特許 6809270 投影装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6809270

(24)【登録日】2020年12月14日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】投影装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/02 20060101AFI20201221BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20201221BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20201221BHJP

   G02B 27/01 20060101ALN20201221BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/02 A

   G02B26/10 C

   H04N5/74 H

   !G02B27/01

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-24667(P2017-24667)

(22)【出願日】2017年2月14日

(65)【公開番号】特開2018-132575(P2018-132575A)

(43)【公開日】2018年8月23日

【審査請求日】2019年8月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100134599

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 和之

(74)【代理人】

【識別番号】100195648

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 悠太

(74)【代理人】

【識別番号】100175019

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 健朗

(74)【代理人】

【識別番号】100104329

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 卓治

(72)【発明者】

【氏名】鶴見 英昭

(72)【発明者】

【氏名】橋塚 義弘

(72)【発明者】

【氏名】豊田 峻行

(72)【発明者】

【氏名】藤原 正志

(72)【発明者】

【氏名】伏見 岳人

(72)【発明者】

【氏名】笹森 和弥

(72)【発明者】

【氏名】福田 雅文

(72)【発明者】

【氏名】中村 満昭

【審査官】 武田 悟

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−３９３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−７８８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５０５４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００９６７７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／００ − ３／３８

Ｇ０２Ｂ ２６／１０ ， ２７／０１

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像を示す画像信号の画素値に基づいて、光ビームを射出する発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記光ビームを投影領域内に走査する走査手段と、を備え、
前記駆動信号生成手段は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成することを特徴とする投影装置。

【請求項2】

前記駆動信号生成手段は、所定数以上の連続した前記非発光画素に続き、前記発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記発光画素の直前の前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の投影装置。

【請求項3】

異なる波長の光ビームをそれぞれ射出する複数の発光素子を備え、
前記駆動信号生成手段は、前記複数の発光素子のそれぞれについて前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の投影装置。

【請求項4】

前記駆動信号生成手段は、前記複数の発光素子ごとに、前記補償信号を異ならせることを特徴とする請求項３に記載の投影装置。

【請求項5】

温度を検出する温度検出手段と、
前記発光画素の画素値に対応する前記補償信号の値を示す温度別のテーブルを記憶する記憶手段を備え、
前記駆動信号生成手段は、前記記憶手段に記憶されたテーブルのうち、前記温度検出手段により検出された温度に対応するテーブルに応じて、前記補償信号を生成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の投影装置。

【請求項6】

発光素子が射出する光ビームを投影領域内に走査する走査手段を有する投影装置が実行する制御方法であって、
画像を示す画像信号の画素値に基づいて、前記発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成工程を有し、
前記駆動信号生成工程は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成することを特徴とする制御方法。

【請求項7】

発光素子が射出する光ビームを投影領域内に走査する走査手段を有する投影装置のコンピュータが実行するプログラムであって、
画像を示す画像信号の画素値に基づいて、前記発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段として前記コンピュータを機能させ、
前記駆動信号生成手段は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成することを特徴とするプログラム。

【請求項8】

請求項７に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影装置により投射するレーザ光の出力制御に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、レーザ素子を用いた表示装置において、レーザ素子の発光立ち上がり遅延を低減させる制御が知られている。例えば、特許文献１には、レーザダイオードから出射されるレーザ光を感光体に露光走査して描画を行うレーザ走査装置において、レーザダイオードの発光立ち上がり遅延に伴う描画品質の低下を防止するために、発光開始から所定時間だけレーザダイオードをオーバードライブさせる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−３４４７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、レーザダイオードの発光立ち上がり遅延によって生じる光量の不足をレーザダイオードの発光後の光量を増加させることで補っているが、レーザダイオードの発光立ち上がりタイミングは変化しない。このため、複数色のレーザダイオードを使用してカラー画像を描画しようとする場合、各色レーザダイオードの特性の違いにより発光立ち上がりタイミングが異なる際には、画像の色ずれが生じてしまう。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、発光素子に発光立ち上がり遅延が生じる場合であっても、画像を適切に表示することが可能な投影装置を提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項に記載の発明は、投影装置であって、画像を示す画像信号の画素値に基づいて、光ビームを射出する発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記光ビームを投影領域内に走査する走査手段と、を備え、前記駆動信号生成手段は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成することを特徴とする。

【0007】

また、請求項に記載の発明は、発光素子が射出する光ビームを投影領域内に走査する走査手段を有する投影装置が実行する制御方法であって、画像を示す画像信号の画素値に基づいて、前記発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成工程を有し、前記駆動信号生成工程は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成することを特徴とする。

【0008】

また、請求項に記載の発明は、発光素子が射出する光ビームを投影領域内に走査する走査手段を有する投影装置のコンピュータが実行するプログラムであって、画像を示す画像信号の画素値に基づいて、前記発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段として前記コンピュータを機能させ、前記駆動信号生成手段は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例に係る投影装置の構成を示す。

