JP2017009890A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低輝度で表示する場合であっても所望の色が表示できるヘッドアップディスプレイ装置を提供する
【解決手段】 主制御部４００は表示画像が所望の色と輝度で表示されるようにレーザー光源１０（赤色レーザーダイオード１１，緑色レーザーダイオード１２，青色レーザーダイオード１３）に加える電流を調整する。レーザー光受光部４０は、レーザー光源１０が発したレーザー光を受光し、レーザー光の色別に光強度に応じた検出信号（電圧）を出力する。電圧増幅部４２は、レーザー光受光部４０が出力した検出信号を色別に所定の増幅率で増幅する。電圧増幅部４２は、赤色レーザー光Ｒ，緑色レーザー光Ｇの光強度に対応する電圧を増幅する第１の電圧増幅部４２ａと、青色レーザー光Ｂの光強度に対応する電圧を増幅する第２の電圧増幅部４２ｂとから構成される。主制御部４００は複数の電圧増幅部４２の出力電圧を所定のタイミングで採用する。
【選択図】 図５（ａ）

Description

本発明は、レーザー光源から出射したレーザー光を光走査することによって画像として表示するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、ヘッドアップディスプレイ装置について種々提案されており、例えば特許文献１に開示されているものがある。斯かるヘッドアップディスプレイ装置は、赤色のレーザー光Ｒ、緑色のレーザー光Ｇ、青色のレーザー光Ｂの各レーザー光源から発せられるそれぞれの光を単一のフォトダイオードからなるレーザー光検出部により検出し、この検出信号に基づきレーザー光源制御部に対して所定の色調になるようにフィードバック制御するものである。

ヘッドアップディスプレイ装置には、車両周辺照度の変化に伴って表示光輝度を調整する調光機能が備わっている。調光機能において、必要とされる調整幅は大きい。さらに近年、ヘッドアップディスプレイ装置の広画角化等々の進化に伴う表示コンテンツの多様化などに起因して、調光の調整幅はより高い性能が求められている。

特開２０１３−１５７３８号公報（図７）

しかしながら、特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置においては、低輝度で表示する場合に、赤色のレーザー光Ｒ、緑色のレーザー光Ｇと比較して青色のレーザー光Ｂの光強度に対応する信号レベルが著しく小さいため、所望の色が表示できないという問題点があった。

本発明は、低輝度で表示する場合であっても所望の色が表示できるヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。

本発明は、供給される電流に応じた光強度で、所定のタイミングで赤色レーザー光Ｒ，緑色レーザー光Ｇ，青色レーザー光Ｂからなるレーザー光を出射する複数のレーザー光源１０と、レーザー光源１０の電流を制御することで、レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの光強度を制御するレーザー光源制御部１００と、レーザー光源１０から出射したレーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの光路上に位置し、到達したレーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの光強度を制御する調光制御部２００と、レーザー光源１０から出射したレーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの光路上に位置し、到達したレーザー光Ｒ．Ｇ，Ｂを走査し、所望の表示画像を投影する走査制御部３００と、調光制御部２００を通過した後のレーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの光強度を検出するレーザー光検出部４０と、表示画像の表示される輝度目標値を算出し、表示画像が輝度目標値で表示されるようにレーザー光源制御部１００と調光制御部２００とを制御する主制御部４００と、レーザー光検出部４０が検出した電圧を、レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの色別に所定の倍率で増幅する複数の電圧増幅部４２と、を備え、複数の電圧増幅部４２は、赤色レーザー光Ｒ，緑色レーザー光Ｇの光強度に対応する電圧を増幅する第１の電圧増幅部４２ａと、青色レーザー光Ｂの光強度に対応する電圧を増幅する第２の電圧増幅部４２ｂとから構成され、主制御部４００は複数の電圧増幅部４２の出力電圧を所定のタイミングで採用するものである。

低輝度の場合であっても所定の色で表示できる、優れた表示品位を有するヘッドアップディスプレイ装置となる。

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。 上記実施形態のＨＵＤ装置の概略断面図である。 上記実施形態の合成レーザー光出射部の概略断面図である。 上記実施形態のスクリーン上の走査態様を示す図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における電気構成図である。 図５（ａ）の変形例を示す図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における動作フロー図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における走査位置の時間推移を表す図であり、（ａ）は垂直走査位置の時間推移であり、（ｂ）は水平走査位置の時間推移である。 上記実施形態のスクリーン上の走査エリア毎の各制御処理の配分を説明する図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における階調補正処理の動作フロー図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における電流−光強度特性を表す図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における階調特性を表す図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における調光補正処理の動作フロー図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における調色補正処理の動作フロー図である。 上記実施形態のＨＵＤ装置における記憶部に記憶された各種データを説明する図である。 フォトダイオードの受光感度特性の例を示す図。 ｘｙ色度図。 フレーム信号と増幅部切り換え信号のタイミングチャート。

以下、添付の図面に基づいて、本発明のレーザー走査型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。

本発明の第１実施形態に係るＨＵＤ装置１は、図１に示すように、車両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Ｋをウインドシールド２に向けて出射する。ウインドシールド２で反射した表示光Ｋは、観察者３（主に、車両の運転者）により、ウインドシールド２の前方に形成された虚像Ｖとして視認される。このようにしてＨＵＤ装置１は、観察者３に画像を視認させる。

ＨＵＤ装置１は、図２に示すように、合成レーザー光出射部（レーザー光源）１０と、調光部（調光手段）２０と、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ミラー（走査手段）３０と、第１光検出部（レーザー光検出部）４０と、第２光検出部４１と、スクリーン（表示部）５０と、第１反射部６０と、第２反射部７０と、筐体８０と、透光部９０と、外光センサー（外光検出部）９１と、を備える。

合成レーザー光出射部１０は、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り、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、集光部１４と、合波ユニット１５と、を有する。

ＬＤ１１は、赤色のレーザー光Ｒを出射する。ＬＤ１２は、緑色のレーザー光Ｇを出射する。ＬＤ１３は、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（レーザー光源制御部）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。
なお、ＬＤ１１，１２，１３は、レーザー光を出射する際に発生する熱や、外気温の変化等に起因して、その光強度特性が変化する。具体的には、温度変化により、供給される電流と光強度との関係（電流−光強度特性）が変化してしまう。しかし、後述するように、本発明のＨＵＤ装置１によれば、温度変化によって光強度特性が変化しても、変化した光強度特性を的確に反映した上で、ＬＤ１１，１２，１３を駆動できる（供給する電流を調整できる）。

