JP2016099561A - Projection device, projection method, program, and storage medium - Google Patents

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英昭 鶴見
吉弘 小津
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吉弘 小津
和弥 笹森
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和弥 笹森
義弘 橋塚
Yoshihiro Hashizuka
義弘 橋塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain display quality of an image while calibrating projected laser light by preventing generation of stray light when a laser is emitted during a blanking period.SOLUTION: A light beam emitted by light beam emission means is scanned over a scanning area by scanning means. The scanning area includes an imaging area for projecting an image and a non-imaging area. Control means controls the scanning means such that a light beam corresponding to an image is emitted while scanning the imaging area and a reference beam is emitted while scanning the non-imaging area. At least a portion of the reference beam is received by a photosensitive element which outputs a signal indicative of intensity of the received light to correction means. The correction means corrects the light beam emitted by the light beam emission means based on the signal from the photosensitive element. The control means changes the intensity of the reference beam in accordance with brightness of an image produced in the imaging area.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、投影装置により投射するレーザ光のキャリブレーション技術に関する。   The present invention relates to a technique for calibrating laser light projected by a projection apparatus.

複数色の光ビームを投射することにより画像を表示する投影装置が知られている。例えば、特許文献1には、複数色の光ビームのスポット中心のずれを検出するため、画像信号が入力されていない時間帯(いわゆるブランキング期間)に光ビームを照射し、それを受光素子が受光して各色ビームの位置ずれを検出する光ビーム走査型画像投影装置が開示されている。   A projection device that displays an image by projecting light beams of a plurality of colors is known. For example, in Patent Document 1, in order to detect the deviation of the spot centers of light beams of a plurality of colors, a light beam is irradiated in a time zone (so-called blanking period) in which no image signal is input, A light beam scanning image projection apparatus that receives light and detects a positional shift of each color beam is disclosed.

また、特許文献2には、レーザダイオードが発する、画像信号に基づく光量のレーザをラスタ走査することにより画像を投射する画像表示装置において、レーザダイオードの温度特性を算出するために、画像のブランキング期間において、異なる電流値でレーザをテスト出力させるものが開示されている。   In Patent Document 2, in an image display device that projects an image by raster scanning a laser having a light amount based on an image signal emitted from a laser diode, image blanking is performed to calculate the temperature characteristics of the laser diode. In the period, there is disclosed a test output of a laser with different current values.

国際公開WO2009/154134号公報International Publication WO2009 / 154134 特開2014−130256号公報JP 2014-130256 A

上記の従来技術では、いずれも画像のブランキング期間中に発光させたレーザを受光素子で検出しモニタリングすることにより、ビームの位置ずれや明るさについてのキャリブレーションを行う。   In each of the above-described conventional techniques, the laser beam emitted during the blanking period of the image is detected and monitored by the light receiving element, thereby calibrating the positional deviation and brightness of the beam.

ブランキング期間中にレーザを発光させる場合は、一般的にブランキング期間中に発光されるレーザ光が投影面に投射されないように、画像表示領域を開口部として取り囲む遮光マスクを設けることが考えられる。しかし、現実には光学部品や遮光マスクなどの部材の寸法の公差や、光学素子による不要な光の拡散により、画像表示領域に迷光が漏れて見えてしまう場合があった。   When the laser is emitted during the blanking period, it is generally considered to provide a light shielding mask that surrounds the image display area as an opening so that laser light emitted during the blanking period is not projected onto the projection surface. . However, in reality, stray light may appear to leak into the image display area due to tolerances in the dimensions of members such as optical components and light shielding masks and diffusion of unnecessary light by the optical elements.

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、ブランキング期間にレーザを発光させた場合の迷光を防止して画像の表示品位を維持しつつ、投射されるレーザ光のキャリブレーションを行うことを主な目的とする。   Examples of the problem to be solved by the present invention are as described above. The main object of the present invention is to calibrate the projected laser light while preventing stray light when the laser is emitted during the blanking period and maintaining the display quality of the image.

請求項に記載の発明は、画像を投影する投影装置であって、光ビームを射出する光ビーム射出手段と、前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査手段と、前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御手段と、前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光素子と、前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正手段と、を備え、前記制御手段は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させることを特徴とする。   The invention described in claim 1 is a projection device for projecting an image, and includes a light beam emitting means for emitting a light beam, and the light beam within a scanning region comprising a drawing region and a non-drawing region of the projected image. Scanning means that scans the drawing area, and the scanning means emits a light beam corresponding to the image while scanning the drawing area, and the scanning means emits a reference beam while scanning the non-drawing area. Based on the control means for controlling the beam emitting means, the light receiving element for receiving at least a part of the reference beam and outputting a signal relating to the intensity of the received light, the light output based on the signal output from the light receiving element Correction means for performing correction related to the light beam emitted by the beam emitting means, and the control means determines the reference beam according to the brightness of the image drawn in the drawing area. And wherein the changing the degrees.

請求項に記載の発明は、光ビーム射出手段と、走査手段と、受光素子とを備え、画像を投影する投影装置により実行される投影方法であって、前記光ビーム射出手段により光ビームを射出する光ビーム射出工程と、前記走査手段により、前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査工程と、前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御工程と、前記受光素子により、前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光工程と、前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正工程と、を備え、前記制御工程は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させることを特徴とする。   The invention described in claim is a projection method executed by a projection apparatus that includes a light beam emitting unit, a scanning unit, and a light receiving element, and projects an image, and the light beam is emitted by the light beam emitting unit. A light beam emitting step, a scanning step of scanning the light beam in a scanning region composed of a drawing region and a non-drawing region of the projected image by the scanning unit, and the scanning unit scanning the drawing region A control step of controlling the light beam emitting means to emit a light beam corresponding to the image, and causing the scanning means to emit a reference beam while scanning the non-drawing area, and A light receiving step for receiving at least a part of the beam and outputting a signal relating to the intensity of the received light, and the light beam emitting means based on the signal output from the light receiving element. And a correction step of performing correction on the light beam emitted from the light source, wherein the control step changes the intensity of the reference beam in accordance with the brightness of the image drawn in the drawing region. .

請求項に記載の発明は、光ビーム射出手段と、走査手段と、受光素子と、コンピュータとを備え、画像を投影する投影装置により実行されるプログラムであって、前記光ビーム射出手段により光ビームを射出する光ビーム射出工程と、前記走査手段により、前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査工程と、前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御工程と、前記受光素子により、前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光工程と、前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正工程と、を前記コンピュータに実行させ、前記制御工程は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させることを特徴とする。   The invention described in the claims is a program that is executed by a projection device that includes a light beam emitting unit, a scanning unit, a light receiving element, and a computer, and that projects an image. A scanning step of scanning the light beam in a scanning region composed of a drawing region and a non-drawing region of the image to be projected by the scanning unit, and the scanning unit scans the drawing region. A control step of controlling the light beam emitting means to emit a light beam corresponding to the image during scanning and causing the scanning means to emit a reference beam while scanning the non-drawing region; Based on a light receiving step of receiving at least a part of the reference beam and outputting a signal related to the intensity of the received light, and a signal output from the light receiving element, A correction step for performing correction on the light beam emitted by the light beam emitting means, and the control step performs the step of controlling the reference beam according to the brightness of the image drawn in the drawing area. It is characterized by changing the intensity.

第1実施例に係る画像描画装置の構成を示す。1 shows a configuration of an image drawing apparatus according to a first embodiment. 画像を構成するレーザ光を走査する様子を示す。A mode that the laser beam which comprises an image is scanned is shown. キャリブレーション用発光の強度を調整する方法を示す。A method for adjusting the intensity of light emission for calibration will be described. 第1実施例によるキャリブレーション用発光の強度調整処理のフローチャートである。It is a flowchart of the intensity adjustment process of the light emission for calibration by 1st Example. 第2実施例に係る画像描画装置の構成を示す。The structure of the image drawing apparatus which concerns on 2nd Example is shown. 第2実施例によるキャリブレーション用発光の強度調整処理のフローチャートである。It is a flowchart of the intensity | strength adjustment process of the light emission for calibration by 2nd Example. 第3実施例に係る画像描画装置の構成を示す。The structure of the image drawing apparatus which concerns on 3rd Example is shown.

本発明の好適な実施形態では、画像を投影する投影装置は、光ビームを射出する光ビーム射出手段と、前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査手段と、前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御手段と、前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光素子と、前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正手段と、を備え、前記制御手段は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させる。   In a preferred embodiment of the present invention, the projection device for projecting an image includes a light beam emitting means for emitting a light beam, and the light beam within a scanning region composed of a drawing region and a non-drawing region of the projected image. Scanning means for scanning; and the light beam so that the scanning means emits a light beam corresponding to the image while scanning the drawing area, and the scanning means emits a reference beam while scanning the non-drawing area. Based on a control means for controlling the emission means, a light receiving element that receives at least a part of the reference beam and outputs a signal relating to the intensity of the received light, and the light beam based on the signal output from the light receiving element Correction means for performing correction related to the light beam emitted by the emission means, and the control means determines the reference beam according to the brightness of the image drawn in the drawing area. Changing the degree.

上記の投影装置によれば、光ビーム射出手段から射出された光ビームは、走査手段により走査領域内で走査される。走査領域は、投影する画像の描画領域と非描画領域とを含む。制御手段は、走査手段を制御し、描画領域を走査している間は画像に対応する光ビームを射出させ、非描画領域を走査している間は基準ビームを射出させる。基準ビームの少なくとも一部は受光素子により受光され、受光した光の強度に関する信号が補正手段に出力される。補正手段は、受光素子からの信号に基づいて、光ビーム射出手段が射出する光ビームの補正を行う。制御手段は、描画領域に描画される画像の明るさに応じて、基準ビームの強度を変化させる。これにより、光ビームの光漏れの影響を抑制することができる。   According to the above projection apparatus, the light beam emitted from the light beam emitting means is scanned in the scanning region by the scanning means. The scanning area includes a drawing area and a non-drawing area of an image to be projected. The control unit controls the scanning unit to emit a light beam corresponding to the image while scanning the drawing area, and to emit a reference beam while scanning the non-drawing area. At least a part of the reference beam is received by the light receiving element, and a signal related to the intensity of the received light is output to the correction means. The correcting means corrects the light beam emitted by the light beam emitting means based on the signal from the light receiving element. The control means changes the intensity of the reference beam according to the brightness of the image drawn in the drawing area. Thereby, the influence of the light leakage of a light beam can be suppressed.

上記の投影装置の一態様では、前記制御手段は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさが所定の明るさより暗い場合に、前記基準ビームの射出を停止させる。この態様では、描画される画像が暗いときには、光漏れが目立ちやすいので、基準ビームの射出を停止して光漏れの影響を防止する。   In one aspect of the above projection apparatus, the control unit stops the emission of the reference beam when the brightness of the image drawn in the drawing area is darker than a predetermined brightness. In this aspect, when the image to be drawn is dark, light leakage is conspicuous, so the emission of the reference beam is stopped to prevent the influence of light leakage.

この場合の好適な態様では、外部環境の明るさを検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記外部環境の明るさが基準の明るさより明るい場合は、前記基準ビームの射出を停止させない。この態様では、外部環境が明るい場合には光漏れは目立ちにくいので、外部環境が暗い場合のみ基準ビームの射出を停止させる。これにより、なるべく基準ビームの射出を停止させず、補正手段による補正を行う。   In a preferred aspect of this case, the image processing apparatus includes detection means for detecting the brightness of the external environment, and the control means is configured to detect the reference when the brightness of the external environment detected by the detection means is brighter than a reference brightness. Do not stop the beam injection. In this aspect, light leakage is not noticeable when the external environment is bright, and the reference beam emission is stopped only when the external environment is dark. Thus, correction by the correction unit is performed without stopping the emission of the reference beam as much as possible.

上記の投影装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさが所定の明るさ以上である場合は前記基準ビームを第1の強度で射出させ、前記描画領域に描画される前記画像の明るさが前記所定の明るさより暗い場合は前記基準ビームを前記第1の強度より弱い第2の強度で射出させる。この態様では、描画される画像が暗いときには光漏れが目立ちやすいので、基準ビームの強度を低下させることにより光漏れの影響を抑制する。   In another aspect of the projection apparatus, the control unit emits the reference beam at a first intensity when the brightness of the image drawn in the drawing area is equal to or higher than a predetermined brightness, When the brightness of the image drawn in the drawing area is darker than the predetermined brightness, the reference beam is emitted at a second intensity that is weaker than the first intensity. In this aspect, light leakage is conspicuous when the drawn image is dark. Therefore, the influence of light leakage is suppressed by reducing the intensity of the reference beam.

この場合の好適な態様は、外部環境の明るさを検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記外部環境の明るさが基準の明るさより明るい場合は、前記基準ビームの強度を前記第1の強度のまま維持する。この態様では、外部環境が明るい場合には光漏れは目立ちにくいので、外部環境が暗い場合のみ基準ビームの強度を低下させる。   A preferable aspect in this case includes a detection unit that detects the brightness of the external environment, and the control unit detects the reference when the brightness of the external environment detected by the detection unit is brighter than a reference brightness. The intensity of the beam is maintained at the first intensity. In this aspect, light leakage is not noticeable when the external environment is bright, and therefore the intensity of the reference beam is reduced only when the external environment is dark.

本発明の他の好適な実施形態では、光ビーム射出手段と、走査手段と、受光素子とを備え、画像を投影する投影装置により実行される投影方法は、前記光ビーム射出手段により光ビームを射出する光ビーム射出工程と、前記走査手段により、前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査工程と、前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御工程と、前記受光素子により、前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光工程と、前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正工程と、を備え、前記制御工程は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させる。この投影方法によっても、描画領域に描画される画像の明るさに応じて、基準ビームの強度を変化させることにより、光ビームの光漏れの影響を抑制することができる。   In another preferred embodiment of the present invention, a projection method that includes a light beam emitting unit, a scanning unit, and a light receiving element and that is executed by a projection apparatus that projects an image includes a light beam emitted from the light beam emitting unit. A light beam emitting step of emitting; a scanning step of scanning the light beam within a scanning region composed of a drawing region and a non-drawing region of the projected image by the scanning unit; and the scanning unit scanning the drawing region. A control step of controlling the light beam emitting means so that the light beam corresponding to the image is emitted, and the scanning means emits a reference beam while scanning the non-drawing region, and the light receiving element A light receiving step of receiving at least a part of the reference beam and outputting a signal related to the intensity of the received light; and the light beam emission based on the signal output from the light receiving element. Comprising a correction step of performing correction for the light beam means is emitted, the said control process, in accordance with the brightness of the image to be drawn in the drawing area, varying the intensity of said reference beam. Also by this projection method, the influence of light leakage of the light beam can be suppressed by changing the intensity of the reference beam according to the brightness of the image drawn in the drawing area.

