(57)【要約】【課題】画質の低下を防止するとともに光出力量−電流特性の変動を防止することができ、かつ、低コスト化を実現することができる映像表示装置および映像表示装置の制御方法を提供すること。【解決手段】映像表示装置１は、映像信号に基づいて映像データを生成する映像処理部４１と、光源部３１１を含み、かつ、映像データに基づいて光量が変調された映像光を出射する光出射部３１と、光出射部３１から出射した映像光を走査する光走査部３６と、映像光の光量を検出するフォトダイオード３７ａ〜３７ｃと、映像光の光量を時間的に一定とみなすことができる期間を検出し、当該検出した期間に測定した映像光の光量に基づいて光源部３１１の駆動条件を調整し、当該調整された駆動条件に基づき光源部３１１を駆動するレーザー出力制御部４２と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に基づいて映像データを生成する映像生成部と、
光源部を含み、かつ、前記映像データに基づいて光量が変調された映像光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射した映像光を走査する光走査部と、
前記映像光の光量を検出する検出部と、
前記映像光の光量を時間的に一定とみなすことができる期間を検出し、当該検出した期間に測定した前記映像光の光量に基づいて前記光源部の駆動条件を調整し、当該調整された駆動条件に基づき前記光源部を駆動する制御部と、を備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記映像データを解析することにより、前記期間を検出する請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記映像データが入力されてから出力するまでの時間が互いに異なる第１のフィルターおよび第２のフィルターを有し、
前記映像データは、前記第１のフィルターおよび前記第２のフィルターを通過する請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１のフィルターを通過した前記映像データと、前記第２のフィルターを通過した前記映像データとの差分に基づいて、前記期間を検出する請求項３に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、所定の閾値が記憶された記憶部を有し、
前記制御部は、前記差分が前記閾値を下回った際に、前記期間を検出する請求項４に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、所定の閾値が記憶された記憶部を有し、
前記制御部は、前記第２のフィルターを通過した前記映像データを微分した値が前記閾値を下回った際に、前記期間を検出する請求項３に記載の映像表示装置。
【請求項７】
映像信号に基づいて映像データを生成する映像生成部と、光源部を含み、かつ、前記映像データに基づいて光量が変調された映像光を出射する光出射部と、前記光出射部から出射した映像光を走査する光走査部と、前記映像光の光量を検出する検出部と、を備える映像表示装置を制御する制御方法であって、
前記映像光の光量を時間的に一定とみなすことができる期間を検出し、当該検出した期間に測定した前記映像光の光量に基づいて前記光源部の駆動条件を調整し、当該調整された駆動条件に基づき前記光源部を駆動することを特徴とする映像表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置および映像表示装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
瞳の網膜に直接レーザーを照射し、使用者に画像を視認させる画像表示装置としてヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）が知られている。
【０００３】
ヘッドマウントディスプレイは、光源と、出射した光が使用者の網膜を走査するように光路を変更する走査手段と、を備えている。このようなヘッドマウントディスプレイにより、使用者は、例えば外の景色と走査手段によって描かれる画像の双方を同時に視認することができる。
【０００４】
また、一般には、ヘッドマウントディスプレイの光源としてレーザーダイオード（ＬＤ）が使用されている。レーザーダイオードは、温度などの環境変化により光出力量−電流特性が変動するため、ＬＤ駆動電流を調節して光量を一定に保つ必要がある。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載された２次元光走査装置では、投射面に、ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御用の光を投射する領域を形成し、そこで検知される光量を利用してＡＰＣ制御を行っている。
【０００６】
しかしながら、ＡＰＣ制御用の光は、光量変動を少なくする必要があり、実際の映像信号とは、色味や輝度が異なる場合が多い。このため、特許文献１に記載された２次元光走査装置のようにＡＰＣ制御用の光が映像光として使用者に視認される場合、ＡＰＣ制御用の光を用いた映像光は実際の映像信号に基づく映像光と輝度が異なる。その結果、画質の低下を招き、ユーザーは、違和感を覚える場合がある。さらに、特許文献１に記載された２次元光走査装置では、ＡＰＣ制御専用のフレームメモリーを設ける必要があり、コストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１７５６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、画質の低下を防止するとともに光出力量−電流特性の変動を防止することができ、かつ、低コスト化を実現することができる映像表示装置および映像表示装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の映像表示装置は、映像信号に基づいて映像データを生成する映像生成部と、
光源部を含み、かつ、前記映像データに基づいて光量が変調された映像光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射した映像光を走査する光走査部と、
前記映像光の光量を検出する検出部と、
前記映像光の光量を時間的に一定とみなすことができる期間を検出し、当該検出した期間に測定した前記映像光の光量に基づいて前記光源部の駆動条件を調整し、当該調整された駆動条件に基づき前記光源部を駆動する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、従来のようにＡＰＣ制御用の光を映像光と別に設けることを省略しつつＡＰＣ制御を行うことができる。すなわち、映像光の中に光量を一定とみなすことができる期間を見つけ出し、その期間での光量をＡＰＣ制御用の光として測定する。よって、ユーザーが映像に違和感を覚えるのを抑制することができる。さらに、従来のように、ＡＰＣ制御専用のフレームメモリーを設けなくてもＡＰＣ制御を行うことができる。よって、低コスト化を実現することができる。
【００１１】
本発明の映像表示装置では、前記制御部は、前記映像データを解析することにより、前記期間を検出するのが好ましい。
【００１２】
これにより、映像光の光量を一定とみなすことができる期間をより正確に検出することができる。
【００１３】
本発明の映像表示装置では、前記制御部は、前記映像データが入力されてから出力するまでの時間が互いに異なる第１のフィルターおよび第２のフィルターを有し、
前記映像データは、前記第１のフィルターおよび前記第２のフィルターを通過するのが好ましい。
これにより、映像データから、波形が異なる２つの映像データを得ることができる。
【００１４】
本発明の映像表示装置では、前記制御部は、前記第１のフィルターを通過した前記映像データと、前記第２のフィルターを通過した前記映像データとの差分に基づいて、前記期間を検出するのが好ましい。
【００１５】
これにより、映像光の光量を一定とみなすことができる期間をより正確に検出することができる。
【００１６】
本発明の映像表示装置では、前記制御部は、所定の閾値が記憶された記憶部を有し、
前記制御部は、前記差分が前記閾値を下回った際に、前記期間を検出するのが好ましい。
これにより、一定領域をより正確に検出することができる。
【００１７】
本発明の映像表示装置では、前記制御部は、所定の閾値が記憶された記憶部を有し、
前記制御部は、前記第２のフィルターを通過した前記映像データを微分した値が前記閾値を下回った際に、前記期間を検出するのが好ましい。
これにより、一定領域をより正確に検出することができる。
【００１８】
本発明の映像表示装置の制御方法は、映像信号に基づいて映像データを生成する映像生成部と、光源部を含み、かつ、前記映像データに基づいて光量が変調された映像光を出射する光出射部と、前記光出射部から出射した映像光を走査する光走査部と、前記映像光の光量を検出する検出部と、を備える映像表示装置を制御する制御方法であって、
前記映像光の光量を時間的に一定とみなすことができる期間を検出し、当該検出した期間に測定した前記映像光の光量に基づいて前記光源部の駆動条件を調整し、当該調整された駆動条件に基づき前記光源部を駆動することを特徴とする。
【００１９】
これにより、従来のようにＡＰＣ制御用の光を映像光と別に設けることを省略しつつＡＰＣ制御を行うことができる。すなわち、映像光の中に光量を一定とみなすことができる期間を見つけ出し、その期間での光量をＡＰＣ制御用の光として測定する。よって、ユーザーが映像に違和感を覚えるのを抑制することができる。さらに、従来のように、ＡＰＣ制御専用のフレームメモリーを設けなくてもＡＰＣ制御を行うことができる。よって、低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の映像表示装置の第１実施形態を備えるヘッドマウントディスプレイの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すヘッドマウントディスプレイの概略斜視図である。
【図３】図１に示す画像表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】図３に示すレーザー出力制御部のブロック図である。
【図５】図３に示す駆動信号生成部の駆動信号の一例を示す図である。
【図６】図３に示す光走査部の平面図である。
【図７】図６に示す光走査部の断面図（Ｘ１軸に沿った断面図）である。
【図８】図４に示すレーザー出力制御部の各部が出力する信号を示すタイムチャートである。
【図９】図４に示すレーザー出力制御部の作動を説明するためのフローチャートである。
【図１０】補正禁止期間を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本発明の映像表示装置の第２実施形態におけるレーザー出力制御部の各部が生成する信号を示すタイムチャートである。
【図１２】本発明の映像表示装置の第３実施形態を備えるヘッドアップディスプレイの概略構成を模式的に示す図である。
【図１３】図３に示すレーザー出力制御部のブロック図（変形例）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の映像表示装置および映像表示装置の制御方法について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の映像表示装置および映像表示装置の制御方法の第１実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の映像表示装置の第１実施形態を備えるヘッドマウントディスプレイの概略構成を示す図である。図２は、図１に示すヘッドマウントディスプレイの概略斜視図である。図３は、図１に示す画像表示装置の構成を模式的に示す図である。図４は、図３に示すレーザー出力制御部のブロック図である。図５は、図３に示す駆動信号生成部の駆動信号の一例を示す図である。図６は、図３に示す光走査部の平面図である。図７は、図６に示す光走査部の断面図（Ｘ１軸に沿った断面図）である。図８は、図４に示すレーザー出力制御部の各部が出力する信号を示すタイムチャートである。図９は、図４に示すレーザー出力制御部の作動を説明するためのフローチャートである。図１０は、補正禁止期間を説明するためのタイムチャートである。
【００２４】
なお、図１、図２では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、その図示した矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。
【００２５】
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、画像表示装置（映像表示装置）１を観察者の頭部Ｈに装着した際に、Ｘ軸方向が頭部Ｈの左右方向、Ｙ軸方向が頭部Ｈの上下方向、Ｚ軸方向が頭部Ｈの前後方向となるように設定されている。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態に係る画像表示装置１を備えたヘッドマウントディスプレイ（頭部装着型画像表示装置）１０は、眼鏡のような外観をなし、観察者の頭部Ｈに装着して使用され、観察者に虚像による画像を外界像と重畳した状態で視認させる。
【００２７】
図１、図２に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１０は、画像生成部３と、反射部（投射面）６とを備える画像表示装置１と、フレーム２と、を有する。
【００２８】
このヘッドマウントディスプレイ１０では、画像生成部３が映像信号に基づき変調された映像光を生成し、拡大光学系（図示せず）が当該映像光の光束幅（断面積）を拡大し、反射部６が拡大された映像光を観察者の眼ＥＹに導く。これにより、映像信号に応じた虚像を観察者に視認させることができる。
【００２９】
また、ヘッドマウントディスプレイ１０は、画像表示装置１が備える画像生成部３および反射部６が、それぞれ、フレーム２の右側および左側に設けられており、ＹＺ平面を基準として対称（左右対称）となるように配設されている。フレーム２の右側に設けられている画像生成部３および反射部６が、右眼用の虚像を形成しており、フレーム２の左側に設けられている画像生成部３および反射部６が、左眼用の虚像を形成している。
【００３０】
なお、本実施形態では、ヘッドマウントディスプレイ１０は、フレーム２の右側および左側に、それぞれ画像生成部３および反射部６を設け、右眼用の虚像と左眼用の虚像とを形成する構成としているが、これに限定されない。例えば、フレーム２の左側のみに画像生成部３および反射部６を設け、左眼用の虚像のみを形成する構成にしてもよく、反対に、フレーム２の右側のみに画像生成部３および反射部６を設け、右眼用の虚像のみを形成する構成にしてもよい。すなわち、ヘッドマウントディスプレイ１０は、本実施形態のような両眼タイプのヘッドマウントディスプレイ１０に限定されず、単眼タイプのヘッドマウントディスプレイであってもよい。
【００３１】
以下、ヘッドマウントディスプレイ１０の各部を順次詳細に説明する。
なお、２つの画像生成部３および２つの反射部６は、それぞれ同一の構成を有しているため、以下では、フレーム２の左側に設けられている画像生成部３および反射部６を中心に説明する。
【００３２】
≪フレーム≫
図２に示すように、フレーム２は、眼鏡フレームのような形状をなし、画像表示装置１が備える画像生成部３および反射部６を支持する機能を有する。
【００３３】
フレーム２は、リム２１１と、シェード部２１２とを有するフロント部２１と、フロント部２１の左右両端からＺ軸方向に延出したテンプル２２と、を有する。
【００３４】
シェード部２１２は、外界光の透過を抑制する機能を有し、反射部６を支持する部材である。シェード部２１２は、その内側に、観察者側に向かって開口する凹部２７を有しており、この凹部２７に反射部６が設けられている。そして、この反射部６を支持するシェード部２１２が、リム２１１によって支持されている。
【００３５】
また、シェード部２１２の中央部には、ノーズパッド２３が設けられている。ノーズパッド２３は、観察者がヘッドマウントディスプレイ１０を頭部Ｈに装着したとき、観察者の鼻ＮＳに当接して、ヘッドマウントディスプレイ１０を観察者の頭部Ｈに対して支持している。
【００３６】
テンプル２２は、観察者の耳ＥＡに掛けるための角度が付けられていないストレートテンプルであり、観察者がヘッドマウントディスプレイ１０を頭部Ｈに装着したとき、テンプル２２の一部が、観察者の耳ＥＡに当接するよう構成されている。また、テンプル２２の内部には、画像生成部３が収容されている。
【００３７】
また、テンプル２２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂材料や、樹脂に炭素繊維やガラス繊維等の繊維が混合された複合材料、アルミニウムやマグネシウム等の金属材料等を用いることができる。
【００３８】
なお、フレーム２の形状は、観察者の頭部Ｈに装着することができるものであれば、図示のものに限定されない。
【００３９】
≪画像表示装置≫
前述したように、画像表示装置１は、画像生成部３と、反射部６とを有している。
【００４０】
以下、本実施形態に係る画像表示装置１の各部について詳細に説明する。
［画像生成部］
図２に示すように、画像生成部３は、前述したフレーム２のテンプル２２に内蔵されている。
【００４１】
図３に示すように、画像生成部３は、光出射部３１と、駆動信号生成部３２と、レンズ３４と、光走査部３６と、フォトダイオード（検出部）３７ａ、３７ｂ、３７ｃと、ＩＶ変換部３８ａ、３８ｂ、３８ｃと、映像処理部（映像生成部）４１と、レーザー出力制御部と、を備えている。
【００４２】
このような画像生成部３は、映像信号に基づき変調された映像光を生成する機能と、光走査部３６を駆動する駆動信号を生成する機能と、を有する。
【００４３】
以下、画像生成部３の各部について詳述する。
（光出射部）
光出射部３１は、光走査部３６で走査（光走査）される映像光Ｌ１を生成するものである。
【００４４】
この光出射部３１は、波長の異なる複数の光源（光源部）３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂを有する光源部３１１と、複数の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂと、光合成部（合成部）３１３と、を有する。
【００４５】
光源部３１１が有する光源３１１Ｒ（Ｒ光源）は、赤色光を射出するものであり、光源３１１Ｇ（Ｇ光源）は、緑色光を射出するものであり、光源３１１Ｂは、青色光を射出するものである。このような３色の光を用いることにより、フルカラーの画像を表示することができる。
【００４６】
光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では、レーザーダイオードで構成されている。
【００４７】
このような光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれ、駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂと電気的に接続されている。
【００４８】
駆動回路３１２Ｒは、前述した光源３１１Ｒを駆動する機能を有し、駆動回路３１２Ｇは、前述した光源３１１Ｇを駆動する機能を有し、駆動回路３１２Ｂは、前述した光源３１１Ｂを駆動する機能を有する。
【００４９】
このような駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂにより駆動された光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから射出された３つ（３色）の光（映像光）は、光合成部３１３に入射する。
【００５０】
光合成部３１３は、複数の光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂからの光を合成するものである。
【００５１】
本実施形態では、光合成部３１３は、２つのダイクロイックミラー３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃとを有する。
【００５２】
ダイクロイックミラー３１３ａは、青色光の一部を反射し、残部を透過させる機能を有する。
【００５３】
ダイクロイックミラー３１３ｂは、緑色光の一部の一部を反射し、残部を透過させるとともに、青色光を透過する機能を有する。
【００５４】
ダイクロイックミラー３１３ｃは、赤色光の一部を反射し、残部を透過させるとともに、青色光および緑色光を透過させる機能を有する。
【００５５】
このようなダイクロイックミラー３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃを用いることにより、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂからの赤色光、緑色光および青色光の３色の光を合成して、１つの映像光Ｌ１を形成する。
【００５６】
また、ダイクロイックミラー３１３ａを透過した緑色光は、フォトダイオード３１４ａに入射する。ダイクロイックミラー３１３ｂを透過した緑色光は、フォトダイオード３１４ｂに入射する。そして、ダイクロイックミラー３１３ｃを透過した緑色光は、フォトダイオード３１４ｃに入射する。
【００５７】
なお、光合成部３１３は、前述したようなダイクロイックミラーを用いた構成に限定されず、例えば、プリズム、光導波路、光ファイバー等で構成されたものであってもよい。
【００５８】
以上のような構成の光出射部３１にて、光源部３１１から３色の映像光が生成され、かかる映像光が光合成部３１３で合成され、１つの映像光Ｌ１が生成される。そして、光出射部３１で生成された映像光Ｌ１は、レンズ３４に入射する。
【００５９】
（フォトダイオード）
フォトダイオード３７ａは、ダイクロイックミラー３１３ａを透過した青色光の強度等を検出するものである。この強度の情報を含む信号電流は、ＩＶ変換部３８ａに送信される。
【００６０】
フォトダイオード３７ｂは、ダイクロイックミラー３１３ｂを透過した緑色光の強度等を検出するものである。この強度の情報を含む信号電流は、ＩＶ変換部３８ｂに送信される。
【００６１】
フォトダイオード３７ｃは、ダイクロイックミラー３１３ｃを透過した赤色光の強度等を検出するものである。この強度の情報を含む信号電流は、ＩＶ変換部３８ｃに送信される。
【００６２】
（ＩＶ変換部）
ＩＶ変換部３８ａは、フォトダイオード３７ａが検出した映像光Ｌ１の強度の情報を含む信号電流を電圧信号に変換する機能を有している。変換された電圧信号は、レーザー出力制御部４２に送信されて、後述するＡＰＣ制御に用いられる。
【００６３】
ＩＶ変換部３８ｂは、フォトダイオード３７ｂが検出した映像光Ｌ１の強度の情報を含む信号電流を電圧信号に変換する機能を有している。変換された電圧信号は、レーザー出力制御部４２に送信されて、後述するＡＰＣ制御に用いられる。
【００６４】
