WO2017145859A1 - レーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置 - Google Patents

レーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置 Download PDF

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WO2017145859A1
WO2017145859A1 PCT/JP2017/005263 JP2017005263W WO2017145859A1 WO 2017145859 A1 WO2017145859 A1 WO 2017145859A1 JP 2017005263 W JP2017005263 W JP 2017005263W WO 2017145859 A1 WO2017145859 A1 WO 2017145859A1
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light source
light
laser
scanning
period
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PCT/JP2017/005263
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泰弘 山川
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日本精機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/02—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes by tracing or scanning a light beam on a screen
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

Definitions

  • the present invention relates to a laser light source device and a laser scanning display device.
  • This type of laser scanning display device includes, for example, a light source that emits laser light, a light detection unit that detects the light intensity of the laser light, and a laser that is detected by the light detection unit, as described in Patent Document 1.
  • a control unit that realizes desired luminance and color in the display image by adjusting the output of the light source based on the light intensity of light.
  • the screen includes a visible region 801 located in the center of the screen and an invisible region 802 located on the outer periphery of the visible region 801 when viewed from the thickness direction.
  • the laser light is irradiated on the visible region 801
  • the laser light is visually recognized by reaching the user through the visible region 801.
  • the laser beam is irradiated on the invisible region 802
  • the laser beam is blocked by the time it reaches the user and is not visually recognized by the user.
  • the control unit scans the laser beam in the sub-scanning direction Y orthogonal to the main scanning direction X while reciprocating the laser light along the main scanning direction X through the scanning unit as indicated by an arrow in FIG.
  • the control unit emits detection light having a preset intensity through the light source.
  • the control unit detects the light intensity of the detection light through the light detection unit, and adjusts the output of the light source based on the detection result, thereby realizing desired luminance and color in the display image.
  • an irradiation range 702a where the detection light is irradiated is formed at a position away from the visible region 801.
  • the area of the irradiation range 702a shown in FIG. 11 is increased, so that the light from the irradiation range 702a easily becomes stray light or diffused light, and the display quality of the image is improved by reflection of the stray light or the like on the image. May decrease.
  • a sufficient amount of light detection unit is required to suitably adjust the output of the light source. There is a possibility that a detection result cannot be obtained, and as a result, desired luminance and color cannot be realized in the display image.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser light source device and a laser scanning display device in which the output of the light source can be suitably adjusted and the deterioration in display quality is suppressed. .
  • a laser light source device includes a light source that emits laser light, a light intensity detector that detects the light intensity of the laser light, and a reciprocation of the laser light along a main scanning direction.
  • An image is generated by scanning in the sub-scanning direction intersecting with the main scanning direction while moving, and inspection light out of the laser light is emitted through the light source in an inspection period different from the period for generating the image, and the light
  • a drive unit that adjusts the output of the light source based on the light intensity of the inspection light detected by the intensity detection unit, and the drive unit is configured to scan the laser beam during the forward pass period.
  • the laser beam is moved from the end position toward the other direction in the sub-scanning direction to reach the start position, and the inspection period is a period spanning the forward path period and the return path period.
  • a laser scanning display device includes the laser light source device and a screen on which the image is generated by scanning the laser light from the laser light source device.
  • the screen is located in the visible region where the laser beam reaches the user through the screen when irradiated with the laser beam, as viewed from the thickness direction of the screen, and on the outer periphery of the visible region, and the laser An invisible region that is blocked before the laser beam that has passed through the screen reaches a user when light is irradiated or is blocked until the laser beam is irradiated to the screen, and the termination
  • the position is located on the one direction side in the sub-scanning direction with respect to the visible area in the invisible area, and the start position is
  • the inspection area irradiated with the inspection light in the range where the laser light on the screen is scanned is positioned on the other direction side in the sub-scanning direction with respect to the visible area in the invisible area. It is formed at a position farthest from the visible region among the regions
  • the present invention it is possible to suitably control the output of the light source and suppress the deterioration of display quality.
  • (A) which concerns on one Embodiment of this invention is a graph which shows a subscanning position
  • (b) is a timing chart which shows the connection state of a switch part
  • (c) is a timing which shows the input signal to an input line It is a chart
  • (d) is a timing chart showing the emission timing of the inspection light.
  • (A), (b) which concerns on one Embodiment of this invention is a graph which shows the change of the voltage applied to the scanning part corresponding to a subscanning position
  • (c) is a timing which shows the emission timing of inspection light It is a chart. It is the front view which expanded the inspection field of the screen concerning one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 It is a flowchart which shows the process sequence performed by the light source control part which concerns on one Embodiment of this invention.
  • A which concerns on the modification of this invention is a graph which shows the change of the voltage applied to the scanning part corresponding to a subscanning position
  • (b) is a timing chart which shows the output timing of image data
  • (c ) Is a timing chart showing the emission timing of the inspection light. It is a side view of the screen which receives a laser beam from the scanning part which concerns on the modification of this invention. It is a front view of the screen which concerns on background art.
  • the laser scanning display device is mounted on, for example, an in-vehicle head-up display device.
  • the vehicle-mounted head-up display device projects light that represents an image generated by the laser scanning display device according to the present embodiment through an optical system, and then projects the light onto a projection member such as a windshield or a combiner.
  • the user receives light representing the image reflected by the projection member and visually recognizes the image as a virtual image.
  • the laser scanning display device 1 includes a laser light source device 10 that emits laser light K, and a scanning unit 20 that scans the laser light K emitted from the laser light source device 10. And a screen 30 that receives the laser beam K scanned by the scanning unit 20 and displays an image as a real image on the surface.
  • the screen 30 is a transmissive diffusive screen such as a microlens array, and is formed in, for example, a rectangular plate shape. Specifically, as shown in FIG. 1, the screen 30 has a rectangular frame-shaped invisible region 32 that surrounds the outer periphery of the screen 30 and a rectangular visible region 31 located in the invisible region 32 as viewed from the thickness direction. And comprising.
  • the visible region 31 of the screen 30 is a region where the light from the visible region 31 reaches the user when the laser beam K is irradiated.
  • the invisible region 32 of the screen 30 is a region where the light from the invisible region 32 is blocked by a part of a casing (not shown) or the like when the laser light K is irradiated and does not reach the user.
  • the screen 30 is not limited to a transmissive screen, and may be a reflective screen.
  • boundary lines X1, X2, Y1, and Y2 are set at the boundary between the visible region 31 and the invisible region 32 on the screen 30.
  • the boundary lines X1 and X2 extend in the sub-scanning direction Y and are positioned so as to sandwich the visible region 31 in the main scanning direction X.
  • the boundary lines Y1 and Y2 extend in the main scanning direction X and are positioned so as to sandwich the visible region 31 in the sub-scanning direction Y.
  • the main scanning direction X is along the longitudinal direction of the screen 30, that is, the horizontal direction in FIG. 1
  • the sub-scanning direction Y is along the short side direction of the screen 30, that is, the vertical direction in FIG.
  • the scanning unit 20 is configured by, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical System) scanner. As shown in FIG. 1, the scanning unit 20 includes a mirror surface 20a, and is configured to be able to vibrate the mirror surface 20a. As the MEMS scanner, any of a piezoelectric type, an electromagnetic type, and an electrostatic type may be adopted.
  • the scanning unit 20 reflects the laser light K toward the screen 30 through the mirror surface 20a, and further scans the laser light K on the screen 30 by vibrating the mirror surface 20a.
