WO2015194377A1 - 光源駆動装置及び画像表示装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present disclosure relates to a light source driving device for driving a semiconductor laser and an image display device using an optical deflector.
  • optical deflectors using MEMS Micro Electro Mechanical System
  • the optical deflector is used as a display device for displaying an image.
  • the mirror of the optical deflector is irradiated with laser light emitted from the semiconductor laser, and the mirror is deflected two-dimensionally. Accordingly, the optical deflector can cause the laser beam to scan in the horizontal direction and the vertical direction and display an image on the screen.
  • an optical deflector may be used for a head-up display for a vehicle, for example.
  • the head-up display is an example of an image display device.
  • IL characteristics There is a relationship called IL characteristics between the drive current value for driving the semiconductor laser and the laser output power of the laser light emitted from the semiconductor laser.
  • the drive current value is equal to or greater than a predetermined threshold, the semiconductor laser emits laser light.
  • the IL characteristic when the drive current value is increased, the laser output power increases almost linearly.
  • the laser output power may be reduced by reducing the drive current value.
  • the IL characteristics of the respective semiconductor lasers emitting red (R) light, green (G) light, and blue (B) light are different from each other. Therefore, when each of the R, G, and B laser beams is generated with the laser output power based on the drive current value in the kink region, a color shift different from the originally intended color occurs.
  • An object of the embodiment is to provide a light source driving device and an image display device capable of suppressing the occurrence of color misregistration even when a low-luminance image is displayed.
  • the light source composed of a semiconductor laser that emits laser light, and the light source that is driven by a drive signal that has a predetermined duty ratio and is composed of pulses that increase or decrease the drive current value.
  • a control unit that controls the drive unit, and the control unit has a brightness corresponding to a first laser output power that exceeds a threshold that is a predetermined laser output power, by the laser light output from the light source.
  • the light source emits a laser beam having the first laser output power so that the light source has a first duty ratio at a first drive current value corresponding to the first laser output power.
  • the drive unit is controlled to supply a drive signal composed of pulses having a brightness corresponding to a second laser output power equal to or less than the threshold by the laser beam output from the light source.
  • the light source corresponds to the third laser output power so that the light source emits laser light having a third laser output power exceeding the threshold instead of the second laser output power.
  • a light source driving device that controls the driving unit to supply a driving signal composed of a pulse having a second duty ratio smaller than the first duty ratio at the second driving current value.
  • the above light source driving device and an optical deflector that deflects the laser light emitted from the light source in the horizontal direction and the vertical direction to display an image.
  • An image display device is provided.
  • the light source driving device and the image display device of the embodiment it is possible to suppress the occurrence of color shift even when displaying a low-luminance image.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a light source driving device and an image display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of an image display apparatus using a laser light source and an optical deflector.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the IL characteristic of the semiconductor laser.
  • FIG. 4 is a diagram showing a comparison between a normal semiconductor laser driving method and a semiconductor laser driving method in the image display apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an operation when an image is displayed by the semiconductor laser driving method by the light source driving device of the embodiment.
  • the image display apparatus schematically includes a laser light generation unit 50 that emits laser light, and deflects the laser light in a horizontal direction and a vertical direction so that an image is displayed on a screen 60. And an optical deflector 100 for displaying.
  • an optical deflector 100 includes a horizontal deflection element (not shown) for deflecting laser light in the horizontal direction and a vertical deflection element (not shown) for deflecting laser light in the vertical direction. It has a structured.
  • the optical deflector 100 includes a mirror 12, a horizontal drive unit 11H, a vertical drive unit 11V, and a drive detection unit 13.
  • the horizontal drive unit 11H is a drive mechanism that drives the mirror 12 in the horizontal direction
  • the vertical drive unit 11V is a drive mechanism that drives the mirror 12 in the vertical direction.
  • the drive detection unit 13 can be configured by a detection circuit using, for example, a Hall element or a piezoelectric element.
  • the control unit 200 receives an image signal indicating an image to be displayed on the image display device. Based on the horizontal synchronization signal of the input image signal, the control unit 200 generates a horizontal drive signal for swinging the optical deflector 100 in the horizontal direction and supplies it to the horizontal drive unit 11H.
  • the control unit 200 generates a vertical drive signal for swinging the optical deflector 100 in the vertical direction based on the vertical synchronization signal of the input image signal, and supplies the vertical drive signal to the vertical drive unit 11V.
  • a drive detection signal generated by detecting the swing of the horizontal deflection element by the drive detection unit 13 is input to the control unit 200.
