レーザ光源装置およびその駆動方法
【構成】ＡＰＣ回路からの直流電流に、周波数２００ＭＨｚの正弦波電流を重畳させた駆動電流をレーザダイオードに１ｍｓｅｃ間与えて発振させ、次に周波数３００ＭＨｚの正弦波電流を重畳させた駆動電流を１ｍｓｅｃ間与えて発振させ、さらに周波数４００ＭＨｚの正弦波電流を重畳させた駆動電流を１ｍｓｅｃ間与えて発振させる。その後、再び周波数２００ＭＨｚの正弦波電流を重畳させた駆動電流を１ｍｓｅｃ間与えて発振させる。このように、１ｍｓｅｃが経過するごとに、ＡＰＣ回路からの直流電流に周波数２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、４００ＭＨｚの正弦波電流を重畳した駆動電流をレーザダイオードに繰り返し循環して与えて、レーザダイオードを発振させる。
【効果】正弦波電流の周波数を変化させると、それに応じてレーザ光の縦モード波形が変化するので、スペックルノイズを時間的に平均化されて視覚的に認識できない程度まで低減することができる。
【効果】正弦波電流の周波数を変化させると、それに応じてレーザ光の縦モード波形が変化するので、スペックルノイズを時間的に平均化されて視覚的に認識できない程度まで低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ光源装置およびその駆動方法に関し、特にレーザダイオードの駆動電流に高周波電流を重畳させてスペックルノイズを低減する、レーザ光源装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザディスプレイ装置の光源として、自然な色再現を可能とする広い色温度範囲を有し、また高出力であるために高輝度化が可能という優れた特長を備えたレーザダイオードが用いられる。
【０００３】
このレーザダイオードから出射されるレーザ光は、時間的にも空間的にも位相が揃ったコヒーレントな光であるが、スクリーンで反射されると、その表面の凹凸によって散乱されて互いに位相の異なるレーザ光となる。このレーザ光が視聴者の眼に入ると、その網膜上で干渉するので、視聴者にはコントラストの高い斑点状の模様が映像とともに見える。この模様はスペックルノイズと言われ、視聴者が同じ位置から映像を見ていると、スペックルノイズもスクリーン上の同じ位置に同じ強度の模様として見える。このため、スペックルノイズは、視聴者の眼を非常に疲れさせてしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１では、レーザダイオードに単一周波数の高周波電流を重畳した駆動電流を注入することによって発振させている。この場合、レーザダイオードから出射されるレーザ光の縦モード波形はマルチモード化され、複数の縦モードからなるレーザ光が出射される。このように、マルチモード化されたレーザ光は、視聴者の網膜上で互いに干渉して打ち消し合いやすくなるため、シングルモードの場合に比較して、スペックルノイズを低減することができる。
【特許文献１】特開２００１−１０２６８１号公報［Ｈ０１Ｓ ５／０６２、Ｂ２３Ｋ ２６／００、２６／０６、２６／０８、Ｇ０２Ｆ １／０３］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来技術では、スペックルノイズの低減に限界があるため、視聴者にはスペックルノイズがまだ見えるという問題がある。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、スペックルノイズを視覚的に認識できないレベルまで低減することができる、レーザ光源装置およびその駆動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、レーザダイオード（２０）、映像信号に応じた直流電流を発生する直流電流発生手段（３０）、高周波電流を発生する高周波電流発生手段（１６、３４、３６）、直流電流発生手段によって発生された直流電流に高周波電流発生手段によって発生された高周波電流を重畳して駆動電流を生成する生成手段（３２）、および生成手段によって生成された駆動電流によってレーザダイオードを駆動してレーザ光を出射させる駆動手段（１８）を備える、レーザ光源装置において、高周波電流発生手段はレーザ光の縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流を順次発生する電流順次発生手段（１６、３４、３６、Ｓ３、Ｓ１１）を含み、生成手段は直流電流に複数の高周波電流を順次重畳して複数の駆動電流を生成し、および駆動手段は複数の駆動電流によってレーザダイオードを順次駆動することを特徴とする、レーザ光源装置である。
【０００８】
請求項１の発明では、直流電流発生手段によって直流電流が発生されるとともに、高周波電流発生手段に含まれる電流順次発生手段によって、縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流が順次発生される。そして、生成手段によって直流電流に複数の周波数の高周波電流を順次重畳させて、周波数の異なる高周波電流が重畳された駆動電流を順次生成する。次に、周波数の異なる高周波電流が重畳された駆動電流をレーザダイオードに順次注入することにより、レーザダイオードからレーザ光を順次出射させる。
【０００９】
このように、映像信号に応じた直流電流に、縦モード波形が互いに異なる周波数の高周波電流が順次重畳されて生成された駆動電流がレーザダイオードに順次注入されると、レーザダイオードから出射されるレーザ光の縦モード波形は重畳される高周波電流の周波数に応じて変化する。この順次出射されるレーザ光は互いに位相が揃ったコヒーレントな光ではないので、これらのレーザ光によって発生するスペックルノイズの位置およびその強度も変化する。このため、スペックルノイズは時間的に平均化されて、視覚的に認識できない程度まで低減される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載のレーザ光源装置において、電流順次発生手段により発生される複数の周波数の高周波電流の各々の発生時間を計時する計時手段（１６、３８）、および計時手段によって計時された発生時間に基づいて複数の周波数に含まれる別の周波数の高周波電流に切り換える切換手段（１６、Ｓ５）をさらに備える、レーザ光源装置である。
【００１１】
請求項２の発明では、電流順次発生手段によって発生された複数の高周波電流の各々の発生時間を計時手段によって計時する。そして、計時された時間に基づいて、切換手段により、発生された複数の周波数に含まれる別の周波数の高周波電流に切り換える。この場合、高周波電流が重畳された直流電流によってレーザダイオードが駆動される時間を、高周波電流の周波数ごとに制御することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２記載のレーザ光源装置において、電流順次発生手段は複数の周波数の高周波電流を周波数の低い順に発生する昇順発生手段（１６、３４、３６、Ｓ７、Ｓ１１）、および最も高い周波数の高周波電流を発生した後に最も低い周波数の高周波電流を発生する第１循環手段（１６、３４、Ｓ９）を含む、レーザ光源装置である。
【００１３】
請求項３の発明では、電流順次発生手段によって高周波電流を発生する場合、昇順発生手段によって複数の高周波電流を周波数の低い順に発生し、発生した高周波電流の周波数が最も高くなったとき、第１循環手段によって次に発生する高周波電流の周波数を最も低い周波数にする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１または２記載のレーザ光源装置において、電流順次発生手段は複数の周波数の高周波電流を周波数の高い順に発生する降順発生手段（１６、３４、３６、Ｓ７、Ｓ１１）、および最も低い周波数の高周波電流を発生した後に最も高い周波数の高周波電流を発生する第２循環手段（１６、３４、Ｓ９）を含む、レーザ光源装置である。
【００１５】
請求項４の発明では、複数電流発生手段によって高周波電流を発生する場合、降順発生手段によって複数の高周波電流を周波数の高い順に順次発生し、発生した高周波電流の周波数が最も低くなったとき、第１循環手段によって次に発生する高周波電流の周波数を最も高い周波数にする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ光源装置において、複数の周波数はいずれも１００ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲に含まれる、レーザ光源装置である。この場合、出射されるレーザ光の縦モード波形を効率的に変化させることができるので、スペックルのノイズも効率的に低減することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、上記のレーザ光源装置のいずれかを備える、レーザディスプレイ装置である。この場合、レーザディスプレイ装置のスペックルノイズを時間的に平均化することによって視覚的に認識できないレベルにすることができる。
