(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出力する励起光源と、
それぞれが蛍光体領域を含む複数の画素を備える蛍光スクリーンと、
前記励起光源からの励起光で前記蛍光スクリーンを走査する走査手段と、
前記蛍光スクリーンの各画素の蛍光体領域から放出される蛍光を検出する光検出手段と、
前記走査手段に１フレーム内に１画素当たりｎ回（ｎ＞２の自然数。）の走査を行わせるとともに、前記複数の画素のそれぞれについて、前記光検出手段の出力に基づいて、該画素の蛍光体領域から放出される蛍光の輝度値を走査毎に検出する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、画素毎に、前記ｎ回の走査で検出される蛍光の輝度値の合計が目標輝度値となるように、２回目以降の走査において前記励起光源から出力される励起光の強度を調整する、画像表示装置。
【請求項２】
前記走査手段は、前記複数の画素のそれぞれにおいて、該画素の蛍光体領域の異なる領域を前記励起光源からの励起光で複数回走査する、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記複数の画素についての輝度データを含む映像信号を入力とし、該入力映像信号に基づいて前記複数の画素のそれぞれの前記目標輝度値を決定する、請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記蛍光スクリーンは、面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域を備え、各蛍光体領域の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に反射する反射領域とされており、これら蛍光体領域および反射領域が形成された面が前記複数の画素に区画されており、
前記反射領域で反射された反射光を検出する別の光検出手段を、さらに備え、
前記制御手段は、前記別の光検出手段の出力に基づいて、前記蛍光スクリーン上の前記各蛍光体領域と前記反射領域との境界を検出し、該検出した境界に基づいて、前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記複数の画素のそれぞれについて、前記ｎ回の走査のうちの１回目の走査において、該画素の蛍光体領域と反射領域の境界を検出し、該検出結果に基づいて、前記ｎ回の走査のうちの２回目以降の走査における前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記複数の画素のそれぞれについて、走査毎に、該画素の蛍光体領域と反射領域の境界を検出し、該検出結果に基づいて、次回の走査における前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項７】
励起光源と、それぞれが蛍光体領域を含む複数の画素を備える蛍光スクリーンとを備え、前記励起光源からの励起光で前記蛍光スクリーンを走査して蛍光画像を表示する装置にて行われる蛍光画像表示方法であって、
１フレーム内に１画素当たりｎ回（ｎ＞２の自然数。）の走査を行い、
前記複数の画素のそれぞれについて、該画素の蛍光体領域から放出される蛍光の輝度値を走査毎に検出し、
画素毎に、前記ｎ回の走査で検出される蛍光の輝度値の合計が目標輝度値となるように、２回目以降の走査において前記励起光源から出力される励起光の強度を調整する、蛍光画像輝度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体領域が面内方向に周期的に形成された蛍光スクリーン上を励起光で走査することで蛍光画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、蛍光ストライプが面内方向に周期的に形成された蛍光スクリーンと、レーザビーム（励起光）で蛍光スクリーン上を走査する光モジュールと、を有する画像表示装置が記載されている。
【０００３】
蛍光ストライプの蛍光体には、蛍光色が赤色、緑色、青色のものがあり、各色の蛍光ストライプが所定の順序で配置されている。蛍光スクリーンの各色の蛍光ストライプが形成された面は、マトリクス状の複数の画素に区画され、それぞれの画素は、赤色、緑色、青色の各蛍光体を含む。
【０００４】
光モジュールは、レーザビームを水平方向に走査する水平走査ミラーと、レーザビームを垂直方向に走査する垂直走査ミラーとを有する。垂直方向は、蛍光ストライプの長手方向であり、水平方向は、蛍光ストライプと直交する方向である。
【０００５】
上記の画像表示装置では、画像信号に基づいて変調されたレーザビームで蛍光スクリーン上を水平方向および垂直方向に走査することで、蛍光スクリーン上に蛍光画像が表示される。画像信号の１フレームにおいて、１画素当たりの走査回数は１回である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５３８１４５号公報（第７１頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の画像表示装置においては、振動や歪み、温度や湿度などの環境変化、重力の影響、経年変化といった様々な要因によって、蛍光スクリーンの蛍光量（輝度）の面内均一性が低下し、その結果、画像信号に対応した正確な輝度を有する蛍光画像を表示することが困難となる。ここで、蛍光量の面内均一性とは、例えば一定強度の励起光で蛍光スクリーンを走査した場合の、面内における蛍光量が一定であることを示す。
【０００８】
本発明の目的は、蛍光スクリーンの蛍光量の面内均一性が低下しても、画像信号に対応した正確な輝度を有する蛍光画像を表示することができる、画像表示装置および蛍光画像輝度調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像表示装置は、
励起光を出力する励起光源と、
それぞれが蛍光体領域を含む複数の画素を備える蛍光スクリーンと、
前記励起光源からの励起光で前記蛍光スクリーンを走査する走査手段と、
前記蛍光スクリーンの各画素の蛍光体領域から放出される蛍光を検出する光検出手段と、
前記走査手段に１画素当たり複数回の走査を行わせるとともに、前記複数の画素のそれぞれについて、前記光検出手段の出力に基づいて、該画素の蛍光体領域から放出される蛍光の輝度値を走査毎に検出する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、画素毎に、前記複数回の走査で検出される蛍光の輝度値の合計が目標輝度値となるように、前記励起光源から出力される励起光の強度を調整する。
【００１０】
本発明の蛍光画像輝度調整方法は、
励起光源と、それぞれが蛍光体領域を含む複数の画素を備える蛍光スクリーンとを備え、前記励起光源からの励起光で前記蛍光スクリーンを走査して蛍光画像を表示する装置にて行われる蛍光画像表示方法であって、
１画素当たり複数回の走査を行い、
前記複数の画素のそれぞれについて、該画素の蛍光体領域から放出される蛍光の輝度値を走査毎に検出し、
画素毎に、前記複数回の走査で検出される蛍光の輝度値の合計が目標輝度値となるように、前記励起光源から出力される励起光の強度を調整することを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１画素当たり複数の走査が行われ、画素毎に、各走査における蛍光の輝度値の合計が目標輝度値（すなわち、画像信号に対応した輝度値）となるように励起光源の出力パワーが調整されるので、蛍光スクリーンの蛍光量の面内均一性が低下しても、各画素からの蛍光の輝度値は画像信号に対応した輝度値とほぼ一致する。したがって、画像信号に対応した正確な輝度を有する蛍光画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像表示装置の蛍光スクリーンの一部の構成を示す模式図である。
【図３】図１に示す画像表示装置の走査手段の一例を示す模式図である。
【図４】図１に示す画像表示装置の走査手段の別の例を示す模式図である。
