JP6737370B2 - Projection device - Google Patents

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Description

本発明は、複数の画像を投影する投影装置に関する。 The present invention relates to a projection device that projects a plurality of images.

車両の運転席側と助手席側とに個別に画像を表示するウィンドシールドディスプレイ装置が例えば特許文献1に記載されている。このウィンドシールドディスプレイ装置は、運転席側の表示器およびコンバイナ部により運転席側に画像を表示し、助手席側の表示器およびコンバイナ部により助手席側に画像を表示している。 For example, Patent Document 1 discloses a windshield display device that individually displays images on the driver's seat side and the passenger's seat side of a vehicle. In this windshield display device, an image is displayed on the driver side by a display and a combiner section on the driver side, and an image is displayed on the passenger side by a display and a combiner section on the passenger side.

特開2005−205974号公報JP, 2005-205974, A

特許文献1に記載のディスプレイ装置では、運転席側と助手席側に画像を投影する表示器がそれぞれ存在する。つまり、画像を構成する光を射出する光源ユニットが複数必要となるため、装置の大型化、コストアップなどが課題となる。 In the display device described in Patent Document 1, there are display devices for projecting images on the driver's seat side and the passenger seat side, respectively. That is, since a plurality of light source units that emit light that forms an image are required, there are problems such as an increase in size of the device and an increase in cost.

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、1つの光源ユニットにより複数の画像を投影することが可能な投影装置を提供することを主な目的とする。 The problems to be solved by the present invention are as described above. The main object of the present invention is to provide a projection device capable of projecting a plurality of images with one light source unit.

請求項に記載の発明は、投影面上の第1投影領域および第2投影領域のそれぞれに異なる画像を投影する投影装置であって、前記第1投影領域に投影される第1画像と前記第2投影領域に投影される第2画像を含む画像に基づいてレーザ光を射出する1つの光源ユニットと、前記レーザ光を、それぞれ進行方向が異なる第1ビームおよび第2ビームに分割する分割手段と、前記第1ビームを、前記第1投影領域に前記第1画像を構成する光を照射させる第1光学手段の入射面上に走査する第1走査手段と、前記第2ビームを、前記第2投影領域に前記第2画像を構成する光を照射させる第2光学手段の入射面上に走査する第2走査手段と、前記第1走査手段および前記第2走査手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第1ビームのうちの前記第1画像に対応する部分が中央に走査され、前記第2画像に対応する部分が前記第1画像に対応する部分の左右または上下の位置に走査され、前記第1画像に対応する部分が前記第1光学手段に走査されるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2ビームのうちの前記第2画像に対応する部分が中央に走査され、前記第1画像に対応する部分が前記第2画像に対応する部分の左右または上下の位置に走査され、前記第2画像に対応する部分が前記第2光学手段に走査されるように前記第2走査手段を制御し、前記第1光学手段および前記第2光学手段の周辺に配置され、前記第1光学手段または前記第2光学手段の入射面上に走査されなかった前記第1ビームの前記第2画像に対応する部分または前記第2ビームの前記第1画像に対応する部分を遮光する遮光部を備える
The invention described in the claims is a projection device for projecting different images on a first projection area and a second projection area on a projection surface, wherein the first image and the first image projected on the first projection area are One light source unit that emits a laser beam based on an image including a second image projected on two projection regions, and a splitting unit that splits the laser beam into a first beam and a second beam having different traveling directions. First scanning means for scanning the first beam onto an incident surface of a first optical means for irradiating the first projection region with light forming the first image, and the second beam for the second beam. Second scanning means for scanning the incident surface of the second optical means for irradiating the projection area with the light forming the second image, and control means for controlling the first scanning means and the second scanning means. The control means may be configured such that a portion of the first beam corresponding to the first image is scanned in the center, and a portion corresponding to the second image is located on the left or right or above and below the portion corresponding to the first image. A portion of the second beam corresponding to the second image while controlling the first scanning means so that the portion scanned by the position and corresponding to the first image is scanned by the first optical means. Is scanned in the center, the portion corresponding to the first image is scanned at the left and right or the upper and lower positions of the portion corresponding to the second image, and the portion corresponding to the second image is scanned by the second optical means. The second scanning means is controlled so as to be arranged in the periphery of the first optical means and the second optical means, and the scanning is not performed on the incident surface of the first optical means or the second optical means. A light blocking portion is provided for blocking the portion of the first beam corresponding to the second image or the portion of the second beam corresponding to the first image .

第1実施例に係る投影装置の概略構成を示す。1 shows a schematic configuration of a projection device according to a first embodiment. 第1実施例の投影装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the projection apparatus of 1st Example. 第1実施例の投影装置による画像表示方法を説明する図である。It is a figure explaining the image display method by the projection apparatus of 1st Example. 第2実施例に係る投影装置の概略構成を示す。2 shows a schematic configuration of a projection device according to a second embodiment. 第2実施例の投影装置による画像表示方法を説明する図である。It is a figure explaining the image display method by the projection apparatus of 2nd Example. 変形例の投影装置による画像表示方法を説明する図である。It is a figure explaining the image display method by the projection device of a modification.

本発明の好適な実施形態では、投影装置は、投影面上の第1投影領域および第2投影領域のそれぞれに異なる画像を投影する投影装置であって、前記第1投影領域に投影される第1画像と前記第2投影領域に投影される第2画像を含む画像に基づいてレーザ光を射出する1つの光源ユニットと、前記レーザ光を、それぞれ進行方向が異なる第1ビームおよび第2ビームに分割する分割手段と、前記第1ビームを、前記第1投影領域に前記第1画像を構成する光を照射させる第1光学手段の入射面上に走査する第1走査手段と、前記第2ビームを、前記第2投影領域に前記第2画像を構成する光を照射させる第2光学手段の入射面上に走査する第2走査手段と、前記第1走査手段および前記第2走査手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第1光学手段の入射面上に前記第1ビームのうちの前記第1画像に対応する部分が走査されるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2光学手段の入射面上に前記第2ビームのうちの前記第2画像に対応する部分が走査されるように前記第2走査手段を制御する。 In a preferred embodiment of the present invention, the projection device is a projection device for projecting different images on a first projection region and a second projection region on a projection surface, respectively. One light source unit that emits laser light based on an image including one image and a second image projected on the second projection area, and the laser light into a first beam and a second beam that have different traveling directions. Splitting means for splitting, first scanning means for scanning the first beam onto an incident surface of a first optical means for irradiating the first projection area with light forming the first image, and the second beam Controlling the second scanning means for scanning the incident surface of the second optical means for irradiating the second projection area with the light forming the second image, the first scanning means and the second scanning means. A control means, wherein the control means controls the first scanning means such that a portion of the first beam corresponding to the first image is scanned on an incident surface of the first optical means. At the same time, the second scanning means is controlled so that the incident surface of the second optical means is scanned with a portion of the second beam corresponding to the second image.

