投影装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201611120411.X

申请日:

2016.12.07

公开号:

CN106842791A

公开日:

2017.06.13

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G03B 21/20申请日:20161207|||公开

IPC分类号:

G03B21/20; G09G3/02; H04N9/31

主分类号:

G03B21/20

申请人:

船井电机株式会社

发明人:

清水真弥

地址:

日本大阪府大东市中垣内7丁目7番1号

优先权:

2015.12.07 JP 2015-238748

专利代理机构:

北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205

代理人:

杨贝贝;臧建明

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内容摘要

本发明涉及一种投影装置,即便在使用不同的多种颜色成分的激光光源的情况下也可放宽对可调光范围的限制而进行所期望的调光。投影装置包括:光源部,包含多个发光部,所述多个发光部分别输出不同颜色成分的光束;以及控制部,对所述光源部的输出进行控制。所述控制部基于所述多个颜色成分的光束中的每一个驱动为规定输出,而将所述多个发光部中输出最小的所述发光部以脉冲驱动。

权利要求书

1.一种投影装置,其特征在于包括:光源部,包含多个发光部,所述多个发光部分别输出不同颜色成分的光束;以及控制部,对所述光源部的输出进行控制,所述控制部基于所述多个颜色成分的光束中的每一个驱动为规定输出,而将所述多个发光部中输出最小的所述发光部以脉冲驱动。2.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于:所述控制部使所述输出最小的所述发光部以外的至少一个所述发光部连续驱动。3.根据权利要求1或2所述的投影装置,其特征在于:所述控制部将基于所述多个颜色成分的光束中的每一个驱动为所述规定输出,而将所述多个发光部中所述输出最小的所述发光部以及输出次小的所述发光部以脉冲驱动。4.根据权利要求1至3任一项所述的投影装置,其特征在于:所述控制部将所述输出最小的发光部以及输出次小的发光部以不同的占空比进行脉冲驱动。5.根据权利要求1至4任一项所述的投影装置,其特征在于:所述控制部将所述输出最小的发光部以及输出次小的发光部以不同的占空比进行脉冲驱动,以使平均输出的最大及最小的比大致相同。6.根据权利要求1至5任一项所述的投影装置,其特征在于:所述控制部以使所述多个发光部各自的可使用的输出的最小值更为接近的方式进行控制。7.根据权利要求1至6任一项所述的投影装置,其特征在于:还包括传感器,所述传感器对所述多个发光部各自的温度进行检测。8.根据权利要求1至6任一项所述的投影装置,其特征在于:所述控制部根据由所述传感器所检测出的温度,对至少一个所述发光部的峰值功率与占空比进行变更。9.根据权利要求8所述的投影装置,其特征在于:所述控制部每隔固定时间对所述峰值功率与所述占空比进行变更。10.根据权利要求7或8所述的投影装置,其特征在于:所述控制部依据查找表,变更所述峰值功率与所述占空比。11.根据权利要求7至10任一项所述的投影装置,其特征在于:所述控制部将所述多个发光部的平均输出设为与在规定温度的平均输出相同。12.根据权利要求11所述的投影装置,其特征在于:所述平均输出包括最大平均输出和最小平均输出。13.根据权利要求1至12任一项所述的投影装置,其特征在于:所述多个颜色成分为红色成分、绿色成分和蓝色成分。14.根据权利要求13所述的投影装置,其特征在于:所述输出最小的发光部是所述蓝色成分的发光部。15.根据权利要求14所述的投影装置,其特征在于:所述输出次小的发光部是所述绿色成分的发光部。 -->

说明书

投影装置

技术领域

本发明涉及一种投影装置,尤其是涉及一种用于平视显示器装置等中的投影装
置。

背景技术

以前有通过照射红色成分、绿色成分及蓝色成分(以下也称为RGB)的激光光而使
图像显示的投影装置。此种投影装置中,对输出RGB的激光光的激光光源进行控制来调光。
例如,专利文献1中,公开了一种光源装置,所述光源装置在可利用光电二极管对输出进行
测定的区域中,依据测定结果对发光不稳定的驱动电流的阈值进行推定,在所推定的阈值
以上的驱动电流区域中对激光光源进行控制来调光。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2009-94315号公报

发明内容

[发明所要解决的课题]

然而,激光光源在阈值附近的区域中,成为发光二极管(Light Emitting Diode,
LED)发光区域与激光二极管(LaserDiode,LD)发光区域的边界,因此不仅输出变得不稳定,
而且利用光电二极管进行的输出的检测也变得困难。即便为同色的图像,在进行调光以成
为低亮度的图像的情况下,也必须进行以相同的比率降低RGB的激光光的输出的控制。若以
相同的比率降低它们的输出,则最早到达所述比率中输出最小的激光光的阈值。也就是说
专利文献1的光源装置中,存在使用RGB的激光光而限制可调光范围的课题。