集光部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、集光部１４は、それぞれがレンズ等からなる集光部１４ａ、１４ｂ、及び１４ｃから構成されている。集光部１４ａはＬＤ１１が発したレーザー光Ｒの光路上に位置し、集光部１４ｂはＬＤ１２が発したレーザー光Ｇの光路上に位置し、集光部１４ｃはＬＤ１３が発したレーザー光Ｂの光路上に位置する。

合波ユニット１５は、各ＬＤ１１，１２，１３から出射され、集光部１４を介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、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反射部１５ａ、合波部１５ｂ、及び合波部１５ｃから構成されている。
反射部１５ａは、入射したレーザー光Ｒを、合波部１５ｂに向けて反射させる。
合波部１５ｂは、反射部１５ａ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を合波部１５ｃに向けて反射させる。これにより、合波部１５ｂからは、レーザー光ＲとＧとが合波されたレーザー光ＲＧが合波部１５ｃに向け出射される。
合波部１５ｃは、合波部１５ｂからのレーザー光ＲＧをそのまま透過させると共に、入射したレーザー光ＢをＭＥＭＳミラー３０に向けて反射させる。このようにして、合波部１５ｃから、レーザー光ＲＧとＢとが合波された合成レーザー光ＣがＭＥＭＳミラー３０に向け出射される。

調光部２０は、液晶パネル２１と、液晶パネルを挟む２枚の偏光フィルタ（図示しない）とを備え、後述する調光制御部２００からの制御データに基づいて液晶パネル２１を、フレームレート制御（Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＦＲＣ）方式やパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）方式で駆動することにより、合成レーザー光Ｃの透光率を変化させ、調光部２０に入力した合成レーザー光Ｃを所望の光強度に調整して、出力するものである。

なお、調光部２０の透光率は波長依存性があり、調光制御部２００により各調光値に調整された調光部２０は、各色レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂが一様の透光率を示さないためホワイトバランスが崩れてしまう。しかし、後述するように、ＨＵＤ装置１によれば、調光部２０の調光値が変化しても、変化した調光値を的確に反映した上で、ＬＤ１１，１２，１３を駆動できる。

レーザー光検出部である第１光検出部４０は、フォトダイオード等からなり、後述する第１透過膜４０ａで反射した第１反射光Ｃ１を受光し、受光した第１反射光Ｃ１のうち、各色レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの光強度を検出する。具体的には、第１光検出部４０は、受光した第１反射光Ｃ１の各色レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの光強度に応じて検出信号（電圧）を出力し、検出信号は電圧増幅部４２により増幅され、図示しないＡ／Ｄ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に出力される。レーザー光Ｒ，Ｇの検出信号と比較して、レーザー光Ｂの検出信号レベルが小さいため、特に低輝度の表示を行う場合において、各検出信号の増幅率を調整する必要がある。図１５に第１光検出部４０に用いるフォトダイオードの受光感度特性を例示する。図１６にホワイトバランスを取るためのｘｙ色度図を例示する。本実施形態では、レーザー光Ｂに対する信号増幅率を、レーザー光Ｒ，Ｇに対する信号増幅率よりも上げることで、低輝度の表示を行う場合においてもホワイトバランスが取れ、所定の色を表示することができた。すなわち、図５（ａ）及び図１７に示すように、レーザー光Ｒ，Ｇについては第１の電圧増幅部４２ａ、レーザー光Ｂに対しては第２の電圧増幅部４２ｂを設け、切り換え部４３によってＡ／Ｄ変換器への入力信号（電圧）を切り替える。切り換え部４３は、通常は第１の電圧増幅部４２ａを接続しており、レーザー光Ｂの光強度を検出する場合に限り、第２の電圧増幅部４２ｂを接続する。なお、第１光検出部４０は、調光部２０に入力前の各色レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの光強度を検出できればいいので、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。また、図５（ｂ）に示すように、電圧増幅部４２と切り換え部４３をワンパッケージに含むＩＣを用いることができる。また、切り換え部４３を設けず、第１，第２の電圧増幅部４２ａ，４２ｂをそれぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器に常時接続し、赤色レーザー光Ｒ，前記緑色レーザー光Ｇの光強度を検出するタイミングでは第１の電圧増幅部４２ａが出力した検出信号を、青色レーザー光Ｂを検出するタイミングでは第２の電圧増幅部４２ｂが出力した検出信号を、主制御部４００が採用してもよい。

第１透過膜（第１光分岐手段）４０ａは、例えば、５％程度の反射率を有する透過性部材からなり、合波部１５ｃから調光部２０までの間の合成レーザー光Ｃの光路上に配設され、合波部１５ｃからの合成レーザー光Ｃの大部分をそのまま透過させるが、一部の光を第１反射光Ｃ１として第１光検出部４０の方向へ反射させる。また、第１光検出部４０が、上記の通り、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個別に設けられた場合、第１透過膜４０ａは、レーザー光Ｒ、レーザー光Ｇ、レーザー光Ｂそれぞれの光路上に配設され、レーザー光Ｒ、レーザー光Ｇ、レーザー光Ｂの一部を、それぞれ反射光として第１光検出部４０に反射するものである。

第２光検出部４１は、カラーセンサ等からなり、後述する第２透過膜４１ａで反射した第２反射光Ｃ２を受光し、受光した第２反射光Ｃ２のうち、各色レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの光強度を検出する。第２光検出部４１は、受光した第２反射光Ｃ２の各色レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの光強度に応じて検出信号（電圧）を出力し、この検出信号が図示しないＡ／Ｄ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に出力される。なお、第２光検出部４１は、数パルスの合成レーザー光Ｃの光強度を検出できればいいので、スクリーン５０の特定の位置（後述する調色開始位置Ｆ１ａ）に配設して、ＭＥＭＳミラー３０が調色開始位置Ｆ１ａ上を走査した際の合成レーザー光Ｃを受光し、各色レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの光強度に応じて検出信号（電圧）を出力するものであってもよい。

第２透過膜（第２光分岐手段）４１ａは、第１透過膜４０ａ同様５％程度の反射率を有する透過性部材からなり、調光部２０からＭＥＭＳミラー３０までの間の合成レーザー光Ｃの光路上に配設され、調光部２０からの合成レーザー光Ｃの大部分をそのまま透過させるが、一部の光を第２反射光Ｃ２として第２光検出部４１の方向へ反射させる。また、第２光検出部４１が、上記の通り、スクリーン５０の特定の位置（調色開始位置Ｆ１ａ）に配設される場合、第１透過膜４０ａは、設けなくてもよい。

ＭＥＭＳミラー３０は、合成レーザー光出射部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３００の制御のもとで（走査制御部３００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を図４に示すように、スクリーン５０上を水平走査をしながら垂直走査し、所望の画像Ｍをスクリーン５０上に表示する。

