JP6432002B2 - 投写型表示装置、投写制御方法、投写制御プログラム - Google Patents

投写型表示装置、投写制御方法、投写制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、投写型表示装置、投写制御方法、投写制御プログラムに関する。
自動車、電車、船舶、重機、航空機、又は、農作用機械等の乗り物内において、ウインドシールド又はウインドシールドの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。
このような乗り物用のＨＵＤにおいて、大画面表示を可能にしたものが提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
特許文献１には、画像光を投写面に対して投写する３つの投写部が水平方向に配列されたＨＵＤが記載されている。
特許文献２には、画像光を投写面に対して投写する２つの投写部が水平方向に配列されたＨＵＤが記載されている。
特許文献３には、画像光を投写面に対して垂直方向に２つに分割して投写可能なＨＵＤが記載されている。
特開２０１３−１４８９０１号公報 特開２０１３−１３７３５５号公報 特開２０１５−１１２１２号公報
特許文献１〜３に記載されたＨＵＤは、いずれも、画像光の投写範囲の形状が、垂直方向又は水平方向に長手のものとなるため、広範囲にわたって必要な情報を提示することが可能である。
しかし、ＨＵＤの使用形態によっては、水平方向に広い範囲において情報が表示されるよりも、垂直方向に広い範囲において情報が表示された方がよい場合があり、その逆の場合もある。
例えば、国によっては、垂直方向における投写範囲の幅又は位置に制限が設けられている場合があり、このような国の乗り物に対応するためには、水平方向に広い投写範囲を設定できることが望ましい。一方、上記の制限がない国においては、垂直方向に広い投写範囲と水平方向に広い投写範囲とのいずれかを設定できればよい。
また、航空機、電車、バス、トラック、重機、又は、建機等では、ウインドシールドが垂直方向に長手の形状となっていることが多く、垂直方向への視線移動が多く行われる。このため、垂直方向に広い投写範囲を設定できることが望ましい。
このように、使用形態によって投写範囲の最適な形状は決められる。しかし、水平方向に複数の投写部を配列したＨＵＤと、垂直方向に複数の投写部を配列したＨＵＤとを、国又は乗り物の種類等によって作り分けるのでは、ＨＵＤの製造コストが増大する。
また、一般的な自動車であっても、運転状況によっては、垂直方向での視界を十分に確保する必要がある場合と、垂直方向での視界をそこまで確保しなくてもよい場合とがある。また、運転者によって投写範囲の好みの形状は異なる。
特許文献１及び特許文献２に記載されたＨＵＤでは、投写範囲の形状が固定されているため、運転状況又は運転者の好み等に応じた投写範囲を設定することはできない。
特許文献３に記載されたＨＵＤは、投写範囲の形状を垂直方向で変化させることができるが、このＨＵＤでは、水平方向に長手の投写範囲を設定することはできない。
ここでは乗り物用のＨＵＤについて説明したが、同様の課題は乗り物以外の用途のＨＵＤにおいても生じ得る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画像光の投写範囲の形状を柔軟に変更することのできる投写型表示装置、投写制御方法、及び、投写制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明の投写型表示装置は、画像光を投写面に投写する複数の投写部と、前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、前記駆動機構は、前記第二の投写部の画像光生成部の位置を変更する機構であり、前記制御部は、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第二の投写部の拡大投写部材に入射する状態と、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第一の投写部の拡大投写部材に入射する状態とを切り替えるものである。
本発明の投写型表示装置は、画像光を投写面に投写する複数の投写部と、前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、光を反射する第一の反射部材と、前記第一の反射部材により反射された光を前記第一の投写部の拡大投写部材に入射させる第二の反射部材と、を備え、前記駆動機構は、前記第一の反射部材の位置を変更する機構であり、前記制御部は、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間に前記第一の反射部材を挿入して前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第一の反射部材によって反射させる状態と、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間から前記第一の反射部材を退避させて前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第二の投写部の拡大投写部材に入射させる状態とを切り替えるものである。
本発明の投写型表示装置は、画像光を投写面に投写する複数の投写部と、前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、前記駆動機構は、前記第二の投写部の画像光生成部及び拡大投写部材を当該画像光生成部から出射される画像光の出射方向の周りに回転させる機構である。
本発明の投写型表示装置は、画像光を投写面に投写する複数の投写部と、前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、前記複数の投写部の少なくとも一部から投写される画像光の光路長を制御する光路長制御機構を更に備えるものである。
本発明の投写型表示装置は、画像光を投写面に投写する複数の投写部と、前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、前記制御部は、前記駆動機構を制御して、前記ウインドシールドにおける、前記乗り物の運転者の眼の高さから求められる前記運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、前記見下ろし角度範囲と前記見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、を切り替えるものである。
本発明の投写型表示装置は、画像光を投写面に投写する複数の投写部と、前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、前記制御部は、前記乗り物の周囲の環境に基づいて前記駆動機構を制御するものである。
本発明の投写制御方法は、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、
前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第二の投写部の拡大投写部材に入射する状態と、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第一の投写部の拡大投写部材に入射する状態とを切り替えるものである。
本発明の投写制御方法は、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、前記駆動機構は、光を反射する第一の反射部材の位置を変更する機構であり、前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間に前記第一の反射部材を挿入して前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第一の反射部材によって反射させ、前記第一の反射部材により反射された画像光を第二の反射部材に入射させる状態と、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間から前記第一の反射部材を退避させて前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第二の投写部の拡大投写部材に入射させる状態とを切り替え、前記第二の反射部材は、前記第一の反射部材により反射された画像光を前記第一の投写部の拡大投写部材に入射させるものである。
本発明の投写制御方法は、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、前記駆動機構は、前記第二の投写部の画像光生成部及び拡大投写部材を当該画像光生成部から出射される画像光の出射方向の周りに回転させる機構であるものである。
