JP2017106982A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光源を用いるプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector using a laser light source.
従来、レーザ光源から出力されたレーザ光を走査して画像を投影するプロジェクタが知られている(例えば、特許文献1参照)。当該プロジェクタにおいては、その投影画像の明るさを調整するためにレーザ光のパワーを調整する必要がある。特許文献1に開示されたプロジェクタでは、所望のパワーのレーザ光を得るために、光検出器によってレーザ光のパワーを検出し、検出されたパワーが一定となるようにレーザ光源を調整している。
Conventionally, a projector that projects an image by scanning a laser beam output from a laser light source is known (see, for example, Patent Document 1). In the projector, it is necessary to adjust the power of the laser beam in order to adjust the brightness of the projected image. In the projector disclosed in
プロジェクタを車両用ヘッドアップディスプレイ(以下、HUDという)装置において用いる場合には、ユーザが投影画像を眩しく感じることがないように、夜間においてレーザ光のパワーを小さくする必要がある。具体的には、例えば、レーザ光源の最大出力パワーの5000分の1程度のパワーで出力する必要がある。しかしながら、従来のプロジェクタでは、フォトダイオードからなる光検出器の検出結果に基づいてレーザ光源を調整しているため、光検出器の検出下限未満のパワーを有するレーザ光を得ることができない。また、光検出器として、フォトダイオードより大型のパワーメータを用いることにより、検出下限を低下させることができるが、パワーメータを用いる場合には、プロジェクタを小型化することができない。また、パワーメータは一般にフォトダイオードより高価であるため、パワーメータをプロジェクタに用いることにより、プロジェクタが高コスト化される。 When a projector is used in a vehicle head-up display (hereinafter referred to as HUD) device, it is necessary to reduce the power of laser light at night so that the user does not feel the projected image dazzling. Specifically, for example, it is necessary to output with a power of about 1/5000 of the maximum output power of the laser light source. However, in the conventional projector, the laser light source is adjusted based on the detection result of the photodetector made of a photodiode, so that it is impossible to obtain laser light having a power less than the detection lower limit of the photodetector. Further, the lower limit of detection can be lowered by using a power meter larger than the photodiode as the photodetector, but the projector cannot be reduced in size when the power meter is used. In addition, since the power meter is generally more expensive than the photodiode, the use of the power meter for the projector increases the cost of the projector.
そこで、本発明は、出力光パワーのダイナミックレンジを低パワー側に拡大でき、小型化及び低コスト化が可能なプロジェクタを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a projector that can expand the dynamic range of output light power to the low power side, and can be reduced in size and cost.
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、レーザ光源部と、前記レーザ光源部から出力されるレーザ光のパワーである出力光パワーを検出する光検出部と、前記レーザ光源部に供給される電流量を調整することにより前記出力光パワーを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記出力光パワーを前記光検出部で検出される参照値以上で制御する場合には、前記光検出部による検出結果に基づいて前記電流量をフィードバック制御し、前記出力光パワーを前記参照値未満で制御する場合には、前記電流量をオープンループ制御する。 In order to achieve the above object, a projector according to an aspect of the present invention includes a laser light source unit, a light detection unit that detects output light power that is the power of laser light output from the laser light source unit, and the laser. A control unit that controls the output light power by adjusting an amount of current supplied to the light source unit, and the control unit controls the output light power at a reference value or more detected by the light detection unit. In this case, the current amount is feedback-controlled based on the detection result by the light detection unit, and when the output light power is controlled to be less than the reference value, the current amount is subjected to open loop control.
これにより、光検出部において検出できない出力光パワーにおいては、オープンループ制御により所望の出力光パワーのレーザ光を得ることができるため、出力光パワーのダイナミックレンジを低パワー側に拡大できる。また、低パワー領域のレーザ光を検出できるパワーメータなどの大型の光検出部を用いる必要がなく、フォトダイオードなどの小型かつ低コストの光検出部を用いることができるため、小型化及び低コスト化が可能なプロジェクタを実現できる。 As a result, for output light power that cannot be detected by the light detection unit, laser light having a desired output light power can be obtained by open loop control, so that the dynamic range of output light power can be expanded to the low power side. In addition, it is not necessary to use a large photodetection unit such as a power meter that can detect laser light in a low power region, and a small and low-cost photodetection unit such as a photodiode can be used. Can be realized.
例えば、前記制御部は、前記レーザ光源部に供給される電流量に対する前記出力光パワーの特性に関する特性データセットを記憶しているメモリを有し、前記特性データセットに基づいて前記電流量をオープンループ制御してもよい。 For example, the control unit has a memory that stores a characteristic data set related to the characteristic of the output optical power with respect to the amount of current supplied to the laser light source unit, and opens the current amount based on the characteristic data set. Loop control may be performed.
これにより、光検出部の検出下限未満のパワーにおいても、特性データセットを用いることにより、レーザ光源部を精度よく制御することができる。 As a result, the laser light source unit can be accurately controlled by using the characteristic data set even at a power lower than the detection lower limit of the light detection unit.
例えば、前記参照値は、前記出力光パワーが前記電流量に対して非線形に変化する前記電流量の範囲における前記出力光パワーより大きくてもよい。 For example, the reference value may be larger than the output light power in the current amount range in which the output light power changes nonlinearly with respect to the current amount.
これにより、レーザ光源部でモード競合が発生する領域において、フィードバック制御を行わないため、フィードバック制御における、出力光パワーの不安定化が抑制される。 Accordingly, since feedback control is not performed in a region where mode competition occurs in the laser light source unit, instability of output light power in feedback control is suppressed.
また、前記特性データセットは、前記電流量に対する前記出力光パワーの関係式であってもよい。 The characteristic data set may be a relational expression of the output optical power with respect to the current amount.
これにより、特性データセットとして、各電流量とそれに対応する出力光パワーのテーブルなどを記憶している場合より、メモリにおいて特性データセットの記憶のために使用される容量を低減することができる。 As a result, the capacity used for storing the characteristic data set in the memory can be reduced as compared with the case where each current amount and the table of output optical power corresponding to the current amount are stored as the characteristic data set.
また、前記関係式は、二次式であってもよい。 The relational expression may be a quadratic expression.
これにより、一次式からなる関係式だけを用いる場合より、レーザ光源部の出力光パワーをより精度よく制御することができる。 As a result, the output light power of the laser light source unit can be controlled more accurately than when only the relational expression including the linear expression is used.
また、前記特性データセットは、前記電流量と前記出力光パワーとの関係を示すテーブルであってもよい。 The characteristic data set may be a table indicating a relationship between the current amount and the output optical power.
これによれば、制御部は関係式を用いる場合と比べて、関係式の演算が不要となるため、制御部における処理負荷が軽減される。 According to this, since the control unit does not need to calculate the relational expression compared to the case where the relational expression is used, the processing load on the control unit is reduced.
