(57)【要約】【課題】光軸調整を簡易的かつ迅速に実行することが可能な光軸補正装置を提供する。【解決手段】光源ユニット１は、点灯タイミングを補正することでＲ，Ｇ，Ｂの各光軸位置を基準状態に戻すことができる場合には、光軸ずれ量を光軸ずれ基準値に戻すようにＲ，Ｇ，Ｂの点灯タイミングを変更する絶対光軸補正を行う。一方、光源ユニット１は、絶対光軸補正ができない場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの位置検出素子３２上での各光軸の相対位置が基準状態での各光軸の相対位置と同じになるように、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか１つのレーザ光を基準として他の２つのレーザ光の点灯タイミングを補正する相対光軸補正を行い、かつ、必要な画像補正処理を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源からのレーザ光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出部と、
前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正部と、
を備えることを特徴とする光軸補正装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記光軸の各々のずれ量を、前記受光部が受光した前記光軸の各々の位置と、前記光軸の各々がそれぞれ前記基準位置に存在する場合の前記光軸の各々のずれ量を示す光軸ずれ基準値とに基づいて検出することを特徴とする請求項１に記載の光軸補正装置。
【請求項３】
前記補正部は、
前記ずれ量の各々が前記所定範囲内である場合、前記光軸の各々の前記光軸ずれ基準値と、前記光軸のずれ量が前記光軸ずれ基準値である場合に前記光軸間のずれを補正する前記レーザ光の各々の点灯タイミングの基準値と、前記光軸補正装置が有する光学倍率とに基づいて、前記光軸の各々を移動させ、
前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合、前記他の光軸の相対的なずれ量と、前記点灯タイミングの基準値と、前記光学倍率とに基づいて、前記他の光軸を移動させることを特徴とする請求項２に記載の光軸補正装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正すると共に、前記レーザ光により構成された画像の表示位置を補正す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光軸補正装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合、前記１の光軸を基準とした前記他の光軸の相対的なずれ量が最小となるように、前記１の光軸を選定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光軸補正装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合、前記画像の表示位置の補正量が最小となるように、前記１の光軸を選定することを特徴とする請求項４に記載の光軸補正装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外となり、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する相対光軸補正を実行した以後では、前記相対光軸補正を継続して実行する、又は、前記所定範囲を小さくす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光軸補正装置。
【請求項８】
前記レーザ光により構成された画像を虚像として観察者に視認させるヘッドアップディスプレイに適用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光軸補正装置。
【請求項９】
複数の光源からのレーザ光を受光する受光部を有する光軸補正装置が実行する制御方法であって、
前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出工程と、
前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
複数の光源からのレーザ光を受光する受光部を有するコンピュータが実行するプログラムであって、
前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出部と、
前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正部
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１１】
請求項１０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、複数のレーザ光源から出射したレーザ光を基に構成された画像を表示する場合に、レーザ光源間の光軸を調整する技術が知られている。例えば、特許文献１には、レーザ光ごとに複数の光軸調整部品を駆動させることで、各レーザ光の光軸を調整する光走査型画像表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／１４６９７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の光走査型画像表示装置では、各レーザ光の光軸を調整するのに複数の調整部品を駆動させる必要があり、光軸調整に時間を要してしまう。また、特許文献１の光走査型画像表示装置は、複数の光軸調整部品を要するため、装置の構成が複雑化し、装置の大型化及び製造コストが高くなるという問題がある。
【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、光軸調整を簡易的かつ迅速に実行することが可能な光軸補正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、複数の光源からのレーザ光を受光する受光部と、前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出部と、前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項に記載の発明は、複数の光源からのレーザ光を受光する受光部を有する光軸補正装置が実行する制御方法であって、前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出工程と、前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項に記載の発明は、複数の光源からのレーザ光を受光する受光部を有するコンピュータが実行するプログラムであって、前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出部と、前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正部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】光源ユニットの構成を示す。
【図３】補正用点灯領域の配置例を示す。
【図４】改良表面分割型ＰＳＤを用いた場合の位置検出素子の受光面図を示す。
【図５】実施例に係る処理の概要を示すフローチャートである。
