JP2017183305A - Laser light beam device and laser scanning display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像生成用のレーザー光を出力するレーザー光源装置、及びレーザー光により画像を生成するレーザー走査型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a laser light source device that outputs laser light for image generation, and a laser scanning display device that generates an image using laser light.
レーザー光源は、レーザー光を出射する際に発生する駆動熱や、外気温の変化等に起因して、レーザー光源の電流−光強度の特性(光強度特性:供給される電流と出射される光の光強度との関係)が変化してしまうことから、所望の光強度を得るためにレーザー光源に所定の電流を供給しても、所望の光強度を得ることができず、望んだ表示輝度で画像を表示できないといった問題が生じる。 A laser light source has a current-light intensity characteristic (light intensity characteristic: supplied current and emitted light) due to driving heat generated when laser light is emitted, changes in outside air temperature, and the like. Therefore, even if a predetermined current is supplied to the laser light source in order to obtain the desired light intensity, the desired light intensity cannot be obtained and the desired display brightness can be obtained. This causes a problem that the image cannot be displayed.
そこで、特許文献1に開示されているレーザー光源装置は、光検出部で検出される実際のレーザー光の光強度に基づいて、レーザー光源の光強度特性を演算し、演算結果に基づいてレーザー光源へ供給する電流を調整している。具体的には、特許文献1に開示されているレーザー光源装置は、レーザー光源が自然放出とレーザー発振する境界となるレーザー発振電流閾値よりも小さい電流値と光出力値と対応付けた第一の光強度特性(第一直線M1)と、前記レーザー発振電流閾値よりも大きい電流値と光出力値と対応付けた第二の光強度特性(第二直線M2)と、を求め、この第一の光強度特性(M1)と第二の光強度特性(M2)とに基づく電流値をレーザー光源に供給することで、所望の光出力の光を出射させている。
Therefore, the laser light source device disclosed in
なお、上述したような画像生成用のレーザー光を出力するレーザー光源装置は、入力する画像信号または画像信号に基づいて生成された信号に基づいて、光出力を調整する。入力される信号は、複数段階からなる階調レベルを有している。レーザー光源装置は、入力される信号の階調レベルに応じた電流をレーザー光源に供給することで、階調レベルが示す所望の光出力の光を出射させる。すなわち、入力される信号の各階調レベルに、光強度特性(レーザー光源を駆動する電流)を対応づける必要がある。 Note that the laser light source device that outputs laser light for image generation as described above adjusts the light output based on an input image signal or a signal generated based on the image signal. The input signal has a gradation level composed of a plurality of stages. The laser light source device emits light having a desired light output indicated by the gradation level by supplying a current corresponding to the gradation level of the input signal to the laser light source. That is, it is necessary to associate light intensity characteristics (current that drives the laser light source) with each gradation level of the input signal.
しかしながら、特許文献1に開示されているレーザー光源装置のように、レーザー発振電流閾値よりも小さい電流値と光出力値と対応付けた第一の光強度特性と、前記レーザー発振電流閾値よりも大きい電流値と光出力値と対応付けた第二の光強度特性と、の2つの光強度特性を用いる場合、入力される信号の各階調レベルに光強度特性を対応付ける処理が煩雑になってしまったり、対応付けの精度が低下し、生成される画像の階調表現の品位が低下してしまったりするおそれがあった。
However, as in the laser light source device disclosed in
したがって、本発明の第一の目的は、使用温度などが変化した場合であっても処理負荷を抑えつつ精度よい階調表現ができるレーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置を提供することである。 Accordingly, a first object of the present invention is to provide a laser light source device and a laser scanning display device capable of accurately expressing gradation while suppressing the processing load even when the use temperature or the like changes.