上記の投影装置では、1つの光源ユニットから第1画像と第2画像とを含む画像に基づいてレーザ光が射出され、分割手段により第1ビームと第2ビームに分割される。第1ビームは第1走査手段により第1光学手段の入射面上に照射され、第1光学手段は第1画像を構成する光を第1投影領域に照射する。第2ビームは、第2走査手段により第2光学手段の入射面上に照射され、第2光学手段は第2画像を構成する光を第2投影領域に照射する。第1走査手段は、第1光学手段の入射面上に第1ビームのうちの第1画像に対応する部分が走査されるように制御され、第2走査手段は、第2光学手段の入射面上に第2ビームのうちの第2画像に対応する部分が走査されるように制御される。この投影装置によれば、1つの光源ユニットを用いて、異なる画像を投影面上に投影することができる。よって、装置の低コスト化、小型化が可能となる。 In the above-mentioned projection device, laser light is emitted from one light source unit based on the image including the first image and the second image, and is split into the first beam and the second beam by the splitting means. The first beam is irradiated onto the incident surface of the first optical means by the first scanning means, and the first optical means irradiates the light constituting the first image to the first projection area. The second beam is irradiated onto the incident surface of the second optical means by the second scanning means, and the second optical means irradiates the light forming the second image onto the second projection area. The first scanning means is controlled so that a portion of the first beam corresponding to the first image is scanned on the incident surface of the first optical means, and the second scanning means is controlled by the second scanning means. The portion of the second beam corresponding to the second image is controlled to be scanned. According to this projection device, different images can be projected on the projection surface using one light source unit. Therefore, the cost and size of the device can be reduced.

上記の投影装置の一態様は、前記第1光学手段および前記第2光学手段の周辺に配置され、前記第1光学手段または前記第2光学手段の入射面上に走査されなかった前記第1ビームまたは第2ビームを遮光する遮光部を備える。この態様では、投影面に投影されるべきビーム以外の光が遮光部により遮光され、外部に漏れることが防止される。 One mode of the above-mentioned projection device is arranged around the first optical means and the second optical means, and the first beam that is not scanned on the incident surface of the first optical means or the second optical means. Alternatively, a light blocking portion that blocks the second beam is provided. In this aspect, light other than the beam to be projected on the projection surface is blocked by the light blocking unit and is prevented from leaking to the outside.

上記の投影装置の他の一態様は、前記第1画像に対応する画像信号を取得する第1信号取得手段と、前記第2画像に対応する画像信号を取得する第2信号取得手段と、前記第1信号取得手段および前記第2信号取得手段により取得された画像信号に基づいて、前記第1画像と前記第2画像を並べて構成される合成画像を生成する合成画像生成手段と、を備え、前記光源ユニットは、前記合成画像に基づいてレーザ光を射出する。この態様では、第1画像と第2画像として投影すべき画像信号を別々に用意して供給することにより、それぞれを対応する投影領域に投影することができる。 Another aspect of the above projection apparatus is: first signal acquisition means for acquiring an image signal corresponding to the first image; second signal acquisition means for acquiring an image signal corresponding to the second image; A composite image generation unit that generates a composite image configured by arranging the first image and the second image based on the image signal acquired by the first signal acquisition unit and the second signal acquisition unit, The light source unit emits laser light based on the composite image. In this aspect, by separately preparing and supplying the image signals to be projected as the first image and the second image, it is possible to project each to the corresponding projection area.

上記の投影装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記第1走査手段の走査可能範囲の中央領域を当該第1走査手段が走査している際において、当該第1走査手段に入射している第1ビームを前記第1光学手段の入射面の中央領域に向けて反射させるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2走査手段の走査可能範囲の中央領域を当該第2走査手段が走査している際において、当該第2走査手段に入射している第2ビームを前記第2光学手段の入射面の中央領域に向けて反射させるように前記第2走査手段を制御する。この態様では、走査手段による走査領域の中央領域を用いて画像が投影されるので、高解像度の画像を安定的に投影することが可能となる。 In another aspect of the above projection apparatus, the control unit allows the first scanning unit to enter the first scanning unit while the central region of the scannable range of the first scanning unit is scanning. The first scanning means is controlled so as to reflect the first beam toward the central area of the incident surface of the first optical means, and the central area of the scannable range of the second scanning means is adjusted to the second area. While the scanning means is scanning, the second scanning means is controlled so as to reflect the second beam incident on the second scanning means toward the central region of the incident surface of the second optical means. .. In this aspect, since the image is projected using the central area of the scanning area by the scanning means, it is possible to stably project the high-resolution image.

上記の投影装置の他の一態様では、前記第1走査手段および前記第2走査手段の主走査方向における1往復の走査を1周期とした場合、前記第1走査手段と前記第2走査手段の走査タイミングは約1/4周期ずれている。これにより、走査手段による走査領域の中央領域を利用して画像を投影することができる。 In another aspect of the above projection apparatus, when one reciprocating scan in the main scanning direction of the first scanning unit and the second scanning unit is one cycle, the first scanning unit and the second scanning unit The scanning timing is shifted by about 1/4 cycle. Thereby, the image can be projected by utilizing the central area of the scanning area by the scanning means.

上記の投影装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記第1光学手段の入射面上において、前記第1ビームのうちの前記第1画像に対応する部分が中央に走査され、前記第2画像に対応する部分が前記第1画像に対応する部分の左右の位置に走査されるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2光学手段の入射面上において、前記第2ビームのうちの前記第2画像に対応する部分が中央に走査され、前記第1画像に対応する部分が前記第2画像に対応する部分の左右の位置に走査されるように前記第2走査手段を制御する。この態様では、走査手段による走査領域の中央領域を用いて画像が投影されるので、高解像度の画像を安定的に投影することが可能となる。 In another aspect of the above-mentioned projection device, the control means causes the portion of the first beam corresponding to the first image to be scanned in the center on the incident surface of the first optical means. The first scanning means is controlled so that the portion corresponding to the two images is scanned at the left and right positions of the portion corresponding to the first image, and the second beam is formed on the incident surface of the second optical means. The second scanning means is arranged so that a portion corresponding to the second image is scanned in the center and a portion corresponding to the first image is scanned to the left and right positions of the portion corresponding to the second image. Control. In this aspect, since the image is projected using the central area of the scanning area by the scanning means, it is possible to stably project the high-resolution image.

本発明の他の好適な実施形態では、投影面上の第1投影領域および第2投影領域のそれぞれに異なる画像を投影する投影装置により実行される投影方法は、1つの光源ユニットにより、前記第1投影領域に投影される第1画像と前記第2投影領域に投影される第2画像を含む画像に基づいてレーザ光を射出するレーザ光射出工程と、分割手段により、前記レーザ光を、それぞれ進行方向が異なる第1ビームおよび第2ビームに分割する分割工程と、第1走査手段により、前記第1ビームを、前記第1投影領域に前記第1画像を構成する光を照射させる第1光学手段の入射面上に走査する第1走査工程と、第2走査手段により、前記第2ビームを、前記第2投影領域に前記第2画像を構成する光を照射させる第2光学手段の入射面上に走査する第2走査工程と、前記第1走査手段および前記第2走査手段を制御する制御工程と、を備え、前記制御工程は、前記第1光学手段の入射面上に前記第1ビームのうちの前記第1画像に対応する部分が走査されるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2光学手段の入射面上に前記第2ビームのうちの前記第2画像に対応する部分が走査されるように前記第2走査手段を制御する。この投影方法によっても、1つの光源ユニットを用いて、異なる画像を投影面上に投影することができる。よって、装置の低コスト化、小型化が可能となる。 In another preferred embodiment of the present invention, a projection method executed by a projection device for projecting different images on a first projection area and a second projection area on a projection surface is performed by one light source unit, A laser beam emitting step of emitting a laser beam based on an image including a first image projected on one projection region and a second image projected on the second projection region; A dividing step of dividing into a first beam and a second beam having different traveling directions, and a first optical means for irradiating the first beam with the light forming the first image in the first projection region by the first scanning means. A first scanning step of scanning the incident surface of the means, and an incident surface of the second optical means for irradiating the second beam with the light forming the second image by the second scanning means. A second scanning step of scanning upward, and a control step of controlling the first scanning means and the second scanning means, wherein the control step comprises the first beam on the incident surface of the first optical means. And controlling the first scanning means so that a portion of the second beam corresponding to the first image is scanned and corresponding to the second image of the second beam on the incident surface of the second optical means. The second scanning means is controlled so that the portion to be scanned is scanned. Also by this projection method, different images can be projected on the projection surface using one light source unit. Therefore, the cost and size of the device can be reduced.

