(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、
前記光変調部を収容する筐体と、
前記筐体に収容され、前記空間変調された光を前記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、
前記開口部を塞ぐカバーと、
前記カバーを保護するための可動の保護部材と、
前記保護部材を駆動する駆動部と、
前記カバーの表面に近づいてくる物体を検知する物体検知部と、を備え、
前記駆動部は、前記物体検知部が物体を検知した場合には前記カバーの上方に前記保護部材を移動させて前記保護部材によって前記カバーを覆い、前記物体検知部が物体を非検知の場合には前記カバーの上方から前記保護部材を退避させて前記カバーを露出させる投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の投写型表示装置であって、
前記物体検知部によって物体が検知され前記駆動部によって前記保護部材が前記カバーの上方に移動された状態で、前記保護部材の表面に付着した物体を除去する物体除去部を更に備える投写型表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の投写型表示装置であって、
前記保護部材は、前記開口部から投写される光の投写方向に垂直な面に対して傾斜しており、
前記保護部材が前記カバーを覆っている状態で、前記保護部材の傾斜方向の端部のうち前記開口部に近い側の端部と対向する位置に設けられ、前記保護部材の表面に付着した物体が排出される排出部を更に備える投写型表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の投写型表示装置であって、
前記物体検知部によって物体が検知され前記駆動部によって前記保護部材が前記カバーの上方に移動された状態で、前記保護部材の表面に付着した物体を前記排出部に移動させて前記物体を除去する物体除去部を更に備える投写型表示装置。
【請求項５】
請求項２又は４記載の投写型表示装置であって、
前記駆動部は、前記物体除去部による前記物体の除去が完了した後に、前記保護部材を前記カバーの上方から退避させる投写型表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記物体検知部によって物体が検知され前記駆動部によって前記保護部材が前記カバーの上方に移動されている状態で、前記画像データに基づく画像を前記乗り物に搭載される表示装置に表示させる表示制御部を更に備える投写型表示装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記保護部材は、前記空間変調された前記光を透過可能である投写型表示装置。
【請求項８】
光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、前記光変調部を収容する筐体と、前記筐体に収容され、前記空間変調された光を前記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、前記開口部を塞ぐカバーと、前記カバーを保護するための可動の保護部材と、を有する投写型表示装置の作動方法であって、
前記カバーの表面に近づいてくる物体を検知する物体検知ステップと、
前記物体検知ステップで物体を検知した場合には前記カバーの上方に前記保護部材を移動させて前記保護部材によって前記カバーを覆い、前記物体検知ステップで物体を非検知の場合には前記カバーの上方から前記保護部材を退避させて前記カバーを露出させる駆動ステップと、を備える投写型表示装置の作動方法。
【請求項９】
請求項８記載の投写型表示装置の作動方法であって、
前記駆動ステップによって前記保護部材が前記カバーの上方に移動された状態で、前記保護部材の表面に付着した物体を除去する物体除去ステップを更に備える投写型表示装置の作動方法。
【請求項１０】
請求項８記載の投写型表示装置の作動方法であって、
前記保護部材は、前記開口部から投写される光の投写方向に垂直な面に対して傾斜しており、
前記投写型表示装置は、前記保護部材が前記カバーを覆っている状態で、前記保護部材の傾斜方向の端部のうち前記開口部に近い側の端部と対向する位置に設けられ、前記保護部材の表面に付着した物体が排出される排出部を更に備える投写型表示装置の作動方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の投写型表示装置の作動方法であって、
前記駆動ステップによって前記保護部材が前記カバーの上方に移動された状態で、前記保護部材の表面に付着した物体を前記排出部に移動させて前記物体を除去する物体除去ステップを更に備える投写型表示装置の作動方法。
【請求項１２】
請求項９又は１１記載の投写型表示装置の作動方法であって、
前記物体除去ステップが完了した後に、前記保護部材を前記カバーの上方から退避させるステップを更に備える投写型表示装置の作動方法。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項記載の投写型表示装置の作動方法であって、
