JP2010054879A - Light source device, image display, and light quantity correcting method - Google Patents

Light source device, image display, and light quantity correcting method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology allowing light quantity correction according to the change of light source characteristics. <P>SOLUTION: A measured light quantity P is represented by P=a×D+b (D: a gradation value and a, b: coefficients), and a target light quantity T is represented by T=M×D (M: a constant). A light quantity correcting section sequentially obtains errors δ between the target light quantity T and the measured light quantity P in measuring the light quantity a plurality of times using different gradation values D, and sequentially corrects the coefficients a, b to minimize the errors δ. The light quantity correcting section corrects the light quantity of a light source part by adjusting at least one of the pixel value and the set value of a driving circuit based on the corrected coefficients a, b. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源装置及び画像表示装置並びに光量補正方法に関する。   The present invention relates to a light source device, an image display device, and a light amount correction method.

近年、画像表示装置の一形態として、レーザ光などのビーム状の光を被投射面上でラスタースキャンして画像を表示するレーザスキャンディスプレイが注目されている。このようなレーザスキャンディスプレイは、レーザ光の供給を停止することで完全な黒を表現できるため、例えば液晶ライトバルブを用いたプロジェクタ等と比べてコントラストが非常に高く、また、レーザ光が単一波長であるために色純度が高く、コヒーレンスが高いためにビームを整形しやすい(絞りやすい)等の特徴を有する。レーザスキャンディスプレイは、これらの特徴から、高コントラスト、高色再現性及び高解像度を実現する高画質ディスプレイとして期待されている。   2. Description of the Related Art In recent years, a laser scan display that displays an image by raster scanning beam-shaped light such as laser light on a projection surface has attracted attention as one form of an image display device. Since such a laser scan display can express complete black by stopping the supply of laser light, for example, the contrast is very high compared to a projector using a liquid crystal light valve, and the laser light is single. Since the wavelength is high, the color purity is high, and since the coherence is high, the beam is easily shaped (easy to stop). From these characteristics, the laser scan display is expected as a high-quality display that realizes high contrast, high color reproducibility, and high resolution.

レーザスキャンディスプレイのレーザ光源としては、主にレーザダイオード等の半導体レーザ素子が用いられているが、このような半導体レーザ素子は、温度変化や経年劣化などにより、そのレーザ特性が変化するため、所望の画像輝度を得られるようにレーザ光量を補正する必要がある。   As a laser light source of a laser scan display, a semiconductor laser element such as a laser diode is mainly used. However, the laser characteristics of such a semiconductor laser element change due to a change in temperature, aging, etc. Therefore, it is necessary to correct the laser light quantity so that the image brightness can be obtained.

例えば、下記特許文献1には、半導体レーザ素子のバイアス電流値を2点以上変化させて、半導体レーザ素子の発光パワーを受光パワー検出手段によって検出し、半導体レーザ素子の閾値電流値と量子効率の変化等を検出することで、半導体レーザ素子の直流バイアス電流をバイアス電流制御手段に設定し、また、量子効率の変化等に対応したパルス電流をパルス電流制御手段に設定することでレーザ出力のレベルを一定に保持する技術が開示されている。また、下記特許文献2には、レーザ光源の検出光量と光出力の設定値との関係式を自動的に算出し、光記録媒体ドライブ装置にこの関係式のデータを設定して、レーザ光源の出力レベルを調整する技術が開示されている。
特開平7−147446号公報 特開2003−91853号公報
For example, in Patent Document 1 below, the bias current value of the semiconductor laser element is changed by two or more points, the light emission power of the semiconductor laser element is detected by the received light power detection means, and the threshold current value and quantum efficiency of the semiconductor laser element are detected. By detecting the change, etc., the DC bias current of the semiconductor laser element is set in the bias current control means, and the pulse current corresponding to the change in the quantum efficiency etc. is set in the pulse current control means, so that the laser output level Has been disclosed. Further, in Patent Document 2 below, a relational expression between the detected light amount of the laser light source and the set value of the optical output is automatically calculated, and data of this relational expression is set in the optical recording medium drive device. A technique for adjusting the output level is disclosed.
JP-A-7-147446 JP 2003-91853 A

このように、温度変化や経年劣化に起因するレーザ特性の変化に応じてレーザ光量の補正を行う場合において、より補正精度を高めるためには、実際に装置を動作させながらリアルタイムにレーザ特性の変化に応じた光量補正を行うことが望ましいが、上記の従来技術ではその手段が提示されていなかった。   In this way, when correcting the amount of laser light in response to changes in laser characteristics due to temperature changes or aging deterioration, in order to increase the correction accuracy, the laser characteristics change in real time while actually operating the device. It is desirable to perform light amount correction according to the above, but no means has been presented in the above prior art.

また、従来は、特にレーザをPWM駆動する場合の光量補正については全く考慮されていなかった。なお、このような問題は、レーザ以外の光源素子を用いた場合にも共通する問題であった。   Conventionally, no consideration has been given to the light amount correction particularly when the laser is PWM-driven. Such a problem is a common problem even when a light source element other than a laser is used.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、光源特性の変化に応じた光量補正に行うことが可能な技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a technique capable of performing light amount correction according to a change in light source characteristics.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
光源装置であって、
光源素子を含む光源部と、
画素値に応じてPWM信号を生成するPWM信号生成部と、
前記PWM信号に応じて前記光源素子を駆動する駆動回路と、
前記光源部の光量を測定する光量測定部と、
前記光量測定部で測定された光量に基づいて前記光源部の光量を補正する光量補正部と、
を備え、
測定光量PをP=a×D+b(Dは階調値、a,bは係数)と表現するとともに、目標光量TをT=M×D(Mは定数)と表現したとき、
前記光量補正部は、
異なる階調値Dを用いた複数回の光量測定時における前記目標光量Tと前記測定光量Pとの誤差δを順次求め、前記誤差δを最小化するように前記係数a,bを順次補正するとともに、
前記補正された係数a,bに基づいて、前記画素値と前記駆動回路の設定値とのうちの少なくとも一方を調整することによって、前記光源部の光量を補正する、光源装置。
この光源装置によれば、測定光量Pと目標光量Tとの間の誤差δを最小化するように係数a,bを順次補正し、補正された係数a,bに基づいて光量補正を行うので、光源特性の変化に応じた光量補正を行うことができる。
[Application Example 1]
A light source device,
A light source unit including a light source element;
A PWM signal generator that generates a PWM signal according to the pixel value;
A drive circuit for driving the light source element according to the PWM signal;
A light amount measuring unit for measuring the light amount of the light source unit;
A light amount correction unit that corrects the light amount of the light source unit based on the light amount measured by the light amount measurement unit;
With
When the measured light amount P is expressed as P = a × D + b (D is a gradation value, a and b are coefficients), and the target light amount T is expressed as T = M × D (M is a constant),
The light amount correction unit
An error δ between the target light amount T and the measured light amount P in a plurality of times of light amount measurement using different gradation values D is sequentially obtained, and the coefficients a and b are sequentially corrected so as to minimize the error δ. With
A light source device that corrects the light amount of the light source unit by adjusting at least one of the pixel value and a setting value of the drive circuit based on the corrected coefficients a and b.
According to this light source device, the coefficients a and b are sequentially corrected so as to minimize the error δ between the measured light quantity P and the target light quantity T, and the light quantity correction is performed based on the corrected coefficients a and b. Thus, it is possible to perform light amount correction according to changes in the light source characteristics.

[適用例2]
請求項1記載の光源装置であって、
前記光量補正部は、
前記誤差δと前記階調値Dとの積の累算値ΣδDを用いて前記係数aを順次補正するとともに、前記誤差δの累算値Σδを用いて前記係数bを順次補正する、光源装置。
[Application Example 2]
The light source device according to claim 1,
The light amount correction unit
A light source device that sequentially corrects the coefficient a using the accumulated value ΣδD of the product of the error δ and the gradation value D, and sequentially corrects the coefficient b using the accumulated value Σδ of the error δ. .

[適用例3]
請求項2記載の光源装置であって、
前記光量補正部は、
前記係数aの今回値akを、前記係数aの前回値ak-1から、前記誤差δと前記階調値Dとの積の累算値ΣδDに比例した値を減算することによって求めるとともに、
前記係数bの今回値bkを、前記係数bの前回値bk-1から、前記誤差δの累算値Σδに比例した値を減算することによって求める、光源装置。
この光源装置によれば、1回の光量測定毎に、係数a,bを順次算出してゆくことが可能である。
[Application Example 3]
The light source device according to claim 2,
The light amount correction unit
The current value a k of the coefficient a is obtained by subtracting a value proportional to the accumulated value ΣδD of the product of the error δ and the gradation value D from the previous value a k−1 of the coefficient a. ,
A light source device that obtains a current value b k of the coefficient b by subtracting a value proportional to an accumulated value Σδ of the error δ from a previous value b k−1 of the coefficient b.
According to this light source device, the coefficients a and b can be calculated sequentially for each light quantity measurement.

[適用例4]
請求項1ないし3のいずれかに記載の光源装置であって、
前記光量補正部は、
前記画素値を補正するための第1と第2の補正係数を前記係数a,bに応じて算出する補正係数算出部と、
前記画素値を前記階調値Dとして受信し、前記第1と第2の補正係数に応じて前記画素値を補正するとともに、補正後の画素値を前記PWM信号生成部に供給する画素値補正部と、
を備える光源装置。
この光源装置によれば、画素値を補正することによって、目標光量を達成することが可能である。
[Application Example 4]
The light source device according to any one of claims 1 to 3,
The light amount correction unit
A correction coefficient calculation unit that calculates first and second correction coefficients for correcting the pixel value according to the coefficients a and b;
Pixel value correction that receives the pixel value as the gradation value D, corrects the pixel value according to the first and second correction coefficients, and supplies the corrected pixel value to the PWM signal generation unit And
A light source device comprising:
According to this light source device, it is possible to achieve the target light amount by correcting the pixel value.

[適用例5]
請求項1ないし3のいずれかに記載の光源装置であって、
前記光量補正部は、
前記駆動回路の電源電圧を調整するための第1の補正係数を前記係数aに応じて算出するとともに、前記画素値を補正するための第2の補正係数を前記係数bに応じて算出する補正係数算出部と、
前記第1の補正係数に応じて前記駆動回路の電源電圧を調整する電源電圧調整部と、
前記画素値を前記階調値Dとして受信し、前記第2の補正係数に応じて前記画素値を補正するとともに、補正後の画素値を前記PWM信号生成部に供給する画素値補正部と、
を備える光源装置。
この光源装置によれば、駆動回路の電源電圧の調整と、画素値の補正とを利用して、目標光量を達成することが可能である。
[Application Example 5]
The light source device according to any one of claims 1 to 3,
The light amount correction unit
A correction for calculating a first correction coefficient for adjusting the power supply voltage of the drive circuit according to the coefficient a and a second correction coefficient for correcting the pixel value according to the coefficient b A coefficient calculation unit;
A power supply voltage adjusting unit that adjusts the power supply voltage of the drive circuit according to the first correction coefficient;
A pixel value correction unit that receives the pixel value as the gradation value D, corrects the pixel value according to the second correction coefficient, and supplies the corrected pixel value to the PWM signal generation unit;
A light source device comprising:
According to this light source device, it is possible to achieve the target light amount by adjusting the power supply voltage of the drive circuit and correcting the pixel value.

[適用例6]
請求項1ないし3のいずれかに記載の光源装置であって、
前記駆動回路は、
第1の電流を前記光源素子に常時流す第1の定電流回路と、
前記第1の電流に加えて、第2の電流を前記光源素子に流すための第2の定電流回路と、
前記PWM信号に応じて、前記第2の電流の前記光源素子への流れをオン/オフ制御するスイッチング回路と、
を備え、
前記光量補正部は、
前記階調値として前記第2の電流の値を示す信号値を使用し、
前記係数bに応じて前記第1の定電流回路の前記第1の電流の値を調整するとともに、前記係数aに応じて前記第2の定電流回路の前記第2の電流の値を調整する、光源装置。
この光源装置によれば、第1と第2の定電流回路の電流値を調整することによって、目標光量を達成することが可能である。
[Application Example 6]
The light source device according to any one of claims 1 to 3,
The drive circuit is
A first constant current circuit for constantly flowing a first current to the light source element;
A second constant current circuit for flowing a second current to the light source element in addition to the first current;
A switching circuit that performs on / off control of the flow of the second current to the light source element according to the PWM signal;
With
The light amount correction unit
A signal value indicating the value of the second current is used as the gradation value;
The value of the first current of the first constant current circuit is adjusted according to the coefficient b, and the value of the second current of the second constant current circuit is adjusted according to the coefficient a. , Light source device.
According to this light source device, it is possible to achieve the target light amount by adjusting the current values of the first and second constant current circuits.

[適用例7]
請求項6記載の光源装置であって、
前記補正部は、前記第1の電流が前記光源素子の閾値電流に等しくなるように前記第1の電流の値の調整を実行する、光源装置。
この光源装置によれば、第2の電流のオン/オフ制御に応じて発光の開始と停止を素早く切り換えることが可能である。
[Application Example 7]
The light source device according to claim 6,
The light source device, wherein the correction unit adjusts the value of the first current so that the first current becomes equal to a threshold current of the light source element.
According to this light source device, the start and stop of light emission can be quickly switched according to the on / off control of the second current.

[適用例8]
請求項1ないし7のいずれかに記載の光源装置であって、
前記光源部は、前記画素値と前記光量との関係が非線形である非線形特性を有しており、
前記光量測定部は、
前記光源部から射出された光の光量を測定する光センサと、
前記光センサによって計測された光量に対して前記非線形特性を線形特性に変換する非線形変換を実行することによって換算光量を求め、前記換算光量を前記測定光量Pとして算出する換算光量算出部と、
を備える光源装置。
この光源装置によれば、非線形特性を有する光源部を用いる場合にも、光源特性の変化に応じた光量補正を行うことが可能である。
[Application Example 8]
The light source device according to any one of claims 1 to 7,
The light source unit has a nonlinear characteristic in which a relationship between the pixel value and the light amount is nonlinear,
The light quantity measuring unit is
An optical sensor for measuring the amount of light emitted from the light source unit;
A converted light quantity calculation unit that calculates a converted light quantity by performing nonlinear conversion that converts the nonlinear characteristic into a linear characteristic with respect to the light quantity measured by the optical sensor, and calculates the converted light quantity as the measured light quantity P;
A light source device comprising:
According to this light source device, it is possible to perform light amount correction according to a change in light source characteristics even when a light source unit having nonlinear characteristics is used.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、光源装置、光源装置の光量補正方法、光源装置を備える表示装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms, for example, a light source device, a light amount correction method for the light source device, a display device including the light source device, and a computer for realizing the functions of these methods or devices. The present invention can be realized in the form of a program, a recording medium on which the computer program is recorded, and the like.

