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JP6798404B2 - Projector, projection method and program - Google Patents
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Description

本発明は、光源からの光を投影する装置に関する。 The present invention relates to a device that projects light from a light source.

レーザ光を走査することにより画像を表示する装置が知られている。例えば、特許文献1には、レーザ光を走査させるスキャナの故障を検出した場合に、外部へのレーザ光の投射を遮断もしくは停止するレーザディスプレイ装置が開示されている。 A device that displays an image by scanning a laser beam is known. For example, Patent Document 1 discloses a laser display device that blocks or stops the projection of laser light to the outside when a failure of a scanner that scans laser light is detected.

また、特許文献2には、光源装置から射出された複数の異なる射出方向のレーザ光を被投射面に向かって走査する走査手段と、光源装置及び走査手段を収容する筐体とを備え、走査手段が故障し平衡状態で停止した場合にレーザ光が筐体の外部に射出されないように光源装置と走査手段が配置された画像表示装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 includes a scanning means for scanning a plurality of laser beams in different emission directions emitted from the light source device toward the projected surface, and a housing for accommodating the light source device and the scanning means for scanning. An image display device in which a light source device and scanning means are arranged so that a laser beam is not emitted to the outside of a housing when the means fails and stops in a balanced state is disclosed.

特許4407179号公報Japanese Patent No. 4407179 特許4736993号公報Japanese Patent No. 4736993

特許文献1、2の手法は、いずれも走査手段が故障した場合に、レーザ光が装置の外部に射出されないようにしているため、外部へのレーザ光照射量がその製品の属するレーザクラスで定められた照射量を超えることはない。しかしながら、上記文献の手法では、通常での画像表示エリアに画像が一切表示されなくなるため、ユーザは、表示装置に何らかの故障が発生したのか、表示装置がOFF状態であるのか、または、表示すべき画像がないだけなのかを、速やかに認識することができない。 In both of the methods of Patent Documents 1 and 2, when the scanning means fails, the laser light is prevented from being emitted to the outside of the apparatus, so that the amount of laser light irradiation to the outside is determined by the laser class to which the product belongs. It does not exceed the dose given. However, in the method of the above document, no image is displayed in the normal image display area, so that the user should display whether the display device has some trouble, the display device is in the OFF state, or the display device is in the OFF state. It is not possible to quickly recognize whether there is only an image.

本発明の解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、走査部に故障が発生した場合に、速やかにユーザに故障の発生を認識させることが可能な投影装置を提供することを目的とする。 As an example of the problem to be solved by the present invention, the above is given as an example. An object of the present invention is to provide a projection device capable of promptly making a user recognize the occurrence of a failure when a failure occurs in the scanning unit.

請求項1に記載の発明は、投影装置であって、レーザ光を発光する光源と、前記レーザ光を表示領域内に走査する走査手段と、前記走査手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源に所定の発光をさせる制御手段と
外部環境の明るさを検出する外部環境検出手段を備え、
前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源を所定光量以下で発光させ、前記外部環境検出手段により検出された前記外部環境の明るさに応じて、前記所定光量を変化させることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a projection device, which comprises a light source that emits a laser beam, a scanning means that scans the laser beam within a display area, a failure detecting means that detects a failure of the scanning means, and a failure detecting means.
A control means for causing the light source to emit a predetermined light when a failure is detected by the failure detection means .
Equipped with an external environment detection means that detects the brightness of the external environment
When a failure is detected by the failure detecting means, the control means causes the light source to emit light at a predetermined light amount or less, and the predetermined light amount is determined according to the brightness of the external environment detected by the external environment detecting means. It is characterized by changing .

実施例の投影装置を適用したヘッドアップディスプレイの一例を示す。An example of a head-up display to which the projection device of the embodiment is applied is shown. 投影装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a projection apparatus. MEMSミラーの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the MEMS mirror. MEMSミラーの故障時の表示例を示す。A display example at the time of failure of the MEMS mirror is shown. MEMSミラーの故障表示処理のフローチャートである。It is a flowchart of the failure display process of the MEMS mirror.

本発明の1つの好適な実施形態では、投影装置は、レーザ光を発光する光源と、前記レーザ光を表示領域内に走査する走査手段と、前記走査手段の故障を検出する故障検出手段と、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源に所定の発光をさせる制御手段と、を備える。 In one preferred embodiment of the present invention, the projection device comprises a light source that emits a laser beam, scanning means that scans the laser beam into a display region, and a failure detecting means that detects a failure of the scanning means. A control means for causing the light source to emit a predetermined light when a failure is detected by the failure detecting means.