本発明の投写制御方法は、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記ウインドシールドにおける、前記乗り物の運転者の眼の高さから求められる前記運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、前記見下ろし角度範囲と前記見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、を切り替えるものである。
本発明の投写制御方法は、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、前記制御ステップは、前記乗り物の周囲の環境に基づいて前記駆動機構を制御するものである。
本発明の投写制御プログラムは、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第二の投写部の拡大投写部材に入射する状態と、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第一の投写部の拡大投写部材に入射する状態とを切り替えるものである。
本発明の投写制御プログラムは、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、前記駆動機構は、光を反射する第一の反射部材の位置を変更する機構であり、前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間に前記第一の反射部材を挿入して前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第一の反射部材によって反射させ、前記第一の反射部材により反射された画像光を第二の反射部材に入射させる状態と、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間から前記第一の反射部材を退避させて前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第二の投写部の拡大投写部材に入射させる状態とを切り替え、前記第二の反射部材は、前記第一の反射部材により反射された画像光を前記第一の投写部の拡大投写部材に入射させるものである。
本発明の投写制御プログラムは、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、前記駆動機構は、前記第二の投写部の画像光生成部及び拡大投写部材を当該画像光生成部から出射される画像光の出射方向の周りに回転させる機構であるものである。
本発明の投写制御プログラムは、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記ウインドシールドにおける、前記乗り物の運転者の眼の高さから求められる前記運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、前記見下ろし角度範囲と前記見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、を切り替えるものである。
本発明の投写制御プログラムは、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、前記制御ステップは、前記乗り物の周囲の環境に基づいて前記駆動機構を制御するものである。
本発明によれば、画像光の投写範囲の形状を柔軟に変更することのできる投写型表示装置、投写制御方法、及び、投写制御プログラムを提供することができる。
本発明の第一の実施形態である投写型表示装置１が搭載される自動車１０の構成を示す模式図である。 図１に示す投写型表示装置１の概略構成を示す模式図である。 図２に示す第一の投写部１１と第二の投写部１２の配置例を示す模式図である。 図２に示す第一の画像光生成部１１Ａの内部構成の一例を示す図である。 図１に示す投写型表示装置１の横画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｙから見た模式図である。 図５に示す投写状態における運転者によって視認される虚像の視認範囲を示す図である。 図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｙから見た模式図である。 図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｘから見た模式図である。 図８に示す投写状態における運転者によって視認される虚像の視認範囲を示す図である。 図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態の第一の変形例を示す図であり、方向Ｘから見た模式図である。 図１０に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。 図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態の第二の変形例を示す図であり、方向Ｘから見た模式図である。 図１２に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。 図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態の第三の変形例を示す図であり、方向Ｘから見た模式図である。 図１４に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。 図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態の第四の変形例を示す図であり、方向Ｘから見た模式図である。 図１６に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。 本発明の第二の実施形態である投写型表示装置１Ａの概略構成を示す図である。 図１８に示す投写型表示装置１Ａの第一の投写部１１と第二の投写部１２の配置例を示す模式図である。 図１８に示す投写型表示装置１Ａの横画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｙから見た模式図である。 図１８に示す投写型表示装置１ＡのＬ字画面モード時における第一の投写部１１と第二の投写部１２の配置例を示す模式図である。 図１８に示す投写型表示装置１ＡのＬ字画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｙから見た模式図である。 図２２に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。 図１８に示す投写型表示装置１ＡのＬ字画面モード時の虚像の視認範囲の変形例を示す図である。 図１８に示す投写型表示装置１ＡのＬ字画面モード時の虚像の視認範囲の変形例を示す図である。 本発明の第三の実施形態である投写型表示装置１Ｂの概略構成を示す図であり、方向Ｙから見た模式図である。 図２６に示す投写型表示装置１Ｂの縦画面モード時における投写状態を方向Ｙから見た模式図である。 図２６に示す投写型表示装置１Ｂの縦画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｘから見た模式図である。 運転者の見下ろし角度とウインドシールドとの関係を示す図である。
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。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態である投写型表示装置１が搭載される自動車１０の構成を示す模式図である。なお、投写型表示装置１は、自動車１０以外に、電車、重機、建機、航空機、船舶、又は、農作機械等の乗り物にも搭載可能である。
図１に示すように投写型表示装置１は、自動車１０のダッシュボード２に内蔵されている。
投写型表示装置１は、画像光をウインドシールド３の一部の範囲である投写面４に投写する。投写面４は、投写型表示装置１から投写された画像光を運転者の目の方向に反射するような加工がなされている。
ここでは、投写型表示装置１がウインドシールド３に対して画像光を投写する装置としているが、ウインドシールド３付近に配置されるコンバイナに画像光を投写する構成としてもよい。この場合は、コンバイナが投写面を構成する。
運転者は、投写面４に投写され、投写面４により反射された画像光に基づく虚像により、運転に関するアイコン又は文字等のコンテンツを視認することができる。また、投写面４は、ウインドシールド３の外部（車外）からの光を透過する機能を持つ。このため、運転者は、画像光に基づく虚像と外界の景色とが重畳された像を視認することができる。
図２は、図１に示す投写型表示装置１の概略構成を示す模式図である。
図２に示すように、投写型表示装置１は、画像光を投写面４に投写する第一の投写部１１と、画像光を投写面４に投写する第二の投写部１２と、を備える。
第一の投写部１１は、第一の画像光生成部１１Ａと、第一の拡大投写部材１１Ｂと、を含む。
