JP2016177006A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示面に画像を投影表示する画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to an image display apparatus that projects and displays an image on a display surface.
従来より、ヘッドアップディスプレイなどの画像表示装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の三原色からなるレーザ光源を用い、それぞれの色を混ぜ合わせて多種多様な色を作成し、表示面にカラー画像を投影表示している。 Conventionally, an image display device such as a head-up display uses a laser light source composed of the three primary colors of R, G, and B, creates a variety of colors by mixing each color, and displays a color image on the display surface. Projection display.
この種の画像表示装置に関連する技術としては、例えば、半導体レーザの位置決めを行うにあたり、半導体レーザとは別に配置された位置決め用発光部が出射する光が別途備えられたフォトディテクタに対して照射される際、その受光位置や大きさに基づいて半導体レーザのずれ量を求めるレーザの位置決め方法が開示されている（特許文献１参照）。 As a technique related to this type of image display device, for example, when positioning a semiconductor laser, light emitted from a positioning light emitting unit arranged separately from the semiconductor laser is irradiated to a separately provided photodetector. A laser positioning method has been disclosed in which the amount of deviation of the semiconductor laser is obtained based on the light receiving position and size (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１の技術では、フォトディテクタを用いて半導体レーザのずれ量を求める際、適用されるデバイスが車両用などの外光にさらされる用途に用いられる場合、フォトディテクタの検知結果が外乱光によって乱されてしまい、正しく検出できないという虞があった。 However, in the technique of Patent Document 1, when the amount of deviation of the semiconductor laser is obtained using a photodetector, when the applied device is used for an application where the device is exposed to external light such as for a vehicle, the detection result of the photodetector is caused by disturbance light. There was a possibility that it was disturbed and could not be detected correctly.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外乱光の影響を受けることなく、投影画像の位置調整を行うことができる画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an image display device capable of adjusting the position of a projected image without being affected by ambient light.
本発明に係る画像表示装置は、投影画像を表示するための光を出力する発光部と、前記発光部からの光に応じた投影画像の表示領域外に設けられ、前記投影画像の位置調整用の光を受光する受光部と、前記発光部から出射された光に応じた投影画像を形成する画像形成部と、前記発光部の光出力がオフの状態における前記受光部の第１の受光結果に基づいて前記投影画像の位置調整を行うか否かを判断する位置調整制御部とを有する。 An image display device according to the present invention is provided outside a display area of a projection image corresponding to light from the light emitting unit that outputs light for displaying a projection image, and for adjusting the position of the projection image A light receiving unit that receives the light of the light, an image forming unit that forms a projection image according to the light emitted from the light emitting unit, and a first light reception result of the light receiving unit in a state where the light output of the light emitting unit is off And a position adjustment control unit that determines whether or not to adjust the position of the projection image based on the above.
この構成によれば、外乱光がある場合に、発光部の光出力がオフの状態において外乱光が受光部に入射した場合の第１の受光結果に基づいて位置調整を行うか否かを判断するので、外乱光の影響が強い場合に、投影画像の位置調整を行わないようにすることができる。これにより、投影画像が不適切に位置調整されることを回避できる。また、位置調整を行う場合は、発光部がオンの状態において前記画像形成部を制御することが可能になり、外乱光の影響が小さい場合に、投影画像の位置調整を正確に行うことができる。 According to this configuration, when there is disturbance light, it is determined whether or not the position adjustment is performed based on the first light reception result when the disturbance light is incident on the light receiving unit when the light output of the light emitting unit is off. Therefore, when the influence of disturbance light is strong, the position adjustment of the projection image can be prevented. As a result, it is possible to avoid inappropriate adjustment of the position of the projected image. Further, when the position adjustment is performed, the image forming unit can be controlled in a state where the light emitting unit is on, and the position adjustment of the projection image can be performed accurately when the influence of disturbance light is small. .
好適には本発明の前記位置調整制御部は、前記第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以上の場合は前記位置調整を行わないと判断する。この構成によれば、第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以上の場合は外光の強度が強過ぎると判断し、誤動作を防ぐため、位置調整機能を禁止とする。 Preferably, the position adjustment control unit of the present invention determines that the position adjustment is not performed when the light reception intensity indicated by the first light reception result is equal to or greater than a predetermined reference value. According to this configuration, when the light reception intensity indicated by the first light reception result is equal to or greater than the predetermined reference value, it is determined that the intensity of external light is too strong, and the position adjustment function is prohibited to prevent malfunction.
好適には本発明の前記位置調整制御部は、前記第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以下の場合は、前記発光部がオンの状態において前記受光部に入射した場合の第２の受光結果から、前記第１の受光結果を差し引いた第３の受光結果を基に前記位置調整を行う。 Preferably, the position adjustment control unit according to the present invention is configured such that when the light reception intensity indicated by the first light reception result is less than or equal to a predetermined reference value, the second adjustment is performed when the light emission unit is incident on the light reception unit. The position adjustment is performed based on a third light reception result obtained by subtracting the first light reception result from the light reception result.
