激光输出控制装置和激光扫描型显示设备

文档序号:1060928 发布日期:2020-10-13 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 激光输出控制装置和激光扫描型显示设备 (Laser output control device and laser scanning type display apparatus ) 是由 秦诚 于 2019-02-15 设计创作,主要内容包括:本发明的目的是抑制杂散光的显示质量的降低。一种激光输出控制装置(101),其通过反馈光源(11)所射出的激光的光强度,调整用于显示图像(M)的光源(11)的控制值,其中,照度判断部(21)获得可推算周围环境的照度的照度信号或从外部控制图像(M)的亮度的要求亮度信号,判断周围环境的亮度,检查时期调整部(22)在照度判断部(21)判定为周围环境暗的场合,与周围环境亮的场合相比较,缩短光源(11)所射出检查用光(Cd)的期间(Q),光源控制部(23)获得光源(11)所射出的检查用光(Cd)的光强度的累积计算值(Sd),调整驱动光源(11)的控制值。(The invention aims to suppress the display quality of stray light from being reduced. A laser output control device (101) adjusts a control value of a light source (11) for displaying an image (M) by feeding back a light intensity of a laser beam emitted from the light source (11), wherein an illuminance judgment unit (21) obtains an illuminance signal capable of estimating the illuminance of the surrounding environment or a required brightness signal for controlling the brightness of the image (M) from the outside to judge the brightness of the surrounding environment, an inspection timing adjustment unit (22) shortens a period (Q) during which inspection light (Cd) is emitted from the light source (11) when the illuminance judgment unit (21) judges that the surrounding environment is dark as compared with when the surrounding environment is bright, and a light source control unit (23) obtains an accumulated calculated value (Sd) of the light intensity of the inspection light (Cd) emitted from the light source (11) to adjust the control value for driving the light source (11).)

激光输出控制装置和激光扫描型显示设备

技术领域

本发明涉及控制激光光源的激光输出控制装置与激光扫描型显示设备,该设备以二维方式使该激光输出控制装置所射出的光扫描以形成图像。

背景技术

激光扫描型显示设备比如通过扫描部在屏幕上使激光输出控制装置所射出的光扫描,以形成图像。在这样的激光扫描型显示设备中具有下述的问题,即,因使用环境的温度变化等,所射出的光的光强度变化,所形成的图像无法以所需的亮度、颜色而显示。

为了解决这样的问题,人们知道有下述的技术,其中,检测激光的光强度,根据该已检测的光强度调整激光的射出,由此,输出所需的光强度。

另外,在专利文献1中,公开了下述的技术,其包括反射透射部,该反射透射部接收来自光源的光,将一部分的光作为反射光,使其在光传感器的方向反射,将一部分的光作为透射光,使其透射到扫描部侧,使从光源而输出的光的反射光射入到光传感器中,在光传感器的检测信号的条件下,对光源的驱动进行补偿处理。借助通过光传感器而检测的光为以事先预定的输出强度(控制值)而驱动的光源所射出的光(检测用的光)的反射光(检测用的光的反射光)。顺便说一下,该检测用光在于用户无法辨认的屏幕上的不可视区域,扫描部朝向激光时输出。

激光扫描型显示设备的扫描部在使从光源射出的光进行多次的左右方向的主扫描的同时,进行与上述主扫描方向相正交的上下方向的副扫描。扫描部可扫描的区域由用户可辨认的可视区域与其以外区域的用户难以辨认的不可视区域构成。作为典型方式,可视区域为位于扫描部可扫描的区域的基本中间处的矩形的区域,不可视区域为包围可视区域的中空的矩形状的区域,该可视区域包括可视区域的左右方向(主扫描方向)的两端外侧与上下方向(副扫描方向)的两端外侧。

由于像前述的那样,在于屏幕上的用户无法辨认的区域,扫描部朝向激光时输出检查用光,故在屏幕上的检查用光应当无法由用户辨认,但是,实际上,因屏幕的扩散、散射,投射于屏幕的不可视区域的检查用光的一部分为杂散光,由用户辨认到。

专利文献2公开了下述的技术,其中,为了按照检查用光的杂散光无法由用户辨认的方式,将检查用光投射于屏幕上的与用户辨认的可视区域离开的位置,在副扫描方向的往复的切换地点附近,由光源而射出检查用光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP特开2014-086426号公报

专利文献2:WO2017/145859号国际公开

发明内容

发明要解决的课题

但是,为了分离屏幕上的可视区域和射出检查用光的区域,必须要求在屏幕上较大地设置无法由用户辨认的不可视区域,必须要求增加屏幕。另外,增加不可视区域这一点具有下述的问题,即,扫描部进行扫描的总时间中的扫描可视区域所花费的时间短,显示效率降低。

于是,本发明提供抑制杂散光的显示质量的降低的激光输出控制装置以及采用该激光输出控制装置的激光扫描型显示设备。

用于解决课题的技术方案

第1实施方式的激光输出控制装置涉及下述的激光输出控制装置101,该激光输出控制装置101通过反馈光源11所射出的激光的光强度调整用于显示图像M的上述光源11的控制值,该激光输出控制装置101包括:照度判断部21,该照度判断部21获得可推算周围环境的照度的照度信号、或从外部控制上述图像M的亮度的要求亮度信号,判断上述周围环境的亮度;检查时期调整部22,该检查时期调整部22在上述照度判断部21判定上述周围环境为暗的场合,与上述周围环境亮的场合相比较,缩短上述光源11射出检查用光Cd的期间Q;光源控制部23,该光源控制部23获得上述光源11所射出的上述检查用光Cd的光强度的累积计算值Sd,调整驱动上述光源11的上述控制值。

发明的效果

本发明可抑制杂散光导致的显示质量的降低。

附图说明

图1为用于说明本发明的实施方式的平视显示装置的装载方式的图;

图2为表示上述实施方式的平视显示装置的概况结构剖面的例子的图;

图3为表示上述实施方式的激光输出部的概况结构剖面的例子的图;

图4为说明上述实施方式的激光输出部的电气结构的方框图;

图5为表示上述实施方式的激光扫描型显示装置中的屏幕上的扫描方式的例子的图;

图6的(a)为表示副扫描位置的时间推移的图,图6的(b)为与图6的(a)的时间推移相对应的检测用光的射出时期的图,图6的(c)为表示与图6的(a)的时间推移相对应的检测信号的例子的图;

图7的(a)为表示副扫描位置的时间推移的图,图7的(b)为表示与图7的(a)的时间推移相对应,周边环境亮的场合的检测用光的射出时期的图,图7的(c)为表示与图7的(a)的时间推移相对应,周边环境暗的场合的检测信号的例子的图;

图8为表示上述实施方式的控制部所进行的光强度补偿处理的例子的流程图。

具体实施方式

下面参照附图,对本发明的实施方式进行说明。另外,本发明不限于下述的实施方式(还包括附图的内容)。可对下述的实施方式进行变更(还包括组成元件的删除)。另外,在下面的说明中,为了容易理解本发明,适当省略公知技术的事项的说明。

本发明的实施方式的平视显示装置(HUD装置)1像图1所示的那样,设置于车辆2的仪表盘上,朝向前挡玻璃(透射反射部的一个例子)2a射出表示通报规定的信息的图像M(参照图2)的显示光K。通过前挡玻璃2a反射的显示光K由观察者3(主要是车辆2的驾驶员),作为形成于前挡玻璃2a的前方的虚像V而进行辨认。

图1的HUD装置1像图2所示的那样,由图像形成部(激光扫描型显示设备)100、作为中继光学部的第1反射部200、第2反射部300、壳体400与外光传感器500构成,该图像形成部100形成图像M,该中继光学部使图像形成部100形成的图像M的显示光K朝向前挡玻璃2a,该壳体400接纳这些图像形成部100、第1反射部200、第2反射部300等,该外光传感器500检测HUD装置1的外部的照度。

图2的第1反射部(中继光学部)200、第2反射部(中继光学部)300由比如平面或曲面的反光镜等构成,接收表示显示于屏幕103上的图像M的显示光K,将该显示光K朝向前挡玻璃2a进行反射。另外,作为典型方式,具有凹面状的曲面的第2反射部300具有放大图像形成部100所形成的图像M的功能,对前挡玻璃2a的变形进行补偿,辨认没有变形的虚像V的功能,使虚像V成像于以规定的距离而离开用户的位置的功能等。另外,在本实施方式中,中继光学部为第1反射部200和第2反射部300的两个反射型的光学部件,但是,比如也可省略其中一者的反射型的中继光学部(第2反射部300),还可追加另外的反射型的中继光学部。此外,中继光学部不仅为反射型的中继光学部,还可替换为透镜等的折射型、衍射型或与透镜等的折射型、衍射型相组合。

壳体400接纳激光输出部101、扫描部102、屏幕103、第1反射部200、第2反射部300等,该壳体400由遮光性的部件构成,在壳体400的一部分上具有使显示光K透射的透光部410。另外,比如,在透光部410的内面上设置外光传感器500,该外光传感器500检测HUD装置1的外部照度,将涉及外部照度的信息输出给控制部20。

