JP2015064539A - Video display device - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a video display device that has good efficiency of the use of light to provide stable target luminance.SOLUTION: A video display device 101 includes a light source LD that emits coherent light Lc, a light source driving unit 14 that supplies power to the light source LD, light control means M15 for controlling the intensity of the coherent light Lc, and an image creating unit 11 that creates desired display images from the coherent light Lc; and allows an observer ST to observe a video VM of the display images, where the light control means M15 includes a detection unit 35 that detects the intensity of light, a voltage adjustment unit 55 that adjusts the output voltage of the light source driving unit 14 on the basis of a result of the detection by the detection unit 35, and a time adjustment unit 75 that adjusts the output time of the output voltage, and controls the output of the light source LD by the combination of the voltage adjustment unit 55 and time adjustment unit 75.

Description

本発明は、コヒーレント光を用いた映像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display apparatus using coherent light.

従来、コヒーレント光、主にレーザ光は、小型、高効率、高い指向性等の特徴を生かし、光記録装置、計測器、プリンタ、医療機器、事務機器等、幅広い分野で応用されてきた。特に、最近では、レーザ光をスクリーンや壁等の投射面に照射して画像を表示する映像表示装置、所謂レーザプロジェクタが、一般的に知られるようになってきた。また、レーザプロジェクタ以外の映像表示装置として、三次元ディスプレイやヘッドマウントディスプレイ(HMD、Head Mounted Display)、ヘッドアップディスプレイ(HUD、Head-Up Display)等へ適用されるようになってきた。   Conventionally, coherent light, mainly laser light, has been applied in a wide range of fields such as optical recording devices, measuring instruments, printers, medical equipment, and office equipment, taking advantage of features such as small size, high efficiency, and high directivity. In particular, recently, a so-called laser projector, which is an image display device that displays an image by irradiating a projection surface such as a screen or a wall with laser light, has been generally known. Further, as a video display device other than a laser projector, it has been applied to a three-dimensional display, a head mounted display (HMD), a head-up display (HUD), and the like.

上述のヘッドアップディスプレイ(HUD)に適用される映像表示装置の例として、特許文献1では、図6に示すようなヘッドアップディスプレイ装置900が提案されている。図6は、従来例1のヘッドアップディスプレイ装置900を説明する図であって、図6(a)は、ヘッドアップディスプレイ装置900を示す構成図であり、図6(b)は、合成レーザー光発生装置910の構成図である。   As an example of a video display device applied to the above-described head-up display (HUD), Patent Literature 1 proposes a head-up display device 900 as shown in FIG. 6A and 6B are diagrams for explaining the head-up display device 900 of Conventional Example 1. FIG. 6A is a configuration diagram showing the head-up display device 900, and FIG. 6B is a synthetic laser beam. It is a block diagram of the generator 910. FIG.

図6(a)に示すヘッドアップディスプレイ装置900は、合成レーザー光発生装置910と、MEMSスキャナ920と、カラーセンサ930と、透過スクリーン940と、反射部950と、ハウジング960と、ライトセンサ970と、ヘッドアップディスプレイ装置900の電気的な制御を行う制御部980と、を備えて構成されている。また、合成レーザー光発生装置910は、図6(b)に示すように、複数のレーザーダイオード(911r、911g、911b)と、複数のレーザーダイオード(911r、911g、911b)のそれぞれに対応した集光光学系(912r、912g、912b)と、液晶パネル(偏光制御素子)913と、偏光板(偏光部)914と、複数のレーザーダイオード(911r、911g、911b)のそれぞれに対応したダイクロイックミラー(915r、915g、915b)と、を備えている。そして、ヘッドアップディスプレイ装置900は、複数のレーザーダイオード(911r、911g、911b)から生成した車両情報を表す表示画像を運転者に視認させる装置である。   A head-up display device 900 shown in FIG. 6A includes a synthetic laser light generation device 910, a MEMS scanner 920, a color sensor 930, a transmission screen 940, a reflection unit 950, a housing 960, a light sensor 970, and the like. , And a control unit 980 that performs electrical control of the head-up display device 900. Further, as shown in FIG. 6B, the synthetic laser light generator 910 includes a plurality of laser diodes (911r, 911g, 911b) and a collection corresponding to each of the plurality of laser diodes (911r, 911g, 911b). Dichroic mirrors corresponding to the optical optical system (912r, 912g, 912b), a liquid crystal panel (polarization control element) 913, a polarizing plate (polarization unit) 914, and a plurality of laser diodes (911r, 911g, 911b) 915r, 915g, 915b). The head-up display device 900 is a device that allows a driver to visually recognize a display image representing vehicle information generated from a plurality of laser diodes (911r, 911g, 911b).

そして、運転者に表示画像を視認させる際には、運転者が視認しやすいように、表示画像の輝度を調整する必要があった。従来例のヘッドアップディスプレイ装置900では、調整例1として、算出された輝度目標値に基づき、制御部980の偏光制御部を介し液晶パネル913の偏光角度を調整し、偏光板914の透過率を制御することにより、表示画像の表示輝度を調整している。或いは、調整例2として、外部照度測定値が所定の境界外部照度以上の場合、ライトセンサ970から出力された外部照度測定値から適した表示画像の輝度である輝度目標値を算出し、その算出結果に基づき、制御部980のレーザー光制御部を介し複数のレーザーダイオード(911r、911g、911b)のレーザー光強度を制御することにより、表示画像の表示輝度を調整している。一方、外部照度測定値が所定の境界外部照度未満の場合、算出された輝度目標値に基づき、制御部980の偏光制御部を介し液晶パネル913の偏光角度を調整し、偏光板914の透過率を制御することにより、表示画像の表示輝度を調整している。   And when making a driver | operator visually recognize a display image, it was necessary to adjust the brightness | luminance of a display image so that a driver | operator might be easy to visually recognize. In the head-up display device 900 of the conventional example, as the adjustment example 1, the polarization angle of the liquid crystal panel 913 is adjusted via the polarization control unit of the control unit 980 based on the calculated luminance target value, and the transmittance of the polarizing plate 914 is changed. By controlling, the display luminance of the display image is adjusted. Alternatively, as an adjustment example 2, when the external illuminance measurement value is equal to or greater than a predetermined boundary external illuminance, a luminance target value that is a luminance of a suitable display image is calculated from the external illuminance measurement value output from the light sensor 970, and the calculation is performed. Based on the result, the display luminance of the display image is adjusted by controlling the laser light intensity of the plurality of laser diodes (911r, 911g, 911b) via the laser light control unit of the control unit 980. On the other hand, when the external illuminance measurement value is less than the predetermined boundary external illuminance, the polarization angle of the liquid crystal panel 913 is adjusted through the polarization control unit of the control unit 980 based on the calculated luminance target value, and the transmittance of the polarizing plate 914 is determined. By controlling this, the display brightness of the display image is adjusted.

特開2013−15738号公報JP 2013-15738 A

しかしながら、調整例1、調整例2のいずれの場合も、偏光板914を用いており、液晶パネル913により偏光角度を調整しているので、細かい輝度の調整が難しく、安定して輝度目標値にするのは難しかった。更に、偏光板914を透過させて光を減じることで、輝度を調節しているので、光の利用効率が必ず落ちてしまうという課題があった。   However, in both the adjustment examples 1 and 2, the polarizing plate 914 is used, and the polarization angle is adjusted by the liquid crystal panel 913. Therefore, it is difficult to finely adjust the luminance, and the luminance target value is stably obtained. It was difficult to do. Furthermore, since the luminance is adjusted by transmitting light through the polarizing plate 914 and reducing the light, there is a problem that the light use efficiency is necessarily lowered.

本発明は、上述した課題を解決するもので、光の利用効率が良く安定した目標輝度が得られる映像表示装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an image display device capable of obtaining a stable target luminance with high light use efficiency.

