CN104685403B - 激光扫描型显示装置 - Google Patents

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Abstract

即使在因严酷的使用环境等因素，激光光源的光强度特性发生变化的情况下，仍可快速地获得稳定的显示色、显示亮度的图像。调光部(20)包括：第1光检测部(40)，其调制从合成激光射出部(10)射出的合成激光(C)的光强度(L)，并检测输入到调光部(20)之前的合成激光(C)的光强度(L)；第2光检测部(41)，其检测输入到调光部(20)之后的合成激光(C)的光强度(L)。根据通过第1光检测部(40)所检测到的光强度(L)，计算出合成激光射出部(10)的各色的光强度特性，根据通过第2光检测部(41)所检测到的光强度(L)，进行合成激光射出部(10)的各色的白平衡调整。

Description

激光扫描型显示装置
技术领域
本发明涉及一种激光扫描型显示装置，其通过对从激光光源射出的激光进行光扫描，以图像的方式显示。
背景技术
在专利文献1中公开有下述的类型的激光扫描型显示装置，其通过扫描***使激光光源所射出的激光在屏幕上扫描，形成显示图像。
但是，对于激光光源，由于在射出激光时产生的驱动热、外部气温的变化等因素，激光光源的电流—光强度的特性(光强度特性：所供给的电流和所射出的光的光强度的关系)发生变化，故具有下述的问题：为了获得所希望的光强度，即使将规定的电流供给到激光光源，也无法获得所希望的光强度，无法以希望的显示亮度显示图像。
于是，在专利文献2中，公开了一种激光扫描型显示装置，在该激光扫描型显示装置中，为了使所显示的图像的亮度稳定，供给到光源的电流值按照在两点以上变化的方式供给，根据此时由光检测部检测出的光强度，对光源的光强度特性进行运算，根据运算结果，调整供给激光光源的电流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开平5—193400号公报
专利文献2：JP特开平7—270711号公报
发明内容
发明要解决的问题
在这样的激光扫描型显示装置中，在显示彩色图像的场合，具有多色的激光光源，上述那样的光强度特性的运算和光强度特性的数据更新针对各色的激光光源的每个而进行，但是，在像这样，针对各色的激光光源的每个而进行光强度特性的更新的场合，相对激光光源的光强度特性的数据更新，白平衡的调整慢，各色的白平衡被破坏，由此产生无法快速地获得所希望的显示色的图像的问题。
另外，本申请人于在先提交的申请号为JP特愿2011—149632的专利申请中，提出了下述的激光扫描型显示装置，其中，为了调整所显示的图像的显示亮度，采用调整激光的液晶面板等的偏振控制元件，但是，偏振控制元件具有各色波长依赖性，在进行偏振控制元件的调光的场合，产生各色的激光光源的白平衡难以进一步调整，无法获得所希望的显示色的图像的问题。
于是，针对上述的课题，本发明的目的在于提供一种激光扫描型显示装置，其中，即使在因严酷的使用环境等因素，激光光源的光强度特性发生变化的情况下，仍可快速地获得稳定的显示颜色、显示亮度的图像。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述的问题，本发明采用下述的技术方案。
即，本发明的实质内容在于包括：调光机构，该调光机构调制从光源射出的激光的光强度；第1光检测机构，该第1光检测机构检测输入到调光机构之前的激光的光强度；第2光检测机构，该第2光检测机构检测输入到调光机构之后的激光的光强度，根据通过第1光检测机构所检测到的光强度，计算光源的各色的光强度特性，根据通过第2光检测机构而检测到的光强度，进行光源的各色的白平衡调整。
为了解决上述的问题，本发明涉及第1发明的激光扫描型显示装置，该激光扫描型显示装置包括：发光色不同的多个光源，该多个光源按照与所供给的电流相对应的光强度射出激光；存储机构，该存储机构存储：与构成基准的多个基准光强度相对应的多个级别的灰度等级；电流控制数据，该电流控制数据与上述灰度等级相对应，指示供给上述光源的电流；光源控制机构，该光源控制机构根据图像信号切换上述灰度等级，调整供给至上述光源的电流；调光机构，该调光机构调制从上述光源射出的上述激光的光强度；第1光检测机构，该第1光检测机构检测输入到上述调光机构之前的上述激光的光强度；第2光检测机构，该第2光检测机构检测输入到上述调光机构之后的上述激光的光强度；扫描机构，该扫描机构通过使输入到上述调光机构之后的上述激光进行扫描，在显示部显示规定的图像；灰度补偿机构，该灰度补偿机构根据上述第1光检测机构所检测到的来自上述光源控制机构的规定的电流供给而得到的上述光源的光强度，计算上述光源的各色的电流—光强度特性，根据已计算的上述电流—光强度特性，对存储于上述存储部中的上述电流控制数据进行补偿；调色补偿机构，该调色补偿机构检测上述第2光检测机构所检测到的来自上述光源控制部的规定的电流供给而得到的上述光源的光强度，对已检测的上述光源的各色的光强度进行比较，对上述电流控制数据进行补偿，进行白平衡调整。
另外，在第2发明的激光扫描型显示装置中，至少上述第1光检测机构或上述第2光检测机构中的任意一者为下述的分光检测机构，该分光检测机构包括：使上述激光分光的分光机构；光强度检测部，该光强度检测部检测上述分光机构所分光的上述激光中的一束的光强度。
此外，在第3发明的激光扫描型显示装置中，还包括检测上述扫描机构的扫描位置的扫描位置检测机构，上述扫描机构所扫描的区域包括：将上述扫描机构所扫描的上述激光输出到外部的显示区域以及不将其输出到外部的非显示区域，上述灰度补偿机构和上述调色补偿机构采用上述扫描机构的扫描位置为上述非显示区域时的上述第1光检测机构和上述第2光检测机构的光强度。
还有，在第4发明的激光扫描型显示装置中，上述调色补偿机构在下述场合，开始存储于上述存储部中的上述电流控制数据的补偿，该场合指上述扫描位置检测机构检测到从上述扫描位置检测机构完成上述显示区域的扫描的位置到开始下一帧的上述显示区域的扫描的位置之间的指定的调色开始位置的场合。