【図６】光軸補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】絶対光軸補正によりＲ，Ｇ，Ｂの各レーザの光軸を補正する処理の概要を示す。
【図８】相対光軸補正によりＲ，Ｇ，Ｂの各レーザの光軸を補正する処理の概要を示す。
【図９】基準状態での画像の表示位置と、相対光軸補正後の画像の表示位置との関係を示す。
【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、光軸補正装置は、複数の光源からのレーザ光を受光する受光部と、前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出部と、前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正部と、を備える。
【００１１】
上記光軸補正装置は、受光部と、検出部と、補正部とを備える。受光部は、複数の光源からのレーザ光を受光する。検出部は、受光部が受光したレーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する。補正部は、レーザ光の光軸の各々のずれ量の各々が所定範囲内である場合に、光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、光軸のずれ量のいずれかが所定範囲外である場合に、レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて光軸間のずれを補正する。ここで、「光軸間のずれ」とは、画像を的確に表示するための各レーザ光の光軸間の理想的な相対位置関係に対するずれを指す。このように、光軸補正装置は、光軸間のずれを補正する場合に、レーザ光の光軸の各々のずれ量の各々が所定範囲内であるか否かに基づいて、各光軸を基準位置に移動させるか、１の光軸を基準として他の光軸を移動させるか決定する。これにより、光軸補正装置は、光軸を移動させる範囲に制限がある場合であっても、各レーザ光の光軸のずれ量に応じて適切に光軸間のずれを補正することができる。
【００１２】
上記光軸補正装置の一態様では、前記検出部は、前記光軸の各々のずれ量を、前記受光部が受光した前記光軸の各々の位置と、前記光軸の各々がそれぞれ前記基準位置に存在する場合の前記光軸の各々のずれ量を示す光軸ずれ基準値とに基づいて検出する。この態様により、光軸補正装置は、各レーザ光の光軸の各々のずれ量を的確に算出することができる。
【００１３】
上記光軸補正装置の他の一態様では、前記補正部は、前記ずれ量の各々が前記所定範囲内である場合、前記光軸の各々の前記光軸ずれ基準値と、前記光軸のずれ量が前記光軸ずれ基準値である場合に前記光軸間のずれを補正する前記レーザ光の各々の点灯タイミングの基準値と、前記光軸補正装置が有する光学倍率とに基づいて、前記光軸の各々を移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合、前記他の光軸の相対的なずれ量と、前記点灯タイミングの基準値と、前記光学倍率とに基づいて、前記他の光軸を移動させる。この態様により、光軸補正装置は、各レーザ光の光軸を基準位置に戻すことができない場合であっても、各光軸の相対位置を各光軸が基準位置に存在する場合と同様の状態に戻し、光軸間のずれを適切に補正することができる。
【００１４】
上記光軸補正装置の他の一態様では、前記補正部は、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正すると共に、前記レーザ光により構成された画像の表示位置を補正する。この態様により、光軸補正装置は、光軸のずれ量のいずれかが所定範囲外である場合であっても、光軸間のずれを適切に補正しつつ、画像の表示位置のずれを好適に補正することができる。
【００１５】
上記光軸補正装置の他の一態様では、前記補正部は、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合、前記１の光軸を基準とした前記他の光軸の相対的なずれ量が最小となるように、前記１の光軸を選定する。この態様により、光軸補正装置は、１の光軸を基準として他の光軸の位置を補正する場合の補正量を好適に低減することができる。
【００１６】
上記光軸補正装置の他の一態様では、前記補正部は、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合、前記画像の表示位置の補正量が最小となるように、前記１の光軸を選定する。この態様により、光軸補正装置は、１の光軸を基準として他の光軸の位置を補正する場合の画像位置の補正量を好適に低減することができる。
【００１７】
上記光軸補正装置の他の一態様では、前記補正部は、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外となり、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する相対光軸補正を実行した以後では、前記相対光軸補正を継続して実行する、又は、前記所定範囲を小さくする。この態様により、光軸補正装置は、各光軸を基準位置に戻す補正と相対光軸補正とを煩雑に切り替えて実行するのを好適に抑制することができる。
【００１８】
上記光軸補正装置の好適な例では、前記レーザ光により構成された画像を虚像として観察者に視認させるヘッドアップディスプレイに適用される。
【００１９】
本発明の他の実施形態では、複数の光源からのレーザ光を受光する受光部を有する光軸補正装置が実行する制御方法であって、前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出工程と、前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正工程と、を有する。光軸補正装置は、この制御方法を実行することで、光軸を移動させる範囲に制限がある場合であっても、各レーザ光の光軸のずれ量に応じて適切に光軸間のずれを補正することができる。
【００２０】
本発明の他の実施形態では、複数の光源からのレーザ光を受光する受光部を有するコンピュータが実行するプログラムであって、前記受光部が受光した前記レーザ光の光軸の各々のずれ量を検出する検出部と、前記ずれ量の各々が所定範囲内である場合に、前記光軸の各々をそれぞれ対応する基準位置に移動させ、前記ずれ量のいずれかが前記所定範囲外である場合に、前記レーザ光の１の光軸を基準として他の光軸を移動させて前記光軸間のずれを補正する補正部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、光軸を移動させる範囲に制限がある場合であっても、各レーザ光の光軸のずれ量に応じて適切に光軸間のずれを補正することができる。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】
【００２１】
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。
【００２２】
［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。
【００２３】
光源ユニット１は、ダッシュボード２９内に設けられ、表示像を構成する光（「表示光」とも呼ぶ。）を凹面鏡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。なお、光源ユニット１は、図示しないナビゲーション装置と通信を行うことで、ユーザが設定した目的地への経路（案内経路）の情報など、虚像Ｉｖとして表示させる画像を生成するのに必要な種々の情報を受信してもよい。光源ユニット１は、本発明における「光軸補正装置」の一例である。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