上記の投影装置は、走査手段により、光源からのレーザ光を表示領域内に走査する。また、走査手段の故障を検出する故障検出手段が設けられ、走査手段の故障が検出された場合、光源は所定の発光を行う。所定の発光は故障インジケータとして機能し、ユーザは所定の発光を見ることにより故障の発生を容易に認識することができる。 The projection device scans the laser beam from the light source into the display area by the scanning means. Further, a failure detecting means for detecting a failure of the scanning means is provided, and when a failure of the scanning means is detected, the light source emits a predetermined light. The predetermined light emission functions as a failure indicator, and the user can easily recognize the occurrence of the failure by seeing the predetermined light emission.

上記の投影装置の一態様では、前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源を所定光量以下で発光させる。この態様では、走査手段に故障が発生した場合、レーザクラスで定められた照射量を超えないように所定光量以下で発光が行われる。 In one aspect of the projection device, the control means causes the light source to emit light at a predetermined amount of light or less when a failure is detected by the failure detecting means. In this aspect, when a failure occurs in the scanning means, light is emitted at a predetermined light amount or less so as not to exceed the irradiation amount specified in the laser class.

上記の投影装置の他の一態様では、前記走査手段は、供給される駆動信号に応じて揺動することで前記レーザ光を走査し、前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記走査手段への前記駆動信号の供給を停止させる。この態様では、走査手段に故障が発生した場合に駆動信号の供給が停止されるので、レーザ光の表示範囲内の所定位置で所定の発光がなされる。 In another aspect of the projection device, the scanning means scans the laser beam by swinging in response to a supplied drive signal, and the control means detects a failure by the failure detecting means. In that case, the supply of the drive signal to the scanning means is stopped. In this aspect, since the supply of the drive signal is stopped when the scanning means fails, a predetermined light emission is performed at a predetermined position within the display range of the laser beam.

上記の投影装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源を点滅発光させる。この態様では、光源が点滅発光するので、ユーザは容易に故障の発生に気づくことができる。 In another aspect of the projection device, the control means blinks the light source when a failure is detected by the failure detecting means. In this aspect, since the light source blinks and emits light, the user can easily notice the occurrence of the failure.

上記の投影装置の他の一態様では、外部環境の明るさを検出する外部環境検出手段を備え、前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記外部環境検出手段により検出された前記外部環境の明るさに応じて、前記所定光量を変化させる。この態様では、外部環境の明るさを考慮して、ユーザにとって見やすい光量で所定の発光がなされる。 In another aspect of the projection device, the external environment detecting means for detecting the brightness of the external environment is provided, and the control means is provided by the external environment detecting means when a failure is detected by the failure detecting means. The predetermined amount of light is changed according to the detected brightness of the external environment. In this aspect, in consideration of the brightness of the external environment, a predetermined amount of light is emitted with an amount of light that is easy for the user to see.

上記の投影装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源に所定色のレーザ光を発光させる。この態様では、故障の発生を示す所定色のレーザ光を発光することにより、ユーザに故障の発生を明確に示すことができる。 In another aspect of the projection device, the control means causes the light source to emit a laser beam of a predetermined color when a failure is detected by the failure detecting means. In this aspect, the occurrence of a failure can be clearly indicated to the user by emitting a laser beam of a predetermined color indicating the occurrence of the failure.

本発明の他の好適な実施形態では、レーザ光を発光する光源と、前記レーザ光を走査する走査手段と、を備える投影装置により実行される投影方法は、前記走査手段により、前記レーザ光を表示領域内に走査する走査工程と、前記走査手段の故障を検出する故障検出工程と、前記故障検出工程により故障が検出された場合に、前記光源に所定の発光をさせる制御工程と、を備える。ユーザは所定の発光を見ることにより故障の発生を容易に認識することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, a projection method performed by a projection apparatus comprising a light source that emits a laser beam and a scanning means that scans the laser beam is such that the scanning means emits the laser beam. The present invention includes a scanning step of scanning within the display area, a failure detection step of detecting a failure of the scanning means, and a control step of causing the light source to emit a predetermined light when a failure is detected by the failure detection step. .. The user can easily recognize the occurrence of a failure by seeing a predetermined light emission.

本発明の他の好適な実施形態では、レーザ光を発光する光源と、コンピュータと、を備える投影装置により実行されるプログラムは、前記レーザ光を表示領域内に走査する走査手段、前記走査手段の故障を検出する故障検出手段、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源に所定の発光をさせる制御手段、として前記コンピュータを機能させる。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記の投影装置を実現することができる。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, a program executed by a projection device comprising a light source that emits laser light, a computer, is a scanning means that scans the laser light into a display area, the scanning means. The computer functions as a failure detecting means for detecting a failure and a control means for causing the light source to emit a predetermined light when a failure is detected by the failure detecting means. The above projection device can be realized by executing this program on a computer. This program can be stored and handled in a storage medium.