  • the control unit 200 can be configured by, for example, a microprocessor or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the driving unit 40 includes an R light source driving unit 40r, a G light source driving unit 40g, and a B light source driving unit 40b.
  • the R light source drive unit 40r, the G light source drive unit 40g, and the B light source drive unit 40b drive the laser light generation unit 50 based on the control by the control unit 200.
  • Each of the R light source driving unit 40r, the G light source driving unit 40g, and the B light source driving unit 40b can be configured by, for example, a constant current type driving circuit.
  • the laser light generator 50 includes a light source 51, prisms 52 to 54, a mirror 55, and a lens 56.
  • the light source 51 includes an R light source 51r that emits an R laser beam, a G light source 51g that emits a G laser beam, and a B light source 51b that emits a B laser beam.
  • the R light source driving unit 40r drives the R light source 51r
  • the G light source driving unit 40g drives the G light source 51g
  • the B light source driving unit 40b drives the B light source 51b.
  • the drive unit 40 is a drive in which the pulse current is constant and the drive current value increases or decreases in accordance with the brightness value (each pixel value) of the image to be displayed, except when a low-brightness image described later is displayed on the light source 51.
  • a signal is supplied to drive each of the R light source 51r, the G light source 51g, and the B light source 51b.
  • the control unit 200 controls the drive unit 40 so as to supply the light source 51 with a drive signal having a drive current value corresponding to each pixel value.
  • the prism 52 bends the optical path of the R laser beam emitted from the R light source 51r by 90 degrees.
  • the prism 53 combines the R laser beam and the G laser beam.
  • the prism 54 combines the combined light of the R laser light and the G laser light and the B laser light.
  • the control unit 200 controls the driving unit 40 so that the combined light corresponding to the input image signal is output from the prism 54.
  • the mirror 55 reflects the combined light of the R, G, and B laser beams output from the prism 54.
  • the lens 56 collects the combined light from the mirror 55 and makes it incident on the mirror 12.
  • the mirror 12 is oscillated so that the laser beam is scanned in the horizontal direction of the screen 60 by the horizontal deflection element, and is oscillated so that the laser beam is scanned in the vertical direction of the screen 60 by the vertical deflection element.
  • the image based on the image signal is displayed on the screen 60 by the horizontal and vertical scanning of the laser beam by the optical deflector 100.
  • the optical deflector 100 and the light source driving device 250 in FIG. 1 constitute the image display device of the present embodiment.
  • FIG. 3 shows the IL characteristics of the semiconductor laser that is one of the R light source 51r, the G light source 51g, and the B light source 51b.
  • the semiconductor laser when the drive current value is equal to or greater than the threshold value Ith, the semiconductor laser emits laser light.
  • the drive current value and the laser output power have a substantially linear relationship as a whole.
  • point p1 is a point where the laser output power is 1 mW
  • point p2 is a point where the laser output power is 2 mW.
  • the laser output power may be increased as the luminance value of the image signal indicated by the alternate long and short dash line increases.
  • mW discrete 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8
  • the drive current values for obtaining the laser output power of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 (mW) are I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, and I8. According to FIG. 3, for example, the drive current value I1 is about 85 (mA), and the drive current value I2 is about 87 (mA).
  • a kink region 30 exists in a region where the drive current value near the threshold value Ith is small, as surrounded by a one-dot chain line.
  • the relationship between the drive current value and the laser output power is not linear. Since the IL characteristics of the R light source 51r, the G light source 51g, and the B light source 51b are not the same, the characteristics in the kink region 30 are different.
  • the broken line shown in the kink region 30 in FIG. 3 shows a desirable linear characteristic between the drive current value and the laser output power.
  • the laser output power necessary for displaying a low-luminance image (pixel) is 1 mW, for example. If the inside of the kink region 30 has a linear characteristic as indicated by a broken line and the characteristics in the kink region 30 in the IL characteristics of the R light source 51r, the G light source 51g, and the B light source 51b are the same, the color shift is Almost does not occur.
  • the characteristics in the kink region 30 are not linear, and the characteristics in the kink region 30 differ among the R light source 51r, the G light source 51g, and the B light source 51b. Therefore, color misregistration occurs.
  • the drive unit 40 drives the light source 51 as follows.
  • the drive unit 40 is not the drive current value in the kink region 30 but is larger outside the kink region 30.
  • the light source 51 is driven with the drive current value.
