JP2017090524A - Image display device, control method, program, and recording medium - Google Patents

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Ryosuke Shimozawa
良輔 下澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device that can suitably attenuate or shield a laser beam for adjustment during calibration while preventing the laser beam from being visually recognized by a user.SOLUTION: A projection device 6 is to display an image formed on the basis of laser beams from laser elements LD1 to LD3 and includes an ND filter 25. The ND filter 25 has arranged thereon a gradation filter part 5G having transmittance varying according to a position on which the laser beams are made incident, and shielding parts 5BR and 5BL having a transmittance lower than that of the gradation filter part 5G.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、光源が射出するレーザ光の調整に関する。   The present invention relates to adjustment of laser light emitted from a light source.

従来から、レーザ光を基に構成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させる画像表示装置が知られている。例えば、特許文献1には、ヘッドマウントディスプレイの電源投入直後に、光源の経年変化に基づく輝度調整等のキャリブレーションを行う技術が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image display device that visually recognizes an image configured based on laser light as a virtual image from the position of a user's eyes. For example, Patent Document 1 discloses a technique for performing calibration such as luminance adjustment based on a secular change of a light source immediately after power-on of a head mounted display.

特開2012−222630号公報JP 2012-222630 A

レーザ光を基に構成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させる画像表示装置では、レーザ間での光軸合わせや光量バランスの調整などのキャリブレーションが必要となる。一方、キャリブレーションを行う場合には、ユーザに視認させる必要がない調整用のレーザ光を出力する必要がある。この調整用のレーザ光をユーザに視認させることなく好適に遮断する方法については、特許文献1には何ら開示がない。   In an image display device that visually recognizes an image configured based on laser light as a virtual image from the position of the user's eyes, calibration such as optical axis alignment between lasers and adjustment of light amount balance is required. On the other hand, when performing calibration, it is necessary to output an adjustment laser beam that does not need to be visually recognized by the user. Patent Document 1 does not disclose any method for suitably blocking the laser beam for adjustment without allowing the user to visually recognize the laser beam.

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、キャリブレーション時での調整用のレーザ光をユーザに視認させることなく好適に減衰又は遮断することが可能な画像表示装置を提供する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 provide an image display device capable of suitably attenuating or blocking laser light for adjustment at the time of calibration without making the user visually recognize.

請求項1に記載の発明は、光源からのレーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置であって、前記レーザ光の光量を調整する光量調整手段を備え、前記光量調整手段には、前記レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置されることを特徴とする。   The invention described in claim 1 is an image display device for displaying an image configured based on laser light from a light source, comprising a light amount adjusting means for adjusting a light amount of the laser light, and the light amount adjusting means. Is characterized in that a first transmission part having a different transmittance according to a position where the laser beam is incident and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part are arranged.

請求項8に記載の発明は、光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置が実行する制御方法であって、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御工程と、前記制御工程により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第2透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動工程と、を有することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, a first transmission part having a different transmittance according to a position where a laser beam from a light source enters and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part are arranged. An adjustment laser beam for adjusting the laser beam from the light source, the control method executed by the image display device that displays the image configured based on the laser beam And a moving step of moving the light amount adjusting means so that the adjustment laser beam is emitted to the second transmission part when the adjustment laser beam is emitted by the control step. It is characterized by having.

請求項9に記載の発明は、光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置を制御するコンピュータが実行するプログラムであって、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第2透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。   The invention according to claim 9 is provided with a first transmission part having a different transmittance according to a position where the laser beam from the light source is incident, and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part. A program executed by a computer that controls an image display device that displays an image configured based on the laser beam, the adjustment for adjusting the laser beam from the light source A control unit that emits a laser beam for adjustment, and when the adjustment laser beam is emitted by the control unit, the light amount adjustment unit is moved so that the adjustment laser beam is emitted to the second transmission portion. The computer is caused to function as moving means.

実施例に係るヘッドアップディスプレイの概略構成を示す。1 shows a schematic configuration of a head-up display according to an embodiment. 投射装置の構成を示す。The structure of a projection apparatus is shown. PSDに照射される各レーザ光のスポットの一例を示している。An example of each laser beam spot irradiated on the PSD is shown. NDフィルタの正面図を示す。The front view of ND filter is shown. (A)、(B)は、キャリブレーション実行時でのNDフィルタへのレーザ光の入射位置を示す。(C)、(D)は、コンテンツ描画時でのNDフィルタへのレーザ光の入射位置を示す。(A) and (B) show the incident position of the laser beam on the ND filter when calibration is executed. (C) and (D) show the incident position of the laser beam on the ND filter at the time of content drawing. キャリブレーションライン光の存在及びその一般的な遮断方法を説明する図である。It is a figure explaining presence of a calibration line light, and its general interception method. 変形例に係るNDフィルタの正面図を示す。The front view of ND filter concerning a modification is shown. 変形例に係るNDフィルタの正面図を示す。The front view of ND filter concerning a modification is shown. NDフィルタの変形例を示す。A modification of the ND filter is shown.

本発明の好適な実施形態では、光源からのレーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置であって、前記レーザ光の光量を調整する光量調整手段を備え、前記光量調整手段には、前記レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置される。   In a preferred embodiment of the present invention, the image display device displays an image configured based on laser light from a light source, and includes a light amount adjusting unit that adjusts the light amount of the laser light, and the light amount adjusting unit includes Are arranged such that a first transmissive part having a different transmittance according to a position where the laser beam is incident and a second transmissive part having a lower transmittance than the first transmissive part.

上記画像表示装置は、光源からのレーザ光を基に構成された画像を表示するものであって、光量調整手段を有する。光量調整手段には、レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置される。この態様により、画像表示装置は、キャリブレーション時に調整用のレーザ光を出力する場合であっても、調整用のレーザ光に基づく表示がユーザに視認されないようにレーザ光を第2透過部により好適に減衰又は遮断させることができる。   The image display device displays an image configured based on laser light from a light source, and includes a light amount adjusting unit. The light amount adjusting means includes a first transmission part having a different transmittance depending on a position where the laser beam is incident, and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part. According to this aspect, the image display device is more suitable for the laser beam to be transmitted to the second transmission unit so that the display based on the laser beam for adjustment is not visually recognized by the user even when the laser beam for adjustment is output during calibration. Can be attenuated or blocked.

上記画像表示装置の一態様では、前記第2透過部は、前記第1透過部が有する透過率のうち最も低い透過率よりも低い透過率を有する。この態様により、画像表示装置は、キャリブレーション時に出力する調整用のレーザ光を好適に第2透過部により減衰又は遮断させることができる。   In one aspect of the image display device, the second transmission part has a transmittance lower than the lowest transmittance among the transmittances of the first transmission part. According to this aspect, the image display apparatus can preferably attenuate or block the adjustment laser beam output during calibration by the second transmission unit.

上記画像表示装置の好適な例では、前記第2透過部は、前記第1透過部の両端に配置される。   In a preferred example of the image display device, the second transmission part is disposed at both ends of the first transmission part.

上記画像表示装置の他の一態様では、画像表示装置は、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第2透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段と、をさらに備える。この態様により、画像表示装置は、調整用レーザを出射する際に、光量調整手段を移動させることで、調整用レーザ光を第2透過部に照射させることができる。   In another aspect of the image display device, the image display device emits adjustment laser light for adjusting laser light from the light source, and the adjustment laser light is emitted by the control means. And a moving means for moving the light quantity adjusting means so that the adjustment laser light is irradiated onto the second transmitting portion. According to this aspect, the image display apparatus can irradiate the second transmissive portion with the adjustment laser light by moving the light amount adjustment unit when the adjustment laser is emitted.

