JP7009735B2 - 画像表示装置及び物体装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置及び物体装置に関する。

従来、色光を生成する光源装置が知られている（例えば特許文献１、２参照）。

しかしながら、特許文献１、２に開示されている光源装置では、所望の色光を生成することに関して改善の余地があった。

本発明は 各々波長λ ^（Ｒ） λ ^（Ｇ） λ ^（Ｂ） の光を出射する複数の半導体レーザと、前記複数の半導体レーザからの光を合成する合成手段と、前記合成手段により合成された光を分岐する分岐手段と、前記分岐手段により分岐された一方の光を受光する受光系と、前記半導体レーザからは離れた位置に設置され、前記複数の半導体レーザの周辺の雰囲気温度を検出する検出系と、前記分岐手段により分岐された他方の光により画像を形成する画像形成素子と、を備える画像表示装置であって、前記検出系は、前記画像表示装置内の雰囲気温度を検出し、前記画像形成素子により形成された前記画像において、前記検出系により検出された温度Ｔａ、以下式（１）、及び式（２）に基づいて、基準輝度Ｌ（０）におけるｘ－ｙ色度座標系での座標値で決定される基準色を実現する前記画像の光量の比ω^（Ｒ）：ω^（Ｇ）：ω^（Ｂ）が設定されることを特徴とする画像表示装置。

但し、ω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）：画像の光量の比、Ｈ：各ビームの波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）により定義される三刺激値行列、ｘ、ｙ：ｘ－ｙ色度座標系での座標値、λ（Ｒ）、λ（Ｇ）、λ（Ｂ）：現在の波長、λ（０）（Ｒ）、λ（０）（Ｇ）、λ（０）（Ｂ）：基準波長、α（Ｒ）、α（Ｇ）、α（Ｂ）：温度係数、Ｔａ：現在の雰囲気温度、Ｔａ（０）：基準波長測定時の雰囲気温度、β（Ｒ）、β（Ｇ）、β（Ｂ）：半導体レーザの光量係数、Ｐ（Ｒ）、Ｐ（Ｇ）、Ｐ（Ｂ）：現在の半導体レーザの発光光量、Ｐ（０）（Ｒ）、Ｐ（０）（Ｇ）、Ｐ（０）（Ｂ）：基準波長測定時の半導体レーザの発光光量である。

本発明によれば、所望の色光を生成することができる。

一実施形態のＨＵＤ装置の概略構成を示す図である。 ＨＵＤ装置の制御系のハードウェア構成を示すブロック図である。 ＨＵＤ装置の機能ブロック図である。 ＨＵＤ装置の光偏向器について説明するための図である。 ２次元走査時の走査線軌跡の一例を示す図である。 ＨＵＤ装置の光源装置について説明するための図である。 Ｔａ情報取得～電流量調整の一連の処理を示す図である。 外光輝度、虚像輝度、ダウン量、パワー変調、ＰＷ変調の対応関係を示す表である。 雰囲気温度、外光輝度、階調、３色のモニタ光量の目標値（Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ））の相関関係を表すルックアップテーブルである。 半導体レーザへの注入電流の電流量とモニタ光量の関係を示すグラフである。 縦マルチモード発振する半導体レーザのスペクトル分布を示す図である。 赤色半導体レーザからの光の波長の自己温度依存性と雰囲気温度依存性を示すグラフである。 緑色半導体レーザからの光の波長の自己温度依存性と雰囲気温度依存性を示すグラフである。 青色半導体レーザからの光の波長の自己温度依存性と雰囲気温度依存性を示すグラフである。 基準波長の求め方を説明するための図である。 色光生成処理１を説明するためのフローチャートである。 波長推定処理を説明するためのフローチャートである。 モニタ光量目標値設定処理１を説明するためのフローチャートである。 注入電流設定処理を説明するためのフローチャートである。 色光生成処理２を説明するためのフローチャートである。 モニタ光量目標値設定処理２を説明するためのフローチャートである。 色光生成処理３を説明するためのフローチャートである。 モニタ光量目標値設定処理３を説明するためのフローチャートである。 変形例１の光源装置を説明するための図である。

以下に、一実施形態の画像表示装置としてのＨＵＤ装置１００について図面を参照して説明する。なお、「ＨＵＤ」は「ヘッドアップディスプレイ」の略称である。

図１には、本実施形態のＨＵＤ装置１００の全体構成が概略的に示されている。

《ＨＵＤ装置の全体構成》
ところで、ヘッドアップディスプレイの投射方式は、液晶パネル、ＤＭＤパネル（デジタルミラーデバイスパネル）、蛍光表示管（ＶＦＤ）のようなイメージングデバイスで中間像を形成する「パネル方式」と、レーザ光源から出射されたレーザビームを２次元走査デバイスで走査し中間像を形成する「レーザ走査方式」がある。特に後者のレーザ走査方式は、全画面発光の部分的遮光で画像を形成するパネル方式とは違い、各画素に対して発光／非発光を割り当てることができるため、一般に高コントラストの画像を形成することができる。

そこで、ＨＵＤ装置１００では「レーザ走査方式」を採用している。無論、投射方式として上記「パネル方式」を用いることもできる。

ＨＵＤ装置１００は、一例として、車両、航空機、船舶等の移動体に搭載され、該移動体のフロントウインドシールド５０（図１参照）を介して該移動体の操縦に必要なナビゲーション情報（例えば移動体の速度、進行方向、目的地までの距離、現在地名称、移動体前方における物体の有無や位置、制限速度等の標識、渋滞情報などの情報）を視認可能にする。この場合、フロントウインドシールド５０は、入射された光の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる透過反射部材としても機能する。以下では、ＨＵＤ装置１００がフロントウインドシールド５０を備える自動車に搭載される例を、主に説明する。

ＨＵＤ装置１００は、図１に示されるように、光源部１１、光偏向器１５及び走査ミラー２０（例えば凹面鏡）を含む光走査手段１０と、スクリーン３０と、凹面ミラー４０とを備え、フロントウインドシールド５０に対して画像を形成する光（画像光）を照射することにより、視認者Ａ（ここでは自動車の乗員である運転者）の視点位置から虚像Ｑを視認可能にする。つまり、視認者Ａは、光走査手段１０によりスクリーンに形成（描画）される画像（中間像）を、フロントウインドシールド５０を介して虚像Ｑとして視認することができる。

ＨＵＤ装置１００は、一例として、自動車のダッシュボードの下方に配置されており、視認者Ａの視点位置からフロントウインドシールド５０までの距離は、数十ｃｍから精々１ｍ程度である。

ここでは、凹面ミラー４０は、虚像Ｑの結像位置が所望の位置になるように、一定の集光パワーを有するように既存の光学設計シミュレーションソフトを用いて設計されている。

ＨＵＤ装置１００では、虚像Ｑが視認者Ａの視点位置から１ｍ以上かつ１０ｍ以下（好ましくは６ｍ以下）の位置（奥行位置）に表示されるように、凹面ミラー４０の集光パワーが設定されている。

なお、通常、フロントウインドシールドは、平面でなく、僅かに湾曲している。このため、凹面ミラー４０とフロントウインドシールド５０の曲面により、虚像Ｑの結像位置が決定される。

光源部１１では、画像データに応じて変調されたＲ、Ｇ、Ｂの３色のレーザ光が合成される。３色のレーザ光が合成された合成光の一部は、光偏向器１５の反射面に導かれる。光偏向器１５は、半導体製造プロセス等で作製されたＭＥＭＳスキャナであり、直交する２軸周りに独立に揺動可能な単一の微小ミラーを含む。なお、光偏向器１５は、１軸周りに揺動可能な微小ミラーを含むＭＥＭＳスキャナを２つ組み合わせたものであっても良い。また、スキャナとして、ＭＥＭＳスキャナに限らず、例えばガルバノスキャナやポリゴンスキャナを用いても良い。光源部１１、光偏向器１５の詳細は、後述する。

光源部１１からの画像データに応じた光（上記合成光の一部）は、光偏向器１５で偏向され、走査ミラー２０で広がりを抑制されつつ折り返されてスクリーン３０に照射される。そこで、スクリーン３０が光走査され該スクリーン３０上に中間像が形成される。なお、凹面ミラー４０は、フロントウインドシールド５０の影響で中間像の水平線が上または下に凸形状となる光学歪み要素を補正するように設計、配置されることが好ましい。

スクリーン３０を介した光は、凹面ミラー４０でフロントウインドシールド５０に向けて反射される。フロントウインドシールド５０への入射光束の一部はフロントウインドシールド５０を透過し、残部の少なくとも一部は視認者Ａの視点位置（アイポイント）に向けて反射される。この結果、視認者Ａはフロントウインドシールド５０を介して中間像の拡大された虚像Ｑを視認可能となる。すなわち、視認者から見て虚像Ｑがフロントウインドシールド５０越しに拡大表示される。

なお、フロントウインドシールド５０よりも視認者Ａの視点位置側に透過反射部材としてコンバイナを配置し、該コンバイナに凹面ミラー４０からの光を照射するようにしても、フロントウインドシールド５０のみの場合と同様に虚像表示を行うことができる。

《ＨＵＤ装置の制御系のハードウェア構成》
図２には、ＨＵＤ装置１００の制御系のハードウェア構成を示すブロック図が示されている。ＨＵＤ装置１００の制御系は、図２に示されるように、ＦＰＧＡ６００、ＣＰＵ６０２、ＲＯＭ６０４、ＲＡＭ６０６、Ｉ／Ｆ６０８、バスライン６１０、ＬＤドライバ６１１１、ＭＥＭＳコントローラ６１５を備えている。

ＦＰＧＡ６００は、画像データと、後述する照度センサ９００の出力と、走査光検出部６０の出力とに基づいてＬＤドライバ６１１１を介して後述するＬＤを制御するＬＤ制御回路７００、及びＭＥＭＳコントローラ６１５を介して光偏向器１５を制御する光偏向器制御回路を含む。ＣＰＵ６０２は、ＨＵＤ装置１００の各機能を制御する。ＲＯＭ６０４は、ＣＰＵ６０２がＨＵＤ装置の各機能を制御するために実行する画像処理用プログラムを記憶している。ＲＡＭ６０６は、ＣＰＵ６０２のワークエリアとして使用される。Ｉ／Ｆ６０８は、外部コントローラ等と通信するためのインターフェイスであり、例えば、自動車のCAN（Controller Area Network）等に接続される。

《ＨＵＤ装置の機能ブロック》
図３には、ＨＵＤ装置１００の機能を示すブロック図が示されている。ＨＵＤ装置１００は、図３に示されるように、車両情報入力部８００、外部情報入力部８０２、画像データ生成部８０４及び画像描画部８０６を備えている。車両情報入力部８００には、ＣＡＮ等から車両の情報（速度、走行距離、対象物までの距離、外界の明るさ（環境照度）等の情報）が入力される。環境照度は、ＨＵＤ装置１００が搭載される自動車の周辺環境の照度を計測する照度センサ９００の計測値であり、ＦＰＧＡ６００のＬＤ制御回路７００に送られる。外部情報入力部８０２には、外部ネットワークから車両外部の情報（ＧＰＳからのナビ情報等）が入力される。画像データ生成部８０４は、車両情報入力部８００及び外部情報入力部８０２から入力される情報に基づいて、描画すべき画像の画像データを生成し、ＦＰＧＡ６００に送る。画像描画部８０６は、制御部８０６０を備え、該制御部８０６０は、ＦＰＧＡ６００に画像描画を開始もしくは終了させるための制御信号を送信する。

