画像表示装置及び画像表示方法
【課題】被投射面上に光を走査して画像を表示する場合において、装置コストの増大を防ぎつつ、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制して表示品質の向上を図る。
【解決手段】被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示装置であって、表示画像を示す階調信号を入力とし、当該階調信号に応じた駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する光源と、前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する走査手段と、前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する照射位置検出手段と、前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する補正手段と、を具備し、前記駆動信号生成手段は、前記補正信号を基に前記駆動信号を補正する。
【解決手段】被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示装置であって、表示画像を示す階調信号を入力とし、当該階調信号に応じた駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する光源と、前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する走査手段と、前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する照射位置検出手段と、前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する補正手段と、を具備し、前記駆動信号生成手段は、前記補正信号を基に前記駆動信号を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置の一形態として、レーザ光などのビーム状の光を被投射面上でラスタースキャンして画像を表示するレーザスキャンディスプレイが注目されている。このようなレーザスキャンディスプレイは、レーザ光の供給を停止することで完全な黒を表現できるため、例えば液晶ライトバルブを用いたプロジェクタ等と比べてコントラストが非常に高く、また、レーザ光が単一波長であるために色純度が高く、コヒーレンスが高いためにビームを整形しやすい（絞りやすい）等の特徴を有することから、高コントラスト、高色再現性及び高解像度を実現する高画質ディスプレイとして期待されている。
【０００３】
高速走査及び大偏角が要求されるレーザスキャンディスプレイでは、レーザスキャナとして共振型のＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スキャナを用いることが多い（下記特許文献１参照）。このＭＥＭＳスキャナとは、単結晶シリコン等の半導体材料を微細加工してトーションバネ等で支持した反射ミラーを形成したものであり、当該反射ミラーを静電力やローレンツ力等により駆動し、これら外力とトーションバネの復元力との相互作用で反射ミラーを所定の角度範囲内において回動させることによりレーザ光を走査するものである。
【特許文献１】特開２００７−４７３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のＭＥＭＳスキャナは共振型スキャナであるため、反射ミラーの回転角は正弦関数的に変化するという特性がある。そのため、例えば水平方向に対する走査に着目した場合、画面中央におけるレーザ光の走査速度が最も速く、画面端に向かうに従ってレーザ光の走査速度は低下する。これにより、レーザ光の走査速度が速い画面中央付近では表示輝度が暗くなり、走査速度の遅い画面端付近では表示輝度が明るくなってしまい、画像の階調値に応じた所望の表示輝度を得られなくなるという問題が生じる。
【０００５】
このような問題を解決するために、レーザ光の走査速度をレーザ照射位置に応じて補正する、つまり、回転角の正弦関数的な変化を補正するように反射ミラーを駆動する方法が考えられるが、共振型のＭＥＭＳスキャナにおいてこのような駆動制御を行うことは極めて難しく、実現は困難である。また、他の方法として、レーザ照射位置に応じて階調値を補正する、つまり、画面中央付近では階調値を当初の値より高くし、また、画面端付近では階調値を当初の値より低くする方法が考えられる。しかしながら、この方法では、レーザスキャンディスプレイ内に設けられた映像信号処理回路の処理可能な階調数を増大させる必要があるため、映像信号処理回路の高スペック化による装置コストの増大を招くことになる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、被投射面上に光を走査して画像を表示する場合において、装置コストの増大を防ぎつつ、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制して表示品質の向上を図ることのできる画像表示装置及び画像表示方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像表示装置は、被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示装置であって、表示画像を示す階調信号を入力とし、当該階調信号に応じた駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する光源と、前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する走査手段と、前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する照射位置検出手段と、前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する補正手段と、を具備し、前記駆動信号生成手段は、前記補正信号を基に前記駆動信号を補正する、ことを特徴とする。
このような特徴を有する画像表示装置によれば、被投射面上における光の照射位置に応じて光源に供給する駆動信号を補正することで、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制するため、映像信号処理回路の処理可能な階調数を増大させる必要がない（高スペック化を図る必要がない）。その結果、装置コストの増大を防ぎつつ、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制して表示品質の向上を図ることが可能である。
【０００８】
また、上述した画像表示装置において、前記光源は、前記光としてレーザ光を発生する
レーザダイオードであり、前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号として駆動電流を生成して前記レーザダイオードに出力し、前記補正手段は、前記照射位置に応じて前記駆動電流の電流値を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する、ことが望ましい。
一般的にレーザダイオードは電流駆動素子であるため、光源としてレーザダイオードを用いた場合は、レーザダイオードに供給する駆動電流の電流値を照射位置に応じて補正することにより、レーザ光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制することができる。例えば、画面中央付近で表示輝度が低下する場合には駆動電流の電流値を増やしてレーザ光の光量を増大させ、画面端付近で表示輝度が高くなる場合には駆動電流の電流値を小さくしてレーザ光の光量を低下させれば良い。
【０００９】
また、上述した画像表示装置において、前記駆動信号生成手段は、前記階調信号として前記照射位置に対応する画素の階調値を規定するビット数Ｎのデジタル階調データを入力とし、前記デジタル階調データの各ビットに対応して設けられ、各々に対応するビットデータに応じて２端子間の接続／非接続を切り替える第１〜第Ｎのスイッチ素子と、
前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の各々に対応して設けられ、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が各々に対応する第１〜第Ｎのスイッチ素子の一方の端子と接続され、第２の端子が共通電位線と接続された第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子と、利得指示信号を入力とし、当該利得指示信号によって指示される電流利得を用いて最大階調値に対応する電流を生成する第１の電流源と、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記第１の電流源と接続され、第２の端子が前記共通電位線と接続されると共に、制御端子が自身の前記第１の端子と前記第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子の制御端子と接続された入力側トランジスタ素子と、前記レーザダイオードの閾値電流を生成すると共に、一端が前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の他方の端子と接続され、他端が前記共通電位線と接続された第２の電流源と、前記閾値電流と前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を前記駆動電流として生成するカレントミラー回路と、を備え、前記第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子の電気的特性は、各々に対応するビットデータに応じた電流を生成するように設定されており、前記補正手段は、前記補正信号として前記照射位置に応じた前記第１の電流源の電流利得を指示するための利得指示信号を前記第１の電流源に出力する、ことが望ましい。
光源としてレーザダイオードを用い、階調信号としてレーザ光の照射位置に対応する画素の階調値を規定するビット数Ｎのデジタル階調データを用いる場合、上記のように駆動信号生成手段をカレントミラー回路によって構成することにより、簡単且つ安価な回路構成で階調値に応じた電流値を有する駆動電流を生成することができる。さらに、駆動信号生成手段をこのような構成とすると、第１の電流源の電流利得を照射位置に応じて変えることにより、簡単且つ安価な回路構成で駆動電流の電流値を補正することができる。
【００１０】
また、上述した画像表示装置において、前記駆動信号生成手段は、前記階調信号として前記照射位置に対応する画素の階調値を規定するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)階調信号を入力とし、前記ＰＷＭ階調信号に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子と、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記スイッチ素子の一方の端子と接続され、第２の端子が共通電位線と接続された出力側トランジスタ素子と、利得指示信号を入力とし、当該利得指示信号によって指示される電流利得を用いて最大階調値に対応する電流を生成する第１の電流源と、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記第１の電流源と接続され、第２の端子が前記共通電位線と接続されると共に、制御端子が自身の前記第１の端子と前記出力側トランジスタ素子の制御端子と接続された入力側トランジスタ素子と、前記レーザダイオードの閾値電流を生成すると共に、一端が前記スイッチ素子の他方の端子と接続され、他端が前記共通電位線と接続された第２の電流源と、前記閾値電流と前記スイッチ素子の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を前記駆動電流として生成するカレントミラー回路と、を備え、前記補正手段は、前記補正信号として前記照射位置に応じた前記第１の電流源の電流利得を指示するための利得指示信号を前記第１の電流源に出力する、ことが望ましい。
光源としてレーザダイオードを用い、階調信号としてレーザ光の照射位置に対応する画素の階調値を規定するＰＷＭ階調信号を用いる場合であっても、上記のように駆動信号生成手段をカレントミラー回路によって構成することにより、簡単且つ安価な回路構成で階調値に応じた電流値を有する駆動電流を生成することができる。さらに、第１の電流源の電流利得を照射位置に応じて変えることにより、簡単且つ安価な回路構成で駆動電流の電流値を補正することができる。
【００１１】
また、上述した画像表示装置において、前記走査手段は、前記光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラーの反射面に沿った第１の軸回りに前記反射ミラーを回転させるための第１の回転支持部と、前記反射面に沿い、且つ前記第１の軸に直交する第２の軸回りに前記反射ミラーを回転させるための第２の回転支持部とを備えるＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スキャナであり、前記照射位置検出手段は、前記反射ミラーの前記第１の軸回りの回転角及び前記第２の軸回りの回転角を前記照射位置として検出する、ことが望ましい。
このように、走査手段としてＭＥＭＳスキャナを用いた場合、ＭＥＭＳスキャナの利点である高速走査及び大偏角走査を活かしつつ、走査速度（反射ミラーの角度）の正弦関数的な変動による画面内表示輝度の変化を抑制することができるので、高解像度及び高表示品質の画像表示装置を提供することができる。また、被投射面上における光の照射位置は、ＭＥＭＳスキャナの反射ミラーの第１の軸回りの回転角及び第２の軸回りの回転角を検出するだけで簡単に知ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る画像表示方法は、被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示方法であって、表示画像を示す階調信号に応じた駆動信号を生成する第１の工程と、前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する第２の工程と、前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する第３の工程と、前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する第４の工程と、前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正する第５の工程と、を有することを特徴とする。
このような特徴を有する画像表示方法によれば、被投射面上における光の照射位置に応じて光源に供給する駆動信号を補正することで、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制するため、映像信号処理回路の処理可能な階調数を増大させる必要がない（高スペック化を図る必要がない）。その結果、装置コストの増大を防ぎつつ、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制して表示品質の向上を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤの機能ブロック図である。なお、本画像表示装置ＬＳＤとして、スクリーン（被投射面）１００上にレーザ光を走査して画像を表示するレーザスキャンディスプレイを例示して説明する。
【００１４】
図１に示すように、第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤは、映像信号処理回路１０、赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ、青色レーザドライバ２０Ｂ、赤色レーザダイオード３０Ｒ、緑色レーザダイオード３０Ｇ、青色レーザダイオード３０Ｂ、光軸合わせ用光学系４０、レーザ走査部５０、走査駆動部６０、照射位置検出部７０、補正信号発生回路８０、画素同期クロック発生回路９０を備えている。
【００１５】
映像信号処理回路１０は、例えばノート型パソコン等の外部の画像供給装置（図示せず）から送信される映像信号及び同期信号（垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃ）を入力とし、当該映像信号及び同期信号を基に表示すべき画像の各画素に対応する階調値を規定するデジタル階調データを生成し、当該デジタル階調データを１フレーム単位で内部メモリに格納する。本実施形態では、説明の便宜上、デジタル階調データのビット数Ｎを４とする。つまり、本画像表示装置ＬＳＤは、「０」〜「１５」までの１６階調（４０９６色）の画像表示が可能である。
【００１６】
また、この映像信号処理回路１０は、照射位置検出部７０から入力される、１フレームの開始を規定するパルス状のフレームタイミング信号Ｆｔと、１水平走査期間の開始及び終了を規定するパルス状の走査タイミング信号Ｓｔとを基に、内部メモリに格納されているデジタル階調データの読み出しを行うと共に、画素同期クロック発生回路９０から入力される、１水平走査期間における各画素に対応するレーザ光の照射タイミングを規定するパルス状の画素同期クロック信号ＣＬに同期して、レーザ光の照射位置に対応する画素のデジタル階調データを赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂに出力する。より具体的には、映像信号処理回路１０は、レーザ光の照射位置に対応する画素が赤色用画素の場合、当該赤色画素用の赤色階調データＤＲを赤色レーザドライバ２０Ｒに出力し、レーザ光の照射位置に対応する画素が緑色用画素の場合、当該緑色画素用の緑色階調データＤＧを緑色レーザドライバ２０Ｇに出力し、また、レーザ光の照射位置に対応する画素が青色用画素の場合、当該青色画素用の青色階調データＤＢを青色レーザドライバ２０Ｂに出力する。
【００１７】
赤色レーザドライバ（駆動信号生成手段）２０Ｒは、上記赤色階調データＤＲと、補正信号発生回路８０から出力される利得指示信号Ｇｓとを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得を用いて赤色階調データＤＲに応じた駆動電流ＩＲを生成して、赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。以下、この赤色レーザドライバ２０Ｒの詳細な構成について説明する。
【００１８】
図２は、赤色レーザドライバ２０Ｒの回路構成図である。この図２に示すように、赤色レーザドライバ２０Ｒは、第１の電流源ＣＳ１、第２の電流源ＣＳ２、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２、第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３、第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４、第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５、第１のスイッチ素子ＳＷ１、第２のスイッチ素子ＳＷ２、第３のスイッチ素子ＳＷ３及び第４のスイッチ素子ＳＷ４から構成されている。
【００１９】
第１の電流源ＣＳ１は、利得指示信号Ｇｓを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得を用いて電流Ｉｓを生成する可変利得型の定電流源であり、その入力端子は電源ラインＶｃｃに接続され、出力端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１のドレイン端子及びゲート端子に接続されている。ここで、第１の電流源ＣＳ１は、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得を用いて、最大階調値（本実施形態では「１５」）に対応する電流値を有する電流Ｉｓを生成する。つまり、電流利得をαとし、最大階調値に対応する電流値の基準値（α＝１の場合の最大階調値に対応する電流値）をＩｍとすると、第１の電流源ＣＳ１の生成する電流Ｉｓは、Ｉｓ＝α・Ｉｍで表される。
【００２０】
第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１は、ｎチャネル型のＭＯＳ（Positive Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ素子であり、ドレイン端子（第１の端子）は第１の電流源ＣＳ１の出力端子に接続され、ゲート端子（制御端子）は第１の電流源ＣＳ１の出力端子と第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のゲート端子に接続され、ソース端子（第２の端子）はグランドライン（共通電位線）と接続されている。
【００２１】
第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第１のスイッチ素子ＳＷ１の一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１と第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００２２】
第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第２のスイッチ素子ＳＷ２の一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１、第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３及び第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００２３】
第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第３のスイッチ素子ＳＷ３の一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２及び第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００２４】
第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第４のスイッチ素子ＳＷ４の一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００２５】
つまり、第１の電流源ＣＳ１、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４によって、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１を入力側のトランジスタとし、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４を出力側のトランジスタとするカレントミラー回路が構成されている。ここで、本実施形態では、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４の電気的特性を、各々に対応するビットデータに応じた電流を生成するように設定する。