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。
[装置構成]
(ヘッドアップディスプレイ)
まず、実施例に係る投影装置を適用したヘッドアップディスプレイ(以下、「HUD」と呼ぶ。)の一例を説明する。図1は、HUD40の概略構成を示す。図1に示すように、HUD40は、光源ユニット41を備え、フロントウィンドウ46、天井部47、ボンネット48、及びダッシュボード49などを備える車両に取り付けられる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Device configuration]
(Head-up display)
First, an example of a head-up display (hereinafter, referred to as “HUD”) to which the projection device according to the embodiment is applied will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration of the HUD 40. As shown in FIG. 1, the HUD 40 is attached to a vehicle including a light source unit 41, a front window 46, a ceiling 47, a bonnet 48, a dashboard 49, and the like.

光源ユニット41は、支持部材43a、43bを介して車室内の天井部47に設置され、運転を補助する情報を示す画像を構成する光を、コンバイナ44に向けて出射する。具体的には、光源ユニット41は、内部の投影装置42により光源ユニット41内に表示像の元画像(実像)を生成し、その画像を構成する光をコンバイナ44へ出射することで、コンバイナ44を介して運転者に虚像Ivを視認させる。 The light source unit 41 is installed on the ceiling portion 47 in the vehicle interior via the support members 43a and 43b, and emits light that constitutes an image showing information that assists driving toward the combiner 44. Specifically, the light source unit 41 generates an original image (real image) of the display image in the light source unit 41 by the internal projection device 42, and emits the light constituting the image to the combiner 44 to generate the combiner 44. The driver is made to visually recognize the virtual image Iv through.

コンバイナ44は、光源ユニット41から出射される表示像が投影されると共に、表示像を運転者のアイポイントPeへ反射することで当該表示像を虚像Ivとして表示させる。そして、コンバイナ44は、天井部47に設置された支持軸部45を有し、支持軸部45を支軸として回動する。支持軸部45は、例えば、フロントウィンドウ46の上端近傍の天井部47、言い換えると運転者用の図示しないサンバイザが設置される位置の近傍に設置される。なお、支持軸部45は、上述のサンバイザに代えて設置されてもよい。 The combiner 44 projects the display image emitted from the light source unit 41 and reflects the display image to the driver's eye point Pe to display the display image as a virtual image Iv. Then, the combiner 44 has a support shaft portion 45 installed on the ceiling portion 47, and rotates around the support shaft portion 45 as a support shaft. The support shaft portion 45 is installed, for example, in the vicinity of the ceiling portion 47 near the upper end of the front window 46, in other words, the position where the sun visor (not shown) for the driver is installed. The support shaft portion 45 may be installed in place of the above-mentioned sun visor.

(投影装置)
次に、投影装置42について説明する。図2は、投影装置42の構成を示す。図2に示すように、投影装置42は、画像信号入力部2と、映像処理部3と、フレームメモリ4と、ROM5と、RAM6と、レーザドライバ7と、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ドライバ8と、MEMSミラー95を有するレーザ光源部9と、マイクロレンズアレイ13と、フィールドレンズ14と、タイミングコントローラ21と、MCU(Micro Controller Unit)22と、を備える。投影装置42は、HUD40に用いられ、コンバイナ44に表示像を構成する光を出射する。
(Projection device)
Next, the projection device 42 will be described. FIG. 2 shows the configuration of the projection device 42. As shown in FIG. 2, the projection device 42 includes an image signal input unit 2, a video processing unit 3, a frame memory 4, a ROM 5, a RAM 6, a laser driver 7, and a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) driver 8. A laser light source unit 9 having a MEMS mirror 95, a microlens array 13, a field lens 14, a timing controller 21, and an MCU (Micro Controller Unit) 22 are provided. The projection device 42 is used in the HUD 40 and emits light forming a display image to the combiner 44.

画像信号入力部2は、外部から入力される画像信号Siを受信して映像処理部3に出力する。映像処理部3は、画像信号入力部2から入力された画像データを内部のフレームメモリに書き込み、MEMSミラー95の駆動タイミングに応じて随時読み出し、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色ごとに各ピクセルの輝度に対応する制御信号を順次レーザドライバ7に送信する。 The image signal input unit 2 receives the image signal Si input from the outside and outputs it to the image processing unit 3. The image processing unit 3 writes the image data input from the image signal input unit 2 to the internal frame memory, reads it out at any time according to the drive timing of the MEMS mirror 95, and reads red (R), green (G), and blue (B). ), The control signals corresponding to the brightness of each pixel are sequentially transmitted to the laser driver 7.

