JP2011227250A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走査型の画像表示装置に関する。 The present invention relates to a scanning image display apparatus.
従来、画像表示装置として、レーザ光などの光が照射されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを高速駆動させるものが知られている。このような画像表示装置では、垂直方向に対して非共振駆動、水平方向に対して共振駆動させることで描画範囲をラスター走査させることがある。この場合、水平方向の走査は共振駆動によって正弦波状に変動するものであり、この走査速度は画面の水平方向の中央で最も早く、側方で最も遅くなる。そのため、固定クロックを使用してしまうと、画面中央部においてピクセルが粗、画面端になるほどピクセルが密となり、ピクセル表示位置や輝度が不均一となってしまう。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image display device that drives a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror irradiated with light such as laser light at high speed is known. In such an image display device, the drawing range may be raster-scanned by non-resonant driving in the vertical direction and resonant driving in the horizontal direction. In this case, the scanning in the horizontal direction fluctuates in a sinusoidal manner by resonance driving, and this scanning speed is the fastest at the center in the horizontal direction of the screen and the slowest at the side. For this reason, if a fixed clock is used, the pixels are coarser in the center of the screen, and the pixels become denser as the screen ends, resulting in nonuniform pixel display positions and brightness.
そこで、水平方向の同期信号として、画面中央部になるほど周期が短く、画面端になるほど周期が長くなるような、ピクセル位置に応じて位相のずれた信号を生成することが考えられる。例えば特許文献1には、書込クロックの2倍の周波数のクロックを用意してフリップフロップによって4種類の位相差をもつクロックを発生させる回路が開示されている。
Therefore, it is conceivable to generate a signal whose phase is shifted in accordance with the pixel position, such that the period becomes shorter as it goes toward the center of the screen and becomes longer as it goes toward the edge of the screen as the horizontal synchronization signal. For example,
このような回路によれば、確かに書込クロックの2倍の周波数であって原クロックから位相のずれたクロックを発生させることができるため、ある程度は共振駆動に対応したクロックを発生させることができると考えられる。この場合、固定クロックを使用するのに比し、ピクセルや輝度の不均一性は緩和される。しかしながら、このような回路では、原クロックに対して非常に小さな位相の遅れを発生することが困難であるため、より高い精度によってクロックを生成することが求められる。 According to such a circuit, it is possible to generate a clock having a frequency twice as high as that of the writing clock and having a phase shifted from the original clock. It is considered possible. In this case, pixel and luminance non-uniformities are alleviated as compared to using a fixed clock. However, in such a circuit, since it is difficult to generate a very small phase delay with respect to the original clock, it is required to generate the clock with higher accuracy.
なお、画像表示装置の走査手段としてMEMSミラーを用いた場合について説明したが、ピクセルや輝度の不均一性はMEMSミラーを用いた画像表示装置に限るものではなく、例えばポリゴンミラーなど、他の走査手段を用いた画像表示装置にも共通するものである。 In addition, although the case where the MEMS mirror was used as the scanning means of the image display device has been described, the non-uniformity of pixels and luminance is not limited to the image display device using the MEMS mirror, and other scanning such as a polygon mirror, for example. This is also common to image display devices using means.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができる画像表示装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve the above-described problems and to provide an image display device that can solve these problems. For the purpose.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明に係る画像表示装置は、走査部によって光源からの光を走査して画像を表示する画像表示装置であって、入力された表示画像の1ピクセル毎に、複数段直列に接続された遅延部の段数を変化させて前記走査部の駆動に応じたパルス幅の異なる可変周期のピクセルクロックを生成する可変クロック生成部と、該可変クロック生成部に対して前記遅延部の段数を選択するための制御信号を出力する遅延段数選択部と、画像信号及び前記可変周期のピクセルクロックが入力されて、前記可変周期のピクセルクロックに同期した画像信号を前記光源に出力する画像データ用バッファとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an image display device according to a first aspect of the present invention is an image display device that displays an image by scanning light from a light source with a scanning unit. A variable clock generation unit that generates a pixel clock having a variable period with a different pulse width according to driving of the scanning unit by changing the number of delay units connected in series in a plurality of stages for each pixel, and the variable clock generation unit A delay stage number selection unit that outputs a control signal for selecting the number of stages of the delay unit, an image signal and a pixel clock of the variable period are input, and an image signal synchronized with the pixel clock of the variable period And a buffer for image data to be output to the light source.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. For the sake of convenience, the same reference numerals are given to the portions having the same operational effects, and the description thereof is omitted.