【００２６】
具体的には、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、ＬＳＢである１ビット目のビットデータＢ１に対応しており、第１の電流源ＣＳ１によって生成される電流Ｉｓの１／１５の電流が生成されるように電気的特性が設定されている。また、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、２ビット目のビットデータＢ２に対応しており、電流Ｉｓの２／１５の電流が生成されるように電気的特性が設定されている。また、第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、３ビット目のビットデータＢ３に対応しており、電流Ｉｓの４／１５の電流が生成されるように電気的特性が設定されている。また、第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、ＭＳＢである４ビット目のビットデータＢ４に対応しており、電流Ｉｓの８／１５の電流が生成されるように電気的特性が設定されている。
【００２７】
第１のスイッチ素子ＳＷ１は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、ＬＳＢである１ビット目のビットデータＢ１に対応し、当該ビットデータＢ１の値に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、ビットデータＢ１が「１」の場合に接続、「０」の場合に非接続とする。
【００２８】
第２のスイッチ素子ＳＷ２は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、２ビット目のビットデータＢ２に対応し、当該ビットデータＢ２の値に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、ビットデータＢ２が「１」の場合に接続、「０」の場合に非接続とする。
【００２９】
第３のスイッチ素子ＳＷ３は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、３ビット目のビットデータＢ３に対応し、当該ビットデータＢ３の値に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、ビットデータＢ３が「１」の場合に接続、「０」の場合に非接続とする。
【００３０】
第４のスイッチ素子ＳＷ４は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、ＭＳＢである４ビット目のビットデータＢ４に対応し、当該ビットデータＢ４の値に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、ビットデータＢ４が「１」の場合に接続、「０」の場合に非接続とする。
【００３１】
第２の電流源ＣＳ２は、閾値利得信号によって指示される電流利得を用いて、赤色レーザダイオード３０Ｒの閾値電流Ｉｔｈを生成する可変利得型の定電流源であり、その入力端子は第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４の他方の端子と第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２のドレイン端子及びゲート端子に接続され、出力端子はグランドラインに接続されている。なお、閾値利得信号は常に一定であり、第２の電流源ＣＳ２は、常に一定の閾値電流Ｉｔｈを生成する。図３は、赤色レーザダイオード３０Ｒのレーザ光量と駆動電流ＩＲとの関係を示す特性図である。この図３に示すように、閾値電流Ｉｔｈとは、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいてレーザ光の発生に必要な電流値を指す。より正確には、赤色レーザダイオード３０Ｒに閾値電流Ｉｔｈを供給してもレーザ光の発生には至らない（レーザ光量は０）が、閾値電流Ｉｔｈより大きな駆動電流を供給するとレーザ光が発生する。つまり、レーザ光量は、赤色レーザダイオード３０Ｒに供給する駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流値に比例して増減する。
【００３２】
第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ソース端子は電源ラインＶｃｃに接続され、ゲート端子はドレイン端子と第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５のゲート端子に接続され、ドレイン端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子と第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４の他方の端子に接続されている。
【００３３】
第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ソース端子は電源ラインＶｃｃに接続され、ゲート端子は第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２のゲート端子及びドレイン端子に接続され、ドレイン端子は赤色レーザダイオード３０Ｒのアノード端子に接続されている。
【００３４】
つまり、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２と第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５は、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２を入力側、第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５を出力側とするカレントミラー回路を構成しており、第２の電流源ＣＳ２が生成する閾値電流Ｉｔｈと第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を駆動電流ＩＲとして赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。
【００３５】
例えば、赤色階調データＤＲが階調値「０」、つまりビットデータＢ１〜Ｂ４が全て「０」である場合、第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４は全て非接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈのみとなり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈとなる。この場合、図３に示すように、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいてレーザ光は発生しない（つまり黒表示）。赤色階調データＤＲが階調値「１」、つまりビットデータＢ１が「１」でＢ２〜Ｂ４が「０」である場合、第１のスイッチ素子ＳＷ１だけ接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓ／１５となり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓ／１５となる。この場合、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいて駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流Ｉｓ／１５に応じた光量のレーザ光が発生する。また、赤色階調データＤＲが階調値「２」、つまりビットデータＢ２が「１」でＢ１、Ｂ３、Ｂ４が「０」である場合、第２のスイッチ素子ＳＷ２だけ接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈ＋２・Ｉｓ／１５となり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈ＋２・Ｉｓ／１５となる。この場合、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいて駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流２・Ｉｓ／１５に応じた光量のレーザ光が発生する。
【００３６】
このように、階調値が「１」増す毎に、駆動電流ＩＲはＩｓ／１５ずつ増大し、最大階調値「１５」の場合、つまりビットデータＢ１〜Ｂ４が全て「１」である場合、第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４は全て接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓとなり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓとなる。この場合、図３に示すように、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいて駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流Ｉｓに応じた光量（最大階調値に対応する光量）のレーザ光が発生することになる。
以上が赤色レーザドライバ２０Ｒの説明であり、以下では図１に戻って説明する。
【００３７】
緑色レーザドライバ（駆動信号生成手段）２０Ｇは、緑色階調データＤＧと、補正信号発生回路８０から出力される利得指示信号Ｇｓとを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得αを用いて緑色階調データＤＧに応じた駆動電流ＩＧを生成して、緑色レーザダイオード３０Ｇに出力する。青色レーザドライバ（駆動信号生成手段）２０Ｂは、青色階調データＤＢと、補正信号発生回路８０から出力される利得指示信号Ｇｓとを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得αを用いて青色階調データＤＢに応じた駆動電流ＩＢを生成して、青色レーザダイオード３０Ｂに出力する。
なお、これら緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂの回路構成は、図２に示す赤色レーザドライバ２０Ｒと同様であるので説明を省略する。
【００３８】
赤色レーザダイオード（光源）３０Ｒは、赤色レーザドライバ２０Ｒから供給される駆動電流ＩＲに応じて赤色単色のレーザ光ＬＲを発生し、当該レーザ光ＬＲを光軸ＬＡ上に設けられた光軸合わせ用光学系４０（詳細には第１のダイクロイックミラー４０ａ）に向けて照射する。本実施形態では、図１に示すように、水平面と略平行な方向をＸ軸、水平面においてＸ軸に直交する方向をＹ軸、水平面（ＸＹ平面）に略垂直な方向をＺ軸と設定し、上記光軸ＬＡは、Ｘ軸と略平行に設定されているものとする。なお、レーザ光ＬＲの出射光軸は光軸ＬＡと一致している。
【００３９】
緑色レーザダイオード（光源）３０Ｇは、緑色レーザドライバ２０Ｇから供給される駆動電流ＩＧに応じて緑色単色のレーザ光ＬＧを発生し、当該レーザ光ＬＧを光軸合わせ用光学系４０（詳細には第１のダイクロイックミラー４０ａ）に向けてＹ軸に沿って照射する。青色レーザダイオード（光源）３０Ｂは、青色レーザドライバ２０Ｂから供給される駆動電流ＩＢに応じて緑色単色のレーザ光ＬＢを発生し、当該レーザ光ＬＢを光軸合わせ用光学系４０（詳細には第２のダイクロイックミラー４０ｂ）に向けてＹ軸に沿って照射する。
【００４０】
光軸合わせ用光学系４０は、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの光軸合わせを行うための光学系であり、第１のダイクロイックミラー４０ａ及び第２のダイクロイックミラー４０ｂから構成されている。第１のダイクロイックミラー４０ａは、光軸ＬＡに対して４５°の傾斜を持って光軸ＬＡ上に設置されており、レーザ光ＬＲを光軸ＬＡに沿って第２のダイクロイックミラー４０ｂに向けて透過する一方、レーザ光ＬＧを光軸ＬＡに一致するように第２のダイクロイックミラー４０ｂに向けて反射する。第２のダイクロイックミラー４０ｂは、光軸ＬＡに対して４５°の傾斜を持って光軸ＬＡ上に設置されており、レーザ光ＬＲ及びレーザ光ＬＧを光軸ＬＡに沿ってレーザ走査部５０に向けて透過する一方、レーザ光ＬＢを光軸ＬＡに一致するようにレーザ走査部５０に向けて反射する。
【００４１】
レーザ走査部（走査手段）５０は、共振型のＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スキャナであり、走査駆動部６０から入力される走査駆動信号に基づいて、光軸合わせ用光学系４０を介して入射されるレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをスクリーン１００上に走査する。以下、このレーザ走査部５０の詳細な構成について説明する。
【００４２】
図４は、ＭＥＭＳスキャナであるレーザ走査部５０の構成概略図である。この図４に示すように、レーザ走査部５０は、反射ミラー５０ａ、第１のトーションバネ５０ｂ、内枠部５０ｃ、第２のトーションバネ５０ｄ及び外枠部５０ｅから構成されている。なお、これら反射ミラー５０ａ、第１のトーションバネ５０ｂ、内枠部５０ｃ、第２のトーションバネ５０ｄ及び外枠部５０ｅは、単結晶シリコン等の半導体材料を微細加工することにより一体形成されたものである。
【００４３】
反射ミラー５０ａは、反射面側にレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをスクリーン１００に向けて反射するため反射膜が形成された板状物であり、反射面に沿った第１の軸ＡＸ１（ＸＹ面が水平面の場合は、水平面に略垂直）に沿って設けられた第１のトーションバネ（第１の回転支持部）５０ｂによって内枠部５０ｃと連結されている。つまり、この反射ミラー５０ａは、第１のトーションバネ５０ｂによって第１の軸ＡＸ１回りに回転可能に支持されている。反射ミラー５０ａの形状は、図４に示すような正方形でも良いし、または、円形や楕円形でも良い。
【００４４】
内枠部５０ｃは、額縁形の板状物であり、第１のトーションバネ５０ｂによって反射ミラー５０ａと連結されていると共に、反射面に沿い、かつ、前記第１の軸ＡＸ１に略直交する第２の軸ＡＸ２（ＸＹ面が水平面の場合は、水平面に略平行）に沿って設けられた第２のトーションバネ（第２の回転支持部）５０ｄによって外枠部５０ｅと連結されている。つまり、この内枠部５０ｃ（反射ミラー５０ａ）は、第２のトーションバネ５０ｄによって第２の軸ＡＸ２回りに回転可能に支持されている。外枠部５０ｅは、額縁形の板状物であり、第２のトーションバネ５０ｄによって内枠部５０ｃと連結されていると共に、図示しない固定部に連結されている。なお、本実施形態では、光軸ＬＡがＸ軸と平行になるように設定しているので、第２の軸ＡＸ２をＸ軸と平行に設定すると、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢが外枠部５０ｅによって遮光され、反射ミラー５０ａに入射しなくなる。これを防ぐため、本実施形態では、図４に示すように、第２の軸ＡＸ２が光軸ＬＡ（Ｘ軸）に対して傾きφを有するようにレーザ走査部５０を配置する。
【００４５】
このような構成のレーザ走査部５０は、反射ミラー５０ａを第１の軸ＡＸ１回りに回転させることにより、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをスクリーン１００上のＸ軸方向に走査（つまり水平方向走査）し、また、反射ミラー５０ａ（内枠部５０ｃ）を第２の軸ＡＸ２回りに回転させることにより、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをスクリーン１００上のＺ軸方向に走査（つまり垂直方向走査）する。なお、反射ミラー５０ａを回転させる駆動方式としては、特開２００７−４７３５４号公報に記載されているように、所定の位置に配置された電極に走査駆動信号として電圧信号を印加することにより発生する静電力を利用する方式を採用しても良いし、その他、永久磁石を設けて磁場を形成し、反射ミラー５０ａや内枠部５０ｃに設けたコイルに走査駆動信号として電流信号を流すことにより発生するローレンツ力を利用する方式を採用しても良い。このようなＭＥＭＳスキャナにおける反射ミラー５０ａの駆動方式については、公知の技術であるため詳細な説明は省略する。
【００４６】
図１に戻って説明を続けると、走査駆動部６０は、同期信号（垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃ）を入力とし、これら垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃに基づいて、レーザ走査部５０の反射ミラー５０ａを回転駆動するための走査駆動信号を生成してレーザ走査部５０に出力する。
【００４７】
照射位置検出部（照射位置検出手段）７０は、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢのスクリーン１００上における照射位置を検出するものであり、水平角度センサ７０ａ、垂直角度センサ７０ｂ及びタイミング信号発生回路７０ｃから構成されている。水平角度センサ７０ａは、反射ミラー５０ａの第１の軸ＡＸ１回りの回転角θ１を検出し、当該回転角θ１を示す水平角度検出信号をタイミング信号発生回路７０ｃに出力する。垂直角度センサ７０ｂは、反射ミラー５０ａの第２の軸ＡＸ２回りの回転角θ２を検出し、当該回転角θ２を示す垂直角度検出信号をタイミング信号発生回路７０ｃに出力する。これら水平角度センサ７０ａ及び垂直角度センサ７０ｂとしては、反射ミラー５０ａの裏面（レーザ光の反射面の反対側の面）に光を照射し、裏面によって反射された光を受光することで角度を検出する光方式の角度センサを用いる。
【００４８】
図５に示すように、水平角度センサ７０ａが検出する回転角θ１とは、ＸＹ平面におけるＹ軸に対する反射ミラー５０ａの角度である。また、図５に示すように、幅Ｗを有するスクリーン１００の中央点Ｃ０からＸ軸方向に距離Ｘだけ離れた位置をレーザ光の照射位置Ｐとすると、照射位置Ｐの水平走査方向の座標Ｐｘは、反射ミラー５０ａとスクリーン１００との間の距離Ｄがわかっていれば、回転角θ１の関数で表される。一方、垂直角度センサ７０ｂが検出する回転角θ２とは、ＹＺ平面におけるＹ軸に対する反射ミラー５０ａの角度であり、照射位置Ｐの垂直走査方向の座標Ｐｙは回転角θ２の関数で表される。
つまり、反射ミラー５０ａの回転角θ１及び回転角θ２を検出すれば、照射位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）を一義的に求めることができる。
【００４９】
タイミング信号発生回路７０ｃは、上記の回転角θ１を示す水平角度検出信号を基に、１水平走査期間の開始及び終了を規定するパルス状の走査タイミング信号Ｓｔを生成して映像信号処理回路１０、補正信号発生回路８０及び画素同期クロック発生回路９０に出力する。また、このタイミング信号発生回路７０ｃは、上記の回転角θ２を示す垂直角度検出信号を基に、１フレームの開始を規定するパルス状のフレームタイミング信号Ｆｔを生成して映像信号処理回路１０に出力する。
【００５０】
具体的には、タイミング信号発生回路７０には、上述した反射ミラー５０ａの回転角θ１及び回転角θ２と照射位置Ｐとの一義的な関係を基に、１水平走査期間の開始位置及び終了位置に相当する照射位置Ｐに応じた回転角θ１と、１フレームの開始位置に相当する照射位置Ｐに応じた回転角θ２とが予め設定されており、タイミング信号発生回路７０は、水平角度検出信号が示す回転角θ１が予め設定された回転角θ１と一致した場合に走査タイミング信号Ｓｔを出力し、また、垂直角度検出信号が示す回転角θ２が予め設定された回転角θ２と一致した場合にフレームタイミング信号Ｆｔを出力する。
【００５１】
補正信号発生回路（補正手段）８０は、走査タイミング信号Ｓｔを入力とし、当該走査タイミング信号Ｓｔを基に、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射位置Ｐに応じて駆動電流ＩＲ、ＩＧ及びＩＢの電流値を補正するための利得指示信号Ｇｓを補正信号として生成して、赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂに（具体的には第１の電流源ＣＳ１に）出力する。以下、この利得指示信号Ｇｓについて詳細に説明する。
【００５２】
図６（ａ）は、反射ミラー５０ａの回転角θ１の時間変化を示すものである。回転角θ１と水平走査方向の照射位置Ｐ（Ｐｘ）とは一義的な関係にあるため、図６（ａ）の縦軸は照射位置Ｐｘと同義である。レーザ走査部５０は共振型のＭＥＭＳスキャナであるため、反射ミラー５０ａの回転角θ１は正弦関数的な変化を示す。つまり、この図に示すように、照射位置Ｐｘ（回転角θ１）は、時間の経過に伴い、スクリーン１００の中央点Ｃ０を中心として正弦関数的にスクリーン１００の水平走査方向（幅Ｗ）を往復移動し、これによりレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢが水平走査方向に往復走査されることになる。なお、図中に示す「１Ｈ」は１水平走査期間を指している。また、正弦波形の頂点付近ではレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢがスクリーン１００の外側に照射されてしまうため、このような正弦波形の頂点付近を除く回転角θ１の範囲にスクリーン１００の両端が含まれるように設定されている。
【００５３】
このようなＭＥＭＳスキャナの特性から、水平走査方向に着目した場合、図６（ｂ）に示すように、スクリーン１００の中央付近におけるレーザ光の走査時間が短く（走査速度が速い）、スクリーン１００の両端に向かうに従ってレーザ光の走査時間が長くなる（走査速度は低下する）。これにより、レーザ光の走査速度が速いスクリーン１００の中央付近では表示輝度が暗くなり、走査速度の遅いスクリーン１００の両端付近では表示輝度が明るくなるという問題が生じる。
【００５４】
このような問題を解決するために、本実施形態では、図６（ｃ）に示すように、スクリーン１００の中央付近ではレーザ光量が高くなるように、また、スクリーン１００の両端に近づくにつれてレーザ光量が低くなるように、各駆動電流ＩＲ、ＩＧ及びＩＢの電流値を補正する。上述したように、本実施形態では、赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂにおいて、第１の電流源ＣＳ１の電流利得αを調整することにより各駆動電流ＩＲ、ＩＧ及びＩＢの電流値を補正することが可能である。すなわち、補正信号発生回路８０は、図６（ｃ）に示すような照射位置Ｐｘに対応するレーザ光量を制御目標値とし、スクリーン１００の中央付近では大きな電流利得αを示し、また、スクリーン１００の両端に近づくにつれて小さな電流利得αを示す利得指示信号Ｇｓを出力する。
【００５５】