本発明の他の好適な実施形態では、光ビーム射出手段と、走査手段と、受光素子と、コンピュータとを備え、画像を投影する投影装置により実行されるプログラムは、前記光ビーム射出手段により光ビームを射出する光ビーム射出工程と、前記走査手段により、前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査工程と、前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御工程と、前記受光素子により、前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光工程と、前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正工程と、を前記コンピュータに実行させ、前記制御工程は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させる。このプログラムを実行することにより、描画領域に描画される画像の明るさに応じて、基準ビームの強度を変化させることにより、光ビームの光漏れの影響を抑制することができる。このプログラムは、記憶媒体に記憶して取り扱うことができる。   In another preferred embodiment of the present invention, a program executed by a projection apparatus that includes a light beam emitting unit, a scanning unit, a light receiving element, and a computer and that projects an image is transmitted by the light beam emitting unit. A light beam emitting step of emitting a beam, a scanning step of scanning the light beam in a scanning region composed of a drawing region and a non-drawing region of the projected image by the scanning unit, and the scanning unit includes the drawing region. A control step of controlling the light beam emitting means to emit a light beam corresponding to the image during scanning, and the scanning means to emit a reference beam while scanning the non-drawing area; A light receiving step of receiving at least a part of the reference beam and outputting a signal related to the intensity of the received light; and a signal output from the light receiving element. And a correction step for performing correction on the light beam emitted by the light beam emitting means, and the control step performs the reference beam according to the brightness of the image drawn in the drawing area. Vary the intensity. By executing this program, the influence of the light leakage of the light beam can be suppressed by changing the intensity of the reference beam according to the brightness of the image drawn in the drawing area. This program can be stored and handled in a storage medium.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施例]
(画像描画装置の構成)
図1は、第1実施例に係る投影装置が適用された画像描画装置1の構成を示す。図1に示すように、画像描画装置1は、画像信号入力部2と、ビデオASIC3と、フレームメモリ4と、ROM5と、RAM6と、レーザドライバASIC7と、MEMS制御部8と、レーザ光源部9と、光学系10と、を備える。画像描画装置1は、例えばヘッドアップディスプレイの光源として用いられ、コンバイナ等の光学素子に表示像を構成する光を出射する。
[First embodiment]
(Configuration of image drawing device)
FIG. 1 shows a configuration of an image drawing apparatus 1 to which the projection apparatus according to the first embodiment is applied. As shown in FIG. 1, the image drawing apparatus 1 includes an image signal input unit 2, a video ASIC 3, a frame memory 4, a ROM 5, a RAM 6, a laser driver ASIC 7, a MEMS control unit 8, and a laser light source unit 9. And an optical system 10. The image drawing apparatus 1 is used as a light source for a head-up display, for example, and emits light constituting a display image to an optical element such as a combiner.

画像信号入力部2は、外部から入力される画像信号を受信してビデオASIC3に出力する。   The image signal input unit 2 receives an image signal input from the outside and outputs it to the video ASIC 3.

ビデオASIC3は、画像信号入力部2から入力される画像信号及びMEMSミラー95から入力される走査位置情報Scに基づいてレーザドライバASIC7やMEMS制御部8を制御するブロックであり、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)として構成されている。ビデオASIC3は、同期/画像分離部31と、ビットデータ変換部32と、発光パターン変換部33と、タイミングコントローラ34と、を備える。   The video ASIC 3 is a block that controls the laser driver ASIC 7 and the MEMS control unit 8 based on the image signal input from the image signal input unit 2 and the scanning position information Sc input from the MEMS mirror 95, and is an ASIC (Application Specific Integrated). Circuit). The video ASIC 3 includes a synchronization / image separation unit 31, a bit data conversion unit 32, a light emission pattern conversion unit 33, and a timing controller 34.

同期/画像分離部31は、画像信号入力部2から入力された画像信号から、画像表示部に表示される画像データと同期信号とを分離し、画像データをフレームメモリ4へ書き込む。   The synchronization / image separation unit 31 separates the image data displayed on the image display unit and the synchronization signal from the image signal input from the image signal input unit 2 and writes the image data to the frame memory 4.

ビットデータ変換部32は、フレームメモリ4に書き込まれた画像データを読み出してビットデータに変換する。   The bit data converter 32 reads the image data written in the frame memory 4 and converts it into bit data.

発光パターン変換部33は、ビットデータ変換部32で変換されたビットデータを、各レーザの発光パターンを表す信号に変換する。   The light emission pattern conversion unit 33 converts the bit data converted by the bit data conversion unit 32 into a signal representing the light emission pattern of each laser.

タイミングコントローラ34は、同期/画像分離部31、ビットデータ変換部32の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ34は、後述するMEMS制御部8の動作タイミングも制御する。   The timing controller 34 controls the operation timing of the synchronization / image separation unit 31 and the bit data conversion unit 32. The timing controller 34 also controls the operation timing of the MEMS control unit 8 described later.

フレームメモリ4には、同期/画像分離部31により分離された画像データが書き込まれる。ROM5は、ビデオASIC3が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。RAM6には、ビデオASIC3が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。   In the frame memory 4, the image data separated by the synchronization / image separation unit 31 is written. The ROM 5 stores a control program and data for operating the video ASIC 3. Various data are sequentially read from and written into the RAM 6 as a work memory when the video ASIC 3 operates.

レーザドライバASIC7は、後述するレーザ光源部9に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックであり、ASICとして構成されている。レーザドライバASIC7は、赤色レーザ駆動回路71と、青色レーザ駆動回路72と、緑色レーザ駆動回路73と、を備える。   The laser driver ASIC 7 is a block that generates a signal for driving a laser diode provided in a laser light source unit 9 described later, and is configured as an ASIC. The laser driver ASIC 7 includes a red laser driving circuit 71, a blue laser driving circuit 72, and a green laser driving circuit 73.

赤色レーザ駆動回路71は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、赤色レーザLD1を駆動する。青色レーザ駆動回路72は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、青色レーザLD2を駆動する。緑色レーザ駆動回路73は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、緑色レーザLD3を駆動する。   The red laser driving circuit 71 drives the red laser LD1 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33. The blue laser drive circuit 72 drives the blue laser LD2 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33. The green laser drive circuit 73 drives the green laser LD3 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.

MEMS制御部8は、タイミングコントローラ34が出力する信号に基づきMEMSミラー95を制御する。MEMS制御部8は、サーボ回路81と、ドライバ回路82と、を備える。サーボ回路81は、タイミングコントローラからの信号に基づき、MEMSミラー95の動作を制御する。ドライバ回路82は、サーボ回路81が出力するMEMSミラー95の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。   The MEMS control unit 8 controls the MEMS mirror 95 based on a signal output from the timing controller 34. The MEMS control unit 8 includes a servo circuit 81 and a driver circuit 82. The servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 95 based on a signal from the timing controller. The driver circuit 82 amplifies the control signal of the MEMS mirror 95 output from the servo circuit 81 to a predetermined level and outputs the amplified signal.

レーザ光源部9は、レーザドライバASIC7から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光を出射する。具体的には、レーザ光源部9は、主に、赤色レーザLD1と、青色レーザLD2と、緑色レーザLD3と、コリメータレンズ91a〜91cと、反射ミラー92a〜92cと、を備える。   The laser light source unit 9 emits laser light based on the drive signal output from the laser driver ASIC 7. Specifically, the laser light source unit 9 mainly includes a red laser LD1, a blue laser LD2, a green laser LD3, collimator lenses 91a to 91c, and reflection mirrors 92a to 92c.

