JP2019133101A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画像の歪み補正に拘わらず、レーザ光源の出力を円滑に調整することが可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置２０は、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃと、レーザ光で２次元に走査されることにより画像が描画されるスクリーン１１０、１１１と、レーザ光をスクリーン１１０、１１１に対し走査させる走査部１０８と、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃから出射されたレーザ光の光量を検出する光検出器１０７と、画像制御回路２０１と、を備える。画像制御回路２０１は、１フレームの表示画像を表示するための表示画角の範囲内の所定位置において、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出力値を調整するためのレーザ光をレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃから出射させ、出力値調整用のレーザ光に対する光検出器１０７の検出信号に基づいて、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出力を調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、画像を表示する画像表示装置に関し、たとえば、乗用車等の移動体に搭載して好適なものである。

近年、ヘッドアップディスプレイと称される画像表示装置の開発が進められ、乗用車等の移動体に搭載されている。乗用車に搭載されるヘッドアップディスプレイでは、画像情報により変調された光がウインドシールド（フロントガラス）に向けて投射され、その反射光が運転者の目に照射される。これにより、運転者は、ウインドシールドの前方に、画像の虚像を見ることができる。たとえば、車速や各種警告マーカー、乗用車の進行方向を示す矢印等のドライブアシスト情報が、虚像として表示される。

上記ヘッドアップディスプレイでは、光源として、レーザ光源が用いられ得る。この場合、レーザ光は、映像信号に応じて変調されつつ、スクリーンを走査する。その後、レーザ光は、スクリーンで拡散され、運転者の目付近のアイボックスへと導かれる。これにより、運転者は、多少頭を動かしても、良好かつ安定的に画像（虚像）を見ることができる。アイボックスは、たとえば、横長の矩形形状である。

ここで、レーザ光源は、輝度に応じた目標光量が得られるように、駆動電流の電流値が調節される。以下の特許文献１には、走査ミラー部が走査する範囲のうち、表示画像を描画する範囲の外側において、出力値調整用のレーザ光を出力させ、その検出値に基づいて、レーザ光源の出力値を調整する構成が記載されている。

特開２０１７−４９５６９号公報

画像表示装置では、通常、表示画像の歪みを補正するための処理が行われる。たとえば、画像表示装置が車載用に用いられる場合、ウインドシールドの曲面形状等によって、表示画像が所定の形状から歪む。この歪みが補正されるように、スクリーン上の画像描画領域が補正される。このため、スクリーン上の画像描画領域は、ウインドシールドの曲面形状ごとに、形状が変化する。このため、上記特許文献１のように、表示画像を描画する範囲の外側において出力値調整用のレーザ光を出力させる構成では、出力値調整用のレーザ光の出射位置を予め設定することが困難であり、ウインドシールドの曲面形状ごとに出力値調整用のレーザ光の出射位置を調整する必要がある。

かかる課題に鑑み、本発明は、表示画像の歪み補正に拘わらず、レーザ光源の出力を円滑に調整することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の主たる態様に係る画像表示装置は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光で２次元に走査されることにより画像が描画されるスクリーンと、前記レーザ光を前記スクリーンに対し走査させる走査部と、前記光源から出射された前記レーザ光の光量を検出する光検出器と、制御部と、を備える。ここで、前記制御部は、１フレームの表示画像を表示するための表示画角の範囲内の所定位置において、前記光源の出力値を調整するためのレーザ光を前記光源から出射させ、前記出力値調整用のレーザ光に対する前記光検出器の検出信号に基づいて、前記光源の出力を調整する。

本態様に係る画像表示装置によれば、１フレームの表示画像を表示するための表示画角の範囲内の所定位置において、出力値調整用のレーザ光が出射されるため、表示画像の歪み補正のためにスクリーン上の画像描画領域が変化しても、出力値調整用のレーザ光の出射位置を調整する必要がない。よって、表示画像の歪み補正に拘わらず、レーザ光源の出力を円滑に調整することができる。

以上のとおり、本発明によれば、表示画像の歪み補正に拘わらず、レーザ光源の出力を円滑に調整することが可能な画像表示装置を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係る画像表示装置の使用形態を模式的に示す図、図１（ｃ）は、実施形態に係る画像表示装置の構成を模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係る画像表示装置の照射光生成部および照射光生成部に用いる回路の構成を示す図である。 図３（ａ）は、実施形態に係るスクリーンに対するレーザ光の入射状態を模式的に示す斜視図、図３（ｂ）は、実施形態に係るスクリーンと走査ラインの関係を模式的に示す図である。 図４（ａ）は、実施形態に係るレーザ光源の基準の出力特性を示す図、図４（ｂ）は、実施形態に係るスケール値（Iscale）の設定方法を説明するための図である。 図５は、実施形態に係る、閾値電流値およびスケール値を設定するためのルックアップテーブルの構成を示す図である。 図６（ａ）は、実施形態に係る、レーザ光源の基準の出力特性と実測に基づく出力特性のずれを示す図、図６（ｂ）は、実施形態に係る、レーザ光源の実測に基づく出力特性の傾きを補正した出力特性を示す図、図６（ｃ）は、実施形態に係る、基準の出力特性と補正した出力特性との間の発光閾値の電流値のずれ量を示す図である。 図７（ａ）は、実施形態に係る、所定の輝度レベルにおける各温度の出力特性に低出力側の設定値と高出力側の設定値とをそれぞれプロットした図である。図７（ｂ）は、実施形態に係る、環境温度ごとに設定された高出力側の設定値と低出力側の設定値を各輝度レベルについて規定したルックアップテーブルの構成を示す図である。 図８は、実施形態に係る、レーザ光源の電流値の補正処理を示すフローチャートである。 図９（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係る、スクリーンを駆動する駆動部の構成を示す斜視図である。 図１０（ａ）は、実施形態に係る支持部材とサスペンションとを組み立てた状態の構成を示す斜視図である。図１０（ｂ）は、実施形態に係る磁気回路の構成を示す斜視図である。 図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係るホルダの構成を示す斜視図である。 図１２（ａ）は、実施形態に係る、２つのスクリーンが設置された状態のホルダをＹ−Ｚ平面に平行な平面で切断した断面図である。図１２（ｂ）は、実施形態に係る、壁部の下面に設けられた窪みの形状および作用を示す断面図である。図１２（ｃ）は、変更例に係る、壁部の下面に設けられた窪みの形状および作用を示す断面図である。 図１３は、実施形態に係る、２つのスクリーン上において画像が描画される領域を模式的に例示する図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、適宜、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。

図１（ａ）、（ｂ）は、画像表示装置２０の使用形態を模式的に示す図である。図１（ａ）は、乗用車１の側方から乗用車１の内部を透視した模式図、図１（ｂ）は、乗用車１の内部から走行方向前方を見た図である。

本実施形態は、車載用のヘッドアップディスプレイに本発明を適用したものである。図１（ａ）に示すように、画像表示装置２０は、乗用車１のダッシュボード１１の内部に設置される。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、画像表示装置２０は、映像信号により変調された光を、ウインドシールド１２下側の運転席寄りの投射領域１３に投射する。投射された光は、投射領域１３で反射され、運転者２の目の位置周辺の横長の領域（アイボックス領域）に照射される。これにより、運転者２の前方の視界に、虚像として所定の画像３０が表示される。運転者２は、ウインドシールド１２の前方の景色上に、虚像である画像３０を重ね合わせて見ることができる。すなわち、画像表示装置２０は、虚像である画像３０をウインドシールド１２の投射領域１３の前方の空間に結像させる。

図１（ｃ）は、画像表示装置２０の構成を模式的に示す図である。

画像表示装置２０は、照射光生成部２１と、ミラー２２とを備える。照射光生成部２１は、映像信号により変調された光を出射する。ミラー２２は曲面状の反射面を有し、照射光生成部２１から出射された光をウインドシールド１２に向けて反射する。ウインドシールド１２で反射された光は、運転者２の目２ａに照射される。照射光生成部２１の光学系とミラー２２は、ウインドシールド１２の前方に虚像による画像３０が所定の大きさで表示されるように設計されている。

ミラー２２は、後述するスクリーン１１０、１１１から生じた光により虚像を生成するための光学系を構成する。この光学系は、必ずしも、ミラー２２のみから構成されていなくてもよい。たとえば、この光学系が、複数のミラーを含んでいてもよく、また、レンズ等を含んでいてもよい。

