特許 6295981 画像描画装置、ヘッドアップディスプレイ及び画像輝度調整方法

(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】6295981

(24)【登録日】2018年3月2日

(45)【発行日】2018年3月20日

(54)【発明の名称】画像描画装置、ヘッドアップディスプレイ及び画像輝度調整方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20180312BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20180312BHJP

   G09G 3/02 20060101ALI20180312BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20180312BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20180312BHJP

   G09G 5/377 20060101ALI20180312BHJP

   G09G 5/38 20060101ALI20180312BHJP

   G09G 5/36 20060101ALI20180312BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20180312BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20180312BHJP

【ＦＩ】

   G02B26/10 104Z

   G02B27/01

   G09G3/02 A

   G09G3/20 680B

   G09G5/00 550C

   G09G5/36 520L

   G09G5/38 Z

   G09G5/36 510A

   G09G5/00 510A

   H04N5/74 H

   B60K35/00 A

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-34940(P2015-34940)

(22)【出願日】2015年2月25日

(65)【公開番号】特開2016-156974(P2016-156974A)

(43)【公開日】2016年9月1日

【審査請求日】2017年3月30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】岡崎 龍一

【審査官】 山本 貴一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１６２５０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１７５６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３０８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５８５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２５２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３００９９９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２６／１０，２７／０１

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｇ０９Ｇ ３／０２，３／２０，５／００，５／３６，５／３７７，５／３８

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を出射する光源部と、
前記レーザ光の強度を検出する検出部と、
前記光源部から出射されたレーザ光を走査する光スキャナと、
前記光スキャナが走査するスキャンエリア内に、入力画像データに基づく描画画像が前記光スキャナの走査によって生成され、前記レーザ光の強度を検出するための特性検出レーザ光が前記描画画像の描画内容に対応する位置及びパターンで出射されるように前記光源部を制御する光源駆動部と、
前記検出部が検出した前記特性検出レーザ光の検出値に基づき前記レーザ光の出力を調整する調整部と、
を備える画像描画装置であって、
前記描画画像には、前記画像描画装置の適用される車両の状況に関する指針が含まれ、
前記光源駆動部は、前記光源部に前記特性検出レーザ光を前記車両の状況に関する指針に対するスケールとして描画されるように出射させる、
画像描画装置。

【請求項2】

前記描画画像には、前記車両の速度に関する指針が含まれ、
前記光源駆動部は、前記光源部に前記特性検出レーザ光を前記車両の速度に関する指針に対応するスケールとして描画されるように出射させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像描画装置。

【請求項3】

前記描画画像には、前記車両のエンジン回転数に関する指針が含まれ、
前記光源駆動部は、前記光源部に前記特性検出レーザ光を前記車両のエンジン回転数に関する指針に対応するスケールとして描画されるように出射させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像描画装置。

【請求項4】

前記光源部は複数のレーザ光源を有し、
前記光源駆動部は、前記特性検出レーザ光を前記レーザ光源毎に前記描画画像の指針に対するスケールとして出射させるように前記光源部を制御する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像描画装置。

【請求項5】

前記光源駆動部は、前記特性検出レーザ光を前記入力画像データに基づく輝度値で前記光源部に出射させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像描画装置。

【請求項6】

前記光源駆動部は、前記特性検出レーザ光を前記描画画像の一部を構成するスケールとして前記光源部に出射させる、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像描画装置。

【請求項7】

前記光源駆動部は、前記特性検出レーザ光を前記描画画像が描画される範囲外にスケールとして前記光源部に出射させる、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像描画装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の画像描画装置を用いて、
前記画像描画装置が描画する画像を透明部材に反射させてユーザに描画画像を提示する、ヘッドアップディスプレイ。