  • the drive unit 40 reduces the duty ratio of the pulse so that the laser output power is increased by increasing the drive current value and the brightness value is not larger than a predetermined low brightness to be displayed.
  • the laser output power for displaying a predetermined low-brightness image is 1 mW in the kink region 30 as an example.
  • the drive unit 40 generates a laser output power 2 mW, for example, at a point p2 outside the kink region 30 that is larger than the drive current value I1 instead of the drive current value I1 that generates the laser output power 1 mW.
  • the drive current value I2 to be used is used.
  • the drive unit 40 drives the pulse width outside the kink region 30 so that the luminance expressed by the laser light does not increase as the laser output power is doubled.
  • the current value is halved with respect to the normal pulse width when the light source 51 is driven.
  • the driving unit 40 drives the light source 51 with a pulse with a duty ratio of 25%, assuming that the duty ratio is 50% as a normal pulse.
  • the luminance expressed by the laser beam when a driving signal consisting of a pulse having a driving current value I2 (laser output power 2 mW) and a duty ratio of 25% is supplied to the light source 51 is defined as the first luminance.
  • the luminance expressed by the laser beam when a driving signal consisting of a pulse having a driving current value I1 (laser output power of 1 mW) and a duty ratio of 50% is supplied to the light source 51 is defined as a second luminance.
  • the first luminance and the second luminance are substantially the same.
  • the drive unit 40 increases the laser output power, the luminance does not increase, and an image can be displayed with a desired luminance intended to be expressed by the laser light.
  • the occurrence of color misregistration can be suppressed by using the laser output power outside the kink region 30 without using the laser output power in the kink region 30.
  • the light source driving device 250 determines the luminance of each pixel according to the luminance value of the pixel signal constituting the image signal. Control.
  • the pixels Px1 and Px2 are low-luminance pixels that are originally expressed by a laser output power of 1 mW by supplying a drive current value I1 to the light source 51.
  • the pixel Px3 is assumed to be a pixel having a luminance expressed by a laser output power of 2 mW by supplying a drive current value I2 to the light source 51.
  • the drive unit 40 is not a drive signal composed of pulses with a drive current value I1 indicated by a broken line and a duty ratio of 50%, but a drive current value I2 with a duty ratio of 25%.
  • the light source 51 is driven by a drive signal composed of pulses.
  • the drive unit 40 drives the light source 51 with a drive signal composed of a pulse having a drive current value I2 and a duty ratio of 50% as usual.
  • the luminance expressed by the laser output power at the point p1 in the kink region 30 is taken as an example of the low luminance pixel. The same applies to the case where the luminance is expressed by the laser output power other than the point p1 in the kink region 30.
  • the control unit 200 may control the drive unit 40 as follows.
  • the point pth shown in FIG. 3 is set as a threshold value that is a predetermined laser output power.
  • the control unit 200 controls the driving unit 40 as follows when the luminance corresponding to the first laser output power exceeding the threshold value pth is expressed by the laser light output from the light source 51.
  • the control unit 200 causes the light source 51 to emit a laser beam having the first laser output power, and the pulse having the first duty ratio with the first drive current value corresponding to the first laser output power.
  • the drive unit 40 is controlled so as to supply the drive signal.
  • the first laser output power is an arbitrary laser output power larger than the threshold value pth.
  • the first duty ratio is 50%, for example.
  • the control unit 200 controls the drive unit 40 as follows when the luminance corresponding to the second laser output power equal to or less than the threshold value pth is expressed by the laser light output from the light source 51.
  • the controller 200 has a second drive current value corresponding to the third laser output power to the light source 51 and a second duty ratio so that the light source 51 emits laser light having the third laser output power.
  • the drive unit 40 is controlled to supply a drive signal composed of pulses.
  • the third laser output power is a laser output power that exceeds the threshold value pth.
  • control unit 200 controls the drive unit 40 so that the light source 51 emits the third laser output power instead of the second laser output power.
  • the second duty ratio is a duty ratio that is smaller than the first duty ratio.
  • the control unit 200 may multiply the second laser output power by n to obtain the third laser output power.
  • the control unit 200 may set the second duty ratio by multiplying the first duty ratio by 1 / n.
  • n is a number exceeding 1, and is preferably an integer, but may not be an integer.
  • the control unit 200 may set the laser output power equal to or higher than the maximum laser output power in the kink region 30 in the IL characteristic of the semiconductor laser as the threshold value pth.
  • the light source driving device 250 may be used other than the image display device.
  • the control unit 200 may control the driving unit 40 as follows.
