JP4906450B2 - Display device - Google Patents
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Description
本発明は画像を表示する表示装置に関し、特に、表示装置の揺れに基づいて表示画像の位置を調整し、ユーザにとって安定した画像を表示することができる表示装置に関する。 The present invention relates to a display device that displays an image, and more particularly to a display device that can adjust the position of a display image based on shaking of the display device and display a stable image for a user.
近年の表示装置の小型軽量化に伴い、ユーザが持ち歩くことができる可搬型の表示装置が普及している。ユーザはこのような表示装置を車の中に持ち込んで設置し、同乗者の映画又はテレビジョン放送の視聴、運転者のナビゲーション機能の利用に使用する場合がある。 Along with the recent reduction in size and weight of display devices, portable display devices that can be carried by users have become widespread. A user may install such a display device in a car and use it for watching a passenger's movie or television broadcast and using a driver's navigation function.
ところが、可搬型の表示装置の設置場所によっては視聴者であるユーザの視線に対して表示画像が揺れ、揺れている表示画像を見るユーザの気分が悪くなる場合がある。特に表示装置を車内に設置する場合は車が進行方向に対して前後、左右、上下に振動するので乗員であるユーザは表示装置が表示する画像を見て気分が悪くなる可能性がある。 However, depending on the installation location of the portable display device, the display image may be shaken with respect to the line of sight of the user who is a viewer, and the user who sees the swaying display image may feel bad. In particular, when the display device is installed in the vehicle, the vehicle vibrates back and forth, left and right, and up and down with respect to the traveling direction.
そこで、車載を前提とする可搬型の表示装置において、車の走行状況に基づいて表示する画像の位置を調整して車内のユーザの負担を低減するための技術が開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示されている技術では、例えば車が左折することを加速度センサ、角速度センサ等のセンサが検知した場合、ユーザの視線を左方向に向けるためにユーザから見て左方向に画像をずらして表示する。逆に車が右折することをセンサが検知した場合、ユーザの視線を右方向に向けるためにユーザから見て右方向に画像をずらして表示する。これによりユーザの気分の悪化を低減させることができる。
特許文献1に開示された技術は、車の左折・右折、加速・減速を検知して画像の位置を調整するのであり、表示装置が設置される車の走行状況に基づいて調整がされる。特許文献1に開示された技術は、車の走行状況に対してユーザの視線をいずれの方向に向けることでユーザの気分を悪くさせないようにできるかという経験則に基づいて調整するものである。
The technique disclosed in
特許文献1に開示された技術は車の走行状況に対する車の揺れと、ユーザの視線の揺れを経験則に基づいて想定して画像の位置を調整するのであってユーザの揺れを具体的に検知して車の揺れとの相対的な関係に基づいて画像の位置を調整するものではない。例えば車の上下の揺れに対してユーザの視線の上下に対する揺れが大きい場合等であってもそれを検知して画像の位置を調整するものではない。したがって、ユーザの視線に対して画像は揺れるので、ユーザの気分の悪化を防ぐことができない場合もある。
The technique disclosed in
また、特許文献1に開示された技術は車に載せることを前提とした技術であり走行状況を検出することが必要である。
In addition, the technique disclosed in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車に載せることに限定せず、揺れを検知するセンサを本体内外に二つ備えて、本体の揺れとは独立に揺れるユーザに対する表示装置本体の相対的な揺れを検知し、検知した揺れを相殺するように表示する画像の位置を調整する構成とすることにより、ユーザにとって安定した画像を表示することができる表示装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is not limited to being mounted on a car, and includes two sensors for detecting shaking inside and outside the body, and a display device for a user who shakes independently of body shaking. To provide a display device capable of displaying a stable image for a user by detecting the relative shaking of the main body and adjusting the position of the image to be displayed so as to cancel the detected shaking. Main purpose.
本発明の他の目的は、揺れを検知する二つのセンサによって検知した相対的な揺れを相殺するような向きに相対的な揺れの大きさ分画像をずらして表示することにより、ユーザにとって安定した画像を表示することができる表示装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a stable display for the user by shifting and displaying the image by the magnitude of the relative shake in a direction that cancels the relative shake detected by the two sensors that detect the shake. An object of the present invention is to provide a display device capable of displaying an image.
本発明の他の目的は、二つのセンサから出力される揺れの向きと大きさを示す揺れ検知信号の差分をとることで相対的な揺れの大きさ及び向きを検知して、相対的な揺れを相殺するように表示する画像の位置を調整する構成により、ユーザにとって安定した画像を表示することができる表示装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to detect the magnitude and direction of the relative shake by taking the difference between the shake detection signals indicating the direction and magnitude of the shake output from the two sensors. An object of the present invention is to provide a display device that can display a stable image for a user by adjusting the position of an image to be displayed so as to cancel out the above.
また、本発明の他の目的は、揺れを検知する二つのセンサの設置方向の傾きを吸収することができ、より正確にユーザにとって安定した画像を表示することができる表示装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a display device that can absorb the inclination in the installation direction of two sensors that detect shaking and can display a more stable image for the user. is there.
本発明に係る表示装置は、画像を表示する表示手段を備える表示装置において、前記表示手段を備える本体に設置され、本体の揺れの向き及び大きさを検出する第1のセンサと、本体外に設置され、設置される箇所の揺れの向き及び大きさを検出する第2のセンサから検出結果を取得する手段と、第1のセンサから取得した揺れの向き及び大きさから、第2のセンサから取得した揺れの向き及び大きさの差分をとることにより、第2のセンサが設置される箇所を基準とした本体の相対的な揺れの向き及び大きさを算出する算出手段と、表示する画像の位置を、前記算出手段が算出した相対的な揺れを相殺するように調整する調整手段とを備えることを特徴とする。 A display device according to the present invention is a display device including a display unit that displays an image. The display device is installed in a main body including the display unit, and includes a first sensor that detects the direction and magnitude of shaking of the main body, is installed, it means for obtaining a detection result from the second sensor to detect the direction and magnitude of the shaking of portions to be installed, from the direction and magnitude of the obtained shake from the first sensor, the second sensor Calculating means for calculating the relative shake direction and magnitude of the main body relative to the location where the second sensor is installed by taking the difference between the shake direction and magnitude acquired from the position, characterized in that it comprises an adjustment means for adjusting so as to offset the relative shaking the calculating means is calculated.