【００１８】
請求項７の発明は、映像信号に応じた直流電流を発生する直流電流発生工程（３０）、高周波電流を発生する高周波電流発生工程（１６、３４、３６、Ｓ３、Ｓ１１）直流電流に高周波電流を重畳して駆動電流を生成する生成工程（３２）、および生成工程において生成された駆動電流によってレーザダイオード（２０）を駆動してレーザ光を出射させる駆動工程（１８）を備える、レーザ光源装置の駆動方法において、高周波電流発生工程は縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流を順次発生する電流順次発生工程（１６、３４、３６、Ｓ３、Ｓ１１）を含み、生成工程は直流電流に複数の高周波電流を順次重畳して複数の駆動電流を生成し、および駆動工程は複数の駆動電流によってレーザダイオードを順次駆動することを特徴とする、レーザ光源装置の駆動方法である。この請求項７の発明の作用および効果は、請求項１の作用および効果と同一なので省略する。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項６記載のレーザ光源装置の駆動方法において、電流順次発生工程において発生する複数の周波数の高周波電流の各々の発生時間を計時する計時工程（１６、３８）、および計時工程において計時された発生時間に基づいて複数の周波数に含まれる別の周波数の高周波電流に切り換える切換工程（１６、Ｓ５）をさらに備える、レーザ光源装置の駆動方法である。この請求項８の発明の作用および効果は、請求項２の作用および効果と同一なので省略する。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、レーザダイオードの縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流が順次重畳された駆動電流をレーザダイオードに注入することにより、スペックルノイズを時間的に平均化して、視覚的に認識できない程度まで低減することができる。
【００２１】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１を参照して、この発明の実施例であるレーザディスプレイ装置１０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のレーザ光をスクリーン２６に投射して映像を映す装置で、Ａ／Ｄ変換回路１２を含む。Ａ／Ｄ変換回路１２は、チューナ（図示せず）によって受信されたビデオ信号またはビデオ再生装置（図示せず）によって再生されたビデオ信号を、アナログ信号からデジタルデータである映像データに変換した後、変換された映像データを信号処理回路１４に与える。信号処理回路１４は、映像データを、コンピュータ１６から与えられる同期信号に同期したＲＧＢ信号に変換する。変換されたＲ信号はＲ用レーザ駆動回路１８ａに、Ｇ信号はＧ用レーザ駆動回路１８ｂに、Ｂ信号はＢ用レーザ駆動回路１８ｃにそれぞれ与えられる。Ｒ用レーザ駆動回路１８ａは、信号処理回路１４から与えられたＲ信号に後述する高周波信号を重畳した後、高周波信号が重畳されたＲ信号をＲ用レーザダイオード２０ａに与える。Ｒ用レーザダイオード２０ａは高周波信号が重畳されたＲ信号により駆動されて、赤色のレーザ光をミラー２４に向けて出射する。同様に、Ｇ用レーザ駆動回路１８ｂは高周波信号が重畳されたＧ信号によってＧ用レーザダイオード２０ｂを駆動し、Ｂ用レーザ駆動回路１８ｃは高周波信号が重畳されたＢ信号によってＢ用レーザダイオード２０ｃを駆動する。そして、Ｇ用レーザダイオード２０ｂおよびＢ用レーザダイオード２０ｃも、緑色および青色のレーザ光をミラー２４に向けてそれぞれ出射する。
【００２３】
一方、コンピュータ１６は、信号処理回路１４に与えた同期信号と同じ同期信号をミラー駆動回路２２にも与える。ミラー駆動回路２２は、与えられた同期信号に同期させてミラー２４の向きを変える。このため、各レーザダイオード２０ａ、２０ｂ、２０ｃから出射された赤色、緑色および青色の各レーザ光は、レーザ光に同期して動くミラー２４によってスクリーン２６に向けて反射される。この結果、スクリーン２６上にレーザ光が順次走査されて、映像が映し出される。
【００２４】
次に、図２を参照して、各レーザダイオード２０ａ、２０ｂ、２０ｃに高周波の正弦波電流Ｉｏｕｔが重畳された駆動電流Ｉｏｐを注入する駆動電流注入回路２８について説明する。この駆動電流注入回路２８には、赤色、緑色、青色のレーザ光をそれぞれ出射するために、各色のレーザ駆動回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび各色のレーザダイオード２０ａ、２０ｂ、２０ｃが含まれている。しかし、これらは各色で同じであるため、図２には赤色のレーザ光を出射するための駆動電流注入回路２８ａのみを図示し、緑色および青色のレーザ光を出射するための駆動電流注入回路２８ｂ、２８ｃについては図示を省略する。したがって、以下の説明も赤色のレーザを出射するための駆動電流注入回路２８ａについて説明する。
【００２５】
信号処理回路１４から与えられたＲ信号は、Ｒ用レーザダイオード２０ａの出力を一定に保つＡＰＣ（Auto Power Control）回路３０に与えられる。Ｒ信号は赤色の映像データの階調レベルを表した信号であるため、ＡＰＣ回路３０は、Ｒ信号の階調レベルに応じた直流電流Ｉｄｃを重畳回路３２に出力する。
【００２６】
一方、掃引周波数制御回路３４は、コンピュータ１６からの命令を受けて、指定された周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔが出力されるように掃引回路３６を制御すると、掃引回路３６は指定された周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳回路３２に出力する。重畳回路３２は、ＡＰＣ回路３０から出力された直流電流Ｉｄｃに、掃引回路３６から出力された正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して駆動電流Ｉｏｐを生成する。この正弦波電流Ｉｏｕｔの重畳については後述する。正弦波電流Ｉｏｕｔが重畳された駆動電流ＩｏｐはＲ用レーザダイオード２０ａに注入され、駆動電流ＩｏｐはＲ用レーザダイオード２０ａのアノードから、接地されたカソードに流れる。この結果、Ｒ用レーザダイオード２０ａはＲ信号の信号レベルに応じた赤色レーザ光を出射する。同様にして、Ｇ用レーザダイオード２０ｂおよびＢ用レーザダイオード２０ｃも、それぞれ緑色レーザ光および青色レーザ光を出射する。
【００２７】
掃引周波数制御回路３４は、コンピュータ１６からの命令に基づき、掃引回路３６に複数の周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔを順次出力させることができる。また、コンピュータ１６は、掃引回路３６からある周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔが出力されている時間をタイマ３８により計時し、所定の時間が経過した後に、掃引周波数制御回路３４を制御して次の周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔを出力させるように切り換えることができる。
【００２８】
次に、図３〜図５を参照して、ＡＰＣ回路３０から出力される直流電流Ｉｄｃに高周波の正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させる場合について、正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数と、Ｒ用レーザダイオード２０ａ（以下の説明では「レーザダイオード２０」と略す）から発振されるレーザ光の縦モード波形との関係を説明する。
【００２９】