【図2】ＬＤ印加電圧とレーザ素子の応答時間との関係を示すグラフである。

【図3】補償電圧を印加しない場合において輝度１００％の白画素を出力させる例を示す。

【図4】補償電圧を印加しない場合において輝度２０％の白画素を出力させる例を示す。

【図5】赤、青、緑の補償対象画素の各画素値と補償電圧との対応関係をグラフにより示した図である。

【図6】水平１ライン分の走査に対応する補償電圧の印加処理の手順を示すフローチャートの一例である。

【図7】補償電圧を印加する場合において輝度１００％の白画素を出力させる例を示す。

【図8】補償電圧を印加する場合において輝度２０％の白画素を出力させる例を示す。

【図9】変形例に係る投影装置の構成を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の好適な実施形態では、投影装置は、画像を示す画像信号の画素値に基づいて、光ビームを射出する発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記光ビームを投影領域内に走査する走査手段と、を備え、前記駆動信号生成手段は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成する。

【0011】

上記投影装置は、駆動信号生成手段と、走査手段とを備える。駆動信号生成手段は、画像を示す画像信号の画素値に基づいて、光ビームを射出する発光素子を駆動するための駆動信号を生成する。走査手段は、光ビームを投影領域内に走査する。そして、駆動信号生成手段は、画素値に基づき発光素子を発光させない非発光画素に続き、画素値に基づき発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、非発光画素に対応する駆動信号として、発光画素の画素値に応じた補償信号を生成する。この態様によれば、投影装置は、発光素子の発光立ち上がり遅延の影響を補償信号により好適に低減させることができる。

【0012】

上記投影装置の一態様では、前記駆動信号生成手段は、所定数以上の連続した前記非発光画素に続き、前記発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記発光画素の直前の前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成する。この態様により、投影装置は、発光素子の発光立ち上がり遅延の影響を補償信号により好適に低減させることができる。

【0013】

上記投影装置の他の一態様では、投影装置は、異なる波長の光ビームをそれぞれ射出する複数の発光素子を備え、前記駆動信号生成手段は、前記複数の発光素子のそれぞれについて前記駆動信号を生成する。この態様により、投影装置は、異なる波長の光ビームをそれぞれ射出する複数の発光素子を用いる場合に、各発光素子の応答時間の違いに起因した色ずれ等を好適に抑制することができる。

【0014】

上記投影装置の他の一態様では、前記駆動信号生成手段は、前記複数の発光素子ごとに、前記補償信号を異ならせる。この態様により、投影装置は、各発光素子の個別の応答時間を勘案し、各発光素子のそれぞれの発光立ち上がり遅延の影響を、各発光素子に対応する補償信号により好適に低減させることができる。

【0015】

上記投影装置の他の一態様では、投影装置は、温度を検出する温度検出手段と、前記発光画素の画素値に対応する前記補償信号の値を示す温度別のテーブルを記憶する記憶手段を備え、前記駆動信号生成手段は、前記記憶手段に記憶されたテーブルのうち、前記温度検出手段により検出された温度に対応するテーブルに応じて、前記補償信号を生成する。この態様により、投影装置は、発光素子が温度特性を有する場合であっても、現在の温度を勘案して補償信号を的確に生成することができる。

【0016】

本発明の他の実施形態では、発光素子が射出する光ビームを投影領域内に走査する走査手段を有する投影装置が実行する制御方法であって、画像を示す画像信号の画素値に基づいて、前記発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成工程を有し、前記駆動信号生成工程は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成する。投影装置は、この制御方法を実行することで、発光素子の発光立ち上がり遅延の影響を補償信号により好適に低減させることができる。

【0017】

本発明の他の実施形態では、発光素子が射出する光ビームを投影領域内に走査する走査手段を有する投影装置のコンピュータが実行するプログラムであって、画像を示す画像信号の画素値に基づいて、前記発光素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段として前記コンピュータを機能させ、前記駆動信号生成手段は、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させない非発光画素に続き、前記画素値に基づき前記発光素子を発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、前記非発光画素に対応する駆動信号として、前記発光画素の画素値に応じた補償信号を生成する。コンピュータは、このプログラムを実行することで、発光素子の発光立ち上がり遅延の影響を補償信号により好適に低減させることができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。

【実施例】

【0018】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

【0019】

［投影装置の構成］
図１は、本実施例に係る投影装置１の構成を示す。図１に示すように、投影装置１は、画像信号入力部２と、映像処理部３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバ７と、ＭＥＭＳドライバ８と、ＭＥＭＳミラー９５を有するレーザ光源部９と、マイクロレンズアレイ１３と、フィールドレンズ１４と、タイミングコントローラ２１と、不揮発性メモリ２３と、を備える。投影装置１は、例えばヘッドアップディスプレイに用いられ、コンバイナ等の光学素子に表示像を構成する光を出射する。そして、本実施例に係る投影装置１は、レーザ素子の立ち上がり遅延による表示画像の画質低下を好適に低減する。

