(57)【要約】【課題】光の色度の偏差を所定範囲内に維持しつつ、該光の光量を調整する。【解決手段】光投射装置は、互いに波長の異なる光を出力する複数の光源と、光源を制御する制御部と、光の透過率を波長毎に調整する透過部と、透過率を制御する透過制御部と、を備える。また、制御部は、波長毎の透過率の変化を示す透過率情報に基づいて、複数の光源の光量を制御する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長の異なる光を出力する複数の光源と、
前記光源を制御する制御部と、
前記光の透過率を波長毎に調整する透過部と、
前記透過率を制御する透過制御部と、を備え、
前記制御部は、波長毎の前記透過率の変化を示す透過率情報に基づいて、複数の前記光源の光量を制御することを特徴とする光投射装置。
【請求項２】
前記透過部は、前記透過制御部により制御される液晶素子を有し、
複数の前記光源から出力された前記光は、波長毎の前記透過率で前記液晶素子を透過することを特徴とする請求項１に記載の光投射装置。
【請求項３】
複数の前記光源から出力された前記光を投射面に投射して、前記投射面に画像をフレーム単位で表示する光投射装置であって、
前記画像のフレーム間の期間にて複数の前記光源の光出力特性を取得する取得部をさらに備え、
前記制御部は、さらに前記フレームの描画期間前の第１時点で取得された前記光出力特性に基づいて、前記フレームの前記描画期間における複数の前記光源の前記光量を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光投射装置。
【請求項４】
前記透過部に入力された前記光の光量を波長毎に検出する第１光検出部と、
前記透過部が出力する前記光の光量を波長毎に検出する第２光検出部と、
前記第１光検出部の検出結果と前記第２光検出部の検出結果とに基づいて前記透過部の波長毎の前記透過率を検知する検知部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の光投射装置。
【請求項５】
前記検知部はさらに、前記透過率が変更された第２時点以後且つ前記第１時点よりも前の第３時点での前記透過率の検知結果と、前記第１時点での前記透過率の検知結果とに基づいて、前記透過率の変化率を検知し、
前記制御部は、さらに前記変化率の検知結果に基づいて、前記フレームの前記描画期間における複数の前記光源の前記光量を制御することを特徴とする請求項４に記載の光投射装置。
【請求項６】
前記第１時点及び前記第３時点は前記画像のフレーム間の同じ期間内であることを特徴とする請求項５に記載の光投射装置。
【請求項７】
前記透過部の温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記透過率情報は、前記透過率の温度特性に関する情報を含み、
前記制御部は、さらに前記温度センサの検出結果に基づいて、複数の前記光源の前記光量を制御することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光投射装置。
【請求項８】
前記透過率情報が示す波長毎の前記透過率の変化は、前記透過率が増加する場合と、前記透過率が低減する場合とで異なることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の光投射装置。
【請求項９】
前記透過率情報は、前記透過率が変更されてからの経過時間に応じた波長毎の前記透過率の変化を示し、
前記制御部は、前記透過率情報に基づいて前記経過時間における複数の前記光源の前記光量を制御することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の光投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の光源から投射面にたとえばＲＧＢ各色の光を投射して画像の描画を行う光投射装置が知られている。光投射装置では、定期的に各光源のＡＰＣ（auto power control）を行って、投射光のホワイトバランスを補正している。ＡＰＣは、通常、画像フレーム間のブランキング期間（光源が消灯される期間）に１回実施され、次回のブランキング期間までは実施されることはない。
【０００３】
また、光投射装置では、画像の輝度を調整する際、液晶素子を有する調光アッテネータで投射光の光量を調整する。たとえば、印加する駆動電圧を変えることにより、投射光が透過する液晶素子の透過率を調整することにより、投射面に投射される投射光の光量を調整している。
【０００４】
なお、本発明に関連する従来技術の一例として、特許文献１のヘッドアップディスプレイ装置は、複数のレーザ光源の各々に液晶セルを設けている。そして、各液晶セルに印加する駆動電圧の調整によって各液晶セルを透過する各レーザ光の透過率を調整することにより、表示する画像の輝度を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１５７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、駆動電圧を変化させると液晶素子の透過率は徐々に変化し、その応答時間は画像フレーム間のブランキング期間よりも長い。また、駆動電圧に対応する液晶素子の透過率及び過渡状態における透過率の変化は透過する光の波長毎に異なる。従って、上述のような調光アッテネータを用いて投射光の光量を調整する光学システムでは、液晶素子の応答時間において、画像フレームの描画期間中に投射光のホワイトバランスが崩れて色度の偏差が目標範囲を越えることがある。この場合、色合いが徐々に変化した画像が表示されてしまう。このような問題について、特許文献１はなんら言及していない。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、光の色度の偏差を所定範囲内に維持しつつ、該光の光量を調整することができる光投射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一の態様による光投射装置は、互いに波長の異なる光を出力する複数の光源と、光源を制御する制御部と、光の透過率を波長毎に調整する透過部と、透過率を制御する透過制御部と、を備え、制御部は、波長毎の透過率の変化を示す透過率情報に基づいて、複数の光源の光量を制御する構成（第１の構成）とされる。
【０００９】
上記第１の構成によれば、透過部を透過する光の波長毎の透過率が調整されると、波長毎の透過率は調整された値に向かって徐々に変化する。この際、変化する波長毎の透過率は、透過率情報に基づいて予測できる。そのため、予測した波長毎の透過率を用いたフィードフォワード制御により、複数の光源から出力される光の光量を制御できる。たとえば、透過率の変化が波長毎に異なっていても、透過部を透過した光の波長毎の光量比を変化させることなく、透過部を透過した光の光量を変化させることができる。すなわち、変化中の波長毎の光の色度の偏差をフィードフォワード制御により補正できるので、ホワイトバランスの変化を精度良く抑制又は防止して、透過部を透過した光の光量の調整（いわゆる調光）をすることができる。よって、透過部を透過した光の色度の偏差を所定範囲内に抑えつつ、該光の光量を調整することができる。
【００１０】
また、上記第１の構成の光投射装置は、透過部は、透過制御部により制御される液晶素子を有し、複数の光源から出力された光は、波長毎の透過率で液晶素子を透過する構成（第２の構成）とされる。
【００１１】
この第２の構成によれば、色度の偏差を所定範囲内に維持しつつ、液晶素子を透過する光の光量を制御することができる。
【００１２】
上記第１又は第２の構成の光投射装置は、複数の光源から出力された光を投射面に投射して、投射面に画像をフレーム単位で表示する光投射装置であって、画像のフレーム間の期間にて複数の光源の光出力特性を取得する取得部をさらに備え、制御部は、さらにフレームの描画期間前の第１時点で取得された光出力特性に基づいて、フレームの描画期間における複数の光源の光量を制御する構成（第３の構成）とされる。
【００１３】
第３の構成によれば、投射面に表示される画像のフレームの描画期間前の第１時点で光出力特性が取得される。そして、さらに該光出力特性に基づいて、第１時点後のフレームの描画期間における光源の光量を制御できる。従って、透過部を透過した光の光量を調整（調光）する際での該光のホワイトバランスの制御精度を向上できる。よって、色度の偏差を所定範囲内により精度良く抑えつつ、投射面に表示される画像の輝度を調整することができる。
【００１４】
上記第３の構成の光投射装置は、透過部に入力された光の光量を波長毎に検出する第１光検出部と、透過部が出力する光の光量を波長毎に検出する第２光検出部と、第１光検出部の検出結果と第２光検出部の検出結果とに基づいて透過部の波長毎の透過率を検知する検知部と、をさらに備える構成（第４の構成）とされる。
