(57)【要約】      （修正有）【課題】低輝度領域においても、安定して白色を表現することができる混色装置及び表示装置を提供する。【解決手段】混色装置１０及び表示装置は、供給される第１電流に応じた光強度で赤色光Ｒを出射する赤色光源ＬＤ１１と、供給される第２電流に応じた光強度で緑色光Ｇを出射する緑色光源ＬＤ１２と、供給される第３電流に応じた光強度で青色光Ｂを出射する青色光源ＬＤ１３と、赤色光Ｒと緑色光Ｇと青色光Ｂとを合わせて混色する混色手段１５と、を備え、光強度減衰部１５４は、前記青色光を透過または反射し、減衰させて出射方向に進行させ、前記青色光源ＬＤ１３が出射する前記青色光Ｂを、他の色光Ｒ（Ｇ）よりも減衰させて出射させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される第１電流に応じた光強度で赤色光を出射する赤色光源と、  供給される第２電流に応じた光強度で緑色光を出射する緑色光源と、  供給される第３電流に応じた光強度で青色光を出射する青色光源と、  これらの光源を制御する光源制御部と、  前記赤色光と前記緑色光と前記青色光とを合わせた光を出射する混色手段と、を備え、  前記混色手段は、前記青色光を透過または反射し、減衰させて出射方向に進行させる光強度減衰部を設け、  前記青色光源が出射する前記青色光を、他の色光よりも減衰させて出射させる、  ことを特徴とする混色装置。
【請求項２】
前記光強度減衰部は、前記青色光と他の色光とを入射し、入射した前記青色光を、他の色光よりも減衰させて出射方向に進行させる、  ことを特徴とする請求項１に記載の混色装置。
【請求項３】
前記光強度減衰部が透過または反射することで出射方向に進行しない前記青色の光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、  前記光源制御部は、前記光強度検出部により検出された前記青色の光の光強度に応じて、前記青色光源を制御する、  ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の混色装置。
【請求項４】
前記光強度減衰部は、前記光強度検出部に入射する前記青色光の光強度が、出射方向に進行する前記青色光の光強度以上になるように透過率または／および反射率が調整されてなる  ことを特徴とする請求項３に記載の混色装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の混色装置と、  前記混色手段によって混色された光を空間光変調することで画像を生成する空間光変調部と、を備える、  ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の混色装置と、  前記混色手段によって混色された光を走査することで画像を生成する走査部と、を備える、  ことを特徴とする表示装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混色装置及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置として、レーザー光源が出射したレーザー光を走査系でスクリーン上に走査して表示像を生成するものが特許文献１に開示されている。
【０００３】
上述した表示装置では、例えば、赤色、緑色及び青色のレーザー光を合成し、この合成したレーザー光（合成レーザー光）を出射する混色装置と、この混色装置から出射される合成レーザー光を走査することでカラーの画像を生成する走査部と、を備える。混色装置は、赤色、緑色及び青色を所定の比率で混色することで白色を表現するホワイトバランス調整を行う。例えば、混色装置は、赤色、緑色及び青色の光強度の混色比が約２．９：２．４：１程度となるように混色して白色を表現する。具体的には、混色装置は、各レーザー光の混色比が所定の比率になるように、各レーザー光源の電流値を制御することでホワイトバランス調整を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７０７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述したレーザー光源は、レーザー発振を開始する電流閾値を有している。この電流閾値付近(不安定発振領域)では、レーザー発振が不安定となる。