JP2011075958A - Image display device - Google Patents

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Haruhisa Takayama
治久 高山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device in which a low gradation level is accurately and easily reproduced even when a laser having a kink area in its input/output characteristic is used. <P>SOLUTION: The image display device 1 includes: a light source part 2 which emits laser light having an intensity corresponding to a driving signal 7 including an image signal; a scanning part 3 in which two-dimensional scanning is performed with the laser light emitted from the light source part 2; and a light detection part 10 which is disposed at the position where the laser light for detecting timing and emitted from the light source part 2, when the scanning timing of the scanning part 3 is detected and scanned with the scanning part 3, is made incident. The light source part 2 includes a signal producing part 6 which produces a driving signal 7 and a signal adjustment part 8 which superimposes a high frequency signal 9 upon the driving signal 7 input to the laser 5. When the signal production part 6 outputs the driving signal 7 for emitting the laser light for detecting timing, the signal adjustment part 8 stops the superimposing of the high frequency signal 9 upon the driving signal 7. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像表示装置に関する。詳細には、画像信号を含む駆動信号に応じた強度のレーザ光を出射するレーザを備えた画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display device. Specifically, the present invention relates to an image display device including a laser that emits laser light having an intensity corresponding to a drive signal including an image signal.

従来より、画像信号に応じて強度変調したレーザ光をレーザから出射し、このレーザ光を走査部により2次元方向に走査し、投射対象に投射して画像を表示する走査型画像表示装置が知られている。この種の画像表示装置として、例えば、投射対象をユーザの網膜とする網膜走査型画像表示装置や投射対象をスクリーンとするスクリーン走査型画像表示装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a scanning type image display device that emits laser light whose intensity is modulated according to an image signal, scans the laser light in a two-dimensional direction by a scanning unit, and projects the image onto a projection target to display an image. It has been. As this type of image display device, for example, a retinal scanning image display device in which a projection target is a user's retina and a screen scanning image display device in which a projection target is a screen are known.

この種の走査型画像表示装置では、走査部による走査を高速に行う必要があり、例えば、ガルバノミラーなどのようにレーザ光の方向を変える偏向素子が用いられている。偏向素子は駆動信号を入力して動作させるものであるが、高速に偏向させようとすると駆動信号に対する応答性が悪くなり偏向動作の遅延が生じる。この遅延は、偏向素子の個体差によって異なるため、走査部による走査位置が正確に把握できない。また、駆動信号のノイズや偏向素子の動作ノイズによっても、正確に把握できない場合がある。   In this type of scanning image display apparatus, it is necessary to perform scanning by the scanning unit at a high speed. For example, a deflecting element that changes the direction of laser light such as a galvanometer mirror is used. The deflecting element is operated by inputting a driving signal. However, if the deflecting element is to be deflected at a high speed, the response to the driving signal is deteriorated and the deflection operation is delayed. Since this delay varies depending on individual differences of deflection elements, the scanning position by the scanning unit cannot be accurately grasped. Further, there may be a case where it cannot be accurately grasped due to the noise of the drive signal or the operation noise of the deflection element.

そこで、従来の走査型画像表示装置では、走査部で走査されたレーザ光が入射する位置に光検出部を配設しており、この光検出部によるレーザ光の検出に基づき、光源部であるレーザからのレーザ光の出射タイミングを調整している(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, in the conventional scanning image display device, the light detection unit is disposed at the position where the laser beam scanned by the scanning unit is incident, and the light detection unit is a light source unit based on the detection of the laser beam by the light detection unit. The emission timing of laser light from the laser is adjusted (see, for example, Patent Document 1).

走査型画像表示装置により表示する画像をカラー画像とする場合、波長の異なる複数のレーザが必要となる。一般に走査型画像表示装置では、赤色レーザ、緑色レーザ及び青色レーザが用いられており、これらのレーザから出射するレーザ光を同一光路上に合流させることで、レーザ光を合成して種々の色のレーザ光を生成している(例えば、特許文献2参照)。   When an image displayed by the scanning image display device is a color image, a plurality of lasers having different wavelengths are required. In general, a scanning image display apparatus uses a red laser, a green laser, and a blue laser. By combining laser beams emitted from these lasers on the same optical path, the laser beams are synthesized to have various colors. Laser light is generated (see, for example, Patent Document 2).

特開2008−233562号公報JP 2008-233562 A 特開2003−295108号公報JP 2003-295108 A

しかし、半導体レーザには、その入出力特性(電流−光出力特性)が急峻に変化して折れ曲がりが生じ、直線性が崩れる領域があるものがある。すなわち、電流の増減に対する光の出力強度の増減が緩やかな第1領域から光の出力強度の増減が急な第2領域へ連続することが望ましいが、第1領域と第2領域との間に、第2領域よりも光の出力強度の増減がさらに急な第3領域があるものがある。この領域は、キンク(kink)と呼ばれる。このキンク領域は、特に緑色レーザや青色レーザに顕著に現れる。   However, some semiconductor lasers have regions where the input / output characteristics (current-light output characteristics) change sharply to cause bending and the linearity is lost. That is, it is desirable that the light output intensity increase / decrease with respect to the current increase / decrease is continuous from the first area to the second area where the light output intensity increase / decrease is steep, but between the first area and the second area. In some cases, there is a third region in which the increase or decrease in the light output intensity is more steep than the second region. This region is called a kink. This kink region appears particularly prominently in green lasers and blue lasers.

かかるキンク領域のため、直線性を前提として階調レベルを割り当てた画素信号を上記半導体レーザに出力すると、低い階調レベルで階調つぶれが発生する。   Due to such a kink region, if a pixel signal assigned a gradation level on the premise of linearity is output to the semiconductor laser, gradation collapse occurs at a low gradation level.

そのため、半導体レーザを用いる場合、上記キンク領域に応じて、各階調レベルの画素信号を割り当てる必要があり、その割り当ての処理が難しく、低い階調レベルを精度よく再現することができなかった。   For this reason, when a semiconductor laser is used, it is necessary to assign pixel signals of each gradation level according to the kink region, and it is difficult to perform the assignment process, and a low gradation level cannot be accurately reproduced.

本発明は、上述したような課題に鑑みてなされたものであり、入出力特性にキンク領域が存在するレーザを用いた場合であっても、低い階調レベルを精度よく再現することが容易な画像表示装置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 problems, and it is easy to accurately reproduce a low gradation level even when a laser having a kink region in input / output characteristics is used. An object is to provide an image display device.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、画像信号を含む駆動信号に応じた強度のレーザ光を出射する光源部と、前記光源部から出射されたレーザ光を2次元走査する走査部と、画像形成時に前記光源部から出射され、前記走査部により有効走査範囲で走査されたレーザ光を投射対象に投射する投射部と、前記走査部の走査タイミングを検出する時に前記光源部から出射され、前記走査部により走査されたタイミング検出用レーザ光が入射する位置に配置された光検出部と、前記光検出部による前記タイミング検出用レーザ光の検出タイミングに基づき、前記光源部からの前記レーザ光の出射タイミングを制御する制御部と、を備え、前記光源部は、前記駆動信号を生成する信号生成部と、前記駆動信号に応じた強度のレーザ光を出射するレーザと、前記レーザに入力される前記駆動信号に当該駆動信号の周期の逆数以上の周波数を有する高周波信号を重畳させる信号調整部と、を有しており、前記信号調整部は、前記信号生成部が前記タイミング検出用レーザ光を出射するための駆動信号を出力しているときには、前記駆動信号への前記高周波信号の重畳を停止することを特徴とする画像表示装置とした。   To achieve the above object, the invention according to claim 1 is a two-dimensional scan of a light source unit that emits laser light having an intensity corresponding to a drive signal including an image signal, and a laser beam emitted from the light source unit. A scanning unit; a projection unit that projects laser light emitted from the light source unit during image formation and scanned in an effective scanning range by the scanning unit; and the light source unit that detects scanning timing of the scanning unit. From the light source unit based on the detection timing of the timing detection laser beam by the light detection unit, and the light detection unit arranged at the position where the timing detection laser beam emitted from and scanned by the scanning unit is incident A control unit that controls the emission timing of the laser beam, and the light source unit generates a signal generating unit that generates the drive signal, and a laser beam having an intensity corresponding to the drive signal. And a signal adjustment unit that superimposes a high-frequency signal having a frequency equal to or higher than the reciprocal of the period of the drive signal on the drive signal input to the laser, and the signal adjustment unit includes: When the signal generation unit outputs a drive signal for emitting the timing detection laser beam, the image display apparatus is characterized in that the superposition of the high-frequency signal on the drive signal is stopped.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の画像表示装置において、前記信号調整部は、前記走査部の走査範囲が前記有効走査範囲から前記有効走査範囲外に移行したときに、前記駆動信号への前記高周波信号の重畳を停止し、前記光検出部による前記タイミング検出用レーザ光の検出後に、前記駆動信号への前記高周波信号の重畳を開始することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the image display device according to the first aspect, when the signal adjustment unit shifts the scanning range of the scanning unit from the effective scanning range to outside the effective scanning range, The superposition of the high-frequency signal on the drive signal is stopped, and the superposition of the high-frequency signal on the drive signal is started after the detection of the timing detection laser beam by the light detection unit.

また、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の画像表示装置において、前記走査部は、第1の方向に相対的に高速に前記レーザ光を走査する第1の走査部と、前記第1の方向に直交する第2の方向に相対的に低速に前記レーザ光を走査する第2の走査部とを備えており、前記光検出部は、画像形成時に前記光源部から出射されるレーザ光が前記第1の方向で走査されて前記第1の方向における前記有効走査範囲外になった直後に、前記光源部から出射される前記タイミング検出用レーザ光を入射する位置に配置されたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the image display device according to the first or second aspect, the scanning unit includes a first scanning unit that scans the laser light at a relatively high speed in the first direction. A second scanning unit that scans the laser light relatively slowly in a second direction orthogonal to the first direction, and the light detection unit emits from the light source unit during image formation. Immediately after the laser beam to be scanned is scanned in the first direction and is outside the effective scanning range in the first direction, the laser beam for timing detection emitted from the light source unit is disposed at a position where the laser beam is incident. It is characterized by that.

また、請求項4に係る発明は、請求項1又は2に記載の画像表示装置において、前記走査部は、第1の方向に相対的に高速に前記レーザ光を走査する第1の走査部と、前記第1の方向に直交する第2の方向に相対的に低速に前記レーザ光を走査する第2の走査部とを備えており、前記光検出部は、画像形成時に前記光源部から出射されるレーザ光が前記第2の方向で走査されて前記第2の方向における前記有効走査範囲外になった直後に、前記光源部から出射される前記タイミング検出用レーザ光を入射する位置に配置されたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the image display device according to the first or second aspect, the scanning unit includes a first scanning unit that scans the laser light at a relatively high speed in the first direction. A second scanning unit that scans the laser light relatively slowly in a second direction orthogonal to the first direction, and the light detection unit emits from the light source unit during image formation. Immediately after the laser beam to be scanned is scanned in the second direction and is outside the effective scanning range in the second direction, the timing detection laser beam emitted from the light source unit is disposed at a position where the laser beam is incident. It is characterized by that.

また、請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像表示装置において、前記信号調整部は、前記高周波信号を生成する高周波信号生成部と、前記信号調整部と前記信号生成部との間に設けられ、前記信号調整部から前記信号生成部への前記高周波信号の重畳を制御するスイッチと、を有しており、前記スイッチを制御して、前記高周波信号の重畳の停止と開始を制御することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the image display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the signal adjustment unit includes a high-frequency signal generation unit that generates the high-frequency signal, and the signal adjustment unit. And a switch that controls the superposition of the high-frequency signal from the signal adjustment unit to the signal generation unit, and controls the switch to control the high-frequency signal. It is characterized by controlling the stop and start of superimposition of.

本発明によれば、高周波信号を駆動信号に重畳させるので、キンク領域で生じていた急峻な変化をなだらかな変化に変えることができる。そのため、入出力特性にキンク領域が存在するレーザであっても、低い階調レベルを精度よく再現することが容易となる。しかも、走査部の走査タイミングを検出するときには、駆動信号への高周波信号の重畳を停止するため、走査部の走査タイミング検出を確実に行うことができる。   According to the present invention, since the high frequency signal is superimposed on the drive signal, the steep change occurring in the kink region can be changed into a gentle change. Therefore, even with a laser having a kink region in the input / output characteristics, it becomes easy to accurately reproduce a low gradation level. In addition, when the scanning timing of the scanning unit is detected, the superposition of the high-frequency signal on the drive signal is stopped, so that the scanning timing of the scanning unit can be reliably detected.