タイミングコントローラ21は、映像処理部3のフレームメモリからの画像データの読み出しタイミングを制御する。また、タイミングコントローラ21は、MEMSミラー95から出力される走査位置情報Scに基づいてMEMSドライバ8の動作タイミングも制御する。 The timing controller 21 controls the timing of reading the image data from the frame memory of the video processing unit 3. The timing controller 21 also controls the operation timing of the MEMS driver 8 based on the scanning position information Sc output from the MEMS mirror 95.

ROM5は、映像処理部3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、映像処理部3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 ROM 5 stores a control program, data, and the like for operating the video processing unit 3. Various data are sequentially read and written to the RAM 6 as a work memory when the video processing unit 3 operates.

レーザドライバ7は、後述するレーザ光源部9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る。レーザドライバ7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 7 is a block that generates a signal for driving a laser diode provided in the laser light source unit 9 described later. The laser driver 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、映像処理部3が出力する制御信号に基づき、赤色レーザ素子LD1を駆動する。青色レーザ駆動回路72は、映像処理部3が出力する制御信号に基づき、青色レーザ素子LD2を駆動する。緑色レーザ駆動回路73は、映像処理部3が出力する信号に基づき、緑色レーザ素子LD3を駆動する。 The red laser drive circuit 71 drives the red laser element LD1 based on the control signal output by the image processing unit 3. The blue laser drive circuit 72 drives the blue laser element LD2 based on the control signal output by the image processing unit 3. The green laser drive circuit 73 drives the green laser element LD3 based on the signal output by the image processing unit 3.

MEMSドライバ8は、タイミングコントローラ21が出力する信号に基づきMEMSミラー95を制御する。MEMSドライバ8は、サーボ回路と、ドライバ回路と、を備える。サーボ回路は、タイミングコントローラ21からの信号に基づき、MEMSミラー95の動作を制御する。ドライバ回路は、サーボ回路が出力するMEMSミラー95の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。 The MEMS driver 8 controls the MEMS mirror 95 based on the signal output by the timing controller 21. The MEMS driver 8 includes a servo circuit and a driver circuit. The servo circuit controls the operation of the MEMS mirror 95 based on the signal from the timing controller 21. The driver circuit amplifies the control signal of the MEMS mirror 95 output by the servo circuit to a predetermined level and outputs it.

レーザ光源部9は、レーザドライバ7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、レーザ光源部9は、赤色レーザ素子LD1と、青色レーザ素子LD2と、緑色レーザ素子LD3と、コリメータレンズ91a〜91cと、反射ミラー92a〜92cと、受光部24と、を備える。 The laser light source unit 9 emits laser light based on the drive signal output from the laser driver 7. Specifically, the laser light source unit 9 includes a red laser element LD1, a blue laser element LD2, a green laser element LD3, collimator lenses 91a to 91c, reflection mirrors 92a to 92c, and a light receiving unit 24. ..

赤色レーザ素子LD1は赤色のレーザ光(「赤色レーザ光Lr」とも呼ぶ。)を出射し、青色レーザ素子LD2は青色のレーザ光(「青色レーザ光Lb」とも呼ぶ。)を出射し、緑色レーザ素子LD3は緑色のレーザ光(「緑色レーザ光Lg」とも呼ぶ。)を出射する。コリメータレンズ91a〜91cは、それぞれ、赤色、青色及び緑色のレーザ光Lr、Lb、Lg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Lbを反射する。反射ミラー92cは、青色レーザ光Lbを透過させ、緑色レーザ光Lgを反射する。反射ミラー92aは、赤色レーザ光Lrの一部を反射し、残りの部分を透過させる。また、反射ミラー92aは、青色及び緑色のレーザ光Lb、Lgの一部を透過し、残りの部分を反射する。こうして反射ミラー92aを透過した赤色レーザ光Lr及び反射ミラー92aで反射された青色及び緑色のレーザ光Lb、Lgは、MEMSミラー95に入射される。また、赤色レーザ光Lr、青色レーザ光Lb及び緑色レーザ光Lbの一部は、受光部24に照射される。 The red laser element LD1 emits a red laser beam (also referred to as “red laser beam Lr”), and the blue laser element LD2 emits a blue laser beam (also referred to as “blue laser beam Lb”) to emit a green laser. The element LD3 emits a green laser beam (also referred to as “green laser beam Lg”). The collimator lenses 91a to 91c make the red, blue, and green laser beams Lr, Lb, and Lg parallel light, and emit the red, blue, and green laser beams to the reflection mirrors 92a to 92c, respectively. The reflection mirror 92b reflects the blue laser light Lb. The reflection mirror 92c transmits the blue laser light Lb and reflects the green laser light Lg. The reflection mirror 92a reflects a part of the red laser beam Lr and transmits the rest. Further, the reflection mirror 92a transmits a part of the blue and green laser beams Lb and Lg and reflects the remaining part. The red laser beam Lr transmitted through the reflection mirror 92a and the blue and green laser beams Lb and Lg reflected by the reflection mirror 92a are incident on the MEMS mirror 95. Further, a part of the red laser light Lr, the blue laser light Lb, and the green laser light Lb is applied to the light receiving unit 24.

レーザ光源部9からレーザ光が射出される位置には、マイクロレンズアレイ13と、フィールドレンズ14とが設けられている。MEMSミラー95は、反射ミラー92aから入射されたレーザ光をEPE(Exit Pupil Expander)の一例であるマイクロレンズアレイ13に向けて反射する。MEMSミラー95は、基本的には、画像信号入力部2に入力された画像(以下、「入力画像」と呼ぶ。)を表示するために、MEMSドライバ8の制御によりマイクロレンズアレイ13上を走査するように移動し、その際の走査位置情報(例えばミラーの角度などの情報)を走査位置情報Scとしてタイミングコントローラ21へ出力する。 A microlens array 13 and a field lens 14 are provided at positions where laser light is emitted from the laser light source unit 9. The MEMS mirror 95 reflects the laser beam incident from the reflection mirror 92a toward the microlens array 13 which is an example of the EPE (Exit Purple Explorer). The MEMS mirror 95 basically scans on the microlens array 13 under the control of the MEMS driver 8 in order to display an image (hereinafter, referred to as “input image”) input to the image signal input unit 2. The scanning position information (for example, information such as the angle of the mirror) at that time is output to the timing controller 21 as scanning position information Sc.

マイクロレンズアレイ13は、複数のマイクロレンズが配列されており、MEMSミラー95で反射されたレーザ光が入射する。フィールドレンズ14は、マイクロレンズアレイ13の放射面に形成された画像を拡大し、図示しない投影面に投影する。例えば、投影装置42がヘッドアップディスプレイの光源として用いられる場合、フィールドレンズ14はコンバイナ等に表示像を構成する光を出射する。 A plurality of microlenses are arranged in the microlens array 13, and the laser beam reflected by the MEMS mirror 95 is incident on the microlens array 13. The field lens 14 magnifies an image formed on the radial surface of the microlens array 13 and projects it on a projection surface (not shown). For example, when the projection device 42 is used as a light source for a head-up display, the field lens 14 emits light that constitutes a display image to a combiner or the like.

受光部24は、フォトディテクタにより構成され、赤色レーザ光Lr、青色レーザ光Lb及び緑色レーザ光Lbの合成光を受光して、その合成光の強度に対応する電圧を示す信号SdをMCU22に出力する。MCU22は、受光部24から出力される電圧値に基づいて、レーザドライバ7による各レーザ光源LD1〜LD3の発光及び停止を制御する。 The light receiving unit 24 is composed of a photodetector, receives the combined light of the red laser light Lr, the blue laser light Lb, and the green laser light Lb, and outputs a signal Sd indicating a voltage corresponding to the intensity of the combined light to the MCU 22. .. The MCU 22 controls the light emission and stop of each of the laser light sources LD1 to LD3 by the laser driver 7 based on the voltage value output from the light receiving unit 24.

(MEMSミラー)
次に、MEMSミラー95の構成について説明する。図3は、MEMSミラー95の上面図である。図3に示すように、MEMSミラー95は、主に、固定枠31と、フレーム部32と、ミラー部33と、磁石34A〜34Dと、X軸トーションバー35A、35Bと、Y軸トーションバー36A、36Bと、歪ゲージ37V、37Hとを有する。
(MEMS mirror)
Next, the configuration of the MEMS mirror 95 will be described. FIG. 3 is a top view of the MEMS mirror 95. As shown in FIG. 3, the MEMS mirror 95 mainly includes a fixed frame 31, a frame portion 32, a mirror portion 33, magnets 34A to 34D, X-axis torsion bars 35A and 35B, and a Y-axis torsion bar 36A. , 36B and strain gauges 37V, 37H.

固定枠31は、フレーム部32を支持するための構造体であり、金属材料またはシリコンなどの半導体材料によって形成される。固定枠31は、内部に空隙を備える枠形状を有している。フレーム部32は、内部に空隙を備える枠形状を有している。フレーム部32は、X軸トーションバー35A、35Bを介し固定枠31に接続されており、固定枠31に対してX軸トーションバー35A、35Bを回転軸として揺動(回転)自在となっている。 The fixed frame 31 is a structure for supporting the frame portion 32, and is formed of a metal material or a semiconductor material such as silicon. The fixed frame 31 has a frame shape having a gap inside. The frame portion 32 has a frame shape having a gap inside. The frame portion 32 is connected to the fixed frame 31 via the X-axis torsion bars 35A and 35B, and can swing (rotate) with respect to the fixed frame 31 with the X-axis torsion bars 35A and 35B as rotation axes. ..

