JP2016118603A - Image display device and image correction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像表示装置及び画像補正方法に関する。 The present invention relates to an image display device and an image correction method.
レーザ光を光スキャナにより走査しながらスクリーン等に照射することにより画像を表示する画像表示装置が知られている。 2. Description of the Related Art An image display device that displays an image by irradiating a screen or the like while scanning laser light with an optical scanner is known.
特許文献1には、水平方向にレーザ光を走査するときに、スクリーンの周辺部における走査速度の低下に基づいて生じる画像の輝度むらを低減できる画像表示装置が記載されている。特許文献1の画像表示装置は、可変ピクセルクロックに同期してレーザを制御し、ミラーの走査速度に合わせてレーザの照射位置を変化させる。これにより、スクリーンの周辺部における画像の輝度むらを低減できる。 Patent Document 1 describes an image display device that can reduce luminance unevenness of an image that occurs due to a decrease in scanning speed in the peripheral portion of a screen when laser light is scanned in the horizontal direction. The image display device of Patent Document 1 controls the laser in synchronization with the variable pixel clock, and changes the laser irradiation position in accordance with the scanning speed of the mirror. As a result, it is possible to reduce the uneven brightness of the image at the periphery of the screen.
特許文献2には、スクリーン上の輝度及び色相を撮像カメラで取得して、その結果に基づいてレーザの出力を調整する画像表示装置が記載されている。特許文献2の画像表示装置は、スクリーン上の輝度及び色相をフィードバックしながらレーザの出力を制御することにより、画像の輝度むらを低減できる。 Patent Document 2 describes an image display device that acquires luminance and hue on a screen with an imaging camera and adjusts the output of a laser based on the result. The image display device of Patent Document 2 can reduce unevenness in the brightness of an image by controlling the laser output while feeding back the brightness and hue on the screen.
光スキャナを用いた画像表示装置では、一般的に、特許文献1に記載されているように、鋸刃状のランプ波形に基づいてミラーの鉛直方向の走査が行われている。ランプ波形に基づくミラーの走査では、画像の下端から上端に戻るときにミラーに急激な角加速度が加わるため、ミラーの有する固有振動周波数に基づく共振が発生しやすくなる。そのため、画像の上端付近に輝度むらが発生しやすくなる。 In an image display device using an optical scanner, generally, as described in Patent Document 1, scanning of a mirror in the vertical direction is performed based on a sawtooth ramp waveform. In the mirror scanning based on the ramp waveform, a sudden angular acceleration is applied to the mirror when returning from the lower end to the upper end of the image, so that resonance based on the natural vibration frequency of the mirror is likely to occur. For this reason, uneven brightness tends to occur near the upper end of the image.
特許文献1に記載の画像表示装置は、水平方向の輝度むらを低減することができるが、ランプ波形に基づいて走査される鉛直方向の輝度むらを低減することはできない。また、ミラーの角度の検出結果を用いておらず予め定められた可変ピクセルクロックに基づいてレーザの照射位置を変えているだけなので、ミラーの角度にリアルタイムに対応した画像の輝度補正を行うことができない。 The image display device described in Patent Document 1 can reduce the luminance unevenness in the horizontal direction, but cannot reduce the luminance unevenness in the vertical direction scanned based on the ramp waveform. In addition, since the detection result of the mirror angle is not used and the laser irradiation position is merely changed based on a predetermined variable pixel clock, the luminance correction of the image corresponding to the mirror angle in real time can be performed. Can not.
特許文献2に記載の画像表示装置は、撮像カメラを用いるため装置の構成が複雑でコスト高になる。そして、スクリーンに投射された画像を撮像するので、ヘッドアップディスプレイのようなスクリーンを用いない画像表示装置には適用できない。 Since the image display device described in Patent Document 2 uses an imaging camera, the configuration of the device is complicated and the cost is high. And since the image projected on the screen is imaged, it cannot be applied to an image display device that does not use a screen such as a head-up display.
