남(주사 가능선 수로부터 목표 주사선 수를 뺀 차분)이 일정하지 않고, 프레임마다 수평 주사용 스캐너가 주사하는 주사선 수가 변동하는 경우 등에 특히 효과적이다.

프레임마다의 주사선 수가 변동하는 경우에는, 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사의 개시 타이밍을 정지 시간으로만 제어하고 있으면, 묘화 위치가 1주사선만큼 어긋나는 경우가 있어, 화상이 흐트러지는 경우가 있다.

그 점, 제 2 프레임에 있어서의 수직 동기 신호가 입력된 후에 처음으로 입력되는 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시키면, 상기한 바와 같은 화상의 어지러움의 문제는 발생하지 않는다.

또한, 상기 수평 주사용 스캐너가 왕복 주사를 행하는 경우, 상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 상기 제 2 프레임에 있어서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 왕로(往路) 측의 수평 주사 개시 신호인지 귀로(歸路) 측의 수평 주사 개시 신호인지를 판별하고, 그 판별 결과에 따라 상기 수평 주사용 스캐너의 주사 방향과 상기 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서를 합치시키는 구성으로 하여도 좋다.

이 구성은 수평 주사용 스캐너의 설계 목표값과 실력값의 어긋남(주사 가능선 수로부터 목표 주사선 수를 뺀 차분)이 일정하지 않고, 시간적으로 랜덤하게 변동하는 경우 등에 특히 효과적이다.

수평 주사용 스캐너가 왕복 주사를 행하는 것으로 하고, 예컨대, 전체 주사의 초기 위치가 화면의 좌/상이었다고 하면, 화면의 맨 윗줄의 제 1 주사선은 왼쪽으로부터 오른쪽, 그 아래의 제 2 주사선은 오른쪽에서 왼쪽으로, 1주사선마다 반대 방향으로 주사가 행해진다.

즉, 왕로 측의 주사선은 왼쪽으로부터 오른쪽, 귀로 측의 주사선은 즉시 주사가 행해진다.

여기서, 수평 주사용 스캐너의 주사 주파수가 랜덤으로 변동했다고 하면, 수직 주사용 스캐너의 정지 시간이 랜덤으로 변동한다.

그 경우, 수직 주사용 스캐너에 의한 주사를 재개할 때에, 왕로 측, 귀로 측의 어느 쪽의 수평 주사 개시 신호가 최초에 올지는 일의적으로 결정되지 않는다.

그렇게 하면, 수직 동기 신호 입력 후, 최초의 수평 주사 개시 신호가 귀로 측이라고 하면, 위의 예에서는 수평 주사용 스캐너는 오른쪽으로부터 왼쪽으로 주사하는 한편, 수직 동기 신호에 동기한 화상 데이터 열은 본래의 초기 위치인 왼쪽으로부터 오른쪽으로 나란히 서 있기 때문에, 화상이 좌우 반전되어 버릴 우려가 있다.

그러나, 본 발명의 구성과 같이, 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 수직 동기 신호의 입력 후, 처음의 수평 주사 개시 신호가 왕로 측인지, 귀로 측인지를 판별하고, 그 판별 결과에 따라 수평 주사용 스캐너의 주사 방향과 화소 데이터 열의 출력 순서를 합치시키면, 화상의 반전 등의 불량을 방지할 수 있다.

또한, 수평 주사용 스캐너의 주사 방향과 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서를 합치시키기 위해서는, 다음 2가지의 방법이 있다.

제 1 방법에 있어서는, 상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 상기 제 2 프레임에 있어서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 상기 왕로 측의 수평 주사 개시 신호, 상기 귀로 측의 수평 주사 개시 신호 중, 상기 수평 주사용 스캐너의 주사 방향이 상기 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서와 합치하지 않는 쪽의 수평 주사 개시 신호라고 판단했을 때, 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 정지한 채로 해두고, 상기 수평 주사용 스캐너의 주사 방향이 상기 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서와 합치하고 있는 쪽의 수평 주사 개시 신호라고 판단했을 때, 해당 수평 주사 개시 신호를 트리거로서, 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시킨다.

즉, 제 1 방법에 있어서는, 수평 주사용 스캐너의 주사 방향이 화소 데이터 열의 출력 순서와 합치하고 있는 쪽의 수평 주사 개시 신호라고 판단되었을 때에 처음으로, 해당 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여 수직 주사용 스캐너의 수직 주사를 재개시킨다.

따라서, 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 합치하지 않는 쪽의 수평 주사 개시 신호라고 판단했을 때에는 합치하고 있는 쪽의 다음 수평 주사 개시 신호가 오기까지의 동안, 수직 주사용 스캐너의 동작을 정지해 두면 좋다.

제 2 방법에 있어서는, 상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 상기 제 2 프레임에 있어서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 상기 왕로 측의 수평 주사 개시 신호, 상기 귀로 측의 수평 주사 개시 신호 중, 상기 수평 주사용 스캐너의 주사 방향이 상기 영상 신호의 화소 데이터의 출력 순서와 합치하지 않는 쪽의 수평 주사 개시 신호라고 판단했을 때, 해당 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시킴과 동시에, 상기 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서를 역전시킨다.

즉, 제 2 방법은 수직 주사용 스캐너 제어 수단이, 수평 주사용 스캐너의 주사 방향이 화소 데이터 열의 출력 순서와 합치하지 않는 수평 주사 개시 신호라고 판단하여도, 그것을 트리거로 하여 수직 주사용 스캐너의 수직 주사를 재개시켜 버리고, 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서 쪽을 역전시키면 좋다라는 발상으로부터 태어나고 있다.