固定枠31及びフレーム部32の表面には、凸パターンが形成されており、固定枠31からX軸トーションバー35A、35Bを経由して延びる配線パターンは、フレーム部32の枠形状に沿って、フレーム部32の表面上にコイル38を形成する。ミラー部33は、入射してくる光を反射する反射膜が表面に形成された円盤形状の部材であり、Y軸トーションバー36A、36Bを介してフレーム部32に接続されている。そして、ミラー部33は、フレーム部32に対してY軸トーションバー36A、36Bを回転軸として揺動自在となっている。磁石34A〜34Dは、フレーム部32の周辺に配置され、フレーム部32に形成されるコイル38が存在する領域に、水平(H)方向及び垂直(V)方向の磁界を発生させる。 A convex pattern is formed on the surfaces of the fixed frame 31 and the frame portion 32, and the wiring pattern extending from the fixed frame 31 via the X-axis torsion bars 35A and 35B follows the frame shape of the frame portion 32. A coil 38 is formed on the surface of the frame portion 32. The mirror portion 33 is a disk-shaped member having a reflective film for reflecting incident light formed on its surface, and is connected to the frame portion 32 via Y-axis torsion bars 36A and 36B. The mirror portion 33 is swingable with respect to the frame portion 32 with the Y-axis torsion bars 36A and 36B as rotation axes. The magnets 34A to 34D are arranged around the frame portion 32, and generate magnetic fields in the horizontal (H) direction and the vertical (V) direction in the region where the coil 38 formed in the frame portion 32 exists.

X軸トーションバー35B付近には、歪ゲージ37Vが設けられ、Y軸トーションバー36B付近には、歪ゲージ37Hが設けられている。歪ゲージ37Vは、ミラー部33の垂直(V)方向の位置を検出するセンサであり、X軸トーションバー35Bのねじれ量とねじれ方向に対応する電圧を出力する。歪ゲージ37Hは、ミラー部33の水平(H)方向の位置を検出するセンサであり、Y軸トーションバー36Bのねじれ量とねじれ方向に対応する電圧を出力する。 A strain gauge 37V is provided near the X-axis torsion bar 35B, and a strain gauge 37H is provided near the Y-axis torsion bar 36B. The strain gauge 37V is a sensor that detects the position of the mirror portion 33 in the vertical (V) direction, and outputs a voltage corresponding to the twist amount and the twist direction of the X-axis torsion bar 35B. The strain gauge 37H is a sensor that detects the position of the mirror portion 33 in the horizontal (H) direction, and outputs a voltage corresponding to the twist amount and the twist direction of the Y-axis torsion bar 36B.

上記のように、MEMSミラー95はミラー部33がX軸トーションバー35A、35B及びY軸トーションバー36A、36Bにより回転可能に固定枠31に接続されている。ミラー部33は、MEMSドライバ8から入力された駆動信号がコイル38内を流れることで生じる電磁気力の作用により回転する。駆動信号が入力されない場合、ミラー部33はX軸トーションバー35及びY軸トーションバー36が平衡状態となる位置、即ちニュートラル位置で静止する。歪ゲージ37V、37Hの出力に基づいて、MEMSミラー95の回転変位が算出され、レーザ光の走査位置を示す走査位置情報Scとしてタイミングコントローラ21へ出力される。
[故障表示制御]
次に、本実施例における故障表示制御について説明する。上述のように、タイミングコントローラ21は、MEMSドライバ8を制御し、MEMSミラー95に駆動信号を供給させるとともに、MEMSミラー95から出力される走査位置情報Scに基づいてMEMSミラー95の回転変位を監視する。ここで、何らかの原因でMEMSミラー95が故障し、入力した駆動信号に応じた回転変位が得られなくなった場合、タイミングコントローラ21は、エラー信号SeをMCU22へ出力するとともに、MEMSミラー95への駆動信号の供給を停止する。これにより、MEMSミラー95のミラー部33は、X軸トーションバー35及びY軸トーションバー36が平衡状態となる位置、即ち、ニュートラル位置で停止する。
As described above, in the MEMS mirror 95, the mirror portion 33 is rotatably connected to the fixed frame 31 by the X-axis torsion bars 35A and 35B and the Y-axis torsion bars 36A and 36B. The mirror unit 33 rotates due to the action of an electromagnetic force generated by the drive signal input from the MEMS driver 8 flowing through the coil 38. When no drive signal is input, the mirror unit 33 comes to rest at a position where the X-axis torsion bar 35 and the Y-axis torsion bar 36 are in an equilibrium state, that is, a neutral position. The rotational displacement of the MEMS mirror 95 is calculated based on the outputs of the strain gauges 37V and 37H, and is output to the timing controller 21 as scanning position information Sc indicating the scanning position of the laser beam.
[Failure display control]
Next, the failure display control in this embodiment will be described. As described above, the timing controller 21 controls the MEMS driver 8 to supply the drive signal to the MEMS mirror 95, and monitors the rotational displacement of the MEMS mirror 95 based on the scanning position information Sc output from the MEMS mirror 95. To do. Here, when the MEMS mirror 95 fails for some reason and the rotational displacement corresponding to the input drive signal cannot be obtained, the timing controller 21 outputs the error signal Se to the MCU 22 and drives the MEMS mirror 95. Stop the signal supply. As a result, the mirror portion 33 of the MEMS mirror 95 stops at a position where the X-axis torsion bar 35 and the Y-axis torsion bar 36 are in an equilibrium state, that is, a neutral position.

