(57)【要約】【課題】キャリブレーション時での調整用のレーザ光をユーザに視認させることなく好適に減衰又は遮断することが可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】投射装置６は、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３からのレーザ光を基に構成された画像を表示するものであって、ＮＤフィルタ２５を有する。ＮＤフィルタ２５には、レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なるグラデーションフィルタ部５Ｇと、グラデーションフィルタ部５Ｇよりも低い透過率を有する遮光部５ＢＲ、５ＢＬとが配置される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からのレーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置であって、
前記レーザ光の光量を調整する光量調整手段を備え、
前記光量調整手段には、前記レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第２透過部は、前記第１透過部が有する透過率のうち最も低い透過率よりも低い透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第２透過部は、前記第１透過部の両端に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、
前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第２透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段と、
をさらに備え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画像表示装置。
【請求項５】
前記第２透過部は複数設けられ、
前記移動手段は、前記調整用レーザ光が前記第２透過部のいずれかに照射されるように前記光量調整手段を移動させる場合に、前記光量調整手段の移動量が最も少なくなる前記第２透過部に前記調整用レーザ光が照射されるように前記光量調整手段を移動させることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第２透過部に入射する前の前記調整用レーザ光の一部の光が入射する光検出部をさらに有することを特徴とする請求項４または５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記レーザ光を基に構成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置が実行する制御方法であって、
前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御工程と、
前記制御工程により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第２透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示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、
前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、
前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第２透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段
として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項９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、光源が射出するレーザ光の調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザ光を基に構成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させる画像表示装置が知られている。例えば、特許文献１には、ヘッドマウントディスプレイの電源投入直後に、光源の経年変化に基づく輝度調整等のキャリブレーションを行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２２６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ光を基に構成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させる画像表示装置では、レーザ間での光軸合わせや光量バランスの調整などのキャリブレーションが必要となる。一方、キャリブレーションを行う場合には、ユーザに視認させる必要がない調整用のレーザ光を出力する必要がある。この調整用のレーザ光をユーザに視認させることなく好適に遮断する方法については、特許文献１には何ら開示がない。