이들 제 1 방법, 제 2 방법에는 일장일단이 있고, 제 1 방법의 장점은, 화소 데이터 열은 메모리 등의 기억 수단에 저장되고, 화소 데이터 열을 역전시킬 필요가 없는 만큼, 메모리로부터의 화소 데이터의 판독을 제어하는 회로나 광원의 구동 회로의 구성이 간단하게 된다고 하는 점이다.

한편, 제 1 방법의 단점은, 합치하지 않는 쪽의 수평 주사 개시 신호일 때에 수직 주사용 스캐너의 동작을 정지하는 동안, 화소 데이터를 메모리 등에 저장해 두어야 하기 때문에, 큰 기억 용량이 필요하다고 하는 점이다.

제 2 방법의 장점 및 단점은 제 1 방법과 반대이며, 장점은 메모리 등의 기억 용량을 적게 취하는 점, 단점은 화소 데이터의 판독 제어 회로나 광원의 구동 회로의 구성이 복잡하게 된다고 하는 점이다.

또한, 상기 수평 주사용 스캐너의 주사 주파수를 검출하는 수평 주사 주파수 검출 수단을 구비하고, 상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은 상기 수평 주사 주파수 검출 수단이 검출한 상기 수평 주사용 스캐너의 주사 주파수의 변동에 따라 상기 수직 주사용 스캐너의 주사 주파수를 변동시키는 기능을 더 구비하는 것이 바람직하다.

예컨대, 수평 주사용 스캐너의 주사 주파수가 랜덤으로 변동하는 경우, 수직 주사용 스캐너를 설계값대로 동작시키고 있었다면, 수평 주사용 스캐너의 주사 주파수의 변동에 연동하여, 수평 주사선마다의 묘화 위치가 어긋난다.

그러나, 상기의 구성에 의하면, 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 수평 주사용 스캐너의 주사 주파수의 변동에 따라 수직 주사용 스캐너의 주사 주파수를 변동시키는 기능을 구비하고 있기 때문에, 각 수평 주사선마다의 묘화 위치의 어긋남도 보정할 수 있어, 표시 품질을 더 높일 수 있다.

본 발명의 다른 주사형 화상 표시 장치는, 광원과, 상기 광원으로부터 사출되는 광을 수평 방향으로 주사하는 수평 주사용 스캐너와, 상기 광을 수직 방향으로 주사하는 수직 주사용 스캐너와, 제 1 프레임에 있어서의 상기 수평 주사용 스캐너에 의한 수평 주사가 종료한 시점에서 제 2 프레임에 있어서의 상기 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호가 입력되는 시점까지의 시간 내에서 상기 수직 주사용 스캐너가 일단 정지하도록, 상기 수직 주사용 스캐너의 동작을 제어하는 수직 주사용 스캐너 제어 수단을 갖는다.

본 구성에 있어서도, 제 1 프레임에서 화면 전체의 수평 주사가 끝난 후, 다음 제 2 프레임의 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호가 입력되기까지의 동안의 잉여 시간 내에서, 수직 주사용 스캐너 제어 수단이 수직 주사용 스캐너를 일단 정지시킨다. 수직 주사용 스캐너 제어 수단이 상기한 바와 같은 제어를 행하는 것에 의해, 수평 주사와 수직 주사의 동기를 확실히 취할 수 있어, 화상의 흐트러짐 등이 없고, 양호한 표시 품질을 가진 주사형 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 전반에 걸쳐 「일단 정지」라는 문언을 이용하고 있지만, 본 발명에 있어서의 「일단 정지」란, 스캐너를 정지시키고, 그 정지 상태를 소정 시간 유지하는 것을 의미하고 있고, 스캐너가 왕복 운동할 때에 반환점에서 한 순간 정지하는 것과는 다른 개념이다.

상기 수평 주사용 스캐너로서, 공진형의 MEMS 스캐너를 이용하는 것이 바람 직하다.

공진형의 MEMS 스캐너는 소형, 고속, 고밀도, 정숙성이 높은 등의 특징을 가지고 있기 때문에, 이 구성에 의하면, 소형, 정숙하고 표시 품질이 높은 주사형 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수평 주사와 수직 주사의 동기를 확실히 취하는 것에 의해 양호한 표시 품질을 확보할 수 있는 주사형 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

(실시예 1)

이하, 본 발명의 실시예 1을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

본 실시예에서는, 레이저광을 주사하여 스크린 상에 화상을 표시하는 레이저 스캔형 화상 표시 장치(주사형 화상 표시 장치)를 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 실시예의 레이저 스캔형 화상 표시 장치의 요부를 나타내는 사시도, 도 2는 동 장치의 제어부를 나타내는 블럭도이다. 도 3은 동 제어부 내의 각종 제어 신호의 타이밍차트이다.

본 실시예의 레이저 스캔형 화상 표시 장치(이하, 단지 화상 표시 장치라고 함)(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색의 레이저광을 사출하는 레이저 광원(광원)(2R, 2G, 2B)과, 다이크로익 미러(3A, 3B)와, MEMS 스캐너(수평 주사용 스캐너)(4)와, 갈바노 스캐너(수직 주사용 스캐너)(5)와, 투사 방향 변경 미러(6)와, 스크린(7)과, 본체(8)를 구비하고 있다.

본 실시예의 화상 표시 장치(1)는, 본체(8) 내에 레이저 광원(2R, 2G, 2B)나 상기한 각종 광학계를 수납하고, 투과형의 스크린(7)의 배면 쪽으로부터 투사한 화상을 스크린(7)의 전면으로부터 감상하는, 이른바 리어 프로젝션 타입의 화상 표시 장치이다.

