JP6015442B2 - Image display device - Google Patents
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Description
本発明は、画像表示装置に関し、具体的には、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーに関する。 The present invention relates to an image display device, and more particularly, to a laser scanning projection display.
レーザー光を走査ミラーで反射させ、光線のラスター走査により投射面に画像を表示させる画像表示装置が知られている(例えば特表2010−539525号)。すなわち、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーは、走査ミラーを左右に往復揺動させて水平方向の走査線を描くと同時に、画像を構成する走査線の数に合わせて走査ミラーを垂直方向に往復揺動させる。
このような画像表示装置は、半導体レーザーダイオードやMEMSミラーを利用することによって非常に小型化できる可能性があり、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイなど様々な応用製品が現在開発されてきている。
An image display device that reflects laser light with a scanning mirror and displays an image on a projection surface by raster scanning of light rays is known (for example, Japanese Translation of PCT International Publication No. 2010-539525). In other words, a laser scanning projection display reciprocally swings the scanning mirror left and right to draw horizontal scanning lines, and simultaneously reciprocates the scanning mirror vertically according to the number of scanning lines constituting the image. Let
Such an image display device may be very miniaturized by using a semiconductor laser diode or a MEMS mirror, and various application products such as a head-up display and a head-mounted display have been developed.
ところで、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーの利用形態として自動車に搭載することが想定される。この場合、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーを自動車のダッシュボードに設置し、フロントガラスをコンバイナとして利用したり(または、フロントガラスにホログラムコンバイナを別途貼り付けてもよい)、フロントガラス近傍にコンバイナを設たりする。 By the way, it is assumed that a laser scanning projection display is mounted on an automobile. In this case, a laser scanning projection display is installed on the dashboard of the car and the windshield is used as a combiner (or a hologram combiner may be attached to the windshield separately), or a combiner is installed near the windshield. Or
レーザー走査型のプロジェクションディスプレーから発射されたレーザー光は、フロントガラス(コンバイナ)での反射を介して運転者の眼に入射して網膜上に像を結ぶ。同時に、フロントガラス11には外界からの光も入射して透過していく。したがって、外界からの光L2と画像表示装置100の画像光束L1とがオーバーレイ(重畳)し、運転者Pの視界には外界の実景と画像表示装置100によって発射された画像とが同時に見えることになる。 Laser light emitted from a laser scanning projection display enters the driver's eye via reflection on the windshield (combiner) and forms an image on the retina. At the same time, light from the outside enters the windshield 11 and passes through. Therefore, the light L2 from the outside world and the image light beam L1 of the image display device 100 are overlaid (superimposed), and the actual scene of the outside world and the image emitted by the image display device 100 can be simultaneously seen in the field of view of the driver P. Become.
プロジェクションディスプレーから発射されたレーザー光はフロントガラスでの反射を介して運転者の眼に入射するのであるが、レーザー光の全量がフロントガラスで反射するわけではない。すなわち、フロントガラスを透過してそのまま上方に向かい、車外に射出される分がある(図11参照)。したがって、車外に出力されるレーザー光等の光源からの光が人の眼に入射することを防止することが望まれる。 The laser light emitted from the projection display is incident on the driver's eyes via reflection on the windshield, but the total amount of laser light is not reflected on the windshield. That is, there is a part that passes through the windshield and goes upward as it is, and is emitted outside the vehicle (see FIG. 11). Therefore, it is desirable to prevent light from a light source such as laser light output outside the vehicle from entering the human eye.
そこで、本発明は、
画像表示装置において、
光束を出力する光源部と、
入力画像データに基づいて前記光源部を駆動させる光源駆動部と、
主走査方向及び副走査方向に駆動されることで、前記光源部からの光束をラスター走査するよう反射する走査ミラー部と、
前記画像表示装置が搭載される車両が移動しているか否かを示す情報に基づいて、前記車両が特定留意地に止まっている場合、前記車両が移動している場合よりも前記光源部からの光束の強度を弱くするか、又は、前記光源部からの光束の出力を停止するように光束の出力状態を制御する出力制御部と、を備える
ことを特徴とする画像表示装置を提供する。
Therefore, the present invention provides
In an image display device,
A light source that outputs a luminous flux;
A light source driving unit for driving the light source unit based on input image data;
A scanning mirror unit that is driven in a main scanning direction and a sub-scanning direction to reflect a light beam from the light source unit so as to perform raster scanning;
Based on information indicating whether or not the vehicle on which the image display device is mounted is moving, when the vehicle is stopped at a specific attention place, the light source unit is more There is provided an image display device comprising: an output control unit that controls an output state of a light beam so as to reduce an intensity of the light beam or stop output of the light beam from the light source unit .
また、本発明は、
画像表示装置において、
光束を出力する光源部と、
入力画像データに基づいて前記光源部を駆動させる光源駆動部と、
主走査方向及び副走査方向に駆動されることで、前記光源部からの光束をラスター走査するよう反射する走査ミラー部と、
前記画像表示装置から前記走査ミラー部が走査した光束が出射される方向と同じ方向における物体の接近を検出する近接センサと、
前記近接センサによって物体の存在が検出された場合には前記光源部からの光束の強度を弱くするか、又は、前記光源部からの光束の出力を停止するように、前記光束の出力状態を制御する出力制御部と、を備える
ことを特徴とする画像表示装置を提供する。
The present invention also provides:
In an image display device,
A light source that outputs a luminous flux;
A light source driving unit for driving the light source unit based on input image data;
A scanning mirror unit that is driven in a main scanning direction and a sub-scanning direction to reflect a light beam from the light source unit so as to perform raster scanning;
A proximity sensor that detects the approach of an object in the same direction as the direction in which the light beam scanned by the scanning mirror unit is emitted from the image display device;
When the presence of an object is detected by the proximity sensor, the output state of the light beam is controlled so that the intensity of the light beam from the light source unit is weakened or the output of the light beam from the light source unit is stopped. And an output control unit for providing an image display device.
このような構成によれば、車外に出力されるレーザー光等の光源からの光が人の眼に入射することを防止することできる。 According to such a configuration, it is possible to prevent light from a light source such as laser light output outside the vehicle from entering the human eye.
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の画像表示装置に係る第1実施形態について説明する。
図1は、本発明が想定する画像表示装置100の典型的使用例である。なお、フロントガラス11にコンバイナとしての機能を持たせた例について説明するが、フロントガラスの近傍に別途、コンバイナを設ける構成でもよい。
画像表示装置100は、レーザー光を走査ミラーで反射させ、光線のラスター走査により投射面に画像を表示(描画)させるものである。
図1において、画像表示装置100は、自動車10に搭載されている。
画像表示装置100からは所望の画像を表示させるように調整された画像光束L1が発射(出力)される。
この画像光束L1は、フロントガラス(コンバイナ)11での反射を介して運転者Pの眼に入射し、網膜上に像を結ぶ。
同時に、フロントガラス11には外界からの光L2も入射して透過していく。
したがって、外界からの光L2と画像表示装置100の画像光束L1とがオーバーレイ(重畳)し、運転者Pの視界には外界の実景と画像表示装置100によって発射された画像とが同時に見えることになる。
An embodiment of the present invention will be illustrated and described with reference to reference numerals attached to elements in the drawing.
(First embodiment)
A first embodiment according to the image display device of the present invention will be described.
