图像显示装置及其控制方法

专利名称：图像显示装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置及图像显示装置的控制方法，特别是涉及利用使按照图像信号所调制的束状光进行扫描来显示图像的图像显示装置的技术。
背景技术：
近年，作为显示图像的图像显示装置，推出使激光扫描而显示图像的激光投影机。激光的特征是单色性及指向性高。因此，激光投影机具有可以获得色再现性优异的图像的优点。激光投影机，比如，使用由矩形脉冲状的调制电流进行的激光的调制进行图像显示(比如，参照专利文献1)。
专利文献1日本专利特开2001-189520号公报在专利文献1中提出利用脉冲宽度调制对激光进行调制的技术。比如，在以每秒30帧显示1920×1080像素的全高清晰的图像时，表示在各像素上激光扫描的定时的像素时钟为62.2兆赫。此时，为了进行8位的灰度等级表现，需要16千兆赫的调制频率。在为了进行如此高速的调制，用于驱动光源的结构变得复杂时，制造成本将增大。特别是，因为高输出的激光光源，在16千兆赫这样的调制频率方面正确进行驱动是非常困难的，所以也就可以认为调制的正确性和装置的可靠性会下降。这样一来，在难以提高调制频率时，也可以考虑通过使用多个激光进行灰度等级表现，降低各激光的调制频率。此时，比如即使是使用10个激光进行灰度等级表现，最小脉冲宽度也只不过能变化为10倍，优选进一步降低调制频率。
另外，在专利文献1中，提出将各激光的光量与2的乘幂成比例地进行调整，一致于显示的灰度等级数(量化位数)选择激光的技术。由于使用与像素时钟同步的光源驱动脉冲信号，可以降低调制频率。比如，在进行8位的灰度等级表现时，对8个激光分别分配0位至7位。被分配作为最大位数的7位的激光成为与128灰度等级相当的光量。此时，由于使用8个激光可以显示的最大灰度等级成为与255灰度等级相当的光量，所以即使是使用8个激光，也只能得到比被分配最大位数的激光的光量2倍的光量少的光量。与此相同，在使用10个激光时，得到的光量比被分配最大位数的激光的光量的2倍的光量进一步少。这样，在利用现有技术时，就产生难以利用简易且可靠性高的结构显示明亮图像的问题。

发明内容
本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供可以以简易且可靠性高的结构显示明亮的图像的图像显示装置及图像显示装置的控制方法。
为了解决上述问题，达到目的，根据本发明，可以提供如下一种图像显示装置，该装置是一种通过使多束束状光扫描而显示图像的图像显示装置，其特征在于具有供给束状光的光源部和使发自光源部的束状光进行扫描的扫描部，光源部被驱动为使用与在最小位数至最大位数之中的被分配的位数相应地被进行加权的光量的束状光表现灰度等级，并且对在最小位数至最大位数之中的上位的至少一位分配至少两个束状光。
对最小位数至最大位数之中的下位的位，分配与位数相应的光量的单独的束状光。另外，对上位的至少一位至少分配2个束状光。通过对上位的至少一位分配多个束状光，与对全部的位分配单独的束状光的场合相比较，可以使最大灰度等级时的光量增大。因此，使可以表现的灰度等级增大，并且可显示明亮的图像。另外，由于是与显示的灰度等级数(量化位数)一致地选择束状光的结构，所以可以相应于与像素时钟同步的光源驱动脉冲信号驱动光源部。因此，与现有的利用脉冲宽度调制进行灰度等级显示的场合相比较，还可以使调制频率降低。因此，不需要用于进行飞跃地高速调制的复杂而昂贵的结构，并且可以制成可靠性高的结构。结果，可以得到可利用简易而可靠性高的结构显示明亮的图像的图像显示装置。
另外，根据本发明的优选实施方式，光源部供给被调节为分别与2的乘幂大致成比例的光量的多个束状光为优选。结果，就可以通过与显示的灰度等级数(量化位数)一致地选择束状光而进行灰度等级表现。
另外，根据本发明的优选方式，光源部被驱动为，对多个束状光中的一部分束状光分配多于等于两个的位数为优选。根据本实施方式，可以增加选择束状光的组合，并可以使最大灰度等级增加，可以使可以表现的灰度等级数增加。结果，就可以显示高品质且更明亮的图像。
另外，根据本发明的优选方式，光源部，与从最小位数至最大位数将其顺序分配的场合相比较，使每个束状光的输出差均衡化来分配位数为优选。结果，可以减小各束状光的输出的偏差。比如，可以使用最大输出相同的多个激光元件，通过使每个激光元件的输出差均衡化，可以减小浪费。
另外，作为本发明的优选方式，光源部，对多个束状光之中的一部分束状光相应于多于等于两个脉冲宽度切换点亮时间地被驱动为优选。根据本方式，可以使选择束状光的组合增加并使最大灰度等级增加，可以使可以表现的灰度等级数增加。结果，就可以显示高品质且更明亮的图像。
