(57)【要約】【課題】表示画面上に生じる輝度と色の不均一性を低減でき、コンパクトに構成することができる画像生成装置、画像表示装置、画像表示方法、及びかかる補正を行なう光変調素子調整装置を提供する。【解決手段】画像表示装置１０１において、光源部２と、照明光学系３と、光変調部４と、空間フィルタ５（ＳＦＴ）と、光投射部６と、スクリーン８とに加えて、光検出装置１５が設けられている。光検出装置１５は、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂにおける各画素素子の変調特性のバラツキ及び照明条件により表示された輝度と色の不均一性を検出する。光検出装置１５で検出した信号に基づいて、表示される色と輝度の不均一性を低減する最適な駆動電圧を求める。【選択図】図１２
2004157522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を変調させる光変調素子と、
入力信号に応じて、前記光変調素子を駆動する駆動回路と、
前記入力信号から生成され、前記光変調素子を駆動するための初期駆動信号を生成する初期駆動信号生成回路と、
前記初期駆動信号に応じて前記光変調素子から射出される変調光の目標光強度と、前記駆動信号に応じて射出される変調光の強度から、前記目標光強度に対応する前記各光変調素子の駆動信号の値を求め、該求められた駆動信号を前記駆動回路に入力する補正手段と
を有する画像生成装置。
【請求項２】
光源と、
印加された駆動信号に応じて変位又は変形する複数の電極を有し、前記電極は隣接する電極と段差を形成し、前記複数の電極の一方の面に入射された前記光源からの照明光を、前記段差に応じて変調させ、前記変調光を線状に配列し、１次元画像を結像する複数の光変調素子と、
前記変調光が照射され、画像を形成する画像表示手段と、
入力信号に応じて、前記光変調素子の電極に前記駆動信号を印加し駆動する駆動回路と、
入力信号から生成され、前記光変調素子を駆動するための初期駆動信号を生成する初期駆動信号生成回路と、
前記初期駆動信号生成回路と前記駆動回路との間に設けられ、前記初期駆動信号に応じて前記光変調素子から射出される変調光の目標光強度と、前記駆動信号に応じて射出される変調光の強度から、前記目標光強度に対応する前記各光変調素子の駆動信号の値を求め、該求められた駆動信号を前記駆動回路に入力する補正手段と
を有する画像表示装置。
【請求項３】
前記光変調素子から射出される変調光を測定可能な位置に脱着自在に設置され、前記各光変調素子から射出される変調光の強度を測定し、前記各光変調素子に印加される駆動信号と前記各光変調素子から前記駆動信号に応じて射出される変調光の強度との関係を示す前記各光変調素子の変調特性を求める測定手段と
をさらに有する請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光変調素子から射出される変調光を測定可能な位置に脱着自在に設置され、前記各光変調素子から射出される変調光の強度を測定し、前記各光変調素子に印加される駆動信号と前記各光変調素子から前記駆動信号に応じて射出される変調光の強度との関係を示す前記各光変調素子の変調特性を求める測定手段と
をさらに有し、
前記補正手段は、求められた前記各光変調素子の変調特性から、前記初期駆動信号に応じて射出される前記目標光強度に対応する前記各光変調素子の前記駆動信号の値を求める
請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記初期駆動信号と、前記初期駆動信号に応じて射出される変調光の前記目標光強度との関係である目標変調特性を求め、前記駆動信号に対する前記目標光強度を設定する
請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記光源は、赤色、緑色、及び青色の単色光源を含み、
前記光変調素子は、前記単色光源から照射される単色照明光を変調する複数の光変調素子がそれぞれ配列されてなる第１の光変調素子アレイと、第２の光変調素子アレイと、第３の光変調素子アレイとを含む
請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記測定手段は、単色光源から照射される単色照明光を変調する複数の前記光変調素子が配列された複数の光変調素子アレイにおいて射出される変調光の強度から各光変調素子の変調特性を求め、
前記補正手段は、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子の前記変調特性から、前記初期駆動信号に応じて設定される前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子の目標光強度に対応する駆動信号の値を求める
請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記補正手段は、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子の目標変調特性を求め、前記目標光強度を設定する
請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光源は、光変調素子アレイ毎に前記単色照明光を前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子に同時に照射する第１の照明手段を有し、
前記補正手段は、電圧値を第１の変化範囲内に変化させて第１のテスト信号を生成し、前記駆動回路を介して前記各光変調素子に印加する
請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記測定手段は、光変調素子アレイ毎に単色照明光を同時に照射する第１の照明手段によって照射された各光変調素子アレイを構成する各光変調素子が第１のテスト信号の電圧値に応じて射出した変調光の光強度を測定し、前記各光変調素子の変調特性を求め、
前記補正手段は、該求められた各光変調素子の変調特性を用いて、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子から射出された変調光の光強度と光変調素子位置との関係を示す色毎の照明プロファイルを求める
請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記色毎の照明プロファイルから、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子の目標変調特性を求める
請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、
前記色毎の照明プロファイルから、赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求め、
前記各光変調素子アレイにおける前記白色輝度分布の最小値を、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子において実現する白色の目標最大輝度とし、所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とから、前記光変調素子の目標変調特性を求める
請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記補正手段は、
前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子を、光変調素子の位置によって、複数のグループに分割し、
前記色毎の照明プロファイルから、前記グループに分割された各光変調素子の目標変調特性をそれぞれ個別に求める
請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記補正手段は、
前記色毎の照明プロファイルから、赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求め、
所定のグループに分割された前記光変調素子における白色輝度分布の最小値を、前記光変調素子の白色の目標最大輝度とし、所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とから、前記各光変調素子グループにおける光変調素子の目標変調特性を求める
請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記光源は、光変調素子アレイ毎に前記単色照明光を前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子に同時に照射する第１の照明手段と、光変調素子毎に前記単色照明光を前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子に照射する第２の照明手段とを有し、
前記補正手段は、前記第１の照明手段と前記第２の照明手段により、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子の変調特性と、前記各光変調素子アレイにおける照明プロファイルとを個別に求める
請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記第２の照明手段が、前記各光変調素子アレイにおける各光変調素子を照射するとき、
前記補正手段は、電圧値が第１の変化範囲内に変化する第１のテスト信号を生成し、前記駆動回路を介して前記各光変調素子に印加し、
前記測定手段は、前記第２の照明手段によって照射された各光変調素子が前記第１のテスト信号の電圧値に応じて射出した変調光の光強度を測定し、前記各光変調素子の変調特性を求める
請求項１５に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記第１の照明手段が、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子を照射するとき、
前記補正手段は、電圧値が第２の変化範囲内に変化する第２のテスト信号を生成し、前記駆動回路を介して前記各光変調素子に印加する
請求項１５に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
測定手段は、前記第１の照明手段によって照射された各光変調素子アレイの各光変調素子が前記第２のテスト信号の電圧値に応じて変形または変位し、射出した変調光の光強度を測定し、
前記補正手段は、該測定された各光変調素子からの変調光の光強度から、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子の照明プロファイルを求める
請求項１７に記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記補正手段は、前記個別に求められた各光変調素子の変調特性及び前記色毎の照明プロファイルから、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子の目標変調特性を求める
請求項１８に記載の画像表示装置。
【請求項２０】
前記補正手段は、
前記各光変調素子の変調特性及び前記色毎の照明プロファイルから、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求め、
前記各光変調素子アレイにおける白色輝度分布の最小値を、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子において実現する白色の目標最大輝度とし、
所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とから、前記光変調素子の目標変調特性を求める
請求項１９に記載の画像表示装置。
【請求項２１】
前記補正手段は、
前記各光変調素子アレイを構成する前記光変調素子を、光変調素子の位置によって、複数のグループに分割し、
前記各光変調素子の変調特性及び前記色毎の照明プロファイルから、グループに分割された前記光変調素子の目標変調特性をそれぞれ個別に求める
請求項１９に記載の画像表示装置。
【請求項２２】
前記補正手段は、
前記各光変調素子の変調特性及び前記色毎の照明プロファイルから、赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求め、
所定のグループに分割された前記光変調素子における白色輝度分布の最小値を、光変調素子において実現する白色の目標最大輝度とし、
所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とから、前記各光変調素子グループにおける光変調素子の目標変調特性を求める
請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２３】
前記赤色光源から射出された照明光は、前記緑色光源から射出された照明光、及び前記青色光源から射出された照明光と直交する方向に射出する
請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項２４】
前記各単色光源からの単色照明光の断面の形状を線状に変換し、前記第１の光変調素子アレイと、第２の光変調素子アレイと、第３の光変調素子アレイにそれぞれ照射する照明光学系と
をさらに有する請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項２５】
前記各照明光学系において、
照明光の断面を成形する第１の成形手段と、
前記第１の成形手段の後に設けられ、前記第１の成形手段に成形された照明光を収束する第１の収束レンズと、
前記第１の収束レンズで収束された照明光を前記各光変調素子アレイに偏向する第１の偏向ミラーと
を有する請求項２４に記載の画像表示装置。
【請求項２６】
前記第１の光変調素子アレイの各光変調素子に変調される赤色の変調光と、前記第２の光変調素子アレイの各光変調素子に変調される緑色の変調光と、前記第３の光変調素子アレイの各光変調素子に変調される青色の変調光とを合成する色合成手段と
をさらに有する請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項２７】
前記色合成手段において、
前記第１の光変調素子アレイの各光変調素子に変調される赤色の変調光と、前記第２の光変調素子アレイの各光変調素子に変調される緑色の変調光とを合成する第１の色合成フィルタと、
前記第３の光変調素子アレイの各光変調素子に変調される青色の変調光と、前記第１の色合成フィルタから射出される光とを合成する第２の色合成フィルタと
を有する請求項２６に記載の画像表示装置。
【請求項２８】
前記各光変調素子により変調され、１次元画像を表示する表示用光と画像表示に用いない非表示用光とを分離する表示光分離手段と
をさらに有する請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項２９】
前記各光変調素子において、照明光学系からの照明光が回折され、複数の次数の回折光を含む変調光が射出され、
前記表示光分離手段において、前記表示用光として、前記変調光から±１次回折光が分離される
請求項２８に記載の画像表示装置。
【請求項３０】
前記表示光分離手段において、
前記複数の次数の回折光を含む変調光を反射する凹面ミラーと、
前記凹面反射ミラーと対向して配置され、前記凹面反射ミラーから反射された回折光のうちの前記非表示用光を透過させる開口部が設けられ、前記凹面反射ミラーから反射された回折光のうちの前記表示用光を再び前記凹面反射ミラーへ反射する凸面反射ミラーと
を有する請求項２８に記載の画像表示装置。
【請求項３１】
前記表示光分離手段に分離された前記表示用光の断面を線状にする第２の成形手段と、
前記表示光分離手段により分離された前記表示用光を前記第２の成形手段に偏向する第２の偏向ミラーと
を有する請求項２８に記載の画像表示装置。
【請求項３２】
前記変調光の強度を測定する前記測定手段の前に、表示用光の断面を線状にする第２の成形手段が設置され、
前記測定手段において、前記各光変調素子からの変調光を測定し、該各光変調素子からの変調光の光強度に応じた電気信号を生成する光測定器と、
光軸上に設置され、前記複数の光変調素子の各々からの変調光を前記光測定器へ偏向する第３の偏向ミラーと、
前記光測定器と前記第３の偏向ミラーとの間に配置され、前記第３の偏向ミラーで反射された光を収束する第２の収束レンズと
を有する請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項３３】
前記入力信号に応じて回転し、表示用光を画像表示手段に走査し、前記画像表示手段に２次元画像を形成する走査手段と、
表示光の断面を線状にする第２の成形手段から射出された表示用光を前記走査手段に投射する投射光学系と
を有する請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項３４】
印加された該駆動信号に応じて変位又は変形する複数の電極を有し、前記電極は隣接する電極と段差を形成し、前記複数の電極の一方の面に入射された光源からの照明光を、前記段差に応じて変調させる複数の光変調素子から射出され、線状に配列されて１次元画像を結像する前記変調光を、平面上に走査し、２次元画像を表示する画像表示方法であって、
画像を表示する前に、入力信号から生成された初期駆動信号に応じて前記光変調素子により射出される前記変調光の目標光強度と、前記駆動信号に応じて射出される変調光の光強度から、該目標光強度に対応する前記各光変調素子の前記駆動信号の値を求める駆動信号補正工程と、
画像を表示する時に、前記求められた駆動信号を前記各光変調素子に印加し、前記各光変調素子を駆動する工程と
を有する画像表示方法。
【請求項３５】
前記駆動信号補正工程において、
前記各光変調素子からの変調光を測定し、前記各光変調素子の変調特性を求める第１の工程と、
求められた前記各光変調素子の変調特性から、前記初期駆動信号に応じて射出される前記目標光強度に対応する前記各光変調素子の前記駆動信号の値を求める第２の工程と
を有する請求項３４に記載の画像表示方法。
【請求項３６】
前記光源は、赤色、緑色、及び青色の単色光源を含み、
前記光変調素子は、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源からの単色照明光をそれぞれ変調する、複数の光変調素子がそれぞれ配列されてなる第１の光変調素子アレイと、第２の光変調素子アレイと、第３の光変調素子アレイとを含む
請求項３４に記載の画像表示方法。
【請求項３７】
前記第１の工程は、単色光源からの単色照明光をそれぞれ変調し、複数の光変調素子が配列されてなる複数の光変調素子アレイにおける各光変調素子の変調特性を求める工程を有し、
前記第２の工程は、求められた前記色毎の各光変調素子の変調特性から、前記初期駆動信号に応じて、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子から射出される変調光の前記目標光強度に対応する駆動信号の値を求める工程を有する
請求項３５に記載の画像表示方法。
【請求項３８】
前記第２の工程は、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子の目標変調特性を求め、前記目標光強度を設定する工程を有する
請求項３７に記載の画像表示方法。
【請求項３９】
前記第１の工程において、
前記各単色光源は、単色照明光を前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子に同時に照射し、
前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子の変調特性を求め、
前記第２の工程において、
求められた前記各光変調素子の変調特性より、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子から射出された変調光の光強度と光変調素子位置との関係を示す色毎の照明プロファイルを求める
請求項３７に記載の画像表示方法。
【請求項４０】
前記第１の工程は、