上記画像表示装置の他の一態様では、画像表示装置は、前記第2透過部に入射する前の前記調整用レーザ光の一部の光が入射する光検出部をさらに有する。この態様により、画像表示装置は、調整用レーザ光を第2透過部により減衰又は遮断した場合であっても、光検出部の出力に基づき必要なレーザ光のキャリブレーションを適切に実行することができる。   In another aspect of the image display device, the image display device further includes a light detection unit on which a part of the adjustment laser light is incident before entering the second transmission unit. According to this aspect, the image display apparatus can appropriately execute necessary laser light calibration based on the output of the light detection unit even when the adjustment laser light is attenuated or blocked by the second transmission unit. it can.

上記画像表示装置の好適な例では、画像表示装置は、前記レーザ光を基に構成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイである。   In a preferred example of the image display device, the image display device is a head-up display that visually recognizes an image configured based on the laser beam as a virtual image from the position of the user's eyes.

本発明の他の実施形態では、光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置が実行する制御方法であって、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御工程と、前記制御工程により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第2透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動工程と、を有する。画像表示装置は、この制御方法を実行することで、キャリブレーション時に調整用のレーザ光を出力する場合であっても、調整用のレーザ光に基づく表示がユーザに視認されないようにレーザ光を第2透過部により好適に減衰又は遮断させることができる。   In another embodiment of the present invention, a first transmission part having a different transmittance according to a position where a laser beam from a light source enters and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part are arranged. An adjustment laser beam for adjusting the laser beam from the light source, the control method executed by the image display device that displays the image configured based on the laser beam And a moving step of moving the light amount adjusting means so that the adjustment laser beam is emitted to the second transmission part when the adjustment laser beam is emitted by the control step. Have. By executing this control method, the image display device outputs the laser light so that the display based on the adjustment laser light is not visually recognized by the user even when the adjustment laser light is output during calibration. It can be suitably attenuated or blocked by the two transmission parts.

本発明の他の実施形態では、光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置を制御するコンピュータが実行するプログラムであって、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第2透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段として前記コンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、キャリブレーション時に調整用のレーザ光を出力する場合であっても、調整用のレーザ光に基づく表示がユーザに視認されないようにレーザ光を第2透過部により好適に減衰又は遮断させることができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。   In another embodiment of the present invention, a first transmission part having a different transmittance according to a position where a laser beam from a light source enters and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part are arranged. A program executed by a computer that controls an image display device that displays an image configured based on the laser beam, the adjustment for adjusting the laser beam from the light source A control unit that emits a laser beam for adjustment, and when the adjustment laser beam is emitted by the control unit, the light amount adjustment unit is moved so that the adjustment laser beam is emitted to the second transmission portion. The computer is caused to function as moving means. By executing this program, the computer transmits the laser beam to the second transmission unit so that the display based on the adjustment laser beam is not visually recognized by the user even when the adjustment laser beam is output during calibration. Can be more suitably attenuated or blocked. Preferably, the program is stored 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.

[ヘッドアップディスプレイの構成]
図1は、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ100の概略構成図である。図1に示すように、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ100は、主に、光源ユニット1と、凹面鏡10と、を備え、フロントウィンドウ25と、天井部27と、ボンネット28と、ダッシュボード29とを備える車両に取り付けられる。
[Configuration of head-up display]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a head-up display 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the head-up display 100 according to the present embodiment mainly includes a light source unit 1 and a concave mirror 10, and includes a front window 25, a ceiling portion 27, a bonnet 28, and a dashboard 29. It is attached to the vehicle provided with.

光源ユニット1は、ダッシュボード29内に設けられ、筺体内に投射装置6を有する。投射装置6は、表示像を構成する光(「表示光」とも呼ぶ。)を、光源ユニット1のレーザ光の出射口を構成するアパーチャー51から出射させ、凹面鏡10に照射させる。この場合、凹面鏡10で反射した表示光は、ダッシュボード29に設けられた開口部89を介してフロントウィンドウ25へ到達し、さらにフロントウィンドウ25で反射することで運転者の目の位置に到達する。このように、光源ユニット1は、表示光を運転者の目の位置へ到達させて、運転者に虚像「Iv」を視認させる。光源ユニット1または投射装置6は、本発明における「画像表示装置」の一例である。   The light source unit 1 is provided in the dashboard 29 and has a projection device 6 in the housing. The projection device 6 emits light constituting the display image (also referred to as “display light”) from the aperture 51 constituting the laser beam exit of the light source unit 1 and irradiates the concave mirror 10. In this case, the display light reflected by the concave mirror 10 reaches the front window 25 through the opening 89 provided in the dashboard 29 and further reflects by the front window 25 to reach the position of the driver's eyes. . In this manner, the light source unit 1 causes the display light to reach the position of the driver's eyes and causes the driver to visually recognize the virtual image “Iv”. The light source unit 1 or the projection device 6 is an example of the “image display device” in the present invention.

凹面鏡10は、光源ユニット1から出射された表示光を、ダッシュボード29に設けられた開口部89に向けて反射し、フロントウィンドウ25へ到達させる。この場合、凹面鏡10は、表示光が示す画像を拡大して反射する。   The concave mirror 10 reflects the display light emitted from the light source unit 1 toward the opening 89 provided in the dashboard 29 so as to reach the front window 25. In this case, the concave mirror 10 magnifies and reflects the image indicated by the display light.

なお、光源ユニット1の設置位置は、図1に示すようにダッシュボード29の内部であることに限定されない。例えば、光源ユニット1は、天井部27に取り付けられる態様(図示しないサンバイザに取り付けられる態様も含む)であってもよい。この場合、光源ユニット1とフロントウィンドウ25との間にコンバイナが設けられてもよい。   The installation position of the light source unit 1 is not limited to being inside the dashboard 29 as shown in FIG. For example, the light source unit 1 may be in an aspect (including an aspect in which the light source unit 1 is attached to a sun visor not shown) attached to the ceiling portion 27. In this case, a combiner may be provided between the light source unit 1 and the front window 25.

[投射装置の構成]
図2は、投射装置6の構成を示す。図1に示すように、投射装置6は、画像信号入力部2と、映像処理部3と、フレームメモリ4Aと、ROM4Bと、RAM4Cと、レーザドライバ7と、MEMSドライバ8と、レーザ光源部9と、マイクロレンズアレイ13と、フィールドレンズ14と、MCU(Micro Controller Unit)21と、不揮発性メモリ22と、を備える。投射装置6は、表示像を構成する光を投影することで、観察者に画像を視認させる。そして、後述するように、投射装置6は、NDフィルタ25により射出光量を連続的に(即ち無段階に)変更することが可能に構成される。以後では、観察者に視認させる画像を「コンテンツ画像」とも呼ぶ。
[Configuration of Projection Device]
FIG. 2 shows the configuration of the projection device 6. As shown in FIG. 1, the projection device 6 includes an image signal input unit 2, a video processing unit 3, a frame memory 4 </ b> A, a ROM 4 </ b> B, a RAM 4 </ b> C, a laser driver 7, a MEMS driver 8, and a laser light source unit 9. A microlens array 13, a field lens 14, an MCU (Micro Controller Unit) 21, and a nonvolatile memory 22. The projection device 6 causes the observer to visually recognize the image by projecting light constituting the display image. As will be described later, the projection device 6 is configured to be able to change the amount of emitted light continuously (that is, steplessly) by the ND filter 25. Hereinafter, an image to be visually recognized by the observer is also referred to as a “content image”.

画像信号入力部2は、外部から入力される画像信号「Si」を受信して映像処理部3に出力する。   The image signal input unit 2 receives an externally input image signal “Si” and outputs it to the video processing unit 3.

