WO2015064154A1 - 表示装置 - Google Patents

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祐一 宮本
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浜松ホトニクス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device.
  • a display device such as a head-up display or a head-mounted display that projects an image for projection on a display disposed in front of the user's field of view and displays the image superimposed on the background
  • a technique related to such a display device for example, there is a head-up display described in Patent Document 1.
  • a sensor for measuring the ambient light is arranged in the vicinity of the display. The output of the light source used for displaying the projection image (the brightness of the projection image displayed on the display) is adjusted according to the detection result of the sensor.
  • the visibility of the projection image displayed on the display is ensured by adjusting the output of the light source.
  • the relationship between drive current and output may not be linear in the vicinity of a threshold current (minimum current capable of laser oscillation).
  • a threshold current minimum current capable of laser oscillation
  • the adjustable range becomes narrow.
  • a scanning projection type display device that scans light from a light source on the display Then, it is necessary to separately examine a means for adjusting the amount of light directed to the display.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can accurately adjust the amount of light directed to the display in accordance with the brightness of the ambient light, and can ensure good visibility of the projection image displayed on the display.
  • An object is to provide a display device.
  • a display device includes a light source that outputs light, an optical scanning unit that scans output light from the light source, and an optical filter that is disposed on the optical path of the output light.
  • An optical scanning device including: a display on which output light scanned by the optical scanning device is projected in a superimposed manner; a temperature of the optical scanning device is controlled, and an amount of output light directed from the optical filter to the display is determined.
  • a temperature control unit for controlling.
  • the amount of output light directed from the optical filter to the display is controlled by controlling the temperature of the optical scanning device. This makes it possible to adjust the amount of light going to the display in accordance with the brightness of the ambient light, and to improve the visibility of the projection image displayed on the display, even for a scanning projection type display device whose brightness cannot be adjusted by the display itself. Can be secured.
  • the amount of light is adjusted using temperature instead of adjusting the power supply voltage of the light source, it is possible to accurately adjust the amount of light output to the display by appropriately designing the characteristics of the optical filter. Become.
  • the light source is a light source whose wavelength of output light has temperature dependence
  • the temperature control unit may control the temperature of the light source. In this case, it is possible to accurately adjust the amount of output light directed to the display by designing characteristics such as transmittance and reflectance of the optical filter.
  • the optical filter is a filter whose band characteristic has temperature dependence
  • the temperature control unit may control the temperature of the optical filter.
  • the amount of output light directed to the display can be accurately adjusted by designing the thermal expansion coefficient of the material constituting the optical filter.
  • an environmental light detection sensor for detecting the amount of ambient light may be further provided, and the temperature control unit may control the temperature of the optical scanning device based on the amount of ambient light detected by the ambient light detection sensor. In this case, based on the detection result of the ambient light detection sensor, it is possible to adjust the amount of output light directed to the display more accurately.
  • the optical filter may be disposed between the light source and the optical scanning unit. Since the optical filter may have angle dependency, it is conceivable that the characteristic of the optical filter varies due to scanning if it is arranged on the rear side of the optical scanning unit. Therefore, by arranging the optical filter between the light source and the optical scanning unit, the amount of output light directed to the display can be accurately adjusted.
  • the optical filter may be provided separately from other optical elements that form the optical path of the output light.
  • the angle of the optical filter can be adjusted separately from the other optical elements. Therefore, for example, even if the characteristics of the optical filter vary from lot to lot, it is easy to adjust to the desired characteristics by adjusting the angle of the optical filter while maintaining the optical path of the output light.
  • the light source may include a plurality of light sources having different wavelengths of output light, and further include a light combining unit that combines the output lights from the plurality of light sources.
  • a color projection image can be displayed on the display.
  • the optical filter may be arranged on the downstream side of the optical path with respect to the light combining unit. In this case, since the light quantity of each output light can be adjusted with a single optical filter, the configuration of the apparatus can be simplified.
  • each optical filter may be disposed between each light source and the light combining unit.
  • each optical filter can be easily designed by producing an optical filter corresponding to the wavelength of each light source.
  • a temperature detection sensor for detecting the temperature of the optical scanning device may be further provided. Thereby, the light quantity of the output light which goes to a display from an optical filter can be adjusted still more accurately.
  • a light amount detection sensor for detecting the light amount of the output light directed from the optical filter to the display may be further provided. Thereby, the light quantity of the output light which goes to a display from an optical filter can be adjusted still more accurately.
  • the output of the light source can be adjusted with high accuracy according to the brightness of the ambient light, and the visibility of the projection image displayed on the display can be ensured satisfactorily.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a display device according to the present invention.
  • the display device 1 includes, for example, an optical scanning device 2, an image plane diffusion screen 3, a reflection mirror 4, and a combiner (display) 5.
  • the display device 1 is configured as an in-vehicle head-up display, for example.
  • the primary image by the laser light (output light) L modulated by the projection signal in the optical scanning device 2 is projected onto the combiner 5 through the image plane diffusion screen 3 and the reflection mirror 4.
  • the combiner 5 is a windshield of a vehicle, for example, and is visually recognized by the user in a state where a projection image displayed by the laser light L modulated by the projection signal is superimposed on the background.
  • the optical scanning device 2 has, for example, a video signal processing unit 11, a light source driving unit 12, a light source 13, a condenser lens 14, and a dichroic mirror (photosynthesis) as a configuration for scanning the combiner 5 with the laser light L. Section) 15, a half mirror 16, and a signal scanning drive mirror (optical scanning section) 17.
  • the video signal processing unit 11 is a part that generates a projection signal.
  • the light source driving unit 12 is a part that controls output, modulation, and the like of the light source 13.
  • the projection signal generated by the video signal processing unit 11 is output to the light source driving unit 12, and the laser light L modulated by the projection signal is output from the light source 13.
  • the light source 13 includes a plurality of light source units 13a (red), 13b (green), and 13c (blue) that emit laser light L corresponding to wavelengths of RGB colors.
  • the light source 13 for example, an LD (laser diode), a VCSEL (vertical cavity surface emitting laser), an SLD (super luminescent diode), an LED (light emitting diode), or the like is used.
  • the condenser lens 14 is disposed on the upstream side of the light sources 13a, 13b, and 13c, and the dichroic mirror 15 is disposed on the upstream side of each condenser lens 14, respectively.
  • the laser beams L emitted from the light sources 13a, 13b, and 13c are combined by the dichroic mirror 15 through the condenser lens 14, reflected by the half mirror 16, and guided to the signal scanning drive mirror 17.
  • the signal scanning drive mirror 17 is an electromagnetically driven optical mirror manufactured using, for example, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology.
  • the signal scanning drive mirror 17 can swing at a predetermined frequency based on a control signal from a drive control unit (not shown).
  • a drive control unit not shown.