［光源ユニットの構成］
図２は、光源ユニット１の概略構成を示す。光源ユニット１は、主に、プロジェクタユニット２と、光源部３と、光源ユニット１の駆動電力を供給する電源４と、ナビゲーション装置等から虚像Ｉｖの表示に必要なビデオ信号「Ｓ１」及びコントロール信号「Ｓ２」を受信するインターフェース５とを有する。ビデオ信号Ｓ１は、画像コンテンツ信号やプロジェクタ等で対応可能な動画信号であり、例えば、ＲＧＢ８８８やＹＵＶ４４４などが該当する。
【００２７】
プロジェクタユニット２は、光源部３に表示光を出射させるコントロール信号等を生成するユニットであり、主に、電源ブロック６と、コントロールブロック７と、ビデオ信号処理ブロック８と、フレームメモリ１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、タイミングコントローラ１４と、ＭＥＭＳ制御ブロック１５と、ＭＥＭＳドライバ１６と、レーザ制御ブロック１７と、レーザドライバ１８と、光軸補正ブロック１９と、ＩＶ変換部２０と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１、２２と、を有する。
【００２８】
光源部３は、プロジェクタユニット２から供給されるコントロール信号等に基づき表示光を生成して凹面鏡１０に照射させる。光源部３は、主に、ＭＥＭＳミラー３１と、位置検出素子（ＰＳＤ：Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）３２と、レーザ光源部３６と、受光素子３７とを有する。
【００２９】
電源ブロック６は、コントロールブロック７から受信するコントロール信号に基づき、電源４から供給された電力をプロジェクタユニット２内で使う電力に変換し、各ブロックへの電源の供給と停止を行う。
【００３０】
コントロールブロック７は、プロジェクタユニット２全体の制御を行う。コントロールブロック７は、ナビゲーション装置等からインターフェース５を介して供給されるコントロール信号Ｓ２を受信し、当該コントロール信号Ｓ２が示す指示に応じた動作を行う。例えば、コントロールブロック７は、コントロール信号Ｓ２に基づき、輝度調整、画像の点灯／消灯、カラーバランス調整、画像調整等の処理を行う。
【００３１】
ビデオ信号処理ブロック８は、ナビゲーション装置等からインターフェース５を介して供給されるビデオ信号Ｓ１に基づいて、ＭＥＭＳ制御ブロック１５やレーザ制御ブロック１７を制御する。また、ビデオ信号処理ブロック８は、ビデオ信号Ｓ１をフレームメモリ１１に書き込み、ＭＥＭＳミラー３１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コントロール信号を順次レーザ制御ブロック１７に送信する。ビデオ信号処理ブロック８は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されている。
【００３２】
また、本実施例では、ビデオ信号処理ブロック８は、光軸補正ブロック１９から供給されるコントロール信号に基づきＲ，Ｇ，Ｂの波長を有するレーザ光源部３６のレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３の点灯タイミングを補正することで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の見た目上の（即ち表示される画像上に生じる）光軸ずれを補正する。さらに、ビデオ信号処理ブロック８は、ビデオ信号Ｓ１に基づく画像を画像処理により補正する処理（「画像補正処理」とも呼ぶ。）を行うことで、虚像Ｉｖの見かけ上の位置を変更する。例えば、ビデオ信号処理ブロック８は、図示しない入力部へのユーザ入力に基づき虚像Ｉｖの見かけ上の位置を観察者に適切な位置に補正したり、後述する相対光軸補正に起因した表示位置のずれを補正したりする。
【００３３】
ＲＯＭ１２は、ビデオ信号処理ブロック８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。ＲＡＭ１３には、ビデオ信号処理ブロック８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。
【００３４】
タイミングコントローラ１４は、フレームメモリ１１からのビデオ信号処理ブロック８による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１４は、ＭＥＭＳ制御ブロック１５を介してＭＥＭＳミラー３１の動作タイミングも制御する。
【００３５】
ＭＥＭＳ制御ブロック１５は、ビデオ信号処理ブロック８から供給されるコントロール信号及びＭＥＭＳミラー３１から供給されるＭＥＭＳミラー３１の変位情報から、実際にＭＥＭＳミラー３１を駆動するための出力信号をＭＥＭＳドライバ１６へ供給する。
【００３６】
ＭＥＭＳドライバ１６は、ＭＥＭＳ制御ブロック１５から供給されたＭＥＭＳミラー３１の駆動信号を、実際のＭＥＭＳミラー３１を動作させる信号になるように増幅させてＭＥＭＳミラー３１に供給する。
【００３７】
ＭＥＭＳミラー３１は、入射するレーザ光をマイクロレンズアレイ３９に向けて反射する。マイクロレンズアレイ３９は、複数のマイクロレンズが配列されており、ＭＥＭＳミラー３１で反射されたレーザ光が入射する。マイクロレンズアレイ３９の放射面には、中間像が形成される。マイクロレンズアレイ３９から射出された光は、図示しないフィールドレンズ等を介し、凹面鏡１０に入射される。ＭＥＭＳミラー３１には、ピエゾセンサ４１、４２が設けられている。
【００３８】
レーザ光源部３６は、Ｒ，Ｇ，Ｂの波長を有するレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３を備える。各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３は、後述するレーザドライバ１８からの駆動信号により発光する。レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３は、本発明における「複数の光源」の一例である。レーザ光源部３６は、各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３のレーザ光を平行光にするコリメータレンズと、各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３のレーザ光を合成するための反射ミラーなどを備える。合成されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３８に入射する。そして、偏光ビームスプリッタ３８に入射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３８を透過してＭＥＭＳミラー３１に入射する光と、偏光ビームスプリッタ３８で反射して位置検出素子３２又は受光素子３７に入射する光とに分けられる。偏光ビームスプリッタ３８により反射されたレーザ光の一部は、ビームスプリッタによりＲ，Ｇ，Ｂごとのレーザ光に分解された状態で受光素子３７に入射し、その余のレーザ光はビームスプリッタを介して位置検出素子３２に入射する。
【００３９】
