JP2017072827A - Projection device - Google Patents
Projection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017072827A JP2017072827A JP2016187061A JP2016187061A JP2017072827A JP 2017072827 A JP2017072827 A JP 2017072827A JP 2016187061 A JP2016187061 A JP 2016187061A JP 2016187061 A JP2016187061 A JP 2016187061A JP 2017072827 A JP2017072827 A JP 2017072827A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- scanning
- amount
- output
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Abstract
Description
本発明は、投射装置に関する。 The present invention relates to a projection apparatus.
光投射によって投射面に映像を形成する光投射装置では、たとえば赤色、緑色、及び青色といった複数種類の半導体レーザ素子を用いて希望の色の光を投射している。ところが、半導体レーザ素子に駆動電流を印加しても、レーザ発振が可能な濃度のキャリアが生成されるまでに一定の時間を必要とする。そのため、発光遅延が生じて、駆動電流に対応する光量の光が出力されるまでの立ち上がり時間がかかる場合がある。なお、発光遅延とは、駆動電流の印加当初には半導体レーザ素子から低い光量の光しか出力されず、印加した駆動電流の電流値に対応する定常の光量の光が出力されるまでに時間がかかる現象である。特に、近年では、600[nm]の赤色半導体レーザ素子、及び500[nm]の緑色半導体レーザ素子などを用いたシステムが実用化されている。これらの半導体レーザ素子では、従来の1.3μm帯、1.5μm帯、又は780nm帯の半導体レーザ素子に比べて立ち上がり時間が生じ易い。これは、レーザ発振が可能な濃度のキャリアが生成されるまでにさらに時間を必要とする特性をこれらの半導体レーザ素子が有しているためである。 In an optical projection apparatus that forms an image on a projection surface by optical projection, light of a desired color is projected using a plurality of types of semiconductor laser elements such as red, green, and blue. However, even when a drive current is applied to the semiconductor laser element, a certain time is required until a carrier having a concentration capable of laser oscillation is generated. For this reason, there is a case where a light emission delay occurs and a rise time is required until light of a light amount corresponding to the drive current is output. Note that the light emission delay means that only a low amount of light is output from the semiconductor laser element at the beginning of the application of the drive current, and the time until a constant amount of light corresponding to the current value of the applied drive current is output. This is the phenomenon. Particularly, in recent years, a system using a 600 [nm] red semiconductor laser element and a 500 [nm] green semiconductor laser element has been put into practical use. In these semiconductor laser elements, the rise time is likely to occur as compared with the conventional semiconductor laser elements in the 1.3 μm band, 1.5 μm band, or 780 nm band. This is because these semiconductor laser elements have characteristics that require more time until carriers having a concentration capable of laser oscillation are generated.
そのため、たとえば特許文献1では、発光開始時の駆動電流に補助電流を上乗せして印加することにより、半導体レーザ素子の発光遅延を補っている。
For this reason, in
しかしながら、複数の半導体レーザ素子を備える光投射装置では、半導体レーザ素子の種類によって立ち上り時間がかかる程度が異なる。そのため、各半導体レーザ素子に異なる程度の発光遅延が発生すると、駆動電流に応じた光量の光が各半導体レーザ素子から出力されるタイミングがずれて、投射面に表示される映像のエッジ部分に色ムラが発生してしまう。たとえば複数種類の半導体レーザ素子のうち、赤色及び緑色の半導体レーザ素子には発光遅延が発生し易い傾向にある。そのため、各半導体レーザ素子を同時に発光して真白な映像を投射する場合、青色の半導体レーザ素子には発光遅延が生じないため、投射光に色ムラが発生し、特に映像のエッジ部分が青みがかった色になってしまう。 However, in an optical projection apparatus including a plurality of semiconductor laser elements, the degree of rise time varies depending on the type of semiconductor laser element. For this reason, when a light emission delay of a different level occurs in each semiconductor laser element, the timing at which the amount of light corresponding to the drive current is output from each semiconductor laser element shifts, and the edge portion of the image displayed on the projection surface is colored. Unevenness occurs. For example, among a plurality of types of semiconductor laser elements, red and green semiconductor laser elements tend to cause a light emission delay. Therefore, when projecting a white image by simultaneously emitting light from each semiconductor laser element, there is no light emission delay in the blue semiconductor laser element, resulting in uneven color in the projected light, especially the edge portion of the image is bluish It becomes a color.
このような問題に対して、特許文献1では、程度が異なる複数種類の半導体レーザ素子の発光遅延を補うことについては何ら言及していない。また、特許文献1では、発光開始時の駆動電流に補助電流を上乗せするため、光量がオーバーシュートし易く、発光開始時の光量を調整することが難しい。さらに、補助電流分の電力消費が増えるという問題もあった。
With respect to such a problem,
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、光源の発光遅延に起因する問題の発生を抑制又は防止することができる投射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a projection device that can suppress or prevent the occurrence of a problem due to light emission delay of a light source.
上記目的を達成するために、本発明の一の態様による投射装置は、レーザ光を出射する複数の光源と、前記レーザ光を走査する走査部と、前記レーザ光の出力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、第1走査範囲と第2走査範囲とを含む走査範囲において、前記第1走査範囲で前記出力が第1光量となる制御を行い、前記第2走査範囲で前記出力が前記第1光量より大きい第2光量となる制御を行う構成(第1の構成)とされる。 In order to achieve the above object, a projection apparatus according to an aspect of the present invention includes a plurality of light sources that emit laser light, a scanning unit that scans the laser light, and a control unit that controls the output of the laser light. And the control unit performs control so that the output becomes the first light amount in the first scanning range in a scanning range including the first scanning range and the second scanning range, and the output in the second scanning range. Is a configuration (first configuration) in which control is performed so that the second light amount is larger than the first light amount.
上記第1の構成の投射装置は、投影面に投影する画像の画像情報を格納するメモリを備え、前記制御部は、前記画像情報に基づいて前記レーザ光の出力を制御する構成(第2の構成)とされてもよい。 The projection apparatus having the first configuration includes a memory that stores image information of an image to be projected onto a projection plane, and the control unit controls the output of the laser light based on the image information (second configuration). Configuration).
上記第1又は第2の構成の投射装置は、前記制御部は、前記レーザ光の出射開始から前記出力が前記第1光量に達するまでの時間が前記出力が前記第1光量から減少し始めてから前記レーザ光の出射停止までの時間より短いことに基づき、前記走査範囲において、前記第1走査範囲で前記出力が第1光量となる制御を行い、前記第2走査範囲で前記出力が前記第1光量より大きい第2光量となる制御を行う構成(第3の構成)とされてもよい。 In the projection device having the first or second configuration, the control unit is configured such that the time from when the laser beam starts to be emitted until the output reaches the first light amount starts to decrease from the first light amount. Based on the fact that it is shorter than the time until the laser beam emission stops, in the scanning range, the output is controlled to be the first light quantity in the first scanning range, and the output is the first scanning range in the second scanning range. A configuration in which the control is performed to obtain a second light amount larger than the light amount (third configuration) may be employed.
上記第1〜第3のいずれかの構成の投射装置は、前記走査部は前記レーザ光を往復に走査し、往路の前記第1走査範囲での前記レーザ光の出射開始位置及び出射停止位置を、それぞれ復路の前記第1走査範囲での前記レーザ光の出射停止位置及び出射開始位置に対応させる構成(第4の構成)とされてもよい。 In the projection apparatus having any one of the first to third configurations, the scanning unit scans the laser light in a reciprocating manner, and determines an emission start position and an emission stop position of the laser light in the first scanning range of the forward path. The laser beam emission stop position and emission start position in the first scanning range of the return path may be configured (fourth configuration).
上記第4の構成の投射装置は、前記往路の前記第2走査範囲は、前記復路での前記出射開始から前記出力が前記第1光量に達するまでの間に前記復路の前記レーザ光が走査される第3走査範囲と重複する構成(第5の構成)とされてもよい。 In the projection device having the fourth configuration, the second scanning range of the forward path is scanned with the laser beam in the backward path from the start of emission in the backward path until the output reaches the first light amount. A configuration (fifth configuration) that overlaps the third scanning range may be used.
上記第5の構成の投射装置は、前記往路の前記第2走査範囲での走査距離は、前記復路の前記第3走査範囲での走査距離以下である構成(第6の構成)とされてもよい。 The projection apparatus having the fifth configuration may have a configuration (sixth configuration) in which a scanning distance in the second scanning range of the forward path is equal to or less than a scanning distance in the third scanning range of the return path. Good.
上記第4〜第6のいずれかの構成の投射装置は、前記制御部は、前記往路及び前記復路の前記第2走査範囲での累積光量を前記光源の出射遅延に起因して低下した累積光量と同じになるように制御を行う構成(第7の構成)とされてもよい。 In the projection device having any one of the fourth to sixth configurations, the control unit reduces the accumulated light amount in the second scanning range of the forward path and the return path due to an emission delay of the light source. It may be configured to perform control so as to be the same as (seventh configuration).
上記第1〜第7のいずれかの構成の投射装置は、前記光源に駆動電流を供給する光源駆動部をさらに備え、 前記光源は半導体レーザ素子であって、前記光源駆動部は、出射停止の際に前記レーザ光の光量を急激に減少させる場合、前記半導体レーザ素子がレーザ発振モードのみで出射する電流値の下限を示す発振閾値電流以上の第1電流値から該発振閾値電流未満の第2電流値に前記駆動電流を減少させる構成(第8の構成)とされてもよい。 The projection apparatus having any one of the first to seventh configurations further includes a light source driving unit that supplies a driving current to the light source, the light source is a semiconductor laser element, and the light source driving unit is configured to stop emission. When the amount of the laser beam is suddenly reduced, the second current less than the oscillation threshold current from the first current value equal to or higher than the oscillation threshold current indicating the lower limit of the current value emitted by the semiconductor laser element only in the laser oscillation mode. A configuration (eighth configuration) in which the drive current is decreased to a current value may be employed.
上記第1〜第8のいずれかの構成の投射装置は、前記制御部は、前記第2走査範囲での前記第2光量を複数の段階に分けて増加させる構成(第9の構成)とされてもよい。 In the projection device having any one of the first to eighth configurations, the control unit is configured to increase the second light amount in the second scanning range in a plurality of stages (a ninth configuration). May be.
上記第1〜第9のいずれかの構成の投射装置は、前記光源は半導体レーザ素子であって、前記第1走査範囲での前記出射開始迄の所定期間において、前記半導体レーザ素子がレーザ発振モードのみで出射する電流値未満の電流が前記半導体レーザ素子に印加される構成(第10の構成)であってもよい。 In the projection apparatus having any one of the first to ninth configurations, the light source is a semiconductor laser element, and the semiconductor laser element is in a laser oscillation mode in a predetermined period until the emission start in the first scanning range. It may be a configuration (tenth configuration) in which a current less than a current value emitted by only the semiconductor laser element is applied to the semiconductor laser element.
上記第10の構成の投射装置は、前記電流の供給時間は、前記半導体レーザ素子が出射を開始してから前記第1光量の光出力に達するまでに要する時間以上である構成(第11の構成)であってもよい。 In the projection apparatus of the tenth configuration, the current supply time is longer than the time required for the semiconductor laser element to reach the first light output from the start of emission (the eleventh configuration). ).
また、上記第1の構成の投射装置は、複数の前記光源は第1光源と第2光源とを含み、前記第1光源が所定の光量を出力するまでに要する時間は前記第2光源よりも長く、前記制御部は、前記第2光源よりも先に前記第1光源に駆動電流を供給する制御を行う構成(第12の構成)であってもよい。 In the projection apparatus having the first configuration, the plurality of light sources include a first light source and a second light source, and the time required for the first light source to output a predetermined light amount is longer than that of the second light source. The control unit may be configured to perform control to supply a drive current to the first light source before the second light source (a twelfth configuration).
上記第12の構成の投射装置は、前記制御部は、前記第1光源の光量と前記第2光源の光量とがそれぞれ所定の光量に達する各時点が同じとなる制御を行う構成(第13の構成)であってもよい。 In the projection device having the twelfth configuration, the control unit performs control such that the amount of light of the first light source and the amount of light of the second light source are the same at each time point when the light amount reaches a predetermined amount. Configuration).
上記第12の構成の投射装置は、前記制御部は、複数の前記光源において前記レーザ光の出射開始から前記出力が前記第1光量に達するまでの各時間の時間差に基づいて、前記第1光源の光量及び前記第2光源の光量がそれぞれ前記所定の光量に対して前記所定割合に達する各時点が同じとなる制御を行う構成(第14の構成)であってもよい。 In the projection device of the twelfth configuration, the control unit is configured to control the first light source based on a time difference of each time from the start of emission of the laser light until the output reaches the first light amount in the plurality of light sources. And a configuration (14th configuration) in which control is performed so that the time points at which the light amount of the second light source and the light amount of the second light source reach the predetermined ratio with respect to the predetermined light amount are the same.
上記第12〜第14のいずれかの構成の投射装置は、前記制御部は、前記所定の光量未満の光出力をさせる第1電流値の駆動電流を前記第2光源に供給した後、前記所定の光量の光出力をさせる第2電流値の駆動電流を前記第2光源に供給する構成(第15の構成)であってもよい。 In the projection device having any one of the twelfth to fourteenth configurations, the control unit supplies the second light source with a driving current having a first current value that causes the light output to be less than the predetermined light amount, and then performs the predetermined operation. A configuration (a fifteenth configuration) may be provided in which a drive current having a second current value for causing a light output of a certain amount of light is supplied to the second light source.
上記第12〜第15のいずれかの構成の投射装置は、前記制御部は前記第2光源の前記駆動電流を前記所定の光量の光を出力させる電流値まで複数の段階に分けて増加させる構成(第16の構成)であってもよい。 In the projection device having any one of the twelfth to fifteenth configurations, the control unit increases the driving current of the second light source in a plurality of stages up to a current value for outputting the predetermined amount of light. (16th structure) may be sufficient.
上記第12〜第16のいずれかの構成の投射装置は、複数の前記光源の各々の光量を検出する光検出部の検出結果に基づいて、複数の前記光源の各々の前記時間を算出する算出部をさらに備える構成(第17の構成)であってもよい。 The projection device having any one of the twelfth to sixteenth configurations calculates the time of each of the plurality of light sources based on a detection result of a light detection unit that detects the amount of light of each of the plurality of light sources. A configuration (a seventeenth configuration) may further be included.
上記第17の構成の投射装置は、前記制御部は、無効投射領域を走査する際に、複数の前記光源から前記レーザ光を出射させる制御を行う構成(第18の構成)であってもよい。 The projection device of the seventeenth configuration may have a configuration (eighteenth configuration) in which the control unit performs control to emit the laser light from a plurality of the light sources when scanning the invalid projection area. .
上記第18の構成の投射装置は、前記制御部は、無効投射領域を走査する際に、前記算出部は前記無効投射領域を走査する際の前記光検出部の検出結果に基づいて前記時間を決定する構成(第19の構成)であってもよい。 In the projection device of the eighteenth configuration, when the control unit scans the invalid projection area, the calculation unit calculates the time based on a detection result of the light detection unit when scanning the invalid projection area. The configuration to be determined (19th configuration) may be used.
上記第12〜第19のいずれかの構成の投射装置は、前記所定の光量は、白色光を出射するのに必要な光量である構成(第20の構成)であってもよい。 In the projection apparatus having any one of the twelfth to nineteenth configurations, the predetermined light amount may be a light amount necessary for emitting white light (a twentieth configuration).
本発明によれば、光源の発光遅延に起因する問題の発生を抑制又は防止することができる投射装置を提供することができる。たとえば、複数の発光素子が光出力を行う際、発光素子毎の発光遅延の発生の違いにより発生する光の色ムラを改善できる。また、発光素子の発光開始時の発光遅延に起因する光量の低下を改善できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the projection apparatus which can suppress or prevent generation | occurrence | production of the problem resulting from the light emission delay of a light source can be provided. For example, when a plurality of light emitting elements perform light output, it is possible to improve light color unevenness caused by a difference in light emission delay for each light emitting element. In addition, it is possible to improve the decrease in the amount of light caused by the light emission delay at the start of light emission of the light emitting element.