本発明の他の好適な実施形態では、投影面上の第1投影領域および第2投影領域のそれぞれに異なる画像を投影する投影装置により実行されるプログラムは、1つの光源ユニットにより、前記第1投影領域に投影される第1画像と前記第2投影領域に投影される第2画像を含む画像に基づいてレーザ光を射出するレーザ光射出工程と、分割手段により、前記レーザ光を、それぞれ進行方向が異なる第1ビームおよび第2ビームに分割する分割工程と、第1走査手段により、前記第1ビームを、前記第1投影領域に前記第1画像を構成する光を照射させる第1光学手段の入射面上に走査する第1走査工程と、第2走査手段により、前記第2ビームを、前記第2投影領域に前記第2画像を構成する光を照射させる第2光学手段の入射面上に走査する第2走査工程と、前記第1走査手段および前記第2走査手段を制御する制御工程と、を前記投影装置に実行させ、前記制御工程は、前記第1光学手段の入射面上に前記第1ビームのうちの前記第1画像に対応する部分が走査されるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2光学手段の入射面上に前記第2ビームのうちの前記第2画像に対応する部分が走査されるように前記第2走査手段を制御する。このプログラムによっても、1つの光源ユニットを用いて、異なる画像を投影面上に投影することができる。よって、装置の低コスト化、小型化が可能となる。このプログラムは、記憶媒体に記憶して取り扱うことができる。 In another preferred embodiment of the present invention, the program executed by the projection device that projects different images on the first projection region and the second projection region on the projection surface is performed by one light source unit, A laser beam emitting step of emitting a laser beam based on an image including a first image projected on a projection region and a second image projected on the second projection region, and the laser beam is respectively advanced by a dividing means. A dividing step of dividing into a first beam and a second beam having different directions, and a first scanning means for irradiating the first beam with light forming the first image on the first projection region. On the incident surface of the second optical means for irradiating the second beam with the light forming the second image on the second projection area by the first scanning step of scanning on the incident surface of The projection device to perform a second scanning step of scanning the first scanning means and a control step of controlling the first scanning means and the second scanning means, and the control step is performed on the incident surface of the first optical means. The first scanning unit is controlled so that a portion of the first beam corresponding to the first image is scanned, and the first scanning unit controls the first scanning unit to scan the second plane of the second beam on the incident surface of the second optical unit. The second scanning means is controlled so that a portion corresponding to two images is scanned. Also with this program, different images can be projected on the projection surface using one light source unit. Therefore, the cost and size of the device can be reduced. This program can be stored in a storage medium and handled.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
[第1実施例]
図1は、第1実施例に係る投影装置10の構成を示す。図1に示すように、投影装置10は、スクリーンとして機能する車両のフロントガラス11に画像を投影するものである。図1は車内から車両のフロントガラス11、即ち車両の前方を見た図であり、右側が運転席側、左側が助手席側である。以下の説明では、運転席側の構成要素には添え字「d」を付し、助手席側の構成要素には添え字「a]を付す。また、運転席側および助手席側に存在する構成要素について運転席側、助手席側を問わずに言及する場合には上記の添え字を省略する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 shows the configuration of a projection device 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the projection device 10 projects an image on a windshield 11 of a vehicle that functions as a screen. FIG. 1 is a view of the windshield 11 of the vehicle as viewed from the inside of the vehicle, that is, the front of the vehicle. In the following description, the component on the driver's seat side is attached with the subscript "d", the component on the passenger side is attached with the subscript "a", and is present on the driver side and the passenger side. The above subscripts are omitted when referring to the constituent elements regardless of the driver's seat side or the passenger's seat side.

投影装置10は、光源ユニット1と、遮光部12と、フィールドレンズ13a、13dと、EPE(Exit Pupil Expander)14a、14dと、ハーフミラー15と、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー16a、16dと、を備える。 The projection apparatus 10 includes a light source unit 1, a light shielding unit 12, field lenses 13a and 13d, EPEs (Exit Pupil Expanders) 14a and 14d, a half mirror 15, and MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirrors 16a and 16d. , Is provided.

光源ユニット1は画像を構成するレーザ光Lを射出する。光源ユニット1の構成は後述する。光源ユニット1から射出されたレーザ光Lは、ハーフミラー15により反射されたレーザ光Laと、ハーフミラー15を透過したレーザ光Ldに分割される。 The light source unit 1 emits a laser beam L that forms an image. The configuration of the light source unit 1 will be described later. The laser light L emitted from the light source unit 1 is split into a laser light La reflected by the half mirror 15 and a laser light Ld transmitted through the half mirror 15.

ハーフミラー15を透過したレーザ光Ldは、MEMSミラー16dに入射する。MEMSミラー16dは、後述するMEMS制御部8により矢印17に示すように揺動され、入射したレーザ光Ldをフロントガラス11側へ反射する。MEMSミラー16dの揺動により、レーザ光LdはEPE14dを含む領域内を矢印18で示す主走査方向に走査される。 The laser light Ld transmitted through the half mirror 15 enters the MEMS mirror 16d. The MEMS mirror 16d is swung by the MEMS control unit 8 to be described later as shown by an arrow 17, and reflects the incident laser beam Ld to the windshield 11 side. Due to the swing of the MEMS mirror 16d, the laser beam Ld is scanned within the region including the EPE 14d in the main scanning direction indicated by the arrow 18.

EPE14dは、例えば複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイであり、レーザ光Ldの射出瞳を拡大し、フロントガラス11に投影される画像の中間像を形成する。 The EPE 14d is, for example, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, expands the exit pupil of the laser light Ld, and forms an intermediate image of the image projected on the windshield 11.

フィールドレンズ13dは、EPE14dの射出側に配置されており、EPE14dを通過したレーザ光Ldはフィールドレンズ13dに入射する。フィールドレンズ13dは、EPE14dからのレーザ光Ldが入射する面(つまり入射面)が平面形状に構成されているとともに、入射面と反対側の面(つまり射出面)が球面の凸面形状に構成されており、画像を形成する中間像をフロントガラス11の運転席側の虚像表示領域11dに向けて射出する。運転席に座っている運転者は、フロントガラス11の虚像表示領域11dに投影される虚像を視認することにより、フロントガラス11の背後(車両の進行方向前方)に中間像に相当する画像を虚像として視認する。 The field lens 13d is disposed on the exit side of the EPE 14d, and the laser light Ld that has passed through the EPE 14d enters the field lens 13d. In the field lens 13d, the surface on which the laser light Ld from the EPE 14d is incident (that is, the incident surface) is configured in a flat shape, and the surface on the opposite side to the incident surface (that is, the exit surface) is configured in a spherical convex shape. The intermediate image forming the image is emitted toward the virtual image display area 11d on the driver's seat side of the windshield 11. The driver sitting in the driver's seat visually recognizes the virtual image projected on the virtual image display area 11d of the windshield 11 so that an image corresponding to an intermediate image is formed behind the windshield 11 (front of the traveling direction of the vehicle). To see as.