第二の投写部１２は、第二の画像光生成部１２Ａと、第二の拡大投写部材１２Ｂと、駆動機構１３と、を含む。
第一の画像光生成部１１Ａと第二の画像光生成部１２Ａは、光源、光変調素子、及び、画像光出射部材等を有し、投写面４に投写するための画像光を生成する。
第一の拡大投写部材１１Ｂと第二の拡大投写部材１２Ｂは、第一の画像光生成部１１Ａと第二の画像光生成部１２Ａの各々により生成された画像光を拡大して投写面４に投写する。
駆動機構１３は、第二の投写部１２の第二の画像光生成部１２Ａから投写される画像光の投写範囲の投写面４上における位置を制御するための機構であって、第二の画像光生成部１２Ａの位置を変更するための機構である。駆動機構１３は、画像光の光路長を制御する光路長制御機構としても機能する。
図３は、図２に示す第一の投写部１１と第二の投写部１２の配置例を示す模式図である。
図３に示すように、第一の画像光生成部１１Ａと第二の画像光生成部１２Ａは、自動車１０の運転席と助手席が並ぶ方向である方向Ｘに並んで配置されている。
第一の画像光生成部１１Ａが出射する画像光の光路上には、第一の拡大投写部材１１Ｂが配置されている。
第二の画像光生成部１２Ａが出射する画像光の光路上には、第二の拡大投写部材１２Ｂが配置されている。
第一の拡大投写部材１１Ｂと第二の拡大投写部材１２Ｂは、方向Ｘに並んで配置されている。
第一の拡大投写部材１１Ｂは、図３の例では凹面鏡であり、入射された画像光を拡大して投写面４に投写する。
第二の拡大投写部材１２Ｂは、図３の例では凹面鏡であり、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光を拡大して投写面４に投写する。
第一の拡大投写部材１１Ｂは、第二の拡大投写部材１２Ｂよりも光の反射面の面積が大きくなっている。
なお、第一の拡大投写部材１１Ｂと第二の拡大投写部材１２Ｂは、凹面鏡に限定されるものではなく、画像光を投写面４に投写できる光学部材であればよい。
第二の画像光生成部１２Ａは、駆動機構１３によって、方向Ｘにおける位置と、方向Ｘに直交しかつ互いに直交する方向Ｙ及び方向Ｚの各々における位置とが変更可能となっている。方向Ｙは、重力方向に沿う方向である。
投写型表示装置１は、駆動機構１３を制御することにより、図３に示す状態から、第二の画像光生成部１２Ａの位置を方向Ｙにおける第一の画像光生成部１１Ａの下方に移動させて、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光を第一の拡大投写部材１１Ｂに入射させる状態に切り替えることができる。
このように、第一の拡大投写部材１１Ｂは、第一の画像光生成部１１Ａから出射された画像光と、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光とをそれぞれ拡大して投写面４に投写することができる程度に、第二の拡大投写部材１２Ｂよりも反射面の面積が大きくなっている。
図４は、図２に示す第一の画像光生成部１１Ａの内部構成の一例を示す図である。図２に示す第二の画像光生成部１２Ａの内部構成は図２と同じであるため、ここでは説明を省略する。
第一の画像光生成部１１Ａは、光源ユニット４０と、光変調素子４４と、光変調素子４４を駆動する駆動部４５と、拡散部材５０と、制御部６０と、を備える。
光源ユニット４０は、光源制御部４０Ａ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は光源を構成する。
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。
光を同一光路に導く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。
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。
投写型表示装置１の各投写部の光源は、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、又は、異なる波長帯域の光を出射する２つ又は４つ以上の光源によって構成されていてもよい。
光源制御部４０Ａ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。
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、制御部６０により入力される画像データに基づいて空間変調する。
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。
駆動部４５は、制御部６０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、画像データに応じた画像光（赤色画像光、青色画像光、及び、緑色画像光）を、光変調素子４４から拡散部材５０に出射させる。
拡散部材５０は、光変調素子４４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５０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、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。拡散部材５０は、画像光出射部材を構成する。
拡散部材５０と第一の拡大投写部材１１Ｂ（第二の拡大投写部材１２Ｂ）は、投写面４に投写された画像光に基づく画像が、ウインドシールド３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、投写面４において実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てもよい。
第一の画像光生成部１１Ａ（第二の画像光生成部１２Ａ）の制御部６０は、光源制御部４０Ａ及び駆動部４５を制御して、画像データに基づく画像光を第一の画像光生成部１１Ａ（第二の画像光生成部１２Ａ）から第一の拡大投写部材１１Ｂ（第二の拡大投写部材１２Ｂ）に出射させる。
また、第一の画像光生成部１１Ａ（第二の画像光生成部１２Ａ）の制御部６０は、投写型表示装置１に設けられた操作部７０からの操作信号に基づいて、駆動機構１３を制御する。
この制御により、第二の画像光生成部１２Ａの方向Ｘ、方向Ｙ、及び、方向Ｚの各々における位置を変更することができる。駆動機構１３の制御は、第二の画像光生成部１２Ａの制御部６０が行う構成であってもよい。
駆動機構１３を制御する制御部６０は、非一時性の記録媒体ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶された投写制御プログラムを実行する一つ又は複数のプロセッサにより構成され、この投写制御プログラムを実行することにより、駆動機構１３の制御を実行する。
操作部７０は、物理的な操作ボタン又は自動車１０に搭載された表示部に付属するタッチパネル等であり、制御部６０に各種情報を入力するためのインターフェースである。
投写型表示装置１では、第一の投写部１１によって投写面４に投写される画像光の第一の投写範囲及び第二の投写部１２によって投写される画像光の第二の投写範囲を合わせた範囲（以下、合計投写範囲という）の一方向である方向Ｘの長さと、その一方向に直交する方向である方向Ｙの長さとがそれぞれ異なる複数の表示モードを設定可能である。複数の表示モードは、操作部７０を操作することによって設定することができる。
なお、生産ラインにおいて投写型表示装置１と接続されるコンピュータによって表示モードを設定する構成であってもよい。この場合は、投写型表示装置１が市場に出荷された後は、投写型表示装置１の表示モードは生産ラインで設定されたものに固定され、運転者による変更はできない。
この複数の表示モードは、合計投写範囲の方向Ｘにおける長さが、合計投写範囲の方向Ｙにおける長さよりも長い横画面モードと、合計投写範囲の方向Ｙにおける長さが、合計投写範囲の方向Ｘにおける長さよりも長い縦画面モードと、を含む。
横画面モード時には、制御部６０が駆動機構１３を制御し、第二の画像光生成部１２Ａを図３に示す位置に移動させる。この状態では、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光は第二の拡大投写部材１２Ｂに入射する。
縦画面モード時には、制御部６０が駆動機構１３を制御し、第二の画像光生成部１２Ａを図３において第一の画像光生成部１１Ａの下方に移動させる。この状態では、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光は第一の拡大投写部材１１Ｂに入射する。
制御部６０は、操作部７０から入力される操作信号に基づいて、これらのモードを切り替えるべく駆動機構１３を制御する。
投写型表示装置１が、運転者によって表示モードを変更できる装置である場合、横画面モードは、例えば、高速走行時に設定される。また、縦画面モードは、例えば、低速走行時に設定される。