  • the control unit 200 controls the drive unit 40 so that the drive current value of the drive signal supplied from the drive unit 40 to the light source 51 increases as the luminance value of the image signal for displaying an image increases.
  • the image display apparatus including the optical deflector 100 that displays the image by deflecting the laser light emitted from the source 51 in the horizontal direction and the vertical direction, and the light source driving apparatus 250 includes: Even when displaying a low-luminance image, the occurrence of color misregistration can be suppressed.
  • the optical deflector 100 is preferably configured using MEMS technology, but is not limited thereto.
  • the optical deflector 100 only needs to have a function of deflecting laser light in the horizontal direction and the vertical direction, and the specific configuration is not particularly limited.
  • the present invention can be used for a light source driving device that drives a semiconductor laser and an image display device that displays an image by scanning laser light with an optical deflector.

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Abstract

　半導体レーザよりなる光源（５１）は、レーザ光を射出する。駆動部（４０）は、光源（５１）を、所定のデューティ比を有し、駆動電流値を増減させるパルスよりなる駆動信号によって駆動する。制御部（２００）は、閾値を超える第１のレーザ出力パワーに対応した輝度を表現させる場合には、光源（５１）に第１のレーザ出力パワーに対応した第１の駆動電流値で第１のデューティ比を有するパルスを供給するよう駆動部（４０）を制御する。制御部（２００）は、閾値以下の第２のレーザ出力パワーに対応した輝度を表現させる場合には、光源（５１）に閾値を超える第３のレーザ出力パワーに対応した第２の駆動電流値で、第１のデューティ比より小さい第２のデューティ比のパルスを供給するよう駆動部（４０）を制御する。

Description

光源駆動装置及び画像表示装置
　本開示は、半導体レーザを駆動する光源駆動装置、及び、光偏向器を用いた画像表示装置に関する。
　近年、MEMS（Micro Electro Mechanical System）技術を用いた光偏向器が開発されている。光偏向器は、画像を表示させるための表示デバイスとして用いられる。光偏向器のミラーに半導体レーザより射出されたレーザ光を照射し、ミラーを２次元的に偏向させる。これによって、光偏向器は、レーザ光を水平方向及び垂直方向に走査させて、スクリーンに画像を表示させることができる。
　特許文献１に記載されているように、光偏向器は例えば車両用のヘッドアップディスプレイに使用されることがある。ヘッドアップディスプレイは、画像表示装置の一例である。
特開２０１３－１３０８３２号公報
　半導体レーザを駆動する駆動電流値と半導体レーザより射出されるレーザ光のレーザ出力パワーとに間には、Ｉ－Ｌ特性と称される関係がある。駆動電流値が所定の閾値以上になると、半導体レーザはレーザ光を射出する。Ｉ－Ｌ特性によれば、駆動電流値を増大させるとレーザ出力パワーはほぼリニアに増大する。