因此,本发明是为了解决所述课题而成者,其目的在于提供一种即便在使用不同
的多种颜色成分的激光光源的情况下也可放宽对可调光范围的限制而进行所期望的调光
的投影装置。

[解决课题的技术手段]

为了达成所述目的,本发明的一实施方式的投影装置包括:光源部,包含多个发光
部,所述多个发光部分别输出不同颜色成分的光束;以及控制部,对所述光源部的输出进行
控制。所述控制部基于所述多个颜色成分的光束中的每一个驱动为规定输出,而将所述多
个发光部中输出最小的所述发光部以脉冲驱动。

根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述控制部使所述输出最小的所
述发光部以外的至少一个所述发光部连续驱动。

根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述控制部将基于所述多个颜色
成分的光束中的每一个驱动为所述规定输出,而将所述多个发光部中所述输出最小的所述
发光部以及输出次小的所述发光部以脉冲驱动。

根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述控制部将所述输出最小的发
光部以及输出次小的发光部以不同的占空比进行脉冲驱动。根据本发明另一实施方式,在
上述投影装置中,所述控制部将所述输出最小的发光部以及输出次小的发光部以不同的占
空比进行脉冲驱动,以使平均输出的最大及最小的比大致相同。

根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述控制部以使所述多个发光部
各自的可使用的输出的最小值更为接近的方式进行控制。

根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,还包括传感器,所述传感器对所述
多个发光部各自的温度进行检测。根据本发明另一实施型态,在上述投影装置中,所述控制
部根据由所述传感器所检测出的温度,对至少一个所述发光部的峰值功率与占空比进行变
更。

根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述控制部每隔固定时间对所述
峰值功率与所述占空比进行变更。根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述控制
部依据查找表,变更所述峰值功率与所述占空比。

根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述控制部将所述多个发光部的
平均输出设为与在规定温度的平均输出相同。根据本发明另一实施方式,在上述投影装置
中,所述平均输出包括最大平均输出和最小平均输出。

根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述多个颜色成分为红色成分、绿
色成分和蓝色成分。根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述输出最小的发光部
是所述蓝色成分的发光部。根据本发明另一实施方式,在上述投影装置中,所述输出次小的
发光部是所述绿色成分的发光部。

据此,在调光为更低亮度的情况下,对最先达到激光光的阈值而限制可调光范围
的激光光源进行脉冲驱动。由此,即便在使用不同的多种颜色成分的激光光源(发光部)的
情况下也可放宽对可调光范围的限制而进行所期望的调光。据此,在调光为更低亮度的情
况下,可对达到激光光的阈值而限制可调光范围的多个激光光源(发光部)进行脉冲驱动,
因此可将所有激光光源的可使用范围扩大至最大限度。

据此,即便在蓝色成分的激光光源(发光部)与绿色成分的激光光源(发光部)中可
使用的输出的最小值不同的情况下,通过进行不同的脉冲驱动,可使蓝色成分的激光光源
与绿色成分的激光光源中可使用的最大(上限功率)的平均输出及最小(下限功率)的平均
输出的比一致。由此,可将本发明的投影装置的可调光范围扩大至更低的区域。

再者,本发明不仅可作为投影装置而实现,而且也可作为将投影装置中所包含的
特征性的处理部所执行的处理设为步骤的控制方法而实现。另外,也可作为用以使计算机
作为投影装置中所包含的特征性的处理部而发挥功能的程序或者使计算机执行控制方法
中所包含的特征性的步骤的程序而实现。而且,所述程序当然可经由光碟-只读存储器
(Compact Disc-Read Only Memory,CD-ROM)等在计算机中可读取的永久性记录媒体或因
特网等通信网络而流通。

[发明的效果]

根据本发明的投影装置,即便在使用不同的多种颜色成分的激光光源的情况下也
可放宽对可调光范围的限制而进行所期望的调光。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式1的平视显示器(Head-Up Display,HUD)装置的设置
例的图。

图2为表示用户通过前窗玻璃所看到的风景的一例的图。

图3为表示实施方式1的HUD装置的构成的一例的区块图。

图4A~图4C为表示实施方式1中的多个激光光源的驱动波形的一例的图。

图5为用以对实施方式1的效果进行说明的图。

图6为表示实施方式2的HUD装置的构成的一例的区块图。

图7A~图7C为表示实施方式2中的多个激光光源的驱动波形的一例的图。

图8为表示实施方式3的HUD装置的硬件构成的区块图。

图9为用以对由温度变化所引起的激光光源的IL特性的变化进行说明的图。

图10为表示实施方式3中的投影装置的动作的流程图。

[附图标记说明]