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、ミラーの共振に起因する画像の輝度むらを低減できる簡易な構成の画像表示装置及び画像補正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide an image display apparatus and an image correction method with a simple configuration capable of reducing uneven brightness of an image due to resonance of a mirror. .
本発明に係る画像表示装置は、
光源部と、
前記光源部から出射された光を反射するミラーと、
印加された駆動電圧に基づいて前記ミラーの角度を変更するミラー駆動部と、
前記ミラーの角度を検出する角度検出部と、
前記ミラー駆動部に前記駆動電圧を印加するミラー制御部と、
前記角度検出部で検出された検出角度と前記ミラーの目標角度との差分値を算出する角度誤差算出部と、
前記差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように前記光源部の光量を制御する光源制御部と、を備える。
An image display device according to the present invention includes:
A light source unit;
A mirror that reflects the light emitted from the light source unit;
A mirror drive unit for changing the angle of the mirror based on the applied drive voltage;
An angle detector for detecting the angle of the mirror;
A mirror controller for applying the drive voltage to the mirror driver;
An angle error calculation unit that calculates a difference value between a detection angle detected by the angle detection unit and a target angle of the mirror;
A light source control unit that controls a light amount of the light source unit so as to cancel a luminance error of the display image generated based on the difference value.
本発明に係る画像補正方法は、
光源部と、
前記光源部から出射された光を反射するミラーと、
印加された駆動電圧に基づいて前記ミラーの角度を変更するミラー駆動部と、を備える画像表示装置における画像補正方法であって、
前記ミラーの角度を検出し、
検出された前記ミラーの検出角度と、前記ミラーの目標角度との差分値を算出し、
前記差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように前記光源部の光量を制御することによって前記表示画像の輝度補正を行う。
An image correction method according to the present invention includes:
A light source unit;
A mirror that reflects the light emitted from the light source unit;
A mirror driving unit that changes an angle of the mirror based on an applied driving voltage, and an image correction method in an image display device,
Detecting the angle of the mirror,
Calculating a difference value between the detected angle of the detected mirror and the target angle of the mirror;
The luminance correction of the display image is performed by controlling the light amount of the light source unit so as to cancel the luminance error of the display image generated based on the difference value.
本発明によれば、ミラーの共振に起因する画像の輝度むらを低減できる簡易な構成の画像表示装置及び画像補正方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image display apparatus and an image correction method having a simple configuration that can reduce unevenness in luminance of an image due to mirror resonance.