FIG. 1 is a typical use example of an image display apparatus 100 assumed by the present invention. In addition, although the example which gave the function as a combiner to the windshield 11 is demonstrated, the structure which provides a combiner separately in the vicinity of a windshield may be sufficient.
The image display device 100 reflects laser light with a scanning mirror and displays (draws) an image on a projection surface by raster scanning of light rays.
In FIG. 1, the image display device 100 is mounted on an automobile 10.
The image display device 100 emits (outputs) an image light beam L1 adjusted to display a desired image.
The image light beam L1 is incident on the eyes of the driver P through reflection on the windshield (combiner) 11 and forms an image on the retina.
At the same time, light L2 from the outside also enters the windshield 11 and is transmitted therethrough.
Therefore, the light L2 from the outside world and the image light beam L1 of the image display device 100 are overlaid (superimposed), and the actual scene of the outside world and the image emitted by the image display device 100 can be simultaneously seen in the field of view of the driver P. Become.
図2は、画像表示装置100の全体構成を示す機能ブロック図である。
画像表示装置100は、画像信号処理部110と、光射出ユニット120と、結像光学系150と、タイミング処理部160と、中央制御部180と、近接センサ300と、を備える。
各機能部の構成および動作を以下に説明する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the overall configuration of the image display apparatus 100.
The image display device 100 includes an image signal processing unit 110, a light emission unit 120, an imaging optical system 150, a timing processing unit 160, a central control unit 180, and a proximity sensor 300.
The configuration and operation of each functional unit will be described below.
画像信号処理部110は、ビデオインターフェース111と、ビデオデコーダ112と、メモリコントローラ113と、フレームメモリ114と、データバッファ115と、光源駆動部116と、を備える。 The image signal processing unit 110 includes a video interface 111, a video decoder 112, a memory controller 113, a frame memory 114, a data buffer 115, and a light source driving unit 116.
ビデオインターフェース111を介して、画像信号処理部110に原画像信号が入力される。
画像ソースは限定されず種々考えられるが、例えば、カーナビゲーション装置からの画像信号や車両からの速度表示信号などがあり、その他、場合によっては、テレビ放送や記録メディアから読み出した画像再生信号なども考えられうる。
ビデオデコーダ112は、画像種別に応じてその原画像信号をデコード処理する。
例えば、原画像信号がアナログ画像信号(コンポーネント映像信号)である場合には、デコード処理により、原画像信号を、3色(RGB)のデジタル色信号で構成されるデジタル画像信号と、水平同期信号と垂直同期信号とを含む同期信号と、に分離する。
An original image signal is input to the image signal processing unit 110 via the video interface 111.
The image source is not limited and can be variously considered. For example, there are an image signal from a car navigation device, a speed display signal from a vehicle, etc. Can be considered.
The video decoder 112 decodes the original image signal according to the image type.
For example, when the original image signal is an analog image signal (component video signal), the decoding process is performed to convert the original image signal into a digital image signal composed of digital color signals of three colors (RGB) and a horizontal synchronization signal. And a synchronizing signal including a vertical synchronizing signal.
メモリコントローラ113は、書込み部113Wと読出し部113Rとを有する。
図3は、映像信号の処理の流れを示す図である。
書込み部113Wは、ビデオデコーダ112で処理した映像信号をフレームメモリ114に一旦書き込んでバッファさせる。そして、読出し部113Rは、指定されたドットクロックに基づいてフレームメモリ114から画像データを主走査線の一ラインずつ読み出す。
このとき、読出し部113Rは、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーに適したタイミングで画像データを読み出すとともに後段に出力する。すなわち、読出し部113Rは、タイミング処理部160で調整されたタイミング信号(ドットクロック、表示期間指示信号)に合わせて画像データを読み出す。このように読み出された画像データはデータバッファ115に一時保持される。
The memory controller 113 includes a writing unit 113W and a reading unit 113R.
FIG. 3 is a diagram showing a flow of processing of the video signal.
The writing unit 113W temporarily writes the video signal processed by the video decoder 112 into the frame memory 114 and buffers it. Then, the reading unit 113R reads image data from the frame memory 114 line by line on the main scanning line based on the designated dot clock.
At this time, the reading unit 113R reads the image data at a timing suitable for the laser scanning projection display and outputs it to the subsequent stage. That is, the reading unit 113R reads the image data in accordance with the timing signal (dot clock, display period instruction signal) adjusted by the timing processing unit 160. The image data read in this way is temporarily stored in the data buffer 115.
データバッファ115には一ラインずつ読み出された画像データが一時保持され、さらに、画像データは順に光源駆動部116に出力される。 The data buffer 115 temporarily stores the image data read out line by line, and the image data is sequentially output to the light source driving unit 116.
光源駆動部116は、D/A変換部を備え、画像データに応じて光射出ユニット120の光源である各半導体レーザーダイオードに駆動電流を印加して各半導体レーザーダイオードを所望の輝度で発光させる。
光射出ユニット120の光源としては、RGB3色を得るため、赤色レーザーダイオード、青色レーザーダイオード、および、緑色レーザーダイオードが設けられている(具体的な構造は図5を参照)。それに合わせて、光源駆動部116としても、赤色ドライバ116Rと、緑色ドライバ116Gと、青色ドライバ116Bと、を備えている。
The light source driving unit 116 includes a D / A conversion unit, and applies a driving current to each semiconductor laser diode that is a light source of the light emitting unit 120 according to image data to cause each semiconductor laser diode to emit light with a desired luminance.
As a light source of the light emitting unit 120, a red laser diode, a blue laser diode, and a green laser diode are provided to obtain three colors of RGB (see FIG. 5 for a specific structure). Accordingly, the light source driver 116 also includes a red driver 116R, a green driver 116G, and a blue driver 116B.
なお、当然のことであるが、画像データを構成する各画素データは、図4に示すように、画素ごとにR(赤)、G(緑)、B(青)の3色で構成される色情報を有する。
それぞれのドライバ116R、116G、116Bはおのおの各画素の各色の情報に応じて半導体レーザーダイオードに電流を印加することで、色情報に応じた輝度で各半導体レーザーダイオードを発光させる。
As a matter of course, each pixel data constituting the image data is composed of three colors of R (red), G (green), and B (blue) for each pixel as shown in FIG. Has color information.
Each of the drivers 116R, 116G, and 116B applies a current to the semiconductor laser diode according to information on each color of each pixel, thereby causing each semiconductor laser diode to emit light with a luminance corresponding to the color information.
光射出ユニット120は、光源部130と、走査ミラー部200と、を備える。
図5は、光射出ユニット120の斜視図であり、光源部130と走査ミラー部200とは一例としてユニット化されている。
光源部130は、3色のレーザーダイオード132R、132G、132Bと、複数のミラー133A、133B、133C、133Dと、複数の集光レンズ134と、を有する。
レーザーダイードとしては、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色のレーザー(レーザー光)をそれぞれ出力する、赤色レーザーダイオード132R、緑色レーザーダイオード132Gおよび青色レーザーダイオード132Bが設けられている。
なお、本実施形態は、3色より多いレーザーダイオードを用いた構成にも適用可能であるし、1色や2色のレーザーダイオードを用いた構成にも適用可能である。
The light emission unit 120 includes a light source unit 130 and a scanning mirror unit 200.
FIG. 5 is a perspective view of the light emitting unit 120. The light source unit 130 and the scanning mirror unit 200 are unitized as an example.