一方、ハーフミラー15で反射されたレーザ光Laは、MEMSミラー16aに入射する。MEMSミラー16aは、後述するMEMS制御部8により矢印17に示すように揺動され、入射したレーザ光Laをフロントガラス11側へ反射する。MEMSミラー16aの揺動により、レーザ光LaはEPE14aを含む領域内を矢印18で示す主走査方向に走査される。 On the other hand, the laser light La reflected by the half mirror 15 enters the MEMS mirror 16a. The MEMS mirror 16a is swung by the MEMS control unit 8 described later as shown by an arrow 17, and reflects the incident laser beam La toward the windshield 11. Due to the swing of the MEMS mirror 16a, the laser beam La is scanned in the area including the EPE 14a in the main scanning direction indicated by the arrow 18.

EPE14aも、例えば複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイであり、レーザ光Laの射出瞳を拡大し、フロントガラス11に投影される画像の中間像を形成する。 The EPE 14a is also a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, for example, and enlarges the exit pupil of the laser light La to form an intermediate image of the image projected on the windshield 11.

フィールドレンズ13aは、EPE14aの射出側に配置されており、EPE14aを通過したレーザ光Laはフィールドレンズ13aに入射する。フィールドレンズ13aは、フィールドレンズ13dと同様に構成されており、画像を形成する中間像をフロントガラス11の助手席側の虚像表示領域11aに向けて射出する。助手席に座っている搭乗者は、フロントガラス11の虚像表示領域11aに投影される虚像を視認することにより、フロントガラス11の背後(車両の進行方向前方)に中間像に相当する画像を虚像として視認する。 The field lens 13a is arranged on the exit side of the EPE 14a, and the laser light La that has passed through the EPE 14a enters the field lens 13a. The field lens 13a is configured similarly to the field lens 13d, and emits an intermediate image forming an image toward the virtual image display area 11a on the passenger side of the windshield 11. The passenger sitting in the passenger seat visually recognizes the virtual image projected on the virtual image display area 11a of the windshield 11 to form an image corresponding to an intermediate image behind the windshield 11 (in front of the traveling direction of the vehicle). To see as.

図2は、投影装置10の構成、特に光源ユニット1などの信号処理系の構成を示すブロック図である。信号処理系の構成要素として、投影装置10は、光源ユニット1と、画像信号入力部2a、2dと、ビデオASIC(Application Specific Integrated Circuit)3と、フレームメモリ4と、ROM5と、RAM6と、レーザドライバASIC7と、MEMS制御部8と、を備える。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the projection device 10, particularly a configuration of a signal processing system such as the light source unit 1. As a component of the signal processing system, the projection device 10 includes a light source unit 1, image signal input units 2a and 2d, a video ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 3, a frame memory 4, a ROM 5, a RAM 6, and a laser. The driver ASIC 7 and the MEMS control unit 8 are provided.

画像信号入力部2a、2dは、それぞれ外部から入力される画像信号を受信してビデオASIC3に出力する。 The image signal input units 2a and 2d receive image signals input from the outside and output them to the video ASIC 3.

ビデオASIC3は、画像信号入力部2a、2dから入力される画像信号およびMEMSミラー16a、16dから入力される走査位置情報S1a、S1dに基づいてレーザドライバASIC7やMEMS制御部8を制御するブロックであり、ASICとして構成されている。ビデオASIC3は、同期/画像分離部31と、ビットデータ変換部32と、発光パターン変換部33と、タイミングコントローラ34と、を備える。 The video ASIC 3 is a block that controls the laser driver ASIC 7 and the MEMS control unit 8 based on the image signals input from the image signal input units 2a and 2d and the scanning position information S1a and S1d input from the MEMS mirrors 16a and 16d. , ASIC. The video ASIC 3 includes a synchronization/image separation unit 31, a bit data conversion unit 32, a light emission pattern conversion unit 33, and a timing controller 34.

同期/画像分離部31は、画像信号入力部2a、2dから入力された画像信号から画像データと同期信号とを分離し、画像データをフレームメモリ4へ書き込む。 The synchronization/image separation unit 31 separates the image data and the synchronization signal from the image signals input from the image signal input units 2a and 2d, and writes the image data in the frame memory 4.

具体的には、同期/画像分離部31は、画像信号入力部2aから入力される第1画像と画像信号入力部2dから入力される第2画像とを横方向に並べて合成画像を生成する。合成画像の例を図3(A)に示す。図3(A)の例では、左側の犬の画像が第1画像として画像信号入力部2aから入力され、右側の案内矢印の画像が第2画像として画像信号入力部2dから入力される。同期/画像分離部31は、第1画像と第2画像と合成して合成画像を生成し、フレームメモリ4に書き込む。 Specifically, the synchronization/image separation unit 31 horizontally arranges the first image input from the image signal input unit 2a and the second image input from the image signal input unit 2d to generate a combined image. An example of the composite image is shown in FIG. In the example of FIG. 3A, the image of the dog on the left side is input as the first image from the image signal input unit 2a, and the image of the guide arrow on the right side is input as the second image from the image signal input unit 2d. The synchronization/image separation unit 31 combines the first image and the second image to generate a combined image, and writes the combined image in the frame memory 4.

ビットデータ変換部32は、フレームメモリ4に書き込まれた合成画像データを読み出してビットデータに変換する。 The bit data conversion unit 32 reads the composite image data written in the frame memory 4 and converts it into bit data.

発光パターン変換部33は、ビットデータ変換部32により変換されたビットデータを、各レーザの発光パターンを表す信号に変換する。 The light emission pattern conversion unit 33 converts the bit data converted by the bit data conversion unit 32 into a signal representing the light emission pattern of each laser.

タイミングコントローラ34は、同期/画像分離部31、ビットデータ変換部32の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ34は、後述するMEMS制御部8の動作タイミングも制御する。 The timing controller 34 controls the operation timing of the synchronization/image separation unit 31 and the bit data conversion unit 32. The timing controller 34 also controls the operation timing of the MEMS control unit 8 described later.

フレームメモリ4には、同期/画像分離部31により生成された合成画像データが書き込まれる。ROM5は、ビデオASIC3が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。RAM6には、ビデオASIC3が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。 The composite image data generated by the synchronization/image separation unit 31 is written in the frame memory 4. The ROM 5 stores control programs and data for operating the video ASIC 3. Various data is sequentially read from and written to the RAM 6 as a work memory when the video ASIC 3 operates.

レーザドライバASIC7は、光源ユニット1に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックであり、ASICとして構成されている。レーザドライバASIC7は、赤色レーザ駆動回路71と、青色レーザ駆動回路72と、緑色レーザ駆動回路73と、を備える。 The laser driver ASIC 7 is a block that generates a signal for driving the laser diode provided in the light source unit 1, and is configured as an ASIC. The laser driver ASIC 7 includes a red laser drive circuit 71, a blue laser drive circuit 72, and a green laser drive circuit 73.

赤色レーザ駆動回路71は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、赤色レーザLD1を駆動する。青色レーザ駆動回路72は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、青色レーザLD2を駆動する。緑色レーザ駆動回路73は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、緑色レーザLD3を駆動する。 The red laser drive circuit 71 drives the red laser LD1 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33. The blue laser drive circuit 72 drives the blue laser LD2 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33. The green laser drive circuit 73 drives the green laser LD3 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.

