JP5233999B2 - 画像表示装置、画像表示方法、および方向算出プログラム - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施の形態に係る画像表示装置1を示す概念図である。画像表示装置1は、レーザービームを出射するレーザー光源2、偏光ビームスプリッタ3、1/4波長板4、水平走査手段5、垂直走査手段6、集光レンズ12、フォトダイオード13、被投射面反射分布・傾き検出部14、投射画像変換部15、発光タイミング制御部16などによって構成される。
図8は、本発明の第2の実施の形態に係る画像表示装置80を示す概念図である。画像表示装置80は、1個のレーザー光源では得られない画面の明るさを得るため、複数のレーザー光源を組み合わせたレーザーアレイ85を使用する。画像表示装置80は、前述の第1の実施形態に係る画像表示装置1と共通する構成を多く備えているので、ここでは画像表示装置1と共通する構成については参照番号も同一として説明を省略し、相違点のみを説明する。
2、82a、82b レーザー光源
5 水平走査手段
6 垂直走査手段
7 被投射面
13、83a、83b フォトダイオード(光量検出手段)
14、88 被投射面反射分布・傾き検出部(方向算出手段)
15 投射画像変換部
16 発光タイミング制御部(変調手段、強度制御手段)
21 入射光
22 正反射光
23 拡散反射光
25 バックスキャッタ光
26 走査中心軸
27 垂直な面
30 法線方向
31 バックスキャッタ光分布
41 掛け算器(乗算手段)
42 ローパスフィルタ
51、52 誘電体多層膜ミラー(色合成手段、色分割手段)
66 ルックアップテーブル
85 レーザーアレイ(複数のレーザー光源)
87 差分器(差分手段)
Claims (16)
- レーザービームを走査して被投射面に投影して画像表示を行う画像表示装置において、
レーザービームを発射するレーザー光源と、
前記レーザービームを走査して被投射面に投射する走査手段と、
前記レーザービームと同軸の位置に配置され、前記被投射面からの前記レーザービーム反射光の強度を検出する光量検出手段と、
前記光量検出手段の検出結果から光の正反射特性およびランバート(Lambert)の余弦則によって前記被投射面の法線方向を算出する方向算出手段と、
前記法線方向に応じて前記レーザービームを変調するタイミング及び強度を変化させる変調手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 前記方向算出手段は、前記光量検出手段で検出された前記レーザービーム反射光の強度の最大値、最小値を用いて前記被投射面の法線方向を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記変調手段は前記レーザービームを所定の周波数の時系列信号で変調させ、
前記方向算出手段は、前記所定の周波数の時系列信号と前記光量検出手段から出力される時系列信号とを掛け合わせる乗算手段と、前期乗算手段の出力信号に含まれる前記所定の周波数以上の周波数成分を減衰させるローパスフィルタとを含み、前記ローパスフィルタからの出力信号によって前記被投射面の法線方向を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記レーザービームが複数の波長のレーザービームを含み、
前記複数の波長のレーザービームを同軸の位置に配置する色合成手段と、
前記被投射面から反射された前記複数の波長のレーザービームを各々の波長ごとに分割する色分割手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記光量検出手段が、前記色分割手段によって分割された複数の波長のレーザービームの各々における光量を検出可能であり、
前記複数の反射光の強度の検出結果に応じて複数の波長のレーザービームの強度比を制御する強度制御手段を備えた請求項4に記載の画像表示装置。 - 前記レーザー光源が複数の前記レーザービームを発射する複数のレーザー光源であり、
前記光量検出手段が前記複数のレーザービームの前記被投射面における複数の反射光の強度を検出可能であり、
前記方向算出手段は複数の反射光の強度から前記被投射面の法線方向を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記複数のレーザー光源は前記走査手段の走査中心に対して放射状に配置されている光軸を有することを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
- 前記方向算出手段は、前記複数の反射光の検出結果の差分値を算出する差分手段を併設することを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
- 前記方向算出手段は、前記複数の反射光の強度の0値、最大値、最小値を用いて前記被投射面の法線方向を算出することを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
- レーザービームを走査して被投射面に投影して画像表示を行う画像表示方法において、
レーザ光源から出射したレーザービームを走査して被投射面に投射し、
前記レーザービームと同軸の位置で前記被投射面からの前記レーザービームの反射光の強度を検出し、
前記検出された反射光の強度から光の正反射特性およびランバート(Lambert)の余弦則によって前記被投射面の法線方向を算出し、
前記算出した法線方向に応じて前記レーザービームの変調タイミング及び強度を変化させることを特徴とする画像表示方法。 - 前記検出された反射光の強度の最大値、最小値を用いて前記法線方向を算出することを特徴とする請求項10に記載の画像表示方法。
- 前記検出された反射光の強度の最大値が局所的なピーク値ではない場合、前記光量検出手段のゲインを上げることを特徴とする請求項11に記載の画像表示方法。
- 前記反射光が複数の波長のレーザービームを含み、
前記複数の波長のレーザービームの反射光を各々の波長に分割し、
前記各々の波長ごとの反射光の強度に応じて前記複数の波長のレーザービームの強度比を制御することを特徴とする請求項10に記載の画像表示方法。 - 前記レーザー光源から複数の前記レーザービームを発射し、
前記複数のレーザービームの前記被投射面における複数の反射光を検出し、
前記複数の反射光の強度の差分値を用いて前記被投射面の法線方向を算出することを特徴とする請求項10に記載の画像表示方法。 - 前記複数の反射光の強度の差分値の0値、最大値、および最小値を用いて前記被投射面の法線方向を算出することを特徴とする請求項14に記載の画像表示方法。
- レーザービームを走査して被投射面に投影して画像表示を行う画像表示装置にあって、この画像表示装置が備えるコンピュータに、
前記被投射面にレーザ光源から出射して投射された前記レーザービームの反射光の強度を前記レーザービームと同軸の位置で検出する手順、
前記検出された反射光の強度から光の正反射特性およびランバート(Lambert)の余弦則によって前記被投射面の法線方向を算出する手順、
および前記算出した法線方向に応じて前記レーザービームの変調タイミング及び強度を変化させる手順を実行させることを特徴とする方向算出プログラム。
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