次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A.第1実施形態(画素値の補正による光量補正):
B.第2実施形態(画素値と駆動回路の電源電圧値の補正による光量補正):
C.第3実施形態(駆動回路のバイアス電流値と信号電流値の補正による光量補正):
D.第4実施形態(波長変換素子を有する光源を用いた場合の光量補正):
E.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order.
A. First embodiment (light amount correction by correcting pixel values):
B. Second Embodiment (Light quantity correction by correcting the pixel value and the power supply voltage value of the drive circuit):
C. Third Embodiment (Light quantity correction by correcting bias current value and signal current value of drive circuit):
D. Fourth embodiment (light amount correction when a light source having a wavelength conversion element is used):
E. Variation:

A.第1実施形態(画素値の補正による光量補正):
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の構成ブロック図である。この画像表示装置は、スクリーン(被投射面)200上にレーザ光を走査して画像を表示するレーザスキャンディスプレイである。この画像表示装置は、映像信号処理回路1010と、RGB3色分の光源装置1100R,1100G,1100Bと、光線合成光学系1040と、レーザ光走査部1050と、走査駆動部1060と、タイミング信号発生回路1070と、画素同期クロック発生回路1080とを備えている。赤色光の光源装置1100Rは、PWM信号発生回路1500と、レーザドライバ1020と、赤色発光用のレーザ素子1030と、ハーフミラー1035と、光電変換素子1090と、I/V変換器1091と、A/D変換器1092と、光量補正回路1200とを有している。他の色光の光源装置1100G,1100Bの構成は、レーザ素子以外は赤色光の光源装置1100Rの構成と同じである。
A. First embodiment (light amount correction by correcting pixel values):
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image display apparatus according to the first embodiment of the present invention. This image display device is a laser scan display that displays an image by scanning laser light on a screen (projected surface) 200. This image display device includes a video signal processing circuit 1010, light source devices 1100R, 1100G, and 1100B for three colors of RGB, a light beam combining optical system 1040, a laser beam scanning unit 1050, a scanning driving unit 1060, and a timing signal generating circuit. 1070 and a pixel synchronous clock generation circuit 1080. A light source device 1100R for red light includes a PWM signal generation circuit 1500, a laser driver 1020, a laser element 1030 for red light emission, a half mirror 1035, a photoelectric conversion element 1090, an I / V converter 1091, an A / V A D converter 1092 and a light amount correction circuit 1200 are included. The configurations of the other color light source devices 1100G and 1100B are the same as the configuration of the red light source device 1100R except for the laser element.

映像信号処理回路1010は、例えばノート型パソコン等の外部の画像供給装置(図示せず)から送信される映像信号及び同期信号(垂直同期信号及び水平同期信号)を入力とし、これらの映像信号及び同期信号を基に、表示すべき画像の各画素に対応する階調値を規定するデジタル階調データを生成し、このデジタル階調データを1フレーム単位で内部メモリに格納する。この際、映像信号処理回路1010は、画像表示装置のγ特性を考慮した逆γ補正を、元の映像信号の階調値に対して行うのが普通である。なお、以下では、映像信号処理回路1010から出力される階調データを、「画素値D」又は「画素データD」とも呼ぶ。   The video signal processing circuit 1010 receives a video signal and a synchronization signal (vertical synchronization signal and horizontal synchronization signal) transmitted from an external image supply device (not shown) such as a notebook personal computer, for example, and inputs these video signals and Based on the synchronization signal, digital gradation data defining a gradation value corresponding to each pixel of the image to be displayed is generated, and this digital gradation data is stored in the internal memory in units of one frame. At this time, the video signal processing circuit 1010 normally performs inverse γ correction in consideration of the γ characteristic of the image display device on the gradation value of the original video signal. Hereinafter, the gradation data output from the video signal processing circuit 1010 is also referred to as “pixel value D” or “pixel data D”.

映像信号処理回路1010は、タイミング信号発生回路1070から供給されるフレームタイミング信号Ft及び走査タイミング信号Stと、画素同期クロック発生回路1080から供給される画素同期クロック信号CLとに同期して、内部メモリに格納されている3色のデジタル画素データを読み出して、3つの光源装置1100R,1100G,1100Bに供給する。光源装置1100R,1100G,1100Bは、それぞれの画素データに応じてレーザ素子1030を駆動してレーザ光を発光する。各色用の光源装置1100R,1100G,1100Bから射出された3色のレーザ光は、光線合成光学系1040で合成されて、レーザ光走査部1050によって走査される。光線合成光学系1040としては、ダイクロイックプリズムや、2枚のダイクロイックミラーを利用可能である。レーザ光走査部1050は、例えば、反射ミラーを有する共振型のMEMS(Micro Electro Mechanical System)スキャナである。   The video signal processing circuit 1010 is synchronized with the frame timing signal Ft and the scanning timing signal St supplied from the timing signal generation circuit 1070 and the pixel synchronization clock signal CL supplied from the pixel synchronization clock generation circuit 1080. Are read out and supplied to the three light source devices 1100R, 1100G, and 1100B. The light source devices 1100R, 1100G, and 1100B drive the laser element 1030 according to the respective pixel data to emit laser light. The three colors of laser light emitted from the light source devices 1100R, 1100G, and 1100B for each color are combined by a light beam combining optical system 1040 and scanned by a laser light scanning unit 1050. As the light combining optical system 1040, a dichroic prism or two dichroic mirrors can be used. The laser beam scanning unit 1050 is, for example, a resonance type MEMS (Micro Electro Mechanical System) scanner having a reflection mirror.

各色のレーザ光は、また、ハーフミラー1035を介して光電変換素子1090に入射する。光電変換素子1090は、レーザ素子1030の光量Wを示す受光センサ信号Ipdを生成する。この受光センサ信号Ipdは電流信号なので、I/V変換器1091によって電圧信号VLに変換され、さらに、A/D変換器1092でデジタル光量信号Pに変化されて光量補正回路1200に供給される。この光量信号Pは、1画素当たりの測定光量又は1画素の平均光量を示している。光量補正回路1200は、この光量信号Pに基づいて画素値を補正することによって、光量補正を実行する。この光量補正の内容については後述する。   The laser light of each color is incident on the photoelectric conversion element 1090 through the half mirror 1035. The photoelectric conversion element 1090 generates a light receiving sensor signal Ipd indicating the light amount W of the laser element 1030. Since this light receiving sensor signal Ipd is a current signal, it is converted into a voltage signal VL by the I / V converter 1091, further converted into a digital light quantity signal P by the A / D converter 1092, and supplied to the light quantity correction circuit 1200. The light amount signal P indicates the measured light amount per pixel or the average light amount of one pixel. The light quantity correction circuit 1200 performs light quantity correction by correcting the pixel value based on the light quantity signal P. The content of this light quantity correction will be described later.

タイミング信号発生回路1070は、所定の検出位置に設けられた光センサ1070aを有しており、この光センサ1070aでレーザ光を検出したタイミングに合わせて、フレームタイミング信号Ftと、走査タイミング信号Stとを発生する。フレームタイミング信号Ftは、1フレームの開始を規定するパルス状の信号である。走査タイミング信号Stは、1水平走査期間の開始及び終了を規定するパルス状の信号である。画素同期クロック発生回路1080は、走査タイミング信号Stに応じて、個々の画素位置に同期した画素同期クロックCLを発生する。   The timing signal generation circuit 1070 has an optical sensor 1070a provided at a predetermined detection position, and a frame timing signal Ft, a scanning timing signal St, and the like are synchronized with the timing at which the optical sensor 1070a detects the laser beam. Is generated. The frame timing signal Ft is a pulse signal that defines the start of one frame. The scanning timing signal St is a pulse signal that defines the start and end of one horizontal scanning period. The pixel synchronization clock generation circuit 1080 generates a pixel synchronization clock CL synchronized with each pixel position in accordance with the scanning timing signal St.

図2は、画像表示装置の動作タイミングを示すタイミングチャートである。時刻t1では、レーザ光走査部1050の反射ミラーの回転角θ1がスクリーン200上における1フレームの開始位置に対応する角度と一致し、また、時刻t2では、反射ミラーの回転角θ1がスクリーン200上における1水平走査期間の開始位置に対応する角度と一致する。このとき、時刻t1において、タイミング信号発生回路1070からフレームタイミング信号Ftが出力され、また、時刻t2において1水平走査期間Hの開始を規定する走査タイミング信号Stが出力される。さらに、時刻t3において、反射ミラーの回転角θ1が1水平走査期間Hの終了位置に対応する角度と一致する。このとき、時刻t3において、タイミング信号発生回路1070から1水平走査期間Hの終了を規定する走査タイミング信号Stが出力される。時刻t4以降も同様の動作が繰り返される。   FIG. 2 is a timing chart showing the operation timing of the image display apparatus. At time t1, the rotation angle θ1 of the reflection mirror of the laser beam scanning unit 1050 coincides with the angle corresponding to the start position of one frame on the screen 200, and at time t2, the rotation angle θ1 of the reflection mirror is on the screen 200. This coincides with the angle corresponding to the start position of one horizontal scanning period. At this time, the frame timing signal Ft is output from the timing signal generation circuit 1070 at time t1, and the scanning timing signal St defining the start of one horizontal scanning period H is output at time t2. Further, at time t3, the rotation angle θ1 of the reflecting mirror coincides with the angle corresponding to the end position of one horizontal scanning period H. At this time, a scanning timing signal St that defines the end of one horizontal scanning period H is output from the timing signal generation circuit 1070 at time t3. The same operation is repeated after time t4.

画素同期クロック発生回路1080は、走査タイミング信号Stに応じて画素同期クロック信号CLを生成する。画素同期クロック信号CLのパルス間隔は、レーザ光の照射位置つまり経過時間に応じて変化する。例えば、スクリーン200の中央付近となる時刻t13〜t17付近ではパルス間隔は短くなり、スクリーン200の両端付近の時刻t2,t10〜t12,t18〜t20,t3ではパルス間隔は長くなる。これは、レーザ光走査部1050の反射ミラーの回転角θ1の変化速度(走査速度)が、経過時間に応じて正弦波状に変化するためである。   The pixel synchronization clock generation circuit 1080 generates a pixel synchronization clock signal CL according to the scanning timing signal St. The pulse interval of the pixel synchronization clock signal CL changes according to the irradiation position of the laser beam, that is, the elapsed time. For example, the pulse interval becomes short near the time t13 to t17 near the center of the screen 200, and the pulse interval becomes long at times t2, t10 to t12, t18 to t20, and t3 near both ends of the screen 200. This is because the changing speed (scanning speed) of the rotation angle θ1 of the reflection mirror of the laser beam scanning unit 1050 changes in a sine wave shape according to the elapsed time.

なお、レーザ光走査部1050として、ポリゴンミラーとfθレンズを用いた走査光学系を用いてもよい。この場合には、1画素の区間は、すべての走査範囲で一定となる。   As the laser beam scanning unit 1050, a scanning optical system using a polygon mirror and an fθ lens may be used. In this case, the interval of one pixel is constant over the entire scanning range.

図3は、PWM信号発生回路とレーザドライバと光量補正回路の内部構成を示す説明図である。光量補正回路1200は、画素値補正回路1210と、補正係数算出回路1220とを有している。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the PWM signal generation circuit, the laser driver, and the light amount correction circuit. The light amount correction circuit 1200 includes a pixel value correction circuit 1210 and a correction coefficient calculation circuit 1220.

画素値補正回路1210は、補正係数算出回路1220から供給される補正係数Da,Dbに基づいて画素値Dを補正し、補正後の画素値DcrをPWM信号発生回路1500に供給する。第1実施形態では、補正後の画素値Dcrは、以下の式に従って算出される。

Figure 2010054879
ここで、Dnは予め設定された規格化定数であり、例えばDn=255が利用される。 The pixel value correction circuit 1210 corrects the pixel value D based on the correction coefficients Da and Db supplied from the correction coefficient calculation circuit 1220 and supplies the corrected pixel value Dcr to the PWM signal generation circuit 1500. In the first embodiment, the corrected pixel value Dcr is calculated according to the following equation.
Figure 2010054879
Here, Dn is a preset normalization constant. For example, Dn = 255 is used.

PWM信号発生回路1500は、タイミング信号生成回路1510と、三角波信号生成回路1520と、コンパレータ1530と、画素値電圧生成回路1540とを有している。三角波信号生成回路1520は、オペアンプ1521と積分容量1523を用いた積分回路を有している。また、積分容量1523と並列にスイッチングトランジスタ1522が設けられている。オペアンプ1521のマイナス入力端子には、タイミング信号生成回路1510から充電信号Viが入力される。スイッチングトランジスタ1522のゲート電極には、タイミング信号生成回路1510から容量リセット信号Cresetが入力される。この容量リセット信号Cresetは、三角波信号Triの発生を1画素期間の終期で確実に停止させるための信号である。なお、三角波信号生成回路としては、図3に示した回路以外の種々の回路を採用可能である。コンパレータ1530は、三角波信号Triと、画素値電圧信号Vdとを比較して、PWM信号Spwmを生成する。画素値電圧信号Vdは、光量補正回路1200から供給された補正後の画素値Dcrを、画素値電圧生成回路1540が所定の変換式(後述)に従って変換した信号である。こうして生成されたPWM信号Spwmは、レーザドライバ1020に供給される。   The PWM signal generation circuit 1500 includes a timing signal generation circuit 1510, a triangular wave signal generation circuit 1520, a comparator 1530, and a pixel value voltage generation circuit 1540. The triangular wave signal generation circuit 1520 has an integration circuit using an operational amplifier 1521 and an integration capacitor 1523. In addition, a switching transistor 1522 is provided in parallel with the integration capacitor 1523. The charging signal Vi is input from the timing signal generation circuit 1510 to the negative input terminal of the operational amplifier 1521. A capacitance reset signal Creset is input from the timing signal generation circuit 1510 to the gate electrode of the switching transistor 1522. The capacitance reset signal Creset is a signal for reliably stopping the generation of the triangular wave signal Tri at the end of one pixel period. As the triangular wave signal generation circuit, various circuits other than the circuit shown in FIG. 3 can be employed. The comparator 1530 compares the triangular wave signal Tri and the pixel value voltage signal Vd to generate the PWM signal Spwm. The pixel value voltage signal Vd is a signal obtained by converting the corrected pixel value Dcr supplied from the light amount correction circuit 1200 according to a predetermined conversion formula (described later). The PWM signal Spwm thus generated is supplied to the laser driver 1020.

レーザドライバ1020は、電流制限用の抵抗1022と、駆動トランジスタ1024との直列接続を有している。これらの抵抗1022と駆動トランジスタ1024は、電源電位Vlaserと接地電位との間において、レーザ素子1030と直列に接続されている。PWM信号発生回路1500から出力されたPWM信号Spwmは、駆動トランジスタ1024の制御端子に入力され、駆動トランジスタ1024をオン/オフ制御する。   The laser driver 1020 has a series connection of a current limiting resistor 1022 and a driving transistor 1024. The resistor 1022 and the drive transistor 1024 are connected in series with the laser element 1030 between the power supply potential Vlaser and the ground potential. The PWM signal Spwm output from the PWM signal generation circuit 1500 is input to the control terminal of the drive transistor 1024 to control the drive transistor 1024 on / off.

図4は、PWM信号を用いたレーザ駆動の様子を示すタイミングチャートである。画素値Dは、画素同期クロックCLに同期して画素値電圧生成回路1540に供給され、これに応じて画素値信号Vdが生成される。但し、画素値信号Vdは、画素値補正回路1210で補正された画素値Dcrに応じた電圧値を有する信号である。充電信号Viと容量リセット信号Cresetは、画素同期クロック信号CLから所定時間だけそれぞれ遅延したタイミングでそれぞれ発生する。各画素期間の初めには、まず、充電信号ViがHレベルとなり、これに応じて三角波信号生成回路1520が充電されて、三角波信号Triの電圧値が上昇する。その後、充電信号ViがLレベルになると、三角波信号生成回路1520が放電して三角波信号Triの電圧値が下降する。容量リセット信号Cresetは、1画素期間の終期において積分容量1523を短絡させて放電することによって、三角波信号Triを強制的にリセットする機能を有している。PWM信号Spwmは、三角波信号Triが画素値信号Vdより大きな期間でHレベルとなり、三角波信号Triが画素値信号Vdより小さな期間でLレベルとなる。このPWM信号Spwmに応じてレーザ駆動電流Iが流れ、レーザ素子1030が発光する。   FIG. 4 is a timing chart showing a state of laser driving using a PWM signal. The pixel value D is supplied to the pixel value voltage generation circuit 1540 in synchronization with the pixel synchronization clock CL, and the pixel value signal Vd is generated accordingly. However, the pixel value signal Vd is a signal having a voltage value corresponding to the pixel value Dcr corrected by the pixel value correction circuit 1210. The charge signal Vi and the capacity reset signal Creset are generated at timings delayed from the pixel synchronization clock signal CL by a predetermined time, respectively. At the beginning of each pixel period, first, the charge signal Vi becomes H level, and the triangular wave signal generation circuit 1520 is charged accordingly, and the voltage value of the triangular wave signal Tri increases. Thereafter, when the charging signal Vi becomes L level, the triangular wave signal generation circuit 1520 is discharged, and the voltage value of the triangular wave signal Tri decreases. The capacitor reset signal Creset has a function of forcibly resetting the triangular wave signal Tri by discharging the integration capacitor 1523 by short-circuiting at the end of one pixel period. The PWM signal Spwm becomes H level when the triangular wave signal Tri is larger than the pixel value signal Vd, and becomes L level when the triangular wave signal Tri is smaller than the pixel value signal Vd. The laser drive current I flows according to the PWM signal Spwm, and the laser element 1030 emits light.

