JP2015022251A - Color mixing device and display - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color mixing device and a display that can stably display a white color even in a low luminance area.SOLUTION: A color mixing device 10 and a display comprises: a red light source LD 11 that emits red light R at a light intensity according to a first current to be supplied; a green light source LD 12 that emits green light G at a light intensity according to a second current to be supplied; a blue light source LD 13 that emits blue light B at a light intensity according to a third current to be supplied; and color mixing means 15 that generates mixed color by combining the red light R, the green light G and the blue light B. A light intensity attenuation part 154 transmits or reflects the blue light and moves it in an emitting direction after attenuating it, and also emits the blue light B to be emitted by the blue light source LD 13 after attenuating it more than other color light R (G).

Description

本発明は、混色装置及び表示装置に関するものである。 The present invention relates to a color mixing device and a display device.

表示装置として、レーザー光源が出射したレーザー光を走査系でスクリーン上に走査して表示像を生成するものが特許文献1に開示されている。 Patent Document 1 discloses a display device that generates a display image by scanning laser light emitted from a laser light source on a screen using a scanning system.

上述した表示装置では、例えば、赤色、緑色及び青色のレーザー光を合成し、この合成したレーザー光(合成レーザー光)を出射する混色装置と、この混色装置から出射される合成レーザー光を走査することでカラーの画像を生成する走査部と、を備える。混色装置は、赤色、緑色及び青色を所定の比率で混色することで白色を表現するホワイトバランス調整を行う。例えば、混色装置は、赤色、緑色及び青色の光強度の混色比が約2.9:2.4:1程度となるように混色して白色を表現する。具体的には、混色装置は、各レーザー光の混色比が所定の比率になるように、各レーザー光源の電流値を制御することでホワイトバランス調整を行う。 In the above-described display device, for example, a red, green, and blue laser beam is synthesized, a color mixing device that emits the synthesized laser beam (synthetic laser beam), and a synthetic laser beam emitted from the color mixing device is scanned. And a scanning unit that generates a color image. The color mixing device performs white balance adjustment that expresses white by mixing red, green, and blue at a predetermined ratio. For example, the color mixing device expresses white by mixing colors so that the color mixture ratio of red, green, and blue light intensities is about 2.9: 2.4: 1. Specifically, the color mixing device performs white balance adjustment by controlling the current value of each laser light source so that the color mixing ratio of each laser beam becomes a predetermined ratio.

特開平7−270711号公報JP-A-7-270711

ところが、上述したレーザー光源は、レーザー発振を開始する電流閾値を有している。この電流閾値付近(不安定発振領域)では、レーザー発振が不安定となる。そのため、不安定発振領域では、混色装置は所望の光強度を有する光を出射することができず、安定して白色を表現することができないといった問題が生じる。 However, the laser light source described above has a current threshold value for starting laser oscillation. Near this current threshold (unstable oscillation region), laser oscillation becomes unstable. Therefore, in the unstable oscillation region, there is a problem that the color mixing device cannot emit light having a desired light intensity and cannot stably express white.

そこで本発明は、上述の課題を鑑みて、低輝度領域においても、安定して白色を表現することができる混色装置及び表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a color mixing device and a display device that can stably express white even in a low luminance region.

本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。 すなわち、第1の発明における混色装置は、供給される第1電流に応じた光強度で赤色光を出射する赤色光源と、供給される第2電流に応じた光強度で緑色光を出射する緑色光源と、供給される第3電流に応じた光強度で青色光を出射する青色光源と、これらの光源を制御する光源制御部と、前記赤色光と前記緑色光と前記青色光とを合わせた光を出射する混色手段と、を備え、前記混色手段は、前記青色光を透過または反射し、減衰させて出射方向に進行させる光強度減衰部を設け、前記青色光源が出射する前記青色光を、他の色光よりも減衰させて出射させる、ことを特徴とする。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the color mixing device according to the first aspect of the invention is a red light source that emits red light with a light intensity corresponding to the supplied first current and a green light that emits green light with a light intensity corresponding to the supplied second current. A light source, a blue light source that emits blue light with a light intensity according to the supplied third current, a light source control unit that controls these light sources, and the red light, the green light, and the blue light are combined. And a color mixing unit that emits light, and the color mixing unit includes a light intensity attenuating unit that transmits or reflects the blue light and attenuates the light to travel in an emission direction, and the blue light source emits the blue light. The light is emitted after being attenuated from other color lights.

また、第1の発明における混色装置では、前記光強度減衰部は、前記青色光と他の色光とを入射し、前記青色光を、他の色光よりも減衰させて出射方向に進行させてもよい。 In the color mixing device according to the first aspect of the present invention, the light intensity attenuating unit may receive the blue light and another color light and cause the blue light to attenuate more than the other color light and travel in the emission direction. Good.

また、第1の発明における混色装置では、前記光強度減衰部が透過または反射することで出射方向に進行しない前記青色の光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、前記光源制御部は、前記光強度検出部により検出された前記青色の光の光強度に応じて、前記青色光源を制御してもよい。 In the color mixing device according to the first aspect of the present invention, the light source controller further includes a light intensity detector that detects the light intensity of the blue light that does not travel in the emission direction when the light intensity attenuator transmits or reflects. May control the blue light source in accordance with the light intensity of the blue light detected by the light intensity detector.

また、第1の発明における混色装置では、前記光強度減衰部は、前記光強度検出部に入射する前記青色光の光強度が、出射方向に進行する前記青色光の光強度以上になるように透過率または/および反射率が調整されてもよい。 In the color mixing device according to the first aspect of the present invention, the light intensity attenuating unit is configured such that the light intensity of the blue light incident on the light intensity detection unit is equal to or greater than the light intensity of the blue light traveling in the emission direction. The transmittance or / and reflectivity may be adjusted.

また、第2の発明における表示装置は、第1の発明における混色装置と、前記混色手段によって混色された光を走査することで画像を生成する空間光変調部(走査部)と、を備える、ことを特徴とする。 Further, a display device according to a second aspect includes the color mixing device according to the first aspect, and a spatial light modulation unit (scanning unit) that generates an image by scanning the light mixed by the color mixing unit. It is characterized by that.

本発明の混色装置及び表示装置によれば、低輝度領域においても、安定して白色を表現することができる。 According to the color mixing device and the display device of the present invention, white can be stably expressed even in a low luminance region.