【図５】図１に示す画像表示装置の輝度調整に係わる処理を行う部分の具体的な構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示す画像表示装置にて行われる輝度調整処理の一手順を示すフローチャートである。
【図７】１画素当たり３回の走査を行う場合の励起光のスポットの移動経路を示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロックである。
【図９Ａ】図８に示す画像表示装置の再帰反射性ブラックストライプの一例を示す模式図である。
【図９Ｂ】図８に示す画像表示装置の再帰反射性ブラックストライプの他の例を示す模式図である。
【図１０】図８に示す画像表示装置の輝度調整および発光タイミング調整の処理を行う部分の具体的な構成を示すブロック図である。
【図１１】図８に示す画像表示装置にて行われる輝度調整および発光タイミング制御が実行されるまでの動作の一手順を示すフローチャートである。
【図１２】図８に示す画像表示装置にて行われる輝度調整および発光タイミング制御の具体的な手順を示すフローチャートである。
【図１３Ａ】１水平画素ライン当たり３回の走査を行った場合の走査軌跡を示す模式図である。
【図１３Ｂ】１水平画素ライン当たり３回の走査を行った場合の別の走査軌跡を示す模式図である。
【図１４Ａ】１水平画素ライン当たり４回の走査を行った場合の走査軌跡を示す模式図である。
【図１４Ｂ】１水平画素ライン当たり４回の走査を行った場合の別の走査軌跡を示す模式図である。
【図１５Ａ】１水平画素ライン当たり６回の走査を行った場合の走査軌跡を示す模式図である。
【図１５Ｂ】１水平画素ライン当たり６回の走査を行った場合の別の走査軌跡を示す模式図である。
【図１６】有効走査回数が最も少ない画素に着目した場合の、１水平画素ライン当たりの走査回数とビーム有効率の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１を参照すると、画像表示装置は、制御手段１、光検出手段２、蛍光スクリーン３、走査手段４、励起光源５および駆動部６を有する。
【００１６】
蛍光スクリーン３は、面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域を備える。
【００１７】
図２に、蛍光スクリーン３の一部の構成を示す。図２に示すように、蛍光スクリーン３は、ブラックストライプ３４により区画された複数の蛍光体領域３１〜３３を有する。
【００１８】
蛍光体領域３１は、例えば赤色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光体領域３２は、例えば緑色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光体領域３３は、例えば青色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光体領域３１、３２、３３はこの順番で一定方向に周期的に形成されている。
【００１９】
蛍光スクリーン３の蛍光体領域３１〜３３が形成された面は、複数の画素３０に区画されている。便宜上、図２には１つの画素３０（点線で示した矩形の領域）しか示されていないが、実際は、画素３０はマトリクス状に配置され、それぞれの画素３０は、蛍光体領域３１〜３３を含む。
【００２０】
再び図１を参照する。励起光源５は、蛍光スクリーン３上に形成された蛍光体を励起するための励起光（例えば紫外線）を出力する。励起光源５は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）に代表されるレーザ光源であって、供給される電力の量に応じて出力される励起光の強度が変化する。
【００２１】
駆動部６は、制御手段１からの制御信号に従って励起光源５に電力を供給する。駆動部６から励起光源５に供給される電力量は制御手段１によって決定される。すなわち、励起光源５から出力される励起光の輝度は、制御手段１によって制御される。なお、駆動部６は、励起光源５内に設けられてもよい。
【００２２】
走査手段４は、励起光源５からの励起光で蛍光スクリーン３を波線状の走査軌跡１ａのように走査する。走査軌跡１ａによれば、水平方向（図面に向かって左右方向）に往復走査しながら、垂直方向（図面に向かって上下方向）への走査を行うことで、蛍光スクリーン６全体が励起光で走査される。
【００２３】
走査手段４は、水平方向の走査を行う水平走査ミラーと垂直方向の走査を行う垂直走査ミラーで構成されてもよいし、水平および垂直の両方向の走査を行う２次元走査ミラーで構成されてもよい。水平走査ミラーや垂直走査ミラーとして、例えばポリゴンミラーやガルバノミラー、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー等を用いることができる。２次元走査ミラーとしては、例えば二次元の走査が可能なＭＥＭＳミラーを用いることができる。
【００２４】
図３に、走査手段４の一例を示す。
【００２５】
図３に示す走査手段４は、水平方向の走査を行うＭＥＭＳミラー４ａと、垂直方向の走査を行うガルバノミラー４ｂとを有する。励起光源５からの励起光は、コリメートレンズ５ａを介してＭＥＭＳミラー４ａに入射する。ＭＥＭＳミラー４ａで反射された励起光は、ガルバノミラー４ｂに入射する。ガルバノミラー４ｂで反射された励起光は、蛍光スクリーン３上に照射される。
【００２６】
図４に、走査手段４の別の例を示す。
【００２７】
図４に示す走査手段４は、水平方向の走査を行う走査ミラーとして、ＭＥＭＳミラー４ａに代えてポリゴンミラー４ｃを用いたものである。励起光源５からの励起光は、コリメートレンズ５ａを介してポリゴンミラー４ｃに入射する。ポリゴンミラー４ｃで反射された励起光は、ガルバノミラー４ｂに入射する。ガルバノミラー４ｂで反射された励起光は、蛍光スクリーン３上に照射される。
【００２８】
再び図１を参照する。光検出手段２は、蛍光スクリーン３の蛍光体領域３１〜３３が形成された面と対向するように配置されており、蛍光体領域３１〜３３から放出される各色の蛍光を検出する。光検出手段２は、波長選択フィルタ２ａ、集光レンズ２ｂおよびフォトダイオード２ｃを有する。
【００２９】
波長選択フィルタ２ａは、各色の蛍光を透過し、これら蛍光の波長域以外の光を反射または吸収する特性を有する。集光レンズ２ｂは、波長選択フィルタ２ａを透過した蛍光をフォトダイオード２ｃの受光面上に集光する。フォトダイオード２ｃは入射光量に応じて出力値が変化するものであって、その出力信号（光検出手段２の出力信号）は、制御手段１に供給されている。
【００３０】
制御手段１は、映像信号に基づいて走査手段４および駆動部６を制御することで画像を蛍光スクリーン３に表示させる。映像信号は、不図示の外部装置から制御手段１に供給される。外部装置は、例えばパーソナルコンピュータや映像再生装置等である。
【００３１】
制御手段１は、走査手段４で蛍光スクリーン３を走査した場合の、励起光のスポットが各画素３０を通過するタイミングを示す照射タイミング制御用データを予め保持し、この照射タイミング制御用データを参照して、励起光源５の発光タイミングを制御する。
【００３２】
また、初期設定として走査手段４による１画素当たりの走査回数はｎ回とし、画素毎に、ｎ回の走査のうちの２回目以降の走査で、当該画素から放出される蛍光の積算輝度値が最終目標輝度値となるように励起光源５から出力される励起光の輝度（これは電力供給量に対応する）を調整する。ここで、最終目標輝度値は各画素３０について個別に設定される。具体的には、制御手段１は、映像信号から各画素３０の輝度データを取得し、その輝度データに基づいて各画素３０の最終目標輝度値を決定する。
【００３３】
図５に、制御手段１の輝度調整に係わる処理を行う部分の具体的な構成を示す。
【００３４】
図５を参照すると、制御手段１は、輝度調整部１０、輝度値算出部１１および輝度値記憶部１２を有する。
【００３５】
