(57)【要約】【課題】プロジェクタ装置を用いて光線を走査する場合に、良好に画像を表示する。【解決手段】奇数フレームと偶数フレームとで構成される画像信号によりレーザ光線を変調して出射させ、出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで２次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させるものに適用される。走査としては、走査を行う際の奇数フレームの画像信号の走査軌跡（図５（ａ））と偶数フレームの画像信号の走査軌跡（図５（ｂ））とを反転させた位相に設定し、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置とした。【選択図】図５
2008009074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
奇数フレームと偶数フレームとで構成される画像信号を供給する画像信号供給部と、
前記画像信号供給部より供給される画像信号によりレーザ光線を変調して出射する光源部と、
前記光源部が出射するレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで２次元走査し、前記奇数フレームの画像信号の走査軌跡と前記偶数フレームの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置とする走査部と、
前記走査部により走査されたレーザ光線を投射する投射光学部とを備えることを特徴とする
表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記走査部により走査される各走査ラインの画像信号は、前記画像信号供給部に入力した画像信号の２つ又はそれ以上の複数の水平ラインの信号を所定の比率で加算して生成したことを特徴とする
表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の表示装置において、
前記画像信号の２つ又はそれ以上の複数の水平ラインの信号の所定の比率での加算により生成した画像信号は、前記走査部での正弦波に相当する走査軌跡上の画像信号であることを特徴とする
表示装置。
【請求項４】
奇数フレームと偶数フレームとで構成される画像信号によりレーザ光線を変調して出射させ、
前記出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで２次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させる表示方法であって、
前記走査を行う際の前記奇数フレームの画像信号の走査軌跡と前記偶数フレームの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置としたことを特徴とする
表示方法。
【請求項５】
奇数フィールドと偶数フィールドとで１フレームが構成される画像信号を供給する画像信号供給部と、
前記画像信号供給部より供給される画像信号によりレーザ光線を変調して出射する光源部と、
前記光源部が出射するレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで２次元走査し、前記奇数フィールドの画像信号の走査軌跡と前記偶数フィールドの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフィールドの描画開始位置を異なる位置とする走査部と、
前記走査部により走査されたレーザ光線を投射する投射光学部とを備えることを特徴とする
表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の表示装置において、
前記走査部により走査される各走査ラインの画像信号は、前記画像信号供給部に入力した画像信号の２つ又はそれ以上の複数の水平ラインの信号を所定の比率で加算して生成したことを特徴とする
表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の表示装置において、
前記画像信号の２つ又はそれ以上の複数の水平ラインの信号の所定の比率での加算により生成した画像信号は、前記走査部での正弦波に相当する走査軌跡上の画像信号であることを特徴とする
表示装置。
【請求項８】
奇数フィールドと偶数フィールドとで１フレームが構成される画像信号によりレーザ光線を変調して出射させ、
前記出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで２次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させる表示方法であって、
前記走査を行う際の前記奇数フィールドの画像信号の走査軌跡と前記偶数フィールドの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフィールドの描画開始位置を異なる位置としたことを特徴とする
表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザ光源から出射したレーザ光線の往復走査を行う走査デバイスを使用して走査して、画像をスクリーンに表示するプロジェクタ装置に適用して好適な表示装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーンに画像を投影するため、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式のプロジェクタ装置が実用化されていた。ＬＣＤ方式のプロジェクタ装置は、光源からの光を、画像表示を行うＬＣＤパネルで透過又は反射させて、その透過又は反射した光をスクリーン上に投影するものである。これに対して近年、プロジェクタ装置の小型化を実現するため、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスなどの共振型光スキャナを用いて、スクリーン上で２次元走査を行う技術が提案されている。この場合には、光源としてレーザ光を使用し、そのレーザ光を画像信号で直接変調した上で、変調されたレーザ光を共振型光スキャナで２次元走査する構成とされる。