また、生産ラインにおいて表示モードを設定する場合、航空機、電車、バス、トラック、重機、又は、建機等では、ウインドシールド３が垂直方向に長手の形状となっており、垂直方向への視線移動が多く行われるため、例えば表示モードが縦画面モードに設定される。一般の自動車では表示モードが例えば横画面モードに設定される。
図５は、図１に示す投写型表示装置１の横画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｙから見た模式図である。
図５に示すように、横画面モード時には、第一の画像光生成部１１Ａから出射された画像光の投写面４における第一の投写範囲１１Ｃと、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光の投写面４における第二の投写範囲１２Ｃとが方向Ｘに隙間なく配列された状態となる。これにより、合計投写範囲は、方向Ｘが長手方向となる矩形状となる。
横画面モード時では、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長と、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第二の拡大投写部材１２Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長とは同じになっている。
図６は、図５に示す投写状態における運転者によって視認される虚像の視認範囲を示す図である。
図６に示すように、運転者から見て、第一の画像光生成部１１Ａから出射された画像光に基づく第一の画像である虚像の視認範囲１０１と、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光に基づく第二の画像である虚像の視認範囲１０２は方向Ｘに並ぶこととなる。視認範囲１０１と視認範囲１０２は、それぞれの長手方向が方向Ｘとなっている。
また、運転者と視認範囲１０１で視認される虚像との方向Ｚにおける距離Ｌと、運転者と視認範囲１０２で視認される虚像との方向Ｚにおける距離Ｌは同一となる。
以上のように、横画面モードに設定された場合には、駆動機構１３による第二の画像光生成部１２Ａの駆動によって、第一の投写範囲１１Ｃと第二の投写範囲１２Ｃが方向Ｘに並ぶため、方向Ｘへの投写範囲を広くとることが可能となる。
図７は、図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｙから見た模式図である。
図７では、説明を分かりやすくするため、第一の画像光生成部１１Ａと第二の画像光生成部１２Ａ大きさ及び光線をずらして例示している。
図７に示すように、縦画面モード時には、第一の画像光生成部１１Ａから出射された画像光の投写面４における第一の投写範囲１１Ｃと、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光の投写面４における第二の投写範囲１２Ｃとが方向Ｙに隙間なく配列された状態となる。これにより、合計投写範囲は、方向Ｙが長手方向となる矩形状となる。
図８は、図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｘから見た模式図である。
図８に示すように、縦画面モード時には、第二の画像光生成部１２Ａの方向Ｚにおける位置が、第一の画像光生成部１１Ａの方向Ｚにおける位置よりも第一の拡大投写部材１１Ｂ側にある。
これにより、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長と、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長とが同じになっている。
図９は、図８に示す投写状態における運転者によって視認される虚像の視認範囲を示す図である。
図９に示すように、運転者から見て、第一の画像光生成部１１Ａから出射された画像光に基づく虚像の視認範囲１０１と、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光に基づく虚像の視認範囲１０２は方向Ｙに並ぶ。
また、運転者と視認範囲１０１において視認される虚像との方向Ｚにおける距離Ｌと、運転者と視認範囲１０２において視認される虚像との方向Ｚにおける距離Ｌは同一となる。
以上のように、縦画面モードに設定された場合には、駆動機構１３による第二の画像光生成部１２Ａの駆動によって、第一の投写範囲１１Ｃと第二の投写範囲１２Ｃが方向Ｙに並ぶため、方向Ｙへの投写範囲を広くとることが可能となる。
以上のように、投写型表示装置１によれば、縦画面モードと横画面モードとのいずれかによって虚像又は実像を運転者に視認させることができる。このため、運転者の好みに応じて表示モードを変えることができ、投写型表示装置１の付加価値を高めることができる。
また、投写型表示装置１によれば、生産ラインにおいて縦画面モード又は横画面モードを設定してから出荷することが可能である。
このため、規制が異なる国に出荷する場合であっても、国毎に異なる仕様の投写型表示装置１を製造する必要がなくなり、投写型表示装置１の製造コストを削減することができる。
また、投写型表示装置１によれば、第一の拡大投写部材１１Ｂの面積が大きくなっていることによって、第二の画像光生成部１２Ａの位置を変えるだけで横画面モードと縦画面モードの切り替えが可能である。
このように、第二の画像光生成部１２Ａが、縦画面モード時には第一の拡大投写部材１１Ｂを利用して画像光の投写を行うことで、駆動機構１３の構成を簡略化することができ、製造コストを削減することができる。また、装置の小型化も可能となる。
なお、投写型表示装置１は、図６及び図９に示すように、第一の画像光生成部１１Ａから出射された画像光に基づく虚像までの距離と、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光に基づく虚像までの距離とが同一となる構成であるが、この２つの距離に差を設けた構成とすることも可能である。
図１０は、図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態の第一の変形例を示す図であり、方向Ｘから見た模式図である。図１１は、図１０に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。
図１０に示す例では、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長より、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長が長くなるように、第一の拡大投写部材１１Ｂの設計及び第二の画像光生成部１２Ａの位置が決められている。
これにより、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光に基づく虚像と運転者との方向Ｚにおける距離は、第一の画像光生成部１１Ａから出射された画像光に基づく虚像と運転者との方向Ｚにおける距離よりも大きくなる。
なお、横画面モード時には、第二の画像光生成部１２Ａの位置を、駆動機構１３によって図３に示す状態から方向Ｚに移動させることで、視認範囲１０１と視認範囲１０２の距離に差を設けることができる。
このように、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光の光路長を、第一の画像光生成部１１Ａから出射される画像光の光路長よりも長くすることによって、遠近差のある２つの虚像を用いた多様な表示が可能となり、表示性能を向上させることができる。
図１２は、図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態の第二の変形例を示す図であり、方向Ｘから見た模式図である。
図１３は、図１２に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。
図１２に示す例では、第二の画像光生成部１２Ａが方向Ｘに伸びる軸の周りに回転可能に構成されている。また、駆動機構１３は、第二の画像光生成部１２Ａをこの軸の周りに回転させる機能も有している。
図１２に示す例では、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長より、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長の方が長くなるように、第一の拡大投写部材１１Ｂの設計及び第二の画像光生成部１２Ａの方向Ｚにおける位置が決められている。
また、第二の画像光生成部１２Ａは駆動機構１３によって方向Ｘの周りに回転され、２つの虚像の視認範囲１０１，１０２の方向Ｙにおける位置が図１０に対して変更されている。
これにより、視認範囲１０２と運転者との距離は、視認範囲１０１と運転者との距離より長くなり、かつ、視認範囲１０１と視認範囲１０２の少なくとも一部が重なる。
