JP6660522B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、適宜、互いに直交するX、Y、Z軸が付記されている。本実施の形態は、車載用のヘッドアップディスプレイに本発明を適用したものである。
上記の式において、F:可動部を駆動するために必要な推力(N)、すなわち可動スクリーン301,可動スクリーン301を保持するホルダ303,およびホルダ303に保持された磁気コイルを駆動するために必要な推力(N)、m:可動部(可動スクリーン301,可動スクリーン301を保持するホルダ303,およびホルダ303に保持された磁気コイル(図示せず)を示し、以下単に可動部と記す)の質量(kg)、a:可動部の加速度(m/s2)、c:可動部の粘性係数(Ns/m)、v:可動部の速度(m/s)、k:サスペンション305のばね定数(N/m)、x:可動部の変位量(m)、Kt:スクリーン駆動機構300の推力定数(N/A)、I:スクリーン駆動機構300の駆動電流(A)である。
可動スクリーン301を駆動する際の移動目標とする移動プロファイルを実現するために駆動電流プロファイルを用意する。例えば、本実施の形態における移動プロファイルは図8に示すような波形である。同図に示すように、可動スクリーンの可動範囲(位置)が約+1.2mm〜約−1.2mmになっている。これは、可動スクリーン301が、図5(a)のZ軸正側に1.2mm移動した位置から、Z軸負側へ1.2mm移動した位置の間で駆動されることを示す。また、0.0mmの位置は、可動スクリーン301が駆動されていないときの中立位置である。
まず、可動スクリーン301を駆動する際の移動目標とする移動プロファイルを準備した後、時刻(t)における可動スクリーン301の現在位置[X(t)]と、移動プロファイルにおける目標位置[Xt(t)]を利用して、スクリーン駆動機構300の駆動電流[I(t)]を計算する。
次に、上記[2]で算出したスクリーン駆動機構300の駆動電流[I(t)]を利用して、時刻(t)におけるスクリーン駆動機構300の磁気回路が発生する推力[F(t)]=[Kt・I(t)]を計算する(S102)。すなわち、可動部(可動スクリーン301,可動スクリーン301を保持するホルダ303,およびホルダ303に保持された磁気コイルを示し、以下単に可動部と記す)を駆動する場合の運動方程式を計算する。ここで、Ktはスクリーン駆動機構300の推力定数を示し、1A当たりに発生することができる力を算出して決定する。
上記[3]で算出したスクリーン駆動機構300の磁気回路が発生する推力[F(t)]を利用して、可動部の加速に寄与するスクリーン駆動機構300の駆動力[D(t)]=[F(t)−c・V(t)−k・X(t)]を計算する(S103)。ここで、cは可動部の粘性係数を示し、実験的に求められる。一例として、横軸を周波数、縦軸をゲインとする周波数応答特性図における共振点のQ値の大きさから粘性係数を決定する方法がある。V(t)は時刻(t)における可動部の速度を示し、V(0)として0を用いることが多い。kは可動部を弾性的に支持するサスペンション305のばね定数を示し、実験的に求める。一例として、可動部分に荷重をかけたときの可動部分の変位からばね定数を求める方法がある。なお、X(t)は、時刻(t)における可動スクリーン301の現在位置である。
上記[4]で算出した可動部の加速に寄与するスクリーン駆動機構300の駆動力[D(t)]を利用して、時刻(t)における可動部の加速度[A(t)]=[D(t)/m]を計算する(S104)。ここで、mは可動部の質量を示す。
上記[5]で算出した時刻(t)における可動部の加速度[A(t)]を利用して、単位時間経過後の可動部の速度[V(t+dt)]=[V(t)+A(t)・dt]を計算する(S105)。ここで、dtは単位時間を示す。なお、V(t)は時刻(t)における可動部の速度を示す。
次に、単位時間経過後の可動部の位置[X(t+dt)]=[X(t)+V(t)・dt]を計算する(S106)。なお、dtは単位時間を示し、X(t)は可動スクリーン301の現在位置を示し、V(t)は時刻(t)における可動部の速度を示す。
次に、単位時間経過後の可動部の速度[V(t+dt)]および単位時間経過後の可動部の位置[X(t+dt)]を連続的に求めるために、現在時刻(t)に単位時間(dt)を加算する(S107)。本実施の形態では、単位時間[(dt)]を1μsecとした。
上式において、L:コイルのインダクタンス(H)、dI(t)は電流増分(A)、dtは単位時間(s)、R:スクリーン駆動機構300のコイル抵抗(Ω)、I(t)はスクリーン駆動機構300に通電する電流(A)、Kt:スクリーン駆動機構300の推力定数、V(t):スクリーン駆動機構300の速度(m/s)である。
2 運転者
2a 目
11 ダッシュボード
12 ウインドシールド
13 投射領域
20 画像表示装置
21 照射光生成部
22 ミラー
30 画像
101 光源
101a、101b、101c レーザ光源
102a、102b、102c コリメータレンズ
103 ミラー
104、105 ダイクロイックミラー
106 走査部
106a ミラー
107 補正レンズ
201 画像処理回路
202 レーザ駆動回路
203 ミラー駆動回路
204 スクリーン駆動回路
205 メモリ
300 スクリーン駆動機構
301 可動スクリーン
302 固定スクリーン
304 カバー
304a 開口
305 サスペンション
306 支持部材
307 ベース
308 ワッシャー
309 ネジ
310 磁気回路
Claims (4)
- 光源と、
前記光源からの光が照射されることにより画像が形成されるスクリーンと、
前記スクリーンからの光により虚像を生成する光学系と、
前記スクリーンを前記光源から照射された光の光軸方向に往復移動させるスクリーン駆動機構部と、
前記スクリーンの移動に伴い奥行き画像を表示すると共に、前記スクリーンの位置を固定して鉛直画像を表示する画像処理回路と、
前記スクリーンを移動させる際の目標となる移動プロファイルに、前記スクリーンが追従するようにして生成されたスクリーン駆動波形情報が記憶された記憶部と、
前記記憶部に記憶されたスクリーン駆動波形情報に基づいて、前記スクリーン駆動機構部を駆動するスクリーン駆動回路部と、を備えた画像表示装置において、
前記スクリーン駆動波形情報は、前記スクリーン駆動機構部の運動特性に基づいて生成されている、
ことを特徴とする画像表示装置。 - 前記スクリーン駆動波形情報は、前記スクリーンを駆動するためのスクリーン駆動電流波形情報であることを特徴とする、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記スクリーン駆動波形情報は、前記スクリーンを駆動するためのスクリーン駆動電圧波形情報であることを特徴とする、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記スクリーン駆動機構部は、
前記スクリーンを移動可能に保持するホルダ部と、
前記ホルダ部に支持された磁気コイル部と、
前記ホルダ部を移動可能に保持するサスペンション部と、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の画像表示装置。
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- 2016-03-14 JP JP2016049291A patent/JP6660522B2/ja active Active
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