WO2013061748A1 - レーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置 - Google Patents

レーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置 Download PDF

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基 木村
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Definitions

  • the present disclosure relates to a laser driving circuit, a laser driving method, and an apparatus using a laser beam (laser beam).
  • a laser display apparatus that displays an image using laser light.
  • a laser light source that emits laser light is driven by a laser drive circuit, and an image is displayed on a screen by scanning the laser light with a scanner under the drive of the laser drive circuit. Yes (see, for example, Patent Document 1).
  • the optical path length of the laser light from the laser light source through the screen to the viewer's eyes changes randomly due to the minute unevenness of the screen.
  • coherent light with the same wavelength and phase such as laser light
  • light with different phases is incident on the eyes according to the change in the optical path length, and interference fringes in which they interfere and are randomly distributed in intensity.
  • speckle noise occurs. This speckle noise is a problem that can be said not only for laser display devices but also for all devices that use laser light that is coherent light.
  • an object of the present disclosure is to provide a laser driving circuit, a laser driving method, and an apparatus using the laser light that can reduce speckle noise caused by the laser light being coherent light.
  • a laser driving current for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths is generated based on an input video signal
  • a configuration is employed in which a high-frequency signal having a frequency exceeding the band of the video signal is superimposed on the generated laser drive current.
  • the wavelength spectrum of the laser light emitted from the laser light source is broadened so that the coherence is achieved. Go down. And the speckle noise resulting from a laser beam being coherent light can be reduced because the coherency of a laser beam falls.
  • the wavelength spectrum of the laser light emitted from the laser light source is broadened and coherence is reduced, thereby reducing speckle noise. be able to.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of the configuration of a laser beam scanning projector.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a scanning method on a laser beam scanning screen.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a video signal interface between the video signal processing circuit and the laser driving circuit.
  • FIG. 4 is a model diagram for explaining speckle noise.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a basic configuration of the laser drive circuit of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram showing current-light output characteristics of a semiconductor laser.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram in which a high-frequency signal is superimposed on the laser drive current.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of the configuration of a laser beam scanning projector.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a scanning method on a laser beam scanning screen.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a video signal interface between the video signal processing circuit and the laser driving circuit.
  • FIG. 8A is a diagram showing a change in the wavelength spectrum of laser output light by superimposing a high-frequency signal on the laser drive current when oscillating in a single mode (single mode), and FIG. It is a figure which shows the change of the wavelength spectrum of the laser output light by superimposing a high frequency signal on a laser drive current in the case of oscillating in mode.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the laser drive circuit according to Example 1 of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a waveform diagram (part 1) illustrating the relationship between the gains of the two amplifiers / attenuators and the amplitude of the high-frequency signal in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a waveform diagram (part 2) illustrating the relationship between the gains of the two amplifiers / attenuators and the amplitude of the high-frequency signal in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a waveform diagram showing the relationship between the projection video signal and the amplitude of the high-frequency signal in the second embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a waveform diagram showing an example of a laser drive current when an asynchronous high-frequency signal is superimposed on a projection video signal.
  • FIG. 16 is a waveform diagram showing an example of the laser drive current when a high-frequency signal synchronized with the projection video signal is superimposed.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the sixth embodiment.
  • FIG. 20 is a waveform diagram showing the relationship between the projection video signal and the amplitude of the high frequency signal in the sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a waveform diagram showing the relationship between the projection video signal and the amplitude of the high-frequency signal in the seventh embodiment.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the eighth embodiment.
  • FIG. 24A is a waveform diagram illustrating a projection video signal input to the multiplier of the laser driving circuit according to the eighth embodiment
  • FIG. 24B is a high-frequency signal generated by the superimposed signal oscillator of the laser driving circuit according to the eighth embodiment.
  • 24C is a waveform diagram showing an output signal of the multiplier
  • FIG. 24D is a waveform diagram showing an output signal of the laser drive video current generation circuit of the laser drive circuit according to the eighth embodiment.
  • FIG. 24A is a waveform diagram illustrating a projection video signal input to the multiplier of the laser driving circuit according to the eighth embodiment
  • FIG. 24B is a high-frequency signal generated by the superimposed signal oscillator of the laser driving circuit according to the eighth embodiment.
  • 24C is a waveform
  • FIG. 24E is a waveform diagram showing a projection video signal superimposed on the laser drive current.
  • FIG. 25 is a waveform diagram illustrating the relationship between the projection video signal and the amplitude of the high-frequency signal when the gains of the multiplier and the laser drive superimposed current generation circuit are adjusted in the laser drive circuit according to the eighth embodiment.
  • FIG. 26 is a waveform diagram showing an example of a laser drive current when an asynchronous high-frequency signal is superimposed on a projection video signal.
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the tenth embodiment.
  • FIG. 28 is a waveform diagram showing the relationship between the projection video signal and the amplitude of the high-frequency signal in the tenth embodiment.
  • FIG. 29 is a timing waveform diagram illustrating an example of a laser drive current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the tenth embodiment.
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a superimposed signal oscillator having an oscillation phase synchronization circuit.
  • FIG. 31 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 32 is a timing waveform diagram illustrating an example of a laser drive current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the eleventh embodiment.
  • FIG. 33 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 34 is a timing waveform diagram illustrating an example of a laser drive current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the twelfth embodiment.
  • FIG. 35 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 36 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 37 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the fourteenth embodiment.
  • FIG. 38 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the fifteenth embodiment.
  • FIG. 39 is a timing waveform diagram illustrating an example of a laser drive current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the fifteenth embodiment.
  • FIG. 40 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the sixteenth embodiment.
  • FIG. 41 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the sixteenth embodiment.
  • FIG. 42 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the seventeenth embodiment.
  • FIG. 43 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the seventeenth embodiment.
  • FIG. 44 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the eighteenth embodiment.
  • FIG. 45 is a waveform diagram (part 1) illustrating the relationship between the gains of the two amplifiers / attenuators in Example 18 and the amplitude of the high-frequency signal.
  • FIG. 46 is a waveform diagram (part 1) illustrating the relationship between the gains of the two amplifiers / attenuators in Example 18 and the amplitude of the high-frequency signal.
  • FIG. 47 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the nineteenth embodiment.
  • FIG. 48 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the twentieth embodiment.
  • FIG. 49 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the twenty-first embodiment.
  • FIG. 50 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the twenty-second embodiment.
  • Example 2 4-3.
  • Example 4 5 Second Embodiment (Example in which superimposition processing is performed on the output side of a laser-driven video current generation circuit) 5-1.
  • Third Embodiment Example in which superimposition processing is performed on the input side of a laser drive video current generation circuit
  • Example 18 7 Fourth Embodiment (Example in which superimposition processing is performed on the output side of a laser-driven video current generation circuit) 7-1.
  • Example 20 7-3.
  • the laser drive circuit according to the present disclosure is for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths (hereinafter also referred to as “laser beams”).
  • laser beams usually three laser light sources of RGB that emit laser light of three kinds of wavelengths of red (R), green (G), and blue (B) can be used.
  • the laser light source it is desirable to use a small and efficient semiconductor laser.
  • the semiconductor laser is an example, and the laser light source is not limited to the semiconductor laser.
  • the laser drive circuit of the present disclosure receives a video signal and amplifies the video signal to generate a laser drive current that drives each laser light source.
  • the technology of the present disclosure relates to a laser drive circuit and a laser drive method using a so-called high frequency superposition technique in which a high frequency signal having a frequency exceeding the band of a video signal is superimposed on the laser drive current.
  • the laser driving circuit and the laser driving method of the present disclosure using the high-frequency superposition technique can be used for all apparatuses using laser light.
  • a laser display apparatus in particular, a laser beam scanning type projector apparatus, which is a kind of laser display apparatus, is exemplified. Can do.
  • the technology of the present disclosure is not limited to the application to the projector device, and can be applied to all devices using laser light.
  • the laser display other than the projector device include a head mounted display, a laser liquid crystal TV, an organic laser TV, and a three-dimensional (three-dimensional) display.
  • the laser drive circuit includes a plurality of laser drive video current generation circuits that generate laser drive currents for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths based on an input video signal. Processing to superimpose a high-frequency signal having a frequency exceeding the band of the video signal is performed on the laser driving current generated by the laser-driven video current generation circuit. As processing for superimposing a high-frequency signal on the laser driving current, processing performed on the input side of the plurality of laser driving video current generation circuits and processing performed on the output side of the plurality of laser driving video current generation circuits can be considered. Both processes are performed by the high frequency superimposing unit.
  • an amplifier / attenuator may be provided for each of a plurality of laser-driven video current generation circuits. These amplifiers / attenuators have a function of generating a plurality of video signals having different amplitudes based on an input video signal. Then, the plurality of video signals generated by the plurality of amplifiers / attenuators are selected (switched) according to the high frequency signal. As a result, a high-frequency signal having an amplitude corresponding to the levels of a plurality of video signals can be superimposed on the laser drive current.
  • an input video signal is directly switched according to a high frequency signal without providing an amplifier / attenuator.
  • switching may be performed according to the high-frequency signal between the input video signal and a predetermined potential (for example, ground level).
  • a predetermined potential for example, ground level.
  • a high-frequency signal having an amplitude corresponding to the level of the input video signal can be superimposed on the laser drive current.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the video signal can be zero, so that the luminance can be zero.
  • the brighter portion of the image where speckle noise is more noticeable the greater the amplitude of the superimposed high-frequency signal, so that the effect of reducing speckle noise can be enhanced.
  • a laser drive current switch having a function of passing / cutting off the laser drive current generated by the plurality of laser drive video current generation circuits in the process of superimposing the high frequency signal on the laser drive current on the output side of the plurality of laser drive video current generation circuits It can be set as the structure which provides. Then, control of passage / cutoff of the laser drive current switch is performed according to the high frequency signal. Thereby, a high frequency signal can be superimposed on the laser drive current.
  • a method of adding a laser drive superimposed current generation circuit that amplifies a high frequency signal and adding the output current of the laser drive superimposed current generation circuit to the laser drive current generated by a plurality of laser drive video current generation circuits is adopted. You can also. This method can also superimpose a high-frequency signal on the laser drive current.
  • a superimposed current switch having a function of passing / cutting off an output current of the laser-driven superimposed current generation circuit and a level comparator for determining the level of the video signal level with respect to a predetermined threshold are provided. Like that. Then, when the level of the video signal is equal to or higher than a predetermined threshold, the superposition current switch is turned on, and the output current of the laser drive superposition current generation circuit is added to the laser drive current.
  • the superimposed current switch is in a non-conduction (off) state, thereby Superimposition processing is not performed. Thereby, the luminance can be reduced (lowered) to zero.
  • a multiplier for multiplying the video signal and the high-frequency signal is provided instead of providing the superimposed current switch and the level comparator.
  • the multiplier generates a high frequency signal having an amplitude corresponding to the level of the video signal by multiplying the video signal and the high frequency signal.
  • a high-frequency signal having an amplitude corresponding to the level of the input video signal can be superimposed on the laser drive current.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the video signal can be zero, so that the luminance can be zero.
  • the brighter part of the image where speckle noise is more noticeable the greater the amplitude of the superimposed high-frequency signal can be increased, so that the effect of reducing speckle noise can be enhanced.
  • the laser drive circuit is used as a signal source for the high frequency signal.
  • a built-in oscillator can be used.
  • a receiver that receives a clock signal input from the outside of the laser driving circuit in a state synchronized with the input video signal can be used.
  • a clock signal having a frequency higher than the frequency band of the input video signal and synchronized with the minimum unit cycle in which the light and darkness of the video signal is repeated that is, synchronized with the video signal Can be used.
  • the display principle of the laser display device is to display an image by controlling the brightness (brightness and darkness) of the laser beam, and realize gradation expression by intensity modulation of the laser beam. Therefore, the “minimum unit” that repeats the brightness and darkness of the video signal corresponds to a pixel in a flat panel display such as a liquid crystal display device, a plasma display device, or an EL display device.
  • the “minimum unit cycle” is a pixel cycle in a flat panel display.
  • the clock signal received by the receiver and synchronized with the video signal is directly superimposed on the laser drive current as a high-frequency signal, and the frequency of the clock signal received by the receiver is multiplied by a frequency multiplier, and this multiplied clock signal is converted into a laser. It can also be superimposed on the drive current.
  • the frequency multiplier preferably generates a high-frequency signal having a frequency that is an integral multiple of the clock signal received by the receiver and synchronized with the clock signal.
  • the signal source of the high-frequency signal is a receiver that receives a clock signal synchronized with the video signal from the outside, and the clock signal is used as the high-frequency signal to synchronize the video signal and the high-frequency signal superimposed on the laser drive current. Can do. As a result, it is possible to avoid image quality degradation due to aliasing components associated with intermodulation between the video signal and the high-frequency signal.
  • the high-frequency superimposing unit superimposes the high-frequency superimposed on the laser drive current based on a signal synchronized with the video signal as a signal source of a high-frequency signal having a frequency exceeding the bandwidth of the video signal. It is characterized by using an oscillator that oscillates a signal.
  • the video signal and the high frequency signal can be synchronized by generating the high frequency signal superimposed on the laser drive current based on the signal synchronized with the video signal.
  • an oscillator that oscillates a high-frequency signal superimposed on the laser driving current is synchronized with the video signal. Accordingly, an oscillation phase synchronization circuit that controls oscillation stop / oscillation start of the oscillator can be provided.
  • a pixel cycle synchronization signal indicating the start of a pixel which is the minimum unit that repeats light and darkness of the video signal, can be used.
  • pixel cycle extraction for extracting a pixel cycle synchronization signal from the video signal for the high frequency superimposing unit.
  • a structure having a circuit can be employed.
  • the pixel cycle extraction circuit applies a pixel cycle synchronization signal extracted from the video signal to the oscillator as a signal synchronized with the video signal.
  • the level information of the video signal is determined for each pixel for the high-frequency superimposing unit. It may be configured to have a level fluctuation detection circuit that detects fluctuation. When the level fluctuation detection circuit detects a level fluctuation for each pixel of the video signal, the level fluctuation detection circuit supplies a signal synchronized with the level fluctuation to the oscillator as a signal synchronized with the video signal.
  • any high frequency signal frequency (superimposition frequency) is used for the high frequency superimposing unit.
  • the oscillation stop period setting circuit for setting the oscillation stop period linked to the can be used. At this time, the oscillator starts oscillation after stopping the oscillation for the oscillation stop period set by the oscillation stop period setting circuit.
  • a plurality of oscillators may be provided for the high-frequency superimposing unit.
  • the oscillation phase synchronization circuit performs an operation of using the oscillation output of another oscillator as a high-frequency signal superimposed on the laser drive current during the oscillation stop period of one oscillator by switching the oscillation output of a plurality of oscillators. become.
  • the laser driving circuit the laser driving method, and the apparatus using laser light of the present disclosure including the above-described preferable configuration
  • / Attenuators can be provided corresponding to a plurality of laser-driven video current generation circuits.
  • the high frequency superimposing unit adjusts the luminance by selecting the output of the amplifier / attenuator during the oscillation stop period.
  • the high-frequency superimposing unit includes a counter that counts the output of the oscillator. Can do. At this time, the oscillator receives an output from the counter when the count value of the counter reaches a predetermined set value, and performs an operation to stop the oscillation.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of the configuration of a laser beam scanning type projector apparatus.
  • the projector device 10 according to this example is configured to include a video signal processing circuit 11, a laser driving circuit 12, a light source unit 13, a scanner unit 14, a light receiving element 15, and a scanner driving circuit 16.
  • the video signal processing circuit 11 includes a video decoder 111, a frame memory 112, a clock generation unit 113, a laser control unit 114, and a system control unit 115, and is synchronized with the scanner operation of the scanner unit 14 from an input video signal. Then, a video signal corresponding to the characteristics such as the wavelength of the laser beam is generated. Such a video signal for driving the laser is referred to as a “projection video signal” in this specification.
  • the video signal processing circuit 11 will be described more specifically.
  • the video decoder 111 at the input stage converts an input video signal into a video signal corresponding to the wavelength of each light source of the light source unit 13 (color gamut conversion).
  • the frame memory 112 temporarily stores the video signal after color gamut conversion given from the video decoder 111.
  • the clock generation unit 113 generates a projection video clock signal synchronized with the scanner operation of the scanner unit 14. This projection video clock signal is given to the frame memory 112 and the laser control unit 114.
  • the frame memory 112 reads the stored video signal in synchronization with the projection video clock signal by receiving the projection video clock signal. As a result, the video signal read from the frame memory 112 becomes a video signal synchronized with the scanner operation of the scanner unit 14.
  • the laser control unit 114 monitors the light emission power of each light source of the light source unit 13 on the basis of the laser power monitor signal given from the light receiving element 15, so that the laser light is emitted according to the input video signal. Generate a video signal.
  • the system control unit 115 is configured by a CPU or the like, and controls the entire system.
  • the projection video signal generated by the laser control unit 114 is supplied to the laser drive circuit 12.
  • a current control signal described later is supplied from the video signal processing circuit 11 to the laser drive circuit 12.
  • the laser drive circuit 12 is supplied with the projection video clock signal generated by the clock generation unit 113 from the video signal processing circuit 11 as necessary.
  • “as necessary” refers to a case where a projection video clock signal is used when synchronizing a signal source of a high frequency signal with a video signal, as will be described later.
  • the laser driving circuit 12 drives each light source of the light source unit 13 in accordance with a projection video signal corresponding to each wavelength.
  • the laser driving circuit 12 is a feature of the present disclosure, and a basic configuration and specific embodiments will be described later.
  • the light source unit 13 includes a plurality of light sources, for example, three light sources.
  • laser light sources 131 R , 131 G , and 131 B that emit laser beams of red (R), green (G), and blue (B) wavelengths are used.
  • red laser light is indicated by a solid line
  • green laser light is indicated by a one-dot chain line
  • blue laser light is indicated by a broken line.
  • the laser light sources 131 R , 131 G and 131 B it is particularly desirable to use a small and efficient semiconductor laser.
  • the emitted lights of the laser light sources 131 R , 131 G and 131 B are modulated by projection video signals corresponding to the respective wavelengths. Specifically, the brightness (brightness and darkness) of the laser beam is controlled to display an image corresponding to the input video signal, and the intensity of the laser beam is modulated to realize gradation expression.
  • the laser beams emitted from the laser light sources 131 R , 131 G , and 131 B are made almost parallel light by the collimating lenses 132 R , 132 G , and 132 B , and then beam splitters 133 R , 133 G , 133 B, etc. Are bundled into one laser beam.
  • a part of the bundled laser light is reflected by a beam splitter 17 disposed in the middle of the optical path to the scanner unit 14.
  • the reflected laser beam is incident on the light receiving element 15.
  • the light receiving element 15 outputs a laser power monitor signal indicating the light emission power of each laser light source 131 R , 131 G , 131 B of the light source unit 13 based on the incident laser light, and the laser control unit of the video signal processing circuit 11. 114.
  • the laser beam that has passed through the beam splitter 17 enters the scanner unit 14.
  • the scanner unit 14 is configured using, for example, one biaxial scanner 141.
  • the incident laser light is projected on a screen (not shown) after the irradiation angle is modulated in the horizontal and vertical directions by the biaxial scanner 141.
  • a single biaxial scanner 141 scans in both the horizontal and vertical directions as the scanner unit 14, but the configuration is such that two single-axis scanners are used to scan in the horizontal and vertical directions. There may be.
  • the scanner unit 14 has a built-in sensor for detecting an irradiation angle, such as a two-axis scanner 141, and outputs angle signals in the horizontal and vertical directions from the sensor. These angle signals are input to the scanner drive circuit 16.
  • the scanner driving circuit 16 includes driving circuits 161 and 162, buffers 163 and 164, an amplifier 165, a phase shift circuit 166, and the like so that a desired irradiation angle is obtained while viewing the horizontal angle signal and the vertical angle signal.
  • the biaxial scanner 141 is driven. For example, when scanning as shown in FIG. 2 (so-called raster scanning) is performed, a sine wave is driven in the horizontal direction, while a vertical waveform is driven with a sawtooth waveform synchronized with the frame rate of the video signal. .
  • Video signal interface Here, an example of a video signal interface between the video signal processing circuit 11 and the laser driving circuit 12 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 shows an example in which 30 video signals are multiplexed into five.
  • the projection video signal is a signal output from the video signal processing circuit 11, and is obtained by parallel / serial conversion of the video signal for each pixel at a period of 1/6 of one pixel. Since one signal includes signals of 2 bits each of red, green, and blue, five 10-bit gradation signals for three wavelengths can be transmitted.
  • the laser drive circuit 12 on the laser drive circuit 12 side, serial / parallel conversion is performed from the multiplexed video signal to separate the video signal for each pixel, and the projection video signal (red / green / blue) shown in FIG. 3 is generated. .
  • the laser drive circuit 12 requires a video signal clock having a cycle of 1/6 of one pixel and a pixel cycle synchronization signal indicating the start of the pixel. Therefore, the projection video clock signal and the pixel period synchronization signal are transmitted together with the projection video signal.