【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、キャリブレーション時での調整用のレーザ光をユーザに視認させることなく好適に減衰又は遮断することが可能な画像表示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１に記載の発明は、光源からのレーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置であって、前記レーザ光の光量を調整する光量調整手段を備え、前記光量調整手段には、前記レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置されることを特徴とする。
【０００７】
請求項８に記載の発明は、光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置が実行する制御方法であって、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御工程と、前記制御工程により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第２透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項９に記載の発明は、光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示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、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第２透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例に係るヘッドアップディスプレイの概略構成を示す。
【図２】投射装置の構成を示す。
【図３】ＰＳＤに照射される各レーザ光のスポットの一例を示している。
【図４】ＮＤフィルタの正面図を示す。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、キャリブレーション実行時でのＮＤフィルタへのレーザ光の入射位置を示す。（Ｃ）、（Ｄ）は、コンテンツ描画時でのＮＤフィルタへのレーザ光の入射位置を示す。
【図６】キャリブレーションライン光の存在及びその一般的な遮断方法を説明する図である。
【図７】変形例に係るＮＤフィルタの正面図を示す。
【図８】変形例に係るＮＤフィルタの正面図を示す。
【図９】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、光源からのレーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置であって、前記レーザ光の光量を調整する光量調整手段を備え、前記光量調整手段には、前記レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置される。
【００１１】
上記画像表示装置は、光源からのレーザ光を基に構成された画像を表示するものであって、光量調整手段を有する。光量調整手段には、レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置される。この態様により、画像表示装置は、キャリブレーション時に調整用のレーザ光を出力する場合であっても、調整用のレーザ光に基づく表示がユーザに視認されないようにレーザ光を第２透過部により好適に減衰又は遮断させることができる。
【００１２】
上記画像表示装置の一態様では、前記第２透過部は、前記第１透過部が有する透過率のうち最も低い透過率よりも低い透過率を有する。この態様により、画像表示装置は、キャリブレーション時に出力する調整用のレーザ光を好適に第２透過部により減衰又は遮断させることができる。
【００１３】
上記画像表示装置の好適な例では、前記第２透過部は、前記第１透過部の両端に配置される。
【００１４】
上記画像表示装置の他の一態様では、画像表示装置は、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第２透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段と、をさらに備える。この態様により、画像表示装置は、調整用レーザを出射する際に、光量調整手段を移動させることで、調整用レーザ光を第２透過部に照射させることができる。
【００１５】
上記画像表示装置の他の一態様では、画像表示装置は、前記第２透過部に入射する前の前記調整用レーザ光の一部の光が入射する光検出部をさらに有する。この態様により、画像表示装置は、調整用レーザ光を第２透過部により減衰又は遮断した場合であっても、光検出部の出力に基づき必要なレーザ光のキャリブレーションを適切に実行することができる。
【００１６】
上記画像表示装置の好適な例では、画像表示装置は、前記レーザ光を基に構成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイである。
【００１７】
