(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ光発生部と、
前記レーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に複数の画像形成要素からなる画像を投影する投影部と、
前記複数の画像形成要素のうち所定の位置に配置された所定位置画像形成要素に対して、レーザの発振初期において前記レーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含む第１レーザ光と、前記緩和振動の領域を含まない第２レーザ光とを、前記複数の画像形成要素からなる前記画像の所定のフレーム数毎に切り替えながら出力する制御を行う制御部とを備える、表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記所定位置画像形成要素に対して、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを、前記所定のフレーム数毎にランダムに切り替えながら出力する制御を行うように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記所定位置画像形成要素に対して、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを、前記所定のフレーム数毎に予め設定された所定の配置パターンに基づいて切り替えながら出力する制御を行うように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記所定の配置パターンは、前記所定のフレーム数の複数倍のフレーム数からなるフレーム期間の間に、前記第１レーザ光が前記複数の画像形成要素の各々に少なくとも１回出力されるように構成されている、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記所定の配置パターンを記憶する記憶部をさらに備える、請求項３または４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記所定のフレーム数は、１枚である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置に関し、特に、レーザ光を出力するレーザ光発生部を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を出力するレーザ光発生部を備える表示装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、レーザ光を出力するレーザ光源（レーザ光発生部）と、レーザ光が干渉することに起因して生じるスペックルノイズ（被投影部に現れる白い点状のむら）の発生を低減するためにレーザ光の位相を変換する液晶空間光変調器とを備えるレーザ刻印装置（表示装置）が開示されている。この特許文献１によるレーザ刻印装置では、レーザ光源がレーザ光を出力し続けるとともに、出力されたレーザ光を液晶空間光変調器に通過させることによりレーザ光の位相を変換することによって、スペックルノイズの発生を低減することが可能なように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４７５９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１によるレーザ刻印装置では、レーザ光源から出力されたレーザ光を液晶空間光変調器に通過させることによりレーザ光の位相を変換することによって、スペックルノイズの発生を低減するため、レーザ光の位相を変換するための専用の液晶空間光変調器が必要であり、レーザ刻印装置（表示装置）の構成が複雑化するという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、簡易な構成により、スペックルノイズの発生を低減することが可能な表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この発明の一の局面による表示装置は、レーザ光を出力するレーザ光発生部と、レーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に複数の画像形成要素からなる画像を投影する投影部と、複数の画像形成要素のうち所定の位置に配置された所定位置画像形成要素に対して、レーザの発振初期においてレーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含む第１レーザ光と、緩和振動の領域を含まない第２レーザ光とを、複数の画像形成要素からなる画像の所定のフレーム数毎に切り替えながら出力する制御を行う制御部とを備える。
【０００８】
この発明の一の局面による表示装置では、上記のように、複数の画像形成要素のうち所定の位置に配置された所定位置画像形成要素に対して、レーザの発振初期においてレーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含む第１レーザ光と、緩和振動の領域を含まない第２レーザ光とを、複数の画像形成要素からなる画像の所定のフレーム数毎に切り替えながら出力する制御を行う制御部を設ける。これにより、緩和振動の領域を含む安定した波長ではない第１レーザ光により、レーザ光の干渉が発生するのを抑制することができるので、効果的にスペックルノイズの発生を低減することができる。また、第１レーザ光の緩和振動の領域を用いてスペックルノイズの発生を低減することによって、レーザ光の位相を変換するための専用の液晶空間光変調器などを設ける構成とは異なり、制御部により緩和振動の領域を含む第１レーザ光を出力する制御を行うだけで、容易に、スペックルノイズの発生を低減することができるので、装置の構成が複雑化するのを抑制することができる。これらの結果、この表示装置では、簡易な構成により、スペックルノイズの発生を低減することができる。また、緩和振動の領域を含まない第２レーザ光を出力する制御を行うことによって、出力が不安定な第１レーザ光に加えて、出力が安定した第２レーザ光も合わせて出力されるので、出力が不安定な第１レーザ光のみを出力する場合に比べて、投影領域に投影される画像の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
上記一の局面による表示装置において、好ましくは、制御部は、所定位置画像形成要素に対して、第１レーザ光と第２レーザ光とを、所定のフレーム数毎にランダムに切り替えながら出力する制御を行うように構成されている。
【００１０】
上記一の局面による表示装置において、好ましくは、制御部は、所定位置画像形成要素に対して、第１レーザ光と第２レーザ光とを、所定のフレーム数毎に予め設定された所定の配置パターンに基づいて切り替えながら出力する制御を行うように構成されている。
【００１１】