1:HUD装置

10、10a、10b:投影装置

20:前窗玻璃

50:汽车

60:结合器

61:路线信息

62:距离信息

101、101a、101b:控制部

103、104、105:激光光源

106、107、108、109:分束器

110:检测部

114:MEMS反射镜

118:LD驱动器

119、120、121:传感器

R1、R2、R3:范围

Th1、Th2:阈值

具体实施方式

以下,使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。再者,以下所说明的实施方式
均表示包括性或具体性的示例。以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成
要素的配置位置及连接形态等为一例,并非为限定本发明的主旨。另外,以下的实施方式的
构成要素中,关于未记载于独立权利要求中的构成要素,作为任意的构成要素而进行说明。

(实施方式1)

以下,以平视显示器(以下称为HUD)装置为例,对本发明的投影装置进行说明。所
谓HUD装置是如下系统,所述系统通过将图像投影至汽车的前窗玻璃,而在前窗玻璃前(车
外)映出虚像,从而在用户(司机)的视野中映出图像。

<整体构成>

图1为表示本发明的实施方式1的HUD装置的设置例的图。如图1所示那样,HUD装置
1包括:投影装置(投影器)10、结合器(combiner)60(构成透明显示板)。

投影装置10设置于汽车50等运输用机器中,例如设置于汽车50的仪表盘上。结合
器60是设置于汽车50的前窗玻璃20的一部分中的显示面。投影装置10通过对结合器60照射
光,而将图像投影至结合器60。结合器60包括偏振元件、波长选择元件、半透明反射镜等,因
此由投影装置10所投影的图像重合显示于车外的风景上。再者,还存在前窗玻璃20本身兼
具结合器60的功能的情况。

图2为表示用户通过前窗玻璃所看到的风景的一例的图。如上所述那样,前窗玻璃
20上设置有结合器60。结合器60中显示有自投影装置10所投影的图像。如图2所示那样,投
影装置10具有将与汽车导航相关的信息(例如通往目的地的路线信息)或者与汽车相关的
信息(例如耗油量信息)等显示于结合器60中的功能。例如,投影装置10将至目的地的路线
信息61(显示“大阪”、“神户”及分别所对应的路线的“箭头”)或者至目的地的距离信息62
(“1.0km”)的图像(内容图像的一例)显示于结合器60中。如图2所示那样,自投影装置10所
投影的图像显示于前方的风景中,因此用户在驾驶汽车50的过程中可不移开视线地获得对
于驾驶而言有用的信息。

图3为表示实施方式1的HUD装置的构成的一例的区块图。

投影装置10为激光扫描型投影装置,对自RGB的激光光源103~激光光源105出射
的输出进行合成,利用微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)反射镜114
进行扫描后,合成的图像投影至结合器60等的屏幕。更具体而言,投影装置10是通过照射激
光光而使图像显示的投影装置,且包括控制部101、激光光源103~激光光源105、分束器
(Beamsplitter)106~分束器109、检测部110、MEMS反射镜114以及LD驱动器118。

控制部101例如为自动功率控制(Automatic Power Control,APC)控制器,控制激
光光源103~激光光源105的输出。控制部101控制LD驱动器118,从而控制激光光源103~激
光光源105的激光光的照射。具体而言,控制部101对应于MEMS反射镜114的图像的扫描时机
而进行如下控制,所述控制是用以自激光光源103~激光光源105照射与图像的各像素对应
的颜色的激光光。控制部101参照由检测部110所检测出的激光光的光量而进行使激光光源
103~激光光源105照射目标输出的控制。

本实施方式中,控制部101通过使多个激光光源部中至少一个激光光源部脉冲驱
动,与不进行脉冲驱动(进行连续驱动)的情况相比,可使所述至少一个激光光源部的激光
光的输出的最小值的平均(最小输出)降低。控制部101基于所述多个颜色成分的光束中的
每一个驱动为规定输出,而将所述多个发光部中输出最小的所述发光部以脉冲驱动。也即,
控制部101使作为所述至少一个激光光源部,以的多种颜色成分的激光光中以白平衡比(规
定输出)计输出最小的激光光源部(发光部)脉冲驱动。此处,多种颜色成分为红色成分、绿
色成分及蓝色成分,所述至少一个激光光源部为蓝色成分的激光光源部。即,控制部101通
过使激光光源103~激光光源105中至少蓝色成分的激光光源103脉冲驱动,而使激光光源
103的激光光的输出的最小值的平均(最小输出)降低。此处,控制部101使激光光源103例如
以0.5的占空比(duty 50%)脉冲驱动。