また、前記制御部は、前記出力光パワーとして前記参照値以上の第一パワー値を得るために必要とされる前記電流量である第一電流量の変化を検知した場合に、前記特性データセットを補正してもよい。 Further, when the control unit detects a change in a first current amount that is the current amount required to obtain a first power value equal to or higher than the reference value as the output light power, the characteristic data set is detected. May be corrected.
これにより、レーザ光源部の出力光パワー特性が変化する場合においても、所望のパワーのレーザ光を得ることができる。 Thereby, even when the output light power characteristic of the laser light source section changes, laser light having a desired power can be obtained.
また、前記制御部は、変化前の前記第一電流量に対する変化後の前記第一電流量の比を用いて、前記特性データセットを補正してもよい。 The control unit may correct the characteristic data set by using a ratio of the first current amount after the change to the first current amount before the change.
これによれば、参照値以上の第一パワー値のレーザ光は、光検出部によって検出可能であるため、第一パワー値と第一電流量との関係を正確に求めることができる。そのため、当該比を用いることにより、正確に特性データセットを補正することができる。 According to this, since the laser beam having the first power value equal to or higher than the reference value can be detected by the light detection unit, the relationship between the first power value and the first current amount can be accurately obtained. Therefore, the characteristic data set can be accurately corrected by using the ratio.
また、補正後の前記特性データセットにおける前記電流量は、補正前の前記特性データセットにおける前記電流量に前記比を乗算した値であってもよい。 Further, the current amount in the characteristic data set after correction may be a value obtained by multiplying the current amount in the characteristic data set before correction by the ratio.
これにより、簡単な演算により特性データセットを補正することができる。このため、制御部の処理負荷を軽減することができる。 Thereby, the characteristic data set can be corrected by a simple calculation. For this reason, the processing load of a control part can be reduced.
また、前記制御部は、前記出力光パワーが前記参照値未満の値から、前記参照値以上の値まで変化する場合に、前記出力光パワーに応じて前記電流量が連続的に変化するように、前記特性データセットを補正してもよい。 Further, the control unit is configured to continuously change the current amount according to the output light power when the output light power changes from a value less than the reference value to a value equal to or larger than the reference value. The characteristic data set may be corrected.
これにより、制御部において、フィードバック制御とオープンループ制御とを切り替える場合においても、レーザ光源部からの出力を連続的に変化させることができる。 Thereby, even when the control unit switches between the feedback control and the open loop control, the output from the laser light source unit can be continuously changed.
また、前記メモリは、複数の前記特性データセットを記憶しており、前記制御部は、前記光検出部によって検出された前記出力光パワーが前記参照値以上の第一パワー値であるときの前記電流量に基づいて、前記メモリに記憶された複数の前記特性データセットのいずれか一つを選択し、当該選択された前記特性データセットに基づいて前記電流量を制御してもよい。 Further, the memory stores a plurality of the characteristic data sets, and the control unit is configured such that the output light power detected by the light detection unit is a first power value equal to or greater than the reference value. One of the plurality of characteristic data sets stored in the memory may be selected based on the current amount, and the current amount may be controlled based on the selected characteristic data set.
これにより、レーザ光源部の出力光パワー特性が変化する場合においても、所望のパワーのレーザ光を得ることができる。また、この構成によれば、特性データセットを演算によって補正する場合より、制御部における処理負荷が軽減される。 Thereby, even when the output light power characteristic of the laser light source section changes, laser light having a desired power can be obtained. Further, according to this configuration, the processing load on the control unit is reduced as compared with the case where the characteristic data set is corrected by calculation.
なお、本発明は、このような特徴的な処理部を備える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又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。 Note that the present invention can be realized not only as a projector including such a characteristic processing unit, but also as a control method using steps executed by the characteristic processing unit included in the projector. it can. 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. .
本発明によると、出力光パワーのダイナミックレンジが低パワー側に拡大されたレーザ光源部を備え、小型化及び低コスト化が可能なプロジェクタを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a projector that includes the laser light source unit in which the dynamic range of the output light power is expanded to the low power side and can be reduced in size and cost.
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)
[1−1.全体構成]
まず、実施の形態1に係るプロジェクタの全体構成について図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
[1-1. overall structure]
First, the overall configuration of the projector according to
図1は、本実施の形態に係るプロジェクタ1の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of
図1に示されるように、プロジェクタ1は、制御部10、レーザ光源11〜13、フォトダイオード14、LD(Laser Diode)ドライバ15、メモリ16、ビームスプリッタ21〜24、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー25を備える。
As shown in FIG. 1, the
レーザ光源11〜13は、相異なる複数の色成分のレーザ光を出力する複数のレーザ光源部である。具体的には、レーザ光源11は、例えば青色のレーザ光をビームスプリッタ21〜24を通過させてMEMSミラー25に照射するレーザダイオードである。また、レーザ光源12は、例えば緑色のレーザ光をビームスプリッタ22〜24を通過させてMEMSミラー25に照射するレーザダイオードである。また、レーザ光源13は、例えば赤色のレーザ光をビームスプリッタ23及び24を通過させてMEMSミラー25に照射するレーザダイオードである。このように、レーザ光源11〜13から出力されるレーザ光が、ビームスプリッタ21〜24によって合波されて、MEMSミラー25に照射される。
The
LDドライバ15は、レーザ光源11〜13それぞれに電流を供給することにより、レーザ光源11〜13それぞれの出力光パワーを調整する。
The
フォトダイオード14は、レーザ光源部から出力されるレーザ光のパワーである出力光パワーを検出する光検出部である。具体的には、フォトダイオード14は、レーザ光源11〜13から出力されたレーザ光のパワーを検出する。本実施の形態では、各レーザ光源から出力されたレーザ光の一部がビームスプリッタ24によって分離されて、当該分離されたレーザ光がフォトダイオード14に入力される。
The
MEMSミラー25は、複数のレーザ光源部から出力されたレーザ光を走査することにより、画像を投影する光走査部である。また、本実施の形態では、MEMSミラー25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。なお、MEMSミラー25の駆動は、制御部10によって制御されてもよいし、制御部10とは別の処理部によって制御されてもよい。
The
制御部10は、レーザ光源部に供給される電流量を調整することにより出力光パワーを制御する処理部である。制御部10は、レーザ光源部に供給される電流量に対する出力光パワーの特性に関する特性データセットを記憶しているメモリ16を有する。制御部10は、出力光パワーを光検出部で検出されるパワー値である参照値以上で制御する場合には、光検出部による検出結果に基づいてレーザ光源部に供給される電流量をフィードバック制御する。一方、制御部10は、出力光パワーを参照値未満で制御する場合には、レーザ光源部に供給される電流量をオープンループ制御する。本実施の形態では、制御部10は、特性データセットに基づいて電流量をオープンループ制御する。
The
本実施の形態では、制御部10は、レーザ光源11、12又は13の出力光パワーを、フォトダイオード14で検出できる検出下限以上のパワー値である参照値以上で制御する場合、レーザ光源11、12又は13に供給される電流量をフィードバック制御する。つまり、制御部10は、フォトダイオード14による検出値が、レーザ光源11、12又は13の目標パワー値に対応する値になるようにレーザ光源11、12又は13に供給される電流量を制御する。なお、フォトダイオード14によって、レーザ光源11〜13のいずれか一つの出力光パワーだけを検出する場合は、レーザ光源11〜13のいずれか一つだけからレーザ光を出力させて、フォトダイオード14によって検出する。例えば、プロジェクタ1において、レーザ光源11〜13それぞれからレーザ光を出力させる際に、MEMSミラー25によって投影領域以外の領域に照射させる。つまり、フィードバック制御のために出力される出力光パワー検出用のレーザ光は、投影画像に影響を与えない領域において出力される。
In the present embodiment, when the
一方、制御部10は、レーザ光源11、12又は13の出力光パワーを参照値未満で制御する場合には、メモリ16に記憶された特性データセットに基づいて電流量をオープンループ制御する。
On the other hand, when the output light power of the
[1−2.特性データセット]
次に、上述した特性データセットについて図2を用いて説明する。
[1-2. Characteristic data set]
Next, the above-described characteristic data set will be described with reference to FIG.
