JP2017097153A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタに関し、特に、ヘッドアップディスプレイ装置などに用いられるプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector used for a head-up display device or the like.
レーザ光を走査して画像を投影するプロジェクタがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、使用環境などによりレーザ光源の光強度特性が変化しても安定した表示輝度の画像を迅速に得ることができる技術について開示されている。
There is a projector that scans a laser beam and projects an image (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1では、使用環境などにより変化したレーザ光源の光強度特性を光検出手段により検出されたレーザ光の光強度から算出して用い、調光部でレーザ光の透光率を変化させることで所望の調光を行う。
In
しかしながら、特許文献1では、使用環境によりレーザ光源の出力(パワー)に関する定格(以下、最大定格出力と称する。)も変化することまでは考慮されていない。レーザ光源の最大定格出力は、使用環境でのレーザ光源の劣化や破壊につながらないように定められた出力可能な最大の出力値である。そのため、例えば、使用環境としての温度が高温で、レーザ光源の最大定格出力が下がる、すなわち、レーザ光源の最大出力が制限される場合には、特許文献1に開示されるプロジェクタでは、算出した光強度特性に従ってレーザ光を出力できず、所望の調光を行うことができない場合がある。
However,
本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、使用環境により出力に関する定格が変化した場合でも、所望の調光を行うことができるプロジェクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a projector capable of performing desired dimming even when the output rating changes depending on the use environment.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るプロジェクタは、レーザ光を出力するレーザ光源部と、前記レーザ光源部の温度を検出するセンサと、前記レーザ光源部により出力されたレーザ光を減光させて透過させる減光部と、前記レーザ光源部の出力、および、前記減光部の透過率の制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサにより検出された前記レーザ光源部の温度に応じて、所定の光量を出力するときの前記レーザ光源部の出力と前記減光部の透過率とを変化させる調光制御を行う。 In order to achieve the above object, a projector according to an aspect of the present invention includes a laser light source unit that outputs laser light, a sensor that detects a temperature of the laser light source unit, and laser light output by the laser light source unit. And a controller for controlling the output of the laser light source unit and the transmittance of the dimming unit, and the control unit is detected by the sensor. Dimming control is performed to change the output of the laser light source unit and the transmittance of the dimming unit when outputting a predetermined amount of light according to the temperature of the laser light source unit.
これによれば、レーザ光源の温度に応じて、レーザ光源出力と減光率とを調整することができ、使用環境により出力が変化した場合でも、所望の調光を行うことができる。 According to this, the laser light source output and the light attenuation rate can be adjusted in accordance with the temperature of the laser light source, and desired light control can be performed even when the output changes depending on the use environment.
例えば、前記制御部は、前記センサにより検出された前記レーザ光源部の温度に応じて、当該温度における前記レーザ光源部の最大出力が当該温度における定格以下となるように、前記レーザ光源部の出力の制御を行い、かつ、前記減光部の透過率の制御を行うことで、前記調光制御を行っても良い。 For example, according to the temperature of the laser light source unit detected by the sensor, the control unit outputs the laser light source unit so that the maximum output of the laser light source unit at the temperature is equal to or lower than a rating at the temperature. In addition, the light control may be performed by controlling the transmittance of the dimming unit.
これによれば、温度変化により最大定格出力が変化した場合でも、その最大定格出力以下の最大出力でレーザ光源の出力を制御するだけでなく、変化した最大定格出力以下のレーザ光源の出力に応じて減光部の透過率を制御する。それにより、常温における調光比と同一の調光比でレーザ光を照射することができる。このようにして、使用環境により出力に関する最大定格出力が変化した場合でも、所望の調光を行うことができる。 According to this, even when the maximum rated output changes due to temperature change, not only the output of the laser light source is controlled at the maximum output below the maximum rated output, but also according to the output of the laser light source below the changed maximum rated output. To control the transmittance of the dimming part. Thereby, laser light can be irradiated with the same dimming ratio as that at room temperature. In this way, even when the maximum rated output regarding the output changes depending on the use environment, desired dimming can be performed.
例えば、前記制御部は、前記センサにより検出された前記レーザ光源部の温度が常温より高くなった場合には、検出された前記温度における前記レーザ光源部の定格以下となるように、前記レーザ光源部の最大出力を低下させ、かつ、前記減光部の透過率を高める制御を行っても良い。 For example, when the temperature of the laser light source unit detected by the sensor is higher than normal temperature, the control unit is configured to reduce the laser light source unit so that the temperature is equal to or lower than the rating of the laser light source unit at the detected temperature. It is also possible to perform control to reduce the maximum output of the part and increase the transmittance of the dimming part.
これによれば、温度変化により最大定格出力が低下した場合でも、所望の調光を行うことができる。 According to this, even when the maximum rated output is reduced due to a temperature change, desired dimming can be performed.
また、前記レーザ光源部は、異なる複数の色成分のレーザ光をそれぞれ出力する複数の光源を有し、前記制御部は、前記複数の光源の定格の出力と、ホワイトバランスを構成する前記複数の光源の出力とに基づいて、前記複数の光源のうちの一の光源を選択し、選択した前記一の光源の最大出力が前記センサにより検出された前記一の光源の温度における定格となるように、前記一の光源の最大出力の制御を行い、前記一の光源以外の他の光源の最大出力が前記センサにより検出された当該他の光源の温度における定格より小さくなるように、前記他の光源の最大出力の制御を行っても良い。 Further, the laser light source unit includes a plurality of light sources that respectively output laser beams of different color components, and the control unit includes the plurality of light sources that constitute white balance with the rated outputs of the plurality of light sources. Based on the output of the light source, one of the plurality of light sources is selected, and the maximum output of the selected one light source is rated at the temperature of the one light source detected by the sensor. The other light source is controlled such that the maximum output of the one light source is controlled, and the maximum output of the other light source other than the one light source is smaller than the rated value at the temperature of the other light source detected by the sensor. The maximum output may be controlled.