赤色レーザLD1は赤色のレーザ光(「赤色レーザ光Lr」とも呼ぶ。)を出射し、青色レーザLD2は青色のレーザ光(「青色レーザ光Lb」とも呼ぶ。)を出射し、緑色レーザLD3は緑色のレーザ光(「緑色レーザ光Lg」とも呼ぶ。)を出射する。コリメータレンズ91a〜91cは、それぞれ、赤色、青色及び緑色のレーザ光Lr、Lb、Lgを平行光にして、反射ミラー92a〜92cに出射する。反射ミラー92bは、青色レーザ光Lbを反射する。反射ミラー92cは、青色レーザ光Lbを透過させ、緑色レーザ光Lgを反射する。反射ミラー92aは、赤色レーザ光Lrのみを透過させ、青色及び緑色のレーザ光Lb、Lgを反射する。こうして反射ミラー92aを透過した赤色レーザ光Lr及び反射ミラー92aで反射された青色及び緑色のレーザ光Lb、Lgは、MEMSミラー95に入射される。   The red laser LD1 emits red laser light (also referred to as “red laser light Lr”), the blue laser LD2 emits blue laser light (also referred to as “blue laser light Lb”), and the green laser LD3. Green laser light (also referred to as “green laser light Lg”) is emitted. The collimator lenses 91a to 91c convert the red, blue, and green laser beams Lr, Lb, and Lg into parallel beams and emit the parallel beams to the reflection mirrors 92a to 92c, respectively. The reflection mirror 92b reflects the blue laser light Lb. The reflection mirror 92c transmits the blue laser light Lb and reflects the green laser light Lg. The reflection mirror 92a transmits only the red laser beam Lr and reflects the blue and green laser beams Lb and Lg. The red laser light Lr transmitted through the reflection mirror 92 a and the blue and green laser lights Lb and Lg reflected by the reflection mirror 92 a are incident on the MEMS mirror 95.

レーザ光源部9からレーザ光が射出される位置には、画像を表示するための光学系10として、遮光マスク11と、光学素子12と、マイクロレンズアレイ13と、フィールドレンズ14とが設けられている。   At a position where laser light is emitted from the laser light source unit 9, a light shielding mask 11, an optical element 12, a microlens array 13, and a field lens 14 are provided as an optical system 10 for displaying an image. Yes.

MEMSミラー95は、反射ミラー92aから入射されたレーザ光をEPE(Exit Pupil Expander)の一例であるマイクロレンズアレイ13に向けて反射する。また、MEMSミラー95は、基本的には、画像信号入力部2に入力された画像(以下、「入力画像」と呼ぶ。)を表示するために、MEMS制御部8の制御によりマイクロレンズアレイ13上を走査するように移動し、その際の走査位置情報(例えばミラーの角度などの情報)を走査位置情報ScとしてビデオASIC3へ出力する。   The MEMS mirror 95 reflects the laser light incident from the reflection mirror 92a toward the microlens array 13 which is an example of EPE (Exit Pupil Expander). The MEMS mirror 95 basically displays the image input to the image signal input unit 2 (hereinafter referred to as “input image”) under the control of the MEMS control unit 8. The scanning position information (for example, information such as the angle of the mirror) at that time is output to the video ASIC 3 as scanning position information Sc.

マイクロレンズアレイ13は、複数のマイクロレンズが配列されており、MEMSミラー95で反射されたレーザ光が入射する。フィールドレンズ14は、マイクロレンズアレイ13の放射面に形成された画像を拡大し、図示しない投影面に投影する。例えば、画像描画装置1がヘッドアップディスプレイの光源として用いられる場合、フィールドレンズ14はコンバイナ等に表示像を構成する光を出射する。   The microlens array 13 has a plurality of microlenses arranged thereon, and the laser beam reflected by the MEMS mirror 95 is incident thereon. The field lens 14 enlarges an image formed on the radiation surface of the microlens array 13 and projects it on a projection surface (not shown). For example, when the image drawing apparatus 1 is used as a light source for a head-up display, the field lens 14 emits light constituting a display image to a combiner or the like.

図2(A)は、光学系10をMEMSミラー95側から(図1の矢印Z方向に)見た図を示す。光学系10の最もレーザ光源部9に近い位置には、遮光マスク11が設けられている。また、遮光マスク11の背後には、マイクロレンズアレイ13及びフィールドレンズ14が設けられている。遮光マスク11は、MEMSミラー95によるレーザ光の走査可能領域を覆い、ほぼ中央部に開口11xが設けられている。開口11xは、背後に設けられるマイクロレンズアレイ13及びフィールドレンズ14の位置に対応しており、入力画像を表示する画像表示領域15に相当する。なお、遮光マスク11は、画像を構成する光が反射して生じる迷光を減じるため、黒色の部材で構成されることが好ましい。   FIG. 2A shows the optical system 10 viewed from the MEMS mirror 95 side (in the direction of arrow Z in FIG. 1). A light shielding mask 11 is provided at a position closest to the laser light source unit 9 in the optical system 10. A microlens array 13 and a field lens 14 are provided behind the light shielding mask 11. The light-shielding mask 11 covers the scannable region of the laser beam by the MEMS mirror 95, and an opening 11x is provided at substantially the center. The opening 11x corresponds to the position of the microlens array 13 and the field lens 14 provided behind, and corresponds to the image display area 15 for displaying an input image. The light shielding mask 11 is preferably composed of a black member in order to reduce stray light generated by reflection of light constituting the image.

各色のレーザ光は、MEMSミラー95により図示に示す走査線16に従って走査されるが、走査線16に沿って走査されたレーザ光のうち、開口11xを通過したレーザ光のみがマイクロレンズアレイ13に到達する。   The laser light of each color is scanned by the MEMS mirror 95 according to the scanning line 16 shown in the figure. Of the laser light scanned along the scanning line 16, only the laser light that has passed through the opening 11 x enters the microlens array 13. To reach.

遮光マスク11の開口11xの上方には、光学素子12が設けられている。光学素子12は、レーザ光の強度を調整するキャリブレーションを行うためのものであり、MEMSミラー95によりレーザ光が走査される走査可能領域内、かつ、画像表示領域15外の領域(以下、「ブランキング領域」と呼ぶ。)に設けられている。本実施例では、光学素子12は図2(A)に示すように、開口11xの上方に設けられているが、光学素子12はブランキング領域内であればどこに設けてもよい。受光素子12は、入射したレーザ光の光量を示す検出信号SdをビデオASIC3に出力する。   An optical element 12 is provided above the opening 11x of the light shielding mask 11. The optical element 12 is for performing calibration for adjusting the intensity of the laser beam. The optical element 12 is in a scannable region where the laser beam is scanned by the MEMS mirror 95 and in an area outside the image display region 15 (hereinafter, “ This is called a “blanking area”. In this embodiment, the optical element 12 is provided above the opening 11x as shown in FIG. 2A, but the optical element 12 may be provided anywhere within the blanking region. The light receiving element 12 outputs a detection signal Sd indicating the amount of incident laser light to the video ASIC 3.

なお、上記の構成において、レーザ光源部9は本発明の光ビーム射出手段の一例であり、MEMSミラー95は本発明の走査手段の一例であり、ビデオASIC3は本発明の制御手段及び補正手段の一例である。   In the above configuration, the laser light source unit 9 is an example of the light beam emitting unit of the present invention, the MEMS mirror 95 is an example of the scanning unit of the present invention, and the video ASIC 3 is the control unit and the correcting unit of the present invention. It is an example.

次に、ビデオASIC3による表示制御について説明する。ビデオASIC3は、画像信号入力部2に入力された入力画像に基づいて、発光強度を指定する発光強度信号をレーザドライバASIC7に出力する。レーザドライバASIC7は、発光強度信号に応じて、各レーザ駆動回路71〜73を制御し、各レーザLD1〜LD3を駆動する電流を変化させる。また、ビデオASIC3は、入力画像に従ってレーザ光を画像表示領域15内で走査するようにMEMS制御部8にタイミング信号を出力する。こうして、画像表示領域15内で入力画像に対応するレーザ光が走査される。   Next, display control by the video ASIC 3 will be described. The video ASIC 3 outputs a light emission intensity signal for designating the light emission intensity to the laser driver ASIC 7 based on the input image input to the image signal input unit 2. The laser driver ASIC 7 controls the laser drive circuits 71 to 73 in accordance with the emission intensity signal, and changes the current for driving the lasers LD1 to LD3. Further, the video ASIC 3 outputs a timing signal to the MEMS control unit 8 so as to scan the laser light within the image display area 15 according to the input image. Thus, the laser beam corresponding to the input image is scanned in the image display area 15.

