(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部から出射された光を反射するミラーと、
印加された駆動電圧に基づいて前記ミラーの角度を変更するミラー駆動部と、
前記ミラーの角度を検出する角度検出部と、
前記ミラー駆動部に前記駆動電圧を印加するミラー制御部と、
前記角度検出部で検出された検出角度と前記ミラーの目標角度との差分値を算出する角度誤差算出部と、
前記差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように前記光源部の光量を制御する光源制御部と、を備える
画像表示装置。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記差分値を微分して微分値を算出し、前記微分値に応じて前記光源部の光量を制御する
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記光源制御部は、前記微分値の符号に応じて、前記光源部の光量を増加又は減少させる請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記ミラーは鉛直方向に揺動可能であり、
前記ミラーの前記鉛直方向の走査は、前記ミラー駆動部によりランプ波形の前記駆動電圧に基づいて行われ、
前記ミラー制御部は、前記角度検出部から取得された前記ミラーの前記鉛直方向の角度と、前記鉛直方向の前記目標角度との角度誤差を算出する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
光源部と、
前記光源部から出射された光を反射するミラーと、
印加された駆動電圧に基づいて前記ミラーの角度を変更するミラー駆動部と、を備える画像表示装置における画像補正方法であって、
前記ミラーの角度を検出し、
検出された前記ミラーの検出角度と、前記ミラーの目標角度との差分値を算出し、
前記差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように前記光源部の光量を制御することによって前記表示画像の輝度補正を行う
画像補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及び画像補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を光スキャナにより走査しながらスクリーン等に照射することにより画像を表示する画像表示装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、水平方向にレーザ光を走査するときに、スクリーンの周辺部における走査速度の低下に基づいて生じる画像の輝度むらを低減できる画像表示装置が記載されている。特許文献１の画像表示装置は、可変ピクセルクロックに同期してレーザを制御し、ミラーの走査速度に合わせてレーザの照射位置を変化させる。これにより、スクリーンの周辺部における画像の輝度むらを低減できる。
【０００４】
特許文献２には、スクリーン上の輝度及び色相を撮像カメラで取得して、その結果に基づいてレーザの出力を調整する画像表示装置が記載されている。特許文献２の画像表示装置は、スクリーン上の輝度及び色相をフィードバックしながらレーザの出力を制御することにより、画像の輝度むらを低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−９５７８７号公報
【特許文献２】特開平８−２２３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光スキャナを用いた画像表示装置では、一般的に、特許文献１に記載されているように、鋸刃状のランプ波形に基づいてミラーの鉛直方向の走査が行われている。ランプ波形に基づくミラーの走査では、画像の下端から上端に戻るときにミラーに急激な角加速度が加わるため、ミラーの有する固有振動周波数に基づく共振が発生しやすくなる。そのため、画像の上端付近に輝度むらが発生しやすくなる。
【０００７】
特許文献１に記載の画像表示装置は、水平方向の輝度むらを低減することができるが、ランプ波形に基づいて走査される鉛直方向の輝度むらを低減することはできない。また、ミラーの角度の検出結果を用いておらず予め定められた可変ピクセルクロックに基づいてレーザの照射位置を変えているだけなので、ミラーの角度にリアルタイムに対応した画像の輝度補正を行うことができない。
【０００８】