これによれば、温度変化により最大定格出力が変化した場合でも、ホワイトバランスを考慮して、所望の調光を行うことができる。 According to this, even when the maximum rated output changes due to temperature change, it is possible to perform desired dimming in consideration of white balance.
また、前記制御部は、前記複数の光源の中で、各温度におけるホワイトバランスを構成する出力に対する当該各温度における定格の出力の比の値が最大となる第1光源を前記一の光源として選択しても良い。 Further, the control unit selects, as the one light source, a first light source having a maximum value of a ratio of a rated output at each temperature to an output constituting white balance at each temperature among the plurality of light sources. You may do it.
これによれば、温度変化により最大定格出力が変化した場合でも、ホワイトバランスを保ちつつ、その時点の温度において最大輝度で出力することができる。 According to this, even when the maximum rated output changes due to temperature change, it is possible to output with maximum brightness at the temperature at that time while maintaining white balance.
ここで、例えば、前記第1光源が出力するレーザ光は、緑色成分のレーザ光である。 Here, for example, the laser beam output from the first light source is a green component laser beam.
また、前記制御部は、さらに、前記減光部の温度に応じて、前記減光部を駆動するための駆動電圧を変更することで、所望の透過率を維持しても良い。 The control unit may further maintain a desired transmittance by changing a driving voltage for driving the dimming unit according to the temperature of the dimming unit.
これによれば、温度変化により減光部を構成する液晶素子の透過率が変動する場合でも、液晶素子の温度に応じた透過率となるように印加する駆動電圧を変更することができるので、当該液晶素子の温度によらず、精度よく減光部の透過率を制御できる。 According to this, even when the transmittance of the liquid crystal element constituting the light reducing portion varies due to a temperature change, it is possible to change the driving voltage to be applied so that the transmittance according to the temperature of the liquid crystal element. Regardless of the temperature of the liquid crystal element, the transmittance of the dimming portion can be controlled with high accuracy.
また、さらに、前記減光部の複数の温度それぞれにおける駆動電圧と透過率との関係を示すテーブルを有し、前記制御部は、前記テーブルを用いて、前記減光部の温度に応じて前記駆動電圧を変更しても良い。 Furthermore, it has a table showing the relationship between the drive voltage and the transmittance at each of the plurality of temperatures of the dimming unit, the control unit using the table according to the temperature of the dimming unit The drive voltage may be changed.
これによれば、予め準備されたテーブルを用いて、液晶素子の温度に応じた透過率となるように印加する駆動電圧を変更することができる。 According to this, the drive voltage to be applied can be changed using a table prepared in advance so that the transmittance according to the temperature of the liquid crystal element is obtained.
なお、本発明は、プロジェクタとして実現することができるだけでなく、プロジェクタに含まれる特徴的な処理部が実行する処理をステップとする制御方法として実現することができる。また、プロジェクタに含まれる特徴的な処理部としてコンピュータを機能させるためのプログラムまたは制御方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムを、CD−ROM(Compact Disc−Read Only Memory)等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。 The present invention can be realized not only as a projector, but also as a control method using steps executed by characteristic processing units included in the projector. Further, it can be realized as a program for causing a computer to execute a characteristic step included in a program for causing a computer to function as a characteristic processing unit included in a projector or a control method. Such a program can be distributed via a computer-readable non-transitory recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) or a communication network such as the Internet. Yes.
本発明のプロジェクタによると、使用環境により最大定格出力が変化した場合でも、所望の調光を行うことができる。 According to the projector of the present invention, desired dimming can be performed even when the maximum rated output changes depending on the use environment.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. Numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of constituent elements, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims are described as arbitrary constituent elements.
(実施の形態1)
以下、ヘッドアップディスプレイ(以下、HUDという)装置を例にとり、本発明のプロジェクタについて説明する。HUD装置とは、自動車のフロントガラスに画像を投影することで、フロントガラスの先(車外)に虚像を映し出し、ユーザ(運転者)の視野中に画像を映し出すシステムのことである。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the projector of the present invention will be described by taking a head-up display (hereinafter referred to as HUD) device as an example. The HUD device is a system that projects an image on the windshield of an automobile, projects a virtual image on the tip of the windshield (outside the vehicle), and projects the image in the field of view of the user (driver).