【０００３】
プロジェクタ装置の光源としてレーザ光源を用いると、従来よりも光源の大きさを小さくできる。このため、従来、プロジェクタ装置で光源として用いられた、キセノンランプや超高圧水銀ランプ等の大型の光源をレーザ装置に置き換えることで、プロジェクタ装置全体の大きさを小さくすることができるようになった。
【０００４】
特許文献１には、半導体レーザを用いてスクリーンに画像を表示させる技術について記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３５７７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、共振型光スキャナを用いたレーザ光線の水平走査は、正弦波で行われる。そして、レーザ光線が水平走査する方向は、片側方向ではなく、往復方向である。このため、レーザ光線が描く走査線は、方向によって異なる傾きとなる。ここで、図９を参照して、従来の走査によって描かれる走査線の傾きの例について説明する。共振型光スキャナを用いて水平走査すると、正弦波１周期分のレーザ光線の走査線のうち、前半周期の走査線Ｔ１は右下がりとなり、後半周期の走査線Ｔ２は左下がりとなる。このため、スクリーンの右端部Ｒ１における走査線の上下の間隔が密となる。一方、スクリーンの左端部Ｌ１における走査線の上下の間隔が粗となる。また、レーザ光線の水平走査は往復方向で行われるため、走査線は、走査線Ｔ１，Ｔ２と同じパターンを繰り返す。すると、右端部Ｒ２における走査線の上下の間隔が疎となる。一方、スクリーンの左端部Ｌ２における走査線の上下の間隔が密となる。
【０００６】
この結果、スクリーンの中央部では、上下の走査線の間隔がほぼ一定であるため、意図した解像度が得られる。しかしながら、スクリーンの左右端部では走査線の上下の間隔が粗密の偏りができるため、意図した解像度の約半分の解像度しか得られなくなってしまう。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、プロジェクタ装置を用いて光線を走査する場合に、良好に画像を表示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、奇数フレームと偶数フレームとで構成される画像信号によりレーザ光線を変調して出射させ、出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで２次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させるものに適用される。
走査としては、走査を行う際の奇数フレームの画像信号の走査軌跡と偶数フレームの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置とした。
【０００９】
このようにしたことで、偶数フレームの走査線と奇数フレームの走査線とで、異なる位置を走査するようになる。
【００１０】
また、本発明は、奇数フィールドと偶数フィールドとで１フレームが構成される画像信号によりレーザ光線を変調して出射させ、出射されるレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで２次元走査し、走査されたレーザ光線を投射して表示させるものに適用される。
走査としては、走査を行う際の奇数フィールドの画像信号の走査軌跡と偶数フィールドの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定し、それぞれのフィールドの描画開始位置を異なる位置とした。
【００１１】
このようにしたことで、偶数フィールドの走査線と奇数フィールドの走査線とで、異なる位置を走査するようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、偶数フレームの走査線と奇数フレームの走査線とで、異なる位置を走査するので、各フレームで同じ位相で走査させる場合に比べて、スクリーン上を密に走査するようになり、表示画像の解像度を向上させることができる。特に、スクリーンの左右端部における解像度の劣化を抑えることができるという効果がある。
【００１３】
また、偶数フィールドの走査線と奇数フィールドの走査線とで、異なる位置を走査するので、各フィールドで同じ位相で走査させる場合に比べて、スクリーン上を密に走査するようになり、表示画像の解像度を向上させることができる。特に、スクリーンの左右端部における解像度の劣化を抑えることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態を、図１〜図５を参照して説明する。本実施の形態では、レーザ装置から出射したレーザ光線をスクリーン上に走査して、画像を表示させるプロジェクタ装置に適用した例としてある。
【００１５】
まず、プロジェクタ装置１００の全体構成例について、図１を参照して説明する。プロジェクタ装置１００は、画像信号に変換処理を施す画像信号供給装置１を備え、画像信号供給装置１で変換された画像信号を、レーザ光線を出射する光源２に供給し、レーザ光線の変調処理が施される。光源２は、例えば半導体レーザ装置である。光源２が出射するレーザ光線は、主軸と、主軸に直交する副軸の２軸で走査する構成の２軸ＭＥＭＳスキャナ１０によって反射される。２軸ＭＥＭＳスキャナ１０で反射されたレーザ光線は、レンズ、ミラー等で構成される投影光学系３を介して、２次元平面のスクリーン４上に投影して、画像を映し出す。２軸ＭＥＭＳスキャナ１０は、主軸上にスキャンミラーを備えてあり、水平走査と垂直走査を行う。主軸の走査方向７は、スクリーン４の水平方向であり、正弦波５の水平共振振動が行われる。この水平共振振動は、画像信号の水平周波数に同期して行われる。副軸の走査方向８は、スクリーン４の垂直方向であり、鋸波６の垂直共振振動が行われる。この垂直共振振動は、画像信号の垂直周波数に同期して行われる。