上記第１レーザ光と第２レーザ光とを、所定の配置パターンに基づいて切り替える構成において、好ましくは、所定の配置パターンは、所定のフレーム数の複数倍のフレーム数からなるフレーム期間の間に、第１レーザ光が複数の画像形成要素の各々に少なくとも１回出力されるように構成されている。
【００１２】
上記第１レーザ光と第２レーザ光とを、所定の配置パターンに基づいて切り替える構成において、好ましくは、所定の配置パターンを記憶する記憶部をさらに備える。
【００１３】
上記一の局面による表示装置において、好ましくは、所定のフレーム数は、１枚である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による携帯型プロジェクタの使用状態を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態による携帯型プロジェクタの構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態による携帯型プロジェクタのレーザ制御部の構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態による携帯型プロジェクタの緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する際におけるレーザダイオードの電流と光出力との関係を示したタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による携帯型プロジェクタの緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する際におけるレーザダイオードの電流と光出力との関係を示したタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態による携帯型プロジェクタにおいてレーザ光が出力される画素の位置をランダムに変更する例を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態による携帯型プロジェクタのレーザ制御部の構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態による携帯型プロジェクタにおいてレーザ光が出力される画素の位置を配置パターンに対応して変更する例を説明するための模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態による携帯型プロジェクタにおいて配置パターンが選択される順序を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による携帯型プロジェクタのレーザ制御部の構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による携帯型プロジェクタのメモリの記憶量を削減する例を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による携帯型プロジェクタのレーザ制御部の構成を示したブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態による携帯型プロジェクタのスキャナミラーが駆動する範囲と駆動する角速度との関係を説明するための模式図である。
【図１４】本発明の第４実施形態による携帯型プロジェクタの緩和振動の領域を含むレーザ光の割合が走査方向で異なる場合の配置パターンを説明するための模式図である。
【図１５】本発明の第５実施形態による携帯型プロジェクタのレーザ制御部の構成を示したブロック図である。
【図１６】本発明の第５実施形態による携帯型プロジェクタにおいて、緩和振動の領域を含むレーザ光の出力を赤色ＬＤ、青色ＬＤおよび緑色ＬＤごとで異ならせる例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
まず、図１〜図６を参照して、第１実施形態による携帯型プロジェクタ１００の構成を説明する。なお、携帯型プロジェクタ１００は、本発明の「表示装置」の一例である。
【００１７】
本発明の第１実施形態による携帯型プロジェクタ１００は、図１に示すように、赤色、緑色および青色の３色のレーザ光（ＲＧＢレーザ光）をＸＹ平面からなる投影範囲２に投影するように構成されている。また、携帯型プロジェクタ１００は、ＲＧＢレーザ光が走査されることによって、投影範囲２に複数の画素（画像形成要素）からなる映像（画像）を投影可能なように構成されている。また、携帯型プロジェクタ１００は、映像入力インターフェース１０（図２参照）を介して、パーソナルコンピュータ３と接続されることにより、パーソナルコンピュータ３から入力される映像を投影範囲（スクリーン）２に投影するように構成されている。また、携帯型プロジェクタ１００は、ユーザ４が携帯した状態で使用することが可能なように構成されている。
【００１８】
次に、携帯型プロジェクタ１００の構成について説明する。携帯型プロジェクタ１００は、図２に示すように、映像処理部１１と、赤色のレーザ光を出力可能な赤色レーザダイオード（赤色ＬＤ）１２と、青色のレーザ光を出力可能な青色レーザダイオード（青色ＬＤ）１３と、緑色のレーザ光を出力可能な緑色レーザダイオード（緑色ＬＤ）１４と、レーザ制御部１５と、レーザドライバ１６とを備えている。なお、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４は、「レーザ光発生部」の一例であるとともに、それぞれ、本発明の「赤色レーザ光発生部」、「青色レーザ光発生部」および「緑色レーザ光発生部」の一例である。また、レーザ制御部１５およびレーザドライバ１６は、本発明の「制御部」の一例である。また、携帯型プロジェクタ１００は、１つのスキャナミラー１７と、スキャナミラー制御部１８と、スキャナミラー１７を駆動するスキャナミラードライバ１９と、ＲＧＢレーザ光の有する階調を検出する光検出器２０とをさらに備えている。また、携帯型プロジェクタ１００の光学系としては、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３、緑色ＬＤ１４、スキャナミラー１７および光検出器２０の他に、２つのハーフミラー２１および２２と、レンズ２３とが設けられている。これら携帯型プロジェクタ１００の構成要素は、プロジェクタ本体（筐体）１（図１参照）に収容されている。
【００１９】
映像処理部１１は、パーソナルコンピュータ３（図１参照）から入力された映像信号に基づいて、所定の時間間隔でビデオ信号データをレーザ制御部１５に送信するように構成されている。これにより、レーザ制御部１５は、ある所定の走査位置における画素（画像形成要素）情報を認識することが可能となる。
【００２０】