電圧値が第１の範囲内に変化する第１のテスト信号を生成し、前記各光変調素子に印加する工程と、
前記第１のテスト信号の電圧値に応じた前記各光変調素子からの変調光の光強度を測定する工程と
を有する請求項３９に記載の画像表示方法。
【請求項４１】
前記第２の工程は、前記色毎の照明プロファイルから、前記各光変調素子アレイにおける光変調素子の目標変調特性を求める工程を有する
請求項３９に記載の画像表示方法。
【請求項４２】
前記第２の工程は、
前記色毎の照明プロファイルから、赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求める工程と、
前記各光変調素子アレイにおける前記白色輝度分布の最小値を、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子において実現する白色の目標最大輝度とする工程と、
所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とから、前記光変調素子の目標変調特性を求める工程と
を有する請求項４１に記載の画像表示方法。
【請求項４３】
前記第２の工程は、
前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子を、光変調素子の位置によって、複数のグループに分割する工程と、
前記色毎の照明プロファイルから、グループに分割された前記光変調素子の目標変調特性を個別に求める工程と
を有する請求項４１に記載の画像表示方法。
【請求項４４】
前記第２の工程は、
前記色毎の照明プロファイルから、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求める工程と、
所定のグループに分割された前記光変調素子における白色輝度分布の最小値を、光変調素子の白色の目標最大輝度とし、所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とを用い、前記光変調素子の目標変調特性を求める工程と
を有する請求項４３に記載の画像表示方法。
【請求項４５】
前記第１の工程において、
画像を表示する前に、光変調素子毎に前記各単色光源からの単色照明光を前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子に照射し、光変調素子から射出される変調光を測定し、光変調素子の変調特性を求める第３の工程
を有する請求項３７に記載の画像表示方法。
【請求項４６】
前記第３の工程は、
電圧値が第１の範囲内に変化する第１のテスト信号を前記各光変調素子に印加する工程と、
前記第１のテスト信号の電圧値に応じて前記各光変調素子から射出される変調光の光強度を測定し、前記各光変調素子の変調特性を求める工程と
を有する請求項４５に記載の画像表示方法。
【請求項４７】
前記第１の工程は、
画像を表示する際に、光変調素子アレイ毎に前記各単色光源からの照明光を前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子に同時に照射し、前記各光変調素子の照明プロファイルを求める第４の工程
を有する請求項３７に記載の画像表示方法。
【請求項４８】
前記第４の工程は、
電圧値が第２の範囲内に変化する第２のテスト信号を生成し、前記駆動回路を介して前記各光変調素子に印加する工程と、
前記第２のテスト信号の電圧値に応じて各光変調素子から射出される変調光の光量を測定し、前記色毎の照明プロファイルを求める工程と
を有する請求項４７に記載の画像表示方法。
【請求項４９】
前記第２の工程は、前記各光変調素子の変調特性および前記色毎の照明プロファイルから、前記各光変調素子アレイにおける光変調素子の目標変調特性を求める工程
を有する請求項３９に記載の画像表示方法。
【請求項５０】
前記第２の工程は、
前記各光変調素子の変調特性および前記色毎の照明プロファイルから、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求める工程と、
前記各光変調素子アレイにおける前記白色輝度分布の最小値を、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子において実現する白色の目標最大輝度とする工程と、
所定の変調特性関数と、前記白色の目標最大輝度とを用い、前記光変調素子の目標変調特性を求める工程と
を有する請求項４９に記載の画像表示方法。
【請求項５１】
前記第２の工程は、
前記各光変調素子アレイにおける複数の光変調素子を、光変調素子の位置によって、複数のグループに分割する工程と、
前記各光変調素子の変調特性および前記色毎の照明プロファイルから、グループに分割された光変調素子の目標変調特性を個別に求める工程と
を有する請求項４９に記載の画像表示方法。
【請求項５２】
前記第２の工程は、
前記各光変調素子の変調特性および前記色毎の照明プロファイルから、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求める工程と、
前記各光変調素子グループにおける白色輝度分布の最小値を、前記光変調素子の白色の目標最大輝度とし、所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とを用い、前記各光変調素子グループにおける光変調素子の目標変調特性を求める工程と
を有する請求項５１に記載の画像表示方法。
【請求項５３】
光源と、
印加された駆動信号に応じて変位又は変形する複数の電極を有し、前記電極は隣接する電極と段差を形成し、前記複数の電極の面に入射された前記光源からの照明光を、前記段差に応じて変調させて前記変調光を線状に配列し、１次元画像を結像する複数の光変調素子と、
入力信号に応じて、前記各光変調素子の電極に前記駆動信号を印加し駆動する駆動回路と、
入力信号から生成され、前記光変調素子を駆動するための初期駆動信号を生成する初期駆動信号生成回路と、
前記光変調素子から射出された変調光を測定可能な位置に脱着自在に設置され、前記各光変調素子から射出された変調光の強度を測定し、前記各光変調素子に印加される駆動信号と前記各光変調素子から射出される変調光の光強度との関係である前記各光変調素子の変調特性を求める測定手段と、
前記初期駆動信号生成回路と前記駆動回路との間に設けられ、測定された前記各光変調素子の前記変調特性と、前記初期駆動信号に応じて前記光変調素子により射出される変調光の目標光強度から、該目標光強度に対応する前記各光変調素子の前記駆動信号の値を求め、該求められた駆動信号を前記駆動回路に入力する補正手段と
を有する光変調素子調整装置。
【請求項５４】
前記補正手段は、前記初期駆動信号と前記初期駆動信号に応じて前記光変調素子により射出される変調光の目標光強度との関係である目標変調特性を求め、前記目標光強度を設定する
請求項５３に記載の光変調素子調整装置。
【請求項５５】
前記測定手段は、前記各光変調素子からの変調光の強度を測定し、測定された光強度に応じた電気信号を生成する光測定器と
を有する請求項５３に記載の光変調素子調整装置。
【請求項５６】
前記測定手段は、前記各光変調素子からの変調光を前記光測定器へ偏向する偏向ミラーと
を有する請求項５５に記載の光変調素子調整装置。
【請求項５７】
前記光源は、赤色、緑色、及び青色の単色光源を含み、
前記光変調素子は、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源からの単色照明光をそれぞれ変調する、複数の光変調素子がそれぞれ配列されてなる第１の光変調素子アレイと、第２の光変調素子アレイと、第３の光変調素子アレイとを含む
請求項５３に記載の光変調素子調整装置。
【請求項５８】
前記測定手段は、単色光源からの単色照明光を変調し、複数の光変調素子が配列された複数の光変調素子アレイにおける各光変調素子の変調光の変調特性を求め、
前記補正手段は、求められた変調特性から、前記初期駆動信号に応じて前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子から射出される変調光の前記目標値光強度に対応する駆動信号の値を求める
請求項５３に記載の光変調素子調整装置。
【請求項５９】
前記補正手段は、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子の目標変調特性を求め、前記目標光強度を設定する
請求項５８に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６０】
前記光源は、光変調素子アレイ毎に前記単色照明光を前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子に同時に照射する第１の照明手段を有し、
前記補正手段は、電圧値が第１の変化範囲内に変化する第１のテスト信号を生成し、前記駆動回路を介して前記各光変調素子に印加する
請求項５８に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６１】
前記測定手段は、光変調素子アレイ毎に前記単色照明光を光変調素子に同時に照射する前記第１の照明手段によって照射され、前記第１のテスト信号の電圧値に応じて射出される変調光の光強度を測定し、前記各光変調素子の変調特性を求め、
前記補正手段は、求められた各光変調素子の変調特性から、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子から射出される変調光の光強度と光変調素子位置との関係を示す色毎の照明プロファイルを求める
請求項５８に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６２】
前記補正手段は、前記色毎の照明プロファイルから、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子の目標変調特性を求める
請求項６１に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６３】
前記補正手段は、
前記色毎の照明プロファイルから、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求め、
前記各光変調素子アレイにおける前記白色輝度分布の最小値を、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子において実現する白色の目標最大輝度とし、所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とを用い、前記光変調素子の目標変調特性を求める
請求項６２に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６４】
前記補正手段は、
前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子を、光変調素子の位置によって、複数のグループに分割し、
前記色毎の照明プロファイルから、グループに分割された光変調素子の目標変調特性をそれぞれ個別に求める
請求項６２に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６５】
前記補正手段は、
前記色毎の照明プロファイルから、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求め、
所定のグループに分割された前記光変調素子における白色輝度分布の最小値を、前記光変調素子の白色の目標最大輝度とし、所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とから、前記各光変調素子グループにおける光変調素子の目標変調特性を求める
請求項６４に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６６】
前記光源は、光変調素子アレイ毎に前記単色照明光を前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子に同時に照射する第１の照明手段と、光変調素子毎に前記単色照明光を前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子に照射する第２の照明手段とを有し、
前記補正手段において、前記第１の照明手段と前記第２の照明手段により、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子の変調特性と、前記各光変調素子アレイにおける照明プロファイルとを個別に求める
請求項５８に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６７】
前記第２の照明手段が、前記各光変調素子アレイにおける各光変調素子を照射するとき、
前記補正手段は、電圧値が第１の変化範囲内に変化する第１のテスト信号を生成し、前記駆動回路を介して前記各光変調素子に印加し、
前記測定手段は、前記第２の照明手段によって照射された各光変調素子が前記第１のテスト信号の電圧値に応じて射出した変調光の光強度を測定し、前記各光変調素子の変調特性を求める
請求項６６に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６８】
前記第１の照明手段が、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子を照射するとき、
前記補正手段は、電圧値が第２の変化範囲内に変化する第２のテスト信号を生成し、前記駆動回路を介して前記各光変調素子に印加する
請求項６５に記載の光変調素子調整装置。
【請求項６９】
測定手段は、前記第１の照明手段によって照射された各光変調素子アレイの各光変調素子が前記第２のテスト信号の電圧値に応じて変形又は変位し、射出した変調光の光強度を測定し、
前記補正手段は、該測定された各光変調素子からの変調光の光強度から、前記各光変調素子アレイを構成する各光変調素子の照明プロファイルを求める
請求項６８に記載の光変調素子調整装置。
【請求項７０】
前記補正手段は、前記個別に求められた各光変調素子の変調特性及び前記色毎の照明プロファイルから、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子の目標変調特性を求める
請求項６９に記載の光変調素子調整装置。
【請求項７１】
前記補正手段は、
前記各光変調素子の変調特性及び前記色毎の照明プロファイルから、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求め、
前記各光変調素子アレイにおける白色輝度分布の最小値を、前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子において実現する白色の目標最大輝度とし、所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とから、前記光変調素子の目標変調特性を求める
請求項７０に記載の光変調素子調整装置。
【請求項７２】
前記補正手段は、
前記各光変調素子アレイを構成する光変調素子を、光変調素子の位置によって、複数のグループに分割し、
前記各光変調素子の変調特性及び前記色毎の照明プロファイルから、グループに分割された前記光変調素子の目標変調特性をそれぞれ個別に求める
請求項７０に記載の光変調素子調整装置。
【請求項７３】
前記補正手段は、
前記各光変調素子の変調特性及び前記色毎の照明プロファイルから、前記赤色、緑色、及び青色の単色光源により実現可能な白色の輝度分布を求め、
所定のグループに分割された前記光変調素子における白色輝度分布の最小値を、光変調素子の白色の目標最大輝度とし、
所定の変調特性関数と前記白色の目標最大輝度とから、前記各光変調素子グループにおける光変調素子の目標変調特性を求める
請求項７２に記載の光変調素子調整装置。
【請求項７４】
複数の画素素子と、駆動信号を前記複数の画素素子に印加する駆動回路とを有し、前記複数の画素素子により形成され、複数の画素が行列状に配置される複数のフレームを連続的に表示する画像表示装置であって、
所定の対象画素を表示する際に、駆動信号データを、前記駆動回路に入力する際に生じる対象画素素子の駆動信号の量子化誤差を、表示中の現フレームにおける前記対象画素の近傍の複数の画素、及び該現フレームの後に表示されるフレームにおける所定範囲内の複数の画素に割振り、前記割振られた量子化誤差を、複数の画素素子の駆動信号データに加算し、前記駆動回路に入力する駆動信号供給手段を有する
画像表示装置。
【請求項７５】
前記駆動信号供給手段は、
前記ビット幅がｍである駆動信号データを、ｍより小さいビット数がｎとなる上位ビット部と、ビット数がｍ−ｎとなる下位ビット部とに分割するデータ分割手段と、
前記下位ビット部と直前の誤差割振り処理で割振られた前の誤差とを加算し、誤差の総和を出力する第１の加算手段と、
所定のしきい値が設けられており、前記第１の加算手段が出力した前記誤差の総和を前記しきい値と比較し、該比較の結果から、第１のデータ、又は、第２のデータを出力する誤差丸め処理手段と、
前記上位ビット部と、前記誤差丸め処理手段が出力した前記第１のデータ、又は、第２のデータとを加算して、ビット幅がｎビットとなる駆動信号データを前記駆動回路に入力する第２の加算手段と、
前記誤差丸め処理手段が出力した前記第１のデータ、又は、第２のデータと、前記第１の加算手段が出力した前記誤差の総和とを減算し、現在の誤差として出力する減算手段と、
前記減算手段が出力した前記現在の誤差に所定の重み係数を掛け、前記現フレーム内における前記対象画素の近傍の複数の画素、及び、前記現フレームの後に表示されるフレームの所定範囲内の複数の画素に割振り、該割振られた現在の誤差を前記第１の加算手段に入力する誤差割振り手段と
を有する請求項７４に記載の画像表示装置。
【請求項７６】
光源と、印加された駆動信号に応じて変位又は変形する複数の電極を有し、隣接する前記電極と段差を形成し、前記複数の電極の一方の面に入射された前記光源からの照明光を、前記段差に応じて変調させて前記変調光を線状に配列し、一列の画素からなる１次元画像を結像する複数の光変調素子と、前記駆動信号を前記各光変調素子における前記複数の電極に印加する駆動回路とを有し、前記変調光を照射される前記一列の画素が画像表示手段に展開されてなる２次元画像を含む複数のフレームを連続的に表示する画像表示装置であって、
前記各光変調素子の駆動信号データを出力する第１の駆動信号供給手段と、
所定の対象画素を表示する際に、駆動信号データを、前記駆動回路に入力する際に生じる変調素子の駆動信号の量子化誤差を、表示中の現フレーム内における前記対象画素の近傍の複数の画素、及び該現フレームの後に表示されるフレームにおける所定範囲内の複数の画素に割振り、前記割振られた量子化誤差を、複数の光変調素子の駆動信号データに加算し、前記駆動回路に入力する第２の駆動信号供給手段と
を有する画像表示装置。
【請求項７７】
前記第２の駆動信号供給手段は、
前記ビット幅がｍである駆動信号データを、ｍより小さいビット数がｎとなる上位ビット部と、ビット数がｍ−ｎとなる下位ビット部とに分割するデータ分割手段と、
前記下位ビット部と直前の誤差割振り処理で割振られた前の誤差とを加算し、誤差の総和を出力する第１の加算手段と、
所定のしきい値が設けられており、前記第１の加算手段が出力した前記誤差の総和を前記しきい値と比較し、該比較の結果から、第１のデータ、又は、第２のデータを出力する誤差丸め処理手段と、
前記上位ビット部と、前記誤差丸め処理手段が出力した前記第１のデータ、又は、第２のデータとを加算して、ビット幅がｎビットとなる駆動信号データを前記駆動回路に入力する第２の加算手段と、
前記誤差丸め処理手段が出力した前記第１のデータ、又は、第２のデータと、前記第１の加算手段が出力した前記誤差の総和とを減算し、現在の誤差として出力する減算手段と、
前記減算手段が出力した前記現在の誤差に所定の重み係数を掛け、前記現フレーム内における前記対象画素の近傍の複数の画素、及び、前記現フレームの後に表示されるフレームの所定範囲内の複数の画素に割振り、該割振られた現在の誤差を前記第１の加算手段に入力する誤差割振り手段と