【0020】

画像信号入力部２は、外部から入力される画像信号「Ｓｉ」を受信して映像処理部３に出力する。

【0021】

映像処理部３は、画像信号入力部２から入力された画像信号Ｓｉを内部のフレームメモリに書き込み、ＭＥＭＳミラー９５の駆動タイミングに応じて随時読み出し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色ごとに各画素の画素値に対応する駆動信号を順次レーザドライバ７に送信する。また、映像処理部３は、後述するレーザ素子を発光させない低輝度の画素（「非発光画素」とも呼ぶ。）に続いてレーザ素子を発光させる画素（「発光画素」とも呼ぶ。）が存在する場合に、当該非発光画素に対応するタイミングでレーザ素子が瞬間的に発光しない程度の電圧（「補償電圧Ｖｍ」とも呼ぶ。）をレーザ素子に印加させる駆動信号をレーザドライバ７に送信する。これにより、映像処理部３は、発光画素に対応する電圧がレーザ素子に印加された際のレーザ素子の応答時間を短縮する。従って、映像処理部３は、入力される画像信号Ｓｉに応じてレーザ素子に出力する駆動信号を決定する際に、画素毎に補償電圧Ｖｍを印加させるかを判定する。映像処理部３は、本発明における「駆動信号生成手段」及び本発明におけるプログラムを実行するコンピュータの一例である。また、補償電圧Ｖｍをレーザ素子に印加させる駆動信号は、本発明における「補償信号」の一例である。

【0022】

タイミングコントローラ２１は、映像処理部３のフレームメモリからの画像データの読み出しタイミングを制御する。また、タイミングコントローラ２１は、ＭＥＭＳミラー９５から出力される走査位置情報「Ｓｃ」に基づいてＭＥＭＳドライバ８の動作タイミングも制御する。

【0023】

ＲＯＭ５は、映像処理部３が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ６には、映像処理部３が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。

【0024】

レーザドライバ７は、後述するレーザ光源部９に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックである。レーザドライバ７は、赤色レーザ駆動回路７１と、青色レーザ駆動回路７２と、緑色レーザ駆動回路７３と、を備える。

【0025】

赤色レーザ駆動回路７１は、映像処理部３が出力する駆動信号に基づき、赤色レーザ素子ＬＤ１を駆動する。青色レーザ駆動回路７２は、映像処理部３が出力する駆動信号に基づき、青色レーザ素子ＬＤ２を駆動する。緑色レーザ駆動回路７３は、映像処理部３が出力する信号に基づき、緑色レーザ素子ＬＤ３を駆動する。以後では、赤色レーザ素子ＬＤ１、青色レーザ素子ＬＤ２、緑色レーザ素子ＬＤ３を特に区別しない場合、これらを総称して「レーザ素子ＬＤ」とも呼ぶ。

【0026】

ＭＥＭＳドライバ８は、タイミングコントローラ２１が出力する信号に基づきＭＥＭＳミラー９５を制御する。ＭＥＭＳドライバ８は、サーボ回路と、ドライバ回路と、を備える。サーボ回路は、タイミングコントローラ２１からの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー９５の動作を制御する。ドライバ回路は、サーボ回路が出力するＭＥＭＳミラー９５の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。

【0027】

レーザ光源部９は、レーザドライバ７から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光を出射する。具体的には、レーザ光源部９は、赤色レーザ素子ＬＤ１と、青色レーザ素子ＬＤ２と、緑色レーザ素子ＬＤ３と、コリメータレンズ９１ａ〜９１ｃと、反射ミラー９２ａ〜９２ｃと、を備える。

【0028】

赤色レーザ素子ＬＤ１は赤色のレーザ光を出射し、青色レーザ素子ＬＤ２は青色のレーザ光を出射し、緑色レーザ素子ＬＤ３は緑色のレーザ光を出射する。コリメータレンズ９１ａ〜９１ｃは、それぞれ、赤色、青色及び緑色のレーザ光を平行光にして、反射ミラー９２ａ〜９２ｃに出射する。反射ミラー９２ｂは、青色のレーザ光を反射する。反射ミラー９２ｃは、青色のレーザ光を透過させ、緑色のレーザ光を反射する。反射ミラー９２ａは、赤色のレーザ光の一部を反射し、残りの部分を透過させる。また、反射ミラー９２ａは、青色及び緑色のレーザ光の一部を透過し、残りの部分を反射する。こうして反射ミラー９２ａを透過した赤色のレーザ光及び反射ミラー９２ａで反射された青色及び緑色のレーザ光は、ＭＥＭＳミラー９５に入射される。

【0029】

レーザ光源部９からレーザ光が射出される位置には、マイクロレンズアレイ１３と、フィールドレンズ１４とが設けられている。ＭＥＭＳミラー９５は、反射ミラー９２ａから入射されたレーザ光をＥＰＥ（Ｅｘｉｔ Ｐｕｐｉｌ Ｅｘｐａｎｄｅｒ）の一例であるマイクロレンズアレイ１３に向けて反射する。ＭＥＭＳミラー９５は、基本的には、画像信号入力部２に入力された画像信号Ｓｉに基づく画像を表示するために、ＭＥＭＳドライバ８の制御によりマイクロレンズアレイ１３上を走査するように移動し、その際の走査位置情報（例えばミラーの角度などの情報）を走査位置情報Ｓｃとしてタイミングコントローラ２１へ出力する。ＭＥＭＳミラー９５は、本発明における「走査手段」の一例である。

【0030】

マイクロレンズアレイ１３は、複数のマイクロレンズが配列されており、ＭＥＭＳミラー９５で反射されたレーザ光が入射する。フィールドレンズ１４は、マイクロレンズアレイ１３の放射面に形成された画像を拡大し、図示しない投影面に投影する。例えば、投影装置１がヘッドアップディスプレイの光源として用いられる場合、フィールドレンズ１４はコンバイナ等に表示像を構成する光を出射する。マイクロレンズアレイ１３は、本発明における「投影領域」の一例である。

【0031】

不揮発性メモリ２３は、補償電圧決定テーブル２４を記憶する。補償電圧決定テーブル２４は、レーザ素子ＬＤの応答時間の違いに起因する色ズレを抑制するためにレーザ素子ＬＤに印加すべき補償電圧Ｖｍを決定するためのテーブルである。補償電圧決定テーブル２４は、赤色レーザ素子ＬＤ１、青色レーザ素子ＬＤ２及び緑色レーザ素子ＬＤ３のそれぞれに対して用意されており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各画素の画素値に対して印加すべき補償電圧Ｖｍを規定している。

【0032】

［レーザ素子の応答特性］
次に、各レーザ素子ＬＤの応答特性について説明する。図２は、各レーザ素子ＬＤに印加される電圧（「ＬＤ印加電圧」とも呼ぶ。）と各レーザ素子ＬＤの応答時間との関係をグラフにより示した図である。

【0033】

図２に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）は、それぞれＬＤ印加電圧が低いほど応答時間が長くなり、赤、緑、青のそれぞれでＬＤ印加電圧と応答時間との関係が異なる。例えば、ＬＤ印加電圧が比較的高い場合においては、緑に相当する緑色レーザ素子ＬＤ３の応答時間が最も短くなり、青に相当する青色レーザ素子ＬＤ２の応答時間が最も長くなる。一方、ＬＤ印加電圧が比較的低い場合においては、これらの応答時間の差異が顕著となり、赤に相当する赤色レーザ素子ＬＤ１の応答時間が最も短く、青に相当する青色レーザ素子ＬＤ２の応答時間が最も長くなる。従って、補償電圧Ｖｍを印加しない例においては、このような各レーザ素子ＬＤの応答特性によって色ずれ等が生じてしまう。

【0034】

ここで、補償電圧Ｖｍを印加しない場合において生じる色ずれ等について図３及び図４を参照して具体的に説明する。

【0035】

図３（Ａ）は、水平走査が行われる場合の一つの画素において白を１００％（即ち最大出力）の輝度により出力する際のＬＤ印加電圧の波形を示す。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＬＤ印加電圧が与えられたときに緑色レーザ素子ＬＤ３が出力する緑、青色レーザ素子ＬＤ２が出力する青、及び赤色レーザ素子ＬＤ１が出力する赤のそれぞれの実際の出力レベルの波形を示し、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）に示すレーザ素子ＬＤの出力に基づき表示される画素列を概略的に示した図である。

【0036】

図３（Ａ）に示すように、この場合、映像処理部３は、走査する画像信号Ｓｉの画素の各画素値を参照し、輝度１００％の白を出力する時刻「ｔ１」から時刻「ｔ２」までの区間において、各レーザ素子ＬＤに対して目標の輝度に応じた駆動信号を供給する。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの区間の直前の画像信号Ｓｉの画素は、赤、青、緑の各画素値が０の非発光画素となっているため、各レーザ素子ＬＤは時刻ｔ１の時点では非発光状態となっている。

【0037】

この場合、各レーザ素子ＬＤは、図２に示す応答特性を有することから、図３（Ｂ）に示すように、各緑、青、赤の出力レベルは、時刻ｔ１以後に徐々に大きくなり、時刻ｔ１より遅れて本来の出力レベルに達する。この例では、ＬＤ印加電圧が高いため、緑に相当する緑色レーザ素子ＬＤ３の応答時間が最も短くなり、青に相当する青色レーザ素子ＬＤ２の応答時間が最も長くなっている。従って、図３（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１から所定期間では緑色レーザ素子ＬＤ３のみが発光することから、当該所定期間では緑光のみが照射される。その後、走査領域には、赤色レーザ素子ＬＤ１の出力レベルの上昇により緑と赤の合成光（黄色の光）が照射され、その後に緑、赤、青が合成された白色光が照射される。このように、図３の例においては、各レーザ素子ＬＤの応答時間の違いにより色ずれが生じている。

【0038】

図４（Ａ）は、水平走査が行われる場合の一つの画素において白を２０％の輝度により出力する際のＬＤ印加電圧の波形を示す。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＬＤ印加電圧が与えられたときに緑色レーザ素子ＬＤ３が出力する緑、青色レーザ素子ＬＤ２が出力する青、及び赤色レーザ素子ＬＤ１が出力する赤の実際の出力レベルの波形を示し、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示すレーザ素子ＬＤの出力に基づき表示される画素列を概略的に示した図である。

【0039】

図４（Ａ）に示すように、この場合、映像処理部３は、走査する画像信号Ｓｉの画素の各画素値を参照し、輝度２０％の白を出力する時刻「ｔ４」から時刻「ｔ５」までの区間において、各レーザ素子ＬＤに対して目標の輝度に応じた駆動信号を供給する。なお、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの区間の直前及び直後の画像信号Ｓｉの画素は、赤、青、緑の各画素値が０の非発光画素となっており、各レーザ素子ＬＤは時刻ｔ４の時点では非発光状態となっている。

【0040】

この場合、各レーザ素子ＬＤは、ＬＤ印加電圧が比較的低いため、図３の例よりも各レーザ素子ＬＤの応答時間が長くなり、赤に相当する赤色レーザ素子ＬＤ１の応答時間が最も短く、青に相当する青色レーザ素子ＬＤ２の応答時間が最も長くなる。ここで、図４（Ｂ）の例では、青色レーザ素子ＬＤ２及び緑色レーザ素子ＬＤ３の応答時間は、ＬＤ印加電圧が印加される時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間よりも長くなるため、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間では青色レーザ素子ＬＤ２及び緑色レーザ素子ＬＤ３は発光しない。よって、図４（Ｂ）の例では、時刻ｔ４から所定時間経過後に赤色レーザ素子ＬＤ１のみが所定の出力レベルにより発光している。よって、この場合、図４（Ｃ）に示すように、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間において走査される領域のうち、赤色レーザ素子ＬＤ１が発光する期間に相当する領域のみが赤のレーザ光により照射される。

【0041】

以上を勘案し、本実施例では、映像処理部３は、補償電圧Ｖｍを印加することで、発光画素に対応する電圧がレーザ素子ＬＤに印加された際のレーザ素子ＬＤの応答時間を短縮し、図３及び図４に示すような色ずれを好適に抑制する。

【0042】

［補償電圧の印加］
概略的には、映像処理部３は、レーザ素子ＬＤを発光させない低輝度の非発光画素に続いて発光画素が存在する場合に、補償電圧決定テーブル２４を参照し、当該非発光画素に対応するタイミングで補償電圧Ｖｍを印加する。これにより、映像処理部３は、発光画素に対応する電圧がレーザ素子ＬＤに印加された際のレーザ素子ＬＤの応答時間を短縮する。以後では、補償電圧Ｖｍを印加する非発光画素に続く発光画素を「補償対象画素」と呼ぶ。

【0043】

（１）補償電圧印加テーブル
まず、補償電圧決定テーブル２４について説明する。図５は、補償電圧決定テーブル２４において記憶される赤、青、緑の補償対象画素の各画素値と補償電圧Ｖｍとの対応関係をグラフにより示した図である。

【0044】

図５に示すように、各補償電圧Ｖｍは、レーザ素子ＬＤごとに応答特性が異なることから赤、青、緑の色ごとにそれぞれ設定されている。また、同一のレーザ素子ＬＤであってもＬＤ印加電圧によって応答時間が異なることから、補償対象画素の画素値に応じて補償電圧Ｖｍが定められている。

【0045】

補償電圧決定テーブル２４に記録される補償電圧Ｖｍの適正値は、典型的には、実機の白ストライプ画像を観察し、非発光画素でレーザ素子ＬＤが発光せず、かつ、補償対象画素のエッジに色ずれが極力生じないＬＤ印加電圧に決定される。この場合、白ストライプの輝度レベルを変更して画素値に応じた補償電圧Ｖｍの適正値を探す。上述の実験により得られた赤、青、緑の画素値ごとの補償電圧Ｖｍの適正値を補償電圧決定テーブル２４として不揮発性メモリ２３に記憶する。映像処理部３は、このように生成された補償電圧決定テーブル２４を不揮発性メモリ２３から参照することで、非発光画素でレーザ素子ＬＤが発光せず、かつ、補償対象画素のエッジに色ずれが極力生じない補償電圧Ｖｍを決定することができる。

【0046】

（２）処理フロー
図６は、水平１ライン分の走査に対応する補償電圧Ｖｍの印加処理の手順を示すフローチャートの一例である。映像処理部３は、図６のフローチャートを、１ライン分の水平走査を行うごとに、赤色レーザ素子ＬＤ１、青色レーザ素子ＬＤ２、緑色レーザ素子ＬＤ３のそれぞれを対象にして繰り返し実行する。

【0047】

まず、映像処理部３は、タイミングコントローラ２１から水平同期信号を受信し、後の処理で用いる番号「ｉ」及びカウンタ「ｎ」をそれぞれ「０」に設定する（ステップＳ１０１）。ここで、番号ｉは、走査対象の水平ライン内で走査される順番を示す画素の番号を示し、カウンタｎは、非発光画素の連続数を数えるためのカウンタである。

【0048】

次に、映像処理部３は、番号ｉを１だけ加算する（ステップＳ１０２）。そして、映像処理部３は、画像信号入力部２から入力される画像信号Ｓｉに基づき、対象の水平ラインのｉ番目の画素値を取り込む（ステップＳ１０３）。

【0049】

そして、映像処理部３は、ステップＳ１０３で取り込んだｉ番目の画素値が閾値「Ａ」以上であるか否か判定する（ステップＳ１０４）。ここで、閾値Ａは、対象のレーザ素子ＬＤを発光させるべきか否か（即ち非発光画素であるか否か）を判定する閾値であり、予め不揮発性メモリ２３等に記憶されている。

【0050】

そして、映像処理部３は、対象の水平ラインのｉ番目の画素値が閾値Ａ以上である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ｉ番目の画素を表示するために対象のレーザ素子ＬＤを発光させる必要があると判断し、ステップＳ１０５へ処理を進める。一方、映像処理部３は、対象の水平ラインのｉ番目の画素値が閾値Ａ未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ｉ番目の画素を表示するために対象のレーザ素子ＬＤを発光させる必要がないと判断し、カウンタｎを１だけ加算する（ステップＳ１０９）。

【0051】

次に、映像処理部３は、対象の水平ラインのｉ番目の画素値が閾値Ａ以上である場合に、カウンタｎが閾値「Ｂ」以上であるか否か判定する（ステップＳ１０５）。ここで、閾値Ｂは、ｉ番目の画素が補償対象画素であるか否かを判定する閾値であり、予め不揮発性メモリ２３等に記憶されている。

【0052】

そして、カウンタｎが閾値Ｂ以上である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、映像処理部３は、ｉ番目の画素の直前のＢ個以上の連続する画素が非発光画素であり、ｉ番目の画素でのレーザ素子ＬＤの発光時に応答遅れが発生すると判断する。よって、この場合、映像処理部３は、ｉ番目の画素の出力に補償電圧Ｖｍを印加するための駆動信号をレーザドライバ７に送信する（ステップＳ１０６）。この場合、映像処理部３は、補償電圧決定テーブル２４を参照し、ｉ番目の画素（即ち補償対象画素）の画素値から適切な補償電圧Ｖｍを決定する。ステップＳ１０６により、直前のＢ個以上の画素が非発光画素となる画素での各レーザ素子ＬＤの応答遅れに起因した色ずれ等を好適に抑制することができる。

【0053】

閾値Ｂは、少なくとも２以上に設定され、具体的には実験等に基づく適合値に設定される。なお、閾値Ｂを１とした場合には、発光画素、非発光画素、発光画素がこの順で連続する場合に、真中の非発光画素に補償電圧Ｖｍを印加することになり、前の発光画素に連続してレーザ素子ＬＤが非発光画素において発光してしまうため好ましくない。閾値Ｂは、本発明における「所定数」の一例である。

【0054】

一方、カウンタｎが閾値Ｂ未満である場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、映像処理部３は、ｉ番目の画素の直前の画素にはＢ個以上の非発光画素が続いておらず、ｉ番目の画素でのレーザ素子ＬＤの発光時に応答遅れが発生しないと判断する。よって、この場合、映像処理部３は、ステップＳ１０６の補償電圧Ｖｍの印加を行うことなくステップＳ１０７へ処理を進める。なお、この場合、映像処理部３は、ｉ−１番目の画素が発光画素である場合には、当該画素の画素値に応じたＬＤ印加電圧をレーザ素子ＬＤに印加するための駆動信号をレーザドライバ７に送信する。