この課題を解決するために、本発明の映像表示装置は、コヒーレント光を出射する光源と、該光源に電力を供給する光源駆動部と、前記コヒーレント光の光強度を制御する光制御手段と、前記コヒーレント光から所望の表示画像を生成する画像生成部と、を備え、前記表示画像の映像を観察者に観察させる映像表示装置であって、前記光制御手段が、前記光強度を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて前記光源駆動部の出力電圧を調整する電圧調整部と、前記出力電圧の出力時間を調整する時間調整部と、を有し、前記電圧調整部と前記時間調整部とを組み合わせて、前記光源の出力を制御することを特徴としている。   In order to solve this problem, an image display device of the present invention includes a light source that emits coherent light, a light source driving unit that supplies power to the light source, a light control unit that controls the light intensity of the coherent light, An image generation unit that generates a desired display image from the coherent light, and allows an observer to observe the image of the display image, wherein the light control unit detects the light intensity. A voltage adjusting unit that adjusts an output voltage of the light source driving unit based on a detection result of the detection unit, and a time adjusting unit that adjusts an output time of the output voltage, and the voltage adjusting unit, The output of the light source is controlled in combination with the time adjustment unit.

これによれば、本発明の映像表示装置は、出力レベルを細かく分けて調整することができ、所望の目標光強度(輝度)に対して細かく制御することができる。更に、従来例のように偏光板を用いて光強度(輝度)調整をしていないので、出力したコヒーレント光を無駄にすることがない。これらのことにより、光の利用効率が良く、目標光強度(輝度)に対して安定して光強度(輝度)を合わせることができる。   According to this, the video display device of the present invention can finely divide and adjust the output level, and can finely control the desired target light intensity (luminance). Furthermore, since the light intensity (luminance) is not adjusted using a polarizing plate as in the conventional example, the output coherent light is not wasted. As a result, the light use efficiency is good, and the light intensity (luminance) can be adjusted stably with respect to the target light intensity (luminance).

また、本発明の映像表示装置は、前記光強度の検出値が所定の境界値以下の場合、前記時間調整部により前記出力時間を調整することを特徴としている。   The video display device of the present invention is characterized in that the output time is adjusted by the time adjustment unit when the detected value of the light intensity is equal to or less than a predetermined boundary value.

これによれば、光強度の検出値が所定の境界値以下の場合、つまり光源が低出力の場合、電圧(電流)を一定にしたまま光源の出力を変えている。このため、この低出力である領域は、電圧(電流)の変化に対する出力の変化が小さく、しかも不安定な変化領域となっているので、この低出力領域において、電圧(電流)値を一定にして、光源の出力を調整することができる。このことにより、目標光強度(輝度)に対して安定して光強度(輝度)を合わせることができる。   According to this, when the detected value of the light intensity is equal to or less than a predetermined boundary value, that is, when the light source has a low output, the output of the light source is changed while keeping the voltage (current) constant. For this reason, this low output region has a small change in output with respect to a change in voltage (current) and is an unstable change region. Therefore, in this low output region, the voltage (current) value is kept constant. Thus, the output of the light source can be adjusted. Thus, the light intensity (luminance) can be adjusted stably with respect to the target light intensity (luminance).

また、本発明の映像表示装置は、前記光制御手段が、外光の照度を検出する外光検出部を有し、前記外光検出部により測定された外部照度測定値に基づき、前記電圧調整部と前記時間調整部の少なくとも一方を用いて前記光源の出力を制御することを特徴としている。   In the video display device of the present invention, the light control unit includes an external light detection unit that detects an illuminance of external light, and the voltage adjustment is performed based on an external illuminance measurement value measured by the external light detection unit. The output of the light source is controlled by using at least one of the unit and the time adjustment unit.

これによれば、外光の明るさの違い、例えば昼と夜等に対応して、光源の出力を調整することができる。このことにより、観察者により視認される映像の明るさをその時の状況に合うように変更することができ、観察者が見やすい映像を提供することができる。   According to this, it is possible to adjust the output of the light source in accordance with the difference in brightness of outside light, for example, day and night. Thereby, the brightness of the image visually recognized by the observer can be changed to suit the situation at that time, and an image that is easy for the observer to view can be provided.

また、本発明の映像表示装置は、前記光制御手段が、前記光源に流れる電流を制限する電流制限部を有し、該電流制限部が、予め設定されていた基準電流値以下の電流値となるように、前記光源駆動部を制御することを特徴としている。   In the video display device of the present invention, the light control unit includes a current limiting unit that limits a current flowing through the light source, and the current limiting unit has a current value equal to or lower than a preset reference current value. Thus, the light source driving unit is controlled.

これによれば、光源の劣化や衝撃による光軸のズレ等により、光源に過剰な電流が流れることを防止できる。このことにより、光源に与えるダメージを低減することができ、光源の寿命を延ばすことができる。   According to this, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the light source due to the deterioration of the light source or the deviation of the optical axis due to an impact. As a result, damage to the light source can be reduced and the life of the light source can be extended.

また、本発明の映像表示装置は、前記光源が複数個設けられているとともに、複数個の前記光源に対応して、前記電圧調整部及び前記時間調整部が複数個設けられていることを特徴としている。   The video display device according to the present invention includes a plurality of the light sources, and a plurality of the voltage adjusting units and the time adjusting units corresponding to the plurality of light sources. It is said.

これによれば、光源が複数個設けられているので、観察者により視認される映像の色を複数にすることができ、映像の表現を豊かにすることができる。更に、複数個の光源に対応して電圧調整部及び時間調整部が複数個設けられているので、異なる色で異なる表示画像の面積であっても、それぞれの電圧調整部及び時間調整部によりそれぞれの光源の出力を調整し、表示される映像のそれぞれの光強度(輝度)を一定に保持することができる。   According to this, since a plurality of light sources are provided, it is possible to make a plurality of colors of the image visually recognized by the observer, and to enrich the expression of the image. Furthermore, since a plurality of voltage adjustment units and time adjustment units are provided corresponding to a plurality of light sources, even if the display image area is different in different colors, each voltage adjustment unit and time adjustment unit respectively The light intensity (brightness) of each displayed image can be kept constant by adjusting the output of the light source.

また、本発明の映像表示装置は、前記画像生成部が、前記コヒーレント光を回折させ映像光とするホログラフィック光学素子と、該ホログラフィック光学素子からの前記映像光を導く光学部材と、を備え、前記検出部が、前記映像光の前記光強度を検出し、前記電圧調整部及び前記時間調整部が、前記検出部の検出結果に基づいて、前記光源の出力を制御することを特徴としている。   In the video display device of the present invention, the image generation unit includes a holographic optical element that diffracts the coherent light to generate video light, and an optical member that guides the video light from the holographic optical element. The detection unit detects the light intensity of the image light, and the voltage adjustment unit and the time adjustment unit control the output of the light source based on a detection result of the detection unit. .

これによれば、表示画像に対応して表示画像の輝度調整を随時行うことができる。このことにより、目標光強度(輝度)に対して正確に光強度(輝度)を合わせることができるとともに、光の利用効率を向上させることができる。   According to this, it is possible to adjust the brightness of the display image at any time corresponding to the display image. As a result, the light intensity (luminance) can be accurately adjusted to the target light intensity (luminance), and the light utilization efficiency can be improved.

本発明の映像表示装置は、出力レベルを細かく分けて調整することができ、所望の目標光強度(輝度)に対して細かく制御することができる。更に、従来例のように偏光板を用いて光強度(輝度)調整をしていないので、出力したコヒーレント光を無駄にすることがない。これらのことにより、光の利用効率が良く、目標光強度(輝度)に対して安定して光強度(輝度)を合わせることができる。   The video display apparatus of the present invention can finely control the output level and finely control the desired target light intensity (luminance). Furthermore, since the light intensity (luminance) is not adjusted using a polarizing plate as in the conventional example, the output coherent light is not wasted. As a result, the light use efficiency is good, and the light intensity (luminance) can be adjusted stably with respect to the target light intensity (luminance).

