JP6079239B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は画像表示装置に関し、より具体的には、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーに関する。

レーザー光を走査ミラーで反射させ、光線のラスター走査により投射面に画像を表示させる画像表示装置が知られている（例えば特許文献１）。
すなわち、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーは、走査ミラーを左右に往復揺動させて水平方向の走査線を描くと同時に、画像を構成する走査線の数に合わせて走査ミラーを垂直方向に往復揺動させる。

レーザー走査型画像表示装置の利用形態として、例えば、車載用途がある。車載用の画像表示装置では、運転者の前面にあるフロントガラスまたはコンバイナを介して映像を表示する（例えば特許文献２）。これにより、画像表示装置から発射された画像光束とフロントガラスを透過してきた外界からの光とがオーバーレイ（重畳）して運転者の眼に入射する。したがって、運転者は、映像情報と共に前方の状況を同時に見ることができる。

特表２０１０−５３９５２５号公報 特開平５−８６６１号公報

画像表示装置は小型で可搬性に優れるため、様々環境で使用されることが期待される。例えば、さまざまな明るさの環境で使用されることが期待され、そのためには、幅広い調光レベルの調整、特に低輝度での調整が詳細に行えることが望まれている。

そこで、本発明は、
光束を出力するレーザ光源部と、
主走査方向及び副走査方向に往復駆動されることで、前記光束を反射させる走査ミラー部と、
画像データに基づいて前記レーザ光源部を駆動させる光源駆動部と、
前記画像データを構成する画素の輝度値を調整するビットシフト処理部と、
前記ビットシフト処理部により減光処理された前記画像データに対して、前記画像データを構成する画素の輝度値を所定の規則で０として表示させる制御を行う減光処理部と、
を備えた画像表示装置を提供する。

画質を維持しつつも幅広い調光レベルの調整ができる。

画像表示装置の典型的使用例を示す図。 画像表示装置の全体構成を示す機能ブロック図。 映像信号の処理の流れを示す図。 画像データの構成を説明するための図。 光射出ユニットの斜視図。 走査ミラー部の構造を示す図。 光射出ユニットから発射された画像光束Ｌ１が見る人の眼に到達するまでの光路を示す図。 調光レベルの一覧表の一例を示す図。 第１減光処理により、復路に相当する走査線の画像データを間引いた様子を示した図。 往路Ｆｓのときだけ描画する表示動作を示す図。 第２減光処理により、往路に相当する走査線の画像データにおいて一つ置きに画素の画素値を間引いた様子を示した図。 往路Ｆｓにおいて描画点が飛び飛びとなる表示動作を示す図。 垂直方向にブランクが並ぶように画素を間引いた例を示す図。 往路と復路とで互い違いに間引いた例を示す図。

本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の画像表示装置に係る第１実施形態について説明する。
図１は、本発明が想定する画像表示装置１００の典型的使用例である。画像表示装置１００は、レーザー光を走査ミラーで反射させ、光線のラスター走査により投射面に画像を表示（描画）させるものである。図１において、画像表示装置１００は、自動車１０に搭載されている。画像表示装置１００からは所望の画像を表示させるように調整された画像光束Ｌ１が発射（出力）される。この画像光束Ｌ１は、フロントガラス１１での反射を介して運転者Ｐの眼に入射し、網膜上に像を結ぶ。同時に、フロントガラス１１には外界からの光Ｌ２も入射して透過していく。したがって、外界からの光Ｌ２と画像表示装置１００の画像光束Ｌ１とがオーバーレイ（重畳）し、運転者Ｐの視界には外界の実景と画像表示装置１００によって発射された画像とが同時に見えることになる。

図２は、画像表示装置１００の全体構成を示す機能ブロック図である。画像表示装置１００は、画像信号処理部１１０と、光射出ユニット１２０と、結像光学系１５０と、タイミング処理部１６０と、中央制御部１８０と、を備える。各機能部の構成および動作を以下に説明する。

画像信号処理部１１０は、ビデオインターフェース１１１と、ビデオデコーダ１１２と、メモリコントローラ１１３と、フレームメモリ１１４と、データバッファ１１５と、光源駆動部１１６と、デジタル調光処理部４００と、を備える。