そのため、不安定発振領域では、混色装置は所望の光強度を有する光を出射することができず、安定して白色を表現することができないといった問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明は、上述の課題を鑑みて、低輝度領域においても、安定して白色を表現することができる混色装置及び表示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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。  すなわち、第１の発明における混色装置は、供給される第１電流に応じた光強度で赤色光を出射する赤色光源と、供給される第２電流に応じた光強度で緑色光を出射する緑色光源と、供給される第３電流に応じた光強度で青色光を出射する青色光源と、これらの光源を制御する光源制御部と、前記赤色光と前記緑色光と前記青色光とを合わせた光を出射する混色手段と、を備え、前記混色手段は、前記青色光を透過または反射し、減衰させて出射方向に進行させる光強度減衰部を設け、前記青色光源が出射する前記青色光を、他の色光よりも減衰させて出射させる、ことを特徴とする。
【０００８】
また、第１の発明における混色装置では、前記光強度減衰部は、前記青色光と他の色光とを入射し、前記青色光を、他の色光よりも減衰させて出射方向に進行させてもよい。
【０００９】
また、第１の発明における混色装置では、前記光強度減衰部が透過または反射することで出射方向に進行しない前記青色の光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、前記光源制御部は、前記光強度検出部により検出された前記青色の光の光強度に応じて、前記青色光源を制御してもよい。
【００１０】
また、第１の発明における混色装置では、前記光強度減衰部は、前記光強度検出部に入射する前記青色光の光強度が、出射方向に進行する前記青色光の光強度以上になるように透過率または／および反射率が調整されてもよい。
【００１１】
また、第２の発明における表示装置は、第１の発明における混色装置と、前記混色手段によって混色された光を走査することで画像を生成する空間光変調部（走査部）と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の混色装置及び表示装置によれば、低輝度領域においても、安定して白色を表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置の搭載態様を説明するための図である。
【図２】上記実施形態のＨＵＤ装置の概略断面図である。
【図３】上記実施形態のレーザー光出射部の概略断面図である。
【図４】上記実施形態のレーザー光源の光強度―電流特性の図である。
【図５】上記実施形態の光強度減衰部の波長依存性を説明する図である。
【図６】上記実施形態のＨＵＤ装置における電気構成図である。
【図７】上記実施形態のレーザー光源の光強度―電流特性の図であり、光強度減衰部の作用を説明する図である。
【図８】光減衰部材を備えていない場合の全階調・白色表示におけるレーザー光Ｂを基準としたときのレーザー光Ｒ及びレーザー光Ｇの分光放射輝度比の関係を説明する図である。
【図９】光減衰部材を備える場合の全階調・白色表示におけるレーザー光Ｂを基準としたときのレーザー光Ｒ及びレーザー光Ｇの分光放射輝度比の関係を説明する図である。
【図１０】本発明の変形例におけるレーザー光出射部の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の表示装置を車両に搭載するヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施の形態では、表示装置をＨＵＤ装置に適用した例について説明したが、これには限定されない。
【００１５】
本発明の一実施の形態に係る表示装置は、図１に示すヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１である。ＨＵＤ装置１は、図示するように、車両２のダッシュボードに配設され、所定の情報を報知する画像Ｍ（図２参照）を表す表示光Ｌをウインドシールド３に向けて出射する。ウインドシールド３で反射した表示光Ｌは、観察者４（主に、車両２の運転者）により、ウインドシールド３の前方に形成された画像Ｍの虚像Ｖとして視認される。このようにしてＨＵＤ装置１は、観察者４に画像を視認させる。