本発明の第1実施形態の映像表示装置を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the video display apparatus of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の映像表示装置に係わる制御系統を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the control system concerning the video display apparatus of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の映像表示装置を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the video display apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の映像表示装置に係わる制御系統を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the control system concerning the video display apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の変形例1の映像表示装置に係わる制御系統を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the control system concerning the video display apparatus of the modification 1 of 1st Embodiment of this invention. 従来例1のヘッドアップディスプレイ装置900を説明する図であって、図6(a)は、ヘッドアップディスプレイ装置900を示す構成図であり、図6(b)は、合成レーザー光発生装置910の構成図である。6A and 6B are diagrams illustrating a head-up display device 900 according to a conventional example 1. FIG. 6A is a configuration diagram illustrating the head-up display device 900, and FIG. 6B is a diagram illustrating a synthetic laser light generation device 910. It is a block diagram.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態の映像表示装置101を説明する構成図である。図2は、本発明の第1実施形態の映像表示装置101に係わる制御系統を説明するブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a video display apparatus 101 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a control system related to the video display apparatus 101 according to the first embodiment of the present invention.

本発明の第1実施形態の映像表示装置101は、図1に示すように、車両に搭載され、ヘッドアップディスプレイ(HUD、Head-Up Display)として、使用される。   As shown in FIG. 1, the video display device 101 according to the first embodiment of the present invention is mounted on a vehicle and used as a head-up display (HUD).

また、本発明の第1実施形態の映像表示装置101は、図1に示すように、コヒーレント光Lcを出射する光源LDと、光源LDに電力を供給する光源駆動部14と、コヒーレント光Lcから所望の表示画像を生成する画像生成部11と、コヒーレント光Lcの光強度を制御する光制御手段M15と、を備えて構成される。そして、光制御手段M15により光源LDの出力を調整し、その調整された映像光Lfによる映像VMを、フロントガラスFGを通して、観察者STに観察させる(視認させる)ようにしている。   Further, as shown in FIG. 1, the video display apparatus 101 according to the first embodiment of the present invention includes a light source LD that emits coherent light Lc, a light source driving unit 14 that supplies power to the light source LD, and the coherent light Lc. An image generation unit 11 that generates a desired display image and a light control unit M15 that controls the light intensity of the coherent light Lc are configured. Then, the light control means M15 adjusts the output of the light source LD so that the observer ST can observe (view) the image VM of the adjusted image light Lf through the windshield FG.

映像表示装置101の光源LDは、図1及び図2に示すように、本発明の第1実施形態では、赤色(Red)及び緑色(Green)と2色の光源LD(RLD、GLD)が設けられている。また、詳細に図示はしていないが、赤色(Red)及び緑色(Green)を発光させるために、2種類の半導体レーザ素子を用いている。これにより、半導体レーザ素子を用いているので、高い可干渉性(コヒーレント)を有したコヒーレント光Lcを光源LDから出射させることができる。また、光源LDが複数個設けられているので(本発明の第1実施形態では2個)、観察者STにより視認される映像VMの色を複数にすることができ、映像VMの表現を豊かにすることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the light source LD of the video display device 101 is provided with two color light sources LD (RLD, GLD) in the first embodiment of the present invention. It has been. Although not shown in detail, in order to emit red and green light, two types of semiconductor laser elements are used. Thereby, since the semiconductor laser element is used, the coherent light Lc having high coherence (coherent) can be emitted from the light source LD. In addition, since a plurality of light sources LD are provided (two in the first embodiment of the present invention), the video VM visually recognized by the observer ST can have a plurality of colors, and the expression of the video VM is rich. Can be.

また、半導体レーザ素子として、例えば、赤色の場合は642nmの波長等の光を出射する素子が好適に用いられ、緑色の場合は515nmの波長等の光を出射する素子が好適に用いられている。なお、本発明の第1実施形態では、高い可干渉性(コヒーレント)を有したコヒーレント光Lcを得るために、半導体レーザ素子を好適に用いたが、これに限るものではない。例えば、ナトリウムランプの光のような単色光をピンホールに通すことによってもコヒーレント光を作ることができ、このような光源を用いても良い。   As the semiconductor laser element, for example, an element that emits light with a wavelength of 642 nm is preferably used in the case of red, and an element that emits light with a wavelength of 515 nm is preferably used in the case of green. . In the first embodiment of the present invention, the semiconductor laser element is preferably used in order to obtain the coherent light Lc having high coherence (coherent). However, the present invention is not limited to this. For example, coherent light can also be produced by passing monochromatic light such as sodium lamp light through a pinhole, and such a light source may be used.

映像表示装置101の光源駆動部14は、オペレーショナル・アンプリファイア(Operational Amplifier)が組み込まれた駆動回路であって、それぞれの光源LD(RLD、GLD)に接続されて、それぞれの光源LD(RLD、GLD)を駆動している。   The light source drive unit 14 of the video display device 101 is a drive circuit in which an operational amplifier is incorporated, and is connected to each light source LD (RLD, GLD), and each light source LD (RLD, RLD, GLD).

映像表示装置101の画像生成部11は、コヒーレント光Lcを回折させ映像光Lfとするホログラフィック光学素子41と、ホログラフィック光学素子41からの映像光Lfを導く光学部材OPと、を備えて構成される。   The image generation unit 11 of the video display device 101 includes a holographic optical element 41 that diffracts the coherent light Lc into the video light Lf, and an optical member OP that guides the video light Lf from the holographic optical element 41. Is done.

ホログラフィック光学素子41は、光源LDからのコヒーレント光Lcを回折させ映像光Lfとする機能を有している。具体的には、本発明の第1実施形態では、位相変調方式LCOS(Liquid crystal on silicon)を用いており、この位相変調方式LCOSに書き込まれた「ホログラムパターン」にコヒーレント光Lcが照射されることによって、回折光が発生し、図1に示すフーリエレンズFL1を通して、コヒーレント光である映像光Lfとして出射されている。なお、「ホログラムパターン」には、光の強度と位相が記録されている。   The holographic optical element 41 has a function of diffracting the coherent light Lc from the light source LD into the image light Lf. Specifically, in the first embodiment of the present invention, phase modulation LCOS (Liquid crystal on silicon) is used, and the “hologram pattern” written in the phase modulation LCOS is irradiated with coherent light Lc. As a result, diffracted light is generated and emitted as image light Lf, which is coherent light, through the Fourier lens FL1 shown in FIG. The “hologram pattern” records the intensity and phase of light.

また、ホログラフィック光学素子41には、図1に示すように、LCOSドライバ51が接続されており、このLCOSドライバ51は、中央演算処理装置71により作成された「ホログラムパターン」を位相変調方式LCOSに、随時書き込む機能を有している。   Further, as shown in FIG. 1, an LCOS driver 51 is connected to the holographic optical element 41. The LCOS driver 51 converts the “hologram pattern” created by the central processing unit 71 into a phase modulation type LCOS. In addition, it has a function of writing at any time.

光学部材OPは、主に、ホログラフィック光学素子41からの映像光Lfを導く光学部品から構成され、本発明の第1実施形態では、図1に示すように、光路を変更する平面ミラー(12、22)と、光を集光またはコリメートする光学レンズ32と、表示画面の表示範囲を規定するスリッタ52と、コヒーレント光である映像光Lfを拡散するディフューザ13と、を有している。他に、光学部材OPには、光源LDからのコヒーレント光Lcを集光またはコリメートする光学レンズ42も有している。   The optical member OP is mainly composed of an optical component that guides the image light Lf from the holographic optical element 41. In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 22), an optical lens 32 that collects or collimates the light, a slitter 52 that defines the display range of the display screen, and a diffuser 13 that diffuses the video light Lf that is coherent light. In addition, the optical member OP also includes an optical lens 42 that collects or collimates the coherent light Lc from the light source LD.

スリッタ52は、映像光Lfの照射範囲の殆どを通過させており、この通過した映像光Lfに相当する範囲が、観察者STにより視認される映像VM(図1を参照)の表示範囲、つまり表示画像となる。   The slitter 52 passes most of the irradiation range of the video light Lf, and the range corresponding to the video light Lf that has passed through is the display range of the video VM (see FIG. 1) visually recognized by the observer ST, that is, It becomes a display image.