MCU22は、エラー信号Seを受信した場合、レーザドライバ7を制御し、赤色レーザ素子LD1のみを所定の明るさで発光させる。この場合の明るさは、レーザクラスで定められた照射量を超えない明るさに設定される。具体的には、MCU22は、受光部24から出力される信号Sdを参照して、赤色レーザ光Lrが上記の所定の明るさとなるように制御する。この際、好ましくは、ユーザ(運転者)が気付き易いように、赤色レーザ光Lrを点滅させる。 When the MCU 22 receives the error signal Se, it controls the laser driver 7 and causes only the red laser element LD1 to emit light with a predetermined brightness. The brightness in this case is set to a brightness that does not exceed the irradiation amount defined by the laser class. Specifically, the MCU 22 controls the red laser light Lr so as to have the above-mentioned predetermined brightness with reference to the signal Sd output from the light receiving unit 24. At this time, preferably, the red laser beam Lr is blinked so that the user (driver) can easily notice it.

このとき、上述のようにMEMSミラー95への駆動信号の供給は停止され、MEMSミラー95はニュートラル位置に停止しているので、赤色レーザ光LD1の発光は、図4に例示するように、MEMSミラー95の通常の走査エリア、即ち画像表示エリア内の中央付近に赤色の輝点50として表示される。こうして、赤色の輝点が故障インジケータとして表示される。このように、MEMSミラー95に故障が生じた場合には、通常の画像表示エリア内に赤色の輝点が表示されるので、ユーザは速やかに故障の発生を認識することができる。 At this time, as described above, the supply of the drive signal to the MEMS mirror 95 is stopped, and the MEMS mirror 95 is stopped at the neutral position. Therefore, the emission of the red laser beam LD1 is emitted by the MEMS as illustrated in FIG. It is displayed as a red bright spot 50 near the center of the normal scanning area of the mirror 95, that is, the image display area. In this way, the red bright spot is displayed as a failure indicator. In this way, when a failure occurs in the MEMS mirror 95, a red bright spot is displayed in the normal image display area, so that the user can quickly recognize the occurrence of the failure.

図5は、MEMSミラーの故障表示制御のフローチャートである。この処理は、MCU22が予め用意されたプログラムを実行することにより実現される。まず、MCU22は、MEMSミラー95に故障が発生しているか否かを判定する(ステップS1)。具体的には、MCU22は、タイミングコントローラ21から、上述のエラー信号を受信した場合にMEMSミラー95に故障が発生していると判定し、エラー信号を受信していない場合にMEMSミラーに95に故障が発生していないと判定する。 FIG. 5 is a flowchart of failure display control of the MEMS mirror. This process is realized by the MCU 22 executing a program prepared in advance. First, the MCU 22 determines whether or not the MEMS mirror 95 has a failure (step S1). Specifically, the MCU 22 determines that the MEMS mirror 95 has a failure when receiving the above-mentioned error signal from the timing controller 21, and sets the MEMS mirror to 95 when the error signal is not received. It is determined that no failure has occurred.

故障が発生していない場合(ステップS1:No)、処理は終了する。一方、故障が亜発生している場合(ステップS1:Yes)、MCU22は、タイミングコントローラ21を制御して、MEMSドライバ8からMEMSミラー95への駆動信号の供給を停止する(ステップS2)。さらに、MCU22は、レーザドライバ7を制御し、上記のように故障インジケータとしての所定の発光を行う(ステップS3)。そして処理は終了する。 If no failure has occurred (step S1: No), the process ends. On the other hand, when a failure has occurred (step S1: Yes), the MCU 22 controls the timing controller 21 to stop the supply of the drive signal from the MEMS driver 8 to the MEMS mirror 95 (step S2). Further, the MCU 22 controls the laser driver 7 and emits a predetermined light as a failure indicator as described above (step S3). And the process ends.