位置検出素子３２は、光起電効果によりレーザ光の照射位置に応じた電流を発生させる。位置検出素子３２は、本発明における「受光部」の一例である。受光素子３７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の光量（強度）に応じた電気信号である検出信号を生成し、ＡＤＣ２１へ供給する。受光素子３７が生成する検出信号は、レーザパワー安定化のためのフィードバック信号として用いられたり、異常発光を検出した場合にレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３の消灯を行うレーザセーフティ動作に用いられたりする。ピエゾセンサ４１は、水平方向（即ちＺ軸方向）のＭＥＭＳミラー３１の位置を検出し、その検出信号をタイミングコントローラ１４に供給する。ピエゾセンサ４２は、垂直方向（即ちＸ軸方向）のＭＥＭＳミラー３１の位置を検出し、その検出信号をタイミングコントローラ１４に供給する。
【００４０】
レーザ制御ブロック１７は、ビデオ信号処理ブロック８から供給されるコントロール信号と、受光素子３７からの光検出信号とに基づき、レーザ光源部３６を駆動する為の駆動信号を生成し、レーザドライバ１８へ供給する。また、本実施例では、虚像Ｉｖとして表示させる画像の描画エリアの外側の所定領域（「補正用点灯領域ＡＲ」とも呼ぶ。）に、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのレーザを位置検出素子３２により検知可能な光量だけ照射させ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光軸の位置を位置検出素子３２により検知させる。また、レーザ制御ブロック１７は、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ブロック７１を有する。
【００４１】
ＡＰＣブロック７１は、補正用点灯領域ＡＲを特定の輝度で光らせた場合の受光素子３７が検出したＲ，Ｇ，Ｂの各レーザの出力値を取得し、これらの出力値が予め記憶した基準値（「ＡＰＣ基準値」とも呼ぶ。）になるように調整する。具体的には、ＡＰＣブロック７１は、レーザドライバ１８のゲインを調整したり、ビデオ信号Ｓ１のゲインを調整したりすることにより、受光素子３７の出力値がＡＰＣ基準値になるように制御する。これにより、ＡＰＣブロック７１は、温度変化が生じても、見かけ上の輝度及びカラーバランスを一定に保つ。ＡＰＣ基準値は、最高輝度及びカラーバランスが最適になるようＲ，Ｇ，Ｂの各レーザのゲイン調整が行われた時点で、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザをある特定の輝度で光らせた時の受光素子３７の出力値であって、図示しない不揮発メモリーなどに記憶される。
【００４２】
図３は、補正用点灯領域ＡＲの配置例を示す。図３は、レーザ光の進行方向に沿った方向から、マイクロレンズアレイ３９を観察した図を示している。破線で表された走査可能領域「ＳＲ」は、ＭＥＭＳミラー３１による走査が可能な範囲、即ち描画が可能な範囲に対応する領域である。この走査可能領域ＳＲ内には、マイクロレンズアレイ３９が配置される。そして、マイクロレンズアレイ３９内の一点鎖線で表された領域は描画領域「ＲＲ」を示す。そして、この場合、補正用点灯領域ＡＲは、表示を阻害しないように、走査可能領域ＳＲ内の領域であって、描画領域ＲＲ外の位置に設けられている。ＭＥＭＳミラー３１は、図３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、表示すべき画像（映像）を描画領域ＲＲに描画させる。本明細書では、横矢印が示すレーザ光の走査方向（主走査方向）を「Ｘ軸方向」、当該走査方向に垂直な方向を「Ｙ軸方向」とする。
【００４３】
再び図２を参照して光源ユニット１の各構成要素について説明する。レーザドライバ１８は、レーザ制御ブロック１７から供給されるレーザ光源部３６の駆動信号を増幅する。レーザドライバ１８は、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を内蔵し、上述の駆動信号をアナログ信号に変換してレーザ光源部３６へ供給してもよい。
【００４４】
光軸補正ブロック１９は、上述した補正用点灯領域ＡＲへのレーザ照射により得られた位置検出素子３２の出力に基づき、レーザ光の光軸ずれを検出し、当該光軸ずれを補正するためのＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれのレーザ光の点灯タイミングの補正量（「点灯タイミング補正量ｄＴ」とも呼ぶ。）を算出する。そして、光軸補正ブロック１９は、算出した点灯タイミング補正量ｄＴに基づく点灯タイミングの指示信号をビデオ信号処理ブロック８へ供給することで光軸ずれを補正する。光軸補正ブロック１９は、本発明における「検出部」、「補正部」、及びプログラムを実行する「コンピュータ」の一例である。
【００４５】
光源ユニット１の図示しない不揮発メモリーには、光軸ずれ基準値と、光軸補正タイミング基準値と、光軸補正限界値と、光軸補正ゲインとが予め記憶されている。これらの値は、光軸補正ブロック１９が点灯タイミング補正量ｄＴを算出するのに用いられる。
【００４６】
ここで、光軸ずれ基準値は、生産時での調整操作又はユーザ操作により適切にＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の光軸が調整された状態（「基準状態」とも呼ぶ。）での位置検出素子３２上でのＲ，Ｇ，Ｂの各光軸のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置を示す。以後では、Ｒ，Ｇ，ＢのＸ軸上での光軸ずれ基準値を「Ｘｒｒｅｆ」、「Ｘｇｒｅｆ」、「Ｘｂｒｅｆ」と表記し、Ｒ，Ｇ，ＢのＹ軸上での光軸ずれ基準値を「Ｙｒｒｅｆ」、「Ｙｇｒｅｆ」、「Ｙｂｒｅｆ」と表記する。位置検出素子３２上でのＸＹ座標空間の例については、図４を参照して後述する。
【００４７】
光軸補正タイミング基準値は、生産時での調整操作又はユーザ操作により適切に光軸調整された基準状態での最適なレーザ光の点灯タイミングを示す。光軸補正タイミング基準値は、例えば、光軸ずれを考慮しない場合の標準的な点灯タイミングに対して早める又は遅延させる時間幅を示す。光軸補正タイミング基準値は、本発明における「点灯タイミングの基準値」の一例である。以後では、Ｒ，Ｇ，ＢのＸ軸上での光軸補正タイミング基準値を「Ｔｘｒｒｅｆ」、「Ｔｘｇｒｅｆ」、「Ｔｘｂｒｅｆ」と表記し、Ｒ，Ｇ，ＢのＹ軸上での光軸補正タイミング基準値を「Ｔｙｒｒｅｆ」、「Ｔｙｇｒｅｆ」、「Ｔｙｂｒｅｆ」と表記する。
【００４８】
光軸補正限界値は、レーザ光の点灯タイミングの補正による光軸の移動可能距離を示す。光軸補正限界値は、レーザ光の点灯タイミングの補正による光軸の見た目（マイクロレンズアレイ３９上）での移動可能距離を、位置検出素子３２のＸ軸上及びＹ軸上での移動距離に換算した値を示す。以後では、Ｘ軸の光軸補正限界値を「光軸補正限界値ｄＸｌｉｍ」、Ｙ軸の光軸補正限界値を「光軸補正限界値ｄＹｌｉｍ」と呼ぶ。
【００４９】
光軸補正ゲインは、位置検出素子３２上での光軸ずれ量を実際の点灯タイミングの補正量（即ち調整する時間）に換算するゲインを示す。ここで、位置検出素子３２までの光学倍率と、マイクロレンズアレイ３９までの光学倍率と、ＭＥＭＳスキャン周波数とは、それぞれ設計値で予め決まっている。よって、これらの値に基づき、位置検出素子３２上での光軸ずれ量から、実際の点灯タイミングの補正量に換算する光軸補正ゲインＧを予め算出して記憶しておくことが可能である。