另外，作为本发明的优选实施方式，优选具有用来驱动光源部的光源驱动部，光源驱动部具有用来供给被分配最小位数至最大位数之中的下位的位的束状光的第1驱动部，和用来供给被分配最小位数至最大位数之中的上位的位的束状光的第2驱动部。被分配下位的位的束状光需要小的输出，被分配上位的位的束状光需要大的输出。另外，在下位的位中，有时需要多值进行的控制，而对上位的位不需要多值进行控制。因此，通过对被分配下位的位的束状光使用第1驱动部，对被分配上位的位的束状光使用第2驱动部，就可以形成适于供给的束状光的结构。结果，部件不会浪费，并且可以降低功耗，可以做到节电和低成本化。
另外，作为本发明的优选方式，优选光源部具有使束状光出射的多个束状光出射部，将出射的束状光的光量大的束状光出射部配置在光源部的一部分区域。比如，通过在配置大输出的束状光出射部的区域设置冷却部，可以进行光源部的有效散热。另外，也可以在容易散热的区域配置大输出的束状光出射部。这样，通过采用将输出大的束状光出射部配置在一部分区域的结构，可以有效地进行光源部的散热。
另外，作为本发明优选方式，优选光源部，具有出射束状光的多个束状光出射部，在出射的束状光的光量大的束状光出射部之间配置出射的束状光的光量小的束状光出射部。结果，可以减小从各束状光出射部产生的热的局部滞留，可以减少不佳状况的发生。
此外，根据本发明，可以提供如下一种图像显示装置的控制方法，该方法是一种通过使束状光扫描而显示图像的图像显示装置的控制方法，其特征在于，包括供给多个束状光的束状光供给步骤，和使束状光在被照射区域向第1方向及相对第1方向大致正交的第2方向进行扫描的扫描步骤，在束状光供给步骤中，使用相应于在最小位数至最大位数中的被分配的位数进行了加权的光量的束状光表现灰度等级，并且对在最小位数至最大位数之中的上位的至少一位分配至少两个束状光。通过对上位的至少一位分配多个束状光，与对全部的位分配单独的束状光的场合相比较，可以使最大灰度等级时的光量增大。因此，能使可以表现的灰度等级增大，并且显示明亮的图像。另外，由于是与所显示的灰度等级数(量化位数)一致地选择束状光的结构，所以可以相应于与像素时钟同步的光源驱动脉冲信号供给束状光。因此，与现有的利用脉冲宽度调制进行灰度等级显示的场合相比较，还可以使调制频率降低。因此，不需要用于进行飞跃而高速调制的复杂而昂贵的结构，并且可以制成可靠性高的结构。结果，可以利用简易而可靠性高的结构显示明亮的图像。


图1为示出本发明的实施例1的图像显示装置的概略结构的图。
图2为示出激光装置的概略结构的图。
图3为示出扫描部的概略结构的图。
图4为说明用于驱动扫描部结构的示图。
图5为对激光的光量的分配进行说明的示图。
图6为示出用于控制图像显示装置的电路框图构成的示图。
图7为对驱动激光二极管元件的结构进行说明的示图。
图8为示出驱动一个激光二极管元件的结构的示图。
图9为对激光二极管元件的配置进行说明的示图。
图10为对激光二极管元件的另一配置进行说明的示图。
图11为对激光二极管元件的另一配置进行说明的示图。
图12为对本发明的实施例2的图像显示装置进行说明的示图。
图13为对驱动激光二极管元件的结构进行说明的示图。
图14为示出驱动一个激光二极管元件的结构的示图。
图15为对具有第1驱动部和第2驱动部的结构进行说明的示图。
图16为对灰度等级表现进行说明的示图。
图17为对本发明的实施例3的图像显示装置进行说明的示图。
图18为对驱动激光二极管元件的结构进行说明的示图。
图19为示出驱动一个激光二极管元件的结构的示图。
图20为示出本发明的实施例4的图像显示装置的概略结构的示图。
附图标记说明100图像显示装置；101激光装置；102照明光学系统；103投影光学系统；105反射部；107壳体；110屏幕；200扫描部；121R R光用光源部；121G G光用光源部；121B B光用光源部；124、125分色镜；202反射镜；204外框部；206扭簧；207扭簧；301、302第1电极；305镜侧电极；306第2电极；307第1扭簧；308第2扭簧；711图像信号输入部；712同步/图像分离部；713控制部；714帧存储器；715扫描驱动部；716水平角度传感器；717垂直角度传感器；718信号处理部；721图像处理部；722光源控制部；723扫描控制部；732R R光源驱动部；732G G光源驱动部；732B B光源驱动部；750灰度等级数据生成部；LD1～10激光二极管元件；801开关部；802电流控制部；901、902、903子激光器阵列；905冷却部；1021R R光用光源部；1121R R光用光源部；1401开关部；1402电流控制部；1501第1驱动部；1502第2驱动部；760脉冲宽度控制部；1901脉冲宽度设定部；1902开关部；1903脉冲宽度选择部；1904电流值设定部；1700图像显示装置；1705屏幕具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1为示出本发明的实施例1的图像显示装置100的概略结构的图。图像显示装置100，是向屏幕110的一方的面供给激光，通过对从屏幕110的另一方的面出射的光进行观察可以欣赏图像的所谓的背投式投影机。图像显示装置100，通过使多个束状光的激光在水平方向的X方向及垂直方向的Y方向扫描而显示图像。
