JP2017106977A - プロジェクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】異なる複数の色成分のレーザ光源を用いた場合でも調光可能な範囲の制限を緩和し、所望の調光を行うことができるプロジェクタを提供する。【解決手段】それぞれ異なる色成分のレーザ光を出力する複数のレーザ光源１０３〜１０５を含むレーザ光源部と、複数のレーザ光源１０３〜１０５の出力を制御する制御部１０１とを備え、制御部１０１は、複数のレーザ光源１０３〜１０５のうちホワイトバランス比で最も出力の小さいレーザ光源をパルス駆動させ、当該最も出力の小さいレーザ光源以外の少なくとも１つのレーザ光源を連続駆動させる。【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特に、ヘッドアップディスプレイ装置などに用いられるプロジェクタに関する。
従来、赤色成分、緑色成分および青色成分（以下ＲＧＢとも称する）のレーザ光を照射することにより、画像を表示させるプロジェクタがある。このようなプロジェクタでは、ＲＧＢのレーザ光を出力するレーザ光源を制御して調光を行う。例えば特許文献１には、フォトダイオードで出力の測定可能な領域では、測定結果に基づいて、発光が不安定となる駆動電流の閾値を推定し、推定した閾値以上の領域でレーザ光源を制御して調光する光源装置について開示されている。
特開２００９−９４３１５号公報
しかしながら、レーザ光源は、閾値付近の領域では、ＬＥＤ発光領域とＬＤ発光領域の境界となるため、出力が不安定となる上、フォトダイオードによる出力の検出も困難となる。同色の画像であっても低輝度の画像となるように調光を行う場合、ＲＧＢのレーザ光の出力を同じ比率で下げる制御を行う必要がある。同じ比率でこれらの出力を下げていくと、この比率のなかで最も出力の小さいレーザ光の閾値に最初に到達してしまう。つまり、特許文献１の光源装置では、ＲＧＢのレーザ光を用いて調光可能な範囲が制限させてしまうという課題がある。
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、異なる複数の色成分のレーザ光源を用いた場合でも調光可能な範囲の制限を緩和し、所望の調光を行うことができるプロジェクタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るプロジェクタは、それぞれ異なる色成分のレーザ光を出力する、複数の発光部を含むレーザ光源部と、前記レーザ光源部の出力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記複数の色成分のレーザ光のうちホワイトバランス比で最も出力の小さい発光部をパルス駆動させ、当該最も出力の小さい発光部以外の少なくとも１つの発光部を連続駆動させる。
これによれば、より低輝度に調光する場合に最も早くレーザ光の閾値に到達して調光可能な範囲を制限するレーザ光源をパルス駆動する。それにより、異なる複数の色成分のレーザ光源（発光部）を用いた場合でも調光可能な範囲の制限を緩和し、所望の調光を行うことができる。
ここで、例えば、さらに、前記制御部は、前記複数の色成分のレーザ光のうち、ホワイトバランス比で最も出力の小さい発光部と、前記ホワイトバランス比で次に出力の小さい発光部とをパルス駆動させても良い。
また、前記複数の色成分は、赤色、緑色および青色であり、前記最も出力の小さい発光部は、青色成分の発光部であり、前記次に出力の小さい発光部は、緑色成分の発光部であっても良い。
これによれば、より低輝度に調光する場合にレーザ光の閾値に到達してしまい調光可能な範囲を制限する複数のレーザ光源（発光部）をパルス駆動することができるので、すべてのレーザ光源の使用可能範囲を最大限に広げることができる。
また、前記制御部は、前記青色成分の発光部と前記緑色成分の発光部とで異なるデューティ比でパルス駆動させることで、平均出力の最大および最小の比を略同一にしても良い。
これによれば、青色成分のレーザ光源（発光部）と緑色成分のレーザ光源（発光部）とで使用可能な出力の最小の値が異なる場合でも、異なるパルス駆動させることで、青色成分のレーザ光源と緑色成分のレーザ光源とで使用可能な最大（上限パワー）の平均出力および最小（下限パワー）の平均出力の比をそろえることができる。それにより、本発明のプロジェクタの調光可能範囲をより低い領域に広げることができる。
また、さらに、前記複数の発光部それぞれの温度を検出するセンサを備え、前記制御部は、前記センサにより検出された温度に応じて、前記少なくとも一つの発光部のピークパワーとデューティ比とを変更してもよい。
