光走査装置及び画像表示装置

【課題】隣接する画素間のクロストークの発生を低減でき、高解像度な画像を表示するための光走査装置等を提供すること。
【解決手段】画像信号に応じたビーム光を走査させる光走査装置であって、ビーム光を供給する光源部と、光源部からのビーム光を被照射領域において第１の方向と、第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる走査部と、を有し、走査部は、第１の方向へビーム光を走査させる周波数が、第２の方向へビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、光源部は、一つの画素を形成するためのビーム光の点灯時間ｔｏｎが、画像信号に応じて形成される画素の第１の方向の長さＰｘから、ビーム光により被照射領域に形成されるスポットＳＰの第１の方向の長さｄｘを差し引いた距離においてビーム光を走査させる時間以下となるように駆動される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像表示装置、特に、画像信号に応じて変調されたレーザ光を走査させることで画像を表示するための光走査装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を走査させることで画像を表示する画像表示装置には、レーザ光を走査させる光走査装置が用いられる。光走査装置は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を二次元方向へ走査させる。画像表示装置は、光走査装置からのレーザ光をスクリーン等に入射させることにより画像を表示する。レーザ光を走査させることで画像を表示する画像表示装置の技術としては、例えば、特許文献１に提案されるものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９５６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ光は、スクリーン等の被照射領域にスポットを形成する。スポットの中心位置が画素の領域に入射したタイミングを用いてレーザ光の変調を行うと、一の画素を表示するためのレーザ光のスポットが、その画素に隣接する画素の領域にまで入り込む場合がある。このため、従来の技術によると、画像信号のアドレス情報とは異なる位置に変調光が入射することで画像がぼける、いわゆるクロストークが発生する場合があるという問題がある。クロストークを生じると、画像の輪郭が不明瞭となる等により、高解像度な画像を表示することが困難になる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、隣接する画素間のクロストークの発生を低減でき、高解像度な画像を表示するための光走査装置、及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、画像信号に応じたビーム光を走査させる光走査装置であって、ビーム光を供給する光源部と、光源部からのビーム光を被照射領域において第１の方向と、第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる走査部と、を有し、走査部は、第１の方向へビーム光を走査させる周波数が、第２の方向へビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、光源部は、一つの画素を形成するためのビーム光の点灯時間が、画像信号に応じて形成される画素の第１の方向の長さから、ビーム光により被照射領域に形成されるスポットの第１の方向の長さを差し引いた距離においてビーム光を走査させる時間以下となるように駆動されることを特徴とする光走査装置を提供することができる。
【０００６】