本発明にあっては、本体に設置されたセンサを第1のセンサとし、表示装置外に設置されたセンサを第2のセンサとすることにより二つのセンサが検知した揺れから相対的な揺れが算出される。また、第1のセンサから取得した揺れの向き及び大きさから、第2のセンサから取得した揺れの向き及び大きさの差分がとられる。差分は第2のセンサが設置される箇所を基準とした本体の相対的な揺れの向き及び大きさを示している。第2のセンサが設置されている箇所を基準点として第1のセンサが設置されている箇所の揺れを算出することと同等である。相対的な揺れを相殺するように表示する画像の位置を調整することで、第2のセンサが設置されている箇所に対して画像が静止して見えるように表示される画像の位置が調整される。 In the present invention, the sensor installed in the main body is the first sensor, and the sensor installed outside the display device is the second sensor, so that relative shaking is detected from the shaking detected by the two sensors. Calculated. Further, the difference between the direction and magnitude of the shake acquired from the second sensor is taken from the direction and magnitude of the shake acquired from the first sensor. The difference indicates the direction and magnitude of relative shaking of the main body with respect to the location where the second sensor is installed. This is equivalent to calculating the shake of the location where the first sensor is installed with the location where the second sensor is installed as a reference point. By adjusting the position of the displayed image so as to cancel the relative shaking, the position of the displayed image is adjusted so that the image appears to be stationary relative to the place where the second sensor is installed. The
本発明に係る表示装置は、前記調整手段は、予め設定されてある初期的に画像を表示する位置から、前記算出手段が算出した相対的な揺れの大きさに相当する距離にあって、前記算出手段が算出した相対的な揺れの向きと逆の向きに表示する画像の位置を調整するようにしてあることを特徴とする。 In the display device according to the present invention, the adjusting means is at a distance corresponding to the magnitude of the relative shake calculated by the calculating means from a preset position where the image is initially displayed , The position of the image to be displayed is adjusted in the direction opposite to the relative shake direction calculated by the calculating means.
本発明にあっては、二つのセンサが検知した揺れから算出した相対的な揺れの大きさに相当する距離であって、第2のセンサが設置される箇所を基準とした本体の相対的な揺れの向きと逆の向きに画像の位置が移動するように調整することで第2のセンサが設置されている箇所に対する画像の揺れが相殺され、画像が静止して見えるように表示される画像の位置が調整される。 In the present invention, the distance is equivalent to the magnitude of the relative shake calculated from the shake detected by the two sensors, and the relative position of the main body with respect to the location where the second sensor is installed. An image displayed so that the image appears to be stationary by adjusting the position of the image to move in the direction opposite to the direction of the shaking, thereby canceling the shaking of the image with respect to the location where the second sensor is installed. The position of is adjusted.
本発明に係る表示装置は、第1及び第2のセンサは夫々、表示する画像の水平方向又は垂直方向を基準とする特定の一方向に対する揺れの向きと揺れの大きさとを検知するように設置してあり、第2のセンサの特定の一方向に対する第1のセンサの特定の一方向の傾きを検出する傾き検出手段と、該傾き検出手段が検出した傾きに基づいて、第2のセンサが検知する揺れの大きさを、第1のセンサが検知する揺れの向きに対する大きさに補正する手段とを更に備え、前記算出手段は、第1のセンサが検知する揺れの向きに対する大きさの差分をとるようにしてあり、前記調整手段は、予め設定されてある初期的に画像を表示する位置から、前記算出手段が算出した差分に相当する距離にあって、第1のセンサが検知する揺れの向きに対して逆の向きに表示する画像の位置を調整するようにしてあることを特徴とする。 In the display device according to the present invention, each of the first and second sensors is installed so as to detect the direction of swing and the magnitude of the swing in a specific direction based on the horizontal or vertical direction of the displayed image. Yes and the tilt detection means for detecting a particular direction of inclination of the first sensor for a particular direction of the second sensor, based on the inclination inclined-out detecting means detects, a second sensor And a means for correcting the magnitude of the shake detected by the first sensor to a magnitude corresponding to the direction of the shake detected by the first sensor, wherein the calculating means is a difference in magnitude with respect to the direction of the shake detected by the first sensor. The adjustment means is a shake detected by the first sensor at a distance corresponding to the difference calculated by the calculation means from a preset initial image display position. Against the direction of It characterized in that you have to adjust the position of the image to be displayed on orientation.
本発明にあっては、第1のセンサが検知する揺れの方向と第2のセンサが検知する揺れの方向が平行でない場合であっても、第1のセンサが検知することができる一方向と第2のセンサが検知することができる一方向との傾きが検出される。検出された傾きに基づいて第1のセンサが検知する揺れの大きさは第2のセンサが検知する揺れの向きに対する大きさに補正される。補正後の揺れの大きさの差分に相当する距離であって、相対的な揺れの向きと逆の向きに画像の位置が移動するように調整されることで第2のセンサが設置されている箇所に対する画像の揺れが相殺され、画像が静止して見えるように表示される画像の位置が調整される。 In the present invention, even if the direction of shaking detected by the first sensor and the direction of shaking detected by the second sensor are not parallel, the first sensor can detect one direction. An inclination with respect to one direction that can be detected by the second sensor is detected. Based on the detected inclination, the magnitude of the shake detected by the first sensor is corrected to the magnitude of the shake direction detected by the second sensor. A distance corresponding to the difference in the magnitude of the shake after correction, and the second sensor is installed by adjusting the position of the image to move in the direction opposite to the direction of the relative shake. The shaking of the image with respect to the location is canceled out, and the position of the displayed image is adjusted so that the image looks stationary.
本発明に係る表示装置は、光源と、入力された画像信号に基づいて画像を形成し光源からの光を変調する変調手段と、該変調手段が変調した光を投射する手段とを備え、前記調整手段は、前記変調手段が形成する画像の位置を移動するようにしてあることを特徴とする。 A display device according to the present invention includes a light source, a modulation unit that forms an image based on an input image signal and modulates light from the light source, and a unit that projects light modulated by the modulation unit, The adjusting means moves the position of the image formed by the modulating means.
