JP2011166396A - 走査型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】走査型表示装置において、画面の重要領域の表示輝度、解像度を向上させること。
【解決手段】走査手段206とスクリーン207と領域切り替え手段1001とを備え、走査手段206による走査光の内、走査速度の遅い部分でスクリーン207上の重要領域を描画するように領域切り替え手段1001で走査光がスクリーン207に入射する位置を変更する。
【選択図】図10
【解決手段】走査手段206とスクリーン207と領域切り替え手段1001とを備え、走査手段206による走査光の内、走査速度の遅い部分でスクリーン207上の重要領域を描画するように領域切り替え手段1001で走査光がスクリーン207に入射する位置を変更する。
【選択図】図10
Description
本発明は、走査ミラーを用いてレーザビームを走査する、プロジェクタやHUD(ヘッドアップディスプレイ)、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)等の走査型画像表示装置に関するものである。
従来、表示光をスクリーンに投影することで、ユーザに映像を表示する表示装置において、複数のプロジェクタを用いることで、表示輝度の改善や、表示画面サイズの拡大を図るものがあった。(例えば特許文献1、2参照)。図4は、一般的なプロジェクタの構成を示したものであり、光源208からの光を受けて、表示素子206が表示光を生成し、スクリーン207に投影する。ユーザはスクリーン207に表示された映像を観察する。図5は前記特許文献1 に記載された従来のプロジェクタを示すものである。この例においては複数の表示素子206からの光をスクリーン207上に重ね合わせることで、スクリーン207上に表示される映像の表示輝度を向上させることができる。また図6は前記特許文献2に記載された従来のプロジェクタを示すものである。この例では複数の表示素子206からの光をスクリーン207の別の場所に投影することにより、大きなサイズの映像を輝度を損なうことなくユーザに表示することが可能になる。
また、プロジェクタとして図4における光源208にレーザ光源を使用し、表示素子206に走査ミラーを用いることでスクリーン207上に映像を表示する走査型表示装置が考えられている(例えば特許文献2参照)。図3に走査ミラーの例を示す。この例では、走査ミラー301は回転軸302および回転軸303の二次元に揺れることで、光源からのレーザ光304を二次元方向に走査する。このような走査ミラーを用いることにより、スクリーン上でレーザ光を走査し、映像を描画することが可能になる。
しかしながら、前記従来の構成では、画面中央部の輝度を高くすることが困難になるという課題を有していた。
以下、レーザを二次元走査する際に生じる輝度ムラについて詳述する。レーザ光をスクリーン上で二次元走査することによって映像を表示する走査型表示装置では、スクリーンを描画する箇所によってレーザ光を走査する速度が異なる。例えば、レーザ光を走査ミラーによって走査する場合には、図7で示されるようなリサージュパターンなどの特定の軌跡をスクリーン上で描くように走査ミラーの制御が行われる。図7の例ではレーザ光は画面端に向かって走査された後、走査の向きを変え、画面中央に向かって走査される。このような走査を行う場合、レーザ光を走査する速度は画面中心部で最大になり、画面端に向かうほど遅くなる。レーザ光の強さが一定の場合、走査速度が遅いほどレーザ光はその領域に長く留まる事になるため、レーザ光の走査速度の遅い部分の輝度は高くなる。反対に走査速度が速い場合には、その領域の輝度は低くなる。図8に画面上のポジションと画面輝度の関係の例を示す。図8では、画面中央での明るさを1とした場合の画面上の各領域の相対的な明るさを示している。図8において、802は走査速度が画面中央の半分になる領域の明るさを示しており、画面中央に比べて二倍の明るさを持つ。同様に、803は走査速度が画面中央の三分の一になる領域の明るさを示しており、画面中央に比べて三倍の明るさを持つことを示している。このようにレーザ光の明るさが一定の場合、走査速度と画面の輝度は反比例の関係をもつ。図9は、レーザ光の出力を一定に保ったまま、リサージュ走査で描画を行った場合のスクリーン上の輝度を表した例である。図9の黒い部分(画面中央部)で輝度が低く、周辺部で輝度が高くなっており、輝度ムラが生じていることを示している。
このようにレーザを二次元走査する方式では走査速度の速い画面中央ほど輝度が暗くなり、画面周辺部ほど輝度が高くなる。
画面輝度を高めるために、二つのプロジェクタからの光を重ねる方法を用いると、画面中央分の輝度は二倍に向上させることが可能になる。しかしながら、画面中央に比べて走査速度が1/4になる領域では、一つのプロジェクタによる表示においても画面中央にくらべて4倍の輝度を持つことになるため、二つのプロジェクタの光を重ねる方法を用いた場合の画面中央の輝度より、一つのプロジェクタによる画面端の輝度の方が高くなってしまう。
HUDに代表される透過型ディスプレイにおいては、ユーザの安全性を確保する上で画面全体の輝度を均一化するよりも、重要な表示領域の輝度を高め、それ以外の部分は情報表示を行わずに背景を透過させることが望まれる場合が多い。そのため、画面中央など重要な画面領域での輝度を高めることが重要になる。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、画面内の重要領域においてレーザ光の走査速度を遅くすることで、ユーザにとって重要な情報の表示輝度を明るく表示することができる走査型表示装置を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の走査型表示装置は、レーザを出力する光源と、