図1に本発明の実施例における基本的な概念をブロック図として示す。本実施例における画像表示装置1は、固定周期のピクセルクロックとこれに同期した画像データとが画像データバッファ10に対して入力され、画像データバッファ10からは走査部(図1において図示省略)の駆動に応じたパルス幅の異なる信号の集合である可変周期のピクセルクロックとこれに同期した画像データとがレーザ駆動回路20に対して出力されるものである。ここで、可変周期のピクセルクロックは、走査部の駆動周期に応じて生成されるものであり、任意の遅延量を生成できる遅延回路を含む可変クロック生成回路30によって生成される。この際、遅延回路の遅延量が画素毎に遅延段数選択部40によって選択されることで、各信号の遅延が調整された可変周期のピクセルクロックが生成されることになる。なお、可変クロック生成回路30は、遅延量の精度を高めるためのキャリブレーション回路を含むことができる。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic concept of an embodiment of the present invention. In the
図2は、図1をより具体的に示したブロック図である。この例では、走査部がミラー駆動回路50によって制御されるMEMSミラー55となっており、該MEMSミラー55は、垂直方向に対して非共振駆動、水平方向に対して共振駆動させることで描画範囲をラスター走査させるものである。MEMSミラー55の駆動制御に用いられる垂直同期信号V−Sync及び水平同期信号H−Syncは、可変クロック生成回路30に設けられた同期信号生成回路によって生成されるものであり、ミラー位置検出部60によって検出された信号が同期信号生成回路にフィードバックされることによってMEMSミラー55の振幅が一定に制御されるようになっている。
FIG. 2 is a block diagram showing FIG. 1 more specifically. In this example, the scanning unit is a
また、MEMSミラー55に照射される光はLD(Laser Diode)等のレーザ光源25によるレーザ光であり、レーザ光源25の制御はレーザ駆動回路20によって行われるものである。このレーザ駆動回路20に入力される制御信号は変調信号生成部11(図1における画像データバッファ10を含む)から出力される。変調信号生成部11は、水平方向画素分以上のRAM容量をもつFIFO−RAMを備え、入力データとして例えばアナログRGB信号などの画像データが入力されるとともに、可変クロック生成回路30から可変周期のピクセルクロックと垂直同期信号V−Syncとが入力される。これにより、レーザ駆動回路20では、FIFO−RAMから垂直同期信号V−Sync、可変周期のピクセルクロック及びこれらに同期した画像データの読み出しが行われ、これらを元にレーザ駆動電流が変調されレーザ光の発光強度が調整される。
The light applied to the
可変クロック生成回路30は、遅延部を直列に複数段接続した遅延回路を有している。これにより、任意の段数でクロックを取り出して、MEMSミラー55の共振駆動に応じたパルス幅の異なる可変周期のピクセルクロックを生成するものである。
The variable
なお、可変クロック生成回路30には、遅延段数選択部40から遅延部の段数を選択する信号が入力され、該信号にしたがって画素毎に遅延段数が選択されることにより、パルス幅の異なる可変周期のピクセルクロックが生成される。遅延段数選択部40では、可変クロック生成回路30で生成されるピクセルクロックの水平方向のラインが変わる度に任意の遅延段数を選択することが可能となっている。
The variable
図3及び図4は、図2における可変クロック生成回路30のブロック図及び回路図、図5は可変クロック生成回路30におけるタイミングチャート、図6は遅延段数選択部40を説明するためのブロック図である。なお、図3及び図4では同期信号生成回路は省略されている。この実施例では、一例として水平描画率(有効走査率)Kを0.9、水平画素数Nを640ピクセル、水平走査周波数fを15720.524Hzとする。なお、水平描画率とは、水平方向における描画可能な範囲のうち実際に描画に利用されている割合をいう。また、水平走査周波数fはMEMSミラー55の共振周波数となっている。
3 and 4 are a block diagram and a circuit diagram of the variable
走査部としてのMEMSミラー55の水平方向における駆動は正弦振動であるため、水平方向の同期信号の周期はピクセル位置によって異なり、画面中央のピクセルにおける周期Tcは式(1)によって表されるものであり、この実施例では約28.5ns(ナノ秒)となる。 Since the MEMS mirror 55 as the scanning unit is driven in the horizontal direction by sinusoidal vibration, the period of the horizontal synchronizing signal varies depending on the pixel position, and the period Tc of the pixel at the center of the screen is expressed by Expression (1). Yes, in this embodiment, it is about 28.5 ns (nanoseconds).