ＩＶ変換部３８ｃは、フォトダイオード３７ｃが検出した映像光Ｌ１の強度の情報を含む信号電流を電圧信号に変換する機能を有している。変換された電圧信号は、レーザー出力制御部４２に送信されて、後述するＡＰＣ制御に用いられる。
【００６５】
（レンズ）
レンズ３４は、映像光Ｌ１の放射角度を制御する機能を有する。このレンズ３４は、例えば、コリメーターレンズである。コリメーターレンズは、光を平行状態の光束に調整（変調）するレンズである。
【００６６】
このようなレンズ３４にて、光出射部３１から射出された映像光Ｌ１は、平行化された状態で光走査部３６に伝送される。
【００６７】
（駆動信号生成部）
駆動信号生成部３２は、光走査部３６（光スキャナー）を駆動する駆動信号を生成するものである。
【００６８】
この駆動信号生成部３２は、光走査部３６の第１の方向（Ｘ軸方向）での主走査（水平走査）に用いる第１の駆動信号を生成する駆動回路３２１と、光走査部３６の第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ軸方向）での副走査（垂直走査）に用いる第２の駆動信号を生成する駆動回路３２２と、を有する。なお、この実施形態では、第１の方向と第２の方向とが直交する場合について示したが、これに限られない。すなわち、第１の方向の走査と第２の方向の走査によって２次元的に走査されればよく、第１の方向と第２の方向とは互いに交差するような方向であればよい。
【００６９】
例えば、駆動回路３２１は、図５（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の駆動信号Ｖ１（水平走査用電圧）を発生させるものであり、駆動回路３２２は、図５（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の駆動信号Ｖ２（垂直走査用電圧）を発生させるものである。
【００７０】
なお、第１の駆動信号および第２の駆動信号については、後述する光走査部３６の説明とともに、後に詳述する。
【００７１】
このような駆動信号生成部３２は、光走査部３６に電気的に接続されている。これにより、駆動信号生成部３２で生成した駆動信号（第１の駆動信号および第２の駆動信号）は、光走査部３６に入力される。
【００７２】
（映像処理部）      
図３および図４に示すように、映像処理部４１は、入力された映像信号（画像信号）に基づいて、映像データＩｍｇＤを生成して、レーザー出力制御部４２に送信する。また、映像処理部４１は、映像データＩｍｇＤとともに映像データ有効信号（図８（ｂ）参照）をレーザー出力制御部４２に送信する。このことについては、後に詳述する。また、映像処理部４１は、駆動信号生成部３２の駆動を制御する機能を有している。
【００７３】
（光走査部）
光出射部３１から射出された映像光Ｌ１は、レンズ３４を介して光走査部３６に入射する。
【００７４】
光走査部３６は、光出射部３１からの映像光Ｌ１を２次元的に走査する光スキャナーである。この光走査部３６で映像光Ｌ１を走査することにより走査光（映像光）が形成される。
【００７５】
この光走査部３６は、図６に示すように、可動ミラー部１１と、１対の軸部１２ａ、１２ｂ（第１の軸部）と、枠体部１３と、２対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（第２の軸部）と、支持部１５と、永久磁石１６と、コイル１７と、を備える。言い換えれば、光走査部３６はいわゆるジンバル構造を有している。
【００７６】
ここで、可動ミラー部１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂは、Ｙ１軸（第１の軸）周りに揺動（往復回動）する第１の振動系を構成する。また、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、２対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび永久磁石１６は、Ｘ１軸（第２の軸）周りに揺動（往復回動）する第２の振動系を構成する。
【００７７】
また、光走査部３６は、信号重畳部１８を有しており（図７参照）、永久磁石１６、コイル１７、信号重畳部１８および駆動信号生成部３２は、前述した第１の振動系および第２の振動系を駆動（すなわち、可動ミラー部１１をＸ１軸およびＹ１軸周りに揺動）させる駆動部を構成する。
【００７８】
以下、光走査部３６の各部を順次詳細に説明する。
可動ミラー部１１は、基部１１１（可動部）と、スペーサー１１２を介して基部１１１に固定された光反射板１１３と、を有する。
【００７９】
光反射板１１３の上面（一方の面）には、光反射性を有する光反射部１１４が設けられている。
【００８０】
なお、本実施形態では、光反射板１１３は、平面視にて円形をなしている。なお、光反射板１１３の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。
【００８１】
このような光反射板１１３の下面（他方の面）には、図７に示すように、硬質層１１５が設けられている。
【００８２】
硬質層１１５は、光反射板１１３本体の構成材料よりも硬質な材料で構成されている。これにより、光反射板１１３の剛性を高めることができる。そのため、光反射板１１３の揺動時における撓みを防止または抑制することができる。また、光反射板１１３の厚さを薄くし、光反射板１１３のＸ１軸およびＹ１軸周りの揺動時における慣性モーメントを抑えることができる。
【００８３】
このような硬質層１１５の構成材料としては、光反射板１１３本体の構成材料よりも硬質な材料であれば、特に限定されず、例えば、ダイヤモンド、カーボンナイトライド膜、水晶、サファイヤ、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウムなどを用いることができる。
【００８４】
また、硬質層１１５は、単層で構成されていてもよいし、複数の層の積層体で構成されていてもよい。なお、硬質層１１５は、必要に応じて設けられるものであり、省略することもできる。
【００８５】
また、光反射板１１３の下面は、スペーサー１１２を介して基部１１１に固定されている。これにより、光反射板１１３と、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３および軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとの接触を防止しつつ、光反射板１１３をＹ１軸周りに揺動させることができる。
【００８６】
枠体部１３は、図６に示すように、枠状をなし、前述した可動ミラー部１１の基部１１１を囲んで設けられている。言い換えると、可動ミラー部１１の基部１１１は、枠状をなす枠体部１３の内側に設けられている。
【００８７】
そして、枠体部１３は、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを介して支持部１５に支持されている。また、可動ミラー部１１の基部１１１は、軸部１２ａ、１２ｂを介して枠体部１３に支持されている。
【００８８】
軸部１２ａ、１２ｂは、可動ミラー部１１をＹ１軸周りに回動（揺動）可能とするように、可動ミラー部１１と枠体部１３を連結している。また、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、枠体部１３をＹ１軸に直交するＸ１軸周りに回動（揺動）可能とするように、枠体部１３と支持部１５を連結している。
【００８９】