スポットの第１の方向の長さとしては、例えば、ビーム光のピーク強度に対して略半分の強度にまでビーム光が減衰する位置間の長さを設定することができる。第１の方向についての画素の長さ及びスポットの長さから、一つの画素を形成するためのビーム光の最大点灯時間が決定される。各画素に対する最大点灯時間をこのようにして決定することにより、一の画素を表示するためのビーム光が、その画素に隣接する画素の領域にまで入り込むことを防止できる。各画素の領域内にレーザ光をとどめることにより、第１の方向について隣接する画素間のクロストークの発生を低減させることが可能となる。これにより、隣接する画素間のクロストークの発生を低減でき、高解像度な画像を表示するための光走査装置を得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源部は、画像信号に応じた階調を表現するように駆動され、一つの画素の階調を表現するように点灯させたビーム光が、最小階調を表現するための強度以上の強度にまで減衰したタイミングで画素同士の境界を通過するように駆動されることが望ましい。各画素に対するビーム光の点灯時間を上記の最大点灯時間以下とすることにより、画素間のクロストークの発生を低減できる。これに対して、各画素に対するビーム光の点灯時間を短くしすぎると、画素同士の境界ごとにビーム光の強度が極度に低下する部分を生じてしまう。画素同士の境界ごとに生じる暗い部分が観察者に認識される場合、高品質な画像を表示することが困難となる。そこで、各画素に対するビーム光の最小点灯時間を本態様により決定することで、画素同士の境界を目立たなくすることが可能となる。これにより、シームレスで高品質な画像を表示するための光走査装置を得られる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源部は、画像信号に応じて振幅が制御された駆動信号に応じて駆動されることが望ましい。これにより、振幅変調を用いてビーム光を変調することができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、画像信号に応じてパルス幅が制御された駆動信号に応じて駆動されることが望ましい。これにより、パルス幅変調（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ、以下、「ＰＷＭ」という。）を用いてビーム光を変調することができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、第１の方向における画素の中心位置をビーム光が走査するタイミングを中心としてパルス幅が設定されたパルス信号に応じて駆動されることが望ましい。ＰＷＭでは、ビーム光を点灯させるパルス幅を画像信号に応じて変化させる。画素の中心位置をビーム光が走査するタイミングを中心としてパルス幅を設定することにより、第１の方向についてビーム光を往復させる場合であっても、各画素に対するビーム光の入射タイミングを揃えることが可能となる。各画素に対するビーム光の入射タイミングを揃えることで、第１の方向についての画素の位置のずれを低減することが可能となる。これにより、ずれが少なくさらに高品質な画像を表示するための光走査装置を得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、被照射領域において、第１の方向より第２の方向へ長い形状のスポットを形成することが望ましい。第１の方向へ短い形状のスポットを形成することにより、クロストークの発生を低減させるとともに、一の画素に対するビーム光の点灯時間を増大させることが可能となる。また、第２の方向へ長い形状のスポットを形成することにより、第２の方向についての画素間の隙間を少なくすることが可能となる。これにより、シームレス、かつクロストークが少なく明るい画像を表示するための光走査装置を得られる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、光走査装置からの光により画像を表示する画像表示装置であって、光走査装置は、上記の光走査装置であることを特徴とする画像表示装置を提供することができる。上記の光走査装置を備えることにより、隣接する画素間のクロストークの発生を低減でき、高解像度な画像を表示することが可能である。これにより、隣接する画素間のクロストークの発生を低減でき、高解像度な画像を表示することが可能な画像表示装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１００の概略構成を示す。画像表示装置１００は、スクリーン１１０の一方の面にレーザ光を供給し、スクリーン１１０の他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタである。画像表示装置１００に設けられた光走査装置１２０は、画像信号に応じたレーザ光を走査させる。光走査装置１２０は、レーザ装置１０１、照明光学系１０２、及び走査部２００を有する。画像表示装置１００は、光走査装置１２０からのレーザ光により画像を表示する。