<全体構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係るHUD装置の設置例を示す図である。図1に示すように、HUD装置1は、プロジェクタ10と、コンバイナ60(透明表示板を構成する)とを備える。
<Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram showing an installation example of the HUD device according to
プロジェクタ10は、自動車50などの輸送用機器に設置され、例えば、自動車50のダッシュボードの上に設置される。コンバイナ60は、自動車50のフロントガラス20の一部に設置された表示面である。プロジェクタ10は、コンバイナ60に光を照射することで、画像をコンバイナ60に投影する。コンバイナ60は、偏光素子、波長選択素子、ハーフミラーなどから構成されるため、車外の風景上に、プロジェクタ10により投影された画像が重ね合わせて表示される。なお、フロントガラス20自体がコンバイナ60の機能を兼ね備えている場合もある。
The
図2は、フロントガラスを通してユーザが見る風景の一例を示す図である。上述の通り、フロントガラス20上には、コンバイナ60が設置されている。コンバイナ60には、プロジェクタ10から投影された画像が表示される。プロジェクタ10は、図2に示すように、カーナビゲーションに関する情報(たとえば、目的地への経路情報)や自動車に関する情報(たとえば、燃費情報)などをコンバイナ60に表示する機能を有している。例えば、プロジェクタ10は、目的地までの経路情報61(「大阪」、「神戸」およびそれぞれに対応する経路を示す「矢印」)や、目的地までの距離情報62(「1.0km」)を示す画像(コンテンツ画像の一例)をコンバイナ60に表示する。図2に示すように、前方の風景中にプロジェクタ10から投影された画像が表示されるため、ユーザは自動車50の運転中に視線をそらすことなく、運転に役立つ情報を獲得することができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a landscape viewed by the user through the windshield. As described above, the
図3は、実施の形態1に係るHUD装置の構成の一例を示すブロック図である。図4は、実施の形態1に係る減光部の構成の一例について示す図である。図5は、実施の形態1に係るレーザ光源の温度と最大定格出力との関係を示す図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the HUD device according to the first embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the dimming unit according to the first embodiment. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the temperature of the laser light source according to
プロジェクタ10は、レーザ光を照射することにより、画像を表示させるプロジェクタであって、制御部101と、レーザ光源103〜105と、ビームスプリッタ106〜109と、検出部110と、減光部112と、MEMSミラー114と、LD−APC117と、LDドライバ118と、センサ119〜121とを備える。
The
制御部101は、プロジェクタ10の各部を制御する。制御部101は、センサ119〜121によりに検出されたレーザ光源103〜105の温度に応じて、所定の光量を出力するときのレーザ光源103〜105の出力と減光部112の透過率とを変化させる調光制御を行う。本実施の形態では、制御部101は、レーザ光源103〜105の出力、および、減光部112の透過率を制御する。例えば、制御部101は、プロジェクタ10の外から例えばユーザ等により調光の指示が入力されると、当該指示に含まれる減光比情報を取得して、減光比情報が示す調光比(総減光比)となるように制御信号をLD−APC117および減光部112に出力する。
The
また、制御部101は、センサ119〜121により検出されたレーザ光源103〜105の温度(温度情報)を取得する。制御部101は、取得した温度情報に応じて、レーザ光源103〜105の最大定格出力以下の目標出力を示す制御信号をLD−APC117に出力し、減光部112の透過率を変化させる駆動電圧を制御信号として減光部112に出力する。
In addition, the
より具体的には、制御部101は、センサ119〜121により検出されたレーザ光源103〜105の温度に応じて、当該温度におけるレーザ光源103〜105の最大出力が定格以下となるように、レーザ光源103〜105の出力の制御を行い、かつ、常温における調光比と略同一となるように減光部112の透過率の制御を行う。例えば、制御部101は、センサ119〜121により検出されたレーザ光源103〜105の温度が常温より高くなった場合には、検出された温度におけるレーザ光源103〜105の定格以下となるように、レーザ光源103〜105の最大出力を低下させ、かつ、常温における調光比と略同一の調光比となるように、減光部112の透過率を高める制御を行う。
More specifically, in accordance with the temperature of the
レーザ光源103〜105はそれぞれ、異なる複数の色成分のレーザ光を出力する光源である。より具体的には、レーザ光源103は、青色のレーザ光をビームスプリッタ106で他の色と同軸となるように反射され、減光部112に入力されるレーザダイオードである。また、レーザ光源104は、緑色のレーザ光をビームスプリッタ107で他の色と同軸となるように反射され、減光部112に入力されるレーザダイオードである。また、レーザ光源105は、赤色のレーザ光をビームスプリッタ108で他の色と同軸となるように反射され、減光部112に入力されるレーザダイオードである。なお、レーザ光源103〜105をまとめたものは、レーザ光を出力するレーザ光源部に対応し、以下ではRGBのレーザ光源と称する場合もある。
Each of the
また、レーザ光源103〜105はそれぞれ、図5に示すように、温度に応じて最大定格出力が変化する。例えば、図5のLD−Bで示されるように、青色成分のレーザ光を出力するレーザ光源103の最大定格出力は、−20度〜90度において100mWである。また、例えば、図5のLD−Gで示されるように、緑色成分のレーザ光を出力するレーザ光源104の最大定格出力は、10度〜40度において100mWであり、40度以上の高温または10以下の低温では、100mWより低くなる。同様に例えば、図5のLD−Rで示されるように、赤色成分のレーザ光を出力するレーザ光源105の最大定格出力は、−10度〜55度付近では500mWであり、50度以上の高温では、500mWより低くなる。
In addition, as shown in FIG. 5, the maximum rated output of each of the
検出部110は、例えばフォトダイオードであり、ビームスプリッタ109により一部が反射されたレーザ光源103〜105それぞれから出力されたレーザ光の光量を検出する。
The
減光部112は、制御部101により制御され、レーザ光源103〜105により出力されたレーザ光を減光させて透過させる。減光部112は、複数のレーザ光源103〜105から出力された複数のレーザ光が、ビームスプリッタ106〜108で合流(合成)された後の位置に配置される。また、減光部112は、レーザ光源103〜105が出力したレーザ光の光路上に配置される。本実施の形態では、減光部112は、図4に示すように、液晶素子1121と、2枚の偏光板(偏光板1122および偏光板1123)とから構成される液晶アッテネータ(LCD−ATT)である。減光部112では、液晶素子1121に駆動電圧を印加し、液晶素子1121の液晶の配向を変化させることで、減光部112の透過率を制御することができる。液晶素子1121に印加される駆動電圧は、駆動信号として図4に示す信号線Ch1およびCh2に印加される。
The
MEMSミラー114は、減光部112を通過してきたレーザ光をコンバイナ60に向けて画像を投影する。また、MEMSミラー114は、水平方向を共振駆動により高速走査するとともに、垂直方向を直流駆動により低速走査する。
The
LD−APC117は、制御部101による制御に基づいて、LDドライバ118を制御して、レーザ光源103〜105によるレーザ光の照射を制御する光源制御部である。具体的には、LD−APC117は、MEMSミラー114による画像の走査タイミングに合せて、画像の各画素に対応する色成分のレーザ光をレーザ光源103〜105から照射させるための制御を行う。LD−APC117は、検出部110により検出したレーザ光の光量を参照して、制御部101により指示された目標出力をレーザ光源103〜105に照射させる制御を行う。
The LD-
LDドライバ118は、レーザ光源103〜105に駆動電流を供給することにより、レーザ光源103〜105の光量を調整する。
The