　例えば夜間においては、画像表示装置によって表示する画像の輝度を低くすることが求められることがある。低輝度の画像を表示するには、駆動電流値を小さくしてレーザ出力パワーを小さくすればよい。
　ところが、閾値付近の駆動電流値が小さい領域には、レーザ出力パワーがリニアに増大しないキンク領域が存在する。従って、レーザ出力パワーを小さくするために、駆動電流値を小さくすると、キンク領域内の駆動電流値に基づくレーザ出力パワーでレーザ光が発せられることになる。
　赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青（Ｂ）光を射出するそれぞれの半導体レーザが有するＩ－Ｌ特性は互いに異なる。従って、キンク領域内の駆動電流値に基づくレーザ出力パワーで、Ｒ，Ｇ，Ｂ光それぞれのレーザ光を発生させると、本来得ようとした色とは異なる色ずれが発生してしまう。
　実施形態は、低輝度の画像を表示する場合でも色ずれの発生を抑えることができる光源駆動装置及び画像表示装置を提供することを目的とする。
　実施形態の第１の態様によれば、レーザ光を射出する半導体レーザよりなる光源と、前記光源を、所定のデューティ比を有し、駆動電流値を増減させるパルスよりなる駆動信号によって駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光源が出力するレーザ光によって、所定のレーザ出力パワーである閾値を超える第１のレーザ出力パワーに対応した輝度を表現させる場合には、前記光源が前記第１のレーザ出力パワーを有するレーザ光を射出するよう、前記光源に第１のレーザ出力パワーに対応した第１の駆動電流値で第１のデューティ比を有するパルスよりなる駆動信号を供給するよう前記駆動部を制御し、前記光源が出力するレーザ光によって、前記閾値以下の第２のレーザ出力パワーに対応した輝度を表現させる場合には、前記光源が前記第２のレーザ出力パワーに代えて前記閾値を超える第３のレーザ出力パワーを有するレーザ光を射出するよう、前記光源に前記第３のレーザ出力パワーに対応した第２の駆動電流値で、前記第１のデューティ比より小さい第２のデューティ比を有するパルスよりなる駆動信号を供給するよう前記駆動部を制御することを特徴とする光源駆動装置が提供される。
　実施形態の第２の態様によれば、上記の光源駆動装置と、前記光源より発せられたレーザ光を水平方向及び垂直方向に偏向して画像を表示させる光偏向器とを備えることを特徴とする画像表示装置が提供される。
　実施形態の光源駆動装置及び画像表示装置によれば、低輝度の画像を表示する場合でも色ずれの発生を抑えることができる。
図１は、一実施形態の光源駆動装置及び画像表示装置を示すブロック図である。 図２は、レーザ光源及び光偏向器を用いた画像表示装置の概略的な構成を示す斜視図である。 図３は、半導体レーザが有するＩ－Ｌ特性の一例を示す図である。 図４は、通常の半導体レーザの駆動方法と一実施形態の画像表示装置における半導体レーザの駆動方法とを比較して示す図である。 図５は、一実施形態の光源駆動装置による半導体レーザの駆動方法によって画像を表示するときの動作を説明するための図である。
　以下、一実施形態の光源駆動装置及び画像表示装置について、添付図面を参照して説明する。図２に示すように、一実施形態の画像表示装置は、概略的には、レーザ光を射出するレーザ光発生部５０と、レーザ光を水平方向及び垂直方向に偏向させて、スクリーン６０に画像を表示させる光偏向器１００とを備える。
　図１を用いて、一実施形態の光源駆動装置及び画像表示装置の詳細な構成及び動作を説明する。図１において、光偏向器１００は、レーザ光を水平方向に偏向するための水平偏向素子（図示せず）とレーザ光を垂直方向に偏向するための垂直偏向素子（図示せず）とが一体化された構成を有する。
　光偏向器１００は、ミラー１２，水平駆動部１１Ｈ，垂直駆動部１１Ｖ，駆動検出部１３を有する。水平駆動部１１Ｈはミラー１２を水平方向に駆動する駆動機構であり、垂直駆動部１１Ｖはミラー１２を垂直方向に駆動する駆動機構である。駆動検出部１３は、例えばホール素子や圧電素子を使用した検出回路によって構成することができる。
　制御部２００には、画像表示装置で表示する画像を示す画像信号が入力される。制御部２００は、入力された画像信号の水平同期信号に基づいて、光偏向器１００を水平方向に揺動させるための水平駆動信号を生成して水平駆動部１１Ｈに供給する。