図5は、本実施形態のPWM変調において想定しているPWM信号ウィンドウと、実際のPWM信号との関係を示す説明図である。PWM信号ウィンドウPwm_Windowは、画素同期クロック信号CLの立上りエッジから所定の期間だけ遅延して開始される一定幅の期間である。図2で説明したように、1画素期間は、レーザ光の走査位置に応じて変化するが、PWM信号ウィンドウPwm_Windowは画素位置に依らずに一定の値に保たれる。PWM信号Spwmは、このPWM信号ウィンドウ内においてのみHレベルに立ち上がる。PWM信号Spwmのデューティは、補正後の画素値Dcr(図3)に応じて決定される。ここで、PWM信号Spwmのデューティとは、PWM信号Spwmのパルス幅Pwm_Widthを、PWM信号ウィンドウPwm_Windowで除した値である。デューティが大きいほどレーザ駆動電流Iが流れる時間が長いので、レーザ光量Wdtがより増大する。なお、レーザ光量Wdtは、レーザ駆動電流Iが流れ初めてから多少の遅れ時間tdの後に立ち上がる。この理由は、半導体レーザは、電流を流し始めると活性領域のキャリア密度が増加し始め、キャリア密度が閾値に達した後にレーザ発光が開始されるからである。従って、デューティがある程度以上大きくならないと、レーザ光量はゼロになる。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the PWM signal window assumed in the PWM modulation of this embodiment and the actual PWM signal. The PWM signal window Pwm_Window is a period with a constant width that is delayed by a predetermined period from the rising edge of the pixel synchronization clock signal CL. As described with reference to FIG. 2, one pixel period changes according to the scanning position of the laser beam, but the PWM signal window Pwm_Window is kept at a constant value regardless of the pixel position. The PWM signal Spwm rises to the H level only within this PWM signal window. The duty of the PWM signal Spwm is determined according to the corrected pixel value Dcr (FIG. 3). Here, the duty of the PWM signal Spwm is a value obtained by dividing the pulse width Pwm_Width of the PWM signal Spwm by the PWM signal window Pwm_Window. The larger the duty is, the longer the time during which the laser drive current I flows, so that the laser light amount Wdt further increases. The laser light amount Wdt rises after a slight delay time td from the beginning of the flow of the laser drive current I. This is because the semiconductor laser starts to increase the carrier density of the active region when the current starts to flow, and starts laser emission after the carrier density reaches the threshold value. Therefore, if the duty is not increased to some extent, the laser light quantity becomes zero.

図6(A)は、デューティと光量W(1画素当たりの平均光量)の関係を示すグラフである。上述した発光の遅れ時間tdのために、デューティが閾値Dutyth以下の範囲(オフセットの範囲)では、光量Wはゼロであり、その後、デューティが増加すると光量Wは直線的に増加する。光量Wが0を超えている範囲は、有効駆動範囲として利用可能である。図6(B)は、レーザ素子の特性の一例を示すグラフである。横軸はレーザ駆動電流を示し、縦軸はレーザ素子の電圧と、単位時間当たりの光量Wdtを示している。単位時間当たりの光量Wdtは、レーザ駆動電流Iが閾値電流Ithに達するまではほぼゼロであり、その後、駆動電流Iとともに直線的に増加する。駆動電流Iの傾きηは、「微分効率」とも呼ばれている。第1実施形態のPWM変調では、閾値電流Ithよりも十分に大きな駆動電流値Imでレーザ素子を発光させている。なお、図6(A)のグラフの平均光量Wは、単位時間当たりの光量Wdtを1画素期間(すなわちウィンドウPwm_Window)で平均した値である。 FIG. 6A is a graph showing the relationship between the duty and the light quantity W (average light quantity per pixel). Due to the light emission delay time td described above, the light amount W is zero in a range where the duty is equal to or less than the threshold Duty th (offset range), and thereafter, the light amount W increases linearly as the duty increases. A range in which the light amount W exceeds 0 can be used as an effective drive range. FIG. 6B is a graph illustrating an example of characteristics of the laser element. The horizontal axis indicates the laser drive current, and the vertical axis indicates the voltage of the laser element and the light amount Wdt per unit time. The light amount Wdt per unit time is substantially zero until the laser drive current I reaches the threshold current Ith, and thereafter increases linearly with the drive current I. The slope η of the drive current I is also called “differential efficiency”. In the PWM modulation of the first embodiment, the laser element is caused to emit light with a drive current value Im sufficiently larger than the threshold current Ith. The average light amount W in the graph of FIG. 6A is a value obtained by averaging the light amount Wdt per unit time over one pixel period (that is, the window Pwm_Window).

図6(A)に示すデューティと平均光量Wの関係は、以下の式で表現される。

Figure 2010054879
ここで、fは図6(A)のグラフの傾きである。 The relationship between the duty and the average light amount W shown in FIG. 6A is expressed by the following equation.
Figure 2010054879
Here, f is the slope of the graph of FIG.

図4に示したPWM信号発生回路1500の動作では、画素値電圧Vdが小さいほどデューティが増加している。従って、画素値電圧Vdは、画素値Dが大きいほど低下するように設定される。このような特性は、以下の式で表される。

Figure 2010054879
ここで、Duty0は、画素値電圧Vdがゼロの場合のデューティ値であり、これは、デューティの上限値に相当する。Kdは定数である。また、GpとVd0は画素値電圧生成回路1540(図3)の設定値であり、(1.5)式は画素値電圧生成回路1540における変換を表している。(1.4),(1.5)式から、画素値Dが大きいほど画素値電圧Vdが小さくなり、デューティ値が大きくなる(上限値Duty0に近づく)ことが理解できる。 In the operation of the PWM signal generation circuit 1500 shown in FIG. 4, the duty increases as the pixel value voltage Vd decreases. Accordingly, the pixel value voltage Vd is set so as to decrease as the pixel value D increases. Such a characteristic is expressed by the following equation.
Figure 2010054879
Here, Duty 0 is a duty value when the pixel value voltage Vd is zero, and this corresponds to an upper limit value of the duty. K d is a constant. Gp and Vd 0 are set values of the pixel value voltage generation circuit 1540 (FIG. 3), and equation (1.5) represents conversion in the pixel value voltage generation circuit 1540. From equations (1.4) and (1.5), it can be understood that as the pixel value D increases, the pixel value voltage Vd decreases and the duty value increases (closes to the upper limit value Duty 0 ).

図1に示した受光センサ信号Ipdと、その電圧信号VLと、測定光量Pは、それぞれ以下の式で表される。

Figure 2010054879
ここで、Wは1画素当たりの平均光量であり、Kpd,R,Gadはそれぞれの回路1090,1091,1092における変換係数である。 The light receiving sensor signal Ipd, the voltage signal VL, and the measured light quantity P shown in FIG. 1 are each expressed by the following equations.
Figure 2010054879
Here, W is an average amount of light per pixel, and Kpd, R, and Gad are conversion coefficients in the respective circuits 1090, 1091, and 1092.

上記(1.2)〜(1.8)式を用いると、測定光量Pは以下の式で表される。

Figure 2010054879
When the above equations (1.2) to (1.8) are used, the measurement light quantity P is expressed by the following equation.
Figure 2010054879

上記(1.9)式において、測定光量Pは、画素値Dの1次関数の形式で書き表されている。この1次関数の第1の係数aは傾きであり、第2の係数bは切片である。また、(1.12),(1.13)式において、画素値用の2つの補正係数Da,Dbは、これらの係数a,bのみを変数としていることが理解できる。   In the above equation (1.9), the measured light quantity P is expressed in the form of a linear function of the pixel value D. The first coefficient a of the linear function is a slope, and the second coefficient b is an intercept. Further, in the equations (1.12) and (1.13), it can be understood that the two correction coefficients Da and Db for the pixel value have only these coefficients a and b as variables.

光量補正回路1200における光量補正の原理は以下の通りである。まず、目標光量Tを、次式のように、画素値Dに比例するものと仮定する。

Figure 2010054879
ここで、係数Mは、画素値Dがその最大値(例えば255)のときに、目標光量Tがその最大値となるように予め決定された値である。一方、測定光量Pは、上記(1.9)式に示したように、P=a×D+bと表される。 The principle of light amount correction in the light amount correction circuit 1200 is as follows. First, it is assumed that the target light amount T is proportional to the pixel value D as in the following equation.
Figure 2010054879
Here, the coefficient M is a value determined in advance so that the target light amount T becomes the maximum value when the pixel value D is the maximum value (for example, 255). On the other hand, the measured light quantity P is expressed as P = a × D + b as shown in the above equation (1.9).

図7は、光量補正の原理を説明するための説明図である。図7(A)に示すように、ある階調値Dkに対応する目標光量をTk、測定光量をPkとすると、PkとTkとの差は光量誤差δkで表される。この光量誤差δkを最小化するように係数a,bを順次修正し、修正後の係数a,bに応じて画素値の補正係数Da,Dbを補正することが、本実施形態における光量補正の基本的な考え方である。   FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the principle of light quantity correction. As shown in FIG. 7A, if the target light quantity corresponding to a certain gradation value Dk is Tk and the measured light quantity is Pk, the difference between Pk and Tk is represented by a light quantity error δk. The coefficients a and b are sequentially corrected so as to minimize the light quantity error δk, and the correction coefficients Da and Db of the pixel value are corrected according to the corrected coefficients a and b. This is the basic idea.

理想的な状態では、測定光量Pと目標光量Tとが一致するように画素値の補正係数Da,Dbが設定される。但し、図6(B)に示したレーザ特性(閾値電流Ith及び微分効率η)が変化すると、図7(B)〜(E)のように測定光量Pと目標光量Tに誤差が生じるので、この誤差を解消するように画素値の補正係数Da,Dbが修正される。例えば、図7(B),(C)は、閾値電流Ithが変化して測定光量Pの係数bが変化した場合を示す。図7(D),(E)は、微分効率ηが変化して測定光量Pの係数aが変化した場合を示す。上記(1.12),(1.13)式で与えられているように、係数aは第1の補正係数Daに対応する変数であり、係数bは第2の補正係数Dbに対応する変数なので、図7(D),(E)の場合は第1の補正係数Daを補正し、図7(B),(C)の場合は第2の補正係数Dbを補正すれば良いことがわかる。   In an ideal state, the pixel value correction coefficients Da and Db are set so that the measured light amount P and the target light amount T coincide. However, if the laser characteristics (threshold current Ith and differential efficiency η) shown in FIG. 6B change, an error occurs between the measured light quantity P and the target light quantity T as shown in FIGS. 7B to 7E. The correction coefficients Da and Db of the pixel value are corrected so as to eliminate this error. For example, FIGS. 7B and 7C show the case where the threshold current Ith changes and the coefficient b of the measured light quantity P changes. 7D and 7E show a case where the differential efficiency η is changed and the coefficient a of the measured light quantity P is changed. Since the coefficient a is a variable corresponding to the first correction coefficient Da and the coefficient b is a variable corresponding to the second correction coefficient Db as given by the above equations (1.12) and (1.13), FIG. It can be seen that the first correction coefficient Da is corrected in the cases (D) and (E), and the second correction coefficient Db is corrected in the cases shown in FIGS.

画素値の補正係数Da,Dbの設定は、複数の画素値Dに対応する目標光量Tと測定光量Pとの誤差δ(=P−T)を順次測定して、その誤差δを最小化する係数a,bを求め、これらの係数a,bに基づいて画素値の補正係数Da,Dbを決定することによって実行される。誤差δの測定回数が少ないと測定誤差による不正確さが生じるため、測定回数を増やして逐次的に測定精度を改善することが望ましい。誤差δを最小化するように係数a,bを逐次的に求める方法としては、最急降下法や共役勾配法などの各種の数値最適化法を利用することが可能である。本実施形態では、以下に説明するように、最急降下法を用いて、光量誤差δの2乗和を最小化する係数a,bを逐次的に探索する。   The pixel value correction coefficients Da and Db are set by sequentially measuring an error δ (= P−T) between a target light amount T and a measured light amount P corresponding to a plurality of pixel values D, and minimizing the error δ. The calculation is performed by obtaining the coefficients a and b and determining the correction coefficients Da and Db of the pixel value based on the coefficients a and b. If the number of measurement of the error δ is small, inaccuracy due to measurement error occurs, so it is desirable to increase the number of measurements and improve the measurement accuracy sequentially. As a method for sequentially obtaining the coefficients a and b so as to minimize the error δ, various numerical optimization methods such as the steepest descent method and the conjugate gradient method can be used. In this embodiment, as will be described below, the steepest descent method is used to sequentially search for the coefficients a and b that minimize the square sum of the light amount error δ.

ここで、階調値Dを設定して測定光量Pを測定する手順を1番目からk番目まで繰り返した時、階調値{D1、D2、・・、Di、・・、Dk}に対する測定光量を{P1、P、・・、Pi、・・、Pk}とし、目標光量を{T1、T2、・・、Ti、・・、Tk}とする。評価関数εkを下記式のように誤差δの2乗和として表し、この評価関数εkを最小化する係数a,bをi番目の測定に関して逐次的に求める。係数a、bの変化による傾斜を求めて、その方向に係数a、bを補正する最急降下法を用いると、k番目の測定によって修正された係数ak、bkは、下記式で表すことができる。なお、μa及びμbは係数である。 Here, when the procedure for setting the gradation value D and measuring the measurement light quantity P is repeated from the first to the k-th, the measurement light quantity for the gradation values {D1, D2,..., Di,. Is set to {P1, P,..., Pi,..., Pk}, and the target light quantity is set to {T1, T2,. The evaluation function ε k is expressed as the sum of squares of the error δ as in the following equation, and coefficients a and b that minimize the evaluation function ε k are sequentially obtained for the i-th measurement. When the steepest descent method is used in which slopes due to changes in the coefficients a and b are obtained and the coefficients a and b are corrected in the directions, the coefficients ak and bk corrected by the k-th measurement can be expressed by the following equations. . Note that μ a and μ b are coefficients.