第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以下の場合は、誤動作の虞はなく、投影画像の位置調整が可能な環境にある。したがって、この場合は、発光部がオンの状態において受光部に入射した場合の第２の受光結果から、第１の受光結果を差し引いた第３の受光結果を基に位置調整を行うことにより、外乱光の影響をキャンセルできる。 When the light reception intensity indicated by the first light reception result is less than or equal to the predetermined reference value, there is no risk of malfunction and the environment of the projection image can be adjusted. Therefore, in this case, by adjusting the position based on the third light receiving result obtained by subtracting the first light receiving result from the second light receiving result when the light emitting unit is incident on the light receiving unit in the ON state, The influence of disturbance light can be canceled.
好適には本発明の前記位置調整制御部は、一定期間内における前記第３の受光結果の平均値を基に、前記位置調整を行う。この構成によれば、一定期間内における第３の受光結果の平均値を基に位置調整を行うので、誤動作判定の可能性を減らすことができる。 Preferably, the position adjustment control unit of the present invention performs the position adjustment based on an average value of the third light reception results within a certain period. According to this configuration, since the position adjustment is performed based on the average value of the third light reception results within a certain period, the possibility of malfunction determination can be reduced.
好適には本発明の前記位置調整制御部は、前記発光部がオンの状態における前記受光部の受光結果を基に、前記投影画像を位置調整するための位置設定情報を前記画像形成部に出力し、前記画像形成部は、前記発光部からの出射された光を、前記位置設定情報を基に位相変調する。
この構成によれば、画像形成部における光の位相変調を制御することで、投影画像の位置調整を行うことができる。
Preferably, the position adjustment control unit of the present invention outputs position setting information for adjusting the position of the projected image to the image forming unit based on a light reception result of the light receiving unit in a state where the light emitting unit is on. Then, the image forming unit phase modulates the light emitted from the light emitting unit based on the position setting information.
According to this configuration, the position of the projection image can be adjusted by controlling the phase modulation of light in the image forming unit.
好適には本発明の前記受光部は、前記投影画像の表示位置に応じた受光強度を生じるように配置されている。
この構成によれば、受光部の受光強度を基に、簡単な構成で投影画像の位置調整を行うことができる。
Preferably, the light receiving unit of the present invention is arranged so as to generate a light receiving intensity corresponding to a display position of the projection image.
According to this configuration, the position of the projected image can be adjusted with a simple configuration based on the light reception intensity of the light receiving unit.
好適には本発明の画像表示装置は、前記発光部の光出力をＰＷＭ制御する発光制御部
をさらに有する。
この構成によればＰＷＭ制御により、前記発光部の光出力がオフの状態を所定時間間隔で所持させることでき、位置調整を行うか否かの判断を定期的に行うことができる。
Preferably, the image display device of the present invention further includes a light emission control unit that performs PWM control on the light output of the light emitting unit.
According to this configuration, the light output of the light emitting unit can be held at predetermined time intervals by PWM control, and it is possible to periodically determine whether or not to perform position adjustment.
本発明によれば、外乱光の影響を受けることなく、投影画像の位置決めを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to position a projection image without being affected by disturbance light.
以下、図１から図３を参照して、本発明の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る画像表示装置１の機能ブロック図である。図２は運転者が虚像を視認する原理を説明するための図である。図３は本実施形態に係る画像表示装置において、受光部の配置を説明するための図である。
本実施形態に係る画像表示装置１は、車両（移動体）に搭載されて用いられるヘッドアップディスプレイである。
Hereinafter, an image display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is a functional block diagram of an image display apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the principle that the driver visually recognizes the virtual image. FIG. 3 is a diagram for explaining the arrangement of the light receiving units in the image display apparatus according to the present embodiment.
The image display device 1 according to the present embodiment is a head-up display that is used by being mounted on a vehicle (moving body).
図１に示すように、画像表示装置１は、例えば、発光部１１、画像形成部１３、フーリエ変換レンズ１５、光拡散部１７、光反射部１９、受光部３１、発光制御部３３、画像メモリ４１、パラメータメモリ４３、パラメータ設定部４５、画像情報生成部４７を有する。 As shown in FIG. 1, the image display apparatus 1 includes, for example, a light emitting unit 11, an image forming unit 13, a Fourier transform lens 15, a light diffusing unit 17, a light reflecting unit 19, a light receiving unit 31, a light emission control unit 33, and an image memory. 41, a parameter memory 43, a parameter setting unit 45, and an image information generation unit 47.
発光部１１は、例えば、半導体に電流を流してレーザ発振させる素子としてのレーザデバイス（ＬＤ）である。半導体レーザは、半導体の構成元素によって発振する周波数、すなわちレーザ光の色が決まる。本実施形態の発光部１１は、例えば、虚像表示のためのＲ（赤）とＧ（緑）の２色のレーザで構成されている。発光部１１は、各レーザからの光を画像形成部１３に照射する。
The light emitting unit 11 is, for example, a laser device (LD) as an element that causes a laser to oscillate by passing a current through a semiconductor. In a semiconductor laser, the frequency of oscillation, that is, the color of laser light, is determined by the constituent elements of the semiconductor. The light emitting unit 11 of the present embodiment is composed of, for example, lasers of two colors R (red) and G (green) for displaying a virtual image. The light emitting unit 11 irradiates the image forming unit 13 with light from each laser.