映像処理部3は、画像信号入力部2から入力される画像信号Si及びMEMSミラー95から入力される走査位置情報「Se」に基づいて、レーザドライバ7やMEMSドライバ8を制御する。また、映像処理部3は、画像信号入力部2から入力された画像データをフレームメモリ4Aに書き込み、MEMSミラー95の駆動タイミングに応じて随時読み出し、赤(R)、緑(G)、青(B)の色ごとに各ピクセルの輝度に対応する制御信号を順次レーザドライバ7に送信する。さらに、映像処理部3は、フレームメモリ4Aからの画像データの読み出しタイミングを制御する。映像処理部3は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)として構成されている。   The video processing unit 3 controls the laser driver 7 and the MEMS driver 8 based on the image signal Si input from the image signal input unit 2 and the scanning position information “Se” input from the MEMS mirror 95. In addition, the video processing unit 3 writes the image data input from the image signal input unit 2 into the frame memory 4A, and reads the data as needed according to the drive timing of the MEMS mirror 95, and the red (R), green (G), blue ( A control signal corresponding to the luminance of each pixel is sequentially transmitted to the laser driver 7 for each color of B). Further, the video processing unit 3 controls the read timing of the image data from the frame memory 4A. The video processing unit 3 is configured as, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

ROM4Bは、映像処理部3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。RAM4Cには、映像処理部3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。   The ROM 4B stores a control program and data for operating the video processing unit 3. Various data are sequentially read from and written into the RAM 4C as a work memory when the video processing unit 3 operates.

レーザドライバ7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る。レーザドライバ7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。赤色レーザ駆動回路71は、映像処理部3が出力する制御信号に基づき、赤色レーザ素子LD1を駆動する。青色レーザ駆動回路72は、映像処理部3が出力する制御信号に基づき、青色レーザ素子LD2を駆動する。緑色レーザ駆動回路73は、映像処理部3が出力する信号に基づき、緑色レーザ素子LD3を駆動する。   The laser driver 7 is a block that generates a signal for driving a laser diode provided in a laser light source unit 9 described later. The laser driver 7 includes a red laser driving circuit 71, a blue laser driving circuit 72, and a green laser driving circuit 73. The red laser drive circuit 71 drives the red laser element LD1 based on the control signal output from the video processing unit 3. The blue laser driving circuit 72 drives the blue laser element LD2 based on the control signal output from the video processing unit 3. The green laser driving circuit 73 drives the green laser element LD3 based on a signal output from the video processing unit 3.

また、本実施例では、レーザドライバ7は、射出光の強度に関する補正係数を表す補正信号「Sg」をMCU21から受信する。そして、レーザドライバ7は、補正信号Sgに基づき、映像処理部3から受信する発光パターンを表す信号を補正し、補正済みの発光パターンを表す信号に基づいて、各色のレーザ素子LD1〜LD3を駆動する電流値を制御する。   In this embodiment, the laser driver 7 receives from the MCU 21 a correction signal “Sg” representing a correction coefficient related to the intensity of the emitted light. Then, the laser driver 7 corrects the signal representing the light emission pattern received from the video processing unit 3 based on the correction signal Sg, and drives the laser elements LD1 to LD3 of each color based on the signal representing the corrected light emission pattern. To control the current value.

MEMSドライバ8は、映像処理部3が出力する信号に基づきMEMSミラー95を制御する。MEMSドライバ8は、サーボ回路と、ドライバ回路と、を備える。サーボ回路は、映像処理部3からの信号に基づき、MEMSミラー95の動作を制御する。ドライバ回路は、サーボ回路が出力する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 driver 8 controls the MEMS mirror 95 based on a signal output from the video processing unit 3. The MEMS driver 8 includes a servo circuit and a driver circuit. The servo circuit controls the operation of the MEMS mirror 95 based on the signal from the video processing unit 3. The driver circuit amplifies the control signal for the MEMS mirror 95 output from the servo circuit to a predetermined level and outputs the amplified signal.

レーザ光源部9は、レーザドライバ7から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光を射出する。レーザ光源部9は、主に、赤色レーザ素子LD1と、青色レーザ素子LD2と、緑色レーザ素子LD3と、光量検出器23と、PSD(Position Sensitive Detector)24と、NDフィルタ25と、アクチュエータ26と、コリメータレンズ91a〜91cと、反射ミラー92a〜92cと、偏光ビームスプリッタ93と、ビームスプリッタ94と、MEMSミラー95と、PSDレンズ99と、を備える。   The laser light source unit 9 emits laser light based on the drive signal output from the laser driver 7. The laser light source unit 9 mainly includes a red laser element LD1, a blue laser element LD2, a green laser element LD3, a light amount detector 23, a PSD (Position Sensitive Detector) 24, an ND filter 25, an actuator 26, , Collimator lenses 91a to 91c, reflection mirrors 92a to 92c, a polarizing beam splitter 93, a beam splitter 94, a MEMS mirror 95, and a PSD lens 99.

赤色レーザ素子LD1は赤色のレーザ光(「赤色レーザ光」とも呼ぶ。)を射出し、青色レーザ素子LD2は青色のレーザ光(「青色レーザ光」とも呼ぶ。)を射出し、緑色レーザ素子LD3は緑色のレーザ光(「緑色レーザ光」とも呼ぶ。)を射出する。レーザ素子LD1〜LD3は、本発明における「光源」の一例である。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を平行光にして、反射ミラー92a〜92cに射出する。反射ミラー92bは、青色レーザ光を反射する。反射ミラー92cは、青色レーザ光を透過させ、緑色レーザ光を反射する。反射ミラー92aは、赤色レーザ光を透過させ、青色及び緑色のレーザ光を反射する。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は、偏光ビームスプリッタ93に入射される。   The red laser element LD1 emits red laser light (also referred to as “red laser light”), the blue laser element LD2 emits blue laser light (also referred to as “blue laser light”), and the green laser element LD3. Emits green laser light (also referred to as “green laser light”). The laser elements LD1 to LD3 are examples of the “light source” in the present invention. The collimator lenses 91a to 91c convert the red, blue, and green laser beams into parallel light and emit the parallel beams to the reflection mirrors 92a to 92c. The reflection mirror 92b reflects blue laser light. The reflection mirror 92c transmits blue laser light and reflects green laser light. The reflection mirror 92a transmits red laser light and reflects blue and green laser light. The red laser light transmitted through the reflection mirror 92 a and the blue and green laser light reflected by the reflection mirror 92 a are incident on the polarization beam splitter 93.

偏光ビームスプリッタ93に入射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ93を透過してNDフィルタ25に入射する光と、偏光ビームスプリッタ93で反射してビームスプリッタ94に入射する光とに分けられる。偏光ビームスプリッタ93を反射してビームスプリッタ94に入射した光の一部は、ビームスプリッタ94を透過して光量検出器23に入射し、その他の光はビームスプリッタ94で反射してPSDレンズ99に入射する。   The laser light incident on the polarization beam splitter 93 is divided into light that passes through the polarization beam splitter 93 and enters the ND filter 25, and light that reflects off the polarization beam splitter 93 and enters the beam splitter 94. Part of the light reflected by the polarizing beam splitter 93 and incident on the beam splitter 94 is transmitted through the beam splitter 94 and incident on the light amount detector 23, and the other light is reflected by the beam splitter 94 and enters the PSD lens 99. Incident.