光検出手段２の出力信号は、輝度値算出部１１に供給されている。輝度値算出部１１は、蛍光スクリーン３の各画素３０のそれぞれについて、ｎ回の各走査において、光検出手段２の出力信号に基づいて当該画素から放出された蛍光の輝度値を取得し、取得した輝度値を、当該画素を識別する識別情報および走査回数の情報と対応付けて輝度値記憶部１２に格納する。このように、ｎ回の各走査における輝度値が、画素３０別に輝度値記憶部１２に格納される。
【００３６】
輝度調整部１０は、蛍光スクリーン３の画素３０のそれぞれについて、映像信号から対応する画素の輝度データを取得し、その輝度データに基づいて、対応する画素の最終目標輝度値を決定する。
【００３７】
輝度調整部１０は、励起光源５に供給される電力値ｐ（これは励起光の輝度に対応する）と、励起光源５からの励起光で蛍光体領域を走査した場合にその蛍光体領域から放出される蛍光の輝度値Ｐ0（光検出手段２の出力値）との対応関係を示す特性データ（電力値ｐの変化に対する輝度値Ｐ0の変化を表すデータ）を保持している。
【００３８】
輝度調整部１０は、１回目から（ｎ−１）回目までの各走査において、光検出手段２の出力信号に基づいて画素３０から放出された蛍光の輝度値Ｐを取得するととともに、保持した特性データを参照し、励起光源５に供給した電力値に対応する蛍光の輝度値Ｐ0を求める。そして、輝度調整部１０は、各走査において、輝度値Ｐおよび輝度値Ｐ0に基づいて、輝度効率η（η＝Ｐ／Ｐ0）を算出する。
【００３９】
また、輝度調整部１０は、１回目から（ｎ−１）回目までの各走査において、次回の走査時の目標輝度値Ｐｔを算出する。
【００４０】
例えば、ｋ＋１回目の走査時の目標輝度値Ｐｔ（ｋ＋１）は、ｋ回目の走査までの積算輝度値をＳ（ｋ）、画素に対して設定された最終目標輝度値をＳｔとしたとき、次式で表される。
【００４１】
Ｐｔ（ｋ＋１）＝（Ｓｔ−Ｓ（ｋ））／（ｎ−ｋ）／η（ｋ）
このとき、
Ｓ（ｋ）＝Ｓ（ｋ−１）＋Ｐ（ｋ）
Ｓ（０）＝０
積算輝度値Ｓ（ｋ）は、輝度値記憶部１２に格納された、１回目からｋ回目までの走査において得られた輝度値の積算値（累積値）である。η（ｋ）は、ｋ回目の走査時に得られた輝度効率である。Ｓ（ｋ−１）は、１回目から（ｋ−１）回目の走査において得られた輝度値の積算値（累積値）である。
【００４２】
輝度調整部１０は、上記の式から求めた目標輝度値Ｐｔ（ｋ＋１）を、保持している特性データにおける輝度値Ｐ0と見做し、ｋ＋１回目の走査時の電力値ｐを取得する。そして、輝度調整部１０は、その取得した電力値ｐを励起光源５に供給するための制御信号を駆動部６に供給する。
【００４３】
次に、本実施形態の画像表示装置の動作を具体的に説明する。
【００４４】
本実施形態の画像表示装置では、１画素当たりｎ回の走査が行われ、２回目以降の走査時に輝度調整が行われる。
【００４５】
図６は、１画素をｎ回走査する場合の輝度調整処理の一手順を示すフローチャートである。以下、図５および図６を参照して輝度調整処理を説明する。
【００４６】
輝度調整部１０は、現在の走査回数を示すｋを保持しており、そのｋの値を０に設定する（ステップＳ１０）。
【００４７】
次に、輝度調整部１０は、映像信号が入力されると、その入力映像信号に基づいて、対応する画素の最終目標輝度値を決定する（ステップＳ１１）。そして、輝度調整部１０は、保持している特性データを参照して、最終目標輝度値のｎ分の１の輝度値に対応する電力値を取得する（ステップＳ１２）。
【００４８】
次に、輝度調整部１０は、現在保持しているｋの値に１を加える（ステップＳ１３）。その後、輝度調整部１０は、ステップＳ１２で取得した電力値に対応する電力が励起光源５に供給されるように駆動部６を制御するとともに、対応する画素が励起光源５からの励起光で走査されるように走査手段４を制御する（ステップＳ１４）。そして、輝度値算出部１１が、光検出手段２の出力信号に基づいて、対応する画素から放出された蛍光の輝度値を取得し、その取得した輝度値を、対応する画素を識別する識別情報および走査回数の情報と対応付けて輝度値記憶部１２に格納する（ステップＳ１５）。
【００４９】
次に、輝度調整部１０は、保持しているｋの値がｎに達したか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００５０】
ｋの値がｎに達していない場合は、輝度調整部１０は、保持している特性データを参照し、ステップＳ１２で取得した電力値から輝度値（Ｐ0）を算出し、この輝度値（Ｐ0）とステップＳ１５で取得した輝度値（Ｐ）とに基づいて、今回の走査における輝度効率ηを算出する。さらに、輝度調整部１０は、輝度値記憶部１２から今回の走査までの積算輝度値を取得する（ステップＳ１７）。そして、輝度調整部１０は、最終目標輝度値、輝度効率ηおよび積算輝度値に基づいて、次回の走査の目標輝度値を算出し、その目標輝度値から、保持している特性データを参照して次回の走査時の電力値を決定する（ステップＳ１８）。
【００５１】
ステップＳ１８を実行後は、ステップＳ１３に戻る。これ以降は、ｋの値がｎに達するまでステップＳ１３〜Ｓ１８の処理が繰り返される。この繰り返しにおいて、ステップＳ１４では、ステップＳ１２で取得した電力値に対応する電力を励起光源５に供給する処理に代えて、ステップＳ１８で取得した電力値に対応する電力を励起光源５に供給する処理が行われ、ステップＳ１７では、ステップＳ１２で取得した電力値に基づいて輝度値（Ｐ0）を取得する処理に代えて、ステップＳ１８で取得した電力値に基づいて輝度値（Ｐ0）を取得する処理が行われる。
【００５２】
以上の輝度調整処理によれば、各画素３０において、ｎ回の走査のうちの２回目以降の走査で輝度調整が行われ、これにより、ｎ回の走査のそれぞれにおいて検出された輝度値の合計（積算輝度値）が最終目標輝度値となる。よって、映像信号に対応した正確な輝度を有する蛍光画像を適切な色純度で蛍光スクリーン３上に表示することができる。
【００５３】
また、本実施形態の画像表示装置によれば、走査手段４として、ＭＥＭＳミラーに代表される共振型ミラーが用いられた場合（例えば、図３に示した構成）に、以下のような効果を奏する。
【００５４】
共振型ミラーは、ミラー部とこのミラー部を回転可能に支持する捩じりバネ部とからなる振動体と、この振動体が固定される固定部と、捩じりバネ部をその共振周波数で変形させることでミラー部を往復振動させる駆動部とを有する。
【００５５】
上記の共振ミラーにおいては、励起光の一部がミラー部分で吸収されることで、ミラー部分の温度が急激に上昇する。ミラー部の温度上昇によって捩じりバネ部の剛性が変化し、それにより捩じりバネ部の共振周波数が変化する。捩じりバネ部の共振周波数が変化すると、それに伴って偏向角が変化する。この場合、励起光を適切なタイミングで照射することができなくなり、その結果、蛍光体領域への励起光の照射時間が変化して、映像信号に対応した正確な輝度を有する蛍光体領域を適切な色純度で表示することが困難となる。
【００５６】
上記のようなミラー部の温度上昇による捩じりバネ部の共振周波数の変化は非常に短い期間において生じる。本実施形態では、１フレームの期間内において、画素毎に輝度調整を行うので、そのような短い期間で生じる輝度変化に対しても、上記の効果（映像信号に対応する正確な輝度を有する蛍光画像を適切な色純度で表示する効果）を得ることができる。
【００５７】
また、本実施形態の画像表示装置では、１画素当たりｎ回の走査を行うが、画素内の蛍光体領域を励起光のスポットが通過する領域は、各走査で同じであっても、異なっていてもよい。画素内の蛍光体領域を励起光のスポットが通過する領域が各走査で異なる場合は、画素内の蛍光体領域を励起光のスポットが通過する領域が各走査で同じである場合に比較して、励起光の照射による蛍光体へのダメージを少なくすることができる。
【００５８】
図７に、１画素当たり３回の走査を行う場合の励起光のスポットの移動経路を模式的に示す。画素３０は、ブラックストライプ３４により区画された蛍光体領域３１〜３３を含む。１回目の走査において、励起光のスポット３５は、画素３０内の領域を左から右へ向かって進む。２回目の走査において、励起光のスポット３５は、画素３０内の領域を右から左へ向かって進む。３回目の走査において、励起光のスポット３５は、画素３０内の領域を左から右へ向かって進む。各走査の励起光のスポット３５が通過する領域は互いに異なる。