激光光源103~激光光源105为多个发光部(统称为光源部)的一例,且为分别输出
不同的颜色成分的激光光(光束)的光源。本实施方式中,激光光源103是利用分束器106将
蓝色成分的激光光以与其他颜色成分的激光光成为同轴的方式反射,并输入至MEMS反射镜
114的激光二极管。另外,激光光源104是利用分束器107将绿色成分的激光光以与其他颜色
成分的激光光成为同轴的方式反射,并输入至MEMS反射镜114的激光二极管。另外,激光光
源105是利用分束器108将红色成分的激光光以与其他颜色成分的激光光成为同轴的方式
反射,并输入至MEMS反射镜114的激光二极管。

检测部110例如是光电二极管,对从一部分经分束器109反射的激光光源103~激
光光源105各自中所输出的激光光的光量进行检测。

MEMS反射镜114是将经分束器106~分束器108反射于同轴上并合并(合成)的激光
光朝向结合器60而投影图像。另外,MEMS反射镜114通过共振驱动在水平方向上进行高速扫
描,且通过直流驱动在垂直方向上进行低速扫描。

LD驱动器118由控制部101控制,通过向激光光源103~激光光源105供给驱动电流
而调整激光光源103~激光光源105的光量。

<投影装置的动作>

继而,对投影装置10的动作进行说明。以下,主要对投影装置10的动作中的特征动
作进行说明。

表1为表示实施方式1的构成白平衡的激光光的输出比的一例的图。设为激光光源
103所输出的蓝色成分的激光光的波长例如为456nm,激光光源104所输出的绿色成分的激
光光的波长例如为513nm,激光光源105所输出的红色成分的激光光的波长例如为650nm。再
者,颜色成分的波长为一例,也可为表1所示的波长以外的波长。该情况下,关于构成白平衡
的激光光的输出比,在将蓝色成分(也称为blue或B)的激光光设为1时,绿色成分(也称为
green或G)的激光光为1.8,红色成分(也称为red或R)的激光光为4.1。也就是说,如表1所示
那样,蓝色成分的激光光用以发出白色(构成白平衡)的输出相对而言低。

[表1]


R
G
B
波长(nm)
650
513
456
白平衡比
4.1
1.8
1.0

再者,以下为了简单地进行说明,而对RGB的比率为4∶2∶1时合成光为白色的情况
进行说明。

表2为表示比较例中的未进行脉冲驱动的情况下的激光光源的可使用范围的一例
的图。表3为表示实施方式1中的进行脉冲驱动的情况下的激光光源的可使用范围的一例的
图。图4A~图4C为表示实施方式1中的多个激光光源的驱动波形的一例的图。

首先,作为比较例,对使激光光源103~激光光源105均未受到脉冲驱动而进行连
续波(Continuous Wave,CW)驱动的情况进行说明。如上所述那样,激光光源103~激光光源
105在比发光不稳定的阈值附近更低的区域中,成为LED发光区域与LD发光区域的边界,因
此不仅输出变得不稳定,而且利用光电二极管进行的输出的检测也变得困难。因此,将阈值
下的输出作为下限而使用激光光源103~激光光源105。

例如在以成为白色发光且低亮度的方式进行调光的情况下,必须以相同的比率来
降低激光光源103~激光光源105的输出。若在维持同一比率的状态下,降低激光光源103~
激光光源105的输出,则所述比率中,输出最小的蓝色成分的激光光源103最早达到阈值。若
在该状态下进行低亮度的调光,则蓝色成分的激光光源103的输出变得不稳定,因此无法准
确地合成白色发光而引起色差。

如下表2中,示出由输出的最大(最大输出)及最小(最小输出)所规定的激光光源
103~激光光源105的输出范围。最大输出的激光光源103~激光光源105的合成光为白色。
最小输出表示激光光源103~激光光源105各自的阈值下的输出,且为在激光光源103~激
光光源105中大致相同的值(0.5mW)。激光光源的可使用范围可利用最大输出与最小输出的
比(最大输出/最小输出)来计算,该值越大则越可增大调光的减光幅度。可使用范围是红色
成分的激光光源105为80倍,绿色成分的激光光源104为40倍,蓝色成分的激光光源103(表2
中蓝色B)最小而为20倍。为了维持白平衡,必须维持RGB比率,因此可调光范围因蓝色成分
的激光光源103的可使用范围而受到限制,且以1/20为限度。

[表2]