  • the scanning unit 20 scans the laser light K from the laser light source device 10 along the main scanning direction X and the sub-scanning direction Y as indicated by the broken line in FIG. 1 under the control of the laser light source device 10. Thus, an image is generated on the screen 30.
  • the scanning by the scanning unit 20 will be described in detail later.
  • the scanning unit 20 includes a scanning position detection unit 20 b that detects the scanning position of the laser light K in the main scanning direction X and the sub-scanning direction Y.
  • the scanning position detection unit 20b outputs the detection result as scanning information to the laser light source device 10 (more precisely, the display control unit 14 described later).
  • the laser light source device 10 includes, for example, a light source 11 composed of a plurality of semiconductor laser light sources that emit laser light K of different colors of blue, green, and red, and laser light K (inspection light Ka).
  • a light intensity detector 12 including a photodiode for detecting the light intensity of the light source 11 and a drive unit 18 that generates an image on the screen 30 by driving the scanning unit 20 and the light source 11 in synchronization.
  • the drive unit 18 synchronizes the light source control unit 13 that adjusts the output of the light source 11 based on the light intensity detected by the light intensity detection unit 12 and the scanning position of the scanning unit 20 while controlling the scanning unit 20. Therefore, the display controller 14 that generates an image by turning on the light source 11 at a desired timing, the constant voltage generation circuit 15 that outputs a constant voltage signal Sb having a constant voltage level, and the input line 111 of the light source 11 are connected. And a switch unit 16 that switches the target to be switched between the constant voltage generation circuit 15 and the display control unit 14.
  • the light intensity detection unit 12 is disposed on an optical path of light divided in a direction not directed to the scanning unit 20 out of the laser light K directed from the laser light source device 10 to the scanning unit 20.
  • the light intensity detection unit 12 includes an integration circuit 12a.
  • the integration circuit 12 a integrates the light intensity of the inspection light Ka detected by the light intensity detection unit 12 with time, and outputs the integrated light intensity to the light source control unit 13.
  • the switch unit 16 is composed of an analog switch such as a field effect transistor, for example.
  • the switch unit 16 switches the input line 111 of the light source 11 to a state connected to either the display control unit 14 or the constant voltage generation circuit 15 under the control of the light source control unit 13.
  • the constant voltage generation circuit 15 is a circuit that generates a constant voltage signal Sb having a constant voltage level from a power source (not shown).
  • the constant voltage generation circuit 15 is connected to the input line 111 of the light source 11 through the switch unit 16, thereby supplying the constant voltage signal Sb to the light source 11 via the input line 111.
  • the light source 11 receives the constant voltage signal Sb and emits the inspection light Ka. That is, the inspection light Ka is the laser light K emitted when the constant voltage signal Sb is supplied to the light source 11.
  • the constant voltage signal Sb of the constant voltage generation circuit 15 may be variable based on a predetermined condition.
  • the constant voltage generation circuit 15 may be configured by a pulse voltage generation circuit that generates a pulse voltage signal that periodically outputs a plurality of voltage levels.
  • the light source control unit 13 is configured by, for example, a microcontroller and adjusts the output of the light source 11 in response to the light intensity detected by the light intensity detection unit 12. By adjusting the output of the light source 11 in this way, a desired luminance and color (for example, white balance) can be realized in an image generated on the screen 30.
  • the light source control unit 13 inputs information regarding the scanning position from the scanning unit 20 via the display control unit 14 and operates the switch unit 16 based on the scanning position of the scanning unit 20.
  • the control of the switch unit 16 by the light source control unit 13 will be described in detail later.
  • the display control unit 14 can control the light source 11 with 256 gradation levels, and by driving the light source 11 at a timing in accordance with the scanning of the scanning unit 20, each pixel of the image has a desired luminance and color. Displayed with the laser beam K of (white balance).
  • the display control unit 14 is configured by, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the display control unit 14 stores light source control data (not shown) in which 256 gradation levels and current control data for driving each light source 11 are associated with each other.
  • each pixel of the image is displayed in a color with 256 gradations of blue, 256 gradations of green, and 256 gradations of red. To do.
  • the display control unit 14 emits the laser light K through the light source 11 and operates the scanning unit 20 by applying a voltage to the scanning unit 20, thereby causing the laser light K to scan on the screen 30.
  • the laser beam K is positioned on the screen 30 at the start and end of one frame F, which is a control unit, and the start position Ps is positioned at one corner of the screen 30.
  • an end position Pe located at the other corner located on the diagonal of that one corner.
  • one corner of the screen 30 is the upper left corner of FIG. 2
  • the other corner of the screen 30 is the lower right corner of FIG.
  • the laser beam K that starts at the same time as the forward path period Ta until the laser beam K reaches the end position Pe from the start position Ps and the forward period Ta is generated. And a return period Tb from the end position Pe to the start position Ps.
  • This frame F is repeated during the period when the image is displayed on the screen 30.
  • the display control unit 14 reciprocates the laser light K along the main scanning direction X from the start position Ps to the end position Pe in one direction Y1 in the sub-scanning direction Y (downward in FIG. 2). Scan to move to.
  • the display control unit 14 reciprocates the laser light K along the main scanning direction X from the end position Pe to the start position Ps in the return period Tb, and the other direction Y2 in the sub-scanning direction Y (upward direction in FIG. 2). Scan to move to.
  • the scanning speed in the main scanning direction X is higher than the scanning speed in the sub-scanning direction Y.
  • the scanning speed in the sub-scanning direction Y in the return path period Tb is higher than the scanning speed in the sub-scanning direction Y in the forward path period Ta. Therefore, the return path period Tb is set to a period shorter than the forward path period Ta.
  • the display control unit 14 inputs scanning information from the scanning position detection unit 20b of the scanning unit 20, and sets the scanning positions Px and Py of the scanning unit 20 in the main scanning direction X and the sub scanning direction Y included in the scanning information. recognize.
  • the scanning positions Px and Py of the scanning unit 20 are in the visible region 31 (specifically, the main scanning position Px is between the boundary line X1 and the boundary line X2 and the sub-scanning position is displayed).
  • Py is between the boundary line Y1 and the boundary line Y2
  • the light source 11 is driven to display an image.
  • the display control unit 14 displays the recognized sub-scanning position Py as indicated by the scanning position P1 in FIG. 2 during the drawing period in which the recognized sub-scanning position Py is located between the boundary line Y1 and the boundary line Y2.
  • the drive signal Sa1 for driving the light source 11 according to the image data is output to the input line 111 of the light source 11 as the normal drive signal Sa.
  • the display control unit 14 stops the driving of the light source as the normal driving signal Sa when the recognized main scanning position Px is in the invisible region 32 as shown by the scanning position P2 in FIG. Sa2 is output to the input line 111 of the light source 11.
  • the light source 11 emits the laser light K according to the image data when receiving the driving signal Sa1, and stops emitting the laser light K when receiving the stop signal Sa2.
  • the switch unit 16 is always set to be connected to the display control unit 14 by the unit 13.
  • the drive signal Sa1 is output to the input line 111 of the light source 11 in the period T1 in which the main scanning position Px is in the visible region 31,
  • the stop signal Sa2 is output to the input line 111 of the light source 11.
  • an inspection area A1 is formed at the end of the screen 30 on the one side Y1 side in the sub-scanning direction Y.
  • the inspection area A1 is located farthest from the visible area 31 in the screen 30 in the sub-scanning direction Y, and forms a rectangle having a long side having the same length as the longitudinal direction of the screen 30.