Figure 2010054879
Figure 2010054879

上記(1.17),(1.18)式の偏微分の項∂εk/∂a,∂εk/∂bは次式で表される。

Figure 2010054879
Above (1.17), (1.18) where the partial differential term ∂ε k / ∂a, the ∂ε k / ∂ b is expressed by the following equation.
Figure 2010054879

従って、(1.17)〜(1.20)式から次式が導かれる。

Figure 2010054879
Therefore, the following equation is derived from the equations (1.17) to (1.20).
Figure 2010054879

さらに、逐次的に計算できるように変形すると、次式が得られる。

Figure 2010054879
Furthermore, when it deform | transforms so that it can calculate sequentially, following Formula is obtained.
Figure 2010054879

こうして逐次的に係数a,bが算出されると、これらの係数a,bに応じて、上記(1.12),(1.13)式に従って、画素値の補正係数Da,Dbを求めることができる。なお、係数a,bの初期値a0,b0としては、任意の値を設定可能である。 When the coefficients a and b are sequentially calculated in this way, the correction coefficients Da and Db of the pixel value can be obtained according to the above equations (1.12) and (1.13) according to the coefficients a and b. Note that arbitrary values can be set as the initial values a 0 and b 0 of the coefficients a and b.

このような逐次的な光量補正がうまく進めば、係数aは目標光量Tの式T=M×Dにおける係数(目標傾斜)Mに収束し、また、係数bはゼロに収束する。従って、測定光量Pは、画素値Dに比例するものとなる。   If such sequential light quantity correction proceeds well, the coefficient a converges to the coefficient (target inclination) M in the target light quantity T equation T = M × D, and the coefficient b converges to zero. Therefore, the measured light quantity P is proportional to the pixel value D.

図8は、第1実施形態における光量補正回路の機能を示すブロック図である。制御対象1400は、PWM信号発生回路1500と、レーザドライバ1020と、レーザ素子1030と、光検出回路1090〜1092の動作を代表している。補正係数算出回路1220(図3)の機能は、図8において、9つの演算ブロック1401〜1409によって表現されている。これらの演算ブロック1401〜1409の演算は、上記(1.15)式、(1.23)〜(1.27)式及び(1.12)〜(1.13)式に従ったものである。   FIG. 8 is a block diagram showing the function of the light amount correction circuit in the first embodiment. The control target 1400 represents the operations of the PWM signal generation circuit 1500, the laser driver 1020, the laser element 1030, and the light detection circuits 1090 to 1092. The function of the correction coefficient calculation circuit 1220 (FIG. 3) is represented by nine calculation blocks 1401 to 1409 in FIG. The computations of these computation blocks 1401 to 1409 are in accordance with the above formulas (1.15), (1.23) to (1.27) and (1.12) to (1.13).

図9は、図8における第2の補正係数Dbを求める演算ブロック1407〜1409を具体的な回路で実現する場合の構成例を示している。図9(a)では、誤差積算要素1407と、補正要素1408と、変数変換要素1409が直列に接続されている。図9(B)は、これらを遅延要素1410、1411及び利得要素を使って表現したブロック図である。遅延要素1410は誤差の積算を行い、遅延要素1411はパラメータbの逐次補正を行う。このブロック図を簡略化するため、上記(1.26)式を次の(1.28)式のように変形する。

Figure 2010054879
FIG. 9 shows a configuration example when the operation blocks 1407 to 1409 for obtaining the second correction coefficient Db in FIG. 8 are realized by a specific circuit. In FIG. 9A, an error integration element 1407, a correction element 1408, and a variable conversion element 1409 are connected in series. FIG. 9B is a block diagram expressing these using delay elements 1410 and 1411 and a gain element. The delay element 1410 performs error accumulation, and the delay element 1411 sequentially corrects the parameter b. In order to simplify this block diagram, the above equation (1.26) is transformed into the following equation (1.28).
Figure 2010054879

(1.30)式をブロック図で表現すれば図9(c)のようになり、遅延要素1410の出力を利得要素1413でμb/K倍して遅延要素1412へ送ることで、図9(b)と等価な動作をすることが理解できる。 The expression (1.30) can be expressed in a block diagram as shown in FIG. 9C, and the output of the delay element 1410 is multiplied by μ b / K by the gain element 1413 and sent to the delay element 1412. It can be understood that the operation is equivalent to.

さて、遅延要素をフリップフロップで実現するためには、演算の桁落ちを防止することが好ましい。そのために各所に利得調整のための演算器を挿入した上で遅延要素をフリップフロップ1414,1415で置き換えると図9(d)が得られる。図9(c)と図9(d)が等価な動作をするためには、各利得が次式の関係を満たせばよい。

Figure 2010054879
Now, in order to realize the delay element with a flip-flop, it is preferable to prevent the operation from being lost. For this purpose, if an arithmetic unit for gain adjustment is inserted in each place and the delay elements are replaced by flip-flops 1414 and 1415, FIG. 9D is obtained. In order for FIG. 9C and FIG. 9D to perform an equivalent operation, each gain only needs to satisfy the relationship of the following equation.
Figure 2010054879

図10は、図8における第1の補正係数Daを求める演算ブロック1404〜1406を具体的な回路で実現する場合の構成例を示している。図10(a)では、誤差積算要素1404と、補正要素1405と、変数変換要素1406が直列に接続されている。図10(b)は、これらの演算を、遅延要素1423,1421及び利得要素1420,1422を使って表現したブロック図である。この図を見ると2つの利得要素1420、1422を、図10(c)の様に1つの利得要素1424にまとめて、その出力を遅延要素1425に送るようにしても、入出力間の動作は変わらないことがわかる。これは、上記(1.24)式を次のように変形することに対応する。

Figure 2010054879
FIG. 10 shows a configuration example when the operation blocks 1404 to 1406 for obtaining the first correction coefficient Da in FIG. 8 are realized by a specific circuit. In FIG. 10A, an error integration element 1404, a correction element 1405, and a variable conversion element 1406 are connected in series. FIG. 10B is a block diagram representing these operations using delay elements 1423 and 1421 and gain elements 1420 and 1422. Referring to this figure, even if two gain elements 1420 and 1422 are combined into one gain element 1424 as shown in FIG. 10 (c) and the output is sent to the delay element 1425, the operation between the input and output is as follows. You can see that it does n’t change. This corresponds to the transformation of the above equation (1.24) as follows.
Figure 2010054879

さて、図9(d)と同様に、適宜に利得を挿入した上で遅延要素1424,1425をフリップフロップ1427,1428で置き換えると図10(d)が得られる。ここで利得要素1426は回路の共通化のための利得調整用に挿入したものである。各利得が次式を満たせば図10(c)と図10(d)は等価な動作となる。

Figure 2010054879
Similarly to FIG. 9D, when a gain is appropriately inserted and the delay elements 1424 and 1425 are replaced with flip-flops 1427 and 1428, FIG. 10D is obtained. Here, the gain element 1426 is inserted for gain adjustment for circuit commonality. If each gain satisfies the following equation, FIG. 10 (c) and FIG. 10 (d) are equivalent operations.
Figure 2010054879

以上のように、第1実施形態では、測定光量P(P=a×D+b)と、目標光量T(T=M×D)に関して、画素値Dに関する誤差δを最小化する係数a,bを逐次的に求め、これらの係数a,bに応じて画素値Dを補正することによって光量を補正している。この結果、発光素子の特性に変化が生じても、画素値Dに比例した目標光量Tが得られるような光量補正を実現することが可能である。   As described above, in the first embodiment, the coefficients a and b for minimizing the error δ related to the pixel value D with respect to the measured light amount P (P = a × D + b) and the target light amount T (T = M × D) are set. The light quantity is corrected by sequentially obtaining and correcting the pixel value D according to these coefficients a and b. As a result, it is possible to realize light amount correction so that a target light amount T proportional to the pixel value D can be obtained even if the characteristics of the light emitting element change.

なお、第1実施形態における光量補正は、画像表示装置の動作中に定期的に行うことが好ましい。また、光量補正は、画像の表示中か否かに依らず、任意のタイミングで実行することが可能である。例えば、画像の表示中に光量補正を行っても良く、あるいは、帰線期間中に光量補正を行っても良い。画像の非表示中(例えば帰線期間中)に光量補正を行う場合には、ハーフミラー1035(図1)の角度を変更する機構を設けることが好ましい。そして、この機構を利用して、光量補正の実行中においてのみレーザ光を光電変換素子1090に向けて反射する角度に設定し、光量補正を行わないときにはレーザ光の光路を邪魔しない角度に設定することが好ましい。こうすれば、画像表示中の輝度を低下させることなく光量補正を行うことが可能である。なお、このようにミラーの角度を変更する機構を用いる場合には、ハーフミラーの代わりに全ミラーを用いてもよい。   The light amount correction in the first embodiment is preferably performed periodically during the operation of the image display apparatus. The light amount correction can be executed at an arbitrary timing regardless of whether the image is being displayed. For example, the light amount correction may be performed during image display, or the light amount correction may be performed during the blanking period. When light amount correction is performed during image non-display (for example, during a blanking period), it is preferable to provide a mechanism for changing the angle of the half mirror 1035 (FIG. 1). Then, using this mechanism, the angle at which the laser beam is reflected toward the photoelectric conversion element 1090 is set only during execution of the light amount correction, and the angle at which the optical path of the laser beam is not obstructed when the light amount correction is not performed. It is preferable. In this way, it is possible to perform light amount correction without reducing the luminance during image display. In addition, when using the mechanism which changes the angle of a mirror in this way, you may use all the mirrors instead of a half mirror.

B.第2実施形態(画素値と駆動回路の電源電圧値の補正による光量補正):
図11は、第2実施形態におけるPWM信号発生回路とレーザドライバと光量補正回路の内部構成を示す説明図であり、第1実施形態の図3に対応する図である。第2実施形態では、光量補正回路1200aが、画素値Dを補正するとともに、レーザドライバ1020の電源電圧Vlaserを補正することによって、光量補正を実現している。補正係数算出回路1220aは、画素値用の補正係数Dbと、電源電圧用の補正係数Dvlaserとを算出する。なお、後者を「電源電圧指令値Dvlaser」とも呼ぶ。画素値補正回路1210aは、画素値用の補正係数Dbに応じて画素値Dを次式に従って補正する。

Figure 2010054879
B. Second Embodiment (Light quantity correction by correcting the pixel value and the power supply voltage value of the drive circuit):
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the PWM signal generation circuit, the laser driver, and the light amount correction circuit in the second embodiment, and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment. In the second embodiment, the light amount correction circuit 1200a corrects the pixel value D and corrects the power supply voltage Vlaser of the laser driver 1020, thereby realizing light amount correction. The correction coefficient calculation circuit 1220a calculates a correction coefficient Db for pixel values and a correction coefficient Dvlaser for power supply voltage. The latter is also referred to as “power supply voltage command value Dvlaser”. The pixel value correction circuit 1210a corrects the pixel value D according to the following equation in accordance with the pixel value correction coefficient Db.
Figure 2010054879

電源制御回路1120は、電源電圧用の補正係数Dvlaserに応じてレーザドライバ1020の電源電圧Vlaserを設定する。この補正係数Dvlaserは、例えば、電源電圧Vlaserの値を示すデジタル値である。なお、PWM信号発生回路1500とレーザドライバ1020の構成は、第1実施形態と同じである。   The power supply control circuit 1120 sets the power supply voltage Vlaser of the laser driver 1020 according to the correction coefficient Dvlaser for the power supply voltage. This correction coefficient Dvlaser is, for example, a digital value indicating the value of the power supply voltage Vlaser. The configurations of the PWM signal generation circuit 1500 and the laser driver 1020 are the same as those in the first embodiment.

図12は、電源電圧Vlaserを変化させた場合の発光光量の変化の一例を示すグラフである。電源電圧Vlaserが増大すると、1画素当たりの平均光量Wの傾きfが増大し、デューティの閾値Dutythは低下する。 FIG. 12 is a graph showing an example of a change in the amount of emitted light when the power supply voltage Vlaser is changed. When the power supply voltage Vlaser increases, the gradient f of the average light amount W per pixel increases, and the duty threshold Duty th decreases.

第2実施形態におけるデューティと平均光量Wの関係は、以下の式で表現される。

Figure 2010054879
平均光量Wの傾きf(図12)は、以下で表される。
Figure 2010054879
ここで、Kf,f0は定数である。 The relationship between the duty and the average light quantity W in the second embodiment is expressed by the following equation.
Figure 2010054879
The gradient f (FIG. 12) of the average light quantity W is expressed as follows.
Figure 2010054879
Here, K f and f 0 are constants.

なお、レーザ素子のI−V特性は、前述した図6(B)に示したように非線形である。但し、PWM変調で使用する駆動電流Imの近傍ではI−V特性はほぼ直線的なので、上記(2.4)のように平均光量Wの傾きfを電源電圧用の補正係数Dvlaserの一次関数で表現しても、実用上の問題はない。   Note that the IV characteristic of the laser element is non-linear as shown in FIG. However, since the IV characteristic is almost linear in the vicinity of the drive current Im used in PWM modulation, the slope f of the average light quantity W is expressed by a linear function of the correction coefficient Dvlaser for the power supply voltage as described in (2.4) above. But there is no practical problem.

第1実施形態の(1.4),(1.5)式と同様に、デューティと画素値電圧Vdは以下の式で表現される。

Figure 2010054879
Similar to the expressions (1.4) and (1.5) in the first embodiment, the duty and the pixel value voltage Vd are expressed by the following expressions.
Figure 2010054879

また、第1実施形態の(1.6)〜(1.8)式と同様に、受光センサ信号Ipdと、その電圧信号VLと、測定光量Pは、それぞれ以下の式で表される。

Figure 2010054879
Similarly to the equations (1.6) to (1.8) in the first embodiment, the light receiving sensor signal Ipd, its voltage signal VL, and the measured light amount P are expressed by the following equations, respectively.
Figure 2010054879

上記(2.2)〜(2.9)式を用いると、測定光量Pは以下の式で表される。

Figure 2010054879
When the above equations (2.2) to (2.9) are used, the measured light quantity P is expressed by the following equation.
Figure 2010054879

(2.10)式に示すように、第2実施形態においても、測定光量PはP=a×D+bの形式で書き表されている。なお、上記(2.10)〜(2.15)式と、第1実施形態の(1.9)〜(1.14)式とを比較すれば、電源電圧用の補正係数Dvlaserは、第1実施形態の第1の補正係数Daに対応していることが理解できる。また、第2実施形態における第2の補正係数Dbと、第1実施形態における第2の補正係数Dbも対応関係にあるが、具体的な内容は若干異なっている。なお、仮に、第2実施形態において、第1実施形態と同様に上記(1.1)式に従った画素値の補正を行うと、画素値用の補正係数Da,Dbと電源電圧用の補正係数Dvlaserの3つが変数になるので、これらの3つの変数Da,Db,Dlaserを2つの係数a,bから決定することができない。そこで、第2実施形態では、画素値補正回路1210a(図11)において1つの補正係数Dbのみを用いた補正を実行し、この補正係数Dbと電源電圧用の補正値Dvlaserとを、係数a,bから決定できるように工夫されている。   As shown in the formula (2.10), also in the second embodiment, the measured light quantity P is written in the form of P = a × D + b. If the above equations (2.10) to (2.15) are compared with the equations (1.9) to (1.14) of the first embodiment, the correction coefficient Dvlaser for the power supply voltage is the first correction of the first embodiment. It can be understood that this corresponds to the coefficient Da. The second correction coefficient Db in the second embodiment and the second correction coefficient Db in the first embodiment are also in a correspondence relationship, but the specific contents are slightly different. In the second embodiment, if the pixel value is corrected according to the above formula (1.1) as in the first embodiment, the correction coefficient Da, Db for the pixel value and the correction coefficient Dvlaser for the power supply voltage are used. Therefore, these three variables Da, Db, Dlaser cannot be determined from the two coefficients a, b. Therefore, in the second embodiment, correction using only one correction coefficient Db is executed in the pixel value correction circuit 1210a (FIG. 11), and the correction coefficient Db and the correction value Dvlaser for the power supply voltage are expressed as coefficients a, It is devised so that it can be determined from b.