本発明の一実施形態における画像表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image display apparatus in one Embodiment of this invention. 図1に示す走査部による走査範囲の図である。It is a figure of the scanning range by the scanning part shown in FIG. 半導体レーザの入出力特性を示す図である。It is a figure which shows the input / output characteristic of a semiconductor laser. 駆動信号に高周波信号を重畳した場合の入出力特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the input-output characteristic at the time of superimposing a high frequency signal on a drive signal. 駆動信号に高周波信号を重畳した場合の入出力特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the input-output characteristic at the time of superimposing a high frequency signal on a drive signal. 駆動信号に高周波信号を重畳した場合の光検出部からの出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output from the photon detection part at the time of superimposing a high frequency signal on a drive signal. 高周波信号の駆動信号への重畳タイミングを示す図である。It is a figure which shows the superimposition timing to the drive signal of a high frequency signal. 駆動信号に高周波信号を重畳した場合の光検出部からの出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output from the photon detection part at the time of superimposing a high frequency signal on a drive signal. 網膜走査型画像表示装置の電気的構成及び光学的構成を示す図である。It is a figure which shows the electrical structure and optical structure of a retinal scanning-type image display apparatus. 図9に示す走査部による走査範囲の図である。It is a figure of the scanning range by the scanning part shown in FIG. 図9に示す光源部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light source part shown in FIG. 図9に示す網膜走査型画像表示装置の処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of the retinal scanning image display apparatus shown in FIG. 階調テーブルのデータ構成を示す図である。It is a figure which shows the data structure of a gradation table. 別の光検出部の配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning of another photon detection part. 図14に示す位置に光検出部が配置されたときの、高周波信号の駆動信号への重畳タイミングを示す図である。It is a figure which shows the superimposition timing to the drive signal of a high frequency signal when a photon detection part is arrange | positioned in the position shown in FIG. 他の光検出部の配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning of another photon detection part. 図16に示す位置に光検出部が配置されたときの、高周波信号の駆動信号への重畳タイミングを示す図である。It is a figure which shows the superimposition timing to the drive signal of a high frequency signal when a photon detection part is arrange | positioned in the position shown in FIG. 別の光源部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another light source part. 駆動信号に高周波信号を重畳した場合の入出力特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the input-output characteristic at the time of superimposing a high frequency signal on a drive signal.

以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態とする。)を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

[1.画像表示装置1の概要構成]
図1に示すように、この画像表示装置1は、画像信号を含む駆動信号に応じた強度のレーザ光を出射する光源部2と、この光源部2から出射したレーザ光を2次元走査する走査部3と、この走査部3で走査されたレーザ光を投射対象に投射する投射部4と、光検出部10と、制御部11とを備えている。
[1. Outline Configuration of Image Display Device 1]
As shown in FIG. 1, the image display device 1 includes a light source unit 2 that emits laser light having an intensity according to a drive signal including an image signal, and scanning that two-dimensionally scans the laser light emitted from the light source unit 2. A unit 3, a projection unit 4 that projects laser light scanned by the scanning unit 3 onto a projection target, a light detection unit 10, and a control unit 11 are provided.

光源部2は、駆動信号7を生成する信号生成部6と、信号生成部6から入力される駆動信号7に応じた強度のレーザ光を出射するレーザ5とを有している。信号生成部6は、画素単位の信号である画素信号7aや後述するタイミング検出用信号7bなどの駆動信号7を生成し、この駆動信号7をレーザ5に入力する。これにより、駆動信号7に応じて強度変調されたレーザ光がレーザ5から順次出射される。このレーザ5は、レーザダイオードなどの半導体レーザである。なお、画像表示装置1では、赤色レーザ、緑色レーザ、青色レーザを用いており、それぞれ信号生成部6が設けられるが、図1では、説明の便宜上、緑色レーザのみを図示しており、ここではレーザ5として説明する。   The light source unit 2 includes a signal generation unit 6 that generates a drive signal 7 and a laser 5 that emits laser light having an intensity corresponding to the drive signal 7 input from the signal generation unit 6. The signal generation unit 6 generates a drive signal 7 such as a pixel signal 7 a which is a pixel unit signal and a timing detection signal 7 b described later, and inputs the drive signal 7 to the laser 5. As a result, laser light whose intensity is modulated in accordance with the drive signal 7 is sequentially emitted from the laser 5. This laser 5 is a semiconductor laser such as a laser diode. Note that the image display device 1 uses a red laser, a green laser, and a blue laser, and is provided with a signal generation unit 6. However, in FIG. 1, only the green laser is illustrated for convenience of explanation. The laser 5 will be described.

走査部3は、光源部2から出射したレーザ光を2次元走査する。図2に、光源部2による最大走査範囲Gと有効走査範囲Zとの関係を示す。ここで、「最大走査範囲G」とは、走査部3がレーザ光を走査できる最大の範囲を意味する。最大走査範囲Gのうち、走査部3の走査位置が有効走査範囲Zにあるタイミングで光源部2から画素信号7aに応じて強度変調されたレーザ光が出射される。これにより、画素信号7aに応じて強度変調されたレーザ光が、走査部3によって有効走査範囲Zで走査され、1フレーム分のレーザ光が走査される。この走査が1フレームの画像ごとに繰り返される。なお、図2には、光源部2からレーザ光が常時出射されたと仮定したときに走査部3によって走査されるレーザ光の軌跡γが仮想的に示されている。また、図2において、X方向が主走査方向であり、Y方向が副走査方向である。本実施形態では、主走査方向を水平方向とし副走査方向を垂直走査方向とするが、その逆でもよい。   The scanning unit 3 performs two-dimensional scanning with the laser light emitted from the light source unit 2. FIG. 2 shows the relationship between the maximum scanning range G and the effective scanning range Z by the light source unit 2. Here, the “maximum scanning range G” means the maximum range in which the scanning unit 3 can scan the laser beam. In the maximum scanning range G, laser light whose intensity is modulated according to the pixel signal 7a is emitted from the light source unit 2 at a timing when the scanning position of the scanning unit 3 is in the effective scanning range Z. As a result, the laser light whose intensity is modulated according to the pixel signal 7a is scanned in the effective scanning range Z by the scanning unit 3, and the laser light for one frame is scanned. This scanning is repeated for each frame image. FIG. 2 virtually shows the locus γ of the laser beam scanned by the scanning unit 3 when it is assumed that the laser beam is always emitted from the light source unit 2. In FIG. 2, the X direction is the main scanning direction, and the Y direction is the sub-scanning direction. In the present embodiment, the main scanning direction is the horizontal direction and the sub-scanning direction is the vertical scanning direction, but the reverse is also possible.

本実施形態に係る画像表示装置1では、走査部3の走査位置を検出するために、光検出部10が設けられる。制御部11は、光源部2からタイミング検出用のレーザ光(以下、「タイミング検出用レーザ光」という)を出射させ、このレーザ光を光検出部10によって検出することで、光源部2からレーザ光を出射するタイミングを調整する。走査部3の走査位置が分からなければ、画像を形成するために有効走査範囲Zで画素信号7aに応じた強度のレーザ光を出射することができないからである。制御部11は、光源部2の信号生成部6を制御し、所定のタイミングでタイミング検出用信号7bを信号生成部6から駆動信号7として出力する。この駆動信号7はレーザ5に入力され、レーザ5からタイミング検出用レーザ光が出射される。   In the image display device 1 according to the present embodiment, a light detection unit 10 is provided to detect the scanning position of the scanning unit 3. The control unit 11 emits laser light for timing detection (hereinafter referred to as “timing detection laser light”) from the light source unit 2, and detects the laser light by the light detection unit 10, thereby causing the laser from the light source unit 2 to emit laser light. The timing for emitting light is adjusted. This is because if the scanning position of the scanning unit 3 is not known, it is impossible to emit laser light having an intensity corresponding to the pixel signal 7a in the effective scanning range Z in order to form an image. The control unit 11 controls the signal generation unit 6 of the light source unit 2 and outputs a timing detection signal 7b as a drive signal 7 from the signal generation unit 6 at a predetermined timing. This drive signal 7 is input to the laser 5, and a laser beam for timing detection is emitted from the laser 5.

ところで、画像表示装置1では、レーザ5として、図3に示すように、その入出力特性(電流−光出力特性)が急峻に変化して折れ曲がりが生じ、直線性が崩れるキンク領域(kink)Wがある半導体レーザが用いられる。すなわち、このレーザ5には、電流の増減に対する光の出力強度の増減が緩やかな第1領域と、光の出力強度の増減が急な第2領域とに加え、さらに、第1領域と第2領域との間に、第2領域よりも光の出力強度の増減がさらに急な第3領域であるキンク領Wがある。そのため、階調レベルに応じた電流値で信号生成部6から出力される画素信号では、低い階調レベルを精度よく再現することができない。   By the way, in the image display device 1, as shown in FIG. 3, as the laser 5, the input / output characteristics (current-light output characteristics) change sharply to cause bending and the kink region (kink) W where linearity is lost. A semiconductor laser is used. That is, the laser 5 includes the first region and the second region in addition to the first region in which the increase or decrease in the light output intensity is gradual and the second region in which the increase or decrease in the light output intensity is abrupt. Between the regions, there is a kink region W that is a third region in which the increase or decrease of the light output intensity is more steep than in the second region. Therefore, a low gradation level cannot be accurately reproduced with the pixel signal output from the signal generation unit 6 with a current value corresponding to the gradation level.

そこで、光源部2には、レーザ5に入力される駆動信号7に高周波信号9を重畳させる信号調整部8が設けられている。レーザ5に入力される駆動信号7に高周波信号9を重畳させると、レーザ5から出射されるレーザ光は、その強度が高周波信号9の振幅の変化に応じて変動する。例えば、図3に示す入出力特性があるレーザ5に、図4に示すように、電流振幅Iaの高周波信号9を、電流値Ibの駆動信号7に重畳させて入力したとする。このとき、レーザ5に入力される電流の電流値は、電流値I1(=Ib−Ia/2)から電流値I2(=Ib+Ia/2)の間で周期的に増減する。従って、レーザ5から出射される光の強度も強度値Y1〜Y2の間で変化することになる。   Therefore, the light source unit 2 is provided with a signal adjustment unit 8 that superimposes the high-frequency signal 9 on the drive signal 7 input to the laser 5. When the high frequency signal 9 is superimposed on the drive signal 7 input to the laser 5, the intensity of the laser light emitted from the laser 5 varies according to the change in the amplitude of the high frequency signal 9. For example, it is assumed that a high frequency signal 9 having a current amplitude Ia is superimposed on a drive signal 7 having a current value Ib as shown in FIG. At this time, the current value of the current input to the laser 5 periodically increases and decreases between the current value I1 (= Ib−Ia / 2) and the current value I2 (= Ib + Ia / 2). Therefore, the intensity of the light emitted from the laser 5 also changes between the intensity values Y1 and Y2.

この駆動信号7に重畳させる高周波信号9の周波数は、信号調整部8により画素信号7aとして画素単位で生成される駆動信号7の生成周期Tの逆数1/T以上となる周波数(≧1/T)とする。駆動信号7の生成周期Tの逆数1/Tは、図示しないメモリから画像データを読み出す読み出しクロック信号の周波数に相当するものである。   The frequency of the high-frequency signal 9 to be superimposed on the drive signal 7 is a frequency (≧ 1 / T) that is equal to or greater than the reciprocal 1 / T of the generation period T of the drive signal 7 generated as a pixel signal 7a by the signal adjustment unit 8 as a pixel signal. ). The reciprocal 1 / T of the generation period T of the drive signal 7 corresponds to the frequency of a read clock signal for reading image data from a memory (not shown).

このように、駆動信号7に高周波信号9を重畳させるとレーザ5から出射されるレーザ光は、その強度が高周波信号9の振幅の変化に応じて変動するが、ユーザに視認される各画素の明るさは、変動する強度を平均した強度に対応する明るさとなる。   As described above, when the high frequency signal 9 is superimposed on the drive signal 7, the intensity of the laser light emitted from the laser 5 varies according to the change in the amplitude of the high frequency signal 9. The brightness is a brightness corresponding to the intensity obtained by averaging the fluctuating intensity.

従って、駆動信号7に高周波信号9を重畳させた場合、レーザ5の入出力特性は、駆動信号7の電流値に応じて図5に示す実線のように強度変化する特性と見なせる。以下、このような入出力特性を見かけ上の入出力特性という。なお、図5に示す破線は、高周波信号9を駆動信号7に重畳させていない場合のレーザ5の入出力特性を示している。   Therefore, when the high-frequency signal 9 is superimposed on the drive signal 7, the input / output characteristics of the laser 5 can be regarded as characteristics whose intensity changes as shown by the solid line in FIG. Hereinafter, such input / output characteristics are referred to as apparent input / output characteristics. 5 indicates the input / output characteristics of the laser 5 when the high-frequency signal 9 is not superimposed on the drive signal 7.

本実施形態に係る画像表示装置1では、駆動信号7に高周波信号9を重畳させることで、キンク領域Wの影響を抑制し、駆動信号7の電流値とレーザ光の強度とが比例関係に近づくようにしている。このようにすることで、低い階調レベルに対する画素信号の電流値の割り当てが容易になる。   In the image display device 1 according to the present embodiment, the influence of the kink region W is suppressed by superimposing the high-frequency signal 9 on the drive signal 7, and the current value of the drive signal 7 and the intensity of the laser light approach a proportional relationship. I am doing so. By doing so, it becomes easy to assign the current value of the pixel signal to the low gradation level.

しかし、駆動信号7に高周波信号9を重畳させた場合、タイミング検出用レーザ光の強度も高周波信号9の周波数で強弱が変動するため、タイミング検出用レーザ光が入射したときに、光検出部10から出力される検出信号が出力されないことがある。例えば、図6に示すように、時間t1〜t2の間にタイミング検出用レーザ光が光検出部10に入射したときには検出信号が出力されるが、時間t3〜t4の間にタイミング検出用レーザ光が光検出部10に入射したときには検出信号が出力されない。また、この光検出部10は、適正な入射光量の範囲では、所望の精度内の時間遅れで光を検出できる。しかし、入射光量がその範囲を超える場合、ノイズの影響が大きくなる等により、検出タイミングにズレが生じる。従って、このように光検出部10への入射光量が適正でない場合に、この光検出部10から出力される検出信号を用いると、画像の形成タイミングにズレが生じて、形成する画像の品質が劣化してしまうことになる。特に、主走査方向に往復走査する場合、往路時の画像形成タイミングと復路時に画像形成タイミングにズレが生じて画像の2重像化などが発生してしまうことになる。   However, when the high-frequency signal 9 is superimposed on the drive signal 7, the intensity of the timing detection laser light also varies depending on the frequency of the high-frequency signal 9, so that when the timing detection laser light is incident, the light detection unit 10. The detection signal output from may not be output. For example, as shown in FIG. 6, a detection signal is output when the timing detection laser beam is incident on the light detection unit 10 during the time t1 to t2, but the timing detection laser beam is output during the time t3 to t4. When the light enters the light detection unit 10, no detection signal is output. In addition, the light detection unit 10 can detect light with a time delay within a desired accuracy within a range of an appropriate amount of incident light. However, when the amount of incident light exceeds the range, the detection timing is shifted due to the influence of noise and the like. Therefore, when the amount of light incident on the light detection unit 10 is not appropriate as described above, if the detection signal output from the light detection unit 10 is used, a deviation occurs in the image formation timing, and the quality of the image to be formed is reduced. It will deteriorate. In particular, when reciprocating scanning is performed in the main scanning direction, the image formation timing during the forward pass and the image formation timing during the backward pass are shifted, resulting in double image formation.