MEMS制御部8は、タイミングコントローラ34が出力する信号に基づきMEMSミラー16a、16dを制御する。MEMS制御部8は、サーボ回路81と、ドライバ回路82と、を備える。サーボ回路81は、タイミングコントローラ34からの信号に基づき、MEMSミラー16a、16dの動作を制御する制御信号S2a、S2dを生成する。ドライバ回路82は、サーボ回路81が出力する制御信号S2a、S2dを所定レベルに増幅してMEMSミラー16a、16dにそれぞれ出力する。 The MEMS control unit 8 controls the MEMS mirrors 16a and 16d based on the signal output by the timing controller 34. The MEMS control unit 8 includes a servo circuit 81 and a driver circuit 82. The servo circuit 81 generates control signals S2a and S2d for controlling the operations of the MEMS mirrors 16a and 16d based on the signal from the timing controller 34. The driver circuit 82 amplifies the control signals S2a and S2d output from the servo circuit 81 to a predetermined level and outputs the amplified signals to the MEMS mirrors 16a and 16d, respectively.

光源ユニット1は、レーザドライバASIC7から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光を出射する。具体的には、光源ユニット1は、赤色レーザLD1と、青色レーザLD2と、緑色レーザLD3と、コリメータレンズ91a〜91cと、反射ミラー92a〜92cと、を備える。 The light source unit 1 emits laser light based on the drive signal output from the laser driver ASIC 7. Specifically, the light source unit 1 includes a red laser LD1, a blue laser LD2, a green laser LD3, collimator lenses 91a to 91c, and reflection mirrors 92a to 92c.

赤色レーザLD1は赤色のレーザ光を出射し、青色レーザLD2は青色のレーザ光を出射し、緑色レーザLD3は緑色のレーザ光を出射する。コリメータレンズ91a〜91cは、それぞれ、赤色、青色および緑色のレーザ光を平行光にして、反射ミラー92a〜92cに出射する。反射ミラー92bは、青色レーザ光を反射する。反射ミラー92cは、青色レーザ光を透過させ、緑色レーザ光を反射する。反射ミラー92aは、赤色レーザ光のみを透過させ、青色および緑色のレーザ光を反射する。こうして反射ミラー92aを透過した赤色レーザ光および反射ミラー92aで反射された青色および緑色のレーザ光は、ハーフミラー15に入射する。 The red laser LD1 emits red laser light, the blue laser LD2 emits blue laser light, and the green laser LD3 emits green laser light. The collimator lenses 91a to 91c convert the red, blue, and green laser lights into parallel lights and emit the parallel lights to the reflection mirrors 92a to 92c, respectively. The reflection mirror 92b reflects the blue laser light. The reflection mirror 92c transmits the blue laser light and reflects the green laser light. The reflection mirror 92a transmits only the red laser light and reflects the blue and green laser lights. In this way, the red laser light transmitted through the reflection mirror 92 a and the blue and green laser lights reflected by the reflection mirror 92 a enter the half mirror 15.

ハーフミラー15を透過したレーザ光LdはMEMSミラー16dにより反射されて、EPE14dへ入射する。MEMSミラー16dは、MEMS制御回路8から出力される制御信号S2dにより揺動され、EPE14dを含む走査領域内でレーザ光Ldを走査する。 The laser light Ld that has passed through the half mirror 15 is reflected by the MEMS mirror 16d and enters the EPE 14d. The MEMS mirror 16d is oscillated by the control signal S2d output from the MEMS control circuit 8, and scans the laser beam Ld within the scanning region including the EPE 14d.

一方、ハーフミラーで反射されたレーザ光LaはMEMSミラー16aにより反射されて、EPE14aへ入射する。MEMSミラー16aは、MEMS制御回路8から出力される制御信号S2aにより揺動され、EPE14aを含む走査領域内でレーザ光Laを走査する。 On the other hand, the laser light La reflected by the half mirror is reflected by the MEMS mirror 16a and enters the EPE 14a. The MEMS mirror 16a is oscillated by the control signal S2a output from the MEMS control circuit 8 and scans the laser beam La within the scanning region including the EPE 14a.

上記の構成において、ハーフミラー15は本発明の分割手段の一例であり、EPE14a、14dおよびフィールドレンズ13a、13dは本発明の光学手段の一例であり、MEMSミラー16a、16dは本発明の走査手段の一例であり、MEMS制御部8は本発明の制御手段の一例である。また、画像信号入力部2a、2dは本発明の信号取得手段の一例であり、ビデオASIC3は本発明の合成画像生成手段の一例である。 In the above configuration, the half mirror 15 is an example of the dividing means of the present invention, the EPEs 14a, 14d and the field lenses 13a, 13d are an example of the optical means of the present invention, and the MEMS mirrors 16a, 16d are the scanning means of the present invention. The MEMS control unit 8 is an example of the control means of the present invention. The image signal input units 2a and 2d are an example of the signal acquisition means of the present invention, and the video ASIC 3 is an example of the composite image generation means of the present invention.

次に、投影装置10による画像表示方法について説明する。図3(B)は、合成画像がMEMSミラー16aにより走査される様子を示す。MEMSミラー16aは、主走査方向(X方向)および副走査方向(Y方向)に揺動し、入射するレーザ光LaをXY平面上に走査する。具体的には、MEMSミラー16aは、Y方向においては上から下へレーザ光Laを走査するとともに、X方向においては左→右→左と往復するようにレーザ光Laを走査する。なお、以下の説明では、X方向において合成画像の左端から右端へ走査しさらに左端へ戻る走査、即ち1往復の走査を「1周期」とする。本実施例では、MEMSミラー16a、16dは、X方向およびY方向に同期して揺動する。 Next, an image display method by the projection device 10 will be described. FIG. 3B shows how the composite image is scanned by the MEMS mirror 16a. The MEMS mirror 16a swings in the main scanning direction (X direction) and the sub scanning direction (Y direction), and scans the incident laser light La on the XY plane. Specifically, the MEMS mirror 16a scans the laser beam La from top to bottom in the Y direction, and also scans the laser beam La so as to reciprocate left→right→left in the X direction. In the following description, a scan in which the scanning is performed from the left end to the right end of the combined image in the X direction and then back to the left end, that is, one reciprocating scan is defined as “one cycle”. In this embodiment, the MEMS mirrors 16a and 16d swing in synchronization with the X direction and the Y direction.

MEMS制御部8は、合成画像のうちの第1画像(犬の画像)がEPE14aの領域に走査され、第2画像(案内矢印の画像)が遮光部12上に走査されるようにMEMSミラー16aを制御する。これにより、第1画像は、EPE14aにより射出瞳が拡大され、フィールドレンズ13aによりフロントガラス11の助手席側の虚像表示領域11aに向けて射出される。一方、第2画像は遮光部12により遮られ、フロントガラス11へは射出されないので、視認されることはない。なお、遮光部12は、表示しない方の画像を構成する光が反射して生じる迷光を減じるため、黒色の部材で構成されることが好ましい。 The MEMS control unit 8 scans the area of the EPE 14a with the first image (image of the dog) of the composite image, and scans the second image (image of the guide arrow) on the light shielding unit 12 of the MEMS mirror 16a. To control. As a result, the exit pupil of the first image is enlarged by the EPE 14a, and the first image is emitted by the field lens 13a toward the virtual image display region 11a on the passenger seat side of the windshield 11. On the other hand, the second image is blocked by the light shield 12 and is not projected onto the windshield 11, so that it is not visible. The light shielding portion 12 is preferably formed of a black member in order to reduce stray light that is generated by the reflection of light forming the image that is not displayed.

