WO2016120935A1 - 画像描画装置、画像描画方法及びプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an image drawing apparatus, an image drawing method, and a non-transitory computer readable medium storing a program. More specifically, the present invention relates to a laser scanning image drawing apparatus, an image drawing method, and a non-transitory computer-readable medium storing a program.
- a laser scanning type image drawing apparatus that displays an image on a projection surface by reflecting a laser beam projected from a light source with a scanning mirror and raster-scanning the projection surface with the reflected light beam is known.
- a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror as the scanning mirror
- a laser scanning image drawing apparatus is miniaturized, and various types such as HUD (Head-Up Display) and HMD (Head Mounted Display) are available.
- HUD Head-Up Display
- HMD Head Mounted Display
- APC Auto Power Control
- control for stabilizing the light emission intensity may be performed in accordance with the characteristics of the laser diode that the light emission intensity changes due to temperature change, aging deterioration, or the like.
- the APC control of the image display device is performed as follows, for example.
- Each RGB laser diode outputs laser light outside the drawing area (such as a blanking area).
- the laser beam output here generates an APC bright line in the blanking area (FIG. 2).
- a necessary current is applied to the laser diode in order to obtain a desired light emission intensity (luminance).
- luminance desired light emission intensity
- the correspondence between the applied current and the luminance may change due to a temperature change, aging deterioration, or the like. That is, even when the same current is applied, the actually obtained luminance may differ depending on the conditions.
- the sensor measures the actual brightness of the laser light emitted as each bright line.
- the image processing unit compares the brightness intended by the laser diode with the actual brightness to determine the current state of the laser diode.
- the image processing unit determines the output of the laser when projecting the image in the drawing area according to the current state of the laser diode. That is, the current applied to the laser diode necessary to obtain a desired luminance is adjusted.
- the present embodiment has been made to solve such a problem, and an image drawing apparatus, an image drawing method, and a non-temporary image storing a program capable of suppressing the influence of the laser light emitted by APC on the drawing screen. It is an object to provide a computer readable medium.
- a light source unit that outputs laser light, a scanner unit that reflects and scans the laser light, and the light source unit are controlled to input image data from a scanning range of the scanner unit.
- a narrow drawing range outputting a bright line for adjusting the brightness of the laser light outside the drawing range, and after a period until the output of the bright line is stabilized after the output of the bright line has elapsed.
- the output of the bright line is stopped, an index related to the brightness of the bright line is input, the brightness of the laser light is adjusted based on the index, and the index related to the brightness of the bright line is measured.
- a sensor for outputting to the image processing unit, and the period until the output of the bright line is stopped is variable.
- the present embodiment controls the laser beam to draw image data in a drawing range, outputs a bright line for adjusting the brightness of the laser light outside the drawing range, and the bright line Measuring an index relating to brightness of the light, stopping output of the bright line when a period until the output of the bright line has stabilized after the start of output of the bright line, and the brightness related to the brightness of the bright line Adjusting the brightness of the laser beam based on an index, and providing the image display method characterized in that the period until the output of the bright line is stopped is variable.
- the present embodiment provides a non-transitory computer-readable medium that stores a program that causes a computer to execute the image drawing method.
- the image drawing apparatus 100 includes a light source unit 110, a scanner unit 120, and a control unit 130.
- the light source unit 110 and the scanner unit 120 constitute a display unit that draws an image based on the input image signal on the projection plane.
- the light source unit 110 drives a laser light source according to the input image signal, and outputs laser light to the subsequent scanner unit 120.
- the light source unit 110 includes an image processing unit 111, a laser driving unit 112, a sensor 115, an IV amplifier 116, an AD converter 117, a volatile memory 119 such as a DDR-SDRAM, and a nonvolatile memory 118 such as a flash memory.
- the image processing unit 111 is typically a microcomputer, and performs the following series of processes.
- the image processing unit 111 receives an original image signal via a video interface or the like.
- the image processing unit 111 decodes the original image signal according to the image type. For example, when the original image signal is an analog image signal (component video signal), the original image signal is converted into digital image data composed of digital color signals of three colors (RGB) and a horizontal synchronization signal by decoding processing. And a synchronizing signal including a vertical synchronizing signal.
- RGB digital color signals of three colors
- the image processing unit 111 once writes the decoded image data into the buffer, then reads the image data from the buffer line by line of the main scanning line at a timing suitable for the laser scanning image drawing apparatus, and outputs it to the subsequent stage. . That is, the image processing unit 111 reads out image data in accordance with a timing signal (dot clock, drawing period instruction signal) adjusted based on a horizontal swing of the scanner unit 120 described later.
- a timing signal dot clock, drawing period instruction signal
- the light source unit 110 has a laser driving unit 112 for generating laser light.
- the laser driver 112 includes a red laser diode 114R, a blue laser diode 114B, and a green laser diode 114G as laser light sources for obtaining RGB three colors.
- a laser driver 113 drives each laser diode 114.
- the laser driver 113 sequentially inputs the image data read by the image processing unit 111, performs D / A conversion, and emits laser beams corresponding to the three colors (RGB) constituting the read image data with desired luminance. Drive current for output.
- Each laser diode 114 emits light with a luminance corresponding to the drive current applied by the three-color (RGB) laser driver.
- Each pixel data constituting the image data has color information composed of three colors of R (red), G (green), and B (blue) for each pixel.
- the laser driver 113 applies an electric current to the laser diode 114 of each color according to the luminance information of each color of each pixel. The laser is not emitted when drawing black.
- the RGB three-color laser beams output from the laser driving unit 112 are incident on the subsequent scanner unit 120 at a predetermined angle as a light beam combined in one axis via a dichroic mirror, a condenser lens, or the like (not shown).
- the scanner unit 120 reflects incident light by the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 that swing in the vertical direction and the horizontal direction, and scans the projection surface with the reflected light, thereby drawing an image on the projection surface.
- the image processing unit 111 performs APC control. Due to the characteristics of the laser diode 114, the emission intensity obtained with respect to the applied current changes due to temperature change, aging deterioration, and the like. Therefore, in order to always obtain the desired light emission intensity, it is necessary to perform control for measuring the actual light emission intensity and correcting the difference from the desired light emission intensity in real time. Such control is called APC control. The specific procedure of the conventional APC control is shown below.
- the image processing unit 111 drives the red laser diode 114R, the green laser diode 114G, and the blue laser diode 114B by the laser driver 113, and outputs laser light to a blanking area outside the drawing area.
- the laser beam output for performing the APC control is used as an adjustment laser beam.
- FIG. 2 shows an example of a bright line by a drawing area, a blanking area, and an adjustment laser beam.
- the drawing area is a range narrower than the scanning range of the scanner unit 120, which will be described later, and is a region where a display image is drawn by scanning with laser light.