本発明の実施形態に係るHUD装置の搭載態様を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mounting aspect of the HUD apparatus which concerns on embodiment of this invention. 上記実施形態のHUD装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the HUD apparatus of the said embodiment. 上記実施形態のレーザー光出射部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the laser beam emission part of the said embodiment. 上記実施形態のレーザー光源の光強度―電流特性の図である。It is a figure of the light intensity-current characteristic of the laser light source of the said embodiment. 上記実施形態の光強度減衰部の波長依存性を説明する図である。It is a figure explaining the wavelength dependence of the light intensity attenuation part of the said embodiment. 上記実施形態のHUD装置における電気構成図である。It is an electrical block diagram in the HUD apparatus of the said embodiment. 上記実施形態のレーザー光源の光強度―電流特性の図であり、光強度減衰部の作用を説明する図である。It is a figure of the light intensity-current characteristic of the laser light source of the said embodiment, and is a figure explaining the effect | action of a light intensity attenuation part. 光減衰部材を備えていない場合の全階調・白色表示におけるレーザー光Bを基準としたときのレーザー光R及びレーザー光Gの分光放射輝度比の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship of the spectral radiance ratio of the laser beam R and the laser beam G on the basis of the laser beam B in all the gradations and white display in case the light attenuation member is not provided. 光減衰部材を備える場合の全階調・白色表示におけるレーザー光Bを基準としたときのレーザー光R及びレーザー光Gの分光放射輝度比の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship of the spectral radiance ratio of the laser beam R and the laser beam G on the basis of the laser beam B in all gradation and white display in the case of providing an optical attenuation member. 本発明の変形例におけるレーザー光出射部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the laser beam emission part in the modification of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の表示装置を車両に搭載するヘッドアップディスプレイ装置(HUD装置)に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施の形態では、表示装置をHUD装置に適用した例について説明したが、これには限定されない。 Hereinafter, an embodiment in which a display device of the present invention is applied to a head-up display device (HUD device) mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings. Note that although an example in which the display device is applied to a HUD device has been described in this embodiment, the present invention is not limited to this.

本発明の一実施の形態に係る表示装置は、図1に示すヘッドアップディスプレイ(HUD)装置1である。HUD装置1は、図示するように、車両2のダッシュボードに配設され、所定の情報を報知する画像M(図2参照)を表す表示光Lをウインドシールド3に向けて出射する。ウインドシールド3で反射した表示光Lは、観察者4(主に、車両2の運転者)により、ウインドシールド3の前方に形成された画像Mの虚像Vとして視認される。このようにしてHUD装置1は、観察者4に画像を視認させる。 A display device according to an embodiment of the present invention is a head-up display (HUD) device 1 shown in FIG. As shown in the figure, the HUD device 1 is disposed on the dashboard of the vehicle 2 and emits display light L representing an image M (see FIG. 2) for notifying predetermined information toward the windshield 3. The display light L reflected by the windshield 3 is visually recognized by the observer 4 (mainly the driver of the vehicle 2) as a virtual image V of the image M formed in front of the windshield 3. In this way, the HUD device 1 causes the observer 4 to visually recognize an image.

HUD装置1は、図2に示しように、レーザー光出射部10と、光強度検出部20と、MEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラー30と、スクリーン40と、第1反射部50と、第2反射部60と、筐体70と、照度検出部80と、を備える。 As shown in FIG. 2, the HUD device 1 includes a laser beam emitting unit 10, a light intensity detecting unit 20, a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror 30, a screen 40, a first reflecting unit 50, a second The reflection part 60, the housing | casing 70, and the illumination intensity detection part 80 are provided.

レーザー光出射部10は、複数色の光を混色して、後述する合成レーザー光CをMEMSミラー30に向け出射するものである。レーザー光出射部10は、図3に示すように、レーザーダイオード(以下、LDという)11、12、13と、集光光学系14と、合波ユニット15と、調光部16と、光強度検出部20と、を有する。なお、レーザー光出射部10は、本発明における「混色装置」の一具体例に相当する。 The laser beam emitting unit 10 mixes a plurality of colors and emits a synthetic laser beam C, which will be described later, toward the MEMS mirror 30. As shown in FIG. 3, the laser beam emitting unit 10 includes laser diodes (hereinafter referred to as LDs) 11, 12, and 13, a condensing optical system 14, a multiplexing unit 15, a light control unit 16, and a light intensity. And a detection unit 20. The laser beam emitting unit 10 corresponds to a specific example of “color mixing device” in the present invention.

LD11は、約640nmの波長にピークをもつ赤色のレーザー光Rを出射する。LD12は、約520nmの波長にピークをもつ緑色のレーザー光Gを出射する。LD13は、約450nmの波長にピークをもつ青色のレーザー光Bを出射する。LD11、12、13は、後述するLD制御部100から駆動信号(駆動電流)が供給され、各々が所定の光強度及びタイミングで発光する。また、LD11、12、13は電流−光強度特性を有する(図4参照)。LD11、12、13の電流−光強度特性については、後述により詳説する。なお、LD11は、本発明における「赤色光源」の一具体例に相当する。また、LD12は、本発明における「緑色光源」の一具体例に相当する。また、LD13は、本発明における「青色光源」の一具体例に相当する。 The LD 11 emits red laser light R having a peak at a wavelength of about 640 nm. The LD 12 emits green laser light G having a peak at a wavelength of about 520 nm. The LD 13 emits blue laser light B having a peak at a wavelength of about 450 nm. The LDs 11, 12, and 13 are supplied with a drive signal (drive current) from an LD control unit 100 described later, and each emits light at a predetermined light intensity and timing. The LDs 11, 12, and 13 have current-light intensity characteristics (see FIG. 4). The current-light intensity characteristics of the LDs 11, 12, and 13 will be described in detail later. The LD 11 corresponds to a specific example of “red light source” in the present invention. The LD 12 corresponds to a specific example of “green light source” in the present invention. The LD 13 corresponds to a specific example of “blue light source” in the present invention.

集光光学系14は、各LD11、12、13が出射した各レーザー光R,G,Bを集光し、スポット径を小さくして収束光とするものである。具体的には、集光光学系14は、それぞれがレンズ等からなる集光光学系14a、14b及び14cから構成されている。集光光学系14aはLD11が発したレーザー光Rの光路上に位置し、集光光学系14bはLD12が発したレーザー光Gの光路上に位置し、集光光学系14cはLD13が発したレーザー光Bの光路上に位置する。 The condensing optical system 14 condenses the laser beams R, G, and B emitted from the LDs 11, 12, and 13, reduces the spot diameter, and forms convergent light. Specifically, the condensing optical system 14 includes condensing optical systems 14a, 14b, and 14c each formed of a lens or the like. The condensing optical system 14a is located on the optical path of the laser light R emitted from the LD 11, the condensing optical system 14b is located on the optical path of the laser light G emitted from the LD 12, and the condensing optical system 14c is emitted from the LD 13. Located on the optical path of the laser beam B.

合波ユニット15は、各LD11、12、13から出射され集光光学系14を通過して到達した各レーザー光R,G,Bを合波して、1本の合成レーザー光Cとして出射するものである。具体的には、合波ユニット15は、光を反射する第1合波部151と、それぞれが特定の波長の光を反射するがその他の波長の光は透過するダイクロイックミラー等からなる第2合波部152及び第3合波部153と、光強度減衰部154と、から構成されている。なお、合波ユニット15は、本発明における「混色手段」の一具体例に相当する。 The multiplexing unit 15 combines the laser beams R, G, and B emitted from the LDs 11, 12, and 13 and passing through the condensing optical system 14, and outputs the combined laser beam C as one synthetic laser beam C. Is. Specifically, the multiplexing unit 15 includes a first multiplexing unit 151 that reflects light and a second multiplexing unit that includes a dichroic mirror that reflects light of a specific wavelength but transmits light of other wavelengths. The wave unit 152, the third combining unit 153, and the light intensity attenuation unit 154 are configured. The multiplexing unit 15 corresponds to a specific example of “color mixing means” in the present invention.