そこで、駆動信号7として、タイミング検出用信号7bを信号生成部6から出力するときには、信号調整部8での高周波信号9の発生を停止して、駆動信号7に高周波信号9を重畳させないようにしている。このようにすることで、タイミング検出用レーザ光が入射した光検出部10から検出信号が確実に出力されるようにしている。   Therefore, when the timing detection signal 7 b is output from the signal generator 6 as the drive signal 7, the generation of the high-frequency signal 9 in the signal adjustment unit 8 is stopped so that the high-frequency signal 9 is not superimposed on the drive signal 7. ing. In this way, a detection signal is surely output from the light detection unit 10 on which the timing detection laser light is incident.

また、信号調整部8は、図7に示すように、走査部3の走査範囲が有効走査範囲Zから有効走査範囲Z外に移行したときに(タイミングt11)、高周波信号9の生成を停止して駆動信号7への高周波信号9の重畳を停止する。さらに、信号調整部8は、光検出部10によるタイミング検出用レーザ光の検出後(タイミングt13)に、高周波信号9の生成を再開して駆動信号7への高周波信号9の重畳を開始するようにしている。このようにすることで、駆動信号7への高周波信号9の重畳による消費電力を低減しつつも、走査部3の走査範囲が有効走査範囲Z内になるまでに確実に駆動信号7を生成し、駆動信号7の高周波信号9への重畳を行うことができる。   Further, as shown in FIG. 7, the signal adjustment unit 8 stops the generation of the high-frequency signal 9 when the scanning range of the scanning unit 3 shifts from the effective scanning range Z to outside the effective scanning range Z (timing t11). Then, the superposition of the high frequency signal 9 on the drive signal 7 is stopped. Furthermore, after the detection of the timing detection laser beam by the light detection unit 10 (timing t13), the signal adjustment unit 8 resumes the generation of the high-frequency signal 9 and starts superimposing the high-frequency signal 9 on the drive signal 7. I have to. In this way, while reducing the power consumption due to the superposition of the high-frequency signal 9 on the drive signal 7, the drive signal 7 is reliably generated until the scanning range of the scanning unit 3 falls within the effective scanning range Z. The drive signal 7 can be superimposed on the high-frequency signal 9.

このように、本実施形態に係る画像表示装置1では、駆動信号7にそれぞれ高周波信号9を重畳させることで、キンク領域Wの影響を抑制し、駆動信号7の電流値とレーザ光の強度とが比例関係に近づくようにしている。従って、低い階調レベルに対する駆動信号7の電流値の割り当てが容易になる。そのため、入出力特性にキンク領域Wが存在するレーザであっても、低い階調レベルを精度よく再現することが容易となる。   As described above, in the image display apparatus 1 according to the present embodiment, the influence of the kink region W is suppressed by superimposing the high-frequency signal 9 on the drive signal 7, and the current value of the drive signal 7, the intensity of the laser light, Is approaching a proportional relationship. Therefore, it becomes easy to assign the current value of the drive signal 7 to the low gradation level. Therefore, it is easy to accurately reproduce a low gradation level even with a laser in which the kink region W exists in the input / output characteristics.

しかも、走査部3の走査タイミングを検出するときには、駆動信号7への高周波信号9の重畳を停止するため、走査部3の走査タイミング検出を確実に行うことができる。そのため、画像形成時に光源部2からのレーザ光の出射タイミングの精度が向上し、ユーザが視認する画像にジッタが現れるなどの画像品質の低下を抑制することができる。   In addition, when the scanning timing of the scanning unit 3 is detected, the superposition of the high-frequency signal 9 on the drive signal 7 is stopped, so that the scanning timing of the scanning unit 3 can be reliably detected. Therefore, the accuracy of the emission timing of the laser light from the light source unit 2 at the time of image formation can be improved, and deterioration in image quality such as jitter appearing in the image visually recognized by the user can be suppressed.

なお、画像表示装置1では、駆動信号7に重畳させる高周波信号9の電流振幅は、キンク領域Wの幅Ic以上としている。すなわち、高周波信号9が重畳されて電流値が変化する画素信号7の電流範囲がキンク領域Wの範囲をカバーすることが必要である。これは、キンク領域の幅Icよりも高周波信号の幅が小さいと、図8に示すように、キンク領域の影響を抑制できない領域W1が発生するからである。   In the image display device 1, the current amplitude of the high-frequency signal 9 to be superimposed on the drive signal 7 is equal to or greater than the width Ic of the kink region W. That is, it is necessary that the current range of the pixel signal 7 in which the high-frequency signal 9 is superimposed and the current value changes covers the range of the kink region W. This is because if the width of the high frequency signal is smaller than the width Ic of the kink region, a region W1 in which the influence of the kink region cannot be suppressed occurs as shown in FIG.

[2.網膜走査型画像表示装置への適用例]
以下、上記画像表示装置1を網膜走査型画像表示装置(以下、「RSD」という。)に適用した場合の具体的構成及び具体的動作について説明する。
[2. Application example to retinal scanning image display device]
Hereinafter, a specific configuration and a specific operation when the image display device 1 is applied to a retinal scanning image display device (hereinafter referred to as “RSD”) will be described.

[2.1.RSD100の電気的構成及び光学的構成]
まず、RSD100の電気的構成及び光学的構成について、図9を参照して説明する。
[2.1. Electrical configuration and optical configuration of RSD 100]
First, the electrical configuration and optical configuration of the RSD 100 will be described with reference to FIG.

図9に示すように、本実施形態に係るRSD100は、光源部110、光ファイバー120、走査部130、投射部140を備えている。   As illustrated in FIG. 9, the RSD 100 according to the present embodiment includes a light source unit 110, an optical fiber 120, a scanning unit 130, and a projection unit 140.

光源部110は、駆動信号供給回路111と、レーザ部115r,115g,115bと、コリメート光学系116r,116g,116bと、ダイクロイックミラー117r,117g,117bと、結合光学系118とを備えている。   The light source unit 110 includes a drive signal supply circuit 111, laser units 115r, 115g, and 115b, collimating optical systems 116r, 116g, and 116b, dichroic mirrors 117r, 117g, and 117b, and a coupling optical system 118.

駆動信号供給回路111は、入力される画像信号Sに基づいて、画像を形成するための要素となる三原色それぞれの色に対応する画素信号を画素単位で生成する。すなわち、駆動信号供給回路111からは、各色用の画像信号として、R(赤色)駆動信号112r,G(緑色)駆動信号112g,B(青色)駆動信号112bが生成されて出力される。また、駆動信号供給回路111からは、タイミング検出用信号として、G(緑色)駆動信号112gが生成されて出力される。さらに、駆動信号供給回路111は、高速走査部132で使用される高速駆動信号116と、低速走査部134で使用される低速駆動信号117とをそれぞれ出力する。また、駆動信号供給回路111は、駆動信号112g,112bに重畳する後述の高周波信号の振幅を制御する制御信号113g,113bを出力する。   Based on the input image signal S, the drive signal supply circuit 111 generates pixel signals corresponding to the colors of the three primary colors that are elements for forming an image in units of pixels. That is, the drive signal supply circuit 111 generates and outputs R (red) drive signal 112r, G (green) drive signal 112g, and B (blue) drive signal 112b as image signals for each color. The drive signal supply circuit 111 generates and outputs a G (green) drive signal 112g as a timing detection signal. Further, the drive signal supply circuit 111 outputs a high-speed drive signal 116 used by the high-speed scanning unit 132 and a low-speed drive signal 117 used by the low-speed scanning unit 134, respectively. The drive signal supply circuit 111 outputs control signals 113g and 113b for controlling the amplitude of a high-frequency signal to be described later superimposed on the drive signals 112g and 112b.

Rレーザ部115r,Gレーザ部115g,Bレーザ部115bは、それぞれ駆動信号供給回路111から出力されるR駆動信号112r,G駆動信号112g,B駆動信号112bに応じて強度変調されたレーザ光(「光束」とも呼ぶ。)を出射する。   The R laser unit 115r, the G laser unit 115g, and the B laser unit 115b are laser beams whose intensity is modulated in accordance with the R drive signal 112r, the G drive signal 112g, and the B drive signal 112b output from the drive signal supply circuit 111, respectively. (Also referred to as “light flux”).

各レーザ部115r,115g,115bから出射したR(赤色)レーザ光Lr,G(緑色)レーザ光Lg、B(青色)レーザ光Lbは、コリメート光学系116r,116g,116bによってそれぞれ平行光化された後に、ダイクロイックミラー117r,117g,117bに入射される。その後、これらのダイクロイックミラー117r,117g,117bにより、三原色の各レーザ光が波長選択的に反射・透過して結合光学系118に達し、合波されて光ファイバー120へ出射される。このように光ファイバー120へ出射されるレーザ光は、画像光Lcであり、強度変調された各色のレーザ光が合波されたものである。   The R (red) laser light Lr, G (green) laser light Lg, and B (blue) laser light Lb emitted from the laser units 115r, 115g, and 115b are collimated by collimating optical systems 116r, 116g, and 116b, respectively. Then, the light enters the dichroic mirrors 117r, 117g, and 117b. Thereafter, these dichroic mirrors 117r, 117g, and 117b reflect and transmit the laser beams of the three primary colors in a wavelength selective manner, reach the coupling optical system 118, and are combined and emitted to the optical fiber 120. Thus, the laser light emitted to the optical fiber 120 is the image light Lc, which is a combination of intensity-modulated laser light of each color.

走査部130は、コリメート光学系131、高速走査部132、第1リレー光学系133、低速走査部134により構成される。   The scanning unit 130 includes a collimating optical system 131, a high-speed scanning unit 132, a first relay optical system 133, and a low-speed scanning unit 134.

コリメート光学系131は、光源部110で生成され、光ファイバー120を介して出射されるレーザ光を平行光化する。   The collimating optical system 131 converts the laser light generated by the light source unit 110 and emitted through the optical fiber 120 into parallel light.

高速走査部132及び低速走査部134は、光ファイバー120から入射されたレーザ光を画像としてユーザの網膜101bに投影可能な状態にするために、主走査方向と副走査方向に走査する。高速走査部132は、コリメート光学系131で平行光化されて入射するレーザ光を画像表示のために主走査方向に往復走査する。また、低速走査部134は、高速走査部132で主走査方向に走査され、第1リレー光学系133を介して入射するレーザ光を主走査方向に略直交する副走査方向に走査する。   The high-speed scanning unit 132 and the low-speed scanning unit 134 scan in the main scanning direction and the sub-scanning direction so that the laser light incident from the optical fiber 120 can be projected as an image onto the user's retina 101b. The high-speed scanning unit 132 reciprocally scans the incident laser light that has been collimated by the collimating optical system 131 in the main scanning direction for image display. The low-speed scanning unit 134 scans in the main scanning direction by the high-speed scanning unit 132, and scans the laser light incident via the first relay optical system 133 in the sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction.

高速走査部132は、揺動によりレーザ光を主走査方向に走査する反射ミラー132bを有する共振型の偏向素子132aと、この偏向素子132aを共振させて偏向素子132aの反射ミラー132bを揺動させる駆動信号を高速駆動信号116に基づいて発生する高速走査駆動回路132cを備えている。一方、低速走査部134は、揺動によりレーザ光を副走査方向に走査する反射ミラー134bを有する非共振型の偏向素子134aと、この偏向素子134aの反射ミラー134bを非共振状態で強制的に揺動させる駆動信号を低速駆動信号117に基づいて発生する低速走査駆動回路134cとを備える。この低速走査部134は、表示すべき画像の1フレームごとに、画像を形成するためのレーザ光を最初の走査線から最後の走査線に向かって副走査方向に走査する。ここで「走査線」とは、高速走査部132による主走査方向への1走査を意味する。なお、偏向素子132a,134aは、ここではガルバノミラーを用いることとするが、レーザ光を走査するようにその反射ミラー132b,134bを揺動又は回転させられるものであれば、圧電駆動、電磁駆動、静電駆動等いずれの駆動方式によるものであってもよい。   The high-speed scanning unit 132 swings the reflection mirror 132b of the deflection element 132a by resonating the deflection element 132a having a reflection mirror 132b that scans laser light in the main scanning direction by swinging. A high-speed scanning drive circuit 132 c that generates a drive signal based on the high-speed drive signal 116 is provided. On the other hand, the low-speed scanning unit 134 forces the non-resonant deflecting element 134a having the reflecting mirror 134b that scans the laser beam in the sub-scanning direction by swinging, and the reflecting mirror 134b of the deflecting element 134a in a non-resonant state. And a low-speed scanning drive circuit 134c that generates a drive signal to be oscillated based on the low-speed drive signal 117. The low-speed scanning unit 134 scans laser light for forming an image in the sub-scanning direction from the first scanning line toward the last scanning line for each frame of the image to be displayed. Here, “scanning line” means one scanning in the main scanning direction by the high-speed scanning unit 132. Here, galvanometer mirrors are used as the deflecting elements 132a and 134a. However, as long as the reflecting mirrors 132b and 134b can be swung or rotated so as to scan the laser beam, piezoelectric driving and electromagnetic driving are possible. Any driving method such as electrostatic driving may be used.