図１に戻って説明すると、画素同期クロック発生回路９０は、走査タイミング信号Ｓｔを入力とし、当該走査タイミング信号Ｓｔを基に、１水平走査期間における各画素に対応するレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射タイミングを規定するパルス状の画素同期クロック信号ＣＬを生成して映像信号処理回路１０に出力する。
【００５６】
スクリーン１００は、レーザ走査部５０によって走査されたレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを透過する透過型スクリーンである。つまり、本画像表示装置ＬＳＤは背面投射型プロジェクタであり、ユーザは、スクリーン１００におけるレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射面の反対側の面から表示画像を鑑賞することになる。また、図１では省略しているが、本画像表示装置ＬＳＤは、スクリーン１００の鑑賞側の面のみを露出させて、その他の構成要素は筐体内部に収納されており、外部の光の影響を排除するような構造となっている。
【００５７】
次に、上述した構成の第１実施形態における画像表示装置ＬＳＤの動作について、図７のタイミングチャートを参照して説明する。
【００５８】
なお、既に外部の画像供給装置から映像信号及び同期信号（垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃ）が入力されており、映像信号処理回路１０は、映像信号及び同期信号を基に表示すべき画像の各画素に対応する階調値を規定するデジタル階調データを生成し、当該デジタル階調データを１フレーム単位で内部メモリに格納しているものとする。
【００５９】
また、同期信号の入力に伴って走査駆動部６０から出力される走査駆動信号によってレーザ走査部５０の反射ミラー５０ａは回転を始め、時刻Ｔ１に、反射ミラー５０ａの垂直走査方向に対する回転角θ２がスクリーン１００上における１フレームの開始位置に対応する角度と一致し、また、時刻Ｔ２には、反射ミラー５０ａの水平走査方向に対する回転角θ１がスクリーン１００上における１水平走査期間の開始位置に対応する角度と一致したものと想定する。つまり、時刻Ｔ１にタイミング信号発生回路７０ｃから１フレームの開始を規定するフレームタイミング信号Ｆｔが出力され、また、時刻Ｔ２に１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが出力される。さらに、時刻Ｔ３に、反射ミラー５０ａの水平走査方向に対する回転角θ１がスクリーン１００上における１水平走査期間の終了位置に対応する角度と一致したものと想定する。つまり、時刻Ｔ３にタイミング信号発生回路７０ｃから１水平走査期間の終了を規定する走査タイミング信号Ｓｔが出力される。
【００６０】
時刻Ｔ２において、補正信号発生回路８０は、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが入力されると、図７に示すように、時間の経過に伴って電流利得αが変化する利得指示信号Ｇｓを、赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂの第１の電流源ＣＳ１に出力する。ここで、１水平走査期間における回転角θ１、つまり照射位置Ｐｘは、１水平走査期間の開始から経過した時間と一義的な関係にあるため、本実施形態では、このような照射位置Ｐｘと時間との一義的な関係を基に、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが入力された後、電流利得αが時間的に変化する利得指示信号Ｇｓを補正信号発生回路８０から出力させる。より具体的には、補正信号発生回路８０は、照射位置Ｐｘがスクリーン１００の両端付近となる時間には小さな電流利得αを示す利得指示信号Ｇｓを出力し、照射位置Ｐｘがスクリーン１００の中央付近となる時間には大きな電流利得αを示す利得指示信号Ｇｓを出力する。利得指示信号Ｇｓは、上述したように、図６（ｃ）に示すような照射位置Ｐｘに対応するレーザ光量を制御目標値としているので、その波形は図６（ｃ）と同様な波形となる。
【００６１】
時刻Ｔ２において、画素同期クロック発生回路９０は、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが入力されると、１水平走査期間における各画素に対応するレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射タイミングを規定する画素同期クロック信号ＣＬを生成して映像信号処理回路１０に出力する。上述したように、１水平走査期間における回転角θ１、つまり照射位置Ｐｘは、１水平走査期間の開始から経過した時間と一義的な関係にあるため、当然、１水平走査期間における各画素に対応する照射位置Ｐｘと時間とは一義的な関係にある。従って、本実施形態では、図７に示すように、１水平走査期間における各画素に対応する照射位置Ｐｘと時間との一義的な関係を基に、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが入力された後、経過した時間に応じて各画素に対応するレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射タイミングを規定するパルス状の画素同期クロック信号ＣＬを画素同期クロック発生回路９０によって生成する。図７からわかるように、画素同期クロック信号ＣＬのパルス間隔は、照射位置Ｐｘ、つまり経過時間に応じて変化する。例えば、スクリーン１００の中央付近となる時刻ｔ６付近ではパルス間隔は短くなり、スクリーン１００の両端付近ではパルス間隔は長くなる。これは、ＭＥＭＳスキャナであるレーザ走査部５０の特性上、反射ミラー５０ａの回転角θ１の変化速度（走査速度）が経過時間に応じて変化するためである。
【００６２】
一方、映像信号処理回路１０は、１フレームの開始を規定するフレームタイミング信号Ｆｔと、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔとが入力されると、内部メモリにおける１番目のフレームのデジタル階調データを格納している記憶領域から１行目の水平走査期間に対応する各画素のデジタル階調データ（赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢ）を読み出し、画素同期クロック信号ＣＬに同期して、赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢを順次出力する。
【００６３】
具体的には、図７に示すように、映像信号処理回路１０は、時刻Ｔ２に最初の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の開始位置（１列目）に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲを赤色レーザドライバ２０Ｒに出力し、時刻ｔ１に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の２列目に対応する緑色画素用の緑色階調データＤＧを緑色レーザドライバ２０Ｇに出力し、時刻ｔ２に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の３列目に対応する青色画素用の青色階調データＤＢを青色レーザドライバ２０Ｂに出力し、時刻ｔ３に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の４列目に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲを赤色レーザドライバ２０Ｒに出力する。以下同様に、映像信号処理回路１０は、画素同期クロック信号ＣＬに同期して、それぞれの画素に対応する赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢを順次出力する。
【００６４】
時刻Ｔ２において、赤色レーザドライバ２０Ｒは、１水平走査期間の開始位置（１列目）に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＲを生成して赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。これにより、赤色レーザダイオード３０Ｒは、１列目の赤色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＲを発生し、このレーザ光ＬＲは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の１列目の赤色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
【００６５】
時刻ｔ１において、緑色レーザドライバ２０Ｇは、１水平走査期間の２列目に対応する緑色画素用の緑色階調データＤＧと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＧを生成して緑色レーザダイオード３０Ｇに出力する。これにより、緑色レーザダイオード３０Ｇは、２列目の緑色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＧを発生し、このレーザ光ＬＧは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の２列目の緑色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
【００６６】
時刻ｔ２において、青色レーザドライバ２０Ｂは、１水平走査期間の３列目に対応する青色画素用の青色階調データＤＢと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＢを生成して青色レーザダイオード３０Ｂに出力する。これにより、青色レーザダイオード３０Ｂは、３列目の青色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＢを発生し、このレーザ光ＬＢは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の３列目の青色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
以下同様な動作が、１水平走査期間の最終列目（図７の時刻ｔ１１に相当）まで繰り返され、時刻Ｔ２からＴ３までの１水平走査期間における画像がスクリーン１００に表示されることになる。
【００６７】
ここで、図７に示す１水平走査期間におけるレーザ光量の変化は、説明の便宜上、１水平走査期間における各画素の階調値が全て同一（例えば白表示）であった場合の変化を示している。このように、１水平走査期間における各画素の階調値が全て同一である場合、１水平走査期間におけるレーザ光量は、利得指示信号Ｇｓ（電流利得α）と同様な変化を示す。従来では、１水平走査期間における各画素の階調値が全て同一である場合、１水平走査期間におけるレーザ光量はある一定の値となるため、ＭＥＭＳスキャナの特性に起因するレーザ光の走査速度が速いスクリーン１００の中央付近では表示輝度が暗くなり、走査速度の遅いスクリーン１００の両端付近では表示輝度が明るくなるという現象の影響を大きく受ける（ユーザに視認されやすい）ことになる。しかしながら、本実施形態によれば、利得指示信号Ｇｓによって、１水平走査期間の照射位置Ｐｘに応じてレーザ光量を図７に示すように制御（補正）することにより、実際にスクリーン１００上に表示される画像の表示輝度を均一にすることができる。勿論、１水平走査期間における各画素の階調値が異なる場合であっても、利得指示信号Ｇｓによって照射位置Ｐｘに応じてレーザ光量（駆動電流ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ）が補正されるので、照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制でき、当初の階調値に応じた所望の表示輝度を得ることが可能である。
【００６８】
また、図７において、時刻Ｔ４−Ｔ５間は次の（２行目）１水平走査期間を示し、時刻Ｔ６−Ｔ７間は３行目の１水平走査期間を示し、時刻Ｔ８−Ｔ９間は４行目の１水平走査期間を示しており、それぞれの１水平走査期間内において上記と同様な動作が行われ、最終行目の１水平走査期間が終了することにより、１フレーム分の画像がスクリーン１００に表示されることになる。なお、１水平走査期間が終了した後、反射ミラー５０ａの垂直走査方向の回転角θ２が次の水平走査期間に対応する角度に変化することは勿論である。
【００６９】
以上のように、第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤによれば、ＭＥＭＳスキャナの特性に起因する、照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制し、当初の階調値に応じた所望の表示輝度を得ることができ、表示品質の向上を図ることが可能である。また、映像信号処理回路１０の処理可能な階調数を増大させる必要がない（高スペック化を図る必要がない）ため、装置コストの増大を防ぐことが可能である。
【００７０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’の機能ブロック図である。なお、図８において、図１と同様の構成要素には同一符号を付し説明を省略する。
【００７１】
第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’において、第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤと異なる点は、映像信号処理回路１０’が、デジタル階調データ（赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢ）を直接出力するのではなく、これら階調データが示す階調値を規定するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)階調信号を出力する点である。ここで、ＰＷＭ階調信号とは、階調値に応じたパルス幅を有するパルス信号である。映像信号処理回路１０’は、レーザ光の照射位置に対応する画素が赤色用画素の場合、当該赤色画素用の赤色階調データＤＲを基に赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲを生成して赤色レーザドライバ２０Ｒ’に出力し、レーザ光の照射位置に対応する画素が緑色用画素の場合、当該緑色画素用の緑色階調データＤＧを基に緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧを生成して緑色レーザドライバ２０Ｇ’に出力し、また、レーザ光の照射位置に対応する画素が青色用画素の場合、当該青色画素用の青色階調データＤＢを基に青色ＰＷＭ階調信号ＰＢを生成して青色レーザドライバ２０Ｂ’に出力する。
【００７２】
赤色レーザドライバ２０Ｒ’は、上記赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲと、補正信号発生回路８０から出力される利得指示信号Ｇｓとを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得を用いて赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲに応じた駆動電流ＩＲを生成して、赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。以下、この第２実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ’の詳細な構成について説明する。
【００７３】
図９は、第２実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ’の回路構成図である。この図２に示すように、赤色レーザドライバ２０Ｒ’は、第１の電流源ＣＳ１、第２の電流源ＣＳ２、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４及びスイッチ素子ＳＷから構成されている。
【００７４】
第１の電流源ＣＳ１及び第２の電流源ＣＳ２は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第１の電流源ＣＳ１の出力端子に接続され、ゲート端子は第１の電流源ＣＳ１の出力端子と第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子はスイッチ素子ＳＷの一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００７５】
つまり、第１の電流源ＣＳ１、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２によって、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１を入力側のトランジスタとし、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２を出力側のトランジスタとするカレントミラー回路が構成されている。ここで、第２実施形態では、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１と第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２の電気的特性を一致させる。つまり、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２に流れる電流は、第１の電流源ＣＳ１によって生成された電流Ｉｓと略同一となる。
【００７６】
スイッチ素子ＳＷは、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲを入力とし、当該赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲに応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲがハイレベルの場合に接続、ローレベルの場合に非接続とする。
【００７７】
第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ソース端子は電源ラインＶｃｃに接続され、ゲート端子はドレイン端子と第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４のゲート端子に接続され、ドレイン端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子とスイッチ素子ＳＷの他方の端子に接続されている。第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ソース端子は電源ラインＶｃｃに接続され、ゲート端子は第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３のゲート端子及びドレイン端子に接続され、ドレイン端子は赤色レーザダイオード３０Ｒのアノード端子に接続されている。
【００７８】
つまり、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３と第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４は、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３を入力側、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４を出力側とするカレントミラー回路を構成しており、第２の電流源ＣＳ２が生成する閾値電流Ｉｔｈとスイッチ素子ＳＷの他方の端子に流れる電流（つまりＩｓ）との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を駆動電流ＩＲとして赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。
【００７９】
例えば、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲがローレベルの場合、スイッチ素子ＳＷは非接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈのみとなり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈとなる。この場合、図３に示すように、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいてレーザ光は発生しない（つまり黒表示）。一方、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲがハイレベルの場合、スイッチ素子ＳＷは接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓとなり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓとなる。つまり、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲがハイレベルとなる期間（パルス幅に相当する期間）だけスイッチ素子ＳＷが接続状態となり、駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流Ｉｓに応じた光量を有するレーザ光ＬＲがそのパルス幅に相当する期間だけ赤色レーザダイオード３０Ｒから発生する。
【００８０】
赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲのパルス幅は階調値を規定するものであるので、階調値が高くなった場合パルス幅も大きくなり、ある画素に対応する照射位置に対するレーザ光の照射時間が長くなる（表示輝度が明るくなる）。このように、第２実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ’では、レーザ光の照射時間（赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲのパルス幅）を調整することで、その画素の階調値に応じた表示輝度を実現する構成を採用している。なお、緑色レーザドライバ２０Ｇ’及び青色レーザドライバ２０Ｂ’の回路構成は、図９に示す赤色レーザドライバ２０Ｒ’と同様であるので説明を省略する。
【００８１】
次に、上述した構成の第２実施形態における画像表示装置ＬＳＤ’の動作について、図１０のタイミングチャートを参照して説明する。なお、以下では、第１実施形態（図７）と同様な動作の説明は省略し、第２実施形態における特徴的な動作について説明する。
【００８２】
映像信号処理回路１０’は、時刻Ｔ１以降、１フレームの開始を規定するフレームタイミング信号Ｆｔと、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔとが入力されると、内部メモリにおける１番目のフレームのデジタル階調データを格納している記憶領域から１行目の水平走査期間に対応する各画素のデジタル階調データ（赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢ）を読み出し、画素同期クロック信号ＣＬに同期して、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲ、緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧ、青色ＰＷＭ階調信号ＰＢを生成して順次出力する。
【００８３】
具体的には、図１０に示すように、映像信号処理回路１０’は、時刻Ｔ２に最初の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の開始位置（１列目）に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲを基に、当該赤色階調データＤＲが示す階調値を規定するパルス幅を有する赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲを生成して赤色レーザドライバ２０Ｒ’に出力し、時刻ｔ１に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の２列目に対応する緑色画素用の緑色階調データＤＧを基に、当該緑色階調データＤＧが示す階調値を規定するパルス幅を有する緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧを生成して緑色レーザドライバ２０Ｇ’に出力し、時刻ｔ２に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の３列目に対応する青色画素用の青色階調データＤＢを基に、当該青色階調データＤＲが示す階調値を規定するパルス幅を有する青色ＰＷＭ階調信号ＰＢを生成して青色レーザドライバ２０Ｂ’に出力し、時刻ｔ３に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の４列目に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲを基に、当該赤色階調データＤＲが示す階調値を規定するパルス幅を有する赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲを生成して赤色レーザドライバ２０Ｒ’に出力する。以下同様に、映像信号処理回路１０’は、画素同期クロック信号ＣＬに同期して、それぞれの画素に対応する赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲ、緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧ、青色ＰＷＭ階調信号ＰＢを順次出力する。
【００８４】
時刻Ｔ２において、赤色レーザドライバ２０Ｒ’は、１水平走査期間の開始位置（１列目）に対応する赤色画素用の赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＲを生成して赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。この駆動電流ＩＲは、図１０に示すように、波高値（電流値）がＩｔｈ＋Ｉｓ（＝α・Ｉｍ）であり、且つ赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲと同一のパルス幅を有するパルス電流信号となる。これにより、赤色レーザダイオード３０Ｒは、１列目の赤色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＲを発生し、このレーザ光ＬＲは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の１列目の赤色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
【００８５】
時刻ｔ１において、緑色レーザドライバ２０Ｇ’は、１水平走査期間の２列目に対応する緑色画素用の緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＧを生成して緑色レーザダイオード３０Ｇに出力する。この駆動電流ＩＧは、図１０に示すように、波高値（電流値）がＩｔｈ＋Ｉｓであり、且つ緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧと同一のパルス幅を有するパルス電流信号となる。これにより、緑色レーザダイオード３０Ｇは、２列目の緑色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＧを発生し、このレーザ光ＬＧは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の２列目の緑色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
【００８６】
時刻ｔ２において、青色レーザドライバ２０Ｂ’は、１水平走査期間の３列目に対応する青色画素用の青色ＰＷＭ階調信号ＰＢと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＢを生成して青色レーザダイオード３０Ｂに出力する。この駆動電流ＩＢは、図１０に示すように、波高値（電流値）がＩｔｈ＋Ｉｓであり、且つ青色ＰＷＭ階調信号ＰＢと同一のパルス幅を有するパルス電流信号となる。これにより、青色レーザダイオード３０Ｂは、３列目の青色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＢを発生し、このレーザ光ＬＢは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の３列目の青色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
以下同様な動作が、１水平走査期間の最終列目（図１０の時刻ｔ１１に相当）まで繰り返され、時刻Ｔ２からＴ３までの１水平走査期間における画像がスクリーン１００に表示されることになる。
【００８７】
ここで、図１０に示す１水平走査期間におけるレーザ光量の変化は、説明の便宜上、１水平走査期間における各画素の階調値が全て同一（例えば白表示）であった場合の変化を示している。この場合、各画素に対応する赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲ、緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧ、青色ＰＷＭ階調信号ＰＢのパルス幅は同一である必要があるが、図１０からわかるように、ＭＥＭＳスキャナの特性上、画素同期クロック信号ＣＬのパルス間隔は、スクリーン１００の中央付近では小さくなり、スクリーン１００の両端付近では大きくなるため、必然的にＰＷＭ階調信号のパルス幅は照射位置Ｐｘに応じて変えざるを得ない。従って、仮に電流利得αを用いずに一定の電流値を有する駆動電流を各レーザダイオードに供給した場合、ＰＷＭ階調信号のパルス幅が小さいスクリーン１００の中央付近では表示輝度が暗くなり、ＰＷＭ階調信号のパルス幅が大きいスクリーン１００の両端付近では表示輝度が明るくなるという問題が生じることになる。
【００８８】
しかしながら、本実施形態によれば、利得指示信号Ｇｓ（電流利得α）によって、１水平走査期間の照射位置Ｐｘに応じて駆動電流の電流値をスクリーン１００の中央付近では大きくし、スクリーン１００の両端付近では小さくすることにより、レーザ光量は図１０に示すように制御（補正）され、実際にスクリーン１００上に表示される画像の表示輝度を均一にすることができる。勿論、１水平走査期間における各画素の階調値が異なる場合であっても、利得指示信号Ｇｓによって照射位置Ｐｘに応じてレーザ光量（駆動電流ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ）が補正されるので、照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制でき、当初の階調値に応じた所望の表示輝度を得ることが可能である。
【００８９】
以上のように、第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’によれば、デジタル階調データの代わりに階調値を規定するＰＷＭ階調信号を用いる場合であっても、ＭＥＭＳスキャナの特性に起因する、照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制し、当初の階調値に応じた所望の表示輝度を得ることができ、表示品質の向上を図ることが可能である。また、映像信号処理回路１０の処理可能な階調数を増大させる必要がない（高スペック化を図る必要がない）ため、装置コストの増大を防ぐことが可能である。
【００９０】
なお、上記第１実施形態及び第２実施形態では、補正信号発生回路８０によって照射位置Ｐｘと時間との一義的な関係を基に電流利得αが時間的に変化する利得指示信号Ｇｓを生成したが、これに限定されず、例えば反射ミラー５０ａの回転角θ１と電流利得αとの対応関係を示すルックアップテーブルを補正信号発生回路８０に記憶しておき、回転角θ１を示す水平角度検出信号を補正信号発生回路８０に直接入力して、検出された回転角θ１に対応する電流利得αを上記のルックアップテーブルから取得することにより、利得指示信号Ｇｓを生成しても良い。
【００９１】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、水平走査方向における照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制するための構成について説明したが、垂直走査方向における照射位置Ｐｙに依存して表示輝度の変化が生じるような場合は、照射位置Ｐｙと一義的な関係にある反射ミラー５０ａの回転角θ２に応じて電流利得αを変化させるような構成を採用しても良い。
【００９２】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、スクリーン１００上にレーザ光を走査して画像を表示するレーザスキャンディスプレイを例示して説明したが、これに限定されず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やその他の光源から発生する光を走査することで画像を表示する画像表示装置であっても本発明を適用することができる。また、レーザ走査部５０としてＭＥＭＳスキャナを用いていなくとも、走査速度が照射位置に応じて変化し、その走査速度の制御が困難であるようなスキャナを用いている場合であれば本発明を適用することができる。また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、３色のレーザダイオードに対し一つのスキャナを用いるレーザスキャンディスプレイを例示して説明したが、これに限定されず、各色ごとにスキャナを設けるような構成にしても良い。
【００９３】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、光源として電流駆動素子であるレーザダイオードを用いた場合を例示して説明したが、例えば電圧駆動素子の光源を用いる場合には、光源の駆動信号として駆動電圧を生成するドライバ（駆動信号生成手段）を設け、この駆動電圧を補正するための補正信号をこのドライバに供給するような構成を採用しても良い。
【００９４】
また、上記第１実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ（緑色レーザドライバ２０Ｒ、青色レーザドライバ２０Ｂ）の回路構成として、ｎチャネル型の第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２、第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３及び第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４で構成される第１のカレントミラー回路と、ｐチャネル型の第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２及び第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５で構成される第２のカレントミラー回路とを設け、出力段である第２のカレントミラー回路からレーザダイオードのアノード端子に駆動電流を供給する場合を想定して説明した。これに限らず、第１のカレントミラー回路をｐチャネル型のＭＯＳトランジスタで構成し、第２のカレントミラー回路をｎチャネル型のＭＯＳトランジスタで構成して、レーザダイオードのカソード端子側から駆動電流を引き出すような回路構成としても良い。第２実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ’（緑色レーザドライバ２０Ｒ’、青色レーザドライバ２０Ｂ’）でも上記と同様の回路構成を採用しても良い。
【００９５】
また、上記第１実施形態において図２を参照して説明した赤色レーザドライバ２０Ｒ（緑色レーザドライバ２０Ｒ、青色レーザドライバ２０Ｂ）の回路構成は、最大階調数に応じて適宜変更しても良い。つまり、第１実施形態では、最大階調数を「１６（４ビット）」と想定したため、図２における第１のカレントミラー回路の出力側トランジスタ素子を４つ（第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４）としたが、例えば最大階調数を「２５６（８ビット）」とした場合には、図２における第１のカレントミラー回路の出力側トランジスタ素子を８つ設ければ良い（スイッチ素子も８つ設ける）。
【００９６】
この場合、１ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの１／２５５の電流が生成されるように設定し、２ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの２／２５５の電流が生成されるように設定し、３ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの４／２５５の電流が生成されるように設定し、４ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの８／２５５の電流が生成されるように設定し、５ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの１６／２５５の電流が生成されるように設定し、６ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの３２／２５５の電流が生成されるように設定し、７ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの６４／２５５の電流が生成されるように設定し、８ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの１２８／２５５の電流が生成されるように設定すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤの機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおける赤色レーザドライバ２０Ｒの回路構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおける赤色レーザダイオード３０Ｒのレーザ光量−駆動電流特性図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおけるレーザ走査部５０の構成概略図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおける水平角度センサ７０ａが検出する反射ミラー５０ａの回転角θ１に関する説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおける補正信号発生回路８０が生成する利得指示信号Ｇｓに関する説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤの動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’の機能ブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’における赤色レーザドライバ２０Ｒ’の回路構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
ＬＳＤ、ＬＳＤ’…画像表示装置、１０、１０’…映像信号処理回路、２０Ｒ、２０Ｒ’…赤色レーザドライバ、２０Ｇ、２０Ｇ’…緑色レーザドライバ、２０Ｂ、２０Ｂ’…青色レーザドライバ、３０Ｒ…赤色レーザダイオード、３０Ｇ…緑色レーザダイオード、３０Ｂ…青色レーザダイオード、４０…光軸合わせ用光学系、５０…レーザ走査部、６０…走査駆動部、７０…照射位置検出部、８０…補正信号発生回路、９０…画素同期クロック発生回路、１００…スクリーン、ＣＳ１…第１の電流源、ＣＳ２…第２の電流源、Ｔｉ１、Ｔｒ１…第１の入力側トランジスタ素子、Ｔｉ２、Ｔｒ３…第２の入力側トランジスタ素子、Ｔｏ１、Ｔｒ２…第１の出力側トランジスタ素子、Ｔｏ２、Ｔｒ４…第２の出力側トランジスタ素子、Ｔｏ３…第３の出力側トランジスタ素子、Ｔｏ４…第４の出力側トランジスタ素子、Ｔｏ５…第５の出力側トランジスタ素子、ＳＷ…スイッチ素子、ＳＷ１…第１のスイッチ素子、ＳＷ２…第２のスイッチ素子、ＳＷ３…第３のスイッチ素子、ＳＷ４…第４のスイッチ素子、４０ａ…第１のダイクロイックミラー、４０ｂ…第２のダイクロイックミラー、５０ａ…反射ミラー、５０ｂ…第１のトーションバネ、５０ｃ…内枠部、５０ｄ…第２のトーションバネ、５０ｅ…外枠部、７０ａ…水平角度センサ、７０ｂ…垂直角度センサ、７０ｃ…タイミング信号発生回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置の一形態として、レーザ光などのビーム状の光を被投射面上でラスタースキャンして画像を表示するレーザスキャンディスプレイが注目されている。このようなレーザスキャンディスプレイは、レーザ光の供給を停止することで完全な黒を表現できるため、例えば液晶ライトバルブを用いたプロジェクタ等と比べてコントラストが非常に高く、また、レーザ光が単一波長であるために色純度が高く、コヒーレンスが高いためにビームを整形しやすい（絞りやすい）等の特徴を有することから、高コントラスト、高色再現性及び高解像度を実現する高画質ディスプレイとして期待されている。
【０００３】
高速走査及び大偏角が要求されるレーザスキャンディスプレイでは、レーザスキャナとして共振型のＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スキャナを用いることが多い（下記特許文献１参照）。このＭＥＭＳスキャナとは、単結晶シリコン等の半導体材料を微細加工してトーションバネ等で支持した反射ミラーを形成したものであり、当該反射ミラーを静電力やローレンツ力等により駆動し、これら外力とトーションバネの復元力との相互作用で反射ミラーを所定の角度範囲内において回動させることによりレーザ光を走査するものである。
【特許文献１】特開２００７−４７３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のＭＥＭＳスキャナは共振型スキャナであるため、反射ミラーの回転角は正弦関数的に変化するという特性がある。そのため、例えば水平方向に対する走査に着目した場合、画面中央におけるレーザ光の走査速度が最も速く、画面端に向かうに従ってレーザ光の走査速度は低下する。これにより、レーザ光の走査速度が速い画面中央付近では表示輝度が暗くなり、走査速度の遅い画面端付近では表示輝度が明るくなってしまい、画像の階調値に応じた所望の表示輝度を得られなくなるという問題が生じる。
【０００５】
このような問題を解決するために、レーザ光の走査速度をレーザ照射位置に応じて補正する、つまり、回転角の正弦関数的な変化を補正するように反射ミラーを駆動する方法が考えられるが、共振型のＭＥＭＳスキャナにおいてこのような駆動制御を行うことは極めて難しく、実現は困難である。また、他の方法として、レーザ照射位置に応じて階調値を補正する、つまり、画面中央付近では階調値を当初の値より高くし、また、画面端付近では階調値を当初の値より低くする方法が考えられる。しかしながら、この方法では、レーザスキャンディスプレイ内に設けられた映像信号処理回路の処理可能な階調数を増大させる必要があるため、映像信号処理回路の高スペック化による装置コストの増大を招くことになる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、被投射面上に光を走査して画像を表示する場合において、装置コストの増大を防ぎつつ、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制して表示品質の向上を図ることのできる画像表示装置及び画像表示方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像表示装置は、被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示装置であって、表示画像を示す階調信号を入力とし、当該階調信号に応じた駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する光源と、前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する走査手段と、前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する照射位置検出手段と、前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する補正手段と、を具備し、前記駆動信号生成手段は、前記補正信号を基に前記駆動信号を補正する、ことを特徴とする。
このような特徴を有する画像表示装置によれば、被投射面上における光の照射位置に応じて光源に供給する駆動信号を補正することで、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制するため、映像信号処理回路の処理可能な階調数を増大させる必要がない（高スペック化を図る必要がない）。その結果、装置コストの増大を防ぎつつ、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制して表示品質の向上を図ることが可能である。
【０００８】
また、上述した画像表示装置において、前記光源は、前記光としてレーザ光を発生する
レーザダイオードであり、前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号として駆動電流を生成して前記レーザダイオードに出力し、前記補正手段は、前記照射位置に応じて前記駆動電流の電流値を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する、ことが望ましい。
