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JP2006072221A - Image generating apparatus and image projection apparatus - Google Patents

Image generating apparatus and image projection apparatus Download PDF

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JP2006072221A
JP2006072221A JP2004258557A JP2004258557A JP2006072221A JP 2006072221 A JP2006072221 A JP 2006072221A JP 2004258557 A JP2004258557 A JP 2004258557A JP 2004258557 A JP2004258557 A JP 2004258557A JP 2006072221 A JP2006072221 A JP 2006072221A
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JP
Japan
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scanning
image
light modulation
luminance
scanning direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004258557A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Sakai
啓嗣 酒井
Koichi Maeyama
光一 前山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2004258557A priority Critical patent/JP2006072221A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently reduce uneven luminance, uneven color or the like of a picture in a scanning direction in an image generating apparatus furnished with an optical scanning means, and to prevent an resulting efficiency reduction and cost raise. <P>SOLUTION: In the image generating apparatus 1, the forming position of a one-dimensional image obtained by optical modulation using a one-dimensional optical modulation element 3a varies along a predetermined scanning direction according to the action of the optical scanning means 5. A control means 7 controls a scanning speed for compensating luminance variation in the scanning direction on the basis of the luminance distribution characteristic in the scanning direction. The luminance is reduced as the scanning speed at a scanning position is increased, and the luminance is increased as the scanning speed is reduced. Hence, the scanning speed is increased at the center in the scanning direction and decreased at side areas in the scanning direction to compensate the variation in the luminance distribution due to an optical factor. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガルバノメータスキャナ等の光走査手段を用いて画像生成や画像表示を行う装置等への適用において、光走査方向における輝度ムラや色ムラ等を低減させるための技術に関する。   The present invention relates to a technique for reducing luminance unevenness, color unevenness, and the like in an optical scanning direction in application to an apparatus that performs image generation and image display using an optical scanning unit such as a galvanometer scanner.

一次元空間変調型の画像表示用光変調素子を用いたプロジェクタ装置が知られており、例えば、米国シリコン・ライト・マシン(SLM)社開発のグレーティング・ライト・バルブ(Grating Light Valve、以下、「GLV」という。)では、反射型回折格子により構成され、複数の可動リボンが所定間隔で配置されるとともに、隣り合う可動リボンの間に固定リボンが配置される。そして、共通電極と可動リボンとの間に駆動電圧を印加することによって可動リボンが移動し、入射光に対する回折格子が構成される。例えば、GLV素子を用いて変調されるレーザ光によって一次元像が形成され、該一次元像を所定の方向(例えば、水平方向)に沿って走査して二次元像を形成するための光走査手段を備えた構成形態において、投影レンズを用いてスクリーン上に画像投射を行うことによって、二次元画像を表示させることができる。   A projector device using a light modulation element for image display of a one-dimensional spatial modulation type is known. For example, a grating light valve (hereinafter referred to as “Grating Light Valve”) developed by Silicon Light Machine (SLM), USA. GLV ") is formed of a reflective diffraction grating, and a plurality of movable ribbons are arranged at predetermined intervals, and a fixed ribbon is arranged between adjacent movable ribbons. Then, by applying a drive voltage between the common electrode and the movable ribbon, the movable ribbon moves, and a diffraction grating for incident light is configured. For example, a one-dimensional image is formed by laser light modulated using a GLV element, and optical scanning for forming a two-dimensional image by scanning the one-dimensional image along a predetermined direction (for example, a horizontal direction). In the configuration having the means, a two-dimensional image can be displayed by projecting an image on a screen using a projection lens.

また、複数のプロジェクタ装置を用いたマルチプロジェクションシステムにおいては、各プロジェクタ装置による投影画像(パッチ画像)を縦横に組合せて1つの大画面に表示させる形式(所謂タイリング)と、複数台のプロジェクタ装置による投射画像を同じ場所に重ね合わせて表示させる形式(所謂スタッキング)が挙げられる。   Further, in a multi-projection system using a plurality of projector devices, a format (so-called tiling) in which projection images (patch images) by the projector devices are combined vertically and horizontally and displayed on one large screen, and a plurality of projector devices There is a form in which the projected images are displayed so as to be superimposed on the same place (so-called stacking).

ところで、光学的に輝度ムラ等が全くない装置を作成することは困難であり、特性や性能の向上を図るために必要なコストが高くなること、あるいは光利用効率の低下等が問題とされる。   By the way, it is difficult to create a device that is optically free from luminance unevenness, and there are problems such as an increase in cost required for improving characteristics and performance, or a decrease in light utilization efficiency. .

例えば、光走査方向において輝度ムラや色ムラを有するプロジェクタ装置を複数台用いたタイリング・システムでは、各装置によるパッチ画像の継ぎ目に暗部等が生じることに起因する輝度ムラ等が目立ってしまうことが問題となる。つまり、合成画像の表示において画質低下等が生じないようにするには、個々のプロジェクタ装置について輝度ムラ等を較正することが必要である。   For example, in a tiling system that uses a plurality of projector devices that have brightness unevenness or color unevenness in the optical scanning direction, brightness unevenness due to the occurrence of dark portions or the like at the joints of patch images by each device may be noticeable. Is a problem. In other words, it is necessary to calibrate the brightness unevenness or the like for each projector device in order to prevent degradation in image quality or the like when displaying a composite image.

また、光学的要因(例えば、レンズやミラー等の角度依存性)やスキャナの速度ムラ等が原因で、光走査方向に輝度ムラ等が生じることへの対策が必要とされる。   In addition, it is necessary to take measures against uneven brightness in the optical scanning direction due to optical factors (for example, angle dependency of lenses, mirrors, etc.) and uneven speed of the scanner.

そこで、本発明は、光走査手段を備えた画像生成装置や画像投射装置において、光走査方向における輝度ムラや色ムラ等を充分に低減させるとともに、そのために効率低下や著しいコスト上昇等を伴わないようにすることを課題とする。   Therefore, the present invention sufficiently reduces luminance unevenness and color unevenness in the optical scanning direction in the image generation apparatus and image projection apparatus provided with the optical scanning means, and therefore does not involve a decrease in efficiency or a significant increase in cost. The challenge is to do so.

本発明は、上記した課題を解決するために、一次元光変調素子を用いた光変調により得られる一次元像の形成位置を、所定の走査方向に沿って変化させる構成において、走査方向の輝度分布特性に基づいて、該走査方向における輝度変化を相殺するために走査速度を制御する制御手段を設けたものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a luminance in the scanning direction in a configuration in which the formation position of a one-dimensional image obtained by light modulation using a one-dimensional light modulation element is changed along a predetermined scanning direction. Control means for controlling the scanning speed is provided to cancel the luminance change in the scanning direction based on the distribution characteristics.

従って、本発明では、走査方向の輝度分布が一定でない場合に該分布傾向に応じて走査速度を変化させること(走査位置での走査速度を速くすれば輝度が下がり、走査速度を遅くすれば輝度が上がる。)により、走査方向における輝度ムラを補正することができる。   Therefore, in the present invention, when the luminance distribution in the scanning direction is not constant, the scanning speed is changed in accordance with the distribution tendency (the luminance decreases when the scanning speed at the scanning position is increased, and the luminance decreases when the scanning speed is decreased). Therefore, luminance unevenness in the scanning direction can be corrected.

本発明によれば、走査速度の変調制御によって走査方向における輝度ムラや色ムラを低減させることができる。しかも、画像信号処理によって輝度値を制限する必要がなく走査速度の制御だけ済み、効率やコスト面で有利である。また、複数の投射画像をスクリーン上で縦横に配列し又は重ね合わせるシステムに適用する場合に、表示画像全体として輝度ムラや色ムラ等が生じないように防止できる(例えば、隣接するパッチ画像の継ぎ目が目立たない等)。   According to the present invention, luminance unevenness and color unevenness in the scanning direction can be reduced by scanning speed modulation control. Moreover, it is not necessary to limit the luminance value by image signal processing, and only the scanning speed is controlled, which is advantageous in terms of efficiency and cost. In addition, when applied to a system in which a plurality of projected images are arranged vertically or horizontally on a screen or superimposed, it is possible to prevent luminance unevenness, color unevenness, etc. from occurring as a whole display image (for example, joints between adjacent patch images). Is inconspicuous).

そして、走査速度が走査範囲の中央に比べて周辺域で遅くなるように走査制御を行い、該走査範囲の中央で相対的に暗く、周辺域で相対的に明るくなるように制御することにより、光学的要因に基づく輝度分布傾向を相殺する効果が得られる。   Then, scanning control is performed so that the scanning speed is slower in the peripheral area than in the center of the scanning range, and control is performed such that the scanning speed is relatively dark in the center of the scanning range and relatively bright in the peripheral area, An effect of canceling the luminance distribution tendency based on optical factors can be obtained.

また、一次元光変調素子に係る変調のタイミングを走査速度に応じて変化させることにより画像歪を補正する補正手段を設けた構成形態において、走査速度の変化に起因する画質低下を防止できる。つまり、走査速度の変化に対して一定の時間間隔で光変調を行ったのでは、走査速度変化に応じて表示ラインの間隔が変化してしまうため、走査速度が大きい程、一次元光変調素子に係る変調動作の時間間隔が短くなるように変調タイミングを制御する(好ましくは、走査速度と変調動作の時間間隔との積が一定となるように制御を行う。)。   Further, in the configuration having the correction unit that corrects the image distortion by changing the modulation timing related to the one-dimensional light modulation element according to the scanning speed, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated due to the change in the scanning speed. That is, if the light modulation is performed at a constant time interval with respect to the change in the scanning speed, the interval between the display lines changes according to the change in the scanning speed. The modulation timing is controlled so that the time interval of the modulation operation according to (2) is shortened (preferably, the product of the scanning speed and the time interval of the modulation operation is controlled to be constant).

走査速度制御だけでは除去し切れない輝度ムラを補正によって除去するためには、さらに、走査方向の輝度分布特性に基づいて一次元光変調素子の駆動信号を補正して、光変調時のピーク輝度を調整することが好ましい。   In order to eliminate luminance unevenness that cannot be removed by scanning speed control alone, the peak luminance during light modulation is further corrected by correcting the drive signal of the one-dimensional light modulation element based on the luminance distribution characteristics in the scanning direction. Is preferably adjusted.

一次元光変調素子を用いた光変調により得られる一次元像の光走査手段や投射光学系を備えた画像投射装置への適用においては、走査方向における輝度ムラや色ムラの低減により高性能化や画質の向上等を実現することができる。   High performance by reducing unevenness of brightness and color in the scanning direction when applied to optical projection means equipped with optical scanning means and projection optical system for one-dimensional images obtained by light modulation using a one-dimensional light modulation element And improvement of image quality can be realized.