さらに、ビデオASIC3は、ブランキング領域において、受光素子12にキャリブレーション用のレーザ光が入射するように、予め設定された発光強度を指定する発光強度信号をレーザドライバASIC7に出力する。なお、キャリブレーションのために行われるレーザ光の発光を「キャリブレーション用発光」と呼ぶ。なお、キャリブレーション用発光は、RGBのレーザ光をそれぞれ1色ずつ発光するものであってもよく、複数色のレーザ光を同時に発光するものであってもよい。キャリブレーション用発光は、MEMSミラー95により走査されるレーザ光が光学素子12を通過する際に行われていればよく、MEMSミラー95の主走査方向(X方向)における走査線1ライン分の期間行うこととしてもよいし、レーザ光が光学素子12に確実に入射する範囲であれば、走査線1ライン分よりも短い期間行うこととしてもよい。例えば、レーザ光が光学素子12上を走査される期間のみキャリブレーション用発光を行ってもよく、レーザ光が光学素子12上にあるタイミングで点状に発光させてもよい。   Further, the video ASIC 3 outputs to the laser driver ASIC 7 a light emission intensity signal designating a preset light emission intensity so that the calibration laser light is incident on the light receiving element 12 in the blanking region. Note that laser light emission for calibration is referred to as “calibration light emission”. Note that the calibration light emission may emit RGB laser light for each color, or may emit multiple colors of laser light simultaneously. The light emission for calibration only needs to be performed when the laser beam scanned by the MEMS mirror 95 passes through the optical element 12, and is a period of one scanning line in the main scanning direction (X direction) of the MEMS mirror 95. It may be performed, or may be performed for a period shorter than one scanning line as long as the laser light is surely incident on the optical element 12. For example, calibration light emission may be performed only during a period in which the laser light is scanned on the optical element 12, or the laser light may be emitted in a spot shape at a timing when the laser light is on the optical element 12.

受光素子12は、キャリブレーション用発光により入射したレーザ光の光量に対応する検出信号SdをビデオASIC3に出力する。ビデオASIC3は、検出信号Sdを取得し、基準値(以下、「キャリブレーション基準値」と呼ぶ。)との差分を検出し、その差分が少なくなるように発光強度信号を補正する。なお、キャリブレーション基準値は、レーザ素子の温度特性や経年変化などを考慮して設定される、所望の発光強度を示す値である。   The light receiving element 12 outputs to the video ASIC 3 a detection signal Sd corresponding to the amount of laser light incident by the calibration light emission. The video ASIC 3 acquires the detection signal Sd, detects a difference from a reference value (hereinafter referred to as “calibration reference value”), and corrects the emission intensity signal so that the difference is reduced. The calibration reference value is a value indicating a desired light emission intensity that is set in consideration of the temperature characteristics of the laser element, aging, and the like.

このように、ビデオASIC3がブランキング領域を利用してキャリブレーション用発光を行うことにより、画像描画装置1の使用中であってもレーザ光の光量をモニターすることができるので、レーザ素子の経年変化や温度特性による光量変化を補正し、常に所望の明るさで画像を表示することが可能となる。   In this way, the video ASIC 3 uses the blanking area to emit light for calibration, so that the amount of laser light can be monitored even when the image drawing apparatus 1 is in use. It is possible to correct the change in the light amount due to the change and the temperature characteristic, and always display an image with a desired brightness.

さて、本実施例では、上記のようにマイクロレンズアレイ13の手前側に遮光マスク11を設けているが、遮光マスク11を設けたとしても、レーザ光の光路上に存在する光学部材による拡散などの迷光に起因して、光漏れが生じてしまうことがある。この光漏れは、表示される画像が明るい場合には目立たないが、画像が暗い場合、とりわけ、車両中で夜間に使用する際に表示する画像が暗い場合には目立ってしまう。   In the present embodiment, the light shielding mask 11 is provided on the front side of the microlens array 13 as described above. However, even if the light shielding mask 11 is provided, diffusion by an optical member existing on the optical path of the laser light, etc. Light leakage may occur due to the stray light. This light leakage is inconspicuous when the displayed image is bright, but becomes conspicuous when the image is dark, particularly when the image displayed when used at night in a vehicle is dark.

そこで、本実施例では、第1の方法として、入力画像の明るさに応じてキャリブレーション用発光を停止することとする。具体的には、ビデオASIC3は、画像信号入力部2に入力画像のデータから、その画像の平均の明るさを算出し、平均の明るさが所定の明るさ以下である場合には、キャリブレーション用発光を停止する。これにより、キャリブレーション用発光による光に起因した光漏れが目立ってユーザに認識されることを防止できる。なお、画像の明るさは、例えば画像データの輝度信号やRGB信号のレベルに基づいて算出することができる。   Therefore, in this embodiment, as a first method, the calibration light emission is stopped according to the brightness of the input image. Specifically, the video ASIC 3 calculates the average brightness of the image from the data of the input image to the image signal input unit 2, and if the average brightness is equal to or lower than the predetermined brightness, calibration is performed. Stops flashing. Thereby, it is possible to prevent the user from recognizing light leakage caused by light due to light emission for calibration. Note that the brightness of the image can be calculated based on, for example, the luminance signal of the image data and the level of the RGB signal.

また、第2の方法として、キャリブレーション用発光を停止することに代えて、キャリブレーション用発光の強度を変化させてもよい。具体的には、ビデオASIC3は、画像信号入力部2に入力された入力画像のデータから、その画像の平均の明るさを算出し、平均の明るさが所定の明るさ以下である場合には、キャリブレーション用発光の強度を低下させる。キャリブレーション用発光の強度としては、入力画像の平均の明るさに応じて予め複数の強度を設定しておく。予め設定される発光強度は、入力画像の平均の明るさが暗いほど弱くなる。ビデオASIC3は、算出された平均の明るさに対応する発光強度でキャリブレーション用発光を行う。この方法によれば、入力画像が暗い場合にはキャリブレーション発光の強度が弱くなるので、光漏れが生じたとしてもそれを目立ちにくくすることができる。   Further, as a second method, the intensity of the calibration light emission may be changed instead of stopping the calibration light emission. Specifically, the video ASIC 3 calculates the average brightness of the image from the data of the input image input to the image signal input unit 2, and when the average brightness is equal to or lower than the predetermined brightness. Reduce the intensity of light emission for calibration. As the intensity of light emission for calibration, a plurality of intensities are set in advance according to the average brightness of the input image. The preset light emission intensity becomes weaker as the average brightness of the input image is darker. The video ASIC 3 performs calibration light emission at a light emission intensity corresponding to the calculated average brightness. According to this method, when the input image is dark, the intensity of calibration light emission becomes weak, so that even if light leakage occurs, it can be made inconspicuous.

なお、以下の説明では、キャリブレーション用発光を停止すること、及び、キャリブレーション用発光の発光強度を低下させることの両方を含めて「キャリブレーション用発光の強度を調整する」と表現するものとする。   In the following description, it is expressed as “adjusting the intensity of the calibration light emission” including both stopping the light emission for calibration and reducing the light emission intensity of the light emission for calibration. To do.

図3は、入力画像の平均の明るさに応じてキャリブレーション用発光の強度を変化させる様子を模式的に示す。図3(A)、(B)において、矢印16の太さが発光強度を示しており、矢印16が太い方が発光強度が強いものとする。   FIG. 3 schematically shows how the intensity of light emission for calibration is changed according to the average brightness of the input image. 3A and 3B, the thickness of the arrow 16 indicates the emission intensity, and the thicker the arrow 16, the higher the emission intensity.