図１３（Ａ）に示すように、運転者から見て視認範囲１０１と視認範囲１０２は方向Ｙに並ぶが、視認範囲１０１より視認範囲１０２は遠くに位置する。さらに、視認範囲１０１と視認範囲１０２の一部が、方向Ｙにおいて重なる。
図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示す状態から第二の画像光生成部１２Ａが更に方向Ｘの周りに回転した状態を示す図である。図１３（Ｂ）に示す例では、視認範囲１０１と視認範囲１０２が完全に重なっている。
なお、横画面モード時には、図３に示す状態から、駆動機構１３によって第二の画像光生成部１２Ａを方向Ｘの周りに回転させることによって、視認範囲１０１と視認範囲１０２の方向Ｙにおける位置に差を設けることができる。
このように、第二の画像光生成部１２Ａを方向Ｘの周りに回転させて、２つの虚像の視認範囲の方向Ｙにおける位置を変えることによって、多様な表示が可能となり、表示性能を向上させることができる。
図１４は、図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態の第三の変形例を示す図であり、方向Ｘから見た模式図である。
図１５は、図１４に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。
図１４に示す変形例は、第二の画像光生成部１２Ａが第一の拡大投写部材１１Ｂに近づく方向に移動している点が図１０と相違する。
図１４に示す例では、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長より、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長の方が短くなっている。
これにより、図１５に示すように、運転者から見て視認範囲１０１と視認範囲１０２は方向Ｙに並ぶこととなるが、視認範囲１０２は視認範囲１０１よりも運転者側に位置する。
横画面モード時にも同様に、第二の画像光生成部１２Ａの位置を、駆動機構１３によって図３に示す状態から方向Ｚに移動させることによって、視認範囲１０１と視認範囲１０２の距離に差を設けることができる。
このように、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光の光路長を、第一の画像光生成部１１Ａから出射される画像光の光路長よりも短くすることによって、遠近差のある２つの虚像を用いた多様な表示が可能となり、表示性能を向上させることができる。
図１６は、図１に示す投写型表示装置１の縦画面モード時における画像光の投写状態の第四の変形例を示す図であり、方向Ｘから見た模式図である。
図１７は、図１６に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。
図１６に示す例では、第二の画像光生成部１２Ａが方向Ｘに伸びる軸の周りに回転可能に構成されている。また、駆動機構１３は、第二の画像光生成部１２Ａをこの軸の周りに回転させる機能も有している。
図１６に示す変形例は、第二の画像光生成部１２Ａが方向Ｘの周りに回転している点が図１４と相違する。
図１６に示す変形例では、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長より、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長の方が短くなっている。また、第二の画像光生成部１２Ａが方向Ｘ周りに回転している。
これにより、図１７に示すように、運転者から見て、視認範囲１０１と視認範囲１０２は方向Ｙに並ぶこととなるが、視認範囲１０２は視認範囲１０１よりも運転者側に位置する。また、視認範囲１０１と視認範囲１０２とが重なっている。
なお、横画面モード時には、図３に示す状態から、駆動機構１３によって第二の画像光生成部１２Ａを第一の拡大投写部材１１Ｂに近づけかつ方向Ｘの周りに回転させることによって、視認範囲１０１と視認範囲１０２の方向Ｙにおける位置と方向Ｚにおける距離とにそれぞれ差を設けることができる。
このように、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光の光路長を、第一の画像光生成部１１Ａから出射される画像光の光路長よりも短くし、かつ、視認範囲１０２の方向Ｙの位置を制御することで、遠近差のある２つの虚像を用いた多様な表示が可能となり、表示性能を向上させることができる。
なお、図１０〜図１７で説明した例では、第二の画像光生成部１２Ａの代わりに第一の画像光生成部１１Ａを方向Ｚに移動させたり、第一の画像光生成部１１Ａと第二の画像光生成部１２Ａの各々を方向Ｚに移動させたりする機構を用いることによって、第一の画像光生成部１１Ａから出射される画像光の光路長と、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光の光路長との差を形成する構成としてもよい。
投写型表示装置１では、第一の投写部１１を方向Ｘに移動させるための駆動機構を更に追加してもよい。
この場合は、縦画面モード時において、制御部６０がこの駆動機構を制御して、第一の投写部１１を第二の投写部１２側にずらす。
また、制御部６０は駆動機構１３を制御して、上記の駆動機構によって位置が変えられた第一の画像光生成部１１Ａの下方に第二の画像光生成部１２Ａを移動させて、図７に示した投写状態を実現する。
（第二の実施形態）
図１８は、本発明の第二の実施形態である投写型表示装置１Ａの概略構成を示す図である。図１８において図２と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
投写型表示装置１Ａは、駆動機構１３が駆動機構１３Ａに変更され、第二の拡大投写部材１２Ｂが第二の拡大投写部材１２Ｂａに変更された点を除いては、投写型表示装置１と同じ構成である。第二の拡大投写部材１２Ｂａは、第一の拡大投写部材１１Ｂと同じ構成である。
投写型表示装置１Ａは、複数の表示モードとして、横画面モードとＬ字画面モードの２つの表示モードを設定可能である。Ｌ字画面モードは、合計投写範囲の形状がＬ字状となる表示モードである。
駆動機構１３Ａは、第二の投写部１２から投写される画像光の投写範囲の投写面４上における位置を制御するための機構である。駆動機構１３Ａは、第一の投写部１１又は第二の投写部１２の制御部６０によって制御される。
駆動機構１３Ａを制御する制御部６０は、非一時性の記録媒体ＲＯＭに記憶された投写制御プログラムを実行する一つ又は複数のプロセッサにより構成され、この投写制御プログラムを実行することにより、駆動機構１３Ａの制御を実行する。
図１９は、図１８に示す投写型表示装置１Ａの横画面モード時における第一の投写部１１と第二の投写部１２の配置例を示す模式図である。
図１９と図３との違いは、第二の拡大投写部材１２Ｂａとして第一の拡大投写部材１１Ｂと同じものを用いている点である。
駆動機構１３Ａは、第二の拡大投写部材１２Ｂａと第二の画像光生成部１２Ａを含む第二の投写部１２を方向Ｘに移動させ、かつ、この第二の投写部１２を方向Ｚの周りに９０°回転させるための機構である。
図２０は、図１８に示す投写型表示装置１Ａの横画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｙから見た模式図である。
図２０に示すように、横画面モード時には、第一の画像光生成部１１Ａから出射された画像光の投写面４における第一の投写範囲１１Ｃと、第二の画像光生成部１２Ａから出射された画像光の投写面４における第二の投写範囲１２Ｃとが方向Ｘに隙間なく配列された状態となる。
また、第一の投写範囲１１Ｃと第二の投写範囲１２Ｃの各々は、方向Ｙが長手方向となる矩形となっている。これにより、合計投写範囲は、方向Ｘが長手方向となる矩形状となる。
この横画面モード時では、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長と、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第二の拡大投写部材１２Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長とは同じになっている。
図２０に示す投写状態における運転者によって視認される虚像の視認範囲を示す図は、図６と同じである。
図２１は、図１８に示す投写型表示装置１ＡのＬ字画面モード時における第一の投写部１１と第二の投写部１２の配置例を示す模式図である。
図２１に示すように、Ｌ字画面モード時には、図２０に示す状態から、第二の投写部１２から投写される画像光の出射方向（方向Ｚ）の周りに第二の投写部１２が９０度回転され、かつ、第二の投写部１２が方向Ｘにおいて第一の投写部１１に近づく方向に移動される。
図２２は、図１８に示す投写型表示装置１ＡのＬ字画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｙから見た模式図である。
Ｌ字画面モードでは、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長と、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長とは同じである。