まず、図３（ａ）を参照して、電流値が発振開始電流値Ｉｔｈである直流電流Ｉｄｃに、周波数２００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に注入する場合について説明する。レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の出力は、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも大きくなるにつれて同じように大きくなり、駆動電流Ｉｏｐが増加から減少に転じると、出力も同じように増加から減少に転じる。そして、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈになると、出力もゼロとなり、さらに駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも小さくなっても、出力はゼロのままである。再び駆動電流Ｉｏｐが増加して発振開始電流値Ｉｔｈよりも大きくなると、出力もそれにつれて増加する。
【００３０】
図３（ｂ）を参照して、周波数２００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に与えた場合に、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の縦モード波形について説明する。図３（ｂ）の横軸はレーザ光の波長であり、その単位はｎｍである。一方、縦軸は出射されるレーザ光全体の出力を１００％としたときの相対出力である。この場合の縦モード波形は、その波長が６５０ｎｍで、出力が非常に大きなレーザ光と、波長がその前後に数ｎｍずつずれた、出力の小さなレーザ光とから構成される。
【００３１】
次に、図４（ａ）を参照して、電流値が発振開始電流値Ｉｔｈである直流電流Ｉｄｃに、周波数３００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に注入する場合について説明する。この場合も図３（ａ）の場合と同様に、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも大きいときには、駆動電流Ｉｏｐの増加／減少につれて、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の出力も増加／減少する。また、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも小さいときには、出力は駆動電流Ｉｏｐの大きさにかかわらずゼロである。この場合の正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数は３００ＭＨｚと、図３（ａ）の場合よりも高いので、レーザダイオード２０の出力の変化も激しくなる。
【００３２】
図４（ｂ）を参照して、周波数３００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に注入した場合に、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の縦モード波形について説明する。ここで、図４（ｂ）の横軸および縦軸は、図３（ｂ）の場合と同じである。この場合の縦モード波形は、波長が６５０ｎｍであるレーザ光を中心として、波長が数ｎｍずつずれた複数本のレーザ光から構成される。したがって、図３（ｂ）の場合と比較すると、マルチモード化されて、レーザ光の縦モードの本数が増加するとともに、波長６５０ｎｍのレーザ光の相対出力が小さくなり、小さくなった分だけその前後の波長の相対出力が大きくなる。
【００３３】
次に、図５（ａ）を参照して、電流値が発振開始電流値Ｉｔｈである直流電流Ｉｄｃに、周波数４００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に注入する場合について説明する。この場合も図３（ａ）の場合と同様に、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも大きいときには、駆動電流Ｉｏｐが増加／減少するにつれて、レーザダイオード２０から射出されるレーザ光の出力も増加／減少する。また、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも小さくなると、出力は駆動電流Ｉｏｐの大きさにかかわらずゼロである。このときの正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数は４００ＭＨと、図４（ａ）の場合よりもさらに高いので、レーザダイオード２０の出力の変化もさらに激しくなる。
【００３４】
図５（ｂ）を参照して、周波数４００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に注入した場合に、レーザダイオード２０から発振されるレーザ光の縦モード波形について説明する。ここで、図５（ｂ）の横軸および縦軸も、図３（ｂ）の場合と同じである。この場合の縦モード波形は、波長が６５０ｎｍであるレーザ光を中心とし、さらに多く波長のレーザ光から構成される。つまり、図４（ｂ）の場合に比べてさらにマルチモード化されて、レーザ光の縦モードの本数がさらに増加するとともに、各波長の相対出力の差が小さくなるように変化する。
【００３５】
次に、図６を参照して、ＡＰＣ回路３０から出力される直流電流Ｉｄｃに、掃引回路３６から出力される、周波数の異なる正弦波電流Ｉｏｕｔを順次重畳させて生成した駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に順次注入する場合について説明する。最初に、ＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｄｃに周波数２００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させた駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に１ｍｓｅｃ間注入する。１ｍｓｅｃ経過後、次にＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｄｃに周波数３００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させた駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に１ｍｓｅｃ間注入する。１ｍｓｅｃ経過後、さらにＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｄｃに周波数４００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させた駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に１ｍｓｅｃ間注入する。さらに、１ｍｓｅｃ経過後、ＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｄｃに周波数２００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させた駆動電流Ｉｏｐを再び１ｍｓｅｃ間注入する。このように、１ｍｓｅｃが経過するごとに、ＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｏｐに、周波数２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚおよび４００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔをそれぞれ重畳した駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に繰り返し循環して注入する。
【００３６】
その結果、まず、図３（ｂ）に示される、縦モードの本数が最も少ないレーザ光が出射される。次に、図４（ｂ）に示される、マルチモード化されて縦モードの本数が増加したレーザ光が出射される。そして、図５（ｂ）に示される、さらにマルチモード化されて縦モードの本数が最も多いレーザ光が出射される。その後再び、図３（ｂ）に示される、縦モードの本数が最も少ないレーザ光が出射される。以下同様にして、重畳される正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数が２００ＭＨｚから順次４００ＭＨｚ、６００ＭＨｚになるにつれて、出射されるレーザ光の縦モードの本数は増加し、６００ＭＨｚから２００ＭＨｚになると、縦モードの本数は減少する。