ビデオインターフェース１１１を介して原画像信号が入力される。画像ソースは限定されず種々考えられるが、例えば、カーナビゲーション装置からの画像信号や車両からの速度表示信号などがあり、その他、場合によっては、テレビ放送や記録メディアから読み出した画像再生信号なども考えられうる。ビデオデコーダ１１２は、画像種別に応じてその原画像信号をデコード処理する。例えば、原画像信号がアナログ画像信号（コンポーネント映像信号）である場合には、デコード処理により、原画像信号を、３色（ＲＧＢ）のデジタル色信号で構成されるデジタル画像信号と、水平同期信号と垂直同期信号とを含む同期信号と、に分離する。

メモリコントローラ１１３は、書込み部１１３Ｗと読出し部１１３Ｒとを有する。
図３は、映像信号の処理の流れを示す図である。
書込み部１１３Ｗは、ビデオデコーダ１１２で処理した映像信号をフレームメモリ１１４に一旦書き込んでバッファさせる。そして、読出し部１１３Ｒは、指定されたドットクロックに基づいてフレームメモリ１１４から画像データを主走査線の一ラインずつ読み出す。
ここで、読出し部１１３Ｒは、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーに適したタイミングで画像データを読み出すとともに後段に出力する。すなわち、読出し部１１３Ｒは、タイミング処理部１６０で調整されたタイミング信号（ドットクロック、表示期間指示信号）に合わせて画像データを読み出す。このように読み出された画像データは、デジタル調光処理部４００に出力される。

ここで、走査ミラー部２００は、水平方向（主走査駆動方向）において往復振動するところ、往路でも復路でも描画を行う。したがって、読出し部１１３Ｒは、主走査駆動の往路に相当する画像データを読み出すにあたっては、画像データをアドレス順に読み出すが、主走査駆動の復路に相当する画像データを読み出すにあたっては画像データをアドレスの逆から読み出す。（主走査駆動の復路において描画点は右から左に移動するので、逆順に読み出した通りの順番で画像データを光源駆動部１１６に送り、半導体レーザーダイオードを発光駆動させれば、主走査駆動の復路においても画像を表示することができる。）

デジタル調光処理部４００は、読出し部１１３Rから出力された画像データに対し、デジタル演算処理によって画像の明るさ調整を行う。
画像データとしては、例えば、カーナビゲーション装置からの画像信号や車両からの速度表示信号などがあり、その他、場合によっては、テレビ放送や記録メディアから読み出した画像再生信号なども考えられる。ここで、周辺環境の明るさが、晴天時の雪道のように明るすぎたり、夜間の山中のように暗すぎたりすると、ユーザにとって画像が見にくくなる場合がある。デジタル調光処理部４００は、概念的には周辺環境が明るすぎる場合には画像信号の輝度を高くして映像を表示させ、周辺環境が暗すぎる場合には、画像信号の輝度を低くして映像を表示させる。

デジタル調光処理部４００は、ビットシフト処理部４１０と、減光処理部４２０と、を備えている。
ビットシフト処理部４１０は、画像信号の各画素の輝度値をビットシフト演算によって上げたり下げたりする。このようなビットシフト演算は既知の技術を用いてもよい。
例えば、図８のテーブル中に示すように、ビットシフト処理によってシフトゲインを８〜０．０３１２５まで変化させることができる。
ただし、低輝度での階調の維持と調光レベル数の確保のため、ビットシフトによるレーザー発光強度の調整だけでなく、後述のように、画素を所定の規則で表示させないようにする処理も併用する。

減光処理部４２０は、ビットシフト処理部４１０で減光処理された画像の明るさをさらに暗くする処理を行う。
減光処理部４２０により、画像データ中の画素の輝度値を所定の規則に従って"０"にする減光処理を行うことで、より低輝度側の階調を確保できる。
減光処理部４２０による処理によって輝度値を"０"とされた画素は、表示画像中ではブランク（黒）として表示される。したがって、画素の輝度値を"０"にすることで、ユーザには表示画像から画素が間引かれて暗くなったように見える。
本明細書の以下の説明においては、画素の輝度値を０にする処理のことを"画素を間引く"、あるいは、"画素を表示させない"のように表現する。
なお、この減光処理部４２０による減光処理は、画素毎の色と輝度を別々に設定できるレーザー走査型のプロジェクションディスプレー方式に適した処理である。以降は、プロジェクションディスプレー方式における光射出ユニット１２０の構成と動作を説明し、その後に、減光処理部４２０による減光処理を例示することとする。