【００１５】
図２は、レーザ装置１０１の概略構成を示す。レーザ装置１０１は、ビーム光である赤色レーザ光（以下、「Ｒ光」という。）を供給するＲ光用光源部１２１Ｒと、ビーム光である緑色レーザ光（以下、「Ｇ光」という。）を供給するＧ光用光源部１２１Ｇと、ビーム光である青色レーザ光（以下、「Ｂ光」という。）を供給するＢ光用光源部１２１Ｂと、を有する。
【００１６】
各色光用光源部１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂは、それぞれ画像信号に応じて変調されたレーザ光を供給する。レーザ装置１０１には、２つのダイクロイックミラー１２４、１２５が設けられている。ダイクロイックミラー１２４は、Ｒ光を透過し、Ｇ光を反射する。ダイクロイックミラー１２５は、Ｒ光及びＧ光を透過し、Ｂ光を反射する。Ｒ光用光源部１２１ＲからのＲ光は、ダイクロイックミラー１２４、１２５を透過した後、レーザ装置１０１から出射する。
【００１７】
Ｇ光用光源部１２１ＧからのＧ光は、ダイクロイックミラー１２４で反射することにより、光路が略９０度折り曲げられる。ダイクロイックミラー１２４で反射したＧ光は、ダイクロイックミラー１２５を透過した後、レーザ装置１０１から出射する。Ｂ光用光源部１２１ＢからのＢ光は、ダイクロイックミラー１２５で反射することにより、光路が略９０度折り曲げられる。ダイクロイックミラー１２５で反射したＢ光は、レーザ装置１０１から出射する。レーザ装置１０１は、このようにして、画像信号に応じて変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を供給する。
【００１８】
図１に戻って、レーザ装置１０１からのレーザ光は、照明光学系１０２を経た後走査部２００へ入射する。走査部２００からの光は、投写光学系１０３を経た後、反射部１０５に入射する。照明光学系１０２及び投写光学系１０３は、レーザ装置１０１からのレーザ光をスクリーン１１０上に結像させる。反射部１０５は、走査部２００からのレーザ光をスクリーン１１０の方向へ反射する。筐体１０７は、筐体１０７内部の空間を密閉する。
【００１９】
スクリーン１１０は、筐体１０７の所定の一面に設けられている。スクリーン１１０は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を透過させる透過型スクリーンである。反射部１０５からの光は、スクリーン１１０の、筐体１０７の内部側の面から入射した後、観察者側の面から出射する。観察者は、スクリーン１１０から出射する光を観察することで、画像を鑑賞する。
【００２０】
図３は、走査部２００の概略構成を示す。走査部２００は、反射ミラー２０２と、反射ミラー２０２の周囲に設けられた外枠部２０４とを有する、いわゆる二重ジンバル構造をなしている。外枠部２０４は、回転軸であるトーションばね２０６によって、不図示の固定部に連結されている。外枠部２０４は、トーションばね２０６の捩れと、元の状態への復元とを利用して、トーションばね２０６を中心として回動する。反射ミラー２０２は、トーションばね２０６に略直交する回転軸であるトーションばね２０７によって、外枠部２０４に連結されている。反射ミラー２０２は、レーザ装置１０１からのレーザ光を反射する。反射ミラー２０２は、高反射性の部材、例えばアルミニウムや銀等の金属薄膜を形成することにより構成できる。
【００２１】
反射ミラー２０２は、外枠部２０４がトーションばね２０６を中心として回動することにより、スクリーン１１０においてレーザ光をＹ方向（図１参照）へ走査させるように変位する。また、反射ミラー２０２は、トーションばね２０７の捩れと、元の状態への復元とを利用して、トーションばね２０７を中心として回動する。反射ミラー２０２は、トーションばね２０７を中心として回動することにより、反射ミラー２０２で反射したレーザ光をＸ方向へ走査するように変位する。このように、走査部２００は、レーザ装置１０１からのレーザ光をＸ方向とＹ方向へ繰り返し走査させる。
【００２２】