発光部１１のレーザの光出力は発光制御部３３によって制御される。本実施形態の発光部１１は、発光制御部３３によってパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御される。
本実施形態の発光部１１は、ＰＷＭ制御されるので、レーザ光を発光（光出力）するオン状態と、レーザ光を発光しないオフ状態が存在する。本実施形態では、後述するように、発光部１１がオフ状態において投影画像の位置調整動作を行うか否かを判断する。
The light output of the laser of the light emitting unit 11 is controlled by the light emission control unit 33. The light emitting unit 11 of the present embodiment is subjected to pulse width modulation (PWM) control by the light emission control unit 33.
Since the light emitting unit 11 of the present embodiment is PWM-controlled, there are an on state in which laser light is emitted (light output) and an off state in which laser light is not emitted. In the present embodiment, as will be described later, it is determined whether or not the projection image position adjustment operation is performed when the light emitting unit 11 is in the off state.
画像形成部１３は、画像情報生成部４７で生成された表示画像情報に基づいて、発光部１１からのレーザ光を位相変調し、ホログラム回折光をフーリエ変換レンズ１５に照射する。
画像形成部１３は、入力したパラメータを基にＬＣＯＳ上に仮想レンズを形成する機能を有している。画像形成部１３は、投影画像の位置調整情報を制御部３５から入力し、これをパラメータとして用いて投影画像の位置調整を行う。
The image forming unit 13 phase-modulates the laser beam from the light emitting unit 11 based on the display image information generated by the image information generating unit 47 and irradiates the Fourier transform lens 15 with the hologram diffraction light.
The image forming unit 13 has a function of forming a virtual lens on the LCOS based on the input parameters. The image forming unit 13 receives the position adjustment information of the projection image from the control unit 35, and adjusts the position of the projection image using this as a parameter.
本実施形態の画像形成部１３は、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）である。ここで、ＬＣＯＳは、一般的にはシリコンのＣＭＯＳ基板上にマトリクス状にＭＯＳ型トランジスタや画素電極を設け、このＣＭＯＳ基板と対向配置した基板の画素電極対向面に光学的に透明の共通電極を設け、これらの２枚の基板間に封入された液晶層からなる反射型液晶表示素子である。
画像形成部１３は、ＬＣＯＳに代えて透過型ＬＣＤ等を用いてもよい。
The image forming unit 13 of the present embodiment is, for example, LCOS (Liquid Crystal on Silicon). Here, the LCOS is generally provided with MOS transistors and pixel electrodes in a matrix on a silicon CMOS substrate, and an optically transparent common electrode is provided on the pixel electrode facing surface of the substrate disposed opposite to the CMOS substrate. A reflective liquid crystal display element comprising a liquid crystal layer provided and sealed between these two substrates.
The image forming unit 13 may use a transmissive LCD or the like instead of the LCOS.
フーリエ変換レンズ１５は、画像形成部１３からのホログラム回折光をフーリエ変換して光拡散部１７に結像させる。 The Fourier transform lens 15 Fourier transforms the hologram diffracted light from the image forming unit 13 to form an image on the light diffusion unit 17.
光拡散部１７は、フーリエ変換レンズ１５を介して入射したホログラム回折光を光拡散する。本実施形態の光拡散部１７は、例えば、光学用ディフューザである。光学用ディフューザは、光を面全体に均一に拡げ、ホットスポットを低減する。光学用ディフューザは、イメージングアプリケーションにおけるスクリーンやターゲットとして最適である。 The light diffusing unit 17 diffuses the hologram diffracted light incident through the Fourier transform lens 15. The light diffusing unit 17 of the present embodiment is, for example, an optical diffuser. The optical diffuser spreads light uniformly over the entire surface and reduces hot spots. Optical diffusers are ideal as screens and targets in imaging applications.
光反射部１９は、拡大ミラーからなり、光拡散部１７からの光拡散された光線を拡大・歪補正してウィンドウシールドガラス５１に投影する。ウィンドウシールドガラス５１は車両のフロントガラスとして設けられている。 The light reflecting unit 19 is composed of a magnifying mirror, and projects the light diffused light from the light diffusing unit 17 on the window shield glass 51 after enlarging / distorting the light. The window shield glass 51 is provided as a vehicle windshield.
光反射部１９は、図１及び図２に示すように、光拡散部１７からの光に応じた表示像を拡大および歪補正を行って、ウィンドウシールドガラス５１に向けて投影し、この投影画像を運転者の目の方向に反射させることによって当該投影画像を虚像５７として運転者の前方に結像させて運転者に投影画像を視認させる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the light reflecting unit 19 enlarges and corrects the display image corresponding to the light from the light diffusing unit 17 and projects the image onto the window shield glass 51. Is reflected in the direction of the driver's eyes, and the projected image is formed as a virtual image 57 in front of the driver so that the driver can visually recognize the projected image.