　制御部２００は、入力された画像信号の垂直同期信号に基づいて、光偏向器１００を垂直方向に揺動させるための垂直駆動信号を生成して垂直駆動部１１Ｖに供給する。駆動検出部１３によって水平偏向素子の揺動を検出することによって生成された駆動検出信号は、制御部２００に入力される。制御部２００は、例えばマイクロプロセッサまたはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成することができる。
　駆動部４０は、Ｒ光源駆動部４０ｒ，Ｇ光源駆動部４０ｇ，Ｂ光源駆動部４０ｂを有する。Ｒ光源駆動部４０ｒ，Ｇ光源駆動部４０ｇ，Ｂ光源駆動部４０ｂは、制御部２００による制御に基づいて、レーザ光発生部５０を駆動する。Ｒ光源駆動部４０ｒ，Ｇ光源駆動部４０ｇ，Ｂ光源駆動部４０ｂは、それぞれ、例えば定電流方式の駆動回路によって構成することができる。
　レーザ光発生部５０は、光源５１と、プリズム５２～５４と、ミラー５５と、レンズ５６とを有する。光源５１は、それぞれ半導体レーザよりなる、Ｒのレーザ光を射出するＲ光源５１ｒと、Ｇのレーザ光を射出するＧ光源５１ｇと、Ｂのレーザ光を射出するＢ光源５１ｂとよりなる。
　Ｒ光源駆動部４０ｒはＲ光源５１ｒを駆動し、Ｇ光源駆動部４０ｇはＧ光源５１ｇを駆動し、Ｂ光源駆動部４０ｂはＢ光源５１ｂを駆動する。駆動部４０は、光源５１に、後述する低輝度の画像を表示する場合を除き、パルス幅が一定で、表示する画像の輝度値（それぞれの画素値）に応じて駆動電流値が増減する駆動信号を供給して、Ｒ光源５１ｒ，Ｇ光源５１ｇ，Ｂ光源５１ｂそれぞれを駆動する。
　制御部２００は、光源５１にそれぞれの画素値に応じた駆動電流値を有する駆動信号を供給するよう、駆動部４０を制御する。
　プリズム５２は、Ｒ光源５１ｒより発せられたＲのレーザ光の光路を９０度折り曲げる。プリズム５３はＲのレーザ光とＧのレーザ光とを合成する。プリズム５４は、Ｒのレーザ光とＧのレーザ光との合成光とＢのレーザ光とを合成する。
　制御部２００は、入力された画像信号に応じた合成光がプリズム５４より出力されるよう、駆動部４０を制御する。ミラー５５は、プリズム５４より出力されたＲ，Ｇ，Ｂのレーザ光の合成光を反射する。レンズ５６は、ミラー５５からの合成光を集光してミラー１２へと入射させる。
　図１における駆動部４０とレーザ光発生部５０と制御部２００とは、本実施形態の光源駆動装置２５０を構成する。
　ミラー１２は、水平偏向素子によってレーザ光をスクリーン６０の水平方向に走査させるよう揺動され、垂直偏向素子によってレーザ光をスクリーン６０の垂直方向に走査させるよう揺動される。
　光偏向器１００によるレーザ光の水平方向及び垂直方向の走査によって、スクリーン６０には画像信号に基づく画像が表示される。
　図１における光偏向器１００と光源駆動装置２５０とは、本実施形態の画像表示装置を構成する。
　図３は、Ｒ光源５１ｒ，Ｇ光源５１ｇ，Ｂ光源５１ｂのうちのいずれかである半導体レーザが有するＩ－Ｌ特性を示している。図３に示すように、駆動電流値が閾値Ｉｔｈ以上になると、半導体レーザはレーザ光を射出する。駆動電流値とレーザ出力パワーとは全体的にはほぼリニアな関係を有する。
　図３において、ポイントｐ１はレーザ出力パワーが１ｍＷのポイントであり、ポイントｐ２はレーザ出力パワーが２ｍＷのポイントである。
　まず、仮にＩ－Ｌ特性が全体としてリニアな特性であるとする。図４の（ａ）に示すように、一点鎖線にて示す画像信号の輝度値が大きくなるに従って、レーザ出力パワーを増大させればよい。ここでは、説明を容易にするため、レーザ出力パワーとして、離散的な１，２，３，４，５，６，７，８（ｍＷ）のみを示している。
　１，２，３，４，５，６，７，８（ｍＷ）のレーザ出力パワーを得るための駆動電流値をＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６，Ｉ７，Ｉ８とする。図３によれば、例えば、駆動電流値Ｉ１は８５（ｍＡ）程度、駆動電流値Ｉ２は８７（ｍＡ）程度である。
　図３に示すように、閾値Ｉｔｈ付近の駆動電流値が小さい領域には、一点鎖線で囲んでいるように、キンク領域３０が存在する。キンク領域３０では、駆動電流値とレーザ出力パワーとの関係はリニアではない。Ｒ光源５１ｒ，Ｇ光源５１ｇ，Ｂ光源５１ｂそれぞれが有するＩ－Ｌ特性は同じではないため、キンク領域３０における特性は異なる。
　図３のキンク領域３０内に示す破線は、駆動電流値とレーザ出力パワーとの望ましいリニアな特性を示している。
　図３において、低輝度の画像（画素）を表示するために必要なレーザ出力パワーが例えば１ｍＷであったとする。キンク領域３０内が破線で示すようにリニアな特性であり、Ｒ光源５１ｒ，Ｇ光源５１ｇ，Ｂ光源５１ｂそれぞれが有するＩ－Ｌ特性におけるキンク領域３０内の特性が同じであれば、色ずれはほぼ発生しない。