与此相对,本实施方式中,图4A及4B所示的输出红色成分的激光光的激光光源105
及输出绿色成分的激光光的激光光源104受到CW(连续波)驱动,图4C所示的蓝色成分的激
光光源103受到脉冲驱动。图4C中,示出激光光源103有以0.5的占空比(duty 50%)受到脉
冲驱动的示例。此处,通过将脉冲驱动中所使用的脉冲设为数10MHz以上的高频率,人眼可
识别进行平均所得的输出(功率)。例如,在脉冲的峰值功率20mW、占空50%的情况下,平均
输出(平均功率)为10mW。以下,利用表3所示的数值例对此进行进一步说明。

[表3]


表3中示出有对发出蓝色激光光的激光光源103进行脉冲驱动(占空50%、脉冲峰
值功率2倍)的情况下的数值例。如表3所示那样,即便蓝色成分的激光光源103的输出的最
小值(最小输出)为0.5mW,但由于占空为50%,因此也可将最小输出(输出的最小值的平均)
设为0.25mW。进而,自表2中使用的最大输出10mW来看,与蓝色成分的激光光源103的输出相
关的标称仍有余裕,因此通过将最大输出(脉冲峰值功率的最大)设为2倍、20mW,可将最大
输出(输出的最大值的平均)设为10mW。由此,蓝色成分的激光光源103的可使用范围为40倍
左右,虽然比红色成分的激光光源105的可使用范围80倍小,但与绿色成分的激光光源104
的可使用范围40倍大致相同。因此,与表2中所说明的未进行脉冲驱动的情况下的1/20相
比,在表3所示的进行脉冲驱动的情况下,可将可调光范围扩大至1/40。

如此,通过对蓝色成分的激光光源103进行脉冲驱动,并将最大输出(脉冲峰值功
率的最大)设为2倍,可扩大蓝色成分的激光光源103的可使用范围。由此,可放宽对激光光
源103~激光光源105的可调光范围的限制。

<效果>

如上所述那样,根据本实施方式,可实现即便在使用不同的多种颜色成分的激光
光源的情况下也可放宽对可调光范围的限制而进行所期望的调光的投影装置10。

图5为用以对实施方式1的效果进行说明的图。图5中示出了蓝色成分的激光光源
103的IL特性(驱动电流对光输出特性)。激光光源103在图5所示的阈值Th附近输出(Pth)变
得不稳定,因此避开阈值Th附近而使用。范围R1表示比较例中的可使用范围,范围R2表示本
实施方式中的可使用范围,R3表示以duty 50%受到脉冲驱动的情况下的可使用范围。

如图5所示那样,根据本实施方式的投影装置10,以duty 50%来对蓝色成分的激
光光源103进行脉冲驱动,由此平均输出(平均功率)成为1/2(1/2Pth),因此可降低范围R3
的下限值,可将外观上的阈值Th设为一半。如此,在较比较例的范围R1而言为低输出(低功
率)侧可扩大可使用范围,可放宽对可调光范围的限制。

也就是说,根据本实施方式的投影装置10,通过变更占空而使减光后的最大输出
与未进行脉冲驱动的情况下的最大输出相同,与未进行脉冲驱动的情况相比,可稳定地降
低蓝色的激光光源103的下限功率(输出的最小值)。由此,可使RGB各自的激光光源中可使
用的输出的最小值更为接近,与不进行脉冲驱动的情况相比,可在整体(RGB)中进行低输
出,因此能够将可调光范围扩大至更低的区域。

(实施方式2)

实施方式1中,对RGB的激光光源中B的激光光源、即输出不同的多种颜色成分的激
光光的多个激光光源部中的一个进行脉冲驱动的情况进行了说明,但并限定于此。也可对
输出不同的多种颜色成分的激光光的多个激光光源部中的两个激光光源进行脉冲驱动。以
下,对该情况的示例进行说明。

图6为表示实施方式2的HUD装置的构成的一例的区块图。对于与图3相同的要素,
标注相同的附图标记,并省略详细的说明。实施方式2的投影装置10a相对于实施方式1的投
影装置10而言,控制部101a的构成不同。

控制部101a与实施方式1同样地例如为APC控制器,控制激光光源103~激光光源
105的输出。控制部101a控制LD驱动器118,从而控制激光光源103~激光光源105的激光光
的照射。