本発明は、前述した課題を解決するため、本発明の第1の観点におけるレーザー光源装置は、
複数段階からなる階調レベルに応じたレーザー光を出射するレーザー光源装置であって、
前記レーザー光を出射する光源と、
前記光源のレーザー発振電流閾値を推定する電流閾値推定手段と、
前記電流閾値推定手段が推定した前記レーザー発振電流閾値に基づき、前記レーザー発振電流閾値よりも大きい第一電流値と、前記レーザー発振電流閾値よりも小さい第二電流値と、を決定する電流値決定手段と、
前記光源の最大電流値を決定する最大電流決定手段と、
前記階調レベルの各段階に前記光源の駆動条件を対応させた光源制御データを生成し、該光源制御データに基づいて前記光源の階調を制御する階調制御手段と、を備え、
前記階調制御手段は、前記第一電流値と前記最大電流値との間の電流値と前記階調レベルとを対応付ける第一の関数と、前記第二電流値以下の電流値と前記階調レベルとを対応付ける第二の関数と、により前記光源制御データを生成する、ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a laser light source device according to the first aspect of the present invention.
A laser light source device that emits laser light according to gradation levels consisting of a plurality of stages,
A light source for emitting the laser light;
Current threshold value estimating means for estimating a laser oscillation current threshold value of the light source;
Based on the laser oscillation current threshold estimated by the current threshold estimation means, a current value determination for determining a first current value larger than the laser oscillation current threshold and a second current value smaller than the laser oscillation current threshold. Means,
Maximum current determining means for determining a maximum current value of the light source;
Gradation control means for generating light source control data in which driving conditions of the light source correspond to each stage of the gradation level, and controlling the gradation of the light source based on the light source control data,
The gradation control means includes a first function that associates a current value between the first current value and the maximum current value with the gradation level, a current value equal to or less than the second current value, and the gradation. The light source control data is generated by a second function that associates levels with each other.
また、本発明の第2の観点におけるレーザー走査型表示装置は、上述のレーザー光源装置と、前記レーザー光源装置が出射した前記レーザー光を走査することで画像を生成する走査部と、を備える、ことを特徴とする。 A laser scanning display device according to a second aspect of the present invention includes the above-described laser light source device and a scanning unit that generates an image by scanning the laser light emitted from the laser light source device. It is characterized by that.
本発明は、使用温度などが変化した場合であっても処理負荷を抑えつつ精度よい階調表現ができる。 According to the present invention, even when the use temperature or the like changes, accurate gradation expression can be performed while suppressing the processing load.
以下、添付の図面に基づいて、本発明のレーザー走査型表示装置の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a laser scanning display device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態のレーザー走査型表示装置1の構成を示す図である。
本実施形態のレーザー走査型表示装置1は、レーザー光Kを出射するレーザー光出射部10と、レーザー光出射部10から出射されたレーザー光Kを走査する走査部20と、走査部20が走査したレーザー光Kを受光して面上に画像を実像として表示するスクリーン30と、から構成される。レーザー走査型表示装置1は、画像を示す画像信号を入力し、この画像信号に基づいた画像を表示する。なお、本実施形態のレーザー走査型表示装置1は、グラフィックコントローラとしての機能を有していてもよく、この場合、所定の情報を示す情報信号を入力し、この情報信号に基づいてレーザー走査型表示装置1(後述する制御部14)が画像データを生成し、画像を表示する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser
The laser
スクリーン30は、例えば、マイクロレンズアレイなどの透過型の拡散性を有するスクリーンからなる。走査部20は、スクリーン30の垂直方向及び水平方向の2次元方向にレーザー光Kを走査する。なお、スクリーン30上の一部の領域である表示領域30aに走査されたレーザー光Kは、視認者により視認されるが、この表示領域30a以外のスクリーン30上の領域に走査されたレーザー光Kは、レーザー光出射部10の図示しない筐体の一部などで遮断され、視認者により視認されない。
The
図1のレーザー光出射部10は、例えば、青色、緑色、赤色の異なる色のレーザー光Kを出射する複数の半導体レーザー光源からなる光源11と、レーザー光Kの光強度を検出するフォトダイオードなどからなる光強度検出部12と、光源11の温度を検出する温度検出部13と、光源11の駆動を制御する制御部14と、を備えている。制御部14は、例えば、各光源11を、256段階の階調レベルGで制御可能であり、走査部20の走査に合わせたタイミングで、各光源11を駆動することで、画像の各ピクセルを所望の色/所望の光強度のレーザー光Kで表示する。なお、本実施形態の光源11は、青色、緑色、赤色の3原色のレーザー光Kを出射するものであったが、例えば、白色、黄色などを加えた4色以上のレーザー光Kを出射可能であってもよく、また、2色のレーザー光Kを出射するものであってもよい。
1 includes, for example, a light source 11 including a plurality of semiconductor laser light sources that emit laser light K of different colors of blue, green, and red, a photodiode that detects the light intensity of the laser light K, and the like. The light
光強度検出部12は、光源11が出射したレーザー光Kの光強度を検出し、光強度検出信号を制御部14に出力する。光強度検出部12は、例えば、スクリーン30上の表示領域30a以外の領域、または走査部20からスクリーン30の表示領域30a以外に向かうレーザー光Kの光路上、または、レーザー光出射部10と走査部20との間を進行するレーザー光Kの一部を分割した走査部20に向かわない前記一部のレーザー光Kの光路上、などに配置される。
The
温度検出部(温度検出手段)13は、例えば、光源11の近傍に配置されるサーミスタで構成され、光源11の温度を検出し、温度検出信号を制御部14に出力する。なお、温度検出部13は、レーザー走査型表示装置1の内側または外側の、光源11から離れた位置に配置されていてもよい。この場合、後述する制御部14は、前記温度検出信号に基づいて、光源11の温度を推定可能なプログラムを有する。もっとも、温度検出部13は、光源11の温度が推定できる構成であればよく、サーミスタでなくてもよい。具体的に例えば、温度検出部13は、レーザー光出射部10内の所定の回路の電流値を検出する電流検出部(図示しない)で代替されてもよく、後述する制御部14は、前記電流検出部からの電流検出信号に基づき、所定位置の温度を推定し、この所定位置の温度から光源11の温度を推定してもよい。
The temperature detection unit (temperature detection means) 13 is composed of, for example, a thermistor disposed in the vicinity of the light source 11, detects the temperature of the light source 11, and outputs a temperature detection signal to the
制御部14は、例えば、一つ以上のマイクロコントローラ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等からなり、レーザー走査型表示装置1の動作に必要なプログラムやデータを記憶し、プログラムを実行することでレーザー走査型表示装置1の各部を制御する。制御部14は、出射するレーザー光Kの色が異なる光源11毎に、例えば、256段階の階調レベルGと各光源11を駆動する電流制御データIとを関連付けた光源制御データDを記憶しており、この光源制御データDを参照して、各光源11を駆動することで、画像の各ピクセルを青色256階調、緑色256階調、赤色256階調によるカラー表示を可能とする。なお、本実施形態の制御部14は、本発明の、光源11それぞれの電流閾値Ithを推定する電流閾値推定手段、およびこの電流閾値推定手段が推定した電流閾値Ithに基づき、複数の光源11毎に、電流閾値Ithよりも大きい第一電流値Ixと、電流閾値Ithよりも小さい第二電流値Iyと、を決定する電流値決定手段、および光源11それぞれの最大電流値を決定する最大電流決定手段、階調レベルGの各段階に光源11の電流制御データ(駆動条件)Iを対応させた光源制御データDを生成し、該光源制御データDに基づいて光源11の階調を制御する階調制御手段としての機能も有する。なお、制御部14は、これら機能の一部の機能をレーザー光源装置10の外部に分割して有していてもよい。
The
図2は、電流制御データIとレーザー光Kの光強度Lとを対応付けた光強度特性Pであり、階調レベルGに電流制御データIとを対応付けて図示した図である。
制御部14は、階調レベルG0から最大の階調レベルGmまでの階調領域Hを、例えば、光強度LmからLxまでのレーザー光Kを出射させる最大の階調レベルGmから階調レベルGx+1までの第一階調領域H1と、電流閾値Ithで実現可能な光強度Lthを含む光強度LxからLyまでのレーザー光Kを出射させる階調レベルGxから階調レベルGzまでの第二階調領域H2と、光強度Lyからゼロまでのレーザー光Kを出射させる階調レベルGz−1から階調レベルG0までの第三階調領域H3と、に分類する。
FIG. 2 is a light intensity characteristic P in which the current control data I and the light intensity L of the laser light K are associated with each other, and is a diagram illustrating the gradation level G in association with the current control data I.