The light source unit 130 includes three color laser diodes 132R, 132G, and 132B, a plurality of mirrors 133A, 133B, 133C, and 133D, and a plurality of condenser lenses 134.
As the laser diode, there are provided a red laser diode 132R, a green laser diode 132G and a blue laser diode 132B which respectively output lasers (laser lights) of R (red), G (green) and B (blue). ing.
Note that this embodiment can be applied to a configuration using more than three colors of laser diodes, and can also be applied to a configuration using laser diodes of one color or two colors.
ミラー133B、133Cはそれぞれ所定の波長の色を透過または反射させるダイクロイックミラーである。
光源部130が出力する光の経路を簡単に説明すると、第1ミラー133Aは緑色レーザーダイオード132Gが出力する緑色レーザーを直角に反射して反射光を赤色レーザーの光路に導く。
第2ミラー133Bは、赤色レーザーダイオード132Rが出力する赤色レーザーを透過させるとともに緑色レーザーを反射して両者を合波する。
第3ミラー133Cは、前記第2ミラー133Bからの光を透過させるとともに、青色レーザーダイオード132Bが出力する青色レーザーを反射する。
これにより三つのレーザー光を一軸に合波した光束として、最後に第4ミラー133Dによって前記光束を走査ミラー部200に所定の角度で入射させる。
なお、光路上に集光レンズ134が適宜配置されており、レーザー光を集光させる。
各集光レンズの光学特性および配置位置は、次段の結像光学系150との関係で決定される。
Each of the mirrors 133B and 133C is a dichroic mirror that transmits or reflects a color having a predetermined wavelength.
The path of the light output from the light source unit 130 will be briefly described. The first mirror 133A reflects the green laser output from the green laser diode 132G at a right angle and guides the reflected light to the optical path of the red laser.
The second mirror 133B transmits the red laser output from the red laser diode 132R and reflects the green laser to multiplex the two.
The third mirror 133C transmits the light from the second mirror 133B and reflects the blue laser output from the blue laser diode 132B.
As a result, finally, the fourth laser beam 133D is incident on the scanning mirror unit 200 at a predetermined angle as a light beam obtained by combining the three laser beams on one axis.
A condensing lens 134 is appropriately disposed on the optical path to condense the laser light.
The optical characteristics and arrangement positions of the respective condensing lenses are determined in relation to the imaging optical system 150 at the next stage.
なお、図5において、光射出ユニット120の背面側に回路基板が設けられ、この回路基板上に画像信号処理部110、タイミング処理部160および中央制御部180が組み込まれており、例えば全体としてモジュール化されている。 In FIG. 5, a circuit board is provided on the back side of the light emitting unit 120, and an image signal processing unit 110, a timing processing unit 160, and a central control unit 180 are incorporated on the circuit board. It has become.
次に、走査ミラー部200の構成を説明する。
走査ミラー部200は、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスであって、半導体集積回路の加工技術を応用して製造される。
走査ミラー部200は、互いに直交する二つの揺動軸を有する二軸駆動可能であって、一面にミラーを有する。ミラーを揺動させることにより、光源部130から出力された、三つのレーザー光を一軸に合波した光束である画像光束をラスタースキャン(ラスター走査)するよう反射する。
Next, the configuration of the scanning mirror unit 200 will be described.
The scanning mirror unit 200 is a so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) device, and is manufactured by applying a semiconductor integrated circuit processing technique.
The scanning mirror unit 200 can be driven biaxially with two swing axes orthogonal to each other, and has a mirror on one surface. By oscillating the mirror, the image light beam output from the light source unit 130, which is a light beam obtained by combining three laser beams on one axis, is reflected so as to be raster-scanned (raster scan).
走査ミラー部200の典型的構造について、図6を参照して説明する。
図6において、(A)は走査ミラー部200の平面図であり、(B)は断面模式図である。なお、断面模式図においては、見易いように、一部のハッチングは省略した。また、説明の都合上、図6(A)における上下方向をy軸方向、左右方向をx軸方向として説明する。
A typical structure of the scanning mirror unit 200 will be described with reference to FIG.
6A is a plan view of the scanning mirror unit 200, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view. In the schematic cross-sectional view, some hatchings are omitted for easy viewing. For convenience of explanation, the vertical direction in FIG. 6A will be described as the y-axis direction, and the horizontal direction will be described as the x-axis direction.
走査ミラー部200は、光を主走査方向および副走査方向に偏向させるように二軸駆動する光偏向素子210と、光偏向素子210を支える支持基台部250と、を備える。
光偏向素子210は、Si(シリコン)ウェハから周知の半導体プロセスで作製される。光偏向素子210は、図6(A)においてx軸方向の両端に配置された二つの支持部220L、220Rと、前記二つの支持部220L、220Rの間において全体として副走査方向に揺動する副走査揺動体部230と、二つ支持部220L、220Rと副走査揺動体部230とを繋ぐ二つのアーム240L、240Rと、を有する。二つのアーム240L、240Rは、上下方向のほぼ中央で支持部220L、220Rと副走査揺動体部230とを繋ぎ、これにより、副走査揺動軸Xsを揺動軸として副走査揺動体部230が揺動可能になっている。
The scanning mirror unit 200 includes a light deflection element 210 that is biaxially driven so as to deflect light in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and a support base portion 250 that supports the light deflection element 210.
The optical deflection element 210 is manufactured from a Si (silicon) wafer by a known semiconductor process. The light deflection element 210 swings in the sub-scanning direction as a whole between the two support portions 220L and 220R disposed at both ends in the x-axis direction in FIG. 6A and the two support portions 220L and 220R. It has a sub-scanning rocking body part 230 and two arms 240L and 240R that connect the two support parts 220L and 220R and the sub-scanning rocking body part 230. The two arms 240L and 240R connect the support parts 220L and 220R and the sub-scanning rocking body part 230 at substantially the center in the vertical direction, whereby the sub-scanning rocking body part 230 has the sub-scanning rocking axis Xs as the rocking axis. Is swingable.
次に、副走査揺動体部230は、枠を構成する枠体231と、枠体231の枠内において枠体231から離間した状態で支持された主走査揺動片部232と、枠体231の内縁と主走査揺動片部232とを繋ぐ四つのL型梁部233A、233B、233C、233Dと、四つの圧電素子234A、234B、234C、234Dと、ミラー235と、二つの磁石236U、236Dと、を備える。 Next, the sub-scanning oscillating body 230 includes a frame 231 constituting the frame, a main scanning oscillating piece 232 supported in a state of being separated from the frame 231 within the frame 231, and the frame 231. Four L-shaped beam portions 233A, 233B, 233C, and 233D, four piezoelectric elements 234A, 234B, 234C, and 234D, a mirror 235, two magnets 236U, 236D.
L型梁部233A、233B、233C、233Dは、枠体231のうちのy軸に平行な内辺と、主走査揺動片部232のx軸に平行な辺と、を連結している。このとき、L型梁部233A、233B、233C、233Dは、主走査揺動片部232の左右中央に近接した位置において主走査揺動片部232と連結されている。これにより、主走査揺動軸Ysを揺動軸として主走査揺動片部232が揺動可能になっている。 The L-shaped beam portions 233A, 233B, 233C, and 233D connect the inner side parallel to the y-axis of the frame body 231 and the side parallel to the x-axis of the main scanning swing piece 232. At this time, the L-shaped beam portions 233 </ b> A, 233 </ b> B, 233 </ b> C, and 233 </ b> D are connected to the main scanning rocking piece portion 232 at a position close to the left and right center of the main scanning rocking piece portion 232. Thereby, the main scanning oscillating piece 232 can oscillate about the main scanning oscillating axis Ys as the oscillating axis.