センサ119〜121は、レーザ光源103〜105の温度を検出する温度センサである。センサ119〜121は、例えばサーミスタで構成される。
The
<プロジェクタの動作>
次に、プロジェクタ10の動作について説明する。以下では、プロジェクタ10の動作のうち特徴的な動作を主に説明する。
<Projector operation>
Next, the operation of the
図6は、実施の形態1に係る常温における各デバイスの減光比と調光比(総減光比)との関係を示す図である。図7は、実施の形態1に係る高温における各デバイスの減光比と調光比(総減光比)との関係を示す図である。ここで、縦軸は、減光部112の減光比、およびレーザ光源の出力(3つのレーザ光源の総出力)の減光比を示し、横軸は調光比(総減光比)を示す。減光部112の減光比が1の場合とは、減光部112の透過率が1であり、減光部112で減光されないことを意味する。また、レーザ光源の出力が1とは、常温における出力に関する定格すなわちレーザ光源が出力可能な最大出力(最大定格出力)を意味する。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the dimming ratio and the dimming ratio (total dimming ratio) of each device at room temperature according to the first embodiment. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the dimming ratio and the dimming ratio (total dimming ratio) of each device at a high temperature according to the first embodiment. Here, the vertical axis represents the dimming ratio of the
制御部101は、常温において図6に示す関係が記述されたテーブルを参照する。このテーブルは制御部101の図示しないメモリに記憶されているとしてもよいし、プロジェクタ10の図示しないメモリに記憶されていてもよい。制御部101は、減光比情報を取得すると、取得した減光比情報が示す調光比(総減光比)となるように、図6の示す関係が記述されたテーブルを参照して目標出力および透過率を決定する。そして、制御部101は、決定した目標出力および透過率となるように制御するための制御信号を、減光部112及びレーザ光源に出力することで、レーザ光源の減光部112を通過した出力が調光比(総減光比)となるように制御する。ここで、レーザ光源の出力がノコギリ状になっているのは、減光部112の透過率が連続状ではなくステップ状に変化するように制御されるからである。
The
しかしながら、レーザ光源は、図5に示すように、温度に応じて最大定格出力が変化する。例えば、レーザ光源が例えば10度以下の低温や例えば50度以上の高温になると、最大定格出力により出力できる最大出力値が低くなる。つまり、レーザ光源の温度が常温とは異なる温度に変化した場合には、図6に示す関係が記述されたテーブルを用いては、減光比情報が示す調光比(総減光比)を実現できない。 However, the maximum rated output of the laser light source varies depending on the temperature, as shown in FIG. For example, when the laser light source becomes a low temperature of, for example, 10 degrees or less or a high temperature of, for example, 50 degrees or more, the maximum output value that can be output by the maximum rated output is lowered. That is, when the temperature of the laser light source is changed to a temperature different from the normal temperature, the dimming ratio (total dimming ratio) indicated by the dimming ratio information is calculated using the table in which the relationship shown in FIG. 6 is described. Cannot be realized.
そこで、本実施の形態では、制御部101は、センサ119〜121からレーザ光源103〜105の温度(温度情報)を取得し、レーザ光源103〜105の温度が常温とは異なる高温または低温であると判断した場合、当該高温または低温におけるレーザ光源103〜105の最大出力が最大定格出力以下となるように、レーザ光源103〜105の最大出力を下げる。すなわち、図7に示すように、制御部101は、レーザ光源の出力(減光比の値)が小さくなるように制御し、減光部112の減光比の値を大きくし(透過率を上げて)多くの光が透過するように制御する。このようにして、制御部101は、レーザ光源103〜105の温度が常温とは異なる高温または低温である場合でも、調光比(総減光比)を常温における調光比(総減光比)と略同一にすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the
なお、制御部101またはプロジェクタ10の図示しないメモリに、図7に示すような関係が記述されたテーブルを温度毎に記憶しているとしてもよい。ここで、図7には、上述したように、レーザ光源103〜105の温度が常温とは異なる高温または低温であり、レーザ光源103〜105の最大出力が最大定格出力以下となるように、レーザ光源103〜105の最大出力を下げる必要がある場合に、制御部101は、レーザ光源の出力(減光比の値)が小さくなるように制御し、減光部112の減光比の値を大きくし(透過率を上げて)多くの光が透過するように制御する関係が示されている。それにより、レーザ光源103〜105の最大出力が最大定格出力以下となるように、レーザ光源103〜105の最大出力を下げる必要がある場合に、調光比(総減光比)を常温における調光比(総減光比)と略同一にすることができる。また、制御部101は、レーザ光源の最大定格出力に応じて、図6に示す関係が記述されたテーブルの値を図7に示す関係となるように補正して用いるとしてもよい。いずれにせよ、制御部101は、プロジェクタ10の外から例えばユーザ等により調光の指示が入力されると、常温であってもなくても(レーザ光源の温度によらず)、当該指示に含まれる減光比情報が示す調光比(減光比)となるようにレーザ光源103〜105の出力、および、減光部112の透過率を制御する。
It should be noted that a table describing the relationship shown in FIG. 7 may be stored for each temperature in a memory (not shown) of the
ここで、レーザ光源103〜105の温度が、85度の高温である場合のプロジェクタ10の動作の一例について説明する。以下では常温を25度としている。
Here, an example of the operation of the
図8Aおよび図8Bは、実施の形態1に係るプロジェクタ10の高温における動作の一例を示す図である。
8A and 8B are diagrams illustrating an example of the operation of the
図8Aでは、例えば、25度の常温時のレーザ光源の最大定格出力を1とした場合に、85度の高温時のレーザ光源の最大定格出力が0.5であることが示されている。なお、温度毎のレーザ光源の最大定格出力は、レーザ光源の特性によって決まり、レーザ光源の仕様値である。図8Aに示される数値は、説明を簡便にするための数値であり、一例である。 FIG. 8A shows that, for example, when the maximum rated output of the laser light source at room temperature of 25 degrees is 1, the maximum rated output of the laser light source at high temperature of 85 degrees is 0.5. The maximum rated output of the laser light source for each temperature is determined by the characteristics of the laser light source and is a specification value of the laser light source. The numerical values shown in FIG. 8A are numerical values for ease of explanation and are examples.