図４は、走査部２００を駆動させるための構成を説明するものである。反射ミラー２０２がレーザ光を反射させる側を表側とすると、第１の電極３０１、３０２は、外枠部２０４の裏側の空間であって、トーションばね２０６に関して略対称な位置にそれぞれが設けられている。第１の電極３０１、３０２に電圧を印加すると、第１の電極３０１、３０２と、外枠部２０４との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。外枠部２０４は、第１の電極３０１、３０２に交互に電圧を印加することにより、トーションばね２０６を中心として回動する。
【００２３】
トーションばね２０７は、詳細には、第１のトーションばね３０７と第２のトーションばね３０８とで構成されている。第１のトーションばね３０７と第２のトーションばね３０８との間には、ミラー側電極３０５が設けられている。ミラー側電極３０５の裏側の空間には、第２の電極３０６が設けられている。第２の電極３０６に電圧を印加すると、第２の電極３０６とミラー側電極３０５との間には、電位差に応じた所定の力、例えば静電力が発生する。第２の電極３０６のいずれにも同位相の電圧を印加すると、反射ミラー２０２は、トーションばね２０７を中心として回動する。走査部２００は、このようにして反射ミラー２０２を回動させることで、レーザ光を二次元方向へ走査させる。走査部２００は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作成することができる。
【００２４】
走査部２００は、例えば画像の１フレーム期間において、垂直方向であるＹ方向へ１回レーザ光を走査させる間に、水平方向であるＸ方向について複数回レーザ光を往復させるように反射ミラー２０２を変位させる。Ｘ方向を第１の方向、Ｙ方向を第１の方向に略直交する第２の方向とすると、走査部２００は、第１の方向へレーザ光を走査する周波数が、第２の方向へレーザ光を走査する周波数に比べて高くなるように駆動される。なお、Ｘ方向へのレーザ光の走査を高速に行うために、走査部２００は、トーションばね２０７を中心として反射ミラー２０２を共振させる構成とすることが望ましい。反射ミラー２０２を共振させることにより、反射ミラー２０２の変位量を増大させることができる。反射ミラー２０２の変位量を増大させることにより、走査部２００は、少ないエネルギーで効率良くレーザ光を走査することができる。なお、反射ミラー２０２は、共振を用いず駆動することとしても良い。
【００２５】
なお、走査部２００は、電位差に応じた静電力によって駆動する構成に限られない。例えば、圧電素子の伸縮力や電磁力を用いて駆動する構成であっても良い。走査部２００は、Ｘ方向にレーザ光を走査する反射ミラーと、Ｙ方向にレーザ光を走査する反射ミラーとを設ける構成としても良い。さらに、走査部２００は、ガルバノミラーを用いる構成に限らず、複数のミラー片を有する回転体を回転させるポリゴンミラーを用いても良い。
【００２６】
図５は、スクリーン１１０上の被照射領域におけるレーザ光のスポットＳＰの形状、及び一つの画素を形成するためのレーザ光の点灯時間について説明するものである。ここでは、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちの一つの色光に着目して説明を行うものとする。図５では、スポットＳＰを形成させるレーザ光が、画素Ｐの領域上をプラスＸ方向である右方向へ走査する状態を表している。
【００２７】
例えば、スポットＳＰ中のレーザ光の強度分布は、Ｘ方向及びＹ方向について、スポットＳＰの中心位置をピークとするガウス分布に略一致しているとする。スポットＳＰの外縁は、スポットＳＰにおけるレーザ光のピーク強度に対して略半分の強度にまで減衰するラインとすることができる。スポットＳＰは、第１の方向であるＸ方向の長さｄｘを短軸、第２の方向であるＹ方向への長さｄｙを長軸とする楕円形状を有している。各色光用光源部は、被照射領域において、第１の方向より第２の方向へ長い形状のスポットＳＰを形成する。スポットＳＰの整形には、例えば、レンズやプリズムによる屈折作用を用いることができる。
【００２８】