  • an optical filter 21, a temperature control element 22, and an ambient light detection sensor are used as a configuration for adjusting the light amount of the projection image according to the ambient light amount. 23 and a temperature control unit 24.
  • the optical filter 21 is, for example, a light blocking filter that blocks light in a predetermined wavelength band.
  • the optical filter 21 is disposed between the dichroic mirror 15 and the half mirror 16 in the optical path of the laser light L.
  • the temperature control element 22 is, for example, a Peltier element.
  • the temperature control element 22 is disposed with respect to the light source 13 and controls the temperature of the light source 13 based on a control signal from the temperature control unit 24.
  • the ambient light detection sensor 23 is a sensor that detects the amount of ambient light around the combiner 5.
  • the ambient light detection sensor 23 appropriately outputs the detection result of the ambient light amount to the temperature control unit 24.
  • the ambient light detection sensor 23 can be a sensor used for turning on / off a vehicle light.
  • the ambient light detection sensor 23 may be arrange
  • the temperature control unit 24 is a part that controls the operation of the temperature control element 22.
  • the temperature control unit 24 adjusts the temperature of the light source 13 by the temperature control element 22 based on the detection result from the ambient light detection sensor 23.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of light amount control by the temperature control unit 24 when a light shielding filter is used as the optical filter 21.
  • the horizontal axis indicates the wavelength
  • the vertical axis indicates the light amount and the attenuation
  • the wavelength band Wa of the red laser light by the light source 13a, the wavelength band Wb of the green laser light by the light source 13b, and the light source 13c is plotted.
  • the light shielding filter includes a shielding band Ca on the short wavelength side with respect to the wavelength band Wa of the red laser light, a shielding band Cb on the short wavelength side with respect to the wavelength band Wb of the green laser light, and a blue laser.
  • Each has a shielding band Cc on the short wavelength side with respect to the wavelength band Wc of light.
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 so that the temperature of the light source 13 shifts to the high temperature side as the amount of ambient light detected by the ambient light detection sensor 23 increases.
  • the wavelength bands Wa, Wb, Wc are separated from the shielding bands Ca, Cb, Cc, respectively, and the amount of laser light L directed from the optical filter 21 toward the combiner 5 can be increased.
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 so that the temperature of the light source 13 shifts to a low temperature side as the amount of the ambient light detected by the ambient light detection sensor 23 decreases.
  • the wavelength bands Wa, Wb, and Wc approach the shield bands Ca, Cb, and Cc, respectively, and the amount of laser light L that travels from the optical filter 21 toward the combiner 5 can be reduced.
  • the shielding bands Ca, Cb, Cc of the optical filter 21 are set on the short wavelength side of the wavelength bands Wa, Wb, Wc. For example, during the daytime when the amount of ambient light is large, the temperature around the display device 1 may be high. Further, at night when the amount of ambient light is small, the temperature around the display device 1 may be low.
  • the temperature of the light source 13 when the temperature around the display device 1 is high, the temperature of the light source 13 is shifted to the high temperature side, and when the temperature around the display device 1 is low, the temperature of the light source 13 is shifted to the low temperature side. It becomes possible to suppress power consumption when the temperature control element 22 is controlled by the control unit 24.
  • FIG. 3 is a diagram showing a modification of the light amount control by the temperature control unit 24 when a light shielding filter is used as the optical filter 21.
  • the light shielding filter includes a shielding band Ca that is longer than the wavelength band Wa of the red laser light, a shielding band Cb that is longer than the wavelength band Wb of the green laser light, And a shielding band Cc on the longer wavelength side with respect to the wavelength band Wc of the blue laser light.
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 so that the temperature of the light source 13 shifts to a low temperature side as the amount of ambient light detected by the ambient light detection sensor 23 increases.
  • the wavelength bands Wa, Wb, Wc are separated from the shielding bands Ca, Cb, Cc, respectively, and the amount of laser light L directed from the optical filter 21 toward the combiner 5 can be increased.
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 so that the temperature of the light source 13 is shifted to a higher temperature side as the amount of the ambient light detected by the ambient light detection sensor 23 becomes smaller.
  • the wavelength bands Wa, Wb, and Wc approach the shield bands Ca, Cb, and Cc, respectively, and the amount of laser light L that travels from the optical filter 21 toward the combiner 5 can be reduced.
  • the shielding bands Ca, Cb, Cc of the optical filter 21 are set on the long wavelength side of the wavelength bands Wa, Wb, Wc.
  • the temperature around the display device 1 when the temperature around the display device 1 is high, the temperature of the light source 13 is shifted to the low temperature side, and when the temperature around the display device 1 is low, the temperature of the light source 13 is shifted to the high temperature side. It is possible to prevent the temperature of 13 from rising or falling excessively. Further, it is possible to prevent the wavelength of the light source 13 from being excessively shifted to the long wavelength side or the short wavelength side, and to suppress the color change of the projection image.
  • FIG. 4 is a diagram showing a modification of the light amount control by the temperature control unit 24 when a light reflection filter is used as the optical filter 21.
  • the horizontal axis indicates the wavelength
  • the vertical axis indicates the amount of light and the amount of reflection
  • the light reflection filter has a reflection band Ra that is longer than the wavelength band Wa of the red laser light, a green laser. It has a reflection band Rb that is longer than the wavelength band Wb of light and a reflection band Rc that is longer than the wavelength band Wc of blue laser light.
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 so that the temperature of the light source 13 shifts to the high temperature side as the amount of ambient light detected by the ambient light detection sensor 23 increases.
  • the wavelength bands Wa, Wb, and Wc approach the reflection bands Ra, Rb, and Rc, respectively, and the amount of laser light L that is reflected by the optical filter 21 and travels toward the combiner 5 can be increased.
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 so that the temperature of the light source 13 shifts to a low temperature side as the amount of the ambient light detected by the ambient light detection sensor 23 decreases. Accordingly, the wavelength bands Wa, Wb, and Wc are separated from the reflection bands Ra, Rb, and Rc, respectively, and the amount of laser light L that is reflected by the optical filter 21 and travels toward the combiner 5 can be reduced.
  • the brightness of the projection image on the combiner 5 increases when the amount of ambient light is large, and the brightness of the projection image on the combiner 5 decreases when the amount of ambient light is small. Therefore, the visibility of the projection image can be ensured satisfactorily.
  • the temperature of the light source 13 is shifted to the high temperature side when the temperature around the display device 1 is high, and the temperature of the light source 13 is changed to the low temperature side when the temperature around the display device 1 is low. Therefore, it is possible to suppress power consumption when the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22.
  • Light reflection filters each having a reflection band Rc on the short wavelength side with respect to the band Wc may be used.
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 so that the temperature of the light source 13 shifts to a low temperature side as the amount of ambient light detected by the ambient light detection sensor 23 increases.