前記光源からのレーザを走査する走査手段と、
前記走査手段による走査光が入射するスクリーンと、
前記走査光が前記スクリーン上を走査する際に、前記スクリーンの重要領域が前記走査光の内、走査速度が遅い光によって走査されるように、前記走査手段から前記スクリーンに向かう走査光の向きを変更する領域切り替え手段を有することを特徴とする。
前記光源からのレーザを走査する走査手段と、
前記走査手段による走査光が入射するスクリーンと、
前記走査光が前記スクリーン上を走査する際に、前記スクリーンの重要領域が前記走査光の内、走査速度が遅い光によって走査されるように、前記走査手段から前記スクリーンに向かう走査光の向きを変更する領域切り替え手段を有することを特徴とする。
本構成によって画面の重要な部分の表示の輝度、解像度を高めることが可能になる。
また本発明の走査型表示装置においては前記スクリーン上の重要領域が前記スクリーン中央であることを特徴とする。
本構成によって画面中央に表示された情報の画質を向上させることが可能になる。
また本発明の走査型表示装置においては、前記スクリーン上の重要領域が、前記スクリーンの各領域に表示される表示画像の文字数、背景輝度、ユーザの注視状況の少なくとも一つによって判定されることを特徴とする。
本構成によって表示される情報の内容や、HUD、HMDなどの透過型表示装置における外界の状態およびユーザの状態を考慮した情報提示が可能になる。
また本発明の領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた光学素子であって、
前記領域切り替え手段に入射した走査光を右方向に偏向する機能と
前記領域切り替え手段に入射した走査光が左方向に偏向する機能の少なくとも一方の機能を備えることを特徴とする。
前記領域切り替え手段に入射した走査光を右方向に偏向する機能と
前記領域切り替え手段に入射した走査光が左方向に偏向する機能の少なくとも一方の機能を備えることを特徴とする。
本構成によって輝度、解像度の高い領域を左右方向に移動させることが可能になる。
また本発明の領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた光学素子であって、
前記領域切り替え手段の左側に入射した走査光が前記スクリーン右側に入射し、
前記領域切り替え手段の右側に入射した走査光が前記スクリーン左側に入射するように前記走査手段によって走査された光の向きを変更することを特徴とする。
前記領域切り替え手段の左側に入射した走査光が前記スクリーン右側に入射し、
前記領域切り替え手段の右側に入射した走査光が前記スクリーン左側に入射するように前記走査手段によって走査された光の向きを変更することを特徴とする。
本構成によって画面中央部分の輝度、解像度を高めることが可能になる。
また本発明の前記領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた光学素子であって、
前記領域切り替え手段に入射した光を下方向に偏向する機能と、
前記領域切り替え手段に入射した光を上方向に偏向する機能の少なくとも一方の機能を備えることを特徴とする。
前記領域切り替え手段に入射した光を下方向に偏向する機能と、
前記領域切り替え手段に入射した光を上方向に偏向する機能の少なくとも一方の機能を備えることを特徴とする。
本構成によって輝度、解像度の高い領域を上下方向に移動させることが可能になる。
また本発明の領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた光学素子であって、
前記領域切り替え手段の上半分の領域に入射した光が前記スクリーン下半分の領域に入射し、
前記領域切り替え手段の下半分の領域に入射した光が前記スクリーン上半分の領域に入射するように前記走査手段によって走査された光の向きを変更することを特徴とする。
前記領域切り替え手段の上半分の領域に入射した光が前記スクリーン下半分の領域に入射し、
前記領域切り替え手段の下半分の領域に入射した光が前記スクリーン上半分の領域に入射するように前記走査手段によって走査された光の向きを変更することを特徴とする。
本構成によって画面中央部分の輝度、解像度を高めることが可能になる。
また本発明の領域切り替え手段は、透過型ホログラム素子によって構成されることを特徴とする。
本構成によって可動部品を使用することなく走査手段からの走査光の向きを変更することが可能になる。
また本発明の領域切り替え手段は、前記領域切り替え手段に入射した光の向きを変更する偏向状況と、
前記領域切り替え手段に入射した光の向きを変更しない透過状況との二つの動作状況を備えることを特徴とする。
前記領域切り替え手段に入射した光の向きを変更しない透過状況との二つの動作状況を備えることを特徴とする。
本構成によって画面の重要領域が変化した場合にも、輝度と解像度を向上させる領域を変更することが可能になる。
また本発明の領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた液晶光学素子であることを特徴とする。
本構成によって、光学系を大きくすることなく走査手段からの走査光の向きを変更することが可能になる。