图2为示出激光装置101的概略结构的图。激光装置101，具有供给作为束状光的红色激光(以下称其为“R光”)的R光用光源部121R；供给作为束状光的绿色激光(以下称其为“G光”)的G光用光源部121G；以及供给作为束状光的蓝色激光(以下称其为“B光”)的B光用光源部121B。
各色光用光源部121R、121G、121B分别供给根据图像信号被调制了的10个激光。各色光用光源部121R、121G、121B，比如，具备供给激光的10个激光二极管元件。在激光装置101中，设置有两个分色镜124、125。分色镜124透射R光，反射G光。分色镜125透射R光及G光，反射B光。来自R光用光源部121R的R光，在透射分色镜124、125之后从激光装置101出射。
来自G光用光源部121G的G光，由分色镜124反射，其光路弯折约90度。由分色镜124反射的G光，在透射分色镜125之后，从激光装置101出射。来自B光用光源部121B的B光，由分色镜125反射，其光路弯折约90度。由分色镜125反射的B光，从激光装置101出射。激光装置101，这样一来，就可以供给根据图像信号被调制了的R光、G光、B光。
返回图1，发自激光装置101的激光，经过照明光学系统102后向扫描部200入射。发自扫描部200的光，经过投影光学系统103后入射到反射部105。照明光学系统102及投影光学系统103，将发自激光装置101的激光向屏幕110上投影。反射部105，将发自扫描部200的激光向屏幕110方向反射。壳体107将壳体107内部空间密闭。
屏幕110，设置在壳体107的预定的一面。屏幕110，是使根据图像信号调制了的激光透射的透射型屏幕。发自反射部105的光，从屏幕110的壳体107的内部侧的面入射之后，从观察者一侧的面出射。观察者，通过观察从屏幕110出射的光欣赏图像。另外，图像显示装置100，既可以是对各色分别使10个激光并列进行扫描的结构，也可以是将10之中的一部分或全部重叠进行扫描的结构。
图3为示出扫描部200的概略结构的图。扫描部200，是具有反射镜202和在反射镜202的周围设置的外框部204的所谓的二重万向支架结构。外框部204，利用作为旋转轴的扭簧206，连接到未图示的固定部。外框部204，利用扭簧206的扭转和向原状态的回复以扭簧206为中心转动。反射镜202，利用作为与扭簧206大致正交的旋转轴的扭簧207与外框部204连接。反射镜202，反射发自激光装置101的激光。反射镜202，可以通过形成高反射性部件，比如，铝、银等金属薄膜而形成。
反射镜202，通过外框部204以扭簧206为中心转动，在屏幕110上使激光向Y方向(参照图1)扫描地移位。另外，反射镜202，利用扭簧207的扭转和向原状态的回复以扭簧207为中心转动。反射镜202，通过以扭簧207为中心转动，使由反射镜202反射的激光向X方向扫描地移位。这样，扫描部200，可使发自激光装置101的激光在X方向和Y方向反复扫描。
图4为说明用于驱动扫描部200结构的示图。在反射镜202以反射激光的一侧作为表侧时，第1电极301、302，在外框部204的里侧的空间，分别设置在关于扭簧206大致对称的位置。对第1电极301、302施加电压时，在第1电极301、302和外框部204之间，产生与电位差相应的预定的力，比如，静电力。外框部204，通过对第1电极301、302交替施加电压，就以扭簧206为中心转动。
扭簧207，详细言之，是由第1扭簧307和第2扭簧308构成的。在第1扭簧307和第2扭簧308之间设置镜侧电极305。在射镜侧电极305的里侧空间，设置第2电极306。当对第2电极306施加电压时，在第2电极306和镜侧电极305之间产生与电位差相应的规定的力，比如，静电力。当对第2电极306中的任何一个都施加相同相位的电压时，反射镜202，以扭簧207为中心转动。扫描部200，通过以这样的方式使反射镜202转动，就可以使激光在二维方向上扫描。扫描部200，比如，可利用MEMS(微机电系统)技术制作。