また、画面端における周期Teは式(2)によって表されるものであり、実施例では約65.4nsとなり、画面中央の周期Tcの約2.3倍となっている。 Further, the period Te at the screen edge is expressed by the equation (2), which is about 65.4 ns in the embodiment, which is about 2.3 times the period Tc at the center of the screen.
そして、画面中央から任意のピクセル位置Nxにおける周期は、式(3)によって表されることになる。なお、「Nx」は画面中央からのピクセル位置であるため、画面両端における「Nx」は左側端部が−320、右側端部が320となる。 The period at an arbitrary pixel position Nx from the center of the screen is expressed by Expression (3). Since “Nx” is a pixel position from the center of the screen, “Nx” at both ends of the screen is −320 at the left end and 320 at the right end.
可変クロック生成回路30は、水平同期信号H−syncに同期してカウント開始トリガを生成するDFF(Delay Flip-Flop)と、カウント開始からのシステムクロック数をカウントするDFFが直列に複数接続されることによって最大でMEMSミラー55の水平走査時間分のクロックの遅延を生成することができる遅延生成回路32と、遅延部としての遅延素子が複数段直列に接続されることによって最大で遅延生成回路32に入力されるシステムクロックにおける1周期分の遅延を生成することができる精密遅延生成回路34とからなり、実施例では精密遅延生成回路34の校正に用いられるキャリブレーション回路36がさらに設けられている。そして、遅延生成回路32によって生成されたクロックは、精密遅延生成回路34に入力されるようになっている。
In the variable
このような構成で、遅延生成回路32による遅延と精密遅延生成回路34による遅延とを組み合わせることで各ピクセルにおいて遅延したクロックが生成される。そして、これら各ピクセルにおけるクロックがORゲートを介して出力されることにより、ピクセル毎に周期の異なる連続したピクセルクロック(可変周期のピクセルクロック)が生成されることになる。なお、精密遅延生成回路34における遅延素子は温度変化によって遅延時間が変化するため、キャリブレーション回路36によって校正されるものである。
With such a configuration, a delayed clock is generated in each pixel by combining the delay by the
実施例では、画面中央における周期(すなわち同期信号の最も早い周期)が約28.5nsであるため、1のDFFによる遅延量がこれより小さい例えば20nsとなるように、システムクロックの周波数を50MHzとしてある。この場合、水平走査時間は22.650μs(マイクロ秒)であるため、遅延生成回路32にはDFFが最低1132個必要となる。遅延生成回路32では、DFFを1個経るごとに遅延が20nsずつ加算されるため、任意のDFFの段数でクロックを取り出すことにより、20nsの精度で遅延したクロックを生成することができる。
In the embodiment, since the period at the center of the screen (that is, the earliest period of the synchronization signal) is about 28.5 ns, the frequency of the system clock is set to 50 MHz so that the delay amount by 1 DFF is smaller than this, for example, 20 ns. is there. In this case, since the horizontal scanning time is 22.650 μs (microseconds), the
実施例では、画面の一端を1画素目として他端に向かって水平方向に走査するものである。この場合、1画素目は画面中央からのピクセル位置が320であるから、式(3)にしたがって、1画素目から順に、次のパルスまでの周期が、約65.3ns、約64.5ns、約63.7ns、約62.9ns・・・となる。これは、出力開始からの経過時間に直すと、約65.3ns、約129.8ns、約193.5ns、約256.4ns・・・となり、これが生成したい可変周期のピクセルクロックの周期となる。 In the embodiment, one end of the screen is used as the first pixel and is scanned in the horizontal direction toward the other end. In this case, since the pixel position of the first pixel from the center of the screen is 320, the period from the first pixel to the next pulse is about 65.3 ns, about 64.5 ns, in order from the first pixel according to Equation (3). About 63.7 ns, about 62.9 ns, and so on. This is about 65.3 ns, about 129.8 ns, about 193.5 ns, about 256.4 ns, and so on when converted to the elapsed time from the start of output, and this is the period of the pixel clock having a variable period that is desired to be generated.