第1合波部151は、入射したレーザー光Rを、第2合波部152に向けて反射させる。なお、第1合波部151は、反射のみだけではなく、透過を伴う部材で構成されてもよく、入射したレーザー光Rを、第2合波部152に向けて透過させるものであってもよい。 第2合波部152は、第1合波部151からのレーザー光Rをそのまま透過させると共に、入射したレーザー光Gを第3合波部153に向けて反射させる。これにより、第2合波部152からは、レーザー光Rとレーザー光Gとが合波された合成レーザー光が第3合波部153に向け出射される。 第3合波部153は、第2合波部152からの合成レーザー光をそのまま透過させると共に、入射したレーザー光Bを調光部16に向けて反射させる。このようにして、レーザー光R,Gとレーザー光Bとを合波した合成レーザー光Cが、第3合波部153から光強度減衰部154に向け進行する。 The first multiplexing unit 151 reflects the incident laser light R toward the second multiplexing unit 152. The first multiplexing unit 151 may be configured not only by reflection but also by a member with transmission, and may transmit the incident laser light R toward the second multiplexing unit 152. Good. The second combining unit 152 transmits the laser beam R from the first combining unit 151 as it is and reflects the incident laser beam G toward the third combining unit 153. As a result, the combined laser beam in which the laser beam R and the laser beam G are combined is emitted from the second combining unit 152 toward the third combining unit 153. The third multiplexing unit 153 transmits the combined laser beam from the second multiplexing unit 152 as it is and reflects the incident laser beam B toward the dimming unit 16. In this way, the combined laser beam C obtained by combining the laser beams R and G and the laser beam B travels from the third combining unit 153 toward the light intensity attenuation unit 154.

光強度減衰部154は、レーザー光Bの光強度を減衰させる部材であり、例えば、長い波長領域の光を比較的よく透過し、短い波長領域の光をあまり透過させない(反射させる)ものであり、図5に示すような波長−透過率特性(ハイパス特性)を有する誘電体多層膜を設けたダイクロイックミラーや反射型のバンドパスフィルターなどで構成される。この光強度減衰部154は、第3合波部153と調光部16との間に、合成レーザー光Cが所定の入射角を有して入射するように入光面を斜めにして配置され、一部の合成レーザー光Cを調光部16の方向へ透過し、一部の合成レーザー光Cを光強度検出部20の方向へ反射光Dとして反射する。この光強度減衰部154の詳しい作用については、後述する。 The light intensity attenuating unit 154 is a member that attenuates the light intensity of the laser light B. For example, the light intensity attenuating unit 154 transmits light in a long wavelength region relatively well and does not transmit (reflect) light in a short wavelength region so much. 5 includes a dichroic mirror provided with a dielectric multilayer film having wavelength-transmittance characteristics (high-pass characteristics) as shown in FIG. 5, a reflective band-pass filter, and the like. The light intensity attenuating unit 154 is disposed between the third combining unit 153 and the dimming unit 16 with the light incident surface inclined so that the combined laser beam C is incident with a predetermined incident angle. A part of the synthetic laser light C is transmitted in the direction of the light control unit 16, and a part of the synthetic laser light C is reflected in the direction of the light intensity detection unit 20 as reflected light D. The detailed operation of the light intensity attenuator 154 will be described later.

調光部16は、液晶パネルなどの偏光制御素子(図示しない)と、この調光制御素子の両面に配設される偏光板(図示しない)と、を有する。この調光部16は、後述する調光制御部300の制御のもとで(調光制御部300から供給される調光制御データに基づいて)、偏光制御素子が入射する合成レーザー光Cの偏光角度を調整し、調光部16を透過する合成レーザー光Cの光強度を調整する。光強度減衰部154を透過した合成レーザー光Cは、MEMSミラー30に向け出射される。なお、液晶パネルの配向膜を構成する部分には有機材料及び絶縁膜が用いられる。有機材料は青色もしくは青色より短波長のレーザー光を照射すると劣化するという特性を有している。そのため、光強度減衰部154がLD13から調光部16までの間に設置されることで、減衰されたレーザー光Bを液晶パネルへ照射することができ、有機材料の劣化を抑えつつ混色の精度を上げることが可能となる。 The light control unit 16 includes a polarization control element (not shown) such as a liquid crystal panel, and polarizing plates (not shown) disposed on both sides of the light control control element. The dimming unit 16 is configured to control the synthesized laser light C incident on the polarization control element under the control of the dimming control unit 300 described later (based on the dimming control data supplied from the dimming control unit 300). The polarization angle is adjusted, and the light intensity of the synthetic laser light C transmitted through the light control unit 16 is adjusted. The synthetic laser light C that has passed through the light intensity attenuating unit 154 is emitted toward the MEMS mirror 30. Note that an organic material and an insulating film are used for a portion constituting the alignment film of the liquid crystal panel. Organic materials have the property of deteriorating when irradiated with blue or laser light having a shorter wavelength than blue. Therefore, the light intensity attenuating unit 154 is installed between the LD 13 and the light control unit 16, so that the attenuated laser light B can be irradiated to the liquid crystal panel, and the color mixing accuracy is suppressed while suppressing the deterioration of the organic material. Can be raised.

光強度検出部20は、カラーセンサやフォトダイオード等からなり、光強度減衰部154で反射した反射光Dを受光し、受光した反射光Dを構成する各色レーザー光Cそれぞれの光強度を検出する。具体的には、光強度検出部20は、光強度に応じた検出信号(電圧)を出力し、この検出信号が図示しないA/D(Analog/Digital)変換器によりデジタル値に変換されて、光強度情報として、後述する主制御部400に出力する。光強度検出部20は、各色レーザー光Cそれぞれの光強度を検出することができればいいので、合成レーザー光Cの光路ではなく、例えば、合成される前のレーザー光R、レーザー光G、レーザー光Bそれぞれの光強度を検出できる箇所に別々に設けられていてもよい。 The light intensity detection unit 20 includes a color sensor, a photodiode, and the like, receives the reflected light D reflected by the light intensity attenuation unit 154, and detects the light intensity of each color laser light C constituting the received reflected light D. . Specifically, the light intensity detector 20 outputs a detection signal (voltage) corresponding to the light intensity, and this detection signal is converted into a digital value by an A / D (Analog / Digital) converter (not shown). As light intensity information, it outputs to the main control part 400 mentioned later. The light intensity detection unit 20 only needs to be able to detect the light intensity of each color laser beam C. Therefore, for example, the laser beam R, the laser beam G, and the laser beam before synthesis are not the optical path of the synthesized laser beam C. It may be provided separately at a location where the light intensity of each B can be detected.

MEMSミラー30は、レーザー光出射部10からの合成レーザー光Cを受光し、後述する走査制御部200の制御のもとで(走査制御部200から供給される走査制御信号に基づいて)、受光した合成レーザー光Cをスクリーン40上に走査する。これにより、スクリーン40には、画像Mが表示される。なお、MEMSミラー3
0は、本発明における「走査部」の一具体例に相当する。
The MEMS mirror 30 receives the synthetic laser light C from the laser light emitting unit 10 and receives the light under the control of the scanning control unit 200 described later (based on the scanning control signal supplied from the scanning control unit 200). The synthesized laser beam C is scanned on the screen 40. As a result, the image M is displayed on the screen 40. MEMS mirror 3
0 corresponds to a specific example of “scanning unit” in the present invention.

スクリーン40は、MEMSミラー30からの合成レーザー光Cを背面で受光し、透過させることで、前面側に画像Mを表示するものである。スクリーン40は、例えば、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等によって構成される。 The screen 40 receives the synthetic laser light C from the MEMS mirror 30 on the back surface and transmits it, thereby displaying the image M on the front surface side. The screen 40 is configured by, for example, a holographic diffuser, a microlens array, a diffusion plate, or the like.

第1反射部50は、平面鏡等からなり、スクリーン40に表示された画像Mを表す表示光Lを受け、第2反射部60側へ反射させる。 The first reflecting unit 50 is made of a plane mirror or the like, receives display light L representing the image M displayed on the screen 40, and reflects the display light L toward the second reflecting unit 60 side.

第2反射部60は、凹面鏡等からなり、第1反射部50からの表示光Lを、ウインドシールド3の方向へ反射させる。第2反射部60で反射した表示光Lは、透光部71を介して、ウインドシールド3に到達する。 The second reflection unit 60 is formed of a concave mirror or the like, and reflects the display light L from the first reflection unit 50 in the direction of the windshield 3. The display light L reflected by the second reflecting unit 60 reaches the windshield 3 via the light transmitting unit 71.

筐体70は、レーザー光出射部10と、光強度検出部20と、MEMSミラー30と、スクリーン40と、第1反射部50と、第2反射部60等を収納するものであり、遮光性の部材により形成される。なお、筐体70の一部には、アクリル等の透光性樹脂からなる透光部71が嵌合されており、この透光部71は、第2反射部60からの表示光Lをウインドシールド3方向に透過し、HUD装置1の外部からの外光が観察者4の方向へ反射しないように湾曲形状で形成される。 The housing 70 houses the laser beam emitting unit 10, the light intensity detecting unit 20, the MEMS mirror 30, the screen 40, the first reflecting unit 50, the second reflecting unit 60, and the like, and has a light shielding property. These members are formed. In addition, a translucent portion 71 made of a translucent resin such as acrylic is fitted in a part of the housing 70, and the translucent portion 71 winds the display light L from the second reflecting portion 60. The light is transmitted in the direction of the shield 3 and is formed in a curved shape so that external light from the outside of the HUD device 1 is not reflected in the direction of the observer 4.

照度検出部80は、透光部71の内側に配置した照度センサーであり、観察者4(車両2)の周辺の照度を検出して、画像Mの輝度調節に関連する照度データを主制御部400に電気信号として出力する。なお、照度検出部80は、HUD装置1の透光部71に設けるのではなく、車両2の周辺の照度を検出できればいいので、車両2のウインドシールド3やダッシュボード(図示しない)に配置されてもよい。また、照度検出部80は、HUD装置1の主制御部400に照度データを直接出力するのではなく、車両2のECUにて照度データをHUD輝度信号に変換してから主制御部400に出力されてもよい。 The illuminance detection unit 80 is an illuminance sensor arranged inside the translucent unit 71, detects the illuminance around the observer 4 (vehicle 2), and transmits illuminance data related to the luminance adjustment of the image M to the main control unit 400 is output as an electrical signal. Note that the illuminance detection unit 80 is not provided in the translucent unit 71 of the HUD device 1, but only needs to be able to detect the illuminance around the vehicle 2, and is therefore disposed on the windshield 3 or dashboard (not shown) of the vehicle 2. May be. In addition, the illuminance detection unit 80 does not directly output the illuminance data to the main control unit 400 of the HUD device 1 but outputs the illuminance data to the HUD luminance signal after being converted by the ECU of the vehicle 2 to the main control unit 400. May be.

次に、HUD装置1の電気的構成について説明する。 Next, the electrical configuration of the HUD device 1 will be described.

HUD装置1は、上記したものの他、図6に示すように、LD制御部100と、走査制御部200と、調光制御部300と、LD制御部100、走査制御部200及び調光制御部300を制御する主制御部400と、を備える。これらの制御部は、例えば、筐体70内に配設されたプリント回路板(図示せず)に実装されている。なお、これらの制御部は、HUD装置1の外部に配設され、配線によりHUD装置1(LD11、12、13、調光部(偏光制御素子)16、光強度検出部20及びMEMSミラー30等)と電気的に接続されていてもよい。 In addition to the above, the HUD device 1 includes an LD control unit 100, a scan control unit 200, a dimming control unit 300, an LD control unit 100, a scan control unit 200, and a dimming control unit, as shown in FIG. A main control unit 400 that controls 300. These control units are mounted on, for example, a printed circuit board (not shown) disposed in the housing 70. These control units are arranged outside the HUD device 1, and are connected to the HUD device 1 (LD11, 12, 13, dimming unit (polarization control element) 16, light intensity detection unit 20, MEMS mirror 30, and the like by wiring. ) And may be electrically connected.

LD制御部100は、LD11、12、13を駆動するドライバIC(Integrated Circuit)等からなり、主制御部400の制御のもとで(主制御部400からの階調制御データに基づいて)、LD11、12、13の各々を、PWM(パルス幅変調:Pulse Width Modulation)制御方式、又は、PAM(パルス振幅変調:Pulse Amplitude Modulation)制御方式により階調制御する。 The LD control unit 100 includes a driver IC (Integrated Circuit) that drives the LDs 11, 12, and 13, and the like, under the control of the main control unit 400 (based on gradation control data from the main control unit 400). Each of the LDs 11, 12, and 13 is subjected to gradation control by a PWM (Pulse Width Modulation) control method or a PAM (Pulse Amplitude Modulation) control method.

走査制御部200は、MEMSミラー30を駆動するドライバIC等からなり、主制御部400の制御のもとで、(主制御部400からの走査制御データに基づいて)、MEMSミラー30を駆動してスクリーン40上に画像Mを生成する。 The scanning control unit 200 includes a driver IC or the like that drives the MEMS mirror 30, and drives the MEMS mirror 30 under the control of the main control unit 400 (based on the scanning control data from the main control unit 400). The image M is generated on the screen 40.

調光制御部300は、偏光制御素子を制御するドライバIC等からなり、主制御部400の制御のもとで(主制御部400からの調光制御データに基づいて)、偏光制御素子による合成レーザー光Cの偏光角度を調整し、調光部16における合成レーザー光Cの透過率を制御する。調光制御データは、少なくとも調光部16の透過率が高い高光出力モードと、透過率が低い低光出力モードと、を示す信号であり、主制御部400は、後述する車両2のECU(Electronic Control Unit)から入力される信号に応じた調光制御データを調光制御部300に対して出力する。 The dimming control unit 300 includes a driver IC that controls the polarization control element and the like, and is synthesized by the polarization control element under the control of the main control unit 400 (based on the dimming control data from the main control unit 400). The polarization angle of the laser light C is adjusted, and the transmittance of the synthetic laser light C in the light control unit 16 is controlled. The dimming control data is a signal indicating at least a high light output mode in which the transmittance of the dimming unit 16 is high and a low light output mode in which the transmittance is low. The main control unit 400 is an ECU ( The dimming control data corresponding to the signal input from the electronic control unit) is output to the dimming control unit 300.