[実施の形態1]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
[Embodiment 1]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態の画像表示装置100の構成を示すブロック図である。画像表示装置100は、スクリーン等にレーザ光を走査しながら投射することにより画像を表示する装置であり、例えばヘッドアップディスプレイやプロジェクタなどである。レーザ光の走査により表示される表示画像の垂直方向をV(Vertical)軸方向とも称し、画像の水平方向をH(Horizontal)軸方向とも称する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an
画像表示装置100は、RGBレーザダイオード101と、光スキャナ200と、垂直ミラー角度検出部270と、垂直ミラー角度検出温度補償回路280と、コントローラ102と、基準波形データ生成回路103と、デジタル−アナログ変換回路104,105(DAC:Digital to Analog Converter)と、ドライブアンプ106と、垂直ミラー駆動部240と、水平ミラー駆動部230と、垂直ミラー制御部300と、角度誤差算出部310と、光源制御部320と、を有する。
The
RGBレーザダイオード101は、光源制御部320の駆動により、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のレーザ光を発光する。RGBレーザダイオード101は、レーザ光の光束を出射する光源部である。RGBレーザダイオード101は、各色の発光強度と発光時間を制御することにより、投影される表示画像に用いられる種々の描画形態を作り出す。
The
光スキャナ200は、水平スキャナ210と、垂直スキャナ220と、を有する。水平スキャナ210及び垂直スキャナ220はそれぞれミラーを有しており、駆動電圧に応じた角度にミラーを揺動させて光束を反射することにより、光束を走査する。垂直スキャナ220のミラーは鉛直方向に揺動可能であり、鉛直方向に光束を走査する。水平スキャナ210のミラーは水平方向に揺動可能であり、水平方向に光束を走査する。
The
垂直スキャナ220は、RGBレーザダイオード101から照射されたレーザ光を反射し、垂直ミラー制御部300からの信号に基づいてミラーを揺動させることにより、鉛直方向に光束を走査する光スキャナである。水平スキャナ210は、RGBレーザダイオード101から照射されたレーザ光を反射し、ドライブアンプ106からの信号に基づいてミラーを揺動させることにより、水平方向に光束を走査する光スキャナである。
The
本実施の形態に係る画像表示装置100では、水平スキャナ210がRGBレーザダイオード101からのレーザ光を反射し、垂直スキャナ220が水平スキャナ210からの反射光をさらに反射することにより、投影面へ表示画像を描画している。垂直スキャナ220及び水平スキャナ210が、鉛直方向及び水平方向に往復走査する光スキャナ200を構成しているとも言える。例えば、垂直スキャナ220と水平スキャナ210を1つの2軸(2次元)光スキャナとしてもよい。垂直スキャナ220及び水平スキャナ210は、圧電膜式、静電方式、コイル駆動方式等の種々の方式を用いることができる。
In the
水平スキャナ210におけるミラーの水平方向の走査は、水平ミラー駆動部230により正弦波形の駆動電圧に基づいて行われる。垂直スキャナ220におけるミラーの鉛直方向の走査は、垂直ミラー駆動部240によりランプ波形の駆動電圧に基づいて行われる。
The horizontal scanning of the mirror in the
垂直ミラー角度検出部270は、垂直スキャナ220のミラーの角度を検出し、ミラーの検出角度を垂直ミラー制御部300及び角度誤差算出部310に送る。垂直ミラー角度検出部270は、例えば、ミラーの裏面に設けられたホール素子によって、マグネットの磁界強度の変化を検出し、検出された磁界強度からミラーの角度を算出するものでもよい。
The vertical mirror
垂直ミラー角度検出温度補償回路280は、垂直ミラー角度検出部270により検出されたミラーの角度の値を、周囲の温度に応じて補正するための回路である。マグネットの磁束密度及びホール素子の感度特性の温度補正を行うために、補正用の垂直ミラー角度検出温度補償回路280が搭載されている。そのため、温度に起因する誤差を補正してミラーの角度に比例した検出電圧を得ることが可能になる。垂直ミラー角度検出温度補償回路280は、温度検出素子を備えている。
The vertical mirror angle detection
コントローラ102は、入力された画像データに対してデータの並び替え等の処理を行って、基準波形データ生成回路103に出力する。コントローラ102は、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで実現されてもよいし、フラッシュメモリに記憶されたプログラムとCPU(Central Processing Unit)とにより実現されてもよい。
The