そのため、水平同期信号H−Syncが入力された際に遅延生成回路32から1画素目用のクロックとして精密遅延生成回路34に出力される信号は、65.3nsのうちDFFによる遅延量の和によって生成可能な最大値である60nsが3段目から取り出されることになり、同様に2画素目用のクロックは120nsが6段目から、3画素目用のクロックは180nsが9段目から、4画素目のクロックは240nsが12段目から取り出される。これが640ピクセル目のクロックまで取り出されることにより、1水平走査分のクロックが精密遅延生成回路34に出力されることになる。なお、上述のように、1のDFFによる遅延量(20ns)がピクセルクロックの最も早い周期(約28.5ns)より小さく設定されているため、640ピクセル分のクロックは必ず別々のDFF段数から取り出されることになる。
Therefore, when the horizontal synchronization signal H-Sync is input, the signal output from the
図示例では水平方向の640ピクセルの各画素に対してそれぞれ1つの精密遅延生成回路34が設けられており、遅延生成回路32で生成された640ピクセルに対応する各クロックが、それぞれに対応する精密遅延生成回路34に入力される。実施例において、精密遅延生成回路34は、例えば100ps(ピコ秒)の精度で遅延が生成されるように、1段当たり100psの遅延量を持つ遅延素子が必要な段数配列されており、必要な遅延量を100psの精度で生成可能となっている。これによって最大でシステムクロックの1周期分に相当する20nsの遅延が生成可能となっている。なお、実施例における遅延素子は、1段が2個のCMOSインバータによって構成されており、論理が反転しないようになっている。精密遅延生成回路34は、遅延素子を1個経るごとに遅延が100psずつ加算されるため、任意の段数の遅延素子で信号を取り出すことにより、最小で100ps、最大で19.9nsの遅延を発生させることができる。
In the illustrated example, one precision
このような精密遅延生成回路34における遅延素子の段数は、標準状態のみを考慮すれば200段あれば足りるものである。しかしながら、後述のように遅延素子は温度変化等によって遅延時間が変化するものであるため、遅延素子の遅延時間が短くなるように変化した場合には(例えば低温状態)、200段より多い段数が必要となる。例えば、遅延素子1段当たりの遅延時間が99psまで短くなると想定される場合には、202個の段数が必要であり、また、遅延素子1段当たりの遅延時間が90psまで短くなると想定される場合には、222個の段数が必要である。
The number of stages of delay elements in the precision
この精密遅延生成回路34では、遅延生成回路32で遅延生成ができなかった、残りの20ns未満の遅延が生成される。すなわち、1画素目では65.3nsの遅延に対して60nsが遅延生成回路32によって生成されるため、残りの5.3nsが精密遅延生成回路34によって生成されることになる。この場合、遅延素子の1段あたりの遅延量が100psであるから、信号が取り出される遅延素子の段数は53段目ということになる。同様に2画素目では129.8nsの遅延のうち9.8nsが98段目から、3画素目では193.5nsの遅延のうち13.5nsが135段目から、4画素目では256.4nsの遅延のうち16.4nsが164段目からというように、640画素全てについてそれぞれ信号が取り出されることになる。なお、精密遅延生成回路34において、いずれの段数から信号を取り出すかは、遅延段数選択部40の制御によって行われる。すなわち、遅延段数選択部40は信号を取り出すべき段数目のみをイネーブルとし、これ以外の段数をディスエーブルとするものである。遅延素子が出力した遅延信号はクロックパルス発生用遅延回路34aに入力され、さらにクロックパルス幅分の遅延が付加される。そして、クロックパルス発生用遅延回路34aの入力信号と出力信号との排他的論理和をとることによって遅延素子で発生した遅延時間を起点に一定時間パルスを発生し、各ピクセルにおけるクロックパルスとなる。そして、これら640の各ピクセルにおけるクロックパルスの論理和出力が可変周期のピクセルクロックとなる。
In the precision
図4におけるタイミングチャートは、この様子を4ピクセル目まで表したものである。水平同期信号H−Syncが入力されると、0段目のDFFによるカウント開始トリガがONとなり、遅延生成回路による遅延生成が開始される。そして、遅延生成回路32の3段目のDFFの遅延(遅延生成回路3段目出力)にさらに精密遅延生成回路34の53段目の遅延が付加された精密遅延精製回路53段目出力とこの出力にクロックパルス幅分の遅延が付加されたクロックパルス発生用遅延回路出力との排他的論理和である1ピクセル目用クロックパルスが生成される。同様に、2ピクセル目用クロックパルス以下が生成され、これらの論理和として可変周期のピクセルクロックが生成される。