光量検出器23は、ビームスプリッタ94を透過したレーザ光の光量(強度)に応じた電気信号である検出信号「Sa」を生成し、MCU21へ供給する。PSD(半導体位置検出素子)24は、スポット状の光の位置を検出し、検出した光の位置に関する検出信号「Sb」をMCU21へ供給する。図3は、PSD24に同時に照射される赤色レーザ光LR、青色レーザ光LB及び緑色レーザ光LGのそれぞれに対応するスポットの一例を示している。図3において、文字「R」、「B」、「G」が内部に記載された円は、それぞれ、赤色レーザ光LR、青色レーザ光LB及び緑色レーザ光LGのスポットを示している(以下同様とする)。この例では、青色レーザ光LBの光軸は、赤色レーザ光LRの光軸に対して、2ドット(画素)分だけ上方向にずれており、緑色レーザ光LGの光軸は、赤色レーザ光LRの光軸に対して、2ドット分だけ下方向にずれている共に、1ドット分だけ右方向にずれている。PSD24は、検出した各レーザ光LB、LG、LRの光軸の位置に関する検出信号Sbを生成する。光量検出器23及びPSD24は、本発明における「光検出部」の一例である。   The light amount detector 23 generates a detection signal “Sa” that is an electrical signal corresponding to the light amount (intensity) of the laser light that has passed through the beam splitter 94, and supplies the detection signal “Sa” to the MCU 21. The PSD (semiconductor position detection element) 24 detects the position of the spot-like light and supplies a detection signal “Sb” relating to the detected position of the light to the MCU 21. FIG. 3 shows an example of spots corresponding to each of the red laser beam LR, the blue laser beam LB, and the green laser beam LG that are simultaneously irradiated onto the PSD 24. In FIG. 3, the circles in which the letters “R”, “B”, and “G” are written indicate the spots of the red laser beam LR, the blue laser beam LB, and the green laser beam LG, respectively (the same applies hereinafter). And). In this example, the optical axis of the blue laser light LB is shifted upward by 2 dots (pixels) with respect to the optical axis of the red laser light LR, and the optical axis of the green laser light LG is the red laser light. With respect to the optical axis of LR, it is shifted downward by 2 dots and is shifted rightward by 1 dot. The PSD 24 generates a detection signal Sb related to the position of the optical axis of each detected laser beam LB, LG, LR. The light quantity detector 23 and the PSD 24 are examples of the “light detection unit” in the present invention.

再び図2を参照して投射装置6の構成について説明する。偏光ビームスプリッタ93を透過したレーザ光は、NDフィルタ25へ入射する。NDフィルタ25は、各色レーザ光の合成ビームの入射方向(図2のX軸方向)と垂直な方向(図2のZ軸方向)に移動自在に構成される。そして、NDフィルタ25でのレーザ光の透過率は、NDフィルタ25における合成ビームのZ軸上の入射位置(「入射位置Pin」とも呼ぶ。)に応じて異なる。   With reference to FIG. 2 again, the configuration of the projection device 6 will be described. The laser beam that has passed through the polarization beam splitter 93 enters the ND filter 25. The ND filter 25 is configured to be movable in a direction (Z-axis direction in FIG. 2) perpendicular to the incident direction (X-axis direction in FIG. 2) of the combined beam of each color laser beam. The transmittance of the laser light through the ND filter 25 varies depending on the incident position on the Z-axis of the combined beam in the ND filter 25 (also referred to as “incident position Pin”).

図4は、NDフィルタ25をレーザ光の入射方向から観察した図である。NDフィルタ25は、Z軸方向で透過率が連続的に変化するグラデーションフィルタ部5Gと、グラデーションフィルタ部5Gの両端に設けられた遮光部5BR、5BLとを有する。図4の例では、遮光部5BR、5BLの透過率は0%に設定されている。また、グラデーションフィルタ部5Gの透過率は、約2%から約90%に設定されており、遮光部5BLに近付くほど低くなり、遮光部5BRに近付くほど高くなるように設定されている。なお、グラデーションフィルタ部5Gでの透過率は、線形変化してもよいし、対数変化してもよい。大きな減衰特性を持たせる場合には、NDフィルタ25の小型化のため、透過率が対数的に変化するものが望ましい。NDフィルタ25は、本発明における「光量調整手段」の一例であり、グラデーションフィルタ部5Gは、本発明における「第1透過部」の一例であり、遮光部5BR、5BLは、本発明における「第2透過部」の一例である。   FIG. 4 is a view of the ND filter 25 observed from the incident direction of the laser light. The ND filter 25 includes a gradation filter unit 5G whose transmittance continuously changes in the Z-axis direction, and light shielding units 5BR and 5BL provided at both ends of the gradation filter unit 5G. In the example of FIG. 4, the transmittance of the light shielding portions 5BR and 5BL is set to 0%. Further, the transmittance of the gradation filter unit 5G is set from about 2% to about 90%, and is set so as to decrease as it approaches the light shielding unit 5BL and to increase as it approaches the light shielding unit 5BR. The transmittance in the gradation filter unit 5G may change linearly or logarithmically. In the case of providing a large attenuation characteristic, it is desirable that the transmittance changes logarithmically in order to reduce the size of the ND filter 25. The ND filter 25 is an example of the “light amount adjusting unit” in the present invention, the gradation filter unit 5G is an example of the “first transmission unit” in the present invention, and the light shielding units 5BR and 5BL are the “first” in the present invention. It is an example of “2 transmission part”.

再び図2を参照して投射装置6の構成について説明する。アクチュエータ26は、典型的にはステッピングモータを駆動源に構成され、MCU21から送信される制御信号「Sd」に基づき、NDフィルタ25をZ軸方向に移動させることで、NDフィルタ25の入射位置Pinでの透過率を変化させる。   With reference to FIG. 2 again, the configuration of the projection device 6 will be described. The actuator 26 is typically configured with a stepping motor as a drive source, and moves the ND filter 25 in the Z-axis direction based on a control signal “Sd” transmitted from the MCU 21, so that the incident position Pin of the ND filter 25 Change the transmittance at.

レーザ光源部9からレーザ光が射出される位置には、EPE(Exit Pupil Expander)の一例である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。MEMSミラー95は、NDフィルタ25を透過したレーザ光をマイクロレンズアレイ13に向けて反射する。MEMSミラー95は、基本的には、画像信号Siが示す画像を表示するために、MEMSドライバ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「Se」として映像処理部3へ出力する。   At a position where laser light is emitted from the laser light source unit 9, a microlens array 13, which is an example of EPE (Exit Pupil Expander), and a field lens 14 are provided. The MEMS mirror 95 reflects the laser light transmitted through the ND filter 25 toward the microlens array 13. The MEMS mirror 95 basically moves so as to scan the microlens array 13 under the control of the MEMS driver 8 in order to display an image indicated by the image signal Si, and scan position information at that time (for example, a mirror) And the like) are output to the video processing unit 3 as scanning position information “Se”.

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(即ち中間像)を拡大する。フィールドレンズ14から射出された光は、アパーチャー51を通過して凹面鏡10に入射される。   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 (that is, an intermediate image) formed on the radiation surface of the microlens array 13. The light emitted from the field lens 14 passes through the aperture 51 and enters the concave mirror 10.

外光センサ27は、外光の光量を検出し、検出信号「Sc」をMCU21へ供給する。   The external light sensor 27 detects the amount of external light and supplies a detection signal “Sc” to the MCU 21.