高出力モードは、観察者4が画像Mを視認する環境が昼間など明るい場合に、画像Mの輝度を高くする(高輝度にする)ためのモードであり、調光部16は、合成レーザー光Cをほとんど減衰させることなく透過させる。 また、低出力モードは、観察者4が画像Mを視認する環境が夜間など暗い場合に、画像Mの輝度を低くする(低輝度にする)ためのモードであり、調光部16は、合成レーザー光Cを減衰させる。この低出力モードにおいて、LD制御部100は、高出力モードと略同等の階調制御をするだけで、LD11、12、13の駆動電流を低下させなくても(不安定発振領域付近で駆動しなくても)画像Mの低輝度表示を実現できる。 The high output mode is a mode for increasing the luminance of the image M (increasing the luminance) when the environment in which the observer 4 visually recognizes the image M is bright such as in the daytime. Permeate C with little attenuation. The low output mode is a mode for lowering the brightness of the image M when the environment in which the viewer 4 views the image M is dark, such as at night (making the brightness low). The laser beam C is attenuated. In this low output mode, the LD control unit 100 only performs gradation control substantially equivalent to that in the high output mode, and does not reduce the drive current of the LDs 11, 12, and 13 (drives in the vicinity of the unstable oscillation region). Low brightness display of the image M can be realized.

主制御部400は、マイクロコントローラ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等からなり、CPU(Central Processing Unit)401と、記憶部402と、を備える。記憶部402は、HUD装置1の動作に必要なプログラムや、データを記憶するものであり、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、Flash等からなる。 The main control unit 400 includes a microcontroller, an FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and the like, and includes a CPU (Central Processing Unit) 401 and a storage unit 402. The storage unit 402 stores programs and data necessary for the operation of the HUD device 1, and includes an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), Flash, and the like.

CPU401は、記憶部402からプログラムを読み出し、実行することで、各部を制御する。CPU401には、車両2のECU等の外部装置(図示せず)からの車両情報及び起動信号、照度検出部80からの照度データ、HUD輝度信号、LD11、12、13に流れる電流値を示すLD電流データ、光強度検出部20からの光強度情報、等の各種情報が入力され、これらの情報より、CPU401は、調光部16を制御する調光制御データと、LD制御部100を駆動する階調制御データと、走査制御部200を駆動する走査制御データと、を生成・出力し、HUD装置1の総合的な制御を行う。つまり、CPU401は、入力される情報に応じて、LD制御部100及び走査制御部200及び調光制御部300を介してLD11、12、13及びMEMSミラー30及び調光部16を駆動し、画像Mを生成する。これにより、画像Mを表す表示光Lがウインドシールド3に向けて出射され、観察者4は、画像Mを虚像Vとして視認することができる。 The CPU 401 controls each unit by reading a program from the storage unit 402 and executing the program. The CPU 401 includes an LD indicating vehicle information and an activation signal from an external device (not shown) such as an ECU of the vehicle 2, illuminance data from the illuminance detection unit 80, HUD luminance signal, and values of currents flowing through the LDs 11, 12, and 13. Various information such as current data and light intensity information from the light intensity detection unit 20 is input. Based on these information, the CPU 401 drives the light control data for controlling the light control unit 16 and the LD control unit 100. Gradation control data and scan control data for driving the scan control unit 200 are generated and output, and comprehensive control of the HUD device 1 is performed. That is, the CPU 401 drives the LDs 11, 12, 13, the MEMS mirror 30, and the dimming unit 16 via the LD control unit 100, the scan control unit 200, and the dimming control unit 300 according to the input information, and the image M is generated. Thereby, the display light L representing the image M is emitted toward the windshield 3, and the observer 4 can visually recognize the image M as the virtual image V.

以上の構成からなるHUD装置1は、LD11、12、13から出射されるレーザー光R、レーザー光G、レーザー光Bを所定の比率で混色することで、白色を表現する。白色を表現する所定の比率とは、例えば、C=2.9:2.4:1である。例えば、HUD装置1では、LD11、12、13の電流値を制御することでホワイトバランス調整を行う。以下、ホワイトバランス調整の方法について具体的に説明する。 The HUD device 1 having the above configuration expresses white by mixing the laser light R, laser light G, and laser light B emitted from the LDs 11, 12, and 13 at a predetermined ratio. The predetermined ratio for expressing white is, for example, C = 2.9: 2.4: 1. For example, in the HUD device 1, white balance adjustment is performed by controlling the current values of the LDs 11, 12, and 13. The white balance adjustment method will be specifically described below.

まず、HUD装置1を構成するLD11、12、13の電流−光強度特性について説明する。 また、LD11、12、13は、図4に示すような電流−光強度特性を有する。図4は、RGBレーザー光源のホワイトバランス調整における光強度混色比を加味した電流−光強度特性を説明するための図である。図示するように、LD11、12、13は、レーザー発振を開始する電流閾値It(Itr、Itg、Itb)をそれぞれ有する。電流閾値It付近の電流値域は、レーザー発振が不安定になる不安定発振領域となり、マージンを加味すると、不安定発振領域にならないようにLD11、12、13を駆動する下限の電流値である下限駆動電流値は、It+αとなる。ここで、αは数mA程度である。 First, the current-light intensity characteristics of the LDs 11, 12, and 13 constituting the HUD device 1 will be described. The LDs 11, 12, and 13 have current-light intensity characteristics as shown in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the current-light intensity characteristics in consideration of the light intensity mixing ratio in the white balance adjustment of the RGB laser light source. As shown in the figure, the LDs 11, 12, and 13 have current thresholds It (Itr, Itg, Itb) for starting laser oscillation, respectively. The current value range near the current threshold It becomes an unstable oscillation region in which laser oscillation becomes unstable, and considering the margin, a lower limit that is a lower limit current value for driving the LDs 11, 12, and 13 so as not to become an unstable oscillation region. The drive current value is It + α. Here, α is about several mA.

不安定発振領域では、光強度が不安定となり、表示画像のちらつきやホワイトバランス崩れが発生する。なぜなら、LD11、12、13が出射する各レーザー光R,G,Bを合成して色彩表現を行うが、各LD11、12、13では、不安定発振領域における光強度は同程度であるためである。 In the unstable oscillation region, the light intensity becomes unstable, and the display image flickers or white balance is lost. This is because the laser beams R, G, and B emitted from the LDs 11, 12, and 13 are combined to perform color expression, but the light intensity in the unstable oscillation region is approximately the same in each of the LDs 11, 12, and 13. is there.

また、LD11、12、13は、ホワイトバランス調整における光強度混色比を加味した最大光強度となる上限駆動電流値Ih(Ihr、Ihg、Ihb1(Ihb2))を有する。なお、図4、図7には、光強度減衰部154を備えていない場合のホワイトバランス調整における光強度混色比を加味した最大光強度となる電流値を(Ihb1)と記載し、図7には、光強度減衰部154を備えた場合のホワイトバランス調整における光強度混色比を加味した最大光強度となる電流値を(Ihb2)と記載する。 Further, the LDs 11, 12, and 13 have an upper limit drive current value Ih (Ihr, Ihg, Ihb1 (Ihb2)) that is the maximum light intensity in consideration of the light intensity mixing ratio in white balance adjustment. 4 and 7, the current value that gives the maximum light intensity taking into account the light intensity color mixture ratio in white balance adjustment when the light intensity attenuating unit 154 is not provided is described as (Ihb1), and FIG. Describes the current value that is the maximum light intensity in consideration of the light intensity color mixture ratio in white balance adjustment when the light intensity attenuating unit 154 is provided as (Ihb2).