ここで、第１実施形態では、レーザ制御部１５は、映像処理部１１により認識された画素情報に基づいて投影範囲２に複数の画素からなる映像を投影するために、レーザドライバ１６を制御するように構成されている。また、レーザ制御部１５は、安定した波長のレーザ光の干渉に起因して、投影範囲２に投影される映像に発生するスペックルノイズを低減するための処理を行うように構成されている。また、レーザ制御部１５は、後述する緩和振動の領域を含む（スペックルノイズを低減するように駆動する領域を含む）レーザ光（図４参照）、および、緩和振動の領域を含まない（通常の駆動領域のみを含む）レーザ光（図５参照）が出力される所定の画素からなる映像の１フレーム毎に、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される位置、および、緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される位置をランダムに選択して変更するように構成されている。
【００２１】
具体的には、レーザ制御部１５は、図３に示すように、ランダムパターン生成回路としてのスペックルノイズ低減画素選択回路１５ａと、レーザ駆動電流生成回路１５ｂとを含んでいる。スペックルノイズ低減画素選択回路１５ａは、緩和振動の領域を含むレーザ光（図４参照）、または、緩和振動の領域を含まないレーザ光（図５参照）のいずれかを映像中の所定の画素に対して選択的に出力する機能を有する。また、スペックルノイズ低減画素選択回路１５ａは、図６に示すように、１フレームの全画素のうち約３３％の画素をランダムに選択して選択した画素に対して緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する制御を行うように構成されている。
【００２２】
すなわち、第１実施形態では、レーザ制御部１５は、１フレーム毎にスペックルノイズの低減を行う画素として約３３％（１／３）の画素が選択されるようにランダムパターンを生成するとともに、その生成されたランダムパターンに基づいて、スペックルノイズの低減を行う画素が選択されて、その選択された画素に対して緩和振動の領域を含むレーザ光が出力されるように構成されている。これにより、１フレーム毎にスペックルノイズの低減を行う画素が変更される。この場合、複数フレームからなる長いフレーム期間においてスペックルノイズの発生が抑制される領域を分散（平均化）することが可能となる。なお、生成されるランダムパターンは、フレーム毎に関連がなく、フレーム間で緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する画素の位置が重なる場合がある。また、緩和振動の領域を含むレーザ光は、本発明の「第１レーザ光」の一例であり、緩和振動の領域を含まないレーザ光は、本発明の「第２レーザ光」の一例である。また、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する画素は、本発明の「第１画像形成要素」の一例であり、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素は、本発明の「第２画像形成要素」の一例である。また、１フレームは、本発明の「所定のフレーム数」の一例である。
【００２３】
上記のようにスペックルノイズ低減画素選択回路１５ａを構成することによって、レーザ駆動電流生成回路１５ｂは、スペックルノイズ低減画素選択回路１５ａから出力された信号を受信するとともに、受信した信号に応じてレーザドライバ１６に緩和振動の領域を含むレーザ光または緩和振動の領域を含まないレーザ光のレーザ駆動電流波形を出力することが可能となる。また、レーザドライバ１６は、上述したレーザ制御部１５による制御に基づいて、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４を駆動するように構成されている。具体的には、レーザドライバ１６は、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する場合には、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４に対して発振しきい値電流Ｉｔｈ（図４参照）以上の大きさの電流を供給する制御、および、発振しきい値電流Ｉｔｈ未満の大きさに電流を下げる制御を繰り返し行うように構成されている。また、レーザドライバ１６は、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する場合には、１つの画素につき１回発振しきい値電流Ｉｔｈ未満の大きさに電流を下げる制御を行うことにより、レーザ光の出力を停止するように構成されている。また、レーザドライバ１６は、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する場合には、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４に対して発振しきい値電流Ｉｔｈ（図５参照）以上の大きさの電流を供給し続ける制御を行うように構成されている。
【００２４】
また、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４は、それぞれ、図４および図５に示すように、一般的なレーザダイオードの性質を有する。つまり、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４は、それぞれ、供給される電流が一定値（発振しきい値電流Ｉｔｈ）以上である場合には、誘導放出による発光が行われる。これにより、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４に対して発振しきい値電流Ｉｔｈ以上の電流が供給された場合には、レーザ光を出力することが可能となる。また、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４に対して発振しきい値電流Ｉｔｈ未満の電流が供給された場合には、レーザ光の出力を停止することが可能となる。また、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４は、それぞれ、供給される電流値が大きくなるのに従って、輝度の大きいレーザ光が出力されるように構成されている。
【００２５】
ここで、第１実施形態では、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４から出力されるレーザ光は、図４に示すように、レーザの発振初期において、レーザ光出力の形状が波形形状になる振動現象を示す。この波形形状は、レーザ光を出力する時間が経過するのに従って徐々に減衰する形状を示し、このレーザの発振初期におけるレーザ光が不安定になる振動現象は、緩和振動と呼ばれている。この緩和振動は、所定の期間（約３ｎｓｅｃ）が経過すると一定の出力に収束する。また、緩和振動の領域は、レーザ光出力の形状が波形形状であることから、他のレーザ光との干渉を緩和することができ、その結果、スペックルノイズ（被投影部に現れる白い点状のむら）の発生を抑制することが可能である。したがって、第１実施形態の携帯型プロジェクタ１００では、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力することにより、スペックルノイズの発生を低減するように構成されている。なお、第１実施形態では、緩和振動後のレーザ光の出力が安定した期間は、緩和振動の所定の期間よりも長くなるように設定されている。