図２は、画像表示装置２０の照射光生成部２１の構成および照射光生成部２１に用いる回路の構成を示す図である。

照射光生成部２１は、光源１０１と、コリメータレンズ１０２ａ〜１０２ｃと、アパーチャ１０３ａ〜１０３ｃと、ミラー１０４と、ダイクロイックミラー１０５ａ、１０５ｂと、サンプリングミラー１０６と、光検出器１０７と、走査部１０８と、補正レンズ１０９と、スクリーン１１０、１１１とを備える。

光源１０１は、３つのレーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを備える。

レーザ光源１０１ａは、６３５ｎｍ以上６４５ｎｍ以下の範囲に含まれる赤色波長のレーザ光を出射し、レーザ光源１０１ｂは、５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の範囲に含まれる緑色波長のレーザ光を出射し、レーザ光源１０１ｃは、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲に含まれる青色波長のレーザ光を出射する。

本実施形態では、画像３０としてカラー画像を表示するため、光源１０１がこれら３つのレーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを備える。レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、たとえば、半導体レーザからなっている。画像３０として単色の画像を表示する場合、光源１０１は、画像の色に対応する１つのレーザ光源のみを備えていてもよい。また、光源１０１は、出射波長の異なる２つのレーザ光源を備える構成であってもよい。

レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから出射されたレーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ１０２ａ〜１０２ｃによって平行光に変換される。コリメータレンズ１０２ａ〜１０２ｃを透過したレーザ光は、それぞれ、アパーチャ１０３ａ〜１０３ｃによって、略同じサイズの円形のビームに整形される。すなわち、アパーチャ１０３ａ〜１０３ｃは、レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃからそれぞれ出射されたレーザ光のビームサイズおよびビーム形状を揃えるためのビーム整形部を構成する。

なお、コリメータレンズ１０２ａ〜１０２ｃに代えて、レーザ光を円形のビーム形状に整形し且つ平行光化する整形レンズを用いてもよい。この場合、アパーチャ１０３ａ〜１０３ｃは省略され得る。

その後、レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから出射された各色のレーザ光は、ミラー１０４と２つのダイクロイックミラー１０５ａ、１０５ｂによって光軸が整合される。ミラー１０４は、コリメータレンズ１０２ａを透過した赤色レーザ光を略全反射する。ダイクロイックミラー１０５ａは、コリメータレンズ１０２ｂを透過した緑色レーザ光を反射し、ミラー１０４で反射された赤色レーザ光を透過する。ダイクロイックミラー１０５ｂは、コリメータレンズ１０２ｃを透過した青レーザ光を反射し、ダイクロイックミラー１０５ａを経由した赤色レーザ光および緑色レーザ光を透過する。ミラー１０４と２つのダイクロイックミラー１０５ａ、１０５ｂは、レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから出射された各色のレーザ光の光軸を整合させるように配置されている。

サンプリングミラー１０６は、ダイクロイックミラー１０５ｂを経由した赤色レーザ光、青色レーザ光および緑色レーザ光の大部分を透過し、これらレーザ光の一部（たとえば３％程度）を、それぞれ、光検出器１０７へと反射する。光検出器１０７は、受光したレーザ光の光量に応じた検出信号を画像制御回路２０１に出力する。

走査部１０８は、サンプリングミラー１０６を透過した各色のレーザ光を反射する。走査部１０８は、たとえば、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）ミラーからなっており、サンプリングミラー１０６を透過した各色のレーザ光が入射されるミラー１０８ａを、駆動信号に応じて、Ｘ軸に平行な軸と、Ｘ軸に垂直かつミラー１０８ａの反射面に平行な軸の周りに回転させる。このようにミラー１０８ａを回転させることにより、レーザ光の反射方向が、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向およびＹ−Ｚ平面に平行な方向において変化する。これにより、後述のように、各色のレーザ光によってスクリーン１１０、１１１が２次元に走査される。

なお、ここでは、走査部１０８が、２軸駆動方式のＭＥＭＳミラーにより構成されたが、走査部１０８は、他の構成であってもよい。たとえば、互いに垂直な２つの軸の周りにそれぞれ回動される２つのミラーを組み合わせて走査部１０８が構成されてもよい。

補正レンズ１０９は、走査部１０８によるレーザ光の振り角に拘わらず、各色のレーザ光をＺ軸正方向に向かわせるように設計されている。補正レンズ１０９は、たとえば、複数のレンズを組み合わせて構成される。

スクリーン１１０、１１１は、レーザ光が走査されることにより画像が形成され、入射したレーザ光を運転者２の目２ａの位置周辺の領域（アイボックス領域）に拡散させる作用を有する。スクリーン１１０、１１１は、マイクロレンズアレイや拡散板等から構成され得る。スクリーン１１０、１１１は、たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明な樹脂から構成され得る。

スクリーン１１０、１１１は、駆動部３００によってＺ軸方向、すなわち、各色のレーザ光の進行方向に平行な方向に駆動される。スクリーン１１０は、奥行き方向に視差のある画像を表示するためのものであり、スクリーン１１１は、奥行き方向に視差のない画像を表示するためのものである。スクリーン１１０、１１１は、境界がＹ方向に略重なった状態で、Ｚ軸方向に互いに離れるように配置される。スクリーン１１０、１１１は、駆動部３００によって一体的にＺ軸方向に駆動される。駆動部３００は、たとえば、コイルと磁気回路を備え、コイルに生じた電磁力によってスクリーン１１０、１１１を保持するホルダを駆動する。駆動部３００の構成は、追って、図９（ａ）〜図１１（ｂ）を参照して説明する。

スクリーン１１０、１１１を移動させながら各色のレーザ光によりスクリーン１１０に画像が描画されることにより、ウインドシールド１２の前方に、奥行き方向に視差のある画像が表示される。これにより、運転者２は、たとえば、進行方向を示す矢印の画像を路上に重なった状態で見ることができる。

また、スクリーン１１０、１１１をＺ軸方向の所定位置に静止させた状態で、各色のレーザ光によりスクリーン１１１に画像が描画されることにより、ウインドシールド１２の前方に、視差のない画像が表示される。これにより、運転者２は、ウインドシールド１２のやや奥に、車速や外気温等の情報を含む静止画を見ることができる。

スクリーン１１０、１１１の全体に表示される画像が１フレームの画像を構成する。スクリーン１１０、１１１の構成および走査方法は、追って、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

画像制御回路２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理ユニットやメモリを備え、入力された映像信号を処理してレーザ駆動回路２０２、ミラー駆動回路２０３およびスクリーン駆動回路２０４を制御する。また、後述のように、画像制御回路２０１は、光検出器１０７により検出された光量および温度センサ１２１により検出された環境温度に基づいて、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを駆動するための電流値を補正する。これについては、追って、図４（ａ）〜図７を参照して説明する。

レーザ駆動回路２０２は、画像制御回路２０１から入力される制御信号に応じて、レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの出射強度を変化させる。ミラー駆動回路２０３は、画像制御回路２０１からの制御信号に応じて、走査部１０８のミラー１０８ａを駆動する。スクリーン駆動回路２０４は、画像制御回路２０１からの制御信号に応じて、駆動部３００を駆動する。

図２に示すように、レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、１つの回路基板１２０に設置されている。回路基板１２０には、さらに、レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの設置位置付近の温度（環境温度）を検出するための温度センサ１２１が設置されている。温度センサ１２１は、赤色波長のレーザ光を出射するレーザ光源１０１ａの周辺に設置されている。すなわち、温度センサ１２１は、その他２つのレーザ光源１０１ｂ、１０１ｃよりもレーザ光源１０１ａに接近する位置に配置されている。レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃごとに温度センサが配置されてもよい。

さらに、車外の明るさ（外光）を検出するための光検出器１３０が配置されている。この光検出器１３０からの検出信号が画像制御回路２０１に入力される。画像制御回路２０１は、光検出器１３０から入力される検出信号に基づいて、車外が明るい場合は高い輝度レベルで画像を表示し、車外が暗い場合は低い輝度レベルで画像を表示するように、画像３０の輝度レベルを調節する。この他、画像制御回路２０１は、マニュアルで設定された輝度レベルの設定値によって、画像３０の輝度レベルを調節する。