【００１６】
本例のプロジェクタ装置１００は、２軸ＭＥＭＳスキャナ１０によって、光源２が出射するレーザ光線を、画像の水平方向の振動と垂直方向の振動とで２次元走査する。そして、奇数フレームの画像信号の走査軌跡と偶数フレームの画像信号の走査軌跡とを反転させた位相に設定する。さらに、２軸ＭＥＭＳスキャナ１０によって、それぞれのフレームの描画開始位置を異なる位置とする。こうして、奇数フレームと、奇数フレームの位相を反転させた偶数フレームの走査によって、画像を表示させる。奇数フレームの走査と偶数フレームの走査の詳細については後述する。
【００１７】
次に、２軸ＭＥＭＳスキャナ１０の外部構成例について、図２を参照して説明する。２軸ＭＥＭＳスキャナ１０は、レーザ光線を反射するスキャンミラー１８と、スキャンミラー１８を支持する四角形状の内枠部１９と、内枠部１９を支持する四角形状の外枠部２０と、内枠部１９を電磁駆動させる副軸電磁駆動用マグネット１１ａ，１１ｂとで構成される。スキャンミラー１８と、内枠部１９とは互いに直交する方向を軸として振動する。本例では、内枠部１９を振動させる軸を副軸とし、スキャンミラー１８を振動させる軸を主軸としている。副軸電磁駆動用マグネット１１ａ，１１ｂは、外枠部２０を挟みこむように構成される。
【００１８】
外枠部２０には、内枠部１９を支持する副軸トーションバー１２ａ，１２ｂが内枠部１９の回転軸方向に形成される。副軸トーションバー１２ａ，１２ｂは、内枠部１９を左右にそれぞれ一定の角度だけねじれるよう支持する部材であり、外枠部２０と一体形成してある。
【００１９】
外枠部２０の対角線方向の頂点付近には、電流の入出力部となる副軸電極１４ａ，１４ｂを備える。副軸電極１４ａに接続された導電性の導線が、内枠部１９を支持する副軸トーションバー１２ａを介して、内枠部１９に敷設される。内枠部１９に配された導線は、内枠部１９の縁に沿って数ターンの副軸電磁駆動用コイル１３を形成する。そして、導線は、副軸トーションバー１２ｂを介して、副軸電極１４ｂに接続される。
【００２０】
内枠部１９は、交流電圧（駆動周波数は、例えば６０Ｈｚとする。）が、図示しない交流電源から副軸電極１４ａ，１４ｂに印加されることで、電磁力が発生し、副軸トーションバー１２ａ，１２ｂのねじれ作用によって、振動する。副軸の駆動方式は電磁式であり、振動方式は非共振式であり、振動波形は鋸波である。
【００２１】
外枠部２０は、副軸電極１４ａ，１４ｂの対角線方向とは異なる対角線方向の頂点付近に、主軸電極１５ａ，１５ｂを備える。主軸電極１５ａから図示しない導電性の導線が、内枠部１９を支持する副軸トーションバー１２ｂを介して、内枠部１９に接続される。
【００２２】
内枠部１９は、スキャンミラー１８を支持する主軸トーションバー１６ａ，１６ｂをスキャンミラー１８の回転軸方向に設ける。主軸トーションバー１６ａ，１６ｂは、スキャンミラー１８を左右にそれぞれ一定の角度だけねじれるよう支持する部材であり、内枠部１９と一体形成してある。主軸トーションバー１６ａ，１６ｂの両側には、櫛の歯のような形状とした、微細な電極である回動側電極１７ａ，１７ｂが形成される。
【００２３】
さらに、それぞれの回動側電極１７ａ，１７ｂに噛み合わせるように、櫛の歯のような形状とした、微細な電極の固定側電極が内枠部１９に形成される。内枠部１９に接続された導線は、副軸トーションバー１２ｂを介して、主軸電極１５ｂに接続される。
【００２４】
ほぼ、楕円形状のスキャンミラー１８は、例えばシリコンで形成された保持基板の表面に、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の酸化層と、シリコン等の半導体膜を順に積層したＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板から、保持基板と酸化層とを選択的に取り除いた半導体膜によって形成される。この半導体膜の平坦面が、光の入射面となるスキャンミラー１８として用いられる。スキャンミラー１８の平坦面には、反射率を高めるために、例えばアルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）などの反射膜が形成される。
【００２５】
スキャンミラー１８の共振周波数とほぼ一致する交流電圧（駆動周波数は、例えば１６ｋＨｚとする。）が、図示しない交流電源から主軸電極１５ａ，１５ｂに印加されることで、スキャンミラー１８は駆動する。そして、主軸トーションバー１６ａ，１６ｂのねじれ作用によって振動する。主軸の駆動方式は静電式であり、振動方式は共振式であり、振動波形は正弦波である。
【００２６】
次に、画像信号を光源２に供給する画像信号供給装置１の構成例について、図３を参照して説明する。まず、図示しない画像信号源から画像信号が画像信号供給装置１に供給される。画像信号供給装置１は、画像信号の入力部として入力部２１を備えており、入力した画像信号を、所定の変換処理を施す水平方向変換部２２に供給する。水平方向変換部２２は、供給された画像信号に対し、アフィン変換等の処理を施す。
【００２７】
水平方向変換部２２で処理が施された画像信号は、ＦＩＦＯ（First In First Out）方式で、ラインバッファ２６に格納される。ラインバッファ２６には、水平方向のデータラインを構成する１ラインのピクセル数と同じ個数（ｎ個）だけ、領域［１］〜領域［ｎ］が設けられている。水平方向変換部２２が出力した画像信号は、ラインバッファ２６の領域［ｎ］に格納される。ラインバッファ２６の領域［ｎ］に格納された画像信号は、後続の画像信号がラインバッファ２６に格納されるにつれて、領域［ｎ−１］，［ｎ−２］，…の順に領域［１］まで移動する。こうして、１ライン分の画像信号がラインバッファ２６に保存される。画像信号の取り出しは、領域［１］から行われる。水平方向変換部２２から出力される画像信号と、ラインバッファ２６の領域［１］から取り出される画像信号は、乗算器３１ａ，３２ｂに供給して、後述する係数Ａ，Ｂが乗じられる。係数Ａ，Ｂが乗じられた画像信号は、加算器３２で加算され、後述するラインバッファ２７，２８に供給される。
