激光投影显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种通过对镜旋转角信号的传输路径的温度依赖性进行补偿来高精度地显示图像的激光投影显示装置。激光投影显示装置(1)包括：反射从激光光源13出射的激光使其进行二维扫描的扫描镜(15)；和检测扫描镜的旋转角的传感器(21h、21v)，基于从传感器输出的传感器信号，控制扫描镜的驱动。此时，温度补偿部(7)根据由配置于扫描镜(15)附近的温度计(17)测量出的温度，对传输传感器信号的信号传输路径22的传递特性的温度依赖性进行补偿。温度补偿部(7)为了修正从传感器信号得到的扫描镜的旋转角的振幅和相位，具有保存与各温度对应的修正量的查找表。由此，能够提供高精度地显示图像的激光投影显示装置。

Laser projection display device

The invention provides a laser projection display device with high accuracy for displaying the image by compensating the temperature dependence of the transmission path of the optical rotation angle signal. The laser projection display device (1) includes a scanning mirror (15) reflecting a two-dimensional scan from the laser light source 13, and a sensor (21h, 21V) to detect the rotation angle of the scanning mirror, and control the driving of the scanning mirror based on the sensor signals output from the sensor. At this time, the temperature compensation unit (7) compensates the temperature dependence of the transmission characteristic of the signal transmission path 22 of the transmission sensor signal according to the temperature measured by the thermometer (17) located near the scanning mirror (15). The temperature compensation unit (7), in order to modify the amplitude and phase of the rotation angle of the scanning mirror obtained from the sensor signal, has a lookup table for preserving the correction amount corresponding to the temperature. Thereby, the laser projection display device capable of displaying the image with high accuracy can be provided.