《光偏向器の構成》
図４には、光偏向器１５の構成が示されている。光偏向器１５は、半導体プロセスにて製造されたＭＥＭＳスキャナであり、図４に示されるように、反射面を有するミラー１５０と、Ｘ軸方向に並ぶ複数の梁を含み、隣り合う２つの梁が折り返し部を介して蛇行するように接続された一対の蛇行部１５２とを有する。各蛇行部１５２の隣り合う２つの梁は、梁Ａ（１５２ａ）、梁Ｂ（１５２ｂ）とされ、枠部材１５４に支持されている。複数の梁には、複数の圧電部材１５６（例えばＰＺＴ）が個別に設けられている。各蛇行部の隣り合う２つの梁の圧電部材に異なる電圧を印加することで、該蛇行部の隣り合う２つの梁が異なる方向に撓み、それが蓄積されて、ミラー１５０がＸ軸周り（＝垂直方向）に大きな角度で回転することになる。このような構成により、Ｘ軸を中心とした垂直方向の光走査が、低電圧で可能となる。一方、Ｙ軸を中心とした水平方向では、ミラー１５０に接続されたトーションバーなどを利用した共振による光走査が行われる。

以上のように構成される光偏向器１５によって、スクリーン３０の画像描画領域に対してレーザビームが２次元的に走査（例えばラスタースキャン）されるとともに（図５参照）、レーザビームの走査位置に応じてＬＤの発光制御を行うことで画素毎の描画、虚像の表示を行うことができる。なお、図５において、Ｐｓは、走査線ピッチである。

《光走査、虚像表示》
ＨＵＤ装置１００からは、瞬間的にはレーザビーム径に相当する点像しか投射されないが、非常に高速に走査させるため、一フレーム画像内では十分に人間の目に残像が残っている。この残像現象を利用することで、運転者には、あたかも「表示エリア」に像を投射させているように知覚される。実際には、スクリーン３０に映った像が、凹面ミラー４０とフロントウインドシールド５０によって反射されて運転者に「表示エリア」において虚像として知覚される。このような仕組みであるので、像を表示させない場合は、ＬＤの発光を停止すれば良い。つまり、「表示エリア」において虚像が表示される箇所以外の箇所の輝度を実質０にすることが可能となる。

すなわち、ＨＵＤ装置１００による虚像の結像位置は、該虚像を結像可能な所定の「表示エリア」内の任意の位置となる。この「表示エリア」は、ＨＵＤ装置の設計時の仕様で決まる。

このように、「レーザ走査方式」を採用したことにより、表示したい部分以外では、表示の必要がないためＬＤを消灯したり、光量を低下させたりするなどの措置を取ることができる。

これに対して、例えば液晶パネル及びＤＭＤパネルのようなイメージングデバイスで中間像を表現する「パネル方式」では、パネル全体を照明する必要があるため、画像信号としては非表示とするために黒表示であったとしても、液晶パネルやＤＭＤパネルの特性上、完全には０にし難い。そのため、黒部が浮き上がって見えることがあったが、レーザ走査方式ではその黒浮きを無くすことが可能となる。

ここで、図５に示されるように、スクリーン３０における画像描画領域（「有効走査領域」とも呼ぶ）の周辺領域に、走査光検出部６０が設けられている。走査光検出部６０は、光偏向器１５の動作を検出するために設けられ、信号領域に光が照射されることで走査タイミング（ビームの走査位置）を検出し、環境や経時変化に伴う光偏向器１５の特性変化を制御して一定の画質を保つために用いられる。走査光検出部６０としては、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等を含んで構成される。走査光検出部６０の出力信号は、ＦＰＧＡ６００に送られる。

《光源部》
以下に、光源部１１について詳細に説明する。図６には、光源部１１の構成が概略的に示されている。以下では、図６等に示されるαβγ３次元直交座標系を適宜用いて説明する。

光源部１１は、一例として図６に示されるように、単数あるいは複数の発光点を有する半導体レーザと該半導体レーザを収容するパッケージとを含む光源を複数（例えば３つ）備えている。３つの光源の半導体レーザを、それぞれ半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂと呼ぶ。

３つの半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１ＢからのＲ、Ｇ、Ｂの各ビームは、表示するべき「２次元のカラー画像」の（画像情報（画像データ））に基づいて変調される。この変調は、半導体レーザから放射されるビームのピーク光量を変調する所謂「パワー変調」でも良いし、ビームのパルス幅を変調する所謂「ＰＷ変調」でも良い。この変調は、ＬＤ制御回路７００によりＬＤドライバ６１１１を介して行われる。

また、光源部１１は、上記３つの光源に加えて、複数（例えば３つ）のカップリングレンズ１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ、複数（例えば３つ）のアパーチャ部材１１３Ｒ、１１３Ｇ、１１３Ｂ、光路合成素子１１４、光路分岐素子１１５、反射ミラー１１８、集光レンズ１１６などを備えている。光源部１１の各構成部材は、筐体１１ａに組み付けられている。

各半導体レーザは、発振波長帯域が互いに異なる端面発光型の半導体レーザ（ＬＤ：レーザダイオード）である。すなわち、半導体レーザ１１１Ｒは赤色半導体レーザであり、半導体レーザ１１１Ｇは緑色半導体レーザであり、半導体レーザ１１１Ｂは青色半導体レーザである。ここでは、半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂの出射方向はいずれも＋α方向である。各半導体レーザは、ＬＤドライバ６１１１が設けられた回路基板２００に実装されている。

ＬＤ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから出射された光束Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、対応するカップリングレンズ１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂにより後続の光学系にカップリングされる。

カップリングされた光束は、対応するアパーチャ部材１１３Ｒ、１１３Ｇ、１１３Ｂにより整形される。各アパーチャ部材の開口形状は、光束の発散角等に応じて円形、楕円形、長方形、正方形等、様々な形状とすることができる。

アパーチャ部材１１３Ｂを介した光束Ｌｂは、反射ミラー１１８で－β方向に向けて反射され、光路合成素子１１４（例えばダイクロイックミラー）に入射する。

アパーチャ部材１１３Ｇを介した光束Ｌｇは、光路合成素子１１４（例えばダイクロイックミラー）で光束Ｌｂと光路合成される。詳述すると、反射ミラー１１８を介した光束Ｌｂは光路合成素子１１４の中心を－β方向に透過し、アパーチャ部材１１３Ｇを介した光束Ｌｇは光路合成素子１１４の中心で－β方向に反射される。

そして、光束Ｌｇと光束Ｌｂが合成された合成光束Ｌｇｂと、アパーチャ部材１１３Ｒを介した光束Ｌｒとが光路分岐素子１１５（例えばビームスプリッタ）で合成され、その合成光が透過光と反射光に分岐される。なお、ここでは、光路合成素子１１４、光路分岐素子１１５、反射ミラー１１８は、別体とされているが、これらの少なくとも２つは一体的に設けられても良い。

詳述すると、合成光束Ｌｇｂは、一部が光路分岐素子１１５の中心を－β方向に透過し、残部が光路分岐素子１１５の中心で＋α方向に反射される。アパーチャ部材１１３Ｒを介した光束Ｌｒは、一部が光路分岐素子１１５の中心で－β方向に反射され、残部が光路分岐素子１１５の中心を＋α方向に透過する。

すなわち、光路分岐素子１１５から、合成光束Ｌｇｂの一部と光束Ｌｒの一部が合成された合成光束Ｌｒｇｂ１が－β方向に出射され、合成光束Ｌｇｂの残部と光束Ｌｒの残部が合成された合成光束Ｌｒｇｂ２が＋α方向に出射される。

合成光束Ｌｒｇｂ１は、筐体１１ａの開口の周囲部に該開口を覆うように取り付けられた光透過窓部材５を介して光偏向器１５に照射され、スクリーン３０上での画像描画（虚像表示）に用いられる。なお、光路分岐素子１１５と光偏向器１５との間に、例えば光偏向器１５側に凹面が向くメニスカスレンズを設置しても良い。

光路分岐素子１１５から＋α方向に出射されたＲ、Ｇ、Ｂの各ビームは集光レンズ１１６を介して光検出器１１７の受光素子１１７ａに導光される。受光素子１１７ａとしては、例えばフォトダイオード（ＰＤ）やフォトトランジスタを用いることができる。光検出器１１７は、受光素子１１７ａに加えて、該受光素子１１７ａの出力電流を電圧信号（受光信号）に変換し、後述する信号処理部１２０に出力する電流電圧変換器１１７ｂを含む。

電流電圧変換器１１７ｂの後段には、受光信号を時間平均する信号処理部１２０が設けられている。信号処理部１２０は、ある時間帯Ｔに入力された受光信号を積算し、その積算値を時間平均して（Ｔで割って）時間平均光量（以下では「モニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉ」とも呼ぶ）を算出し、ＬＤ制御回路７００に出力する。なお、信号処理部１２０は、必須ではなく、電流電圧変換器１１７ｂからの受光信号をＬＤ制御回路７００に直接出力しても良い。

なお、図６から明らかなように、各半導体レーザから光路分岐素子１１５までの光路長は互いに異なる。具体的には、半導体レーザ１１１Ｂから光路分岐素子１１５までの光路長が最長であり、半導体レーザ１１１Ｒから光路分岐素子１１５までの光路長が最短である。これは、虚像で白を構成する際、ＲＧＢの合成比率は約２．５：１：０．５であり、赤の光量が多く必要であり、逆に青の光量は小さくてよいことに由来しており、半導体レーザによる光利用効率の低下を抑制するためである。

ＬＤ制御回路７００は、半導体レーザ毎の変調信号（パルス信号）を生成し、ＬＤドライバ６１１１に送る。ＬＤドライバ６１１１は、半導体レーザ毎の変調信号に応じた駆動電流を該半導体レーザに印加する。

以下では、光源部１１、光検出器１１７、ＬＤ制御回路７００を含む装置を「光源装置３００」と称する。

ここで、虚像Ｑの画素毎の色を所望の色にすること、すなわち所望の色光を生成することを考える。色は、ｘ－ｙ色度座標系で数値化できるが、半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから出射される各ビームの波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）により定義される三刺激値行列Ｈと、虚像Ｑにおける各ビームのパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）とから、次の（２）式のような関係式が成立することが一般的に知られている。

実際は、すべての色に対してこのような計算を実行するのは処理時間が膨大になるため、基準色のみ、この計算を実行することが好ましい。特に、この基準色を白色と定義すると、それ以外の色は、各半導体レーザから出射される光の光量であるＬＤ光量Ｐ_ＬＤ（発光光量）の階調レベルの組み合わせで表現できるので、あらゆる色の色光を生成する際の処理が容易になる。

ｘ－ｙ色度座標系での白色は（ｘ、ｙ）＝（１／３、１／３）であるが、これは官能評価により決定してもよい。実際に、色の見え方には人種による差異が存在することが知られており、より好ましい白色を基準色とすればよい。ここでは（ｘ、ｙ）＝（１／３、１／３）を採用する。この場合、上記（３）式は、次の（４）式のようになる。

基準色（白色）の色光を生成するためには、上記（４）式で求められたパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）となるように、半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから出射される光の光量（発光光量）であるＬＤ光量Ｐ_ＬＤ ^（Ｒ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｇ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｂ）が設定されればよい。

当然ながら、各半導体レーザからフロントウインドシールド５０までの光路上に配備されたすべての光学素子の光利用効率η_ｍａｉｎが分かっていれば、Ｐ_ＬＤ ^（Ｒ）：Ｐ_ＬＤ ^（Ｇ）：Ｐ_ＬＤ ^（Ｂ）＝ω^（Ｒ）／η_ｍａｉｎ ^（Ｒ）：ω^（Ｇ）／η_ｍａｉｎ ^（Ｇ）：ω^（Ｂ）／η_ｍａｉｎ ^（Ｂ）が成立するので、直接的にＬＤ光量Ｐ_ＬＤ ^（Ｒ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｇ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｂ）を設定することは簡単である。