扫描部200，比如，在一帧图像期间，在使激光向辅助扫描方向的Y方向扫描一次期间，使激光对主扫描方向的X方向多次往复地使反射镜202移位。在设X方向为第1方向，使Y方向为与第1方向大致正交的第2方向时，扫描部200被驱动为在第1方向上扫描激光的频率比在第2方向上扫描激光的频率高。另外，为了使对X方向的激光扫描高速进行，扫描部200，具有以扭簧207为中心使反射镜202谐振工作的结构为优选。通过使反射镜202谐振工作，可以使反射镜202的移位量增大。通过使反射镜202的移位量增大，扫描部200，可以以很小的能量高效率地进行激光扫描。另外，反射镜202，也可以由谐振工作以外的工作驱动。
扫描部200，并不限定于由相应于电位差的静电力驱动的结构。比如，也可以是使用压电元件的伸缩力、电磁力驱动的结构。扫描部200，也可以设置在X方向进行激光扫描的反射镜和在Y方向进行激光扫描的反射镜。
图5为对在本发明的图像显示装置100中分配激光的光量的例1和利用现有技术分配激光的光量的比较例进行说明的示图。对于比较例及例1中的任何一个，都使用相应于在最小位数至最大位数之中的被分配的位数进行加权了的光量的激光表现灰度等级。其中在比较例的情况下，通过根据要显示的灰度等级数(量化位数)选择被分配了从0位至9位的10个激光，进行10位的灰度等级表现。
在比较例中，激光二极管元件(以下可称其为“LD”)1～10，分别分配从0.25mW至128mW的与2的乘幂成比例并且顺序增加的光量。被分配了作为最大位的9位的激光，成为相当于128灰度等级的光量。另外，可以利用10个激光显示的最大灰度等级为与255.75灰度等级相当的光量。由此，根据比较例，即使是使用10个激光，也只能得到比与分配最大位数的激光的光量两倍的256灰度等级相当的光量少的光量。
本发明的图像显示装置100，对LD1～10的光量的分配与比较例的场合不同。LD1～10，分别被分配从1mW至128mW的与2的乘幂成比例的光量。各色光用光源部，分别供给被调节为与2的乘幂成比例的光量的10个激光。对LD1～8，分配从1mW至128mW的顺序增大的光量。与此相对，对LD9、10，任何一个都分配与LD8相同的128mW。
对LD1～8，分别分配0位至7位。对LD9及LD10，分配8位。由于LD9及LD10，永远同时进行激光的点亮及熄灭，两者合计负担256mW的输出。这样，在本发明中，对从最小位数的0位起至最大位数的8位止之中的、作为上位的1位的8位分配两个激光。在例1的情况下，将对从0位起到8位所分配的10个激光，通过根据要显示的灰度等级数(量化位数)选择，进行9位的灰度等级表现。
根据例1，与比较例的情况相比减少1位。但是，相对于比较例的场合的最大输出为255.75mW，在例1中，可以使最大输出为相当于其大致两倍的511mW。通过对上位的至少1位分配多个激光，与对全部的位分配单独的激光的现有例相比，可以使最大灰度等级时的光量增大。
因此，本发明的图像显示装置100，使可以表现的灰度等级增大，并且可显示明亮的图像。另外，由于是按照要显示的灰度等级数(量化位数)选择束状光的结构，所以可以按照与像素时钟同步的光源驱动脉冲信号驱动光源部。因此，与现有的利用脉冲宽度调制进行灰度等级表现的场合相比较，还可以使调制频率降低。因此，不需要用于进行飞跃且高速调制的复杂而昂贵的结构，并且可以制成可靠性高的结构。结果，可以达到可利用简易而可靠性高的结构显示明亮的图像的效果。
图6为示出用于控制图像显示装置100的电路框图构成的示图。图像信号输入部711，进行从输入端子输入的图像信号的特性修正及放大等。比如，图像信号输入部711，将模拟形式的图像信号变换为数字形式的光源调制用强度信号而输出。此外，图像信号输入部711，也可以是将数字形式的图像信号作为数字形式的光源调制用强度信号输出的结构。同步/图像分离部712，将来自图像信号输入部711的信号对R光、G光、B光各个分别分离为图像信息信号、垂直同步信号、水平同步信号，输出到控制部713。控制部713中的图像处理部721，将图像信息分成为每一帧的信息，输出到帧存储器714。帧存储器714，将来自图像处理部721的图像信号以帧为单位进行存储。
控制部713中的扫描控制部723，根据垂直同步信号、水平同步信号，生成驱动扫描部200的驱动信号。扫描驱动部715，响应来自控制部713的驱动信号，驱动扫描部200。在扫描步骤中，利用此种结构，使激光在被照射区域中在X方向上和Y向上进行扫描。水平角度传感器716，检测使激光对屏幕110在X方向上扫描的反射镜202(参照图3)的摆角。垂直角度传感器717，检测使激光对屏幕110向Y方向扫描的反射镜202的摆角。信号处理部718，由垂直角度传感器717的移位生成帧开始信号F_Sync，由水平角度传感器716的移位生成行开始信号L_Sync，输出到控制部713。
控制部713，根据由帧开始信号F_Sync、行开始信号L_Sync运算的线速度及垂直同步信号、水平同步信号，生成像素定时时钟。像素定时时钟，是用来了解激光通过各像素上的定时的信号，是用来使根据图像信号调制了的激光入射到正确的位置的信号。