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照し、車両用のヘッドアップディスプレイ装置100を例に挙げて説明する。なお、以下では、ヘッドアップディスプレイ装置100をHUD(Head-Up Display)装置100と呼ぶ。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, using a vehicle head-up
<第1実施形態>
図1は、HUD装置100の概略図である。本実施形態のHUD装置100は、車両200に搭載されている。HUD装置100は、プロジェクタユニット101(光投射装置)からコンバイナ102に向けて走査レーザ光300(走査光)を投射し、その投射像をユーザの視野内に重ねて表示する表示装置である。なお、図1において、一点鎖線の矢印400は車両200の運転席に座っているユーザの視線を示している。また、HUD装置100は、車両に限らず、他の乗り物(例えば航空機等)に搭載されてもよい。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram of the
コンバイナ102は、図1に示すように、車両200のフロントガラス201の内面に貼り付けられている。このコンバイナ102は、プロジェクタユニット101の投射像をユーザの視野内に表示するための投射部材であり、たとえばハーフミラーなどの半透過性の反射材料を用いて形成されている。プロジェクタユニット101からコンバイナ102に走査レーザ光300が投射されることによって、コンバイナ102の投射面102aの所定領域に虚像(映像)が形成される。このために、車両200の前方(すなわち視線400の方向)を見ているユーザは、車両200の前方の外界像とプロジェクタユニット101から投射される投射画像とを同時に視認することができる。
As shown in FIG. 1, the
次に、プロジェクタユニット101について説明する。図2は、プロジェクタユニット101の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、第1実施形態において、プロジェクタユニット101は、ハウジング1と、光学エンジン部2と、MEMSエンジン部3とを備えている。
Next, the
ハウジング1は光学エンジン部2及びMEMSエンジン部3を搭載している。また、ハウジング1には、MEMSエンジン部3から出射される走査レーザ光300を外部に出射するための窓部1a(光透過窓)が形成されている。窓部1aは、たとえば、ガラス又は透光性の樹脂材料などを用いて形成されている。なお、ハウジング1のより詳細な構成については後に詳述する。
The
光学エンジン部2は、複数のレーザダイオード21a〜21cと、光学系22と、フォトディテクタ23a〜23cとを含んで構成され、MEMSエンジン部3に光を出射する。なお、以下では、レーザダイオード21a〜21cをそれぞれLD(Laser Diode)21a〜21cと呼び、フォトディテクタ23a〜23cをそれぞれPD(Photo Detector)23a〜23cと呼ぶ。なお、光学エンジン部2の構成は図2の例示に限定されない。たとえば、光学エンジン部2は、フォトディテクタ23a〜23cに代えて、光学系22とMEMSエンジン部3との間に配置されるハーフミラー(たとえば透過率99%)と、ハーフミラーの反射光の光出力を検出するPD(光検出部)を含んでいてもよい。
The
LD21aは赤色レーザ光を出射する発光素子である。LD21bは緑色レーザ光を出射する発光素子である。LD21cは青色レーザ光を出射する発光素子である。
The
ここで、LD11a〜11cの駆動電流に対する光出力特性について説明しておく。なお、ここでは、LD11aを例に挙げて説明するが、他のLD11b、11cの駆動電流に対する光出力特性も同様であるため、それらの説明は割愛する。図3は、LD11aの駆動電流に対する光出力特性を示すグラフである。LD11aの光出力及びLD11aに印加される駆動電流が図3において色付けした四角形状の範囲Ag内になると、LD11aはレーザ発振モードとLED発光モードとが混在した状態で発光する。従って、LD11aの光出力は不安定となる。また、グラフ上の点GA、GBはそれぞれ範囲Ag内のグラフの下限、上限である。光出力及び駆動電流が下限点GAに対応する光出力PA及び電流値IA未満になると、LD11aはLED発光モードで発光する。この場合、LD11aは、波長及び位相がレーザ発振モードよりも不揃いな出射光を出力するが、範囲Ag内での発光よりも安定した発光を行う。また、光出力及び駆動電流が上限点GBに対応する光出力PB及び電流値IBよりも大きくなると、LD11aはLD発振モードで発光する。この場合、LD11aは、安定したレーザ発振動作により、比較的波長及び位相の揃ったコヒーレント光を出力する。 Here, the light output characteristics with respect to the drive current of the LDs 11a to 11c will be described. Here, the LD 11a is described as an example, but the optical output characteristics with respect to the drive currents of the other LDs 11b and 11c are also the same, and therefore the description thereof is omitted. FIG. 3 is a graph showing optical output characteristics with respect to the drive current of the LD 11a. When the light output of the LD 11a and the drive current applied to the LD 11a are within the rectangular range Ag colored in FIG. 3, the LD 11a emits light in a state where the laser oscillation mode and the LED emission mode are mixed. Therefore, the light output of the LD 11a becomes unstable. The points GA and GB on the graph are the lower limit and the upper limit of the graph within the range Ag, respectively. When the light output and the drive current become less than the light output PA corresponding to the lower limit point GA and the current value IA, the LD 11a emits light in the LED light emission mode. In this case, the LD 11a outputs emitted light whose wavelength and phase are more irregular than in the laser oscillation mode, but emits light more stably than light emission within the range Ag. Further, when the light output and the drive current become larger than the light output PB and the current value IB corresponding to the upper limit point GB, the LD 11a emits light in the LD oscillation mode. In this case, the LD 11a outputs coherent light having a relatively uniform wavelength and phase by a stable laser oscillation operation.
次に、LD11a〜11cの光応答特性を説明する。図4A〜図4Cは一定の駆動電流Ia1〜Ic1を印加した各LD21a〜21cの光出力の応答特性を示すグラフである。図4Aは、赤色LD21aの光出力の応答特性を示すグラフである。図4Bは、緑色LD21bの光出力の応答特性を示すグラフである。図4Cは、青色LD21cの光出力の応答特性を示すグラフである。なお、図4A〜図4Cにおいて、時刻tSは駆動電流の印加を開始(すなわち発光を開始)する時刻を示し、時刻tEは駆動電流の印加を終了(すなわち発光を終了)する時刻を示す。これらは他の図でも同様である。
Next, the optical response characteristics of the LDs 11a to 11c will be described. 4A to 4C are graphs showing the response characteristics of the optical outputs of the
図4A〜図4Cに示すように、各LD21a〜21cの光出力の応答特性は異なる。たとえば、各LD21a〜21cはそれぞれ駆動電流の印加開始時に発光遅延を生じる。発光遅延とは、各LD21a〜21cへの駆動電流の印加開始時には低い光量の光しか出力されず、印加した駆動電流の電流値Ia1、Ib1、Ic1に対応する定常の光量Pa1、Pb1、Pc1の光が出力されるまでに立ち上がり時間TA、TB、TCがかかる現象である。立ち上がり時間TA、TB、TCは、発光開始(駆動電流の印加開始)から駆動電流の電流値Ia1、Ib1、Ic1に対応する光量Pa1、Pb1、Pc1に光出力に達するまでの光応答時間であり、それらの時間長は各LD21a〜21cで異なる。以下に、LD21a〜21cが光量0の状態(すなわち光出力が0の状態)から白色表示を行う場合でのLD21a〜21cの光出力の応答特性を説明する。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the response characteristics of the light outputs of the
赤色LD21aでは、図4Aに示すように、時刻ta0(=tS)にて一定の駆動電流Ia1が印加されると、該駆動電流Ia1に対応する定常の光量Pa1で発光するまでに立ち上がり時間TA(=ta1−ta0)を要する。すなわち、赤色LD21aの光出力は時刻ta0から徐々に増加し、時刻ta2にて定常の光量の半分0.5Pa1となり、時刻ta1にて定常の光量Pa1となる。なお、定常の光量Pa1はたとえばLD21a〜21cが白色表示を行う場合のLD21aの光量Pa1である。このように、赤色LD21aは、LD21a〜21cのうち、光量が0の状態から定常の光量Pa1の光を出力するまでに要する立ち上がり時間TAが最も長い発光素子である。
In the
また、緑色LD21bでは、図4Bに示すように、時刻tb0(=tS)にて一定の駆動電流Ib1が印加されると、該駆動電流Ib1に対応する定常の光量Pb1で発光するまでに立ち上がり時間TB(=tb1−tb0)を要する。すなわち、緑色LD21aの光出力は、時刻tb0から増加して、時刻tb2にて定常の光量の半分0.5Pb1となり、時刻tb1にて定常の光量Pb1となる。なお、定常の光量Pb1はたとえばLD21a〜21cが白色表示を行う場合のLD21bの光量Pb1である。但し、緑色LD21bの立ち上がり時間TBは、赤色LD21aの立ち上がり時間TAよりも早い(0<TB<TA)。
In the
一方、青色LD21cでは、図4Cに示すように光出力の応答特性が非常に良好であり、時刻tc0(=tS)にて一定の駆動電流Ic1が印加されると、直ちに該駆動電流Ic1に対応する定常の光量Pc1で発光する。すなわち、青色LD21cは、立ち上がり時間TCをほとんど要しない(TC≒0)。なお、定常の光量Pc1はたとえばLD21a〜21cが白色表示を行う場合のLD21cの光量Pc1である。
On the other hand, in the
次に、図2に戻って、光学エンジン部2について説明する。光学系12は、コリメータレンズ221a〜221cと、ビームスプリッタ222a〜222cと、集光レンズ223と、を含んで構成されている。コリメータレンズ221a〜221cは、各LD21a〜21cから出射されるレーザ光を平行光に変換する光学素子である。また、ビームスプリッタ222a〜222cは、たとえばダイクロイックミラーなどの光学素子であり、特定の波長の光を反射し、他の波長の光を透過する。さらに、ビームスプリッタ222a〜222cはそれぞれコリメータレンズ221a〜221cから入射する光の一部を反射して残りの一部を透過する。PD23a〜23cはそれぞれ、ビームスプリッタ222a〜222cから入射する光の光出力を検出する光検出部であり、その検出結果に基づく光検出信号を後述するCPU58に出力する。
Next, returning to FIG. 2, the
LD21aから出射される赤色レーザ光は、コリメータレンズ221aにより平行光に変換される。赤色レーザ光の一部は、ビームスプリッタ222aで反射され、ビームスプリッタ222cを透過して集光レンズ223に至る。赤色レーザ光の残りの一部はビームスプリッタ222aを透過してPD23aに入射する。また、LD21bから出射される緑色レーザ光は、コリメータレンズ221bにより平行光に変換される。緑色レーザ光の一部は、ビームスプリッタ222bで反射され、ビームスプリッタ222a及び222cを透過して集光レンズ223に至る。緑色レーザ光の残りの一部はビームスプリッタ222bを透過してPD23bに入射する。また、LD21cから出射される青色レーザ光はコリメータレンズ221cにより平行光に変換される。青色レーザ光の一部は、ビームスプリッタ222cで反射され、集光レンズ223に至る。青色レーザ光の残りの一部はビームスプリッタ222cを透過してPD23cに入射する。集光レンズ223は、各LD21a〜21cからコリメータレンズ221a〜221c及びビームスプリッタ222a〜222cを経て入射する各レーザ光をMEMSミラー31の光反射面に収束させる。
The red laser light emitted from the
MEMSエンジン部3は、MEMSミラー31を含んで構成され、LD21a〜21cからコンバイナ102の投射面102aに投射される走査レーザ光300及びその光軸を揺動駆動して投射面102a上を走査させる走査光学ユニットである。MEMSミラー31は、集光レンズ223により収束されるレーザ光を反射する光学反射素子である。MEMSミラー31は、各レーザ光を走査レーザ光300として反射する。この走査レーザ光300は、ハウジング1の窓部1a及び後述する光出射口50aを通過してプロジェクタユニット101の外部に出射され、コンバイナ102上の投射面102aに投射される。また、MEMSミラー31は、2軸方向に揺動駆動して走査レーザ光300の光軸を変化させることにより、走査レーザ光300を投射面102a上で走査する。このように、MEMSミラー31は、走査レーザ光300の光軸をコンバイナ102の水平方向及び垂直方向に揺動駆動することによって、投射面102a上に投射される走査レーザ光300を走査する。
The
図5は、コンバイナ102の投射面102a上での走査レーザ光300及びその光軸の走査状況を示す図である。以下では、投射面102aにおいて、投射面102aの右側に向かう水平方向をX方向と呼び、投射面102aの下側に向かう垂直方向をY方向と呼ぶことがある。これらは他の図でも同様である。
FIG. 5 is a diagram showing a scanning situation of the
走査レーザ光300は、投射面102a上において、MEMSミラー31の揺動駆動により、たとえば図5に示すように垂直方向Yの方向範囲を有して水平方向Xに往復走査される。すなわち、走査レーザ光300の光軸は、Y方向に向かうジグザグの往復走査と、−Y方向に向かうジグザグの往復走査とを交互に行う。なお、以下では、図5の最も上側から最も下側に向かうY方向のジグザグの往復走査をトレースと呼ぶ。また、図5の最も下側から最も上側に向かう−Y方向のジグザグの往復走査をリトレースと呼ぶ。
The
トレースでは、垂直方向Yに方向範囲を有して水平方向Xに往復走査される一群の走査レーザ光300によって、映像が投射面102a上に形成される。すなわち、この映像は、所定のY方向成分を有する−X方向の走査と、所定のY方向成分を有するX方向の走査とが交互に行われた一群の走査レーザ光300によって形成されている。なお、以下では、所定のY方向成分を有して−X方向に走査される走査レーザ光300を往路の走査レーザ光300aと呼ぶ。また、所定のY方向成分を有してX方向に走査される走査レーザ光300を復路の走査レーザ光300bと呼ぶ。各走査レーザ光300a、300bの所定のY方向成分は、各走査レーザ光300a、300bのY方向の走査ピッチ(すなわち走査間隔)に応じて決定される。
In the trace, an image is formed on the
図5において、投射面102aのうちの一点鎖線で囲まれた領域は有効投射領域102bである。また、投射領域102b以外の領域は無効投射領域102cである。有効投射領域102bは、トレース期間中に走査レーザ光300による映像が形成可能な領域である。なお、リトレース期間中に映像は形成されない。また、無効投射領域102cは、トレース期間及びリトレース期間に映像が形成されない領域である。この領域102cでは、走査レーザ光300の光軸は走査されるが、映像を形成するための走査レーザ光300自身は投射されない。
In FIG. 5, the area surrounded by the alternate long and short dash line in the
次に、図2に戻ってプロジェクタユニット101の更なる構成を説明する。プロジェクタユニット101はさらに、本体筐体50と、MEMSミラードライバ51と、LDドライバ52と、電源53と、電源制御部54と、操作部55と、入出力I/F56と、記憶部57と、CPU58と、を備えている。
Next, returning to FIG. 2, a further configuration of the
本体筐体50はハウジング1、MEMSミラードライバ51、LDドライバ52、電源53、電源制御部54、操作部55、入出力I/F56、記憶部57、及びCPU58を搭載している。また、本体筐体50には、光出射口50aが形成されている。MEMSエンジン部3からハウジング1の窓部1aを通過した走査レーザ光300はさらに光出射口50aを通ってコンバイナ102に出射される。なお、この光出射口50aは開口であってもよいが、たとえばガラス又は透光性の樹脂材料などを用いて形成されることが望ましい。こうすれば、本体筐体50の内部への塵埃及び水分(たとえば水滴、水気を含む空気)などの侵入を防止することができる。
The
MEMSミラードライバ51は、CPU58から入力される制御信号に基づいて、MEMSミラー31の駆動を制御する駆動制御部である。たとえば、MEMSミラードライバ51は、CPU58からの水平同期信号に応じてMEMSミラー31を揺動駆動し、MEMSミラー31によるレーザ光の反射方向を投射面102aの水平方向に偏向させる。また、MEMSミラードライバ51は、CPU58からの垂直同期信号に応じてMEMSミラー31を揺動駆動し、MEMSミラー31によるレーザ光の反射方向を投射面102aの垂直方向に偏向させる。
The
LDドライバ52は、各LD21a〜21cに駆動電流を供給する光源駆動部であり、各LD21a〜21cの発光及び光出力などの駆動制御を行う。LDドライバ52は、光出力制御ユニットの一部であり、たとえば、発振閾値電流値(たとえば右3の電流値IB)以上の駆動電流をLD21a〜21cに供給してレーザ光を出力させる。電源53は、たとえば車両200の蓄電池(不図示)などの電力源から電力の供給を受ける電力供給部である。電源制御部54は、電源53から供給される電力をプロジェクタユニット101の各構成部に応じた所定の電圧値及び電流値に変換し、変換された電力を各構成部に供給する。操作部55は、ユーザの操作入力を受け付ける入力ユニットである。入出力I/F56は外部装置と有線通信又は無線通信するための通信インターフェースである。
The
記憶部57は、不揮発性の記憶媒体であり、たとえば、プロジェクタユニット101の各構成部により用いられるプログラム及び制御情報を格納している。また、記憶部57は、コンバイナ102に投射する映像情報、LD21a〜21cの動作特性及び光量補正(たとえば後述する光出力の応答特性)に関する情報なども格納している。
The
CPU58は、記憶部57に格納されたプログラム及び制御情報などを用いて、プロジェクタユニット101の各構成部を制御する制御部である。CPU58は、図2に示すように映像処理部581と、光出力制御部582と、算出部583と、を有している。このCPU58は、光出力制御ユニットの一部である。
The
映像処理部581は、記憶部57に格納されたプログラム、入出力I/F56から入力される情報、及び記憶部57に格納された情報などに基づく映像情報を生成する。さらに、映像処理部581は、生成した映像情報を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の映像データに変換する。変換された3色の映像データは光出力制御部582に出力される。
The
光出力制御部582は、LD21a〜21cの光出力制御を行う。たとえば、光出力制御部582は、映像処理部581から出力される映像データ(すなわち投射面102a上に形成される映像の映像情報)をメモリ(不図示)に取り込んで画像解析を行う。すなわち、投射面102aに形成する映像の色情報、及び輝度情報などを解析する。また、光出力制御部582は、この解析結果、及び、LD21a〜21cの動作特性に関する情報などに基づいて複数のLD21a〜21cの光出力を制御する。光出力制御部582は、たとえば、3色の映像データを画像解析した結果に基づいて各LD21a〜21cの光制御信号を生成し、LDドライバ52に出力する。各光制御信号に基づいて各LD21a〜21cから出射される各レーザ光がMEMSミラー31の駆動によって2次元的に走査されることにより、映像情報に基づく映像(投射画像)がフロントガラス201上のコンバイナ102に投射される。
The light
算出部583は、LD21a〜21cの光出力の応答特性などに基づいて様々な演算を行う。たとえば、算出部583は、PD23a〜23cの検出結果に基づいて、LD21a〜21cの各々の立ち上がり時間TA、TB、TCを算出する。そして、算出部583は、立ち上がり時間TA、TB、TCを用いて、各LD21a〜21cに駆動電流Ia1、Ib1、Ic1を印加する時刻(発光開始時刻)ta0、tb0、tc0及びこれらの時間差などを算出する。