不揮発性メモリ22は、画像信号Siに基づく画像描画時(「コンテンツ描画時」とも呼ぶ。)において、外光量に応じたNDフィルタ25のZ軸上での位置を規定するデータを記憶する。上述のデータは、後述するように、コンテンツ描画時には入射位置Pinがグラデーションフィルタ部5G内となり、かつ、外光量が小さくなるほど入射位置Pinでの透過率が小さくなるように設定されている。また、不揮発性メモリ22は、後述するキャリブレーションに必要な情報を記憶する。   The non-volatile memory 22 stores data defining the position on the Z axis of the ND filter 25 according to the external light amount at the time of image drawing based on the image signal Si (also referred to as “content drawing”). As will be described later, the above-described data is set such that the incident position Pin is within the gradation filter unit 5G during content rendering, and the transmittance at the incident position Pin decreases as the external light amount decreases. The nonvolatile memory 22 stores information necessary for calibration described later.

MCU21は、コンテンツ描画時でない所定のタイミングにおいて、レーザ光LR、LB、LGの光軸の位置合わせ、及びレーザ素子LD1〜LD3に出力させるレーザ光の光量バランスを調整する処理(即ちキャリブレーション)を実行する。具体的には、MCU21は、PSD24から受信する検出信号Sbに基づき、光軸ずれ及び当該光軸ずれの方向を検出し、各レーザLD1〜LD3の発光タイミングを補正する補正信号「Sf」を生成して映像処理部3へ送信する。これにより、各レーザ光LR、LB、LGの光軸を一致させる。また、MCU21は、光量検出器23から受信する検出信号Saに基づき、レーザ光を駆動する電流値を補正させるための補正係数をR、G、Bのそれぞれについて決定し、当該補正係数の各々を示す補正信号Sgをレーザドライバ7に出力する。なお、映像処理部3は、MCU21から補正信号Sgを受信することで、補正信号Sgに基づく補正をレーザドライバ7に反映させてもよい。   The MCU 21 performs processing (that is, calibration) for adjusting the optical axis alignment of the laser beams LR, LB, and LG and adjusting the light amount balance of the laser beams to be output to the laser elements LD1 to LD3 at a predetermined timing not during content drawing. Run. Specifically, the MCU 21 detects the optical axis deviation and the direction of the optical axis deviation based on the detection signal Sb received from the PSD 24, and generates a correction signal “Sf” for correcting the light emission timing of each of the lasers LD1 to LD3. To the video processing unit 3. Thereby, the optical axes of the laser beams LR, LB, and LG are made to coincide. Further, the MCU 21 determines a correction coefficient for correcting the current value for driving the laser beam for each of R, G, and B based on the detection signal Sa received from the light amount detector 23, and sets each of the correction coefficients. The correction signal Sg shown is output to the laser driver 7. Note that the video processing unit 3 may reflect the correction based on the correction signal Sg on the laser driver 7 by receiving the correction signal Sg from the MCU 21.

なお、映像処理部3、レーザドライバ7、及びMCU21は、本発明における「制御手段」、「移動手段」、及びプログラムを実行するコンピュータの一例である。   The video processing unit 3, the laser driver 7, and the MCU 21 are examples of a “control unit”, a “moving unit”, and a computer that executes a program in the present invention.

[NDフィルタの位置調整]
次に、NDフィルタ25の位置調整方法について説明する。概略的には、MCU21は、コンテンツ描画時には、入射位置Pinがグラデーションフィルタ部5G内となるようにNDフィルタ25の位置を制御し、キャリブレーション時には、入射位置Pinが遮光部5BL又は遮光部5BR内となるようにNDフィルタ25の位置を制御する。これにより、キャリブレーションの実行時において、調整用の不要な表示がユーザに視認されるのを好適に抑制する。
[ND filter position adjustment]
Next, a method for adjusting the position of the ND filter 25 will be described. Schematically, the MCU 21 controls the position of the ND filter 25 so that the incident position Pin is in the gradation filter unit 5G during content rendering, and the incident position Pin is within the light shielding unit 5BL or the light shielding unit 5BR during calibration. The position of the ND filter 25 is controlled so that This suitably suppresses unnecessary display for adjustment being visually recognized by the user during the execution of calibration.

図5(A)、(B)は、キャリブレーション実行時での入射位置Pinの位置を表す図である。MCU21は、キャリブレーション実行時には、図5(A)又は図5(B)に示すように、入射位置Pinが遮光部5BL又は遮光部5BR内となるように、NDフィルタ25の位置を制御する。図5(A)、(B)の状態では、レーザ光がNDフィルタ25を透過せず、MEMSミラー95にレーザ光が到達しないため、キャリブレーション時にレーザ光がユーザに視認されることがない。   FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating the position of the incident position Pin when the calibration is performed. When performing calibration, the MCU 21 controls the position of the ND filter 25 so that the incident position Pin is within the light shielding portion 5BL or the light shielding portion 5BR as shown in FIG. 5A or 5B. 5A and 5B, the laser beam does not pass through the ND filter 25, and the laser beam does not reach the MEMS mirror 95. Therefore, the laser beam is not visually recognized by the user during calibration.

好適には、MCU21は、入射位置Pinを遮光部5BL内又は遮光部5BR内のいずれかにするかを、直前のNDフィルタ25の入射位置Pinに基づき決定するとよい。具体的には、MCU21は、キャリブレーションを実行する前の入射位置Pinが遮光部5BRよりも遮光部5BLに近い場合には、入射位置Pinが遮光部5BL内となるようにアクチュエータ26を制御してNDフィルタ25を移動させる。一方、MCU21は、キャリブレーションを実行する前の入射位置Pinが遮光部5BLよりも遮光部5BRに近い場合には、入射位置Pinが遮光部5BR内となるように、アクチュエータ26を制御してNDフィルタ25を移動させる。このように、MCU21は、キャリブレーションを実行する前の入射位置Pinに近い遮光部に入射位置Pinを移動させることで、NDフィルタ24の移動距離を最小限とし、NDフィルタ25の移動に要する時間を好適に短縮することができる。   Preferably, the MCU 21 may determine whether the incident position Pin is to be in the light shielding portion 5BL or the light shielding portion 5BR based on the immediately preceding incident position Pin of the ND filter 25. Specifically, the MCU 21 controls the actuator 26 so that the incident position Pin is within the light shielding portion 5BL when the incident position Pin before the calibration is performed is closer to the light shielding portion 5BL than the light shielding portion 5BR. Then, the ND filter 25 is moved. On the other hand, when the incident position Pin before the calibration is performed is closer to the light shielding portion 5BR than the light shielding portion 5BL, the MCU 21 controls the actuator 26 so that the incident position Pin is within the light shielding portion 5BR. The filter 25 is moved. As described above, the MCU 21 moves the incident position Pin to the light shielding portion near the incident position Pin before the calibration is performed, thereby minimizing the moving distance of the ND filter 24 and the time required for moving the ND filter 25. Can be suitably shortened.

図5(C)は、高輝度のレーザ光を透過させる場合の入射位置Pinを示し、図5(D)は、低輝度のレーザ光を透過させる場合の入射位置Pinを示す。MCU21は、コンテンツ描画時には、外光センサ24から受信した検出信号Scが示す外光量に基づき、不揮発性メモリ22が記憶する所定のマップ等を参照して、グラデーションフィルタ部5G内での入射位置Pinを決定する。この場合、MCU21は、検出した外光量が小さくなるほど、コンテンツ画像の明るさが暗くなるように、入射位置Pinを決定する。   FIG. 5C shows an incident position Pin when transmitting a high-luminance laser beam, and FIG. 5D shows an incident position Pin when transmitting a low-luminance laser beam. The MCU 21 refers to a predetermined map or the like stored in the nonvolatile memory 22 based on the external light amount indicated by the detection signal Sc received from the external light sensor 24 at the time of content drawing, and the incident position Pin in the gradation filter unit 5G. To decide. In this case, the MCU 21 determines the incident position Pin so that the brightness of the content image becomes darker as the detected external light amount becomes smaller.