【００５９】
上記の場合、各走査において、励起光のスポット３５が通過する領域では蛍光体にダメージを受けるが、そのダメージの大きさは、励起光のスポット３５が毎回同じ領域を通過する場合に比較して小さい。
【００６０】
また、本実施形態の画像表示装置において、蛍光スクリーン３の一方の面（観察側の面）から放出される蛍光量は、蛍光スクリーン３の他方の面（励起光源５側の面）から放出される蛍光量とほぼ同じである。すなわち、蛍光スクリーン３の一方の面の面内における蛍光量の変化は、蛍光スクリーン３の他方の面の面内における蛍光量の変化と一致する。したがって、光検出手段２は、蛍光スクリーン３の一方の面および他方の面のいずれに配置されてもよいが、光検出手段２が蛍光スクリーン３の一方の面（観察側の面）側に配置した場合は、外乱光などの影響により、蛍光量を正確に検出することが困難となる場合がある。本実施形態では、光検出手段２は蛍光スクリーン３の他方の面（励起光源５側の面）に配置されている。これにより、光検出手段２を筐体内部に収容することができるため、そのような外乱光の影響を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施形態の画像表示装置によれば、特許文献１に記載のような１画素当たりの走査回数が１回であるもの（以下、比較例）と比較して、以下のような効果も奏する。
【００６２】
蛍光体領域から放出される蛍光の輝度は、蛍光体領域に照射される励起光の強度およびその励起光が蛍光体領域に照射されている時間に依存する。励起光の強度が大きなほど、蛍光の輝度は大きくなり、また、照射時間が長いほど、蛍光の輝度は大きくなる。
【００６３】
本実施形態および比較例ともに、励起光の強度および走査速度が同じであると仮定する。例えば、強度Ｉmaxの励起光で蛍光体領域を走査した場合に最大輝度Ｌmaxを得る場合、本実施形態では、仮に２回目以降の輝度調整が不要であると仮定すると、ｎ回の走査のそれぞれにおける励起光の強度は、Ｉmaxのｎ分の１とされる。この場合、励起光のパワーＰに対するマージンは、ＩmaxとＩmax／ｎとの差分のパワーＰに対する割合で与えられる。
【００６４】
一方、比較例では、最大輝度Ｌmaxを得る場合、強度Ｉmaxの励起光で蛍光体領域を走査することになる。この場合の励起光のパワーＰに対するマージンは、ＩmaxのパワーＰに対する割合で与えられ、この値は、本実施形態よりも小さい。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、励起光のパワーＰに対して大きなマージをとることができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
蛍光スクリーン上を励起光で走査して蛍光画像を表示する画像表示装置においては、振動や歪み、温度や湿度などの環境変化、重力の影響、経年変化といった様々な要因によって、蛍光スクリーンの蛍光量の面内均一性が低下することに加えて、走査系と蛍光スクリーンとの相対的な位置関係も変化する。
【００６７】
走査系と蛍光スクリーンとの相対的な位置関係が変化すると、各画素の蛍光体領域に対して、励起光を適切なタイミングで照射することができなくなる。その結果、各色の蛍光体領域からの蛍光の輝度が変化して、蛍光画像の色純度が低下するといった問題を生じる。
【００６８】
映像信号に基づく正確な輝度を有する画像をより適切な色純度で蛍光スクリーン３上に表示するためには、第１の実施形態で説明した輝度調整に加えて、各画素３０に対して励起光を適切なタイミングで照射するための制御を行う必要がある。
【００６９】
以下、本発明の第２の実施形態として、そのような制御を行う画像表示装置について説明する。
【００７０】
図８は、本発明の第２の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロックである。
【００７１】
図８に示す画像表示装置は、第１の実施形態の画像表示装置と同じ構成を有するが、ブラックストライプが再帰反射性を有する点およびブラックストライプからの再帰反射光を検出する光検出手段７を備える点が、第１の実施形態の画像表示装置と異なる。図８中、第１の実施形態の画像表示装置と同じ構成には同じ符号を付している。
【００７２】
蛍光スクリーン３は、図２に示したブラックストライプ３４に代えて、再帰反射性ブラックストライプ６４を有する。すなわち、蛍光スクリーン３は、面内方向に周期的に配置された蛍光体領域３１〜３３を有し、これら蛍光体領域３１〜３３の間の領域が、入射した光をその入射方向と反対の方向に折り返す反射領域である再帰反射性ブラックストライプ６４とされている。
【００７３】
図９Ａに、再帰反射性ブラックストライプ６４の一例を示す。
【００７４】
図９Ａを参照すると、再帰反射性ブラックストライプ６４は、複数のガラスビーズ６４ａがブラックストライプ６０上に設けられた構成を有する。ガラスビーズ６４ａは、球状であって、大凡その半球部分がブラックストライプ６０の表面に埋め込まれている。ガラスビーズ６４ａの残りの半球部分は、ブラックストライプ６０の表面から露出している。
【００７５】
励起光源５からの励起光のスポットがブラックストライプ６０上を通過する際、励起光がガラスビーズ６４ａの露出した表面に入射する。入射光は、表面側の境界面（ガラスビーズ６４ａの表面と空気との境界）で屈折する。ガラスビーズ６４ａ内に入射した光は、ガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面で反射され、その反射光が表面側の境界面から出射される。反射光が表面側の境界面を通過する際に屈折し、その境界面からの出射光は、再帰反射光として、入射光とは反対の方向に進行する。
【００７６】
ガラスビーズ６４ａ内に入射した光をガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面で反射させるために、例えば、ブラックストライプ６０に反射性の材料が含まれていてもよい。あるいは、ガラスビーズ６４ａの球面全体が半透過・半反射性の膜で覆われていてもよい。
【００７７】
ガラスビーズ６４ａとブラックストライプ６０との境界面の一点において、焦点を結ぶように、ガラスビーズ６４ａを設計することで、確実に入射光とは反対の方向に、再帰反射光を進行させることができる。
【００７８】
このようなガラスビーズ６４ａよりなる再帰反射領域６４は、スクリーン印刷を用いて形成することができる。
【００７９】
図９Ｂに、再帰反射性を有するブラックストライプの他の例を示す。
【００８０】
図９Ｂを参照すると、再帰反射性ブラックストライプ６４は、マイクロプリズム６４ｂがブラックストライプ６０上に一様に設けられた構成を有する。マイクロプリズム６４ｂは、断面形状が三角形状の複数のプリズムからなり、それぞれのプリズムの頂角は９０°である。マイクロプリズム６４ｂは、各プリズムの頂角側がブラックストライプ６０に埋め込まれるように形成されており、各プリズムの底部によって平面（入出射面）が形成されている。
【００８１】
励起光源５からの励起光のスポットがブラックストライプ６０上を通過する際、励起光がマイクロプリズム６４ｂの入出射面に入射する。マイクロプリズム６４ｂの頂角を構成する２つの面には反射膜が形成されている。マイクロプリズム６４ｂ内に入射した光は、頂角を構成する２つの面のうちの一方の面で反射された後、他方の面で反射される。他方の面からの反射光は、入出射面から出射される。入出射面からの出射光は、再帰反射光として、入射光とは反対の方向に進行する。
【００８２】
図９Ｂに示したマイクロプリズム６４ｂによる再帰反射領域は、図９Ａに示したガラスビーズ６４ａによる再帰反射領域に比較して、高い再帰反射率を得ることができる。
【００８３】
図８に示すように、光検出手段７は、蛍光スクリーン３の励起光源５側の面と対向するように配置されており、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光を検出する。光検出手段７は、波長選択フィルタ７ａ、集光レンズ７ｂおよびフォトダイオード７ｃを有する。