特許文献２に記載の画像表示装置は、撮像カメラを用いるため装置の構成が複雑でコスト高になる。そして、スクリーンに投射された画像を撮像するので、ヘッドアップディスプレイのようなスクリーンを用いない画像表示装置には適用できない。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、ミラーの共振に起因する画像の輝度むらを低減できる簡易な構成の画像表示装置及び画像補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像表示装置は、
光源部と、
前記光源部から出射された光を反射するミラーと、
印加された駆動電圧に基づいて前記ミラーの角度を変更するミラー駆動部と、
前記ミラーの角度を検出する角度検出部と、
前記ミラー駆動部に前記駆動電圧を印加するミラー制御部と、
前記角度検出部で検出された検出角度と前記ミラーの目標角度との差分値を算出する角度誤差算出部と、
前記差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように前記光源部の光量を制御する光源制御部と、を備える。
【００１１】
本発明に係る画像補正方法は、
光源部と、
前記光源部から出射された光を反射するミラーと、
印加された駆動電圧に基づいて前記ミラーの角度を変更するミラー駆動部と、を備える画像表示装置における画像補正方法であって、
前記ミラーの角度を検出し、
検出された前記ミラーの検出角度と、前記ミラーの目標角度との差分値を算出し、
前記差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように前記光源部の光量を制御することによって前記表示画像の輝度補正を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ミラーの共振に起因する画像の輝度むらを低減できる簡易な構成の画像表示装置及び画像補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る画像表示装置の光スキャナの構成を表す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る画像表示装置の光スキャナの構成を表す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る画像表示装置における、光スキャナのＦＰＣ基板の裏面の構成を示す斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る画像表示装置において、ミラーの反射面が磁界と平行な状態を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る画像表示装置において、ミラーの反射面が磁界に対して角度を持つ状態を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る画像表示装置において、ホール素子の磁界検出軸が磁界と直交する状態からずれた状態を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る画像表示装置における駆動波形及び角度検出波形を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る画像表示装置において、ミラーの共振に対応してレーザの光量を制御するための誤差微分波形を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係る画像表示装置における画像補正方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施の形態１］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態の画像表示装置１００の構成を示すブロック図である。画像表示装置１００は、スクリーン等にレーザ光を走査しながら投射することにより画像を表示する装置であり、例えばヘッドアップディスプレイやプロジェクタなどである。レーザ光の走査により表示される表示画像の垂直方向をＶ（Vertical）軸方向とも称し、画像の水平方向をＨ（Horizontal）軸方向とも称する。
【００１６】
画像表示装置１００は、ＲＧＢレーザダイオード１０１と、光スキャナ２００と、垂直ミラー角度検出部２７０と、垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０と、コントローラ１０２と、基準波形データ生成回路１０３と、デジタル−アナログ変換回路１０４，１０５（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）と、ドライブアンプ１０６と、垂直ミラー駆動部２４０と、水平ミラー駆動部２３０と、垂直ミラー制御部３００と、角度誤差算出部３１０と、光源制御部３２０と、を有する。