ディフューザ13は、図1に示すように、スリッタ52の光路の後側に配置され、透過する映像光Lfを拡散している。また、ディフューザ13には、ディフューザ13を駆動する駆動部13dが接続されており、ディフューザ13を回転させている。これにより、コヒーレント光である映像光Lfの指向性を低減させている。このことにより、コヒーレント光に起因するスペックルパターンを低減することができ、観察者STにより視認される映像VMの品質を向上させることができる。ここで言うスペックルパターンとは、高い可干渉性(コヒーレント)を有した光が被照射物体にあたって散乱される際に、被照射物体上の各部分で散乱された散乱光同士が干渉することによって生じる微細な干渉縞のことを言う。なお、本発明の第1実施形態では、ディフューザ13を回転させた構成にしたが、これに限るものではなく、例えば振動させて動かしても良い。   As shown in FIG. 1, the diffuser 13 is disposed on the rear side of the optical path of the slitter 52 and diffuses the transmitted video light Lf. The diffuser 13 is connected to a drive unit 13d that drives the diffuser 13, and rotates the diffuser 13. Thereby, the directivity of the image light Lf which is coherent light is reduced. Thereby, the speckle pattern resulting from coherent light can be reduced, and the quality of the video VM visually recognized by the observer ST can be improved. The speckle pattern referred to here means that when light having high coherence is scattered on the irradiated object, the scattered light scattered at each part on the irradiated object interferes with each other. This refers to the fine interference fringes that occur. In the first embodiment of the present invention, the diffuser 13 is rotated. However, the present invention is not limited to this. For example, the diffuser 13 may be vibrated and moved.

平面ミラー(12、22)や光学レンズ32及び光学レンズ42は、一般に使用されている光学部品を用いており、特別な仕様を有するものではない。なお、光学部材OPとして、昼光の悪影響を防止するために、各種フィルタを用い、光路の途中に配置しても良いし、平面ミラー(12、22)の代わりに曲面ミラーを用いても良い。また、図1に示す光学部材OPの組合せのみに限るものではない。   The plane mirrors (12, 22), the optical lens 32, and the optical lens 42 use commonly used optical components and do not have special specifications. In addition, in order to prevent the bad influence of daylight as an optical member OP, various filters may be used and arranged in the middle of the optical path, or a curved mirror may be used instead of the flat mirrors (12, 22). . Further, the present invention is not limited to the combination of the optical members OP shown in FIG.

映像表示装置101の光制御手段M15は、図1に示すように、光強度を検出する検出部35と、検出部35の検出結果に基づいて光源駆動部14の出力電圧を調整する電圧調整部55と、光源駆動部14の出力電圧の出力時間を調整する時間調整部75と、電圧調整部55及び時間調整部75を制御する制御部95と、を有して構成される。   As shown in FIG. 1, the light control means M15 of the video display device 101 includes a detection unit 35 that detects light intensity, and a voltage adjustment unit that adjusts the output voltage of the light source driving unit 14 based on the detection result of the detection unit 35. 55, a time adjustment unit 75 that adjusts the output time of the output voltage of the light source driving unit 14, and a control unit 95 that controls the voltage adjustment unit 55 and the time adjustment unit 75.

検出部35は、コヒーレント光である映像光Lfの光強度を検出しており、図1に示すように、スリッタ52の近傍に配置され、2個の光源RLD及び光源GLDに対応して、2個の検出部35Rと検出部35Gが設けられている。そして、それぞれの検出部35に照射される映像光Lfに対して、赤色(Red)及び緑色(Green)の色毎に別個に光強度を検出している。この検出部35として、フォトダイオード(PD、Photodiode)を好適に用いている。   The detection unit 35 detects the light intensity of the image light Lf, which is coherent light, and is arranged in the vicinity of the slitter 52 as shown in FIG. 1, corresponding to the two light sources RLD and GLD 2. The detection part 35R and the detection part 35G are provided. The light intensity is detected separately for each of the red (Red) and green (Green) colors with respect to the video light Lf irradiated to each of the detection units 35. As the detection unit 35, a photodiode (PD) is suitably used.

電圧調整部55は、D/Aコンバーター(Digital to Analog Converter)を有する制御回路からなり、検出部35(35R、35G)の検出結果に基づいて、光源駆動部14の出力電圧を調整している。また、電圧調整部55は、図1に示すように、2個の光源LD(RLD、GLD)に対応して、電圧調整部55R及び電圧調整部55Gが2個の光源LD(RLD、GLD)にそれぞれに光源駆動部14を介して接続されているとともに、電圧調整部55R及び電圧調整部55Gが検出部35R及び検出部35Gのそれぞれに制御部95を介して接続されている。これにより、異なる色で異なる表示画像の面積であっても、それぞれの電圧調整部55(55R、55G)によりそれぞれの光源LDの出力を調整することができる。   The voltage adjustment unit 55 includes a control circuit having a D / A converter (Digital to Analog Converter), and adjusts the output voltage of the light source driving unit 14 based on the detection result of the detection unit 35 (35R, 35G). . In addition, as shown in FIG. 1, the voltage adjusting unit 55 includes two light sources LD (RLD, GLD) corresponding to two light sources LD (RLD, GLD). The voltage adjustment unit 55R and the voltage adjustment unit 55G are connected to the detection unit 35R and the detection unit 35G via the control unit 95, respectively. Thereby, even if it is the area of a different display image with a different color, the output of each light source LD can be adjusted by each voltage adjustment part 55 (55R, 55G).

時間調整部75は、PWM(Pulse Width Modulation)回路を有する制御回路からなり、検出部35(35R、35G)の検出結果に基づいて、光源LDの出力時間を調整している。また、時間調整部75は、図1に示すように、2個の光源LD(RLD、GLD)に対応して、時間調整部75R及び時間調整部75Gが2個の光源LD(RLD、GLD)にそれぞれに光源駆動部14を介して接続されているとともに、時間調整部75R及び時間調整部75Gが検出部35R及び検出部35Gのそれぞれに制御部95を介して接続されている。これにより、異なる色で異なる表示画像の面積であっても、それぞれの時間調整部75(75R、75G)によりそれぞれの光源LDの出力を調整することができる。   The time adjustment unit 75 includes a control circuit having a PWM (Pulse Width Modulation) circuit, and adjusts the output time of the light source LD based on the detection result of the detection unit 35 (35R, 35G). Further, as shown in FIG. 1, the time adjusting unit 75 corresponds to the two light sources LD (RLD, GLD), and the time adjusting unit 75R and the time adjusting unit 75G have two light sources LD (RLD, GLD). The time adjustment unit 75R and the time adjustment unit 75G are connected to the detection unit 35R and the detection unit 35G via the control unit 95, respectively. Thereby, even if it is the area of a different display image with a different color, the output of each light source LD can be adjusted by each time adjustment part 75 (75R, 75G).

制御部95は、集積回路(IC、integrated circuit)を用い、主に電圧調整部55及び時間調整部75を制御して、光源LDの出力を調整している。また、この制御部95は、検出部35の検出結果に基づいて光源LDの出力を調整する機能の他に、光源LDの発熱による温度変化に伴う光源LDの出力変化に対しても調整する機能を有している。   The control unit 95 uses an integrated circuit (IC) and mainly controls the voltage adjustment unit 55 and the time adjustment unit 75 to adjust the output of the light source LD. In addition to the function of adjusting the output of the light source LD based on the detection result of the detection unit 35, the control unit 95 also adjusts the output change of the light source LD accompanying the temperature change caused by the heat generation of the light source LD. have.

以上のように構成された映像表示装置101は、図2に示すように、電圧調整部55(55R、55G)と時間調整部75(75R、75G)とを組み合わせて、光源LD(RLD、GLD)の出力を制御し、表示される映像VMの輝度を一定に保持するようにしている。   As shown in FIG. 2, the video display apparatus 101 configured as described above is configured by combining a voltage adjustment unit 55 (55R, 55G) and a time adjustment unit 75 (75R, 75G), and a light source LD (RLD, GLD). ) Is controlled to keep the brightness of the displayed video VM constant.