第1リレー光学系133は、高速走査部132と低速走査部134との間でレーザ光を中継し、偏向素子132aの反射ミラー132bによって主走査方向に走査されたレーザ光を偏向素子134aの反射ミラー134bに収束させる。そして、このレーザ光が偏向素子134aの反射ミラー134bによって副走査方向に走査される。なお、ここでは、表示する画像の水平方向を主走査方向とし、表示する画像の垂直方向を副走査方向とするが、主走査方向が垂直方向、副走査方向が水平方向であっても良い。   The first relay optical system 133 relays the laser light between the high-speed scanning unit 132 and the low-speed scanning unit 134, and reflects the laser light scanned in the main scanning direction by the reflection mirror 132b of the deflection element 132a to the reflection of the deflection element 134a. It converges on the mirror 134b. Then, this laser beam is scanned in the sub-scanning direction by the reflection mirror 134b of the deflection element 134a. Here, the horizontal direction of the image to be displayed is the main scanning direction and the vertical direction of the image to be displayed is the sub-scanning direction, but the main scanning direction may be the vertical direction and the sub-scanning direction may be the horizontal direction.

投射部140は、第2リレー光学系135と、ハーフミラー136とを有している。偏向素子134aによって走査されたレーザ光は、正の屈折力を持つ2つのレンズ135a,135bが直列配置された第2リレー光学系135を介して、眼101の前方に位置させたハーフミラー136で反射されてユーザの瞳孔101aに入射する。これにより、網膜101b上に画像信号Sに応じた画像が投影され、ユーザは瞳孔101aに入射するレーザ光(画像光Lc)を画像として認識する。また、ハーフミラー136は外光Laを透過してユーザの瞳孔101aに入射させるようにしており、これによりユーザは外光Laに基づく外景に画像光Lcに基づく画像を重ねた画像を視認することができる。   The projection unit 140 includes a second relay optical system 135 and a half mirror 136. Laser light scanned by the deflecting element 134a is transmitted by a half mirror 136 positioned in front of the eye 101 via a second relay optical system 135 in which two lenses 135a and 135b having positive refractive power are arranged in series. It is reflected and enters the user's pupil 101a. Thereby, an image corresponding to the image signal S is projected on the retina 101b, and the user recognizes the laser light (image light Lc) incident on the pupil 101a as an image. Further, the half mirror 136 transmits the external light La so as to enter the user's pupil 101a, so that the user can visually recognize an image in which an image based on the image light Lc is superimposed on an external scene based on the external light La. Can do.

なお、第2リレー光学系135においては、レンズ135aによって、それぞれのレーザ光がそのレーザ光の中心線を相互に略平行にされ、かつそれぞれ収束レーザ光に変換される。そして、レンズ135bによってそれぞれほぼ平行なレーザ光となると共に、これらのレーザ光の中心線がユーザの瞳孔101aに収束するように変換される。   In the second relay optical system 135, the respective laser beams are made substantially parallel to each other and converted into convergent laser beams by the lens 135a. The laser beams are converted into substantially parallel laser beams by the lens 135b, and the center lines of these laser beams are converted so as to converge on the user's pupil 101a.

また、本実施形態に係るRSD1は、光源部110からのレーザ光の出射タイミングを調整するために、光検出部141を備えている。この光検出部141はフォトダイオード及びI−V変換器などから構成されており、レーザ光が入射したときに、検出信号143を出力する。   Further, the RSD 1 according to the present embodiment includes a light detection unit 141 in order to adjust the emission timing of the laser light from the light source unit 110. The light detection unit 141 includes a photodiode and an IV converter, and outputs a detection signal 143 when laser light is incident.

図10には、図2と同様の図であり、高速走査部132及び低速走査部134の偏向素子132a,134aによる最大走査範囲Gと有効走査範囲Zとの関係が示されている。ここで、「最大走査範囲G」とは、偏向素子132a,134aがレーザ光を走査できる最大の範囲を意味する。最大走査範囲Gのうち、偏向素子132a,134aによる走査位置が有効走査範囲Zにあるタイミングで光源部110ら画像信号Sに応じて強度変調されたレーザ光である画像光Lcが出射される。なお、図10には、光源部110からレーザ光が常時出射されたと仮定したときに偏向素子132a,134aによって走査されるレーザ光の軌跡γが仮想的に示されている。ただし、偏向素子132aによる主走査方向の走査線数は、1フレームあたり数百又は千程度あり、図10ではレーザ光の軌跡γを簡略して記載している。   FIG. 10 is a diagram similar to FIG. 2, and shows the relationship between the maximum scanning range G and the effective scanning range Z by the deflection elements 132 a and 134 a of the high-speed scanning unit 132 and the low-speed scanning unit 134. Here, the “maximum scanning range G” means the maximum range in which the deflecting elements 132a and 134a can scan the laser beam. In the maximum scanning range G, image light Lc, which is laser light whose intensity is modulated in accordance with the image signal S, is emitted from the light source unit 110 at a timing when the scanning position by the deflecting elements 132a and 134a is within the effective scanning range Z. 10 virtually shows a locus γ of the laser beam scanned by the deflection elements 132a and 134a when it is assumed that the laser beam is always emitted from the light source unit 110. However, the number of scanning lines in the main scanning direction by the deflecting element 132a is about several hundreds or thousands per frame. In FIG. 10, the locus γ of the laser beam is simply shown.

高速走査駆動回路132cは、高速駆動信号116を増幅して駆動信号を生成し、この駆動信号により偏向素子132aの反射ミラー132bを揺動している。また、低速走査駆動回路134cは、低速駆動信号117を増幅して駆動信号を生成し、この駆動信号により偏向素子134aの反射ミラー134bを揺動している。しかし、反射ミラー132b,134bの揺動軌跡γ1,γ2(図10参照)は、駆動信号116,117の信号波形と完全には一致せず、位相差などが生じる。特に、偏向素子132aは反射ミラー132bを高速に揺動させる必要があり、また共振タイプの偏向素子であるため、高速駆動信号116の信号波形との位相差は大きくなる。   The high-speed scanning drive circuit 132c amplifies the high-speed drive signal 116 to generate a drive signal, and the reflection mirror 132b of the deflection element 132a is swung by this drive signal. The low-speed scanning drive circuit 134c amplifies the low-speed drive signal 117 to generate a drive signal, and the reflection mirror 134b of the deflection element 134a is swung by this drive signal. However, the swing trajectories γ1 and γ2 (see FIG. 10) of the reflection mirrors 132b and 134b do not completely coincide with the signal waveforms of the drive signals 116 and 117, and a phase difference or the like occurs. In particular, the deflection element 132a needs to swing the reflection mirror 132b at a high speed, and since it is a resonance type deflection element, the phase difference from the signal waveform of the high-speed drive signal 116 becomes large.

そこで、本実施形態に係るRSD1では、図9及び図10に示すように、反射ミラー132b,134bによるレーザ光の走査タイミングを検出するために光検出部141を配置している。駆動信号供給回路111は、光源部110から出射させたレーザ光をこの光検出部141で検出させて、光源部110からのレーザ光の出射タイミングを調整する。   Therefore, in the RSD 1 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, the light detection unit 141 is arranged to detect the scanning timing of the laser light by the reflection mirrors 132 b and 134 b. The drive signal supply circuit 111 adjusts the emission timing of the laser light from the light source unit 110 by causing the light detection unit 141 to detect the laser light emitted from the light source unit 110.

光検出部141は、最大走査範囲Gのうち有効走査範囲Z外の無効走査範囲Nで走査されたタイミング検出用レーザ光が入射する位置に配置されている。なお、無効走査範囲Nにおける光検出部141の背後には、有効走査範囲Z外で走査されたレーザ光がユーザの眼101に入射するのを防止するために遮光部142が設けられている。遮光部142は、例えば、図9に示すように、最大走査範囲Gのうち有効走査範囲Zで走査されたレーザ光が通過する開口を有する非透過性の板状部材を用いている。また、遮光部142を、光検出部141を固定するための固定部材として用いている。本実施形態においてはレンズ135aによって中間像面が形成され、この中間像面位置に遮光部142を配置するようにしている。このようにすることで、遮光部142を小型化することができ、しかも、走査部130で走査されたレーザ光のビーム径が最も小さくなる位置であるため光検出部141でのレーザ光の検出精度を向上させることができる。   The light detection unit 141 is disposed at a position where the timing detection laser beam scanned in the invalid scanning range N outside the effective scanning range Z in the maximum scanning range G is incident. A light blocking unit 142 is provided behind the light detection unit 141 in the invalid scanning range N in order to prevent laser light scanned outside the effective scanning range Z from entering the user's eye 101. For example, as illustrated in FIG. 9, the light shielding unit 142 uses a non-transmissive plate-like member having an opening through which a laser beam scanned in the effective scanning range Z of the maximum scanning range G passes. Further, the light shielding unit 142 is used as a fixing member for fixing the light detection unit 141. In the present embodiment, an intermediate image plane is formed by the lens 135a, and the light shielding portion 142 is disposed at the intermediate image plane position. In this way, the light shielding unit 142 can be reduced in size, and the laser beam detected by the light detection unit 141 is detected at the position where the beam diameter of the laser beam scanned by the scanning unit 130 is the smallest. Accuracy can be improved.

[2.1.光源部110の具体的構成]
次に、本実施形態に係るRSD100の特徴的部分である、光源部110の具体的構成について、図11を参照してさらに説明する。光源部110は、上述のとおり、駆動信号供給回路111、レーザ部115r,115g,115bを含み構成されている。
[2.1. Specific Configuration of Light Source Unit 110]
Next, a specific configuration of the light source unit 110, which is a characteristic part of the RSD 100 according to the present embodiment, will be further described with reference to FIG. As described above, the light source unit 110 includes the drive signal supply circuit 111 and the laser units 115r, 115g, and 115b.

駆動信号供給回路111は、CPU201、ROM202、RAM203、VRAM204、D/A変換器205r,205g,205b,208,209、A/D変換器210,211、出力ポート206g,206bなどを有している。これらはデータ通信用のバス212にそれぞれ接続されており、このバス212を介して各種情報の送受信を行う。この駆動信号供給回路111では、CPU201がROM202に記憶されている制御プログラムを実行することにより動作し、RSD100を構成する各部を動作させ、RSD100が備える各種機能を実行する。ROM202は、上述した制御プログラム以外に、例えば、後述する階調テーブルを記憶している。なお、CPU201がROM202に記憶されている制御プログラムを実行することにより、駆動信号供給回路111は、駆動信号を生成する信号生成部、レーザに入力される駆動信号に高周波信号を重畳させる信号調整部、光検出部141によるタイミング検出用レーザ光の検出タイミングに基づき、光検出部141からのレーザ光の出射タイミングを制御する制御部として機能する。   The drive signal supply circuit 111 includes a CPU 201, ROM 202, RAM 203, VRAM 204, D / A converters 205r, 205g, 205b, 208, 209, A / D converters 210, 211, output ports 206g, 206b, and the like. . These are respectively connected to a data communication bus 212, and various information is transmitted and received via the bus 212. In the drive signal supply circuit 111, the CPU 201 operates by executing a control program stored in the ROM 202, operates each part of the RSD 100, and executes various functions provided in the RSD 100. In addition to the control program described above, the ROM 202 stores, for example, a gradation table described later. When the CPU 201 executes a control program stored in the ROM 202, the drive signal supply circuit 111 includes a signal generation unit that generates a drive signal and a signal adjustment unit that superimposes a high-frequency signal on the drive signal input to the laser. Based on the detection timing of the timing detection laser beam by the light detection unit 141, it functions as a control unit that controls the emission timing of the laser beam from the light detection unit 141.

CPU201は、A/D変換器211から入力した画像信号Sを複数の画素データから構成される画像データに変換してVRAM204に書き込んで展開する。このVRAM204はフレームバッファとして用いられる。VRAM204に記憶される各画素データは、赤色成分のR画素データ、緑色成分のG画素データ、青色成分のB画素データとから構成される。CPU201は、このVRAM204に展開したR画素データ、G画素データ及びB画素データを画素単位で順次読み出して、D/A変換器205r,205g,205bによりアナログ化して画素信号を生成し、この画素信号を駆動信号112r,112g,112bとして順次出力する。   The CPU 201 converts the image signal S input from the A / D converter 211 into image data composed of a plurality of pixel data, writes it in the VRAM 204, and develops it. This VRAM 204 is used as a frame buffer. Each pixel data stored in the VRAM 204 includes red component R pixel data, green component G pixel data, and blue component B pixel data. The CPU 201 sequentially reads out the R pixel data, G pixel data, and B pixel data developed in the VRAM 204 in units of pixels, converts them into analog signals by the D / A converters 205r, 205g, and 205b, and generates pixel signals. Are sequentially output as drive signals 112r, 112g, and 112b.

また、CPU201は、駆動信号112g,112bに重畳する後述の高周波発振器305g,305bを制御する制御信号113g,113bを出力ポート206g,206bから出力する。   Further, the CPU 201 outputs control signals 113g and 113b for controlling high-frequency oscillators 305g and 305b, which will be described later, superimposed on the drive signals 112g and 112b from the output ports 206g and 206b.