【００８４】
波長選択フィルタ７ａは、再帰反射性ブラックストライプ６４からの再帰反射光が透過し、この再帰反射光の波長域以外の光を反射または吸収する特性を有する。集光レンズ７ｂは、波長選択フィルタ７ａを透過した再帰反射光をフォトダイオード７ｃの受光面上に集光する。フォトダイオード７ｃは入射光量に応じて出力値が変化するものであって、その出力信号（光検出手段７の出力信号）は、制御手段１に供給されている。
【００８５】
制御手段１は、第１の実施形態で説明した輝度調整の制御に加えて、励起光源５の発光タイミングを調整するための制御を行う。
【００８６】
図１０に、制御手段１の輝度調整および発光タイミング調整に係わる処理を行う部分の具体的な構成を示す。
【００８７】
図１０を参照すると、制御手段１は、輝度値算出部１１、輝度値記憶部１２、境界検出部１３、境界データ記憶部１４、および輝度／発光タイミング調整部１５を有する。輝度値算出部１１および輝度値記憶部１２は、第１の実施形態で説明したものと同じである。
【００８８】
光検出手段７の出力信号は、境界検出部１３に供給されている。境界検出部１３は、光検出手段７の出力信号に基づいて、蛍光スクリーン３上の蛍光体領域３１、３２、３３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界を検出する。
【００８９】
蛍光体領域３１、３２、３３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界は、例えば、光検出手段７の出力信号レベルが閾値を超えるタイミングと、出力信号レベルが閾値を下回るタイミングとから求めることができる。ここで、出力信号レベルが閾値を超えるタイミングは、蛍光スクリーン３上において、励起光のスポットが蛍光体領域から再帰反射性ブラックストライプ６４へ移動した場合の、蛍光体領域と再帰反射性ブラックストライプ６４の境界の通過タイミングに対応する。また、出力信号レベルが閾値を下回るタイミングは、蛍光スクリーン３上において、励起光のスポットが再帰反射性ブラックストライプ６４から蛍光体領域へ移動した場合の、再帰反射性ブラックストライプ６４と蛍光体領域の境界の通過タイミングに対応する。このような通過タイミングに基づいて、次回の走査時の蛍光体領域への照射タイミング（すなわち、励起光源５の発光タイミング）を得ることができる。
【００９０】
境界検出部１３は、画素毎に、蛍光体領域３１、３２、３３と再帰反射性ブラックストライプ６４との境界を検出し、その境界検出タイミング情報を、画素を識別する情報と対応付けて、境界位置データとして境界位置データ記憶部１４に格納する。
【００９１】
画像表示装置の起動時（キャリブレーション実行時）において、輝度／発光タイミング調整部１５は、一定強度の励起光で蛍光スクリーン３を走査するように励起光源５および走査手段４を制御する。そして、境界検出部１３が、各画素について境界位置データを作成し、それを境界位置データ記憶部１４に格納する。
【００９２】
輝度調整時において、輝度／発光タイミング調整部１５は、入力映像信号に基づいて、第１の実施形態で説明した輝度調整を行うとともに、ｎ回の走査のそれぞれにおいて、境界位置データ記憶部１４に格納された境界位置データを参照して励起光源５の発光タイミングを制御する。また、各画素におけるｎ回の走査のうちの少なくとも１つの走査において、境界検出部１３が、再帰反射性ブラックストライプ６４と蛍光体領域の境界を検出し、その検出結果に基づいて境界位置データ記憶部１４に格納されている境界位置データを更新する。
【００９３】
次に、本実施形態の画像表示装置において行われる輝度調整および発光タイミング制御の動作を具体的に説明する。
【００９４】
図１１は、輝度調整および発光タイミング制御が実行されるまでの動作の一手順を示すフローチャートである。
【００９５】
まず、輝度／発光タイミング調整部１５は、画像表示装置が起動されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。画像表示装置は、電源投入用のボタン（不図示）を備えており、輝度／発光タイミング調整部１５は、そのボタンが押下された否かによりステップＳ２０の判定を行う。
【００９６】
画像表示装置が起動されると、輝度／発光タイミング調整部１５が、一定強度の励起光で蛍光スクリーン３を走査するように励起光源５および走査手段４を制御する。そして、境界検出部１３が、各画素について境界位置データを作成し、それを境界位置データ記憶部１４に格納する（ステップＳ２１）。
【００９７】
次に、輝度／発光タイミング調整部１５は、映像信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２２）。映像信号が入力された場合は、輝度／発光タイミング調整部１５は、輝度調整および発光タイミング制御を実行する（ステップＳ２３）。
【００９８】
図１２は、輝度調整および発光タイミング制御の具体的な手順を示すフローチャートである。輝度調整についての動作は、図６に示した手順と同じであり、１画素当たりｎ回の走査が行われ、２回目以降の走査時に輝度調整が行われる。
【００９９】
輝度／発光タイミング調整部１５は、現在の走査回数を示すｋの値を０に設定する（ステップＳ３０）。
【０１００】
次に、輝度／発光タイミング調整部１５は、入力映像信号に基づいて、対応する画素の最終目標輝度値を決定し、境界位置データ記憶部１４から境界位置データを読み込む（ステップＳ３１）。そして、輝度／発光タイミング調整部１５は、保持している特性データを参照して、最終目標輝度値のｎ分の１の輝度値に対応する電力値を取得する（ステップＳ３２）。
【０１０１】
次に、輝度／発光タイミング調整部１５は、現在保持しているｋの値に１を加える（ステップＳ３３）。その後、輝度／発光タイミング調整部１５は、ステップＳ３２で取得した電力値に対応する電力が励起光源５に供給されるように駆動部６を制御するとともに、対応する画素が励起光源５からの励起光で走査されるように走査手段４を制御する。この走査において、輝度／発光タイミング調整部１５は、ステップＳ３１で読み込んだ境界位置データを参照して励起光源５の発光タイミングを制御する（ステップＳ３４）。
【０１０２】
次に、輝度値算出部１１が、光検出手段２の出力信号に基づいて、対応する画素から放出された蛍光の輝度値を取得し、その取得した輝度値を、対応する画素を識別する識別情報および走査回数の情報と対応付けて輝度値記憶部１２に格納する。さらに、境界検出部１３が、光検出手段７の出力信号に基づいて、対応する画素内の再帰反射性ブラックストライプと蛍光体領域との境界を検出し、その境界の検出結果に基づいて、境界位置データ記憶部１４に格納されている境界位置データを更新する（ステップＳ３５）。
【０１０３】
次に、輝度／発光タイミング調整部１５が、保持しているｋの値がｎに達したか否かを判定する（ステップＳ３６）。
【０１０４】
ｋの値がｎに達していない場合は、輝度／発光タイミング調整部１５は、保持している特性データを参照し、ステップＳ３２で取得した電力値から輝度値（Ｐ0）を算出し、この輝度値（Ｐ0）とステップＳ３５で取得した輝度値（Ｐ）とに基づいて、今回の走査における輝度効率ηを算出する。さらに、輝度／発光タイミング調整部１５は、輝度値記憶部１２から今回の走査までの積算輝度値を取得する（ステップＳ３７）。
【０１０５】
次に、輝度／発光タイミング調整部１５は、最終目標輝度値、輝度効率ηおよび積算輝度値に基づいて、次回の走査の目標輝度値を算出し、その目標輝度値から、保持している特性データを参照して次回の走査時の電力値を決定する。さらに、輝度／発光タイミング調整部１５は、ステップＳ３５で更新された境界位置データを記憶部１４から読み込む（ステップＳ３８）。
【０１０６】