R光源驱动部732R，根据来自光源控制部722的光源驱动脉冲信号，驱动R光用光源部121R。R光源驱动部732R，根据光源驱动脉冲信号控制R光用光源部121R的10个LD1～LD10。G光源驱动部732G也与R光源驱动部732R一样，驱动G光用光源部121G。B光源驱动部732B也与R光源驱动部732R一样，驱动B光用光源部121B。在束状光供给步骤中，利用此种结构，供给多个激光。
图7为对驱动R光用光源部121R的LD1～10的结构进行详细说明的示图。此处，在各色光用光源部之中，以R光用光源部121R作为代表例进行说明。灰度等级数据生成部750，根据从帧存储器714(参照图6)读出的图像信息信号，生成从作为最下位的位的0位起至作为最上位的位的8位止的9个控制信号。R光源驱动部732R，将从0位起至7位止的各控制信号分别输出到LD1～8。另外，R光源驱动部732R，将8位的控制信号输出到LD9及LD10。
图8为示出在R光源驱动部732R中驱动LD1的结构的示图。开关部801，相应于来自灰度等级数据生成部750的控制信号之中的、分配给LD1的0位的控制信号，控制激光的供给和停止。电流控制部802，通过调节电流值使之成为分配给LD1的输出1mW。利用此种结构，可以控制来自LD1的激光的供给和停止。
在R光用光源部121R中LD2～8，利用与LD1同样的结构，控制激光的供给和停止。其结构为对于LD9及LD10，各个开关部801根据8位的控制信号联动工作。结果，可以同时进行利用LD9及LD10得利的激光的供给和停止。
图9为对R光用光源部121R的各LD1～10的配置进行说明的示图。R光用光源部121R，由3个子激光器阵列901、902、903排列构成。在子激光器阵列901中，设置作为束状光出射部的4个LD1～4。在子激光器阵列902中，设置作为束状光出射部的3个LD5～7。在子激光器阵列903中，设置作为束状光出射部的3个LD8～10。
在R光用光源部121R中，在子激光器阵列903中，如使用图5说明的，配置出射的激光的光量大的LD8～10。另外，在子激光器阵列901中，配置出射的激光的光量小的LD1～4。R光用光源部121R的构成为使多个作为束状光出射部的LD1～10中的、出射的激光的光量大的LD8～10，配置在作为R光用光源部121R中的一部分区域的子激光器阵列903上。
另外，在R光用光源部121R中，在设置子激光器阵列903的部分，设置冷却部905。冷却部905，是使在R光用光源部121R中产生的热散发到外部的装置，比如，是珀尔帖元件。R光用光源部121R，通过采用将输出大的LD8～10配置在一部分区域的结构，可以有效地进行R光用光源部121R的散热。
图10及图11为对R光用光源部中的LD1～10的另一配置例进行说明的示图。图10示出的R光用光源部1021R，是在R光用光源部1021R的外缘附近配置输出大的LD8～10的装置。通过此种配置，可以使热高效率地散发到R光用光源部1021R的外部。图11示出的R光用光源部1121R，是在出射的激光的光量大的LD8～10之间配置出射的激光的光量小的LD1～4的装置。在R光用光源部1121R中热发生局部滞留时，有时产生各LD的光量不均等的不佳状况。根据图11示出的结构，通过减少从各LD1～10产生的热的局部滞留，可以减少光量不均等的不佳状况的产生。
另外，各色光用光源部，并不限定于将LD1～10配置成为阵列状，比如，也可以是在一个方向上排列的结构。并且，各色光用光源部，也并不限定于使用LD作为束状光出射部的结构。比如，代替多个LD，也可以使用具备多个开口部的面发光型激光二极管。此时，出射激光的多个开口部，用作束状光出射部。
图12为对本发明的实施例2的图像显示装置进行说明的示图，是对分配激光的光量的两个示例进行说明的示图。本实施例的特征在于，通过对10个LD1～10中的一部分的LD分配多于等于两个的位数地、对各色光用光源部进行驱动。
在例2中，对4个LD1～4，分别分配2个控制位。对LD1，分配0位的控制信号和7位的控制信号，进行1mW的输出和128mW的输出。对LD2，分配1位的控制信号和2位的控制信号，进行2mW的输出和4mW的输出。对LD3，分配3位的控制信号和4位的控制信号，进行8mW的输出和16mW的输出。对LD4，分配5位的控制信号和6位的控制信号，进行32mW的输出和64mW的输出。这样，对4个LD1～4，分配作为下位位的从0位起至7位止的控制信号。另外，各LD1～4，不仅可以有选择地输出2值，也可以同时输出2值。