本発明の他の実施形態では、光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示装置が実行する制御方法であって、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御工程と、前記制御工程により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第２透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動工程と、を有する。画像表示装置は、この制御方法を実行することで、キャリブレーション時に調整用のレーザ光を出力する場合であっても、調整用のレーザ光に基づく表示がユーザに視認されないようにレーザ光を第２透過部により好適に減衰又は遮断させることができる。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、光源からのレーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なる第１透過部と、前記第１透過部よりも低い透過率を有する第２透過部とが配置された光量調整手段を有し、前記レーザ光を基に構成された画像を表示する画像表示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、前記光源からのレーザ光の調整を行うための調整用レーザ光を出射する制御手段と、前記制御手段により前記調整用レーザ光が出射されるとき、当該調整用レーザ光が前記第２透過部に照射されるように、前記光量調整手段を移動させる移動手段として前記コンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、キャリブレーション時に調整用のレーザ光を出力する場合であっても、調整用のレーザ光に基づく表示がユーザに視認されないようにレーザ光を第２透過部により好適に減衰又は遮断させることができる。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】
【００１９】
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。
【００２０】
［ヘッドアップディスプレイの構成］
図１は、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ１００の概略構成図である。図１に示すように、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ１００は、主に、光源ユニット１と、凹面鏡１０と、を備え、フロントウィンドウ２５と、天井部２７と、ボンネット２８と、ダッシュボード２９とを備える車両に取り付けられる。
【００２１】
光源ユニット１は、ダッシュボード２９内に設けられ、筺体内に投射装置６を有する。投射装置６は、表示像を構成する光（「表示光」とも呼ぶ。）を、光源ユニット１のレーザ光の出射口を構成するアパーチャー５１から出射させ、凹面鏡１０に照射させる。この場合、凹面鏡１０で反射した表示光は、ダッシュボード２９に設けられた開口部８９を介してフロントウィンドウ２５へ到達し、さらにフロントウィンドウ２５で反射することで運転者の目の位置に到達する。このように、光源ユニット１は、表示光を運転者の目の位置へ到達させて、運転者に虚像「Ｉｖ」を視認させる。光源ユニット１または投射装置６は、本発明における「画像表示装置」の一例である。
【００２２】
凹面鏡１０は、光源ユニット１から出射された表示光を、ダッシュボード２９に設けられた開口部８９に向けて反射し、フロントウィンドウ２５へ到達させる。この場合、凹面鏡１０は、表示光が示す画像を拡大して反射する。
【００２３】
なお、光源ユニット１の設置位置は、図１に示すようにダッシュボード２９の内部であることに限定されない。例えば、光源ユニット１は、天井部２７に取り付けられる態様（図示しないサンバイザに取り付けられる態様も含む）であってもよい。この場合、光源ユニット１とフロントウィンドウ２５との間にコンバイナが設けられてもよい。
【００２４】
［投射装置の構成］
図２は、投射装置６の構成を示す。図１に示すように、投射装置６は、画像信号入力部２と、映像処理部３と、フレームメモリ４Ａと、ＲＯＭ４Ｂと、ＲＡＭ４Ｃと、レーザドライバ７と、ＭＥＭＳドライバ８と、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、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ）２１と、不揮発性メモリ２２と、を備える。投射装置６は、表示像を構成する光を投影することで、観察者に画像を視認させる。そして、後述するように、投射装置６は、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。以後では、観察者に視認させる画像を「コンテンツ画像」とも呼ぶ。
【００２５】
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。
【００２６】
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９５から入力される走査位置情報「Ｓｅ」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４Ａ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。さらに、映像処理部３は、フレームメモリ４Ａからの画像データの読み出しタイミングを制御する。映像処理部３は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されている。
【００２７】