The
次に、LD21a〜21cの光出力制御処理について説明する。図6は、第1実施形態に係るLD21a〜21cの光出力制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、下記のS101〜S106はリトレース期間中に行われ、S107はトレース期間中に行われる。なお、図6に例示される光出力制御処理は、後述する第2及び第3実施形態にも適用される。
Next, the light output control processing of the
まず、リトレース期間において走査レーザ光300の光軸が無効投射領域102cを走査する際に、光出力制御部582は各LD21a〜21cに所定の駆動電流Ia1〜Ic1を所定時間印加する。すなわち、光出力制御部582は、各LD21a〜21cに所定の光量(たとえばPa1、Pb1、Pc1)の光出力を行わせる(S101)。なお、駆動電流Ia1〜Ic1の印加時間はそれぞれ、各LD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCよりも長い時間長であればよい。そして、PD23a〜23cが各LD21a〜21cの光出力を検出する(S102)。算出部583は、PD23a〜23cの検出結果に基づいて、各LD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCを算出する(S103)。そして、算出部583は、最も長い立ち上がり時間TAと他の立ち上がり時間TB、TCとの時間差TB1(=TA−TB)、TC1(=TA−TC≒TA)を算出する(S104)。さらに、算出部583は、時間差TB1、TC1に基づいてLD21b、21cの発光開始時刻tb0、tc0を求める(S105)。光出力制御部582は、映像処理部581から出力される映像データをメモリ(不図示)に取り込み、該映像データに基づいてトレース期間にて投射面102aに投射する映像の画像解析を行う(S106)。すなわち、トレース期間で形成する映像の色情報、及び輝度情報などを解析する。
First, when the optical axis of the
次に、トレース期間において、光出力制御部582は、画像解析の結果、算出部583の算出結果、及び記憶部57に格納されている情報などに基づいてLD21a〜21cの光出力制御を行う(S106)。
Next, in the trace period, the light
なお、上述の光出力制御処理においてS104は、光出力制御部582が最も立ち上がり時間が長いLDを特定した後に行われてもよい。この場合、特定されたLDと他のLDとの時間差が求められる。通常、赤色LD21aの立ち上がり時間TAが最も長いが、LD21a〜21cの立ち上がり時間Tb、TCが素子の状態(温度変換、劣化など)に起因して変化することがある。従って、上述のように光出力制御部582が最も立ち上がり時間が長いLDを特定する素子特定部として機能すれば、LD21bの立ち上がり時間TB又はLD21cの立ち上がり時間TCが最も長くなった場合であっても、光出力制御部582は同様の光出力制御を行うことができる。すなわち、LD21a〜21cがそれぞれ定常の光量Pa1、Pb1、Pc1となる時刻ta1、tb1、tc1が同じ時刻となるように、光出力制御を行うことができる。
In the light output control process described above, S104 may be performed after the light
次に、光量が0の状態(すなわち光出力が0の状態)から白色表示を行う場合でのLD21a〜21cの光出力制御について、比較例と実施例とを挙げて詳述する。
Next, the light output control of the
<比較例>
まず、比較例を説明する。上述のように、発光開始時の立ち上がり時間TA、TB、TCは各LD21a〜21cによって異なる(図4A〜図4C参照)。従って、LD21a〜21cが同時に光出力を行うと発光開始時刻tSから所定期間において明確な色ムラが生じる。図7は、全てのLD21a〜21cが同時に光出力を行う場合の走査レーザ光300の光出力を示す模式図である。図7において、位置LS、Lb、La、LEは走査レーザ光300の走査方向における該走査レーザ光300の光スポット300cの中心位置を示している。位置LSはLD21a〜21cの発光開始時刻tSにおける光スポット300cの中心位置である。位置LbはLD21bの時刻tb1における光スポット300cの中心位置である。位置LaはLD21aの時刻ta1における光スポット300cの中心位置である。位置LEはLD21a〜21cの発光停止時刻tEにおける光スポット300cの中心位置である。なお、これらは後述する図9でも同様である。
<Comparative example>
First, a comparative example will be described. As described above, the rising times TA, TB, and TC at the start of light emission differ depending on the
投射面102aに投射される走査レーザ光300は、図7のように、位置LS〜La間において明確な色ムラが生じる。なお、位置LS〜La間は、各LD21a〜21cの発光開始時刻tSから赤色LD21aの立ち上がり時間TAを経た時刻ta1までの期間TAに対応している。すなわち、発光開始時刻tSでの位置LSでは、走査レーザ光300はほとんど青色成分しかない。位置LSから位置Lbまでの間では、走査レーザ光300の赤色成分及び緑色成分が徐々に増加するが、青色成分は定常の光量Pc1である。位置Lbになると、緑色成分は駆動電流Ib1に応じた定常の光量Pb1となるが、走査レーザ光300の赤色成分の光量はまだ小さく定常の光量Pa1未満である。そして、位置Lbから位置Laまでの間では走査レーザ光300の赤色成分が増加し、位置Laにおいて赤色成分は駆動電流Ia1に応じた定常の光量Pa1となる。
As shown in FIG. 7, the
<実施例>
次に、実施例を説明する。図8は、第1実施形態に係るLD21a〜21cの光出力制御の一例を示すグラフである。また、図9は、第1実施形態に係る光出力制御をする場合の走査レーザ光300の光出力の一例を示す模式図である。
<Example>
Next, examples will be described. FIG. 8 is a graph showing an example of light output control of the
図8に示すように、本実施形態では、LD21a〜21cの光出力により映像を形成する際、LD21a〜21cがそれぞれ駆動電流Ia1、Ib1、Ic1に応じた定常の光量Pa1、Pb1、Pc1となる時刻ta1、tb1、tc1(≒tc0)が同じ時点となるように、LD21a〜21cに駆動電流Ia1、Ib1、Ic1が印加される。すなわち、光出力制御部582は、LD21a〜21cの各々の立ち上がり時間TA、TB、TCの時間差に基づいて、LD21a〜21cのうち、立ち上がり時間TAが最も長いLD21aへの駆動電流の印加を開始する時点ta0を他のLD21b、21cへの駆動電流の印加を開始する時点tb0、tc0よりも早くする。また、光出力制御部582は、立ち上がり時間TA、TB、TCの時間差に基づいて、LD21aから定常の光量Pa1の光を出力させる駆動電流Ia1をLD21aに印加する時点ta0を他のLD21b、21cからそれぞれ定常の光量Pb1、Pc1の光を出力させる駆動電流Ib1、Ic1を該LD21b、21cにそれぞれ印加する時点tb0、tc0よりも早くする。そして、光出力制御部582は、LD21aの光量が定常の光量Pa1に達する時点ta1と、LD21b、21cの光量がそれぞれ定常の光量Pb1、Pc1に達する時点tb1、tc1とを同じ時点にする。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, when images are formed by the light outputs of the
この場合、時点ta0が光出力制御の開始時刻tSに設定される。緑色LD21bには、赤色LD21aの発光開始時刻ta0(すなわち時点tS)から時間差TB1(=TA−TB)後の時点tb0に駆動電流Ib1が印加されて、緑色LD21bの発光が開始される。また、青色LD21cには、発光開始時刻tSから時間差TC1(=TA)後の時点tc1(=ta1)に駆動電流Ic1が印加されて、青色LD21cの発光が開始される。
In this case, the time point ta0 is set to the light output control start time tS. The driving current Ib1 is applied to the
こうすれば、図9のように、位置LS〜Laにおいて走査レーザ光300に生じる色ムラは、各LD21a〜LD21cを同時発光する場合(図7参照)と比較して大幅に軽減される。すなわち、発光開始時刻tS直後の位置LSから位置Lbまでの間において、走査レーザ光300は少ない赤色成分しか有していないため、その色ムラは目立たない。また、位置Lbになると、緑色LD21bが発光を開始するが、走査レーザ光300の赤色成分及び緑色成分はまだ少ない。そして、位置Lbから位置Laまでの間では走査レーザ光300の赤色成分及び緑色成分が増加する。位置Laでは青色LD21cが発光を開始し、赤色成分、緑色成分、及び青色成分は、各LD21a〜21cに印加される駆動電流Ia1、Ib1、Ic1に対応する定常の光量Pa1、Pb1、Pc1となる。
In this way, as shown in FIG. 9, the color unevenness generated in the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、LD21a〜21cがそれぞれ定常の光量の半分0.5Pa1、0.5Pb1、0.5Pc1となる時刻ta2、tb2、tc2(≒tc0)が同じ時刻となるように、光出力制御部582はLD21a〜21cの光出力制御を行う。それ以外は第1実施形態と同様である。以下では、第1実施形態と異なる構成について説明する。また、第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the light output control is performed so that the times ta2, tb2, and tc2 (≈tc0) at which the
図10は、第2実施形態に係るLD21a〜21cの光出力制御の一例を示すグラフである。なお、図10は、たとえばLD21a〜21cが光量0の状態から白色表示を行う場合でのLD21a〜21cの光出力の応答特性を示している。図10に示すように、LD21aから定常の光量Pa1の光を出力させる駆動電流Ia1をLD21aに印加する時点ta0は、立ち上がり時間の半分(TA/2)、(TB/2)、(TC/2)に基づいて、他のLD21b、21cからそれぞれ定常の光量Pb1、Pc1の光を出力させる駆動電流Ib1、Ic1を該LD21b、21cにそれぞれ印加する時点tb0、tc0よりも早くなっている。
FIG. 10 is a graph illustrating an example of light output control of the
また、図10に示すように、駆動電流Ia1、Ib1、Ic1はそれぞれ、時刻ta2、tb2、tc2が同じ時刻となるようにLD21a〜21cに印加される。すなわち、光出力制御部582は、LD21a〜21cの各々の立ち上がり時間TA、TB、TCの時間差に基づいて、LD21aが定常の光量の半分0.5Pa1に達する時点ta2と、LD21bが定常の光量の半分0.5Pb1に達する時点tb2と、時点tc2(=tc0)とを同じにする。言い換えると、光出力制御部582は、LD21a〜21cの各々の立ち上がり時間TA、TBの時間差に基づいて、LD21aの光量が定常の光量Pa1に対して50%の割合に達する時点ta2と、LD21bの光量が定常の光量Pb1に対して50%の割合に達する時点tb2とを同じにする。なお、LD21cは立ち上がり時間TCをほぼ有しないため、LD21cの定常の光量の半分が0.5Pc1に達する時点tc2(すなわち定常の光量Pc1に対する割合が50%に達する時点)は時刻tc0と同じであるとみなせる。
As shown in FIG. 10, the drive currents Ia1, Ib1, and Ic1 are applied to the
この場合、まず、最も立ち上がり時間が長いLD21aの発光開始時刻ta0が光出力の制御開始時刻tSに設定される。そして、赤色LD21aに駆動電流Ia1が印加されて発光が開始される。緑色LD21bには、赤色LD21aの発光開始時刻ta0から時間TB2(=(TA−TB)/2)後の時刻tb0に駆動電流Ib1が印加されて、緑色LD21bの発光が開始される。青色LD21cは立ち上がり時間TCをほとんど要しない(すなわちTC≒0)である。そのため、青色LD21cには、発光開始時刻tSから時間TC2(=TA/2)後の時刻ta2に駆動電流Ic1が印加されて、青色LD21cの発光が開始される。
In this case, first, the light emission start time ta0 of the
なお、本実施形態では時刻ta2、tb2、tc2を同じ時点にした例を説明したが、本発明はこの例示に限定されない。時刻tb2、tc2は、時刻ta2よりも遅く且つ時刻ta1よりも早い時点としてもよい。すなわち、立ち上がり時間TA、TB、TCの時間差に基づいて、LD21aの光量が第1光量Pa1に対して所定割合に達する時点と、LD21b、21cの光量がそれぞれ第1光量Pb1、Pc1に対して上記所定割合に達する時点とを同じにしてもよい。
In the present embodiment, an example in which the times ta2, tb2, and tc2 are set at the same time has been described, but the present invention is not limited to this example. Times tb2 and tc2 may be later than time ta2 and earlier than time ta1. That is, based on the time difference between the rising times TA, TB, and TC, the time when the light amount of the
このようにしても、LD21aの発光開始時刻ta0から時刻ta1までの期間TAにおいて走査レーザ光300に生じる色ムラは、各LD21a〜LD21cを同時発光する場合(図7参照)と比較してより大幅に軽減できる。
Even in this case, the color unevenness generated in the
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、立ち上がり時間TAが最も長い赤色LD21a以外の緑色LD21b、青色LD21cに印加する駆動電流Ib1、Ic1を段階的に増加させることによって、走査レーザ光300に生じる色ムラを軽減する。それ以外は第1実施形態と同様である。以下では、第1及び第2実施形態と異なる構成について説明する。また、第1及び第2実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, the color unevenness generated in the
図11は、第3実施形態に係るLD21a〜21cの光出力制御の一例を示すグラフである。なお、図11は、たとえばLD21a〜21cが光量0の状態から白色表示を行う場合でのLD21a〜21cの光出力の応答特性を示している。また、図11では、駆動電流Ia1、Ib1、Ic1の印加開始時刻ta0、tb0、tc0はそれぞれ同じ時刻tSである。時刻tS〜tEまでの期間において赤色LD21aには、一定の駆動電流Ia1が印加される。一方、同期間において緑色LD21b及び青色LD21cには2段階に分けて増加する駆動電流が印加される。ただし、この場合も、LD21aから定常の光量Pa1の光を出力させる駆動電流Ia1をLD21aに印加する時点ta0は、他のLD21b、21cからそれぞれ定常の光量Pb1、Pc1の光を出力させる駆動電流Ib1、Ic1を該LD21b、21cにそれぞれ印加する時点tb2a、tc2aよりも早くされる。
FIG. 11 is a graph illustrating an example of light output control of the
すなわち、光出力制御部582は緑色LD21bに対し、時刻tb0(=tS)にて定常の光量Pb1未満の光量(たとえば0.5Pb1)に対応する電流値(たとえば0.5Ib1)の駆動電流を印加する。その後、光出力制御部582はLD21bに対し、LD21aの光量が定常値の半分0.5Pa1となる時刻tb2a(=ta0+TA/2)において、定常の光量Pb1に対応する電流値Ib1の駆動電流を印加する。
That is, the light
同様に、光出力制御部582はLD21cに対し、時刻tc0(=tS)にて定常の光量Pc1未満の光量(たとえば0.5Pc1)に対応する電流値(たとえば0.5Ic1)の駆動電流を印加する。その後、光出力制御部582はLD21cに対し、LD21aの光量が定常値の半分0.5Pa1となる時刻tc2a(=ta0+TA/2)において、定常の光量Pc1に対応する電流値Ic1の駆動電流を印加する。
Similarly, the light
なお、駆動電流Ib1、Ic1を2段階で増加させる場合、図11のように、LD21b、LD21cに印加する電流値を増加させる時刻tb2a、tc2aはLD21aが定常の光量の半分0.5Pa1となる時刻ta2(=tS+TA/2)と同じ時刻またはその前後であることが望ましい。こうすれば、LD21aの立ち上がり時間TA(すなわち時刻ta0から時刻ta1までの期間)におけるLD21b、LD21cの光出力変化をLD21aの光出力変化に近づけることができる。
When the drive currents Ib1 and Ic1 are increased in two stages, as shown in FIG. 11, the times tb2a and tc2a at which the current values applied to the
<第3実施形態の変形例>
図12は、第3実施形態の変形例に係るLD21a〜21cの光出力制御の一例を示すグラフである。なお、図12は、たとえばLD21a〜21cが光量0の状態から白色表示を行う場合でのLD21a〜21cの光出力の応答特性を示している。図12に示すように、緑色LD21bに印加する駆動電流は電流値Pb1まで3以上の複数の段階に分けて増加してもよい。同様に、青色LD21cに印加する駆動電流も電流値Pc1まで3以上の複数の段階に分けて増加してもよい。ただし、この場合も、LD21aから定常の光量Pa1の光を出力させる駆動電流Ia1をLD21aに印加する時点ta0は、他のLD21b、21cからそれぞれ定常の光量Pb1、Pc1の光を出力させる駆動電流Ib1、Ic1を該LD21b、21cにそれぞれ印加する時点tb1、tc1よりも早くされる。
<Modification of Third Embodiment>
FIG. 12 is a graph illustrating an example of light output control of the
さらに、図11及び図12のように、LD21b、LD21cに印加する電流値を複数の段階に分けて増加させる場合、各段階における電流値の増加量は同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、増加するタイミングの間隔は一定であってもよいし異なっていてもよい。これらの増加量及び増加するタイミングは、立ち上がり時間TA間におけるLD21aの光出力変化(すなわち光量の増加傾向)に近似させて設定することが好ましい。このようにすれば、LD21aの立ち上がり時間TAにおけるLD21b、LD21cの光出力変化をLD21aの光出力変化により近づけて近似させることができる。従って、LD21a〜21cの発光開始から全てのLD21a〜21cが定常の光量となる期間において走査レーザ光300に生じる色ムラ(たとえばホワイトバランスの崩れ)の発生を大幅に抑制或いは防止することができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 11 and 12, when the current value applied to the
<第1〜第3実施形態のまとめ>
以上に説明した第1〜第3実施形態によれば、プロジェクタユニット1は、複数のLD21a〜21cと、光出力制御ユニットと、を備える。光出力制御ユニットは、複数のLD21a〜21cの光出力を制御する光出力制御部582を備える。複数のLD21a〜21cによって光量が0の状態から白色表示を行う場合、光出力制御部582は、複数のLD21a〜21cのうち、白色表示の光量Pa1を出力するまでに要する立ち上がり時間TAが最も長いLD21aから白色表示の光量Pa1の光を出力させる駆動電流Ia1を該LD21aに印加する時点ta0を他のLD21b、21cから白色表示の光量Pb1、Pc1の光を出力させる駆動電流Ib1、Ic1を該LD21b、21cに印加する時点(たとえば図8及び図10のtb0、tc0、図11のtb2a、tc2a、図12のtb1、tc1)よりも早くする。(第21の構成)
<Summary of First to Third Embodiments>
According to the first to third embodiments described above, the
上記第21の構成によれば、LD21a〜21cのうち、白色表示の光量Pa1を出力するまでに要する立ち上がり時間TAが最も長いLD21aから白色表示の光量Pa1の光を出力させる駆動電流Ia1を該LD21aに印加する時点ta0は、他のLD21b、21cから白色表示の光量Pb1、Pc1の光を出力させる駆動電流Ib1、Ic1を該LD21b、21cに印加する時点(たとえば図8及び図10のtb0、tc0、図11のtb2a、tc2a、図12のtb1、tc1)よりも早くされる。そのため、LD21aが白色表示の光量Pa1の光を出力する時点ta1をLD21b、21cが白色表示の光量Pb1、Pc1の光を出力する時点tb1、tc1に近づけることができる。従って、複数のLD21a〜21cが白色表示を行う際、LD21a〜21c毎の発光遅延の違いにより発生する色ムラを改善することができる。
According to the twenty-first configuration, among the