一方、図8Bでは、常温(25度)および高温(85度)において要求された調光比(減光比)にするための減光部112の減光比の値とレーザ光源の最大出力の値とが示されている。
On the other hand, in FIG. 8B, the value of the dimming ratio of the
すなわち、要求された調光比(減光比)となるように、減光部112の減光比は、図8Bに示すように常温(25度)と比較して高温(85度)で2倍になっている。また、レーザ光源で使用される出力値は、図8Bに示すように常温(25度)と比較して高温(85度)で半分になっており、高温(85度)における最大定格出力以下となっている。
That is, the dimming ratio of the
なお、高温(85度)において、要求された調光比1〜0.5と0.5〜0.25とで減光部112の減光比が同じとなっているのは、要求された調光比0.5〜1の段階で、減光部112の減光比が最大(飽和)しているからである。
In addition, it was requested | required that the dimming ratio of the dimming
図9は、実施の形態1に係るプロジェクタの特徴的な動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart for explaining a characteristic operation of the projector according to the first embodiment.
まず、制御部101は、レーザ光源103〜105の温度情報を取得する(S101)。
First, the
次に、制御部101は、取得した温度情報が常温を示すか否かを判断し(S102)、常温を示さない場合には(S102でNo)、取得した温度情報に応じた最大定格出力に従って、レーザ光源103〜105の最大出力を制御する(S103)。そして、制御部101は、減光部112の透過率を制御する(S104)。なお、取得した温度情報が常温を示す場合には(S102でYes)、S101の処理へ戻る。
Next, the
<効果>
このようにして、本実施の形態のプロジェクタ10では、レーザ光源103〜105から出力されたレーザ光は合成された後、減光部112を通過時に減光されて、MEMSミラー114によって走査後、コンバイナ60などのスクリーンへ投影される。また、本実施の形態のプロジェクタ10は、ユーザ等により減光比情報を取得すると、減光比情報が示す調光比(減光比)となるように、減光部112の透過率およびレーザ光源の出力を制御する。
<Effect>
In this manner, in the
本実施の形態のプロジェクタ10によれば、温度変化により最大定格出力が変化した場合でも、その最大定格出力以下の最大出力でレーザ光源の出力を制御するだけでなく、変化した最大定格出力以下のレーザ光源の出力に応じて減光部の透過率を制御する。それにより、常温における調光比と同一の調光比でレーザ光を照射することができる。
According to the
例えば、本実施の形態のプロジェクタ10は、レーザ光源の温度を検出し、検出した温度が上昇していた場合、レーザ光源の最大出力を下げて制御し、減光部の透過率の制御範囲をシフトすることで温度による変化をカバーして光量(減光比)の調整を行う。このようにして、レーザ光源の温度によらず、所望の減光率(調光)を実現することができる。
For example, the
(実施の形態2)
実施の形態1では、温度に応じて変化する出力に関する定格を考慮してレーザ光源103〜105の出力を制御することについて説明した。しかし、図5に示したように、最大定格出力は、温度に応じて変化するだけでなく、同一温度でもレーザ光源103〜105(色成分のレーザ光を発するレーザ光源)ごとに異なる。さらに、レーザ光源103〜105の波長も、温度により変化する。以下、これらを考慮した場合でも、レーザ光源の温度によらず、所望の調光を行うことができることについて説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, it has been described that the outputs of the
図10は、ホワイトバランス比率となるレーザ光源の出力値を温度毎にプロットしたグラフの一例である。なお、図10では、どの温度でもレーザ光源の25度における定格出力のまま一定であるとした場合のグラフが示されている。 FIG. 10 is an example of a graph in which the output value of the laser light source serving as the white balance ratio is plotted for each temperature. FIG. 10 shows a graph in the case where the rated output at 25 degrees of the laser light source remains constant at any temperature.
図10に示すように、ホワイトバランス比率となるレーザ光源の出力値が温度により変化している。これは、温度によりRGBのレーザ光源の波長が変化し、ホワイトバランスとなるRGBのレーザ光源の出力の比が変化するためである。 As shown in FIG. 10, the output value of the laser light source, which is the white balance ratio, varies with temperature. This is because the wavelength of the RGB laser light source changes depending on the temperature, and the output ratio of the RGB laser light source that becomes white balance changes.