对6个LD5～10，任何一个都分配128mW的输出。这样，对LD5及LD6，分配8位的控制信号。通过使LD5及LD6，永远同时进行激光的点亮及熄灭，使两者合计负担256mW的输出。对4个LD7～10，分配9位的控制信号。通过使LD7～10，永远同时进行激光的点亮及熄灭，使4个合计负担512mW的输出。这样，对6个LD5～10，分配作为上位位的8位及9位的控制信号。在例2的情况下，将被分配了从0位起到9位的控制信号的10个激光，通过根据要显示的灰度等级数(量化位数)选择，进行10位的灰度等级表现。
根据例2，通过对LD1～4分别分配2个下位位的控制信号，与上述的实施例1的情况相比，增加选择激光的组合，并使R光用光源部121R整体的最大输出增加到1023mW，可以增加可表现的灰度等级数。结果，可以达到显示高品质且更明亮的图像的效果。另外，在例1中，对全部LD1～10，如果最大可以输出128mW即可，与此相对，在例2的情况下，仅仅需要LD1最大可以输出129mW。因此，在本实施例中，通过对一部分激光分配2个位数的控制信号及对一个激光将最大输出增加1mW，可以进行10位的灰度等级表现。
图13为对驱动R光用光源部121R的LD1～10的结构进行详细说明的示图。灰度等级数据生成部750，根据从帧存储器714(参照图6)读出的图像信息信号，生成从0位起至9位止的10个控制信号。R光源驱动部732R，将0位的控制信号及7位的控制信号输出到LD1。对LD2、LD3、LD4分别输出1位及2位、3位及4位、5位及6位的各控制信号。另外，R光源驱动部732R，将8位的控制信号，输出到LD5及LD6。此外，R光源驱动部732R，将9位的控制信号，输出到LD7～LD10。
图14为示出驱动R光源驱动部732R中的LD1的结构的示图。开关部801，根据来自灰度等级数据生成部750的0位的控制信号，控制激光的供给和停止。电流控制部802，控制电流值以便使输出为1mW的激光输出。此外，开关部1401，根据来自灰度等级数据生成部750的7位的控制信号，控制激光的供给和停止。电流控制部1402，通过控制电流值，使之成为分配给LD1的输出128mW。利用此种结构，可以分别独立控制与0位的控制信号相应的激光及与7位的控制信号相应的激光的供给及停止。
R光用光源部121R中的LD2～4，由与LD1同样的结构控制。对于LD5及LD6，其结构为，各个开关部根据8位的控制信号联动工作。对于LD7～LD10，其结构为，各个开关部根据9位的控制信号联动工作。
另外，R光源驱动部732R，如图15所示，也可以是具备第1驱动部1501和第2驱动部1502的结构。第1驱动部1501，对分配了从最小位数起至最大位数之中的作为下位位的从0位起至7位止的控制信号的LD1～4进行驱动。第2驱动部1502，对分配了作为上位位的8位及9位的控制信号的LD5～10进行驱动。
分配下位位的控制信号的激光要求小的输出，分配上位位的控制信号的激光要求大的输出。另外，如本实施例，在分配下位位的控制信号的LD中，有时需要多值控制，与此相对，在分配上位位的控制信号的LD中，不需要多值控制。LD1～10的驱动的方法因分配下位位的控制信号还是分配上位位的控制信号而异。比如，在第1驱动部1501中其结构可以为设置低电流驱动用晶体管和用来控制电流值的独立的电路。在第2驱动部1502中其结构可以为设置高电流驱动用晶体管和简易的电流控制部。
这样，通过设置第1驱动部1501及第2驱动部1502，R光源驱动部732R可以形成为根据输出而优化的结构。结果，部件不会发生浪费，并且可以降低功耗，可以做到节电和低成本化。另外，在R光源驱动部732R中，并不限定于由第1驱动部1501驱动LD1～4，由第2驱动部1502驱动LD5～10的构成。根据对LD1～10分配各位的情况，也可以适当变更由第1驱动部1501驱动的LD和由第2驱动部1502驱动的LD。
返回到图12，对本实施例的变形例进行说明。在例3中，对10个LD1～10中的LD1分配2个位数，对LD2及LD3分配3个位数，来对光源部进行驱动。对LD2分配3位、4位、5位的各控制信号，输出8mW、16mW、32mW。对LD3分配1位、2位、6位的各控制信号，输出2mW、4mW、64mW。在例3中，对3个LD1～3分配作为下位位的0位起至7位止的控制信号。
图16为对由发自LD2的激光进行的灰度等级表现进行说明的示图。LD2，根据来自灰度等级数据生成部750(参照图13)的3位的控制信号，供给输出为8mW的激光。另外，LD2，根据4位的控制信号，供给输出为16mW的激光。此外，LD2，根据5位的控制信号，供给输出为32mW的激光。通过适当选择各激光，只利用发自LD2的激光，可以实现8mW间隔的灰度等级表现。发自LD2的激光，通过与发自除LD2以外的其他LD的激光组合，如图12所示，可以进行以输出1151mW为最大灰度等级的灰度等级表现。