デジタル調光処理部４００で調光処理された画像データはデータバッファ１１５で一時保持され、さらに、画像データは順に光源駆動部１１６に出力される。

光源駆動部１１６は、Ｄ／Ａ変換部を備え、画像データに応じて光射出ユニット１２０の光源である各半導体レーザーダイオードに駆動電流を印加して各半導体レーザーダイオードを所望の輝度で発光させる。
光射出ユニット１２０の光源としては、ＲＧＢ３色を得るため、赤色レーザーダイオード、青色レーザーダイオード、および、緑色レーザーダイオードが設けられている（具体的な構造は図５を参照）。
それに合わせて、光源駆動部１１６としても、赤色ドライバ１１６Ｒと、緑色ドライバ１１６Ｇと、青色ドライバ１１６Ｂと、を備えている。
各半導体レーザーダイオードに印加する駆動電流のゲインを上げ下げすることで調光することができる（図８参照）。

なお、当然のことであるが、画像データを構成する各画素データは、図４に示すように、画素ごとにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色で構成される色情報を有する。
それぞれのドライバ１１６Ｒ、１１６Ｇ、１１６Ｂはおのおの各画素の各色の情報に応じて半導体レーザーダイオードに電流を印加することで、色情報に応じた輝度で各半導体レーザーダイオードを発光させる。

光射出ユニット１２０は、光源部１３０と、走査ミラー部２００と、を備える。
図５は、光射出ユニット１２０の斜視図であり、光源部１３０と走査ミラー部２００とは一例としてユニット化されている。
光源部１３０は、３色のレーザーダイオード１３２Ｒ、１３２Ｇ、１３２Ｂと、複数のミラー１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄと、複数の集光レンズ１３４と、を有する。
レーザーダイードとしては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色のレーザー（レーザー光）をそれぞれ出力する、赤色レーザーダイオード１３２Ｒ、緑色レーザーダイオード１３２Ｇおよび青色レーザーダイオード１３２Ｂが設けられている。
なお、本実施形態は、３色より多いレーザーダイオードを用いた構成にも適用可能であるし、１色や２色のレーザーダイオードを用いた構成にも適用可能である。

ミラー１３３Ｂ、１３３Ｃはそれぞれ所定の波長の色を透過または反射させるダイクロイックミラーである。
光源部１３０が出力する光の経路を簡単に説明すると、第１ミラー１３３Ａは緑色レーザーダイオード１３２Ｇが出力する緑色レーザーを直角に反射して反射光を赤色レーザーの光路に導く。
第２ミラー１３３Ｂは、赤色レーザーダイオード１３２Ｒが出力する赤色レーザーを透過させるとともに緑色レーザーを反射して両者を合波する。
第３ミラー１３３Ｃは、前記第２ミラー１３３Ｂからの光を透過させるとともに、青色レーザーダイオード１３２Ｂが出力する青色レーザーを反射する。
これにより三つのレーザー光を一軸に合波した光束として、最後に第４ミラー１３３Ｄによって前記光束を走査ミラー部２００に所定の角度で入射させる。
なお、光路上に集光レンズ１３４が適宜配置されており、レーザー光を集光させる。
各集光レンズの光学特性および配置位置は、次段の結像光学系１５０との関係で決定される。

なお、図５において、光射出ユニット１２０の背面側に回路基板が設けられ、この回路基板上に画像信号処理部１１０、タイミング処理部１６０および中央制御部１８０が組み込まれており、例えば全体としてモジュール化されている。

次に、走査ミラー部２００の構成を説明する。
走査ミラー部２００は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスであって、半導体集積回路の加工技術を応用して製造される。走査ミラー部２００は、互いに直交する二つの揺動軸を有する二軸駆動可能であって、一面にミラーを有する。ミラーを揺動させることにより、光源部１３０から出力された、三つのレーザー光を一軸に合波した光束である画像光束をラスタースキャン（ラスター走査）するよう反射する。