(图像形成部(激光扫描型显示设备)100)

图像形成部100通过以二维方式使激光扫描,在显示面(屏幕103)上形成图像M。图像形成部100主要由比如激光输出部101、扫描部102与屏幕103构成,该激光输出部101射出合成激光C,该扫描部102使激光输出部101射出的合成激光C扫描,该屏幕103接收通过该扫描部102扫描的合成激光C,显示图像M。

激光输出部101朝向扫描部102射出后述的合成激光C,该激光输出部101由比如激光输出部10与控制部20构成,该控制部20控制激光输出部10中的设置于激光输出部10中的光源11、扫描部102等。

图3为表示激光输出部10的结构例子的图。激光输出部10主要由光源11、聚光部12、光合成部13、调光部14、光分支部15、光强度检测部16、控制部(激光输出控制装置)20构成。

图3的光源11具有射出颜色不同的色光的多个光源,比如由射出蓝色的激光B的第1光源11a、射出绿色的激光G的第2光源11b与射出红色的激光R的第3光源11c构成。光源11具体来说,比如可输出各种颜色256色阶的光强度,根据后述的控制部20所确定的控制值射出所需的光强度的激光。

图3的聚光部12汇聚各光源11a、11b、11c所射出的各激光B、G、R,减小光点直径,形成收敛光,比如,该聚光部12由第1聚光部12a、第2聚光部12b与第3聚光部12c构成,该第1聚光部12a位于从第1光源11a射出的蓝色激光B的光路上,汇聚蓝色的激光B,该第2聚光部12b位于从第2光源11b射出的绿色激光G的光路上,汇聚绿色的激光G,该第3聚光部12c位于从第3光源11c射出的红色激光R的光路上,汇聚红色的激光R。

图3的光合成部13使从各光源11a、11b、11c所射出的经由聚光部12而到达的各激光B、G、R的光轴一致,作为合成激光C射出,该光合成部13包括第1光合成部13a、第2光合成部13b与第3光合成部13c,该第1光合成部13a调整蓝色的激光B的光轴,该第2光合成部13b调整绿色的激光G的光轴,该第3光合成部13c调整红色的激光R的光轴。

图3的调光部14包括比如VA(Vertialignment,垂直取向)型的液晶元件14a与夹持该液晶元件14a的吸收型或反射型的两个偏振滤光片(偏振片)14b、14c,后述的控制部20根据已设定的调光率,以脉冲振幅调制(Pulse Amplitude Modution:PAM)方式、脉冲宽度调制(Pulse Width Modution:PWM)方式驱动液晶元件14a,由此,使通过调光部14的合成激光C的的透光率变化,将输入到调光部14的合成激光C调整(调光)到所需的光强度。另外,调光部14也可不设置于接收将激光R、激光G、激光B合成的合成激光C的位置,而设置于通过光合成部13合成之前的激光R、激光G、激光B相应的光路上。此外,调光部14也可不由透射型液晶元件,而由反射型的LCoS(Liquid Crystal On Silicon,硅基液晶)等构成。还有,调光部14也可在于图中没有示出的调光控制部的控制的条件下,根据后述的外光传感器500所检测的外部照度设定调光率。具体来说,比如,在外部照度高(亮)的场合,为了显示高亮度的图像M,调光部14的调光率较高地设定,在外部照度低(暗)的场合,为了显示低亮度的图像M,调光部14的调光率较低地设定。另外,为了防止液晶元件的烧结,最好,调光部14按照下述的方式进行驱动,该方式为:通过正极和负极分别施加相同值的外加电压的期间相同。另外,调光部14中的液晶元件14a和两个偏振片14b、14c既可不像图3所示的那样按照经由液晶元件14a,在合成激光C的光路上连续的方式设置,还可设置于分别离开的位置。另外,位于液晶元件14a的光源11侧的偏振片14b也可省略。此外,还可省略调光部14。

图3的光分支部15比如由具有5%左右反射率的透射性部件构成,设置于从调光部14到扫描部102之间的合成激光C的光路上,原样地使来自调光部14的合成激光C的大部分透射,但是,一部分的光作为反射光C1,朝向后述的光强度检测部16的方向反射。另外,光分支部15也可使透射的光朝向光强度检测部16,使已反射的光朝向射出方向(扫描部102的方向)。

图3的光强度检测部16由比如光电二极管、彩色传感器等构成,接收通过光分支部15反射的反射光C1,检测已接收的反射光C1的光强度。光强度检测部16具有在图中没有示出的积分电路,将对已接收的反射光C1的光强度进行积分处理得到的检测信号Sd输出给后述的控制部20。另外,光强度检测部16也可在其与控制部20之间,具有以可变的放大率而使检测信号Sd放大的可变放大器16a。

图4为说明图2所示的激光输出部101的电气结构的方框图。激光输出部101的控制部20由电路构成,该电路包括至少一个处理器(比如,中央处理器(CPU))、至少一个特定用途集成电路(ASIC)、和/或至少一个的场可编程门阵列(FPGA)等的至少一个半导体集成电路。至少一个处理器可通过从至少一个计算机可读取的有形记录介质中读取一个或多个命令,实现照度判断部21、检查时期调整部22、光源控制部23、门控制部24、控制在图中没有示出的调光部14的调光控制部、包括扫描控制部的控制部20的功能的全部或一部分。这样的记录介质包括硬盘这样的任意类型的磁介质、CD和DVD这样的任意类型的光学介质、易失性存储器这样的任意类型的半导体存储器、与非易失性存储器。易失性存储器包括DRAM和SRAM,非易失性存储器包括ROM和NVROM。半导体存储器包括与至少一个处理器一起地构成电路的一部分的半导体电路。ASIC为按照实现图4所示的功能方框的全部或一部分的方式级联的集成电路,FPGA为按照在制造后,实现图4所示的功能方框的全部或一部分的方式设计的集成电路。

照度判断部21输入HUD装置1显示虚像V的环境(HUD装置1的周围环境)的外部照度(照度信号),判断周围环境的亮度,将判断结果输出给检查时期调整部22。照度判断部21比如从设置于HUD装置1中的外光传感器500输入外部照度,根据该外部照度,判断显示虚像V的环境是亮还是暗。

作为另一实施方式,照度判断部21也可通过输入摄像图像分析摄像图像的亮度,判断周围环境的亮度,该摄像图像是设置在车辆2上的摄像头对车辆2的前方(车辆2的行进方向)进行摄像而得到的。即,在权利要求书中记载的“能推算周围环境的亮度的照度信号”也可包括摄像头的摄像图像。此外,也可通过利用设置于车辆2上的在图中没有示出的通信部的车与车间通信(V2V)和/或路与车间通信(V2P),输入可推算周围环境的照度的信息(照度信号)。此外,照度判断部21也可从车辆2的ECU 600输入用于控制虚像V的亮度的要求亮度信号,根据它判断周围环境的亮度。在此场合,照度判断部21还可通过要求亮度信号,在要求高的亮度的场合,判定为周围环境明亮。

检查时期调整部22通过根据照度判断部21的判断结果控制使光源11开始检测用光Cd的射出的时期(在下面也称为开始时期)ts,和/或使光源11结束检测用光Cd的射出的时期(在下面也称为结束时期)te,调整射出检测用光Cd的期间Q。检查时期调整部22在通过照度判断部21判定周围环境为暗的场合,通过使检测用光Cd的开始时期ts延迟和/或使检测用光Cd的结束开始时期te提早,可缩短使光源11射出检测用光Cd的期间Q,在通过照度判断部21判定周围环境为亮的场合,通过使检测用光Cd的开始时期ts提早,和/或使检测用光Cd的结束开始时期ts延迟,可延长使光源11射出检测用光Cd的期间Q。检查时期调整部22也可以下述的信号为基准,调整检测用光Cd的开始时期ts和结束开始时期ts,该信号指表示从扫描部102或控制扫描部102的在图中没有示出的扫描控制部获得的扫描部102的扫描位置的信号、按照位于指定的扫描位置的时刻射出的时刻信号,使从在图中没有示出的时刻调整部输出的扫描部102的扫描位置和光源11的射出时刻同步的同步信号等。

光源控制部23通过针对从在图中没有示出的存储部中读取所射出的激光的颜色不同的光源11a、11b、11c中的每个而设置的光源驱动数据,使光源11a、11b、11c射出所需的光强度的激光。该光源驱动数据比如为,为了针对8比特256色阶的每个驱动各光源11a、11b、11c而关联有电流值(控制值的一个例子)的数据。但是,即使在通过相同的电流值(控制值)驱动光源11的情况下,因光源11和调光部14的伴随时间推移的特性变化、温度等的使用环境的不同造成的特性变化,难以表现所需的色阶。本实施方式的图像形成部100进行下述的光强度补偿处理,在该光强度补偿处理中,激光输出部101射出作为检查用的激光的检查用光Cd,根据涉及光强度检测部16检测检查用光Cd而得到的激光的光强度的检测信号Sd,对上述光源驱动数据进行补偿处理,可通过射出不同颜色的光源11的相应的光源11,表现所希望的色阶,由此,可显示白平衡良好的图像M。

另外,光源控制部23通过光源驱动数据中的高的色阶而驱动各光源11a、11b、11c,射出检测检查用光Cd。具体来说,也可为色阶的90~100%。由于通过使检查用光Cd为高的色阶的光,检测检查用光Cd的光强度变大,故来自后述的光强度检测部16的检测信号变大,可降低作为噪音相对检测信号的比的S/N比(Signal-Noise ratio,信噪比),精度良好的光检测是可能的。此外,为了使各光源11a、11b、11c射出检查用光Cd,控制部20也可具有射出检查用光Cd的专用的驱动数据。还有,光源控制部23也可对应于照度判断部21所判断的周边环境的亮度,不使检查用光Cd的光强度(用于射出检查用光Cd的控制值)相同。具体来说,光源控制部23也可使在判定周边环境为暗的场合从光源11射出的检查用光Cd的光强度低于在判定周边环境为亮的场合从光源11射出的检查用光Cd的光强度。由此,由于在周边环境暗的场合,检查用光Cd变弱,故可因检查用光Cd的扩散、散射,抑制朝向观察者3的杂散光的光量。

可变放大器16a设置于控制部20和光强度检测部16之间,对来自光强度检测部16的检查用光Cd的光强度的检测信号Sd进行放大,增益控制部24控制可变放大器16a的放大率(收益、增益)。增益控制部24也可对应于射出检查用光Cd的期间Q的长度控制放大率。具体来说,增益控制部24在射出检查用光Cd的期间Q短的场合(照度判断部21判定周边环境暗的场合),通过增加放大率,即使在射出检查用光Cd的期间Q短的情况下,仍可增加输入到控制部20中的检测信号Sd的值。另外,增益控制部24也可以与射出检查用光Cd的期间Q成反比的放大率设定可变放大器16a。由此,即使在射出检查用光Cd的期间Q不同的情况下,仍可使输入到控制部20中的检测信号Sd的值基本一致,即使在期间Q不同的情况下,仍可使对光源驱动数据进行补偿处理的光强度补偿处理为共同的处理,或可将期间Q的不同造成的光强度补偿处理的变化抑制在较小程度。

还有,增益控制部24也可通过调光部14的调光率改变放大率。通过调光部14的调光率,光强度检测部16所接收的检查用光Cd的光强度变化。在外部照度高(亮)的场合,为了显示亮度高的图像M,调光部14的调光率设定得高。于是,在外部照度高(亮)的场合,光强度检测部16所接收的检查用光Cd的光强度变大。另一方面,在外部照度低(暗)的场合,为了显示亮度低的图像M,调光部14的调光率设定得低。于是,光强度检测部16所接收的检查用光Cd的光强度小。在控制部20中,比如在调光部14的调光率设定得低,检查用光Cd的光强度小的场合,增益控制部24使可变放大器16a适当放大从光强度检测部16输入到控制部20中的检测信号。由此,通过调光部14的作用,即使在检查用光Cd的光强度小的情况下,仍可增加信号强度,精度高的光强度检测是可能的。

图5为表示图2所示的扫描部102在屏幕103上使合成激光C扫描的方式的例子的图。

扫描部102接收来自激光输出部10的合成激光C,根据在图中没有示出的扫描控制部的控制,在使已接收的合成激光C像图5所示的那样,在屏幕103上,于主扫描方向X进行多次扫描的同时,使已接收的合成激光C于副扫描方向Y进行扫描,在屏幕103上显示所需的图像M。

屏幕103由比如全息扩散器、微透镜阵列、扩散板等构成,通过背面而接收扫描部102所扫描的合成激光C,在前面侧显示图像M,从表面将表示图像M的显示光K朝向第1反射部200(中继光学部)反射。在本实施方式中,屏幕103为透射型,但是屏幕103也可为反射型。

屏幕103比如分为有效显示区域103a和非显示区域(103b、103c、103d),该有效显示区域103a为小于由图5的粗线框所示的屏幕103的外周,由观察者3作为虚像V而辨认的区域(即,第1反射部200等反射,作为显示光K而射出到外部的区域),该非显示区域(103b、103c、103d)为包围图5中的以涂敷方式表示的有效显示区域103a的周围的区域,为观察者3不通常辨认的区域,该非显示区域分为断续非显示区域103c(图5的有效显示区域103a的左右区域),该区域为在主扫描方向X与有效显示区域103a邻接的区域,包括扫描部102的主扫描的折返地点,在进行主扫描时,断续地从有效显示区域103a切换;连续非显示区域103b、103d(图5的有效显示区域103a的上下区域),该连续非显示区域103b、103d包括在副扫描方向Y与有效显示区域103a邻接的区域,在进行主扫描时,连续地对有效显示区域103a之外进行扫描。

图6的(a)为表示扫描部102的副扫描方向Y的扫描位置的时间t的推移的图,图6的(b)为表示光源11射出检查用光Cd的时期的图,图6的(c)为表示从光强度检测部16输出的检测信号Sd的时间t的推移的图。扫描部102将合成激光C从屏幕103的扫描开始位置P1扫描到扫描结束位置P4,如果到达扫描结束位置P4,则再次返回到扫描开始位置P1。形成图像M的1帧F分为扫描去路期间Fa与扫描回路期间Fb,在该扫描去路期间Fa在扫描部102于副扫描方向Y的正方向进行副扫描的同时,形成图像M,在该扫描回路期间Fb,扫描部102在副扫描方向Y的负方向高速地(副扫描方向Y的速度快于扫描去路期间Fa)进行副扫描。即,1帧F为扫描部102的扫描位置从扫描开始位置P1开始扫描,经由作为有效显示区域103a上的端部的显示开始位置P2和显示结束位置P3,然后,在从到达扫描结束位置P4后,再次返回到扫描开始位置P1的期间,设定在小于等于人可辨认闪烁的临界融合频率以上的1/60秒(60Hz以上)。

检查时期调整部22在扫描部102的扫描位置位于包括副扫描方向Y的折返地点(往复切换地点)的连续非显示区域103d的内部的规定的开始时期ts,使光源11(光源11a、11b、11c中的任意一者)开始检查用光Cd的射出,在经过规定的期间Q后,在结束时期te,结束检查用光Cd的射出。光强度检测部16像图3所示的那样,检测朝向扫描部102的合成激光C的不朝向扫描部102的分支的反射光C1(检查用光Cd),可不依赖于扫描部102的扫描位置而检测检查用光Cd的光强度,将作为对通过在图中没有示出的积分电路而检测的光强度进行时间积分处理的积分值的检测信号Sd输出给控制部20(参照图6)。另外,最好,重新设定检测信号Sd的积分值(使电压信号为零),直至检测新的检查用光Cd。

此外,检查时期调整部22也可在扫描部102的扫描位置到达后述的副扫描方向Y的往复的切换位置Y4之前,开始检查用光Cd的射出,并且在到达往复的切换位置Y4之后,结束检查用光Cd的射出。由此,在射出检查用光Cd的期间Q中,由于扫描部102的扫描位置在副扫描方向Y折返,故可减小在屏幕103上扫描的检查用光Cd的副扫描方向Y的宽度。在这里所说的“在屏幕103上扫描的检查用光Cd的副扫描方向Y的宽度”为在屏幕103上使检查用光Cd扫描的区域的副扫描方向Y的长度,在于期间Q中包括副扫描方向Y的往复的切换位置Y4的场合,为从开始射出检查用光Cd的开始副扫描位置Yds,到往复的切换位置Y4的长度,或从往复的切换位置Y4到检查用光Cd的射出结束的结束副扫描位置Yde的长度中的任意者的长度。另一方面,在于期间Q中不包括副扫描方向Y的往复的切换位置Y4的场合,“在屏幕103上扫描的检查用光Cd的副扫描方向Y的宽度”为从开始检查用光Cd的射出的开始副扫描位置Yds,到结束检查用光Cd的射出的结束副扫描位置Yde的长度。于是,如果期间Q相同,则在期间Q中包括副扫描方向Y的往复的切换位置Y4的场合,可缩短在屏幕103上扫描的检查用光Cd的副扫描方向Y的宽度。另外,特别是最好,检查时期调整部22使开始副扫描方向Y的检查用光Cd的射出的开始副扫描位置Yds和结束副扫描方向Y的检查用光Cd的射出的结束副扫描位置Yde基本相同。在这里所说的开始副扫描位置Yds和结束副扫描位置Yde基本相同这一点指开始副扫描位置Yds和结束副扫描位置Yde的差在副扫描方向Y的扫描范围Y1~Y4的长度的5%以内。由此,可进一步减小在屏幕103上的检查用光Cd的副扫描方向Y的宽度。