根据例3，通过对LD2及LD3分配3个位数的控制信号，与上述例2的场合比较，可进一步增大灰度等级数，可以进行大于等于10位的灰度等级表现。另外，并不限定于对1个激光所分配的控制信号的位数为2个或3个的场合，也可以再增加。此时，可以进一步增加灰度等级数，另一方面，存在用于供给与各位的控制信号相应的激光的各色光用光源驱动部的结构变得复杂的缺点。
另外，在例2中，在将从作为最小位数的0位的控制信号起至作为最大位数的9位的控制信号顺序分配给LD1～10时，可以将LD1的输出抑制为1mW和2mW，另一方面，LD4的输出增加为64mW和128mW。此时，LD4必须单独可以输出最大192mW。另外，对LD1可以进行最大只有3mW的输出。如使用图9所说明的，在利用多个LD形成阵列激光器的场合，通常，每个LD的最大输出相等。因此，在对各LD采用最大可以输出128mW的结构时，会出现LD1的输出几乎使用不上而导致浪费的情况。
于是，如例2所示，通过对分配了最小位数的控制信号的LD1分配7位，与从最小位数起至最大位数顺序分配控制信号的场合比较，可使每个激光的输出差均衡化。结果，可以减小各激光的输出的偏差，可以将1个LD必需的最大输出抑制为129mW。另外，可以使用最大输出相同的LD，通过使每个LD的输出差均衡化，可以做到减小浪费。
在例3的场合，在从最小位数起至最大位数止将控制信号顺序分配给LD1～10时，分配给LD1的输出为1、2、4mW，分配给LD2的输出为8、16、32mW，分配给LD3的输出为64、128mW。此时，除了LD2的最大输出56mW成为LD1的最大输出7mW的8倍之外，输出差也成为约50mW。于是，通过将LD1、LD2、LD3的各最大输出分配为129mW、56mW、70mW，与从最小位数起至最大位数止将控制信号顺序分配给LD1～10的场合相比较，每个激光的输出差可以均衡化。比如，对LD2和LD3，最大输出差为14mW，最大输出的比率可以接近80％。另外，对各LD分配位数时并不限定于本实施例的说明，优选为与从最小位数起至最大位数止将控制信号顺序分配给LD1～10的场合相比较，使每个激光的输出差均衡化。
图17为对本发明的实施例3的图像显示装置进行说明的示图，是针对激光的光量的分配的示例进行说明的示图。与在上述实施例2中对一部分激光分配多于等于2个位数不同，本实施例的特征在于，对一部分激光根据多于等于2个的脉冲宽度切换点亮时间。下面，假设由利用上述图6说明的结构所生成的光源驱动脉冲信号的脉冲宽度为1进行说明。
本实施例的LD1～10分别供给其光量调节成为与2的乘幂不同的激光。5个LD1～5，选择各自的脉冲宽度为0.5和1，切换点亮时间。比如，LD1，通过选择脉冲宽度，可以选择与1mW相当的光量和与2mW相当的光量。另外，在本实施例中，与上述的实施例2不同，LD1～5，可以有选择地输出2值，另一方面，不能同时输出2值。5个LD1～5，进行全部灰度等级中的低灰度等级的0～242灰度等级的显示。
5个LD6～10，任何一个的脉冲宽度都固定为1。并且，任何一个的输出分配的都是162mW。5个LD6～10，进行全部灰度等级中的高灰度等级的243～1052灰度等级的显示。在本实施例中，通过根据要显示的灰度等级数(量化位数)选择10个激光，可以进行10位(1042灰度等级)的灰度等级表现。
根据本实施例，通过采用对LD1～5选择2个脉冲宽度的结构，与上述实施例1相比较，可以增加选择激光的组合，并将R光用光源部121R整体的最大输出增加到1052mW，使可以表现的灰度等级数增大。比如，即使是使用与使用图5说明的比较例的场合一样的最大输出为128mW的LD，利用本实施例，则R光用光源部121R整体的最大输出可以增大到831mW，可以得到大于等于现有情况下的3倍的最大输出。结果，可以达到显示高品质并且更明亮的图像的效果。
图18为对驱动R光用光源部121R的LD1～10的结构进行详细说明的示图。灰度等级数据生成部750，根据从帧存储器714(参照图6)读出的图像信息信号，生成与对各激光分配的灰度等级相应的10个控制信号。另外，脉冲宽度控制部760，根据图像信息信号进行脉冲宽度的切换。
图19示出R光源驱动部732R中驱动LD1的结构。脉冲宽度设定部1901，存储可以选择的脉冲宽度。在本实施例中，在脉冲宽度设定部1901中存储脉冲宽度0.5和1共2个值。开关部1902，根据来自灰度等级数据生成部750的0～2灰度等级的控制信号，控制激光的供给和停止。脉冲宽度选择部1903，根据由脉冲宽度控制部760进行的切换，选择存储于脉冲宽度设定部1901中的2个值之中的某一个。电流值设定部1904，对电流值进行设定使之成为分配给LD1的输出2mW。利用此种结构，可以进行选择脉冲宽度为0.5或1的激光的供给及停止。LD2～5，利用与LD1同样的结构进行控制。对于LD6～10，不需要用于选择脉冲宽度的结构。