【００３７】
このように、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の縦モード波形が１ｍｓｅｃごとに変化するので、スクリーン２６で反射されたレーザ光が視聴者の網膜上で干渉する状態もそれにともなって１ｍｓｅｃごとに変化する。この結果、発生するスペックルノイズの位置およびその強度も１ｍｓｅｃごとに変化するので、スペックルノイズは時間的に平均化されて視覚的に認識できない程度まで低減される。
【００３８】
次に、コンピュータ１６は、図７に示すフローに従って、１ｍｓｅｃごとに、直流電流Ｉｄｃに重畳する高周波の正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数を循環的に変化させる処理を実行する。まず、ステップＳ１では、変数ｎを１とする。ステップＳ３では、そのときの正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数ｆ（１）を２００ＭＨｚに設定する。ステップＳ５では、１ｍｓｅｃ間待機する。
【００３９】
ステップＳ７では、変数ｎを１だけインクリメントする。ステップＳ９では、インクリメントされた変数ｎが３よりも大きいか否かを判定する。その結果、“ＹＥＳ”と判定した場合は、変数ｎは３よりも大きくなっているので、ステップＳ１に戻る。一方、“ＮＯ”と判定した場合は、ステップＳ１１で正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数ｆ（ｎ）を１００ＭＨｚだけ大きい周波数に変更した後、ステップＳ５に戻る。
【００４０】
なお、この実施例では正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数を２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、４００ＭＨｚの順に循環的に変化させたが、逆に４００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、２００ＭＨｚの順に循環的に変化させてもよく、またこれらの周波数をランダムに変化させてもよい。
【００４１】
この実施例では正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数を３段階に変化させたが、縦モード波形が互いに異なる周波数が複数含まれていれば、２段階以上何段階に変化させてもよい。さらに、各段階での周波数の変化量を小さくすることによって、周波数を実質的に連続して変化させてもよい。このとき、変化させる周波数の段階が多いほどスペックルノイズは平均化されて目立たなくなる。また、変化させる周波数の範囲は、視聴者の眼にフリッカとして感じられない周波数であればよいが、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲の周波数が好ましい。この場合、出射されるレーザ光の縦モード波形を効率的に変化させることができるので、スペックルのノイズも効率的に低減することができる。
【００４２】
この実施例では、正弦波電流Ｉｏｕｔの振幅は、その周波数によらずすべて同じ大きさとしたが、周波数ごとに異ならせてもよい。
【００４３】
この実施例では、ＡＰＣ回路３０から出力される直流電流Ｉｄｃに重畳される高周波電流Ｉｏｐの周波数を１ｍｓｅｃごとに変化させたが、スペックルノイズが平均化されて視覚的に認識されにくくなる時間であれば特に制限はなく、１ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃの範囲で変化させるのが好ましい。さらに、この時間は正弦波電流の周波数ごとに異なっていてもよい。
【００４４】
さらに、この実施例では、ＡＰＣ回路３０から出力される直流電流Ｉｄｃに重畳される高周波電流は正弦波電流Ｉｏｕｔとしたが、矩形波電流であってもよく、そのデューティも５０％でなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の１実施例を示すブロック図である。
【図２】図１実施例に適用される駆動電流注入回路のブロック図である。
【図３】（Ａ）は正弦波電流の周波数が２００ＭＨｚの場合のレーザダイオードの出射出力を示し、（Ｂ）は射出されるレーザ光の縦モード波形を示す図解図である。
【図４】（Ａ）は正弦波電流の周波数が３００ＭＨｚの場合のレーザダイオードの出射出力を示し、（Ｂ）は射出されるレーザ光の縦モード波形を示す図解図である。
【図５】（Ａ）は正弦波電流の周波数が４００ＭＨｚの場合のレーザダイオードの出射出力を示し、（Ｂ）は射出されるレーザ光の縦モード波形を示す図解図である。
【図６】周波数の異なる高周波の正弦波電流が重畳された駆動電流がレーザダイオードに与えられる順序を示す図解図である。
【図７】図２に示す正弦波重畳回路の動作の一部を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…レーザディスプレイ
１６…コンピュータ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…レーザ駆動回路
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…レーザダイオード
３０…ＡＰＣ回路
３２…重畳回路
３２…掃引周波数制御回路
３６…掃引回路
３８…タイマ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ光源装置およびその駆動方法に関し、特にレーザダイオードの駆動電流に高周波電流を重畳させてスペックルノイズを低減する、レーザ光源装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザディスプレイ装置の光源として、自然な色再現を可能とする広い色温度範囲を有し、また高出力であるために高輝度化が可能という優れた特長を備えたレーザダイオードが用いられる。
【０００３】
このレーザダイオードから出射されるレーザ光は、時間的にも空間的にも位相が揃ったコヒーレントな光であるが、スクリーンで反射されると、その表面の凹凸によって散乱されて互いに位相の異なるレーザ光となる。このレーザ光が視聴者の眼に入ると、その網膜上で干渉するので、視聴者にはコントラストの高い斑点状の模様が映像とともに見える。この模様はスペックルノイズと言われ、視聴者が同じ位置から映像を見ていると、スペックルノイズもスクリーン上の同じ位置に同じ強度の模様として見える。このため、スペックルノイズは、視聴者の眼を非常に疲れさせてしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１では、レーザダイオードに単一周波数の高周波電流を重畳した駆動電流を注入することによって発振させている。この場合、レーザダイオードから出射されるレーザ光の縦モード波形はマルチモード化され、複数の縦モードからなるレーザ光が出射される。このように、マルチモード化されたレーザ光は、視聴者の網膜上で互いに干渉して打ち消し合いやすくなるため、シングルモードの場合に比較して、スペックルノイズを低減することができる。
【特許文献１】特開２００１−１０２６８１号公報［Ｈ０１Ｓ ５／０６２、Ｂ２３Ｋ ２６／００、２６／０６、２６／０８、Ｇ０２Ｆ １／０３］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来技術では、スペックルノイズの低減に限界があるため、視聴者にはスペックルノイズがまだ見えるという問題がある。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、スペックルノイズを視覚的に認識できないレベルまで低減することができる、レーザ光源装置およびその駆動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、レーザダイオード（２０）、映像信号に応じた直流電流を発生する直流電流発生手段（３０）、高周波電流を発生する高周波電流発生手段（１６、３４、３６）、直流電流発生手段によって発生された直流電流に高周波電流発生手段によって発生された高周波電流を重畳して駆動電流を生成する生成手段（３２）、および生成手段によって生成された駆動電流によってレーザダイオードを駆動してレーザ光を出射させる駆動手段（１８）を備える、レーザ光源装置において、高周波電流発生手段はレーザ光の縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流を順次発生する電流順次発生手段（１６、３４、３６、Ｓ３、Ｓ１１）を含み、生成手段は直流電流に複数の高周波電流を順次重畳して複数の駆動電流を生成し、および駆動手段は複数の駆動電流によってレーザダイオードを順次駆動することを特徴とする、レーザ光源装置である。