本発明にあっては、光源から発せられる光を変調させる場合に、一のセンサが設置されている箇所を静止した基準点とする相対的な揺れを相殺するように変調させる画像の位置を調整する。したがって、変調されて投射される画像は一のセンサが設置されている箇所に対して画像が静止して見えるように位置が調整されて表示される。 In the present invention, when the light emitted from the light source is modulated, the position of the image to be modulated is adjusted so as to cancel the relative fluctuation with the location where the one sensor is installed as a stationary reference point. To do. Therefore, the modulated and projected image is displayed with its position adjusted so that the image appears to be stationary relative to the place where one sensor is installed.
本発明に係る表示装置は、光源と、入力された画像信号に基づいて画像を形成し光源からの光を変調する変調手段と、該変調手段が変調した光を投射する投射光学系とを備え、前記調整手段は、前記投射光学系が投射する光軸を移動するようにしてあることを特徴とする。 A display device according to the present invention includes a light source, a modulation unit that forms an image based on an input image signal and modulates light from the light source, and a projection optical system that projects light modulated by the modulation unit. The adjusting means moves the optical axis projected by the projection optical system.
本発明にあっては、光源から発せられて変調された光を投射する場合に、一のセンサが設置されている箇所を静止した基準点とする相対的な揺れを相殺するように光を投射する光軸の位置を調整する。したがって、変調されて投射される画像は一のセンサが設置されている箇所に対して画像が静止して見えるように位置が調整されて表示される。 In the present invention, when projecting modulated light emitted from a light source, the light is projected so as to cancel relative fluctuations with the location where one sensor is installed as a stationary reference point. Adjust the position of the optical axis. Therefore, the modulated and projected image is displayed with its position adjusted so that the image appears to be stationary relative to the place where one sensor is installed.
本発明による場合は、本体に設置された第1のセンサで検知した揺れの向き及び大きさと本体外に設置された第2のセンサで検知した揺れの向き及び大きさとの差分から算出される相対的な揺れを相殺するように画像の位置が調整される。画像を表示する箇所に本体即ち第1のセンサを設置して表示された画像を見るユーザが在する箇所、即ちユーザの視線と同期して揺れる箇所に第2のセンサを設置することにより、表示装置が表示する画像の位置はユーザの視線を基準として表示装置の揺れを相殺するように、即ちユーザの視線から静止して見えるように表示する画像の位置を調整することができ、ユーザにとって安定した画像を表示することができる。 According to the present invention, the relative calculated from the difference between the first direction and magnitude of the shaking detected by the sensor and the second direction and magnitude of the shaking detected by the sensor installed outside the server installed in the main body The position of the image is adjusted so as to cancel a typical shaking. Location to view an image displayed by installing the body or first sensor portion for displaying an image the user is standing, i.e., by placing a second sensor at a position swinging in synchronism with the user's gaze, the display The position of the image displayed by the apparatus can be adjusted so that the shaking of the display apparatus is canceled with reference to the user's line of sight, that is, the position of the image displayed so as to be viewed from the user's line of sight can be adjusted. Displayed images can be displayed.
本発明による場合は、第1のセンサで検知した揺れの向き及び大きさと第2のセンサで検知した揺れの向き及び大きさとから算出される相対的な揺れの大きさに相当する距離であって相対的な揺れの向きと逆の向きに画像の位置が移動され、第2のセンサに対する相対的な揺れが相殺される。画像を表示する箇所に第1のセンサを設置し表示された画像を見るユーザが在する箇所に第2のセンサを設置することにより、表示装置が表示する画像の位置はユーザの視線を基準として表示装置の揺れを相殺するように、即ちユーザの視線から静止して見えるように表示する画像の位置を調整することができ、ユーザにとって安定した画像を表示することができる。 In the case of the present invention, the distance is equivalent to the magnitude of relative shaking calculated from the direction and magnitude of shaking detected by the first sensor and the direction and magnitude of shaking detected by the second sensor. The position of the image is moved in the direction opposite to the direction of relative shaking, and the relative shaking with respect to the second sensor is canceled. The position of the image displayed by the display device is set based on the user's line of sight by installing the first sensor at the location where the image is displayed and installing the second sensor at the location where the user viewing the displayed image is present. The position of the image to be displayed can be adjusted so as to cancel the shaking of the display device, that is, so as to appear to be stationary from the user's line of sight, and a stable image can be displayed for the user.
本発明による場合は、表示する画像の水平方向又は垂直方向を基準とする特定の一方向に対する揺れの向き及び大きさを検知する二つのセンサに対してその特定の一方向が平行でなく傾きを持っているときは、第1のセンサで検知した一方向に対する揺れの向き及び大きさが第2のセンサで検知した一方向に対する揺れの向き及び大きさに補正される。補正後の揺れの向き及び大きさについて差分をとり、表示する画像の位置を差分に相当する距離にあって揺れの向きに対し逆の向きに移動して調整する。画像を表示する箇所に第1のセンサを設置して表示された画像を見るユーザが在する箇所に第2のセンサを設置することにより、揺れを検知するセンサの設置方向の傾きを吸収して表示する画像の位置をユーザの視線から静止して見えるように調整することができ、より正確にユーザにとって安定した画像を表示することができる。 In the case of the present invention, the specific one direction is not parallel to the two sensors that detect the direction and magnitude of the shaking with respect to the specific direction with respect to the horizontal direction or the vertical direction of the image to be displayed. When held, the direction and magnitude of the shaking with respect to one direction detected by the first sensor are corrected to the direction and magnitude of the shaking with respect to one direction detected by the second sensor. A difference is taken with respect to the direction and magnitude of the shake after correction, and the position of the image to be displayed is adjusted by moving in a direction opposite to the shake direction at a distance corresponding to the difference. By installing the second sensor at the location where the user who sees the displayed image by installing the first sensor at the location where the image is displayed, the inclination of the installation direction of the sensor that detects shaking is absorbed. The position of the image to be displayed can be adjusted so as to appear stationary from the user's line of sight, and a more stable image can be displayed for the user.