ＲＯＭ４Ｂ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。ＲＡＭ４Ｃ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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「Ｓｇ」をＭＣＵ２１から受信する。そして、レーザドライバ７は、補正信号Ｓｇ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。
【００３０】
ＭＥＭＳドライバ８は、映像処理部３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、映像処理部３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。
【００３１】
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。レーザ光源部９は、主に、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、光量検出器２３と、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２４と、ＮＤフィルタ２５と、アクチュエータ２６と、コリメータレンズ９１ａ〜９１ｃと、反射ミラー９２ａ〜９２ｃと、偏光ビームスプリッタ９３と、ビームスプリッタ９４と、ＭＥＭＳミラー９５と、ＰＳＤレンズ９９と、を備える。
【００３２】
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」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、偏光ビームスプリッタ９３に入射される。
【００３３】
偏光ビームスプリッタ９３に入射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ９３を透過してＮＤフィルタ２５に入射する光と、偏光ビームスプリッタ９３で反射してビームスプリッタ９４に入射する光とに分けられる。偏光ビームスプリッタ９３を反射してビームスプリッタ９４に入射した光の一部は、ビームスプリッタ９４を透過して光量検出器２３に入射し、その他の光はビームスプリッタ９４で反射してＰＳＤレンズ９９に入射する。
【００３４】
光量検出器２３は、ビームスプリッタ９４を透過したレーザ光の光量（強度）に応じた電気信号である検出信号「Ｓａ」を生成し、ＭＣＵ２１へ供給する。ＰＳＤ（半導体位置検出素子）２４は、スポット状の光の位置を検出し、検出した光の位置に関する検出信号「Ｓｂ」をＭＣＵ２１へ供給する。図３は、ＰＳＤ２４に同時に照射される赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧのそれぞれに対応するスポットの一例を示している。図３において、文字「Ｒ」、「Ｂ」、「Ｇ」が内部に記載された円は、それぞれ、赤色レーザ光ＬＲ、青色レーザ光ＬＢ及び緑色レーザ光ＬＧのスポットを示している（以下同様とする）。この例では、青色レーザ光ＬＢの光軸は、赤色レーザ光ＬＲの光軸に対して、２ドット（画素）分だけ上方向にずれており、緑色レーザ光ＬＧの光軸は、赤色レーザ光ＬＲの光軸に対して、２ドット分だけ下方向にずれている共に、１ドット分だけ右方向にずれている。ＰＳＤ２４は、検出した各レーザ光ＬＢ、ＬＧ、ＬＲの光軸の位置に関する検出信号Ｓｂを生成する。光量検出器２３及びＰＳＤ２４は、本発明における「光検出部」の一例である。
【００３５】
再び図２を参照して投射装置６の構成について説明する。偏光ビームスプリッタ９３を透過したレーザ光は、ＮＤフィルタ２５へ入射する。ＮＤフィルタ２５は、各色レーザ光の合成ビームの入射方向（図２のＸ軸方向）と垂直な方向（図２のＺ軸方向）に移動自在に構成される。そして、ＮＤフィルタ２５でのレーザ光の透過率は、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。）に応じて異なる。
【００３６】
図４は、ＮＤフィルタ２５をレーザ光の入射方向から観察した図である。ＮＤフィルタ２５は、Ｚ軸方向で透過率が連続的に変化するグラデーションフィルタ部５Ｇと、グラデーションフィルタ部５Ｇの両端に設けられた遮光部５ＢＲ、５ＢＬとを有する。図４の例では、遮光部５ＢＲ、５ＢＬの透過率は０％に設定されている。また、グラデーションフィルタ部５Ｇの透過率は、約２％から約９０％に設定されており、遮光部５ＢＬに近付くほど低くなり、遮光部５ＢＲに近付くほど高くなるように設定されている。なお、グラデーションフィルタ部５Ｇでの透過率は、線形変化してもよいし、対数変化してもよい。大きな減衰特性を持たせる場合には、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。ＮＤフィルタ２５は、本発明における「光量調整手段」の一例であり、グラデーションフィルタ部５Ｇは、本発明における「第１透過部」の一例であり、遮光部５ＢＲ、５ＢＬは、本発明における「第２透過部」の一例である。
【００３７】
再び図２を参照して投射装置６の構成について説明する。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、ＭＣＵ２１から送信される制御信号「Ｓｄ」に基づき、ＮＤフィルタ２５をＺ軸方向に移動させることで、ＮＤフィルタ２５の入射位置Ｐｉｎでの透過率を変化させる。
【００３８】
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、ＮＤフィルタ２５を透過し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「Ｓｅ」として映像処理部３へ出力する。
【００３９】
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（即ち中間像）を拡大する。フィールドレンズ１４から射出された光は、アパーチャー５１を通過して凹面鏡１０に入射される。
【００４０】
外光センサ２７は、外光の光量を検出し、検出信号「Ｓｃ」をＭＣＵ２１へ供給する。
【００４１】
不揮発性メモリ２２は、画像信号Ｓｉに基づく画像描画時（「コンテンツ描画時」とも呼ぶ。）において、外光量に応じたＮＤフィルタ２５のＺ軸上での位置を規定するデータを記憶する。上述のデータは、後述するように、コンテンツ描画時には入射位置Ｐｉｎがグラデーションフィルタ部５Ｇ内となり、かつ、外光量が小さくなるほど入射位置Ｐｉｎでの透過率が小さくなるように設定されている。また、不揮発性メモリ２２は、後述するキャリブレーションに必要な情報を記憶する。
【００４２】
ＭＣＵ２１は、コンテンツ描画時でない所定のタイミングにおいて、レーザ光ＬＲ、ＬＢ、ＬＧの光軸の位置合わせ、及びレーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３に出力させるレーザ光の光量バランスを調整する処理（即ちキャリブレーション）を実行する。具体的には、ＭＣＵ２１は、ＰＳＤ２４から受信する検出信号Ｓｂに基づき、光軸ずれ及び当該光軸ずれの方向を検出し、各レーザＬＤ１〜ＬＤ３の発光タイミングを補正する補正信号「Ｓｆ」を生成して映像処理部３へ送信する。これにより、各レーザ光ＬＲ、ＬＢ、ＬＧの光軸を一致させる。また、ＭＣＵ２１は、光量検出器２３から受信する検出信号Ｓａに基づき、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Ｓｇをレーザドライバ７に出力する。なお、映像処理部３は、ＭＣＵ２１から補正信号Ｓｇを受信することで、補正信号Ｓｇに基づく補正をレーザドライバ７に反映させてもよい。
【００４３】
なお、映像処理部３、レーザドライバ７、及びＭＣＵ２１は、本発明における「制御手段」、「移動手段」、及びプログラムを実行するコンピュータの一例である。
【００４４】
［ＮＤフィルタの位置調整］
次に、ＮＤフィルタ２５の位置調整方法について説明する。概略的には、ＭＣＵ２１は、コンテンツ描画時には、入射位置Ｐｉｎがグラデーションフィルタ部５Ｇ内となるようにＮＤフィルタ２５の位置を制御し、キャリブレーション時には、入射位置Ｐｉｎが遮光部５ＢＬ又は遮光部５ＢＲ内となるようにＮＤフィルタ２５の位置を制御する。これにより、キャリブレーションの実行時において、調整用の不要な表示がユーザに視認されるのを好適に抑制する。
【００４５】
図５（Ａ）、（Ｂ）は、キャリブレーション実行時での入射位置Ｐｉｎの位置を表す図である。ＭＣＵ２１は、キャリブレーション実行時には、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）に示すように、入射位置Ｐｉｎが遮光部５ＢＬ又は遮光部５ＢＲ内となるように、ＮＤフィルタ２５の位置を制御する。図５（Ａ）、（Ｂ）の状態では、レーザ光がＮＤフィルタ２５を透過せず、ＭＥＭＳミラー９５にレーザ光が到達しないため、キャリブレーション時にレーザ光がユーザに視認されることがない。
【００４６】
好適には、ＭＣＵ２１は、入射位置Ｐｉｎを遮光部５ＢＬ内又は遮光部５ＢＲ内のいずれかにするかを、直前のＮＤフィルタ２５の入射位置Ｐｉｎに基づき決定するとよい。具体的には、ＭＣＵ２１は、キャリブレーションを実行する前の入射位置Ｐｉｎが遮光部５ＢＲよりも遮光部５ＢＬに近い場合には、入射位置Ｐｉｎが遮光部５ＢＬ内となるようにアクチュエータ２６を制御してＮＤフィルタ２５を移動させる。一方、ＭＣＵ２１は、キャリブレーションを実行する前の入射位置Ｐｉｎが遮光部５ＢＬよりも遮光部５ＢＲに近い場合には、入射位置Ｐｉｎが遮光部５ＢＲ内となるように、アクチュエータ２６を制御してＮＤフィルタ２５を移動させる。このように、ＭＣＵ２１は、キャリブレーションを実行する前の入射位置Ｐｉｎに近い遮光部に入射位置Ｐｉｎを移動させることで、ＮＤフィルタ２４の移動距離を最小限とし、ＮＤフィルタ２５の移動に要する時間を好適に短縮することができる。
【００４７】
図５（Ｃ）は、高輝度のレーザ光を透過させる場合の入射位置Ｐｉｎを示し、図５（Ｄ）は、低輝度のレーザ光を透過させる場合の入射位置Ｐｉｎを示す。ＭＣＵ２１は、コンテンツ描画時には、外光センサ２４から受信した検出信号Ｓｃが示す外光量に基づき、不揮発性メモリ２２が記憶する所定のマップ等を参照して、グラデーションフィルタ部５Ｇ内での入射位置Ｐｉｎを決定する。この場合、ＭＣＵ２１は、検出した外光量が小さくなるほど、コンテンツ画像の明るさが暗くなるように、入射位置Ｐｉｎを決定する。
【００４８】
具体的には、ＭＣＵ２１は、外光センサ２４により検出した外光量が比較的高い場合には、コンテンツ画像を明るくする必要があると判断する。よって、この場合、ＭＣＵ２１は、図５（Ｃ）に示すように透過率が高いグラデーションフィルタ部５Ｇの部分（例えば透過率９０％付近）に入射位置Ｐｉｎが位置するように、アクチュエータ２６を制御してＮＤフィルタ２５を移動させる。これにより、ＭＣＵ２１は、環境光が比較的明るい場合であってもコンテンツ画像を観察者に明確に視認させることができる。一方、ＭＣＵ２１は、外光センサ２４により検出した外光量が比較的低い場合には、コンテンツ画像を暗くする必要があると判断する。よって、この場合、ＭＣＵ２１は、図５（Ｄ）に示すように透過率が低いグラデーションフィルタ部５Ｇの部分（例えば透過率２％付近）に入射位置Ｐｉｎが位置するように、アクチュエータ２６を制御してＮＤフィルタ２５を移動させる。これにより、ＭＣＵ２１は、適度な明るさによりコンテンツ画像を観察者に明確に視認させることができる。
【００４９】
次に、本実施例の効果について、図６を参照して補足説明する。
【００５０】
図６（Ａ）は、ＭＥＭＳミラー９５による走査が可能なエリア（「ＭＥＭＳ可動エリアＳＲ」とも呼ぶ。）と、コンテンツ画像の表示光が照射可能なエリア（「コンテンツ表示エリアＲＲ」とも呼ぶ。）との位置関係を示す。図６（Ａ）に示すように、コンテンツ表示エリアＲＲは、マイクロレンズアレイ１３の内側の領域となり、ＭＥＭＳ可動エリアＳＲは、マイクロレンズアレイ１３及びコンテンツ表示エリアＲＲを含む領域となる。ＭＥＭＳミラー９５は、図６（Ａ）中の矢印に示すようにレーザ光を複数回走査する（つまりラスタースキャンを実施する）ことで、表示すべきコンテンツ画像（映像）をコンテンツ表示エリアＲＲに描画させる。本実施例では、映像処理部３は、キャリブレーション時において、コンテンツ表示エリアＲＲ外に、コンテンツ表示とは別のキャリブレーション用の線（「キャリブレーションライン光ＣＬ」とも呼ぶ。）を表示させる。
【００５１】
このキャリブレーションライン光ＣＬは、観察者にとって視認する必要がない光であるため、ＭＥＭＳ可動エリアＳＲの最外位置（図６（Ａ）では上端）に表示させてアパーチャー５１により遮光するのが一般的となっている。図６（Ｂ）は、投射装置６から出射される光を側面から観察した図である。図６（Ｂ）の例では、一点鎖線８２、８３により挟まれる範囲がコンテンツ表示エリアＲＲに相当し、キャリブレーションライン光ＣＬ及び破線８４により挟まれる範囲がＭＥＭＳ可動エリアＳＲに相当する。また、図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示すアパーチャー５１付近の拡大図である。
【００５２】
図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）の例では、キャリブレーションライン光ＣＬは、アパーチャー５１の一部により遮光されており、光源ユニット１から射出されない。一方、コンテンツ表示エリアＲＲの上端を構成する一点鎖線８２は、観察者が視認するコンテンツ画像の一部が欠けないように、アパーチャー５１から離れている。このように、キャリブレーションライン光ＣＬをアパーチャー５１により遮光する際には、アパーチャー５１に対してＭＥＭＳ可動エリアＳＲの上端部分を十分にオーバーラップさせる必要があると共に、アパーチャー５１とコンテンツ表示エリアＲＲとの間に十分なクリアランスを設ける必要がある（図６（Ｃ）参照）。一方、図６（Ｃ）に示すようなオーバーラップの幅及びクリアランスの幅を設けるために、コンテンツ表示エリアＲＲを狭くした場合、デューティー比の低下によりコンテンツ画像の輝度が低下するという問題が生じる。
【００５３】
以上を勘案し、本実施例では、ＮＤフィルタ２５に遮光部５ＢＲ、５ＢＬを設け、キャリブレーション時に入射位置Ｐｉｎを遮光部５ＢＲ、５ＢＬに合わせることでキャリブレーションライン光ＣＬの遮光を行う。これにより、投射装置６は、アパーチャー５１にキャリブレーションライン光ＣＬを照射させて遮光する必要がなくなり、コンテンツ表示エリアＲＲを図６（Ｃ）に示すようなオーバーラップ及びクリアランスに関する制限を設けることなく最大限広くすることができる。よって、コンテンツ表示エリアＲＲを狭くすることによるコンテンツ画像の輝度低下を好適に防ぐことができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施例に係る投射装置６は、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３からのレーザ光を基に構成された画像を表示するものであって、ＮＤフィルタ２５を有する。ＮＤフィルタ２５には、レーザ光が入射する位置に応じて透過率が異なるグラデーションフィルタ部５Ｇと、グラデーションフィルタ部５Ｇよりも低い透過率を有する遮光部５ＢＲ、５ＢＬとが配置される。この態様により、投射装置６は、キャリブレーション時に調整用のレーザ光を出力する場合であっても、調整用のレーザ光に基づく表示がユーザに視認されないように、レーザ光を遮光部５ＢＲ、５ＢＬにより好適に遮断させることができる。
【００５５】
［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。
【００５６】
（変形例１）
投射装置６は、コンテンツ描画時に、外光センサ２４の検出信号Ｓｄが示す外光量に応じてコンテンツ画像の明るさを変える代わりに、ユーザ入力に基づいてコンテンツ画像の明るさを変化させてもよい。この場合、投射装置６のＭＣＵ２１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ＮＤフィルタ２５のＺ軸上の位置を決定し、アクチュエータ２６によりＮＤフィルタ２５を移動させる。
【００５７】
（変形例２）
遮光部５ＢＬ、５ＢＲでの透過率は、０％に限らず、遮光部５ＢＬ、５ＢＲに入射位置Ｐｉｎが合わせられたときに観察者がキャリブレーションライン光ＣＬを視認できない程度に低い透過率であればよい。
【００５８】
図７は、本変形例に係るＮＤフィルタ２５Ａの正面図を示す。図７の例では、遮光部５ＢＬ、５Ｒの透過率は０．５％に設定されている。この場合であっても、キャリブレーションの実行時に、遮光部５ＢＬ又は遮光部５ＢＲのいずれかに入射位置Ｐｉｎが合わせられることで、キャリブレーションライン光ＣＬが実質的に観察者に視認されるのを防ぐことができる。
【００５９】
（変形例３）
遮光部５ＢＬ、５Ｒは、ＮＤフィルタ２５の両端に２つ設けられたが、本発明が適用可能な遮光部の配置及び個数は、これに限定されない。
【００６０】
例えば、遮光部は、ＮＤフィルタ２５の両端のうち一方のみに設けられてもよい。他の例では、遮光部は、ＮＤフィルタ２５の両端位置に代えて任意の２箇所に設けられてもよい。さらに別の例では、遮光部は、３箇所以上設けられてもよい。さらに別の例では、遮光部は、任意の１箇所に設けられてもよい。
【００６１】
図８は、本変形例に係るＮＤフィルタ２５Ｂの正面図を示す。図８のＮＤフィルタ２５Ｂでは、透過率が約０．５％から約４５％まで連続的に変化するグラデーションフィルタ部５ＧＬと、透過率が０％に設定された遮光部５Ｂと、透過率が約４５％から約９０％まで連続的に変化するグラデーションフィルタ部５ＧＲとが順に設けられている。このように、ＮＤフィルタ２５Ｂには、グラデーションフィルタ部５ＧＬ、５ＧＲに挟まれる位置に遮光部５Ｂが１箇所設けられている。
【００６２】
図８の例では、例えば、不揮発性メモリ２２は、Ｚ軸上でのＮＤフィルタ２５Ｂの位置と当該位置での入射位置Ｐｉｎでの透過率との関係を予め記憶しておく。そして、ＭＣＵ２１は、コンテンツ描画時では、入射位置Ｐｉｎがグラデーションフィルタ部５ＧＬ、５ＧＲの所望の透過率を実現する位置になるように、アクチュエータ２６を制御する。一方、ＭＣＵ２１は、キャリブレーションの実行時には、入射位置Ｐｉｎが遮光部５Ｂに位置するように、アクチュエータ２６を制御する。
【００６３】
このように、遮光部は、ＮＤフィルタ２５内の任意の位置に設けられてもよく、設けられる個数も２つに限定されない。
【００６４】
（変形例４）
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。
【００６５】
図９（Ａ）は、ＮＤフィルタ２５に代えて円形のＮＤフィルタ２５Ｃを配置した例を示す。図示のように、ＮＤフィルタ２５Ｃ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。
【００６６】
ＮＤフィルタ２５Ｃ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約０．５％から約９０％までの間に連続的に変化するグラデーションフィルタ部５Ｇと、透過率が０％となる遮光部５Ｂとを有する。なお、図９（Ａ）の例では、ＮＤフィルタ２５Ｃは、中心点Ｃを中心とする円の半径方向には透過率は同一となる。
【００６７】
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ＮＤフィルタ２５Ｃを回転させる。この場合、不揮発性メモリ２２は、例えば、所定の位置を基準とした場合のＮＤフィルタ２５Ｃの回転角度と当該回転角度での入射位置Ｐｉｎでの透過率との情報を予め記憶する。そして、ＭＣＵ２１は、検出信号Ｓｃが示す外光量に基づき、不揮発性メモリ２２が記憶する情報を参照して、ＮＤフィルタ２５Ｃ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、通常の画像描画時には、ＭＣＵ２１は、投射装置６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フィルタ部５Ｇ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ＮＤフィルタ２５Ｃを回転させる。一方、キャリブレーション時には、ＭＣＵ２１は、入射位置Ｐｉｎが遮光部５Ｂ上となるように、アクチュエータ２６を介してＮＤフィルタ２５Ｃを回転させる。
【００６８】
図９（Ｂ）は、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ＮＤフィルタ２５Ｄを配置した例を示す。ＮＤフィルタ２５Ｄは、両端に設けられた遮光部５ＢＲ、５ＢＬと、これらに挟まれたグラデーションフィルタ部５Ｇと、を有し、グラデーションフィルタ部５Ｇは、Ｚ軸上に沿って段階的に透過率が徐変するように構成される。図９（Ｂ）の例では、グラデーションフィルタ部５Ｇは、領域内で透過率が同一となる３つの矩形領域がＺ軸に沿って形成されている。このように、グラデーションフィルタ部５Ｇは、Ｚ軸上に沿って連続的に透過率が変化する態様に限定されない。
【符号の説明】
【００６９】
１  光源ユニット
３  映像処理部
６  投射装置
７  レーザドライバ
８  ＭＥＭＳドライバ
１０  凹面鏡
２１  ＭＣＵ
２２  不揮発性メモリ
２３  光量検出器
２５、２５Ａ〜２５Ｄ  ＮＤフィルタ
２６  アクチュエータ
２７  外光センサ
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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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