一般的にレーザダイオードは電流駆動素子であるため、光源としてレーザダイオードを用いた場合は、レーザダイオードに供給する駆動電流の電流値を照射位置に応じて補正することにより、レーザ光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制することができる。例えば、画面中央付近で表示輝度が低下する場合には駆動電流の電流値を増やしてレーザ光の光量を増大させ、画面端付近で表示輝度が高くなる場合には駆動電流の電流値を小さくしてレーザ光の光量を低下させれば良い。
【０００９】
また、上述した画像表示装置において、前記駆動信号生成手段は、前記階調信号として前記照射位置に対応する画素の階調値を規定するビット数Ｎのデジタル階調データを入力とし、前記デジタル階調データの各ビットに対応して設けられ、各々に対応するビットデータに応じて２端子間の接続／非接続を切り替える第１〜第Ｎのスイッチ素子と、
前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の各々に対応して設けられ、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が各々に対応する第１〜第Ｎのスイッチ素子の一方の端子と接続され、第２の端子が共通電位線と接続された第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子と、利得指示信号を入力とし、当該利得指示信号によって指示される電流利得を用いて最大階調値に対応する電流を生成する第１の電流源と、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記第１の電流源と接続され、第２の端子が前記共通電位線と接続されると共に、制御端子が自身の前記第１の端子と前記第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子の制御端子と接続された入力側トランジスタ素子と、前記レーザダイオードの閾値電流を生成すると共に、一端が前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の他方の端子と接続され、他端が前記共通電位線と接続された第２の電流源と、前記閾値電流と前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を前記駆動電流として生成するカレントミラー回路と、を備え、前記第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子の電気的特性は、各々に対応するビットデータに応じた電流を生成するように設定されており、前記補正手段は、前記補正信号として前記照射位置に応じた前記第１の電流源の電流利得を指示するための利得指示信号を前記第１の電流源に出力する、ことが望ましい。
光源としてレーザダイオードを用い、階調信号としてレーザ光の照射位置に対応する画素の階調値を規定するビット数Ｎのデジタル階調データを用いる場合、上記のように駆動信号生成手段をカレントミラー回路によって構成することにより、簡単且つ安価な回路構成で階調値に応じた電流値を有する駆動電流を生成することができる。さらに、駆動信号生成手段をこのような構成とすると、第１の電流源の電流利得を照射位置に応じて変えることにより、簡単且つ安価な回路構成で駆動電流の電流値を補正することができる。
【００１０】
また、上述した画像表示装置において、前記駆動信号生成手段は、前記階調信号として前記照射位置に対応する画素の階調値を規定するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)階調信号を入力とし、前記ＰＷＭ階調信号に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子と、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記スイッチ素子の一方の端子と接続され、第２の端子が共通電位線と接続された出力側トランジスタ素子と、利得指示信号を入力とし、当該利得指示信号によって指示される電流利得を用いて最大階調値に対応する電流を生成する第１の電流源と、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記第１の電流源と接続され、第２の端子が前記共通電位線と接続されると共に、制御端子が自身の前記第１の端子と前記出力側トランジスタ素子の制御端子と接続された入力側トランジスタ素子と、前記レーザダイオードの閾値電流を生成すると共に、一端が前記スイッチ素子の他方の端子と接続され、他端が前記共通電位線と接続された第２の電流源と、前記閾値電流と前記スイッチ素子の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を前記駆動電流として生成するカレントミラー回路と、を備え、前記補正手段は、前記補正信号として前記照射位置に応じた前記第１の電流源の電流利得を指示するための利得指示信号を前記第１の電流源に出力する、ことが望ましい。
光源としてレーザダイオードを用い、階調信号としてレーザ光の照射位置に対応する画素の階調値を規定するＰＷＭ階調信号を用いる場合であっても、上記のように駆動信号生成手段をカレントミラー回路によって構成することにより、簡単且つ安価な回路構成で階調値に応じた電流値を有する駆動電流を生成することができる。さらに、第１の電流源の電流利得を照射位置に応じて変えることにより、簡単且つ安価な回路構成で駆動電流の電流値を補正することができる。
【００１１】
また、上述した画像表示装置において、前記走査手段は、前記光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラーの反射面に沿った第１の軸回りに前記反射ミラーを回転させるための第１の回転支持部と、前記反射面に沿い、且つ前記第１の軸に直交する第２の軸回りに前記反射ミラーを回転させるための第２の回転支持部とを備えるＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スキャナであり、前記照射位置検出手段は、前記反射ミラーの前記第１の軸回りの回転角及び前記第２の軸回りの回転角を前記照射位置として検出する、ことが望ましい。
このように、走査手段としてＭＥＭＳスキャナを用いた場合、ＭＥＭＳスキャナの利点である高速走査及び大偏角走査を活かしつつ、走査速度（反射ミラーの角度）の正弦関数的な変動による画面内表示輝度の変化を抑制することができるので、高解像度及び高表示品質の画像表示装置を提供することができる。また、被投射面上における光の照射位置は、ＭＥＭＳスキャナの反射ミラーの第１の軸回りの回転角及び第２の軸回りの回転角を検出するだけで簡単に知ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る画像表示方法は、被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示方法であって、表示画像を示す階調信号に応じた駆動信号を生成する第１の工程と、前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する第２の工程と、前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する第３の工程と、前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する第４の工程と、前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正する第５の工程と、を有することを特徴とする。
このような特徴を有する画像表示方法によれば、被投射面上における光の照射位置に応じて光源に供給する駆動信号を補正することで、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制するため、映像信号処理回路の処理可能な階調数を増大させる必要がない（高スペック化を図る必要がない）。その結果、装置コストの増大を防ぎつつ、光の照射位置に依存して生じる表示輝度の変化を抑制して表示品質の向上を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤの機能ブロック図である。なお、本画像表示装置ＬＳＤとして、スクリーン（被投射面）１００上にレーザ光を走査して画像を表示するレーザスキャンディスプレイを例示して説明する。
【００１４】
図１に示すように、第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤは、映像信号処理回路１０、赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ、青色レーザドライバ２０Ｂ、赤色レーザダイオード３０Ｒ、緑色レーザダイオード３０Ｇ、青色レーザダイオード３０Ｂ、光軸合わせ用光学系４０、レーザ走査部５０、走査駆動部６０、照射位置検出部７０、補正信号発生回路８０、画素同期クロック発生回路９０を備えている。
【００１５】
映像信号処理回路１０は、例えばノート型パソコン等の外部の画像供給装置（図示せず）から送信される映像信号及び同期信号（垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃ）を入力とし、当該映像信号及び同期信号を基に表示すべき画像の各画素に対応する階調値を規定するデジタル階調データを生成し、当該デジタル階調データを１フレーム単位で内部メモリに格納する。本実施形態では、説明の便宜上、デジタル階調データのビット数Ｎを４とする。つまり、本画像表示装置ＬＳＤは、「０」〜「１５」までの１６階調（４０９６色）の画像表示が可能である。
【００１６】
また、この映像信号処理回路１０は、照射位置検出部７０から入力される、１フレームの開始を規定するパルス状のフレームタイミング信号Ｆｔと、１水平走査期間の開始及び終了を規定するパルス状の走査タイミング信号Ｓｔとを基に、内部メモリに格納されているデジタル階調データの読み出しを行うと共に、画素同期クロック発生回路９０から入力される、１水平走査期間における各画素に対応するレーザ光の照射タイミングを規定するパルス状の画素同期クロック信号ＣＬに同期して、レーザ光の照射位置に対応する画素のデジタル階調データを赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂに出力する。より具体的には、映像信号処理回路１０は、レーザ光の照射位置に対応する画素が赤色用画素の場合、当該赤色画素用の赤色階調データＤＲを赤色レーザドライバ２０Ｒに出力し、レーザ光の照射位置に対応する画素が緑色用画素の場合、当該緑色画素用の緑色階調データＤＧを緑色レーザドライバ２０Ｇに出力し、また、レーザ光の照射位置に対応する画素が青色用画素の場合、当該青色画素用の青色階調データＤＢを青色レーザドライバ２０Ｂに出力する。
【００１７】
赤色レーザドライバ（駆動信号生成手段）２０Ｒは、上記赤色階調データＤＲと、補正信号発生回路８０から出力される利得指示信号Ｇｓとを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得を用いて赤色階調データＤＲに応じた駆動電流ＩＲを生成して、赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。以下、この赤色レーザドライバ２０Ｒの詳細な構成について説明する。
【００１８】
図２は、赤色レーザドライバ２０Ｒの回路構成図である。この図２に示すように、赤色レーザドライバ２０Ｒは、第１の電流源ＣＳ１、第２の電流源ＣＳ２、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２、第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３、第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４、第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５、第１のスイッチ素子ＳＷ１、第２のスイッチ素子ＳＷ２、第３のスイッチ素子ＳＷ３及び第４のスイッチ素子ＳＷ４から構成されている。
【００１９】
第１の電流源ＣＳ１は、利得指示信号Ｇｓを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得を用いて電流Ｉｓを生成する可変利得型の定電流源であり、その入力端子は電源ラインＶｃｃに接続され、出力端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１のドレイン端子及びゲート端子に接続されている。ここで、第１の電流源ＣＳ１は、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得を用いて、最大階調値（本実施形態では「１５」）に対応する電流値を有する電流Ｉｓを生成する。つまり、電流利得をαとし、最大階調値に対応する電流値の基準値（α＝１の場合の最大階調値に対応する電流値）をＩｍとすると、第１の電流源ＣＳ１の生成する電流Ｉｓは、Ｉｓ＝α・Ｉｍで表される。
【００２０】
第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１は、ｎチャネル型のＭＯＳ（Positive Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ素子であり、ドレイン端子（第１の端子）は第１の電流源ＣＳ１の出力端子に接続され、ゲート端子（制御端子）は第１の電流源ＣＳ１の出力端子と第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のゲート端子に接続され、ソース端子（第２の端子）はグランドライン（共通電位線）と接続されている。
【００２１】
第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第１のスイッチ素子ＳＷ１の一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１と第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００２２】
第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第２のスイッチ素子ＳＷ２の一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１、第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３及び第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００２３】
第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第３のスイッチ素子ＳＷ３の一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２及び第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００２４】
第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第４のスイッチ素子ＳＷ４の一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００２５】
つまり、第１の電流源ＣＳ１、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４によって、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１を入力側のトランジスタとし、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４を出力側のトランジスタとするカレントミラー回路が構成されている。ここで、本実施形態では、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４の電気的特性を、各々に対応するビットデータに応じた電流を生成するように設定する。
【００２６】
具体的には、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、ＬＳＢである１ビット目のビットデータＢ１に対応しており、第１の電流源ＣＳ１によって生成される電流Ｉｓの１／１５の電流が生成されるように電気的特性が設定されている。また、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、２ビット目のビットデータＢ２に対応しており、電流Ｉｓの２／１５の電流が生成されるように電気的特性が設定されている。また、第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、３ビット目のビットデータＢ３に対応しており、電流Ｉｓの４／１５の電流が生成されるように電気的特性が設定されている。また、第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、ＭＳＢである４ビット目のビットデータＢ４に対応しており、電流Ｉｓの８／１５の電流が生成されるように電気的特性が設定されている。
【００２７】
第１のスイッチ素子ＳＷ１は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、ＬＳＢである１ビット目のビットデータＢ１に対応し、当該ビットデータＢ１の値に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、ビットデータＢ１が「１」の場合に接続、「０」の場合に非接続とする。
【００２８】
第２のスイッチ素子ＳＷ２は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、２ビット目のビットデータＢ２に対応し、当該ビットデータＢ２の値に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、ビットデータＢ２が「１」の場合に接続、「０」の場合に非接続とする。
【００２９】
第３のスイッチ素子ＳＷ３は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、３ビット目のビットデータＢ３に対応し、当該ビットデータＢ３の値に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、ビットデータＢ３が「１」の場合に接続、「０」の場合に非接続とする。
【００３０】
第４のスイッチ素子ＳＷ４は、４ビットの赤色階調データＤＲの内、ＭＳＢである４ビット目のビットデータＢ４に対応し、当該ビットデータＢ４の値に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、ビットデータＢ４が「１」の場合に接続、「０」の場合に非接続とする。
【００３１】
第２の電流源ＣＳ２は、閾値利得信号によって指示される電流利得を用いて、赤色レーザダイオード３０Ｒの閾値電流Ｉｔｈを生成する可変利得型の定電流源であり、その入力端子は第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４の他方の端子と第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２のドレイン端子及びゲート端子に接続され、出力端子はグランドラインに接続されている。なお、閾値利得信号は常に一定であり、第２の電流源ＣＳ２は、常に一定の閾値電流Ｉｔｈを生成する。図３は、赤色レーザダイオード３０Ｒのレーザ光量と駆動電流ＩＲとの関係を示す特性図である。この図３に示すように、閾値電流Ｉｔｈとは、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいてレーザ光の発生に必要な電流値を指す。より正確には、赤色レーザダイオード３０Ｒに閾値電流Ｉｔｈを供給してもレーザ光の発生には至らない（レーザ光量は０）が、閾値電流Ｉｔｈより大きな駆動電流を供給するとレーザ光が発生する。つまり、レーザ光量は、赤色レーザダイオード３０Ｒに供給する駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流値に比例して増減する。
【００３２】
第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ソース端子は電源ラインＶｃｃに接続され、ゲート端子はドレイン端子と第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５のゲート端子に接続され、ドレイン端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子と第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４の他方の端子に接続されている。
【００３３】
第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ソース端子は電源ラインＶｃｃに接続され、ゲート端子は第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２のゲート端子及びドレイン端子に接続され、ドレイン端子は赤色レーザダイオード３０Ｒのアノード端子に接続されている。
【００３４】
つまり、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２と第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５は、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２を入力側、第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５を出力側とするカレントミラー回路を構成しており、第２の電流源ＣＳ２が生成する閾値電流Ｉｔｈと第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を駆動電流ＩＲとして赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。
【００３５】