【００２８】
また、垂直方向のデータライン数を数える垂直方向ラインカウンタ２３を備える。垂直方向ラインカウンタ２３は、レーザ光線が走査する垂直方向のライン数を、スクリーンの上端部から数える。垂直方向ラインカウンタ２３の出力は、水平方向ピクセルカウンタ２４に供給し、レーザ光線が走査する水平方向のピクセルの位置を数える。
【００２９】
本実施の形態においては、奇数フレーム又は偶数フレームを走査する走査線は、走査線に隣り合う２本のデータラインを基準として輝度を調整する構成としてある。輝度を調整するために、垂直方向ラインカウンタ２３が数えた垂直方向のライン数と、水平方向ピクセルカウンタが数えた水平方向のピクセル数から、走査する位置に対応する適切な輝度を得るための係数Ａ，ＢがＡ／Ｂ係数テーブル２５に格納される。Ａ／Ｂ係数テーブル２５は、係数Ａ，Ｂを乗算器３１ａ，３２ｂに供給する。
【００３０】
水平方向に往復走査すると、右下がり、又は左下がりに走査線が描かれる。本例では、レーザ光線が走査する方向に応じてピクセルの並びを入れ替えるために、２系統のラインバッファ２７，２８を用意する。ラインバッファ２７には、走査線を右下がりに出力させる画像信号を格納し、ラインバッファ２８には、走査線を左下がりに出力させる画像信号を格納する。画像信号を光源２に出力する出力部２９は、ラインバッファ２７，２８毎に、画像信号を格納した領域を指定する出力ポインタ２９ａを移動させて、画像信号を読み出す。このとき、水平方向ピクセルカウンタ２４は、ラインバッファ２７，２８に対してそれぞれ水平ポインタ３０ａ，３０ｂを移動させて、レーザ光線が走査する水平方向のピクセルの位置を数える。出力ポインタ２９ａの切り換えは、ラインバッファ切り換え部２９ｂによって行われる。レーザ光線が走査する方向に応じて、読み出されるラインバッファ２７，２８が切り換えられる。
【００３１】
次に、スクリーン４に描かれる走査線の例について、図４と図５を参照して説明する。本例の画像信号供給装置１は、隣接する２本のデータラインから生成した画像信号を用いて奇数フレームの走査線と偶数フレームの走査線を生成する。図４は、データラインと走査線の関係について、偶数フレームの走査線を示す。水平方向の実線はデータラインを表し、複数の点は偶数フレームの走査線上に生成されたピクセルを表す。左下がりの走査線を形成するピクセル群ｐ１は、データラインｄ１，ｄ２の画像信号を元にして生成される。
【００３２】
次に、スクリーン４に描かれる走査線の例について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、奇数フレームの走査線の例を示す。図５（ｂ）は、偶数フレームの走査線の例を示す。
【００３３】
奇数フレームの走査線である図５（ａ）では、一点鎖線の波形を走査線ｓ１として示す。走査線ｓ１は、スクリーン４の左右両端を振幅とする正弦波形を描く。走査線ｓ１は、スクリーン４の左上隅にある走査線ｓ１の走査開始位置ｃ１から、走査を開始し、右端に下り、左端に下る正弦波形を繰り返す。
【００３４】
破線で示す水平なデータラインｄ１，ｄ２には、画像を構成するピクセルが存在する。ここで、データラインｄ１にピクセルＧ１が存在し、データラインｄ２にピクセルＧ２が存在すると仮定する。このように仮定すると、走査線ｓ１には、ピクセルＧ２に対応する水平方向の位置に実際に表示されるピクセルが乗る。本例では、走査線ｓ１に乗るピクセルをピクセルａ１とする。ピクセルａ１は、データラインｄ２のピクセルＧ２を元にして算出されるピクセルである。ただし、ピクセルａ１は、正弦波の走査線ｓ１に乗るため、ピクセルＧ２の位置とずれた場所に位置することとなる。
【００３５】
偶数フレームの走査線である図５（ｂ）では、実線の波形を走査線ｓ２として示す。走査線ｓ２は、一点鎖線の走査線ｓ１に対して半周期分だけ遅れる。スクリーン４の右上隅にある走査線ｓ２の走査開始位置ｃ２から、走査を開始し、左端に下り、右端に下る正弦波形を繰り返す。
【００３６】
破線で示す、水平なデータラインｄ１，ｄ２には、画像を構成するピクセルが存在する。また、データラインｄ１にピクセルＧ１が存在し、データラインｄ２にピクセルＧ２が存在すると仮定する。このように仮定すると、走査線ｓ２には、ピクセルＧ２に対応する水平方向の位置に実際に表示されるピクセルが乗る。本例では、走査線ｓ２に乗るピクセルをピクセルａ１′とする。ピクセルａ１′は、データラインｄ２のピクセルＧ２を元にして算出されるピクセルである。ただし、ピクセルａ１′は、正弦波の走査線ｓ２に乗るため、ピクセルＧ２の位置とずれた場所に位置することとなる。
【００３７】
本例の画像信号供給装置１は、走査線で表示されるピクセルの輝度を、隣接した複数のデータラインのピクセルデータに基づいて設定する。このため、図５（ａ）では、ピクセルａ１に対する、ピクセルＧ１とピクセルＧ２からの距離に対応する値を、それぞれ係数Ａ，Ｂとして、Ａ／Ｂ係数テーブル２５に格納する。ここで、係数Ａ，Ｂは、データラインｄ１とデータラインｄ２から、走査線ｓ１に乗るピクセルの輝度を求めるための内分比に相当する。同様に、図５（ｂ）では、ピクセルａ１′に対する、ピクセルＧ１とピクセルＧ２からの距離に対応する値を、それぞれ係数Ｂ，Ａとして、Ａ／Ｂ係数テーブル２５に格納する。
【００３８】