そして、四つL型梁部233A、233B、233C、233Dにおいて、x軸に平行な部分に圧電素子234A、234B、234C、234Dが配置されている。圧電素子234A、234B、234C、234Dは、詳しくは図示しないが、下部電極と上部電極との間に圧電体膜を挟んだ積層構造である。 In the four L-shaped beam portions 233A, 233B, 233C, and 233D, piezoelectric elements 234A, 234B, 234C, and 234D are arranged in portions parallel to the x-axis. Although not shown in detail, the piezoelectric elements 234A, 234B, 234C, and 234D have a laminated structure in which a piezoelectric film is sandwiched between a lower electrode and an upper electrode.
ミラー235は、主走査揺動片部232の一面に形成されている。ミラー235は、反射率の高い金属(例えばAlやAu)の蒸着によって形成できる。
ここまでの構造で明らかなように、ミラー235は、アーム240L、240Rによる支持によって副走査方向に揺動するとともに、L型梁部233A、233B、233C、233Dの支持によって主走査方向にも揺動できる。
The mirror 235 is formed on one surface of the main scanning swing piece 232. The mirror 235 can be formed by vapor deposition of a highly reflective metal (for example, Al or Au).
As apparent from the structure so far, the mirror 235 swings in the sub-scanning direction by the support by the arms 240L and 240R, and also swings in the main scanning direction by the support of the L-shaped beam portions 233A, 233B, 233C, and 233D. I can move.
二つの磁石236U、236Dは、主走査揺動片部232においてy軸に沿った上下にそれぞれ配置されている。ミラー235が形成された面を表面とすると、磁石236U、236Dは副走査揺動体部230の裏面に貼設されている。 The two magnets 236U and 236D are respectively arranged above and below the y-axis in the main scanning swing piece 232. When the surface on which the mirror 235 is formed is the front surface, the magnets 236U and 236D are pasted on the back surface of the sub-scanning rocking body 230.
支持基台部250は、台部251と、二つの電磁コイル252U、252Dと、を有する。電磁コイル252U、252Dは、それぞれ磁石236U、236Dと対になるように配置されている。 The support base portion 250 includes a base portion 251 and two electromagnetic coils 252U and 252D. The electromagnetic coils 252U and 252D are arranged to be paired with the magnets 236U and 236D, respectively.
次に、電気的配線について説明する。
4つの圧電素子234A、234B、234C、234Dが設けられているところ、二つの圧電素子234A、234Bで主走査揺動片部232に振動を誘起し、二つの圧電素子234C、234Dで主走査揺動片部232の振動を検出する。すなわち、図6(A)において、主走査揺動軸Ysを間にして左側に配置されている二つの駆動用圧電素子234A、234Bには駆動信号を印加する。すると、左側の二つの駆動用圧電素子234A、234Bの振動がL型梁部233A、233Bを介して主走査揺動片部232に伝達され、主走査揺動片部232が主走査揺動軸Ysを揺動軸として揺動する。また、主走査揺動軸Ysを間にして右側に配置されている二つの検出用圧電素子234C、234Dで主走査揺動片部232の振動を検出する。
ここで、検出用圧電素子234C、234Dから得られる振動検出信号に対して所定の位相差をもった駆動電圧信号を駆動用圧電素子234A、234Bにフィードバックすることにより、主走査揺動片部232を共振駆動させることができる。
また、検出用圧電素子234C、234Dから得られる振動検出信号が、ミラー235が揺動していないことを示している場合は、出力制御部182は、光源部130からの光束の強度を弱くするか、又は、光源部130からの光束の出力を停止することが好ましい。これは、ミラー235が揺動していない時は光が一点に集中し、強力なレーザー光が目に入ってしまう恐れがあるためである。
Next, electrical wiring will be described.
When four piezoelectric elements 234A, 234B, 234C, and 234D are provided, vibration is induced in the main scanning oscillating piece 232 by the two piezoelectric elements 234A and 234B, and main scanning oscillating is performed by the two piezoelectric elements 234C and 234D. The vibration of the moving piece portion 232 is detected. That is, in FIG. 6A, a drive signal is applied to the two drive piezoelectric elements 234A and 234B disposed on the left side with the main scanning oscillation axis Ys interposed therebetween. Then, the vibrations of the two left driving piezoelectric elements 234A and 234B are transmitted to the main scanning oscillating piece 232 via the L-shaped beam portions 233A and 233B, and the main scanning oscillating piece 232 is moved to the main scanning oscillating shaft. Oscillates with Ys as the oscillation axis. Further, the vibration of the main scanning oscillating piece 232 is detected by two detection piezoelectric elements 234C and 234D arranged on the right side with the main scanning oscillating axis Ys interposed therebetween.
Here, the drive voltage signal having a predetermined phase difference with respect to the vibration detection signals obtained from the detection piezoelectric elements 234C and 234D is fed back to the drive piezoelectric elements 234A and 234B, whereby the main scanning oscillating piece 232 is obtained. Can be driven to resonate.
Further, when the vibration detection signal obtained from the detection piezoelectric elements 234C and 234D indicates that the mirror 235 does not swing, the output control unit 182 weakens the intensity of the light beam from the light source unit 130. Alternatively, it is preferable to stop the output of the light beam from the light source unit 130. This is because when the mirror 235 is not oscillating, the light concentrates at one point and a powerful laser beam may enter the eye.
また、電磁コイル252U、252Dには、所定周期で副走査揺動体部230を揺動させる駆動電流を印加する。
これにより、電磁コイル252U、252Dと磁石236U、236Dとが反発および接近を交互に繰り返し、副走査揺動体部230が副走査揺動軸Xsを揺動軸として揺動する。
副走査方向の揺動は、非共振駆動であり、画像データの垂直駆動の周期に合わせて調整される。
In addition, a drive current that swings the sub-scanning swinging body 230 at a predetermined cycle is applied to the electromagnetic coils 252U and 252D.
As a result, the electromagnetic coils 252U and 252D and the magnets 236U and 236D repeat repulsion and approach alternately, and the sub-scanning rocking body 230 swings using the sub-scanning rocking axis Xs as the rocking axis.
The oscillation in the sub-scanning direction is non-resonant driving and is adjusted according to the period of vertical driving of image data.
次に、結像光学部150について説明する。
図7は、光射出ユニット120から発射された画像光束L1が見る運転者Pの眼PEに到達するまでの光路を概略的に示した図である。
なお、結像光学部150の構成は、光射出ユニット120から射出された画像光束L1を見る人の眼に導くものであればよく、特定の構成に限定されるものではない。
結像光学部150は、平面ミラー151と、マイクロレンズアレイ152と、平面ミラー153と、凹面ミラー154と、を備える。また、図7には、コンバイナ(combiner)としてのフロントガラス11を合わせて示している。
Next, the imaging optical unit 150 will be described.
FIG. 7 is a diagram schematically showing an optical path until the image light beam L1 emitted from the light emitting unit 120 reaches the eye PE of the driver P who sees.