基準波形データ生成回路103には、コントローラ102から画像データ信号が入力される。基準波形データ生成回路103は、コントローラ102から出力された信号に従って、目標基準波形のデジタル信号を生成する。垂直スキャナ220の駆動に用いられる目標基準波形は、例えば、鋸刃状のランプ波形であることが好ましい。基準波形データ生成回路103は、水平方向の描画のデータ読み出しタイミングに合わせて垂直走査の波形データを作成し、デジタル−アナログ変換回路105に出力する。
An image data signal is input from the
デジタル−アナログ変換回路104,105は、デジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する電子回路である。デジタル−アナログ変換回路104,105は、基準波形データ生成回路103で生成された目標基準波形をアナログ信号に変換する。デジタル−アナログ変換回路105には、基準波形データ生成回路103から垂直走査の目標基準波形のデジタル信号が入力される。デジタル−アナログ変換回路104には、基準波形データ生成回路103から水平走査の目標基準波形のデジタル信号が入力される。
The digital-
まず、コントローラ102は、メモリから順次映像データを取り出して、水平走査の目標基準波形の波形データを生成していく。生成された水平走査の目標基準波形は、デジタル−アナログ変換回路104に出力される。水平走査の波形データは、デジタル−アナログ変換回路104により正弦波形としてドライブアンプ106に出力される。
First, the
基準波形データ生成回路103は、水平方向の描画のデータ読み出しタイミングに合わせて垂直走査の目標基準波形の波形データを生成し、デジタル−アナログ変換回路105に出力する。垂直走査の波形データは、デジタル−アナログ変換回路105によりランプ波形として出力される。水平スキャナ210の走査に対して垂直スキャナ220がサーボにより同期をとって走査することにより、表示画像を描画する。
The reference waveform
垂直ミラー駆動部240及び水平ミラー駆動部230は、印加された駆動電圧に基づいてミラーの角度を変更する。垂直ミラー駆動部240は垂直スキャナ220のミラーの角度を変更し、水平ミラー駆動部230は水平スキャナ210のミラーの角度を変更する。垂直ミラー駆動部240及び水平ミラー駆動部230は、ミラーの裏に設けられたコイルと、コイルの周囲に設けられたマグネットと、により構成されていてもよい。垂直ミラー駆動部240及び水平ミラー駆動部230が、コイルに流れる電流の方向を変化させて、コイルにかかるローレンツ力の方向を変化させることにより、ミラーを揺動させることができる。
The
垂直ミラー制御部300は、光スキャナ200のミラーを目標基準波形に追従させるために振れ角及び走査の周波数等の制御を行う。垂直ミラー制御部300は、光スキャナ200のミラーが所望の振れ角及び周波数等を得られるように、駆動電圧の波形の生成を行う。垂直ミラー制御部300は、FPGAや演算増幅器等のハードウェアで実現されてもよいし、フラッシュメモリに記憶されたプログラムとCPUとにより実現されてもよい。
The vertical
垂直ミラー制御部300は、垂直ミラー駆動部240に駆動電圧を印加する。垂直ミラー制御部300は、混合器301と、増幅器302と、位相補償回路303と、ドライブアンプ304と、を有する。混合器301には、デジタル−アナログ変換回路105、増幅器302、位相補償回路303、垂直ミラー角度検出温度補償回路280、及び減算器311が接続されている。増幅器302の入力端子には混合器301が接続されている。増幅器302の出力端子にはドライブアンプ304及び位相補償回路303が接続されている。
The
混合器301には、デジタル−アナログ変換回路105、垂直ミラー角度検出温度補償回路280、及び位相補償回路303から出力された信号が入力され、混合器301で加算された後に増幅器302へと出力される。すなわち、垂直ミラー角度検出温度補償回路280及び位相補償回路303の出力をフィードバックして、ミラーの駆動電圧を調整している。
Signals output from the digital-
位相補償回路303は、フィードバック制御を安定して行うために、フィードバック信号の位相の補償を行う。一般的には、負帰還制御を行う場合、単純に出力信号を入力信号にフィードバックすると、増幅器302やセンサーの位相特性の関係でミラーの制御が不安定になる可能性がある。位相補償回路303を設けることにより、フィードバック制御を安定して行うことができる。
The
ドライブアンプ106,304は、電流及び電力を増幅するアンプである。垂直ミラー駆動部240及び水平ミラー駆動部230のコイルの電気抵抗は小さいので、ミラーを駆動するためには垂直ミラー駆動部240及び水平ミラー駆動部230に電流を多く流せるアンプが必要である。
The
角度誤差算出部310は、垂直ミラー角度検出部270で検出された検出角度とミラーの目標角度との差分値を算出する。角度誤差算出部310は、減算器311を有する。減算器311の非反転入力端子には垂直ミラー角度検出温度補償回路280及び混合器301が接続されている。減算器311の反転入力端子にはデジタル−アナログ変換回路105が接続されている。減算器311の非反転入力端子に入力されるのは垂直ミラー角度検出温度補償回路280の出力(角度検出波形)であり、反転入力端子に入力されるのはデジタル−アナログ変換回路105から出力される目標基準波形である。
The angle