再有，在第5发明的激光扫描型显示装置中，上述灰度补偿机构在从上述扫描位置检测机构完成上述显示区域的扫描到检测上述调色开始位置的期间，进行上述存储部的上述电流控制数据的改写。
发明的效果
本发明提供一种激光扫描型显示装置，即使在因严酷的使用环境等因素，激光光源的光强度特性变化的情况下，仍可快速地获得稳定的显示颜色、显示亮度的图像。
附图说明
图1为用于说明本发明的实施方式的HUD装置的搭载形态的图；
图2为上述实施方式的HUD装置的外观结构的剖视图；
图3为上述实施方式的合成激光射出部的外观结构的剖视图；
图4为表示上述实施方式的屏幕上的扫描形态的图；
图5为上述实施方式的HUD装置的电气结构图；
图6为上述实施方式的HUD装置的动作流程图；
图7为表示上述实施方式的HUD装置的扫描位置的时间推移的图，图7(a)为垂直扫描位置的时间推移，图7(b)为水平扫描位置的时间推移；
图8为说明上述实施方式的屏幕上每个扫描区域的各控制处理的分配的图；
图9为上述实施方式的HUD装置的灰度补偿处理的动作流程图；
图10为表示上述实施方式的HUD装置的电流—光强度特性的图；
图11为表示上述实施方式的HUD装置的灰度特性的图；
图12为上述实施方式的HUD装置的灰度补偿处理的动作流程图；
图13为上述实施方式的HUD装置的调色补偿处理的动作流程图；
图14为说明存储于上述实施方式的HUD装置的存储部中的各种数据的图。
具体实施方式
下面根据附图，对将本发明的激光扫描型显示装置搭载于车辆上的平视显示装置(HUD装置)的一个实施方式进行说明。
本发明的第1实施方式的HUD装置像图1所示的那样，设置于车辆2的仪表盘上，将表示通报规定的信息的图像M(参照图2)的显示光K朝向挡风玻璃射出。通过挡风玻璃反射的显示光K由观察者3(主要是车辆2的驾驶员)，作为形成于挡风玻璃的前方的虚像V而辨认。像这样，HUD装置1让观察者3辨认图像。
HUD装置1像图2所示的那样，包括：合成激光射出部10；调光部(调光机构)20；MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电***)镜(扫描机构)30；第1光检测部40；第2光检测部41；屏幕(显示部)50；第1反射部60；第2反射部70；外壳80；透光部90；外来光传感器91。
合成激光射出部10朝向MEMS镜30射出后述的合成激光C，像图3所示的那样，该合成激光射出部10包括：激光二极管(下面称为“LD”)11、12、13；聚光部14；合波单元15。
LD 11射出红色的激光R。LD 12射出绿色的激光G。LD 13射出蓝色的激光B。对于LD11、12、13，从后述的LD控制部100供给驱动信号(驱动电流)，各自以规定的光强度和时刻发光。
另外，对于LD 11、12、13因在射出激光时所产生的热量、外部气温的变化等，其光强度特性变化。具体来说，因温度变化，所供给的电流和光强度的关系(电流—光强度特性)发生变化。但是，像后述的那样，按照HUD装置1，即使在因温度变化光强度特性发生变化的情况下，在确实地反映出已变化的光强度特性后，可驱动LD 11、12、13(可调整所供给的电流)。
聚光部14汇聚各LD 11、12、13所射出的各激光R、G、B，减小光点直径，形成收敛光。具体来说，聚光部14各自由透镜等形成的聚光部14a、14b、14c构成。聚光部14a位于LD 11发出的激光R的光路上，聚光部14b位于LD 12发出的激光G的光路上，聚光部14c位于LD 13发出的激光B的光路上。
合波单元15将从各LD 11、12、13射出的经由聚光部14而到达的各激光R、G、B合波，作为一束合成激光C而射出。具体来说，合波单元15分别由通过反射指定的波长的光而使其它波长的光透射的二向色镜等形成的反射部15a、合波部15b以及合波部15c构成。
反射部15a将已射入的激光R朝向合波部15b反射。
合波部15b保持原样地使来自合波部15a的激光R透射，并且将已射入的激光G朝向合波部15c反射。由此，从合波部15b，激光R和G合波的激光RG朝向合波部15c射出。
合波部15c保持原样地使来自合波部15b的激光RG透射，并且将已射入的激光B朝向MEMS镜30反射。像这样，从合波部15c，激光RG和B合波的激光C朝向MEMS镜30射出。
调光部20包括：液晶面板(偏光控制元件)21、夹持液晶面板的两个偏振滤片(在图中没有示出)，根据来自后述的调光控制部200的控制数据，以帧频灰度(Frame RateControl：FRC)方式、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation：PWM)方式驱动液晶面板21，由此，改变合成激光C的透光率，将输入到调光部20中的合成激光C调制到所希望的光强度，将其输出。
另外，调光部20的透光率具有波长依赖性，由于各色激光R、G、B不呈现一样的透光率，故对于通过调光控制部200调整到各调光值的调光部20的白平衡破坏。但是，像后述的那样，按照HUD装置1，即使在调光部20的调光值改变的情况下，仍确实地反映已变化的调光值，并且可驱动LD 11、12、13。
第1光检测部40由光电二极管等构成，接收通过后述的第1透射膜40a所反射的第1反射光C1，检测已接收的第1反射光C1中的各色激光R、G、B的相应的光强度。具体来说，第1光检测部40对应于已接收的第1反射光C1中的各色激光R、G、B的相应的光强度，输出检测信号(电压)，该检测信号通过在图中没有示出的A/D转换器转换为数字值，作为光强度信息，输出给后述的主控制部400。另外，由于第1光检测部40可检测输入到调光部20中之前的各色激光R、G、B的相应的光强度，故也可不设置于合成激光C的光路，而分别地设置于可检测合成之前的激光R、激光G、激光B的相应的光强度的部位。
