JP2014010409A - 投射型ディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2次元変調素子202により走査された非画像光211を検出する光センサー210を有し、光センサーの検出結果に基づいてコンバイナ104上に投射される投射光103の投射位置を補正する投射型ディスプレイ装置において、2次元変調素子により走査された画像光をコンバイナに向かうように反射させる折り返しミラー205に又はその近傍に光センサーを取り付けた。
【選択図】図2
Description
図1は、本実施形態における自動車用HUD装置を搭載した自動車の構成を模式的に表した模式図である。
図2は、本実施形態における自動車用HUD装置の内部構成を模式的に表した模式図である。
本実施形態において、コンバイナ104上には、第1表示領域104Aに、自車両の速度(図示の例では「60km/h」という画像)が自動車用HUD装置100により表示される。自動車用HUD装置100の光投射部102には、自動車101の本体に設けられた図示しない速度測定器から出力される速度情報が入力ポート208を介して入力される。光投射部102のコントローラ部220は、この速度情報に応じてレーザー光源201R,201G,201B及び2次元変調素子202を制御し、コンバイナ104上に当該速度情報に応じた速度を示す画像を表示させる。
本実施形態では、2次元変調素子202で走査された画像光のコンバイナ104上の投射位置を補正するため、折り返しミラー205の近傍に、2次元変調素子202からの非画像光211を検知する光検出手段としての光センサー210が設けられている。2次元変調素子202及び光センサー210は、装置ケース内に配置されており、運転者106からは視認できない位置に配置されている。
本実施形態の光走査は、主走査方向(左右方向)については往復走査方式、副走査方向(上下方向)については片側走査方式を採用している。主走査方向は、例えば、MEMS技術で製造された共振型走査デバイス等を用いることができる。なお、主走査方向について片側走査方式を採用してもよいし、副走査方向について往復走査方式を採用してもよい。
図7は、縦線画像を表示させた場合に、往路と復路との間で画像投射位置の相対的なずれが生じている状態を示す説明図である。
本実施形態のように、主走査方向について往復走査方式を採用する場合、左から右への走査時を往路とし、右から左への走査を復路とすると、往路と復路では上下位置を少しずらした画素をそれぞれ描画することになる。したがって、図示のように、1画素分の幅をもった縦線画像を描画する場合、往路と復路との間で画像投射位置の相対的なずれ(以下、単に「位置ずれ」という。)が生じていない状態であれば、図6に示すように、往路時に投射した画素と復路時に投射した画素とが交互に並んで直線状の画素ラインが形成される。
図9(a)は、光センサー210の出力信号を示す説明図である。図9(b)は、往路と復路との間で位置ずれが生じていない状態を示す説明図である。図9(c)は、往路と復路との間で位置ずれが生じている状態を示す説明図である。
往路と復路との間における位置ずれを補正する処理を行う際、表示画像描画領域Bから外れた走査可能領域A内の領域を非画像光が走査され、図8に示すように、少なくとも往路と復路でそれぞれ1回ずつ、光センサー210によって光検出される。
本実施形態では、コントローラ部220によって実現される主走査描画制御部221によって、レーザー光源201R,201G,201Bの発光タイミングを制御している。主走査描画制御部221は、一画像ごとに、レーザー光源201R,201G,201Bの発光タイミングと同期して主走査方向カウンターをカウントアップする。そして、光センサー210から最初に検出される信号(往路中の非画像光の検出信号)の立ち下がり時の主走査方向カウンターの値を往路Neg時カウンタ保持部222にて保持する。また、光センサー210から次に検出される信号(復路中の非画像光の検出信号)の立ち上がり時の主走査方向カウンターの値を復路Pos時カウンタ保持部223にて保持する。
C = A + (B−A)/2 ・・・(1)
本実施形態の光センサー210は、上述したとおり、折り返しミラー205の下端に配置されている。非画像光211が照射される光センサー210の被照射面が折り返しミラー205の反射面と同じ向きであると、光センサーの被照射面で反射した非画像光211が、折り返しミラー205の反射面で反射する投射光103と同様、コンバイナ104に向かう。この場合、コンバイナ104上には、非画像光211による像が表示され、運転者106に視認されるおそれがある。このような非画像光211による像が運転者106に視認されると、コンバイナ104上に表示される画像の品質を落としたり、運転者106に何らかの誤認識を引き起こさせたりするおそれがある。
(態様A)