光源制御部320は、角度検出波形と目標基準波形との差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように、表示画像を描画する光源部(RGBレーザダイオード101)の光量を制御する。光源制御部320は、微分回路321と、キャンセル量調整回路322と、レーザ駆動回路323と、を有する。
The light
減算器311から出力された差分値信号は、微分回路321に入力される。微分回路321は、差分値信号を微分することにより微分値信号(誤差微分波形)を生成し、微分値信号を出力する。
The difference value signal output from the
微分回路321から出力された微分値信号は、キャンセル量調整回路322に入力される。キャンセル量調整回路322は、RGBレーザダイオード101の駆動電流に加えるキャンセル量を微分値信号から算出し、レーザ駆動回路323に出力する。例えば、微分値信号の極性を反転させることにより、キャンセル量を算出することができる。
The differential value signal output from the differentiation circuit 321 is input to the cancellation
レーザ駆動回路323は、コントローラ102から供給される入力画像データに応じて、RGBレーザダイオード101に駆動電流を出力する。レーザ駆動回路323は、入力画像データに応じた駆動電流にキャンセル量調整回路322で算出されたキャンセル量を加えた駆動電流を出力する。
The
光源制御部320において、減算器311から目標基準波形と角度検出波形との差分値信号が出力され、微分回路321から差分値信号を微分した誤差微分波形が出力され、キャンセル量調整回路322で誤差微分波形からレーザ駆動電圧の調整量が算出される。そして、レーザ駆動回路323において通常のレーザ駆動電圧に調整量を足し合わせる。キャンセル量調整回路322は、ちょうど輝度むらが最小になるところにキャンセル量を調整する。
In the light
図2〜図4を用いて、垂直スキャナ220の構成を説明する。図2〜図4に示される垂直スキャナ220は、1軸方向に光束を走査することができる構成となっている。図2は、画像表示装置100の垂直スキャナ220の構成を表す斜視図である。図2は、垂直スキャナ220を前面側から見た状態を示す。図3は、画像表示装置100の垂直スキャナ220の構成を表す断面図である。図4は、垂直スキャナ220の裏面の構成を示す斜視図である。なお、水平スキャナ210は一般的には、圧電膜により駆動力を得る共振型のスキャナであるが、垂直スキャナ220と同様の構成であってもよい。
The configuration of the
図2〜図4に示すように、垂直スキャナ220は、ケース6と、FPC(Flexible printed circuits)基板20と、マグネット4と、ヨーク5と、を有する。図3に示すように、ケース6内に、マグネット4と、ヨーク5と、が収納されている。マグネット4は磁界を発生させる。ヨーク5はマグネット4の周囲に設けられている。ヨーク5は、マグネット4が発生する磁界をミラー31の周囲へと集中させる。ケース6の前面には、FPC基板20が取り付けられている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
図4に示すように、FPC基板20は、フレーム部21と、ベース22と、梁23と、端子24と、配線25と、線バネ26と、を有する。フレーム部21、ベース22、及び梁23は、一体的に形成されている。フレーム部21の内側に、ベース22が梁23を介して支持されている。ベース22及びフレーム部21は、ポリイミド板等の裏打ち材によって補強されていてもよい。梁23は、ベース22とフレーム部21との間に設けられている。梁23及び線バネ26により、ベース22を、ミラー回転軸40を中心として揺動可能な状態で支持している。
As shown in FIG. 4, the
図3及び図4に示すように、ベース22の前面にはミラー31が設けられており、背面には駆動用コイル32とホール素子33とが設けられている。ミラー31は、光を反射する反射面を有する。駆動用コイル32は、ホール素子33の周囲を囲むように設けられている。ミラー31、ベース22、駆動用コイル32、及びホール素子33により、ミラー部30が構成される。駆動用コイル32と、マグネット4と、により垂直ミラー駆動部240が構成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
端子24、配線25及び線バネ26は、銅などの導電性部材により形成されており、外部回路からの電気信号を駆動用コイル32と導く回路と、ホール素子33からの検出信号を外部回路へと導く回路とを構成する。端子24には外部回路が接続され、端子24から入力された電気信号は線バネ26を通って駆動用コイル32へと入力される。また、ホール素子33から出力された検出信号は、配線25、端子24を介して外部回路に出力される。コイル駆動電流は線バネ26を通して給電してもよいし、配線25を通して給電してもよい。FPC基板20上の梁23の部分が細いため、梁23に配線できる本数は限られている。しかし、線バネ26を通して駆動用コイル32に給電することにより、給電可能な電流容量を大きくできる。
The terminal 24, the
垂直ミラー制御部300から駆動用コイル32に電圧が印加されると、駆動用コイル32はマグネット4が発生させる磁界からローレンツ力を受けるので、駆動電圧に応じてベース22の向きが変更されて、ベース22がミラー回転軸40を中心として揺動する。