  • the parallel / serial conversion circuit on the laser drive circuit 12 side is not directly related to the technology of the present disclosure. Therefore, in the following description, the parallel / serial conversion circuit is omitted, and the projection video signal is shown in FIG. It is assumed that the pixel is in a state after being separated for each pixel for each wavelength, such as (red, green, blue).
  • Speckle noise By the way, as a problem of a projector apparatus using a laser as a light source, speckle noise in which countless spots can be seen in an image on a screen can be cited. Speckle noise is illustrated in the model of FIG. That is, the laser light emitted from the projector device is reflected by the screen and then enters the eye and forms an image on the retina. At this time, the optical path length from the laser light source to the image on the retina changes randomly due to the minute unevenness of the screen.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a basic configuration of the laser drive circuit 12 used in the laser beam scanning type projector apparatus 10 shown in FIG. 1, that is, the laser drive circuit of the present disclosure.
  • the laser driving circuit 12 includes a number of driving units 120 R , 120 G , 120 B corresponding to the number of light sources. Further, as described above, the projection video signals corresponding to the wavelengths of the three types of laser light synchronized with the movement of the scanner 141 of the scanner unit 14 are input to the laser driving circuit 12.
  • the drive units 120 R , 120 G , and 120 B are configured to include laser-driven video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B and base current generation circuits 122 R , 122 G , and 122 B.
  • the configurations of the red laser-driven video current generation circuit 121 R and the base current generation circuit 122 R will be specifically described.
  • the green and blue laser-driven video current generation circuits 121 G and 121 B and the base current generation circuit are described. The same applies to the configurations of 122 G and 122 B.
  • the laser drive video current generation circuit 121 R amplifies the input projection video signal to a current value necessary for laser light emission, and outputs it as a laser drive current for driving the red laser light source 131 R.
  • the projection video signal input to the laser driving circuit 12 may be an analog signal or a digital signal.
  • the projected image signal is input in the digital signal, as a laser driving video current generating circuit 121 R, thereby using the circuit having a digital / analog conversion function for converting a digital signal into an analog signal.
  • the video current control signal supplied from the video signal processing circuit 11 to the laser driving circuit 12 controls the full-scale current in the digital / analog conversion.
  • the laser light sources 131 R , 131 G , and 131 B have , for example, a circuit configuration in which current is supplied to the anode of a semiconductor laser, but a circuit configuration in which current is drawn from the cathode may be used. Which circuit configuration is adopted is arbitrary.
  • the semiconductor laser has a current-optical output characteristic as shown in FIG. 6, and the optical power is not output until the threshold current.
  • the base current generation circuit 122 R is used to supply a threshold current to the laser light source 131 R.
  • the dynamic range of the laser drive video current generation circuit 121 R can be used effectively.
  • the base current generation circuit 122 R is omitted in the description of the embodiments and the drawings. It shall be.
  • a high frequency signal having a frequency exceeding the band of the video signal is superimposed on the laser drive current generated by the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B. It is characterized by doing.
  • FIG. 8A shows a change in the wavelength spectrum of laser output light by superimposing a high-frequency signal on the laser drive current when oscillating in a single mode (single mode)
  • FIG. 8B shows a multimode (multimode).
  • a change in the wavelength spectrum of laser output light caused by superimposing a high-frequency signal on the laser drive current when oscillating is shown.
  • the semiconductor laser originally oscillates in a single mode (single mode) as shown in FIG. 8A. In this case, the coherence of the laser beam is strong (high).
  • the laser oscillates in multiple modes (multimode) including many wavelength components as shown in FIG. 8B.
  • multimode multiple modes
  • the coherence of the laser beam is weakened (decreased).
  • the wavelength spectrum tends to become wider as the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser drive current increases.
  • the wavelength of the laser light emitted from the laser light source by superimposing a high-frequency signal on the laser drive current based on the input video signal and driving the laser light source with the laser drive current superimposed on this high-frequency signal. Coherency is reduced due to the spread of the spectrum. As a result, speckle noise caused by the laser light being coherent light can be reduced.
  • the process of superimposing the high-frequency signal on the laser drive current is performed on the input side of the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B and on the output side of the plurality of laser drive video current generation circuits. Processing.
  • the configuration performed on the input side will be specifically described as a first embodiment, and the configuration performed on the output side will be specifically described as a second embodiment.
  • First Embodiment> processing for superimposing a high-frequency signal on the laser drive current is performed on the input side of the plurality of laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B. Specifically, the video signals (projection video signals) input to these laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B are switched according to the high frequency signal. A specific embodiment for switching the projection video signal in accordance with the high frequency signal will be described below.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the first embodiment.
  • the laser drive circuit 12 A according to the first embodiment includes an oscillator (hereinafter referred to as “superimposed signal oscillator”) 123 built in the laser drive circuit 12 A as a signal source of a high-frequency signal having a frequency exceeding the band of the video signal. Is used. Further, the laser drive circuit 12 A according to the first embodiment includes a plurality of (two in this example) amplifier / attenuators on the input side of each of the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B. 124 A and 124 B and a 2-input 1-output switch (video signal switch) 125 are provided.
  • an oscillator hereinafter referred to as “superimposed signal oscillator”
  • the laser driving video current generation circuit and the high frequency superimposing unit in the laser driving circuit are a laser driving video current generation step and a high frequency superposition step. The same applies to each embodiment described below.
  • the functions of the red-side amplifier / attenuators 124 A_R and 124 B_R and the video signal switch 125 R will be described in detail, but the green-side amplifier / attenuators 124 A_G and 124 B_G and the video signal switch 125 G The same applies to the functions and the functions of the blue side amplifier / attenuators 124 A_B and 124 B_B and the video signal switch 125 B.
  • the two amplifiers / attenuators 124 A_R and 124 B_R each have a different gain, and generate two projection video signals having different amplitudes based on the input projection video signal.
  • the two projection video signal is a 2 input video signal switch 125 R.
  • the video signal switch 125 R selects (switches) the two projection video signals generated by the two amplifiers / attenuators 124 A_R and 124 B_R according to the high-frequency signal supplied from the superimposed signal oscillator 123.
  • the video signal switch 125 R can select two projection video signals having different amplitudes according to H / L of the high-frequency signal output from the superimposed signal oscillator 123.
  • H means a high level of the high frequency signal
  • L means a low level of the high frequency signal.
  • Laser driving video current generating circuit 121 R includes a projection video signal a high frequency signal is superimposed, and amplified to a current value necessary for driving the laser light source 131 R, supplied to the laser light source 131 R as the laser drive current. At this time, the laser drive current is supplied to the laser light source 131 R as a current superimposed with a high-frequency signal, and drives the laser light source 131 R.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser drive current can be arbitrarily set by the gains of the two amplifier / attenuators 124 A_R and 124 B_R .
  • the gains of the two amplifier / attenuators 124 A_R and 124 B_R can be arbitrarily set by the gains of the two amplifier / attenuators 124 A_R and 124 B_R .
  • one gain of the two amplifiers / attenuators 124 A_R and 124 B_R is 1.75 times and the other gain is 0.25 times, as shown in FIG. It is possible to generate a projection video signal in which the amplitude of the high-frequency signal is reduced as compared with the case, and thus a laser drive current.
  • a high-frequency signal whose amplitude is proportional to the level of the projection video signal is superimposed on the laser drive current. can do.
  • the level of the projection video signal is zero
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser drive current is also zero, so that the laser light is emitted at the portion where the luminance should be zero. Can be avoided.
  • the level of the projection video signal is zero
  • the laser beam is not emitted, so that the problem of speckle noise does not occur. Therefore, it is not necessary to superimpose the high frequency signal on the laser drive current.
  • speckle noise becomes more noticeable as the level of the projected video signal increases.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser drive current also increases, which acts to strengthen (enhance) the effect of reducing speckle noise.
  • the laser drive video current generation circuit 121 R , 121 G , 121 B of each wavelength has a configuration in which one superimposed signal oscillator 123 is provided in common.
  • a configuration in which the superimposed signal oscillator 123 is provided for each of the current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B may be employed.
  • the superimposed high-frequency signal is drawn in a sine wave shape, but the superimposed signal oscillator 123 originally oscillates a rectangular-wave high-frequency signal. And if there is no restriction
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the second embodiment.
  • the laser driving circuit 12 B according to the second embodiment omits the two amplifying / attenuating devices 124 A and 124 B in the laser driving circuit 12 A according to the first embodiment, and directly inputs the projected video signal according to the high frequency signal. Switching circuit configuration.
  • the video signal switch 125 (125 R , 125 G , 125 B ) directly receives an input projection video signal as one input and a predetermined potential, for example, a ground (GND) level as the other input.
  • a predetermined potential for example, a ground (GND) level
  • the video signal switch 125 switches between the projection video signal and the ground level in accordance with the high-frequency signal given from the superimposed signal generator 123.
  • FIG. 13 for example, a high-frequency signal whose amplitude is 1 ⁇ 2 compared to FIG. 10 is superimposed on the projection video signal, and thus the laser drive current.
  • the circuit configuration can be simplified by omitting the two amplifier / attenuators 124 A and 124 B as compared with the laser drive circuit 12 A according to the first embodiment. I can plan. Even if the two amplifiers / attenuators 124 A and 124 B are not present, basically, the same operation and effect as the laser drive circuit 12 A according to the first embodiment can be obtained.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser drive current is halved. If it is necessary to superimpose a high-frequency signal having the same amplitude as in FIG. 10, the level of the projected video signal, that is, the level of the video signal input to the video signal processing circuit 11 in FIG. Adjust it.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the third embodiment.
  • the laser drive circuit 12 C according to the third embodiment has a configuration using a receiver 126 instead of the built-in superimposed signal oscillator 123 in the laser drive circuit 12 A according to the first embodiment.
  • the receiver 126 receives a projection video clock input from the outside, specifically, provided from the video signal processing circuit 11 of FIG.
  • the projection video clock is a clock signal having a frequency higher than the frequency band of the projection video signal and synchronized with the minimum unit cycle in which the video signal repeats light and dark, that is, synchronized with the video signal.
  • the “minimum unit” that repeats the light and darkness of the video signal corresponds to a pixel in a flat panel display such as a liquid crystal display device, a plasma display device, or an EL display device.
  • the “minimum unit cycle” is a pixel cycle in a flat panel display.
  • the receiver 126 receives a projection video clock input from the outside, and supplies the projection video clock to the video signal switch 125 (125 R , 125 G , 125 B ) as a high-frequency signal superimposed on the laser drive current. That is, the receiver 126 is a signal source of a high frequency signal having a frequency higher than the frequency band of the projection video signal.
  • the video signal switch 125 (125 R , 125 G , 125 B ) performs an on (closed) / off (open) operation according to the H / L of the projection video clock supplied from the receiver 126.
  • two projection video signals having different amplitudes are selected.
  • a high frequency signal whose amplitude is proportional to the level of the projection video signal can be superimposed on the laser drive current.
  • the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, when the level of the projection video signal is zero, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current is zero, and as the level of the projection video signal increases, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current increases. Therefore, the effect of reducing speckle noise can be strengthened.
  • the built-in superposition signal oscillator 123 is used as a signal source of the high frequency signal, and the superposition signal oscillator 123 is independent of the projection video signal. Therefore, the high-frequency signal generated by the superimposed signal oscillator 123 is an asynchronous signal with the projection video signal.
  • FIG. 15 shows an example of the laser drive current when the high-frequency signal generated by the built-in superimposed signal oscillator 123 is superimposed on the projection video signal that repeats light and dark in pixel units.
  • This example is an example in the case where the high-frequency signal has 2.75 cycles for one pixel section.
  • the input projection video signals all have the same level in the bright section.
  • the emission of the laser beam by the high frequency signal is repeated 3 times and 2.5 times, and the luminance changes in every other bright section.
  • the alternate long and short dash line represents the average current, and the difference in the average current is the luminance difference.
  • the projection video clock synchronized with the projection video signal can be superimposed on the laser drive current as a high frequency signal.
  • FIG. 16 shows an example where the high-frequency signal has a period of 3.0 for one pixel section.
  • the number of times of laser light emission by the high frequency signal in one pixel section is always constant by superimposing the high frequency signal synchronized with the projection video signal on the laser drive current. It can be seen that there is no concern about the observed brightness fluctuation.
  • the technique using the receiver 126 for receiving the projection video clock input from the outside is applied to the first embodiment, but is applied not only to the first embodiment but also to the second embodiment. be able to.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the fourth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 D according to the fourth embodiment has a configuration in which a frequency multiplier 127 is provided after the receiver 126 in the laser drive circuit 12 C according to the third embodiment.
  • the frequency multiplier 127 is configured by a PLL circuit or the like, and the projection video clock received by the receiver 126 has a frequency that is an integral multiple of the projection video clock and is synchronized with the projection video clock as a high-frequency signal. Generate.
  • the video signal switch 125 (125 R , 125 G , 125 B ) is turned on / off according to the H / L of the clock signal supplied from the frequency multiplier 127, thereby having different amplitudes 2. Select one projection video signal.
  • a high frequency signal whose amplitude is proportional to the level of the projection video signal can be superimposed on the laser drive current.
  • the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, when the level of the projection video signal is zero, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current is zero, and as the level of the projection video signal increases, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current increases. Therefore, the effect of reducing speckle noise can be strengthened.
  • the video signal processing circuit 11 in FIG. 1 needs to generate a projection video clock having a frequency that is synchronized with the pixel frequency of the projection video signal and has a high speckle noise reduction effect.
  • projected images clock only needs in synchronism with the pixel frequency of the projection image signal, the laser driving circuit 12 D by the action of the frequency multiplier 127 Therefore, it is possible to generate a high-frequency signal having a high frequency with a high effect of reducing speckle noise. Accordingly, a projection image clock having a frequency higher effect of reducing speckle noise, generated by the video signal processing circuit 11, to be transmitted from the video signal processing circuit 11 to the laser drive circuit 12 D is eliminated.
  • Second Embodiment> processing for superimposing a high-frequency signal on the laser drive current is performed on the output side of the plurality of laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B.
  • a specific example for superimposing a high-frequency signal on the laser drive current will be described below.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the fifth embodiment.
  • E laser driving circuit 12 according to the fifth embodiment as the high frequency superimposing unit, in addition to the built-in superimposed signal oscillator 123, a laser driving video current generating circuit 121 R, 121 G, 121 output side thereof for each B, laser
  • the drive current switch 181 (181 R , 181 G , 181 B ) is provided.
  • the laser drive current switches 181 R , 181 G and 181 B have a function of passing / cutting off the laser drive current generated by the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B.
  • the laser drive current switch 181 is controlled to pass / cut according to the high-frequency signal supplied from the superimposed signal oscillator 123, so that the high-frequency signal is converted into the laser. It can be superimposed on the laser drive current generated by the drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B.
  • the high frequency signal can be superimposed on the laser drive current so that the amplitude is proportional to the level of the projection video signal (see FIG. 10).
  • the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, when the level of the projection video signal is zero, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current is zero, and as the level of the projection video signal increases, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current increases. Therefore, the effect of reducing speckle noise can be strengthened.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the sixth embodiment.
  • Laser drive circuit 12 F of the sixth embodiment as a high-frequency superimposing unit, in addition to the built-in superimposed signal oscillator 123, laser driving superimposing current generating circuit 182 for amplifying a high-frequency signal supplied from the superimposed signal oscillator 123 (182 R , 182 G , 182 B ).
  • the laser driving superimposing current generating circuit 182 R, 182 G, 182 B, the laser driving video current generating circuit 121 is the output terminal R, 121 G, 121 connect node of the output side of the B N R, N G, the N B It is connected.
  • the high-frequency signal output from the superimposed signal oscillator 123 is output from the laser light sources 131 R and 131 G by the laser driving superimposed current generation circuits 182 R , 182 G , and 182 B.
  • 131 B is amplified to a level necessary for driving.
  • the high-frequency current output from the laser drive superimposed current generation circuit 182 R , 182 G , 182 B is the output current of the laser drive video current generation circuit 121 R , 121 G , 121 B , that is, the laser drive current and the connection node.
  • N R , N G and N B are added and supplied to the laser light sources 131 R , 131 G and 131 B.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the seventh embodiment.
  • the laser drive circuit 12 G according to the seventh embodiment uses a level comparator 183 and a superimposed current switch 184 as a high-frequency superimposing unit in addition to the built-in superimposed signal oscillator 123 and the laser-driven superimposed current generation circuit 182 to generate a laser-driven video current.
  • the circuit 121 R , 121 G , 121 B is provided for each circuit.
  • the level comparator 183 (183 R , 183 G , 183 B ) has a function of determining the level of the level of the input projection video signal with respect to a predetermined threshold.
  • the predetermined threshold is a determination threshold for the projection video signal level, and is set to a value near the zero level of the projection video signal.
  • “near the zero level” includes a zero level in addition to a level slightly around the zero level. In the detection of the zero level of the projection video signal, the existence of various variations caused by design or manufacture is allowed for the predetermined threshold value.
  • the superimposed current switches 184 R , 184 G , and 184 B are connected to the output terminals of the laser-driven superimposed current generation circuits 182 R , 182 G , and 182 B and the output terminals of the laser-driven video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B , respectively. Connected between.
  • the superimposed current switches 184 R , 184 G , and 184 B perform an on (closed) / off (open) operation according to the comparison results (determination results) of the level comparators 183 R , 183 G , and 183 B.
  • the superimposed current switch 184 is turned on according to the determination result. Put it in a state.
  • the high-frequency current output from the laser drive superimposed current generation circuit 182 passes through the superimposed current switch 184 and is added (superimposed) to the laser drive current output from the laser drive video current generation circuit 121.
  • the level comparator 183 detects that the level of the projection video signal is zero (below a predetermined threshold). Sometimes, as shown in FIG. 22, it is possible to prevent the high frequency signal from being superimposed on the laser drive current. As a result, when the level of the projection video signal is zero, the laser light does not emit, so that the luminance can be lowered to zero.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the eighth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 H according to the eighth embodiment includes a multiplier 185 (185 R , 185 G , 185 B ) instead of the level comparator 183 and the superimposed current switch 184 in the laser drive circuit 12 G according to the third embodiment.
  • the laser drive video current generation circuit 121 R , 121 G , 121 B is provided.
  • Multipliers 185 R , 185 G , and 185 B receive the high frequency signal output from superimposed signal oscillator 123 and the projection video signal of each wavelength, and multiply them.
  • the output signals of the multipliers 185 R , 185 G , and 185 B are input to the laser drive superimposed current generation circuits 182 R , 182 G , and 182 B.
  • Laser drive superimposed current generation circuits 182 R , 182 G , and 182 B amplify the output signals of multipliers 185 R , 185 G , and 185 B to a level necessary for laser drive.
  • Each output current of the laser driving superimposing current generating circuit 182 R, 182 G, 182 B is connected the node N R, N G, and the output current of the laser driving video current generating circuit 121 in N B R, 121 G, 121 B Is added.
  • the multiplier 185 receives the projection video signal shown in FIG. 24A and the high-frequency signal generated by the superimposed signal oscillator 123 shown in FIG. 24B. As a result of multiplying these two signals by the multiplier 185, as shown in FIG. 24C, the output signal of the multiplier 185 becomes a high-frequency signal whose amplitude changes according to the level of the projection video signal.
  • the laser drive video current generation circuit 121 outputs a laser drive current based on the projection video signal shown in FIG. 24D.
  • the output signal of the multiplier 185 that is, the output current of the laser drive superimposed current generation circuit 182 and the laser drive current are added. Accordingly, as in Example 1 of the first embodiment (see FIG. 10), as shown in FIG. 24E, a high-frequency signal whose amplitude changes according to the level of the projection video signal is superimposed on the laser drive current. be able to.
  • Example 1 the same actions and effects as in the case of Example 1 can be obtained. That is, when the level of the projection video signal is zero, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current is zero, and as the level of the projection video signal increases, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current increases. Therefore, the effect of reducing speckle noise can be strengthened.
  • the gains of the multipliers 185 R , 185 G and 185 B and the laser drive superimposed current generation circuits 182 R , 182 G and 182 B can be adjusted, and the laser drive current can be adjusted by adjusting these gains.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on can be changed. For example, by setting the amplitude of the high-frequency signal to be added relatively small, as shown in FIG. 25, the high-frequency signal can be superimposed on the laser drive current with a slightly smaller amplitude than that shown in FIG. 24E. .
  • the configuration capable of adjusting either gain in addition to the configuration capable of adjusting the gains of both the multipliers 185 R , 185 G , 185 B and the laser drive superimposed current generation circuit 182 R , 182 G , 182 B , the configuration capable of adjusting either gain. It can also be.
  • the built-in oscillator 123 is used in the laser drive circuit 12 as a signal source for the high-frequency signal. (See FIG. 14).
  • a receiver 126 that receives a projection video clock input from the outside is used as a signal source of a high-frequency signal, and the projection video clock synchronized with the projection video signal is laser-driven as a high-frequency signal. You may make it superimpose on an electric current.
  • FIG. 26 shows an example of the laser drive current when a high-frequency signal that is asynchronous with the projection video signal is superimposed on the projection video signal that repeats light and dark in pixel units. This example is an example in the case where the high-frequency signal has 2.75 cycles for one pixel section.