を有する請求項７６に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光を回折又は反射させる回折格子型光バルブなどの光回折変調素子を用いて二次元画像を生成あるいは表示する画像生成装置、画像表示装置、画像表示方法、および光変調素子調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターやプリンターなどの画像形成装置において、画像の解像度を上げるには、１次元の画像表示素子からの光束を光走査手段で走査しながら画像形成手段に投影し、２次元画像を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。１次元の画像表示素子として、米国Silicon Light Machine社が開発した回折ライト・バルブ（GLV: Grating Light Valve）が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
ＧＬＶは光の回折を利用したマイクロマシン位相反射型回折格子より成っている。ＧＬＶを用いれば、光の階調を電気的にコントロールすることにより画像表示が可能となる。
【０００３】
例えば、ＧＬＶにおいて、数μmのリボン電極数本で１画素を形成する画素素子とし、その画素素子を１次元方向に数百〜数千個配置する。当該複数の画素素子からなる１次元画像素子ＧＬＶは１次元空間変調器として機能し、１次元方向に集光した照明光をＧＬＶにて変調した後にガルバノミラー（ポリゴンミラー）等で水平方向に走査することによって、２次元表示画像は形成される。
通常の２次元表示装置と比較して、ＧＬＶを用いた場合は、画面の縦方向の画素数は１次元方向の画素数と同じになるが、横方向は少なくとも１画素幅あれば良いので、２次元画像表示に必要な画素（ピクセル）数は少なくて済む。また、ＧＬＶの能動領域は、その寸法を小さく構成することが可能であり、高い解像度、高速なスイッチング速度及び広い帯域幅の表示が可能である一方、低い印加電圧で動作されるので、非常に小型化された表示装置を実現することが期待されている。
【０００４】
このような１次元画像表示素子ＧＬＶを用いた画像表示装置は、通常の二次元画像表示装置、例えば、液晶パネルなどを用いた投射型表示装置と比べて、ＧＬＶ自体に画素間の境界が存在しないため、極めて滑らかで自然な画像表現が可能である。さらに、三原色である赤色、緑色、青色のレーザを光源とし、これらの光を混合することで、極めて広い、自然な色再現範囲の画像が表現できるなど、従来にない優れた表示性能を有している。
【特許文献１】米国特許第５９８２５５３号
【特許文献２】特許公報第３１６４８２４号
【特許文献３】米国特許第５８４１５７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、実際に、例えば、１０８０画素素子を含むＧＬＶをスキャンして得た１０８０×１９２０画素の画像表示装置において、良好な画像表示を全画素で実現することは容易ではない。その理由は、通常デバイス製造上画素素子を構成するリボン電極の形状や表面状態を表示領域全体に対して均一に作製することが難しい。そのため素子を動作させない状態でもｎｍ程度の凹凸が発生するため、変調器としてのＧＬＶは、画素素子ごとに変調特性（駆動電圧−変調光輝度）が変動する。その結果、画面上に輝度の不均一性が生じ、例えば、均一な黒画像を得ることが出来ない問題があった。
また、画素毎に設けられ、輝度の階調を調整する駆動回路特性自体にバラツキが存在するため、画素素子の変調特性を均一にすることも容易ではない。例えば、リボン電極をｎｍレベルで移動させる駆動信号の誤差により、ＧＬＶの可動リボン電極の移動量がばらつき、画素素子変調特性の変動を生じる。
以上のような変調特性のバラツキが表示画像上１画素から数画素単位の横縞として認識され画質の劣化を招いていた。
【０００６】
また、１次元画像素子であるＧＬＶを照明するために、照明光は１次元方向に集光されて、１列となるＧＬＶに照射する。この場合、全照明領域内に、照明光強度を均一にすることは容易ではない。光学設計並びに初期調整で均一照明を実現できたとしても、温度変化や経時変化による光源や光学系の変動の影響があるため常に均一な照明光を実現することは難しい。このような照明の不均一性は単色では比較的目立たないが、カラー画像のように色を重ねた場合、画面全体で色異常として認識され画質の劣化を招く。特にレーザープロジェクターのように色毎に個別の照明系を使用する場合には、このような色の不均一性が起こり易い。
【０００７】
また、画素素子に印加する駆動信号の処理により画質を劣化することが生じる可能性がある。
通常、前段の回路から入力されたディジタル駆動信号は、Ｄ／Ａ変換回路でアナログ信号に変換され、駆動回路に入力されて、画素素子に印加される。
Ｄ／Ａ変換回路と駆動回路のビット幅は前段回路より小さい場合に、前段のビット幅の大きい信号がＤ／Ａ変換回路と駆動回路に入力されると、該信号の下位のビットはカットされて、信号は間引きされ、信号の値は比較的に不連続になる、言い換えれば、量子化（ディジタル化）される。
このように量子化された駆動信号は、階調が粗くなり、前段回路での駆動信号に比べ、誤差が生じる。これは量子化誤差と言う。
この量子化誤差によって、画面上に画素間の不連続性が生じる。人間の目の感度が高いので、このような画素間僅かの不連続性は、不自然な表示として人間に認識される。特に、ＧＬＶからの光を走査して２次元画像を表示する表示装置において，１次元画像を画面上に走査することによって、１次元画像での異常な点は、画面上に横縞になって、さらに感知しやすくなる。
【０００８】
また、ＧＬＶを用いた画像表示装置は、小型化しつつ、高品質のカラー映像を表示するために、光源、各光学部品の配置などの構造上の改善が必要である。特にレーザープロジェクターのように色毎に個別の照明系を使用する場合には、いかに表示装置のサイズを減少しながら、各色の照明光を質良く合成し、不必要な照明光成分を効率よく取り除き、画像表示に用いる照明光にノイズを少なくすることを実現するかは技術上、問題となっている。
【０００９】
本発明は、このような課題を鑑みてなされ、その第１の目的は、表示画面上に生じる輝度と色の不均一性を低減することができる画像生成装置、画像表示装置及び画像表示方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、変調素子の変調特性の不均一性を検出して補正することができる光変調素子調整装置を提供することにある。
また、本発明の第３の目的は、コンパクトに構成することができる画像表示装置を提供することにある。
また、本発明の第４の目的は、ＧＬＶを用いた画像表示装置において、駆動信号の量子化処理により生じた量子化誤差による画像不連続性を抑えることができる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点に係る画像生成装置は、光を変調させる光変調素子と、入力信号に応じて、光変調素子を駆動する駆動回路と、入力信号から生成され、光変調素子を駆動するための初期駆動信号を生成する初期駆動信号生成回路と、初期駆動信号に応じて光変調素子から射出される変調光の目標光強度と、駆動信号に応じて射出される変調光の強度から、目標光強度に対応する各光変調素子の駆動信号の値を求め、該求められた駆動信号を駆動回路に入力する補正手段とを有する。
【００１１】
上記の第１の観点に係る画像生成装置は、入力信号から初期駆動信号生成回路によって生成された初期駆動信号を補正する補正手段を設け、該補正手段は、初期駆動信号に応じて光変調素子から射出される変調光に予め目標光強度を設定し、駆動信号に応じた変調光の光強度の測定結果から、該目標光強度を有する変調光を射出するような各光変調素子の駆動信号の値を求め、該求められた駆動信号を駆動回路に入力する。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点に係る画像表示装置は、光源と、印加された駆動信号に応じて変位又は変形する複数の電極を有し、電極は隣接する電極と段差を形成し、複数の電極の一方の面に入射された光源からの照明光を、段差に応じて変調させ、変調光を線状に配列し、１次元画像を結像する複数の光変調素子と、変調光が照射され、画像を形成する画像表示手段と、入力信号に応じて、光変調素子の電極に駆動信号を印加し駆動する駆動回路と、入力信号から生成される、光変調素子を駆動するための初期駆動信号を生成する初期駆動信号生成回路と、初期駆動信号生成回路と駆動回路との間に設けられ、初期駆動信号に応じて光変調素子から射出される変調光の目標光強度と、駆動信号に応じて射出される変調光の強度から、目標光強度に対応する各光変調素子の駆動信号の値を求め、該求められた駆動信号を駆動回路に入力する補正手段とを有する。
【００１３】
上記の第２の観点に係る画像表示装置によれば、入力信号から初期駆動信号生成回路によって生成された初期駆動信号を補正する補正手段を設け、該補正手段は、初期駆動信号に応じて光変調素子から射出される変調光に予め目標光強度を設定し、駆動信号に応じた変調光の光強度の測定結果から、該目標光強度を有する変調光を射出するような各光変調素子の駆動信号の値を求め、該求められた駆動信号を駆動回路に入力する。
【００１４】
本発明の第３の観点に係る画像表示方法は、印加された該駆動信号に応じて変位又は変形する複数の電極を有し、電極は隣接する電極と段差を形成し、電極の一方の面に入射された光源からの照明光を、段差に応じて変調させる複数の光変調素子から射出され、線状に配列されて１次元画像を結像する変調光を、平面上に走査し、２次元画像を表示する画像表示方法であって、画像を表示する前に、入力信号から生成された初期駆動信号に応じて光変調素子により射出される変調光の目標光強度と、駆動信号に応じて射出される変調光の光強度から、目標光強度に対応する各光変調素子の駆動信号の値を求める駆動信号補正工程と、画像を表示する時に、求められた駆動信号を各光変調素子に印加し、各光変調素子を駆動する工程とを有する。
駆動信号補正工程において、各光変調素子からの変調光を測定し、各光変調素子の変調特性を求める第１の工程と、求められた各光変調素子の変調特性から、初期駆動信号に応じて射出される目標光強度に対応する各光変調素子の駆動信号の値を求める第２の工程とを有する。
【００１５】
上記の第３の観点に係る画像表示方法によれば、画像を表示する前に、初期駆動信号に応じて光変調素子が射出する変調光に予め目標光強度を設定し、駆動信号に応じた変調光の光強度の測定結果から、各光変調素子の該目標光強度を有する変調光を射出するような駆動信号の値を求める。画像を表示する時に、求められた駆動信号を各光変調素子に印加し、各光変調素子を駆動し、輝度と色不均一性の無い高品質画像を表示する。
【００１６】
本発明の第４の観点に係る変調素子調整装置は、光源と、印加された駆動信号に応じて変位又は変形する複数の電極を有し、電極は隣接する電極と段差を形成し、複数の電極の一方の面に入射された光源からの照明光を、段差に応じて変調させ、変調光を線状に配列し、１次元画像を結像する複数の光変調素子と、入力信号に応じて、各光変調素子の電極に駆動信号を印加し駆動する駆動回路と、入力信号から生成され、光変調素子を駆動するための初期駆動信号を生成する初期駆動信号生成回路と、光変調素子から射出された変調光を測定可能な位置に脱着自在に設置され、各光変調素子から射出された変調光の強度を測定し、各光変調素子に印加される駆動信号と各光変調素子から射出される変調光の光強度との関係を示す各光変調素子の変調特性を求める測定手段と、初期駆動信号生成回路と駆動回路との間に設けられ、測定された各光変調素子の変調特性と、初期駆動信号に応じて光変調素子により射出される変調光の目標光強度から、目標光強度に対応する各光変調素子の駆動信号の値を求め、求められた駆動信号を駆動回路に入力する補正手段とを有する。
補正手段は、初期駆動信号と初期駆動信号に応じて光変調素子により射出される変調光の目標光強度の関係を示す目標変調特性を求め、目標光強度を設定する。
【００１７】
上記の第４の観点に係る光変調素子調整装置によれば、測定手段と補正手段を設け、測定手段は、各変調素子からの変調光を測定し、各変調素子の変調特性（駆動電圧−変調光強度（或は輝度））を求める。補正手段は、初期駆動信号に応じて光変調素子が射出する変調光に予め目標光強度を設定し、測定された各光変調素子の変調特性から、目標光強度を有する変調光を射出するような各光変調素子の駆動信号の値を求める。
【００１８】
本発明の第５の観点に係る画像表示装置は、複数の画素素子と、応じた駆動信号を複数の画素素子に印加する駆動回路とを有し、複数の画素素子により形成され、複数の画素が行列状に配置される複数のフレームを連続的に表示する画像表示装置であって、所定の対象画素を表示する際に、駆動信号データを、駆動回路に入力する際に生じる対象画素素子の駆動信号の量子化誤差を、表示中の現フレームにおいて対象画素の近傍の複数の画素及び該現フレームの後に表示されるフレームにおいて所定範囲内の複数の画素に割振り、割振られた量子化誤差を、複数の画素素子の駆動信号データに加算し、駆動回路に入力する駆動信号供給手段を有する。
【００１９】
駆動信号供給手段は、ビット幅がｍである駆動信号データを、ｍより小さいビット数がｎとなる上位ビット部と、ビット数がｍ−ｎとなる下位ビット部とに分割するデータ分割手段と、下位ビット部と直前の誤差割振り処理で割振られた前の誤差とを加算し、誤差の総和を出力する第１の加算手段と、所定のしきい値が設けられており、第１の加算手段が出力した誤差の総和をしきい値と比較し、比較の結果により、第１のデータ、又は、第２のデータを出力する誤差丸め処理手段と、上位ビット部と、誤差丸め処理手段が出力した第１のデータ、又は、第２のデータとを加算して、ビット幅がｎビットとなる駆動信号データを駆動回路に入力する第２の加算手段と、誤差丸め処理手段が出力した第１のデータ、又は、第２のデータと、第１の加算手段が出力した誤差の総和とを減算し、現在の誤差として出力する減算手段と、減算手段が出力した現在の誤差に所定の重み係数を掛け、現フレーム内における対象画素の近傍の複数の画素、及び、現フレームの後に表示されるフレームの所定範囲内の複数の画素に割振り、割振られた現在の誤差を前記第１の加算手段に入力する誤差割振り手段とを有する。
【００２０】
上記の第５の観点に係る画像表示装置によれば、ビット幅の大きい、即ち高精度の駆動信号データをビット幅の小さい駆動回路に入力する際に発生する量子化誤差を、駆動信号供給手段により、３次元誤差拡散（フレーム内及びフレーム間）処理され、画像表示の不連続性を低減する。このように低ビット駆動回路を用いて高ビット駆動回路と同様の画質の画像を表示する。
【００２１】
本発明の第６の観点に係る画像表示装置は、光源と、印加された駆動信号に応じて変位又は変形する複数の電極を有し、電極は隣接する電極と段差を形成し、複数の電極の一方の面に入射された光源からの照明光を、段差に応じて変調させ、変調光を線状に配列し、一列の画素からなる１次元画像を結像する複数の光変調素子と、駆動信号を各々の光変調素子における複数の電極に印加する駆動回路とを有し、変調光を照射されて１列の画素が画像表示手段に展開されてなる２次元画像を含む複数のフレームを連続的に表示する画像表示装置であって、各光変調素子の駆動信号データを出力する第１の駆動信号供給手段と、所定の対象画素を表示する際に、駆動信号データを、駆動回路に入力する際に生じる変調素子の駆動信号の量子化誤差を、表示中の現フレーム内において対象画素の近傍の複数の画素及び該現フレームの後に表示されるフレームにおいて所定範囲内の複数の画素に割振り、割振られた量子化誤差を、複数の光変調素子の駆動信号データに加算し、駆動回路に入力する第２の駆動信号供給手段を有する。
【００２２】
上記の第６の観点に係る画像表示装置によれば、ビット幅の大きい、即ち高精度の駆動信号データをビット幅の小さい駆動回路に入力する際に発生する量子化誤差を、駆動信号供給手段により、３次元誤差拡散（フレーム内及びフレーム間）処理され、画像表示の不連続性を低減する。このように低ビット駆動回路を用いて高ビット駆動回路と同様の画質の画像を表示する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、画素毎に照明条件の不均一性、及び画素素子特性のバラツキを補正した補正駆動信号によって光変調素子を駆動するため、画面上に輝度と色の不均一性の無い高品質な映像を提供できる。
また、環境経時変化に影響されやすい照明条件の不均一性のみを検出し、補正するため色不均一性のない安定した高画質映像を提供できる。照明条件のみを測定するため、測定時間を大幅に短縮することが可能となり、実用性が高い。複数に分割した照明領域毎に最大輝度関数を設定するため、照明光の輝度を無駄にせず、有効に活用することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、補正テーブル生成時に発生する量子化誤差を画像情報の中に均等に拡散して付加するため、補正誤差や２次的に発生する画質欠陥を低減できる。このような処理によって、低いビット幅の駆動回路を用いても高いビット幅の駆動回路と同様の筋ムラ補正を実現できるため駆動回路の低コスト化が可能となる。
また、不均一性補正機能を導入することよって、照明光学系設計公差等の緩和や光学系調整工数の低減が可能となる。システム全体のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して述べる。
第１の実施形態
図１は、本実施形態の画像表示装置１の構成の一例を示す図である。画像表示装置１は、例えば、ＧＬＶからなる複数の変調素子を用いたプロジェクターである。
図１に示すように、画像表示装置１は光学系システム１ａと信号処理部９と電源９０とによって構成される。
光学系システム１ａは、光源部２と、照明光学系３と、光変調部４と、空間フィルタ５（ＳＦＴ）と、光投射部６と、スクリーン８とを有する。
信号処理部９は、映像信号入力処理部２７（ＶＳＩＰ）と、素子駆動回路部２８（ＤＲＶ）と、システム制御部２９（ＣＰＵ）と、スキャン制御部３０（ＳＣＭＣＮＴ）とを有する。
映像信号入力処理部２７（ＶＳＩＰ）は、本発明の請求項における「初期駆動信号生成回路」に相当する。
素子駆動回路部２８（ＤＲＶ）は、本発明の請求項における「駆動回路」に相当する。
次に、以上の各部分の機能について簡単に説明し、そして、画像表示装置１において各構成成分の配置図２を用いて、各構成成分の構成と動作を詳細に説明する。
【００２６】
光源部２は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）レーザダイオードからなり、赤色、緑色、及び青色レーザビーム光を射出する赤色レーザ２１Ｒ（ＬＤ（Ｒ））と、緑色レーザ２１Ｇ（ＬＤ（Ｇ））と、青色レーザ２１Ｂ（ＬＤ（Ｂ））とを含む。これらのレーザダイオードは電源９０（ＰＷＲ）から給電され、それぞれの色のレーザビームを射出する。
照明光学系３は、赤色用照明光学系２２Ｒ（ＬＧ（Ｒ））と、緑色用照明光学系２２Ｇ（ＬＧ（Ｇ））と、青色用照明光学系２２Ｂ（ＬＧ（Ｂ））とを含み、１次元に配列されているＧＬＶの形状に合わせて、赤色レーザ２１Ｒと、緑色レーザ２１Ｇと、青色レーザ２１Ｂとから出射されたレーザ光の断面の形状を変形手段により変形し、収束レンズにより収束した後、変更ミラーによって光変調素子に集光する。
【００２７】
光変調部４は、それぞれ１次元に羅列されてアレイ化され、１次元画像を表示する赤色用ＧＬＶ（Grating Light Valve：回折格子ライト・バルブ）２３Ｒ（ＧＬＶ（Ｒ））と、緑色用ＧＬＶ２３Ｇ（ＧＬＶ（Ｇ））と、青色用ＧＬＶ２３Ｂ（ＧＬＶ（Ｂ））と、色合成部２４（ＭＸ）とを含む。
各ＧＬＶは、例えば１０８０画素を表示する１０８０画素素子が１次元に配列してなり、画像信号に対応する駆動電圧の印加によって動作し、照明光学系３から射出されて、各ＧＬＶに入射した１次元方向に集光する照明光を反射又は回折し、反射光、又は、０次光、±１次光、±２次光等を含む回折光を射出する。即ち、各ＧＬＶは画像信号に応じてレーザビームを変調する変調手段として機能する。