【００５０】
具体的には、Ｘ軸方向の光軸補正ゲイン「Ｇｘ」及びＹ軸方向の光軸補正ゲイン「Ｇｙ」は、マイクロレンズアレイ３９までのＸ軸方向及びＹ軸方向の光学倍率をそれぞれ「Ｋｘｓｃ」及び「Ｋｙｓｃ」、位置検出素子３２までのＸ軸方向及びＹ軸方向の光学倍率をそれぞれ「Ｋｘｐｓｄ」及び「Ｋｙｐｓｄ」、描画領域ＲＲのＸ軸方向及びＹ軸方向の長さをそれぞれ「Ｓｘ」及び「Ｓｙ」、１枚のフレームをＳｘ区間表示するのに要する時間（ＭＥＭＳミラー３１のＨ共振周波数から算出可）を「Ｔｘ」、１枚のフレームをＳｙ区間表示するのに要する時間（ＭＥＭＳミラーのＶ駆動周波数から算出可）を「Ｔｙ」とすると、以下の式により表される。
Ｇｘ＝（Ｋｘｓｃ／Ｋｘｐｓｄ）・（Ｓｘ／Ｔｘ）
Ｇｙ＝（Ｋｙｓｃ／Ｋｙｐｓｄ）・（Ｓｙ／Ｔｙ）
なお、時間Ｔｘ、Ｔｙに関連するＭＥＭＳミラー３１のＨ共振周波数及びＶ駆動周波数は、一般的に個体ごとにばらつきが存在する。よって、光源ユニット１は、生産時又は電源投入時に、ピエゾセンサ４１、４２から測定した結果に基づき光軸補正ゲインＧｘ、Ｇｙを算出し、不揮発メモリーに保存して使用してもよい。
【００５１】
ＩＶ変換部２０は、位置検出素子３２が出力する電流値を電圧値に変換する。ＡＤＣ２１は、受光素子３７が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換してＡＰＣブロック７１に供給する。ＡＤＣ２２は、ＩＶ変換部２０が電圧値に変換した位置検出素子３２の出力をデジタル信号に変換して光軸補正ブロック１９に供給する。
【００５２】
図４は、位置検出素子３２として改良表面分割型ＰＳＤを用いた場合の位置検出素子３２の受光面図を示す。図４の例では、位置検出素子３２は、抵抗部３３と、抵抗部３３に内接する四角形として規定された受光面３４と、電極（アノード）Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２とを有する。この構成では、電極Ｘ１に流れる電流値を「Ｉｘ１」、電極Ｘ２に流れる電流値を「Ｉｘ２」、電極Ｙ１に流れる電流値を「Ｉｙ１」、電極Ｙ２に流れる電流値を「Ｉｙ２」とし、抵抗部３３のＸ軸及びＹ軸での長さをそれぞれ「Ｌｘ」及び「Ｌｙ」とすると、受光面３４上の中心位置からのＸ軸上での光軸ずれ量「ｘ」及びＹ軸上での光軸ずれ量「ｙ」は、以下の式（１）及び（２）により表される。
【００５３】
【数１】
2017167197.tif 000003
【００５４】
【数２】
2017167197.tif 000004
よって、光軸補正ブロック１９は、電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２をＡＤＣ２２から受信することにより、式（１）、（２）に基づき、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの受光面３４の中心に対するＸ軸及びＹ軸上での光軸ずれ量を算出することが可能である。なお、位置検出素子３２は、図４に示した改良表面分割型ＰＳＤに限らず、表面分割型ＰＳＤなどの他の構成であってもよい。
【００５５】
［光軸補正処理］
次に、光軸補正処理について説明する。概略的には、光源ユニット１は、点灯タイミングを補正することでＲ，Ｇ，Ｂの各光軸ずれ量をそれぞれ対応する光軸ずれ基準値に戻すことができる場合には、各光軸ずれ量をそれぞれ対応する光軸ずれ基準値に戻すようにＲ，Ｇ，Ｂの点灯タイミングを変更する光軸補正（「絶対光軸補正」とも呼ぶ。）を行う。一方、光源ユニット１は、絶対光軸補正ができない場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの位置検出素子３２上での各光軸の相対位置が基準状態での各光軸の相対位置と同じになるように、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか１つのレーザ光を基準として他の２つのレーザ光の点灯タイミングを補正する光軸補正（「相対光軸補正」とも呼ぶ。）を行い、かつ、必要な画像補正処理を行う。
【００５６】
（１）処理フロー
図５は、光源ユニット１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。光源ユニット１は、図５のフローチャートを繰り返し実行する。
【００５７】
まず、光源ユニット１は、ビデオ信号Ｓ１を図示しないナビゲーション装置等からインターフェース５を介して取得する（ステップＳ１０１）。そして、光源ユニット１は、ビデオ信号Ｓ１に基づきレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３を制御し、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３が射出するＲ，Ｇ，Ｂのレーザ光をＭＥＭＳミラー３１により反射させてマイクロレンズアレイ３９上の描画領域ＲＲを走査することで、ビデオ信号Ｓ１に基づく画像を虚像Ｉｖとして表示させる（ステップＳ１０２）。さらに、光源ユニット１は、図６で説明する光軸補正処理を実行する（ステップＳ１０３）。
【００５８】
図６は、図５のステップＳ１０３で実行する光軸補正処理の手順を示すフローチャートである。
【００５９】
まず、レーザ制御ブロック１７は、描画領域ＲＲ外の補正用点灯領域ＡＲに対してＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光を照射し、光軸補正ブロック１９は、位置検出素子（ＰＳＤ）３２が検出した電流値をＡＤＣ２２から取得する（ステップＳ２０１）。図４の例では、光軸補正ブロック１９は、上述の電流値として、Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２を、Ｒ，Ｇ，Ｂのレーザ光ごとに取得する。以後では、Ｒのレーザ光に対する電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２をそれぞれ「Ｉｘ１ｒ」、「Ｉｘ２ｒ」、「Ｉｙ１ｒ」、「Ｉｙ２ｒ」、Ｇのレーザ光に対する電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２をそれぞれ「Ｉｘ１ｇ」、「Ｉｘ２ｇ」、「Ｉｙ１ｇ」、「Ｉｙ２ｇ」、Ｂのレーザ光に対する電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２をそれぞれ「Ｉｘ１ｂ」、「Ｉｘ２ｂ」、「Ｉｙ１ｂ」、「Ｉｙ２ｂ」と表記する。
【００６０】
次に、光軸補正ブロック１９は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の位置検出素子３２上でのＸ軸及びＹ軸上でのそれぞれの現在の光軸ずれ量を算出する（ステップＳ２０２）。ここで、位置検出素子３２が図４に示す改良表面分割型ＰＳＤである場合、光軸補正ブロック１９は、Ｒ，Ｇ，ＢのＸ軸上での光軸ずれ量「ｘｒｃｕｒ」、「ｘｇｃｕｒ」、「ｘｂｃｕｒ」、及び、Ｒ，Ｇ，ＢのＹ軸上での光軸ずれ量「ｙｒｃｕｒ」、「ｙｇｃｕｒ」、「ｙｂｃｕｒ」を、式（１）及び式（２）に基づく以下の式（３）〜（８）により算出する。
【００６１】
【数３】
2017167197.tif 000005
【００６２】
【数４】
2017167197.tif 000006
【００６３】
【数５】
2017167197.tif 000007
【００６４】
【数６】
2017167197.tif 000008
【００６５】
【数７】
2017167197.tif 000009
【００６６】
【数８】
2017167197.tif 000010