また、発光色の異なる複数のLD21a〜21cの上記立ち上がり時間TAにおける光300の色ムラを改善できるので、該光300の色調のバランス(たとえばホワイトバランス)の劣化も抑制できる。
In addition, since the color unevenness of the light 300 at the rise time TA of the plurality of
また、上記第21の構成のプロジェクタユニット1の上記光出力制御ユニットにおいて、光出力制御部582は、LD21a〜21cの各々の立ち上がり時間TA、TB、TCの時間差に基づく光出力の制御により、LD21aの光量が白色表示の光量Pa1に達する時点ta1と、他のLD21b、21cの光量が白色表示の光量Pb1、Pc1に達する時点tb1,tc1とを同じにしてもよい。(第22の構成)
Further, in the light output control unit of the
上記第22の構成によれば、LD21aが白色表示の光量Pa1の光を出力する時点ta1と、LD21b、21cが白色表示の光量Pb1、Pc1の光を出力する時点tb1、tc1とが同じになるように光出力制御される。そのため、LD21a〜21cから出力される光300の立ち上がり時間TAにおける色ムラをより改善することができる。
According to the twenty-second configuration, the time point ta1 at which the
或いは、上記第21の構成のプロジェクタユニット1の上記光出力制御ユニットにおいて、光出力制御部582は、複数のLD21a〜21cの各々の立ち上がり時間TA、TB、TCの時間差に基づいて、LD21aの光量が白色表示の光量Pa1に対して所定割合に達する時点と、LD21b、21cの光量がそれぞれ白色表示の光量Pb1、Pc1に対して上記所定割合に達する時点とを同じにしてもよい。(第23の構成)
Alternatively, in the light output control unit of the
さらに、上記第23の構成において、上記所定割合は50%であってもよい。(第24の構成) Furthermore, in the twenty-third configuration, the predetermined ratio may be 50%. (24th configuration)
上記第23、及び第24の構成によれば、LD21aの立ち上がり時間TAにおける時間平均的な色ムラを改善することができる。従って、複数のLD21a〜21cから出力される光300の色調のバランス(たとえばホワイトバランス)の劣化も抑制できる。
According to the twenty-third and twenty-fourth configurations, time-average color unevenness in the rising time TA of the
また、上記第21〜第24のいずれかの構成のプロジェクタユニット1の上記光出力制御ユニットにおいて、光出力制御部582は、白色表示の光量Pb1、Pc1未満の光量(たとえば0.5Pb1、0.5Pc1)の光出力をLD21b、21cにさせる第1電流値(たとえば0.5Ib1、0.5Ic1)の駆動電流をLD21b、21cに印加した後、白色表示の光量Pb1、Pc1の光出力をLD21b、21cにさせる第2電流値Ib1、Ic1の駆動電流をLD21b、21cに印加してもよい。(第25の構成)
Further, in the light output control unit of the
上記第25の構成によれば、LD21b、21cは、白色表示の光量Pb1、Pc1よりも低い光量(たとえば0.5Pb1、0.5Pc1)の光出力を行った後、白色表示の光量Pb1、Pc1の光出力を行う。従って、発光開始から白色表示の光量Pb1、Pc1の光出力を行うまでの期間TB、TCにおけるLD21b、21cの光量変化を上記立ち上がり時間TAにおけるLD21aの光量変化に近づけることができる。よって、複数のLD21a〜21cから出力される光300の色ムラ及び色調のバランス劣化をより低減することができる。
According to the twenty-fifth configuration, the
また、上記第21〜第25のいずれかの構成のプロジェクタユニット1の上記光出力制御ユニットにおいて、光出力制御部582はLD21b、21cの駆動電流を白色表示の光量Pb1、Pc1の光をLD21b、21cから出力させる電流値Ib1、Ic1まで複数の段階に分けて増加させる構成としてもよい(図11、図12参照)。(第26の構成)
Further, in the light output control unit of the
上記第26の構成によれば、発光開始から白色表示の光量Pb1、Pc1の光出力を行うまでの期間TB、TCにおけるLD21b、21cの光量変化を上記立ち上がり時間TAにおけるLD21aの光量変化にさらに近づけることができる。従って、複数のLD21a〜21cから出力される光300の色ムラ及び色調のバランス劣化をさらに低減することができる。
According to the twenty-sixth configuration, the light amount change of the
また、上記第21〜第26のいずれかの構成のプロジェクタユニット1の上記光出力制御ユニットは、複数のLD21a〜21cの各々の光量を検出するPD23a〜23cの検出結果に基づいて複数のLD21a〜21cの各々の立ち上がり時間TA、TB、TCを算出する算出部583をさらに備えてもよい。(第27の構成)
In addition, the light output control unit of the
上記第27の構成によれば、複数のLD21a〜21cの各々の光量を適宜検出でき、光出力制御部582は該検出結果に基づく立ち上がり時間TA、TB、TCを用いて複数のLD21a〜21cの光出力を制御できる。従って、たとえば素子温度の変化又は素子の劣化などによって、各LD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCが変化しても、光出力制御部582は該変化に応じた光出力制御を行うことができる。
According to the twenty-seventh configuration, the amount of light of each of the plurality of
さらに、上記第27の構成のプロジェクタユニット1の上記光出力制御ユニットにおいて、光出力制御部582は、投射面102aに投射及び走査されて該投射面102a上に映像を形成する走査レーザ光300を複数のLD21a〜21cから出力させ、映像が形成されない投射面102a上の無効投射領域102cを走査レーザ光300が走査する際、光出力制御部582は複数のLD21a〜21cを発光させ、算出部583は走査レーザ光300が無効投射領域102cを走査する際のPD23a〜23cの検出結果に基づいて立ち上がり時間TA、TB、TCを算出させてもよい。(第28の構成)
Further, in the light output control unit of the
上記第28の構成によれば、走査レーザ光300が投射面102a上の無効投射領域102cを走査する際に複数のLD21a〜21cの各々の光量を適宜検出でき、その結果に基づいて各LD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCを算出できる。従って、各LD21a〜21cの実際の状態に適した光出力の制御を行うことによって、走査レーザ光300の色ムラを改善でき、投射面102aに形成される映像の品質を向上させることができる。
According to the twenty-eighth configuration, when the
また、上記第21〜第28のいずれかの構成のプロジェクタユニット1の上記光出力制御ユニットにおいて、複数のLD21a〜21cの光出力により形成される映像の映像情報を格納するメモリ(不図示)をさらに備え、光出力制御部582は、映像情報を解析し、該解析の結果に基づいて複数のLD21a〜21cの光出力を制御する構成としてもよい。(第29の構成)
In the light output control unit of the
上記第29の構成によれば、投射面102a上に形成される映像の映像情報の解析結果に基づいてLD21a〜21cの光出力を制御できる。
According to the twenty-ninth configuration, the light output of the
<第4実施形態>
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態では、第1実施形態と異なり、往路の走査レーザ光300aにおいて複数のLD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCに起因して光量が不足する部分を、復路の走査レーザ光300bの光量で補完する。以下では、第1実施形態と異なる構成について説明する。また、第1〜第3実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, unlike the first embodiment, in the forward
図13は、連続して往復走査される走査レーザ光300の走査範囲を局所的に示す模式図である。図13は、たとえば図5の実線Aで囲まれた投射面102a上の範囲を示している。図13に示すように、各走査レーザ光300のY方向の走査ピッチ(すなわち走査間隔)は、往路の走査レーザ光300aのスポット径302a、及び、復路の走査レーザ光300bのスポット径302bよりも小さい。そのため、連続して往復走査される走査レーザ光300a、300bの一部は互いに重なる。
FIG. 13 is a schematic diagram locally showing the scanning range of the
図13の斜線部はそれぞれ往路の走査レーザ光300aの走査範囲301a、復路の走査レーザ光300bの走査範囲301bであり、両者は重複走査範囲301cで重なっている。また、以下では、各走査レーザ光300a、300bのビームスポット302a、302bのX方向における中心位置を走査位置と呼ぶ。第1走査位置H1は、往路の走査レーザ光300aの発光開始時点での走査位置であり、復路の走査レーザ光300bの発光停止時点での走査位置である。また、第2走査位置H2は、往路の走査レーザ光300aの発光停止時点での走査位置であり、復路の走査レーザ光300bの発光開始時点での走査位置である。
The hatched portions in FIG. 13 are the
ここで、前述のように複数のLD21a〜21cはそれぞれ発光開始時に立ち上がり時間TA、TB、TCを有している。そのため、走査レーザ光300には発光時の走査位置から立ち上がり時間経過後の所定位置までの間で色ムラが発生する。本発明では、連続して往復走査される走査レーザ光300a、300bの一部が重なり合う領域(すなわち重複走査範囲301c)において低下している光量を互いに補完して、このような色ムラを軽減又は防止する。すなわち、往路の走査レーザ光300aにおいて複数のLD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCに起因して光量が不足する部分を、復路の走査レーザ光300bの光量で補完する。同様に、復路の走査レーザ光300bにおいて複数のLD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCに起因して光量が不足する部分を、往路の走査レーザ光300aの光量で補完する。
Here, as described above, the plurality of
以下では、光量の平均化を利用して走査レーザ光300aの不足光量を補う原理を説明するが、この原理を理解し易くするため、走査レーザ光300の赤色成分(すなわち赤色LD21a)の光出力制御について主に説明する。但し、走査レーザ光300の他の色成分(すなわち緑色LD21b、青色LD21c)の光出力制御も同様に行われる。
In the following, the principle of compensating for the insufficient light quantity of the
まず、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bの光出力は第1走査位置H1及び第2走査位置H2間において同様に制御される。図14は、第4実施形態における赤色LD21aの光出力制御の一例を示すグラフである。図14は、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bの発光開始から発光停止までの間の赤色LD21aの光出力制御を示している。
First, the optical outputs of the forward and backward
図14において、時点tSは、投射面102に映像情報に基づく投射画像を形成するための走査レーザ光300の赤色成分の投射(すなわちLD21aの発光)が開始される時点である。時点tSは、往路の走査レーザ光300aのビームスポット302aのX方向の中心位置が第1走査位置H1にある時点に対応し、復路の走査レーザ光300bのビームスポット302bのX方向の中心位置が第2走査位置H2にある時点に対応する。また、時点tEはLD21aの発光を停止する時点である。時点tEは、往路のビームスポット302aのX方向の中心位置が第2走査位置H2にある時点に対応し、復路のビームスポット302bのX方向の中心位置が第1走査位置H1にある時点に対応する。
In FIG. 14, a time point tS is a time point when the red component projection of the scanning laser light 300 (that is, the light emission of the
また、時点ta1は、時点tSから立ち上がり時間TA後の時点であり、LD21aの光出力が一定の駆動電流Ia1に対応する定常の光量Pa1に達する時点である。時点ta3は時点tEよりも立ち上がり時間TAと同じ時間前の時点である。時点ta4は、時点tEよりも補光時間ΔTa前の時点であり、光量Pa1よりも補光光量ΔPa大きい光量Pa2の光をLD21aから出力させる時点である。LD21aには、時点tS〜ta4間において電流値Ia1の駆動電流が印加され、時点ta4〜tE間において電流値Ia2の駆動電流が印加される。図14では、補光時間ΔTaをたとえば0.5TAとし、補正光量ΔPaをたとえば0.5Pa1としている。ただし、これらの例示に限定されず、補光時間ΔTaは立ち上がり時間TA以下であればよく(0<ΔTa≦TA)、光量Pa2は光量Pa1の2倍以下であればよい(すなわち、ΔPa=Pa2−Pa1において0<ΔPa≦Pa1)。
Further, the time point ta1 is a time point after the rising time TA from the time point tS, and is a time point when the light output of the
次に、図14のような光出力制御を行った場合に投射面102aを見た人間が感じる第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量を説明する。なお、以下では、図14と同様に走査レーザ光300の赤色成分の見た目の光量について説明するが、他の色成分(すなわち緑色成分、青色成分)の見た目の光量も同様に感じられることは言うまでもないであろう。
Next, the apparent light quantity of the
図15A〜図15Cは、第4実施形態における第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量を説明するための図である。図15Aは、第4実施形態において第1走査位置H1から第2走査位置H2に走査される往路の走査レーザ光300aの光出力変化を示す図である。図15Bは、第4実施形態において第2走査位置H2から第1走査位置H1に走査される復路の走査レーザ光300bの光出力変化を示す図である。図15Cは、第4実施形態における第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量変化を示す図である。
FIGS. 15A to 15C are views for explaining the apparent light amount of the
なお、図15A〜図15Cにおいてグラフの横軸は、図14とは異なり、走査レーザ光300の走査位置を示していることに注意すべきである。そのため、往路の走査レーザ光300aに係る図15Aの光出力及び駆動電流のグラフ形状、及び横軸の方向は、復路の走査レーザ光300bに係る図15Bのそれらとは反転している。また、図15Cのグラフは、前述の光量の平均化の効果によって人間が感じる第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の重複走査範囲301C(図13参照)における見た目の光量を表している。
15A to 15C, it should be noted that the horizontal axis of the graph indicates the scanning position of the
走査位置H3は、第1走査位置H1での発光開始から立ち上がり時間TA後での往路の走査レーザ光300aの走査位置を示す。また、走査位置H6は、第2走査位置H2での発光停止よりも補光時間ΔTa前での往路の走査レーザ光300aの走査位置を示す。往路の走査レーザ光300aにおいて、走査位置H1〜H3間は立ち上げ時間TAにおける走査範囲HA(以下、立上走査範囲HAと呼ぶ)に対応し、走査位置H2〜H6間は発光停止前の補光時間ΔTaにおける走査範囲(以下、補光走査範囲ΔHaと呼ぶ)に対応している。
The scanning position H3 indicates the scanning position of the forward
また、走査位置H4は、第2走査位置H2での発光開始から立ち上がり時間TA後での復路の走査レーザ光300bの走査位置を示す。また、走査位置H5は、第1走査位置H1での発光停止よりも補光時間ΔTa前での復路の走査レーザ光300bの走査位置を示す。復路の走査レーザ光300bにおいて、走査位置H2〜H4間は立上走査範囲HAに対応し、走査位置H1〜H5間は補光走査範囲ΔHaに対応している。
The scanning position H4 indicates the scanning position of the backward
往路及び復路の走査レーザ光300a、300bにおいて、補光走査範囲ΔHaでの光量Pa2は駆動電流Ia1に対応する光量Pa1よりも補光光量ΔPa大きくなっている。また、往路の走査レーザ光300aでの走査位置H1〜H3間、及び、復路の走査レーザ光300bでの走査位置H2〜H4間の距離は同じHAである。また、往路の走査レーザ光300aでの走査位置H2〜H6間、及び、復路の走査レーザ光300bでの走査位置H1〜H5間のX方向の距離は同じΔHaである。前述のように0<ΔTa≦TAであるため、距離ΔHaは距離HA以下とされる(0<ΔHa≦HA)。
In the forward and backward
往路及び復路の走査レーザ光300a、300bが走査されると、人間の視覚では、走査位置H1〜H2間の光量は図15Cのグラフのように感じられる。すなわち、往路の走査レーザ光300aの立上走査範囲HA(走査位置H1〜H3間)で不足する光量は復路の走査レーザ光300bの補光走査範囲ΔHa(走査位置H1〜H5間)の補正光量ΔPaで補われる。また、復路の走査レーザ光300bの立上走査範囲HA(走査位置H2〜H4間)で不足する光量は往路の走査レーザ光300aの補光走査範囲ΔHa(走査位置H2〜H6間)の補正光量ΔPaで補われる。従って、走査位置H1〜H3間と走査位置H2〜H4間とにおいて人間が視覚で感じる光量を、定常の光量Pa1に近づけることができる。よって、LD21aの発光開始時の発光遅延に起因する光量の低下を改善することができる。
When the forward and backward
まず、LD21a〜21cの光出力制御処理について説明する。図16は、第4実施形態に係るLD21a〜21cの光出力制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、下記の処理において、S201〜S204はリトレース期間中に行われ、S205はトレース期間中に行われる。なお、図16に例示される光出力制御処理は、後述する第5及び第6実施形態にも適用される。
First, the light output control processing of the
まず、リトレース期間において、走査レーザ光300の光軸が無効投射領域102cを走査する際に、光出力制御部582は駆動電流Ia1〜Ic1の印加によりLD21a〜21cを所定の光量(たとえばPa1、Pb1、Pc1)で発光させる(S201)。なお、駆動電流Ia1〜Ic1の印加時間はそれぞれ、各LD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCよりも長い時間長であればよい。各LD21a〜21cの光出力はそれぞれPD23a〜23cで検出される(S202)。算出部583は、PD23a〜23cの検出結果に基づいて、各LD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCを算出する(S203)。また、光出力制御部582は、映像処理部581から出力される映像データをメモリ(不図示)に取り込み、該映像データに基づいてトレース期間にて投射面102aに投射する投射画像の画像解析を行う(S204)。すなわち、トレース期間で形成する投射画像の色情報、及び輝度情報などを解析する。
First, in the retrace period, when the optical axis of the
次に、トレース期間において、光出力制御部582は、画像解析の結果、算出部583の算出結果、及び記憶部57から読みだした複数のLD21a〜21cの光出力補正情報などに基づいて、複数のLD21a〜21cの光出力制御を行う(S205)。なお、光出力補正情報は、記憶部57に格納されており、複数のLD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCにおける光量不足を補償するために用いられるデータ(たとえば、後述する補光時間ΔTa及び補正光量ΔPaなど)を格納している情報である。そして、処理はS201に戻る。
Next, in the trace period, the light