【００１５】
第４の構成によれば、第３時点及び第１時点での実際の波長毎の透過率を第１光検出部の検出結果と第２光検出部の検出結果とに基づいて測定できる。また、第３時点及び第１時点における測定結果から波長毎の透過率の変化率（すなわち応答速度）を検知できる。
【００１６】
上記第４の構成の光投射装置は、検知部はさらに、透過率が変更された第２時点以後且つ第１時点よりも前の第３時点での透過率の検知結果と、第１時点での透過率の検知結果とに基づいて、透過率の変化率を検知し、制御部は、さらに変化率の検知結果に基づいて、フレームの描画期間における複数の光源の光量を制御する構成（第５の構成）とされる。
【００１７】
第５の構成によれば、さらに検知した変化率に基づいて、第１時点後のフレームの描画期間における光源の光量を制御できる。従って、第１時点後のフレームの描画期間において、透過部を透過した光の光量を調整（調光）する際での該光のホワイトバランスの制御精度をさらに向上できる。
【００１８】
上記第５の構成の光投射装置は、第１時点及び第３時点は画像のフレーム間の同じ期間内である構成（第６の構成）とされる。
【００１９】
第６の構成によれば、画像のフレーム間の同じ期間内の第１時点及び第３時点で実際に測定された波長毎の透過率に基づいて、波長毎の透過率の変化率（すなわち応答速度）を検知できる。そして、上記の同じ期間後のフレームの描画期間における光源の光量を制御できる。従って、たとえば投射面に表示される画像の最初のフレームから、該フレームの描画期間における光源の光量を制御できる。よって、投射面に表示される画像の輝度の調整を最初のフレームから行うことができる。
【００２０】
上記第１〜第６のいずれかの構成の光投射装置は、透過部の温度を検出する温度センサをさらに備え、透過率情報は、透過率の温度特性に関する情報を含み、制御部は、さらに温度センサの検出結果に基づいて、複数の光源の光量を制御する構成（第７の構成）とされる。
【００２１】
第７の構成によれば、透過部を透過する光の波長毎の透過率の変化が透過部の温度によって異なる場合であっても、さらに温度センサの検出結果に基づいて、透過部を透過する光の光量を制御することができる。
【００２２】
上記第１〜第７のいずれかの構成の光投射装置は、透過率情報が示す波長毎の透過率の変化は、透過率が増加する場合と、透過率が低減する場合とで異なる構成（第８の構成）とされる。
【００２３】
第８の構成によれば、透過部の透過率の変化が増加する場合と低減する場合とで異なっていても、透過率情報を用いて透過部を透過する光の光量を好適に精度良く制御することができる。
【００２４】
上記第１〜第８のいずれかの構成の光投射装置は、透過率情報は、透過率が変更されてからの経過時間に応じた波長毎の透過率の変化を示し、制御部は、透過率情報に基づいて経過時間における複数の光源の光量を制御する構成（第９の構成）とされる。
【００２５】
第９の構成によれば、透過率が調整された時点からの経過時間における波長毎の透過率が経過時間及び透過率情報に基づいて予測できる。そのため、経過時間に生じる波長毎の光の色度の偏差をフィードフォワード制御により補正できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、光の色度の偏差を所定範囲内に維持しつつ、該光の光量を調整することができる光投射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＨＵＤ装置の概略図である。
【図２】プロジェクタユニットの構成例を示すブロック図である。
【図３】光学ユニットの構成例を示す概念図である。
【図４】液晶素子の透過特性の一例を示すグラフである。
【図５】ＬＤの光出力特性の一例を示すグラフである。
【図６Ａ】レーザ光の往復走査を示す概念図である。
【図６Ｂ】ミラー部の水平駆動及び垂直駆動の一例を示すグラフである。
【図７】比較例に係るレーザ光の調光制御を示す。
【図８】第１実施形態の実施例に係るレーザ光の調光制御の一例を示す。
【図９】第１実施形態の実施例に係るレーザ光の調光制御の他の一例を示す。
【図１０】第２実施形態に係るレーザ光の調光制御の一例を示す。
【図１１】第３実施形態に係るレーザ光の調光制御の一例を示す。
【図１２】第４実施形態に係るレーザ光の調光制御の一例を示す。
【図１３】第４実施形態に係るレーザ光の調光制御の他の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照し、車両２００用のヘッドアップディスプレイ装置１００を例に挙げて説明する。なお、以下では、ヘッドアップディスプレイ装置１００をＨＵＤ（Head-Up Display）装置１００と呼ぶ。また、レーザ光３００が投射される投射面１１１の水平方向と投射面１１１の水平方向に対応する方向とを単に「水平方向」と呼んで符号「Ｘ」を付す。また、投射面１１１の垂直方向と投射面１１１の垂直方向に対応する方向とを単に「垂直方向」と呼んで符号「Ｙ」を付す。
【００２９】
＜第１実施形態＞
図１は、ＨＵＤ装置１００の概略図である。本実施形態のＨＵＤ装置１００は、車両２００に搭載されている。ＨＵＤ装置１００はプロジェクタユニット１とコンバイナ１１０とを備えている。プロジェクタユニット１は、レーザ光３００を光学ユニットから車両２００のフロントガラス２０１に向けて投射する。プロジェクタユニット１は、投射するレーザ光３００をさらに走査することにより、投射画像をユーザの視野内に重ねて表示する。なお、図１において、一点鎖線の矢印４００は車両２００の運転席に座っているユーザの視線を示している。また、ＨＵＤ装置１００は、車両２００に限らず、他の乗り物（例えば航空機等）に搭載されてもよい。
【００３０】
図１に示すように、フロントガラス２０１の内面にはコンバイナ１１０が貼り付けられている。このコンバイナ１１０は、プロジェクタユニット１の投射像をユーザの視野内に表示するための被投射部材であり、たとえばハーフミラーなどの半透過性の反射材料を用いて形成されている。走査されたレーザ光３００がプロジェクタユニット１からコンバイナ１１０に投射されることによって、コンバイナ１１０の投射面１１１に虚像が形成される。このために、車両２００の前方（すなわち視線４００の方向）を見ているユーザは、車両２００の前方の外界像と、プロジェクタユニット１から投射される投射画像とを同時に視認することができる。
【００３１】
次に、プロジェクタユニット１について説明する。図２は、プロジェクタユニット１の構成例を示すブロック図である。図３は、光学ユニットの構成例を示す概念図である。
【００３２】
プロジェクタユニット１は、レーザ光３００を投射面１１１に投射して、該投射面１１１に画像をフレーム単位で表示する光投射装置であり、レーザ光３００を出射する光学ユニットと、光学系ハウジング４０と、を備えている。光学系ハウジング４０は、光学ユニットを内部に収容している。また、光学系ハウジング４０には、開口４１が形成されている。光学ユニットから出射されたレーザ光３００は、開口４１を通じて光学系ハウジング４０の外部に出射される。開口４１は、たとえば、ガラス又は透光性の樹脂材料などを用いて形成されている。
【００３３】
光学ユニットは、光源モジュール１０と、調光アッテネータ２０と、ＭＥＭＳユニット３０とを含んで構成される。
【００３４】
光源モジュール１０は、レーザダイオード１１ａ〜１１ｃと、コリメータレンズ１２ａ〜１２ｃと、ビームスプリッタ１３ａ、１３ｂから成る光合成部材１３と、プリズム１４と、を有する。なお、以下では、レーザダイオード１１ａ〜１１ｃをそれぞれＬＤ（Laser Diode）１１ａ〜１１ｃと呼ぶ。
【００３５】
ＬＤ１１ａ〜１１ｃは、レーザ光３００を出射する光源の一例であり、後述するＬＥＤドライバ５３から出力された光出力信号に基づいて該光出力信号に応じた光量のレーザ光をそれぞれ出力する。なお、本実施形態では、各ＬＤ１１ａ〜１１ｃに出力される光出力信号はそれぞれ各ＬＤ１１ａ〜１１ｃに供給される駆動電流Ｉである。ＬＤ１１ａは、青色レーザ光を出射する半導体レーザ素子である。ＬＤ１１ｂは、緑色レーザ光を出射する半導体レーザ素子である。ＬＤ１１ｃは、赤色レーザ光を出射する半導体レーザ素子である。光合成部材１３は、ＬＤ１１ａ〜１１ｃから出力される各色のレーザ光をレーザ光３００に合成し、該レーザ光３００をプリズム１４に出力する。
【００３６】
ＬＤ１１ａから出射される青色レーザ光はコリメータレンズ１２ａにより平行光に変換されてビームスプリッタ１３ａで反射され、ビームスプリッタ１３ｂ及びプリズム１４を経由して調光アッテネータ２０に出力される。ＬＤ１１ｂから出射される緑色レーザ光は、コリメータレンズ１２ｂにより平行光に変換されてビームスプリッタ１３ｂで反射され、プリズム１４を経由して調光アッテネータ２０に出力される。ＬＤ１１ｃから出射される赤色レーザ光は、コリメータレンズ１２ｃにより平行光に変換され、ビームスプリッタ１３ａ、１３ｂ及びプリズム１４を経由して調光アッテネータ２０に出力される。