【００２６】
１つのスキャナミラー１７は、スキャナミラードライバ１９によりＸ軸およびＹ軸回りに駆動され、所定の振れ角で振動可能な小型の振動ミラー素子である。これにより、Ｘ方向およびＹ方向に走査可能である。また、スキャナミラー制御部１８は、映像処理部１１において認識されたある所定の走査位置における画素情報に基づいて、スキャナミラードライバ１９を制御するように構成されている。つまり、スキャナミラー１７は、スキャナミラー制御部１８による制御に基づいて、投影範囲２全体にわたってジグザグに（Ｙ方向に高さ位置をずらしながらＸ方向に（図１参照））ＲＧＢレーザ光を走査するように振動させられるように構成されている。なお、スキャナミラー１７は、本発明の「投影部」の一例である。
【００２７】
また、光検出器２０は、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４からレーザ光を検出可能に配置されている。また、光検出器２０は、レーザ制御部１５と接続されており、検出されたレーザ光の階調をレーザ制御部１５に出力するように構成されている。また、レーザ制御部１５は、光検出器２０から入力された階調に基づいて、走査位置における画素情報と比較して正しい階調か否かを判断するとともに、正しい階調でない場合には、正しい階調になるように赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４の出力（輝度）を調整するように構成されている。
【００２８】
次に、携帯型プロジェクタ１００の光学系の構成について説明する。図２に示すように、ハーフミラー２１は、青色のレーザ光と緑色のレーザ光とが直角に交差する位置に配置されている。このハーフミラー２１は、青色のレーザ光を透過するとともに、緑色のレーザ光を反射するように構成されている。また、ハーフミラー２２は、ハーフミラー２１を通過した青色のレーザ光および緑色のレーザ光と赤色のレーザ光とが直角に交差する位置に配置されている。ハーフミラー２２は、青色のレーザ光および緑色のレーザ光の一部を光検出器２０側に反射させるとともに、青色のレーザ光および緑色のレーザ光の一部以外の残りをレンズ２３側に透過させるように構成されている。また、ハーフミラー２２は、赤色のレーザ光の一部を光検出器２０側に透過させるとともに、赤色のレーザ光の一部以外の残りをレンズ２３側に反射させるように構成されている。また、レンズ２３は、赤色のレーザ光、青色のレーザ光および緑色のレーザ光の光軸を揃えて所定の階調を有するＲＧＢレーザ光にする機能を有する。また、レンズ２３において光軸が揃えられたＲＧＢレーザ光は、スキャナミラー１７により反射されることによって投影範囲２に向けて走査されるように構成されている。
【００２９】
第１実施形態では、上記のように、複数の画像形成要素（画素）のうち一部の画素に対して、レーザの発振初期においてレーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する制御を行うことによって、緩和振動の領域を含む安定した波長ではないレーザ光により、レーザ光の干渉が発生するのを抑制することができるので、効果的にスペックルノイズの発生を低減することができる。また、緩和振動の領域を含むレーザ光の緩和振動の領域を用いてスペックルノイズの発生を低減することによって、レーザ光の位相を変換するための専用の液晶空間光変調器などを設ける構成とは異なり、レーザ制御部１５およびレーザドライバ１６により緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する制御を行うだけで、容易に、スペックルノイズの発生を低減することができるので、装置の構成が複雑化するのを抑制することができる。これらの結果、この携帯型プロジェクタ１００では、簡易な構成により、スペックルノイズの発生を低減することができる。また、複数の画像形成要素（画素）のうち一部の画素に対して、レーザの発振初期においてレーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含むレーザ光を出力するとともに、複数の画像形成要素（画素）のうち一部の画素以外の画素に対して、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する制御を行うことによって、出力が不安定な緩和振動の領域を含むレーザ光に加えて、出力が安定した緩和振動の領域を含まないレーザ光も合わせて出力されるので、出力が不安定な緩和振動の領域を含むレーザ光のみを出力する場合に比べて、投影領域に投影される画像の輝度が低下するのを抑制することができる。
【００３０】
また、第１実施形態では、上記のように、複数の画素からなる画像の１フレーム毎に、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置を変更することによって、フレームが切り替わることによって、スペックルノイズの発生が抑制される領域が画像全体にわたって分散（平均化）されるので、画像全体で効果的にスペックルノイズの発生を低減することができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、上記のように、複数の画素からなる画像の１フレーム毎に、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置をランダムに選択することにより画像の１フレーム毎に、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置を変更することによって、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置をランダムに選択して変更することにより、容易に、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の位置と緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置とが同一の位置で固定されるのを抑制することができる。また、画像の１フレーム毎に、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置をランダムに選択して変更することによって、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置の配置パターンを記憶するためのメモリなどを設ける必要がない。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、図７〜図９を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態による携帯型プロジェクタでは、１フレーム毎に、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置をランダムに選択して変更する上記第１実施形態と異なり、予め設定された画素の配置パターンに基づいて、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置を変更する例について説明する。