画素Ｐを表示するためにレーザ光を点灯させるタイミングＴ１におけるスポットＳＰは、画素Ｐの左側境界線ｂｌとスポットＳＰの左端とが略一致している。その後レーザ光を消灯させるタイミングＴ２におけるスポットＳＰは、画素Ｐの右側境界線ｂｒとスポットＳＰの右端とが略一致している。タイミングＴ１におけるスポットＳＰとタイミングＴ２におけるスポットＳＰとの間隔ΔＳは、画素ＰのＸ方向の長さＰｘからスポットＳＰのＸ方向の長さｄｘを差し引いた距離に略一致する。
【００２９】
タイミングＴ１とタイミングＴ２の間の時間ｔｏｎは、画素Ｐを形成するためのレーザ光の点灯時間である。点灯時間ｔｏｎは、画素Ｐ上をレーザ光が走査する時間ｔｐよりも短い。また、各色光用光源部は、点灯時間ｔｏｎが、画素Ｐの長さＰｘからスポットＳＰの長さｄｘを差し引いた距離においてレーザ光を走査させる時間と略一致するように駆動される。
【００３０】
図６は、光源駆動パルス信号、及び各画素におけるレーザ光の強度について説明するものである。ここでは、各画素にて最大階調を表現するようにレーザ光を変調させるものとして説明を行う。光源駆動パルス信号は、図５を用いて説明した点灯時間ｔｏｎにてレーザ光を点灯させるものである。タイミングＴ１において、レーザ光は、タイミングＴ１にてピークとなる強度分布Ｌ１をとる。タイミングＴ２においても同様に、レーザ光は、タイミングＴ２にてピークとなる強度分布Ｌ２をとる。観察者には、点灯時間ｔｏｎの間走査しているレーザ光の強度を積分させた強度のレーザ光が認識される。
【００３１】
図７は、画素Ｐ同士の境界上におけるレーザ光の強度について説明するものである。一の画素ＰについてタイミングＴ２でレーザ光を消灯させ、さらにタイミングＴ１’で次の画素Ｐに対してレーザ光の点灯を開始したとする。タイミングＴ２では、強度分布Ｌ２のピーク強度Ｉｍａｘに、次の画素を表示するために点灯させるレーザ光の強度が加算される。画素Ｐ同士の境界上を通過するタイミングＴｂでは、強度分布Ｌ２の強度Ｉｍａｘ／２と強度分布Ｌ１’の強度Ｉｍａｘ／２とが積分され、ピーク強度Ｉｍａｘとなる。タイミングＴ１’では、強度分布Ｌ１’のピーク強度Ｉｍａｘに、前の画素に対して点灯していたレーザ光の強度が加算される。よって、被照射領域には、タイミングＴｂごとに減衰するようなエンベロープの強度分布Ｌ０でレーザ光が供給される。
【００３２】
例えば、画素Ｐ上を通過する時間ｔｐを全てレーザ光の点灯時間としたとすると、強度分布Ｌ０は略直線状となる。略直線状の強度分布となる上、一の画素Ｐを表示するためのレーザ光のスポットが隣接する画素の領域にまで入り込むと、クロストークが生じ易くなる。これに対して、本実施例によると、一の画素Ｐを形成するための強度Ｉｍａｘ／２以上のレーザ光が、その画素Ｐに隣接する画素Ｐの領域にまで入り込むことを防止できる。強度Ｉｍａｘ／２以上のレーザ光を各画素の領域内にとどめることにより、画素Ｐ間のクロストークの発生を低減させることが可能となる。これにより、隣接する画素間のクロストークの発生を低減でき、高解像度な画像を表示することができるという効果を奏する。
【００３３】
また、被照射領域において、第１の方向であるＸ方向より第２の方向であるＹ方向へ長い形状のスポットＳＰを形成することにより、クロストークの発生を低減させるとともに、一の画素に対するレーザ光の点灯時間ｔｏｎを増大させることが可能となる。また、Ｙ方向へ長い形状のスポットＳＰを形成することにより、Ｙ方向についての画素間の隙間を少なくすることが可能となる。これにより、シームレス、かつクロストークが少なく明るい画像を表示することができる。
【００３４】
図８は、画像表示装置１００を制御するためのブロック構成を示すものである。画像信号入力部７１１は、入力端子から入力された画像信号の特性補正や増幅等を行う。例えば、画像信号入力部７１１は、アナログ形式の画像信号を増幅することにより、アナログ形式の光源変調用強度信号を出力する。この他、画像信号入力部７１１は、ディジタル形式の画像信号をアナログ形式の信号に変換する構成としても良い。同期／画像分離部７１２は、画像信号入力部７１１からの信号を、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれについての画像情報信号、垂直同期信号、水平同期信号に分離し、制御部７１３へ出力する。制御部７１３のうちの画像処理部７２１は、画像情報をフレームごとの情報に分けて、フレームメモリ７１４へ出力する。フレームメモリ７１４は、画像処理部７２１からの画像信号をフレーム単位で格納する。
【００３５】