図3(A)は、入力画像が明るい場合を示す。矢印16で示すように、光学素子12上を通過するキャリブレーション用発光の強度は強いが、入力画像が明るい画像であるため多少の光漏れが生じてもあまり目立たない。図3(B)は、入力画像が暗い場合を示す。入力画像が暗い画像であるため多少の光漏れでも目立ってしまうので、キャリブレーション用発光の強度を弱くし、光漏れを目立ちにくくする。このように、入力画像の平均の明るさに応じてキャリブレーション用発光の強度を調整すれば、入力画像が暗い画像であっても、キャリブレーション用発光を行うことができ、常に画像の明るさの補正を行うことができる。   FIG. 3A shows a case where the input image is bright. As indicated by the arrow 16, the intensity of light emission for calibration passing over the optical element 12 is strong, but since the input image is a bright image, it is not so noticeable even if some light leakage occurs. FIG. 3B shows a case where the input image is dark. Since the input image is a dark image, it becomes noticeable even with a slight amount of light leakage. Therefore, the intensity of light emission for calibration is reduced to make the light leakage less noticeable. In this way, if the intensity of the calibration light emission is adjusted according to the average brightness of the input image, the calibration light emission can be performed even if the input image is a dark image, and the brightness of the image is always maintained. Can be corrected.

上記の例では、入力画像の平均の明るさを算出する際の対象領域(以下、「明るさ監視領域」と呼ぶ。)を入力画像全体としているが、これに代えて、入力画像の一部のみを明るさ監視領域としてもよい。即ち、入力画像の一部のみの平均の明るさを算出し、それに基づいてキャリブレーション用発光の強度を調整してもよい。   In the above example, the target area (hereinafter referred to as “brightness monitoring area”) when calculating the average brightness of the input image is the entire input image, but instead, a part of the input image is used. Only the brightness monitoring area may be used. That is, the average brightness of only a part of the input image may be calculated, and the intensity of light emission for calibration may be adjusted based on the average brightness.

明るさ監視領域を入力画像の一部とする場合には、明るさ監視領域を光学素子12に近い領域に設定するのが好ましい。例えば、図2(B)に示すように、光学素子12が画像表示領域15の上側に位置している場合には、明るさ監視領域17を画像表示領域15の上側に設定する。これは、キャリブレーション用発光が行われる領域に近い領域の画像の明るさが、光漏れの目立ちやすさに大きく影響するからである。よって、図2(B)とは異なり、例えば光学素子12が画像表示領域15の下側に位置する場合には、画像表示領域15の下側の一部を明るさ監視領域に設定すればよい。   When the brightness monitoring area is a part of the input image, the brightness monitoring area is preferably set to an area close to the optical element 12. For example, as shown in FIG. 2B, when the optical element 12 is located above the image display area 15, the brightness monitoring area 17 is set above the image display area 15. This is because the brightness of the image in the region close to the region where the calibration light emission is performed greatly affects the conspicuousness of light leakage. Therefore, unlike FIG. 2B, for example, when the optical element 12 is positioned below the image display area 15, a part of the lower side of the image display area 15 may be set as the brightness monitoring area. .

なお、図2(B)の例では、明るさ監視領域を入力画像の1/2の領域としているが、これは一例に過ぎない。明るさ監視領域の大きさは、キャリブレーション用発光の光漏れの影響に応じて適宜設定すればよい。即ち、光漏れの影響に応じて、明るさ監視領域を画像表示領域15の全体としてもよく、3/4、1/2などの任意の割合としてもよい。   In the example of FIG. 2B, the brightness monitoring area is a half of the input image, but this is only an example. The size of the brightness monitoring area may be set as appropriate according to the influence of light leakage from the calibration light emission. That is, the brightness monitoring area may be the entire image display area 15 or may be an arbitrary ratio such as 3/4 or 1/2 according to the influence of light leakage.

図4は、キャリブレーション用発光の強度調整処理のフローチャートである。この処理は、主としてビデオASIC3により行われ、キャリブレーション用発光の強度を調整するものである。なお、この処理は、キャリブレーション用発光を停止する場合と、発光強度を低下させる場合との両方を含んでいる。   FIG. 4 is a flowchart of calibration light emission intensity adjustment processing. This process is mainly performed by the video ASIC 3 and adjusts the intensity of light emission for calibration. This process includes both the case where the light emission for calibration is stopped and the case where the light emission intensity is lowered.

まず、ビデオAISC3は、画像信号入力部2から入力される入力画像データに基づいて、入力画像の平均の明るさを算出する(ステップS1)。なお、この際の明るさ監視領域は、上記のように必要に応じて画像表示領域15の全体又は一部に設定される。   First, the video AISC 3 calculates the average brightness of the input image based on the input image data input from the image signal input unit 2 (step S1). Note that the brightness monitoring area at this time is set to the whole or a part of the image display area 15 as necessary as described above.

次に、ビデオASIC3は、算出された入力画像の平均の明るさが、予め設定された所定の明るさより暗いか否かを判定する(ステップS2)。入力画像の平均の明るさが所定の明るさより暗くない場合(ステップS2:No)、ビデオASIC3は、キャリブレーション用発光の強度を基準強度に設定する(ステップS4)。そして、処理はステップS5へ進む。   Next, the video ASIC 3 determines whether or not the calculated average brightness of the input image is darker than a predetermined brightness set in advance (step S2). When the average brightness of the input image is not darker than the predetermined brightness (step S2: No), the video ASIC 3 sets the intensity of light emission for calibration to the reference intensity (step S4). Then, the process proceeds to step S5.

一方、入力画像の平均の明るさが所定の明るさより暗い場合(ステップS2:Yes)、ビデオASIC3は、前述のように、キャリブレーション用発光を停止するか、又は、キャリブレーション用発光の強度を低下させる(ステップS3)。そして、処理はステップS5へ進む。   On the other hand, when the average brightness of the input image is darker than the predetermined brightness (step S2: Yes), the video ASIC 3 stops the light emission for calibration or sets the intensity of the light emission for calibration as described above. Decrease (step S3). Then, the process proceeds to step S5.

ステップS5では、ビデオASIC3は、入力画像が終了したか否か、即ち画像信号入力部2への画像の入力が停止したか否かを判定する(ステップS5)。入力画像が終了していない場合(ステップS5:No)、処理はステップS1へ戻る。こうして、入力画像が変化しても、その入力画像の平均の明るさに応じてキャリブレーション用発光の強度が調整される。一方、入力画像が終了した場合(ステップS5:Yes)、処理は終了する。   In step S5, the video ASIC 3 determines whether or not the input image is finished, that is, whether or not the input of the image to the image signal input unit 2 is stopped (step S5). If the input image has not ended (step S5: No), the process returns to step S1. Thus, even if the input image changes, the intensity of light emission for calibration is adjusted according to the average brightness of the input image. On the other hand, when the input image ends (step S5: Yes), the process ends.

以上のように、第1実施例では、入力画像の平均の明るさに応じてキャリブレーション用発光の強度を調整するので、キャリブレーション用発光の光漏れを目立たなくすることができる。   As described above, in the first embodiment, the intensity of light emission for calibration is adjusted according to the average brightness of the input image, so that light leakage of light emission for calibration can be made inconspicuous.

