JP6155943B2 - Image display device - Google Patents
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Description
本発明は、二次元方向に光束を走査することにより画像を形成する画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display apparatus that forms an image by scanning a light beam in a two-dimensional direction.
従来から、揺動ミラーを揺動させて二次元方向に光源部からの光束を走査することにより、スクリーン上に画像を形成する画像表示装置が知られている。この種の画像表示装置には、走査の往路方向と復路方向とで１個の画像を形成するものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image display device that forms an image on a screen by swinging a swing mirror and scanning a light beam from a light source unit in a two-dimensional direction. Some image display apparatuses of this type form one image in the forward and backward scanning directions.
この種の画像表示装置では、環境温度や経年変化によって揺動ミラーの実際の位相とこの揺動ミラーを駆動する駆動電圧の位相とがずれることがある。また、揺動ミラーの駆動電圧に対する揺動ミラーの回転角度（揺動ミラーの駆動電圧に対する感度）が変化することもある。 In this type of image display device, the actual phase of the oscillating mirror and the phase of the drive voltage for driving the oscillating mirror may be shifted due to environmental temperature and aging. Further, the rotation angle of the oscillating mirror with respect to the driving voltage of the oscillating mirror (sensitivity to the driving voltage of the oscillating mirror) may change.
このように、環境温度や経年変化によって、揺動ミラーの位相や感度が変化すると、走査の往路方向の画像の画像形成位置と復路方向の画像の画像形成位置とがずれるために、画像品質が劣化する。 As described above, when the phase and sensitivity of the oscillating mirror change due to environmental temperature and secular change, the image forming position of the image in the forward direction of scanning deviates from the image forming position of the image in the backward direction. to degrade.
そこで、画像形成領域の外側にまで光束の走査領域を広げ、その画像形成領域の外側の走査領域にフォトダイオード受光用画像（検知部受光用画像）を形成し、そのフォトダイオード受光用画像をフォトダイオード（走査光束検知部）に受光させている。 Therefore, the light beam scanning area is expanded to the outside of the image forming area, a photodiode light receiving image (detecting part light receiving image) is formed in the scanning area outside the image forming area, and the photodiode light receiving image is photographed. Light is received by a diode (scanning beam detector).
このものによれば、そのフォトダイオードの受光タイミングを利用して、ミラーの揺動角度、光源部の発光タイミングが制御され、画像形成位置、画像サイズの調整が図られる。これにより、光束の走査による往路方向の画像の画像形成位置と復路方向の画像の画像形成位置とが一致される。
なお、画像表示装置には、走査周期と同期して、フォトダイオードの受光タイミングで光源を発光させる構成のものも知られている（特許文献１参照）。
According to this, the light receiving timing of the photodiode is used to control the mirror swing angle and the light emission timing of the light source unit, thereby adjusting the image forming position and the image size. As a result, the image forming position of the image in the forward direction and the image forming position of the image in the backward direction by scanning the light beam are matched.
An image display device is also known that emits light from a light receiving timing of a photodiode in synchronization with a scanning cycle (see Patent Document 1).
ところで、この種の画像表示装置では、環境温度や経年変化によって、フォトダイオード受光用画像の形成位置もずれるため、そのフォトダイオードにフォトダイオード受光用画像を確実に受光させるためには、フォトダイオード受光用画像のサイズを大きくしなければならない。 By the way, in this type of image display device, the formation position of the photodiode light receiving image also shifts due to the environmental temperature and secular change. Therefore, in order for the photodiode to receive the photodiode light receiving image surely, The size of the image must be increased.
しかしながら、フォトダイオード受光用画像のサイズを大きく形成すると、そのフォトダイオード受光用画像を形成する光束が迷光としてユーザに呈示すべき画像を形成する光束に混入して、ユーザに呈示すべき画像の品質が劣化するおそれが大きくなる。 However, if the size of the photodiode light receiving image is increased, the light beam forming the photodiode light receiving image is mixed with the light beam forming the image to be presented to the user as stray light, and the image quality to be presented to the user The risk of deterioration increases.
これを回避するために、画像表示装置の装置本体の内部に迷光の防止用遮光部材を設けることが考えられる。しかし、迷光の防止用遮光部材を装置本体の内部に設けることにすると、画像表示装置が大型化し、小型化が要求される画像表示装置に迷光の防止用遮光部材を設けるのは難しい。 In order to avoid this, it is conceivable to provide a light blocking member for preventing stray light inside the apparatus main body of the image display apparatus. However, if the light blocking member for preventing stray light is provided inside the apparatus main body, it is difficult to provide the light blocking member for preventing stray light in an image display apparatus that is required to be large in size and downsized.
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、装置本体の内部に検知部受光用画像に起因する迷光の防止用遮光部材を設けなくとも、検知部受光用画像を形成する光束が迷光としてユーザに呈示すべき画像を形成する光束に混入するのを極力防止することのできる画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to detect a detection unit light receiving image without providing a light blocking member for preventing stray light caused by the detection unit light receiving image inside the apparatus main body. An object of the present invention is to provide an image display apparatus capable of preventing the formed light flux from being mixed into the light flux forming an image to be presented to the user as stray light as much as possible.
本発明の画像表示装置は、ユーザに呈示すべき画像の画像データに従って光源部の点灯を制御する光源制御部に駆動データを出力する画像処理部と、光源部から照射された光束を走査してユーザに呈示すべき画像を形成する光束走査部と、光束走査部の走査領域内でかつユーザに呈示すべき画像の画像形成領域外に配置された走査光束検知部と、走査光束検知部が受光する検知部受光用画像を作成する検知部受光用画像作成部とを備え、検知部受光用画像はこの検知部受光用画像を形成する光束を走査光束検知部が受光すると消され、光束走査部３は走査光束検知部５が受光した検知部受光用画像により走査幅が調整される。 An image display device of the present invention scans a light beam emitted from a light source unit, an image processing unit that outputs drive data to a light source control unit that controls lighting of the light source unit according to image data of an image to be presented to a user. A light beam scanning unit that forms an image to be presented to the user, a scanning light beam detection unit that is disposed within the scanning region of the light beam scanning unit and outside the image formation region of the image to be presented to the user, and the scanning light beam detection unit receives light A detection unit light receiving image generation unit that generates a detection unit light reception image. The detection unit light reception image is erased when the light beam forming the detection unit light reception image is received by the scanning light beam detection unit, and the light beam scanning unit 3, the scanning width is adjusted by the detection unit light receiving image received by the scanning light beam detection unit 5.