第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、複数の画素値Dに対応する目標光量T(T=M×D)と、測定光量Pとの誤差δ(δ=P−T)を測定し、それらの誤差δを最小化する係数a,bを求め、これらの係数a,bに基づいて補正係数Dvlaser,Dbを決定する。なお、係数a,bを求めるための最急降下法では、第1実施形態で説明した(1.16)〜(1.27)式をそのまま利用できるので、ここでは記載を省略する。   Also in the second embodiment, as in the first embodiment, an error δ (δ = P−T) between the target light amount T (T = M × D) corresponding to a plurality of pixel values D and the measured light amount P is calculated. Measurement is performed to obtain coefficients a and b that minimize the error δ, and correction coefficients Dvlaser and Db are determined based on these coefficients a and b. In the steepest descent method for obtaining the coefficients a and b, the expressions (1.16) to (1.27) described in the first embodiment can be used as they are, so that the description is omitted here.

図13は、第2実施形態における光量補正回路の機能を示すブロック図である。補正係数算出回路1220a(図11)の機能は、図13において、9つの演算ブロック1401〜1409aによって表現されている。なお、図8との差異は、補正係数算出回路1220aの2つの演算ブロック1406a,1409aと画素値補正回路1210aの演算内容だけである。なお、演算ブロック1406a,1409aの演算は、上記(2.13),(2.14)式に対応している。   FIG. 13 is a block diagram illustrating functions of the light amount correction circuit according to the second embodiment. The function of the correction coefficient calculation circuit 1220a (FIG. 11) is represented by nine arithmetic blocks 1401 to 1409a in FIG. The difference from FIG. 8 is only the calculation contents of the two calculation blocks 1406a and 1409a of the correction coefficient calculation circuit 1220a and the pixel value correction circuit 1210a. The operations of the operation blocks 1406a and 1409a correspond to the above equations (2.13) and (2.14).

図14は、補正係数算出回路1220aの演算ブロック1403〜1409aの詳細を示す説明図であり、第1実施形態の図9,図10に対応している。図14(a)の演算ブロック1403〜1409aは、図13と同じものである。これを単位演算に分解して表現すると図14(b)が得られる。ここでbk/akを求める演算回路は除算なので回路構成が煩雑である。そこで、以下のように回路を変更してもよい。制御ループがうまく動作すると、係数akは目標光量Tの式T=M×Dにおける定数Mに近づく。そこで、図14(b)の係数bkを求める演算ブロックにおいて、係数akを定数Mで置き換えると図14(c),(d)が得られる。この近似により、係数akを求める系列と係数bkを求める系列を分離できるので、図14(d)のように回路構成を簡単化できる。図14(c)、(d)の回路構成では、上記(2.14)式が以下の(2.14a)式に置き換えられていることが理解できる。

Figure 2010054879
ここでは、画素値用の補正係数Dbが、係数aに依存せず、係数bのみから算出されている。 FIG. 14 is an explanatory diagram showing details of the calculation blocks 1403 to 1409a of the correction coefficient calculation circuit 1220a, and corresponds to FIGS. 9 and 10 of the first embodiment. The operation blocks 1403 to 1409a in FIG. 14A are the same as those in FIG. When this is decomposed into unit operations and expressed, FIG. 14B is obtained. Here, since the arithmetic circuit for obtaining b k / ak is division, the circuit configuration is complicated. Therefore, the circuit may be changed as follows. If the control loop operates well, the coefficient a k approaches the constant M in the target light quantity T equation T = M × D. Therefore, when the coefficient a k is replaced with the constant M in the calculation block for obtaining the coefficient b k in FIG. 14B, FIGS. 14C and 14D are obtained. By this approximation, the sequence for obtaining the coefficient a k and the sequence for obtaining the coefficient b k can be separated, so that the circuit configuration can be simplified as shown in FIG. In the circuit configurations of FIGS. 14C and 14D, it can be understood that the above equation (2.14) is replaced by the following equation (2.14a).
Figure 2010054879
Here, the correction coefficient Db for the pixel value is calculated from only the coefficient b without depending on the coefficient a.

以上のように、第2実施形態においては、測定光量P(P=a×D+b)と、目標光量T(T=M×D)に関して、画素値Dに関する誤差δを最小化する係数a,bを逐次的に求め、これに応じて画素値Dとレーザドライバの駆動電圧Vlaserとを補正することによって光量を補正している。この結果、発光素子の特性に変化が生じても、画素値Dに比例した目標光量Tが得られるような光量補正を実現することが可能である。なお、第2実施形態における光量補正も、画像の表示中か否かに依らず、任意のタイミングで実行することが可能である。   As described above, in the second embodiment, the coefficients a and b for minimizing the error δ related to the pixel value D with respect to the measured light amount P (P = a × D + b) and the target light amount T (T = M × D). Are sequentially obtained, and the light quantity is corrected by correcting the pixel value D and the driving voltage Vlaser of the laser driver accordingly. As a result, it is possible to realize light amount correction so that a target light amount T proportional to the pixel value D can be obtained even if the characteristics of the light emitting element change. Note that the light amount correction in the second embodiment can be performed at an arbitrary timing regardless of whether an image is being displayed.

C.第3実施形態(駆動回路のバイアス電流値と信号電流値の補正による光量補正):
図15は、第3実施形態で使用するレーザドライバ1020bの回路構成を示す図である。レーザドライバ1020bは、2つの定電流回路1610、1620と、スイッチング回路1630とを有している。第1の定電流回路1610は、オペアンプ1612と、電流発生用のトランジスタ1614と、抵抗1616で構成されている。第2の定電流回路1620も、同様に、オペアンプ1622と、電流発生用のトランジスタ1624と、抵抗1626で構成されている。第1の定電流回路1610は、レーザ素子1030に一定のバイアス電流Ibiasを常時流すための回路である。第2の定電流回路1620は、PWM信号SpwmがHレベルの期間に、一定の信号電流Isigを加えるための回路である。なお、信号電流Isigを「発光電流Isig」とも呼ぶ。
C. Third Embodiment (Light quantity correction by correcting bias current value and signal current value of drive circuit):
FIG. 15 is a diagram showing a circuit configuration of a laser driver 1020b used in the third embodiment. The laser driver 1020b includes two constant current circuits 1610 and 1620 and a switching circuit 1630. The first constant current circuit 1610 includes an operational amplifier 1612, a current generation transistor 1614, and a resistor 1616. Similarly, the second constant current circuit 1620 includes an operational amplifier 1622, a current generating transistor 1624, and a resistor 1626. The first constant current circuit 1610 is a circuit for constantly supplying a constant bias current Ibias to the laser element 1030. The second constant current circuit 1620 is a circuit for adding a constant signal current Isig during a period when the PWM signal Spwm is at the H level. The signal current Isig is also referred to as “light emission current Isig”.

スイッチング回路1630は、PWM信号Spwmに応じて、信号電流Isigをレーザ素子1030に流すか否かを切り換える回路である。スイッチング回路1630は、2つのスイッチングトランジスタ1632,1634と、インバータ1636と、抵抗1638とを有している。抵抗1638と第1のスイッチングトランジスタ1632は直列に接続されており、これらが電源Vlaserと第2の定電流回路1620との間に介挿されている。第2のスイッチングトランジスタ1634は、レーザ素子1030と第2の定電流回路1620との間に介挿されている。なお、ここでは、スイッチングトランジスタ1632,1634としてPMOSトランジスタが使用されている。PWM信号Spwmは、第1のスイッチングトランジスタ1632の制御端子に供給されており、また、インバータ1636を介して第2のスイッチングトランジスタ1634の制御端子にも供給されている。PWM信号SpwmがHレベルの期間では、第1のスイッチングトランジスタ1632がオフとなり、第2のスイッチングトランジスタ1634がオンとなる。従って、レーザ素子1030には、バイアス電流Ibiasと信号電流Isigとを合計した電流が流れる。一方、PWM信号SpwmがLレベルの期間では、第1のスイッチングトランジスタ1632がオンとなり、第2のスイッチングトランジスタ1634がオフとなる。従って、レーザ素子1030には、バイアス電流Ibiasのみが流れる。なお、第1のスイッチングトランジスタ1632と抵抗1638を省略し、第2のスイッチングトランジスタ1634のみを用いて信号電流Isigをオン/オフ制御してもよい。   The switching circuit 1630 is a circuit that switches whether or not to allow the signal current Isig to flow through the laser element 1030 in accordance with the PWM signal Spwm. The switching circuit 1630 includes two switching transistors 1632 and 1634, an inverter 1636, and a resistor 1638. The resistor 1638 and the first switching transistor 1632 are connected in series, and these are inserted between the power supply Vlaser and the second constant current circuit 1620. The second switching transistor 1634 is interposed between the laser element 1030 and the second constant current circuit 1620. Here, PMOS transistors are used as the switching transistors 1632 and 1634. The PWM signal Spwm is supplied to the control terminal of the first switching transistor 1632 and is also supplied to the control terminal of the second switching transistor 1634 via the inverter 1636. During the period in which the PWM signal Spwm is at the H level, the first switching transistor 1632 is turned off and the second switching transistor 1634 is turned on. Therefore, a current obtained by adding the bias current Ibias and the signal current Isig flows through the laser element 1030. On the other hand, during the period when the PWM signal Spwm is at the L level, the first switching transistor 1632 is turned on and the second switching transistor 1634 is turned off. Accordingly, only the bias current Ibias flows through the laser element 1030. Note that the first switching transistor 1632 and the resistor 1638 may be omitted, and the signal current Isig may be on / off controlled using only the second switching transistor 1634.

図16は、レーザドライバ1020bの動作を示すタイミングチャートである。レーザ素子1030には常にバイアス電流Ibiasが流れており、PWM信号SpwmがHレベルの期間において、バイアス電流Ibiasと信号電流Isigを合計した電流が流れる。従って、PWM信号Spwmの立ち上がりに応じて直ちに発光が開始される。   FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the laser driver 1020b. A bias current Ibias always flows through the laser element 1030, and a current obtained by adding the bias current Ibias and the signal current Isig flows during a period in which the PWM signal Spwm is at the H level. Therefore, light emission starts immediately in response to the rise of the PWM signal Spwm.

バイアス電流Ibiasの値は、第1の定電流回路1610のオペアンプ1612に入力されるバイアス指令電圧Vapc1に応じて調整される。信号電流Isigの値は、第2の定電流回路1620のオペアンプ1622に入力される信号電流指令電圧Vapc2に応じて調整される。なお、定電流回路1610,1620は、外部から与えられる指令値Vapc1,Vapc2に応じてそれぞれ電流値を変更可能な定電流回路であればよく、図15に示したもの以外の種々の回路構成を採用可能である。   The value of the bias current Ibias is adjusted according to the bias command voltage Vapc1 input to the operational amplifier 1612 of the first constant current circuit 1610. The value of the signal current Isig is adjusted according to the signal current command voltage Vapc2 input to the operational amplifier 1622 of the second constant current circuit 1620. The constant current circuits 1610 and 1620 may be constant current circuits that can change the current values according to command values Vapc1 and Vapc2 given from the outside, and have various circuit configurations other than those shown in FIG. It can be adopted.

図17は、第3実施形態における光源装置の内部構成を示すブロック図である。この光源装置1700Rは、図1における赤色光用の光源装置1100Rに相当する回路部分である。光源装置以外の部分は図1と同じである。光源装置1700Rは、PWM信号発生回路1500と、レーザドライバ1020bと、赤色光用のレーザ素子1030と、光電変換素子1090と、I/V変換器1091と、A/D変換器1092と、光量補正回路1200bとを有している。光量補正回路1200bは、補正係数算出回路1220bと、疑似画素値適用回路1230とを有している。疑似画素値適用回路1230は、疑似画素値発生回路1232と、定数乗算回路(利得要素)1234と、乗算回路1236と、選択回路1238とを含んでいる。光源装置1700Rは、さらに、調整用固定画素値レジスタ1710と、選択回路1720と、2つのD/A変換器1770,1780とを有している。この光源装置1700Rでは、光量補正によって2つの補正係数Dapc1,Dapc2が調整され、これらがDA変換されて、バイアス指令電圧Vapc1及び信号電流指令電圧Vapc2としてレーザドライバ1020bに供給される。これらの回路の動作の詳細については後述する。なお、補正係数Dapc1,Dapc2を「電圧指令値Dapc1,Dapc2」とも呼ぶ。   FIG. 17 is a block diagram illustrating an internal configuration of the light source device according to the third embodiment. The light source device 1700R is a circuit portion corresponding to the light source device 1100R for red light in FIG. The parts other than the light source device are the same as those in FIG. The light source device 1700R includes a PWM signal generation circuit 1500, a laser driver 1020b, a red laser element 1030, a photoelectric conversion element 1090, an I / V converter 1091, an A / D converter 1092, and a light amount correction. Circuit 1200b. The light amount correction circuit 1200b includes a correction coefficient calculation circuit 1220b and a pseudo pixel value application circuit 1230. The pseudo pixel value application circuit 1230 includes a pseudo pixel value generation circuit 1232, a constant multiplication circuit (gain element) 1234, a multiplication circuit 1236, and a selection circuit 1238. The light source device 1700R further includes an adjustment fixed pixel value register 1710, a selection circuit 1720, and two D / A converters 1770 and 1780. In this light source device 1700R, two correction coefficients Dapc1 and Dapc2 are adjusted by light amount correction, these are DA-converted, and supplied to the laser driver 1020b as a bias command voltage Vapc1 and a signal current command voltage Vapc2. Details of the operation of these circuits will be described later. The correction coefficients Dapc1 and Dapc2 are also referred to as “voltage command values Dapc1 and Dapc2”.

図18は、図15のレーザドライバ1020bを用いた場合のデューティと平均光量Wの関係を示すグラフである。第3実施形態では、PWM信号のデューティに対する平均光量Wのグラフは、オフセットがほとんどない特性を示す。オフセットが零になる条件は、バイアス電流Ibiasが閾値電流Ith(図6(B))に一致することである。また、図18のグラフの傾きfは、信号電流Isigに依存して変化する。後で詳述するように、第3実施形態では、バイアス電流Ibiasと信号電流Isigとを調整するため、画面描画の帰線期間において、PWM信号のデューティを一定に固定し、疑似画素値Dq(後述する)を利用して光量補正を実行する。   FIG. 18 is a graph showing the relationship between the duty and the average light quantity W when the laser driver 1020b of FIG. 15 is used. In the third embodiment, the graph of the average light amount W with respect to the duty of the PWM signal shows a characteristic with almost no offset. The condition that the offset becomes zero is that the bias current Ibias matches the threshold current Ith (FIG. 6B). Further, the slope f of the graph of FIG. 18 changes depending on the signal current Isig. As will be described in detail later, in the third embodiment, in order to adjust the bias current Ibias and the signal current Isig, the duty of the PWM signal is fixed during the blanking period of the screen drawing, and the pseudo pixel value Dq ( The light quantity correction is executed using (to be described later).

図19は、PWM信号のデューティを一定値(例えば50%)に固定した時のレーザ駆動電流Iと平均光量Wの関係を示すグラフである。デューティとレーザ駆動電流Iは、それぞれ次式で表される。

Figure 2010054879
ここで、H1,H2は定数である。 FIG. 19 is a graph showing the relationship between the laser drive current I and the average light amount W when the duty of the PWM signal is fixed to a constant value (for example, 50%). The duty and the laser drive current I are expressed by the following equations, respectively.
Figure 2010054879
Here, H1 and H2 are constants.