When a voltage is applied from the vertical
ホール素子33は、図4に示すように、ベース22の裏面に設けられ、マグネット4の磁界強度を検出する。画像表示装置100は、ホール素子33により検出される磁界強度に基づいて、ミラー31の角度を検出する。ホール素子33と、マグネット4と、が垂直ミラー角度検出部270として機能する。
As shown in FIG. 4, the
図5〜図7を用いて、ホール素子33がミラー31の回転角を検出する仕組みを説明する。図5に示すように、ヨーク5を用いて、マグネット4が発生する磁界42を垂直スキャナ220のミラー部30へと集中させる。ミラー部30は、ミラー回転軸40を中心として揺動する。ミラー部30は、ミラー31と、ミラー31の反対側の面に設けられたホール素子33と、を有する。ホール素子33は、その検出面の法線方向の磁界を検出することができる。図5においては、ホール素子33の磁界検出軸41は、紙面右方向を向いており、磁界検出軸41と磁界42とが直交しているので、ホール素子33により検出される磁界はゼロである。
A mechanism in which the
図6に示すように、ミラー部30が回転してミラー31の反射面が上方に傾いたとき、ホール素子33の磁界検出軸41と磁界42とがなす角度が図5の状態からずれる。
図7に示すように磁界42に直交する軸43と磁界検出軸41がなす角度がθ(°)のときに、ホール素子の出力電圧Vh(V)は、磁束密度をB(T)、ホール電流をIh(A)、係数をK(V・A−1・T−1)とすると、Vh=K・Ih・B・sinθで算出される。
As shown in FIG. 6, when the
As shown in FIG. 7, when the angle formed by the
図8に示すように、垂直スキャナ220の鉛直方向の走査は、駆動波形W1(破線で示される)の駆動電圧を駆動用コイルに印加することにより行われる。垂直スキャナ220の駆動波形W1は鋸刃状のランプ波形である。図8においては、AからBの垂直描画範囲内でレーザが発光し、画像が表示される。Aが画像の上端に対応し、Bが画像の下端に対応する。図8において、横軸はミリ秒単位の時間を示し、縦軸は信号強度を電圧[V]で示す。
As shown in FIG. 8, the vertical scanning of the
ミラー31の角度に対応して垂直ミラー角度検出部270により検出される角度検出波形W2(1点鎖線で示される)は、画像の下端から上端に戻るときに、駆動波形W1とは異なって振動をしている。これは、画像の下端から上端に戻るときに、ミラー31に大きな角加速度が加えられるため、ミラー31を含む搖動部の固有振動数での共振が発生し、ランプ波形に振動波形が足し合わされているからである。
The angle detection waveform W2 (indicated by a one-dot chain line) detected by the vertical mirror
ミラー31が回転方向に共振振動するので、描画エリアにおけるミラー31の回転角速度が変動する。そのため、ミラー31の回転角速度が速くなると表示画像の対応する部分の輝度が低下し、回転角速度が遅くなると表示画像の対応する部分の輝度が増加する。ミラー31の共振による回転速度の増減に起因して、表示画像上では輝度むらが発生する。
Since the
図9は、ミラー31の共振に応じてRGBレーザダイオード101の光量を制御するための誤差微分波形W4を示す図である。図9において、横軸はミリ秒単位の時間を示す。縦軸は、左側に波形W1〜W3の信号強度を電圧[V]で示し、右側に波形W4の信号強度(誤差微分電圧)を電圧[V]で示す。図9では、目標基準波形W3を細い実線、誤差微分波形W4を太い実線で示している。目標基準波形W3は、基準波形データ生成回路103により生成されて、デジタル−アナログ変換回路105によりデジタル信号に変換されたランプ波形であり、ミラー31の目標角度に相当する波形である。
FIG. 9 is a diagram showing an error differential waveform W4 for controlling the light amount of the
誤差微分波形W4は、角度検出波形W2と目標基準波形W3との差分値を算出し、その差分値を微分することにより算出される。すなわち、誤差微分波形W4は、差分値信号を微分することにより算出された微分値を、時系列にプロットしたものである。画像表示装置100では、減算器311が角度検出波形W2から目標基準波形W3を減算して、ミラー31の検出角度と目標角度との差分値を算出する。そして、微分回路321が差分値を微分して誤差微分波形W4を生成する。誤差微分波形W4は、ミラー31の目標角度に対するミラー31の検出角度の相対角速度信号といえる。
The error differential waveform W4 is calculated by calculating a difference value between the angle detection waveform W2 and the target reference waveform W3 and differentiating the difference value. That is, the error differential waveform W4 is a time series plot of differential values calculated by differentiating the difference value signal. In the