ところで、表示装置は、階調表現をLDのAPC(Auto Power Control)により行われる。従って、安定した表示、ホワイトバランス調整が可能な領域(以下、安定領域という)とは、上限駆動電流値Ihから下限駆動電流値(It+α)までのIh−(It+α) である。従って、Ih−(It+α)の領域内で全階調表現及び全階調に渡るホワイトバランス調整が行われることが望ましい。 By the way, the display device performs gradation expression by LD APC (Auto Power Control). Accordingly, a region where stable display and white balance adjustment are possible (hereinafter referred to as a stable region) is Ih− (It + α) from the upper limit drive current value Ih to the lower limit drive current value (It + α). Therefore, it is desirable that all gradation expression and white balance adjustment over all gradations are performed within the region of Ih− (It + α).

光強度減衰部154を備えていない場合、LD13の安定領域は、 Ihb1−(Itb+α) となる。すなわち、LD13は、Ihb1−(Itb+α)の値を有する第3電流に応じた光強度でレーザー光Bを出射する。同様に、LD11は、Ihr−(Itr+α)の値を有する第1電流に応じた光強度でレーザー光Rを出射する。また、LD12は、Ihg−(Itg+α)の値を有する第2電流に応じた光強度でレーザー光Gを出射する。 When the light intensity attenuation unit 154 is not provided, the stable region of the LD 13 is Ihb1- (Itb + α). That is, the LD 13 emits the laser beam B with a light intensity corresponding to the third current having a value of Ihb1− (Itb + α). Similarly, the LD 11 emits a laser beam R with a light intensity corresponding to the first current having a value of Ihr− (Itr + α). Further, the LD 12 emits the laser light G with a light intensity corresponding to the second current having a value of Ihg− (Itg + α).

LD13の安定領域の値域幅は、LD11、12の安定領域の値域幅と比べて狭い。加えて、第1駆動部におけるLD印加電流の分解能による限界もある。そのため、低輝度領域、すなわち、低階調領域において階調表現を行う場合、LD13に入力する電流値が、Itb+αを下回ってしまう。すなわち、不安定発振領域が使用されることとなる。LD13が不安定発振領域において使用される場合には、レーザー光Bの光強度が極度に低下することで、白色を表現する所定の比率、例えば、C=2.9:2.4:1が崩れることになる。 The range width of the stable region of the LD 13 is narrower than the range width of the stable region of the LDs 11 and 12. In addition, there is a limit due to the resolution of the LD applied current in the first drive unit. Therefore, when gradation representation is performed in a low luminance region, that is, a low gradation region, the current value input to the LD 13 is less than Itb + α. That is, an unstable oscillation region is used. When the LD 13 is used in the unstable oscillation region, the light intensity of the laser beam B is extremely reduced, so that a predetermined ratio expressing white, for example, C = 2.9: 2.4: 1 is obtained. It will collapse.

図8に、光強度減衰部154を備えていない場合の、全階調・ホワイト表示におけるLD13を基準としたときの分光放射輝度比の実測値及び理想比を示す。図示するように、R比は、高階調領域及び中階調領域(21〜64/64)ではR理想比に近似する一方、低階調領域(1〜20/64)ではR理想比から乖離して高い値となる。同様に、G比も、高階調領域及び中階調領域(21〜64/64)ではG理想比に近似する一方、低階調領域(1〜20/64)ではG理想比から乖離して高い値となる。 特に1〜8階調では、LD13の駆動電流Iが電流閾値Itを下回り、R比及びG比の実測値は理想比から10倍以上の大きな値となる。そのため、ホワイトバランス調整を安定して行うことができず、表示画面も基準となるホワイトから大きく外れる、いわゆる、ホワイトバランス崩れとなる。 FIG. 8 shows measured values and ideal ratios of spectral radiance ratios when the LD 13 in all gradations / white display is used as a reference when the light intensity attenuation unit 154 is not provided. As shown in the figure, the R ratio approximates the R ideal ratio in the high gradation region and the medium gradation region (21 to 64/64), but deviates from the R ideal ratio in the low gradation region (1 to 20/64). And become a high value. Similarly, the G ratio approximates to the G ideal ratio in the high gradation region and the medium gradation region (21 to 64/64), but deviates from the G ideal ratio in the low gradation region (1 to 20/64). High value. In particular, in the 1st to 8th gradations, the drive current I of the LD 13 is less than the current threshold It, and the measured values of the R ratio and the G ratio are larger than the ideal ratio by a factor of 10 or more. For this reason, white balance adjustment cannot be performed stably, and the display screen is greatly deviated from the standard white, which is so-called white balance collapse.

次に、光強度減衰部154を備えた場合について説明する。光強度減衰部154を備えることで、低階調領域においても所定値(下限電流値Itb+α)以上の駆動電流Iを入力することができるため、安定に階調表現ができる領域がIhb1−(Itb+α)から、Ihb2−(Itb+α)へ拡大する(図7参照)。これにより、ホワイトバランス調整が安定して実行できる安定領域も拡大する。 Next, a case where the light intensity attenuation unit 154 is provided will be described. By providing the light intensity attenuating unit 154, a drive current I that is equal to or greater than a predetermined value (lower limit current value Itb + α) can be input even in a low gradation region, so that a region where gradation expression can be stably performed is Ihb1- (Itb + α ) To Ihb2- (Itb + α) (see FIG. 7). As a result, a stable region where white balance adjustment can be stably performed is also expanded.

図9に、光強度減衰部154を備えた場合の、全階調・ホワイト表示におけるLD13を基準としたときの分光放射輝度比の実測値及び理想比を示す。図8に示す測定結果と比較してもホワイトバランス調整のためのR、G理想比からのずれが劇的に改善していることが分かる。理想比からの最大のずれが2.25倍まで抑えることが出来、光強度減衰部154を備えていないとき(図8参照)と比べ約5倍ものホワイトバランス調整精度が向上することとなる。 FIG. 9 shows an actual measurement value and an ideal ratio of the spectral radiance ratio when the light intensity attenuating unit 154 is provided and using the LD 13 in all gradations and white display as a reference. Even when compared with the measurement results shown in FIG. 8, it can be seen that the deviation from the ideal R / G ratio for white balance adjustment is dramatically improved. The maximum deviation from the ideal ratio can be suppressed to 2.25 times, and the white balance adjustment accuracy is improved by about 5 times compared with the case where the light intensity attenuation unit 154 is not provided (see FIG. 8).

上述のとおり本実施の形態に係るHUD装置1によれば、合波ユニット15と調光部16との間に光強度減衰部154を備えることで、波長の短い(約450nm)LD13から出射されたレーザー光Bの光強度を減衰させることができる。そのため、光強度減衰部154を備えていない場合に比べ、高い電流値(Ihb2)でLD13を使用することができる。従って、低階調領域においてLD13使用するときは、不安
定領域よりも高い電流値域でLD13を使用することができる。このように、不安定領域を回避した電流値域でLD13を使用するため、LD13の光強度を安定させることができる。その結果、HUD装置1では、安定して白色を表現することができる。
As described above, according to the HUD device 1 according to the present embodiment, the light intensity attenuating unit 154 is provided between the multiplexing unit 15 and the dimming unit 16 so that the light is emitted from the LD 13 having a short wavelength (about 450 nm). The light intensity of the laser beam B can be attenuated. Therefore, the LD 13 can be used with a higher current value (Ihb2) than when the light intensity attenuation unit 154 is not provided. Therefore, when the LD 13 is used in the low gradation region, the LD 13 can be used in a current value region higher than the unstable region. In this way, since the LD 13 is used in the current value region that avoids the unstable region, the light intensity of the LD 13 can be stabilized. As a result, the HUD device 1 can stably express white.