走査ミラー部２００の典型的構造を図６を参照して説明する。
図６において、（Ａ）は走査ミラー部２００の平面図であり、（Ｂ）は断面模式図である。なお、断面模式図においては、見易いように、誤解のない範囲でハッチングは省略した。また、説明の都合上、図６（Ａ）における上下方向をｙ軸方向、左右方向をｘ軸方向として説明する。

走査ミラー部２００は、光を主走査方向および副走査方向に偏向させるように二軸駆動する光偏向素子２１０と、光偏向素子２１０を支える支持基台部２５０と、を備える。
光偏向素子２１０は、Ｓｉ（シリコン）ウェハから周知の半導体プロセスで作製される。光偏向素子２１０は、図６（Ａ）においてｘ軸方向の両端に配置された二つの支持部２２０Ｌ、２２０Ｒと、前記二つの支持部２２０Ｌ、２２０Ｒの間において全体として副走査方向に揺動する副走査揺動体部２３０と、二つ支持部２２０Ｌ、２２０Ｒと副走査揺動体部２３０とを繋ぐ二つのアーム２４０Ｌ、２４０Ｒと、を有する。二つのアーム２４０Ｌ、２４０Ｒは、上下方向のほぼ中央で支持部２２０Ｌ、２２０Ｒと副走査揺動体部２３０とを繋ぎ、これにより、副走査揺動軸Ｘｓを揺動軸として副走査揺動体部２３０が揺動可能になっている。

次に、副走査揺動体部２３０は、枠を構成する枠体２３１と、枠体２３１の枠内において枠体２３１から離間した状態で支持された主走査揺動片部２３２と、枠体２３１の内縁と主走査揺動片部２３２とを繋ぐ四つのＬ型梁部２３３Ａ、２３３Ｂ、２３３Ｃ、２３３Ｄと、四つの圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃ、２３４Ｄと、ミラー２３５と、二つの磁石２３６Ｕ、２３６Ｄと、を備える。

Ｌ型梁部２３３Ａ、２３３Ｂ、２３３Ｃ、２３３Ｄは、枠体２３１のうちのｙ軸に平行な内辺と、主走査揺動片部２３２のｘ軸に平行な辺と、を連結している。このとき、Ｌ型梁部２３３Ａ、２３３Ｂ、２３３Ｃ、２３３Ｄは、主走査揺動片部２３２の左右中央に近接した位置において主走査揺動片部２３２と連結されている。これにより、主走査揺動軸Ｙｓを揺動軸として主走査揺動片部２３２が揺動可能になっている。

そして、四つＬ型梁部２３３Ａ、２３３Ｂ、２３３Ｃ、２３３Ｄにおいて、ｘ軸に平行な部分に圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃ、２３４Ｄが配置されている。圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃ、２３４Ｄは、詳しくは図示しないが、下部電極と上部電極との間に圧電体膜を挟んだ積層構造である。

ミラー２３５は、主走査揺動片部２３２の一面に形成されている。ミラー２３５は、反射率の高い金属（例えばＡｌやＡｕ）の蒸着によって形成できる。ここまでの構造で明らかなように、ミラー２３５は、アーム２４０Ｌ、２４０Ｒによる支持によって副走査方向に揺動するとともに、Ｌ型梁部２３３Ａ、２３３Ｂ、２３３Ｃ、２３３Ｄの支持によって主走査方向にも揺動できる。

二つの磁石２３６Ｕ、２３６Ｄは、主走査揺動片部２３２においてｙ軸に沿った上下にそれぞれ配置されている。ミラー２３５が形成された面を表面とすると、磁石２３６Ｕ、２３６Ｄは副走査揺動体部２３０の裏面に貼設されている。

支持基台部２５０は、台部２５１と、二つの電磁コイル２５２Ｕ、２５２Ｄと、を有する。電磁コイル２５２Ｕ、２５２Ｄは、それぞれ磁石２３６Ｕ、２３６Ｄと対になるように配置されている。