本発明によれば、光束検知部が検知部受光用画像を受光すると検知部受光用画像が消されるので、装置本体の内部に迷光の防止用遮光部材を設けなくとも、検知部受光用画像を形成する光束が迷光としてユーザに呈示すべき画像を形成する光束に混入するのを極力防止することができる。 According to the present invention, when the light beam detection unit receives the detection unit light reception image, the detection unit light reception image is erased, so that the detection unit light reception image can be displayed without providing a light blocking member for preventing stray light inside the apparatus body. It is possible to prevent the formed light flux from being mixed in the light flux forming an image to be presented to the user as stray light as much as possible.
（実施例１）
図１は本発明の実施例１に係る画像表示装置のブロック回路図である。その図１において、１はレーザ光源部（光源部）、２はレーザ光源制御部（光源制御部）、３は揺動ミラー（光束走査部）、４は揺動ミラー制御部、５はフォトダイオード（走査光束検知部）、６はフォトダイオード受光出力検知部、７は画像処理部、８は外部画像入力部、９はフォトダイオード受光用画像作成部（検知部受光用画像作成部）、１０は位置演算部である。
Example 1
FIG. 1 is a block circuit diagram of an image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a laser light source unit (light source unit), 2 is a laser light source control unit (light source control unit), 3 is an oscillating mirror (light beam scanning unit), 4 is an oscillating mirror control unit, and 5 is a photodiode. (Scanning light beam detection unit), 6 is a photodiode light reception output detection unit, 7 is an image processing unit, 8 is an external image input unit, 9 is a photodiode light reception image creation unit (detection unit light reception image creation unit), and 10 is It is a position calculation unit.
外部画像入力部８は、ユーザに呈示すべき画像形成用の画像データを画像処理部７に向かって出力する。フォトダイオード受光用画像作成部９はフォトダイオード５に受光させるフォトダイオード受光用画像作成用の画像データを画像処理部７に向かって出力する。 The external image input unit 8 outputs image data for image formation to be presented to the user toward the image processing unit 7. The photodiode light receiving image creating unit 9 outputs image data for creating a photodiode light receiving image to be received by the photodiode 5 toward the image processing unit 7.
画像処理部７は、それらの画像データにもとづいてレーザ光源部１の発光タイミング、発光強度（発光パワー）等のレーザ光源部１の駆動データを生成する。その駆動データはレーザ光源制御部２に入力される。レーザ光源制御部２はその駆動データに基づいてレーザ光源部１を発光制御（点灯制御）する。 The image processing unit 7 generates drive data of the laser light source unit 1 such as the light emission timing and light emission intensity (light emission power) of the laser light source unit 1 based on the image data. The drive data is input to the laser light source controller 2. The laser light source control unit 2 performs light emission control (lighting control) on the laser light source unit 1 based on the drive data.
揺動ミラー制御部４は、揺動ミラー３を周期的に揺動させる。図３は、レーザ光束をｙ方向に走査させるために揺動ミラー３をｙ方向に揺動させるための揺動ミラー制御部４の駆動電圧の波形を示している。なお、ここでは、この駆動電圧の波形は三角波であるが、サイン波でも良い。 The oscillating mirror controller 4 oscillates the oscillating mirror 3 periodically. FIG. 3 shows the waveform of the drive voltage of the oscillating mirror controller 4 for oscillating the oscillating mirror 3 in the y direction in order to scan the laser beam in the y direction. Here, the waveform of this drive voltage is a triangular wave, but it may be a sine wave.
レーザ光源部１から射出されたレーザ光束Ｐは、揺動ミラー３によって、反射偏向されて、図２に示すように、ｘ方向とｙ方向の二次元方向に走査される。その図２において、符号Ｇ１はユーザに呈示すべき画像を形成する画像形成領域（画像描画領域）、符号Ｇ２はその画像形成領域よりも外側の走査領域を示す。 The laser beam P emitted from the laser light source unit 1 is reflected and deflected by the oscillating mirror 3 and scanned in the two-dimensional direction of the x direction and the y direction as shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral G1 indicates an image forming area (image drawing area) for forming an image to be presented to the user, and reference numeral G2 indicates a scanning area outside the image forming area.
レーザ光源部１から出射されたレーザ光束Ｐが、その揺動ミラー３によりｘ方向及びｙ方向に反射・偏向されてユーザに呈示すべき往路方向の画像が画像形成領域Ｇ１内に形成される。また、ｘ方向と反対方向の−ｘ方向及びｙ方向に反射・偏向されてユーザに呈示すべき復路方向の画像が画像形成領域Ｇ１内に形成される。 The laser beam P emitted from the laser light source unit 1 is reflected and deflected in the x direction and the y direction by the oscillating mirror 3, and an image in the forward direction to be presented to the user is formed in the image forming region G1. Further, an image in the return path direction to be presented to the user by being reflected and deflected in the −x direction and the y direction opposite to the x direction is formed in the image forming area G1.
フォトダイオード５は画像形成領域Ｇ１の外側で走査領域Ｇ２の内側に設けられている。ここでは、そのフォトダイオード５は、走査領域Ｇ２の走査開始側でかつｙ方向の走査終了側の位置に設けられている。 The photodiode 5 is provided outside the image forming area G1 and inside the scanning area G2. Here, the photodiode 5 is provided at a position on the scanning start side and the scanning end side in the y direction of the scanning region G2.