また、光強度減衰部154に入射した合成レーザー光Cのうちレーザー光Bの多くは反射光Dとして光強度検出部20側へ反射されるため、光強度検出部20は、光強度の強いレーザー光Bを検出することができ、レーザー光Bの光強度検出精度が向上する。これによりLD制御部100は、この光強度検出部20により検出されたレーザー光Bの光強度に基づき、LD13の駆動電流(第3電流)Iを精度よく調整することができるため、ホワイトバランス調整精度を向上させることができる。 In addition, since most of the laser beam B out of the combined laser beam C incident on the light intensity attenuating unit 154 is reflected as reflected light D to the light intensity detecting unit 20 side, the light intensity detecting unit 20 is a laser having a high light intensity. The light B can be detected, and the light intensity detection accuracy of the laser light B is improved. As a result, the LD control unit 100 can accurately adjust the drive current (third current) I of the LD 13 based on the light intensity of the laser light B detected by the light intensity detection unit 20, so that white balance adjustment is possible. Accuracy can be improved.

また、MEMSミラー30に入射するレーザー光R、レーザー光G及びレーザー光Bの光強度を調整する調光部16を有することで、LD11,LD12,LD13の駆動電流を低下させなくても(不安定発振領域付近で駆動しなくても)画像Mの低輝度表示を実現できる。 さらに、調光部16に入射するレーザー光Bが光強度減衰部154により減衰されているため、調光部16は、レーザー光Rやレーザー光Gと同様にレーザー光Bの光強度調整を行えばよく、レーザー光Bのみを特別な光強度調整をする(大きく減衰させる)必要がなく、調光部16の容易な制御によって、白色を実現することができる。 In addition, since the light control unit 16 that adjusts the light intensity of the laser light R, laser light G, and laser light B incident on the MEMS mirror 30 is provided, the drive current of the LD 11, LD 12, and LD 13 can be reduced (not bad). A low-luminance display of the image M can be realized (without driving near the stable oscillation region). Further, since the laser light B incident on the light control unit 16 is attenuated by the light intensity attenuation unit 154, the light control unit 16 adjusts the light intensity of the laser light B in the same manner as the laser light R and the laser light G. There is no need to perform special light intensity adjustment (large attenuation) of only the laser beam B, and white can be realized by easy control of the light control unit 16.

また、LD制御部100は、調光部16の合成レーザー光Cの透過率を低下させる低出力モードと合成レーザー光Cの透過率を低出力モードより高くする高出力モードとにおいて、LD11、12、13を、同様に階調制御させるものであり、LD制御部100による階調制御を複雑にすることなく、画像Mを、高輝度(高出力モード)及び低輝度(低出力モード)において安定した階調制御をすることができる。 In addition, the LD control unit 100 is configured to output the LDs 11 and 12 in the low output mode in which the transmittance of the synthetic laser light C of the dimming unit 16 is reduced and in the high output mode in which the transmittance of the synthetic laser light C is higher than that in the low output mode. 13 are controlled in the same manner, and the image M is stable at high luminance (high output mode) and low luminance (low output mode) without complicating the gradation control by the LD control unit 100. Gradation control can be performed.

また、レーザー光R、レーザー光G及びレーザー光Bを混色した合成レーザー光Cを、液晶パネルに照射する場合には、レーザー光Bの光強度を減衰させることで、液晶パネルの劣化を抑制することができる。なぜなら、液晶パネルの配向膜及び絶縁膜を構成する有機材料は、レーザー光Bを照射されることで劣化する。この有機材料の劣化の度合いは、レーザー光Bの光強度に比例するため、液晶パネルに入射するレーザー光Bの光強度を予め減衰させることで、液晶パネルの有機材料に対する負荷を軽減することができる。 Further, when the liquid crystal panel is irradiated with the synthetic laser light C that is a mixture of the laser light R, the laser light G, and the laser light B, the deterioration of the liquid crystal panel is suppressed by attenuating the light intensity of the laser light B. be able to. This is because the organic material constituting the alignment film and the insulating film of the liquid crystal panel deteriorates when irradiated with the laser beam B. Since the degree of deterioration of the organic material is proportional to the light intensity of the laser beam B, the load on the organic material of the liquid crystal panel can be reduced by attenuating the light intensity of the laser beam B incident on the liquid crystal panel in advance. it can.

また、各レーザー光R,G,Bの輝度分布に反比例した透過率分布を有する光強度減衰部154を用いることで、レーザー光の照射面内における光強度分布を均一にすることができる。これにより、各レーザー光R,G,Bを液晶パネルに照射する場合には、当該液晶パネルの劣化を抑制することができる。なぜなら、レーザー光の特性として、照射範囲の中心では光強度がより強く、照射範囲の周辺に向かうにつれて光強度が弱まることが知られている。そのため、有機材料等の劣化は、レーザー光の光強度分布が特に高い、レーザー光中心から発生し、周辺へ徐々に拡大していく。その結果、液晶パネル(偏光制御素子)は、レーザー光Bを照射することにより、有機材料等の劣化及び損傷が起こる。これに起因して、長寿命の調光機能の実現が困難となるためである。 Further, by using the light intensity attenuating unit 154 having a transmittance distribution inversely proportional to the luminance distribution of each of the laser beams R, G, and B, the light intensity distribution in the irradiation surface of the laser beam can be made uniform. Thereby, when irradiating a liquid crystal panel with each laser beam R, G, B, deterioration of the liquid crystal panel can be suppressed. This is because, as a characteristic of laser light, it is known that the light intensity is stronger at the center of the irradiation range, and the light intensity decreases toward the periphery of the irradiation range. Therefore, the deterioration of the organic material or the like occurs from the center of the laser beam where the light intensity distribution of the laser beam is particularly high, and gradually spreads to the periphery. As a result, when the liquid crystal panel (polarization control element) is irradiated with the laser beam B, the organic material is deteriorated and damaged. This is because it is difficult to realize a long-life dimming function.

また、上述した構成を有する混色装置を備える表示装置では、LD13がレーザー光Bを安定して出射することで、ホワイトバランス調整を行うことができ、安定して白色を表現することができる。その結果、白色以外の表示画像を安定して表示することができる。特に、調光部16として液晶パネルを用い、この液晶パネルにレーザー光を照射する場合には、最もエネルギーが高いレーザー光Bの光強度を減衰することで、液晶パネルを構成する有機材料の劣化を抑制することができる。その結果、液晶パネルの長寿命化を実現することができる。 Further, in the display device including the color mixing device having the above-described configuration, the LD 13 stably emits the laser light B, so that white balance can be adjusted and white can be stably expressed. As a result, display images other than white can be stably displayed. In particular, when a liquid crystal panel is used as the light control unit 16 and this liquid crystal panel is irradiated with laser light, the organic material constituting the liquid crystal panel is deteriorated by attenuating the light intensity of the laser beam B having the highest energy. Can be suppressed. As a result, the life of the liquid crystal panel can be extended.

[変形例] なお、本発明は、以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に、変形例の一例を記す。 [Modification] The present invention is not limited to the above embodiments and drawings. Changes (including deletion of constituent elements) can be added to the embodiments and the drawings as appropriate without departing from the scope of the present invention. Below, an example of a modification is described.