しかし、虚像Ｑにおいてはビームが光偏向器１５により走査されているうえ、スクリーン３０によりビームが空間的に広がっているため、この光利用効率η_ｍａｉｎを予め求めることは容易ではない。

また、フロントウインドシールド５０近傍に受光素子を設置し、直接的にパワーバランスを計測し、その情報を各半導体レーザにフィードバックする方法も、スクリーン３０によりビームが空間的に広がっているという同様の理由により、採用できない。

そこで、発明者は、この問題を解決すべく、鋭意検討の結果、光検出器１１７及び信号処理部１２０を含む受光系の受光光量（「モニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉ」）の目標値を設定する以下の方法を発案した。

上述したように、ＨＵＤ装置１００では、信号処理部１２０でモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉが算出される。当然ながら、各半導体レーザに注入される電流量に応じてＰ_ｍｏｎｉは変化するので、パワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）となるＬＤ光量Ｐ_ＬＤ ^（Ｒ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｇ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｂ）の設定値を直接的に知る必要はなく、モニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）の設定値が分かればよい。

すなわち、パワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）となるモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）の設定値が分かれば、それぞれの設定値を目標値として半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂへの注入電流量を設定することで、そのときに半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから出射される光の光量であるＬＤ光量Ｐ_ＬＤ ^（Ｒ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｇ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｂ）は所望の設定値になっているはずである。

そして、ＨＵＤ装置１００を出荷する前のイニシャル調整に際し、ある１つの「条件」下で基準色の色光を生成したときのパワーバランスω_０ ^（Ｒ）、ω_０ ^（Ｇ）、ω_０ ^（Ｂ）及びモニタ光量Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｂ）を取得しておけば、任意の条件下における基準色の色光を得るためのモニタ光量の比は、次の（５）式から得られる。
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）：Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）：Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）＝ω^（Ｒ）／ω_０ ^（Ｒ）×Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｒ）：ω^（Ｇ）／ω_０ ^（Ｇ）×Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｇ）：ω^（Ｂ）／ω_０ ^（Ｂ）×Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｂ）・・・（５）

なぜ、上記（５）式のような計算式が必要かというと、上述の如く雰囲気温度により半導体レーザの発振波長（半導体レーザの出射光の波長）は変化し、それに伴い三刺激値行列Ｈも変化するからである。

従って、上記（４）式から雰囲気温度の変化によりパワーバランスが変化する。この変化分をタイムリーに補正しないと、虚像Ｑの色が変化してしまう。

すなわち、イニシャル調整における雰囲気温度を例えばＴ_ａ ^（０）＝２５℃とし、この温度で得られたパワーバランスω_０ ^（Ｒ）、ω_０ ^（Ｇ）、ω_０ ^（Ｂ）は、任意の雰囲気温度Ｔ_ａにおけるパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）とは異なる（但し、Ｔ_ａ＝Ｔ_ａ ^（０）のときは同じ）。このため、上記（５）式を用いてタイムリーにＰ_ｍｏｎｉの設定値を求める必要がある（図７参照）。図７には、Ｔ_ａ情報を取得してから、半導体レーザへの注入電流量を調整するまでの一連の処理が概略的に示されている。

イニシャル調整においてパワーバランスとモニタ光量を取得する「条件」としては、
（ａ）半導体レーザは連続点灯
（ｂ）階調の最大値
であることが望ましい。その理由は、基準色を例えば白色としたときに、あらゆる色の色光の生成を、各半導体レーザから出射される光の光量であるＬＤ光量Ｐ_ＬＤの階調レベルの組み合わせで表現できることから明らかである。

ここでは、階調は２５６段階（１レベル～２５６レベル）とし、最大値である２５６レベルでイニシャル調整がなされる。

当然のことであるが、このときの虚像Ｑの輝度は最大値となる。この輝度は、想定され得る外光輝度の最大値に対し、表示される画像（虚像）が視認者Ａにとって快適に見えるものでなければならない。例えば、想定され得る外光輝度の最大値は、雪による太陽光の照り返し状況が考えられ、その状況下で虚像Ｑを快適に見ることのできる輝度は約１００００ｃｄ／ｍ^２である。これを基準輝度Ｌ^（０）と定義する。

すなわち、虚像Ｑの輝度が基準輝度Ｌ^（０）＝１００００ｃｄ／ｍ^２であり、かつ基準色が白色となるように、各半導体レーザの注入電流量を調整するプロセスがイニシャル調整であり、このとき取得された、光検出器１１７の受光信号に基づくモニタ光量がＰ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｂ）であり、虚像Ｑにおけるパワーバランスがω_０ ^（Ｒ）、ω_０ ^（Ｇ）、ω_０ ^（Ｂ）である。但し、パワーバランスω_０ ^（Ｒ）、ω_０ ^（Ｇ）、ω_０ ^（Ｂ）は、各半導体レーザから出射される各ビームの波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）と基準色＝白色のｘ－ｙ色度座標から上記（４）式を用いて算出される。波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）の導出方法については、後述する。

ところで、上記（５）式は任意の条件下におけるモニタ光量の比であり、実際のモニタ光量は、正の整数ｍを使って、次の（６－１）式、（６－２）式、（６－３）式のように書ける。
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）＝ｍ×ω^（Ｒ）／ω_０ ^（Ｒ）×Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｒ）・・・（６－１）
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）＝ｍ×ω^（Ｇ）／ω_０ ^（Ｇ）×Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｇ）・・・（６－２）
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）＝ｍ×ω^（Ｂ）／ω_０ ^（Ｂ）×Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｂ）・・・（６－３）
ｍは、上記（５）式のモニタ光量比を保ったまま、各半導体レーザに注入される電流量を調整して、その結果得られる虚像Ｑの輝度が基準輝度Ｌ^（０）＝１００００ｃｄ／ｍ^２となるように決定される。

このモニタ光量は、先にも述べたように２５６階調の２５６レベルに相当するものであるが、これを更に各階調レベルのモニタ光量に展開するには次のようにすればよい。
例えば、上記（６－１）式、（６－２）式、（６－３）式から得られたモニタ光量をＰ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _２５６、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _２５６、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _２５６と改めて書き直し、階調レベルをｇ、ガンマ値をγとしたとき、次の（７－１）式、（７－２）式、（７－３）式から各階調レベルのモニタ光量が得られる。
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _ｇ＝（ｇ／２５６）^γ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _２５６・・・（７－１）
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _ｇ＝（ｇ／２５６）^γ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _２５６・・・（７－２）
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _ｇ＝（ｇ／２５６）^γ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _２５６・・・（７－３）
なお、ＨＵＤ装置の場合、一般にγ＝２．２が採用される。

ところで、外光輝度は、晴れ、曇り、雨、雪などの天候条件の他、昼と夜、トンネルの中など、さまざまに変化し得る。当然、外光輝度に応じて虚像Ｑの輝度も変える必要がある。

例えば、想定され得る外光輝度の最大値をＬ_外 ^{（Ｍａｘ）}、最小値をＬ_外 ^{（Ｍｉｎ）}とし、これを５０段階に分けたとすると、それぞれに対応した虚像Ｑの輝度も、視認者Ａにとって快適に見えるという条件から、一義的に５０段階で決定される。

そして、ここでは、先に述べたように、イニシャル調整におけるパワーバランスとモニタ光量の取得「条件」を、（ａ）半導体レーザは連続点灯としているので、虚像Ｑにおいて５０段階の輝度を実現するには、ＬＤドライバ６１１１を制御することにより、半導体レーザについて「パワー変調」か「ＰＷ変調」、或いはそれらを複合した変調を実行して、ＬＤ光量Ｐ_ＬＤの時間平均（平均光量）をダウンさせればよい。
いずれにしても、５０段階の輝度を実現するために、「パワー変調」であれば何％光量をダウンさせるべきか、「ＰＷ変調」なら何％のＤｕｔｙ比に設定するべきかを、予め決定することができる。

具体的には、「外光輝度と各半導体レーザの発光光量（ＬＤ光量Ｐ_ＬＤ）の相関関係」を表すルックアップテーブルを記憶部（例えば図２のＲＯＭ６０４、ＲＡＭ６０６等）に記憶させる。そして、そのルックアップテーブルを参照し、実際の外光輝度の情報に対応するＬＤ光量Ｐ_ＬＤを読み出し、連続点灯に対して平均光量（ＬＤ光量Ｐ_ＬＤの時間平均）を何％ダウンさせるかを算出する（図８参照）。なお、外光輝度は、ＨＵＤ装置１００が搭載される自動車の周辺環境の明るさ（照度）を計測する照度センサ９００の計測値から取得することができる。なお、記憶部として、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク等を用いても良い。また、記憶部は、例えば回路基板２００上に設けられても良い。

ここで、上記（６－１）式、（６－２）式、（６－３）式から得られたモニタ光量をＰ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _Ｍａｘ、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _Ｍａｘ、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _Ｍａｘと改めて書き直し、ダウン量をｄとすると、ｄを加味したモニタ光量は、次の（８－１）式、（８－２）式、（８－３）式のように書ける。
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _ｄ＝ｄ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _Ｍａｘ・・・（８－１）
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _ｄ＝ｄ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _Ｍａｘ・・・（８－２）
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _ｄ＝ｄ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _Ｍａｘ・・・（８－３）

言うまでもなく、このモニタ光量も２５６階調の２５６レベルに相当するものである。よって、更に各階調レベルのモニタ光量に展開するには次のようにすれば良い。
例えば上記（８－１）式、（８－２）式、（８－３）式から得られたモニタ光量をＰ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _{ｄ、２５６}、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _{ｄ、２５６}、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _{ｄ、２５６}と改めて書き直すと、次の（９－１）式、（９－２）式、（９－３）式のようにｄ、ｇを加味したモニタ光量が得られる。
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _ｄ、ｇ＝（ｇ／２５６）^γ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ） _{ｄ、２５６}・・・（９－１）
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _ｄ、ｇ＝（ｇ／２５６）^γ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ） _{ｄ、２５６}・・・（９－２）
Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _ｄ、ｇ＝（ｇ／２５６）^γ×Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ） _{ｄ、２５６}・・・（９－３）

なお、上記（９－１）式、（９－２）式、（９－３）式の間で、外光輝度によらずｄは同じ値となるが、画像データの画素毎の色情報によってｇは同じ値もしくは異なる値となる。

ここで重要なことは、任意の条件下におけるモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）は、
（Ａ）イニシャル調整で取得された、ある１つの条件下で基準色の色光を生成したときのパワーバランスω_０ ^（Ｒ）、ω_０ ^（Ｇ）、ω_０ ^（Ｂ）及びモニタ光量Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ ^（Ｂ）と、
（Ｂ）任意の条件下におけるパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）
の関数であるということである。

しかも、パワーバランスは上記（４）式から分かるように発振波長のみの関数であり、発振波長は雰囲気温度の関数であるから、雰囲気温度Ｔ_ａ毎にパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）のリストを予め作成できる。よって、イニシャル調整で（Ａ）が取得された時点で、雰囲気温度Ｔ_ａ毎、及び外光輝度毎のモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）（モニタ光量の目標値）のリストを上記（６－１）式～（９－３）式に基づいて予め生成することができる。

このリストをルックアップテーブルとして、上記記憶部に記憶させておけば、実際の半導体レーザの発光光量（実際の外光輝度の情報と等価）及び雰囲気温度の情報に基づき、そのルックアップテーブルから設定すべきモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）（モニタ光量の目標値）を読み出せばよい（図９参照）。

