(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置の画像表示方法であって、
前記光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では少なくとも１つ以上の画素置きとなるように１フレームを複数のサブフレームに時分割して表示させるようにした光走査型画像表示装置の画像表示方法。
【請求項２】
副走査方向に複数本の光ビームを用いる請求項１記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法。
【請求項３】
少なくとも１つ以上置きとなるように分離された前記主走査方向の画素を表示させる順番を任意に設定自在とした請求項１又は２記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法。
【請求項４】
少なくとも１つ以上置きとなるように分離された前記主走査方向の画素を表示させる順番を副走査方向の各ライン毎に異ならせるようにした請求項１又は２記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法。
【請求項５】
入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置において、
光ビームを変調させる主走査方向の一連の入力画素データを少なくとも１つ以上の画素置きの画素データに分離する画素分離手段と、
分離された画素データ毎にサブフレームを生成するサブフレーム生成手段と、
前記サブフレームの画素を順次表示することにより１つのフレームを表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする光走査型画像表示装置。
【請求項６】
副走査方向に複数本の前記光ビームを有することを特徴とする請求項５記載の光走査型画像表示装置。
【請求項７】
前記光ビームを副走査方向に副走査させる副走査手段を備えることを特徴とする請求項５又は６記載の光走査型画像表示装置。
【請求項８】
前記画素分離手段による画素の分離順序を切換える分離順序切換え手段を備えることを特徴とする請求項５ないし７の何れか一記載の光走査型画像表示装置。
【請求項９】
前記分離順序切換え手段は、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎に画素の分離順序を切換えることを特徴とする請求項８記載の光走査型画像表示装置。
【請求項１０】
前記分離順序切換え手段は、副走査方向の各ライン毎に画素の分離順序が異なるように切換えることを特徴とする請求項８記載の光走査型画像表示装置。
【請求項１１】
前記表示制御手段によるサブフレームの表示順序を切換える表示順序切換え手段を備えることを特徴とする請求項５ないし７の何れか一記載の光走査型画像表示装置。
【請求項１２】
副走査方向に複数本の前記光ビームを有し、前記表示順序切換え手段は、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎にサブフレームの表示順序を切換えることを特徴とする請求項１１記載の光走査型画像表示装置。
【請求項１３】
副走査方向に複数本の前記光ビームを有し、前記表示順序切換え手段は、副走査方向の各ライン毎にサブフレームの表示順序が異なるように切換えることを特徴とする請求項１１記載の光走査型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置及びその画像表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年ディスプレイの薄型化、大型化のニーズは急速に高まってきており、特に大画面表示に適したプロジェクション型画像表示装置(プロジェクタ)の普及が顕在化してきている。
【０００３】
プロジェクタには様々な方式があるが、その一つの方式として、レーザ光を変調しながらスクリーン上を走査して画像を表示する光走査型画像表示装置がある。この光走査型は、
・指向性の強いレーザ光を用いて描画するために鮮明な画像が得られる
・レーザ光源が理想的な単一波長スペクトル分布であるために演色性に優れる等の特長があり、極めて高品質のカラー画像表示が可能である。
【０００４】
このような光走査型画像表示装置に関する従来技術として、例えば、特開平４−３２８９３号公報（特許第２７９６６８３号）に示される例がある。同公報によれば、隣接する画素が干渉し合うのを防止するために隣接画素間に走査光のＯＦＦ期間を設けた上で、光利用効率を上げるためにビーム形状を走査方向に扁平形状とする方式が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
同公報例方式によれば、ビームを扁平形状にすることにより確かに光利用効率を上げることは可能であるが、光利用効率を上げようとすればするほど前述のＯＦＦ期間が短くなってそれだけ応答速度が速い光源或いは変調制御系が要求されるようになるという問題がある。これは表示画像の解像度が上がるほど顕著になるため、結果的に、表示可能な解像度が著しく制限されるという問題にもなる。
【０００６】
そこで、本発明は、応答速度が特別速い光源或いは変調制御系を要せずに、光利用効率を上げることができ、低コストで低消費電力の光走査型画像表示装置及びその画像表示方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、上記目的を実現する上で、輝度の低下防止ないしは輝度の向上を図れる光走査型画像表示装置及びその画像表示方法を提供する。
【０００８】
さらには、本発明は、上記目的を実現する上で、より一層の低コスト化を図れる光走査型画像表示装置及びその画像表示方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記目的を実現する上で、表示品質をより一層向上させ得る光走査型画像表示装置及びその画像表示方法を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置の画像表示方法であって、前記光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では少なくとも１つ以上の画素置きとなるように１フレームを複数のサブフレームに時分割して表示させるようにした。
【００１１】
従って、光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では少なくとも１つ以上の画素置きとなるように１フレームを複数のサブフレームに時分割して表示させることにより、隣接画素間の干渉を防止するために光ビームに短いＯＦＦ期間を持たせるようにしても、個々のサブフレームの個々の画素においては他のサブフレーム用のＯＦＦ期間を利用することができるため、時間的な余裕があり、レーザ光源等の応答速度を特に高速化する必要なく、光の利用効率を向上させることができ、よって、低コストで低消費電力で済む画像表示方法を提供できる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、副走査方向に複数本の光ビームを用いる。
【００１３】
従って、光ビームが１本だけの場合には表示されていないサブフレーム周期の期間分輝度の低下が懸念されるが、副走査方向に複数本の光ビームを用いて同時に主走査させることにより、サブフレーム周期を考慮しても平均ＯＮ期間を増加させることができ、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、少なくとも１つ以上置きとなるように分離された前記主走査方向の画素を表示させる順番を任意に設定自在とした。
【００１５】
従って、１フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、少なくとも１つ以上置きとなるように分離された主走査方向の画素を表示させる順番を任意に設定自在とすることで、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止し得る。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、少なくとも１つ以上置きとなるように分離された前記主走査方向の画素を表示させる順番を副走査方向の各ライン毎に異ならせるようにした。
【００１７】
従って、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えることにより、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、入力画素データに応じて変調された光ビームを走査させることによりスクリーン上に画像を表示する光走査型画像表示装置において、光ビームを変調させる主走査方向の一連の入力画素データを少なくとも１つ以上の画素置きの画素データに分離する画素分離手段と、分離された画素データ毎にサブフレームを生成するサブフレーム生成手段と、前記サブフレームの画素を順次表示することにより１つのフレームを表示させる表示制御手段と、を備える。
【００１９】
従って、光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を画素分離手段により、各サブフレーム内では少なくとも１つ以上の画素置きとなるように分離し、１フレームを表示制御手段により複数のサブフレームに時分割して表示させることにより、隣接画素間の干渉を防止するために光ビームに短いＯＦＦ期間を持たせるようにしても、個々のサブフレームの個々の画素においては他のサブフレーム用のＯＦＦ期間を利用することができるため、時間的な余裕があり、レーザ光源等の応答速度を特に高速化する必要なく、光の利用効率を向上させることができ、よって、低コストで低消費電力で済む光走査型画像表示装置を提供できる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向に複数本の前記光ビームを有する。
【００２１】
従って、光ビームが１本だけの場合には表示されていないサブフレーム周期の期間分輝度の低下が懸念されるが、副走査方向に複数本の光ビームを用いて同時に主走査させることにより、サブフレーム周期を考慮しても平均ＯＮ期間を増加させることができ、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の光走査型画像表示装置において、前記光ビームを副走査方向に副走査させる副走査手段を備える。
【００２３】
従って、副走査方向の全てのライン分の光ビームを設けることなく、低コストにして、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項５ないし７の何れか一記載の光走査型画像表示装置において、前記画素分離手段による画素の分離順序を切換える分離順序切換え手段を備える。
【００２５】