平均光量Wは、以下の式で与えられる(式の導出は後述する)。

Figure 2010054879
ここで、Fは定数であり、dlyはIsigとIbiasに依存する係数である。係数dlyについては後述する。 The average light quantity W is given by the following equation (the derivation of the equation will be described later).
Figure 2010054879
Here, F is a constant, and dly is a coefficient depending on Isig and Ibias. The coefficient dly will be described later.

この(3.5)式は、以下のようにして得られる。まず、レーザ光量の瞬時値をw(t)で表すと、1画素当たりの平均光量Wは次式で与えられる。

Figure 2010054879
この(3.6)式は、バイアス電流Ibiasと閾値電流Ithの関係に応じて、以下のようにそれぞれ変形できる。 This equation (3.5) is obtained as follows. First, when the instantaneous value of the laser light quantity is represented by w (t), the average light quantity W per pixel is given by the following equation.
Figure 2010054879
Equation (3.6) can be modified as follows according to the relationship between the bias current Ibias and the threshold current Ith.

(1)Ibias<Ithの場合
図20は、Ibias<Ithの場合の発光の様子を示すタイミングチャートである。このとき、レーザ発光は、信号電流Isigの立ち上がりよりも少し遅れて立ち上がる。この遅れ時間をtdとする。この発光波形を矩形で近似すると、上記(3.6)式は以下のように変形できる。

Figure 2010054879
(3.7)式は、上述した(3.5a)式と同じものである。なお、図20から理解できるように、遅れ時間tdは信号電流Isigとバイアス電流Ibiasに依存する。そこで、(3.9)式では、係数dlyがこれらのパラメータIsig,Ibiasに依存することを示している。 (1) When Ibias <Ith FIG. 20 is a timing chart showing a state of light emission when Ibias <Ith. At this time, the laser emission rises slightly later than the rise of the signal current Isig. Let this delay time be td. When this light emission waveform is approximated by a rectangle, the above equation (3.6) can be modified as follows.
Figure 2010054879
Equation (3.7) is the same as Equation (3.5a) described above. As can be understood from FIG. 20, the delay time td depends on the signal current Isig and the bias current Ibias. Therefore, equation (3.9) shows that the coefficient dly depends on these parameters Isig and Ibias.

ところで、遅れ時間tdは、レーザレート方程式から以下の式で表される。

Figure 2010054879
ここで、τsはキャリア寿命(数ns)である。 By the way, the delay time td is expressed by the following equation from the laser rate equation.
Figure 2010054879
Here, τs is the carrier lifetime (several ns).

図21は、横軸にIbias/Ithをとり、縦軸にtd/τsをとったグラフである。このグラフから理解できるように、バイアス電流Ibiasが閾値電流Ithに一致すると、遅れ時間tdがゼロになるので、上記(3.9)式の係数dlyもゼロになる。この結果、(3.7)式は次式で書き換えられる。

Figure 2010054879
従って、バイアス電流Ibiasが閾値電流Ithに等しい場合には、1画素当たりの平均光量Wはデューティに比例して変化する(図18参照)。 FIG. 21 is a graph with Ibias / Ith on the horizontal axis and td / τs on the vertical axis. As can be understood from this graph, when the bias current Ibias coincides with the threshold current Ith, the delay time td becomes zero, so the coefficient dly in the above equation (3.9) also becomes zero. As a result, equation (3.7) can be rewritten as
Figure 2010054879
Therefore, when the bias current Ibias is equal to the threshold current Ith, the average amount of light W per pixel changes in proportion to the duty (see FIG. 18).

(2)Ibias>Ithの場合
図22は、Ibias>Ithの場合の発光の様子を示すタイミングチャートである。この場合には、PWM信号SpwmがLレベルの期間においても、バイアス電流と閾値電流の差分(Ibias−Ith)に応じた光量でレーザが発光している。パルス幅Pwm_Widthでの発光波形を矩形で近似すると、上記(3.6)式は以下のように変形できる。

Figure 2010054879
(3.12)式は、上述した(3.5b)式と同じものである。 (2) When Ibias> Ith FIG. 22 is a timing chart showing the state of light emission when Ibias> Ith. In this case, even when the PWM signal Spwm is at the L level, the laser beam is emitted with a light amount corresponding to the difference between the bias current and the threshold current (Ibias−Ith). When the light emission waveform at the pulse width Pwm_Width is approximated by a rectangle, the above equation (3.6) can be modified as follows.
Figure 2010054879
The formula (3.12) is the same as the formula (3.5b) described above.

図17に示した回路において、受光センサ信号Ipdと、その電圧信号VLと、測定光量Pと、レーザドライバ用の調整値Vapc1,Vapc2はそれぞれ以下の式で表される。

Figure 2010054879
ここで、Kpd,R,Gad,Gdaは変換係数である。 In the circuit shown in FIG. 17, the light receiving sensor signal Ipd, its voltage signal VL, the measured light quantity P, and the adjustment values Vapc1 and Vapc2 for the laser driver are expressed by the following equations, respectively.
Figure 2010054879
Here, Kpd, R, Gad, and Gda are conversion coefficients.

上記(3.2)〜(3.5)式及び(3.14)〜(3.18)式を用いると、測定光量Pは以下の式で表される。

Figure 2010054879
なお、係数Kは係数F1に依存しており、この係数F1は(3.8)式または(3.13)式に示すようにデューティに依存している。また、係数F2も、(3.13)式に示すようにデューティに依存している。 Using the above formulas (3.2) to (3.5) and formulas (3.14) to (3.18), the measured light quantity P is expressed by the following formula.
Figure 2010054879
The coefficient K depends on the coefficient F1, and this coefficient F1 depends on the duty as shown in the equation (3.8) or (3.13). The coefficient F2 also depends on the duty as shown in equation (3.13).

第1及び第2実施形態と同様に、光量補正時の測定光量Pは、画素値Dの1次関数の形式であるP=a×D+bで表すことが好ましい。但し、上記(3.19)式はP=a×D+bの形式になっていない。より詳しく言えば、(3,19)式に含まれる係数K及び係数F1,F2はデューティに依存しており、デューティは画素値Dに比例するので、(3.19)式で与えられる測定光量Pを、画素値Dの1次関数で表すことはできない。そこで、第3実施形態では、光量補正時において、画素値Dを固定してデューティを所定の一定値(例えば50%)に固定し、この代わりに、以下で説明する疑似画素値Dqを利用して、測定光量PをP=a×Dq+bの形式で表すように工夫している。   As in the first and second embodiments, the measured light quantity P at the time of correcting the light quantity is preferably expressed as P = a × D + b, which is a form of a linear function of the pixel value D. However, the above formula (3.19) is not in the form of P = a × D + b. More specifically, since the coefficient K and the coefficients F1 and F2 included in the expression (3, 19) depend on the duty, and the duty is proportional to the pixel value D, the measurement light quantity P given by the expression (3.19) is The linear function of the pixel value D cannot be expressed. Therefore, in the third embodiment, at the time of light amount correction, the pixel value D is fixed and the duty is fixed to a predetermined constant value (for example, 50%). Instead, a pseudo pixel value Dq described below is used. Thus, the measurement light quantity P is devised so as to be expressed in the form of P = a × Dq + b.

まず、(3.19)式に疑似画素値Dqを導入するために、次式に示すように、第2の補正係数Dapc2を、疑似画素値Dqに比例する補正係数Dapc2#(以下、「疑似補正係数Dapc2#」と呼ぶ)で置き換える。

Figure 2010054879
ここで、Dmは規格化定数であり、例えばDm=255である。 First, in order to introduce the pseudo pixel value Dq into the expression (3.19), as shown in the following expression, the second correction coefficient Dapc2 is changed to a correction coefficient Dapc2 # (hereinafter referred to as “pseudo correction coefficient”) proportional to the pseudo pixel value Dq. It is called “Dapc2 #”.
Figure 2010054879
Here, Dm is a normalization constant, for example, Dm = 255.

(3.19)式の補正係数Dapc2を(3.21)式の右辺で置き換え、また、固定のデューティ値に対する係数K,F1,F2をKm,F1m,F2mと記載すると、次式が得られる。

Figure 2010054879
When the correction coefficient Dapc2 in the expression (3.19) is replaced with the right side of the expression (3.21), and the coefficients K, F1, and F2 for the fixed duty value are described as K m , F1 m , and F2 m , the following expression is obtained.
Figure 2010054879

上記(3,22)式では、測定光量Pが疑似画素値Dqの1次関数で表されている。従って、複数の疑似画素値Dqに対応する目標光量T(T=M×Dq)と、測定光量P(P=a×Dq+b)との誤差δ(δ=P−T)を測定し、それらの誤差δを最小化する係数a,bを求めれば、これらの係数a,bに基づいて補正係数Dapc1,Dapc2を決定することが可能である。係数a,bを求めるための最急降下法では、第1実施形態で説明した(1.16)〜(1.27)式をそのまま利用できるので、ここでは記載を省略する。   In the above equation (3, 22), the measured light quantity P is represented by a linear function of the pseudo pixel value Dq. Therefore, an error δ (δ = P−T) between the target light amount T (T = M × Dq) corresponding to the plurality of pseudo pixel values Dq and the measured light amount P (P = a × Dq + b) is measured. If the coefficients a and b that minimize the error δ are obtained, the correction coefficients Dapc1 and Dapc2 can be determined based on these coefficients a and b. In the steepest descent method for obtaining the coefficients a and b, the expressions (1.16) to (1.27) described in the first embodiment can be used as they are, so that the description is omitted here.

図23は、第3実施形態における光量補正回路の機能を示すブロック図である。補正係数算出回路1220b(図17)の機能は、図23において、9つの演算ブロック1401〜1409bによって表現されている。なお、演算ブロック1406a,1409aの演算は、上記(3.25),(3.26)式に対応している。図23には、さらに、図17に示した定数乗算回路(利得要素)1234と、乗算回路1236も描かれている。これらの回路1234,1236における演算は、上記(3.21)式に対応している。なお、ブロック1401〜1404における画素値Dとしては、疑似画素値Dqが使用されているが、ここでは図示の便宜上、符号Dが使用されている。   FIG. 23 is a block diagram illustrating functions of a light amount correction circuit according to the third embodiment. The function of the correction coefficient calculation circuit 1220b (FIG. 17) is represented by nine calculation blocks 1401 to 1409b in FIG. The operations of the operation blocks 1406a and 1409a correspond to the above equations (3.25) and (3.26). FIG. 23 further illustrates the constant multiplication circuit (gain element) 1234 and the multiplication circuit 1236 shown in FIG. The operations in these circuits 1334 and 1236 correspond to the above equation (3.21). In addition, although the pseudo pixel value Dq is used as the pixel value D in the blocks 1401 to 1404, the symbol D is used here for convenience of illustration.

図17に示した光源装置1700Rにおいて、調整用固定画素値レジスタ1710は、光量補正時に用いられる固定画素値Dconstを格納している。選択回路1720は、この固定画素値Dconstと、映像信号に応じた画素値Dとの一方を、帰線期間信号に応じて選択してPWM信号発生回路1500に供給する。すなわち、選択回路1720は、帰線期間中には固定画素値Dconstを選択し、画像描画期間では映像信号に応じた画素値Dを選択する。なお、固定画素値Dconstは、光量補正時に仮定した固定デューティ値(例えば50%)に対応する値である。   In the light source device 1700R shown in FIG. 17, the adjustment fixed pixel value register 1710 stores a fixed pixel value Dconst used at the time of light amount correction. The selection circuit 1720 selects one of the fixed pixel value Dconst and the pixel value D corresponding to the video signal according to the blanking period signal and supplies it to the PWM signal generation circuit 1500. That is, the selection circuit 1720 selects the fixed pixel value Dconst during the blanking period, and selects the pixel value D corresponding to the video signal during the image drawing period. The fixed pixel value Dconst is a value corresponding to a fixed duty value (for example, 50%) assumed at the time of light quantity correction.

疑似画素値発生回路1232は、光量補正時に、複数の異なる疑似画素値Dqを順次発生する回路である。補正係数算出回路1220bは、図23に示したように、この疑似画素値Dqと、測定光量Pとに基づいて2つの補正係数Dapc1,Dapc2を逐次算出する。これらの補正係数Dapc1,Dapc2は、図15のバイアス指令電圧Vapc1と信号電流指令電圧Vapc2の値をそれぞれ示すデジタル値(電圧指令値)である。図17の乗算回路1234,1236は、疑似画素値Dqと、定数Dmと、第2の補正係数Dapc2とに基づいて、上記(3.21)式に従って疑似補正係数Dapc2#を算出する。選択回路1238は、帰線期間において、疑似補正係数Dapc2#を選択してD/A変換器1770に供給する。2つのD/A変換回路1770,1780は、補正係数Dapc1,Dapc2をバイアス指令電圧Vapc1と信号電流指令電圧Vapc2にそれぞれ変換してレーザドライバ1020bに供給する。   The pseudo pixel value generation circuit 1232 is a circuit that sequentially generates a plurality of different pseudo pixel values Dq during light amount correction. As shown in FIG. 23, the correction coefficient calculation circuit 1220b sequentially calculates two correction coefficients Dapc1 and Dapc2 based on the pseudo pixel value Dq and the measured light quantity P. These correction coefficients Dapc1 and Dapc2 are digital values (voltage command values) respectively indicating the values of the bias command voltage Vapc1 and the signal current command voltage Vapc2 in FIG. The multiplication circuits 1234 and 1236 in FIG. 17 calculate the pseudo correction coefficient Dapc2 # according to the above equation (3.21) based on the pseudo pixel value Dq, the constant Dm, and the second correction coefficient Dapc2. The selection circuit 1238 selects the pseudo correction coefficient Dapc2 # and supplies it to the D / A converter 1770 during the blanking period. The two D / A conversion circuits 1770 and 1780 convert the correction coefficients Dapc1 and Dapc2 into the bias command voltage Vapc1 and the signal current command voltage Vapc2, respectively, and supply them to the laser driver 1020b.

なお、上記(3,21)式の補正係数Dapc2#は、図15の信号電流指令値Vapc2の値を示している。従って、疑似画素値Dqの値を変更することは、信号電流Isigの値を変更することを意味している。すなわち、第3実施形態では、信号電流Isigを疑似画素値Dqに応じて変化させながら、光量Pを測定していることになる。なお、信号電流Isigは、画素値Dに応じてレーザ素子1030を発光させるための電流である。従って、疑似画素値Dqは、画素値Dと同様に、レーザ素子1030の光量を示す階調値として機能していることが理解できる。   The correction coefficient Dapc2 # in the above equation (3, 21) indicates the value of the signal current command value Vapc2 in FIG. Therefore, changing the value of the pseudo pixel value Dq means changing the value of the signal current Isig. That is, in the third embodiment, the light amount P is measured while changing the signal current Isig according to the pseudo pixel value Dq. The signal current Isig is a current for causing the laser element 1030 to emit light according to the pixel value D. Therefore, it can be understood that, similarly to the pixel value D, the pseudo pixel value Dq functions as a gradation value indicating the light amount of the laser element 1030.

ところで、測定光量P(P=a×Dq+b)を目標光量T(T=M×Dq)に一致するように補正がうまく進行すると、係数aが定数Mに等しくなり、係数bがゼロに収束する。このとき、上記(3.24)式から以下が導かれる。

Figure 2010054879
By the way, when the correction proceeds well so that the measured light amount P (P = a × Dq + b) matches the target light amount T (T = M × Dq), the coefficient a becomes equal to the constant M and the coefficient b converges to zero. . At this time, the following is derived from the above equation (3.24).
Figure 2010054879

このように、補正がうまく収束すれば、第1の定電流回路1610(図15)のバイアス電流Ibiasが、レーザ素子1030の閾値電流Ithに等しくなる。従って、図18に示したように、オフセットがなく、平均光量Wがデューティに比例する望ましい特性が得られる。デューティは画素値Dに比例するので、平均光量Wが画素値Dに比例することになる。   Thus, if the correction converges well, the bias current Ibias of the first constant current circuit 1610 (FIG. 15) becomes equal to the threshold current Ith of the laser element 1030. Therefore, as shown in FIG. 18, desirable characteristics are obtained in which there is no offset and the average light amount W is proportional to the duty. Since the duty is proportional to the pixel value D, the average light quantity W is proportional to the pixel value D.