具体的には、例えば、電圧調整部55により、10ビットのA/D変換を用い、電圧を1024段階に調整し、更に、時間調整部75により、パルス幅のデュ−ティ・サイクルを変え、電圧の出力時間を200段階に調整している。これにより、映像表示装置101は、光源LDの出力レベルを細かく分けて調整することができ、所望の目標光強度(輝度)に対して細かく制御することができる。また、映像表示装置101は、従来例のように偏光板914を用いて光強度(輝度)調整をしていないので、出力したコヒーレント光Lcを無駄にすることがなく、光の利用効率が良い。   Specifically, for example, the voltage adjustment unit 55 uses 10-bit A / D conversion to adjust the voltage to 1024 stages, and the time adjustment unit 75 changes the duty cycle of the pulse width, The voltage output time is adjusted to 200 levels. Thereby, the video display apparatus 101 can finely divide and adjust the output level of the light source LD, and can finely control the desired target light intensity (luminance). Further, since the image display apparatus 101 does not adjust the light intensity (brightness) using the polarizing plate 914 unlike the conventional example, the output coherent light Lc is not wasted and the light use efficiency is good. .

特に、本発明の第1実施形態では、映像表示装置101は、光強度の検出値が所定の境界値以下の場合、例えば最高の光強度に対して10%(これが境界値)以下の場合、時間調整部75により出力時間を調整するようにしている。この光源LDが低出力である、この10%(これが境界値)以下の領域は、電圧(電流)の変化に対する出力の変化が小さく、しかも不安定な変化領域となっているので、この低出力領域において、電圧(電流)値を一定にして、光源LDの出力を調整することができる。このことにより、目標光強度(輝度)に対して安定して光強度(輝度)を合わせることができる。   In particular, in the first embodiment of the present invention, the video display device 101 has a detection value of light intensity equal to or less than a predetermined boundary value, for example, 10% (this is a boundary value) or less with respect to the maximum light intensity. The time adjustment unit 75 adjusts the output time. This light source LD has a low output, and the region below 10% (this is the boundary value) has a small change in output with respect to a change in voltage (current) and is an unstable change region. In the region, it is possible to adjust the output of the light source LD with a constant voltage (current) value. Thus, the light intensity (luminance) can be adjusted stably with respect to the target light intensity (luminance).

以上のように構成された本発明の第1実施形態の映像表示装置101における、効果について、以下に説明する。   The effects of the video display device 101 according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described below.

本発明の第1実施形態の映像表示装置101は、光源駆動部14の出力電圧を調整する電圧調整部55(55R、55G)と出力電圧の出力時間を調整する時間調整部75(75R、75G)とを組み合わせて、光源LDの出力を制御するので、出力レベルを細かく分けて調整することができる。このため、所望の目標光強度(輝度)に対して細かく制御することができる。更に、従来例のように偏光板914を用いて光強度(輝度)調整をしていないので、出力したコヒーレント光Lcを無駄にすることがない。これらのことにより、光の利用効率が良く、目標光強度(輝度)に対して安定して光強度(輝度)を合わせることができる。   The video display device 101 according to the first embodiment of the present invention includes a voltage adjustment unit 55 (55R, 55G) that adjusts the output voltage of the light source driving unit 14 and a time adjustment unit 75 (75R, 75G) that adjusts the output time of the output voltage. ) To control the output of the light source LD, so that the output level can be finely divided and adjusted. For this reason, it is possible to finely control the desired target light intensity (luminance). Further, since the light intensity (luminance) is not adjusted using the polarizing plate 914 as in the conventional example, the output coherent light Lc is not wasted. As a result, the light use efficiency is good, and the light intensity (luminance) can be adjusted stably with respect to the target light intensity (luminance).

また、光強度の検出値が所定の境界値以下の場合、時間調整部75により出力時間を調整するので、つまり光源LDが低出力の場合、電圧(電流)を一定にしたまま光源LDの出力を変えている。このため、この低出力である領域は、電圧(電流)の変化に対する出力の変化が小さく、しかも不安定な変化領域となっているので、この低出力領域において、電圧(電流)値を一定にして、光源LDの出力を調整することができる。このことにより、目標光強度(輝度)に対して安定して光強度(輝度)を合わせることができる。   Further, when the detected value of the light intensity is equal to or less than the predetermined boundary value, the output time is adjusted by the time adjustment unit 75. That is, when the light source LD is low in output, the output of the light source LD is kept constant with the voltage (current) kept constant. Is changing. For this reason, this low output region has a small change in output with respect to a change in voltage (current) and is an unstable change region. Therefore, in this low output region, the voltage (current) value is kept constant. Thus, the output of the light source LD can be adjusted. Thus, the light intensity (luminance) can be adjusted stably with respect to the target light intensity (luminance).

また、光源LDが複数個設けられているので、観察者STにより視認される映像VMの色を複数にすることができ、映像VMの表現を豊かにすることができる。更に、複数個の光源LDに対応して電圧調整部55及び時間調整部75が複数個設けられているので、異なる色で異なる表示画像の面積であっても、それぞれの電圧調整部55及び時間調整部75により、それぞれの光源LDの出力を調整し、表示される映像VMのそれぞれの光強度(輝度)を一定に保持することができる。   In addition, since a plurality of light sources LD are provided, a plurality of colors of the video VM visually recognized by the observer ST can be provided, and the expression of the video VM can be enriched. In addition, since a plurality of voltage adjustment units 55 and time adjustment units 75 are provided corresponding to a plurality of light sources LD, the voltage adjustment unit 55 and the time are different even for different display image areas with different colors. The adjustment unit 75 can adjust the output of each light source LD, and can keep the light intensity (luminance) of each displayed video VM constant.

また、ホログラフィック光学素子41からの映像光Lfの光強度を検出部35(35R、35G)が検出し、電圧調整部55及び時間調整部75が、検出部35の検出結果に基づいて、光源LDの出力を制御するので、表示画像に対応して表示画像の輝度調整を随時行うことができる。このことにより、目標光強度(輝度)に対して正確に光強度(輝度)を合わせることができるとともに、光の利用効率を向上させることができる。   In addition, the light intensity of the image light Lf from the holographic optical element 41 is detected by the detection unit 35 (35R, 35G), and the voltage adjustment unit 55 and the time adjustment unit 75 are based on the detection result of the detection unit 35. Since the output of the LD is controlled, it is possible to adjust the luminance of the display image at any time corresponding to the display image. As a result, the light intensity (luminance) can be accurately adjusted to the target light intensity (luminance), and the light utilization efficiency can be improved.

[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態の映像表示装置102を説明する構成図である。図4は、本発明の第2実施形態の映像表示装置102に係わる制御系統を説明するブロック図である。また、第2実施形態の映像表示装置102は、第1実施形態に対し、光制御手段M25が外光検出部27及び電流制限部28を有している構成が異なる。なお、第1実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating the video display apparatus 102 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram illustrating a control system related to the video display apparatus 102 according to the second embodiment of the present invention. Also, the video display device 102 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the light control means M25 has an external light detection unit 27 and a current limiting unit 28. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

本発明の第2実施形態の映像表示装置102は、図3に示すように、本発明の第1実施形態と同様に、車両に搭載され、ヘッドアップディスプレイ(HUD、Head-Up Display)として、使用される。   As shown in FIG. 3, the video display device 102 according to the second embodiment of the present invention is mounted on a vehicle, as in the first embodiment of the present invention, and is used as a head-up display (HUD, Head-Up Display). used.

また、本発明の第2実施形態の映像表示装置102は、図3に示すように、コヒーレント光Lcを出射する光源LDと、光源LDに電力を供給する光源駆動部24と、コヒーレント光Lcから所望の表示画像を生成する画像生成部11と、コヒーレント光Lcの光強度を制御する光制御手段M25と、を備えて構成される。そして、光制御手段M25により光源LDの出力を調整し、フロントガラスFGを通して、その調整された映像光Lfによる映像VMを観察者STに観察させる(視認させる)ようにしている。   Further, as shown in FIG. 3, the video display apparatus 102 according to the second embodiment of the present invention includes a light source LD that emits coherent light Lc, a light source driving unit 24 that supplies power to the light source LD, and coherent light Lc. An image generation unit 11 that generates a desired display image and a light control means M25 that controls the light intensity of the coherent light Lc are configured. Then, the light control means M25 adjusts the output of the light source LD so that the observer ST can observe (view) the image VM of the adjusted image light Lf through the windshield FG.