적색 레이저 광원(2R)으로부터 사출되는 적색광 Lr의 광로에 대하여, 청색 레이저 광원(2B)으로부터 사출되는 청색광 Lb의 광로와 녹색 레이저 광원(2G)으로부터 사출되는 녹색광 Lg의 광로가 직교하도록, 각 레이저 광원(2R, 2G, 2B)이 배치되어 있다.

적색 레이저 광원(2R)으로부터의 적색광 Lr의 광로와 청색 레이저 광원(2B)으로부터의 청색광 Lb의 광로가 교차하는 위치에, 청색광 Lb를 반사하여, 적색광 Lr를 투과하는 다이크로익 미러(3A)가 마련되어 있다.

적색광 Lr와 청색광 Lb가 합성된 광 Lrb의 광로와 녹색 레이저 광원(2G)으로부터의 녹색광 Lg의 광로가 교차하는 위치에, 녹색광 Lg을 반사하여, 적색광 Lr와 청색광 Lb를 투과하는 다이크로익 미러(3B)가 마련되어 있다.

각 다이크로익 미러(3A, 3B)는 청색광 Lb 또는 녹색광 Lg이 미러의 반사면에 대하여 45°의 입사각으로 입사하도록 배치되어 있다.

이들 다이크로익 미러(3A, 3B)에 의해, 각 레이저 광원(2R, 2G, 2B)으로부터의 각 색광이 합성되어, 풀 컬러의 화상을 형성하는 광으로 된다.

MEMS 스캐너(4)는 다이크로익 미러(3A, 3B)에 의해 합성된 후의 광 Lrgb를 스크린(7)의 수평 방향으로 주사하는 것이고, 합성후의 광 Lrgb의 광로 상에 배치되어 있다.

본 실시예에 있어서의 MEMS 스캐너(4)는 스크린(7)의 왼쪽로부터 오른쪽으로의 광의 주사 시, 오른쪽에서 왼쪽으로의 광의 주사 시의 각각 왕복으로 화상을 묘화한다.

MEMS 스캐너(4)는, 예컨대, 단결정 실리콘의 마이크로 머시닝 기술을 이용하여 가동 미러(9), 토션 바(10), 지지 플레임(11)을 일체 가공한 것이다.

가동 미러(9)가, 예컨대, 정전력에 의한 토션 바(10)의 반발과 복원에 의해 토션 바(10)를 중심으로 해서 소정의 각도 범위 내에서 왕복 회전 운동을 한다.

이 동작에 의해, MEMS 스캐너(4)는 회전 운동의 둘레 방향으로 소정의 편각을 갖고 광을 주사할 수 있다.

갈바노 스캐너(5)는 다이크로익 미러(3A, 3B)에 의해 합성된 후의 광 Lrgb를 스크린(7)의 수직 방향으로 주사하는 것이고, MEMS 스캐너(4)를 사출한 후의 광의 광로 상에 배치되어 있다.

본 실시예에 있어서의 갈바노 스캐너(5)는 스크린(7)의 위에서 아래로의 주사의 편도로 행하여 화상을 묘화한다.

갈바노 스캐너(5)는 모터(12)의 구동축(13)을 중심으로 하여 회전 가능하게 된 미러(14)를 구비하고 있다.

미러(14)의 회전 동작에 의해, 갈바노 스캐너(5)는 회전 운동의 둘레 방향으 로 소정의 편각을 갖고 광을 주사할 수 있다.

본 실시예의 화상 표시 장치(1)의 제어부(수직 주사용 스캐너 제어 수단)(21)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 영상 포맷 검출부(22), 카운터(23), 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24), 메모리 제어부(25), 데이터 저장용 메모리(26), 등을 구비하고 있다.

영상 신호의 중에는, 각 화소마다의 색 정보, 휘도 정보 등을 포함하는 화소 데이터, 수직 동기 신호(이하, v-sync라고 기재하는 경우도 있음), 수평 동기 신호(이하, h-sync라고 기재하는 경우도 있음)가 포함되어 있다.

영상 포맷 검출부(22)는 영상 신호 중의 수평 동기 신호 h-sync를 받아, 현재 입력되어 있는 영상 신호의 포맷(해상도)을 검출한다.

또한, 카운터(23)는 MEMS 스캐너(4)로부터의 일련의 수평 주사 개시 신호를 받아, 1 프레임 내에서 MEMS 스캐너(4)가 주사한 주사선의 수(1 프레임 내의 수평 주사 개시 신호의 펄스 수에 대응함)를 카운트한다.

갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)는 영상 포맷, 수직 동기 신호 v-sync, 수평 동기 신호 h-sync 및 카운터(23)로부터의 해당 프레임 내의 주사선 수 데이터를 받아, 입력된 수평 주사 개시 신호가 후술하는 수직 동기 신호 입력 후의 처음의 수평 주사 개시 신호인지 여부의 판단, 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 수평 주사 개시 신호가 왕로 측인지, 귀로 측인지의 판별 등을 하여, 수직 주사 개시 신호, 속도 신호 등을 생성한다.

데이터 저장용 메모리(26)는 복수의 수평 주사선 수만큼(본 실시예의 경우, 적어도 2주사선만큼)의 화소 데이터를 받아들이기 위한 메모리다.

그리고, 메모리 제어부(25)는 화소 데이터나 수직 동기 신호 v-sync, 또는 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)로부터의 수평 주사 개시 신호의 왕로 측, 귀로 측의 판별 결과 등을 받아, 화소 데이터와 수평 주사, 수직 주사의 어긋남의 상태를 검출한다.

그리고, 데이터 저장용 메모리(26)에 저장하는 데이터량 등을 결정함과 동시에, 기록 타이밍 신호, 판독 타이밍 신호, 역전 판독 신호 등을 생성한다.