図３（ａ）は、スクリーン１１０の構成を模式的に示す斜視図である。

図３（ａ）に示すように、スクリーン１１０のレーザ光入射側の面には、レーザ光をＸ軸方向に発散させるための複数の第１のレンズ部１１０ａが、Ｘ軸方向に一定ピッチで並ぶように形成されている。第１のレンズ部１１０ａは、Ｙ軸方向に平行に延びている。Ｙ軸方向に見たときの第１のレンズ部１１０ａの形状は略円弧形状である。第１のレンズ部１１０ａのＸ軸方向の幅（第１のレンズ部１１０ａのピッチ）は、たとえば、５０μｍである。

また、スクリーン１１０のレーザ光出射側の面には、レーザ光をＹ軸方向に発散させるための複数の第２のレンズ部１１０ｂが、Ｙ軸方向に一定ピッチで並ぶように形成されている。第２のレンズ部１１０ｂは、Ｘ軸方向に平行に延びている。Ｘ軸方向に見たときの第２のレンズ部１１０ｂの形状は略円弧形状である。第２のレンズ部１１０ｂのＹ軸方向の幅（第２のレンズ部１１０ｂのピッチ）は、たとえば、７０μｍである。第２のレンズ部１１０ｂのＹ軸方向の幅は、第１のレンズ部１１０ａのＸ軸方向の幅と同じであってもよい。

第１のレンズ部１１０ａの曲率半径Ｒｘと第２のレンズ部１１０ｂの曲率半径Ｒｙは、互いに異なっている。曲率半径Ｒｘは、曲率半径Ｒｙよりも小さく設定される。従って、第１のレンズ部１１０ａによってレーザ光が収束された後発散される広がり角は、第２のレンズ部１１０ｂによってレーザ光が収束された後発散される広がり角よりも大きくなる。このように第１のレンズ部１１０ａおよび第２のレンズ部１１０ｂの曲率を設定することにより、スクリーン１１０を透過するレーザ光を、運転者２の目２ａの位置周辺の横長の領域（アイボックス領域）に導くことができる。第１のレンズ部１１０ａおよび第２のレンズ部１１０ｂの曲率半径は、アイボックス領域の形状に応じて決定される。

スクリーン１１１も、スクリーン１１０と同様の構成である。ただし、スクリーン１１１は、Ｙ軸方向の幅が、スクリーン１１０よりも短くなっている。

図３（ｂ）は、スクリーン１１０、１１１と走査ラインの関係を模式的に示す図である。

上記構成を有するスクリーン１１０、１１１の入射面（Ｚ軸負側の面）が、各色のレーザ光が重ねられたビームＢ１によって走査される。スクリーン１１０、１１１の入射面に対して、予め、ビームＢ１が通る走査ラインＬ１〜Ｌｎが、Ｙ軸方向に一定間隔で設定されている。上述のように、走査ラインＬ１〜Ｌｎによって１フレームの画像が描画される。

ビームＢ１の径は、第２のレンズ部１１０ｂの幅よりも小さく設定される。たとえば、ビームＢ１の径は、３５〜６５μｍ程度に設定される。本実施形態では、ビームＢ１の径が、第２のレンズ部１１０ｂの幅のみならず、第１のレンズ部１１０ａの幅よりも、小さくなっている。

このように設定された走査ラインＬ１〜Ｌｎが、Ｙ軸正側から順番にビームＢ１で走査される。走査ラインＬ１〜Ｌｎ上の各画素位置において、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃから各色のレーザ光が、所定のパルス幅でパルス発光される。このとき、パルス発光の出力値が、各画素位置における映像信号の輝度の階調値（画素値）に応じて調節される。具体的には、レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃに印加される駆動電流が映像信号に応じて制御される。駆動電流のパルス幅は、所定の値に固定される。

こうして、スクリーン１１０、１１１がビームＢ１で２次元走査されることにより、スクリーン１１０、１１１に１フレーム分の画像が描画される。走査ラインＬ１から走査ラインＬｎまでの走査周期は、たとえば１／６０秒である。上述のように、スクリーン１１０には、奥行き方向に視差のある画像を表示させるための画像が描画され、スクリーン１１１には奥行き方向に視差のない画像を表示させるための画像が描画される。スクリーン１１０、１１１上の画像が描画される領域は、表示画像（図１（ａ）の画像３０）の歪み補正のため、矩形から歪んだ形状となる。

なお、スクリーン１１０、１１１のＹ軸方向の境界ＢＲ１付近は、表示画像の切り替えのため、表示画像の描画に用いられない。つまり、境界ＢＲ１付近に含まれる走査ラインには、画像描画用の映像信号が割り当てられない。

本実施形態では、境界ＢＲ１付近の走査ラインを用いて、各色のレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを駆動するための電流値が補正される。すなわち、各色のレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを目標光量で発光させる電流値の補正のために、境界ＢＲ１付近の走査ラインにおいて、各色のレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃが複数回、パルス発光される。

なお、このように境界ＢＲ１付近でレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを発光させる場合、発光された各色のレーザ光がアイボックスにより導かれないように、境界ＢＲ１付近に遮光手段が設けられることが好ましい。本実施形態では、スクリーン１１０、１１１を保持するホルダに遮光手段が設けられている。遮光手段の構成については、追って、図１１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

以下、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを目標光量で発光させるための電流値を補正する方法について説明する。

まず、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、補正前の電流値の設定方法について説明する。

図４（ａ）は、赤色レーザ光を出射するレーザ光源１０１ａの出力特性を示す図である。図４（ａ）において、横軸は、レーザ光源１０１ａに印加される駆動電流の電流値、縦軸は、レーザ光源１０１ａから出射されるレーザ光の出力値である。なお、レーザ光の出力値は、図２に示した光検出器１０７から出力される光量検出値により検出され得る。

図４（ａ）に示すように、レーザ光源１０１ａの出力特性は、レーザ光源１０１ａの温度に応じて変化する。ここでは、レーザ光源１０１ａ周囲の環境温度が、レーザ光源１０１ａの温度として用いられている。レーザ光源１０１ａは、電流値が０から所定の値（発光閾値）までの範囲において、レーザ光を略発光しない。電流値が発光閾値を超えると、電流値の増加に伴いレーザ光の出力値が増加する。レーザ光源１０１ａの温度が高くなるに伴い、発光閾値が大きくなる。また、発光閾値よりも電流値が大きい範囲における特性グラフの傾きは、レーザ光源１０１ａの温度が高くなるほど小さくなる。したがって、レーザ光源１０１ａの温度が高くなるほど、同一駆動電流に対する光出力が低下する。

青色レーザ光および緑色レーザ光を出射するレーザ光源１０１ｂ、１０１ｃの出力特性も、図４（ａ）と同様の傾向である。ただし、レーザ光源１０１ｂ、１０１ｃの出力特性は、各温度の発光閾値および特性グラフの傾きが、レーザ光源１０１ａと相違する。

本実施形態では、図４（ａ）に示した出力特性を基準の出力特性として、レーザ光源１０１ａの電流値が設定される。すなわち、目標光量に対するレーザ光源１０１ａの電流値Ｉが、以下の式に基づいて設定される。

Ｉ＝Ｉth＋Ｉscale×（画素値） …（１）

ここで、画素値とは、スクリーン１１０、１１１に描画される画像の各画素位置における映像信号の輝度の階調値のことである。

図４（ｂ）は、上記式（１）のスケール値（Iscale）の設定方法を説明するための図である。ここでは、レーザ光源１０１ａの温度が４５℃であることが想定されている。

図４（ｂ）において、Ｐｍ１は、輝度レベル１で画像を表示する場合の映像信号の最高輝度に対応する光出力の値（最大光出力値）を示している。また、Ｐｍ２は、輝度レベル１よりも暗い輝度レベル２で画像を表示する場合の映像信号の最高輝度に対応する光出力の値（最大光出力値）を示している。上記のように、画像の輝度レベルは、車外が明るい場合は高められ、車外が暗い場合は低下される。輝度レベルは、たとえば、１０段階程度に設定され得る。