制御部７１３のうちの走査制御部７２３は、垂直同期信号、水平同期信号に基づいて、走査部２００を駆動させる駆動信号を生成する。走査駆動部７１５は、制御部７１３からの駆動信号に応答して走査部２００を駆動させる。水平角度センサ７１６は、スクリーン１１０にてレーザ光をＸ方向へ走査させる反射ミラー２０２（図３参照）の振り角を検出する。垂直角度センサ７１７は、スクリーン１１０にてレーザ光をＹ方向へ走査させる反射ミラー２０２の振り角を検出する。信号処理部７１８は、垂直角度センサ７１７の変位からフレーム開始信号Ｆ＿Ｓｙｎｃ、水平角度センサ７１６の変位からライン開始信号Ｌ＿Ｓｙｎｃをそれぞれ生成し、制御部７１３へ出力する。
【００３６】
制御部７１３は、フレーム開始信号Ｆ＿Ｓｙｎｃ、ライン開始信号Ｌ＿Ｓｙｎｃから演算された線速度、及び垂直同期信号、水平同期信号に基づいて、画素タイミングクロックを生成する。画素タイミングクロックは、レーザ光が各画素上を通るタイミングを知るための信号であって、画像信号に応じて変調されたレーザ光を正確な位置に入射させるためのものである。制御部７１３は、さらに画素タイミングクロックから、光源駆動パルス信号を生成する。光源駆動パルス信号により、画像信号によって被照射領域に形成される画素Ｐの長さＰｘからスポットＳＰの長さｄｘを差し引いた距離に略一致する間隔ΔＳにおいてレーザ光を点灯させることが可能となる。レーザ光の点灯時間ｔｏｎ（図５参照）は、ΔＳの長さを、各画素Ｐにおけるレーザ光の線速度で除算することにより求められる。
【００３７】
Ｒ光源駆動部７３２Ｒは、光源制御部７２２によりフレームメモリ７１４から読み出されるＲ光についての画像情報信号、及び光源駆動パルス信号に基づいて、Ｒ光用光源部１２１Ｒを駆動させる。Ｒ光源駆動部７３２Ｒは、光源駆動パルス信号に応じてＲ光用光源部１２１ＲのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、Ｒ光源駆動部７３２Ｒは、画像情報信号に応じて振幅が変調された駆動信号に応じてＲ光の変調を行う。Ｇ光源駆動部７３２Ｇも、Ｒ光源駆動部７３２Ｒと同様にして、Ｇ光用光源部１２１Ｇを駆動させる。Ｂ光源駆動部７３２Ｂも、Ｒ光源駆動部７３２Ｒと同様にして、Ｂ光用光源部１２１Ｂを駆動させる。各色光用光源部１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂは、画像信号に応じて振幅が制御された駆動信号に応じて駆動される。よって、図９に示すように、画像信号に応じて強度が変調されたレーザ光が供給される。
【００３８】
本実施例では、点灯時間ｔｏｎが、画素Ｐの長さＰｘからスポットＳＰの長さｄｘを差し引いた距離においてレーザ光を走査させる時間と略一致するような光源駆動パルス信号を生成している。かかる点灯時間ｔｏｎを最大点灯時間とすることで、一の画素を表示するためのレーザ光が、その画素に隣接する画素の領域にまで入り込むことを防止できる。さらに、点灯時間ｔｏｎは、画素Ｐの長さＰｘからスポットＳＰの長さｄｘを差し引いた距離においてレーザ光を走査させる時間以下となるように駆動することとしても良い。各画素に対するレーザ光の点灯時間を最大点灯時間以下とすることにより、画素間のクロストークの発生を低減できる。これに対して、各画素に対するレーザ光の点灯時間を短くしすぎると、画素同士の境界ごとにレーザ光の強度が極度に低下する部分を生じてしまう。画素同士の境界ごとに生じる暗い部分が観察者に認識される場合、高品質な画像を表示することが困難となる。
【００３９】
図１０は、一の画素を表示するためのレーザ光の最小点灯時間について説明するものである。例えば、一の画素に対してレーザ光を消灯させるタイミングＴ２を、画素Ｐ同士の境界上を通過するタイミングＴｂで最小階調Ｉｍｉｎにまで減衰するように決定できる。この場合、タイミングＴｂでは、強度分布Ｌ２の強度Ｉｍｉｎと強度分布Ｌ１’の強度Ｉｍｉｎとが積分される。画素Ｐ同士の境界において最低でも最小階調Ｉｍｉｎの略２倍の強度を確保し、画素同士の境界を目立たなくすることができる。このようにして、一の画素を表示するための最小点灯時間を決定できる。一の画素の階調を表現するように点灯させたレーザ光が最小階調を表現するための強度以上の強度にまで減衰したタイミングで画素同士の境界を通過させることで、シームレスで高品質な画像を表示することが可能となる。