画像処理部７は、フォトダイオード受光用画像作成部９の画像データに従って、そのフォトダイオード５の配設位置の近傍に設計上定められた既定サイズのフォトダイオード受光用画像が形成されるように、駆動データを生成する。 In accordance with the image data of the photodiode light receiving image creating unit 9, the image processing unit 7 forms a photodiode light receiving image of a predetermined size determined by design in the vicinity of the arrangement position of the photodiode 5. Generate drive data.
これにより、符号Ｇ３で示すフォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３内にフォトダイオード受光用画像（検知部受光用画像）が形成される。なお、フォトダイオード受光用画像のサイズは環境温度、経年変化を見込んで設計上決定される。 As a result, a photodiode light receiving image (detecting part light receiving image) is formed in the photodiode light receiving image forming region G3 indicated by reference numeral G3. The size of the photodiode light receiving image is determined by design in consideration of environmental temperature and secular change.
そのフォトダイオード５は、図１に示すように、フォトダイオード受光用画像を形成するレーザ光束Ｐ’を受光して、受光信号Ｓ１をフォトダイオード受光出力検知部６に向かって出力する。 As shown in FIG. 1, the photodiode 5 receives a laser beam P ′ that forms a photodiode light receiving image, and outputs a light reception signal S <b> 1 toward the photodiode light reception output detection unit 6.
位置演算部１０は、そのフォトダイオード受光出力検知部６の受光信号Ｓ１に基づいてレーザ光源制御部２にレーザ光源部１の発光を停止させるための消灯信号Ｓ２を出力する。これと共に、走査領域Ｇ２の走査開始位置、走査領域Ｇ２の走査幅を決定するために揺動ミラー３の揺動幅を調整する調整信号Ｓ３を揺動ミラー制御部４に向かって出力する。 The position calculation unit 10 outputs a turn-off signal S2 for stopping the light emission of the laser light source unit 1 to the laser light source control unit 2 based on the light reception signal S1 of the photodiode light reception output detection unit 6. At the same time, an adjustment signal S3 for adjusting the oscillating width of the oscillating mirror 3 is output to the oscillating mirror controller 4 in order to determine the scanning start position of the scanning area G2 and the scanning width of the scanning area G2.
なお、揺動ミラー３のｙ方向の走査周期Ｔ（図３参照）は、そのフォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を受光した時点から次にフォトダイオード受光用画像を受光した時点までの時間により定まる。 Note that the scanning period T (see FIG. 3) of the oscillating mirror 3 in the y direction depends on the time from when the photodiode 5 receives the photodiode light receiving image to the next time when the photodiode light receiving image is received. Determined.
次に、この実施例１に係る画像表示装置の作用を、図２ないし図４を参照しつつ説明する。揺動ミラー３は、ｘ方向及びｙ方向に揺動されているものとする。
図２において、符号（０、０）は走査領域Ｇ２の走査開始座標位置を示し、符号（Ｘ１、０）は走査領域Ｇ２の第１番目の走査線の走査終了座標位置を示し、符号（０、ｉ）は走査領域Ｇ２の第ｉ番目の走査線の走査開始座標位置を示し、符号（Ｘ１、ｉ）は走査領域Ｇ２の第ｉ番目の走査線の走査終了座標位置を示している。
Next, the operation of the image display apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. It is assumed that the oscillating mirror 3 is oscillated in the x direction and the y direction.
In FIG. 2, reference numeral (0, 0) indicates the scanning start coordinate position of the scanning region G2, reference numeral (X 1 , 0) indicates the scanning end coordinate position of the first scanning line in the scanning region G2, and reference numeral ( 0, i) indicates the scanning start coordinate position of the i-th scanning line in the scanning region G2, and symbol (X 1 , i) indicates the scanning end coordinate position of the i-th scanning line in the scanning region G2. .
また、符号（０、ｊ）は走査領域Ｇ２の第ｊ番目の走査開始座標位置を示し、符号（Ｘ１、ｊ）は走査領域Ｇ２の第ｊ番目の走査終了座標位置を示し、符号（０、ｎ）は走査領域Ｇ２の第ｎ番目の走査開始座標位置を示し、符号（Ｘ１、ｎ）は走査領域Ｇ２の第ｎ番目の走査終了座標位置を示している。 Reference numerals (0, j) represents the j-th scanning start coordinate position of the scan area G2, the code (X 1, j) represents the j-th scanning end coordinate position of the scanning area G2, the code (0 , N) indicates the n-th scanning start coordinate position of the scanning region G2, and reference sign (X 1 , n) indicates the n-th scanning end coordinate position of the scanning region G2.
更に、符号（Ｘ２、ｉ）は走査領域Ｇ２の第ｉ番目の走査による画像形成領域Ｇ１の描画開始座標位置を示し、符号（Ｘ３、ｉ）は走査領域Ｇ２の第ｉ番目の走査による画像形成領域Ｇ１の描画終了座標位置を示し、符号（Ｘ２、ｊ）は走査領域Ｇ２の第ｊ番目の走査による画像形成領域Ｇ１の描画開始座標位置を示し、符号（Ｘ３、ｊ）は走査領域Ｇ２の第ｊ番目の走査による画像形成領域Ｇ１の描画終了座標位置を示している。なお、その図２には、走査線と座標位置との関係は模式的に描かれている。 Further, symbol (X 2 , i) indicates a drawing start coordinate position of the image forming region G1 by the i-th scanning of the scanning region G2, and symbol (X 3 , i) indicates by the i-th scanning of the scanning region G2. The drawing end coordinate position of the image forming area G1 is shown, the code (X 2 , j) shows the drawing start coordinate position of the image forming area G1 by the j-th scanning of the scanning area G2, and the code (X 3 , j) is The drawing end coordinate position of the image forming area G1 by the j-th scanning of the scanning area G2 is shown. In FIG. 2, the relationship between the scanning line and the coordinate position is schematically drawn.
揺動ミラー３は、第１番目の走査により走査終了座標位置（Ｘ１、０）に達すると、その走査終了座標位置（Ｘ１、０）からｘ方向と反対方向に揺動されて、第２番目の走査が行われる。揺動ミラー３は、そのｘ方向及びそのｘ方向と反対方向に揺動されながらｙ方向に揺動され、走査終了座標位置（Ｘ１、ｎ）に達すると、ｙ方向と反対方向に揺動されて、走査開始座標位置（０、０）に戻る。 When the oscillating mirror 3 reaches the scanning end coordinate position (X 1 , 0) by the first scanning, the oscillating mirror 3 is oscillated in the direction opposite to the x direction from the scanning end coordinate position (X 1 , 0). A second scan is performed. The oscillating mirror 3 is oscillated in the y direction while being oscillated in the x direction and in the opposite direction to the x direction. When the oscillating mirror 3 reaches the scanning end coordinate position (X 1 , n), the oscillating mirror 3 is oscillated in the opposite direction to the y direction. Then, it returns to the scanning start coordinate position (0, 0).
その揺動ミラー３の揺動中に、画像形成領域Ｇ１の描画開始座標位置に対応する揺動位置に達すると、ユーザに呈示すべき画像を形成する画像データに従って、レーザ光源部１がレーザ光源制御部２により適宜発光制御される。 When the oscillating mirror 3 is oscillated, when the oscillating position corresponding to the drawing start coordinate position of the image forming area G1 is reached, the laser light source unit 1 performs the laser light source according to the image data that forms the image to be presented to the user. Light emission is appropriately controlled by the control unit 2.
画像表示装置は、通常、この動作を実行し、揺動ミラー３がフォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３に対応する揺動位置に達する。すると、フォトダイオード受光用画像データに従って、レーザ光源部１がレーザ光源制御部２により発光制御される（図４のＳ.1）。 The image display apparatus normally performs this operation, and the oscillating mirror 3 reaches the oscillating position corresponding to the photodiode light receiving image forming region G3. Then, light emission control of the laser light source unit 1 is controlled by the laser light source control unit 2 in accordance with the photodiode light receiving image data (S.1 in FIG. 4).
これにより、フォトダイオード受光用画像の描画が開始される（Ｓ.２）。フォトダイオード５がレーザ光の受光を検知すると、そのフォトダイオード５から受光出力が出力される（Ｓ.３）。そのフォトダイオード５が受光出力を検知しないと、フォトダイオード受光用画像が既定のサイズとなるまで（Ｓ.４）、このフォトダイオード受光用画像を描画する処理が繰り返される（Ｓ.３、Ｓ.４）。 Thereby, drawing of the photodiode light receiving image is started (S.2). When the photodiode 5 detects reception of the laser beam, a light reception output is output from the photodiode 5 (S.3). If the photodiode 5 does not detect the light reception output, the process of drawing the photodiode light reception image is repeated (S.3, S.3) until the photodiode light reception image reaches a predetermined size (S.4). 4).
フォトダイオード５が受光出力を出力すると、その受光出力がフォトダイオード受光出力検知部６に入力される。フォトダイオード受光出力検知部６はその受光出力を例えば増幅して位置演算部１０に向かって出力する。 When the photodiode 5 outputs a light reception output, the light reception output is input to the photodiode light reception output detection unit 6. The photodiode light reception output detection unit 6 amplifies the light reception output, for example, and outputs the amplified light reception toward the position calculation unit 10.
位置演算部１０は、そのフォトダイオード５の受光結果に基づいて、フォトダイオード受光用画像の描画を停止させるための消灯信号Ｓ２をレーザ光源制御部２に向かって出力する（Ｓ.５）。 Based on the light reception result of the photodiode 5, the position calculation unit 10 outputs a turn-off signal S2 for stopping the drawing of the photodiode light receiving image to the laser light source control unit 2 (S.5).
また、位置演算部１０は、フォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を受光したタイミングにより、ユーザに呈示すべき画像の描画開始位置や画像形成領域Ｇ２のサイズを一定に保つために、揺動ミラー３の揺動範囲を調整する調整信号Ｓ３を揺動ミラー制御部４に出力する。これにより、揺動ミラー３の揺動位置、揺動幅が調整され、画像形成領域Ｇ２が経時変化等にかかわらず一定に調整される。 In addition, the position calculation unit 10 is a oscillating mirror for keeping the drawing start position of the image to be presented to the user and the size of the image forming area G2 constant at the timing when the photodiode 5 receives the photodiode light receiving image. 3 is output to the oscillating mirror control unit 4. Thus, the swing position and swing width of the swing mirror 3 are adjusted, and the image forming region G2 is adjusted to be constant regardless of changes over time.
揺動ミラー制御部４が設計上予定された条件のもとで揺動したとしても、画像表示装置が置かれている環境の環境温度や経年変化によって、走査領域Ｇ２の走査開始位置、走査幅が変動する。 Even if the oscillating mirror control unit 4 oscillates under the conditions planned in the design, the scanning start position and the scanning width of the scanning region G2 depending on the environmental temperature and aging of the environment where the image display device is placed. Fluctuates.
その理由は、既述したように、揺動ミラー３の位相差（実際の揺動ミラー３の位相と揺動ミラー３を駆動する駆動電圧の位相との差）、揺動ミラー３の回転方向の感度（揺動ミラー３の駆動電圧に対する揺動ミラーの回転角度）が変化するからである。 As described above, the reason is that the phase difference of the oscillating mirror 3 (the difference between the actual phase of the oscillating mirror 3 and the phase of the drive voltage for driving the oscillating mirror 3), and the rotational direction of the oscillating mirror 3. This is because the sensitivity (the rotation angle of the oscillating mirror with respect to the driving voltage of the oscillating mirror 3) changes.