  • the wavelength bands Wa, Wb, and Wc are close to the reflection bands Ra, Rb, and Rc, respectively, and the amount of laser light L that is reflected by the optical filter 21 and travels toward the combiner 5 can be increased.
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 so that the temperature of the light source 13 is shifted to a higher temperature side as the amount of the ambient light detected by the ambient light detection sensor 23 becomes smaller. Accordingly, the wavelength bands Wa, Wb, and Wc are separated from the reflection bands Ra, Rb, and Rc, respectively, and the amount of laser light L that is reflected by the optical filter 21 and travels toward the combiner 5 can be reduced.
  • the brightness of the projection image on the combiner 5 increases when the amount of ambient light is large, and the brightness of the projection image on the combiner 5 decreases when the amount of ambient light is small. Therefore, the visibility of the projection image can be ensured satisfactorily.
  • the temperature of the light source 13 is shifted to the low temperature side when the temperature around the display device 1 is high, and the temperature of the light source 13 is changed to the high temperature side when the temperature around the display device 1 is low. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the light source 13 from excessively rising or falling. Further, it is possible to prevent the wavelength of the light source 13 from being excessively shifted to the long wavelength side or the short wavelength side, and to suppress the color change of the projection image.
  • the temperature control unit 24 may include a temperature detection sensor 25 that detects the temperature of the light source 13 and a light amount detection sensor 26 that detects the amount of laser light L directed from the optical filter 21 toward the combiner 5.
  • the temperature detection sensor is disposed, for example, in the vicinity of the light source 13 and detects the temperature of the light source 13.
  • the light amount detection sensor 26 is disposed on the rear side of the half mirror 16 and detects the light amount of one of the laser beams L branched by the half mirror 16 (one that does not face the signal scanning drive mirror).
  • the temperature control unit 24 controls the temperature control element 22 by feeding back to the temperature control unit 24 the detection result of the temperature of the light source 13 by the temperature detection sensor 25 and the detection result of the light quantity of the laser light L by the light quantity detection sensor 26. Can be executed with higher accuracy, and the amount of laser light L directed from the optical filter 21 to the combiner 5 can be adjusted with higher accuracy.
  • the change of the wavelength of LD by a temperature change is comparatively as small as about 0.6 nm / degreeC. Further, it is considered that the life of the LD is affected at a high temperature state, and an excessive change in wavelength may impair the color reproducibility of the projection image. For this reason, it is preferable that the shielding bands Ca, Cb, Cc or the reflection bands Ra, Rb, Rc of the optical filter 21 have a steep slope, particularly on the wavelength bands Wa, Wb, Wc side. For example, the attenuation curve of the optical filter 21 has an inclination that the amount of the laser light L is reduced by 10% when the wavelength of the laser light L is shifted by about 20 nm to the shielding band side.
  • the wavelength shift of 20 nm corresponds to a temperature change of about 30 ° C. when the wavelength change characteristic of the light source 13 is 0.6 nm / ° C. Therefore, for example, the light quantity of the laser light L can be adjusted by changing the temperature of the light source 13 in the range of 15 ° C. to 45 ° C.
  • the shielding bands Ca, Cb, Cc or the reflection bands Ra, Rb, Rc of the optical filter 21 are narrow bands similar to the wavelength bands Wa, Wb, Wc.
  • the shielding bands Ca, Cb, and Cc of the optical filter 21 may have a wider band than the wavelength bands Wa, Wb, and Wc.
  • the optical filter 21 is disposed on the rear stage side of the light sources 13a, 13b, and 13c (for example, between the condenser lens 14 and the dichroic mirror 15), as shown in FIG.
  • the shielding band C or the reflection band R in consideration of only the wavelength band W.
  • the shielding bands Ca, Cb, Cc or the reflection bands Ra, Rb, Rc of the optical filter 21 have a steep slope at least on the wavelength bands Wa, Wb, Wc side. preferable.
  • the optical filter 21 when the optical filter 21 is arranged on the rear side of the dichroic mirror 15, the light quantity of each output light can be adjusted by the single optical filter 21, so that the apparatus configuration can be simplified. Figured. Further, when the optical filters 21 are respectively disposed between the light source 13 and the dichroic mirror 15, the optical filters 21 corresponding to the wavelengths of the light sources 13 are respectively produced, whereby the design of each optical filter 21 is easy. It becomes.
  • the characteristics (shielding band / reflection band) of the optical filter 21 may vary slightly depending on the lot.
  • the influence of the variation in the characteristics of the optical filter 21 can be eliminated by adjusting the temperature of the light source 13, but if the variation in the characteristics is large, the load on the light source 13 is increased and the temperature control element An increase in power consumption required for the control 22 is a problem.
  • the display device 1 is separate from other optical elements that form the optical path of the laser light L (here, the dichroic mirror 15, the half mirror 16, and the signal scanning drive mirror 17).
  • the angle of the optical filter 21 with respect to the optical axis of the laser beam L can be adjusted separately from other optical elements. Therefore, for example, even if the characteristics of the optical filter 21 vary from lot to lot, it is easy to adjust to the desired characteristics by adjusting the angle of the optical filter 21 while maintaining the optical path of the laser light L.
  • the optical filter 21 needs to be arranged between the light source 13 and the signal scanning drive mirror 17 in consideration of the above-described angle dependency. If the optical filter 21 is disposed on the rear stage side of the signal scanning drive mirror 17, it is conceivable that the characteristics of the optical filter 21 change due to scanning. Therefore, by arranging the optical filter 21 between the light source 13 and the signal scanning drive mirror 17, it is possible to accurately adjust the light amount of the laser light L toward the combiner 5.
  • the optical filter 21 is disposed between the dichroic mirror 15 and the half mirror 16, but between the light source 13 and the dichroic mirror 15 and between the half mirror 16 and the signal scanning drive mirror 17.
  • An optical filter 21 may be disposed on the surface.
  • the optical system shown in FIG. 1 cannot detect the light amount of the laser light L by the light amount detection sensor 26. It is not always necessary to use a half mirror.
  • the light amount of the laser light L from the optical filter 21 toward the combiner 5 is controlled by controlling the temperature of the light source 13 by using the wavelength temperature dependency of the light source 13. Yes.
  • the light quantity which goes to the combiner 5 can be adjusted according to the brightness and darkness of environmental light, and the image for projection displayed on the combiner 5 can be adjusted. Good visibility can be secured.
  • the light amount is adjusted using the wavelength temperature dependency of the light source 13, not the power supply voltage of the light source 13, and thus characteristics such as transmittance and reflectance of the optical filter 21 are appropriately designed. By doing so, it becomes possible to adjust the light quantity of the laser beam L toward the combiner 5 with high accuracy.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the display device 1 is exemplified as being applied to a vehicle-mounted head-up display.