スクリーン（表示部）５０は、ＭＥＭＳミラー３０からの合成レーザー光Ｃを背面で受光し、透過拡散させることで、前面側に画像Ｍを表示するものであり、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等から構成される。

スクリーン５０は、図４の太線枠で示す領域のように、観察者３が虚像Ｖとして視認可能な領域（つまり、第１反射部６０等で反射される表示光Ｋを外部に出射する領域）である表示エリア５０ａと、図４の点線枠で示す領域のように、観察者３が視認できない領域である非表示エリア（５０ｂ〜５０ｈ）と、に分類される。非表示エリア（５０ｂ〜５０ｈ）については、後述する。

ここで、ＭＥＭＳミラー３０は、図４に示すように、合成レーザー光Ｃを、スクリーン５０の走査開始位置Ｆ１から走査終了位置Ｆ４まで走査していき（符号Ｃで示す実線を参照）、走査終了位置Ｆ４に到達すると再び走査開始位置Ｆ１に戻って走査する。ＭＥＭＳミラー３０の走査期間は、図７（ａ）に示すように、表示エリア５０ａ及び非表示エリア（５０ｂ〜５０ｈ）を走査している期間である実走査期間Ｆａと、走査終了位置Ｆ４から走査開始位置Ｆ１に戻る期間である帰線期間Ｆｂとに分類される。このＭＥＭＳミラー３０の走査位置が走査開始位置Ｆ１から走査を開始し、走査開始位置Ｆ１に帰還するまでのフレーム周期（１フレーム）は、ヒトがちらつきを視認できる臨界融合周波数以上の１／６０秒未満（６０Ｈｚ以上）に設定される。

第１反射部６０は、平面鏡等からなり、スクリーン５０に表示された画像Ｍを表す表示光Ｋを受け、第２反射部７０側へ反射させる。

第２反射部７０は、凹面鏡等からなり、第１反射部６０からの表示光Ｋを、ウインドシールド２の方向へ反射させる。第２反射部７０で反射した表示光Ｋは、透光部９０を介して、ウインドシールド２に到達する。

筐体８０は、合成レーザー光出射部１０と、調光部２０と、ＭＥＭＳミラー３０と、第１光検出部４０と、第２光検出部４１と、スクリーン５０と、第１反射部６０と、第２反射部７０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。

透光部９０は、アクリル等の透光性樹脂からなり、第２反射部７０からの表示光Ｋを透過するものであり、例えば、筐体８０に嵌合されている。透光部９０は、到達した外光が観察者３の方向へ反射しないように湾曲形状に形成されている。また、透光部９０の内面には、外光センサー９１を配設し、この外光センサー９１は、ＨＵＤ装置１の外部照度を検出し、照度情報を主制御部４００に出力する。

次に、ＨＵＤ装置１の電気的構成について説明する。

ＨＵＤ装置１は、上記したものの他、図５（ａ）に示すように、ＬＤ制御部１００と、調光制御部２００と、走査制御部３００と、ＬＤ制御部１００と調光制御部２００及び走査制御部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８０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、液晶パネル２１、ＭＥＭＳミラー３０、光検出部（４０ａ，４１ａ，９１）等）と電気的に接続されていてもよい。

ＬＤ制御部１００は、ＬＤ１１，１２，１３を駆動するものであり、第１駆動部１０１と、給電部１０２と、を備える。
第１駆動部１０１は、ドライバＩＣ等からなり、主制御部４００の制御のもとで、ＬＤ１１，１２，１３の各々を、ＰＷＭ方式、又は、パルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＰＡＭ）方式により駆動する。具体的には、後に述べるように、第１駆動部１０１は、図１１及び図１４に示す低階調領域ではＰＷＭ方式で、主階調領域ではＰＡＭ方式で、ＬＤ１１，１２，１３を駆動する。第１駆動部１０１は、主制御部４００から供給された電流制御データＩに基づいて、ＬＤ１１，１２，１３各々に駆動電流を供給する。つまり、電流制御データＩは、ＬＤ１１，１２，１３の各々に供給する電流値を示すデータである。
給電部１０２は、第１駆動部１０１を介して、ＬＤ１１，１２，１３に電力を供給するものであり、電源ＩＣ、トランジスタを用いたスイッチング回路等からなる。給電部１０２は、主制御部４００の制御のもとで、ＬＤ１１，１２，１３各々への電力の供給・非供給を切り替える。なお、給電部１０２は、ＬＤ１１，１２，１３の各々に独立して設けられてもよいし、これらに共用のものであってもよい。

調光制御部２００は、液晶パネル２１を駆動するドライバＩＣ等からなり、主制御部４００からの調光値（記憶部４０２に記憶された現調光値）の指示信号に基づいて、液晶パネル２１をＦＲＣ方式やＰＷＭ方式で駆動するものである。

走査制御部３００は、ＭＥＭＳミラー３０を駆動するものであり、第２駆動部３０１と、ミラー位置検出部（走査位置検出手段）３０２と、を備える。
第２駆動部３０１は、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を駆動する。第２駆動部３０１は、ＭＥＭＳミラー３０を駆動させた後、ミラー位置検出部３０２が出力した走査位置検出データを取得し、取得した走査位置検出データに基づいてフィードバックデータを算出し、このフィードバックデータを主制御部４００へ出力する。第２駆動部３０１から出力されるフィードバックデータは、水平走査の往復の切り替わりタイミングを示す水平走査切り替わりデータ、フレームの切り替わりタイミングを示すフレーム切り替わりデータ、１フレーム（実走査期間Ｆａ＋帰線期間Ｆｂ）中の実走査期間Ｆａの割合を示す実走査期間割合データ等である。
ミラー位置検出部（走査位置検出手段）２０２は、ＭＥＭＳミラー３０のミラーを動かすピエゾ素子の時間ごとの振れ位置を検出し、検出した位置を走査位置検出データとして第２駆動部３０１に出力するものである。

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、ＣＰＵ４０１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、Ｆｌａｓｈ等からなる。
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、車両のＥＣＵ（図示せず）からの車両情報及び起動信号（ＩＧＮ，ＡＣＣのオンオフ信号）、ＬＤ１１，１２，１３に流れる電流値を示すＬＤ電流情報、電圧増幅部４２によって増幅された第１光検出部４０からの光強度情報、第２光検出部４１からの光強度情報、走査制御部３００からのフィードバックデータ等の各種情報が入力され、これらの情報より、ＣＰＵ４０１は、ＬＤ制御部１００を駆動する階調制御データ（電流制御データＩ）と、調光制御部２００を駆動する調光制御データ（調光値）と、走査制御部３００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と調光制御部２００及び走査制御部３００を介してＬＤ１１，１２，１３と液晶パネル２１及びＭＥＭＳミラー３０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Ｋがウインドシールド２に向けて出射され、観察者３は、画像Ｍを虚像Ｖとして視認することができる。