図２２に示すように、第一の投写部１１から出射された画像光の第一の投写範囲１１Ｃは方向Ｘが長手方向となる矩形である。また、第二の画像光生成部１２から出射された画像光の第二の投写範囲１２Ｃは方向Ｙが長手方向となる矩形である。第一の投写範囲１１Ｃと第二の投写範囲１２Ｃは隙間なく方向Ｘに配列されている。
図２３は、図２２に示す投写状態における運転者による虚像の視認範囲を示す図である。
図２３に示すように、運転者から見て、第一の投写部１１から投写される画像光に基づく虚像の視認範囲１０１と、第二の投写部１２から投写される画像光に基づく虚像の視認範囲１０２は方向Ｘに並び、視認範囲１０１の長手方向と視認範囲１０２の短手方向は一致している。また、視認範囲１０１と視認範囲１０２の運転者からの距離は同一となる。
以上のように、投写型表示装置１Ａによれば、駆動機構１３Ａによって第二の投写部１２を回転させることで、横画面モードとＬ字画面モードを切り替えることができる。これにより、投写型表示装置１と同様の効果を得ることができる。
また、投写型表示装置１Ａによれば、第一の拡大投写部材１１Ｂと第二の拡大投写部材１２Ｂａとで同じものを用いることができる。このため、部品共通化によって装置の製造コストを抑えることができる。
また、投写型表示装置１Ａでは、駆動機構１３Ａによって第二の投写部１２の方向Ｘにおける位置を制御できる。
このため、図２２に示した状態から第二の投写部１２を更に第一の投写部１１に近づけることで、図２４に示したように視認範囲１０１と視認範囲１０２を重ねた状態を実現することができる。これにより、多様な表示が可能となり、表示性能を向上させることができる。
また、投写型表示装置１Ａでは、第二の投写部１２を方向Ｘの周りに回転自在に構成し、駆動機構１３Ａによって第二の投写部１２を方向Ｘの周りに回転させる構成としてもよい。
このようにすることで、例えば図２２に示した状態から、第二の投写部１２を更に第一の投写部１１に近づけ、かつ、第二の投写部１２を更に方向Ｘの周りに回転させることで、図２５に示したように視認範囲１０１と視認範囲１０２を重ねた状態を実現することができる。これにより、多様な表示が可能となり、表示性能を向上させることができる。
また、投写型表示装置１Ａにおいて、第一の投写部１１から出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長と、第二の投写部１２から出射され、第二の拡大投写部材１２Ｂａにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長とに差をつけることで、２つの虚像に遠近差をつけることも可能である。
この場合には、例えば、第一の画像光生成部１１Ａと第二の画像光生成部１２Ａの少なくとも一方を方向Ｚに移動させるための光路長変更機構が投写型表示装置１Ａに設けられていればよい。
投写型表示装置１Ａでは、第二の投写部１２を方向Ｚの周りに９０度回転させる代わりに、第一の投写部１１を方向Ｚの周りに９０度回転させる構成としてもよい。このような構成でも、横画面モードとＬ字画面モードを切り替えることが可能である。
また、投写型表示装置１Ａでは、第一の投写部１１と第二の投写部１２の各々を方向Ｚの周りに９０度回転可能とし、制御部６０が第一の投写部１１と第二の投写部１２の各々を回転させるものとしてもよい。
この場合は、横画面モードと、横画面モードの状態から第一の投写部１１を方向Ｚの周りに９０度回転させた第一のＬ字画面モードと、横画面モードの状態から第二の投写部１２を方向Ｚの周りに９０度回転させた第二のＬ字画面モードと、の３つの表示モードを切り替えることができる。
このような構成により、例えば、右ハンドルと左ハンドルの違いにも対応することが可能となる。
（第三の実施形態）
図２６は、本発明の第三の実施形態である投写型表示装置１Ｂの概略構成を示す図であり、方向Ｙから見た模式図である。図２６において図５と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
投写型表示装置１Ｂは、投写型表示装置１と同様に、横画面モードと縦画面モードを設定可能である。
図２６に示すように、投写型表示装置１Ｂは、第一の投写部１１と、第二の投写部１２と、駆動機構１３Ｂと、第一の反射部材１２１と、第二の反射部材１３１，１３２と、を備える。
第一の投写部１１の内部構成は、投写型表示装置１と同じである。
第二の投写部１２の内部構成は、駆動機構１３が削除された点を除いては投写型表示装置１と同じである。
第一の反射部材１２１は、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光を反射するための部材であり、例えば反射ミラーが用いられる。第一の反射部材１２１は、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光の光路上に挿脱可能に構成されている。
駆動機構１３Ｂは、第一の反射部材１２１の位置を制御するための機構である。
第一の投写部１１又は第二の投写部１２の制御部６０は、駆動機構１３Ｂを制御して、第二の画像光生成部１２Ａと第二の拡大投写部材１２Ｂの間に第一の反射部材１２１を挿入して第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光を第一の反射部材１２１で方向Ｘに反射させる挿入状態と、第二の画像光生成部１２Ａと第二の拡大投写部材１２Ｂの間から第一の反射部材１２１を退避させて第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光を第二の拡大投写部材１２Ｂに入射させる退避状態とを切り替える。
駆動機構１３Ｂを制御する制御部６０は、ＲＯＭに記憶された投写制御プログラムを実行するプロセッサにより構成され、この投写制御プログラムを実行することにより、駆動機構１３Ｂの制御を実行する。
制御部６０は、横画面モード時には第一の反射部材１２１を駆動して上記の退避状態とし、縦画面モード時には第一の反射部材１２１を駆動して上記の挿入状態とする。
第二の反射部材１３１は、上記の挿入状態において第一の反射部材１２１により反射された画像光の光路上に設置され、この画像光を反射して、反射光を第二の反射部材１３２に入射させる。第二の反射部材１３１は、例えば反射ミラーが用いられる。
第二の反射部材１３２は、方向Ｙにおいて第一の画像光生成部１１Ａの下方に配置される。第二の反射部材１３２は、第二の反射部材１３１により反射された画像光を反射して、この画像光を第一の拡大投写部材１１Ｂに入射させる。第二の反射部材１３２は、例えば反射ミラーが用いられる。
第二の反射部材１３２により反射された画像光の光路は、図１に示した投写型表示装置１の縦画面モード時における第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光の光路と同じに設計されている。
図２７は、図２６に示す投写型表示装置１Ｂの縦画面モード時における投写状態を方向Ｙから見た模式図である。図２７において、図２６と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
図２７に示すように、縦画面モード時には、駆動機構１３Ｂは、第二の画像光生成部１２Ａと第二の拡大投写部材１２Ｂの間に第一の反射部材１２１を挿入する。
これにより、第二の画像光生成部１２Ａから出射される画像光は、第一の反射部材１２１に入射し、ここで反射される。
第一の反射部材１２１により反射された画像光は、第二の反射部材１３１に入射し、ここで反射される。
第二の反射部材１３１により反射された画像光は、第二の反射部材１３２に入射し、ここで反射される。
第二の反射部材１３２により反射された画像光は、第一の拡大投写部材１１Ｂに入射し、ここで拡大されて投写面４に投写される。
図２８は、図２６に示す投写型表示装置１Ｂの縦画面モード時における画像光の投写状態を方向Ｘから見た模式図である。
縦画面モード時には、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長と、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長とは同じになっている。
このため、図２８に示す投写状態における運転者によって視認される虚像の視認範囲を示す図は、図９と同じとなる。
以上のように、投写型表示装置１Ｂによれば、第一の反射部材１２１を駆動するための駆動機構１３Ａと、第二の反射部材１３１，１３２とによって、横画面モードと縦画面モードを切り替えることができる。これにより、投写型表示装置１と同様の効果をえることができる。
また、投写型表示装置１Ｂによれば、駆動機構１３Ａの構成が簡素なものとなるため、装置の製造コストを抑えることができる。