受光部３１は、光拡散部１７の周囲に設けられ、画像情報生成部４７で生成された表示画像情報に含まれるイメージ位置調整用画像情報に応じた位置調整画像が照射される位置に設けられている。
受光部３１は、例えば、光を電気に変換する計測用デバイスとしてのフォトディテクタ（ＰＤ）である。代表的なフォトディテクタとしては、例えば、半導体のｐｎ接合を利用した光起電力型のフォトダイオードが挙げられる。
The light receiving unit 31 is provided around the light diffusing unit 17 and is provided at a position where a position adjustment image corresponding to the image position adjustment image information included in the display image information generated by the image information generation unit 47 is irradiated. ing.
The light receiving unit 31 is, for example, a photodetector (PD) as a measurement device that converts light into electricity. As a typical photodetector, for example, a photovoltaic photodiode using a semiconductor pn junction can be cited.
フォトダイオードは、半導体に光が吸収されて電子−ホール対が発生することを要する。したがって、フォトダイオードの材料は、測定したいレーザ光の波長にあった材料を選択することが重要である。
本実施形態の受光部３１は、図３に示すように、光拡散部（ディフューザ）１７の投影画像の表示領域１７Ａ外に設けられている。本実施形態では、Ｒ（赤）とＧ（緑）のレーザ光のそれぞれの波長に対応する２つの受光部３１Ａ，３１Ｂが光強度のフィードバックループ用（Auto Power Control:APC）、受光部３１Ｃがイメージ位置調整用に設けられている。
Photodiodes require that semiconductors absorb light and generate electron-hole pairs. Therefore, it is important to select a material for the photodiode that matches the wavelength of the laser beam to be measured.
As shown in FIG. 3, the light receiving unit 31 of the present embodiment is provided outside the display area 17 </ b> A of the projection image of the light diffusion unit (diffuser) 17. In this embodiment, the two light receiving portions 31A and 31B corresponding to the wavelengths of the R (red) and G (green) laser beams are used for a light intensity feedback loop (Auto Power Control: APC), and the light receiving portion 31C is It is provided for image position adjustment.
発光制御部３３は、受光部３１Ａ，３１Ｂから光強度を入力し、当該光強度が指定された光強度になるように発光部１１の出力をフィードバック制御する。発光制御部３３は、所定の光強度になるように、ＰＷＭ制御により発光部１１の光出力のオン／オフを制御する。当該光強度の指定は、受光部３１の出力信号に基づいて行われる。 The light emission control unit 33 inputs light intensity from the light receiving units 31A and 31B, and feedback-controls the output of the light emitting unit 11 so that the light intensity becomes the specified light intensity. The light emission control unit 33 controls on / off of the light output of the light emitting unit 11 by PWM control so that a predetermined light intensity is obtained. The designation of the light intensity is performed based on the output signal of the light receiving unit 31.
位置調整制御部３５は、発光部１１がオンの状態における受光部３１Ｃの受光結果を基に、投影画像を位置調整するための位置設定情報を生成し、これを画像形成部１３に出力する。位置調整制御部３５の処理については後に詳細に説明する。 The position adjustment control unit 35 generates position setting information for adjusting the position of the projected image based on the light reception result of the light receiving unit 31 </ b> C when the light emitting unit 11 is on, and outputs this to the image forming unit 13. The processing of the position adjustment control unit 35 will be described in detail later.
画像メモリ４１は、表示画像の原画像情報を記憶する。当該原画像情報は、例えばＪＰＥＧである。
パラメータメモリ４３は、原画像情報を輝度等を調整（設定）するためのパラメータデータの初期情報を記憶する。
画像メモリ４１及びパラメータメモリ４３としては、ＲＯＭが挙げられるが、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の他の形式の記憶装置であってもよい。
The image memory 41 stores original image information of a display image. The original image information is, for example, JPEG.
The parameter memory 43 stores initial information of parameter data for adjusting (setting) the luminance and the like of the original image information.
The image memory 41 and the parameter memory 43 include a ROM, but may be other types of storage devices such as an SSD (Solid State Drive).
パラメータ設定部４５は、パラメータメモリ４３から読み出したパラメータ情報を基に設定し、これを画像情報生成部４７に出力する。 The parameter setting unit 45 sets based on the parameter information read from the parameter memory 43, and outputs this to the image information generation unit 47.
画像情報生成部４７は、パラメータ設定部４５から入力したパラメータを基に、画像メモリ４１から読み出した原画像情報の輝度情報等を調整して表示画像情報を生成し、これを画像形成部１３に出力する。 Based on the parameters input from the parameter setting unit 45, the image information generation unit 47 adjusts luminance information and the like of the original image information read from the image memory 41 to generate display image information, which is then sent to the image forming unit 13. Output.
次に、図１から図５を参照して、本実施形態に係る画像表示装置１の動作を説明する。
図３は本実施形態に係る画像表示装置において、受光部の配置を説明するための図である。図４は本実施形態に係る画像表示装置において、外乱光の影響をキャンセルする機能を説明するための図である。図５は本実施形態に係る画像表示装置において、色毎の位置ずれを補正する機能を説明するための図である。
Next, the operation of the image display apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram for explaining the arrangement of the light receiving units in the image display apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining a function of canceling the influence of disturbance light in the image display apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the function of correcting the positional deviation for each color in the image display apparatus according to the present embodiment.