갈바노 스캐너 구동 회로(27)는 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)로부터의 수직 주사 개시 신호, 속도 신호 등을 받아, 갈바노 스캐너(5)를 실제로 구동하기 위한 신호를 생성하여 갈바노 스캐너(5)를 구동한다.

레이저 구동 회로(28)는 데이터 저장용 메모리(26)로부터 판독된 화소 데이터를 받아, 각 레이저 광원(2R, 2G, 2B)을 실제로 구동하기 위한 신호를 생성하여, 각 레이저 광원(2R, 2G, 2B)을 구동한다.

여기서, 본 실시예의 화상 표시 장치(1)에 있어서의 스캐너 제어의 일례를 설명한다. 영상 포맷을 시네마 대응, 하이비전 대응 시에 이용되는 1080p(해상도: 1920×1080{2200×1125}, 60㎐)라고 가정한다.

또, {}안의 해상도는 광 빔의 귀선 시간을 고려한 값이다.

이 영상 포맷을 가지는 영상 신호에 대응할 수 있도록 MEMS 스캐너(4)를 설계하면, 1/60초(1 프레임 시간) 동안에 1125라인(목표 주사선 수)을 주사하는 주파수로 공진하는 MEMS 스캐너(4)를 제작해야 한다.

즉, 본 실시예의 MEMS 스캐너(4)가 왕복 묘화인 것을 생각하면, 1125라인×60㎐/2=33.75㎑에서 공진하는 MEMS 스캐너(4)를 제작해야 한다.

그런데, 실제 문제로서, 공진점에서 1㎐도 어긋나는 일없이 MEMS 스캐너(4)를 제작하는 것은 매우 어렵다.

예컨대, 설계 목표값이 33.75㎑인 곳, 34㎑의 MEMS 스캐너(4), 즉 공진점에서의 동작 속도가 설계값보다 빠른 스캐너가 되어 버렸다고 한다.

이 경우, 공진 주파수가 34㎑의 MEMS 스캐너(4)는 1 프레임(1/60초)의 사이에 1133.33라인(주사 가능선 수)을 묘화한다.

이 때, 갈바노 스캐너(5)를(60) ㎐에서 구동하여 통상의 수직 주사(연속적인 수직 주사)를 했다고 하면, 묘화 라인 수가 정수가 아니기 때문에, 수직 주사(갈바노 스캐너(5)) 쪽이 초기 위치(예컨대, 스크린(7)의 상단)로 이동한 시점에, 수평 주사(MEMS 스캐너(4)) 측은 초기 위치로 되돌아가 있지 않다.

수평 주사의 초기 위치가, 예컨대, 스크린(7)의 좌단이라고 하면, 묘화 위치는 스크린(7)의 좌단으로부터 0.33라인(1/3라인)만큼 진행하여 버린 위치에 있다.

즉, 수평 주사와 수직 주사의 동기가 취해지지 않은 상태로 되어 버린다.

또, 갈바노 스캐너(5)의 제작 오차는 거의 없고, 무시할 수 있는 것으로 한다.

그런데, 1080p의 영상 포맷에서, 1081라인으로부터 1125라인 사이의 기간은 귀선 시간이라고 불리고, 실제로는 아무것도 묘화되지 않는(환언하면, 흑색이 묘화되어 있음) 시간이다.

따라서, MEMS 스캐너(4)가 1081라인을 넘어 주사하더라도, 거기에는 화소 데이터가 원래 존재하지 않기 때문에, 화상에는 영향이 없다.

그래서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 수직 동기 신호, 수평 주사 개시 신호, 수직 주사 개시 신호의 모두가 동기한 임의의 1 프레임(여기서는 설명의 편의상, 제 1 프레임이라고 함)에 있어서, 1133.33라인 분의 수평 주사가 종료하고 나서 1134라인 째까지의 동안의 0.67라인 분의 시간은 갈바노 스캐너(5)를 일단 정지시켜, 수직 주사를 멈춘다.

단지, 갈바노 스캐너(5)를 정지시키는 것은 아니라, 상기한 0.67라인 분의 시간 내에서 갈바노 스캐너(5)의 묘화 위치를 초기 위치로 되돌려 둔다.

그리고, 0.67라인 분의 시간이 경과한 시점에서 갈바노 스캐너(5)에 의한 수직 주사를 재개시킨다.

이 때, 수평 주사 개시 신호와 수직 주사 개시 신호의 입력 타이밍이 동기한 상태로 되어, 수직 주사의 초기 위치(예컨대, 스크린(7)의 상단)에서 수평 주사가 초기 위치(예컨대, 스크린(7)의 좌단)으로 된다.

또, 수직 동기 신호는 1133.33라인 분의 수평 주사가 종료한 시점에서 이미 입력되어 있다.

이후, 상기한 제어의 반복에 의해, 화면 전체의 묘화를 행한다.

예컨대, 다음 제 2 프레임에서는, 제 1 프레임의 최초로부터의 적산(積算)으로 생각하면, 1134라인 째로부터 2266.67라인 째까지를 묘화한다.

이 때, 수평 주사의 묘화 위치는 스크린(7)의 좌단으로부터 0.67라인(2/3라 인)만큼 진행하고 난 것이다.

여기서, 이번 회에는 제 2 프레임 째이기 때문에, 1 프레임 당 갈바노 스캐너(5)의 정지 시간인 0.67라인×2=1.33라인(4/3라인 분량)이 정지 시간으로 된다.

즉, 2266.67라인의 수평 주사가 종료하고 나서(2268라인 째까지의 동안의) 1.33라인 분의 시간은 갈바노 스캐너(5)를 일단 정지시켜 수직 주사를 멈추고, 1.33라인 분의 시간이 경과한 시점에서 갈바노 스캐너(5)에 의한 수직 주사를 재개시킨다.

다음에, 제 3 프레임에서의 정지 시간을 마찬가지로 계산하면, 0.67라인(1 프레임 당 갈바노 스캐너의 정지 시간)×3=2라인으로 된다.

이 경우, 소수점 이하의 우수리가 나오지 않기 때문에, 제 3 프레임 종료 후의 묘화 위치는 수평 주사의 초기 위치로 된다.

따라서, 갈바노 스캐너(5)를 정지시키지 않고, 1회의 수직 주사 중인 수평 주사의 회수를 2회(2라인 분) 감소시키면 좋다.

감소시킨 2라인 분의 시간은 귀선 시간에 상당하기 때문에, 화질에는 영향을 미치지 않는다.

제 3 프레임이 종료하면, 제 4 프레임의 개시 시점은 제 1 프레임의 개시 시점과 같이 다시 수직 동기 신호, 수평 주사 개시 신호, 수직 주사 개시 신호의 모두가 동기한 상태로 되돌아간다.

그 때문에, 이후에는 이것을 반복하면, 파탄없이 화상을 표시할 수 있다. 또, 도 3에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 제 1 프레임내의 수평 주사 라 인을 10개, 제 2 프레임내의 수평 주사 라인을 10개, 제 3 프레임내의 수평 주사 라인을 8개만 도시했다.

본 실시예의 화상 표시 장치(1)에 있어서는, 상술한 바와 같이, MEMS 스캐너(4)가 임의의 1 프레임에서 수평 주사를 끝낸 후의 귀선 시간 내에서 갈바노 스캐너(5)에 의한 수직 주사를 일단 정지시키고, 소정의 정지 시간이 경과한 후, 다음 프레임의 수평 주사 개시 신호와 동기하여 수직 주사를 초기 위치로부터 재개시킨다.

이러한 제어에 의해, 수평 주사와 수직 주사의 동기가 확실히 취해지기 때문에, 화상의 흐트러짐 등이 없고, 양호한 표시 품질을 가진 주사형 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 영상 신호와 스캐너의 동기도 취해지기 때문에, 표시할 수 없는 프레임이 발생한다고 하는 문제가 발생하는 경우도 없다.

특히 본 실시예의 경우, 어느 쪽의 프레임에 있어서도 갈바노 스캐너(5)에 의한 수직 주사의 재개 타이밍을 계산에 의해 구한 정지 시간만으로 제어할 수 있어, 다른 신호를 트리거로 하지 않기 때문에, 수평 주사 개시 신호 등을 감시할 필요가 없다.

그 때문에, 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24) 내부의 회로 구성이 간이한 것이 된다.

본 실시예에서는, 갈바노 스캐너(5)에 의한 수직 주사를 완전히 일단 정지시키는 구성으로 했지만, 갈바노 스캐너(5)의 제어를 쉽게 하는 등의 목적으로, 완전 히 정지시키지 않고 약간 움직이고 있더라도 좋다. 또한, 본 실시예에서 수직 주사가 정지하고 있는 시간과 같은 시간을 들여, 갈바노 스캐너(5)를 초기 위치로 되돌리는 구성으로 하여도 좋다.

[실시예 1의 변형예]

상기 실시예에서는, MEMS 스캐너(4)의 동작 속도를 설계값보다 빠르게 할 수 있도록 한 경우를 생각했지만, 여기서는 반대로 느리게 할 수 있도록 한 경우를 생각한다.

예컨대, 상기 실시예와 같은 전제 조건에서 설계 목표값이 33.75㎑인 것, 32.5㎑의 MEMS 스캐너(4)가 되는 것으로 한다.

이 경우, 공진 주파수가 32.5㎑인 MEMS 스캐너(4)는 1 프레임(1/60초)의 동안에 1083.33라인(주사 가능선 수)을 묘화한다.

이 경우에도, 1081라인으로부터 1125라인 사이의 귀선 기간은 아무것도 묘화되지 않기 때문에, 화상에는 영향이 없다.

그래서, 상기 실시예와 마찬가지로 1083.33라인 분의 수평 주사가 종료하고 나서 1084라인 째까지의 동안의 0.67라인 분의 시간은 갈바노 스캐너(5)를 일단 정지시켜 수직 주사를 멈추고, 0.67라인 분의 시간이 경과한 후에 수직 주사를 재개시키면 좋다.

제 2 프레임 이후는 상기 실시예와 마찬가지이다.

또, 동작 속도가 더 늦어지게 되어, 예컨대, 32㎑의 MEMS 스캐너(4)가 되는 것으로 한다.

이 경우, 이 MEMS 스캐너(4)는 1 프레임(1/60초) 동안에 1066.66라인(주사 가능선 수)을 묘화한다.

그렇게 하면, 이 MEMS 스캐너(4)는 이미 1 프레임 내에 1080라인을 묘화하는 것조차 할 수 없다.

이 경우에는, 제작상의 불량품으로서 처리할 수밖에 없어, 본 발명의 방법으로 제어할 수 있는 대상으로는 되지 않는다.

(실시예 2)

이하, 본 발명의 실시예 2에 대하여 설명한다.

본 실시예의 레이저 스캔형 화상 표시 장치의 기본 구성은 실시예 1과 완전히 마찬가지이며, 수직 주사의 재개 타이밍의 제어 방법이 실시예 1과 다를 뿐이다.

따라서, 이 점에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다.

도 4는 본 실시예의 화상 표시 장치에 있어서의 제어부내의 각종 제어 신호의 타이밍차트이다.