【００３３】
第２実施形態では、レーザ制御部１１５は、図７に示すように、配置パターン生成回路１１５ａと、配置パターン生成回路１１５ａにより生成された配置パターン（パターン１、２および３）を記憶するメモリ１１５ｂと、メモリ１１５ｂから配置パターンを選択するパターン選択回路１１５ｃとを含んでいる。このレーザ制御部１１５は、予め設定された緩和振動の領域を含む（スペックルノイズを低減するように駆動する領域を含む）レーザ光、および、緩和振動の領域を含まない（通常の駆動領域のみを含む）レーザ光を出力する画素の配置パターンに基づいて、映像の１フレーム毎に、予め設定された緩和振動の領域を含むレーザ光、および、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素の位置を変更するように構成されている。なお、メモリ１１５ｂは、本発明の「記憶部」の一例である。
【００３４】
配置パターン生成回路１１５ａは、緩和振動の領域を含むレーザ光、および、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素の配置パターン（図８参照）を生成する機能を有する。また、配置パターン生成回路１１５ａは、図８に示すように、緩和振動の領域を含むレーザ光を、映像の１フレームにつき略均一に約３３％（１／３）の割合で出力させる制御を行うように構成されている。また、配置パターン生成回路１１５ａは、３（ｎ＝３）フレーム分の配置パターンを生成するように構成されている。このように、１フレーム当りに緩和振動の領域を含むレーザ光が約３３％（１／ｎ＝１／３）の割合で含まれる配置パターンを生成するように設定されている場合には、１フレームの３（ｎ＝３）倍のフレーム数からなるフレーム期間の間に、緩和振動の領域を含むレーザ光が全ての画素において１回出力される。第２実施形態の場合、配置パターンは、画像中の全ての画素において、必ず１回は緩和振動の領域を含むレーザ光が出力されるように構成されている。なお、緩和振動の領域を含むレーザ光は、本発明の「第１レーザ光」の一例であり、緩和振動の領域を含まないレーザ光は、本発明の「第２レーザ光」の一例である。また、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する画素は、本発明の「第１画像形成要素」の一例であり、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素は、本発明の「第２画像形成要素」の一例である。また、１フレームは、本発明の「所定のフレーム」の一例である。
【００３５】
また、第２実施形態では、メモリ１１５ｂは、配置パターン生成回路１１５ａにより生成された配置パターンを記憶する機能を有する。また、パターン選択回路１１５ｃは、図９に示すように、メモリ１１５ｂから配置パターンをパターン１、パターン２およびパターン３の順番で選択する機能を有する。そして、レーザ制御部１１５は、図７に示すように、映像処理部１１から出力された映像データとパターン選択回路１１５ｃにより選択された配置パターンとに基づくレーザ駆動電流波形をレーザドライバ１６に出力する制御を行うように構成されている。
【００３６】
第２実施形態では、上記のように、複数の画像形成要素（画素）のうち一部の画素に対して、レーザの発振初期においてレーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する制御を行うことによって、第１実施形態と同様に、簡易な構成により、スペックルノイズの発生を低減することができるとともに、投影領域に投影される画像の輝度が低下するのを抑制することができる。
【００３７】
また、第２実施形態では、上記のように、予め設定された配置パターンに基づいて、複数の画素からなる画像（映像）の１フレーム毎に、１フレームの映像における緩和振動の領域を含むレーザ光および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置を変更することによって、緩和振動の領域を含むレーザ光および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置が画像全体にわたって満遍なく移動されるように配置パターンを予め設定することによって、画像全体にわたって満遍なくスペックルノイズの発生を抑制することができるので、画像全体でより効果的にスペックルノイズの発生を低減することができる。
【００３８】
また、第２実施形態では、上記のように、配置パターンにおける１フレーム当りの緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合が１／３である場合に、フレーム期間は、１フレームの３倍の数のフレーム（３フレーム）からなるように構成することによって、１フレームの３倍の数のフレーム（３フレーム）からなるフレーム期間内に全ての画素に１回（１／３×３＝１）は緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素が割り当てられる計算になるので、全ての画素の位置でスペックルノイズの発生を低減することができる。
【００３９】
また、第２実施形態では、上記のように、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の配置パターンを記憶するメモリ１１５ｂを設けることによって、メモリ１１５ｂに記憶された緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の配置パターンに基づいて、容易に、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の位置を予め設定された配置パターンに配置することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、図１０および図１１を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態による携帯型プロジェクタでは、映像の１フレーム全体についての緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の配置パターンを生成する上記第２実施形態と異なり、１フレームを複数に分割した画素数分の配置パターンを生成するとともに、１フレームを複数に分割した画素数分の配置パターンを繋ぎ合わせることにより、１フレーム分の緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の配置パターンを生成する例について説明する。
【００４１】
