(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影する投影装置であって、
それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、
前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御手段と、
前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタを駆動し、前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動手段と、
前記駆動手段による前記ＮＤフィルタの駆動量に対応する前記複数の波長の光のそれぞれの補正係数を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記駆動手段により前記ＮＤフィルタが駆動された際に前記光源部が射出する光の強度を、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて補正することを特徴とする投影装置。
【請求項２】
前記光源部は、レーザ素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
【請求項３】
前記ＮＤフィルタは、部位に応じて無段階に連続して変化する透過率を有することを特徴とする請求項１または２に記載の投影装置。
【請求項４】
投影される前記画像の明るさを指定する指定手段を備え、
前記駆動手段は、前記指定手段により指定された前記明るさと、前記ＮＤフィルタの部位ごとの透過率に関連する情報とに基づいて決定された移動量だけ、前記ＮＤフィルタを移動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。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記複数の波長の光のうちの１つの波長についての前記ＮＤフィルタの部位ごとの透過率に関連する情報に基づいて決定された移動量だけ、前記ＮＤフィルタを移動させ、
前記制御手段は、前記１つの波長とは異なる波長についての前記透過率に関連する情報に基づいて、前記光源部が射出する前記１つの波長とは異なる波長の光の強度を補正することを特徴とする請求項４に記載の投影装置。
【請求項６】
それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタと、
前記ＮＤフィルタの駆動量に対応する前記複数の波長の光のそれぞれの補正係数を記憶する記憶手段と、を有する投影装置が実行する制御方法であって、
前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御工程と、
前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動工程と、を有し、
前記制御工程は、前記駆動工程により前記ＮＤフィルタが駆動された際に前記光源部が射出する光の強度を、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて補正することを特徴とする制御方法。
【請求項７】
それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタと、
前記ＮＤフィルタの駆動量に対応する前記複数の波長の光のそれぞれの補正係数を記憶する記憶手段と、を有する投影装置を制御するコンピュータが実行するプログラムであって、
前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御手段と、
前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動手段
として前記コンピュータを機能させ、
前記制御手段は、前記駆動手段により前記ＮＤフィルタが駆動された際に前記光源部が射出する光の強度を、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて補正することを特徴とするプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影装置により投射するレーザ光の出力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、レーザ素子を用いた表示装置では、表示する画像に応じて、レーザ素子から射出させる光量を変化させている。具体的には、レーザ素子の駆動電流などを制御することで、レーザ素子の光量を変化させている。ところで、表示装置によっては、レーザ素子の光量を大きく低減させるような使われ方がなされる場合がある。例えば、照度が時間帯により大きく変化する車載用ヘッドアップディスプレイでは、夜間の使用時には昼間の使用時よりも十分に低い光量に設定される傾向にある。そのような低い光量を実現するためにレーザ素子の駆動電流などを低くすると、レーザ素子の出力が不安定になる現象（所謂キンク）が発生する場合がある。キンクが発生すると、低輝度階調の制御が困難となり、映像がちらつく可能性がある。このようなキンクは、画像信号に基づき駆動電流を制御する手法とは別の手法にて光量を変化させれば抑制することが可能である。例えば、特許文献１には、レーザ素子から発せられた光の光軸上に、部位に応じて透過率が徐変するＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを移動自在に配置することにより、レーザ光量を所望の比率で低減させる点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１４／１１５２３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＮＤフィルタは、可視光について、波長に依存せず均等な透過率を有するものが理想であるが、現実的には、波長依存性が存在することが知られている。このようなＮＤフィルタで画像の明るさを減光しようとする場合、わずかにカラーバランスが崩れることになる。特に画像の光量を瞬時に減光する場合などでは、減光前後の画像がユーザにより比較可能に視認されるので、わずかなカラーバランスの違いによってもユーザは違和感を覚えることになる。この課題については、特許文献１には何ら開示されていない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、カラーバランスを保ちつつ好適に減光することが可能な投影装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項に記載の発明は、画像を投影する投影装置であって、それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御手段と、前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタを駆動し、前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動手段と、前記駆動手段による前記ＮＤフィルタの駆動量に対応する前記複数の波長の光のそれぞれの補正係数を記憶する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記駆動手段により前記ＮＤフィルタが駆動された際に前記光源部が射出する光の強度を、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて補正することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項に記載の発明は、それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタと、前記ＮＤフィルタの駆動量に対応する前記複数の波長の光のそれぞれの補正係数を記憶する記憶手段と、を有する投影装置が実行する制御方法であって、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御工程と、前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動工程と、を有し、前記制御工程は、前記駆動工程により前記ＮＤフィルタが駆動された際に前記光源部が射出する光の強度を、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて補正することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項に記載の発明は、それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタと、前記ＮＤフィルタの駆動量に対応する前記複数の波長の光のそれぞれの補正係数を記憶する記憶手段と、を有する投影装置を制御するコンピュータが実行するプログラムであって、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御手段と、前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動手段として前記コンピュータを機能させ、前記制御手段は、前記駆動手段により前記ＮＤフィルタが駆動された際に前記光源部が射出する光の強度を、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて補正することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例に係る投影装置の構成を示す。
【図２】赤色光の透過率特性を示すグラフである。
【図３】赤色光の理論値に対する測定値の透過率偏差を示すグラフである。
【図４】赤色光量に対する補正係数のグラフを示す。
【図５】（Ａ）は、緑色光の透過率特性を示すグラフである。（Ｂ）は、緑色光に対する赤色及び青色の透過率の比率を示すグラフである。
【図６】ＮＤフィルタの変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の好適な実施形態では、画像を投影する投影装置であって、それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御手段と、前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタを駆動し、前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の波長の光のそれぞれの前記ＮＤフィルタの部位ごとの透過率に関連する情報に基づいて、前記光源部が射出する光の強度を補正する。
【００１１】
上記投影装置は、光源部と、制御手段と、駆動手段とを備える。光源部は、それぞれ異なる複数の波長の光を射出する。制御部は、画像を示す画像信号に基づいて光源部が射出する光の強度を制御する。駆動手段は、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタを駆動し、光が透過するＮＤフィルタの部位を変えさせる。制御手段は、複数の波長の光のそれぞれのＮＤフィルタの部位ごとの透過率に関連する情報に基づいて、光源部が射出する光の強度を補正する。この態様により、投影装置は、波長依存性を有するＮＤフィルタを用いる場合であっても、カラーバランスを保ちつつ好適に減光することができる。上記投影装置の好適な例では、前記光源部は、レーザ素子を備える。
【００１２】
上記投影装置の一態様では、前記ＮＤフィルタは、部位に応じて無段階に連続して変化する透過率を有する。この態様により、投影装置は、射出する光量を無段階に調整することができる。
【００１３】
上記投影装置の他の一態様では、投影される前記画像の明るさを指定する指定手段を備え、前記駆動手段は、前記指定手段により指定された前記明るさと、前記ＮＤフィルタの部位ごとの透過率に関連する情報とに基づいて決定された移動量だけ、前記ＮＤフィルタを移動させる。この態様により、投影装置は、所望の透過率を実現するようにＮＤフィルタを好適に移動させることができる。
【００１４】
上記投影装置の他の一態様では、前記駆動手段は、前記複数の波長の光のうちの１つの波長についての前記ＮＤフィルタの部位ごとの透過率に関連する情報に基づいて決定された移動量だけ、前記ＮＤフィルタを移動させ、前記制御手段は、前記１つの波長とは異なる波長についての前記透過率に関連する情報に基づいて、前記光源部が射出する前記１つの波長とは異なる波長の光の強度を補正する。この態様では、投影装置は、１つの波長の光を基準として他の波長の光の光量を補正することで、カラーバランスを好適に保つことができる。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタと、を有する投影装置が実行する制御方法であって、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御工程と、前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動工程と、を有し、前記制御工程は、前記複数の波長の光のそれぞれの前記ＮＤフィルタの部位ごとの透過率に関連する情報に基づいて、前記光源部が射出する光の強度を補正する。投影装置は、この制御方法を実行することで、波長依存性を有するＮＤフィルタを用いる場合であっても、カラーバランスを保ちつつ好適に減光することができる。
【００１６】
本発明の他の実施形態では、それぞれ異なる複数の波長の光を射出する光源部と、前記光源部から射出された前記光を減衰させるＮＤフィルタであって、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するＮＤフィルタと、を有する投影装置を制御するコンピュータが実行するプログラムであって、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源部が射出する光の強度を制御する制御手段と、前記光が透過する前記ＮＤフィルタの部位を変えさせる駆動手段として前記コンピュータを機能させ、前記制御手段は、前記複数の波長の光のそれぞれの前記ＮＤフィルタの部位ごとの透過率に関連する情報に基づいて、前記光源部が射出する光の強度を補正する。コンピュータは、このプログラムを実行することで、波長依存性を有するＮＤフィルタを用いる場合であっても、カラーバランスを保ちつつ好適に減光することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。
【実施例】
【００１７】
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。
【００１８】
［投影装置の構成］
図１は、本実施例に係る投影装置１の構成を示す。図１に示すように、投影装置１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ドライバ８と、グラデーションＮＤフィルタ２５及び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、不揮発性メモリ２３と、外光センサ２４と、を備える。投影装置１は、例えばヘッドアップディスプレイに用いられ、コンバイナやフロントガラス等の光学素子に表示像を構成する光を投影することで、観察者に画像（「投影画像」とも呼ぶ。）を視認させる。そして、後述するように、投影装置１は、グラデーションＮＤフィルタ２５により射出光量を連続的に（即ち無段階に）変更することが可能に構成される。
【００１９】
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。
【００２０】
映像処理部３は、画像信号入力部２から入力される画像信号Ｓｉ及びＭＥＭＳミラー１２から入力される走査位置情報「Ｓｃ」に基づいて、レーザドライバ７やＭＥＭＳドライバ８を制御する。また、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フレームメモリ４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。
【００２１】
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４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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。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。
【００２４】
また、本実施例では、レーザドライバ７は、射出光の強度に関する補正係数を表す補正信号「Ｓｖ」をＭＣＵ２２から受信する。そして、レーザドライバ７は、補正信号Ｓｖに基づき、映像処理部３から受信する発光パターンを表す信号を補正し、補正済みの発光パターンを表す信号に基づいて、各色のレーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３を駆動する電流値を制御する。
【００２５】
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。
【００２６】
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、レーザ光を射出する。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、を備える。
【００２７】
赤色レーザ素子ＬＤ１は赤色のレーザ光（「赤色レーザ光」とも呼ぶ。）を射出し、青色レーザ素子ＬＤ２は青色のレーザ光（「青色レーザ光」とも呼ぶ。）を射出し、緑色レーザ素子ＬＤ３は緑色のレーザ光（「緑色レーザ光」とも呼ぶ。）を射出する。レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３は、本発明における「光源部」の一例である。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を平行光にして、反射ミラー９２ａ〜９２ｃに射出する。反射ミラー９２ｂは、青色レーザ光を反射する。反射ミラー９２ｃは、青色レーザ光を透過させ、緑色レーザ光を反射する。反射ミラー９２ａは、赤色レーザ光を透過させ、青色及び緑色のレーザ光を反射する。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は、ＭＥＭＳミラー９５に入射される。以後では、赤色レーザ光の光量を「赤色光量」、青色レーザ光の光量を「青色光量」、緑色レーザ光の光量を「緑色光量」とも呼ぶ。
【００２８】
レーザ光源部９からレーザ光が射出される位置には、ＥＰＥ（Ｅｘｉｔ  Ｐｕｐｉｌ  Ｅｘｐａｎｄｅｒ）の一例である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Ｓｉが示す画像を表示するために、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。
【００２９】
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１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射出する。
【００３０】
外光センサ２４は、外光の光量を検出し、検出信号「Ｓｄ」をＭＣＵ２２へ供給する。
【００３１】
グラデーションＮＤフィルタ２５は、１枚のＮＤフィルタであって、各色レーザ光の合成ビームの入射方向（図１のＸ軸方向）と垂直な方向（図１のＺ軸方向）に移動自在に構成される。ここで、グラデーションＮＤフィルタ２５は、Ｚ軸方向の端部ＥＬ、ＥＨ間の入射面上で、透過率が連続的に変化している。本実施例では、グラデーションＮＤフィルタ２５の透過率は、グラデーションＮＤフィルタ２５における合成ビームのＺ軸上の入射位置（「入射位置Ｐｉｎ」とも呼ぶ。）が端部ＥＬとなる場合に０．０１％となり、入射位置Ｐｉｎが端部ＥＨとなる場合に１００％となるように、Ｚ軸方向において連続的に変化する。この場合、グラデーションＮＤフィルタ２５の透過率は、入射面内のＺ軸上の位置に応じて線形変化してもよいし、対数変化してもよい。なお、１００００対１といった大きな減衰特性を持たせる場合には、グラデーションＮＤフィルタ２５の小型化のため、透過率が対数的に変化するものが望ましい。
【００３２】
グラデーションＮＤフィルタ２５は、可視光について、波長に依存せず均等な透過率を有するものが理想であるが、現実的には波長依存性がある。そこで、本実施例に係る投影装置１は、グラデーションＮＤフィルタ２５の波長依存性を勘案し、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３に出力させるレーザ光の強度を調整することで、カラーバランスを好適に保つ。以後では、説明の便宜上、入射位置Ｐｉｎが端部ＥＨとなる位置を、グラデーションＮＤフィルタ２５の基準位置とし、当該基準位置からのＺ軸上でのグラデーションＮＤフィルタ２５の移動距離を「移動距離Ｌｚ」とも呼ぶ。