ステップＳ３８を実行後は、ステップＳ３３に戻る。これ以降は、ｋの値がｎに達するまでステップＳ３３〜Ｓ３８の処理が繰り返される。この繰り返しにおいて、ステップＳ３４では、ステップＳ３２で取得した電力値に対応する電力を励起光源５に供給する処理に代えて、ステップＳ３８で取得した電力値に対応する電力を励起光源５に供給する処理が行われ、ステップＳ３１で読み込んだ境界位置データに代えて、ステップＳ３８で読み込んだ更新された境界位置データが用いられる。また、ステップＳ３７では、ステップＳ３２で取得した電力値に基づいて輝度値（Ｐ0）を取得する処理に代えて、ステップＳ３８で取得した電力値に基づいて輝度値（Ｐ0）を取得する処理が行われる。
【０１０７】
以上の輝度調整および発光タイミング制御によれば、各画素３０において、ｎ回の走査のそれぞれにおいて検出された輝度値の合計（積算輝度値）が最終目標輝度値となり、しかも、各画素３０の蛍光体領域に対して、励起光を適切なタイミングで照射することができる。よって、第１の実施形態のものよりも、蛍光画像の色純度の改善効果がさらに大きなものとなる。
【０１０８】
本実施形態の画像表示装置においても、輝度調整の動作および構成について、第１の実施形態のものと同様の変形を採用することができる。
【０１０９】
また、本実施形態の画像表示装置において、再帰反射性ブラックストライプと蛍光体領域との境界の検出および境界位置データの更新は、ｎ回の走査のうちの１回目の走査においてのみ行われてもよい。
【０１１０】
さらに、本実施形態の画像表示装置において、再帰反射性ブラックストライプに代えて、第１の実施形態で説明した、再帰反射性を有していないブラックストライプを用いてもよい。ただし、この場合は、境界の検出精度が低下する。
【０１１１】
以上説明した第１および第２の実施形態の画像表示装置は、本発明の一例であり、その構成および動作に関し、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者が理解し得る変更を加えることができる。
【０１１２】
例えば、第１または第２の実施形態の画像表示装置において、蛍光スクリーン３のブラックストライプ３４または再帰反射性ブラックストライプ６４はブラックマトリクスまたは再帰反射性ブラックマトリクスであってもよい。
【０１１３】
また、第１または第２の実施形態の画像表示装置において、光検出手段２は、赤色の蛍光を検出する第１の光検出手段と、緑色の蛍光を検出する第２の光検出手段と、青色の蛍光を検出する第３の光検出手段とから構成されてもよい。
【０１１４】
第１の光検出手段は、フォトダイオードと、赤色の蛍光を透過し、この赤色の波長域以外の光を反射または吸収する特性を有する波長選択フィルタと、この波長選択フィルタを透過した赤色の蛍光をフォトダイオードの受光面上に集光する集光レンズとを有する。
【０１１５】
第２の光検出手段は、フォトダイオードと、緑色の蛍光を透過し、この緑色の波長域以外の光を反射または吸収する特性を有する波長選択フィルタと、この波長選択フィルタを透過した緑色の蛍光をフォトダイオードの受光面上に集光する集光レンズとを有する。
【０１１６】
第３の光検出手段は、フォトダイオードと、青色の蛍光を透過し、この青色の波長域以外の光を反射または吸収する特性を有する波長選択フィルタと、この波長選択フィルタを透過した青色の蛍光をフォトダイオードの受光面上に集光する集光レンズとを有する。
【０１１７】
また、第１および第２の実施形態の画像表示装置において、走査の開始位置によっては、水平に並ぶ画素で走査回数が異なる場合がある。
【０１１８】
以下、走査方法によって、左右の画素で走査回数が異なる点および適切な走査回数について具体的に説明する。
【０１１９】
図１３から図１５に、蛍光スクリーン３の一部をビームが走査した場合の走査軌跡（図中の曲線）を示す。
【０１２０】
図１３Ａに示すように、水平方向（紙面内の横方向）に帯状の水平ブラックストライプ３４ｂにより区画された水平方向に延伸する各領域がそれぞれ、水平方向の蛍光体ライン（水平蛍光体ライン３６）を形成している。水平蛍光体ライン３６は、垂直方向（紙面内の縦方向）に延伸する帯状の蛍光体領域３１、３２、３３を有し、これら蛍光体領域３１、３２、３３は垂直ブラックストライプ３４ａで区画されている。
【０１２１】
ここで、蛍光体領域３１、３２、３３の水平方向の幅と垂直ブラックストライプ３４ａの水平方向の幅との比を１：１とし、蛍光体領域３1、３２、３３の垂直方向の幅と水平ブラックストライプ３４ｂの垂直方向の幅との比を５：１とし、ビームスポット３５の直径と垂直ブラックストライプ３４ａの水平方向の幅との比を１：１とする。
【０１２２】
このとき、水平蛍光体ライン３６と、垂直方向に隣接した２つの水平ブラックストライプ３４ｂにおける垂直方向の幅の半分で区切られた部分とで構成される領域を水平画素ライン３７とする。
【０１２３】
また、水平画素ライン３７において、蛍光体領域３１、３２、３３と、２つの垂直ブラックストライプ３４ａと、蛍光体領域３１の左側と蛍光体領域３３の右側の垂直ブラックストライプ３４ａの水平方向の幅の半分で区切られた部分とで構成される領域を画素３０とする。
【０１２４】
なお、ブラックマトリクスは、水平ブラックストライプ３４ｂと垂直ブラックストライプ３４aで構成されている。
【０１２５】
走査回数が最も少ない画素に対するビーム有効率に関し、１水平画素ライン３７当たりの走査回数として適切な回数を設定することで、ビーム有効率を大きくすることができる。ビーム有効率は、１水平画素ライン３７当たりｎ回の走査を行った場合、画素を通過する走査数をｎで割った値である。
【０１２６】
図１３Ａおよび図１３Ｂに、ブラックマトリクスにより区画された領域が蛍光体領域とされた蛍光スクリーン３に対して、１水平画素ライン３７当たり３回の走査を行った場合の走査軌跡を模式的に示す。
【０１２７】
図１３Ａの例では、水平画素ライン３７の上辺の中心から走査が開始される。
【０１２８】
１回目の走査において、ビームスポットは、水平ブラックストライプの領域内を左方向に移動し、蛍光スクリーン３の横幅（水平方向の幅）の１／４の長さ分を進んだところで水平蛍光体ライン３６の領域に入り、蛍光スクリーン３の左側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に向かって移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の、水平方向の中心線（基準線）をビームスポットが通過する点が、１回目の走査の終点である。
【０１２９】
２回目の走査において、ビームスポットは、１回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動し、蛍光スクリーン３の右側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に向かって移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の上記基準線をビームスポットが通過する点が、２回目の走査の終点である。
【０１３０】
３回目の走査において、ビームスポットは、２回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動し、蛍光スクリーン３の左側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域を右方向に蛍光スクリーン３の横幅の１／４の長さ分進んだところで、水平ブラックストライプ３４ｂの領域に入り引き続き右方向に移動する。水平ブラックストライプの領域における上記基準線をビームスポットが通過する点が、３回目の走査の終点である。なお、この終点が水平画素ライン３７の下辺の中心となる。
【０１３１】
図１３Ａの例から明らかなように、１つの水平画素ライン３７に３回の走査を行った場合、各画素３０内の蛍光体（３１，３２，３３）領域をビームスポット３５が通過する回数（有効走査数）は蛍光スクリーン３の左端から蛍光スクリーン３の横幅の１／４の領域では４回であり、その他の領域の画素は２回である。この場合、ビームの有効率は、左端から１／４の領域の画素３０では１３３％、その他の領域の画素３０では６７％となる。
【０１３２】
一方、図１３Ｂの例では、１つの水平画素ライン３７当たり３回の走査が行われるが、その走査の開始点を図１３Ａの例と異なり、水平画素ライン３７の上辺の右側の端部付近とする。