The
制御部14は、第一階調領域H1の階調レベルGm〜Gx+1と、第三階調領域H3の階調レベルGz−1〜G0と、において、光源11を、階調レベルGに応じて、電流の大きさを変化させるパルス振幅変調(PAM:Pulse Ampulitude Modulation)方式にて駆動する。一方、制御部14は、第二階調領域H2の階調レベルGx〜Gzにおいて、光源11を、第一電流値Ixと第二電流値Iy以下の第三電流値Izとによるパルス信号Qで駆動し、階調レベルGに応じて、画像の1つのピクセルを生成する期間内の第一電流値Ixのデューティー比を変化させるパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式、及びパルス信号Q内における第一電流値Ixとは別のもう一方の第三電流値Izを第二電流値Iy〜ゼロまでの間で変化させるパルス振幅変調(PAM:Pulse Ampulitude Modulation)方式の併用にて駆動する。
The
図3は、第二階調領域H2の階調レベルGx〜Gzにおいて、制御部14が1ピクセルの表示を行うための光源11の駆動信号を示す。図3(a)は、第二階調領域H2のうち、階調レベルGが比較的低い階調レベルGaである場合のパルス信号Qを示し、図3(b)は、第二階調領域H2のうち、階調レベルGが前記階調レベルGaより高い階調レベルGbである場合のパルス信号Qを示している。すなわち、制御部14は、図3に示すように、第二階調領域H2の階調レベルGx〜Gzにおいては、光源11を第一電流値Ixと第二電流値Iy以下の第三電流値Izとからなる周期的なパルス信号Qで駆動し、少なくとも1つのピクセルを生成する期間内の第一電流値Ixのデューティー比を調整することで、光源11の各階調レベルGx〜Gzにおけるホワイトバランス(混色比)を調整する。なお、パルス信号Q内における第一電流値Ixとは別のもう一方の第三電流値Izの大きさを、各階調レベルGx〜Gzで調整することで、光源11の各階調レベルGx〜Gzにおけるホワイトバランス(混色比)をより精度よく調整することができる。
FIG. 3 shows a driving signal of the light source 11 for the
図4は、変化した光源11の光強度特性P1を示す図である。光源11の光強度特性Pは、使用環境温度や経年変化などにより変化する。これにより光源制御データDの階調レベルGと電流制御データIとの対応がずれてしまう。これにより、青色、緑色、赤色の各光源11の各階調レベルGにおける混色比が崩れてしまう。本実施形態のレーザー走査型表示装置1は、以下に説明する『補正処理』を実行することで、光源制御データDを補正し、各階調レベルGにおける混色比を保つことができる。
FIG. 4 is a diagram showing the changed light intensity characteristic P1 of the light source 11. As shown in FIG. The light intensity characteristic P of the light source 11 varies depending on the use environment temperature, aging, and the like. As a result, the correspondence between the gradation level G of the light source control data D and the current control data I is shifted. As a result, the color mixture ratios at the respective gradation levels G of the blue, green, and red light sources 11 are destroyed. The laser
図5は、本実施形態のレーザー走査型表示装置1が行う『補正処理』のフローチャートである。この補正処理は、例えば、所定の周期毎に定期的に実行される、または、光源11の光強度特性Pの変化を監視しておき、この光強度特性Pに変化があった場合に実行される。図6は、本実施形態の『補正処理』で電流制御データIと階調レベルGとを関連付ける第一の関数41と第二の関数42との例を説明する図であり、横軸が階調レベルGであり、縦軸が電流制御データIである。なお、第一の関数41を適用する第一階調領域H1および第二の関数42を適用する第二階調領域H2において、図2に示すように電流制御データIと光強度Lとは比例関係であるため、図6の縦軸に光強度Lを電流制御データIに対応させて記す。
FIG. 5 is a flowchart of “correction processing” performed by the laser
ステップS1において、制御部14は、光源制御データDを読み出し、最高階調レベルGmに対応した電流制御データImにて、複数の光源11を順次点灯させ、それぞれの光源11が出射したレーザー光Kの光強度Lを光強度検出部12で検出する。
In step S <b> 1, the
ステップS2において、制御部14は、光強度検出部12で検出した各色のレーザー光Kの光強度Lに基づき、各色の光源11毎に予め設定された光強度Lmになる電流制御データImを求め、決定された電流制御データImを、各色の光源11のホワイトバランス(混色比)が合うように調整する。これにより、最高階調レベルGm(光強度Lm)に対応する電流制御データ(最大電流値)Imが決定する。なお、最大電流値Imの決定方法は、これに限定されず、最高階調レベルGm(光強度Lm)に対応する最大電流値Imを決定する公知の様々な技術を適用してもよい。例えば、制御部14は、ステップ3で検出する所定の電流制御データIで光源11を駆動した際の光強度Lに基づいて、最高階調レベルGm(光強度Lm)に対応する最大電流値Imを決定してもよい。また、制御部14は、温度検出部13が検出した光源11または光源11の近傍の温度に基づいて、最大電流値Imを決定してもよい。
In step S <b> 2, the
ステップS3において、制御部14は、例えば、電流制御データIを十分に低い値から徐々に増加させながら、光強度検出部12から光強度Lを取得し、光強度Lの変化量が所定の値を超えたときにおける電流制御データIを電流閾値Ithと判断する。なお、電流閾値Ithの推定方法は、これに限定されず、電流閾値Ithを推定する公知の様々な技術を適用してもよい。例えば、制御部14は、ステップ2で決定した最大光強度Lmと最大電流制御データImとの関係から電流閾値Ithを推定してもよい。また、制御部14は、温度検出部13が検出した光源11または光源11の近傍の温度に基づいて、電流閾値Ithを推定してもよい。