また、CPU201は、高速走査部132で使用される高速駆動信号116と、低速走査部134で使用される低速駆動信号117とをそれぞれをD/A変換器208,209でアナログ化して出力する。また、CPU201は、光検出部141から出力される検出信号143をA/D変換器210を介して入力し、この検出信号143を入力したタイミングに基づき、走査部130の走査位置を検出する。CPU201は、検出した走査部130の走査位置に基づき、画像信号Sに応じて強度変調されたレーザ光の光源部110からの出射タイミングを決定して光源部110からレーザ光を出射する。   Further, the CPU 201 converts the high-speed driving signal 116 used in the high-speed scanning unit 132 and the low-speed driving signal 117 used in the low-speed scanning unit 134 into analog signals by the D / A converters 208 and 209 and outputs the analog signals. Further, the CPU 201 inputs the detection signal 143 output from the light detection unit 141 via the A / D converter 210, and detects the scanning position of the scanning unit 130 based on the timing at which the detection signal 143 is input. Based on the detected scanning position of the scanning unit 130, the CPU 201 determines the emission timing of the laser light whose intensity is modulated according to the image signal S from the light source unit 110 and emits the laser light from the light source unit 110.

(Rレーザ部115r)
Rレーザ部115rは、Rレーザドライバ301r及びRレーザダイオード303rにより構成されている。
(R laser part 115r)
The R laser unit 115r includes an R laser driver 301r and an R laser diode 303r.

Rレーザドライバ301rは、駆動信号供給回路111から出力されるR駆動信号112rの電圧値に応じた電流値の駆動信号302rを生成し、この駆動信号302rをRレーザダイオード303rに供給する。   The R laser driver 301r generates a drive signal 302r having a current value corresponding to the voltage value of the R drive signal 112r output from the drive signal supply circuit 111, and supplies the drive signal 302r to the R laser diode 303r.

Rレーザダイオード303rからは、駆動信号302rに応じた強度の赤色のレーザ光が出射される。すなわち、Rレーザダイオード303rからは、駆動信号供給回路111から出力されるR駆動信号112rに応じた強度の赤色のレーザ光を出射される。   The R laser diode 303r emits red laser light having an intensity corresponding to the drive signal 302r. In other words, the R laser diode 303r emits red laser light having an intensity corresponding to the R drive signal 112r output from the drive signal supply circuit 111.

(Gレーザ部115g)
Gレーザ部115gは、Gレーザドライバ301g、Gレーザダイオード303g、高周波発振器305g及びコンデンサ307gにより構成されている。
(G laser part 115g)
The G laser unit 115g includes a G laser driver 301g, a G laser diode 303g, a high frequency oscillator 305g, and a capacitor 307g.

Gレーザドライバ301gは、駆動信号供給回路111から出力されるG駆動信号112gの電圧値に応じた電流値の駆動信号302gを生成し、この駆動信号302gをGレーザダイオード303gに供給する。   The G laser driver 301g generates a drive signal 302g having a current value corresponding to the voltage value of the G drive signal 112g output from the drive signal supply circuit 111, and supplies the drive signal 302g to the G laser diode 303g.

高周波発振器305gは、所定振幅の電流値の高周波信号306gを生成して出力する。この高周波発振器305gは、その出力端がコンデンサ307gを介してGレーザドライバ301gとGレーザダイオード303gとの間に接続されており、コンデンサ307gを介して駆動信号302gに高周波信号306gを重畳する。高周波発振器305gは、駆動信号供給回路111から出力される制御信号113gによりそのON/OFFが制御される。すなわち、制御信号113gの電圧値がHighレベルの信号であるとき、高周波発振器305gは発振動作を行って、高周波信号306gを生成して出力する。一方、制御信号113gの電圧値がLowレベルの信号であるとき、高周波発振器305gは発振動作を停止して、高周波信号306gの生成を停止する。   The high frequency oscillator 305g generates and outputs a high frequency signal 306g having a current value with a predetermined amplitude. The output end of the high frequency oscillator 305g is connected between the G laser driver 301g and the G laser diode 303g via a capacitor 307g, and the high frequency signal 306g is superimposed on the drive signal 302g via the capacitor 307g. The high frequency oscillator 305g is ON / OFF controlled by a control signal 113g output from the drive signal supply circuit 111. That is, when the voltage value of the control signal 113g is a high level signal, the high frequency oscillator 305g performs an oscillation operation to generate and output the high frequency signal 306g. On the other hand, when the voltage value of the control signal 113g is a low level signal, the high frequency oscillator 305g stops the oscillation operation and stops generating the high frequency signal 306g.

高周波信号306gの周波数は、駆動信号供給回路111により画素信号として画素単位で生成されるG駆動信号112gの生成周期Ts(一つの画素のG駆動信号112gが出力される周期)の逆数1/Ts以上の周波数である。すなわち、高周波信号306gの周波数を、VRAM204から画像データを読み出す読み出しクロック信号の周波数以上の周波数としている。このように高周波信号306gの周波数faを読み出しクロック信号の周波数以上とすることで、図5に示す実線のように強度変化する特性を精度よく再現することができる。但し、反射ミラー132bが共振振動により揺動するため、走査速度が一定でない。この場合、画像データの読み出しクロック信号もその走査速度に応じて変化させる必要があり、その影響を軽減するためにも高周波信号306gの周波数はその読み出しクロック信号の周波数よりもできるだけ高いことが望ましい。なお、この高周波信号306gの周波数は、駆動信号供給回路111から連続して出力される駆動信号の周波数帯域の中で最高周波数の2倍を越える周波数ともいえる。通常、この2倍を越える周波数にその読み出しクロック信号を設定する。   The frequency of the high-frequency signal 306g is the reciprocal 1 / Ts of the generation cycle Ts of the G drive signal 112g generated in pixel units as a pixel signal by the drive signal supply circuit 111 (the cycle in which the G drive signal 112g of one pixel is output). The above frequency. That is, the frequency of the high frequency signal 306g is set to be equal to or higher than the frequency of the read clock signal for reading image data from the VRAM 204. Thus, by setting the frequency fa of the high-frequency signal 306g to be equal to or higher than the frequency of the read clock signal, it is possible to accurately reproduce the characteristic that changes in intensity as shown by the solid line in FIG. However, since the reflection mirror 132b is swung by resonance vibration, the scanning speed is not constant. In this case, it is necessary to change the read clock signal of the image data in accordance with the scanning speed. In order to reduce the influence, it is desirable that the frequency of the high frequency signal 306g is as high as possible as compared with the frequency of the read clock signal. The frequency of the high-frequency signal 306g can be said to be a frequency exceeding twice the maximum frequency in the frequency band of the drive signal continuously output from the drive signal supply circuit 111. Usually, the read clock signal is set to a frequency exceeding twice this.

Gレーザダイオード303gは、Gレーザドライバ301から出力される駆動信号302gに高周波信号306gが重畳された電流が入力され、この電流に応じた強度の緑色のレーザ光を出射する。Gレーザダイオード303gが例えば、図3に示す入出力特性を有するとき、駆動信号302gに高周波信号306gを重畳することにより、Gレーザダイオード303gの入出力特性は図5に示す実線のように強度変化する特性と見なせる。   The G laser diode 303g receives a current in which the high frequency signal 306g is superimposed on the drive signal 302g output from the G laser driver 301, and emits a green laser beam having an intensity corresponding to the current. For example, when the G laser diode 303g has the input / output characteristics shown in FIG. 3, the input / output characteristics of the G laser diode 303g change in intensity as shown by the solid line in FIG. 5 by superimposing the high frequency signal 306g on the drive signal 302g. It can be regarded as a characteristic.

(Bレーザ部115b)
Bレーザ部115bは、Bレーザドライバ301b、Bレーザダイオード303b、高周波発振器305b及びコンデンサ307bにより構成されている。
(B laser unit 115b)
The B laser unit 115b includes a B laser driver 301b, a B laser diode 303b, a high frequency oscillator 305b, and a capacitor 307b.

このBレーザ部115bは、Gレーザ部115gと同様の構成を有している。すなわち、Bレーザドライバ301bは、駆動信号供給回路111から出力されるB駆動信号112bの電圧値に応じた電流値の駆動信号302bを生成する。一方、高周波発振器305bは、所定振幅の電流値の高周波信号306bを生成して出力する。高周波発振器305bは、コンデンサ307bを介してBレーザドライバ301bに接続されており、駆動信号302bに高周波信号306bが重畳されて、Bレーザダイオード303bに供給される。Bレーザダイオード303bが例えば、図3に示す入出力特性を有するとき、駆動信号302bに高周波信号306bを重畳することにより、Bレーザダイオード303bの入出力特性は図5に示す実線のように強度変化する特性と見なせる。なお、高周波発振器305bは、高周波発振器305gと同様に、駆動信号供給回路111から出力される制御信号113gによりその発振動作の開始や停止が制御される。   The B laser unit 115b has the same configuration as the G laser unit 115g. That is, the B laser driver 301b generates a drive signal 302b having a current value corresponding to the voltage value of the B drive signal 112b output from the drive signal supply circuit 111. On the other hand, the high frequency oscillator 305b generates and outputs a high frequency signal 306b having a current value with a predetermined amplitude. The high frequency oscillator 305b is connected to the B laser driver 301b via the capacitor 307b, and the high frequency signal 306b is superimposed on the drive signal 302b and supplied to the B laser diode 303b. For example, when the B laser diode 303b has the input / output characteristics shown in FIG. 3, the input / output characteristics of the B laser diode 303b change in intensity as shown by the solid line in FIG. 5 by superimposing the high frequency signal 306b on the drive signal 302b. It can be regarded as a characteristic. The high frequency oscillator 305b is controlled to start and stop its oscillation operation by a control signal 113g output from the drive signal supply circuit 111, similarly to the high frequency oscillator 305g.

高周波信号306bの周波数は、高周波信号306gの周波数faと同様に、一つの画素のB駆動信号112bが出力される周期の逆数以上の周波数である。例えば、一つのB駆動信号112bがTr(秒)単位で出力されるとき、高周波信号306bの周波数fbは、1/Tr以上の周波数としている。すなわち、高周波信号306bの周波数fbを、VRAM204から画像データを読み出す読み出しクロック信号の周波数以上の周波数としている。但し、反射ミラー132bが共振振動により揺動するため、走査速度が一定でない。この場合、画像データの読み出しクロック信号もその走査速度に応じて変化させる必要があり、その影響を軽減するためにも高周波信号306bの周波数はその読み出しクロック信号の周波数よりもできるだけ高いことが望ましい。   The frequency of the high-frequency signal 306b is a frequency equal to or higher than the reciprocal of the cycle in which the B drive signal 112b of one pixel is output, like the frequency fa of the high-frequency signal 306g. For example, when one B drive signal 112b is output in units of Tr (seconds), the frequency fb of the high-frequency signal 306b is set to 1 / Tr or higher. That is, the frequency fb of the high frequency signal 306b is set to a frequency equal to or higher than the frequency of the read clock signal for reading image data from the VRAM 204. However, since the reflection mirror 132b is swung by resonance vibration, the scanning speed is not constant. In this case, it is necessary to change the read clock signal of the image data in accordance with the scanning speed. In order to reduce the influence, it is desirable that the frequency of the high frequency signal 306b is as high as possible than the frequency of the read clock signal.

[2.2.RSD100の制御処理]
上記のように構成されたRSD100を構成する光源部110のCPU201による制御処理について図12を参照して説明する。CPU201による以下の処理は、例えば、RSD100の図示しない電源ボタンの押下による電源投入操作によりその処理を開始する。
[2.2. Control processing of RSD 100]
A control process by the CPU 201 of the light source unit 110 configuring the RSD 100 configured as described above will be described with reference to FIG. The following processing by the CPU 201 is started by a power-on operation by pressing a power button (not shown) of the RSD 100, for example.

まず、CPU201は、ユーザの操作により電源ボタンが押下されると、RAM203の作業領域を初期化する等の初期設定処理を行い(ステップS10)、ステップS11に処理を移す。   First, when the power button is pressed by a user operation, the CPU 201 performs an initial setting process such as initializing the work area of the RAM 203 (step S10), and moves the process to step S11.

ステップS11において、CPU201は、各レーザ部115r,115g,115b用の階調テーブルをROM202から読み出して、RAM203に記憶する。階調テーブルは、図12に示すように、各階調レベルと駆動信号112r,112g,112bの電圧レベルが関連づけられたテーブルであり、赤色用の階調テーブル、緑色用の階調テーブル及び青色用の階調テーブルがある。   In step S <b> 11, the CPU 201 reads the gradation table for each laser unit 115 r, 115 g, 115 b from the ROM 202 and stores it in the RAM 203. As shown in FIG. 12, the gradation table is a table in which each gradation level and the voltage levels of the drive signals 112r, 112g, and 112b are associated with each other. The gradation table for red, the gradation table for green, and the color for blue There is a gradation table.