図24は、第3実施形態における光量補正の様子を示すタイミングチャートである。ここでは、バイアス電流Ibiasと、信号電流Isigの変化のみを示している。「画像表示中」と記載されている期間(信号電流Isigが一定の期間)は、実際の画像を表示している期間を意味している。また、「調整中」と記載されている期間(信号電流Isigが変化している期間)は、光量補正を実行している期間を意味している。この図からも理解できるように、光量補正が進むと、バイアス電流Ibiasの値が閾値電流Ithの値に一致するように収束する。また、光量補正は、極く短時間(0.03秒程度)で収束していることが理解できる。   FIG. 24 is a timing chart showing how the light amount is corrected in the third embodiment. Here, only changes in the bias current Ibias and the signal current Isig are shown. A period in which “image display is in progress” (a period in which the signal current Isig is constant) means a period in which an actual image is displayed. In addition, a period described as “in adjustment” (a period in which the signal current Isig is changing) means a period in which light amount correction is performed. As can be understood from this figure, when the light amount correction proceeds, the value of the bias current Ibias converges so as to coincide with the value of the threshold current Ith. Further, it can be understood that the light amount correction converges in a very short time (about 0.03 seconds).

このように、第3実施形態では、疑似画素値Dqを導入して、測定光量Pを疑似画素値Dqの1次関数の形式P=a×Dq+bで表現している。そして、この測定光量Pと、目標光量T(T=M×Dq)との誤差δを最小化する係数a,bを逐次的に求め、これらの係数a,bに応じて補正係数Dapc1,Dapc2を補正することによって光量を補正している。この結果、発光素子の特性に変化が生じても、画素値Dに比例した目標光量Tが得られるような光量補正を実現することが可能である。   Thus, in the third embodiment, the pseudo pixel value Dq is introduced, and the measured light quantity P is expressed in the form of a linear function P = a × Dq + b of the pseudo pixel value Dq. Then, coefficients a and b that minimize the error δ between the measured light quantity P and the target light quantity T (T = M × Dq) are sequentially obtained, and correction coefficients Dapc1 and Dapc2 are determined according to these coefficients a and b. The amount of light is corrected by correcting. As a result, it is possible to realize light amount correction so that a target light amount T proportional to the pixel value D can be obtained even if the characteristics of the light emitting element change.

なお、第1,第2実施形態では、目標光量Pを画素値Dの1次関数として表現していたのに対して、第3実施形態では、画素値Dとは異なる疑似画素値Dqの1次関数として表現した点で相違している。しかしながら、画素値Dも、疑似画素値Dqも、光量を示す階調値であるという点で共通している。本明細書において、「階調値」とは、このような画素値Dと疑似画素値Dqの両方を包含する用語として使用されている。   In the first and second embodiments, the target light amount P is expressed as a linear function of the pixel value D, whereas in the third embodiment, a pseudo pixel value Dq of 1 different from the pixel value D is used. It differs in that it is expressed as a next function. However, both the pixel value D and the pseudo pixel value Dq are common in that they are gradation values indicating the amount of light. In the present specification, the “gradation value” is used as a term encompassing both the pixel value D and the pseudo pixel value Dq.

ところで、第1実施形態では画素値のみを補正し、第2実施形態では画素値と駆動回路(レーザドライバ)の設定値(電源電圧)を補正し、また、第3実施形態では駆動回路の設定値(バイアス電流と信号電流)を補正していた。これらの実施形態から理解できるように、光量補正は、画素値と駆動回路の設定値とのうちの少なくとも一方を調整することによって実現することが可能である。   By the way, in the first embodiment, only the pixel value is corrected, in the second embodiment, the pixel value and the setting value (power supply voltage) of the driving circuit (laser driver) are corrected, and in the third embodiment, the setting of the driving circuit is performed. The values (bias current and signal current) were corrected. As can be understood from these embodiments, the light amount correction can be realized by adjusting at least one of the pixel value and the setting value of the driving circuit.

D.第4実施形態(波長変換素子を有する光源を用いた場合の光量補正):
図25は、本発明の第4実施形態としての画像表示装置の構成ブロック図である。この画像表示装置は、光源装置1100R,1100G.1100Bの内部構成が図1の装置と以下の点で異なるだけであり、他の構成は第1実施形態と同じである。すなわち、図25の装置では、I/V変換器1091とA/D変換器1092の間に特性補正回路1099が追加されている。以下に説明するように、第4実施形態の回路構成は、レーザドライバ1020とレーザ素子1030とで構成される光源部が非線形特性を有する場合に採用しうる構成である。
D. Fourth embodiment (light amount correction when a light source having a wavelength conversion element is used):
FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of an image display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. This image display device includes light source devices 1100R, 1100G. The internal configuration of 1100B is different from the apparatus of FIG. 1 only in the following points, and other configurations are the same as those of the first embodiment. That is, in the apparatus of FIG. 25, a characteristic correction circuit 1099 is added between the I / V converter 1091 and the A / D converter 1092. As will be described below, the circuit configuration of the fourth embodiment is a configuration that can be adopted when the light source unit configured by the laser driver 1020 and the laser element 1030 has nonlinear characteristics.

図26(A)は、第4実施形態における光源部の特性を示している。ここでは、デューティに対して、レーザ素子1030から出射される平均光量Wが、非線形となる特性G1を示している。このような非線形特性G1は、例えば、PWMパルスの立ち上がりに対して、レーザ素子1030の駆動電流の過渡応答がかなり遅い場合に生じうる特性である。すなわち、この場合には、特にディーティが小さい範囲において、デューティの増加に対する平均光量Wの増加の関係が直線から外れて、非線形な特性を示す現象が生じうる。図25の特性補正回路1099は、図26(A)の非線形特性G1を、図26(B)の線形特性G2に変換するための非線形変換を行う回路である。すなわち、この非線形変換によって得られる換算光量Wcは、デューティに対して線形な関係を有する。なお、図25の回路においては、特性補正回路1099は、入力された電圧信号VLに非線形変換を行って、その変換信号VLiをA/D変換器1092に出力する。この変換信号VLiが、図26(B)の換算光量Wcを示す信号である。   FIG. 26A shows characteristics of the light source unit in the fourth embodiment. Here, a characteristic G1 in which the average light amount W emitted from the laser element 1030 is nonlinear with respect to the duty is shown. Such a non-linear characteristic G1 is a characteristic that can occur, for example, when the transient response of the drive current of the laser element 1030 is considerably slow with respect to the rise of the PWM pulse. That is, in this case, particularly in a range where the duty is small, the relationship between the increase in the average light quantity W with respect to the increase in duty deviates from the straight line, and a phenomenon that exhibits nonlinear characteristics may occur. The characteristic correction circuit 1099 in FIG. 25 is a circuit that performs nonlinear conversion for converting the nonlinear characteristic G1 in FIG. 26A to the linear characteristic G2 in FIG. That is, the converted light amount Wc obtained by this nonlinear conversion has a linear relationship with the duty. In the circuit of FIG. 25, the characteristic correction circuit 1099 performs non-linear conversion on the input voltage signal VL and outputs the converted signal VLi to the A / D converter 1092. This conversion signal VLi is a signal indicating the converted light amount Wc in FIG.

第4実施形態では、こうして得られた換算光量Wcを測定光量Pとして用いて、この測定光量Pを、目標光量Tに一致させるように光量補正を実行する。この光量補正は、第1実施形態で説明したものと同じ方法を適用可能である。すなわち、第1実施形態で説明した(1.1)〜(1.35)式は、第4実施形態においてもそのまま適用することができる。但し、第4実施形態では、光量補正回路1200(図3)に入力される画素値Dとして、元の画素値Dorgに図26の非線形変換の逆変換(非線形特性G2から線形特性G1への変換)を行った値を使用することが好ましい。ここで、「元の画素値Dorg」は、映像信号を逆ガンマ補正して得られる値であり、第1実施形態における画素値Dに相当するものである。この逆変換の演算は、例えば、映像信号処理回路1010(図1)によって実行される。このとき、換算光量Wcに関する目標光量Tが、光量補正回路1200に入力される画素値Dに比例するように光量補正を実行すれば、実測される平均光量Wが元の画素値Dorgに比例する線形特性を得ることができる。   In the fourth embodiment, the converted light quantity Wc thus obtained is used as the measured light quantity P, and the light quantity correction is executed so that the measured light quantity P matches the target light quantity T. For this light amount correction, the same method as that described in the first embodiment can be applied. That is, the expressions (1.1) to (1.35) described in the first embodiment can be applied as they are in the fourth embodiment. However, in the fourth embodiment, as the pixel value D input to the light amount correction circuit 1200 (FIG. 3), the original pixel value Dorg is converted back to the non-linear conversion of FIG. 26 (conversion from the non-linear characteristic G2 to the linear characteristic G1). ) Is preferably used. Here, the “original pixel value Dorg” is a value obtained by performing inverse gamma correction on the video signal, and corresponds to the pixel value D in the first embodiment. This inverse conversion operation is executed, for example, by the video signal processing circuit 1010 (FIG. 1). At this time, if the light amount correction is executed so that the target light amount T related to the converted light amount Wc is proportional to the pixel value D input to the light amount correction circuit 1200, the actually measured average light amount W is proportional to the original pixel value Dorg. Linear characteristics can be obtained.

以上のように、第4実施形態においても、第1実施形態と同様に、測定光量P(P=a×D+b)と、目標光量Tの誤差δを最小化する係数a,bを逐次的に求め、これに応じて光量を補正することができる。この結果、発光素子の特性に変化が生じても、画素値Dに比例した目標光量Tが得られるような光量補正を実現することが可能である。   As described above, also in the fourth embodiment, similarly to the first embodiment, the measurement light quantity P (P = a × D + b) and the coefficients a and b for minimizing the error δ of the target light quantity T are sequentially obtained. The light quantity can be corrected accordingly. As a result, it is possible to realize light amount correction so that a target light amount T proportional to the pixel value D can be obtained even if the characteristics of the light emitting element change.

なお、第4実施形態の回路構成と非線形変換の演算は、第2,第3実施形態にも同様に適用可能である。   It should be noted that the circuit configuration of the fourth embodiment and the calculation of nonlinear conversion can be similarly applied to the second and third embodiments.

E.変形例:
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
E. Variation:
The present invention is not limited to the above-described embodiments and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

E1.変形例1:
上記実施形態では、スクリーン200上にレーザ光を走査して画像を表示するレーザスキャンディスプレイを例示して説明したが、本発明は、LED(Light Emitting Diode)などの他の光源部から発生する光を走査することで画像を表示する画像表示装置にも適用することができる。また、上記実施形態では、3色のレーザ光源に対し一つのスキャナ(レーザ光走査部1050)を用いるレーザスキャンディスプレイを例示して説明したが、各色ごとにスキャナを設ける構成にしても良い。
E1. Modification 1:
In the above embodiment, the laser scan display that scans the laser beam on the screen 200 and displays an image has been described as an example. However, the present invention is not limited to light generated from other light source units such as LEDs (Light Emitting Diodes). The present invention can also be applied to an image display device that displays an image by scanning. In the above embodiment, a laser scan display using one scanner (laser beam scanning unit 1050) for three color laser light sources has been described as an example. However, a scanner may be provided for each color.

E2.変形例2:
上記実施形態では、光量測定部(ハーフミラー1035、光電変換素子1090、I/V変換器1091、及び、A/D変換器1092)と、光量補正部(光量補正回路1200)とを各色光毎に設けていたが、この代わりに、光量測定部と光量補正部の組を光線合成部1040の後方側に1組だけ設けるようにしてもよい。この場合には、光量測定部と光量補正部を時分割で動作させて、各色光に関する補正を実行することが可能である。
E2. Modification 2:
In the above embodiment, the light quantity measurement unit (half mirror 1035, photoelectric conversion element 1090, I / V converter 1091, and A / D converter 1092) and the light quantity correction unit (light quantity correction circuit 1200) are provided for each color light. However, instead of this, only one set of the light quantity measurement unit and the light quantity correction unit may be provided on the rear side of the light beam synthesis unit 1040. In this case, the light quantity measurement unit and the light quantity correction unit can be operated in a time-sharing manner to perform correction for each color light.

第1実施形態としての画像表示装置の構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of an image display device as a first embodiment. 画像表示装置の動作タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation timing of an image display device. 第1実施形態におけるPWM信号発生回路とレーザドライバと光量補正回路の内部構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the internal structure of the PWM signal generation circuit in 1st Embodiment, a laser driver, and a light quantity correction circuit. PWM信号を用いたレーザ駆動の様子を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the mode of the laser drive using a PWM signal. 実施形態のPWM変調において想定しているPWM信号ウィンドウと、実際のPWM信号との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the PWM signal window assumed in the PWM modulation of embodiment, and an actual PWM signal. デューティと1画素当たりの平均光量の関係及びレーザ素子の特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between a duty and the average light quantity per pixel, and the characteristic of a laser element. 第1実施形態の光量補正の原理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the principle of light quantity correction of 1st Embodiment. 第1実施形態における光量補正回路の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the light quantity correction circuit in 1st Embodiment. 第2の補正係数Dbを求める演算ブロックの詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the calculation block which calculates | requires the 2nd correction coefficient Db. 第1の補正係数Daを求める演算ブロックの詳細を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detail of the calculation block which calculates | requires the 1st correction coefficient Da. 第2実施形態におけるPWM信号発生回路とレーザドライバと光量補正回路の内部構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the internal structure of the PWM signal generation circuit in 2nd Embodiment, a laser driver, and a light quantity correction circuit. 電源電圧Vlaserを変化させた場合の発光光量の変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the change of the emitted light amount at the time of changing the power supply voltage Vlaser. 第2実施形態における光量補正回路の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the light quantity correction circuit in 2nd Embodiment. 第2実施形態における補正係数算出回路の演算ブロックの詳細を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detail of the calculation block of the correction coefficient calculation circuit in 2nd Embodiment. 第3実施形態で使用するレーザドライバの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the laser driver used in 3rd Embodiment. 第3実施形態におけるレーザドライバの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the laser driver in 3rd Embodiment. 第3実施形態における光源装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the light source device in 3rd Embodiment. 第3実施形態におけるデューティと平均光量Wの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the duty and average light quantity W in 3rd Embodiment. PWM信号のデューティを一定値に固定した時のレーザ駆動電流Iと平均光量Wの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the laser drive current I and the average light quantity W when the duty of a PWM signal is fixed to a fixed value. バイアス電流Ibiasが閾値電流Ithより小さいの場合の発光の様子を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the mode of light emission when bias current Ibias is smaller than threshold current Ith. Ibias/Ithとtd/τsの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Ibias / Ith and td / τs. Ibias>Ithの場合の発光の様子を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the mode of light emission in the case of Ibias> Ith. 第3実施形態における光量補正回路の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the light quantity correction circuit in 3rd Embodiment. 第3実施形態における光量補正の様子を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the mode of light quantity correction in a 3rd embodiment. 第4実施形態としての画像表示装置の構成ブロック図である。It is a structure block diagram of the image display apparatus as 4th Embodiment. 第4実施形態における平均光量と換算光量との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the average light quantity in 4th Embodiment, and a conversion light quantity.