【請求項9】

レーザ光を出射する光源部と、
前記光源部から出射されたレーザ光を走査する光スキャナと、
を備える画像描画装置を用いた画像輝度調整方法であって、
前記光スキャナが走査するスキャンエリア内に入力画像データに基づき前記画像描画装置の適用される車両の状況に関する指針が含まれている描画画像が前記光スキャナの走査によって生成されるように前記光源部からレーザ光を出射させ、
前記レーザ光の強度を検出するための特性検出レーザ光を前記車両の状況に関する指針に対応するスケールとして描画されるように出射させ、
前記特性検出レーザ光の強度を検出し、
前記特性検出レーザ光の強度検出値に基づき前記レーザ光の出力を調整する、
画像輝度調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像描画装置、ヘッドアップディスプレイ及び画像輝度調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザ光を二次元的に走査することにより、スクリーン上に画像を投影表示するレーザスキャン方式の画像表示装置が知られている（例えば特許文献１）。レーザスキャン方式の画像表示装置は、自動車のウィンドシールドやコンバイナなどに画像を投影表示するＨＵＤ（Head Up Display）やプロジェクタ等として利用されている。レーザスキャン方式の画像表示装置では、ＭＥＭＳミラーによりレーザ光を反射させ、ミラーの向きを水平方向及び鉛直方向に変化させることにより、レーザ光を走査している。

【0003】

特許文献１に記載の画像表示装置は、所定の期間内における積算光量が一定になるように、遮光板がＭＥＭＳミラーからの光を遮っているときにレーザ光源の光量を変化させている。これにより、画像の輝度を急激に低下させたときでも、所定の期間内にＭＥＭＳミラーに吸収される光量を一定に保つことができるので、ＭＥＭＳミラーの共振周波数の変動を小さくでき、安定して動作させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１３９６８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に、レーザ光源の駆動電流と出力光量との関係であるＩ−Ｌ特性は、レーザ光源自体の温度変動に起因して容易に変化してしまう。そこで、本願出願人は、レーザ光源から任意のタイミングでレーザ光の出力値を検出するためのレーザ光（以下、特性検出レーザ光）を出力し、そのレーザ光の光量をフォトダイオードで測定することで所定の駆動電流に対する実際の光量を取得し、取得した光量に基づいてレーザ光源の駆動電流を調整するＡＰＣ技術（Auto Power Control）を開発している。これにより、レーザ光源自体の温度変動による出力値の誤差を抑えることができる。

【0006】

ＡＰＣ技術においては、特性検出レーザ光がスクリーン上におけるユーザに対して画像を描画する範囲に到達することがないように、特許文献１と同様に、特性検出レーザ光が照射される方向を、遮光板等を用いて遮蔽している。このとき、特性検出レーザ光が遮光板で散乱されることにより生じた迷光が、スクリーン上の画像を描画する範囲に到達することがある。この迷光により、スクリーン上における描画画像の品質が低下するという問題がある。

【0007】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、レーザ光源の出力値を検出するためのレーザ光の照射に起因する描画画像の品質低下を抑制できる画像描画装置、ヘッドアップディスプレイ及び画像輝度調整方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る画像描画装置は、
レーザ光を出射する光源部と、
前記レーザ光の強度を検出する検出部と、
前記光源部から出射されたレーザ光を走査する光スキャナと、
前記光スキャナが走査するスキャンエリア内に、入力画像データに基づく描画画像が前記光スキャナの走査によって生成され、前記レーザ光の強度を検出するための特性検出レーザ光が前記描画画像の描画内容に対応する位置及びパターンで出射されるように前記光源部を制御する光源駆動部と、
前記検出部が検出した前記特性検出レーザ光の検出値に基づき前記レーザ光の出力を調整する調整部と、を備える。

【0009】

本発明に係るヘッドアップディスプレイは、
上述の画像描画装置を用いて、
前記画像描画装置が描画する画像を透明部材に反射させてユーザに描画画像を提示する。

【0010】

本発明に係る画像輝度調整方法は、
レーザ光を出射する光源部と、
前記光源部から出射されたレーザ光を走査する光スキャナと、
を備える画像描画装置を用いた画像輝度調整方法であって、
前記光スキャナが走査するスキャンエリア内に入力画像データに基づく描画画像が前記光スキャナの走査によって生成されるように前記光源部からレーザ光を出射させ、
前記レーザ光の強度を検出するための特性検出レーザ光を前記描画画像の描画内容に対応する位置及びパターンで出射させ、
前記特性検出レーザ光の強度を検出し、
前記特性検出レーザ光の強度検出値に基づき前記レーザ光の出力を調整する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、レーザ光源の出力値を検出するためのレーザ光の照射に起因する描画画像の品質低下を抑制できる画像描画装置、ヘッドアップディスプレイ及び画像輝度調整方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態に係る画像描画装置の構成を示すブロック図である。

【図2】実施の形態に係る画像描画装置の構成を示す斜視図である。

【図3】実施の形態に係る画像描画装置のスキャンエリアを示す図である。

【図4】実施の形態に係る画像描画装置における調整エリアの配置の第１例を示す図である。

【図5】実施の形態に係る画像描画装置における調整エリアの配置の第１例において、スケールがエンジン回転数を表す例を示す図である。

【図6】実施の形態に係る画像描画装置において、調整エリアで描画されたスケールの一例を説明する図である。

【図7】実施の形態に係る画像描画装置において、調整エリアで描画されたスケールの変形例を説明する図である。

【図8】実施の形態に係る画像描画装置における調整エリアの配置の第２例を示す図である。

【図9】実施の形態に係る画像描画装置における調整エリアの配置の第３例を示す図である。

【図10】実施の形態に係る画像描画装置における調整エリアの配置の第４例を示す図である。

【図11】実施の形態に係る画像描画装置における調整エリアの配置の第５例を示す図である。

【図12】実施の形態に係る画像描画装置における描画画像の一例を示す図である。

【図13】実施の形態に係る画像描画装置における画像輝度調整方法を示すフロー図である。

【図14】実施の形態に係るヘッドアップディスプレイの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る画像描画装置１は、光源部１１と、検出部１３と、光スキャナ１２と、制御ユニット７と、を有する。

【0014】

光源部１１は、入力された電流に応じてレーザ光を出力する。光源部１１は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３種類のレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを有し、Ｒ、Ｇ、Ｂのレーザ光を出力することができる。もちろん、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の色のレーザ光を出力するものでもよい。レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂとしては、例えば、半導体レーザが用いられる。

【0015】

レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから出射されたレーザ光はそれぞれ、ミラー１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂにより１つの光路にまとめられて光線Ｌ１となって、光源部１１から出射される。例えば、ミラー１４Ｒはレーザ光源１１Ｒの赤色レーザ光を反射する。ミラー１４Ｇはダイクロイックミラーであり、レーザ光源１１Ｒの赤色レーザ光を透過させ、レーザ光源１１Ｇの緑色レーザ光を反射する。ミラー１４Ｂはダイクロイックミラーであり、レーザ光源１１Ｒの赤色レーザ光及びレーザ光源１１Ｇの緑色レーザ光を約９８％反射し、レーザ光源１１Ｂの青色レーザ光を約９８％透過させる。換言すると、ミラー１４Ｂは、レーザ光源１１Ｒの赤色レーザ光及びレーザ光源１１Ｇの緑色レーザ光を約２％透過させ、レーザ光源１１Ｂの青色レーザ光を約２％反射する。

【0016】

光源部１１から出射された光線Ｌ１は、ミラー１５により反射されて、光スキャナ１２に入射する。光スキャナ１２は、ミラーを揺動させることによって、光源部１１が出力した光線Ｌ１の反射方向を変化させることにより光線Ｌ１を走査する。光スキャナ１２としては、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーが用いられる。本実施の形態では、光スキャナ１２は、光を走査する走査ミラーである。

【0017】

ダイクロイックミラーであるミラー１４Ｂは、入射した光線の一部を検出部１３へ導き、残りをミラー１５へ導く。このため、ミラー１４Ｂに入射した光線Ｌ１の一部は、ミラー１４Ｂを透過して光線Ｌ３となり、光線Ｌ１の残りは光スキャナ１２のミラーにより反射されて、スクリーンへと出射される。

【0018】

検出部１３は、光源部１１から出力されたレーザ光（光線Ｌ３）の強度を検出する。検出部１３としては、例えば、フォトダイオードを用いてもよい。検出部１３は、レーザ光の強度の検出値についての検出強度信号を調整部７４に送る。

【0019】

光スキャナ１２によりレーザ光を走査可能な領域をスキャンエリアと称する。図３に示すように、光スキャナ１２によりレーザ光を走査可能なスキャンエリア３０は、画像が描画される描画エリア３１と、画像が描画されないブランキングエリア３２と、を有する。

【0020】

図３に示すように、スキャンエリア３０は、矩形状となっている。スキャンエリア３０には、光源部１１の出力を調整するためにレーザ光が出力される範囲が設定されており、これを調整エリア３３と称する。画像描画装置１は、調整エリア３３にレーザ光を照射しているときにＡＰＣ（Auto Power Control）機能により光源部１１の出力を調整する。調整エリア３３に照射してレーザ光の強度を検出するためのレーザ光を、特性検出レーザ光と称する。

【0021】

図３においては、矢印で示される方向にレーザ光が走査される。矢印中の二点鎖線の領域では、画像データに基づいて光源部１１がレーザ光を出射して、ユーザが描画エリア３１における画像を視認することができる。図３において、描画エリア３１は矩形形状となる。ブランキングエリア３２は、スキャンエリア３０における描画エリア３１を除いた範囲であり、描画エリア３１を囲うように額縁状になっている。

【0022】

調整エリア３３は、一般的にはブランキングエリア３２内となるように設定されている。本実施の形態においては、調整エリア３３は、描画エリア３１に隣接した位置又は描画エリア３１における描画パターンとして設定される。描画エリア３１では、フレーム毎の画像データ又はＡＰＣ処理の指示に基づいて、光源部１１にレーザ光を出力させる。

【0023】

図４は、画像描画装置１における調整エリア３３の配置の第１例を示す図である。画描画装置１では、調整エリア３３はユーザに対して伝える情報が描画される領域である。図４では、ブランキングエリア３２の描画エリア３１の上端と接する部分に調整エリア３３が配置されている。

【0024】

図４に示すように、調整エリア３３は、出力の調整を行うレーザ光源ごとに区分された複数の区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒを有する。区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒには、一定の輝度値を有する画像データに対応するレーザ光が出射される。

【0025】

区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒは、図４中左側から、Ｂ、Ｇ、Ｒの順番で色が描画されるように設定されている。区分エリア３４Ｂでは青色のレーザ光源１１Ｂ、区分エリア３４Ｇでは緑色のレーザ光源１１Ｇ、区分エリア３４Ｒでは赤色のレーザ光源１１ＲのＡＰＣを行う。図４では、区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒに照射されるレーザ光の色の違いをハッチングで示している。

【0026】

調整エリア３３では、画像描画装置１の適用される車両の速度を表すスケールが描画されるように特性検出レーザ光が出射されている。区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒがそれぞれ予め定められた速度範囲に対応する。描画エリア３１には、スケールに対応する指針３６が描画されている。指針３６を描画エリア３１内でスケールに沿って移動させることにより、車両の現在の速度に対応する位置を指し示す。

【0027】

調整エリア３３に描画されたスケールにおいて、区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒの境界が特定の値を意味している。区分エリア３４Ｂと区分エリア３４Ｇとの境界は時速５０ｋｍ、区分エリア３４Ｇと区分エリア３４Ｒとの境界は時速１００ｋｍを表している。区分エリア３４Ｂの左端は停止状態である時速０ｋｍ、区分エリア３４Ｒの右端は最高速度である時速１８０ｋｍと設定されている。

【0028】

スケールは、画像描画装置１が適用される車両の速度を表すものに限定されず、画像描画装置１の適用される対象に関する種々の値を描画してもよい。例えば、図５に示すように、スケールは、画像描画装置１が適用される車両のエンジン回転数を表してもよい。このとき、指針３６は、スケールにおいて車両の現在のエンジン回転数に対応する位置を指し示す。

【0029】

区分エリア３４Ｂと区分エリア３４Ｇとの境界は６０００ＲＰＭ、区分エリア３４Ｇと区分エリア３４Ｒとの境界は１１０００ＲＰＭを表している。区分エリア３４Ｂの左端は停止状態である０ＲＰＭ、区分エリア３４Ｒの右端は最高回転数である１８０００ＲＰＭと設定されている。

【0030】

図６に示すように、調整エリア３３は、複数の走査線Ｓ１−Ｓ４により構成されている。１本の走査線上において、ＬＡからＬＢの範囲では光源部１１が青色レーザ光のみを出射し、ＬＢからＬＣの範囲では光源部１１が緑色レーザ光のみを出射し、ＬＣからＬＤの範囲では光源部１１が赤色レーザ光のみを出射する。これを複数の走査線Ｓ１−Ｓ４において繰り返すことにより、Ｂ、Ｇ、Ｒの順番に区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒが並べられたスケールを描画することができる。

【0031】

図７に調整エリア３３に描画されるスケールの変形例を示す。図７に示すように、Ｂ、Ｇ、Ｒの区分エリアの主走査方向の長さは、走査線Ｓ１−Ｓ４のそれぞれで異なっていてもよい。走査線Ｓ１−Ｓ４のそれぞれにおける複数の区分エリアは、上下の走査線における複数の区分エリアと、主走査方向において部分的に重なるような入れ子状になっていてもよい。

【0032】

走査線Ｓ１及びＳ３では、ＬＡからＬＢの範囲の区分エリアで光源部１１が青色レーザ光のみを出射し、ＬＢからＬＤの範囲の区分エリアで光源部１１が緑色レーザ光のみを出射し、ＬＤからＬＦの範囲の区分エリアで光源部１１が赤色レーザ光のみを出射する。

【0033】

それに対して、走査線Ｓ２及びＳ４では、ＬＡからＬＣの範囲の区分エリアで光源部１１が青色レーザ光のみを出射し、ＬＣからＬＥの範囲の区分エリアで光源部１１が緑色レーザ光のみを出射し、ＬＥからＬＦの範囲の区分エリアで光源部１１が赤色レーザ光のみを出射する。

【0034】

ＬＡからＬＢの範囲に対応するスケールの領域３５Ｂでは、走査線Ｓ１−Ｓ４の全てで光源部１１が青色レーザ光のみを出射しており、青色が描画される。ＬＣからＬＤの範囲に対応するスケールの領域３５Ｇでは、走査線Ｓ１−Ｓ４の全てで光源部１１が緑色レーザ光のみを出射しており、緑色が描画される。ＬＥからＬＦの範囲に対応するスケールの領域３５Ｒでは、走査線Ｓ１−Ｓ４の全てで光源部１１が赤色レーザ光のみを出射しており、赤色が描画される。

【0035】

ＬＢからＬＣの範囲において、走査線Ｓ１及びＳ３では光源部１１が緑色レーザ光のみを出射し、走査線Ｓ２及びＳ４では光源部１１が青色レーザ光のみを出射する。これにより、ＬＢからＬＣの範囲に対応するスケールの領域３５Ａでは、青色レーザ光と緑色レーザ光とが混合した結果、水色が描画される。

【0036】

ＬＤからＬＥの範囲において、走査線Ｓ１及びＳ３では光源部１１が赤色レーザ光のみを出射し、走査線Ｓ２及びＳ４では光源部１１が緑色レーザ光のみを出射する。ＬＤからＬＥの範囲に対応するスケールの領域３５Ｙは、緑色レーザ光と赤色レーザ光とが混合した結果、黄色が描画される。

【0037】

これにより、画像描画装置１は、ＡＰＣに用いられる調整エリア３３の機能を損なわずに、スケールの区分を増加させることができる。

【0038】

スキャンエリア３０における調整エリア３３の配置は、図４の構成に限定されるものではなく、種々の態様が考えられる。図８に示すように、調整エリア３３は、ブランキングエリア３２において描画エリア３１の下方に接するように配置されていてもよい。

【0039】

調整エリア３３の配置場所はブランキングエリア３２内に限定されるものではない。例えば、描画エリア３１内に調整エリア３３を有してもよい。図９に示すように、調整エリア３３は、描画エリア３１内の上部においてブランキングエリア３２に下方から接するように配置されていてもよい。図１０に示すように、調整エリア３３は、描画エリア３１内の下部においてブランキングエリア３２に上方から接するように配置されていてもよい。図１１に示すように、調整エリア３３は、描画エリア３１の内側においてブランキングエリア３２と上下に接しないように配置されていてもよい。

【0040】

調整エリア３３を図９から図１１のような配置とする場合、スケールを描画するための描画データは、描画エリア３１に画像を描画するための画像データに含まれていてもよい。この場合は、特性検出レーザ光の出力値は画像データにおける調整エリア３３を描画するためのデータとして与えられる。

【0041】

図１２に示すように、描画エリア３１中のスケールと関連する情報を描画していない領域には、他の情報を描画することができる。例えば、ナビゲーションに連動した簡易的な方向指示形状を描画してもよい。図１２では、１５０ｍ先を左折するように指示する方向指示形状３７が描画されている。

【0042】

図１に示すように、制御ユニット７は、調整部７４と、光源駆動部７３と、を有する。制御ユニット７は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで実現されてもよいし、外部の記憶装置に記憶されたプログラムとＣＰＵ（Central Processing Unit）とにより実現されてもよい。

【0043】

調整部７４は、検出部１３により検出された、複数の区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒのそれぞれに対して出射されたレーザ光の強度に基づいて、複数のレーザ光源の出力を調整する。調整部７４は、検出部１３の複数の区分エリア３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒのそれぞれに対応する検出値が目標値となるように、複数のレーザ光源の出力を調整する。光源駆動部７３は、画像を構成する画像データに応じた光を出力させるために、調整部７４の調整結果に基づいて光源部１１を駆動する。

【0044】

画像描画装置１は、検出部１３の検出値が一定になるように光源部１１に入力する電流を調整するＡＰＣ機能を有する。図１を用いて、画像描画装置１がＡＰＣを行うときの制御ユニット７における処理を説明する。

【0045】

調整部７４は、検出部１３の検出値が目標値となるように光源部１１の出力を調整する。調整部７４はパワー設定信号を光源駆動部７３へと送る。パワー設定信号は、光源部１１へと入力する電流量を設定する信号である。図３に示される調整エリア３３に照射されるレーザ光に基づき、調整部７４は、光源部１１へと入力する電流量を変化させることにより、光源部１１の出力を調整する。

【0046】

光源駆動部７３は、画像データに応じた光を出力させるために、調整部７４の調整結果に基づいて光源部１１を駆動する。これにより、描画エリア３１では、画像データ中のＲＧＢデータに基づく画像を適切に描画することができる光強度で光源部１１が発光する。また、光源駆動部７３は、調整エリア３３にレーザ光を照射しているときに、所定の出力値である特性検出レーザ光を出力させ、検出部１３による光量検出値が目標値になるように、光源部１１を発光させる。

【0047】

図１３を用いて、画像描画装置１を用いた画像輝度調整方法を説明する。

【0048】

光源駆動部７３は、次に描画されるフレームが、ＡＰＣを実行するフレームであるか否か判定する（ＳＴ６０１）。次に描画されるフレームがＡＰＣを実行するフレームではない場合（ＳＴ６０１ ＮＯ）、光源駆動部７３は、描画エリア３１及び調整エリア３３にレーザ光を出射することにより、描画エリア３１に所定の指針３６が含まれる画像を描画させ、調整エリア３３に指針３６に対するスケールを描画させる（ＳＴ６０５）。このとき、調整エリア３３ではＡＰＣを行わずに通常の描画を行う。図４及び図５に示す例においては、光源駆動部７３は調整エリア３３での描画後に描画エリア３１での画像の描画を行う。また、図８に示す例においては、光源駆動部７３は描画エリア３１での画像の描画後に、調整エリア３３での描画を行う。さらには、図９から図１１に示す例においては、光源駆動部７３は描画エリア３１の描画中に調整エリア３３の描画を行う。

【0049】

ＳＴ６０１において、次に描画されるフレームがＡＰＣを実行するフレームである場合（ＳＴ６０１ ＹＥＳ）、光源駆動部７３は、ＳＴ６０５の処理と同様にレーザ光を出射させる（ＳＴ６０２）。その際に、調整部７４は、調整エリア３３に対して出射されるレーザ光の強度を検出する（ＳＴ６０３）。

【0050】

次に、調整部７４は、調整の結果に基づいたパワー設定信号の大きさを決定する（ＳＴ６０４）。光源駆動部７３は、調整の結果に基づいたパワー設定信号に基づいて光源部１１を駆動させることにより、調整エリア３３の描画以降の描画エリア３１の描画又は次のフレームにおける描画において、適切な光量でレーザ光を出射させることができる。

【0051】

このような構成とすることで、画像描画装置１は、ＡＰＣに用いる特性検出レーザ光を遮光板により遮蔽せずにスクリーン上に投影している。これにより、特性検出レーザ光が遮光板により散乱されることがなく、散乱光が描画画像に入り込むこともないので、特性検出レーザ光の照射に起因する描画画像の品質低下を抑制できる。

【0052】

さらに、画像描画装置１は、ＡＰＣに用いる特性検出レーザ光を遮蔽するための遮光板を有していないので、部品点数を少なくできて、製造コストを低減できる。

【0053】

また、画像描画装置１は、特性検出レーザ光を遮光板により遮蔽していないので、特性検出レーザ光がスクリーン上に投影されて、ユーザが特性検出レーザ光による描画を目視できる。そこで、本実施の形態に係る画像描画装置１は、特性検出レーザ光によりユーザに対して情報を伝える画像を描画することにより、ユーザが特性検出レーザ光を不快に感じないようにできる。

【0054】

以上、説明したように、本実施の形態に係る画像描画装置１によれば、レーザ光源の出力値を検出するためのレーザ光の照射に起因する描画画像の品質低下を抑制できる画像描画装置を提供できる。

【0055】

本実施の形態に係る画像描画装置１を用いたヘッドアップディスプレイ１００について説明する。まず、図１４を用いて、ヘッドアップディスプレイ１００の構成を説明する。図１４に示すように、ヘッドアップディスプレイ１００は、画像描画装置１と、第１平面ミラー２と、スクリーン３と、第２平面ミラー４と、凹面ミラー５と、投影部６と、筐体８と、を有する。

【0056】

図１４を用いて、画像描画装置１から出射された光線Ｌ１がユーザＵの目に到達するまでの光路を説明する。画像描画装置１から出射された光線Ｌ１は、第１平面ミラー２に反射されることにより光路が曲げられて、スクリーン３に入射する。光線Ｌ１は、スクリーン３上に描画画像の中間像を形成する。スクリーン３は光透過型のものであり、例えば、拡散板やマイクロレンズアレイがスクリーン３として用いられる。マイクロレンズアレイは、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は、レーザ光のスペックルを低減する効果があり、放射角や色むらが最適になるように設計されている。

【0057】

スクリーン３から出射された光線Ｌ１は、第２平面ミラー４に反射されることにより光路が曲げられて、凹面ミラー５に入射する。凹面ミラー５に反射された光線Ｌ１は、筐体８の外に出射されて、投影部６に入射する。投影部６は、入射した光線の一部を反射し、残りを透過させる。投影部６は、画像をユーザに提示するための透明部材であり、投影部６には、コンバイナを用いたり、自動車のウィンドシールドを用いることもできる。

【0058】

ヘッドアップディスプレイ１００では、筐体８の開口から出射されて投影部６により反射された光線Ｌ１と、投影部６を透過した光線Ｌ２とが、投影部６により重ねられてユーザＵに向かう。ユーザＵから見ると、投影部６越しの景色に、画像描画装置１が描画する画像が虚像として重ねられて見えることになる。

【0059】

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、光スキャナ１２は、ＭＥＭＳミラーやガルバノミラー等の走査ミラーに限定されるものではなく、電気光学効果を用いた光スキャナであってもよい。

【符号の説明】

【0060】

１…画像描画装置 ２…第１平面ミラー ３…スクリーン ４…第２平面ミラー ５…凹面ミラー ６…投影部 ７…制御ユニット ８…筐体 １１…光源部 １１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…レーザ光源 １２…光スキャナ １３…検出部 １４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…ミラー １５…ミラー ３０…スキャンエリア ３１…描画エリア ３２…ブランキングエリア ３３…調整エリア ３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒ…区分エリア ７３…光源駆動部 ７４…調整部 １００…ヘッドアップディスプレイ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】