色合成部２４（ＭＸ）は、赤色用ＧＬＶ２３Ｒと、緑色用ＧＬＶ２３Ｇと、青色用ＧＬＶ２３Ｂとで変調された赤色、緑色、及び青色の変調光を色合成フィルターにより合成し、様々な色の変調光を生成し、カラー画像を表示する。ここで、色合成部を色合成手段とする。
【００２８】
空間フィルタ５（ＳＦＴ）は、例えば、凹面および凸面ミラーを用いてＧＬＶで生成された変調光のうち、強度が最も高く、画像表示に用いられる±１次回折光を選択し、光学系を通過させ、画像表示に用いない他の成分を遮断する。ここで、空間フィルターを表示分離手段とする。
【００２９】
光投射部６は、光拡散部（ディフューザ：diffuser）７（ＤＩＦＦ）と、投影レンズ２５（ＰＪＬ）と、スキャンミラー２６（ＳＣＭ）とを含む。
光拡散部７は、±１次回折光の断面を１次元方向に拡散し、線状の拡散光に変換する。投影レンズ２５は、得られた１次元拡散光をスキャナーミラー２６に投射する。スキャンミラー２６は、例えばガルバノミラーからなり、映像信号に同期して回転し、１次元拡散光をスクリーン８上に投射しながら、所定の方向に走査し、スクリーン８上に投射表示画像を形成する。
【００３０】
信号処理部９において、映像信号入力処理部２７では、例えば、ＤＶＤなどの映像再生機器より入力された映像信号ＶＩＤＥＯは、色差信号ＹＣｂＣｒ（ＹＰｂＰｒ）からＲＧＢ信号に変換される。非線形特性（γ特性）が付加されているので、映像信号入力処理部２７では、逆ガンマ補正処理で線形特性に変換した後に、照明光源の色再現範囲に対応させるために、色空間変換処理を実施する。そして、その処理された映像信号を素子駆動回路部２８に入力する。
素子駆動回路部２８は、映像信号入力処理部２７から出力された信号を受け、所定のタイミングでＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂに印加し、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂを駆動して、赤色レーザ２１Ｒ、緑色レーザ２１Ｇ、青色レーザ２１Ｂから出射されたレーザ光を変調する。
スキャン制御部３０は、スキャンミラー２６の回転を駆動及び制御する信号をスキャンミラー２６に出力する。
ＣＰＵ２９は、映像信号入力処理部２７（ＶＳＩＰ）と、素子駆動回路部２８（ＤＲＶ）と、スキャン制御部３０（ＳＣＭＣＮＴ）を制御し、素子駆動回路部２８からＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂに印加する駆動電圧信号と、スキャン制御部３０（ＳＣＭＣＮＴ）の出力信号と、及びＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂの動作タイミング並びにスキャンミラー２６の回転タイミングとを同期させる。
【００３１】
従って、画像表示装置１は、次のように動作して２次元カラー画像を表示する。
Ｒ，Ｇ，Ｂの各光源２１Ｒと、２１Ｇと、２１Ｂとから出射された三原色の光が照明光学系３でそれぞれ１次元方向に集光され、各色用のＧＬＶ２３Ｒと、２３Ｇと、２３Ｂとに照射される。各色用のＧＬＶにおける各画素素子は、素子駆動回路部２８から印加された駆動信号に応じて入射光の回折状態を制御し、各色の照明光を変調する。
変調されたＲ，Ｇ，Ｂの変調光は、色合成部２４によって集光され、所望色の変調光を合成する。
その後、空間フィルタ５で不要な変調光（±１次回折光以外）を取り除き、光拡散部７にて変調光は拡散光に変換される。得られた１次元変調拡散光は投影レンズ２５を通過し、スキャンミラー２６に入射される。スキャン制御部３０から入力される回転駆動信号に従って、スキャンミラー２６は映像信号ＶＩＤＥＯ並びに素子駆動回路部２８から各ＧＬＶに印加した駆動信号に同期して、スクリーン８上に１次元変調拡散光を走査し、スクリーン８上に２次元カラー画像が形成される。
【００３２】
図２は、画像表示装置１における前述した各構成成分の配置の一例を示す図である。
図２に示すように、画像表示装置１において、緑色レーザ２１Ｇと青色レーザ２１Ｂは、紙面に平行する方向にレーザ光を射出するように配置されているのに対して、赤色レーザ２１Ｒは赤色レーザ光が紙面と直交するように配置されている。
【００３３】
次に、図３〜図５を参照して、画像表示装置１の中核となる１次元画像素子ＧＬＶ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂの構成と動作原理を説明する。記載の便宜上、必要な場合にＧＬＶ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂをまとめて符号２３で表わす。
図３は、１次元画像を表示する１次元ＧＬＶ２３の部分模式的斜視図である。
図３に示すように、ＧＬＶ２３において、シリコン基板上のポリシリコン薄膜からなる共通電極１２の上に、共通電極１２と所定の間隔を保って、条帯状（ストリップ）のリボン電極１０ａ，１１ａ，１０ｂ，１１ｂ，１０ｃ，１１ｃ，１０ｄが形成されている。これらのリボン電極は、上面に反射膜（不図示）が形成されており、反射部材として作用する。
【００３４】
図３に示すように、リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに駆動電圧を印加された時に、リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと共通電極１２の間に静電力が生じ、その静電力により、リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは駆動電圧に応じて、図３において上下方向に移動または変形し、リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの反射膜の高さが変化する。一方、リボン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃは位置を一定とし、移動しない。
移動又は変形可能なリボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは可動リボン電極、移動しないリボン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃは固定リボン電極と呼ぶ。
【００３５】
リボン電極の代表的な寸法として、例えば、リボン電極の幅は３〜４μｍ、隣接するリボン電極間ギャップは約０．６μｍ、リボン電極の長さは２００〜４００μｍ程度である。
複数のリボン電極が１セットで１つの画素（ピクセル）に用いることができる。例えば、図３に示された隣接する６本のリボン電極１０ａ，１１ａ，１０ｂ，１１ｂ，１０ｃ，１１ｃが１つの画素を表わすように用いることができる。この場合、１画素分の幅は約２５μｍである。
例えば、実用化されつつある１０８０画素を表示するＧＬＶにおいては、図３の横方向に沿って、１０８０画素分のリボン電極が多数配置している。
【００３６】
図４と図５は、ＧＬＶ２３の動作原理を説明する。
図４と図５は、図３に示すＧＬＶ２３の横方向の断面図である。図４において、可動リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄへの駆動電圧がＯＦＦ、固定リボン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃが接地されている。この状態はＧＬＶ２３のＯＦＦ状態という。
駆動電圧はゼロであるので、可動リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが移動せず、すべてのリボン電極が共通電極１２から一定の距離を保ち、同じ平面に位置する。
【００３７】
この状態で照明光をリボン電極に入射すると、各リボン電極１０ａ，１１ａ，１０ｂ，１１ｂ，１０ｃ，１１ｃ，１０ｄにおいて反射された各反射光の全光路差は生じずに、０次（通常の反射方向）、±２次光など偶数次数の回折光のみが生じる。
画像表示装置１において、±１次回折光のみスクリーン８上に集光する構成であるため、上述のＧＬＶ２３のＯＦＦ状態では、スクリーン８が黒になる。
【００３８】
図５においては、可動リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに所定の駆動電圧が印加され、固定リボン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃは接地されている。
図５に示すように、駆動電圧が印加された可動リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが、静電力で共通電極１２側に引き下げられる。
例えば、波長λが５３２ｎｍである入射光に対して、印加された駆動電圧に応じて、可動リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄがλ／４引き下げられた場合は、可動リボン電極はλ／４＝１３３ｎｍ移動する。可動リボン電極の移動量はλ／４となるときは、１次光の回折効率が最大となる。
【００３９】
この状態では照明光をリボン電極に入射すると、可動リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄで反射される光束と固定リボン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃで反射される光束間の全光路差は半波長λ／２となる。これにより、ＧＬＶ２３が反射型回折格子として機能し、反射光束（０次光）同士は干渉して打ち消し合い、±１次光、±３次光など奇数次数を含む回折光が生じる。
ＧＬＶ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂで生成された各次数の回折光は、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂの空間周期により決められた各方向に進行し、即ち、空間的に変調される。これらの回折光は色合成フィルタ２４ａと２４ｂからなる色合成部２４で合成され、所望の色の光束を生成し、オフナーリレーミラー５ａとシュリーレンフィルタ５ｂからなる空間フィルタ５では、±１次光以外の回折光は取り除かれる。残りの±１次光は光拡散部７（ディフューザ）で拡散され、投影レンズ２５にてスキャンミラー２６に投影される。スキャンミラー２６は、回折光をスクリーン８上に偏向して１次元画像を形成し、また、画像信号に応じて回転しているスキャンミラー２６は回折光及び１次元画像をスクリーン８上に走査し、カラー画像を形成する。
【００４０】
続いて、図２に示された画像表示装置１の他の構成成分について説明する。
前述したように、赤色用照明光学系２２Ｒと、緑色用照明光学系２２Ｇと、青色用照明光学系２２Ｂとからなる照明光学系３は、１次元画像素子であるＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの形状に合わせて、赤色レーザ２１Ｒ、緑色レーザ２１Ｇ、青色レーザ２１Ｂからの光ビームの断面の形状を変換して、ＧＬＶ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂに照射する。
図２に示すように、赤色用照明光学系２２Ｒは、ラインジェネレータ・エキズパンダ４５、緑色用照明光学系２２Ｇは、ラインジェネレータ・エキズパンダ４６と、ミラー４８と、収束レンズ４９と、青色用照明光学系２２Ｂは、ラインジェネレータ・エキズパンダ４１と、収束レンズ４３と、ミラー４４とをそれぞれ含む。
各ラインジェネレータ・エキズパンダ（Line Generator Expander）は、２つの光学レンズからなり、線状に配列されたＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに照射する線状のレーザ光を形成する。
【００４１】
図６（ａ）、及び（ｂ）と（ｃ）は、各レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから射出され、照明光学系２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに入射する前のレーザビームの断面形状、及び空間強度分布を示す。図６（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）において、ｘ軸は、いずれのＧＬＶにおける各リボン電極と平行する方向となっており、即ち、図５に紙面と直交する方向である。ｙ軸はいずれのＧＬＶの長手方向となっており、即ち、リボン電極の羅列方向に沿って、各リボン電極と垂直している。図６（ｂ）と（ｃ）において、軸Ｉは光強度を表わす。
各レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから射出されたレーザビームの断面形状は、例えば、図６（ａ）の実線で示されているように、スポットとなっている。図６（ａ）において、ビームの形状と比較するために、ＧＬＶ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂのいずれかの位置が破線で示されている。
図６（ｂ）は、いずれのＧＬＶにおいてリボン電極と平行する方向での照明光強度分布を示し、図６（ｃ）は、いずれのＧＬＶの長手方向での照明光強度分布を示す。
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、各レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから射出され、照明光学系３に成形されていないレーザビームは、ＧＬＶ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂのそれぞれの一部しか照射できず、照明光の強度分布は均一ではない。
【００４２】
図７（ａ）、及び（ｂ）と（ｃ）は、各レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから射出され、照明光学系２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに成形された後に出射されたレーザビームの断面形状、及び空間強度分布を示す。図７（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）において、ｘ軸、ｙ軸、及びＩ軸の定義は、図６と同様である。
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、各レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂからのレーザビームは、照明光学系２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに成形されて出射する。具体的に、レーザビームは、リボン電極方向においてリボン幅程度に収束され、ＧＬＶのリボン電極の羅列方向において、全リボン電極を照明するように成形される。したがって、照明光学系２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂから射出されたレーザビームの断面形状は、ＧＬＶの羅列方向に沿った線状になっており、ＧＬＶの全面に照射している。
ＧＬＶの各リボン電極はサイズが小さいので、照明光学系２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの射出された光束は、ｘ方向でのサイズが十分小さいものでなければならない。
【００４３】
図２に示すように、ラインジェネレータ・エキズパンダ４１が射出された線状青色レーザビームは、収束レンズ４３に収束され、ミラー４４に偏向され、ＧＬＶ２３Ｂに集光される。ラインジェネレータ・エキズパンダ４６が射出された線状緑色レーザビームは、ミラー４８に偏向され、収束レンズ４９に収束され、ＧＬＶ２３Ｇに集光される。ラインジェネレータ・エキズパンダ４５が射出された線状赤色レーザビームは、図示しない収束レンズとミラーに収束、偏向され、ＧＬＶ２３Ｒに集光される。ここで、ラインジェネレータ・エキズパンダ４１，４５，４６は、第１の成形手段とし、収束レンズ４３，４９は、第１の収束レンズとし、ミラー４４，４８は、第１の偏向ミラーとする。
【００４４】
空間変調器の機能を有するＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂは、各画素素子の各リボン電極が印加された駆動電圧に応じて変位することにより、入射されたレーザ光を変調して、０次光、±２次光などの偶数次数の回折光、又は、±１次光、±３次光などの奇数次数の回折光を含む変調光を射出する。各次数の回折光は、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂの空間周期により決められた各方向に進行し、即ち、空間的に変調される。
射出された各色の変調光は、色合成部２４で混合され、所望の色のレーザ光を形成する。
色合成部２４は、第１の色合成フィルタ２４ａと、第２の色合成フィルタ２４ｂとから構成されている。
【００４５】
ＧＬＶ２３Ｒで変調された赤色のレーザ光と、ＧＬＶ２３Ｇで変調された緑色のレーザ光とが、第１の色合成フィルタ２４ａで先に色合成が行なわれる。
そして、ＧＬＶ２３Ｂで変調された青色のレーザ光が、第２の色合成フィルタ２４ｂにおいて、第１の色合成フィルタ２４ａで合成されたレーザ光と合成される。
これで、３つのＧＬＶで変調された３色の変調光は色合成が行なわれる。
青色レーザの輝度が緑色及び赤色に比べて低いため、青色と緑又は赤色とそのまま合成を行なうと、輝度の相違により、青色の成分が緑色又は赤色によって弱められる。赤色と緑色とは輝度が近似しているので、輝度レベルの調整を行なうことなく、色合成を行なうことができる。
【００４６】
図１に示された空間フィルタ５は、図２に示されたように、対向した位置に設けられている凹面のオフナーリレーミラー５ａと凸面ミラーからなるシュリーレンフィルタ５ｂとから構成される。
図２に示すように、第２の色合成フィルタ２４ｂで合成されたレーザ光は凹面のオフナーリレーミラー５ａに照射され、凹面のオフナーリレーミラー５ａは、その照射光を凸面のシュリーレンフィルタ５ｂに反射させる。
凸面ミラーからなるシュリーレンフィルタ５ｂは、凹面のオフナーリレーミラー５ａのフーリエ面に配置され、凹面のオフナーリレーミラー５ａとの曲率半径の比が１:２となっている。凹面のオフナーリレーミラー５ａで反射された０次光、＋２次光、−２次光、若しくは、＋１次光、−１次光、並びに他の高次数の回折光は、シュリーレンフィルタ５ｂの凸面において、それぞれ異なる位置に収束する。シュリーレンフィルタ５ｂは、±１次光以外の回折光を取り除き、±１次光だけを光拡散部７に導く。
【００４７】
図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、空間フィルタ５の原理を説明する模式図である。
図８（ａ）において、空間フィルター５は、オフナーリレーミラー５ａの機能を表すレンズ５１を示し、シュリーレンフィルタの機能を表す反射面５２をそれぞれ有する。Ｘは、レンズ５１のフーリエ面である。
レンズ５１に照射された各次数の回折光は、フーリエ面Ｘに設けられた反射面５２に収束する。例えば、０次光は位置ｂに収束し、＋１次光と−１次光は、位置ａと位置ｃにそれぞれ収束する。
図８（ｂ）に示すように、反射面５２において、位置ａには開口部５５が設けられており、０次光を通過させる。反射面５２の位置ａに対応する領域５６ａ及び位置ｂに対応する領域５６ｂは、＋１次光と−１次光をそれぞれ反射させる。
±２次光、または、±３次光並びに他の高次数回折光は、反射面５２において、位置ａと位置ｃの両外側の位置、即ち、領域５７ａまたは５７ｂに収束する。図８（ｂ）に示すように、領域５７ａと５７ｂには、開口部が設けられており、これらの高次数回折光を通過させる。
このように、シュリーレンフィルタ５ｂになる凸面反射面に、必要な回折光を反射させ、不必要な回折光を、その収束位置に開口部を設け、通過させることによって、空間フィルタ５は±１次光だけを取り出す。取り出された±１次光は、オフナーリレーミラー５ａに反射される。空間フィルター５は、上記のように、表示光と非表示光とを分離する表示光分離手段とする。
【００４８】
図２に示すように、凹面のオフナーリレーミラー５ａは、第２の色合成フィルタ２４ｂで合成されたレーザ光を、平板の反射ミラーより小さい反射角度で凸面のシュリーレンフィルタ５ｂに反射させる。凸面シュリーレンフィルタ５ｂは、±１次光を平板の反射ミラーより大きい反射角度でオフナーリレーミラー５ａに反射させる。凹面のオフナーリレーミラー５ａは、±１次光を平板の反射ミラーより小さい反射角度でミラーら５０に反射させる。
凹面のオフナーリレーミラー５ａと凸面のシュリーレンフィルタ５ｂの配置により、±１次光を無収差で取り出すことができる。
図８（ｃ）は、図８（ｂ）におけるＺＺ´方向に見た回折光の焦点位置を示す。図８（ｃ）に示すように、各次数の回折光は、ＺＺ´方向に収束点が分離しているものの、ＺＺ´方向と直交する方向に、収束点は分離していない。
【００４９】
ミラー５０は、変調光を光拡散部７に偏向する。光拡散部７は、図９（ａ）と（ｂ）に図解したように、ミラー５０から入射したレーザ光を、側面が幅の広い平行光（図９（ａ））、上面が幅の狭い平行光（図８（ｂ））に拡散する。拡散された線状レーザ光は投射レンズ２５に入射させる。投射レンズ２５は、該拡散された線状レーザ光をスキャンミラー２６に投射する。ここで、ミラー５０は、第２の偏向ミラーとし、光拡散部７は、第２の成形手段とし、投射レンズ２５は、投射光学系とする。
スキャンミラー２６は、例えば、ガルバノミラーからなり、上記線状レーザ光を前方のスクリーン８に投射し、一列の画素からなる１次元画像を形成する。また、スキャンミラー２６は画像信号に応じて回転しており、１次元画像をスクリーン８に走査し、２次元画像を形成する。さらに、スキャンミラー２６は、走査手段とする。
【００５０】
本実施形態によれば、ＧＬＶを用いたプロジェクターである画像表示装置は、コンパクトにすることが可能である。また、質の良い表示色を合成でき、不必要な回折光を効率よく取り除き、画像表示に用いる回折光にノイズは少ないので、高品質のカラー映像を表示できる。
【００５１】
第２の実施形態
本実施形態に係る画像表示装置は、基本構成が図１と図２で図解した第１の実施形態に係る画像表示装置と同様である。
レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの照明条件の不均一性、及び１次元画像素子ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂにおける各画素素子の変調特性にバラツキが存在するので、それらにより、表示される画像は色と輝度の不均一性が存在する。本実施形態は、その不均一性を検出して補正し、高画質の映像を表示可能な画像表示装置について述べる。
なお、本実施形態において、第１の実施形態の画像表示装置と同じ構成成分に同じ符号を用い、重複する説明を省略する。
【００５２】
照明条件が均一で、かつＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂにおける各画素素子の変調特性にバラツキが存在しない場合は、上記に説明した画像表示装置において、画像信号をＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂの駆動回路に入力し、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ，ＧＬＶ２３Ｂを動作することによって、理想的な映像を表示できる。
しかし、実際に、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂ自体の特性や駆動回路特性にバラツキが存在する。そのため入射光に対して均一にならず、画面上に横縞が発生し、輝度の不均一性が生じる。
また、照明条件に関しては、照明光学系を最適化しても、ＧＬＶ全体に亘って照明条件を均一することが困難であり、画面上に輝度と色表示の不均一性が生じる。
【００５３】
図１０は、図３に示すＧＬＶ２３の横方向の断面図である。
図１０（ａ）と（ｃ）において、６本のリボン電極１０ａ，１１ａ，１０ｂ，１１ｂ，１０ｃ、並びに１１ｃはＧＬＶ２３の１画素素子を構成する。隣接するリボン電極１０ｄ，１１ｄ，１０ｅは隣接する画素素子を構成するリボン電極である。図３〜図５と同じように、リボン電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが可動リボン電極、リボン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは固定リボン電極である。
図１０（ｂ）および図１０（ｄ）は、図１０（ａ）および図１０（ｃ）に示すＧＬＶの動作状態に対応するスクリーン８上に形成された１次元画像の輝度分布を示す図である。
【００５４】
図１０（ａ）は、駆動電圧が印加されていない時に、ＧＬＶにおける各リボン電極の位置のバラツキを例示する図である。図１０（ｂ）は、可動リボン電極に駆動電圧が印加されていない時に、図１０（ａ）の状態のＧＬＶに対応するスクリーン８上に１次元画像の輝度分布を示す図である。
図１０（ａ）に示すように、駆動電圧が印加されていなくても、リボン電極１０ａと１０ｄは、他のリボン電極と同じ平面に位置せず、それぞれΔＤ１、ΔＤ２の高低差がある。これにより、ＧＬＶの各画素素子の変調特性に固有のバラツキが存在する。
駆動電圧が印加されていない場合は、照明光をＧＬＶ２３に入射した時、理想的には、回折光が発生せず、スクリーン８上に黒が表示される。しかし、ＧＬＶのリボン電極の高低差により、僅かな回折光が発生し、スクリ−ン８の暗画面に、リボン電極１０ａと１０ｄに対応する位置ｉとｊに意図しない明るいスポットが表示される。さらに、スキャンミラー２６は該１次元画像を走査し、スクリーン８上に横縞が形成され、画面のコントラストが低下する。
【００５５】
図１０（ｃ）は、駆動電圧が印加された時に、ＧＬＶにおける各リボン電極の位置のバラツキを例示する図である。図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）に示す状態のＧＬＶに対応するスクリーン８上に１次元画像の輝度分布を示す図である。
図１０（ｃ）に示すように、駆動電圧が印加された時は、リボン電極１０ｃと１０ｄは、意図せぬ位置に移動し、所望の位置とそれぞれΔＺ１、−ΔＺ２の高低差がある。スクリーン８上において、リボン電極１０ｃ，１０ｄに対応する位置ｋとｌで輝度は、所望の輝度と一致せず、輝度のバラツキが生じる。同じように、スキャンミラー２６は該１次元画像を走査し、スクリーン８上に横縞を形成してしまい、画質を劣化させる。
【００５６】
図１１は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のレーザ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに存在する照明条件の不均一性により、スクリーン８上の１次元画像における色と輝度の不均一性を例示する図である。ＧＬＶ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂの各々に照明条件が不均一であるので、画面上に輝度と色表示の不均一性が生じ、スキャンミラーの走査により、色と輝度の横縞が生じる。
【００５７】
このような画像素子と光源に固有な特性のバラツキや不安定による画面上の輝度と色の不均一性を解消するために、本実施形態において、光検出装置及び補正の演算を行なう回路とを設けて、その輝度と色の不均一性を予め測定して補正し、得られる最適化の結果をデータテーブルとしてメモリに記憶し、画像表示の際に用いる。
【００５８】
図１２は、本実施形態の画像表示装置１０１の構成の一例を示す図である。
図１３は、画像表示装置１０１における前述した各構成成分の配置の一例を示す図である。
図１３に示すように、画像表示装置１０１において、光学系システム１０１ａでは、光源部２と、照明光学系３と、光変調部４と、空間フィルタ５（ＳＦＴ）と、光投射部６と、スクリーン８とに加えて、光検出装置１５が設けられている。
また、図１２に示すように、信号処理部９において、映像信号入力処理部２７（ＶＳＩＰ）と、素子駆動回路部２８（ＤＲＶ）と、システム制御部２９（ＣＰＵ）と、スキャン制御部３０（ＳＣＭＣＮＴ）とに加えて、表示される色と輝度の不均一性を検出するためにＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂにそれぞれテスト駆動電圧を印加するテスト信号生成部３１と、光検出装置１５で検出した信号を処理する検出信号処理部３２（ＤＳＰ）と、検出信号に基づいて、表示される色と輝度の不均一性を補正する最適な駆動電圧を求める補正回路部３３が設けられている。
映像信号入力処理部２７（ＶＳＩＰ）は、本発明の請求項における「初期駆動信号生成回路」に相当する。
素子駆動回路部２８（ＤＲＶ）は、本発明の請求項における「駆動回路」に相当する。
テスト信号生成部３１と、検出信号処理部３２（ＤＳＰ）と、補正回路部３３とは、本発明の請求項における「補正手段」に相当する。
【００５９】
光検出装置１５は、本実施形態においてＧＬＶの各画素素子から射出された変調光を測定し、変調特性を求める。また、変調特性のバラツキ及び照明条件により表示された輝度と色の不均一性を検出する。図１２に示すように、光検出装置１５は、反射ミラー１６と、例えば、積分球、或は、ＣＣＤ等からなる光センサ１７とを含む。さらに、図１３に示すように、反射ミラー１６と光センサ１７の間に偏向されたレーザ光を収束するレンズ１８が設けられている。
反射ミラー１６は、投影レンズ２５から射出された変調光を光センサ１７に偏向する。
光センサ１７は、例えば、積分球を用いる場合は、入力した光を外部に漏出させないように積分球内部で反射し、入射された光の全てを集め、そのエネルギー、即ち、入射された光の光量を測定する。
反射ミラー１６は、例えば、表示不均一性を予め測定する時のみ図１３に示す位置に設置し、光路を変更する。実際に画像を表示する時に、反射ミラー１６を外し、通常の光路になる。
光検出装置１５は、本発明の請求項における「測定手段」に相当する。
【００６０】
従って、画像表示装置１０１は、次のように動作して２次元カラー画像を表示する。
まず、予め表示される輝度と色の不均一性を測定して補正する。
図１４はその流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１１：
画像表示装置１０１における表示輝度と色の不均一性の測定を行なう。
ステップＳ１２：
レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂに順次照射し、各ＧＬＶの各画素素子について、テスト信号生成部３１が例えば所定の最小電圧から所定の最大電圧値までのテスト信号を駆動信号として照射されたＧＬＶにおける全ての画素素子に印加する。光検出装置１５が個々の画素素子から射出された変調光の光量を個別に測定する。
【００６１】
ステップＳ１３：
検出信号処理部３２は、光検出装置１５で測定された各画素素子からの変調光の信号について、ゲインの調整、Ａ／Ｄ変換などの初期処理を施す。補正回路部３３は、光検出装置１５で測定された各画素素子からの変調光の光量を用いて、各画素素子による画像表示の輝度と色の不均一性を解析して検出し、所定の初期駆動電圧に対して、各色の各画素素子に印加する最適な駆動電圧を求める。求められた最適化した駆動電圧データのデータテーブルを作成し、表示装置１０１のメモリに記憶する。
実際に画像を表示する際に、記憶された駆動電圧のデータテーブルを用いて、ＧＬＶの各画素素子に印加する。
その後の画像表示の流れは、第１の実施形態と同様である。
【００６２】
次に、本実施形態において、表示される輝度と色の不均一性を測定と補正する方法を説明する。
図１５は、信号処理部９の詳細な構成を示すブロック図である。
図１５において、映像信号入力処理部２７は、逆γ補正回路６９（ＩＧＣ）と色空間変換回路７０（ＣＳＣ）を有し、例えば色差信号ＹＣｂＣｒ（ＹＰｂＰｒ）から変換されたＲＧＢ信号である映像信号ＶＩＤＥＯを処理する。
逆γ補正回路６９は、ＲＧＢ信号に付加されている非線形特性（γ特性）を、逆ガンマ補正処理で線形特性に変換する。
色空間変換回路７０は、照明光源の色再現範囲に対応させるために、ＲＧＢ信号について、色空間変換処理を実施する。このように処理された映像信号ＶＩＤＥＯ補正回路部３３に入力する。
【００６３】
検出信号処理部３２は、ゲイン調整回路６１（ＧＭ）とＡ／Ｄ変換回路６２とを有し、光センサ１７で測定された各画素素子からの変調光の信号について初期処理を施す。
ゲイン調整回路６１は、検出された変調光信号について、レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから射出された、異なる波長のレーザ光に対して、光センサ１７における検出感度の相違を補正する。
Ａ／Ｄ変換回路６２は、該補正した後の検出信号をディジタル信号に変換する。変換された検出データは、補正回路部３３内のメモリ６３に順次蓄積される。
【００６４】
補正回路部３３は、メモリ６３と、補正値演算器６４（ＣＣＡＬ）と、データテーブル記憶部６５（ＬＵＴ）と、選択回路６６（ＳＥＬ）とを有する。
ＧＬＶ２３Ｒ，ＧＬＶ２３Ｇ，ＧＬＶ２３Ｂにおける全ての画素素子について変調光の測定を行ない、得られたデータをメモリ６３に蓄積する。その後、補正値演算器６４は、各画素素子の測定データを用いて、各画素素子の変調特性を求め、各ＧＬＶの照明プロファイルを導出する。ＧＬＶごとの各画素素子について、所定の初期駆動電圧に対して、各ＧＬＶの照明プロファイルにおける輝度と色の不均一性がなくなるように、各ＧＬＶの各画素素子に印加する最適な駆動電圧を求める。求められた最適化された駆動電圧データのデータテーブルを作成し、データテーブル記憶部６５に記憶する。
【００６５】
画像を表示する時に、データテーブル記憶部６５に記憶された補正後の駆動信号を素子駆動回路部２８に出力し、画像表示を行なう。
選択回路６６は、表示前に表示不均一性を測定及び補正する時に、テスト信号生成部３１から出力するテスト駆動信号と、画像を表示する時にデータテーブル記憶部６５に記憶された補正後の駆動信号とを切り替え、必要な方を選択する。
補正値演算器６４における処理について、後程詳細に述べる。
【００６６】
素子駆動回路部２８は、Ｄ／Ａ変換回路６７と、駆動回路６８（ＤＲＶＣ）を有する。Ｄ／Ａ変換回路６７は、補正回路部３３から出力されたディジタル駆動信号をアナログ信号に変換する。駆動回路６８は、そのアナログ信号をＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂの所定の画素素子の各リボン電極に印加する。ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂは駆動信号に応じて動作し、赤色レーザ２１Ｒ、緑色レーザ２１Ｇ、青色レーザ２１Ｂから出射されたレーザ光を変調する。
ＣＰＵ２９は、信号処理部９の上記各構成成分の動作タイミングを制御する。
【００６７】
次に、図１４におけるステップＳ１２、即ち、表示される輝度と色の不均一性を検出する方法を説明する。
図１６は、表示される輝度と色の不均一性を測定する処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ２１：
画像表示を行なう前に、ミラー１６と光センサ１７を設置し、輝度と色の不均一性を予め測定する。
ステップＳ２２：
レーザ光源、例えば、赤色レーザ光源２１Ｒを点灯し、射出されたレーザ光は照明光学系２２Ｒで線形に成形され、ＧＬＶ２３Ｒ全体に照射する。
【００６８】
ステップＳ２３：
ＧＬＶ２３Ｒの全ての画素素子の変調特性、即ち、駆動電圧と変調光の輝度の関係を順次測定する。
ある画素素子の変調特性を測定するために、テスト信号生成部３１で生成したテスト信号を、駆動電圧信号として選択回路６６を介して測定対象画素素子の駆動回路に入力し、該測定対象画素素子の各リボン電極に印加する。
【００６９】
図１７（ａ）は、テスト信号生成部３１が生成したテスト信号の波形を示す。
テスト信号生成部３１が生成したテスト信号は、図１７（ａ）に示すように、時間につれて、信号のレベル（相対値）は０、１、…、２５４、２５５というように徐々に変化する、いわゆる三角信号である。
測定対象画素素子は、図１７（ａ）に示された、レベル（相対値）が０、１、…、２５４、２５５というように変化する駆動信号に応じて駆動し、入射された赤色レーザ光を変調し、それぞれのレベルに応じた強度の回折光からなる変調光を射出する。
図１７（ａ）に示したテスト信号は、本発明の請求項における「第１のテスト信号」に相当する。信号レベルの最小（０）から最大（２５５）までの変化範囲は本発明の請求項における「第１の変化範囲」に相当する。
レーザ光源２１はＧＬＶ２３Ｒ全体に照射する場合に、該光源２１は本発明の請求項における「第１の照明手段」に相当する。
【００７０】
光センサ１７は、入射される変調光の強度を測定し、測定された変調光の強度を電気信号に変換して出力する。
変調光の強度は、ＧＬＶ２３Ｒにおける１画素当たりのリボン電極間の段差による。該段差はリボン電極の固有の表面位置のバラツキと、駆動電圧の精度によるリボン電極の表面位置のバラツキに起因する。
図１７（ｂ）は、印加されたテスト信号の各レベルに対する、光センサ１７が測定した変調光の強度に相当する出力信号のレベル、いわゆる変調特性である。
図１７（ｂ）に示すように、テスト信号の電圧値が線形的に変化するのに対して、変調光の強度の変化は線形ではない。駆動電圧のレベルは小さい場合は、変調光の強度はゼロであり、駆動電圧のレベルがある値を越えると、変調光の強度は急に増大する。
【００７１】
図１８は、光センサ１７の感度の波長による変化を示す図である。図１８に示すように、光センサ１７は、異なる波長の光に対して、測定感度が異なる。即ち、強度が同一、波長が異なる入射光に対して、光センサ１７の出力のレベルが変化する。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂ三色のレーザ光について、各ＧＬＶの各画素素子の変調特性を測定する場合、測定結果を規格化する必要がある。
センサの波長感度差を補正するため、センサの波長感度を事前に測定し、レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから射出する光の波長の場合の規格係数ｆｒ、ｆｇ、ｆｂを求めておく。そして、レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを点灯する場合の光センサ１７の出力に対して、係数ｆｒ、ｆｇ、ｆｂをそれぞれ掛け、光源毎の光センサ１７のゲインを合わせる。
これによって、ある画素素子に所定の駆動電圧を印加し、該画素素子には同じ強度のＲ，Ｇ，Ｂ三色の照明光を照射する場合は、光センサ１７の出力（電圧値）が同じになる。
【００７２】
図１５に示された検出信号処理部３２におけるゲイン調整回路６１は、上記したゲイン合わせの処理を行なう。
Ａ／Ｄ変換回路６２は、ゲイン調整回路６１から出力されたアナログ信号をデジタルデータに変換し、２５６個のデータを補正回路部３３のメモリ６３に記憶する。該２５６個のデータは測定対象画素素子の変調特性となる。
図１７（ｂ）に示す結果は、１画素素子の変調特性の測定結果である。ＧＬＶ２３Ｒは、例えば、１０８０画素を表示する場合、以上の測定を１０８０回繰り返し、ＧＬＶ２３Ｒの１０８０画素素子について、同じように変調特性を測定し、得られた１０８０×２５６のデータをメモリ６３に記憶する。
所定の１画素素子について測定を行なう場合、照明光を照射されないように、他の画素素子を遮光する。
【００７３】
ステップＳ２４：
例えば、ＧＬＶ２３Ｒの全ての画素素子の変調特性を測定した後に、レーザ光源２１Ｒを消灯する。
ステップＳ２５：
レーザ光源２１Ｇ、または、２１Ｂについても、同じように処理を行ない、ＧＬＶ２３Ｇ，または、ＧＬＶ２３Ｂの全部の画素素子の変調特性を測定する。