第1透射膜(第1分光机构)40a由比如具有5％的反射率的透射性部件构成，设置于合波部15c到调光部20之间的合成激光C的光路上，原样地使来自合波部15c的合成激光C的大部分透射，但是，将一部分的光作为第1反射光C1，向第1光检测部40的方向反射。另外，如上所述，在第1光检测部40，分别地设置于可检测激光R、激光G、激光B的相应的光强度的部位的场合，第1透射膜40a设置于激光R、激光G、激光B的相应的光路上，将激光R、激光G、激光B的一部分分别作为反射光而反射到第1光检测部40。
第2光检测部41由彩色传感器等构成，接收通过后述的第2透射部41a反射的第2反射光C2，检测已接收的第2反射光C2中的各色激光R、G、B的相应的光强度。第2光检测部41对应于已接收的第2反射光C2中的各色激光R、G、B的相应的光强度，输出检测信号(电压)，该检测信号通过在图中没有示出的A/D转换器转换为数字值，作为光强度信息，输出给后述的主控制部400。另外，由于第2光检测部41最后能检测数个脉冲的合成激光C的光强度，故也可设置于屏幕50的指定的位置(后述的调色开始位置F1a)，接收MEMS镜30在调色开始位置F1a上扫描时的合成激光C，对应于各色激光R、G、B的相应的光强度而输出检测信号(电压)。
第2透射膜(第2分光机构)41a由具有与第1透射膜40a相同的5％程度的反射率的透射性部件构成，设置于从调光部20到MEMS镜30之间的合成激光C的光路上，原样地使来自调光部20的合成激光C的大部分透射，但是，将一部分光作为第2反射光C2，向第2光检测部41的方向反射。另外，第2光检测部41如上所述，在分别地设置于屏幕50的指定的位置(调色开始位置F1a)的场合，也可不设置第1透射膜40a。
MEMS镜30接收来自合成激光射出部10的合成激光C，根据后述的扫描控制部300的控制(根据从扫描控制部300供给的扫描控制信号)，使已接收的合成激光C像图4所示的那样，于屏幕50上进行水平扫描的同时进行垂直扫描，将所希望的图像M显示于屏幕50上。
屏幕(显示部)50通过背面而接收来自MEMS镜30的合成激光C，使其透射扩散，由此，于前面侧显示图像M，其由全息扩散器、微型透镜阵列、扩散片等构成。
屏幕50分为：显示区域50a，像图4的粗线框所示的区域，该显示区域50a为观察者3可辨认虚像V的区域(即，将通过第1反射部60等反射的显示光K射出到外部的区域)；非显示区域50b～50h，像图4的虚线框所示的区域，该非显示区域为观察者3无法辨认的区域。关于非显示区域50b～50h将在后面描述。
在这里，MEMS镜30像图4所示的那样，将合成激光C从屏幕50的扫描开始位置F1扫描到扫描结束位置F4(参照以符号C表示的实线)，如果到达扫描结束位置F4，则再次返回到扫描开始位置F1而扫描。MEMS镜30的扫描期间像图7(a)所示的那样，分为：实际扫描期间Fa，该实际扫描期间Fa作为对显示区域50a和非显示区域50b～50h进行扫描的期间；回归线期间Fb，该回归线期间Fb作为从扫描结束位置F4返回到扫描开始位置F1的期间。该MEMS镜30的扫描位置从扫描开始位置F1开始扫描到回归到扫描开始位置F1的帧周期(1帧)按照小于可辨认跳动闪烁的临界融合频率以上的不足1/60秒(60Hz以上)的程度而设定。
第1反射部60由平面镜等构成，接收显示光K，该显示光K表示显示于屏幕50中的图像M，反射到第2反射部70侧。
第2反射部70由凹面镜等构成，将来自第1反射部60的显示光K向挡风玻璃3的方向反射。通过第2反射部70反射的显示光K经由透光部90到达挡风玻璃3。
外壳80接纳有：合成激光射出部10；调光部20；MEMS镜30；第1光检测部40；第2光检测部41；屏幕50；第1反射部60；第2反射部70等，由挡光性的部件形成。
透光部90由丙烯酸酯等的透光性树脂形成，使来自第2反射部70的显示光K透射，比如与外壳80嵌合。透光部90按照已到达的外来光不向观察者3的方向反射的方式呈弯曲状。另外，在透光部90的内面上设置外来光传感器91，该外来光传感器91检测HUD装置1的外部照度，将照度信息输出给主控制部400。
下面对HUD装置1的电气结构进行说明。
HUD装置1除了上述部件以外，还像图5所示的那样，包括：LD控制部100；调光控制部200；扫描控制部300；对LD控制部100、调光控制部200和扫描控制部300进行控制的主控制部400。这些控制部安装于比如设在外壳80内部的印刷电路板(在图中没有示出)上。另外，这些控制部也可设置于HUD装置1的外部，通过布线而与HUD装置1(LD 11、12、13，液晶面板21，MEMS镜30，光检测部(40a、41a、91)等)电连接。
LD控制部100驱动LD 11、12、13，包括：第1驱动部101、供电部102。
第1驱动部101由驱动IC等构成，根据主控制部400的控制，通过PWM方式或脉冲振幅调制(Pulse Amplitude Modulation：PAM)方式驱动各个LD 11、12、13。具体来说，像后述的那样，第1驱动部101在图11和图14所示的低灰度区域通过PWM方式，在主灰度区域通过PAM方式驱动LD 11、12、13。第1驱动部101根据从主控制部400而供给的电流控制数据I，将驱动电流分别供给到LD 11、12、13。即，电流控制数据I为表示供给到各LD 11、12、13的电流值的数据。
供电部102经由第1驱动部101将电力供给到LD 11、12、13，由采用电源IC、晶体管的开关电路等构成。供电部102根据主控制部400的控制，切换各自的LD 11、12、13的电力的供给/非供给。另外，供电部102也可独立于各自的LD 11、12、13而设置，还可与它们共用。
调光控制部200由驱动液晶面板(偏振控制元件)21的驱动IC等形成，根据来自主控制部400的调光值(存储于存储部402中的当前调光值)的指示信号，以FRC方式、PWM方式驱动液晶面板21。
扫描控制部300驱动MEMS镜30，包括：第2驱动部301、与镜位置检测部(扫描位置检测机构)302。
第2驱动部301由驱动IC等形成，根据主控制部400的控制(根据来自主控制部400的扫描控制数据)，驱动MEMS镜30。第2驱动部301在驱动MEMS镜30后，获得镜位置检测部302所输出的扫描位置检测数据，根据已获得的扫描位置检测数据，计算反馈数据，将该反馈数据输出给主控制部400。从第2驱动部301输出的反馈数据为表示水平扫描的往复的切换时刻的水平扫描切换数据、表示帧的切换时刻的帧切换数据、表示1帧(实际扫描期间Fa+回归线期间Fb)中的实际扫描期间Fa的比例的实际扫描期间比例数据等。
镜位置检测部(扫描位置检测机构)302检测使MEMS镜30的反射镜运动的压电元件的单位时间的振动位置，将已检测的位置作为扫描位置检测数据，输出给第2驱动部301。
主控制部400由微型控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)等构成，该主控制部400包括：CPU 401与存储部402。存储部402存储对于HUD装置1的动作来说必要的程序、数据，由EEPROM、Flash等构成。
CPU 401从存储部402读取程序，使其运行，由此控制各部分。向CPU 401中输入来自车辆2的ECU(图中未示出)的车辆信息和启动信号(IGN、ACC的on/off信号)、表示流过LD11、12、13的电流值的LD电流信息、来自第1光检测部40的光强度信息、来自第2光检测部41的光强度信息、来自扫描控制部300的反馈数据等的各种信息，通过这些信息，CPU 401形成并输出：驱动LD控制部100的灰度控制数据(电流控制数据I)、驱动调光控制部200的调光控制数据(调光值)、驱动扫描控制部300的扫描控制数据，进行HUD装置1的总体控制。即，CPU401对应于所输入的信息，经由LD控制部100、调光控制部200以及扫描控制部300，驱动LD11、12、13、液晶面板21以及MEMS镜30，形成图像M。由此，表示图像M的显示光K朝向挡风玻璃3射出，观察者3可将图像M作为虚像V而辨认。
由以上的结构构成的HUD装置1像图6所示的那样，对应于打开车辆2的起动开关(IGN、ACC、钥匙开锁等)而起动。然后，CPU401根据MEMS镜30的扫描位置，判断各扫描区域(步骤S10)，根据各扫描区域，进行图像调整处理(S100、S200、S300)、与于显示区域50a周围的区域限制LD 11、12、13的点亮的LD准备处理S400、以及根据图像信息而显示图像M的显示处理S500。在存储部402中，预先存储有用于运行本实施方式所特有的“图像调整处理”的程序，CPU 401在比如HUD装置1起动时，读取它，进行图像调整处理。
由这里开始，参照图7～图14对图像调整处理进行说明。
(图像调整处理)
在使LD 11、12、13的光强度L和电流控制数据I相对应的光强度特性因温度变化等而改变的场合，本实施方式的图像调整处理包括：灰度补偿处理S100，该灰度补偿处理S100运算新的光强度特性，根据该新的光强度特性，对灰度控制数据(与灰度等级D相对应的电流控制数据I)进行补偿；调光补偿处理S200，该调光补偿处理S200调整LD 11、12、13的合成激光C，调制图像M的亮度；调色补偿处理S300，该调色补偿处理S300调整图像M的白平衡。本实施方式的图像调整处理为下述的处理，在该处理中，在将所希望的图像M显示于显示区域50a中的同时，在非显示区域50b～50h之间进行上述的灰度补偿处理S100、调光补偿处理S200以及调色补偿处理S300。
灰度补偿处理S100和调光补偿处理S200以及调色补偿处理S300像图8所示的那样，按照针对MEMS镜30对合成激光C扫描的每个区域而划分的方式进行。此外，灰度补偿处理S100包括：判断灰度控制数据的更新是否必要的更新判断处理S110；灰度控制数据形成处理S120；灰度控制数据更新处理S130，在非显示区域50b～50h中，像下述那样分配各处理(参照图8)。标号50b表示进行更新判断处理S110和灰度控制数据形成处理S120的第1灰度补偿区域，标号50c表示进行调色补偿处理S300的调色补偿区域，标号50d表示使LD 11、12、13熄灭或射出小到观察者3无法辨认的程度的光强度的激光的第1垂直准备区域，标号50e表示继续进行第1灰度补偿区域50b的更新判断处理S110和灰度控制数据形成处理S120的第2灰度补偿区域，标号50f表示使LD 11、12、13熄灭或射出小到观察者3无法辨认的程度的光强度的激光的水平准备区域，标号50g表示使LD 11、12、13熄灭或射出小到观察者3无法辨认的程度的光强度的激光的第2垂直准备区域，标号50h表示进行灰度控制数据更新处理S130和调光补偿处理S200的灰度/调光切换区域。
存储部402预先存储针对这些区域中的每个而进行的控制处理和水平扫描线数量的分配。
将从1帧中的总水平扫描线数中扣除回归线期间Fb中的水平扫描线数后的实际扫描期间Fa的水平扫描线数Y，像图8所示的那样，分成第1灰度补偿区域50b的水平扫描线数量Y1、调色补偿区域50c的水平扫描线数Y2、第1垂直准备区域50d的水平扫描线数Y3、显示区域50a(第2灰度补偿区域50e、水平准备区域50f)的水平扫描线数量Y4、第2垂直准备区域50g的水平扫描线数量Y5、灰度/调光切换区域50h的水平扫描线数量Y6。MEMS镜30的垂直扫描位置根据时间t的推移，像图7(a)所示的那样推移，CPU 401进行与各扫描位置相对应的控制处理。另外，MEMS镜30的垂直扫描位置位于显示区域Fa中的场合的水平扫描位置的时间推移像图6(b)所示的那样，在一条水平扫描线中，使显示区域50a、第2灰度补偿区域50e、水平准备区域50f迁移，CPU 401进行与各扫描位置相对应的控制处理。
CPU 401通过对从第2驱动部301输入的反馈数据的水平扫描切换数据的信号进行计数，对水平扫描线数量进行计数，根据该水平扫描线数量的计数，确定MEMS镜30的扫描位置，进行基于该扫描位置的图像调整处理(更新判断处理S110、灰度控制数据形成处理S120、灰度控制数据更新处理S130、调光补偿处理S200、调色补偿处理S300)。具体来说，CPU401在水平扫描线数量的计数为从0到Y1之间的场合，判定MEMS镜30的扫描位置在第1灰度补偿区域50b内，进行更新判断处理S110和灰度控制数据形成处理S120。
另外，CPU 401通过作为从第2驱动部301输入的反馈数据的帧切换数据的信号输入，更新水平扫描线数量的计数，开始新的帧的水平扫描线数量的计数。
(灰度补偿处理)
由此，采用图9～图11，对灰度补偿处理S100进行说明。图9为灰度补偿处理S100的动作流程图，图10为表示使LD的电流控制数据I与光强度L相对应的光强度特性P的图，图11为表示使灰度等级E和光强度L相对应的灰度特性Q的图。
灰度补偿处理S100像图9所示的那样，包括：更新判断处理S110，该更新判断处理S110判断灰度控制数据的更新是否必要；灰度控制数据形成处理S120，该灰度控制数据形成处理S120形成作为新的灰度控制数据的新灰度控制数据；灰度控制数据更新处理S130，该灰度控制数据更新处理S130将实际上用于图像M的绘制的当前灰度控制数据更新为新灰度控制数据，灰度补偿处理S100为对存储于存储部402中的灰度控制数据进行补偿的控制处理。
灰度控制数据为针对每个颜色而设置的数据，其为相对灰度等级E和电流控制数据I的数据，CPU 401根据图像信息确定该灰度等级E，为了对LD 11、12、13进行灰度控制，该电流控制数据I表示输出给LD控制部100的电流值。
灰度控制数据根据图10所示的那样的伴随LD 11、12、13的温度等特性发生变化的光强度特性P；与图11所示的那样的作为预先存储于存储部402中的不变数据的灰度特性Q而求出。光强度特性P为表示：供给LD 11、12、13的电流值的电流控制数据I与LD 11、12、13输出的各激光R、G、B的光强度L相对应的数据。灰度特性Q为与按照6比特(64级别)设定的灰度等级E和针对各灰度等级E设定的光强度L相对应的数据。由于比如，灰度等级E1通过灰度特性Q，与光强度L1相对应(参照图11)，光强度L1通过图9所示的当前光强度特性P1，与电流控制数据I1相对应，故产生作为灰度控制数据的、电流控制数据I1对应于灰度等级E1的数据。
灰度特性Q像图11所示的那样，为考虑了普通的γ特性的曲线，预先存储于存储部402中的不变数据。
但是，由于光强度特性P依赖于LD 11、12、13的使用环境的温度等而变化，故CPU401输出给LD控制部100的灰度等级E与LD 11、12、13实际上所射出的激光R、G、B的光强度L的对应关系错开，无法射出所希望的光强度L。
即，在伴随温度变化，光强度特性P像图10所示的那样，从当前光强度特性P1变为新光强度特性P2的场合，由于射出CPU 401所希望的光强度L1(灰度等级L1)的激光，故即使在将电流控制数据I1输出给LD控制部100，将电流I1供给LD的情况下，所射出的激光的光强度L不为L1，而为符合新光强度特性的L2。于是，本实施方式的灰度补偿处理S100根据LD的光强度特性P的变化，对LD 11、12、13各自的灰度控制数据(灰度等级E和电流控制数据I的特性数据)进行补偿。
下面对更新判断处理S110进行说明。
更新判断处理S110为下述处理，检测LD 11、12、13中的某个的光强度特性P是否按照指定值发生了变化，在LD 11、12、13中的某个的光强度特性P按照指定值发生了变化的场合，判定灰度控制数据的补偿是必要。
在步骤S111中，CPU 401一边经由LD控制部100逐渐增加供给红色LD 11的电流值，一边通过第1光检测部40获得与该电流值相对应的红色激光R的光强度L。如果一边逐渐增加供给红色LD 11的电流值一边通过第1光检测部获得与该电流值相对应的红色激光R的光强度L，则检测到在某电流值光强度L急剧地上升。CPU 401将此时的电流控制数据I判定为LD 11开始激光振荡的新阈值电流值Itb。此后，同样对于绿色LD 12、蓝色LD 13，依次求出新阈值电流值Itb。像这样，CPU 401在步骤S111获得各LD 11、12、13的新阈值电流值Itb。
在步骤S112，CPU 401对在步骤S111所获得的各LD 11、12、13的新阈值电流值Itb与存储于存储部402中的各LD 11、12、13的当前阈值电流值Ita进行比较。
对于各LD 11、12、13中的任何一者，在新阈值电流值Itb和当前阈值电流值Ita的差在预先存储于存储部402中的判断值以上的场合(步骤S112：是)，CPU 401判定灰度控制数据的补偿是必要的，将存储部402的当前阈值电流值Ita改写为新阈值电流值Itb的值。
另外，在各LD 11、12、13的全部中，新阈值电流值Itb和当前阈值电流值Ita的差小于预先存储于存储部402中的判断值的场合(步骤S112：否)，CPU 401判定灰度控制数据的补偿是不需要的，将处理返回到步骤S111，结束更新判断处理S110。
以上是本实施方式的更新判断处理S110，但是该更新判断处理S110在MEMS镜30的扫描位置为第1灰度补偿区域50b或第2灰度补偿区域50e的场合进行，在其以外的扫描位置的场合，中断处理，在MEMS镜30的扫描位置再次为第1灰度补偿区域50b或第2灰度补偿区域50e的场合，紧接上次的处理，再次开始处理。
下面对灰度控制数据形成处理S120进行说明。
灰度控制数据形成处理S120为在全部的LD 11、12、13中，形成作为新的灰度控制数据的新灰度控制数据的处理。
在步骤S121，CPU 401在使经由LD控制部100供给至红色LD11的电流值一边从于步骤S110获得的当前阈值电流值Itb以上开始逐渐增加，一边通过第1光检测部40获得与该电流值相对应的红色激光R的光强度L。
CPU 401在从第1光检测部40获得的光强度L为预先存储于存储部402中的最小光强度Lm的场合，像图10所示的那样，将此时的电流控制数据I判定为最小电流控制数据Imb。
另外，CPU 401在逐渐增加供给至红色LD11的电流值，从第1光检测部40获得的光强度L成为预先存储于存储部402中的最大光强度Ln的场合，像图10所示的那样，将此时的电流控制数据I判定为最大电流控制数据Inb。
在步骤S122，CPU 401算出连接步骤S121所获得的两点(与最小光强度Lmb相对应的最小电流控制数据Imb和与最大光强度Lnb相对应的最大电流控制数据Inb)的直线，将其设为作为新的光强度特性的新光强度特性P2。
在步骤S123，CPU 401通过于步骤S121计算的新光强度特性P2与预先存储于存储部402中的灰度特性Q，形成新灰度控制数据，将其暂时地存储于存储部402中。对于绿色LD12、蓝色LD 13，同样地CPU 401进行从步骤S121到S123的处理，形成绿色LD 12和蓝色LD 13的新灰度控制数据，将其临时地存储于存储部402中，结束灰度控制数据形成处理S120。
以上是本实施方式的灰度控制数据形成处理S120，但是该灰度控制数据形成处理S120在MEMS镜30的扫描位置为第1灰度补偿区域50b或第2灰度补偿区域50e的场合进行，在其他的扫描位置的场合，中断处理，在MEMS镜30的扫描位置再次位于第1灰度补偿区域50b或第2灰度补偿区域50e的场合，紧接上次的处理而再次开始处理。
下面对灰度控制数据更新处理S130进行说明。
灰度控制数据更新处理S130为将用于图像M的绘制的当前灰度调控制数据改写为于步骤S402中计算出的新灰度控制数据的处理。只要没有进行灰度控制数据更新处理S130，通过步骤S120计算出的新灰度控制数据不用于图像M的绘制，而进行旧数据的当前灰度控制数据的图像M的绘制。灰度控制数据更新处理S130在MEMS镜30的扫描位置为灰度/调光切换区域50h的场合进行，在必须完成改写处理后结束处理。
以上为灰度补偿处理。如果简单地描述该处理的流程，则如下所述。
·首先，在更新判断处理S110，检测LD 11、12、13中的任意一个的光强度特性P(阈值电流It)是否仅仅按照指定值发生了变化，在LD 11、12、13中的任意一个的光强度特性P(阈值电流It)仅仅按照指定值发生了变化的场合，判定灰度控制数据的补偿是必要的。
·接着，在灰度控制数据形成处理S120，针对全部的LD11、12、13，计算新的新光强度特性P2，根据该计算出的新光强度特性P2形成新的新灰度控制数据，将该新灰度控制数据临时存储于存储部中。
·然后，在MEMS镜30的扫描位置为灰度/调光切换区域50h之后，将存储于存储部402中的当前灰度控制数据改写为于灰度控制数据形成处理S120中形成的新灰度控制数据。
接着，通过图12对调光补偿处理S200进行说明。图12为表示调光补偿处理S200中的动作流程的图。
(调光补偿处理)
调光补偿处理S200为通过调光部20对LD 11、12、13的合成激光C进行调光，调制图像M的亮度的处理。
在步骤S201，CPU 401判断是否从车辆2的ECU输入新调光值，或判断是否根据来自外来光传感器91的外部照度的输入计算出了新调光值。在输入新调光值的场合(步骤S201：是)，CPU 401判定新调光值此时是否实际上与作为调光控制部200对调光部20进行调光控制的调光值的当前调光值相同(步骤S202)。在新调光值与当前调光值相同的场合(步骤S202：是)，判定不需要调光，CPU 401返回到步骤S201。
在步骤S203，当MEMS镜30的扫描位置为灰度/调光切换区域50h之后，将存储于存储部402中的当前调光值的值补偿为于步骤S201所输入(计算)的新调光值，调光控制部200将调光部20切换到目的的调光值。
接着，通过图13对调色补偿处理S300进行说明。图13为表示调色补偿处理S300的动作流程的图。
(调色补偿处理)
为了进行图像M的白平衡调整，调色补偿处理S300包括：调色补偿值计算处理S310，在该处理中，乘以与灰度控制数据的各灰度等级E相对应的电流控制数据I，新计算出对电流控制数据I进行调色补偿的调色补偿值(新调色补偿值)；调色补偿更新处理S320，在该处理中，将用于图像M的绘制的当前调色补偿值改写为于调色补偿值计算处理S310计算出的新调色补偿值；调色确认处理S330，在该处理中，通过反映了调色补偿更新处理S320所改写的调色补偿值的灰度控制数据，驱动LD 11、12、13，确认LD 11、12、13所射出的激光R、G、B是否在所希望的白平衡的允许范围内，以调整图像M的白平衡。
下面对调色补偿值计算处理S310进行说明。
调色补偿值计算处理S310为下述的处理，其中，为了进行白平衡调整，新计算与和灰度控制数据的各灰度等级E相对应的电流控制数据I相乘的针对各色(绿色和蓝色)而设置的调色补偿值。
在步骤S311，经由LD控制部100，以与存储于存储部402中的当前灰度控制数据中的最大振荡灰度等级En相对应的电流控制数据I驱动红色LD 11，通过第2光检测部41获得与该电流控制数据I相对应的红色激光R的光强度(调色用光强度)L。接着，CPU401同样地驱动绿色LD 12、蓝色LD 13，通过第2光检测部41获得通过与当前灰度控制数据中的最大振荡灰度等级En相对应的电流控制数据I而驱动时的光强度(调色用光强度)L。与此时所采用的最大振荡灰度等级En相对应的电流控制数据I为下述电流控制数据，该电流控制数据没有反映作为在进行本次的调色补偿处理S300之前而计算的过去的调色补偿值的当前调色补偿值(没有调色补偿)。
在步骤S312，CPU 401根据于步骤S311检测出的各色的光强度(调色用光强度)L，计算红色激光R和绿色激光G和蓝色激光B的光强度比。CPU 401对该已计算的光强度比与预先存储于存储部402中的白平衡比进行比较，计算以红色为基准的绿色和蓝色的新灰度补偿值，进行转到下一调色补偿值更新处理S320的处理。
在调色补偿值更新处理S320中，CPU 401将存储于存储部402中的当前调色补偿值改写为于步骤S312中计算的新调色补偿值的值。当前调色补偿值按照与和绿色、蓝色的当前灰度控制数据中的全部的灰度等级E相对应的电流控制数据I相乘，LD 11、12、13按照为所希望的白平衡的方式进行调色补偿。
在调色补偿值更新处理S320结束后，CPU 401将处理转到调色确认处理S330。调色确认处理S330为下述的处理，在该处理中，通过反映了在调色补偿值更新处理S320中改写的当前调色补偿值的(已经过调色补偿的)灰度控制数据，驱动LD 11、12、13，确认是否在所希望的白平衡的允许范围内。
在步骤S331，CPU 401经由LD控制部100，以与存储于存储部402中的当前灰度控制数据中的最大振荡灰度等级En相对应的电流控制数据I而驱动红色LD 11，通过第2光检测部41获得与该电流控制数据I相对应的红色激光R的光强度(确认用光强度)L。接着，CPU401同样地驱动绿色LD 12、蓝色LD 13，通过第2光检测部41而获得通过与当前灰度控制数据中的最大振荡灰度等级En相对应的电流控制数据I所驱动时的光强度(确认用光强度)L。射出该绿色激光G和蓝色激光B时所采用的电流控制数据I为：反映了在调色补偿值更新处理S320中更新的当前调色补偿值(经过调色补偿)的电流控制数据。
在步骤S332，CPU 401根据步骤S331所检测出的经过调色补偿的各色的光强度(确认用光强度)L，计算红色激光R和绿色激光G和蓝色激光B的光强度比。CPU 401对该已计算出的光强度比与预先存储于存储部402中的白平衡比进行比较，判断已计算出的光强度比是否在规定的白平衡的允许范围内。CPU 401在判定光强度比没有在规定的白平衡的允许范围内的场合，将处理返回到步骤S311，重新进行调色补偿处理S300。
以上是本实施方式的调色补偿处理S300，但是该调色补偿处理S300在MEMS镜30的扫描位置为调色补偿区域50c的场合进行。调色补偿区域50c按照仅仅在调色补偿处理S300结束的场合充分宽的程度被设置。
以上为本实施方式的图像调整处理(更新判断处理S110、灰度控制数据形成处理S120、灰度控制数据更新处理S130、调光补偿处理S200，调色补偿处理S300)，下面通过图14，对存储于存储部402中的各种数据(灰度等级E、光强度L、电流控制数据I、调色补偿值H、PWM值D)进行说明。
存储部402预先针对每种颜色而存储灰度特性Q，该灰度特性Q为灰度等级E和基准的光强度L相对应，考虑了普通的γ特性的灰度特性，其中，该灰度等级E用于根据图像信息对CPU 401所确定的LD 11、12、13进行灰度控制的数据，该基准的光强度L针对每个灰度等级E而构成基准的光强度L。
另外，存储部402存储电流控制数据I与光强度L相对应的光强度特性P，该电流控制数据I指示供给到LD 11、12、13的电流值，存储部402根据LD 11、12、13的特性变化，将光强度特性P更新为最新的特性数据。
根据灰度等级E和光强度L相对应的灰度特性Q，与电流控制数据I和光强度L相对应的光强度特性P，使灰度等级E和电流控制数据I相对应(形成灰度控制数据)。
此外，为了对LD 11、12、13进行PWM控制，存储部402存储与灰度等级E相对应的PWM值D。灰度等级E分为规定的较低的灰度等级的低灰度区域以及高于低灰度区域的主灰度区域，在主灰度区域，将灰度控制以PAM方式，改变供给至LD 11、12、13的电流值的大小，由此调制LD 11、12、13所射出的光强度L，通过在低灰度区域将电流控制数据I固定在最小电流控制数据Im，根据将灰度控制存储于存储部402中的PWM值D，进行PWM方式，由此调制LD 11、12、13所射出的光强度L。
还有，存储部402存储于调色补偿处理S300中更新的调光补偿值(当前调光补偿值)，CPU 401在以调色补偿值对灰度控制数据的电流控制数据I进行补偿后，将(经过调色补偿的)电流控制数据I输出给LD控制部100。
按照以上说明的实施方式中的HUD装置1，包括：调光部20，该调光部20调制从光源而射出的激光的光强度；第1光检测机构40，该第1光检测机构40检测输入到调光部20中之前的激光的光强度；第2光检测机构41，该第2光检测机构41检测输入到调光部20中之后的激光的光强度，该HUD装置1根据通过第1光检测机构40检测出的光强度L，计算光源的各色的光强度特性，由此，可不依赖于调光部20的透射率，而根据预先存储于存储部402中的灰度特性Q对灰度控制数据进行补偿，可根据通过第2光检测机构41检测出的光强度L，进行光源的各色的白平衡调整，由此可考虑调光部20的透射率，进行白平衡调整，即使在LD 11、12、13的光强度特性改变的情况下，仍可显示稳定的显示色、显示亮度的图像M。
另外，按照本实施方式的HUD装置1，由于针对MEMS镜30所扫描的每个区域，分配所进行的控制处理，故即使在某一个的控制处理冗长的情况下，也不对其它的重要的控制处理造成影响，而进行稳定的控制处理。特别是，进行图像M的白平衡调整(调色补偿处理S300)的调色补偿区域50c以仅仅在调色补偿处理S300结束时足够宽的程度设置，由此，可针对每帧，不依赖于LD11、12、13的光强度特性、调光部20的透射率，获得所希望的白平衡比的图像M。另外，不对调色补偿处理S300造成影响，灰度补偿处理S100在控制处理结束前进行处理中断、处理再次开始，由于确实地进行处理，故可进行精度高的灰度补偿。
此外，通过在从灰度/调光切换区域50h到显示下一帧的图像M的显示区域50a之间，设置调色补偿区域50c，即使在灰度控制数据、调光值发生改变的情况下，仍可确实地进行调色补偿处理，可形成稳定的显示色的图像M，该灰度/调光切换区域50h切换用于对LD11、12、13的灰度进行控制的灰度控制数据和用于控制调光部20的调光值。
还有，在显示区域50a的周围设置使LD 11、12、13熄灭或射出观察者3无法辨认的程度的较小光强度的激光的第1垂直准备区域50d、水平准备区域50f、第2垂直准备区域50g，由此，在灰度补偿处理S100和调色补偿处理S300时，可抑制从LD11、12、13射出的补偿用的激光误射出(扫描)到显示区域50a的情况。
另外，由于第1光检测部40和第2光检测部41检测通过第1透射膜(第1分光机构)40a和第2透射膜(第2分光机构)41a而分开的其中一束激光(第1反射光C1和第2反射光C2)的光强度L，故可通过借助第1透射膜(第1分光机构)40a和第2透射膜(第2分光机构)41a而分开的其中一束激光，形成图像M，可在形成图像M的同时进行图像调整处理。
(变形例)
另外，本发明并不限定于以上的实施方式和附图。在不改变本发明的实质的范围内，可适当地改变实施方式和附图(还包括组成部件的删除)。在下面，给出变形例的一个例子。
在上述实施方式中，调光部20由液晶面板21与夹持液晶面板的两个偏振滤波片构成，调光控制部200为驱动液晶面板21的驱动IC等，而调光部20由在水平方向或旋转方向OD(Optical Density，光密度)值不同的ND滤波片(Neutral Density中密度滤波片)211、与通过使ND滤波片211旋转驱动的步进电动机等形成的驱动部211a构成，调光控制部200由控制驱动部211a的驱动IC构成，调光控制部200通过经由驱动部211a而旋转驱动ND滤波片211的方式，调整合成激光C。
另外，调光部20还可包括两个反射型铝线栅偏振滤波片、以及使反射型铝线栅偏振滤波片中的一者旋转驱动的驱动部211a，对其中一个反射型铝线栅偏振滤波片进行旋转驱动，调整合成激光C。
此外，调光部20也可不设置于合成激光C的光路上，而是设置于合成之前的激光R、G、B各自的光路上，通过该结构，可分别调整控制激光R、G、B。
还有，在上述实施方式中，通过对MEMS镜30的水平扫描进行计数，对图像调整处理的各控制处理的时刻进行计量，但是也可通过对扫描时间进行计数等全部的方法检测出扫描位置。
再有，在上述实施方式中，通过采用透射膜(分光机构)，在形成图像M的同时，进行光检测，但是也可设置透射型的光检测部，在透射用于图像M的形成的光的同时，检测光强度L。但是，在透射型的光检测部的场合，由于必须针对每种颜色而考虑透射率的波长依赖性，故最好像上述实施方式那样设置分光机构。
另外，在上述实施方式中，灰度控制数据更新处理S130和调光补偿处理S200仅仅在灰度/调光切换区域50h进行，但是在灰度控制数据更新处理S130和调光补偿处理S200中不必要求射出不需要的激光，故还可在对第2垂直准备区域50g进行扫描的期间或回归线期间Fb的期间，进行灰度控制数据更新处理S130或调光补偿处理S200。
此外，调色补偿处理S300并非每次在调色补偿区域50c时都进行，可在每数个帧一次周期性间歇地进行。另外，还可仅仅于灰度/调光切换区域50h更新灰度控制数据或调光值的场合，在下一帧进行调色补偿处理S300。可通过该结构减轻CPU401的控制负荷。
产业上的利用可能性
本发明涉及车辆的显示装置，本发明可用作比如车辆信息显示用的显示装置，其搭载于汽车等的移动体上，在车辆的挡风玻璃等上投影显示图像、显示虚像。
标号的说明：
标号1表示HUD装置(激光扫描型显示装置)；
标号2表示车辆；
标号3表示观察者；
标号10表示合成激光射出部；
标号20表示调光部；
标号30表示MEMS镜(扫描机构)；
标号40表示第1光检测部(第1光检测机构)；
标号41表示第2光检测部(第2光检测机构)；
标号100表示LD控制部；
标号101表示第1驱动部；
标号102表示供电部；
标号200表示调光控制部；
标号300表示扫描控制部；
标号301表示第2驱动部；
标号302表示镜位置检测部；
标号400表示主控制部；
标号401表示CPU；
标号402表示存储部。

Claims (5)

1.一种激光扫描型显示装置，其特征在于，包括：
发光色不同的多个光源，该多个光源按照与所供给的电流相对应的光强度射出激光；
存储机构，该存储机构存储：与构成基准的多个基准光强度相对应的多个级别的灰度等级；以及电流控制数据，该电流控制数据与上述灰度等级相对应，指示供给上述光源的电流；
光源控制机构，该光源控制机构根据图像信号切换上述灰度等级，调整供给至上述光源的电流；
调光机构，该调光机构调制从上述光源射出的上述激光的光强度；
第1光检测机构，该第1光检测机构检测输入到上述调光机构之前的上述激光的光强度；
第2光检测机构，该第2光检测机构检测从上述调光机构输出之后的上述激光的光强度；
扫描机构，该扫描机构通过使从上述调光机构输出之后的上述激光进行扫描，在显示部显示规定的图像；
灰度补偿机构，该灰度补偿机构根据上述第1光检测机构所检测到的来自上述光源控制机构的规定的电流供给而得到的上述光源的光强度，计算上述光源的各色的电流—光强度特性，根据已计算的上述电流—光强度特性，对存储于上述存储机构中的上述电流控制数据进行补偿；
调色补偿机构，该调色补偿机构检测上述第2光检测机构所检测到的来自上述光源控制机构的规定的电流供给而得到的上述光源的光强度，对已检测的上述光源的各色的光强度进行比较，对上述电流控制数据进行补偿，进行白平衡调整。
2.根据权利要求1所述的激光扫描型显示装置，其特征在于，至少上述第1光检测机构或上述第2光检测机构中的任意一者为下述的分光检测机构，该分光检测机构包括：
使上述激光分光的分光机构；
光强度检测部，该光强度检测部检测上述分光机构所分光的上述激光中的一束的光强度。
3.根据权利要求1或2所述的激光扫描型显示装置，其特征在于，还包括检测上述扫描机构的扫描位置的扫描位置检测机构，
上述扫描机构所扫描的区域包括：将上述扫描机构所扫描的上述激光输出到外部的显示区域以及不将其输出到外部的非显示区域；
上述灰度补偿机构和上述调色补偿机构采用上述扫描机构的扫描位置为上述非显示区域时的上述第1光检测机构和上述第2光检测机构的光强度。
4.根据权利要求3所述的激光扫描型显示装置，其特征在于，上述调色补偿机构在下述场合，开始存储于上述存储机构中的上述电流控制数据的补偿，该场合指上述扫描位置检测机构检测到从完成上述显示区域的扫描的位置到开始下一帧的上述显示区域的扫描的位置之间的指定的调色开始位置的场合。
5.根据权利要求4所述的激光扫描型显示装置，其特征在于，上述灰度补偿机构在从上述扫描位置检测机构检测出完成上述显示区域的扫描到上述调色开始位置的期间，进行上述存储机构的上述电流控制数据的改写。
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