最後に、電気的配線について説明する。
４つの圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃ、２３４Ｄが設けられているところ、二つの圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂで主走査揺動片部２３２に振動を誘起し、二つの圧電素子２３４Ｃ、２３４Ｄで主走査揺動片部２３２の振動を検出する。すなわち、図６（Ａ）において、主走査揺動軸Ｙｓを間にして左側に配置されている二つの駆動用圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂには駆動信号を印加する。すると、左側の二つの駆動用圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂの振動がＬ型梁部２３３Ａ、２３３Ｂを介して主走査揺動片部２３２に伝達され、主走査揺動片部２３２が主走査揺動軸Ｙｓを揺動軸として揺動する。また、主走査揺動軸Ｙｓを間にして右側に配置されている二つの検出用圧電素子２３４Ｃ、２３４Ｄで主走査揺動片部２３２の振動を検出する。
ここで、検出用圧電素子２３４Ｃ、２３４Ｄから得られる振動検出信号に対して所定の位相差をもった駆動電圧信号を駆動用圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂにフィードバックすることにより、主走査揺動片部２３２を共振駆動させることができる。

また、電磁コイル２５２Ｕ、２５２Ｄには、所定周期で副走査揺動体部２３０を揺動させる駆動電流を印加する。これにより、電磁コイル２５２Ｕ、２５２Ｄと磁石２３６Ｕ、２３６Ｄとが反発および接近を交互に繰り返し、副走査揺動体部２３０が副走査揺動軸Ｘｓを揺動軸として揺動する。副走査方向の揺動は、非共振駆動であり、画像データの垂直駆動の周期に合わせて調整される。

次に、結像光学部１５０について説明する。
図７は、光射出ユニット１２０から発射された画像光束Ｌ１が見る運転者Ｐの眼に到達するまでの光路を概略的に示した図である。
なお、結像光学部１５０の構成は、光射出ユニット１２０から射出された画像光束Ｌ１を見る人の眼に導くものであればよく、特定の構成に限定されるものではない。
結像光学部１５０は、平面ミラー１５１と、マイクロレンズアレイ１５２と、平面ミラー１５３と、凹面ミラー１５４と、を備える。また、図７には、コンバイナ（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）としてのフロントガラス１１を合わせて示している。

マイクロレンズアレイ１５２は、光透過型であって、マイクロレンズをマトリックス状に配列したものである。マイクロレンズアレイ１５２は、レーザー特有のスペックルを低減する効果があり、放射角や色ムラを考慮して最適設計されている。そして、このマイクロレンズアレイ１５２によってレーザー光を拡散（放射）することにより、単位面積当たりのレーザー強度が小さくなる。これにより、眼に対する負担が軽くなり、光束が眼に入射しても安全である。

走査ミラー部２００で反射された光束Ｌ１は、マイクロレンズアレイ１５２上で一旦中間像を結ぶ。その後、平面ミラー１５３、凹面ミラー１５４、フロントガラス１１での反射を介して画像光束Ｌ１は見る者の眼に届く。また、コンバイナとしてのフロントガラス１１において、画像光束Ｌ１と外界からの実景とがオーバーレイされる。

なお、図７には図示しないが、抜き差し可能な減光（ND）フィルタを結像光学部１５０に設けることで調光することができる。図８のテーブルでは、透過率が１／８の減光（ND）フィルタを使用した例を示している。

次に、タイミング処理部１６０について説明する。
タイミング処理部１６０は、ミラー駆動制御回路１６１と、振動検出部１６２と、タイミング調整部１７０と、を備える。ここで、タイミング処理が必要な事項としては、走査ミラー部２００の主走査駆動制御、走査ミラー部２００の副走査駆動制御、および、画像信号処理部１１０での画像処理タイミングを走査ミラー部２００の駆動に合わせるためのタイミング信号の生成、がある。

ミラー駆動制御回路１６１は、走査ミラー部２００の主走査駆動制御を行う主走査駆動制御部１６１Ｈと、走査ミラー部２００の副走査駆動制御を行う副走査駆動制御部１６１Ｖと、を備える。

走査ミラー部２００の主走査駆動制御について説明すると、走査ミラー部２００の検出用圧電素子２３４Ｃ、２３４Ｄからの検出信号を振動検出部１６２で検出する。
振動検出部１６２は、例えば、増幅回路やフィルタで構成することができる。検出された振動検出信号Ｓｎを主走査駆動制御部１６１Ｈにフィードバックし、走査ミラー部２００が主走査方向で共振するように位相調整を行い、主走査駆動制御信号ＳＨとして駆動用圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂに印加する。これにより、走査ミラー部２００を主走査方向においては共振駆動させる。