図2は、出荷前検査において実測されたレーザ光源の入力電流及び出力光パワーの関係の一例を示すグラフである。なお、出荷前検査における実測では、フォトダイオード14と比べて検出下限パワー値が小さいパワーメータなどの光検出器が用いられる。このため、図2に示されるような、フォトダイオード14の検出下限パワー値Pth未満の出力光パワーにおけるレーザ光源の入力電流と出力光パワーとの関係も検出できる。また、以下では、レーザ光源の入力電流及び出力光パワーの関係のことを、出力光パワー特性ということがある。
FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the input current and output optical power of the laser light source actually measured in the pre-shipment inspection. It should be noted that a light detector such as a power meter having a detection lower limit power value smaller than that of the
図2に示されるように、プロジェクタ1では、フォトダイオード14の検出下限パワー値Pth未満のパワーにおいて、レーザ光源11〜13の出力光パワーを検出することができない。そのため、プロジェクタ1では、検出下限パワー値Pth未満のパワーにおいて、レーザ光源11〜13の出力光パワーをフィードバック制御できない。
As shown in FIG. 2, the
そこで、本実施の形態に係るプロジェクタ1では、メモリ16に記憶された特性データセットに基づいてレーザ光源11〜13に供給される電流量をオープンループ制御することにより、検出下限パワー値Pth未満のパワーの出力光パワーを得る。ここで、特性データセットについて、図3を用いて説明する。
Therefore, in the
図3は、本実施の形態に係る特性データセットの一例を示すグラフである。図3に示された実線は特性データセットに基づいて示されたグラフであり、破線は図2に示される出力光パワー特性を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing an example of the characteristic data set according to the present embodiment. The solid line shown in FIG. 3 is a graph shown based on the characteristic data set, and the broken line is a graph showing the output optical power characteristic shown in FIG.
特性データセットは、図2に示されるような出力光パワー特性に基づいて算出される。特性データセットは、少なくとも、フォトダイオード14の検出下限以上のパワー値である参照値Pref以下のパワーの範囲において算出される。言い換えると、特性データセットは、少なくとも、参照値Prefに対応するレーザ光源の電流量であるIref以下の電流の範囲において算出される。なお、特性データセットは、パワーが参照値Prefより大きい範囲においても算出されてもよい。
The characteristic data set is calculated based on the output optical power characteristic as shown in FIG. The characteristic data set is calculated at least in a power range equal to or smaller than a reference value Pref, which is a power value equal to or higher than the detection lower limit of the
参照値Prefは、フォトダイオード14の検出下限以上であれば特に限定されないが、出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲における出力光パワーより大きいことが好ましい。当該範囲においては、レーザ光源11〜13においてモード競合が発生するため、出力光パワーが時間的に不安定になる。このため、フォトダイオード14で出力光パワーを正確に検出するためには、サンプリング期間を十分に長くとる必要がある。したがって、当該範囲におけるフィードバック制御は好ましくない。
The reference value Pref is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the detection lower limit of the
本実施の形態では、メモリ16は、特性データセットとして、レーザ光源11〜13に供給される電流量に対するレーザ光源11〜13の出力光パワーの関係式を記憶している。図3に示されるように、本実施の形態では、特性データセットは、三つの関係式f11、f12及びf13からなる。関係式f11は、電流がIr1以下の範囲R1における近似式である。関係式f12は、電流がIr1より大きく、Ir2(>Ir1)以下の範囲R2における近似式である。関係式f13は、電流がIr2より大きく、Iref(>Ir2)以下の範囲R3における近似式である。図3に示されるように、本実施の形態では各関係式は一次式である。なお、上述の出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲は、図3に示される範囲R2及び範囲R3に含まれる。
In the present embodiment, the
図3に示される例では、電流が0以上、Iref以下の範囲が三つに分割され、各範囲に対応する関係式が算出されているが、当該範囲の分割数は、2以上であれば特に限定されない。また、関係式は一次式に限定されない。当該分割数及び関係式の次数は、特性データセットと実測値との誤差が小さくなるように、かつ、メモリ16に記憶される特性データセットのデータ量が多くなり過ぎないように、適宜定められればよい。
In the example shown in FIG. 3, the range where the current is 0 or more and Iref or less is divided into three, and the relational expression corresponding to each range is calculated. However, if the number of divisions of the range is 2 or more There is no particular limitation. Further, the relational expression is not limited to a linear expression. The number of divisions and the order of the relational expression are appropriately determined so that the error between the characteristic data set and the actual measurement value is small, and the data amount of the characteristic data set stored in the
[1−3.特性データセットの準備方法]
以上で述べた特性データセットの準備方法について図4を用いて説明する。
[1-3. Preparation method of characteristic data set]
A method for preparing the characteristic data set described above will be described with reference to FIG.
図4は、本実施の形態に係る特性データセットの準備方法を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a method for preparing a characteristic data set according to the present embodiment.
本実施の形態では、すべてのレーザ光源11〜13について特性データセットを準備する。
In this embodiment, a characteristic data set is prepared for all the
図4に示されるように、まず、出荷前検査において、各レーザ光源の出力光パワー特性を実測する(S10)。ここでは、パワーメータなど、低パワーのレーザ光を検出できる光検出器を用いて、参照値Pref以下のパワーにおける特性が検出される。 As shown in FIG. 4, first, in the pre-shipment inspection, the output light power characteristics of each laser light source are actually measured (S10). Here, a characteristic at a power equal to or lower than the reference value Pref is detected using a photodetector that can detect low-power laser light such as a power meter.
続いて、実測された出力光パワーの特性に基づいて、特性データセットを作成する(S20)。本実施の形態では、出力光パワーが参照値Prefとなる電流量Iref以下の範囲を複数の領域に分割して、領域毎に関係式を算出する。関係式の算出方法は特に限定されないが、例えば、一次近似を用いてもよい。 Subsequently, a characteristic data set is created based on the actually measured characteristic of the output light power (S20). In the present embodiment, the range of the output light power equal to or smaller than the current amount Iref that becomes the reference value Pref is divided into a plurality of regions, and a relational expression is calculated for each region. Although the calculation method of the relational expression is not particularly limited, for example, linear approximation may be used.