測定されたＧＬＶ２３Ｇ，ＧＬＶ２３Ｂの全部の画素素子の変調特性のデータもメモリ６３に記憶される。
ＧＬＶ２３Ｒ，ＧＬＶ２３Ｇ，ＧＬＶ２３Ｂのそれぞれの全部の画素素子の変調特性データを、まとめて関数Ｉｒ（ｖ、ｘ）、Ｉｇ（ｖ、ｘ）、Ｉｂ（ｖ、ｘ）で表す。ここで、変数ｖは、駆動電圧を表し、変数ｘは、各画素素子の位置を表し、画素素子を区別する変数である。ｒ、ｇ、ｂは、赤、緑、青三色を表す。
【００７４】
図１９は、テスト信号のあるレベルｖ１で、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの変調特性Ｉｒ（ｖ１、ｘ）、Ｉｇ（ｖ１、ｘ）、Ｉｂ（ｖ１、ｘ）の一例を示し、各ＧＬＶにおいて、各画素素子から射出された変調光の強度の変動を例示する。
図１９に示すように、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの画素素子の配置方向に沿って、変調光の強度が大きく変動する。
ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂから射出された変調光の強度は、各画素素子の各リボン電極の位置のバラツキ、及び、レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ，２１Ｂの強度による。特に、各レーザ光源は各ＧＬＶの全画素に渡って照射光の強度は変動しており、均一ではない。さらに、この照明光の強度分布は経時変化や温度変化をする。
【００７５】
メモリ６３に記憶されたＧＬＶ２３Ｒ，ＧＬＶ２３Ｇ，ＧＬＶ２３Ｂの全ての画素素子の変調特性データは、補正回路部３３に含まれる補正値演算器６４において解析されて、表示される輝度と色の不均一性を解消する。
図２０は補正値演算器６４の構成を示す。
補正値演算器６４は、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの変調特性Ｉｒ（ｖ、ｘ）、Ｉｇ（ｖ、ｘ）、Ｉｂ（ｖ、ｘ）の値を電圧値から輝度値ＩＹｒ（ｖ、ｘ）、ＩＹｇ（ｖ、ｘ）、ＩＹｂ（ｖ、ｘ）に変換する電圧／輝度変換部８１（Ｌ／Ｖ）と、上記輝度関数ＩＹｒ（ｖ、ｘ）、ＩＹｇ（ｖ、ｘ）、ＩＹｂ（ｖ、ｘ）を解析する輝度分布解析部８２（ＬＤＡ）と、所望の変調特性関数を生成する理想変調特性関数生成部８３（ＩＶ０）と、乗算器８４と、駆動信号の補正を行ない、補正データテーブルを生成する補正テーブル生成部８５ａ、８５ｂ、８５ｃ（ＣＴＧ）と、駆動信号の補正データテーブルを書き込むデータテーブル記憶部８６ａ、８６ｂ、８６ｃと（ＬＵＴ＿Ｒ，ＬＵＴ＿Ｇ，ＬＵＴ＿Ｂ）を有する。
【００７６】
次に、図２１のフローチャートを参照しながら、補正値演算器６４の動作を説明する。
ステップＳ３１：
Ｒ，Ｇ，Ｂレーザ光源について、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂそれぞれの全画素の変調特性Ｉｒ（ｖ，ｘ）、Ｉｇ（ｖ，ｘ）、Ｉｂ（ｖ，ｘ）を測定し、メモリ６３に記憶する。その後に、補正回路部３３において、その測定データを処理し、補正を行なう。
【００７７】
ステップＳ３２：
測定されたＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの変調特性Ｉｒ（ｖ，ｘ）、Ｉｇ（ｖ，ｘ）、Ｉｂ（ｖ，ｘ）は電圧値であり、補正値演算器６４に含まれる電圧／輝度変換部８１は、それら電圧値を輝度に変換する。
【００７８】
具体的に、まずは、目標とする白色光を実現するために、Ｒ，Ｇ，Ｂ三原色の混合比Ｒｃ、Ｇｃ、Ｂｃを求める。
たとえば、Ｒ，Ｇ，Ｂ３原色の各三刺激値をＲ（Ｘｒ、Ｙｒ、Ｘｒ）、Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）、Ｂ（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）、白の三刺激値をＷ（Ｘｗ、Ｙｗ、Ｚｗ）とする。その結果、白色を実現ための三原色の混合量Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃと各三刺激値の関係は下記の式（１）で定義される。
【００７９】
【数１】
2004157522.tif 000003
【００８０】
本実施形態に用いるＲ，Ｇ，Ｂレーザ光源の三刺激値および、白（色温度６５００Ｋ）の三刺激値は、例えば、下記のような値となる。
Ｒ（０．４１２１、  ０．１５９６、  ０．００００）、
Ｇ（０．１８９１、  ０．８８５０、  ０．０３６９）、
Ｂ（０．３０８９、  ０．０５２６、  １．７２０９）、
Ｗ（０．９５０５、  １．００００，  １．０８９０）。
白を実現するためのＲ，Ｇ，Ｂ三原色の混合量は式（１）に上記値を代入することによって下記の式（２）のように求められる。
【００８１】
【数２】
2004157522.tif 000004
【００８２】
【数３】
2004157522.tif 000005
【００８３】
上記混合量は、上記三刺激値を持つ３原色にて色温度６５００Ｋの白を輝度Ｙ＝１で実現するために必要なレーザーパワーの比をあらわしている。即ち、Ｒｃ：Ｇｃ：Ｂｃ＝１．４６４８：０．８２９２：０．６５１０。
光センサ１７にて各色の変調光量［Ｗ］を測定した結果Ｉｒ（ｖ，ｘ），Ｉｇ（ｖ，ｘ），Ｉｂ（ｖ，ｘ）は、図１９に示されたものである。
かかるＧＬＶから射出される変調光を全部混合する場合に実現可能な白の輝度をＹｗｒ，Ｙｗｇ，Ｙｗｂで表わし、下記の式（４）のように求められる。
【００８４】
〔数４〕
Ｙｗｒ＝Ｉｒ（ｖ，ｘ）／Ｒｃ
Ｙｗｇ＝Ｉｇ（ｖ，ｘ）／Ｇｃ
Ｙｗｂ＝Ｉｂ（ｖ，ｘ）／Ｂｃ
（４）
【００８５】
前述したように、光センサ１７は図１８に示すような波長感度を持っている。また、光センサ１７は、幾何学条件により、測定効率は１００％ではない。そのため、これらの効果を補正する必要がある。具体的には、予め光センサ１７の受光面積や波長感度による測定量の変化を反映する輝度変換係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂを求め、上記輝度関数Ｙｗｒ，Ｙｗｇ，Ｙｗｂに掛け、補正する。
従って、補正後の実現可能な白色の輝度ＩＹは次の式（５）のようになる。
〔数５〕
ＩＹｒ＝Ｋｒ×Ｙｗｒ＝Ｋｒ×Ｉ（ｖ，ｘ）／Ｒｃ（ルーメン）
ＩＹｇ＝Ｋｇ×Ｙｗｇ＝Ｋｇ×Ｉｇ（ｖ，ｘ）／Ｇｃ（ルーメン）
ＩＹｂ＝Ｋｂ×Ｙｗｂ＝Ｋｂ×Ｉｂ（ｖ，ｘ）／Ｂｃ（ルーメン）
（５）
【００８６】
図２２は、図１９に示された駆動電圧ｖ＝ｖ１の時の変調特性の分布（光量−画素位置）を電圧／輝度変換部８１において上記のように処理することによって、得られた輝度特性（または、輝度プロファイル、即ち輝度と画素位置の関係）ＩＹｒ，ＩＹｇ，ＩＹｂを示す。
ステップＳ３３：
輝度分布解析部８２は、輝度特性（輝度−画素位置）ＩＹｒ，ＩＹｇ，ＩＹｂを解析し、各駆動電圧ｖに対して、ＩＹｒ（ｖ、ｘ），ＩＹｇ（ｖ、ｘ），ＩＹｂ（ｖ、ｘ）の共通の最小値ＩＹ０を探し、その値を補正回路３３で補正を行なった後に、実現可能な白の最大輝度ＩＹｍａｘとする。
ＩＹ０より大きい白の輝度は、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの中に、その輝度を実現できない画素素子は必ず存在するからである。
図２２において、輝度特性ＩＹｒ（ｖ、ｘ），ＩＹｇ（ｖ、ｘ），ＩＹｂ（ｖ、ｘ）の共通の最小値ＩＹ０は、ＩＹｂ（ｖ、ｘ）の最小値となる。即ち、ＩＹｂ（ｖ、ｘ）が白を実現する上で拘束条件になり、ＩＹｂ（ｖ、ｘ）の最小値ＩＹ０が実現可能な白の最大輝度ＩＹｍａｘになる。
【００８７】
ステップＳ３４：
前述したように、画像入力機器によって入力映像信号ＶＩＤＥＯが特有のγ特性を有する、即ち、入力信号をｘ（０＜ｘ＜１）、出力信号をｙ（０＜ｙ＜１）とすると、ｙ＝ｘγの関係が成立する。例えば、通常テレビの場合、γ＝２．２である。
その結果、入力映像信号ＶＩＤＥＯのγ特性に応じて、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの画素素子には、理想的な変調特性が存在する。ここで、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの入力映像信号ＶＩＤＥＯのγ特性に応じた変調特性を関数ＩＶ（ｔ）で表わし、全部画素素子の理想的な変調特性ＩＴ（ｖ）は、変調特性ＩＶ（ｔ）と、上記において求めた白の最大輝度ＩＹｍａｘとの積になる。即ち、ＩＴ（ｖ）＝ＩＹｍａｘ×ＩＶ（ｖ）となる。以降、理想的な変調特性ＩＴ（ｖ）を目標変調特性と呼ぶ。γに応じた変調特性ＩＶ（ｔ）は、ユーザにより指定可能である。
補正値演算器６４において、輝度分布解析部８２は実現可能な白の最大輝度ＩＹｍａｘを出力し、理想変調特性関数生成部８３は、ユーザが指定した理想変調特性関数ＩＶ（ｔ）を出力する。乗算器８４において、関数ＩＹｍａｘと関数ＩＶ（ｔ）を乗算し、その乗算の結果は目標変調特性ＩＴ（ｖ）となる。
図２３は、このように求められた目標変調特性ＩＴ（ｖ）の一例を示す。
【００８８】
ステップＳ３５：
補正テーブル生成部８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、算出した図２３に示された目標変調特性ＩＴ（ｖ）と実際に測定した画素毎の輝度（変調）特性ＩＹｒ（ｖ、ｘ），ＩＹｇ（ｖ、ｘ），ＩＹｂ（ｖ、ｘ）（図１７（ｂ）、図１９）に基づいて、表示される輝度と色の不均一性を無くすように、Ｒ、Ｇ、Ｂ照明毎、および画素素子毎に、駆動信号の補正を行ない、駆動信号の補正テーブルをＲＧＢ照明毎に作製する。
【００８９】
図２４は本実施形態の表不均一性を補正する方法を示している。
図２４（ａ）は上記に算出した目標変調特性ＩＴ（ｖ）、図２４（ｂ）は実際に測定された輝度（変調）特性ＩＹｒ（ｖ）、または、ＩＹｇ（ｖ）、または、ＩＹｂ（ｖ）を示している。図２４（ａ）と（ｂ）において、横軸は駆動電圧、縦軸は変調光の輝度を表わしている。
表示不均一性を補正するために、補正テーブル生成部８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、図２４（ａ）に示す目標変調特性ＩＴ（ｖ）の曲線上に、表示不均一性が存在しない場合に各画素素子に印加すべき所定の初期駆動電圧Ｖｉｎに対して、対応する目標輝度値Ｙを求める。
次に、図２４（ｂ）において、測定された変調特性、例えば、輝度特性ＩＹｒ（ｖ）の曲線上に、目標輝度値Ｙを発生するために印加すべき駆動電圧Ｖｏｕｔを画素毎に求める。
このようにして、輝度値Ｙを実現するために、画素素子Ｎ，Ｍ，Ｌ…の駆動電圧がそれぞれＶｏｕｔ＿ｎ、Ｖｏｕｔ＿ｍ、Ｖｏｕｔ＿ｌ…となる。
【００９０】
即ち、図２５に示すように、所定の初期駆動電圧Ｖｉｎに対して、画素素子Ｎ，Ｍ，Ｌが同じ輝度値Ｙを表示するように、画素素子Ｎ，Ｍ，Ｌに印加する駆動電圧はＶｏｕｔ＿ｎ，Ｖｏｕｔ＿ｍ，Ｖｏｕｔ＿ｌに補正された。
このように得られたＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの全部の画素素子の補正後の駆動電圧は、データテーブル記憶部８６ａ、８６ｂ、８６ｃに書き込まれ、補正処理は完了する。
【００９１】
以後入力される画像信号は、データテーブル記憶部８６ａ，８６ｂ、及び８６ｃにて、画素素子および駆動信号レベル毎に随時駆動信号が補正され、輝度と色の不均一性が補正され、高品質の映像が出力される。
図２６は、図２２と対比して、輝度と色の不均一性が補正された後の輝度プロファイルを示す。
図２６に示すように、補正後の駆動電圧を印加した後に、レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの輝度プロファイルＩＹｒと、ＩＹｇと、ＩＹｂとが同一になり、色温度６５００Ｋ（ＩＹｂルーメン）の白を正しく実現できる。
【００９２】
本実施形態によれば、画素毎に照明条件の不均一性、及び画素素子特性のバラツキを補正した補正駆動信号によってＧＬＶを駆動するため、画面上に輝度と色の不均一性の無い高品質な映像を提供できる。
【００９３】
第３の実施形態
本実施形態に係る画像表示装置の基本構成が図１２、図１３及び図１５で図解した第２の実施形態に係る画像表示装置と同様である。ただし、本実施形態において、色と輝度の不均一性の補正方法は第２の実施形態と異なる。それに伴い、駆動電圧の補正値を算出する補正値演算器の構成は、第２の実施形態における補正値演算器６４と異なる。本実施形態の補正値演算器を符号６４ｂで表わす。
本実施形態において、１次元画像素子ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂにおける各画素素子の変調特性のバラツキ（照明条件の不均一性を含まない）を事前に測定し、レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの照明条件の不均一性をプロジェクター動作直前に測定する。この２回の測定結果に基づいて、駆動電圧の補正データテーブルを作成する。
【００９４】
ＧＬＶのリボン電極間の固有の段差は、例えば、製造工程の不安定性や、駆動信号の誤差によるものであり、経時変化や温度変化は生じない。一方、光源は、照明条件の不均一性には経時変化や温度変化があり、事前に測定した結果は、時間を経つと適用できない可能性がある。そのため、両方を独立して、照明の影響を含まない素子の変調特性を先に測定し、使用する直前に照明の不均一性を測定する方法は、光源の動作条件の経時変化に対応できる。
本実施形態に係る画像表示装置の図解を省略し、なお、第１と第２の実施形態の画像表示装置と同じ部分に同じ符号を用い、重複する説明を省略する。
【００９５】
図２７は、本実施形態の画像表示装置において、画素素子の変調特性のバラツキと照明条件の不均一性を測定し、駆動電圧の補正を行なう処理の全体の流れを示すフローチャートである。
次に、図２７の各ステップについて説明する。
ステップＳ４１：
事前に、例えば、別個の調整装置を用いて、レーザ光をＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂにおける個々の画素素子に照射し、個々の画素素子の変調特性（照明条件の不均一性を含まない）を測定する。
ステップＳ４２：
本実施形態の画像表示装置によって画像を表示する直前に、本実施形態の画像表示装置におけるレーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを順次点灯し、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂに順次照射する。各ＧＬＶの個々の画素素子について、テスト信号生成部３１が高いレベルのテスト信号を駆動信号として各ＧＬＶに順次印加し、光検出装置１５がテスト信号を印加された画素素子から射出された変調光の光量を測定し、照明条件の不均一性（照明プロファイル）を得る。
【００９６】
ステップＳ４３：
補正回路部３３は、測定された各画素素子からの変調特性と照明プロファイルを処理し、所定の初期駆動電圧に対して、各色の各画素素子に印加する最適な駆動電圧を求める。求められた最適化な駆動電圧データのデータテーブルを作成し、メモリに記憶する。
そして、画像を表示する際に、記憶された駆動電圧のデータテーブルを用いて、ＧＬＶの各画素素子に印加する。
その後の画像表示の流れは、第１と第２の実施形態と同様である。
【００９７】
図２８は、事前に、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂにおける個々の画素素子の変調特性（照明条件の不均一性を含まない）を測定する変調素子調整装置２０１の構成の一例を示している。
変調素子調整装置２０１は、Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源を含む光源２０２、光源２０２からのレーザ光を成形する照明光学系２０３、該レーザ光を偏向して画素毎にＧＬＶ２０５に入射させるミラー２０４ａと、照射された画素素子から射出された変調光を偏向するミラー２０４ｂと、変調光を結像する投影レンズ２０６と、変調光に含まれる１次回折光を取り出し、他の次数の回折光を取り除く空間フィルタ２０７と、光検出器２１７とを有する。
【００９８】
変調素子調整装置２０１において、照明光学系２０３は、光源２０２から射出された単色レーザ光をビームスポットが点状となるように成形して、ＧＬＶ２０５を画素ごとに照射する。照射されている画素素子に図１７（ａ）に示されたテスト信号を印加し、入射光を変調する。射出された変調光を光センサ２１７で測定し、該画素素子の変調光の強度を測定し、変調特性を求める。ここで、１画素範囲内に照明光の強度変動がないと仮定する。
空間フィルタ２０７は、第１と第２の実施形態における空間フィルタ５と同様である。また、ＧＬＶ２０５は、赤色、緑色、青色用の３つのＧＬＶを含み、それぞれをＧＬＶ２０５Ｒ、ＧＬＶ２０５Ｇ、ＧＬＶ２０５Ｂで示す。
図示していないが、変調素子調整装置２０１に、ＧＬＶデバイスを固定して照明位置を１画素ずつ調整する位置固定装置が設けられている。
ＧＬＶデバイスには、変調素子調整装置２０１に搭載時と画像表示装置搭載時の最適な照明位置が一致するように、位置合わせ用マークが設けられている。変調素子調整装置２０１を用いて測定をする時に、そのマークに応じて、ＧＬＶデバイスと照明の位置が位置固定装置によって調整される。
光源２０２及び照明光学系２０３は、本発明の請求項における「第２の照明手段」に相当する。
【００９９】
次に、画素素子の変調特性（照明条件の不均一性を含まない）を事前に測定する方法を説明する。
図２９は、画素素子の変調特性（照明条件の不均一性を含まない）を事前に測定する処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ５１：
例えば、プロジェクターに組み込む前に、予め駆動回路特性を含むＧＬＶデバイスの変調特性を測定する。ＧＬＶ２０５をセットし、上記のように位置調整後に、光センサ２１７を測定画素の結像位置に移動し、測定を開始する。
ステップＳ５２：
光源２０２、例えば、赤色レーザ光源を点灯し、射出されたレーザ光は照明光学系２０３で成形され、ＧＬＶ２０５Ｒに照射する。
【０１００】
前述したように、ＧＬＶ２０５の１画素素子（６本のリボン電極からなる）の代表的な寸法は、幅が約２５μｍ、長さが約２００〜４００μｍである。従って、ＧＬＶ２０５の１画素素子に照射するビームスポットは，例えば、２５μｍ×５００μｍにすれば、ＧＬＶ２０５を画素ごとに照射できる。
位置固定装置は光ビームの照明位置をＧＬＶ上に移動し、１画素ずつ調整する。
【０１０１】
ステップＳ５３：
ＧＬＶ２０５の各画素素子の変調特性、即ち、駆動電圧と変調光の輝度の関係を順次測定する。
画素素子の変調特性を測定するために、第２の実施形態と同じように、図３０（ａ）に示されたテスト信号を駆動電圧信号として該画素素子の駆動回路に入力し、各リボン電極に印加する。
該画素素子は、入射されたレーザ光を変調し、印加された駆動電圧の各レベルに応じた強度の回折光（変調光）を射出する。
【０１０２】
光センサ２１７は、射出された変調光の強度を測定する。図３０（ｂ）は、測定された変調特性を例示する。
そして、第２の実施形態で示された検出信号処理部３２におけるゲイン調整回路６１は、光センサ２１７の出力信号に対して、ゲイン合わせの処理を行ない、Ａ／Ｄ変換回路６２は、ゲイン調整回路６１から出力されたアナログ信号をデジタルデータに変換し、１画素素子について２５６個のデータからなる測定変調特性を補正値演算器６４ｂのメモリ２８２に記憶する。
ＧＬＶ２０５、具体的に、ＧＬＶ２０５Ｒは、例えば、１０８０画素を表示する場合は、以上の測定を検出器の位置を移動させながら１０８０回繰り返し、ＧＬＶ２０５Ｒの１０８０画素素子のそれぞれの変調特性を測定する。得られた１０８０×２５６のデータをメモリ２８２に記憶する。
【０１０３】
ステップＳ５４：
例えば、ＧＬＶ２０５Ｒの全ての画素素子の変調特性を測定した後に、点灯されている赤色レーザを消灯する。
ステップＳ５５：