具体的な制御方法としては、MEMS制御部8は、MEMSミラー16aのXY方向の揺動角と、その揺動角の際に光ビームLaが照射される位置との関係を予め記憶しておき、合成画像の第1画像部分がEPE14aの領域に照射され、第2画像部分がそれより右側の遮光部12に照射されるように、MEMSミラー16aのXY方向の揺動角および揺動速度を制御する。 As a specific control method, the MEMS control unit 8 stores in advance the relationship between the swing angle of the MEMS mirror 16a in the XY directions and the position to which the light beam La is irradiated at the swing angle. The XY swing angle and the swing speed of the MEMS mirror 16a are adjusted so that the first image portion of the composite image is illuminated on the area of the EPE 14a and the second image portion is illuminated on the light shielding portion 12 on the right side thereof. Control.

図3(C)は、合成画像がMEMSミラー16dにより走査される様子を示す。図示のように、MEMSミラー16dは、X方向およびY方向に揺動し、入射するレーザ光LdをXY平面上に走査する。具体的には、MEMS制御部8は、合成画像のうちの第1画像部分が遮光部12上に走査され、第2画像部分がEPE14dの領域に走査されるようにMEMSミラー16dを制御する。これにより、第2画像は、EPE14dにより射出瞳が拡大され、フィールドレンズ13dによりフロントガラス11の運転席側の虚像表示領域11dに向けて射出される。一方、第1画像は遮光部12により遮られ、フロントガラス11へは射出されないため、視認されることはない。 FIG. 3C shows how the composite image is scanned by the MEMS mirror 16d. As illustrated, the MEMS mirror 16d swings in the X direction and the Y direction, and scans the incident laser light Ld on the XY plane. Specifically, the MEMS control unit 8 controls the MEMS mirror 16d so that the first image portion of the composite image is scanned on the light shielding unit 12 and the second image portion is scanned on the area of the EPE 14d. As a result, the exit pupil of the second image is enlarged by the EPE 14d, and the second image is emitted toward the virtual image display area 11d on the driver side of the windshield 11 by the field lens 13d. On the other hand, since the first image is blocked by the light blocking portion 12 and is not projected onto the windshield 11, it is not visually recognized.

こうして、1つの光源ユニット1から出射された合成画像を用いて、第1画像と第2画像の虚像をフロントガラス11上の助手席側と運転席側の虚像表示領域11a、11dにそれぞれ表示することができる。 In this way, the virtual images of the first image and the second image are displayed in the virtual image display regions 11a and 11d on the front passenger's seat side and the driver's seat side on the windshield 11, respectively, using the composite image emitted from one light source unit 1. be able to.

以上のように、第1実施例では、1つの光源ユニットを用いて、複数の画像を個別に投影可能な投影装置を提供することができる。よって、光源ユニットの数を減らせるため、装置の低コスト化、小型化が可能となる。
[第2実施例]
As described above, in the first embodiment, it is possible to provide the projection device capable of individually projecting a plurality of images by using one light source unit. Therefore, since the number of light source units can be reduced, the cost and size of the device can be reduced.
[Second Embodiment]

第1実施例では、図3(B)、(C)に示すように、虚像として表示される第1画像、第2画像はそれぞれMEMSミラー16a、16dにより走査された合成画像の左半分、右半分を使用したものとなっている。しかし、一般的にMEMSミラーはその揺動領域の端部においては揺動速度が遅くなるため、画像表示が不安定となり、表示画像の解像度が低下する傾向がある。即ち、虚像として表示する画像としては、MEMSミラーにより走査される合成画像の端部を使用するよりも、揺動速度が速く安定している中央領域を使用した方が、画像表示が安定し、高解像度の表示が可能となる。そこで、第2実施例では、MEMSミラー16a、16dが走査する合成画像の中央領域を用いて第1画像、第2画像を虚像として表示する。 In the first embodiment, as shown in FIGS. 3B and 3C, the first image and the second image displayed as virtual images are the left half and the right of the composite image scanned by the MEMS mirrors 16a and 16d, respectively. It is one that uses half. However, in general, the MEMS mirror has a slow swinging speed at the end of the swinging area, so that the image display becomes unstable, and the resolution of the displayed image tends to decrease. That is, as the image displayed as the virtual image, the use of the central area where the swing speed is fast and stable is more stable than the use of the end portion of the composite image scanned by the MEMS mirror, and the image display is stable. High-resolution display is possible. Therefore, in the second embodiment, the first image and the second image are displayed as virtual images using the central area of the composite image scanned by the MEMS mirrors 16a and 16d.

図4は、第2実施例に係る投影装置10xの構成を示す。第2実施例に係る投影装置10xは、基本的な構成は第1実施例に係る投影装置10と同一である。但し、図1と比較するとわかるように、MEMSミラー16a、16dによる走査領域が異なる。具体的には、第2実施例では、MEMSミラー16a、16dは、EPE14a、14dがX方向の走査領域の略中央に来るように揺動する。 FIG. 4 shows the configuration of a projection device 10x according to the second embodiment. The projection device 10x according to the second embodiment has the same basic configuration as the projection device 10 according to the first embodiment. However, as can be seen by comparing with FIG. 1, the scanning regions by the MEMS mirrors 16a and 16d are different. Specifically, in the second embodiment, the MEMS mirrors 16a and 16d swing so that the EPEs 14a and 14d are located substantially at the center of the scanning region in the X direction.

図5(A)は、合成画像がMEMSミラー16aにより走査される様子を示す。図示のように、第2実施例では、MEMSミラー16aは、X方向においてEPE14aをほぼ中央に含む領域を走査する。即ち、MEMSミラー16aの走査領域の左右の端部は、遮光部12上に位置する。そして、合成画像のうちの第1画像部分がEPE14aの領域に走査されるように、MEMSミラー16aの揺動が制御される。これにより、MEMSミラー16aの走査領域の中央領域、即ち画像が安定的に表示可能な領域に第1画像を表示することができるので、高解像度での表示が可能となる。 FIG. 5A shows how the composite image is scanned by the MEMS mirror 16a. As shown in the figure, in the second embodiment, the MEMS mirror 16a scans a region including the EPE 14a in the center in the X direction. That is, the left and right ends of the scanning area of the MEMS mirror 16a are located on the light shielding portion 12. Then, the swing of the MEMS mirror 16a is controlled so that the first image portion of the combined image is scanned in the area of the EPE 14a. Accordingly, the first image can be displayed in the central area of the scanning area of the MEMS mirror 16a, that is, the area in which the image can be stably displayed, and thus high-resolution display is possible.

図5(B)は、合成画像がMEMSミラー16dにより走査される様子を示す。運転席側についても同様に、MEMSミラー16dは、X方向においてEPE14dをほぼ中央に含む領域を走査し、合成画像のうちの第2画像部分がEPE14dの領域に走査されるように制御される。これにより、MEMSミラー16dの走査領域の中央領域、即ち画像が安定的に表示可能な部分に第2画像を表示することができるので、高解像度での表示が可能となる。 FIG. 5B shows how the composite image is scanned by the MEMS mirror 16d. Similarly for the driver's seat side, the MEMS mirror 16d is controlled so as to scan a region including the EPE 14d in the center in the X direction and scan the region of the EPE 14d with the second image portion of the composite image. Accordingly, the second image can be displayed in the central region of the scanning region of the MEMS mirror 16d, that is, in the portion where the image can be stably displayed, and thus high-resolution display is possible.