続いて、作成した特性データセットを記憶する(S30)。本実施の形態では、特性データセットとして、一次式からなる関係式をメモリ16に記憶させる。
Subsequently, the created characteristic data set is stored (S30). In the present embodiment, a relational expression including a linear expression is stored in the
以上の各ステップをレーザ光源毎に繰り返すことにより、特性データセットを準備することができる。 By repeating the above steps for each laser light source, a characteristic data set can be prepared.
[1−4.レーザ光源の出力光パワーの制御方法]
続いて、本実施の形態に係るプロジェクタ1におけるレーザ光源11〜13の出力光パワーの制御方法について、図5を用いて説明する。
[1-4. Control method of output light power of laser light source]
Next, a method for controlling the output light power of the
図5は、本実施の形態に係るプロジェクタ1におけるレーザ光源11〜13の出力光パワーの制御方法を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a method of controlling the output light power of
図5に示されるように、まず、各レーザ光源の特性データセットを準備する(S100)。特性データセットの準備方法は上述のとおりである。 As shown in FIG. 5, first, a characteristic data set of each laser light source is prepared (S100). The preparation method of the characteristic data set is as described above.
続いて、各レーザ光源の参照値Pref以上のパワーにおける出力光パワー特性を取得する(S110)。本実施の形態では、Iref以上の電流量の電流が各レーザ光源に順次供給され、フォトダイオード14によって各レーザ光源の出力光パワーが検出される。これにより、レーザ光源11〜13の出力光パワー特性を取得する。なお、出力光パワー特性を取得するためには、各レーザ光源に少なくとも、相異なる二つの電流量の電流を供給して、それぞれに対応する出力光パワーを検出すればよい。これにより、出力光パワー特性を一次近似することができる。
Subsequently, an output light power characteristic at a power equal to or higher than the reference value Pref of each laser light source is acquired (S110). In the present embodiment, a current having a current amount equal to or greater than Iref is sequentially supplied to each laser light source, and the output light power of each laser light source is detected by the
なお、参照値Prefとして、レーザ光源の出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲における出力光パワーより大きいパワー値を用いることにより、参照値Pref以上のパワーにおける出力光パワー特性がほぼ線形となる。このため、出力光パワー特性を一次近似した場合に、実際の特性と当該一次近似との誤差が無視できる程度に小さくなる。なお、各レーザ光源の参照値Pref以上のパワーにおける出力光パワー特性は、必ずしも一次近似の特性として取得されなくてもよい。例えば、当該出力光パワー特性は、電流量と出力光パワーとの関係を示すテーブルとして取得されてもよい。 As the reference value Pref, by using a power value larger than the output light power in the current amount range in which the output light power of the laser light source changes nonlinearly with respect to the current amount, the output light power at the power equal to or higher than the reference value Pref. The characteristics are almost linear. For this reason, when the output light power characteristic is first-order approximated, the error between the actual characteristic and the first-order approximation is small enough to be ignored. Note that the output light power characteristic at a power equal to or higher than the reference value Pref of each laser light source may not necessarily be acquired as a first-order approximation characteristic. For example, the output light power characteristic may be acquired as a table indicating the relationship between the amount of current and the output light power.
続いて、各レーザ光源の各出力光パワーの目標値を決定する(S120)。例えば、プロジェクタ1の制御部10に外部から入力される信号に基づいて、各目標値が決定される。
Then, the target value of each output light power of each laser light source is determined (S120). For example, each target value is determined based on a signal input from the outside to the
続いて、各目標値が参照値Pref未満か否かを判断する(S130)。本実施の形態では、制御部10が、当該目標値と参照値Prefとを比較することによって、目標値が参照値Pref未満か否かを判断する。
Subsequently, it is determined whether each target value is less than a reference value Pref (S130). In the present embodiment, the
目標値が参照値Pref未満である場合には(S130でYes)、ステップS100で準備された特性データセットに基づいて、各レーザ光源に供給する電流量を決定する(S150)。 If the target value is less than the reference value Pref (Yes in S130), the amount of current supplied to each laser light source is determined based on the characteristic data set prepared in Step S100 (S150).
一方、目標値が参照値Pref以上である場合には(S130でNo)、ステップS110で取得された出力光パワー特性に基づいて、各レーザ光源に供給する電流量を決定する(S140)。 On the other hand, when the target value is equal to or greater than the reference value Pref (No in S130), the amount of current supplied to each laser light source is determined based on the output light power characteristic acquired in Step S110 (S140).
続いて、各レーザ光源に対して決定された電流量の電流を、各レーザ光源にそれぞれ供給することによって、レーザ光を出力する(S160)。 Subsequently, a laser beam is output by supplying each laser light source with an amount of current determined for each laser light source (S160).
続いて、各レーザ光源の参照値Pref以上のパワーにおける出力光パワー特性を更新する(S170)。ここでは、ステップS110と同様に出力光パワー特性を取得して、出力光パワー特性を更新する。 Subsequently, the output light power characteristic at the power equal to or higher than the reference value Pref of each laser light source is updated (S170). Here, the output optical power characteristic is acquired and the output optical power characteristic is updated as in step S110.
以上のように、本実施の形態に係るプロジェクタ1では、フォトダイオード14の検出下限以上のパワー値及び検出下限未満のパワー値のいずれにおいても、所望のパワーのレーザ光を各レーザ光源から出力することができる。
As described above, in the
[1−5.効果]
以上のように、本実施の形態に係るプロジェクタ1では、フォトダイオード14で検出されるパワー値である参照値Pref未満のパワーにおいて、制御部10は、各レーザ光源に供給される電流量をオープンループ制御する。このため、フォトダイオード14の検出下限未満のパワーにおいても、所望のパワーのレーザ光を得ることができる。
[1-5. effect]
As described above, in
これにより、フォトダイオード14において検出できない出力光パワーにおいては、オープンループ制御により所望の出力光パワーのレーザ光を得ることができるため、出力光パワーのダイナミックレンジを低パワー側に拡大できる。また、低パワー領域のレーザ光を検出できるパワーメータなどの大型の光検出部を用いる必要がなく、フォトダイオード14のような小型かつ低コストの光検出部を用いることができるため、小型化及び低コスト化が可能なプロジェクタ1を実現できる。
As a result, for output light power that cannot be detected by the
また、本実施の形態に係るプロジェクタ1において、制御部10は、各レーザ光源に供給される電流量に対する出力光パワーの特性に関する特性データセットを記憶しているメモリを有する。また、出力光パワーを参照値Pref未満で制御する場合に、当該特性データセットに基づいて電流量をオープンループ制御する。
In the
これにより、フォトダイオード14の検出下限未満のパワーにおいても、特性データセットを用いることにより、各レーザ光源を精度よく制御することができる。
Thereby, even when the power is less than the detection lower limit of the
また、本実施の形態に係るプロジェクタ1において、参照値Prefは、出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲における出力光パワーより大きくてもよい。
In the
これにより、レーザ光源11〜13でモード競合が発生する領域において、フィードバック制御が行われないため、フィードバック制御における出力光パワーの不安定化が抑制される。
Thereby, since feedback control is not performed in a region where mode competition occurs in the
また、本実施の形態に係るプロジェクタ1において、メモリ16は、特性データセットとして、電流量に対する出力光パワーの関係式を記憶していてもよい。
In the
これにより、特性データセットとして、各電流量とそれに対応する出力光パワーのテーブルなどを記憶している場合より、メモリ16で特性データセットの記憶のために使用される容量を低減することができる。
As a result, the capacity used for storing the characteristic data set in the
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係るプロジェクタについて説明する。実施の形態1に係るプロジェクタ1では、出荷前検査における実測に基づいて算出された特性データセットが用いられたが、レーザダイオードなどからなるレーザ光源における出力光パワー特性は、必ずしも一定ではない。例えば、環境温度の変化などに伴って出力光パワー特性は変化する。そこで、本実施の形態では、出力光パワー特性が変化した場合においても、所望のパワーのレーザ光を得ることができるプロジェクタについて、実施の形態1に係るプロジェクタ1との相違点を中心に説明する。
(Embodiment 2)
Next, a projector according to
[2−1.全体構成]
まず、本実施の形態に係るプロジェクタの全体構成について図6を用いて説明する。
[2-1. overall structure]
First, the overall configuration of the projector according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図6は、本実施の形態に係るプロジェクタ1aの全体構成を示すブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram showing an overall configuration of projector 1a according to the present embodiment.