【００１６】
ＨＵＤ装置１は、図２に示しように、レーザー光出射部１０と、光強度検出部２０と、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー３０と、スクリーン４０と、第１反射部５０と、第２反射部６０と、筐体７０と、照度検出部８０と、を備える。
【００１７】
レーザー光出射部１０は、複数色の光を混色して、後述する合成レーザー光ＣをＭＥＭＳミラー３０に向け出射するものである。レーザー光出射部１０は、図３に示すように、レーザーダイオード（以下、ＬＤという）１１、１２、１３と、集光光学系１４と、合波ユニット１５と、調光部１６と、光強度検出部２０と、を有する。なお、レーザー光出射部１０は、本発明における「混色装置」の一具体例に相当する。
【００１８】
ＬＤ１１は、約６４０ｎｍの波長にピークをもつ赤色のレーザー光Ｒを出射する。ＬＤ１２は、約５２０ｎｍの波長にピークをもつ緑色のレーザー光Ｇを出射する。ＬＤ１３は、約４５０ｎｍの波長にピークをもつ青色のレーザー光Ｂを出射する。ＬＤ１１、１２、１３は、後述するＬＤ制御部１００から駆動信号（駆動電流）が供給され、各々が所定の光強度及びタイミングで発光する。また、ＬＤ１１、１２、１３は電流−光強度特性を有する（図４参照）。ＬＤ１１、１２、１３の電流−光強度特性については、後述により詳説する。なお、ＬＤ１１は、本発明における「赤色光源」の一具体例に相当する。また、ＬＤ１２は、本発明における「緑色光源」の一具体例に相当する。また、ＬＤ１３は、本発明における「青色光源」の一具体例に相当する。
【００１９】
集光光学系１４は、各ＬＤ１１、１２、１３が出射した各レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂを集光し、スポット径を小さくして収束光とするものである。具体的には、集光光学系１４は、それぞれがレンズ等からなる集光光学系１４ａ、１４ｂ及び１４ｃから構成されている。集光光学系１４ａはＬＤ１１が発したレーザー光Ｒの光路上に位置し、集光光学系１４ｂはＬＤ１２が発したレーザー光Ｇの光路上に位置し、集光光学系１４ｃはＬＤ１３が発したレーザー光Ｂの光路上に位置する。
【００２０】
合波ユニット１５は、各ＬＤ１１、１２、１３から出射され集光光学系１４を通過して到達した各レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂを合波して、１本の合成レーザー光Ｃとして出射するものである。具体的には、合波ユニット１５は、光を反射する第１合波部１５１と、それぞれが特定の波長の光を反射するがその他の波長の光は透過するダイクロイックミラー等からなる第２合波部１５２及び第３合波部１５３と、光強度減衰部１５４と、から構成されている。なお、合波ユニット１５は、本発明における「混色手段」の一具体例に相当する。
【００２１】
第１合波部１５１は、入射したレーザー光Ｒを、第２合波部１５２に向けて反射させる。なお、第１合波部１５１は、反射のみだけではなく、透過を伴う部材で構成されてもよく、入射したレーザー光Ｒを、第２合波部１５２に向けて透過させるものであってもよい。  第２合波部１５２は、第１合波部１５１からのレーザー光Ｒをそのまま透過させると共に、入射したレーザー光Ｇを第３合波部１５３に向けて反射させる。これにより、第２合波部１５２からは、レーザー光Ｒとレーザー光Ｇとが合波された合成レーザー光が第３合波部１５３に向け出射される。  第３合波部１５３は、第２合波部１５２からの合成レーザー光をそのまま透過させると共に、入射したレーザー光Ｂを調光部１６に向けて反射させる。このようにして、レーザー光Ｒ，Ｇとレーザー光Ｂとを合波した合成レーザー光Ｃが、第３合波部１５３から光強度減衰部１５４に向け進行する。
【００２２】
光強度減衰部１５４は、レーザー光Ｂの光強度を減衰させる部材であり、例えば、長い波長領域の光を比較的よく透過し、短い波長領域の光をあまり透過させない（反射させる）ものであり、図５に示すような波長−透過率特性（ハイパス特性）を有する誘電体多層膜を設けたダイクロイックミラーや反射型のバンドパスフィルターなどで構成される。この光強度減衰部１５４は、第３合波部１５３と調光部１６との間に、合成レーザー光Ｃが所定の入射角を有して入射するように入光面を斜めにして配置され、一部の合成レーザー光Ｃを調光部１６の方向へ透過し、一部の合成レーザー光Ｃを光強度検出部２０の方向へ反射光Ｄとして反射する。この光強度減衰部１５４の詳しい作用については、後述する。
【００２３】
調光部１６は、液晶パネルなどの偏光制御素子（図示しない）と、この調光制御素子の両面に配設される偏光板（図示しない）と、を有する。この調光部１６は、後述する調光制御部３００の制御のもとで（調光制御部３００から供給される調光制御データに基づいて）、偏光制御素子が入射する合成レーザー光Ｃの偏光角度を調整し、調光部１６を透過する合成レーザー光Ｃの光強度を調整する。光強度減衰部１５４を透過した合成レーザー光Ｃは、ＭＥＭＳミラー３０に向け出射される。なお、液晶パネルの配向膜を構成する部分には有機材料及び絶縁膜が用いられる。有機材料は青色もしくは青色より短波長のレーザー光を照射すると劣化するという特性を有している。そのため、光強度減衰部１５４がＬＤ１３から調光部１６までの間に設置されることで、減衰されたレーザー光Ｂを液晶パネルへ照射することができ、有機材料の劣化を抑えつつ混色の精度を上げることが可能となる。
【００２４】
光強度検出部２０は、カラーセンサやフォトダイオード等からなり、光強度減衰部１５４で反射した反射光Ｄを受光し、受光した反射光Ｄを構成する各色レーザー光Ｃそれぞれの光強度を検出する。具体的には、光強度検出部２０は、光強度に応じた検出信号（電圧）を出力し、この検出信号が図示しないＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器によりデジタル値に変換されて、光強度情報として、後述する主制御部４００に出力する。光強度検出部２０は、各色レーザー光Ｃそれぞれの光強度を検出することができればいいので、合成レーザー光Ｃの光路ではなく、例えば、合成される前のレーザー光Ｒ、レーザー光Ｇ、レーザー光Ｂそれぞれの光強度を検出できる箇所に別々に設けられていてもよい。
【００２５】
ＭＥＭＳミラー３０は、レーザー光出射部１０からの合成レーザー光Ｃを受光し、後述する走査制御部２００の制御のもとで（走査制御部２００から供給される走査制御信号に基づいて）、受光した合成レーザー光Ｃをスクリーン４０上に走査する。これにより、スクリーン４０には、画像Ｍが表示される。なお、ＭＥＭＳミラー３
０は、本発明における「走査部」の一具体例に相当する。
【００２６】
スクリーン４０は、ＭＥＭＳミラー３０からの合成レーザー光Ｃを背面で受光し、透過させることで、前面側に画像Ｍを表示するものである。スクリーン４０は、例えば、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等によって構成される。
【００２７】
第１反射部５０は、平面鏡等からなり、スクリーン４０に表示された画像Ｍを表す表示光Ｌを受け、第２反射部６０側へ反射させる。
【００２８】
第２反射部６０は、凹面鏡等からなり、第１反射部５０からの表示光Ｌを、ウインドシールド３の方向へ反射させる。第２反射部６０で反射した表示光Ｌは、透光部７１を介して、ウインドシールド３に到達する。
【００２９】
筐体７０は、レーザー光出射部１０と、光強度検出部２０と、ＭＥＭＳミラー３０と、スクリーン４０と、第１反射部５０と、第２反射部６０等を収納するものであり、遮光性の部材により形成される。なお、筐体７０の一部には、アクリル等の透光性樹脂からなる透光部７１が嵌合されており、この透光部７１は、第２反射部６０からの表示光Ｌをウインドシールド３方向に透過し、ＨＵＤ装置１の外部からの外光が観察者４の方向へ反射しないように湾曲形状で形成される。
【００３０】
照度検出部８０は、透光部７１の内側に配置した照度センサーであり、観察者４（車両２）の周辺の照度を検出して、画像Ｍの輝度調節に関連する照度データを主制御部４００に電気信号として出力する。なお、照度検出部８０は、ＨＵＤ装置１の透光部７１に設けるのではなく、車両２の周辺の照度を検出できればいいので、車両２のウインドシールド３やダッシュボード（図示しない）に配置されてもよい。また、照度検出部８０は、ＨＵＤ装置１の主制御部４００に照度データを直接出力するのではなく、車両２のＥＣＵにて照度データをＨＵＤ輝度信号に変換してから主制御部４００に出力されてもよい。
【００３１】
次に、ＨＵＤ装置１の電気的構成について説明する。
【００３２】
ＨＵＤ装置１は、上記したものの他、図６に示すように、ＬＤ制御部１００と、走査制御部２００と、調光制御部３００と、ＬＤ制御部１００、走査制御部２００及び調光制御部３００を制御する主制御部４００と、を備える。これらの制御部は、例えば、筐体７０内に配設されたプリント回路板（図示せず）に実装されている。なお、これらの制御部は、ＨＵＤ装置１の外部に配設され、配線によりＨＵＤ装置１（ＬＤ１１、１２、１３、調光部（偏光制御素子）１６、光強度検出部２０及びＭＥＭＳミラー３０等）と電気的に接続されていてもよい。
【００３３】
ＬＤ制御部１００は、ＬＤ１１、１２、１３を駆動するドライバＩＣ（Integrated Circuit）等からなり、主制御部４００の制御のもとで（主制御部４００からの階調制御データに基づいて）、ＬＤ１１、１２、１３の各々を、ＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）制御方式、又は、ＰＡＭ（パルス振幅変調：Pulse Amplitude Modulation）制御方式により階調制御する。
【００３４】
走査制御部２００は、ＭＥＭＳミラー３０を駆動するドライバＩＣ等からなり、主制御部４００の制御のもとで、（主制御部４００からの走査制御データに基づいて）、ＭＥＭＳミラー３０を駆動してスクリーン４０上に画像Ｍを生成する。
【００３５】
調光制御部３００は、偏光制御素子を制御するドライバＩＣ等からなり、主制御部４００の制御のもとで（主制御部４００からの調光制御データに基づいて）、偏光制御素子による合成レーザー光Ｃの偏光角度を調整し、調光部１６における合成レーザー光Ｃの透過率を制御する。調光制御データは、少なくとも調光部１６の透過率が高い高光出力モードと、透過率が低い低光出力モードと、を示す信号であり、主制御部４００は、後述する車両２のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から入力される信号に応じた調光制御データを調光制御部３００に対して出力する。
【００３６】
高出力モードは、観察者４が画像Ｍを視認する環境が昼間など明るい場合に、画像Ｍの輝度を高くする（高輝度にする）ためのモードであり、調光部１６は、合成レーザー光Ｃをほとんど減衰させることなく透過させる。  また、低出力モードは、観察者４が画像Ｍを視認する環境が夜間など暗い場合に、画像Ｍの輝度を低くする（低輝度にする）ためのモードであり、調光部１６は、合成レーザー光Ｃを減衰させる。この低出力モードにおいて、ＬＤ制御部１００は、高出力モードと略同等の階調制御をするだけで、ＬＤ１１、１２、１３の駆動電流を低下させなくても（不安定発振領域付近で駆動しなくても）画像Ｍの低輝度表示を実現できる。
【００３７】
主制御部４００は、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等からなり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１と、記憶部４０２と、を備える。記憶部４０２は、ＨＵＤ装置１の動作に必要なプログラムや、データを記憶するものであり、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、Ｆｌａｓｈ等からなる。
【００３８】
ＣＰＵ４０１は、記憶部４０２からプログラムを読み出し、実行することで、各部を制御する。ＣＰＵ４０１には、車両２のＥＣＵ等の外部装置（図示せず）からの車両情報及び起動信号、照度検出部８０からの照度データ、ＨＵＤ輝度信号、ＬＤ１１、１２、１３に流れる電流値を示すＬＤ電流データ、光強度検出部２０からの光強度情報、等の各種情報が入力され、これらの情報より、ＣＰＵ４０１は、調光部１６を制御する調光制御データと、ＬＤ制御部１００を駆動する階調制御データと、走査制御部２００を駆動する走査制御データと、を生成・出力し、ＨＵＤ装置１の総合的な制御を行う。つまり、ＣＰＵ４０１は、入力される情報に応じて、ＬＤ制御部１００及び走査制御部２００及び調光制御部３００を介してＬＤ１１、１２、１３及びＭＥＭＳミラー３０及び調光部１６を駆動し、画像Ｍを生成する。これにより、画像Ｍを表す表示光Ｌがウインドシールド３に向けて出射され、観察者４は、画像Ｍを虚像Ｖとして視認することができる。
【００３９】
以上の構成からなるＨＵＤ装置１は、ＬＤ１１、１２、１３から出射されるレーザー光Ｒ、レーザー光Ｇ、レーザー光Ｂを所定の比率で混色することで、白色を表現する。白色を表現する所定の比率とは、例えば、Ｃ＝２．９：２．４：１である。例えば、ＨＵＤ装置１では、ＬＤ１１、１２、１３の電流値を制御することでホワイトバランス調整を行う。以下、ホワイトバランス調整の方法について具体的に説明する。
【００４０】
まず、ＨＵＤ装置１を構成するＬＤ１１、１２、１３の電流−光強度特性について説明する。  また、ＬＤ１１、１２、１３は、図４に示すような電流−光強度特性を有する。図４は、ＲＧＢレーザー光源のホワイトバランス調整における光強度混色比を加味した電流−光強度特性を説明するための図である。図示するように、ＬＤ１１、１２、１３は、レーザー発振を開始する電流閾値Ｉｔ（Ｉｔｒ、Ｉｔｇ、Ｉｔｂ）をそれぞれ有する。電流閾値Ｉｔ付近の電流値域は、レーザー発振が不安定になる不安定発振領域となり、マージンを加味すると、不安定発振領域にならないようにＬＤ１１、１２、１３を駆動する下限の電流値である下限駆動電流値は、Ｉｔ＋αとなる。ここで、αは数ｍＡ程度である。
【００４１】
不安定発振領域では、光強度が不安定となり、表示画像のちらつきやホワイトバランス崩れが発生する。なぜなら、ＬＤ１１、１２、１３が出射する各レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂを合成して色彩表現を行うが、各ＬＤ１１、１２、１３では、不安定発振領域における光強度は同程度であるためである。
【００４２】
また、ＬＤ１１、１２、１３は、ホワイトバランス調整における光強度混色比を加味した最大光強度となる上限駆動電流値Ｉｈ（Ｉｈｒ、Ｉｈｇ、Ｉｈｂ１（Ｉｈｂ２））を有する。なお、図４、図７には、光強度減衰部１５４を備えていない場合のホワイトバランス調整における光強度混色比を加味した最大光強度となる電流値を（Ｉｈｂ１）と記載し、図７には、光強度減衰部１５４を備えた場合のホワイトバランス調整における光強度混色比を加味した最大光強度となる電流値を（Ｉｈｂ２）と記載する。
【００４３】
ところで、表示装置は、階調表現をＬＤのＡＰＣ（Auto Power Control）により行われる。従って、安定した表示、ホワイトバランス調整が可能な領域（以下、安定領域という）とは、上限駆動電流値Ｉｈから下限駆動電流値（Ｉｔ＋α）までのＩｈ−（Ｉｔ＋α）  である。従って、Ｉｈ−（Ｉｔ＋α）の領域内で全階調表現及び全階調に渡るホワイトバランス調整が行われることが望ましい。
【００４４】
光強度減衰部１５４を備えていない場合、ＬＤ１３の安定領域は、  Ｉｈｂ１−（Ｉｔｂ＋α）  となる。すなわち、ＬＤ１３は、Ｉｈｂ１−（Ｉｔｂ＋α）の値を有する第３電流に応じた光強度でレーザー光Ｂを出射する。同様に、ＬＤ１１は、Ｉｈｒ−（Ｉｔｒ＋α）の値を有する第１電流に応じた光強度でレーザー光Ｒを出射する。また、ＬＤ１２は、Ｉｈｇ−（Ｉｔｇ＋α）の値を有する第２電流に応じた光強度でレーザー光Ｇを出射する。
【００４５】
ＬＤ１３の安定領域の値域幅は、ＬＤ１１、１２の安定領域の値域幅と比べて狭い。加えて、第１駆動部におけるＬＤ印加電流の分解能による限界もある。そのため、低輝度領域、すなわち、低階調領域において階調表現を行う場合、ＬＤ１３に入力する電流値が、Ｉｔｂ＋αを下回ってしまう。すなわち、不安定発振領域が使用されることとなる。ＬＤ１３が不安定発振領域において使用される場合には、レーザー光Ｂの光強度が極度に低下することで、白色を表現する所定の比率、例えば、Ｃ＝２．９：２．４：１が崩れることになる。
【００４６】
図８に、光強度減衰部１５４を備えていない場合の、全階調・ホワイト表示におけるＬＤ１３を基準としたときの分光放射輝度比の実測値及び理想比を示す。図示するように、Ｒ比は、高階調領域及び中階調領域（２１〜６４／６４）ではＲ理想比に近似する一方、低階調領域（１〜２０／６４）ではＲ理想比から乖離して高い値となる。同様に、Ｇ比も、高階調領域及び中階調領域（２１〜６４／６４）ではＧ理想比に近似する一方、低階調領域（１〜２０／６４）ではＧ理想比から乖離して高い値となる。  特に１〜８階調では、ＬＤ１３の駆動電流Iが電流閾値Ｉｔを下回り、Ｒ比及びＧ比の実測値は理想比から１０倍以上の大きな値となる。そのため、ホワイトバランス調整を安定して行うことができず、表示画面も基準となるホワイトから大きく外れる、いわゆる、ホワイトバランス崩れとなる。
【００４７】
次に、光強度減衰部１５４を備えた場合について説明する。光強度減衰部１５４を備えることで、低階調領域においても所定値（下限電流値Ｉｔｂ＋α）以上の駆動電流Ｉを入力することができるため、安定に階調表現ができる領域がＩｈｂ１−（Ｉｔｂ＋α）から、Ｉｈｂ２−（Ｉｔｂ＋α）へ拡大する（図７参照）。これにより、ホワイトバランス調整が安定して実行できる安定領域も拡大する。
【００４８】
図９に、光強度減衰部１５４を備えた場合の、全階調・ホワイト表示におけるＬＤ１３を基準としたときの分光放射輝度比の実測値及び理想比を示す。図８に示す測定結果と比較してもホワイトバランス調整のためのＲ、Ｇ理想比からのずれが劇的に改善していることが分かる。理想比からの最大のずれが２．２５倍まで抑えることが出来、光強度減衰部１５４を備えていないとき（図８参照）と比べ約５倍ものホワイトバランス調整精度が向上することとなる。
【００４９】
上述のとおり本実施の形態に係るＨＵＤ装置１によれば、合波ユニット１５と調光部１６との間に光強度減衰部１５４を備えることで、波長の短い（約４５０ｎｍ）ＬＤ１３から出射されたレーザー光Ｂの光強度を減衰させることができる。そのため、光強度減衰部１５４を備えていない場合に比べ、高い電流値（Ｉｈｂ２）でＬＤ１３を使用することができる。従って、低階調領域においてＬＤ１３使用するときは、不安
定領域よりも高い電流値域でＬＤ１３を使用することができる。このように、不安定領域を回避した電流値域でＬＤ１３を使用するため、ＬＤ１３の光強度を安定させることができる。その結果、ＨＵＤ装置１では、安定して白色を表現することができる。
【００５０】
また、光強度減衰部１５４に入射した合成レーザー光Ｃのうちレーザー光Ｂの多くは反射光Ｄとして光強度検出部２０側へ反射されるため、光強度検出部２０は、光強度の強いレーザー光Ｂを検出することができ、レーザー光Ｂの光強度検出精度が向上する。これによりＬＤ制御部１００は、この光強度検出部２０により検出されたレーザー光Ｂの光強度に基づき、ＬＤ１３の駆動電流（第３電流）Iを精度よく調整することができるため、ホワイトバランス調整精度を向上させることができる。
【００５１】
また、ＭＥＭＳミラー３０に入射するレーザー光Ｒ、レーザー光Ｇ及びレーザー光Ｂの光強度を調整する調光部１６を有することで、ＬＤ１１，ＬＤ１２，ＬＤ１３の駆動電流を低下させなくても（不安定発振領域付近で駆動しなくても）画像Ｍの低輝度表示を実現できる。  さらに、調光部１６に入射するレーザー光Ｂが光強度減衰部１５４により減衰されているため、調光部１６は、レーザー光Ｒやレーザー光Ｇと同様にレーザー光Ｂの光強度調整を行えばよく、レーザー光Ｂのみを特別な光強度調整をする（大きく減衰させる）必要がなく、調光部１６の容易な制御によって、白色を実現することができる。
【００５２】
また、ＬＤ制御部１００は、調光部１６の合成レーザー光Ｃの透過率を低下させる低出力モードと合成レーザー光Ｃの透過率を低出力モードより高くする高出力モードとにおいて、ＬＤ１１、１２、１３を、同様に階調制御させるものであり、ＬＤ制御部１００による階調制御を複雑にすることなく、画像Ｍを、高輝度（高出力モード）及び低輝度（低出力モード）において安定した階調制御をすることができる。
【００５３】
また、レーザー光Ｒ、レーザー光Ｇ及びレーザー光Ｂを混色した合成レーザー光Ｃを、液晶パネルに照射する場合には、レーザー光Ｂの光強度を減衰させることで、液晶パネルの劣化を抑制することができる。なぜなら、液晶パネルの配向膜及び絶縁膜を構成する有機材料は、レーザー光Ｂを照射されることで劣化する。この有機材料の劣化の度合いは、レーザー光Ｂの光強度に比例するため、液晶パネルに入射するレーザー光Ｂの光強度を予め減衰させることで、液晶パネルの有機材料に対する負荷を軽減することができる。
【００５４】
また、各レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度分布に反比例した透過率分布を有する光強度減衰部１５４を用いることで、レーザー光の照射面内における光強度分布を均一にすることができる。これにより、各レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂを液晶パネルに照射する場合には、当該液晶パネルの劣化を抑制することができる。なぜなら、レーザー光の特性として、照射範囲の中心では光強度がより強く、照射範囲の周辺に向かうにつれて光強度が弱まることが知られている。そのため、有機材料等の劣化は、レーザー光の光強度分布が特に高い、レーザー光中心から発生し、周辺へ徐々に拡大していく。その結果、液晶パネル（偏光制御素子）は、レーザー光Ｂを照射することにより、有機材料等の劣化及び損傷が起こる。これに起因して、長寿命の調光機能の実現が困難となるためである。