ここで、輝度レベル１では、最大光出力Ｐｍ１を輝度の階調数（たとえば２５６階調）で除した値が、１階調あたりの光出力値の変化量となる。また、輝度レベル１では、最大光出力Ｐｍ１に対応する出力特性上の電流値Ｉｍ１と発光閾値の電流値（Ith）（以下、「閾値電流値（Ith）」という）との差分ΔＩ１を輝度の階調数（たとえば２５６階調）で除した値が、１階調あたりの電流値の変化量となる。この１階調あたりの電流値の変化量が、当該輝度レベル１かつ光源温度４５℃における上記式（１）のスケール値（Iscale）である。つまり、スケール値（Iscale）は、出力特性の特性グラフを直線近似した場合の傾きを反映する値である。

同様に、輝度レベル２では、最大光出力Ｐｍ２に対応する出力特性上の電流値Ｉｍ２と発光閾値の電流値（Ith）との差分ΔＩ２を輝度の階調数（たとえば２５６階調）で除した値が、１階調あたりの電流値の変化量となる。この１階調あたりの電流値の変化量が、当該輝度レベル２かつ光源温度４５℃における上記式（１）のスケール値（Iscale）である。輝度レベル２における電流値の差分ΔＩ２は、輝度レベル１における電流値の差分ΔＩ１よりも小さいため、輝度レベル２におけるスケール値（Iscale）は、輝度レベル１におけるスケール値（Iscale）よりも小さくなる。つまり、輝度レベルが小さくなるほど、スケール値（Iscale）が小さくなる。

このようにスケール値（Iscale）を設定することにより、上記式（１）の演算によって、画素値（階調値）に対応する目標光量でレーザ光源１０１ａを発光させるためのレーザ光源１０１ａの電流値を取得することができる。上記のように、スケール値（Iscale）は、輝度レベルが低いほど小さくなる。また、図４（ａ）に示すように、レーザ光源１０１ａの温度変化に伴い、出力特性の傾きが変化する。このため、スケール値（Iscale）は、レーザ光源１０１ａの温度変化に伴い変化する。また、レーザ光源１０１ａの温度変化に伴い、出力特性の閾値電流値（Ith）も変化する。

図２に示した画像制御回路２０１は、上記式（１）の演算によりレーザ光源１０１ａの電流値を求めるために、閾値電流値（Ith）およびスケール値（Iscale）を、レーザ光源１０１ａの温度および画像の輝度レベルに対応付けたルックアップテーブルを予め保持している。

図５は、閾値電流値（Ith）およびスケール値（Iscale）を設定するためのルックアップテーブルの構成を示す図である。図５においても、レーザ光源１０１ａの温度として、レーザ光源１０１ａ付近の環境温度が用いられている。

画像制御回路２０１は、光検出器１３０からの検出信号（車外の明るさ）に基づいて画像の輝度レベルを設定し、さらに、温度センサ１２１からの検出信号に基づいてレーザ光源１０１ａの環境温度を取得する。そして、画像制御回路２０１は、設定した輝度レベルと取得した環境温度とに対応する閾値電流値（Ith）およびスケール値（Iscale）を、図５に示したルックアップテーブルからそれぞれ取得し、取得した閾値電流値（Ith）とスケール値（Iscale）を、上記式（１）の各パラメータに設定する。環境温度がルックアップテーブルに規定された温度の間にある場合、環境温度に最も近いルックアップテーブル上の温度に対応付けられた閾値電流値（Ith）とスケール値（Iscale）が取得される。

その後、画像制御回路２０１は、映像信号の画素値（階調値）を上記式（１）に代入して、画素ごとの電流値Ｉを演算により取得する。そして、画像制御回路２０１は、取得した電流値Ｉを各画素位置におけるレーザ光源１０１ａの駆動電流値として、レーザ駆動回路２０２を制御する。

なお、青色および緑色のレーザ光をそれぞれ出力するレーザ光源１０１ｂ、１０１ｃについても、図５と同様の構成のルックアップテーブルが画像制御回路２０１に保持されている。これらのルックアップテーブルには、それぞれ、レーザ光源１０１ｂ、１０１ｃの基準の出力特性に基づいて取得された閾値電流値（Ith）およびスケール値（Iscale）が、温度および輝度レベルに対応づけて保持されている。

画像制御回路２０１は、これらのルックアップテーブルを参照して、上記と同様の処理により、レーザ光源１０１ｂ、１０１ｃの各画素位置における電流値Ｉを取得し、取得した電流値Ｉにより、レーザ光源１０１ｂ、１０１ｃを駆動させる。こうして、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃが駆動されることにより、設定された輝度レベルで画像が表示される。

ところが、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの製造誤差や経年劣化等の要因により、実際の出力特性が、ルックアップテーブルに対応する基準の出力特性からずれることが起こり得る。この場合、上記と同様の処理によりレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの電流値が設定されると、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出射光量と、各画素値に対応する目標光量との間に差異が生じ、画像の明るさや色味に不具合が起こり得る。

そこで、本実施形態では、以下の処理により、閾値電流値（Ith）およびスケール値（Iscale）が随時補正される。

図６（ａ）は、レーザ光源１０１ａの基準の出力特性と実測に基づく出力特性のずれを示す図である。

図６（ａ）において、Ｇ０は、レーザ光源１０１ａの基準の出力特性（以下、「基準特性」という）を示している。図６（ａ）の基準特性Ｇ０は、所定の輝度レベルかつ所定の環境温度におけるレーザ光源１０１ａの出力特性を示している。補正においては、まず、基準特性Ｇ０に、２つの光出力値（Psv1、Psv2）と、２つの電流値（I1、I2）が設定される。電流値（I1）は、低レベル側の光出力値（Psv1）に対する基準特性Ｇ０上の電流値であり、電流値（I2）は、高レベル側の光出力値（Psv2）に対する基準特性Ｇ０上の電流値である。

次に、設定された２つの電流値（I1、I2）でレーザ光源１０１ａをパルス発光させる。そして、各パルス発光において光検出器１０７から出力される検出信号に基づいて、２つの電流値（I1、I2）でレーザ光源１０１ａをパルス発光させた場合に実際に生じる光出力値（Ppv1、Ppv2）が取得される。こうして取得された光出力値（Ppv1、Ppv2）と２つの電流値（I1、I2）とからなるプロットを通る直線が、実際の出力から推測されるレーザ光源１０１ａの特性（以下、「推測特性」という）Ｇ１となる。ここでは、推測特性Ｇ１と基準特性Ｇ０との間にずれが生じている。このため、このずれが解消されるように、上記ルックアップテーブルから取得された閾値電流値（Ith）およびスケール値（Iscale）を補正する必要がある。

そこで、まず、スケール値（Iscale）を補正するために、推測特性Ｇ１の傾きと基準特性Ｇ０の傾きの比を、スケール値（Iscale）の補正乗数αとして求める。基準特性Ｇ０の傾きと、推測特性の傾きは、それぞれ、以下の式で求められ得る。

基準特性Ｇ０の傾き＝（Psv2-Psv1）／（I2-I1） …（２）
推測特性Ｇ１の傾き＝（Ppv2-Ppv1）／（I2-I1） …（３）

補正乗数αは、（基準特性Ｇ０の傾き）／（推測特性Ｇ１の傾き）であるから、以下の式により求められ得る。

α＝（Psv2-Psv1）／（Ppv2-Ppv1） …（４）

次に、閾値電流値（Ith）を補正するために、推測特性Ｇ１の傾きを基準特性Ｇ０の傾きに整合させて、仮想特性Ｇ２を求める。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のグラフに仮想特性Ｇ２を重ねて示す図である。ここで、光出力値（Ppv1’、Ppv2’）は、電流値（I1、I2）に対応する仮想特性Ｇ２上の光出力値である。光出力値（Ppv1’、Ppv2’）は、以下の式により求められ得る。

Ppv1’＝｛（Psv2-Psv1）／（Ppv2-Ppv1）｝×Ppv1 …（５）
Ppv2’＝｛（Psv2-Psv1）／（Ppv2-Ppv1）｝×Ppv2 …（６）

推測特性Ｇ１における閾値電流値と基準特性Ｇ０における閾値電流値との差異は、仮想特性Ｇ２における閾値電流値（Ith2）と基準特性Ｇ０における閾値電流値（Ith0）との差分（ΔIth）により求められ得る。ここで、差分（ΔIth）は、図６（ｃ）に示すように、光出力値（Psv1）と光出力値（Ppv1’）との差分を基準特性Ｇ０の傾きで除した値となる。したがって、差分（ΔIth）は、以下の式で求められ得る。