本発明による場合は、一のセンサで検知した揺れの向き及び大きさと他のセンサで検知した揺れの向き及び大きさとから算出される相対的な揺れを相殺するように、光源からの光を変調するための画像の位置を調整する。画像を表示する箇所に一のセンサを設置して表示された画像を見るユーザが在する箇所に他のセンサを設置することにより、表示装置が表示する画像の位置はユーザの視線を基準として表示装置の揺れを相殺するように、即ちユーザの視線から静止して見えるように表示する画像の位置を調整することができ、ユーザにとって安定した画像を表示することができる。 In the case of the present invention, the light from the light source is modulated so as to cancel the relative fluctuation calculated from the direction and magnitude of the shaking detected by one sensor and the direction and magnitude of the shaking detected by the other sensor. Adjust the position of the image to do. The position of the image displayed on the display device is displayed with reference to the user's line of sight by installing another sensor at the location where the user is viewing the displayed image by installing one sensor at the location where the image is displayed The position of the image to be displayed can be adjusted so as to cancel the shaking of the apparatus, that is, so as to appear stationary from the user's line of sight, and a stable image for the user can be displayed.
本発明による場合は、一のセンサで検知した揺れの向き及び大きさと他のセンサで検知した揺れの向き及び大きさとから算出される相対的な揺れを相殺するように、光源からの光を変調して投射する光の軸の位置を調整する。画像を表示する箇所に一のセンサを設置して表示された画像を見るユーザが在する箇所に他のセンサを設置することにより、表示装置が表示する画像の位置はユーザの視線を基準として表示装置の揺れを相殺するように、即ちユーザの視線から静止して見えるように表示する画像の位置を調整することができ、ユーザにとって安定した画像を表示することができる。 In the case of the present invention, the light from the light source is modulated so as to cancel the relative fluctuation calculated from the direction and magnitude of the shaking detected by one sensor and the direction and magnitude of the shaking detected by the other sensor. Adjust the position of the axis of the projected light. The position of the image displayed on the display device is displayed with reference to the user's line of sight by installing another sensor at the location where the user is viewing the displayed image by installing one sensor at the location where the image is displayed The position of the image to be displayed can be adjusted so as to cancel the shaking of the apparatus, that is, so as to appear stationary from the user's line of sight, and a stable image for the user can be displayed.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における表示装置の構成を示すブロック図である。図中1は、光源からの光を変調して投射する投射型の表示装置である。表示装置1は少なくとも、光源11と、DMD(Digital Mirror Device:登録商標)12と、DMD制御部13と、映像処理部14と、入力部15と、投射光学系16と、調整部17と、受信部18と、第1センサ19と、第2センサ20と、送信部21とを備える。ユーザは、表示装置1からスクリーン2に投射された光を視認することによって映像、画像等を視聴することができる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a display device according to
表示装置1は筐体からなる本体1aを有し、光源11と、DMD12と、DMD制御部13と、映像処理部14と、入力部15と、投射光学系16と、調整部17と、受信部18と、第1センサ19とを本体1aの筐体内部に備えている。また、表示装置1は本体1aと分離可能な筐体からなるセンサユニット1bを有し、第2センサ20及び送信部21をセンサユニット1bの筐体内部に備えている。センサユニット1bはユーザの座席等、ユーザの視線の揺れを検知することが可能な位置に配されている。また、ユーザから見ることができる適切な位置にスクリーン2が設置され、表示装置1の本体1aはスクリーン2に画像を投射できるように設置されている。例えば本発明の実施の形態1における表示装置1を車内に設置する場合、表示装置1の本体1aは後部座席後方にフロントガラスへ画像を投射するような向きで設置する。第2センサ20を含むセンサユニット1bは助手席の座席部分に設置する。スクリーン2は天井の前方中央から吊り下げられるように設置する。第2センサ20を含むセンサユニット1bは、画像を視聴するユーザが着用するヘッドフォン、眼鏡等に設置してある構成でもよい。
The
光源11は、赤色・緑色・青色の光を発光する複数のLED(Light Emitting Diode)からなる。光源11は後述するようにDMD制御部13から赤色LED用、緑色LED用、青色LED用の制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて赤色LED、緑色LED、青色LEDを点灯させる。DMD12は光源11から発せられる光の色(赤色・緑色・青色)に同期して赤色・緑色・青色用の画像を形成して光源11からの光を変調する。なお、本発明の実施の形態1における表示装置1の光源11はLEDに限らず、白色光を発するランプと白色光の光から赤色・緑色・青色の光を時分割で生成するカラーホイールとを備える構成でもよい。
The
DMD12は、光源11から到達する各色の光と同期して赤色・緑色・青色の各色用の画像を形成して各色毎の画像を反射する。各色毎の画像が投射光学系16を介して投射されることでカラー画像がスクリーン2へ投射され、ユーザはカラー画像を視聴することができる。
The
DMD制御部13は、DMD12での画像の形成を制御すると共にDMD12が形成する画像の色と光源11から発せられる光の色とを同期させるため、光源11が発光する色を指定する制御信号を光源11へ出力する。DMD制御部13は、DMD12に赤色用の画像を形成させる間は赤色LED用の制御信号を光源11へ出力する。同様にDMD制御部13は、DMD12に緑色用の画像を形成させる間は緑色LED用の制御信号を光源11へ出力し、DMD12に青色用の画像を形成させる間は青色LED用の制御信号を光源11へ出力する。