【０００８】
請求項１の発明では、直流電流発生手段によって直流電流が発生されるとともに、高周波電流発生手段に含まれる電流順次発生手段によって、縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流が順次発生される。そして、生成手段によって直流電流に複数の周波数の高周波電流を順次重畳させて、周波数の異なる高周波電流が重畳された駆動電流を順次生成する。次に、周波数の異なる高周波電流が重畳された駆動電流をレーザダイオードに順次注入することにより、レーザダイオードからレーザ光を順次出射させる。
【０００９】
このように、映像信号に応じた直流電流に、縦モード波形が互いに異なる周波数の高周波電流が順次重畳されて生成された駆動電流がレーザダイオードに順次注入されると、レーザダイオードから出射されるレーザ光の縦モード波形は重畳される高周波電流の周波数に応じて変化する。この順次出射されるレーザ光は互いに位相が揃ったコヒーレントな光ではないので、これらのレーザ光によって発生するスペックルノイズの位置およびその強度も変化する。このため、スペックルノイズは時間的に平均化されて、視覚的に認識できない程度まで低減される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載のレーザ光源装置において、電流順次発生手段により発生される複数の周波数の高周波電流の各々の発生時間を計時する計時手段（１６、３８）、および計時手段によって計時された発生時間に基づいて複数の周波数に含まれる別の周波数の高周波電流に切り換える切換手段（１６、Ｓ５）をさらに備える、レーザ光源装置である。
【００１１】
請求項２の発明では、電流順次発生手段によって発生された複数の高周波電流の各々の発生時間を計時手段によって計時する。そして、計時された時間に基づいて、切換手段により、発生された複数の周波数に含まれる別の周波数の高周波電流に切り換える。この場合、高周波電流が重畳された直流電流によってレーザダイオードが駆動される時間を、高周波電流の周波数ごとに制御することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２記載のレーザ光源装置において、電流順次発生手段は複数の周波数の高周波電流を周波数の低い順に発生する昇順発生手段（１６、３４、３６、Ｓ７、Ｓ１１）、および最も高い周波数の高周波電流を発生した後に最も低い周波数の高周波電流を発生する第１循環手段（１６、３４、Ｓ９）を含む、レーザ光源装置である。
【００１３】
請求項３の発明では、電流順次発生手段によって高周波電流を発生する場合、昇順発生手段によって複数の高周波電流を周波数の低い順に発生し、発生した高周波電流の周波数が最も高くなったとき、第１循環手段によって次に発生する高周波電流の周波数を最も低い周波数にする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１または２記載のレーザ光源装置において、電流順次発生手段は複数の周波数の高周波電流を周波数の高い順に発生する降順発生手段（１６、３４、３６、Ｓ７、Ｓ１１）、および最も低い周波数の高周波電流を発生した後に最も高い周波数の高周波電流を発生する第２循環手段（１６、３４、Ｓ９）を含む、レーザ光源装置である。
【００１５】
請求項４の発明では、複数電流発生手段によって高周波電流を発生する場合、降順発生手段によって複数の高周波電流を周波数の高い順に順次発生し、発生した高周波電流の周波数が最も低くなったとき、第１循環手段によって次に発生する高周波電流の周波数を最も高い周波数にする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ光源装置において、複数の周波数はいずれも１００ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲に含まれる、レーザ光源装置である。この場合、出射されるレーザ光の縦モード波形を効率的に変化させることができるので、スペックルのノイズも効率的に低減することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、上記のレーザ光源装置のいずれかを備える、レーザディスプレイ装置である。この場合、レーザディスプレイ装置のスペックルノイズを時間的に平均化することによって視覚的に認識できないレベルにすることができる。
【００１８】
請求項７の発明は、映像信号に応じた直流電流を発生する直流電流発生工程（３０）、高周波電流を発生する高周波電流発生工程（１６、３４、３６、Ｓ３、Ｓ１１）直流電流に高周波電流を重畳して駆動電流を生成する生成工程（３２）、および生成工程において生成された駆動電流によってレーザダイオード（２０）を駆動してレーザ光を出射させる駆動工程（１８）を備える、レーザ光源装置の駆動方法において、高周波電流発生工程は縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流を順次発生する電流順次発生工程（１６、３４、３６、Ｓ３、Ｓ１１）を含み、生成工程は直流電流に複数の高周波電流を順次重畳して複数の駆動電流を生成し、および駆動工程は複数の駆動電流によってレーザダイオードを順次駆動することを特徴とする、レーザ光源装置の駆動方法である。この請求項７の発明の作用および効果は、請求項１の作用および効果と同一なので省略する。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項６記載のレーザ光源装置の駆動方法において、電流順次発生工程において発生する複数の周波数の高周波電流の各々の発生時間を計時する計時工程（１６、３８）、および計時工程において計時された発生時間に基づいて複数の周波数に含まれる別の周波数の高周波電流に切り換える切換工程（１６、Ｓ５）をさらに備える、レーザ光源装置の駆動方法である。この請求項８の発明の作用および効果は、請求項２の作用および効果と同一なので省略する。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、レーザダイオードの縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流が順次重畳された駆動電流をレーザダイオードに注入することにより、スペックルノイズを時間的に平均化して、視覚的に認識できない程度まで低減することができる。
【００２１】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１を参照して、この発明の実施例であるレーザディスプレイ装置１０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のレーザ光をスクリーン２６に投射して映像を映す装置で、Ａ／Ｄ変換回路１２を含む。Ａ／Ｄ変換回路１２は、チューナ（図示せず）によって受信されたビデオ信号またはビデオ再生装置（図示せず）によって再生されたビデオ信号を、アナログ信号からデジタルデータである映像データに変換した後、変換された映像データを信号処理回路１４に与える。信号処理回路１４は、映像データを、コンピュータ１６から与えられる同期信号に同期したＲＧＢ信号に変換する。変換されたＲ信号はＲ用レーザ駆動回路１８ａに、Ｇ信号はＧ用レーザ駆動回路１８ｂに、Ｂ信号はＢ用レーザ駆動回路１８ｃにそれぞれ与えられる。Ｒ用レーザ駆動回路１８ａは、信号処理回路１４から与えられたＲ信号に後述する高周波信号を重畳した後、高周波信号が重畳されたＲ信号をＲ用レーザダイオード２０ａに与える。Ｒ用レーザダイオード２０ａは高周波信号が重畳されたＲ信号により駆動されて、赤色のレーザ光をミラー２４に向けて出射する。同様に、Ｇ用レーザ駆動回路１８ｂは高周波信号が重畳されたＧ信号によってＧ用レーザダイオード２０ｂを駆動し、Ｂ用レーザ駆動回路１８ｃは高周波信号が重畳されたＢ信号によってＢ用レーザダイオード２０ｃを駆動する。そして、Ｇ用レーザダイオード２０ｂおよびＢ用レーザダイオード２０ｃも、緑色および青色のレーザ光をミラー２４に向けてそれぞれ出射する。
【００２３】