前記駆動ステップによって前記保護部材が前記カバーの上方に移動されている状態で、前記画像データに基づく画像を前記乗り物に搭載される表示装置に表示させる表示制御ステップを更に備える投写型表示装置の作動方法。
【請求項１４】
請求項８〜１２のいずれか１項記載の投写型表示装置の作動方法であって、
前記保護部材は、前記空間変調された前記光を透過可能である投写型表示装置の作動方法。
【請求項１５】
光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、前記光変調部を収容する筐体と、前記筐体に収容され、前記空間変調された光を前記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、前記開口部を塞ぐカバーと、前記カバーを保護するための可動の保護部材と、を有する投写型表示装置の作動プログラムであって、
前記カバーの表面に近づいてくる物体を検知した場合には前記カバーの上方に前記保護部材を移動させて前記保護部材によって前記カバーを覆い、前記物体を非検知の場合には前記カバーの上方から前記保護部材を退避させて前記カバーを露出させる駆動ステップをコンピュータに実行させるための投写型表示装置の作動プログラム。
【請求項１６】
光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、
前記光変調部を収容する筐体と、
前記筐体に収容され、前記空間変調された光を前記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、
前記開口部を塞ぐカバーと、
前記カバーを保護するための可動の保護部材と、
前記保護部材を駆動する駆動部と、
前記カバーの表面に近づいてくる、前記保護部材の表面に付着する物体を検知する物体検知部と、を備え、
前記駆動部は、前記物体検知部が物体を検知した場合には前記カバーの上方に前記保護部材を移動させて前記保護部材によって前記カバーを覆い、前記物体検知部が物体を非検知の場合には前記カバーの上方から前記保護部材を退避させて前記カバーを露出させる投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型表示装置、投写型表示装置の作動方法及び作動プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、電車、船舶、重機、航空機、又は、農作用機械等の乗り物のウインドシールド、又は、ウインドシールドの手前付近に配置されるコンバイナをスクリーンとして用い、これに光を投写して画像を表示させる乗り物用のＨＵＤ（Ｈｅａｄ−ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている。このＨＵＤによれば、ＨＵＤから投写された光に基づく画像を、スクリーン上で実像として、又は、スクリーン前方において虚像として、運転者に視認させることができる。【０００３】
特許文献１には、スクリーンに投写される画像光の通路となる筐体の開口部に開閉自在なシャッター部が設けられ、不使用時にはシャッター部が閉じることによって、直射日光等が開口部内に入り込むのを防止するＨＵＤが開示されている。【０００４】
特許文献２には、装置内部への異物の侵入を防ぐために、筐体の開口部に透明カバーが設けられたＨＵＤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３７４１１号公報
【特許文献２】特開２００８−０４００９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動車に搭載されるＨＵＤは、一般的にダッシュボードに内蔵され、ダッシュボードの上面に露出している筐体の開口部を通じてウインドシールド又はコンバイナに画像光を投写する。【０００７】
自動車に搭載されるＨＵＤは、筐体の開口部内への塵、埃、又は、液体等の物体の侵入を防ぐため、この開口部を塞ぐ透明部材からなるカバーを一般的に有する。【０００８】
しかし、筐体の開口部を塞ぐカバーに大きな物体が付着すると、投写光がこの物体によって遮られることになり、表示される画像の品質が低下する可能性がある。また、カバーに付着した物体が飲料等の液体であった場合には、この液体が放置されたままであると、液体がレンズ作用を持って太陽光を集光してしまい、カバーの変形又は変色の原因となる。【０００９】
特許文献１に記載のＨＵＤの場合、ＨＵＤの不使用時には筐体の開口部がシャッターで塞がれる。しかし、ＨＵＤの使用時にはシャッターが筐体の開口部から退避した位置にあるので、筐体の開口部内への物体の落下を防ぐことができない。【００１０】
特許文献２に記載のＨＵＤは、筐体の開口部に設けた透明カバー自体に物体が付着した場合の課題について認識されておらず、透明カバーへの物体の付着を防ぐ対策も講じられていない。【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、筐体の開口部を塞ぐカバーに物体が付着するのを防止することのできる投写型表示装置とその作動方法及び作動プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の投写型表示装置は、光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、上記光変調部を収容する筐体と、上記筐体に収容され、上記空間変調された光を上記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、上記開口部を塞ぐカバーと、上記カバーを保護するための可動の保護部材と、上記保護部材を駆動する駆動部と、上記カバーの表面に近づいてくる物体を検知する物体検知部と、を備え、上記駆動部は、上記物体検知部が物体を検知した場合には上記カバーの上方に上記保護部材を移動させて上記保護部材によって上記カバーを覆い、上記物体検知部が物体を非検知の場合には上記カバーの上方から上記保護部材を退避させて上記カバーを露出させるものである。【００１３】
本発明の投写型表示装置の作動方法は、光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、上記光変調部を収容する筐体と、上記筐体に収容され、上記空間変調された光を上記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、上記開口部を塞ぐカバーと、上記カバーを保護するための可動の保護部材と、を有する投写型表示装置の作動方法であって、上記カバーの表面に近づいてくる物体を検知する物体検知ステップと、上記物体検知ステップで物体を検知した場合には上記カバーの上方に上記保護部材を移動させて上記保護部材によって上記カバーを覆い、上記物体検知ステップで物体を非検知の場合には上記カバーの上方から上記保護部材を退避させて上記カバーを露出させる駆動ステップと、を備えるものである。【００１４】
本発明の投写型表示装置の作動プログラムは、光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、上記光変調部を収容する筐体と、上記筐体に収容され、上記空間変調された光を上記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、上記開口部を塞ぐカバーと、上記カバーを保護するための可動の保護部材と、を有する投写型表示装置の作動プログラムであって、上記カバーの表面に近づいてくる物体を検知した場合には上記カバーの上方に上記保護部材を移動させて上記保護部材によって上記カバーを覆い、上記物体を非検知の場合には上記カバーの上方から上記保護部材を退避させて上記カバーを露出させる駆動ステップをコンピュータに実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、筐体の開口部を塞ぐカバーに物体が付着するのを防止することのできる投写型表示装置とその作動方法及び作動プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の投写型表示装置の一実施形態であるＨＵＤ１００の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すＨＵＤ１００の筐体３に収容された制御ユニット５の内部構成例を示す模式図である。
【図３】図１に示すＨＵＤ１００のより詳細な構成を示す拡大図である。
【図４】図１に示すＨＵＤ１００の外観を示す図である。
【図５】図１に示すＨＵＤ１００の動作を説明する模式図である。
【図６】図１に示すＨＵＤ１００の変形例の概略構成を示す模式図であり、図５に対応する図である。
【図７】図１に示すＨＵＤ１００の変形例を説明するための模式図である。
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。【００１８】
図１は、本発明の投写型表示装置の一実施形態であるＨＵＤ１００の概略構成を示す図である。【００１９】
ＨＵＤ１００は、自動車１に搭載され、自動車１のウインドシールド２の一部の範囲を投写面とし、投写面に投写される画像光により、自動車１の運転者によって虚像又は実像を視認可能にするものである。【００２０】
ＨＵＤ１００は、自動車以外にも、例えば電車、重機、建機、航空機、船舶、又は、農作機械等の乗り物に搭載して用いることができる。【００２１】
ＨＵＤ１００は、自動車１のダッシュボード４に一部が露出する形で内蔵されている。ダッシュボード４は、自動車１のスピードメータ、タコメータ、燃料計、水温計、又は、距離計等の走行に必要な情報を通知するための計器類等を含む内装部品を内蔵する部材である。【００２２】
ＨＵＤ１００は、光源及びこの光源から出射される光を画像データに基づいて空間変調する光変調部を含む制御ユニット５と、光変調部により空間変調された画像光をウインドシールド２に投写する投写光学系を構成する拡散部材６及び凹面鏡７と、を収容する箱状の筐体３と、筐体３とダッシュボード４の開口部とを連結する筒状の連結部８と、を備える。投写光学系の構成は一例であり、図１に示すものに限定されない。【００２３】
筐体３には開口部Ｋが形成されており、筐体３の開口部Ｋの周囲の部分と、ダッシュボード４の開口部とが連結部８によって連結されている。【００２４】
拡散部材６は、制御ユニット５の光変調部により空間変調された画像光を拡散させて面光源化する部材である。拡散部材６は、表面に微細構造を有するマイクロミラーアレイ、拡散ミラー、ＭＬＡ（Ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ−Ａｒｒａｙ）ディフューザー、又は、反射ホログラフィクディフューザー等が用いられる。【００２５】
凹面鏡７は、拡散部材６で拡散された画像光を拡大してウインドシールド２の投写面に向けて反射する。凹面鏡７で反射された画像光は、筐体３の開口部Ｋ及び連結部８の中空部を通ってウインドシールド２の投写面に向けて投写される。【００２６】
ウインドシールド２は、開口部Ｋ及び連結部８の中空部を通して投写された画像光が運転者の眼Ｅの方向に反射するような設計がなされており、この画像光はウインドシールド２で反射して運転者の眼Ｅに入射される。これにより、運転者からは画像光に基づく画像（虚像又は実像）を視認可能となる。【００２７】
筐体３の開口部Ｋは、樹脂又はガラス等の画像光を透過可能なカバー９によって塞がれている。開口部Ｋは、凹面鏡７で反射された画像光を筐体３から出射させるための出射窓であり、カバー９は、開口部Ｋを通して筐体３内に塵、埃、又は、液体等の物体が混入するのを防ぐ部材である。【００２８】
ＨＵＤ１００は、ウインドシールド２に対して画像光を投写する方式を採用しているが、ウインドシールド２の手前に配置したコンバイナ（図示せず）に画像光を投写する方式を採用してもよい。この場合は、コンバイナが投写面を構成する。【００２９】
図２は、図１に示すＨＵＤ１００の筐体３に収容された制御ユニット５の内部構成例を示す模式図である。【００３０】
図３に示すように、ＨＵＤ１００の制御ユニット５は、光源ユニット４０と、光変調素子４４と、光変調素子４４を駆動する光変調素子駆動部４５と、ＨＵＤ１００全体を統括制御するシステム制御部４７と、を備える。【００３１】
システム制御部４７は、プロセッサと、このプロセッサの実行するプログラム等が記憶されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、このプロセッサのワークメモリとして機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、を含む。このＲＯＭに記憶されるプログラムは、ＨＵＤ１００の作動プログラムを含む。システム制御部４７のプロセッサは、この作動プログラムを実行することで、後述する駆動ステップを実行する。【００３２】
光源ユニット４０は、光源制御部４６と、赤色光を出射する赤色光源であるＲ光源４１ｒと、緑色光を出射する緑色光源であるＧ光源４１ｇと、青色光を出射する青色光源であるＢ光源４１ｂと、ダイクロイックプリズム４３と、Ｒ光源４１ｒとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｒと、Ｇ光源４１ｇとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｇと、Ｂ光源４１ｂとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｂと、を備える。Ｒ光源４１ｒとＧ光源４１ｇとＢ光源４１ｂはＨＵＤ１００の光源を構成する。【００３３】
ダイクロイックプリズム４３は、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及び、Ｂ光源４１ｂの各々から出射される光を同一光路に導くための光学部材である。ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｒによって平行光化された赤色光を透過させて光変調素子４４に出射する。また、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｇによって平行光化された緑色光を反射させて光変調素子４４に出射する。さらに、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｂによって平行光化された青色光を反射させて光変調素子４４に出射する。このような機能を持つ光学部材としては、ダイクロイックプリズムに限らない。例えば、クロスダイクロイックミラーを用いてもよい。【００３４】
Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及び、Ｂ光源４１ｂは、それぞれ、レーザ又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が用いられる。ＨＵＤ１００の光源は、Ｒ光源４１ｒとＧ光源４１ｇとＢ光源４１ｂの３つの例に限らず、１つの光源、２つの光源、又は、４つ以上の光源によって構成されていてもよい。【００３５】
光源制御部４６は、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及び、Ｂ光源４１ｂの各々を制御し、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及び、Ｂ光源４１ｂから光を出射させる制御を行う。【００３６】
光変調素子４４は、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及び、Ｂ光源４１ｂから出射され、ダイクロイックプリズム４３から出射された光を、システム制御部４７により入力される画像データに基づいて空間変調する。【００３７】
光変調素子４４としては、例えば、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、又は、液晶表示素子等を用いることができる。【００３８】
光変調素子駆動部４５は、システム制御部４７から入力される画像データに基づいて光変調素子４４を駆動し、画像データに基づいて空間変調された画像光（赤色画像光、青色画像光、及び、緑色画像光）を、光変調素子４４から投射光学系の拡散部材６に出射させる。光変調素子４４と光変調素子駆動部４５はＨＵＤ１００の光変調部を構成する。【００３９】
図１に示した拡散部材６及び凹面鏡７から構成される投写光学系は、ウインドシールド２に投写された画像光に基づく画像が、ウインドシールド２前方の位置において虚像として運転者に視認可能となるように光学設計がなされている。この画像光に基づく画像が、ウインドシールド２において実像として運転者に視認可能となるように投写光学系の光学設計がなされていてもよい。【００４０】
システム制御部４７は、光源制御部４６及び光変調素子駆動部４５を制御して、画像データに基づいて空間変調された画像光を拡散部材６に出射させる。【００４１】
図３は、図１に示すＨＵＤ１００のより詳細な構成を示す拡大図である。【００４２】
図３に示すように、ＨＵＤ１００は、筐体３と、連結部８と、可動の保護部材１１と、保護部材１１を駆動する駆動部１０と、物体検知部１２と、物体除去部１３と、排出部１４と、ダストボックスＤと、を備える。【００４３】
保護部材１１は、カバー９を保護するための部材であり、連結部８の中空部内のカバー９の上方に挿脱可能に駆動部１０によって支持されている。保護部材１１は、例えばカバー９と略同一の平面形状を有する薄板で構成されている。【００４４】
駆動部１０は、図２に示す制御ユニット５のシステム制御部４７に接続されており、システム制御部４７からの指令に基づいて保護部材１１を駆動する。【００４５】
駆動部１０は、保護部材１１を駆動することで、保護部材１１をカバー９上方に移動させてカバー９を保護部材１１によって覆う状態と、保護部材１１をカバー９上方から退避させてカバー９を露出させる状態とを切り替える。【００４６】
物体検知部１２は、自動車１の室内から連結部８の中空部内に落下してカバー９の表面に近づいてくる物体の有無を検知する。物体検知部１２は、保護部材１１がカバー９を覆った状態での保護部材１１よりも上方の連結部８の内壁に内蔵されている。【００４７】
物体検知部１２は、例えば、平面形状が矩形の連結部８の一辺の内壁に配された発光素子１２ａからなる投光部と、この一辺と対向する他辺の内壁に配された受光素子１２ｂからなる受光部とを有する透過型センサによって構成されている。【００４８】
物体検知部１２の発光素子１２ａは、図２に示す制御ユニット５のシステム制御部４７によって発光状態が制御される。【００４９】
物体検知部１２の受光素子１２ｂは、図２に示す制御ユニット５のシステム制御部４７に接続されている。発光素子１２ａから出射された光が受光素子１２ｂに達した場合は、物体が非検知であることを示す電気信号が受光素子１２ｂからシステム制御部４７に入力される。【００５０】
物体検知部１２は、上記した透過型センサの他、例えば投光部から反射板に向けて出射した光の反射光の有無によって物体を検知する回帰反射型センサ、又は、投光部から物体に向けて出射した光の反射光の有無によって物体を検知する拡散反射型センサ等によって構成することもできる。【００５１】
図４は、図１に示すＨＵＤ１００の外観を示す図である。【００５２】
図４に示すように、ＨＵＤ１００の連結部８は、自動車１の運転席と助手席の並び方向が長辺となるような矩形の平面形状を有している。物体検知部１２を構成する発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂの組は、連結部８の互いに対向する長辺に沿って狭い間隔で多数個が配されており、物体が連結部８の中空部のどの位置に落下してもその有無を検知できるようなっている。【００５３】
なお、物体検知部１２を構成する発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂの組は、連結部８の互いに対向する短辺に沿って狭い間隔で多数個が配されていてもよい。この構成の場合には、発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂの組の数を減らすことができ、コストを低減することができる。【００５４】
また、発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂの組は、連結部８の内壁の全周に亘って配置されていてもよい。この構成の場合には、物体検知の精度を向上させることができる。【００５５】
システム制御部４７は、ＨＵＤ１００の電源をオフにする指示を受けた場合には、駆動部１０を制御して保護部材１１をカバー９上方に移動させ、カバー９を保護部材１１によって完全に覆った状態でシステムの電源をオフにする。【００５６】
また、システム制御部４７は、ＨＵＤ１００の電源がオンされた場合には、駆動部１０を制御して保護部材１１をカバー９上方から退避させてカバー９を露出させた状態で、物体検知部１２の発光素子１２ａを発光状態に制御する。【００５７】
また、システム制御部４７は、物体検知部１２の発光素子１２ａを発光状態に制御した状態で、発光素子１２ａから受光素子１２ｂに向かう光が遮断され、受光素子１２ｂからの電気信号の供給が遮断されたときは、カバー９に近づく物体が検知されたと判定し、駆動部１０を制御して保護部材１１をカバー９上方に移動させて、この物体がカバー９に付着するのを防ぐ。【００５８】
図３に示すように、物体除去部１３は、連結部８の内壁のうち、保護部材１１がカバー９を覆っている状態での保護部材１１よりも上方の部分に内蔵されている。【００５９】
物体除去部１３は、例えば保護部材１１の表面に風を噴き付ける送風機能を備えており、保護部材１１の表面に付着した物体を排出部１４側に強制移動させる。【００６０】
物体除去部１３は、保護部材１１の表面に付着した物体が液体である場合は、液体を排出部１４側に強制移動させると共に、保護部材１１の表面に残った液体を風により蒸発させることが可能である。【００６１】
物体除去部１３は、上記した送風機能を備えたもの以外に、例えば電動ブラシ又は排出部１４側に取り付けたエア吸引機構などによって構成することもできる。【００６２】
排出部１４は、保護部材１１の表面に付着した物体を連結部８の中空部外に排出するものである。【００６３】
排出部１４は、連結部８の内壁のうち、保護部材１１がカバー９を覆った状態での保護部材１１の端部と対向する位置に設けられた孔部と、この孔部に連結された筒状部材と、この筒状部材の中空部の出口付近に配置されたダストボックスＤとによって構成される。【００６４】
保護部材１１の表面から排出部１４の孔部に移動した物体は、排出部１４の筒状部材の中空部を通ってダストボックスＤへと排出される。ダストボックスＤは、取り外し可能としておくことが好ましい。【００６５】
次に、図１〜３に示したＨＵＤ１００の動作について説明する。【００６６】
ＨＵＤ１００の電源がオンになると、システム制御部４７の制御によって保護部材１１が図３に示した位置に退避されてカバー９が露出し、画像光に基づく画像の表示が可能な状態となる。この状態で、システム制御部４７は、物体検知部１２の発光素子１２ａを発光状態に制御する。【００６７】
そして、筐体３の連結部８の上方から連結部８の中空部内に物体が落下すると、物体検知部１２の発光素子１２ａから受光素子１２ｂに向かう光が遮られることでこの物体が検知され、受光素子１２ｂからシステム制御部４７への電気信号の供給が遮断される。【００６８】
システム制御部４７は、物体検知部１２からの電気信号の供給が遮断されていない場合には保護部材１１をカバー９上方から退避させた状態に制御し、物体検知部１２からの電気信号の供給が遮断された場合には、図５に示すように、駆動部１０を制御して保護部材１１をカバー９上方に移動させる駆動ステップを行う。これにより、連結部８の中空部内に落下した物体は、カバー９の表面に達する前に保護部材１１の表面に付着する。【００６９】
また、システム制御部４７は、保護部材１１をカバー９の上方に移動させた図５に示す状態で、物体除去部１３を制御して保護部材１１の表面に風を噴き付ける。これにより、保護部材１１の表面に付着した物体は排出部１４に移動して保護部材１１の表面から取り除かれる。【００７０】
システム制御部４７は、保護部材１１をカバー９上方に移動させてから、物体除去部１３によって物体が排出部１４に排出されるのに十分な時間が経過すると、この物体が除去されたと判断し、駆動部１０を制御して保護部材１１をカバー９上方から退避させると共に、物体除去部１３を停止する。【００７１】
このように、ＨＵＤ１００によれば、筐体３の連結部８の中空部内に物体が落下した場合でも、保護部材１１がカバー９を覆うため、この物体がカバー９の表面に付着するのを防ぐことができる。このため、ウインドシールド２に投写される画像光の表示品質を低下させることなくＨＵＤ１００による運転支援を継続することができる。特に、物体が液体であった場合には、カバー９の表面に液体が残存することがなく、太陽光等の照射によってカバー９の品質が変化するのを防ぐことができ、ＨＵＤ１００によって表示される画像の品質を維持することができる。【００７２】
また、ＨＵＤ１００は、物体除去部１３及び排出部１４を有する構成のため、保護部材１１の表面に付着した物体を自動で取り除くことができ、保護部材１１の表面を清浄な状態に維持することができる。【００７３】
また、ＨＵＤ１００は、物体除去部１３によって物体の除去が完了した後に、保護部材１１をカバー９上方から退避させる。このため、保護部材１１に物体が付着した状態で保護部材１１が退避を開始し、この退避中に保護部材１１表面に付着した物体がカバー９表面に落下するのを防ぐことができる。【００７４】
図６は、図１に示すＨＵＤ１００の変形例の概略構成を示す模式図であり、図５に対応する図である。【００７５】
図６に示すＨＵＤ１００は、保護部材１１がカバー９を覆った状態において、ウインドシールド２に向けて投写される画像光の投写方向Ｙに垂直な面に対して保護部材１１の表面が傾斜している点と、物体除去部１３が削除されている点とを除いては、図１に示すＨＵＤ１００と同じ構成である。【００７６】
図６に示すＨＵＤ１００の排出部１４は、保護部材１１の傾斜方向の端部のうちのカバー９に近い側の端部と対向する位置に配置されている。したがって、保護部材１１の表面に付着した物体を、保護部材１１の傾斜に沿って排出部１４に自然に移動させることができる。このため、物体を排出部１４に強制移動させる物体除去部１３を設けなくとも、排出部１４を通じて筐体３の外部に物体を排出することができる。【００７７】
なお、図６に示す変形例のＨＵＤ１００は、図３に示した物体除去部１３を更に備えていることが好ましい。物体除去部１３が追加されることで、保護部材１１の表面に付着した物体を速やかに排出部１４に移動させることができ、ウインドシールド２に向かう画像光が保護部材１１によって遮られる時間を短縮することができる。【００７８】
また、ここまで説明してきた保護部材１１は、カバー９と同様に、画像光を透過可能な材料によって構成されていることが好ましい。この構成によれば、物体検知部１２によって物体が検知されて保護部材１１がカバー９を完全に覆っている状態でも、ウインドシールド２への大部分の画像光の投写を継続することができ、運転支援を部分的に継続することができる。【００７９】
また、保護部材１１は、可視光を反射又は吸収可能な材料によって構成される又はそのような材料によってコーティングされたものであってもよい。この構成によれば、ＨＵＤ１００の電源がオフであって保護部材１１がカバー９を完全に覆っている間に、カバー９に太陽光が入射するのを防ぐことができ、カバー９の経時変化を少なくすることができる。【００８０】
上記のように、保護部材１１が可視光を反射又は吸収可能な材料で構成されたり、この材料でコーティングされたりしている場合には、物体検知部１２によって物体が検知されて保護部材１１がカバー９を完全に覆っている状態において、ＨＵＤ１００による画像の表示がなされなくなる。【００８１】
そこで、この場合には、システム制御部４７が、光変調素子駆動部４５に入力している画像データを、図７に示すように、自動車１に搭載されるＨＵＤ１００とは別の表示装置２０に出力し、この表示装置２０においてこの画像データに基づく画像を表示させる構成とするのが好ましい。この構成の場合、システム制御部４７は表示制御部として機能する。【００８２】
この構成によれば、ウインドシールド２に投写されるべき画像光が保護部材１１によって遮られている状態であっても、表示装置２０を利用して運転支援を継続することができる。【００８３】
また、以上の説明では、物体除去部１３による物体の除去が完了すると、システム制御部４７が保護部材１１をカバー９上方から退避させる構成としたが、保護部材１１の退避は、ユーザからの指示を待ってシステム制御部４７が行う構成であってもよい。【００８４】
また、以上の説明では、物体除去部１３による物体の除去が完了したことを、システム制御部４７が、保護部材１１をカバー９上方に移動させてからの経過時間によって判断しているが、これに限らない。【００８５】
例えば、ＨＵＤ１００に保護部材１１の表面を撮像する撮像部を追加する。そして、システム制御部４７は、この撮像部から出力される撮像画像信号を解析して、物体の除去が行われたか否かを判定し、物体が除去されたと判断すると、保護部材１１の退避を開始する。この構成によれば、保護部材１１に残存する物体がカバー９に落下する可能性を更に低くすることができる。【００８６】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。【００８７】
（１）  光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、上記光変調部を収容する筐体と、上記筐体に収容され、上記空間変調された光を上記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、上記開口部を塞ぐカバーと、上記カバーを保護するための可動の保護部材と、上記保護部材を駆動する駆動部と、上記カバーの表面に近づいてくる物体を検知する物体検知部と、を備え、上記駆動部は、上記物体検知部が物体を検知した場合には上記カバーの上方に上記保護部材を移動させて上記保護部材によって上記カバーを覆い、上記物体検知部が物体を非検知の場合には上記カバーの上方から上記保護部材を退避させて上記カバーを露出させる投写型表示装置。【００８８】
（２）  （１）記載の投写型表示装置であって、上記物体検知部によって物体が検知され上記駆動部によって上記保護部材が上記カバーの上方に移動された状態で、上記保護部材の表面に付着した物体を除去する物体除去部を更に備える投写型表示装置。【００８９】
（３）  （１）記載の投写型表示装置であって、上記保護部材は、上記開口部から投写される光の投写方向に垂直な面に対して傾斜しており、上記保護部材が上記カバーを覆っている状態で、上記保護部材の傾斜方向の端部のうち上記開口部に近い側の端部と対向する位置に設けられ、上記保護部材の表面に付着した物体が排出される排出部を更に備える投写型表示装置。【００９０】
（４）  （３）記載の投写型表示装置であって、上記物体検知部によって物体が検知され上記駆動部によって上記保護部材が上記カバーの上方に移動された状態で、上記保護部材の表面に付着した物体を上記排出部に移動させて上記物体を除去する物体除去部を更に備える投写型表示装置。【００９１】
（５）  （２）又は（４）記載の投写型表示装置であって、上記駆動部は、上記物体除去部による上記物体の除去が完了した後に、上記保護部材を上記カバーの上方から退避させる投写型表示装置。【００９２】
（６）  （１）〜（５）のいずれか１つに記載の投写型表示装置であって、上記物体検知部によって物体が検知され上記駆動部によって上記保護部材が上記カバーの上方に移動されている状態で、上記画像データに基づく画像を上記乗り物に搭載される表示装置に表示させる表示制御部を更に備える投写型表示装置。【００９３】
（７）  （１）〜（５）のいずれか１つに記載の投写型表示装置であって、上記保護部材は、上記空間変調された上記光を透過可能である投写型表示装置。【００９４】
（８）  光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、上記光変調部を収容する筐体と、上記筐体に収容され、上記空間変調された光を上記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、上記開口部を塞ぐカバーと、上記カバーを保護するための可動の保護部材と、を有する投写型表示装置の作動方法であって、上記カバーの表面に近づいてくる物体を検知する物体検知ステップと、上記物体検知ステップで物体を検知した場合には上記カバーの上方に上記保護部材を移動させて上記保護部材によって上記カバーを覆い、上記物体検知ステップで物体を非検知の場合には上記カバーの上方から上記保護部材を退避させて上記カバーを露出させる駆動ステップと、を備える投写型表示装置の作動方法。【００９５】
（９）  （８）記載の投写型表示装置の作動方法であって、上記駆動ステップによって上記保護部材が上記カバーの上方に移動された状態で、上記保護部材の表面に付着した物体を除去する物体除去ステップを更に備える投写型表示装置の作動方法。【００９６】
（１０）  （８）記載の投写型表示装置の作動方法であって、上記保護部材は、上記開口部から投写される光の投写方向に垂直な面に対して傾斜しており、上記投写型表示装置は、上記保護部材が上記カバーを覆っている状態で、上記保護部材の傾斜方向の端部のうち上記開口部に近い側の端部と対向する位置に設けられ、上記保護部材の表面に付着した物体が排出される排出部を更に備える投写型表示装置の作動方法。【００９７】
（１１）  （１０）記載の投写型表示装置の作動方法であって、上記駆動ステップによって上記保護部材が上記カバーの上方に移動された状態で、上記保護部材の表面に付着した物体を上記排出部に移動させて上記物体を除去する物体除去ステップを更に備える投写型表示装置の作動方法。【００９８】
（１２）  （９）又は（１１）記載の投写型表示装置の作動方法であって、上記物体除去ステップが完了した後に、上記保護部材を上記カバーの上方から退避させるステップを更に備える投写型表示装置の作動方法。【００９９】
（１３）  （８）〜（１２）のいずれか１つに記載の投写型表示装置の作動方法であって、上記駆動ステップによって上記保護部材が上記カバーの上方に移動されている状態で、上記画像データに基づく画像を上記乗り物に搭載される表示装置に表示させる表示制御ステップを更に備える投写型表示装置の作動方法。【０１００】
（１４）  （８）〜（１２）のいずれか１つに記載の投写型表示装置の作動方法であって、上記保護部材は、上記空間変調された上記光を透過可能である投写型表示装置の作動方法。【０１０１】
（１５）光源から出射される光を、入力される画像データに基づいて空間変調する光変調部と、上記光変調部を収容する筐体と、上記筐体に収容され、上記空間変調された光を上記筐体に形成された開口部を通して乗り物の投写面に投写する投写光学系と、上記開口部を塞ぐカバーと、上記カバーを保護するための可動の保護部材と、を有する投写型表示装置の作動プログラムであって、上記カバーの表面に近づいてくる物体を検知した場合には上記カバーの上方に上記保護部材を移動させて上記保護部材によって上記カバーを覆い、上記物体を非検知の場合には上記カバーの上方から上記保護部材を退避させて上記カバーを露出させる駆動ステップをコンピュータに実行させるための投写型表示装置の作動プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、自動車等の乗り物に搭載することで自動車の製品価値を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  ＨＵＤ
１  自動車
２  ウインドシールド
３  筐体
４  ダッシュボード
５  制御ユニット
６  拡散部材
７  凹面鏡
８  連結部
９  カバー
１０  駆動部
１１  保護部材
１２  物体検知部
１２ａ  発光素子
１２ｂ  受光素子
１３  物体除去部
１４  排出部
２０  表示装置
４０  光源ユニット
４１ｒ  Ｒ光源
４１ｇ  Ｇ光源
４１ｂ  Ｂ光源
４２ｒ、４２ｇ、４２ｂ  コリメータレンズ
４３  ダイクロイックプリズム
４４  光変調素子
４５  光変調素子駆動部
４６  光源制御部
４７  システム制御部
Ｅ  眼
Ｋ  開口部
Ｄ  ダストボックス
Ｙ  投写方向
２０  表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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