また本発明の領域切り替え手段は、前記走査手段の動作を制御する手段であって、
画面重要領域を走査速度の遅い走査光によって描画するように複数の走査手段の走査光の投影方向を変更することを特徴とする。
画面重要領域を走査速度の遅い走査光によって描画するように複数の走査手段の走査光の投影方向を変更することを特徴とする。
本構成によって画面の任意の部分の表示輝度を向上させることが可能になる。
本発明のレーザ走査型表示装置によれば、画面内で重要な領域の表示輝度を高めることが可能になり、ユーザにとって見やすく安全な情報表示を行うことが可能になる。
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態においては、レーザ走査型表示装置が、ヘッドアップディスプレイ(Head-Up Display。以下、HUD)として使用される場合について示す。図1にHUDの構成図を示す。
本実施の形態においては、レーザ走査型表示装置が、ヘッドアップディスプレイ(Head-Up Display。以下、HUD)として使用される場合について示す。図1にHUDの構成図を示す。
図1において、101はHUDが搭載されている車体である。104はダッシュボード内部に格納されたHUD光学ユニットであり、内部に表示手段101、偏向手段102、制御回路103を含む。表示手段101は、例えば表示素子および光源からなり、ドライバー107に表示すべき情報を表示する。
図2にレーザ光源および二次元走査ミラーから構成される表示手段101の例を示す。光源208は、三つのレーザ光源201、202、203から構成され、201、202、203はそれぞれ赤色レーザ光源(以下、R光源)、青色レーザ光源(以下、B光源)、緑色レーザ光源(以下、G光源)である。本実施の形態において、R光源201は650nm付近の波長の光を出射する半導体レーザであり、B光源202は450nm付近の波長の光を発振するレーザ光を出射する半導体レーザである。またG光源203は、530nm付近の波長の光のレーザ光を出射する半導体レーザを用いている。
なお、本実施の形態ではG光源として半導体レーザ光源を用いたが、赤外線を出力する半導体レーザと、赤外線を緑色に変換するSHG(Second−Harmonic Generation:第2次高調波発生)素子の組合せを用いてもよい。この場合、G光源の出力を高めることが可能になる。また、R、G,Bno各光源が固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ、発光ダイオードでもよい。
なお、図2では各レーザ光源でレーザ光の変調を行っているが、レーザ光源から出力された光を変調する手段を、レーザ光源と組み合わせて用いることで、レーザ光を変調してもよい。
R光源201、B光源202、G光源203出射されたレーザ光は、各々コリメータレンズ204を通過した後、ダイクロイックプリズム205によって1つにまとめられ、走査手段206に入射する。
走査手段206は、角度を2次元的に変更できる単板小型ミラーで、MEMS(Micro−Electro−Mechanical−System)マイクロミラーである。なお、走査手段は水平走査用と垂直走査用のように2種以上の走査手段の組合せで実現してもよい。この場合、水平走査と垂直走査を独立に動作させることができるため、制御が容易になる。
なお、走査手段はミラーを物理的に傾ける方法に限定されず、レンズを移動したり、回折素子を回転する方法や、液晶レンズや可変形状レンズや、AO素子(音響光学素子)やEO素子(電気−光変換素子)などの偏向素子を用いる方法でもよい。
光源201、202、203からの光は、走査手段206によって偏向され、スクリーン207上で画像を描画する。本実施の形態では、スクリーン207は透過型のスクリーンであり、走査手段206からの光によって描画される画像を、映像光Lとして表示手段101の外部へと出力する。
なおスクリーン207は透過型のスクリーンに限定する必要はなく、反射型のスクリーンで構成しても良い。
表示手段101で表示された表示光Lは、偏向手段102に向かって投射される。偏向手段102はミラーなどで構成され、表示手段101からの表示光を、フロントガラス109に備え付けられたコンバイナ106に向かうように偏向する。偏向手段102によって偏向された表示光は、HUD光学ユニット104の開口部105を通過して、フロントガラス109の表面に形成されたコンバイナ106に投影される。
コンバイナ106は、HUD光学ユニット104からの表示光をドライバー107に向けて反射する。コンバイナ107では、フロントガラス109メガネの内側(車内側)に、例えばフォトポリマー層が形成され、フォトポリマー層にはリップマン体積ホログラムが形成されて、HUD光学ユニット104からの表示光がドライバー107に向かって回折されるように製作されている。フォトポリマー層には赤色、緑色、青色、それぞれの光源からの光を反射する3つのホログラムを多重に形成してもよいし、それぞれの色の光に対応した3層のホログラムを積層してもよい。また、ホログラムの波長選択性を用いることで、光源波長の光のみが回折し、外界からの光のほとんどを占める光源波長以外の波長の光は回折の影響を受けないように製作することで、コンバイナ106の透過率を高め、運転時の視認性を向上させることができる。
なお、偏向手段はホログラムなどの回折素子による偏向に限定されず、凹面鏡などのミラーや、凸レンズなどのレンズでもよい。この場合、偏向手段にホログラムを用いる場合より、偏向手段の製造が簡単になる。
ドライバー107は、コンバイナ106によって反射された表示光をみることで、運転に関する情報を視認することが可能になる。また、コンバイナ106は、HUD光学ユニット104からの表示光を反射すると同時に、フロントガラスの外部(外界)からの光を透過する性能を持つ。このコンバイナの性能によって、ドライバー107は、表示手段101が表示する情報と同時に、フロントガラス外の外界の光景を見ることができる。このようにHUDでは、ドライバー107が外界から視線を逸らさずに表示素子からの情報を見ることができるため、ドライバーは視線を動かす必要が少なくなり、運転時の安全性が向上するとされている。
制御回路103は、HUD各部を制御する集積回路を備える。各レーザの出力および、走査手段の動作が制御手段103によって行われる。また制御手段103は、ドライバー107に表示する画像の内容を決定する機能を備える。
次に、本実施の形態において画面の重要領域の輝度を向上させる方法について詳述する。なお本実施の形態では、スクリーン207の中心部分を画面の重要領域とする。図19にHUDにおいて表示される画像の一例を示す。HUDにおいては、図19のように画面中心にのみ情報を配置し、画面周辺部では外界の視認性を確保するために表示を行わない場合が多いため、画面中心の表示輝度を高めることが重要になる。
図2に示す走査手段206が、図7に示すリサージュ駆動を行う場合、図2に示す表示手段101の構成では、画面中心部分の輝度が画面周辺部分の輝度より暗くなってしまう。この課題を解決するために、本実施の形態においては、図10、図11に示すように走査手段206とスクリーン207の間に領域切り替え手段1001を配置する。領域切り替え手段1001は、入射光の向きを偏向する偏向素子であり、本実施の形態では、回折機能をもつ透過型ホログラムによって構成される。図10に示されるように、領域切り替え手段1001の左側領域は、入射した光がスクリーン207の右側領域に入射する回折特性を持つ。同様に、図11に示されるように領域切り替え手段1001の右側領域は、入射した光がスクリーン207の左側領域に入射する回折特性を持つ。かかる構成によれば、領域切り替え手段1001を走査手段206とスクリーン207の間に配置することで、従来は画面端を描画していた走査速度の遅い光がスクリーン207の中心部分を描画するようになり、図12に示されるように画面中心の輝度を高く保つことが可能になる。
なお領域変更手段1001は、一枚のホログラム素子によって構成されてもよいし、R光源、B光源、G光源から出射されるレーザ光のいずれかの波長のみを回折させる回折素子を組み合わせる方法を用いても良い。また領域変更手段1001は、回折素子に限定する必要は無く、図13、図14に示すように分光ミラー1301と反射ミラー1302、1303を組み合わせて、走査手段206によって走査されるレーザ光がスクリーン207に入射する領域を変更する方法を用いても良い。この場合、回折素子よりも高い光の利用効率を実現することが可能になり、より明るい表示を行うことができる。また分光ミラー1301は、三角形状のミラーに限定する必要はなく、分光プリズムなどの手段を用いても良い。
また、画面中心と画面周辺の輝度を変更する際には、図17、図18に示すように表示手段101内に複数の偏向手段206を用意し、切り替えミラー1701によって表示に使用する偏向手段を切り替える方法を用いても良い。図17は、画面中央部分の輝度を高める例であり、光源208からの光を切り替えミラー1701が領域切り替え手段1001を備える側の走査手段206に向かって偏向させる。この場合、前述したように走査手段206からの光は領域切り替え手段1001によって偏向され、スクリーン207上では画面中心部分の輝度が向上する。図18は、画面端の輝度を高める場合であり、切り替えミラー1701は、光源208からの光を遮らない位置に移動させられている。光源208からの光は折り返しミラー1702によって、領域切り替え手段1001を有しない側の走査手段206に向かって入射される。この結果、走査手段206からの光は領域切り替え手段1001を通過することなくスクリーンに入射するため、図9に示されるように画面周辺部の輝度が高くなる。
また、領域変更手段1001に液晶素子に回折機能をもたせた素子(以下、液晶回折素子)を用いることで画面中央部と画面周辺部の輝度の明るさを動的に切り替える方法を用いても良い。液晶回折素子を用いる場合、素子の回折機能の有効化・無効化を切り替えることができるため、画面中心部を明るくしたい場合には液晶回折素子の回折機能を有効化することで図10、図11に示されるように走査手段206からの光の向きが変更され、画面中心を明るくすることができる。逆に、液晶回折素子の回折機能を無効化した場合には、画面端の輝度が高くなる。そのためドライバー107に表示される内容に応じて画面中心と画面周辺の輝度を変更することが可能になる。
なお本実施の形態においては、スクリーン207は表示手段101内に備えられるものとしたが、表示手段101はスクリーン207を含まず、スクリーン207はフロントガラス109やダッシュボード108上に備えられる形態を用いても良い。この例を図24に示す。図24に示した表示手段101では、スクリーン207は含まれず、表示手段101からは走査手段206によって走査されたレーザ光が直接出射される。この場合、図25のようにフロントガラス109や、ダッシュボード108上に備えられたスクリーン207に対して表示手段101からの光が直接投影される。また、領域切り替え手段1001は、図25における表示手段101とスクリーン207の間に設置される。