本発明のプロジェクタとしては、ホワイトバランスを保ち、かつ最大出力輝度を可能な限り大きくするのが望ましい。そこで、本実施の形態では、レーザ光源の最大出力を下げる量(減光率)は、その温度における定格の最大出力値とホワイトバランスとなる出力値との両方を考慮して決定する。すなわち、RGBのレーザ光源それぞれにおいて、温度毎に、ホワイトバランスとなる出力値を定格の最大出力値を割った値(ホワイトバランスパワー値/定格パワー値)を計算し、計算して得られた値の最も大きいレーザ光源に合わせて減光率を決定する。 For the projector of the present invention, it is desirable to maintain white balance and maximize the maximum output luminance as much as possible. Therefore, in the present embodiment, the amount by which the maximum output of the laser light source is reduced (dimming rate) is determined in consideration of both the rated maximum output value at that temperature and the output value for white balance. That is, for each of the RGB laser light sources, for each temperature, a value obtained by calculating a value (white balance power value / rated power value) obtained by dividing a white balance output value by a rated maximum output value. The dimming rate is determined according to the largest laser light source.
図11は、温度毎に、ホワイトバランスとなる出力値を定格の最大出力値を割った値を示すグラフの一例である。より具体的には、図11には、RGBのレーザ光源それぞれについて、温度毎に図5に示す定格の最大出力値を図10に示すホワイトバランスとなる出力値で割った値のグラフが示されている。図11では、全温度においてGのレーザ光源(緑色成分のレーザ光を出力するレーザ光源)の値が最も高いため、Gのレーザ光源の最大定格出力が最も余裕がない。つまり、他のレーザ光源であるRBのレーザ光源(赤色成分および青色成分のレーザ光を出力するレーザ光源)に合わせてすべてのレーザ光源の減光比を決定すると、Gのレーザ光源の最大定格出力を超えてしまう恐れがある。そのため、図11からGのレーザ光源を選択し、Gのレーザ光源に合わせてRBのレーザ光源の減光比を決定する。なお、使用するレーザ光源により最大定格出力や波長は異なるため、図11に示すグラフになるとは限らない。その場合には、全温度でGのレーザ光源に合わせて他の色成分(RG)のレーザ光源の減光率を決定しなくてもよく、一部の温度ではGとは別の色成分のレーザ光源に合わせて減光比を決めてもよい。 FIG. 11 is an example of a graph showing a value obtained by dividing the output value for white balance by the rated maximum output value for each temperature. More specifically, FIG. 11 shows a graph of values obtained by dividing the rated maximum output value shown in FIG. 5 for each temperature by the output value for white balance shown in FIG. 10 for each temperature. ing. In FIG. 11, since the value of the G laser light source (laser light source that outputs green component laser light) is the highest at all temperatures, the maximum rated output of the G laser light source has the least margin. That is, when the dimming ratios of all laser light sources are determined in accordance with the RB laser light sources (laser light sources that output red and blue component laser light) as other laser light sources, the maximum rated output of the G laser light source There is a risk of exceeding. Therefore, the G laser light source is selected from FIG. 11, and the dimming ratio of the RB laser light source is determined in accordance with the G laser light source. Since the maximum rated output and wavelength differ depending on the laser light source used, the graph shown in FIG. 11 is not always obtained. In that case, it is not necessary to determine the attenuation rate of the laser light source of the other color component (RG) in accordance with the G laser light source at all temperatures. The dimming ratio may be determined according to the laser light source.
図12は、図11に示すGのレーザ光源を選択して減光比を決定した場合の数値例を示す図である。図12に示すように、選択したGのレーザ光源の減光比は、各温度の選択したGのレーザ光源における1/(ホワイトバランスパワー値/定格パワー値)の値となっている。その他の色成分(RB)のレーザ光源の減光比は、各温度のGのレーザ光源の最大定格出力から算出される。具体的には、その他の色成分(RB)のレーザ光源の減光比(数値)は、各温度のGのレーザ光源の最大定格出力でホワイトバランスを構成する場合の出力値から算出される。 FIG. 12 is a diagram showing a numerical example when the G laser source shown in FIG. 11 is selected and the light reduction ratio is determined. As shown in FIG. 12, the dimming ratio of the selected G laser light source is 1 / (white balance power value / rated power value) of the selected G laser light source at each temperature. The dimming ratio of the laser light source of other color components (RB) is calculated from the maximum rated output of the G laser light source at each temperature. Specifically, the dimming ratio (numerical value) of the laser light source of other color components (RB) is calculated from the output value when white balance is constituted by the maximum rated output of the G laser light source at each temperature.
図12に示す数値等は、プロジェクタ10または制御部101の図示しないメモリにルックアップテーブル形式または近似式の係数値として保持されるとすればよい。
The numerical values and the like shown in FIG. 12 may be held in a memory (not shown) of the
したがって、本実施の形態では、制御部101は、レーザ光源103〜105の最大定格の出力と、ホワイトバランスを構成するレーザ光源103〜105の出力とに基づいて、レーザ光源103〜105のうちの一のレーザ光源を選択し、選択した一のレーザ光源の最大出力がセンサにより検出された一のレーザ光源の温度における最大定格となるように、一のレーザ光源の最大出力の制御を行い、一のレーザ光源以外の他のレーザ光源の最大出力がセンサにより検出された当該他のレーザ光源の温度における最大定格より小さくなるように、他のレーザ光源の最大出力の制御を行えばよい。
Therefore, in the present embodiment, the
また、制御部101は、複数のレーザ光源の中で、各温度におけるホワイトバランスを構成する出力に対する最大定格の出力の比の値が最大となるレーザ光源(第1光源)を当該一のレーザ光源として選択する。ここで、第1光源となるレーザ光源は、緑色成分のレーザ光を出力するレーザ光源104である。
In addition, the
<効果>
以上のように、本実施の形態のプロジェクタ10によれば、温度変化により最大定格出力が変化した場合でも、ホワイトバランスを保ちつつ、その時点の温度において最大輝度で出力することができる。また、本実施の形態のプロジェクタ10によれば、ホワイトバランスと最大定格出力とを考慮して、レーザ光源の出力を決めることができるので、色合いのよい所望の調光をすることができる。
<Effect>
As described above, according to the
このように、本実施の形態のプロジェクタ10によれば、その時点の温度において最大輝度となるように、ホワイトバランスを保つ定格以下の最大出力でレーザ光源の出力を制御することができるので、常温における調光比と同一の調光比でレーザ光を照射することができる。
As described above, according to the
(実施の形態3)
温度変化により減光部を構成する液晶素子の透過率も若干であるが変化する。実施の形態3では、この場合について説明する。
(Embodiment 3)
The transmittance of the liquid crystal element that constitutes the light reducing portion also changes slightly depending on the temperature change.