【００３７】
調光アッテネータ２０は、レーザ光３００の透過率Ｌｐを波長毎に調整して透過させる透過部である。調光アッテネータ２０は、偏光フィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、ハーフミラー２２ａ、２２ｂと、液晶素子２３と、半波長板２４と、光量フィルタ２５ａ、２５ｂと、ＯＥＩＣ２６ａ、２６ｂと、を有する。
【００３８】
液晶素子２３は、後述する透過制御部６３により制御される。具体的には、液晶素子２３は、印加される駆動電圧（透過制御部６３から出力された制御信号）により駆動制御される。液晶素子２３は、入射したレーザ光３００の偏光角度を駆動電圧に応じて変化させるとともに、駆動電圧に応じた波長毎の透過率Ｌｐでレーザ光３００を透過させる。また、ＯＥＩＣ２６ａ、２６ｂは、フォトダイオードを含んで構成される受光ＩＣである。ＯＥＩＣ２６ａは、調光アッテネータ２０に入力されたレーザ光３００の光量を波長毎に検出するための光検出部であり、本実施形態では液晶素子２３に入射するレーザ光３００の光量を波長毎に検出する。ＯＥＩＣ２６ｂは、調光アッテネータ２０が出力するレーザ光３００の光量を波長毎に検出するための光検出部であり、本実施形態では液晶素子２３を透過したレーザ光３００の光量を波長毎に検出する。サーミスタ２７は、調光アッテネータ２０の温度検出する温度センサであり、特に液晶素子２３の素子温度を検出するために設けられている。サーミスタ２７の検出結果はコントローラ６０に出力される。
【００３９】
光源モジュール１０から出射されたレーザ光３００のうち、偏光方向が垂直方向Ｙのレーザ光３００が偏光フィルタ２１ａを透過する。偏光フィルタ２１ａを透過したレーザ光３００の一部（たとえば９９％）はハーフミラー２２ａを透過し、残りの一部（たとえば１％）はハーフミラー２２ａで反射される。なお、ハーフミラー２２ａで反射されたレーザ光３００の光量は、光量フィルタ２５ａにて低減され、ＯＥＩＣ２６ａにて検出される。ＯＥＩＣ２６ａの検出結果はコントローラ６０に出力される。一方、ハーフミラー２２ａを透過したレーザ光３００は、液晶素子２３にて所定方向に偏光される。本実施形態では、レーザ光３００の偏光角度が９０［degree］回転される。
【００４０】
また、レーザ光３００が波長毎の透過率Ｌｐで液晶素子２３を透過することにより、レーザ光３００の光量は調整される。以下では、レーザ光３００の光量の調整を「調光」と呼ぶ。図４は、液晶素子２３の透過特性の一例を示すグラフである。
【００４１】
なお、透過率Ｌｐは、液晶素子２３に入射するレーザ光３００の光量に対して、液晶素子２３を透過するレーザ光３００の光量の比率であり、０以上１．０以下の数値で示される。以下では、たとえば各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のレーザ光の透過率Ｌｐを総称して、単に「透過率Ｌｐ」と呼ぶことがある。また、透過率比は、所定波長の光の透過率Ｌｐを基準とする他の波長の光の透過率Ｌｐの比である。本実施形態では、緑色光Ｇの透過率Ｌｐを基準としている。すなわち、緑色光Ｇの透過率Ｌｐに対する赤色光Ｇの透過率Ｌｐの比を「Ｒ透過率比」と呼び、緑色光Ｇの透過率Ｌｐに対する青色光Ｂの透過率Ｌｐの比を「Ｂ透過率比」と呼ぶ。
【００４２】
また、図４において、実線ＬＲは、液晶素子２３に印加される駆動電圧に対する赤色レーザ光Ｒの透過率Ｌｐの制御値の変化を示す。一点鎖線ＬＧは、液晶素子２３に印加される駆動電圧に対する緑色レーザ光Ｇの透過率Ｌｐの制御値の変化を示す。破線ＬＢは、液晶素子２３に印加される駆動電圧に対する青色レーザ光Ｂの透過率Ｌｐの制御値の変化を示す。ここで、透過率Ｌｐの制御値は、駆動電圧に対応する定常状態における透過率Ｌｐの値である。また、太い実線ＧＲは、液晶素子２３に印加される駆動電圧に対するＲ透過率比の変化を示す。太い破線ＧＢは、液晶素子２３に印加される駆動電圧に対するＢ透過率比の変化を示す。
【００４３】
図４に示すように、液晶素子２３の波長毎の透過率Ｌｐの制御値は駆動電圧に応じて変化する。さらに、これらの変化は透過する光の波長毎に異なる。なお、調光アッテネータ２０の液晶素子２３においてレーザ光３００が調光制御される具体的な構成は後に説明する。
【００４４】
再び図３に戻って、液晶素子２３を透過したレーザ光３００のうち、偏光方向が水平方向Ｘのレーザ光３００が偏光フィルタ２１ｂを透過する。偏光フィルタ２１ｂを透過したレーザ光３００の一部（たとえば９９％）はハーフミラー２２ｂを透過し、残りの一部（たとえば１％）はハーフミラー２２ｂで反射される。なお、ハーフミラー２２ｂで反射されたレーザ光３００の波長毎の光量は、光量フィルタ２５ｂにて低減され、ＯＥＩＣ２６ｂにて検出される。ＯＥＩＣ２６ｂの検出結果はコントローラ６０に出力される。一方、半波長板２４では、ハーフミラー２２ａを透過したレーザ光３００の偏光方向が４５［degree］回転される。半波長板２４を透過したレーザ光３００のうち、偏光方向が４５［degree］であるレーザ光３００が、偏光フィルタ２１ｃを透過して、ＭＥＭＳユニット３０に出力される。
【００４５】
ＭＥＭＳユニット３０は、集光レンズ３１と、ミラー３２ａ、３２ｂと、２軸ＭＥＭＳミラーデバイス３３と、開口３４１が形成された遮光枠３４と、を有する。なお、遮光枠３４は、本実施形態では光学系ハウジング４０の開口４１の縁部の内側において該開口４１の縁部に沿って設けられているが、この例示に限定されず、たとえば後述する本体筐体５０の光出射口５１の縁部の内側において該光出射口５１の縁部に沿って設けられてもよい。
【００４６】
調光アッテネータ２０から出力されたレーザ光３００は、集光レンズ３１で収束され、ミラー３２ａ、３２ｂにて順に反射され、２軸ＭＥＭＳミラーデバイス３３に入射する。２軸ＭＥＭＳミラーデバイス３３は揺動可能なミラー部３３１を有する。ミラー部３３１は、集光レンズ１４からミラー３２ａ、３２ｂを経由して入射したレーザ光３００を反射し、投射面１１１に向けて投射する光投射部材である。ミラー部３３１から投射されたレーザ光３００は、光学系ハウジング４０の開口４１及び光出射口５１を透過してプロジェクタユニット１の外部に出射され、コンバイナ１１０上の投射面１１１に投射される。
【００４７】
ここで、投射面１１１に向けて投射されたレーザ光３００は遮光枠３４で制限される。遮光枠３４は、ミラー部３３１が表示領域１１２外に向けて投射するレーザ光３００を遮断する光遮断部である。具体的には、ミラー部３３１から投射されたレーザ光３００のうち、遮光枠３４の開口３４１に入射するレーザ光３００は該開口３４１を透過して投射面１１１の表示領域１１２に投射される。一方、遮光枠３４に投射されるレーザ光３００は、投射面１１１上において表示領域１１２外のブランキング領域１１３に向けて投射されており、該遮光枠３４にて遮断され、投射面１１１には投射されない。なお、ブランキング領域１１３は、投射面１１１のうちレーザ光３００が投射されない領域である。水平方向Ｘにおいて、表示領域１１２の幅は投射面１１１の幅のたとえば８０％程度とされ、各ブランキング領域１１３の幅は投射面１１１の幅のたとえば１０％程度とされる。
【００４８】
また、２軸ＭＥＭＳミラーデバイス３３は、ミラー部３３１を所定の角度範囲で投射面１１１上の所定方向と該所定方向と交差する方向とに往復の動作を行わせる光走査部としても機能する。本実施形態では、２軸ＭＥＭＳミラーデバイス３３は、投射面１１１の水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙにミラー部３１１を揺動することにより、レーザ光３００を水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙに往復走査することができる。以下では、ミラー部３３１が所定の角度範囲で一方向（たとえば水平方向Ｘ、垂直方向Ｙ）に往復の動作を行うことを「揺動」と表現することがある。また、レーザ光３００が往復走査される構成は後に詳述する。
【００４９】
なお、本実施形態では、２軸ＭＥＭＳミラーデバイス３３を用いてレーザ光３００を走査しているが、この例示に限定されず、垂直走査用のＭＥＭＳミラーデバイスと、水平走査用のＭＥＭＳミラーデバイスとを用いてレーザ光３００を走査してもよい。言い換えると、ＭＥＭＳユニット３０は、２軸ＭＥＭＳミラーデバイス３３に代えて、投射面１１１の垂直方向Ｙに揺動可能なミラー部を有するＭＥＭＳミラーデバイスと、投射面１１１の水平方向Ｘに揺動可能なミラー部を有するＭＥＭＳミラーデバイスと、を有していてもよい。
【００５０】
次に、図２を再び参照して、プロジェクタユニット１の残りの構成を説明する。プロジェクタユニット１はさらに、本体筐体５０と、ＭＥＭＳミラードライバ５２と、ＬＤドライバ５３と、電源５４と、電源制御部５５と、操作部５６と、入出力Ｉ／Ｆ５７と、記憶部５８と、コントローラ６０と、を備えている。