なお、本発明は、プロジェクタとして実現することができるだけでなく、プロジェクタに含まれる特徴的な処理部が実行する処理をステップとする制御方法として実現することができる。また、プロジェクタに含まれる特徴的な処理部としてコンピュータを機能させるためのプログラムまたは制御方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。
本発明のプロジェクタによると、異なる複数の色成分のレーザ光源を用いた場合でも調光可能な範囲の制限を緩和し、所望の調光を行うことができる。
本発明の実施の形態１に係るＨＵＤ装置の設置例を示す図である。 フロントガラスを通してユーザが見る風景の一例を示す図である。 実施の形態１に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態１に係るホワイトバランスを構成するレーザ光の出力比の一例を示す図である。 比較例におけるパルス駆動なしの場合のレーザ光源の使用可能範囲の一例を示す図である。 実施の形態１におけるパルス駆動を行う場合のレーザ光源の使用可能範囲の一例を示す図である。 実施の形態１における複数のレーザ光源の駆動波形の一例を示す図である。 実施の形態１の効果を説明するための図である。 実施の形態２に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態２における複数のレーザ光源の駆動波形の一例を示す図である。 実施の形態２におけるパルス駆動を行う場合のレーザ光源の使用可能範囲の一例を示す図である。 実施の形態３に係るＨＵＤ装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 温度変化によるレーザ光源のＩＬ特性の変化を説明するための図である。 実施の形態３における高温におけるデューティ等の数値例を示す図である。 実施の形態３における温度によるデューティ変更の数値例を示す図である。 実施の形態３におけるプロジェクタの動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（実施の形態１）
以下、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤという）装置を例にとり、本発明のプロジェクタについて説明する。ＨＵＤ装置とは、自動車のフロントガラスに画像を投影することで、フロントガラスの先（車外）に虚像を映し出し、ユーザ（運転者）の視野中に画像を映し出すシステムのことである。
＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るＨＵＤ装置の設置例を示す図である。図１に示すように、ＨＵＤ装置１は、プロジェクタ１０と、コンバイナ６０（透明表示板を構成する）とを備える。
プロジェクタ１０は、自動車５０などの輸送用機器に設置され、例えば、自動車５０のダッシュボードの上に設置される。コンバイナ６０は、自動車５０のフロントガラス２０の一部に設置された表示面である。プロジェクタ１０は、コンバイナ６０に光を照射することで、画像をコンバイナ６０に投影する。コンバイナ６０は、偏光素子、波長選択素子、ハーフミラーなどから構成されるため、車外の風景上に、プロジェクタ１０により投影された画像が重ね合わせて表示される。なお、フロントガラス２０自体がコンバイナ６０の機能を兼ね備えている場合もある。
図２は、フロントガラスを通してユーザが見る風景の一例を示す図である。上述の通り、フロントガラス２０上には、コンバイナ６０が設置されている。コンバイナ６０には、プロジェクタ１０から投影された画像が表示される。プロジェクタ１０は、図２に示すように、カーナビゲーションに関する情報（たとえば、目的地への経路情報）や自動車に関する情報（たとえば、燃費情報）などをコンバイナ６０に表示する機能を有している。例えば、プロジェクタ１０は、目的地までの経路情報６１（「大阪」、「神戸」およびそれぞれに対応する経路を示す「矢印」）や、目的地までの距離情報６２（「１．０ｋｍ」）を示す画像（コンテンツ画像の一例）をコンバイナ６０に表示する。図２に示すように、前方の風景中にプロジェクタ１０から投影された画像が表示されるため、ユーザは自動車５０の運転中に視線をそらすことなく、運転に役立つ情報を獲得することができる。
図３は、実施の形態１に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。
プロジェクタ１０は、レーザースキャン型のプロジェクタであり、ＲＧＢのレーザ光源１０３〜１０５から出射された出力を合成し、ＭＥＭＳミラー１１４による走査後、コンバイナ６０などのスクリーンへ投影される。より具体的には、プロジェクタ１０は、レーザ光を照射することにより、画像を表示させるプロジェクタであって、制御部１０１と、レーザ光源１０３〜１０５と、ビームスプリッタ１０６〜１０９と、検出部１１０と、ＭＥＭＳミラー１１４と、ＬＤドライバ１１８とを備える。