以上では、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bの光出力が重複走査範囲301c(図13参照)にて平均化されることにより、定常の光量Pa1、Pb1、Pc1を有する理想の光出力が行われる場合について説明した。図17は、定常の光量Pa1の光出力を行う場合でのLD21aの理想の光出力変化と往路及び復路の走査レーザ光300a、300bでの実際の光出力変化とを示す図である。なお、図17はLD21aの走査レーザ光300の光出力変化を示している。LD21b、LD21cの場合も同様であるため、これらの説明は割愛する。また、図17の上段のグラフは理想の光出力における光量変化を示し、中段のグラフは第1走査位置H1から第2走査位置H2に走査される往路の走査レーザ光300aでの実際の光出力変化を示し、下段のグラフは第2走査位置H2から第1走査位置H1に走査される復路の走査レーザ光300bでの実際の光出力変化を示す。
In the above, the optical outputs of the forward and backward
図17の上段のグラフに示すように、第1及び第2走査位置H1、H2における理想の光出力の立ち上がりはどちらも急激に増加している。このような光出力を行う場合、第1及び第2走査位置H1、H2における実際の光出力での発光開始の際の立ち上りを急激に増加させ且つ発光停止の際の立ち下りを急激に減少させる必要がある。すなわち、発光開始の際には、発振閾値電流Is以上の駆動電流(後述の図24参照)をLD21aに供給して、走査レーザ光300を光量Pa1にまで急激に増加させる。また、発光停止の際には、LD21aに供給する駆動電流を発振閾値電流Is以上の電流値から発振閾値電流Is未満の電流値に減少させて、走査レーザ光300を光量Pa1から急激に減少させる。
As shown in the upper graph of FIG. 17, the ideal rising of the optical output at the first and second scanning positions H1 and H2 both rapidly increases. When such light output is performed, the rise at the start of light emission at the actual light output at the first and second scanning positions H1 and H2 is suddenly increased, and the fall at the stop of light emission is sharply reduced. There is a need. That is, at the start of light emission, a driving current (see FIG. 24 described later) equal to or higher than the oscillation threshold current Is is supplied to the
しかしながら、発光開始時に光量を急激に増加させると、発光遅延に起因する光量の低下(所謂、立ちなまり)が生じる。そのため、往路の走査レーザ光300aの立上走査範囲HA(走査位置H1〜H3間)での光出力の光量は図17の中段のグラフに示すように不足して光量Pa1よりも低くなる。同様に、復路の走査レーザ光300bの立上走査範囲HA(走査位置H2〜H4間)での光量も図17の下段のグラフに示すように不足して光量Pa1よりも低くなる。従って、往路の走査レーザ光300aの補光走査範囲ΔHa(走査位置H2〜H6間)では光量Pa2=(Pa1+ΔPa)で光出力を行い、復路の走査レーザ光300bの補光走査範囲ΔHa(走査位置H1〜H5間)では光量Pa2で光出力を行う。このような光出力を行うことにより、往路の走査レーザ光300aの立上走査範囲HA(走査位置H1〜H3間)で不足する光量は、復路の走査レーザ光300bの補正光量ΔPaと平均化されることにより補われる。また、復路の走査レーザ光300bの立上走査範囲HA(走査位置H2〜H4間)で不足する光量は、往路の走査レーザ光300aの補正光量ΔPaと平均化されることにより補われる。従って、図17の上段のグラフに示す理想の光出力は、重複走査範囲301c(図13参照)における往路及び復路の走査レーザ光300a、300bの光出力の平均化により実現される。
However, if the amount of light is suddenly increased at the start of light emission, a decrease in the amount of light (so-called falling) due to the light emission delay occurs. Therefore, the light amount of the light output in the rising scanning range HA (between the scanning positions H1 to H3) of the forward
なお、図17の例示とは異なり、第1及び第2走査位置H1、H2のうちの少なくとも一方での理想の光出力の立ち上がりが実際の光出力で発光遅延が発生しない程度になだらかであれば、該一方の走査位置で発光が開始される実際の走査レーザ光300では発光遅延が発生しない。従って、該一方の走査位置での発光停止の際の立ち下り(光量の減少)も同程度になだらかにできる。以下に、これらの場合について説明する。
Note that, unlike the illustration of FIG. 17, if the rise of the ideal light output at least one of the first and second scanning positions H1 and H2 is gentle enough that no light emission delay occurs in the actual light output. In the actual
<第4実施形態の変形例>
まず、第1走査位置H1側での理想の光出力の立ち上がりがなだらかになる場合について説明する。図18は、第1走査位置H1側での立上走査範囲HA1(走査位置H1〜H0a間)で光出力をなだらかに立ち上げる場合でのLD21aの理想の光出力変化と往路及び復路での実際の光出力変化とを示す図である。なお、図18は、走査レーザ光300の投射面102上の走査方向での走査位置に対するLD21aの光出力の光量変化を示している。LD21b、LD21cの場合も同様であるため、これらの説明は割愛する。また、図18の上段のグラフは理想の光出力における光量変化を示し、中段のグラフは第1走査位置から第2走査位置に走査される往路の走査レーザ光300aでの実際の光出力変化を示し、下段のグラフは第2走査位置から第1走査位置に走査される復路の走査レーザ光300bでの実際の光出力変化を示す。
<Modification of Fourth Embodiment>
First, a case where an ideal light output rises gently on the first scanning position H1 side will be described. FIG. 18 shows an ideal optical output change of the
図18の上段のグラフに示すように、走査位置H1側での理想の光出力の立ち上がりは、その光量が0から定常の光量Pa1に達するまでの立上走査範囲HA1(走査位置H1〜H0a間)ではなだらかに変化する。すなわち、立上走査範囲HA1の幅(走査距離)は実際の走査レーザ光300で発光遅延が発生した場合での立上走査範囲HAの幅よりも広い。言い換えると、第1走査位置H1側において、理想の光出力の立ち上がりは実際の光出力での発光遅延に起因する立ち上がり時間TAよりも遅くなっている。このような場合、往路の走査レーザ光300aの立ち上がり(走査位置H1〜H0a間の光出力変化)では、発光遅延が発生せず、それに起因する光量の不足も発生しない。そのため、往路の走査レーザ光300aの発光開始時の光出力は理想の光出力と同程度になだらかに変化する。また、復路の走査レーザ光300bの発光停止前の走査位置H1〜H0a間での光出力も理想の光出力と同様になだらかに変化する。
As shown in the upper graph of FIG. 18, the ideal rise of the optical output on the scanning position H1 side is the rising scanning range HA1 (between the scanning positions H1 to H0a) until the light amount reaches the steady light amount Pa1 from 0. ) Will change smoothly. That is, the width (scanning distance) of the rising scanning range HA1 is wider than the width of the rising scanning range HA when a light emission delay occurs in the actual
一方、図18において、第2走査位置H2での理想の光出力の立ち上がりは図17と同様に急激に増加している。このような場合、往路の走査レーザ光300aの立ち下がりを急激に減少させる。また、復路の走査レーザ光300bの立ち上がりは急激に増加させこととなるが、発光遅延に起因する光量の低下(所謂、立ちなまり)が生じる。そのため、復路の走査レーザ光300bの立上走査範囲HA(走査位置H2〜H4間)での光量は図18の下段のグラフに示すように不足して光量Pa1よりも低くなる。従って、往路の走査レーザ光300aの発光停止直前の補光走査範囲ΔHa(走査位置H2〜H6間)では光量Pa2=(Pa1+ΔPa)で光出力を行うことにより、復路の走査レーザ光300bの立上走査範囲HA(走査位置H2〜H4間)で不足する光量を往路の走査レーザ光300aの補正光量ΔPaで補う。すなわち、図18の上段のグラフに示す第2走査位置H2での理想の光出力は、重複走査範囲301c(図13参照)における往路の走査レーザ光300aの発光停止直前の走査範囲H2〜H4での光出力と復路の走査レーザ光300bの発光開始直後の走査範囲H2〜H4での光出力との平均化により実現される。
On the other hand, in FIG. 18, the rise of the ideal light output at the second scanning position H2 increases rapidly as in FIG. In such a case, the trailing edge of the forward
<第4実施形態の他の変形例>
次に、第2走査位置H2側での理想の光出力の立ち上がりがなだらかになる場合について説明する。図19は、第2走査位置H2側での立上走査範囲HA2(走査位置H2〜H0b間)で光出力をなだらかに立ち上げる場合でのLD21aの理想の光出力変化と往路及び復路での実際の光出力変化とを示す図である。なお、図19は、走査レーザ光300の投射面102上の走査方向での走査位置に対するLD21aの光出力の光量変化を示している。LD21b、LD21cの場合も同様であるため、これらの説明は割愛する。また、図19の上段のグラフは理想の光出力における光量変化を示し、中段のグラフは第1走査位置から第2走査位置に走査される往路の走査レーザ光300aでの実際の光出力変化を示し、下段のグラフは第2走査位置から第1走査位置に走査される復路の走査レーザ光300bでの実際の光出力変化を示す。
<Other Modifications of Fourth Embodiment>
Next, a case where the ideal light output rises gently on the second scanning position H2 side will be described. FIG. 19 shows an ideal change in the optical output of the
図19の上段のグラフに示すように、第1走査位置H1での理想の光出力の立ち上がりは図17と同様に急激に増加している。このような場合、往路の走査レーザ光300aの立ち上がりは急激に増加させることとなるが、発光遅延に起因する光量の低下(所謂、立ちなまり)が生じる。そのため、往路の走査レーザ光300aの立上走査範囲HA(走査位置H1〜H3間)での光量は図19の中段のグラフに示すように不足して光量Pa1よりも低くなる。従って、復路の走査レーザ光300bの発光停止直前の補光走査範囲ΔHa(走査位置H1〜H5間)では光量Pa2=(Pa1+ΔPa)で光出力を行うことにより、往路の走査レーザ光300aの立上走査範囲HA(走査位置H1〜H3間)で不足する光量を復路の走査レーザ光300bの補正光量ΔPaで補う。すなわち、図19の上段のグラフに示す第1走査位置H1での理想の光出力は、重複走査範囲301c(図13参照)における往路の走査レーザ光300aの発光開始直後の走査範囲H1〜H3での光出力と復路の走査レーザ光300bの発光停止直前の走査範囲H1〜H3での光出力との平均化により実現される。
As shown in the upper graph of FIG. 19, the ideal rise of the optical output at the first scanning position H1 increases rapidly as in FIG. In such a case, the rising of the
一方、図19において、走査位置H2側での理想の光出力の立ち上がりは、その光量が0からレーザ発振モードでの一定の光量Pa1に達するまでの立上走査範囲HA2(走査位置H2〜H0b間)ではなだらかに変化する。すなわち、立上走査範囲HA2の幅(走査距離)は実際の走査レーザ光300で発光遅延が発生した場合での立上走査範囲HAの幅よりも広い。言い換えると、第2走査位置H2側において、理想の光出力の立ち上がりは実際の光出力での発光遅延に起因する立ち上がり時間TAよりも遅くなっている。このような光出力を行う場合、復路の走査レーザ光300bの立ち上がり(走査位置H2〜H0b間の光出力変化)では、発光遅延が発生せず、それに起因する光量の不足も発生しない。そのため、復路の走査レーザ光300bの発光開始時の光出力は理想の光出力と同程度になだらかに変化する。また、往路の走査レーザ光300aの発光停止前の走査位置H2〜H0b間での光出力も理想の光出力と同様になだらかに変化する。
On the other hand, in FIG. 19, the ideal rise of the optical output on the scanning position H2 side is the rising scanning range HA2 (between the scanning positions H2 to H0b) from when the light amount reaches 0 to the constant light amount Pa1 in the laser oscillation mode. ) Will change smoothly. That is, the width (scanning distance) of the rising scanning range HA2 is wider than the width of the rising scanning range HA when an emission delay occurs in the actual
なお、第1走査位置H1側及び第2走査位置H2側の両方での理想の光出力の立ち上がりがなだらかになる場合には、実際の光出力での発光開始の際に発光遅延は生じない。そのため、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bの光出力変化は理想の光出力変化と同じになる。
When the ideal light output rises gently on both the first scanning position H1 side and the second scanning position H2 side, no light emission delay occurs at the start of light emission with actual light output. Therefore, the change in the light output of the forward and return
<第5実施形態>
次に、第5実施形態について説明する。第5実施形態では、補正光量ΔPa及び補光時間ΔTaが、LD21a〜21bの立ち上がり時間TA、TB、TCにおいて不足する光量の累積量S1に応じて決定される。以下では、第4実施形態と異なる構成について説明する。また、第1〜第4実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, the correction light amount ΔPa and the light supplement time ΔTa are determined according to the accumulated light amount S1 that is insufficient at the rise times TA, TB, and TC of the
図20は、第5実施形態における赤色LD21aの光出力制御の一例を示すグラフである。なお、以下では、LD21aの光出力制御を例に挙げて説明をしているが、他のLD21b、21cも同様に制御できる。
FIG. 20 is a graph showing an example of the light output control of the
図20では、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bの発光開始から発光停止までの間の赤色LD21aの光出力制御を示している。図20において、不足量S1は立ち上がり時間TAにおいて発光遅延により不足(低下)した光量の累積量である。すなわち、不足量S1は、駆動電流Ia1に対応する定常の光量Pa1と実際の光量Paとの光量差(Pa1−Pa)の立ち上がり時間TAにおける時間積分量である。また、補正量S2は、補光時間ΔTaにおける補正光量ΔPaを時間積分した累積光量である。
FIG. 20 shows light output control of the
図20に示すように、LD21aの光出力は、補正量S2が不足量S1と同じになるように制御される。言い換えると、S1=S2=ΔPa×ΔTaを満たすように、補正光量ΔPa及び補光時間ΔTaが設定される。なお、その設定方法は特に限定しない。たとえば、この条件を満たす範囲内で補正光量ΔPa及び補光時間ΔTaを設定してもよい。或いは、補正光量ΔPa及び補光時間ΔTaのうちの一方を固定値とし、他方を上記条件に基づいて適宜決定してもよい。
As shown in FIG. 20, the light output of the
次に、図20のような光出力制御を行った場合に投射面102aを見た人間が感じる第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量を説明する。なお、以下では、図20と同様に走査レーザ光300の赤色成分の見た目の光量について説明するが、他の色成分(すなわち緑色成分、青色成分)の見た目の光量も同様に感じられることは言うまでもないであろう。
Next, the apparent light quantity of the
図21A〜図21Cは、第5実施形態における第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量を説明するための図である。図21Aは、第5実施形態において第1走査位置H1から第2走査位置H2に走査される往路の走査レーザ光300aの光出力変化を示す図である。図21Bは、第5実施形態において第2走査位置H2から第1走査位置H1に走査される復路の走査レーザ光300bの光出力変化を示す図である。図21Cは、第5実施形態における第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量変化を示す図である。
21A to 21C are diagrams for explaining the apparent light amount of the
なお、図21A〜図21Cにおいてグラフの横軸は、図20とは異なり、走査レーザ光300のX方向の位置を示していることに注意すべきである。そのため、往路の走査レーザ光300aに係る図21Aの光出力及び駆動電流のグラフ形状、及び横軸の方向は、復路の走査レーザ光300bに係る図21Bのそれらとは反転している。また、図21Cのグラフは、前述の光量の平均化の効果によって人間が感じる第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の重複走査範囲301C(図13参照)における見た目の光量を表している。
21A to 21C, it should be noted that the horizontal axis of the graph indicates the position of the
図21A及び図21Bにおいて、不足量s1は、立ち上がり時間TAにおいて発光遅延により不足した光量の走査距離HAに対する積分量であり、図20の不足量S1に対応している。また、補正量s2は、補光時間ΔTaにおける補正光量ΔPaの走査距離ΔHaに対する積分量であり、図20の補正量S2に対応している。 In FIG. 21A and FIG. 21B, the shortage amount s1 is an integral amount with respect to the scanning distance HA of the light amount that is insufficient due to the light emission delay at the rising time TA, and corresponds to the shortage amount S1 in FIG. Further, the correction amount s2 is an integral amount with respect to the scanning distance ΔHa of the correction light amount ΔPa during the light supplement time ΔTa, and corresponds to the correction amount S2 in FIG.
