JP5622941B2 - 光軸ずれ補正装置、制御方法、及びヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Description
【図1】本実施例に係る画像描画装置の構成を示す。
【図2】マイクロレンズアレイ及び受光素子の配置例を示す。
【図3】光軸ずれの具体例を示すイメージ図である。
【図4】受光素子が検出する受光レベルの時間変化を示すグラフである。
【図5】光軸ずれが生じていない場合の受光素子が受光期間において検出する受光レ
ベルの時間変化を示すグラフである。
【図6】光軸ずれが生じている場合の受光素子が受光期間において検出する受光レベ
ルの時間変化を示すグラフである。
【図7】光軸ずれ補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図8】 副走査方向光軸ずれ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図9】 主走査方向光軸ずれ補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図10】本発明に係るヘッドアップディスプレイの構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
図1は、本発明に係る光軸ずれ補正装置が適用された画像描画装置1の構成を示す。図1に示すように、画像描画装置1は、画像信号入力部2と、ビデオASIC3と、フレームメモリ4と、ROM5と、RAM6と、レーザドライバASIC7と、MEMS制御部8と、レーザ光源部9と、を備える。画像描画装置1は、例えばヘッドアップディスプレイの光源として用いられ、コンバイナ等の光学素子に表示像を構成する光を出射する。
以下では、本実施例に係る光軸ずれ補正方法について具体的に説明する。概略的には、画像描画装置1は、走査可能領域SR内の受光素子100の位置を含む所定範囲(単に「走査領域Rtag」とも呼ぶ。)を対象にして、全色のレーザを同時に点灯させた状態で走査を行い、受光素子100がレーザ光を受光した時間幅に基づき、光軸ずれの検出及び補正を行う。
まず、図3を参照して、光軸ずれの具体例について説明する。図3(a)は、画像描画装置1から出射された赤色レーザ光LR、青色レーザ光LB及び緑色レーザ光LGの一例を示している。ここでは、赤色レーザ光LR、青色レーザ光LB及び緑色レーザ光LGにおいて光軸ずれが生じている場合を例示している。図3(b)は、図3(a)中の位置「P」に配置されたマイクロレンズアレイ94上に照射された、赤色レーザ光LR、青色レーザ光LB及び緑色レーザ光LGのそれぞれに対応するスポットの一例を示している。図3(b)において、文字「R」、「B」、「G」が内部に記載された円は、それぞれ、赤色レーザ光LR、青色レーザ光LB及び緑色レーザ光LGのスポットを示している(以下同様とする)。この例では、青色レーザ光LBの光軸は、赤色レーザ光LRの光軸に対して、2ドット(画素)分だけ上方向にずれており、緑色レーザ光LGの光軸は、赤色レーザ光LRの光軸に対して、2ドット分だけ下方向にずれている共に、1ドット分だけ右方向にずれている。本実施例では、画像描画装置1は、このような光軸ずれ及び当該光軸ずれの方向を検出し、各レーザ光LR、LB、LGの光軸が一致するように各レーザLD1〜LD3の発光タイミングを制御する。
次に、図7〜図9を参照し、画像描画装置1が実行する具体的な光軸ずれ補正処理について説明する。
図7は、画像描画装置1が実行する光軸ずれ補正処理の手順を示すフローチャートの一例である。図7に示すフローチャートは、所定の周期又はタイミングに従い繰り返し実行される。なお、画像描画装置1は、光軸ずれ補正処理を、描画領域RRでの映像の描画時に行ってもよい。
図8は、副走査方向光軸ずれ補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。画像描画装置1は、図8に示すフローチャートの処理を、図7のステップS103へ処理を進めた際に実行する。概略的には、画像描画装置1は、全色受光時間幅Twaと単色受光時間幅Tw1との差が第1閾値未満になるように、全色受光時間幅Twaを監視しつつ各レーザ光の光軸を副走査方向に移動させるフィードバック制御を行う。
図9は、主走査方向光軸ずれ補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。画像描画装置1は、図9に示すフローチャートの処理を、図7のステップS105へ処理を進めた際に実行する。概略的には、画像描画装置1は、全色受光時間幅Twaと単色受光時間幅Tw1とのずれ幅が第2閾値未満になるように、全色受光時間幅Twaを監視しつつ各レーザ光の光軸を主走査方向に移動させるフィードバック制御を行う。
次に、本発明に好適な変形例について説明する。以下に示す変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用されてもよい。
上述の実施例では、画像描画装置1は、赤色レーザLD1、青色レーザLD2、及び緑色レーザLD3を同時に点灯させた状態で、光軸ずれの検出及び補正を行った。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。
画像描画装置1は、上述した主走査方向の光軸ずれ補正処理又は副走査方向の光軸ずれ補正処理において、光軸を移動させる移動幅を、全色受光時間幅Twaと単色受光時間幅Tw1との差に応じて変更してもよい。
画像描画装置1は、描画領域RRでの映像の描画時に上述の光軸ずれ補正処理を行う場合には、映像を構成するフレームの間に、所定間隔ごとに、描画領域RR外の走査領域Rtagを対象に走査する検査用のフレームを挿入してもよい。
上述の画像描画装置1は、ヘッドアップディスプレイに好適に適用される。これについて、図10を参照して具体例を示す。
3 ビデオASIC
7 レーザドライバASIC
8 MEMS制御部
9 レーザ光源部
100 受光素子
Claims (7)
- 第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置であって、
前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、
前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、
前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正し、
前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正することを特徴とする光軸ずれ補正装置。 - 前記補正手段は、前記受光期間の幅が短くなるように、前記第一ビーム又は前記第二ビームの光軸ずれを補正することを特徴とする請求項1に記載の光軸ずれ補正装置。
- 前記補正手段は、前記走査期間における、前記第一光源又は前記第二光源の発光のタイミングを制御することで、前記光軸ずれを補正することを特徴とする請求項1または2に記載の光軸ずれ補正装置。
- 前記走査手段は、前記第一ビーム及び前記第二ビームにより描かれる映像を構成するフレームの間に、所定間隔ごとに前記第一ビーム及び前記第二ビームを前記走査領域に対して走査させるフレームを挿入し、
前記走査領域は、前記映像が描かれる領域の外に設けられることを特徴とする請求項3に記載の光軸ずれ補正装置。 - 前記補正手段は、前記受光期間の幅が長いほど、前記第一光源又は前記第二光源の発光のタイミングの調整量を大きくすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光軸ずれ補正装置。
- 第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正し、
前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、
前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子とを備える光軸ずれ補正装置が実行する制御方法であって、
前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正工程と、
を有し、
前記補正工程は、前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正し、
前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正する
ことを特徴とする制御方法。 - 第一光源から照射される第一ビームと、第二光源から照射される第二ビームとの光軸ずれを補正する光軸ずれ補正装置を光源部に有するヘッドアップディスプレイであって、
前記光軸ずれ補正装置は、
前記第一光源及び前記第二光源を同時に点灯させた状態で、所定の走査期間かけて走査領域に対して走査させる走査手段と、
前記走査領域に走査した前記第一ビーム及び前記第二ビームを受光可能な位置に配置された受光素子と、
前記走査期間中における、前記第一ビーム又は第二ビームから前記受光素子が受光した最先の時点から、前記第一ビーム又は前記第二ビームを前記受光素子が受光した最後の時点までの受光期間の幅に基づいて、前記第一ビーム及び前記第二ビームの光軸のずれ方向を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出したずれ方向に基づいて、前記第一ビームと前記第二ビームとの光軸ずれを補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記受光期間の幅が所定値以上の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの副走査方向の光軸ずれを補正し、
前記受光期間の幅が前記所定値未満の場合には、前記第一ビームと前記第二ビームとの主走査方向の光軸ずれを補正することを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
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