画像情報に応じた投射光103等の画像光及び該画像光ではない非画像光211を出射するレーザー光源201R,201G,201B等の光源と、光源から出射された画像光及び非画像光を走査する2次元変調素子202等の光走査手段と、該光走査手段により走査された非画像光211を検出する光センサー210等の光検出手段と、該光検出手段の検出結果に基づいてコンバイナ104等のスクリーン上に投射される画像光の投射位置を補正するコントローラ部220等の補正制御手段とを有する投射型ディスプレイ装置において、上記光走査手段により走査された画像光を上記スクリーンに向かうように反射させる折り返しミラー205等の光反射部材を有し、上記光検出手段は、上記光反射部材に又はその近傍に取り付けられていることを特徴とする。
これによれば、光検出手段がスクリーン上に映し出される画像を見るユーザー(運転者106)の視野に入り込まない位置に配置されるため、投射型ディスプレイ装置の美観が光検出手段によって損なわれたり、スクリーン背面側の視界部分が光検出手段によって邪魔されたりするといった問題が解消される。
上記態様Aにおいて、上記光検出手段は、上記非画像光が該光検出手段で反射した反射光が上記スクリーンに向かわないように構成されていることを特徴とする。
これによれば、非画像光211による像がスクリーン上に表示されず、スクリーン上に表示される画像の品質を落としたり、ユーザー(運転者106)に何らかの誤認識を引き起こさせたりするおそれを回避できる。
上記態様Bにおいて、上記非画像光が照射される上記光検出手段の被照射面は、上記画像光を反射させる上記光反射部材の反射面とは異なる方向に向いていることを特徴とする。
これにより、上記光検出手段の被照射面と上記光反射部材の反射面とを並べて配置する場合でも、非画像光211による像がスクリーン上に表示されない。
上記態様A〜Cのいずれかの態様において、上記非画像光を上記光検出手段に集光させる集光レンズ212等の集光手段を有することを特徴とする。
これによれば、光センサー210の出力信号の立ち上がりや立ち下がりが緩慢となって検出精度が落ちることを、安定して回避することができる。
上記態様A〜Dのいずれかの態様において、上記光源は、互いに異なる色の光をそれぞれ発光するレーザー光源201R,201G,201B等の複数の光源部で構成されており、上記非画像光は、上記複数の光源部のうちの1つの光源部のみから出射することを特徴とする。
これによれば、色収差によって非画像光211の焦点がぼけて光センサー210の出力信号の立ち上がりや立ち下がりが緩慢となって検出精度が落ちることを回避することができる。
上記態様A〜Eのいずれかの態様において、上記スクリーンは、背面側からの光を透過する光透過性を有するコンバイナ104等の光透過性スクリーンであることを特徴とする。
これによれば、HUD装置の美観が光検出手段によって損なわれたり、スクリーン背面側の視界部分が光検出手段によって邪魔されたりするといった問題が解消される。
101 自動車
102 光投射部
103 投射光
104 コンバイナ
106 運転者
107 フロントガラス
201R,201G,201B レーザー光源
202 2次元変調素子
203 投影レンズ
204 中間スクリーン
205 折り返しミラー
210 光センサー
211 非画像光
212 集光レンズ
220 コントローラ部
Claims (6)
- 画像情報に応じた画像光及び該画像光ではない非画像光を出射する光源と、光源から出射された画像光及び非画像光を走査する光走査手段と、該光走査手段により走査された非画像光を検出する光検出手段と、該光検出手段の検出結果に基づいてスクリーン上に投射される画像光の投射位置を補正する補正制御手段とを有する投射型ディスプレイ装置において、
上記光走査手段により走査された画像光を上記スクリーンに向かうように反射させる光反射部材を有し、
上記光検出手段は、上記光反射部材に又はその近傍に取り付けられていることを特徴とする投射型ディスプレイ装置。 - 請求項1の投射型ディスプレイ装置において、
上記光検出手段は、上記非画像光が該光検出手段で反射した反射光が上記スクリーンに向かわないように構成されていることを特徴とする投射型ディスプレイ装置。 - 請求項2の投射型ディスプレイ装置において、
上記非画像光が照射される上記光検出手段の被照射面は、上記画像光を反射させる上記光反射部材の反射面とは異なる方向に向いていることを特徴とする投射型ディスプレイ装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の投射型ディスプレイ装置において、
上記非画像光を上記光検出手段に集光させる集光手段を有することを特徴とする投射型ディスプレイ装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の投射型ディスプレイ装置において、
上記光源は、互いに異なる色の光をそれぞれ発光する複数の光源部で構成されており、
上記非画像光は、上記複数の光源部のうちの1つの光源部のみから出射することを特徴とする投射型ディスプレイ装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の投射型ディスプレイ装置において、
上記スクリーンは、背面側からの光を透過する光透過性を有する光透過性スクリーンであることを特徴とする投射型ディスプレイ装置。
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