図1は、本発明に係る画像生成装置の基本構成例を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration example of an image generation apparatus according to the present invention.

画像生成装置1では、光源部2の光に対して光変調手段3を用いて変調するとともに、変調された光が光学系4を介して光走査手段5に送られて所定方向に走査される。そして、光学系6を介して二次元像「gg」が形成される。   In the image generation apparatus 1, the light from the light source unit 2 is modulated using the light modulation unit 3, and the modulated light is sent to the optical scanning unit 5 through the optical system 4 and scanned in a predetermined direction. . Then, a two-dimensional image “gg” is formed via the optical system 6.

光源部2は、例えば、半導体レーザや固体レーザ等を用いたレーザ光源と、線状ビームを形成するための照明光学系を備えており、光変調手段3を構成する一次元光変調素子3aに対して均一な強度分布(所謂「トップハット」形状)の光を照射する。   The light source unit 2 includes, for example, a laser light source using a semiconductor laser, a solid-state laser, and the like, and an illumination optical system for forming a linear beam, and includes a one-dimensional light modulation element 3 a constituting the light modulation unit 3. On the other hand, light having a uniform intensity distribution (so-called “top hat” shape) is irradiated.

一次元光変調素子3aの駆動手段3bには映像信号が入力され、該映像信号に応じた駆動信号を生成して一次元光変調素子3aに供給する。   A video signal is input to the driving means 3b of the one-dimensional light modulation element 3a, and a drive signal corresponding to the video signal is generated and supplied to the one-dimensional light modulation element 3a.

光学系4には、シュリーレンフィルタ等の空間フィルタやディフューザ(diffuser)等が含まれ、投射後に光走査を行う構成形態では、投射レンズ等を用いた投射光学系が含まれる。   The optical system 4 includes a spatial filter such as a schlieren filter, a diffuser (diffuser), and the like. In a configuration in which optical scanning is performed after projection, a projection optical system using a projection lens or the like is included.

光走査手段5は、ガルバノメータスキャナ等が用いられ、回転鏡5aとその駆動源5bを有する。   As the optical scanning means 5, a galvanometer scanner or the like is used, and includes a rotary mirror 5a and a drive source 5b.

光走査後に投射を行う構成形態において、光学系6には投射レンズを用いた投射光学系が含まれるが、投射後に光走査を行う構成形態では、光学系6は不要とされる。尚、光強度分布測定用光学系を有する構成では、該光学系が光学系6又は上記光学系4に含まれる。   In the configuration in which projection is performed after optical scanning, the optical system 6 includes a projection optical system using a projection lens. However, in the configuration in which optical scanning is performed after projection, the optical system 6 is unnecessary. In the configuration having the optical system for measuring the light intensity distribution, the optical system is included in the optical system 6 or the optical system 4.

レーザ光源等から発した光は、一次元光変調素子3aを用いて変調され、これによって得られる一次元像の形成位置については、光走査手段5の制御下で、所定方向(一次元像の形成方向に対して直交する走査方向)に沿って走査されて二次元像「gg」が生成される。   The light emitted from the laser light source or the like is modulated using the one-dimensional light modulation element 3a, and the formation position of the one-dimensional image obtained thereby is controlled in a predetermined direction (one-dimensional image A two-dimensional image “gg” is generated by scanning along a scanning direction orthogonal to the forming direction.

光走査手段5に係る制御系は、制御手段7、駆動手段8、駆動源5b、検出手段9を用いて構成される。   The control system related to the optical scanning unit 5 is configured by using a control unit 7, a drive unit 8, a drive source 5 b, and a detection unit 9.

制御手段(走査制御手段)7は、走査方向の輝度分布特性(設計値又は測定値)に基づいて、該走査方向における輝度変化を相殺するために光走査手段5の動作速度を制御するために設けられている。そして、制御手段7から駆動手段8に送出される制御信号に従って駆動源5bの制御が行われ、駆動源5bの位置や速度の検出情報が検出手段9から制御手段7にフィードバックされる。   The control means (scanning control means) 7 is for controlling the operation speed of the optical scanning means 5 in order to cancel the luminance change in the scanning direction based on the luminance distribution characteristic (design value or measurement value) in the scanning direction. Is provided. Then, the drive source 5b is controlled according to the control signal sent from the control means 7 to the drive means 8, and the detection information of the position and speed of the drive source 5b is fed back from the detection means 9 to the control means 7.

図2は、本発明に係る輝度分布の補正についての説明図であり、(A)図が光学的要因に基づく分布例を示し、(B)図が光走査速度の変化に基づく分布例を示し、(C)図が、(A)図及び(B)図を加味した補正後の分布例を示す。尚、各図において、横軸が走査方向(例えば、水平方向)の位置を示し、縦軸が輝度(光強度)を示す。   2A and 2B are explanatory diagrams for correction of the luminance distribution according to the present invention, in which FIG. 2A shows a distribution example based on optical factors, and FIG. 2B shows a distribution example based on a change in optical scanning speed. , (C) shows an example of a distribution after correction in consideration of (A) and (B). In each figure, the horizontal axis indicates the position in the scanning direction (for example, the horizontal direction), and the vertical axis indicates the luminance (light intensity).

先ず、(A)図は、投射レンズ等による光学的特性を総合した場合の分布傾向を概略的に示しており、グラフ曲線「ga」に示すように、走査方向における中央部での強度が相対的に高く、周辺部において強度が低い傾向が認められる。   First, FIG. (A) schematically shows a distribution tendency when the optical characteristics of the projection lens or the like are integrated, and the intensity at the center in the scanning direction is relative as shown in the graph curve “ga”. The strength tends to be high, and the strength tends to be low at the periphery.

(B)図は、光走査手段5の動作速度(走査速度)を変化させた場合の分布傾向を概略的に示しており、グラフ曲線「gb」に示すように、走査方向における中央部で強度が相対的に低く、周辺部において強度が高い。つまり、(A)図とは逆の分布傾向を示している。   FIG. 5B schematically shows a distribution tendency when the operation speed (scanning speed) of the optical scanning unit 5 is changed. As shown by the graph curve “gb”, the intensity at the center in the scanning direction is shown. Is relatively low and the strength is high in the periphery. That is, the distribution tendency opposite to FIG.

従って、(A)図と(B)図の合成によって、理想的には(C)図のグラフ線「gc」に示すような平坦な特性、つまり、走査方向に沿って均一な分布を得ることが可能となる。   Therefore, by combining the (A) diagram and the (B) diagram, ideally a flat characteristic as shown by the graph line “gc” in the (C) diagram, that is, a uniform distribution along the scanning direction can be obtained. Is possible.

光走査手段5の動作速度を走査方向の所定範囲内で一定に制御したのでは、(A)図の分布傾向が走査後の分布にそのまま反映されてしまうため、光走査手段の動作速度について変調をかけ、光走査手段5の動作速度が、走査範囲の中央に比べて周辺域で遅くなるように駆動制御を行う。つまり、光走査手段5の動作速度を相対的に遅く(又は速く)すれば、強度を高く(又は低く)することができるので、走査範囲の中央部において強度を下げるには動作速度を速くし、走査範囲の周辺域において強度を上げるには動作速度を遅くすれば良い。これによって、(B)図に示すように、(A)図の分布傾向を打ち消すことが可能となる。   If the operation speed of the optical scanning means 5 is controlled to be constant within a predetermined range in the scanning direction, the distribution tendency in FIG. (A) is reflected as it is in the distribution after scanning, so that the operation speed of the optical scanning means is modulated. Then, the drive control is performed so that the operation speed of the optical scanning unit 5 is slower in the peripheral region than in the center of the scanning range. That is, if the operation speed of the optical scanning unit 5 is relatively slow (or fast), the intensity can be increased (or decreased). Therefore, the operation speed is increased in order to decrease the intensity in the central portion of the scanning range. In order to increase the intensity in the peripheral area of the scanning range, the operation speed may be decreased. This makes it possible to cancel the distribution tendency of FIG.

尚、画像生成において、光走査手段5の動作速度を変化させる場合に、一次元光変調素子による変調タイミングに関して一定の時間間隔で行う訳には行かなくなるため、走査位置に応じて変調タイミングを変化させることが必要である。   In the image generation, when the operation speed of the optical scanning unit 5 is changed, the modulation timing by the one-dimensional light modulation element cannot be performed at a constant time interval, so the modulation timing is changed according to the scanning position. It is necessary to make it.

図3は、光走査における速度の変調と画像歪の関係について説明するための図であり、(A)図は走査特性を示し、横軸には走査方向を示すy軸をとり、縦軸には走査速度「v」を示している。また、(B)図は変調タイミングを一定の時間間隔で行う場合に生じる画像歪を示しており、(C)図は、画像歪を補正によって除去した様子を示す。尚、「x」軸はy軸に直交し、一次元光変調素子の長軸に平行な方向に延びる軸であり、例えば、y軸を水平方向にとった場合に、x軸は垂直方向の軸である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between velocity modulation and image distortion in optical scanning. FIG. 3A shows scanning characteristics, the horizontal axis represents the y-axis indicating the scanning direction, and the vertical axis represents the vertical axis. Indicates the scanning speed “v”. FIG. 5B shows image distortion that occurs when the modulation timing is performed at a constant time interval, and FIG. 4C shows how image distortion is removed by correction. The “x” axis is an axis orthogonal to the y axis and extending in a direction parallel to the long axis of the one-dimensional light modulation element. For example, when the y axis is taken in the horizontal direction, the x axis is in the vertical direction. Is the axis.

速度vについては、(A)図に示すように、一定速度「Vc」を基準として、y軸における走査範囲の中央で大きく、周辺域で小さくなるように変化する。つまり、走査範囲の中央で暗く、周辺域で明るくなるように走査速度を制御することにより、前記した光学的要因による輝度分布の変化を相殺することができる。   As shown in FIG. 6A, the speed v changes so as to increase at the center of the scanning range on the y-axis and decrease at the peripheral area with the constant speed “Vc” as a reference. That is, by controlling the scanning speed so that it is dark in the center of the scanning range and bright in the peripheral area, it is possible to cancel the change in the luminance distribution due to the optical factors described above.

ところで、一次元光変調素子に係る変調を一定時間間隔で行ったのでは、(B)図に示すように、走査速度vの変化に応じて表示ライン(図の縦ライン)の間隔が変化してしまう(y軸方向の画素ピッチが変化する。)。つまり、y軸方向における周辺部のライン間隔「Δya」が相対的に狭く、y軸方向における中央のライン間隔「Δyb」が相対的に広くなり、y軸上で一定でなくなる(画像に歪が生じる。)。   By the way, when the modulation related to the one-dimensional light modulation element is performed at a constant time interval, the interval between the display lines (vertical lines in the figure) changes according to the change in the scanning speed v as shown in FIG. (The pixel pitch in the y-axis direction changes.) That is, the peripheral line interval “Δya” in the y-axis direction is relatively narrow, the central line interval “Δyb” in the y-axis direction is relatively wide, and is not constant on the y-axis (the image is distorted). Occurs.)