- the blanking area is an area that is within the scanning range of the scanner unit 120 but is not included in the drawing area.
- an adjustment laser beam is output during a period in which the upper left of the blanking area is scanned, so that a bright line is drawn on the upper left of the blanking area. That is, the laser beam for adjustment for performing APC control is output by outputting the laser beam during the scanning period in the upper part of the drawing range.
- the position where the adjustment laser beam is output may be an arbitrary position in the blanking area such as the lower part of the drawing range.
- the adjustment laser light is blocked by a structure in the image drawing apparatus 100 so as not to go outside the image drawing apparatus 100.
- the sensor 115 observes the output value of the adjustment laser beam and outputs a measurement signal (current value) corresponding to the emission intensity to the IV amplifier 116.
- the sensor 115 uses a photodiode or the like.
- the IV amplifier 116 converts and amplifies the measurement signal, and outputs it to the AD converter 117.
- the AD converter 117 digitally converts the voltage-converted and amplified measurement signal and outputs it to the image processing unit 111.
- the image processing unit 111 controls the emission intensity of the laser light based on the digitally converted measurement signal.
- the image processing unit 111 performs control to adjust the emission intensity of the laser light output in the drawing area according to the measured, that is, actual emission intensity. That is, the applied current is corrected in real time so that the expected light emission intensity can be obtained.
- the scanner unit 120 includes a scanner control unit 121, a vertical scanner 123, a horizontal scanner 124, and a scanner driver 122.
- the laser light output from the light source unit 110 is incident on the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 of the scanner unit 120.
- the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 reflect the incident laser light at a predetermined timing and angle, and scan the projection surface with the reflected light, thereby drawing an image on the projection surface.
- the vertical scanner 123 is a mirror that swings in order to scan the image in the vertical direction (sub-scanning direction).
- the horizontal scanner 124 is a mirror that oscillates in order to scan the image in the horizontal direction (main scanning direction), and is configured by a MEMS mirror or the like.
- the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 are driven by a piezoelectric element or the like. Note that the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 do not necessarily have to be independent.
- the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 have two swing axes that are orthogonal to each other, and perform one raster scan of image light flux by swinging a mirror in two directions. It may be a mirror.
- the mirror swing axis corresponding to the horizontal scan (main scanning direction) of the image is the H-axis
- the mirror swing axis corresponding to the vertical scan (sub-scanning direction) of the image is shown. This will be described as the V axis.
- the scanner driver 122 applies current to the piezoelectric elements that drive the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 at a predetermined timing. Thereby, the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 are driven to vibrate at a cycle according to the timing.
- the scanner control unit 121 controls the scanner driver so that the scanner operation suitable for the image to be output in the image processing unit 111 is performed.
- the oscillation of the mirror in the H-axis direction is generally a resonance oscillation.
- the mirror swing in the V-axis direction that is, the sub-scanning direction is generally non-resonant driving.
- the scanner driver 122 adjusts the vibration period in the V-axis direction according to the frame rate of the image signal.
- the scanner driver 122 can adjust the deflection angle, scan frequency, and the like of the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 by controlling the drive waveform applied to the piezoelectric element based on the control of the scanner control unit 121.
- the scanner unit 120 preferably includes a sensor or the like for detecting the deflection angle of the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 and outputs a detection signal to the control unit 130.
- the control unit 130 controls the deflection angle, waveform generation, scan frequency, and the like of the scanner while monitoring the detection signal.
- the control unit 130 controls the entire operation of the light source unit 110 and the scanner unit 120. Specifically, it includes a microcomputer 131 and a nonvolatile memory 132 such as an EEPROM.
- FIG. 3 shows a time-series change in the voltage value that the AD converter 117 captures from the IV amplifier 116.
- the voltage value is not constant for a predetermined period from the start of input and continues to fluctuate (rise period), but converges to a substantially constant value after a voltage stabilization period. Therefore, the AD converter 117 takes in the voltage value at the timing when the voltage stabilization period ends. That is, the input voltage value is digitally converted and output to the image processing unit 111.
- the behavior at the rise of the voltage-converted waveform varies depending on the color and brightness of the laser.
- the timing of taking in the voltage value by the AD converter 117 that is, the period from the laser emission to the reading of the voltage-converted waveform is fixed. For example, as shown in FIG. 4, the AD converter input voltage B whose voltage value is stabilized relatively early and the AD converter input voltage A whose voltage value is stabilized relatively slowly are read at the same timing. I was going. Therefore, the emission period of the adjustment laser light is always constant.
- the timing of taking in the voltage value by the AD converter 117 that is, the period from the laser emission to the reading of the voltage-converted waveform varies depending on the laser color, brightness, and the like.
- the timing corresponding to the brightness, temperature, etc. can be set in advance for each laser diode 114.
- the timing set value can be stored in the nonvolatile memory 119 or the nonvolatile memory 132.
- the microcomputer 131 or the image processing unit 111 reads the setting value from the nonvolatile memory 119 or the nonvolatile memory 132, and instructs the AD converter 117 to take in the voltage value at a timing according to the setting value. As a result, the emission period of the adjustment laser light can be minimized.
- the screen brightness is set in the image processing unit 111.
- the screen brightness refers to the target brightness of an image that is actually projected via the laser driving unit 112 and the scanner unit 120. That is, a parameter indicating at what brightness the projected image should be finally drawn is input to the image processing unit 111 here.
- the screen brightness may be input from, for example, the microcomputer 131, stored in advance in the nonvolatile memory 119 or the like, or directly set in the image processing unit 111 from the outside.
- the image processing unit 111 sets the brightness of the adjustment laser light according to the screen brightness set in S101. That is, the image processing unit 111 determines an applied current to the laser diode 114 corresponding to the luminance in order to output the adjustment laser light for APC with the same luminance as the screen luminance set in S101.
- the correspondence between the luminance and the applied current is stored in advance in the form of a table or the like in the nonvolatile memory 132, the nonvolatile memory 119, or the volatile memory 118, for example.
- the image processing unit 111 sets a period (timing) from light emission to reading in APC control.
- timing the behavior at the time of rising of the voltage-converted waveform varies depending on the color, brightness, temperature, and the like of the laser. That is, the period until the waveform converted from the laser emission voltage is stabilized varies depending on the type of laser diode 114 and the emission conditions. Therefore, in this embodiment, the period until the voltage value is stabilized is defined in advance according to the color, brightness, temperature, and the like of the laser diode 114.
- a period (timing) from light emission to reading is defined corresponding to a combination of various light emission conditions such as luminance and temperature. Keep it.
- This definition is stored in advance in the nonvolatile memory 132, the nonvolatile memory 119, the volatile memory 118, or the like in the form of a table, for example.