  • the input projection video signals all have the same level in the bright section.
  • the emission of the laser beam by the high frequency signal is repeated 3 times and 2.5 times, and the luminance changes in every other bright section.
  • the broken line represents the average current, and the difference in the average current is the luminance difference.
  • the folding that occurs as a change in luminance is caused by a change in the number of times of light emission in one pixel section. Therefore, the change in luminance can be reduced by synchronizing the pixel frequency with the frequency of the high-frequency signal or by matching the phase of the high-frequency signal in one pixel.
  • the laser drive circuit of the present disclosure has been made in view of this point.
  • the processing for superimposing the high-frequency signal on the laser driving current includes processing performed on the input side of the laser driving video current generation circuits 121 R , 121 G , 121 B , A process performed on the output side of the plurality of laser-driven video current generation circuits 121 R , 121 G , 121 B can be considered.
  • the configuration performed on the input side will be described as the third embodiment
  • the configuration performed on the output side will be described as the fourth embodiment.
  • specific examples for synchronizing the high-frequency signal superimposed on the laser drive current with the projection video signal will be described as examples of the third embodiment.
  • processing for superimposing a high-frequency signal on the laser drive current is performed on the input side of the plurality of laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B. Specifically, the video signals (projection video signals) input to these laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B are switched according to the high frequency signal.
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the tenth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 I according to the tenth embodiment includes a superimposed signal oscillator 123 and a 2-input 1-output switch (hereinafter referred to as “video signal switch”) in addition to the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B. 125 R , 125 G , and 125 B.
  • the superimposing signal oscillator 123 and the video signal switches 125 R , 125 G , and 125 B include a high frequency superimposing unit that superimposes a high frequency signal on the laser driving current generated by the laser driving video current generating circuits 121 R , 121 G , and 121 B. It is composed.
  • the laser driving video current generation circuit, the oscillator (superimposed signal oscillator), and the high frequency superimposing unit in the laser driving circuit are a laser driving video current generation step, an oscillation step, and a high frequency superposition. That is a step. The same applies to each embodiment described below.
  • the superposed signal oscillator 123 has an oscillation phase synchronization circuit 128 that controls oscillation stop / oscillation start of the oscillator 123 in accordance with a signal synchronized with an input projection video signal.
  • a signal synchronized with the input projection video signal a pixel cycle synchronization signal indicating the start of the pixel is used.
  • the pixel cycle synchronization signal is a signal transmitted together with the projection video signal and the projection video clock signal from the video signal processing circuit 11 to the laser driving circuit 12 in the video signal interface (see FIG. 3) described above. is there.
  • the oscillation phase synchronization circuit 128 controls the superposition signal oscillator 123 to stop and start oscillation in accordance with the input pixel period synchronization signal, so that a high frequency signal (high frequency superposition signal) to be superposed on the laser drive current can be obtained.
  • the oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period.
  • the video signal switches 125 R , 125 G , and 125 B have an input projection video signal as one input and a predetermined potential, for example, a ground (GND) level, as the other input.
  • a predetermined potential for example, a ground (GND) level
  • the video signal switches 125 R , 125 G , and 125 B are switched between the projection video signal and the ground level in accordance with the high-frequency signal supplied from the superimposed signal oscillator 123.
  • the high-frequency signal having the amplitude of the signal level of the projection video signal is superimposed on the projection video signal and, consequently, the laser drive current.
  • FIG. 29 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high frequency signal whose oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the tenth embodiment.
  • the projected video signal repeats light and dark for each pixel.
  • the pixel period and the superimposition period are not synchronized, since the oscillation stop / oscillation start of the high-frequency superimposed signal is synchronized with the pixel period, the average current of the laser drive currents matches for each pixel.
  • the luminance difference that is the difference between the average currents of the laser driving currents, which is seen when the high-frequency signal superimposed on the laser driving current and the projection video signal are asynchronous, does not occur, so that the projection video signal is generated as a luminance change.
  • the aliasing component accompanying the cross modulation of the high frequency signal can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce speckle noise caused by the laser light being coherent light while avoiding image quality deterioration due to aliasing components.
  • the superimposed signal oscillator 123 includes a three-stage delay circuit in which an inverter 123 1 , an inverter 123 2 , and a NOR gate 123 3 are connected in a ring shape and the delay amount can be controlled by an oscillation frequency control signal.
  • This is a gated ring oscillator having a configuration.
  • NOR gates 123 3 has a function as an oscillation phase synchronization circuit 128. Inputting a pixel period synchronizing signal as the oscillation phase synchronization signal to the NOR gate 123 3. As a result, the oscillation output becomes a low level during the active period (high level interval) of the pixel cycle synchronization signal, and the superimposed signal oscillator 123 stops oscillating. Further, when the pixel cycle synchronization signal becomes inactive (low level), the superimposed signal oscillator 123 starts oscillating.
  • FIG. 31 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the eleventh embodiment.
  • the laser driving circuit 12 J according to the eleventh embodiment includes a laser driving video current generation circuit 121 R , 121 G , 121 B , a superimposed signal oscillator 123, and video signal switches 125 R , 125 G , 125 B , as well as pixels.
  • the period extraction circuit 129 is provided.
  • the pixel cycle extraction circuit 129 extracts a signal synchronized with the pixel cycle from the projection video signal input to the laser driving circuit 12 J , that is, a pixel cycle synchronization signal, and a signal synchronized with the projection cycle signal. Is given to the superposed signal oscillator 123, specifically, to the oscillation phase synchronization circuit 128.
  • the pixel period extraction circuit 129 can be configured using a known clock recovery circuit or the like.
  • the pixel period synchronization signal can be extracted by the pixel period extraction circuit 129. Specifically, if the projection video signal includes any signal that switches for each pixel, the information is extracted, and the reference clock in the clock recovery circuit is synchronized based on the information, thereby the pixel cycle synchronization signal. Can be extracted.
  • FIG. 32 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high frequency signal whose oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in Example 11 is superimposed.
  • the average current of the laser drive currents matches for each pixel. Therefore, since a luminance difference that is a difference between the average currents of laser drive currents does not occur, speckle noise caused by the laser light being coherent light can be reduced while avoiding image quality deterioration due to aliasing components.
  • the aliasing occurs due to the asynchronous period of the pixel period and the period of the high frequency signal.
  • a minimum unit that repeats light and darkness of a video signal that is, one pixel is identified as a pixel only when the luminance changes with respect to an adjacent image, and is recognized as one pixel if the luminance does not change.
  • aliasing may occur when the period in which the luminance changes, and the period of the high-frequency signal are not synchronized, instead of the pixel period.
  • a laser drive circuit according to Example 3 described below has been made.
  • FIG. 33 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the twelfth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 K according to the twelfth embodiment includes levels in addition to the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , 121 B , the superimposed signal oscillator 123, and the video signal switches 125 R , 125 G , 125 B.
  • the fluctuation detection circuit 130 is provided.
  • the level fluctuation detection circuit 130 discriminates the level information of the projection video signal for each pixel to detect the level fluctuation, and the superimposed signal oscillator 123, specifically, a signal synchronized with the level fluctuation as a signal synchronized with the video signal. To the oscillation phase synchronization circuit 128.
  • the level variation detection circuit 130 includes, for example, edge detectors 130 1R , 130 1G , 130 1B corresponding to RGB projection video signals, and an OR gate 130 2, and brightness for each wavelength.
  • the edge detection circuit detects a change as an edge.
  • the luminance change for each wavelength is detected by the edge detectors 130 1R , 130 1G , and 130 1B , and the OR of the detection results for each wavelength is obtained by the OR gate 130 2 . I have to.
  • the oscillation phase synchronization circuit 128 in the superimposed signal oscillator 123 by applying a signal synchronized with the level variation (luminance variation) of the projection video signal to the oscillation phase synchronization circuit 128 in the superimposed signal oscillator 123, the high frequency whose oscillation stop / oscillation start is synchronized with the cycle in which the luminance changes.
  • the signal can be superimposed on the laser drive current. As a result, it is possible to suppress aliasing as in the case where the cycle in which the luminance changes and the cycle of the high-frequency signal are asynchronous.
  • FIG. 34 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high frequency signal whose oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the twelfth embodiment is superimposed. Unlike the case of the eleventh embodiment, the edge of the change point of the projection video signal is detected.
  • the average luminance of one pixel depends on the luminance of the high frequency signal superposition stop period, it is desirable that the number of the stop periods is small. Therefore, as in the twelfth embodiment, by stopping the oscillation of the superimposed signal oscillator 123 only when the luminance change occurs, the number of stop periods can be reduced as compared with the case where the restriction is not provided. Further, according to the twelfth embodiment, unlike the eleventh embodiment, since the pixel period extraction circuit 129 including a clock recovery circuit or the like is not necessary, there is an advantage that the intended purpose can be achieved with a simple circuit configuration.
  • FIG. 35 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the thirteenth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 L according to the thirteenth embodiment oscillates in addition to the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , 121 B , the superimposed signal oscillator 123, and the video signal switches 125 R , 125 G , 125 B.
  • the stop period setting circuit 140 is provided.
  • the oscillation stop period setting circuit 140 arbitrarily sets an oscillation stop period in synchronization with the pixel period synchronization signal in accordance with an oscillation stop period control signal given from the outside, and the superposition signal oscillator 123 is set in the set oscillation stop period.
  • An oscillation stop signal is given to it. That is, the oscillation stop period setting circuit 140 according to this example is configured to arbitrarily set the oscillation stop period in accordance with an oscillation stop period control signal given from the outside.
  • the superimposition signal oscillator 123 stops oscillation during that period.
  • the stop period be short.
  • the time required for the superimposed signal oscillator 123 to stop oscillating varies depending on the frequency of the high-frequency signal, process variations, and the like, it is necessary to adjust the oscillation stop period.
  • FIG. 36 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the fourteenth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 M according to the fourteenth embodiment has basically the same configuration as the laser drive circuit 12 L according to the thirteenth embodiment.
  • the difference from the laser drive circuit 12 L according to the thirteenth embodiment is that the oscillation stop period set by the oscillation stop period setting circuit 140 is configured to be linked to the frequency of the high frequency signal. That is, the oscillation stop period setting circuit 140 is configured to set the oscillation stop period in synchronization with the pixel period synchronization signal in accordance with an oscillation frequency control signal externally supplied to the superimposed signal oscillator 123 for controlling the oscillation frequency. It has become.
  • FIG. 37 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in Example 14 is superimposed.
  • the oscillation stop period is equal to the low level section of the high frequency superimposed signal.
  • FIG. 37 by setting the oscillation stop period equal to the low-level section of the high-frequency superimposed signal, it is possible to ensure the time for which the superimposed signal oscillator 123 is reliably stopped regardless of the frequency and the process.
  • the laser drive current waveform shown in FIG. 37 is equivalent to a high frequency superimposed waveform that starts oscillating from a low level by switching pixels.
  • the low level and the high level of the high-frequency signal can be easily inverted, and the waveform after the level inversion has no oscillation stop period and is equivalent to the high-frequency superimposed waveform that starts oscillation from the high level.
  • FIG. 38 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the fifteenth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 N according to the fifteenth embodiment is based on the configuration of the laser drive circuit 12 I according to the tenth embodiment and includes a plurality of superimposed signal oscillators 123, for example, two superimposed signal oscillators 123 A and 123 B. It has composition which has.
  • the laser drive circuit 12 N further includes a frequency divider 151 and an inverter 152 on the input side of the two superimposed signal oscillators 123 A and 123 B , and an OR gate 153 on the output side.
  • the frequency divider 151 divides the pixel period synchronization signal supplied from the outside by, for example, 1/2, and supplies it directly to one superimposed signal oscillator 123 A and the other superimposed signal oscillator 123 B via an inverter 152.
  • OR gate 153 is supplied to a video signal switch 125 R, 125 G, 125 B by combining the high frequency superimposing signals 1 and 2 outputted from the two superimposed signal oscillator 123 A, 123 B.
  • the laser drive circuit 12 N includes a plurality of oscillators, and by switching the oscillation outputs of the plurality of oscillators, the oscillation output of another oscillator is output during the oscillation stop period of one oscillator. It will be used as a high-frequency signal superimposed on the drive current.
  • the oscillations of the two superimposed signal oscillators 123 A and 123 B are alternately stopped based on the signal obtained by dividing the pixel period synchronization signal.
  • FIG. 39 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high frequency signal whose oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the fifteenth embodiment.
  • the high frequency superimposed signal that is a composite signal of the high frequency superimposed signal 1 and the high frequency superimposed signal 2 has a waveform without an oscillation stop period.
  • the laser drive current during the high-frequency signal superposition stop period is OFF or is fixed to ON even when the high-frequency superposition signal is logically inverted.
  • the laser drive circuit according to Example 16 described below has been made.
  • FIG. 40 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the sixteenth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 O according to the sixteenth embodiment is based on the configuration of the laser drive circuit 12 I according to the tenth embodiment, and performs amplitude adjustment on the input projection video signal and corresponds to each wavelength.
  • a plurality of amplifiers / attenuators 171 R , 171 G and 171 B are provided.
  • the laser driving circuit 12 O further includes video signal switches 172 R , 172 G , and 172 B at the subsequent stage of the video signal switches 125 R , 125 G , and 125 B , and the video signal switch has a two-stage configuration.
  • the video signal switches 172 R , 172 G , and 172 B are the projection video signals whose amplitudes are adjusted by the amplifiers / attenuators 171 R , 171 G , and 171 B and the output signals of the video signal switches 125 R , 125 G , and 125 B Are two inputs.
  • the amplitudes of the video signal switches 172 R , 172 G , and 172 B are adjusted by the amplifiers / attenuators 171 R , 171 G , and 171 B during the oscillation stop period of the superimposed signal oscillator 123 according to the pixel period synchronization signal. Select the projected video signal.
  • the projection video signal whose amplitude is adjusted (luminance adjustment) by the amplifiers / attenuators 171 R , 171 G , and 171 B is output during the superposition stop period of the high-frequency signal, that is, the oscillation stop period of the superposition signal oscillator 123. By doing so, it is possible to suppress fluctuations in the average luminance depending on the oscillation stop period.
  • FIG. 41 is a timing waveform diagram showing an example of a laser drive current in which a high frequency signal whose oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in the sixteenth embodiment.
  • Example 17 In the tenth to sixteenth embodiments described above, since the timing of high frequency signal superposition stop is not synchronized with the cycle of the high frequency signal, there is a concern that the waveform of the high frequency signal at the time of oscillation stop may be deformed. In particular, when the waveform of the oscillation output of the superimposed signal oscillator 123 becomes extremely thin (narrow), the waveform output is likely to be affected by jitter of the input signal, and the waveform output becomes unstable, which may lead to video deterioration. is there. In view of this point, the laser drive circuit according to Example 17 described below has been made.
  • FIG. 42 is a block diagram illustrating the configuration of the laser driving circuit according to the seventeenth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 P according to the seventeenth embodiment is based on the configuration of the laser drive circuit 12 O according to the sixteenth embodiment, and includes a counter 173 and an OR gate 174 at the subsequent stage of the superimposed signal oscillator 123. ing.
  • the counter 173 counts the output of the superimposed signal oscillator 123 in synchronization with the pixel cycle synchronization signal, that is, performs a count operation at the frequency of the high frequency superimposed signal.
  • the OR gate 174 calculates the logical sum of the count output of the counter 173 and the pixel period synchronization signal, supplies the output to the video signal switches 172 R , 172 G , and 172 B as its switching signal, and the oscillation phase synchronization circuit 1283. As a control signal.
  • the superposition signal oscillator 123 is controlled to stop / start oscillation based on the logical sum of the count output of the counter 173 and the pixel period synchronization signal. Is called. Thereby, the oscillation stop of the superimposed signal oscillator 123 is synchronized with the period of the high frequency signal, and the oscillation start is synchronized with the pixel period.
  • FIG. 43 is a timing waveform diagram showing an example of a laser driving current in which a high-frequency signal in which oscillation stop / oscillation start is synchronized with the pixel period of the projection video signal in Example 17 is superimposed.
  • a control signal (counter signal) for controlling the oscillation stop of the superimposition signal oscillator 123 is generated within the pixel period. be able to.
  • the counter value (set value) is set to four times, the counter 173 outputs a counter signal at the fourth rise of the high-frequency superimposed signal, and the counter 173 is reset at the pixel period. Even after the counter 173 is reset, the superimposition signal oscillator 123 stops oscillating by the pixel period synchronization signal, and the superposition signal oscillator 123 starts oscillating at the falling timing synchronized with the pixel period. By setting the count value to an optimum value, it is possible to obtain a stable laser drive current waveform in which a high-frequency signal is not superimposed when the pixels are switched.
  • the average drive current of the video signal is 1 even during the superposition stop period. / 2 can be held.
  • the common amplifier / attenuators 171 R , 171 G , and 171 B are used for the pixel cycle synchronization signal and the counter signal. By adjusting the power at the end, the brightness can be controlled more accurately. Further, the amplifier / attenuators 171 R , 171 G , and 171 B are not provided, and the superposition signal oscillator 123 is stopped from oscillation by the pixel period synchronization signal, and the superposition signal oscillator 123 is started to be oscillated by the counter signal. Is also possible.
  • the superimposed signal oscillator 123 and the video signal switches 125 R , 125 G and 125 B are used.
  • a case where the present invention is applied to a laser drive circuit including the above has been described.
  • the technique of the present disclosure is not limited to the application to the laser drive circuit having the above configuration, and a case where the technique is applied to a laser drive circuit having a rice field configuration will be described as Example 18 below.
  • FIG. 44 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the eighteenth embodiment.
  • the laser driving circuit 12 Q according to the eighteenth embodiment includes a plurality of laser driving video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B on the input side thereof.
  • two amplifier / attenuators 175 A and 175 B are provided.
  • the functions of the two red-side amplifiers / attenuators 175 A_R and 175 B_R and the video signal switch 125 R will be described in detail. However, the same applies to the functions of the green-side amplifier / attenuators 175 A_G and 175 B_G and the video signal switch 125 G , and the functions of the blue-side amplifier / attenuators 175 A_B and 175 B_B and the video signal switch 125 B. .
  • the two amplifiers / attenuators 175 A_G and 175 B_G each have a different gain and generate two projection video signals having different amplitudes based on the input projection video signal.
  • the two projection video signal is a 2 input video signal switch 125 R.
  • the video signal switch 125 R selects (switches) the two projection video signals generated by the two amplifiers / attenuators 175 A_G and 175 B_G in accordance with the high-frequency signal supplied from the superimposed signal oscillator 123.
  • the video signal switch 125 R can select two projection video signals having different amplitudes according to H / L of the high-frequency signal output from the superimposed signal oscillator 123.
  • H means a high level of the high frequency signal
  • L means a low level of the high frequency signal.
  • Laser driving video current generating circuit 121 R includes a projection video signal a high frequency signal is superimposed, and amplified to a current value necessary for driving the laser light source 131 R, supplied to the laser light source 131 R as the laser drive current. At this time, the laser drive current is supplied to the laser light source 131 R as a current superimposed with a high-frequency signal, and drives the laser light source 131 R.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser drive current can be arbitrarily set by the gains of the two amplifiers / attenuators 175 A_G and 175 B_G .
  • the gains of the two amplifiers / attenuators 175 A_G and 175 B_G can be arbitrarily set by the gains of the two amplifiers / attenuators 175 A_G and 175 B_G .
  • one gain of the two amplifiers / attenuators 175 A_G and 175 B_G is 1.75 times and the other gain is 0.25 times, as shown in FIG. It is possible to generate a projection video signal in which the amplitude of the high-frequency signal is reduced as compared with the case, and thus a laser drive current.
  • a high frequency signal whose amplitude is proportional to the level of the projection video signal is superimposed on the laser drive current. can do.
  • the level of the projection video signal is zero
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser drive current is also zero, so that the laser light is emitted at the portion where the luminance should be zero.
  • the level of the projection video signal is zero
  • the laser beam is not emitted, so that the problem of speckle noise does not occur. Therefore, it is not necessary to superimpose the high frequency signal on the laser drive current.
  • speckle noise becomes more noticeable as the level of the projected video signal increases.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser drive current also increases, which acts to strengthen (enhance) the effect of reducing speckle noise.
  • each example of the third embodiment previously described (Example 10 to 17) can be applied. And by the application, in addition to the operation and effect according to the 18th embodiment, the operation and effect according to the 10th to 17th embodiments can be obtained.
  • the process of superimposing the high frequency signal on the laser drive current is applied to the laser drive circuit 12 configured to be performed on the input side of the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , 121 B is described as the third embodiment. explained.
  • the technique of the present disclosure is similarly applied to the laser drive circuit 12 configured to perform the process of superimposing the high-frequency signal on the laser drive current on the output side of the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , 121 B. Is possible.
  • FIG. 47 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the nineteenth embodiment.
  • the laser driving circuit 12 R according to the nineteenth embodiment includes a laser on the output side of each of the laser driving video current generation circuits 121 R , 121 G , and 121 B as a high frequency superimposing unit.
  • the drive current switch 181 (181 R , 181 G , 181 B ) is provided.
  • the laser drive current switches 181 R , 181 G and 181 B have a function of passing / cutting off the laser drive current generated by the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B.
  • the laser drive current switch 181 is controlled to pass / cut off in accordance with the high-frequency signal supplied from the superimposed signal oscillator 123, whereby the high-frequency signal is converted into the laser. It can be superimposed on the laser drive current generated by the drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B.
  • the high frequency signal can be superimposed on the laser drive current so that the amplitude is proportional to the level of the projection video signal (see FIG. 45).
  • the same operations and effects as in the case of Example 18 can be obtained. That is, when the level of the projection video signal is zero, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current is zero, and as the level of the projection video signal increases, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current increases. Therefore, the effect of reducing speckle noise can be strengthened.
  • FIG. 48 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the twentieth embodiment.
  • the laser drive circuit 12 S according to the twentieth embodiment includes a laser drive superimposed current generation circuit 182 (182 R) that amplifies a high-frequency signal supplied from the superimposed signal oscillator 123 in addition to the built-in superimposed signal oscillator 123 as a high-frequency superimposed unit. , 182 G , 182 B ).
  • the laser driving superimposing current generating circuit 182 R, 182 G, 182 B, the laser driving video current generating circuit 121 is the output terminal R, 121 G, 121 connect node of the output side of the B N R, N G, the N B It is connected.
  • the high frequency signal output from the superimposed signal oscillator 123 is output from the laser light sources 131 R and 131 G by the laser driving superimposed current generation circuits 182 R , 182 G , and 182 B.
  • 131 B is amplified to a level necessary for driving.
  • the high-frequency current output from the laser drive superimposed current generation circuit 182 R , 182 G , 182 B is the output current of the laser drive video current generation circuit 121 R , 121 G , 121 B , that is, the laser drive current and the connection node.
  • N R , N G and N B are added and supplied to the laser light sources 131 R , 131 G and 131 B.
  • a high-frequency current having a constant amplitude is superimposed on the laser drive current regardless of the level of the projection video signal.
  • the effect as in the case where the amplitude of the high-frequency signal is superimposed so as to be proportional to the level of the projection video signal cannot be obtained, the effect of the high-frequency superposition, that is, the wavelength spectrum of the laser beam is widened and the coherence is achieved. It is possible to obtain an effect of reducing speckle noise due to lowering of the level.
  • FIG. 49 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the twenty-first embodiment.
  • the laser drive circuit 12 T according to the twenty-first embodiment uses a level comparator 183 and a superimposed current switch 184 as a high-frequency superimposing unit in addition to the built-in superimposed signal oscillator 123 and the laser-driven superimposed current generation circuit 182 to generate a laser-driven video current.
  • the circuit 121 R , 121 G , 121 B is provided for each circuit.
  • the level comparator 183 (183 R , 183 G , 183 B ) has a function of determining the level of the level of the input projection video signal with respect to a predetermined threshold.
  • the predetermined threshold is a determination threshold for the projection video signal level, and is set to a value near the zero level of the projection video signal.
  • “near the zero level” includes a zero level in addition to a level slightly around the zero level. In the detection of the zero level of the projection video signal, the existence of various variations caused by design or manufacture is allowed for the predetermined threshold value.
  • the superimposed current switches 184 R , 184 G and 184 B are connected to the output terminals of the laser-driven superimposed current generation circuits 182 R , 182 G and 182 B and the output terminals of the laser-driven video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B , respectively. Connected between.
  • the superimposed current switches 184 R , 184 G , and 184 B perform an on (closed) / off (open) operation according to the comparison results (determination results) of the level comparators 183 R , 183 G , and 183 B.
  • the superimposed current switch 184 is turned on according to the determination result. Put it in a state.
  • the high-frequency current output from the laser drive superimposed current generation circuit 182 passes through the superimposed current switch 184 and is added (superimposed) to the laser drive current output from the laser drive video current generation circuit 121.
  • the level comparator 183 detects that the level of the projection video signal is zero (below a predetermined threshold). Sometimes, it is possible to prevent the high frequency signal from being superimposed on the laser drive current. As a result, when the level of the projection video signal is zero, the laser light does not emit, so that the luminance can be lowered to zero.
  • FIG. 50 is a block diagram illustrating a configuration of a laser driving circuit according to the twenty-second embodiment.
  • the laser drive circuit 12 U according to the twenty-second embodiment includes a multiplier 185 (185 R , 185 G , 185 B ) instead of the level comparator 183 and the superimposed current switch 184 in the laser drive circuit 12 T according to the twenty-first embodiment.
  • the laser drive video current generation circuit 121 R , 121 G , 121 B is provided.
  • Multipliers 185 R , 185 G , and 185 B receive the high frequency signal output from superimposed signal oscillator 123 and the projection video signal of each wavelength, and multiply them.
  • the output signals of the multipliers 185 R , 185 G , and 185 B are input to the laser drive superimposed current generation circuits 182 R , 182 G , and 182 B.
  • Laser drive superimposed current generation circuits 182 R , 182 G , and 182 B amplify the output signals of multipliers 185 R , 185 G , and 185 B to a level necessary for laser drive.
  • the output currents of the laser drive superimposed current generation circuits 182 R , 182 G and 182 B are added to the output currents of the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G and 121 B at the connection nodes NR, NG and NB. .
  • the same operations and effects as in the eighteenth embodiment can be obtained. That is, when the level of the projection video signal is zero, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current is zero, and as the level of the projection video signal increases, the amplitude of the high-frequency signal superimposed on the laser driving current increases. Therefore, the effect of reducing speckle noise can be strengthened.
  • the gains of the multipliers 185 R , 185 G and 185 B and the laser drive superimposed current generation circuits 182 R , 182 G and 182 B can be adjusted, and the laser drive current can be adjusted by adjusting these gains.
  • the amplitude of the high-frequency signal superimposed on can be changed. For example, by setting the amplitude of the high-frequency signal to be added relatively small, the high-frequency signal can be superimposed on the laser drive current with a relatively small amplitude.
  • the configuration capable of adjusting either gain in addition to the configuration capable of adjusting the gains of both the multipliers 185 R , 185 G , 185 B and the laser drive superimposed current generation circuit 182 R , 182 G , 182 B , the configuration capable of adjusting either gain. It can also be.
  • the laser drive circuits 12 (12 R to 12) according to the fourth embodiment that perform the process of superimposing the high-frequency signal on the laser drive current on the output side of the laser drive video current generation circuits 121 R , 121 G , 121 B described above.
  • the technique of the present disclosure can also be applied to U ). That is, the tenth to seventeenth embodiments in which the high-frequency signal superimposed on the laser drive current is synchronized with the projection video signal can be applied. And by the application, in addition to the operations and effects according to Examples 19 to 22, the operations and effects according to Examples 10 to 17 can be obtained.
  • a plurality of laser drive video current generation circuits that generate laser drive currents for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths based on an input video signal;
  • a laser drive circuit comprising: a high-frequency superimposing unit that superimposes a high-frequency signal having a frequency exceeding a band of the video signal on a laser drive current generated by the plurality of laser-driven video current generation circuits.
  • the high-frequency superimposing unit performs a process of superimposing the high-frequency signal on the laser drive current on an input side of the plurality of laser drive video current generation circuits.
  • the high frequency superimposing unit superimposes the high frequency signal on the laser driving current by switching a video signal input to the plurality of laser driving video current generating circuits according to the high frequency signal.
  • the high frequency superimposing unit includes: A plurality of amplifiers / attenuators for generating a plurality of video signals having different amplitudes based on an input video signal for each of the plurality of laser-driven video current generation circuits; The laser drive circuit according to [3], wherein the plurality of video signals are selected in accordance with the high-frequency signals, whereby a high-frequency signal having an amplitude corresponding to a level of the plurality of video signals is superimposed on the laser drive current. .
  • the high frequency superimposing unit includes: A laser drive current switch having a function of passing / cutting off a laser drive current generated by the plurality of laser drive video current generation circuits; The laser drive circuit according to [5], wherein the high frequency signal is superimposed on the laser drive current by controlling passage / cutoff of the laser drive current switch in accordance with the high frequency signal.
  • the high frequency superimposing unit includes: A laser-driven superimposed current generating circuit for amplifying the high-frequency signal; The above-mentioned [5], wherein the high-frequency signal is superimposed on the laser drive current by adding the output current of the laser drive superimposed current generation circuit to the laser drive current generated by the plurality of laser drive video current generation circuits. Laser drive circuit.
  • the high frequency superimposing unit includes: A superimposed current switch having a function of passing / cutting off an output current of the laser-driven superimposed current generation circuit; A level comparator for determining the level of the video signal with respect to a predetermined threshold, The laser according to [7], wherein when the level of the video signal exceeds the predetermined threshold, the superposition current switch is turned on and the output current of the laser drive superposition current generation circuit is added to the laser drive current.
  • Driving circuit
  • the high frequency superimposing unit includes: A multiplier for generating a high-frequency signal having an amplitude corresponding to a level of the video signal by multiplying the video signal and the high-frequency signal; The laser drive circuit according to [7], wherein the high-frequency signal generated by the multiplier is input to the laser drive superimposed current generation circuit. [10] The laser drive circuit according to [9], wherein the multiplier is capable of adjusting a gain. [11] The laser drive circuit according to [9], wherein the laser drive superimposed current generation circuit has a gain adjustable. [12] From the above [1] to [6] and [8], the high frequency superimposing unit sets the amplitude of the high frequency signal superimposed on the video signal to zero when the level of the input video signal is zero.
  • the laser drive circuit according to any one of [11] above.
  • the high frequency superimposing unit includes, as a signal source of the high frequency signal, a receiver that receives a clock signal input from the outside of the laser driving circuit in a state of being synchronized with the input video signal.
  • the laser drive circuit according to any one of [12].
  • the frequency multiplier generates a high-frequency signal having a frequency that is an integral multiple of the clock signal and synchronized with the clock signal.
  • a plurality of laser drive video current generation steps for generating a laser drive current for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths based on an input video signal; And a high frequency superimposing step of superimposing a high frequency signal having a frequency exceeding a band of the video signal on the laser driving current generated in the plurality of laser driving video current generating steps.
  • a plurality of laser drive video current generation circuits that generate laser drive currents for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths based on an input video signal;
  • An apparatus using a laser drive circuit comprising: a high-frequency superimposing unit that superimposes a high-frequency signal having a frequency exceeding a band of the video signal with respect to a laser drive current generated by the plurality of laser-driven video current generation circuits.
  • a plurality of laser drive video current generation circuits that generate laser drive currents for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths based on an input video signal; Based on a signal synchronized with the video signal, an oscillator that oscillates a high-frequency signal having a frequency exceeding the band of the video signal is generated, and the high-frequency signal is converted into a laser drive current generated by the plurality of laser-driven video current generation circuits.