そこで、走査速度vが大きい(又は小さい)場合には、一次元光変調素子に係る変調動作の時間間隔が短く(又は長く)なるように変調のタイミングを制御してやれば、(C)図に示すように、y軸方向におけるライン間隔「Δy」を一定にすることができる。   Therefore, when the scanning speed v is high (or low), if the modulation timing is controlled so that the time interval of the modulation operation related to the one-dimensional light modulation element is short (or long), FIG. Thus, the line interval “Δy” in the y-axis direction can be made constant.

図1に示す補正手段10は、駆動手段3bに制御信号を送出し、一次元光変調素子3aに係る変調のタイミングを、光走査手段5の動作速度に応じて変化させることにより画像歪が生じないように補正するものである。つまり、走査速度vは走査位置(y値)の関数「v(y)」であるから、該走査位置の情報から速度分布v(y)を事前に又は測定によって把握すれば、速度vに応じて一次元光変調素子3aの変調タイミングを制御して画像歪が生じないように防止できる(変調時間間隔を走査速度特性に応じて変化させる。)。あるいは、時間毎の走査位置の測定結果をもとに一次元光変調素子3aの変調タイミングを制御する形態では、ある時刻での走査位置を測定して各タイミングでの走査位置に基づき、画像歪を補正することができる(原理的には速度の概念と同一である。)。   The correction means 10 shown in FIG. 1 sends a control signal to the driving means 3b, and image distortion occurs by changing the modulation timing of the one-dimensional light modulation element 3a according to the operating speed of the light scanning means 5. It corrects so that there is no. In other words, since the scanning speed v is a function “v (y)” of the scanning position (y value), if the speed distribution v (y) is grasped in advance or by measurement from the information on the scanning position, it corresponds to the speed v. Thus, the modulation timing of the one-dimensional light modulation element 3a can be controlled to prevent image distortion (the modulation time interval is changed according to the scanning speed characteristic). Alternatively, in the embodiment in which the modulation timing of the one-dimensional light modulation element 3a is controlled based on the measurement result of the scanning position for each time, the scanning position at a certain time is measured, and the image distortion is based on the scanning position at each timing. Can be corrected (in principle, it is the same as the concept of speed).

次に、画像投射装置の構成例について説明する。   Next, a configuration example of the image projection apparatus will be described.

図4は構成の概要を示したものであり、以下では一次元光変調素子を用いてレーザ光を変調することにより画像表示を行う装置について説明する。   FIG. 4 shows an outline of the configuration, and an apparatus for displaying an image by modulating laser light using a one-dimensional light modulation element will be described below.

画像投射装置11の光学系において、光源12からの出射光が、照明光学系13を経て光変調部14に到達し、ここで変調された光が色合成部15、空間フィルタ16を経て光走査部17に到達する。   In the optical system of the image projection apparatus 11, the light emitted from the light source 12 reaches the light modulation unit 14 via the illumination optical system 13, and the light modulated here passes through the color synthesis unit 15 and the spatial filter 16 and is optically scanned. The unit 17 is reached.

光源12としては、例えば、R、G、Bの色毎に半導体レーザや固体レーザ等を用いたレーザ光源12R、12G、12Bが設けられており、図示しない電源部からの電力供給を受けて各色に応じた波長のレーザビームをそれぞれ出力する。   As the light source 12, for example, laser light sources 12R, 12G, and 12B using a semiconductor laser, a solid-state laser, and the like are provided for each of R, G, and B colors. A laser beam having a wavelength corresponding to each is output.

照明光学系13は、各レーザ光源から出力されるビームを一次元の線状ビームに変換する役目を有し、ビーム拡大光学系やラインジェネレータ等を用いて構成される。尚、R、G、Bの各色に応じた光学系13R、13G、13Bがそれぞれに用いられる。   The illumination optical system 13 has a function of converting a beam output from each laser light source into a one-dimensional linear beam, and is configured using a beam expansion optical system, a line generator, or the like. Note that optical systems 13R, 13G, and 13B corresponding to the respective colors of R, G, and B are used.

光変調部14は、R、G、Bの各色に対応した一次元光変調素子14R、14G、14Bを用いて構成され、上記光学系13R、13G、13Bを経てほぼ均一化されたプロファイル(所謂「トップハット」分布)の線状ビームが各素子に照射される。   The light modulation unit 14 is configured by using one-dimensional light modulation elements 14R, 14G, and 14B corresponding to the respective colors of R, G, and B, and a profile (so-called “so-called”) that is substantially uniformized through the optical systems 13R, 13G, and 13B. Each element is irradiated with a linear beam having a “top hat” distribution.

一次元光変調素子としてGLV素子を使った適用例において、反射型回折格子の場合、複数の可動リボン及び固定リボンが所定の方向に沿って交互に配置されている。例えば、1画素を構成する6本のリボン素子が設けられていて、3本ずつの可動リボンと固定リボンとが1つおきにそれぞれ配置されている場合に、1ライン分の1080画素では6480本のリボン素子が一次元方向(長軸方向)に沿って配列される。レーザ光の照射面に対して、可動リボンの表面である第1面と、固定リボンの表面である第2面については、アルミニウム銅(AlCu)合金等が用いられ、各面が交互に配置されるとともに、後述する駆動手段(23)からの駆動信号を受けて可動リボンが移動されてその第1面がレーザ光の照射方向に沿う方向に位置制御される。つまり、画像信号に応じた駆動電圧印加により該電圧に応じた変位量をもって可動リボンが移動し、この状態(所謂ピクセルオン時)では入射光に対する反射型回折格子が構成される(1次回折光の発生)。また、可動リボンを動かさずに固定リボンとの間で変位量を揃えた状態(所謂ピクセルオフ時)では、1次回折光が発生しない(入射光に対する正反射のみ)。   In an application example using a GLV element as a one-dimensional light modulation element, in the case of a reflective diffraction grating, a plurality of movable ribbons and fixed ribbons are alternately arranged along a predetermined direction. For example, when six ribbon elements constituting one pixel are provided and every three movable ribbons and every other fixed ribbon are arranged, 6480 in 1080 pixels for one line. The ribbon elements are arranged along a one-dimensional direction (major axis direction). For the first surface, which is the surface of the movable ribbon, and the second surface, which is the surface of the fixed ribbon, with respect to the laser light irradiation surface, aluminum copper (AlCu) alloy or the like is used, and each surface is arranged alternately. In addition, the movable ribbon is moved in response to a drive signal from a drive means (23) described later, and the position of the first surface is controlled in a direction along the irradiation direction of the laser beam. That is, when the drive voltage is applied according to the image signal, the movable ribbon moves with a displacement amount corresponding to the voltage, and in this state (so-called pixel-on time), a reflective diffraction grating for incident light is formed (the first-order diffracted light Occurrence). Further, in a state where the displacement amount is made uniform with the fixed ribbon without moving the movable ribbon (so-called pixel off), the first-order diffracted light is not generated (only regular reflection with respect to the incident light).

このように一次元光変調素子に照射された照明光の反射光や回折光が発生され、色合成部15にて、変調された各色光が合成された後、空間フィルタ16に送られる。   In this way, the reflected light and diffracted light of the illumination light irradiated on the one-dimensional light modulation element are generated, and the modulated color light is synthesized by the color synthesis unit 15 and then sent to the spatial filter 16.

空間フィルタ16は、特定次数の回折光成分を選別する役目をもち、本例では、一次元光変調素子を用いて変調された光のうち、±1次回折光をとり出すためにシュリーレンフィルタを用いている(画像表示に用いない0次光が遮光される。)。   The spatial filter 16 has a role of selecting a diffracted light component of a specific order. In this example, a schlieren filter is used to extract ± first-order diffracted light from light modulated by using a one-dimensional light modulation element. (0th-order light not used for image display is shielded).

次段の光走査部17には、例えば、ガルバノメータが用いられ、一次元像の入射光を受けて二次元中間像を形成する。即ち、一次元像の形成方向を「第一の方向」とするとき、該方向は一次元光変調素子の長軸方向に対応しており、該第一の方向に対して直交する「第二の方向」に沿って光走査を行うことにより二次元中間像が形成される。   For example, a galvanometer is used for the optical scanning unit 17 at the next stage, and receives a one-dimensional image of incident light to form a two-dimensional intermediate image. That is, when the formation direction of the one-dimensional image is the “first direction”, the direction corresponds to the major axis direction of the one-dimensional light modulation element, and the “second direction” is orthogonal to the first direction. A two-dimensional intermediate image is formed by performing optical scanning along the “direction of”.

尚、走査方式については、下記の方式が挙げられる(図5にはスキャナ駆動信号「Sθ」の波形例を示す。)。   As the scanning method, the following method can be cited (FIG. 5 shows a waveform example of the scanner drive signal “Sθ”).

(A)一方向性の描画方式(図5(A)参照)
(B)双方向性の描画方式(図5(B)参照)
(A) Unidirectional drawing method (see FIG. 5A)
(B) Bidirectional drawing method (see FIG. 5B)

方式(A)では、図5(A)に示すように、鋸歯状波の駆動信号が使用され、図中の「Ta」が走査開始直後の期間、「Tb」が描画期間、「Tc」が描画後に再び走査開始位置へと戻るための期間(帰線期間)をそれぞれ示している。例えば、表示画面の左端縁が走査開始位置とされ、右端縁が走査終了位置とされる場合に、左端縁から光走査が開始されて上記第一の方向に延びる縦ラインが上記第二の方向に沿って走査された後、右端縁に達すると再び左端縁に戻って光走査が繰り返される。   In the method (A), as shown in FIG. 5A, a sawtooth drive signal is used. In the figure, “Ta” is a period immediately after the start of scanning, “Tb” is a drawing period, and “Tc” is Each period (return line period) for returning to the scanning start position after drawing is shown. For example, when the left edge of the display screen is set as the scanning start position and the right edge is set as the scanning end position, the vertical line extending from the left edge to the first direction is the second direction. When the right edge is reached, the light returns to the left edge again and the optical scanning is repeated.