  • the display device according to the present invention can also be applied to, for example, a glasses-type head-mounted display. .
  • FIG. 7 is a diagram showing a modification of the display device according to the present invention.
  • an optical filter 41 whose band characteristic has temperature dependence is used in the optical scanning device 32, and the temperature control element 42 is included in the optical filter 41. Is attached.
  • the temperature of the optical filter 41 is controlled by the temperature control element 42 to shift the characteristics (shielding band / reflection band) of the optical filter 41 to the long wavelength side or the short wavelength side.
  • the amount of laser light L directed from 41 to the combiner 5 is controlled.
  • the temperature detection sensor 45 be disposed in the vicinity of the optical filter 41 to detect the temperature of the optical filter 41 and output it to the temperature control unit 24.
  • the optical filter 41 whose band characteristic has temperature dependence
  • a polymer wavelength filter formed of a polymer resin material can be used.
  • the band characteristics can be changed depending on the temperature in accordance with the linear expansion coefficient of the material.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a form of attachment of the temperature control element 42 to the optical filter 41.
  • a support member 43 formed of a member (glass or the like) having transparency to the laser beam L is used as the optical filter.
  • the temperature control element 22 may be fixed to a surface of the support member 43 opposite to the optical filter 41.
  • a support member 43 having an outer shape larger than the outer shape of the optical filter 41 is used so that a part of the support member 43 protrudes from the outer edge of the optical filter 41, and the temperature control element 42 is provided at the protruding portion of the support member 43. Is preferably fixed.
  • the temperature control element 42 may be directly fixed to one surface of the optical filter 41 without using the support member 43. In this case, it is preferable to shift the temperature control element 42 from the center of the optical filter 41 so that the edge of the optical filter 41 and the edge of the temperature control element 42 coincide.
  • an annular temperature control element 44 is used, and the temperature control element is provided on one surface of the optical filter 41 so that the optical filter 41 and the temperature control element 44 are coaxial. 44 may be fixed.
  • a heating wire 46 made of a high thermal conductivity material may be used as the temperature control element.
  • the heating wire 46 may be fixed to one surface of the optical filter 41, and the end of the heating wire 46 may be drawn out of the optical filter 41 and connected to the temperature control unit 24.
  • the heating wire 46 is not limited to a linear one, and may have another shape such as a strip shape or a foil shape.
  • the wavelength of a light source with temperature it is preferable that the characteristic by the side of an optical filter does not have temperature dependence.
  • the band on the optical filter side with temperature it is preferable to make the wavelength of the light source constant.
  • the light source having a constant wavelength DFB-LD, external wavelength using a grating, etc.
  • a stabilizing laser it is preferable to use a stabilizing laser, a light source having a separate temperature control means, or the like.
  • the light quantity of the laser light L may be adjusted by controlling the temperature of both the light source and the optical filter.

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Abstract