制御部１０１は、例えばＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）コントローラであり、レーザ光源１０３〜１０５の出力を制御する。制御部１０１は、ＬＤドライバ１１８を制御して、レーザ光源１０３〜１０５によるレーザ光の照射を制御する。具体的には、制御部１０１は、ＭＥＭＳミラー１１４による画像の走査タイミングに合せて、画像の各画素に対応する色のレーザ光をレーザ光源１０３〜１０５から照射させるための制御を行う。制御部１０１は、検出部１１０により検出したレーザ光の光量を参照して、目標出力をレーザ光源１０３〜１０５に照射させる制御を行う。
本実施の形態では、制御部１０１は、複数のレーザ光源部のうち少なくとも一つのレーザ光源部を、パルス駆動させることで、パルス駆動させない（連続駆動させる）場合と比較して、当該少なくとも一つのレーザ光源部のレーザ光の出力の最小値の平均（最小出力）を低下させる。制御部１０１は、当該少なくとも一つのレーザ光源部として、複数の色成分のレーザ光のうちホワイトバランス比で最も出力の小さいレーザ光源部をパルス駆動させる。ここで、複数の色成分は、赤色成分、緑色成分および青色成分であり、当該少なくとも一つのレーザ光源部は、青色成分のレーザ光源部である。すなわち、制御部１０１は、レーザ光源１０３〜１０５のうち少なくとも青色成分のレーザ光源１０３を、パルス駆動させることで、レーザ光源１０３のレーザ光の出力の最小値の平均（最小出力）を低下させる。ここで、制御部１０１は、レーザ光源１０３を、例えば０．５のデューティ比（ｄｕｔｙ５０％）でパルス駆動させる。
レーザ光源１０３〜１０５は、複数の発光部の一例であり、それぞれ異なる色成分のレーザ光を出力する光源である。本実施の形態では、レーザ光源１０３は、青色成分のレーザ光をビームスプリッタ１０６で他の色成分のレーザ光と同軸となるように反射され、ＭＥＭＳミラー１１４に入力されるレーザダイオードである。また、レーザ光源１０４は、緑色成分のレーザ光をビームスプリッタ１０７で他の色成分のレーザ光と同軸となるように反射され、ＭＥＭＳミラー１１４に入力されるレーザダイオードである。また、レーザ光源１０５は、赤色成分のレーザ光をビームスプリッタ１０８で他の色成分のレーザ光と同軸となるように反射され、ＭＥＭＳミラー１１４に入力されるレーザダイオードである。
検出部１１０は、例えばフォトダイオードであり、ビームスプリッタ１０９により一部が反射されたレーザ光源１０３〜１０５それぞれから出力されたレーザ光の光量を検出する。
ＭＥＭＳミラー１１４は、ビームスプリッタ１０６〜１０８により同軸上に反射されて合流（合成）されたレーザ光をコンバイナ６０に向けて画像を投影する。また、ＭＥＭＳミラー１１４は、水平方向を共振駆動により高速走査するとともに、垂直方向を直流駆動により低速走査する。
ＬＤドライバ１１８は、制御部１０１に制御され、レーザ光源１０３〜１０５に駆動電流を供給することにより、レーザ光源１０３〜１０５の光量を調整する。
＜プロジェクタの動作＞
次に、プロジェクタ１０の動作について説明する。以下では、プロジェクタ１０の動作のうち特徴的な動作を主に説明する。
図４は、実施の形態１に係るホワイトバランスを構成するレーザ光の出力比の一例を示す図である。レーザ光源１０３が出力する青色成分のレーザ光の波長は例えば４５６ｎｍであり、レーザ光源１０４が出力する緑成分のレーザ光の波長は例えば５１３ｎｍであり、レーザ光源１０５が出力する赤色成分のレーザ光の波長は例えば６５０ｎｍであるとする。なお、色成分の波長は一例であり、図４に示す波長以外でもよい。この場合、ホワイトバランスを構成するレーザ光の出力の比は、青色成分（ｂｌｕｅまたはＢとも称する）のレーザ光を１としたときに、緑色成分（ｇｒｅｅｎまたはＧとも称する）のレーザ光が１．８、赤色成分（ｒｅｄまたはＲとも称する）のレーザ光が４．１となる。つまり、図４に示すように、相対的に青色成分のレーザ光は白色を発色する（ホワイトバランスを構成する）ための出力は低い。
なお、以下では、説明を簡単にするため、ＲＧＢの比率が４：２：１の時に合成光が白色になるとして説明する。
図５は、比較例におけるパルス駆動なしの場合のレーザ光源の使用可能範囲の一例を示す図である。図６は、実施の形態１におけるパルス駆動を行う場合のレーザ光源の使用可能範囲の一例を示す図である。図７は、実施の形態１における複数のレーザ光源の駆動波形の一例を示す図である。