また、方式(B)では、図5(B)に示すように、三角波状の駆動信号が使用され、図中の「T1」が走査開始直後の期間、「T2」が第一の描画期間(往路)、「T3」が描画後に走査方向を反転させるための期間、「T4」が第二の描画期間(復路)、「T5」が描画後に走査開始位置へと戻るための期間をそれぞれ示している。例えば、表示画面の左端縁及び右端縁が走査開始位置及び走査終了位置とされる場合に、左端縁から光走査が開始されて、上記第一の方向に延びる縦ラインが上記第二の方向に沿って走査された後、右端縁に達すると、今度は反対方向に光走査が行われ、元の左端縁に達すると左端縁から再び光走査を開始するという動作が繰り返される。   In the method (B), as shown in FIG. 5B, a triangular-wave drive signal is used. In the figure, “T1” is a period immediately after the start of scanning, and “T2” is a first drawing period ( “Outward path”, “T3” indicates a period for reversing the scanning direction after drawing, “T4” indicates a second drawing period (return path), and “T5” indicates a period for returning to the scanning start position after drawing, respectively. Yes. For example, when the left edge and the right edge of the display screen are set as the scanning start position and the scanning end position, optical scanning starts from the left edge, and the vertical line extending in the first direction extends in the second direction. After scanning along, when the right edge is reached, light scanning is performed in the opposite direction, and when the original left edge is reached, the light scanning is started again from the left edge.

このような光走査によって得られる二次元中間像が光拡散部18(図4参照)を経た後、投射光学系19によってスクリーン「SCN」上に投影されることで映像が表示される。   A two-dimensional intermediate image obtained by such optical scanning passes through the light diffusing unit 18 (see FIG. 4), and then is projected onto the screen “SCN” by the projection optical system 19 to display an image.

尚、光拡散部18は、スペックルノイズ低減等のためにディフューザを用いて拡散光を得るために設けられ、また、投射光学系19は投影レンズを含む二次元投射光学系である。   The light diffusing unit 18 is provided to obtain diffused light using a diffuser for speckle noise reduction or the like, and the projection optical system 19 is a two-dimensional projection optical system including a projection lens.

投射光学系19に対して光検出装置20が設けられており、該投射光学系19から出射される光を受光して光強度を検出するものである。   A light detection device 20 is provided for the projection optical system 19, and receives light emitted from the projection optical system 19 to detect the light intensity.

次に、画像処理系や制御系について説明する。   Next, an image processing system and a control system will be described.

図中に「VIDEO」で示す映像信号は、信号処理部21を経て変調タイミング補正部22に送出される。   The video signal indicated by “VIDEO” in the figure is sent to the modulation timing correction unit 22 through the signal processing unit 21.

信号処理部21において映像信号は色差信号からRGBの色信号に変換される。そして、γ(ガンマ)特性等の非線形特性が付与されている場合には、逆補正を行うことで線形特性への変換を行った後、照明光源の色再現範囲への対応のための色空間変換処理を行う。   In the signal processing unit 21, the video signal is converted from a color difference signal to an RGB color signal. When a nonlinear characteristic such as a γ (gamma) characteristic is given, the color space is converted to the linear characteristic by performing reverse correction, and then the color space is used for the color reproduction range of the illumination light source. Perform the conversion process.

変調タイミング補正部22は、後述する補正データ算出部(26)からの情報を参照して一次元光変調素子14R、14G、14Bの変調タイミングについて補正を行うものである。   The modulation timing correction unit 22 corrects the modulation timing of the one-dimensional light modulation elements 14R, 14G, and 14B with reference to information from a correction data calculation unit (26) described later.

駆動手段23は一次元光変調素子14R、14G、14Bを駆動するために設けられており、素子駆動回路を含み、変調タイミング補正部22からの指令に応じて駆動信号を光変調部14の各一次元光変調素子にそれぞれ供給する(該光変調素子の駆動制御によって、各色のレーザ光の変調が行われる。)。尚、図中に示す「TEST」は光強度分布の測定時に使用される測定用画像を表示させるためのテスト信号を示す。   The drive means 23 is provided to drive the one-dimensional light modulation elements 14R, 14G, and 14B, includes an element drive circuit, and sends a drive signal to each of the light modulation sections 14 according to a command from the modulation timing correction section 22. Each one-dimensional light modulator is supplied (the laser light of each color is modulated by driving control of the light modulator). Note that “TEST” shown in the figure indicates a test signal for displaying a measurement image used when measuring the light intensity distribution.

光強度分布計測処理部24は上記光検出装置20からの検出情報を処理して一次元光変調素子の長軸方向及び光走査方向における光強度分布を測定するために設けられたものであり、光検出装置20とともに光強度分布測定手段25を構成する。即ち、「TEST」信号を用いた場合に投射光学系19から出射される光を受けて強度分布を測定するとともに、計測結果を光走査制御部27及び補正データ算出部26に送出する。   The light intensity distribution measurement processing unit 24 is provided to process the detection information from the light detection device 20 and measure the light intensity distribution in the major axis direction and the light scanning direction of the one-dimensional light modulation element. A light intensity distribution measuring means 25 is configured together with the light detection device 20. That is, when the “TEST” signal is used, the intensity distribution is measured by receiving the light emitted from the projection optical system 19, and the measurement result is sent to the optical scanning control unit 27 and the correction data calculation unit 26.

光走査制御部27(上記制御手段7に相当する。)は、光走査部17とともに光走査手段28を構成しており、一次元光変調素子を用いて光を変調することにより得られる一次元画像の走査制御を行う。その際、光強度分布計測処理部24からの測定データ(強度分布特性データ)に基づいて、走査方向における強度変化を相殺し、該方向の強度分布を均一にするために走査速度を制御する。光走査制御部27は、図示しない同期信号や光強度分布計測処理部24からの信号に従って制御信号を光走査部17に送出し、その動作(ガルバノミラーの回転)を制御する。尚、光走査部17には、走査位置の検出用に角度センサ等が設けられており、走査位置の検出情報が光走査制御部27に送出される。また、光走査制御部27から光走査部17に送出される制御信号に基づいて、ガルバノミラー等の回転位相(走査位置)の制御や走査速度に係る変調制御が行われる。そして、光走査制御部27から変調タイミング補正部22に走査位置情報が通知される。   The optical scanning control unit 27 (corresponding to the control unit 7) constitutes an optical scanning unit 28 together with the optical scanning unit 17, and is obtained by modulating light using a one-dimensional light modulation element. Perform image scanning control. At that time, based on the measurement data (intensity distribution characteristic data) from the light intensity distribution measurement processing unit 24, the intensity change in the scanning direction is canceled, and the scanning speed is controlled to make the intensity distribution in the direction uniform. The optical scanning control unit 27 sends a control signal to the optical scanning unit 17 in accordance with a synchronization signal (not shown) and a signal from the light intensity distribution measurement processing unit 24, and controls its operation (rotation of the galvanometer mirror). The optical scanning unit 17 is provided with an angle sensor or the like for detecting the scanning position, and the detection information of the scanning position is sent to the optical scanning control unit 27. Further, based on a control signal sent from the optical scanning control unit 27 to the optical scanning unit 17, control of the rotational phase (scanning position) of the galvanometer mirror or the like and modulation control related to the scanning speed are performed. Then, the scanning position information is notified from the optical scanning control unit 27 to the modulation timing correction unit 22.

本例において、補正データ算出部26は、記憶手段29や変調タイミング補正部22とともに補正手段30(あるいは光変調タイミング制御手段)を構成しており、例えば、CPU(中央処理装置)やメモリ等のハードウェア及び処理プログラムを用いて実現される。即ち、補正手段30は、一次元光変調素子に係る変調タイミングを走査速度に応じて変化させることにより画像歪に係る補正処理を行う。   In this example, the correction data calculation unit 26 constitutes a correction unit 30 (or optical modulation timing control unit) together with the storage unit 29 and the modulation timing correction unit 22, for example, a CPU (Central Processing Unit), a memory, or the like. It is realized using hardware and a processing program. That is, the correction unit 30 performs correction processing related to image distortion by changing the modulation timing related to the one-dimensional light modulation element according to the scanning speed.

光強度の測定用画像を表示して光強度分布測定手段25により計測を行う場合に、例えば、画像投射前の準備段階として、キャリブレーション等を行う際に測定用画像を投射光学系19から出力し、光検出装置20で検出する形態が挙げられる。あるいは、画像投射を行いつつ、画像表示に悪影響を与えないように測定用画像を投射光学系19から出力し、光検出装置20で検出する形態も可能である。   When displaying a light intensity measurement image and performing measurement by the light intensity distribution measuring means 25, for example, as a preparatory stage before image projection, the measurement image is output from the projection optical system 19 when performing calibration or the like. And the form detected with the photon detection apparatus 20 is mentioned. Alternatively, a mode in which an image for measurement is output from the projection optical system 19 and detected by the light detection device 20 so as not to adversely affect the image display while performing image projection is also possible.

図6は、画像投射装置11に係る光学系の要部を例示した概略図である。   FIG. 6 is a schematic view illustrating the main part of the optical system according to the image projection apparatus 11.

R、G、Bの各色に対応した一次元光変調素子14R、14G、14Bには、図示しない照明光学系からの線状ビームがそれぞれ照射される。   The one-dimensional light modulation elements 14R, 14G, and 14B corresponding to the R, G, and B colors are respectively irradiated with linear beams from an illumination optical system (not shown).

変調された各レーザ光は、色合成ミラー31、32を用いて光学的に合成された後、オフナーリレー系33を介してガルバノスキャナ36に到達して光走査を受ける。   Each modulated laser beam is optically synthesized using the color synthesis mirrors 31 and 32, and then reaches the galvano scanner 36 via the Offner relay system 33 and undergoes optical scanning.

オフナーリレー系33は主鏡(凹面鏡)34と副鏡(凸面鏡)35を用いて構成され、色合成後の光は、先ず、主鏡34で1回目の反射を受けた後で、副鏡35で反射され、さらに主鏡34で2回目の反射を受けてから、ガルバノスキャナ36に向けて出射される。副鏡35にシュリーレンフィルタの機能(正反射光成分と回折光成分とを分離して、特定次数の回折光だけをとり出す機能)を持たせるか又はシュリーレンフィルタを副鏡35に付設することにより、1次回折光と0次回折光を分離し、1次回折光を選別して通過させることができる。本形態は、光学的な構成が簡単であって小型化等に好適であり、また、収差低減等に有効である。   The Offner relay system 33 is configured by using a primary mirror (concave mirror) 34 and a secondary mirror (convex mirror) 35. The light after color synthesis is first reflected by the primary mirror 34 and then the secondary mirror. After being reflected at 35 and further reflected at the main mirror 34 for the second time, it is emitted toward the galvano scanner 36. By giving the secondary mirror 35 the function of a schlieren filter (the function of separating the specularly reflected light component and the diffracted light component and taking out only the diffracted light of a specific order) or attaching the schlieren filter to the secondary mirror 35 The 1st-order diffracted light and the 0th-order diffracted light can be separated and the 1st-order diffracted light can be selected and passed. This embodiment has a simple optical configuration, is suitable for downsizing, and is effective for reducing aberrations.