例えば、赤色階調データＤＲが階調値「０」、つまりビットデータＢ１〜Ｂ４が全て「０」である場合、第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４は全て非接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈのみとなり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈとなる。この場合、図３に示すように、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいてレーザ光は発生しない（つまり黒表示）。赤色階調データＤＲが階調値「１」、つまりビットデータＢ１が「１」でＢ２〜Ｂ４が「０」である場合、第１のスイッチ素子ＳＷ１だけ接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓ／１５となり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓ／１５となる。この場合、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいて駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流Ｉｓ／１５に応じた光量のレーザ光が発生する。また、赤色階調データＤＲが階調値「２」、つまりビットデータＢ２が「１」でＢ１、Ｂ３、Ｂ４が「０」である場合、第２のスイッチ素子ＳＷ２だけ接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈ＋２・Ｉｓ／１５となり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈ＋２・Ｉｓ／１５となる。この場合、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいて駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流２・Ｉｓ／１５に応じた光量のレーザ光が発生する。
【００３６】
このように、階調値が「１」増す毎に、駆動電流ＩＲはＩｓ／１５ずつ増大し、最大階調値「１５」の場合、つまりビットデータＢ１〜Ｂ４が全て「１」である場合、第１のスイッチ素子ＳＷ１〜第４のスイッチ素子ＳＷ４は全て接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓとなり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓとなる。この場合、図３に示すように、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいて駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流Ｉｓに応じた光量（最大階調値に対応する光量）のレーザ光が発生することになる。
以上が赤色レーザドライバ２０Ｒの説明であり、以下では図１に戻って説明する。
【００３７】
緑色レーザドライバ（駆動信号生成手段）２０Ｇは、緑色階調データＤＧと、補正信号発生回路８０から出力される利得指示信号Ｇｓとを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得αを用いて緑色階調データＤＧに応じた駆動電流ＩＧを生成して、緑色レーザダイオード３０Ｇに出力する。青色レーザドライバ（駆動信号生成手段）２０Ｂは、青色階調データＤＢと、補正信号発生回路８０から出力される利得指示信号Ｇｓとを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得αを用いて青色階調データＤＢに応じた駆動電流ＩＢを生成して、青色レーザダイオード３０Ｂに出力する。
なお、これら緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂの回路構成は、図２に示す赤色レーザドライバ２０Ｒと同様であるので説明を省略する。
【００３８】
赤色レーザダイオード（光源）３０Ｒは、赤色レーザドライバ２０Ｒから供給される駆動電流ＩＲに応じて赤色単色のレーザ光ＬＲを発生し、当該レーザ光ＬＲを光軸ＬＡ上に設けられた光軸合わせ用光学系４０（詳細には第１のダイクロイックミラー４０ａ）に向けて照射する。本実施形態では、図１に示すように、水平面と略平行な方向をＸ軸、水平面においてＸ軸に直交する方向をＹ軸、水平面（ＸＹ平面）に略垂直な方向をＺ軸と設定し、上記光軸ＬＡは、Ｘ軸と略平行に設定されているものとする。なお、レーザ光ＬＲの出射光軸は光軸ＬＡと一致している。
【００３９】
緑色レーザダイオード（光源）３０Ｇは、緑色レーザドライバ２０Ｇから供給される駆動電流ＩＧに応じて緑色単色のレーザ光ＬＧを発生し、当該レーザ光ＬＧを光軸合わせ用光学系４０（詳細には第１のダイクロイックミラー４０ａ）に向けてＹ軸に沿って照射する。青色レーザダイオード（光源）３０Ｂは、青色レーザドライバ２０Ｂから供給される駆動電流ＩＢに応じて緑色単色のレーザ光ＬＢを発生し、当該レーザ光ＬＢを光軸合わせ用光学系４０（詳細には第２のダイクロイックミラー４０ｂ）に向けてＹ軸に沿って照射する。
【００４０】
光軸合わせ用光学系４０は、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの光軸合わせを行うための光学系であり、第１のダイクロイックミラー４０ａ及び第２のダイクロイックミラー４０ｂから構成されている。第１のダイクロイックミラー４０ａは、光軸ＬＡに対して４５°の傾斜を持って光軸ＬＡ上に設置されており、レーザ光ＬＲを光軸ＬＡに沿って第２のダイクロイックミラー４０ｂに向けて透過する一方、レーザ光ＬＧを光軸ＬＡに一致するように第２のダイクロイックミラー４０ｂに向けて反射する。第２のダイクロイックミラー４０ｂは、光軸ＬＡに対して４５°の傾斜を持って光軸ＬＡ上に設置されており、レーザ光ＬＲ及びレーザ光ＬＧを光軸ＬＡに沿ってレーザ走査部５０に向けて透過する一方、レーザ光ＬＢを光軸ＬＡに一致するようにレーザ走査部５０に向けて反射する。
【００４１】
レーザ走査部（走査手段）５０は、共振型のＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スキャナであり、走査駆動部６０から入力される走査駆動信号に基づいて、光軸合わせ用光学系４０を介して入射されるレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをスクリーン１００上に走査する。以下、このレーザ走査部５０の詳細な構成について説明する。
【００４２】
図４は、ＭＥＭＳスキャナであるレーザ走査部５０の構成概略図である。この図４に示すように、レーザ走査部５０は、反射ミラー５０ａ、第１のトーションバネ５０ｂ、内枠部５０ｃ、第２のトーションバネ５０ｄ及び外枠部５０ｅから構成されている。なお、これら反射ミラー５０ａ、第１のトーションバネ５０ｂ、内枠部５０ｃ、第２のトーションバネ５０ｄ及び外枠部５０ｅは、単結晶シリコン等の半導体材料を微細加工することにより一体形成されたものである。
【００４３】
反射ミラー５０ａは、反射面側にレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをスクリーン１００に向けて反射するため反射膜が形成された板状物であり、反射面に沿った第１の軸ＡＸ１（ＸＹ面が水平面の場合は、水平面に略垂直）に沿って設けられた第１のトーションバネ（第１の回転支持部）５０ｂによって内枠部５０ｃと連結されている。つまり、この反射ミラー５０ａは、第１のトーションバネ５０ｂによって第１の軸ＡＸ１回りに回転可能に支持されている。反射ミラー５０ａの形状は、図４に示すような正方形でも良いし、または、円形や楕円形でも良い。
【００４４】
内枠部５０ｃは、額縁形の板状物であり、第１のトーションバネ５０ｂによって反射ミラー５０ａと連結されていると共に、反射面に沿い、かつ、前記第１の軸ＡＸ１に略直交する第２の軸ＡＸ２（ＸＹ面が水平面の場合は、水平面に略平行）に沿って設けられた第２のトーションバネ（第２の回転支持部）５０ｄによって外枠部５０ｅと連結されている。つまり、この内枠部５０ｃ（反射ミラー５０ａ）は、第２のトーションバネ５０ｄによって第２の軸ＡＸ２回りに回転可能に支持されている。外枠部５０ｅは、額縁形の板状物であり、第２のトーションバネ５０ｄによって内枠部５０ｃと連結されていると共に、図示しない固定部に連結されている。なお、本実施形態では、光軸ＬＡがＸ軸と平行になるように設定しているので、第２の軸ＡＸ２をＸ軸と平行に設定すると、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢが外枠部５０ｅによって遮光され、反射ミラー５０ａに入射しなくなる。これを防ぐため、本実施形態では、図４に示すように、第２の軸ＡＸ２が光軸ＬＡ（Ｘ軸）に対して傾きφを有するようにレーザ走査部５０を配置する。
【００４５】
このような構成のレーザ走査部５０は、反射ミラー５０ａを第１の軸ＡＸ１回りに回転させることにより、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをスクリーン１００上のＸ軸方向に走査（つまり水平方向走査）し、また、反射ミラー５０ａ（内枠部５０ｃ）を第２の軸ＡＸ２回りに回転させることにより、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをスクリーン１００上のＺ軸方向に走査（つまり垂直方向走査）する。なお、反射ミラー５０ａを回転させる駆動方式としては、特開２００７−４７３５４号公報に記載されているように、所定の位置に配置された電極に走査駆動信号として電圧信号を印加することにより発生する静電力を利用する方式を採用しても良いし、その他、永久磁石を設けて磁場を形成し、反射ミラー５０ａや内枠部５０ｃに設けたコイルに走査駆動信号として電流信号を流すことにより発生するローレンツ力を利用する方式を採用しても良い。このようなＭＥＭＳスキャナにおける反射ミラー５０ａの駆動方式については、公知の技術であるため詳細な説明は省略する。
【００４６】
図１に戻って説明を続けると、走査駆動部６０は、同期信号（垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃ）を入力とし、これら垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃに基づいて、レーザ走査部５０の反射ミラー５０ａを回転駆動するための走査駆動信号を生成してレーザ走査部５０に出力する。
【００４７】
照射位置検出部（照射位置検出手段）７０は、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢのスクリーン１００上における照射位置を検出するものであり、水平角度センサ７０ａ、垂直角度センサ７０ｂ及びタイミング信号発生回路７０ｃから構成されている。水平角度センサ７０ａは、反射ミラー５０ａの第１の軸ＡＸ１回りの回転角θ１を検出し、当該回転角θ１を示す水平角度検出信号をタイミング信号発生回路７０ｃに出力する。垂直角度センサ７０ｂは、反射ミラー５０ａの第２の軸ＡＸ２回りの回転角θ２を検出し、当該回転角θ２を示す垂直角度検出信号をタイミング信号発生回路７０ｃに出力する。これら水平角度センサ７０ａ及び垂直角度センサ７０ｂとしては、反射ミラー５０ａの裏面（レーザ光の反射面の反対側の面）に光を照射し、裏面によって反射された光を受光することで角度を検出する光方式の角度センサを用いる。
【００４８】
図５に示すように、水平角度センサ７０ａが検出する回転角θ１とは、ＸＹ平面におけるＹ軸に対する反射ミラー５０ａの角度である。また、図５に示すように、幅Ｗを有するスクリーン１００の中央点Ｃ０からＸ軸方向に距離Ｘだけ離れた位置をレーザ光の照射位置Ｐとすると、照射位置Ｐの水平走査方向の座標Ｐｘは、反射ミラー５０ａとスクリーン１００との間の距離Ｄがわかっていれば、回転角θ１の関数で表される。一方、垂直角度センサ７０ｂが検出する回転角θ２とは、ＹＺ平面におけるＹ軸に対する反射ミラー５０ａの角度であり、照射位置Ｐの垂直走査方向の座標Ｐｙは回転角θ２の関数で表される。
つまり、反射ミラー５０ａの回転角θ１及び回転角θ２を検出すれば、照射位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）を一義的に求めることができる。
【００４９】
タイミング信号発生回路７０ｃは、上記の回転角θ１を示す水平角度検出信号を基に、１水平走査期間の開始及び終了を規定するパルス状の走査タイミング信号Ｓｔを生成して映像信号処理回路１０、補正信号発生回路８０及び画素同期クロック発生回路９０に出力する。また、このタイミング信号発生回路７０ｃは、上記の回転角θ２を示す垂直角度検出信号を基に、１フレームの開始を規定するパルス状のフレームタイミング信号Ｆｔを生成して映像信号処理回路１０に出力する。
【００５０】
具体的には、タイミング信号発生回路７０には、上述した反射ミラー５０ａの回転角θ１及び回転角θ２と照射位置Ｐとの一義的な関係を基に、１水平走査期間の開始位置及び終了位置に相当する照射位置Ｐに応じた回転角θ１と、１フレームの開始位置に相当する照射位置Ｐに応じた回転角θ２とが予め設定されており、タイミング信号発生回路７０は、水平角度検出信号が示す回転角θ１が予め設定された回転角θ１と一致した場合に走査タイミング信号Ｓｔを出力し、また、垂直角度検出信号が示す回転角θ２が予め設定された回転角θ２と一致した場合にフレームタイミング信号Ｆｔを出力する。
【００５１】
補正信号発生回路（補正手段）８０は、走査タイミング信号Ｓｔを入力とし、当該走査タイミング信号Ｓｔを基に、レーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射位置Ｐに応じて駆動電流ＩＲ、ＩＧ及びＩＢの電流値を補正するための利得指示信号Ｇｓを補正信号として生成して、赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂに（具体的には第１の電流源ＣＳ１に）出力する。以下、この利得指示信号Ｇｓについて詳細に説明する。
【００５２】
図６（ａ）は、反射ミラー５０ａの回転角θ１の時間変化を示すものである。回転角θ１と水平走査方向の照射位置Ｐ（Ｐｘ）とは一義的な関係にあるため、図６（ａ）の縦軸は照射位置Ｐｘと同義である。レーザ走査部５０は共振型のＭＥＭＳスキャナであるため、反射ミラー５０ａの回転角θ１は正弦関数的な変化を示す。つまり、この図に示すように、照射位置Ｐｘ（回転角θ１）は、時間の経過に伴い、スクリーン１００の中央点Ｃ０を中心として正弦関数的にスクリーン１００の水平走査方向（幅Ｗ）を往復移動し、これによりレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢが水平走査方向に往復走査されることになる。なお、図中に示す「１Ｈ」は１水平走査期間を指している。また、正弦波形の頂点付近ではレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢがスクリーン１００の外側に照射されてしまうため、このような正弦波形の頂点付近を除く回転角θ１の範囲にスクリーン１００の両端が含まれるように設定されている。
【００５３】
このようなＭＥＭＳスキャナの特性から、水平走査方向に着目した場合、図６（ｂ）に示すように、スクリーン１００の中央付近におけるレーザ光の走査時間が短く（走査速度が速い）、スクリーン１００の両端に向かうに従ってレーザ光の走査時間が長くなる（走査速度は低下する）。これにより、レーザ光の走査速度が速いスクリーン１００の中央付近では表示輝度が暗くなり、走査速度の遅いスクリーン１００の両端付近では表示輝度が明るくなるという問題が生じる。
【００５４】
このような問題を解決するために、本実施形態では、図６（ｃ）に示すように、スクリーン１００の中央付近ではレーザ光量が高くなるように、また、スクリーン１００の両端に近づくにつれてレーザ光量が低くなるように、各駆動電流ＩＲ、ＩＧ及びＩＢの電流値を補正する。上述したように、本実施形態では、赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂにおいて、第１の電流源ＣＳ１の電流利得αを調整することにより各駆動電流ＩＲ、ＩＧ及びＩＢの電流値を補正することが可能である。すなわち、補正信号発生回路８０は、図６（ｃ）に示すような照射位置Ｐｘに対応するレーザ光量を制御目標値とし、スクリーン１００の中央付近では大きな電流利得αを示し、また、スクリーン１００の両端に近づくにつれて小さな電流利得αを示す利得指示信号Ｇｓを出力する。
【００５５】
図１に戻って説明すると、画素同期クロック発生回路９０は、走査タイミング信号Ｓｔを入力とし、当該走査タイミング信号Ｓｔを基に、１水平走査期間における各画素に対応するレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射タイミングを規定するパルス状の画素同期クロック信号ＣＬを生成して映像信号処理回路１０に出力する。
【００５６】
スクリーン１００は、レーザ走査部５０によって走査されたレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを透過する透過型スクリーンである。つまり、本画像表示装置ＬＳＤは背面投射型プロジェクタであり、ユーザは、スクリーン１００におけるレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射面の反対側の面から表示画像を鑑賞することになる。また、図１では省略しているが、本画像表示装置ＬＳＤは、スクリーン１００の鑑賞側の面のみを露出させて、その他の構成要素は筐体内部に収納されており、外部の光の影響を排除するような構造となっている。
【００５７】
次に、上述した構成の第１実施形態における画像表示装置ＬＳＤの動作について、図７のタイミングチャートを参照して説明する。
【００５８】
なお、既に外部の画像供給装置から映像信号及び同期信号（垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃ）が入力されており、映像信号処理回路１０は、映像信号及び同期信号を基に表示すべき画像の各画素に対応する階調値を規定するデジタル階調データを生成し、当該デジタル階調データを１フレーム単位で内部メモリに格納しているものとする。
【００５９】
また、同期信号の入力に伴って走査駆動部６０から出力される走査駆動信号によってレーザ走査部５０の反射ミラー５０ａは回転を始め、時刻Ｔ１に、反射ミラー５０ａの垂直走査方向に対する回転角θ２がスクリーン１００上における１フレームの開始位置に対応する角度と一致し、また、時刻Ｔ２には、反射ミラー５０ａの水平走査方向に対する回転角θ１がスクリーン１００上における１水平走査期間の開始位置に対応する角度と一致したものと想定する。つまり、時刻Ｔ１にタイミング信号発生回路７０ｃから１フレームの開始を規定するフレームタイミング信号Ｆｔが出力され、また、時刻Ｔ２に１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが出力される。さらに、時刻Ｔ３に、反射ミラー５０ａの水平走査方向に対する回転角θ１がスクリーン１００上における１水平走査期間の終了位置に対応する角度と一致したものと想定する。つまり、時刻Ｔ３にタイミング信号発生回路７０ｃから１水平走査期間の終了を規定する走査タイミング信号Ｓｔが出力される。
【００６０】
時刻Ｔ２において、補正信号発生回路８０は、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが入力されると、図７に示すように、時間の経過に伴って電流利得αが変化する利得指示信号Ｇｓを、赤色レーザドライバ２０Ｒ、緑色レーザドライバ２０Ｇ及び青色レーザドライバ２０Ｂの第１の電流源ＣＳ１に出力する。ここで、１水平走査期間における回転角θ１、つまり照射位置Ｐｘは、１水平走査期間の開始から経過した時間と一義的な関係にあるため、本実施形態では、このような照射位置Ｐｘと時間との一義的な関係を基に、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが入力された後、電流利得αが時間的に変化する利得指示信号Ｇｓを補正信号発生回路８０から出力させる。より具体的には、補正信号発生回路８０は、照射位置Ｐｘがスクリーン１００の両端付近となる時間には小さな電流利得αを示す利得指示信号Ｇｓを出力し、照射位置Ｐｘがスクリーン１００の中央付近となる時間には大きな電流利得αを示す利得指示信号Ｇｓを出力する。利得指示信号Ｇｓは、上述したように、図６（ｃ）に示すような照射位置Ｐｘに対応するレーザ光量を制御目標値としているので、その波形は図６（ｃ）と同様な波形となる。
【００６１】
時刻Ｔ２において、画素同期クロック発生回路９０は、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが入力されると、１水平走査期間における各画素に対応するレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射タイミングを規定する画素同期クロック信号ＣＬを生成して映像信号処理回路１０に出力する。上述したように、１水平走査期間における回転角θ１、つまり照射位置Ｐｘは、１水平走査期間の開始から経過した時間と一義的な関係にあるため、当然、１水平走査期間における各画素に対応する照射位置Ｐｘと時間とは一義的な関係にある。従って、本実施形態では、図７に示すように、１水平走査期間における各画素に対応する照射位置Ｐｘと時間との一義的な関係を基に、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔが入力された後、経過した時間に応じて各画素に対応するレーザ光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの照射タイミングを規定するパルス状の画素同期クロック信号ＣＬを画素同期クロック発生回路９０によって生成する。図７からわかるように、画素同期クロック信号ＣＬのパルス間隔は、照射位置Ｐｘ、つまり経過時間に応じて変化する。例えば、スクリーン１００の中央付近となる時刻ｔ６付近ではパルス間隔は短くなり、スクリーン１００の両端付近ではパルス間隔は長くなる。これは、ＭＥＭＳスキャナであるレーザ走査部５０の特性上、反射ミラー５０ａの回転角θ１の変化速度（走査速度）が経過時間に応じて変化するためである。
【００６２】
一方、映像信号処理回路１０は、１フレームの開始を規定するフレームタイミング信号Ｆｔと、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔとが入力されると、内部メモリにおける１番目のフレームのデジタル階調データを格納している記憶領域から１行目の水平走査期間に対応する各画素のデジタル階調データ（赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢ）を読み出し、画素同期クロック信号ＣＬに同期して、赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢを順次出力する。
【００６３】
具体的には、図７に示すように、映像信号処理回路１０は、時刻Ｔ２に最初の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の開始位置（１列目）に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲを赤色レーザドライバ２０Ｒに出力し、時刻ｔ１に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の２列目に対応する緑色画素用の緑色階調データＤＧを緑色レーザドライバ２０Ｇに出力し、時刻ｔ２に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の３列目に対応する青色画素用の青色階調データＤＢを青色レーザドライバ２０Ｂに出力し、時刻ｔ３に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の４列目に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲを赤色レーザドライバ２０Ｒに出力する。以下同様に、映像信号処理回路１０は、画素同期クロック信号ＣＬに同期して、それぞれの画素に対応する赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢを順次出力する。