図6に示されるように、本実施の形態に係るプロジェクタ1aにおいて、構成要素は実施の形態1に係るプロジェクタ1と同様であるが、制御部10a及びメモリ16aの構成において実施の形態1に係るプロジェクタ1と相違する。本実施の形態では、制御部10aは、出力光パワーとして参照値Pref以上の第一パワー値を得るために必要とされる電流量である第一電流量の変化を検知した場合に、特性データセットを補正する。そして、制御部10aは、当該補正された特性データセットをメモリ16aに記憶させ、当該補正された特性データセットに基づいて各レーザ光源に供給される電流量をオープンループ制御する。これにより、本実施の形態では、環境温度の変化などに起因して、特性データセットと実際の出力光パワー特性との誤差が大きくなった場合においても、所望のパワーのレーザ光を得ることができる。
As shown in FIG. 6, in the projector 1a according to the present embodiment, the constituent elements are the same as those of the
[2−2.特性データセットの補正方法]
続いて、本実施の形態に係るプロジェクタ1aにおける特性データセットの補正方法について図7を用いて説明する。
[2-2. Correction method of characteristic data set]
Next, a method for correcting the characteristic data set in the projector 1a according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図7は、本実施の形態に係る特性データセットの一例を示すグラフである。図7では、補正前の特性データセットを表す関係式f11、f12及びf13と、補正後の特性データセットを表す関係式f21、f22及びf23とが示される。 FIG. 7 is a graph showing an example of the characteristic data set according to the present embodiment. FIG. 7 shows relational expressions f11, f12, and f13 representing characteristic data sets before correction, and relational expressions f21, f22, and f23 representing characteristic data sets after correction.
常温(例えば、25℃)における各レーザ光源の出力光パワー特性は、図7に破線で示されるような特性となる。実施の形態1について述べたとおり、当該出力光パワー特性に基づいて、特性データセットとして、関係式f11、f12及びf13が算出される。 The output light power characteristic of each laser light source at room temperature (for example, 25 ° C.) is as shown by a broken line in FIG. As described in the first embodiment, the relational expressions f11, f12, and f13 are calculated as a characteristic data set based on the output optical power characteristic.
しかしながら、各レーザ光源の使用時における出力光パワー特性は、環境温度などに応じて変化する。例えば、環境温度が60℃程度である場合には、図7に二点鎖線で示されるような、出力光パワー特性となる。 However, the output light power characteristic when each laser light source is used varies depending on the environmental temperature or the like. For example, when the environmental temperature is about 60 ° C., the output light power characteristic is as shown by a two-dot chain line in FIG.
ここで、上記第一パワー値の一例として参照値Prefを用いる場合について説明する。参照値Prefのパワー(第一パワー値)を得るために必要な電流量(第一電流量)は、環境温度が常温の場合には、Irefであるが、環境温度が60℃である場合には、図7に示されるIref1となる。 Here, a case where the reference value Pref is used as an example of the first power value will be described. The current amount (first current amount) necessary to obtain the power of the reference value Pref (first power value) is Iref when the environmental temperature is normal temperature, but when the environmental temperature is 60 ° C. Is Iref1 shown in FIG.
本実施の形態では、出力光パワー特性を示すカーブは、図7に示されるように、環境温度に応じて、電流軸方向に伸縮される特性を有する。このため、環境温度が常温の場合における関係式f1n(n=1、2、3)を、
y=a1nx+b1n(n=1、2、3) (1)
と表すと、環境温度が60℃の場合における関係式f2n(n=1、2、3)は、
y=a2nx+b2n(n=1、2、3) (2)
a2n=a1n×Iref/Iref1 (3)
b2n=b1n (4)
と定めることができる。なお、上記式(1)〜(4)において、変数xは電流量に対応する変数であり、変数yは、出力光パワーに対応する変数である。また、a1n及びa2n(n=1、2、3)は、各関係式の傾きを表す定数であり、b1n及びb2n(n=1、2、3)は、各関係式の切片を表す定数である。つまり、本実施の形態では、補正後の特性データセットにおける電流量は、補正前の特性データセットにおける電流量に比Iref1/Irefを乗算した値である。また、上記の補正方法により、出力光パワーが参照値Pref未満の値から、参照値Pref以上の値まで変化する場合に、出力光パワーに応じて電流量が連続的に変化するように、特性データセットを補正することができる。これにより、制御部10aにおいて、フィードバック制御とオープンループ制御とを切り替える場合においても、各レーザ光源からの出力を連続的に変化させることができる。
In the present embodiment, the curve indicating the output light power characteristic has a characteristic of expanding and contracting in the current axis direction according to the environmental temperature, as shown in FIG. Therefore, the relational expression f1n (n = 1, 2, 3) when the environmental temperature is normal temperature is
y = a 1n x + b 1n (n = 1, 2, 3) (1)
When the environmental temperature is 60 ° C., the relational expression f2n (n = 1, 2, 3) is
y = a 2n x + b 2n (n = 1, 2, 3) (2)
a 2n = a 1n × Iref / Iref1 (3)
b 2n = b 1n (4)
Can be determined. In the above formulas (1) to (4), the variable x is a variable corresponding to the amount of current, and the variable y is a variable corresponding to the output optical power. Further, a 1n and a 2n (n = 1, 2, 3) are constants representing the slopes of the respective relational expressions, and b 1n and b 2n (n = 1, 2, 3) are intercepts of the respective relational expressions. Is a constant representing That is, in the present embodiment, the current amount in the corrected characteristic data set is a value obtained by multiplying the current amount in the characteristic data set before correction by the ratio Iref1 / Iref. Further, when the output light power changes from a value less than the reference value Pref to a value greater than or equal to the reference value Pref by the above correction method, the characteristics are set so that the amount of current continuously changes according to the output light power. The data set can be corrected. Thereby, also in the case where feedback control and open loop control are switched in the
上記式(1)〜(4)を用いることにより、環境温度の変化などに起因して、出力光パワー特性が変化した場合に、関係式を補正することができる。つまり、以下のように関係式を補正することができる。まず、環境温度が常温である場合に(例えば、出荷前検査時に)、各レーザ光源からの出力光パワーが参照値Prefとなる場合の電流量Irefを求める。そして、本実施の形態に係るプロジェクタ1aを実際に使用する際に、所定のタイミングで、フォトダイオード14によって検出された出力光パワーが参照値Prefとなる場合の電流量Iref1を検出する。検出された電流量Irefと電流量Iref1との比を用いて、上記式(2)〜(4)から、補正後の関係式f21、f22及びf23を得ることができる。当該補正後の関係式は、メモリ16aに記憶させてもよい。
By using the above formulas (1) to (4), it is possible to correct the relational expression when the output light power characteristic changes due to a change in environmental temperature or the like. That is, the relational expression can be corrected as follows. First, when the environmental temperature is room temperature (for example, at the time of inspection before shipment), the current amount Iref when the output light power from each laser light source becomes the reference value Pref is obtained. When the projector 1a according to the present embodiment is actually used, the current amount Iref1 when the output light power detected by the
なお、本実施の形態では、参照値Pref以上の第一パワー値として参照値Prefを用いる例を示したが、第一パワー値は、参照値Prefに限定されない。第一パワー値は、参照値Pref以上の任意のパワー値であればよい。 In the present embodiment, the example in which the reference value Pref is used as the first power value equal to or higher than the reference value Pref is shown, but the first power value is not limited to the reference value Pref. The first power value may be any power value that is equal to or greater than the reference value Pref.