図１に示すように、画像表示装置１では、発光部１１からの光が画像形成部１３に入射する。
また、画像情報生成部４７において、パラメータ設定部４５から入力したパラメータを基に、画像メモリ４１から読み出した原画像情報を調整して表示画像情報が生成される。
As shown in FIG. 1, in the image display device 1, light from the light emitting unit 11 enters the image forming unit 13.
Further, the image information generation unit 47 adjusts the original image information read from the image memory 41 based on the parameters input from the parameter setting unit 45 to generate display image information.
そして、画像形成部１３が、画像情報生成部４７で生成された表示画像情報に基づいて、発光部１１からのレーザ光を位相変調し、ホログラム回折光をフーリエ変換レンズ１５に照射する。
そして、光拡散部１７において、ホログラム回折光が拡散され、光反射部１９で指向されてウィンドウシールドガラス５１に照射される。
Then, the image forming unit 13 phase-modulates the laser light from the light emitting unit 11 based on the display image information generated by the image information generating unit 47 and irradiates the Fourier transform lens 15 with the hologram diffracted light.
Then, the hologram diffracted light is diffused in the light diffusing unit 17, directed by the light reflecting unit 19, and irradiated on the window shield glass 51.
図２に示すように、光反射部１９からウィンドウシールドガラス５１に投射された光は、ウィンドウシールドガラス５１で反射して運転者（搭乗者）の視点５５に到達する。運転者は、ウィンドウシールドガラス５１の前方の地点において、光反射部１９からの光に応じた画像を拡大した虚像（虚像表示像）５７として視認することができる。
ここで、画像形成部１３の表示面と、光拡散部１７の拡散領域上に形成される画像と、虚像５７とが共役関係にある。
As shown in FIG. 2, the light projected from the light reflecting portion 19 onto the window shield glass 51 is reflected by the window shield glass 51 and reaches the viewpoint 55 of the driver (passenger). The driver can visually recognize a virtual image (virtual image display image) 57 obtained by enlarging an image corresponding to the light from the light reflecting portion 19 at a point in front of the window shield glass 51.
Here, the display surface of the image forming unit 13, the image formed on the diffusion region of the light diffusion unit 17, and the virtual image 57 are in a conjugate relationship.
ところで、温度等の要因によって、発光部１１で発光するレーザ光の波長変化や、光路軸を構成している複数の部品が温度係数をもっており、そのために光路軸が変化し像の表示位置に影響を与える。結果として、画像形成部１３の投影画像に位置ずれが生じることがある。よって、図３に示すように、撮像画像の表示領域の外には、位置ずれ調整のための調整イメージ６０が照射されるようになっている。調整イメージ６０は、Ｒ（赤）とＧ（緑）のそれぞれについて調整イメージ６０Ａ，６０Ｂが照射される（図４及び図５参照）。 By the way, depending on factors such as temperature, the wavelength change of the laser light emitted from the light emitting unit 11 and a plurality of parts constituting the optical path axis have a temperature coefficient, so that the optical path axis changes and affects the display position of the image. give. As a result, positional deviation may occur in the projected image of the image forming unit 13. Therefore, as shown in FIG. 3, an adjustment image 60 for adjusting the positional deviation is irradiated outside the display area of the captured image. The adjustment image 60 is irradiated with the adjustment images 60A and 60B for R (red) and G (green), respectively (see FIGS. 4 and 5).
受光部３１Ｃは、この調整イメージ６０の照射を受光する。
本実施形態の受光部３１は、上述したように、光拡散部（ディフューザ）１７の投影画像の表示領域外に設けられている。本実施形態では、１つの受光部３１ＣがＲ（赤）とＧ（緑）のレーザ光の位置判断を行っている。ＲとＧは時間差を持って照射されておりＲとＧそれぞれの単独ＯＮ期間中が必ず存在する。そのＲＧ単独のＯＮ中にそれぞれの位置ずれ調整を行う。
受光部３１Ｃが調整イメージ６０を受光すると、光の強度を測定することができる。実際には、フォトディテクタ（ＰＤ）の電圧として光の強度を把握する。
The light receiving unit 31C receives the irradiation of the adjustment image 60.
As described above, the light receiving unit 31 of the present embodiment is provided outside the display area of the projection image of the light diffusion unit (diffuser) 17. In the present embodiment, one light receiving unit 31C determines the position of R (red) and G (green) laser beams. R and G are irradiated with a time difference, and there is always a single ON period for each of R and G. Each positional deviation adjustment is performed while the RG alone is ON.
When the light receiving unit 31C receives the adjustment image 60, the light intensity can be measured. Actually, the intensity of light is grasped as the voltage of the photodetector (PD).
受光部３１Ｃが調整イメージ６０の照射を受けて位置ずれ調整を行う際、画像表示装置１が車両等の移動体に搭載される場合には、太陽光等の外乱光の影響を受けて位置ずれ調整に誤動作が生じる虞がある。 When the image receiving device 31C is mounted on a moving body such as a vehicle when the light receiving unit 31C receives the adjustment image 60 and adjusts the positional deviation, the positional deviation is affected by disturbance light such as sunlight. There is a risk of malfunction in adjustment.