一方、副走査駆動制御部１６１Ｖは、画像データの垂直駆動の周期に合わせて走査ミラー部２００を副走査方向に非共振駆動させる。副走査方向の振動周波数は、例えば、ＶＧＡであれば６０Ｈｚである。副走査駆動制御部１６１Ｖは、主走査駆動制御部１６１Ｈから出力される主走査駆動信号ＳＨとタイミングを合わせながら、６０Ｈｚで走査ミラー部２００を副走査方向で揺動させる副走査駆動信号ＳＶを出力する。

タイミング調整部１７０は、メモリコントローラの動作を走査ミラー部の駆動に合わせるようにタイミング処理する。具体的には、走査ミラー部の主走査方向の共振周波数を逓倍し、ドットクロックを生成する。ドットクロックは、タイミング信号として、読出し部１１３Ｒ、ＲＧＢデータバッファ１１５、光源駆動部１１６に供給される。

このように生成されたタイミング信号（ドットクロック、表示期間指示信号）に基づいて描画が行われる動作を順に説明する。
まず、読出し部１１３Ｒは、ドットクロックのタイミングで画像データを一ラインずつ読み出してＲＧＢデータバッファ１１５に出力する。このＲＧＢデータバッファ１１５に一時保持された画像データが順送りに光源駆動部１１６に送られる。すると、各色の半導体レーザーダイオードそれぞれが画像データで指示された輝度で発光駆動される。各色の輝度、主走査、副走査の駆動が同期することにより、各画素が適切に描画され、これによって、所望の画像データが描画されることになる。

中央制御部１８０は、画像表示装置１００全体の動作を制御している。
特に本実施形態においては、中央制御部１８０は、画像の調光レベルを設定する。中央制御部１８０は調光レベル設定部１８１を有し、調光レベル設定部１８１には外光センサ３００からのセンサ値が入力されるようになっている。外光の明るさに対応した調光レベルを決定するためのテーブルが調光レベル設定部１８１に予め記憶されており、調光レベル設定部１８１は、外光の明るさに応じて調光レベルを決定する。また、調光レベル設定部１８１は、異常時の警報は最大の明るさで表示させるなど、表示内容によっても所定ルールに従った調光レベルを選択する。

（減光処理部による減光処理）
（第１減光処理）
減光処理部４２０による減光処理を説明する。
本実施形態では、減光処理が２段階ある。まず、２段階のうちの第１段階である第１減光処理を説明する。
画像表示装置１００は、走査ミラー２３５を左右に往復揺動させて水平方向の走査線を描くと同時に、画像を構成する走査線の数に合わせて走査ミラー２３５を垂直方向に往復揺動させることによって画像を表示する。
この表示方式では、水平方向の走査線に往路と復路があるため、往路と復路とのうちのいずれか一方の走査線を表示させないよう制御する（輝度値を"０"にする）ことで画像の明るさを半分にすることができる。

復路のレーザー走査を間引く走査について説明する。図９に、復路に相当する走査線の画像データを間引いて表示させる様子を示す。第１減光処理では、復路の走査線の相当する画像データの画素の輝度値を０にして、復路の走査線を間引く処理を行う。これによってミラー２３５によって復路を走査するときにレーザー発光が無くなる。すると、図１０に示すように、往路Ｆｓのときだけ描画され、復路のときに描画されない。
図５に通常描画の様子が示されているが、復路分の描画が無いことで表示輝度が半分になることがわかる。

第１減光処理によって、ミラー２３５の水平方向、及び垂直方向における振動周期を変更することはない。したがって、画像データを表示させるためのフレームレートなどを変更することなく表示させることができる。

レーザー走査型のプロジェクションディスプレーは、フラットディスプレイパネルのようにバックライトなどによって全面を同時に光らせる方法とは異なり、描画点を１点ずつ描くものである。フラットディスプレイパネルの場合には、全面が同時に発光するため、画面の明るさの調整と解像度の調整とをそれぞれ独立したものとできるが、画素ごとの輝度を詳細に設定することはできない。
第１減光処理によれば、階調よくレーザー出力を制御できる範囲でレーザー発光を小さくするため、表示画像の階調を保ちながら明るさを半分（０．５）にすることが出来る。
このようにして、レーザー走査型のプロジェクションディスプレーにおいて、画質を維持しながらも全体の輝度を下げることができる。