以上のように、関係式を補正し、当該補正後の関係式を用いて、各レーザ光源をオープンループ制御することにより、各レーザ光源の出力光パワー特性が変化する場合においても、所望のパワーのレーザ光を得ることができる。 As described above, even when the output light power characteristic of each laser light source changes by performing open loop control of each laser light source using the corrected relational expression, the desired power The laser beam can be obtained.
なお、本実施の形態では、特性データセットが一次式からなる関係式である場合の例を示したが、特性データセットは必ずしも一次式からなる関係式でなくてもよい。例えば、特性データセットが、電流量と出力光パワーとの関係を示すテーブルであってもよい。この場合には、当該テーブルにおいて、例えば、電流量にIref1/Irefを乗算することにより、特性データセットを補正できる。 In this embodiment, an example in which the characteristic data set is a relational expression including a linear expression has been described. However, the characteristic data set may not necessarily be a relational expression including a linear expression. For example, the characteristic data set may be a table showing the relationship between the amount of current and the output optical power. In this case, in the table, for example, the characteristic data set can be corrected by multiplying the current amount by Iref1 / Iref.
また、本実施の形態では、出力光パワー特性が変化した場合に、特性データセットを補正する構成が用いられているが、出力光パワー特性の変化に応じて特性データセットを変える構成は、これに限定されない。例えば、複数の特性データセットをメモリ16aに記憶させて、変化した後の出力光パワー特性に近い特性を有する特性データセットを選択してもよい。これにより、特性データセットの補正における演算が不要となるため、制御部10aの処理負荷が軽減される。
In this embodiment, a configuration for correcting the characteristic data set when the output optical power characteristic changes is used. However, the configuration for changing the characteristic data set in accordance with the change of the output optical power characteristic is used. It is not limited to. For example, a plurality of characteristic data sets may be stored in the
[2−3.効果]
以上のように、本実施の形態に係るプロジェクタ1aでは、制御部10aは、出力光パワーとして参照値Pref以上の第一パワー値を得るために必要とされる電流量である第一電流量の変化を検知した場合に、特性データセットを補正する。
[2-3. effect]
As described above, in projector 1a according to the present embodiment,
これにより、各レーザ光源の出力光パワー特性が変化する場合においても、所望のパワーのレーザ光を得ることができる。 Thereby, even when the output light power characteristic of each laser light source changes, laser light having a desired power can be obtained.
また、本実施の形態に係るプロジェクタ1aにおいて、制御部10aは、変化前の第一電流量に対する変化後の第一電流量の比を用いて、特性データセットを補正する。
In projector 1a according to the present embodiment,
これによれば、参照値Pref以上の第一パワー値のレーザ光は、フォトダイオード14によって検出可能であるため、第一パワー値と第一電流量との関係を正確に求めることができる。そのため、当該比を用いることにより、正確に特性データセットを補正することができる。
According to this, since the laser beam having the first power value equal to or greater than the reference value Pref can be detected by the
また、本実施の形態に係るプロジェクタ1aにおいて、補正後の特性データセットにおける電流量は、補正前の特性データセットにおける電流量に当該比を乗算した値である。 In projector 1a according to the present embodiment, the current amount in the corrected characteristic data set is a value obtained by multiplying the current amount in the characteristic data set before correction by the ratio.
これにより、簡単な演算により特性データセットを補正することができる。このため、制御部10aの処理負荷を軽減することができる。
Thereby, the characteristic data set can be corrected by a simple calculation. For this reason, the processing load of the
また、本実施の形態に係るプロジェクタ1aにおいて、制御部10aは、出力光パワーが参照値Pref未満の値から、参照値Pref以上の値まで変化する場合に、出力光パワーに応じて電流量が連続的に変化するように、特性データセットを補正する。
In the projector 1a according to the present embodiment, the
これにより、制御部10aにおいて、フィードバック制御とオープンループ制御とを切り替える場合においても、各レーザ光源からの出力を連続的に変化させることができる。
Thereby, also in the case where feedback control and open loop control are switched in the
また、本実施の形態に係るプロジェクタ1aにおいて、メモリ16aは、複数の相異なる特性データセットを記憶していてもよい。この場合、制御部10aは、フォトダイオード14によって検出された出力光パワーが参照値Pref以上の第一パワー値であるときの電流量に基づいて、メモリ16aに記憶された複数の特性データセットのいずれか一つを選択する。そして、制御部10aは、当該選択された特性データセットに基づいて電流量をオープンループ制御する。
In the projector 1a according to the present embodiment, the
これにより、各レーザ光源の出力光パワー特性が変化する場合においても、所望のパワーのレーザ光を得ることができる。また、この構成によれば、特性データセットを演算によって補正する場合より、制御部10aの処理負荷が軽減される。
Thereby, even when the output light power characteristic of each laser light source changes, laser light having a desired power can be obtained. Further, according to this configuration, the processing load of the
(実施の形態3)
次に、実施の形態3に係るプロジェクタについて説明する。実施の形態1及び実施の形態2では、特性データセットとして一次式からなる関係式を用いる例を示したが、本実施の形態では一次式からなる関係式と、二次式からなる関係式とを組み合わせる例を示す。以下、本実施の形態に係るプロジェクタについて、実施の形態1に係るプロジェクタ1との相違点を中心に説明する。
(Embodiment 3)
Next, a projector according to
[3−1.全体構成]
まず、本実施の形態に係るプロジェクタの全体構成について図8を用いて説明する。
[3-1. overall structure]
First, the overall configuration of the projector according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図8は、本実施の形態に係るプロジェクタ1bの全体構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an overall configuration of
図8に示されるように、本実施の形態に係るプロジェクタ1bにおいて、構成要素は実施の形態1に係るプロジェクタ1と同様であるが、制御部10b及びメモリ16bの構成において実施の形態1に係るプロジェクタ1と相違する。本実施の形態では、制御部10bのメモリ16bは、出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲における特性データセットとして、二次式からなる関係式を記憶している。各レーザ光源の出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲の出力光パワー特性は、二次式によって精度良く近似できる。このため、本実施の形態では、各レーザ光源の出力光パワーを精度よく制御することができる。
As shown in FIG. 8, in the
[3−2.特性データセット]
続いて、本実施の形態に係るプロジェクタ1bの特性データセットについて、図9を用いて説明する。
[3-2. Characteristic data set]
Subsequently, a characteristic data set of the
図9は、本実施の形態に係る特性データセットの一例を示すグラフである。 FIG. 9 is a graph showing an example of the characteristic data set according to the present embodiment.