ΔIth＝｛（I2-I1）×（Psv1-Ppv1’）｝／（Psv2-Psv1） …（７）

図２に示した画像制御回路２０１は、図５のルックアップテーブルから取得したスケール値（Iscale）に、式（４）の演算により求めた補正乗数αを乗じて、補正後のスケール値（Iscale’）を取得する。また、画像制御回路２０１は、図５のルックアップテーブルから取得した閾値電流値（Ith）に、式（７）の演算により求めた差分（ΔIth）を加算して、補正後の閾値電流値（Ith’）を取得する。そして、画像制御回路２０１は、補正後のスケール値（Iscale’）および補正後の閾値電流値（Ith’）を上記式（１）の各パラメータ（Ith、Iscale）に適用して、画素値に対応する目標光量を出力させるための電流値Ｉを取得する。これにより、レーザ光源１０１ａの実際の出力特性に整合した電流値Ｉを設定することができる。他のレーザ光源１０１ｂ、１０１ｃにも同様の処理が行われる。

なお、上記補正において、基準特性Ｇ０に設定される低出力側の光出力値（Isv1）および電流値（I1）と高出力側の光出力値（Isv2）および電流値（I2）は、輝度レベルごと、温度ごとに変更されることが好ましい。

図７（ａ）は、所定の輝度レベルにおける各温度の出力特性に低出力側の設定値（Psv1、I1）と高出力側の設定値（Psv2、I2）とをそれぞれプロットした図である。図７（ａ）において、低出力側の設定値は黒丸のプロットで示され、高出力側の設定値は白丸のプロットで示されている。

図７（ａ）に示すように、レーザ光源１０１ａの基準特性は、電流値が閾値電流値より大きい範囲において、やや湾曲した曲線となっている。これに対し、上記式（１）は、この範囲の基準特性を直線近似して電流値Ｉを求める式となっている。したがって、低出力側の設定値（Psv1、I1）と高出力側の設定値（Psv2、I2）は、上記式（１）において近似された直線になるべく近づくように、基準特性上の直線性が高い範囲に設定されることが好ましい。このような観点から、図７（ａ）の例では、特に、高出力側の設定値が、温度ごとに大きく変化している。

また、図４（ｂ）を参照して説明したとおり、光出力の最大値（Pm1、Pm2）および電流値の最大値（Im1、Im2）が輝度レベルごとに相違している。したがって、高出力側の設定値（Psv2、I2）は、少なくとも、各輝度レベルにおける光出力値の最大値および電流値の最大値を超えないように設定されることが好ましい。

このように、上記補正における低出力側の設定値と高出力側の設定値は、温度および輝度レベルに応じて適正な値に調整されることが好ましい。そこで、本実施形態では、低出力側の設定値と高出力側の設定値をレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの環境温度および輝度レベルに対応付けたルックアップテーブルが、画像制御回路２０１に保持されている。

図７（ｂ）は、環境温度ごとに設定された高出力側の設定値と低出力側の設定値を各輝度レベルについて規定したルックアップテーブルの構成を示す図である。このルックアップテーブルは、たとえば、レーザ光源１０１ａに対するものである。その他のレーザ光源１０１ｂ、１０１ｃについても同様の構成のルックアップテーブルが、画像制御回路２０１に保持されている。

画像制御回路２０１は、光検出器１３０からの検出信号（車外の明るさ）に基づいて画像の輝度レベルを設定し、さらに、温度センサ１２１からの検出信号に基づいてレーザ光源１０１ａの環境温度を取得する。そして、画像制御回路２０１は、設定した輝度レベルと取得した環境温度とに対応する低出力側の設定値および高出力側の設定値を、図７（ｂ）に示したルックアップテーブルからそれぞれ取得し、取得した低出力側の設定値および高出力側の設定値を用いて上述の補正処理を行う。検出された環境温度がルックアップテーブルに規定された温度の間にある場合、環境温度に最も近いルックアップテーブル上の温度に対応付けられた低出力側の設定値および高出力側の設定値が取得される。他のレーザ光源１０１ｂ、１０１ｃについても、同様の処理が行われる。

図８は、レーザ光源１０１ａの電流値の補正処理を示すフローチャートである。その他のレーザ光源１０１ｂ、１０１ｃについても同様の処理が行われる。

画像制御回路２０１は、温度センサ１２１の検出信号に基づいて、レーザ光源１０１ａ付近の環境温度を取得し（Ｓ１０１）、さらに、光検出器１３０の検出信号（車外の明るさ）に基づいて、画像の輝度レベルを設定する（Ｓ１０２）。次に、画像制御回路２０１は、取得した環境温度および輝度レベルに対応する低出力側の設定値および高出力側の設定値を図７（ｂ）に示したルックアップテーブルから取得する（Ｓ１０３）。

その後、画像制御回路２０１は、走査位置がスクリーン１１０、１１１の境界ＢＲ１付近の走査ライン上にあるタイミングにおいて、低出力側の設定値（I1）によりレーザ光源１０１ａをパルス発光させて低出力側の測定を行い（Ｓ１０４）、さらに、高出力側の設定値（I2）によりレーザ光源１０１ａをパルス発光させて高出力側の測定を行う（Ｓ１０５）。具体的には、画像制御回路２０１は、各パルス発光の間に光検出器１０７から出力される検出信号に基づいて、レーザ光源１０１ａの光出力値をパルス発光ごとに取得する。

画像制御回路２０１は、低出力側の設定値に基づき取得した光出力値と、高出力側の設定値に基づき取得した光出力値とに基づいて、上記式（４）の演算により、スケール値（Iscale）の補正乗数αを算出し（Ｓ１０６）、さらに、上記式（７）の演算により、閾値電流値（Ith）の補正値（差分ΔIth）を算出する（Ｓ１０７）。そして、画像制御回路２０１は、取得した補正乗数αおよび補正値（差分ΔIth）を用いて、図５のルックアップテーブルから取得したスケール値（Iscale）および閾値電流値（Ith）を補正する（Ｓ１０８）。具体的には、画像制御回路２０１は、スケール値（Iscale）に補正乗数αを乗じて補正後のスケール値（Iscale）を算出し、閾値電流値（Ith）に補正値（差分ΔIth）を加算して補正後の閾値電流値（Ith）を算出する。

その後、画像制御回路２０１は、補正の適否の確認のために、補正後のスケール値（Iscale）および補正後の閾値電流値（Ith）を上記式（１）に適用して、光出力値の測定を行う（Ｓ１０９）。この場合、画像制御回路２０１は、たとえば、高出力側の設定値（Psv2）に対応する画素値（階調）を上記式（１）に適用して電流値を取得し、取得した電流値で、レーザ光源１０１ａをパルス発光させる。このパルス発光も、スクリーン１１０、１１１の境界ＢＲ１付近の走査ライン上において行われる。

そして、画像制御回路２０１は、当該パルス発光の間に光検出器１０７から出力される検出信号に基づいて、レーザ光源１０１ａの光出力値を取得し、取得した光出力値と高出力側の設定値（Psv2）との間の差分が、予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１１０）。

差分が許容範囲内にある場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、画像制御回路２０１は、ステップＳ１０６、Ｓ１０７で求めた補正乗数αおよび補正値（ΔIth）が適正であるとして、当該補正処理を終了する。この場合、ステップＳ１０６、Ｓ１０７で求めた補正乗数αおよび補正値（ΔIth）が確定され、ステップＳ１０８の補正も確定される。その後、次の補正まで、ステップＳ１０８で確定された補正後の式（１）に基づいて、レーザ光源１０１ａに電流値が設定される。

他方、差分が許容範囲内にない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、画像制御回路２０１は、ステップＳ１０６、Ｓ１０７で求めた補正乗数αおよび補正値（ΔIth）が適正でないとして、処理をステップＳ１０１に戻す。この場合、ステップＳ１０６、Ｓ１０７で求めた補正乗数αおよび補正値（ΔIth）はキャンセルされ、ステップＳ１０８の補正もキャンセルされる。その後、画像制御回路２０１は、ステップＳ１１０の判定がＹＥＳとなるまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理を繰り返す。

こうして、ステップＳ１１０の判定がＹＥＳとなると、画像制御回路２０１は、当該補正処理を終了する。これにより、補正乗数αおよび補正値（ΔIth）が確定され、補正後のスケール値（Iscale）および閾値電流値（Ith）を用いて、式（１）の演算により、レーザ光源１０１ａの電流値が設定される。他のレーザ光源１０１ｂ、１０１ｃに対しても、同様の処理が行われる。