緑色レーザ光源と青色レーザ光源についても、同じように処理を行ない、ＧＬＶ２０５ＧとＧＬＶ２０５Ｂの全部の画素素子の変調特性を測定する。
測定されたＧＬＶ２０５ＧとＧＬＶ２０５Ｂの全部の画素素子の変調特性のデータもメモリ２８２に記憶される。
ＧＬＶ２０５Ｒ，ＧＬＶ２０５Ｇ、及びＧＬＶ２０５Ｂのそれぞれの全部の画素素子の変調特性データをまとめて関数Ｉｓｒ（ｖ、ｘ），Ｉｓｇ（ｖ、ｘ），Ｉｓｂ（ｖ、ｘ）で表す。ここで、変数ｖは、駆動電圧を表し、変数ｘは、各画素素子の位置を表し、画素素子を区別する変数である。ｒ、ｇ、ｂは、赤、緑、青三色を表す。
【０１０４】
図３１は、テスト信号のあるレベルｖ１で、ＧＬＶ２０５Ｒ、ＧＬＶ２０５Ｇ、及びＧＬＶ２０５Ｂの変調特性Ｉｓｒ（ｖ１、ｘ），Ｉｓｇ（ｖ１、ｘ），Ｉｓｂ（ｖ１、ｘ）の一例を示し、各ＧＬＶにおいて、各画素素子から射出された変調光の強度の変動を例示する。
図３１に示すように、画素素子変調特性のバラツキにより、ＧＬＶ２０５Ｒ，ＧＬＶ２０５Ｇ、及びＧＬＶ２０５Ｂの画素素子の配置方向に沿って変調光の強度が大きく変動する。
ここで示されている変調特性Ｉｓｒ（ｖ１、ｘ），Ｉｓｇ（ｖ１、ｘ），Ｉｓｂ（ｖ１、ｘ）の変動は、各画素素子及び駆動回路に固有のバラツキによるものであり、光源２０２の照明プロファイルの影響が含まれていない。
【０１０５】
次に、画像表示直前に照明プロファイルを単独に検出する方法を説明する。この時、ＧＬＶデバイスを画像表示装置に搭載し、図１２に示されたように、画像表示装置に光検出装置１５を設けて、画像表示装置に配置された光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの照明プロファイルを測定する。
ここで測定する照明プロファイルは、画素素子に固有の変調特性（駆動回路の影響を含む）のバラツキの影響は含まれていない。
しかし、画素素子の変調特性を単独に測定することが可能であることに対して、照明プロファイルを単独に測定することが容易にできない。何故なら、ＧＬＶ全体を照明すると、照明不均一性の影響が、画素素子に固有の変調特性（駆動回路の影響を含む）のバラツキによる影響と必ず併存するからである。従って、画素素子による表示不均一性が存在する限り、照明プロファイルを単独に測定することができない。
【０１０６】
しかし、近似的に照明プロファイルを単独に測定する方法がある。
前述したように、可動リボン電極の最大の変位量がλ／４である。ここで、λは入射光の波長である。例えば、本実施形態で用いられるＲ、Ｇ、Ｂ光源の場合は、赤色（Ｒ）：λ＝６５０ｎｍ、緑色（Ｇ）：λ＝５３２ｎｍ、青色（Ｂ）：λ＝４６０ｎｍとなっており、各照明光に対して、可動リボン素子の最大移動量λ／４はそれぞれ１６２．５ｎｍ、１３３ｎｍ、１１５ｎｍとなる。
一方、リボン電極の表面固有の凹凸や、駆動回路によるリボン電極表面の位置のバラツキは通常数ｎｍ程度である。従って、可動リボン素子を最大距離で変位させる場合は、リボン電極自身の凹凸及び駆動信号による凹凸がＧＬＶの変調効果に影響は十分小さいものと考えられ、無視できる。
従って、図３２に示すように、駆動信号として、レベルが２４０〜２５５の範囲に変化するテスト信号をＧＬＶに印加して動作させ、変調光を光センサ１７で測定し、各画素素子の照明プロファイル、即ち、輝度と画素（位置）の関係Ｐｒ（ｘ）、Ｐｇ（ｘ）、Ｐｂ（ｘ）を測定できる。
実際に、テスト信号が２４０〜２５５の範囲では、変調光の光量が単調に増加しない。そこで、テスト信号が２４０〜２５５の範囲で測定された輝度の最大値を照明プロファイルの値とする。
図３２に示したレベルが２４０〜２５５の範囲に変化するテスト信号は、本発明の請求項における「第２の範囲に変化する第２のテスト信号」に相当する。
【０１０７】
図３３は、画像表示直前に照明プロファイルを単独に検出する処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ６１：
画像表示を行なう直前に、図１２に示すミラー１６と光センサ１７を設置し、照明プロファイルを測定する。
ステップＳ６２：
レーザ光源、例えば、赤色レーザ光源２１Ｒを点灯し、射出されたレーザ光は照明光学系２２Ｒで線形に成形され、ＧＬＶ２３Ｒ全体に照射する。
【０１０８】
ステップＳ６３：
ＧＬＶ２３Ｒの個々の画素素子について、変調光の強度を測定する。
そのために、テスト信号生成部３１が図３２に示されたようなテスト信号を生成し、駆動電圧信号として選択回路６６を介して測定対象画素素子の駆動回路に入力し、該測定対象画素素子の各リボン電極に印加する。
図３２に示されたテスト信号は、レベル（相対値）が２４０〜２５５の範囲で変化する。
【０１０９】
測定対象画素素子は、入射された赤色レーザ光を変調し、ＧＬＶ２３Ｒは変調光を射出する。光センサ１７は、上記テスト信号の各レベルに対応する変調光の強度を測定する。
図１５に示された検出信号処理部３２におけるゲイン調整回路６１は、光センサ１７からの出力信号について、光センサの波長感度の変化を補正するために、ゲイン合わせの処理を行なう。Ａ／Ｄ変換回路６２はその信号をデジタルデータに変換し、テスト信号の２４０〜２５５の各レベルに対応するデータを該画素素子の照明プロファイルデータとして補正回路部３３のメモリ６３に記憶する。
例えば、ＧＬＶ２３Ｒは１０８０画素素子から構成される場合は、以上の測定を１０８０回繰り返し、ＧＬＶ２３Ｒの１０８０画素素子について、同じように測定し、得られた照明プロファイルデータをメモリ６３に記憶する。
なお、測定された画素素子を除き、他の画素素子を遮光する。
【０１１０】
ステップＳ６４：
例えば、ＧＬＶ２３Ｒの全ての画素素子について測定を終了した後に、レーザ光源２１Ｒを消灯する。
ステップＳ６５：
レーザ光源２１Ｇ、または、２１Ｂについても、同じように処理を行ない、ＧＬＶ２３Ｇ，または、ＧＬＶ２３Ｂの全部の画素素子について測定を行なう。
測定されたＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂの各画素素子の照明プロファイルデータもメモリ６３に記憶される。
ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂのそれぞれの全部の画素素子の照明プロファイルデータデータを、まとめて関数ＩＱｒ（ｖ、ｘ）、ＩＱｇ（ｖ、ｘ）、ＩＱｂ（ｖ、ｘ）で表す。ここで、変数ｖは、駆動電圧を表し、変数ｘは、各画素素子の位置を表し、画素素子を区別する変数である。ｒ、ｇ、ｂは、赤、緑、青三色を表す。
ステップＳ６６：
レーザ光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに対して、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂの全ての画素素子について測定を行なった後に、照明プロファイルの測定を終了する。
【０１１１】
メモリ６３に記憶されたＧＬＶ２３Ｒ，ＧＬＶ２３Ｇ，ＧＬＶ２３Ｂの全ての画素素子の照明プロファイルデータは、補正回路部３３における補正値演算器６４ｂにおいて解析される。
図３４は補正値演算器６４ｂの構成を示す。
補正値演算器６４ｂは、電圧輝度変換２８１（Ｌ／Ｖ）と、画素素子の変調特性データを格納するメモリ２８２と、所望の変調特性関数を生成する理想変調特性関数生成部２８３（ＩＶ０）と、乗算器２８４ａ，２８４ｂ，２８４ｃ，２８４ｄと、輝度分布解析部２８７（ＬＤＡ）と、補正テーブル生成部２８５ａ，２８５ｂ，２８５ｃ（ＣＴＧ）と、データテーブル記憶部２８６ａ，２８６ｂ，２８６ｃと（ＬＵＴ＿Ｒ，ＬＵＴ＿Ｇ，ＬＵＴ＿Ｂ）を有する。
【０１１２】
次に、図３５のフローチャートを参照して、補正値演算器６４ｂの動作を説明する。
ステップＳ７１：
Ｒ，Ｇ，Ｂレーザ光源について、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂそれぞれの全画素の照明プロファイルデータＩＱｒ（ｖ，ｘ）、ＩＱｇ（ｖ，ｘ）、ＩＱｂ（ｖ，ｘ）を測定し、メモリ６３に記憶した後に、補正回路部３３において、その測定データを処理し、補正を行なう。
【０１１３】
ステップＳ７２：
電圧輝度変換／輝度分布解析部２８１は、照明プロファイルデータＩＱｒ（ｖ、ｘ）、ＩＱｇ（ｖ、ｘ）、ＩＱｂ（ｖ、ｘ）を解析し、各画素素子について、照明プロファイルデータの最大値を抽出し、該画素素子の照明プロファイルの値とし、光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの照明プロファイルＩＰｒ（ｘ）、ＩＰｇ（ｘ）、ＩＰｂ（ｘ）を導出する。
さらに、電圧輝度変換／輝度分布解析部２８１は、電圧値であるＩＰｒ（ｘ）、ＩＰｇ（ｘ）、ＩＰｂ（ｘ）を輝度値Ｐｒ（ｘ）、Ｐｇ（ｘ）、Ｐｂ（ｘ）に変換する。具体的な変換方法は、第２の実施形態と同様である。
図３６は、測定された照明プロファイルＰｒ（ｘ）、Ｐｇ（ｘ）、Ｐｂ（ｘ）の一例を示す。
図３６に示すように、光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの照明プロファイルが大きく変動する。
【０１１４】
ステップＳ７３：
メモリ２８２から、ＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの全部の画素画素素子の変調特性データＩｓｒ（ｖ、ｘ）、Ｉｓｇ（ｖ、ｘ）、Ｉｓｂ（ｖ、ｘ）を読み出す。
ステップＳ７４：
乗算器２８４ａ、２８４ｂ、２８４ｃにおいて、照明プロファイルＰｒ（ｘ）、Ｐｇ（ｘ）、Ｐｂ（ｘ）と素子の変調特性データＩｓｒ（ｖ、ｘ）、Ｉｓｇ（ｖ、ｘ）、Ｉｓｂ（ｖ、ｘ）とを乗算し、照明光分布を含んだ変調特性ＩＹｒ（ｖ、ｘ）、ＩＹｇ（ｖ、ｘ）、ＩＹｂ（ｖ、ｘ）を算出する。
【０１１５】
図３７は、テスト信号のレベルはｖ＝ｖ１の時の算出された照明光分布を含んだ変調特性ＩＹｒ（ｖ１、ｘ）、ＩＹｇ（ｖ１、ｘ）、ＩＹｂ（ｖ１、ｘ）を示す。
ステップＳ７５：
輝度分布解析部２８７は、例えば、図３７で示された輝度特性ＩＹｒ，ＩＹｇ，ＩＹｂを解析し、輝度特性ＩＹｒ，ＩＹｇ，ＩＹｂを画素配置方向に数分割し、分割領域毎に実現可能な白の最大輝度関数ＩＹｍａｘ（ｖ、ｘ）を求める。
分割方法は均等である必要なく、例えば、図３８に示すように、画素領域を３分割し、分割領域毎に共通の最小値ＩＹ０を探し、下記のように白の最大輝度関数ＩＹｍａｘ（ｖ、ｘ）を求める。
領域１：ＩＹｍａｘ（ｖ、ｘ）＝ａｘ＋ｂ、
領域２：ＩＹｍａｘ（ｖ、ｘ）＝ｃ、
領域３：ＩＹｍａｘ（ｖ、ｘ）＝ｆ−ｄｘ
ここで、ｘは画素位置を示す。
輝度分布解析部２８７は実現可能な白の最大輝度ＩＹｍａｘを出力し、理想変調特性関数生成部２８３は、ユーザが指定した理想変調特性関数ＩＶ（ｔ）を出力し、乗算器２８４ｄにおいて、関数ＩＹｍａｘと関数ＩＶ（ｔ）が乗算し、その乗算の結果は目標変調特性ＩＴ（ｖ）となる。
【０１１６】
ステップＳ７６：
補正テーブル生成部２８５ａ，２８５ｂ，２８５ｃは、算出した目標変調特性ＩＴ（ｖ）と実際に測定で得られた画素毎の変調特性ＩＹｒ（ｖ、ｘ）、ＩＹｇ（ｖ、ｘ）、ＩＹｂ（ｖ、ｘ）（図３７）に基づいて、表示される輝度と色の不均一性を無くすように、Ｒ、Ｇ、Ｂ照明毎にかつ画素素子毎に、駆動信号の補正を行ない、駆動信号の補正テーブルをＲＧＢ照明毎に作製する。
具体的な補正方法は、第２の実施形態において、図２４に示した方法と同様である。
即ち、所定の初期駆動電圧Ｖｉｎに対して、各画素素子が同じ輝度値Ｙを表示するように、画素素子に印加する駆動電圧は補正される。
このように得られたＧＬＶ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの全部の画素素子の補正後の駆動電圧は、データテーブル記憶部２８６ａ，２８６ｂ，２８６ｃに書き込まれ、補正処理は完了する。
【０１１７】
以後、入力される画像信号は、データテーブル記憶部２８６ａ，２８６ｂ、及び２８６ｃにて、画素素子および駆動信号レベル毎に随時駆動信号が補正され、輝度と色の不均一性が補正され、高品質の映像が出力される。
図３９は、図３７と対比して、輝度と色の不均一性が補正された後の輝度プロファイルを示す。
図３９に示すように、補正後の駆動電圧を印加した後に、レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの輝度プロファイルＩＹｒと、ＩＹｇと、ＩＹｂとが同一であり、白を正しく表示できる。
【０１１８】
本実施形態によれば、画素毎に照明条件の不均一性、及び画素素子特性のバラツキを補正した補正駆動信号よってＧＬＶを駆動するため、画面上に輝度と色の不均一性の無い高品質な映像を提供できる。
また、環境経時変化に影響されやすい照明不均一性を適宜補正できるため、常に色不均一性のない映像を提供できる。
また、複数分割した照明領域毎に最大輝度関数を設定するため、輝度を無駄にせず有効活用することができ、かつ、照明領域毎でＲ，Ｇ，Ｂの輝度比率は一定となるため、画質劣化の原因となる色不均一性が発生しない。
また、画像を表示直前に照明プロファイルのみを測定するため、測定時間を大幅に短縮することが可能となる。そのため使用者の待ち時間を低減することができる。
【０１１９】
第４の実施形態
本実施形態に係る画像表示装置の基本構成が図１２、図１３及び図１５で図解した第２の実施形態に係る画像表示装置と同様である。ただし、本実施形態において、データテーブル記憶部に記憶された駆動電圧補正データを駆動回路に入力する際に発生する量子化誤差の影響を低減する処理回路が、画像表示装置に付加されている。
図４０は、本実施形態に係る画像表示装置において、信号処理部３０１の部分構成を示すブロック図である。
【０１２０】
図４０に示す信号処理部３０１は、映像信号入力処理部３０２（ＶＳＩＰ）と、データテーブル記憶部（ＬＵＴ）３０３、誤差拡散回路３０４（ＥＤＣ）と、Ｄ／Ａ変換回路３０５と、駆動回路３０６（ＤＲＶＣ）とを含む。
図４０において、映像信号入力処理部３０２は、ＲＧＢ信号である映像信号ＶＩＤＥＯを処理する。例えば、映像信号入力処理部３０２は、ＤＶＤなどの映像再生機器より入力された色差信号ＹＣｂＣｒ（ＹＰｂＰｒ）をＲＧＢ信号に変換し、また、非線形特性（γ特性）付加されているＲＧＢ信号について、逆ガンマ補正処理にて線形特性に変換する。さらに、照明光源の色再現範囲に対応させるために、ＲＧＢ信号について色空間変換処理を実施する。このように処理された映像信号ＶＩＤＥＯはデータテーブル記憶部３０３に入力される。
【０１２１】
データテーブル記憶部３０３に、ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂにおける全ての画素素子の補正後の駆動電圧データが記憶されている。映像信号ＶＩＤＥＯがデータテーブル記憶部３０３に入力されると、映像信号ＶＩＤＥＯに対応する駆動電圧を初期駆動電圧として、それに対応するＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、または、ＧＬＶ２３Ｂにおける全ての画素素子の補正後の駆動電圧データがデータテーブル記憶部３０３から読み出され、誤差拡散回路３０４を介して、Ｄ／Ａ変換回路３０５にてＤ／Ａ変換された後に、ＧＬＶの各画素素子の駆動回路に印加する。
該補正後の駆動電圧を印加することによって、画面上に輝度と色の不均一性がなくなり、高品質の画像を表示される。
Ｄ／Ａ変換回路３０５は、入力されたディジタル駆動信号をアナログ信号に変換する。駆動回路３０６は、そのアナログ信号をＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂの所定の画素素子の各リボン電極に印加する。ＧＬＶ２３Ｒ、ＧＬＶ２３Ｇ、ＧＬＶ２３Ｂは駆動信号に応じて動作し、赤色レーザ２１Ｒ、緑色レーザ２１Ｇ、青色レーザ２１Ｂから出射されたレーザ光を変調する。
【０１２２】
市販されたＤ／Ａ変換器３０５と駆動回路３０６のビット幅は８ビットのものである。
一方，第２と第３の実施形態で述べたように目標変調特性と実際に測定した画素毎の変調特性に基づいて補正テーブルを求める際、測定および補正の処理は精密な処理であり、測定精度、補正精度、および演算精度を保つため、例えば、補間処理等を用いて、高いビット数のデータフォーマットで以上の処理を行ない、高いビット数にて駆動電圧の補正データテーブルを作成する必要がある。例えば、補正された駆動電圧のデータのビット数が１０ビットとし、即ち、データテーブル記憶部３０３に記憶されている全ての画素素子の補正後の駆動電圧データのビット数が１０ビットである。
【０１２３】
ところが、データテーブル記憶部３０３のデータはＤ／Ａ変換器３０５と駆動回路３０６に入力されると、比較的に連続しているデータテーブル記憶部３０３のデータは間引きされる、言い換えれば、２５６値に量子化（ディジタル化）される。
この量子化によって、駆動電圧の階調が粗くなり、データテーブル記憶部３０３に記憶された駆動電圧の補正データに比べ、誤差が生じる。これは量子化誤差と言う。
この量子化誤差によって、画面上に画素間の不連続性が生じると、第２と第３の実施形態の補正方法を用いても解消できない。しかも、人間の目の感度が高いので、このような画素間僅かの不連続性は、不自然な表示として人間に認識される。特に、本実施形態のように、ＧＬＶからの変調光を走査して２次元画像を表示する表示装置において，１次元画像を画面上に走査することによって、１次元画像での異常な点は、画面上に横縞になって、さらに感知しやすくなる。
【０１２４】
そこで、本実施形態において、データテーブル記憶部３０３とＤ／Ａ変換器３０５及び駆動回路３０６の間に、誤差拡散処理部３０４を設けて、画面上１画素で生じた量子化誤差を該画素周囲の複数の画素に割振り、さらに、次のフレームの所定の領域の複数の画素にも割振る。また、１画面内の全画素についても、同じように、処理対象となる画素の量子化誤差を、現在のフレームと次のフレームの所定の領域の複数の画素に拡散する。その結果、ビデオ画像全体としての誤差を最小にし、表示される画像をより自然なものにする。
静止する１枚の画面内に量子化誤差を拡散する方法、いわゆる２次元量子化誤差拡散方法は知られているが、本実施形態に係る画像表示装置は、ビデオ映像を表示する装置であり、連続して表示される複数のフレームは、画面の内容もほぼ連続している。このため、本実施形態において、駆動電圧の量子化誤差による画面上の不連続性を最大限に軽減するために、フレーム間にも量子化誤差の拡散処理（以降、３次元誤差拡散と呼ぶ）を行なう。
【０１２５】
図４１は、本実施形態に係る画像表示装置において、誤差拡散回路３０４の構成の一例を示すブロック図である。
誤差拡散回路３０４は、加算器３１１と、加算器３１２と、誤差丸め処理部３１３（ＥＲＰ）と、減算器３１４と、誤差フィルタ３１５（ＥＦＬＴ）とを有する。
データテーブル記憶部３０３は、記憶された１０ビットの駆動電圧補正データを出力する時に、該１０ビットのデータを上位８ビットと下位２ビットに分割する。
上位８ビットＡ（ｘ，ｙ）は加算器３１１に入力され、下位２ビットＢ（ｘ，ｙ）は加算器３１２に入力され、誤差として処理される。
具体的に、加算器３１２で、下位２ビットＢと、前の１ライン、若しくは、前の１フレームの所定の領域（ｘ'，ｙ'）の画素で発生した２ビットの誤差Ｅ（ｘ'，ｙ'）とが加算される。該２ビットの加算結果Ｇ（ｘ，ｙ）を誤差丸め処理部（ＥＲＰ）３１３で処理する。
誤差丸め処理部３１３には、所定のしきい値Ｕ０が設けられており、なお、２ビットのデータが入力される。誤差丸め処理部３１３は入力されたデータをしきい値Ｕ０と比較し、しきい値Ｕ０より大きい場合は、例えば、誤差丸め処理部３１３は１を出力し（即ち、図４１において、Ｄ（ｘ，ｙ）＝１）、しきい値Ｕ０より小さい場合は、例えば０を出力する（即ち、図４１において、Ｄ（ｘ，ｙ）＝０）。しきい値Ｕ０より大きい場合、たとえば、１を出力するとき、または、しきい値Ｕ０より小さい場合、たとえば０を出力するときを、第１のデータ、または第２のデータとする。
加算器３１１は、誤差丸め処理部３１３から出力されたＤ（ｘ，ｙ）を、上位８ビットＡ（ｘ，ｙ）の下位２ビットと加算し、補正された駆動電圧データＣ（ｘ，ｙ）として出力する。
誤差フィルタ３１５は、誤差丸め処理部３１３の入力データＧ（ｘ，ｙ）と出力データＤ（ｘ，ｙ）の差Ｅ'を画素（ｘ，ｙ）で新たに発生した量子化誤差Ｅ（ｘ，ｙ）として、周囲の画素に対応した重み係数を付けて周囲の画素に割振る。