Note that the configuration of the imaging optical unit 150 is not limited to a specific configuration as long as it can guide the image light beam L1 emitted from the light emission unit 120 to the eyes of a person who sees it.
The imaging optical unit 150 includes a plane mirror 151, a microlens array 152, a plane mirror 153, and a concave mirror 154. FIG. 7 also shows a windshield 11 as a combiner.
マイクロレンズアレイ152は、光透過型であって、マイクロレンズをマトリックス状に配列したものである。マイクロレンズアレイ152は、レーザー特有のスペックルを低減する効果があり、放射角や色ムラを考慮して最適設計されている。そして、このマイクロレンズアレイ152によってレーザー光を拡散(放射)することにより、単位面積当たりのレーザー強度が小さくなる。これにより、眼に対する負担が軽くなり、光束が眼に入射しても安全である。 The microlens array 152 is of a light transmission type and has microlenses arranged in a matrix. The microlens array 152 has an effect of reducing speckle peculiar to a laser, and is optimally designed in consideration of a radiation angle and color unevenness. Then, laser light is diffused (radiated) by the microlens array 152, thereby reducing the laser intensity per unit area. This reduces the burden on the eye and is safe even if light flux enters the eye.
走査ミラー部200で反射された光束L1は、マイクロレンズアレイ152上で一旦中間像を結ぶ。その後、平面ミラー153、凹面ミラー154、フロントガラス11での反射を介して画像光束L1は見る者の眼に届く。また、コンバイナとしてのフロントガラス11において、画像光束L1と外界からの実景とがオーバーレイされる。 The light beam L1 reflected by the scanning mirror unit 200 once forms an intermediate image on the microlens array 152. Thereafter, the image light beam L1 reaches the eyes of the viewer through reflection on the flat mirror 153, the concave mirror 154, and the windshield 11. Further, on the windshield 11 as a combiner, the image light beam L1 and the actual scene from the outside are overlaid.
ここで、画像表示装置100のレーザー射出口に近位して近接センサ300が配設されている。近接センサ300は、例えば、いわゆる人感センサであり、赤外線等を用いて人など物体の接近を検知するものである。近接センサ300は、例えば、光源とフォトセンサとを有する構成とできる。近接センサ300は、画像光束L1が射出される方向と同じ方向に検出方向を持ち、したがって、フロントガラス11に人や物体が近づいたことを検出するものである。近接センサ300による検出信号は、中央制御部180に出力される。なお、近接センサ300は車外に設けてもよい。 Here, a proximity sensor 300 is disposed adjacent to the laser emission port of the image display device 100. The proximity sensor 300 is a so-called human sensor, for example, and detects the approach of an object such as a person using infrared rays or the like. The proximity sensor 300 can be configured to include, for example, a light source and a photosensor. The proximity sensor 300 has a detection direction in the same direction as the direction in which the image light beam L1 is emitted, and thus detects that a person or an object has approached the windshield 11. A detection signal from the proximity sensor 300 is output to the central control unit 180. The proximity sensor 300 may be provided outside the vehicle.
次に、タイミング処理部160について説明する。
タイミング処理部160は、ミラー駆動制御回路161と、振動検出部162と、タイミング調整部170と、を備える。
ここで、タイミング処理が必要な事項としては、走査ミラー部200の主走査駆動制御、走査ミラー部200の副走査駆動制御、および、画像信号処理部110での画像処理タイミングを走査ミラー部200の駆動に合わせるためのタイミング信号の生成、がある。
Next, the timing processing unit 160 will be described.
The timing processing unit 160 includes a mirror drive control circuit 161, a vibration detection unit 162, and a timing adjustment unit 170.
Here, the items that require timing processing include main scanning drive control of the scanning mirror unit 200, sub-scanning drive control of the scanning mirror unit 200, and image processing timing in the image signal processing unit 110. There is generation of a timing signal for adjusting to driving.
ミラー駆動制御回路161は、走査ミラー部200の主走査駆動制御を行う主走査駆動制御部161Hと、走査ミラー部200の副走査駆動制御を行う副走査駆動制御部161Vと、を備える。 The mirror drive control circuit 161 includes a main scan drive control unit 161H that performs main scan drive control of the scan mirror unit 200, and a sub scan drive control unit 161V that performs sub scan drive control of the scan mirror unit 200.
走査ミラー部200の主走査駆動制御について説明すると、走査ミラー部200の検出用圧電素子234C、234Dからの検出信号を振動検出部162で検出する。振動検出部162は、例えば、増幅回路やフィルタで構成することができる。検出された振動検出信号Snを主走査駆動制御部161Hにフィードバックし、走査ミラー部200が主走査方向で共振するように位相調整を行い、主走査駆動制御信号SHとして駆動用圧電素子234A、234Bに印加する。これにより、走査ミラー部200を主走査方向においては共振駆動させる。 The main scanning drive control of the scanning mirror unit 200 will be described. The vibration detection unit 162 detects detection signals from the detection piezoelectric elements 234C and 234D of the scanning mirror unit 200. The vibration detection unit 162 can be configured by an amplifier circuit or a filter, for example. The detected vibration detection signal Sn is fed back to the main scanning drive control unit 161H, phase adjustment is performed so that the scanning mirror unit 200 resonates in the main scanning direction, and the driving piezoelectric elements 234A and 234B are used as the main scanning drive control signal SH. Apply to. As a result, the scanning mirror unit 200 is driven to resonate in the main scanning direction.
一方、副走査駆動制御部161Vは、画像データの垂直駆動の周期に合わせて走査ミラー部200を副走査方向に非共振駆動させる。副走査方向の振動周波数は、例えば、VGAであれば60Hzである。副走査駆動制御部161Vは、主走査駆動制御部161Hから出力される主走査駆動信号SHとタイミングを合わせながら、60Hzで走査ミラー部200を副走査方向で揺動させる副走査駆動信号SVを出力する。 On the other hand, the sub-scanning drive control unit 161V causes the scanning mirror unit 200 to perform non-resonant driving in the sub-scanning direction in accordance with the vertical driving cycle of the image data. The vibration frequency in the sub-scanning direction is 60 Hz for VGA, for example. The sub-scanning drive control unit 161V outputs a sub-scanning drive signal SV that swings the scanning mirror unit 200 in the sub-scanning direction at 60 Hz while matching the timing with the main scanning drive signal SH output from the main scanning drive control unit 161H. To do.
タイミング調整部170は、メモリコントローラの動作を走査ミラー部の駆動に合わせるようにタイミング処理する。具体的には、走査ミラー部の主走査方向の共振周波数を逓倍し、ドットクロックを生成する。ドットクロックは、タイミング信号として、読出し部113R、RGBデータバッファ115、光源駆動部116に供給される。 The timing adjustment unit 170 performs timing processing so that the operation of the memory controller matches the drive of the scanning mirror unit. Specifically, the dot clock is generated by multiplying the resonance frequency of the scanning mirror unit in the main scanning direction. The dot clock is supplied to the reading unit 113R, the RGB data buffer 115, and the light source driving unit 116 as a timing signal.
このように生成されたタイミング信号(ドットクロック、表示期間指示信号)に基づいて描画が行われる動作を順に説明する。
まず、読出し部113Rは、ドットクロックのタイミングで画像データを一ラインずつ読み出してRGBデータバッファ115に出力する。このRGBデータバッファ115に一時保持された画像データが順送りに光源駆動部116に送られる。すると、各色の半導体レーザーダイオードそれぞれが画像データで指示された輝度で発光駆動される。各色の輝度、主走査、副走査の駆動が同期することにより、各画素が適切に描画され、これによって、所望の画像データが描画されることになる。
The operation of drawing based on the timing signal (dot clock, display period instruction signal) generated in this way will be described in order.