【００５１】
本体筐体５０は、光学ユニットを収納する光学系ハウジング４０、ＭＥＭＳミラードライバ５２、ＬＤドライバ５３、電源５４、電源制御部５５、操作部５６、入出力Ｉ／Ｆ５７、記憶部５８、及びコントローラ６０を収納している。また、本体筐体５０には、光出射口５１が形成されている。光学系ハウジング４０の開口４１を透過したレーザ光３００はさらに光出射口５１を通ってコンバイナ１１０に出射される。なお、この光出射口５１は開口であってもよいが、好ましくは、たとえばガラス又は透光性の樹脂材料などを用いて形成される。こうすれば、本体筐体５０の内部への塵埃及び水分（たとえば水滴、水気を含む空気）などの侵入を防止することができる。
【００５２】
ＭＥＭＳミラードライバ５２は、コントローラ６０から入力される制御信号に基づいて、２軸ＭＥＭＳミラーデバイス３３を制御する走査制御部である。たとえば、ＭＥＭＳミラードライバ５２は、コントローラ６０から出力された水平同期信号に応じて水平方向Ｘにおけるミラー部３３１の揺動を制御し、コントローラ６０から出力された垂直同期信号に応じて垂直方向Ｙにおけるミラー部３３１の揺動を制御する。
【００５３】
ＬＤドライバ５３は、各ＬＤ１１ａ〜１１ｃを駆動する光源駆動部である。ＬＤドライバ５３は、コントローラ６０から出力される光制御信号に基づいて光出力信号を生成し、該光出力信号を各ＬＤ１１ａ〜１１ｃに出力する。具体的には、ＬＤドライバ５３は、光制御信号に基づく駆動電流Ｉを各ＬＤ１１ａ〜１１ｃに出力する。
【００５４】
電源５４は、たとえば車両２００の蓄電池（不図示）などの電力源から電力の供給を受ける電力供給部である。電源制御部５５は、電源５４から供給される電力をプロジェクタユニット１の各構成部に応じた所定の電圧値及び電流値に変換し、変換された電力を各構成部に供給する。操作部５６は、ユーザの操作入力を受け付ける入力ユニットである。入出力Ｉ／Ｆ５７は外部装置と有線通信又は無線通信するための通信インターフェースである。
【００５５】
記憶部５８は、非一過性の記憶媒体であり、たとえば、プロジェクタユニット１の各構成部にて用いられるプログラム及び制御情報などを格納している。また、記憶部５８は、投射面１１１に投射する画像情報、ＬＤ１１ａ〜１１ｃに関する光出力テーブル情報、液晶素子２３の透過率情報なども格納している。なお、光出力テーブル情報には、ＯＥＩＣ２６ａ、２６ｂで検出された波長毎の光量の検出値に対応するＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力及び駆動電流Ｉの値などが示されている。また、透過率情報は、液晶素子２３の波長毎の透過率Ｌｐの経時変化を示す情報であり、透過率Ｌｐの制御値が変更された時点からの経過時間に応じた波長毎の透過率Ｌｐの変化を示す。なお、過渡状態における液晶素子２３の波長毎の透過率Ｌｐの変化は、透過率Ｌｐが増加する場合と、透過率Ｌｐが低減する場合とで異なる。そのため、透過率情報が示す波長毎の透過率Ｌｐの変化は、透過率Ｌｐが増加する場合と、透過率Ｌｐが低減する場合とで異なっている。
【００５６】
コントローラ６０は、記憶部５８に格納されたプログラム及び制御情報などを用いて、プロジェクタユニット１の各構成部を制御する制御部である。コントローラ６０は、図２に示すように、画像処理部６１と、光制御部６２と、透過制御部６３と、タイマ６４と、取得部６５と、検知部６６と、を有している。
【００５７】
画像処理部６１は、記憶部５８に格納されたプログラム、入出力Ｉ／Ｆ５７から入力される情報、及び記憶部５８に格納された情報などに基づく画像情報を生成する。画像処理部６１はさらに、生成した画像情報を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の画像データに変換する。変換された３色の画像データは光制御部６２に出力される。
【００５８】
光制御部６２は、光出力信号をＬＤドライバ５３から各ＬＤ１１ａ〜１１ｃに出力することにより、ＬＤ１１ａ〜１１ｃを制御する。具体的には、光制御部６２は、３色の画像データに基づいてＬＤ１１ａ〜１１ｃの各光制御信号を生成する。たとえばＬＤ１１ａの場合、光制御部６２は、青色（Ｂ）用の画像データに基づいてＬＤ１１ａの光出力Ｐを決定し、ＬＤ１１ａの光出力特性（たとえば図５参照）に基づいてＬＤ１１ａの駆動電流Ｉを決定する。そして、光制御部６２は、駆動電流Ｉを示す光制御信号を生成してＬＤドライバ５３に出力する。なお、他のＬＤ１１ｂ、１１ｃの場合も同様であるため、それらの説明は省略する。
【００５９】
また、光制御部６２は、光制御部６２は、レーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐの変化を示す透過率情報に基づいて、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光量を制御する。より具体的には、光制御部６２は、レーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐの制御値が変更された時点からの経過時間、及び、該経過時間に応じた波長毎の透過率Ｌｐの変化を示す透過率情報に基づいて、上記の経過時間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力信号をそれぞれ決定及び生成して出力する。
【００６０】
透過制御部６３は、レーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐを制御する。具体的には、透過制御部６３は、調光アッテネータ２０に制御信号を出力することによって、調光アッテネータ２０を透過するレーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐの制御値を変更する。本実施形態では、透過制御部６３は、液晶素子２３に印加する駆動電圧を変更することにより、液晶素子２３を透過するレーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐの制御値（図４参照）を変更している。
【００６１】
タイマ６４は、現在時刻、及び所定の時点から経過した時間などの計時を行う計時部である。たとえば、タイマ６４は、透過率Ｌｐの制御値が変更された時点からの経過時間を計時する。
【００６２】
取得部６５は、光制御部６２が各ＬＤ１１ａ〜１１ｃに出力する光出力信号と、ＯＥＩＣ２６ａ、２６ｂの検出結果とに基づいて、たとえば投射面１１１に表示される画像のフレーム間のブランキング期間にて、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの各光出力特性を取得する。なお、各光出力特性の取得方法は特に限定しない。たとえば、ＬＤ１１ａを異なる所定の光量で複数回発光させる。そして、各発光の際にＬＤ１１ａに出力された光出力制御信号と、各発光の際にＯＥＩＣ２６ａ又はＯＥＩＣ２６ｂで検出された青色レーザ光の光量とに基づいて、図５のようなＬＤ１１ａの光出力特性曲線を作成できる。ＬＤ１１ｂ、１１ｃの各光出力特性曲線も同様に作成できる。
【００６３】
検知部６６は、ＯＥＩＣ２６ａ、２６ｂの各検出結果に基づいて液晶素子２３を透過するレーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐを検知する。つまり、検知部６６は、上記検出結果に基づいて調光アッテネータ２０の波長毎の透過率Ｌｐを検知している。
【００６４】
次に、レーザ光３００が往復走査される構成を具体的に説明する。図６Ａは、レーザ光３００の往復走査を示す概念図である。また、図６Ｂは、ミラー部３３１の水平駆動及び垂直駆動の一例を示すグラフである。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、トレース期間は、レーザ光３００が垂直方向Ｙの下方に走査され且つ水平方向Ｘにジグザグに往復走査される期間である。また、リトレース期間は、仮想のレーザ光３００が垂直方向Ｙの上方に走査され且つ水平方向Ｘにジグザグに往復走査される期間である。
【００６５】
図６Ａの実線は、トレース期間において、ミラー部３３１から投射されて表示領域１１２で走査されるレーザ光３００の光スポットの軌跡を示す。図６Ａの破線は、トレース期間において、ミラー部３３１からレーザ光３００が投射面１１１のブランキング領域１１３に投射されたと仮定した場合にブランキング領域１１３で走査される仮想のレーザ光３００の光スポットの軌跡を示す。図６Ａの一点鎖線は、リトレース期間において、ミラー部３３１からレーザ光３００が投射面１１１に投射されたと仮定した場合に投射面１１１で走査される仮想のレーザ光３００の光スポットの軌跡を示す。つまり、リトレース期間は、仮想の光スポットが表示領域１１２の初期位置に戻るのに要する帰還期間でもある。また、図６Ｂにおいて、実線の波形はミラー部３３１の水平駆動（すなわち水平方向Ｘでの揺動）を示し、破線の波形はミラー部３３１の垂直駆動（すなわち垂直方向Ｙでの揺動）を示す。また、実線の波形の上下幅はミラー部３３１の水平駆動の角度範囲θｈを示し、破線の波形の上下幅はミラー部３３１の垂直駆動の角度範囲θｖを示す。