第2実施例では、MEMSミラー16a、16dは、Y方向には同期して揺動するが、X方向には約1/4周期ほど走査タイミングをずらして走査される。具体的には、図3(A)に示す合成画像を第1実施例のようにそのまま、即ち、左半分に第1画像、右半分に第2画像が表示されるように走査する場合には、光源ユニット1から合成画像の左上の画素に対応するレーザ光が射出されたタイミングで、走査領域の左上の位置を走査するようにMEMSミラー16の向きが制御される。 In the second embodiment, the MEMS mirrors 16a and 16d oscillate in synchronization in the Y direction, but are scanned in the X direction with a scanning timing shifted by about 1/4 cycle. Specifically, when scanning the combined image shown in FIG. 3A as it is as in the first embodiment, that is, when the first image is displayed on the left half and the second image is displayed on the right half, The orientation of the MEMS mirror 16 is controlled so as to scan the upper left position of the scanning region at the timing when the laser light corresponding to the upper left pixel of the composite image is emitted from the light source unit 1.

これに対して、図5(A)のように、第1画像を中央に表示する際には、光源ユニット1から合成画像を構成するレーザ光が射出されるタイミングに対して、MEMSミラー16aの走査タイミングを1/4周期早めればよい。こうすると、MEMSミラー16aは合成画像のうちの第2画像の中央付近に相当する画像からX方向の走査を開始し、EPE14aに対応する中央領域で第1画像を描画することになる。 On the other hand, as shown in FIG. 5A, when the first image is displayed in the center, the MEMS mirror 16a moves at the timing when the laser light forming the composite image is emitted from the light source unit 1. The scanning timing may be advanced by 1/4 cycle. By doing so, the MEMS mirror 16a starts scanning in the X direction from an image corresponding to the vicinity of the center of the second image in the composite image, and draws the first image in the central region corresponding to the EPE 14a.

逆に、図5(B)のように、第2画像を中央に表示する際には、光源ユニット1から合成画像を構成するレーザ光が射出されるタイミングに対して、MEMSミラー16dの走査タイミングを1/4周期遅らせればよい。こうすると、MEMSミラー16dは合成画像のうちの第1画像の中央付近に相当する画像からX方向の走査を開始し、EPE14dに対応する中央領域で第2画像を描画することになる。 On the contrary, when the second image is displayed in the center as shown in FIG. 5B, the scanning timing of the MEMS mirror 16d with respect to the timing at which the laser light forming the composite image is emitted from the light source unit 1. Should be delayed by 1/4 cycle. By doing so, the MEMS mirror 16d starts scanning in the X direction from an image corresponding to the vicinity of the center of the first image in the composite image, and draws the second image in the central region corresponding to the EPE 14d.

以上のように、第2実施例によっても、1つの光源ユニットを用いて、複数の画像を個別に表示可能な投影装置を提供することができる。よって、光源ユニットの個数を減らせるため、装置の低コスト化、小型化が可能となる。また、第2実施例では、MEMSミラー16による走査領域の中央を利用して第1画像および第2画像を描画するので、安定的に高解像度の投影が可能となる。
[変形例]
As described above, also in the second embodiment, it is possible to provide the projection device capable of individually displaying a plurality of images by using one light source unit. Therefore, since the number of light source units can be reduced, the cost and size of the device can be reduced. Further, in the second embodiment, since the first image and the second image are drawn by utilizing the center of the scanning area by the MEMS mirror 16, it is possible to stably perform high-resolution projection.
[Modification]

上記の実施例では、第1画像と第2画像を横方向に並べて合成画像を生成しているが、その代わりに、第1画像と第2画像を縦方向に並べて合成画像を生成してもよい。具体的には、同期/画像分離部31は、図6に示すように、画像信号入力部2aから入力される第1画像と、画像信号入力部2bから入力される第2画像とを縦方向に並べて合成画像を生成する。 In the above embodiment, the first image and the second image are arranged in the horizontal direction to generate the combined image, but instead, the first image and the second image are arranged in the vertical direction to generate the combined image. Good. Specifically, as shown in FIG. 6, the synchronization/image separation unit 31 vertically defines the first image input from the image signal input unit 2a and the second image input from the image signal input unit 2b. To create a composite image.

MEMS制御部8は、図6(A)に示すように、合成画像のうち第1画像がEPE14aの領域に走査され、第2画像が遮光部12上に走査されるようにMEMSミラー16aを制御する。これにより、第1画像は、EPE14aにより射出瞳が拡大され、フィールドレンズ13aによりフロントガラス11の助手席側の虚像表示領域11aに向けて射出される。一方、第2画像は遮光部12により遮られ、フロントガラス11へは射出されないので、視認されることはない。 As shown in FIG. 6A, the MEMS control unit 8 controls the MEMS mirror 16a so that the first image of the composite image is scanned in the area of the EPE 14a and the second image is scanned on the light shielding unit 12. To do. As a result, the exit pupil of the first image is enlarged by the EPE 14a, and the first image is emitted toward the virtual image display area 11a on the passenger seat side of the windshield 11 by the field lens 13a. On the other hand, the second image is blocked by the light shield 12 and is not projected onto the windshield 11, so that it is not visible.

また、MEMS制御部8は、図6(B)に示すように、合成画像のうち第1画像が遮光部12上に走査され、第2画像がEPE14dの領域に走査されるようにMEMSミラー16dを制御する。これにより、第2画像は、EPE14dにより射出瞳が拡大され、フィールドレンズ13dによりフロントガラス11の運転席側の虚像表示領域11dに向けて射出される。一方、第1画像は遮光部12により遮られ、フロントガラス11へは射出されないので、視認されることはない。 In addition, as shown in FIG. 6B, the MEMS control unit 8 scans the light shielding unit 12 with the first image of the composite image and scans the area of the EPE 14d with the second image of the MEMS mirror 16d. To control. As a result, the exit pupil of the second image is enlarged by the EPE 14d, and the second image is emitted toward the virtual image display area 11d on the driver side of the windshield 11 by the field lens 13d. On the other hand, since the first image is blocked by the light blocking portion 12 and is not emitted to the windshield 11, it is not visually recognized.

上記の実施例では虚像がフロントガラスに投影されているが、その代わりに、虚像をコンバイナに投影するものとしてもよい。また、上記の実施例ではレーザ光を走査する走査手段をMEMSミラーにより構成しているが、その代わりに走査手段をガルバノミラーにより構成してもよい。 Although the virtual image is projected on the windshield in the above embodiment, the virtual image may be projected on the combiner instead. Further, in the above-mentioned embodiment, the scanning means for scanning the laser beam is constituted by the MEMS mirror, but the scanning means may be constituted by a galvano mirror instead.

また、上記の実施例では、本発明の投影装置をヘッドアップディスプレイに適用しているが、その代わりに、RGBのレーザ光を網膜上に走査する網膜走査型ヘッドマウントディスプレイに適用してもよい。この場合、1つの光源ユニットのみで左目向けと右目向けに個別の画像を表示させることができるため、両眼視差を利用した画像の立体視を実現することができる。 Further, in the above-described embodiment, the projection device of the present invention is applied to the head-up display, but instead, it may be applied to a retina scanning type head mounted display that scans RGB laser light on the retina. .. In this case, individual images can be displayed for the left eye and the right eye with only one light source unit, and thus stereoscopic viewing of images using binocular parallax can be realized.