なお本実施の形態では、HUDでの利用形態を示したが、フロント投影型のプロジェクタや、リア投影型のプロジェクタシステムとして使用してもよい。またヘッドマウントディスプレイ(Head−mounted Display。以下、HMD)として使用しても良い。図26に本発明の走査型表示装置をHMDとして利用する場合の構成図の例を示す。
(実施の形態2 MEMS2以上で走査領域切り替え)
本実施の形態においては、二つ以上の走査手段を有するHUDの例について示す。本実施の形態におけるHUDの構成図を図1、図25に示す。
本実施の形態においては、二つ以上の走査手段を有するHUDの例について示す。本実施の形態におけるHUDの構成図を図1、図25に示す。
図25に示されるように、本実施の形態においてHUDは二つの表示手段101を有する。本実施の形態における表示手段101の構成図を図24に示す。図24に示されるように、本実施の形態において、表示手段101はスクリーン207を保持せず、表示手段101からは走査手段206によって走査された光が出射される。本実施の形態において、スクリーン207はフロントガラス109上のコンバイナ106として配置され、表示手段101からの光はフロントガラス上のスクリーン207上を二次元走査することでドライバーに画像を表示する。図1に示される102〜109および図24に示される201〜206の構成要素については、実施の形態1と同一であるため説明を省略する。
本実施の形態においては、図25に示される二つの走査手段206からの光の向きを制御することで、画面の重要領域の輝度を向上させる例を示す。以下、その具体的な方法について詳述する。
図15に本実施の形態における制御手段103の機能ブロックを示す。また、本実施の形態において、制御手段103は、以下のステップ1601〜1603ステップを実行することで走査手段の投影方法を制御する。
(ステップ1601 領域判定)
本ステップでは画面重要度判定手段1501が、ドライバーに表示する画面の内、最も重要な領域の判定を行う。
本ステップでは画面重要度判定手段1501が、ドライバーに表示する画面の内、最も重要な領域の判定を行う。
本実施の形態では、表示画面を画面端、画面中央の二つに分類し、それぞれの領域に対して、領域に含まれる文字数、外界の明るさ、ドライバーの画面注視頻度に基づいて重要度の計算を行う。図20に本実施の形態において、画面重要度判定手段1501が用いる重要度判定表の例を示す。
表2001は領域に表示される文字数によって重要度を算出する表である。制御手段103は、表示画像中に含まれる文字の数、表示位置を解析するための画像解析手段1504を備え、画面重要度判定手段1501は、画像解析手段1504の解析結果および表2001の重要度判定表を用いて、文字に関する各領域の重要度を算出する。
表2002は画像がコンバイナ106に表示される際の、各領域の外界像の明るさに応じて重要度を算出する表である。コンバイナ106は外界光を透過するスクリーンであるため、コンバイナ106に投影された表示画面は、コンバイナ106を通過してくる外界からの光(外界像)と重畳されて表示される。そのため外界像が明るい部分では、表示画面の視認性は低下する。そのため外界像が明るい部分では表示画面の輝度を高める必要がある。
制御手段103は、コンバイナ106を通過してくる外界像の輝度を検出するための輝度検出手段1505を備える。輝度検出手段1505は、車体101に備えられた輝度センサを用いて、コンバイナ106に表示される表示画面の領域毎に、外界像の明るさを算出する。画面重要度判定手段1501は、輝度検出手段1505の検出結果および表2002の重要度判定表を用いて、外界像の明るさに関する各領域の重要度を算出する。
表2003は、ドライバーが画面の各領域を注視した頻度によって重要度を算出する表である。制御手段103は、ドライバーが表示画面の注視状態を測定する視線検出手段1506を備え、画面重要度判定手段1501は、視線検出手段1506の解析結果および表2003の重要度判定表を用いて、ドライバーの注視状態による各領域の重要度を算出する。
画面重要度判定手段1501は、文字、外界像の明るさ、ドライバーの注視頻度の三つの指標による重要度をそれぞれ算出したのち、それらを合計することで画面の各領域の重要度を決定する。なお重要度が最も高い領域が複数存在する場合には、画面中心に近い領域を最も重要度の高い領域として決定する。
なお本実施の形態では文字、外界像の明るさ、ドライバーの注視頻度の三つの指標を用いて画面の各領域の重要度を算出したが、いずれか一つのみを用いて重要度を判定しても良いし、任意の二つを組み合わせて重要度を判定しても良い。この場合、画面の重要度を判定するための計算コストが低減される効果がある。
なお図20の重要度判定表に限定する必要はなく、画面に表示される図形の形状や大きさなどによって、画面領域の重要度を決定しても良い。この場合、文字が表示されていない場合においても画面重要度の決定を行うことが可能になる。
画面重要度判定手段1501は、最も重要度の高い領域を切り替え判定手段1502に通知する。
(ステップ1602 投射切り替え判定)
本ステップでは、切り替え判定手段1502が二つの走査手段206のスクリーン207への投影方法を変更する必要があるかを判定する。切り替え判定手段1502は、現在、最も重要と判定されている領域(現在重要領域)の情報を保持し、前ステップで画面重要度判定手段1501から通知された重要領域の情報と現在重要領域の情報を比較する。