以上の構成からなるＨＵＤ装置１は、図６に示すように、車両の起動スイッチがオン（ＩＧＮ、ＡＣＣ、キー開錠等による）されたことに応じて、起動する。それからＣＰＵ４０１は、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置に基づき、各走査エリアを判定（ステップＳ１０）し、各走査エリアに基づき、画像調整処理（Ｓ１００，Ｓ２００，Ｓ３００）と、表示エリア５０ａの周囲領域でＬＤ１１，１２，１３の点灯を制限するＬＤ準備処理Ｓ４００と、画像情報に基づき画像Ｍを表示させる表示処理Ｓ５００と、を実行する。記憶部４０２には、本実施形態に特有の「画像調整処理」を実行するためのプログラムが予め記憶されており、ＣＰＵ４０１は、例えば、ＨＵＤ装置１が起動すると、これを読み出し、画像調整処理を実行する。
ここからは、画像調整処理について、図７〜図１４を参照して説明する。

（画像調整処理）
本実施形態の画像調整処理は、ＬＤ１１，１２，１３の光強度Ｌと電流制御データＩとを対応させた光強度特性が温度変化などにより変化した場合、新しい光強度特性を演算し、この新しい光強度特性に基づき、階調制御データ（階調レベルＥに対応する電流制御データＩ）を補正する階調補正処理Ｓ１００と、ＬＤ１１，１２，１３の合成レーザー光Ｃを調光し、画像Ｍの輝度を変調する調光補正処理Ｓ２００と、画像Ｍのホワイトバランスを調整する調色補正処理Ｓ３００と、から構成される。本実施形態の画像調整処理は、表示エリア５０ａに所望の画像Ｍを表示させながら、非表示エリア５０ｂ〜５０ｈの間に上記の階調補正処理Ｓ１００と調光補正処理Ｓ２００及び調色補正処理Ｓ３００を行う処理である。

階調補正処理Ｓ１００と調光補正処理Ｓ２００及び調色補正処理Ｓ３００は、図８に示すように、ＭＥＭＳミラー３０が合成レーザー光Ｃを走査する領域毎に区切って行なわれる。ちなみに、階調補正処理Ｓ１００は、階調制御データの更新が必要か否かを判定する更新判定処理Ｓ１１０と、階調制御データ生成処理Ｓ１２０と、階調制御データ更新処理Ｓ１３０と、を備え、非表示エリア５０ｂ〜５０ｈには、以下のように各処理が配分される（図８参照）。５０ｂは、更新判定処理Ｓ１１０と階調制御データ生成処理Ｓ１２０とを行う第１階調補正エリアであり、５０ｃは、調色補正処理Ｓ３００を行う調色補正エリアであり、５０ｄは、ＬＤ１１，１２，１３を消灯もしくは観察者３に視認されない程小さな光強度のレーザー光を出射する第１垂直準備エリアであり、５０ｅは、第１階調補正エリア５０ｂにおける更新判定処理Ｓ１１０及び階調制御データ生成処理Ｓ１２０の続きを行う第２階調補正エリアであり、５０ｆは、ＬＤ１１，１２，１３を消灯もしくは観察者３に視認されない程小さな光強度のレーザー光を出射する水平準備エリアであり、５０ｇは、ＬＤ１１，１２，１３を消灯もしくは観察者３に視認されない程小さな光強度のレーザー光を出射する第２垂直準備エリアであり、５０ｈは、階調制御データ更新処理Ｓ１３０及び調光補正処理Ｓ２００を行う階調／調光切替えエリアである。

記憶部４０２は、これらのエリア毎に実行される制御処理と水平走査ライン数の配分を予め記憶する。
１フレーム中の総水平走査ライン数から帰線期間Ｆｂにおける水平走査ライン数を差し引いた、実走査期間Ｆａにおける水平走査ライン数Ｙを、図８に示すように、第１階調補正エリア５０ｂの水平走査ライン数Ｙ１、調色補正エリア５０ｃの水平走査ライン数Ｙ２、第１垂直準備エリア５０ｄの水平走査ライン数Ｙ３、表示エリア５０ａ（第２階調補正エリア５０ｅ、水平準備エリア５０ｆ）の水平走査ライン数Ｙ４、第２垂直準備エリア５０ｇの水平走査ライン数Ｙ５、階調／調光切替えエリア５０ｈの水平走査ライン数Ｙ６、に配分する。ＭＥＭＳミラー３０の垂直走査位置は、時間ｔの経過に基づき、図７（ａ）に示すように推移していき、ＣＰＵ４０１は、各走査位置に対応した制御処理を実行していく。また、ＭＥＭＳミラー３０の垂直走査位置が表示エリア５０ａにある場合の水平走査位置の時間推移は、図６（ｂ）に示す通りであり、ＣＰＵ４０１は、１水平走査ライン中に、表示エリア５０ａ、第２階調補正エリア５０ｅ、水平準備エリア５０ｆを遷移して、各走査位置に対応した制御処理を実行する。

ＣＰＵ４０１は、第２駆動部３０１から入力されるフィードバックデータの水平走査切り替わりデータの信号をカウントすることにより、水平走査ライン数をカウントし、この水平走査ライン数のカウントに基づき、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置を特定し、その走査位置に基づいた画像調整処理（更新判定処理Ｓ１１０、階調制御データ生成処理Ｓ１２０、階調制御データ更新処理Ｓ１３０、調光補正処理Ｓ２００、調色補正処理Ｓ３００）を実行する。具体的には、ＣＰＵ４０１は、水平走査ライン数のカウントが０からＹ１の間である場合、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が第１階調補正エリア５０ｂ内であると判定し、更新判定処理Ｓ１１０及び階調制御データ生成処理Ｓ１２０を行う。
また、ＣＰＵ４０１は、第２駆動部３０１から入力されるフィードバックデータであるフレーム切り替わりデータの信号入力により水平走査ライン数のカウントをリフレッシュし、新たなフレームの水平走査ライン数のカウントを開始する。

（階調補正処理）
これより、階調補正処理Ｓ１００について、図９乃至１１を用いて説明する。図９は、階調補正処理Ｓ１００の動作フロー図であり、図１０は、ＬＤの電流制御データＩと光強度Ｌとを対応づけた光強度特性Ｐを表す図であり、図１１は、階調レベルＥと光強度Ｌとを対応づけた階調特性Ｑを表す図である。
階調補正処理Ｓ１００は、図９に示すように、階調制御データの更新が必要か否かを判定する更新判定処理Ｓ１１０と、新しい階調制御データである新階調制御データを生成する階調制御データ生成処理Ｓ１２０と、画像Ｍの描画に実際に使用される現階調制御データを、新階調制御データに更新する階調制御データ更新処理Ｓ１３０と、を備え、記憶部４０２に記憶される階調制御データを補正する制御処理である。