The
映像処理部14は、入力部15を介して画像信号を入力し表示する画像のサイズの変更、色調の変更等の処理を行い調整部17へ出力する。画像信号は表示装置1が内蔵する図示しない読取部がDVD等の記録媒体から読み出して復号された映像信号である。また画像信号は外部装置から入力される映像信号でもよいし、チューナを備えてテレビジョン放送の映像信号を受信したものでもよい。
The
映像処理部14は、後述するように調整部17で表示する画像の位置を調整するため画像の左端、右端、上端、及び下端に余白を設けることができるように画像のサイズを変更する。例えば表示装置1の画面の面積の80%に相当するサイズで画像を表示するように変更する。
The
光源11から発せられた光は入力部15で入力された画像信号に基づいてDMD12が変調して、投射光学系16によってスクリーン2へ投射される。
The light emitted from the
第1センサ19は例えば二軸角速度センサであって、直交する二方向夫々に対する角速度を検知する公知のセンサである。第1センサ19は、一の軸(x軸)を表示装置1が投射する画像の水平方向に対する揺れを検知することが可能なように、且つ他の軸(y軸)を表示装置1が投射する画像の垂直方向に対する揺れを検知することが可能なように設置されている。第2センサ20も同様に二軸角速度センサであって、第2センサ20のx軸及びy軸が第1センサ19のx軸及びy軸に夫々平行となるように設置されている。
The
第1センサ19及び第2センサ20は検知した角速度の大きさを電位で示し、回転方向をプラス又はマイナスの極性で示す信号を出力する。また第1センサ19及び第2センサ20はx軸に対する信号とy軸に対する信号に分けて出力する。第1センサ19からの信号は調整部17へ出力される。第2センサ20には赤外線通信をすることが可能な送信部21が接続されており、第2センサ20が検知した角速度を示す信号は送信部21へ出力される。送信部21は入力した角速度を示す信号を赤外線通信により本体1aに備えられた受信部18へ送信する。なお、送信部21から受信部18への角速度を示す信号の送信は赤外線通信に限定するものではなく有線により信号を送信する構成でもよい。
The
受信部18は、赤外線通信により送信部21から送信された信号を受信する。受信部18は受信した第2センサ20からの角速度を示す信号を調整部17へ出力する。
The receiving
調整部17は、第1センサ19から入力した角速度を示す信号と第2センサ20から受信部18を介して入力した角速度を示す信号とをx軸及びy軸夫々について減算する減算器の機能を有している。調整部17は第1センサ19から入力した信号が示すx軸に対する角速度から、第2センサ20から入力した信号が示すx軸に対する角速度を減算する。同様に調整部17は第1センサ19から入力した信号が示すy軸に対する角速度から、第2センサ20から入力した信号が示すy軸に対する角速度を減算する。第1センサ19で検知した角速度から第2センサ20で検知した角速度を減算するのは、第2センサ20で検知するユーザの視線を基準にして表示画像の位置を調整するためである。
The adjusting
調整部17は、減算器の機能により得られたx軸及びy軸夫々に対する角速度の差に基づいて画像の位置を調整する機能を有する。調整部17は画像の位置を調整するために画像左端の余白の長さoffset_h、画像上端の余白の長さoffset_vを算出する。調整部17はoffset_h及びoffset_vの値を画素の単位で算出し、映像処理部14からの画像信号を左端、右端、上端、及び下端の余白を均等にして表示する場合のoffset_h及びoffset_vの値を基準値とする。
The
調整部17は、減算器の機能により得られたx軸に対する角速度の差を画素の単位でずれを示す値に換算して極性を反転し、基準値に加算することでoffset_hを算出する。同様に、調整部17はy軸に対する角速度の差を画素の単位でずれを示す値に換算して極性を反転し、基準値に加算することでoffset_vを算出する。なお、offset_hの値が大きくなる場合は画像が右へずれることを意味し、値が小さくなる場合は画像が左へずれることを意味する。同様にoffset_vの値が大きくなる場合は画像が下へずれることを意味し、値が小さくなる場合は画像が上へずれることを意味する。調整部17は映像処理部14を介して入力した画像のサイズが縮小された画像信号に対してoffset_h及びoffset_vに基づいて位置を左右及び上下に調整し、調整した画像信号をDMD制御部13へ出力する。
The
例えば、調整部17は第1センサ19及び第2センサ20で検知した信号の差により、第2センサ20が設置されているセンサユニット1bを基準にして第1センサ19が設置されている本体1aがx軸(水平方向)に対して左へ動いていることを検知する。左へのずれが5画素分である場合、調整部17は基準値にプラス5画素分を加算してoffset_hを算出する。
For example, the
調整部17は、算出したoffset_hに基づいて映像処理部14から入力した画像信号を調整してDMD制御部13へ出力する。例えば本体1aがセンサユニット1bを基準にしてx軸に対して左へ5画素分動いている場合は基準値にプラス5画素分を加算してoffset_hを算出し、算出したoffset_hに基づいて水平方向に5画素分右にずらすように映像処理部14から入力した画像信号を調整してDMD制御部13へ出力する。DMD制御部13は調整部17からの画像信号に基づいて水平方向に5ピクセル右にずらした画像をDMD12に形成させる。
The
同様に調整部17は第1センサ19及び第2センサ20で検知した信号の差により、第2センサ20が設置されているセンサユニット1bを基準にして第1センサ19が設置されている本体1aがy軸(垂直方向)に対して下へ動いていることを検知する。調整部17は下へ動いていることを検知した場合、画像を上へずらすためにoffset_vを算出する。調整部17は、算出したoffset_vに基づいて映像処理部14から入力した画像信号を調整してDMD制御部13へ出力する。DMD制御部13は調整部17から入力した画像信号に基づいて上にずらした画像をDMD12に形成させる。
Similarly, the adjusting
上述のように構成される本発明の表示装置1において、第1センサ19及び第2センサ20で検知した角速度の差に基づいて画像の位置を調整する手順について説明する。図2は、本発明の実施の形態1における表示装置1の調整部17が入力した第1センサ19及び第2センサ20からの角速度を示す信号に基づいてDMD12で形成する画像の位置を調整する処理手順を示すフローチャートである。
A procedure for adjusting the position of the image based on the difference in angular velocity detected by the
調整部17は、第1センサ19からの角速度を示す信号を入力し(ステップS11)、第2センサ20からの角速度を示す信号を入力する(ステップS12)。調整部17は第1センサ19からの信号が示す角速度から第2センサ20からの信号が示す角速度を減算器の機能により減算し(ステップS13)、減算した結果からDMD12で形成する画像の余白の長さ(offset_h、offset_v)を算出する(ステップS14)。調整部17は、算出した余白の長さ(offset_h、offset_v)に基づいて画像の位置が余白の長さ分移動するように映像処理部14から入力した画像信号を調整し(ステップS15)、調整した画像信号をDMD制御部13へ出力して(ステップS16)処理を終了する。
The
このような構成により、表示される画像を見るユーザの視線の揺れと画像を表示する表示装置1自体の揺れとが独立した揺れである場合であっても、表示装置1の揺れを検知する角速度センサからの信号からユーザの視線の揺れを検知する角速度センサからの信号を減算することで、ユーザの視線に対する表示装置1の本体1aの揺れを算出することができる。表示装置1は算出した表示装置1の本体1aの揺れに基づいて位置を調整した画像を形成し、調整した画像に基づいて光源11からの光を変調して投射する。したがって、ユーザの視線に対してスクリーン2の安定した位置に画像を表示することができる。
With such a configuration, even when the shaking of the line of sight of the user viewing the displayed image and the shaking of the
(実施の形態2)
実施の形態1では、調整部17によってユーザの視線に対する表示装置1の揺れを算出した結果、DMD12で形成する画像の位置を調整する構成であった。これに対し実施の形態2では調整部17によって算出した結果、入力される画像に基づいて変調された光を投射する投射光学系16の光軸を調整する構成とする。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, as a result of calculating the shaking of the
図3は、本発明の実施の形態2における表示装置1の構成を示すブロック図である。実施の形態2の表示装置1は、実施の形態1における表示装置1のハードウェア構成に対して調整部17とDMD制御部13との接続関係及び投射光学系16が異なり他は同一である。したがって同一の各構成部についての詳細な説明は省略し、調整部17とDMD制御部13との接続関係及び投射光学系16について同一の符号を用いて以下に説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
実施の形態1における表示装置1では、調整部17はDMD制御部13と接続し調整部17から調整された画像信号がDMD制御部13へ出力される構成であった。実施の形態2における表示装置1では、映像処理部14へ入力部15を介して入力した画像信号が映像処理部14から直接DMD制御部13へ出力されるように構成されている。この場合も後述するように調整部17によって画像の位置を調整するため、映像処理部14は画像の左端、右端、上端、及び下端に余白を設けることができるように画像のサイズを変更する。
In the
また、実施の形態2における表示装置1は、更に駆動部22とステッピングモータ23とレンズホルダー24とを備える。
The
駆動部22は調整部17と接続されており、駆動部22には調整部17が算出した余白の長さ(offset_h、offset_v)に基づいて生成した制御信号が入力される。駆動部22はステッピングモータ23と接続されており、ステッピングモータ23に対し制御信号を出力して制御する。ステッピングモータ23はレンズホルダー24の位置を画像の水平方向及び垂直方向に調整することができるように設置されている。
The
レンズホルダー24は、投射光学系16を構成する一のレンズを保持する。このレンズは投射する光軸を定めるレンズである。調整部17が出力する余白の長さ(offset_h、offset_v)を示す制御信号により駆動部22を介してステッピングモータ23が動作し、レンズホルダー24の位置を画像の水平方向に対する左右及び垂直方向に対する上下に変更することが可能である。例えばoffset_hの値がプラス5である場合は光軸を水平方向に5ピクセル分右にずらすようにステッピングモータ23の動作によってレンズホルダー24が移動する。レンズホルダー24の位置が投射される画像に対して上下及び左右に変更されることにより、スクリーン2に投射される光によって表示される画像は上下及び左右に位置が調整される。
The
図4は、本発明の実施の形態2における表示装置1の調整部17が入力した第1センサ19及び第2センサ20からの角速度を示す信号に基づいてレンズホルダー24の位置を調整する処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 4 shows a processing procedure for adjusting the position of the
調整部17は、第1センサ19からの角速度を示す信号を入力し(ステップS21)、第2センサ20からの角速度を示す信号を入力する(ステップS22)。調整部17は第1センサ19からの信号が示す角速度から第2センサ20からの信号が示す角速度を減算器の機能により減算し(ステップS23)、減算した結果からDMD12で形成する画像の余白の長さ(offset_h、offset_v)を算出する(ステップS24)。調整部17は、算出した余白の長さ(offset_h、offset_v)に基づいてレンズホルダー24の位置が余白の長さ分移動するようにステッピングモータ23を動作させる制御信号を生成し(ステップS25)、生成した制御信号を駆動部22へ出力して(ステップS26)処理を終了する。
The adjusting
このような構成により、ユーザの視線の揺れと画像を表示する表示装置1自体の揺れとが独立した揺れである場合であっても、ユーザの視線の揺れを検知する角速度センサからの信号から表示装置1の揺れを検知する角速度センサからの信号を減算することで、ユーザの視線に対する表示装置1の本体1aの揺れを算出することができる。表示装置1は算出した表示装置1の本体1aの揺れに基づいて投射光学系16の光軸を画像の水平方向及び垂直方向に対して左右及び上下に調整する。したがって、ユーザの視線に対してスクリーン2の安定した位置に画像を表示することができる。
With such a configuration, even when the user's line-of-sight shake and the
(実施の形態3)
本体1aに既に設置されている第1センサ19に対して第2センサ20を備えるセンサユニット1bを設置する場合、第1センサ19のx軸と第2センサ20のx軸とが平行に設置されないときがある。第1センサ19のx軸と第2センサ20のx軸との傾きがセンサが検知することができる角速度の誤差を超える場合、第1センサ19及び第2センサ20で検知する角速度の差を算出しても、算出した結果は本来の角速度の差ではないので表示する画像の位置を誤って調整してしまう。そこで実施の形態3では、第1センサ19及び第2センサ20のx軸の傾きを検出して、検知した角速度を補正する構成とする。
(Embodiment 3)
When installing the
実施の形態3でのハードウェアの構成は送信部21、受信部18、及び調整部17以外は実施の形態1又は2と同様であるため詳細な説明を省略する。実施の形態3における送信部21、受信部18、及び調整部17について同一の符号を用いて以下に説明する。
Since the hardware configuration in the third embodiment is the same as that in the first or second embodiment except for the
実施の形態1及び2では第2センサ20は検知結果を送信するための送信部21に接続されており、送信部21から送信される信号を受信部18で受信する。実施の形態3では、送信部21及び受信部18を利用して第1センサ19と第2センサ20とのx軸の傾きを補正する。実施の形態3では表示装置1は二つの送信部21a,21b及び二つの受信部18a,18bを備えている。
In the first and second embodiments, the
図5は、本発明の実施の形態3における表示装置1の送信部21a,21b及び受信部18a,18bの構成を概念的に示す説明図である。図5に示す例では、第2センサ20のx軸が第1センサ19のx軸に対して角度θ傾いている。なお、第1センサ19及び第2センサ20のy軸は図5の紙面に対して垂直に手前から奥へ向いている。
FIG. 5 is an explanatory diagram conceptually showing the configuration of the
送信部21a,21bは夫々赤外線通信によって信号を送信する。受信部18a,18bは夫々赤外線通信によって信号を受信する。送信部21a,21bは第2センサ20のx軸と平行な直線状に並ぶように所定の間隔Iで配置されている。また、受信部18a,18bは第1センサ19のx軸と平行な直線状に並ぶように送信部21a,21bと同一の間隔Iで配置されている。即ち第1センサ19のx軸と第2センサ20のx軸とが平行に設置されている場合は、送信部21aから受信部18aまでの距離Laと送信部21bから受信部18bまでの距離Lbとが等しくなる。
The
また、送信部21a,21bから送信される赤外線は同一の光強度である。送信部21a,21bが夫々を識別することが可能な信号を送信するので受信部18a,18bがいずれの送信部21a,21bから受信したのかを識別することが可能である。受信部18aは送信部21aから送信された赤外線を受信し、受信部18bは送信部21bから送信された赤外線を受信するように設定されている。受信部18a,18bは夫々図示しない光強度センサを有しており、受信した赤外線の光強度を検知する。受信部18a,18bは受信した光強度を示す信号を調整部17へ出力する。