位置調整制御部３５は、発光部１１がオフの状態において外乱光が受光部に入射した場合の第１の受光結果に基づいて投影画像の位置調整を行うか否かを判断する。
発光部１１はＰＷＭ制御されており、発光部１１がオフの状態のときには、受光部３１Ｃはレーザ光を受光せず、受光部３１Ｃの出力は０の筈である。しかし、受光部３１Ｃが外乱光を受光すると、その外乱光に見合った出力が発生する（図４（ｂ）参照）。
この外乱光の入力に対しては、ノイズフィルタリング及び平均化処理を行わない。
したがって、発光部１１のオン状態における受光部３１Ｃの出力をも加味すると、図４（ａ）に示すような受光電圧が得られることになる。
The position adjustment control unit 35 determines whether or not to adjust the position of the projection image based on the first light reception result when ambient light is incident on the light receiving unit when the light emitting unit 11 is off.
The light emitting unit 11 is PWM-controlled, and when the light emitting unit 11 is off, the light receiving unit 31C does not receive laser light, and the output of the light receiving unit 31C is 0. However, when the light receiving unit 31C receives disturbance light, an output corresponding to the disturbance light is generated (see FIG. 4B).
Noise filtering and averaging processing are not performed on this disturbance light input.
Therefore, when the output of the light receiving unit 31C in the ON state of the light emitting unit 11 is also taken into consideration, a light receiving voltage as shown in FIG. 4A is obtained.
位置調整制御部３５は、第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以上の場合は、投影画像の位置調整を行わない。すなわち、第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以上の場合は外光の強度が強過ぎると判断し、誤動作を防ぐため、位置調整機能を禁止とする。
所定基準値としては、図４（ａ）において、受光電圧が急峻変化する部分の中間部、例えば、３００ＬＳＢとする。所定基準値の３００ＬＳＢの値は例示であって、この値に限定されない。
The position adjustment control unit 35 does not adjust the position of the projection image when the light reception intensity indicated by the first light reception result is greater than or equal to a predetermined reference value. That is, when the light reception intensity indicated by the first light reception result is equal to or greater than a predetermined reference value, it is determined that the intensity of external light is too strong, and the position adjustment function is prohibited in order to prevent malfunction.
As the predetermined reference value, in FIG. 4A, an intermediate portion of the portion where the light reception voltage changes sharply, for example, 300LSB is used. The predetermined reference value of 300LSB is an example, and is not limited to this value.
他方、位置調整制御部３５は、第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以下（３００ＬＢＳ以下）の場合は、発光部１１がオンの状態において、受光部３１Ｃの受光結果を基に投影画像の位位置調整情報を生成し、これを画像情報生成部４７に出力する。第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以下の場合は、誤作動の虞はなく、投影画像の位置調整可能なる環境にある。 On the other hand, when the light reception intensity indicated by the first light reception result is equal to or less than a predetermined reference value (300 LBS or less), the position adjustment control unit 35 projects based on the light reception result of the light reception unit 31C when the light emission unit 11 is on. Image position adjustment information is generated and output to the image information generation unit 47. When the light reception intensity indicated by the first light reception result is less than or equal to a predetermined reference value, there is no risk of malfunction and the environment of the projection image can be adjusted.
その際、位置調整制御部３５は、受光部３１Ｃに入射した場合の第２の受光結果（図４（ａ）参照）から、第１の受光結果（図４（ｂ）参照）を差し引いた第３の受光結果（図４（ｃ）参照）を基に位置調整を行うことが好ましい。発光部１１がオンの状態において受光部３１Ｃに入射した場合の第２の受光結果から、第１の受光結果を差し引いた第３の受光結果を基に位置調整を行うことにより、外乱光の影響をキャンセルできる。
調整イメージ６０が受光部３１Ｃに重なる量が多ければ（位置ずれが小さい）、受光部３１Ｃの出力（受光強度）が強く、調整イメージ６０が受光部３１Ｃに重なる量が少なければ（位置ずれが大きい）、受光部３１Ｃの出力（受光強度）が弱い。
At that time, the position adjustment control unit 35 subtracts the first light reception result (see FIG. 4B) from the second light reception result (see FIG. 4A) when entering the light receiving unit 31C. It is preferable to adjust the position based on the light reception result 3 (see FIG. 4C). By adjusting the position based on the third light receiving result obtained by subtracting the first light receiving result from the second light receiving result when the light emitting unit 11 is incident on the light receiving unit 31C in the on state, the influence of disturbance light Can be canceled.
If the adjustment image 60 overlaps the light receiving unit 31C with a large amount (the positional deviation is small), the output (light reception intensity) of the light receiving unit 31C is strong, and if the adjustment image 60 does not overlap the light receiving unit 31C with a small amount (the positional deviation is large). ), The output (light receiving intensity) of the light receiving unit 31C is weak.