符号の説明Explanation of symbols

200…スクリーン
1010…映像信号処理回路
1020…レーザドライバ
1022…抵抗
1024…駆動トランジスタ
1030…レーザ素子
1035…ハーフミラー
1040…光線合成光学系
1050…レーザ光走査部
1060…走査駆動部
1070…タイミング信号発生回路
1070a…光センサ
1080…画素同期クロック発生回路
1090…光電変換素子
1091…I/V変換器
1092…A/D変換器
1099…特性補正回路(非線形変換回路)
1100R,1100G,1100B…光源装置
1120…電源制御回路
1200…光量補正回路
1210…画素値補正回路
1220…補正係数算出回路
1230…疑似画素値適用回路
1232…疑似画素値発生回路
1234…乗算回路
1236…乗算回路
1238…選択回路
1400…制御対象
1401〜1409…演算ブロック
1427,1428…フリップフロップ
1500…PWM信号発生回路
1510…タイミング信号生成回路
1520…三角波信号生成回路
1521…オペアンプ
1522…スイッチングトランジスタ
1523…積分容量
1530…コンパレータ
1540…電圧生成回路
1610…第1の定電流回路
1612…オペアンプ
1614…トランジスタ
1616…抵抗
1620…第2の定電流回路
1622…オペアンプ
1624…トランジスタ
1626…抵抗
1630…スイッチング回路
1632,1634…スイッチングトランジスタ
1636…インバータ
1638…抵抗
1700R…光源装置
1710…調整用固定画素値レジスタ
1720…選択回路
1770,1780…D/A変換回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Screen 1010 ... Video signal processing circuit 1020 ... Laser driver 1022 ... Resistance 1024 ... Drive transistor 1030 ... Laser element 1035 ... Half mirror 1040 ... Light beam synthesis optical system 1050 ... Laser beam scanning part 1060 ... Scanning drive part 1070 ... Timing signal generation Circuit 1070a ... Optical sensor 1080 ... Pixel synchronous clock generation circuit 1090 ... Photoelectric conversion element 1091 ... I / V converter 1092 ... A / D converter 1099 ... Characteristic correction circuit (nonlinear conversion circuit)
1100R, 1100G, 1100B ... light source device 1120 ... power supply control circuit 1200 ... light quantity correction circuit 1210 ... pixel value correction circuit 1220 ... correction coefficient calculation circuit 1230 ... pseudo pixel value application circuit 1232 ... pseudo pixel value generation circuit 1234 ... multiplication circuit 1236 ... Multiplier circuit 1238... Select circuit 1400. Capacitor 1530 ... Comparator 1540 ... Voltage generation circuit 1610 ... First constant current circuit 1612 ... Operational amplifier 1614 ... Transistor 1616 ... Resistance 1620 ... Second constant current circuit 1 22 ... operational amplifier 1624 ... transistors 1626 ... resistor 1630 ... switching circuit 1632,1634 ... switching transistor 1636 ... inverter 1638 ... resistance 1700R ... light source apparatus 1710 ... adjustment fixed pixel value register 1720 ... selection circuit 1770,1780 ... D / A conversion circuit

Claims (10)

光源装置であって、
光源素子を含む光源部と、
画素値に応じてPWM信号を生成するPWM信号生成部と、
前記PWM信号に応じて前記光源素子を駆動する駆動回路と、
前記光源部の光量を測定する光量測定部と、
前記光量測定部で測定された光量に基づいて前記光源部の光量を補正する光量補正部と、
を備え、
測定光量PをP=a×D+b(Dは階調値、a,bは係数)と表現するとともに、目標光量TをT=M×D(Mは定数)と表現したとき、
前記光量補正部は、
異なる階調値Dを用いた複数回の光量測定時における前記目標光量Tと前記測定光量Pとの誤差δを順次求め、前記誤差δを最小化するように前記係数a,bを順次補正するとともに、
前記補正された係数a,bに基づいて、前記画素値と前記駆動回路の設定値とのうちの少なくとも一方を調整することによって、前記光源部の光量を補正する、光源装置。
A light source device,
A light source unit including a light source element;
A PWM signal generator that generates a PWM signal according to the pixel value;
A drive circuit for driving the light source element according to the PWM signal;
A light amount measuring unit for measuring the light amount of the light source unit;
A light amount correction unit that corrects the light amount of the light source unit based on the light amount measured by the light amount measurement unit;
With
When the measured light amount P is expressed as P = a × D + b (D is a gradation value, a and b are coefficients), and the target light amount T is expressed as T = M × D (M is a constant),
The light amount correction unit
An error δ between the target light amount T and the measured light amount P in a plurality of times of light amount measurement using different gradation values D is sequentially obtained, and the coefficients a and b are sequentially corrected so as to minimize the error δ. With
A light source device that corrects the light amount of the light source unit by adjusting at least one of the pixel value and a setting value of the drive circuit based on the corrected coefficients a and b.
請求項1記載の光源装置であって、
前記光量補正部は、
前記誤差δと前記階調値Dとの積の累算値ΣδDを用いて前記係数aを順次補正するとともに、前記誤差δの累算値Σδを用いて前記係数bを順次補正する、光源装置。
The light source device according to claim 1,
The light amount correction unit
A light source device that sequentially corrects the coefficient a using the accumulated value ΣδD of the product of the error δ and the gradation value D, and sequentially corrects the coefficient b using the accumulated value Σδ of the error δ. .
請求項2記載の光源装置であって、
前記光量補正部は、
前記係数aの今回値akを、前記係数aの前回値ak-1から、前記誤差δと前記階調値Dとの積の累算値ΣδDに比例した値を減算することによって求めるとともに、
前記係数bの今回値bkを、前記係数bの前回値bk-1から、前記誤差δの累算値Σδに比例した値を減算することによって求める、光源装置。
The light source device according to claim 2,
The light amount correction unit
The current value a k of the coefficient a is obtained by subtracting a value proportional to the accumulated value ΣδD of the product of the error δ and the gradation value D from the previous value a k−1 of the coefficient a. ,
A light source device that obtains a current value b k of the coefficient b by subtracting a value proportional to an accumulated value Σδ of the error δ from a previous value b k−1 of the coefficient b.
請求項1ないし3のいずれかに記載の光源装置であって、
前記光量補正部は、
前記画素値を補正するための第1と第2の補正係数を前記係数a,bに応じて算出する補正係数算出部と、
前記画素値を前記階調値Dとして受信し、前記第1と第2の補正係数に応じて前記画素値を補正するとともに、補正後の画素値を前記PWM信号生成部に供給する画素値補正部と、
を備える光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 3,
The light amount correction unit
A correction coefficient calculation unit that calculates first and second correction coefficients for correcting the pixel value according to the coefficients a and b;
Pixel value correction that receives the pixel value as the gradation value D, corrects the pixel value according to the first and second correction coefficients, and supplies the corrected pixel value to the PWM signal generation unit And
A light source device comprising:
請求項1ないし3のいずれかに記載の光源装置であって、
前記光量補正部は、
前記駆動回路の電源電圧を調整するための第1の補正係数を前記係数aに応じて算出するとともに、前記画素値を補正するための第2の補正係数を前記係数bに応じて算出する補正係数算出部と、
前記第1の補正係数に応じて前記駆動回路の電源電圧を調整する電源電圧調整部と、
前記画素値を前記階調値Dとして受信し、前記第2の補正係数に応じて前記画素値を補正するとともに、補正後の画素値を前記PWM信号生成部に供給する画素値補正部と、
を備える光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 3,
The light amount correction unit
A first correction coefficient for adjusting the power supply voltage of the drive circuit is calculated according to the coefficient a, and a second correction coefficient for correcting the pixel value is calculated according to the coefficient b A coefficient calculation unit;
A power supply voltage adjusting unit that adjusts the power supply voltage of the drive circuit according to the first correction coefficient;
A pixel value correction unit that receives the pixel value as the gradation value D, corrects the pixel value according to the second correction coefficient, and supplies the corrected pixel value to the PWM signal generation unit;
A light source device comprising:
請求項1ないし3のいずれかに記載の光源装置であって、
前記駆動回路は、
第1の電流を前記光源素子に常時流す第1の定電流回路と、
前記第1の電流に加えて、第2の電流を前記光源素子に流すための第2の定電流回路と、
前記PWM信号に応じて、前記第2の電流の前記光源素子への流れをオン/オフ制御するスイッチング回路と、
を備え、
前記光量補正部は、
前記階調値として前記第2の電流の値を示す信号値を使用し、
前記係数bに応じて前記第1の定電流回路の前記第1の電流の値を調整するとともに、前記係数aに応じて前記第2の定電流回路の前記第2の電流の値を調整する、光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 3,
The drive circuit is
A first constant current circuit for constantly flowing a first current to the light source element;
A second constant current circuit for flowing a second current to the light source element in addition to the first current;
A switching circuit that performs on / off control of the flow of the second current to the light source element according to the PWM signal;
With
The light amount correction unit
A signal value indicating the value of the second current is used as the gradation value;
The value of the first current of the first constant current circuit is adjusted according to the coefficient b, and the value of the second current of the second constant current circuit is adjusted according to the coefficient a. , Light source device.
請求項6記載の光源装置であって、
前記補正部は、前記第1の電流が前記光源素子の閾値電流に等しくなるように前記第1の電流の値の調整を実行する、光源装置。
The light source device according to claim 6,
The light source device, wherein the correction unit adjusts the value of the first current so that the first current becomes equal to a threshold current of the light source element.
請求項1ないし7のいずれかに記載の光源装置であって、
前記光源部は、前記画素値と前記光量との関係が非線形である非線形特性を有しており、
前記光量測定部は、
前記光源部から射出された光の光量を測定する光センサと、
前記光センサによって計測された光量に対して前記非線形特性を線形特性に変換する非線形変換を実行することによって換算光量を求め、前記換算光量を前記測定光量Pとして算出する換算光量算出部と、
を備える光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 7,
The light source unit has a nonlinear characteristic in which a relationship between the pixel value and the light amount is nonlinear,
The light quantity measuring unit is
An optical sensor for measuring the amount of light emitted from the light source unit;
A converted light quantity calculation unit that calculates a converted light quantity by performing nonlinear conversion that converts the nonlinear characteristic into a linear characteristic with respect to the light quantity measured by the optical sensor, and calculates the converted light quantity as the measured light quantity P;
A light source device comprising:
被投射面上に光を走査して画像を表示する画像表示装置であって、
請求項1〜8のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から発生する光を前記被投射面上に走査する走査部と、
外部から供給される映像信号を基に、前記画素値を生成すると共に、前記被投射面上における前記光の照射位置に応じた前記画素値を前記PWM信号生成部に出力する映像信号処理部と、
を備える画像表示装置。
An image display device that displays light by scanning light on a projection surface,
A light source device according to any one of claims 1 to 8,
A scanning unit that scans light generated from the light source device onto the projection surface;
A video signal processing unit that generates the pixel value based on a video signal supplied from the outside and outputs the pixel value corresponding to the irradiation position of the light on the projection surface to the PWM signal generation unit; ,
An image display device comprising:
画素値に応じて生成されるPWM信号に基づいて光源素子を駆動する光源装置に用いられる光量補正方法であって、
(a)前記光源素子を含む光源部の光量を測定する工程と、
(b)測定された光量に基づいて前記光源部の光量を補正する工程と、
を備え、
測定光量PをP=a×D+b(Dは階調値、a,bは係数)と表現するとともに、目標光量TをT=M×D(Mは定数)と表現したとき、
前記工程(b)は、
異なる階調値Dを用いた複数回の光量測定時における前記目標光量Tと前記測定光量Pとの誤差δを順次求め、前記誤差δを最小化するように前記係数a,bを順次補正する工程と、
前記補正された係数a,bに基づいて、前記画素値と前記駆動回路の設定値とのうちの少なくとも一方を調整することによって、前記光源部の光量を補正する工程と、
を含む、光量補正方法。
A light amount correction method used in a light source device that drives a light source element based on a PWM signal generated according to a pixel value,
(A) measuring a light amount of a light source unit including the light source element;
(B) correcting the light amount of the light source unit based on the measured light amount;
With
When the measured light amount P is expressed as P = a × D + b (D is a gradation value, a and b are coefficients), and the target light amount T is expressed as T = M × D (M is a constant),
The step (b)
An error δ between the target light amount T and the measured light amount P in a plurality of times of light amount measurement using different gradation values D is sequentially obtained, and the coefficients a and b are sequentially corrected so as to minimize the error δ. Process,
Correcting the light amount of the light source unit by adjusting at least one of the pixel value and a setting value of the drive circuit based on the corrected coefficients a and b;
A method for correcting the amount of light.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011114928A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 船井電機株式会社 Display device, and portable apparatus having projector function
JP2011221061A (en) * 2010-04-05 2011-11-04 Hitachi Consumer Electronics Co Ltd Image display device by laser irradiation
JP2012129050A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Konica Minolta Holdings Inc Light-emitting device, method for driving light-emitting element, and luminaire
JP2012145755A (en) * 2011-01-12 2012-08-02 Konica Minolta Advanced Layers Inc Image display device
JP2014186078A (en) * 2013-03-22 2014-10-02 Hitachi Media Electoronics Co Ltd Image display device
JP2017129700A (en) * 2016-01-20 2017-07-27 セイコーエプソン株式会社 Display device and method for controlling display device
WO2017138321A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-17 株式会社リコー Image display device, car onboard system, and image display method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147446A (en) * 1993-11-25 1995-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ld driving circuit of optical fiber module
JPH08139869A (en) * 1994-11-07 1996-05-31 Fuji Xerox Co Ltd Light amount controller for laser recorder
JP2000294871A (en) * 1999-04-09 2000-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser control method and its device
JP2003091853A (en) * 2001-09-19 2003-03-28 Ricoh Co Ltd Light quantity adjusting device and optical recording system
JP2009229558A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Funai Electric Co Ltd Image-displaying device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147446A (en) * 1993-11-25 1995-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ld driving circuit of optical fiber module
JPH08139869A (en) * 1994-11-07 1996-05-31 Fuji Xerox Co Ltd Light amount controller for laser recorder
JP2000294871A (en) * 1999-04-09 2000-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser control method and its device
JP2003091853A (en) * 2001-09-19 2003-03-28 Ricoh Co Ltd Light quantity adjusting device and optical recording system
JP2009229558A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Funai Electric Co Ltd Image-displaying device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011114928A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 船井電機株式会社 Display device, and portable apparatus having projector function
JP2011197478A (en) * 2010-03-19 2011-10-06 Funai Electric Co Ltd Display device
CN102804024A (en) * 2010-03-19 2012-11-28 船井电机株式会社 Display device, and portable apparatus having projector function
US9069184B2 (en) 2010-03-19 2015-06-30 Funai Electric Co., Ltd. Display device, and portable apparatus having projector function
JP2011221061A (en) * 2010-04-05 2011-11-04 Hitachi Consumer Electronics Co Ltd Image display device by laser irradiation
JP2012129050A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Konica Minolta Holdings Inc Light-emitting device, method for driving light-emitting element, and luminaire
JP2012145755A (en) * 2011-01-12 2012-08-02 Konica Minolta Advanced Layers Inc Image display device
JP2014186078A (en) * 2013-03-22 2014-10-02 Hitachi Media Electoronics Co Ltd Image display device
JP2017129700A (en) * 2016-01-20 2017-07-27 セイコーエプソン株式会社 Display device and method for controlling display device
WO2017138321A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-17 株式会社リコー Image display device, car onboard system, and image display method
JPWO2017138321A1 (en) * 2016-02-09 2019-02-14 株式会社リコー Image display device, in-vehicle system, and image display method
US10986275B2 (en) 2016-02-09 2021-04-20 Ricoh Company, Ltd. Image display apparatus, on-vehicle system, and image display method

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