従って、１フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、少なくとも１つ以上置きとなるように分離される画素の分離順序を分離順序切換え手段により切換えることで、結果的に、主走査方向の画素を表示させる順番が任意となるので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止し得る。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の光走査型画像表示装置において、前記分離順序切換え手段は、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎に画素の分離順序を切換える。
【００２７】
従って、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎に画素の分離順序を切換えることにより、特定のパターンの規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項８記載の光走査型画像表示装置において、前記分離順序切換え手段は、副走査方向の各ライン毎に画素の分離順序が異なるように切換える。
【００２９】
従って、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えることにより、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、請求項５ないし７の何れか一記載の光走査型画像表示装置において、前記表示制御手段によるサブフレームの表示順序を切換える表示順序切換え手段を備える。
【００３１】
従って、１フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、サブフレームの表示順序を切換えることで、少なくとも１つ以上置きとなるように分離された主走査方向の画素を表示させる表示順序が任意となるので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止し得る。
【００３２】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向に複数本の前記光ビームを有し、前記表示順序切換え手段は、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎にサブフレームの表示順序を切換える。
【００３３】
従って、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎にサブフレームの表示順序を切換えることにより、特定のパターンの規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００３４】
請求項１３記載の発明は、請求項１１記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向に複数本の前記光ビームを有し、前記表示順序切換え手段は、副走査方向の各ライン毎にサブフレームの表示順序が異なるように切換える。
【００３５】
従って、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えることにより、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態の光走査型画像表示装置及びその画像表示方法は、装置自体としては、一般的な光走査型プロジェクタに適用可能である。図１はその一般的な光走査型プロジェクタの構成例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はその一部の平面図である。
【００３７】
その概略構成及び作用について説明する。まず、各々Ｒ，Ｇ，Ｂで示す３原色のレーザ光を発生するレーザ光源１ｒ，１ｇ，１ｂが設けられている。これらのレーザ光源１ｒ，１ｇ，１ｂとしてはガスレーザや半導体レーザ等を適宜用い得る。これらのレーザ光源１ｒ，１ｇ，１ｂからの各レーザ光は光変調器２ｒ，２ｇ，２ｂにより各色に対応する入力画素信号ＡＲｏ，ＡＧｏ，ＡＢｏに基づいて変調される。光変調器２ｒ，２ｇ，２ｂとしては例えばＡＯＭ（音響光学変調器）などが用いられる。変調されたレーザ光はミラー３ｒ，３ｂ，ダイクロイックプリズム等の合成光学素子４により合成され、１本の走査レーザ光（光ビーム）が生成される。
【００３８】
合成されたレーザ光はポリゴンミラー５に入射される。ポリゴンミラー５はポリゴンモータドライブ信号ＰＭＤに基づきポリゴンモータ６により高速回転されて入射するレーザ光に対して水平方向に回転する多面鏡であり、入射するレーザ光をその回転に伴ない水平方向に主走査させる。ポリゴンミラー５によって反射（偏向走査）されたレーザ光はガルバノミラー７に入射される。ガルバノミラー７は、ガルバノモータドライブ信号ＧＭＤに基づきガルバノモータ８により揺動回動されて入射するレーザ光に対して直交する方向に往復運動するミラーであり、これにより入射するレーザ光を垂直方向に副走査させる。ガルバノミラー７によって反射されたレーザ光はスクリーン９に導かれ、結果的にスクリーン９上に画像が２次元的に表示される。
【００３９】
このような基本的な構成において、本実施の形態では、光ビームを扁平形状にして隣接画素間での走査光のＯＦＦ期間を短くしても応答速度の高速化を必要としない方法を提供するものであり、まず、本実施の形態による画像表示方法の原理を図２を参照して説明する。