【００５５】
また、上述した構成を有する混色装置を備える表示装置では、ＬＤ１３がレーザー光Ｂを安定して出射することで、ホワイトバランス調整を行うことができ、安定して白色を表現することができる。その結果、白色以外の表示画像を安定して表示することができる。特に、調光部１６として液晶パネルを用い、この液晶パネルにレーザー光を照射する場合には、最もエネルギーが高いレーザー光Ｂの光強度を減衰することで、液晶パネルを構成する有機材料の劣化を抑制することができる。その結果、液晶パネルの長寿命化を実現することができる。
【００５６】
［変形例］  なお、本発明は、以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形例の一例を記す。
【００５７】
上記実施の形態では、光強度減衰部１５４は、波長が短いレーザー光の透過率を低くするものであったが、波長が短いレーザー光の反射率を低くする第２光強度減衰部１５４ａであってもよく、このような場合、レーザー光出射部１０は、例えば図１０に示すように、第２光強度減衰部１５４ａのレーザー光Ｂの反射方向を、合成レーザー光Ｃの光路と一致させるように配置する。これにより、合成レーザー光Ｃ内のレーザー光Ｂの光強度を低下させることができ、ホワイトバランス調整が安定して実行できる。
【００５８】
例えば、上記実施の形態では、光路上で、レーザー光Ｒ、レーザー光Ｇ及びレーザー光Ｂは、合波ユニット１５により、光路上で合波し、混色するようにしたが、これには限定されない。例えば、レーザー光Ｒ、レーザー光Ｇ及びレーザー光Ｂを照射するスクリーン４０上で合波し、混色するようにしてもよい。この場合、スクリーン４０が混色手段として機能する。
【００５９】
また、上記実施の形態では、画像を生成する空間光変調素子として、ＭＥＭＳミラー３０（走査部）を用いたが、これには限定されない。本発明における表示装置（ＨＵＤ装置１）は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）、ＬＣＯＳ（登録商標：Liquid crystal on silicon）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等の空間光変調部と、赤色光を出射するＬＤ１１、緑色光を出射するＬＤ１２及び青色光を出射するＬＤ１３と、により画像を表示するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１    ＨＵＤ装置（表示装置）      ２    車両      ３    ウインドシールド      ４    観察者    １０    レーザー光出射部（混色装置）    １１    ＬＤ（赤色光源）    １２    ＬＤ（緑色光源）    １３    ＬＤ（青色光源）    １４    集光光学系    １４ａ  集光光学系    １４ｂ  集光光学系    １４ｃ  集光光学系    １５    合波ユニット（混色手段）    １５ａ  反射部    １５ｂ  第１合波部    １５ｃ  第２合波部    １６    光強度減衰部    １７    調光部    ２０    光強度検出部    ３０    ＭＥＭＳミラー（走査部）    ４０    スクリーン    ５０    第１反射部    ６０    第２反射部    ７０    筐体    ７１０    透光部  １００    ＬＤ制御部（光源制御部）  ２００    走査制御部  ３００    調光制御部  ４００    主制御部  ４０１    ＣＰＵ  ４０２    記憶部      Ｃ    合成レーザー光      Ｌ    表示光      Ｍ    画像      Ｖ    虚像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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