In step S3, for example, the
ステップS4において、制御部14は、ステップS3で決定した電流閾値Ithに基づいて、予め定められた第一電流差Iaだけ電流閾値Ithより大きい電流制御データIxを第一電流値Ix(図4のIx1)に決定し、一方、予め定められた第二電流差Ibだけ電流閾値Ithより小さい電流制御データIyを第二電流値Iy(図4のIy1)に決定する。なお、電流閾値Ithと第一電流値Ixとの差である第一電流差Iaと、電流閾値Ithと第二電流値Iyとの差である第二電流差Ibとは、同じ大きさの電流差であるが、それぞれ別の大きさであってもよい。
In step S4, the
ステップS5おいて、制御部14は、ステップS4で決定した電流制御データI(第一電流値Ix)にて、複数の光源11を順次点灯させ、それぞれの光源11が出射したレーザー光Kの光強度Lxを光強度検出部12で検出する。
In step S <b> 5, the
ステップS6において、制御部14は、光強度検出部12で検出した各色のレーザー光Kの光強度Lxに基づき、各色の光源11のホワイトバランスが合うように、光源制御データDにおける第一電流値Ixの前記デューティー比または/およびパルス信号Q内における第一電流値Ixとは別のもう一方の第三電流値Izを第二電流値Iy〜ゼロまでの間で調整する。これにより、各色の光源11の第二階調領域H2における最高階調レベルGxに対応する光源制御データD(第一電流値Ix、第三電流値Iz、デュ―ティー比)が決定する。
In step S6, the
つづいて、ステップS7おいて、制御部14は、ステップS4で決定した電流制御データI(第二電流値Iy)にて、複数の光源11を順次点灯させ、それぞれの光源11が出射したレーザー光Kの光強度Lyを光強度検出部12で検出する。
Subsequently, in step S7, the
ステップS8において、制御部14は、光強度検出部12で検出した各色のレーザー光Kの光強度Lyに基づき、各色の光源11のホワイトバランスが合うように、光源制御データDにおける第一電流値Ixの前記デューティー比または/およびパルス信号Q内における第一電流値Ixとは別のもう一方の第三電流値Izを第二電流値Iy〜ゼロまでの間で調整する。これにより、各色の光源11の第二階調領域H2における最低階調レベルGzに対応する光源制御データD(第三電流値Iz、デューティー比)が決定する。
In step S8, the
ステップS9において、制御部14は、第二階調領域H2における最高階調レベルGxと、最低階調レベルGzとの間の階調レベルGx−1〜Gz+1の光源制御データDを決定する。具体的には、制御部14は、各色の光源11の最高階調レベルGxの光源制御データD(第三電流値Iz、デューティー比)と、最低階調レベルGzの光源制御データD(第三電流値Iz、デューティー比)と、を線形補間することにより、階調レベルGx−1〜Gz+1の光源制御データD(第三電流値Iz、デューティー比)を決定する。
In step S9, the
ステップS10において、制御部14は、第一階調領域H1における最高階調レベルGmと、第二階調領域H2における最高階調レベルGxとの間の階調レベルGm−1〜Gx+1の光源制御データD(電流制御データI)を決定する。具体的には、制御部14は、各色の光源11の第一階調領域H1における最高階調レベルGmの光源制御データD(電流制御データIm)と、第二階調領域H2における最高階調レベルGxの光源制御データD(第一電流値Ix)と、を線形補間することにより、第一階調領域H1の階調レベルGm−1〜Gx+1の光源制御データD(電流制御データI)を決定する。制御部14は、第一の関数41を用いることで、階調レベルGm−1〜Gx+1を電流制御データIに対応づける。第一の関数41は、例えば、多項式関数であり、ユーザーが第一の関数41のパラメータを変更することで、階調レベルGの増加に基づいて、電流制御データIの差ΔIx,ΔIx+1,ΔIx+2を、図6(a)に示すように漸減させたり、図6(b)に示すように等しくさせたり、図6(c)に示すように漸増させたりすることが可能である。これにより、制御部14は、各色の光源11の第一階調領域H1における最高階調レベルGmの光源制御データD(電流制御データIm)と、第二階調領域H2における最高階調レベルGxの光源制御データD(第一電流値Ix)との間の光源制御データDを自由に変更することができ、例えば、γ特性に合わせて階調を設定することができる。
In step S10, the
ステップS11において、制御部14は、第二階調領域H2における最低階調レベルGzと、第三階調領域H3における最低階調レベルG0との間の階調レベルGz−1〜G1の光源制御データD(電流制御データI)を決定する。具体的には、制御部14は、各色の光源11の第二階調領域H2における最低階調レベルGzの光源制御データD(第二電流値Iy)と、第三階調領域H3における最低階調レベルG0の光源制御データD(ゼロ)と、を線形補間することにより、第三階調領域H3の階調レベルGz−1〜G1の光源制御データD(電流制御データI)を決定する。制御部14は、第二の関数42を用いることで、階調レベルGz−1〜G1を電流制御データIに対応づける。第二の関数42は、例えば、多項式関数であり、ユーザーが第二の関数42のパラメータを変更することで、階調レベルGの増加に基づいて、電流制御データIの差ΔI0,ΔI1,ΔI2を、図6(a)に示すように漸減させたり、図6(b)に示すように等しくさせたり、図6(c)に示すように漸増させたりすることが可能である。これにより、制御部14は、各色の光源11の第二階調領域H2における最低階調レベルGzと、第三階調領域H3における最低階調レベルG0との間の光源制御データDを自由に変更することができ、例えば、γ特性に合わせて階調を設定することができる。
In step S11, the