なお、投写型表示装置１Ｂにおいて、第一の画像光生成部１１Ａ又は第二の反射部材１３２を方向Ｘの周りに回転自在に構成し、駆動機構１３Ａとは別の駆動機構によって、第一の画像光生成部１１Ａ又は第二の反射部材１３２を方向Ｘの周りに回転させる構成としてもよい。
このようにすることで、縦画面モード時に、図１３に示したように視認範囲１０１と視認範囲１０２を重ねた状態を実現することができる。これにより、多様な表示が可能となり、表示性能を向上させることができる。
また、投写型表示装置１Ｂにおいて、縦画面モード時に、第一の画像光生成部１１Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長と、第二の画像光生成部１２Ａから出射され、第一の拡大投写部材１１Ｂにより反射されて投写面４に到達するまでの画像光の光路長とに差をつけることで、２つの虚像に遠近差をつけることも可能である。
この場合には、例えば、第二の反射部材１３２と第一の画像光生成部１１Ａの少なくとも一方を方向Ｚに移動させるための光路長変更機構が投写型表示装置１Ｂに設けられていればよい。
投写型表示装置１、投写型表示装置１Ａ、及び、投写型表示装置１Ｂは、それぞれ、ウインドシールド３における運転者の眼の高さから求められる運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、第一の画像光生成部１１Ａと第二の画像光生成部１２Ａの各々によって生成された画像光が投写される状態と、ウインドシールド３におけるこの見下ろし角度範囲とこの見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に、第一の画像光生成部１１Ａと第二の画像光生成部１２Ａの各々によって生成された画像光が投写される状態とを切り替える構成とするのが好ましい。
この構成により、見下ろし角度範囲外への画像光の投写が禁止されている国と、見下ろし角度範囲外への画像光の投写が認められている国とのそれぞれに対応した装置を製造することができる。
図２９は、運転者の見下ろし角度とウインドシールドとの関係を示す図である。図２９に示す符号Ｅは、自動車１０の運転者の眼の高さの範囲として想定されるアイリプス、アイエリプス、アイレンジ、又は、アイボックスと呼ばれる範囲の中心位置を示す。アイリプス、アイエリプス、アイレンジ、又は、アイボックスの形状は、例えばラグビーボールのような形状である。
中心位置Ｅを含む重力方向に垂直な平面と、この平面を地面側に向かって予め決められた角度θ傾けた平面とで囲まれる範囲が、見下ろし角度範囲である。
投写型表示装置１，１Ａ，１Ｂでは、ウインドシールド３における見下ろし角度範囲と重なる範囲Ｈを、横画面モード時において画像光が投写される範囲とし、ウインドシールド３における見下ろし角度範囲とこの見下ろし角度範囲外の範囲とを含む範囲を、縦画面モード又はＬ字画面モード時において画像光が投写される範囲とすることで、国毎の規制に対応した製品を実現することができる。
角度θは、国によって異なるが、日本自動車工業会のガイドラインに準拠した範囲とするのが好ましく、具体的には４０度以下の範囲とするのが好ましく、３０度以下の範囲とするのがより好ましい。角度θを、日本自動車工業会によって推奨されている３０度以下の範囲とすることで、少なくとも日本で販売される自動車への適用が可能となる。
投写型表示装置１，１Ａ，１Ｂは、投写部を２つ有するものとしたが、３つ以上の投写部を有する構成であってもよい。
この場合は、３つ以上の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、３つ以上の投写部のうちの残りの投写部を第二の投写部とすることで、縦画面モードと横画面モードを切り替えたり、縦画面モードとＬ字画面モードを切り替えたりすることが可能である。
上述してきた複数の表示モードは、制御部６０が自動車１０の周囲に環境に基づいて自動的に設定してもよい。具体的には、制御部６０は、自動車１０の周囲の環境を検出し、検出した環境に基づいて、駆動機構１３，１３Ａ，１３Ｂを制御する。
例えば、建機又は重機等の乗り物であれば、制御部６０は、公道走行中と作業現場で作業中とのどちらであるのかを乗り物の速度情報又は位置情報等によって検出する。
そして、制御部６０は、公道走行中であることを検出した場合には横画面モードを設定し、作業中であることを検出した場合には縦画面モード又はＬ字画面モードを設定する。
また、自動車であれば、制御部６０は、高速道路の走行中と高速道路以外の道路を走行中のどちらであるのかを乗り物の速度情報又は位置情報等によって検出する。
そして、制御部６０は、高速道路の走行中であることを検出した場合には横画面モードを設定し、高速道路以外の道路を走行中であることを検出した場合には縦画面モード又はＬ字画面モードを設定する。
このように表示モードを自動的に変更することで利便性を向上させることができる。
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。
開示された投写型表示装置は、画像光を投写面に投写する複数の投写部と、上記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、上記駆動機構を制御して、上記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、上記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の上記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備えるものである。
開示された投写型表示装置は、上記複数の投写部の各々は、光源、上記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素子、及び、上記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、上記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して上記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、上記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、上記複数の投写部のうちの上記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、上記駆動機構は、上記第二の投写部の画像光生成部の位置を変更する機構であり、上記制御部は、上記駆動機構を制御して、上記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が上記第二の投写部の拡大投写部材に入射する状態と、上記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が上記第一の投写部の拡大投写部材に入射する状態とを切り替えるものである。
開示された投写型表示装置は、上記複数の投写部の各々は、光源、上記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素子、及び、上記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、上記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して上記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、上記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、上記複数の投写部のうちの上記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、光を反射する第一の反射部材と、上記第一の反射部材により反射された光を上記第一の投写部の拡大投写部材に入射させる第二の反射部材と、を備え、上記駆動機構は、上記第一の反射部材の位置を変更する機構であり、上記制御部は、上記駆動機構を制御して、上記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間に上記第一の反射部材を挿入して上記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を上記第一の反射部材によって反射させる状態と、上記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間から上記第一の反射部材を退避させて上記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を上記第二の投写部の拡大投写部材に入射させる状態とを切り替えるものである。
開示された投写型表示装置は、上記第一の投写部の拡大投写部材は、上記第二の投写部の拡大投写部材よりも大きいものである。