階調制御データは、各色毎に設けられるデータであり、ＣＰＵ４０１が画像情報に基づき決定する階調レベルＥと、ＬＤ１１，１２，１３を階調制御するためにＬＤ制御部１００に信号出力される電流値を示す電流制御データＩと、を対応づけたデータである。

階調制御データは、図１０に示すようなＬＤ１１，１２，１３の温度等により特性が変化する光強度特性Ｐと、図１１に示すような予め記憶部４０２に記憶された不変データである階調特性Ｑと、から求められる。光強度特性Ｐは、ＬＤ１１，１２，１３に供給される電流値を示す電流制御データＩとＬＤ１１，１２，１３が出力する各レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの光強度Ｌとを対応させたデータである、階調特性Ｑは、６ビット（６４段階）で設定される階調レベルＥと各階調レベルＥ毎に設定された光強度Ｌとを対応させたデータである。例えば、階調レベルＥ１は、階調特性Ｑにより光強度Ｌ１に対応づけられており（図１１参照）、光強度Ｌ１は、図９に示す現光強度特性Ｐ１により電流制御データＩ１に対応づけられているので、階調制御データとしては、階調レベルＥ１に電流制御データＩ１が対応づけられたデータが生成される。

階調特性Ｑは、図１１に示すように、一般的なγ特性を考慮した曲線となり、記憶部４０２に予め記憶される不変データである。
しかし、光強度特性Ｐは、ＬＤ１１，１２，１３の使用環境の温度等に依存して変化するので、ＣＰＵ４０１がＬＤ制御部１００に対して出力する階調レベルＥと、実際にＬＤ１１，１２，１３が出射するレーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂの光強度Ｌとの対応関係がずれてしまい所望の光強度Ｌを出射させることができない。
つまり、温度変化により光強度特性Ｐが、図１０に示すように、現光強度特性Ｐ１から新光強度特性Ｐ２に変化した場合、ＣＰＵ４０１が所望の光強度Ｌ１（階調レベルＥ１）のレーザー光を出射させるため、ＬＤ制御部１００に電流制御データＩ１を信号出力してＬＤに電流Ｉ１が供給されても、出射されるレーザー光の光強度Ｌは、Ｌ１ではなく新光強度特性に沿ったＬ２になってしまう。したがって、本実施形態の階調補正処理Ｓ１００は、ＬＤ１１，１２，１３それぞれの階調制御データ（階調レベルＥと電流制御データＩとの特性データ）を、ＬＤの光強度特性Ｐの変化に基づき補正するものである。
以下、更新判定処理Ｓ１１０について説明する。

更新判定処理Ｓ１１０は、ＬＤ１１，１２，１３のいずれかの光強度特性Ｐが特定の値だけ変化したかを検出し、ＬＤ１１，１２，１３のいずれかの光強度特性Ｐが特定の値だけ変化した場合に、階調制御データの補正を必要と判定する処理である。

ステップＳ１１１において、ＣＰＵ４０１は、ＬＤ制御部１００を介して赤色ＬＤ１１に供給する電流値を漸増させながら、この電流値に対応する赤色レーザー光Ｒの光強度Ｌを第１光検出部４０より取得する。ＬＤ１１に供給する電流値を漸増させながら、この電流値に対応するレーザー光Ｒの光強度Ｌを第１光検出部より取得していくと、ある電流値で急激に光強度Ｌが上昇して検出される。ＣＰＵ４０１は、この時の電流制御データＩを、ＬＤ１１がレーザー発振し始める新閾値電流値Ｉｔｂであると判定する。この後、緑色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３に対しても順次、新閾値電流値Ｉｔｂを求めていく。このようにして、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１１１において、各ＬＤ１１，１２，１３の新しい新閾値電流値Ｉｔｂを取得する。

ステップＳ１１２において、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１１１で取得した各ＬＤ１１，１２，１３の新閾値電流値Ｉｔｂと、記憶部４０２に記憶されている各ＬＤ１１，１２，１３の現閾値電流値Ｉｔａとを比較する。
各ＬＤ１１，１２，１３のいずれか１つでも、新閾値電流値Ｉｔｂと現閾値電流値Ｉｔａとの差が、予め記憶部４０２に記憶されている判定値以上である場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、階調制御データの補正が必要であると判定し、記憶部４０２の現閾値電流値Ｉｔａを新閾値電流値Ｉｔｂの値に書き換える。
また、各ＬＤ１１，１２，１３の全てにおいて、新閾値電流値Ｉｔｂと現閾値電流値Ｉｔａとの差が、予め記憶部４０２に記憶されている判定値未満である場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、階調制御データの補正が不要であると判定し、処理をステップＳ１１１に戻し、更新判定処理Ｓ１１０を終了する。
以上が本実施形態の更新判定処理Ｓ１１０であるが、この更新判定処理Ｓ１１０は、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が第１階調補正エリア５０ｂ又は第２階調補正エリア５０ｅである場合に実行され、それ以外の走査位置である場合、処理を中断し、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が再び第１階調補正エリア５０ｂ又は第２階調補正エリア５０ｅになった場合、前回の続きから処理を再開するものである。
以下、階調制御データ生成処理Ｓ１２０について説明する。

階調制御データ生成処理Ｓ１２０は、ＬＤ１１，１２，１３の全てにおいて、新しい階調制御データである新階調制御データを生成する処理である。

ステップＳ１２１において、ＣＰＵ４０１は、ＬＤ制御部１００を介して赤色ＬＤ１１に供給する電流値を、ステップＳ１１０で取得した現閾値電流値Ｉｔａ以上から漸増させながら、この電流値に対応する赤色レーザー光Ｒの光強度Ｌを第１光検出部４０より取得する。
ＣＰＵ４０１は、第１光検出部４０から取得された光強度Ｌが、予め記憶部４０２に記憶された最小光強度Ｌｍになった場合、図１０に示すように、この時の電流制御データＩを最小電流制御データＩｍｂであると判定する。
さらに、ＣＰＵ４０１は、赤色ＬＤ１１に供給する電流値を漸増させ、第１光検出部４０から取得された光強度Ｌが、予め記憶部４０２に記憶された最大光強度Ｌｎになった場合、図１０に示すように、この時の電流制御データＩを最大電流制御データＩｎｂであると判定する。

ステップＳ１２２において、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１２１で取得された２点（最小光強度Ｌｍｂに対応づけられた最小電流制御データＩｍｂ及び最大光強度Ｌｎｂに対応づけられた最大電流制御データＩｎｂ）を結ぶ直線を算出し、これを新しい光強度特性である新光強度特性Ｐ２とする。