図５（ａ）では、ピクセルａ１は、データラインｄ１の近傍にある。しかし、図５（ｂ）では、ピクセルａ１′は、データラインｄ２の近傍にある。ここで、走査線ｓ１による奇数フレームの走査後、走査線ｓ２による偶数フレームの走査を行うことを想定する。このとき、画像信号に処理を施さない場合、同じ画像の同じピクセルを表示させるにもかかわらず、ピクセルは、ピクセルａ１からピクセルａ１′の位置に移動したように見えるため、ちらつきが生じてしまう。さらに、ピクセルａ１は、データラインｄ１の近傍に位置しているため、ピクセルＧ１と輝度が違うと、ちらつきが目立ってしまう。
【００３９】
このようなちらつきを生じさせないため、走査線上ｓ１、ｓ２に表示されるピクセルａ１，ａ１′の輝度を調整する。
【００４０】
次に、本例の画像信号供給装置１を用いて行う、画像信号の変換処理の例について説明する。
【００４１】
まず、スキャンミラー１８を共振駆動させる場合、水平方向の偏向量は正弦波で与えられる。このため、一定のクロック数で走査線を描くと、各ピクセルの間隔が一定にはならない。このため、水平方向変換部２２は、ピクセルの水平方向の各位置を演算する。
【００４２】
水平方向変換部２２の演算処理は、以下のように行われる。１周期の間のピクセルクロック数をＬとすると、スクリーン４の左側を基準としたＸクロック目の水平方向の位置は、
Ｌ／２（１−ｃｏｓ（２πＸ／Ｌ））
で与えられる。ここで、
ｍ＝｛Ｌ／２（１−ｃｏｓ（２πＸ／Ｌ））｝の整数部、
ｎ＝｛Ｌ／２（１−ｃｏｓ（２πＸ／Ｌ））｝の小数点以下の値
と定義する。すると、ピクセルの位置は、
ＯＵＴ（Ｘ）＝（１−ｎ）×IＮ（ｍ）＋ｎ×IＮ（ｍ＋１）
として計算される。ただし、IＮ（）は入力される画像信号を表す。ＯＵＴ（）は出力される画像信号を表す。
【００４３】
レーザ光線を往復走査させると、クロック数が一定のため、スクリーン４の左右両端付近はピクセルの密度が高まる。このため、スクリーン４の中心部付近よりも左右両端部付近の輝度が高くなってしまう。このような輝度の偏りを解消するため、水平方向変換部２２で、各ピクセルの輝度を、ｓｉｎ（２πＸ／Ｌ）倍する。こうして、各ピクセルの輝度を均一にし、輝度の偏りを解消することができる。
【００４４】
次に、奇数フレームの走査線ｓ１にピクセルを乗せる処理例について説明する。水平ラインのうち、ラインバッファ２６の領域［１］から取り出した画像信号に、Ａ／Ｂ係数テーブル２５から取り出した係数Ａが乗算器３１ｂで乗じられる。一方、ラインバッファ２６の領域［１］に対応する１ライン後の画像信号（水平方向変換部２２から供給される。）に対して、Ａ／Ｂ係数テーブル２５から取り出した係数Ｂが乗算器３１ａで乗じられる。Ａ／Ｂ係数テーブル２５に格納される係数Ａ，Ｂは、走査線が描かれる方向に応じて入れ替わる。そして、係数が乗じられた、ラインバッファ２６から取り出した画像信号と、１ライン後の画像信号が加えられる。加算された画像信号は、１ライン分の領域［１］〜領域［ｎ］を設けたラインバッファ２７，２８に、領域［ｎ］から順に格納される。
【００４５】
画像信号を読み出す出力部２９は、ラインバッファ２７の領域、又は、ラインバッファ２８の領域毎に、出力ポインタ２９ａを移動させて、それぞれの領域に格納された画像信号を読み出し、出力する。
【００４６】
走査線ｓ１を右下がりに描く場合、ラインバッファ２７の領域［ｎ］に出力ポインタ２９ａを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ２７の領域［ｎ−１］，…，領域［２］，領域［１］の順に、画像信号を読み出して、走査線ｓ１を描く。
【００４７】
一方、走査線ｓ１を左下がりに描く場合、ラインバッファ切り換え部２９ｂを動作させて、ラインバッファ２８を読み出すように出力ポインタ２９ａを切り換える。そして、ラインバッファ２８の領域［１］に出力ポインタ２９ａを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ２８の領域［２］，…，領域［ｎ−１］，領域［ｎ］の順に、画像信号を読み出して、走査線ｓ１を描く。
【００４８】
次に、偶数フレームの走査線ｓ２にピクセルを乗せる処理例について説明する。水平ラインのうち、ラインバッファ２６の領域［１］から取り出した画像信号に、Ａ／Ｂ係数テーブル２５から取り出した係数Ｂが乗じられる。一方、１ライン後の領域［１］に対応する画像信号に対して、Ａ／Ｂ係数テーブル２５から取り出した係数Ａが乗じられる。そして、係数が乗じられた、ラインバッファ２６から取り出した画像信号と、１ライン後の画像信号が加えられる。加算された画像信号は、１ライン分の領域［１］〜領域［ｎ］を設けたラインバッファ２７，２８に、領域［ｎ］から順に格納される。
【００４９】
走査線ｓ２を描く場合、走査線ｓ１とは逆の順序となる。まず、走査線ｓ２を左下がりに描く場合、ラインバッファ２８の領域［１］に出力ポインタ２９ａを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ２８の領域［２］，…，領域［ｎ−１］，領域［ｎ］の順に、画像信号を読み出して、走査線ｓ２を描く。
【００５０】
一方、走査線ｓ２を右下がりに描く場合、ラインバッファ切り換え部２９ｂを動作させて、ラインバッファ２７を読み出すように出力ポインタ２９ａを切り換える。そして、ラインバッファ２７の領域［ｎ］に出力ポインタ２９ａを移動させ、画像信号を読み出す。さらに、ラインバッファ２７の領域［ｎ−１］，…，領域［２］，領域［１］の順に、画像信号を読み出して、走査線ｓ２を描く。
【００５１】
走査線ｓ１，ｓ２を描く場合、ラインバッファ２７，２８からデータを読み出した順に、次のデータラインに対応する画像信号を格納する。こうして、走査線を左右方向に滞りなく描くことができる。
【００５２】
走査線の位相を反転させるには、スキャンミラー１８に供給される電圧の周波数を検出する図示しない検出部を設けて、画像信号供給装置１に検出結果を知らせるようにする。検出したスキャンミラー１８の周波数振動と、出力部２９から読み出す画像信号とを対応させて、光源２からレーザ光線を出射することで、位相を反転させて奇数フレームと偶数フレームの走査線を描くことができる。
【００５３】