【００６４】
時刻Ｔ２において、赤色レーザドライバ２０Ｒは、１水平走査期間の開始位置（１列目）に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＲを生成して赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。これにより、赤色レーザダイオード３０Ｒは、１列目の赤色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＲを発生し、このレーザ光ＬＲは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の１列目の赤色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
【００６５】
時刻ｔ１において、緑色レーザドライバ２０Ｇは、１水平走査期間の２列目に対応する緑色画素用の緑色階調データＤＧと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＧを生成して緑色レーザダイオード３０Ｇに出力する。これにより、緑色レーザダイオード３０Ｇは、２列目の緑色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＧを発生し、このレーザ光ＬＧは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の２列目の緑色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
【００６６】
時刻ｔ２において、青色レーザドライバ２０Ｂは、１水平走査期間の３列目に対応する青色画素用の青色階調データＤＢと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＢを生成して青色レーザダイオード３０Ｂに出力する。これにより、青色レーザダイオード３０Ｂは、３列目の青色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＢを発生し、このレーザ光ＬＢは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の３列目の青色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
以下同様な動作が、１水平走査期間の最終列目（図７の時刻ｔ１１に相当）まで繰り返され、時刻Ｔ２からＴ３までの１水平走査期間における画像がスクリーン１００に表示されることになる。
【００６７】
ここで、図７に示す１水平走査期間におけるレーザ光量の変化は、説明の便宜上、１水平走査期間における各画素の階調値が全て同一（例えば白表示）であった場合の変化を示している。このように、１水平走査期間における各画素の階調値が全て同一である場合、１水平走査期間におけるレーザ光量は、利得指示信号Ｇｓ（電流利得α）と同様な変化を示す。従来では、１水平走査期間における各画素の階調値が全て同一である場合、１水平走査期間におけるレーザ光量はある一定の値となるため、ＭＥＭＳスキャナの特性に起因するレーザ光の走査速度が速いスクリーン１００の中央付近では表示輝度が暗くなり、走査速度の遅いスクリーン１００の両端付近では表示輝度が明るくなるという現象の影響を大きく受ける（ユーザに視認されやすい）ことになる。しかしながら、本実施形態によれば、利得指示信号Ｇｓによって、１水平走査期間の照射位置Ｐｘに応じてレーザ光量を図７に示すように制御（補正）することにより、実際にスクリーン１００上に表示される画像の表示輝度を均一にすることができる。勿論、１水平走査期間における各画素の階調値が異なる場合であっても、利得指示信号Ｇｓによって照射位置Ｐｘに応じてレーザ光量（駆動電流ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ）が補正されるので、照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制でき、当初の階調値に応じた所望の表示輝度を得ることが可能である。
【００６８】
また、図７において、時刻Ｔ４−Ｔ５間は次の（２行目）１水平走査期間を示し、時刻Ｔ６−Ｔ７間は３行目の１水平走査期間を示し、時刻Ｔ８−Ｔ９間は４行目の１水平走査期間を示しており、それぞれの１水平走査期間内において上記と同様な動作が行われ、最終行目の１水平走査期間が終了することにより、１フレーム分の画像がスクリーン１００に表示されることになる。なお、１水平走査期間が終了した後、反射ミラー５０ａの垂直走査方向の回転角θ２が次の水平走査期間に対応する角度に変化することは勿論である。
【００６９】
以上のように、第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤによれば、ＭＥＭＳスキャナの特性に起因する、照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制し、当初の階調値に応じた所望の表示輝度を得ることができ、表示品質の向上を図ることが可能である。また、映像信号処理回路１０の処理可能な階調数を増大させる必要がない（高スペック化を図る必要がない）ため、装置コストの増大を防ぐことが可能である。
【００７０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’の機能ブロック図である。なお、図８において、図１と同様の構成要素には同一符号を付し説明を省略する。
【００７１】
第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’において、第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤと異なる点は、映像信号処理回路１０’が、デジタル階調データ（赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢ）を直接出力するのではなく、これら階調データが示す階調値を規定するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)階調信号を出力する点である。ここで、ＰＷＭ階調信号とは、階調値に応じたパルス幅を有するパルス信号である。映像信号処理回路１０’は、レーザ光の照射位置に対応する画素が赤色用画素の場合、当該赤色画素用の赤色階調データＤＲを基に赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲを生成して赤色レーザドライバ２０Ｒ’に出力し、レーザ光の照射位置に対応する画素が緑色用画素の場合、当該緑色画素用の緑色階調データＤＧを基に緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧを生成して緑色レーザドライバ２０Ｇ’に出力し、また、レーザ光の照射位置に対応する画素が青色用画素の場合、当該青色画素用の青色階調データＤＢを基に青色ＰＷＭ階調信号ＰＢを生成して青色レーザドライバ２０Ｂ’に出力する。
【００７２】
赤色レーザドライバ２０Ｒ’は、上記赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲと、補正信号発生回路８０から出力される利得指示信号Ｇｓとを入力とし、利得指示信号Ｇｓによって指示された電流利得を用いて赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲに応じた駆動電流ＩＲを生成して、赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。以下、この第２実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ’の詳細な構成について説明する。
【００７３】
図９は、第２実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ’の回路構成図である。この図２に示すように、赤色レーザドライバ２０Ｒ’は、第１の電流源ＣＳ１、第２の電流源ＣＳ２、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４及びスイッチ素子ＳＷから構成されている。
【００７４】
第１の電流源ＣＳ１及び第２の電流源ＣＳ２は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子は第１の電流源ＣＳ１の出力端子に接続され、ゲート端子は第１の電流源ＣＳ１の出力端子と第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ドレイン端子はスイッチ素子ＳＷの一方の端子に接続され、ゲート端子は第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１のゲート端子に接続され、ソース端子はグランドラインと接続されている。
【００７５】
つまり、第１の電流源ＣＳ１、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２によって、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１を入力側のトランジスタとし、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２を出力側のトランジスタとするカレントミラー回路が構成されている。ここで、第２実施形態では、第１の入力側トランジスタ素子Ｔｒ１と第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２の電気的特性を一致させる。つまり、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２に流れる電流は、第１の電流源ＣＳ１によって生成された電流Ｉｓと略同一となる。
【００７６】
スイッチ素子ＳＷは、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲを入力とし、当該赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲに応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子であり、その一方の端子は第１の出力側トランジスタ素子Ｔｒ２のドレイン端子に接続され、他方の端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子に接続されている。本実施形態では、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲがハイレベルの場合に接続、ローレベルの場合に非接続とする。
【００７７】
第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ソース端子は電源ラインＶｃｃに接続され、ゲート端子はドレイン端子と第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４のゲート端子に接続され、ドレイン端子は第２の電流源ＣＳ２の入力端子とスイッチ素子ＳＷの他方の端子に接続されている。第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ素子であり、ソース端子は電源ラインＶｃｃに接続され、ゲート端子は第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３のゲート端子及びドレイン端子に接続され、ドレイン端子は赤色レーザダイオード３０Ｒのアノード端子に接続されている。
【００７８】
つまり、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３と第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４は、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３を入力側、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｒ４を出力側とするカレントミラー回路を構成しており、第２の電流源ＣＳ２が生成する閾値電流Ｉｔｈとスイッチ素子ＳＷの他方の端子に流れる電流（つまりＩｓ）との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を駆動電流ＩＲとして赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。
【００７９】
例えば、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲがローレベルの場合、スイッチ素子ＳＷは非接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈのみとなり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈとなる。この場合、図３に示すように、赤色レーザダイオード３０Ｒにおいてレーザ光は発生しない（つまり黒表示）。一方、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲがハイレベルの場合、スイッチ素子ＳＷは接続状態になるため、第２の入力側トランジスタ素子Ｔｒ３に入力される電流は閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓとなり、駆動電流ＩＲ＝閾値電流Ｉｔｈ＋Ｉｓとなる。つまり、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲがハイレベルとなる期間（パルス幅に相当する期間）だけスイッチ素子ＳＷが接続状態となり、駆動電流ＩＲから閾値電流Ｉｔｈを差し引いた電流Ｉｓに応じた光量を有するレーザ光ＬＲがそのパルス幅に相当する期間だけ赤色レーザダイオード３０Ｒから発生する。
【００８０】
赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲのパルス幅は階調値を規定するものであるので、階調値が高くなった場合パルス幅も大きくなり、ある画素に対応する照射位置に対するレーザ光の照射時間が長くなる（表示輝度が明るくなる）。このように、第２実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ’では、レーザ光の照射時間（赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲのパルス幅）を調整することで、その画素の階調値に応じた表示輝度を実現する構成を採用している。なお、緑色レーザドライバ２０Ｇ’及び青色レーザドライバ２０Ｂ’の回路構成は、図９に示す赤色レーザドライバ２０Ｒ’と同様であるので説明を省略する。
【００８１】
次に、上述した構成の第２実施形態における画像表示装置ＬＳＤ’の動作について、図１０のタイミングチャートを参照して説明する。なお、以下では、第１実施形態（図７）と同様な動作の説明は省略し、第２実施形態における特徴的な動作について説明する。
【００８２】
映像信号処理回路１０’は、時刻Ｔ１以降、１フレームの開始を規定するフレームタイミング信号Ｆｔと、１水平走査期間の開始を規定する走査タイミング信号Ｓｔとが入力されると、内部メモリにおける１番目のフレームのデジタル階調データを格納している記憶領域から１行目の水平走査期間に対応する各画素のデジタル階調データ（赤色階調データＤＲ、緑色階調データＤＧ、青色階調データＤＢ）を読み出し、画素同期クロック信号ＣＬに同期して、赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲ、緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧ、青色ＰＷＭ階調信号ＰＢを生成して順次出力する。
【００８３】
具体的には、図１０に示すように、映像信号処理回路１０’は、時刻Ｔ２に最初の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の開始位置（１列目）に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲを基に、当該赤色階調データＤＲが示す階調値を規定するパルス幅を有する赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲを生成して赤色レーザドライバ２０Ｒ’に出力し、時刻ｔ１に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の２列目に対応する緑色画素用の緑色階調データＤＧを基に、当該緑色階調データＤＧが示す階調値を規定するパルス幅を有する緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧを生成して緑色レーザドライバ２０Ｇ’に出力し、時刻ｔ２に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の３列目に対応する青色画素用の青色階調データＤＢを基に、当該青色階調データＤＲが示す階調値を規定するパルス幅を有する青色ＰＷＭ階調信号ＰＢを生成して青色レーザドライバ２０Ｂ’に出力し、時刻ｔ３に次の画素同期クロック信号ＣＬが入力されると、１水平走査期間の４列目に対応する赤色画素用の赤色階調データＤＲを基に、当該赤色階調データＤＲが示す階調値を規定するパルス幅を有する赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲを生成して赤色レーザドライバ２０Ｒ’に出力する。以下同様に、映像信号処理回路１０’は、画素同期クロック信号ＣＬに同期して、それぞれの画素に対応する赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲ、緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧ、青色ＰＷＭ階調信号ＰＢを順次出力する。
【００８４】
時刻Ｔ２において、赤色レーザドライバ２０Ｒ’は、１水平走査期間の開始位置（１列目）に対応する赤色画素用の赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＲを生成して赤色レーザダイオード３０Ｒに出力する。この駆動電流ＩＲは、図１０に示すように、波高値（電流値）がＩｔｈ＋Ｉｓ（＝α・Ｉｍ）であり、且つ赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲと同一のパルス幅を有するパルス電流信号となる。これにより、赤色レーザダイオード３０Ｒは、１列目の赤色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＲを発生し、このレーザ光ＬＲは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の１列目の赤色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
【００８５】
時刻ｔ１において、緑色レーザドライバ２０Ｇ’は、１水平走査期間の２列目に対応する緑色画素用の緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＧを生成して緑色レーザダイオード３０Ｇに出力する。この駆動電流ＩＧは、図１０に示すように、波高値（電流値）がＩｔｈ＋Ｉｓであり、且つ緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧと同一のパルス幅を有するパルス電流信号となる。これにより、緑色レーザダイオード３０Ｇは、２列目の緑色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＧを発生し、このレーザ光ＬＧは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の２列目の緑色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
【００８６】
時刻ｔ２において、青色レーザドライバ２０Ｂ’は、１水平走査期間の３列目に対応する青色画素用の青色ＰＷＭ階調信号ＰＢと、利得指示信号Ｇｓが示す電流利得αとを基に駆動電流ＩＢを生成して青色レーザダイオード３０Ｂに出力する。この駆動電流ＩＢは、図１０に示すように、波高値（電流値）がＩｔｈ＋Ｉｓであり、且つ青色ＰＷＭ階調信号ＰＢと同一のパルス幅を有するパルス電流信号となる。これにより、青色レーザダイオード３０Ｂは、３列目の青色画素の階調値に応じたレーザ光ＬＢを発生し、このレーザ光ＬＢは反射ミラー５０ａによって、１水平走査期間の３列目の青色画素に対応する照射位置Ｐｘに照射される。
以下同様な動作が、１水平走査期間の最終列目（図１０の時刻ｔ１１に相当）まで繰り返され、時刻Ｔ２からＴ３までの１水平走査期間における画像がスクリーン１００に表示されることになる。
【００８７】
ここで、図１０に示す１水平走査期間におけるレーザ光量の変化は、説明の便宜上、１水平走査期間における各画素の階調値が全て同一（例えば白表示）であった場合の変化を示している。この場合、各画素に対応する赤色ＰＷＭ階調信号ＰＲ、緑色ＰＷＭ階調信号ＰＧ、青色ＰＷＭ階調信号ＰＢのパルス幅は同一である必要があるが、図１０からわかるように、ＭＥＭＳスキャナの特性上、画素同期クロック信号ＣＬのパルス間隔は、スクリーン１００の中央付近では小さくなり、スクリーン１００の両端付近では大きくなるため、必然的にＰＷＭ階調信号のパルス幅は照射位置Ｐｘに応じて変えざるを得ない。従って、仮に電流利得αを用いずに一定の電流値を有する駆動電流を各レーザダイオードに供給した場合、ＰＷＭ階調信号のパルス幅が小さいスクリーン１００の中央付近では表示輝度が暗くなり、ＰＷＭ階調信号のパルス幅が大きいスクリーン１００の両端付近では表示輝度が明るくなるという問題が生じることになる。
【００８８】
しかしながら、本実施形態によれば、利得指示信号Ｇｓ（電流利得α）によって、１水平走査期間の照射位置Ｐｘに応じて駆動電流の電流値をスクリーン１００の中央付近では大きくし、スクリーン１００の両端付近では小さくすることにより、レーザ光量は図１０に示すように制御（補正）され、実際にスクリーン１００上に表示される画像の表示輝度を均一にすることができる。勿論、１水平走査期間における各画素の階調値が異なる場合であっても、利得指示信号Ｇｓによって照射位置Ｐｘに応じてレーザ光量（駆動電流ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ）が補正されるので、照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制でき、当初の階調値に応じた所望の表示輝度を得ることが可能である。
【００８９】