具体的には、MCU21は、外光センサ24により検出した外光量が比較的高い場合には、コンテンツ画像を明るくする必要があると判断する。よって、この場合、MCU21は、図5(C)に示すように透過率が高いグラデーションフィルタ部5Gの部分(例えば透過率90%付近)に入射位置Pinが位置するように、アクチュエータ26を制御してNDフィルタ25を移動させる。これにより、MCU21は、環境光が比較的明るい場合であってもコンテンツ画像を観察者に明確に視認させることができる。一方、MCU21は、外光センサ24により検出した外光量が比較的低い場合には、コンテンツ画像を暗くする必要があると判断する。よって、この場合、MCU21は、図5(D)に示すように透過率が低いグラデーションフィルタ部5Gの部分(例えば透過率2%付近)に入射位置Pinが位置するように、アクチュエータ26を制御してNDフィルタ25を移動させる。これにより、MCU21は、適度な明るさによりコンテンツ画像を観察者に明確に視認させることができる。   Specifically, the MCU 21 determines that the content image needs to be brightened when the external light amount detected by the external light sensor 24 is relatively high. Therefore, in this case, the MCU 21 controls the actuator 26 so that the incident position Pin is positioned in the gradation filter portion 5G having a high transmittance (for example, near 90% transmittance) as shown in FIG. Then, the ND filter 25 is moved. Thereby, the MCU 21 can make the viewer clearly see the content image even when the ambient light is relatively bright. On the other hand, the MCU 21 determines that it is necessary to darken the content image when the external light amount detected by the external light sensor 24 is relatively low. Therefore, in this case, the MCU 21 controls the actuator 26 so that the incident position Pin is positioned in the gradation filter portion 5G having a low transmittance (for example, near 2% transmittance) as shown in FIG. Then, the ND filter 25 is moved. Thereby, MCU21 can make an observer visually recognize a content image with moderate brightness.

次に、本実施例の効果について、図6を参照して補足説明する。   Next, the effect of the present embodiment will be supplementarily described with reference to FIG.

図6(A)は、MEMSミラー95による走査が可能なエリア(「MEMS可動エリアSR」とも呼ぶ。)と、コンテンツ画像の表示光が照射可能なエリア(「コンテンツ表示エリアRR」とも呼ぶ。)との位置関係を示す。図6(A)に示すように、コンテンツ表示エリアRRは、マイクロレンズアレイ13の内側の領域となり、MEMS可動エリアSRは、マイクロレンズアレイ13及びコンテンツ表示エリアRRを含む領域となる。MEMSミラー95は、図6(A)中の矢印に示すようにレーザ光を複数回走査する(つまりラスタースキャンを実施する)ことで、表示すべきコンテンツ画像(映像)をコンテンツ表示エリアRRに描画させる。本実施例では、映像処理部3は、キャリブレーション時において、コンテンツ表示エリアRR外に、コンテンツ表示とは別のキャリブレーション用の線(「キャリブレーションライン光CL」とも呼ぶ。)を表示させる。   6A shows an area that can be scanned by the MEMS mirror 95 (also referred to as “MEMS movable area SR”) and an area that can be irradiated with display light of a content image (also referred to as “content display area RR”). The positional relationship is shown. As shown in FIG. 6A, the content display area RR is an area inside the microlens array 13, and the MEMS movable area SR is an area including the microlens array 13 and the content display area RR. The MEMS mirror 95 draws a content image (video) to be displayed in the content display area RR by scanning the laser light a plurality of times (that is, performing a raster scan) as indicated by an arrow in FIG. Let In this embodiment, the video processing unit 3 displays a calibration line (also referred to as “calibration line light CL”) different from the content display outside the content display area RR during calibration.

このキャリブレーションライン光CLは、観察者にとって視認する必要がない光であるため、MEMS可動エリアSRの最外位置(図6(A)では上端)に表示させてアパーチャー51により遮光するのが一般的となっている。図6(B)は、投射装置6から出射される光を側面から観察した図である。図6(B)の例では、一点鎖線82、83により挟まれる範囲がコンテンツ表示エリアRRに相当し、キャリブレーションライン光CL及び破線84により挟まれる範囲がMEMS可動エリアSRに相当する。また、図6(C)は、図6(B)に示すアパーチャー51付近の拡大図である。   Since the calibration line light CL is light that does not need to be visually recognized by the observer, it is generally displayed at the outermost position (the upper end in FIG. 6A) of the MEMS movable area SR and shielded by the aperture 51. It is the target. FIG. 6B is a view of the light emitted from the projection device 6 observed from the side. In the example of FIG. 6B, the range sandwiched between the alternate long and short dash lines 82 and 83 corresponds to the content display area RR, and the range sandwiched between the calibration line light CL and the broken line 84 corresponds to the MEMS movable area SR. FIG. 6C is an enlarged view of the vicinity of the aperture 51 shown in FIG.

図6(B)及び図6(C)の例では、キャリブレーションライン光CLは、アパーチャー51の一部により遮光されており、光源ユニット1から射出されない。一方、コンテンツ表示エリアRRの上端を構成する一点鎖線82は、観察者が視認するコンテンツ画像の一部が欠けないように、アパーチャー51から離れている。このように、キャリブレーションライン光CLをアパーチャー51により遮光する際には、アパーチャー51に対してMEMS可動エリアSRの上端部分を十分にオーバーラップさせる必要があると共に、アパーチャー51とコンテンツ表示エリアRRとの間に十分なクリアランスを設ける必要がある(図6(C)参照)。一方、図6(C)に示すようなオーバーラップの幅及びクリアランスの幅を設けるために、コンテンツ表示エリアRRを狭くした場合、デューティー比の低下によりコンテンツ画像の輝度が低下するという問題が生じる。   In the example of FIG. 6B and FIG. 6C, the calibration line light CL is shielded by a part of the aperture 51 and is not emitted from the light source unit 1. On the other hand, the alternate long and short dash line 82 constituting the upper end of the content display area RR is separated from the aperture 51 so that a part of the content image visually recognized by the observer is not lost. As described above, when the calibration line light CL is shielded by the aperture 51, it is necessary to sufficiently overlap the upper end portion of the MEMS movable area SR with respect to the aperture 51, and the aperture 51 and the content display area RR. It is necessary to provide a sufficient clearance between them (see FIG. 6C). On the other hand, when the content display area RR is narrowed in order to provide the overlap width and clearance width as shown in FIG. 6C, there is a problem that the brightness of the content image decreases due to the decrease in the duty ratio.

以上を勘案し、本実施例では、NDフィルタ25に遮光部5BR、5BLを設け、キャリブレーション時に入射位置Pinを遮光部5BR、5BLに合わせることでキャリブレーションライン光CLの遮光を行う。これにより、投射装置6は、アパーチャー51にキャリブレーションライン光CLを照射させて遮光する必要がなくなり、コンテンツ表示エリアRRを図6(C)に示すようなオーバーラップ及びクリアランスに関する制限を設けることなく最大限広くすることができる。よって、コンテンツ表示エリアRRを狭くすることによるコンテンツ画像の輝度低下を好適に防ぐことができる。   In consideration of the above, in this embodiment, the ND filter 25 is provided with the light shielding portions 5BR and 5BL, and the calibration line light CL is shielded by matching the incident position Pin with the light shielding portions 5BR and 5BL during calibration. As a result, the projection device 6 does not need to irradiate the aperture 51 with the calibration line light CL to shield it, and the content display area RR is not limited in terms of overlap and clearance as shown in FIG. Can be as wide as possible. Therefore, it is possible to suitably prevent the brightness of the content image from being reduced by narrowing the content display area RR.