一方、コンピュータ１６は、信号処理回路１４に与えた同期信号と同じ同期信号をミラー駆動回路２２にも与える。ミラー駆動回路２２は、与えられた同期信号に同期させてミラー２４の向きを変える。このため、各レーザダイオード２０ａ、２０ｂ、２０ｃから出射された赤色、緑色および青色の各レーザ光は、レーザ光に同期して動くミラー２４によってスクリーン２６に向けて反射される。この結果、スクリーン２６上にレーザ光が順次走査されて、映像が映し出される。
【００２４】
次に、図２を参照して、各レーザダイオード２０ａ、２０ｂ、２０ｃに高周波の正弦波電流Ｉｏｕｔが重畳された駆動電流Ｉｏｐを注入する駆動電流注入回路２８について説明する。この駆動電流注入回路２８には、赤色、緑色、青色のレーザ光をそれぞれ出射するために、各色のレーザ駆動回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび各色のレーザダイオード２０ａ、２０ｂ、２０ｃが含まれている。しかし、これらは各色で同じであるため、図２には赤色のレーザ光を出射するための駆動電流注入回路２８ａのみを図示し、緑色および青色のレーザ光を出射するための駆動電流注入回路２８ｂ、２８ｃについては図示を省略する。したがって、以下の説明も赤色のレーザを出射するための駆動電流注入回路２８ａについて説明する。
【００２５】
信号処理回路１４から与えられたＲ信号は、Ｒ用レーザダイオード２０ａの出力を一定に保つＡＰＣ（Auto Power Control）回路３０に与えられる。Ｒ信号は赤色の映像データの階調レベルを表した信号であるため、ＡＰＣ回路３０は、Ｒ信号の階調レベルに応じた直流電流Ｉｄｃを重畳回路３２に出力する。
【００２６】
一方、掃引周波数制御回路３４は、コンピュータ１６からの命令を受けて、指定された周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔが出力されるように掃引回路３６を制御すると、掃引回路３６は指定された周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳回路３２に出力する。重畳回路３２は、ＡＰＣ回路３０から出力された直流電流Ｉｄｃに、掃引回路３６から出力された正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して駆動電流Ｉｏｐを生成する。この正弦波電流Ｉｏｕｔの重畳については後述する。正弦波電流Ｉｏｕｔが重畳された駆動電流ＩｏｐはＲ用レーザダイオード２０ａに注入され、駆動電流ＩｏｐはＲ用レーザダイオード２０ａのアノードから、接地されたカソードに流れる。この結果、Ｒ用レーザダイオード２０ａはＲ信号の信号レベルに応じた赤色レーザ光を出射する。同様にして、Ｇ用レーザダイオード２０ｂおよびＢ用レーザダイオード２０ｃも、それぞれ緑色レーザ光および青色レーザ光を出射する。
【００２７】
掃引周波数制御回路３４は、コンピュータ１６からの命令に基づき、掃引回路３６に複数の周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔを順次出力させることができる。また、コンピュータ１６は、掃引回路３６からある周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔが出力されている時間をタイマ３８により計時し、所定の時間が経過した後に、掃引周波数制御回路３４を制御して次の周波数の正弦波電流Ｉｏｕｔを出力させるように切り換えることができる。
【００２８】
次に、図３〜図５を参照して、ＡＰＣ回路３０から出力される直流電流Ｉｄｃに高周波の正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させる場合について、正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数と、Ｒ用レーザダイオード２０ａ（以下の説明では「レーザダイオード２０」と略す）から発振されるレーザ光の縦モード波形との関係を説明する。
【００２９】
まず、図３（ａ）を参照して、電流値が発振開始電流値Ｉｔｈである直流電流Ｉｄｃに、周波数２００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に注入する場合について説明する。レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の出力は、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも大きくなるにつれて同じように大きくなり、駆動電流Ｉｏｐが増加から減少に転じると、出力も同じように増加から減少に転じる。そして、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈになると、出力もゼロとなり、さらに駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも小さくなっても、出力はゼロのままである。再び駆動電流Ｉｏｐが増加して発振開始電流値Ｉｔｈよりも大きくなると、出力もそれにつれて増加する。
【００３０】
図３（ｂ）を参照して、周波数２００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に与えた場合に、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の縦モード波形について説明する。図３（ｂ）の横軸はレーザ光の波長であり、その単位はｎｍである。一方、縦軸は出射されるレーザ光全体の出力を１００％としたときの相対出力である。この場合の縦モード波形は、その波長が６５０ｎｍで、出力が非常に大きなレーザ光と、波長がその前後に数ｎｍずつずれた、出力の小さなレーザ光とから構成される。
【００３１】
次に、図４（ａ）を参照して、電流値が発振開始電流値Ｉｔｈである直流電流Ｉｄｃに、周波数３００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に注入する場合について説明する。この場合も図３（ａ）の場合と同様に、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも大きいときには、駆動電流Ｉｏｐの増加／減少につれて、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の出力も増加／減少する。また、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも小さいときには、出力は駆動電流Ｉｏｐの大きさにかかわらずゼロである。この場合の正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数は３００ＭＨｚと、図３（ａ）の場合よりも高いので、レーザダイオード２０の出力の変化も激しくなる。
【００３２】
図４（ｂ）を参照して、周波数３００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に注入した場合に、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の縦モード波形について説明する。ここで、図４（ｂ）の横軸および縦軸は、図３（ｂ）の場合と同じである。この場合の縦モード波形は、波長が６５０ｎｍであるレーザ光を中心として、波長が数ｎｍずつずれた複数本のレーザ光から構成される。したがって、図３（ｂ）の場合と比較すると、マルチモード化されて、レーザ光の縦モードの本数が増加するとともに、波長６５０ｎｍのレーザ光の相対出力が小さくなり、小さくなった分だけその前後の波長の相対出力が大きくなる。
【００３３】
次に、図５（ａ）を参照して、電流値が発振開始電流値Ｉｔｈである直流電流Ｉｄｃに、周波数４００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に注入する場合について説明する。この場合も図３（ａ）の場合と同様に、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも大きいときには、駆動電流Ｉｏｐが増加／減少するにつれて、レーザダイオード２０から射出されるレーザ光の出力も増加／減少する。また、駆動電流Ｉｏｐが発振開始電流値Ｉｔｈよりも小さくなると、出力は駆動電流Ｉｏｐの大きさにかかわらずゼロである。このときの正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数は４００ＭＨと、図４（ａ）の場合よりもさらに高いので、レーザダイオード２０の出力の変化もさらに激しくなる。