【０１３３】
１回目の走査において、ビームスポットは、上記の開始点から水平ブラックストライプ３４ｂの領域内を左方向に移動する。水平ブラックストライプ３４ｂの領域を蛍光スクリーンの横幅の１／４の長さ分進んだところで、水平蛍光体ライン３６の領域に入り、引き続き左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の左側端部近傍が１回目の走査の終点である。
【０１３４】
２回目の走査において、ビームスポットは、１回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の右側端部近傍が２回目の走査の終点である。
【０１３５】
３回目の走査において、ビームスポットは、２回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６を蛍光スクリーン３の横幅の３／４の長さ分進んだところで、水平ブラックストライプ３４ｂの領域に入り引き続き水平ブラックストライプ３４ｂの領域を左方向に直進する。水平ブラックストライプの領域の左側端部近傍が３回目の走査の終点である。なお、この終点が水平画素ライン３７の下辺の左側端部近傍となる。
【０１３６】
図１３Ｂの例において、１つの水平画素ライン３７当たり３回の走査を行った場合、各画素３０の蛍光体(３１，３２，３３)内をビームスポットが通過する回数（有効走査数）は蛍光スクリーン３の左端および右端から蛍光スクリーン３の横幅の１／４の領域では２回、その他中央部分の領域の画素は３回である。この場合、ビームの有効率は左端から１／４の領域と右端から１／４の領域の画素では６７％、その他の領域の画素では１００％となる。
【０１３７】
図１４Ａおよび図１４Ｂに、ブラックマトリクスにより区画された領域が蛍光体領域とされた蛍光スクリーンに対して、１水平画素ライン３７当たり４回の走査を行った場合の走査軌跡を模式的に示す。
【０１３８】
図１４Ａの例では、水平画素ライン３７の上辺の中心から走査が開始される。
【０１３９】
１回目の走査において、ビームスポットは、水平ブラックストライプの領域内を左方向に移動し、蛍光スクリーン３の横幅の１／３の長さ分を進んだところで水平蛍光体ライン３６の領域に入り、蛍光スクリーン３の左側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に向かって移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の、水平方向の中心線（基準線）をビームスポットが通過する点が、１回目の走査の終点である。
【０１４０】
２回目の走査において、ビームスポットは、１回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動し、蛍光スクリーン３の右側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に向かって移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の上記基準線をビームスポットが通過する点が、２回目の走査の終点である。
【０１４１】
３回目の走査において、ビームスポットは、２回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動し、蛍光スクリーン３の左側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に向かって移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の上記基準線をビームスポットが通過する点が、３回目の走査の終点である。
【０１４２】
４回目の走査において、ビームスポットは、３回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動し、蛍光スクリーン３の右側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６を左方向に蛍光スクリーン３の横幅の１／６の長さ分を進んだところで水平ブラックストライプ３４ｂの領域に入り、引き続き左方向に移動する。水平ブラックストライプ３４ｂの領域における上記基準線をビームスポットが通過する点が、４回目の走査の終点である。なお、この終点が水平画素ライン３７の下辺の中心になる。
【０１４３】
図１４Ａの例から明らかなように、１つの水平画素ライン３７当たり４回の走査を行った場合の、各画素３０内の蛍光体(３１，３２，３３)領域をビームスポットが通過する回数（有効走査数）は蛍光スクリーン３の左端から蛍光スクリーン３の横幅の１／６の領域と右端から１／６の領域の画素では４回、その他中央部分の領域の画素では３回である。この場合、ビームの有効率は左端から１／６の領域と右端から１／６の領域の画素では１００％、その他の領域の画素では７５％となる。
【０１４４】
一方、図１４Ｂの例では、１水平画素ライン３７当たり４回の走査が行われるが、その走査の開始点を図１４Ａの例と異なり、水平画素ライン３７の上辺の右側の端部付近とする。
【０１４５】
１回目の走査において、ビームスポットは、上記の開始点から水平ブラックストライプ３４ｂの領域を左方向に移動し、水平ブラックストライプ３４ｂの領域を蛍光スクリーン３の横幅の１／３の長さ分進んだところで、水平蛍光体ライン３６の領域に入り、引き続き左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の左側端部近傍が１回目の走査の終点である。
【０１４６】
２回目の走査において、ビームスポットは、１回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動する。水平蛍光体ライン３７の右側端部近傍が２回目の走査の終点である。
【０１４７】
３回目の走査において、ビームスポットは、２回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の左側端部近傍が３回目の走査の終点である。
【０１４８】
４回目の走査において、ビームスポットは、３回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動し、水平蛍光体ライン３６を水平スクリーン幅の２／３の長さ分進んだところで、水平ブラックストライプ３４ｂの領域内に入り、その後、水平ブラックストライプ３４ｂの領域内を右方向に移動する。水平ブラックストライプ３４ｂの右側端部近傍が４回目の走査の終点である。なお、この終点が水平画素ライン３７の下辺の左側端部近傍となる。
【０１４９】
図１４Ｂの例において、１つの水平画素ライン３７当たり４回の走査を行った場合、各画素３０の蛍光体(３１，３２，３３)領域内をビームスポットが通過する回数（有効走査数）は蛍光スクリーン３の左端から１／３の領域の画素では２回、その他の領域の画素では４回である。この場合、ビームの有効率は左端から１／３の領域の画素では５０％、その他の領域の画素は１００％となる。
【０１５０】
図１５Ａおよび図１５Ｂに、ブラックマトリクスにより区画された領域が蛍光体領域とされた蛍光スクリーンに対して、１水平画素ライン３７当たり６回の走査を行った場合の走査軌跡を模式的に示す。
【０１５１】
図１５Ａの例では、水平画素ライン３７の上辺の中心から走査が開始される。
【０１５２】
１回目の走査において、ビームスポットは、水平ブラックストライプ３４ｂの領域内を右方向に移動し、水平ブラックストライプ３４ｂと水平蛍光体ライン３６の境界付近にあたる蛍光スクリーン３の右側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に向かって移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の、水平方向の中心線（基準線）をビームスポットが通過する点が、１回目の走査の終点である。
【０１５３】