以上説明した第１の実施の形態においては、走査線を往復走査するために、ラインバッファ２６を挟むことで、画像信号の出力を１ライン分だけ遅らせている。そして、ラインバッファ２６に格納された画像信号と、水平方向変換部２２から供給された画像信号とを、Ａ／Ｂ係数テーブル２５から読み出した係数を乗じ、加算することで、右下がりと、左下がりの走査線を形成するようにした。そして、走査線に隣接するデータラインの輝度情報を元に、走査線の輝度を調整するようにしたため、スクリーンに投影した画像のちらつきを抑えることができるという効果がある。
【００５４】
また、奇数フレームの画像を走査した後、奇数フレームの位相を反転させて、偶数フレームを走査するようにした。こうすることによって位相が１８０度異なる２つのフレームで走査されるため、左右両端部の解像度を向上させることができるという効果がある。また、画像を明るく表示させることができるという効果がある。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図６〜図８を参照して説明する。本実施の形態においても、レーザ光源から出射したレーザ光線をスクリーン上に走査して、画像を表示させるプロジェクタ装置に適用した例としてある。プロジェクタ装置と２軸ＭＥＭＳスキャナの全体構成例については、既に説明した第１の実施の形態と同様の構成としてあるため、詳細な説明を省略する。
【００５６】
本例の画像信号を生成する画像信号供給装置４０の内部構成例について、図６を参照して説明する。本例の画像信号供給装置４０は、２ライン分のラインバッファを備えて、走査線に隣接する３本のデータラインから、走査線に乗るピクセルを生成する。図示しない画像信号源画像信号が画像信号供給装置４０に供給される。画像信号供給装置４０は、画像信号の入力部として入力部４１を備えており、入力した画像信号を、所定の変換処理を施す水平方向変換部４２に供給する。水平方向変換部４２は、供給された画像信号に対し、アフィン変換等の処理を施す。
【００５７】
水平方向変換部４２で処理が施された画像信号は、ＦＩＦＯ（First In First Out）方式で、ラインバッファ４６ａに格納される。ラインバッファ４６ａと、後述するラインバッファ４６ｂには、水平方向のデータラインを構成する１ラインのピクセル個数と同じ個数（ｎ個）だけ、領域［１］〜領域［ｎ］が設けられている。水平方向変換部４２が出力した画像信号は、ラインバッファ４６ａの領域［ｎ］に格納される。領域［ｎ］に格納された画像信号は、後続の画像信号がラインバッファ４６ａに格納されるにつれて、領域［ｎ−１］，［ｎ−２］，…の順に領域［１］まで移動する。こうして、１ライン分の画像信号が一時的にラインバッファ４６ａに保存される。画像信号の取り出しは、ラインバッファ４６ａの領域［１］から行われる。
【００５８】
本例の画像信号供給装置４０は、２ライン分のデータラインを格納するため、ラインバッファ４６ｂを備える。ラインバッファ４６ｂも、ラインバッファ４６ａと同様に、水平方向のデータラインを構成する１ラインのピクセル個数と同じ個数（ｎ個）だけ、領域［１］〜領域［ｎ］が設けられている。ラインバッファ４６ａから取り出された画像信号は、ラインバッファ４６ｂの領域［ｎ］に格納される。領域［ｎ］に格納された画像信号は、後続の画像信号がラインバッファ４６ｂに格納されるにつれて、領域［ｎ−１］，［ｎ−２］，…の順に領域［１］まで移動する。こうして、１ライン分の画像信号が一時的にラインバッファ４６ｂに保存される。画像信号の取り出しは、ラインバッファ４６ｂの領域［１］から行われる。
【００５９】
水平方向変換部４２から出力される画像信号と、ラインバッファ４６ａの領域［１］から取り出される画像信号に対して、乗算器５１ａ，５１ｂに格納された、後述する係数Ａ，Ｂが乗じられる。係数Ａ，Ｂが乗じられた画像信号は、加算器５２で加算され、後述するラインバッファ４７，４８に供給される。
【００６０】
同様に、ラインバッファ４６ａの領域［１］から取り出される画像信号と、ラインバッファ４６ｂの領域［１］から取り出される画像信号に対して、乗算器５１ｂ，５１ｃに格納された、後述する係数Ｂ，Ｃが乗じられる。係数Ｂ，Ｃが乗じられた画像信号は、加算器５２で加算され、後述するラインバッファ４７，４８に供給される。
【００６１】
垂直方向のデータライン数を数える垂直方向ラインカウンタ４３は、レーザ光線が走査する垂直方向のライン数を、スクリーンの上端部から数える。一方、水平方向のピクセル数を数える水平方向ピクセルカウンタ４４は、レーザ光線が走査する水平方向のピクセルの位置を数える。
【００６２】
奇数フレーム又は偶数フレームを走査する走査線は、走査線に隣り合う２本のデータラインを基準として輝度が調整される。輝度を調整するために、垂直方向ラインカウンタ４３が数えた垂直方向のライン数と、水平方向ピクセルカウンタが４４数えた水平方向のピクセル数から、走査する位置に対応する適切な輝度を得るための係数Ａ，Ｂ，ＣがＡ／Ｂ／Ｃ係数テーブル４５に格納される。Ａ／Ｂ／Ｃ係数テーブル４５は、係数Ａ，Ｂを乗算器５１ａ，５２ｂに供給し、係数Ｂ，Ｃを乗算器５２ｂ，５２ｃに供給する。
【００６３】
次に、スクリーン４に描かれる走査線の例について、図７と図８を参照して説明する。本例の画像信号供給装置４０は、隣接する３本のデータラインから生成した画像信号を用いて奇数フレームの走査線と偶数フレームの走査線を生成する。図７は、データラインと走査線の関係について、偶数フレームの走査線を示す。水平方向の実線はデータラインを表し、複数の点は偶数フレームの走査線上に生成されたピクセルを表す。左下がりの走査線の後半部と、右下がりの走査線の前半部のピクセル群ｐ１２は、データラインｄ１２，ｄ１３の画像信号を元にして生成される。右下がりの走査線の後半部と、左下がりの走査線の前半部のピクセル群ｐ１１は、データラインｄ１１，ｄ１２の画像信号を元にして生成される。
【００６４】