1 光源ユニット
3 ビデオASIC
7 レーザドライバASIC
8 MEMS制御部
11 フロントガラス
12 遮光部
13a、13d フィールドレンズ
14a、14d EPE
15 ハーフミラー
16a、16d MEMSミラー
1 Light source unit 3 Video ASIC
7 Laser driver ASIC
8 MEMS control part 11 Windshield 12 Light-shielding part 13a, 13d Field lens 14a, 14d EPE
15 Half mirror 16a, 16d MEMS mirror

Claims (4)

投影面上の第1投影領域および第2投影領域のそれぞれに異なる画像を投影する投影装置であって、
前記第1投影領域に投影される第1画像と前記第2投影領域に投影される第2画像を含む画像に基づいてレーザ光を射出する1つの光源ユニットと、
前記レーザ光を、それぞれ進行方向が異なる第1ビームおよび第2ビームに分割する分割手段と、
前記第1ビームを、前記第1投影領域に前記第1画像を構成する光を照射させる第1光学手段の入射面上に走査する第1走査手段と、
前記第2ビームを、前記第2投影領域に前記第2画像を構成する光を照射させる第2光学手段の入射面上に走査する第2走査手段と、
前記第1走査手段および前記第2走査手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第1ビームのうちの前記第1画像に対応する部分が中央に走査され、前記第2画像に対応する部分が前記第1画像に対応する部分の左右または上下の位置に走査され、前記第1画像に対応する部分が前記第1光学手段に走査されるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2ビームのうちの前記第2画像に対応する部分が中央に走査され、前記第1画像に対応する部分が前記第2画像に対応する部分の左右または上下の位置に走査され、前記第2画像に対応する部分が前記第2光学手段に走査されるように前記第2走査手段を制御し、
前記第1光学手段および前記第2光学手段の周辺に配置され、前記第1光学手段または前記第2光学手段の入射面上に走査されなかった前記第1ビームの前記第2画像に対応する部分または前記第2ビームの前記第1画像に対応する部分を遮光する遮光部を備えることを特徴とする投影装置。
A projection device for projecting different images on a first projection area and a second projection area on a projection surface, respectively.
One light source unit that emits laser light based on an image including a first image projected on the first projection region and a second image projected on the second projection region;
Splitting means for splitting the laser light into a first beam and a second beam which respectively have different traveling directions;
First scanning means for scanning the first beam onto an incident surface of a first optical means for irradiating the first projection area with light forming the first image;
Second scanning means for scanning the second beam onto the incident surface of the second optical means for irradiating the second projection area with the light forming the second image;
Control means for controlling the first scanning means and the second scanning means,
Equipped with
In the control means, a portion of the first beam corresponding to the first image is scanned in the center, and a portion of the first beam corresponding to the first image is located at the left, right, or top and bottom of the portion corresponding to the first image. The first scanning unit is controlled so that a portion corresponding to the first image is scanned and is scanned by the first optical unit, and a portion of the second beam corresponding to the second image is in the center. So that the portion corresponding to the first image is scanned to the left and right or the upper and lower positions of the portion corresponding to the second image, and the portion corresponding to the second image is scanned by the second optical means. To control the second scanning means ,
A portion, which is arranged around the first optical means and the second optical means, and which corresponds to the second image of the first beam that has not been scanned on the incident surface of the first optical means or the second optical means. Alternatively , the projection apparatus is provided with a light shielding unit that shields a portion of the second beam corresponding to the first image .
前記第1画像に対応する画像信号を取得する第1信号取得手段と、
前記第2画像に対応する画像信号を取得する第2信号取得手段と、
前記第1信号取得手段および前記第2信号取得手段により取得された画像信号に基づいて、前記第1画像と前記第2画像を並べて構成される合成画像を生成する合成画像生成手段と、を備え、
前記光源ユニットは、前記合成画像に基づいてレーザ光を射出することを特徴とする請求項1に記載の投影装置。
First signal acquisition means for acquiring an image signal corresponding to the first image,
Second signal acquisition means for acquiring an image signal corresponding to the second image,
And a composite image generation unit that generates a composite image configured by arranging the first image and the second image based on the image signals acquired by the first signal acquisition unit and the second signal acquisition unit. ,
The projection device according to claim 1, wherein the light source unit emits laser light based on the composite image.
前記制御手段は、前記第1走査手段の走査可能範囲の中央領域を当該第1走査手段が走査している際に、当該第1走査手段に入射している第1ビームを前記第1光学手段の入射面の中央領域に向けて反射させるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2走査手段の走査可能範囲の中央領域を当該第2走査手段が走査している際に、当該第2走査手段に入射している第2ビームを前記第2光学手段の入射面の中央領域に向けて反射させるように前記第2走査手段を制御することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の投影装置。 The control means, when the first scanning means scans the central area of the scannable range of the first scanning means, outputs the first beam incident on the first scanning means to the first optical means. While controlling the first scanning means so as to reflect the light toward the central area of the incident surface of the second scanning means, while the second scanning means scans the central area of the scannable range of the second scanning means, of claims 1 to 2, wherein the controller controls the second scanning means so as to reflect toward a second beam which is incident on the second scanning means in a central region of the incident surface of the second optical means The projection device according to any one of claims. 投影面上の第1投影領域および第2投影領域のそれぞれに異なる画像を投影する投影装置であって、
前記第1投影領域に投影される第1画像と前記第2投影領域に投影される第2画像を含む画像に基づいてレーザ光を射出する1つの光源ユニットと、
前記レーザ光を、それぞれ進行方向が異なる第1ビームおよび第2ビームに分割する分割手段と、
前記第1ビームを、前記第1投影領域に前記第1画像を構成する光を照射させる第1光学手段の入射面上に走査する第1走査手段と、
前記第2ビームを、前記第2投影領域に前記第2画像を構成する光を照射させる第2光学手段の入射面上に走査する第2走査手段と、
前記第1走査手段および前記第2走査手段を制御する制御手段と、
前記第1光学手段および前記第2光学手段の周辺に配置される遮光部と、
を備え、
前記制御手段は、前記第1光学手段の入射面上に前記第1ビームのうちの前記第1画像に対応する部分が走査されるように前記第1走査手段を制御するとともに、前記第2光学手段の入射面上に前記第2ビームのうちの前記第2画像に対応する部分が走査されるように前記第2走査手段を制御し、
前記第1走査手段および前記第2走査手段の主走査方向における1往復の走査を1周期とした場合、前記第1走査手段と前記第2走査手段の走査タイミングは約1/4周期ずれ、
前記遮光部は、前記第1光学手段または前記第2光学手段の入射面上に走査されなかった前記第1ビームまたは前記第2ビームを遮光することを特徴とする投影装置。
A projection device for projecting different images on a first projection area and a second projection area on a projection surface, respectively.
One light source unit that emits laser light based on an image including a first image projected on the first projection region and a second image projected on the second projection region;
Splitting means for splitting the laser light into a first beam and a second beam which respectively have different traveling directions;
First scanning means for scanning the first beam onto an incident surface of a first optical means for irradiating the first projection area with light forming the first image;
Second scanning means for scanning the second beam onto the incident surface of the second optical means for irradiating the second projection area with the light forming the second image;
Control means for controlling the first scanning means and the second scanning means,
A light shielding portion arranged around the first optical means and the second optical means,
Equipped with
The control unit controls the first scanning unit so that a portion of the first beam corresponding to the first image is scanned on the incident surface of the first optical unit, and the second optical unit is controlled. Controlling the second scanning means such that a portion of the second beam corresponding to the second image is scanned on the entrance surface of the means,
When one reciprocating scan in the main scanning direction of the first scanning means and the second scanning means is one cycle, the scanning timings of the first scanning means and the second scanning means are shifted by about 1/4 cycle,
The projection device, wherein the light blocking unit blocks the first beam or the second beam that has not been scanned on the incident surface of the first optical unit or the second optical unit.
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