Moreover, the infrared rays transmitted from the
距離Laと距離Lbとが等しい場合は受信部18a,18bが受信する赤外線の光強度は等しい。送信部21a,21bから送信される赤外線の光強度は同一だからである。一方、第1センサ19に対して第2センサ20をx軸が平行になるように設置できなかった場合は距離Laと距離Lbとは異なるので、受信部18a,18bが受信する光強度は異なる。
When the distance La and the distance Lb are equal, the light intensity of infrared rays received by the receiving
調整部17は受信部18aが受信した赤外線の光強度を示す信号と受信部18bが受信した赤外線の光強度を示す信号とから光強度の差を算出する。調整部17は、光強度の差から第1センサ19のx軸と第2センサ20のx軸との傾きθを算出することができるように光強度の差に対する傾きθの実測に基づく対応関係を内蔵する図示しない記憶部に記憶してある。
The adjusting
図5に示す例では、第2センサ20で検知することができるx軸に対する角速度は第1センサ19のx軸に対して角度θ傾いた軸に対する角速度である。したがって、検知した角速度は実際のx軸に対する角速度のx軸から角度θ傾いた軸に対する成分である。調整部17は算出した傾きθに基づいて第2センサ20で検知した角速度の大きさをcosθの絶対値で除算して補正した後に第1センサ19で検知した角速度から減算するようにしてある。
In the example shown in FIG. 5, the angular velocity with respect to the x axis that can be detected by the
図6は、本発明の実施の形態3における表示装置1の調整部17が入力した第1センサ19のx軸と第2センサ20のx軸との傾きθを求める処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure for obtaining the inclination θ between the x axis of the
調整部17は、受信部18a,18bから光強度を示す信号を受信する(ステップS31)。調整部17は、受信した信号が示す光強度の差を算出し(ステップS32)、算出した光強度の差から第1センサ19のx軸と第2センサ20のx軸との傾きθを内蔵する記憶部に記憶した対応関係から読み出す(ステップS33)。調整部17は、読み出した傾きθを内蔵する記憶部に記憶して(ステップS34)処理を終了する。
The
調整部17は、図6に示された傾きθを算出する処理手順を例えば表示装置1の電源がオンになる都度繰り返す。調整部17は算出しておいた傾きθを内蔵する記憶部に記憶しておき、入力される画像信号に対し角速度の差に基づいて表示する位置を正しく調整することが可能である。
The
図7は、本発明の実施の形態3における表示装置1の調整部17が記憶しておいた傾きθに基づいて角速度を補正し、補正後の角速度に基づいて画像の位置を調整する処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 7 shows a processing procedure for correcting the angular velocity based on the inclination θ stored by the adjusting
調整部17は、第1センサ19からの角速度を示す信号を入力し(ステップS41)、第2センサ20からの角速度を示す信号を入力する(ステップS42)。調整部17は、内蔵する記憶部に記憶してある傾きθを読み出し(ステップS43)、読み出した傾きθに基づいてcosθを算出し、第2センサ20からの信号が示す角速度を算出したcosθで除算することで補正する(ステップS44)。調整部17は、第1センサ19で検知した信号が示す角速度からステップS44で補正した角速度を減算する(ステップS45)。
The adjusting
調整部17は、減算した結果から画像の余白の長さ(offset_h、offset_v)を算出する(ステップS46)。調整部17は、算出した余白の長さ(offset_h、offset_v)に基づいて、画像の位置を余白の長さ分移動するための映像処理部14から入力した画像信号の調整、又はレンズホルダー24の位置が余白の長さ分移動するようにステッピングモータ23を動作させるための制御信号の生成を行い(ステップS47)、調整した画像信号のDMD制御部13への出力、又は生成した制御信号の駆動部22への出力を行い(ステップS48)処理を終了する。
The
これにより、第1センサ19のx軸と第2センサ20のx軸とが平行となるように設置することができない場合であっても正しく角速度の差を算出することができ、より正確に画像を表示する位置を調整することができる。
Thereby, even when the x-axis of the
なお、実施の形態3では、第1センサ19のx軸と第2センサ20のx軸との傾きを補正する構成とした。しかし本発明はこれに限らず、第1センサ19のy軸と第2センサ20のy軸との傾きを補正することも可能であるのは勿論である。
In the third embodiment, the tilt between the x axis of the
なお、実施の形態1乃至3では、第1センサ19及び第2センサ20はいずれも二軸角速度センサからなる構成とした。しかし本発明はこれに限らず、第1センサ19及び第2センサ20は加速度センサ、揺れセンサ等の表示装置1の揺れ及びユーザの視線の揺れを検知することができるセンサでもよい。
In the first to third embodiments, each of the
また、実施の形態1乃至3では、第1センサ19及び第2センサ20は本発明の表示装置1が投射して表示する画像の水平方向及び垂直方向を二軸とするように設置する構成とした。しかし本発明はこれに限らず、表示する画像の水平方向及び奥行き方向に二軸が夫々向くように設置する構成でもよい。この場合、本発明の表示装置1を車両に設置するときは第1センサ19及び第2センサ20が検知する角速度の方向は左右の舵方向及び加減速方向の揺れの方向に一致し、画像の揺れを除去して安定した画像を表示することができる。さらに、第1センサ19及び第2センサ20は三軸角速度センサで構成して画像の揺れを車両の左右の舵方向、加減速方向、上下振動方向いずれの揺れの向きに対しても画像の位置を調整することが可能な構成でもよい。
In the first to third embodiments, the
また、実施の形態1乃至3では、本発明の表示装置1を光源11と光源11からの光を変調するDMD12を備え、DMD12で反射した光を投射する投射型の表示装置で構成した。しかし本発明はこれに限らず、画像を形成する本体と画像を視聴するユーザの位置とで夫々揺れを検知するセンサを備え、ユーザの視線を基準とした画像の揺れを調整することにより安定した画像を表示することができるのであれば投射型の表示装置に限らない。例えば液晶表示パネルを有する表示装置において、本体に備える第1センサとユーザの座席等に設置する第2センサとで揺れを検知する。この場合も表示装置は調整部を備え、調整部は検知した揺れの差に基づいて映像処理部で余白を考慮してサイズを縮小した画像信号に対し画像の余白の長さを調整して液晶表示パネルに出力し画像の表示位置を調整する。
Further, in
1 表示装置
11 光源
12 DMD
17 調整部
18,18a,18b 受信部
19 第1センサ
20 第2センサ
21,21a,21b 送信部
22 駆動部
23 ステッピングモータ
24 レンズホルダー
1
17
Claims (5)
前記表示手段を備える本体に設置され、本体の揺れの向き及び大きさを検出する第1のセンサと、
本体外に設置され、設置される箇所の揺れの向き及び大きさを検出する第2のセンサから検出結果を取得する手段と、
第1のセンサから取得した揺れの向き及び大きさから、第2のセンサから取得した揺れの向き及び大きさの差分をとることにより、第2のセンサが設置される箇所を基準とした本体の相対的な揺れの向き及び大きさを算出する算出手段と、
表示する画像の位置を、前記算出手段が算出した相対的な揺れを相殺するように調整する調整手段と