実施の形態3のプロジェクタ10は、実施の形態1および2のプロジェクタ10に対して、制御部101a(不図示)および、減光部112aの構成が異なる。
The
制御部101aは、実施の形態1および2で説明した機能を有する。また、制御部101aは、さらに、減光部112aの温度に応じて、減光部112aを駆動するための駆動電圧を変更することで、所望の透過率を維持する。なお、本実施の形態のプロジェクタ10は、さらに、減光部112aの複数の温度それぞれにおける駆動電圧と透過率との関係を示すテーブルを有しているとしてもよい。この場合、制御部101aは、当該テーブルを用いて、減光部112aの温度に応じて駆動電圧を変更すればよい。
The control unit 101a has the functions described in the first and second embodiments. Further, the control unit 101a further maintains a desired transmittance by changing a driving voltage for driving the
図13は、実施の形態3に係る減光部の構成の一例について示す図である。図4と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図13に示す減光部112aは、図4に示す減光部112に対して、温度センサ1124が追加されている点で構成が異なる。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the configuration of the dimming unit according to the third embodiment. Elements similar to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The
図14は、減光部を構成する液晶素子の特性の一例を示す図である。図15は、図14に示す減光部における温度毎の駆動電圧と透過率の関係の一例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the characteristics of the liquid crystal element constituting the light reduction unit. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the relationship between the drive voltage and the transmittance for each temperature in the light reduction unit illustrated in FIG.
実施形態1および2では、減光部112の透過率を変更するために減光部112を構成する液晶素子1121に印加する駆動電圧(駆動信号)を変化させた。しかし、液晶素子1121の透過率には、図13および図14に示すような温度特性がある。このため液晶素子1121を所望の透過率にするためには温度毎に駆動電圧を変更する必要がある。
In the first and second embodiments, the drive voltage (drive signal) applied to the
そこで、本実施の形態の減光部112aでは、図13に示すように液晶素子1121付近に温度センサ1124を備える。
Therefore, the
温度センサ1124は、液晶素子1121の温度を検出する。制御部101aは、温度センサ1124により検出された温度に応じて、液晶素子1121が所望の透過率となるように、ch1−ch2に印加する駆動電圧(駆動信号)を決定する。例えば、制御部101aは、例えば図15に示すようなテーブルを用いて、温度に応じた駆動電圧を決定する。なお、図15に示すテーブルは例えばプロジェクタ10の出荷時などにおいて予め測定されたものであり、プロジェクタ10または制御部101aの図示しないメモリに記憶されているとしてもよい。
The
<効果>
以上のように、本実施の形態のプロジェクタ10によれば、温度変化により減光部を構成する液晶素子の透過率が変動する場合でも、液晶素子の温度に応じた透過率となるように印加する駆動電圧を変更することができる。それにより、本実施の形態のプロジェクタ10は、当該液晶素子の温度によらず、精度よく減光部の透過率を制御できる。
<Effect>
As described above, according to the
(他の実施の形態)
以上、本発明の実施の形態に係るHUD装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the HUD device according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment.
例えば、上記のプロジェクタ10のうち、制御部101、LD−APC117は、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、ハードディスクドライブ、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムとして構成されてもよい。RAMまたはハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、これらの処理部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
For example, in the
さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、1個のシステムLSI(Large Scale Integration:大規模集積回路)から構成されているとしても良い。システムLSIは、複数の構成部を1個のチップ上に集積して製造された超多機能LSIであり、例えば、マイクロプロセッサ、ROM、RAMなどを含んで構成されるコンピュータシステムを含む。この場合、ROMには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムLSIは、その機能を達成する。 Furthermore, some or all of the constituent elements constituting each of the above-described devices may be configured by one system LSI (Large Scale Integration). The system LSI is a super multifunctional LSI manufactured by integrating a plurality of components on one chip, and includes, for example, a computer system including a microprocessor, ROM, RAM, and the like. In this case, a computer program is stored in the ROM. The system LSI achieves its functions by the microprocessor operating according to the computer program.
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なICカードまたは単体のモジュールから構成されているとしても良い。ICカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ROM、RAMなどから構成されるコンピュータシステムである。ICカードまたはモジュールは、上記の超多機能LSIを含むとしても良い。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ICカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このICカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしても良い。 Furthermore, some or all of the constituent elements constituting each of the above-described devices may be configured from an IC card that can be attached to and detached from each device or a single module. The IC card or module is a computer system that includes a microprocessor, ROM, RAM, and the like. The IC card or the module may include the super multifunctional LSI described above. The IC card or the module achieves its function by the microprocessor operating according to the computer program. This IC card or this module may have tamper resistance.
また、本発明は、上記に示す方法であるとしても良い。また、本発明は、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、上記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。 Further, the present invention may be the method described above. In addition, the present invention may be a computer program that realizes these methods by a computer, or may be a digital signal composed of the computer program.
