特許 5915254 画像表示装置、及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5915254

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月11日

(54)【発明の名称】画像表示装置、及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60K 35/00 20060101AFI20160422BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20160422BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20160422BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20160422BHJP

   H04N 3/08 20060101ALI20160422BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20160422BHJP

【ＦＩ】

   B60K35/00 A

   G02B27/01

   G02B26/10 C

   H04N5/64 521Z

   H04N3/08

   B60R16/02 640K

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-39594(P2012-39594)

(22)【出願日】2012年2月27日

(65)【公開番号】特開2013-173465(P2013-173465A)

(43)【公開日】2013年9月5日

【審査請求日】2014年7月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】見砂 力

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 淳

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 龍一

【審査官】 小原 一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１３７４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１５３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００２７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８９０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６１２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２６５４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｂ６０Ｒ １６／０２

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

Ｈ０４Ｎ ３／０８

Ｈ０４Ｎ ５／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドアを有する乗物に設置された画像表示装置であって、
映像信号をレーザー光による光信号に変換する光源部と、
前記光信号の光束を反射させて走査し、前記乗物が備えるフロントガラスに前記光束を透過および反射させて画像を表示させる走査ミラー部と、
前記ドアが開状態又は前記ドアのキーが開錠状態である場合、前記光源部からレーザー光が出射していない状態で、前記走査ミラー部を動作させ、前記乗物の前記キーの状態としてアクセサリーモードがオンとなった場合に前記光源部からレーザー光を出射させる制御部と、を備えた画像表示装置。

【請求項2】

前記走査ミラー部が、第１の揺動軸で共振駆動によって揺動し、第２の揺動軸で非共振駆動によって揺動するＭＥＭＳミラーであり、
前記ドアが開状態又はキーが開錠状態である場合、前記制御部が、前記第２の揺動軸の揺動を停止させた状態で前記第１の揺動軸の揺動を動作させるように制御する請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項3】

前記乗物がスマートキーによって開錠及び施錠される自動車であり、
前記スマートキーの鍵データの照合を認証した場合に、前記制御部が前記走査ミラー部を動作させる請求項１、又は２に記載の画像表示装置。

【請求項4】

前記ドアが開状態になったこと、又は前記ドアのキーが開錠状態になったことが検出された場合に、前記制御部が前記走査ミラー部を動作させる請求項１、２、又は３に記載の画像表示装置。

【請求項5】

前記光源部の温度を調整する温度調整部をさらに備え、
前記ドアの開閉状態又はキー状態に応じて、前記温度調整部が前記光源部の温度調整を開始する請求項１〜４のいずれかに記載の画像表示装置。

【請求項6】

前記光源部が動作していない状態で、前記走査ミラー部を動作させた後、前記画像表示装置が画像表示を一定時間以上行わない場合、前記走査ミラー部の動作を停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に画像表示装置。

【請求項7】

映像信号をレーザー光による光信号に変換する光源部と、前記光信号の光束を反射させて走査し、乗物が備えるフロントガラスに前記光束を透過および反射させて画像を表示させる走査ミラー部とを備えた画像表示装置の制御方法であって、
前記画像表示装置が設置された乗物のドアの開閉状態又はキー状態を検出するステップと、
前記ドアが開状態又はキーが開錠状態である場合、前記走査ミラー部への電源供給を制御して、前記光源部からレーザー光が出射していない状態で、前記走査ミラー部を動作させ、前記乗物の前記キーの状態としてアクセサリーモードがオンとなった場合に前記光源部からレーザー光を出射させる画像表示装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像表示装置、及びその制御方法に関し、より具体的には、走査ミラーを有する画像表示装置、およびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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。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。

【0003】

このような画像表示装置は、半導体レーザーダイオードやＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを利用することによって非常に小型化できる可能性があり、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイなど様々な応用製品が現在開発されてきている。例えば、特許文献１には、自動車に搭載される車載型のヘッドアップディスプレイが開示されている。特許文献１のヘッドアップディスプレイ装置では、ＡＢＳ(Antilock Brake System)の制御信号が出力されているときに、表示源への入力をオフしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−１００７３９号公報

【特許文献2】特開平２００４−１６１２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

通常、自動車では、通常、キーがＡＣＣ（アクセサリーポジション）になると、車載機器に電源が供給され、動作が開始する。また、特許文献２では、ドアが開錠したら、内蔵二次バッテリを用いて、車載機器を起動させている。

【0006】

ＭＥＭＳミラー等の走査ミラーは、動作が安定するまでに時間がかかる。このため、エンジン始動してから画像表示させるまでに時間がかかってしまう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様にかかる画像表示装置は、ドアを有する乗物に設置された画像表示装置（１００）であって、映像信号を光信号に変換する光源部（１３０）と、前記光信号の光束を反射させて走査し、投影面に画像を表示させる走査ミラー部（２００）と、前記ドア（１２）の開閉状態又はキー状態に応じて、前記光源部（１３０）が動作していない状態で、前記走査ミラー部（２００）を動作させる制御部（２３）と、を備えたものである。
上記の画像表示装置において、前記走査ミラー部が、共振駆動によって揺動する第１の揺動軸と、非共振駆動によって揺動する第２の揺動軸を備えたＭＥＭＳミラーであり、前記ドアの開閉状態又はキー状態に応じて、前記制御部（２３）が、前記第２の揺動軸の揺動を停止させた状態で前記第１の揺動軸の揺動を動作させるように制御してもよい。
上記の画像表示装置において、前記乗物がスマートキーによって開錠及び施錠される自動車であり、前記スマートキーの照合を認証した場合に、前記制御部（２３）が前記走査ミラー部（２００）を動作させるようにしてもよい。
上記の画像表示装置において、前記ドア（１２）が開状態になったこと、又は前記ドア（１２）のキーが開錠状態になったことが検出された場合に、前記制御部が前記走査ミラー部を動作させるようにしてもよい。
上記の画像表示装置において、前記光源部の温度を調整する温度調整部（１３５）をさらに備え、前記ドアの開閉状態又はキー状態に応じて、前記温度調整部（１３５）が前記光源部の温度調整を開始するようにしてもよい。
上記の画像表示装置において、前記光源部（１３０）が動作していない状態で、前記走査ミラー部（２００）を動作させた後、前記画像表示装置が画像表示を一定時間以上行わない場合、前記走査ミラー部（２００）の動作を停止するようにしてもよい。
本発明の一態様にかかる画像表示装置の制御方法は、映像信号を光信号に変換する光源部と、前記光信号の光束を反射させて走査し、投影面に画像を表示させる走査ミラー部とを備えた画像表示装置の制御方法であって、前記画像表示装置が設置された乗物のドアの開閉状態又はキー状態を検出するステップと、前記ドアの開閉状態又はキー状態の検出結果に応じて、前記走査ミラー部への電源供給を制御して、前記光源部が動作していない状態で、前記走査ミラー部を動作させるものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、速やかに画像を表示することができる画像表示装置、及びその制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態にかかる画像表示装置を搭載する自動車を模式的に示す図。

【図2】画像表示装置の典型的使用例を示す図である。

【図3】画像表示装置の全体構成とその電源系を示す機能ブロック図。

【図4】映像信号の処理の流れを示す図。

【図5】画像データの構成を説明するための図。

【図6】光射出ユニットの斜視図。

【図7】走査ミラー部の構造を示す図。

【図8】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。

【図9】振動検出信号から主走査駆動制御信号ＳＨを生成する様子を説明する図。

【図10】副走査駆動信号ＳＶを例示する図。

【図11】第１実施形態の制御方法を示すフローチャート。

【図12】変形例の制御方法を示すフローチャート。

【図13】第２実施形態にかかる画像表示装置の全体構成とその電源系を示す機能ブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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、本実施の形態にかかる画像表示装置を搭載した自動車の構成を示す側面図である。図１に示すように、運転者Ｐが自動車１０のドア１２を開錠及び施錠するためのキー１３を有している。すなわち、施錠されているドア１２を運転者Ｐがキー１３を用いて開錠する。そして、運転者Ｐが、開錠状態のドアを開けて、自動車１０に搭乗する。キー１３は、鍵穴に挿入する機械的なキーでもよく、無線通信などを用いて遠隔操作可能なリモコンキー（ワイヤレスキー）であってもよい。

【0011】

図２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させるものである。
図２において、画像表示装置１００は、自動車１０に内蔵されている。
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と光射出ユニットからの画像光束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によって調整された画像とが同時に見えることになる。

【0012】

図３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、を備える。各機能部の構成および動作を以下に説明する。

【0013】

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、を備える。

【0014】

ビデオインターフェース１１１を介して映像信号が入力される。ビデオデコーダ１１２は、入力された映像信号の種別に応じて映像信号をデコード処理する。
例えば、入力された映像信号がアナログ映像信号（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、映像信号を、３色（ＲＧＢ）のデジタル色信号で構成されるデジタル映像信号と、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。

【0015】

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４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の１フレーム分の画像データをフレームメモリ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ータバッファ１１５に一時保持される。
タイミング処理部１６０の構成および動作については後述する。

【0016】

データバッファ１１５には一ラインずつ読み出された画像データが一時保持され、さらに、画像データは順に光源駆動部１１６に出力される。

【0017】

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。

【0018】

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５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。

【0019】

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６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）の各色用に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。

【0020】

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におけ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。このようにして、光源部１３０は、映像信号を光信号に変換する。
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。

【0021】

なお、図６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とタイミング処理部１６０とが組み込まれており、全体としてモジュール化されている。

【0022】

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、画像光束をラスタースキャンさせる。走査ミラー部２００は、光源部１３０からの光信号の光束を反射させて走査し、投影面に画像を表示させる。

【0023】

走査ミラー部２００の典型的構造を図７を参照して説明する。
図７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７（Ａ）において、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。

【0024】

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７（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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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７（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。

【0032】

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。

【0033】

次に、結像光学系１５０について説明する。
図８は、光射出ユニット１２０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、スクリーン１５２と、平面ミラー１５３と、凹面ミラー１５４と、コンバイナ（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）としてのフロントガラス１１と、を備える。
スクリーン１５２は、光透過型のものであり、拡散板やマイクロレンズをマトリックス状に配列した所謂マイクロレンズアレイなどで構成される。
マイクロレンズアレイは、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。
走査ミラー部２００で反射された光束Ｌ１は、スクリーン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。

【0034】

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。

【0035】

タイミング処理部１６０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等を行う。

【0036】

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。

【0037】

まず、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。振動検出部１６２は、検出した振動検出信号Ｓｎを主走査駆動制御部１６１Ｈ、及びタイミング調整部１７０に出力する。
この振動検出信号Ｓｎを主走査駆動制御部１６１Ｈにフィードバックし、図９（Ｂ）のように走査ミラー部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。図９からわかるように、振動検出信号Ｓｎと主走査駆動制御信号ＳＨとは、位相がずれているが、波長は同じである。
なお、主走査駆動制御信号ＳＨは、パルス化してもよい。
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。

【0038】

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制御信号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。
図１０に、副走査駆動信号ＳＶを例示すると、副走査駆動信号ＳＶは三角波であり、上から下には４８０本の主走査線を描画するだけの時間を確保するために比較的遅く揺動させ、下から上への戻りは素早く駆動させる。

【0039】

タイミング調整部１７０は、振動検出信号Ｓｎに基づいて、画像信号処理部１１０のタイミングを調整するためのタイミング信号を出力する。タイミング信号としては、例えば、ドットクロック、及び表示期間指示信号である。そして、タイミング調整部１７０からのタイミング信号によって、メモリコントローラ１１３の読み出し及び書き込み処理、光源駆動部１１６の駆動処理、データバッファ１１５からの転送処理が制御される。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。タイミング調整については、既知の手法を用いることができるため、説明を省略する。

【0040】

さらに、図３に示すように、画像表示装置１００は、制御部２３を有している。また、自動車１０には、バッテリ２１と、ドア・キー状態検出部２２が設けられている。バッテリ２１は、画像表示装置１００や、図示しないエアコン、オーディオ、計器盤、パワーウィンドウ、ワイパー等の電気機器に電源を供給する。ドア・キー状態検出部２２は、機械的又は電気的なセンサ等を有しており、ドア１２が開いているか否か、及びドア１２がロックしているか否かを検出する。すなわち、ドア・キー状態検出部２２は、ドア１２の開閉状態、及びドア１２のキー状態を検出する。そして、ドア・キー状態検出部２２は、検出結果に応じた検出信号を制御部２３に出力する。制御部２３は、バッテリ２１から画像表示装置１００への電源供給を制御する。例えば、運転者Ｐがキーを回してＡＣＣポジションになると、ドア・キー状態検出部２２が、ＡＣＣオンとなったことを検出する。そして、ドア・キー状態検出部２２は、制御部２３に検出信号を出力する。これにより、制御部２３が、画像表示装置１００が画像表示を行うように、画像表示装置１００全体に電源を供給する。

【0041】

さらに、ドア・キー状態検出部２２が検出したドア１２の開閉状態又はキー状態に応じて、制御部２３が画像表示装置１００に対する電源供給を選択的に制御する。すなわち、制御部２３が、画像表示装置の一部に対して、電源供給を開始する。例えば、制御部２３は、光源部１３０、画像信号処理部１１０、及びタイミング処理部１６０等へ電源が供給されていない状態で、走査ミラー部２００に電源を供給する。従って、光源部１３０からの光が出射される前に、走査ミラー部２００に電源供給を開始する。こうすることで、走査ミラー部２００が予め動作する。光源部１３０が動作していない状態で、走査ミラー部２００が動作する。これにより、走査ミラー部２００の動作を速やかに安定させることができ、画像表示装置１００の実質的な起動時間を短縮することができる。制御部２３は、画像表示装置１００全体が動作して、画像表示が行われる表示モードと、走査ミラー部２００のＭＥＭＳミラーのみを事前に動作させるエージングモードとを切り替える。よって、速やかに画像表示を行うことができる。

【0042】

具体的な制御方法について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態にかかる画像表示装置１００の制御方法を示すフローチャートである。まず、運転者Ｐが自動車に乗っていない状態では、電源が全く供給されておらず、ＨＵＤである画像表示装置１００が停止している（ステップＳ１１）。そして、ドア・キー状態検出部２２が、ドア１２がオープンになったこと、又はドアロックが開錠したことを検出する（ステップＳ１２）。すると、ドア・キー状態検出部２２が検出信号を制御部２３に出力する。すると、制御部２３は、ただちに走査ミラー部２００への電源供給を開始して、走査ミラー部２００を動作させる（ステップＳ１３）。すなわち、エージングモードとなり、走査ミラー部２００のみが動作する。このとき、制御部２３は、光源部１３０等には電源を供給していない。従って、光源部１３０は動作しておらず、光源部１３０のレーザーダイオードがレーザー光を出射していない。

【0043】

そして、ドア・キー状態検出部２２が、ＡＣＣがＯＮになっているか否かを判定する（ステップＳ１４）。キーがＡＣＣポジションにない場合（ステップＳ１４のＮｏ）、ステップＳ１２に戻る。従って、ドア１２の開状態になっている、又は、ドアロックが開錠状態になっている場合は、引き続き走査ミラー部２００が動作する。また、ＡＣＣをＯＮする前に、運転者Ｐがドア１２を閉めて、施錠すると、走査ミラー部２００のＭＥＭＳミラーの動作が停止する。

【0044】

一方、ＡＣＣがＯＮになると（ステップＳ１４のＹｅｓ）、ＨＵＤである画像表示装置１００を起動する（ステップＳ１５）。すなわち、制御部２３が、画像表示装置１００全体に電源を供給して、画像表示モードにする。これにより、画像信号処理部１１０、光源部１３０、タイミング処理部１６０などに電源が供給される。よって、画像表示装置１００が動作を開始して、所望の画像を表示する。

【0045】

このようにすることで、走査ミラー部２００の走査を速やかに安定させることができ、画像表示装置１００の実質的な起動時間を短縮することができる。エンジンの始動と同時に画像を表示することが可能になる。さらに、制御部２３が走査ミラー部２００のみを動作させている。すなわち、画像信号処理部１１０、光源部１３０、タイミング処理部１６０の電源供給に先立って、走査ミラー部２００への電源供給を開始するよう、制御部２３が電源供給を制御している。走査ミラー部２００以外に電源供給をしないため、消費電力を低減することができる。例えば、光源部１３０に電源が供給されないため、運転者Ｐがいない状態でレーザー光が出射されるのを防ぐことができる。さらには、画像信号処理部１１０や、タイミング処理部１６０を構成するマイコンを動作させなくてもよい。これにより、消費電力を低減することができる。

【0046】

さらに、ドア１２のキーが開錠状態になってＡＣＣがオンとなるまでの期間が一定時間以上となった場合、走査ミラー部２００の動作を停止してもよい。こうすることで、消費電力をより低減する低減することができる。例えば、走査ミラー部２００が動作したら、タイマーを起動する。タイマーの時間が予め設定された時間以上となったら、制御部２３が走査ミラー部２００への電源供給を停止させる。すなわち、走査ミラー部２００が動作してから画像表示が行われるまで時間が所定の時間以上となったら、走査ミラー部２００の動作を停止する。こうすることで、運転者Ｐが施錠を忘れた場合でも、走査ミラー部２００が動作し続けることを防ぐことができる。よって、消費電力を低減することができる。

【0047】

開錠した後、運転者Ｐが乗車せずに、開錠状態が一定時間以上続くと自動ロックされる自動車１０がある。このような、自動車１０では、自動ロックによる施錠とともに、走査ミラー部２００の動作を停止させればよい。こうすることで、消費電力を低減することができる。

【0048】

ドア・キー状態検出部２２は、自動車１０に既設のセンサを用いることができる。すなわち、自動車１０に設けられているドア１２やドアのキー状態を検出するセンサ等からの信号を利用すればよい。これにより、自動車１０に新たなセンサ等を設ける必要が無くなる。よって、簡便な構成で、走査ミラー部２００を安定させることができる。

【0049】

また、走査ミラー部２００は、上記のように主走査方向（水平方向）においては共振駆動しており、副走査方向（垂直方向）においては非共振駆動している。この場合、共振駆動の主走査方向にのみ動作するように制御部２３が電源供給を制御するようにしてもよい。例えば、二つの圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂのみに所定の電圧を印加するように、主走査駆動制御部１６１Ｈが駆動制御する。共振駆動の走査方向のみを動作させて、予め自己共振させておく。すなわち、非共振駆動よりも安定動作に長い時間が必要な共振駆動の揺動軸のみを事前に動作させる。予め起動する機器を少なくすることができ、より消費電力を低減することにできる。さらに、二つの圧電素子２３４Ａ、２３４Ｂに一定電圧を印加するようにしてもよい。こうすることで、フィードバック制御等が不要になり、予め立ち上げる機器をより少なくすることができる。例えば、マイコンであるタイミング処理部１６０を立ち上げなくてもよいため、より消費電力を低減することができる。

【0050】

（変形例）
本実施の形態の変形例では、キー１３が、スマートキーとなっている。画像表示装置１００の構成等については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。スマートキーでは、内蔵された送信機が鍵データ（固有ＩＤ）を含む電波を送信している。従って、適切なキー１３を持った運転者Ｐが自動車１０に近づくと、自動車１０がこの電波を受信する。そして、自動車１０が電波に含まれる鍵データを照合する。照合結果が正しいと認証されれば、ドア１２が開錠及び施錠可能な状態になる。照合を認証した状態で、運転者Ｐがドア１２のノブ等に設けられているスイッチを押すことで、ドア１２のロックが開錠する。一方、照合が認証されない場合、すなわち、適切なキー１３を持つ運転者Ｐが自動車１０から一定距離以上離れている状態では、ドア１２が開錠しない。

【0051】

変形例にかかる制御方法について、図１２を用いて説明する。図１２は、変形例にかかる制御方法を示すフローチャートである。まず、運転者Ｐが自動車１０から一定距離以上離れている状態では、ＨＵＤである画像表示装置１００が停止している（ステップＳ２１）。運転者Ｐが自動車１０に近づくと、キー１３と自動車１０との通信が行われる。そして、ドア・キー状態検出部２２が、照合を行い、適切なスマートキーであるか否かを判定する（ステップＳ２２）。適切なスマートキーでない場合（ステップＳ２２のＮｏ）適切なスマートキーであることを検出するまで、ステップＳ２２の判定を行う。

【0052】

適切なスマートキーであることを検出したら（ステップＳ２２のＹｅｓ）、走査ミラー部２００を動作させる（ステップＳ２３）。すなわち、スマートキーの認証が行われたら、走査ミラー部２００を事前に動作させて、エージングモードとする。ミラー動作後、ＡＣＣがＯＮとなったら（ステップＳ２４）、ＨＵＤである画像表示装置１００を起動する（ステップＳ２５）。すなわち、制御部２３が、画像表示装置１００全体に電源を供給する。これにより、画像信号処理部１１０、光源部１３０、タイミング処理部１６０などに電源が供給され、表示モードとなる。よって、画像表示装置１００が動作を開始して、所望の画像を表示する。

【0053】

この制御であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。例えば、スマートキーが認証された後、運転者Ｐが自動車１０に乗るためにドアを開錠する。そして、運転者Ｐが、自動車１０に乗って、エンジンを始動する。この間、実施の形態１と同様に、走査ミラー部２００が動作している。よって、エンジン始動後速やかに画像を表示することができる。スマートキーの認証後、ＡＣＣがＯＮするまでの間、走査ミラー部２００が動作している。ＡＣＣがＯＮして、画像表示装置１００が画像を表示するよりも前に、走査ミラー部２００を動作させることができる。よって、速やかに安定させることが可能になる。また、スマートキーとの通信が途絶えたら、走査ミラー部２００の動作が停止する。こうすることで、より消費電力を低減することができる。

【0054】

さらに、本変形例では、ドア１２の開錠やドア１２のオープンよりも早く、走査ミラー部２００に電源供給を行うことができる。これにより、走査ミラー部２００の動作をより早く安定させることができる。また、走査ミラー部２００を動作後、運転者Ｐがドアロックを開錠せずに、自動車１０から離れることもある。この場合、スマートキーが一度検出された後に、スマートキーが検出されなくなる。よって、スマートキーが検出されなくなった場合は、ステップＳ２１に戻って、走査ミラー部２００への電源供給を停止してもよい。これにより、運転者Ｐが搭乗しない場合に、走査ミラー部２００が動作し続けることを防ぐことができる。また、スマートキーの照合結果を用いることで、自動車１０に新たなセンサを設ける必要が無くなる。これにより、簡便な構成で制御することができる。

【0055】

（第２実施形態）
本実施の形態にかかる画像表示装置１００について、図１３を用いて説明する。図１３は、実施の形態２にかかる画像表示装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、ペルチェ素子１３６と、温度センサ１３７と、温調計１３８とを備えた温度調整部１３５が設けられている。なお、温度調整部１３５以外の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。ペルチェ素子１３６は、光源部１３０に取り付けられた熱電素子であり、光源部１３０のレーザーダイオードの温度を変更する。すなわち、ペルチェ素子１３６は、光源部１３０を加熱、又は冷却する。なお、ペルチェ素子１３６以外の素子を用いてもよく、加熱及び冷却の一方のみを行う素子を用いてもよい。

【0056】

温度センサ１３７は光源部１３０又はその周辺の環境温度を測定する。温調計１３８は、温度センサ１３７で測定された温度に基づいて、ペルチェ素子１３６を制御する。具体的には、温調計１３８には、バッテリ２１が接続されている。そして、温調計１３８がバッテリ２１からペルチェ素子１３６に対する電源供給を制御する。これにより、光源部１３０が所望の温度になるように温度制御される。このように、温度調整部１３５が光源部１３０の温度を調整する。そして、実施の形態１の走査ミラー部２００と同様に、温度調整部１３５を事前に動作させる。

【0057】

すなわち、制御部２３が、ドア・キー状態検出部２２の検出結果に応じて、温度調整部１３５を動作させるように電源供給を行う。これにより、走査ミラー部２００の動作と同様に、温度調整部１３５を予め動作させることが可能である。具体的には、実施の形態１で示したように、ドア１２が開いた状態になったとき、あるいはドア１２のロックが開錠したときに、温度調整部１３５の温度制御を行う。あるいは、変形例で示したように、スマートキーの検出結果に応じて、温度調整部１３５の温度制御を行う。温度調整部１３５の制御は、走査ミラー部２００の制御と同様にすることができる。光源部１３０の温度を安定させることができ、光源部１３０のレーザーダイオードを動作可能温度範囲内（例えば、０℃〜６０℃）にすることができる。

【0058】

例えば、自動車１０が寒冷地にある場合、環境温度が光源部１３０のレーザーダイオードの動作可能温度範囲の下限値よりも低くなってしまうことがある。この場合、温度調整部１３５のペルチェ素子１３６が光源部１３０を予め加熱しておく。これにより、画像表示装置１００の画像表示が始まる前に、光源部１３０のレーザーダイオードが動作可能温度範囲内になる。また、自動車１０が酷暑地にある場合、環境温度が光源部１３０のレーザーダイオードの動作可能温度範囲の上限値よりも高くなってしまう。この場合、温度調整部１３５のペルチェ素子１３６が光源部１３０を冷却する。これにより、画像表示装置１００の画像表示が始まる前に、光源部１３０のレーザーダイオードが動作可能温度範囲内になる。

【0059】

なお、レーザーダイオードの発光による温度上昇を見込んで、温度調整を行ってもよい。この場合、動作可能温度範囲の上限値よりも一定以上低い温度になるよう温度調整を行う。例えば、動作可能温度範囲が０〜６０℃の場合、５５℃以下になるように、温度調整を行う。また、ペルチェ素子１３６は、光源部１３０の全てのレーザーダイオードを冷却、又は加熱するのではなく、一部のレーザーダイオードのみを冷却、又は加熱するようにしてもよい。例えば、温度条件の最も厳しいレーザーダイオードのみを温調するようにしてもよい。さらに、実施の形態１と同様に、タイマーによって、温度調整部１３５の温度調整を停止してもよい。

【0060】

なお、温度調整部１３５による動作は、走査ミラー部２００による動作と組み合わせて行ってもよく、走査ミラー部２００による動作を行わずに温度調整部１３５による動作のみを行ってもよい。すなわち、ドア・キー状態検出部２２の検出結果に応じて、走査ミラー部２００が動作をさせずに、温度調整部１３５のみを動作させてもよい。

【0061】

なお、画像表示装置１００は、通常の自動車１０に限らず、その他の特殊車両など、他の乗物に搭載されていてもよい。以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0062】

１０・・・自動車、１１・・・フロントガラス、１２・・・ドア、１３・・・キー、
２１・・・バッテリ、２２・・・ドア・キー状態検出部、２３・・・制御部、
１００・・・画像表示装置、１１０・・・画像信号処理部、１１１・・・ビデオインターフェース、１１２・・・ビデオデコーダ、１１３・・・メモリコントローラ、１１３Ｒ・・・読出し部、１１３Ｗ・・・書込み部、１１４・・・フレームメモリ、１１５・・・データバッファ、１１６・・・光源駆動部、１１６Ｂ・・・青色ドライバ、１１６Ｇ・・・緑色ドライバ、１１６Ｒ・・・赤色ドライバ、１２０・・・光射出ユニット、１３０・・・光源部、１３２Ｂ・・・青色レーザーダイオード、１３２Ｇ・・・緑色レーザーダイオード、１３２Ｒ・・・赤色レーザーダイオード、１３３Ａ・・・ミラー、１３３Ｂ・・・ミラー、１３３Ｄ・・・ミラー、１３４・・・集光レンズ、１３５・・・温度調整部、１３６・・・ペルチェ素子、１３７・・・温度センサ、１３８・・・温調計、１５０・・・結像光学系、１５１・・・平面ミラー、１５２・・・スクリーン、１５３・・・平面ミラー、１５４・・・凹面ミラー、１６０・・・タイミング処理部、１６１・・・ミラー駆動制御回路、１６１Ｈ・・・主走査駆動制御部、１６１Ｖ・・・副走査駆動制御部、１６２・・・振動検出部、１７０・・・タイミング調整部、１７１・・・周期検出部、１７２・・・周波数逓倍部、１７３・・・ドットクロック供給部、１７４・・・表示期間指示部、２００・・・走査ミラー部、２１０・・・光偏向素子、２３０・・・副走査揺動体部、２３１・・・枠体、２３２・・・主走査揺動片部、２３３Ａ、２３３Ｂ、２３３Ｃ、２３３Ｄ・・・Ｌ型梁部、２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃ、２３４Ｄ・・・圧電素子、２３５ ミラー、２３６Ｕ、２３６Ｄ・・・磁石、２４０Ｌ、２４０Ｒ・・・アーム、・・・支持基台部、２５１・・・台部、２５２Ｕ、２５２Ｄ・・・電磁コイル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図6】