【００６６】
図６Ｂに示すように、ミラー部３３１における垂直方向Ｙの揺動の角度範囲θｖ及び水平方向Ｘの揺動の角度範囲θｈはともに一定である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ミラー部３３１が角度範囲θｖで垂直方向Ｙに揺動（往復の動作）されることにより、レーザ光３００は投射面１１１において垂直方向Ｙに往復走査される。また、レーザ光３００が垂直方向Ｙの下方又は上方に走査される期間に、ミラー部３３１が角度範囲θｈで水平方向Ｘに揺動（往復の動作）されることにより、レーザ光３００は投射面１１１において水平方向Ｘに往復走査される。すなわち、レーザ光３００の走査は、垂直方向Ｙの下方に向かうジグザグの往復動作と、垂直方向Ｙの上方に向かうジグザグの往復動作とを交互に行う。
【００６７】
トレース期間では、ミラー部３３１は角度範囲θｖで垂直方向Ｙの下方に傾動されるとともに、角度範囲θｈで水平方向Ｘに揺動される。ミラー部３３１で反射されたレーザ光３００は投射面１１１の垂直方向Ｙの下方に向かってジグザグに往復走査される。この際、ブランキング領域１１３に向かって投射されるレーザ光３００は遮光枠３４で遮断される。従って、投射面１１１において、表示領域１１２には、レーザ光３００の光スポットが垂直方向Ｙの下方に向かってジグザグに往復走査されて画像を形成する。一方、ブランキング領域１１３には、レーザ光３００が投射されず、図６Ａの破線のように仮想の光スポットが垂直方向Ｙの下方に向かってジグザグに往復走査される。このように、トレース期間は、表示領域１１２に画像が表示される描画期間と、画像が表示されないブランキング期間とで構成される。
【００６８】
リトレース期間では、ミラー部３３１は角度範囲θｖで垂直方向Ｙの上方に傾動されるとともに、角度範囲θｈで水平方向Ｘに揺動される。リトレース期間では、通常、ＬＤ１１ａ〜１１ｃからレーザ光３００は出力されないため、図６Ａの一点鎖線のように仮想の光スポットが垂直方向Ｙの上方に向かってジグザグに往復走査される。但し、仮想の光スポットがブランキング領域１１３にある場合に、各ＬＤ１１ａ〜１１ｃが個別に所定の光出力で順に発光して、取得部６５によって光出力特性が取得される。たとえば、図６Ａでは、仮想の光スポットが領域１１３ａに位置する際に、ＬＤ１１ａが発光して、ＬＤ１１ａの光出力特性が取得される。また、仮想の光スポットが領域１１３ｂに位置する際に、ＬＤ１１ｂが発光して、ＬＤ１１ｂの光出力特性が取得される。また、仮想の光スポットが領域１１３ｃに位置する際に、ＬＤ１１ｃが発光して、ＬＤ１１ｃの光出力特性が取得される。
【００６９】
次に、調光アッテネータ２０においてレーザ光３００が調光制御される構成について、比較例と実施例とを挙げて説明する。なお、本実施形態の比較例及び実施例では、調光アッテネータ２０でのレーザ光３００の調光制御により、表示領域１１２に表示する画像の輝度を低下させている。
【００７０】
（比較例）
まず、比較例を説明する。図７は、比較例に係るレーザ光３００の調光制御を示す。なお、図７において、最上段のグラフは、投射面１１１に画像がフレーム単位で表示されるタイミングを示している。描画期間では、レーザ光３００の走査により表示領域１１２に画像の各フレームが形成されて表示される。各描画期間の間のブランキング期間では、表示領域１１２に画像が形成されず、仮想のレーザ光３００の光スポットが所定位置に帰還する。また、上から２段目のグラフは、液晶素子２３を透過するレーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐの経時変化を例示している。なお、図７では、赤色レーザ光が入射した場合を例示している。緑色レーザ光の経時変化及び青色レーザ光の経時変化も同様であるため、これらの図示は省略している。また、上から３段目のグラフは、プロジェクタユニット１が投射面１１１に投射するレーザ光３００のＸＹＺ表色系での色度の経時変化を例示している。なお、ＸＹＺ表色系では、Ｘ値及びＹ値が定まると、Ｚ値も定まる。そのため、Ｚ値の図示は省略している。また、最下段のグラフは、ＬＤ１１ａ〜１１ｃから出力される各色Ｒ、Ｇ、Ｂのレーザ光の各光量の経時変化を例示している。なお、これらのことは、後述する他の図８〜１３でも同様である。
【００７１】
比較例では、図７に示すように、各ブランキング期間中の各時点ｔａ、ｔｂ、ｔｃにおいて、ＡＰＣ（auto power control）が行われる。すなわち、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力特性が取得されるとともに、取得した光出力特性に基づくＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力制御が実施される。
【００７２】
また、時点ｔａでは、レーザ光３００の調光が開始され、液晶素子２３に印加する駆動電圧を低減することにより、液晶素子２３の透過率Ｌｐが制御値Ｌｐ１から制御値Ｌｐ２に低減される。一方、液晶素子２３の透過率Ｌｐが制御値Ｌｐ２になるまでに要する応答時間（たとえば５〜１００［ｍｓ］程度）はブランキング期間（たとえば１〜３［ｍｓ］）と比べても長い。そのため、液晶素子２３の透過率Ｌｐは所定の応答速度で時点ｔｃまで徐々に変化している。
【００７３】
ここで、比較例では、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力制御は各時点ｔａ、ｔｂ、ｔｃ以外では実施されない。そのため、各描画期間でのＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力は一定であり、調光アッテネータ２０に入射するレーザ光３００の各色での光量も一定である。一方、駆動電圧に対応する液晶素子２３の透過率Ｌｐは波長毎に異なり（図４参照）、その応答速度（透過率Ｌｐの変化率）も波長毎に異なる。そのため、時点ｔａ〜時点ｔｃ間では、図７に示すように、投射面１１１に投射されるレーザ光３００の色度に偏差が生じて、レーザ光３００のホワイトバランスが崩れる。また、色度の偏差は、時点ｔａ、ｔｂ、ｔｃでＡＰＣにより補正されるが、各時点ｔａ、ｔｂ、ｔｃ間の描画期間では経時的に大きくなる。すなわち、レーザ光３００のホワイトバランスの変化は経時的に増大し、各描画期間にて表示される画像の色合いは描画開始から描画終了にかけて変化してしまう。このように、比較例では、レーザ光３００を調光する際、ホワイトバランスが崩れて、画像の色度の偏差を所定の許容範囲内に維持できない。
【００７４】
（実施例）
次に、本実施形態での実施例を説明する。図８は、第１実施形態の実施例に係るレーザ光３００の調光制御の一例を示す。実施例では、図８に示すように、各ブランキング期間中の各時点ｔ２ａ、ｔ２ｂ、ｔ２ｃにおいて、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力特性が取得される。
【００７５】
また、レーザ光３００の調光が開始される時点ｔ１では、液晶素子２３に印加する駆動電圧を低減することにより、液晶素子２３の透過率Ｌｐが制御値Ｌｐ１から制御値Ｌｐ２（＜Ｌｐ１）に低減される。一方、前述のように、液晶素子２３の応答時間（たとえば５〜１００［ｍｓ］程度）はブランキング期間と比べても長い。そのため、液晶素子２３の透過率Ｌｐは所定の応答速度で時点ｔ２ｃまで徐々に低下する。
【００７６】
ここで、実施例では、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力制御が各時点ｔ２ａ、ｔ２ｂ、ｔ２ｃ間（特に描画期間）でも実施される。具体的には、透過率Ｌｐの制御値が変更された時点ｔ１からの経過時間、記憶部５８に格納された透過率情報、及び、フレームの描画期間前の時点ｔ２ａ、ｔ２ｂ、ｔ２ｃで取得された光出力特性に基づいて、光制御部６２により、経過時間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉがそれぞれ決定される。これにより、フレームの描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの光量が制御される。たとえば、フレーム＃１の描画期間では時点ｔ１からの経過時間及び透過率情報に基づいて、過渡状態の液晶素子２３の透過率Ｌｐが予測される。そして、予測された透過率Ｌｐと時点ｔ２ａで取得された光出力特性とに基づいて、フレーム＃１の描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉがそれぞれ決定される。そのため、フレーム＃１の描画期間において、投射面１１１に投射されるレーザ光３００の色度の偏差は補正されるので、レーザ光３００のホワイトバランスの変化を精度良く抑制又は防止できる。従って、各描画期間にて表示される画像の色合いの変化を抑制又は防止できる。よって、実施例では、レーザ光３００を調光する際に、画像の色度の偏差を所定範囲内に維持できる。