図８の補正処理は、予め設定されたタイミングで行われる。たとえば、図８の補正処理が、１フレームごとに行われてもよく、あるいは、数フレームごとに行われてもよい。

次に、上記補正処理においてパルス発光されるレーザ光（以下、「出力値調整用のレーザ光」という）を遮光するための構成について説明する。

本実施形態では、出力値調整用のレーザ光を遮光するための構成が、スクリーン１１０、１１１を保持するホルダに設けられている。ここで、ホルダは、図１に示した駆動部３００によって、スクリーン１１０、１１１とともにＺ軸方向（レーザ光の進行方向に並行な方向）に駆動される。以下では、駆動部３００の構成とともに、出力値調整用のレーザ光を遮光するための構成を説明する。

図９（ａ）は、駆動部３００の構成を示す斜視図、図９（ｂ）は、磁気カバー３０８およびホルダ３０１を取り外した状態の駆動部３００の構成を示す斜視図である。

なお、図９（ａ）、（ｂ）には、駆動部３００が支持ベース３０６および固定ベース３１０に支持された状態が示されている。支持ベース３０６および固定ベース３１０には、各色のレーザ光をＺ軸方向に通過させるための開口が設けられている。この開口を介して、各色のレーザ光は、Ｚ軸負側からスクリーン１１０、１１１に照射される。

図９（ａ）に示すように、スクリーン１１０、１１１は、互いに同じ方向に傾くようにホルダ３０１に一体的に支持されている。２つのスクリーン１１０、１１１は、レーザ光の進行方向（Ｚ軸方向）に垂直な方向（Ｙ軸方向）に並び、且つ、レーザ光の進行方向（Ｚ軸方向）に所定の距離だけ互いにずれた位置に設置されている。ホルダ３０１の上面に、遮光部材３０２ａ、３０２ｂが設置されている。遮光部材３０２ａ、３０２ｂは、図１（ｃ）の光学系を逆行する外光が駆動部３００の内部に侵入することを防ぐためのものである。

スクリーン１１０、１１１が設置されたホルダ３０１が、図９（ｂ）に示す支持部材３０３の内枠部３０３ａに設置される。支持部材３０３は、４つのサスペンション３０４によって、Ｚ軸方向に移動可能に、Ｙ軸方向に並ぶ２つの支持ユニット３０５に支持されている。支持ユニット３０５は、支持ベース３０６に設置されている。支持ユニット３０５は、Ｘ軸正側とＸ軸負側にそれぞれゲルカバー３０５ａを備え、これらゲルカバー３０５ａ内にダンピングのためのゲルが充填されている。

こうして、スクリーン１１０、１１１は、ホルダ３０１、支持部材３０３、サスペンション３０４および支持ユニット３０５を介して、Ｚ軸方向に移動可能に支持ベース３０６に支持される。

支持ベース３０６には、さらに、磁気回路３０７が設置されている。磁気回路３０７は、支持部材３０３に装着されたコイル３１１（図１０（ａ）参照）に磁界を付与するためのものである。コイル３１１に駆動信号（電流）を印加することにより、コイル３１１にＺ軸方向の電磁力が励起される。これにより、コイル３１１と共に支持部材３０３がＺ軸方向に駆動される。こうして、スクリーン１１０、１１１が、Ｚ軸方向に移動する。

磁気回路３０７の上面に、磁気カバー３０８が載せられる。磁気カバー３０８は、磁性材料からなっており、磁気回路３０７のヨークとして機能する。磁気回路３０７の上面に磁気カバー３０８が載せられると、磁気カバー３０８が磁気回路３０７に吸着される。これにより、磁気カバー３０８が駆動部３００に設置される。図９（ａ）に示すように、磁気カバー３０８には、ホルダ３０１を通すための開口３０８ａと、支持部材３０３の梁部３０３ｃ（図１０（ａ）参照）を通すためのスリット３０８ｂが設けられている。

支持ベース３０６は、ダンパーユニット３０９を介して、固定ベース３１０に設置されている。ダンパーユニット３０９は、固定ベース３１０に対して支持ベース３０６をＺ軸正方向に浮かせた状態で、支持ベース３０６を支持する。ダンパーユニット３０９は、支持部材３０３の駆動により生じた振動が支持ベース３０６から固定ベース３１０に伝搬する前に、振動を吸収する。

固定ベース３１０には、さらに、位置検出ユニット４００が設置されている。位置検出ユニット４００は、支持部材３０３のＸ軸正側の側面に対向するプリント基板４０１を備える。このプリント基板４０１のＸ軸負側の面にエンコーダ（図示せず）が配置されている。このエンコーダによって、支持部材３０３のＺ軸方向の位置が検出される。

図１０（ａ）は、支持部材３０３とサスペンション３０４とを組み立てた状態の構成を示す斜視図である。

図１０（ａ）に示すように、支持部材３０３は、枠状の形状を有する。支持部材３０３は、軽量かつ剛性の高い材料により形成される。支持部材３０３は、それぞれ平面視において略長方形の内枠部３０３ａと外枠部３０３ｂとを備える。平面視において内枠部３０３ａの中心と外枠部３０３ｂの中心が互いに一致するように、４つの梁部３０３ｃによって、内枠部３０３ａと外枠部３０３ｂが連結されている。内枠部３０３ａは、外枠部３０３ｂに対して上方（Ｚ軸正方向）にシフトした位置に持ち上げられている。

内枠部３０３ａの上面に、ホルダ３０１が設置される。また、外枠部３０３ｂの下面に、コイル３１１が装着される。コイル３１１は、外枠部３０３ｂの下面に沿うように、長方形の角が丸められた形状に周回している。

外枠部３０３ｂの四隅に、放射状に延びる連結部３０３ｄが形成されている。これら連結部３０３ｄは、上端および下端にそれぞれ鍔部を有する。連結部３０３ｄの上側の鍔部の上面に上側のサスペンション３０４の端部が固定具３０３ｅにより固着される。また、連結部３０３ｄの下側の鍔部の下面に下側のサスペンション３０４の端部が固定具３０３ｅにより固着される。こうして、サスペンション３０４が、支持部材３０３に装着される。

さらに、支持部材３０３は、Ｙ軸方向に隣り合う連結部３０３ｄを繋ぐ橋部３０３ｆを備える。橋部３０３ｆは、Ｙ軸方向の両端を除く部分がＹ軸方向に平行に延びており、この部分の中央に、Ｙ−Ｚ平面に平行な設置面３０３ｇを有する。支持部材３０３のＸ軸正側の橋部３０３ｆの設置面３０３ｇに、スケールが設置される。このスケールが、図９（ａ）、（ｂ）に示した位置検出ユニット４００のエンコーダに対向する。こうして、エンコーダによって、支持部材３０３のＺ軸方向の位置が検出される。

サスペンション３０４は、Ｘ軸方向の中央位置に、３つの孔３０４ａを有する。また、サスペンション３０４は、３つの孔３０４ａの両側に、クランク形状の伸縮構造３０４ｂを有する。Ｙ軸正側の２つのサスペンション３０４と、Ｙ軸負側の２つのサスペンション３０４が、それぞれ、３つの孔３０４ａを介して、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、支持ユニット３０５に装着される。

図１０（ｂ）は、磁気回路３０７の構成を示す斜視図である。図１０（ｂ）には、磁気回路３０７が、支持ベース３０６の上面に設置された状態が示されている。

磁気回路３０７は、Ｙ軸方向に並ぶように配置された２つのヨーク３２１を備える。Ｘ軸方向に見たときのヨーク３２１の形状はＵ字状である。２つのヨーク３２１は、それぞれ、内側の壁部３２１ｂが２つに分かれている。各ヨーク３２１の外側の壁部３２１ａの内側に磁石３２２が設置される。また、各ヨーク３２１の内側の２つの壁部３２１ｂの外側に、それぞれ、磁石３２２に対向するように磁石３２３が設置される。互いに対向する磁石３２２と磁石３２３との間には、上述のコイル３１１が挿入される隙間が生じている。