另外,图7的(a)为表示光源11射出检查用光Cd的期间Q变化的样子的图,图7的(b)为表示周围环境亮的场合的检查用光Cd的射出时期的图,图7的(c)为表示周围环境暗的场合的检查用光Cd的射出时期的图。检查时期调整部22在照度判断部21判定周围环境为暗的场合,与周围环境亮的场合相比较,缩短光源11射出检查用光Cd的期间Q(从图7的(b)的期间Q1到图7的(c)的Q2)。具体来说,检查时期调整部22使开始检查用光Cd的开始时期ts延迟(从图7的(b)的开始时期ts1到图7的(c)的ts2),并且使结束检查用光Cd的开始时期ts提早(从图7的(b)的结束时期te1到图7的(c)的te2)。在此场合,在周围环境暗的场合的屏幕103上扫描的检查用光Cd的副扫描方向Y的宽度(从开始副扫描位置Yds到结束副扫描位置Yde的长度)短于周围环境亮的场合的宽度(从开始副扫描位置Yds(结束副扫描位置Yde1)到往复的切换位置Y4的长度)。因在屏幕103上扫描的检查用光Cd的副扫描方向Y的宽度短,可抑制于屏幕103上扫描的检查用光Cd因扩散、散射而朝向观察者3的杂散光的光量。

此外,对于从有效显示区域103a的副扫描方向Y的边界(副扫描位置Y3)到射出检查用光Cd的区域的距离H,相对在亮的场合,从开始副扫描位置Yds1(结束副扫描位置Yde1)到显示结束副扫描位置Y3的距离H1的场合,在暗的场合,从开始副扫描位置Yds2到显示结束副扫描位置Y3的距离为H2,变长。即,在暗的场合照射检查用光Cd的区域与亮的场合相比较,与有效显示区域103a离开。在屏幕103上扫描的检查用光Cd的照射区域与有效显示区域103a离开,由此,对于在屏幕103上扫描的检查用光Cd因扩散、散射的杂散光难以朝向观察者3。由于检查时期调整部22可确实地延长有效显示区域103a与照射检查用光Cd的区域的距离H,故像图7的(c)所示的那样,最好,延迟开始检查用光Cd的开始时期ts,并且提早结束检查用光Cd的开始时期ts。但是,并不限于此,检查时期调整部22也可在照度判断部21判断上述周围环境暗的场合,进行延迟开始检查用光Cd的开始时期ts,提早结束检查用光Cd的开始时期ts中的任意者的处理。

图8为本实施方式的图像形成部100所进行的“光强度补偿处理”的流程图。

在步骤S1,照度判断部21从设置于HUD装置1上的外光传感器500获得外部照度,根据该外部照度,判定显示虚像V的环境是亮还是暗。

在步骤S2,检查时期调整部22根据照度判断部21的判断结果,在周围环境暗的场合,通过使光源11延迟检查用光Cd的开始时期ts,和/或提早检查用光Cd的结束开始时期ts,缩短射出检查用光Cd的期间Q。检查时期调整部22所进行的开始时期ts和结束开始时期ts的调整既可为周围环境的明暗的2个等级的调整,也可为对应周围环境的亮度,分级或连续地的3个等级以上的调整。检查时期调整部22既可从在图中未示出的存储部,对应于周围环境的亮度,读取开始时期ts和结束开始时期ts,也可通过周围环境的亮度,进行运算而求出。

在步骤S3,检查时期调整部22判断是在步骤S2中确定的检查用光Cd吗(或,判断扫描部102的扫描位置到达属于开始时期ts的开始位置Pds吗)。在无法判定属于检查用光Cd的开始时期ts(开始位置Pds)的场合(在步骤S3,为“否”),光源控制部23转到步骤S4,使光源11输出用于形成图像M的合成激光C,在屏幕103的有效显示区域103a中形成图像M。

另外,光源控制部23在检查时期调整部22判断为检查用光Cd的开始时期ts(开始位置Pds)的场合(在步骤S3,为“是”),转到步骤S5,在于步骤S5中确定的开始时期ts(开始位置Pds),使光源11开始检查用光Cd的射出。

在步骤S6,光源控制部23在检查时期调整部22于步骤S2中确定的开始时期ts和结束时期te之间的期间Q于射出检查用光Cd之后,停止检查用光Cd的射出,转到步骤S7。光源控制部23从光强度检测部16(或介设有可变放大器16a的光强度检测部16),获得检查用光Cd的检测信号Sd,将其存储于上述存储部中。另外,增益控制部24也可在于步骤S5~S6中射出检查用光Cd的期间,对应于射出检查用光Cd的期间Q,改变可变放大器16a的放大率。