【００７７】
なお、図８では、レーザ光３００の調光が開始される時点ｔ１は光出力特性が取得される時点ｔ２ａと同じになっているが、この例示に限定されず、時点ｔ１は時点ｔ２ａとは異なっていてもよい。すなわち、時点ｔ１は、時点ｔ２ａよりも前であってもよいし、時点ｔ２ａよりも後であってもよい。このことは、後述する他の図９及び図１０でも同様である。
【００７８】
また、図８では、画像の輝度を低下させる場合を例示したが、画像の輝度を増大させる場合も同様に制御できる。図９は、第１実施形態の実施例に係るレーザ光３００の調光制御の他の一例を示す。図９では、調光アッテネータ２０でのレーザ光３００の調光により、表示領域１１２に形成する画像の輝度を増大させている。レーザ光３００の調光が開始される時点ｔ１では、液晶素子２３に印加する駆動電圧を増加することにより、液晶素子２３の透過率Ｌｐが制御値Ｌｐ２から制御値Ｌｐ１（＞Ｌｐ２）に増大される。そのため、液晶素子２３の透過率Ｌｐは所定の応答速度で時点ｔ１ｃまで徐々に増加する。このような場合であっても、図８の場合と同様の調光制御により、レーザ光３００を調光する際に、画像の色度の偏差を所定範囲内に維持できる。
【００７９】
本実施形態によれば、光制御部６２は、互いに波長の異なるレーザ光を出力するＬＤ１１ａ〜１１ｃを駆動電流Ｉ（光出力信号）の出力により制御する。調光アッテネータ２０は、レーザ光３００を波長毎の透過率Ｌｐで透過させる。透過制御部６３は、透過率Ｌｐの制御値を液晶素子２３に印加する駆動電圧（制御信号）の出力により変更する。光制御部６２は、制御値が変更された時点ｔ１からの経過時間、及び、該経過時間に応じた波長毎の透過率Ｌｐの変化を示す透過率情報に基づいて、経過時間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉをそれぞれ決定する。
【００８０】
こうすれば、調光アッテネータ２０を透過するレーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐの制御値が液晶素子２３に印加する駆動電圧（制御信号）により変更されると、波長毎の透過率Ｌｐは制御値に向かって徐々に変化する。この際、制御値が変更された時点ｔ１からの経過時間における波長毎の透過率Ｌｐは、経過時間及び透過率情報に基づいて予測できる。そのため、予測した波長毎の透過率Ｌｐを用いたフィードフォワード制御により、経過時間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉをそれぞれ決定できる。たとえば、制御値に向かう透過率Ｌｐの変化が波長毎に異なっていても、調光アッテネータ２０を透過した光の波長毎の光量比を変化させることなく、調光アッテネータ２０を透過したレーザ光３００の光量を変化させることができる。すなわち、経過時間に生じる波長毎の光の色度の偏差をフィードフォワード制御により補正できるので、ホワイトバランスの変化を精度良く抑制又は防止して、調光アッテネータ２０を透過したレーザ光３００の光量の調整（いわゆる調光）をすることができる。よって、調光アッテネータ２０を透過したレーザ光３００の色度の偏差を所定範囲内に抑えつつ、該レーザ光３００の光量を調整することができる。
【００８１】
以上に、第１実施形態を説明した。本実施形態のプロジェクタユニット１は、互いに波長の異なるレーザ光３００を出力するＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）と、ＬＤ１１ａ〜１１ｃを制御する光制御部６２（制御部）と、レーザ光３００の透過率Ｌｐを波長毎に調整する調光アッテネータ２０（透過部）と、透過率Ｌｐを制御する透過制御部６３と、を備える。光制御部６２は、波長毎の透過率Ｌｐの変化を示す透過率情報に基づいて、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光量を制御する。
【００８２】
この構成によれば、調光アッテネータ２０（透過部）を透過するレーザ光３００の波長毎の透過率がＬｐ調整されると、波長毎の透過率Ｌｐは調整された値に向かって徐々に変化する。この際、変化する波長毎の透過率Ｌｐは、透過率情報に基づいて予測できる。そのため、予測した波長毎の透過率Ｌｐを用いたフィードフォワード制御により、ＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）から出力されるレーザ光３００の光量を制御できる。たとえば、透過率Ｌｐの変化が波長毎に異なっていても、調光アッテネータ２０を透過したレーザ光３００の波長毎の光量比を変化させることなく、調光アッテネータ２０を透過したレーザ光３００の光量を変化させることができる。すなわち、変化中の波長毎のレーザ光３００の色度の偏差をフィードフォワード制御により補正できるので、ホワイトバランスの変化を精度良く抑制又は防止して、調光アッテネータ２０を透過したレーザ光３００の光量の調整（いわゆる調光）をすることができる。よって、調光アッテネータ２０を透過したレーザ光３００の色度の偏差を所定範囲内に抑えつつ、該レーザ光３００の光量を調整することができる。
【００８３】
また、調光アッテネータ２０（透過部）は、透過制御部６３により制御される液晶素子２３を有し、ＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）から出力されたレーザ光３００は、波長毎の透過率Ｌｐで液晶素子２３を透過する。
【００８４】
この構成によれば、色度の偏差を所定範囲内に維持しつつ、液晶素子２３を透過するレーザ光３００の光量を制御することができる。
【００８５】
また、プロジェクタユニット１は、ＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）から出力されたレーザ光３００を投射面１１１に投射して、投射面１１１に画像をフレーム単位で表示するプロジェクタユニット１（光投射装置）であって、画像のフレーム間の期間にてＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力特性を取得する取得部６５をさらに備える。光制御部６２は、さらにフレームの描画期間前の時点ｔ２ａ、ｔ２ｂ、ｔ２ｃ（第１時点）で取得された光出力特性に基づいて、フレームの描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）の光量を制御する。
【００８６】
この構成によれば、投射面１１１に表示される画像のフレームの描画期間前の時点ｔ２ａ、ｔ２ｂ、ｔ２ｃ（第１時点）で光出力特性が取得される。そして、さらに該光出力特性に基づいて、時点ｔ２ａ、ｔ２ｂ、ｔ２ｃ（第１時点）後のフレームの描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）の光量を制御できる。従って、調光アッテネータ２０（透過部）を透過したレーザ光３００の光量を調整（調光）する際での該レーザ光３００のホワイトバランスの制御精度を向上できる。よって、色度の偏差を所定範囲内により精度良く抑えつつ、投射面１１１に表示される画像の輝度を調整することができる。
【００８７】
また、透過率情報が示す波長毎の透過率Ｌｐの変化は、透過率Ｌｐが増加する場合と、透過率Ｌｐが低減する場合とで異なる。
【００８８】
この構成によれば、調光アッテネータ２０の透過率Ｌｐの変化が増加する場合と低減する場合とで異なっていても、透過率情報を用いて調光アッテネータ２０を透過するレーザ光３００の光量を好適に精度良く制御することができる。
【００８９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、さらに過渡状態での調光アッテネータ２０（特に液晶素子２３）の温度の検出結果に基づいて、各フレームの描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力制御が実施される。以下では、第１実施形態と異なる構成について説明する。また、第１実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００９０】
図１０は、第２実施形態に係るレーザ光３００の調光制御の一例を示す。なお、図１０は液晶素子２３の素子温度が比較的高い場合での調光制御を示しているが、素子温度が比較的低い場合での調光制御も同様に実施できる。
【００９１】
