WO2016152579A1 - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

　温度変化による波長変動に基づく画像倍率の変動が生じても、画像位置および画像倍率を調整することができ、色ずれをも防止することができる画像表示装置を提供する。画像表示装置１は、光源から出射された光に応じた投影画像を形成する画像形成部１３と、画像形成部１３によって画像形成された変調光の照射範囲に設けられ、投影画像の表示位置を検出するための第１の受光部３１Ｐと、画像形成部１３によって画像形成された変調光の照射範囲に設けられ、投影画像のサイズを検出するための第２の受光部３１Ｓと、第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓとの受光結果を基に、投影画像のサイズ調整を行う画像調整部３５とを有する。

Description

画像表示装置

　本発明は、表示面に画像を投影表示する画像表示装置に関するものである。

　従来より、ヘッドアップディスプレイなどの画像表示装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の三原色からなるレーザ光源を用い、それぞれの色を混ぜ合わせて多種多様な色を作成し、表示面にカラー画像を投影表示している。

　この種の画像表示装置に関連する技術としては、例えば、ホログラム光学素子で回折し
た光の強さを、前記複数色ごとに検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて、表示部の発光強度を複数色ごとに調整する調整部と、を備えた映像表示装置が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１の映像表示装置は、検出部が映像光に寄与されない光を受光できる位置に設けられ、ホログラム光学素子の色バランスを調整するために、光源に含まれる複数色ごとに光の強さを検出する検出部の検出結果に基づいて、光源の発光強度を調整する。

特開２０１０－２７１５５４号公報

　ところで、特許文献１の技術では、複数色ごとの光の輝度を検出し、光源の温度や経時変化による輝度の変動を抑えている。しかし、特許文献１の技術は、輝度の変動を抑えているのみであり、温度変化に伴って生じる出射光の波長変動による画像倍率のばらつきや、画像倍率のばらつきによって生じる色ずれ等を防止することはできなかった。

　本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源からの出射光の波長が温度変化により変動した場合でも、投影画像の位置ずれ、サイズ変動を効果的に抑制できる画像表示装置を提供することにある。

　本発明に係る画像表示装置は、光源から出射された光に応じた投影画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によって画像形成された変調光の照射範囲に設けられ、前記投影画像の表示位置を検出するための第１の受光部と、前記画像形成部によって画像形成された変調光の照射範囲に設けられ、前記投影画像のサイズを検出するための第２の受光部と、前記第１の受光部と前記第２の受光部との受光結果を基に、前記投影画像のサイズ調整を行う画像調整部とを有する。

　この構成によれば、画像調整部が投影画像の表示位置を検出するための第１の受光部と、投影画像のサイズを検出するための第２の受光部との受光結果を基に、投影画像のサイズ調整を行うので、投影画像倍率を適切に調整することができる。
　そのため、光源からの光の波長が温度変化によって変動しても、画像倍率を適切に調整できる。

　好適には本発明の記画像調整部は、前記第１の受光部の検出結果を基に表示位置の調整を行ってから、前記サイズ調整を行う。
　この構成によれば、投影画像の表示位置の調整を行ってからサイズ調整を行うので、投影画像のサイズ調整の基準が明確となり、サイズ調整を正確に行うことができる。

　好適には本発明の前記画像調整部は、表示位置調整された状態で得られた前記第１の受光部の基準検出結果と、前記第１の受光部とを比較して、前記投影画像の表示位置の調整を行い、サイズ調整された状態で得られた前記第２の受光部の基準検出結果と、前記第２の受光部とを比較して、前記投影画像のサイズの調整を行う。

　この構成によれば、表示位置調整された状態で得られた第１の受光部の基準検出結果と、サイズ調整された状態で得られた前記第２の受光部の基準検出結果とを用いて調整を行うため、投影画像の表示位置およびサイズの調整がより正確となる。

　好適には本発明の前記画像調整部は、前記画像形成部の位相変調パラメータを調整する。この構成によれば、画像調整部が位相変調パラメータを調整するので、投影画像の表示位置およびサイズを位相変調により調整することが可能となる。