　ところが実際には、キンク領域３０内の特性はリニアではなく、キンク領域３０内の特性はＲ光源５１ｒ，Ｇ光源５１ｇ，Ｂ光源５１ｂそれぞれで異なる。よって、色ずれが発生してしまう。
　そこで、本実施形態においては、駆動部４０は光源５１を次のように駆動する。駆動部４０は、所定の低輝度の画像を表示するためのレーザ出力パワーがキンク領域３０内のレーザ出力パワーであるときには、キンク領域３０内の駆動電流値ではなく、キンク領域３０外のより大きい駆動電流値で光源５１を駆動する。
　このとき、駆動部４０は、駆動電流値を増大させたことによってレーザ出力パワーが増大し、表示させようとする所定の低輝度よりも輝度値が大きくならないよう、パルスのデューティ比を小さくする。
　所定の低輝度の画像を表示するためのレーザ出力パワーがキンク領域３０内の１ｍＷである場合を例とする。図３に示すように、駆動部４０は、レーザ出力パワー１ｍＷを発生させる駆動電流値Ｉ１の代わりに、駆動電流値Ｉ１よりも大きく、キンク領域３０外の例えばポイントｐ２のレーザ出力パワー２ｍＷを発生させる駆動電流値Ｉ２を用いる。
　図４の（ｂ）に示すように、駆動部４０は、レーザ出力パワーを２倍にすることに伴ってレーザ光によって表現される輝度が高くならないよう、パルス幅を、キンク領域３０外の駆動電流値で光源５１を駆動するときの通常のパルス幅に対して１／２にする。
　駆動部４０は、デューティ比５０％を通常のパルスとすると、デューティ比２５％のパルスで光源５１を駆動する。
　駆動電流値Ｉ２（レーザ出力パワー２ｍＷ）でデューティ比２５％のパルスよりなる駆動信号を光源５１に供給したときにレーザ光によって表現される輝度を第１の輝度とする。駆動電流値Ｉ１（レーザ出力パワー１ｍＷ）でデューティ比５０％のパルスよりなる駆動信号を光源５１に供給したときにレーザ光によって表現される輝度を第２の輝度とする。第１の輝度と第２の輝度とはほぼ同じとなる。
　よって、本実施形態によれば、駆動部４０がレーザ出力パワーを増大させても輝度は高くならず、レーザ光によって表現しようとした所望の輝度で画像を表示させることができる。
　本実施形態によれば、キンク領域３０内のレーザ出力パワーを用いず、キンク領域３０外のレーザ出力パワーを用いることにより、色ずれの発生を抑えることができる。
　図５を用いて、複数の画素で構成される画像のうち、画素Ｐｘ１～Ｐｘ３を表示する場合を説明する。光偏向器１００によって水平方向及び垂直方向にレーザ光を走査してそれぞれの画素を表示させるとき、光源駆動装置２５０は、それぞれの画素の輝度を、画像信号を構成する画素信号の輝度値に応じて制御する。
　画素Ｐｘ１，Ｐｘ２は、本来であれば光源５１に駆動電流値Ｉ１を供給してレーザ出力パワー１ｍＷによって表現される低輝度の画素であるとする。画素Ｐｘ３は、光源５１に駆動電流値Ｉ２を供給してレーザ出力パワー２ｍＷによって表現される輝度の画素であるとする。
　図５に示すように、駆動部４０は、画素Ｐｘ１，Ｐｘ２においては破線にて示す駆動電流値Ｉ１でデューティ比５０％のパルスよりなる駆動信号ではなく、駆動電流値Ｉ２でデューティ比２５％のパルスよりなる駆動信号で光源５１を駆動する。
　駆動部４０は、画素Ｐｘ３においては、通常どおり、駆動電流値Ｉ２でデューティ比５０％のパルスよりなる駆動信号で光源５１を駆動する。
　以上の説明においては、低輝度の画素として、キンク領域３０内のポイントｐ１のレーザ出力パワーによって表現される輝度を例としている。キンク領域３０内のポイントｐ１以外のレーザ出力パワーによって輝度を表現する場合も同様である。
　制御部２００は、駆動部４０を次のように制御すればよい。図３に示すポイントｐｔｈを、所定のレーザ出力パワーである閾値とする。
　制御部２００は、光源５１が出力するレーザ光によって、閾値ｐｔｈを超える第１のレーザ出力パワーに対応した輝度を表現させる場合には、駆動部４０を次のように制御する。
　制御部２００は、光源５１が第１のレーザ出力パワーを有するレーザ光を射出するよう、光源５１に第１のレーザ出力パワーに対応した第１の駆動電流値で第１のデューティ比を有するパルスよりなる駆動信号を供給するよう駆動部４０を制御する。
　ここでの第１のレーザ出力パワーとは、閾値ｐｔｈより大きい任意のレーザ出力パワーである。第１のデューティ比は例えば５０％である。
　制御部２００は、光源５１が出力するレーザ光によって、閾値ｐｔｈ以下の第２のレーザ出力パワーに対応した輝度を表現させる場合には、駆動部４０を次のように制御する。