駆動電圧に対する液晶素子２３の応答速度は素子温度に比例する。すなわち、素子温度が高くなると、図１０のように透過率Ｌｐが制御値Ｌｐ２になるまでの応答時間は短くなる。一方、素子温度が低くなると、透過率Ｌｐの応答時間は長くなる。そのため、記憶部５８に格納された透過率情報は、透過率Ｌｐの制御値が変更された時点ｔ１からの経過時間に応じた波長毎の透過率Ｌｐの温度特性に関する温度特性情報を含んでいる。温度特性情報は、たとえば、経過時間に応じた波長毎の透過率Ｌｐの温度毎に示す情報であってもよい。或いは、温度特性情報は、所定の基準温度において経過時間に応じた波長毎の透過率Ｌｐを実際の素子温度に基づいて補正する情報であってもよい。
【００９２】
図１０では、時点ｔ１からの経過時間、透過率情報、時点ｔ２ａ、ｔ２ｂ、ｔ２ｃで取得された光出力特性、及び、サーミスタ２７の検出結果に基づいて、時点ｔ１からの経過時間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉがそれぞれ決定及び生成されて出力される。これにより、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光量が制御される。たとえば、フレーム＃１の描画期間では時点ｔ１からの経過時間、サーミスタ２７の検出結果に基づく液晶素子２３の素子温度、及び、温度特性情報を含む透過率情報に基づいて、過渡状態の液晶素子２３の透過率Ｌｐが予測される。そして、予測された透過率Ｌｐと時点ｔ２ａで取得された光出力特性とに基づいて、フレーム＃１の描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉがそれぞれ決定される。
【００９３】
以上に、本発明の第２実施形態を説明した。本実施形態では、プロジェクタユニット１は、調光アッテネータ２０（透過部）の温度を検出するサーミスタ２７（温度センサ）をさらに備え、透過率情報は、透過率Ｌｐの温度特性に関する情報を含み、光制御部６２（制御部）は、さらにサーミスタ２７の検出結果に基づいて、ＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）の光量を制御する。
【００９４】
この構成によれば、調光アッテネータ２０（透過部）を透過するレーザ光３００の波長毎の透過率Ｌｐの変化が調光アッテネータ２０の温度によって異なる場合であっても、さらにサーミスタ２７の検出結果に基づいて、調光アッテネータ２０を透過するレーザ光３００の光量を制御することができる。
【００９５】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、ＯＥＩＣ２６ａ、２６ｂの検出結果に基づいて、液晶素子２３の実際の透過率Ｌｐを測定する。また、フレーム＃１の描画期間の前後の各ブランキング期間における透過率Ｌｐの測定結果に基づいて、透過率Ｌｐの応答速度を検知する。そして、その検知結果が次のフレームの描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力制御に反映される。以下では、第１及び第２実施形態と異なる構成について説明する。また、第１及び第２実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００９６】
図１１は、第３実施形態に係るレーザ光３００の調光制御の一例を示す。図１１では、各ブランキング期間中の各時点ｔ３（＝ｔ１）、ｔ２ｂ、ｔ２ｃにおいて、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力特性が取得される。フレーム＃１の描画期間では、時点ｔ１からの経過時間、透過率情報、及び、時点ｔ３で取得された光出力特性に基づいて、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉがそれぞれ決定される。
【００９７】
また、フレーム＃１の描画期間の前のブランキング期間における時点ｔ３と、フレーム＃１の描画期間の後のブランキング期間における時点ｔ２ｂとにおいて、光制御部６２は、ＬＤ１１ａ〜１１ｃからたとえばフレーム＃１の描画期間と同じ光出力のレーザ光を出力させる。検知部６６は、時点ｔ３及び時点ｔ２ｂにおけるＯＥＩＣ２６ａ、２６ｂの検出結果に基づいて、液晶素子２３の実際の透過率Ｌｐを波長毎に検知する。検知部６６はさらに、時点ｔ３及び時点ｔ２ｂにおける検知結果に基づいて、フレーム＃１の描画期間における透過率Ｌｐの変化率（すなわち応答速度）を波長毎に検知する。光制御部６２は、検知された変化率と透過率情報が示す液晶素子２３の透過率Ｌｐの変化率とを比較する。そして、両者のずれ量が閾値以上であれば、光制御部６２は、透過率Ｌｐの変化率の検知結果をフレーム＃２の描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力制御に反映する。
【００９８】
すなわち、光制御部６２は、フレーム＃２の描画期間では、時点ｔ１からの経過時間、透過率情報が示す経過時間に対応する透過率Ｌｐ、時点ｔ２ｂで取得された光出力特性、及び、透過率Ｌｐの変化率の検知結果に基づいて、フレーム＃２の描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉをそれぞれ決定して生成し出力する。これにより、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光量が制御される。この際、光制御部６２は、両者のずれ量が所定値以上である場合、フレーム＃２の描画期間において、透過率情報が示す液晶素子２３の透過率Ｌｐの変化率（応答速度）に両者のずれ量をオフセットする。たとえば、検知部６６は、時点ｔ２ｂにおける実際の透過率Ｌｐと透過率情報が示す透過率Ｌｐとの差を検知する。そして、光制御部６２は、時点ｔ２ｂ以降の経過時間において、経過時間、透過率情報が示す経過時間に対応する透過率Ｌｐと上記差との和、及び、時点ｔ２ｂで取得された光出力特性に基づいて、フレーム＃２の描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの駆動電流Ｉをそれぞれ決定してもよい。
【００９９】
こうすれば、フレーム＃１の描画期間での調光制御で色度の偏差が十分に補正できなくても、透過率Ｌｐの変化率の検知結果と透過率情報が示す透過率Ｌｐの応答速度との間のずれ量をさらに考慮して、フレーム＃２の描画期間での調光制御を最適化できる。よって、図１１に示すようにフレーム＃２の描画期間での色度の偏差を改善できる。
【０１００】
なお、図１１では、レーザ光３００の調光が開始される時点ｔ１は光出力特性が取得される時点ｔ３と同じになっているが、この例示に限定されず、時点ｔ１は時点ｔ３よりも前であってもよい。すなわち、時点ｔ３は、時点ｔ１以後であり、且つ、時点ｔ２よりも前であればよい（ｔ１≦ｔ３＜ｔ２）。
【０１０１】
以上に、本発明の第３実施形態を説明した。これらの実施形態では、プロジェクタユニット１は、調光アッテネータ２０（透過部）に入力されたレーザ光３００の光量を波長毎に検出するＯＥＩＣ２６ａ（第１光検出部）と、調光アッテネータ２０が出力するレーザ光３００の光量を波長毎に検出するＯＥＩＣ２６ｂ（第２光検出部）と、ＯＥＩＣ２６ａの検出結果とＯＥＩＣ２６ｂの検出結果とに基づいて調光アッテネータ２０の波長毎の透過率Ｌｐを検知する検知部６６と、をさらに備える。
【０１０２】
この構成によれば、時点ｔ３（ｔ１≦ｔ３＜ｔ２ｂ；第３時点）及び時点ｔ１（第２時点）での実際の波長毎の透過率ＬｐをＯＥＩＣ２６ａ（第１光検出部）の検出結果とＯＥＩＣ２６ｂ（第２光検出部）の検出結果とに基づいて測定できる。また、時点ｔ３（第３時点）及び時点ｔ１（第２時点）における測定結果から波長毎の透過率Ｌｐの変化率（すなわち応答速度）を検知できる。
【０１０３】
また、検知部６６はさらに、透過率Ｌｐが変更された時点ｔ１（第２時点）以後且つ時点ｔ２ｂ（第１時点）よりも前の時点ｔ３（ｔ１≦ｔ３＜ｔ２ｂ；第３時点）での透過率Ｌｐの検知結果と、時点ｔ１（第２時点）での透過率Ｌｐの検知結果とに基づいて、透過率Ｌｐの変化率を検知し、光制御部６２（制御部）は、さらに変化率の検知結果に基づいて、フレーム＃２の描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）の光量を制御する。
【０１０４】
この構成によれば、さらに検知した変化率に基づいて、時点ｔ２ｂ（第１時点）後のフレーム＃２の描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）の光量を制御できる。従って、時点ｔ２ｂ（第１時点）後のフレーム＃２の描画期間において、調光アッテネータ２０（透過部）を透過したレーザ光３００の光量を調整（調光）する際での該レーザ光３００のホワイトバランスの制御精度をさらに向上できる。