The timing chart in FIG. 4 shows this state up to the fourth pixel. When the horizontal synchronization signal H-Sync is input, the count start trigger by the 0th stage DFF is turned ON, and delay generation by the delay generation circuit is started. Then, the 53rd stage output of the precision delay refinement circuit obtained by further adding the 53rd stage delay of the precision
遅延段数選択部40は、複数のルックアップテーブル(図示例ではLUT1〜LUT3)によって構成されており、ルックアップテーブル選択器45によって選択されたルックアップテーブルにしたがって、640ピクセルの各画素に対応した遅延素子の各段数に対してイネーブルかディスエーブルかの選択を行う。なお、いずれのルックアップテーブルを選択するかは、遅延素子の状態に依存するものであり、キャリブレーション回路36の結果によって決定される。実施例では、ルックアップテーブル選択器45による選択信号が1〜640の各ピクセルに対応するイネーブル信号選択器に送られることによって、イネーブル信号選択器が選択されたルックアップテーブルのみを参照するように構成されるものである。
The delay stage
キャリブレーション回路36は、精密遅延生成回路34の校正のために用いられるものである。精密遅延生成回路34を構成する遅延素子であるCMOSインバータは、標準状態では100psの遅延が発生するものであったとしても、例えば高温では遅延時間が長く、低温では遅延時間が短くなるというように温度変化等によって遅延時間が変化する。そのため、標準状態であれば予め決められた段数から信号を取り出すことで常に同じ遅延を発生させることができるが、温度変化等が生じると同じ遅延を発生させるために段数を変化させなくてはならない場合がある。この場合、キャリブレーション回路36によって遅延素子1段あたりの遅延時間を推定(算出)することによって、変化させる段数を決定することができる。
The
キャリブレーション回路36は、精密遅延生成回路34に使用される遅延素子と同じ遅延素子を直列に複数段接続して、システムクロックの1周期分以上の遅延を生成できる比較用遅延回路37を含んでおり、比較用遅延回路37に入力されるシステムクロックと該比較用遅延回路37の任意の段数部分から取り出される遅延したクロックとを、例えば排他的論理和ゲート及びローパスフィルタからなる位相比較器38によって比較するものである。
The
この位相比較器38の比較結果により、200段の遅延素子を通過して取り出された遅延したクロックとシステムクロックとの位相差が全ての中で最小であるとされる場合は、温度条件等が標準状態と同等であり、例えばCPUを備えた演算部によって遅延素子の1段あたりの遅延時間が100ps(20ns/200段)であると算出される。
When the phase difference between the delayed clock extracted through the 200-stage delay element and the system clock is the smallest among all, according to the comparison result of the
また、例えば、比較用遅延回路37における198段の遅延素子を通過して取り出された遅延したクロックとシステムクロックとの位相差が全ての中で最小であるとされる場合は、198段の遅延素子によって20nsを生成したと考えられるため、演算部によって遅延素子の1段あたりの遅延時間は101ps(20ns/198段)であると算出される。
Further, for example, when the phase difference between the delayed clock extracted through the 198-stage delay element in the
同様に、例えば、比較用遅延回路37における202段の遅延素子を通過して取り出された遅延したクロックとシステムクロックとの位相差が全ての中で最小であるとされる場合は、202段の遅延素子によって20nsを生成したと考えられるため、演算部によって遅延素子の1段あたりの遅延時間は99ps(20ns/202段)であると算出される。
Similarly, for example, when the phase difference between the delayed clock extracted through the 202 delay elements in the
このように、位相比較器38によって、比較用遅延回路37における各段数目の遅延した信号とシステムクロックとが比較されることにより、遅延素子の1段あたりの遅延時間が算出される。そして、この結果は遅延段数選択部40におけるルックアップテーブル選択器45に入力され、ルックアップテーブル選択器45は複数のルックアップテーブルの中から、遅延時間に応じた最適な1のルックアップテーブルを選択することになる。なお、位相比較器等によって遅延素子の状態が把握できれば、必ずしも遅延素子の1段あたりの遅延時間が算出される必要はなく、ルックアップテーブル選択器45が遅延素子の状態に応じて最適なルックアップテーブルを選択できれば構わない。