ステップＳ１２３において、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１２１で算出された新光強度特性Ｐ２と予め記憶部４０２に記憶された階調特性Ｑとにより新階調制御データを生成し、一時的に記憶部４０２に記憶する。緑色ＬＤ１２、青色ＬＤ１３についても、同様に、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１２１からステップＳ１２３までの処理を行い、緑色ＬＤ１２及び青色ＬＤ１３の新階調制御データを生成し、一時的に記憶部４０２に記憶して、階調制御データ生成処理Ｓ１２０を終了する。
以上が本実施形態の階調制御データ生成処理Ｓ１２０であるが、この階調制御データ生成処理Ｓ１２０は、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が第１階調補正エリア５０ｂ又は第２階調補正エリア５０ｅである場合に実行され、それ以外の走査位置である場合、処理を中断し、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が再び第１階調補正エリア５０ｂ又は第２階調補正エリア５０ｅになった場合、前回の続きから処理を再開するものである。
以下、階調制御データ更新処理Ｓ１３０について説明する。

階調制御データ更新処理Ｓ１３０は、画像Ｍの描画に使用される現階調制御データを、ステップＳ４０２に算出された新階調制御データに書き換える処理である。この階調制御データ更新処理Ｓ１３０を行わない限り、ステップＳ１２０により算出された新階調制御データは、画像Ｍの描画に使用されず、旧データとなる現階調制御データによる画像Ｍの描画が行われる。階調制御データ更新処理Ｓ１３０は、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が階調／調光切替えエリア５０ｈである場合に実行され、書き換え処理を必ず完了させてから終了する。

以上が階調補正処理である。簡潔にこの処理の流れを述べれば、以下のようになる。
・まず、更新判定処理Ｓ１１０で、ＬＤ１１，１２，１３のいずれかの光強度特性Ｐ（閾値電流Ｉｔ）が特定の値だけ変化したかを検出し、ＬＤ１１，１２，１３のいずれかの光強度特性Ｐ（閾値電流Ｉｔ）が特定の値だけ変化した場合に、階調制御データの補正を必要と判定する。
・次に、階調制御データ生成処理Ｓ１２０で、ＬＤ１１，１２，１３の全てにおいて、新しい新光強度特性Ｐ２を算出し、この算出した新光強度特性Ｐ２から新しい新階調制御データを生成し、この新階調制御データを記憶部に一時的に記憶する。
・次に、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が階調／調光切替えエリア５０ｈになった後、記憶部４０２に記憶してある現階調制御データを、階調制御データ生成処理Ｓ１２０で生成された新階調制御データに書き換える。
つづいて、調光補正処理Ｓ２００について、図１２を用いて説明する。図１２は、調光補正処理Ｓ２００における動作フローを示す図である。

（調光補正処理）
調光補正処理Ｓ２００は、調光部２０によりＬＤ１１，１２，１３の合成レーザー光Ｃを調光し、画像Ｍの輝度を変調する処理である。
ステップＳ２０１において、ＣＰＵ４０１は、車両のＥＣＵから新調光値を入力したか又は外光センサー９１からの外部照度の入力に基づき新調光値を算出したかを判定する。新調光値が入力された場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、新調光値が、その時、実際に調光制御部２００が調光部２０を調光制御する調光値である現調光値と同じであるかを判定する（ステップＳ２０２）。新調光値と現調光値が同じ場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、調光を不要と判定し、ＣＰＵ４０１はステップＳ２０１に戻る。
ステップＳ２０３において、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が階調／調光切替えエリア５０ｈになってから、記憶部４０２に記憶された現調光値の値を、ステップＳ２０１で入力（算出）された新調光値の値に補正し、調光制御部２００は調光部２０を目的の調光値に切り換える。
つづいて、調色補正処理Ｓ３００について、図１３を用いて説明する。図１３は、調色補正処理Ｓ３００の動作フローを示す図である。

（調色補正処理）
調色補正処理Ｓ３００は、画像Ｍのホワイトバランス調整を行うため、階調制御データの各階調レベルＥに対応する電流制御データＩに乗算して、電流制御データＩを調色補正する調色補正値（新調色補正値）を新しく算出する調色補正値算出処理Ｓ３１０と、画像Ｍの描画に使用される現調色補正値を、調色補正値算出処理Ｓ３１０で算出された新調色補正値に書き換える調色補正値更新処理Ｓ３２０と、調色補正値更新処理Ｓ３２０で書き換えられた調色補正値を反映した階調制御データでＬＤ１１，１２，１３を駆動し、ＬＤ１１，１２，１３が出射するレーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂが所望のホワイトバランスの許容範囲内に入っているかを確認する調色確認処理Ｓ３３０と、を備え、画像Ｍのホワイトバランスを調整する処理である。
以下、調色補正値算出処理Ｓ３１０について説明する。

調色補正値算出処理Ｓ３１０は、ホワイトバランス調整を行うため、階調制御データの各階調レベルＥに対応する電流制御データＩに乗算する各色毎（緑色と青色）に設けられる調色補正値を新しく算出する処理である。

ステップＳ３１１において、ＬＤ制御部１００を介して赤色ＬＤ１１を、記憶部４０２に記憶した現階調制御データにおける最大発振階調レベルＥｎに対応する電流制御データＩで駆動し、この電流制御データＩに対応する赤色レーザー光Ｒの光強度（調色用光強度）Ｌを第２光検出部４１より取得する。つづいて、ＣＰＵ４０１は、緑色ＬＤ１２，青色ＬＤ１３も同様に駆動して、現階調制御データにおける最大発振階調レベルＥｎに対応する電流制御データＩで駆動した際の光強度（調色用光強度）Ｌを第２光検出部４１より取得する。この際に使用される最大発振階調レベルＥｎに対応する電流制御データＩは、今回の調色補正処理Ｓ３００に入る前に算出された過去の調色補正値である現調色補正値を反映していない（調色補正していない）電流制御データである。

ステップＳ３１２において、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ３１１で検出した各色の光強度（調色用光強度）Ｌに基づき、赤色レーザー光Ｒと緑色レーザー光Ｇと青色レーザー光Ｂの光強度比を算出する。ＣＰＵ４０１は、この算出された光強度比と、予め記憶部４０２に記憶したホワイトバランス比とを比較して、赤色を基準とした緑色と青色の新階調補正値を算出し、次の調色補正値更新処理Ｓ３２０へ処理を移行する。

調色補正値更新処理Ｓ３２０において、ＣＰＵ４０１は、記憶部４０２に記憶された現調色補正値を、ステップＳ３１２で算出された新調色補正値の値に書き換える。現調色補正値は、緑色、青色の現階調制御データにおける全ての階調レベルＥに対応する電流制御データＩに乗算され、ＬＤ１１，１２，１３が所望のホワイトバランスになるように調色補正する。