[第2実施例]
前述のように、キャリブレーション用発光に起因する光漏れは、入力画像が明るい場合は目立たない。よって、例えば実施例の画像描画装置を車両に搭載するヘッドアップディスプレイに適用する場合、日中などの外部環境が明るい状況では光漏れは目立ちにくくなる。そこで、第2実施例では、外部環境の明るさを検出するセンサを設け、例えば夜間ななどの外部環境が暗い場合のみ、第1実施例のように入力画像の明るさに応じてキャリブレーション用発光の強度を調整する制御を行う。
[Second Embodiment]
As described above, the light leakage caused by the calibration light emission is not noticeable when the input image is bright. Therefore, for example, when the image drawing apparatus of the embodiment is applied to a head-up display mounted on a vehicle, light leakage is less noticeable in a bright external environment such as daytime. Therefore, in the second embodiment, a sensor for detecting the brightness of the external environment is provided, and for calibration only according to the brightness of the input image as in the first embodiment, only when the external environment is dark, such as at night. Control to adjust the intensity of light emission is performed.

図5は、第2実施例に係る画像描画装置1aの構成を示す。画像描画装置1aは、外部環境の明るさを検出する光センサ19を設けた点以外は、図1に示す画像描画装置1と同様に構成される。光センサ19は、外光量を検出し、検出信号をビデオASIC3に出力する。なお、光センサ19は本発明の検出手段の一例である。   FIG. 5 shows a configuration of an image drawing apparatus 1a according to the second embodiment. The image drawing apparatus 1a is configured in the same manner as the image drawing apparatus 1 shown in FIG. 1 except that an optical sensor 19 that detects the brightness of the external environment is provided. The optical sensor 19 detects the amount of external light and outputs a detection signal to the video ASIC 3. The optical sensor 19 is an example of the detection means of the present invention.

ビデオASIC3は、外部環境が暗い場合、即ち光センサ19からの検出信号が示す外光量が所定値以下である場合に、第1実施例と同様に、入力画像の明るさに応じてキャリブレーション用発光の強度を調整する処理を行う。一方、外部環境が明るい場合、即ち外光量が所定値以上である場合には、キャリブレーション用発光の強度を調整する処理を行わない。   The video ASIC 3 is used for calibration according to the brightness of the input image, as in the first embodiment, when the external environment is dark, that is, when the external light amount indicated by the detection signal from the optical sensor 19 is not more than a predetermined value. A process for adjusting the intensity of light emission is performed. On the other hand, when the external environment is bright, that is, when the external light quantity is a predetermined value or more, the process of adjusting the intensity of light emission for calibration is not performed.

図6は、第2実施例によるキャリブレーション用発光の強度調整処理のフローチャートである。この処理は、主としてビデオASIC3により行われる。   FIG. 6 is a flowchart of calibration light emission intensity adjustment processing according to the second embodiment. This process is mainly performed by the video ASIC 3.

まず、ビデオASIC3は、光センサ19からの検出信号に基づいて外光量を検出する(ステップS11)。外光量が所定の閾値より少ない場合、即ち外部環境が暗い場合(ステップS12:Yes)、処理はステップS13へ進む。ステップS13〜S15は第1実施例のステップS1〜S3と同様であり、入力画像の平均の明るさに応じてキャリブレーション用発光の強度を調整する。そして、処理はステップS17へ進む。   First, the video ASIC 3 detects the external light quantity based on the detection signal from the optical sensor 19 (step S11). If the external light amount is smaller than the predetermined threshold, that is, if the external environment is dark (step S12: Yes), the process proceeds to step S13. Steps S13 to S15 are the same as steps S1 to S3 of the first embodiment, and the intensity of light emission for calibration is adjusted according to the average brightness of the input image. Then, the process proceeds to step S17.

一方、外光量が所定の閾値より多い場合、即ち外部環境が明るい場合(ステップS11:No)、ビデオASIC3は、キャリブレーション用発光の強度を基準強度に設定する(ステップS16)。そして、処理はステップS17へ進む。   On the other hand, when the external light amount is larger than the predetermined threshold, that is, when the external environment is bright (No at Step S11), the video ASIC 3 sets the intensity of light emission for calibration to the reference intensity (Step S16). Then, the process proceeds to step S17.

ステップS17では、ビデオASIC3は、入力画像が終了したか否かを判定する。入力画像が終了していない場合(ステップS17:No)、処理はステップS11へ戻る。一方、入力画像が終了した場合(ステップS17:Yes)、処理は終了する。   In step S17, the video ASIC 3 determines whether or not the input image has been completed. If the input image has not ended (step S17: No), the process returns to step S11. On the other hand, when the input image ends (step S17: Yes), the process ends.

以上のように、第2実施例では、外部環境が暗い場合にのみ、キャリブレーション用発光の強度を調整する処理を行う。これにより、外部環境が明るい場合には、常に基準強度でキャリブレーション用発光を行って画像の明るさの補正を行うことが可能となる。   As described above, in the second embodiment, processing for adjusting the intensity of light emission for calibration is performed only when the external environment is dark. As a result, when the external environment is bright, it is possible to always perform calibration light emission at the reference intensity to correct the brightness of the image.

[第3実施例]
第1実施例及び第2実施例では、受光素子12を遮光マスク11の位置に設けている。その代わりに、第3実施例では、受光素子12xをMEMSミラー95の手前の位置に設ける。
[Third embodiment]
In the first and second embodiments, the light receiving element 12 is provided at the position of the light shielding mask 11. Instead, in the third embodiment, the light receiving element 12x is provided at a position in front of the MEMS mirror 95.

図7は、第3実施例による画像描画装置1bの構成を示す。図1と比較するとわかるように、第3実施例による画像描画装置1bは、受光素子12xがレーザ光源部9内部の、MEMSミラー95の手前の位置に設けられている点以外は、第1実施例の画像描画装置1と同様の構成を有する。受光素子12xは、第1実施例の受光素子12と同様の機能を有し、入射したレーザ光の光量を示す検出信号SdをビデオASIC3に出力する。ビデオASIC3は、第1実施例と同様に、入力画像の明るさに応じてキャリブレーション用発光の強度を調整する。   FIG. 7 shows a configuration of an image drawing apparatus 1b according to the third embodiment. As can be seen from comparison with FIG. 1, the image drawing apparatus 1 b according to the third embodiment is the first embodiment except that the light receiving element 12 x is provided in the laser light source unit 9 at a position in front of the MEMS mirror 95. It has the same configuration as the image drawing apparatus 1 of the example. The light receiving element 12x has the same function as the light receiving element 12 of the first embodiment, and outputs a detection signal Sd indicating the amount of incident laser light to the video ASIC 3. Similar to the first embodiment, the video ASIC 3 adjusts the intensity of light emission for calibration according to the brightness of the input image.

第3実施例においても、MEMSミラー95がブランキング領域を走査している期間中にキャリブレーション用発光が行われるので光漏れの問題が発生しうる。しかし、第1、第2実施例では、MEMSミラー95による走査されたレーザ光、即ち走査光が光学素子12に入射するのに対し、第3実施例では、MEMSミラー95により走査される前のレーザ光が直接、即ち、より確実に光学素子12xに入射する。よって、第1、第2実施例と比較してキャリブレーション用発光を行う発光時間を短くすることができるので、光漏れが発生してもその影響を小さくすることができる。その結果、キャリブレーション用発光の強度の調整を行うか否かを決定する際に使用する画像の明るさの基準値(図4のステップS2及び図6のステップS14における「所定の明るさ」)を下げることが可能となる。これにより、キャリブレーション用発光の強度が調整される頻度が減り、基準強度でキャリブレーション発光がなされる確率が増加する。   Also in the third embodiment, since light emission for calibration is performed during the period in which the MEMS mirror 95 scans the blanking region, a problem of light leakage may occur. However, in the first and second embodiments, the laser beam scanned by the MEMS mirror 95, that is, the scanning beam is incident on the optical element 12, whereas in the third embodiment, the laser beam before being scanned by the MEMS mirror 95 is used. The laser light is directly, that is, more reliably incident on the optical element 12x. Therefore, since the light emission time for performing the calibration light emission can be shortened as compared with the first and second embodiments, the influence can be reduced even if light leakage occurs. As a result, the reference value of the brightness of the image used when determining whether or not to adjust the intensity of light emission for calibration (“predetermined brightness” in step S2 in FIG. 4 and step S14 in FIG. 6). Can be lowered. As a result, the frequency with which the intensity of calibration light emission is adjusted decreases, and the probability that calibration light emission is performed at the reference intensity increases.