まず、比較例として、レーザ光源１０３〜１０５のすべてがパルス駆動されずにＣＷ（連続波）駆動される場合について説明する。上述したように、レーザ光源１０３〜１０５は、不安定な発光となる閾値付近より低い領域では、ＬＥＤ発光領域とＬＤ発光領域の境界となるため、出力が不安定となる上、フォトダイオードによる出力の検出も困難となる。このため、閾値での出力を下限としてレーザ光源１０３〜１０５は用いられる。
例えば白色の発光でかつ低輝度となるように調光を行う場合はレーザ光源１０３〜１０５の出力を同じ比率で下げる必要がある。同一の比率を維持したままレーザ光源１０３〜１０５の出力を下げていくと、この比率のなかで最も出力の小さい青色成分のレーザ光源１０３が閾値に最初に到達してしまうことになる。この状態で低輝度の調光を行うと、青色成分のレーザ光源１０３の出力が不安定となるため、正しく白発光を合成することができず、色ずれが起きる。
図５において、出力の最大（最大出力）および最小（最小出力）により規定されるレーザ光源１０３〜１０５の出力範囲が示されている。最大出力のレーザ光源１０３〜１０５の合成光は白色となる。最小出力は、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの閾値での出力を示しており、レーザ光源１０３〜１０５でおおよそ同一の値（０．５ｍＷ）となる。レーザ光源の使用可能範囲は、最大出力と最小出力との比（最大出力／最小出力）で計算され、この値が大きいほど調光による減光幅を大きくすることができる。使用可能範囲は、赤色成分のレーザ光源１０５が８０倍であり緑色成分のレーザ光源１０４が４０倍であり、青色成分のレーザ光源（図でｂｌｕｅ）が最も小さい２０倍である。ホワイトバランスを保つにはＲＧＢ比率を保たなければならないため、調光可能範囲は、青色成分のレーザ光源１０３の使用可能範囲により制限され、１／２０が限度となる。
それに対して、本実施の形態では、図７の（ａ）および（ｂ）で示される赤色成分のレーザ光を出力するレーザ光源１０５および緑色成分のレーザ光を出力するレーザ光源１０４がＣＷ（連続波）駆動され、図７の（ｃ）で示される青色成分のレーザ光源１０３がパルス駆動される。図７の（ｃ）では、０．５のデューティ比（ｄｕｔｙ５０％）でパルス駆動された例が示されている。ここで、パルス駆動に用いられるパルスを数１０ＭＨｚ以上の高周波数とすることで人の目には平均された出力（パワー）として認識される。例えば、パルスのピークパワー２０ｍＷ、ｄｕｔｙ５０％の場合、平均出力（平均パワー）は１０ｍＷとなる。以下、これについて図６に示す数値例により説明する。
図６には、ｂｌｕｅのレーザ光をパルス駆動（ｄｕｔｙ５０％，パルスピークパワー２倍）する場合の数値例が示されている。図６に示すように、青色成分のレーザ光源１０３の出力の最小値（最小出力）が０．５ｍＷであっても、ｄｕｔｙ５０％のため、最小出力（出力の最小値の平均）を０．２５ｍＷにすることができる。さらに、青色成分のレーザ光源１０３の出力に関する定格は、図５で使用する最大出力１０ｍＷからみてまだまだ余裕があるため、最大出力（パルスピークパワーの最大）を２倍の２０ｍＷとすることで、最大出力（出力の最大値の平均）を１０ｍＷとすることができる。これにより、青色成分のレーザ光源１０３の使用可能範囲は４０倍程度となり、赤色成分のレーザ光源１０５の使用可能範囲である８０倍よりも小さいものの、緑色成分のレーザ光源１０４の使用可能範囲である４０倍と略同一になる。したがって、図５で説明したパルス駆動を行わない場合の１／２０と比較して、図６に示すパルス駆動を行う場合では、調光可能範囲を１／４０に広げることができる。
このようにして、青色成分のレーザ光源１０３をパルス駆動し、最大出力（パルスピークパワーの最大）を２倍にすることで、青色成分のレーザ光源１０３の使用可能範囲を広げることができる。それにより、レーザ光源１０３〜１０５による調光可能な範囲の制限を緩和することができる。
＜効果＞
以上のように、本実施の形態によれば、異なる複数の色成分のレーザ光源を用いた場合でも調光可能な範囲の制限を緩和し、所望の調光を行うことができるプロジェクタ１０を実現できる。
図８は、実施の形態１の効果を説明するための図である。図８には、青色成分のレーザ光源１０３のＩＬ特性（駆動電流対光出力特性）が示されている。レーザ光源１０３は、図８に示す閾値Ｔｈ付近にて出力（Ｐｔｈ）が不安定になるため、閾値Ｔｈ付近を避けて使用される。範囲Ｒ１は、比較例における使用可能範囲を示し、範囲Ｒ２は、本実施の形態における使用可能範囲を示し、範囲Ｒ３は、ｄｕｔｙ５０％でパルス駆動された場合の使用可能範囲を示している。