In this way, the
キャリブレーション回路36及びルックアップテーブル選択器45の動作について、さらに具体的に説明する。前提として、図6及び図7に示すように、ルックアップテーブル選択器45におけるルックアップテーブルは、遅延素子の1段あたりの遅延時間が99ps、100ps及び101psである場合に対応してルックアップテーブルLUT1、ルックアップテーブルLUT2及びルックアップテーブルLUT3の3種類用意されているものとする。なお、ルックアップテーブルの種類は3種類に限定されるものではなく、遅延素子の想定される遅延時間の変化に応じて用意されるものである。例えば、実施例において、遅延素子の遅延時間に±10psの変化が想定される場合には、1段あたりの遅延時間が90ps用〜110ps用として11種類用意しても構わない。このようにルックアップテーブルの種類は、遅延時間の変化によって、精密遅延生成回路34における取り出し段数に変化が生じる場合に用意されるものであり、種類が限定されるものではない。
The operations of the
上述のように、可変クロック生成回路30で生成しようとする遅延は、1画素目から順に約65.3ns、約129.8ns、約193.5ns、・・・となっている。遅延生成回路32では1画素目用のクロックがDFF3段目(60ns)、2画素目用のクロックがDFF6段目(120ns)、3画素目用のクロックがDFF9段目(180ns)から取り出されて精密遅延生成回路34に入力される。この場合、精密遅延生成回路34でさらに付加されるべき遅延は、1画素目が5.3ns、2画素目が9.8ns、3画素目が13.5ns・・・となる。
As described above, delays to be generated by the variable
ここで、例えばキャリブレーション回路36によって遅延素子の1段あたりの遅延時間が標準状態と同等の100psであると算出されると、ルックアップテーブル選択器45によってLUT2選択信号が1〜640の各ピクセルに対するイネーブル信号選択器に送られ、各イネーブル信号選択器とルックアップテーブルLUT2とが接続される。ここで、ルックアップテーブルLUT2は遅延素子の1段あたりの遅延時間が100psとした場合における遅延段数がイネーブルとなっている。すなわち、1画素目用の精密遅延生成回路34において53段目(5.3ns=100ps×53段)が、2画素目用の精密遅延生成回路34において98段目(9.8ns=100ps×98段)が、3画素目用の精密遅延生成回路34において135段目(13.5ns=100ps×135段)がそれぞれイネーブルに、それ以外がディスエーブルとなっている。これにより、640の各画素の精密遅延生成回路34において最適な遅延段数が選択されることになる。
Here, for example, when the delay time per stage of the delay element is calculated to be 100 ps equivalent to the standard state by the
また、例えば、キャリブレーション回路36によって遅延素子の1段あたりの遅延時間が標準状態より長い101psであると算出されると、ルックアップテーブル選択器45によってLUT3選択信号が1〜640の各ピクセルに対するイネーブル信号選択器に送られ、各イネーブル信号選択器とルックアップテーブルLUT3とが接続される(図7はこのときの状態を示す)。ここで、ルックアップテーブルLUT3は遅延素子の1段あたりの遅延時間が101psとした場合の遅延段数がイネーブルとなっている。すなわち、1画素目用の精密遅延生成回路34において52段目(5.3ns≒101ps×52段)が、2画素目用の精密遅延生成回路34において97段目(9.8ns≒101ps×97段)が、3画素目用の精密遅延生成回路34において134段目(13.5ns≒101ps×134段)がそれぞれイネーブルに、それ以外がディスエーブルとなっている。これにより、640の各画素の精密遅延生成回路34において最適な遅延段数が選択されることになる。
For example, if the
同様に、例えば、キャリブレーション回路によって遅延素子の1段あたりの遅延時間が標準状態より短い99psであると算出されると、ルックアップテーブル選択器45によってLUT1選択信号が1〜640の各ピクセルに対するイネーブル信号選択器に送られ、各イネーブル信号選択器とルックアップテーブルLUT1とが接続される。ここで、ルックアップテーブルLUT1は遅延素子の1段あたりの遅延時間が99psとした場合の遅延段数がイネーブルとなっている。すなわち、1画素目用の精密遅延生成回路34において53段目(5.3ns≒99ps×53段)が、2画素目用の精密遅延生成回路34において99段目(9.8ns≒99ps×99段)が、3画素目用の精密遅延生成回路34において136段目(13.5ns≒99ps×136段)がそれぞれイネーブルに、それ以外がディスエーブルとなっている。これにより、640の各画素の精密遅延生成回路34において最適な遅延段数が選択されることになる。