【００４０】
画像信号に応じた変調は、振幅変調のほか、ＰＷＭを用いることとしても良い。ＰＷＭを用いる場合、図１１に示すように、上記の点灯時間ｔｏｎを最大パルス幅とする光源駆動最大パルス信号が生成される。そして、光源駆動最大パルス信号のパルス幅を最大階調として、画像情報信号に応じてパルス幅が変調された光源駆動パルス信号が生成される。各光源駆動部７３２Ｒ、７３２Ｇ、７３２Ｂは、このようにして生成された光源駆動パルス信号に応じてレーザ光の変調を行う。各色光用光源部は、画像信号に応じてパルス幅が制御された光源駆動パルス信号に応じて駆動される。
【００４１】
図１２は、光源駆動パルス信号のタイミングについて説明するものである。ＰＷＭでは、レーザ光を点灯させるパルス幅を画像信号に応じて変化させる。例えば、立ち上がりを光源駆動最大パルス信号と同時させた光源駆動パルス信号を生成したとする。この場合、レーザ光を右方向へ走査させる間は画素の左側、レーザ光を右方向へ走査させる間は画素の右側へスポットが片寄ることとなる。このように、最大パルスの立ち上がりタイミング、立ち下がりタイミングのいずれか一方に片寄ったパルスを生成すると、Ｘ方向についてのレーザ光の往路と復路とで画素のずれを生じてしまうことになる。
【００４２】
そこで、図１２に示すように、光源駆動パルス信号の各パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、第１の方向であるＸ方向における画素の中心位置をレーザ光が走査するタイミングＴｃを中心としてパルス幅が設定される。各色光用光源部は、Ｘ方向における画素の中心位置をレーザ光が走査するタイミングＴｃを中心としてパルス幅が設定された光源駆動部パルス信号に応じて駆動される。画素の中心位置をレーザ光が走査するタイミングＴｃを中心としてパルス幅を設定することにより、第１の方向についてレーザ光を往復させる場合に、各画素に対するレーザ光の入射タイミングを揃えることが可能となる。各画素に対するレーザ光の入射タイミングを揃えることで、Ｘ方向についての画素の位置のずれを低減することが可能となる。これにより、ずれが少なくさらに高品質な画像を表示することができる。
【００４３】
なお、スポットＳＰ中のレーザ光の強度分布がガウス分布とは異なる場合も、本実施例と同様にしてレーザ光の点灯時間を設定することとしても良い。この場合、スポットＳＰ中のレーザ光の強度分布に応じて、スポットＳＰの外縁を、ピーク強度に対して略半分の強度にまで減衰するライン以外としても良い。本実施例を適宜応用することにより、光走査装置１２０からのレーザ光の特性に応じてクロストークの発生を低減させることができる。
【実施例２】
【００４４】
図１３は、本発明の実施例２に係る画像表示装置１７００の概略構成を示す。画像表示装置１７００は、観察者側に設けられたスクリーン１７０５にレーザ光を供給し、スクリーン１７０５で反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタである。画像表示装置１７００は、上記実施例１と同様に、光走査装置１２０を有する。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。光走査装置１２０からのレーザ光は、投写光学系１０３を透過した後、スクリーン１７０５に入射する。本実施例の場合も、隣接する画素間のクロストークの発生を低減でき、高解像度な画像をスクリーン１７０５に表示することができる。
【００４５】
なお、上記の実施例において、各色光用光源部はレーザ光を供給する構成としているが、ビーム状の光を供給可能な構成であれば、これに限られない。例えば、各色光用光源部は、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等の固体発光素子を用いる構成としても良い。また、本発明の光走査装置は、画像表示装置に用いる以外に、例えば、レーザプリンタ等の、レーザ光を走査させる電子機器に用いることとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明に係る光走査装置は、画像信号に応じて光を走査させる画像表示装置に用いる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示す図。
【図２】レーザ装置の概略構成を示す図。
【図３】走査部の概略構成を示す図。
【図４】走査部を駆動させるための構成を説明する図。
【図５】スポットの形状、及びレーザ光の点灯時間について説明する図。
【図６】光源駆動パルス信号、及びレーザ光の強度について説明する図。
【図７】画素同士の境界上におけるレーザ光の強度について説明する図。
【図８】画像表示装置を制御するためのブロック構成を示す図。
【図９】振幅変調について説明する図。
【図１０】レーザ光の最小点灯時間について説明する図。
【図１１】ＰＷＭについて説明する図。
【図１２】光源駆動パルス信号のタイミングについて説明する図。
【図１３】本発明の実施例２に係る画像表示装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１００画像表示装置、１０１レーザ装置、１０２照明光学系、１０３投写光学系、１０５反射部、１０７筐体、１１０スクリーン、１２０光走査装置、２００走査部、１２１ＲＲ光用光源部、１２１ＧＧ光用光源部、１２１ＢＢ光用光源部、１２４、１２５ダイクロイックミラー、２０２反射ミラー、２０４外枠部、２０６トーションばね、２０７トーションばね、３０１、３０２第１の電極、３０５ミラー側電極、３０６第２の電極、３０７第１のトーションばね、３０８第２のトーションばね、Ｐ画素、ＳＰスポット、７１１画像信号入力部、７１２同期／画像分離部、７１３制御部、７１４フレームメモリ、７１５走査駆動部、７１６水平角度センサ、７１７垂直角度センサ、７１８信号処理部、７２１画像処理部、７２２光源制御部、７２３走査制御部、７３２ＲＲ光源駆動部、７３２ＧＧ光源駆動部、７３２ＲＢ光源駆動部、１７００画像表示装置、１７０５スクリーン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に応じたビーム光を走査させる光走査装置であって、
前記ビーム光を供給する光源部と、
前記光源部からの前記ビーム光を被照射領域において第１の方向と、前記第１の方向に略直交する第２の方向へ走査させる走査部と、を有し、
前記走査部は、前記第１の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数が、前記第２の方向へ前記ビーム光を走査させる周波数に比べて高くなるように駆動され、
前記光源部は、一つの前記画素を形成するための前記ビーム光の点灯時間が、前記画像信号に応じて形成される画素の前記第１の方向の長さから、前記ビーム光により前記被照射領域に形成されるスポットの前記第１の方向の長さを差し引いた距離において前記ビーム光を走査させる時間以下となるように駆動されることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記光源部は、前記画像信号に応じた階調を表現するように駆動され、一つの画素の階調を表現するように点灯させた前記ビーム光が、最小階調を表現するための強度以上の強度にまで減衰したタイミングで前記画素同士の境界を通過するように駆動されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光源部は、前記画像信号に応じて振幅が制御された駆動信号に応じて駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光源部は、前記画像信号に応じてパルス幅が制御された駆動信号に応じて駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記第１の方向における前記画素の中心位置を前記ビーム光が走査するタイミングを中心として前記パルス幅が設定されたパルス信号に応じて駆動されることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記光源部は、前記被照射領域において、前記第１の方向より前記第２の方向へ長い形状の前記スポットを形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
光走査装置からの光により画像を表示する画像表示装置であって、
前記光走査装置は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置であることを特徴とする画像表示装置。

【図１】