本ステップでは、切り替え判定手段1502が二つの走査手段206のスクリーン207への投影方法を変更する必要があるかを判定する。切り替え判定手段1502は、現在、最も重要と判定されている領域(現在重要領域)の情報を保持し、前ステップで画面重要度判定手段1501から通知された重要領域の情報と現在重要領域の情報を比較する。
二つの領域が同一であれば、投射切り替えの処理は行われず、制御手段はステップ1601の処理を再度行う。二つの領域が同一で無い場合、切り替え判定手段1502は、投射切り替え手段1503に重要領域の情報を通知する。
(ステップ1603 投射切り替え)
本ステップでは、切り替え判定手段1502から通知された情報に従って、投射切り替え手段1503がスクリーン207に対する光の投射方法を変更する。切り替え判定手段1502は、図25に示される二つの走査手段206の動作を制御し、走査手段206からの光がスクリーン207に入射する位置を変更する機能を備える。投射切り替え手段1503は、走査手段による走査領域の内、走査速度が遅い部分で、画面の重要領域の表示を行うように制御を行う。この例を図21および図23に示す。
本ステップでは、切り替え判定手段1502から通知された情報に従って、投射切り替え手段1503がスクリーン207に対する光の投射方法を変更する。切り替え判定手段1502は、図25に示される二つの走査手段206の動作を制御し、走査手段206からの光がスクリーン207に入射する位置を変更する機能を備える。投射切り替え手段1503は、走査手段による走査領域の内、走査速度が遅い部分で、画面の重要領域の表示を行うように制御を行う。この例を図21および図23に示す。
図21は画面中心が重要領域と判定された場合の走査手段206の投射方向を示した図である。この図では、画面中心部がそれぞれの走査手段の走査領域の端で描画されており、その結果画面中心の輝度が向上する。この時の表示画面の輝度を示したものが図22である。図22では、実際に映像が表示される領域(2203)を点線で示し、それぞれの走査手段206が走査を行う領域を2201および2202で示している。この例で示されるように、二つの走査手段を使用し、画面の重要な部分が走査手段の走査領域の端に該当するように制御を行うことで画面の重要な部分の表示輝度および解像度を向上させることが可能になる。
図23は、画面端が重要領域と判定された場合の走査手段206の投射方向を示した図である。この図では、画面中心部がそれぞれの走査手段の走査領域の端で描画されており、その結果画面中心の輝度が向上する。
かかる構成によれば、画面の重要領域が走査手段による走査領域のうち、走査速度の遅い領域で描画されることになるため、重要な情報を高い輝度で表示することが可能になる。
なお本実施の形態においては、表示画面を画面中央と画面端の二つの領域に分割したが、二つ以上の領域に分割し、重要度の判定および重要領域の輝度の向上を行っても良い。この場合、画面重要領域に対して、それぞれの走査手段206の走査速度の遅い部分(走査領域の端)で投影が行えるように、走査手段206からの光の投影の向きが変更される。この場合、重要な情報を高い輝度で画面のさまざまな領域に表示することが可能になり、表示の自由度が向上する。
本発明にかかる走査型表示装置は、プロジェクタやHUD(ヘッドアップディスプレイ)、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)等の走査型画像表示装置等として有用である。
101 表示手段
102 偏向手段
103 制御手段
104 車体
105 開口部
106 コンバイナ
108 ダッシュボード
109 フロントガラス
201 赤色レーザ光源
202 青色レーザ光源
203 緑色レーザ光源
204 コリメーターレンズ
205 ダイクロイックプリズム
206 走査手段
207 スクリーン
102 偏向手段
103 制御手段
104 車体
105 開口部
106 コンバイナ
108 ダッシュボード
109 フロントガラス
201 赤色レーザ光源
202 青色レーザ光源
203 緑色レーザ光源
204 コリメーターレンズ
205 ダイクロイックプリズム
206 走査手段
207 スクリーン
Claims (11)
- レーザを出力する光源と、
前記光源からのレーザを走査する走査手段と、
前記走査手段による走査光が入射するスクリーンと、
前記走査光が前記スクリーン上を走査する際に、前記スクリーンの重要領域が前記走査光の内、走査速度が遅い光によって走査されるように、前記走査手段から前記スクリーンに向かう走査光の向きを変更する領域切り替え手段を有することを特徴とする走査型表示装置。 - 前記スクリーン上の重要領域が前記スクリーン中央であることを特徴とする請求項1に記載の走査型表示装置。
- 前記スクリーン上の重要領域が、前記スクリーンの各領域に表示される表示画像に含まれる文字、図形、背景輝度、ユーザの注視状況の少なくとも一つによって判定されることを特徴とする請求項1に記載の走査型表示装置。
- 前記領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた光学素子であって、
前記領域切り替え手段に入射した走査光を右方向に偏向する機能と