（第２減光処理）
続いて２段階のうちの第２段階である第２減光処理を説明する。
第２減光処理は、第１減光処理を受けた画像よりもさらにもう一段暗い画像を生成するための処理である。
第２減光処理では、第１減光処理を受けた画像からさらに画素を間引く。ここでは、往路の走査線において、一つ置きに画素を間引くこととする。

図１１には、往路に相当する走査線の画像データにおいて一つ置きに画素の画素値を間引いた様子を示した。
このように画像データを間引くと、往路において描画点が飛び飛びになる。（図１２には、往路Ｆｓにおいて描画点が飛び飛びであることを表現した。）
この第２減光処理により、画像の明るさが第1減光処理のさらに半分（０．５）になる。（つまり、通常表示の場合に比べると、四分の一（０．２５）になる。）

このように往路または復路の走査線上の全ての画素情報を間引いたり、一部の画素の画素情報を間引いたりすることで調光レベルを暗い方に２段階（２ビット分）確保することができるようになった。
（変形例１）
上記の例では、水平方向の走査線（復路の走査線）上の画素情報を間引き、さらに、往路も飛び飛びに間引くことで２段階の減光を行ったが、画素の間引き方は種々考えられるところである。
例えば、垂直方向にブランクが並ぶように画素を間引いてもよい（図１３参照）。
または、往路と復路とで互い違いに間引いてもよい（図１４参照）。

画素を間引くといっても、解像度は出来るだけ維持したい。したがって、隣接する複数の画素をまとめて間引いてしまう（ブランクにする）ようなことは、あまり望ましくない。画像が粗くなってしまうからである。
例えば図１４などは典型的な例であるが、できるだけ画像の粗さが目立たないように、間引く画素は飛び飛びにすることが望ましい。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、
上記説明では、走査ミラー部としては、一体で二軸駆動が可能なＭＥＭＳミラーを例示したが、水平方向に揺動するミラーと垂直方向に揺動するミラーとが別体になっているなど、上記の例示に限定されず種々変更が可能である。

画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイとしての車載タイプのみならず、ヘルメット内蔵型や眼鏡タイプなどのヘッドマウントディスプレイなどに応用してもよい。
（つまり、本発明は４輪の自動車に搭載された場合だけを想定しているわけではない。）
例えば、ヘルメット内蔵型の画像表示装置を想定し、オートバイの運転者がこのヘルメットを着用するとしてもよい。

１０・・・自動車、１１・・・フロントガラス、１００・・・画像表示装置、１１０・・・画像信号処理部、１１６・・・光源駆動部、１２０・・・光射出ユニット、１３０・・・光源部、１５０・・・結像光学系、１６０・・・タイミング処理部、１８０・・・中央制御部、２００・・・走査ミラー部、３００・・・外光センサ、４００・・・デジタル調光処理部。

Claims (4)

1. 光束を出力するレーザ光源部と、
   主走査方向及び副走査方向に往復駆動されることで、前記光束を反射させる走査ミラー部と、
   画像データに基づいて前記レーザ光源部を駆動させる光源駆動部と、
   前記画像データを構成する画素の輝度値を調整するビットシフト処理部と、
   前記ビットシフト処理部により減光処理された前記画像データに対して、前記画像データを構成する画素の輝度値を所定の規則で０として表示させる制御を行う減光処理部と、
   を備えた画像表示装置。
2. 前記減光処理部は、
   主走査方向の走査線であって前記走査ミラー部の往路または復路のいずれか一方の走査線の輝度値を０として表示させる制御を行う、
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記減光処理部は、
   主走査方向の走査線上において、前記画素の輝度値を一つ置きに０として表示させる制御を行う、
   請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記減光処理部は、
   主走査方向の往路の走査線と主走査方向の復路の走査線とで、輝度値が０となる画素が縦方向に並ばないように表示させる制御を行う、
   請求項３に記載の画像表示装置。