- the image processing unit 111 refers to the above-described table and corresponds to the combination of the brightness set in S102, the current temperature, and the like for each of the red laser diode 114R, the green laser diode 114G, and the blue laser diode 114B. A period (timing) from light emission to reading is acquired.
- the image processing unit 111 starts emission of the adjustment laser light. Specifically, the image processing unit 111 controls the laser driver 113 so that the laser diode 114 emits light with the brightness and period of the adjustment laser light set in S102.
- the laser driver 113 drives the red laser diode 114R, the green laser diode 114G, and the blue laser diode 114B, respectively, using the drive current determined in S102.
- the period during which the image processing unit 111 executes the APC process is a period during which the vertical scanner 123 and the horizontal scanner 124 scan the blanking area.
- the image processing unit 111 starts measuring the luminance of the adjustment laser beam and reading the measurement value at the timing set in S103. Specifically, the image processing unit 111 refers to the definitions stored in advance in the nonvolatile memory 132, the nonvolatile memory 119, or the volatile memory 118, and the red laser diode 114R, the green laser diode 114G, and the blue laser diode. For each of 114B, the period (timing) from light emission to reading corresponding to the combination of the luminance set in S102 and the light emission conditions such as the current temperature is acquired. Next, the image processing unit 111 controls the sensor 115 to measure the luminance of the adjustment laser light output in S104. The IV amplifier 116 converts the luminance information into a voltage, and the AD converter 117 takes in the voltage and outputs a voltage value to the image processing unit 111.
- the image processing unit 111 stops the emission of the adjustment laser light when the reading in S105 is completed or when a period preset for the reading has elapsed. Specifically, the laser driver 113 is controlled to stop the emission of the adjustment laser beam, and the laser driver 113 stops the emission of the laser diode 114.
- the image processing unit 111 compares the luminance corresponding to the input voltage value, that is, the actually measured luminance and the luminance set in S102. If there is a certain difference or more between the set brightness and the actual brightness, the image processing unit 111 corrects the correspondence relationship between the brightness and the applied current shown in S102. For example, if the actual luminance is lower than the set luminance, the applied current for obtaining the desired luminance is changed more greatly. On the other hand, if the actual brightness is higher than the set brightness, the applied current for obtaining the desired brightness is changed to be smaller. As a result, the difference between the set brightness and the actual brightness is adjusted to be smaller than the current brightness.
- the image processing unit 111 can repeatedly perform the steps according to S101 to S107. Thereby, the difference between the set luminance and the actual luminance is corrected. Further, even if the light emission conditions of the laser diode 114, such as temperature, change with time, APC control can be performed following the change.
- the image processing unit 111 determines an optimal period (timing) from the start to stop of the adjustment laser light according to the issuance conditions such as the color of the laser diode 114 and the temperature.
- the image drawing apparatus 100 emits the adjustment laser light only during the necessary minimum period. Therefore, as shown in FIG. 6, the emission period of the adjustment laser light in the image drawing apparatus 100 is variable.
- FIG. 6 is a diagram showing the change in the emission period of the adjustment laser beam as an APC emission line.
- the emission period of the adjustment laser beam changes, the length of the APC emission line corresponding to the emission period of the adjustment laser beam is changed.
- the number of sheaths is variable. That is, an APC bright line corresponding to the light emission period of the shortest adjustment laser light according to various conditions during the APC process is drawn. Therefore, the influence of stray light due to the emission of the adjustment laser light on the drawing screen is minimized.
- a method has been proposed in which a period (timing) from the start to stop of the adjustment laser light is defined in advance.
- a method is proposed in which the timing is determined without calculation in advance.
- S101 The screen brightness is set in the image processing unit 111.
- the image processing unit 111 sets the brightness of the adjustment laser light according to the screen brightness set in S101.
- the image processing unit 111 starts emission of the adjustment laser light.
- the laser driver 113 drives the red laser diode 114R, the green laser diode 114G, and the blue laser diode 114B with the drive current corresponding to the brightness of the adjustment laser light determined in S102. Thereby, the APC process is started.
- the image processing unit 111 starts measuring the brightness of the adjustment laser light and reading the measurement value. Thereafter, the measurement and reading of the measurement values are repeated at regular intervals.
- the start timing is an earlier stage than when the voltage value is stabilized (FIG. 7).
- the image processing unit 111 determines whether or not the voltage value input from the AD converter 117 is within a predetermined range (that is, substantially the same value) continuously for a predetermined number of times. For example, in the example of FIG. 7, when almost the same voltage value is detected three times in succession, the determination result is YES. In other cases, the determination result is NO. If the determination result is YES, the process proceeds to S106.
- a predetermined range that is, substantially the same value
- the image processing unit 111 stops emitting the adjustment laser light.
- the image processing unit 111 compares the actually measured luminance with the luminance set in S102, and corrects the correspondence between the luminance and the applied current indicated in S102 if there is a certain difference or more. .
- the image processing unit 111 can repeatedly perform the above series of steps.
- the image processing unit 111 measures and reads the luminance of the adjustment laser light at regular intervals after the start of the emission of the adjustment laser light, and the read value is within a certain range for n times. If so, the emission of the adjustment laser beam is terminated. This makes it possible to minimize the light emission period of the adjustment laser light according to the state of the laser diode 114 without previously storing the period (timing) from the start of light emission of the adjustment laser light to reading.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
- the present invention is not limited to this.
- the senor 115 has been described as measuring the luminance. However, the present invention is not limited to this, and the sensor 115 is not limited to this. Another index indicating brightness may be measured. In this case, the IV amplifier 116 and the AD converter 117 convert any one of these indices into a voltage value.
- the present invention has been mainly described as a hardware configuration.
- a CPU Central Processing Unit
- the computer program can be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to the computer.
- Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media.
- non-transitory computer-readable media examples include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W, semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random access memory)).
- the program may be supplied to the computer by various types of temporary computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves.
- the temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
- the present invention is applicable to a non-transitory computer readable medium storing an image drawing apparatus, an image drawing method, and a program, and more specifically, stores a laser scanning type image drawing apparatus, an image drawing method, and a program.
- the present invention is applicable to non-transitory computer-readable media and has industrial applicability.