図８に示すように、本実施の形態のプロジェクタ１０によれば、青色成分のレーザ光源１０３をｄｕｔｙ５０％でパルス駆動することで、平均出力（平均パワー）としては１／２（１／２Ｐｔｈ）となるので、範囲Ｒ３の下限値を下がることができ、見かけ上の閾値Ｔｈを半分にすることができる。このようにして、比較例の範囲Ｒ１より低出力（低パワー）側に使用可能範囲を拡げることができ、調光可能な範囲の制限を緩和することができる。
つまり、本実施の形態のプロジェクタ１０によれば、ｄｕｔｙを変更することで減光した後の最大出力をパルス駆動しない場合の最大出力と同じにし、ｂｌｕｅのレーザ光源１０３の下限パワー（出力の最小値）をパルス駆動しない場合に比べて安定的に低くすることができる。これにより、ＲＧＢそれぞれのレーザ光源で使用可能な出力の最小値をより近づけることができ、パルス駆動しない場合よりも全体（ＲＧＢ）で低い出力ができるため、調光可能範囲をより低い領域に広げることができる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、ＲＧＢのレーザ光源のうちＢのレーザ光源すなわち異なる複数の色成分のレーザ光を出力する複数のレーザ光源部のうちの一つをパルス駆動する場合について説明したが、それに限らない。異なる複数の色成分のレーザ光を出力する複数のレーザ光源部のうちの二つのレーザ光源をパルス駆動するとしてもよい。以下、この場合の例について説明する。
図９は、実施の形態２に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。図３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。実施の形態２のプロジェクタ１０ａは、実施の形態１のプロジェクタ１０に対して、制御部１０１ａの構成が異なる。
制御部１０１ａは、実施の形態１と同様に、例えばＡＰＣコントローラであり、レーザ光源１０３〜１０５の出力を制御する。制御部１０１ａは、ＬＤドライバ１１８を制御して、レーザ光源１０３〜１０５によるレーザ光の照射を制御する。
本実施の形態では、制御部１０１ａは、複数の色成分のレーザ光のうち、ホワイトバランス比で最も出力の小さいレーザ光源部と、ホワイトバランス比で次に出力の小さいレーザ光源部とをパルス駆動させ、当該最も出力の小さいレーザ光源部以外の少なくとも１つのレーザ光源部を連続駆動させる。ここで、最も出力の小さいレーザ光源部は、青色成分のレーザ光源１０３であり、次に出力の小さいレーザ光源部は、緑色成分のレーザ光源１０４である。すなわち、制御部１０１ａは、レーザ光源１０３〜１０５のうち青色成分のレーザ光源１０３と緑色成分のレーザ光源１０４とを、パルス駆動させることで、レーザ光源１０３およびレーザ光源１０４のレーザ光の出力の最小値の平均（最小出力）を低下させる。ここで、例えば制御部１０１ａは、青色成分のレーザ光源１０３を、０．２５のデューティ比でパルス駆動させ、緑色成分のレーザ光源１０４を、０．５のデューティ比でパルス駆動させる。
＜プロジェクタの動作＞
次に、プロジェクタ１０ａの動作について説明する。以下では、プロジェクタ１０ａの動作のうち特徴的な動作を主に説明する。
図１０は、実施の形態２における複数のレーザ光源の駆動波形の一例を示す図である。
本実施の形態では、図１０の（ａ）で示される赤色成分のレーザ光を出力するレーザ光源１０５がＣＷ（連続波）駆動され、図１０の（ｂ）および（ｃ）で示される緑色成分のレーザ光を出力するレーザ光源１０４と青色成分のレーザ光源１０３とがパルス駆動される。
図１０の（ｂ）では、０．５のデューティ比（ｄｕｔｙ５０％）でパルス駆動された例が示され、図１０の（ｃ）では、０．２５のデューティ比（ｄｕｔｙ２５％）でパルス駆動された例が示されている。このようなデューティ比となるのは、ＲＧＢのレーザ光源の出力が最大（最大出力）の状態にて、ｒｅｄの出力とｇｒｅｅｎの平均出力と、ｂｌｕｅの平均出力の関係がホワイトバランスとなるように設定されているからである。以下、図１１に示す数値例により説明する。
図１１は、実施の形態２におけるパルス駆動を行う場合のレーザ光源の使用可能範囲の一例を示す図である。図１１には、ｂｌｕｅでｄｕｔｙ２５％、パルスピークパワー４倍でパルス駆動を行い、ｇｒｅｅｎでｄｕｔｙ５０％，パルスピークパワー２倍でパルス駆動を場合の数値例が示されている。
青色成分のレーザ光源１０３の出力の最小値（最小出力）が０．５ｍＷであるので、ｄｕｔｙ２５％により、最小出力（出力の最小値の平均）を０．１２５ｍＷにすることができる。また、青色成分のレーザ光源１０３の出力に関する定格は、図５で使用する最大出力１０ｍＷからみてまだまだ余裕があるため、最大出力（パルスピークパワーの最大）を４倍の４０ｍＷとすることで、最大出力（出力の最大値の平均）を１０ｍＷとすることができる。それにより、青色成分のレーザ光源１０３の使用可能範囲は８０倍となる。