さらに、磁気回路３０７は、Ｘ軸方向に並ぶように配置された２つのヨーク３２４を備える。Ｙ軸方向に見たときのヨーク３２４の形状はＵ字状である。２つのヨーク３２４は、それぞれ、外側の壁部３２４ａが２つに分かれており、内側の壁部３２４ｂも２つに分かれている。各ヨーク３２４の外側の２つの壁部３２４ａの内側にそれぞれ磁石３２５が設置される。また、各ヨーク３２４の内側の２つの壁部３２４ｂの外側に、それぞれ、磁石３２５に対向するように磁石３２６が設置される。互いに対向する磁石３２５と磁石３２６との間には、上述のコイル３１１が挿入される隙間が生じている。磁石３２６のＹ軸方向の端部は、隣り合うヨーク３２１の内側の壁部３２１ｂに側面に重なっている。

図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、ホルダ３０１の構成を示す斜視図である。図１１（ａ）は、ホルダ３０１を上側から見た斜視図、図１１（ｂ）はホルダ３０１を下側から見た斜視図である。

ホルダ３０１は、枠状の部材からなっている。ホルダ３０１は、剛性が高く、軽量の材料で形成される。ホルダ３０１は、表面反射が抑制されるよう構成されることが好ましい。これにより、出力値調整用のレーザ光がホルダ３０１で反射して迷光となることを抑制できる。また、ホルダ３０１の表面は、光の吸収率が高まるように、黒色であることが好ましい。本実施形態では、ホルダ３０１がマグネシウム合金で一体形成され、さらに、ホルダ３０１の表面に黒色酸化処理が施されている。ホルダ３０１の表面にシボ加工が施されることにより、表面反射が抑制されてもよい。ホルダ３０１が、アルミニウム等、マグネシウム以外の材料で形成されてもよい。ホルダ３０１は、Ｘ軸方向に対称な形状である。

ホルダ３０１は、スクリーン１１０を支持するための下枠部３０１ａと、スクリーン１１１を支持するための上枠部３０１ｂとを有する。

下枠部３０１ａは、平面視において長方形の開口３０１ｃを有する。また、下枠部３０１ａ上面のＹ軸正側の縁部分に上方に突出する３つの壁３０１ｄが設けられ、下枠部３０１ａ上面のＸ軸正負側の縁部分にも、それぞれ、壁３０１ｄが設けられている。さらに、これらの壁３０１ｄと開口３０１ｃとの間に、上方に突出する突起３０１ｅが設けられている。突起３０１ｅは、開口３０１ｃの周縁に沿うようにして連続的に形成されている。突起３０１ｅの高さは、壁３０１ｄの高さよりも低い。下枠部３０１ａの上面には、壁３０１ｄの外側の位置に、Ｚ軸方向に突出する４つの鉤部３０１ｆが設けられている。

上枠部３０１ｂは、平面視において長方形の開口３０１ｇを有する。また、上枠部３０１ｂ上面のＹ軸負側の縁部分に上方に突出する３つの壁３０１ｈが設けられ、上枠部３０１ｂ上面のＸ軸正負側の縁部分にも、それぞれ、壁３０１ｈが設けられている。さらに、これらの壁３０１ｈと開口３０１ｇとの間に、上方に突出する突起３０１ｉが設けられている。突起３０１ｉは、開口３０１ｇの周縁に沿うようにして連続的に形成されている。突起３０１ｉの高さは、壁３０１ｈの高さよりも低い。上枠部３０１ｂの上面には、壁３０１ｈの外側の位置に、Ｚ軸方向に突出する４つの鉤部３０１ｊが設けられている。

下枠部３０１ａと上枠部３０１ｂとの間の段差は、壁部３０１ｋで塞がれている。壁部３０１ｋの上面は、下方（Ｚ軸負方向）に掘り下げられて、一段低くなっている。壁部３０１ｋの下面には、Ｘ軸方向に延びる窪み（溝）３０１ｋ１が形成されている。Ｙ−Ｚ平面に平行な平面で切断したときの窪み３０１ｋ１の断面はＶ字状である。窪み３０１ｋ１は、壁部３０１ｋの全長に亘って形成されている。

また、図１１（ｂ）に示すように、ホルダ３０１の下面には、下面内側から下方に突出する１０個の突片３０１ｌが設けられている。ホルダ３０１の下面の輪郭は、図１０（ａ）に示した支持部材３０３の内枠部３０３ａの輪郭と同一である。ホルダ３０１を内枠部３０３ａに載せると、ホルダ３０１の１０個の突片３０１ｌが、内枠部３０３ａの内側に嵌まり込む。これにより、ホルダ３０１が支持部材３０３に位置決めされる。

スクリーン１１０は、下枠部３０１ａの突起３０１ｅに載せられて、ホルダ３０１に支持される。このとき、スクリーン１１０のＹ軸負側の端部が、壁部３０１ｋの下側に入り込む。突起３０１ｅは、スクリーン１１０が載せられた状態において、スクリーン１１０の３辺に沿って連続するように形成されている。この状態で、スクリーン１１０は、５つの壁３０１ｄの内側に収まり、スクリーン１１０の外周と壁３０１ｄとの間に僅かな隙間が存在する。

スクリーン１１１は、上枠部３０１ｂの突起３０１ｉに載せられて、ホルダ３０１に支持される。このとき、スクリーン１１１のＹ軸正側の端部が、壁部３０１ｋの上側に重なる。突起３０１ｉは、スクリーン１１１が載せられた状態において、スクリーン１１１の３辺に沿って連続するように形成されている。この状態で、スクリーン１１１は、５つの壁３０１ｈの内側に収まり、スクリーン１１１の外周と壁３０１ｈとの間に僅かな隙間が存在する。

こうして、スクリーン１１０、１１１がそれぞれ、下枠部３０１ａおよび上枠部３０１ｂに設置された後、図１に示した遮光部材３０２ａ、３０２ｂが、それぞれ、下枠部３０１ａおよび上枠部３０１ｂに設置される。このとき、下枠部３０１ａに設けられた４つの鉤部３０１ｆが遮光部材３０２ａの４つの孔にそれぞれ嵌まり込み、上枠部３０１ｂに設けられた４つの鉤部３０１ｊが遮光部材３０２ｂの４つの孔にそれぞれ嵌まり込む。また、スクリーン１１０、１１１と遮光部材３０２ａ、３０２ｂとの間に、耐熱性の部材（耐熱パッキン）が介挿される。

図１２（ａ）は、スクリーン１１０、１１１が設置された状態のホルダ３０１をＹ−Ｚ平面に平行な平面で切断した断面図である。図１２（ａ）では、便宜上、遮光部材３０２ａ、３０２ｂの図示が省略されている。

上記のように、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｂの出力値を調整する際には、スクリーン１１０、１１１のＹ軸方向の境界位置において、出力値調整用のレーザ光ＬＴ１が、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｂから出射される。この場合、図１２（ａ）に示すように、スクリーン１１０、１１１のＹ軸方向の境界位置には、壁部３０１ｋが設けられているため、出力値調整用のレーザ光ＬＴ１は、この壁部３０１ｋによって遮光される。すなわち、ホルダ３０１に形成された壁部３０１ｋが遮光部となる。これにより、出力値調整用のレーザ光が、図１（ｃ）のミラー２２へと進んで迷光となることが抑止される。

なお、発明者らの検討によると、壁部３０１ｋの下面が平坦な平面に設計された場合、壁部３０１ｋの下面に入射した出力値調整用のレーザ光の一部がミラー２２へと進んで、表示画像が全体的にやや白っぽく表示されることが確認された。

このような問題を解消するため、本実施形態では、壁部３０１ｋの下面に窪み３０１ｋ１が設けられている。これにより、図１２（ｂ）に示すように、壁部３０１ｋの下面に入射した出力値調整用のレーザ光ＬＴ１は、窪み３０１ｋ１に取り込まれ、反射光ＬＴ２として補正レンズ１０９側へと戻される。これにより、出力値調整用のレーザ光ＬＴ１がより確実に遮光され得る。よって、出力値調整用のレーザ光の一部がミラー２２へと進んで、表示画像が全体的にやや白っぽく表示されることがより確実に抑制される。

なお、窪み３０１ｋ１の形状は、必ずしも、Ｖ字状でなくてもよく、たとえば、図１２（ｃ）に示すようにＵ字状であってもよく、あるいは、矩形に窪んだ形状であってもよい。窪み３０１ｋ１の形状は、出力値調整用のレーザ光の一部がミラー２２へと進むことを抑止できる形状であればよい。