第３実施形態では、レーザ制御部２１５は、図１０に示すように、配置パターン生成回路２１５ａと、配置パターン生成回路２１５ａにより生成された配置パターン（Ａ、ＢおよびＣパターン（図１１参照））を記憶するメモリ２１５ｂと、メモリ２１５ｂから配置パターンを選択するパターン選択回路２１５ｃとを含んでいる。このレーザ制御部２１５は、予め設定された緩和振動の領域を含む（スペックルノイズを低減するように駆動する領域を含む）レーザ光、および、緩和振動の領域を含まない（通常の駆動領域のみを含む）レーザ光を出力する画素の配置パターンに基づいて、映像の１フレーム毎に、予め設定された緩和振動の領域を含むレーザ光、および、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素の位置を変更するように構成されている。なお、メモリ２１５ｂは、本発明の「記憶部」の一例である。
【００４２】
配置パターン生成回路２１５ａは、緩和振動の領域を含むレーザ光、および、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素の配置パターン（図１１参照）を生成する機能を有する。また、配置パターン生成回路２１５ａは、図１１に示すように、１フレームのうちの１／４フレームにつき、緩和振動の領域を含むレーザ光を約３３％の割合で出力させるパターンを生成するように構成されている。そして、レーザ制御部２１５は、１／４フレーム単位で生成した配置パターン（たとえば、配置パターンＡ）を４枚繋ぎ合わせることにより、１フレーム分の緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の配置パターンを生成するように構成されている。これにより、生成するパターンの量が１／４になるので、メモリの使用量を削減することが可能となる。
【００４３】
また、レーザ制御部２１５は、緩和振動の領域を含むレーザ光が約３３％（１／ｎ＝１／３）の割合で含まれる配置パターンを生成するように設定されている場合には、配置パターンＡを４枚繋ぎ合わせた配置パターンの他に、配置パターンＢを４枚繋ぎ合わせた配置パターンおよび配置パターンＣを４枚繋ぎ合わせた配置パターンの３（ｎ＝３）フレーム分の配置パターンを生成するように構成されている。この配置パターンでは、３フレームからなるフレーム期間の間に、緩和振動の領域を含むレーザ光が全ての画素において１回出力される。なお、緩和振動の領域を含むレーザ光は、本発明の「第１レーザ光」の一例であり、緩和振動の領域を含まないレーザ光は、本発明の「第２レーザ光」の一例である。また、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する画素は、本発明の「第１画像形成要素」の一例であり、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素は、本発明の「第２画像形成要素」の一例である。
【００４４】
また、第３実施形態では、メモリ２１５ｂは、配置パターン生成回路２１５ａにより生成された配置パターンを記憶する機能を有する。また、パターン選択回路２１５ｃは、図１１に示すように、メモリ２１５ｂから配置パターンをＡパターン、ＢパターンおよびＣパターンの順番で選択する機能を有する。そして、レーザ制御部２１５は、図１０に示すように、映像データと、パターン選択回路２１５ｃにより選択された配置パターン（Ａパターン、ＢパターンおよびＣパターンのいずれか）が４枚繋ぎ合わされた配置パターンとに基づくレーザ駆動電流波形をレーザドライバ１６に出力する制御を行うように構成されている。
【００４５】
第３実施形態では、上記のように、複数の画像形成要素（画素）のうち一部の画素に対して、レーザの発振初期においてレーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する制御を行うことによって、第１実施形態および第２実施形態と同様に、簡易な構成により、スペックルノイズの発生を低減することができるとともに、投影領域に投影される画像の輝度が低下するのを抑制することができる。
【００４６】
また、第３実施形態では、上記のように、１フレームのうちの１／４フレームにつき、緩和振動の領域を含むレーザ光を約３３％の割合で出力させるパターンを生成するとともに、１／４フレーム単位で生成した配置パターンを４枚繋ぎ合わせることにより、１フレーム分の緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の配置パターンを生成することによって、生成する画素の配置パターンのデータ量が１フレーム全体分を生成する場合と比べて、１／４のサイズにすることができるので、メモリの使用量を低減することができる。
【００４７】
（第４実施形態）
次に、図１、図２および図１２〜図１４を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態による携帯型プロジェクタでは、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の配置パターンを、映像の１フレームについて略均一に生成する第２実施形態と異なり、映像の走査方向の中心側部分よりも走査方向の両端側部分の方が、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素が配置される割合が高くなるように配置パターンを生成する例について説明する。
【００４８】
第４実施形態では、レーザ制御部３１５は、図１２に示すように、配置パターン生成回路３１５ａと、配置パターン生成回路３１５ａにより生成された配置パターンを記憶するメモリ３１５ｂと、メモリ３１５ｂから配置パターンを選択するパターン選択回路３１５ｃとを含んでいる。このレーザ制御部３１５は、予め設定された緩和振動の領域を含む（スペックルノイズを低減するように駆動する領域を含む）レーザ光、および、緩和振動の領域を含まない（通常の駆動領域のみを含む）レーザ光を出力する画素の配置パターンに基づいて、映像の１フレーム毎に、予め設定された緩和振動の領域を含むレーザ光、および、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素の位置を変更するように構成されている。なお、メモリ３１５ｂは、本発明の「記憶部」の一例である。
【００４９】
また、第４実施形態では、図１３に示すように、スキャナミラー１７（図２参照）は、ＲＧＢレーザ光を走査する速度を変化させながら複数の画素（画像形成要素）からなる映像（画像）を投影するように構成されている。具体的には、スキャナミラー１７が投影範囲２の水平方向（Ｘ方向（図１参照））に振動される角速度は、投影範囲２の水平方向（Ｘ方向）の中心部分近傍Ａで最も大きくなるとともに、投影範囲２の水平方向（Ｘ方向）の両端部近傍Ｂで最も小さくなるように構成されている。つまり、スキャナミラー１７が投影範囲２の水平方向（Ｘ方向（図１参照））に振動させられる場合に、投影範囲２の水平方向（Ｘ方向）の中心部分近傍Ａにおける走査速度は、投影範囲２の水平方向（Ｘ方向）の両端部近傍Ｂにおける走査速度よりも大きくなるように構成されている。