そこで、従来から、画像表示装置には、この環境温度、経年変化に起因する走査領域Ｇ２の走査開始位置、走査幅を調整するために走査領域Ｇ２の内側で画像形成領域Ｇ１の外側にフォトダイオード５が配設されている。 Therefore, conventionally, in the image display device, a photodiode is provided inside the scanning region G2 and outside the image forming region G1 in order to adjust the scanning start position and the scanning width of the scanning region G2 due to the environmental temperature and the secular change. 5 is disposed.
環境温度、経年変化にかかわらず、そのフォトダイオード５にフォトダイオード受光用画像を確実に受光させるためには、フォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３のサイズを環境温度、経年変化によるフォトダイオード受光用画像の変動分を見込んでフォトダイオード５の受像面積よりも大きく形成しなければならない。 Regardless of the environmental temperature and secular change, in order for the photodiode 5 to reliably receive the photo diode light receiving image, the size of the photo diode light receiving image forming region G3 is set to the photo diode light receiving image due to the environmental temperature and secular change. In view of the fluctuation amount, the pixel 5 must be formed larger than the image receiving area.
このようにフォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３のサイズを大きく形成すると、その分、フォトダイオード受光用画像を形成するレーザ光束Ｐ’が画像形成領域Ｇ１内に迷光として混入する可能性が大きくなる。 When the size of the photodiode light receiving image forming region G3 is formed in this manner, the possibility that the laser beam P 'forming the photodiode light receiving image is mixed as stray light in the image forming region G1 is increased accordingly.
しかしながら、この実施例１によれば、フォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を受像すると、フォトダイオード受光用画像が消されるので、フォトダイオード受光用画像のサイズは設計上予定された大きさよりも小さくなる。その結果、フォトダイオード受光用画像に起因する迷光がユーザに呈示すべき画像、すなわち、画像形成領域Ｇ１内に混入するのが防止される。 However, according to the first embodiment, when the photodiode 5 receives the photodiode light-receiving image, the photodiode light-receiving image is erased. Therefore, the size of the photodiode light-receiving image is smaller than the size planned by design. Become. As a result, the stray light resulting from the photodiode light receiving image is prevented from being mixed into the image to be presented to the user, that is, the image forming area G1.
なお、フォトダイオード受光用画像を消灯するタイミングは、フォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を受像したと同時であっても良いし、一定時間経過後であっても良い。 Note that the timing for turning off the photodiode light receiving image may be the same as when the photodiode 5 receives the photodiode light receiving image, or may be after a certain period of time has elapsed.
（実施例２）
この実施例２では、図５に示すように、フォトダイオード５は走査領域Ｇ１内の走査開始側で、画像形成領域Ｇ２の外側に設けられている。その図５は実施例１の図２に対応する図であり、図２に示す構成要素と同一構成要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Example 2)
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the photodiode 5 is provided outside the image forming area G2 on the scanning start side in the scanning area G1. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the first embodiment. The same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
また、図６は、レーザ光束Ｐをｙ方向に走査させるために、揺動ミラー３をｙ方向に揺動させるためのミラー制御部４の駆動電圧の波形を示している。その図６は実施例２の図３に対応する図であり、図３に示す構成要素と同一構成要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。 FIG. 6 shows the waveform of the driving voltage of the mirror control unit 4 for swinging the swing mirror 3 in the y direction in order to scan the laser beam P in the y direction. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 3 of the second embodiment. The same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ユーザに呈示すべき画像は、走査査領域Ｇ１の走査開始側でフォトダイオード受光用画像の形成後に、その描画が開始される。図７はその図５に示す走査領域Ｇ１の走査開始側の部分拡大図である。 Drawing of the image to be presented to the user is started after the formation of the photodiode light receiving image on the scanning start side of the scanning area G1. FIG. 7 is a partially enlarged view on the scanning start side of the scanning region G1 shown in FIG.
その図７には、フォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３に、往路方向（右方向）の走査によるフォトダイオード受光用画像（＋ｘ方向の画像）Ｇ４、復路方向（左方向）の走査によるフォトダイオード受光用画像（−ｘ方向）Ｇ５が示されている。フォトダイオード受光用画像Ｇ６はこのフォトダイオード受光用画像Ｇ４、Ｇ５の重なりにより構成される。
その図７において、網点で示す部分は、フォトダイオード受光用画像Ｇ４とフォトダイオード受光用画像Ｇ５の重なり部分を示している。
FIG. 7 shows that a photodiode light receiving image (+ x direction image) G4 by scanning in the forward direction (right direction) G4 and a photodiode light receiving by scanning in the backward direction (left direction) are entered in the photodiode light receiving image forming region G3. A work image (−x direction) G5 is shown. The photodiode light receiving image G6 is formed by overlapping the photodiode light receiving images G4 and G5.
In FIG. 7, a portion indicated by a halftone dot indicates an overlapping portion of the photodiode light receiving image G4 and the photodiode light receiving image G5.
位置演算部１０は、そのフォトダイオード受光画像Ｇ４のｘ方向の受光タイミングとそのフォトダイオード受光用画像Ｇ５の−ｘ方向の受光タイミングの差とから、往路方向の走査による画像と復路方向の走査による画像との位置ずれを演算し、その位置ずれが解消されるように、走査領域Ｇ２の走査開始位置、走査幅を調整する調整信号Ｓ３を揺動ミラー制御部４に出力する。 Based on the difference between the light reception timing in the x direction of the photodiode light reception image G4 and the light reception timing in the -x direction of the photodiode light reception image G5, the position calculation unit 10 performs scanning by the image in the forward direction and scanning in the backward direction. A positional deviation from the image is calculated, and an adjustment signal S3 for adjusting the scanning start position and the scanning width of the scanning region G2 is output to the oscillating mirror controller 4 so that the positional deviation is eliminated.