２回目の走査において、ビームスポットは、１回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動し、蛍光スクリーン３の左側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に向かって移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の上記基準線をビームスポットが通過する点が、２回目の走査の終点である。
【０１５４】
３回目の走査において、ビームスポットは、２回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動し、蛍光スクリーン３の右側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の上記基準線をビームスポットが通過する点が、３回目の走査の終点である。
【０１５５】
４回目の走査において、ビームスポットは、３回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動し、蛍光スクリーン３の左側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の上記基準線をビームスポットが通過する点が、４回目の走査の終点である。
【０１５６】
５回目の走査において、ビームスポットは、４回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動し、蛍光スクリーン３の右側端部において折り返され、その後、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の領域の上記基準線をビームスポットが通過する点が、５回目の走査の終点である。
【０１５７】
６回目の走査において、ビームスポットは、５回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動し、水平蛍光体ライン３６と水平ブラックストライプ３４ｂの境界付近にあたる蛍光スクリーン３の左側端部において折り返され、その後、水平ブラックストライプ３４ｂの領域内を右方向に移動する。水平ブラックストライプ３４ｂの領域の上記基準線をビームスポットが通過する点が、６回目の走査の終点である。
【０１５８】
図１５Ａの例から明らかなように、１水平画素ライン３７当たり６回の走査を行った場合の、各画素３０の蛍光体（３１，３２，３３）領域内をビームスポットが通過する回数（有効走査数）はいずれの画素も５回である。この場合、各画素のビーム有効率は約８３％となる。
【０１５９】
一方、図１５Ｂの例では、１つの水平画素ライン３７当たり６回の走査が行われるが、その走査の開始点が図１５Ａの例と異なり、水平画素ライン３７の上辺の右側の端部付近とする。
【０１６０】
１回目の走査において、ビームスポットは、上記の開始点から水平ブラックストライプ３４ｂの領域内を左方向に移動し、蛍光スクリーン３の横幅の１／２の長さ分を進んだところで水平蛍光体ライン３６の領域に入り、引き続き水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の左側端部近傍が１回目の走査の終点である。
【０１６１】
２回目の走査において、ビームスポットは、１回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の右側端部近傍が２回目の走査の終点である。
【０１６２】
３回目の走査において、ビームスポットは、２回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の左側端部近傍が３回目の走査の終点である。
【０１６３】
４回目の走査において、ビームスポットは、３回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の右側端部近傍が４回目の走査の終点である。
【０１６４】
５回目の走査において、ビームスポットは、４回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を左方向に移動する。水平蛍光体ライン３６の左側端部近傍が５回目の走査の終点である。
【０１６５】
６回目の走査において、ビームスポットは、５回目の走査の終点を開始点として、水平蛍光体ライン３６の領域内を右方向に移動し、蛍光スクリーン３の横幅の１／２の長さ分を進んだところで水平蛍光体ライン３６の領域に入り、水平ブラックストライプ３４ｂの領域内に入り、引き続き水平ブラックストライプ３４ｂの領域内を右方向に移動する。水平ブラックストライプ３４ｂの右側端部近傍が６回目の走査の終点である。なお、この終点が水平画素ライン３７の下辺の右側端部近傍となる。
【０１６６】
図１５Ｂの例において、１つの水平画素ライン３７当たり６回の走査を行った場合、各画素３０の蛍光体（３１，３２，３３）内をビームスポットが通過する回数（有効走査数）はスクリーンの左側半分の領域の画素では６回、右側半分の領域の画素は４回である。この場合、ビームの有効率は左側半分の領域の画素では１００％、右側半分の領域の画素は６７％となる。
【０１６７】
このように、走査の開始位置によっては、１つの水平画素ライン３７の左右の画素におけるビーム有効率が異なる場合がある。このような場合を考慮し、制御手段１が、各画素の有効走査回数を予め保持し、画素毎に、対応する有効走査回数に応じた輝度調整を行う。この有効走査回数に応じた輝度調整は、輝度調整の回数が多くなるが、スクリーン上の各画素の輝度の精度を高めることができる。
【０１６８】
また、制御手段１は、走査開始位置が水平画素ライン３７の上辺の端部、中央部に関わらず、画素の最小有効走査回数分のみビームを出力させ、画素上を最小有効回数分以上の走査では出力させないという輝度調整を行ってもよい。このように全ての画素におけるビームの出力回数を最小値で一定にすることで、上述した手法よりも出力処理時間を抑えることができる。
【０１６９】
また、図１３Ｂ、図１４Ｂおよび図１５Ｂに示した、走査開始位置を水平画素ライン３７の上辺の端部とする例から分かるように、水平画素ライン３７の、有効走査回数が最も少ない画素に着目すると、ビーム有効率に関して、１水平画素ライン３７当たりの走査回数には、最適な回数が存在することが分かる。
【０１７０】
図１６に、有効走査回数が最も少ない画素に着目した場合の、１水平画素ライン３７当たりの走査回数とビーム有効率の関係を示す。ここでも、蛍光体領域（３1、３２、３３）の水平方向の幅と垂直ブラックストライプ３４ａの水平方向の幅との比は１：１であり、蛍光体領域の垂直方向の幅と水平ブラックストライプ３４ｂの垂直方向の幅との比は５：１であり、ビームスポット径と垂直ブラックストライプ３４ａの水平方向の幅との比は１：１である。
【０１７１】
図１６から分かるように、１水平画素ライン３７当たりの走査回数を３回または６回以上とすることで、１水平画素ライン３７の各画素のビーム有効率の最小値を６７％程度以上にすることができる。
【０１７２】
また、第１および第２の実施形態において、制御手段１は、励起光源５から出力される励起光の強度を調整するために、励起光源５に供給される電力量を調整するが、これに代えて、励起光源５から出力された励起光の光路中に、その強度を調整できるような強度変調手段（例えば液晶デバイスを用いたもの）を設け、制御手段１が、その強度変調手段を制御するようにしてもよい。
【０１７３】
また、第１および第２の実施形態において、２番目以降のフレームにおいて、各画素における最初の輝度値を算出する際に、１回前のフレームを描画した際の輝度値の積算値を参照してもよい。
【０１７４】
さらに、第１および第２の実施形態において、画素３０は１つまたは複数の蛍光体領域を有していてもよい。
【符号の説明】
【０１７５】
１  制御手段
２  光検出手段
３  蛍光スクリーン
４  走査手段
５  励起光源
６  駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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