【００５０】
また、図１２に示すように、配置パターン生成回路３１５ａは、緩和振動の領域を含むレーザ光、および、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素の配置パターン（図１４参照）を生成する機能を有する。また、配置パターン生成回路３１５ａは、図１４に示すように、フレームを走査方向に３分割した中心部分の画素に対して、緩和振動の領域を含むレーザ光を約３３％（１／３）の割合で出力させる制御を行うように構成されている。また、配置パターン生成回路３１５ａは、フレームを走査方向に３分割した両端部分の画素に対して、緩和振動の領域を含むレーザ光を５０％（１／２）の割合で出力させる制御を行うように構成されている。なお、緩和振動の領域を含むレーザ光は、本発明の「第１レーザ光」の一例であり、緩和振動の領域を含まないレーザ光は、本発明の「第２レーザ光」の一例である。また、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する画素は、本発明の「第１画像形成要素」の一例であり、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する画素は、本発明の「第２画像形成要素」の一例である。
【００５１】
第４実施形態では、上記のように、複数の画像形成要素（画素）のうち一部の画素に対して、レーザの発振初期においてレーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する制御を行うことによって、第１〜第３実施形態と同様に、簡易な構成により、スペックルノイズの発生を低減することができるとともに、投影領域に投影される画像の輝度が低下するのを抑制することができる。
【００５２】
また、第４実施形態では、上記のように、緩和振動の領域を含むレーザ光および緩和振動の領域を含まないレーザ光が出力される画素の配置パターンを、映像の走査方向の中心側部分よりも走査方向の両端側部分の方が、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素が配置される割合が高くなるように構成する。ここで、走査方向の中心側部分よりも走査方向の両端側部分の方が走査速度が小さい分、走査方向の両端側部分に出力されるレーザ光の量は、走査方向の中心側部と比べて多い。この場合に、走査方向の両端側部分で緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素が配置される割合が高くなるように構成すれば、走査方向の両端側部分で十分にスペックルノイズの発生を低減しながら十分な輝度を確保することができる。
【００５３】
（第５実施形態）
次に、図２、図４、図５、図１５および図１６を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態による携帯型プロジェクタでは、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する際には、レーザ光の色に関わらず、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４の全てで緩和振動の領域を含むようにレーザ光を出力する第１実施形態と異なり、緩和振動の領域を含むレーザ光をレーザ光の色ごとに対応して出力する例について説明する。
【００５４】
第５実施形態では、レーザ制御部４１５は、図１５に示すように、スペックルノイズ低減画素選択回路４１５ａと、レーザ駆動電流生成回路４１５ｂとを含んでいる。スペックルノイズ低減画素選択回路４１５ａは、緩和振動の領域を含むレーザ光、または、緩和振動の領域を含まないレーザ光のいずれかを映像中の所定の画素に対して出力する選択を行う機能を有する。また、スペックルノイズ低減画素選択回路４１５ａは、図１６に示すように、映像データに対応して、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４ごとに緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する制御を行うように構成されている。
【００５５】
緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する割合は、最もスペックルノイズの発生が生じやすい緑色ＬＤ１４、２番目にスペックルノイズの発生が生じやすい赤色ＬＤ１２および最もスペックルノイズの発生が生じにくい青色ＬＤ１３の順番に高い。すなわち、第５実施形態では、緑色ＬＤ１４の緩和振動の領域を含むレーザ光は、５０％〜１００％の割合の範囲で出力されるように構成されている。また、赤色ＬＤ１２の緩和振動の領域を含むレーザ光は、３０％〜８０％の割合の範囲で出力されるように構成されている。また、青色ＬＤ１３の緩和振動の領域を含むレーザ光は、０％〜５０％の割合の範囲で出力されるように構成されている。
【００５６】
また、第５実施形態では、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する場合には、緑色ＬＤ１４、赤色ＬＤ１２および青色ＬＤ１３は、それぞれ、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する場合と比べて出力が大きくなるように出力される。具体的には、図４の出力電流と時間とに囲まれた面積Ｓ１（図４の斜線部）が図５の出力電流と時間とに囲まれた面積Ｓ２（図５の斜線部）と同じ面積になるように、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する電流は、大きくなるように調整される。これにより、緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する場合にも、緩和振動の領域を含まないレーザ光を出力する場合と比べても、十分な光量を確保することが可能となる。
【００５７】
第５実施形態では、上記のように、複数の画像形成要素（画素）のうち一部の画素に対して、レーザの発振初期においてレーザ光の出力が不安定になる緩和振動の領域を含むレーザ光を出力する制御を行うことによって、第１〜第４実施形態と同様に、簡易な構成により、スペックルノイズの発生を低減することができるとともに、投影領域に投影される画像の輝度が低下するのを抑制することができる。
【００５８】
また、第５実施形態では、上記のように、レーザ制御部４１５を、青色ＬＤ１３、赤色ＬＤ１２および緑色ＬＤ１４の順に、緩和振動の領域を含むレーザ光に対応する画素の割合を大きくする制御を行うように構成することによって、スペックルノイズが発生しにくい青色ＬＤ１３では、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合を小さくする一方で、スペックルノイズが発生しやすい緑色ＬＤ１４では、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合を大きくすることができるので、レーザの色に応じて効果的にスペックルノイズの発生を低減することができる。