角度検出波形W2と目標基準波形W3との差分値が一定の場合、ミラー31の検出角度と目標角度との差は一定となり、相対角速度を示す微分値はゼロになる。角度検出波形W2と目標基準波形W3との差分値が小さくなる場合、ミラー31の検出角度は目標角度よりも遅れており、ミラー31は目標よりも速く動いている。角度検出波形W2と目標基準波形W3との差分値が大きくなる場合、ミラー31は目標よりも遅く動いている。
When the difference value between the angle detection waveform W2 and the target reference waveform W3 is constant, the difference between the detection angle of the
誤差微分波形W4の電圧が高いほどミラー31の回転角速度が遅くなり、画像の輝度が上がることになる。誤差微分波形W4の逆相波形でRGBレーザダイオード101の発光光量を制御する。したがって、誤差微分波形W4の電圧が高いほど輝度を下げるようにレーザ駆動回路323がキャンセル量を調整することにより、共振により生じる表示画像の輝度むらを打ち消すことができる。
The higher the voltage of the error differential waveform W4, the slower the rotational angular velocity of the
図10を用いて、画像表示装置100における画像補正方法について説明する。まず、垂直ミラー角度検出部270は、ミラー31の角度を検出する(ST401)。次に、角度誤差算出部310は、検出されたミラー31の検出角度と、ミラー31の目標角度との差分値を算出する(ST402)。
The image correction method in the
次に、光源制御部320は、差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように光源部の光量を制御する(ST403)。具体的には、画像表示装置100では、微分回路321が差分値信号を微分することにより微分値信号を生成する。キャンセル量調整回路322が光源部の駆動電流に加えるキャンセル量を微分値信号から算出する。レーザ駆動回路323が、入力画像データに応じた駆動電流にキャンセル量調整回路322で算出されたキャンセル量を加えた駆動電流を光源部に出力する。これにより、光源制御部320が光源部の光量を制御する。
Next, the light
本実施の形態の画像表示装置100は、ミラー31の目標角度と検出角度との差分値を光源制御部320にフィードバックして、差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すようにRGBレーザダイオード101の光量を制御する。これにより、ミラー31の共振に起因する表示画像の輝度むらを低減できる。
The
さらに、本実施の形態の画像表示装置100は、垂直ミラー角度検出部270の検出するミラー31の角度に基づいてRGBレーザダイオード101の光量を制御する。そのため、撮像カメラ等の複雑な構成を用いる必要がなく、構成が簡易である。また、本実施の形態の画像表示装置100は、RGBレーザダイオード101の光量を制御することによりミラー31の共振に起因する表示画像の輝度むらを低減する。そのため、制振材を使用したり、ミラー31の駆動波形を細かく調整する必要がないので、構成が簡易である。
Furthermore, the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
5…ヨーク 6…ケース 20…基板 21…フレーム部 22…ベース 23…梁 24…端子 25…配線 26…線バネ 30…ミラー部 31…ミラー 32…駆動用コイル 33…ホール素子 40…ミラー回転軸 41…磁界検出軸 42…磁界 43…磁界に直交する軸 100…画像表示装置 101…RGBレーザダイオード 102…コントローラ 103…基準波形データ生成回路 104,105…デジタル−アナログ変換回路 106,304…ドライブアンプ 200…光スキャナ 210…水平スキャナ 220…垂直スキャナ 230…水平ミラー駆動部 240…垂直ミラー駆動部 270…垂直ミラー角度検出部 280…垂直ミラー角度検出温度補償回路 300…垂直ミラー制御部 301…混合器 302…増幅器 303…位相補償回路 304…ドライブアンプ 310…角度誤差算出部 311…減算器 320…光源制御部 321…微分回路 322…キャンセル量調整回路 323…レーザ駆動回路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光源部から出射された光を反射するミラーと、
印加された駆動電圧に基づいて前記ミラーの角度を変更するミラー駆動部と、
前記ミラーの角度を検出する角度検出部と、
前記ミラー駆動部に前記駆動電圧を印加するミラー制御部と、
前記角度検出部で検出された検出角度と前記ミラーの目標角度との差分値を算出する角度誤差算出部と、
前記差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように前記光源部の光量を制御する光源制御部と、を備える
画像表示装置。 A light source unit;