位置調整制御部３５は、一定期間内における第３の受光結果（図４（ｃ）参照）を積算し、その平均値に基づいて、投影画像の位置調整を行うか否かの判断を行うことが好ましい。一定期間内における第３の受光結果の平均値をとることにより、誤動作判定の可能性を減らすことができる。 The position adjustment control unit 35 integrates the third light reception results (see FIG. 4C) within a certain period, and determines whether or not to adjust the position of the projection image based on the average value. Is preferred. By taking the average value of the third light reception results within a certain period, the possibility of malfunction determination can be reduced.
また、Ｒ（赤）とＧ（緑）の位置ずれ補正を行うことにより結果として色毎の位置ずれを補正することもできる（図３参照）。この場合には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、位置調整制御部３５は、各色の第２の受光結果に基づいて、発光部１１の各色の投影画像の位置調整情報を生成し、これを画像形成部１２に出力する。画像形成部１２は、各色の位置調整情報を基に投影画像の各色の像の位置調整を行う。 Further, by performing R (red) and G (green) displacement correction, it is possible to correct the displacement for each color (see FIG. 3). In this case, as shown in FIGS. 5A and 5B, the position adjustment control unit 35 generates position adjustment information of the projection image of each color of the light emitting unit 11 based on the second light reception result of each color. This is output to the image forming unit 12. The image forming unit 12 adjusts the position of each color image of the projection image based on the position adjustment information of each color.
以上説明したように、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、発光部１１がオフの状態において外乱光が受光部３１Ｃに入射した場合の第１の受光結果に基づいて投影画像の位置調整を行うか否かを判断するので、外乱光の影響があるか否かを判断することができる。すなわち、画像表示装置１によれば、外乱光が強い場合は、投影画像の位置調整動作を行わないようにできる。 As described above, according to the image display device 1 according to the present embodiment, the position of the projection image based on the first light reception result when disturbance light is incident on the light receiving unit 31C in the state where the light emitting unit 11 is off. Since it is determined whether or not the adjustment is performed, it can be determined whether or not there is an influence of disturbance light. That is, according to the image display device 1, when the disturbance light is strong, it is possible to prevent the position adjustment operation of the projection image from being performed.
そして、外乱光が小さい場合は、投影画像の位置調整を行う。この場合は、発光部１１がオンの状態において、受光部３１Ｃの受光結果を基に、投影画像の位置調整を高精度に行うことができる。
また、画像表示装置１では、発光部１１がオフの状態において検出した光成分を外光として認識させ、認識結果を発光部１１がオン状態の調整作業にフィードバックすることで、外乱光の影響を受けることなく投影画像の位置調整を可能とする。
If the disturbance light is small, the position of the projection image is adjusted. In this case, the position adjustment of the projection image can be performed with high accuracy based on the light reception result of the light receiving unit 31C in a state where the light emitting unit 11 is on.
Further, in the image display device 1, the light component detected in the off state of the light emitting unit 11 is recognized as external light, and the recognition result is fed back to the adjustment operation in the on state of the light emitting unit 11, thereby affecting the influence of disturbance light. The position of the projected image can be adjusted without receiving it.
また、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以上の場合は外光の強度が強過ぎると判断し、投影画像の位置調整を禁止とするので、誤動作を防止することができる。 Further, according to the image display device 1 according to the present embodiment, when the light reception intensity indicated by the first light reception result is equal to or greater than the predetermined reference value, it is determined that the intensity of the external light is too strong, and the position adjustment of the projection image is prohibited. Therefore, malfunction can be prevented.
さらに、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、第１の受光結果が示す受光強度が所定基準値以下の場合は、発光部１１の位置調整を行う。その際、発光部がオンの状態において受光部に入射した場合の第２の受光結果から、第１の受光結果を差し引いた第３の受光結果を基に位置調整を行うことにより、外乱光の影響をキャンセルでき、高精度な位置調整が可能になる。 Furthermore, according to the image display device 1 according to the present embodiment, when the light reception intensity indicated by the first light reception result is equal to or less than the predetermined reference value, the position of the light emitting unit 11 is adjusted. At that time, by adjusting the position based on the third light reception result obtained by subtracting the first light reception result from the second light reception result when the light emission unit is incident on the light reception unit, the disturbance light The influence can be canceled and highly accurate position adjustment becomes possible.
そして、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、一定期間内における第３の受光結果の平均値をとることにより、位置調整を行うか否かの判断を行うので、誤動作判定の可能性を減らすことができる。 Then, according to the image display device 1 according to the present embodiment, since it is determined whether or not the position adjustment is performed by taking the average value of the third light reception results within a certain period, the possibility of malfunction determination is determined. Can be reduced.
また、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、Ｒ（赤）とＧ（緑）のそれぞれについて受光部３１Ｃを設けることで、各色の像の位置ずれを高精度に調整できる。 Further, according to the image display device 1 according to the present embodiment, by providing the light receiving unit 31C for each of R (red) and G (green), it is possible to adjust the positional deviation of each color image with high accuracy.
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above.
That is, those skilled in the art may make various modifications, combinations, subcombinations, and alternatives regarding the components of the above-described embodiments within the technical scope of the present invention or an equivalent scope thereof.