また、位置演算部１０は、ｙ方向の走査については、単位時間当たりの走査線の本数で判断する。この単位時間当たりの走査線の本数が所定の閾値以内にない場合には、所定の閾値以内になるように、調整信号Ｓ３を揺動ミラー制御部４に出力する。 Further, the position calculation unit 10 determines the scanning in the y direction based on the number of scanning lines per unit time. When the number of scanning lines per unit time is not within the predetermined threshold, the adjustment signal S3 is output to the oscillating mirror control unit 4 so as to be within the predetermined threshold.
走査領域Ｇ２のｙ方向の走査開始位置がフォトダイオード５のｙ方向の幅の１/２以上であれば、所定の環境条件のもとで、フォトダイオード５はフォトダイオード受光用画像を受光できる。 If the scanning start position in the y direction of the scanning region G2 is 1/2 or more of the width in the y direction of the photodiode 5, the photodiode 5 can receive the photodiode light receiving image under predetermined environmental conditions.
この実施例２によれば、フォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３の画像形成開始位置（Ｘ４、ｍ）がユーザに呈示すべき画像の画像形成領域Ｇ１から遠く離れた走査領域Ｇ２の走査開始位置の側にある。これに対して、既定サイズのフォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３の形成終了位置（Ｘ５、ｍ’）がユーザに呈示すべき画像の画像形成領域Ｇ１の画像形成開始位置の近くにある。 According to the second embodiment, the image forming start position (X 4 , m) of the photodiode light receiving image forming area G3 is the scanning start position of the scanning area G2 far from the image forming area G1 of the image to be presented to the user. On the side. On the other hand, the formation end position (X 5 , m ′) of the photodiode light receiving image forming area G3 of a predetermined size is near the image forming start position of the image forming area G1 of the image to be presented to the user.
しかしながら、フォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を受像したタイミングで、フォトダイオード受光用画像を消すことにしている。なので、フォトダイオード受光用画像Ｇ６は画像形成領域Ｇ３から離れた位置になり、フォトダイオード受光用画像に起因する迷光がユーザに呈示すべき画像に混入するのを回避することができる。 However, the photodiode light receiving image is erased at the timing when the photodiode 5 receives the photodiode light receiving image. Therefore, the photodiode light receiving image G6 is located away from the image forming region G3, and stray light caused by the photodiode light receiving image can be prevented from being mixed into the image to be presented to the user.
また、フォトダイオード受光用画像Ｇ６の表示面積は一定となるが、フォトダイオード受光用画像Ｇ４とフォトダイオード受光用画像Ｇ５との重なっていない部分では輝度が小さくなる。従って、その分、フォトダイオード受光用画像Ｇ６に起因する迷光が目立たなくなる。 In addition, although the display area of the photodiode light receiving image G6 is constant, the luminance is reduced in a portion where the photodiode light receiving image G4 and the photodiode light receiving image G5 do not overlap. Accordingly, the stray light caused by the photodiode light receiving image G6 becomes inconspicuous accordingly.
（実施例３）
画像形成領域Ｇ１内に形成されるユーザに呈示すべき画像に黒色画像の割合が多い場合、又は、画像形成領域Ｇ１内に形成されるユーザに呈示すべき画像の割合が少ない場合には、フォトダイオード受光用画像に起因する迷光が目立ち易くなる。
(Example 3)
When the ratio of the black image is large in the image to be presented to the user formed in the image forming area G1, or when the ratio of the image to be presented to the user formed in the image forming area G1 is small, the photo The stray light resulting from the diode light receiving image is easily noticeable.
この実施例３では、これを回避するために、ユーザに呈示すべき画像の輝度に応じてフォトダイオード５の受光感度上げるようにして、ユーザに呈示すべき画像にフォトダイオード受光用画像に起因する迷光が混入するのを防止する構成としたものである。 In the third embodiment, in order to avoid this, the light receiving sensitivity of the photodiode 5 is increased in accordance with the luminance of the image to be presented to the user, and the image to be presented to the user is caused by the photodiode light receiving image. In this configuration, stray light is prevented from being mixed.
具体的には、画像表示装置は、図８に示すように、フォトダイオード受光用感度制御部１１を備えている。画像処理部７は、外部画像入力部８から入力された画像の輝度を解析して、画像形成領域Ｇ１（図５参照）内に形成する画像の輝度が所定値未満の場合、呈示すべき画像に黒色画像の割合が多いとして、フォトダイオード受光用感度制御部１１にフォトダイオード５の受光感度を上げる信号Ｓ４を出力する。フォトダイオード受光用感度制御部１１はその信号Ｓ４に応じて感度調節信号Ｓ５をフォトダイオード５に出力する。 Specifically, as shown in FIG. 8, the image display apparatus includes a photodiode light receiving sensitivity control unit 11. The image processing unit 7 analyzes the luminance of the image input from the external image input unit 8, and if the luminance of the image formed in the image forming region G1 (see FIG. 5) is less than a predetermined value, the image to be presented If the ratio of the black image is large, a signal S4 for increasing the light receiving sensitivity of the photodiode 5 is output to the photodiode light receiving sensitivity control unit 11. The photodiode light receiving sensitivity control section 11 outputs a sensitivity adjustment signal S5 to the photodiode 5 in response to the signal S4.
これにより、フォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を検知するタイミングが感度を上げる前のタイミングに較べて早まる。その結果、フォトダイオード受光用画像を消すタイミングが早められ、フォトダイオード受光用画像に起因する迷光が目立つのを抑制できる。 As a result, the timing at which the photodiode 5 detects the photodiode light receiving image is earlier than the timing before the sensitivity is increased. As a result, the timing for erasing the photodiode light receiving image is advanced, and stray light caused by the photodiode light receiving image can be suppressed from being noticeable.