本实施方式中,控制部101a使多种颜色成分的激光光中以白平衡比计输出最小的
激光光源部、以及以白平衡比计输出其次小的激光光源部脉冲驱动,并使所述输出最小的
激光光源部以外的至少一个激光光源部连续驱动。此处,输出最小的激光光源部为蓝色成
分的激光光源103,输出其次小的激光光源部为绿色成分的激光光源104。即,控制部101a通
过使激光光源103~激光光源105中蓝色成分的激光光源103与绿色成分的激光光源部104
脉冲驱动,而使激光光源103及激光光源104的激光光的输出的最小值的平均(最小输出)降
低。此处,例如控制部101a以0.25的占空比使蓝色成分的激光光源103脉冲驱动,以0.5的占
空比使绿色成分的激光光源部104脉冲驱动。

<投影装置的动作>

继而,对投影装置10a的动作进行说明。以下,主要对投影装置10a的动作中特征性
的动作进行说明。

图7A~图7C为表示实施方式2中的多个激光光源的驱动波形的一例的图。

本实施方式中,图7A所示的输出红色成分的激光光的激光光源105受到CW(连续
波)驱动,图7B及图7C所示的输出绿色成分的激光光的激光光源104及蓝色成分的激光光源
103受到脉冲驱动。

图7B中,示出激光光源104有以0.5的占空比(duty 50%)受到脉冲驱动的示例,图
7C中,示出激光光源103有以0.25的占空比(duty 25%)受到脉冲驱动的示例。之所以为此
种占空比,其原因在于:在RGB的激光光源的输出最大(最大输出)的状态下,以红色成分的
输出、绿色成分的平均输出与蓝色成分的平均输出的关系成为白平衡的方式进行设定。以
下,利用表4所示的数值例进行说明。

表4为表示实施方式2中的进行脉冲驱动的情况下的激光光源的可使用范围的一
例的图。表4中示出有对蓝色成分以占空25%(duty 25%)、脉冲峰值功率4倍对激光光源
103进行脉冲驱动,对绿色成分以占空50%(duty50%)、脉冲峰值功率2倍对激光光源104进
行脉冲驱动的情况下的数值例。

[表4]


蓝色成分的激光光源103的输出的最小值(最小输出)为0.5mW,因此可利用占空
50%(duty 50%)将最小输出(输出的最小值的平均)设为0.125mW。另外,自图5中使用的最
大输出10mW来看,与蓝色成分的激光光源103的输出相关的标称仍有余裕,因此通过将最大
输出(脉冲峰值功率的最大)设为4倍、40mW,可将最大输出(输出的最大值的平均)设为
10mW。由此,蓝色成分的激光光源103的可使用范围为80倍。

同样地,绿色成分的激光光源104的输出的最小值(最小输出)如表1所示那样为
0.5mW,通过设为duty50%,可将最小输出(输出的最小值的平均)设为0.25mW。另外,在为表
1所示的最大输出20mW的情况下,与绿色成分的激光光源104的输出相关的标称仍有余裕,
因此通过将最大输出(脉冲峰值功率的最大)设为2倍、40mW,可将最大输出(输出的最大值
的平均)设为20mW。由此,绿色成分的激光光源104的可使用范围也为80倍。因此,与表1中所
说明的未进行脉冲驱动的情况下的1/20相比,在表4所示的进行脉冲驱动的情况下,可将可
调光范围扩大至1/80。

再者,激光光源103、激光光源104的输出存在标称,无法将最大输出无限增大。例
如,在激光光源103~激光光源105的输出的标称均为40mW的情况下,可进行至如表4所示的
脉冲驱动为止。也就是说,如表4所示那样通过使用所有激光光源的输出的标称下的最大输
出,可最大限度扩大激光光源103~激光光源105的可使用范围,可最大限度扩大可调光范
围。

<效果>

如上所述那样,根据本实施方式,可实现即便在使用不同的多种颜色成分的激光
光源的情况下也可放宽对可调光范围的限制而进行所期望的调光的投影装置10a。

另外,本实施方式的投影装置10a中,在RGB所有的激光光源中使用标称下的最大
输出,使RGB的激光光源脉冲驱动而削减光量,因此可最大限度扩大RGB所有的激光光源的
可使用范围。进而,在RGB所有的激光光源中以标称下的最大输出来驱动时成为白平衡,因
此也发挥容易控制的效果。

(实施方式3)

对于实施方式1及实施方式2中,通过对进行了脉冲驱动的激光光源的占空比进行
调整而可降低平均输出的下限值,并可降低外观上的阈值的情况进行说明。

然而,该阈值因温度而发生变化。即,RGB的激光光源的输出的最小值也因温度而
发生变化。因此,在不同于规定温度(在此,以常温作为例子)时,若与常温时同样地以激光
光的输出的最小值进行控制,则存在该输出变得不稳定的情况。若在该状态下进行低亮度
的调光,则无法准确地合成白色发光而引起色差。