본 실시예의 경우, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 프레임의 수직 주사 개시 신호로부터 제 2 프레임의 수직 주사 개시 신호까지의 사이의 수평 주사 라인수(수평 주사 개시 신호의 수)가 1134라인, 제 2 프레임의 수직 주사 개시 신호로부터 제 3 프레임의 수직 주사 개시 신호까지의 사이의 수평 주사 라인수가 1133라 인으로 되어있다.

즉, 1 프레임내의 수평 주사 라인수가 일정하지 않고, 프레임에 따라 다르다.

또, 도 4에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 제 1 프레임내의 수평 주사 라인을 14개, 제 2 프레임내의 수평 주사 라인을 13개만 도시했다.

여기서, 실시예 1과 같이, 공진 주파수가 34㎑인 MEMS 스캐너(4)가 되고, 1 프레임(1/60초)에 1133.33라인을 묘화한 것으로 한다.

이 경우, 항상 1133.33라인 분의 수평 주사 종료 후, 1134라인 째까지 갈바노 스캐너(5)를 정지시켰다고 하면, 도 4의 예에서는 제 2 프레임에서의 묘화 위치가 1라인 분 어긋나 해 버려, 화상이 흐트러질 우려가 있다.

그래서, 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)가 갈바노 스캐너(5)를 일단 정지시킨 후, 제 2 프레임의 수직 동기 신호(v-sync) 입력 후에 처음으로 입력되는 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여, 갈바노 스캐너(5)에 의한 수직 주사를 재개시킨다.

이와 같이 하면, 1 프레임마다 수직 주사 개시 신호와 수평 주사 개시 신호를 확실히 동기시킬 수 있다.

본 실시예의 구성에 의하면, 수평 주사와 수직 주사의 동기가 확실히 취해져, 화상의 흐트러짐 등이 보다 적고, 양호한 표시 품질을 가진 주사형 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

(실시예 3)

이하, 본 발명의 실시예 3에 대하여 설명한다.

본 실시예의 레이저 스캔형 화상 표시 장치의 기본 구성은 실시예 1과 완전히 마찬가지이며, 수직 주사의 재개 타이밍의 제어 방법은 실시예 2와 마찬가지이다.

또한, MEMS 스캐너의 공진 주파수의 변동을 고려하는 점만이 실시예 2와 다르다.

도 5는 본 실시예의 화상 표시 장치의 제어부 내의 각종 제어 신호의 타이밍차트이다.

본 실시예에서는, 실시예 1과 같은 전제 조건 하에서, MEMS 스캐너(4)를 설계 목표값대로 제작할 수 있고, 공진 주파수가 마침 33.75㎑로 되었다고 한다.

이것이라면, 갈바노 스캐너(5)를 일단 정지시키는 일없이, 60㎐로 연속적으로 구동하여도 문제없을 것으로 생각된다.

그러나, 사용 시의 레이저에 의한 열이나 액추에이터로부터 발생하는 열 등에 의해, MEMS 스캐너(4)의 공진점은 항상 변동한다.

그렇게 하면, MEMS 스캐너(4)가 설계대로 되었다고 해도, 실제로는 실시예 1과 같이 화상의 어지러움이 발생해 버린다.

그래서, 실시예 2와 마찬가지로, 수직 동기 신호가 입력된 직후의 수평 주사 개시 신호가 입력되기까지의 동안, 갈바노 스캐너(5)를 일단 정지시켜, 수직 주사의 초기 위치에서 수평 주사의 묘화 위치가 좌단으로 오도록 제어하고 싶지만, 본 실시예에서는 MEMS 스캐너(4)의 공진 주파수가 일정하지 않기 때문에, 갈바노 스캐너(5)의 정지 시간이 주기적으로 변화하는 경우는 없고, 정지 시간이 랜덤으로 된다.

그 때문에, 실시예 1과 마찬가지로, 각 프레임에 있어서의 갈바노 스캐너(5)의 정지 시간을 단순히 산출할 수 없다.

또한, 1 프레임내의 수평 주사 라인수가, 예컨대, 1134라인이라는 우수라면 문제없지만, 마침 1133라인이라는 기수로 되었을 때에는 수직 주사의 초기 위치에서의 수평 주사의 묘화 위치가 우단으로 되어 버린다.

한편, 수직 동기 신호에 동기한 화상 데이터 열은 본래의 초기 위치인 왼쪽으로부터 오른쪽으로 나열되어 있기 때문에, 화상이 좌우 반전되어 버릴 우려가 있다.

그래서, 본 실시예에서는, 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)가, 수직 동기 신호 입력 후, 처음의 수평 주사 개시 신호가 해당 프레임에 있어서의 왕로 측의 수평 주사 개시 신호인지, 귀로 측의 수평 주사 개시 신호인지를 판별하고, 그 판별 결과에 따라 MEMS 스캐너(4)에 의한 수평 주사의 주사 방향과 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서를 합치시킨다.

이에 따라, 화상의 반전을 방지할 수 있다.

또한, 수평 주사의 주사 방향과 화소 데이터 열의 출력 순서를 합치시키기 위해서는, 다음 2가지의 방법이 있다.

제 1 방법에 있어서는, 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)가 「수직 동기 신호 입력 후에 처음으로 입력되는 수평 주사 개시 신호가 귀로 측의 수평 주사 개시 신호이다」고 판단했을 때에는, 갈바노 스캐너(5)에 의한 수직 주사를 정지한 채로 하여 두고, 「왕로 측의 수평 주사 개시 신호이다」라고 판단했을 때에, 해당 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여 갈바노 스캐너(5)에 의한 수직 주사를 재개시킨다.

한편, 제 2 방법에 있어서는, 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)가 「수직 동기 신호 입력 후에 처음으로 입력되는 수평 주사 개시 신호가 귀로 측의 수평 주사 개시 신호이다」라고 판단했을 때에는, 해당 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여 갈바노 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시킴과 동시에, 그 때에 메모리 제어부(25)에 명령을 내어, 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서를 역전시킨다.