  • a laser driving circuit comprising a high-frequency superimposing unit that superimposes on the laser driving circuit.
  • the signal synchronized with the video signal is a pixel cycle synchronization signal indicating a start of a pixel which is a minimum unit for repeating the recording video signal light and dark.
  • the high-frequency superimposing unit includes a pixel cycle extraction circuit that extracts the pixel cycle synchronization signal from the video signal and applies the pixel cycle synchronization signal to the oscillator as a signal synchronized with the video signal.
  • the high frequency superimposing unit discriminates the level information of the video signal for each pixel, which is the minimum unit that repeats light and dark, to detect a level fluctuation, and synchronizes the signal synchronized with the level fluctuation to the video signal.
  • the high-frequency superimposing unit includes an oscillation stop period setting circuit that sets an oscillation stop period that is arbitrary or linked to the frequency of the high-frequency signal, The laser drive circuit according to any one of [22] to [25], wherein the oscillator starts oscillation after stopping oscillation for an oscillation stop period set by the oscillation stop period setting circuit.
  • the high frequency superimposing unit includes a plurality of oscillators,
  • the oscillation phase synchronization circuit uses the oscillation output of another oscillator as a high-frequency signal to be superimposed on the laser drive current during the oscillation stop period of one oscillator by switching the oscillation output of the plurality of oscillators.
  • the laser drive circuit according to [23] above.
  • the high-frequency superimposing unit is provided corresponding to a plurality of laser-driven video current generation circuits, and includes a plurality of amplifiers / attenuators that adjust amplitude of an input video signal, and during an oscillation stop period
  • the laser drive circuit according to any one of [22] to [26], wherein brightness is adjusted by selecting outputs of the plurality of amplifiers / attenuators.
  • the high-frequency superimposing unit includes a counter that counts the output of the oscillator and outputs a counter signal when the count value reaches a predetermined setting value.
  • the laser drive circuit according to [22], [23], or [28], wherein the oscillator receives a counter signal output from the counter and stops oscillation.
  • a plurality of laser drive video current generation steps for generating a laser drive current for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths based on an input video signal; Based on a signal synchronized with the video signal, an oscillation step of oscillating a high-frequency signal having a frequency exceeding the band of the video signal; And a high frequency superimposing step of superimposing the high frequency signal oscillated in the oscillation step on the laser driving current generated in the plurality of laser driving video current generating steps.
  • the laser driving circuit includes: A plurality of laser drive video current generation circuits for generating a laser drive current for driving the plurality of laser light sources based on the video signal; Based on a signal synchronized with the video signal, an oscillator that oscillates a high-frequency signal having a frequency exceeding the band of the video signal is generated, and the high-frequency signal is converted into a laser drive current generated by the plurality of laser-driven video current generation circuits.
  • a projector apparatus comprising: a high-frequency superimposing unit that superimposes the superimposing unit.
  • a plurality of laser drive video current generation circuits that generate laser drive currents for driving a plurality of laser light sources that emit laser beams having different wavelengths based on an input video signal; Based on a signal synchronized with the video signal, an oscillator that oscillates a high-frequency signal having a frequency exceeding the band of the video signal is generated, and the high-frequency signal is converted into a laser drive current generated by the plurality of laser-driven video current generation circuits.
  • An apparatus using a laser drive circuit comprising a high-frequency superimposing unit that superimposes the same.

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Abstract

 レーザ光がコヒーレント光であることに起因するスペックルノイズを低減することができるレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置を提供する。 波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成するレーザ駆動回路において、入力される映像信号に基づいて生成したレーザ駆動電流に対して、当該映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳することで、レーザ光がコヒーレント光であることに起因するスペックルノイズを低減する。

Description

レーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置
 本開示は、レーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光(レーザビーム)を用いる装置に関する。
 レーザ光(レーザビーム)を用いる装置として、例えば、レーザ光を用いて画像の表示を行うレーザディスプレイ装置がある。このレーザディスプレイ装置は、レーザ光を出射するレーザ光源をレーザ駆動回路によって駆動し、当該レーザ駆動回路による駆動の下でレーザ光をスキャナによって走査することにより、スクリーン上に画像を表示するというものである(例えば、特許文献1参照)。
特開2010-66303号公報
 レーザディスプレイ装置では、スクリーンの微小な凹凸によって、レーザ光源からスクリーンを経て視聴者の目に結像するまでのレーザ光の光路長がランダムに変化する。そして、レーザ光のような波長及び位相が揃ったコヒーレントな光の場合、光路長の変化に応じて位相の異なる光が目に入射し、それらが干渉して強度がランダムに分布する干渉縞が無数に見える斑点、所謂、スペックルノイズが生じる。このスペックルノイズは、レーザディスプレイ装置に限らず、コヒーレント光であるレーザ光を用いる装置全般について言える問題である。
 そこで、本開示は、レーザ光がコヒーレント光であることに起因するスペックルノイズを低減することができるレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本開示は、
 波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成し、
 この生成するレーザ駆動電流に対して、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳する構成を採っている。
 映像信号に基づくレーザ駆動電流に高周波信号を重畳し、この高周波信号を重畳したレーザ駆動電流によってレーザ光源を駆動することにより、レーザ光源から出射されるレーザ光の波長スペクトラムが広がるため可干渉性が下がる。そして、レーザ光の可干渉性が下がることで、レーザ光がコヒーレント光であることに起因するスペックルノイズを低減できる。
 本開示によれば、レーザ光源を駆動するレーザ駆動電流に高周波信号を重畳することにより、レーザ光源から出射されるレーザ光の波長スペクトラムが広がり、可干渉性が下がるため、スペックルノイズを低減することができる。
図1は、レーザビーム・スキャニング方式のプロジェクタ装置の構成の一例を示すシステム構成図である。 図2は、レーザビーム・スキャニング方式のスクリーン上の走査方法の例を示す図である。 図3は、ビデオ信号処理回路とレーザ駆動回路との間の映像信号インターフェースの一例を示す図である。 図4は、スペックルノイズについて説明するモデル図である。 図5は、本開示のレーザ駆動回路の基本的な構成を示すブロック図である。 図6は、半導体レーザの電流-光出力特性を示す図である。 図7は、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する概念図である。 図8Aは、単一モード(シングルモード)で発振する場合の、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳することによるレーザ出力光の波長スペクトラムの変化を示す図であり、図8Bは、多モード(マルチモード)で発振する場合の、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳することによるレーザ出力光の波長スペクトラムの変化を示す図である。 図9は、第1実施形態の実施例1に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図10は、実施例1における2つの増幅/減衰器の利得と高周波信号の振幅との関係を示す波形図(その1)である。 図11は、実施例1における2つの増幅/減衰器の利得と高周波信号の振幅との関係を示す波形図(その2)である。 図12は、実施例2に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図13は、実施例2における投影映像信号と高周波信号の振幅との関係を示す波形図である。 図14は、実施例3に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図15は、投影映像信号に非同期の高周波信号を重畳したときのレーザ駆動電流の例を示す波形図である。 図16は、投影映像信号に同期した高周波信号を重畳したときのレーザ駆動電流の例を示す波形図である。 図17は、実施例4に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図18は、実施例5に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図19は、実施例6に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図20は、実施例6における投影映像信号と高周波信号の振幅との関係を示す波形図である。 図21は、実施例7に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図22は、実施例7における投影映像信号と高周波信号の振幅との関係を示す波形図である。 図23は、実施例8に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図24Aは、実施例8に係るレーザ駆動回路の乗算器に入力される投影映像信号を示す波形図であり、図24Bは、実施例8に係るレーザ駆動回路の重畳信号発振器が生成した高周波信号を示す波形図であり、図24Cは、乗算器の出力信号を示す波形図であり、図24Dは、実施例8に係るレーザ駆動回路のレーザ駆動映像電流生成回路の出力信号を示す波形図であり、図24Eは、レーザ駆動電流に重畳される投影映像信号を示す波形図である。 図25は、実施例8に係るレーザ駆動回路において、乗算器やレーザ駆動重畳電流生成回路の各利得を調整した際の投影映像信号と高周波信号の振幅との関係を示す波形図である。 図26は、投影映像信号に非同期の高周波信号を重畳したときのレーザ駆動電流の例を示す波形図である。 図27は、実施例10に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図28は、実施例10における投影映像信号と高周波信号の振幅との関係を示す波形図である。 図29は、実施例10における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。 図30は、発振位相同期回路を有する重畳信号発振器の構成の一例を示すブロック図である。 図31は、実施例11に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図32は、実施例11における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。 図33は、実施例12に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図34は、実施例12における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。 図35は、実施例13に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図36は、実施例14に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図37は、実施例14における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。 図38は、実施例15に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図39は、実施例15における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。 図40は、実施例16に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図41は、実施例16における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。 図42は、実施例17に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図43は、実施例17における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。 図44は、実施例18に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図45は、実施例18における2つの増幅/減衰器の利得と高周波信号の振幅との関係を示す波形図(その1)である。 図46は、実施例18における2つの増幅/減衰器の利得と高周波信号の振幅との関係を示す波形図(その1)である。 図47は、実施例19に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図48は、実施例20に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図49は、実施例21に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。 図50は、実施例22に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。
 以下、本開示の技術を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)について図面を用いて詳細に説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
1.本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、プロジェクタ装置、及び、レーザ光を用いる装置、全般に関する説明
2.本開示が適用されるプロジェクタ装置のシステム構成
3.本開示のレーザ駆動回路の基本的な構成
4.第1実施形態(レーザ駆動映像電流生成回路の入力側で重畳処理を行う場合の例)
  4-1.実施例1
  4-2.実施例2
  4-3.実施例3
  4-4.実施例4
5.第2実施形態(レーザ駆動映像電流生成回路の出力側で重畳処理を行う場合の例)
  5-1.実施例5
  5-2.実施例6
  5-3.実施例7
  5-4.実施例8
  5-5.実施例9
6.第3実施形態(レーザ駆動映像電流生成回路の入力側で重畳処理を行う場合の例)
  6-1.実施例10
  6-2.実施例11
  6-3.実施例12
  6-4.実施例13
  6-5.実施例14
  6-6.実施例15
  6-7.実施例16
  6-8.実施例17
  6-9.実施例18
7.第4実施形態(レーザ駆動映像電流生成回路の出力側で重畳処理を行う場合の例)
  7-1.実施例19
  7-2.実施例20
  7-3.実施例21
  7-4.実施例22
8.本開示の構成
<1.本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置、全般に関する説明>
 本開示のレーザ駆動回路は、波長の異なるレーザ光(以下、「レーザビーム」と記述する場合もある)を出射する複数のレーザ光源を駆動するためのものである。複数のレーザ光源としては、通常、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三種類の波長のレーザ光を出射するRGBの3つのレーザ光源を用いることができる。レーザ光源としては、小型で効率の良い半導体レーザを用いるのが望ましい。但し、半導体レーザは一例であって、レーザ光源としては、半導体レーザに限られるものではない。
 本開示のレーザ駆動回路は、映像信号を入力とし、当該映像信号を増幅して各レーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を生成する。このレーザ駆動電流の生成に当たって、本開示の技術は、映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号をレーザ駆動電流に重畳する、所謂、高周波重畳の技術を用いるレーザ駆動回路及びレーザ駆動方法に関する。そして、高周波重畳の技術を用いる、本開示のレーザ駆動回路及びレーザ駆動方法は、レーザ光を用いる装置全般に対して用いることができる。
 レーザ光を用いる装置、特に、本開示のレーザ駆動回路及びレーザ駆動方法を用いる装置としては、レーザディスプレイ装置、特に、レーザディスプレイ装置の一種である、レーザビーム・スキャニング方式のプロジェクタ装置を例示することができる。但し、本開示の技術は、プロジェクタ装置への適用に限られるものではなく、レーザ光を用いる装置全般に対して適用可能である。プロジェクタ装置以外のレーザディスプレイとして、ヘッドマウントディスプレイ、レーザ液晶TV、有機レーザTV、立体(三次元)ディスプレイなどを例示することができる。
 本開示のレーザ駆動回路は、波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成回路を有する。このレーザ駆動映像電流生成回路で生成するレーザ駆動電流に対して、映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳する処理を行うことになる。レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理としては、複数のレーザ駆動映像電流生成回路の入力側で行う処理と、複数のレーザ駆動映像電流生成回路の出力側で行う処理とが考えられる。いずれの処理も、高周波重畳部によって行われる。
(レーザ駆動映像電流生成回路の入力側での重畳処理)
 複数のレーザ駆動映像電流生成回路の入力側においてレーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理として、これらレーザ駆動映像電流生成回路に入力する映像信号を高周波信号に応じてスイッチングする手法を採ることができる。
 一例として、複数のレーザ駆動映像電流生成回路毎に増幅/減衰器を設ける構成とすることができる。これら増幅/減衰器は、入力される映像信号を基に振幅の異なる複数の映像信号を生成する機能をもつ。そして、複数の増幅/減衰器が生成した複数の映像信号を高周波信号に応じて選択(スイッチング)する。これにより、複数の映像信号のレベルに応じた振幅を持つ高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。
 また、増幅/減衰器を設けずに、入力される映像信号を直接高周波信号に応じてスイッチングする構成とすることもできる。このとき、入力される映像信号と所定の電位(例えば、接地レベル)との間で、高周波信号に応じてスイッチングするようにすればよい。この場合、レーザ駆動電流に重畳される高周波信号の振幅を、増幅/減衰器を用いる上記の例の場合と同程度にする必要がある場合には、入力される映像信号のレベルを予め調整するようにすればよい。
 いずれの場合にも、入力される映像信号のレベルに応じた振幅をもつ高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。これにより、入力される映像信号のレベルがゼロの部分では当該映像信号に重畳する高周波信号の振幅をゼロとすることができるため、輝度をゼロにすることができる。しかも、スペックルノイズが目立ち易い映像の明るい部分ほど、重畳する高周波信号の振幅をより大きくすることができるため、スペックルノイズの低減効果を高めることができる。
(レーザ駆動映像電流生成回路の出力側での重畳処理)
 複数のレーザ駆動映像電流生成回路の出力側においてレーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理に当たって、複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成したレーザ駆動電流を通過/遮断する機能をもつレーザ駆動電流スイッチを設ける構成とすることができる。そして、当該レーザ駆動電流スイッチの通過/遮断の制御を高周波信号に応じて行う。これにより、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳することができる。
 あるいは又、高周波信号を増幅するレーザ駆動重畳電流生成回路を設け、当該レーザ駆動重畳電流生成回路の出力電流を、複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成したレーザ駆動電流に加算する手法を採ることもできる。この手法によっても、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳することができる。
 この手法を採る場合、好ましくは、レーザ駆動重畳電流生成回路の出力電流を通過/遮断する機能をもつ重畳電流スイッチと、所定の閾値に対する映像信号のレベルの大小を判定するレベル比較器とを設けるようにする。そして、映像信号のレベルが所定の閾値以上の場合に重畳電流スイッチを導通状態にして、レーザ駆動重畳電流生成回路の出力電流をレーザ駆動電流に加算するようにする。
 このようにすることで、映像信号のレベルが所定の閾値に達しない場合、例えば、映像信号のレベルがゼロの場合には、重畳電流スイッチが非導通(オフ)状態になることによって高周波信号の重畳処理が行われない。これにより、輝度をゼロまで落とす(下げる)ことができる。
 あるいは又、重畳電流スイッチ及びレベル比較器を設ける代わりに、映像信号と高周波信号とを乗算する乗算器を設けるようにする。乗算器は、映像信号と高周波信号とを乗算することによって映像信号のレベルに応じた振幅をもつ高周波信号を生成する。この乗算器が生成した高周波信号をレーザ駆動重畳電流生成回路に入力することで、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳することができる。このとき、乗算器及びレーザ駆動重畳電流生成回路の利得を調整可能とすることができる。
 いずれの場合にも、入力される映像信号のレベルに応じた振幅をもつ高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。これにより、入力される映像信号のレベルがゼロの部分では当該映像信号に重畳する高周波信号の振幅をゼロとすることができるため、輝度をゼロにすることができる。しかも、スペックルノイズが目立ち易い映像の明るい部分ほど、重畳する高周波信号の振幅をより大きくすることができるため、スペックルノイズを低減する効果を高めることができる。
(高周波信号の信号源)
 レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理を、複数のレーザ駆動映像電流生成回路の入力側で行う場合、出力側で行う場合のいずれの場合にも、高周波信号の信号源として、レーザ駆動回路に内蔵の発振器を用いることができる。あるいは又、内蔵の発振器に代えて、入力される映像信号に同期した状態でレーザ駆動回路の外部から入力されるクロック信号を受信する受信器を用いることができる。
 外部から入力されるクロック信号としては、入力される映像信号の周波数帯域よりも高い周波数をもち、かつ、映像信号の明暗を繰り返す最小単位の周期に同期した、即ち、映像信号に同期したクロック信号を用いることができる。ここで、レーザディスプレイ装置の表示原理は、レーザ光の輝度(明暗)をコントロールすることで画像を表示し、レーザ光の強度変調によって階調表現を実現する。従って、映像信号の明暗を繰り返す「最小単位」は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、EL表示装置などのフラットパネルディスプレイにおける画素に相当する。また、「最小単位の周期」は、フラットパネルディスプレイにおける画素周期ということになる。
 受信器で受信した、映像信号に同期したクロック信号をそのまま高周波信号としてレーザ駆動電流に重畳する他、受信器で受信したクロック信号の周波数を周波数逓倍器で逓倍し、この逓倍したクロック信号をレーザ駆動電流に重畳するようにすることもできる。このとき、周波数逓倍器は、受信器で受信したクロック信号の整数倍の周波数をもち、かつ、当該クロック信号に同期した高周波信号を生成するのが好ましい。
 高周波信号の信号源を、映像信号に同期したクロック信号を外部から受信する受信器とし、当該クロック信号を高周波信号として用いることで、映像信号とレーザ駆動電流に重畳する高周波信号とを同期させることができる。これにより、映像信号と高周波信号との混変調に伴う折返し成分による画質劣化を回避することができる。
 ここで、映像信号と高周波信号が非同期だと両者の混変調に伴う折返し成分が生じ、画質を損なう懸念がある。そこで、本開示のレーザ駆動回路にあっては、高周波重畳部は、映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号の信号源として、映像信号に同期した信号を基に、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号を発振する発振器を用いることを特徴としている。
 このように、映像信号に同期した信号を基に、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号を生成することにより、映像信号と高周波信号とを同期させることができる。これにより、映像信号と高周波信号の混変調に伴う折返し成分を抑えることができるため、当該折返し成分による画質劣化を回避することができる。
 上述した好ましい構成を含む本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置にあっては、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号を発振する発振器について、映像信号に同期した信号に応じて発振器の発振停止/発振開始を制御する発振位相同期回路を有する構成とすることができる。また、映像信号に同期した信号として、映像信号の明暗を繰り返す最小単位である画素の開始を示す画素周期同期信号を用いることができる。