上記実施の形態では、光強度減衰部154は、波長が短いレーザー光の透過率を低くするものであったが、波長が短いレーザー光の反射率を低くする第2光強度減衰部154aであってもよく、このような場合、レーザー光出射部10は、例えば図10に示すように、第2光強度減衰部154aのレーザー光Bの反射方向を、合成レーザー光Cの光路と一致させるように配置する。これにより、合成レーザー光C内のレーザー光Bの光強度を低下させることができ、ホワイトバランス調整が安定して実行できる。 In the above embodiment, the light intensity attenuating unit 154 lowers the transmittance of laser light having a short wavelength, but is the second light intensity attenuating unit 154a that reduces the reflectance of laser light having a short wavelength. In such a case, the laser beam emitting unit 10 may cause the reflection direction of the laser beam B of the second light intensity attenuating unit 154a to coincide with the optical path of the synthetic laser beam C as shown in FIG. To place. Thereby, the light intensity of the laser beam B in the synthetic laser beam C can be reduced, and white balance adjustment can be performed stably.

例えば、上記実施の形態では、光路上で、レーザー光R、レーザー光G及びレーザー光Bは、合波ユニット15により、光路上で合波し、混色するようにしたが、これには限定されない。例えば、レーザー光R、レーザー光G及びレーザー光Bを照射するスクリーン40上で合波し、混色するようにしてもよい。この場合、スクリーン40が混色手段として機能する。 For example, in the above embodiment, the laser light R, the laser light G, and the laser light B are combined on the optical path and mixed by the combining unit 15 on the optical path. However, the present invention is not limited to this. . For example, the colors may be mixed and mixed on the screen 40 that irradiates the laser light R, laser light G, and laser light B. In this case, the screen 40 functions as a color mixing unit.

また、上記実施の形態では、画像を生成する空間光変調素子として、MEMSミラー30(走査部)を用いたが、これには限定されない。本発明における表示装置(HUD装置1)は、TFT(Thin Film Transistor)、LCOS(登録商標:Liquid crystal on silicon)、DMD(Digital Micromirror Device)等の空間光変調部と、赤色光を出射するLD11、緑色光を出射するLD12及び青色光を出射するLD13と、により画像を表示するものであってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the MEMS mirror 30 (scanning part) was used as a spatial light modulation element which produces | generates an image, it is not limited to this. The display device (HUD device 1) according to the present invention includes a spatial light modulator such as a TFT (Thin Film Transistor), LCOS (registered trademark: Liquid crystal on silicon), DMD (Digital Micromirror Device), etc., and an LD 11 that emits red light. The image may be displayed by the LD 12 that emits green light and the LD 13 that emits blue light.

1 HUD装置(表示装置) 2 車両 3 ウインドシールド 4 観察者 10 レーザー光出射部(混色装置) 11 LD(赤色光源) 12 LD(緑色光源) 13 LD(青色光源) 14 集光光学系 14a 集光光学系 14b 集光光学系 14c 集光光学系 15 合波ユニット(混色手段) 15a 反射部 15b 第1合波部 15c 第2合波部 16 光強度減衰部 17 調光部 20 光強度検出部 30 MEMSミラー(走査部) 40 スクリーン 50 第1反射部 60 第2反射部 70 筐体 710 透光部 100 LD制御部(光源制御部) 200 走査制御部 300 調光制御部 400 主制御部 401 CPU 402 記憶部 C 合成レーザー光 L 表示光 M 画像 V 虚像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 HUD apparatus (display apparatus) 2 Vehicle 3 Windshield 4 Observer 10 Laser light emission part (color mixing apparatus) 11 LD (red light source) 12 LD (green light source) 13 LD (blue light source) 14 Condensing optical system 14a Condensing Optical system 14b Condensing optical system 14c Condensing optical system 15 Multiplexing unit (color mixing means) 15a Reflector 15b First multiplexing unit 15c Second multiplexing unit 16 Light intensity attenuating unit 17 Light control unit 20 Light intensity detecting unit 30 MEMS mirror (scanning unit) 40 screen 50 first reflecting unit 60 second reflecting unit 70 housing 710 translucent unit 100 LD control unit (light source control unit) 200 scanning control unit 300 dimming control unit 400 main control unit 401 CPU 402 Memory C Synthetic laser light L Display light M Image V Virtual image

Claims (6)

供給される第1電流に応じた光強度で赤色光を出射する赤色光源と、 供給される第2電流に応じた光強度で緑色光を出射する緑色光源と、 供給される第3電流に応じた光強度で青色光を出射する青色光源と、 これらの光源を制御する光源制御部と、 前記赤色光と前記緑色光と前記青色光とを合わせた光を出射する混色手段と、を備え、 前記混色手段は、前記青色光を透過または反射し、減衰させて出射方向に進行させる光強度減衰部を設け、 前記青色光源が出射する前記青色光を、他の色光よりも減衰させて出射させる、 ことを特徴とする混色装置。 A red light source that emits red light with a light intensity corresponding to the supplied first current, a green light source that emits green light with a light intensity corresponding to the supplied second current, and a third current supplied A blue light source that emits blue light with a high light intensity, a light source control unit that controls these light sources, and a color mixing unit that emits light combining the red light, the green light, and the blue light, The color mixing unit includes a light intensity attenuating unit that transmits or reflects the blue light, attenuates the light, and travels in the emission direction, and emits the blue light emitted from the blue light source with attenuation from other color lights. A color mixing device characterized by that. 前記光強度減衰部は、前記青色光と他の色光とを入射し、入射した前記青色光を、他の色光よりも減衰させて出射方向に進行させる、 ことを特徴とする請求項1に記載の混色装置。 2. The light intensity attenuating unit receives the blue light and other color light, and attenuates the incident blue light from the other color light to travel in the emission direction. Color mixing device. 前記光強度減衰部が透過または反射することで出射方向に進行しない前記青色の光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、 前記光源制御部は、前記光強度検出部により検出された前記青色の光の光強度に応じて、前記青色光源を制御する、 ことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の混色装置。 The light intensity attenuator further includes a light intensity detector that detects the light intensity of the blue light that does not travel in the emission direction by being transmitted or reflected, and the light source controller is detected by the light intensity detector The color mixing apparatus according to claim 1, wherein the blue light source is controlled in accordance with a light intensity of the blue light. 前記光強度減衰部は、前記光強度検出部に入射する前記青色光の光強度が、出射方向に進行する前記青色光の光強度以上になるように透過率または/および反射率が調整されてなる ことを特徴とする請求項3に記載の混色装置。 The light intensity attenuating unit is adjusted in transmittance or / and reflectance so that the light intensity of the blue light incident on the light intensity detector is equal to or higher than the light intensity of the blue light traveling in the emission direction. The color mixing device according to claim 3, wherein: 請求項1乃至4のいずれかに記載の混色装置と、 前記混色手段によって混色された光を空間光変調することで画像を生成する空間光変調部と、を備える、 ことを特徴とする表示装置。 5. A display device comprising: the color mixing device according to claim 1; and a spatial light modulation unit that generates an image by spatially modulating light mixed by the color mixing unit. . 請求項1乃至4のいずれかに記載の混色装置と、 前記混色手段によって混色された光を走査することで画像を生成する走査部と、を備える、 ことを特徴とする表示装置。 A display device comprising: the color mixing device according to claim 1; and a scanning unit that generates an image by scanning light mixed by the color mixing unit.
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