이 때, 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)가 「수직 동기 신호 입력 후에 처음으로 입력되는 수평 주사 개시 신호가 왕로 측의 수평 주사 개시 신호이다」라고 판단했을 때에는, 해당 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여 갈바노 스캐너에 의한 수직 주사를 보통으로(화소 데이터 열의 출력 순서를 역전시키는 일없이) 재개시킨다.

본 실시예의 구성에 의하면, 가령 MEMS 스캐너(4)의 공진 주파수가 불안정하게 변동하는 것과 같은 일이 있더라도, 수평 주사와 수직 주사의 동기가 취해지기 때문에, 화상의 어지러움이 발생하는 일없이, 고품질의 화상을 제공할 수 있다.

또한, 상기한 제 1 방법, 제 2 방법에는 각각 장점이 있다. 제 1 방법의 장점은 화소 데이터 열은 데이터 저장용 메모리(26)에 일단 저장되지만, 화소 데이터 열을 역전시킬 필요가 없는 만큼, 메모리 제어부(25)와 레이저 구동 회로(28)의 구성이 간단해 진다고 하는 점이다.

한편, 제 1 방법에 있어서는, 수직 동기 신호 입력 후에 처음으로 입력되는 수평 주사 개시 신호가 귀로 측의 수평 주사 개시 신호이던 때에 수직 주사를 정지하는 동안, 화소 데이터를 데이터 저장용 메모리(26)에 저장해 두어야 하기 때문에, 그 만큼의 기억 용량이 필요하다.

그런데, 제 2 방법에서는 그럴 필요가 없기 때문에, 데이터 저장용 메모리(26)의 기억 용량이 제 1 방법에 비해 적어도 된다.

(실시예 4)

이하, 본 발명의 실시예 4에 대하여 설명한다.

본 실시예의 레이저 스캔형 화상 표시 장치의 기본 구성은 실시예 1과 마찬가지이고, 또한 제어부(21) 내의 카운터(23)가 MEMS 스캐너(4)의 실제의 주사 주파수를 검출하는 수평 주사 주파수 검출 수단으로서 기능한다.

그리고, 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부(24)가 갈바노 스캐너 구동 회로(27)에 갈바노 스캐너(5)의 구동 속도를 제어하는 속도 신호를 송출하고, 카운터(23)가 검출한 MEMS 스캐너(4)의 주사 주파수의 변동에 따라 갈바노 스캐너(5)의 주사 주파수를 변동시키는 기능을 더 갖고 있다.

예컨대, 실시예 3과 같이, MEMS 스캐너(4)의 주사 주파수가 랜덤으로 변동하는 것과 같은 경우, MEMS 스캐너(4)가 33.75㎑에서 움직이고 있을 때와 동일한 속 도로 갈바노 스캐너(5) 측이 구동하고 있었다고 하면, MEMS 스캐너(4)의 주사 주파수의 변동에 따라 수평 라인마다의 묘화 위치가 미묘하게 어긋난다.

단지, 통상, MEMS 스캐너(4)의 주사 주파수의 변동은 겨우 수 ㎐이기 때문에, 묘화 위치의 어긋남은 0.01%(수십 ㎑에 대한 수 ㎐)정도이며, 영향은 적다.

그러나, 예컨대 대화면에서 고선명한 화상을 감상할 때 등에 이 정도의 어긋남도 보정해야 하는 경우에는, 상기한 구성에 의해 수평 주사(MEMS 스캐너(4)) 측이 설계값에 대하여 0.01% 빠른 것이면, 수직 주사(갈바노 스캐너(5)) 측도 0.01% 빨르게 하면 좋다.

이에 따라, 수평 라인마다의 묘화 위치의 미세한 어긋남도 보정할 수 있어, 표시 품질을 보다 높일 수 있다.

또, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경을 가하는 것이 가능하다.

예컨대, 상기 실시예에서는 수평 주사용 스캐너가 MEMS 스캐너이며, 수직 주사용 스캐너가 갈바노 스캐너인 예를 나타내었지만, 이들 스캐너는 이들에 한하는 일없이, 다른 형태의 스캐너를 이용하는 것으로도 할 수 있다.

단지, 고속 측의 수평 주사용 스캐너는 공진형 스캐너인 것이 바람직하다. 또한, 수평 주사용 스캐너는 초기 위치를 좌단으로 하는 왕복 주사, 수직 주사용 스캐너가 초기 위치를 상단으로 하는 편도 주사의 예를 들었지만, 이것도 적절히 변경이 가능하다.

그 외에, 화상 표시 장치의 구성이나 영상 포맷 등에 관한 상기한 구체적인 기재는 그저 일례이며, 적절히 변경이 가능하다.