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Abstract
画像描画装置(100)は、レーザー光を出力する光源部(110)、レーザー光の明るさに関する指標を計測するセンサ(115)、レーザー光を反射させて走査するスキャナ部(120)、光源部(110)を制御して、入力された画像データに基づく画像が描画されるようにレーザー光をスキャナ部(120)の走査範囲より狭い描画範囲に出力し、レーザー光の明るさを調整するための調整用レーザー光を描画範囲外に出力し、調整用レーザー光の出力開始後、調整用レーザー光の出力が安定するまでの期間が経過した時点で調整用レーザー光の出力を停止し、調整用レーザー光の明るさに関する指標に基づいてレーザー光の明るさを調整する画像処理部(111)を有する。ここで、調整用レーザー光の出力が停止されるまでの期間は可変である。
Description
本発明は、画像描画装置、画像描画方法及びプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。より具体的には、レーザー走査型の画像描画装置、画像描画方法及びプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
光源から投射されたレーザー光を走査ミラーで反射させ、反射された光線で投射面をラスタ走査することにより、投射面に画像を表示させるレーザー走査型の画像描画装置が知られている。近年では、この走査ミラーとして例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを利用することで、レーザー走査型の画像描画装置は小型化され、HUD(Head-Up Display)やHMD(Head Mounted Display)など様々な応用製品が開発されている。このような画像表示装置においては、温度変化や経年劣化等により発光強度が変化するというレーザーダイオードの特性に応じ、発光強度を安定させるためのAPC(Auto Power Control)制御が行われることがある。(一例として特許文献1を参照)。
画像表示装置のAPC制御は、例えば次のように行われる。RGB各レーザーダイオードが、描画エリア外(ブランキングエリアなど)にレーザ光を出力する。ここで出力されたレーザ光はブランキングエリアにAPC輝線を生成する(図2)。ここでレーザーダイオードには、所望の発光強度(輝度)を得るために、必要な電流が印加される。しかしながら、レーザーは、温度変化や経年劣化等によって、印加電流と輝度との対応関係が変化することがある。すなわち、同じ電流を印加しても、条件により実際に得られる輝度が異なることがある。
そこで、センサが各輝線として照射されたレーザ光の実際の輝度を測定する。画像処理部が、レーザーダイオードが意図した輝度と、実際の輝度とを比較して、現在のレーザーダイオードの状態を判断する。そして画像処理部は、現在のレーザーダイオードの状態に応じて、描画エリア内に画像を投影する際のレーザーの出力を決定する。すなわち、所望の輝度を得るために必要な、レーザーダイオードへの印加電流を調整する。
しかしながら、かかるAPC制御においては、ブランキングエリアに対してAPC発光したレーザー光に基づく迷光が、描画エリア内の投影画像に影響を及ぼし得るという問題がある。
本実施形態は、かかる問題を解決するためになされたものであり、APC発光したレーザー光による描画画面への影響を抑制することができる画像描画装置、画像描画方法及びプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することを目的とする。
そこで、本実施形態は、レーザー光を出力する光源部と、前記レーザー光を反射させて走査するスキャナ部と、前記光源部を制御して、入力された画像データを前記スキャナ部の走査範囲より狭い描画範囲に出力し、前記レーザー光の明るさを調整するための輝線を前記描画範囲外に出力し、前記輝線の出力開始後、前記輝線の出力が安定するまでの期間が経過した時点で前記輝線の出力を停止し、前記輝線の明るさに関する指標を入力し、前記指標に基づいて前記レーザー光の明るさを調整する、画像処理部と、前記輝線の明るさに関する前記指標を計測して前記画像処理部に出力するセンサと、を有し、前記輝線の出力が停止されるまでの前記期間は可変であることを特徴とする画像表示装置を提供する。
さらに、本実施形態は、レーザー光を制御して、画像データを描画範囲に描画するステップと、前記レーザー光の明るさを調整するための輝線を前記描画範囲外に出力するステップと、前記輝線の明るさに関する指標を計測するステップと、前記輝線の出力開始後、前記輝線の出力が安定するまでの期間が経過した時点で前記輝線の出力を停止するステップと、前記輝線の明るさに関する前記指標に基づいて前記レーザー光の明るさを調整するステップと、を有し、前記輝線の出力が停止されるまでの前記期間は可変であることを特徴とする画像表示方法を提供する。
さらに、本実施形態は、上記画像描画方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体を提供する。
APC発光したレーザー光による描画画面への影響を抑制することができる画像描画装置、画像描画方法及びプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することができる。
以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
<実施の形態1>
はじめに、図1を用いて、本発明の実施の形態1にかかる画像描画装置100の構成について説明する。図1に示すように、画像描画装置100は、光源部110、スキャナ部120、制御部130を有する。光源部110およびスキャナ部120により、入力された画像信号に基づく画像を投影面に描画させる表示部を構成する。
はじめに、図1を用いて、本発明の実施の形態1にかかる画像描画装置100の構成について説明する。図1に示すように、画像描画装置100は、光源部110、スキャナ部120、制御部130を有する。光源部110およびスキャナ部120により、入力された画像信号に基づく画像を投影面に描画させる表示部を構成する。
光源部110は、入力された画像信号に応じ、レーザー光源を駆動して、後段のスキャナ部120に対しレーザー光を出力する。光源部110は、画像処理部111、レーザー駆動部112、センサ115、I-Vアンプ116、ADコンバータ117、DDR-SDRAM等の揮発性メモリ119及びフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ118を含む。
画像処理部111は、典型的にはマイクロコンピュータであって、以下の一連の処理を実施する。
画像処理部111は、ビデオインターフェース等を介して原画像信号が入力される。画像処理部111は、画像種別に応じて原画像信号をデコード処理する。例えば、原画像信号がアナログ画像信号(コンポーネント映像信号)である場合には、デコード処理により、原画像信号を、3色(RGB)のデジタル色信号で構成されるデジタル画像データと、水平同期信号と垂直同期信号とを含む同期信号と、に分離する。
画像処理部111は、デコード処理した画像データをバッファに一旦書き込んだ後、レーザー走査型の画像描画装置に適したタイミングで、バッファから画像データを主走査線の1ラインずつ読み出し、後段に出力する。すなわち画像処理部111は、後述するスキャナ部120の水平方向の揺動に基づいて調整されたタイミング信号(ドットクロック、描画期間指示信号)に合わせて画像データを読み出す。
光源部110は、レーザー光を発生させるためのレーザー駆動部112を有する。レーザー駆動部112は、RGB3色を得るためのレーザー光源として、赤色レーザーダイオード114R、青色レーザーダイオード114B、緑色レーザーダイオード114Gを備えている。また、レーザードライバ113が、各レーザーダイオード114を駆動する。
レーザードライバ113は、画像処理部111が読み出す画像データを逐次入力し、D/A変換を行い、読み出した画像データを構成する3色(RGB)に対応するレーザー光をそれぞれ所望の輝度で発光させるための駆動電流を出力する。各々のレーザーダイオード114は、3色(RGB)のレーザードライバが印加する駆動電流に応じた輝度で発光する。
画像データを構成する各画素データは、画素ごとにR(赤)、G(緑)、B(青)の3色で構成される色情報を有する。レーザードライバ113は、それぞれ各画素の各色の輝度情報に応じて各色のレーザーダイオード114に電流を印加する。なお、黒を描画する際にはレーザーを非発光とする。