【００５９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６０】
たとえば、上記第１〜第５実施形態では、本発明の表示装置の一例としての携帯型プロジェクタに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。レーザ光を出力する表示装置であれば、たとえば、据え置き型のレーザプロジェクタなどの表示装置にも本発明を適用可能である。
【００６１】
また、上記第１〜第５実施形態では、１フレーム毎に画素の位置を変更する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、複数フレーム毎に画素の位置を変更するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記第１〜第４実施形態では、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合を約３３％（１／３）に設定する例について示したが、本発明はこれに限られない。緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合が０％より大きく、かつ、１００％よりも小さければ、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合をいずれの割合に設定してもよい。
【００６３】
また、上記第２〜第４実施形態では、緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合を約３３％（１／３）に設定するとともに、３種類のパターンを生成した例について示したが、本発明はこれに限られない。緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合が１／ｎである場合にｎ種類のパターンを生成するのであれば、ｎがｎ＝３以外の値であってもよい。
【００６４】
また、上記第３実施形態では、１フレームのうちの１／４フレームについて配置パターンを生成した例を示したが、本発明はこれに限られない。１フレームを分割して配置パターンを生成するのであれば、１／４フレーム単位で配置パターンを生成しなくてもよい。
【００６５】
また、上記第５実施形態では、１フレームを走査方向に３分割して緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合を分割した領域ごとに異ならせる例について示したが、本発明はこれに限られない。１フレームを走査方向に４分割以上に分割して緩和振動の領域を含むレーザ光が出力される画素の割合を分割した領域ごとに異ならせるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記第１〜第５実施形態では、投影部として振動可能な小型の振動ミラー素子であるスキャナミラーを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。レーザ光を走査可能なものであれば、ミラー素子以外の部材を用いてもよい。
【００６７】
また、上記第１〜第５実施形態では、レーザ光発生部として赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４を用いることによって、ＲＧＢレーザ光を投影領域２に投影した例を示したが、本発明はこれに限らず、レーザ光発生部を、１つのＬＤ（レーザダイオード）からＲＧＢレーザ光を発生させるように構成してもよい。また、レーザ光発生部を、単色のレーザ光のみを発生させるように構成してもよいし、２色または４色以上のレーザ光を発生させるように構成してもよい。
【００６８】
また、上記第１〜第５実施形態では、赤色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３および緑色ＬＤ１４を１つずつ設けることによりＲＧＢレーザ光を出力した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、赤色ＬＤ、青色ＬＤおよび緑色ＬＤのうち少なくともいずれかの色のＬＤを複数設けることにより、ＲＧＢレーザ光を出力しても良い。たとえば、緑色ＬＤのみを２つ設けることにより、ＲＧＧＢレーザ光としてレーザ光を出力するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記第１〜第５実施形態では、１つのスキャナミラー１７をＸ軸およびＹ軸回りに駆動することにより、１つのスキャナミラー１７のみでレーザ光をＸ軸およびＹ軸回りに駆動することによりＸ方向およびＹ方向に走査する例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｙ軸回りに駆動することによりレーザ光をＸ方向に走査するＹ軸駆動ミラーと、Ｘ軸回りに駆動することによりレーザ光をＹ方向に走査するＸ軸駆動ミラーとの２つのミラーを設けることにより、レーザ光をＸ方向およびＹ方向に走査するようにしてもよい。
【００７０】
また、上記第１〜第５実施形態では、映像入力インターフェースを介してパーソナルコンピュータから入力された映像を投影領域に投影する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、メモリーカードに記憶された映像データをカードスロットを介して入力するとともに入力された映像を投影領域に投影するなど、外部機器からの信号入力以外の方法により映像を入力するとともに、入力された映像を投影領域に投影するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１２  赤色ＬＤ（レーザ光発生部、赤色レーザ光発生部）
１３  青色ＬＤ（レーザ光発生部、青色レーザ光発生部）
１４  緑色ＬＤ（レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部）
１５、１１５、２１５、３１５、４１５  レーザ制御部（制御部）
１６  レーザドライバ（制御部）
１７  スキャナミラー（投影部）
１００  携帯型プロジェクタ（表示装置）
１１５ｂ、２１５ｂ、３１５ｂ  メモリ（記憶部）
【図１】
0005854120.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005854120.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005854120.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005854120.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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