【００４０】
図２は、光ビームの走査に関連してのＯＮ／ＯＦＦの様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は前述した公報例による場合の光ビームのＯＮ／ＯＦＦの様子を示し、（ｂ）は本実施の形態による方法として例えば主走査方向の一連の画素を、１つのサブフレーム内においては１画素置きとなるように、１フレームを２つのサブフレームに分離（時分割）して順次表示させる場合のＯＮ／ＯＦＦの様子を示している。なお、図２（ｂ）に関しては、図示の都合上、同時に２つのサブフレームを表示しているように描いているが、実際には時間的に分割されており、１サブフレーム分の時間差がある。即ち、各サブフレームでは１画素毎の間引き表示となる。
【００４１】
図２（ａ）において、例えば光利用効率が９０％になるように１画素表示期間Ｔｐ中におけるＯＦＦ期間をＴｐ／１０とすると、この短いパルス幅Ｔｐ／１０に応答しなければならなくなるためにレーザ光源としては１０倍以上の高速な応答速度が必要となる。一方、図２（ｂ）に示すような本実施の形態の方法においては、フレーム周波数を一致させるために1画素表示期間を１／２としたとしても、一方のサブフレーム表示中には表示画素が１画素置きとされ、１フレームにおける隣接画素用のＴｐ／１０に加えて他方のサブフレーム分の１０Ｔｐ／１０なるＯＦＦ期間を含むため、レーザ光源１ｒ，１ｇ，１ｂの応答速度としては短い方のＯＮ期間、即ち、９Ｔｐ／１０を考慮すればよく、応答速度は１０／９≒１．１倍にしかならない。
【００４２】
従って、基本的に、主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では１画素置きとなるように１フレームを複数、ここでは、２つのサブフレームに時分割して表示させることにより、隣接画素が干渉し合うのを防止するために隣接画素間に走査ビームのＯＦＦ期間を設け、かつ、光利用効率を上げるために光ビームの断面形状を主走査方向に扁平形状とする状況下に、レーザ光源１ｒ，１ｇ，１ｂの応答速度を特に高速化する必要がなく、結果として、低コストで低消費電力の光走査型画像表示装置の画像表示方法を提供することができる。
【００４３】
次に、このような原理に基づき画像表示を行なわせるための構成例について、図３及び図４に示すブロック図を参照して説明する。図３は図１中に示す表示画像制御回路１０中の入力画素信号ＡＲｏを生成出力するための回路構成例を示す。ここでは、サブフレーム数を３個とした場合の構成例を示しており、また、入力画素信号ＡＧｏ，ＡＢｏに関しても全く同様であるため、表示画像制御回路１０中のこれらの入力画素信号ＡＧｏ，ＡＢｏに関しての構成例は省略する。
【００４４】
まず、赤色Ｒ用のアナログ入力画素信号Ｒｉを適当なレベルに増幅するアンプ１１が設けられている。また、入力画素信号に対応する垂直及び水平の入力同期信号ＶＤ，ＨＤに基づきアナログ入力画素信号Ｒｉの同期クロックＲＣＫを再生出力する同期信号抽出回路１２が設けられている。アンプ１１による画素信号Ｒｉの増幅出力ＡＲｉはＡ／Ｄ変換器１３に入力され、同期クロックＲＣＫに同期してデジタル画素信号ＤＲｉに変換されて、画像処理部１４に出力される。
【００４５】
ここに、画像処理部１４はサブフレーム数＝３に対応させて３つのサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有し、Ａ／Ｄ変換器１３から出力されるデジタル画素信号ＤＲｉを画素分離制御回路１６による制御の下に２画素置きにこれらのサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに分離する画素分離手段としての画素分離回路１７と、表示制御回路１８による制御の下にサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに格納されたサブフレームの各画素を順次選択してＤ／Ａ変換器１９に出力させる表示制御手段としてのサブフレーム選択回路２０とが設けられている。
【００４６】
また、サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対しては分離された画素データを書き込む際のアドレスを生成する書込アドレス生成回路２１が接続されており、各サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃとこの書込アドレス生成回路２１とによりサブフレーム生成手段が構成されている。また、サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対しては読出アドレス生成回路２２も接続されている。即ち、これらのサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは書込系とは非同期で読出しが可能なデュアルポート機能を有するメモリとされている。
【００４７】
ここに、書込アドレス生成回路２１は、１フレーム期間内の水平同期信号ＨＤのパルス数をカウントすることにより走査線数を検知し、同期クロックＲＣＫから１水平期間内の有効画素数を検知することで、サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの書込アドレスＷＡＤを生成出力する。書込アドレスＷＡＤは主走査方向にあたる水平方向アドレス部と副走査方向にあたる垂直方向アドレス部からなり、水平方向アドレス値は先頭画素から同期クロックＲＣＫを３カウントする毎に１だけインクリメントされ、最終画素までのクロックカウントを終了するとリセットされる。垂直方向アドレス値は水平方向アドレス値がリセットされる毎に１だけインクリメントされ、最終ラインの最終画素までのクロックカウントを終了するとリセットされて先頭画素アドレス値に戻る。
【００４８】
画素分離制御回路１６は入力画素信号の書込アドレスＷＡＤと同期クロックＲＣＫに基づき、画素分離制御信号Ｓ１を生成出力する。本実施の形態の場合の構成としては、例えば同期クロックＲＣＫを０から３まで繰返しカウントし(３カウント目で０に戻る)、書込アドレスＷＡＤの水平方向アドレス部が先頭画素アドレス値になるとリセットされる２ビットのカウンタが考えられる。この場合、画素分離制御信号Ｓ１は２ビットのカウント値になる。
【００４９】
画素分離回路１７は、サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃの何れか一つを画素分離制御信号Ｓ１に基づき選択し、デジタル画像信号ＤＲｉを出力する。具体的な構成例としては、例えば図４に示すようなものが考えられる。デコーダ１７１は、画素分離制御信号Ｓ１に基づき３つの出力Ｓ１１〜Ｓ１３のうちの何れか一つを選択し“Ｈ”レベルにする。これらの出力Ｓ１１〜Ｓ１３はイネーブル端子付きＤ型フリップフロップ１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃのイネーブル端子ＥＮに各々入力されている。Ｄ型フリップフロップ１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃは、イネーブル端子が“Ｈ”のときに入力データＤＲｉを同期クロックＲＣＫに同期して取り込み出力する。イネーブル端子が“Ｌ”"レベルのときは入力データＤＲｉに関係なく、保持しているデータを出力する。
【００５０】
サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、画素分離回路１７から入力される画素信号ＤＲｉを書込アドレスＷＡＤに従い、同期クロックＲＣＫに同期して順次書き込む。
【００５１】
読出アドレス生成回路２２は、読出クロックＴＣＫに同期してサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５Ｃからのデータの読出アドレスＲＡＤを生成する。表示制御回路１８は、読出アドレスＲＡＤに基づき表示制御信号Ｓ２を生成出力する。本実施の形態の場合の構成としては、例えば、読出アドレスＲＡＤの垂直方向アドレス部が先頭ラインアドレス値になる毎に読出クロックＴＣＫを１だけカウントアップし、３カウント目で自己リセットされるような２ビットのカウンタが考えられる。この場合も、表示制御信号Ｓ２は２ビットのカウント値になる。
【００５２】
サブフレーム選択回路２０は、サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの出力中から一つを表示制御信号Ｓ２に基づき選択し表示画像信号ＤＲｏとして出力する。このサブフレーム選択回路２０から出力される表示画像信号ＤＲｏはＤ／Ａ変換器１９に入力され、アナログ画素信号ＡＲｏに変換されて出力される。
【００５３】
このアナログ画素信号ＡＲｏは、Ｇ，Ｂの同様の出力ＡＧｏ，ＡＢｏとともに前述の通り、光変調器２ｒ，２ｇ，２ｂに入力され(図１)、各レーザ光源１ｒ，１ｇ，１ｂからのレーザ光を変調する。なお、レーザ光源１ｒ，１ｇ，１ｂとして、例えば半導体レーザのように直接変調可能なものを使用した場合であれば、これらのアナログ画素信号ＡＲｏ，ＡＧｏ，ＡＢｏをレーザ光源１ｒ，１ｇ，１ｂに直接入力させて変調するようにしてもよい。
【００５４】
本発明の第二の実施の形態を図５ないし図７に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の実施の形態でも同様とする）。
【００５５】
前述の実施の形態においては、個々の画素に着目してみると表示されていないサブフレーム周期の期間が生じるために、輝度が低下するという懸念がある。そこで、本実施の形態では、副走査方向に複数本の光ビームを設けて同時に走査させることによりフレーム周波数を高くすることで輝度の低下防止ないしは輝度の向上を図れるようにしたものである。
【００５６】
本実施の形態の１フレーム全体の原理的な画像表示方法を図５を参照して説明する。ここでは、１フレームとしては、主走査方向の画素数Ｍ、副走査方向の画素数Ｎを表示するものとする。図５はこのような条件下に、任意の或る１画素に着目した場合の表示の様子を模式的に示すタイミングチャートであり、図５（ａ）は光ビームが１本の場合の様子を示し、図５（ｂ）は光ビームを複数本とする本実施の形態の場合の様子を示している。この原理図では、極端な例として光ビームを副走査方向のライン数Ｎと同数（Ｎ個）設け、図２（ｂ）に示した場合と同様に１フレームを２つのサブフレームに時分割して表示させる場合を例示している。
【００５７】
図５に示す原理図によれば、副走査方向のライン数ＮがＮ＞２、即ち、３ライン以上であれば、或る画素の平均ＯＮ期間が１本の光ビームによる場合より増加することが明らかであり、輝度を向上させることができる。
【００５８】
もっとも、光ビーム１本当りのコストが高い場合、副走査方向のライン数Ｎと同数の光ビームを用いる構成では極めてコスト高となるので、コストパフォーマンスの向上を図るために、より現実的には、ライン数Ｎよりも少ない本数の複数本の光ビームを用いるものとし、これらの光ビームをガルバノミラー７により副走査方向に副走査させることが望ましい。
【００５９】
次に、このような原理に基づき複数本の光ビームを用いて画像表示を行なわせるための構成例について、図６及び図７に示すブロック図を参照して説明する。本実施の形態では、一例として、３本の光ビームを用いる例で説明する。図６は図１中に示す表示画像制御回路１０中の画素信号ＡＲｏを生成出力するための回路構成例を示す。ここでは、サブフレーム数を３個とした場合の構成例を示しており、また、画素信号ＡＧｏ，ＡＢｏに関しても全く同様であるため、表示画像制御回路１０中のこれらの画素信号ＡＧｏ，ＡＢｏに関しての構成例は省略する。
【００６０】
まず、本実施の形態における書込アドレス生成回路３１は、水平方向アドレス値については図３に示した書込アドレス生成回路２１の場合と同じであるが、垂直方向アドレス値は水平方向アドレス値がリセットされるのを３カウントする毎に１だけインクリメントされ、最終ラインについて水平方向アドレス値がリセットされるのを３カウントするとリセットされて先頭ラインアドレス値に戻るように動作するものが用いられている。
【００６１】
１４１〜１４３は画像処理部で、基本的には図３に示した画像処理部１４と同じ構成であるが、図７に示すようにサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対して書込イネーブル信号ＷＥＮの入力端子が付加されている。即ち、サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは書込イネーブル信号ＷＥＮが“Ｈ”レベルのときにデータの書き込みを可能とする。
【００６２】
図６に戻って、画像処理１４１〜１４３は３本の光ビームの各々に対応している。１９ａ，１９ｂ，１９ｃは個々の光ビーム用のＤ／Ａ変換器であり、機能的には図３におけるＤ／Ａ変換器１９と同じである。
【００６３】
３２は垂直分離回路であり、書込アドレスＷＡＤ２の水平方向アドレス値がリセットされる毎に書込イネーブル信号ＷＥＮ１〜ＷＥＮ３のうちの何れか一つを順次選択して“Ｈ”レベルにする。垂直分離回路３２の構成としては、例えば、水平方向アドレス値がリセットされる毎に同期クロックＲＣＫを１だけカウントし、３カウント目で０に戻る２ビットのカウンタと、このカウンタ出力を入力して動作する、図４に示したデコーダ１７１と同様のデコーダとの組合せが考えられる。
【００６４】
本発明の第三の実施の形態を図８に基づいて説明する。前述のように、主走査方向の一連の画素を複数のサブフレームに分離し、これらのサブフレームを順次表示させることにより１フレームを表示させるが、このような主走査方向の画素を表示する順番、即ち、サブフレームを表示する順番によってはスクリーン９上の表示画像において特定のパターンが認識され、表示品質を劣化させてしまうことも起こり得る。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、主走査方向の一連の画素をどのサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに割り当てるかを画素分離制御回路１６による制御の下に画素分離回路１７で切換えるようにしたものである。図８はこのような制御のために、図３に示した画素分離制御回路１６中に設けられて画像分離制御信号Ｓ１を生成出力する分離順序切換え手段４１の構成例を示す。
【００６６】
この分離順序切換え手段４１は、一対のスイッチ回路４２，４３と各々のスイッチ回路４２，４３に対応する一対のマルチプレクサ４４，４５と、これらのマルチプレクサ４４，４５の選択動作を制御するカウンタ４６とにより構成されている。
【００６７】
スイッチ回路４２，４３は、各々出力ＳＷ１１〜ＳＷ１３，ＳＷ１４〜ＳＷ１６の値を任意に設定できる回路である。カウンタ４６は２ビットカウンタであり、同期クロックＲＣＫを０から３まで繰り返しカウントし(３カウント目で０に戻る)、書込アドレスＷＡＤの水平方向アドレス部が先頭画素アドレス値になるとリセットされる。マルチプレクサ４４，４５はこのカウンタ４６の出力Ｃ１，Ｃ２の値に基づき各々入力信号ＳＷ１１〜ＳＷ１３，ＳＷ１４〜ＳＷ１６のうちの何れか一つを選択して、制御信号Ｓ１１，Ｓ１２として出力する。これらの制御信号Ｓ１１，Ｓ１２が前述の画像分離制御信号Ｓ１として画素分離回路１７に入力される。
【００６８】
従って、スイッチ回路４２，４３の出力ＳＷ１１〜ＳＷ１３，ＳＷ１４〜ＳＷ１６の値を適宜切換え制御することにより、主走査方向の一連の画素をどのサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに割り当てるかを切換えることができるので、これらのサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃから順次出力される画素データに基づく１フレームの表示において特定パターンを認識するような規則性を低減させることができ、表示品質の劣化を防止できる。
【００６９】
本発明の第四の実施の形態を図９に基づいて説明する。本実施の形態では、サブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃの表示順序を表示制御回路１８による制御の下にサブフレーム選択回路２０で切換えるようにしたものである。図９はこのような制御のために、図３に示した表示制御回路１８中に設けられて表示制御信号Ｓ２を生成出力する表示順序切換え手段５１の構成例を示す。
【００７０】
この表示順序切換え手段５１は、一対のスイッチ回路５２，５３と各々のスイッチ回路５２，５３に対応する一対のマルチプレクサ５４，５５と、これらのマルチプレクサ５４，５５の選択動作を制御するカウンタ５６とにより構成されている。
【００７１】
スイッチ回路５２，５３は、各々出力ＳＷ２１〜ＳＷ２３，ＳＷ２４〜ＳＷ２６の値を任意に設定できる回路である。カウンタ５６は２ビットカウンタであり、読出アドレスＲＡＤの垂直方向アドレス部が先頭ラインアドレス値になる毎に同期クロックＴＣＫを１だけカウントアップし、３カウント目で自己リセットされる。マルチプレクサ５４，５５はこのカウンタ５６の出力Ｃ３，Ｃ４の値に基づき各々入力信号ＳＷ２１〜ＳＷ２３，ＳＷ２４〜ＳＷ２６のうちの何れか一つを選択して、制御信号Ｓ２１，Ｓ２２として出力する。これらの制御信号Ｓ２１，Ｓ２２が前述の表示制御信号Ｓ２としてサブフレーム選択回路２０に入力される。
【００７２】
従って、スイッチ回路５２，５３の出力ＳＷ２１〜ＳＷ２３，ＳＷ２４〜ＳＷ２６の値を適宜切換え制御することにより、１フレームを構成するサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃをどの順序で表示させるかを切換えることができるので、これらのサブフレームメモリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに基づく１フレームの表示において特定順序による特定パターンを認識するようなサブフレーム間の規則性を低減させることができ、表示品質の劣化を防止できる。
【００７３】
なお、これらの第三又は第四の実施の形態に関し、図５に示す画像処理部１４１，１４２，１４３中の各画素分離制御回路又は各表示制御回路に図８に示したような分離順序切換え手段４１又は表示順序切換え手段５１の構成を適用し、各々の出力Ｓ１１〜Ｓ１３，Ｓ１４〜Ｓ１６又はＳ２１〜Ｓ２３，Ｓ２４〜Ｓ２６の値を適当に設定することにより、特定の副走査ライン毎或いは各ライン毎に主走査方向の画素の表示順序を切換えることもできる。特に、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えれば、各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質の向上に役立つ。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の光走査型画像表示装置の画像表示方法によれば、光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を、各サブフレーム内では少なくとも１つ以上の画素置きとなるように１フレームを複数のサブフレームに時分割して表示させるようにしたので、隣接画素間の干渉を防止するために光ビームに短いＯＦＦ期間を持たせるようにしても、個々のサブフレームの個々の画素においては他のサブフレーム用のＯＦＦ期間を利用することができるため、時間的な余裕があり、レーザ光源等の応答速度を特に高速化する必要なく、光の利用効率を向上させることができ、よって、低コストで低消費電力で済む画像表示方法を提供することができる。
【００７５】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、光ビームが１本だけの場合には表示されていないサブフレーム周期の期間分輝度の低下が懸念されるが、副走査方向に複数本の光ビームを用いて同時に主走査させるようにしたので、サブフレーム周期を考慮しても平均ＯＮ期間を増加させることができ、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【００７６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、１フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、少なくとも１つ以上置きとなるように分離された主走査方向の画素を表示させる順番を任意に設定自在としたので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止することができる。
【００７７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１又は２記載の光走査型画像表示装置の画像表示方法において、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えるようにしたので、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００７８】
請求項５記載の発明の光走査型画像表示装置によれば、光ビームを変調させる主走査方向の一連の画素を画素分離手段により、各サブフレーム内では少なくとも１つ以上の画素置きとなるように分離し、１フレームを表示制御手段により複数のサブフレームに時分割して表示させるようにしたので、隣接画素間の干渉を防止するために光ビームに短いＯＦＦ期間を持たせるようにしても、個々のサブフレームの個々の画素においては他のサブフレーム用のＯＦＦ期間を利用することができるため、時間的な余裕があり、レーザ光源等の応答速度を特に高速化する必要なく、光の利用効率を向上させることができ、よって、低コストで低消費電力で済む光走査型画像表示装置を提供することができる。