レーザー駆動部112が出力するRGB3色のレーザー光は、図示しないダイクロイックミラーや集光レンズ等を介して、一軸に合波した光束として、後段のスキャナ部120に所定の角度で入射する。スキャナ部120は、垂直方向及び水平方向に揺動する垂直スキャナ123及び水平スキャナ124で入射光を反射し、投影面上を反射光で走査することにより、投影面上に画像を描画する。
また、画像処理部111はAPC制御を行う。レーザーダイオード114は、その特性上、印加電流に対して得られる発光強度が温度変化や経年劣化等により変化する。したがって、常に所望の発光強度を得るためには、実際の発光強度を計測し、所望の発光強度との差分をリアルタイムで補正する制御を行う必要がある。かかる制御をAPC制御という。従来のAPC制御の具体的手順を以下に示す。
画像処理部111は、レーザードライバ113により赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G及び青色レーザーダイオード114Bをそれぞれ駆動して、描画エリア外のブランキングエリアなどにレーザー光を出力させる。APC制御を行うために出力されるレーザー光を調整用レーザー光とする。図2に、描画エリア、ブランキングエリア及び調整用レーザー光による輝線の例を示す。描画エリアとは、後述のスキャナ部120の走査範囲より狭い範囲であって、表示画像がレーザー光の走査によって描画される領域をいう。ブランキングエリアとは、スキャナ部120の走査範囲内であるが、描画エリアに含まれない領域をいう。この例では、ブランキングエリアの左上を走査する期間に調整用レーザー光が出力されることにより、ブランキングエリアの左上に輝線が描画された例である。すなわち、描画範囲の上部における走査期間にレーザー光を出力することで、APC制御を行うための調整用レーザー光の出力を行っている。なお、調整用レーザー光を出力する位置は、描画範囲の下部等、ブランキングエリア内の任意の位置として良い。また、実際には、調整用レーザー光は画像描画装置100の外部に出ないよう、画像描画装置100内の構造物により遮断される。
センサ115は、調整用レーザー光の出力値を観測し、その発光強度に応じた計測信号(電流値)をI-Vアンプ116に出力する。センサ115は、フォトダイオードなどを用いる。I-Vアンプ116は、計測信号を電圧変換及び増幅し、ADコンバータ117に出力する。ADコンバータ117は、電圧変換及び増幅された計測信号をデジタル変換し、画像処理部111に出力する。画像処理部111は、デジタル変換された計測信号に基づいてレーザ光の発光強度を制御する。
画像処理部111は、計測された、すなわち実際の発光強度に応じて、描画エリア内に出力するレーザー光の発光強度を調整する制御を行う。すなわち、期待する発光強度が得られるよう、印加電流をリアルタイムに補正する。
次に、スキャナ部120の構成について説明する。スキャナ部120は、スキャナ制御部121、垂直スキャナ123、水平スキャナ124、及びスキャナドライバ122を有する。
光源部110が出力したレーザー光は、スキャナ部120の垂直スキャナ123及び水平スキャナ124に入射する。垂直スキャナ123及び水平スキャナ124は、入射したレーザー光を所定のタイミング及び角度で反射させ、投影面上を反射光で走査することにより、投影面上に画像を描画する。
垂直スキャナ123は、画像の上下方向(副走査方向)の走査を行うために揺動するミラーである。水平スキャナ124は、画像の水平方向(主走査方向)の走査を行うために揺動するミラーであり、各々はMEMSミラー等により構成される。垂直スキャナ123及び水平スキャナ124は、圧電素子等により駆動される。なお、垂直スキャナ123及び水平スキャナ124は必ずしも独立である必要はなく、例えば、直交する2つの揺動軸を有し、2方向にミラーを揺動させることにより画像光束をラスタスキャンする1個のミラーであってもよい。以下、説明の都合上、画像の水平方向(主走査方向)のスキャンに対応するミラーの揺動軸をH軸、画像の上下方向(副走査方向)のスキャンに対応するミラーの揺動軸をV軸として説明する。
スキャナドライバ122は、垂直スキャナ123及び水平スキャナ124を駆動する圧電素子に、所定のタイミングで電流を印加する。これにより、垂直スキャナ123及び水平スキャナ124は、上記タイミングに応じた周期で振動するよう駆動される。
スキャナ制御部121は、制御部130からのコマンドに基づいて、画像処理部111における出力対象の画像に適したスキャナの動作が行われるようにスキャナドライバを制御する。
H軸方向、すなわち主走査方向のミラーの揺動は、共振振動であることが一般的である。一方、V軸方向、すなわち副走査方向のミラーの揺動は、非共振駆動であることが一般的である。スキャナドライバ122は、V軸方向の振動周期を、画像信号のフレームレートに合わせて調整する。スキャナドライバ122は、スキャナ制御部121の制御に基づき圧電素子に印加する駆動波形を制御することにより、垂直スキャナ123及び水平スキャナ124の振れ角やスキャン周波数等を調整することができる。
なお、スキャナ部120は、垂直スキャナ123及び水平スキャナ124の振れ角等を検出するためのセンサ等を備え、検出信号を制御部130に出力することが好ましい。制御部130は、上記検出信号をモニタしながら、スキャナの振れ角、波形の生成、スキャン周波数などの制御を行う。
制御部130は、光源部110及びスキャナ部120の動作全体を制御する。具体的には、マイクロコンピュータ131及びEEPROM等の不揮発性メモリ132を含む。
ここで、図3を用いて、本発明の実施の形態1にかかる画像描画装置100の特徴について説明する。
図3は、ADコンバータ117がI-Vアンプ116から取り込む電圧値の時系列の変化を示す。電圧値は、入力開始から所定期間は一定せず変動を続けるが(立ち上がり期間)、電圧安定期間を経て、ほぼ一定値に収束する。そのため、ADコンバータ117は、電圧安定期間が終了するタイミングで、電圧値の取り込みを行う。すなわち、入力した電圧値をデジタル変換して画像処理部111に出力する。
本来、レーザーの色、輝度等により、電圧変換された波形の立ち上がり時の挙動はさまざまである。しかしながら、従来の画像処理装置では、ADコンバータ117による電圧値の取り込みのタイミング、すなわちレーザーの発光から電圧変換された波形の読み取りまでの期間は、固定であった。例えば、図4に示すように、比較的早期に電圧値が安定するADコンバータ取り込み電圧Bについても、電圧値の安定するタイミングが比較的遅いADコンバータ取り込み電圧Aについても、同様のタイミングで読み取りを行っていた。したがって、調整用レーザー光の発光期間は常に一定であった。
一方、実施の形態1にかかる画像描画装置100では、ADコンバータ117による電圧値の取り込みのタイミング、すなわちレーザーの発光から電圧変換された波形の読み取りのまで期間を、レーザーの色、輝度等により変化させる。電圧値の取り込みのタイミングについては、各レーザーダイオード114毎に、輝度、温度等に応じたタイミングを予め設定しておくことができる。好ましくは、タイミングの設定値を、不揮発性メモリ119又は不揮発性メモリ132に格納しておくことができる。そして、マイクロコンピュータ131又は画像処理部111が、不揮発性メモリ119又は不揮発性メモリ132から設定値を読み出し、当該設定値に応じたタイミングでADコンバータ117に電圧値の取り込みを指示する。これにより、調整用レーザー光の発光期間を最小限に抑制することが可能となる。
次に、図5のフローチャートを用いて、実施の形態1にかかる画像描画装置100の動作について説明する。
S101:
画像処理部111に、画面輝度が設定される。画面輝度とは、レーザー駆動部112及びスキャナ部120を介して、実際に投影される画像の目標となる輝度をいう。すなわち、最終的にいかなる輝度で投影画像を描画すべきかを示すパラメータが、ここで画像処理部111に入力される。
画像処理部111に、画面輝度が設定される。画面輝度とは、レーザー駆動部112及びスキャナ部120を介して、実際に投影される画像の目標となる輝度をいう。すなわち、最終的にいかなる輝度で投影画像を描画すべきかを示すパラメータが、ここで画像処理部111に入力される。
画面輝度は、例えばマイクロコンピュータ131から入力されても良く、不揮発性メモリ119等に予め記憶されていても良く、又は画像処理部111に外部から直接設定されても良い。
S102:
画像処理部111は、S101で設定された画面輝度に応じた調整用レーザー光の輝度を設定する。すなわち、画像処理部111は、S101で設定された画面輝度と同輝度でAPC用の調整用レーザー光を出力すべく、当該輝度に対応する、レーザーダイオード114への印加電流を決定する。