図9に示されるように、本実施の形態では、特性データセットは、関係式f31及びf32からなる。関係式f31は、出力光パワーが電流量に対してほぼ線形に変化する電流量の範囲R11における一次式からなる近似式である。関係式f32は、出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲R12における二次式からなる近似式である。 As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the characteristic data set includes relational expressions f31 and f32. The relational expression f31 is an approximate expression including a linear expression in the current amount range R11 in which the output light power changes substantially linearly with respect to the current amount. The relational expression f32 is an approximate expression including a quadratic expression in the current amount range R12 in which the output light power changes nonlinearly with respect to the current amount.
このように、出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲R12における特性データセットとして、二次式からなる関係式f32を用いることにより、特性データセットと、実測に基づく出力光パワー特性との誤差を低減することができる。したがって、本実施の形態では、一次式からなる関係式だけを用いる場合より、各レーザ光源の出力光パワーを精度よく制御することができる。 As described above, by using the relational expression f32 including the quadratic expression as the characteristic data set in the current amount range R12 in which the output optical power changes nonlinearly with respect to the current amount, the characteristic data set and the output based on the actual measurement are used. An error from the optical power characteristic can be reduced. Therefore, in the present embodiment, it is possible to control the output light power of each laser light source with higher accuracy than when only a relational expression including a linear expression is used.
なお、本実施の形態では、範囲R12においてのみ二次式からなる関係式を用いたが、範囲R11においても二次式からなる関係式を用いてもよい。さらに、範囲R12を複数の範囲に分割して、複数の二次式からなる関係式を用いてもよい。 In the present embodiment, a relational expression consisting of a quadratic expression is used only in the range R12, but a relational expression consisting of a quadratic expression may also be used in the range R11. Furthermore, the range R12 may be divided into a plurality of ranges, and a relational expression including a plurality of quadratic expressions may be used.
[3−3.効果]
以上のように、本実施の形態に係るプロジェクタ1bにおいて、メモリ16bは、出力光パワーが電流量に対して非線形に変化する電流量の範囲における特性データセットとして、二次式からなる関係式を記憶している。
[3-3. effect]
As described above, in the
これにより、本実施の形態では、一次式からなる関係式だけを用いる場合より、各レーザ光源の出力光パワーを精度よく制御することができる。 Thereby, in this Embodiment, the output light power of each laser light source can be controlled with a sufficient precision rather than the case where only the relational expression which consists of a primary expression is used.
(実施の形態4)
次に実施の形態4に係るプロジェクタについて説明する。本実施の形態では、実施の形態1に係るプロジェクタ及び、当該プロジェクタを用いたHUD装置の例について図10〜12を用いて説明する。
(Embodiment 4)
Next, a projector according to Embodiment 4 will be described. In this embodiment, an example of a projector according to
図10は、本実施の形態に係るHUD装置2の設置例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an installation example of the
図10に示されるように、HUD装置2は、プロジェクタ100と、コンバイナ60(透明表示板を構成する)とを備える。プロジェクタ100の詳細な構成については後述する。
As shown in FIG. 10, the
プロジェクタ100は、自動車200などの輸送用機器に設置され、例えば、自動車200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200のフロントガラス210の一部に設置された表示面である。プロジェクタ100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100により投影された画像が重ね合わされて表示される。なお、フロントガラス210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11は、フロントガラス210を通してユーザ300が見る風景の一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a landscape viewed by the
上述の通り、フロントガラス210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100から投影された画像が表示される。プロジェクタ100は、図11に示されるように、カーナビゲーションに関する情報(例えば、目的地への経路情報)、自動車に関する情報(例えば、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100は、目的地までの経路情報61(「大阪」、「神戸」及びそれぞれに対応する経路を示す「矢印」)、及び、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11に示されるように、前方の風景中にプロジェクタ100から投影された画像が表示されるため、ユーザ300は自動車200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。
As described above, the
図12は、本実施の形態に係るHUD装置2の構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of the
HUD装置2は、上述したようにプロジェクタ100とコンバイナ60とを備える。
The
プロジェクタ100は、レーザ光を照射することにより、画像を表示させる。本実施の形態では、プロジェクタ100は、実施の形態1に係るプロジェクタ1の構成要素に加えて、メインCPU120、操作部130及び表示制御部110を備える。
The
メインCPU120は、プロジェクタ100の各部を制御する。
The
操作部130は、HUD装置2(プロジェクタ100)の電源を入れる操作、画像の投影角度を変更する操作及び画像の色調又は輝度を変更する操作などのユーザ300による操作を受け付ける。操作部130は、例えば、ハードウェアボタン又はソフトウェアボタンにより構成されてもよいし、リモコンとリモコンから送信される電波を受信する受信機とから構成されていてもよい。
The
表示制御部110は、映像処理部111、ミラー制御部112及びミラードライバ113を含む。
The
映像処理部111は、外部から入力される映像信号に基づいて、画像をコンバイナ60に投影するための制御を行う。具体的には、映像処理部111は、当該映像信号に基づいて、ミラー制御部112を介して、MEMSミラー25の駆動を制御するとともに、制御部10を介して、レーザ光源11〜13によるレーザ光の照射を制御する。
The video processing unit 111 performs control for projecting an image on the
ミラー制御部112は、映像処理部111による制御に基づいて、ミラードライバ113を制御して、MEMSミラー25の駆動を制御する。つまり、ミラー制御部112は、MEMSミラー25の傾きを制御することにより、レーザ光源11〜13から照射されたレーザ光をコンバイナ60上で走査する。これにより、ミラー制御部112は、コンバイナ60に画像を投影する。つまり、コンバイナ60に投影される経路情報61及び距離情報62などを示す画像は、画像形成用のレーザ光源11〜13によって形成されている。
The
以上のように、本実施の形態に係るプロジェクタ100及びHUD装置2において、実施の形態1に係るプロジェクタ1の構成を用いることにより、フォトダイオード14の検出下限未満のパワーにおいて、所望のパワーのレーザ光を得ることができる。これにより、プロジェクタ100及びHUD装置2を夜間に用いる場合に、十分に小さいパワーのレーザ光でコンバイナ60に画像を形成することができる。このため、ユーザ300が、当該画像を眩しく感じることが抑制される。
As described above, in the
(変形例など)
以上、本発明の各実施の形態に係るプロジェクタについて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
(Variations, etc.)