【００３４】
図５（ｂ）を参照して、周波数４００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳して生成された駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に注入した場合に、レーザダイオード２０から発振されるレーザ光の縦モード波形について説明する。ここで、図５（ｂ）の横軸および縦軸も、図３（ｂ）の場合と同じである。この場合の縦モード波形は、波長が６５０ｎｍであるレーザ光を中心とし、さらに多く波長のレーザ光から構成される。つまり、図４（ｂ）の場合に比べてさらにマルチモード化されて、レーザ光の縦モードの本数がさらに増加するとともに、各波長の相対出力の差が小さくなるように変化する。
【００３５】
次に、図６を参照して、ＡＰＣ回路３０から出力される直流電流Ｉｄｃに、掃引回路３６から出力される、周波数の異なる正弦波電流Ｉｏｕｔを順次重畳させて生成した駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に順次注入する場合について説明する。最初に、ＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｄｃに周波数２００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させた駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に１ｍｓｅｃ間注入する。１ｍｓｅｃ経過後、次にＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｄｃに周波数３００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させた駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に１ｍｓｅｃ間注入する。１ｍｓｅｃ経過後、さらにＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｄｃに周波数４００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させた駆動電流Ｉｏｐをレーザダイオード２０に１ｍｓｅｃ間注入する。さらに、１ｍｓｅｃ経過後、ＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｄｃに周波数２００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔを重畳させた駆動電流Ｉｏｐを再び１ｍｓｅｃ間注入する。このように、１ｍｓｅｃが経過するごとに、ＡＰＣ回路３０からの直流電流Ｉｏｐに、周波数２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚおよび４００ＭＨｚの正弦波電流Ｉｏｕｔをそれぞれ重畳した駆動電流Ｉｏｐを、レーザダイオード２０に繰り返し循環して注入する。
【００３６】
その結果、まず、図３（ｂ）に示される、縦モードの本数が最も少ないレーザ光が出射される。次に、図４（ｂ）に示される、マルチモード化されて縦モードの本数が増加したレーザ光が出射される。そして、図５（ｂ）に示される、さらにマルチモード化されて縦モードの本数が最も多いレーザ光が出射される。その後再び、図３（ｂ）に示される、縦モードの本数が最も少ないレーザ光が出射される。以下同様にして、重畳される正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数が２００ＭＨｚから順次４００ＭＨｚ、６００ＭＨｚになるにつれて、出射されるレーザ光の縦モードの本数は増加し、６００ＭＨｚから２００ＭＨｚになると、縦モードの本数は減少する。
【００３７】
このように、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光の縦モード波形が１ｍｓｅｃごとに変化するので、スクリーン２６で反射されたレーザ光が視聴者の網膜上で干渉する状態もそれにともなって１ｍｓｅｃごとに変化する。この結果、発生するスペックルノイズの位置およびその強度も１ｍｓｅｃごとに変化するので、スペックルノイズは時間的に平均化されて視覚的に認識できない程度まで低減される。
【００３８】
次に、コンピュータ１６は、図７に示すフローに従って、１ｍｓｅｃごとに、直流電流Ｉｄｃに重畳する高周波の正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数を循環的に変化させる処理を実行する。まず、ステップＳ１では、変数ｎを１とする。ステップＳ３では、そのときの正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数ｆ（１）を２００ＭＨｚに設定する。ステップＳ５では、１ｍｓｅｃ間待機する。
【００３９】
ステップＳ７では、変数ｎを１だけインクリメントする。ステップＳ９では、インクリメントされた変数ｎが３よりも大きいか否かを判定する。その結果、“ＹＥＳ”と判定した場合は、変数ｎは３よりも大きくなっているので、ステップＳ１に戻る。一方、“ＮＯ”と判定した場合は、ステップＳ１１で正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数ｆ（ｎ）を１００ＭＨｚだけ大きい周波数に変更した後、ステップＳ５に戻る。
【００４０】
なお、この実施例では正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数を２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、４００ＭＨｚの順に循環的に変化させたが、逆に４００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、２００ＭＨｚの順に循環的に変化させてもよく、またこれらの周波数をランダムに変化させてもよい。
【００４１】
この実施例では正弦波電流Ｉｏｕｔの周波数を３段階に変化させたが、縦モード波形が互いに異なる周波数が複数含まれていれば、２段階以上何段階に変化させてもよい。さらに、各段階での周波数の変化量を小さくすることによって、周波数を実質的に連続して変化させてもよい。このとき、変化させる周波数の段階が多いほどスペックルノイズは平均化されて目立たなくなる。また、変化させる周波数の範囲は、視聴者の眼にフリッカとして感じられない周波数であればよいが、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲の周波数が好ましい。この場合、出射されるレーザ光の縦モード波形を効率的に変化させることができるので、スペックルのノイズも効率的に低減することができる。
【００４２】
この実施例では、正弦波電流Ｉｏｕｔの振幅は、その周波数によらずすべて同じ大きさとしたが、周波数ごとに異ならせてもよい。
【００４３】
この実施例では、ＡＰＣ回路３０から出力される直流電流Ｉｄｃに重畳される高周波電流Ｉｏｐの周波数を１ｍｓｅｃごとに変化させたが、スペックルノイズが平均化されて視覚的に認識されにくくなる時間であれば特に制限はなく、１ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃの範囲で変化させるのが好ましい。さらに、この時間は正弦波電流の周波数ごとに異なっていてもよい。
【００４４】
さらに、この実施例では、ＡＰＣ回路３０から出力される直流電流Ｉｄｃに重畳される高周波電流は正弦波電流Ｉｏｕｔとしたが、矩形波電流であってもよく、そのデューティも５０％でなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の１実施例を示すブロック図である。
【図２】図１実施例に適用される駆動電流注入回路のブロック図である。
【図３】（Ａ）は正弦波電流の周波数が２００ＭＨｚの場合のレーザダイオードの出射出力を示し、（Ｂ）は射出されるレーザ光の縦モード波形を示す図解図である。
【図４】（Ａ）は正弦波電流の周波数が３００ＭＨｚの場合のレーザダイオードの出射出力を示し、（Ｂ）は射出されるレーザ光の縦モード波形を示す図解図である。
【図５】（Ａ）は正弦波電流の周波数が４００ＭＨｚの場合のレーザダイオードの出射出力を示し、（Ｂ）は射出されるレーザ光の縦モード波形を示す図解図である。