前記領域切り替え手段に入射した走査光が左方向に偏向する機能の少なくとも一方の機能を備えることを特徴とする請求項2および3に記載の走査型表示装置。 - 前記領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた光学素子であって、
前記領域切り替え手段の左側に入射した走査光が前記スクリーン右側に入射し、
前記領域切り替え手段の右側に入射した走査光が前記スクリーン左側に入射するように前記走査手段によって走査された光の向きを偏向することを特徴とする請求項2および3に記載の走査型表示装置。 - 前記領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた光学素子であって、
前記領域切り替え手段に入射した光を下方向に偏向する機能と、
前記領域切り替え手段に入射した光を上方向に偏向する機能の少なくとも一方の機能を備えることを特徴とする請求項2および3に記載の走査型表示装置。 - 前記領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた光学素子であって、
前記領域切り替え手段の上側の領域に入射した光が前記スクリーン下側の領域に入射し、
前記領域切り替え手段の下側の領域に入射した光が前記スクリーン上側の領域に入射するように前記走査手段によって走査された光の向きを変更することを特徴とする請求項2および3に記載の走査型表示装置。 - 前記領域切り替え手段は、透過型ホログラム素子によって構成されることを特徴とする請求項4および5に記載の走査型表示装置。
- 前記領域切り替え手段は、
前記領域切り替え手段に入射した光の向きを変更する偏向状況と、
前記領域切り替え手段に入射した光の向きを変更しない透過状況との二つの動作状況を備えることを特徴とする請求項2および3に記載の走査型表示装置。 - 前記領域切り替え手段は、入射光の向きを偏向する機能を備えた液晶光学素子であることを特徴とする請求項7に記載の走査型表示装置。
- 前記領域切り替え手段は、前記走査手段の動作を制御する手段であって、
画面重要領域を走査速度の遅い走査光によって描画するように複数の走査手段の走査光の投影方向を変更することを特徴とする請求項2および3に記載の走査型表示装置。
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104520752A (zh) * | 2012-08-04 | 2015-04-15 | 约翰逊控股公司 | 平视显示器 |
JPWO2013153655A1 (ja) * | 2012-04-12 | 2015-12-17 | パイオニア株式会社 | 光学素子、ヘッドアップディスプレイ及び光源ユニット |
JP2016038484A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置及び方法 |
JP2016130759A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 株式会社リコー | 画像表示装置 |
US9477080B2 (en) | 2012-06-05 | 2016-10-25 | Denso Corporation | Head-up display device |
WO2017110941A1 (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 京セラ株式会社 | 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 |
US9952492B2 (en) | 2014-09-29 | 2018-04-24 | Fujifilm Corporation | Projection-type display device and light source control method therefor |
JP2019113457A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | パイオニア株式会社 | 走査装置及び測距装置 |
US10522066B2 (en) | 2015-12-17 | 2019-12-31 | Jvckenwood Corporation | Image display apparatus, image display method, and non-transitory computer readable medium storing program |
JP2020510870A (ja) * | 2017-03-03 | 2020-04-09 | マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー | Mems走査ディスプレイデバイス |
JP2020510873A (ja) * | 2017-03-03 | 2020-04-09 | マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー | Mems走査ディスプレイデバイス |
US11067800B2 (en) | 2017-10-04 | 2021-07-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image display device |
-
2010
