JP2017106976A - プロジェクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】低輝度画像を表示面に表示させたときであっても、色ズレの発生を低減できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】レーザ光源１０３〜１０５それぞれのＩＬ特性を近似する特性近似式を用いて、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの出力を制御する光源制御部１１７を備える。特性近似式により表現されたＩＬ特性の値と、実際に測定されたＩＬ特性の値との誤差は、所定の誤差範囲であり、特性近似式は、上記ＩＬ特性を１以上の分割点で分けられた区間ごとの複数の近似式からなり、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの、対応する１以上の分割点における光出力の比が、ホワイトバランス比率となるように、特性近似式は算出されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特に、ヘッドアップディスプレイ装置などに用いられるプロジェクタに関する。
従来、レーザ光を走査して画像を投影するプロジェクタが開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、レーザ光を低輝度状態でも制御するため、低輝度状態における電流値と光出力値の関係を近似式で持つことで、レーザ光を低輝度状態でも制御することができる技術について開示されている。
特開２０１２−１０８３９７号公報
しかしながら、レーザ光は、例えばＲＧＢなどの色成分によって電流値と光出力値との関係は異なる。特許文献１に開示されるプロジェクタ（表示装置）では、この関係についての考慮はされていない。そのため、特許文献１に開示されるプロジェクタ（表示装置）では、低輝度状態において色バランスを崩してしまい、低輝度画像を表示面に表示させたときに、色ズレが発生してしまうという課題がある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、低輝度画像を表示面に表示させたときであっても、色ズレの発生を低減できるプロジェクタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るプロジェクタは、それぞれ異なる色成分のレーザ光を出力する複数のレーザ光源部と、前記複数のレーザ光源部それぞれの順電流および光出力の関係を示すＩＬ特性を近似する近似式であって前記ＩＬ特性を１以上の分割点で分けられた区間ごとの複数の近似式からなる特性近似式を用いて、前記複数のレーザ光源のそれぞれの出力を制御する制御部と、を備え、前記特性近似式により表現された前記ＩＬ特性の値と、実際に測定された前記ＩＬ特性の値との誤差は、所定の範囲内であり、前記制御部は、前記複数のレーザ光源部の、対応する分割点における光出力の比が、ホワイトバランス比率となるように、前記複数のレーザ光源部それぞれの出力を制御する。
これにより、光検出部で検出できない光量より小さい低光量であっても、あらかじめ測定した実測値の低光量領域の特性（低輝度領域特性）を近似する特性近似式を用いることで、複数のレーザ光源のそれぞれの出力を制御することができる。さらに、複数のレーザ光源部それぞれの特性近似式はホワイトバランスを考慮して算出されているので、低輝度画像を表示面に表示させる場合でも、色ズレの発生を低減できるプロジェクタを実現できる。
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るプロジェクタは、それぞれ異なる色成分のレーザ光を出力する複数のレーザ光源部と、前記複数のレーザ光源部それぞれの順電流および光出力の関係を示す特性を近似する近似式であって前記ＩＬ特性を１以上の分割点で分けられた区間ごとの複数の近似式からなる特性近似式を用いて、前記複数のレーザ光源のそれぞれの出力を制御する制御部と、を備え、前記特性近似式により表現された前記ＩＬ特性の値と、実際に測定された前記ＩＬ特性の値との誤差は、所定の範囲内であり、前記制御部は、前記複数のレーザ光源部の、対応する分割点における電流値が同一になるように、前記複数のレーザ光源部それぞれの出力を制御する。
ここで、さらに、前記特性近似式を補正する補正部を備え、前記補正部は、前記光検出部により受光された前記複数のレーザ光源部それぞれにおける順電流値に対する光出力の関係が変化していた場合、前記複数のレーザ光源のそれぞれの前記特性近似式を補正しても良い。
温度の変化や経時変化で出力特性がずれる場合でも、それに対応して特性近似式を補正することができるので、表示面に表示させた低輝度画像の色ズレの発生を低減できる。
また、例えば前記補正部は、前記光検出部により受光された前記複数のレーザ光源部それぞれにおける順電流値に対する光出力の関係が変化していた場合、前記順電流に対する光出力の関係が示す下限値と連続した値となるように、前記複数のレーザ光源のそれぞれの前記特性近似式を補正して良い。
なお、本発明は、プロジェクタとして実現することができるだけでなく、プロジェクタに含まれる特徴的な処理部が実行する処理をステップとする制御方法として実現することができる。また、プロジェクタに含まれる特徴的な処理部としてコンピュータを機能させるためのプログラムまたは制御方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。
本発明によると、低輝度画像を表示面に表示させたときであっても、色ズレの発生を低減できる。
本発明の実施の形態１に係るＨＵＤ装置の設置例を示す図である。 フロントガラスを通してユーザが見る風景の一例を示す図である。 実施の形態１に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。 出荷前検査において実測されたレーザ光源の入力電流および出力の関係の一例を示すグラフである。 フォトダイオードにより測定可能なレーザ光源の入力電流および出力の関係の一例を示すグラフである。 図５Ａのグラフに特性近似式を加えたグラフの一例である。 実施の形態２に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。 レーザ光源の特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。 赤色成分のレーザ光源における特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。 緑色成分のレーザ光源における特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。 調整前の２色のレーザ光源における特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。 調整後の２色のレーザ光源における特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。 調整前の赤色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。 調整前の緑色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。 調整前の青色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。 調整後の赤色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。 調整後の緑色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。 調整後の青色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。 実施の形態３に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態３に係るメインＣＰＵの構成を示すブロック図である。 温度変化などにより変化するレーザ光源の特性の一例を示すグラフである。 実施の形態３に係る補正部により補正されたレーザ光源の特性近似式の一例を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（実施の形態１）
以下、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤという）装置を例にとり、本発明のプロジェクタについて説明する。ＨＵＤ装置とは、自動車のフロントガラスに画像を投影することで、フロントガラスの先（車外）に虚像を映し出し、ユーザ（運転者）の視野中に画像を映し出すシステムのことである。
＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るＨＵＤ装置の設置例を示す図である。図１に示すように、ＨＵＤ装置１は、プロジェクタ１０と、コンバイナ６０（透明表示板を構成する）とを備える。
プロジェクタ１０は、自動車５０などの輸送用機器に設置され、例えば、自動車５０のダッシュボードの上に設置される。コンバイナ６０は、自動車５０のフロントガラス２０の一部に設置された表示面である。プロジェクタ１０は、コンバイナ６０に光を照射することで、画像をコンバイナ６０に投影する。コンバイナ６０は、偏光素子、波長選択素子、ハーフミラーなどから構成されるため、車外の風景上に、プロジェクタ１０により投影された画像が重ね合わせて表示される。なお、フロントガラス２０自体がコンバイナ６０の機能を兼ね備えている場合もある。
図２は、フロントガラスを通してユーザが見る風景の一例を示す図である。上述の通り、フロントガラス２０上には、コンバイナ６０が設置されている。コンバイナ６０には、プロジェクタ１０から投影された画像が表示される。プロジェクタ１０は、図２に示すように、カーナビゲーションに関する情報（たとえば、目的地への経路情報）や自動車に関する情報（たとえば、燃費情報）などをコンバイナ６０に表示する機能を有している。例えば、プロジェクタ１０は、目的地までの経路情報６１（「大阪」、「神戸」およびそれぞれに対応する経路を示す「矢印」）や、目的地までの距離情報６２（「１．０ｋｍ」）を示す画像（コンテンツ画像の一例）をコンバイナ６０に表示する。図２に示すように、前方の風景中にプロジェクタ１０から投影された画像が表示されるため、ユーザは自動車５０の運転中に視線をそらすことなく、運転に役立つ情報を獲得することができる。
図３は、実施の形態１に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。
ＨＵＤ装置１は、上述したようにプロジェクタ１０とコンバイナ６０とを備える。
プロジェクタ１０は、レーザ光を照射することにより、画像を表示させる。本実施の形態では、プロジェクタ１０は、メインＣＰＵ１０１と、操作部１０２と、レーザ光源１０３〜１０５（光源部を構成する）と、ビームスプリッタ１０６〜１０８と、フォトダイオード１０９〜１１１と、レンズ１１３と、ＭＥＭＳミラー１１４と、表示制御部１１５とを備える。
メインＣＰＵ１０１は、プロジェクタ１０の各部を制御する。
操作部１０２は、ＨＵＤ装置１（プロジェクタ１０）の電源を入れる操作、画像の投影角度を変更する操作および画像の色調又は輝度を変更する操作などのユーザによる操作を受け付ける。操作部１０２は、例えば、ハードウェアボタンやソフトウェアボタンにより構成されてもよいし、リモコンとリモコンから送信される電波を受信する受信機とから構成されていてもよい。
レーザ光源１０３〜１０５はそれぞれ、異なる色成分のレーザ光を出力するレーザ光源部である。具体的には、レーザ光源１０３は、例えば青色のレーザ光をビームスプリッタ１０６およびレンズ１１３を通過させてＭＥＭＳミラー１１４に照射するレーザダイオードである。また、レーザ光源１０４は、例えば緑色のレーザ光をビームスプリッタ１０７およびレンズ１１３を通過させてＭＥＭＳミラー１１４に照射するレーザダイオードである。また、レーザ光源１０５は、例えば赤色のレーザ光をビームスプリッタ１０８およびレンズ１１３を通過させてＭＥＭＳミラー１１４に照射するレーザダイオードである。
フォトダイオード１０９〜１１１はそれぞれ、複数のレーザ光源部それぞれが出力する光出力を検出する光検出部である。具体的には、フォトダイオード１０９〜１１１は、それぞれ、レーザ光源１０３〜１０５から出力されたレーザ光の光量を検出する。
ＭＥＭＳミラー１１４は、コンバイナ６０に向けて画像を投影する。また、ＭＥＭＳミラー１１４は、水平方向を共振駆動により高速走査するとともに、垂直方向を直流駆動により低速走査する。ＭＥＭＳミラー１１４の駆動制御は後述する表示制御部１１５により行われる。
表示制御部１１５は、映像処理部１１６と、光源制御部１１７と、ＬＤ（レーザダイオード）ドライバ１１８と、ミラー制御部１１９と、ミラードライバ１２０とを含む。
映像処理部１１６は、外部から入力される映像信号に基づいて、画像をコンバイナ６０に投影するための制御を行う。具体的には、映像処理部１１６は、当該映像信号に基づいて、ミラー制御部１１９を介して、ＭＥＭＳミラー１１４の駆動を制御するとともに、光源制御部１１７を介して、レーザ光源１０３〜１０５によるレーザ光の照射を制御する。
光源制御部１１７は、メモリ１１７ａを有し、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの出力を制御する制御部である。光源制御部１１７は、レーザ光源１０３〜１０５の、対応する分割点における電流値が同一になるように、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの出力を制御したり、レーザ光源１０３〜１０５の、対応する分割点における光出力の比が、ホワイトバランス比率となるように、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの出力を制御したりする。本実施の形態では、メモリ１１７ａには、フォトダイオード１０９〜１１１それぞれが検出できる検出可能光量より小さい低光量領域におけるレーザ光源１０３〜１０５それぞれの順電流および光出力の関係を示すＩＬ特性を近似する近似式である特性近似式が記憶されている。光源制御部１１７は、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの光出力の光量がフォトダイオード１０９〜１１１それぞれで検出できる検出可能光量より小さい場合、メモリ１１７ａに記憶されている特性近似式を用いて、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの出力を制御する。一方、光源制御部１１７は、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの光出力の光量が検出可能光量以上の場合、当該光出力に基づいて、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの出力を制御する。具体的には、光源制御部１１７は、映像処理部１１６による制御に基づいて、ＬＤドライバ１１８を制御して、レーザ光源１０３〜１０５によるレーザ光の照射を制御する。光源制御部１１７は、ＭＥＭＳミラー１１４による画像の走査タイミングに合せて、画像の各画素に対応する色のレーザ光をレーザ光源１０３〜１０５から照射させるための制御を行う。
なお、特性近似式は、低光量領域におけるレーザ光源１０３〜１０５それぞれの順電流および光出力の関係を示すＩＬ特性を近似する場合に限らず、レーザ光源１０３〜１０５それぞれ全領域におけるＩＬ特性を近似するとしてもよい。
ＬＤドライバ１１８は、レーザ光源１０３〜１０５に駆動電流を供給することにより、レーザ光源１０３〜１０５の光量を調整する。
ミラー制御部１１９は、映像処理部１１６による制御に基づいて、ミラードライバ１２０を制御して、ＭＥＭＳミラー１１４の駆動を制御する。つまり、ミラー制御部１１９は、ＭＥＭＳミラー１１４の傾きを制御することにより、レーザ光源１０３〜１０５から照射されたレーザ光をコンバイナ６０上で走査する。これにより、ミラー制御部１１９は、コンバイナ６０に画像を投影する。つまり、コンバイナ６０に投影される経路情報６１および距離情報６２などを示す画像は、画像形成用のレーザ光源１０３〜１０５によって形成されている。
ミラードライバ１２０は、ＭＥＭＳミラー１１４に駆動信号を供給することにより、ＭＥＭＳミラー１１４の傾きを変更する。
＜特性近似式＞
以下、上述した特性近似式について説明する。
図４は、出荷前検査において実測されたレーザ光源の入力電流（順電流）および出力の関係の一例を示すグラフである。図５Ａは、フォトダイオードにより測定可能なレーザ光源の入力電流および出力の関係の一例を示すグラフである。図５Ｂは、図５Ａのグラフに特性近似式を加えたグラフの一例である。
レーザ光源の出荷前検査では、低輝度となる低い光量も検出できる高性能のフォトダイオード等を用いて、図４に示すような、レーザ光源の入力電流および出力の関係を示すレーザ光源の特性を実測することができる。そのため、例えば発振閾値電流値Ｉｔｈ以下の光出力（ｐｔｈ）のように、プロジェクタ１０が備えるフォトダイオード１０９〜１１１では検出できない低光量（低輝度）の領域のＩＬ特性（低光量領域特性）も測定できる。
プロジェクタ１０が備えるフォトダイオード１０９〜１１１は、例えば発振閾値電流より小さい順電流値での光出力などレーザ光源部の光出力が低光量である場合にはＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）が悪くなり検出することができない。換言すると、例えばフォトダイオード１０９などプロジェクタ１０が備えるフォトダイオードは、例えば図５Ａに示すように、検出可能な光量の範囲のうちの下限値の光量（光量Ｐｒｅｆ）より小さいレーザ光源部の光出力を検出することができない。そのため、光源制御部１１７は、当該下限値の光出力の光量より小さい低光量（低輝度）の領域では、フォトダイオードから光出力のフィードバックを受けないので、レーザ光源１０３〜１０５の照射を制御できない。
そこで、本実施の形態では、図５Ｂに示すように、フォトダイオード１０９などプロジェクタ１０が備えるフォトダイオードが検出できないＩＬ特性（低光量領域特性）を近似する特性近似式を用いる。これにより、光源制御部１１７は、フォトダイオード１０９〜１１１が検出できない光出力の光量より小さい低光量（低輝度）の領域でも、特性近似式を用いることで、複数のレーザ光源のそれぞれの出力を制御することができる。
ここで、特性近似式は、出荷前検査にて実測されたＩＬ特性（低光量領域特性）に基づいて算出され、当該ＩＬ特性（低光量領域特性）を１以上の分割点で分けられた区間ごとの複数の近似式からなる。分割点は、特性近似式を構成する異なる近似式が連なる変曲点の位置になる。なお、複数の近似式は、メモリ１１７ａの容量等を鑑みて、一次式であるのが好ましい。したがって、本実施の形態では、特性近似式は、例えば図５Ｂに示すように、分割点Ｄ１１、Ｄ１２で分けられた２区間それぞれの一次近似式ｆ１１、ｆ１２からなる近似式ｆ１で構成される。
＜効果＞
以上説明したように、本実施の形態のプロジェクタ１０は、フォトダイオード１０９〜１１１で測定できない光出力の光量より小さい低光量（低輝度）の領域でも、あらかじめ測定した実測値の低光量領域のＩＬ特性（低光量領域特性）を近似する特性近似式を用いることで、複数のレーザ光源のそれぞれの出力を制御することができる。
それにより、本実施の形態のプロジェクタ１０は、低輝度画像を表示面に表示させたときであっても、色ズレの発生を低減できる。
また、特性近似式は複数の一次式からなるように算出される。それにより、メモリ１１７ａのメモリ容量の節約になるので、色ズレの発生を低減できるプロジェクタ１０をより低コストで実現できる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、低光量（低輝度）の領域でも、特性近似式を用いて、複数のレーザ光源のそれぞれの光出力を制御することができることについて説明した。しかしながら、レーザ光源の特性（電流値と光出力値との関係）は、例えばＲＧＢなどの色成分によって異なる。そのため、複数のレーザ光源の低光量領域の光出力をそれぞれ個別の特性近似式を用いて制御しても、低光量の領域では色バランスを崩す可能性がある。
そこで、実施の形態２では、複数のレーザ光源それぞれの光出力を、低光量領域でも色バランスが崩れないように算出された個別の特性近似式を用いて制御することについて説明する。
図６は、実施の形態２におけるに係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。図３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
図６に示すＨＵＤ装置２は、実施の形態１に係るＨＵＤ装置１に対して、プロジェクタ１０ｂのメモリ２１７ａの構成が異なる。
具体的には、メモリ２１７ａは、実施の形態１に係るメモリ１１７ａと比較して、記憶される特性近似式が異なっている。その他の構成については実施の形態１と同様である。
＜特性近似式＞
本実施の形態の特性近似式により表現されたＩＬ特性（低光量領域特性）の値と、実際に測定されたＩＬ特性（低光量領域特性）の値との誤差は、例えば予め定められた目標誤差範囲内などの所定の誤差内である。また、本実施の形態の特性近似式は、ＩＬ特性（低光量領域特性）を１以上の分割点で分けられた区間ごとの複数の近似式からなり、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの、対応する１以上の分割点における光出力の比が、ホワイトバランス比率となるように、算出されている。
ここで、レーザ光源１０３〜１０５の色成分は、上述したように互いに異なる色成分であり、赤色成分、青色成分および緑色成分である。また、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの特性近似式における１以上の分割点の数は同じである。目標誤差範囲内は、例えば２％以下である。
以下、本実施の形態の特性近似式について具体的に説明する。
図７は、レーザ光源の特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。
図７の（ａ）には、２つの一次近似式ｆ２１、ｆ２２からなる特性近似式ｆ２が点線で示されており、出荷前検査において実測された実測特性値が実線で示されている。図７の（ｂ）には、実測特性値と特性近似式ｆ２で表現される特性値との近似誤差が示されている。ここで、近似誤差は、（（特性近似式で表現される近似特性値）−（実測特性値））／（実測特性値）により算出される誤差であり、所望の光出力からの誤差を示す。
図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、近似誤差は、分割点Ｄ２１と、分割点Ｄ２１で区切られる区間の中間付近で最大（最大誤差）となっている。
図８は、赤色成分のレーザ光源における特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。図９は、緑色成分のレーザ光源における特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。
例えば図８および図９に示すように、色成分ごとに、例えば誤差が２％以内など目標近似誤差以内に収まる範囲で、分割点の数を最小にするように特性近似式を算出する。つまり、レーザ光源の色成分ごとに、例えば誤差が２％以内など目標近似誤差以内に収まるように個別に最適化された特性近似式を算出する。
しかしながら、レーザ光源の特性は、色成分ごとで異なるため、色成分ごとに個別に最適化された特性近似式は、分割点の位置や分割数が異なることとなる。
そのため、複数のレーザ光源の調光を行うために、低光量領域において光出力を同じ比率で下げる場合には、各色成分で光出力が最大±２％の差が出て、それが色バランスを崩し、色ずれが発生してしまうことがある。
そこで、本実施の形態では、色ズレの発生を低減させるため、各色成分の分割点を設定する。
以下、具体的に説明する。
＜分割点の設定方法１＞
設定方法１では、説明を簡単にするため、複数の色成分が２成分である場合を例に挙げて説明する。
図１０は、調整前の２色のレーザ光源における特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。図１０の（ａ）には、調整前の赤色成分のレーザ光源における特性近似式と実測特性値、図１０の（ｂ）には、図１０の（ａ）の近似誤差のグラフが示されている。同様に、図１０の（ｃ）には、調整前の緑色成分のレーザ光源における特性近似式と実測特性値、図１０の（ｄ）には、図１０の（ｃ）の近似誤差のグラフが示されている。図１１は、調整後の２色のレーザ光源における特性近似式とその近似誤差の一例を示すグラフである。図１１の（ａ）には、調整後の赤色成分のレーザ光源における特性近似式と実測特性値、図１１の（ｂ）には、図１１の（ａ）の近似誤差のグラフが示されている。同様に、図１１の（ｃ）には、調整後の緑色成分のレーザ光源における特性近似式と実測特性値、図１１の（ｄ）には、図１１の（ｃ）の近似誤差のグラフが示されている。
図１０に示すように、レーザ光源の赤成分および緑色成分それぞれの特性近似式は、目標近似誤差以内に収まるように個別に最適化されているため、分割点の位置は異なっている。例えば赤色成分の分割点ＤＲ２１では、目標誤差は最大となっている一方で、緑色成分では、目標誤差にまだ余裕がある（図１０の（ｂ）および（ｃ）でＬ１の位置の目標誤差）。
そのため、緑色成分の特性近似式を、赤色の上限電流範囲（図１０の（ｃ）で０からＬ１の電流範囲）で再計算して、図１１の（ｃ）および（ｄ）に示すような緑色成分の特性近似式を得る。
この場合、図１１の（ｄ）に示すように、緑色成分の特性近似式の分割点Ｄ’Ｇ２１の位置は、Ｌ１の位置となり赤色成分の特性近似式の分割点ＤＲ２１と同一の位置になる。さらに、緑色成分の特性近似式の近似誤差は、目標誤差以内となっている。
このようにして、２色の色成分のうち一方の色成分の特性近似式で表現される特性値が目標誤差となる位置を分割点の位置として、他方の色成分の特性近似式を再計算する。この場合、他方の色成分の特性近似式で表現される特性値は目標誤差よりも小さいものの、その位置を分割点の位置として近似式を再計算する。
同様に、その分割点の位置から始まり、また２色の色成分のうちどちらかの色成分の特性近似式で表現される特性値が目標誤差となる位置を、分割位置として再計算する。以上の再計算を繰り返すことにより２色の色成分の分割点を算出することができる。
このように分割点を算出することにより、２色の色成分の特性近似式の分割点の数を一致させ、かつ、当該分割点の位置を調整することができる。このように分割点を算出（決定）することで、ずれの大きい色成分（例えば赤成分）に対して他の色成分（例えば緑色成分）のずれは小さくなり、ずれの大きい色成分の範囲内に目標誤差を収めることができる。
なお、上述した分割点の設定方法１は、次のように言い換えることができる。
すなわち、ＲＧＢなどの色成分のレーザ光源のＩＬ特性（電流値と光出力値との関係）を近似させたときに、近似で求まるライン（本実施の形態では１次なので直線）からのずれが最も小さい電流区間で発生する色成分のレーザ光源（直線から最も離れているＩＬ特性のカーブ）で決まる分割点の電流値で他の色成分の分割点を決定する。
このように分割点を算出（決定）することで、最大にずれている色成分（例えば赤成分）に対して他の色成分（例えば緑色成分）のずれは小さくなり、赤色成分のずれの範囲内に収まる。このようにして、最大のずれの色成分の範囲ないに他の色成分のずれを収めることができるので、低輝度画像を表示面に表示させたときであっても、色ズレの発生を低減させることができる。
＜分割点の設定方法２＞
ＲＧＢの３色のレーザ光源の調光を行う場合、ＲＧＢ比率を変えないようにしなければならないが、１〜２％程度の誤差でも人間の目には色ずれとして認識されてしまう。設定方法１では、色ずれの発生を低減する一方法について説明したが、ＲＧＢ比率での誤差については考慮されていない。
そこで、設定方法２では、ＲＧＢ比率での誤差を考慮し、分割点を算出する方法について説明する。より具体的には、複数のレーザ光源の、対応する１以上の分割点における光出力の比が、ホワイトバランス比率となるように、分割点を設定した特性近似式を算出する。換言すると、設定方法２では、基準となる分割点を決めるのは設定方法１と同じである一方で他の色成分の分割点を決める方法が設定方法１と異なる。設定方法２では、基準となる分割点として例えば赤色成分のレーザ光源の分割点を、設定方法１を用いて決めた後、その分割点での光量に対して、ホワイトバランスを考慮して、他の色成分のレーザ光源の分割点を決める。例えば、赤色成分は、波長６４４ｎｍであり、緑色成分は、波長５１５ｎｍであり、青色成分はＢ：４５０ｎｍであるとすると、ホワイトバランスはＲ：Ｇ：Ｂ＝２．６７：１：１．６６であり、分割点の赤の光量に対して、先の比率の青と緑の光量が一義的に決まるので、その光量の電流値を青と緑の分割点とすることができる。なお、設定方法２では、調光時にホワイトバランスを考慮して行うことで、分割点を同時タイミングで出力することができる。つまり、ホワイトバランスを考慮すると、常に分割点でのばらつきが最大となるが、基準となる赤色のばらつきが最大となるので、他の色成分のばらつきはそれ以内に抑えることができる。
以下、図１２Ａ〜図１２Ｃを用いて設定方法２で分割点を決定（算出）しない場合のばらつき（誤差）と、図１３Ａ〜図１３Ｃを用いて、設定方法２で分割点を決定（算出）する場合のばらつき（誤差）について説明する。
図１２Ａは、調整前の赤色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。図１２Ｂは、調整前の緑色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。図１２Ｃは、調整前の青色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。図１３Ａは、調整後の赤色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。図１３Ｂは、調整後の緑色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。図１３Ｃは、調整後の青色のレーザ光源における特性近似式、分割点および近似誤差の一例を示すグラフである。
図１２Ａ〜図１２Ｃは、設定方法２を用いずに各色成分の分割点を個別に算出した場合すなわち、色度が±０．００５以内かつ±２％の誤差範囲（目標近似誤差）以内に収まるように各色成分において個別に最適化されている特性近似式の分割点（ＤＲ３１〜ＤＲ３４、ＤＧ３１〜ＤＧ３５、ＤＢ３１〜ＤＢ３４）を算出した場合の近似誤差が示されている。図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、各色成分では、分割点の位置や分割数が異なっている。ここで、赤色成分は、波長６４４ｎｍであり、緑色成分は、波長５１５ｎｍであり、青色成分はＢ：４５０ｎｍであるとしている。
この場合、全体として目標の輝度になることを目指して各出力を決めるので、例えば、赤色成分では分割点ＤＲ３３における光出力、緑色成分では分割点ＤＧ３５および分割点ＤＧ３５の中間点おける光出力、並びに青色成分では分割点ＤＢ３１における光出力で調光（合成）すると、ｘ：−０．００３，ｙ：０．００５の色ずれが生じる。これは、赤色成分の分割点ＤＲ３３における特性近似式と実測値との誤差が−２％であり、緑色成分の分割点ＤＧ３５および分割点ＤＧ３５の中間点における特性近似式と実測値との誤差が＋２％であり、青色成分の分割点ＤＢ３１における特性近似式と実測値との誤差が−２％であることから生じる。
一方、図１３Ａ〜図１３Ｃでは、設定方法２により各色成分の分割点をその分割点における光出力比がホワイトバランスを保つ配置となるように算出している。そのため、分割数も各色成分で同一の数となるように算出される。
例えば、赤色成分の分割点ＤＲ４３における光出力、緑色成分の分割点ＤＧ４３における光出力、および青色成分の分割点ＤＢ４３における光出力で合成すると白色になるように分割点を算出（決定）している。その結果、赤色成分の分割点ＤＲ４３における特性近似式と実測値との誤差が−２％であり、緑色成分の分割点ＤＧ４３における特性近似式と実測値との誤差が−２％であり、青色成分の分割点ＤＢ４３における特性近似式と実測値との誤差が−２％であり、近似式と実測値の誤差が同じ方向（＋−の方向）で一致している。そのため、近似式に基づいて、ＲＧＢの３色のレーザ光源の電流を上記３つの分割点を同タイミングで制御する（すなわち白色を構成するＲＧＢ比率を守って光量を制御する）場合に、白色からの誤差を目標近似誤差以内に抑えることができるので、色ずれの発生を抑えることができる。
なお、図１３Ａ〜図１３Ｃに示す例では、明るさを５０％にするのを目標に調光したが、４９％になってしまっている。しかし、明るさのズレは、人に違和感を発生させにくいので問題はない。
＜効果＞
以上、説明したように、本実施の形態のプロジェクタ１０ｂは、フォトダイオード１０９〜１１１で測定できない光出力の光量より小さい低光量（低輝度）の領域でも、あらかじめ測定した実測値の低光量領域のＩＬ特性（低光量領域特性）を近似する特性近似式を用いることで、レーザ光源１０３〜１０５のそれぞれの出力を制御することができる。
それにより、本実施の形態のプロジェクタ１０ｂは、低輝度画像を表示面に表示させたときであっても、色ズレの発生を低減できる。
（実施の形態３）
レーザ光源の特性は、温度変化や経時劣化などにより変化する。そのため、温度変化や経時劣化によりレーザ光源の特性が変化した場合、特性近似式を補正する必要がある。本実施の形態では、この場合について説明する。
図１４は、実施の形態３に係るＨＵＤ装置の構成の一例を示すブロック図である。図６と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図１５は、実施の形態３に係るメインＣＰＵの構成を示すブロック図である。
図１４に示すＨＵＤ装置３は、実施の形態２に係るＨＵＤ装置２に対して、プロジェクタ１０ｃのメモリ３１７ａの構成が異なり、メインＣＰＵ３０１が図１５に示すように補正部３３１を備える点で異なる。
メモリ３１７ａは、実施の形態２に係るメモリ２１７ａと比較して、記憶する特性近似式が異なる場合がある。より具体的には、メモリ３１７ａは、実施の形態２で説明した特性近似式が補正部３３１により補正される場合がある。
補正部３３１は、特性近似式を補正する。具体的には、補正部３３１は、フォトダイオード１０９〜１１１それぞれにより受光されたレーザ光源１０３〜１０５それぞれの順電流値に対する光出力の関係が変化していた場合、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの特性近似式を補正する。補正部３３１は、フォトダイオード１０９〜１１１それぞれにより受光されたレーザ光源１０３〜１０５それぞれにおける順電流値に対する光出力の関係が変化していた場合、当該順電流に対する光出力の関係が示す下限値と連続した値となるように、レーザ光源１０３〜１０５それぞれの特性近似式を補正する。
なお、その他の構成については実施の形態２と同様であるため、その他の説明は省略する。
＜特性近似式＞
以下、補正される特性近似式について説明する。
図１６は、温度変化により変化するレーザ光源の特性の一例を示すグラフである。図１７は、実施の形態３に係る補正部により補正されたレーザ光源の特性近似式の一例を示すグラフである。
図１６には、温度変化により特性が変化する前の、フォトダイオードにより測定可能なレーザ光源の特性と、その特性近似式との一例が点線で示されている。温度変化により特性が変化した後の、フォトダイオードにより測定可能なレーザ光源の特性が実線で示されている。
図１６に示すように、温度変化により、レーザ光源の特性は変化する。フォトダイオードにより測定可能なレーザ光源の特性は、温度変化に追随して取得することができるが、特性近似式は、出荷前検査において実測されたレーザ光源の特性により算出されたものなので、この温度変化による特性の変化に追随したものではない。
そのため、本実施の形態では、図１７に示すように、補正部３３１は、フォトダイオードにより測定可能なレーザ光源の特性と連続した値を取るように、当該レーザ光源の特性近似式を補正する。
図１７に示す補正後の特性近似式ｆ３は、分割点Ｄ３１、Ｄ３２で分けられた区間ごとの近似式である１次式ｆ３１、ｆ３２からなる。これは、図１６に示す補正前の特性近似式の分割数（分割点Ｄ１１、Ｄ１２）を維持し、分割点Ｄ１１、Ｄ１２で分けられた区間を拡大または縮小することで、特性近似式を構成する複数の近似式を補正するからである。
＜効果＞
以上説明したように、本実施の形態のプロジェクタ１０ｃは、フォトダイオード１０９〜１１１で測定できない光出力の光量より小さい低光量（低輝度）の領域でも、あらかじめ測定した実測値の低光量領域のＩＬ特性（低光量領域特性）を近似する特性近似式を用いることで、レーザ光源１０３〜１０５のそれぞれの出力を制御することができる。
さらに、温度の変化や経時変化で出力特性がずれる場合でも、それに対応して特性近似式を補正することができるので、フォトダイオード１０９〜１１１で測定できる光量の領域と、フォトダイオード１０９〜１１１で測定できない低光量の領域との連続性を確保でき、滑らかな輝度変化とすることができる。
それにより、本実施の形態のプロジェクタ１０は、温度の変化や経時変化で出力特性がずれる場合でも、表示面に表示させた低輝度画像の色ズレの発生を低減できる。
＜変形例＞
上述の実施の形態３では、実施の形態２の特性近似式を補正する場合について説明したが、それに限らない。実施の形態１の特性近似式を補正するとしてもよい。
（他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係るＨＵＤ装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記のプロジェクタ１０（２０、３０）のうち、メインＣＰＵ１０１（３０１）、映像処理部１１６、光源制御部１１７およびミラー制御部１１９は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムとして構成されてもよい。ＲＡＭまたはハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、これらの処理部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしても良い。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、例えば、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムを含む。この場合、ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしても良い。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしても良い。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしても良い。
また、本発明は、上記に示す方法であるとしても良い。また、本発明は、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、上記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、これらの非一時的な記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしても良い。
また、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしても良い。
また、上記プログラムまたは上記デジタル信号を上記非一時的な記録媒体に記録して移送することにより、または上記プログラムまたは上記デジタル信号を、上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
本発明はプロジェクタとして、例えば、自動車に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置等に適用できる。
１、２、３ ＨＵＤ装置
１０、１０ｂ、１０ｃ プロジェクタ
２０ フロントガラス
５０ 自動車
６０ コンバイナ
６１ 経路情報
６２ 距離情報
１０１、３０１ メインＣＰＵ
１０２ 操作部
１０３、１０４、１０５ レーザ光源
１０６、１０７、１０８ ビームスプリッタ
１０９、１１０、１１１ フォトダイオード
１１３ レンズ
１１４ ＭＥＭＳミラー
１１５ 表示制御部
１１６ 映像処理部
１１７ 光源制御部
１１７ａ、２１７ａ、３１７ａ メモリ
１１８ ＬＤドライバ
１１９ ミラー制御部
１２０ ミラードライバ
１２１ 制御部
３３１ 補正部

Claims (4)

  1. それぞれ異なる色成分のレーザ光を出力する複数のレーザ光源部と、
    前記複数のレーザ光源部それぞれの順電流および光出力の関係を示すＩＬ特性を近似する近似式であって前記ＩＬ特性を１以上の分割点で分けられた区間ごとの複数の近似式からなる特性近似式を用いて、前記複数のレーザ光源のそれぞれの出力を制御する制御部と、を備え、
    前記特性近似式により表現された前記ＩＬ特性の値と、実際に測定された前記ＩＬ特性の値との誤差は、所定の範囲内であり、
    前記制御部は、
    前記複数のレーザ光源部の、対応する分割点における光出力の比が、ホワイトバランス比率となるように、前記複数のレーザ光源部それぞれの出力を制御する、
    プロジェクタ。
  2. それぞれ異なる色成分のレーザ光を出力する複数のレーザ光源部と、
    前記複数のレーザ光源部それぞれの順電流および光出力の関係を示す特性を近似する近似式であって前記ＩＬ特性を１以上の分割点で分けられた区間ごとの複数の近似式からなる特性近似式を用いて、前記複数のレーザ光源のそれぞれの出力を制御する制御部と、を備え、
    前記特性近似式により表現された前記ＩＬ特性の値と、実際に測定された前記ＩＬ特性の値との誤差は、所定の範囲内であり、
    前記制御部は、
    前記複数のレーザ光源部の、対応する分割点における電流値が同一になるように、前記複数のレーザ光源部それぞれの出力を制御する、
    プロジェクタ。
  3. さらに、前記特性近似式を補正する補正部を備え、
    前記補正部は、前記光検出部により受光された前記複数のレーザ光源部それぞれにおける順電流値に対する光出力の関係が変化していた場合、前記複数のレーザ光源のそれぞれの前記特性近似式を補正する、
    請求項１または２に記載のプロジェクタ。
  4. 前記補正部は、前記光検出部により受光された前記複数のレーザ光源部それぞれにおける順電流値に対する光出力の関係が変化していた場合、前記順電流に対する光出力の関係が示す下限値と連続した値となるように、前記複数のレーザ光源のそれぞれの前記特性近似式を補正する、
    請求項３に記載のプロジェクタ。
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