First, the reading unit 113R reads the image data line by line at the timing of the dot clock and outputs it to the RGB data buffer 115. The image data temporarily stored in the RGB data buffer 115 is sent to the light source driving unit 116 in order. Then, each color semiconductor laser diode is driven to emit light with the brightness indicated by the image data. By synchronizing the luminance of each color, the driving of the main scanning, and the sub-scanning, each pixel is appropriately drawn, and thereby desired image data is drawn.
次に、中央制御部180の動作について説明する。
中央制御部180は、画像表示装置100全体の動作を制御している。
特に本実施形態においては、中央制御部180は、出力制御部182を有する。
出力制御部182は、車両の状態や周辺の状況をモニタし、車両状態および周辺状況に応じてレーザー発光のオン/オフ動作を制御する。中央制御部180には、車両状態および周辺状況をモニタするため、車両信号、位置情報信号および近接センサ300からのセンサ信号が入力される。
Next, the operation of the central control unit 180 will be described.
The central control unit 180 controls the overall operation of the image display apparatus 100.
Particularly in the present embodiment, the central control unit 180 has an output control unit 182.
The output control unit 182 monitors the state of the vehicle and the surrounding situation, and controls the on / off operation of the laser emission according to the vehicle state and the surrounding situation. The central control unit 180 receives a vehicle signal, a position information signal, and a sensor signal from the proximity sensor 300 in order to monitor the vehicle state and the surrounding situation.
車両信号とは、車両状態をモニタするための信号であり、例えば、車両の速度を示す速度信号、給油口の開閉状態を示す信号、窓の開閉状態を示す信号などが車両信号に含まれる。
位置情報信号とは、例えばカーナビゲーション装置から得られるものであり、GPSにて特定された現在地の座標に加えて、本実施形態においては、車両が位置している(又は近傍している)施設情報を含むものである。なお、現在地の座標を取得し、その座標と地図情報とを参照することによって、車両が位置している施設情報を施設情報を特定することができる。
車両が位置している施設の情報とは、ガソリンスタンド、駐車場、ドライブスルー店舗、といった施設の情報である。
The vehicle signal is a signal for monitoring the vehicle state. For example, the vehicle signal includes a speed signal indicating the speed of the vehicle, a signal indicating the opening / closing state of the fuel filler opening, a signal indicating the opening / closing state of the window, and the like.
The position information signal is obtained from, for example, a car navigation device, and in addition to the coordinates of the current location specified by GPS, in the present embodiment, the facility where the vehicle is located (or close) It contains information. The facility information can be specified for the facility information where the vehicle is located by acquiring the coordinates of the current location and referring to the coordinates and the map information.
The information on the facility where the vehicle is located is information on the facility such as a gas station, a parking lot, and a drive-through store.
出力制御部182は、車外にいる人の眼にレーザー光が入射する可能性があるような場合には、レーザー発光をオフにする。出力制御部182による具体的な制御動作は、フローチャートを参照しながら説明する。 The output control unit 182 turns off the laser emission when there is a possibility that laser light may enter the eyes of a person outside the vehicle. A specific control operation by the output control unit 182 will be described with reference to a flowchart.
フローチャートを参照して出力制御部の動作を説明する。
(動作例1)
図8に動作例1を示す。
動作例1においては、車両が停車している場所に応じて、レーザー発光のオン/オフ制御を行う。
出力制御部は、車両が停止しているかどうかをモニタしている。
車両が停止しているかどうかは、例えば、車両の速度検出信号を参照することで判断できる。また、GPSにて特定された現在地の座標が変化しないときに停止していると判断してもよい。
The operation of the output control unit will be described with reference to the flowchart.
(Operation example 1)
FIG. 8 shows an operation example 1.
In the operation example 1, on / off control of laser emission is performed according to the place where the vehicle is stopped.
The output control unit monitors whether the vehicle is stopped.
Whether the vehicle is stopped can be determined, for example, by referring to a vehicle speed detection signal. Moreover, you may judge that it has stopped when the coordinate of the present location specified by GPS does not change.
車両が走行しているとき、言い換えると、車両が停車していないときには(ST110:NO)、光源駆動を許可する(ST150)。これは、車両が走行しているときには、フロントガラス越しに車内を覗き込むような姿勢を取る人間がいるとは考えにくいからである。この場合、通常動作となり、半導体レーザーダイオード132R、132G、132Bからの光が運転者等の眼に入射して像を形成する。 When the vehicle is traveling, in other words, when the vehicle is not stopped (ST110: NO), light source driving is permitted (ST150). This is because when the vehicle is running, it is unlikely that there is a person who takes a posture of looking into the interior of the vehicle through the windshield. In this case, normal operation is performed, and light from the semiconductor laser diodes 132R, 132G, and 132B enters the eyes of the driver or the like to form an image.
一方、車両が停車している場合(ST110:YES)、さらに、車両が停車している場所を特定する動作を行う。すなわち、カーナビゲーション装置からの位置情報を参照して(ST120)、車両の停車位置が特定留意地であるかどうかを判断する。 On the other hand, when the vehicle is stopped (ST110: YES), an operation for specifying a place where the vehicle is stopped is further performed. That is, with reference to the position information from the car navigation device (ST120), it is determined whether or not the stop position of the vehicle is a specific attention place.
ここで、特定留意地とは、フロントガラスの前に人が顔を突き出すような状況が想定し得る場所であり、特定留意地は予め出力制御部に登録(記憶)されているものとする。例えば、ガソリンスタンドやドライブスルーがその例である。その他にも、ユーザが任意の場所を特定留意地として設定登録できるようにしてもよい。例えば、自宅の駐車場では子供がフロントガラスを覗き込む恐れがあるとすれば、ユーザは自宅駐車場を特定留意地として設定登録してもよい。 Here, the specific attention place is a place where a situation in which a person protrudes in front of the windshield can be assumed, and the specific attention place is registered (stored) in the output control unit in advance. Examples are gas stations and drive-throughs. In addition, the user may be allowed to set and register an arbitrary place as the specific attention place. For example, if there is a possibility that a child may look into the windshield in a parking lot at home, the user may set and register the home parking lot as a specific attention location.
車両の停車位置が特定留意地に該当しなければ(ST130:NO)、出力制御部は、通常動作として光源駆動を許可する。一方、車両の停車位置が特定留意地に該当した場合(ST130:YES)、出力制御部は、光源駆動部116の動作を停止させる(ST107)。すると、半導体レーザーダイオード132R、132G、132Bの発光が停止されることになる。
(なお、半導体レーザーダイオード132R、132G、132Bをまだ発光させていない場合は、発光させることを許可しない、ということになる。)
If the stop position of the vehicle does not correspond to the specific attention place (ST130: NO), the output control unit permits light source driving as a normal operation. On the other hand, when the stop position of the vehicle corresponds to the specific attention place (ST130: YES), the output control unit stops the operation of the light source driving unit 116 (ST107). Then, the light emission of the semiconductor laser diodes 132R, 132G, and 132B is stopped.