- 2010-02-09 JP JP2010026169A patent/JP2011166396A/ja active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013153655A1 (ja) * | 2012-04-12 | 2015-12-17 | パイオニア株式会社 | 光学素子、ヘッドアップディスプレイ及び光源ユニット |
US9477080B2 (en) | 2012-06-05 | 2016-10-25 | Denso Corporation | Head-up display device |
JP2015524944A (ja) * | 2012-08-04 | 2015-08-27 | ジョンソン・コントロールズ・ゲー・エム・ベー・ハー | ヘッドアップディスプレイ |
CN104520752A (zh) * | 2012-08-04 | 2015-04-15 | 约翰逊控股公司 | 平视显示器 |
US10261314B2 (en) | 2012-08-04 | 2019-04-16 | Johnson Controls Gmbh | Head-up display |
JP2016038484A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置及び方法 |
US9952492B2 (en) | 2014-09-29 | 2018-04-24 | Fujifilm Corporation | Projection-type display device and light source control method therefor |
DE112015004427B4 (de) | 2014-09-29 | 2019-09-26 | Fujifilm Corporation | Projektionsanzeigeeinrichtung und Lichtquellensteuerverfahren für diese |
JP2016130759A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 株式会社リコー | 画像表示装置 |
US10522066B2 (en) | 2015-12-17 | 2019-12-31 | Jvckenwood Corporation | Image display apparatus, image display method, and non-transitory computer readable medium storing program |
WO2017110941A1 (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 京セラ株式会社 | 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 |
JPWO2017110941A1 (ja) * | 2015-12-22 | 2018-07-05 | 京セラ株式会社 | 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 |
US10453426B2 (en) | 2015-12-22 | 2019-10-22 | Kyocera Corporation | Vehicular head-up display apparatus having first and second luminance areas |
JP2020510873A (ja) * | 2017-03-03 | 2020-04-09 | マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー | Mems走査ディスプレイデバイス |
JP2020510870A (ja) * | 2017-03-03 | 2020-04-09 | マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー | Mems走査ディスプレイデバイス |
JP7075939B2 (ja) | 2017-03-03 | 2022-05-26 | マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー | Mems走査ディスプレイデバイス |
JP7075940B2 (ja) | 2017-03-03 | 2022-05-26 | マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー | Mems走査ディスプレイデバイス |
US11067800B2 (en) | 2017-10-04 | 2021-07-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image display device |
US11662578B2 (en) | 2017-10-04 | 2023-05-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image display device |
JP2019113457A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | パイオニア株式会社 | 走査装置及び測距装置 |
JP2022165971A (ja) * | 2017-12-25 | 2022-11-01 | パイオニア株式会社 | 走査装置及び測距装置 |
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