以上説明したように、本実施例に係る投射装置6は、レーザ素子LD1〜LD3からのレーザ光を基に構成された画像を表示するものであって、NDフィルタ25を有する。NDフィルタ25には、レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なるグラデーションフィルタ部5Gと、グラデーションフィルタ部5Gよりも低い透過率を有する遮光部5BR、5BLとが配置される。この態様により、投射装置6は、キャリブレーション時に調整用のレーザ光を出力する場合であっても、調整用のレーザ光に基づく表示がユーザに視認されないように、レーザ光を遮光部5BR、5BLにより好適に遮断させることができる。   As described above, the projection apparatus 6 according to the present embodiment displays an image configured based on the laser light from the laser elements LD1 to LD3 and includes the ND filter 25. The ND filter 25 is provided with gradation filters 5G having different transmittances depending on the position where the laser beam is incident, and light shielding portions 5BR and 5BL having transmittances lower than those of the gradation filter 5G. According to this aspect, the projection device 6 transmits the laser light to the light shielding portions 5BR and 5BL so that the display based on the adjustment laser light is not visually recognized by the user even when the adjustment laser light is output during calibration. Can be suitably blocked.

[変形例]
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
[Modification]
Hereinafter, modified examples suitable for the above-described embodiments will be described. The following modifications may be applied in any combination to the above-described embodiments.

(変形例1)
投射装置6は、コンテンツ描画時に、外光センサ24の検出信号Sdが示す外光量に応じてコンテンツ画像の明るさを変える代わりに、ユーザ入力に基づいてコンテンツ画像の明るさを変化させてもよい。この場合、投射装置6のMCU21は、所定のテーブル等を参照し、ユーザ入力により指定された明るさを実現するためのNDフィルタ25のZ軸上の位置を決定し、アクチュエータ26によりNDフィルタ25を移動させる。
(Modification 1)
The projection device 6 may change the brightness of the content image based on the user input instead of changing the brightness of the content image according to the external light amount indicated by the detection signal Sd of the external light sensor 24 at the time of content drawing. . In this case, the MCU 21 of the projection device 6 refers to a predetermined table or the like, determines the position on the Z axis of the ND filter 25 for realizing the brightness specified by the user input, and the ND filter 25 by the actuator 26. Move.

(変形例2)
遮光部5BL、5BRでの透過率は、0%に限らず、遮光部5BL、5BRに入射位置Pinが合わせられたときに観察者がキャリブレーションライン光CLを視認できない程度に低い透過率であればよい。
(Modification 2)
The transmittance at the light shielding portions 5BL and 5BR is not limited to 0%, and the transmittance should be low enough that the observer cannot visually recognize the calibration line light CL when the incident position Pin is aligned with the light shielding portions 5BL and 5BR. That's fine.

図7は、本変形例に係るNDフィルタ25Aの正面図を示す。図7の例では、遮光部5BL、5Rの透過率は0.5%に設定されている。この場合であっても、キャリブレーションの実行時に、遮光部5BL又は遮光部5BRのいずれかに入射位置Pinが合わせられることで、キャリブレーションライン光CLが実質的に観察者に視認されるのを防ぐことができる。   FIG. 7 shows a front view of the ND filter 25A according to this modification. In the example of FIG. 7, the transmittance of the light shielding portions 5BL and 5R is set to 0.5%. Even in this case, when the calibration is executed, the calibration line light CL is substantially visually recognized by the observer by adjusting the incident position Pin to either the light shielding part 5BL or the light shielding part 5BR. Can be prevented.

(変形例3)
遮光部5BL、5Rは、NDフィルタ25の両端に2つ設けられたが、本発明が適用可能な遮光部の配置及び個数は、これに限定されない。
(Modification 3)
Although the two light shielding portions 5BL and 5R are provided at both ends of the ND filter 25, the arrangement and the number of light shielding portions to which the present invention can be applied are not limited thereto.

例えば、遮光部は、NDフィルタ25の両端のうち一方のみに設けられてもよい。他の例では、遮光部は、NDフィルタ25の両端位置に代えて任意の2箇所に設けられてもよい。さらに別の例では、遮光部は、3箇所以上設けられてもよい。さらに別の例では、遮光部は、任意の1箇所に設けられてもよい。   For example, the light shielding unit may be provided only on one of both ends of the ND filter 25. In another example, the light shielding portions may be provided at two arbitrary positions instead of the both end positions of the ND filter 25. In yet another example, three or more light shielding portions may be provided. In still another example, the light shielding part may be provided at any one location.

図8は、本変形例に係るNDフィルタ25Bの正面図を示す。図8のNDフィルタ25Bでは、透過率が約0.5%から約45%まで連続的に変化するグラデーションフィルタ部5GLと、透過率が0%に設定された遮光部5Bと、透過率が約45%から約90%まで連続的に変化するグラデーションフィルタ部5GRとが順に設けられている。このように、NDフィルタ25Bには、グラデーションフィルタ部5GL、5GRに挟まれる位置に遮光部5Bが1箇所設けられている。   FIG. 8 shows a front view of the ND filter 25B according to this modification. In the ND filter 25B of FIG. 8, the gradation filter portion 5GL in which the transmittance continuously changes from about 0.5% to about 45%, the light shielding portion 5B in which the transmittance is set to 0%, and the transmittance is about A gradation filter unit 5GR continuously changing from 45% to about 90% is provided in order. Thus, the ND filter 25B is provided with one light shielding portion 5B at a position between the gradation filter portions 5GL and 5GR.

図8の例では、例えば、不揮発性メモリ22は、Z軸上でのNDフィルタ25Bの位置と当該位置での入射位置Pinでの透過率との関係を予め記憶しておく。そして、MCU21は、コンテンツ描画時では、入射位置Pinがグラデーションフィルタ部5GL、5GRの所望の透過率を実現する位置になるように、アクチュエータ26を制御する。一方、MCU21は、キャリブレーションの実行時には、入射位置Pinが遮光部5Bに位置するように、アクチュエータ26を制御する。   In the example of FIG. 8, for example, the nonvolatile memory 22 stores in advance the relationship between the position of the ND filter 25B on the Z axis and the transmittance at the incident position Pin at that position. Then, the MCU 21 controls the actuator 26 so that the incident position Pin becomes a position that realizes a desired transmittance of the gradation filter units 5GL and 5GR during content drawing. On the other hand, when performing calibration, the MCU 21 controls the actuator 26 so that the incident position Pin is positioned at the light shielding portion 5B.

このように、遮光部は、NDフィルタ25内の任意の位置に設けられてもよく、設けられる個数も2つに限定されない。   As described above, the light shielding portions may be provided at arbitrary positions in the ND filter 25, and the number of light shielding portions is not limited to two.

(変形例4)
NDフィルタ25は、Z軸上に沿って透過率が連続的に変化する平板状のフィルタに限定されない。
(Modification 4)
The ND filter 25 is not limited to a flat filter whose transmittance continuously changes along the Z axis.

図9(A)は、NDフィルタ25に代えて円形のNDフィルタ25Cを配置した例を示す。図示のように、NDフィルタ25Cは、中心点Cを中心とする円からなる円板形状に構成されている。   FIG. 9A shows an example in which a circular ND filter 25 </ b> C is arranged instead of the ND filter 25. As shown in the figure, the ND filter 25 </ b> C is configured in a disk shape including a circle centered on the center point C.