(Note that if the semiconductor laser diodes 132R, 132G, and 132B have not yet emitted light, they are not permitted to emit light.)
このような動作例1によれば、車外の人の眼にレーザー光が入射する恐れがあるような場所では半導体レーザーダイオード132R、132G、132Bの発光が止められる。したがって、レーザー光がフロントガラスを通過して車外に射出されるというようなことは無いのであるから、車外に出力されるレーザー光等の光源からの光が人の眼に入射することを防止することができる。なお、ST130に基づく処理を省略して、車両が特定留意地以外に停止した場合でも光源の駆動を停止するようにしてもよい。この場合でも車外に出力されるレーザー光等の光源からの光が人の眼に入射することを防止することができるが、ST130に基づく処理を行えば、必要ない場合において光源の駆動を停止することがない、という更なる効果がある。 According to the first operation example, the light emission of the semiconductor laser diodes 132R, 132G, and 132B is stopped in a place where the laser light may enter the eyes of a person outside the vehicle. Therefore, since the laser beam does not pass through the windshield and is emitted outside the vehicle, the light from the light source such as the laser beam output outside the vehicle is prevented from entering the human eye. be able to. Note that the processing based on ST130 may be omitted, and the driving of the light source may be stopped even when the vehicle stops outside the specific place of interest. Even in this case, it is possible to prevent light from a light source such as a laser beam output outside the vehicle from entering the human eye. However, if the processing based on ST130 is performed, the driving of the light source is stopped when it is not necessary. There is a further effect that there is nothing.
(動作例2)
図9に動作例2を示す。
動作例2においては、特定留意動作による判断を加えて最適化を図っている。動作例1と同じ処理については同じ符号を付した。なお、一例として、動作例1の特定留意地に基づく判断に加えて、さらに、特定留意動作による判断を行っている。
動作例2においては、車両の停車位置が特定留意地であった場合には(ST130:YES)、さらに、車両信号を参照して(ST131)、特定留意動作が行われたかどうかを判断する(ST132)。
(Operation example 2)
FIG. 9 shows an operation example 2.
In the operation example 2, the optimization is performed by adding the determination based on the specific attention operation. The same processes as those in the operation example 1 are denoted by the same reference numerals. As an example, in addition to the determination based on the specific attention location in the operation example 1, the determination based on the specific attention operation is further performed.
In the operation example 2, when the stop position of the vehicle is the specific attention place (ST130: YES), it is further determined with reference to the vehicle signal (ST131) whether the specific attention operation has been performed (ST131). ST132).
ここで、特定留意動作とは、その動作のあとにはフロントガラスの前に人が顔を突き出すような状況が想定し得るような動作であり、特定留意動作は予め出力制御部に登録されているものとする。特定留意動作とは、例えば、車両の給油口を開く動作や、車両の窓を開ける動作である。
例えば、特定留意地(ガソリンスタンド)に停車し、かつ、給油口を開いたとすれば、車両の回りには人が居り、このあとフロントガラスの前に人が顔を突き出す可能性がある。また、例えば、特定留意地(ドライブスルー)に停車し、かつ、窓を開けたとすれば、やはり、車両の回りに人が居り、このあとフロントガラスの前に人が顔を突き出す可能性がある。したがって、特定留意地で停車していること、かつ、特定留意動作を行ったこと、が検出された場合には、出力制御部は光源の駆動を停止させる。
Here, the specific attention operation is an operation that can assume a situation in which a person protrudes in front of the windshield after the operation, and the specific attention operation is registered in the output control unit in advance. It shall be. The specific attention operation is, for example, an operation of opening a fuel filler opening of a vehicle or an operation of opening a vehicle window.
For example, if the vehicle stops at a specific point of interest (gas station) and the fuel filler port is opened, there is a possibility that there are people around the vehicle and then a person sticks out in front of the windshield. For example, if you stop at a specific place of interest (drive-through) and open a window, there will still be people around the vehicle, and then people may stick out in front of the windshield. . Therefore, when it is detected that the vehicle is stopped at the specific attention location and the specific attention operation is performed, the output control unit stops the driving of the light source.
この動作例2においては、特定留意地に停車したことが検出されたとしても(ST130:YES)、それだけでは光源駆動を停止させない。例えば、ガソリンスタンド(またはガソリンスタンドの付近)に停車したとしても、給油等の作業とは関係なく、単にその場所に停車しただけ、ということもあり得る。このような場合にまで画像表示を停止していては不便となる。そこで、動作例2においては、場所と動作とが特別に留意すべきものであった場合にだけ、光源駆動を停止させることとし、レーザー発光のオン/オフ制御をより適切に行えるようにしている。
動作例2によれば、安全性と便利さとをより両立させることができる。
In this operation example 2, even if it is detected that the vehicle stops at the specific attention place (ST130: YES), the light source drive is not stopped only by that. For example, even if the vehicle stops at a gas station (or in the vicinity of the gas station), the vehicle may simply stop at that location regardless of the work such as refueling. It is inconvenient if the image display is stopped until such a case. Therefore, in the operation example 2, the light source drive is stopped only when the place and the operation should be particularly noted so that the laser emission on / off control can be performed more appropriately.
According to the operation example 2, both safety and convenience can be achieved.
(動作例3)
図10に動作例3を示す。
動作例3においては、近接センサによる検出結果を参照して、レーザー発光のオン/オフ制御を行う。すなわち、車両が停止している場合(ST210:YES)、出力制御部は、近接センサからのセンサ信号を参照して(ST220)、フロントガラス付近に人(または物体)が存在していないかどうかを判断する(ST230)。そして、近接センサによって人(物体)が検出された場合には(ST230:YES)、レーザー発光を止める(ST240)。
この動作例3では、車外に人がいるかどうかをより直接的に検出している。したがって、フロントガラス越しに人が顔を突き出したような場合にはそれを検出し、レーザー発光を確実に止めることができる。
(Operation example 3)
FIG. 10 shows an operation example 3.
In the operation example 3, on / off control of laser emission is performed with reference to the detection result by the proximity sensor. That is, when the vehicle is stopped (ST210: YES), the output control unit refers to the sensor signal from the proximity sensor (ST220), and whether or not there is a person (or object) near the windshield. Is determined (ST230). When a person (object) is detected by the proximity sensor (ST230: YES), the laser emission is stopped (ST240).
In this operation example 3, it is more directly detected whether or not there is a person outside the vehicle. Therefore, when a person protrudes through the windshield, it can be detected and laser emission can be stopped reliably.
動作例1、2では特定留意地や特定留意動作に基づいて光源駆動のオン/オフを制御していたところ、特定留意地や特定留意動作として登録されていないような事態には対応できないという心配はある。この点、動作例3は、車外においてレーザー光の射出方向に人がいるかどうかを直接的に検出しているのであるから、車外に出力されるレーザー光等の光源からの光が人の眼に入射することを防止する効果は高くなる。なお、動作例3においては、ST210における処理は省略してもよい。 In the operation examples 1 and 2, the light source drive on / off is controlled based on the specific attention location and the specific attention operation, but there is a concern that the situation that is not registered as the specific attention location or the specific attention operation cannot be handled. There is. In this respect, since the operation example 3 directly detects whether or not a person is present in the laser beam emission direction outside the vehicle, light from a light source such as a laser beam output outside the vehicle is applied to the human eye. The effect of preventing incidence is increased. In the operation example 3, the process in ST210 may be omitted.