또한, 화상 표시 장치 전체로서 리어 프로젝션 타입의 화상 표시 장치의 예를 들었지만, 본 발명은 프론트 프로젝션 타입의 화상 표시 장치에도 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 화상 표시 장치의 요부를 나타내는 사시도,

도 2는 동(同) 화상 표시 장치의 제어부를 나타내는 블럭도,

도 3은 동 제어부 내의 각종 제어 신호의 타이밍차트,

도 4는 본 발명의 실시예 2의 타이밍차트,

도 5는 본 발명의 실시예 3의 타이밍차트이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 데이터 저자용 메모리 22 : 영상 포맷 검출부

23 : 카운터 24 : 갈바노 스캐너 구동 신호 생성부

25 : 메모리 제어부 26 : 데이터 저장용 메모리

27 : 갈바노 스캐너 구동 회로 28 : 레이저 구동 회로

Claims (11)

1. 주사형 화상 표시 장치로서,

   광원과,

   상기 광원으로부터 사출되는 광을 수평 방향으로 주사하는 수평 주사용 스캐너와,

   상기 광을 수직 방향으로 주사하는 수직 주사용 스캐너와,

   영상 신호의 포맷으로 결정되는 상기 수평 주사용 스캐너가 주사해야 할 목표 주사선 수와, 상기 수평 주사용 스캐너가 실제로 주사 가능한 주사 가능선 수의 사이에 차이가 있어, 상기 주사 가능선 수로부터 상기 목표 주사선 수를 뺀 차분이 정의 값인 경우에, 제 1 프레임에 있어서의 상기 수평 주사용 스캐너에 의한 수평 주사가 종료한 시점에서 제 2 프레임에 있어서의 상기 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호가 입력되는 시점까지의 시간 내에 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 대기시키고, 상기 수평 주사 개시 신호의 입력 타이밍과 동기하여 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 초기 위치로부터 재개하도록, 상기 수직 주사용 스캐너의 동작을 제어하는 수직 주사용 스캐너 제어 수단

   을 갖는 주사형 화상 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은,

   상기 주사가능 선수로부터 상기 목표 주사선 수를 뺀 차분이 정의 값인 경우에, 제 1 프레임에 있어서의 상기 수평 주사용 스캐너에 의한 수평 주사가 종료한 시점으로부터 제 2 프레임에 있어서의 상기 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호가 입력되는 시점까지의 시간 내에, 상기 수직 주사용 스캐너를 일단 정지시킴으로써, 상기 수직 주사용 스캐너의 상기 수직 주사를 대기시키는 주사형 화상 표시 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 상기 주사 가능선 수가 정수가 아닌 경우에 그 값보다 큰 다음 정수로부터 상기 주사 가능선 수를 뺀 차분에 대응하는 정지 시간을 구하고, 상기 제 1 프레임에 있어서의 상기 수평 주사용 스캐너에 의한 수평 주사가 종료한 시점에서 상기 정지 시간만큼 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 정지하며, 상기 정지 시간을 경과한 후에 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시켜, 상기 제 2 프레임 이후도 상기 정지 시간에 근거하여 상기 프레임에 있어서의 정지 시간을 산출하는 주사형 화상 표시 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 상기 제 2 프레임에 있어서의 상기 수직 동기 신호가 입력된 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여, 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시키는 주사형 화 상 표시 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 수평 주사용 스캐너가 왕복 주사를 행하는 것이고,

   상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 상기 제 2 프레임에 있어서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 왕로 측의 수평 주사 개시 신호인지, 귀로 측의 수평 주사 개시 신호인지를 판별하고, 그 판별 결과에 따라 상기 수평 주사용 스캐너의 주사 방향과 상기 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서를 합치시키는

   주사형 화상 표시 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은,

   상기 제 2 프레임에 있어서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 상기 왕로 측의 수평 주사 개시 신호인지, 상기 복로 측의 수평 주사 개시 신호인지를 판별하고,

   상기 판별의 결과, 상기 제 2 프레임에서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 상기 복로 측의 수평 주사 개시 신호라고 판단했을 때, 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 정지한 채로 하여 두고,

   상기 판별의 결과, 상기 제 2 프레임에서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 상기 왕로 측의 수평 주사 개시 신호라고 판단했을 때, 그 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여, 상기 수직 주사용 스캐너의 수직 주사를 재개시키는

   주사형 화상 표시 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은,

   상기 제 2 프레임에 있어서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 상기 왕로 측의 수평 주사 개시 신호인지, 상기 복로 측의 수평 주사 개시 신호인지를 판별하고,

   상기 판별의 결과, 상기 제 2 프레임에서의 상기 수직 동기 신호의 입력 후에 처음으로 입력되는 상기 수평 주사 개시 신호가, 상기 복로 측의 수평 주사 개시 신호라고 판단했을 때, 그 수평 주사 개시 신호를 트리거로 하여 상기 수직 주사용 스캐너에 의한 수직 주사를 재개시킴과 아울러 상기 영상 신호 내의 화소 데이터 열의 출력 순서를 역전시키는

   주사형 화상 표시 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 수평 주사용 스캐너의 주사 주파수를 검출하는 수평 주사 주파수 검출 수단을 구비하고,

   상기 수직 주사용 스캐너 제어 수단은, 상기 수평 주사 주파수 검출 수단이 검출한 상기 수평 주사용 스캐너의 주사 주파수의 변동에 따라 상기 수직 주사용 스캐너의 주사 주파수를 변동시키는 기능을 더 구비하는

   주사형 화상 표시 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 수평 주사용 스캐너가 공진형의 MEMS 스캐너인 주사형 화상 표시 장치.
10. 주사형 화상 표시 장치로서,

    광원과,

    상기 광원으로부터 사출되는 광을 수평 방향으로 주사하는 수평 주사용 스캐너와,

    상기 광을 수직 방향으로 주사하는 수직 주사용 스캐너와,

    제 1 프레임에 있어서의 상기 수평 주사용 스캐너에 의한 수평 주사가 종료한 시점에서 제 2 프레임에 있어서의 영상 신호의 수직 동기 신호에 대응하는 수평 주사 개시 신호가 입력되는 시점까지의 시간 내에서 상기 수직 주사용 스캐너가 일단 정지하도록, 상기 수직 주사용 스캐너의 동작을 제어하는 수직 주사용 스캐너 제어 수단

    을 갖는 주사형 화상 표시 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 수평 주사용 스캐너가 공진형의 MEMS 스캐너인 주사형 화상 표시 장치.

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