オフナーリレー系33からガルバノスキャナ36に到達する一次元像の形成方向は、図6の紙面に垂直な方向とされ、光走査によって二次元中間像「g2」が形成される。本例では、二次元像の像面湾曲を除去するために、ガルバノスキャナ36の後に像面湾曲補正光学系37を配置している。   The formation direction of the one-dimensional image reaching the galvano scanner 36 from the Offner relay system 33 is a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 6, and a two-dimensional intermediate image “g2” is formed by optical scanning. In this example, in order to remove the field curvature of the two-dimensional image, a field curvature correcting optical system 37 is disposed after the galvano scanner 36.

像面湾曲補正後の二次元中間像g2は投射光学系19によってスクリーン上に拡大投影されるが、その光強度分布を測定するために測定装置38が用いられる。この測定装置38は上記した光強度分布測定手段25の光検出装置20を構成するものであり、投射光学系19の出射口近傍に位置され、投射光学系19からの出射光を集光した後に平均化された光強度を検出する。   The two-dimensional intermediate image g2 after the field curvature correction is enlarged and projected on the screen by the projection optical system 19, and a measuring device 38 is used to measure the light intensity distribution. This measuring device 38 constitutes the light detecting device 20 of the light intensity distribution measuring means 25 described above, and is located in the vicinity of the exit of the projection optical system 19, and after condensing the emitted light from the projection optical system 19. Detect the averaged light intensity.

本例では、集光素子39、積分球40、光検出手段41を備えており、投射光学系19からの出射光を集光素子39によって集光して積分球40に導入するとともに、積分球40により平均化された光強度の検出が光検出手段41によって行われる。   In this example, the light collecting element 39, the integrating sphere 40, and the light detecting means 41 are provided, and the light emitted from the projection optical system 19 is condensed by the light collecting element 39 and introduced into the integrating sphere 40, and the integrating sphere The light detection means 41 detects the light intensity averaged by 40.

フレネルレンズ等を用いた集光素子39は、投影レンズから出射する光を全て集光して再結像させる機能を有する。   The condensing element 39 using a Fresnel lens or the like has a function of condensing all the light emitted from the projection lens and re-imaging it.

集光素子39によって集光されたレーザ光は、積分球40に形成された開口(図示せず。)から導入され、内部での多重反射によって積分球40内での光強度が均一化される。つまり、積分球40は平均化手段を構成しており、平均化された光強度が光検出手段41によって検出される。   The laser beam condensed by the condensing element 39 is introduced from an opening (not shown) formed in the integrating sphere 40, and the light intensity in the integrating sphere 40 is made uniform by multiple reflection inside. . That is, the integrating sphere 40 constitutes averaging means, and the averaged light intensity is detected by the light detection means 41.

光検出手段41を構成する光センサは、受光信号を電気信号に変換して出力し、その検出信号が光強度分布計測の基礎データとされる(上記光強度分布計測処理部24に送出されて処理される。)。   The light sensor constituting the light detection means 41 converts the light reception signal into an electrical signal and outputs it, and the detection signal is used as basic data for light intensity distribution measurement (sent to the light intensity distribution measurement processing unit 24). It is processed.).

測定装置38の設置形態としては、例えば、測定装置を画像投射装置の本体部に対して取り付け可能にした構成形態において、測定用画像を用いた光強度分布の測定時にのみ測定装置を本体部に設置し、該測定後には測定装置を取り外せるようにした構成が挙げられる。また、可動ステージ等の移動手段を用いて測定装置の位置決め制御を行えるようにした構成形態では、光強度分布測定時に測定装置38を投射光学系19の近傍位置に移動させることで、投射光学系19の出射光を測定装置38内の積分球40に導入することができる。尚、画像投射時には表示への影響を及ぼさない退避位置まで測定装置38を移動させる必要がある。   As an installation form of the measuring apparatus 38, for example, in a configuration form in which the measuring apparatus can be attached to the main body of the image projection apparatus, the measuring apparatus is used in the main body only when measuring the light intensity distribution using the measurement image. The structure which installed and enabled it to remove a measuring apparatus after this measurement is mentioned. Further, in a configuration in which the positioning control of the measuring device can be performed using a moving means such as a movable stage, the projection optical system is moved by moving the measuring device 38 to a position near the projection optical system 19 at the time of measuring the light intensity distribution. 19 outgoing lights can be introduced into the integrating sphere 40 in the measuring device 38. Note that it is necessary to move the measuring device 38 to a retracted position that does not affect the display during image projection.

一次元光変調素子においては、その長軸方向の画素数に応じた数の測定が行われ、例えば、一次元方向に1080個の画素配列とされるGLV素子の場合、1番目の画素から始まって1080番目の画素まで、1画素ずつ個別に点灯(ピクセルオンの状態)にして光センサの出力を記録する処理を逐次に行って測定データを収集する。これにより、各画素に関して独立した光強度の測定が可能となる。画素配列方向に直交する走査方向を含めた二次元の測定データを収集するには、ガルバノスキャナ36の動作制御により光走査位置を変更しながら上記と同様の測定を行えば良い(例えば、測定装置に設けられた可動ステージ等を動かして積分球40及び光センサの位置制御を行う等。)。但し、走査方向における全位置について測定を行うことに起因する処理上の負担を軽減するには、走査方向における数箇所の表示ラインだけを測定し、その結果から適当な補間式を用いて強度分布を推定する方法が好ましい。   In the one-dimensional light modulation element, the number of measurements corresponding to the number of pixels in the major axis direction is performed. For example, in the case of a GLV element having a 1080 pixel array in the one-dimensional direction, the first pixel starts from the first pixel. Then, the measurement data is collected by sequentially performing the process of recording the output of the optical sensor by turning on each pixel individually (pixel-on state) up to the 1080th pixel. Thereby, independent light intensity measurement is possible for each pixel. In order to collect two-dimensional measurement data including the scanning direction orthogonal to the pixel array direction, the same measurement as described above may be performed while changing the optical scanning position by controlling the operation of the galvano scanner 36 (for example, a measuring device). The position of the integrating sphere 40 and the optical sensor is controlled by moving the movable stage or the like provided on the surface). However, to reduce the processing burden caused by measuring at all positions in the scanning direction, measure only a few display lines in the scanning direction and use the result to calculate the intensity distribution. A method of estimating is preferable.

光強度分布の測定値を用いる代わりに、設計値やシミュレーション結果等から判明している分布特性を利用する方法も可能であるが、レーザ光源等の経時変化への対応を考慮した場合に、実測データに基づく処理が望ましい。つまり、経時変化等への対応を考慮した場合、定期的又は必要に応じて光強度分布を測定し、該光強度分布の測定データに基づいて、走査方向における強度ムラを是正するために必要な走査速度特性を、走査位置の関数として画像投射の前又は投射中に算定することができる。   Instead of using the measured value of the light intensity distribution, it is possible to use the distribution characteristics that are known from the design value and simulation results. Processing based on data is desirable. In other words, when taking into account changes over time, etc., it is necessary to measure the light intensity distribution periodically or as necessary, and to correct the unevenness in intensity in the scanning direction based on the measurement data of the light intensity distribution. Scan speed characteristics can be calculated before or during image projection as a function of scan position.

図7は、映像信号に基づいて一次元光変調素子(GLV素子)を駆動するための回路構成の一例42を示したものである。尚、図には3原色中の一色についてのみを代表的に示すが他の色でも同様の構成を有する。   FIG. 7 shows an example 42 of a circuit configuration for driving a one-dimensional light modulation element (GLV element) based on a video signal. In the figure, only one of the three primary colors is representatively shown, but other colors have the same configuration.

映像信号は、先ず、画像入力回路43に入力されて、RGB信号への変換や逆γ補正等が行われた後、XY変換回路44に送出される。   The video signal is first input to the image input circuit 43, subjected to RGB signal conversion, inverse γ correction, and the like, and then sent to the XY conversion circuit 44.

XY変換回路44では、1画面分の画像データについて縦横変換を行い、データの配列順序を入れ替える。つまり、一次元の縦ライン(画像ライン)を走査方向(水平方向)に沿って走査して二次元画像を生成するには、1画面を縦ラインの集合として区分する必要がある。これに対して、入力画像データでは、時系列に沿って画素を配列させた水平ラインを、垂直方向に並べる方式とされるため、画像データの形式変換が必要である。   The XY conversion circuit 44 performs vertical / horizontal conversion on the image data for one screen, and changes the arrangement order of the data. That is, to generate a two-dimensional image by scanning a one-dimensional vertical line (image line) along the scanning direction (horizontal direction), it is necessary to divide one screen as a set of vertical lines. On the other hand, in the input image data, since the horizontal lines in which the pixels are arranged in time series are arranged in the vertical direction, it is necessary to convert the format of the image data.

XY変換後の1画面分の画像データは、縦ライン単位でフレームメモリ45に格納される。尚、前記方式(A)では、縦ライン毎のデータを時系列に従ってフレームメモリ45に記憶されていけば良いが、前記方式(B)の場合には走査の向きが画面毎に反転することに注意する必要がある(フレームメモリ45に縦ラインを記憶させる順序が、往路の描画期間と復路の描画期間とで反対になる。)。   The image data for one screen after XY conversion is stored in the frame memory 45 in units of vertical lines. In the method (A), data for each vertical line may be stored in the frame memory 45 in chronological order, but in the case of the method (B), the scanning direction is reversed for each screen. Care must be taken (the order in which the vertical lines are stored in the frame memory 45 is opposite between the forward drawing period and the backward drawing period).

画像出力回路46は、制御回路47の制御下でフレームメモリ45に記憶された画像データ「Data」を1ラインずつ信号変換回路48に送出するとともに、該回路に対してデータ・イネーブル信号「DE」やクロック信号「CLK」等を出力する。   The image output circuit 46 sends the image data “Data” stored in the frame memory 45 under the control of the control circuit 47 to the signal conversion circuit 48 line by line, and outputs a data enable signal “DE” to the circuit. And the clock signal “CLK” and the like are output.

尚、フレームメモリ45や画像出力回路46は、制御回路47からの信号によって制御され、該制御回路47には、後述する制御回路49からの信号「RQT」が送出され、該信号に基づいて変調及び投影のタイミング制御が行われる。また、画像出力回路46から後述する制御回路49に対してフレーム同期信号「FRMsync」が送出される。   The frame memory 45 and the image output circuit 46 are controlled by a signal from the control circuit 47, and a signal “RQT” from a control circuit 49 to be described later is sent to the control circuit 47 and modulated based on the signal. And projection timing control is performed. Further, a frame synchronization signal “FRMsync” is sent from the image output circuit 46 to a control circuit 49 described later.