以上のように、第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’によれば、デジタル階調データの代わりに階調値を規定するＰＷＭ階調信号を用いる場合であっても、ＭＥＭＳスキャナの特性に起因する、照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制し、当初の階調値に応じた所望の表示輝度を得ることができ、表示品質の向上を図ることが可能である。また、映像信号処理回路１０の処理可能な階調数を増大させる必要がない（高スペック化を図る必要がない）ため、装置コストの増大を防ぐことが可能である。
【００９０】
なお、上記第１実施形態及び第２実施形態では、補正信号発生回路８０によって照射位置Ｐｘと時間との一義的な関係を基に電流利得αが時間的に変化する利得指示信号Ｇｓを生成したが、これに限定されず、例えば反射ミラー５０ａの回転角θ１と電流利得αとの対応関係を示すルックアップテーブルを補正信号発生回路８０に記憶しておき、回転角θ１を示す水平角度検出信号を補正信号発生回路８０に直接入力して、検出された回転角θ１に対応する電流利得αを上記のルックアップテーブルから取得することにより、利得指示信号Ｇｓを生成しても良い。
【００９１】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、水平走査方向における照射位置Ｐｘに依存して生じる表示輝度の変化を抑制するための構成について説明したが、垂直走査方向における照射位置Ｐｙに依存して表示輝度の変化が生じるような場合は、照射位置Ｐｙと一義的な関係にある反射ミラー５０ａの回転角θ２に応じて電流利得αを変化させるような構成を採用しても良い。
【００９２】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、スクリーン１００上にレーザ光を走査して画像を表示するレーザスキャンディスプレイを例示して説明したが、これに限定されず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やその他の光源から発生する光を走査することで画像を表示する画像表示装置であっても本発明を適用することができる。また、レーザ走査部５０としてＭＥＭＳスキャナを用いていなくとも、走査速度が照射位置に応じて変化し、その走査速度の制御が困難であるようなスキャナを用いている場合であれば本発明を適用することができる。また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、３色のレーザダイオードに対し一つのスキャナを用いるレーザスキャンディスプレイを例示して説明したが、これに限定されず、各色ごとにスキャナを設けるような構成にしても良い。
【００９３】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、光源として電流駆動素子であるレーザダイオードを用いた場合を例示して説明したが、例えば電圧駆動素子の光源を用いる場合には、光源の駆動信号として駆動電圧を生成するドライバ（駆動信号生成手段）を設け、この駆動電圧を補正するための補正信号をこのドライバに供給するような構成を採用しても良い。
【００９４】
また、上記第１実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ（緑色レーザドライバ２０Ｒ、青色レーザドライバ２０Ｂ）の回路構成として、ｎチャネル型の第１の入力側トランジスタ素子Ｔｉ１、第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１、第２の出力側トランジスタ素子Ｔｏ２、第３の出力側トランジスタ素子Ｔｏ３及び第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４で構成される第１のカレントミラー回路と、ｐチャネル型の第２の入力側トランジスタ素子Ｔｉ２及び第５の出力側トランジスタ素子Ｔｏ５で構成される第２のカレントミラー回路とを設け、出力段である第２のカレントミラー回路からレーザダイオードのアノード端子に駆動電流を供給する場合を想定して説明した。これに限らず、第１のカレントミラー回路をｐチャネル型のＭＯＳトランジスタで構成し、第２のカレントミラー回路をｎチャネル型のＭＯＳトランジスタで構成して、レーザダイオードのカソード端子側から駆動電流を引き出すような回路構成としても良い。第２実施形態における赤色レーザドライバ２０Ｒ’（緑色レーザドライバ２０Ｒ’、青色レーザドライバ２０Ｂ’）でも上記と同様の回路構成を採用しても良い。
【００９５】
また、上記第１実施形態において図２を参照して説明した赤色レーザドライバ２０Ｒ（緑色レーザドライバ２０Ｒ、青色レーザドライバ２０Ｂ）の回路構成は、最大階調数に応じて適宜変更しても良い。つまり、第１実施形態では、最大階調数を「１６（４ビット）」と想定したため、図２における第１のカレントミラー回路の出力側トランジスタ素子を４つ（第１の出力側トランジスタ素子Ｔｏ１〜第４の出力側トランジスタ素子Ｔｏ４）としたが、例えば最大階調数を「２５６（８ビット）」とした場合には、図２における第１のカレントミラー回路の出力側トランジスタ素子を８つ設ければ良い（スイッチ素子も８つ設ける）。
【００９６】
この場合、１ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの１／２５５の電流が生成されるように設定し、２ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの２／２５５の電流が生成されるように設定し、３ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの４／２５５の電流が生成されるように設定し、４ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの８／２５５の電流が生成されるように設定し、５ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの１６／２５５の電流が生成されるように設定し、６ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの３２／２５５の電流が生成されるように設定し、７ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの６４／２５５の電流が生成されるように設定し、８ビット目のビットデータに対応する出力側トランジスタ素子の電気的特性は、電流Ｉｓの１２８／２５５の電流が生成されるように設定すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤの機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおける赤色レーザドライバ２０Ｒの回路構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおける赤色レーザダイオード３０Ｒのレーザ光量−駆動電流特性図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおけるレーザ走査部５０の構成概略図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおける水平角度センサ７０ａが検出する反射ミラー５０ａの回転角θ１に関する説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤにおける補正信号発生回路８０が生成する利得指示信号Ｇｓに関する説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤの動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’の機能ブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤ’における赤色レーザドライバ２０Ｒ’の回路構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置ＬＳＤの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
ＬＳＤ、ＬＳＤ’…画像表示装置、１０、１０’…映像信号処理回路、２０Ｒ、２０Ｒ’…赤色レーザドライバ、２０Ｇ、２０Ｇ’…緑色レーザドライバ、２０Ｂ、２０Ｂ’…青色レーザドライバ、３０Ｒ…赤色レーザダイオード、３０Ｇ…緑色レーザダイオード、３０Ｂ…青色レーザダイオード、４０…光軸合わせ用光学系、５０…レーザ走査部、６０…走査駆動部、７０…照射位置検出部、８０…補正信号発生回路、９０…画素同期クロック発生回路、１００…スクリーン、ＣＳ１…第１の電流源、ＣＳ２…第２の電流源、Ｔｉ１、Ｔｒ１…第１の入力側トランジスタ素子、Ｔｉ２、Ｔｒ３…第２の入力側トランジスタ素子、Ｔｏ１、Ｔｒ２…第１の出力側トランジスタ素子、Ｔｏ２、Ｔｒ４…第２の出力側トランジスタ素子、Ｔｏ３…第３の出力側トランジスタ素子、Ｔｏ４…第４の出力側トランジスタ素子、Ｔｏ５…第５の出力側トランジスタ素子、ＳＷ…スイッチ素子、ＳＷ１…第１のスイッチ素子、ＳＷ２…第２のスイッチ素子、ＳＷ３…第３のスイッチ素子、ＳＷ４…第４のスイッチ素子、４０ａ…第１のダイクロイックミラー、４０ｂ…第２のダイクロイックミラー、５０ａ…反射ミラー、５０ｂ…第１のトーションバネ、５０ｃ…内枠部、５０ｄ…第２のトーションバネ、５０ｅ…外枠部、７０ａ…水平角度センサ、７０ｂ…垂直角度センサ、７０ｃ…タイミング信号発生回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示装置であって、
表示画像を示す階調信号を入力とし、当該階調信号に応じた駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する光源と、
前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する走査手段と、
前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する照射位置検出手段と、
前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する補正手段と、
を具備し、
前記駆動信号生成手段は、前記補正信号を基に前記駆動信号を補正する、
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光源は、前記光としてレーザ光を発生するレーザダイオードであり、
前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号として駆動電流を生成して前記レーザダイオードに出力し、
前記補正手段は、前記照射位置に応じて前記駆動電流の電流値を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記駆動信号生成手段は、
前記階調信号として前記照射位置に対応する画素の階調値を規定するビット数Ｎのデジタル階調データを入力とし、
前記デジタル階調データの各ビットに対応して設けられ、各々に対応するビットデータに応じて２端子間の接続／非接続を切り替える第１〜第Ｎのスイッチ素子と、
前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の各々に対応して設けられ、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が各々に対応する第１〜第Ｎのスイッチ素子の一方の端子と接続され、第２の端子が共通電位線と接続された第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子と、
利得指示信号を入力とし、当該利得指示信号によって指示される電流利得を用いて最大階調値に対応する電流を生成する第１の電流源と、
制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記第１の電流源と接続され、第２の端子が前記共通電位線と接続されると共に、制御端子が自身の前記第１の端子と前記第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子の制御端子と接続された入力側トランジスタ素子と、
前記レーザダイオードの閾値電流を生成すると共に、一端が前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の他方の端子と接続され、他端が前記共通電位線と接続された第２の電流源と、
前記閾値電流と前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を前記駆動電流として生成するカレントミラー回路と、
を備え、
前記第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子の電気的特性は、各々に対応するビットデータに応じた電流を生成するように設定されており、
前記補正手段は、前記補正信号として前記照射位置に応じた前記第１の電流源の電流利得を指示するための利得指示信号を前記第１の電流源に出力する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記駆動信号生成手段は、
前記階調信号として前記照射位置に対応する画素の階調値を規定するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)階調信号を入力とし、
前記ＰＷＭ階調信号に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子と、
制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記スイッチ素子の一方の端子と接続され、第２の端子が共通電位線と接続された出力側トランジスタ素子と、
利得指示信号を入力とし、当該利得指示信号によって指示される電流利得を用いて最大階調値に対応する電流を生成する第１の電流源と、
制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記第１の電流源と接続され、第２の端子が前記共通電位線と接続されると共に、制御端子が自身の前記第１の端子と前記出力側トランジスタ素子の制御端子と接続された入力側トランジスタ素子と、
前記レーザダイオードの閾値電流を生成すると共に、一端が前記スイッチ素子の他方の端子と接続され、他端が前記共通電位線と接続された第２の電流源と、
前記閾値電流と前記スイッチ素子の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を前記駆動電流として生成するカレントミラー回路と、
を備え、
前記補正手段は、前記補正信号として前記照射位置に応じた前記第１の電流源の電流利得を指示するための利得指示信号を前記第１の電流源に出力する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記走査手段は、前記光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラーの反射面に沿った第１の軸回りに前記反射ミラーを回転させるための第１の回転支持部と、前記反射面に沿い、且つ前記第１の軸に直交する第２の軸回りに前記反射ミラーを回転させるための第２の回転支持部とを備えるＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スキャナであり、
前記照射位置検出手段は、前記反射ミラーの前記第１の軸回りの回転角及び前記第２の軸回りの回転角を前記照射位置として検出する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示方法であって、
表示画像を示す階調信号に応じた駆動信号を生成する第１の工程と、
前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する第２の工程と、
前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する第３の工程と、
前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する第４の工程と、
前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正する第５の工程と、
を有することを特徴とする画像表示方法。
【請求項１】
被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示装置であって、
表示画像を示す階調信号を入力とし、当該階調信号に応じた駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する光源と、
前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する走査手段と、
前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する照射位置検出手段と、
前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する補正手段と、
を具備し、
前記駆動信号生成手段は、前記補正信号を基に前記駆動信号を補正する、
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光源は、前記光としてレーザ光を発生するレーザダイオードであり、
前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号として駆動電流を生成して前記レーザダイオードに出力し、
前記補正手段は、前記照射位置に応じて前記駆動電流の電流値を補正するための補正信号を前記駆動信号生成手段に出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記駆動信号生成手段は、
前記階調信号として前記照射位置に対応する画素の階調値を規定するビット数Ｎのデジタル階調データを入力とし、
前記デジタル階調データの各ビットに対応して設けられ、各々に対応するビットデータに応じて２端子間の接続／非接続を切り替える第１〜第Ｎのスイッチ素子と、
前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の各々に対応して設けられ、制御端子を除く２端子の内の第１の端子が各々に対応する第１〜第Ｎのスイッチ素子の一方の端子と接続され、第２の端子が共通電位線と接続された第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子と、
利得指示信号を入力とし、当該利得指示信号によって指示される電流利得を用いて最大階調値に対応する電流を生成する第１の電流源と、
制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記第１の電流源と接続され、第２の端子が前記共通電位線と接続されると共に、制御端子が自身の前記第１の端子と前記第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子の制御端子と接続された入力側トランジスタ素子と、
前記レーザダイオードの閾値電流を生成すると共に、一端が前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の他方の端子と接続され、他端が前記共通電位線と接続された第２の電流源と、
前記閾値電流と前記第１〜第Ｎのスイッチ素子の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を前記駆動電流として生成するカレントミラー回路と、
を備え、
前記第１〜第Ｎの出力側トランジスタ素子の電気的特性は、各々に対応するビットデータに応じた電流を生成するように設定されており、
前記補正手段は、前記補正信号として前記照射位置に応じた前記第１の電流源の電流利得を指示するための利得指示信号を前記第１の電流源に出力する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記駆動信号生成手段は、
前記階調信号として前記照射位置に対応する画素の階調値を規定するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)階調信号を入力とし、
前記ＰＷＭ階調信号に応じて２端子間の接続／非接続を切り替えるスイッチ素子と、
制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記スイッチ素子の一方の端子と接続され、第２の端子が共通電位線と接続された出力側トランジスタ素子と、
利得指示信号を入力とし、当該利得指示信号によって指示される電流利得を用いて最大階調値に対応する電流を生成する第１の電流源と、
制御端子を除く２端子の内の第１の端子が前記第１の電流源と接続され、第２の端子が前記共通電位線と接続されると共に、制御端子が自身の前記第１の端子と前記出力側トランジスタ素子の制御端子と接続された入力側トランジスタ素子と、
前記レーザダイオードの閾値電流を生成すると共に、一端が前記スイッチ素子の他方の端子と接続され、他端が前記共通電位線と接続された第２の電流源と、
前記閾値電流と前記スイッチ素子の他方の端子に流れる電流との合成電流を入力とし、当該合成電流と略同一の電流値を有する電流を前記駆動電流として生成するカレントミラー回路と、
を備え、
前記補正手段は、前記補正信号として前記照射位置に応じた前記第１の電流源の電流利得を指示するための利得指示信号を前記第１の電流源に出力する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記走査手段は、前記光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラーの反射面に沿った第１の軸回りに前記反射ミラーを回転させるための第１の回転支持部と、前記反射面に沿い、且つ前記第１の軸に直交する第２の軸回りに前記反射ミラーを回転させるための第２の回転支持部とを備えるＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スキャナであり、
前記照射位置検出手段は、前記反射ミラーの前記第１の軸回りの回転角及び前記第２の軸回りの回転角を前記照射位置として検出する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示方法であって、
表示画像を示す階調信号に応じた駆動信号を生成する第１の工程と、
前記駆動信号に応じた光量を有する光を発生する第２の工程と、
前記光源から発生する光を前記被投射面上に走査する第３の工程と、
前記被投射面上における前記光の照射位置を検出する第４の工程と、
前記照射位置に応じて前記駆動信号を補正する第５の工程と、
を有することを特徴とする画像表示方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３０９９３５（Ｐ２００８−３０９９３５Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５６３０６（Ｐ２００７−１５６３０６）
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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