レーザ光線で往復走査すると、右下がり、又は左下がりに走査線が描かれる。そして、走査線の方向に応じてピクセルの並びを入れ替えるために、２系統のラインバッファ４７，４８を用いる。ラインバッファ４７には、ピクセル群ｐ１１、ｐ１２の右下がりへ出力させる画像信号を格納する。ラインバッファ４８には、ピクセル群ｐ１１、ｐ１２の左下がりへ出力させる画像信号を格納する。画像信号を光源に出力する出力部４９は、ラインバッファ４７，４８毎に、画像信号を格納した領域を指定する出力ポインタ４９ａにより、画像信号を読み出す。出力ポインタ４９ａの切り換えは、ラインバッファ切り換え部４９ｂによって行われ、読み出されるラインバッファ４７，４８が切り換えられる。
【００６５】
ここで、画像信号の変換処理の例について説明する。ここで、ラインバッファ４６ａには、データラインｄ１２に相当する画像信号が格納され、ラインバッファ４６ｂには、データラインｄ１１に相当する画像信号が格納される。水平方向変換部４２では、データラインｄ１３に相当する画像信号が変換されている。
【００６６】
まず、ピクセル群ｐ１１に相当する画像信号を演算するときにはラインバッファ４６ａから読み出された画像信号に係数Ｂが乗じられ、ラインバッファ４６ｂから読み出された画像信号に係数Ｃが乗じられる。そして、水平方向変換部４２から供給される画像信号に係数Ａが乗じられる。係数Ａ，Ｂ，Ｃが乗じられた画像信号が加算されて、ラインバッファ４７もしくは４８に格納される。このとき、係数Ａの値は、０である。
【００６７】
そして、ピクセル群ｐ１２に相当する画像信号を演算するときにはラインバッファ４６ａから読み出された画像信号に係数Ｂが乗じられ、ラインバッファ４６ｂから読み出された画像信号に係数Ｃが乗じられる。そして、水平方向変換部４２から供給される画像信号に係数Ａが乗じられる。係数Ａ，Ｂ，Ｃが乗じられた画像信号が加算されて、ラインバッファ４７もしくは４８に格納される。このとき、係数Ｃの値は、０である。
【００６８】
本例では、図５のピクセル群ｐ１１、ｐ１２の画像信号をラインバッファ４７，４８に格納する例について説明したが、以降の画像信号を格納する処理についても同様に行われる。
【００６９】
ここで、スクリーンに描かれる走査線の例について、図８を参照して説明する。一点鎖線と実線はともに走査線を表し、スクリーンの左右両端を振幅とする正弦波形を描く。一点鎖線の波形は、奇数フレームの走査線ｓ１１を示す。走査線ｓ１１は、スクリーンの左上隅にある走査線ｓ１１の走査開始位置ｃ１１から、走査を開始し、右端に下り、左端に戻る正弦波形を繰り返す。一方、実線の波形は、偶数フレームの走査線ｓ１２を示す。走査線ｓ１２は、一点鎖線の波形に対して半周期分だけ遅れており、スクリーンの右上隅にある走査線ｓ１２の走査開始位置ｃ１２から、走査を開始し、左端に下り、右端に戻る正弦波形を繰り返す。
【００７０】
走査線ｓ１１の右下がりの後半部から左下がりの前半部にかけて描く場合、ラインバッファ４８の領域［ｎ］に出力ポインタ４９ａを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ４８の領域［ｎ−１］，…，領域［２］，領域［１］の順に、画像信号を読み出して、走査線ｓ１１を描く。
【００７１】
一方、走査線ｓ１１の左下がりの後半部から右下がりの前半部にかけて描く場合、ラインバッファ切り換え部４９ｂを動作させて、出力ポインタ４９ａをラインバッファ４７に切り換える。そして、ラインバッファ４７の領域［ｎ］に出力ポインタ４９ａを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ４７の領域［ｎ−１］，…，領域［２］，領域［１］の順に、画像信号を読み出して、走査線ｓ１１を描く。
【００７２】
走査線ｓ１２の左下がりの後半部から右下がりの前半部にかけて描く場合、ラインバッファ４８の領域［ｎ］に出力ポインタ４９ａを移動させ、画像信号を読み出す。そして、ラインバッファ４８の領域［ｎ−１］，…，領域［２］，領域［１］の順に、画像信号を読み出して、走査線ｓ１２を描く。
【００７３】
一方、走査線ｓ１２の右下がりの後半部から左下がりの前半部にかけて描く場合、ラインバッファ切り換え部４９ｂを動作させて、出力ポインタ４９ａをラインバッファ４７に切り換える。そして、ラインバッファ４７の領域［ｎ］に出力ポインタ４９ａを移動させ、画像信号を読み出す。さらに、ラインバッファ４７の領域［ｎ−１］，…，領域［２］，領域［１］の順に、画像信号を読み出して、走査線ｓ１２を描く。
【００７４】
そして、ラインバッファからデータを読み出した順に、次のデータラインに対応する画像信号をラインバッファに格納する。こうして、走査線を左右方向に滞りなく描くことができる。
【００７５】
走査線の位相を反転させるには、スキャンミラーに供給される電圧の周波数を検出する、図示しない検出部を設けて、画像信号供給装置４０に検出結果を知らせるようにする。検出したスキャンミラーの周波数振動と、出力部４９から読み出す画像信号とを対応させて、光源からレーザ光線を出射することで、位相を反転させて走査線を描くことができる。
【００７６】
以上説明した第２の実施の形態においては、走査線を往復走査するために、ラインバッファ４６ａ，４６ｂを挟んで、画像信号の出力を最大２ライン分だけ遅らせている。そして、ラインバッファ４６ａ，４６ｂに格納された画像信号と、水平方向変換部４２から供給された画像信号とを、Ａ／Ｂ／Ｃ係数テーブル４５から読み出した係数を乗じ、加算することで、右下がりと、左下がりの走査線を描くようにした。また、奇数フレームの画像を走査した後、奇数フレームの位相を半周期分だけ遅らせて、偶数フレームの画像を走査するようにした。こうすることによって、フレームは、位相が１８０度異なる２つのフレームで構成されるため、左右両端部の解像度を向上させるとともに、画像を明るく表示させることができるという効果がある。
【００７７】
以上説明した第１と第２の実施の形態によれば、スクリーン４の左右両端付近での解像度の低下を抑えるため、フレーム毎に走査を開始する水平方向の位置（位相）を変化させる。こうすることで、スクリーン４の左右両端付近の解像度を上げることができるという効果がある。