同様に、緑色成分のレーザ光源１０４の出力の最小値（最小出力）は図５に示すように０．５ｍＷであり、ｄｕｔｙ５０％とすることで、最小出力（出力の最小値の平均）を０．２５ｍＷにすることができる。また、緑色成分のレーザ光源１０４の出力に関する定格は、図５に示す最大出力２０ｍＷではまだまだ余裕があるため、最大出力（パルスピークパワーの最大）を２倍の４０ｍＷとすることで、最大出力（出力の最大値の平均）を２０ｍＷとすることができる。それにより、緑色成分のレーザ光源１０４の使用可能範囲も８０倍となる。従って、図５で説明したパルス駆動を行わない場合の１／２０と比較して、図１１に示すパルス駆動を行う場合では、調光可能範囲を１／８０に広げることができる。
なお、レーザ光源１０３、１０４には定格があり、最大出力を無限に大きくすることはできない。たとえば、レーザ光源１０３〜１０５の定格がともに４０ｍＷの場合、図１１に示すようなパルス駆動まで行うことができる。つまり、図１１に示すように全てのレーザ光源で定格での最大出力を用いることで、レーザ光源１０３〜１０５の使用可能範囲を最大限に広げることができ、調光可能範囲を最大限に広げることができる。
＜効果＞
以上のように、本実施の形態によれば、異なる複数の色成分のレーザ光源を用いた場合でも調光可能な範囲の制限を緩和し、所望の調光を行うことができるプロジェクタ１０ａを実現できる。
また、本実施の形態のプロジェクタ１０ａでは、ＲＧＢすべてのレーザ光源で定格での最大出力を用い、ＧＢのレーザ光源をパルス駆動させて光量を削減するので、ＲＧＢすべてのレーザ光源の使用可能範囲を最大限に広げることができる。さらに、ＲＧＢすべてのレーザ光源で定格での最大出力させた時にホワイトバランスとなるので制御が容易となる効果も奏する。
（実施の形態３）
実施の形態１および２では、パルス駆動したレーザ光源のデューティを調整することで、平均出力の下限値を下げ、見かけ上閾値を下げることができることについて説明した。
しかしながら、この閾値は、温度により変化する。すなわち、温度によりＲＧＢのレーザ光源の出力の最小値も変化する。そのため、常温と異なる温度のときに、常温時と同じようにレーザ光の出力の最小値で制御すると、その出力は不安定となる場合がある。この状態で低輝度の調光を行うと、正しく白発光を合成することができず、色ずれが起きる。
そこで、本実施の形態では、温度変化があって色ずれを起こさず低輝度の調光を行う方法等について説明する。
図１２は、実施の形態３に係るＨＵＤ装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。実施の形態３のプロジェクタ１０ｂは、実施の形態１のプロジェクタ１０に対して、センサ１１９〜１２１が追加されており、制御部１０１ｂの構成が異なる。
センサ１１９〜１２１は、レーザ光源１０３〜１０５の温度を検出する温度センサである。センサ１１９〜１２１は、例えばサーミスタで構成される。センサ１１９は、レーザ光源１０３の温度を検出し、センサ１２０は、レーザ光源１０４の温度を検出し、センサ１２１は、レーザ光源１０５の温度を検出する。
制御部１０１ｂは、実施の形態１と同様に、例えばＡＰＣコントローラであり、レーザ光源１０３〜１０５の出力を制御する。制御部１０１ｂは、ＬＤドライバ１１８を制御して、レーザ光源１０３〜１０５によるレーザ光の照射を制御する。
本実施の形態では、制御部１０１ｂは、センサ１１９〜１２１により検出されたレーザ光源１０３〜１０５の温度（温度情報）を取得する。制御部１０１ｂは、センサ１１９〜１２１により検出された温度に応じて、少なくとも一つのレーザ光源部のピークパワーとデューティ比とを変更する。
＜プロジェクタの動作＞
次に、プロジェクタ１０ｂの動作について説明する。以下では、プロジェクタ１０ｂの動作のうち特徴的な動作を主に説明する。
図１３は、温度変化によるレーザ光源のＩＬ特性の変化を説明するための図である。図１３には、例示としてｂｌｕｅのレーザ光源の常温時（３５度）と高温時（６５度）とにおけるＩＬ特性が示されている。
図１３に示すように、レーザ光源のＩＬ特性は温度によって変化し、常温の閾値（Ｔｈ１）と比べて高温時の閾値（Ｔｈ２）は大きくなっており、最小出力は上昇しているのがわかる。つまり、常温時には閾値Ｔｈ１の出力は、８０μＷ付近であったのに対して、高温時には閾値Ｔｈ２の出力は１００μＷ付近に上昇している。このことは、例えば、常温時に最小出力を１００μＷとしていた場合には、高温時に低輝度の調光を行って最小出力１００μＷを用いると、最小出力が不安定となり、正しく白発光を合成することができず、色ずれが起こってしまうという問題が発生することを意味する。