信号変換回路48は、画像出力回路46からの1ライン分の画像(縦ライン画像)を受けて、画像データに応じた一次元光変調素子の駆動信号「1Dim−Data」を生成し、メモリ51に出力して記憶させる。また、信号変換回路48は、後段の制御回路52に対して、駆動信号「1Dim−Data」の転送を指示するための信号「TSS」と、一次元光変調素子に対する駆動信号の出力を指示するための信号「DIS」を出力する。つまり、TSSに従ってメモリ51から読み出された駆動信号は、DISにより規定されるタイミングに従って、アンプ53を介して一次元光変調素子に供給される。   The signal conversion circuit 48 receives an image for one line (vertical line image) from the image output circuit 46, generates a drive signal “1Dim-Data” for the one-dimensional light modulation element according to the image data, and stores the memory 51 To output and store. In addition, the signal conversion circuit 48 instructs the control circuit 52 in the subsequent stage to output the signal “TSS” for instructing transfer of the drive signal “1Dim-Data” and the drive signal to the one-dimensional light modulation element. The signal “DIS” is output. That is, the drive signal read from the memory 51 according to TSS is supplied to the one-dimensional light modulation element via the amplifier 53 according to the timing defined by DIS.

制御回路49はフレーム同期信号「FRMsync」を受けて、信号変換回路48の動作タイミングを調整したり、メモリ50の記憶データに基づいて上記信号RQTを生成して制御回路47に送出する。メモリ50には、一次元光変調素子の変調タイミングを規定するためのデータ(RQTの発生タイミングや位相を決定するデータ)が記憶されており、該データは走査特性に係る設計値又は速度特性の測定値に基づいて算定される。そして、該データが制御回路49に読み出されてRQTの生成に用いられる。   The control circuit 49 receives the frame synchronization signal “FRMsync”, adjusts the operation timing of the signal conversion circuit 48, generates the signal RQT based on the data stored in the memory 50, and sends it to the control circuit 47. The memory 50 stores data for defining the modulation timing of the one-dimensional light modulation element (data for determining the generation timing and phase of the RQT), and the data includes design values or speed characteristics related to the scanning characteristics. Calculated based on measured values. Then, the data is read out to the control circuit 49 and used to generate RQT.

図8はフレーム同期信号「FRMsync」と、変調タイミングの制御信号RQTとの関係を示したものである。   FIG. 8 shows the relationship between the frame synchronization signal “FRMsync” and the modulation timing control signal RQT.

本例では前記方式(B)を採用しており、図中に「T1」で示す往路期間内における描画期間に1画面分のRQT信号が含まれ、図中に「T2」で示す復路期間内における描画期間に次の1画面分のRQT信号が含まれる。尚、「ΔT」はRQTのパルス間隔を示しており、1画面中での走査位置に応じて異なり、また、往路と復路とで異なる(これは、光走査系を構成する機構や回路特性等が往路と復路との間で非対称性を有することに起因するものであり、往路と復路とで各縦ライン画像の形成位置がずれないように一致させる必要がある。)。また、走査位置に係る検出情報(角度センサ情報等)と、実際の走査位置との間の位相ずれに起因して像形成位置への影響が生じないように位相調整が必要である。   In this example, the method (B) is adopted, and the drawing period in the forward period indicated by “T1” in the drawing includes an RQT signal for one screen, and within the return period indicated by “T2” in the drawing. The RQT signal for the next one screen is included in the drawing period. “ΔT” indicates the pulse interval of the RQT, which differs depending on the scanning position in one screen, and differs between the forward path and the backward path (this is the mechanism, circuit characteristics, etc. constituting the optical scanning system). This is caused by the asymmetry between the forward path and the return path, and it is necessary to match the formation positions of the vertical line images between the forward path and the return path so as not to shift. Further, it is necessary to adjust the phase so that the image forming position is not affected due to the phase shift between the detection information (angle sensor information and the like) related to the scanning position and the actual scanning position.

図9は信号RQTのパルスの立ち上がり時点を起点として、一次元光変調素子の変調(「MOD」参照。)が行われる様子を例示したタイミングチャート図である。   FIG. 9 is a timing chart illustrating a state in which the modulation (see “MOD”) of the one-dimensional light modulation element is performed starting from the rising edge of the pulse of the signal RQT.

信号RQTを受けた制御回路47は、「Data」欄に示すように、フレームメモリ45内の1ライン分のデータ「D1」をDE(Data Enable)に示す期間内において出力して、画像出力回路46から信号変換回路48に送出する。   Upon receiving the signal RQT, the control circuit 47 outputs the data “D1” for one line in the frame memory 45 within the period indicated by DE (Data Enable) as shown in the “Data” column, and the image output circuit 46 to the signal conversion circuit 48.

信号変換回路48から制御回路52に送られる信号TSSによってデータ「1Dim−Data」の転送が開始され、信号DISに従って駆動信号が一次元光変調素子(GLV素子)に供給されて光変調動作が行われる(「MOD」欄の「Td」はRQTから変調開始までの遅延時間を示す。)。   Transfer of data “1Dim-Data” is started by the signal TSS sent from the signal conversion circuit 48 to the control circuit 52, and a drive signal is supplied to the one-dimensional light modulation element (GLV element) according to the signal DIS to perform light modulation operation. ("Td" in the "MOD" column indicates the delay time from RQT to the start of modulation).

図10は走査速度とRQTのパルス間隔との関係を示す概略図であり、y軸方向が走査方向を示し、これに直交するx軸方向が一次元光変調素子の長軸方向に相当する画素配列方向を示している。   FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between the scanning speed and the pulse interval of the RQT, where the y-axis direction indicates the scanning direction, and the x-axis direction orthogonal to this corresponds to the long-axis direction of the one-dimensional light modulation element. The arrangement direction is shown.

走査方向の周辺部では走査速度が遅く、パルス間隔ΔTが相対的に長い。また、走査方向の中央部では走査速度が速く、パルス間隔ΔTが相対的に短い。尚、このような時間間隔の制御は、y位置の関数である走査速度の検出情報(具体的には、ガルバノミラーの振れ角θの検出値を時間で微分した速度情報)に基づいて算定されて上記メモリ50に記憶されているデータに従う信号RQTにより行われる。実際の走査制御では、RQTを決める角度信号(走査角度の検出信号に対して位相遅れを補正した信号)について、フレーム同期信号FRMsyncの対する1画面分のデータを参照テーブルとして作成するとともに、その位相情報と角度情報との関係に従ってFRMsyncに対する投影タイミングの制御が行われる(例えば、データのシフト又は補間若しくは補正等により、所定時刻での角度情報を任意に規定することができる。)。この方法による利点としては制御の容易性及びシステム的に効率が良いことである(フレーム同期信号を基準として全ての制御を行うことがシステム構築の上で重要であり、システムを単純に取り扱うことができる。また、映像信号についてもフレーム同期信号を基準としており、システム的な整合性の面で理に適っている。)。   In the peripheral part in the scanning direction, the scanning speed is slow and the pulse interval ΔT is relatively long. In addition, the scanning speed is high at the center in the scanning direction, and the pulse interval ΔT is relatively short. Such time interval control is calculated based on scanning speed detection information that is a function of the y position (specifically, speed information obtained by differentiating the detection value of the deflection angle θ of the galvanometer mirror with respect to time). The signal RQT follows the data stored in the memory 50. In actual scanning control, for an angle signal that determines RQT (a signal obtained by correcting the phase lag with respect to the detection signal of the scanning angle), data for one screen with respect to the frame synchronization signal FRMsync is created as a reference table, and the phase Projection timing control for FRMsync is performed according to the relationship between information and angle information (for example, angle information at a predetermined time can be arbitrarily defined by data shift, interpolation, correction, or the like). The advantage of this method is that it is easy to control and efficient in terms of the system. (It is important to construct all the controls with reference to the frame sync signal as a reference, and the system can be handled simply. The video signal is also based on the frame sync signal, which makes sense in terms of system consistency.)

図11は、横軸に走査速度「v」をとり、縦軸にパルス間隔「ΔT」をとって両者の関係を示したものある。   FIG. 11 shows the relationship between the scanning speed “v” on the horizontal axis and the pulse interval “ΔT” on the vertical axis.

速度v0に対するΔT0を基準とした場合に、v0より大きいVhでは、ΔThがΔT0よりも小さく、また、v0より小さいvlでは、ΔTlがΔT0よりも大きい。つまり、ΔTとvとの積が一定となるように変調タイミングを制御すれば、1画面の構成ライン(縦ライン)の形成ピッチ(一次元像の間隔)を一定にして画像歪が生じないように防止することができる。   When ΔT0 with respect to speed v0 is used as a reference, ΔTh is smaller than ΔT0 for Vh larger than v0, and ΔTl is larger than ΔT0 for vl smaller than v0. That is, if the modulation timing is controlled so that the product of ΔT and v is constant, the formation pitch (one-dimensional image interval) of the constituent lines (vertical lines) of one screen is made constant so that image distortion does not occur. Can be prevented.

ΔTは走査速度v(y)の関数ΔT(v)であり、走査位置yの関数である。   ΔT is a function ΔT (v) of the scanning speed v (y) and a function of the scanning position y.

画像投射装置11における走査制御の手順についてまとめると、下記のようになる。   The procedure of scanning control in the image projection apparatus 11 is summarized as follows.

(1)輝度分布特性の事前測定と測定データの保存
(2)走査方向における走査速度の変調制御用データの算出及び保存
(3)走査方向における一次元光変調素子の変調タイミング制御用データの算出及び保存
(4)走査及び光変調の開始
(5)走査位置に応じた走査速度の制御及び走査速度に応じた一次元光変調素子の変調タイミング制御
(1) Prior measurement of brightness distribution characteristics and storage of measurement data (2) Calculation and storage of scanning speed modulation control data in scanning direction (3) Calculation of modulation timing control data of one-dimensional light modulation element in scanning direction (4) Start of scanning and light modulation (5) Control of scanning speed according to scanning position and modulation timing control of one-dimensional light modulation element according to scanning speed

尚、(1)では描画範囲において走査速度がほぼ一定の状態で強度分布の測定が行われる。また、(5)では、走査位置での光強度が高い(又は低い)場合に走査速度を大きく(又は小さく)するとともに、走査速度が大きい(又は小さい)場合に、一次元光変調素子に係る変調動作の時間間隔を短く(又は長く)する。   In (1), the intensity distribution is measured while the scanning speed is substantially constant in the drawing range. In (5), when the light intensity at the scanning position is high (or low), the scanning speed is increased (or decreased), and when the scanning speed is large (or small), the one-dimensional light modulation element is used. Shorten (or lengthen) the time interval of the modulation operation.

尚、走査位置に応じた走査速度の変調制御だけでは除去できない強度ムラへの対策については、一次元光変調素子を用いて光変調を行う際のピーク輝度を調整することによって投射光の強度ムラを除去することができる。   As a countermeasure against intensity unevenness that cannot be removed only by modulation control of the scanning speed according to the scanning position, intensity unevenness of the projected light is adjusted by adjusting the peak luminance when performing light modulation using a one-dimensional light modulation element. Can be removed.