 あるいは又、上述した好ましい構成を含む本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置にあっては、高周波重畳部について、映像信号から画素周期同期信号を抽出する画素周期抽出回路を有する構成とすることができる。画素周期抽出回路は、映像信号から抽出した画素周期同期信号を映像信号に同期した信号として発振器に与える。
 あるいは又、上述した好ましい構成を含む本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置にあっては、高周波重畳部について、映像信号のレベル情報を画素毎に判別してレベル変動を検出するレベル変動検出回路を有する構成とすることができる。レベル変動検出回路は、映像信号の画素毎のレベル変動を検出すると、当該レベル変動に同期した信号を映像信号に同期した信号として発振器に与える。
 あるいは又、上述した好ましい構成を含む本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置にあっては、高周波重畳部について、任意の、若しくは、高周波信号の周波数(重畳周波数)に連動した発振停止期間を設定する発振停止期間設定回路を有する構成とすることができる。このとき、発振器は、発振停止期間設定回路が設定した発振停止期間の間発振を停止した後に、発振を開始することになる。
 あるいは又、上述した好ましい構成を含む本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置にあっては、高周波重畳部について、発振器を複数設ける構成とすることができる。このとき、発振位相同期回路は、複数の発振器の発振出力を切り替えることにより、一の発振器の発振停止期間では別の発振器の発振出力を、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号として用いる動作を行うことになる。
 あるいは又、上述した好ましい構成を含む本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置にあっては、高周波重畳部について、入力される映像信号に対して振幅調整を行う増幅/減衰器を複数のレーザ駆動映像電流生成回路に対応して設ける構成とすることができる。このとき、高周波重畳部は、発振停止期間に増幅/減衰器の出力を選択することによって輝度の調整を行うことになる。
 あるいは又、上述した好ましい構成を含む本開示のレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、及び、レーザ光を用いる装置にあっては、高周波重畳部について、発振器の出力をカウントするカウンタを有する構成とすることができる。このとき、発振器は、カウンタのカウント値が所定の設定値になったときのカウンタの出力を受けて発振を停止する動作を行うことになる。
<2.本開示が適用されるプロジェクタ装置のシステム構成>
 本開示のレーザ光を用いた装置として、本開示が適用されるプロジェクタ装置、より具体的には、レーザビーム・スキャニング方式のプロジェクタ装置を例示し、以下に、その構成について説明する。
 図1は、レーザビーム・スキャニング方式のプロジェクタ装置の構成の一例を示すシステム構成図である。本例に係るプロジェクタ装置10は、ビデオ信号処理回路11、レーザ駆動回路12、光源部13、スキャナ部14、受光素子15、及び、スキャナ駆動回路16を有する構成となっている。
 ビデオ信号処理回路11は、ビデオ・デコーダ111、フレームメモリ112、クロック生成部113、レーザ制御部114、及び、システム制御部115によって構成され、入力される映像信号からスキャナ部14のスキャナ動作に同期し、レーザ光の波長などの特性に応じた映像信号を生成する。このようなレーザを駆動するための映像信号を、本明細書では「投影映像信号」と呼ぶこととする。
 ビデオ信号処理回路11についてより具体的に説明する。ビデオ信号処理回路11において、入力段のビデオ・デコーダ111は、入力される映像信号を光源部13の各光源の波長に応じた映像信号に変換(色域変換)する。フレームメモリ112は、ビデオ・デコーダ111から与えられる色域変換後の映像信号を一旦格納する。クロック生成部113は、スキャナ部14のスキャナ動作に同期した投影映像クロック信号を生成する。この投影映像クロック信号は、フレームメモリ112及びレーザ制御部114に与えられる。
 フレームメモリ112は、投影映像クロック信号を受けることで、当該投影映像クロック信号に同期して、格納している映像信号を読み出す。これにより、フレームメモリ112から読み出される映像信号は、スキャナ部14のスキャナ動作に同期した映像信号となる。レーザ制御部114は、受光素子15から与えられるレーザパワーモニタ信号に基づいて、光源部13の各光源の発光パワーを監視することで、入力される映像信号通りにレーザ光が発光するような投影映像信号を生成する。システム制御部115は、CPUなどによって構成され、本システム全体の制御を司る。
 レーザ制御部114で生成された投影映像信号は、レーザ駆動回路12に供給される。レーザ駆動回路12には、投影映像信号の他、後述する電流制御信号がビデオ信号処理回路11から供給される。また、レーザ駆動回路12にはビデオ信号処理回路11から、必要に応じて、クロック生成部113で生成された投影映像クロック信号が供給される。ここで、「必要に応じて」とは、後述するように、高周波信号の信号源を映像信号に同期させる際に投影映像クロック信号を用いる場合などである。
 レーザ駆動回路12は、各波長に応じた投影映像信号にしたがって光源部13の各光源を駆動する。このレーザ駆動回路12は、本開示の特徴とする部分であり、その基本的な構成や具体的な実施形態については後述する。
 光源部13は、複数の光源、例えば3つの光源を有する。これらの光源としては、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の波長のレーザ光を出射するレーザ光源131R,131G,131Bを用いている。図1では、赤色のレーザ光を実線で示し、緑色のレーザ光を一点鎖線で示し、青色のレーザ光を破線で示している。レーザ光源131R,131G,131Bとしては、特に、小型で効率の良い半導体レーザを用いるのが望ましい。
 レーザ光源131R,131G,131Bの各出射光は、各々の波長に対応した投影映像信号によって変調される。具体的には、入力される映像信号に応じた画像を表示するためにレーザ光の輝度(明暗)をコントロールするとともに、階調表現を実現するためにレーザ光の強度を変調する。レーザ光源131R,131G,131Bから出射された各レーザ光は、コリメートレンズ132R,132G,132Bによってほぼ平行光にされた後、ビーム・スプリッタ133R,133G,133Bなどによって1本のレーザ光に束ねられる。
 この束ねられた1本のレーザ光は、スキャナ部14に至る光路の途中に配されたビーム・スプリッタ17によって一部が反射される。この反射されたレーザビームは、受光素子15に入射する。受光素子15は、入射するレーザ光を基に、光源部13の各レーザ光源131R,131G,131Bの発光パワーを示すレーザパワーモニタ信号を出力し、ビデオ信号処理回路11のレーザ制御部114に供給する。
 ビーム・スプリッタ17を通過したレーザ光は、スキャナ部14に入射する。スキャナ部14は、例えば、1つの2軸スキャナ141を用いて構成されている。入射したレーザ光は、2軸スキャナ141によって水平及び垂直方向に照射角度に変調が加えられてからスクリーン(図示せず)に投影される。尚、ここでは、スキャナ部14として、1つの2軸スキャナ141で水平・垂直の両方向に走査する例を示しているが、1軸スキャナを2つ用いて水平方向及び垂直方向に走査する構成であってもよい。
 通常、スキャナ部14には、2軸スキャナ141などの照射角度を検出するセンサが内蔵されており、当該センサから水平・垂直それぞれの角度信号が出力される。これらの角度信号は、スキャナ駆動回路16に入力される。
 スキャナ駆動回路16は、駆動回路161,162、バッファ163,164、アンプ165、及び、位相シフト回路166などによって構成され、水平角度信号及び垂直角度信号を見ながら、所望の照射角度になるように2軸スキャナ141を駆動する。例えば、図2に示すような走査(所謂、ラスター走査)を行う場合、水平方向には正弦波状に駆動する一方、垂直方向には映像信号のフレームレートに同期した、のこぎり波状の波形で駆動する。
(映像信号インターフェースについて)
 ここで、ビデオ信号処理回路11とレーザ駆動回路12との間の映像信号インターフェースの一例について図3を用いて説明する。
 10ビット階調の映像信号の場合、赤・緑・青の各波長毎に10本の映像信号が必要となるためそのまま伝送すると、ビデオ信号処理回路11とレーザ駆動回路12との間での信号伝送線の本数が増大する。そこで、信号伝送線の本数の削減のために、パラレル/シリアル変換によるデータの多重化が行われる。
 図3は、30本の映像信号を5本に多重化した例を示している。図3において、投影映像信号はビデオ信号処理回路11から出力される信号で、画素毎の映像信号を1画素の1/6の周期でパラレル/シリアル変換したものである。1つの信号に赤・緑・青の2ビットずつの信号を含んでいるため、5本で3波長分の10ビット階調信号を伝送することができる。
 一方、レーザ駆動回路12側では、多重化された映像信号から、シリアル/パラレル変換を行い、画素毎の映像信号に分離し、図3に示す投影映像信号(赤・緑・青)を生成する。その際、レーザ駆動回路12では、1画素の1/6の周期の映像信号クロックと、画素の開始を示す画素周期同期信号が必要となる。そのため、投影映像クロック信号及び画素周期同期信号が投影映像信号と一緒に伝送される。
 尚、レーザ駆動回路12側のパラレル/シリアル変換回路は本開示の技術には直接関係しないため、以降の説明ではパラレル/シリアル変換回路は省略し、投影映像信号は図3に示す、投影映像信号(赤・緑・青)のように、波長毎の画素毎に分離された後の状態になっているものとする。
(スペックルノイズについて)
 ところで、レーザを光源とするプロジェクタ装置の課題として、スクリーン上の映像に無数の斑点が見えるスペックルノイズが挙げられる。スペックルノイズは、図4のモデルで説明される。すなわち、プロジェクタ装置から出射されたレーザ光は、スクリーンで反射された後、目に入射して網膜上に結像する。このとき、スクリーンがもつ微小な凹凸によってレーザ光源から網膜上に結像するまでの光路長はランダムに変化する。
 レーザ光のような波長・位相が揃ったコヒーレントな光を光源とする場合、光路長の変化に応じて位相の異なる複数の光が目に入射し、それらの光が干渉して強度がランダムに分布する干渉縞が生じる。この干渉縞が、無数に見える斑点、即ち、スペックルノイズである。そして、レーザ光がコヒーレント光であることに起因するスペックルノイズを低減するために為されたのが、本開示の技術である。
<3.本開示のレーザ駆動回路の基本的な構成>
 続いて、本開示のレーザ駆動回路の基本的な構成について説明する。図5は、図1に示すレーザビーム・スキャニング方式のプロジェクタ装置10に用いられるレーザ駆動回路12、即ち、本開示のレーザ駆動回路の基本的な構成を示すブロック図である。
 前にも述べたように、光源として、通常、赤色、緑色、青色の三種類のレーザ光源131R,131G,131Bが用いられる。これに対応して、レーザ駆動回路12は、光源の数に応じた数の駆動部120R,120G,120Bを備える。また、先述したように、スキャナ部14のスキャナ141の動きに同期した、三種類のレーザ光の各波長に応じた投影映像信号が、レーザ駆動回路12に入力される。
 駆動部120R,120G,120Bは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B及びベース電流生成回路122R,122G,122Bを有する構成となっている。ここでは、赤色のレーザ駆動映像電流生成回路121R及びベース電流生成回路122Rの構成について具体的に説明するが、緑色、青色のレーザ駆動映像電流生成回路121G,121B及びベース電流生成回路122G,122Bの各構成についても同様である。
 レーザ駆動映像電流生成回路121Rは、入力された投影映像信号を、レーザ光の発光に必要な電流値まで増幅し、赤色のレーザ光源131Rを駆動するレーザ駆動電流として出力する。ここで、レーザ駆動回路12に入力される投影映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよい。
 投影映像信号がデジタル信号で入力される場合は、レーザ駆動映像電流生成回路121Rとして、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル/アナログ変換機能を有する回路を用いることになる。その際、ビデオ信号処理回路11からレーザ駆動回路12に与えられる映像電流制御信号が、デジタル/アナログ変換におけるフルスケール電流を制御する。
 尚、図5では、レーザ光源131R,131G,131Bである例えば半導体レーザのアノードに電流を流し込む回路構成となっているが、カソードから電流を引き込む回路構成であってもよい。いずれの回路構成を採るかは任意である。
 ところで、半導体レーザは、図6に示すような電流-光出力特性をもっており、閾値電流までは光パワーは出力されない。ベース電流生成回路122Rは、図6に示すように、レーザ光源131Rに対して閾値電流分を供給することに用いられる。このように、ベース電流生成回路122Rからレーザ光源131Rに閾値電流分を供給することにより、レーザ駆動映像電流生成回路121Rのダイナミックレンジを有効に使うことができる。
 尚、ベース電流生成回路122Rの有無については本開示の技術とは直接関係しないので、図面などの簡略化のために、以降、実施形態の説明及び図面ではベース電流生成回路122Rについては省略するものとする。
 上記の構成のレーザ駆動回路12において、本開示では、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bで生成するレーザ駆動電流に対して、映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳することを特徴としている。
 高周波信号を重畳するに当たっては、図7に示すように、半導体レーザの閾値電流をまたぐような振幅で変調をかけることになる。図8Aに、単一モード(シングルモード)で発振する場合の、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳することによるレーザ出力光の波長スペクトラムの変化を示し、図8Bに、多モード(マルチモード)で発振する場合の、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳することによるレーザ出力光の波長スペクトラムの変化を示す。半導体レーザは、本来、図8Aに示すように、単一モード(シングルモード)で発振する。この場合、レーザ光の可干渉性は強い(高い)。
 これに対し、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳することにより、図8Bに示すように、レーザは多くの波長成分を含む多モード(マルチモード)で発振する。この場合、レーザ光の可干渉性は弱くなる(下がる)。一般に、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅が大きくなるほど、波長スペクトラムはより広くなる傾向にある。
 上述したように、入力される映像信号に基づくレーザ駆動電流に高周波信号を重畳し、この高周波信号を重畳したレーザ駆動電流によってレーザ光源を駆動することにより、レーザ光源から出射されるレーザ光の波長スペクトラムが広がるため可干渉性が下がる。その結果、レーザ光がコヒーレント光であることに起因するスペックルノイズを低減することができる。
 ところで、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理としては、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの入力側で行う処理と、複数のレーザ駆動映像電流生成回路の出力側で行う処理とが考えられる。以下に、入力側で行う構成に関して第1実施形態として、出力側で行う構成に関して第2実施形態として具体的に説明する。
<4.第1実施形態>
 第1実施形態では、複数のレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの入力側において、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理を行う。具体的には、これらレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bに入力する映像信号(投影映像信号)を高周波信号に応じてスイッチングする。以下に、投影映像信号を高周波信号に応じてスイッチングするための具体的な実施例について説明する。
[4-1.実施例1]
 図9は、実施例1に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例1に係るレーザ駆動回路12Aは、映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号の信号源として、当該レーザ駆動回路12Aに内蔵の発振器(以下、「重畳信号発振器」と記述する)123を用いている。また、実施例1に係るレーザ駆動回路12Aは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎にそれらの入力側に、複数(本例では、2つ)の増幅/減衰器124A,124Bと、2入力1出力のスイッチ(映像信号スイッチ)125とを備えている。
 重畳信号発振器123、増幅/減衰器124A,124B、及び、映像信号スイッチ125は、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bが生成するレーザ駆動電流に対して高周波信号を重畳する高周波重畳部を構成している。レーザ駆動回路におけるレーザ駆動映像電流生成回路及び高周波重畳部は、本開示のレーザ駆動方法にあっては、レーザ駆動映像電流生成ステップ及び高周波重畳ステップということになる。以下に説明する各実施例でも同様とする。
 ここでは、赤色側の増幅/減衰器124A_R,124B_R、映像信号スイッチ125Rの機能について具体的に説明するが、緑色側の増幅/減衰器124A_G,124B_G、映像信号スイッチ125Gの機能、及び、青色側の増幅/減衰器124A_B,124B_B、映像信号スイッチ125Bの機能についても同様である。
 2つの増幅/減衰器124A_R,124B_Rは、各々異なる利得をもち、入力される投影映像信号を基に振幅が異なる2つの投影映像信号を生成する。この2つの投影映像信号は、映像信号スイッチ125Rの2入力となる。映像信号スイッチ125Rは、重畳信号発振器123から与えられる高周波信号に応じて、2つの増幅/減衰器124A_R,124B_Rが生成した2つの投影映像信号を選択(スイッチング)する。
 上記の構成により、映像信号スイッチ125Rは、重畳信号発振器123が出力する高周波信号のH/Lに応じて、振幅の異なる2つの投影映像信号を選択することができる。ここで、Hは高周波信号の高レベルを意味し、Lは高周波信号の低レベルを意味する。例えば、2つの増幅/減衰器124A_R,124B_Rの一方の利得を2倍、他方の利得を0倍とした場合、図10に示すような、高周波信号が重畳された投影映像信号が生成され、レーザ駆動映像電流生成回路121Rに入力される。
 レーザ駆動映像電流生成回路121Rは、高周波信号が重畳された投影映像信号を、レーザ光源131Rの駆動に必要な電流値まで増幅し、レーザ駆動電流としてレーザ光源131Rに供給する。このとき、レーザ駆動電流は、高周波信号が重畳された電流としてレーザ光源131Rに供給され、当該レーザ光源131Rを駆動する。
 レーザ駆動電流に重畳される高周波信号の振幅は、2つの増幅/減衰器124A_R,124B_Rの利得によって任意に設定することができる。別の例として、2つの増幅/減衰器124A_R,124B_Rの一方の利得を1.75倍、他方の利得を0.25倍とした場合には、図11に示すような、図10の場合に比べて高周波信号の振幅を小さくした投影映像信号、ひいては、レーザ駆動電流を生成することができる。
 上述したように、実施例1に係るレーザ駆動回路12Aによれば、図10や図11に示すように、その振幅が投影映像信号のレベルに比例するような高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。これにより、投影映像信号のレベルがゼロの部分では、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅もゼロとなるため、輝度がゼロとなるべき部分でレーザ光が発光してしまうというような不具合を回避できる。また、投影映像信号のレベルがゼロの状態では、レーザ光が発光していないことから、スペックルノイズの問題は起こらない。従って、レーザ駆動電流に対する高周波信号の重畳処理は不要である。
 一方、投影映像信号のレベルが大きくなるほどスペックルノイズが目立つようになる。それに対しては、投影映像信号のレベルが大きくなるほど、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅も大きくなり、スペックルノイズを低減する効果を強める(高める)ように作用する。
 尚、本回路例においては、各波長のレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bに対して、1つの重畳信号発振器123を共通に設けた構成を採っているが、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎に重畳信号発振器123を設ける構成を採ることもできる。
 図10のレーザ駆動電流の波形では、重畳された高周波信号を正弦波状に描いているが、重畳信号発振器123は本来矩形波の高周波信号を発振する。そして、レーザ駆動回路12の各回路部分の周波数帯域に制限がなければ、レーザ駆動電流に重畳される高周波信号は矩形波になる。しかし、高周波重畳に用いられる周波数は通常300[MHz]程度と高く、レーザ駆動映像電流生成回路121の帯域制限などにより、矩形波の高周波信号はなまって正弦波状になることが多い。以下に説明する各実施例でも同様である。
[4-2.実施例2]
 図12は、実施例2に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例2に係るレーザ駆動回路12Bは、実施例1に係るレーザ駆動回路12Aにおける2つの増幅/減衰器124A,124Bを省略し、入力される投影映像信号を直接高周波信号に応じてスイッチングする回路構成となっている。
 この場合、映像信号スイッチ125(125R,125G,125B)は、入力される投影映像信号を直接一方の入力とし、所定の電位、例えば接地(GND)レベルを他方の入力とする。これにより、映像信号スイッチ125は、重畳信号発生器123から与えられる高周波信号に応じて、投影映像信号と接地レベルとの間でスイッチングすることになる。その結果、図13に示すように、例えば図10に比べて振幅が1/2の高周波信号が投影映像信号、ひいてはレーザ駆動電流に重畳されることになる。
 実施例2に係るレーザ駆動回路12Bによれば、実施例1に係るレーザ駆動回路12Aに比べて、2つの増幅/減衰器124A,124Bを省いた分だけ回路構成の簡略化を図ることできる。そして、2つの増幅/減衰器124A,124Bが存在しなくても、基本的に、実施例1に係るレーザ駆動回路12Aと同等の作用、効果を得ることができる。
 但し、図13と図10との対比から明らかなように、レーザ駆動電流に重畳される高周波信号の振幅が1/2になる。図10の場合と同等の振幅の高周波信号を重畳する必要があるのであれば、投影映像信号のレベル、即ち、図1のビデオ信号処理回路11に入力される映像信号のレベルを予め2倍に調整しておけばよい。
[4-3.実施例3]
 図14は、実施例3に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例3に係るレーザ駆動回路12Cは、実施例1に係るレーザ駆動回路12Aにおける内蔵の重畳信号発振器123に代えて、受信器126を用いた構成となっている。受信器126は、外部から入力される、具体的には、図1のビデオ信号処理回路11から与えられる投影映像クロックを受信する。
 投影映像クロックは、投影映像信号の周波数帯域よりも高い周波数をもち、かつ、映像信号の明暗を繰り返す最小単位の周期に同期した、即ち、映像信号に同期したクロック信号である。前にも述べたように、映像信号の明暗を繰り返す「最小単位」は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、EL表示装置などのフラットパネルディスプレイにおける画素に相当する。また、「最小単位の周期」は、フラットパネルディスプレイにおける画素周期ということになる。
 受信器126は、外部から入力される投影映像クロックを受信し、当該投影映像クロックをレーザ駆動電流に重畳する高周波信号として映像信号スイッチ125(125R,125G,125B)に供給する。すなわち、受信器126は、投影映像信号の周波数帯域よりも高い周波数をもつ高周波数信号の信号源となっている。
 上記の構成において、映像信号スイッチ125(125R,125G,125B)は、受信器126から与えられる投影映像クロックのH/Lに応じてオン(閉)/オフ(開)動作を行うことで、振幅の異なる2つの投影映像信号を選択する。これにより、実施例1の場合と同様に、その振幅が投影映像信号のレベルに比例するような高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。
 その結果、実施例1と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、投影映像信号のレベルがゼロの部分では、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅もゼロとなり、また、投影映像信号のレベルが大きくなるほど、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅も大きくなるため、スペックルノイズを低減する効果を強めることができる。
 ところで、実施例1及び実施例2の場合は、高周波信号の信号源として内蔵の重畳信号発振器123を用いており、当該重畳信号発振器123は投影映像信号から独立している。そのため、重畳信号発振器123が生成する高周波信号は、投影映像信号とは非同期の信号となっている。
 ここで、理解を容易にするために、投影映像信号の明暗を繰り返す最小単位を「画素単位」と呼ぶこととする。画素単位で明暗を繰り返す投影映像信号に、内蔵の重畳信号発振器123で生成した高周波信号を重畳したときのレーザ駆動電流の例を図15に示す。この例は、1画素区間に対して、高周波信号が2.75周期の場合の例である。
 入力される投影映像信号は、明区間ですべて同一のレベルを持っている。高周波信号によるレーザ光の発光は3回と2.5回を繰り返しており、明区間は一つおきに輝度変化を生じてしまっている。図15のレーザ駆動電流の波形において、一点鎖線は平均電流を表わしており、その平均電流の差が輝度差となる。
 これは、画素周波数をfvとしたとき、高周波信号の周波数fhがfh=5.5×fvの例であるが、画素周波数の5倍の高調波:5×fvと高周波信号周波数:5.5×fvとの差分とみなすことができる。
 これに対して、本実施例3に係るレーザ駆動回路12Cによれば、投影映像信号と同期した投影映像クロックを高周波信号としてレーザ駆動電流に重畳することができる。1画素区間に対して高周波信号が3.0周期の場合の例を図16に示す。図16から明らかなように、投影映像信号と同期した高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することで、1画素区間の高周波信号によるレーザ光の発光の回数は常に一定となるため、非同期の場合にみられた輝度変動を生じる懸念がないことがわかる。
 この外部から入力される投影映像クロックを受信する受信器126を用いる技術は、実施例1に適用したものであるが、実施例1にのみならず、実施例2に対しても同様に適用することができる。
[4-4.実施例4]
 図17は、実施例4に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例4に係るレーザ駆動回路12Dは、実施例3に係るレーザ駆動回路12Cにおける受信器126の後段に周波数逓倍器127を設けた構成となっている。周波数逓倍器127は、PLL回路などによって構成され、受信器126が受信した投影映像クロックを、当該投影映像クロックの整数倍の周波数をもち、かつ、投影映像クロックに同期したクロック信号を高周波信号として生成する。
 上記の構成において、映像信号スイッチ125(125R,125G,125B)は、周波数逓倍器127から与えられるクロック信号のH/Lに応じてオン/オフ動作を行うことで、振幅の異なる2つの投影映像信号を選択する。これにより、実施例1の場合と同様に、その振幅が投影映像信号のレベルに比例するような高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。
 その結果、実施例1と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、投影映像信号のレベルがゼロの部分では、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅もゼロとなり、また、投影映像信号のレベルが大きくなるほど、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅も大きくなるため、スペックルノイズを低減する効果を強めることができる。
 ここで、受信器126の後段に周波数逓倍器127を配することによる作用、効果について、実施例3と対比して説明する。
 実施例3では、投影映像信号の画素周波数に同期し、かつ、スペックルノイズの低減効果の高い周波数をもつ投影映像クロックを、図1のビデオ信号処理回路11で生成する必要があった。これに対して、実施例4に係るレーザ駆動回路12Dによれば、投影映像クロックは投影映像信号の画素周波数に同期していればよく、周波数逓倍器127の作用によってレーザ駆動回路12D内でスペックルノイズの低減効果の高い周波数の高周波信号を生成することができる。従って、スペックルノイズの低減効果の高い周波数をもつ投影映像クロックを、ビデオ信号処理回路11で生成し、当該ビデオ信号処理回路11からレーザ駆動回路12Dに伝送する必要がなくなる。
<5.第2実施形態>
 第2実施形態では、複数のレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力側において、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理を行う。以下に、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳するための具体的な実施例について説明する。
[5-1.実施例5]
 図18は、実施例5に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例5に係るレーザ駆動回路12Eは、高周波重畳部として、内蔵の重畳信号発振器123の他に、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎にそれらの出力側に、レーザ駆動電流スイッチ181(181R,181G,181B)を備えた構成となっている。レーザ駆動電流スイッチ181R,181G,181Bは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bが生成したレーザ駆動電流を通過/遮断する機能をもつ。
 上記の構成の実施例5に係るレーザ駆動回路12Eにおいて、レーザ駆動電流スイッチ181の通過/遮断の制御を、重畳信号発振器123から与えられる高周波信号に応じて行うことにより、当該高周波信号をレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bが生成したレーザ駆動電流に重畳することができる。
 この場合も、実施例1の場合と同様に、その振幅が投影映像信号のレベルに比例するように高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる(図10参照)。その結果、実施例1の場合と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、投影映像信号のレベルがゼロの部分では、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅もゼロとなり、また、投影映像信号のレベルが大きくなるほど、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅も大きくなるため、スペックルノイズを低減する効果を強めることができる。