なお、制御部14が各階調領域Hで光源制御データDを生成するのに用いる第一の関数41及び第二の関数42のパラメータは、レーザー光出射部(レーザー光源装置)10の製造時に、制御部14が有する記憶部(図示しない)に書き込まれる。言い換えれば、制御部14は、製造時に外部装置(図示しない)が接続されるインターフェース(設定信号入力部)40を有し、このインターフェース40から第一の関数41及び第二の関数42のパラメータを示す設定信号を入力し、前記記憶部に記憶し、レーザー光源装置10の動作時に、前記記憶部に記憶されたパラメータを有する第一の関数41及び第二の関数42を用いて光源制御データDを生成する。なお、インターフェースには、製造時以外のタイミングで外部装置(図示しない)が接続され、第一の関数41及び第二の関数42のパラメータは、ユーザーによる任意の設定に変更出来てもよい。
The parameters of the
以上に説明したように、本実施形態のレーザー光出射部(レーザー光源装置)10は、複数段階からなる階調レベルGに応じたレーザー光Kを出射する光源11と、光源11のレーザー発振電流閾値Ithを推定する電流閾値推定手段(制御部)14と、電流閾値推定手段14が推定したレーザー発振電流閾値Ithに基づき、レーザー発振電流閾値Ithよりも大きい第一電流値Ixと、レーザー発振電流閾値Ithよりも小さい第二電流値Iyと、を決定する電流値決定手段(制御部)14と、光源11の最大電流値Imを決定する最大電流決定手段(制御部14)と、階調レベルGの各段階に光源11の駆動条件(電流制御データI)を対応させた光源制御データを生成し、該光源制御データに基づいて前記光源の階調を制御する階調制御手段(制御部)14と、を備え、階調制御手段14は、第一電流値Ixと最大電流値Imとに基づいて第一電流値Ixと最大電流値Imとの間の電流値と階調レベルGとを対応付ける第一の関数41と、第二電流値Iy以下の第三電流値Izに基づいて、第三電流値Iz未満の電流値と階調レベルGとを対応付ける第二の関数42と、により光源制御データDを生成する。斯かる構成により、光源11の光強度特性Pが変化した場合であっても、各階調レベルGにおける光源11が出射するレーザー光Kの光強度Lを一定に保つことができる。なお、所定の電流値(第一電流値Ix、最大電流値Im、第二電流値Iy)に基づいて、第一の関数41と第2の関数42とを用いて、各階調レベルGに対応する電流制御データI(光源制御データD)を迅速に算出することができる。また、第一階調領域H1における光源制御データDを生成する第一の関数41と、第二階調領域H2における光源制御データDを生成する第二の関数42とを、独立して設けるため、各階調領域における光源制御データDを精度よく生成することができる。
As described above, the laser beam emitting unit (laser light source device) 10 of the present embodiment includes the light source 11 that emits the laser beam K corresponding to the gradation level G composed of a plurality of stages, and the laser oscillation current of the light source 11. Based on the current threshold value estimation means (control unit) 14 for estimating the threshold value Ith, the laser oscillation current threshold value Ith estimated by the current threshold value estimation means 14, a first current value Ix larger than the laser oscillation current threshold value Ith, and the laser oscillation current A current value determining means (control section) 14 for determining a second current value Iy smaller than the threshold value Ith, a maximum current determining means (control section 14) for determining the maximum current value Im of the light source 11, and a gradation level A gradation that generates light source control data in which the driving condition (current control data I) of the light source 11 is associated with each stage of G, and controls the gradation of the light source based on the light source control data Control means (control unit) 14, and the gradation control means 14 includes a current value between the first current value Ix and the maximum current value Im based on the first current value Ix and the maximum current value Im. Based on the
なお、上記実施形態の補正処理では、制御部14は、第一電流値Ixで各光源11を駆動した際の各色のレーザー光Kの光強度Lx(ステップS5)に基づき、各色の光源11のホワイトバランスが合うように、光源制御データDを調整していたが、第一電流値Ix以上の任意の電流値で各光源11を駆動した際の各色のレーザー光Kの光強度Lに基づき、各色の光源11のホワイトバランスが合うように、光源制御データDを調整してもよい。なお、最高階調レベルGmに対応した電流制御データImで各光源11を駆動した際の各色のレーザー光Kの光強度Lmに基づき、各色の光源11のホワイトバランスが合うように、光源制御データD(第一の関数41のパラメータまたは/および第二の関数42のパラメータ)を調整することが好ましい。また、制御部14は、温度検出部(温度検出手段)13により光源11の温度を推定し、この光源11の温度に基づき、各色の光源11のホワイトバランスが合うように、光源制御データD(第一の関数41のパラメータまたは/および第二の関数42のパラメータ)を調整してもよい。
In the correction processing of the above embodiment, the
1 レーザー走査型表示装置
10 レーザー光出射部(レーザー光源装置)
11 光源
12 光強度検出部
13 温度検出部
14 制御部(電流閾値推定手段、電流値決定手段、階調制御手段、
調色制御手段、走査情報取得手段)
20 走査部
30 スクリーン
41 第一の関数
42 第二の関数
G 階調レベル
H 階調領域
I 電流制御データ
Ix 第一電流値(電流制御データ)
Iy 第二電流値(電流制御データ)
Iz 第三電流値(電流制御データ)
Ith 電流閾値(レーザー発振電流閾値)
K レーザー光
L 光強度
P 光強度特性
1 Laser
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Toning control means, scanning information acquisition means)
20
G gradation level H gradation area I current control data Ix first current value (current control data)
Iy second current value (current control data)
Iz Third current value (current control data)
Ith current threshold (laser oscillation current threshold)
K Laser light L Light intensity P Light intensity characteristics
Claims (5)
前記レーザー光を出射する光源と、
前記光源のレーザー発振電流閾値を推定する電流閾値推定手段と、
前記電流閾値推定手段が推定した前記レーザー発振電流閾値に基づき、前記レーザー発振電流閾値よりも大きい第一電流値と、前記レーザー発振電流閾値よりも小さい第二電流値と、を決定する電流値決定手段と、
前記光源の最大電流値を決定する最大電流決定手段と、
前記階調レベルの各段階に前記光源の駆動条件を対応させた光源制御データを生成し、該光源制御データに基づいて前記光源の階調を制御する階調制御手段と、を備え、
前記階調制御手段は、前記第一電流値と前記最大電流値との間の電流値と前記階調レベルとを対応付ける第一の関数と、前記第二電流値以下の電流値と前記階調レベルとを対応付ける第二の関数と、により前記光源制御データを生成する、
ことを特徴とするレーザー光源装置。 A laser light source device that emits laser light according to gradation levels consisting of a plurality of stages,
A light source for emitting the laser light;
Current threshold value estimating means for estimating a laser oscillation current threshold value of the light source;
Based on the laser oscillation current threshold estimated by the current threshold estimation means, a current value determination for determining a first current value larger than the laser oscillation current threshold and a second current value smaller than the laser oscillation current threshold. Means,
Maximum current determining means for determining a maximum current value of the light source;
Gradation control means for generating light source control data in which driving conditions of the light source correspond to each stage of the gradation level, and controlling the gradation of the light source based on the light source control data,
The gradation control means includes a first function that associates a current value between the first current value and the maximum current value with the gradation level, a current value equal to or less than the second current value, and the gradation. Generating the light source control data by a second function that associates levels with
A laser light source device.
前記階調制御手段は、前記操作信号入力部からの前記設定信号により、前記第一の関数のパラメータと、前記第二の関数のパラメータと、を独立して変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザー光源装置。 It further includes a setting signal input unit for inputting a setting signal from the user,