画像処理部111は、S101で設定された画面輝度に応じた調整用レーザー光の輝度を設定する。すなわち、画像処理部111は、S101で設定された画面輝度と同輝度でAPC用の調整用レーザー光を出力すべく、当該輝度に対応する、レーザーダイオード114への印加電流を決定する。
なお、輝度と印加電流との対応関係は、例えば不揮発性メモリ132、不揮発性メモリ119又は揮発性メモリ118等にテーブル等の形で予め格納されているものとする。
S103:
画像処理部111は、APC制御における、発光から読取りまでの期間(タイミング)を設定する。上述のように、レーザーの色、輝度及び温度等により、電圧変換された波形の立ち上がり時の挙動はさまざまである。すなわち、レーザーダイオード114の種類や発光条件毎に、レーザーの発光から電圧変換された波形が安定するまでの期間は異なる。したがって、本実施の形態では、レーザーダイオード114の色、輝度及び温度等に応じて、電圧値が安定するまでの期間をそれぞれ予め定義しておく。
画像処理部111は、APC制御における、発光から読取りまでの期間(タイミング)を設定する。上述のように、レーザーの色、輝度及び温度等により、電圧変換された波形の立ち上がり時の挙動はさまざまである。すなわち、レーザーダイオード114の種類や発光条件毎に、レーザーの発光から電圧変換された波形が安定するまでの期間は異なる。したがって、本実施の形態では、レーザーダイオード114の色、輝度及び温度等に応じて、電圧値が安定するまでの期間をそれぞれ予め定義しておく。
具体的には、赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G、及び青色レーザーダイオード114Bそれぞれについて、輝度及び温度等種々の発光条件の組み合わせに対応させて、発光から読取りまでの期間(タイミング)を定義しておく。この定義は、例えばテーブル等の形で、不揮発性メモリ132、不揮発性メモリ119又は揮発性メモリ118等に予め格納する。
そして、画像処理部111は、上述のテーブルを参照して、赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G、及び青色レーザーダイオード114Bそれぞれについて、S102で設定した輝度、及び現在の温度等の組み合わせに対応する、発光から読取りまでの期間(タイミング)を取得する。
S104:
画像処理部111は、調整用レーザー光の発光を開始させる。具体的には、画像処理部111は、S102で設定された調整用レーザー光の輝度および期間でレーザーダイオード114を発光させるよう、レーザードライバ113を制御する。レーザードライバ113は、S102で決定した駆動電流を用いて、赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G、及び青色レーザーダイオード114Bをそれぞれ駆動する。画像処理部111がAPC処理を実行する期間は、垂直スキャナ123及び水平スキャナ124がブランキングエリアを走査している間である。
画像処理部111は、調整用レーザー光の発光を開始させる。具体的には、画像処理部111は、S102で設定された調整用レーザー光の輝度および期間でレーザーダイオード114を発光させるよう、レーザードライバ113を制御する。レーザードライバ113は、S102で決定した駆動電流を用いて、赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G、及び青色レーザーダイオード114Bをそれぞれ駆動する。画像処理部111がAPC処理を実行する期間は、垂直スキャナ123及び水平スキャナ124がブランキングエリアを走査している間である。
S105:
画像処理部111は、S103で設定されたタイミングで、調整用レーザー光の輝度の測定及び測定値の読み取りを開始する。具体的には、画像処理部111は、不揮発性メモリ132、不揮発性メモリ119又は揮発性メモリ118等に予め格納された定義を参照し、赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G、及び青色レーザーダイオード114Bそれぞれについて、S102で設定された輝度、及び現在の温度等の発光条件の組み合わせに対応する、発光から読取りまでの期間(タイミング)を取得する。次に、画像処理部111は、センサ115を制御して、S104で出力された調整用レーザ光の輝度を測定させる。そして、I-Vアンプ116が、当該輝度の情報を電圧に変換し、ADコンバータ117が、当該電圧を取り込んで画像処理部111に電圧値を出力する。
画像処理部111は、S103で設定されたタイミングで、調整用レーザー光の輝度の測定及び測定値の読み取りを開始する。具体的には、画像処理部111は、不揮発性メモリ132、不揮発性メモリ119又は揮発性メモリ118等に予め格納された定義を参照し、赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G、及び青色レーザーダイオード114Bそれぞれについて、S102で設定された輝度、及び現在の温度等の発光条件の組み合わせに対応する、発光から読取りまでの期間(タイミング)を取得する。次に、画像処理部111は、センサ115を制御して、S104で出力された調整用レーザ光の輝度を測定させる。そして、I-Vアンプ116が、当該輝度の情報を電圧に変換し、ADコンバータ117が、当該電圧を取り込んで画像処理部111に電圧値を出力する。
S106:
画像処理部111は、S105の読み取りが完了したならば、或いは読み取りのために予め設定された期間が経過したならば、調整用レーザー光の発光を停止させる。具体的には、調整用レーザー光の発光を停止するようレーザードライバ113を制御し、レーザードライバ113は、レーザーダイオード114の発光を停止させる。
画像処理部111は、S105の読み取りが完了したならば、或いは読み取りのために予め設定された期間が経過したならば、調整用レーザー光の発光を停止させる。具体的には、調整用レーザー光の発光を停止するようレーザードライバ113を制御し、レーザードライバ113は、レーザーダイオード114の発光を停止させる。
S107:
画像処理部111は、入力された電圧値に対応する輝度、すなわち実際に測定された輝度と、S102で設定された輝度と、を比較する。画像処理部111は、設定された輝度と実際の輝度とに一定以上の差異があれば、S102で示した輝度と印加電流との対応関係を修正する。例えば、設定された輝度より実際の輝度が低ければ、所望の輝度を得るための印加電流をより大きく変更する。一方、設定された輝度より実際の輝度が高ければ、所望の輝度を得るための印加電流をより小さく変更する。これにより、設定された輝度と実際の輝度との差異が現在より小さくなるように調整される。
画像処理部111は、入力された電圧値に対応する輝度、すなわち実際に測定された輝度と、S102で設定された輝度と、を比較する。画像処理部111は、設定された輝度と実際の輝度とに一定以上の差異があれば、S102で示した輝度と印加電流との対応関係を修正する。例えば、設定された輝度より実際の輝度が低ければ、所望の輝度を得るための印加電流をより大きく変更する。一方、設定された輝度より実際の輝度が高ければ、所望の輝度を得るための印加電流をより小さく変更する。これにより、設定された輝度と実際の輝度との差異が現在より小さくなるように調整される。
これらの処理の後、画像処理部111は、上記S101乃至S107にかかるステップを繰返し実施することができる。これにより、設定された輝度と実際の輝度との差異が補正される。また、レーザーダイオード114の発光条件、例えば温度等が時間とともに変化しても、その変化に追随してAPC制御を実施できる。
本実施の形態では、画像処理部111が、レーザーダイオード114の色や、温度等の発行条件に応じて、調整用レーザー光の発光開始から停止までの最適な期間(タイミング)を決定する。これにより、画像描画装置100は、必要最小限の期間のみ調整用レーザー光の発光を行うことになる。したがって、図6に示すように、画像描画装置100における調整用レーザー光の発光期間は可変となる。図6は、調整用レーザー光の発光期間の変化をAPC輝線として示した図であり、調整用レーザー光の発光期間が変化することにより、調整用レーザー光の発光期間に対応するAPC輝線の長さや本数は可変となる。すなわち、APC処理時の諸条件に応じた最短の調整用レーザー光の発光期間に対応するAPC輝線が描画される。そのため、描画画面に対する調整用レーザー光の発光による迷光の影響が最小限に抑制される。