次に、CPU201は、走査部130の駆動を開始する(ステップS12)。この処理において、CPU201は、まず、低速走査部134の反射ミラー134bで反射されたレーザ光が光検出部141に入射するように低速駆動信号117を出力して、低速走査部134の反射ミラー134bの角度を変更する(図10に示すYの位置)。次に、CPU201は、正弦波状の高速駆動信号116を出力して、反射ミラー132bの揺動を開始する。その後、CPU201は、所定の電圧値のG駆動信号112gを出力して、Gレーザダイオード303gから所定強度のレーザ光をタイミング検出用レーザ光として出射する。反射ミラー132bは、タイミング検出用レーザ光を走査する。このとき、反射ミラー132bで走査されたタイミング検出用レーザ光は、光検出部141を通過して、光検出部141に入射する。光検出部141は、タイミング検出用レーザ光が入射したタイミングで検出信号143を出力する。CPU201は、この検出信号143に基づいて、偏向素子132aによる主走査方向の走査位置を検出する。次に、CPU201は、G駆動信号112gの出力を停止して、タイミング検出用レーザ光の出射を停止し、鋸波状の低速駆動信号117を出力して、反射ミラー134bの揺動を開始する。なお、低速走査部134の反射ミラー134bの角度が無効走査範囲Nにあるとき、光源部110から光を出射しても、走査部130から出力されたレーザ光は遮光部142で遮光され、ユーザの眼101には入射しない。   Next, the CPU 201 starts driving the scanning unit 130 (step S12). In this process, the CPU 201 first outputs a low-speed drive signal 117 so that the laser light reflected by the reflection mirror 134b of the low-speed scanning unit 134 enters the light detection unit 141, and the reflection mirror 134b of the low-speed scanning unit 134. Is changed (position Y shown in FIG. 10). Next, the CPU 201 outputs a sinusoidal high-speed drive signal 116 and starts swinging the reflection mirror 132b. Thereafter, the CPU 201 outputs a G drive signal 112g having a predetermined voltage value, and emits a laser beam having a predetermined intensity as a timing detection laser beam from the G laser diode 303g. The reflection mirror 132b scans the timing detection laser beam. At this time, the timing detection laser beam scanned by the reflection mirror 132 b passes through the light detection unit 141 and enters the light detection unit 141. The light detection unit 141 outputs the detection signal 143 at the timing when the timing detection laser light is incident. Based on this detection signal 143, the CPU 201 detects the scanning position in the main scanning direction by the deflection element 132a. Next, the CPU 201 stops the output of the G drive signal 112g, stops the emission of the timing detection laser light, outputs the sawtooth low-speed drive signal 117, and starts to swing the reflection mirror 134b. When the angle of the reflection mirror 134b of the low-speed scanning unit 134 is in the invalid scanning range N, even if light is emitted from the light source unit 110, the laser light output from the scanning unit 130 is shielded by the light shielding unit 142, and the user It does not enter the eye 101 of the eye.

次に、CPU201は、所定電圧の制御信号113g,113bを出力し、高周波発振器305g,305bの発振動作を開始させて高周波信号306g,306bの駆動信号302g,302bへの重畳を開始し(ステップS13)、処理をステップS14へ移行する。   Next, the CPU 201 outputs control signals 113g and 113b having predetermined voltages, starts the oscillation operation of the high-frequency oscillators 305g and 305b, and starts superimposing the high-frequency signals 306g and 306b on the drive signals 302g and 302b (step S13). ), The process proceeds to step S14.

ステップS14において、CPU201は、1フレームの画像形成期間が開始したか否かを判定する。すなわち、CPU201は、走査部130の走査位置が、図10に示す走査開始位置z1となったか否かを判定する。   In step S <b> 14, the CPU 201 determines whether an image formation period of one frame has started. That is, the CPU 201 determines whether or not the scanning position of the scanning unit 130 has reached the scanning start position z1 shown in FIG.

画像形成期間が開始していないと判定すると(ステップS14:NO)、CPU201は、このステップS14の処理を繰り返し行う。一方、画像形成期間が開始したと判定すると(ステップS14:YES)、CPU201は、外部から画像信号Sの入力があるか否かを判定する(ステップS15)。この処理において、CPU201は、外部から画像信号Sの入力が開始されたとき、又は外部から画像信号Sの入力が行われているときに、外部から画像信号Sの入力があると判定する。外部から画像信号Sの入力があると判定すると(ステップS15:YES)、CPU201は、画素信号を生成して駆動信号112r,112g,112bとして出力する(ステップS16)。   If it is determined that the image forming period has not started (step S14: NO), the CPU 201 repeats the process of step S14. On the other hand, if it is determined that the image forming period has started (step S14: YES), the CPU 201 determines whether there is an input of the image signal S from the outside (step S15). In this processing, the CPU 201 determines that there is an input of the image signal S from the outside when the input of the image signal S is started from the outside or when the input of the image signal S is performed from the outside. If it is determined that the image signal S is input from the outside (step S15: YES), the CPU 201 generates a pixel signal and outputs it as the drive signals 112r, 112g, and 112b (step S16).

このステップS16の処理において、CPU201は、入力されている画像信号SをVRAM204に画素単位で展開して記憶していき、画素単位でR駆動信号112r,G駆動信号112g,B駆動信号112bを出力する。このときCPU201は、RAM203に記憶した階調テーブルに基づいて、駆動信号112r,112g,112bを出力する。このとき、駆動信号302g,302bにはコンデンサ307g,307bを介して高周波電流が重畳される。   In the process of step S16, the CPU 201 develops and stores the input image signal S in the VRAM 204 in units of pixels, and outputs an R drive signal 112r, a G drive signal 112g, and a B drive signal 112b in units of pixels. To do. At this time, the CPU 201 outputs drive signals 112r, 112g, and 112b based on the gradation table stored in the RAM 203. At this time, high frequency current is superimposed on the drive signals 302g and 302b via the capacitors 307g and 307b.

ステップS15の処理で、外部から画像信号Sの入力がないと判定したとき(ステップS15:NO)及びステップS16の処理が終了したとき、CPU201は、1フレームの画像形成期間が終了したか否かを判定する(ステップS17)。   When it is determined in the process of step S15 that there is no input of the image signal S from the outside (step S15: NO) and when the process of step S16 is completed, the CPU 201 determines whether or not the one-frame image formation period has ended. Is determined (step S17).

画像形成期間が終了していないと判定すると(ステップS17:NO)、CPU201は、ステップS15,S16の処理を繰り返し行う。一方、画像形成期間が終了したと判定すると(ステップS17:YES)、CPU201は、所定電圧の制御信号113g,113bを出力して、高周波発振器305g,305bの発振動作を停止させて、高周波信号306g,306bの駆動信号302g,302bへの重畳を停止し(ステップS18)、処理をステップS19へ移行する。   If it is determined that the image forming period has not ended (step S17: NO), the CPU 201 repeats the processes of steps S15 and S16. On the other hand, if it is determined that the image forming period has ended (step S17: YES), the CPU 201 outputs control signals 113g and 113b of a predetermined voltage, stops the oscillation operation of the high-frequency oscillators 305g and 305b, and the high-frequency signal 306g. , 306b on the drive signals 302g, 302b is stopped (step S18), and the process proceeds to step S19.

ステップS19において、CPU201は、走査位置検出タイミングになったか否かを判定する。この処理において、CPU201は、副走査方向において、反射ミラー134bの角度が、光検出部141の位置(図10に示すYの位置)又はその直前位置となったとき、走査位置検出タイミングになったと判定する。すなわち、光源部110からタイミング検出用レーザ光を出射させたときに、タイミング検出用レーザ光が光検出部141を通過する副走査方向の位置又はその直前位置になったときに、走査位置検出タイミングになったと判定する。   In step S19, the CPU 201 determines whether or not the scanning position detection timing has come. In this process, the CPU 201 determines that the scanning position detection timing has come when the angle of the reflection mirror 134b is the position of the light detection unit 141 (the position of Y shown in FIG. 10) or the position immediately before it in the sub-scanning direction. judge. That is, when the timing detection laser beam is emitted from the light source unit 110, the scanning position detection timing is reached when the timing detection laser beam reaches the position in the sub-scanning direction passing through the light detection unit 141 or the position immediately before the position. It is determined that

このステップS19において、走査位置検出タイミングになったと判定すると(ステップS19:YES)、CPU201は、タイミング調整処理を行う(ステップS20)。このタイミング調整処理において、CPU201は、まず、所定の電圧値のG駆動信号112gを出力して、Gレーザダイオード303gから所定強度のレーザ光をタイミング検出用レーザ光として所定期間だけ出射する。このとき、反射ミラー132bで走査されたタイミング検出用レーザ光は、光検出部141を通過して、光検出部141に入射する。光検出部141は、タイミング検出用レーザ光が入射したタイミングで検出信号143を出力する。CPU201は、この検出信号143に基づいて、偏向素子132aによる主走査方向の走査位置及び偏向素子134aによる副走査方向の走査位置を検出し、画像信号Sに応じて強度変調するレーザ光の出射するタイミングを調整する。すなわち、有効走査範囲Zで画像信号Sに応じて強度変調するレーザ光が光源部110から出射されるようにする。   If it is determined in step S19 that the scanning position detection timing has come (step S19: YES), the CPU 201 performs timing adjustment processing (step S20). In this timing adjustment process, the CPU 201 first outputs a G drive signal 112g having a predetermined voltage value, and emits a laser beam with a predetermined intensity from the G laser diode 303g as a timing detection laser beam for a predetermined period. At this time, the timing detection laser beam scanned by the reflection mirror 132 b passes through the light detection unit 141 and enters the light detection unit 141. The light detection unit 141 outputs the detection signal 143 at the timing when the timing detection laser light is incident. Based on the detection signal 143, the CPU 201 detects the scanning position in the main scanning direction by the deflecting element 132a and the scanning position in the sub-scanning direction by the deflecting element 134a, and emits laser light whose intensity is modulated according to the image signal S. Adjust timing. That is, the laser light whose intensity is modulated in accordance with the image signal S in the effective scanning range Z is emitted from the light source unit 110.

ステップS19において走査位置検出タイミングになっていないと判定したとき(ステップS19:NO)又はステップS20の処理が終了したとき、CPU201は、所定電圧の制御信号113g,113bを出力し、高周波発振器305g,305bの発振動作を再開させて高周波信号306g,306bの駆動信号302g,302bへの重畳を開始し(ステップS21)、処理をステップS22へ移行する。   When it is determined in step S19 that the scanning position detection timing has not been reached (step S19: NO) or when the processing of step S20 is completed, the CPU 201 outputs control signals 113g and 113b having predetermined voltages, and the high-frequency oscillator 305g, The oscillation operation of 305b is resumed to start superposition of the high frequency signals 306g, 306b on the drive signals 302g, 302b (step S21), and the process proceeds to step S22.

ステップS22において、CPU201は、図示しない電源ボタンや画像停止ボタンが押下されるなどして、画像表示が停止されたか否かについて判断を行う。ここで画像表示が停止されていないと判断した場合(ステップS22:No)には、CPU201は、処理をステップS14へ戻す。一方、画像表示が停止されたと判断した場合(ステップS22:Yes)には、CPU201は、処理を終了する。   In step S22, the CPU 201 determines whether or not the image display is stopped by pressing a power button or an image stop button (not shown). If it is determined that the image display is not stopped (step S22: No), the CPU 201 returns the process to step S14. On the other hand, when it is determined that the image display is stopped (step S22: Yes), the CPU 201 ends the process.

以上のように、本実施形態に係るRSD100では、駆動信号にそれぞれ高周波信号を重畳させることで、キンク領域Wの影響を抑制し、駆動信号の電流値とレーザ光の強度とが比例関係に近づくようにしている。従って、低い階調レベルに対する画素信号である駆動信号の電流値の割り当てが容易になる。そのため、入出力特性にキンク領域Wが存在するレーザであっても、低い階調レベルを精度よく再現することが容易となる。   As described above, in the RSD 100 according to the present embodiment, the influence of the kink region W is suppressed by superimposing high-frequency signals on the drive signals, respectively, and the current value of the drive signal and the intensity of the laser light approach a proportional relationship. I am doing so. Therefore, it becomes easy to assign the current value of the drive signal which is a pixel signal for a low gradation level. Therefore, it is easy to accurately reproduce a low gradation level even with a laser in which the kink region W exists in the input / output characteristics.

しかも、走査部130の走査タイミングを検出するときには、駆動信号への高周波信号の重畳を停止するため、走査部の走査タイミング検出を確実に行うことができる。そのため、画像形成時に光源部からのレーザ光の出射タイミングの精度が向上し、ユーザが視認する画像にジッタが現れるなどの画像品質の低下を抑制することができる。   In addition, when the scanning timing of the scanning unit 130 is detected, the superposition of the high-frequency signal on the drive signal is stopped, so that the scanning timing of the scanning unit can be reliably detected. Therefore, the accuracy of the emission timing of the laser light from the light source unit during image formation can be improved, and deterioration in image quality such as jitter appearing in the image visually recognized by the user can be suppressed.

上記実施形態では、図10に示すように、走査部130による最大走査範囲Gのうち、1フレームの画像形成前にレーザ光が入射する位置に光検出部141を配置することとしたが、これに限られるものではない。   In the above embodiment, as shown in FIG. 10, the light detection unit 141 is arranged at the position where the laser beam is incident before the image formation of one frame in the maximum scanning range G by the scanning unit 130. It is not limited to.

例えば、図14に示すように、画像形成時に光源部110から出射されるレーザ光が副走査方向で走査されて副走査方向における有効走査範囲Z外になった直後に、光源部110から出射されるタイミング検出用レーザ光を入射する位置に光検出部141’を配置するようにしてもよい。この場合、図15に示すように、走査部130の走査範囲が副走査方向における有効走査範囲Zから有効走査範囲Z外に移行したとき(タイミングt21)に、駆動信号112gへの高周波信号306gの重畳を停止し、光検出部141’によるタイミング検出用レーザ光の検出後(タイミングt22)に、駆動信号112gへの高周波信号306gの重畳を開始する。これにより、高周波発振器305gで発振により生成する高周波信号306gが安定するまでの時間を多くとることができ、画像の品質を向上させることができる。   For example, as shown in FIG. 14, the laser light emitted from the light source unit 110 during image formation is emitted from the light source unit 110 immediately after being scanned in the sub scanning direction and outside the effective scanning range Z in the sub scanning direction. Alternatively, the light detection unit 141 ′ may be disposed at a position where the timing detection laser light is incident. In this case, as shown in FIG. 15, when the scanning range of the scanning unit 130 shifts from the effective scanning range Z in the sub-scanning direction to outside the effective scanning range Z (timing t21), the high-frequency signal 306g to the drive signal 112g Superposition is stopped, and after the detection of the timing detection laser beam by the light detection unit 141 ′ (timing t22), superposition of the high-frequency signal 306g on the drive signal 112g is started. Thereby, it is possible to increase the time until the high frequency signal 306g generated by the oscillation by the high frequency oscillator 305g is stabilized, and the image quality can be improved.