そこで、本実施の形態では、制御部１０１ｂは、センサにより検出されたレーザ光源の温度に応じて、パルス駆動させたレーザ光源のデューティを変化させて、その温度における閾値を避けるように制御する。これについて図１４を用いて説明する。
図１４は、実施の形態３における高温におけるデューティ等の数値例を示す図である。図１４には、ｂｌｕｅのレーザ光源１０３について高温で閾値が上昇した場合の数値例を示している。常温時には、最小出力（パルスピークパワー）として０．５ｍＷ以上に設定できたのに対して、高温時には、最小出力（パルスピークパワー）として１ｍＷ以上しか設定できない例が示されている。この場合、制御部１０１ｂは、ｄｕｔｙを常温時の５０％より下げて２５％として、さらに、最大出力（パルスピークパワー）を２倍とする。これにより、平均出力の最大および最小を常温時と同じにすることができ、使用可能範囲も常温と同じにすることができる。
図１５は、実施の形態３における温度によるデューティ変更の数値例を示す図である。
図１５には、ｂｌｕｅのレーザ光源１０３の温度として２５度（常温）、４５度（高温）、６５度（高温）におけるデューティ変更の一例が示されている。
なお、図１５に示すような温度値とｄｕｔｙ値の関係は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）や式としてプロジェクタ１０ｂのメモリ（不図示）に格納しておくとよい。また、ルックアップテーブルや式はレーザ光源により異なるので、レーザ光源ごとに温度値とｄｕｔｙ値の関係について当該メモリに格納すればよい。
また、制御部１０１ｂは、ルックアップテーブル等を参照して温度に応じてｄｕｔｙを変更するが、上述したように平均出力の最大および最小、ならびに使用可能範囲を常温時と同じにするために、ｄｕｔｙ変更とともに、出力の最大および最小（パルスピークパワー）も変更すればよい。制御部１０１ｂは、この出力の最大および最小を、次の（式１）を用いて計算することができる。
ＰｐｅａｋＡ＝Ｐｐｅａｋ１００／（Ａ／１００） （式１）
ここで、ＰｐｅａｋＡは、ｄｕｔｙ Ａ％の時に出力すべき最大出力を示しＰｐｅａｋ１００はｄｕｔｙ １００％の時の最大出力を示す。
図１６は、実施の形態３におけるプロジェクタ１０ｂの動作を示すフローチャートである。
まず、制御部１０１ｂは、センサからレーザ光源の温度情報を取得する（Ｓ１０１）。例えば、パルス駆動されるのがｂｌｕｅのレーザ光源１０３であれば、制御部１０１ｂは、センサ１１９からレーザ光源１０３の温度（温度情報）を取得する。
次に、制御部１０１ｂは、ｄｕｔｙを導出する（Ｓ１０２）。例えばプロジェクタ１０ｂのメモリ（不図示）に、ルックアップテーブルまたは式が格納されている場合、制御部１０１ｂは、そのメモリに格納されるルックアップテーブルまたは式を参照して、取得した温度に応じたｄｕｔｙを導出する。
次に、制御部１０１ｂは、パルスピークパワーを計算する（Ｓ１０３）。例えば、制御部１０１ｂは、上述したように、パルスピークパワーすなわち、レーザ光源１０３の出力の最大および最小を、上記の（式１）を用いて計算する。
次に、制御部１０１ｂは、計算したパルスピークパワーと導出したｄｕｔｙとを設定する（Ｓ１０３）。例えば、制御部１０１ｂは、導出したレーザ光源１０３の出力の最大および最小と、計算したｄｕｔｙとなるように、レーザ光源１０３に対する設定を更新する。
このようにして、プロジェクタ１０ｂは、レーザ光源の温度に応じてｄｕｔｙ及び出力の最大、最小（パルスピークパワー）を更新（変更）することができる。なお、この更新処理は一定時間毎（例えば３０秒毎、レーザ光源の温度変化が小さいと見なせる時間間隔）に、パルス駆動を行うレーザ光源全てに対して行うとよい。
＜効果＞
以上のように、本実施の形態によれば、異なる複数の色成分のレーザ光源を用いた場合でも調光可能な範囲の制限を緩和し、所望の調光を行うことができるプロジェクタ１０ｂを実現できる。
本実施の形態では、レーザ光源の温度を検出するセンサを備えることで、パルス駆動されるレーザ光源の温度に応じて、そのレーザ光源の設定（ｄｕｔｙ、出力の最大値の平均、出力の最小値の平均）を更新（変更）する。これにより、使用可能範囲を温度によらず常温時と同じにすることができる。
例えば、本実施の形態のプロジェクタ１０ｂでは、パルス駆動されるレーザ光源の温度が上昇して最大出力が低下し、閾値が上昇した場合に、ｄｕｔｙを下げて、最大出力（出力の最大値の平均）と最小出力（出力の最小値の平均）とを上げる。それにより、温度変化があっても最大出力を含めた範囲でレーザ光源の制御をすることができる。