次に、光軸補正ブロック１９は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザの光軸に対し、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれについて、基準状態からの相対的な光軸ずれ量（「対基準値ずれ量」とも呼ぶ。）を算出する（ステップＳ２０３）。具体的には、光軸補正ブロック１９は、不揮発性メモリーに予め記憶された光軸ずれ基準値Ｘｒｒｅｆ、Ｘｇｒｅｆ、Ｘｂｒｅｆ、Ｙｒｒｅｆ、Ｙｇｒｅｆ、Ｙｂｒｅｆを用いて、Ｒ，Ｇ，ＢのＸ軸上での対基準値ずれ量「ｄＸｒ」、「ｄＸｇ」、「ｄＸｂ」、及び、Ｒ，Ｇ，ＢのＹ軸上での対基準値ずれ量「ｄＹｒ」、「ｄＹｇ」、「ｄＹｂ」を，それぞれ以下の式（９）〜（１４）により算出する。
ｄＸｒ＝ｘｒｃｕｒ−Ｘｒｒｅｆ  式（９）
ｄＸｇ＝ｘｇｃｕｒ−Ｘｇｒｅｆ  式（１０）
ｄＸｂ＝ｘｂｃｕｒ−Ｘｂｒｅｆ  式（１１）
ｄＹｒ＝ｙｒｃｕｒ−Ｙｒｒｅｆ  式（１２）
ｄＹｇ＝ｙｇｃｕｒ−Ｙｇｒｅｆ  式（１３）
ｄＹｂ＝ｙｂｃｕｒ−Ｙｂｒｅｆ  式（１４）
次に、光軸補正ブロック１９は、ステップＳ２０３で式（９）〜（１４）により算出した対基準値ずれ量が全て光軸補正限界値以下であるか否か判定する（ステップＳ２０４）。具体的には、光軸補正ブロック１９は、対基準値ずれ量ｄＸｒ、ｄＸｇ、ｄＸｂのいずれもＸ軸の光軸補正限界値ｄＸｌｉｍ以下であって、対基準値ずれ量ｄＹｒ、ｄＹｇ、ｄＹｂのいずれもＹ軸の光軸補正限界値ｄＹｌｉｍ以内であるか否か判定する。これにより、光軸補正ブロック１９は、点灯タイミングを補正することでＲ，Ｇ，Ｂのマイクロレンズアレイ３９上での各光軸位置を基準状態での位置に戻すことができるか否か判定する。
【００６７】
そして、光軸補正ブロック１９は、ステップＳ２０３で算出した対基準値ずれ量が全て光軸補正限界値以下である場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、即ち、対基準値ずれ量ｄＸｒ、ｄＸｇ、ｄＸｂがいずれもＸ軸の光軸補正限界値ｄＸｌｉｍ以下であって、対基準値ずれ量ｄＹｒ、ｄＹｇ、ｄＹｂがいずれもＹ軸の光軸補正限界値ｄＹｌｉｍ以内である場合、絶対光軸補正を実行する（ステップＳ２０５）。絶対光軸補正の詳細については後述する。
【００６８】
一方、光軸補正ブロック１９は、ステップＳ２０３で算出した対基準値ずれ量のいずれかが光軸補正限界値より大きい場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、即ち、対基準値ずれ量ｄＸｒ、ｄＸｇ、ｄＸｂのいずれかがＸ軸の光軸補正限界値ｄＸｌｉｍより大きい、又は、対基準値ずれ量ｄＹｒ、ｄＹｇ、ｄＹｂのいずれかがＹ軸の光軸補正限界値ｄＹｌｉｍより大きい場合、相対光軸補正を実行する（ステップＳ２０６）。その後、ビデオ信号処理ブロック８は、相対光軸補正により生じた画像のずれを補正するように、画像補正処理を行う（ステップＳ２０７）。相対光軸補正及び画像補正処理の詳細については後述する。
【００６９】
（２）絶対光軸補正
次に、図６のステップＳ２０５で実行する絶対光軸補正について説明する。概略的には、光軸補正ブロック１９は、絶対光軸補正では、Ｒ，Ｇ，Ｂの位置検出素子３２上での光軸ずれ量が光軸ずれ基準値と一致する点灯タイミング補正量ｄＴを算出し、算出した点灯タイミング補正量ｄＴを反映したＲ，Ｇ，Ｂの点灯タイミングをビデオ信号処理ブロック８に指示する。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光軸を基準状態に戻してＲ，Ｇ，Ｂの光軸間のずれを好適に補正する。
【００７０】
具体的には、光軸補正ブロック１９は、不揮発性メモリーに予め記憶されたゲインＧｘ、Ｇｙを参照することで、Ｘ軸上でのＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光のそれぞれの点灯タイミング補正量「ｄＴｘｒ」、「ｄＴｘｇ」、「ｄＴｘｂ」、Ｙ軸上でのＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光のそれぞれの点灯タイミング補正量「ｄＴｙｒ」、「ｄＴｙｇ」、「ｄＴｙｂ」を、以下の式（１５）〜（２０）により算出する。
ｄＴｘｒ＝ｄＸｒ・Ｇｘ  式（１５）
ｄＴｘｇ＝ｄＸｇ・Ｇｘ  式（１６）
ｄＴｘｂ＝ｄＸｂ・Ｇｘ  式（１７）
ｄＴｙｒ＝ｄＹｒ・Ｇｙ  式（１８）
ｄＴｙｇ＝ｄＹｇ・Ｇｙ  式（１９）
ｄＴｙｂ＝ｄＹｂ・Ｇｙ  式（２０）
そして、光軸補正ブロック１９は、不揮発性メモリーに予め記憶された光軸補正タイミング基準値Ｔｘｒｒｅｆ、Ｔｘｇｒｅｆ、Ｔｘｂｒｅｆ、Ｔｙｒｒｅｆ、Ｔｙｇｒｅｆ、Ｔｙｂｒｅｆを、式（１５）〜（２０）により算出した点灯タイミング補正量ｄＴｘｒ、ｄＴｘｇ、ｄＴｘｂ、ｄＴｙｒ、ｄＴｙｇ、ｄＴｙｂにより補正する。具体的には、光軸補正ブロック１９は、現在設定すべきＲ，Ｇ，ＢそれぞれのＸ軸での点灯タイミング「Ｔｘｒｃｕｒ」、「Ｔｘｇｃｕｒ」、「Ｔｘｂｃｕｒ」及び現在設定すべきＲ，Ｇ，ＢそれぞれのＹ軸での点灯タイミング「Ｔｙｒｃｕｒ」、「Ｔｙｇｃｕｒ」、「Ｔｙｂｃｕｒ」を、それぞれ以下の式（２１）〜（２６）により算出する。
Ｔｘｒｃｕｒ＝Ｔｘｒｒｅｆ−ｄＴｘｒ  式（２１）
Ｔｘｇｃｕｒ＝Ｔｘｇｒｅｆ−ｄＴｘｇ  式（２２）
Ｔｘｂｃｕｒ＝Ｔｘｂｒｅｆ−ｄＴｘｂ  式（２３）
Ｔｙｒｃｕｒ＝Ｔｙｒｒｅｆ−ｄＴｙｒ  式（２４）
Ｔｙｇｃｕｒ＝Ｔｙｇｒｅｆ−ｄＴｙｇ  式（２５）
Ｔｙｂｃｕｒ＝Ｔｙｂｒｅｆ−ｄＴｙｂ  式（２６）
光軸補正ブロック１９は、算出した点灯タイミングＴｘｒｃｕｒ、Ｔｘｇｃｕｒ、Ｔｘｂｃｕｒ、Ｔｙｒｃｕｒ、Ｔｙｇｃｕｒ、Ｔｙｂｃｕｒをビデオ信号処理ブロック８に通知する。そして、ビデオ信号処理ブロック８は、通知された点灯タイミングによりＲ，Ｇ，Ｂの点灯タイミングを制御する。これにより、マイクロレンズアレイ３９上でのＲ，Ｇ，Ｂの各光軸が基準状態と同様の位置に戻るため、虚像Ｉｖの各画素が鮮明に表示されるように光軸間のずれが好適に補正される。
【００７１】
図７（Ａ）は、絶対光軸補正によりＲ，Ｇ，Ｂの各レーザの光軸を補正する処理の概要を示す。図７（Ａ）において、基準照射位置「Ｒｒｅｆ」、「Ｇｒｅｆ」、「Ｂｒｅｆ」は、それぞれ基準状態における受光面３４でのＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の照射位置を示し、現在照射位置「Ｒｃｕｒ」、「Ｇｃｕｒ」、「Ｂｃｕｒ」は、それぞれ受光面３４でのＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の現在の（即ち光軸ずれ発生後の）照射位置を示す。また、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）において、Ｘ軸の光軸補正限界値ｄＸｌｉｍ及びＹ軸の光軸補正限界値ｄＹｌｉｍに基づくＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の点灯タイミングによる補正可能な範囲（「補正限界範囲」とも呼ぶ。）「Ｒａｍｄ」、「Ｇａｍｄ」、「Ｂａｍｄ」を明示した図である。ここで、補正限界範囲Ｒａｍｄ、Ｇａｍｄ、Ｂａｍｄは、現在照射位置を中心位置とし、Ｘ軸方向に光軸補正限界値ｄＸｌｉｍだけ離れた位置及びＹ軸方向に光軸補正限界値ｄＸｌｉｍだけ離れた位置を境界とする矩形範囲である。
【００７２】