図12は輝度ムラ補正の説明図であり、(A)図は光学的要因及び走査速度要因によって得られる分布例を示し、(B)図はピーク輝度の調整に係る分布例を示し、(C)図は補正後の分布例を示している。   12A and 12B are explanatory diagrams of luminance unevenness correction. FIG. 12A shows a distribution example obtained by optical factors and scanning speed factors. FIG. 12B shows a distribution example related to peak luminance adjustment. The figure shows an example of the distribution after correction.

(A)図において誇張的に示すように、輝度補正無しの場合、走査方向における左右の周辺寄りの部分でそれぞれピーク部分が認められ、走査方向における中央部がほぼ平坦とされる。これは、光学的要因と走査速度要因との間の相対的な関係において、走査速度が走査方向の周辺部で必要以上に遅くなっていることに依る。   (A) As exaggeratedly shown in the figure, when there is no luminance correction, peak portions are recognized at the left and right peripheral portions in the scanning direction, and the central portion in the scanning direction is substantially flat. This is because, in the relative relationship between the optical factor and the scanning speed factor, the scanning speed is slower than necessary at the periphery in the scanning direction.

(B)図には、(A)図の分布を打ち消すためにピーク輝度の調整を行う場合の分布例を示しており、各グラフ曲線は(A)図のグラフ曲線に対して横軸に平行な軸に関して上下関係を反転させた曲線とされ、左右の周辺寄りの部分で輝度が最低値を示し、周縁部で輝度が最大となる。尚、ピーク輝度の調整については、実線で示すグラフ曲線を100%として、破線のグラフ曲線が80%、一点鎖線のグラフ曲線が30%の場合を代表して例示している。   FIG. 4B shows an example of distribution when the peak luminance is adjusted to cancel the distribution of FIG. 1A, and each graph curve is parallel to the horizontal axis with respect to the graph curve of FIG. The curve is obtained by reversing the vertical relationship with respect to the right axis, the luminance is the lowest in the left and right peripheral portions, and the luminance is maximum in the peripheral portion. The peak luminance adjustment is illustrated as a representative case where the graph curve indicated by the solid line is 100%, the dashed curve curve is 80%, and the alternate long and short dash line curve is 30%.

(C)図には、補正後に均一化された分布例を示しており、実線で示すグラフ線を100%として、破線のグラフ線が80%、一点鎖線のグラフ曲線が30%の場合を代表して例示している。   (C) shows an example of a uniform distribution after correction. The graph line shown by a solid line is 100%, the broken line is 80%, and the alternate long and short dash line is 30%. It is illustrated as an example.

例えば、走査方向における輝度値がその上限(最大許容値)を越えないようにするには、ピーク輝度を調整(低減)して、輝度値を上限以下に制限する必要が生じる(例えば、80%のピーク調整では20%の輝度低下となる。)。尚、輝度については、3原色である赤色、緑色、青色のうちの最低輝度によって決定され、例えば、赤色光、青色光の最低光束値がともに4000lm(ルーメン)で、緑色光の最低光束値が3000lmである場合には、緑色光の最低輝度によって実現可能な白色の最大輝度が制限される。   For example, in order to prevent the luminance value in the scanning direction from exceeding the upper limit (maximum allowable value), it is necessary to adjust (reduce) the peak luminance and limit the luminance value to the upper limit (for example, 80%). In the peak adjustment, the luminance is reduced by 20%.) The luminance is determined by the minimum luminance among the three primary colors red, green, and blue. For example, the minimum luminous flux values of red light and blue light are both 4000 lm (lumens), and the minimum luminous flux value of green light is In the case of 3000 lm, the maximum white brightness that can be achieved is limited by the minimum brightness of green light.

ピーク輝度の補正方法については、例えば、補正用データを参照テーブルに記憶させておき、走査時に読み出す方法(画像データに係る処理回路内のメモリを用いたルックアップテーブル方式等)が挙げられる。GLV素子を使用する装置を例にすると、所定ビット数(例えば、10ビット)での階調制御により素子駆動を行う場合に、各駆動レベルに対する出力輝度情報を有している。従って、例えば、緑色の光束値が3000lmであるときに、赤色の光束値が4000lmも出てしまうようなときには、赤色に対応するGLV素子の駆動レベルを、緑色光の出力輝度に合うように変換する為の参照テーブルを演算にて求めることができる。   As a method for correcting the peak luminance, for example, a method of storing correction data in a reference table and reading it during scanning (such as a look-up table method using a memory in a processing circuit related to image data) can be used. Taking an apparatus using a GLV element as an example, output luminance information for each driving level is provided when element driving is performed by gradation control with a predetermined number of bits (for example, 10 bits). Therefore, for example, if the green luminous flux value is 3000 lm and the red luminous flux value is 4000 lm, the drive level of the GLV element corresponding to red is converted to match the output luminance of the green light. The reference table for doing this can be calculated.

尚、輝度上限を超えて明るくする方向への補正はできず、輝度を下げる方向への補正が行われる(画像信号に応じた駆動信号を補正することにより一次元光変調素子への駆動電圧を下げる。)ため効率低下を伴うが、画像信号処理による補正で済むため、著しいコスト上昇を伴うことなく輝度ムラを補正して高品位画像を得ることができる。   Note that correction in the direction of increasing brightness beyond the upper limit of luminance is not possible, and correction in the direction of decreasing brightness is performed (the drive voltage to the one-dimensional light modulation element is adjusted by correcting the drive signal in accordance with the image signal). However, since it is sufficient to perform correction by image signal processing, it is possible to correct luminance unevenness and obtain a high-quality image without significantly increasing the cost.

図13は、上記の輝度分布補正を実現するための構成例を示すものである。   FIG. 13 shows a configuration example for realizing the above-described luminance distribution correction.

信号処理部21に映像信号VIDEOが入力されると、内部の逆γ補正回路や色空間変換回路等を経て三原色の色信号が出力されて、後段のデータ補正部54に送られる。   When the video signal VIDEO is input to the signal processing unit 21, the color signals of the three primary colors are output through an internal inverse γ correction circuit, a color space conversion circuit, and the like, and are sent to the data correction unit 54 at the subsequent stage.

また、測定装置38からの検出情報は検出信号処理部55に送られ、ゲイン調整回路55a、A/D変換回路55bにより処理される。ゲイン調整回路55aは、変調光の検出信号について光センサにおける検出感度の相違を補正するために設けられている。また、A/D変換回路55bはゲイン調整後のアナログ信号をディジタル信号に変換してデータ補正部54内の計測データ記憶部54aにデータを送出して蓄積するものである。尚、検出信号処理部55は上記光強度分布計測処理部24を構成している。   The detection information from the measuring device 38 is sent to the detection signal processing unit 55 and processed by the gain adjustment circuit 55a and the A / D conversion circuit 55b. The gain adjustment circuit 55a is provided to correct a difference in detection sensitivity of the optical sensor with respect to the detection signal of the modulated light. The A / D conversion circuit 55b converts the gain-adjusted analog signal into a digital signal, and sends the data to the measurement data storage unit 54a in the data correction unit 54 for storage. The detection signal processing unit 55 constitutes the light intensity distribution measurement processing unit 24.

データ補正部54は、計測データ記憶部54aと、補正値演算部54bと、データテーブル記憶部54cと、選択部54dを有する。   The data correction unit 54 includes a measurement data storage unit 54a, a correction value calculation unit 54b, a data table storage unit 54c, and a selection unit 54d.

検出信号処理部55からのデータは、投射レンズ等の光学的要因及び光走査部の走査速度要因による輝度ムラの情報を含んでおり、該データが計測データ記憶部54aに格納される。   The data from the detection signal processing unit 55 includes information on luminance unevenness due to optical factors such as the projection lens and the scanning speed factor of the optical scanning unit, and the data is stored in the measurement data storage unit 54a.

補正値演算部54bは、計測データに基づいて上記したピーク輝度の調整に必要な演算処理を行い、その結果より得られる輝度補正用データをデータテーブル記憶部54cに送出して記憶領域に記憶させる。   The correction value calculation unit 54b performs the calculation process necessary for adjusting the peak luminance based on the measurement data, and sends the luminance correction data obtained as a result to the data table storage unit 54c to be stored in the storage area. .

データテーブル記憶部54cは、補正前の駆動信号を受けた場合に、輝度補正後のデータを読み出して駆動信号を出力するものである。本例では、データテーブルを参照して補正データを読み出す形態を採っているが、補間計算等の演算処理を用いて補正後の駆動信号を算出する形態では、データテーブル記憶部54cを演算処理手段に置換すれば良い。   When the data table storage unit 54c receives a drive signal before correction, the data table storage unit 54c reads out the data after luminance correction and outputs the drive signal. In this example, the correction data is read with reference to the data table. However, in the mode in which the corrected drive signal is calculated by using an arithmetic process such as an interpolation calculation, the data table storage unit 54c is calculated as an arithmetic processing unit. Replace with.

選択部54dはデータテーブル記憶部54cからの出力と測定用のテスト信号を切り替えて駆動部56に送出するものである。つまり、輝度分布の測定時にはテスト信号(TEST)が選択され、また、画像表示の際にはデータテーブル記憶部54cの出力が選択される。   The selection unit 54d switches the output from the data table storage unit 54c and the test signal for measurement and sends them to the drive unit 56. That is, the test signal (TEST) is selected when measuring the luminance distribution, and the output of the data table storage unit 54c is selected when displaying the image.

選択部54dの出力は、駆動部56を構成するD/A変換回路56a、次段の駆動回路56bを経た上でGLV素子を用いた光変調部に送出される。尚、D/A変換回路56aはデータ補正部54から出力されるディジタル信号をアナログ信号に変換するために設けられており、駆動回路56bは変換後のアナログ信号を入力信号として信号電圧に応じてGLV素子への駆動電圧を供給するものである。   The output of the selection unit 54d is sent to a light modulation unit using a GLV element after passing through a D / A conversion circuit 56a constituting the drive unit 56 and a drive circuit 56b in the next stage. The D / A conversion circuit 56a is provided to convert the digital signal output from the data correction unit 54 into an analog signal, and the drive circuit 56b uses the converted analog signal as an input signal according to the signal voltage. A drive voltage is supplied to the GLV element.

制御部57は、信号処理部21、データ補正部54、検出信号処理部55等の各構成部に制御信号を送出することにより、タイミング制御や信号切替等を行い、また、レーザ光源の点消灯や強度分布測定時の光走査制御等を行う等の役目を有する。   The control unit 57 performs timing control, signal switching, and the like by sending control signals to the respective components such as the signal processing unit 21, the data correction unit 54, the detection signal processing unit 55, and the laser light source is turned on and off. It also has functions such as optical scanning control when measuring the intensity distribution.