【０１０５】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、同じブランキング期間内の異なる時点ｔ３、ｔ２ａにおいて液晶素子２３の実際の透過率Ｌｐを測定する。また、時点ｔ３、ｔ２ａでの測定結果に基づいて、透過率Ｌｐの変化率（すなわち応答速度）を検知する。そして、その検知結果が次のフレームの描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力制御に反映される。以下では、第１〜第３実施形態と異なる構成について説明する。また、第１〜第３実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１０６】
図１２は、第４実施形態に係るレーザ光３００の調光制御の一例を示す。図１２では、各ブランキング期間中の各時点ｔ３、ｔ２ｂ、ｔ２ｃにおいて、ＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力特性が取得される。なお、フレーム＃１の描画期間前のブランキング期間では、時点ｔ２ａにおいてＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力特性が取得されてもよい。
【０１０７】
また、フレーム＃１の描画期間前の同じブランキング期間の時点ｔ２ａと該時点ｔ２ａよりも前の時点ｔ３とにおいて、光制御部６２は、ＬＤ１１ａ〜１１ｃからたとえばフレーム＃１の描画期間と同じ光出力のレーザ光を出力させる。検知部６６は、時点ｔ３及び時点ｔ２ａにおけるＯＥＩＣ２６ａ、２６ｂの検出結果に基づいて、液晶素子２３の実際の透過率Ｌｐを波長毎に検知する。検知部６６はさらに、時点ｔ３及び時点ｔ２ａにおける検知結果に基づく透過率Ｌｐの変化率（すなわち応答速度）を波長毎に検知する。光制御部６２は、検知された変化率と透過率情報が示す液晶素子２３の透過率Ｌｐの経時変化とを比較する。そして、両者のずれ量が閾値以上であれば、光制御部６２は、第３実施形態と同様に、透過率Ｌｐの変化率の検知結果を時点ｔ２ａよりも後の描画期間（たとえばフレーム＃１、＃２、・・・の各描画期間）におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの光出力制御に反映する。
【０１０８】
なお、実際の透過率Ｌｐの変化率の検知値と透過率情報が示す値とのずれ量の検知及びその検知結果を考慮した光出力制御は、図１２ではフレーム＃１の描画期間前のブランキング期間で実施されているが、この例示に限定されない。ずれ量の検知及びその検知結果を考慮した光出力制御は、図１３に示すように各フレームの描画期間前のブランキング期間で実施されてもよい。
【０１０９】
また、図１２では、レーザ光３００の調光が開始される時点ｔ１は光出力特性が取得される時点ｔ３と同じになっているが、これらの例示に限定されず、時点ｔ１は時点ｔ３よりも前であってもよい。すなわち、時点ｔ３は、時点ｔ１以後であり、且つ、時点ｔ２ａよりも前であればよい（ｔ１≦ｔ３＜ｔ２ａ）。また、図１３も同様である。
【０１１０】
以上に、本発明の第４実施形態を説明した。本実施形態では、時点ｔ２ａ（第１時点）及び時点ｔ３（第３時点）は画像のフレーム間の同じブランキング期間内である。
【０１１１】
この構成によれば、画像のフレーム間の同じブランキング期間内の時点ｔ２ａ（第１時点）及び時点ｔ３（第３時点）で実際に測定された波長毎の透過率Ｌｐに基づいて、波長毎の透過率Ｌｐの変化率（すなわち応答速度）を検知できる。そして、上記の同じブランキング期間後のフレームの描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃ（複数の光源）の光量を制御できる。従って、たとえば投射面１１１に表示される画像の最初のフレームから、該フレームの描画期間におけるＬＤ１１ａ〜１１ｃの光量を制御できる。よって、投射面１１１に表示される画像の輝度の調整を最初のフレームから行うことができる。
【０１１２】
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上述の実施形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせに色々な変形が可能であり、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１１３】
たとえば、上述の第１〜第７実施形態において、ＨＵＤ装置１００は、プロジェクタユニット１を備え、走査レーザ光３００によりフロントガラス２０１の内面に画像を表示する構成であってもよい。すなわち、ＨＵＤ装置１００はコンバイナ１１０を備えず、フロントガラス２０１の内面が投射面１１１とされてもよい。
【０１１４】
また、上述の第１〜第４実施形態は、特に矛盾が生じない限り、組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００              ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）
１１０                コンバイナ
１１１                  投射面
１１２                    表示領域
１１３                    ブランキング領域
１２０ａ、１２０ｂ      光センサ
２００              車両
２０１                フロントガラス
３００              レーザ光
４００              ユーザの視線
１                プロジェクタユニット
１０                  光源モジュール
１１ａ〜１１ｃ          レーザダイオード（ＬＤ）
１２ａ〜１２ｃ          コリメータレンズ
１３                    光合成部材
１３ａ、１３ｂ            ビームスプリッタ
１４                    プリズム
２０                  調光アッテネータ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  偏光フィルタ
２２ａ、２２ｂ          ハーフミラー
２３                    液晶素子
２４                    半波長板
２５ａ、２５ｂ          光量フィルタ
２６ａ、２６ｂ          ＯＥＩＣ
２７                    サーミスタ
３０                  ＭＥＭＳユニット
３１                    集光レンズ
３２ａ、３２ｂ          ミラー
３３                    ２軸ＭＥＭＳミラーデバイス
３３１                    光反射部
３４                    遮光枠
３４１                    開口
３４２                    遮光面
４０                光学系ハウジング
４１                  開口
５０                本体筐体
５１                光出射口
５２                ＭＥＭＳミラードライバ
５３                ＬＤドライバ
５４                電源ユニット
５５                電源制御部
５６                操作部
５７                入出力Ｉ／Ｆ
５８                記憶部
６０                コントローラ
６１                  画像処理部
６２                  光制御部
６３                  透過制御部
６４                  タイマ
６５                  取得部
６６                  検知部
【図１】
2018072758.tif 000003
【図２】
2018072758.tif 000004
【図３】
2018072758.tif 000005
【図４】
2018072758.tif 000006
【図５】
2018072758.tif 000007
【図６Ａ】
2018072758.tif 000008
【図６Ｂ】
2018072758.tif 000009
【図７】
2018072758.tif 000010
【図８】
2018072758.tif 000011
【図９】
2018072758.tif 000012
【図１０】
2018072758.tif 000013
【図１１】
2018072758.tif 000014
【図１２】
2018072758.tif 000015
【図１３】
2018072758.tif 000016