【００１７】
ＲＧＢレーザダイオード１０１は、光源制御部３２０の駆動により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のレーザ光を発光する。ＲＧＢレーザダイオード１０１は、レーザ光の光束を出射する光源部である。ＲＧＢレーザダイオード１０１は、各色の発光強度と発光時間を制御することにより、投影される表示画像に用いられる種々の描画形態を作り出す。
【００１８】
光スキャナ２００は、水平スキャナ２１０と、垂直スキャナ２２０と、を有する。水平スキャナ２１０及び垂直スキャナ２２０はそれぞれミラーを有しており、駆動電圧に応じた角度にミラーを揺動させて光束を反射することにより、光束を走査する。垂直スキャナ２２０のミラーは鉛直方向に揺動可能であり、鉛直方向に光束を走査する。水平スキャナ２１０のミラーは水平方向に揺動可能であり、水平方向に光束を走査する。
【００１９】
垂直スキャナ２２０は、ＲＧＢレーザダイオード１０１から照射されたレーザ光を反射し、垂直ミラー制御部３００からの信号に基づいてミラーを揺動させることにより、鉛直方向に光束を走査する光スキャナである。水平スキャナ２１０は、ＲＧＢレーザダイオード１０１から照射されたレーザ光を反射し、ドライブアンプ１０６からの信号に基づいてミラーを揺動させることにより、水平方向に光束を走査する光スキャナである。
【００２０】
本実施の形態に係る画像表示装置１００では、水平スキャナ２１０がＲＧＢレーザダイオード１０１からのレーザ光を反射し、垂直スキャナ２２０が水平スキャナ２１０からの反射光をさらに反射することにより、投影面へ表示画像を描画している。垂直スキャナ２２０及び水平スキャナ２１０が、鉛直方向及び水平方向に往復走査する光スキャナ２００を構成しているとも言える。例えば、垂直スキャナ２２０と水平スキャナ２１０を１つの２軸（２次元）光スキャナとしてもよい。垂直スキャナ２２０及び水平スキャナ２１０は、圧電膜式、静電方式、コイル駆動方式等の種々の方式を用いることができる。
【００２１】
水平スキャナ２１０におけるミラーの水平方向の走査は、水平ミラー駆動部２３０により正弦波形の駆動電圧に基づいて行われる。垂直スキャナ２２０におけるミラーの鉛直方向の走査は、垂直ミラー駆動部２４０によりランプ波形の駆動電圧に基づいて行われる。
【００２２】
垂直ミラー角度検出部２７０は、垂直スキャナ２２０のミラーの角度を検出し、ミラーの検出角度を垂直ミラー制御部３００及び角度誤差算出部３１０に送る。垂直ミラー角度検出部２７０は、例えば、ミラーの裏面に設けられたホール素子によって、マグネットの磁界強度の変化を検出し、検出された磁界強度からミラーの角度を算出するものでもよい。
【００２３】
垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０は、垂直ミラー角度検出部２７０により検出されたミラーの角度の値を、周囲の温度に応じて補正するための回路である。マグネットの磁束密度及びホール素子の感度特性の温度補正を行うために、補正用の垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０が搭載されている。そのため、温度に起因する誤差を補正してミラーの角度に比例した検出電圧を得ることが可能になる。垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０は、温度検出素子を備えている。
【００２４】
コントローラ１０２は、入力された画像データに対してデータの並び替え等の処理を行って、基準波形データ生成回路１０３に出力する。コントローラ１０２は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで実現されてもよいし、フラッシュメモリに記憶されたプログラムとＣＰＵ（Central Processing Unit）とにより実現されてもよい。
【００２５】
基準波形データ生成回路１０３には、コントローラ１０２から画像データ信号が入力される。基準波形データ生成回路１０３は、コントローラ１０２から出力された信号に従って、目標基準波形のデジタル信号を生成する。垂直スキャナ２２０の駆動に用いられる目標基準波形は、例えば、鋸刃状のランプ波形であることが好ましい。基準波形データ生成回路１０３は、水平方向の描画のデータ読み出しタイミングに合わせて垂直走査の波形データを作成し、デジタル−アナログ変換回路１０５に出力する。
【００２６】