なお、ここでは、フォトダイオード５の受光感度を上げて、迷光を目立たなくなる構成としているが、これに限るものではない。例えば、画像処理部７が外部画像入力部８から入力された画像の輝度を解析して、画像形成領域Ｇ２内に形成する画像の輝度が所定値未満の場合、呈示すべき画像に黒色画像の割合が多いとして、フォトダイオード受光用画像の輝度を下げるようにレーザ光源制御部２を制御する構成とすることもできる。また、フォトダイオード受光用画像の輝度とフォトダイオード５の受光感度とを同時に変更する構成とすることもできる。 Here, the light receiving sensitivity of the photodiode 5 is increased to make the stray light inconspicuous, but this is not restrictive. For example, when the image processing unit 7 analyzes the luminance of the image input from the external image input unit 8 and the luminance of the image formed in the image forming region G2 is less than a predetermined value, the image to be presented is a black image. Assuming that the ratio is large, the laser light source control unit 2 may be controlled to lower the luminance of the photodiode light receiving image. Further, it is possible to change the luminance of the photodiode light receiving image and the light receiving sensitivity of the photodiode 5 at the same time.
図９は、そのフォトダイオード受光用画像の輝度設定とフォトダイオード５の受光感度設定の一例を示すフローチャートである。
画像処理部７は、外部画像入力部８から入力される画像の画像形成領域Ｇ１に対する割合を演算する（Ｓ.１１）。ユーザに呈示すべき画像を表示しない領域を黒色画像が表示される領域とみなせば、表示すべき画像のサイズの合計は、黒色画像を除外したサイズである。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the luminance setting of the photodiode light receiving image and the light receiving sensitivity setting of the photodiode 5.
The image processing unit 7 calculates the ratio of the image input from the external image input unit 8 to the image forming area G1 (S.11). If the area where the image to be presented to the user is not displayed is regarded as the area where the black image is displayed, the total size of the images to be displayed is the size excluding the black image.
なお、輝度が零の完全黒色画像ではなく、濃灰色の画像をユーザに呈示すべき画像ではないとして表示すべき画像のサイズから除外してその割合を演算しても良い。
画像処理部７は、その割合に応じて、フォトダイオード受光用画像の輝度を設定する（Ｓ.１２）。ついで、画像処理部７はその割合に応じてフォトダイオード５の受光感度を設定する（Ｓ.１３）。そのフォトダイオード受光用画像の輝度、そのフォトダイオード５の受光感度の設定については後述する。
It should be noted that instead of a completely black image with zero brightness, a dark gray image may be excluded from the size of the image to be displayed as not being an image to be presented to the user, and the ratio may be calculated.
The image processing unit 7 sets the luminance of the photodiode light receiving image according to the ratio (S.12). Next, the image processing unit 7 sets the light receiving sensitivity of the photodiode 5 according to the ratio (S.13). The setting of the luminance of the photodiode light receiving image and the light receiving sensitivity of the photodiode 5 will be described later.
揺動ミラー３が、フォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３の画像形成開始位置に対応する位置に達するまで、フォトダイオード受光用画像の描画は開始されない。揺動ミラー３がフォトダイオード受光用画像形成領域Ｇ３の画像形成開始位置に達すると、レーザ光源部１が発光され、フォトダイオード受光用画像の描画が開始される（Ｓ.１４、Ｓ.１５）。 Drawing of the photodiode light receiving image is not started until the oscillating mirror 3 reaches a position corresponding to the image forming start position of the photodiode light receiving image forming region G3. When the oscillating mirror 3 reaches the image formation start position of the photodiode light receiving image forming region G3, the laser light source unit 1 emits light and drawing of the photodiode light receiving image is started (S.14, S.15). .
そのフォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を受光しない場合、フォトダイオード受光用画像が既定サイズとなるまで、フォトダイオード受光用画像の描画が繰り返される（Ｓ.１６、Ｓ．１７）。 When the photodiode 5 does not receive the photodiode light receiving image, the drawing of the photodiode light receiving image is repeated until the photodiode light receiving image reaches a predetermined size (S.16, S.17).
そのフォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を受光しない場合、フォトダイオード受光用画像が既定サイズとなると、レーザ光源部１が消灯され、フォトダイオード受光用画像の描画が終了する（Ｓ.１８）。 When the photodiode 5 does not receive the photodiode light-receiving image, when the photodiode light-receiving image reaches a predetermined size, the laser light source unit 1 is turned off and drawing of the photodiode light-receiving image ends (S.18).
そのフォトダイオード５がフォトダイオード受光用画像を受光すると、所定のタイミングでレーザ光源部１が消灯され、フォトダイオード受光用画像が既定サイズに達する前に消される（Ｓ.１８）。 When the photodiode 5 receives the photodiode light receiving image, the laser light source unit 1 is turned off at a predetermined timing, and is turned off before the photodiode light receiving image reaches the predetermined size (S.18).
（フォトダイオード受光用画像の輝度、フォトダイオード受光感度の設定の一例）
画像処理部７は、図１０に示す設定テーブルを有している。
この画像処理部７は、画像形成領域Ｇ１のサイズに対して外部画像入力部８から入力される画像（ユーザに呈示すべき画像）の割合が５０％以上の場合には、図１０に示す設定テーブルに従って通常通りフォトダイオード受光用画像の輝度、フォトダイオード５の受光感度を設定する。なお、通常通りの設定とは、予め設計により設定されたフォトダイオード受光用画像の基準輝度、フォトダイオード５の基準感度をいう。
(An example of setting the brightness of the photodiode light receiving image and the photodiode light receiving sensitivity)
The image processing unit 7 has a setting table shown in FIG.
When the ratio of the image (image to be presented to the user) input from the external image input unit 8 with respect to the size of the image forming region G1 is 50% or more, the image processing unit 7 sets as shown in FIG. According to the table, the brightness of the photodiode light receiving image and the light receiving sensitivity of the photodiode 5 are set as usual. The normal setting refers to the reference brightness of the photodiode light receiving image and the reference sensitivity of the photodiode 5 set in advance by design.