Similarly, for example, if the calibration circuit calculates that the delay time per stage of the delay element is 99 ps, which is shorter than the standard state, the
このようにキャリブレーション回路36における位相比較結果を受けてルックアップテーブル選択器45が最適なルックアップテーブルを選択することにより、遅延生成回路32で生成ができなかった20ns未満の遅延が精密遅延生成回路34によって精度よく生成されることになる。遅延生成回路32による遅延と精密遅延生成回路34による遅延とを組み合わせることで、各ピクセル位置に対応した遅延信号が生成される。この遅延信号は、さらにクロックパルス発生用遅延回路34aによって遅延が付加される。そして、クロックパルス発生用遅延回路34aの入力信号と出力信号との排他的論理和が各ピクセルにおけるクロックパルスとなる。これら各ピクセルにおけるクロックパルスの論理和出力が可変周期のピクセルクロックとなる。
In this way, the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、具体的な回路の構成は実施例に限定されず、例えば図7に示されるように適宜変更できるものである。図8は、各画素のクロックが少なくともシステムクロック1周期分以上の位相差をもっていることに着目したものである。すなわち、実施例のように各画素に対してそれぞれ精密遅延生成回路を用意しても、これらは同時に使用されることがないため、これらの精密遅延生成回路を1つにまとめることができる。この例では、各画素用の遅延段数選択用イネーブル信号とデコード回路を付加して、精密遅延生成回路34を各画素で共用する構成をとったものである。
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Is included in the present invention. For example, the specific circuit configuration is not limited to the embodiment, and can be appropriately changed as shown in FIG. 7, for example. FIG. 8 focuses on the fact that the clock of each pixel has a phase difference of at least one cycle of the system clock. That is, even if a fine delay generation circuit is prepared for each pixel as in the embodiment, these are not used at the same time, so that these fine delay generation circuits can be combined into one. In this example, a delay stage number selection enable signal for each pixel and a decode circuit are added, and the precision
また、走査部としてMEMSミラーを用いた例を示したが、これに限定されず、例えば走査部としてポリゴンミラーを用いても構わない。光源からのレーザ光が照射されたポリゴンミラーを2次元走査する際に、ポリゴンミラーを等角速度で回転させると、走査位置によってレーザ光の走査速度が異なる。そこで、この走査速度に応じて可変クロックを生成することにより、最適な画像データの読み出しを行うことができる。 Moreover, although the example which used the MEMS mirror as a scanning part was shown, it is not limited to this, For example, you may use a polygon mirror as a scanning part. When the polygon mirror irradiated with the laser light from the light source is two-dimensionally scanned, the scanning speed of the laser light varies depending on the scanning position when the polygon mirror is rotated at an equiangular speed. Therefore, the optimum image data can be read by generating a variable clock according to the scanning speed.