デジタル−アナログ変換回路１０４，１０５は、デジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する電子回路である。デジタル−アナログ変換回路１０４，１０５は、基準波形データ生成回路１０３で生成された目標基準波形をアナログ信号に変換する。デジタル−アナログ変換回路１０５には、基準波形データ生成回路１０３から垂直走査の目標基準波形のデジタル信号が入力される。デジタル−アナログ変換回路１０４には、基準波形データ生成回路１０３から水平走査の目標基準波形のデジタル信号が入力される。
【００２７】
まず、コントローラ１０２は、メモリから順次映像データを取り出して、水平走査の目標基準波形の波形データを生成していく。生成された水平走査の目標基準波形は、デジタル−アナログ変換回路１０４に出力される。水平走査の波形データは、デジタル−アナログ変換回路１０４により正弦波形としてドライブアンプ１０６に出力される。
【００２８】
基準波形データ生成回路１０３は、水平方向の描画のデータ読み出しタイミングに合わせて垂直走査の目標基準波形の波形データを生成し、デジタル−アナログ変換回路１０５に出力する。垂直走査の波形データは、デジタル−アナログ変換回路１０５によりランプ波形として出力される。水平スキャナ２１０の走査に対して垂直スキャナ２２０がサーボにより同期をとって走査することにより、表示画像を描画する。
【００２９】
垂直ミラー駆動部２４０及び水平ミラー駆動部２３０は、印加された駆動電圧に基づいてミラーの角度を変更する。垂直ミラー駆動部２４０は垂直スキャナ２２０のミラーの角度を変更し、水平ミラー駆動部２３０は水平スキャナ２１０のミラーの角度を変更する。垂直ミラー駆動部２４０及び水平ミラー駆動部２３０は、ミラーの裏に設けられたコイルと、コイルの周囲に設けられたマグネットと、により構成されていてもよい。垂直ミラー駆動部２４０及び水平ミラー駆動部２３０が、コイルに流れる電流の方向を変化させて、コイルにかかるローレンツ力の方向を変化させることにより、ミラーを揺動させることができる。
【００３０】
垂直ミラー制御部３００は、光スキャナ２００のミラーを目標基準波形に追従させるために振れ角及び走査の周波数等の制御を行う。垂直ミラー制御部３００は、光スキャナ２００のミラーが所望の振れ角及び周波数等を得られるように、駆動電圧の波形の生成を行う。垂直ミラー制御部３００は、ＦＰＧＡや演算増幅器等のハードウェアで実現されてもよいし、フラッシュメモリに記憶されたプログラムとＣＰＵとにより実現されてもよい。
【００３１】
垂直ミラー制御部３００は、垂直ミラー駆動部２４０に駆動電圧を印加する。垂直ミラー制御部３００は、混合器３０１と、増幅器３０２と、位相補償回路３０３と、ドライブアンプ３０４と、を有する。混合器３０１には、デジタル−アナログ変換回路１０５、増幅器３０２、位相補償回路３０３、垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０、及び減算器３１１が接続されている。増幅器３０２の入力端子には混合器３０１が接続されている。増幅器３０２の出力端子にはドライブアンプ３０４及び位相補償回路３０３が接続されている。
【００３２】
混合器３０１には、デジタル−アナログ変換回路１０５、垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０、及び位相補償回路３０３から出力された信号が入力され、混合器３０１で加算された後に増幅器３０２へと出力される。すなわち、垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０及び位相補償回路３０３の出力をフィードバックして、ミラーの駆動電圧を調整している。
【００３３】
位相補償回路３０３は、フィードバック制御を安定して行うために、フィードバック信号の位相の補償を行う。一般的には、負帰還制御を行う場合、単純に出力信号を入力信号にフィードバックすると、増幅器３０２やセンサーの位相特性の関係でミラーの制御が不安定になる可能性がある。位相補償回路３０３を設けることにより、フィードバック制御を安定して行うことができる。
【００３４】
ドライブアンプ１０６，３０４は、電流及び電力を増幅するアンプである。垂直ミラー駆動部２４０及び水平ミラー駆動部２３０のコイルの電気抵抗は小さいので、ミラーを駆動するためには垂直ミラー駆動部２４０及び水平ミラー駆動部２３０に電流を多く流せるアンプが必要である。
【００３５】