<実施の形態2>
実施の形態1では、調整用レーザー光の発光開始から停止までの期間(タイミング)を予め定義しておく手法を提案した。実施の形態2では、当該タイミングを予め定めることなく、計算により決定する手法を提案する。
実施の形態1では、調整用レーザー光の発光開始から停止までの期間(タイミング)を予め定義しておく手法を提案した。実施の形態2では、当該タイミングを予め定めることなく、計算により決定する手法を提案する。
実施の形態2にかかる画像描画装置100の構成は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
図8のフローチャートを用いて、実施の形態2にかかる画像描画装置100の動作について説明する。なお、ここでは主に実施の形態2特有の動作について説明するものとし、実施の形態1と同様の動作については詳細な説明を省略する。
S101:
画像処理部111に、画面輝度が設定される。
画像処理部111に、画面輝度が設定される。
S102:
画像処理部111は、S101で設定された画面輝度に応じた調整用レーザー光の輝度を設定する。
画像処理部111は、S101で設定された画面輝度に応じた調整用レーザー光の輝度を設定する。
S104:
画像処理部111は、調整用レーザー光の発光を開始させる。レーザードライバ113は、S102で決定した調整用レーザー光の輝度に対応する駆動電流で、赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G、及び青色レーザーダイオード114Bをそれぞれ駆動する。これにより、APC処理が開始される。
画像処理部111は、調整用レーザー光の発光を開始させる。レーザードライバ113は、S102で決定した調整用レーザー光の輝度に対応する駆動電流で、赤色レーザーダイオード114R、緑色レーザーダイオード114G、及び青色レーザーダイオード114Bをそれぞれ駆動する。これにより、APC処理が開始される。
S2051:
画像処理部111は、調整用レーザー光の輝度の測定及び測定値の読み取りを開始する。その後、一定期間おきに、上記測定及び測定値の読み取りを繰返す。ここで、開始のタイミングは、電圧値が安定するより早い段階であることが好ましい(図7)。
画像処理部111は、調整用レーザー光の輝度の測定及び測定値の読み取りを開始する。その後、一定期間おきに、上記測定及び測定値の読み取りを繰返す。ここで、開始のタイミングは、電圧値が安定するより早い段階であることが好ましい(図7)。
S2052:
画像処理部111は、ADコンバータ117から入力される電圧値が、所定回数連続して、所定の範囲内に収まっている(すなわちほぼ同じ値である)か否かを判定する。例えば、図7の例では、3回連続でほぼ同じ電圧値が検出された時に、判定結果はYESとなる。それ以外の場合、判定結果はNOとなる。判定結果がYESである場合、S106に遷移する。
画像処理部111は、ADコンバータ117から入力される電圧値が、所定回数連続して、所定の範囲内に収まっている(すなわちほぼ同じ値である)か否かを判定する。例えば、図7の例では、3回連続でほぼ同じ電圧値が検出された時に、判定結果はYESとなる。それ以外の場合、判定結果はNOとなる。判定結果がYESである場合、S106に遷移する。
S106:
画像処理部111は、調整用レーザー光の発光を停止する。
画像処理部111は、調整用レーザー光の発光を停止する。
S107:
画像処理部111は、実際に測定された輝度と、S102で設定された輝度と、を比較して、一定以上の差異があれば、S102で示した輝度と印加電流との対応関係を修正する。
画像処理部111は、実際に測定された輝度と、S102で設定された輝度と、を比較して、一定以上の差異があれば、S102で示した輝度と印加電流との対応関係を修正する。
これらの処理の後、画像処理部111は、上記一連のステップを繰返し実施することができる。
本実施の形態によれば、画像処理部111は、調整用レーザー光の発光開始後、一定時間毎に調整用レーザー光の輝度を測定、読み込みし、読み込み値がn回にわたり一定範囲内であったなら、調整用レーザー光の発光を終了する。これにより、調整用レーザー光の発光開始から読み取りまでの期間(タイミング)を予め記憶することなく、レーザーダイオード114の状態に応じ、調整用レーザー光の発光の期間を最短とすることができる。
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。例えば、上述の実施の形態では、本発明を主にMEMSデバイスに適用した実施例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。
また、上述の実施の形態では、センサ115は輝度を測定するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、センサ115は例えば光束、光量、光度、照度等、レーザー光の明るさを示す他の指標を測定するものであっても良い。この場合、I-Vアンプ116及びADコンバータ117は、これらのいずれかの指標を電圧値に変換する。
また、上述の実施の形態では、本発明を主にハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
この出願は、2015年1月30日に出願された日本出願特願2015-017339を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本発明は、画像描画装置、画像描画方法及びプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体に適用可能であり、より具体的には、レーザー走査型の画像描画装置、画像描画方法及びプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体に適用可能であり、産業上の利用可能性を有する。
100 画像描画装置
110 光源部
111 画像処理部
112 レーザー駆動部
113 レーザードライバ
114 レーザーダイオード
114R 赤色レーザーダイオード
114B 青色レーザーダイオード
114G 緑色レーザーダイオード
115 センサ
116 I-Vアンプ
117 ADコンバータ
118 揮発性メモリ
119 不揮発性メモリ
120 スキャナ部
121 スキャナ制御部
122 スキャナドライバ
123 垂直スキャナ
124 水平スキャナ
130 制御部
131 マイクロコンピュータ
132 不揮発性メモリ
110 光源部
111 画像処理部
112 レーザー駆動部
113 レーザードライバ
114 レーザーダイオード
114R 赤色レーザーダイオード
114B 青色レーザーダイオード
114G 緑色レーザーダイオード
115 センサ
116 I-Vアンプ
117 ADコンバータ
118 揮発性メモリ
119 不揮発性メモリ
120 スキャナ部
121 スキャナ制御部
122 スキャナドライバ
123 垂直スキャナ
124 水平スキャナ
130 制御部
131 マイクロコンピュータ
132 不揮発性メモリ
Claims (5)
- レーザー光を出力する光源部と、
前記レーザー光を反射させて走査するスキャナ部と、
前記レーザー光の明るさに関する指標を計測するセンサと、
前記光源部を制御して、
入力された画像データに基づく画像が描画されるように前記レーザー光を前記スキャナ部の走査範囲より狭い描画範囲に出力し、
前記レーザー光の明るさを調整するための調整用レーザー光を前記描画範囲外に出力し、
前記調整用レーザー光の出力開始後、前記調整用レーザー光の出力が安定するまでの期間が経過した時点で前記調整用レーザー光の出力を停止し、
前記調整用レーザー光の明るさに関する前記指標に基づいて前記レーザー光の明るさを調整する、画像処理部と、
を有し、
前記調整用レーザー光の出力が停止されるまでの前記期間は可変であることを特徴とする
画像表示装置。 - 前記画像処理部は、前記レーザー光の種類又は発光条件のうち少なくともいずれか1つに応じて前記調整用レーザー光の出力期間を可変とする、
請求項1記載の画像表示装置。 - 前記画像処理部は、前記調整用レーザー光線の明るさに関する前記指標を所定回数取得し、前記所定回数にわたって前記指標が所定範囲内に収まっている場合に、前記調整用レーザー光の出力を停止する
請求項1記載の画像表示装置。 - レーザー光源部及びスキャナ部を制御して、画像データに基づく画像を描画範囲に描画するステップと、
前記レーザー光の明るさを調整するための調整用レーザー光を前記描画範囲外に出力するステップと、
前記調整用レーザー光の明るさに関する指標を計測するステップと、