在步骤S8,光源控制部23判断获得色光RGB的全部的检测信号Sd吗,在光源控制部23判断没有获得色光RGB的全部的检测信号Sd(在步骤S8中,为“否”)的场合,处理返回到步骤S3,以便对不同的色光的光源11进行检测。另外,在光源控制部23判断获得色光RGB的全部的检测信号Sd(在步骤S8中,为“是”)的场合,控制部20(光源控制部23)转到步骤S9,按照可以所需的亮度,所需的白平衡而显示适合外部照度的图像M的方式,对各光源11a、11b、11c的光源驱动数据进行补偿处理。具体来说,比如,光源控制部23根据按照光源驱动数据的色阶的90~100%的高的色阶而输出的检查用光Cd的检测信号Sd,对光源驱动数据中的与射出检查用光Cd的色阶相关联的控制值进行补偿处理。接着,光源控制部23根据与射出该检查用光Cd的色阶相关联的控制值的补偿量,还对与另一色阶相关联的控制值进行补偿处理。由此,形成新的光源驱动数据。另外,新旧的光源驱动数据的切换最好为扫描部102的扫描位置为连续非显示区域103d的时刻。此外,光源控制部23只通过仅仅1个色阶的检查用光Cd的光强度检测,而且还可检测其以外的多个色阶的检查用光Cd的光强度,根据针对各光源11a、11b、11c的多个检查用光Cd的检测信号Sd,形成新的光源驱动数据。

另外,步骤S5~S7的基于光强度的检测信号Sd的获得也可针对1帧F,就多个颜色而进行,但是,最好,每次针对1个颜色而进行。

[变形例]

此外,本发明不限于以上的实施方式和附图。在不变更本发明的实质的范围内,可适当地对实施方式和附图,进行变更(也包括组成元件的删除)。在下面,给出变形例的一个例子。

在上述实施方式中,通过根据来自光强度检测部16的检测信号Sd对各光源11a、11b、11c的驱动(光源驱动数据)进行补偿处理,调整图像M的亮度、白平衡,但是,还可代替光源驱动数据的补偿,或不但进行光源驱动数据的补偿,还通过根据来自光强度检测部16的检测信号Sd,对调光部14的驱动进行补偿处理,调整图像M的亮度、白平衡。

还有,调光部14也可不设置在合成激光C的光路上,而设置在所合成的上述的激光B、G、R的相应光路上,通过该方案可分别对激光B、G、R进行调光控制。

此外,检查用光Cd的射出时期既可根据涉及来自扫描部102的扫描位置的信息而确定,另外,也可根据用于驱动光源11的驱动信号而确定,还可根据从车辆2输入的车辆信息或输入图像的时刻而确定。

再有,在上述实施方式中,在通过采用透射膜(光分支机构)形成图像M的同时,进行光检测,但是,光强度检测部16也可设置在于屏幕103中的接收作为观察者3通常不辨认的区域的非显示区域(103a、103b、103c)上扫描的激光的光强度的位置。在此场合,还可设置在图中没有示出的导光部,该导光部由透光性的树脂材料等形成,将照射检查用光Cd的区域的光导到光强度检测部16。

标号的说明:

标号1表示HUD装置;

标号3表示观察者;

标号10表示激光射出部;

标号11表示光源;

标号11a表示第1光源;

标号11b表示第2光源;

标号11c表示第3光源;

标号12表示聚光部;

标号13表示光合成部;

标号14表示调光部;

标号15表示光分支部;

标号16表示光强度检测部;

标号16a表示可变放大器;

标号20表示控制部;

标号21表示照度判断部;

标号22表示检查时期调整部;

标号23表示光源控制部;

标号24表示增益控制部;

标号100表示图像形成部;

标号101表示激光输出部;

标号102表示扫描部;

标号103表示屏幕;

标号103a表示有效显示区域;

标号103b表示连续非显示区域;

标号103c表示断续非显示区域;

标号103d表示连续非显示区域;

标号200表示第1反射部;

标号300表示第2反射部;

标号400表示壳体;

标号410表示透光部;

标号500表示外光传感器;

标号600表示车辆ECU;

符号C表示合成激光;

符号C1表示反射光;

符号Cd表示检查用光;

符号F表示1帧;

符号Fa表示扫描去路期间;

符号Fb表示扫描回路期间;

符号H表示距离;

符号H1表示距离;

符号H2表示距离;

符号K表示显示光;

符号M表示图像;

符号P1表示扫描开始位置;

符号P2表示显示开始位置;

符号P3表示显示结束位置;

符号P4表示扫描结束位置;

符号Pds表示开始位置;

符号Q表示期间;

符号Q1表示期间;

符号Sd表示检测信号;

符号V表示虚像;

符号X表示主扫描方向;

符号Y表示副扫描方向。

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