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号をコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−ROM、MO、DVD、DVD−ROM、DVD−RAM、BD(Blu−ray(登録商標) Disc)、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、これらの非一時的な記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしても良い。 Furthermore, the present invention provides a non-transitory recording medium capable of reading the computer program or the digital signal by a computer, such as a flexible disk, a hard disk, a CD-ROM, an MO, a DVD, a DVD-ROM, a DVD-RAM, and a BD. (Blu-ray (registered trademark) Disc), or recorded in a semiconductor memory or the like. The digital signal may be recorded on these non-temporary recording media.
また、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。 In the present invention, the computer program or the digital signal may be transmitted via an electric communication line, a wireless or wired communication line, a network represented by the Internet, a data broadcast, or the like.
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしても良い。 The present invention may be a computer system including a microprocessor and a memory, wherein the memory stores the computer program, and the microprocessor operates according to the computer program.
また、上記プログラムまたは上記デジタル信号を上記非一時的な記録媒体に記録して移送することにより、または上記プログラムまたは上記デジタル信号を、上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。 Further, by recording the program or the digital signal on the non-temporary recording medium and transferring it, or transferring the program or the digital signal via the network or the like, It may be implemented by a computer system.
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。 Furthermore, the above embodiment and the above modification examples may be combined.
本発明はプロジェクタとして、例えば、自動車に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置等に適用できる。 The present invention can be applied as a projector to, for example, a head-up display device mounted on an automobile.
1 HUD装置
10 プロジェクタ
20 フロントガラス
50 自動車
60 コンバイナ
61 経路情報
62 距離情報
103、104、105 レーザ光源
106、107、108、109 ビームスプリッタ
110 検出部
101、101a 制御部
112、112a 減光部
114 MEMSミラー
118 LDドライバ
117 LD−APC
119、120、121 センサ
1121 液晶素子
1122、1123 偏光板
1124 温度センサ
DESCRIPTION OF
119, 120, 121
Claims (8)
前記レーザ光源部の温度を検出するセンサと、
前記レーザ光源部により出力されたレーザ光を減光させて透過させる減光部と、
前記レーザ光源部の出力、および、前記減光部の透過率の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記センサにより検出された前記レーザ光源部の温度に応じて、所定の光量を出力するときの前記レーザ光源部の出力と前記減光部の透過率とを変化させる調光制御を行う、
プロジェクタ。 A laser light source for outputting laser light;
A sensor for detecting a temperature of the laser light source unit;
A dimming unit for dimming and transmitting the laser beam output by the laser light source unit;
A control unit that controls the output of the laser light source unit and the transmittance of the dimming unit;
The control unit is a dimming control that changes the output of the laser light source unit and the transmittance of the dimming unit when outputting a predetermined amount of light according to the temperature of the laser light source unit detected by the sensor. I do,
projector.
請求項1に記載のプロジェクタ。 The control unit controls the output of the laser light source unit according to the temperature of the laser light source unit detected by the sensor so that the maximum output of the laser light source unit at the temperature is equal to or lower than a rating at the temperature. And performing the dimming control by controlling the transmittance of the dimming unit,
The projector according to claim 1.
請求項2に記載のプロジェクタ。 When the temperature of the laser light source unit detected by the sensor is higher than the normal temperature, the control unit is configured so that the laser light source unit has a rating equal to or lower than the rating of the laser light source unit at the detected temperature. Control to reduce the maximum output and increase the transmittance of the dimming part,
The projector according to claim 2.
前記制御部は、
前記複数の光源の定格の出力と、ホワイトバランスを構成する前記複数の光源の出力とに基づいて、前記複数の光源のうちの一の光源を選択し、
選択した前記一の光源の最大出力が前記センサにより検出された前記一の光源の温度における定格となるように、前記一の光源の最大出力の制御を行い、前記一の光源以外の他の光源の最大出力が前記センサにより検出された当該他の光源の温度における定格より小さくなるように、前記他の光源の最大出力の制御を行う、
請求項2または3に記載のプロジェクタ。 The laser light source unit has a plurality of light sources that respectively output laser beams of different color components,
The controller is
Based on the rated output of the plurality of light sources and the output of the plurality of light sources constituting white balance, one of the plurality of light sources is selected,
The maximum output of the one light source is controlled so that the selected maximum output of the one light source is rated at the temperature of the one light source detected by the sensor, and other light sources other than the one light source are controlled. The maximum output of the other light source is controlled such that the maximum output of the other light source is smaller than the rating at the temperature of the other light source detected by the sensor.
The projector according to claim 2 or 3.
請求項4に記載のプロジェクタ。 The control unit selects, as the one light source, a first light source that has a maximum value of a ratio of a rated output at each temperature to an output constituting white balance at each temperature among the plurality of light sources.
The projector according to claim 4.
請求項5に記載のプロジェクタ。 The laser beam output from the first light source is a green component laser beam.
The projector according to claim 5.
前記減光部の温度に応じて、前記減光部を駆動するための駆動電圧を変更することで、所望の透過率を維持する、
請求項2〜6のいずれか1項に記載のプロジェクタ。 The control unit further includes:
By changing the driving voltage for driving the dimming unit according to the temperature of the dimming unit, a desired transmittance is maintained.
The projector according to any one of claims 2 to 6.
前記制御部は、
前記テーブルを用いて、前記減光部の温度に応じて前記駆動電圧を変更する、
請求項7に記載のプロジェクタ。 Furthermore, it has a table showing the relationship between the drive voltage and the transmittance at each of a plurality of temperatures of the dimming unit,
The controller is
Using the table, change the drive voltage according to the temperature of the dimming unit,
The projector according to claim 7.
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