角度誤差算出部３１０は、垂直ミラー角度検出部２７０で検出された検出角度とミラーの目標角度との差分値を算出する。角度誤差算出部３１０は、減算器３１１を有する。減算器３１１の非反転入力端子には垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０及び混合器３０１が接続されている。減算器３１１の反転入力端子にはデジタル−アナログ変換回路１０５が接続されている。減算器３１１の非反転入力端子に入力されるのは垂直ミラー角度検出温度補償回路２８０の出力（角度検出波形）であり、反転入力端子に入力されるのはデジタル−アナログ変換回路１０５から出力される目標基準波形である。
【００３６】
光源制御部３２０は、角度検出波形と目標基準波形との差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように、表示画像を描画する光源部（ＲＧＢレーザダイオード１０１）の光量を制御する。光源制御部３２０は、微分回路３２１と、キャンセル量調整回路３２２と、レーザ駆動回路３２３と、を有する。
【００３７】
減算器３１１から出力された差分値信号は、微分回路３２１に入力される。微分回路３２１は、差分値信号を微分することにより微分値信号（誤差微分波形）を生成し、微分値信号を出力する。
【００３８】
微分回路３２１から出力された微分値信号は、キャンセル量調整回路３２２に入力される。キャンセル量調整回路３２２は、ＲＧＢレーザダイオード１０１の駆動電流に加えるキャンセル量を微分値信号から算出し、レーザ駆動回路３２３に出力する。例えば、微分値信号の極性を反転させることにより、キャンセル量を算出することができる。
【００３９】
レーザ駆動回路３２３は、コントローラ１０２から供給される入力画像データに応じて、ＲＧＢレーザダイオード１０１に駆動電流を出力する。レーザ駆動回路３２３は、入力画像データに応じた駆動電流にキャンセル量調整回路３２２で算出されたキャンセル量を加えた駆動電流を出力する。
【００４０】
光源制御部３２０において、減算器３１１から目標基準波形と角度検出波形との差分値信号が出力され、微分回路３２１から差分値信号を微分した誤差微分波形が出力され、キャンセル量調整回路３２２で誤差微分波形からレーザ駆動電圧の調整量が算出される。そして、レーザ駆動回路３２３において通常のレーザ駆動電圧に調整量を足し合わせる。キャンセル量調整回路３２２は、ちょうど輝度むらが最小になるところにキャンセル量を調整する。
【００４１】
図２〜図４を用いて、垂直スキャナ２２０の構成を説明する。図２〜図４に示される垂直スキャナ２２０は、１軸方向に光束を走査することができる構成となっている。図２は、画像表示装置１００の垂直スキャナ２２０の構成を表す斜視図である。図２は、垂直スキャナ２２０を前面側から見た状態を示す。図３は、画像表示装置１００の垂直スキャナ２２０の構成を表す断面図である。図４は、垂直スキャナ２２０の裏面の構成を示す斜視図である。なお、水平スキャナ２１０は一般的には、圧電膜により駆動力を得る共振型のスキャナであるが、垂直スキャナ２２０と同様の構成であってもよい。
【００４２】
図２〜図４に示すように、垂直スキャナ２２０は、ケース６と、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）基板２０と、マグネット４と、ヨーク５と、を有する。図３に示すように、ケース６内に、マグネット４と、ヨーク５と、が収納されている。マグネット４は磁界を発生させる。ヨーク５はマグネット４の周囲に設けられている。ヨーク５は、マグネット４が発生する磁界をミラー３１の周囲へと集中させる。ケース６の前面には、ＦＰＣ基板２０が取り付けられている。
【００４３】
図４に示すように、ＦＰＣ基板２０は、フレーム部２１と、ベース２２と、梁２３と、端子２４と、配線２５と、線バネ２６と、を有する。フレーム部２１、ベース２２、及び梁２３は、一体的に形成されている。フレーム部２１の内側に、ベース２２が梁２３を介して支持されている。ベース２２及びフレーム部２１は、ポリイミド板等の裏打ち材によって補強されていてもよい。梁２３は、ベース２２とフレーム部２１との間に設けられている。梁２３及び線バネ２６により、ベース２２を、ミラー回転軸４０を中心として揺動可能な状態で支持している。
【００４４】
図３及び図４に示すように、ベース２２の前面にはミラー３１が設けられており、背面には駆動用コイル３２とホール素子３３とが設けられている。ミラー３１は、光を反射する反射面を有する。駆動用コイル３２は、ホール素子３３の周囲を囲むように設けられている。ミラー３１、ベース２２、駆動用コイル３２、及びホール素子３３により、ミラー部３０が構成される。駆動用コイル３２と、マグネット４と、により垂直ミラー駆動部２４０が構成される。
【００４５】
端子２４、配線２５及び線バネ２６は、銅などの導電性部材により形成されており、外部回路からの電気信号を駆動用コイル３２と導く回路と、ホール素子３３からの検出信号を外部回路へと導く回路とを構成する。端子２４には外部回路が接続され、端子２４から入力された電気信号は線バネ２６を通って駆動用コイル３２へと入力される。また、ホール素子３３から出力された検出信号は、配線２５、端子２４を介して外部回路に出力される。コイル駆動電流は線バネ２６を通して給電してもよいし、配線２５を通して給電してもよい。ＦＰＣ基板２０上の梁２３の部分が細いため、梁２３に配線できる本数は限られている。しかし、線バネ２６を通して駆動用コイル３２に給電することにより、給電可能な電流容量を大きくできる。
【００４６】
垂直ミラー制御部３００から駆動用コイル３２に電圧が印加されると、駆動用コイル３２はマグネット４が発生させる磁界からローレンツ力を受けるので、駆動電圧に応じてベース２２の向きが変更されて、ベース２２がミラー回転軸４０を中心として揺動する。
【００４７】
ホール素子３３は、図４に示すように、ベース２２の裏面に設けられ、マグネット４の磁界強度を検出する。画像表示装置１００は、ホール素子３３により検出される磁界強度に基づいて、ミラー３１の角度を検出する。ホール素子３３と、マグネット４と、が垂直ミラー角度検出部２７０として機能する。
【００４８】
図５〜図７を用いて、ホール素子３３がミラー３１の回転角を検出する仕組みを説明する。図５に示すように、ヨーク５を用いて、マグネット４が発生する磁界４２を垂直スキャナ２２０のミラー部３０へと集中させる。ミラー部３０は、ミラー回転軸４０を中心として揺動する。ミラー部３０は、ミラー３１と、ミラー３１の反対側の面に設けられたホール素子３３と、を有する。ホール素子３３は、その検出面の法線方向の磁界を検出することができる。図５においては、ホール素子３３の磁界検出軸４１は、紙面右方向を向いており、磁界検出軸４１と磁界４２とが直交しているので、ホール素子３３により検出される磁界はゼロである。
【００４９】
図６に示すように、ミラー部３０が回転してミラー３１の反射面が上方に傾いたとき、ホール素子３３の磁界検出軸４１と磁界４２とがなす角度が図５の状態からずれる。
図７に示すように磁界４２に直交する軸４３と磁界検出軸４１がなす角度がθ（°）のときに、ホール素子の出力電圧Ｖｈ（Ｖ）は、磁束密度をＢ（Ｔ）、ホール電流をＩｈ（Ａ）、係数をＫ（Ｖ・Ａ−１・Ｔ−１）とすると、Ｖｈ＝Ｋ・Ｉｈ・Ｂ・ｓｉｎθで算出される。
【００５０】
図８に示すように、垂直スキャナ２２０の鉛直方向の走査は、駆動波形Ｗ１（破線で示される）の駆動電圧を駆動用コイルに印加することにより行われる。垂直スキャナ２２０の駆動波形Ｗ１は鋸刃状のランプ波形である。図８においては、ＡからＢの垂直描画範囲内でレーザが発光し、画像が表示される。Ａが画像の上端に対応し、Ｂが画像の下端に対応する。図８において、横軸はミリ秒単位の時間を示し、縦軸は信号強度を電圧［Ｖ］で示す。
【００５１】
ミラー３１の角度に対応して垂直ミラー角度検出部２７０により検出される角度検出波形Ｗ２（１点鎖線で示される）は、画像の下端から上端に戻るときに、駆動波形Ｗ１とは異なって振動をしている。これは、画像の下端から上端に戻るときに、ミラー３１に大きな角加速度が加えられるため、ミラー３１を含む搖動部の固有振動数での共振が発生し、ランプ波形に振動波形が足し合わされているからである。
【００５２】
ミラー３１が回転方向に共振振動するので、描画エリアにおけるミラー３１の回転角速度が変動する。そのため、ミラー３１の回転角速度が速くなると表示画像の対応する部分の輝度が低下し、回転角速度が遅くなると表示画像の対応する部分の輝度が増加する。ミラー３１の共振による回転速度の増減に起因して、表示画像上では輝度むらが発生する。
【００５３】
図９は、ミラー３１の共振に応じてＲＧＢレーザダイオード１０１の光量を制御するための誤差微分波形Ｗ４を示す図である。図９において、横軸はミリ秒単位の時間を示す。縦軸は、左側に波形Ｗ１〜Ｗ３の信号強度を電圧［Ｖ］で示し、右側に波形Ｗ４の信号強度（誤差微分電圧）を電圧［Ｖ］で示す。図９では、目標基準波形Ｗ３を細い実線、誤差微分波形Ｗ４を太い実線で示している。目標基準波形Ｗ３は、基準波形データ生成回路１０３により生成されて、デジタル−アナログ変換回路１０５によりデジタル信号に変換されたランプ波形であり、ミラー３１の目標角度に相当する波形である。
【００５４】
誤差微分波形Ｗ４は、角度検出波形Ｗ２と目標基準波形Ｗ３との差分値を算出し、その差分値を微分することにより算出される。すなわち、誤差微分波形Ｗ４は、差分値信号を微分することにより算出された微分値を、時系列にプロットしたものである。画像表示装置１００では、減算器３１１が角度検出波形Ｗ２から目標基準波形Ｗ３を減算して、ミラー３１の検出角度と目標角度との差分値を算出する。そして、微分回路３２１が差分値を微分して誤差微分波形Ｗ４を生成する。誤差微分波形Ｗ４は、ミラー３１の目標角度に対するミラー３１の検出角度の相対角速度信号といえる。