A mirror that reflects the light emitted from the light source unit;
A mirror drive unit for changing the angle of the mirror based on the applied drive voltage;
An angle detector for detecting the angle of the mirror;
A mirror controller for applying the drive voltage to the mirror driver;
An angle error calculation unit that calculates a difference value between a detection angle detected by the angle detection unit and a target angle of the mirror;
An image display device comprising: a light source control unit that controls a light amount of the light source unit so as to cancel a luminance error of a display image that is generated based on the difference value.
請求項1に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 1, wherein the light source control unit differentiates the difference value to calculate a differential value, and controls the light amount of the light source unit according to the differential value.
前記ミラーの前記鉛直方向の走査は、前記ミラー駆動部によりランプ波形の前記駆動電圧に基づいて行われ、
前記ミラー制御部は、前記角度検出部から取得された前記ミラーの前記鉛直方向の角度と、前記鉛直方向の前記目標角度との角度誤差を算出する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置。 The mirror is swingable in a vertical direction;
The vertical scanning of the mirror is performed based on the driving voltage of the ramp waveform by the mirror driving unit,
The said mirror control part calculates the angle error of the said angle of the said perpendicular direction of the said mirror acquired from the said angle detection part, and the said target angle of the said perpendicular direction. Image display device.
前記光源部から出射された光を反射するミラーと、
印加された駆動電圧に基づいて前記ミラーの角度を変更するミラー駆動部と、を備える画像表示装置における画像補正方法であって、
前記ミラーの角度を検出し、
検出された前記ミラーの検出角度と、前記ミラーの目標角度との差分値を算出し、
前記差分値に基づいて生じる表示画像の輝度誤差を打ち消すように前記光源部の光量を制御することによって前記表示画像の輝度補正を行う
画像補正方法。 A light source unit;
A mirror that reflects the light emitted from the light source unit;
A mirror driving unit that changes an angle of the mirror based on an applied driving voltage, and an image correction method in an image display device,
Detecting the angle of the mirror,
Calculating a difference value between the detected angle of the detected mirror and the target angle of the mirror;
An image correction method for correcting luminance of the display image by controlling a light amount of the light source unit so as to cancel a luminance error of the display image generated based on the difference value.
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