例えば、上記実施形態では、Ｒ（赤）とＧ（緑）のレーザ光のそれぞれの波長に対応する２つの受光部３１Ａ，３１Ｂが設けられているが、ＲとＧ双方のレーザ光の波長を受光することが可能な素子であれば、受光部３１は１つでも構わない。 For example, in the above embodiment, the two light receiving portions 31A and 31B corresponding to the wavelengths of the R (red) and G (green) laser beams are provided. As long as it is an element capable of receiving light, the number of light receiving portions 31 may be one.
また、上記実施形態では、投影画像の上下方向の位置ずれを調整するように構成したが、左右方向（幅方向）の位置ずれを調整するように応用することができる。
また、上述した実施形態では、画像形成部１３において位置調整制御部３５から位置調整情報を基に位相変調を制御して投影画像の位置調整を行う場合を例示したが、その他の方法で位置調整を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the vertical displacement of the projected image is adjusted. However, the present invention can be applied to adjust the horizontal displacement (width direction).
Further, in the above-described embodiment, the case where the image forming unit 13 adjusts the position of the projected image by controlling the phase modulation based on the position adjustment information from the position adjustment control unit 35 is described. However, the position adjustment is performed by other methods. May be performed.
本発明は、自動車のヘッドアップディスプレイに適用可能である。 The present invention is applicable to an automobile head-up display.
１…画像表示装置
１１…発光部
１３…画像形成部
１７…光拡散部
１９…光反射部
３１…受光部
３３…発光制御部
３５…位置調整制御部
４１…画像メモリ
４３…パラメータメモリ
４５…パラメータ設定部
４７…画像情報生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image display apparatus 11 ... Light emission part 13 ... Image formation part 17 ... Light diffusion part 19 ... Light reflection part 31 ... Light reception part 33 ... Light emission control part 35 ... Position adjustment control part 41 ... Image memory 43 ... Parameter memory 45 ... Parameter Setting unit 47 ... image information generation unit
Claims (7)
前記発光部からの光に応じた投影画像の表示領域外に設けられ、前記投影画像の位置調整用の光を受光する受光部と、
前記発光部から出射された光に応じた投影画像を形成する画像形成部と、
前記発光部の光出力がオフの状態における前記受光部の第１の受光結果に基づいて前記投影画像の位置調整を行うか否かを判断する位置調整制御部と
を有する画像表示装置。 A light emitting unit that outputs light for displaying a projected image;
A light receiving unit that is provided outside a display region of a projection image corresponding to light from the light emitting unit, and that receives light for position adjustment of the projection image;
An image forming unit that forms a projection image according to the light emitted from the light emitting unit;
An image display apparatus comprising: a position adjustment control unit that determines whether or not to adjust the position of the projection image based on a first light reception result of the light receiving unit when the light output of the light emitting unit is off.
請求項１に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 1, wherein the position adjustment control unit determines that the position adjustment is not performed when a light reception intensity indicated by the first light reception result is equal to or greater than a predetermined reference value.
請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。 When the light reception intensity indicated by the first light reception result is equal to or less than a predetermined reference value, the position adjustment control unit is configured to obtain the second light reception result when the light emission unit is incident on the light reception unit in an on state. The image display device according to claim 1, wherein the position adjustment is performed based on a third light reception result obtained by subtracting the first light reception result.
請求項３に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 3, wherein the position adjustment control unit performs the position adjustment based on an average value of the third light reception results within a certain period.
前記画像形成部は、前記発光部からの出射された光を、前記位置設定情報を基に位相変調する
請求項１〜４のいずれかに記載の画像表示装置。 The position adjustment control unit outputs position setting information for adjusting the position of the projection image to the image forming unit based on a light reception result of the light receiving unit in a state where the light emitting unit is on,
The image display device according to claim 1, wherein the image forming unit phase-modulates the light emitted from the light emitting unit based on the position setting information.
請求項１〜５のいずれかに記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 1, wherein the light receiving unit is disposed so as to generate a light reception intensity corresponding to a display position of the projection image.
をさらに有する１〜６のいずれかに記載の画像表示装置。
The image display device according to any one of 1 to 6, further comprising: a light emission control unit that performs PWM control on the light output of the light emitting unit.
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|---|---|---|---|---|
| JP2012042761A (en) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Fujitsu Ten Ltd | Video display device |
| WO2013046329A1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | パイオニア株式会社 | Optical axis offset correcting device, control method, and heads-up display |
| JP2013224068A (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Nippon Seiki Co Ltd | Vehicle head-up display device |
| JP2013228674A (en) * | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Nippon Seiki Co Ltd | Display device for vehicle |
| JP2014194495A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Funai Electric Co Ltd | Projector device, head-up display device, and method of controlling projector device |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012042761A (en) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Fujitsu Ten Ltd | Video display device |
| WO2013046329A1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | パイオニア株式会社 | Optical axis offset correcting device, control method, and heads-up display |
| JP2013228674A (en) * | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Nippon Seiki Co Ltd | Display device for vehicle |
| JP2013224068A (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Nippon Seiki Co Ltd | Vehicle head-up display device |
| JP2014194495A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Funai Electric Co Ltd | Projector device, head-up display device, and method of controlling projector device |
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