【００５５】
角度検出波形Ｗ２と目標基準波形Ｗ３との差分値が一定の場合、ミラー３１の検出角度と目標角度との差は一定となり、相対角速度を示す微分値はゼロになる。角度検出波形Ｗ２と目標基準波形Ｗ３との差分値が小さくなる場合、ミラー３１の検出角度は目標角度よりも遅れており、ミラー３１は目標よりも速く動いている。角度検出波形Ｗ２と目標基準波形Ｗ３との差分値が大きくなる場合、ミラー３１は目標よりも遅く動いている。
【００５６】
誤差微分波形Ｗ４の電圧が高いほどミラー３１の回転角速度が遅くなり、画像の輝度が上がることになる。誤差微分波形Ｗ４の逆相波形でＲＧＢレーザダイオード１０１の発光光量を制御する。したがって、誤差微分波形Ｗ４の電圧が高いほど輝度を下げるようにレーザ駆動回路３２３がキャンセル量を調整することにより、共振により生じる表示画像の輝度むらを打ち消すことができる。
【００５７】
図１０を用いて、画像表示装置１００における画像補正方法について説明する。まず、垂直ミラー角度検出部２７０は、ミラー３１の角度を検出する（ＳＴ４０１）。次に、角度誤差算出部３１０は、検出されたミラー３１の検出角度と、ミラー３１の目標角度との差分値を算出する（ＳＴ４０２）。
【００５８】
次に、光源制御部３２０は、差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように光源部の光量を制御する（ＳＴ４０３）。具体的には、画像表示装置１００では、微分回路３２１が差分値信号を微分することにより微分値信号を生成する。キャンセル量調整回路３２２が光源部の駆動電流に加えるキャンセル量を微分値信号から算出する。レーザ駆動回路３２３が、入力画像データに応じた駆動電流にキャンセル量調整回路３２２で算出されたキャンセル量を加えた駆動電流を光源部に出力する。これにより、光源制御部３２０が光源部の光量を制御する。
【００５９】
本実施の形態の画像表示装置１００は、ミラー３１の目標角度と検出角度との差分値を光源制御部３２０にフィードバックして、差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すようにＲＧＢレーザダイオード１０１の光量を制御する。これにより、ミラー３１の共振に起因する表示画像の輝度むらを低減できる。
【００６０】
さらに、本実施の形態の画像表示装置１００は、垂直ミラー角度検出部２７０の検出するミラー３１の角度に基づいてＲＧＢレーザダイオード１０１の光量を制御する。そのため、撮像カメラ等の複雑な構成を用いる必要がなく、構成が簡易である。また、本実施の形態の画像表示装置１００は、ＲＧＢレーザダイオード１０１の光量を制御することによりミラー３１の共振に起因する表示画像の輝度むらを低減する。そのため、制振材を使用したり、ミラー３１の駆動波形を細かく調整する必要がないので、構成が簡易である。
【００６１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
５…ヨーク  ６…ケース  ２０…基板  ２１…フレーム部  ２２…ベース  ２３…梁  ２４…端子  ２５…配線  ２６…線バネ  ３０…ミラー部  ３１…ミラー  ３２…駆動用コイル  ３３…ホール素子  ４０…ミラー回転軸  ４１…磁界検出軸  ４２…磁界  ４３…磁界に直交する軸  １００…画像表示装置  １０１…ＲＧＢレーザダイオード  １０２…コントローラ  １０３…基準波形データ生成回路  １０４，１０５…デジタル−アナログ変換回路  １０６，３０４…ドライブアンプ  ２００…光スキャナ  ２１０…水平スキャナ  ２２０…垂直スキャナ  ２３０…水平ミラー駆動部  ２４０…垂直ミラー駆動部  ２７０…垂直ミラー角度検出部  ２８０…垂直ミラー角度検出温度補償回路  ３００…垂直ミラー制御部  ３０１…混合器  ３０２…増幅器  ３０３…位相補償回路  ３０４…ドライブアンプ  ３１０…角度誤差算出部  ３１１…減算器  ３２０…光源制御部  ３２１…微分回路  ３２２…キャンセル量調整回路  ３２３…レーザ駆動回路
【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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【図１０】
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