　制御部２００は、光源５１が第３のレーザ出力パワーを有するレーザ光を射出するよう、光源５１に第３のレーザ出力パワーに対応した第２の駆動電流値で、第２のデューティ比を有するパルスよりなる駆動信号を供給するよう駆動部４０を制御する。第３のレーザ出力パワーは、閾値ｐｔｈを超えるレーザ出力パワーである。
　このように、制御部２００は、光源５１が第２のレーザ出力パワーに代えて第３のレーザ出力パワーを射出するよう駆動部４０を制御する。第２のデューティ比は、第１のデューティ比より小さいデューティ比である。
　制御部２００は、第２のレーザ出力パワーをｎ倍して第３のレーザ出力パワーとするのがよい。制御部２００は、第１のデューティ比を１／ｎ倍して第２のデューティ比とするのがよい。ｎは１を超える数であり、整数とするのがよいが、整数でなくてもよい。
　制御部２００は、半導体レーザが有するＩ－Ｌ特性におけるキンク領域３０内の最大のレーザ出力パワー以上のレーザ出力パワーを閾値ｐｔｈとして設定すればよい。
　光源駆動装置２５０は、画像表示装置以外に用いられてもよい。光源駆動装置２５０が、光源５１が射出するレーザ光によって画像を表示させる画像表示装置に用いられる場合には、制御部２００は、駆動部４０を次のように制御すればよい。
　制御部２００は、画像を表示させるための画像信号の輝度値が大きくなるほど駆動部４０が光源５１に供給する駆動信号の駆動電流値を増大させるよう、駆動部４０を制御する。
　以上のようにして、源５１より発せられたレーザ光を水平方向及び垂直方向に偏向して画像を表示させる光偏向器１００と、光源駆動装置２５０とを備える本実施形態の画像表示装置は、低輝度の画像を表示する場合でも色ずれの発生を抑えることができる。
　本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。光偏向器１００はMEMS技術を用いて構成されることが好ましいが、それに限定されるものではない。光偏向器１００はレーザ光を水平方向及び垂直方向に偏向する機能を有すればよく、具体的な構成は特に限定されない。
　本発明は、半導体レーザを駆動する光源駆動装置、及び、光偏向器によってレーザ光を走査して画像を表示する画像表示装置に利用できる。

Claims (4)

  1. 　レーザ光を射出する半導体レーザよりなる光源と、
    　前記光源を、所定のデューティ比を有し、駆動電流値を増減させるパルスよりなる駆動信号によって駆動する駆動部と、
    　前記駆動部を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　前記光源が出力するレーザ光によって、所定のレーザ出力パワーである閾値を超える第１のレーザ出力パワーに対応した輝度を表現させる場合には、前記光源が前記第１のレーザ出力パワーを有するレーザ光を射出するよう、前記光源に第１のレーザ出力パワーに対応した第１の駆動電流値で第１のデューティ比を有するパルスよりなる駆動信号を供給するよう前記駆動部を制御し、
    　前記光源が出力するレーザ光によって、前記閾値以下の第２のレーザ出力パワーに対応した輝度を表現させる場合には、前記光源が前記第２のレーザ出力パワーに代えて前記閾値を超える第３のレーザ出力パワーを有するレーザ光を射出するよう、前記光源に前記第３のレーザ出力パワーに対応した第２の駆動電流値で、前記第１のデューティ比より小さい第２のデューティ比を有するパルスよりなる駆動信号を供給するよう前記駆動部を制御する
    　ことを特徴とする光源駆動装置。
  2. 　前記制御部は、
    　ｎは１を超える数として、前記第２のレーザ出力パワーをｎ倍して前記第３のレーザ出力パワーとし、
    　前記第１のデューティ比を１／ｎ倍して前記第２のデューティ比とする
    　ことを特徴とする請求項１記載の光源駆動装置。
  3. 　前記制御部は、前記半導体レーザが有するＩ－Ｌ特性におけるキンク領域内の最大のレーザ出力パワー以上のレーザ出力パワーを前記閾値として設定していることを特徴とする請求項１または２に記載の光源駆動装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の光源駆動装置と、
    　前記光源より発せられたレーザ光を水平方向及び垂直方向に偏向して画像を表示させる光偏向器と、
    　を備えることを特徴とする画像表示装置。
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