(変形例)
上記の動作例においては、光源駆動を停止するとしたが、全ての半導体レーザーダイオード132R、132G、132Bの発光を止めてしまうのではなく、安全性が確保できる範囲内でレーザー光の強度を弱めるようにしてもよいことはもちろんである。例えば、光源駆動部116から光源部130への印加電流値を通常動作時よりも小さくしてもよく、例えば、半分にしてもよい。これによれば、車外の人の眼に光が入射しても、眼に対する負担は軽減される。あるいは、赤色光、緑色光および青色光のうちの一つ以上を停止させてもよい。例えば、緑色光および青色光の発光を停止させ、赤色光だけを発光させるとしてもよい。または、赤色光、緑色光および青色光のうちの一つ以上を停止させ、かつ、発光する光については弱くしてもよい。例えば、赤色半導体レーザーダイオード132Rだけを駆動し、かつ、その駆動電流も小さくする。これによれば、車外の人の眼に対する負担がさらに軽減される。また、光路に出入りするシャッタを設けて光を遮って、画像表示装置の外部に光を出力しないようにしてもよい。本発明において光の出力を停止するとは、シャッタ等を設けて光を遮ることも含むものである。
(Modification)
In the above operation example, the light source drive is stopped. However, the light emission of all the semiconductor laser diodes 132R, 132G, and 132B is not stopped, but the intensity of the laser beam is reduced within a range in which safety can be ensured. Of course, you can do it. For example, the applied current value from the light source driving unit 116 to the light source unit 130 may be smaller than that during normal operation, for example, may be halved. According to this, even if light enters the eyes of a person outside the vehicle, the burden on the eyes is reduced. Alternatively, one or more of red light, green light, and blue light may be stopped. For example, the emission of green light and blue light may be stopped and only red light may be emitted. Alternatively, one or more of red light, green light and blue light may be stopped and light emitted may be weakened. For example, only the red semiconductor laser diode 132R is driven, and the drive current is also reduced. This further reduces the burden on the eyes of people outside the vehicle. Further, a shutter that enters and exits the optical path may be provided to block the light so that the light is not output to the outside of the image display device. In the present invention, stopping the output of light includes providing a shutter or the like to block light.
なお、本発明は上記実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記説明では、走査ミラー部としては、一体で二軸駆動が可能なMEMSミラーを例示したが、水平方向に揺動するミラーと垂直方向に揺動するミラーとが別体になっているなど、上記の例示に限定されず種々変更が可能である。
また、上述の各動作例や変形例を組み合わせてもよい。
また、本発明は中央制御部180の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むものである。これらのプログラムは、記録媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
In the above description, as the scanning mirror unit, the MEMS mirror capable of being integrally and biaxially driven is exemplified, but the mirror that swings in the horizontal direction and the mirror that swings in the vertical direction are separate, Various modifications are possible without being limited to the above examples.
Moreover, you may combine each above-mentioned operation example and modification.
In addition, the present invention includes a program for causing a computer to realize the functions of the central control unit 180. These programs may be read from a recording medium and loaded into a computer, or may be transmitted via a communication network and loaded into a computer.
画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイとしての車載タイプのみならず、ヘルメット内蔵型や眼鏡タイプなどのヘッドマウントディスプレイなどに応用してもよい。
(つまり、本発明は4輪の自動車に搭載された場合だけを想定しているわけではない。)
例えば、ヘルメット内蔵型の画像表示装置を想定し、オートバイの運転者がこのヘルメットを着用して外出したとすれば、これまで説明したのと同じ問題が発生し、そして、そのような問題は本発明によって同じように解決されることが理解されるであろう。
The image display device may be applied not only to a vehicle-mounted type as a head-up display, but also to a head-mounted display such as a helmet built-in type or a glasses type.
(In other words, the present invention is not intended only for the case of being mounted on a four-wheeled vehicle.)
For example, if an image display device with a built-in helmet is assumed, and a motorcycle driver wears this helmet and goes out, the same problem as described above will occur, and such a problem will be It will be understood that the invention solves in the same way.
10・・・自動車、11・・・フロントガラス、100・・・画像表示装置、110・・・画像信号処理部、116・・・光源駆動部、120・・・光射出ユニット、130・・・光源部、150・・・結像光学系、160・・・タイミング処理部、180・・・中央制御部、182・・・出力制御部、200・・・走査ミラー部、300・・・近接センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Automobile, 11 ... Windshield, 100 ... Image display apparatus, 110 ... Image signal processing part, 116 ... Light source drive part, 120 ... Light emission unit, 130 ... Light source unit, 150 ... imaging optical system, 160 ... timing processing unit, 180 ... central control unit, 182 ... output control unit, 200 ... scanning mirror unit, 300 ... proximity sensor .
Claims (5)
光束を出力する光源部と、
入力画像データに基づいて前記光源部を駆動させる光源駆動部と、
主走査方向及び副走査方向に駆動されることで、前記光源部からの光束を前記画像表示装置が搭載される車両のフロントガラスに向けてラスター走査するよう反射する走査ミラー部と、
前記フロントガラス付近の車外の人の存在を検出するセンサ部と、
前記車両が移動しているか否かを示す情報および前記車両の現在位置情報に基づいて、前記車両が前記フロントガラスの前に人が顔を突き出すような状況が想定される特定留意地に止まっていて、前記センサ部が前記車外の人の存在を検出している場合に、前記車両が移動している場合よりも前記光源部からの光束の強度を弱くするか、又は、前記光源部からの光束の出力を停止するように光束の出力状態を制御する出力制御部と、を備える
ことを特徴とする画像表示装置。 In an image display device,
A light source that outputs a luminous flux;
A light source driving unit for driving the light source unit based on input image data;
A scanning mirror unit that is driven in a main scanning direction and a sub-scanning direction to reflect a light beam from the light source unit so as to perform a raster scan toward a windshield of a vehicle on which the image display device is mounted;
A sensor unit for detecting the presence of a person outside the vehicle near the windshield;
Based on the information indicating whether or not the vehicle is moving and the current position information of the vehicle, the vehicle stops at a specific attention place where a situation in which a person protrudes in front of the windshield is assumed. When the sensor unit detects the presence of a person outside the vehicle, the light intensity from the light source unit is made weaker than when the vehicle is moving, or from the light source unit. An image display apparatus comprising: an output control unit that controls an output state of the light beam so as to stop the output of the light beam.
前記出力制御部は、前記画像表示装置が搭載される車両が特定留意地に止まっていて、前記センサ部が前記車外の人の存在を検出している場合に、前記シャッタを光路に挿入することで光束の出力を停止する請求項1記載の画像表示装置。 With a shutter to enter and exit the optical path,
The output control unit inserts the shutter into the optical path when the vehicle on which the image display device is mounted is stopped at a specific place of interest and the sensor unit detects the presence of a person outside the vehicle. The image display device according to claim 1, wherein the output of the light beam is stopped.
請求項1又は2に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 1, wherein the specific attention place where a situation in which a person protrudes in front of the windshield is assumed is a gas station, a parking lot, or a drive-through store.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置。 The output controller controls an output state of a light beam based on information indicating whether or not a specific attention operation has been performed on a vehicle on which the image display device is mounted. The image display device according to item.
請求項4に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 4, wherein the specific attention operation is an operation of opening a fuel filler port of a vehicle or an operation of opening a window of the vehicle.
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