映像表示装置102の光源LDは、図3及び図4に示すように、本発明の第2実施形態では、赤色(Red)及び青色(Blue)と2色の光源LD(RLD、BLD)が設けられている。また、詳細に図示はしていないが、赤色(Red)及び青色(Blue)を発光させるために、2種類の半導体レーザ素子を用いている。また、半導体レーザ素子として、例えば、赤色の場合は642nmの波長等の光を出射する素子が好適に用いられ、青色の場合は445nmの波長等の光を出射する素子が好適に用いられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the light source LD of the video display device 102 is provided with two color light sources LD (RLD, BLD) in the second embodiment of the present invention. It has been. Although not shown in detail, in order to emit red and blue light, two types of semiconductor laser elements are used. As the semiconductor laser element, for example, an element that emits light with a wavelength of 642 nm is preferably used in the case of red, and an element that emits light with a wavelength of 445 nm is preferably used in the case of blue. .

映像表示装置102の光源駆動部24は、オペレーショナル・アンプリファイア(Operational Amplifier)が組み込まれた駆動回路であって、それぞれの光源LD(RLD、BLD)に接続されて、それぞれの光源LD(RLD、BLD)を駆動している。   The light source drive unit 24 of the video display device 102 is a drive circuit in which an operational amplifier is incorporated, and is connected to each light source LD (RLD, BLD), and each light source LD (RLD, BLD).

映像表示装置102の画像生成部11は、本発明の第1実施形態と同様に、コヒーレント光Lcを回折させ映像光Lfとするホログラフィック光学素子41と、ホログラフィック光学素子41からの映像光Lfを導く光学部材OPと、を備えて構成される。   Similarly to the first embodiment of the present invention, the image generation unit 11 of the video display device 102 diffracts the coherent light Lc into the video light Lf and the video light Lf from the holographic optical element 41. And an optical member OP that guides the light.

光学部材OPは、主に、ホログラフィック光学素子41からの映像光Lfを導く光学部品から構成され、本発明の第2実施形態では、図3に示すように、光路を変更する平面ミラー(12、22)と、光を集光またはコリメートする光学レンズ32と、表示画面の表示範囲を規定するスリッタ52と、映像光Lfを拡散するディフューザ13と、を有している。他に、光学部材OPには、光源LDからのコヒーレント光Lcを集光またはコリメートする光学レンズ42も有している。   The optical member OP is mainly composed of an optical component that guides the image light Lf from the holographic optical element 41. In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a planar mirror (12 22), an optical lens 32 for condensing or collimating light, a slitter 52 for defining the display range of the display screen, and a diffuser 13 for diffusing the video light Lf. In addition, the optical member OP also includes an optical lens 42 that collects or collimates the coherent light Lc from the light source LD.

映像表示装置102の光制御手段M25は、図3に示すように、光強度を検出する検出部35と、検出部35の検出結果に基づいて光源駆動部24の出力電圧を調整する電圧調整部55と、光源駆動部24の出力電圧の出力時間を調整する時間調整部75と、外光DLの照度を検出する外光検出部27と、光源LDに流れる電流を制限する電流制限部28と、電圧調整部55及び時間調整部75を制御する制御部95と、を有して構成される。   As shown in FIG. 3, the light control means M25 of the video display device 102 includes a detection unit 35 that detects light intensity, and a voltage adjustment unit that adjusts the output voltage of the light source driving unit 24 based on the detection result of the detection unit 35. 55, a time adjusting unit 75 that adjusts the output time of the output voltage of the light source driving unit 24, an external light detecting unit 27 that detects the illuminance of the external light DL, and a current limiting unit 28 that limits the current flowing through the light source LD. And a control unit 95 that controls the voltage adjustment unit 55 and the time adjustment unit 75.

検出部35は、映像光Lfの光強度を検出しており、図3に示すように、スリッタ52の近傍に配置され、2個の光源RLD及び光源BLDに対応して、2個の検出部35Rと検出部35Bが設けられている。そして、それぞれの検出部35に照射される映像光Lfに対して、赤色(Red)及び青色(Blue)の色毎に別個に光強度を検出している。この検出部35として、フォトダイオード(PD、Photodiode)を好適に用いている。   The detection unit 35 detects the light intensity of the video light Lf, and is arranged in the vicinity of the slitter 52 as shown in FIG. 3, and corresponds to the two light sources RLD and the light source BLD. 35R and a detection unit 35B are provided. The light intensity is detected separately for each color of red (Red) and blue (Blue) with respect to the video light Lf irradiated to each detection unit 35. As the detection unit 35, a photodiode (PD) is suitably used.

電圧調整部55は、D/Aコンバーター(Digital to Analog Converter)を有する制御回路からなり、検出部35(35R、35B)の検出結果に基づいて、光源駆動部24の出力電圧を調整している。また、電圧調整部55は、図3に示すように、2個の光源LD(RLD、BLD)に対応して、電圧調整部55R及び電圧調整部55Bが2個の光源LD(RLD、BLD)にそれぞれに光源駆動部24を介して接続されているとともに、電圧調整部55R及び電圧調整部55Bが検出部35R及び検出部35Bのそれぞれに制御部95を介して接続されている。これにより、異なる色で異なる表示画像の面積であっても、それぞれの電圧調整部55(55R、55B)によりそれぞれの光源LD(RLD、BLD)の出力を調整することができる。   The voltage adjustment unit 55 includes a control circuit having a D / A converter (Digital to Analog Converter), and adjusts the output voltage of the light source drive unit 24 based on the detection result of the detection unit 35 (35R, 35B). . Further, as shown in FIG. 3, the voltage adjustment unit 55 includes two light source LDs (RLD, BLD) corresponding to the two light sources LD (RLD, BLD). The voltage adjustment unit 55R and the voltage adjustment unit 55B are connected to the detection unit 35R and the detection unit 35B via the control unit 95, respectively. Thereby, even if it is the area of a different display image with a different color, the output of each light source LD (RLD, BLD) can be adjusted by each voltage adjustment part 55 (55R, 55B).

時間調整部75は、PWM(Pulse Width Modulation)回路を有する制御回路からなり、検出部35(35R、35B)の検出結果に基づいて、光源LDの出力時間を調整している。また、時間調整部75は、図3に示すように、2個の光源LD(RLD、BLD)に対応して、時間調整部75R及び時間調整部75Bが2個の光源LD(RLD、BLD)にそれぞれに光源駆動部24を介して接続されているとともに、時間調整部75R及び時間調整部75Bが検出部35R及び検出部35Bのそれぞれに制御部95を介して接続されている。これにより、異なる色で異なる表示画像の面積であっても、それぞれの時間調整部75(75R、75B)によりそれぞれの光源LDの出力を調整することができる。   The time adjustment unit 75 includes a control circuit having a PWM (Pulse Width Modulation) circuit, and adjusts the output time of the light source LD based on the detection result of the detection unit 35 (35R, 35B). As shown in FIG. 3, the time adjustment unit 75 includes two light sources LD (RLD, BLD) corresponding to the two light sources LD (RLD, BLD). The time adjustment unit 75R and the time adjustment unit 75B are connected to the detection unit 35R and the detection unit 35B via the control unit 95, respectively. Thereby, even if it is the area of a different display image with a different color, the output of each light source LD can be adjusted by each time adjustment part 75 (75R, 75B).