＜実施形態の効果＞
以上、本実施形態によれば、以下の効果が奏される。

１フレームの表示画像を表示するための表示画角の範囲内の所定位置（本実施形態では、スクリーン１１０、１１１の境界位置）において、出力値調整用のレーザ光が出射されるため、表示画像の歪み補正のためにスクリーン上の画像描画領域が変化しても、出力値調整用のレーザ光の出射位置を調整する必要がない。よって、表示画像の歪み補正に拘わらず、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出力を円滑に調整することができる。

ここで、「表示画角」とは、１フレーム分の画像を表示するためのレーザ光の振り角のことである。すなわち、各色のレーザ光は、図２に示した走査部１０８におけるミラー１０８ａの可動範囲内において、２次元方向に振られ得る。これに対し、１フレーム分の画像は、ミラー１０８ａの可動範囲よりも狭い振り角の範囲において表示される。すなわち、ミラー１０８ａの可動範囲よりも狭い所定の振り角の範囲において、映像信号に基づきレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃが駆動され、各色のレーザ光によりスクリーン１１０、１１１が走査される。このように、１フレーム分の画像を表示するためのレーザ光の２次元方向の振り角のことを、「表示画角」と称する。

本実施形態では、この表示画角の範囲内において、スクリーン１１０に対する描画と、スクリーン１１１に対する描画が行われる。すなわち、表示画角の範囲内において、２つの画像が、それぞれ、スクリーン１１０、１１１に表示される。また、表示画角の範囲内には、これら２つの画像の間に、画像が描画されない範囲が生じる。この範囲は、図３（ｂ）に示した境界ＢＲ１の範囲に対応する。図１３において、Ａ１１、Ａ１２は、スクリーン１１０、１１１において画像が描画される領域を模式的に示している。

本実施形態では、このように、表示画角の範囲内の、これら２つの画像の描画範囲の境界となる位置、すなわち、スクリーン１１０、１１１の境界ＢＲ１において、出力値調整用のレーザ光が出射される。このため、視距離が異なる２つの画像をスクリーン１１０、１１１によって表示させつつ、出力値調整用のレーザ光によってレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出力値を調整することができる。また、表示画角の範囲内において出力値調整用のレーザ光が出射されるため、上記のように、表示画像の歪み補正に拘わらず、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出力を円滑に調整することができる。

また、本実施形態では、図１２（ａ）に示したように、２つのスクリーン１１０、１１１の境界に壁部３０１ｋ（遮光部）が設けられ、出力値調整用のレーザ光は、この壁部３０１ｋ（遮光部）の位置に照射される。このため、出力調整用のレーザ光ＬＴ１が表示画像に紛れ込むことを抑制でき、表示画像の品質を高く維持できる。

また、図１２（ａ）、（ｂ）に示したように、壁部３０１ｋ（遮光部）の下面に窪み３０１ｋ１が設けられているため、出力調整用のレーザ光ＬＴ１が表示画像に紛れ込むことをより確実に抑制できる。これにより、表示画像の品質をより高く維持することができる。

また、本実施形態では、壁部３０１ｋと窪み３０１ｋ１がホルダ３０１に一体的に形成されているため、別途、出力値調整用のレーザ光を遮光する部材を配置せずともよい。よって、画像表示装置２０の構成を簡素化することができる。

なお、本実施形態では、壁部３０１ｋの全長に亘って窪み３０１ｋ１が設けられたが、窪み３０１ｋ１は、少なくとも出力値調整用のレーザ光が照射される位置に設けられればよい。

＜変更例＞
上記実施形態では、２つのスクリーン１１０、１１１が配置されたが、スクリーンの数はこれに限られるものではなく、１つのスクリーンのみが配置されてもよい。この場合、１つのスクリーンに２つの画像が描画されてもよく、これら２つの画像の境界において、出力値調整用のレーザ光が出射され、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出力が調整されてもよい。出力値調整用のレーザ光の出射位置は、表示画角内の画像が表示されない範囲に設定されればよい。

また、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出力の調整方法は、必ずしも、上記実施形態に記載された方法に限られるものではなく、出力値調整用のレーザ光を用いる限りにおいて、他の方法であってもよい。

また、上記実施形態では、ホルダ３０１に設けられた壁部３０１ｋにより出力値調整用のレーザ光が遮光されたが、出力値調整用のレーザ光を遮光するための構成はこれに限られるものではない。たとえば、スクリーン１１０、１１１上の、出力調整用のレーザ光が通過する領域にマスクを設けて、出力調整用のレーザ光を遮光するようにしてもよい。また、壁部３０１ｋの下面の幅が、出力値調整用のレーザ光を略完全に遮光可能な程度に広い場合は、必ずしも、壁部３０１ｋの下面に窪み３０１ｋ１が設けられなくてもよい。

また、スクリーンは、必ずしもＺ軸方向に移動しなくてもよく、所定の位置に固定されてもよい。この場合、奥行き方向に視差のない画像のみが表示される。

また、上記実施形態では、１つの光検出器１０７によって、３つのレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの光出力値が検出されたが、３つのレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの光出力値を、それぞれ、別々の光検出器１０７で検出するようにしてもよい。たとえば、ミラー１０４およびダイクロイックミラー１０５ａ、１０５ｂを、それぞれ、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃからのレーザ光を数パーセント透過させるように構成し、透過した各色のレーザ光をそれぞれ個別に光検出器で検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、本発明を乗用車１に搭載されるヘッドアップディスプレイに適用した例を示したが、本発明は、車載用に限らず、他の種類の画像表示装置にも適用可能である。

また、画像表示装置２０および照射光生成部２１の構成は、図１（ｃ）および図２に記載された構成に限られるものではなく、適宜、変更可能である。さらに、第１のレンズ部１１０ａや第２のレンズ部１１０ｂは、スクリーン１１０に一体形成されてもよく、あるいは、これらレンズ部を有する透明なシートをスクリーン１１０の基材に貼りつける構成であってもよい。

本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

２０ … 画像表示装置
１００ … 光源
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ … レーザ光源
１０７ … 光検出器
１０８ … 走査部
１１０、１１１ … スクリーン
２０１ … 画像制御回路（制御部）
３００ … 駆動部
３０１ … ホルダ
３０１ｋ … 壁部（遮光部〜
３０１ｋ１ … 窪み

Claims (7)

1. レーザ光を出射する光源と、
   前記レーザ光で２次元に走査されることにより画像が描画されるスクリーンと、
   前記レーザ光を前記スクリーンに対し走査させる走査部と、
   前記光源から出射された前記レーザ光の光量を検出する光検出器と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、１フレームの表示画像を表示するための表示画角の範囲内の所定位置において、前記光源の出力値を調整するためのレーザ光を前記光源から出射させ、前記出力値調整用のレーザ光に対する前記光検出器の検出信号に基づいて、前記光源の出力を調整する、
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置において、
   前記出力値調整用のレーザ光の出射位置は、前記表示画角の範囲内の、第１の画像の描画範囲と第２の画像の描画範囲との境界となる位置である、
   ことを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１または２に記載の画像表示装置において、
   第１のスクリーンと、
   前記レーザ光の進行方向に垂直な方向において前記第１のスクリーンに並ぶように配置された第２のスクリーンと、を備え、
   前記出力値調整用のレーザ光の出射位置は、前記第１のスクリーンと前記第２のスクリーンとの境界となる位置である、
   ことを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項３に記載の画像表示装置において、
   前記第１のスクリーンと前記第２のスクリーンとの境界に遮光部が設けられ、
   前記出力値調整用のレーザ光は、前記遮光部の位置に照射される、
   ことを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項４に記載の画像表示装置において、
   前記遮光部には、少なくとも前記出力値調整用のレーザ光が照射される位置に窪みが設けられている、
   ことを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項４または５に記載の画像表示装置において、
   前記第１のスクリーンおよび前記第２のスクリーンは共通のホルダに保持され、
   前記遮光部は、前記ホルダに設けられた壁部である、
   ことを特徴とする画像表示装置。
7. 請求項６に記載の画像表示装置において、
   前記ホルダを前記レーザ光の進行方向に平行な方向に移動させる駆動部を備える、
   ことを特徴とする画像表示装置。

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