を備えることを特徴とする表示装置。 In a display device comprising display means for displaying an image,
A first sensor that is installed in a main body provided with the display means and detects the direction and magnitude of shaking of the main body;
Is installed outside the body, it means for obtaining a detection result from the second sensor to detect the direction and magnitude of the shaking of portions to be installed,
By taking the difference in the direction and magnitude of the shaking acquired from the second sensor from the direction and magnitude of the shaking acquired from the first sensor, the position of the main body with respect to the location where the second sensor is installed A calculating means for calculating the direction and magnitude of relative shaking ;
Display device characterized by comprising an adjustment means for the position of the image to be displayed is adjusted to offset the relative shaking the calculating means is calculated.
を特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The adjusting means is at a distance corresponding to the magnitude of relative shaking calculated by the calculating means from a preset initial image display position, and is calculated by the calculating means. The display device according to claim 1, wherein the position of an image to be displayed is adjusted in a direction opposite to the direction of shaking.
第2のセンサの特定の一方向に対する第1のセンサの特定の一方向の傾きを検出する傾き検出手段と、
該傾き検出手段が検出した傾きに基づいて、第2のセンサが検知する揺れの大きさを、第1のセンサが検知する揺れの向きに対する大きさに補正する手段とを更に備え、
前記算出手段は、第1のセンサが検知する揺れの向きに対する大きさの差分をとるようにしてあり、
前記調整手段は、予め設定されてある初期的に画像を表示する位置から、前記算出手段が算出した差分に相当する距離にあって、第1のセンサが検知する揺れの向きに対して逆の向きに表示する画像の位置を調整するようにしてあること
を特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。 Each of the first and second sensors is installed so as to detect the direction of swing and the magnitude of the swing with respect to a specific direction based on the horizontal or vertical direction of the image to be displayed .
And tilt detecting means for detecting a particular direction of inclination of the first sensor for a particular direction of the second sensor,
Means for correcting the magnitude of the shaking detected by the second sensor based on the tilt detected by the tilt detecting means to a magnitude corresponding to the direction of shaking detected by the first sensor;
The calculating means is adapted to take a difference in magnitude with respect to the direction of shaking detected by the first sensor,
The adjusting means is at a distance corresponding to the difference calculated by the calculating means from a preset initial image display position, and is opposite to the direction of shaking detected by the first sensor. the display device according to claim 1 or 2, characterized in that you have to adjust the position of the image to be displayed on orientation.
前記調整手段は、前記変調手段が形成する画像の位置を移動するようにしてあること
を特徴とする請求項1から3の何れか一つに記載の表示装置。 A light source, a modulation unit that forms an image based on an input image signal and modulates light from the light source, and a unit that projects light modulated by the modulation unit,
It said adjusting means, a display device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that you have to move the position of the image which the modulating means is formed.
前記調整手段は、前記投射光学系が投射する光軸を移動するようにしてあること
を特徴とする請求項1から3の何れか一つに記載の表示装置。 A light source, a modulation unit that forms an image based on the input image signal and modulates the light from the light source, and a projection optical system that projects the light modulated by the modulation unit,
The display device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the adjustment unit is configured to move an optical axis projected by the projection optical system.
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