図７（Ａ）、（Ｂ）の例では、対基準値ずれ量ｄＸｒがＸ軸の光軸補正限界値ｄＸｌｉｍ以下であって、かつ、対基準値ずれ量ｄＹｒがＹ軸の光軸補正限界値ｄＹｌｉｍ以内であることにより、基準照射位置Ｒｒｅｆは、補正限界範囲Ｒａｍｄの範囲内に存在する。同様に、対基準値ずれ量ｄＸｇ、ｄＸｂがＸ軸の光軸補正限界値ｄＸｌｉｍ以下であって、かつ、対基準値ずれ量ｄＹｇ、ｄＹｂがＹ軸の光軸補正限界値ｄＹｌｉｍ以内であることにより、基準照射位置Ｇｒｅｆ、Ｂｒｅｆは、それぞれ補正限界範囲Ｇａｍｄ、Ｂａｍｄの範囲内に存在する。従って、この場合、光軸補正ブロック１９は、絶対光軸補正を実行すべきと判断し、式（２１）〜（２６）に示す点灯タイミングＴｘｒｃｕｒ、Ｔｘｇｃｕｒ、Ｔｘｂｃｕｒ、Ｔｙｒｃｕｒ、Ｔｙｇｃｕｒ、Ｔｙｂｃｕｒを算出し、ビデオ信号処理ブロック８にＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の点灯タイミングを変更させる。この場合、マイクロレンズアレイ３９上での点灯タイミングの変化により、マイクロレンズアレイ３９上でのＲ，Ｇ，Ｂの光軸位置が基準状態での位置に戻るため、見た目の光軸ずれが無くなる。よって、ビデオ信号Ｓ１に基づく画像を鮮明に虚像Ｉｖとして観察者に視認させることができる。なお、この場合、レーザダイオードＬＤの位置変化等の光学部品の物理的な変化に起因して生じた位置検出素子３２上での光軸ずれ自体は、各レーザ光の点灯タイミングの変更によっては変化せず、そのままの状態となっている。
【００７３】
（３）相対光軸補正
次に、ステップＳ２０６で実行する相対光軸補正について説明する。概略的には、光軸補正ブロック１９は、相対光軸補正では、Ｒ，Ｇ，Ｂの位置検出素子３２上での各光軸の相対位置が基準状態での各光軸の相対位置と同じになるように、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか１つのレーザ光（「基準レーザ光」とも呼ぶ。）を基準として他の２つのレーザ光（「補正対象レーザ光」とも呼ぶ。）の点灯タイミングを補正する。以後では、代表例として、Ｒのレーザ光を基準レーザ光とし、他のＧ、Ｂのレーザ光を補正対象レーザ光とする例について説明する。
【００７４】
この場合、光軸補正ブロック１９は、基準レーザ光Ｒの光軸を基準として、各補正対象レーザ光Ｇ、Ｂの相対的な光軸ずれ量（「相対光軸ずれ量」とも呼ぶ。）を算出する。具体的には、光軸補正ブロック１９は、Ｘ軸上での基準レーザ光Ｒに対する補正対象レーザ光Ｇの位置検出素子３２上での光軸ずれ量「ｄＸｇｒ」、Ｘ軸上での基準レーザ光Ｒに対する補正対象レーザ光Ｂの位置検出素子３２上での光軸ずれ量「ｄＸｂｒ」、Ｙ軸上での基準レーザ光Ｒに対する補正対象レーザ光Ｇの位置検出素子３２上での光軸ずれ量「ｄＹｇｒ」、Ｙ軸上での基準レーザ光Ｒに対する補正対象レーザ光Ｂの位置検出素子３２上での光軸ずれ量「ｄＹｂｒ」を、光軸ずれ基準値を用いてそれぞれ以下の式（２７）〜（３０）により算出する。
ｄＸｇｒ＝（ｘｇｃｕｒ−ｘｒｃｕｒ）−（Ｘｇｒｅｆ−Ｘｒｒｅｆ）  式（２７）
ｄＸｂｒ＝（ｘｂｃｕｒ−ｘｒｃｕｒ）−（Ｘｂｒｅｆ−Ｘｒｒｅｆ）  式（２８）
ｄＹｇｒ＝（ｙｇｃｕｒ−ｙｒｃｕｒ）−（Ｙｇｒｅｆ−Ｙｒｒｅｆ）  式（２９）
ｄＹｂｒ＝（ｙｂｃｕｒ−ｙｒｃｕｒ）−（Ｙｂｒｅｆ−Ｙｒｒｅｆ）  式（３０）
同様に、光軸補正ブロック１９は、ゲインＧｘ、Ｇｙを用い、Ｘ軸上での基準レーザ光Ｒに対する補正対象レーザ光Ｇの相対光軸ずれ量「ｄＴｘｇｒ」、Ｘ軸上での基準レーザ光Ｒに対する補正対象レーザ光Ｂの相対光軸ずれ量「ｄＴｘｂｒ」、Ｙ軸上での基準レーザ光Ｒに対する補正対象レーザ光Ｇの相対光軸ずれ量「ｄＴｙｇｒ」、Ｙ軸上での基準レーザ光Ｒに対する補正対象レーザ光Ｂの相対光軸ずれ量「ｄＴｙｂｒ」を、それぞれ以下の式（３１）〜（３４）により算出する。
ｄＴｘｇｒ＝ｄＸｇｒ・Ｇｘ  式（３１）
ｄＴｘｂｒ＝ｄＸｂｒ・Ｇｘ  式（３２）
ｄＴｙｇｒ＝ｄＹｇｒ・Ｇｙ  式（３３）
ｄＴｙｂｒ＝ｄＹｂｒ・Ｇｙ  式（３４）
そして、光軸補正ブロック１９は、不揮発性メモリーに予め記憶された光軸補正タイミング基準値Ｔｘｇｒｅｆ、Ｔｘｂｒｅｆ、Ｔｙｇｒｅｆ、Ｔｙｂｒｅｆを、式（３１）〜（３４）により算出した相対光軸ずれ量ｄＴｘｇｒ、ｄＴｘｂｒ、ｄＴｙｇｒ、ｄＴｙｂｒにより補正する。具体的には、光軸補正ブロック１９は、現在設定すべき補正対象レーザ光Ｇ、ＢのＸ軸及びＹ軸での各点灯タイミングＴｘｒｃｕｒ、Ｔｘｇｃｕｒ、Ｔｘｂｃｕｒ、Ｔｙｒｃｕｒ、Ｔｙｇｃｕｒ、Ｔｙｂｃｕｒを、それぞれ以下の式（３５）〜（３８）により算出する。
Ｔｘｇｃｕｒ＝Ｔｘｇｒｅｆ−ｄＴｘｇｒ  式（３５）
Ｔｘｂｃｕｒ＝Ｔｘｂｒｅｆ−ｄＴｘｂｒ  式（３６）
Ｔｙｇｃｕｒ＝Ｔｙｇｒｅｆ−ｄＴｙｇｒ  式（３７）
Ｔｙｂｃｕｒ＝Ｔｙｂｒｅｆ−ｄＴｙｂｒ  式（３８）
そして、光軸補正ブロック１９は、算出した式（３５）〜（３８）の点灯タイミングをビデオ信号処理ブロック８に通知する。これにより、ビデオ信号処理ブロック８は、通知された点灯タイミングにより補正対象レーザ光Ｇ、Ｂの点灯タイミングを制御してＲ，Ｇ，Ｂの各光軸を基準状態と同様の相対位置関係に戻し、Ｒ，Ｇ，Ｂの見た目上での各光軸を合わせる。
【００７５】
図８（Ａ）は、絶対光軸補正ができない場合のＲ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の基準照射位置Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｂｒｅｆ及び現在照射位置Ｒｃｕｒ、Ｇｃｕｒ、Ｂｃｕｒの例を示す。図８（Ａ）の例では、基準照射位置Ｇｒｅｆが補正限界範囲Ｇａｍｄから外れている。よって、この場合、点灯タイミングを制御した場合であっても、Ｇの現在照射位置を基準照射位置に戻すことができないため、光軸補正ブロック１９は、相対光軸補正を実行する。
【００７６】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の例での相対光軸補正の概要を示す図である。この場合、光軸補正ブロック１９は、式（３５）〜（３８）に基づき補正対象レーザ光Ｂ、Ｇの各点灯タイミングを算出し、ビデオ信号処理ブロック８に補正対象レーザ光Ｇ、Ｂの点灯タイミングを変更させることで、現在照射位置Ｒｃｕｒ、Ｇｃｕｒ、Ｂｃｕｒの相対位置関係を、基準照射位置Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｂｒｅｆの相対位置関係に合わせる。図８（Ｂ）の例では、基準照射位置Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｂｒｅｆを結ぶ辺７０〜７２から形成される三角形と、補正後の現在照射位置Ｒｃｕｒ、Ｇｃｕｒ、Ｂｃｕｒを結ぶ辺７０ａ〜７２ａから形成される三角形とが合同の関係となっている。これにより、光源ユニット１は、基準状態と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光軸を見た目上のずれが生じないように好適に補正することができる。なお、上述したように、光学部品の物理的な変化に起因して生じた位置検出素子３２上での光軸ずれ自体は、各レーザ光の点灯タイミングの変更によっては変化しない。
【００７７】
図９は、基準状態でのビデオ信号Ｓ１に基づく画像の表示位置と、相対光軸補正後のビデオ信号Ｓ１に基づく画像の表示位置との関係を示す。絶対光軸補正を行わずに相対光軸補正を行った場合、基準照射位置と現在照射位置との間にずれが生じているため、図９に示すように、表示する画像全体が基準状態での表示位置からずれた状態となる。従って、この場合、ビデオ信号処理ブロック８は、画像補正処理を行うことで、基準状態のときの画像の表示位置と一致するように、画像全体の表示位置を移動させる。