【００３３】
アクチュエータ２６は、典型的にはステッピングモータを駆動源に構成され、ＭＣＵ２２から送信される制御信号「Ｓａ」に基づき、グラデーションＮＤフィルタ２５をＺ軸方向に移動させることで、グラデーションＮＤフィルタ２５の入射位置Ｐｉｎでの透過率を変化させる。
【００３４】
不揮発性メモリ２３は、外光量に応じた移動距離Ｌｚを規定するデータ（「フィルタ位置決定データＤ１」とも呼ぶ。）を記憶する。フィルタ位置決定データＤ１では、外光量が小さくなるほど投影画像を暗くするため、外光量が小さくなるほど移動距離Ｌｚが長くなるように（即ち、入射位置ＰｉｎでのグラデーションＮＤフィルタ２５の透過率が小さくなるように）規定されている。この場合、フィルタ位置決定データＤ１は、グラデーションＮＤフィルタ２５に波長依存性がないと仮定した場合の入射位置ＰｉｎでのグラデーションＮＤフィルタ２５の透過率に基づき生成される。なお、フィルタ位置決定データＤ１は、各外光量に対する移動距離Ｌｚを記憶したテーブルであってもよく、外光量と移動距離Ｌｚとの関係を示す近似式であってもよい。さらに、不揮発性メモリ２３は、グラデーションＮＤフィルタ２５の移動距離Ｌｚに応じて各レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３が出力する各レーザ光の光量の補正係数を表すデータ（「補正データＤ２」とも呼ぶ。）を記憶する。補正データＤ２については、［補正データの生成］のセクションで詳しく説明する。
【００３５】
ＭＣＵ２２は、外光センサ２４から受信した検出信号Ｓｄが示す外光量に応じて、投影装置１が投影する画像の明るさを調整するための制御を行う。具体的には、ＭＣＵ２２は、検出信号Ｓｄが示す外光量から、フィルタ位置決定データＤ１を参照することで、グラデーションＮＤフィルタ２５で所望の透過率を実現するための移動距離Ｌｚを認識し、認識した移動距離Ｌｚが示す位置にグラデーションＮＤフィルタ２５が移動するように、アクチュエータ２６を制御する。これにより、ＭＣＵ２２は、検出した外光量が小さくなるほど、投影画像の明るさを暗くし、投影画像の視認性を向上させる。さらに、ＭＣＵ２２は、不揮発性メモリ２３に記録される補正データＤ２を参照して、レーザ光を駆動する電流値を補正させるための補正係数をＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれについて決定し、当該補正係数の各々を示す補正信号Ｓｖをレーザドライバ７に出力する。
【００３６】
なお、レーザドライバ７及びＭＣＵ２２は、本発明における「制御手段」、「駆動手段」及びプログラムを実行するコンピュータの一例である。
【００３７】
［補正データの生成］
次に、補正データＤ２の生成方法について説明する。
【００３８】
まず、グラデーションＮＤフィルタ２５の透過率特性を、投影装置１の生産時に個体毎に測定する。具体的には、赤色レーザ素子ＬＤ１のみ発光させるような画像信号Ｓｉを投影装置１に入力することで投影装置１に赤プレーン画像を投影させるとともに、グラデーションＮＤフィルタ２５を基準位置から段階的に移動距離Ｌｚを長くするようにＺ軸方向に移動させて、グラデーションＮＤフィルタ２５を透過した後のレーザ光の強度を測定する。この場合、例えば、マイクロレンズアレイ１３の近傍に設けられた図示しない受光素子の検出信号に基づき、グラデーションＮＤフィルタ２５を通過後のレーザ光の強度を測定する。
【００３９】
図２は、移動距離Ｌｚと赤色レーザ光の透過率（「赤色光透過率」とも呼ぶ。）との関係を示すグラフである。ここで、グラフ「Ｇ１」は、グラデーションＮＤフィルタ２５に波長依存性がないと仮定した場合の理想的な赤色光透過率を示すグラフであり、グラフ「Ｇ２」は、各移動距離Ｌｚでの赤色光透過率の測定結果をプロットして各プロットを結んだグラフである。
【００４０】
図２に示すように、グラフＧ２は、グラデーションＮＤフィルタ２５の波長依存性に起因して、理想的な関係を示すグラフＧ１に対してずれが生じている。例えば、移動距離Ｌｚが距離「Ｌｚ１」の場合には、グラデーションＮＤフィルタ２５の透過率は理論値よりも高くなるため、補正データＤ２に基づくレーザ素子ＬＤ１の出力補正を行わなかった場合、観察者が視認する投影画像は、赤の要素が濃くなる。一方、移動距離Ｌｚが距離「Ｌｚ２」の場合には、グラデーションＮＤフィルタ２５の透過率は理論値よりも低くなるため、補正データＤ２に基づくレーザ素子ＬＤ１の出力補正を行わなかった場合、観察者が視認する投影画像は、赤の要素が薄くなる。
【００４１】
図３は、図２のグラフＧ１が示す理想的な赤色光透過率に対するグラフＧ２が示す赤色光透過率の測定値の偏差（「赤色光透過率偏差」とも呼ぶ。）を示すグラフである。赤色光透過率偏差は、言い換えると、各移動距離Ｌｚにおいて、理想的な赤色光透過率を「１」とした場合の赤色光透過率の測定値を示す。また、図４は、画像信号Ｓｉに基づく赤色光量に対する補正係数（「赤色光量補正係数」とも呼ぶ。）と、移動距離Ｌｚとの関係を示すグラフである。
【００４２】
投影装置１は、グラデーションＮＤフィルタ２５の波長依存性の影響を無くすため、赤色光透過率偏差が「１」になるようにレーザ素子ＬＤ１の出力を補正する。この場合、投影装置１は、画像信号Ｓｉに基づく赤色光量に対して赤色光透過率偏差の逆数を乗じた光量だけ赤色レーザ素子ＬＤ１から赤色レーザ光を出力させればよい。よって、図４に示す赤色光量補正係数は、図３に示す赤色光透過率偏差の逆数に設定されている。例えば、移動距離Ｌｚが距離Ｌｚ１の場合には、赤色光量の補正係数は１より小さい値（およそ０．７５）に設定され、移動距離Ｌｚが距離Ｌｚ２の場合には、赤色光量の補正係数は１より大きい値（およそ１．５６）に設定される。
【００４３】
不揮発性メモリ２３は、図４に示す赤色レーザ光と赤色光量補正係数との関係を表すテーブルまたは近似式を、赤色レーザ光に対する補正データＤ２として予め記憶しておく。また、投影装置１は、青色レーザ光及び緑色レーザ光についても同様に、図２のグラフＧ２に相当するグラフを算出するための測定を行う。そして、不揮発性メモリ２３は、青色レーザ光及び緑色レーザ光の各々について、測定値と理想値との偏差である透過率偏差の逆数を各色の補正係数として定め、補正データＤ２として記憶する。
【００４４】
ＭＣＵ２２は、以上のようにして生成されたグラデーションＮＤフィルタ２５の透過率の波長特性に基づく補正データＤ２を参照し、補正信号Ｓｖをレーザドライバ７に送信する。具体的には、ＭＣＵ２２は、検出した外光量に基づき移動距離Ｌｚを決定してグラデーションＮＤフィルタ２５を移動させた場合に、補正データＤ２を参照し、決定した移動距離Ｌｚに対応するＲ、Ｇ、Ｂの各補正係数を示す補正信号Ｓｖをレーザドライバ７に送信する。そして、レーザドライバ７は、受信した補正信号Ｓｖが示す各色の補正係数を、画像信号Ｓｉに基づく各色の強度に乗じることで、各色のレーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３を駆動すべき電流値を決定する。これにより、投影装置１は、グラデーションＮＤフィルタ２５に波長依存性がない場合と同様に、画像信号Ｓｉに即したカラーバランスを保った状態で各色の合成レーザを射出することができる。よって、投影装置１は、外光の変化に応じて画像の光量を瞬時に減光する場合でも、ユーザに違和感を覚えさせることなく、好適に減光することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施例に係る投影装置１は、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３と、レーザドライバ７と、ＭＣＵ２２と、アクチュエータ２６とを備える。レーザドライバ７は、画像を示す画像信号Ｓｉに基づいてレーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３が射出する光の強度を制御する。ＭＣＵ２２は、部位に応じて徐々に異なる透過率を有するグラデーションＮＤフィルタ２５をアクチュエータ２６により駆動することで、入射位置Ｐｉｎを変えさせる。ＭＣＵ２２は、複数の波長の光のそれぞれのグラデーションＮＤフィルタ２５の部位ごとの透過率に基づいて生成された補正データＤ２を参照することで、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３が射出する光の強度を補正するための補正係数を決定し、当該補正係数を示す補正信号Ｓｖをレーザドライバ７に送信する。この態様により、投影装置１は、波長依存性を有するグラデーションＮＤフィルタ２５を用いる場合であっても、カラーバランスを保ちつつ好適に減光することができる。
【００４６】
［変形例］
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
【００４７】
（変形例１）
上記実施例では、レーザドライバ７がＭＣＵ２２から補正信号Ｓｖを受信し、発光パターンを表す信号を補正したが、これに代えて、映像処理部３がＭＣＵ２２から補正信号Ｓｖを受信し、補正信号Ｓｖに基づく補正を反映させてもよい。この場合、映像処理部３は、画像信号Ｓｉと補正信号Ｓｖが示す補正係数とに基づいて、発光パターンを表す信号を生成する。
【００４８】
（変形例２）
［補正データの生成］のセクションの説明では、投影装置１の個体ごとに測定を行って補正データＤ２を生成した。これに代えて、グラデーションＮＤフィルタ２５の透過率の波長依存性が、個体ごとにばらつきが少ない場合には、各投影装置１で共通の補正データＤ２を使用してもよい。この場合、各投影装置１は、統計処理等を行った代表的な補正データＤ２を不揮発性メモリ２３に記憶する。
【００４９】
（変形例３）
投影装置１は、外光センサ２４の検出信号Ｓｄが示す外光量に応じて投影画像の明るさを変えた。これに代えて、またはこれに加えて、投影装置１は、入力部を有し、当該入力部へのユーザ入力に基づいて投影画像の明るさを変化させてもよい。この場合であっても、投影装置１のＭＣＵ２２は、所定のテーブル等を参照し、ユーザ入力により指定された明るさを実現するための移動距離Ｌｚを決定してアクチュエータ２６によりグラデーションＮＤフィルタ２５を移動させる。また、ＭＣＵ２２は、決定した移動距離Ｌｚに基づき補正データＤ２を参照して各レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３の光量を補正するための補正係数を決定し、当該補正係数を示す補正信号Ｓｖをレーザドライバ７へ送信する。
【００５０】
（変形例４）
投影装置１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のレーザ光量を補正データＤ２に基づいて補正する代わりに、いずれか一色を基準として、残りの２色のレーザ光量のみを補正してもよい。以後では、緑色レーザ光を基準として赤、青の各色のレーザ光の光量を補正する例を代表例として説明する。以後では、グラデーションＮＤフィルタ２５での緑色レーザ光の透過率を「緑色光透過率」と呼び、グラデーションＮＤフィルタ２５での青色レーザ光の透過率を「青色光透過率」と呼ぶ。
【００５１】
図５（Ａ）は、移動距離Ｌｚと緑色光透過率との関係を示すグラフである。また、図５（Ｂ）のグラフ「Ｇｒ」は、緑色光透過率に対する赤色光透過率の比率を移動距離Ｌｚごとに示したグラフであり、グラフ「Ｇｂ」は、緑色光透過率に対する青色光透過率の比率を移動距離Ｌｚごとに示したグラフである。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すグラフは、不揮発性メモリ２３により予め記憶される。
【００５２】
そして、この場合、例えば、ＭＣＵ２２は、まず、検出信号Ｓｄが示す外光量に基づいて、設定すべきグラデーションＮＤフィルタ２５の透過率を認識する。次に、ＭＣＵ２２は、図５（Ａ）に示すグラフを参照して、設定すべき透過率に対応する移動距離Ｌｚを認識してグラデーションＮＤフィルタ２５を移動させる。さらに、ＭＣＵ２２は、図５（Ｂ）に示すグラフＧｒを参照し、設定した移動距離Ｌｚに対応する緑色光透過率に対する赤色光透過率の比率を認識し、当該比率の逆数を赤色光量の補正係数として設定する。同様に、ＭＣＵ２２は、グラフＧｂを参照し、設定した移動距離Ｌｚに対応する緑色光透過率に対する青色光透過率の比率を認識し、当該比率の逆数を青色光量の補正係数として設定する。そして、ＭＣＵ２２は、設定した補正係数を示す補正信号Ｓｖをレーザドライバ７へ送信する。
【００５３】
なお、不揮発性メモリ２３は、図５（Ａ）に示す情報を記憶する代わりに、検出した外光量に対して設定すべき移動距離Ｌｚを示す情報（即ち実施例のフィルタ位置決定データＤ１に相当する情報）を記憶してもよい。この場合も、外光量に対して設定すべき移動距離Ｌｚを示す情報は、図５（Ａ）に示すグラフを勘案して生成される。
【００５４】
（変形例５）
グラデーションＮＤフィルタ２５は、Ｚ軸上に沿って透過率が連続的に変化する平板状のフィルタに限定されない。
【００５５】
図５（Ａ）は、グラデーションＮＤフィルタ２５に代えて円形のグラデーションＮＤフィルタ２５Ａを配置した例を示す。図示のように、グラデーションＮＤフィルタ２５Ａは、中心点Ｃを中心とする円からなる円板形状に構成されている。
【００５６】
グラデーションＮＤフィルタ２５Ａは、入射面上において、中心点Ｃを中心とする円の円周方向に沿って透過率が連続的に変化するようなグラデーションフィルタとして構成されている。なお、グラデーションＮＤフィルタ２５Ａは、中心点Ｃを中心とする円の半径方向には透過率は変化しない。
【００５７】
この場合、アクチュエータ２６は、図７中の矢印Ｄ２に示すように、中心点Ｃを中心にしてグラデーションＮＤフィルタ２５Ａを回転させる。この場合、フィルタ位置決定データＤ１には、移動距離Ｌｚに代えてグラデーションＮＤフィルタ２５Ａの回転角度が記憶され、ＭＣＵ２２は、検出信号Ｓｄが示す外光量に基づき、フィルタ位置決定データＤ１を参照して、グラデーションＮＤフィルタ２５Ａが所望の回転角度となるようにアクチュエータ２６を制御する。具体的には、ＭＣＵ２２は、投影装置１が射出すべき光量に応じた所望の透過率が得られるグラデーションＮＤフィルタ２５Ａ上の箇所が入射位置Ｐｉｎとなるように、アクチュエータ２６を介してグラデーションＮＤフィルタ２５Ａを回転させる。
【００５８】
図５（Ｂ）は、グラデーションＮＤフィルタ２５に代えて、Ｚ軸上に沿って透過率が段階的に変化するグラデーションＮＤフィルタ２５Ｂを配置した例を示す。グラデーションＮＤフィルタ２５Ｂは、Ｚ軸上に沿って、端部ＥＨから端部ＥＬに向かって段階的に透過率が減少するように構成される。図５（Ｂ）の例では、領域内で透過率が同一となる５つの矩形領域がＺ軸に沿って形成されている。この場合、フィルタ位置決定データＤ１には、外光量ごとに最適なグラデーションＮＤフィルタ２５での透過率に最も近い透過率を有する矩形領域上に入射位置Ｐｉｎが移動するのに必要な移動距離Ｌｚの情報が記憶される。そして、ＭＣＵ２２は、検出信号Ｓｄが示す外光量に基づき、グラデーションＮＤフィルタ２５Ｂを移動させる。
【符号の説明】
【００５９】
１  投影装置
３  映像処理部
７  レーザドライバ
８  ＭＥＭＳドライバ
２２  ＭＣＵ
２３  不揮発性メモリ
２４  外光センサ
２５  グラデーションＮＤフィルタ
２６  アクチュエータ
９５  ＭＥＭＳミラー
【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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