[5-2.実施例6]
 図19は、実施例6に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例6に係るレーザ駆動回路12Fは、高周波重畳部として、内蔵の重畳信号発振器123の他に、当該重畳信号発振器123から与えられる高周波信号を増幅するレーザ駆動重畳電流生成回路182(182R,182G,182B)を備えた構成となっている。このレーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bは、その出力端がレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力側の接続ノードNR,NG,NBに接続されている。
 上記の構成の実施例6に係るレーザ駆動回路12Fにおいて、重畳信号発振器123から出力される高周波信号は、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bによってレーザ光源131R,131G,131Bの駆動に必要なレベルまで増幅される。そして、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bから出力される高周波電流は、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力電流、即ち、レーザ駆動電流と接続ノードNR,NG,NBで加算され、レーザ光源131R,131G,131Bに供給される。
 本実施例6に係るレーザ駆動回路12Fの場合には、図20に示すように、投影映像信号のレベルによらず、一定の振幅の高周波電流がレーザ駆動電流に重畳される。これにより、高周波信号の振幅が投影映像信号のレベルに比例するように重畳される場合のような効果は得られないものの、高周波重畳による効果、即ち、レーザ光の波長スペクトラムが広がり、可干渉性が下がることによるスペックルノイズの低減効果を得ることができる。
 但し、レーザ駆動電流に一定の振幅の高周波電流が重畳されると、負の電流を流すことができないので、図20に破線で示すように、レーザ駆動電流として負の電流が切られたような波形が得られる。この場合、投影映像信号のレベルがゼロでも高周波信号の正側の振幅が重畳されてしまい、レーザ光が発光してしまうため、輝度がゼロまで下がらず、映像のコントラストを損なう懸念がある。
[5-3.実施例7]
 図21は、実施例7に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例7に係るレーザ駆動回路12Gは、高周波重畳部として、内蔵の重畳信号発振器123、レーザ駆動重畳電流生成回路182の他に、レベル比較器183及び重畳電流スイッチ184をレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎に備えた構成となっている。
 レベル比較器183(183R,183G,183B)は、入力される投影映像信号のレベルの、所定の閾値に対する大小を判定する機能をもつ。所定の閾値は、投影映像信号レベルの判定閾値であり、投影映像信号のゼロレベルの近傍の値に設定される。ここで、「ゼロレベルの近傍」とは、ゼロレベルを多少前後するレベルの他、ゼロレベルも含む。投影映像信号のゼロレベルの検出に当たって、所定の閾値について、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
 重畳電流スイッチ184R,184G,184Bは、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bの出力端と、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力端との間に接続されている。重畳電流スイッチ184R,184G,184Bは、レベル比較器183R,183G,183Bの比較結果(判定結果)に応じてオン(閉)/オフ(開)動作を行う。
 上記の構成の実施例7に係るレーザ駆動回路12Gにおいて、レベル比較器183は、映像信号のレベルが、所定の閾値を超えると判定すると、その判定結果によって重畳電流スイッチ184を導通(オン)状態にする。これにより、レーザ駆動重畳電流生成回路182から出力される高周波電流が重畳電流スイッチ184を通過し、レーザ駆動映像電流生成回路121から出力されるレーザ駆動電流に加算(重畳)される。
 本実施例7に係るレーザ駆動回路12Gによれば、高周波重畳による効果に加えて、レベル比較器183の作用により、投影映像信号のレベルがゼロ(所定の閾値以下)であることを検出したときに、図22に示すように、高周波信号をレーザ駆動電流に重畳しないようにすることができる。その結果、投影映像信号のレベルがゼロの場合には、レーザ光が発光することはないため、輝度をゼロまで下げることができる。
[5-4.実施例8]
 図23は、実施例8に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例8に係るレーザ駆動回路12Hは、実施例3に係るレーザ駆動回路12Gにおけるレベル比較器183及び重畳電流スイッチ184に代えて、乗算器185(185R,185G,185B)をレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎に備えた構成となっている。
 乗算器185R,185G,185Bは、重畳信号発振器123から出力される高周波信号と、各波長の投影映像信号とを入力とし、これらを乗算する。乗算器185R,185G,185Bの各出力信号は、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bに入力される。レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bは、乗算器185R,185G,185Bの各出力信号を、レーザ駆動に必要なレベルまで増幅する。レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bの各出力電流は、接続ノードNR,NG,NBでレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの各出力電流と加算される。
 上記の構成の実施例8に係るレーザ駆動回路12Hにおいて、レーザ駆動電流に高周波信号が重畳される過程について、図24A~図24Eの波形図を用いて説明する。
 乗算器185には、図24Aに示す投影映像信号と、図24Bに示す重畳信号発振器123が生成した高周波信号とが入力される。これら2つの信号が乗算器185によって乗算された結果、図24Cに示すように、乗算器185の出力信号は、投影映像信号のレベルに応じて振幅が変化する高周波信号となる。
 一方、レーザ駆動映像電流生成回路121からは、図24Dに示す投影映像信号に基づくレーザ駆動電流が出力されている。そして、接続ノードNR,NG,NBにおいて、乗算器185の出力信号、即ち、レーザ駆動重畳電流生成回路182の出力電流と、レーザ駆動電流とが加算される。これにより、第1実施形態の実施例1の場合(図10参照)と同様に、図24Eに示すように、投影映像信号のレベルに応じて振幅が変化する高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。
 その結果、実施例1の場合と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、投影映像信号のレベルがゼロの部分では、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅もゼロとなり、また、投影映像信号のレベルが大きくなるほど、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅も大きくなるため、スペックルノイズを低減する効果を強めることができる。
 ここで、乗算器185R,185G,185Bや、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bの各利得を調整可能な構成とし、これら利得を調整することにより、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅を変えることができる。例えば、加算する高周波信号の振幅を相対的にやや小さめに設定することにより、図25に示すように、図24Eに示す場合よりもやや小さい振幅で高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。
 この場合、乗算器185R,185G,185B及びレーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bの両方の利得を調整可能な構成の他、どちらか一方の利得を調整可能な構成とすることもできる。
[5-5.実施例9]
 以上説明した実施例5~実施例8ではいずれも、高周波信号の信号源として、レーザ駆動回路12に内蔵の発振器123を用いる構成としたが、実施例9として、実施例3のような構成(図14参照)を採るようにしてもよい。すなわち、実施例9について図示を省略するが、外部から入力される投影映像クロックを受信する受信器126を高周波信号の信号源として用い、投影映像信号と同期した投影映像クロックを高周波信号としてレーザ駆動電流に重畳するようにしてもよい。
(高周波信号と投影映像信号の混変調に伴う折返しについて)
 ところで、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号と投影映像信号とが非同期だと、高周波信号と投影映像信号の混変調に伴う折返し成分が生じ、画質を損なう懸念がある。この折返しについてより具体的に説明する。
 画素単位で明暗を繰り返す投影映像信号に、当該投影映像信号と非同期の高周波信号を重畳したときのレーザ駆動電流の例を図26に示す。この例は、1画素区間に対して、高周波信号が2.75周期の場合の例である。
 入力される投影映像信号は、明区間ですべて同一のレベルを持っている。高周波信号によるレーザ光の発光は3回と2.5回を繰り返しており、明区間は一つおきに輝度変化を生じてしまっている。図26のレーザ駆動電流の波形において、破線は平均電流を表わしており、その平均電流の差が輝度差となる。
 これは、画素周波数をfvとしたとき、高周波信号の周波数fhがfh=5.5×fvの例であるが、画素周波数の5倍の高調波:5×fvと高周波信号周波数:5.5×fvの差成分の折返しとみなすことができる。
 輝度の変化として生じる折返しは、1画素区間の発光回数の変化に起因する。従って、画素周波数と高周波信号の周波数とを同期させるか、1画素内の高周波信号の位相を一致させることによって、輝度の変化を低減させることができる。かかる点に鑑みて為されたのが、本開示のレーザ駆動回路である。
 先述した第1実施形態や第2実施形態のように、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理としては、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの入力側で行う処理と、複数のレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力側で行う処理とが考えられる。
 以下に、入力側で行う構成に関して第3実施形態として、出力側で行う構成に関して第4実施形態として説明を行うものとする。また、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号を投影映像信号に同期させるための具体的な実施例については、第3実施形態の各実施例として説明を行うものとする。
<6.第3実施形態>
 第3実施形態では、複数のレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの入力側において、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理を行う。具体的には、これらレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bに入力する映像信号(投影映像信号)を高周波信号に応じてスイッチングする。
 尚、第3実施形態では、レーザ駆動電流に重畳する、映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号の信号源として、当該レーザ駆動回路12Iに内蔵の重畳信号発振器を用いる構成を採る。この点については、第4実施形態においても同様である。
[6-1.実施例10]
 図27は、実施例10に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例10に係るレーザ駆動回路12Iは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bに加えて、重畳信号発振器123と、2入力1出力のスイッチ(以下、「映像信号スイッチ」と記述する)125R,125G,125Bとを備えている。
 重畳信号発振器123及び映像信号スイッチ125R,125G,125Bは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bが生成するレーザ駆動電流に対して高周波信号を重畳する高周波重畳部を構成している。レーザ駆動回路におけるレーザ駆動映像電流生成回路、発振器(重畳信号発振器)、及び、高周波重畳部は、本開示のレーザ駆動方法にあっては、レーザ駆動映像電流生成ステップ、発振ステップ、及び、高周波重畳ステップということになる。以下に説明する各実施例においても同様である。
 重畳信号発振器123は、入力される投影映像信号に同期した信号に応じて当該発振器123の発振停止/発振開始を制御する発振位相同期回路128を有する。入力される投影映像信号に同期した信号としては、画素の開始を示す画素周期同期信号を用いる。
 画素周期同期信号は、前に述べた映像信号インターフェース(図3参照)において、ビデオ信号処理回路11からレーザ駆動回路12に対して、投影映像信号や投影映像クロック信号と一緒に伝送される信号である。
 発振位相同期回路128が重畳信号発振器123に対して、入力される画素周期同期信号に応じて発振停止/発振開始の制御を行うことで、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号(高周波重畳信号)の発振停止/発振開始が画素周期に同期する。
 映像信号スイッチ125R,125G,125Bは、入力される投影映像信号を一方の入力とし、所定の電位、例えば接地(GND)レベルを他方の入力とする。これにより、映像信号スイッチ125R,125G,125Bは、重畳信号発振器123から与えられる高周波信号に応じて、投影映像信号と接地レベルとの間でスイッチングすることになる。その結果、図28に示すように、投影映像信号の信号レベルの振幅の高周波信号が投影映像信号、ひいては、レーザ駆動電流に重畳されることになる。
 図29は、実施例10における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。この例は、投影映像信号が1画素毎に明暗を繰り返す場合の例である。画素周期と重畳周期とは同期していないが、高周波重畳信号の発振停止/発振開始が画素周期に同期しているので、レーザ駆動電流の平均電流が画素毎に一致する。
 これにより、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号と投影映像信号とが非同期の場合にみられた、レーザ駆動電流の平均電流の差である輝度差が生じないため、輝度変化として生じる、投影映像信号と高周波信号の混変調に伴う折返し成分を抑えることができる。従って、折返し成分による画質劣化を回避しつつ、レーザ光がコヒーレント光であることに起因するスペックルノイズを低減することができる。
(発振位相同期回路を有する重畳信号発振器)
 発振位相同期回路128を有する重畳信号発振器123の構成の一例を図30に示す。図30に示すように、重畳信号発振器123は、インバータ1231、インバータ1232、及び、NORゲート1233がリング状に接続され、発振周波数制御信号で遅延量が制御可能な遅延回路3段の構成のゲーティドリングオシレータである。
 この重畳信号発振器123において、NORゲート1233が発振位相同期回路128としての機能を持つ。このNORゲート1233に画素周期同期信号を発振位相同期信号として入力する。これにより、画素周期同期信号のアクティブ期間(高レベル区間)で発振出力が低レベルとなり、重畳信号発振器123が発振を停止する。また、画素周期同期信号が非アクティブ(低レベル)になると、重畳信号発振器123が発振を開始する。
[6-2.実施例11]
 図31は、実施例11に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例11に係るレーザ駆動回路12Jは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B、重畳信号発振器123、及び、映像信号スイッチ125R,125G,125Bに加えて、画素周期抽出回路129を備える構成となっている。
 画素周期抽出回路129は、レーザ駆動回路12Jに入力される投影映像信号から画素周期に同期した信号、即ち、画素周期同期信号を抽出し、当該画素周期同期信号を投影映像信号に同期した信号として重畳信号発振器123、具体的には、発振位相同期回路128に与える。画素周期抽出回路129については、周知のクロックリカバリ回路などを用いて構成することができる。
 実施例11の構成によれば、投影映像信号に画素周期に同期した何らかの信号が含まれていれば、画素周期抽出回路129によって画素周期同期信号を抽出することができる。具体的には、投影映像信号に画素毎に切り替わる何らかの信号が含まれていれば、その情報を抽出し、当該情報を基にクロックリカバリ回路内のリファレンスクロックを同期させることで、画素周期同期信号を抽出することができる。
 そして、画素周期抽出回路129が抽出した画素周期同期信号を重畳信号発振器123内の発振位相同期回路128に与えることで、投影映像信号に画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を、レーザ駆動電流に重畳することができる。
 図32は、実施例11における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。実施例11の場合にも、実施例10の場合と同様に、レーザ駆動電流の平均電流が画素毎に一致する。従って、レーザ駆動電流の平均電流の差である輝度差が生じないため、折返し成分による画質劣化を回避しつつ、レーザ光がコヒーレント光であることに起因するスペックルノイズを低減することができる。
[6-3.実施例12]
 折返しは、画素周期と高周波信号の周期の非同期によって生じる。ここで、プロジェクタ装置において、映像信号の明暗を繰り返す最小単位、即ち、1画素は、隣接する画に対して輝度が変化することによって初めて画素として識別され、輝度が変化しなければ1画素として認識されない。そのため、画素周期ではなく、輝度が変化する周期と高周波信号の周期が非同期の場合に、折返しが発生する可能性がある。この点に鑑みて為されたのが、以下に説明する実施例3に係るレーザ駆動回路である。
 図33は、実施例12に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例12に係るレーザ駆動回路12Kは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B、重畳信号発振器123、及び、映像信号スイッチ125R,125G,125Bに加えて、レベル変動検出回路130を備える構成となっている。
 レベル変動検出回路130は、投影映像信号のレベル情報を画素毎に判別してレベル変動を検出し、当該レベル変動に同期した信号を映像信号に同期した信号として重畳信号発振器123、具体的には、発振位相同期回路128に与える。
 図33に示すように、レベル変動検出回路130は、例えば、RGBの投影映像信号に対応したエッジ検出器1301R,1301G,1301Bと、ORゲート1302とから成り、各波長毎の輝度変化をエッジとして検出するエッジ検出回路の構成となっている。このレベル変動検出回路130にあっては、各波長毎の輝度変化をエッジ検出器1301R,1301G,1301Bで検出し、ORゲート1302によって各波長毎の検出結果の論理和をとるようにしている。
 このように、投影映像信号のレベル変動(輝度変動)に同期した信号を重畳信号発振器123内の発振位相同期回路128に与えることにより、輝度が変化する周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を、レーザ駆動電流に重畳することができる。これにより、輝度が変化する周期と高周波信号の周期が非同期の場合のような折返しを抑えることができる。
 図34は、実施例12における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。実施例11の場合と異なり、投影映像信号の変化点のエッジを検出したものである。
 ここで、1画素の平均輝度は、高周波信号重畳の停止期間の輝度に依存してしまうため、当該停止期間の回数は少ない方が望ましい。従って、実施例12のように、輝度変化が生じたときのみ重畳信号発振器123の発振を停止することで、当該制限を設けない場合に比べて停止期間の回数を低減することができる。また、実施例12によれば、実施例11のように、クロックリカバリ回路等から成る画素周期抽出回路129が必要ないため、簡単な回路構成にて所期の目的を達成できる利点もある。
[6-4.実施例13]
 図35は、実施例13に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例13に係るレーザ駆動回路12Lは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B、重畳信号発振器123、及び、映像信号スイッチ125R,125G,125Bに加えて、発振停止期間設定回路140を備える構成となっている。
 発振停止期間設定回路140は、外部から与えられる発振停止期間制御信号に応じて、画素周期同期信号に同期して発振停止期間を任意に設定し、この設定した発振停止期間に重畳信号発振器123に対して発振停止信号を与える。すなわち、本例に係る発振停止期間設定回路140は、外部から与えられる発振停止期間制御信号に応じて任意に発振停止期間を設定する構成となっている。重畳信号発振器123は、発振停止期間設定回路140から発振停止信号が与えられると、その期間発振を停止する。
 ここで、1画素の平均輝度は、高周波信号重畳の停止期間の輝度に依存してしまうため、当該停止期間は短い方が望ましい。しかし、重畳信号発振器123が発振を停止するまでに要する時間は、高周波信号の周波数やプロセスバラツキ等により変動するため、発振停止期間の調整が必要となる。
[6-5.実施例14]
 図36は、実施例14に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例14に係るレーザ駆動回路12Mは、基本的に、実施例13に係るレーザ駆動回路12Lと同様の構成となっている。
 実施例13に係るレーザ駆動回路12Lと異なるのは、発振停止期間設定回路140が設定する発振停止期間が、高周波信号の周波数に連動する構成となっている点である。すなわち、発振停止期間設定回路140は、発振周波数の制御のために外部から重畳信号発振器123に与えられる発振周波数制御信号に応じて、画素周期同期信号に同期して発振停止期間を設定する構成となっている。
 図37は、実施例14における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。この例は、発振停止期間が高周波重畳信号の低レベル区間と等しい場合の例となっている。図37のように、発振停止期間を高周波重畳信号の低レベル区間と等しくすることで、周波数やプロセスに依らず、重畳信号発振器123が確実に停止状態になる時間を確保できる。
 また、図37に示すレーザ駆動電流波形は、画素の切替りで低レベルから発振開始した高周波重畳波形と同等となる。ここで、高周波信号の低レベルと高レベルは容易に反転可能であり、レベル反転後の波形は発振停止期間が無く、高レベルから発振開始した高周波重畳波形と同等となる。
[6-6.実施例15]
 図38は、実施例15に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例15に係るレーザ駆動回路12Nは、実施例10に係るレーザ駆動回路12Iの構成を基本とした上で、重畳信号発振器123を複数有する、例えば2つの重畳信号発振器123A,123Bを有する構成となっている。
 レーザ駆動回路12Nは更に、2つの重畳信号発振器123A,123Bの入力側に分周器151及びインバータ152を有し、出力側にORゲート153を有する構成となっている。分周器151は、外部から与えられる画素周期同期信号を例えば1/2に分周し、一方の重畳信号発振器123Aに直接、他方の重畳信号発振器123Bにインバータ152を介して供給する。ORゲート153は、2つの重畳信号発振器123A,123Bから出力される高周波重畳信号1,2を合成して映像信号スイッチ125R,125G,125Bに供給する。
 すなわち、実施例15に係るレーザ駆動回路12Nは、複数の発振器を有し、これら複数の発振器の発振出力を切り替えることにより、一の発振器の発振停止期間では別の発振器の発振出力を、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号として用いることとなる。本例の場合、画素周期同期信号を分周した信号に基づいて、2つの重畳信号発振器123A,123Bの発振を交互に停止するようになっている。
 図39は、実施例15における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。この例の場合は、高周波重畳信号1と高周波重畳信号2の合成信号である高周波重畳信号は、発振停止期間の無い波形となっている。
[6-7.実施例16]
 上述した実施例10乃至実施例15では、高周波信号の重畳停止期間のレーザ駆動電流はOFFか、高周波重畳信号を論理反転した場合でもONに固定されてしまう。この場合、高周波信号の重畳停止期間、即ち、重畳信号発振器123の発振停止期間に依存して平均輝度が変動してしまうため、画質が劣化する懸念がある。この点に鑑みて為されたのが、以下に説明する実施例16に係るレーザ駆動回路である。
 図40は、実施例16に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例16に係るレーザ駆動回路12Oは、実施例10に係るレーザ駆動回路12Iの構成を基本とした上で、入力される投影映像信号に対して振幅調整を行う、各波長に対応した複数の増幅/減衰器171R,171G,171Bを有する構成となっている。
 レーザ駆動回路12Oは更に、映像信号スイッチ125R,125G,125Bの後段に映像信号スイッチ172R,172G,172Bを有し、映像信号スイッチを2段構成としている。映像信号スイッチ172R,172G,172Bは、増幅/減衰器171R,171G,171Bで振幅調整された投影映像信号と、映像信号スイッチ125R,125G,125Bの出力信号とを2入力としている。そして、映像信号スイッチ172R,172G,172Bは、画素周期同期信号に応じて、重畳信号発振器123の発振停止期間に、増幅/減衰器171R,171G,171Bで振幅調整された投影映像信号を選択する。
 このように、高周波信号の重畳停止期間、即ち、重畳信号発振器123の発振停止期間に、増幅/減衰器171R,171G,171Bで振幅調整(輝度調整)された投影映像信号を出力するようにすることで、発振停止期間に依存する平均輝度の変動を抑えることができる。
 図41は、実施例16における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。高周波信号の重畳停止期間(発振停止期間)に投影映像信号の1/2の電流を出力することで、1画素の平均輝度の変動を低減することができる。
[6-8.実施例17]
 上述した実施例10乃至実施例16では、高周波信号の重畳停止のタイミングが、高周波信号の周期に同期していないため、発振停止時の高周波信号の波形が変形する懸念がある。特に、重畳信号発振器123の発振出力の波形が極端に細く(狭く)なってしまった場合に、入力信号のジッタ等の影響を受けやすく、波形出力が不安定になり、映像劣化につながる懸念がある。この点に鑑みて為されたのが、以下に説明する実施例17に係るレーザ駆動回路である。
 図42は、実施例17に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例17に係るレーザ駆動回路12Pは、実施例16に係るレーザ駆動回路12Oの構成を基本とした上で、重畳信号発振器123の後段に、カウンタ173及びORゲート174を有する構成となっている。
 カウンタ173は、画素周期同期信号に同期して、重畳信号発振器123の出力をカウントする、即ち、高周波重畳信号の周波数でカウント動作を行う。ORゲート174は、カウンタ173のカウント出力と画素周期同期信号との論理和をとり、その出力を映像信号スイッチ172R,172G,172Bにその切替え信号として供給するとともに、発振位相同期回路1283にその制御信号として供給する。
 上記の構成の実施例17に係るレーザ駆動回路12Pでは、カウンタ173のカウント出力と画素周期同期信号との論理和の結果を基に、重畳信号発振器123の発振停止/発振開始の制御が行われる。これにより、重畳信号発振器123の発振停止を高周波信号の周期に同期させ、発振開始を画素周期に同期させることになる。
 図43は、実施例17における投影映像信号の画素周期に発振停止/発振開始が同期した高周波信号を重畳したレーザ駆動電流の例を示すタイミング波形図である。
 重畳信号発振器123の出力をカウントするカウンタ173のカウント値が設定値に至る画素周期以内とすることで、画素周期内で重畳信号発振器123の発振停止を制御する制御信号(カウンタ信号)を生成することができる。
 図43では、カウンタ値(設定値)を4回に設定しており、高周波重畳信号の4回目の立ち上がりでカウンタ173がカウンタ信号を出力し、画素周期でカウンタ173がリセットされる。カウンタ173のリセット後も画素周期同期信号により、重畳信号発振器123が発振を停止しており、画素周期に同期した立ち下りタイミングで重畳信号発振器123が発振を開始する。カウント値を最適な値に設定することで、画素の切替わり時に高周波信号が重畳されていない安定したレーザ駆動電流の波形を得ることができる。
 ここで、図43の例では、増幅/減衰器171R,171G,171Bを1/2に設定し、重畳停止期間に出力することにより、重畳停止期間も平均駆動電流が映像信号の1/2を保持できる構成にしている。
 尚、図43の例では、画素周期同期信号とカウンタ信号で共通の増幅/減衰器171R,171G,171Bを用いているが、それぞれ別の増幅/減衰器を備え、画素の開始と終了時のパワーを調整することで、より正確に輝度をコントロールできる。また、増幅/減衰器171R,171G,171Bを備えずに、画素周期同期信号で重畳信号発振器123の発振を停止し、カウンタ信号で重畳信号発振器123の発振を開始する構成を採ることも可能である。
 以上説明した実施例10乃至実施例17では、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bに加えて、基本的に、重畳信号発振器123と映像信号スイッチ125R,125G,125Bとを備えるレーザ駆動回路に適用する場合について説明した。但し、本開示の技術は、当該構成のレーザ駆動回路への適用に限られるものではなく、田の構成のレーザ駆動回路に適用する場合を以下に実施例18として説明する。
[6-9.実施例18]
 図44は、実施例18に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例18に係るレーザ駆動回路12Qは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎にそれらの入力側に、映像信号スイッチ125R,125G,125Bに加えて、複数(本例では、2つ)の増幅/減衰器175A,175Bを備える構成となっている。
 ここでは、赤色側の2つの増幅/減衰器175A_R,175B_R、映像信号スイッチ125Rの機能について具体的に説明する。但し、緑色側の増幅/減衰器175A_G,175B_G、映像信号スイッチ125Gの機能、及び、青色側の増幅/減衰器175A_B,175B_B、映像信号スイッチ125Bの機能についても同様である。