The gradation control means independently changes the parameter of the first function and the parameter of the second function according to the setting signal from the operation signal input unit.
The laser light source device according to claim 1.
前記複数の光源が出射する前記レーザー光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、
前記階調制御手段は、前記光強度検出部が検出した前記光強度に基づいて、前記階調レベル毎の前記複数の光源の混色比を略均一にするように前記第一の関数のパラメータまたは/および前記第二の関数のパラメータを補正する、
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザー光源装置。 The light source is composed of a plurality of light sources that emit laser beams of different colors,
A light intensity detector that detects the light intensity of the laser light emitted from the plurality of light sources;
The gradation control unit is configured to set the first function parameter or the first function parameter so as to make the color mixture ratio of the plurality of light sources substantially uniform for each gradation level based on the light intensity detected by the light intensity detection unit. / And correct the parameters of the second function,
The laser light source device according to claim 2.
前記階調制御手段は、前記温度検出部が検出した前記光源の温度に基づいて、前記第一の関数のパラメータまたは/および前記第二の関数のパラメータを補正する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のレーザー光源装置。 A temperature detection unit for detecting the temperature of the light source;
The gradation control unit corrects the parameter of the first function or / and the parameter of the second function based on the temperature of the light source detected by the temperature detector.
The laser light source device according to any one of claims 1 to 3.
前記レーザー光源装置が出射した前記レーザー光を走査することで画像を生成する走査部と、を備える、
ことを特徴とするレーザー走査型表示装置。 A laser light source device according to any one of claims 1 to 4,
A scanning unit that generates an image by scanning the laser light emitted from the laser light source device;
A laser scanning display device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016063059A JP2017183305A (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Laser light beam device and laser scanning display |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016063059A JP2017183305A (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Laser light beam device and laser scanning display |
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JP2016063059A Pending JP2017183305A (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Laser light beam device and laser scanning display |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2017183305A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019059380A1 (en) | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 三井化学株式会社 | Frame component, temple, frame, and eyewear |
JP7479123B2 (en) | 2019-03-12 | 2024-05-08 | ミツミ電機株式会社 | Control device, optical scanning device, display device, and control method |
-
2016
- 2016-03-28 JP JP2016063059A patent/JP2017183305A/en active Pending
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