[変形例]
次に、上記の実施例の変形例について説明する。なお、以下の変形例は適宜組み合わせて適用することができる。
[Modification example]
Next, a modification of the above embodiment will be described. The following modifications can be applied in combination as appropriate.

(変形例1)
上記の実施例では、故障インジケータとして、赤色の輝点の表示、又は、赤色の輝点の点滅表示を行っているが、本発明の適用はこれには限られない。例えば、赤色以外の他の色の表示又は他の色の点滅を行っても良い。また、例えば、赤色→緑色→青色など、異なる色を繰り返し表示するようにしてもよい。
(Modification example 1)
In the above embodiment, the red bright spot or the blinking red bright spot is displayed as the failure indicator, but the application of the present invention is not limited to this. For example, a color other than red may be displayed or another color may be blinked. Further, for example, different colors such as red → green → blue may be repeatedly displayed.

(変形例2)
外光センサを設けて周囲環境の明るさを検出し、周囲環境の明るさに応じて故障インジケータとして表示される輝点の明るさを変化させてもよい。具体的には、外光センサをMCU22に接続し、外光センサの出力をMCU22へ供給する。MCU22は、外光量に応じて、赤色などの輝点の明るさを変化させる。即ち、周囲環境が明るい場合にはそれに応じて輝点を明るくし、周囲環境が暗い場合にはそれに応じて輝点を暗くする。これにより、周囲環境の明るさに適した明るさで故障インジケータを表示することが可能となる。
(Modification 2)
An external light sensor may be provided to detect the brightness of the surrounding environment, and the brightness of the bright spot displayed as a failure indicator may be changed according to the brightness of the surrounding environment. Specifically, the external light sensor is connected to the MCU 22, and the output of the external light sensor is supplied to the MCU 22. The MCU 22 changes the brightness of bright spots such as red according to the amount of external light. That is, when the surrounding environment is bright, the bright spots are brightened accordingly, and when the surrounding environment is dark, the bright spots are darkened accordingly. This makes it possible to display the failure indicator with a brightness suitable for the brightness of the surrounding environment.

7 レーザドライバ
8 MEMSドライバ
9 レーザ光源部
21 タイミングコントローラ
22 MCU
24 受光部
31 固定枠
33 ミラー部
35A、35B X軸トーションバー
36A、36B Y軸トーションバー
40 ヘッドアップディスプレイ
42 投影装置
95 MEMSミラー
7 Laser driver 8 MEMS driver 9 Laser light source section 21 Timing controller 22 MCU
24 Light receiving part 31 Fixed frame 33 Mirror part 35A, 35B X-axis torsion bar 36A, 36B Y-axis torsion bar 40 Head-up display 42 Projector 95 MEMS mirror

Claims (4)

レーザ光を発光する光源と、
前記レーザ光を表示領域内に走査する走査手段と、
前記走査手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源に所定の発光をさせる制御手段と、
外部環境の明るさを検出する外部環境検出手段を備え、
前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源を所定光量以下で発光させ、前記外部環境検出手段により検出された前記外部環境の明るさに応じて、前記所定光量を変化させることを特徴とする投影装置。
A light source that emits laser light and
A scanning means for scanning the laser beam into the display area, and
A failure detecting means for detecting a failure of the scanning means and
A control means for causing the light source to emit a predetermined light when a failure is detected by the failure detection means.
Equipped with an external environment detection means that detects the brightness of the external environment
When a failure is detected by the failure detecting means, the control means causes the light source to emit light at a predetermined light amount or less, and the predetermined light amount is determined according to the brightness of the external environment detected by the external environment detecting means. A projection device characterized by changing.
前記走査手段は、供給される駆動信号に応じて揺動することで前記レーザ光を走査し、
前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記走査手段への前記駆動信号の供給を停止させることを特徴とする請求項1に記載の投影装置。
The scanning means scans the laser beam by swinging in response to a supplied drive signal.
The projection device according to claim 1 , wherein the control means stops the supply of the drive signal to the scanning means when a failure is detected by the failure detecting means.
前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源を点滅発光させることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一項に記載の投影装置。 The projection device according to any one of claims 1 or 2 , wherein the control means blinks the light source when a failure is detected by the failure detection means. 前記制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出された場合に、前記光源に所定色のレーザ光を発光させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の投影装置。
The projection device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the control means causes the light source to emit a laser beam of a predetermined color when a failure is detected by the failure detection means.
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