【０１２６】
誤差拡散回路３０４は、次のように動作し、量子化誤差を拡散する。
データテーブル記憶部３０３から出力された上位８ビットＡ（ｘ，ｙ）と下位２ビットＢ（ｘ，ｙ）は、それぞれ加算器３１１と３１２に入力される。下位２ビットＢ（ｘ，ｙ）は、誤差フィルタ３１５によって決定される１ラインあるいは１フレーム前の誤差成分Ｅ（ｘ'，ｙ'）と加算器３１２で加算され、Ｇ（ｘ，ｙ）が得られる。Ｇ（ｘ，ｙ）は誤差丸め処理部３１３に入力され、しきい値Ｕ０と比較して、Ｄ（ｘ，ｙ）を出力する。
加算器３１１でＤ（ｘ，ｙ）は、Ａ（ｘ，ｙ）と加算された後に、量子化誤差を処理後の駆動電圧データとして、駆動回路Ｄ／Ａ変換器３０５に入力される。
減算器３１４では、誤差丸め処理部３１３の入力データＧ（ｘ，ｙ）と出力データＤ（ｘ，ｙ）とが減算し、画素（ｘ、ｙ）で新たに発生した誤差Ｅ’とする。誤差フィルタ３１５は、該新たに発生した誤差Ｅ’に設定された周辺の個々の画素に応じた重み値を掛けて、周辺画素、例えば、次のライン、或は、次のフレームの所定の画素に振り分ける。
誤差拡散回路３０４は、本発明の請求項における「駆動信号供給手段」、または、「第２の駆動信号供給手段」に相当する。
データテーブル記憶部３０３は、本発明の請求項における「第１の駆動信号供給手段」に相当する。
【０１２７】
図４２は、本実施形態に係る画像表示装置において、２次元誤差拡散の一例を示す図である。
図４２において、例えば、画素（ｘ＋１，ｙ＋１）では、駆動電圧の誤差となる下位２ビットＢ（ｘ，ｙ）の値は１である。該量子化誤差は、誤差拡散回路３０１において、Ｘ方向（ＧＬＶの画素素子配置方向）とＹ方向（走査方向）に拡散され、画素（ｘ＋１，ｙ）、画素（ｘ，ｙ＋２）にそれぞれ０．１と０．５の誤差を分配した。ここで、説明の便宜上、前回の誤差Ｅ（ｘ，ｙ）はゼロとする。
【０１２８】
以上は、いわゆる２次元量子化誤差拡散である。
図４３は、本実施形態に係る画像表示装置において画像の構造を示す図である。
図４３に示すように、本実施形態に係る画像表示装置は、ビデオ映像を表示する。連続して表示される複数のフレームは、画面の内容もほぼ連続しているので、駆動電圧の量子化誤差による画面上の不連続性は認識されやすい。
このため、本実施形態において、フレーム間の表示不連続性を軽減するために、フレーム間量子化誤差拡散を含む誤差拡散処理、即ち３次元誤差拡散を行なう。
【０１２９】
図４４は、本実施形態に係る画像表示装置において、３次元誤差拡散の一例を示す図である。
図４４に示すように、ＸＹ方向だけでなく、フレーム方向に誤差を拡散させる３次元誤差フィルタ３１５を適用することも可能である。
図４４に示すように、例えば、フレームＮにおいて、画素（ｘ＋１，ｙ＋１，ｔ）では、駆動電圧の誤差となる下位２ビットＢ（ｘ，ｙ）の値は１である。該量子化誤差は、誤差拡散回路３０１において、Ｘ方向（ＧＬＶの画素素子配置方向）、Ｙ方向（走査方向）、とｔ方向（フレーム方向）に拡散され、同じフレームＮ内の画素（ｘ，ｙ＋２，ｔ）に０．２、次のフレームＮ＋１内の画素（ｘ，ｙ，ｔ＋１）に０．１、次のフレームＮ＋１内の画素（ｘ，ｙ＋１，ｔ＋１）に０．２、次のフレームＮ＋１内の画素（ｘ＋１，ｙ＋１，ｔ＋１）に０．１、次のフレームＮ＋１内の画素（ｘ，ｙ＋１，ｔ＋１）に０．１をそれぞれ分配する。
同じように、ここで、説明の便宜上、前回の誤差Ｅ（ｘ，ｙ）はゼロとする。
【０１３０】
本実施形態によれば、量子化誤差を拡散する処理を行なう回路を付加することによって、量子化誤差成分を均等に駆動信号の補正信号に反映させることができるため、低ビット駆動回路でも高ビット駆動回路と同様の筋ムラ補正を実現することが出来る。
【０１３１】
第５の実施形態
本実施形態に係る画像生成装置の基本構成を図４５に示す。上記の実施形態と重複する部分は、説明を省略する。本発明の光変調素子の位置実施態様として、ＧＬＶあるいはＤＭＤ（Digital  Mirror  Device）が挙げられる。
【０１３２】
図４５は、本応用例に係る画像生成装置を模式的に示すブロック図である。
画像生成装置は、初期駆動信号生成回路３５０と、駆動回路３５１と、補正手段３５２と、光変調素子３５３とを有する。
初期駆動信号生成回路３５０は、入力された入力信号から、光変調素子３５３を駆動する初期駆動信号を生成する。
駆動回路３５１は、入力信号に応じて光変調素子３５３を駆動する。
補正手段３５２は、初期駆動信号に応じて光変調素子３５３から射出される変調項の目標光強度を求める。また、駆動信号に応じて光変調素子３５３から射出される変調光の強度から、目標光強度に対応する光変調素子３５３の駆動信号の値を求める。さらに、求められた駆動信号を駆動回路３５１に入力する。
光変調素子３５３は、入射された光を変調し、射出する。
上記の構成において実現される画像生成装置としては、プロジェクタ、ディスプレイ、プリンタ、ＣＴＰ（Computer  To  Plate）などが挙げられる。
【０１３３】
次に、本実施形態に係る画像生成装置の動作について説明する。本実施形態に係る画像生成装置の動作は、上記の実施形態に係る画像表示装置と実質的に対応している。
まず、光源３５４から出射された光は、光変調素子３５３に照射する。また、各光変調素子３５３について、駆動回路３５１が所定の最小電圧から所定の最大電圧までの電圧を駆動信号としてすべての光変調素子に印加する。光検出装置が個々の光変調素子から射出された変調光の光量を個別に測定する。
【０１３４】
次に、補正手段３５２は、光検出装置で測定された変調光の信号について、ゲインの調整、Ａ／Ｄ変換などの初期処理を施す。また、補正手段３５２は、光検出装置で測定された変調光の光量を用いて、光変調素子の各画素素子により生成された画像の輝度と色の不均一性を解析して検出し、所定の初期駆動電圧に対して、各色の各画素素子に印加する最適な駆動電圧を求める。求められた最適化した駆動電圧データのデータテーブルを作成し、生成装置のメモリに記憶する。
実際に画像を表示する際に、記憶された駆動電圧のデータテーブルを用いて、光変調素子の各画素素子に印加する。
【０１３５】
上記のように最適化された駆動電圧が光変調素子に印加され、光変調素子は光源から出射される光を変調して、画像を生成する。このとき、例えば、上記の実施形態と同様に、走査手段により変調光をスキャンして画像を生成する。光源は、複数の単色光を用いてもよい。また、必要に応じて、カラーフィルタや、投影レンズ、集光レンズなどを組み合わせて用いることもできる。
上記の画像生成装置によれば、生成する画像の輝度と色の不均一を低減することができる。
【０１３６】
以上、本発明を好ましい実施の形態に基づき説明したが、本発明は以上に説明した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の改変が可能である。
以上の実施形態に、本発明に係る画像生成装置、画像表示装置と変調素子調整装置の構成の一例を説明したが、その構成の各種の変更が可能である。
また、第３の実施形態で説明した照明領域を分割する方法は、第２の実施形態にも適用できる。
また、本発明に説明した画像表示装置において、ＧＬＶの１画素は６本のリボン電極を含んでいるが、本発明はこれに限定されない。
第４の実施形態で説明した３次元誤差拡散方法は、ＧＬＶを用いた画像表示装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成の配置図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置に用いられた光回折変調素子の構造を説明する模式図である。
【図４】図３に続いて、光回折変調素子の動作を説明する模式図である。
【図５】図４に続いて、光回折変調素子の動作を説明する模式図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置において、照明光学系に入射する前の光の特性を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置における照明光学系の機能を説明する図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図２に示す本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置における空間フィルタ部を説明する図である。
【図９】（ａ）と（ｂ）は、図２に示す本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置における光拡散部の機能を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施形態において、光変調素子特性のバラツキにより画面上に生じる横縞を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態において、光源照明条件の不均一性により画面上に生じた輝度と色の不均一性を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置の構成ブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置の構成の配置図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置において、表示不均一性を検出し、補正する処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置における信号処理系の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置において、表示不均一性を検出する処理を示すフローチャートである。
【図１７】（ａ）と（ｂ）は、本発明の第２の実施形態において、表示不均一性を検出するために光変調素子に印加するテスト信号と光検出器の出力信号を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態において、光検出器の感度の一例を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態において、光変調素子から射出された光の位置分布を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置における補正演算部の構成を示す図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置において、表示不均一性を補正する処理を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置において、実現可能な白色輝度のプロファイルを示す図である。
【図２３】図２２に示された白色輝度のプロファイルより得られた目標変調特性を示す図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置において、測定された変調素子の変調特性と目標変調特性により駆動電圧を補正する方法を示す図である。
【図２５】図２４に続いて、駆動電圧を補正する方法を示す図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置において、表示不均一性を補正した後の白色輝度のプロファイルを示す図である。
【図２７】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、表示不均一性を検出し、補正する処理を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、予め変調素子の変調特性を測定する測定装置の構成図である。
【図２９】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、予め変調素子の変調特性を検出する処理を示すフローチャートである。
【図３０】（ａ）と（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、テスト信号及び予め測定された変調素子の変調特性を示す図である。
【図３１】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、予め測定された変調素子の変調特性の位置分布を示す図である。
【図３２】（ａ）と（ｂ）は、本発明の第３の実施形態において、照明プロファイルを検出するために光変調素子に印加するテスト信号と光センサの出力信号を示す図である。
【図３３】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、照明プロファイルのみを検出する処理を示すフローチャートである。
【図３４】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置における補正演算部の構成を示す図である。
【図３５】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、検出された表示不均一性を補正する処理を示すフローチャートである。
【図３６】本発明の第３の実施形態において、表示する直前に測定した変調素子の特性を含まない照明プロファイルを示す図である。
【図３７】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、実現可能な白色輝度のプロファイルを示す図である。
【図３８】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、白色輝度のプロファイルを複数の領域に分割してそれぞれの目標変調特性を求める方法を示す図である。
【図３９】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置において、表示不均一性を補正した後の白色輝度のプロファイルを示す図である。
【図４０】本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置において、信号処理部の部分構成を示す図である。
【図４１】本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置において、誤差拡散回路の構成を示す図である。
【図４２】本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置において、２次元誤差拡散の一例を示す図である。
【図４３】本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置における画像の構造を示す図である。
【図４４】本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置において、３次元誤差拡散の一例を示す図である。
【図４５】本発明の第５の実施形態に係る画像生成装置の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１…画像表示装置、１ａ…光学系システム、２…光源部、３…照明光学系、４…光変調部、５…空間フィルタ、５ａ…オフナーリレー、５ｂ…シュリーレンフィルタ、６…光投射部、７…光拡散部、８…スクリーン、９…信号処理部、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…リボン素子、１２…共通電極、１３…ＧＬＶ、１５…光検出装置、１６…ミラー、１７…光センサ、１８…レンズ、２１Ｒ…赤色レーザ、２１Ｇ…緑色レーザ、２１Ｂ…青色レーザ、２２Ｒ…赤色用照明光学系、２２Ｇ…緑色用照明光学系、２２Ｂ…青色用照明光学系、２３Ｒ…赤色用ＧＬＶ、２３Ｇ…緑色用ＧＬＶ、２３Ｂ…青色用ＧＬＶ、２４…色合成部、２４ａ、２４ｂ…色合成フィルタ、２５…光投影レンズ、２６…スキャンミラー、２７…映像信号入力処理部、２８…駆動回路部、２９…ＣＰＵ、３０…スキャナー制御部、３１…テスト信号生成部、３２…検出信号処理部、３３…補正回路部、４１…ラインジェネレータ・エキズパンダ、４３…フォーカスレンズ、４４…ミラー、４５…ラインジェネレータ・エキズパンダ、４６…ラインジェネレータ・エキズパンダ、４８…ミラー、４９…フォーカスレンズ、５０…ミラー、５１…レンズ、５２…シュリーレンフィルタ、５５…０次光透過部（開口部）、５６ａ、５６ｂ…±１次光反射部、５７ａ、５７ｂ…高次光透過部（開口部）、６１…ゲイン調整部、６２…Ａ／Ｄ変換部、６３…補正値演算部、６４…メモリ、６５…データテーブル、６６…セレクタ、６７…Ｄ／Ａ変換部、６８…駆動回路、６９…逆ガンマ補正部、７０…色空間変換部、８１…電圧輝度変換部、８２…輝度分布解析部、８３…理想変調特性関数生成部、８４…乗算器、８５ａ、８５ｂ、８５ｃ…補正テーブル生成部、８６ａ、８６ｂ、８６ｃ…赤、緑、青色補正テーブル、９０…電源、９１…レギュレータ、９２…警報手段、１０１…画像表示装置、１０１ａ…光学系システム、１０２…光源部、１０３…照明光学系、１０４…光変調部、１０５…空間フィルタ、１０６…光拡散部、１０７…光投影部、１０８…スクリーン、１０９…信号処理部、１２１Ｒ…赤色レーザ、１２１Ｇ…緑色レーザ、１２１Ｂ…青色レーザ、１２２Ｒ…赤色用照明光学系、１２２Ｇ…緑色用照明光学系、１２２Ｂ…青色用照明光学系、１２３Ｒ…赤色用ＧＬＶ、１２３Ｇ…緑色用ＧＬＶ、１２３Ｂ…青色用ＧＬＶ、１２４…色合成フィルタ、１２５…光投影レンズ、１２６…スキャンミラー、１２７…映像信号入力処理部、１２８…駆動回路部、１２９…ＣＰＵ、１３０…スキャナー制御部、２０１…素子モジュール測定装置、２０２…光源、２０３…照明光学系、２０４ａ、２０４ｂ…ミラー、２０５…ＧＬＶ、２０６…レンズ、２０７…空間フィルタ、２０８ａ、２０８ｃ…表示用光、２０８ｂ…非表示用光、２１７…光センサ、２８１…電圧輝度変換部、２８２…メモリ、２８３…理想変調特性関数生成部、２８４ａ、２８４ｂ、２８４ｃ、２８４ｄ…乗算器、２８５ａ、２８５ｂ、２８５ｃ…補正テーブル生成部、２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｃ…赤、緑、青色補正テーブル、２８７…輝度分布解析部、３０１…画像表示装置、３０２…映像信号入力処理部、３０３…データテーブル、３０４���誤差拡散回路、３０５…Ｄ／Ａ変換部、３０６…駆動回路、３０７…ＧＬＶ素子、３１１、３１２…加算器、３１３…誤差丸め処理、３１４…減算器、３１５…誤差フィルタ、３５０…初期信号生成回路、３５１…駆動回路、３５２…補正手段、３５３…光変調素子、３５４…光源、Ｉｒ…赤色変調特性プロファイル、Ｉｇ…緑色変調特性プロファイル、Ｉｂ…青色変調特性プロファイル、ＩＰｒ…赤色照明による照明プロファイル（電圧値）、ＩＰｇ…緑色照明による照明プロファイル（電圧値）、ＩＰｂ…青色照明による照明プロファイル（電圧値）、ＩＱｒ…赤色照明による照明プロファイルデータ、ＩＱｇ…緑色照明による照明プロファイルデータ、ＩＱｂ…青色照明による照明プロファイルデータ、Ｉｓｒ…赤色用素子の変調特性プロファイル、Ｉｓｇ…緑色用素子の変調特性プロファイル、Ｉｓｂ…青色用素子の変調特性プロファイル、Ｉｔ…目標変調特性、ＩＶ…変調特性関数、ＩＹｒ…赤色照明による白色輝度プロファイル、ＩＹｇ…緑色照明による白色輝度プロファイル、ＩＹｂ…青色照明による白色輝度プロファイル、ＩＹ０…輝度プロファイルの最小値、ＬＤ（Ｒ）…赤色レーザダイオード、ＬＤ（Ｇ）…緑色レーザダイオード、ＬＤ（Ｂ）…青色レーザダイオード、Ｐｒ…赤色照明による照明プロファイル（輝度）、Ｐｇ…緑色照明による照明プロファイル（輝度）、Ｐｂ…青色照明による照明プロファイル（輝度）、Ｘ…フーリエ面
【図１】
2004157522.tif 000006
【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】
2004157522.tif 000012
【図８】
2004157522.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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