 2つの増幅/減衰器175A_G,175B_Gは、各々異なる利得をもち、入力される投影映像信号を基に振幅が異なる2つの投影映像信号を生成する。この2つの投影映像信号は、映像信号スイッチ125Rの2入力となる。映像信号スイッチ125Rは、重畳信号発振器123から与えられる高周波信号に応じて、2つの増幅/減衰器175A_G,175B_Gが生成した2つの投影映像信号を選択(スイッチング)する。
 上記の構成により、映像信号スイッチ125Rは、重畳信号発振器123が出力する高周波信号のH/Lに応じて、振幅の異なる2つの投影映像信号を選択することができる。ここで、Hは高周波信号の高レベルを意味し、Lは高周波信号の低レベルを意味する。例えば、2つの増幅/減衰器175A_G,175B_Gの一方の利得を2倍、他方の利得を0倍とした場合、図45に示すような、高周波信号が重畳された投影映像信号が生成され、レーザ駆動映像電流生成回路121Rに入力される。
 レーザ駆動映像電流生成回路121Rは、高周波信号が重畳された投影映像信号を、レーザ光源131Rの駆動に必要な電流値まで増幅し、レーザ駆動電流としてレーザ光源131Rに供給する。このとき、レーザ駆動電流は、高周波信号が重畳された電流としてレーザ光源131Rに供給され、当該レーザ光源131Rを駆動する。
 レーザ駆動電流に重畳される高周波信号の振幅は、2つの増幅/減衰器175A_G,175B_Gの利得によって任意に設定することができる。別の例として、2つの増幅/減衰器175A_G,175B_Gの一方の利得を1.75倍、他方の利得を0.25倍とした場合には、図46に示すような、図45の場合に比べて高周波信号の振幅を小さくした投影映像信号、ひいては、レーザ駆動電流を生成することができる。
 上述したように、実施例18に係るレーザ駆動回路12Qによれば、図45や図46に示すように、その振幅が投影映像信号のレベルに比例するような高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。これにより、投影映像信号のレベルがゼロの部分では、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅もゼロとなるため、輝度がゼロとなるべき部分でレーザ光が発光してしまうというような不具合を回避できる。また、投影映像信号のレベルがゼロの状態では、レーザ光が発光していないことから、スペックルノイズの問題は起こらない。従って、レーザ駆動電流に対する高周波信号の重畳処理は不要である。
 一方、投影映像信号のレベルが大きくなるほどスペックルノイズが目立つようになる。それに対しては、投影映像信号のレベルが大きくなるほど、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅も大きくなり、スペックルノイズを低減する効果を強める(高める)ように作用する。
 本実施例18に係るレーザ駆動回路12Qにおける重畳信号発振器123に対しても、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号を投影映像信号に同期させる、先述した第3実施形態における各実施例(実施例10乃至実施例17)を適用することができる。そして、その適用により、本実施例18に係る作用、効果に加えて、実施例10乃至実施例17に係る作用、効果を得ることができる。
 以上では、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理を、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの入力側で行う構成のレーザ駆動回路12に適用した場合を第3実施形態として説明した。本開示の技術は、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理を、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力側で行う構成のレーザ駆動回路12に対しても同様に適用可能である。
<7.第4実施形態>
 以下に、レーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理を、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力側で行う構成のレーザ駆動回路12に適用する場合を第4実施形態として、各種の実施例に係るレーザ駆動回路12について説明する。
[7-1.実施例19]
 図47は、実施例19に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例19に係るレーザ駆動回路12Rは、高周波重畳部として、内蔵の重畳信号発振器123の他に、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎にそれらの出力側に、レーザ駆動電流スイッチ181(181R,181G,181B)を備えた構成となっている。レーザ駆動電流スイッチ181R,181G,181Bは、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bが生成したレーザ駆動電流を通過/遮断する機能をもつ。
 上記の構成の実施例19に係るレーザ駆動回路12Rにおいて、レーザ駆動電流スイッチ181の通過/遮断の制御を、重畳信号発振器123から与えられる高周波信号に応じて行うことで、当該高周波信号をレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bが生成したレーザ駆動電流に重畳することができる。
 この場合にも、実施例18の場合と同様に、その振幅が投影映像信号のレベルに比例するように高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる(図45参照)。その結果、実施例18の場合と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、投影映像信号のレベルがゼロの部分では、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅もゼロとなり、また、投影映像信号のレベルが大きくなるほど、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅も大きくなるため、スペックルノイズを低減する効果を強めることができる。
[7-2.実施例20]
 図48は、実施例20に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例20に係るレーザ駆動回路12Sは、高周波重畳部として、内蔵の重畳信号発振器123の他に、当該重畳信号発振器123から与えられる高周波信号を増幅するレーザ駆動重畳電流生成回路182(182R,182G,182B)を備えた構成となっている。このレーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bは、その出力端がレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力側の接続ノードNR,NG,NBに接続されている。
 上記の構成の実施例20に係るレーザ駆動回路12Sにおいて、重畳信号発振器123から出力される高周波信号は、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bによってレーザ光源131R,131G,131Bの駆動に必要なレベルまで増幅される。そして、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bから出力される高周波電流は、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力電流、即ち、レーザ駆動電流と接続ノードNR,NG,NBで加算され、レーザ光源131R,131G,131Bに供給される。
 本実施例20に係るレーザ駆動回路12Sの場合には、投影映像信号のレベルによらず、一定の振幅の高周波電流がレーザ駆動電流に重畳される。これにより、高周波信号の振幅が投影映像信号のレベルに比例するように重畳される場合のような効果は得られないものの、高周波重畳による効果、即ち、レーザ光の波長スペクトラムが広がり、可干渉性が下がることによるスペックルノイズの低減効果を得ることができる。
[7-3.実施例21]
 図49は、実施例21に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例21に係るレーザ駆動回路12Tは、高周波重畳部として、内蔵の重畳信号発振器123、レーザ駆動重畳電流生成回路182の他に、レベル比較器183及び重畳電流スイッチ184をレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎に備えた構成となっている。
 レベル比較器183(183R,183G,183B)は、入力される投影映像信号のレベルの、所定の閾値に対する大小を判定する機能をもつ。所定の閾値は、投影映像信号レベルの判定閾値であり、投影映像信号のゼロレベルの近傍の値に設定される。ここで、「ゼロレベルの近傍」とは、ゼロレベルを多少前後するレベルの他、ゼロレベルも含む。投影映像信号のゼロレベルの検出に当たって、所定の閾値について、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
 重畳電流スイッチ184R,184G,184Bは、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bの出力端と、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力端との間に接続されている。重畳電流スイッチ184R,184G,184Bは、レベル比較器183R,183G,183Bの比較結果(判定結果)に応じてオン(閉)/オフ(開)動作を行う。
 上記の構成の実施例21に係るレーザ駆動回路12Tにおいて、レベル比較器183は、映像信号のレベルが、所定の閾値を超えると判定すると、その判定結果によって重畳電流スイッチ184を導通(オン)状態にする。これにより、レーザ駆動重畳電流生成回路182から出力される高周波電流が重畳電流スイッチ184を通過し、レーザ駆動映像電流生成回路121から出力されるレーザ駆動電流に加算(重畳)される。
 本実施例21に係るレーザ駆動回路12Tによれば、高周波重畳による効果に加えて、レベル比較器183の作用により、投影映像信号のレベルがゼロ(所定の閾値以下)であることを検出したときに、高周波信号をレーザ駆動電流に重畳しないようにすることができる。その結果、投影映像信号のレベルがゼロの場合には、レーザ光が発光することはないため、輝度をゼロまで下げることができる。
[7-4.実施例22]
 図50は、実施例22に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例22に係るレーザ駆動回路12Uは、実施例21に係るレーザ駆動回路12Tにおけるレベル比較器183及び重畳電流スイッチ184に代えて、乗算器185(185R,185G,185B)をレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121B毎に備えた構成となっている。
 乗算器185R,185G,185Bは、重畳信号発振器123から出力される高周波信号と、各波長の投影映像信号とを入力とし、これらを乗算する。乗算器185R,185G,185Bの各出力信号は、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bに入力される。レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bは、乗算器185R,185G,185Bの各出力信号を、レーザ駆動に必要なレベルまで増幅する。レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bの各出力電流は、接続ノードNR,NG,NBでレーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの各出力電流と加算される。
 上記の構成の実施例22に係るレーザ駆動回路12Uにおいても、実施例18の場合と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、投影映像信号のレベルがゼロの部分では、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅もゼロとなり、また、投影映像信号のレベルが大きくなるほど、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅も大きくなるため、スペックルノイズを低減する効果を強めることができる。
 ここで、乗算器185R,185G,185Bや、レーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bの各利得を調整可能な構成とし、これら利得を調整することにより、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号の振幅を変えることができる。例えば、加算する高周波信号の振幅を相対的にやや小さめに設定することにより、相対的にやや小さい振幅で高周波信号をレーザ駆動電流に重畳することができる。この場合、乗算器185R,185G,185B及びレーザ駆動重畳電流生成回路182R,182G,182Bの両方の利得を調整可能な構成の他、どちらか一方の利得を調整可能な構成とすることもできる。
 以上説明した、レーザ駆動映像電流生成回路121R,121G,121Bの出力側でレーザ駆動電流に高周波信号を重畳する処理を行う第4実施形態に係る各レーザ駆動回路12(12R~12U)に対しても、本開示の技術を適用することができる。すなわち、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号を投影映像信号に同期させる、実施例10乃至実施例17を適用することができる。そして、その適用により、実施例19乃至実施例22に係る作用、効果に加えて、実施例10乃至実施例17に係る作用、効果を得ることができる。
<8.本開示の構成>
 尚、本開示は以下のような構成を採ることができる。
[1]波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成回路と、
 前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成するレーザ駆動電流に対して、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳する高周波重畳部とを備えるレーザ駆動回路。
[2]前記高周波重畳部は、前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路の入力側において前記レーザ駆動電流に対して前記高周波信号を重畳する処理を行う上記[1]に記載のレーザ駆動回路。
[3]前記高周波重畳部は、前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路に入力する映像信号を前記高周波信号に応じてスイッチングすることにより、当該高周波信号を前記レーザ駆動電流に重畳する上記[2]に記載のレーザ駆動回路。
[4]前記高周波重畳部は、
 前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路毎に、入力される映像信号を基に振幅の異なる複数の映像信号を生成する複数の増幅/減衰器を有し、
 前記複数の映像信号を前記高周波信号に応じて選択することにより、前記複数の映像信号のレベルに応じた振幅を持つ高周波信号を前記レーザ駆動電流に重畳する上記[3]に記載のレーザ駆動回路。
[5]前記高周波重畳部は、前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路の出力側において前記レーザ駆動電流に対して前記高周波信号を重畳する処理を行う上記[1]に記載のレーザ駆動回路。
[6]前記高周波重畳部は、
 前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成したレーザ駆動電流を通過/遮断する機能をもつレーザ駆動電流スイッチを有し、
 前記高周波信号に応じて前記レーザ駆動電流スイッチの通過/遮断の制御を行うことにより、前記レーザ駆動電流に前記高周波信号を重畳する上記[5]に記載のレーザ駆動回路。
[7]前記高周波重畳部は、
 前記高周波信号を増幅するレーザ駆動重畳電流生成回路を有し、
 前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成したレーザ駆動電流に前記レーザ駆動重畳電流生成回路の出力電流を加算することにより、前記レーザ駆動電流に前記高周波信号を重畳する上記[5]に記載のレーザ駆動回路。
[8]前記高周波重畳部は、
 前記レーザ駆動重畳電流生成回路の出力電流を通過/遮断する機能をもつ重畳電流スイッチと、
 所定の閾値に対する前記映像信号のレベルの大小を判定するレベル比較器とを有し、
 前記映像信号のレベルが前記所定の閾値を超える場合に前記重畳電流スイッチを導通状態にして、前記レーザ駆動重畳電流生成回路の出力電流を前記レーザ駆動電流に加算する上記[7]に記載のレーザ駆動回路。
[9]前記高周波重畳部は、
 前記映像信号と前記高周波信号とを乗算することによって前記映像信号のレベルに応じた振幅をもつ高周波信号を生成する乗算器を有し、
 前記乗算器が生成した高周波信号を前記レーザ駆動重畳電流生成回路に入力する上記[7]に記載のレーザ駆動回路。
[10]前記乗算器は、利得が調整可能である上記[9]に記載のレーザ駆動回路。
[11]前記レーザ駆動重畳電流生成回路は、利得が調整可能である上記[9]に記載のレーザ駆動回路。
[12]前記高周波重畳部は、入力される映像信号のレベルがゼロの部分では当該映像信号に重畳する高周波信号の振幅をゼロとする上記[1]から上記[6]、上記[8]から上記[11]のいずれかに記載のレーザ駆動回路。
[13]前記高周波重畳部は、レーザ駆動回路に内蔵の発振器を前記高周波信号の信号源として有する上記[1]から上記[12]のいずれかに記載のレーザ駆動回路。
[14]前記高周波重畳部は、入力される映像信号に同期した状態でレーザ駆動回路の外部から入力されるクロック信号を受信する受信器を前記高周波信号の信号源として有する上記[1]から上記[12]のいずれかに記載のレーザ駆動回路。
[15]前記クロック信号は、入力される映像信号の周波数帯域よりも高い周波数をもち、かつ、当該映像信号の明暗を繰り返す最小単位の周期に同期している上記[14]に記載のレーザ駆動回路。
[16]前記高周波重畳部は、前記受信器で受信したクロック信号の周波数を逓倍する周波数逓倍器を有する上記[14]または上記[15]に記載のレーザ駆動回路。
[17]前記周波数逓倍器は、前記クロック信号の整数倍の周波数をもち、かつ、当該クロック信号に同期した高周波信号を生成する上記[16]に記載のレーザ駆動回路。
[18]波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成ステップと、
 前記複数のレーザ駆動映像電流生成ステップで生成するレーザ駆動電流に対して、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳する高周波重畳ステップとを有するレーザ駆動方法。
[19]前記高周波重畳ステップでは、入力される映像信号のレベルに応じて前記高周波信号の振幅を変える上記[18]に記載のレーザ駆動方法。
[20]波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成回路と、
 前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成するレーザ駆動電流に対して、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳する高周波重畳部とを備えるレーザ駆動回路を用いる装置。
[21]波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成回路と、
 前記映像信号に同期した信号を基に、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を発振する発振器を有し、当該高周波信号を前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成するレーザ駆動電流に対して重畳する高周波重畳部とを備えるレーザ駆動回路。
[22]前記発振器は、前記映像信号に同期した信号に応じて前記発振器の発振停止/発振開始を制御する発振位相同期回路を有する上記[21]に記載のレーザ駆動回路。
[23]前記映像信号に同期した信号は、当該記映像信号明暗を繰り返す最小単位である画素の開始を示す画素周期同期信号である上記[21]または上記[22]に記載のレーザ駆動回路。
[24]前記高周波重畳部は、前記映像信号から前記画素周期同期信号を抽出し、当該画素周期同期信号を前記映像信号に同期した信号として前記発振器に与える画素周期抽出回路を有する上記[21]から上記[23]のいずれかに記載のレーザ駆動回路。
[25]前記高周波重畳部は、前記映像信号のレベル情報を、明暗を繰り返す最小単位である画素毎に判別してレベル変動を検出し、当該レベル変動に同期した信号を前記映像信号に同期した信号として前記発振器に与えるレベル変動検出回路を有する上記[21]または上記[22]に記載のレーザ駆動回路。
[26]前記高周波重畳部は、任意の、若しくは、前記高周波信号の周波数に連動した発振停止期間を設定する発振停止期間設定回路を有し、
 前記発振器は、前記発振停止期間設定回路が設定した発振停止期間の間発振を停止した後に、発振を開始する上記[22]から上記[25]のいずれかに記載のレーザ駆動回路。
[27]前記高周波重畳部は、複数の発振器を有し、
 前記発振位相同期回路は、前記複数の発振器の発振出力を切り替えることにより、一の発振器の発振停止期間では別の発振器の発振出力を、レーザ駆動電流に重畳する高周波信号として用いる上記[22]または上記[23]に記載のレーザ駆動回路。
[28]前記高周波重畳部は、複数のレーザ駆動映像電流生成回路に対応して設けられ、入力される映像信号に対して振幅調整を行う複数の増幅/減衰器を有し、発振停止期間に前記複数の増幅/減衰器の出力を選択することによって輝度の調整を行う上記[22]から上記[26]のいずれかに記載のレーザ駆動回路。
[29]前記高周波重畳部は、前記発振器の出力をカウントし、カウント値が所定の設定値になったときにカウンタ信号を出力するカウンタを有し、
 前記発振器は、前記カウンタが出力するカウンタ信号を受けて発振を停止する上記[22]、上記[23]、または、上記[28]に記載のレーザ駆動回路。
[30]波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成ステップと、
 前記映像信号に同期した信号を基に、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を発振する発振ステップと、
 前記発振ステップで発振する前記高周波信号を前記複数のレーザ駆動映像電流生成ステップで生成するレーザ駆動電流に対して重畳する高周波重畳ステップとを有するレーザ駆動方法。
[31]波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、
 入力される映像信号に応じて前記複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動回路と、
 前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光をスクリーンに投影するスキャナ部とを具備し、
 前記レーザ駆動回路は、
 前記複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を前記映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成回路と、
 前記映像信号に同期した信号を基に、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を発振する発振器を有し、当該高周波信号を前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成するレーザ駆動電流に対して重畳する高周波重畳部とを備えるプロジェクタ装置。
[32]波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成回路と、
 前記映像信号に同期した信号を基に、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を発振する発振器を有し、当該高周波信号を前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成するレーザ駆動電流に対して重畳する高周波重畳部とを備えるレーザ駆動回路を用いる装置。
 10・・・レーザビーム・スキャニング方式のピコプロジェクタ、11・・・ビデオ信号処理回路、12(12A~12U)・・・レーザ駆動回路、13・・・光源部、14・・・スキャナ部、15・・・受光素子、16・・・スキャナ駆動回路、120R,120G,120B・・・駆動部、121R,121G,121B・・・レーザ駆動映像電流生成回路、122R,122G,122B・・・ベース電流生成回路、123・・・重畳信号発振器、124A_R,124B_R,124A_G,124B_G,124A_B,124B_B・・・増幅/減衰器、125R,125G,125B,172R,172G,172B・・・映像信号スイッチ、126・・・受信器、127・・・周波数逓倍器、128・・・発振位相同期回路、129・・・画素周期抽出回路、130・・・レベル変動検出回路、131R,131G,131B・・・レーザ光源、140・・・発振停止期間設定回路、151・・・分周器、152・・・インバータ、153,174・・・ORゲート、171R,171G,171B,175A_R,175B_R,175A_G,175B_G,175A_B,175B_B・・・増幅/減衰器、173・・・カウンタ、181R,181G,181B・・・レーザ駆動電流スイッチ、182R,182G,182B・・・レーザ駆動重畳電流生成回路、183R,183G,183B・・・レベル比較器、184R,184G,184B・・・重畳電流スイッチ、185R,185G,185B・・・乗算器

Claims (20)

  1.  波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成回路と、
     前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成するレーザ駆動電流に対して、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳する高周波重畳部とを備えるレーザ駆動回路。
  2.  前記高周波重畳部は、前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路の入力側において前記レーザ駆動電流に対して前記高周波信号を重畳する処理を行う請求項1に記載のレーザ駆動回路。
  3.  前記高周波重畳部は、前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路に入力する映像信号を前記高周波信号に応じてスイッチングすることにより、当該高周波信号を前記レーザ駆動電流に重畳する請求項2に記載のレーザ駆動回路。
  4.  前記高周波重畳部は、前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路の出力側において前記レーザ駆動電流に対して前記高周波信号を重畳する処理を行う請求項1に記載のレーザ駆動回路。
  5.  前記高周波重畳部は、
     前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成したレーザ駆動電流を通過/遮断する機能をもつレーザ駆動電流スイッチを有し、
     前記高周波信号に応じて前記レーザ駆動電流スイッチの通過/遮断の制御を行うことにより、前記レーザ駆動電流に前記高周波信号を重畳する請求項4に記載のレーザ駆動回路。
  6.  前記高周波重畳部は、
     前記高周波信号を増幅するレーザ駆動重畳電流生成回路を有し、
     前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成したレーザ駆動電流に前記レーザ駆動重畳電流生成回路の出力電流を加算することにより、前記レーザ駆動電流に前記高周波信号を重畳する請求項4に記載のレーザ駆動回路。
  7.  前記高周波重畳部は、入力される映像信号のレベルがゼロの部分では当該映像信号に重畳する高周波信号の振幅をゼロとする請求項1に記載のレーザ駆動回路。
  8.  前記高周波重畳部は、レーザ駆動回路に内蔵の発振器を前記高周波信号の信号源として有する請求項1に記載のレーザ駆動回路。
  9.  前記高周波重畳部は、入力される映像信号に同期した状態でレーザ駆動回路の外部から入力されるクロック信号を受信する受信器を前記高周波信号の信号源として有する請求項1に記載のレーザ駆動回路。
  10.  前記映像信号に同期した信号を基に、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を発振する発振器を有する請求項1に記載のレーザ駆動回路。
  11.  前記発振器は、前記映像信号に同期した信号に応じて前記発振器の発振停止/発振開始を制御する発振位相同期回路を有する請求項10に記載のレーザ駆動回路。
  12.  前記映像信号に同期した信号は、当該記映像信号明暗を繰り返す最小単位である画素の開始を示す画素周期同期信号である請求項10に記載のレーザ駆動回路。
  13.  前記高周波重畳部は、前記映像信号のレベル情報を、明暗を繰り返す最小単位である画素毎に判別してレベル変動を検出し、当該レベル変動に同期した信号を前記映像信号に同期した信号として前記発振器に与えるレベル変動検出回路を有する請求項10に記載のレーザ駆動回路。
  14.  前記高周波重畳部は、任意の、若しくは、前記高周波信号の周波数に連動した発振停止期間を設定する発振停止期間設定回路を有し、
     前記発振器は、前記発振停止期間設定回路が設定した発振停止期間の間発振を停止した後に、発振を開始する請求項11に記載のレーザ駆動回路。
  15.  前記高周波重畳部は、前記発振器の出力をカウントし、カウント値が所定の設定値になったときにカウンタ信号を出力するカウンタを有し、
     前記発振器は、前記カウンタが出力するカウンタ信号を受けて発振を停止する請求項11に記載のレーザ駆動回路。
  16.  波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成ステップと、
     前記複数のレーザ駆動映像電流生成ステップで生成するレーザ駆動電流に対して、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳する高周波重畳ステップとを有するレーザ駆動方法。
  17.  前記高周波重畳ステップでは、入力される映像信号のレベルに応じて前記高周波信号の振幅を変える請求項16に記載のレーザ駆動方法。
  18.  前記高周波重畳ステップでは、前記映像信号に同期した信号を基に、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を発振する発振ステップと、前記発振ステップで発振する前記高周波信号を前記複数のレーザ駆動映像電流生成ステップで生成するレーザ駆動電流に対して重畳する請求項16に記載のレーザ駆動方法。
  19.  波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源を駆動するレーザ駆動電流を、入力される映像信号に基づいて生成する複数のレーザ駆動映像電流生成回路と、
     前記複数のレーザ駆動映像電流生成回路が生成するレーザ駆動電流に対して、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を重畳する高周波重畳部とを備えるレーザ駆動回路を用いる装置。
  20.  前記レーザ駆動回路は、前記映像信号に同期した信号を基に、前記映像信号の帯域を超える周波数の高周波信号を発振する発振器を有する請求項19に記載の装置。
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