【００７９】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の光走査型画像表示装置において、光ビームが１本だけの場合には表示されていないサブフレーム周期の期間分輝度の低下が懸念されるが、副走査方向に複数本の光ビームを用いて同時に主走査させることにより、サブフレーム周期を考慮しても平均ＯＮ期間を増加させることができ、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【００８０】
請求項７記載の発明によれば、請求項５又は６記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の全てのライン分の光ビームを設けることなく、低コストにして、輝度の低下防止ないしは輝度向上を図ることができる。
【００８１】
請求項８記載の発明によれば、請求項５ないし７の何れか一記載の光走査型画像表示装置において、１フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、少なくとも１つ以上置きとなるように分離される画素の分離順序を分離順序切換え手段により切換えるようにしたので、結果的に、主走査方向の画素を表示させる順番が任意となるので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止することができる。
【００８２】
請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎に画素の分離順序を切換えるようにしたので、特定のパターンの規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００８３】
請求項１０記載の発明によれば、請求項８記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えるようにしたので、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００８４】
請求項１１記載の発明によれば、請求項５ないし７の何れか一記載の光走査型画像表示装置において、１フレームをサブフレームに時分割して表示させる場合、主走査方向の一連の画素を表示させる順番によっては、特定のパターンが認識され、表示品質が劣化してしまうこともあり得るが、サブフレームの表示順序を切換えることで、少なくとも１つ以上置きとなるように分離された主走査方向の画素を表示させる表示順序が任意となるので、特定のパターンが認識されにくくすることができ、よって、表示品質の劣化を防止することができる。
【００８５】
請求項１２記載の発明によれば、請求項１１記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の特定ライン毎又は各ライン毎にサブフレームの表示順序を切換えるようにしたので、特定のパターンの規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【００８６】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１１記載の光走査型画像表示装置において、副走査方向の各ライン毎に表示順序が異なるように切換えるようにしたので、特定のパターンの各ライン間の規則性がより減少するため、表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に適用した一般的な光走査型プロジェクタの構成例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はその一部の平面図である。
【図２】光ビームの走査に関連してのＯＮ／ＯＦＦの様子を示し、（ａ）は従来方式のタイミングチャート、（ｂ）は本実施例方式のタイミングチャートである。
【図３】画素信号を生成出力するための回路構成例を示すブロック図である。
【図４】その画素分離回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】任意の或る１画素の表示の様子を模式的に示し、（ａ）は１本の光ビームによる場合のタイミングチャート、（ｂ）は本発明の第二の実施の形態の方式のタイミングチャートである。
【図６】画素信号を生成出力するための回路構成例を示すブロック図である。
【図７】その画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第三の実施の形態の分離順序切換え手段の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第四の実施の形態の表示順序切換え手段の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
７      副走査手段
９      スクリーン
１５，２１      サブフレーム生成手段
１７      画素分離手段
２０      表示制御手段
４１      分離順序切換え手段
５１      表示順序切換え手段
【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９】
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