NDフィルタ25Cは、入射面上において、中心点Cを中心とする円の円周方向に沿って透過率が約0.5%から約90%までの間に連続的に変化するグラデーションフィルタ部5Gと、透過率が0%となる遮光部5Bとを有する。なお、図9(A)の例では、NDフィルタ25Cは、中心点Cを中心とする円の半径方向には透過率は同一となる。   The ND filter 25C has a gradation filter portion 5G whose transmittance continuously changes between about 0.5% and about 90% along the circumferential direction of a circle centered on the center point C on the incident surface. And a light shielding portion 5B having a transmittance of 0%. In the example of FIG. 9A, the ND filter 25C has the same transmittance in the radial direction of the circle centered on the center point C.

この場合、アクチュエータ26は、図7中の矢印D2に示すように、中心点Cを中心にしてNDフィルタ25Cを回転させる。この場合、不揮発性メモリ22は、例えば、所定の位置を基準とした場合のNDフィルタ25Cの回転角度と当該回転角度での入射位置Pinでの透過率との情報を予め記憶する。そして、MCU21は、検出信号Scが示す外光量に基づき、不揮発性メモリ22が記憶する情報を参照して、NDフィルタ25Cが所望の回転角度となるようにアクチュエータ26を制御する。具体的には、通常の画像描画時には、MCU21は、投射装置6が射出すべき光量に応じた所望の透過率が得られるグラデーションフィルタ部5G上の箇所が入射位置Pinとなるように、アクチュエータ26を介してNDフィルタ25Cを回転させる。一方、キャリブレーション時には、MCU21は、入射位置Pinが遮光部5B上となるように、アクチュエータ26を介してNDフィルタ25Cを回転させる。   In this case, the actuator 26 rotates the ND filter 25C around the center point C as indicated by an arrow D2 in FIG. In this case, for example, the nonvolatile memory 22 stores in advance information on the rotation angle of the ND filter 25C with respect to a predetermined position as a reference and the transmittance at the incident position Pin at the rotation angle. Then, the MCU 21 refers to the information stored in the nonvolatile memory 22 based on the external light amount indicated by the detection signal Sc, and controls the actuator 26 so that the ND filter 25C has a desired rotation angle. Specifically, at the time of normal image drawing, the MCU 21 causes the actuator 26 so that a position on the gradation filter unit 5G from which a desired transmittance corresponding to the amount of light to be emitted by the projection device 6 is obtained is the incident position Pin. Then, the ND filter 25C is rotated. On the other hand, at the time of calibration, the MCU 21 rotates the ND filter 25C via the actuator 26 so that the incident position Pin is on the light shielding portion 5B.

図9(B)は、NDフィルタ25に代えて、Z軸上に沿って透過率が段階的に変化するNDフィルタ25Dを配置した例を示す。NDフィルタ25Dは、両端に設けられた遮光部5BR、5BLと、これらに挟まれたグラデーションフィルタ部5Gと、を有し、グラデーションフィルタ部5Gは、Z軸上に沿って段階的に透過率が徐変するように構成される。図9(B)の例では、グラデーションフィルタ部5Gは、領域内で透過率が同一となる3つの矩形領域がZ軸に沿って形成されている。このように、グラデーションフィルタ部5Gは、Z軸上に沿って連続的に透過率が変化する態様に限定されない。   FIG. 9B shows an example in which, instead of the ND filter 25, an ND filter 25D whose transmittance varies stepwise along the Z axis is shown. The ND filter 25D includes light shielding portions 5BR and 5BL provided at both ends, and a gradation filter portion 5G sandwiched between them, and the gradation filter portion 5G has a transmittance stepwise along the Z axis. It is configured to change gradually. In the example of FIG. 9B, in the gradation filter unit 5G, three rectangular regions having the same transmittance in the region are formed along the Z axis. Thus, the gradation filter unit 5G is not limited to a mode in which the transmittance continuously changes along the Z axis.

1 光源ユニット
3 映像処理部
6 投射装置
7 レーザドライバ
8 MEMSドライバ
10 凹面鏡
21 MCU
22 不揮発性メモリ
23 光量検出器
25、25A〜25D NDフィルタ
26 アクチュエータ
27 外光センサ
95 MEMSミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source unit 3 Image processing part 6 Projection apparatus 7 Laser driver 8 MEMS driver 10 Concave mirror 21 MCU
22 Non-volatile memory 23 Light quantity detector 25, 25A-25D ND filter 26 Actuator 27 External light sensor 95 MEMS mirror

Claims (10)

光源からのレーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置であって、
前記レーザ光の光量を調整する光量調整手段を備え、
前記光量調整手段には、前記レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置されることを特徴とする画像表示装置。
An image display device that displays an image configured based on laser light from a light source,
A light amount adjusting means for adjusting the light amount of the laser light;
The light amount adjusting means includes a first transmission part having a different transmittance depending on a position where the laser light is incident, and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part. A characteristic image display device.
前記第2透過部は、前記第1透過部が有する透過率のうち最も低い透過率よりも低い透過率を有することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein the second transmission unit has a transmittance that is lower than the lowest transmittance among the transmittances of the first transmission unit. 前記第2透過部は、前記第1透過部の両端に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。   3. The image display device according to claim 1, wherein the second transmissive portion is disposed at both ends of the first transmissive portion. 前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、
前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第2透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像表示装置。
Control means for emitting adjustment laser light for adjusting laser light from the light source;
Moving means for moving the light amount adjusting means so that when the adjusting laser light is emitted by the control means, the adjusting laser light is irradiated to the second transmitting portion;
The image display apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第2透過部は複数設けられ、
前記移動手段は、前記調整用レーザ光が前記第2透過部のいずれかに照射されるように前記光量調整手段を移動させる場合に、前記光量調整手段の移動量が最も少なくなる前記第2透過部に前記調整用レーザ光が照射されるように前記光量調整手段を移動させることを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
A plurality of the second transmission parts are provided,
The moving means moves the second transmission amount with the smallest amount of movement of the light amount adjusting means when moving the light amount adjusting means so that the adjustment laser light is irradiated to any one of the second transmitting portions. The image display apparatus according to claim 4, wherein the light amount adjusting unit is moved so that the adjustment laser light is irradiated to a part.
前記第2透過部に入射する前の前記調整用レーザ光の一部の光が入射する光検出部をさらに有することを特徴とする請求項4または5に記載の画像表示装置。   6. The image display device according to claim 4, further comprising a light detection unit on which a part of the adjustment laser light is incident before entering the second transmission unit. 前記レーザ光を基に構成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the image display device is a head-up display that visually recognizes an image configured based on the laser light as a virtual image from a position of a user's eyes. 光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置が実行する制御方法であって、
前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御工程と、
前記制御工程により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第2透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
A light amount adjusting means in which a first transmission part having different transmittance according to a position where laser light from a light source is incident and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part are disposed; A control method executed by an image display device that displays an image configured based on the laser beam,
A control step of emitting an adjustment laser beam for adjusting the laser beam from the light source;
A moving step of moving the light amount adjusting means so that when the adjustment laser beam is emitted by the control step, the adjustment laser beam is applied to the second transmission unit;
A control method characterized by comprising:
光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第1透過部と、前記第1透過部よりも低い透過率を有する第2透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置を制御するコンピュータが実行するプログラムであって、
前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、
前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第2透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段
として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
A light amount adjusting means in which a first transmission part having different transmittance according to a position where laser light from a light source is incident and a second transmission part having a lower transmittance than the first transmission part are disposed; A program executed by a computer that controls an image display device that displays an image configured based on the laser beam,
Control means for emitting adjustment laser light for adjusting laser light from the light source;
When the adjustment laser beam is emitted by the control unit, the computer is caused to function as a moving unit that moves the light amount adjustment unit so that the adjustment laser beam is irradiated onto the second transmission unit. A featured program.
請求項9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 9.
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