調色補正値更新処理Ｓ３２０が終了した後、ＣＰＵ４０１は、調色確認処理Ｓ３３０に処理を移行する。調色確認処理Ｓ３３０は、調色補正値更新処理Ｓ３２０で書き換えられた現調色補正値を反映した（調色補正した）階調制御データでＬＤ１１，１２，１３を駆動し、所望のホワイトバランスの許容範囲内に入っているかを確認する処理である。

ステップＳ３３１において、ＣＰＵ４０１は、ＬＤ制御部１００を介して赤色ＬＤ１１を、記憶部４０２に記憶した現階調制御データにおける最大発振階調レベルＥｎに対応する電流制御データＩで駆動し、この電流制御データＩに対応する赤色レーザー光Ｒの光強度（確認用光強度）Ｌを第２光検出部４１より取得する。つづいて、ＣＰＵ４０１は、緑色ＬＤ１２，青色ＬＤ１３も同様に駆動して、現階調制御データにおける最大発振階調レベルＥｎに対応する電流制御データＩで駆動した際の光強度（確認用光強度）Ｌを第２光検出部４１より取得する。この緑色レーザー光Ｇ及び青色レーザー光Ｂを出射させる際に使用される電流制御データＩは、調色補正値更新処理Ｓ３２０で更新した現調色補正値を反映した（調色補正した）電流制御データである。

ステップＳ３３２において、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ３３１で検出された調色補正した各色の光強度（確認用光強度）Ｌに基づき、赤色レーザー光Ｒと緑色レーザー光Ｇと青色レーザー光Ｂの光強度比を算出する。ＣＰＵ４０１は、この算出された光強度比と、予め記憶部４０２に記憶したホワイトバランス比とを比較して、算出された光強度比が所定のホワイトバランスの許容範囲内であるかを判定する。ＣＰＵ４０１は、光強度比が所定のホワイトバランスの許容範囲内でないと判定した場合、処理をステップＳ３１１に戻し、調色補正処理Ｓ３００をやり直す。
以上が本実施形態の調色補正処理Ｓ３００であるが、この調色補正処理Ｓ３００は、ＭＥＭＳミラー３０の走査位置が調色補正エリア５０ｃである場合に実行される。調色補正エリア５０ｃは、調色補正処理Ｓ３００が終了するだけ十分に広く設けられる。

以上が本実施形態における画像調整処理（更新判定処理Ｓ１１０、階調制御データ生成処理Ｓ１２０、階調制御データ更新処理Ｓ１３０、調光補正処理Ｓ２００、調色補正処理Ｓ３００）であったが、記憶部４０２に記憶された各種データ（階調レベルＥ、光強度Ｌ、電流制御データＩ、調色補正値Ｈ、ＰＷＭ値Ｄ）について、図１４を用いて以下に説明する。

記憶部４０２は、画像情報に基づきＣＰＵ４０１が決定するＬＤ１１，１２，１３を階調制御するためのデータである階調レベルＥと、各階調レベルＥ毎に基準となる光強度Ｌである基準光強度Ｌと、が対応づけられた一般的なγ特性を考慮した階調特性Ｑを予め各色毎に記憶する。
また、記憶部４０２は、ＬＤ１１，１２，１３に供給される電流値を指示する電流制御データＩと、光強度Ｌと、が対応づけられた光強度特性Ｐを記憶し、ＬＤ１１，１２，１３の特性変化に基づき、光強度特性Ｐを最新の特性データに更新していく。
階調レベルＥと光強度Ｌが対応づけられた階調特性Ｑと、電流制御データＩと光強度Ｌが対応づけられた光強度特性Ｐと、から階調レベルＥと電流制御データＩとが対応づけられる（階調制御データが生成される）。
また、記憶部４０２は、ＬＤ１１，１２，１３をＰＷＭ制御するために、階調レベルＥに対応づけられたＰＷＭ値Ｄを記憶する。階調レベルＥは、所定の低い階調レベルの低階調領域と、低階調領域より高い主階調領域に分類され、主階調領域では階調制御をＰＡＭ方式によりＬＤ１１，１２，１３に供給する電流値の大きさを変化させることで、ＬＤ１１，１２，１３の出射する光強度Ｌを変調し、低調領域では、電流制御データＩを最小電流制御データＩｍに固定し、階調制御を記憶部４０２に記憶したＰＷＭ値Ｄに基づきＰＷＭ方式を行うことによって、ＬＤ１１，１２，１３の出射する光強度Ｌを変調する。
また、記憶部４０２は、調色補正処理Ｓ３００で更新された調光補正値（現調色補正値）を記憶しており、ＣＰＵ４０１は、階調制御データの電流制御データＩを調色補正値で補正してからＬＤ制御部１００に（調色補正した）電流制御データＩを出力する。

以上に説明した実施形態におけるＨＵＤ装置１によれば、光源から出射したレーザー光の光強度を変調する調光部２０と、調光部２０に入力する前のレーザー光の光強度を検出する第１光検出部４０と、調光部２０に入力した後のレーザー光の光強度を検出する第２光検出部４１と、を備え、第１光検出部４０で検出した光強度Ｌに基づき、光源の各色の光強度特性を算出することで、調光部２０の透過率に依存せずに記憶部４０２に予め記憶した階調特性Ｑに基づいて階調制御データを補正することができ、第２光検出部４１で検出した光強度Ｌに基づき、光源の各色のホワイトバランス調整を行うことで、調光部２０の透過率を考慮してホワイトバランス調整を行うことができ、ＬＤ１１，１２，１３の光強度特性が変化しても安定した表示色、表示輝度の画像Ｍを表示することができる。

また、本実施形態におけるＨＵＤ装置１によれば、ＭＥＭＳミラー３０の走査するエリア毎に実行する制御処理を配分しているため、ある一つの制御処理が長引いてしまった場合でも、他の重要な制御処理に影響を及ぼすことなく安定した制御処理を実行することができる。特に、画像Ｍのホワイトバランス調整（調色補正処理Ｓ３００）を行う調色補正エリア５０ｃは、調色補正処理Ｓ３００が終了するだけ十分に広く設けることによって、１フレーム毎にＬＤ１１，１２，１３の光強度特性や調光部２０の透過率に依らずに所望のホワイトバランス比の画像Ｍを得る事ができる。また、調色補正処理Ｓ３００に影響を及ぼすことなく、階調補正処理Ｓ１００は、制御処理が終わるまで処理中断や処理再開を行い、確実に処理を実行するため精度の高い階調補正を行うことができる。

また、調色補正エリア５０ｃを、ＬＤ１１，１２，１３を階調制御するための階調制御データ及び調光部２０を制御するための調光値を切り換える階調／調光切替えエリア５０ｈから、次のフレームの画像Ｍが表示される表示エリア５０ａまでの間に調色補正エリア５０ｃを設けることによって、階調制御データや調光値が変わっても確実に調色補正処理を実行することができ、安定した表示色の画像Ｍを生成することができる。

また、表示エリア５０ａの周囲に、ＬＤ１１，１２，１３を消灯もしくは観察者３に視認されない程小さな光強度のレーザー光を出射する、第１垂直準備エリア５０ｄ、水平準備エリア５０ｆ、第２垂直準備エリア５０ｇを設けることにより、階調補正処理Ｓ１００及び調色補正処理Ｓ３００の際にＬＤ１１，１２，１３から出射される補正用のレーザー光が誤って表示エリア５０ａに出射（走査）されてしまうことを抑制することができる。

また、第１光検出部４０と第２光検出部４１は、第１透過膜（第１光分岐手段）４０ａと第２透過膜（第２光分岐手段）４１ａにより分岐された一方のレーザー光（第１反射光Ｃ１及び第２反射光Ｃ２）の光強度Ｌを検出するので、第１透過膜（第１光分岐手段）４０ａと第２透過膜（第２光分岐手段）４１ａにより分岐された一方のレーザー光で画像Ｍを生成することができ、画像Ｍを生成しながら画像調整処理を行うことができる。

［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。

上記実施形態において、調光部２０は、液晶パネル２１と、液晶パネルを挟む２枚の偏光フィルターとから構成され、調光制御部２００は、液晶パネル２１を駆動するドライバＩＣ等であったが、調光部２０を水平方向もしくは回転方向にＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値が異なるＮＤフィルター（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙフィルター）２１１と、ＮＤフィルター２１１を回転駆動させるステッピングモーターなどからなる駆動部２１１ａと、で構成し、調光制御部２００を、駆動部２１１ａを制御するドライバＩＣで構成し、調光制御部２００がＮＤフィルター２１１を、駆動部２１１ａを介して回転駆動させることによって、合成レーザー光Ｃを調光してもよい。
また、調光部２０は、反射型アルミワイヤグリッド偏光フィルターを２枚と、反射型アルミワイヤグリッド偏光フィルターの一方を回転駆動させる駆動部２１１ａと、を備え、一方の反射型アルミワイヤグリッド偏光フィルターを回転駆動させて合成レーザー光Ｃを調光してもよい。

また、調光部２０は、合成レーザー光Ｃの光路上ではなく、合成される前のレーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに設けてもよく、斯かる構成により、レーザー光Ｒ，Ｇ，Ｂを個別に調光制御することができる。

また、上記実施形態において、ＭＥＭＳミラー３０の水平走査をカウントすることによって、画像調整処理の各制御処理のタイミングを計っていたが、走査時間をカウントするなどあらゆる方法で走査位置を検出してもよい。

また、上記実施形態において、透過膜（光分岐手段）を用いることにより画像Ｍを生成しながら光検出を行っていたが、透過型の光検出部を設け、画像Ｍの生成に用いる光を透過させながら光強度Ｌを検出してもよい。しかし、透過型の光検出部の場合、各色毎に透過率の波長依存性を考慮しなくてはならないので、上記実施形態のように光分岐手段を設ける方が望ましい。

また、上記実施形態において、階調制御データ更新処理Ｓ１３０及び調光補正処理Ｓ２００は、階調／調光切替えエリア５０ｈのみで行われているが、階調制御データ更新処理Ｓ１３０及び調光補正処理Ｓ２００においては不要なレーザー光を出射する必要がないので、第２垂直準備エリア５０ｇを走査している間もしくは帰線期間Ｆｂの間においても階調制御データ更新処理Ｓ１３０又は調光補正処理Ｓ２００を行ってもよい。

また、調色補正処理Ｓ３００は、調色補正エリア５０ｃの際に毎回行うのではなく、数フレーム毎に周期的に間欠的に行ってもよい。また、階調／調光切替えエリア５０ｈで階調制御データ又は調光値が更新された場合のみ、次のフレームで調色補正処理Ｓ３００を行ってもよい。斯かる構成により、ＣＰＵ４０１の制御負荷を軽減できる。

また、上記実施形態において、外光センサー９１によって検出した外部照度情報に基づいて輝度目標値を算出しているが、車両からＨＵＤ装置１に入力される外部照度情報や輝度目標値を用いることができる。

１ ＨＵＤ装置（レーザー走査型表示装置）
２ ウインドシールド
３ 観察者
１０ 合成レーザー光出射部（レーザー光源）
２０ 調光部
３０ ＭＥＭＳミラー（走査手段）
４０ 第１光検出部（レーザー光検出部）
４１ 第２光検出部
４２ 電圧増幅部
４２ａ 第１の電圧増幅部
４２ｂ 第２の電圧増幅部
４３ 切り換え部
１００ ＬＤ制御部（レーザー光源制御部）
１０１ 第１駆動部
１０２ 給電部
２００ 調光制御部
３００ 走査制御部
３０１ 第２駆動部
３０２ ミラー位置検出部
４００ 主制御部
４０１ ＣＰＵ
４０２ 記憶部

Claims (1)

1. 供給される電流に応じた光強度で、所定のタイミングで赤色レーザー光，緑色レーザー光，青色レーザー光からなるレーザー光を出射する複数のレーザー光源と、
   前記レーザー光源の電流を制御することで、前記レーザー光の光強度を制御するレーザー光源制御部と、
   前記レーザー光源から出射したレーザー光の光路上に位置し、到達したレーザー光の光強度を制御する調光制御部と、
   前記レーザー光源から出射したレーザー光の光路上に位置し、到達したレーザー光を走査し、所望の表示画像を投影する走査制御部と、
   前記調光制御部を通過した後の前記レーザー光の光強度を検出するレーザー光検出部と、
   前記表示画像の表示される輝度目標値を算出し、前記表示画像が前記輝度目標値で表示されるように前記レーザー光源制御部と前記調光制御部とを制御する主制御部と、
   前記レーザー光検出部が検出した電圧を、レーザー光の色別に所定の倍率で増幅する複数の電圧増幅部と、を備え、
   前記複数の電圧増幅部は、前記赤色レーザー光，前記緑色レーザー光の光強度に対応する電圧を増幅する第１の電圧増幅部と、前記青色レーザー光の光強度に対応する電圧を増幅する第２の電圧増幅部とから構成され、
   前記主制御部は前記複数の電圧増幅部の出力電圧を所定のタイミングで採用すること
   を特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

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