尚、一次元光変調素子の長軸方向に相当する画素配列方向に関して、光強度分布の計測データに基づいて、一次元光変調素子に係る駆動信号を補正することにより、強度ムラや色ムラ(照射光分布の不均一性)を除去することができる。つまり、輝度分布の不均一性について計測した縦ラインに関するデータから一次元光変調素子に係る駆動制御の補正データを算出するとともに、画像投射時には該補正データを用いて一次元光変調素子に係る駆動信号の補正制御を行えば良い(例えば、一次元光変調素子に係る画素毎の変調特性について補正用テーブルを作成するとともに、該補正用テーブルを用いて画像投射時に駆動電圧の補正が行われる。あるいは、データテーブルの参照方式に限らず、補間計算等で推定される補正データを用いる形態等が可能である。)。   In addition, with respect to the pixel arrangement direction corresponding to the major axis direction of the one-dimensional light modulation element, based on the measurement data of the light intensity distribution, by correcting the drive signal related to the one-dimensional light modulation element, intensity unevenness or color unevenness ( Irradiation light distribution non-uniformity) can be removed. That is, the correction data for the drive control related to the one-dimensional light modulation element is calculated from the data relating to the vertical line measured with respect to the unevenness of the luminance distribution, and the drive related to the one-dimensional light modulation element is used by using the correction data at the time of image projection. Signal correction control may be performed (for example, a correction table is created for the modulation characteristics of each pixel related to the one-dimensional light modulation element, and the drive voltage is corrected during image projection using the correction table. Alternatively, not only the data table reference method but also a mode using correction data estimated by interpolation calculation or the like is possible.

上記に説明した構成によって一次元光変調素子の長軸方向に相当する第一の方向及び該方向に対して直交する第二の方向(走査方向)を含む二次元での輝度ムラ補正を実現することが可能となる。   The configuration described above realizes two-dimensional luminance unevenness correction including the first direction corresponding to the major axis direction of the one-dimensional light modulation element and the second direction (scanning direction) orthogonal to the direction. It becomes possible.

以上に説明した構成によれば、例えば、下記に示す利点が得られる。   According to the configuration described above, for example, the following advantages can be obtained.

・投射光の輝度ムラを測定して、計測データに基づいて走査速度を制御することにより、走査方向の輝度分布を均一化させ、画質の向上や高品位画像の提供が可能であること。
・走査速度に応じて一次元光変調素子の変調タイミングを制御し、画像歪が生じないように補正できること。
・一次元光変調素子の駆動信号を補正し、光変調時のピーク輝度を調整することにより、走査方向の輝度ムラを低減できること(信号処理に拠るため、著しいコスト上昇なしに補正可能である。)。
・複数台のプロジェクタ装置を用いて、各装置による投影画像を繋げるか又は重ね合わせてスクリーン上に表示させるシステムにおいて、輝度分布の均一化を実現でき、特に、走査速度の変調制御を行う場合に光束利用率の低下を抑制できること。
-By measuring the uneven brightness of the projected light and controlling the scanning speed based on the measurement data, it is possible to make the brightness distribution in the scanning direction uniform, improve the image quality, and provide a high-quality image.
-The modulation timing of the one-dimensional light modulation element is controlled in accordance with the scanning speed and can be corrected so as not to cause image distortion.
-By correcting the driving signal of the one-dimensional light modulation element and adjusting the peak luminance at the time of light modulation, the luminance unevenness in the scanning direction can be reduced (because it depends on signal processing, it can be corrected without a significant increase in cost). ).
In a system that uses a plurality of projector devices to connect or superimpose projected images from each device and display them on the screen, it is possible to achieve uniform luminance distribution, especially when scanning speed modulation control is performed. A reduction in luminous flux utilization can be suppressed.

本発明に係る画像生成装置の基本構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the basic structural example of the image generation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る輝度ムラ補正の説明図である。It is explanatory drawing of the brightness nonuniformity correction which concerns on this invention. 走査速度変調と画像歪の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between scanning speed modulation and image distortion. 本発明に係る画像投射装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image projection apparatus which concerns on this invention. 走査方式に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding a scanning system. 画像投射装置に係る光学系について要部を例示した図である。It is the figure which illustrated the principal part about the optical system which concerns on an image projection apparatus. 映像信号に基づく一次元光変調素子の駆動について回路構成例を示す図である。It is a figure which shows the circuit structural example about the drive of the one-dimensional light modulation element based on a video signal. フレーム同期信号と変調タイミング制御信号との関係について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a frame synchronizing signal and a modulation timing control signal. 一次元光変調素子の変調タイミングについて説明するためのタイミングチャート図である。It is a timing chart for demonstrating the modulation timing of a one-dimensional light modulation element. 走査速度と変調タイミング制御信号のパルス間隔との関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between a scanning speed and the pulse interval of a modulation timing control signal. 走査速度に対する光変調動作の時間間隔を例示したグラフ図である。It is the graph which illustrated the time interval of the light modulation operation with respect to the scanning speed. 走査方向における輝度ムラ補正の説明図である。It is explanatory drawing of the brightness nonuniformity correction | amendment in a scanning direction. 輝度ムラ補正に係る構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example which concerns on brightness | luminance unevenness correction | amendment.

符号の説明Explanation of symbols

1…画像生成装置、3a…一次元光変調素子、3b…駆動手段、5…光走査手段、7…制御手段、10…補正手段、11…画像投射装置、14R、14G、14B…一次元光変調素子、19…投射光学系、23…駆動手段、28…光走査手段、30…補正手段   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image generation apparatus, 3a ... One-dimensional light modulation element, 3b ... Driving means, 5 ... Optical scanning means, 7 ... Control means, 10 ... Correction means, 11 ... Image projection apparatus, 14R, 14G, 14B ... One-dimensional light Modulating element, 19 ... projection optical system, 23 ... driving means, 28 ... optical scanning means, 30 ... correcting means

Claims (10)

一次元光変調素子を用いた光変調により得られる一次元像の形成位置を、所定の走査方向に沿って変化させるように構成された画像生成装置において、
上記走査方向の輝度分布特性に基づいて、該走査方向における輝度変化を相殺するために、走査速度を制御する制御手段を設けた
ことを特徴とする画像生成装置。
In an image generating apparatus configured to change a formation position of a one-dimensional image obtained by light modulation using a one-dimensional light modulation element along a predetermined scanning direction,
An image generating apparatus comprising: control means for controlling a scanning speed in order to cancel out a luminance change in the scanning direction based on the luminance distribution characteristic in the scanning direction.
請求項1に記載した画像生成装置において、
上記走査速度が、走査範囲の中央に比べて周辺域で遅くなるように走査制御を行う
ことを特徴とする画像生成装置。
The image generation apparatus according to claim 1,
Scanning control is performed so that the scanning speed is slower in the peripheral area than in the center of the scanning range.
請求項1に記載した画像生成装置において、
上記一次元光変調素子に係る変調のタイミングを走査速度に応じて変化させることによって、画像歪に係る補正処理を行う補正手段を設けた
ことを特徴とする画像生成装置。
The image generation apparatus according to claim 1,
An image generation apparatus comprising: a correction unit that performs correction processing related to image distortion by changing a modulation timing related to the one-dimensional light modulation element according to a scanning speed.
請求項3に記載した画像生成装置において、
上記走査速度が大きい程、上記一次元光変調素子に係る変調動作の時間間隔が短くなるように変調のタイミングを制御する
ことを特徴とする画像生成装置。
The image generating apparatus according to claim 3,
A modulation timing is controlled so that the time interval of the modulation operation related to the one-dimensional light modulation element becomes shorter as the scanning speed is higher.
請求項1に記載した画像生成装置において、
上記走査方向の輝度ムラを低減させるために、該走査方向の輝度分布特性に基づいて、上記一次元光変調素子の駆動信号を補正して、光変調時のピーク輝度を調整する
ことを特徴とする画像生成装置。
The image generation apparatus according to claim 1,
In order to reduce the luminance unevenness in the scanning direction, the driving signal of the one-dimensional light modulation element is corrected based on the luminance distribution characteristic in the scanning direction to adjust the peak luminance at the time of light modulation. An image generating device.
一次元光変調素子及びその駆動手段と、該一次元光変調素子を用いた光変調により得られる一次元像の形成位置を所定の走査方向に沿って変化させる光走査手段と、投射レンズを含む投射光学系とを備えた画像投射装置において、
上記走査方向の輝度分布特性に基づいて、該走査方向における輝度変化を相殺するために、上記光走査手段の動作速度を制御する制御手段を設けた
ことを特徴とする画像投射装置。
A one-dimensional light modulation element and its driving means, an optical scanning means for changing a formation position of a one-dimensional image obtained by light modulation using the one-dimensional light modulation element along a predetermined scanning direction, and a projection lens In an image projection apparatus provided with a projection optical system,
An image projection apparatus comprising: a control unit that controls an operation speed of the optical scanning unit in order to cancel a luminance change in the scanning direction based on the luminance distribution characteristic in the scanning direction.
請求項6に記載した画像投射装置において、
上記光走査手段の動作速度が、走査範囲の中央に比べて周辺域で遅くなるように該光走査手段の駆動制御を行う
ことを特徴とする画像投射装置。
The image projection apparatus according to claim 6,
An image projection apparatus characterized in that drive control of the optical scanning means is performed such that the operation speed of the optical scanning means is slower in the peripheral area than in the center of the scanning range.
請求項6に記載した画像投射装置において、
上記一次元光変調素子に係る変調のタイミングを上記光走査手段の動作速度に応じて変化させることによって、画像歪に係る補正処理を行う補正手段を設けた
ことを特徴とする画像投射装置。
The image projection apparatus according to claim 6,
An image projection apparatus comprising: a correction unit that performs correction processing related to image distortion by changing a modulation timing related to the one-dimensional light modulation element according to an operation speed of the optical scanning unit.
請求項8に記載した画像投射装置において、
上記光走査手段の動作速度が大きい程、上記一次元光変調素子に係る変調動作の時間間隔が短くなるように変調のタイミングを制御する
ことを特徴とする画像投射装置。
The image projection apparatus according to claim 8,
The image projection apparatus, wherein the modulation timing is controlled such that the time interval of the modulation operation related to the one-dimensional light modulation element is shortened as the operation speed of the optical scanning unit increases.
請求項6に記載した画像投射装置において、
上記走査方向の輝度ムラを低減させるために、該走査方向の輝度分布特性に基づいて、上記一次元光変調素子の駆動信号を補正して、光変調時のピーク輝度を調整する
ことを特徴とする画像投射装置。
The image projection apparatus according to claim 6,
In order to reduce the luminance unevenness in the scanning direction, the driving signal of the one-dimensional light modulation element is corrected based on the luminance distribution characteristic in the scanning direction to adjust the peak luminance at the time of light modulation. An image projection device.
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