　表示装置１では、光源１３の波長温度依存性を利用し、光源１３の温度を制御することによって光学的フィルタ２１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を制御している。これにより、コンバイナ５自体で輝度調整ができない走査型投影タイプの表示装置１であっても、環境光の明暗に応じてコンバイナ５に向かう光量を調整でき、コンバイナ５に表示される投影用画像の視認性を良好に確保できる。また、表示装置１では、光源１３の電源電圧の調整ではなく、光源１３の波長温度依存性を利用して光量の調整を行うので、コンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を精度良く調整することが可能となる。

Description

表示装置
　本発明は、表示装置に関する。
　近年、例えばユーザの視野前方に配置したディスプレイに投影用画像を投影し、背景と重畳させて表示するヘッドアップディスプレイ或いはヘッドマウントディスプレイといった表示装置の開発が進められている。このような表示装置に関する技術として、例えば特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイがある。この従来のヘッドアップディスプレイでは、環境光の明暗によってディスプレイに表示される投影用画像の視認性が妨げられてしまうことを防止するため、ディスプレイの近傍に環境光を測定するためのセンサを配置し、当該センサの検出結果に応じて投影用画像の表示に用いる光源の出力（ディスプレイに表示する投影用画像の輝度）を調整している。
特公平７－８６２４号公報
　上述した従来の表示装置では、光源の出力の調整によってディスプレイに表示する投影用画像の視認性を担保している。しかしながら、例えばＬＤを光源として備える表示装置では、閾値電流（レーザ発振可能な最小電流）付近において駆動電流と出力の関係が線形とならない場合があり、光源の電流の制御による輝度の調整では、輝度を調整可能な範囲が狭くなってしまうという問題があった。この点につき、液晶ディスプレイを用いた液晶型投影タイプの表示装置では、液晶素子自体の輝度調整を行うことが可能であるが、光源からの光をディスプレイ上に走査する走査型投影タイプの表示装置では、ディスプレイに向かう光量を調整する手段を別途検討する必要がある。
　本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、環境光の明暗に応じてディスプレイに向かう光量を精度良く調整でき、ディスプレイに表示される投影用画像の視認性を良好に確保できる表示装置を提供することを目的とする。
　上記課題の解決のため、本発明の一側面に係る表示装置は、光を出力する光源と、光源からの出力光を走査する光走査部と、出力光の光路上に配置された光学的フィルタとを含む光走査装置と、光走査装置によって走査された出力光が背景と重畳して投影されるディスプレイと、光走査装置の温度を制御し、光学的フィルタからディスプレイに向かう出力光の光量を制御する温度制御部と、を備える。
　この表示装置では、光走査装置の温度を制御することによって光学的フィルタからディスプレイに向かう出力光の光量を制御している。これにより、ディスプレイ自体で輝度調整ができない走査型投影タイプの表示装置であっても、環境光の明暗に応じてディスプレイに向かう光量を調整でき、ディスプレイに表示される投影用画像の視認性を良好に確保できる。また、光源の電源電圧の調整ではなく温度を利用して光量の調整を行うので、光学的フィルタの特性を適宜設計することにより、ディスプレイに向かう出力光の光量を精度良く調整することが可能となる。
　また、光源は、出力光の波長が温度依存性を有する光源であり、温度制御部は、光源の温度を制御してもよい。この場合、光学的フィルタの透過率や反射率といった特性の設計により、ディスプレイに向かう出力光の光量を精度良く調整することが可能となる。
　また、光学的フィルタは、帯域特性が温度依存性を有するフィルタであり、温度制御部は、光学的フィルタの温度を制御してもよい。この場合、光学的フィルタを構成する材料の熱膨張係数の設計により、ディスプレイに向かう出力光の光量を精度良く調整することが可能となる。
　また、環境光の光量を検出する環境光検出センサを更に備え、温度制御部は、環境光検出センサによって検出された環境光の光量に基づいて光走査装置の温度を制御してもよい。この場合、環境光検出センサの検出結果に基づいて、ディスプレイに向かう出力光の光量を一層精度良く調整することが可能となる。
　また、光学的フィルタは、光源から光走査部までの間に配置されていてもよい。光学的フィルタが角度依存性を有する場合があるため、光走査部よりも後段側に配置すると、走査によって光学的フィルタの特性が変動してしまうことが考えられる。したがって、光学的フィルタを光源から光走査部までの間に配置することにより、ディスプレイに向かう出力光の光量を精度良く調整できる。
　また、光学的フィルタは、出力光の光路を形成する他の光学素子とは別体に設けられていてもよい。この場合、光学的フィルタの角度を他の光学素子とは別個に調整できる。したがって、例えば光学的フィルタの特性がロットごとにばらついたとしても、出力光の光路を保ちつつ、光学的フィルタの角度調整によって所望の特性に調整することが容易となる。
　また、光源は、出力光の波長が互いに異なる複数の光源からなり、複数の光源からの各出力光を合成する光合成部を更に備えていてもよい。この場合、ディスプレイにカラー画像による投影用画像を表示させることができる。
　また、光学的フィルタは、光合成部よりも光路の後段側に配置されていてもよい。この場合、単体の光学的フィルタで各出力光の光量を調整できるので、装置構成の簡単化が図られる。
　また、光学的フィルタは、各光源から光合成部までの間にそれぞれ配置されていてもよい。この場合、各光源の波長に応じた光学的フィルタをそれぞれ作製することで、各光学的フィルタの設計が容易となる。
　また、光走査装置の温度を検出する温度検出センサを更に備えていてもよい。これにより、光学的フィルタからディスプレイに向かう出力光の光量を一層精度良く調整できる。
　また、光学的フィルタからディスプレイに向かう出力光の光量を検出する光量検出センサを更に備えていてもよい。これにより、光学的フィルタからディスプレイに向かう出力光の光量を一層精度良く調整できる。
　本発明の一側面によれば、環境光の明暗に応じて光源の出力を精度良く調整でき、ディスプレイに表示される投影用画像の視認性を良好に確保できる。
本発明に係る表示装置の一実施形態を示す図である。 光学的フィルタとして光遮蔽フィルタを用いた場合の温度制御部による光量制御の一例を示す図である。 光学的フィルタとして光遮蔽フィルタを用いた場合の温度制御部による光量制御の変形例を示す図である。 光学的フィルタとして光反射フィルタを用いた場合の温度制御部による光量制御の一例を示す図である。 光学的フィルタとして光遮蔽フィルタを用いた場合の温度制御部による光量制御の更に別の変形例を示す図である。 光学的フィルタとして光遮蔽フィルタを用いた場合の温度制御部による光量制御の別の変形例を示す図である。 本発明に係る表示装置の変形例を示す図である。 光学的フィルタに対する温度制御素子の取り付け形態の一例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明に係る表示装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
　図１は、本発明に係る表示装置の一実施形態を示す図である。同図に示すように、表示装置１は、例えば光走査装置２と、像面拡散スクリーン３と、反射ミラー４と、コンバイナ（ディスプレイ）５とを備えて構成されている。この表示装置１は、例えば車載用のヘッドアップディスプレイとして構成されている。光走査装置２において投影用信号で変調されたレーザ光（出力光）Ｌによる１次像は、像面拡散スクリーン３及び反射ミラー４を経てコンバイナ５に投影される。コンバイナ５は、例えば車両のフロントガラスであり、投影用信号で変調されたレーザ光Ｌによって表示される投影用画像が背景と重畳した状態でユーザに視認される。
　光走査装置２は、コンバイナ５へのレーザ光Ｌの走査を行うための構成として、例えば映像信号処理部１１と、光源駆動部１２と、光源１３と、集光レンズ１４と、ダイクロイックミラー（光合成部）１５と、ハーフミラー１６と、信号走査用駆動ミラー（光走査部）１７とを備えている。映像信号処理部１１は、投影用信号を生成する部分である。また、光源駆動部１２は、光源１３の出力・変調等を制御する部分である。映像信号処理部１１で生成された投影用信号は、光源駆動部１２に出力され、投影用信号で変調されたレーザ光Ｌが光源１３から出力される。
　光源１３は、ＲＧＢの各色の波長に対応したレーザ光Ｌを出射する複数の光源１３ａ（赤色），１３ｂ（緑色），１３ｃ（青色）のユニットからなる。光源１３としては、例えばＬＤ（レーザダイオード）、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）、ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）、ＬＥＤ（発光ダイオード）など、出力光の波長が温度依存性を有する光源が用いられる。また、集光レンズ１４は、光源１３ａ，１３ｂ，１３ｃの前段側にそれぞれ配置され、ダイクロイックミラー１５は、各集光レンズ１４の前段側にそれぞれ配置されている。光源１３ａ，１３ｂ，１３ｃから出射したレーザ光Ｌは、集光レンズ１４を経てダイクロイックミラー１５で合成され、ハーフミラー１６で反射して信号走査用駆動ミラー１７に導かれる。
　信号走査用駆動ミラー１７は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製された電磁駆動式の光学ミラーである。信号走査用駆動ミラー１７は、不図示の駆動制御部からの制御信号に基づいて、所定の周波数で揺動可能となっている。信号走査用駆動ミラー１７が揺動することにより、光源１３からのレーザ光Ｌがコンバイナ５上に走査され、投影用画像が表示される。
　上述した表示装置１では、視認性の観点から、例えば日中のように環境光の光量が大きい場合には、コンバイナ５に投影される投影用画像の光量（輝度）を大きくする必要があり、例えば夜間やトンネル内のように環境光の光量が小さい場合には、コンバイナ５に投影される投影用画像の光量（輝度）を小さくする必要がある。そこで、表示装置１では、環境光の光量に応じて投影用画像の光量を調整するための構成として、図１に示すように、光学的フィルタ２１と、温度制御素子２２と、環境光検出センサ２３と、温度制御部２４とを備えている。
　光学的フィルタ２１は、例えば所定の波長帯の光を遮断する光遮断フィルタである。光学的フィルタ２１は、レーザ光Ｌの光路において、ダイクロイックミラー１５とハーフミラー１６との間に配置されている。また、温度制御素子２２は、例えばペルチェ素子である。温度制御素子２２は、光源１３に対して配置されており、温度制御部２４からの制御信号に基づいて光源１３の温度を制御する。
　環境光検出センサ２３は、コンバイナ５の周囲の環境光の光量を検出するセンサである。環境光検出センサ２３は、環境光の光量の検出結果を温度制御部２４に適宜出力する。環境光検出センサ２３は、表示装置１が車載用のヘッドアップディスプレイである場合には、車両のライトのＯＮ・ＯＦＦ等に用いられているセンサを利用することもできる。また、環境光検出センサ２３は、車両の車内に配置されていてもよく、車外に配置されていてもよい。
　温度制御部２４は、温度制御素子２２の動作を制御する部分である。温度制御部２４は、環境光検出センサ２３からの検出結果に基づいて温度制御素子２２による光源１３の温度調整を実行する。図２は、光学的フィルタ２１として光遮蔽フィルタを用いた場合の温度制御部２４による光量制御の一例を示す図である。
　同図に示す例では、横軸が波長、縦軸が光量及び減衰量となっており、光源１３ａによる赤色レーザ光の波長帯域Ｗａ、光源１３ｂによる緑色レーザ光の波長帯域Ｗｂ、及び光源１３ｃによる青色レーザ光の波長帯域Ｗｃがそれぞれプロットされている。これに対し、光遮蔽フィルタは、赤色レーザ光の波長帯域Ｗａに対して短波長側となる遮蔽帯域Ｃａ、緑色レーザ光の波長帯域Ｗｂに対して短波長側となる遮蔽帯域Ｃｂ、及び青色レーザ光の波長帯域Ｗｃに対して短波長側となる遮蔽帯域Ｃｃをそれぞれ有している。
　この場合、温度制御部２４は、環境光検出センサ２３によって検出された環境光の光量が大きくなるに従って、光源１３の温度が高温側にシフトするように温度制御素子２２を制御する。これにより、波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ遮蔽帯域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃから離間し、光学的フィルタ２１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を大きくすることができる。
　一方、温度制御部２４は、環境光検出センサ２３によって検出された環境光の光量が小さくなるに従って、光源１３の温度が低温側にシフトするように温度制御素子２２を制御する。これにより、波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ遮蔽帯域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃに接近し、光学的フィルタ２１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を小さくすることができる。
　このような制御の実行により、環境光の光量が大きい場合にコンバイナ５上の投影用画像の輝度が大きくなり、環境光の光量が小さい場合にコンバイナ５上の投影用画像の輝度が小さくなるので、投影用画像の視認性を良好に確保できる。また、この形態では、光学的フィルタ２１の遮蔽帯域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃを波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの短波長側に設定している。例えば環境光の光量が大きい日中では、表示装置１の周囲の気温が高いことが考えられる。また、環境光の光量が小さい夜間では、表示装置１の周囲の気温が低いことが考えられる。この形態では、表示装置１の周囲の気温が高いときに光源１３の温度を高温側にシフトさせ、表示装置１の周囲の気温が低いときに光源１３の温度を低温側にシフトさせるので、温度制御部２４によって温度制御素子２２を制御する際の消費電力を抑えることが可能となる。
　また、図３は、光学的フィルタ２１として光遮蔽フィルタを用いた場合の温度制御部２４による光量制御の変形例を示す図である。同図に示す例では、光遮蔽フィルタは、赤色レーザ光の波長帯域Ｗａに対して長波長側となる遮蔽帯域Ｃａ、緑色レーザ光の波長帯域Ｗｂに対して長波長側となる遮蔽帯域Ｃｂ、及び青色レーザ光の波長帯域Ｗｃに対して長波長側となる遮蔽帯域Ｃｃをそれぞれ有している。
　この場合、温度制御部２４は、環境光検出センサ２３によって検出された環境光の光量が大きくなるに従って、光源１３の温度が低温側にシフトするように温度制御素子２２を制御する。これにより、波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ遮蔽帯域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃから離間し、光学的フィルタ２１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を大きくすることができる。
　一方、温度制御部２４は、環境光検出センサ２３によって検出された環境光の光量が小さくなるに従って、光源１３の温度が高温側にシフトするように温度制御素子２２を制御する。これにより、波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ遮蔽帯域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃに接近し、光学的フィルタ２１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を小さくすることができる。
　このような制御の実行においても、環境光の光量が大きい場合にコンバイナ５上の投影用画像の輝度が大きくなり、環境光の光量が小さい場合にコンバイナ５上の投影用画像の輝度が小さくなるので、投影用画像の視認性を良好に確保できる。また、この形態では、光学的フィルタ２１の遮蔽帯域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃを波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの長波長側に設定している。この形態では、表示装置１の周囲の気温が高いときに光源１３の温度を低温側にシフトさせ、表示装置１の周囲の気温が低いときに光源１３の温度を高温側にシフトさせるので、光源１３の温度が過剰に上昇又は下降してしまうことを防止できる。また、光源１３の波長が過剰に長波長側又は短波長側にシフトしてしまうことを防止でき、投影用画像の色変化を抑制できる。
　さらに、図２及び図３の例では、光学的フィルタ２１として光遮蔽フィルタを例示したが、光学的フィルタ２１として光反射フィルタを用いても同様の作用効果を得ることができる。図４は、光学的フィルタ２１として光反射フィルタを用いた場合の温度制御部２４による光量制御の変形例を示す図である。
　同図に示す例では、横軸が波長、縦軸が光量及び反射量となっており、光反射フィルタは、赤色レーザ光の波長帯域Ｗａに対して長波長側となる反射帯域Ｒａ、緑色レーザ光の波長帯域Ｗｂに対して長波長側となる反射帯域Ｒｂ、及び青色レーザ光の波長帯域Ｗｃに対して長波長側となる反射帯域Ｒｃをそれぞれ有している。
　この場合、温度制御部２４は、環境光検出センサ２３によって検出された環境光の光量が大きくなるに従って、光源１３の温度が高温側にシフトするように温度制御素子２２を制御する。これにより、波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ反射帯域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃに接近し、光学的フィルタ２１で反射してコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を大きくすることができる。
　一方、温度制御部２４は、環境光検出センサ２３によって検出された環境光の光量が小さくなるに従って、光源１３の温度が低温側にシフトするように温度制御素子２２を制御する。これにより、波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ反射帯域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃから離間し、光学的フィルタ２１で反射してコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を小さくすることができる。
　このような制御の実行においても、環境光の光量が大きい場合にコンバイナ５上の投影用画像の輝度が大きくなり、環境光の光量が小さい場合にコンバイナ５上の投影用画像の輝度が小さくなるので、投影用画像の視認性を良好に確保できる。また、図２の場合と同様に、表示装置１の周囲の気温が高いときに光源１３の温度を高温側にシフトさせ、表示装置１の周囲の気温が低いときに光源１３の温度を低温側にシフトさせるので、温度制御部２４によって温度制御素子２２を制御する際の消費電力を抑えることが可能となる。
　また、図示しないが、赤色レーザ光の波長帯域Ｗａに対して短波長側となる反射帯域Ｒａ、緑色レーザ光の波長帯域Ｗｂに対して短波長側となる反射帯域Ｒｂ、及び青色レーザ光の波長帯域Ｗｃに対して短波長側となる反射帯域Ｒｃをそれぞれ有する光反射フィルタを用いてもよい。
　この場合、温度制御部２４は、環境光検出センサ２３によって検出された環境光の光量が大きくなるに従って、光源１３の温度が低温側にシフトするように温度制御素子２２を制御する。これにより、波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ反射帯域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃに近接し、光学的フィルタ２１で反射してコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を大きくすることができる。
　一方、温度制御部２４は、環境光検出センサ２３によって検出された環境光の光量が小さくなるに従って、光源１３の温度が高温側にシフトするように温度制御素子２２を制御する。これにより、波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ反射帯域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃから離間し、光学的フィルタ２１で反射してコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を小さくすることができる。
　このような制御の実行においても、環境光の光量が大きい場合にコンバイナ５上の投影用画像の輝度が大きくなり、環境光の光量が小さい場合にコンバイナ５上の投影用画像の輝度が小さくなるので、投影用画像の視認性を良好に確保できる。また、図３の場合と同様に、表示装置１の周囲の気温が高いときに光源１３の温度を低温側にシフトさせ、表示装置１の周囲の気温が低いときに光源１３の温度を高温側にシフトさせるので、光源１３の温度が過剰に上昇又は下降してしまうことを防止できる。また、光源１３の波長が過剰に長波長側又は短波長側にシフトしてしまうことを防止でき、投影用画像の色変化を抑制できる。
　温度制御部２４は、光源１３の温度を検出する温度検出センサ２５と、光学的フィルタ２１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を検出する光量検出センサ２６とを有していてもよい。温度検出センサは、例えば光源１３の近傍に配置され、光源１３の温度を検出する。また、光量検出センサ２６は、ハーフミラー１６の後段側に配置され、当該ハーフミラー１６で分岐したレーザ光Ｌの一方（信号走査用駆動ミラーに向かわない方）の光量を検出する。温度検出センサ２５による光源１３の温度の検出結果と、光量検出センサ２６によるレーザ光Ｌの光量の検出結果とを温度制御部２４にフィードバックすることにより、温度制御部２４による温度制御素子２２の制御を一層精度良く実行でき、光学的フィルタ２１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を一層精度良く調整できる。
　なお、光源１３としてＬＤを用いる場合、温度変化によるＬＤの波長の変化は、０．６ｎｍ／℃程度と比較的小さい。また、高温状態ではＬＤの寿命に影響することが考えられ、波長の過剰な変化は、投影用画像の色再現性を損なうおそれもある。このため、光学的フィルタ２１の遮蔽帯域Ｃａ、Ｃｂ，Ｃｃ、或いは反射帯域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃは、特に波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ側で急峻な傾きを有していることが好ましい。例えば光学的フィルタ２１の減衰曲線は、レーザ光Ｌの波長が遮蔽帯域側に２０ｎｍ程度シフトした場合にレーザ光Ｌの光量が１０％低下する程度の傾きを有している。２０ｎｍの波長のシフトは、光源１３の波長変化特性が０．６ｎｍ／℃とすれば、３０℃程度の温度変化に相当する。したがって、例えば光源１３の温度を１５℃から４５℃の範囲で変化させることで、レーザ光Ｌの光量の調整が可能である。
　図２～図４に示した例では、光学的フィルタ２１の遮蔽帯域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ或いは反射帯域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃが波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃと同様の狭帯域となっているが、図５に示すように、光学的フィルタ２１の遮蔽帯域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃが波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃに対して広い帯域を有していてもよい。反射帯域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃについても同様である。また、例えば光学的フィルタ２１を光源１３ａ，１３ｂ，１３ｃの後段側（例えば集光レンズ１４とダイクロイックミラー１５との間）にそれぞれ配置する場合には、図６に示すように、対応する光源１３の波長帯域Ｗのみを考慮した遮蔽帯域Ｃ或いは反射帯域Ｒを有していればよい。いずれの実施例においても、光学的フィルタ２１の遮蔽帯域Ｃａ、Ｃｂ，Ｃｃ、或いは反射帯域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃは、少なくとも波長帯域Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ側で急峻な傾きを有していることが好ましい。
　図１に示した形態のように、光学的フィルタ２１をダイクロイックミラー１５よりも後段側に配置する場合、単体の光学的フィルタ２１で各出力光の光量を調整できるので、装置構成の簡単化が図られる。また、光学的フィルタ２１を光源１３からダイクロイックミラー１５までの間にそれぞれ配置する場合、各光源１３の波長に応じた光学的フィルタ２１をそれぞれ作製することで、各光学的フィルタ２１の設計が容易となる。
　また、光学的フィルタ２１の特性（遮蔽帯域・反射帯域）は、ロットによって若干ばらつく場合が考えられる。このような光学的フィルタ２１の特性のばらつきの影響は、光源１３の温度調整によって解消することも可能であるが、特性のばらつきが大きい場合には光源１３の負荷が大きくなることや温度制御素子２２の制御に要する消費電力の増大が問題となる。
　このような問題に対し、表示装置１では、レーザ光Ｌの光路を形成する他の光学素子（ここではダイクロイックミラー１５、ハーフミラー１６、及び信号走査用駆動ミラー１７を指す）とは別体に設けられており、レーザ光Ｌの光軸に対する光学的フィルタ２１の角度を他の光学素子とは別個に調整できる。したがって、例えば光学的フィルタ２１の特性がロットごとにばらついたとしても、レーザ光Ｌの光路を保ちつつ、光学的フィルタ２１の角度調整によって所望の特性に調整することが容易となる。
　また、光学的フィルタ２１は、上述の角度依存性を考慮し、光源１３から信号走査用駆動ミラー１７までの間に配置する必要がある。光学的フィルタ２１を信号走査用駆動ミラー１７よりも後段側に配置すると、走査によって光学的フィルタ２１の特性が変動してしまうことが考えられる。したがって、光学的フィルタ２１を光源１３から信号走査用駆動ミラー１７までの間に配置することにより、コンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を精度良く調整できる。
　本実施形態では、ダイクロイックミラー１５とハーフミラー１６との間に光学的フィルタ２１を配置しているが、光源１３とダイクロイックミラー１５との間、ハーフミラー１６と信号走査用駆動ミラー１７との間に光学的フィルタ２１を配置してもよい。ただし、光学的フィルタ２１をハーフミラー１６と信号走査用駆動ミラー１７との間に配置する場合には、図１に示す光学系では光量検出センサ２６によるレーザ光Ｌの光量の検出はできないので、必ずしもハーフミラーを用いる必要はない。
　以上説明したように、この表示装置１では、光源１３の波長温度依存性を利用し、光源１３の温度を制御することによって光学的フィルタ２１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を制御している。これにより、コンバイナ５自体で輝度調整ができない走査型投影タイプの表示装置１であっても、環境光の明暗に応じてコンバイナ５に向かう光量を調整でき、コンバイナ５に表示される投影用画像の視認性を良好に確保できる。また、表示装置１では、光源１３の電源電圧の調整ではなく、光源１３の波長温度依存性を利用して光量の調整を行うので、光学的フィルタ２１の透過率や反射率といった特性を適宜設計することで、コンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を精度良く調整することが可能となる。
　本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、表示装置１が車載用のヘッドアップディスプレイに適用されることを例示したが、本発明に係る表示装置は、例えば眼鏡型のヘッドマウントディスプレイなどに適用することも可能である。
　また、図７は、本発明に係る表示装置の変形例を示す図である。同図に示すように、変形例に係る表示装置３１では、光走査装置３２において、帯域特性が温度依存性を有する光学的フィルタ４１が用いられており、当該光学的フィルタ４１に温度制御素子４２が取り付けられている。この表示装置３１では、温度制御素子４２によって光学的フィルタ４１の温度を制御することで光学的フィルタ４１の特性（遮蔽帯域・反射帯域）を長波長側或いは短波長側にシフトさせ、光学的フィルタ４１からコンバイナ５に向かうレーザ光Ｌの光量を制御している。
　このような形態においても、上記実施形態と同様、コンバイナ５自体で輝度調整ができない走査型投影タイプの表示装置３１であっても、環境光の明暗に応じてコンバイナ５に向かう光量を調整でき、コンバイナ５に表示される投影用画像の視認性を良好に確保できる。なお、この表示装置３１では、温度検出センサ４５を光学的フィルタ４１の近傍に配置し、光学的フィルタ４１の温度を検出して温度制御部２４に出力することが好ましい。
　帯域特性が温度依存性を有する光学的フィルタ４１としては、例えば高分子樹脂材料によって形成された高分子波長フィルタを用いることができる。相分離構造を有する高分子波長フィルタでは、材料の線膨張係数に応じて帯域特性を温度によって変化させることができる。
　図８は、光学的フィルタ４１に対する温度制御素子４２の取り付け形態の一例を示す図である。光学的フィルタ４１への温度制御素子４２の取り付けにあたっては、例えば図８（ａ）に示すように、レーザ光Ｌに対する透過性を有する部材（ガラス等）で形成された支持部材４３を光学的フィルタ４１の一方面に固定し、支持部材４３において光学的フィルタ４１と反対側の面に温度制御素子２２を固定してもよい。この場合、支持部材４３の一部が光学的フィルタ４１の外縁から張り出すように光学的フィルタ４１の外形よりも大きい外形を有する支持部材４３を用い、支持部材４３の張り出し部分に温度制御素子４２を固定することが好適である。
　また、例えば図８（ｂ）に示すように、支持部材４３を用いず、光学的フィルタ４１の一方面に温度制御素子４２を直接固定してもよい。この場合、光学的フィルタ４１の縁と温度制御素子４２の縁とが一致する程度に温度制御素子４２を光学的フィルタ４１の中心からずらすことが好ましい。さらに、例えば図８（ｃ）に示すように、環状の温度制御素子４４を用い、光学的フィルタ４１と温度制御素子４４とが同軸となるように、光学的フィルタ４１の一方面に温度制御素子４４を固定してもよい。その他、例えば図８（ｄ）に示すように、温度制御素子として高熱伝導材からなる電熱線４６を用いてもよい。この場合、電熱線４６を光学的フィルタ４１の一方面に固定すると共に、電熱線４６の端部を光学的フィルタ４１の外方に引き出し、温度制御部２４に接続すればよい。電熱線４６は、線状のものに限られず、帯状、箔状などの他の形状であってもよい。
　なお、光源の波長を温度で調整する場合には、光学的フィルタ側の特性は温度依存性を有しないことが好ましい。また、光学的フィルタ側の帯域を温度で調整する場合には、光源の波長を一定にすることが好ましく、この場合には、波長が一定の光源（ＤＦＢ－ＬＤ、グレーティング等を用いた外部波長安定化レーザ、別途に温度制御手段を有する光源など）を用いることが好適である。ただし、光源及び光学的フィルタの双方の温度制御を行ってレーザ光Ｌの光量を調整してもよい。
　１，３１…表示装置、２，３２…光走査装置、５…コンバイナ（ディスプレイ）、１３（１３ａ～１３ｃ）…光源、１５…ダイクロイックミラー（光合成部）、１７…信号走査用駆動ミラー（光走査部）、２１，４１…光学的フィルタ、２２，４２，４４…温度制御素子、２３…環境光検出センサ、２４…温度制御部、２５，４５…温度検出センサ、２６…光量検出センサ、４６…電熱線。

Claims (11)

  1. 　光を出力する光源と、前記光源からの出力光を走査する光走査部と、前記出力光の光路上に配置された光学的フィルタとを含む光走査装置と、
    　前記光走査装置によって走査された前記出力光が背景と重畳して投影されるディスプレイと、
    　前記光走査装置の温度を制御し、前記光学的フィルタから前記ディスプレイに向かう前記出力光の光量を制御する温度制御部と、を備えた表示装置。
  2. 　前記光源は、前記出力光の波長が温度依存性を有する光源であり、
    　前記温度制御部は、前記光源の温度を制御する請求項１記載の表示装置。
  3. 　前記光学的フィルタは、帯域特性が温度依存性を有するフィルタであり、
    　前記温度制御部は、前記光学的フィルタの温度を制御する請求項１記載の表示装置。
  4. 　環境光の光量を検出する環境光検出センサを更に備え、
    　前記温度制御部は、前記環境光検出センサによって検出された前記環境光の光量に基づいて前記光走査装置の温度を制御する請求項１～３のいずれか一項記載の表示装置。
  5. 　前記光学的フィルタは、前記光源から前記光走査部までの間に配置されている請求項１～４のいずれか一項記載の表示装置。
  6. 　前記光学的フィルタは、前記出力光の光路を形成する他の光学素子とは別体に設けられている請求項１～５のいずれか一項記載の表示装置。
  7. 　前記光源は、出力光の波長が互いに異なる複数の光源からなり、
    　前記複数の光源からの前記各出力光を合成する光合成部を更に備えた請求項１～６のいずれか一項記載の表示装置。
  8. 　前記光学的フィルタは、前記光合成部よりも前記光路の後段側に配置されている請求項７記載の表示装置。
  9. 　前記光学的フィルタは、前記各光源から前記光合成部までの間にそれぞれ配置されている請求項７記載の表示装置。
  10. 　前記光走査装置の温度を検出する温度検出センサを更に備えた請求項１～９のいずれか一項記載の表示装置。
  11. 　前記光学的フィルタから前記ディスプレイに向かう前記出力光の光量を検出する光量検出センサを更に備えた請求項１～１０のいずれか一項記載の表示装置。
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