Although the projector according to each embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
例えば、上記各実施の形態では、各メモリなどが特性データセットとして関係式を記憶している構成を示したが、メモリは、特性データセットとして、電流量と出力光パワーとの関係を示すテーブルを記憶していてもよい。これによれば、制御部は関係式を演算する必要がないため、制御部における処理負荷が軽減される。 For example, in each of the above embodiments, the configuration in which each memory or the like stores a relational expression as a characteristic data set is shown. However, the memory is a table indicating the relationship between the amount of current and the output optical power as the characteristic data set. May be stored. According to this, since the control unit does not need to calculate the relational expression, the processing load on the control unit is reduced.
また、上記各実施の形態においては、各プロジェクタは、複数のレーザ光源を備えるが、プロジェクタが備えるレーザ光源は一つでもよい。 In each of the above embodiments, each projector includes a plurality of laser light sources, but the projector may include one laser light source.
また、実施の形態4に係るプロジェクタ100のうち、制御部10、メインCPU120、映像処理部111及びミラー制御部112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又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。
In the
さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、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よい。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又は全部は、各装置に脱着可能なICカード又は単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ICカード又はモジュールは、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カード又はモジュールは、上記の超多機能LSIを含むとしてもよい。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カード又はモジュールは、その機能を達成する。このICカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。 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よい。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よいし、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よい。 Further, the present invention may be the method described above. Further, 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又は上記デジタル信号をコンピュータ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よい。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よい。 Furthermore, the present invention relates to a non-transitory recording medium that can read the computer program or the digital signal, such as a flexible disk, a hard disk, a CD-ROM, an MO, a DVD, a DVD-ROM, a DVD-RAM, a BD ( It may be recorded on a Blu-ray (registered trademark) Disc), a semiconductor memory, or the like. Further, 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又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、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よい。 Further, the present invention may transmit the computer program or the digital signal 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よい。 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、上記プログラム又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、又は上記プログラム又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よい。 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, another independent computer It may be implemented by the 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よい。例えば、実施の形態4に係るプロジェクタにおいて、実施の形態2に係るプロジェクタ1a、又は、実施の形態3に係るプロジェクタ1bの構成を用いてもよい。
Furthermore, the above embodiment and the above modification examples may be combined. For example, in the projector according to the fourth embodiment, the configuration of the projector 1a according to the second embodiment or the
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、1a、1b、100 プロジェクタ
2 HUD装置
10、10a、10b 制御部
11、12、13 レーザ光源(レーザ光源部)
14 フォトダイオード(光検出部)
15 LDドライバ
16、16a、16b メモリ
21、22、23、24 ビームスプリッタ
25 MEMSミラー
60 コンバイナ
61 経路情報
62 距離情報
110 表示制御部
111 映像処理部
112 ミラー制御部
113 ミラードライバ
120 メインCPU
130 操作部
200 自動車
210 フロントガラス
300 ユーザ
1, 1a, 1b, 100
14 Photodiode (light detector)
15
130
Claims (11)
前記レーザ光源部から出力されるレーザ光のパワーである出力光パワーを検出する光検出部と、
前記レーザ光源部に供給される電流量を調整することにより前記出力光パワーを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記出力光パワーを前記光検出部で検出される参照値以上で制御する場合には、前記光検出部による検出結果に基づいて前記電流量をフィードバック制御し、前記出力光パワーを前記参照値未満で制御する場合には、前記電流量をオープンループ制御する
プロジェクタ。 A laser light source unit;
A light detection unit that detects output light power that is the power of laser light output from the laser light source unit;
A control unit that controls the output light power by adjusting the amount of current supplied to the laser light source unit;
The controller is
When the output light power is controlled to be equal to or higher than the reference value detected by the light detection unit, the current amount is feedback controlled based on the detection result by the light detection unit, and the output light power is less than the reference value. When controlling with a projector, the current amount is controlled in an open loop.
前記レーザ光源部に供給される電流量に対する前記出力光パワーの特性に関する特性データセットを記憶しているメモリを有し、
前記特性データセットに基づいて前記電流量をオープンループ制御する
請求項1に記載のプロジェクタ。 The controller is
A memory storing a characteristic data set relating to the characteristic of the output light power with respect to the amount of current supplied to the laser light source unit;
The projector according to claim 1, wherein the current amount is open-loop controlled based on the characteristic data set.
請求項2に記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 2, wherein the reference value is larger than the output light power in the current amount range in which the output light power changes nonlinearly with respect to the current amount.
請求項2又は3に記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 2, wherein the characteristic data set is a relational expression of the output light power with respect to the current amount.
請求項4に記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 4, wherein the relational expression is a quadratic expression.
請求項2又は3に記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 2, wherein the characteristic data set is a table indicating a relationship between the amount of current and the output light power.
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 corrects the characteristic data set when detecting a change in a first current amount that is the current amount required to obtain a first power value equal to or higher than the reference value as the output light power. The projector according to any one of claims 2 to 6.
請求項7に記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 7, wherein the control unit corrects the characteristic data set using a ratio of the first current amount after change to the first current amount before change.
請求項8に記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 8, wherein the current amount in the characteristic data set after correction is a value obtained by multiplying the current amount in the characteristic data set before correction by the ratio.
請求項7〜9のいずれか1項に記載のプロジェクタ。 When the output light power changes from a value less than the reference value to a value greater than or equal to the reference value, the control unit is configured so that the amount of current continuously changes according to the output light power. The projector according to claim 7, wherein the characteristic data set is corrected.
前記制御部は、前記光検出部によって検出された前記出力光パワーが前記参照値以上の第一パワー値であるときの前記電流量に基づいて、前記メモリに記憶された複数の前記特性データセットのいずれか一つを選択し、当該選択された前記特性データセットに基づいて前記電流量を制御する
請求項2〜6のいずれか1項に記載のプロジェクタ。 The memory stores a plurality of the characteristic data sets,
The control unit includes a plurality of the characteristic data sets stored in the memory based on the current amount when the output optical power detected by the light detection unit is a first power value equal to or greater than the reference value. The projector according to claim 2, wherein the current amount is controlled based on the selected characteristic data set.
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