【0055】

次に、映像処理部３は、ｉ番目の画素が発光画素であることから、カウンタｎを０に初期化する（ステップＳ１０７）。そして、映像処理部３は、走査対象の水平１ライン分の走査が完了したか否か判定し（ステップＳ１０８）、走査対象の水平１ライン分の走査が完了した場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。この場合、映像処理部３は、次の走査対象となる水平１ラインを対象に図６のフローチャートを実行する。一方、映像処理部３は、走査対象の水平１ライン分の走査が完了していない場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、ステップＳ１０２へ処理を戻し、番号ｉを１だけ加算する。そして、映像処理部３は、１だけ加算した番号ｉの画素を対象にステップＳ１０３〜Ｓ１０９を実行する。

【0056】

なお、ステップＳ１０１で水平同期信号を受信した直後は、各レーザ素子ＬＤは、非発光状態となっている。従って、映像処理部３は、少なくとも「ｉ＝０」に相当する画素が発光画素である場合には、ステップＳ１０５での判定結果によらず当該画素を補償対象画素とみなし、隣接する画像表示領域外において対象のレーザ素子ＬＤに補償電圧Ｖｍを印加させる。

【0057】

（３）具体例
次に、補償電圧Ｖｍを印加する場合の図３及び図４に相当する具体例について、図７及び図８を参照して説明する。

【0058】

図７（Ａ）は、ある水平走査の一つの区間において白を１００％の輝度により出力する際のＬＤ印加電圧の波形を示す。ここでは、時刻「ｔ０」から時刻「ｔ１」までが水平１ラインにおいて「Ｘ−１」番目の画素に対応するＬＤ印加電圧を印加する期間を示し、時刻「ｔ１」から時刻「ｔ２」までが水平１ラインにおいて「Ｘ」番目の画素に対応するＬＤ印加電圧を印加する期間を示す。また、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＬＤ印加電圧が与えられたときに緑色レーザ素子ＬＤ３が出力する緑、青色レーザ素子ＬＤ２が出力する青、及び赤色レーザ素子ＬＤ１が出力する赤の各輝度（即ち出力レベル）の波形を示し、図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示すレーザ素子ＬＤの出力に基づき表示される画素列を概略的に示した図である。

【0059】

図７（Ａ）に示すように、この場合、映像処理部３は、図６のフローチャートに基づき、「ｉ＝Ｘ」のときに、ｉ番目の画素値が閾値Ａ以上となり（ステップＳ１０４参照）、かつ、カウンタｎが閾値Ｂ以上（ステップＳ１０５参照）となることから、Ｘ−１番目の画素の出力として各レーザ素子ＬＤに補償電圧Ｖｍを印加している（ステップＳ１０６参照）。映像処理部３は、これらの補償電圧Ｖｍを、レーザ素子ＬＤごとに設けられた補償電圧決定テーブル２４を参照し、Ｘ番目の画素の各色に対する画素値（ここでは、それぞれ輝度１００％）に基づきそれぞれ決定する。なお、緑色レーザ素子ＬＤ３については、図５に相当する補償電圧決定テーブル２４を参照した場合、１００％の輝度に相当する画素値のときの補償電圧Ｖｍが略０となるため、Ｘ−１番目の画素の出力には実質的に電圧が印加されていない。

【0060】

そして、図７（Ａ）に示す波形に従い各レーザ素子ＬＤにＬＤ印加電圧を印加した結果、図７（Ｂ）に示すように、緑、青、赤の出力が略同一波形となっており、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間において、緑、青、赤のいずれもほぼ所望の出力が得られている。なお、図３の例において立ち上がり遅延が生じていた青及び赤についても、補償電圧Ｖｍが時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間で印加されたことにより、時刻ｔ１以後ほぼ遅延なく出力レベルが上昇している。その結果、図７（Ｃ）に示すように、Ｘ番目の画素は、マイクロレンズアレイ１３上において１００％の輝度を有する白となっている。

【0061】

図８（Ａ）は、ある水平走査の一つの区間において白を２０％の輝度により出力する際のＬＤ印加電圧の波形を示す。ここでは、時刻「ｔ３」から時刻「ｔ４」までが水平１ラインにおいて「Ｙ−１」番目の画素に対応するＬＤ印加電圧を印加する期間を示し、時刻「ｔ４」から時刻「ｔ５」までが水平１ラインにおいて「Ｙ」番目の画素に対応するＬＤ印加電圧を印加する期間を示す。また、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＬＤ印加電圧が与えられたときに緑色レーザ素子ＬＤ３が出力する緑、青色レーザ素子ＬＤ２が出力する青、及び赤色レーザ素子ＬＤ１が出力する赤の実際の出力レベルの波形を示し、図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）に示すレーザ素子ＬＤの出力に基づき表示される画素列を概略的に示した図である。

【0062】

図８（Ａ）に示すように、この場合、映像処理部３は、図６のフローチャートに基づき、「ｉ＝Ｙ」のときに、ｉ番目の画素値が閾値Ａ以上となり（ステップＳ１０４参照）、かつ、カウンタｎが閾値Ｂ以上（ステップＳ１０５参照）となることから、Ｙ−１番目の画素の出力としてレーザ素子ＬＤに補償電圧Ｖｍを印加している（ステップＳ１０６参照）。映像処理部３は、各レーザ素子ＬＤに対応する補償電圧Ｖｍを、レーザ素子ＬＤごとに設けられた補償電圧決定テーブル２４を参照し、Ｙ番目の画素の各色に対応する画素値（ここでは、それぞれ輝度２０％）に基づきそれぞれ決定する。

【0063】

そして、図８（Ａ）に示す波形に従い各レーザ素子ＬＤにＬＤ印加電圧を印加した結果、図８（Ｂ）に示すように、緑、青、赤の出力が略同一波形となっており、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間において、緑、青、赤のいずれもほぼ所望の出力が得られている。なお、図４の例において時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間に反応がなかった緑及び青についても、補償電圧Ｖｍが時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間で印加されたことにより、時刻ｔ４以後ほぼ遅延なく出力レベルが上昇している。その結果、図８（Ｃ）に示すように、Ｙ番目の画素は、マイクロレンズアレイ１３上において２０％の輝度を有する白となっている。

【0064】

以上説明したように、本実施例に係る投影装置１は、画像信号Ｓｉの画素値に基づいて、光ビームを射出するレーザ素子ＬＤを駆動するための駆動信号を生成する映像処理部３と、光ビームを投影領域内に走査するＭＥＭＳミラー９５とを備える。そして、映像処理部３は、画素値に基づきレーザ素子ＬＤを発光させない非発光画素に続き、画素値に基づきレーザ素子ＬＤを発光させる発光画素に対応する駆動信号を生成する場合に、非発光画素に対応する駆動信号として、発光画素の画素値に応じた補償電圧Ｖｍをレーザ素子ＬＤに印加するための駆動信号を生成する。これにより、投影装置１は、各レーザ素子ＬＤの発光立ち上がり遅延を減じ、画像の色ずれを好適に低減させることができる。

【0065】

［変形例］
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。

【0066】

（変形例１）
投影装置１は、周辺温度によっても画素値と最適な補償電圧Ｖｍとの関係が変わることを勘案し、各温度に対応した補償電圧決定テーブル２４を不揮発性メモリ２３に記憶してもよい。

【0067】

図９は、本変形例に係る投影装置１の構成を示す。図９の例では、レーザ光源部９内のレーザ素子ＬＤの近傍に温度センサ２５が設けられている。また、不揮発性メモリ２３には、温度ごとに対応付けられた複数の補償電圧決定テーブル２４が記憶されている。そして、映像処理部３は、温度センサ２５から供給される検出信号が示す温度に最も近い温度と対応付けられた補償電圧決定テーブル２４を不揮発性メモリ２３から参照することで、図６のフローチャートのステップＳ１０６において印加すべき補償電圧Ｖｍを決定する。この態様によれば、投影装置１は、各レーザ素子ＬＤの温度に起因した応答特性を考慮し、色ずれ等が低減されるような補償電圧Ｖｍを的確に設定することができる。

【0068】

（変形例２）
図７及び図８の例では、補償電圧Ｖｍの印加時間は、１画素の描画に対応する時間に設定されていた。しかし、本発明が適用可能な補償電圧Ｖｍの印加時間の設定は、これに限定されない。例えば、補償電圧Ｖｍの印加時間は、２画素の描画に対応する時間であってもよく、０．５画素に対応する時間であってもよい。後者の場合、例えば、投影装置１の内部クロックは、描画クロックの２倍に設定される。

【0069】

（変形例３）
映像処理部３の処理の一部を、映像処理部３と電気的に接続されたＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）が実行してもよい。この場合、例えば、ＭＣＵは、図６のフローチャートの処理を映像処理部３の代わりに実行する。そして、ステップＳ１０６では、ＭＣＵは、補償電圧決定テーブル２４を参照して補償電圧Ｖｍを決定した場合に、当該補償電圧Ｖｍを出力すべき旨の信号を映像処理部３又はレーザドライバ７へ送信する。この態様であっても、投影装置１は、好適に補償電圧Ｖｍをレーザ素子ＬＤに印加してレーザ素子ＬＤの応答遅れに起因した色ずれ等を抑制することができる。本変形例では、ＭＣＵは、本発明における「駆動信号生成手段」及び本発明におけるプログラムを実行するコンピュータの一例である。

【符号の説明】

【0070】

１ 投影装置
３ 映像処理部
７ レーザドライバ
８ ＭＥＭＳドライバ
２３ 不揮発性メモリ
９５ ＭＥＭＳミラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】