往路及び復路の走査レーザ光300a、300bが走査されると、人間の視覚では、走査位置H1〜H2間の光量は図21Cのグラフのように感じられる。すなわち、往路の走査レーザ光300aの立上走査範囲HA(すなわち走査位置H1〜H3間)での不足量s1は復路の走査レーザ光300bの補光走査範囲ΔHa(すなわち走査位置H1〜H5間)での補正量s2で補われる。また、復路の走査レーザ光300bの立上走査範囲HA(すなわち走査位置H2〜H4間)での不足量s1は往路の走査レーザ光300aの補光走査範囲ΔHa(すなわち走査位置H2〜H6間)での補正量s2で補われる。従って、走査位置H1〜H3間と走査位置H2〜H4間とにおいて人間が視覚で感じる光量を、定常の光量Pa1に近づけることができる。よって、LD21aの発光開始時の発光遅延に起因する光量の低下を改善することができる。
When the forward and backward
なお、上述の例示では、図20における不足量S1が補正量S2と同じになるように、LD21aを制御しているが本発明はこの例示に限定されない。図21A〜図21Cにおける不足量s1が補正量s2と同じになるように、LD21aを制御してもよい。また、前述したように、緑色LD21b及び青色LD21cも同様に光出力制御される。従って、上述の光出力制御によって、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bが重複する重複走査範囲301cのX方向のエッジ部分、すなわち、走査位置H1〜H3間の走査範囲と走査位置H2〜H5間の走査範囲における各LD21a〜21cの発光遅延に起因する色ムラを軽減又は防止することができる。
In the above example, the
<第6実施形態>
次に、第6実施形態について説明する。なお、第6実施形態は、緑色LD21bを例示して説明するが、他のLD21a、21cについても同様である。図22は、第6実施形態における緑色LD21bの光出力制御の一例を示すグラフである。図22に示すように、第6実施形態では、緑色LD21bの立ち上がり時間TBを3つの分割時間ΔTbに等分割し、各分割時間ΔTbにおいて不足する光量を3段階の補正光量ΔPb1〜ΔPb3に分けて補償する。以下では、第4及び第5実施形態と異なる構成について説明する。また、第1〜第5実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment will be described. In addition, although 6th Embodiment demonstrates and demonstrates green LD21b, it is the same also about other LD21a, 21c. FIG. 22 is a graph showing an example of the light output control of the
図22において、各分割時間ΔTbの時間長は同じである。時点tb5は時点tSからΔTb後の時点であり、光量Pb3の光がLD21bから出力される。時点tb6は時点tSから2ΔTb後の時点であり、光量Pb2の光がLD21bから出力される。時点tb1は時点tSから立ち上がり時間TB(=3ΔTb)後の時点であり、一定の駆動電流Ib1に対応する定常の光量Pb1の光がLD21bから出力される。なお、各光量は0<Pb3<Pb2<Pb1である。
In FIG. 22, the time length of each division time ΔTb is the same. The time point tb5 is a time point ΔTb after the time point tS, and light of the light amount Pb3 is output from the
時点tb3は時点tEよりも3ΔTb前の時点であり、時点tb7は時点tEよりも2ΔTb前の時点であり、時点tb8は時点tEよりもΔTb前の時点である。時点tb3〜時点tb7において光出力制御部582は、LD21bに駆動電流Ib2を印加し、光量Pb4(=Pb1+ΔPb1)の光をLD21bから出力させる。また、時点tb7〜時点tb8において光出力制御部582は、LD21bに駆動電流Ib3を印加し、光量Pb5(=Pb4+ΔPb2)の光をLD21bから出力させる。また、時点tb8〜時点tEでは、LD21bに駆動電流Ib4を印加し、光量Pb6(=Pb5+ΔPb3)の光をLD21bから出力させる。なお、各光量はPb1<Pb4<Pb5<Pb6である。
The time point tb3 is a time point 3ΔTb before the time point tE, the time point tb7 is a time point 2ΔTb before the time point tE, and the time point tb8 is a time point ΔTb before the time point tE. From time tb3 to time tb7, the light
また、各補正光量ΔPb1〜ΔPb3はLD21bの立ち上がり時間TBにおける光出力変化に応じて決定される。特に、これらは各補正光量ΔPb1〜ΔPb3の階段状の変化を立ち上がり時間TBにおける光出力変化に近づけることが好ましい。たとえば、時点tb3〜時点tb7間の補正光量ΔPb1は、時点tb6〜時点tb1間の光出力変化に応じて0<ΔPb1≦|Pb1−Pb2|の範囲内の数値に設定され、図22では|Pb1−Pb2|/2に設定されている。また、時点tb7〜時点tb8間の補正光量ΔPb2は、時点tb5〜時点tb6間の光出力変化に応じて0<ΔPb2≦|Pb2−Pb3|の範囲内の数値に設定され、図22では|Pb2−Pb3|/2に設定されている。また、時点tb8〜時点tE間の補正光量ΔPb3は、時点tS〜時点tb5間の光出力変化に応じて0<ΔPb3≦Pb3の範囲内の数値に設定され、図22では(Pb3)/2に設定されている。
Further, each of the correction light amounts ΔPb1 to ΔPb3 is determined according to a change in the light output during the rise time TB of the
次に、図22のような光出力制御を行った場合に投射面102aを見た人間が感じる第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量を説明する。なお、以下では、図22と同様に走査レーザ光300の緑色成分の見た目の光量について説明するが、他の色成分(すなわち赤色成分、青色成分)の見た目の光量も同様に感じられることは言うまでもないであろう。
Next, the apparent light quantity of the
図23A〜図23Cは、第6実施形態における第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量を説明するための図である。図23Aは、第6実施形態において第1走査位置H1から第2走査位置H2に走査される往路の走査レーザ光300aの光出力変化を示す図である。図23Bは、第6実施形態において第2走査位置H2から第1走査位置H1に走査される復路の走査レーザ光300bの光出力変化を示す図である。図23Cは、第6実施形態における第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量変化を示す図である。
FIGS. 23A to 23C are diagrams for explaining the apparent light amount of the
なお、図23A〜図23Cにおいてグラフの横軸は、図22とは異なり、走査レーザ光300のX方向の位置を示していることに注意すべきである。そのため、往路の走査レーザ光300aに係る図23Aの光出力及び駆動電流のグラフ形状、及び横軸の方向は、復路の走査レーザ光300bに係る図23Bのそれらとは反転している。また、図23Cでは、前述の光量の平均化の効果によって人間が感じる第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の重複走査範囲301C(図13参照)における見た目の光量を表している。
Note that in FIGS. 23A to 23C, the horizontal axis of the graphs indicates the position of the
第1走査位置H1は、LD21bの往路の走査レーザ光300aの発光開始時点での走査位置であり、LD21bの復路の走査レーザ光300bの発光停止時点での走査位置でもある。また、第2走査位置H2は、LD21bの往路の走査レーザ光300aの発光停止時点での走査位置であり、LD21bの復路の走査レーザ光300bの発光開始時点での走査位置でもある。走査位置H3は、往路の走査レーザ光300aにおいて第1走査位置H1での発光開始から立ち上がり時間TB後での走査位置であり、復路の走査レーザ光300bにおいて第1走査位置H1での発光停止よりも3ΔTb(=TB)前での走査位置でもある。また、走査位置H4は、往路の走査レーザ光300aにおいて第2走査位置H2での発光停止よりも3ΔTb(=TB)前での走査位置であり、復路の走査レーザ光300bにおいて第1走査位置H1での発光開始から立ち上がり時間TB後での走査位置でもある。
The first scanning position H1 is a scanning position at the start of emission of the
LD21bの往路の走査レーザ光300aにおいて、走査位置H8は、第2走査位置H2での発光停止よりも2ΔTb前での走査位置を示す。走査位置H10は、第2走査位置H2での発光停止よりも分割時間ΔTb前での走査位置を示す。往路の走査レーザ光300aにおいて、走査位置H1〜H3間は立上走査範囲HBに対応し、走査位置H2〜H4間は補光走査範囲ΔHbに対応している。
In the forward
また、LD21bの復路の走査レーザ光300bにおいて、走査位置H7は、第1走査位置H1での発光停止よりも2ΔTb前での走査位置を示す。走査位置H10は、第2走査位置H2での発光停止よりも分割時間ΔTb前での走査位置を示す。復路の走査レーザ光300bにおいて、走査位置H2〜H4間は立上走査範囲HBに対応し、走査位置H1〜H3間は補光走査範囲ΔHbに対応している。
In the backward
往路の走査レーザ光300aでの走査位置H1〜H3間、及び、復路の走査レーザ光300bでの走査位置H2〜H4間の距離は同じHBである。また、往路の走査レーザ光300aでの走査位置H2〜H10間、走査位置H8〜H10間、及び走査位置H4〜H8間と、復路の走査レーザ光300bでの走査位置H3〜H7間、走査位置H7〜H9間、及び走査位置H1〜H9間とでのX方向の距離はいずれも同じΔHbである。
The distance between the scanning positions H1 to H3 in the forward
往路及び復路の走査レーザ光300a、300bが走査されると、人間の視覚では、走査位置H1〜H2間の光量は図23Cのグラフのように感じられる。すなわち、走査位置H1〜H3間において、往路の走査レーザ光300aの立上走査範囲HBで不足する光量は復路の走査レーザ光300bの補光走査範囲ΔHbでの補正光量ΔPb1〜ΔPb3によって均一に補われる。また、走査位置H2〜H4間において、復路の走査レーザ光300bの立上走査範囲HBで不足する光量は往路の走査レーザ光300aの補光走査範囲ΔHbでの補正光量ΔPb1〜ΔPb3によって均一に補われる。従って、走査位置H1〜H3間と走査位置H2〜H4間とにおいて人間が視覚で感じる光量を、一定の駆動電流Ib1に対応する定常の光量Pb1に近づけることができる。よって、LD21bの発光開始時の発光遅延に起因する光量の低下を改善することができる。
When the forward and backward
また、前述したように、赤色LD21a及び青色LD21cも同様に光出力制御される。従って、上述の光出力制御によって、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bが重複する重複走査範囲301cのX方向のエッジ部分、すなわち、走査位置H1〜H3間の走査範囲と走査位置H2〜H4間の走査範囲における各LD21a〜21cの発光遅延に起因する色ムラを軽減又は防止することができる。
Further, as described above, the light output of the
なお、補正光量ΔPb1〜ΔPb3は、図22及び図23A〜図23Cでは3段階に分割したが、この例示に限定されず、2又は4以上の複数の段階に分割してもよい。分割数が多くなるほど処理数は増えるが色ムラをより均一に精度良く改善することができる。 The correction light amounts ΔPb1 to ΔPb3 are divided into three stages in FIGS. 22 and 23A to 23C, but are not limited to this example, and may be divided into two or more stages. As the number of divisions increases, the number of processes increases, but color unevenness can be improved more uniformly and accurately.