光制御手段M25の外光検出部27は、フォトダイオード(PD、Photodiode)と電流増幅回路を内蔵した照度センサを用いており、図3に示すように、フロントガラスFGの近傍に配設し、外光DL、ここでは主に昼光(太陽光)の照度を検出している。そして、光制御手段M25は、この外光検出部27により測定された外部照度測定値に基づき、電圧調整部55と時間調整部75の少なくとも一方を用いて、光源LDの出力を制御している。これにより、外光DLの明るさの違い、例えば昼と夜、晴れと曇り、或いはトンネル内外等に対応して、光源LDの出力を調整することができる。このことにより、観察者STにより視認される映像VMの明るさをその時の状況に合うように変更することができ、観察者STが見やすい映像VMを提供することができる。   The external light detection unit 27 of the light control means M25 uses an illuminance sensor incorporating a photodiode (PD) and a current amplification circuit, and is disposed in the vicinity of the windshield FG as shown in FIG. The illuminance of outside light DL, here, mainly daylight (sunlight) is detected. Then, the light control means M25 controls the output of the light source LD using at least one of the voltage adjustment unit 55 and the time adjustment unit 75 based on the external illuminance measurement value measured by the external light detection unit 27. . Thereby, the output of the light source LD can be adjusted in accordance with the difference in brightness of the external light DL, for example, day and night, sunny and cloudy, inside or outside the tunnel, and the like. Thus, the brightness of the video VM visually recognized by the observer ST can be changed to match the situation at that time, and the video VM that is easy for the observer ST to view can be provided.

また、図3に示すディフューザ13と平面ミラー22との間に外光検出部27を配設することで、フロントガラスFGから映像表示装置102内に入光して平面ミラー22で反射されディフューザ13に到達された外光DLの照度を検出することができる。これにより、外光DLの影響による映像VMのコントラスト変化に対して、光源LDの出力を微妙に調整することができる。このことにより、観察者STに視認される映像VMのコントラストの補正が可能となり、観察者STがより見やすい映像VMを提供することができる。なお、本発明の第2実施形態の映像表示装置102は、光源駆動部24の出力電圧を調整する電圧調整部55(55R、55B)と出力電圧の出力時間を調整する時間調整部75(75R、75B)とを組み合わせて、光源LDの出力を制御しているので、このような微妙な調整を容易にしている。   3 is arranged between the diffuser 13 and the flat mirror 22 shown in FIG. 3, the light enters the video display device 102 from the windshield FG, is reflected by the flat mirror 22, and is reflected by the diffuser 13. It is possible to detect the illuminance of the external light DL that has reached. Thereby, the output of the light source LD can be finely adjusted with respect to the contrast change of the video VM due to the influence of the external light DL. Accordingly, it is possible to correct the contrast of the video VM visually recognized by the observer ST, and it is possible to provide the video VM that is easier for the observer ST to view. The video display apparatus 102 according to the second embodiment of the present invention includes a voltage adjusting unit 55 (55R, 55B) that adjusts the output voltage of the light source driving unit 24 and a time adjusting unit 75 (75R) that adjusts the output time of the output voltage. , 75B) to control the output of the light source LD, so that such delicate adjustment is facilitated.

光制御手段M25の電流制限部28(28R、28B)は、コンパレータ(comparator)を用いており、図3に示すように、それぞれの光源LD(RLD、BLD)を駆動する光源駆動部24にそれぞれ接続されている。そして、予め設定されていた基準電流値以下の電流値となるように、光源駆動部24を制御して、光源LDに流れる電流を制限している。これにより、光源LDの劣化や衝撃による光軸のズレ等により、光源LDに過剰な電流が流れることを防止できる。このことにより、光源LDに与えるダメージを低減することができ、光源LDの寿命を延ばすことができる。   The current limiting unit 28 (28R, 28B) of the light control means M25 uses a comparator, and as shown in FIG. 3, the current limiting unit 28 (28R, 28B) respectively has a light source driving unit 24 that drives each light source LD (RLD, BLD). It is connected. And the light source drive part 24 is controlled so that it may become the electric current value below the preset reference electric current value, and the electric current which flows into light source LD is restrict | limited. Thereby, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the light source LD due to the deterioration of the light source LD or the deviation of the optical axis due to an impact. As a result, damage to the light source LD can be reduced, and the life of the light source LD can be extended.

以上のように構成された映像表示装置102は、図4に示すように、電圧調整部55(55R、55B)と時間調整部75(75R、75B)とを組み合わせて、光源LD(RLD、BLD)の出力を制御し、表示される映像VMの輝度を一定に保持するようにしている。   As shown in FIG. 4, the video display device 102 configured as described above combines a voltage adjustment unit 55 (55R, 55B) and a time adjustment unit 75 (75R, 75B) to form a light source LD (RLD, BLD). ) Is controlled to keep the brightness of the displayed video VM constant.

以上のように構成された本発明の第2実施形態の映像表示装置102における、効果について、以下に説明する。   The effects of the video display device 102 according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described below.

本発明の第2実施形態の映像表示装置102は、光源駆動部24の出力電圧を調整する電圧調整部55(55R、55B)と出力電圧の出力時間を調整する時間調整部75(75R、75B)とを組み合わせて、光源LDの出力を制御するので、出力レベルを細かく分けて調整することができる。このため、所望の目標光強度(輝度)に対して細かく制御することができる。更に、従来例のように偏光板914を用いて光強度(輝度)調整をしていないので、出力したコヒーレント光Lcを無駄にすることがない。これらのことにより、光の利用効率が良く、目標光強度(輝度)に対して安定して光強度(輝度)を合わせることができる。   The video display device 102 according to the second embodiment of the present invention includes a voltage adjustment unit 55 (55R, 55B) that adjusts the output voltage of the light source driving unit 24 and a time adjustment unit 75 (75R, 75B) that adjusts the output time of the output voltage. ) To control the output of the light source LD, so that the output level can be finely divided and adjusted. For this reason, it is possible to finely control the desired target light intensity (luminance). Further, since the light intensity (luminance) is not adjusted using the polarizing plate 914 as in the conventional example, the output coherent light Lc is not wasted. As a result, the light use efficiency is good, and the light intensity (luminance) can be adjusted stably with respect to the target light intensity (luminance).

また、外光検出部27により測定された外部照度測定値に基づき、電圧調整部55と時間調整部75の少なくとも一方を用いて、光源LDの出力を制御するので、外光DLの明るさの違い、例えば昼と夜、晴れと曇り、或いはトンネル内外等に対応して、光源LDの出力を調整することができる。このことにより、観察者STにより視認される映像VMの明るさをその時の状況に合うように変更することができ、観察者STが見やすい映像VMを提供することができる。   Further, since the output of the light source LD is controlled using at least one of the voltage adjustment unit 55 and the time adjustment unit 75 based on the external illuminance measurement value measured by the external light detection unit 27, the brightness of the external light DL is controlled. For example, the output of the light source LD can be adjusted in response to, for example, day and night, sunny and cloudy, or inside and outside the tunnel. Thus, the brightness of the video VM visually recognized by the observer ST can be changed to match the situation at that time, and the video VM that is easy for the observer ST to view can be provided.

また、光制御手段M25の電流制限部28(28R、28B)が予め設定されていた基準電流値以下の電流値となるように、光源駆動部24を制御するので、光源LDの劣化や衝撃による光軸のズレ等により、光源LDに過剰な電流が流れることを防止できる。このことにより、光源LDに与えるダメージを低減することができ、光源LDの寿命を延ばすことができる。   In addition, since the light source driving unit 24 is controlled so that the current limiting unit 28 (28R, 28B) of the light control unit M25 has a current value equal to or less than a preset reference current value, the light source LD may be deteriorated or impacted. It is possible to prevent an excessive current from flowing through the light source LD due to a deviation of the optical axis. As a result, damage to the light source LD can be reduced, and the life of the light source LD can be extended.

また、光源LDが複数個設けられているので、観察者STにより視認される映像VMの色を複数にすることができ、映像VMの表現を豊かにすることができる。更に、複数個の光源LDに対応して電圧調整部55及び時間調整部75が複数個設けられているので、異なる色で異なる表示画像の面積であっても、それぞれの電圧調整部55及び時間調整部75により、それぞれの光源LDの出力を調整し、表示される映像VMのそれぞれの光強度(輝度)を一定に保持することができる。   In addition, since a plurality of light sources LD are provided, a plurality of colors of the video VM visually recognized by the observer ST can be provided, and the expression of the video VM can be enriched. In addition, since a plurality of voltage adjustment units 55 and time adjustment units 75 are provided corresponding to a plurality of light sources LD, the voltage adjustment unit 55 and the time are different even for different display image areas with different colors. The adjustment unit 75 can adjust the output of each light source LD, and can keep the light intensity (luminance) of each displayed video VM constant.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can deform | transform and implement as follows, These embodiments also belong to the technical scope of this invention.