【００７８】
ここで、Ｘ軸での画像の基準状態に対するずれをＸ軸ずれ幅「ｄＶｘ」、Ｙ軸での画像の基準状態に対するずれをＹ軸ずれ幅「ｄＶｙ」とすると、光軸補正ブロック１９は、所定の変換係数「α」、「β」を用いて、Ｘ軸ずれ幅ｄＶｘ、Ｙ軸ずれ幅ｄＶｙを対基準値ずれ量ｄＸｒ、ｄＹｒから変換することで求める。即ち、光軸補正ブロック１９は、以下の式（３９）、（４０）に基づき、Ｘ軸ずれ幅ｄＶｘ、Ｙ軸ずれ幅ｄＶｙを算出する。
ｄＶｘ＝α・ｄＸｒ  式（３９）
ｄＶｙ＝β・ｄｙｒ  式（４０）
ここで、変換係数α、βは、光源ユニット１のハードウェア的な設計により定める係数であり、例えば実験や測定などにより予め算出され、不揮発性メモリーに記憶される。
【００７９】
さらに、相対光軸補正に伴いビデオ信号処理ブロック８で実行する画像補正処理において設定すべきＸ軸及びＹ軸それぞれのオフセット調整値「Ｖｘｏｆ」、「Ｖｙｏｆ」は、光源ユニット１の生産時に光軸調整したときの画像補正処理で適用したＸ軸及びＹ軸のオフセット調整値を「Ｖｘｒｅｆ」、「Ｖｙｒｅｆ」、ユーザ操作に基づき調整したＸ軸及びＹ軸のオフセット調整値の調整分を「Ｖｘｏｆｕｓｒ」、「Ｖｙｏｆｕｓｒ」とすると、以下の式（４１）、（４２）により表される。
Ｖｘｏｆ＝Ｖｘｒｅｆ−ｄＶｘ＋Ｖｘｏｆｕｓｒ  式（４１）
Ｖｙｏｆ＝Ｖｙｒｅｆ−ｄＶｙ＋Ｖｙｏｆｕｓｒ  式（４２）
よって、ビデオ信号処理ブロック８は、相対光軸補正を実行した場合に、式（４１）及び式（４２）に基づき画像補正のＸ軸及びＹ軸のオフセット調整値Ｖｘｏｆ、Ｖｙｏｆを決定して適用することで、適切な位置により虚像Ｉｖを観察者に視認させることができる。
【００８０】
［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。
【００８１】
（変形例１）
光軸補正ブロック１９は、図６のステップＳ２０６の相対光軸補正において、補正の基準とする基準レーザ光を選定する処理をさらに実行してもよい。
【００８２】
第１の例では、光軸補正ブロック１９は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザ光のうち、基準レーザ光とした場合に相対光軸ずれ量が最も小さくなるレーザ光を、基準レーザ光として選定する。
【００８３】
この場合、例えば、光軸補正ブロック１９は、まず、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の各々を基準レーザ光として定めた場合の他の補正対象レーザ光の相対光軸ずれ量をＸ軸及びＹ軸のそれぞれについて式（２７）〜（３０）と同様に算出し、算出した相対光軸ずれ量の和を計算する。そして、光軸補正ブロック１９は、基準レーザ光とした場合に相対光軸ずれ量の和が最も小さくなるレーザ光を基準レーザ光として選定し、相対光軸補正を実行する。第１の例によれば、光源ユニット１は、補正対象レーザ光の光軸の移動量をなるべく短くし、補正限界範囲が小さい場合であっても好適に相対光軸補正により見た目での光軸ずれを補正することができる。
【００８４】
第２の例では、光軸補正ブロック１９は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザ光のうち、基準レーザ光とした場合に画像補正処理に関するＸ軸ずれ幅ｄＶｘ及びＹ軸ずれ幅ｄＶｙが最も小さくなるレーザ光を、基準レーザ光として選定する。この場合、例えば、光軸補正ブロック１９は、まず、Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザ光の各々を基準レーザとして定めた場合のＸ軸ずれ幅ｄＶｘ及びＹ軸ずれ幅ｄＶｙを、式（３９）、（４０）と同様に変換係数α、βを用いて算出する。そして、光軸補正ブロック１９は、基準レーザ光とした場合にＸ軸ずれ幅ｄＶｘ及びＹ軸ずれ幅ｄＶｙの和が最も小さくなるレーザ光を基準レーザ光として選定し、相対光軸補正を実行する。第２の例によれば、光源ユニット１は、ステップＳ２０７で実行する画像補正処理により画像を移動させる移動量をなるべく少なくし、ステップＳ２０７以外で実行する画像補正（例えばユーザ操作に基づく画像補正）で補正可能な調整量を好適に確保することができる。
【００８５】
（変形例２）
光源ユニット１は、絶対光軸補正と相対光軸補正とが高頻度に切替わるのを抑制するため、図６のステップＳ２０６で相対光軸補正を実行した後では、ステップＳ２０５の絶対光軸補正を実行しにくくなるようにしてもよい。
【００８６】
例えば、この場合、光源ユニット１は、図６のステップＳ２０６で相対光軸補正を実行した後では、再び光軸補正処理を行う場合に、ステップＳ２０４の判定処理を実行することなく、対基準値ずれ量によらずにステップＳ２０６の相対光軸補正を実行する。即ち、光源ユニット１は、相対光軸補正を１度実行した後では、絶対光軸補正を実行せずに相対光軸補正を継続して実行する。
【００８７】
他の例では、光源ユニット１は、図６のステップＳ２０６で相対光軸補正を実行後、再び光軸補正処理を行う場合には、ステップＳ２０４で用いるＸ軸の光軸補正限界値ｄＸｌｉｍ及びＹ軸の光軸補正限界値ｄＹｌｉｍにヒステリシスを持たせることで、ステップＳ２０５の絶対光軸補正を実行しにくくする。言い換えると、光源ユニット１は、この場合、Ｘ軸の光軸補正限界値ｄＸｌｉｍ及びＹ軸の光軸補正限界値ｄＹｌｉｍを所定値又は所定率だけ小さくすることで、ステップＳ２０４の判定処理を、ステップＳ２０６の相対光軸補正を実行すべきと判定しやすくする。
【００８８】
これらの例によれば、光源ユニット１は、絶対光軸補正と相対光軸補正とが高頻度に切替わることに起因したノイズ等により観察者に違和感を生じさせるのを好適に抑制することができる。
【００８９】
なお、好適には、光源ユニット１は、ビデオ信号Ｓ１に基づく画像を解析し、絶対光軸補正と相対光軸補正との切り替えを、表示する画像が大きく変化するタイミングで実行するとよい。この場合、例えば、光源ユニット１は、絶対光軸補正と相対光軸補正との切り替えるべきと判断した後、ビデオ信号Ｓ１に基づく画像のフレーム間の類似度を表す所定の指標を算出し、当該指標に基づく類似度が所定度合い以下であると判断したタイミングで、絶対光軸補正と相対光軸補正との切り替えを実行する。これにより、光源ユニット１は、絶対光軸補正と相対光軸補正との切り替えに起因した表示上の変化を観察者に視認されにくくすることができる。
【００９０】
（変形例３）
図２に示す光源ユニット１の用途は、ヘッドアップディスプレイ１００に限定されない。例えば、光源ユニット１は、プロジェクタ装置やヘッドマウントディスプレイなどのレーザ光源を有する表示装置にも好適に適用される。
【符号の説明】
【００９１】
１  光源ユニット
２  プロジェクタユニット
３  光源部
４  電源
５  インターフェース
６  電源ブロック
８  ビデオ信号処理ブロック
１１  フレームメモリ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  タイミングコントローラ
１５  ＭＥＭＳ制御ブロック
１６  ＭＥＭＳドライバ
１７  レーザ制御ブロック
１８  レーザドライバ
３１  ＭＥＭＳミラー
３６  レーザダイオード
１００  ヘッドアップディスプレイ
【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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