（他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係るＨＵＤ装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記のプロジェクタ１０のうち、制御部１０１は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムとして構成されてもよい。ＲＡＭまたはハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、これらの処理部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしても良い。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、例えば、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムを含む。この場合、ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしても良い。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしても良い。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしても良い。
また、本発明は、上記に示す方法であるとしても良い。また、本発明は、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、上記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号をコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、これらの非一時的な記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしても良い。
また、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしても良い。
また、上記プログラムまたは上記デジタル信号を上記非一時的な記録媒体に記録して移送することにより、または上記プログラムまたは上記デジタル信号を、上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
本発明はプロジェクタとして、例えば、自動車に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置等に適用できる。
１ ＨＵＤ装置
１０、１０ａ、１０ｂ プロジェクタ
２０ フロントガラス
５０ 自動車
６０ コンバイナ
６１ 経路情報
６２ 距離情報
１０３、１０４、１０５ レーザ光源
１０６、１０７、１０８、１０９ ビームスプリッタ
１１０ 検出部
１０１、１０１ａ、１０１ｂ 制御部
１１４ ＭＥＭＳミラー
１１８ ＬＤドライバ
１１９、１２０、１２１ センサ

Claims (5)

  1. それぞれ異なる色成分のレーザ光を出力する、複数の発光部を含むレーザ光源部と、
    前記レーザ光源部の出力を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記複数の色成分のレーザ光のうちホワイトバランス比で最も出力の小さい発光部をパルス駆動させ、当該最も出力の小さい発光部以外の少なくとも１つの発光部を連続駆動させる、
    プロジェクタ。
  2. さらに、前記制御部は、前記複数の色成分のレーザ光のうち、ホワイトバランス比で最も出力の小さい発光部と、前記ホワイトバランス比で次に出力の小さい発光部とをパルス駆動させる、
    請求項１に記載のプロジェクタ。
  3. 前記複数の色成分は、赤色、緑色および青色であり、
    前記最も出力の小さい発光部は、青色成分の発光部であり、
    前記次に出力の小さい発光部は、緑色成分の発光部である、
    請求項２に記載のプロジェクタ。
  4. 前記制御部は、前記青色成分の発光部と前記緑色成分の発光部とで異なるデューティ比でパルス駆動させることで、平均出力の最大および最小の比を略同一にする、
    請求項３に記載のプロジェクタ。
  5. さらに、前記複数の発光部それぞれの温度を検出するセンサを備え、
    前記制御部は、前記センサにより検出された温度に応じて、前記少なくとも一つの発光部のピークパワーとデューティ比とを変更する、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
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