前記調整用レーザー光の出力開始後、前記調整用レーザー光の出力が安定するまでの期間が経過した時点で前記調整用レーザー光の出力を停止させるステップと、
前記調整用レーザー光の明るさに関する前記指標に基づいて前記レーザー光の明るさを調整するステップと、を有し、
前記調整用レーザー光の出力が停止されるまでの前記期間は可変であることを特徴とする
画像表示方法。 - 画像描画装置が備えるコンピュータに、請求項4記載の方法を実行させるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017033856A1 (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本精機株式会社 | レーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6295981B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2018-03-20 | 株式会社Jvcケンウッド | 画像描画装置、ヘッドアップディスプレイ及び画像輝度調整方法 |
JP6433850B2 (ja) * | 2015-05-13 | 2018-12-05 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ヘッドマウントディスプレイ、情報処理装置、情報処理システム、およびコンテンツデータ出力方法 |
JP6582943B2 (ja) * | 2015-12-04 | 2019-10-02 | 株式会社Jvcケンウッド | 描画装置及び描画方法 |
JP6953539B2 (ja) * | 2017-09-21 | 2021-10-27 | マクセル株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP7092999B2 (ja) * | 2018-05-15 | 2022-06-29 | ミツミ電機株式会社 | 制御装置、光走査装置、表示装置及び制御方法 |
CN112349231B (zh) * | 2020-12-11 | 2022-04-15 | 合肥维信诺科技有限公司 | 一种显示面板的残影测量方法及装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003005110A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Canon Inc | 2次元光走査装置 |
JP2008089930A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置 |
JP2008230231A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-10-02 | Ricoh Co Ltd | 光書込装置および画像形成装置 |
JP2008292735A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Hoya Corp | 光走査装置及び画像形成装置 |
JP2009244797A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置 |
JP2014044376A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Kyocera Document Solutions Inc | 光走査装置、画像形成装置 |
JP2014228657A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP2015194694A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | 株式会社Jvcケンウッド | 画像表示装置および画像表示調整方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03109586A (ja) * | 1989-09-25 | 1991-05-09 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ駆動方法 |
JP3762198B2 (ja) * | 2000-07-11 | 2006-04-05 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP5120000B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2013-01-16 | 船井電機株式会社 | 画像表示装置 |
JP2013164503A (ja) | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Citizen Holdings Co Ltd | 走査型投影表示装置 |
US8982168B2 (en) | 2013-05-21 | 2015-03-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
EP3125223B1 (en) | 2014-03-28 | 2019-08-14 | JVC Kenwood Corporation | Image display device and image display adjustment method |
-
2015
- 2015-01-30 JP JP2015017339A patent/JP6332061B2/ja active Active
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-
2017
- 2017-07-28 US US15/663,543 patent/US10298891B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003005110A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Canon Inc | 2次元光走査装置 |
JP2008089930A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置 |
JP2008230231A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-10-02 | Ricoh Co Ltd | 光書込装置および画像形成装置 |
JP2008292735A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Hoya Corp | 光走査装置及び画像形成装置 |
JP2009244797A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置 |
JP2014044376A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Kyocera Document Solutions Inc | 光走査装置、画像形成装置 |
JP2014228657A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP2015194694A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | 株式会社Jvcケンウッド | 画像表示装置および画像表示調整方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3252744A4 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017033856A1 (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本精機株式会社 | レーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JP2016142850A (ja) | 2016-08-08 |
US10298891B2 (en) | 2019-05-21 |
US20170332059A1 (en) | 2017-11-16 |
EP3252744A4 (en) | 2018-01-24 |
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