  • the light source controller 13 is shown in FIG. 5B during the period (inspection period T3) in which the sub-scanning position Py recognized through the display controller 14 is located in the inspection area A1.
  • the input line 111 of the light source 11 is connected to the constant voltage generation circuit 15 through the switch unit 16.
  • the constant voltage signal Sb from the constant voltage generation circuit 15 is always supplied to the input line 111 regardless of the main scanning position Px.
  • the inspection light Ka is emitted from the light source 11 by the constant voltage signal Sb.
  • FIGS. 6A and 6B show a change in the voltage Vy applied to the scanning unit 20 corresponding to the sub-scanning position Py.
  • the maximum voltage Vmax is applied to the scanning unit 20 at time tp when the laser beam K is located at the end position Pe
  • the minimum voltage is applied to the scanning unit 20 at time tq when the laser beam K is located at the start position Ps.
  • Vmin is applied.
  • the inspection period T3 includes a time tp when the laser beam K reaches the end position Pe, and is set so as to straddle the return path period Tb and the return path period Tb. Yes.
  • the inspection period T3 is set to a period during which the detection result of the light intensity detector 12 can be obtained by an amount sufficient for adjusting the output of the light source 11.
  • the forward scanning line La that is the inspection light Ka toward the end position Pe in the forward period Ta.
  • the return scanning line Lb which is the inspection light Ka returning to the start position Ps in the return path period Tb, is formed so as to overlap.
  • the forward scanning line La and the backward scanning line Lb overlap in the inspection region A1, thereby reducing the area of the inspection region A1 while securing the length of the scanning line in the inspection period T3 and the inspection period T3. Can do.
  • the light source controller 13 inputs the scanning information from the scanning position detector 20b through the display controller 14 (step S101). Then, the light source control unit 13 determines whether or not the scanning positions Px and Py included in the scanning information are within the inspection area A1 (step S102). In step S102, the light source control unit 13 may determine whether or not the inspection area A1 is within the scanning area P1 by referring to only the sub-scanning position Py among the scanning positions Px and Py. When the light source control unit 13 determines that the scanning positions Px and Py included in the scanning information are not within the inspection area A1 (NO in S102), the process returns to step S101. That is, the light source control unit 13 repeats the processes of steps S101 and S102 with the switch unit 16 connected to the display control unit 14 until the scanning positions Px and Py are within the inspection area A1.
  • the light source controller 13 determines that the scanning positions Px and Py included in the scanning information are within the inspection region A1 (YES in S102)
  • the light source controller 13 inspects the light source 11 by connecting the switch unit 16 to the constant voltage generation circuit 15.
  • the light Ka is emitted.
  • the light source control part 13 inputs the light intensity information from the light intensity detection part 12 (step S104).
  • the light source control unit 13 compares the light intensity included in the light intensity information with a preset reference light intensity, and calculates a correction value based on the comparison result (step S105).
  • the light source control unit 13 adjusts the output of the light source 11 based on the calculated correction value (step S106), and ends the processing according to the flowchart.
  • the light source controller 13 stops the emission of the inspection light Ka when the scanning positions Px and Py included in the scanning information are outside the inspection area A1.
  • the light source control unit 13 drives the light source 11 with the adjusted output in accordance with the image data input from the image generation unit 2.
  • the laser light source device 10 includes a light source 11 that emits laser light K, a light intensity detection unit 12 that detects the light intensity of the laser light K, and a reciprocating motion of the laser light K along the main scanning direction X.
  • An image is generated by scanning in the sub-scanning direction Y crossing the main scanning direction X, and the inspection light Ka is emitted from the laser light K through the light source 11 in the inspection period T3 different from the period in which the image is generated.
  • a drive unit 18 that adjusts the output of the light source 11 based on the light intensity of the inspection light Ka detected by the detection unit 12.
  • the drive unit 18 moves the laser beam K from the start position Ps toward the one direction Y1 in the sub-scanning direction Y during the forward path period Ta to reach the end position Pe.
  • the return pass period Tb that repeats alternately and continuously with the period Ta, the laser beam K is moved from the end position Pe toward the other direction Y2 in the sub-scanning direction Y to reach the start position Ps.
  • the inspection period T3 is set to a period extending over the forward path period Ta and the return path period Tb. According to this configuration, as illustrated in FIG.
  • the inspection period T3 is set to a period spanning the forward path period Ta and the return path period Tb so as to include the time tp when the inspection light Ka reaches the end position Pe. According to this configuration, since the laser light source device 10 immediately enters the drawing period after the inspection period T3 has elapsed and the output adjustment of the light source 11 is completed, an image that quickly reflects the output adjustment of the light source 11 is displayed. Can be generated.
  • the light intensity detection unit 12 includes an integration circuit 12a that integrates the detected light intensity of the inspection light Ka with time and outputs the integrated light intensity of the inspection light Ka to the drive unit 18. By integrating the detected light intensity with time, the detected light intensity, and hence the brightness of the laser light K from the light source 11, can be stabilized.
  • the laser scanning display device 1 includes a laser light source device 10 and a screen 30 that generates an image by scanning the laser light K from the laser light source device 10.
  • the screen 30 is positioned in the visible region 31 where the laser beam K reaches the user through the screen 30 when the laser beam K is irradiated when viewed from the thickness direction of the screen 30, and the laser is positioned on the outer periphery of the visible region 31. And an invisible region 32 that is blocked before the laser light K that has passed through the screen 30 reaches the user when the light K is irradiated.
  • the end position Pe is located on the Y1 side (lower side in FIG.
  • the start position Ps is sub-scanned from the visible area 31 in the invisible area 32. It is located on the other direction Y2 side (the upper side in FIG. 2) of the direction Y. Further, in the range where the laser beam K is scanned on the screen 30, the inspection area A ⁇ b> 1 irradiated with the inspection light Ka is formed at a position farthest from the visible area 31 in the invisible area 32. According to this configuration, stray light or the like is prevented from entering the visible region 31 based on the inspection light Ka, and as a result, deterioration in image display quality can be suppressed.
  • the light source control unit 13 emits the inspection light Ka when the scanning positions Px and Py are within the inspection area A1 based on the scanning positions Px and Py included in the scanning information from the scanning position detection unit 20b.
  • the emission timing of the inspection light Ka may be determined by other methods. For example, as illustrated in FIG. 9A, the light source control unit 13 determines that the voltage Vy applied to the scanning unit 20 corresponding to the sub-scanning position Py is a predetermined value (in the example of FIG. 9A, the minimum voltage Vmin).
  • the measurement of the time may be started from the reference time t1 taking (), and when the time reaches a certain time Tc, the emission of the inspection light Ka may be started as shown in FIG.
  • the fixed time Tc is set to a time from the reference time t1 to the start of the inspection period T3.
  • the light source control unit 13 starts measuring time from the reference time t2 of the image data input from the image generation unit 2, and the time reaches a certain time Tc.
  • the emission of the inspection light Ka may be started.
  • the fixed time Tc is set to a time from the reference time t2 to the time when the inspection period T3 starts.
  • the reference time t2 is set at the end of image data output. In these configurations, the scanning position detector 20b may be omitted.
  • the light source control unit 13 starts measuring time from the reference time when the scanning positions Px and Py included in the scanning information reach a predetermined position, and when the time reaches a certain time, the light source control unit 13 The emission may be started.
  • the light source control unit 13 also measures the time from the reference times t1 and t2 for the emission stop timing of the inspection light Ka, and when the measured time reaches a certain time, the inspection light Ka is measured.
  • the emission of the inspection light Ka may be stopped when a certain time has elapsed from the start of the emission of the inspection light Ka.
  • the light source control unit 13 may count the scanning lines in the main scanning direction X, and recognize the scanning positions Px and Py and the inspection period T3 based on the count number.
  • the light source 11 emits laser light K of three primary colors of blue, green, and red.
  • laser light K of four or more colors including white, yellow, etc. can be emitted. It may also be one that emits two colors of laser light K.
  • the light intensity detector 12 includes the integration circuit 12a, but the integration circuit 12a may be omitted.
  • the inspection period T3 is set to include the time tp when the inspection light Ka reaches the end position Pe, but includes the time tq when the inspection light Ka reaches the start position Ps. May be set. Even in this configuration, as in the above-described embodiment, it is possible to suitably adjust the output of the light source 11 and to suppress a reduction in image display quality. Further, the light source control unit 13 may emit the inspection light Ka in the inspection period T3 including the time tp and the inspection period T3 including the time tq.
  • the return trip period Tb is set to a period shorter than the forward trip period Ta, but the present invention is not limited to this, and the return trip period Tb may be set to a period longer than the forward trip period Ta.
  • the scanning speed in the sub-scanning direction Y in the forward pass period Ta is set to be equal to or higher than the scanning speed in the sub-scanning direction Y in the return pass period Tb.
  • the invisible region 32 of the screen 30 is irradiated with the laser light K from the laser light source device 10 to block light from the invisible region 32 of the screen 30 toward the user.
  • the light directed to the invisible region 32 of the screen 30 is blocked by the light shielding wall 40 formed by a part of the housing shown in FIG. 10 to prevent the inspection light Ka from being visually recognized by the user. Also good.
  • the light shielding wall 40 does not need to be provided in the entire invisible region 32, and may be provided at least in a region where the inspection light Ka directed from the scanning unit 20 toward the inspection region A1 of the screen 30 can be shielded.
  • the laser scanning display device 1 inputs an image signal indicating an image from the image generation unit 2 that is separate from the laser scanning display device 1 and displays an image based on the image signal. It was.
  • the laser scanning display device 1 may have a function as a graphic controller. In this case, an information signal indicating predetermined information is input, and the laser scanning display device 1 based on the information signal (specifically, Specifically, the display control unit 14) may generate image data and display an image.
  • the present invention can be applied to a laser light source device and a laser scanning display device used in an in-vehicle head-up display device or the like.

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Abstract

光源の出力を好適に調整可能としつつ、表示品位の低下を抑制したレーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置を提供する。　レーザー光源装置は、レーザー光を出射する光源と、レーザー光の光強度を検出する光強度検出部と、レーザー光を主走査方向Ｘに沿って往復運動させつつ副走査方向Ｙに走査させることで画像を生成し、検査期間においてレーザー光のうち検査用光を出射させ、検出される検査用光の光強度に基づき光源の出力を調整する駆動部と、を備える。駆動部は、往路期間においては、レーザー光を開始位置Ｐｓから副走査方向Ｙの一方向Ｙ１に向かって移動させることで終了位置Ｐｅに到達させ、復路期間においては、レーザー光を終了位置Ｐｅから副走査方向Ｙの他方向Ｙ２に向かって移動させることで開始位置Ｐｓに到達させる。検査期間は、往路期間及び復路期間に跨がる期間に設定される。

Description

レーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置
　本発明は、レーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置に関する。
　従来から、出射されたレーザー光をスクリーン上に走査することでスクリーンに画像を表示するレーザー走査型表示装置が知られている。
　この種のレーザー走査型表示装置は、例えば特許文献１に記載されるように、レーザー光を出射する光源と、レーザー光の光強度を検出する光検出部と、光検出部により検出されたレーザー光の光強度に基づき光源の出力を調整することで表示画像において所望の輝度及び色を実現する制御部と、を備える。
　具体的には、図１１に示すように、スクリーンは、その厚さ方向から見て、スクリーンの中央に位置する可視領域８０１と、可視領域８０１の外周に位置する不可視領域８０２と、を備える。レーザー光が可視領域８０１に照射されたとき、そのレーザー光は可視領域８０１を経てユーザに到達することで視認される。レーザー光が不可視領域８０２に照射されたとき、そのレーザー光はユーザに到達するまでに遮断されることでユーザによって視認されない。
　制御部は、図１１の矢印で示すように、走査部を通じてレーザー光を主走査方向Ｘに沿って往復運動させつつ、主走査方向Ｘに直交する副走査方向Ｙに走査させる。制御部は、レーザー光が不可視領域８０２を走査しているときに、光源を通じて予め設定された強度の検出用光を出射する。そして、制御部は、その検出用光の光強度を光検出部を通じて検出し、その検出結果に基づき光源の出力を調整することで表示画像において所望の輝度及び色を実現する。検出用光が一定時間に亘って走査されることで、可視領域８０１から離れた位置に、検出用光が照射される照射範囲７０２ａが形成される。
特開２０１４－０８６４２６号公報
　上記構成では、図１１に示す照射範囲７０２ａの面積が大きくなることで、その照射範囲７０２ａからの光が迷光や拡散光になり易く、その迷光等が画像に映り込むことにより画像の表示品位が低下するおそれがある。一方、検出用光の走査時間又は走査距離を短くすることで照射範囲７０２ａの面積を小さくすることはできるものの、この場合には、光源の出力を好適に調整するのに十分な光検出部の検出結果が得られず、結果的に表示画像において所望の輝度及び色を実現することができないおそれもある。
　本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、光源の出力を好適に調整可能としつつ、表示品位の低下を抑制したレーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係るレーザー光源装置は、レーザー光を出射する光源と、前記レーザー光の光強度を検出する光強度検出部と、前記レーザー光を主走査方向に沿って往復運動させつつ前記主走査方向に交わる副走査方向に走査させることで画像を生成し、前記画像を生成する期間と異なる検査期間において前記光源を通じて前記レーザー光のうち検査用光を出射させ、前記光強度検出部によって検出される前記検査用光の前記光強度に基づき前記光源の出力を調整する駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記レーザー光を前記走査させる際、往路期間においては、前記レーザー光を開始位置から前記副走査方向の一方向に向かって移動させることで終了位置に到達させ、前記往路期間と連続して交互に繰り返す復路期間においては、前記レーザー光を前記終了位置から前記副走査方向の他方向に向かって移動させることで前記開始位置に到達させ、前記検査期間は、前記往路期間及び前記復路期間に跨がる期間に設定される。
　上記目的を達成するため、本発明に係るレーザー走査型表示装置は、前記レーザー光源装置と、前記レーザー光源装置からの前記レーザー光が走査されることで前記画像が生成されるスクリーンと、を備え、前記スクリーンは、前記スクリーンの厚さ方向から見て、前記レーザー光が照射されたときに当該レーザー光が前記スクリーンを通じてユーザに到達する可視領域と、前記可視領域の外周に位置し、前記レーザー光が照射されたときに前記スクリーンを通った当該レーザー光がユーザに到達するまでに遮断されるまたは前記レーザー光が前記スクリーンに照射されるまでに遮断される不可視領域と、を備え、前記終了位置は、前記不可視領域における前記可視領域に対して前記副走査方向の前記一方向側に位置し、前記開始位置は、前記不可視領域における前記可視領域に対して前記副走査方向の前記他方向側に位置し、前記スクリーンにおける前記レーザー光が走査される範囲において、前記検査用光が照射される検査領域は、前記不可視領域のうち前記可視領域から最も遠い位置に形成される。
　本発明によれば、光源の出力を好適に調整可能としつつ、表示品位の低下を抑制できる。
本発明の一実施形態に係るレーザー走査型表示装置の構成を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態に係るスクリーンの正面図である。 本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る（ａ）は副走査位置を示すグラフであり、（ｂ）は主走査位置を示すグラフであり、（ｃ）はスイッチ部の接続状態を示すタイミングチャートであり、（ｄ）は入力ラインへの入力信号を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る（ａ）は副走査位置を示すグラフであり、（ｂ）はスイッチ部の接続状態を示すタイミングチャートであり、（ｃ）は入力ラインへの入力信号を示すタイミングチャートであり、（ｄ）は検査用光の出射タイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る（ａ），（ｂ）は副走査位置に対応する走査部に印加される電圧の変化を示すグラフであり、（ｃ）は検査用光の出射タイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係るスクリーンの検査領域を拡大した正面図である。 本発明の一実施形態に係る光源制御部によって実行される処理手順を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る（ａ）は副走査位置に対応する走査部に印加される電圧の変化を示すグラフであり、（ｂ）は画像データの出力タイミングを示すタイミングチャートであり、（ｃ）は検査用光の出射タイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の変形例に係る走査部からレーザー光を受けるスクリーンの側面図である。 背景技術に係るスクリーンの正面図である。
　以下、添付の図面に基づいて、本発明に係るレーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置の一実施形態について説明する。本実施形態に係るレーザー走査型表示装置は、例えば、車載ヘッドアップディスプレイ装置に搭載される。車載ヘッドアップディスプレイ装置は、本実施形態に係るレーザー走査型表示装置によって生成された画像を表す光を、光学系を通じて調整したうえでウインドシールド又はコンバイナ等の投射部材に投射する。ユーザは、投射部材に反射した画像を表す光を受けて、画像を虚像として視認する。
　本実施形態に係るレーザー走査型表示装置１は、図１に示すように、レーザー光Ｋを出射するレーザー光源装置１０と、レーザー光源装置１０から出射されたレーザー光Ｋを走査する走査部２０と、走査部２０が走査したレーザー光Ｋを受光して面上に画像を実像として表示するスクリーン３０と、を備える。
　スクリーン３０は、例えば、マイクロレンズアレイなどの透過型の拡散性スクリーンであって、例えば、長方形板状に形成されている。詳しくは、スクリーン３０は、図１に示すように、その厚さ方向から見て、スクリーン３０の外周を囲む長方形の枠状の不可視領域３２と、不可視領域３２内に位置する長方形の可視領域３１と、を備える。スクリーン３０の可視領域３１は、レーザー光Ｋが照射されたときに可視領域３１からの光がユーザに到達する領域である。スクリーン３０の不可視領域３２は、レーザー光Ｋが照射されたときに不可視領域３２からの光が図示しない筐体の一部などで遮断されてユーザに到達しない領域である。
　なお、スクリーン３０は、透過型のスクリーンに限らず、反射型のスクリーンであってもよい。
　また、図２に示すように、スクリーン３０における可視領域３１と不可視領域３２との境界には、境界線Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２が設定されている。境界線Ｘ１，Ｘ２は、副走査方向Ｙに延びるとともに、主走査方向Ｘにおいて可視領域３１を挟み込むように位置する。境界線Ｙ１，Ｙ２は、主走査方向Ｘに延びるとともに、副走査方向Ｙにおいて可視領域３１を挟み込むように位置する。本例では、主走査方向Ｘは、スクリーン３０の長手方向、すなわち、図１の左右方向に沿い、副走査方向Ｙは、スクリーン３０の短手方向、すなわち、図１の上下方向に沿う。
　走査部２０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）スキャナから構成される。走査部２０は、図１に示すように、ミラー面２０ａを備え、そのミラー面２０ａを振動可能に構成される。ＭＥＭＳスキャナとしては、ピエゾ型、電磁型及び静電型の何れが採用されてもよい。走査部２０は、ミラー面２０ａを通じてレーザー光Ｋをスクリーン３０に向けて反射させ、さらに、そのミラー面２０ａを振動させることでレーザー光Ｋをスクリーン３０上で走査させる。
　走査部２０は、レーザー光源装置１０による制御のもと、図１の破線で示すように、レーザー光源装置１０からのレーザー光Ｋを、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙに沿って走査することでスクリーン３０上に画像を生成する。走査部２０による走査については後で詳述する。
　走査部２０は、図３に示すように、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙにおけるレーザー光Ｋの走査位置を検出する走査位置検出部２０ｂを備える。走査位置検出部２０ｂは、検出結果を走査情報としてレーザー光源装置１０（正確には後述する表示制御部１４）に出力する。
　レーザー光源装置１０は、図３に示すように、例えば、青色、緑色、赤色の異なる色のレーザー光Ｋを出射する複数の半導体レーザー光源からなる光源１１と、レーザー光Ｋ（検査用光Ｋａを含む）の光強度を検出するフォトダイオードなどからなる光強度検出部１２と、走査部２０及び光源１１を同期させて駆動することでスクリーン３０上に画像を生成する駆動部１８と、を備える。
　駆動部１８は、光強度検出部１２が検出した光強度に基づいて光源１１の出力を調整する光源制御部１３と、走査部２０を制御しつつ、走査部２０の走査位置との同期をとるべく光源１１を所望のタイミングで点灯させることで画像を生成する表示制御部１４と、一定の電圧レベルを有する定電圧信号Ｓｂを出力する定電圧生成回路１５と、光源１１の入力ライン１１１に接続される対象を定電圧生成回路１５及び表示制御部１４の間で切り替えるスイッチ部１６と、を備える。
　光強度検出部１２は、例えば、レーザー光源装置１０から走査部２０に向かうレーザー光Ｋのうち走査部２０に向かわない方向に分割された光の光路上に配置される。
　光強度検出部１２は、積分回路１２ａを有する。積分回路１２ａは、光強度検出部１２によって検出された検査用光Ｋａの光強度を時間で積分し、その積分した光強度を光源制御部１３に出力する。
　スイッチ部１６は、例えば、電界効果トランジスタ等のアナログスイッチで構成される。スイッチ部１６は、光源制御部１３による制御のもと、光源１１の入力ライン１１１を、表示制御部１４及び定電圧生成回路１５の何れかに接続された状態に切り替わる。
　定電圧生成回路１５は、図示しない電源から一定の電圧レベルを有する定電圧信号Ｓｂを生成する回路である。定電圧生成回路１５は、スイッチ部１６を通じて光源１１の入力ライン１１１に接続されることで、定電圧信号Ｓｂを入力ライン１１１を介して光源１１に供給する。これにより、光源１１は、定電圧信号Ｓｂを受けて検査用光Ｋａを出射する。すなわち、検査用光Ｋａは、光源１１に定電圧信号Ｓｂが供給されるときに出射されるレーザー光Ｋである。
　なお、定電圧生成回路１５の定電圧信号Ｓｂは、所定条件に基づいて可変であってもよい。また、定電圧生成回路１５は、複数の電圧レベルを周期的に出力するパルス電圧信号を生成するパルス電圧生成回路で構成されてもよい。
　光源制御部１３は、例えば、マイクロコントローラなどによって構成され、光強度検出部１２によって検出された光強度を受けて光源１１の出力を調整する。このように光源１１の出力を調整することで、スクリーン３０上に生成される画像において、所望の輝度及び色（例えばホワイトバランス）を実現することができる。
　また、光源制御部１３は、表示制御部１４を介して走査部２０から走査位置に関する情報を入力し、この走査部２０の走査位置に基づいてスイッチ部１６を動作させる。光源制御部１３によるスイッチ部１６の制御については後で詳述する。
　表示制御部１４は、例えば、光源１１を２５６の階調レベルで制御可能であり、走査部２０の走査に合わせたタイミングで光源１１を駆動することで、画像の各ピクセルを所望の輝度及び色（ホワイトバランス）のレーザー光Ｋで表示する。
　表示制御部１４は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などによって構成される。表示制御部１４は、例えば、２５６段階の階調レベルと各光源１１を駆動する電流制御データとを関連付けた光源制御データ（図示しない）を記憶しており、この光源制御データを参照して、外部の画像生成部２から入力される画像データが示す階調レベルで各光源１１を駆動することで、画像の各ピクセルを青色２５６階調、緑色２５６階調、赤色２５６階調によるカラーで表示する。
　表示制御部１４は、光源１１を通じてレーザー光Ｋを出射するとともに、走査部２０に電圧を印加することで走査部２０を動作させて、これによりレーザー光Ｋをスクリーン３０上で走査させる。具体的には、図２に示すように、スクリーン３０には、制御単位である１フレームＦの開始時及び終了時にレーザー光Ｋが位置するとともにスクリーン３０の一の角部に位置する開始位置Ｐｓと、その一の角部の対角線上に位置する他の角部に位置する終了位置Ｐｅとが設定されている。本例では、スクリーン３０の一の角部は図２の左上の角部であり、スクリーン３０の他の角部は図２の右下の角部である。図６（ａ）に示すように、１フレームＦは、レーザー光Ｋが開始位置Ｐｓから終了位置Ｐｅまでに達するまでの往路期間Ｔａと、往路期間Ｔａの経過と同時に開始する、レーザー光Ｋが終了位置Ｐｅから開始位置Ｐｓまでに達するまでの復路期間Ｔｂとによって構成される。スクリーン３０に画像が表示される期間においては、このフレームＦが繰り返される。
　表示制御部１４は、往路期間Ｔａにおいて、開始位置Ｐｓから終了位置Ｐｅまで、レーザー光Ｋを主走査方向Ｘに沿って往復運動させつつ副走査方向Ｙの一方向Ｙ１（図２の下方向）に移動させるように走査する。表示制御部１４は、復路期間Ｔｂにおいて、終了位置Ｐｅから開始位置Ｐｓまで、レーザー光Ｋを主走査方向Ｘに沿って往復運動させつつ副走査方向Ｙの他方向Ｙ２（図２の上方向）に移動させるように走査する。
　本例では、主走査方向Ｘの走査速度は、副走査方向Ｙの走査速度よりも高速である。また、復路期間Ｔｂにおける副走査方向Ｙの走査速度は、往路期間Ｔａにおける副走査方向Ｙの走査速度よりも高速である。よって、復路期間Ｔｂは、往路期間Ｔａよりも短い期間に設定されている。
　また、表示制御部１４は、走査部２０の走査位置検出部２０ｂから走査情報を入力し、その走査情報に含まれる主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙにおける走査部２０の走査位置Ｐｘ，Ｐｙを認識する。表示制御部１４は、走査部２０の走査位置Ｐｘ，Ｐｙが可視領域３１内にある場合（具体的には主走査位置Ｐｘが境界線Ｘ１と境界線Ｘ２との間であり、かつ副走査位置Ｐｙが境界線Ｙ１と境界線Ｙ２との間である場合）、画像を表示するべく光源１１を駆動する。
　より詳細には、表示制御部１４は、認識した副走査位置Ｐｙが副走査方向Ｙの境界線Ｙ１と境界線Ｙ２との間に位置する描画期間においては、図２の走査位置Ｐ１に示すように、認識した主走査位置Ｐｘが可視領域３１内にあるとき、通常駆動信号Ｓａとして光源１１を画像データに従い駆動させる駆動信号Ｓａ１を光源１１の入力ライン１１１に出力する。表示制御部１４は、この描画期間において、図２の走査位置Ｐ２に示すように、認識した主走査位置Ｐｘが不可視領域３２内にあるとき、通常駆動信号Ｓａとして光源の駆動を停止させる停止信号Ｓａ２を光源１１の入力ライン１１１に出力する。光源１１は、駆動信号Ｓａ１を受けたとき画像データに従いレーザー光Ｋを出射し、停止信号Ｓａ２を受けたときレーザー光Ｋの出射を停止する。
　図４（ａ）に示すように、副走査位置Ｐｙが副走査方向Ｙの境界線Ｙ１と境界線Ｙ２との間に位置する描画期間においては、図４（ｃ）に示すように、光源制御部１３によりスイッチ部１６は常に表示制御部１４に接続された状態に設定される。そして、この描画期間において、図４（ｂ），（ｄ）に示すように、主走査位置Ｐｘが可視領域３１内にある期間Ｔ１において、駆動信号Ｓａ１が光源１１の入力ライン１１１に出力され、副走査位置Ｐｙが不可視領域３２内にある期間Ｔ２において、停止信号Ｓａ２が光源１１の入力ライン１１１に出力される。
　図２に示すように、副走査方向Ｙの一方向Ｙ１側におけるスクリーン３０の端部には検査領域Ａ１が形成されている。検査領域Ａ１は、副走査方向Ｙにおいてスクリーン３０内で可視領域３１から最も離れて位置するとともに、スクリーン３０の長手方向と同一長さの長辺を備える長方形をなす。
　光源制御部１３は、図５（ａ）に示すように、表示制御部１４を通じて認識した副走査位置Ｐｙが検査領域Ａ１に位置する期間（検査期間Ｔ３）においては、図５（ｂ）に示すように、スイッチ部１６を通じて、光源１１の入力ライン１１１を定電圧生成回路１５に接続する。これにより、図５（ｃ）に示すように、検査期間Ｔ３においては、主走査位置Ｐｘに関わらず、常に、入力ライン１１１に定電圧生成回路１５からの定電圧信号Ｓｂが供給され、結果的に、図５（ｄ）に示すように、検査期間Ｔ３においては、定電圧信号Ｓｂにより光源１１から検査用光Ｋａが出射される。
　図６（ａ），（ｂ）には、副走査位置Ｐｙに対応する走査部２０に印加される電圧Ｖｙの変化が示されている。同図に示すように、レーザー光Ｋが終了位置Ｐｅに位置する時刻ｔｐに走査部２０に最大電圧Ｖｍａｘが印加され、レーザー光Ｋが開始位置Ｐｓに位置する時刻ｔｑに走査部２０に最小電圧Ｖｍｉｎが印加される。
　図６（ｂ）に示すように、本実施形態では、検査期間Ｔ３は、レーザー光Ｋが終了位置Ｐｅに到達した時刻ｔｐを含み、かつ復路期間Ｔｂ及び復路期間Ｔｂを跨ぐように設定されている。検査期間Ｔ３は、光源１１の出力調整に十分な量だけの光強度検出部１２の検出結果が得られる期間に設定されている。
　上記のように検査期間Ｔ３及び検査領域Ａ１が設定されることで、図７に示すように、検査領域Ａ１では、往路期間Ｔａにおいて終了位置Ｐｅへ向かう検査用光Ｋａである往路走査線Ｌａと、復路期間Ｔｂにおいて開始位置Ｐｓへ戻る検査用光Ｋａである復路走査線Ｌｂとが重なるように形成される。このように、検査領域Ａ１にて往路走査線Ｌａ及び復路走査線Ｌｂが重なることで、検査期間Ｔ３及び検査期間Ｔ３における走査線の長さを確保しつつ、検査領域Ａ１の面積を小さくすることができる。
　次に、図８のフローチャートを参照しつつ、光源制御部１３によって実行される処理手順について説明する。なお、このフローチャートの開始時においては、スイッチ部１６は表示制御部１４に接続された状態である。
　まず、光源制御部１３は、表示制御部１４を通じて、走査位置検出部２０ｂからの走査情報を入力する（ステップＳ１０１）。そして、光源制御部１３は、走査情報に含まれる走査位置Ｐｘ，Ｐｙが検査領域Ａ１内であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。なお、このステップＳ１０２において、光源制御部１３は、走査位置Ｐｘ，Ｐｙのうち副走査位置Ｐｙのみを参照して検査領域Ａ１内であるか否かの判断をしてもよい。光源制御部１３は、走査情報に含まれる走査位置Ｐｘ，Ｐｙが検査領域Ａ１内でないと判断すると（Ｓ１０２でＮＯ）、ステップＳ１０１の処理に戻る。すなわち、光源制御部１３は、走査位置Ｐｘ，Ｐｙが検査領域Ａ１内となるまで、スイッチ部１６が表示制御部１４に接続された状態で、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理を繰り返す。
　光源制御部１３は、走査情報に含まれる走査位置Ｐｘ，Ｐｙが検査領域Ａ１内である旨判断すると（Ｓ１０２でＹＥＳ）、スイッチ部１６を定電圧生成回路１５に接続することで光源１１から検査用光Ｋａを出射する。
　そして、光源制御部１３は、光強度検出部１２からの光強度情報を入力する（ステップＳ１０４）。次に、光源制御部１３は、この光強度情報に含まれる光強度と、予め設定された基準となる光強度とを比較し、その比較結果に基づき補正値を算出する（ステップＳ１０５）。光源制御部１３は、この算出した補正値に基づき光源１１の出力を調整し（ステップＳ１０６）、当該フローチャートに係る処理を終了する。なお、本例では、光源制御部１３は、走査情報に含まれる走査位置Ｐｘ，Ｐｙが検査領域Ａ１外となったときに検査用光Ｋａの出射を停止する。また、光源制御部１３は、画像生成部２から入力される画像データに従い、調整後の出力にて光源１１を駆動する。
　（効果）
　以上、説明した上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（１）レーザー光源装置１０は、レーザー光Ｋを出射する光源１１と、レーザー光Ｋの光強度を検出する光強度検出部１２と、レーザー光Ｋを主走査方向Ｘに沿って往復運動させつつ、主走査方向Ｘに交わる副走査方向Ｙに走査させることで画像を生成し、画像を生成する期間と異なる検査期間Ｔ３において光源１１を通じてレーザー光Ｋのうち検査用光Ｋａを出射させ、光強度検出部１２によって検出される検査用光Ｋａの光強度に基づき光源１１の出力を調整する駆動部１８と、を備える。駆動部１８は、レーザー光Ｋを走査する際、往路期間Ｔａにおいては、レーザー光Ｋを開始位置Ｐｓから副走査方向Ｙの一方向Ｙ１に向かって移動させることで終了位置Ｐｅに到達させ、往路期間Ｔａと連続して交互に繰り返す復路期間Ｔｂにおいては、レーザー光Ｋを終了位置Ｐｅから副走査方向Ｙの他方向Ｙ２に向かって移動させることで開始位置Ｐｓに到達させる。また、検査期間Ｔ３は、往路期間Ｔａ及び復路期間Ｔｂに跨がる期間に設定される。
　この構成によれば、図７に例示するように、検査期間Ｔ３において、往路期間Ｔａにおいて終了位置Ｐｅへ向かう検査用光Ｋａである往路走査線Ｌａと、復路期間Ｔｂにおいて開始位置Ｐｓへ向かう検査用光Ｋａである復路走査線Ｌｂとが同一の領域（検査領域Ａ１）内を通過する。このため、検査期間Ｔ３及び検査期間Ｔ３における走査線の長さを確保しつつ、検査用光Ｋａが照射される領域（検査領域Ａ１）を小さくすることができる。よって、検査期間Ｔ３及び検査期間Ｔ３における走査線の長さが確保されることで、光源１１の出力調整に十分な量だけの光強度検出部１２の検出結果が得られ、光源１１の出力を好適に調整可能となる。また、検査用光Ｋａが照射される検査領域Ａ１が小さくされることで、検査用光Ｋａに基づき画像に入り込む迷光等が生じることが抑制され、ひいては画像の表示品位が低下することが抑制される。
　（２）検査期間Ｔ３は、検査用光Ｋａが終了位置Ｐｅに達した時刻ｔｐを含むように、往路期間Ｔａ及び復路期間Ｔｂに跨がる期間に設定される。
　この構成によれば、レーザー光源装置１０は、検査期間Ｔ３の経過後に、光源１１の出力調整が完了した状態で、すぐに描画期間に入るため、光源１１の出力調整を迅速に反映した画像を生成することができる。
　（３）光強度検出部１２は、検出された検査用光Ｋａの光強度を時間で積分し、積分した検査用光Ｋａの光強度を駆動部１８に出力する積分回路１２ａを備える。検出された光強度が時間で積分されることで、検出される光強度、ひいては光源１１からのレーザー光Ｋの輝度を安定させることができる。
　（４）レーザー走査型表示装置１は、レーザー光源装置１０と、レーザー光源装置１０からのレーザー光Ｋが走査されることで画像を生成するスクリーン３０と、を備える。スクリーン３０は、スクリーン３０の厚さ方向から見て、レーザー光Ｋが照射されたときに当該レーザー光Ｋがスクリーン３０を通じてユーザに到達する可視領域３１と、可視領域３１の外周に位置してレーザー光Ｋが照射されたときにスクリーン３０を通った当該レーザー光Ｋがユーザに到達するまでに遮断される不可視領域３２と、を備える。また、終了位置Ｐｅは、不可視領域３２における可視領域３１より副走査方向Ｙの一方向Ｙ１側（図２の下側）に位置し、開始位置Ｐｓは、不可視領域３２における可視領域３１より副走査方向Ｙの他方向Ｙ２側（図２の上側）に位置する。また、スクリーン３０におけるレーザー光Ｋが走査される範囲において、検査用光Ｋａが照射される検査領域Ａ１は、不可視領域３２のうち可視領域３１から最も遠い位置に形成される。
　この構成によれば、検査用光Ｋａに基づき迷光等が可視領域３１に入り込むことが抑制され、ひいては画像の表示品位の低下を抑制できる。
（変形例）
　なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
　上記実施形態においては、光源制御部１３は、走査位置検出部２０ｂからの走査情報に含まれる走査位置Ｐｘ，Ｐｙに基づき走査位置Ｐｘ，Ｐｙが検査領域Ａ１内であるときに検査用光Ｋａを出射していたが、その他の方法により検査用光Ｋａの出射タイミングを判断してもよい。
　例えば、図９（ａ）に示すように、光源制御部１３は、副走査位置Ｐｙに対応する走査部２０に印加される電圧Ｖｙが所定の値（図９（ａ）の例では最小電圧Ｖｍｉｎ）を取る基準時刻ｔ１から時間の計測を開始し、その時間が一定時間Ｔｃに達したときに、図９（ｃ）に示すように、検査用光Ｋａの出射を開始してもよい。一定時間Ｔｃは、基準時刻ｔ１から検査期間Ｔ３が開始するときまでの時間に設定されている。
　また、例えば、図９（ｂ）に示すように、光源制御部１３は、画像生成部２から入力される画像データの基準時刻ｔ２から時間の計測を開始し、その時間が一定時間Ｔｃに達したときに、図９（ｃ）に示すように、検査用光Ｋａの出射を開始してもよい。一定時間Ｔｃは、基準時刻ｔ２から検査期間Ｔ３が開始するときまでの時間に設定されている。図９（ｂ）の例では、基準時刻ｔ２は画像データの出力終了時に設定されている。これら構成では、走査位置検出部２０ｂを省略してもよい。
　また、光源制御部１３は、走査情報に含まれる走査位置Ｐｘ，Ｐｙが所定の位置に達した基準時刻から時間の計測を開始し、その時間が一定時間に達したときに検査用光Ｋａの出射を開始してもよい。
　光源制御部１３は、検査用光Ｋａの出射停止タイミングについても、上記と同様に、上記基準時刻ｔ１，ｔ２からの時間を計測し、計測した時間が一定時間に達したときに検査用光Ｋａの出射を停止してもよいし、検査用光Ｋａの出射開始から一定時間に達したときに検査用光Ｋａの出射を停止してもよい。
　また、光源制御部１３は、主走査方向Ｘの走査ラインをカウントし、カウント数に基づき走査位置Ｐｘ，Ｐｙや検査期間Ｔ３を認識してもよい。
　上記実施形態においては、光源１１は、青色、緑色、赤色の３原色のレーザー光Ｋを出射するものであったが、例えば、白色、黄色などを加えた４色以上のレーザー光Ｋを出射可能であってもよく、また、２色のレーザー光Ｋを出射するものであってもよい。
　上記実施形態では、光強度検出部１２は積分回路１２ａを備えていたが、積分回路１２ａを省略してもよい。
　上記実施形態においては、検査期間Ｔ３は、検査用光Ｋａが終了位置Ｐｅに達した時刻ｔｐを含むように設定されていたが、検査用光Ｋａが開始位置Ｐｓに達した時刻ｔｑを含むように設定されもよい。この構成でも、上記実施形態と同様に、光源１１の出力を好適に調整可能としつつ、画像の表示品位の低下を抑制できる。また、光源制御部１３は、時刻ｔｐを含む検査期間Ｔ３、及び時刻ｔｑを含む検査期間Ｔ３において検査用光Ｋａを出射してもよい。
　上記実施形態においては、復路期間Ｔｂは、往路期間Ｔａよりも短い期間に設定されていたが、これに限らず、復路期間Ｔｂは往路期間Ｔａ以上の期間に設定されてもよい。この場合、往路期間Ｔａにおける副走査方向Ｙの走査速度は、復路期間Ｔｂにおける副走査方向Ｙの走査速度以上に設定される。
　上記実施形態において、スクリーン３０の不可視領域３２には、レーザー光源装置１０からのレーザー光Ｋが照射され、スクリーン３０の不可視領域３２からユーザに向かう光を遮断していたが、レーザー光源装置１０からスクリーン３０の不可視領域３２に向かう光を、図１０に示す筐体の一部などで形成される遮光壁４０などで遮断することで、検査用光Ｋａがユーザに視認されることを防止してもよい。なお、この遮光壁４０は、不可視領域３２の全域に設ける必要はなく、走査部２０からスクリーン３０の検査領域Ａ１に向かう検査用光Ｋａを遮光可能な領域に少なくとも設けられていればよい。
　上記実施形態では、レーザー走査型表示装置１は、画像を示す画像信号を、レーザー走査型表示装置１とは別体の画像生成部２から入力し、この画像信号に基づいた画像を表示していた。しかし、レーザー走査型表示装置１は、グラフィックコントローラとしての機能を有していてもよく、この場合、所定の情報を示す情報信号を入力し、情報信号に基づいたレーザー走査型表示装置１（具体的には表示制御部１４）が画像データを生成して画像を表示してもよい。
　本発明は、車載ヘッドアップディスプレイ装置等に用いられるレーザー光源装置及びレーザー走査型表示装置に適用できる。
１…レーザー走査型表示装置
２…画像生成部
１０…レーザー光源装置
１１…光源
１２…光強度検出部
１２ａ…積分回路
１３…光源制御部
１４…表示制御部
１５…定電圧生成回路
１６…スイッチ部
１８…駆動部
２０…走査部
２０ａ…ミラー面
２０ｂ…走査位置検出部
３０…スクリーン
３１…可視領域
３２…不可視領域
１１１…入力ライン
Ｔ３…検査期間

Claims (5)

  1. 　レーザー光を出射する光源と、
    　前記レーザー光の光強度を検出する光強度検出部と、
    　前記レーザー光を主走査方向に沿って往復運動させつつ前記主走査方向に交わる副走査方向に走査させることで画像を生成し、前記画像を生成する期間と異なる検査期間において前記光源を通じて前記レーザー光のうち検査用光を出射させ、前記光強度検出部によって検出される前記検査用光の前記光強度に基づき前記光源の出力を調整する駆動部と、を備え、
    　前記駆動部は、前記レーザー光を前記走査させる際、往路期間においては、前記レーザー光を開始位置から前記副走査方向の一方向に向かって移動させることで終了位置に到達させ、前記往路期間と連続して交互に繰り返す復路期間においては、前記レーザー光を前記終了位置から前記副走査方向の他方向に向かって移動させることで前記開始位置に到達させ、
    　前記検査期間は、前記往路期間及び前記復路期間に跨がる期間に設定される、
    　ことを特徴とするレーザー光源装置。
  2. 　前記検査期間は、前記検査用光が前記終了位置に達した時刻を含むように設定される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー光源装置。
  3. 　前記光強度検出部は、検出された前記光強度を時間で積分し、積分した前記光強度を前記駆動部に出力する積分回路を備えた、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー光源装置。
  4. 　前記駆動部は、前記復路期間に前記積分回路から出力される前記光強度に基づき、前記光源の出力を調整する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のレーザー光源装置。
  5. 　請求項１から４の何れか一項に記載のレーザー光源装置と、
    　前記レーザー光源装置からの前記レーザー光が走査されることで前記画像が生成されるスクリーンと、を備え、
    　前記スクリーンは、前記スクリーンの厚さ方向から見て、前記レーザー光が照射されたときに当該レーザー光が前記スクリーンを通じてユーザに到達する可視領域と、前記可視領域の外周に位置し、前記レーザー光が照射されたときに前記スクリーンを通った当該レーザー光がユーザに到達するまでに遮断されるまたは前記レーザー光が前記スクリーンに照射されるまでに遮断される不可視領域と、を備え、
    　前記終了位置は、前記不可視領域における前記可視領域に対して前記副走査方向の前記一方向側に位置し、
    　前記開始位置は、前記不可視領域における前記可視領域に対して前記副走査方向の前記他方向側に位置し、
    　前記スクリーンにおける前記レーザー光が走査される範囲において、前記検査用光が照射される検査領域は、前記不可視領域のうち前記可視領域から最も遠い位置に形成される、
    　ことを特徴とするレーザー走査型表示装置。
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