另外，在本实施例中，也与上述实施例2一样，可以在R光源驱动部732R中具备第1驱动部、第2驱动部。另外，对各LD的灰度等级数分配，并不限定于本实施例的说明。通过适当设定可选择的脉冲宽度和各LD的输出，可以适当变更对各LD的灰度等级数的分配。
图20示出本发明的实施例4的图像显示装置1700的概略结构。图像显示装置1700是通过向设置在观察者侧的屏幕1705供给激光，对从屏幕1705反射的光进行观察可以欣赏图像的所谓的前投式投影机。对于与上述实施例1相同的部分赋予相同的符号，对重复的说明省略。发自扫描部200的激光，在透射投影光学系统103之后，入射到屏幕1705。在本实施例中，也可以利用简易且可靠性高的结构显示明亮的图像。
另外，在上述实施例中，是各色光用光源部使用激光二极管元件的结构，但只要是可以供给束状的光的结构，并不限定于此种结构。比如，各色光用光源部，除了固体激光器、发光二极管元件(LED)等固体发光元件之外，也可以采用使用液体激光器及气体激光器的结构。
如上所述，本发明的图像显示装置，适用于使用多个束状光显示图像的场合。
权利要求
1.一种图像显示装置，该装置通过使多束束状光扫描而显示图像，其特征在于，具有供给上述束状光的光源部；和使来自上述光源部的上述束状光进行扫描的扫描部；上述光源部被驱动为使用下述光量的上述束状光表现灰度等级，并且对从最小位数至最大位数中的上位的至少一位分配至少两束上述束状光，上述光量为相应于从上述最小位数至上述最大位数中的所分配的位数进行了加权的光量。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述光源部供给多束上述束状光，该束状光的光量分别被调节为与2的乘幂大致成比例。
3.如权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，上述光源部被驱动为对多束上述束状光中的一部分束状光分配多于等于两个上述位数。
4.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，上述光源部，与从上述最小位数至上述最大位数将其顺序分配时相比，使上述每束束状光的输出差均衡化地分配上述位数。
5.如权利要求1～4中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于，上述光源部被驱动为对多束上述束状光之中的一部分束状光，相应于多于等于两个脉冲宽度，切换点亮时间。
6.如权利要求1～5中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于，具有驱动上述光源部的光源驱动部；上述光源驱动部具有第1驱动部和第2驱动部，该第1驱动部用来供给被分配从上述最小位数至上述最大位数之中的下位的位的上述束状光，该第2驱动部用来供给被分配从上述最小位数至上述最大位数之中的上位的位的上述束状光。
7.如权利要求1～6中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于，上述光源部具有使上述束状光出射的多个束状光出射部，将所出射的上述束状光的光量大的上述束状光出射部配置在上述光源部的一部分区域。
8.如权利要求1～7中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于，上述光源部具有使上述束状光出射的多个束状光出射部，在所出射的上述束状光的光量大的上述束状光出射部之间配置有所出射的上述束状光的光量小的上述束状光出射部。
9.一种图像显示装置的控制方法，该图像显示装置通过使束状光扫描而显示图像，该方法的特征在于，包括供给多束上述束状光的束状光供给步骤；和使上述束状光在被照射区域中向第1方向及相对上述第1方向大致正交的第2方向进行扫描的扫描步骤；在上述束状光供给步骤中，使用下述光量的上述束状光表现灰度等级，并且对从最小位数至最大位数之中的上位的至少一位分配至少两束上述束状光，上述光量为相应于从上述最小位数至上述最大位数之中的所分配的位数进行了加权的光量。
全文摘要
本发明提供可以以简易且可靠性高的结构显示明亮的图像的图像显示装置。其是一种通过使多束束状光扫描而显示图像的图像显示装置，具有供给束状光的光源部(121R)和使来自光源部(121R)的束状光进行扫描的扫描部，光源部(121R)被驱动为使用相应于从最小位数至最大位数之中的所分配的位数进行了加权的光量的束状光表现灰度等级，并且对从最小位数至最大位数之中的上位的至少一位分配至少两束束状光。
文档编号G09F9/00GK1920907SQ20061011506
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月23日 优先权日2005年8月24日
发明者武田高司 申请人:精工爱普生株式会社