ルックアップテーブルを用いる方法は、データを読み出すだけで設定すべきモニタ光量が分かるので、極めてタイムリーできめ細やかな輝度の調整が可能になるが、この方式が採用できるかどうかは記憶部の記憶容量に依存する。

記憶容量が不足しているときには、上記（６－１）式～（９－３）式の処理を、条件が変わるたびに実行しなければならない。しかし、この処理は虚像Ｑに画像を生成している間でも実行できるので、ルックアップテーブルを用いる方法ほどタイムリーではないが、この処理による遅延が視認者Ａに不快感を与えることはない。

そして、このようにして求められたモニタ光量の設定値となるように、半導体レーザの注入電流量を調整するプロセスが、虚像Ｑの生成中において、画像描画領域以外の領域を走査する時間や、相前後するフレームの遷移時間に実行される（図５参照）。

このプロセスも、注入電流とモニタ光量の相関関係を予め求めておいて、その相関関係を表すルックアップテーブルを用意しておけば、よりタイムリーに虚像Ｑの輝度を所望の値に設定することが可能になるが、ＬＤ光量Ｐ_ＬＤの時間平均は、経時による劣化が充分に考えられ、ルックアップテーブルを保存して読み取る方法はリスクが大きい。そこで、経年劣化があったとしても、常に所望のモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉとなる電流量に正しく設定させるため、注入電流の電流量を調整する方式を採用することが好ましい。

温度情報は、図６に示される温度センサ１３０により検出される。温度センサ１３０は、半導体レーザの周辺の雰囲気温度を取得できる位置に設置するのが好ましい。

本実施形態では、温度センサ１３０を、一例として筐体１１ａ内における各半導体レーザからある程度離れたアパーチャ部材１１３Ｂの近傍に設置している。無論、他のアパーチャ部材近傍、反射ミラー１１８近傍、光路合成素子１１４近傍、光路分岐素子１１５近傍、集光レンズ１１６近傍等の他の位置に設けてもよいが、いずれにしても各半導体レーザの周辺の雰囲気温度を計測するのに適正な距離範囲に設置することが望ましい。

温度センサ１３０としては、半導体レーザ周辺の雰囲気温度を検出可能な温度センサであればよく、例えば熱電対、サーミスタ、測温抵抗体、放射温度計等が挙げられる。

なお、温度センサ１３０で雰囲気温度を検出するのに代えて、半導体レーザが収容されるパッケージの温度であるパッケージ温度Ｔ_ｐｋを温度センサ（以下では「パッケージ温度センサ」と呼ぶ）でモニタすることにより、雰囲気温度を抽出（検出）しても良い。パッケージ温度センサとしては、接触型及び非接触型のいずれを用いても良い。パッケージ温度Ｔ_ｐｋ、雰囲気温度Ｔ_ａ、半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤについて、Ｔ_ｐｋ＝Ｔ_ａ＋Ｔ_ＬＤが成立するので、パッケージ温度Ｔ_ｐｋと半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤから雰囲気温度Ｔ_ａを求めることができる。

ここで、半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤは、パルス発振の周期に対するｏｎ時間の比、すなわちＤｕｔｙ比に依存する。
そこで、予め各色の半導体レーザのＤｕｔｙ比に応じた該半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤをＬＤ制御回路７００のファームウェアに書き込んでおき、パッケージ温度Ｔ_ｐｋを取得したときのパルス発振の情報（各色の半導体レーザのＤｕｔｙ比）から該半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤをファームウェアから読み出して、Ｔ_ｐｋ－Ｔ_ＬＤを計算することで、雰囲気温度Ｔ_ａを求めれば良い。この際、必ずしも全ての半導体レーザについてＴ_ｐｋ－Ｔ_ＬＤを算出しＴ_ａを求める必要はなく、少なくとも１つの半導体レーザについてＴ_ｐｋ－Ｔ_ＬＤを算出しＴ_ａを求めれば良い。但し、半導体レーザ間でＴ_ｐｋ－Ｔ_ＬＤに誤差が生じることもあるので、複数の半導体レーザについてＴ_ｐｋ－Ｔ_ＬＤを算出しＴ_ａを求め、Ｔ_ａの平均値や中央値を採用することが好ましい。

また、半導体レーザを点灯していない状態（Ｄｕｔｙ比＝０％）では半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤが最も低く、半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤが最も高いのは連続点灯（Ｄｕｔｙ比＝１００％）のときであり、その間のＤｕｔｙ比の変化に対する半導体レーザの温度変化は線形性を仮定できる。
そこで、各色の半導体レーザについて、半導体レーザを点灯していない状態での半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤと、連続点灯した際の半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤとをＬＤ制御回路７００のファームウェアに書き込んでおき、パッケージ温度Ｔ_ｐｋを取得したときの半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤをＤｕｔｙ比に基づいて計算で求めても良い。この場合も、上記と同様の理由から、少なくとも１つの半導体レーザについてＴ_ＬＤを求めれば良い。

また、半導体レーザを点灯していない状態（Ｄｕｔｙ比＝０％）での半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤ＝０℃であることが一般的なので、連続点灯した際の半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤだけをＬＤ制御回路７００のファームウェアに書き込んでおき、パッケージ温度Ｔ_ｐｋを取得したときの半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤをＤｕｔｙ比に基づいて計算で求める際には、半導体レーザを点灯していない状態での半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤ＝０℃として計算で求めても良い。この場合も、上記と同様の理由から、少なくとも１つの半導体レーザについてＴ_ＬＤを求めれば良い。

以上説明したようなパッケージ温度Ｔ_ｐｋをモニタすることによる雰囲気温度Ｔ_ａの検出は、パッケージ温度センサと、半導体レーザのＤｕｔｙ比を取得するＤｕｔｙ比取得部と、上記ファームウェアと、Ｔ_ｐｋ－Ｔ_ＬＤを計算する演算部とを含む検出手段によって行われる。

なお、半導体レーザのパルス発振を高速化するためには、ＬＤドライバ６１１１と半導体レーザの配線長は短い方が好ましいが、この場合、ＬＤドライバ６１１１の駆動による発熱が、回路基板２００のグランド層を伝搬し半導体レーザの温度上昇を助長する場合がある。この場合には、半導体レーザが収容されるパッケージ温度Ｔ_ｐｋは、雰囲気温度Ｔ_ａ、半導体レーザの温度Ｔ_ＬＤ、ＬＤドライバ６１１１の温度Ｔ_ＩＣの３つの温度成分が合成された温度となる。すなわち、Ｔ_ｐｋ＝Ｔ_ａ＋Ｔ_ＬＤ＋Ｔ_ＩＣが成立する。
さらに、ＬＤドライバ６１１１が各色の半導体レーザで共通である場合には、例えば、赤色だけ点灯して、それ以外の色は点灯していない場合など、Ｄｕｔｙ比以外の影響についても考慮する必要がある。このように、半導体レーザが収容されるパッケージ温度Ｔ_ｐｋから雰囲気温度Ｔ_ａを抽出する方法においては、ＬＤドライバ６１１１の温度Ｔ_ＩＣによる影響にも配慮する必要がある。

以下に、計算により求められた、あるいはルックアップテーブルから読み出されたモニタ光量となるように電流量を設定するプロセスについて説明する。このプロセスは、例えば図５における画像描画領域以外の領域が走査される時間に実行される。

また、電流量の設定は、Ｒ・Ｇ・Ｂの色ごとに実行されるので、例えば、決定されたＰ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）となるように電流量Ｉ^（Ｒ）を調整し、その後、決定されたＰ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）となるように電流量Ｉ^（Ｇ）を調整し、その後、決定されたＰ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）となるように電流量Ｉ^（Ｂ）を調整する。

従って、図１０に示されるように、まずＩ_１、Ｉ_２、…、Ｉ_５、Ｉ_６と半導体レーザへの注入電流量を変化させ、それらに対応するモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉ ^（１）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（２）、…、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（５）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（６）を取得する。なお、実際に取得されるのは、上述したように、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（１）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（２）、…、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（５）、Ｐ_ｍｏｎｉ ^（６）と等価な時間平均された受光信号積算値である。

半導体レーザへの注入電流が発振の閾値電流よりも大きい場合に、注入電流とＬＤ光量（或いは、その代用としてのモニタ光量）は線形に変化することが分かっているので、図１０のプロットを線形補間することで、所望のＰ_ｍｏｎｉとなる注入電流の電流量を求めることができる。

これまでにも述べてきたように、パワーバランスは半導体レーザの出射光の波長（発振波長）のみで決定されるので、この波長を正しく測定、あるいは推定することが求められる。

半導体レーザの出射光の波長を測定する方法としては、光バンドパスフィルタを用いるスーパーヘテロダイン方式などが知られているが、これを導入するとＨＵＤ装置の構成が煩雑化し、大型化してしまう。

そこで、発明者は、半導体レーザの種類によらず、発振波長の温度依存性が線形であることに着目し、この性質を利用することにより半導体レーザの出射光の波長を精度よく推定できることを見出した。

なお、本明細書で「波長」と言った場合、特に断りがない限り、以下のごとく定義される「加重平均波長」を指すものとする。

図１１には、縦マルチモード発振している高出力半導体レーザのスペクトル分布が示されている。図１１に示されるスペクトル分布を発振波長帯域に有している半導体レーザでは、縦単一モード発振する半導体レーザと異なり、どの波長をこの半導体レーザの出射光の波長（推定対象の波長、発振波長）と定めるかは、極めて困難である。

しかし、ＨＵＤ装置において虚像を表示するための所望の色光を生成することを考えた場合、推定対象の波長を、縦マルチモードにおけるピーク強度の－２０ｄＢ以上の強度を有する波長成分を加重平均した波長と定義すると、この波長に基づいたパワーバランスと色光生成の相関が非常に高いことが発明者の検討で分かった。－２０ｄＢよりも小さい強度を有する波長成分は、色光生成の誤差としては殆んど無視できるし、また加重平均波長であれば、ＬＥＤなどで採用されているドミナント波長のように半導体レーザの色座標を求める必要がないので、計測も容易である。

一方、縦単一モード発振する半導体レーザでは、単一のスペクトルの波長そのものが推定対象の波長である。

以下に、「発振波長の温度依存性」（「半導体レーザの出射光の温度依存性）について具体的に説明する。

図１２～図１４には、発振波長の設計値が６５３ｎｍ（Ｒ）、５１５ｎｍ（Ｇ）、４５３ｎｍ（Ｂ）の半導体レーザについて、半導体レーザが収容されるパッケージの温度と、発振波長の実測値の関係が示されている。
図１２～図１４から、発振波長の温度依存性は、半導体レーザの種類に依らず、
（１）周辺の雰囲気温度による雰囲気温度依存性
（２）自己の発光光量に応じた自己発熱による自己温度依存性
の２種類の温度依存性があることが理解できる。

そこで、半導体レーザの出射光の波長（発振波長）を正確に推定するためには、これら２種類の温度依存性を加味する必要がある。
具体的には、半導体レーザから出射された光の波長λは、次の（１０）式で表される。
λ＝λ^（０）＋α×（Ｔ_ａ－Ｔ_ａ ^（０））＋β×（Ｐ_ＬＤ－Ｐ^（０） _ＬＤ）・・・（１０）
但し、
λ^（０）：基準波長
α：温度係数
Ｔ_ａ：現在の雰囲気温度
Ｔ_ａ ^（０）：基準波長測定時の雰囲気温度
β：ＬＤ光量係数
Ｐ_ＬＤ：現在のＬＤ光量
Ｐ^（０） _ＬＤ：基準波長測定時のＬＤ光量
なお、温度係数αは図１２～図１４における雰囲気温度依存性のグラフの傾きであり、ＬＤ光量係数βは図１２～図１４における自己温度依存性のグラフの傾きである。

基準波長λ^（０）は、上述した加重平均波長であることが望ましい。この場合、実質的に現在の波長λも加重平均波長となる。

上記（１０）式を用いることで、現在の雰囲気温度、現在のＬＤ光量がいかなる値であっても、現在の波長λを精度よく推定することができる。

ところが、ＬＤ光量Ｐ_ＬＤは、上記（６－１）式～（９－１）式、及び後述するＬＤ光量Ｐ_ＬＤとモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉの関係式である（１１）式で求められるし、あるいは図９で示したように、雰囲気温度Ｔ_ａ毎、及び外光輝度毎に計算されたルックアップテーブルと後述する（１１）式で予め分かっている。

このことは、波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）、すなわちパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）も予めルックアップテーブルとして用意できることを意味する。
ルックアップテーブルで波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）やパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）を持っておくか、条件が変わるたびに上記式（１０）を用いた計算を実行するかはともかく、いずれにしても取得される光量はＰ_ｍｏｎｉなので、Ｐ_ｍｏｎｉからＰ_ＬＤへの変換が必要となる。

当然ながら、半導体レーザから受光素子１１７ａまでの光路上に配備されたすべての光学素子の光利用効率η_ｍｏｎｉが分かっていれば、
Ｐ_ＬＤ ^（Ｒ）＝Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）／η_ｍｏｎｉ ^（Ｒ）
Ｐ_ＬＤ ^（Ｇ）＝Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）／η_ｍｏｎｉ ^（Ｇ）
Ｐ_ＬＤ ^（Ｂ）＝Ｐ_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）／η_ｍｏｎｉ ^（Ｂ）
が成立するので、直接的に半導体レーザから出射される光の光量であるＬＤ光量Ｐ_ＬＤ ^（Ｒ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｇ）、Ｐ_ＬＤ ^（Ｂ）を設定することができる。η_ｍｏｎｉは、η_ｍａｉｎを計測するよりも簡単であるが、これもイニシャル調整に際し、ある１つの「条件」下でＬＤ光量Ｐ^（０） _ＬＤ及びモニタ光量Ｐ^（０） _ｍｏｎｉを取得しておけば、任意の条件下におけるＬＤ光量は、次の（１１）式から得られる。
Ｐ_ＬＤ＝Ｐ_ｍｏｎｉ／Ｐ^（０） _ｍｏｎｉ×Ｐ_ＬＤ ^（０）・・・（１１）

そこで、現在の雰囲気温度Ｔ_ａが分かれば、上記（１０）式及び上記（４）式を連立方程式として解くことで、現在の雰囲気温度Ｔａ毎の、現在の波長λ、現在のＬＤ光量Ｐ_ＬＤを求めることができ、さらには上記（１１）式を用いてモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉを求めることができる。なお、上記（４）式は、上記（６－１）式～（６－３）式、（１１）式を用いて、現在の波長λと現在のＬＤ光量Ｐ_ＬＤの関係式に変形することができる。

また、基準波長λ^（０）は、もし半導体レーザから出射される光の発光光量が常に固定されている場合には、任意の雰囲気温度Ｔ_ａ ^（０）、及び任意のＬＤ光量Ｐ^（０） _ＬＤにおける「ある１条件」で取得された波長でよいが、ＨＵＤ装置１００による虚像Ｑとして生成される表示画像はさまざまであり、更に外部輝度に応じて虚像輝度も変える必要があることから、発光光量が１つの条件で固定されているということは一般的に考えにくい。

この場合、基準波長λ^（０）は、Ｐ^（０）＝０［Ｗ］における仮想的な波長と定義するのが好ましい。なぜならば、すべての発光光量で共通なのは、Ｐ^（０）＝０［Ｗ］以外にないからである。

当然ながら、Ｐ^（０）＝０［Ｗ］という状況下で波長を計測することはできないが、図１５に示されるように、Ｐ_１、Ｐ_２、…、Ｐ_５、Ｐ_６と半導体レーザの発光光量を変化させ、それに対応した波長λ_１、λ_２、…、λ_５、λ_６から線形補間することで、Ｐ^（０）＝０［Ｗ］における仮想的な波長として、基準波長λ^（０）を求めることができる。この際、ごく短時間であれば、雰囲気温度は略一定とみなすことができるため、基準波長の計測誤差は殆んど生じない。なお、この基準波長を求めるプロセスもイニシャル調整のステップで実施されることが好ましい。

図１５では、半導体レーザの発光光量を６段階に変化させて各段階で波長を計測しているが、これに限らず、要は、半導体レーザのＬＤ光量を少なくとも２段階に変化させて各段階で波長を計測すればよい。たいていの半導体レーザは線形性が非常によいため、例えば２段階（低ＬＤ光量と高ＬＤ光量）で波長の計測を行って得られた２つのプロットを通る直線と縦軸の交点（切片）として基準波長を求めることもできる。

なお、同一発振波長帯域（同一色）の半導体レーザ間でも、発振波長には±５ｎｍ程度の範囲の個体差があるため、基準波長を求めるプロセスは、個々の半導体レーザについて行うことが好ましい。

一方、温度係数α、ＬＤ光量係数βは、半導体レーザごとの個体差が殆んどないため、色ごとに一定値に決まる。もちろん、波長推定精度を高めるために、温度係数α、ＬＤ光量係数βを個体ごとに予め計測して、その計測値をＨＵＤ装置のファームウェアに書き込んでもよい。

図１５に示される基準波長を求めるプロセスは、波長測定器（スペクトラムアナライザ等）を用いて半導体レーザごとに行われる。取得された基準波長、基準波長測定時の雰囲気温度、基準波長測定時のＬＤ光量は、上記（１０）式に代入される。

図６に戻り、ＬＤ制御回路７００は、波長推定部７００ａ、モニタ光量目標値設定部７００ｂ、注入電流設定部７００ｃを含む。

波長推定部７００ａは、温度センサ１３０又は上記検出手段の出力に基づいて、各半導体レーザの出射光の波長を推定する。そこで、波長推定部７００ａと、温度センサ１３０又は上記検出手段とを含んで波長推定装置が構成される。

具体的には、波長推定部７００ａは、温度センサ１３０又は上記検出手段から出力される現在の雰囲気温度Ｔ_ａの情報、上記（１０）式及び上記（４）式を用いて、各半導体レーザから出射されている光の現在の波長λを算出し、その算出結果をモニタ光量目標値設定部７００ｂに送る。

モニタ光量目標値設定部７００ｂは、例えば、波長推定部７００ａからの算出結果（波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ））、画像データの画素毎の色情報及び照度センサ９００の計測値に基づいて、画素毎、色毎（半導体レーザ毎）のモニタ光量の目標値を設定し、その目標値を注入電流設定部７００ｃに送る。モニタ光量の目標値の設定方法は上述のとおりである。

注入電流設定部７００ｃは、モニタ光量目標値設定部７００ｂで設定された画素毎、色毎（半導体レーザ毎）のモニタ光量の目標値に基づいて、画素毎、半導体レーザ毎の注入電流の電流量を設定し、該電流量に基づく変調信号を走査光検出部６０からの出力信号に基づく所定のタイミングでＬＤドライバ６１１１に印加する。ＬＤドライバ６１１１は、各変調信号に応じて対応する半導体レーザを点灯させる。

これにより、３つの半導体レーザから出射光のパワーバランス及び各出射光のパワーが適正化されて所望の合成光（色光）が生成され、この合成光により画像描画領域が走査され、所望の色及び輝度の虚像が表示される。

すなわち、画像データの画素毎の色情報を忠実に再現した虚像を外光輝度に応じた輝度で表示することが可能となる。

以下に、本実施形態の光源装置３００を用いる色光生成処理１について図１６を参照して説明する。図１６のフローチャートは、ＬＤ制御回路７００によって実行される処理アルゴリズム１に基づいている。この色光生成処理１は、例えばＨＵＤ装置１００が搭載される自動車の電気系統がＯＮになりＨＵＤ装置１００が起動したときに開始される。ＨＵＤ装置１００が起動すると、光偏向器１５が動作を開始する。

ステップＳ１～Ｓ３では、それぞれ波長推定処理、モニタ光量目標値設定処理１、注入電流設定処理を実施する。ステップＳ１～Ｓ３は、走査光が有効走査領域（画像描画領域）に照射されない時間帯（画像描画されない時間帯）、例えば走査光が有効走査領域の周辺領域に照射されるときや、連続するフレーム間の遷移時間に実施される。ステップＳ１～Ｓ３については後述する。なお、ステップＳ１、Ｓ２は、走査光が有効走査領域に照射されるときに実施されても良い。

ステップＳ４では、画像データの画素毎、半導体レーザ毎に設定された注入電流を該半導体レーザに注入する。具体的には、走査光が有効走査領域に照射される時間帯（画像描画される時間帯）に、走査位置に応じて設定された注入電流を各半導体レーザに注入する。

ステップＳ５では、処理終了であるか否かを判断する。ＨＵＤ装置１００が搭載される自動車の電気系統がＯＮのとき、ここでの判断が否定されステップＳ１に戻り、ＯＦＦになったとき、ここでの判断が肯定されフローが終了する。

次に、波長推定処理（図１６のステップＳ１）について、図１７のフローチャートを参照して説明する。波長推定処理は、波長推定部７００ａによって実施される。

最初のステップＳ１２では、雰囲気温度を取得する。具体的には、温度センサ１３０又は上記検出手段での検出結果を取得する。

次のステップＳ１３では、雰囲気温度Ｔ_ａ（現在の雰囲気温度）に基づいて３つの半導体レーザの出射光の波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）を推定する。具体的には、上記（４）式、（１０）式、（１１）式を用いて波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）を算出する。ステップＳ１３が実行されると、フローは終了する。

次に、モニタ光量目標値設定処理１（図１６のステップＳ２）について、図１８のフローチャートを参照して説明する。モニタ光量目標値設定処理１は、モニタ光量目標値設定部７００ｂによって実施される。

最初のステップＳ２１では、生成すべき色光の色情報（画素毎の３色の階調レベルｇ）を取得する。具体的には、画像データの各画素の色情報から３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の階調レベルｇを取得する。

次のステップＳ２２では、生成すべき色光の輝度情報（ダウン量ｄ）を決定する。具体的には、照度センサ９００の計測値（照度）を取得し、基準輝度Ｌ^（０）＝１００００ｃｄ／ｍ^２からのダウン量ｄを求める。詳述すると、照度センサ９００の計測値（照度）を輝度に換算し、換算された輝度を基準輝度Ｌ^（０）で割ることによってｄを算出する。

次のステップＳ２３では、上記（４）式、（６－１）式～（９－３）式、ステップＳ２１で取得したｇ、ステップＳ２２で決定したｄ、図１７のステップＳ１３で推定された波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）から、画素毎の３色のモニタ光量の目標値を算出し、設定する。具体的には、ステップＳ２１で取得した画素毎の３色の階調レベルｇ、ステップＳ２２で決定したダウン量ｄを（９－１）式、（９－２）式、（９－３）式に代入し、算出された値を画素毎の３色（３つの半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ）のモニタ光量の目標値として設定する。なお、上記（４）式と波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）から、基準色（例えば白色）を基準輝度Ｌ^（０）で、かつ図１７のステップＳ１２で取得した雰囲気温度で実現するパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）を得ることができ、パワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）とｇとｄと上記（６－１）式～（９－１）式から、画素毎の３色のモニタ光量の目標値を求めることができる。ステップＳ２３が実行されるとフローは終了する。

なお、波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）、外光輝度、階調、３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のモニタ光量の目標値の相関関係を表すルックアップテーブル（図９における雰囲気温度を波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）で置き換えたルックアップテーブル）を予め作成し記憶部に保存しておき、ステップＳ２３において、該ルックアップテーブルと、取得した外光輝度、画素毎の３色の階調レベル、波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）から、画素毎の３色のモニタ光量の目標値を取得するようにしても良い。この場合、記憶部における記憶容量の増大を抑制する観点から、ルックアップテーブルは、必ずしも、全ての外光輝度、全ての階調レベル、全ての波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）、全てのモニタ光量の目標値を持っていなくても良く、これらの少なくとも１つがとびとびの値を持ち、その間の値を計算で求めても良い。なお、当該ルックアップテーブルにおける外光輝度をダウン量ｄに置き換えても良い。

また、図１８において、ステップＳ２１とステップＳ２２の順序は逆であっても良い。

次に、注入電流設定処理（図１６のステップＳ３）について、図１９のフローチャートを参照して説明する。注入電流設定処理は、注入電流設定部７００ｃによって実施される。ここでは、３つの半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂをそれぞれ第１半導体レーザ、第２半導体レーザ、第３半導体レーザと呼ぶ。

最初のステップＳ３１では、ｎに１をセットする。
次のステップＳ３２では、第ｎ半導体レーザのみに電流を注入し、注入電流を適宜変化させ、信号処理部１２０からのモニタ光量（時間平均光量）をモニタする。
次のステップＳ３３では、モニタ光量が、第ｎ半導体レーザに画素毎に設定されたモニタ光量の目標値に一致する注入電流の電流量を該画素を表示するときの電流量設定値として取得する。なお、注入電流（パルス電流）の電流量は、パルス振幅×パルス幅である。
次のステップＳ３４では、ｎ＜３であるか否かを判断する。ここでの判断が肯定されるとステップＳ３５に移行し、否定されるとフローは終了する。
ステップＳ３５では、ｎをインクリメントする。ステップＳ３５が実行されるとステップＳ３２に戻る。

図１９では、注入電流の設定の順をＲ、Ｇ、Ｂの順としているが、この順でなくても良い。

なお、注入電流設定処理は、図１９の手順に限らず、例えば図１０のグラフで示されるモニタ光量と注入電流の電流量の関係をテーブルとして記憶部に保存し該テーブルを参照してモニタ光量の実測値に対応する注入電流の電流量を取得しても良いし、図１０のグラフで示されるモニタ光量と注入電流の電流量の関係（線形な関係）を表す数式にモニタ光量の実測値を代入して該実測値に対応する注入電流の電流量を算出しても良い。

また、色光生成処理１において、波長推定処理（図１６のステップＳ１）を実施しなくても良い。例えば、モニタ光量目標値設定処理１において、雰囲気温度Ｔ_ａを取得し、上記（４）式、上記（１０）式、（１１）式を用いてモニタ光量Ｐ_ｍｏｎｉを直接的に算出しても良い。この場合、波長推定部７００ａは必要なく、温度センサ１３０又は上記検出手段の検出結果をモニタ光量目標値設定部７００ｂに送れば良い。

以下に、本実施形態の光源装置３００を用いる色光生成処理２（虚像表示処理）について図２０を参照して説明する。図２０のフローチャートは、ＬＤ制御回路７００によって実行される処理アルゴリズム２に基づいている。この色光生成処理２は、例えばＨＵＤ装置１００が搭載される自動車の電気系統がＯＮになりＨＵＤ装置１００が起動したときに開始される。ＨＵＤ装置１００が起動すると、光偏向器１５が動作を開始する。色光生成処理２では、波長を取得する必要がないため、ＬＤ制御回路７００において波長推定部７００ａは不要である。

ステップＳ４１、Ｓ４２では、それぞれモニタ光量目標値設定処理２、注入電流設定処理を実施する。ステップＳ４１、Ｓ４２は、走査光が有効走査領域（画像描画領域）に照射されない時間帯（画像描画されない時間帯）、例えば走査光が有効走査領域の周辺領域に照射されるときや、連続するフレーム間の遷移時間に実施される。なお、ステップ４１は、走査光が有効走査領域に照射されるときに実施されても良い。ステップＳ４１のモニタ光量目標値設定処理２については後述する。ステップ４２の注入電流設定処理は、図１６のステップＳ３の注入電流設定処理と同じである。

ステップＳ４３では、画像データの画素毎、半導体レーザ毎に設定された注入電流を該半導体レーザに注入する。具体的には、走査光が有効走査領域に照射される時間帯（画像描画される時間帯）に、走査位置に応じて設定された注入電流を各半導体レーザに注入する。

ステップＳ４４では、処理終了であるか否かを判断する。ＨＵＤ装置１００が搭載される自動車の電気系統がＯＮのとき、ここでの判断が否定されステップＳ４１に戻り、ＯＦＦになったとき、ここでの判断が肯定されフローが終了する。

次に、モニタ光量目標値設定処理２（図２０のステップＳ４１）について、図２１のフローチャートを参照して説明する。モニタ光量目標値設定処理２は、モニタ光量目標値設定部７００ｂによって実施される。

最初のステップＳ５１では、雰囲気温度を取得する。すなわち、温度センサ１３０又は上記検出手段での検出結果を取得する。

次のステップＳ５２では、基準色（例えば白色）の虚像を基準輝度Ｌ^（０）で実現する雰囲気温度とモニタ光量の相関関係を表すルックアップテーブル（図９から外光輝度と階調の項目を削除したルックアップテーブル）を参照して、取得した雰囲気温度に対応するモニタ光量を取得する。

次のステップＳ５３では、画像データに基づいて、生成すべき色光の色情報（画素毎の３色の階調レベルｇ）を取得する。具体的には、画像データの各画素の色情報から３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の階調レベルｇを取得する。

次のステップＳ５４では、外光輝度に基づいて、生成すべき色光の輝度情報（ダウン量ｄ）を決定し、取得する。具体的には、照度センサ９００の計測値（照度）を取得し、基準輝度Ｌ^（０）＝１００００ｃｄ／ｍ^２からのダウン量ｄを求める。詳述すると、照度センサ９００の計測値（照度）を輝度に換算し、換算された輝度を基準輝度Ｌ^（０）で割ることによってｄを算出する。

次のステップＳ５５では、（６－１）式～（９－３）式、ステップＳ５２で取得したモニタ光量、ステップＳ５３で取得した画素毎の３色の階調レベルｇ、ステップＳ５４で決定したダウン量ｄから、画素毎の３色のモニタ光量の目標値を算出し、設定する。具体的には、ステップＳ５１で取得した画素毎の３色の階調レベルｇ、ステップＳ５２で決定したダウン量ｄを（９－１）式、（９－２）式、（９－３）式に代入し、算出された値を画素毎の３色（３つの半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ）のモニタ光量の目標値として設定する。ステップＳ５５が実行されるとフローは終了する。

なお、雰囲気温度、外光輝度、階調、画素毎の３色のモニタ光量の目標値の相関関係を表すルックアップテーブル（図９のルックアップテーブル）を予め作成し記憶部に保存しておき、該ルックアップテーブルと、取得した温度センサ１３０又は上記検出手段での検出結果、外光輝度、画素毎の３色の階調レベルから、画素毎の３色のモニタ光量の目標値を取得するようにしても良い。この場合、記憶容量の増大を抑制する観点から、ルックアップテーブルは、必ずしも、全ての雰囲気温度、全ての外光輝度、全ての階調レベル、全てのモニタ光量の目標値を持っていなくても良く、これらの少なくとも１つがとびとびの値を持ち、その間の値を計算で求めるようにしても良い。なお、図９において外光輝度をダウン量ｄに置き換えても良い。

また、図２１において、ステップＳ５１の前にステップＳ５３及びステップＳ５４の少なくとも一方を行っても良い。ステップＳ５３とステップＳ５４の順序は逆でも良い。

以下に、本実施形態の光源装置３００を用いる色光生成処理３（虚像表示処理）について図２２を参照して説明する。図２２のフローチャートは、ＬＤ制御回路７００によって実行される処理アルゴリズム３に基づいている。この色光生成処理３は、例えばＨＵＤ装置１００が搭載される自動車の電気系統がＯＮになりＨＵＤ装置１００が起動したときに開始される。ＨＵＤ装置１００が起動すると、光偏向器１５が動作を開始する。色光生成処理３では、以下に述べるように波長測定器を用いるため、ＬＤ制御回路７００において波長推定部７００ａは不要である。

最初のステップＳ６１では、３つの半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂの出射光の波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）を測定する。具体的には、例えば光バンドパスフィルタを利用したスーパーヘテロダイン方式のスペクトルアナライザや、プリズムや回折格子を含む分光器等の波長測定器を用いてλ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）を測定する。波長測定器は、例えば光路分岐素子１１５で分岐され受光素子１１６もしくは光偏向器１５へ向かう光を別の光路分岐素子で分岐しその分岐光が入射する位置に配置すれば良い。

ステップＳ６２、Ｓ６３では、それぞれモニタ光量目標値設定処理３、注入電流設定処理を実施する。ステップＳ６２は、走査光が有効走査領域（画像描画領域）に照射されない時間帯（画像描画されない時間帯）、例えば走査光が有効走査領域の周辺領域に照射されるときや、連続するフレーム間の遷移時間に実施される。なお、ステップＳ６２は、走査光が有効走査領域に照射されるときに実施されても良い。ステップＳ６２のモニタ光量目標値設定処理３については後述する。ステップＳ６３の注入電流設定処理は、図１６のステップＳ３と同じである。

ステップＳ６４では、画像データの画素毎、半導体レーザ毎に設定された注入電流を該半導体レーザに注入する。具体的には、走査光が有効走査領域に照射される時間帯（画像描画される時間帯）に、走査位置に応じて設定された注入電流を各半導体レーザに注入する。

ステップＳ６５では、処理終了であるか否かを判断する。ＨＵＤ装置１００が搭載される自動車の電気系統がＯＮのとき、ここでの判断が否定されステップＳ６１に戻り、ＯＦＦになったとき、ここでの判断が肯定されフローが終了する。

次に、モニタ光量目標値設定処理３（図２２のステップＳ６２）について、図２３のフローチャートを参照して説明する。モニタ光量目標値設定処理３は、モニタ光量目標値設定部７００ｂによって実施される。

最初のステップＳ７１では、生成すべき色光の色情報（画素毎の３色の階調レベルｇ）を取得する。具体的には、画像データの各画素の色情報から３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の階調レベルｇを取得する。

次のステップＳ７２では、生成すべき色光の輝度情報（ダウン量ｄ）を決定する。具体的には、照度センサ９００の計測値（照度）を取得し、基準輝度Ｌ^（０）＝１００００ｃｄ／ｍ^２からのダウン量ｄを求める。詳述すると、照度センサ９００の計測値（照度）を輝度に換算し、換算された輝度を基準輝度Ｌ^（０）で割ることによってｄを算出する。

次のステップＳ７３では、上記（４）式、（６－１）式～（９－３）式、ステップＳ７１で取得したｇ、ステップＳ７２で決定したｄ、図２２のステップＳ６１で測定された波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）から、画素毎の３色のモニタ光量の目標値を算出し、設定する。具体的には、ステップＳ７１で取得した画素毎の３色の階調レベルｇ、ステップＳ７２で決定したダウン量ｄを（９－１）式、（９－２）式、（９－３）式に代入し、算出された値を画素毎の３色（３つの半導体レーザ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ）のモニタ光量の目標値として設定する。なお、上記（４）式と波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）から、基準色（例えば白色）を基準輝度Ｌ^（０）で、かつ図２２のステップＳ６１の波長測定時の雰囲気温度で実現するパワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）を得ることができ、パワーバランスω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）とｇとｄと上記（６－１）式～（９－１）式から、画素毎の３色のモニタ光量の目標値を求めることができる。ステップＳ７３が実行されるとフローは終了する。

なお、波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）、外光輝度、階調、３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のモニタ光量の目標値の相関関係を表すルックアップテーブル（図９における雰囲気温度を波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）で置き換えたルックアップテーブル）を予め作成し記憶部に保存しておき、ステップＳ７３において、該ルックアップテーブルと、取得した外光輝度、画素毎の３色の階調レベル、波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）から、画素毎の３色のモニタ光量の目標値を取得するようにしても良い。この場合、記憶部における記憶容量の増大を抑制する観点から、ルックアップテーブルは、必ずしも、全ての外光輝度、全ての階調レベル、全ての波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）、全てのモニタ光量の目標値を持っていなくても良く、これらの少なくとも１つがとびとびの値を持ち、その間の値を計算で求めても良い。なお、当該ルックアップテーブルにおける外光輝度をダウン量ｄに置き換えても良い。

また、図２３において、ステップＳ７１とステップＳ７２の順序は逆であっても良い。

以上説明した本実施形態の光源装置３００は、第１の観点からすると、半導体レーザ（発光素子）と、該半導体レーザからの光を受光する、受光素子１１７ａを含む受光系と、半導体レーザからの光の波長を取得する波長推定部７００ａ（取得手段）と、該波長に基づいて、所望の色光を生成するための、受光系のモニタ光量（受光光量）の目標値を設定するモニタ光量目標値設定部７００ｂ（設定手段）と、半導体レーザの発光光量（半導体レーザへの注入電流の電流量）をモニタ光量が目標値となるよう調整する注入電流設定部７００ｃ（調整手段）と、を備えている。

本明細書において「所望の色光」とは、少なくとも色再現性が良い（合成される各色光のパワーバランスが適切な）色光（合成光（単色光もしくは複色光））を意味し、より好ましくは色再現性が良く、かつ視認性が良い（適切な明るさ）色光（合成光）を意味する。

第１の観点からの光源装置３００によれば、所望の色光を生成することができる。

また、光源装置３００は、半導体レーザ周辺の雰囲気温度を検出する検出系（温度センサ１３０や上記検出手段）を更に備え、波長推定部７００ａは、受光系のモニタ光量及び温度センサ１３０の計測温度に基づいて波長を推定する。

この場合、専用の波長測定器を用いずに波長を取得できるため、構成の煩雑化を抑制できる。

また、本実施形態の光源装置３００は、第２の観点からすると、半導体レーザ（発光素子）と、該半導体レーザからの光を受光する、受光素子１１７ａを含む受光系と、半導体レーザ周辺の雰囲気温度を検出する検出系（温度センサ１３０や上記検出手段）と、該検出系での検出結果に基づいて、所望の色光を生成するための、受光系のモニタ光量の目標値を設定するモニタ光量目標値設定部７００ｂ（設定手段）と、半導体レーザの発光光量（半導体レーザへの注入電流の電流量）をモニタ光量が目標値となるよう調整する注入電流設定部７００ｃと、を備えている。

また、本実施形態の光源装置３００は、第３の観点からすると、半導体レーザ（発光素子）と、該半導体レーザからの光を受光する、受光素子１１７ａを含む受光系と、半導体レーザ周辺の雰囲気温度を検出する検出系（温度センサ１３０や上記検出手段）と、所望の色光を生成するための、少なくとも受光系のモニタ光量（受光光量）の目標値と雰囲気温度の相関関係を表すルックアップテーブル（テーブル）が格納された記憶部と、検出系での検出結果及びルックアップテーブルに基づいて、所望の色光を生成するためのモニタ光量の目標値を設定するモニタ光量目標値設定部７００ｂ（設定手段）と、半導体レーザの発光光量（半導体レーザへの注入電流の電流量）をモニタ光量が目標値となるよう調整する注入電流設定部７００ｃと、を備えている。

また、本実施形態の光源装置３００は、第４の観点からすると、半導体レーザと、該半導体レーザからの光を受光する、受光素子１１７ａを含む受光系と、半導体レーザ周辺の雰囲気温度を検出する検出系（温度センサ１３０や上記検出手段）と、基準色の色光（所定の色光）を生成するための、少なくとも受光系のモニタ光量（受光光量）の目標値である第１の目標値と雰囲気温度の相関関係を表すルックアップテーブル（テーブル）が格納された記憶部と、検出系での検出結果及びルックアップテーブルに基づいて、所望の色光を生成するための受光系のモニタ光量（受光光量）の目標値である第２の目標値を設定するモニタ光量目標値設定部７００ｂと、半導体レーザの発光光量（半導体レーザへの注入電流の電流量）をモニタ光量が第２の目標値となるよう調整する注入電流設定部７００ｃ（調整手段）と、を備えている。

第２～第４の観点からの光源装置３００によれば、所望の色光を生成することができる。

この場合、所望の色光をより精度良く生成することができる。

また、温度センサ１３０は、半導体レーザの温度の影響を受け難い位置に配置されていることが好ましい。

また、λ＝λ^（０）＋α×（Ｔ_ａ－Ｔ_ａ ^（０））＋β×（Ｐ－Ｐ^（０））が成立する。
但し、λ：現在の波長
λ^（０）：基準波長
α：温度係数
Ｔ_ａ：現在の雰囲気温度
Ｔ_ａ ^（０）：基準波長測定時の雰囲気温度
β：半導体レーザの光量係数
Ｐ：現在の半導体レーザの発光光量
Ｐ^（０）：基準波長測定時の半導体レーザの発光光量

また、基準波長λ^（０）をＰ^（０）＝０［Ｗ］における仮想的な波長とすることが好ましい。

また、半導体レーザは縦マルチモード発振しており、基準発振波長λ^（０）は、縦マルチモードにおけるピーク強度の－２０ｄＢ以上の強度を有する波長成分を加重平均した波長であることが好ましい。この場合、所望の色光を精度良く生成することができる。

なお、基準発振波長λ^（０）は、このような加重平均波長に限定されず、要は、縦マルチモードのスペクトル分布（例えば図１１参照）に含まれる波長であれば良い。例えばピーク強度となる波長でも良い。

また、ＨＵＤ装置１００が表示する虚像Ｑ（表示画像）において基準色を基準輝度Ｌ^（０）で、かつ基準温度Ｔ^（０）で実現する虚像Ｑの色毎の比（虚像ＱにおけるＮ色のパワーバランス）をω_１ ^（０）：ω_２ ^（０）：…：ω_Ｎ ^（０）とし、対応するモニタ光量の比をＰ_１ ^（０） _ｍｏｎｉ：Ｐ_２ ^（０） _ｍｏｎｉ：…：Ｐ_Ｎ ^（０） _ｍｏｎｉとし、虚像Ｑにおいて基準色を基準輝度Ｌ^（０）で、かつ任意の温度Ｔで実現する虚像Ｑの色毎の比（虚像ＱにおけるＮ色のパワーバランス）をω_１：ω_２：…：ω_Ｎとしたとき、対応するモニタ光量の目標値の比がω_１／ω_１ ^（０）×Ｐ_１ ^（０） _ｍｏｎｉ：ω_２／ω_２ ^（０）×Ｐ_２ ^（０） _ｍｏｎｉ：…：ω_Ｎ／ω_Ｎ ^（０）×Ｐ_Ｎ ^（０） _ｍｏｎｉに設定されることが好ましい。但し、Ｎ：半導体レーザの個数

また、基準輝度Ｌ^（０）は、複数の半導体レーザが連続点灯し、かつ階調の最大値のときに得られる輝度であることが好ましい。

また、基準色は白色であることが好ましい。なお、基準色を白色以外の色としても良い。

また、モニタ光量目標値設定部７００ｂは、周辺環境の照度（照度センサ９００の計測値）に応じて決定される所望の色光の輝度に基づいてモニタ光量の目標値を設定することが好ましい。この場合、外光輝度に応じた輝度の色光を生成できる。

また、モニタ光量目標値設定部７００ｂは、画像データから得られる所望の色光の色情報に基づいてモニタ光量の目標値を設定することが好ましい。この場合、画像データに応じて色再現性の良い色光を生成できる。

また、光源装置３００は、合成手段を介した光を透過光と反射光に分岐する光路分岐素子１１５（分岐手段）を更に備え、受光系は反射光を受光する。この場合、受光素子１１７ａが１つで足りる。

また、光源装置３００と、該光源装置３００からの光により画像を形成する光偏向器１５（画像形成素子）と、該光偏向器１５を介した光が照射されるスクリーン３０と、を備えるＨＵＤ装置１００（画像表示装置）によれば、画像を再現性良く、かつ視認性良く表示することができる。

また、ＨＵＤ装置１００は、スクリーン３０を介した光をフロントウインドシールド５０（透過反射部材）に向けて投射する凹面ミラー４０（投光部）を更に備えている。虚像を再現性良く、かつ視認性良く表示することが可能である。

また、ＨＵＤ装置１００と、該ＨＵＤ装置１００が搭載される移動体と、を備える移動体装置によれば、再現性及び視認性に優れた虚像を移動体の操縦者に提供することができる。

また、本実施形態の色光生成方法は、第１の観点からすると、半導体レーザからの光の波長を取得する工程と、該波長に基づいて、所望の色光を生成するための、半導体レーザからの光を受光する、受光素子１１７ａを含む受光系のモニタ光量（受光光量）の目標値を設定する工程と、半導体レーザの発光光量をモニタ光量が目標値となるよう調整する工程と、を含む。

また、本実施形態の色光生成方法は、第２の観点からすると、半導体レーザ周辺の雰囲気温度を検出する工程と、該検出する工程での検出結果に基づいて、所望の色光を生成するための、半導体レーザからの光を受光する、受光素子１１７ａを含む受光系のモニタ光量の目標値を設定する工程と、半導体レーザの発光光量（半導体レーザへの注入電流の電流量）をモニタ光量が目標値となるよう調整する工程と、を含む。

また、本実施形態の色光生成方法は、第３の観点からすると、半導体レーザ周辺の雰囲気温度を検出する工程と、所望の色光を生成するための、少なくとも半導体レーザからの光を受光する、受光素子１１７ａを含む受光系のモニタ光量（受光光量）の目標値と雰囲気温度の相関関係を表すルックアップテーブル（テーブル）及び検出する工程での検出結果に基づいて、所望の色光を生成するための目標値を設定する工程と、半導体レーザの発光光量（半導体レーザへの注入電流の電流量）をモニタ光量が目標値となるよう調整する工程と、を含む。

また、本実施形態の色光生成方法は、第４の観点からすると、半導体レーザ周辺の雰囲気温度を検出する工程と、基準色の色光（所定の色光）を生成するための、少なくとも、半導体レーザからの光を受光する、受光素子１１７ａを含む受光系のモニタ光量（受光光量）の目標値である第１の目標値と雰囲気温度の相関関係を表すルックアップテーブル（テーブル）及び検出する工程での検出結果に基づいて、基準色の色光を生成するための第１の目標値を取得する工程と、取得された第１の目標値に基づいて、所望の色光を生成するための受光系のモニタ光量の目標値である第２の目標値を設定する工程と、半導体レーザの発光光量（半導体レーザへの注入電流の電流量）をモニタ光量が第２の目標値となるよう調整する工程と、を含む。

第１～第４の観点からの色光生成方法によれば、所望の色光を生成することができる。

なお、本発明の光源装置、画像表示装置、物体装置、色光生成方法は、上記実施形態で説明した構成、方法に限定されず、適宜変更可能である。

例えば図２４に示される変形例１の光源装置３００´のように、光路分岐素子１１５の代わりに光路合成素子１１５´（例えばダイクロイックミラー）を設け、光路合成素子１１５´を介した光を光路分岐素子１１９（例えばビームスプリッタ）で透過光（Ｌｒｇｂ１）と反射光（Ｌｒｇｂ２）に分岐し、該反射光を集光レンズ１１６を介して受光素子１１７ａで受光するようにしても良い。

以上の説明では、半導体レーザの出射光の波長の雰囲気温度依存性と自己温度依存性の両面から出射光の波長を推定したが、例えば半導体レーザの雰囲気温度が略一定と見做せる環境下では、変形例２として、自己温度依存性のみ（受光素子１１７ａの受光光量もしくは平均化光量のみ）に基づいて出射光の波長を推定しても良い。この場合には、温度センサ１３０や上記検出手段が設けられなくても良い。

ここで、「半導体レーザの雰囲気温度が略一定と見做せる環境下」とは、ＨＵＤ装置１００が搭載される車両内の温度が空調によって略一定に保たれる場合や、本発明の発光素子及び波長推定装置を含む光源装置を備える画像表示装置としての、ヘッドマウントディスプレイ装置、プロンプタ装置、プロジェクタ装置を室内で使用する場合に該室内の温度が空調によって略一定に保たれている場合が想定される。

具体的には、次の（２）式を用いて出射光の波長を推定することができる。
λ＝λ^（０）＋β×（Ｐ－Ｐ^（０））…（２）
但し、λ：現在の波長
λ^（０）：基準波長
β：光量係数
Ｐ：現在の発光光量
Ｐ^（０）：基準波長測定時の発光光量

この場合も、上記実施形態と同様にして基準波長を求めることができる（図１５参照）。この場合、縦マルチモード発振する半導体レーザにおいて、推定対象の波長を、例えば上記加重平均した波長としても良いし、ピーク強度での波長としても良い。

また、波長推定装置もしくは波長測定器を複数の半導体レーザに対応して複数設けても良い。例えば、各半導体レーザからの光を分岐素子（例えば半導体レーザを収容するパッケージの開口（出射口）を覆うカバーガラスや、ハーフミラーや、ビームスプリッタ等）で分岐して、対応する波長推定装置や波長測定器に入射させても良い。

また、上記実施形態でも説明したように、ルックアップテーブルは、図９において雰囲気温度の項目に代えて、波長の項目やパワーバランスの項目を設けても良いし、図９において雰囲気温度の項目に加えてモニタ光量の項目を設けても良い。この場合も、各項目において必ずしも全ての値を持つ必要はなく、とびとびの値を持ち、その間の値を計算によって求めるようにしても良い。

また、半導体レーザとして端面発光型の半導体レーザを用いる場合には、一端面から出射された光を画像形成、虚像表示に用い、他端面から出射された光を対応する波長推定装置や波長測定器に入射させても良い。

また、受光素子と波長測定器の双方を設けても良い。すなわち、各半導体レーザからの光の一部を画像形成、虚像表示に用い、他の一部を波長測定器に導き、残部を受光素子に導いても良い。

また、半導体レーザからの光により画像を形成する画像形成素子として、ＭＥＭＳスキャナの他、ポリゴンスキャナやガルバノスキャナを用いることができる。

また、上記実施形態及び各変形例では、発光素子としてＬＤ（端面発光型の半導体レーザ）を用いているが、例えば面発光型の半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の他の半導体レーザやＬＥＤ（発光ダイオード）を用いても良い。

また、上記実施形態及び各変形例では、光源装置が有する発光素子の数は、複数であるが単数であっても良い。すなわち、単一の発光素子で単色光を生成する場合にも、上記実施形態や各変形例の構成を採用可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態及び各変形例では、投光部は、凹面ミラー４０から構成されているが、これに限らず、例えば、凸面鏡から構成されても良い。

また、上記実施形態及び各変形例では、ＨＵＤ装置１００は、走査ミラー２０を有しているが、有していなくても良い。すなわち、光偏向器１５で偏向された光を、光路を折り返さずに、スクリーン３０に直接照射もしくは凸面レンズを介して照射するようにしても良い。また、走査ミラー２０として平面鏡を用いても良い。

また、透過反射部材は、移動体のフロントウインドシールドに限らず、例えばサイドウインドシールド、リアウインドシールド等であっても良く、要は、透過反射部材は、移動体に設けられ、移動体の搭乗者が該移動体の外部を視認するための窓部材（ウインドシールド）であることが好ましい。

また、上記実施形態及び各変形例では、画像表示装置（ＨＵＤ）は、例えば車両、航空機、船舶等の移動体に搭載用のものとして説明したが、要は、物体に搭載されるものであれば良い。なお、「物体」は、移動体の他、恒常的に設置されるものや運搬可能なものを含む。

また、本発明は、上記実施形態で説明したようにＨＵＤ装置への適用が好適であるが、ＨＵＤ装置のみならず、例えばヘッドマウントディスプレイ装置、プロンプタ装置、プロジェクタ装置への適用も可能である。この場合も、所望の色光を生成することが可能である。

例えば、プロジェクタ装置に適用する場合には、該プロジェクタ装置をＨＵＤ装置１００と同様に構成することができる。すなわち、凹面ミラー４０を介した画像光を映写幕や壁面等に投影すれば良い。なお、凹面ミラー４０を設けずにスクリーン３０を介した画像光を映写幕や壁面等に投射しても良い。また、凹面ミラー４０の代わりに自由曲面ミラーを用いても良い。また、スクリーン３０を設けずに、光偏向器１５からの画像光を映写幕や壁面等に直接的又はミラーを介して投影しても良い。

なお、本発明において、色光の色再現性のみを向上する観点からは、必ずしも外光輝度（環境照度）に応じて色光の輝度を設定する必要はない。すなわち、必ずしも照度センサ等により周辺環境の明るさ（輝度や照度）を取得する必要はない。しかし、視認性向上の観点から、本発明の画像表示装置が表示する画像や虚像の輝度を該画像表示装置の使用環境の明るさに応じた値に設定することが好ましい。

以下に、発明者らが上記実施形態及び各変形例を発案するに至った思考プロセスを説明する。

従来、画像光を生成し、該画像光を車輌等の移動体のウインドシールドに照射して、虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置（以下「ＨＵＤ装置」とも呼ぶ）が知られている。

例えば特許文献１、２には、３波長の半導体レーザからの光を合成し、虚像を表示するＨＵＤ装置が開示されている。

このＨＵＤ装置において、所望の色光を色再現性良く生成し虚像を表示させるには、３波長の半導体レーザから放射されるビームの波長に基づき、それぞれの半導体レーザから放射されるビームのパワーバランスを適切に設定する必要がある。

しかし、従来のＨＵＤ装置では、３波長の半導体レーザから放射されるビームのパワーバランスを所望のパワーバランスに設定することに関して改善の余地があった。すなわち、従来のＨＵＤ装置では、所望の色光を生成することに関して改善の余地があった。

そこで、発明者は、この課題を解決すべく、鋭意検討の末、上記実施形態及び各変形例を発案するに至った。

１５…光偏向器（画像形成素子）、２０…走査ミラー（光学系の一部）、３０…スクリーン（光学系の一部）、４０…凹面ミラー（光学系の一部）、５０…フロントウインドシールド（透過反射部材）、１００…ＨＵＤ装置（画像表示装置）、１１４…光路合成素子（合成手段の一部）、１１５…光路分岐素子（分岐手段）、１１５´…光路合成素子（合成手段の一部）、１１８…反射ミラー（合成手段の一部）、１１９…光路分岐素子（分岐手段）、１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ…半導体レーザ（発光素子）、３００、３００´…光源装置、７００ａ…波長推定部（取得手段）、７００ｂ…モニタ光量目標値設定部（設定手段）、７００ｃ…注入電流設定部（調整手段）。

特許第５３０４３８０号公報 特開２０１５－１４８６６５号公報

Claims (8)

1. 各々波長λ ^（Ｒ） λ ^（Ｇ） λ ^（Ｂ） の光を出射する複数の半導体レーザと、
   前記複数の半導体レーザからの光を合成する合成手段と、
   前記合成手段により合成された光を分岐する分岐手段と、
   前記分岐手段により分岐された一方の光を受光する受光系と、
   前記半導体レーザからは離れた位置に設置され、前記複数の半導体レーザの周辺の雰囲気温度を検出する検出系と、
   前記分岐手段により分岐された他方の光により画像を形成する画像形成素子と、を備える画像表示装置であって、
   前記検出系は、前記画像表示装置内の雰囲気温度を検出し、
   前記画像形成素子により形成された前記画像において、前記検出系により検出された温度Ｔａ、以下式（１）、及び式（２）に基づいて、基準輝度Ｌ（０）におけるｘ－ｙ色度座標系での座標値で決定される基準色を実現する前記画像の光量の比ω^（Ｒ）：ω^（Ｇ）：ω^（Ｂ）が設定されることを特徴とする画像表示装置。
   

   

   但し、ω^（Ｒ）、ω^（Ｇ）、ω^（Ｂ）：画像の光量の比
   Ｈ：各ビームの波長λ^（Ｒ）、λ^（Ｇ）、λ^（Ｂ）により定義される三刺激値行列
   ｘ、ｙ：ｘ－ｙ色度座標系での座標値
   λ（Ｒ）、λ（Ｇ）、λ（Ｂ）：現在の波長
   λ（０）（Ｒ）、λ（０）（Ｇ）、λ（０）（Ｂ）：基準波長
   α（Ｒ）、α（Ｇ）、α（Ｂ）：温度係数
   Ｔａ：現在の雰囲気温度
   Ｔａ（０）：基準波長測定時の雰囲気温度
   β（Ｒ）、β（Ｇ）、β（Ｂ）：半導体レーザの光量係数
   Ｐ（Ｒ）、Ｐ（Ｇ）、Ｐ（Ｂ）：現在の半導体レーザの発光光量
   Ｐ（０）（Ｒ）、Ｐ（０）（Ｇ）、Ｐ（０）（Ｂ）：基準波長測定時の半導体レーザの発光光量
2. 当該画像表示装置によって表示される表示画像において基準色を基準輝度Ｌ（０）で、かつ基準温度Ｔ（０）で実現する前記表示画像の色毎の光量の比をω０^（Ｒ）：ω０^（Ｇ）：ω０^（Ｂ）とし、受光光量の比をＰ（０）ｍｏｎｉ^（Ｒ）：Ｐ（０）ｍｏｎｉ^（Ｇ）：Ｐ（０）ｍｏｎｉ^（Ｂ）とし、前記表示画像において基準色を基準輝度Ｌ（０）で、かつ任意の温度Ｔで実現する前記表示画像の色毎の光量の比をω^（Ｒ）：ω^（Ｇ）：ω^（Ｂ）としたとき、目標値の比がω^（Ｒ）／ω０^（Ｒ）×Ｐ（０）ｍｏｎｉ^（Ｒ）：ω^（Ｇ）／ω０^（Ｇ）×Ｐ（０）ｍｏｎｉ^（Ｇ）：ω^（Ｂ）／ω０^（Ｂ）×Ｐ（０）ｍｏｎｉ^（Ｂ）に設定されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記基準輝度Ｌ（０）は、前記複数の半導体レーザが連続点灯し、かつ階調の最大値の
   ときに得られる輝度であることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記基準色は白色であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置。
5. 基準波長λ（０）は、発光光量を変化させ、それに対応した波長から線形補完することでＰ（０）＝０［Ｗ］における仮想的な波長とすることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記半導体レーザは縦マルチモード発振しており、
   基準波長λ（０）は、前記縦マルチモードにおけるピーク強度の－２０ｄＢ以上の強度を有する波長成分を加重平均した波長であることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の画像表示装置と、
   前記画像表示装置が搭載される物体と、を備える物体装置。
8. 前記物体は、移動体であることを特徴とする請求項７に記載の物体装置。

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