　好適には本発明の画像表示装置では、前記投影画像には、有効イメージ表示画像と、その外側に表示される調整用画像とを有し、前記調整用画像は、前記第１の受光部および前記第２の受光部に照射され、画像内の位置に応じて輝度が連続的に変化している画像であることが好ましい。
　この構成によれば、第１の受光部および第２の受光部に調整用画像が照射され、該調整用画像は画像内の位置に応じて輝度が連続的に変化している画像であるので、第１の受光部および第２の受光部に照射される光の強度がどの程度であるかを容易に把握することができる。これにより、投影画像の表示位置およびサイズの調整が容易となる。

　好適には本発明では、前記第１の受光部と前記第２の受光部とは、前記照射範囲内の前記調整用画像の変調光が照射される範囲内において、前記有効イメージ表示画像の変調光が照射される矩形領域の交差する２辺に沿って配置されている。
　この構成によれば、調整用画像の照射範囲内であって、有効イメージ表示画像の矩形領域の交差する２辺に沿って第１の受光部と第２の受光部とが配置されているので、第１の受光部と第２の受光部とが交差する２軸に存在し、投影画像の調整表示位置に基づいた投影画像のサイズ調整が容易となる。

　好適には本発明では、前記第１の受光部は前記有効イメージ表示画像の矩形領域に対して０次光の照射位置と同軸上に配設され、前記第２の受光部は、前記第１の受光部よりも前記０次光の照射位置から離れた位置に配設されている。
　この構成によれば、０次光の照射位置と同軸上に第１の受光部が配設されているので、０次光を基準として投影画像の表示位置の調整が正確となる。その結果、調整表示位置を基準とした投影画像のサイズ調整も正確に行うことができる。

　好適には本発明では、前記調整用画像の変調光が照射される範囲内の前記第１の受光部と同軸上には、前記光源から出射される複数の色毎の色基準画像をそれぞれ受光する複数の第３の受光部が配設されている。
　この構成によれば、調整用画像の照射範囲内であって、当該色基準画像に基づいて、第１の受光部の光の強度を正確に把握することができる。また、色ごとの色基準画像を基準として用いることにより、色ずれをも防止することができる。

　本発明によれば、光源からの光の波長が温度変化により変動した場合でも、投影画像の位置ずれ、サイズ変動を効果的に抑制できる。

本発明の実施形態に係る画像表示装置の機能ブロック図である。 運転者が虚像を視認する原理を説明するための図である。 本実施形態に係る画像表示装置において、第１の検出部および第２の検出部を含む受光部の配置を説明するための図である。 本実施形態に係る画像表示装置において、第１の受光部および第２の受光部に照射される調整用画像を説明するための図である。

　以下、図１から図３を参照して、本発明の実施形態に係る画像表示装置について説明する。
　図１は本発明の実施形態に係る画像表示装置１の機能ブロック図である。図２は運転者が虚像を視認する原理を説明するための図である。図３は本実施形態に係る画像表示装置において、第１の検出部および第２の検出部を含む受光部の配置を説明するための図である。
　本実施形態に係る画像表示装置１は、車両（移動体）に搭載されて用いられるヘッドアップディスプレイである。

　図１に示すように、画像表示装置１は、例えば、発光部１１、画像形成部１３、フーリエ変換レンズ１５、光拡散部１７、コンバイナ１９、受光部３１、発光制御部３３、画像調整部３５、画像メモリ４１、パラメータメモリ４３、パラメータ設定部４５、画像情報生成部４７を有する。

　発光部１１は、例えば、半導体に電流を流してレーザ発振させる素子としてのレーザデバイス（ＬＤ）である。半導体レーザは、半導体の構成元素によって発振する周波数、すなわちレーザ光の色が決まる。本実施形態の発光部１１は、例えば、虚像表示のためのＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の光の３原色のレーザで構成されている。発光部１１は、各レーザからの光を画像形成部１３に照射する。
　発光部１１としては、ＬＥＤ素子を用いてもよい。

　発光部１１のレーザの光出力は発光制御部３３によって制御される。本実施形態の発光部１１は、発光制御部３３によってパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御か、または、レーザの発光強度そのものを制御される。
 

　画像形成部１３は、画像情報生成部４７で生成された表示画像情報に基づいて、発光部１１からのレーザ光を位相変調して投影画像を形成し、それに応じたホログラム回折光をフーリエ変換レンズ１５に照射する。
　画像形成部１３は、入力したパラメータを基にＬＣＯＳ上に仮想レンズを形成する機能を有している。画像形成部１３は、投影画像の画像調整情報を画像調整部３５から入力し、これをパラメータとして用いて投影画像の表示位置調整およびサイズ調整を行う。