<第7実施形態>
次に、第7実施形態について説明する。第7実施形態では、定常の光量Pa1〜Pc1に対応する電流値Ia1、Ib1、Ic1の駆動電流を各LD21a〜21cに印加する前に、各LD21a〜21cの発振閾値電流Is未満の微小電流値Ipの予備電流を印加する。以下では、第4〜第6実施形態と異なる構成について説明する。また、第1〜第6実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。また、以下では、第7実施形態について、赤色LD21aの光出力制御を例に挙げて説明するが、他のLD21b、21cの光出力制御も同様に行うことができる。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment will be described. In the seventh embodiment, before applying the drive currents of the current values Ia1, Ib1, and Ic1 corresponding to the steady light amounts Pa1 to Pc1 to the
まず、赤色半導体レーザ素子21aの電流−光出力特性について説明する。図24は、赤色LD21aの駆動電流に対する光出力特性を示すグラフである。図24に示すように、素子温度が25度の場合、赤色LD21aは実線のグラフで描かれた電流−光出力特性に示す。実線のグラフの屈曲点に対応する電流値Isは赤色LD21aの発振閾値電流Isを示す。発振閾値電流Isは、赤色LD21aがレーザ発振モードのみで発光する電流値の下限を示す電流値であり、図3の電流値IBに対応する。すなわち、赤色LD21aは、発振閾値電流Is以上の電流値が印加されると、安定したレーザ発振動作により、比較的波長及び位相の揃ったコヒーレント光を出力する。一方、赤色LD21aは、発振閾値電流Is未満の電流値が印加されると、発光モードは変化して出射光の波長及び位相も不揃いになっていく。ただし、LD21aに発振閾値電流Is以上の駆動電流を印加する前に、発振閾値電流Is未満の電流値IpをLD21aに印加しておくと、発光遅延が抑制されて立ちあがり時間TAが格段に速くなる。本実施形態では、この現象を利用して、LD21a〜LD21cの発光開始時の発光遅延に起因する光量の低下を改善している。すなわち、図5のような走査範囲での走査レーザ光300a、300bの発光開始直後の所定期間(後述する印加時間Tp)において、発振閾値電流Is未満の電流値Ipの予備電流をLD21a〜21cに印加する。
First, the current-light output characteristics of the red
なお、電流値Ipは発振閾値電流Isから大きく離す必要はなく、僅かに小さい電流値であればよい。また、図24に示すように、LD21aの電流−光出力特性は素子温度、素子の劣化に起因して変化する。そのため、予備電流の電流値Ipはこれらの条件に対応する電流−光出力特性(特に発振閾値電流Is)に応じて決定される。
The current value Ip does not have to be greatly separated from the oscillation threshold current Is, and may be a slightly small current value. Further, as shown in FIG. 24, the current-light output characteristics of the
図25は、第7実施形態における赤色LD21aの光出力制御の一例を示すグラフである。図25では、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bの発光開始から発光停止までの間の赤色LD21aの光出力制御を示している。図25において、時点ta9は、時点tSから印加時間Tp後の時点であり、光量Pa1の光をLD21aから出力させる時点である。また、時点ta10は、時点tEよりも補光時間ΔTa(=Tp)前の時点であり、光量Pa1よりも補光光量ΔPa大きい光量Pa2の光をLD21aから出力させる時点である。
FIG. 25 is a graph showing an example of the light output control of the
LD21aには、発光開始直後の時点tS〜ta9間の所定期間Tpにおいて電流値Ipの予備電流が印加される。また、時点ta9〜ta10間では電流値Ia1の駆動電流が印加され、時点ta3〜tE間では電流値Ia2の駆動電流が印加される。なお、電流値Ipの予備電流をLD21aに印加する印加時間Tpは、LD21aの立ち上がり時間TA以上であればよい。Tp≧TAであれば、時刻ta2において電流値Ia1(≫Ip)の駆動電流をLD21aに印加しても、発光遅延を大幅に抑制又は防止することができる。一方、Tp<TAにすると、時点ta2において発光遅延が発生してしまう。
A preliminary current having a current value Ip is applied to the
次に、図25のような光出力制御を行った場合に投射面102aを見た人間が感じる第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量を説明する。なお、以下では、図25と同様に走査レーザ光300の赤色成分の見た目の光量について説明するが、他の色成分(すなわち緑色成分、青色成分)の見た目の光量も同様に感じられることは言うまでもないであろう。
Next, the apparent light quantity of the
図26A〜図26Cは、第7実施形態における第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量を説明するための図である。図26Aは、第7実施形態において第1走査位置H1から第2走査位置H2に走査される往路の走査レーザ光300aの光出力変化を示す図である。図26Bは、第7実施形態において第2走査位置H2から第1走査位置H1に走査される復路の走査レーザ光300bの光出力変化を示す図である。図26Cは、第7実施形態における第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の走査レーザ光300の見た目の光量変化を示す図である。
FIGS. 26A to 26C are views for explaining the apparent light quantity of the
なお、図26A〜図26Cにおいてグラフの横軸は、図25とは異なり、走査レーザ光300のX方向の位置を示していることに注意すべきである。そのため、往路の走査レーザ光300aに係る図26Aの光出力及び駆動電流のグラフ形状、及び横軸の方向は、復路の走査レーザ光300bに係る図26Bのそれらとは反転している。また、図26Cでは、前述の光量の平均化の効果によって人間が感じる第1走査位置H1及び第2走査位置H2間の重複走査範囲301C(図13参照)における見た目の光量を表している。
It should be noted that in FIGS. 26A to 26C, the horizontal axis of the graphs indicates the position of the
走査位置H11は、往路の走査レーザ光300aにおいて第1走査位置H1での発光開始から印加時間Tp後での走査位置であり、復路の走査レーザ光300bにおいて第1走査位置H1での発光停止よりも補光時間ΔTa(=Tp)前での走査位置でもある。また、走査位置H12は、往路の走査レーザ光300aにおいて第2走査位置H2での発光停止よりも補光時間ΔTa前での走査位置であり、復路の走査レーザ光300bにおいて第2走査位置H2での発光開始から印加時間Tp後での走査位置でもある。往路の走査レーザ光300aにおいて、走査位置H1〜H11間は印加時間Tpにおける走査範囲(以下、印加走査範囲と呼ぶ)に対応し、走査位置H2〜H12間は発光停止前の補光時間ΔTaにおける走査範囲(すなわち補光走査範囲ΔHp)に対応している。また、復路の走査レーザ光300bにおいて、走査位置H2〜H12間は印加時間Tpにおける印加走査範囲に対応し、走査位置H1〜H11間は発光停止前の補光時間ΔTaにおける補光走査範囲ΔHpに対応している。
The scanning position H11 is a scanning position after the application time Tp from the start of light emission at the first scanning position H1 in the forward
往路及び復路の走査レーザ光300a、300bにおいて、補光走査範囲ΔHpでの光量Pa2は駆動電流Ia1に対応する光量Pa1よりも補光光量ΔPa大きくなっている。また、前述のようにΔTa=Tpである。そのため、往路の走査レーザ光300aでの走査位置H1〜H11間、及び、復路の走査レーザ光300bでの走査位置H2〜H12間の距離は同じHpである。また、往路の走査レーザ光300aでの走査位置H2〜H12間、及び、復路の走査レーザ光300bでの走査位置H1〜H11間のX方向の距離も同じHpである。
In the forward and backward
往路及び復路の走査レーザ光300a、300bが走査されると、人間の視覚では、走査位置H1〜H2間の光量は図26Cのグラフのように感じられる。すなわち、往路の走査レーザ光300aの印加走査範囲で不足する光量は復路の走査レーザ光300bの補光走査範囲ΔHpの補正光量ΔPaで補われる。また、復路の走査レーザ光300bの印加走査範囲で不足する光量は往路の走査レーザ光300aの補光走査範囲ΔHpの補正光量ΔPaで補われる。従って、走査位置H1〜H11間と走査位置H2〜H12間とにおいて人間が視覚で感じる光量を一定の駆動電流Ia1に対応する定常の光量Pa1に近づけることができ、走査位置H1〜H3間における見た目の光量をPa1とすることも可能である。
When the forward and backward
なお、本実施形態では、印加時間Tpにて電流値Ipの予備電流を印加する構成を全てのLD21a〜21cに適用しているが、本発明はこの例示に限定されない。この構成は、複数のLD21a〜21cのうちの少なくとも1つ(特に立ち上がり時間が最も長い赤色LD21a)に適用されてもよい。
In the present embodiment, the configuration in which the preliminary current having the current value Ip is applied at the application time Tp is applied to all the
次に、LD21a〜21cの光出力制御処理について説明する。図27は、第7実施形態に係るLD21a〜21cの光出力制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、下記のS301〜S305はリトレース期間中に行われ、S306はトレース期間中に行われる。
Next, the light output control processing of the
まず、リトレース期間において、走査レーザ光300の光軸が無効投射領域102cを走査する際に、光出力制御部582は各LD21a〜21cに所定の駆動電流Ia1〜Ic1を印加して、LD21a〜21cを所定の光量(たとえばPa1、Pb1、Pc1)で発光させる(S301)。なお、駆動電流Ia1〜Ic1の印加時間はそれぞれ、各LD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCよりも長い時間長であればよい。各LD21a〜21cの光出力はそれぞれPD23a〜23cで検出される(S302)。算出部583は、PD23a〜23cの検出結果に基づいて、各LD21a〜21cの立ち上がり時間TA、TB、TCを算出する(S303)。さらに、算出部583は、S303の結果に基づいて各LD21a〜21cに印加する電流値Ipの予備電流の印加時間Tpを設定する(S304)。また、光出力制御部582は、映像処理部581から出力される映像データをメモリ(不図示)に取り込み、該映像データに基づいてトレース期間にてコンバイナ102に投射する投射画像の画像解析を行う(S305)。すなわち、トレース期間で形成する投射画像の色情報、及び輝度情報などを解析する。
First, in the retrace period, when the optical axis of the
次に、トレース期間において、光出力制御部582は、画像解析の結果、算出部583の算出結果、及び記憶部57から読みだした光出力補正情報などに基づいて、複数のLD21a〜21cの光出力制御を行う(S306)。
Next, in the trace period, the light
<第4〜第7実施形態のまとめ>
以上に説明した第4〜第7実施形態によれば、プロジェクタユニット101は、光量Pa1、Pb1、Pc1(第1光量)の走査レーザ光300を出力するLD21a〜LD21cと、投射面102a上にて方向範囲を有して所定方向(たとえばX方向)に走査レーザ光300を往復走査するMEMSエンジン部3と、LD21a〜LD21cの光出力を制御する光出力制御部582と、を備え、光出力制御部582は、発光停止の際に走査レーザ光300の光量を急激に減少させる場合、発光開始から発光停止までの間に走査レーザ光300が走査される走査範囲301a、301b(第1走査範囲)のうちの発光停止位置直前の補光走査範囲ΔHa(第2走査範囲)での第2光量(Pa2、Pb4〜6など)を光量Pa1、Pb1、Pc1よりも大きくする構成とされる。(第30の構成)
<Summary of Fourth to Seventh Embodiments>
According to the fourth to seventh embodiments described above, the
上記第30の構成によれば、投射面102a上にて往復走査される走査レーザ光300において、発光停止の際に走査レーザ光300の光量を急激に減少させる場合、発光開始から発光停止までの間に走査レーザ光300が走査される走査範囲301a、301b(第1走査範囲)のうちの発光停止位置直前の補光走査範囲ΔHa(第2走査範囲)における光量Pa2、Pb4〜6など(第2光量)が光量Pa1、Pb1、Pc1(第1光量)よりも大きくされる。ここで、走査レーザ光300は往復走査されるため、発光停止の際に走査レーザ光300の光量を急激に減少させる場合、通常、次の走査レーザ光300では発光開始の際に光量を急激に増加させることとなり、発光遅延に起因する光量の低下(所謂、立ちなまり)が生じる。一方、上記構成によれば、往路及び復路のうちの一方の走査レーザ光300a又は300bにて発光開始の際に発光遅延に起因して光量Pa1、Pb1、Pc1よりも低下した光量を他方の走査レーザ光300b又は300aの発光停止位置直前の補光走査範囲ΔHaでの光量Pa2、Pb4〜6など(第2光量)で補うことができる。従って、人間が視覚で感じる走査レーザ光300の光量低下を軽減することができる。よって、LD21a〜21cの発光開始時の発光遅延に起因する光量の低下を改善することができる。
According to the thirtieth configuration, in the
また、上記第30の構成のプロジェクタユニット101において、投射面102a上に形成される画像情報(映像データ)を格納するメモリ(不図示)をさらに備え、光出力制御部582は、画像情報を解析し、該解析の結果に基づいて光出力を制御する構成としてもよい。(第31の構成)
The
上記第31の構成によれば、投射面102a上に形成される画像情報の解析結果に基づいてLD21a〜21cの光出力を制御できる。
According to the thirty-first configuration, the light outputs of the
また、上記第31又は第32の構成の上記構成のプロジェクタユニット101において、光出力制御部582は、発光開始から光量Pa1、Pb1、Pc1(第1光量)の光出力に達するまでの立ち上り時間TAよりも走査レーザ光300の光量の減少開始から発光停止までの立ち下り時間が短い場合、光量Pa2、Pb4〜6など(第2光量)を光量Pa1、Pb1、Pc1よりも大きくする構成としてもよい。(第33の構成)
In the
上記第33の構成によれば、発光開始の際の立ち上り時間TAよりも発光停止の際の立ち下り時間が短い場合、発光停止の際に走査レーザ光300a又は300bの光量が急激に減少している。そのため、通常、次の走査レーザ光300b又は300aの発光開始の際には発光遅延に起因する光量の低下が発生するが、この光量の低下を光量Pa2、Pb4〜6など(第2光量)で補うことができる。
According to the thirty-third configuration, when the fall time at the stop of light emission is shorter than the rise time TA at the start of light emission, the light amount of the
また、上記第30〜第33のいずれかの構成のプロジェクタユニット101において、光出力制御部582は、往路の走査レーザ光300aでの走査範囲301aの発光開始位置及び発光停止位置をそれぞれ復路の走査レーザ光300bでの走査範囲301bの発光停止位置及び発光開始位置に対応させる構成としてもよい。(第34の構成)
In the
上記第34の構成によれば、往路及び復路のうちの一方の走査レーザ光300a又は300bにて発光開始の際に発光遅延に起因して光量Pa1、Pb1、Pc1(第1光量)よりも低下した光量を他方の走査レーザ光300b又は300aの第2光量(Pa2、Pb4〜6など)でより確実に補うことができる。
According to the thirty-fourth configuration, the light amount is lower than the light amounts Pa1, Pb1, and Pc1 (first light amount) due to the light emission delay at the start of light emission in the
また、上記第34の構成のプロジェクタユニット101において、方向範囲を有する所定方向(たとえばX方向)において、往路の走査レーザ光300aでの補光走査範囲ΔHaは、復路の走査レーザ光300bにおいて発光開始から光量Pa1、Pb1、Pc1(第1光量)の光出力に達までの間に復路の走査レーザ光300bが走査される立上走査範囲HA、HB(第3走査範囲)と重複する構成としてもよい。さらに、復路の走査レーザ光300bでの補光走査範囲ΔHaは、往路の走査レーザ光300aにおいて発光開始から光量Pa1、Pb1、Pc1の光出力に達までの間に往路の走査レーザ光300aが走査される立上走査範囲HA、HBと重複する構成としてもよい。(第35の構成)
In the
上記第35の構成によれば、補光走査範囲ΔHaを立上走査範囲HA、HBに重複させることができる。なお、補光走査範囲ΔHaでは走査レーザ光300の光量が光量Pa1、Pb1、Pc1(第1光量)よりも大きくなり、立上走査範囲HA、HBでは、発光遅延に起因して走査レーザ光300の光量が光量Pa1、Pb1、Pc1よりも低下する。従って、立上走査範囲HA、HBに光量Pa1、Pb1、Pc1よりも大きい光量の走査レーザ光300を確実に投射することができる。
According to the thirty-fifth configuration, the auxiliary light scanning range ΔHa can be overlapped with the rising scanning ranges HA and HB. Note that the light amount of the
また、上記第34又は第35の構成のプロジェクタユニット101において、方向範囲を有する所定方向(たとえばX方向)において、往路の走査レーザ光300aでの補光走査範囲ΔHaでの走査距離は、復路の走査レーザ光300bでの立上走査範囲HA、HBでの走査距離以下である構成としてもよい。さらに、復路の走査レーザ光300bでの補光走査範囲ΔHaでの走査距離は、往路の走査レーザ光300aの立上走査範囲HA、HBでの走査距離以下である構成としてもよい。(第36の構成)
In the
上記第36の構成によれば、走査範囲301a、301bのうち、発光遅延に起因して光量が低下する立上走査範囲HA、HB以外の走査範囲に光量Pa1、Pb1、Pc1(第1光量)よりも大きい光量Pa2、Pb4〜6など(第2光量)の走査レーザ光300を投射しないようにすることができる。
According to the thirty-sixth configuration, among the scanning ranges 301a and 301b, the light amounts Pa1, Pb1, and Pc1 (first light amount) are present in the scanning ranges other than the rising scanning ranges HA and HB in which the light amount decreases due to the light emission delay. It is possible to prevent the
また、上記第34〜第36のいずれかの構成のプロジェクタユニット101において、光出力制御部582は、往路及び復路の走査レーザ光300a、300bにおける補光走査範囲ΔHaでの累積光量S2、s2をLD21a〜21cの発光遅延に起因して低下した光量の累積量S1、s1と同じにさせる構成としてもよい。(第37の構成)
In the
上記第37の構成によれば、発光遅延に起因して低下した光量の累積量S1、s1を補光走査範囲ΔHaでの累積光量S2、s2で補完することによって、人間が視覚で感じる発光遅延に起因する走査レーザ光300a、300bの光量低下をより効果的に改善又は解消することができる。
According to the thirty-seventh configuration, the accumulated light amount S1 and s1 reduced due to the light emission delay is complemented by the accumulated light amounts S2 and s2 in the supplementary light scanning range ΔHa, whereby the light emission delay that a human can visually perceive. It is possible to more effectively improve or eliminate the decrease in the light amount of the
また、上記第30〜第37のいずれかの構成のプロジェクタユニット101は、LD21a〜21cに駆動電流を供給するLDドライバ52をさらに備え、LD21a〜21cは半導体レーザ素子であって、LDドライバ52は、発光停止の際に走査レーザ光300の光量を急激に減少させる場合、LD21a〜21cがレーザ発振モードのみで発光する電流値の下限を示す発振閾値電流Is以上の第1電流値から該発振閾値電流Is未満の第2電流値に駆動電流を減少させる構成としてもよい。(第38の構成)
The
上記第38の構成によれば、レーザ発振モードのみで発光するLD21a〜21cから出射される走査レーザ光300の光量を急激に減少させることができる。
According to the thirty-eighth configuration, the amount of the
また、上記第30〜第38のいずれかの構成のプロジェクタユニット101において、光出力制御部582は、補光走査範囲ΔHaでの光量Pb4〜6(たとえば図22参照)を複数の段階に分けて増加させる構成としてもよい。(第39の構成)
In the
上記第39の構成によれば、発光遅延に起因して低下した光量の分布に応じて走査レーザ光300を投射することができる。従って、LD21a〜21cの発光開始時の発光遅延に起因する光量の低下をより均一に改善することができる。
According to the thirty-ninth configuration, the
また、上記第30〜第39のいずれかの構成のプロジェクタユニット101において、LD21a〜21cは半導体レーザ素子であって、第1走査範囲301a、301bでの走査レーザ光300a、300bの発光開始直後の所定期間Tpにおいて、LD21a〜21cがレーザ発振モードのみで発光する電流値の下限を示す発振閾値電流Is未満の電流値Ipの予備電流がLD21a〜21cに印加される構成としてもよい。(第40の構成)
In the
上記第40の構成によれば、発振閾値電流Is未満の電流値Ipの予備電流を予めLD21a〜21cに印加しておくことによって、LD21a〜21cの発光遅延を抑制又は防止することができる。
According to the fortieth configuration, by applying a preliminary current having a current value Ip less than the oscillation threshold current Is to the
さらに、上記第40の構成の上記構成のプロジェクタユニット101は、予備電流(電流値Ip)の印加時間Tpは、LD21a〜21cが発光開始してから光量Pa1、Pb1、Pc1(第1光量)の光出力に達するまでに要する立ち上がり時間TA、TB、TC以上である構成としてもよい。(第41の構成)
Further, in the
上記第41の構成によれば、電流値Ipの予備電流の印加時間Tpを立ち上がり時間TA、TB、TC以上とするので、LD21a〜21cの発光遅延を防止することができる。
According to the forty-first configuration, the application time Tp of the preliminary current having the current value Ip is set to the rise times TA, TB, and TC or more, so that the light emission delay of the
また、第4〜第7実施形態によれば、プロジェクタユニット101は、レーザ光300を放射するLD21a〜21cと、レーザ光300を走査するMEMSエンジン部3と、前記LD21a〜21cの光量を制御する光出力制御部582と、を備え、前記光出力制御部582は、往路及び復路において前記LD21a〜21cの発光の開始及び停止を行い、往路及び復路の少なくとも一方のLD21a〜21cの発光の開始から停止までの間の走査範囲は、前記発光の開始から前記光量が第1光量Pa1、Pb1、Pc1になるまでの間の立上走査範囲HA(第1走査範囲)と、前記光量が前記第1光量Pa1、Pb1、Pc1で走査される往路のH3〜H6間、復路のH4〜H5間(第2走査範囲)と、前記光量が前記第1光量Pa1、Pb1、Pc1よりも大きい第2光量(Pa2、Pb4〜6など)になってから前記発光の停止までの間の補光走査範囲ΔHa(第3走査範囲)と、を含み、前記補光走査範囲ΔHaの長さは立上走査範囲HAの長さ以下である構成とされる。(第42の構成)
According to the fourth to seventh embodiments, the
また、上記第42の構成のプロジェクタユニット101は、上記投射画像の画像情報を格納する記憶部57をさらに備え、前記光出力制御部582は、前記画像情報を解析し、前記解析の結果に基づいて前記光量を制御する構成とされる。(第43の構成)