因此,本实施方式中,对存在温度变化而进行不引起色差的低亮度的调光的方法
等进行说明。

图8为表示实施方式3的HUD装置的硬件构成的区块图。对于与图3相同的要素,标
注相同的附图标记,并省略详细的说明。实施方式3的投影装置10b相对于实施方式1的投影
装置10而言,追加了传感器119~传感器121,控制部101b的构成不同。

传感器119~传感器121是对激光光源103~激光光源105的温度进行检测的温度
传感器。传感器119~传感器121例如包括热敏电阻。传感器119对激光光源103的温度进行
检测,传感器120对激光光源104的温度进行检测,传感器121对激光光源105的温度进行检
测。

控制部101b与实施方式1同样地例如为APC控制器,控制激光光源103~激光光源
105的输出。控制部101b控制LD驱动器118,从而控制激光光源103~激光光源105的激光光
的照射。

本实施方式中,控制部101b获取由传感器119~传感器121所检测出的激光光源
103~激光光源105的温度(温度信息)。控制部101b根据由传感器119~传感器121所检测出
的温度而对至少一个激光光源部的峰值功率与占空比进行变更。

<投影装置的动作>

继而,对投影装置10b的动作进行说明。以下,主要对投影装置10b的动作中特征性
的动作进行说明。

图9为用以对由温度变化所引起的激光光源的IL特性的变化进行说明的图。图9
中,作为例示而示出有蓝色成分的激光光源的常温时(35度)与高温时(65度)的IL特性。

如图9所示那样,可知激光光源的IL特性因温度而发生变化,与常温的阈值(Th1)
相比,高温时的阈值(Th2)大,最小输出上升。也就是说,常温时阈值(Th1)的输出为80μW附
近,与此相对,高温时阈值(Th2)的输出上升至100μW附近。此种情况例如是指在常温时将最
小输出设为100μW的情况下,若在高温时进行低亮度的调光来使用最小输出100μW,则产生
最小输出变得不稳定,无法准确地合成白色发光而引起色差的问题。

因此,本实施方式中,控制部101b根据由传感器所检测出的激光光源的温度而使
进行脉冲驱动的激光光源的占空比发生变化,以避开该温度下的阈值的方式进行控制。使
用表5对此进行说明。

表5为表示实施方式3中的高温下的占空比等的数值例的图。表5中,关于蓝色成分
的激光光源103,示出了高温下的阈值上升时的数值例。示出了如下示例:在常温时,作为最
小输出(脉冲峰值功率)可设为0.5mW以上,与此相对,在高温时,作为最小输出(脉冲峰值功
率)只能设为1mW以上。该情况下,控制部101b将占空较常温时的50%而言降低而设为25%,
进而将最大输出(脉冲峰值功率)设为2倍。由此,可将平均输出的最大及最小设为与常温时
相同,也可将可使用范围设为与常温相同。

[表5]


表6为表示实施方式3中的根据温度进行的占空比变更的数值例的图。

表6中,作为蓝色成分的激光光源103的温度,例示了25度(常温)、45度(高温)、65
度(高温)下的占空比变更的一例。

再者,表6所示的温度值与占空值的关系可事先以查找表(Look Up Table,LUT)或
数式的形式存储于投影装置10b的存储器(未图示)中。另外,查找表或式子因激光光源而
异,因此只要按照激光光源来将温度值与占空值的关系存储于所述存储器中即可。

[表6]

温度
脉冲占空(%)
25℃
50
45℃
37.5
65℃
25

另外,控制部101b参照查找表等并根据温度来对占空进行变更,如上所述那样,为
了使平均输出的最大及最小、以及可使用范围与常温时相同,只要变更占空、同时也变更输
出的最大及最小(脉冲峰值功率)即可。控制部101b可使用以下的(式1)来计算该输出的最
大及最小。

PpeakA=Ppeak100/(A/100) (式1)

此处,PpeakA表示占空A%时应输出的最大输出,Ppeak100表示占空100%时的最大输
出。

图10为表示实施方式3中的投影装置10b的动作的流程图。

首先,控制部101b自传感器获取激光光源的温度信息(S101)。例如,若受到驱动的
是蓝色成分的激光光源103,则控制部101b自传感器119获取激光光源103的温度(温度信
息)。

继而,控制部101b导出占空(S102)。例如在投影装置10b的存储器(未图示)中存储
有查找表或式子的情况下,控制部101b参照该存储器中存储的查找表或式子,导出与所获
取的温度相对应的占空。

继而,控制部101b计算脉冲峰值功率(S103)。例如,控制部101b如上所述那样使用
所述(式1)来计算脉冲峰值功率、即激光光源103的输出的最大及最小。

继而,控制部101b对所计算的脉冲峰值功率与所导出的占空进行设定(S104)。例
如控制部101b是以成为所导出的激光光源103的输出的最大及最小、以及所计算出的duty
的方式,更新对激光光源103的设定。

如此,投影装置10b可根据激光光源的温度对占空及输出的最大、最小(脉冲峰值
功率)进行更新(变更)。再者,可每隔固定时间(例如每隔30秒、视为激光光源的温度变化小
的时间间隔)对进行脉冲驱动的所有激光光源进行该更新处理。

<效果>

如上所述那样,根据本实施方式,可实现即便在使用不同的多种颜色成分的激光
光源的情况下也可放宽对可调光范围的限制而进行所期望的调光的投影装置10b。

本实施方式中,包括对激光光源的温度进行检测的传感器,由此根据进行脉冲驱
动的激光光源的温度对该激光光源的设定(占空、输出的最大值的平均、输出的最小值的平
均)进行更新(变更)。由此,能够使可使用范围不依赖于温度而与常温时相同。

例如,在本实施方式的投影装置10b中,在受到脉冲驱动的激光光源的温度上升,
而最大输出降低,阈值上升的情况下,使duty下降,并使最大输出(输出的最大值的平均)与
最小输出(输出的最小值的平均)上升。由此,即便存在温度变化,也可以包含最大输出的范
围进行激光光源的控制。

(其他实施方式)

以上,对本发明的实施方式的HUD装置进行了说明,但本发明并不限定于该实施方
式。

例如,所述投影装置10中,控制部101具体而言可以包含微处理器、ROM、随机存储
器(Random Access Memory,RAM)、硬盘驱动、显示单元、键盘、鼠标等的计算机系统的形式
构成。RAM或硬盘驱动中存储有计算机程序。微处理器根据计算机程序而进行动作,由此这
些处理部达成其功能。此处,为了达成规定的功能,计算机程序是将多个表示对计算机的指
令的命令编码加以组合而构成。

进而,所述构成各装置的构成要素的一部分或全部可由一个系统大规模集成电路
(Large Scale Integration,LSI)构成。系统LSI是将多个构成部集成至一个芯片上而制造
的超多功能LSI,例如包含计算机系统,所述计算机系统包含微处理器、ROM、RAM等而构成。
该情况下,ROM中存储有计算机程序。微处理器根据计算机程序而进行动作,由此系统LSI达
成其功能。

进而,另外所述构成各装置的构成要素的一部分或全部可由可装卸于各装置的集
成电路(Integrated Circuit,IC)卡或单体模块构成。IC卡或模块是包含微处理器、ROM、
RAM等的计算机系统。IC卡或模块也可包含所述超多功能LSI。微处理器根据计算机程序而
进行动作,由此IC卡或模块达成其功能。该IC卡或该模块也可具有防篡改(tamper
resistant)性。

另外,本发明可为上述所示的方法。另外,本发明也可为利用计算机实现这些方法
的计算机程序,还可为包含所述计算机程序的数字信号。

进而,本发明可将所述计算机程序或所述数字信号记录于可利用计算机读取的永
久性记录媒体,例如软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、蓝光磁盘(Blu-ray(注
册商标)Disc,BD)、半导体存储器等中。另外,也可为记录于这些永久性记录媒体中的所述
数字信号。

另外,本发明可经由以电信线路、无线或有线通信线路、因特网为代表的网络、数
字放送等传递所述计算机程序或所述数字信号。

另外,本发明可为包括微处理器与存储器的计算机系统,所述存储器存储所述计
算机程序,所述微处理器根据所述计算机程序进行动作。

另外,通过将所述程序或所述数字信号记录于所述永久性记录媒体中并移送,或
者通过将所述程序或所述数字信号经由所述网络等而移送,可利用独立的其他计算机系统
来实施。

进而,可分别将所述实施方式及所述变形例加以组合。

[产业上的可利用性]

本发明的投影装置例如可应用于汽车所搭载的平视显示器装置等中。

投影装置.pdf_第1页
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资源描述

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本发明涉及一种投影装置,即便在使用不同的多种颜色成分的激光光源的情况下也可放宽对可调光范围的限制而进行所期望的调光。投影装置包括:光源部,包含多个发光部,所述多个发光部分别输出不同颜色成分的光束;以及控制部,对所述光源部的输出进行控制。所述控制部基于所述多个颜色成分的光束中的每一个驱动为规定输出,而将所述多个发光部中输出最小的所述发光部以脉冲驱动。。

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