画像処理部７は、画像形成領域Ｇ１のサイズに対して外部画像入力部８から入力される画像（ユーザに呈示すべき画像）の割合が１０％以上５０％未満の場合には、図１０に示す設定テーブルに従ってフォトダイオード受光用画像の輝度を通常の０.７倍に設定し、フォトダイオード５の受光感度を通常の１.５倍に設定する。 When the ratio of the image (image to be presented to the user) input from the external image input unit 8 to the size of the image forming area G1 is 10% or more and less than 50%, the image processing unit 7 According to the setting table shown, the brightness of the photodiode light receiving image is set to 0.7 times the normal value, and the light receiving sensitivity of the photodiode 5 is set to 1.5 times the normal value.
また、画像処理部は７は、画像形成領域Ｇ１のサイズに対して外部画像入力部８から入力される画像（ユーザに呈示すべき画像）の割合が１０％未満の場合には、図１０に示す設定テーブルに従ってフォトダイオード受光用画像の輝度を通常の０.５倍に設定し、フォトダイオード５の受光感度を通常の２倍に設定する。 In addition, the image processing unit 7 is shown in FIG. 10 when the ratio of the image (image to be presented to the user) input from the external image input unit 8 to the size of the image forming region G1 is less than 10%. In accordance with the setting table shown, the brightness of the photodiode light receiving image is set to 0.5 times the normal value, and the light receiving sensitivity of the photodiode 5 is set to twice the normal value.
フォトダイオード５の受光感度とフォトダイオード受光用画像の輝度とはほぼ逆比例の関係にあり、従って、フォトダイオード受光用画像の輝度と受光感度とを変更したとしても、フォトダイオード５の受光タイミングは変わらない。 The light receiving sensitivity of the photodiode 5 and the brightness of the photodiode light receiving image are in an inversely proportional relationship. Therefore, even if the brightness of the photodiode light receiving image and the light receiving sensitivity are changed, the light receiving timing of the photodiode 5 is does not change.
この実施例３によれば、画像形成領域Ｇ１のサイズに対して実際にユーザに呈示すべき画像のサイズが小さい場合、フォトダイオード受光用画像の輝度を下げ、その低減分だけ、フォトダイオード５の受光感度を高めている。なので、フォトダイオード受光用画像の受光タイミングを変化させることなく、フォトダイオード受光用画像に起因する迷光を防止できる。 According to the third embodiment, when the size of the image that should actually be presented to the user is smaller than the size of the image forming region G1, the brightness of the photodiode light receiving image is lowered, and the photodiode 5 is reduced by the reduced amount. Increasing photosensitivity. Therefore, stray light caused by the photodiode light receiving image can be prevented without changing the light receiving timing of the photodiode light receiving image.
（実施例４）
この実施例４では、図１１に示すように、画像処理部７は、外部画像入力部８から入力された画像を構成する色成分のうちのＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）色の強度を比較して、これらの三色の色のうちの強度が最も高い色を判定する（Ｓ．２１）。
Example 4
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 11, the image processing unit 7 includes R (red), G (green), and B (blue) among the color components constituting the image input from the external image input unit 8. ) The color intensity is compared, and the color having the highest intensity among these three colors is determined (S.21).
ついで、画像処理部７は、フォトダイオード受光用画像の色をその最も強度が高い色と同じ色に変換する（Ｓ.２２）。例えば、外部画像入力部８から入力された画像を構成する色成分のＲ（赤色）の強度が最も高い場合には、フォトダイオード受光用画像を赤色に設定する。 Next, the image processing unit 7 converts the color of the photodiode light receiving image into the same color as the highest intensity color (S.22). For example, when the intensity of R (red) of the color component constituting the image input from the external image input unit 8 is the highest, the photodiode light receiving image is set to red.
Ｓ.２３からＳ.２７までの処理は、図４に示すＳ.１ないしＳ.５の処理と同一なので、その詳細な説明は割愛する。この実施例４では、ユーザに呈示すべき画像の全体の色味に近い色をフォトダイオード受光用画像として形成することにしたので、フォトダイオード受光用画像に起因する迷光を目立たなくすることができる。 Since the processing from S.23 to S.27 is the same as the processing from S.1 to S.5 shown in FIG. 4, the detailed description thereof is omitted. In the fourth embodiment, since the color close to the whole color of the image to be presented to the user is formed as the photodiode light receiving image, the stray light caused by the photodiode light receiving image can be made inconspicuous. .
なお、この実施例４では、画像処理部７は、外部画像入力部８から入力された画像を構成する色成分のうちのＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）色の強度を比較して、画像処理部７がこれらの三色の色のうちの強度が最も高い色を判定する構成として説明した。 In the fourth embodiment, the image processing unit 7 calculates the R (red), G (green), and B (blue) color intensities of the color components constituting the image input from the external image input unit 8. In comparison, the image processing unit 7 has been described as a configuration that determines the color having the highest intensity among these three colors.
しかしながら、画像処理部７は、外部画像入力部８から入力された画像を構成するＲ、Ｇ、Ｂの色成分から中間色を求め、この中間色によりフォトダイオード受光用画像を形成する構成とすることもできる。また、実施例３に示す処理と実施例４に示す処理との両方を行う構成とすることもできる。 However, the image processing unit 7 may obtain an intermediate color from the R, G, and B color components constituting the image input from the external image input unit 8 and form a photodiode light receiving image using the intermediate color. it can. Moreover, it can also be set as the structure which performs both the process shown in Example 3, and the process shown in Example 4. FIG.
１…レーザ光源部（光源部）
２…レーザ光源制御部（光源制御部）
３…揺動ミラー（光束走査部）
５…フォトダイオード（走査光束検知部）
７…画像処理部
９…フォトダイオード受光用画像作成部（検知部受光用画像作成部）
Ｐ…レーザ光束
1 ... Laser light source (light source)
2 ... Laser light source controller (light source controller)
3 ... Oscillating mirror (light beam scanning part)
5 ... Photodiode (scanning beam detector)
7. Image processing unit 9. Photodiode light receiving image creation unit (detecting unit light receiving image creation unit)
P ... Laser beam
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