【００７８】
また、フレーム毎に走査を開始する水平方向の位置（位相）を変化させる場合、隣接する２ラインもしくは３ラインの画像信号を元にして、各々のラインからの距離に応じて輝度情報等を比例按分して、各ピクセルの信号を生成して表示させる。こうすることで表示するピクセルの位置がフレームによってずれてしまい、表示が不自然になってしまうような不具合を回避できるという効果がある。
【００７９】
また、水平方向変換処理部で行われる水平方向変換処理を行うことで、スキャンミラーが共振して走査する振幅の大部分を使用することができる。このため、同じ明るさの光源を用いたプロジェクタ装置と比較した場合、より明るく表示することができるという効果がある。
【００８０】
なお、上述した第１と第２の実施の形態では、２軸ＭＥＭＳスキャナを用いて水平走査、垂直走査を行ったが、走査する方向を入れ替えても同じように動作させることができる。例えば、垂直方向に正弦波振動させ、水平方向に鋸波振動させたとしても上述した第１と第２の実施の形態と同様の機能、効果を得ることができる。
【００８１】
また、上述した第１と第２の実施の形態では、プロジェクタ装置に適用し、２軸ＭＥＭＳスキャナを用いて垂直走査と水平走査を行うようにしたが、その他の形態の表示装置を用いて走査を行うようにしてもよい。他の形態の装置で走査を行っても、上述した第１と第２の実施の形態と同様の機能、効果が得られることは言うまでもない。
【００８２】
また、上述した第１と第２の実施の形態では、係数テーブル格納した係数を用いて輝度の調整を行うようにしたが、他にも、色相、彩度等についても調整を行ってもよい。このようにすることで、画像をより滑らかに表示できるという効果がある。
【００８３】
また、上述した第１と第２の実施の形態では、隣接する２ラインもしくは３ラインの画像信号を元に走査線上に乗せる画像信号を生成したが、３ラインより多くのデータラインを用いて画像信号を生成するようにしてもよい。このようにすることで一層、高精細な画像が得られるという効果がある。
【００８４】
また、１フレームを同じ画像で構成される二つのフィールドに分割して奇数フィールドと偶数フィールドで走査する位相を反転してもよい。このようにすると、偶数フィールドの走査線と奇数フィールドの走査線とで、異なる位置を走査することができる。このため、各フィールドで同じ位相で走査させる場合に比べて、スクリーン上を密に走査するようになり、表示画像の解像度を向上させることができる。特に、スクリーンの左右端部における解像度の劣化を抑えることができるという効果がある。また、一層フリッカの少ない画像が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタ装置の例を示した外部構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における２軸ＭＥＭＳスキャナの例を示した外部構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像信号供給装置の例を示した内部構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるデータラインと走査線の例を示した説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における奇数フレームと偶数フレームの走査線の例を示した説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における画像信号供給装置の例を示した内部構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるデータラインと走査線の例を示した説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における奇数フレームと偶数フレームの走査線の例を示した説明図である。
【図９】従来の走査線の例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１…画像信号供給装置、２…光源、３…投影光学系、４…スクリーン、５…正弦波、６…鋸歯、７…主軸走査方向、８…副軸走査方向、１０…２軸ＭＥＭＳスキャナ、１１ａ，１１ｂ…副軸電磁駆動用マグネット、１２ａ，１２ｂ…副軸トーションバー、１３…副軸電磁駆動用コイル、１４ａ，１４ｂ…副軸電極、１５ａ，１５ｂ…主軸電極、１６ａ，１６ｂ…主軸トーションバー、１７ａ，１７ｂ…回動側電極、１８…スキャンミラー、１９…内枠部、２０…外枠部、２１…入力部、２２…水平方向変換部、２３…垂直方向ラインカウンタ、２４…水平方向ピクセルカウンタ、２５…Ａ／Ｂ係数テーブル、２６，２７，２８…ラインバッファ、２９…出力部、２９ａ…出力ポインタ、２９ｂ…ラインバッファ切り換え部、３０ａ，３０ｂ…水平ポインタ、３１ａ，３１ｂ…乗算器、３２…加算器、４１…入力部、４２…水平方向変換部、４３…垂直方向ラインカウンタ、４４…水平方向ピクセルカウンタ、４５…Ａ／Ｂ／Ｃ係数テーブル、４６ａ，４６ｂ，４７，４８…ラインバッファ、４９…出力部、４９ａ…出力ポインタ、４９ｂ…ラインバッファ切り換え部、５０ａ，５０ｂ…水平ポインタ、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…乗算器、５２…加算器、１００…プロジェクタ装置
【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】
2008009074.tif 000008
【図７】
2008009074.tif 000009
【図８】
2008009074.tif 000010
【図９】
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