　本実施形態の画像形成部１３は、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）である。
　ここで、ＬＣＯＳは、一般的にはシリコンのＣＭＯＳ基板上にマトリクス状にＭＯＳ型トランジスタや画素電極を設け、このＣＭＯＳ基板と対向配置した基板の画素電極対向面に光学的に透明の共通電極を設け、これらの基板間に封入された液晶層からなる反射型液晶表示素子である。
　画像形成部１３は、ＬＣＯＳに代えて透過型ＬＣＤ等を用いてもよい。

　画像形成部１３から出射された変調光が中間像として結像する光拡散部１７の照射範囲には、有効イメージ表示画像の変調光が照射される矩形の光拡散領域６０と、その外側に光拡散されない調整用画像の変調光が照射される調整領域６１とを有する（図３参照）。

　フーリエ変換レンズ１５は、画像形成部１３からのホログラム回折光をフーリエ変換して光拡散部１７に結像させる。

　光拡散部１７は、フーリエ変換レンズ１５を介して入射したホログラム回折光を光拡散領域６０において光拡散する。本実施形態の光拡散部１７は、例えば、光学用ディフューザである。光学用ディフューザは、光を面全体に均一に拡げ、ホットスポットを低減する。光学用ディフューザは、イメージングアプリケーションにおけるスクリーンやターゲットとして最適である。

　コンバイナ１９は、光拡散部１７からの光拡散された光を指向してウィンドウシールドガラス５１に投影する。ウィンドウシールドガラス５１は車両のフロントガラスとして設けられている。

　コンバイナ１９は、図１及び図２に示すように、光拡散部１７からの光に応じた表示像を、ウィンドウシールドガラス５１に向けて投影し、この投影画像を運転者の目の方向に反射させることによって当該投影画像を虚像５７として運転者の前方に結像させて運転者に投影画像を視認させる。コンバイナ１９は、運転者の視線位置の変化に柔軟に対応するため角度が自由に調節可能となっている。

　受光部３１は、例えば、光を電気に変換する計測用デバイスとしてのフォトディテクタ（ＰＤ）である。代表的なフォトディテクタとしては、例えば、半導体のｐｎ接合を利用した光起電力型のフォトダイオードが挙げられる。
　フォトダイオードは、半導体に光が吸収されて電子－ホール対が発生することを要する。したがって、フォトダイオードの材料は、測定したいレーザ光の波長にあった材料を選択することが重要である。

　本実施形態では、複数個の受光部３１が設けられている。複数個の受光部３１は、図３に示すように、光拡散部１７に投影される中間画像の調整用画像の変調光が照射される調整領域６１内に設けられている。調整領域６１内には、第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓが配設されている。
　第１の受光部３１Ｐは、投影画像の表示位置を検出するための受光部である。第２の受光部３１Ｓは、投影画像のサイズを検出するための受光部である。

　調整領域６１内において、第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓは、有効イメージ光が照射される光拡散領域６０の矩形領域の２辺に沿って配置されている。
　第１の受光部３１Ｐは、光拡散領域６０に対して０次光の照射位置Ｏと同軸上に配設されている。本実施形態では、０次光の照射位置Ｏと第１の受光部３１Ｐは、光拡散領域６０の下辺と平行軸上に配設されている。

　第２の受光部３１Ｓは、第１の受光部３１Ｐよりも、０次光の照射位置Ｏから離れた位置に配設されている。本実施形態の第２の受光部３１Ｓは、調整領域６１内の角部に配設されているが、角部に限定されない。

　第１の受光部３１Ｐには、投影画像の表示位置を調整するための調整用画像６１Ｐが照射される。他方、第２の受光部３１Ｓには、投影画像のサイズを調整するための調整用画像６１Ｓが照射される。
　調整用画像６１Ｐ，６１Ｓは、画像内の位置に応じて輝度等の光の強度が連続的に変化している画像である。調整用画像６１Ｐ，６１Ｓとしては、例えば、グラデーション画像が挙げられるが、例示の画像に限定されない。
　本実施形態の調整用画像６１Ｐ，６１Ｓは、温度の影響を受けやすいＲ（赤）に設定されているが、Ｂ（青）やＧ（緑）を採用しても構わない。

　また、調整用画像が照射される調整領域６１内において、第１の受光部３１Ｐと同軸上には、各色ごとの色基準画像を受光する第３の受光部３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒが配設されている。第３の受光部３１Ｂは、Ｂ（青）のレーザ光の波長に対応している。第３の受光部３１Ｇは、Ｇ（緑）のレーザ光の波長に対応している。受光部３１Ｒは、Ｒ（赤）のレーザ光の波長に対応している。
　第３の受光部３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒには、それぞれ各色ごとの色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒが照射される。各色ごとの色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒの輝度（光強度）は、適宜設定される。

　発光制御部３３は、受光部３１が受光した光の光強度を入力し、当該光強度が指定された光強度になるように発光部１１の出力をフィードバック制御する。
　当該光強度の指定は、受光部３１の出力信号に基づいて行われる。

　画像調整部３５は、第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓとの受光結果を基に、投影画像の表示位置およびサイズを調整するための画像調整情報を生成し、これを画像形成部１３に出力する。画像調整部３５は、例えば、画像形成部１３の位相変調パラメータを調整する。位置調整制御３５の処理については後に詳細に説明する。

　画像メモリ４１は、表示画像の原画像情報を記憶する。当該原画像情報は、例えばＪＰＥＧである。
　パラメータメモリ４３は、原画像情報の輝度等を調整（設定）するためのパラメータデータの初期情報を記憶する。
　画像メモリ４１及びパラメータメモリ４３としては、ＲＯＭが挙げられるが、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の他の形式の記憶装置であってもよい。

　パラメータ設定部４５は、パラメータメモリ４３から読み出したパラメータ情報を基に設定し、これを画像情報生成部４７に出力する。

　画像情報生成部４７は、パラメータ設定部４５から入力したパラメータを基に、画像メモリ４１から読み出した原画像情報の輝度情報等を調整して表示画像情報を生成し、これを画像形成部１３に出力する。

　次に、図１から図４を参照して、本実施形態に係る画像表示装置１の動作を説明する。
　図３は本実施形態に係る画像表示装置において、受光部の配置を説明するための図である。図４は本実施形態に係る画像表示装置において、第１の受光部および第２の受光部に照射される調整用画像を説明するための図である。

　図１に示すように、画像表示装置１では、発光部１１からの光が画像形成部１３に入射する。
　また、画像情報生成部４７において、パラメータ設定部４５から入力したパラメータを基に、画像メモリ４１から読み出した原画像情報を調整して表示画像情報が生成される。
　そして、画像形成部１３が、画像情報生成部４７で生成された表示画像情報に基づいて、発光部１１からのレーザ光を位相変調して投影画像を形成し、そのホログラム回折光をフーリエ変換レンズ１５に照射する。

　このとき、画像形成部１３は、画像調整情報を画像調整部３５から入力し、これをパラメータとして用いて投影画像の表示位置調整およびサイズ調整を行う。
　そして、光拡散部１７において、ホログラム回折光が拡散され、コンバイナ１９で指向されてウィンドウシールドガラス５１に照射される。

　図２に示すように、コンバイナ１９からウィンドウシールドガラス５１に投射された光は、ウィンドウシールドガラス５１で反射して運転者（搭乗者）の視点５５に到達する。運転者は、ウィンドウシールドガラス５１の前方の地点において、コンバイナ１９からの光に応じた画像を拡大した虚像（虚像表示像）５７として視認することができる。
ここで、画像形成部１３の表示面と、光拡散部１７の拡散領域上に形成される画像と、虚像５７とが共役関係にある。

　ところで、環境温度等の要因で発光部１１で発光するレーザ光の波長が変化して、画像形成部１３の投影画像に位置ずれが生じることがある。画像表示装置１の車両への組立時には、レーザ光の波長を予め測定している。この組立時のレーザ光の波長測定は、基準となる温度で行っている。

　一方で車載環境下（例えば、周囲温度が－４０℃～＋７５℃）においても、画像表示装置１を健全に動作させる必要がある。したがって、発光部１１として用いるレーザには、ペルチェ素子等の温度調整装置を備えている。
　しかし、真夏の炎天下等の高温環境下では、周囲が設定温度以上となり、温度調整装置では発光部１１を適切な温度調整することが出来ず、結果としてレーザ波長を調整できない場合がある。特に赤色レーザの波長変動には、温度依存性があることが判っている。この場合、画像倍率の基準となる組立時の測定波長に対して、レーザ波長の変動が生じ、投影画像の角切れや色ずれが発生する可能性がある。

　図３に示すように、光拡散部１７に中間投影される矩形の光拡散領域６０の外側には、投影画像の位置ずれ調整のための調整用画像が照射される調整領域６１が設定されている。
　調整領域６１には、投影画像の表示位置を調整するための調整用画像６１Ｐが照射される第１の受光部３１Ｐと、投影画像のサイズを調整するための調整用画像６１Ｓが照射される第２の受光部３１Ｓとが配設されている。

　調整用画像６１Ｐ，６１Ｓは、画像内の位置に応じて輝度等の光の強度が連続的に変化するグラデーション画像として投影される。調整用画像６１Ｐ，６１Ｓとしてグラデーション画像を用いることで、第１の受光部３１Ｐおよび第２の受光部３１Ｓが調整用画像６１Ｐ，６１Ｓを受光すると、その受光強度から、グラデーションにより形成された連続した輝度変化のうち、何れの場所に第１の受光部Ｐおよび第２の受光部Ｓが位置しているかを明確に知ることができる。結果として、第１の受光部Ｐの検出結果から表示位置が、第２の受光部Ｓの検出結果からサイズが、どれだけ変動しているかを知ることができる。また、その際にグラデーションの向きは光拡散領域６０の矩形領域の何れの辺に沿って配置されているかによって設定されると良い。具体的には各受光部が沿っている辺に対して直交する方向に連続して輝度等の光の強度が変化させると良い。
　実際には、第１の受光部３１Ｐおよび第２の受光部３１Ｓを構成するフォトディテクタ（ＰＤ）の出力電圧として光の強度を把握する。これらの第１の受光部３１Ｐおよび第２の受光部３１Ｓの出力電圧は、画像調整部３５に入力される。

　画像調整部３５は、第１の受光部３１Ｐおよび第２の受光部３１Ｓの入力信号を受けて、第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓとの受光結果を基に、投影画像の表示位置およびサイズを調整するための画像調整情報を生成し、これを画像形成部１３に出力する。画像調整部３５は、例えば、画像形成部１３の位相変調パラメータを調整することにより、投影画像の表示位置およびサイズを調整することが可能となる。

　画像調整部３５は、まず、第１の受光部３１Ｐの検出結果を基に表示位置の調整を行った後に、第２の受光部３１Ｓの検出結果を基にサイズ調整を行う。投影画像の表示位置の調整を行ってからサイズ調整を行うので、投影画像のサイズ調整の基準が明確となり、サイズ調整を正確に行うことができる。

　図３に示すように、光拡散部１７に結像する中間画像において、０次光の照射位置Ｏは、光軸として、光拡散領域６０の下部のセンター位置に比較的容易に設定することができる。

　第１の受光部３１Ｐは０次光の照射位置Ｏと同軸Ｌ上に配設されている。この０次光と同軸上の第１の受光部３１Ｐの検出結果を基に投影画像の表示位置を調整するので、表示位置の調整が正確となる。その結果、当該第１の受光部３１Ｐによる調整表示位置を基準として、第２の受光部３１Ｓによる投影画像のサイズ調整も正確に行うことができる。

　第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓは、調整用画像の照射範囲内において、有効イメージ表示画像６０の矩形領域の２辺に沿って配置されている。さらに、第２の受光部３１Ｓは、第１の受光部３１Ｐよりも、０次光の照射位置Ｏから離れた調整用画像が照射される調整領域６１内の角部に配設されている。
　したがって、第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓとが交差する２軸に存在することになる。よって、一方の軸上の第１の受光部３１Ｐの検出結果を基に投影画像の表示位置を調整し、この調整表示位置に基づいて投影画像のサイズ調整を行うことにより、サイズ調整が容易となる。

　また、図３に示すように、調整領域６１内において、第１の検出部６１Ｐと同軸Ｌ上には、第３の受光部３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒが配設されている。第３の受光部３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒは、それぞれ各色ごとの色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒを受光する。各色ごとの色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒは、例えば、５０％の光強度に設定されている。
　Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各々の基準となる色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒを準備し、色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒと比較することで、第１の受光部３１Ｐの検出結果に基づく投影画像の表示位置、および第２の受光部３１Ｓの検出結果に基づく投影画像サイズの調整を行う。

　画像表示装置１の車両等への搭載後（組立時）には、投影画像の表示位置およびサイズの調整を行う。したがって、車両等への搭載後の調整結果を基準検出結果として用いることができる。製造時に投影画像の表示位置調整及び倍率調整を行い、その時のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各々の基準となる色基準画像６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂの受光強度、調整用画像６１Ｐにおける受光強度、および調整用画像６１Ｓにおける受光強度を記憶しておく。特に調整用画像６１Ｓの受光強度は画像倍率が変動した際に変動するので、その変動に合わせて画像倍率を補正する。

　すなわち、表示位置調整後の第１の受光部３１Ｐの基準検出結果と第１の受光部３１Ｐとを比較して、投影画像の表示位置の調整を行うことにより、投影画像の表示位置の調整がより正確となる。
　また、この表示位置の調整後に、サイズ調整後の第２の受光部３１Ｓの基準検出結果と第２の受光部３１Ｓとを比較して、投影画像のサイズ調整を行うことにより、投影画像のサイズ調整がより正確となる。したがって、各色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒに基づいて、第１の受光部３１Ｐが検出する輝度等の光の強度を正確に把握することができ、色ずれをも防止することができる。

　以上説明したように、本実施形態に係る画像表示装置１は、画像調整部３５が投影画像の表示位置を検出するための第１の受光部３１Ｐと、投影画像のサイズを検出するための第２の受光部３１Ｓとの受光結果を基に、投影画像のサイズ調整を行う。したがって、投影画像位置および投影画像倍率を容易かつ正確に調整することができる。

　また、本実施形態に係る画像表示装置１は、投影画像の表示位置の調整を行ってからサイズ調整を行う。したがって、投影画像のサイズ調整の基準が明確となり、サイズ調整を正確に行うことができる。

　さらに、本実施形態に係る画像表示装置１は、表示位置調整後の前記第１の受光部の基準検出結果と第１の受光部とを比較して、投影画像の表示位置の調整を行う。さらに、この表示位置の調整後に、第２の受光部の基準検出結果と第２の受光部とを比較して、投影画像のサイズ調整を行う。したがって、投影画像の表示位置およびサイズ調整がより正確となる。

　そして、本実施形態に係る画像表示装置１は、第１の受光部３１Ｐおよび第２の受光部３１Ｓに調整用画像６１Ｐ，６１Ｓが照射され、該調整用画像６１Ｐ，６１Ｓは画像内の位置に応じて強度が連続的に変化しているグラデーション画像である。したがって、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、第１の受光部３１Ｐおよび第２の受光部３１Ｓに照射される光の強度がどの程度であるかを容易に把握することができる。これにより、投影画像の表示位置およびサイズの調整が容易となる。

　また、本実施形態に係る画像表示装置１は、調整用画像の照射範囲６１内であって、有効イメージ表示画像の矩形領域６０の交差する２辺に沿って第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓとが配置されている。したがって、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、第１の受光部３１Ｐと第２の受光部３１Ｓとが交差する２軸に存在し、投影画像の調整表示位置に基づいた投影画像のサイズ調整が容易となる。

　さらに、本実施形態に係る画像表示装置１は、０次光の照射位置Ｏと同軸上に第１の受光部３１Ｐが配設されている。したがって、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、０次光を基準として投影画像の表示位置の調整が正確となる。その結果、調整表示位置を基準とした投影画像のサイズ調整も正確に行うことができる。

　そして、本実施形態に係る画像表示装置１は、調整用画像の照射範囲内であって、第１の受光部３１Ｐと同軸上に各色ごとの色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒを受光する受光部３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒが配設されている。したがって、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、各色ごとの色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒに基づいて、第１の受光部３１Ｐの光の強度を正確に把握することができる。また、色ごとの色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒを基準として用いることにより、色ずれをも防止することができる。

　加えて、本実施形態に係る画像表示装置１では、組立時に波長測定を行う基準となる温度まで制御せずとも、投影画像の表示位置、サイズ調整を行うことができる。よって、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、動作温度範囲が拡がり、ユーザーへのサービス向上を図ることができる。
　また、レーザの温度調整に用いるペルチェ素子の性能を緩和することができ、製造コストを低減することができる。

　本発明は上述した実施形態には限定されない。
　すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

　例えば、上記実施形態では、調整用画像の照射範囲内において、各色ごとの色基準画像６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒを受光するための第３の受光部３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒが内側からＢ（青），Ｇ（緑），Ｒ（赤）の順に設けられている。これは、色の波長が大きいほど画像が大きく投影されることを考慮したものであるが、第３の受光部３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの配置の順は限定されない。

　上記実施形態では、図３に示すように、調整用画像６１Ｐの輝度等の光強度のグラデーション・パターンは、上方へ向かって徐々に強くなっている。他方、調整用画像６１Ｓの輝度等の光強度のグラデーション・パターンは、下方へ向かって徐々に強くなっている。調整用画像６１Ｐおよび調整用画像６１Ｓのグラデーション・パターンは、図３に例示したパターンに限定されず、図４に示す４つのパターンをＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色において、適宜採用することができる。その際、各パターンの調整用画像６１Ｐ，６１Ｓは、有効イメージ画像の矩形領域６０へ向かって（内側へ向かって）、輝度等の光の強度が連続して増加するように設定することが好ましい。

　本発明は、自動車のヘッドアップディスプレイ等に適用可能である。

　１…画像表示装置
　１１…発光部
　１３…画像形成部
　３１、３１Ｂ、３１Ｇ、３１Ｒ…受光部
　３１Ｐ…第１の受光部
　３１Ｓ…第２の受光部
３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ…第３の受光部
　３５…画像調整部
　６０…光拡散領域
　６１…調整領域
　６１Ｐ、６１Ｓ…調整用画像
　６１Ｂ、６１Ｇ、６１Ｒ…色基準画像
　Ｏ…０次光の照射位置
 

Claims (8)

1. 　表示画像情報に基づいて、光源からの光を変調して投影画像を形成する画像形成部と、
   　前記画像形成部からの変調光の照射範囲に設けられ、前記投影画像の表示位置を検出するための第１の受光部と、
   　前記画像形成部からの変調光の照射範囲に設けられ、前記投影画像のサイズを検出するための第２の受光部と、
   　前記第１の受光部と前記第２の受光部との受光結果を基に、前記投影画像のサイズ調整を行う画像調整部と
   　を有する画像表示装置。
2. 　前記画像調整部は、前記第１の受光部の検出結果を基に前記投影画像の表示位置の調整を行った後に、前記サイズ調整を行う
   　請求項１に記載の画像表示装置。
3. 　前記画像調整部は、
   　表示位置調整された状態で得られた前記第１の受光部の基準検出結果と、前記第１の受光部とを比較して、前記投影画像の表示位置の調整を行い、
   　サイズ調整された状態で得られた前記第２の受光部の基準検出結果と、前記第２の受光部とを比較して、前記投影画像のサイズの調整を行う
   　請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
4. 　前記画像調整部は、前記画像形成部の位相変調パラメータを調整する
   　請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。
5. 　前記投影画像には、有効イメージ表示画像と、その外側に表示される調整用画像とを有し、
   　前記調整用画像は、前記第１の受光部および前記第２の受光部に照射され、画像内の位置に応じて輝度が連続的に変化している画像である
   　請求項１から４のいずれかに記載の画像表示装置。
6. 　前記第１の受光部と前記第２の受光部とは、前記照射範囲内の前記調整用画像の変調光が照射される範囲内において、前記有効イメージ表示画像の変調光が照射される矩形領域の交差する２辺に沿って配置されている
   　請求項１から５のいずれかに記載の画像表示装置。
7. 　前記第１の受光部は前記有効イメージ表示画像の矩形領域に対して０次光の照射位置と同軸上に配設され、前記第２の受光部は、前記第１の受光部よりも前記０次光の照射位置から離れた位置に配設されている
   　請求項６に記載の画像表示装置。
8. 　前記調整用画像の変調光が照射される範囲内の前記第１の受光部と同軸上には、前記光源から出射される複数の色毎の色基準画像をそれぞれ受光する複数の第３の受光部が配設されている
   　請求項６または請求項７に記載の画像表示装置。
    

Images