【技术实现步骤摘要】
激光投影显示装置本申请要求于2016年12月20日提交的日本专利申请No.JP2016-246586的优先权，其内容通过引用结合到本申请中。
本专利技术涉及用扫描镜二维扫描激光来进行图像显示的激光投影显示装置。
技术介绍
近年来，使用半导体激光器和MEMS(MicroElectroMechanicalSystems，微机电系统)等来投影图像的激光投影显示装置被实用化。激光投影显示装置中，通过使扫描镜在水平和垂直方向上扫描的同时调制激光光源，从而在投影面上显示期望的图像。此时，镜的机械特性存在温度依赖性，所以提案有根据环境温度控制镜的驱动条件(例如参照日本特开2015-028596号公报)。在日本特开2015-028596号公报提案有，根据镜的共振频率来计算环境温度，基于计算出的环境温度调整镜的驱动信号(2个悬臂的相位差)。由此，对镜机械特性的温度依赖性进行补偿。但是本专利技术人发现，仅通过镜机械特性的温度依赖性的补偿，对于显示稳定的图像来说是不够的。也就是说，已经明确了：在用传感器检测镜的旋转角，将检测出的镜信号传输到控制电路来生成对镜的驱动信号时，从传感器至控制电路的信号传输路径的温度依赖性也对显示图像有影响。即，信号传输路径的传递特性随温度变化，由此镜旋转角的振幅和相位信息没有被正确反馈，成为显示图像发生变形和偏差的原因。由此，不仅需要考虑镜机械特性的温度依赖性，还需要进行镜旋转角信号的传递特性的温度依赖性的温度补偿。在以日本特开2015-028596号公报为代表的现有技术中没有认识到这样的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过对镜旋转角信号的传输路径的温度依赖性进行补偿来高精度地显示图像的激光投影显示装置。本专利技术是投射与图像信号相应的激光来显示图像的激光投影显示装置，其包括：出射激光的激光光源；驱动上述激光光源的光源驱动部；对上述光源驱动部供给显示用的图像信号的图像处理部；反射从上述激光光源出射的激光，使该激光以二维状进行扫描的扫描镜；供给使上述扫描镜在两个轴向上旋转的驱动信号的镜驱动部；检测上述扫描镜的旋转角的传感器；基于从上述传感器输出的传感器信号，控制上述图像处理部和上述镜驱动部的系统控制部；和根据由配置于上述扫描镜附近的温度计测量出的温度，对传输上述传感器信号的信号传输路径的传递特性的温度依赖性进行补偿的温度补偿部。根据本专利技术，即使温度变化也能够正确地传输镜的旋转角信号，由此能够提供更高精度地显示图像的激光投影显示装置。附图说明图1是表示激光投影显示装置的整体结构的图。图2是表示MEMS的结构的图。图3是表示MEMS的频率特性的温度依赖性的图。图4是表示温度补偿部的内部结构的图。图5是用信号波形对MEMS扫描信号的温度补偿进行说明的图。图6A～图6C是用显示图像对温度补偿的效果进行说明的图。图7是表示平视显示器(HUD)的结构的图。具体实施方式以下使用附图详细说明本专利技术的实施方式。另外，以下的说明是用来说明本专利技术的一个实施方式的，并不应理解为限定本专利技术的范围。(实施例1)图1是表示激光投影显示装置的整体结构的图。在激光投影显示装置1(以下简称为显示装置)的壳体5内，作为控制系统具有系统控制部6、温度补偿部7、图像处理部8、镜驱动部9、光源驱动部10、和温度调整部11。作为投影组件12，具有：激光光源13(以下简称为光源)、MEMS(MicroElectroMechanicalSystems，微机电系统)14、扫描镜(以下简称为镜)15、加热/冷却部16、温度计17、18。投影组件12和加热/冷却部16被收纳于气密结构的壳体20中。显示装置1通过在显示区域3投射激光2，在水平方向和垂直方向上进行二维扫描来显示图像4。以下，对其各部的动作进行说明。系统控制部6对镜驱动部9发送水平驱动信息(Hinfo)和垂直驱动信息(Vinfo)。这些驱动信息中包括进行镜的水平/垂直扫描的频率、振幅、相位的信息。镜驱动部9按照水平驱动信息(Hinfo)和垂直驱动信息(Vinfo)，生成正弦波的水平驱动信号(Hdrive)和锯齿波的垂直驱动信号(Vdrive)，并供给至MEMS14。由此，MEMS14的扫描镜15绕水平轴和垂直轴进行摆动旋转。在MEMS14中，用传感器(失真传感器)检测扫描镜15的水平轴和垂直轴的旋转角，分别将其作为传感器信号(Hsens、Vsens)发送到温度补偿部7。另外，在MEMS14的附近配置有温度计17，测量MEMS附近的空间的温度(内部空气温度)Ta并将其发送到温度补偿部7。温度补偿部7从传感器信号(Hsens、Vsens)求取镜旋转角的振幅(Hamp、Vamp)和相位(Hphase、Vphase)，并将其发送到系统控制部6。此时，温度补偿部7根据由温度计17测量出的壳体20内的内部空气温度Ta，对传感器信号传输路径的传递特性的温度依赖性进行补偿。图像处理部8生成对从外部输入的图像信号施加了各种修正后的投影用的图像信号，暂时保存在未图示的帧存储器中。此处进行的修正包括伴随扫描镜15的扫描的图像失真修正、图像的灰阶调整等。另一方面，系统控制部6与镜旋转同步地将水平同步信号(Hsync)和垂直同步信号(Vsync)发送到图像处理部8。图像处理部8与同步信号(Hsync、Vsync)同步地从帧存储器读出图像信号，并将其供给到光源驱动部10。光源驱动部10根据从图像处理部8供给的图像信号，对激光光源13的驱动电流进行调制。光源13例如具有RGB用的3个半导体激光器，出射与图像信号的RGB成分对应的激光。RGB的3个激光由未图示的分色镜合成，照射到扫描镜15。从光源13出射的激光2，被绕水平轴和垂直轴摆动旋转的扫描镜15反射，由此对显示区域3以二维状进行扫描，描画图像4。另外，水平方向的扫描通过往复扫描(HscanA、HscanB)来进行描画。由于工作中的光源13变成高温，所以利用加热/冷却部16进行加热或冷却。作为加热冷却元件，使用珀耳帖元件、加热器等。在光源13的附近配置有温度计18，测量光源温度Tb并将其发送到温度调整部11。温度调整部11比较从系统控制部6给予的目标温度和来自温度计18的光源温度Tb，驱动加热/冷却部16。图2是表示MEMS14的结构的图。MEMS14具有2轴(H轴、V轴)的旋转机构，用扫描镜15扫描显示图像。根据来自镜驱动部9的驱动信号(Hdrive、Vdrive)，使扫描镜15在水平方向(绕H轴)和垂直方向(绕V轴)这两个方向摆动旋转。例如，水平方向以30kHz的正弦波进行驱动，垂直方向以60Hz的锯齿波进行驱动。令扫描镜15的水平方向、垂直方向的旋转角(摆动角)为±θh、±θv时，反射后的激光2的显示区域3上的扫描角为2倍的±2θh、±2θv。在MEMS14的H轴和V轴上安装有检测各自的旋转角的传感器21h、21v。各传感器21h、21v根据在H轴和V轴上产生的变形生成表示镜的旋转角的信号(Hsens、Vsens)(以下称为传感器信号)，通过温度补偿部7向系统控制部6传输。当然，传感器信号(Hsens、Vsens)与驱动信号(Hdrive、Vdrive)连动，但由于镜的机械特性因周围温度或周围气压而变化，所以振幅和相位的对应关系会变乱。于是，系统控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光投影显示装置，其投射与图像信号相应的激光来显示图像，所述激光投影显示装置的特征在于，包括：出射激光的激光光源；驱动所述激光光源的光源驱动部；对所述光源驱动部供给显示用的图像信号的图像处理部；反射从所述激光光源出射的激光，使该激光以二维状进行扫描的扫描镜；供给使所述扫描镜在两个轴向上旋转的驱动信号的镜驱动部；检测所述扫描镜的旋转角的传感器；基于从所述传感器输出的传感器信号，控制所述图像处理部和所述镜驱动部的系统控制部；和根据由配置于所述扫描镜附近的温度计测量出的温度，对传输所述传感器信号的信号传输路径的传递特性的温度依赖性进行补偿的温度补偿部。

【技术特征摘要】
2016.12.20 JP 2016-2465861.一种激光投影显示装置，其投射与图像信号相应的激光来显示图像，所述激光投影显示装置的特征在于，包括：出射激光的激光光源；驱动所述激光光源的光源驱动部；对所述光源驱动部供给显示用的图像信号的图像处理部；反射从所述激光光源出射的激光，使该激光以二维状进行扫描的扫描镜；供给使所述扫描镜在两个轴向上旋转的驱动信号的镜驱动部；检测所述扫描镜的旋转角的传感器；基于从所述传感器输出的传感器信号，控制所述图像处理部和所述镜驱动部的系统控制部；和根据由配置于所述扫描镜附近的温度计测量出的温度，对传输所述传感器信号的信号传输路径的传递特性的温度依赖性进行补偿的温度补偿部。2.如权利要求1所述的激光投影显示装置，其特征在于：所述激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：小堀智生，山崎达也，中岛顺次，木村胜彦，青野宇纪，
申请(专利权)人：日立乐金光科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP