JP2010145745A - 画像形成装置、及び、ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
レーザープロジェクタを用いることで高解像度の映像を形成可能とする画像形成装置において、高輝度化、並びに、低電力化の実現を図る。
【解決手段】
レーザー光を光源とし、複数画素の配列で形成される映像を投影するレーザープロジェクタ１と、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３と、前記レーザープロジェクタ１と前記マイクロレンズアレイ３の光路間に配設され、各マイクロレンズ３１に入射するレーザー光の入射角が、当該マイクロレンズ３１の開口角に収まるように補正して投影する光学系補正素子２と、マイクロレンズアレイ３の放射面に形成される映像を拡大する光学系拡大素子４とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、レーザープロジェクタを用いて複数画素の配列で形成される映像を投影する画像形成装置、及び、その画像形成装置を利用して、自動車などの操縦者に対し計器情報などの各種情報を提供するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、自動車などの移動体において、液晶ディスプレイなどにより形成された計器情報、ナビゲーション装置における地図情報などの各種情報映像を、フロントウィンドウに投影し、操縦者に情報を伝達するヘッドアップディスプレイ装置が知られている。特許文献１〜特許文献３には、車両に各種ヘッドアップディスプレイ装置を用いることが開示されている。

特許文献１には、グラフィック表示可能な透過型ドットマトリックス液晶表示パネルの背後に配置される調光用スクリーンと、該調光用スクリーンの背後に配置されたバックライト光源とを備え、フロントガラス又はフロントガラス手前に設けた透光性反射板に情報表示を反射させる表示器を備えたヘッドアップディスプレー装置が開示されている。このヘッドアップディスプレー装置によれば、表示器の表示像を運転席の前方視野内に配設された透光性反射板（コンバイナ）に投影表示する車両用ヘッドアップ装置における表示器のウォッシュアウト現象を防ぐとともに、その表示器を透過照明するのに用いられるバックライトの耐久性の向上を図ることができる。

また、特許文献２には、運転席上方に位置するルーフパネルの車室内側に、各種走行データ等の表示像を放射する放射機構を含んだ発光表示源を配し、インストルメントパネルの所定部位に、発光表示源から放射される表示像を運転席前方のフロントウインドパネルに投影するミラーを配設した車両用ヘッドアップディスプレイが開示されている。この車両用ヘッドアップディスプレイによれば、車両のインストルメントパネル内方に大きな設置スペースを必要とせずレイアウトが容易となる。

そして、特許文献３には、半透過反射面に計器表示源の情報を光学的に投射する車両用ヘッドアップディスプレイにおいて、計器表示源と半透過反射面との間に計器表示源からの透光を複数回反射させる反射鏡を設けることが開示されている。この開示によれば、反射鏡で計器表示源と半透過反射面までの距離をかせぐことで、運転者により視認される表示源の反射像を車両から遠ざけることが可能となる。

図１８、図１９を用いて、ヘッドアップディスプレイ装置の一実施形態を簡単に紹介する。図１８はヘッドアップディスプレイ装置の各種構成をインストルメントパネル内に組み込んだ場合の実施形態である。液晶表示パネル（ＬＣＤ）上には、車両の計器情報や、ナビゲーション装置からの地図情報などの映像情報が出力表示される。ＬＣＤ背面には光源としてのバックライトが設置され、ＬＣＤを背面から照射することで、光学系拡大素子としての凹面ミラーにＬＣＤに形成される映像を照射する。凹面ミラーで反射、拡大された映像はフロントウィンドウ又はフロントウィンドウ上に設けた透過性反射板の内側に投影される。操縦者は、フロントウィンドウから前方に位置する表示像（虚像）を視認することができる。また、表示像までの距離（距離Ｌ）をできるだけ遠方にすることで、操縦者は少ない焦点位置の移動量で計器情報や地図情報などの映像情報を確認することができる。

図１９は、車両運転席背後からの様子を示した図であり、フロントウィンドウの破線で
囲んだ表示範囲内に各種の映像情報が映し出され、運転者はインストルメントパネル内に配置されている各種計器類などに視線を落とさなくても、車両の運転に注意を払いながら映像による各種情報を取得することができる。
特開２０００−１３１６４２号公報 実公平６−２９０９５号公報 実開平１−５９７４０号公報

このようなヘッドアップディスプレイ装置では、特許文献１や図１８で説明したように、画像形成装置として液晶表示装置を用いることが一般的であって、その光源には消費電力の大きい電流駆動方式が採用されている。この消費電力の問題を解決するため、本発明では、レーザー光を光源とするレーザープロジェクタを画像形成装置に利用することを前提とするものである。このレーザープロジェクタでは、光源として半導体レーザーなど比較的消費電力の小さい光源を利用することができ、ヘッドアップディスプレイ装置全体の低消費電力を実現することができる。

このレーザープロジェクタでは、スポット径が小径なレーザー光を直接照射するため、照射領域では輝度は非常に高いが、照射範囲の狭いスポット領域を形成することとなる。このようなレーザー光が形成するスポット領域によれば、ハイビジョンクラスの非常に解像度の高い映像を実現することが可能となる。しかしながら、ある輝度以上では輝度の違いを判断できなくなる人間の視覚特性上、視認者の目には輝度の低い映像として視認されるものとなってしまう。

本発明は、レーザープロジェクタを用いることで高解像度の映像を形成可能とする画像形成装置において、高輝度化、並びに、低電力化の実現を図ることを目的とするものである。

そのため、請求項１に係る画像形成装置は、レーザー光を光源とし、複数画素の配列で形成される映像を投影するレーザープロジェクタと、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と、前記レーザープロジェクタと前記マイクロレンズアレイの光路間に配設され、各マイクロレンズに入射するレーザー光の入射角が、当該マイクロレンズの開口角に収まるように補正して投影する光学系補正素子と、前記マイクロレンズアレイの放射面に形成される映像を拡大する光学系拡大素子とを備えたことを特徴とするものである。

また、請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、各マイクロレンズには、複数の画素が入射しないように前記マイクロレンズアレイが配置されることを特徴とするものである。

また、請求項３に係る画像形性装置は、請求項２に記載の画像形成装置において、１つのマイクロレンズには、１つの画素が入射するように前記マイクロレンズアレイが配置されることを特徴とするものである。

また、請求項４に係る画像形性装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記マイクロレンズアレイ上に投影された映像を、実像あるいは虚像のスクリーン投影像として伝達する光学系伝達素子を備え、前記光学系拡大素子は、光学系伝達素子が伝達する投影像を拡大することを特徴とするものである。

また、請求項５に係る画像形成装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、検出した周囲光に応じて前記レーザープロジェクタのレーザー光出力を補正することを特徴とするものである。

さらに、請求項６に係るヘッドアップディスプレイ装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の画像形成装置を備え、前記光学系拡大素子による映像を透過性反射板に投影することを特徴とするものである。

本発明によれば、レーザープロジェクタを用いることで高解像度の映像を形成可能とする画像形成装置において、高輝度化、並びに、低電力化の実現を図ることが可能となる。

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。図１は本発明の実施形態に係るレーザープロジェクタの主要構成を説明するための図である。本実施形態で使用するレーザープロジェクタ１は、制御部１１と、各色のレーザー光源１２と、ダイクロイックミラー群１３と、水平走査ミラー１４と、垂直走査ミラー１５とで構成されている。

制御部１１は、入力される映像信号に基づいて、レーザー光源１２を変調制御するコントローラ機能、並びに、水平走査ミラー１４、垂直走査ミラー１５を制御してレーザー光源１２からのレーザー光を偏向し映像を形成するコントローラ機能を備えている。

本実施形態のレーザー光源１２は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎に設けられ、制御部１１による制御によりレーザー光の出力が制御される。出力されたレーザー光は、ダイクロイックミラー群１３にて１つのビーム光として合成される。このような３原色を用いた本実施形態の構成では、フルカラー色のレーザー光を生成することが可能である。ダイクロイックミラー群１３にて合成されたレーザー光は、水平走査ミラー１４、垂直走査ミラ−１５にて偏向されて投影面７に映像を形成する。この水平ミラー１４、垂直ミラー１５による走査には、ガルバノメータやポリゴンミラー、プリズム、音響光学素子等複雑な機構を用いてもよいが、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）技術を利用することで、小型
化、集積化が可能となる。

また、レーザープロジェクタ１では、水平走査ミラー１４、垂直走査ミラー１５を適宜制御することで、ＬＣＤのような矩形のみならず、適宜形状にて映像を投射することが可能である。ヘッドアップディスプレイ装置では、フロントウィンドウなどの平面でない投射面に投影することとなるため、矩形映像をそのまま投射すると視認される映像に歪みが生じることとなるが、フロントウィンドウの形状、配置などを考慮した映像を投射することにより歪みのない映像として視認することが可能となる。また、水平・垂直走査ミラーの制御によって映像形状を変形することができるため、車種によって異なるフロントウィンドウの形状による歪みなどに柔軟に対処することができる。さらに、各種センサーにて周囲光を検出し、レーザープロジェクタのレーザー光出力を補正する構成を採用することで、周囲光に適した輝度の映像を提供できると共に、消費電力を低減することが可能となる。また、水平走査ミラー１４、垂直走査ミラー１５は図中においてはそれぞれ１軸のミラーを使用した別体としているが、２軸のミラーを用いて１ユニット化し更に小型化を図ることが可能である。

なお、本実施形態のレーザープロジェクタ１は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、３色を利用してフルカラー映像を生成可能とするものであるが、これに限らず、適宜数のレーザー光源１２にて構成することとしてもよい。単一のレーザー光源１２にて単色の映像を投射する場合には、必要に応じてダイクロイックミラー１３は省略できる。以上が、レーザープロジェクタ１
の概略であるが、次に図２を用いて本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。

図２に示すように、画像形成装置は、レーザープロジェクタ１、マイクロレンズアレイ３（ＭＬＡ）、レーザープロジェクタ１とマイクロレンズアレイ３の光路間に配設されたコンデンサーレンズ２、拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４にて構成される。レーザープロジェクタ１から出力されたレーザー光は、コンデンサーレンズ２に入射される。このコンデンサーレンズ２は、マイクロレンズアレイ３を構成するマイクロレンズに入射するレーザー光の入射角が、当該マイクロレンズの開口角に収まるように補正を行う。マイクロレンズアレイ３は、複数のマイクロレンズの配列にて構成される。各マイクロレンズは、コンデンサーレンズ２にて補正されたレーザー光を入射し、その裏面にて像を形成する。本発明では、このようにマイクロレンズアレイ３にて像を形成するため、スクリーンを使用して像を形成する場合と比較して、視認方向に有効に光を伝達することが可能となり、輝度の増加を図ることが可能となる。また、少ない光量でも十分な輝度を得ることが可能となるため、レーザー光源１２の出力を抑制して小電力化を図ることができる。

マイクロレンズアレイ３上に形成された映像は、拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４にて拡大され投影面７に投影される。ヘッドアップディスプレイ装置の場合には、この投影面７は透過性反射板としてのフロントウィンドウとなる。なお、本発明における画像形成装置は、ヘッドアップディスプレイ装置のみならず、直接、投影面に映像を形成するプロジェクタ装置、あるいは、リアプロジェクタ装置にも適用することができる。

以上、本実施形態の画像形成装置は、レーザープロジェクタ１と、コンデンサーレンズ２と、マイクロレンズアレイ３と、拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４にて構成される。なお、本実施形態のコンデンサーレンズ２、拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４は、それぞれ、本発明でいう光学系補正素子、光学系拡大素子に相当するものである。

では、画像形成装置の構成要素であるマイクロレンズアレイ３について図３〜図５を用いて説明する。図３はマイクロレンズアレイの一実施形態を示した図であり、多数のマイクロレンズ３１が、ピッチ間隔ｄにて格子状に配置されている。このマイクロレンズ３１は円形であり、各マイクロレンズ３１間には縁部３２が形成されている。図４は、実際のマイクロレンズアレイ３の拡大写真であり、マイクロレンズ３１が規則的に配列されている様子が見て取れる。

図５は、別実施形態のマイクロレンズアレイ３の構成を示した図であり、マイクロレンズ３１は六方格子状に配列されている。この配列によれば、縁部３２の面積を抑え、マイクロレンズ３１を密に配列することができる。なお、図３〜図５の実施形態では、マイクロレンズは円形としたが、この形状に限ること無く適宜形状とすることができる。例えば、図３のマイクロレンズ３１の形状を正方形として縁部３２の無い配列としてもよい。

では、次に、図６〜図９を用いて、マイクロレンズアレイ３の放射特性について、スクリーンを用いた場合と比較して説明を行う。図６は、スクリーン５を用いた場合の模式図である。レーザープロジェクタ１からスクリーン５背面に照射される像は、スクリーン５上に焦点を置く拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４を介して視認される。模式図には示していないが、ヘッドアップディスプレイ装置においては、拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４と視認者の間には、フロントウィンドウによる反射が介在することとなる。スクリーン５には、透明な材料の中に散乱体を拡散した、通常リアプロジェクタに用いられるものが利用されている。このようなスクリーン５の放射面での指向特性を図８に示す。この指向特性は視認方向を０°とし、その利得を１として描いたものであり、散乱体で光を反射させて像を形成するというスクリーン５の性質上、その指向特性は鈍いものとなる。このよう
にスクリーン５を用いた場合には、視認方向以外の方向に光が拡散してしまうため、視認方向への利得は低くなってしまう。

これに対し、像形成にマイクロレンズアレイ３を用いた場合の模式図を図７に示す。レーザープロジェクタ１からコンデンサーレンズ２を介してマイクロレンズアレイ３に照射された像は、マイクロレンズアレイ３上に焦点を置く拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４を介して視認される。このようなマイクロレンズ３１の放射面での指向特性を図９に示す。０°で示される視認方向と角度をなすに従って急峻に利得が減衰する、すなわち、鋭い指向特性を有することがよく分かる。このようにマイクロレンズアレイ５を用いる場合には視認方向に対して有効に光を伝達することが可能となり、マイクロレンズアレイ５の放射面において輝度の高い像を形成することが可能となる。

では、次に、本発明における構成要素となる光学系補正素子について図１０、図１１を用いて説明する。図１０は、光学系補正素子を用いない場合を示した図であり、図１１は、光学系補正素子としてコンデンサーレンズ２を用いた本発明の実施形態を示した図である。

レーザープロジェクタ１は点光源として機能するため、水平、垂直走査により、振れ角αを生じる。一方、マイクロレンズ３１は、入射した光を効率よく放射するための開口角βを有する。図１０に示すように直接、マイクロレンズアレイ３に照射した場合には、マイクロレンズアレイ３の周辺部のマイクロレンズ３１では、レーザープロジェクタ１からの入射光は、振れ角αのために開口角βに収まらず、入射したレーザ光を効率よく放射することができなくなってしまう。そのため、マクロレンズアレイ３の周辺部では輝度低下が発生することとなる。

本発明では、このようなレーザープロジェクタ１とマイクロレンズアレイ３を組み合わせた場合の輝度低下を抑えるため、図１１に示すように両者の間にコンデンサーレンズ２などの光学系補正素子を利用することを特徴とするものである。このコンデンサーレンズ２は、入射する光を平行、あるいは略平行に整える機能を有するものであり、１乃至複数のレンズで構成されている。本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３の周囲に位置するマイクロレンズ３１の開口角β内に収まるようにレーザー光を補正する。このように、コンデンサーレンズ２にてマイクロレンズアレイ３に入射するレーザー光を補正することで、マイクロレンズアレイ３の放射面において輝度の高い像を生成することが可能となる。

以上、説明したように、本発明の画像形成装置は、レーザープロジェクタ１、光学系補正素子としてのコンデンサーレンズ２、マイクロレンズアレイ３（ＭＬＡ）、光学系拡大素子としての拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４を備え、形成する映像の高輝度化、並びに、低電力化の実現を図るものである。

では、次に、図１２〜図１４を用いて、レーザープロジェクタ１がマイクロレンズアレイ３の入射面に形成する画素と、マイクロレンズ３１の配置関係について説明する。図１２は、マイクロレンズアレイ３入射面上での画素形成の様子を示した図であり、図１３、図１４は、他の実施形態の画素形成の様子を示した図となっている。

図１２に示すように、レーザープロジェクタ１は、レーザー光源を変調、偏向することで複数画素の配列で形成された映像をマイクロレンズアレイ３上に投影する。図のマイクロレンズアレイ３上には、水平方向、及び、垂直方向への走査に従って形成される画素が示されている。下の図はマイクロレンズアレイ３の一部を拡大した図であり、マイクロレンズ３１と画素の配置関係が示されている。説明のため破線で囲まれた、２つのマイクロ
レンズＡ、Ｂを例にとって説明する。また、画素についても図のように１から１０の番号を割り当てて説明を行う。この配置関係では、マイクロレンズＡには画素１のみが入射している。すなわち、マイクロレンズＡには１つの画素のみが入射することとなるため、マイクロレンズＡでは隣り合う画素との混色の心配はない。

一方、この配置においてマイクロレンズＢには、画素４、５、９、１０の４つの画素の部分が入射され、マイクロレンズＢでは隣接する画素間での混色が発生する。隣接する画素間での混色は、画素混合状態となり映像の解像度低下の原因となる。しかしながら、縁部３２にかかる画素の部分は、縁部３２の表面で反射、散乱を起こすため、視認方向に有効に光を伝達することができず輝度効率低下の原因となる。

図１３は、隣接する画素間での混色に対処した実施形態を示した図であり、４つのマイクロレンズ３１毎に１つの画素が入射する配置となっている。この配置によれば、各マイクロレンズ３１には複数の画素が入射することなく、隣接画素での混色を防ぐことができる。

図１４では、１つのマイクロレンズ３１に１つの画素が入射する配置となっている。更に本配置では、マイクロレンズ３１内に画素が収まるような配置となっている。このような配置によれば、隣接画素での混色を防ぐことができる。また、マイクロレンズ３１内に画素が収まっているため、縁部３２での反射、散乱による損失を抑え、より効率的に入射光を放射面に伝達することが可能となる。

以上、レーザープロジェクタ１がマイクロレンズアレイ３の入射面に形成する画素と、マイクロレンズ３１の配置関係を考慮することで、高輝度化を実現することが可能となる。

さらに本発明の各種実施形態に加えて、周囲光の強度によりレーザー光源１２の強度を補正することとしてもよい。このような補正は、図１にて説明したレーザープロジェクタ１の制御部１１に、周囲光を検出するセンサーからの信号を入力することで実現できる。周囲光強度が強い場合にはレーザー光源１２の強度を上げ、周囲光強度が弱い場合には強度を下げることで周囲光に適した強度の映像を投影することで、視認性が高い映像を提供することが可能となると共に、小電力化を実現することができる。また、周囲光の強度のみならず、周囲光の色調を検出することで、レーザー光の色調を変化させて視認性の高い映像を提供することとしてもよい。例えば、夕方、あるいは、トンネル内など赤みの強い周囲光の場合には、緑、または、青のレーザー光源１２の強度を上げることで映像の視認性を高めることができる。

では、本実施形態の画像形成装置をヘッドアップディスプレイ装置として車室内に実装する場合について図１５〜図１７を用いて説明する。図１５は、図７で説明した画像形成装置をヘッドアップディスプレイ装置として車室内に実装した場合の不都合を説明するための図であり、図１６はそれを解決するための実施形態の模式図、図１７はその実装の様子を示した図となっている。ヘッドアップディスプレイ装置では、狭い室内において、フロントウィンドウまでの光路長を長く取るため各種の手法が採用される。特許文献２もみられるように、発光表示源をルーフパネルの車室内側に設置して視認者の視界内に光路を配置することで光路長を稼ぐこともしばしば行われる。本発明の実施形態に係る画像形成装置をこのように車室内に配置した場合には、図１５に示すように、コンデンサーレンズ２、マイクロレンズアレイ３などの構成が視認者（操縦者）の視界を妨げる位置となってしまい、視界上の不都合を生じてしまう。また、図のような配置においては表示像自体の妨げにもなってしまう。

このような配置上の不都合を解消するため、本実施形態はマイクロレンズアレイ３の後段に、光学系伝達素子としての投影レンズ６を配設することとしている。なお、投影レンズ６は、１つのレンズにて構成しても、あるいは、複数のレンズ群にて構成することとしてもよい。図１６に示すように、マイクロレンズアレイ３の後段に配置される投影レンズ６は、その背後に、実像、あるいは、虚像としての投影像を生成する。拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４は、この投影像上に焦点を置き、投影像を拡大することで視認者に拡大された映像を提供する。この構成によれば、図７における拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４からマイクロレンズアレイ３までの距離ａを、図１６における拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４から投影レンズ６までの距離ｂに拡大することが可能となる。この拡大された距離ｂの光路が視認者の視界を通過するよう各構成を配置することで、視認者の視界を妨げることなく画像形成装置を設置することができる。また、距離ｂは、拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４の焦点距離のみならず、投影レンズ６の選択でも調整できるため画像形成装置のレイアウトの自由度を高めることができる。

図１７は、図１６で説明した画像形成装置を車室内に実装した場合の図を示したものである。レーザープロジェクタ１と、コンデンサーレンズ２と、マイクロレンズアレイ３と、投影レンズ６は車内天井付近に取り付けられる。特に、その取り付け位置を車内前方付近とすることで、通常、物を載置することのないフロントウィンドウに近接して光路を確保することができ、画像形成装置の光路も妨げられることがない。また設置の際、これらの構成を適宜単位にてまとめ、かつ、まとめた構成間での光路を予め調整した上でユニット化しておけば、各構成間での光路調整が不要となり取り付けが簡単となる。

一方、拡大レンズ（この場合、凹面鏡）４は、各種計器などを収納するインストルメントパネル上に配設、あるいは、画像形成装置の光路を妨げないよう窓が設けられたインストルメントパネル内に配設される。このように投影レンズ６を利用することで、拡大レンズ（もしくは凹面鏡４）までの距離を延長した本実施形態によれば、視認者の視界を妨げることなく車室内に実装することが可能となる。また、投影レンズ６の選択により、拡大レンズ（もしくは凹面鏡）４までの距離を調整することも可能となり、実装の際の自由度も向上する。

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。

本発明の実施形態に係るレーザープロジェクタの構成を示した図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した図。 本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイの構成を示した図。 本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイの拡大写真。 本発明の他の実施形態に係るマイクロレンズアレイの構成を示した図。 スクリーンを使用した場合の画像形成装置を示した図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した図。 スクリーン放射面での光の指向特性を示した図。 マイクロレンズ放射面での光の指向特性を示した図。 マイクロレンズへのビーム入射角を示した図。 マイクロレンズへのビーム入射角を示した図。 本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイ上での画素形成の様子を示した図。 本発明の他の実施形態に係るマイクロレンズアレイ上での画素形成の様子を示した図。 本発明の他の実施形態に係るマイクロレンズアレイ上での画素形成の様子を示した図。 画像形成装置の車室内への実装における不都合を説明する図。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置を示した図。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の車室内への実装を示した図。 従来のヘッドアップディスプレイ装置を示した図。 ヘッドアップディスプレイ装置による車室内での画像表示の様子を示した図。

符号の説明

１…レーザープロジェクタ、１１…制御部、１２…レーザー光源、１３…ダイクロイックミラー群、１４…水平走査ミラー、１５…垂直走査ミラー、２…コンデンサーレンズ、３…マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）、３１…マイクロレンズ、３２…縁部、４…拡大レンズ（もしくは凹面鏡）、５…スクリーン、６…投影レンズ、７…投影面

Claims (6)

1. レーザー光を光源とし、複数画素の配列で形成される映像を投影するレーザープロジェクタと、
   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と、
   前記レーザープロジェクタと前記マイクロレンズアレイの光路間に配設され、各マイクロレンズに入射するレーザー光の入射角が、当該マイクロレンズの開口角に収まるように補正して投影する光学系補正素子と、
   前記マイクロレンズアレイの放射面に形成される映像を拡大する光学系拡大素子とを備える
   画像形成装置。
2. 各マイクロレンズには、複数の画素が入射しないように前記マイクロレンズアレイが配置される
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. １つのマイクロレンズには、１つの画素が入射するように前記マイクロレンズアレイが配置される
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記マイクロレンズアレイ上に投影された映像を、実像あるいは虚像の投影像として伝達する光学系伝達素子を備え、
   前記光学系拡大素子は、光学系伝達素子が伝達する投影像を拡大する
   請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 検出した周囲光に応じて前記レーザープロジェクタのレーザー光出力を補正する
   請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の画像形成装置を備え、
   光学系拡大素子による映像を透過性反射板に投影する
   ヘッドアップディスプレイ装置。

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