<変形例1>
図5は、本発明の第1実施形態の変形例1の映像表示装置C101に係わる制御系統を説明するブロック図である。上記第1実施形態では、2種類の光源LD(RLD、GLD)を用いて構成したが、3種類の光源LD(RLD、GLD、BLD)を用いて構成しても良い。その際には、図5に示すように、3種類の光源LDに対応した検出部C35と電圧調整部C55と時間調整部C75を設けるようにすると良い。
<Modification 1>
FIG. 5 is a block diagram illustrating a control system related to the video display apparatus C101 according to the first modification of the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, two types of light sources LD (RLD, GLD) are used. However, three types of light sources LD (RLD, GLD, BLD) may be used. In that case, as shown in FIG. 5, it is preferable to provide a detection unit C35, a voltage adjustment unit C55, and a time adjustment unit C75 corresponding to the three types of light sources LD.

<変形例2>
変形例1では、光源LDとして、赤色(Red)、緑色(Green)、青色(Blue)と3色の光源LD(RLD、GLD、BLD)を設けるように好適に構成にしたが、更に、黄色(Yellow)を加えた4色の光源を設ける構成であっても良く、4色以上の光源を設ける構成であっても良い。また、逆に1色の光源を用いる構成であっても良い。
<Modification 2>
In the first modification, the light source LD is preferably configured so as to provide red (Red), green (Green), and blue (Blue) light sources LD (RLD, GLD, BLD). A configuration in which light sources of four colors added with (Yellow) may be provided, or a configuration in which light sources of four colors or more may be provided. Conversely, a configuration using a light source of one color may be used.

<変形例3>
上記第1実施形態では、上記第2実施形態で用いた外光検出部27を用いない構成としたが、照度計が車両に搭載されている場合は、その照度計からの外部照度測定値の情報を映像表示装置101に入力することができる。これにより、外光検出部27を有することにより、上記第2実施形態の映像表示装置102で得られる機能を実現することができる。
<Modification 3>
In the said 1st Embodiment, although it was set as the structure which does not use the external light detection part 27 used in the said 2nd Embodiment, when the illuminance meter is mounted in the vehicle, the external illuminance measurement value from the illuminance meter of Information can be input to the video display device 101. Thereby, by having the external light detection part 27, the function obtained with the video display apparatus 102 of the said 2nd Embodiment is realizable.

<変形例4>
上記実施形態では、ディフューザ13をスリッタ52の光路の後側に好適に配置したが、ディフューザ13は、フーリエレンズFL1以降の光路に配置されていれば良い。
<Modification 4>
In the above embodiment, the diffuser 13 is suitably arranged on the rear side of the optical path of the slitter 52. However, the diffuser 13 only needs to be arranged in the optical path after the Fourier lens FL1.

<変形例5>
上記実施形態では、車両に搭載されたヘッドアップディスプレイ(HUD、Head-Up Display)への適用であったが、これに限るものでなく、例えば、三次元ディスプレイやヘッドマウントディスプレイ(HMD、Head Mounted Display)にも適用可能である。
<Modification 5>
In the embodiment described above, the present invention is applied to a head-up display (HUD, Head-Up Display) mounted on a vehicle, but is not limited to this. For example, a three-dimensional display or a head-mounted display (HMD, Head Mounted) Applicable to Display).

本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.

11 画像生成部
41 ホログラフィック光学素子
14、24 光源駆動部
35、35B、35G、35R、C35 検出部
55、55B、55G、55R、C55 電圧調整部
75、75B、75G、75R、C75 時間調整部
27 外光検出部
28 電流制限部
DL 外光
LD、RLD、GLD、BLD 光源
Lc コヒーレント光
Lf 映像光
M15、M25 光制御手段
OP 光学部材
ST 観察者
VM 映像
101、102、C101 映像表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Image generation part 41 Holographic optical element 14, 24 Light source drive part 35, 35B, 35G, 35R, C35 detection part 55, 55B, 55G, 55R, C55 Voltage adjustment part 75, 75B, 75G, 75R, C75 Time adjustment part 27 External light detection unit 28 Current limiting unit DL External light LD, RLD, GLD, BLD Light source Lc Coherent light Lf Image light M15, M25 Light control means OP Optical member ST Observer VM image 101, 102, C101 Image display device

Claims (6)

コヒーレント光を出射する光源と、
該光源に電力を供給する光源駆動部と、
前記コヒーレント光の光強度を制御する光制御手段と、
前記コヒーレント光から所望の表示画像を生成する画像生成部と、を備え、
前記表示画像の映像を観察者に観察させる映像表示装置であって、
前記光制御手段は、前記光強度を検出する検出部と、
該検出部の検出結果に基づいて前記光源駆動部の出力電圧を調整する電圧調整部と、
前記出力電圧の出力時間を調整する時間調整部と、を有し、
前記電圧調整部と前記時間調整部とを組み合わせて、前記光源の出力を制御することを特徴とする映像表示装置。
A light source that emits coherent light;
A light source driving unit for supplying power to the light source;
Light control means for controlling the light intensity of the coherent light;
An image generation unit that generates a desired display image from the coherent light,
A video display device that allows an observer to observe the video of the display image,
The light control means includes a detection unit that detects the light intensity;
A voltage adjusting unit that adjusts an output voltage of the light source driving unit based on a detection result of the detecting unit;
A time adjustment unit for adjusting the output time of the output voltage,
An image display device that controls the output of the light source by combining the voltage adjustment unit and the time adjustment unit.
前記光強度の検出値が所定の境界値以下の場合、前記時間調整部により前記出力時間を調整することを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。   The video display device according to claim 1, wherein when the detected value of the light intensity is equal to or less than a predetermined boundary value, the output time is adjusted by the time adjustment unit. 前記光制御手段は、外光の照度を検出する外光検出部を有し、
前記外光検出部により測定された外部照度測定値に基づき、前記電圧調整部と前記時間調整部の少なくとも一方を用いて前記光源の出力を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の映像表示装置。
The light control means includes an external light detection unit that detects the illuminance of external light,
3. The output of the light source is controlled using at least one of the voltage adjustment unit and the time adjustment unit based on an external illuminance measurement value measured by the external light detection unit. The video display device described in 1.
前記光制御手段は、前記光源に流れる電流を制限する電流制限部を有し、
該電流制限部は、予め設定されていた基準電流値以下の電流値となるように、前記光源駆動部を制御することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の映像表示装置。
The light control means includes a current limiting unit that limits a current flowing through the light source,
4. The video display according to claim 1, wherein the current limiting unit controls the light source driving unit so that a current value is equal to or less than a preset reference current value. 5. apparatus.
前記光源が複数個設けられているとともに、複数個の前記光源に対応して、前記電圧調整部及び前記時間調整部が複数個設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の映像表示装置。   5. A plurality of the light sources are provided, and a plurality of the voltage adjusting units and a plurality of time adjusting units are provided corresponding to the plurality of light sources. The video display apparatus in any one. 前記画像生成部は、前記コヒーレント光を回折させ映像光とするホログラフィック光学素子と、
該ホログラフィック光学素子からの前記映像光を導く光学部材と、を備え、
前記検出部は、前記映像光の前記光強度を検出し、
前記電圧調整部及び前記時間調整部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記光源の出力を制御することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の映像表示装置。
The image generation unit, a holographic optical element that diffracts the coherent light into video light,
An optical member for guiding the image light from the holographic optical element,
The detection unit detects the light intensity of the image light,
The video display device according to claim 1, wherein the voltage adjustment unit and the time adjustment unit control an output of the light source based on a detection result of the detection unit.
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