The
また、上記第42又は第43の構成のプロジェクタユニット101は、往路の立上走査範囲HAにおける発光開始位置及び発光停止位置はそれぞれ復路の前記補光走査範囲ΔHaにおける前記発光停止位置及び前記発光開始位置に対応する構成とされる。(第44の構成)
In the
また、上記第44の構成のプロジェクタユニット101は、往路の前記レーザ光300aの前記立上走査範囲HAは、復路の前記レーザ光300bの前記補光走査範囲ΔHaと重複する構成とされる。(第45の構成)
Further, the
また、上記第44又は第45の構成のプロジェクタユニット101は、往路の前記レーザ光300aの前記補光走査範囲ΔHaの長さは、復路の前記レーザ光300bの前記立上走査範囲HAの長さ以下である構成とされる。(第46の構成)
In the
また、上記第44〜第46の構成のプロジェクタユニット101は、前記光出力制御部582は、前記少なくとも一方の前記レーザ光300での前記補光走査範囲ΔHaにおける累積光量を、前記少なくとも一方の前記レーザ光300を出力する発光素子の発光遅延に起因して低下した光量の累積量と同じにさせる構成とされる。(第47の構成)
In the
また、上記第47の構成のプロジェクタユニット101は、前記レーザ光300を出力する発光素子に駆動電流を供給するLDドライバ52をさらに備え、前記発光素子は半導体レーザ素子であって、前記LDドライバ52は、前記少なくとも一方の前記レーザ光300での前記補光走査範囲ΔHaにおいて、前記半導体レーザ素子がレーザ発振モードのみで発光する電流値の下限を示す発振閾値電流Is以上の第1電流値から該発振閾値電流Is未満の第2電流値に前記駆動電流を減少させる構成とされる。(第48の構成)
The
また、上記第47又は第48の構成のプロジェクタユニット101は、前記発光素子は半導体レーザ素子であって、前記立上走査範囲HAでの前記レーザ光300の発光が開始された後の所定期間Tpにおいて、前記半導体レーザ素子がレーザ発振モードのみで発光する電流値の下限を示す発振閾値電流Is未満の電流値Ipの予備電流が前記半導体レーザ素子に印加される構成とされる。(第49の構成)
In the
また、上記第49の構成のプロジェクタユニット101は、前記予備電流(電流値Ip)の印加時間Tpは、前記半導体レーザ素子の発光開始から前記光量が前記第1光量Pa1、Pb1、Pc1に達するまでに要する時間TA、TB、TC以上である構成とされる。(第50の構成)
In the
また、上記第42〜第50の構成のプロジェクタユニット101は、前記光出力制御部582は、前記補光走査範囲ΔHaでの前記第2光量(Pa2、Pb4〜6など)を複数の段階に分けて増加させる構成とされる。(第51の構成)
Further, in the
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上述の実施形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせに色々な変形が可能であり、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The embodiment of the present invention has been described above. Note that the above-described embodiment is an exemplification, and various modifications can be made to each component and combination of processes, and it will be understood by those skilled in the art that they are within the scope of the present invention.
たとえば、上述の第1〜第7実施形態において、CPU58が有する構成要素581〜583の一部又は全ては、機能的構成要素であってもよいし、電気回路、装置、デバイスなどの物理的な構成要素であってもよい。また、構成要素581〜583の少なくとも一部はCPU58から独立する構成要素であってもよい。
For example, in the first to seventh embodiments described above, some or all of the
また、上述の第1〜第7実施形態では、HUD装置100のレーザプロジェクタ101を挙げて説明しているが、本発明の適用範囲はこれらの例示に限定されない。本発明は、発光波長の異なる複数の光源の光出力制御を行う装置であれば広く適用可能である。
In the first to seventh embodiments described above, the
100 ヘッドアップディスプレイ装置(HUD装置)
101 プロジェクタユニット
102 コンバイナ
200 車両
201 フロントガラス
300 走査レーザ光
400 ユーザの視線
1 ハウジング
1a 窓部
2 光学エンジン部
21a〜21c レーザダイオード(LD)
22 光学系
221a〜221c コリメータレンズ
222a〜222c ビームスプリッタ
223 集光レンズ
23a〜23c フォトディテクタ(PD)
3 MEMSエンジン部
31 MEMSミラー
50 本体筐体
50a 光出射口
51 MEMSミラードライバ
52 LDドライバ
53 電源
54 電源制御部
55 操作部
56 入出力I/F
57 記憶部
58 CPU
581 映像処理部
582 光出力制御部
583 算出部
100 Head-up display device (HUD device)
DESCRIPTION OF
22
DESCRIPTION OF
57
581
Claims (10)
前記レーザ光を走査する走査部と、
前記レーザ光の出力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、第1走査範囲と第2走査範囲とを含む走査範囲において、前記第1走査範囲で前記出力が第1光量となる制御を行い、前記第2走査範囲で前記出力が前記第1光量より大きい第2光量となる制御を行う投射装置。 A plurality of light sources for emitting laser light;
A scanning unit that scans the laser beam;
A control unit for controlling the output of the laser beam,
The control unit performs control such that the output is a first light amount in the first scanning range in a scanning range including a first scanning range and a second scanning range, and the output is the first light amount in the second scanning range. A projection device that performs control to obtain a second light amount that is greater than one light amount.
前記制御部は、前記画像情報に基づいて前記レーザ光の出力を制御する請求項1に記載の投射装置。 A memory for storing image information of an image to be projected onto the projection plane;
The projection device according to claim 1, wherein the control unit controls an output of the laser light based on the image information.
往路の前記第1走査範囲での前記レーザ光の出射開始位置及び出射停止位置を、それぞれ復路の前記第1走査範囲での前記レーザ光の出射停止位置及び出射開始位置に対応させる請求項1〜請求項3のいずれかに記載の投射装置。 The scanning unit scans the laser beam back and forth,
The emission start position and the emission stop position of the laser beam in the first scanning range of the forward path correspond to the emission stop position and the emission start position of the laser beam in the first scanning range of the return path, respectively. The projection device according to claim 3.
前記制御部は、前記第2光源よりも先に前記第1光源に駆動電流を供給する制御を行う請求項1に記載の投射装置。 The plurality of light sources include a first light source and a second light source, and the time required for the first light source to output a predetermined amount of light is longer than that of the second light source,
The projection apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control to supply a driving current to the first light source before the second light source.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610866188.7A CN106560743B (en) | 2015-10-05 | 2016-09-29 | Grenade instrumentation |
US15/283,444 US10750138B2 (en) | 2015-10-05 | 2016-10-03 | Projection device |
EP21192790.0A EP3940901A1 (en) | 2015-10-05 | 2016-10-04 | Projection device |
EP16192157.2A EP3154137A1 (en) | 2015-10-05 | 2016-10-04 | Projection device |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015197625 | 2015-10-05 | ||
JP2015197629 | 2015-10-05 | ||
JP2015197625 | 2015-10-05 | ||
JP2015197629 | 2015-10-05 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020168572A Division JP7173110B2 (en) | 2015-10-05 | 2020-10-05 | Optical output control unit and optical projection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017072827A true JP2017072827A (en) | 2017-04-13 |
JP6822039B2 JP6822039B2 (en) | 2021-01-27 |
Family
ID=58538745
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016187061A Active JP6822039B2 (en) | 2015-10-05 | 2016-09-26 | Projection device |
JP2020168572A Active JP7173110B2 (en) | 2015-10-05 | 2020-10-05 | Optical output control unit and optical projection device |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020168572A Active JP7173110B2 (en) | 2015-10-05 | 2020-10-05 | Optical output control unit and optical projection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP6822039B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019077100A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 株式会社リコー | Laser driving device, light source device, optical scanner, image forming device, image display device, and laser driving method |
CN110058481A (en) * | 2018-11-26 | 2019-07-26 | 歌尔股份有限公司 | A kind of laser drive, projection device and method |
JP2019139184A (en) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | シャープ株式会社 | Laser light source equipment and image display device |
US10764543B2 (en) | 2018-03-29 | 2020-09-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Image display system, image display method, and movable object |
WO2021181805A1 (en) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | 国立大学法人福井大学 | Projection device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002072208A (en) * | 2000-06-15 | 2002-03-12 | Sharp Corp | Liquid crystal display device, method of driving the same and illuminator |
JP2003205640A (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-22 | Hitachi Ltd | Driver of light emitting element |
US20080144139A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-19 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Scanning display apparatus and method for controlling output time of light sources |
JP2009244797A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Brother Ind Ltd | Image display device |
JP2011039324A (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Funai Electric Co Ltd | Laser projector |
JP2012078533A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Brother Ind Ltd | Scanning type image display device |
US20120218525A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | Jaewook Kwon | Laser projector and method of processing signal thereof |
JP2013211308A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Sony Corp | Laser drive circuit, method for driving laser, projector, and device using laser light |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002154236A (en) * | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Canon Inc | Image forming apparatus |
JP2011112654A (en) * | 2009-11-23 | 2011-06-09 | Nippon Seiki Co Ltd | Display device |
-
2016
- 2016-09-26 JP JP2016187061A patent/JP6822039B2/en active Active
-
2020
- 2020-10-05 JP JP2020168572A patent/JP7173110B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002072208A (en) * | 2000-06-15 | 2002-03-12 | Sharp Corp | Liquid crystal display device, method of driving the same and illuminator |
JP2003205640A (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-22 | Hitachi Ltd | Driver of light emitting element |
US20080144139A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-19 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Scanning display apparatus and method for controlling output time of light sources |
JP2009244797A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Brother Ind Ltd | Image display device |
JP2011039324A (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Funai Electric Co Ltd | Laser projector |
JP2012078533A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Brother Ind Ltd | Scanning type image display device |
US20120218525A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | Jaewook Kwon | Laser projector and method of processing signal thereof |
JP2013211308A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Sony Corp | Laser drive circuit, method for driving laser, projector, and device using laser light |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019077100A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 株式会社リコー | Laser driving device, light source device, optical scanner, image forming device, image display device, and laser driving method |
JP2019139184A (en) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | シャープ株式会社 | Laser light source equipment and image display device |
US10764543B2 (en) | 2018-03-29 | 2020-09-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Image display system, image display method, and movable object |
CN110058481A (en) * | 2018-11-26 | 2019-07-26 | 歌尔股份有限公司 | A kind of laser drive, projection device and method |
WO2021181805A1 (en) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | 国立大学法人福井大学 | Projection device |
JP2021144147A (en) * | 2020-03-12 | 2021-09-24 | 国立大学法人福井大学 | Projection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6822039B2 (en) | 2021-01-27 |
JP7173110B2 (en) | 2022-11-16 |
JP2021006928A (en) | 2021-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7173110B2 (en) | Optical output control unit and optical projection device | |
US10750138B2 (en) | Projection device | |
JP4582179B2 (en) | Image display device | |
JP6135389B2 (en) | Image display device and optical component | |
KR102268967B1 (en) | Display device | |
JP2012155019A (en) | Scan type image display device | |
JP2018041849A (en) | Light source device, image display unit and object device | |
US8767023B2 (en) | Scanning image display device and method of controlling the same | |
JP5821246B2 (en) | Light source device and projector | |
US10194123B2 (en) | Boundary timing controller for display apparatus | |
WO2014103462A1 (en) | Image display device, and image display method and program | |
JP7062873B2 (en) | Light projection device | |
JP2009086366A (en) | Optical scanning device, optical scanning type image display device, and retinal scanning type image display device | |
JP6848354B2 (en) | Light projection device | |
JP7092999B2 (en) | Control device, optical scanning device, display device and control method | |
JP2012141362A (en) | Image display device | |
JP2020148859A (en) | Control device, optical scanning device, display device, and control method | |
JP2014059523A (en) | Image display device | |
JP2014197052A (en) | Projector device and head-up display device | |
JP2017079132A (en) | Light output control unit and light projection device | |
WO2018097121A1 (en) | Image display apparatus and head-up display | |
TW201827890A (en) | Display device | |
JP2014106378A (en) | Image display device | |
JP2018045226A (en) | Display device, display method, control program of display device, and mobile body | |
JP2017156547A (en) | Image display device, control method, program and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190604 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200722 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200804 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201005 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6822039 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |