(57)【要約】【課題】結像距離の異なる画像を互いの迷光の影響を受けることなく表示することが可能な表示装置及び投影装置を提供する。【解決手段】ヘッドアップディスプレイシステム１００は、主に、光源ユニット１と、スクリーン２と、波長選択自発光フィルム４と、フロントガラス１０とを有する。光源ユニット１は、可視波長のＲＧＢ光を可視光照射領域Ａｒｇｂ上に投影し、非可視波長の紫外光を可視光照射領域Ａｒｇｂとは異なる波長選択自発光フィルム４に投影する。スクリーン２は、ＲＧＢ光が入射し、ＲＧＢ光に基づく画像（中間像）が結像する。フロントガラス１０は、スクリーン２からのＲＧＢ光を観察者に向けて反射し、ＲＧＢ光に基づく画像を虚像Ｉｖとして視認させる。波長選択自発光フィルム４は、紫外光が入射し、紫外光が入射した箇所が可視光を発光することで観察者に紫外光に基づく画像を実像として視認させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１画像に対応する可視波長の第１光を第１領域に投影し、第２画像に対応する非可視波長の第２光を前記第１領域とは異なる第２領域に投影する一の投影部と、
前記第１光が入射し、前記第１光による前記第１画像が結像するスクリーンと、
前記スクリーンからの光を観察者に向けて反射して、前記第１画像を虚像として視認させる反射部材と、
前記第２光が入射し、前記第２光が入射した箇所が可視光を発光することで前記観察者に前記第２画像を実像として視認させる発光部材と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記投影部は、
前記第１光として可視光ビームを射出する可視光光源と、
前記第２光として非可視光ビームを射出する非可視光光源と、
前記第１光、及び前記第２光を外部に投影する共用の光学系と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記共用の光学系は、
前記可視光ビームと前記非可視光ビームの光軸を一致させる光学素子と、
前記光学素子からの光ビームにより前記第１領域及び、前記第２領域を走査する走査手段と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記可視光光源は、前記走査手段が前記第１領域を走査する期間内で、前記可視光ビームを射出可能であり、
前記非可視光光源は、前記走査手段が前記第２領域を走査する期間内で、前記非可視光ビームを射出可能であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記観察者に、前記第１画像の虚像、及び前記第２画像の実像を拡大して視認させるための一の拡大ミラーを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記反射部材は、車両のフロントガラスであり、
前記発光部材は、可視光を透過するものであって、前記フロントガラスに設置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記投影部は、前記非可視波長の第２光として紫外線を投影し、
前記発光部材は、紫外線が入射した箇所が可視光を発光することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
第１画像に対応する可視光ビームを射出する可視光光源と、
第２画像に対応する非可視光ビームを射出する非可視光光源と、
前記第１光、及び前記第２光を外部に投影する共用の光学系と、
を備えることを特徴とする投影装置。
【請求項９】
前記共用の光学系として、
前記可視光ビームと前記非可視光ビームの光軸を一致させる光学素子と、
前記光学素子からの可視光ビームにより第１領域を走査し、かつ、前記光学素子からの非可視光ビームにより前記第１領域と異なる第２領域を走査する走査手段と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の投影装置。
【請求項１０】
前記可視光光源は、前記走査手段が前記第１領域を走査する期間内で、前記可視光ビームを射出可能であり、
前記非可視光光源は、前記走査手段が前記第２領域を走査する期間内で、前記非可視光ビームを射出可能であることを特徴とする請求項９に記載の投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画像を表示させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ユーザに異なる表示距離の表示像を視認させるヘッドアップディスプレイが開示されている。例えば、特許文献１には、投影部から出射される投影光を受光し、入射した投影光の一部の結像距離を変える結像位置調整ミラーと、結像距離が長い投影光、および結像距離が短い投影光のそれぞれを実像として結像する複数のスクリーンとを備えるヘッドアップディスプレイが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１７３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のヘッドアップディスプレイでは、互いの迷光の影響を受けることにより、結像距離が長い画像と結像距離が短い画像の両方が画質劣化する場合があった。特に一方の表示位置に輝度の高い画像を表示し、他の一方の表示位置に輝度の低い画像を表示する場合に輝度の低い画像の画質が顕著に悪化してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、結像距離の異なる画像を互いの迷光の影響を受けることなく表示することが可能な表示装置及び投影装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項に記載の発明は、表示装置であって、第１画像に対応する可視波長の第１光を第１領域に投影し、第２画像に対応する非可視波長の第２光を前記第１領域とは異なる第２領域に投影する一の投影部と、前記第１光が入射し、前記第１光による前記第１画像が結像するスクリーンと、前記スクリーンからの光を観察者に向けて反射して、前記第１画像を虚像として視認させる反射部材と、前記第２光が入射し、前記第２光が入射した箇所が可視光を発光することで前記観察者に前記第２画像を実像として視認させる発光部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項に記載の発明は、投影装置であって、第１画像に対応する可視光ビームを射出する可視光光源と、第２画像に対応する非可視光ビームを射出する非可視光光源と、前記第１光、及び前記第２光を外部に投影する共用の光学系と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成を示す。
【図２】光源ユニットの構成を示す。
【図３】運転者が視認するフロントガラスの表示である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の好適な実施形態では、表示装置であって、第１画像に対応する可視波長の第１光を第１領域に投影し、第２画像に対応する非可視波長の第２光を前記第１領域とは異なる第２領域に投影する一の投影部と、前記第１光が入射し、前記第１光による前記第１画像が結像するスクリーンと、前記スクリーンからの光を観察者に向けて反射して、前記第１画像を虚像として視認させる反射部材と、前記第２光が入射し、前記第２光が入射した箇所が可視光を発光することで前記観察者に前記第２画像を実像として視認させる発光部材と、を備える。
【００１０】
上記表示装置は、一の投影部と、スクリーンと、反射部材と、発光部材とを備える。投影部は、第１画像に対応する可視波長の第１光を第１領域に投影し、第２画像に対応する非可視波長の第２光を第１領域とは異なる第２領域に投影する。スクリーンは、第１光が入射し、第１光による第１画像が結像する。反射部材は、スクリーンからの光を観察者に向けて反射して、第１画像を虚像として視認させる。発光部材は、第２光が入射し、第２光が入射した箇所が可視光を発光することで観察者に第２画像を実像として視認させる。この態様により、表示装置は、第１光及び第２光の迷光が生じる場合であっても、これらの影響を受けることなく、第１画像及び第２画像のそれぞれを明瞭に表示させることができる。
【００１１】
上記表示装置の一態様では、前記投影部は、前記第１光として可視光ビームを射出する可視光光源と、前記第２光として非可視光ビームを射出する非可視光光源と、前記第１光、及び前記第２光を外部に投影する共用の光学系と、を備える。この態様により、表示装置は、一の投影部により好適に第１光と第２光とを外部へ射出することができる。
【００１２】
上記表示装置の他の一態様では、前記共用の光学系は、前記可視光ビームと前記非可視光ビームの光軸を一致させる光学素子と、前記光学素子からの光ビームにより前記第１領域及び、前記第２領域を走査する走査手段と、を含む。この態様により、表示装置は、投影部の小型化を実現しつつ、反射部材に第１光を照射させ、発光部材に第２光を照射させることができる。
【００１３】
上記表示装置の他の一態様では、前記可視光光源は、前記走査手段が前記第１領域を走査する期間内で、前記可視光ビームを射出可能であり、前記非可視光光源は、前記走査手段が前記第２領域を走査する期間内で、前記非可視光ビームを射出可能である。この態様により、表示装置は、反射部材に第１光を照射させて虚像を表示すると共に、発光部材に第２光を照射させて実像を表示させることができる。
【００１４】
上記表示装置の好適な例では、前記観察者に、前記第１画像の虚像、及び前記第２画像の実像を拡大して視認させるための一の拡大ミラーを含む。上記表示装置の他の好適な例では、前記反射部材は、車両のフロントガラスであり、前記発光部材は、可視光を透過するものであって、前記フロントガラスに設置される。上記表示装置のさらに別の好適な例では、前記投影部は、前記非可視波長の第２光として紫外線を投影し、前記発光部材は、紫外線が入射した箇所が可視光を発光する。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、投影装置であって、第１画像に対応する可視光ビームを射出する可視光光源と、第２画像に対応する非可視光ビームを射出する非可視光光源と、前記第１光、及び前記第２光を外部に投影する共用の光学系と、を備える。投影装置は、この態様により、小型化を実現しつつ、第１画像を表示するための可視光ビームと、第２画像を表示するための非可視光ビームとを好適に射出することができる。
【００１６】
上記投影装置の一態様では、前記共用の光学系として、前記可視光ビームと前記非可視光ビームの光軸を一致させる光学素子と、前記光学素子からの可視光ビームにより第１領域を走査し、かつ、前記光学素子からの非可視光ビームにより第２領域を走査する走査手段と、を備える。この態様により、投影装置は、小型化を実現しつつ、第１画像及び第２画像をそれぞれ好適に表示させることができる。
【００１７】
上記投影装置の他の一態様では、前記可視光光源は、前記走査手段が前記第１領域を走査する期間内で、前記可視光ビームを射出可能であり、前記非可視光光源は、前記走査手段が前記第２領域を走査する期間内で、前記非可視光ビームを射出可能である。この態様により、投影装置は、可視光ビームと非可視光ビームとをそれぞれ異なる領域に照射することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【００１９】
［ヘッドアップディスプレイシステムの構成］
図１は、本実施例に係るヘッドアップディスプレイシステム１００の概略構成図である。図１に示すように、ヘッドアップディスプレイシステム１００は、主に、光源ユニット１と、スクリーン２と、凹面鏡３と、波長選択自発光フィルム４と、反射ミラー５Ａ、５Ｂと、車両の一部であるフロントガラス１０とを備える。そして、ヘッドアップディスプレイシステム１００は、フロントガラス１０に設けられた波長選択自発光フィルム４に実像を表示すると共に、観察者の目の位置（「アイポイントＰＥ」とも呼ぶ。）に対して実像よりも遠い位置に虚像「Ｉｖ」を表示させる。ヘッドアップディスプレイシステム１００は、本発明における「表示装置」の一例である。
【００２０】
光源ユニット１は、例えば車両のダッシュボード内に設けられ、画像を構成する光を反射ミラー５Ａに照射させる。ここで、光源ユニット１は、非可視波長である紫外線の光（「紫外光」とも呼ぶ。）と、可視波長である可視光線（本実施例では、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各光源の射出光）とを、それぞれ異なる仰俯角の範囲内に射出する。図１の例では、光源ユニット１は、可視光線であるＲ、Ｇ、Ｂの合成光（「ＲＧＢ光」とも呼ぶ。）を反射ミラー５Ａの上部に照射させ、紫外光を反射ミラー５Ａの下部に照射させている。なお、図１では、説明の便宜上、紫外線の光路を斜線により示し、ＲＧＢ光の光路を点模様により示している。光源ユニット１は、本発明における「投影部」及び「投影装置」の一例である。また、ＲＧＢ光は本発明における「第１光」、紫外光は本発明における「第２光」の一例である。
【００２１】
反射ミラー５Ａは、入射したＲＧＢ光及び紫外光を反射ミラー５Ｂに向けて反射する。反射ミラー５Ａが反射したＲＧＢ光の光路上には、スクリーン２が設けられている。
【００２２】
スクリーン２は、中間像を生成する透過型の光学部材であり、射出瞳拡大器（ＥＰＥ）として機能する。スクリーン２は、例えば、光源ユニット１からの光が入射される面に複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイが形成される。本実施例では、スクリーン２は、反射ミラー５Ａで反射されたＲＧＢ光が入射し、かつ、反射ミラー５Ａで反射された紫外光が入射しない位置に設けられる。なお、スクリーン２に紫外光が入射すると、入射した紫外光が拡散して波長選択自発光フィルム４に表示される実像がぼやけるため好ましくない。そして、スクリーン２を透過したＲＧＢ光及び反射ミラー５Ａで反射された紫外光は、反射ミラー５Ｂに入射する。
【００２３】
反射ミラー５Ｂは、入射したＲＧＢ光及び紫外光を、凹面鏡３へ向けて反射する。反射ミラー５Ｂは、スクリーン２を透過したＲＧＢ光及び反射ミラー５Ａで反射された紫外光が入射する位置であって、これらの反射光が凹面鏡３へ入射する位置に設けられる。
【００２４】
凹面鏡３は、反射ミラー５Ｂにより反射されたＲＧＢ光及び紫外光をフロントガラス１０に向けて反射する。この場合、凹面鏡３は、ＲＧＢ光及び紫外光が示す画像を拡大して反射する。ここで、凹面鏡３の上部で反射された紫外光については、フロントガラス１０の下部に設けられた波長選択自発光フィルム４に入射し、凹面鏡３の下部で反射されたＲＧＢ光については、波長選択自発光フィルム４が設けられていないフロントガラス１０の中央部から上部の領域に入射する。凹面鏡３は、本発明における「拡大鏡」の一例である。
【００２５】
波長選択自発光フィルム４は、特定波長の光（ここでは紫外光）が照射された部分のみが発光するように構成されたフィルムであり、フロントガラス１０の下部に貼り付けられている。波長選択自発光フィルム４は、凹面鏡３から反射された紫外光が入射する位置であって、凹面鏡３から反射されたＲＧＢ光が入射しない位置に設けられる。波長選択自発光フィルム４の発光色は、設計により選択可能であり、本実施例では紫外光が照射されたときに所定の可視波長の光が波長選択自発光フィルム４から発光するように構成されている。そして、波長選択自発光フィルム４が発した光（以後では「フィルム光」とも呼ぶ。）は、アイポイントＰＥに入射する。これにより、観察者は、フィルム光により、紫外光が構成する画像を示した実像を視認する。なお、図１では、便宜上、フィルム光（網目領域参照）は、アイポイントＰＥの方向にのみ発光しているように示されているが、実際にはフィルム光は波長選択自発光フィルム４から均一に発光する。波長選択自発光フィルム４は、本発明における「発光部材」の一例であり、フィルム光は、本発明における「可視光」の一例である。また、紫外光により走査される波長選択自発光フィルム４上の領域は、本発明における「第２領域」の一例である。
【００２６】
凹面鏡３で反射されてフロントガラス１０の上部に入射したＲＧＢ光は、フロントガラス１０により反射されてアイポイントＰＥに到達する。このように、凹面鏡３は、ＲＧＢ光をアイポイントＰＥへ到達させて、運転者に虚像Ｉｖを視認させる。以後では、ＲＧＢ光により走査されるフロントガラス１０上の領域を「可視光照射領域Ａｒｇｂ」とも呼ぶ。可視光照射領域Ａｒｇｂは、本発明における「第１領域」の一例であり、フロントガラス１０は、本発明における「反射部材」の一例である。
【００２７】
このように、ヘッドアップディスプレイシステム１００は、波長選択自発光フィルム４の位置に表示される実像と、波長選択自発光フィルム４より遠方に表示される虚像Ｉｖとによる２画面表示を行う。これにより、運転者は、運転中に視線を前から外すことなく必要な情報の提供を受けることができる。また、ヘッドアップディスプレイシステム１００により表示される虚像Ｉｖと実像は、それぞれ、互いの迷光の影響を受けない。言い換えると、仮にＲＧＢ光の迷光が波長選択自発光フィルム４に入射しても波長選択自発光フィルム４はＲＧＢ光の照射によっては発光しないため、波長選択自発光フィルム４により表示される実像は、ＲＧＢ光の迷光の影響を受けない。同様に、仮に紫外光の迷光が可視光照射領域Ａｒｇｂに入射してアイポイントＰＥに反射しても、紫外光は非可視光であるため、虚像Ｉｖの視認性に影響が生じない。このように、ヘッドアップディスプレイシステム１００は、図１の構成により、互いの迷光の影響を受けることなく、アイポイントＰｅからの距離が異なる虚像Ｉｖと実像とをそれぞれ明瞭に表示することができる。
【００２８】
なお、図１の構成例は一例であり、本発明が適用可能なヘッドアップディスプレイシステム１００の構成は、これに限定されない。例えば、波長選択自発光フィルム４は、フロントガラス１０の上部に設けられ、可視光照射領域Ａｒｇｂは波長選択自発光フィルム４よりもフロントガラス１０の下方に設けられてもよい。この場合、光源ユニット１が射出するＲＧＢ光及び紫外光の射出方向は、可視光照射領域Ａｒｇｂ及び波長選択自発光フィルム４の配置に応じて変更される。
【００２９】
また、本実施例では、光源ユニット１は、ＲＧＢ光と、紫外光とを外部に投影するための共用の光学系を有し、これにより光源ユニット１の小型化及び設計コストの低減が可能となっている。以下では、光源ユニット１の光学的な構成について説明する。
【００３０】
［光源ユニットの構成］
図２は、光源ユニット１の概略構成を示す。光源ユニット１は、主に、コンテンツ生成ブロック６と、コントロールブロック７と、ビデオ信号処理ブロック８と、電源９Ａ及び電源ブロック９Ｂと、フレームメモリ１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、タイミングコントローラ１５と、ＭＥＭＳドライバ１６と、レーザドライバ１８と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１と、ＭＥＭＳミラー３１と、レーザ光源部３６と、受光素子３７とを有する。
【００３１】
コンテンツ生成ブロック６は、実像及び虚像Ｉｖの表示に必要なビデオ信号「Ｓ１」を生成し、ビデオ信号処理ブロック８へ供給する。この場合、ビデオ信号Ｓ１は、赤光、緑光、青光のそれぞれの輝度の情報に加え、紫外光の輝度の情報を含んでいる。
【００３２】
そして、コンテンツ生成ブロック６は、可視光照射領域Ａｒｇｂに照射される範囲の画像領域（「第１画像領域」とも呼ぶ。）に所定のオブジェクトを表示させるビデオ信号Ｓ１を生成する場合、ＲＧＢの画素値（即ち赤光、緑光、青光の輝度）のみを用いて上述のオブジェクトの表示情報を生成する。一方、コンテンツ生成ブロック６は、波長選択自発光フィルム４に照射される範囲の画像領域（「第２画像領域」とも呼ぶ。）に所定のオブジェクトを表示させるビデオ信号Ｓ１を生成する場合、紫外光に対応する画素値（即ち紫外光の輝度）のみを用いて上述のオブジェクトの表示情報を生成する。本実施例では、図１の構成例に従い、第１画像領域は、ビデオ信号Ｓ１として生成する画像の中央部及び上部の範囲に設定され、第２画像領域は、ビデオ信号Ｓ１として生成する画像の下部の範囲に設定されている。第１画像領域に表示させるオブジェクトについては、［表示例］のセクションで具体的に説明する。第１画像領域に表示させるオブジェクトは、本発明における「第１画像」の一例であり、第２画像領域に表示させるオブジェクトは、本発明における「第２画像」の一例である。
【００３３】
なお、コンテンツ生成ブロック６は、光源ユニット１内に設けられる代わりに、光源ユニット１と電気的に接続するナビゲーション装置に設けられてもよい。
【００３４】
コントロールブロック７は、光源ユニット１の全体を制御する。コントロールブロック７は、図示しないナビゲーション装置等から供給されるコントロール信号「Ｓ２」を受信し、当該コントロール信号Ｓ２が示す指示に応じた動作を行う。例えば、コントロールブロック７は、コントロール信号Ｓ２に基づき、輝度調整、画像の点灯／消灯、カラーバランス調整、画像調整等の処理を行う。
【００３５】
電源ブロック９Ｂは、コントロールブロック７から受信するコントロール信号に基づき、電源９Ａから供給された電力を光源ユニット１内で使う電力に変換し、各ブロックへの電源の供給と停止を行う。
【００３６】
ビデオ信号処理ブロック８は、コンテンツ生成ブロック６から供給されるビデオ信号Ｓ１に基づいて、タイミングコントローラ１５やレーザドライバ１８を制御する。また、ビデオ信号処理ブロック８は、ビデオ信号Ｓ１をフレームメモリ１１に書き込み、ＭＥＭＳミラー３１の駆動タイミングに応じて随時読み出し、赤光、緑光、青光、紫外光の各波長の光ごとに各画素の輝度に対応するコントロール信号を順次レーザドライバ１８に送信する。また、ビデオ信号処理ブロック８は、受光素子３７からの光検出信号に基づき、上述のコントロール信号を補正する。
【００３７】
ＲＯＭ１２は、ビデオ信号処理ブロック８が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ１３には、ビデオ信号処理ブロック８が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。
【００３８】
タイミングコントローラ１５は、フレームメモリ１１からのビデオ信号処理ブロック８による画像データの読み出しタイミングを制御する。また、タイミングコントローラ１５は、ＭＥＭＳドライバ１６を介してＭＥＭＳミラー３１の動作タイミングも制御する。
【００３９】
ＭＥＭＳ制御ブロック１５は、タイミングコントローラ１５から供給されるコントロール信号及びＭＥＭＳミラー３１から供給されるＭＥＭＳミラー３１の変位情報から、実際にＭＥＭＳミラー３１の駆動信号をＭＥＭＳミラー３１に供給する。
【００４０】
レーザドライバ１８は、ビデオ信号処理ブロック８から供給されるコントロール信号に基づき、レーザ光源部３６を駆動する為の駆動信号を生成し、レーザ光源部３６へ供給する。
【００４１】
ＡＤＣ２１は、受光素子３７が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換してビデオ信号処理ブロック８に供給する。
【００４２】
ＭＥＭＳミラー３１は、レーザ光源部３６から射出されたレーザ光を反射ミラー５Ａに向けて反射する。ＭＥＭＳミラー３１には、ピエゾセンサ４１、４２が設けられている。ピエゾセンサ４１は、水平方向（即ちＺ軸方向）のＭＥＭＳミラー３１の位置を検出し、その検出信号をタイミングコントローラ１５に供給する。ピエゾセンサ４２は、垂直方向（即ちＸ軸方向）のＭＥＭＳミラー３１の位置を検出し、その検出信号をタイミングコントローラ１５に供給する。ＭＥＭＳミラー３１は、本発明における「走査手段」の一例である。
【００４３】
レーザ光源部３６は、赤光、緑光、青光、紫外光の各波長に対応したレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ４を備える。各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ４は、レーザドライバ１８からの駆動信号により発光する。赤光、緑光、青光を射出するレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３は、本発明における「可視光光源」の一例であり、紫外光を射出するレーザダイオードＬＤ４は、本発明における「非可視光光源」の一例である。
【００４４】
また、レーザ光源部３６は、各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ４のレーザ光を平行光にするコリメータレンズ６１と、各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ４のレーザ光を合成するための反射ミラー６２などを備える。反射ミラー６２は、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３が射出するＲＧＢ光とレーザダイオードＬＤ４が射出する紫外光の光軸とを一致させる。反射ミラー６２は、本発明における「光学素子」の一例である。そして、合成されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３８に入射する。そして、偏光ビームスプリッタ３８に入射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３８を透過してＭＥＭＳミラー３１に入射する光と、偏光ビームスプリッタ３８で反射して受光素子３７に入射する光とに分けられる。
【００４５】
受光素子３７は、偏光ビームスプリッタ３８で反射したレーザ光を赤光、緑光、青光、紫外光に分解するビームスプリッタを有し、赤光、緑光、青光、紫外光の各光量（強度）に応じた電気信号である検出信号を生成し、ＡＤＣ２１へ供給する。受光素子３７が生成する検出信号は、レーザパワー安定化のためのフィードバック信号として用いられたり、異常発光を検出した場合にレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ４の消灯を行うレーザセーフティ動作に用いられたりする。
【００４６】
このように、光源ユニット１は、可視光ビームであるＲＧＢ光と非可視光ビームである紫外光とを外部に投影する共用の光学系を有している。具体的には、光源ユニット１は、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３が射出するＲＧＢ光とレーザダイオードＬＤ４が射出する紫外光との光軸を一致させる反射ミラー６２と、反射ミラー６２により反射されたレーザ光の射出方向を変えることで波長選択自発光フィルム４及び可視光照射領域Ａｒｇｂを走査するＭＥＭＳミラー３１とを備える。これにより、光源ユニット１の小型化及び設計コストの低減を可能にすることができる。
【００４７】
［表示例］
図３は、運転者が視認するフロントガラス１０の表示である。図３では、フロントガラス１０の下部に設けられた破線枠が波長選択自発光フィルム４の設置領域を示し、フロントガラス１０の中央部及び上部に設けられた破線枠が可視光照射領域Ａｒｇｂを示している。
【００４８】
図３の例では、可視光照射領域Ａｒｇｂ内には、次の右左折地点までの距離（ここでは５０ｍ）及び進行方向（ここでは右方向）を示す画像が虚像Ｉｖとして表示されている。また、波長選択自発光フィルム４の設置領域上には、現在の車両の速度（ここでは４０ｋｍ／ｓ）及び気温（ここでは２４℃）が実像として表示されている。このように、図３の例では、ヘッドアップディスプレイシステム１００は、現在地点より先に存在する次の右左折地点に関する情報を虚像ＩｖによりアイポイントＰｅから離れた位置に表示させ、車両の速度や気温などの距離感が必要ない情報については実像により波長選択自発光フィルム４上で表示させている。
【００４９】
なお、図３の表示例は一例であり、本発明が適用可能な表示例は、図３の表示に限定されない。例えば、波長選択自発光フィルム４の設置領域内には、空調機の設定温度、外気導入と内気循環に関する現在の設定、車幅、警告等が実像として表示されてもよい。他の例では、可視光照射領域Ａｒｇｂ内には、地図、施設マーク等が虚像Ｉｖとして表示されてもよい。このように、ヘッドアップディスプレイシステム１００は、種々の情報を波長選択自発光フィルム４の設置領域内又は可視光照射領域Ａｒｇｂ内に表示させてもよい。
【００５０】
以上説明したように、本実施例に係るヘッドアップディスプレイシステム１００は、主に、光源ユニット１と、スクリーン２と、波長選択自発光フィルム４と、フロントガラス１０とを有する。光源ユニット１は、可視波長のＲＧＢ光を可視光照射領域Ａｒｇｂ上に投影し、非可視波長の紫外光を可視光照射領域Ａｒｇｂとは異なる波長選択自発光フィルム４に投影する。スクリーン２は、ＲＧＢ光が入射し、ＲＧＢ光に基づく画像（中間像）が結像する。フロントガラス１０は、スクリーン２からのＲＧＢ光を観察者に向けて反射し、ＲＧＢ光に基づく画像を虚像Ｉｖとして視認させる。波長選択自発光フィルム４は、紫外光が入射し、紫外光が入射した箇所が可視光を発光することで観察者に紫外光に基づく画像を実像として視認させる。この態様により、ヘッドアップディスプレイシステム１００は、波長選択自発光フィルム４の位置に表示される実像と、波長選択自発光フィルム４より遠方に表示される虚像Ｉｖとを、互いの迷光の影響を受けることなく明瞭に表示することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  光源ユニット
２  スクリーン
３  凹面鏡
４  波長選択自発光フィルム
５Ａ、５Ｂ  反射ミラー
１０  フロントガラス
８  ビデオ信号処理ブロック
１１  フレームメモリ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１５  タイミングコントローラ
１６  ＭＥＭＳドライバ
１８  レーザドライバ
３１  ＭＥＭＳミラー
３６  レーザ光源部
１００  ヘッドアップディスプレイシステム
【図１】
2018146761.tif 000003
【図２】
2018146761.tif 000004
【図３】
2018146761.tif 000005