また、例えば、図16に示すように、画像形成時に光源部110から出射されるレーザ光が主走査方向で走査されて主走査方向における有効走査範囲Z外になった直後に、光源部110から出射されるタイミング検出用レーザ光を入射する位置に光検出部141”を配置するようにしてもよい。この場合、図17に示すように、走査部130の走査範囲が主走査方向における有効走査範囲Zから有効走査範囲Z外に移行したとき(タイミングt31)に、駆動信号112gへの高周波信号306gの重畳を停止し、光検出部141”によるタイミング検出用レーザ光の検出後(タイミングt32)に、駆動信号112gへの高周波信号306gの重畳を開始する。これにより、高周波発振器305gで発振により生成する高周波信号306gが安定するまでの時間を多くとることができ、画像の品質を向上させることができる。   Further, for example, as shown in FIG. 16, from the light source unit 110 immediately after the laser beam emitted from the light source unit 110 during image formation is scanned in the main scanning direction and outside the effective scanning range Z in the main scanning direction. The light detection unit 141 ″ may be arranged at a position where the emitted timing detection laser beam is incident. In this case, as shown in FIG. 17, the scanning range of the scanning unit 130 is effective scanning in the main scanning direction. When shifting from the range Z to outside the effective scanning range Z (timing t31), the superposition of the high-frequency signal 306g on the driving signal 112g is stopped, and after the detection of the timing detection laser beam by the light detection unit 141 ″ (timing t32) Then, superposition of the high-frequency signal 306g on the drive signal 112g is started. Thereby, it is possible to increase the time until the high frequency signal 306g generated by the oscillation by the high frequency oscillator 305g is stabilized, and the image quality can be improved.

また、上述の実施形態では、タイミング検出用レーザ光をレーザダイオード303gから出射するようにしたが、レーザダイオード303bから出射するようにしてもよい。また、2つのレーザダイオード303g,303bから同時に出射するようにしてもよい。さらに、3つのレーザダイオード303r,303g,303bから同時に出射するようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the timing detection laser light is emitted from the laser diode 303g, but may be emitted from the laser diode 303b. Moreover, you may make it radiate | emit from two laser diodes 303g and 303b simultaneously. Further, the light may be emitted from the three laser diodes 303r, 303g, and 303b at the same time.

また、上述の実施形態では、高周波信号をG駆動信号112gとB駆動信号112bに重畳させることとしたが、Rレーザダイオードが図3に示すようなキンク領域を有するレーザダイオードであるときには、R駆動信号112rにも高周波信号を重畳させることで、低い階調レベルを精度よく再現することが容易となる。   In the above-described embodiment, the high-frequency signal is superimposed on the G drive signal 112g and the B drive signal 112b. However, when the R laser diode is a laser diode having a kink region as shown in FIG. By superimposing the high-frequency signal on the signal 112r, it becomes easy to accurately reproduce a low gradation level.

また、上述の実施形態では、駆動信号供給回路111から出力される制御信号112g,112bによって、高周波発振器305g,305bの発振動作をON/OFFを制御することしたが、高周波発振器305g,305bの発振動作をON/OFFせずに、スイッチを用いて駆動信号302g,302bへの高周波信号306g,306bの重畳を行うようにしてもよい。例えば、図18に示すように、高周波発振器305g,305bとレーザドライバ301g,301bとの間に、固定コンデンサ307g,307bに代えて、可変コンデンサ307g’,307b’を設ける。そして、駆動信号供給回路111から可変コンデンサ307g’,307b’の容量値を制御する制御信号113g’,113b’を出力する。駆動信号供給回路111は、高周波信号306g,306bの重畳を停止するときには、制御信号113g’,113b’により可変コンデンサ307g’,307b’の容量値を小さくし、高周波信号306g,306bの重畳を行うときには、制御信号113g’,113b’により可変コンデンサ307g’,307b’の容量値を大きくする。このように、可変コンデンサ307g’,307b’をスイッチとして用いることで、高周波発振器305g,305bの発振動作をON/OFFすることなく、高周波信号306g,306bの重畳の実行と停止を行うことができる。   In the above-described embodiment, the oscillation operations of the high-frequency oscillators 305g and 305b are controlled to be turned on / off by the control signals 112g and 112b output from the drive signal supply circuit 111. However, the oscillation of the high-frequency oscillators 305g and 305b is controlled. You may make it superimpose the high frequency signals 306g and 306b on the drive signals 302g and 302b using a switch, without turning ON / OFF operation | movement. For example, as shown in FIG. 18, variable capacitors 307g 'and 307b' are provided instead of the fixed capacitors 307g and 307b between the high frequency oscillators 305g and 305b and the laser drivers 301g and 301b. Then, control signals 113g 'and 113b' for controlling the capacitance values of the variable capacitors 307g 'and 307b' are output from the drive signal supply circuit 111. When stopping the superposition of the high-frequency signals 306g and 306b, the drive signal supply circuit 111 reduces the capacitance values of the variable capacitors 307g ′ and 307b ′ by the control signals 113g ′ and 113b ′ and superimposes the high-frequency signals 306g and 306b. In some cases, the capacitance values of the variable capacitors 307g ′ and 307b ′ are increased by the control signals 113g ′ and 113b ′. In this way, by using the variable capacitors 307g ′ and 307b ′ as switches, it is possible to execute and stop the superposition of the high-frequency signals 306g and 306b without turning on / off the oscillation operation of the high-frequency oscillators 305g and 305b. .

また、レーザダイオード303r,303g,303bから出射されたレーザ光の強度を検出する強度検出部を設け、この強度検出部による検出結果に応じて、駆動信号供給回路111が、階調レベルの割り当てを行うこともできる。例えば、黒レベル及び白レベルのレーザ光の強度を予め設定しておき、各レーザダイオード303r,303g,303bから出射されたレーザ光の強度が予め設定した黒レベルの強度となったときに入力された駆動信号112r,112g,112bの電流値を黒レベルの画素信号とする。また、各レーザダイオード303r,303g,303bから出射されたレーザ光の強度が予め設定した白レベルの強度となったときに入力された駆動信号112r,112g,112bの電流値を白レベルの画素信号とする。さらに、黒レベルの画素信号と白レベルの画素信号との間の各階調レベルの画素信号を見かけ上の入出力特性に応じて割り当てる。このようにすることで、レーザダイオード303g,303bが温度変化により入出力特性が変化したときやレーザダイオード303g,303bに個体差があったとしても、階調レベルを適切に割り当てることが可能となる。なお、強度検出部では、高周波信号により強度が変動するレーザ光が入射することになるが、強度検出部において、入射するレーザ光の平均強度に応じた検出信号が出力されるようにしている。   In addition, an intensity detection unit that detects the intensity of the laser light emitted from the laser diodes 303r, 303g, and 303b is provided, and the drive signal supply circuit 111 assigns the gray level according to the detection result of the intensity detection unit. It can also be done. For example, it is input when the intensity of the laser light of the black level and the white level is set in advance and the intensity of the laser light emitted from each of the laser diodes 303r, 303g, and 303b becomes the intensity of the preset black level. The current values of the drive signals 112r, 112g, and 112b are black pixel signals. Further, the current values of the drive signals 112r, 112g, and 112b inputted when the intensity of the laser light emitted from each of the laser diodes 303r, 303g, and 303b reaches a preset white level intensity are used as the white level pixel signals. And Further, the pixel signal of each gradation level between the black level pixel signal and the white level pixel signal is assigned according to the apparent input / output characteristics. In this way, even when the input / output characteristics of the laser diodes 303g and 303b change due to a temperature change or even if there is an individual difference between the laser diodes 303g and 303b, it is possible to appropriately assign gradation levels. . In the intensity detection unit, laser light whose intensity varies depending on the high-frequency signal is incident. However, the intensity detection unit outputs a detection signal corresponding to the average intensity of the incident laser light.

さらに、図18に示す構成とした場合、駆動信号供給回路111は、駆動信号112g,112bの電流値に応じて制御信号113g’,113b’の電圧値を変更して高周波信号306g,306bの振幅を変更することができるようにしている。このようにすることで、駆動信号112g,112bの電流値とレーザ光の強度とをより比例関係に近づけることができる。例えば、図3に示す入出力特性を有しているレーザに対しては、図19に示すように、駆動信号供給回路111は、駆動信号112g,112bの電流値がキンク領域Wの中心になるまで重畳させる高周波信号306g,306bの振幅を大きくしていく。一方、駆動信号供給回路111は、駆動信号112g,112bの電流値がキンク領域Wの中心を過ぎると重畳させる高周波信号306g,306bの振幅を小さくしていくようにする。   Further, in the case of the configuration shown in FIG. 18, the drive signal supply circuit 111 changes the voltage values of the control signals 113g ′ and 113b ′ in accordance with the current values of the drive signals 112g and 112b to change the amplitudes of the high-frequency signals 306g and 306b. To be able to change. In this way, the current values of the drive signals 112g and 112b and the intensity of the laser beam can be made closer to a proportional relationship. For example, for the laser having the input / output characteristics shown in FIG. 3, in the drive signal supply circuit 111, the current values of the drive signals 112g and 112b become the center of the kink region W as shown in FIG. The amplitudes of the high-frequency signals 306g and 306b to be superimposed are increased. On the other hand, the drive signal supply circuit 111 reduces the amplitude of the high-frequency signals 306g and 306b to be superimposed when the current values of the drive signals 112g and 112b pass the center of the kink region W.

本発明を、上述してきた実施形態を通して説明したが、本実施形態によれば、以下の効果が期待できる。   Although the present invention has been described through the above-described embodiments, the following effects can be expected according to this embodiment.

(1)画像信号を含む駆動信号7(駆動信号302r,302g,302b)に応じた強度のレーザ光を出射する光源部2(光源部110)と、光源部2(光源部110)から出射されたレーザ光を2次元走査する走査部3(走査部130)と、画像形成時に光源部2(光源部110)から出射され、走査部3(走査部130)により有効走査範囲Zで走査されたレーザ光を投射対象に投射する投射部4(投射部140)と、走査部3(走査部130)の走査タイミングを検出する時に光源部2(光源部110)から出射され、走査部3(走査部130)により走査されたタイミング検出用レーザ光が入射する位置に配置された光検出部10(光検出部141)と、光検出部10(光検出部141)によるタイミング検出用レーザ光の検出タイミングに基づき、光検出部10(光検出部141)からのレーザ光の出射タイミングを制御する制御部11(駆動信号供給回路111)とを備えている。光源部2(光源部110)は、駆動信号7(駆動信号302r,302g,302b)を生成する信号生成部6(駆動信号供給回路111,レーザドライバ301g,301b)と、駆動信号7(駆動信号302r,302g,302b)応じた強度のレーザ光を出射するレーザ5(レーザダイオード303r,303g,303b)と、レーザ5(レーザダイオード303g,303b)に画素信号として入力される駆動信号7(駆動信号302g,302b)にこの駆動信号7(駆動信号302g,302b)の周期の逆数1/T(1/Ts,1/Tb)以上の周波数を有する高周波信号9(高周波信号306g,306b)を重畳させる信号調整部8(駆動信号供給回路111,高周波発振器305g,305b,コンデンサ307g,307b)と、を有しており、信号調整部8(駆動信号供給回路111,高周波発振器305g,305b,コンデンサ307g,307b)は、信号生成部6(駆動信号供給回路111,レーザドライバ301g,301b)がタイミング検出用レーザ光を出射するための駆動信号7(駆動信号302g,302b)を出力しているときには、駆動信号7(駆動信号302g,302b)への高周波信号9(高周波信号306g,306b)の重畳を停止する。このように、駆動信号にそれぞれ高周波信号を重畳させることで、キンク領域Wの影響を抑制し、駆動信号の電流値とレーザ光の強度とが比例関係に近づくようにしている。従って、低い階調レベルに対する駆動信号の電流値の割り当てが容易になる。そのため、入出力特性にキンク領域Wが存在するレーザであっても、低い階調レベルを精度よく再現することが容易となる。しかも、走査部の走査タイミングを検出するときには、駆動信号への高周波信号の重畳を停止するため、走査部の走査タイミング検出を確実に行うことができる。そのため、画像形成時に光源部からのレーザ光の出射タイミングの精度が向上し、ユーザが視認する画像にジッタが現れるなどの画像品質の低下を抑制することができる。 (1) Light source unit 2 (light source unit 110) that emits laser light having an intensity corresponding to drive signal 7 (drive signals 302r, 302g, and 302b) including an image signal and light source unit 2 (light source unit 110) The scanning unit 3 (scanning unit 130) for two-dimensionally scanning the laser beam and the light source unit 2 (light source unit 110) emitted during image formation and scanned by the scanning unit 3 (scanning unit 130) in the effective scanning range Z When detecting the scanning timing of the projection unit 4 (projection unit 140) that projects laser light onto the projection target and the scanning unit 3 (scanning unit 130), the light is emitted from the light source unit 2 (light source unit 110), and the scanning unit 3 (scanning). Detecting the timing detection laser beam by the light detection unit 10 (light detection unit 141) disposed at the position where the timing detection laser light scanned by the unit 130) enters and the light detection unit 10 (light detection unit 141) T Based on timing, and a light detector 10 the control unit 11 (drive signal supply circuit 111) which controls the emission timing of the laser light from (the light detecting unit 141). The light source unit 2 (light source unit 110) includes a signal generation unit 6 (drive signal supply circuit 111, laser drivers 301g and 301b) that generates a drive signal 7 (drive signals 302r, 302g, and 302b) and a drive signal 7 (drive signal). 302r, 302g, and 302b) a laser 5 (laser diodes 303r, 303g, and 303b) that emits laser light having an intensity corresponding to the laser beam, and a drive signal 7 (drive signal) that is input to the laser 5 (laser diodes 303g and 303b) as a pixel signal. 302g, 302b) is superimposed with a high frequency signal 9 (high frequency signals 306g, 306b) having a frequency equal to or higher than the reciprocal 1 / T (1 / Ts, 1 / Tb) of the period of the drive signal 7 (drive signals 302g, 302b). Signal adjustment unit 8 (drive signal supply circuit 111, high frequency oscillators 305g and 305b, capacitor 307g 307b), and the signal adjustment unit 8 (drive signal supply circuit 111, high-frequency oscillators 305g and 305b, capacitors 307g and 307b) is included in the signal generation unit 6 (drive signal supply circuit 111, laser drivers 301g and 301b). ) Is outputting a drive signal 7 (drive signals 302g, 302b) for emitting timing detection laser light, a high-frequency signal 9 (high-frequency signals 306g, 306b) to the drive signal 7 (drive signals 302g, 302b). ) Is stopped. In this way, by superimposing the high-frequency signal on the drive signal, the influence of the kink region W is suppressed, and the current value of the drive signal and the intensity of the laser beam are brought closer to a proportional relationship. Therefore, it becomes easy to assign the current value of the drive signal to the low gradation level. Therefore, it is easy to accurately reproduce a low gradation level even with a laser in which the kink region W exists in the input / output characteristics. In addition, when the scanning timing of the scanning unit is detected, the superposition of the high-frequency signal on the drive signal is stopped, so that the scanning timing of the scanning unit can be reliably detected. Therefore, the accuracy of the emission timing of the laser light from the light source unit during image formation can be improved, and deterioration in image quality such as jitter appearing in the image visually recognized by the user can be suppressed.

(2)信号調整部8(駆動信号供給回路111,高周波発振器305g,305b,コンデンサ307g,307b)は、走査部3(走査部130)の走査範囲が有効走査範囲Zから有効走査範囲Z外に移行したときに、駆動信号7(駆動信号302g,302b)への高周波信号9(高周波信号306g,306b)の重畳を停止し、光検出部10(光検出部141)によるタイミング検出用レーザ光の検出後に、駆動信号7(駆動信号302g,302b)への高周波信号9(高周波信号306g,306b)の重畳を開始する。このように、光検出部によるタイミング検出用レーザ光の検出後に駆動信号への高周波信号の重畳を開始するので、信号調整部で発振により生成する高周波信号が安定するまでの時間を多くとることができ、画像の品質を向上させることができる。 (2) The signal adjustment unit 8 (the drive signal supply circuit 111, the high-frequency oscillators 305g and 305b, the capacitors 307g and 307b) is configured so that the scanning range of the scanning unit 3 (scanning unit 130) is outside the effective scanning range Z from the effective scanning range Z. When the transition is made, the superposition of the high-frequency signal 9 (high-frequency signals 306g, 306b) on the drive signal 7 (drive signals 302g, 302b) is stopped, and the timing detection laser light by the light detection unit 10 (light detection unit 141) is stopped. After the detection, superposition of the high frequency signal 9 (high frequency signals 306g, 306b) on the drive signal 7 (drive signals 302g, 302b) is started. As described above, since the superposition of the high-frequency signal to the drive signal is started after the detection of the timing detection laser beam by the light detection unit, it takes a long time until the high-frequency signal generated by oscillation in the signal adjustment unit is stabilized. Image quality can be improved.

(3)走査部130は、主走査方向(第1の方向)に相対的に高速にレーザ光を走査する高速走査部132(第1の走査部)と、主走査方向に直交する副走査方向(第2の方向)に相対的に低速にレーザ光を走査する低速走査部134(第2の走査部)とを備えており、光検出部141”は、画像形成時に光源部110から出射されるレーザ光が主走査方向で走査されて主走査方向における有効走査範囲Z外になった直後に、光源部110から出射されるタイミング検出用レーザ光を入射する位置に配置されているため、信号調整部で発振により生成する高周波信号が安定するまでの時間をより多くとることができ、画像の品質を向上させることができる。 (3) The scanning unit 130 includes a high-speed scanning unit 132 (first scanning unit) that scans laser light at a relatively high speed in the main scanning direction (first direction), and a sub-scanning direction that is orthogonal to the main scanning direction. A low-speed scanning unit 134 (second scanning unit) that scans the laser light at a relatively low speed in the (second direction), and the light detection unit 141 ″ is emitted from the light source unit 110 during image formation. Immediately after the laser beam to be scanned in the main scanning direction is outside the effective scanning range Z in the main scanning direction, the signal is disposed at a position where the timing detection laser beam emitted from the light source unit 110 is incident. More time can be taken until the high-frequency signal generated by oscillation in the adjustment unit is stabilized, and the quality of the image can be improved.

(4)走査部130は、主走査方向(第1の方向)に相対的に高速にレーザ光を走査する高速走査部132(第1の走査部)と、主走査方向に直交する副走査方向(第2の方向)に相対的に低速にレーザ光を走査する低速走査部134(第2の走査部)とを備えており、光検出部141’は、画像形成時に光源部110から出射されるレーザ光が副走査方向で走査されて副走査方向における有効走査範囲Z外になった直後に、光源部110から出射されるタイミング検出用レーザ光を入射する位置に配置されているため、信号調整部で発振により生成する高周波信号が安定するまでの時間をより多くとることができ、画像の品質を向上させることができる。 (4) The scanning unit 130 includes a high-speed scanning unit 132 (first scanning unit) that scans laser light at a relatively high speed in the main scanning direction (first direction), and a sub-scanning direction that is orthogonal to the main scanning direction. A low-speed scanning unit 134 (second scanning unit) that scans the laser light at a relatively low speed in the (second direction), and the light detection unit 141 ′ is emitted from the light source unit 110 during image formation. Immediately after the laser beam to be scanned in the sub-scanning direction is outside the effective scanning range Z in the sub-scanning direction, the signal is disposed at the position where the timing detection laser beam emitted from the light source unit 110 is incident. More time can be taken until the high-frequency signal generated by oscillation in the adjustment unit is stabilized, and the quality of the image can be improved.

(5)信号調整部として、高周波信号を生成する高周波発振器305g,305b(高周波信号生成部)と、高周波発振器305g,305bとレーザドライバ301g,301b(信号生成部)との間に設けられ、高周波発振器305g,305b(高周波信号生成部)から信号生成部6(レーザドライバ301g,301b)への高周波信号306g。306bの重畳を制御するスイッチとして可変コンデンサ307g’,307b’を有しており、可変コンデンサ307g’,307b’を制御して、高周波信号306g。306bの重畳の停止と開始を制御するので、信号調整部において、高周波信号を生成するための発振動作を停止する必要が無く、画像の品質を向上させることができる。 (5) As a signal adjustment unit, provided between the high frequency oscillators 305g and 305b (high frequency signal generation unit) for generating a high frequency signal and the high frequency oscillators 305g and 305b and the laser drivers 301g and 301b (signal generation unit), A high-frequency signal 306g from the oscillators 305g and 305b (high-frequency signal generation unit) to the signal generation unit 6 (laser drivers 301g and 301b). As switches for controlling the superimposition of 306b, variable capacitors 307g 'and 307b' are provided, and the high-frequency signal 306g is controlled by controlling the variable capacitors 307g 'and 307b'. Since the stop and start of superposition of 306b are controlled, it is not necessary for the signal adjustment unit to stop the oscillation operation for generating the high-frequency signal, and the image quality can be improved.

1 画像表示装置
2,110 光源部
3,130 走査部
4 投射部
5 レーザ
6 信号生成部
7,112r,112g,112b,302r,302g,302b 駆動信号
8 信号調整部
9,306g,306b 高周波信号
10,141,141’,141” 光検出部
11 制御部
100 網膜走査型画像表示装置(RSD)
111 駆動信号供給回路(信号生成部,信号調整部,制御部)
303r,303g,303b レーザダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display apparatus 2,110 Light source part 3,130 Scan part 4 Projection part 5 Laser 6 Signal generation part 7,112r, 112g, 112b, 302r, 302g, 302b Drive signal 8 Signal adjustment part 9,306g, 306b High frequency signal 10 , 141, 141 ′, 141 ″ Photodetection unit 11 Control unit 100 Retina scanning image display device (RSD)
111 Drive signal supply circuit (signal generation unit, signal adjustment unit, control unit)
303r, 303g, 303b Laser diode

Claims (5)

画像信号を含む駆動信号に応じた強度のレーザ光を出射する光源部と、
前記光源部から出射されたレーザ光を2次元走査する走査部と、
画像形成時に前記光源部から出射され、前記走査部により有効走査範囲で走査されたレーザ光を投射対象に投射する投射部と、
前記走査部の走査タイミングを検出する時に前記光源部から出射され、前記走査部により走査されたタイミング検出用レーザ光が入射する位置に配置された光検出部と、
前記光検出部による前記タイミング検出用レーザ光の検出タイミングに基づき、前記光源部からの前記レーザ光の出射タイミングを制御する制御部と、を備え、
前記光源部は、
前記駆動信号を生成する信号生成部と、
前記駆動信号に応じた強度のレーザ光を出射するレーザと、
前記レーザに入力される前記駆動信号に当該駆動信号の周期の逆数以上の周波数を有する高周波信号を重畳させる信号調整部と、を有しており、
前記信号調整部は、前記信号生成部が前記タイミング検出用レーザ光を出射するための駆動信号を出力しているときには、前記駆動信号への前記高周波信号の重畳を停止することを特徴とする画像表示装置。
A light source unit that emits laser light having an intensity according to a drive signal including an image signal;
A scanning unit that two-dimensionally scans the laser light emitted from the light source unit;
A projection unit that projects laser light emitted from the light source unit during image formation and scanned in an effective scanning range by the scanning unit;
A light detection unit disposed at a position where a timing detection laser beam emitted from the light source unit and scanned by the scanning unit is incident when detecting the scanning timing of the scanning unit;
A control unit for controlling the emission timing of the laser beam from the light source unit based on the detection timing of the timing detection laser beam by the light detection unit,
The light source unit is
A signal generator for generating the drive signal;
A laser that emits laser light having an intensity according to the drive signal;
A signal adjustment unit that superimposes a high-frequency signal having a frequency equal to or higher than the reciprocal of the period of the drive signal on the drive signal input to the laser,
The signal adjustment unit stops superposition of the high-frequency signal on the drive signal when the signal generation unit outputs a drive signal for emitting the timing detection laser beam. Display device.
前記信号調整部は、前記走査部の走査範囲が前記有効走査範囲から前記有効走査範囲外に移行したときに、前記駆動信号への前記高周波信号の重畳を停止し、前記光検出部による前記タイミング検出用レーザ光の検出後に、前記駆動信号への前記高周波信号の重畳を開始することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The signal adjustment unit stops superposition of the high-frequency signal on the drive signal when the scanning range of the scanning unit shifts from the effective scanning range to outside the effective scanning range, and the timing by the light detection unit The image display apparatus according to claim 1, wherein superposition of the high-frequency signal onto the drive signal is started after detection of the detection laser beam. 前記走査部は、第1の方向に相対的に高速に前記レーザ光を走査する第1の走査部と、前記第1の方向に直交する第2の方向に相対的に低速に前記レーザ光を走査する第2の走査部とを備えており、
前記光検出部は、画像形成時に前記光源部から出射されるレーザ光が前記第1の方向で走査されて前記第1の方向における前記有効走査範囲外になった直後に、前記光源部から出射される前記タイミング検出用レーザ光を入射する位置に配置されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示装置。
The scanning unit scans the laser beam at a relatively high speed in a first direction, and the laser beam at a relatively low speed in a second direction orthogonal to the first direction. A second scanning section for scanning,
The light detection unit emits from the light source unit immediately after the laser light emitted from the light source unit during image formation is scanned in the first direction and is outside the effective scanning range in the first direction. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is disposed at a position where the timing detection laser beam is incident.
前記走査部は、第1の方向に相対的に高速に前記レーザ光を走査する第1の走査部と、前記第1の方向に直交する第2の方向に相対的に低速に前記レーザ光を走査する第2の走査部とを備えており、
前記光検出部は、画像形成時に前記光源部から出射されるレーザ光が前記第2の方向で走査されて前記第2の方向における前記有効走査範囲外になった直後に、前記光源部から出射される前記タイミング検出用レーザ光を入射する位置に配置されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示装置。
The scanning unit scans the laser beam at a relatively high speed in a first direction, and the laser beam at a relatively low speed in a second direction orthogonal to the first direction. A second scanning section for scanning,
The light detection unit emits from the light source unit immediately after the laser light emitted from the light source unit during image formation is scanned in the second direction and is outside the effective scanning range in the second direction. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is disposed at a position where the timing detection laser beam is incident.
前記信号調整部は、
前記高周波信号を生成する高周波信号生成部と、
前記信号調整部と前記信号生成部との間に設けられ、前記信号調整部から前記信号生成部への前記高周波信号の重畳を制御するスイッチと、を有しており、
前記スイッチを制御して、前記高周波信号の重畳の停止と開始を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
The signal adjustment unit
A high-frequency signal generator for generating the high-frequency signal;
A switch that is provided between the signal adjustment unit and the signal generation unit and controls superposition of the high-frequency signal from the signal adjustment unit to the signal generation unit,
The image display apparatus according to claim 1, wherein the switch is controlled to control stop and start of superposition of the high-frequency signal.
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