軸部１２ａ、１２ｂは、可動ミラー部１１の基部１１１を介して互いに対向するように配置されている。また、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、Ｙ１軸に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、一端部が基部１１１に接続され、他端部が枠体部１３に接続されている。また、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、中心軸がＹ１軸に一致するように配置されている。
【００９０】
このような軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、可動ミラー部１１のＹ１軸周りの揺動に伴って捩れ変形する。
【００９１】
軸部１４ａ、１４ｂおよび軸部１４ｃ、１４ｄは、枠体部１３を介して（挟んで）互いに対向するように配置されている。また、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、Ｘ１軸に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、一端部が枠体部１３に接続され、他端部が支持部１５に接続されている。また、軸部１４ａ、１４ｂは、Ｘ１軸を介して互いに対向するように配置され、同様に、軸部１４ｃ、１４ｄは、Ｘ１軸を介して互いに対向するように配置されている。
【００９２】
このような軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、枠体部１３のＸ１軸周りの揺動に伴って、軸部１４ａ、１４ｂ全体および軸部１４ｃ、１４ｄ全体がそれぞれ捩れ変形する。
【００９３】
このように、可動ミラー部１１をＹ１軸周りに揺動可能とするとともに、枠体部１３をＸ１軸周りに揺動可能とすることにより、可動ミラー部１１を互いに直交するＸ１軸およびＹ１軸の２つの軸周りに揺動（往復回動）させることができる。
【００９４】
また、図示しないが、このような軸部１２ａ、１２ｂのうちの少なくとも一方の軸部、および、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのうちの少なくとも１つの軸部には、それぞれ、例えば歪みセンサーのような角度検出センサーが設けられている。この角度検出センサーは、光走査部３６の角度情報、より具体的には、光反射部１１４のＸ１軸周りおよびＹ１軸周りのそれぞれの揺動角を検出することができる。この検出結果は、図示しないケーブルを介して、制御部４に入力される。
【００９５】
前述した枠体部１３の下面（光反射板１１３とは反対側の面）には、永久磁石１６が接合されている。
【００９６】
本実施形態では、永久磁石１６は、長手形状（棒状）をなし、Ｘ１軸およびＹ１軸に対して傾斜する方向に沿って配置されている。そして、永久磁石１６は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石１６は、一端部をＳ極とし、他端部をＮ極とするように磁化されている。
【００９７】
なお、本実施形態では、枠体部１３に１つの永久磁石の数を設置した場合を例に説明するが、これに限定されず、例えば、枠体部１３に２つの永久磁石を設置してもよい。この場合、例えば、長尺状をなす２つの永久磁石を、平面視にて基部１１１を介して互いに対向するとともに、互いに平行となるように、枠体部１３に設置すればよい。
【００９８】
永久磁石１６の直下には、コイル１７が設けられている。すなわち、枠体部１３の下面に対向するように、コイル１７が設けられている。これにより、コイル１７から発生する磁界を効率的に永久磁石１６に作用させることができ、可動ミラー部１１を互いに直交する２軸（Ｘ１軸およびＹ１軸）のそれぞれの軸周りに回動させることができる。
【００９９】
コイル１７は、信号重畳部１８に電気的に接続されている（図７参照）。
そして、信号重畳部１８によりコイル１７に電圧が印加されることで、コイル１７からＸ１軸およびＹ１軸に直交する磁束を有する磁界が発生する。
【０１００】
信号重畳部１８は、前述した第１の駆動信号Ｖ１と第２の駆動信号Ｖ２とを重畳する加算器（図示せず）を有し、その重畳した電圧をコイル１７に印加する。
【０１０１】
駆動回路３２１は、例えば図５（ａ）に示すような、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の駆動信号Ｖ１（水平走査用電圧）を発生させる。すなわち、駆動回路３２１は、第１周波数（１／Ｔ１）の第１の駆動信号Ｖ１を発生させる。
【０１０２】
第１の駆動信号Ｖ１は、正弦波のような波形をなしている。そのため、光走査部３６は効果的に光を主走査することができる。なお、第１の駆動信号Ｖ１の波形は、これに限定されない。
【０１０３】
また、第１周波数（１／Ｔ１）は、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。
【０１０４】
本実施形態では、第１周波数は、可動ミラー部１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂで構成される第１の振動系（捩り振動系）の捩り共振周波数（ｆ１）と等しくなるように設定されている。つまり、第１の振動系は、その捩り共振周波数ｆ１が水平走査に適した周波数になるように設計（製造）されている。これにより、可動ミラー部１１のＹ１軸周りの回動角を大きくすることができる。
【０１０５】
一方、駆動回路３２２は、例えば図５（ｂ）に示すような、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の駆動信号Ｖ２（垂直走査用電圧）を発生させる。すなわち、駆動回路３２２は、第２周波数（１／Ｔ２）の第２の駆動信号Ｖ２を発生させる。
【０１０６】
第２の駆動信号Ｖ２は、鋸波のような波形をなしている。そのため、光走査部３６は効果的に光を垂直走査（副走査）することができる。なお、第２の駆動信号Ｖ２の波形は、これに限定されない。
【０１０７】
本実施形態では、第２の駆動信号Ｖ２の周波数は、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、２対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび永久磁石１６で構成された第２の振動系（捩り振動系）の捩り共振周波数（共振周波数）と異なる周波数となるように調整されている。
【０１０８】
なお、映像描画の方式であるラスタースキャン方式においては、上述の水平走査を行いながら、上述の垂直走査を行う。この時、水平走査の周波数が、垂直走査の周波数よりも高く設定されている。一般的に、このようにラスタースキャン方式において、周波数の高い方の走査を主走査、周波数の低い方の走査を副走査と呼ぶ。
【０１０９】
以上説明したような光走査部３６によれば、光反射部１１４を備える可動ミラー部１１を互いに直交する２つの軸周りにそれぞれ揺動させるので、光走査部３６の小型化および軽量化を図ることができる。その結果、観察者にとっての使い勝手をより優れた画像表示装置１とすることができる。
【０１１０】
特に、光走査部３６がジンバル構造を有するため、映像光を２次元的に走査する構成（光走査部３６）をより小型なものとすることができる。
【０１１１】
［反射部］
反射部６は、フロント部２１のシェード部２１２に設けられており、使用時に観察者の左眼ＥＹの前方に位置するように配置されている。この反射部６は、観察者の眼ＥＹを覆うのに十分な大きさを有しており、映像光Ｌ１を観察者の眼ＥＹに向けて入射させる機能を有する。
【０１１２】
図１に示すように、反射部６は、非球面ミラー６１を有する。非球面ミラー６１は、可視域で高い透光性（光透過性）を示す樹脂材料等で形成された基材上に半透過反射膜が製膜された透光性部材である。すなわち、非球面ミラー６１は、ハーフミラーであり、外界光を透過させる機能（可視光に対する透光性）をも有する。したがって、非球面ミラー６１を備える反射部６は、映像光Ｌ１を反射させるとともに、使用時において反射部６の外側から観察者の眼ＥＹに向かう外界光を透過させる機能を有する。これにより、観察者は、外界像を視認しながら、映像光により形成された虚像（画像）を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
【０１１３】
このような非球面ミラー６１は、フレーム２のフロント部２１の湾曲に沿って湾曲した形状をなしており、使用時において凹面６１１が観察者側に位置する。これにより、非球面ミラー６１で反射した映像光を、観察者の眼ＥＹに向けて効率良く集光させることできる。
【０１１４】
以上説明したような画像表示装置１では、前述したように、光源としてレーザーダイオードが使用されている。レーザーダイオードは、温度などの環境変化により光出力量−電流特性が変動するため、ＬＤ駆動電流（レーザーダイオード駆動電流）を調節して、光出力量と電流特性との関係性を把握しておく必要がある。このため、画像表示装置１では、レーザー出力制御部４２が、赤色光、緑色光および青色光について、それぞれ、光出力量−電流特性に基づいてＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御を行う。
【０１１５】
従来の画像表示装置では、ＡＰＣ制御を行う場合、ＡＰＣ制御用の光を観察者が視認する表示領域に投射して、その光量を検出している。しかしながら、ＡＰＣ制御用の光は、時間的に光量が一定であるため、実際にＡＰＣ制御用の光を観察者が表示として見た場合に、ユーザーは、違和感を覚える可能性がある。さらに、上記のような構成では、ＡＰＣ制御用の光を制御するデータを記憶するための記憶部を設ける必要があり、コストがかかる。そこで、本発明では、映像データにおいて光量が一定とみなすことができる期間（光量一定期間）を検出し、その検出された期間に対応する部分のデータによって発光する映像光の光量を測定し、その測定結果に基づいてＡＰＣ制御を行うこととした。その際、測定した光量を、光出力量−電流特性に基づいてＬＤ駆動電流に変換し、その電流値をフィードバックすることにより、目的の光量を発光させることができる。すなわち、映像光の光量が一定とみなされる期間に測定された映像光の光量に基づいて、光源部の駆動条件を調整し、この調整された駆動条件に基づいて、光源部を駆動している。
【０１１６】
（レーザー出力制御部）
レーザー出力制御部４２は、前述したような光出射部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂと電気的に接続され、それらの駆動を制御するものである。また、図４に示すように、レーザー出力制御部４２は、第１のフィルター４２１と、第２のフィルター４２２と、判別信号生成部４２３と、ＡＤ変換部４２４と、補正実行部４２５と、映像データ置換部４２６と、を有している。
【０１１７】
以下、レーザー出力制御部４２について説明するが、図４および図８を参照しつつ説明する。なお、図８は、レーザー出力制御部４２の各部で生成される信号の強弱を示すタイムチャートである。図８（ａ）〜（ｄ）では、縦軸が各信号の電流値となっており、横軸が時間となっている。
【０１１８】
図４に示すように、第１のフィルター４２１および第２のフィルター４２２は、例えば、抵抗とコンデンサーとを組み合わせたＣＲ型のローパスフィルターで構成されている。また、第１のフィルター４２１および第２のフィルター４２２は、直列に接続されている。
【０１１９】
また、第１のフィルター４２１および第２のフィルター４２２は、信号が入力されてから出力されるまでの時間（応答時間）が異なっている。第１のフィルター４２１の応答時間は、例えば、０．１μ秒程度とされ、第１のフィルター４２１の応答時間は、例えば、１μ秒程度とされる。また、第２のフィルター４２２の応答時間は、ＩＶ変換部３８ａ〜３８ｃの応答時間と同じになっている。
【０１２０】
映像処理部４１で生成された映像データＩｍｇＤ（図８（ａ）参照）は、まず、第１のフィルター４２１に入力される。そして、第１のフィルター４２１によって高周波成分が除去されて平滑された映像信号であるローパス信号ＩｍｇＤｆ１（図８（ｃ）参照）は、判別信号生成部４２３および第２のフィルター４２２にそれぞれ入力される。
【０１２１】
第２のフィルター４２２に入力されたローパス信号ＩｍｇＤｆ１は、第２のフィルター４２２によって高周波成分が除去されて平滑された映像信号であるローパス信号ＩｍｇＤｆ２（図８（ｄ）参照）として出力され、判別信号生成部４２３に入力される。
【０１２２】
判別信号生成部４２３は、ローパス信号ＩｍｇＤｆ１とローパス信号ＩｍｇＤｆ２との差信号である映像データ差信号（図８（ｅ）参照）に基づいて映像データ安定判別信号（図８（ｆ）参照）を生成するものである。この判別信号生成部４２３は、映像データ差信号が、判別信号生成部４２３に内蔵された記憶部４２７に記憶されている所定の閾値よりも下回ったときに、映像データＩｍｇＤの光量を一定とみなすことができる（安定している）光量一定期間が存在している判断し、映像データ安定判別信号を出力する。この映像データ安定判別信号は、ＡＤ変換部４２４および補正実行部４２５にそれぞれ送信される。
【０１２３】
なお、本実施形態では、第１のフィルター４２１と第２のフィルター４２２は直列に接続されているが、これに限らず、例えば、図１３に示すように、ＩｍｇＤを入力とする応答時間が異なる第１のフィルター４２１および第２のフィルター４２２を並列に配置してもよい。
【０１２４】
ＡＤ変換部４２４は、ＩＶ変換部３８ａ〜３８ｃと電気的に接続されており、ＩＶ変換部３８ａ〜３８ｃから送信されるＩＶ変換信号（図８（ｇ）参照）をアナログ−デジタル変換するものである。ＡＤ変換部４２４は、映像データ安定判別信号に基づいて変換を開始し、開始とともにＡＤ変換開始信号を補正実行部４２５に向けて出力する（図８（ｈ）参照）。
【０１２５】
補正実行部４２５は、判別信号生成部４２３で出力された映像データ安定判別信号と、ＡＤ変換部４２４で出力されたＡＤ変換開始信号とに基づいてＡＰＣ制御を開始する。
【０１２６】
ところで、ＡＰＣ制御は、光出力量−電流特性に基づいて行われる。しかしながら、前述したように、この光出力量−電流特性は、温度などの環境変化により変動するため、随時最新の特性を把握しておく必要がある。そこで、後述する変数Ｋ１、Ｋ２を含む線形式（１）を求め、映像データ置換部４２６において最新の変数Ｋ１、Ｋ２に基づいてＡＰＣ制御を行う。
【０１２７】
映像データ置換部４２６は、後述の式（１）に変数Ｋ１、Ｋ２を代入してＬＤ駆動電流に対応する指令値ＰｉｘＤを求め、駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂに送信して駆動させる。
画像表示装置１では、以上のようにしてＡＰＣ制御が行われる。
【０１２８】
このように画像表示装置１では、制御部４は、映像データＩｍｇＤを解析することにより映像光の光量が時間的に一定、すなわち、安定しているとみなすことができる所定の期間を検出し、検出した期間に基づいて、映像光の光量の補正を開始する。このような構成によれば、従来のようにＡＰＣ制御用の光を別途に用意することなくＡＰＣ制御を行うことができる。すなわち、映像光の中にＡＰＣ制御可能な光量一定期間を見つけ出し、その期間での光量をＡＰＣ制御用の光として測定する。よって、ユーザーが画像表示装置１を使用しているときに、映像に違和感を覚えるのを抑制することができる。さらに、従来のように、ＡＰＣ制御専用のフレームメモリーを設けるのも回避することができる。よって、低コスト化を実現することができる。
【０１２９】
また、前述したように、第２のフィルター４２２と、ＩＶ変換部３８ａ〜３８ｃとは、応答時間がそれぞれ同じであるため、ローパス信号ＩｍｇＤｆ２の波形とＩＶ変換信号の波形とを似たものとすることができる。これにより、映像データ差信号が一定となっている期間で光量を測定すれば、ＡＰＣ制御に有効な光量を得ることができ、これをＡＰＣ制御用の光として利用することができる。
【０１３０】
次に、図９に示すフローチャートに基づいて、図４および図８を参照しつつ、制御部４の制御プログラム（本発明の映像表示装置の制御方法）について説明する。
【０１３１】
まず、映像データＩｍｇＤ（図８（ａ）参照）と、映像データ有効信号（図８（ｂ）参照）とが入力される。映像データＩｍｇＤは、図４および図８に示すように、第１のフィルター４２１および第２のフィルター４２２によって、互いに波形が異なるローパス信号ＩｍｇＤｆ１およびローパス信号ＩｍｇＤｆ２が生成される。そして、ローパス信号ＩｍｇＤｆ１およびローパス信号ＩｍｇＤｆ２の映像データ差信号を生成する（ステップＳ１０１）。
【０１３２】
次に、映像データ差信号が閾値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、映像データ差信号が閾値以上の値であった場合、光量が不安定であると判断し、ステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０２において、映像データ差信号が閾値を下回っていると判断した場合、図８（ｅ）に示すように、光量が安定している、すなわち、光量一定期間が存在していると判断して、映像データ安定判別信号を出力する（ステップＳ１０３）。
【０１３３】
そして、映像データ安定判別信号が出力されたら、同時にＡＤ変換開始信号を出力してＡＤ変換を開始し、光量の測定を開始する（ステップＳ１０４）。
【０１３４】
次に、ステップＳ１０４において、光量一定期間での光量のＡＤ変換している時間ｔ１が映像データ安定判別信号の出力されている時間ｔ２よりも短いか否か判断する。すなわち、ＡＤ変換開始信号が下がったとき、映像データ安定判別信号が上がったままになっているか否かを判断する。
【０１３５】
ステップＳ１０４において、時間ｔ１＞時間ｔ２であると判断した場合、映像データ安定判別信号が下がっているにも関わらず、光量を測定したこととなる。この場合、次のステップＳ１０６には移行せず、ステップＳ１０１に戻る。
【０１３６】
ステップＳ１０５において、時間ｔ１＜時間ｔ２と判断した場合には、光量測定している間、映像データ安定判別信号が上がっていたこととなる。この場合、測定した光量は、ＡＰＣ制御に使用することができると判断して、ステップＳ１０６において補正演算実行信号を出力し（図８（ｉ）参照）、Ｋ１、Ｋ２の算出を開始する。
【０１３７】
次に、ステップＳ１０７において、映像データＩｍｇＤの入力がされているか否かを判断する。ステップＳ１０７において、映像データＩｍｇＤの入力がされていないと判断した場合、画像表示装置１の各部の駆動を停止させる。ステップＳ１０７において、映像データＩｍｇＤの入力がされていると判断した場合、ステップＳ１０１に戻り、以下のステップＳ１０１〜Ｓ１０７を順次繰り返す。
【０１３８】
次に、図４に示す補正実行部４２５が行う補正について説明する。
映像データ安定判別信号が出力されて、光量の測定が行われる毎にデータ系列［対象とする色（赤）の映像データ置換値、ＡＤ変換された光量］＝［ＩｍｇＤ（ｉ）、ＰＤ（ｉ）］を得る。但し、ｉは、正の整数であり、データの番号を示す。なお、映像データ置換値とは、映像処理部４１によって、映像信号が各々の色に色分解されたときの各色ごとの値が第２フィルター４２２を通過した後の出力値であるローパス信号ＩｍｇＤｆ２のことを言う。また、アナログ−デジタル変換された光量とは、図３に示すフォトダイオード３７ａ〜３７ｃで検出された光量が、ＩＶ変換部３８ａ〜３８ｃで電流−電圧変換され、その後に、アナログ−デジタル変換された値である。
【０１３９】
映像データ置換部４２６では、映像データＩｍｇＤがレーザードライバーへの指令値ＰｉｘＤに変換される。この変換は、レーザー電流と発光光量の関係が線形であると仮定したとき、下記式（１）で表すことができる。
ＰｉｘＤ＝Ｋ１×ＩｍｇＤ＋Ｋ２……（１）
【０１４０】
但し、Ｋ１は、レーザーの微分効率を示す変数であり、Ｋ２は、レーザーの閾値電流を示す変数である。
【０１４１】
この変数Ｋ１、Ｋ２を積分補償により求める。
まず、新たなデータ系列が得られる毎に、ＡＤ変換された光量ＰＤ（ｉ）からその光量が対応する映像データの対応値ＩｍｇＤｎ（ｉ）を求める。
【０１４２】
対応値ＩｍｇＤｎ（ｉ）は、映像データの最大値（例えば、８ビットの場合には、２５５）をＤｍａｘとし、映像データの最大値Ｄｍａｘでの光量のＡＤ変換値の目標値をＰｍａｘとしたとき、下記式（２）で求められる。なお、目標値Ｐｍａｘは、表示したい画像の輝度を基準としたレーザーダイオードの最大光量である。
ＩｍｇＤｎ（ｉ）＝Ｄｍａｘ／Ｐｍａｘ×ＰＤ（ｉ）……（２）
【０１４３】
ここで、下記式（３）により表される表示誤差をｅ（ｉ）とする。
ｅ（ｉ）＝ＩｍｇＤ（ｉ）−ＩｍｇＤｎ（ｉ）……（３）
【０１４４】
表示誤差ｅ（ｉ）から下記式（４）、（６）の積分値Ｓ１、Ｓ２を求め、同時に、Ｋ１、Ｋ２を下記式（５）、（７）より求めることができる。
【０１４５】
Ｓ１（ｉ）＝λ１×Ｓ１（ｉ−１）＋ｅ（ｉ）×（ＩｍｇＤ（ｉ）−Ｄｃ）／ＤＮ……（４）
Ｋ１（ｉ）＝Ｋ１（ｉ−１）＋μ１×Ｓ１（ｉ）……（５）
Ｓ２（ｉ）＝λ２×Ｓ２（ｉ−１）＋ｅ（ｉ）……（６）
Ｋ２（ｉ）＝Ｋ２（ｉ−１）＋μ２×Ｓ２（ｉ）……（７）
【０１４６】
但し、ＤｃはＤｍａｘ／２とし、ＤＮはＤｍａｘ程度の値とし、μ１、μ２は補正ゲインとする。
【０１４７】
なお、Ｋ１、Ｋ２の算出は、前述したデータ系列が取得されるごとに更新されるが、測定結果によっては、Ｋ１、Ｋ２が不適切な値に発散することがある。すなわち、ＩｍｇＤ（ｉ）は、映像データにより成り行きで決まり、仮に、同等の値が連続すると、Ｋ１、Ｋ２を狭い範囲内で求めることとなり、Ｋ１、Ｋ２が不適切な値に発散することがある。
【０１４８】
これを防止するために、ＩｍｇＤ（ｉ）の値をばらつかせる必要がある。例えば、今回使用したＩｍｇＤ（ｉ）の値に近い値を次回の測定では使用しない等の制御を行うことが考えられる。このような制御により、破綻するのを防止することができる。また、λ１、λ２は１より小さくすることで、制御ループの極の位置を安定な領域へ配置することができる。
【０１４９】
なお、上記の他に、以下のようにしてＩｍｇＤ（ｉ）の値を適度にばらつかせることができる。図１０のタイムチャートに示すように、光量一定期間Ａに対応するＩｍｇＤｆ２（ＩｍｇＤｆ１）を基準とした、所定の光量範囲の補正演算を禁止する期間を禁止期間Ｓとし、ＩｍｇＤｆ２（ＩｍｇＤｆ１）が禁止期間Ｓ内である間は、次の光量一定期間の検出を防止している。これにより、ＩｍｇＤ（ｉ）の値を適度にばらつかせることができ、前述したＫ１、Ｋ２が不適切な値に発散するのを防止することができる。
【０１５０】
以上より、データ系列が取得されるごとにＫ１、Ｋ２を更新することができる。これにより、データ系列が取得されるごとに、光出力量−電流特性を最新の状態とすることができる。
【０１５１】
なお、本実施形態では、第１のフィルター４２１および第２のフィルター４２２を用いて映像データに含まれる光量一定期間を検出することを示したが、これに限定されるものではない。すなわち、映像データの光量が一定とみなされる光量一定期間を検出できれば、その方法は限定されない。例えば、映像データの光量そのものから、光量が所定の変動幅の範囲に収まる期間を光量一定期間として検出してもよい。
【０１５２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の映像表示装置および映像表示装置の制御方法の第２実施形態について説明する。
【０１５３】
図１１は、本発明の映像表示装置の第２実施形態の制御部の各部で生成される信号を示すタイムチャートである。
【０１５４】
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、各図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０１５５】
第２実施形態に係る画像表示装置は、制御プログラムが異なること以外、第１実施形態に係る画像表示装置と同様である。また、第２実施形態に係る画像表示装置の制御部の構成は、第１実施形態での制御部の構成と同様であるため、以下、第１実施形態の図３に示すブロック図を参照しつつ説明する。
【０１５６】
図４に示す判別信号生成部４２３は、本実施形態では、ローパス信号ＩｍｇＤｆ２を微分した値を算出して、ローパス信号微分信号を生成する。そして、補正実行部４２５は、ローパス信号微分信号が所定の閾値を下回ったときに、補正を開始する。このような第２実施形態によれば、ローパス信号ＩｍｇＤｆ２を微分することにより、より正確に映像データが安定した部分を検出することができる。
【０１５７】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の映像表示装置の第３実施形態について説明する。
【０１５８】
図１２は、本発明の映像表示装置の第３実施形態を備えるヘッドアップディスプレイの概略構成を模式的に示す図である。
【０１５９】
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１〜第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０１６０】
第３実施形態に係る画像表示装置１は、自動車の天井部に装着されて使用されるヘッドアップディスプレイ１０’に含まれるものである以外、第１〜第２実施形態に係る画像表示装置１と同様である。
【０１６１】
すなわち、第３実施形態に係る画像表示装置１は、自動車ＣＡの天井部ＣＥに装着して使用され、虚像と外界像とを重畳させた状態で観察者に視認させる。
【０１６２】
この画像表示装置１は、図１２に示すように、画像生成部３を内蔵する光源ユニットＵＴと、反射部６と、光源ユニットＵＴと反射部６とを接続するフレーム２’とを備える。
【０１６３】
また、本実施形態では、光源ユニットＵＴ、フレーム２’および反射部６を、自動車ＣＡの天井部ＣＥに装着している場合を例に説明するが、これらを自動車ＣＡのダッシュボード上に装着してもよいし、一部の構成をフロントウィンドウＦＷに固定するようにしてもよい。さらに、ヘッドアップディスプレイ１０’は、自動車のみならず、航空機、船舶、建設機械、重機、二輪車、自転車、宇宙船のような各種移動体に装着されるものであってもよい。
【０１６４】
以下、画像表示装置１の各部を順次詳細に説明する。
光源ユニットＵＴは、いかなる方法で天井部ＣＥに固定されていてもよいが、例えばバンドやクリップ等を用いてサンバイザーに装着する方法により固定される。
【０１６５】
フレーム２’は、例えば１対の長尺状の部材を備えており、光源ユニットＵＴと反射部６のＸ軸方向の両端とを接続することにより、光源ユニットＵＴと反射部６とを固定している。
【０１６６】
光源ユニットＵＴは、画像生成部３を内蔵しており、反射部６に向けて映像光Ｌ３が出射される。そして、反射部６で回折反射された映像光Ｌ５は、観察者の眼ＥＹに結像する。
【０１６７】
一方、本実施形態に係る反射部６も、使用時において反射部６の外側から観察者の眼ＥＹに向かう外界光Ｌ６を透過させる機能を有する。すなわち、反射部６は、光源ユニットＵＴからの映像光Ｌ３を反射するとともに、使用時において自動車ＣＡ外からフロントウィンドウＦＷを経て観察者の眼ＥＹに向かう外界光Ｌ６を透過させる機能を有する。これにより、観察者は、外界像を視認しながら、同時に、映像光Ｌ５により形成された虚像（画像）を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドアップディスプレイを実現することができる。
【０１６８】
このような第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【０１６９】
以上、本発明の映像表示装置および映像表示装置の制御方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０１７０】
例えば、本発明の映像表示装置および映像表示装置の制御方法では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０１７１】
また、本発明の映像表示装置および映像表示装置の制御方法の実施形態は、上述したヘッドマウントディスプレイやヘッドアップディスプレイに限定されず、網膜走査方式の表示原理を有するものであればいかなる形態のものにも含めることができる。
【０１７２】
なお、第１実施形態において、ローパス信号ＩｍｇＤｆ１とローパス信号ＩｍｇＤｆ２との差信号をフィルターに通して、その値に基づいて映像データ安定判別信号を生成する用構成してもよい。これにより、より正確に一定領域を検出することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
１……画像表示装置
２……フレーム
２’……フレーム
２１……フロント部
２１１……リム
２１２……シェード部
２２……テンプル
２３……ノーズパッド
３……画像生成部
３１……光出射部
３１１……光源部
３１１Ｂ……光源
３１１Ｇ……光源
３１１Ｒ……光源
３１２Ｂ……駆動回路
３１２Ｇ……駆動回路
３１２Ｒ……駆動回路
３１３……光合成部
３１３ａ……ダイクロイックミラー
３１３ｂ……ダイクロイックミラー
３１３ｃ……ダイクロイックミラー
３１４ａ……フォトダイオード
３１４ｂ……フォトダイオード
３１４ｃ……フォトダイオード
３２……駆動信号生成部
３２１……駆動回路
３２２……駆動回路
３４……レンズ
３６……光走査部
３７ａ……フォトダイオード
３７ｂ……フォトダイオード
３７ｃ……フォトダイオード
３８ａ……ＩＶ変換部
３８ｂ……ＩＶ変換部
３８ｃ……ＩＶ変換部
６……反射部
１０……ヘッドマウントディスプレイ
１０’ ……ヘッドアップディスプレイ
１１……可動ミラー部
１２ａ……軸部
１２ｂ……軸部
１３……枠体部
１４ａ……軸部
１４ｂ……軸部
１４ｃ……軸部
１４ｄ……軸部
１５……支持部
１６……永久磁石
１７……コイル
１８……信号重畳部
２７……凹部
４１……映像処理部
４１１……第１のフィルター
４１２……第２のフィルター
４２……レーザー出力制御部
４２１……第１のフィルター
４２２……第２のフィルター
４２３……判別信号生成部
４２４……ＡＤ変換部
４２５……補正実行部
４２６……映像データ置換部
４２７……記憶部
６１……非球面ミラー
６１１……凹面
１１１……基部
１１２……スペーサー
１１３……光反射板
１１４……光反射部
１１５……硬質層
ＣＡ……自動車
ＣＥ……天井部
ＥＡ……耳
ＥＹ……眼
ＦＷ……フロントウィンドウ
Ｈ……頭部
ＩｍｇＤ……映像データ
ＩｍｇＤｆ１……ローパス信号
ＩｍｇＤｆ２……ローパス信号
Ｌ１……映像光
Ｌ３……映像光
Ｌ５……映像光
Ｌ６……外界光
ＮＳ……鼻
ＰＤ……光量
ＰｉｘＤ……指令値
Ｐｍａｘ……目標値
Ａ……光量一定期間
Ｓ……禁止期間
Ｔ１……周期
Ｔ２……周期
ＵＴ……光源ユニット
Ｖ１……第１の駆動信号
Ｖ２……第２の駆動信号
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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