また、遅延部としてCMOSインバータによって構成される遅延素子を用いた例を示したが、これに限定されず、例えば、抵抗とキャパシタによる遅延回路など、所定の遅延を発生させることができれば他の方法で遅延部を構成しても構わない。また、遅延素子の1段あたりの遅延量が100psである例を示したが、これに限定されるものではなく、要求される精度によって適宜決められるものである。 In addition, although an example using a delay element constituted by a CMOS inverter as a delay unit has been shown, the present invention is not limited to this. For example, other methods can be used as long as a predetermined delay can be generated, such as a delay circuit using a resistor and a capacitor. A delay unit may be configured. In addition, although an example in which the delay amount per stage of the delay element is 100 ps is shown, the present invention is not limited to this and can be appropriately determined depending on the required accuracy.
また、水平描画率、水平画素数、水平走査周波数等の値についても実施例に限定されるものでなく、さらに、これらの値を変更させた場合にはDFFの1段あたりの遅延時間を調整させるべくシステムクロックの周波数も適宜変更されるものである。 Further, the values of the horizontal drawing rate, the number of horizontal pixels, the horizontal scanning frequency, etc. are not limited to those in the embodiment. Further, when these values are changed, the delay time per stage of the DFF is adjusted. The frequency of the system clock is also changed as appropriate.
1 画像表示装置
10 画像データ用バッファ
11 変調信号生成部
20 レーザ駆動回路
25 レーザ光源
30 可変クロック生成回路
40 遅延段数選択部
55 MEMSミラー(走査部)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
表示画像の1ピクセル毎に、複数段直列に接続された遅延部の段数を変化させて前記走査部の駆動に応じたパルス幅の異なる可変周期のピクセルクロックを生成する可変クロック生成部と、
該可変クロック生成部に対して前記遅延部の段数を選択するための制御信号を出力する遅延段数選択部と、
画像信号及び前記可変周期のピクセルクロックが入力されて、前記可変周期のピクセルクロックに同期した画像信号を前記光源に出力する画像データ用バッファと、
を備えることを特徴とする画像表示装置。 An image display device that displays light by scanning light from a light source by a scanning unit,
A variable clock generating unit that generates a pixel clock having a variable period with a different pulse width according to driving of the scanning unit by changing the number of delay units connected in series in a plurality of stages for each pixel of a display image;
A delay stage number selection unit that outputs a control signal for selecting the number of stages of the delay unit to the variable clock generation unit;
An image data buffer that receives an image signal and the pixel clock of the variable period and outputs an image signal synchronized with the pixel clock of the variable period to the light source;
An image display device comprising:
前記遅延部の遅延時間を推定するキャリブレーション回路と、
所定の周期のシステムクロックが入力され、該システムクロックの1周期分の単位刻みで遅延を生成する遅延生成回路と、
前記システムクロックの周期単位の遅延クロックを入力し、前記遅延部の1段分の単位刻みで遅延を付加する精密遅延生成回路と、
前記遅延生成回路と前記精密遅延生成回路とを接続する論理回路とを有し、
前記キャリブレーション回路によって前記精密遅延生成回路による遅延を校正することを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 The variable clock generator is
A calibration circuit for estimating a delay time of the delay unit;
A delay generation circuit that receives a system clock of a predetermined period and generates a delay in unit of one period of the system clock;
A precision delay generation circuit that inputs a delay clock in units of a period of the system clock and adds a delay in unit of one stage of the delay unit;
A logic circuit connecting the delay generation circuit and the fine delay generation circuit;
The image display apparatus according to claim 1, wherein a delay caused by the precision delay generation circuit is calibrated by the calibration circuit.
直列接続した複数の遅延部によって前記システムクロックの1周期分に相当する遅延を生成し、これを前記システムクロックと比較することによって遅延部の遅延時間を算出することを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。 The calibration circuit includes:
3. The delay time of the delay unit is calculated by generating a delay corresponding to one cycle of the system clock by a plurality of delay units connected in series, and comparing the delay with the system clock. Image display device.
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