【図６】周波数の異なる高周波の正弦波電流が重畳された駆動電流がレーザダイオードに与えられる順序を示す図解図である。
【図７】図２に示す正弦波重畳回路の動作の一部を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…レーザディスプレイ
１６…コンピュータ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…レーザ駆動回路
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…レーザダイオード
３０…ＡＰＣ回路
３２…重畳回路
３２…掃引周波数制御回路
３６…掃引回路
３８…タイマ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオード、映像信号に応じた直流電流を発生する直流電流発生手段、高周波電流を発生する高周波電流発生手段、前記直流電流発生手段によって発生された前記直流電流に前記高周波電流発生手段によって発生された前記高周波電流を重畳して駆動電流を生成する生成手段、および前記生成手段によって生成された前記駆動電流によって前記レーザダイオードを駆動してレーザ光を出射させる駆動手段を備える、レーザ光源装置において、
前記高周波電流発生手段は、前記レーザ光の縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流を順次発生する電流順次発生手段を含み、
前記生成手段は前記直流電流に前記複数の周波数の前記高周波電流を順次重畳して複数の駆動電流を順次生成し、
前記駆動手段は前記複数の駆動電流によって前記レーザダイオードを順次駆動することを特徴とする、レーザ光源装置。
【請求項２】
前記電流順次発生手段により発生される前記複数の周波数の前記高周波電流の各々の発生時間を計時する計時手段、および前記計時手段によって計時された前記発生時間に基づいて前記複数の周波数に含まれる別の周波数の前記高周波電流に切り換える切換手段をさらに備える、請求項１記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記電流順次発生手段は前記複数の周波数の前記高周波電流を周波数の低い順に発生する昇順発生手段、および最も高い周波数の前記高周波電流を発生した後に最も低い周波数の前記高周波電流を発生する第１循環手段を含む、請求項１または２記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記電流順次発生手段は前記複数の周波数の前記高周波電流を周波数の高い順に発生する降順発生手段、および最も低い周波数の前記高周波電流を発生した後に最も高い周波数の前記高周波電流を発生する第２循環手段を含む、請求項１または２記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記複数の周波数はいずれも１００ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲に含まれる、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の前記レーザ光源装置を備える、レーザディスプレイ装置。
【請求項７】
映像信号に応じた直流電流を発生する直流電流発生工程、高周波電流を発生する高周波電流発生工程、前記直流電流に前記高周波電流を重畳して駆動電流を生成する生成工程、および前記生成工程において生成された前記駆動電流によって前記レーザダイオードを駆動してレーザ光を出射させる駆動工程を備える、レーザ光源装置の駆動方法において、
前記高周波電流発生工程は、前記レーザ光の縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流を順次発生する電流順次発生工程を含み、
前記生成工程は前記直流電流に前記複数の周波数の前記高周波電流を順次重畳して複数の駆動電流を生成し、および
前記駆動工程は前記複数の駆動電流によって前記レーザダイオードを順次駆動することを特徴とする、レーザ光源装置の駆動方法。
【請求項８】
前記電流順次発生工程において発生する前記複数の周波数の前記高周波電流の各々の発生時間を計時する計時工程、および前記計時工程において計時された前記発生時間に基づいて前記複数の周波数に含まれる別の周波数の前記高周波電流に切り換える切換工程をさらに備える、請求項７記載のレーザ光源装置の駆動方法。
【請求項１】
レーザダイオード、映像信号に応じた直流電流を発生する直流電流発生手段、高周波電流を発生する高周波電流発生手段、前記直流電流発生手段によって発生された前記直流電流に前記高周波電流発生手段によって発生された前記高周波電流を重畳して駆動電流を生成する生成手段、および前記生成手段によって生成された前記駆動電流によって前記レーザダイオードを駆動してレーザ光を出射させる駆動手段を備える、レーザ光源装置において、
前記高周波電流発生手段は、前記レーザ光の縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流を順次発生する電流順次発生手段を含み、
前記生成手段は前記直流電流に前記複数の周波数の前記高周波電流を順次重畳して複数の駆動電流を順次生成し、
前記駆動手段は前記複数の駆動電流によって前記レーザダイオードを順次駆動することを特徴とする、レーザ光源装置。
【請求項２】
前記電流順次発生手段により発生される前記複数の周波数の前記高周波電流の各々の発生時間を計時する計時手段、および前記計時手段によって計時された前記発生時間に基づいて前記複数の周波数に含まれる別の周波数の前記高周波電流に切り換える切換手段をさらに備える、請求項１記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記電流順次発生手段は前記複数の周波数の前記高周波電流を周波数の低い順に発生する昇順発生手段、および最も高い周波数の前記高周波電流を発生した後に最も低い周波数の前記高周波電流を発生する第１循環手段を含む、請求項１または２記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記電流順次発生手段は前記複数の周波数の前記高周波電流を周波数の高い順に発生する降順発生手段、および最も低い周波数の前記高周波電流を発生した後に最も高い周波数の前記高周波電流を発生する第２循環手段を含む、請求項１または２記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記複数の周波数はいずれも１００ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲に含まれる、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の前記レーザ光源装置を備える、レーザディスプレイ装置。
【請求項７】
映像信号に応じた直流電流を発生する直流電流発生工程、高周波電流を発生する高周波電流発生工程、前記直流電流に前記高周波電流を重畳して駆動電流を生成する生成工程、および前記生成工程において生成された前記駆動電流によって前記レーザダイオードを駆動してレーザ光を出射させる駆動工程を備える、レーザ光源装置の駆動方法において、
前記高周波電流発生工程は、前記レーザ光の縦モード波形が互いに異なる複数の周波数の高周波電流を順次発生する電流順次発生工程を含み、
前記生成工程は前記直流電流に前記複数の周波数の前記高周波電流を順次重畳して複数の駆動電流を生成し、および
前記駆動工程は前記複数の駆動電流によって前記レーザダイオードを順次駆動することを特徴とする、レーザ光源装置の駆動方法。
【請求項８】
前記電流順次発生工程において発生する前記複数の周波数の前記高周波電流の各々の発生時間を計時する計時工程、および前記計時工程において計時された前記発生時間に基づいて前記複数の周波数に含まれる別の周波数の前記高周波電流に切り換える切換工程をさらに備える、請求項７記載のレーザ光源装置の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１０３５１５（Ｐ２００８−１０３５１５Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８４４８２（Ｐ２００６−２８４４８２）
【出願日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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