なお、第3実施例に第2実施例を組み合わせてもよい。即ち、図7に示す第3実施例の画像描画装置1bにおいて、さらに第2実施例のように光センサ19を設け、第2実施例と同様の方法によりキャリブレーション用発光の強度を調整してもよい。   The second embodiment may be combined with the third embodiment. That is, in the image drawing apparatus 1b of the third embodiment shown in FIG. 7, an optical sensor 19 is further provided as in the second embodiment, and the intensity of calibration light emission is adjusted by the same method as in the second embodiment. Also good.

[変形例]
上記の実施例では、キャリブレーション用発光により画像の明るさを補正しているが、本発明の適用はこれには限られない。例えば、ブランキング領域におけるキャリブレーション用発光により、レーザ光の色ずれや位置ずれ(カラーバランス)の補正を行う場合に本発明を適用してもよい。
[Modification]
In the above embodiment, the brightness of the image is corrected by light emission for calibration, but the application of the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to correction of color deviation or position deviation (color balance) of laser light by light emission for calibration in the blanking region.

1、1a、1b 画像描画装置
3 ビデオASIC
7 レーザドライバASIC
8 MEMS制御部
10 光学系
11 遮光マスク
12、12x 光学素子
13 マイクロレンズアレイ
14 フィールドレンズ
95 MEMSミラー
1, 1a, 1b Image drawing device 3 Video ASIC
7 Laser driver ASIC
8 MEMS Control Unit 10 Optical System 11 Shading Mask 12, 12x Optical Element 13 Micro Lens Array 14 Field Lens 95 MEMS Mirror

Claims (8)

画像を投影する投影装置であって、
光ビームを射出する光ビーム射出手段と、
前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査手段と、
前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御手段と、
前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光素子と、
前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させることを特徴とする投影装置。
A projection device for projecting an image,
A light beam emitting means for emitting a light beam;
Scanning means for scanning the light beam in a scanning region composed of a drawing region and a non-drawing region of the image to be projected;
Control for controlling the light beam emitting means so that the scanning means emits a light beam corresponding to the image while scanning the drawing area, and the scanning means emits a reference beam while scanning the non-drawing area. Means,
A light receiving element that receives at least part of the reference beam and outputs a signal related to the intensity of the received light;
Correction means for correcting the light beam emitted by the light beam emission means based on the signal output from the light receiving element;
With
The projection device characterized in that the control means changes the intensity of the reference beam in accordance with the brightness of the image drawn in the drawing area.
前記制御手段は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさが所定の明るさより暗い場合に、前記基準ビームの射出を停止させることを特徴とする請求項1に記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 1, wherein the control unit stops the emission of the reference beam when the brightness of the image drawn in the drawing area is darker than a predetermined brightness. 外部環境の明るさを検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記外部環境の明るさが基準の明るさより明るい場合は、前記基準ビームの射出を停止させないことを特徴とする請求項2に記載の投影装置。
Equipped with detection means for detecting the brightness of the external environment,
The projection apparatus according to claim 2, wherein the control unit does not stop the emission of the reference beam when the brightness of the external environment detected by the detection unit is brighter than the reference brightness.
前記制御手段は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさが所定の明るさ以上である場合は前記基準ビームを第1の強度で射出させ、前記描画領域に描画される前記画像の明るさが前記所定の明るさより暗い場合は前記基準ビームを前記第1の強度より弱い第2の強度で射出させることを特徴とする請求項1に記載の投影装置。   The control means emits the reference beam at a first intensity when the brightness of the image drawn in the drawing area is equal to or higher than a predetermined brightness, and the brightness of the image drawn in the drawing area 2. The projection apparatus according to claim 1, wherein when the height is darker than the predetermined brightness, the reference beam is emitted at a second intensity that is weaker than the first intensity. 外部環境の明るさを検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記外部環境の明るさが基準の明るさより明るい場合は、前記基準ビームの強度を前記第1の強度のまま維持することを特徴とする請求項4に記載の投影装置。
Equipped with detection means for detecting the brightness of the external environment,
5. The control unit according to claim 4, wherein when the brightness of the external environment detected by the detection unit is brighter than a reference brightness, the intensity of the reference beam is maintained at the first intensity. The projection apparatus described in 1.
光ビーム射出手段と、走査手段と、受光素子とを備え、画像を投影する投影装置により実行される投影方法であって、
前記光ビーム射出手段により光ビームを射出する光ビーム射出工程と、
前記走査手段により、前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査工程と、
前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御工程と、
前記受光素子により、前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光工程と、
前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正工程と、
を備え、
前記制御工程は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させることを特徴とする投影方法。
A projection method that includes a light beam emitting unit, a scanning unit, and a light receiving element, and that is executed by a projection device that projects an image,
A light beam emitting step of emitting a light beam by the light beam emitting means;
A scanning step of scanning the light beam in a scanning region composed of a drawing region and a non-drawing region of the image to be projected by the scanning unit;
Control for controlling the light beam emitting means so that the scanning means emits a light beam corresponding to the image while scanning the drawing area, and the scanning means emits a reference beam while scanning the non-drawing area. Process,
A light receiving step of receiving at least a part of the reference beam by the light receiving element and outputting a signal related to the intensity of the received light;
A correcting step for correcting the light beam emitted by the light beam emitting means based on the signal output from the light receiving element;
With
The projection method characterized in that the control step changes the intensity of the reference beam in accordance with the brightness of the image drawn in the drawing area.
光ビーム射出手段と、走査手段と、受光素子と、コンピュータとを備え、画像を投影する投影装置により実行されるプログラムであって、
前記光ビーム射出手段により光ビームを射出する光ビーム射出工程と、
前記走査手段により、前記光ビームを、前記投影する画像の描画領域および非描画領域からなる走査領域内で走査する走査工程と、
前記走査手段が前記描画領域を走査中に前記画像に対応する光ビームを射出させ、前記走査手段が前記非描画領域を走査中に基準ビームを射出させるように前記光ビーム射出手段を制御する制御工程と、
前記受光素子により、前記基準ビームの少なくとも一部を受光し、当該受光した光の強度に関する信号を出力する受光工程と、
前記受光素子から出力された信号に基づいて、前記光ビーム射出手段が射出する光ビームに関する補正を行う補正工程と、
を前記コンピュータに実行させ、
前記制御工程は、前記描画領域に描画される前記画像の明るさに応じて、前記基準ビームの強度を変化させることを特徴とするプログラム。
A program that includes a light beam emitting unit, a scanning unit, a light receiving element, and a computer and that is executed by a projection device that projects an image,
A light beam emitting step of emitting a light beam by the light beam emitting means;
A scanning step of scanning the light beam in a scanning region composed of a drawing region and a non-drawing region of the image to be projected by the scanning unit;
Control for controlling the light beam emitting means so that the scanning means emits a light beam corresponding to the image while scanning the drawing area, and the scanning means emits a reference beam while scanning the non-drawing area. Process,
A light receiving step of receiving at least a part of the reference beam by the light receiving element and outputting a signal related to the intensity of the received light;
A correcting step for correcting the light beam emitted by the light beam emitting means based on the signal output from the light receiving element;
To the computer,
The control step includes changing the intensity of the reference beam according to the brightness of the image drawn in the drawing area.
請求項7に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。   A storage medium storing the program according to claim 7.
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