開示された投写型表示装置は、上記複数の投写部の各々は、光源、上記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素子、及び、上記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、上記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して上記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、上記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、上記複数の投写部のうちの上記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、上記駆動機構は、上記第二の投写部の画像光生成部及び拡大投写部材をその画像光生成部から出射される画像光の出射方向の周りに回転させる機構であるものを含む。
開示された投写型表示装置は、上記制御部は、上記駆動機構を制御して、上記第一の投写部の画像光出射部材から出射される画像光に基づく第一の画像の長手方向と上記第二の投写部の画像光出射部材から出射される画像光に基づく第二の画像の長手方向とを一致させた状態と、上記第一の画像の長手方向と上記第二の画像の短手方向とを一致させた状態とを切り替えるものである。
開示された投写型表示装置は、上記複数の投写部の少なくとも一部から投写される画像光の光路長を制御する光路長制御機構を更に備えるものである。
開示された投写型表示装置は、上記投写面は乗り物のウインドシールドであり、上記制御部は、上記駆動機構を制御して、上記ウインドシールドにおける、上記乗り物の運転者の眼の高さから求められる上記運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、上記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、上記見下ろし角度範囲と上記見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に上記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、を切り替えるものである。
開示された投写型表示装置は、上記予め決められた角度は、４０度以下の範囲であるものを含む。
開示された投写型表示装置は、上記予め決められた角度は、３０度以下の範囲であるものを含む。
開示された投写型表示装置は、上記投写面は乗り物のウインドシールドであり、上記制御部は、上記乗り物の周囲の環境に基づいて上記駆動機構を制御するものである。
開示された投写制御方法は、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、上記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、上記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の上記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備えるものである。
開示された投写制御方法は、上記複数の投写部の各々は、光源、上記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素子、及び、上記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、上記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して上記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、上記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、上記複数の投写部のうちの上記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、上記制御ステップは、上記駆動機構を制御して、上記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が上記第二の投写部の拡大投写部材に入射する状態と、上記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が上記第一の投写部の拡大投写部材に入射する状態とを切り替えるものである。
開示された投写制御方法は、上記複数の投写部の各々は、光源、上記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素子、及び、上記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、上記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して上記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、上記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、上記複数の投写部のうちの上記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、上記駆動機構は、光を反射する第一の反射部材の位置を変更する機構であり、上記制御ステップは、上記駆動機構を制御して、上記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間に上記第一の反射部材を挿入して上記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を上記第一の反射部材によって反射させ、上記第一の反射部材により反射された画像光を第二の反射部材に入射させる状態と、上記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間から上記第一の反射部材を退避させて上記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を上記第二の投写部の拡大投写部材に入射させる状態とを切り替え、上記第二の反射部材は、上記第一の反射部材により反射された画像光を上記第一の投写部の拡大投写部材に入射させるものであるものを含む。
開示された投写制御方法は、上記第一の投写部の拡大投写部材は、上記第二の投写部の拡大投写部材よりも大きいものである。
開示された投写制御方法は、上記複数の投写部の各々は、光源、上記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素子、及び、上記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、上記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して上記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、上記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、上記複数の投写部のうちの上記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、上記駆動機構は、上記第二の投写部の画像光生成部及び拡大投写部材をその画像光生成部から出射される画像光の出射方向の周りに回転させる機構であるものを含む。
開示された投写制御方法は、上記制御ステップは、上記駆動機構を制御して、上記第一の投写部の画像光出射部材から出射される画像光に基づく第一の画像の長手方向と上記第二の投写部の画像光出射部材から出射される画像光に基づく第二の画像の長手方向とを一致させた状態と、上記第一の画像の長手方向と上記第二の画像の短手方向とを一致させた状態とを切り替えるものである。
開示された投写制御方法は、上記投写面は乗り物のウインドシールドであり、上記制御ステップは、上記駆動機構を制御して、上記ウインドシールドにおける、上記乗り物の運転者の眼の高さから求められる上記運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、上記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、上記見下ろし角度範囲と上記見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に上記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、を切り替えるものである。
開示された投写制御方法は、上記予め決められた角度は、４０度以下の範囲であるものを含む。
開示された投写制御方法は、上記予め決められた角度は、３０度以下の範囲であるものを含む。
開示された投写制御方法は、上記投写面は乗り物のウインドシールドであり、上記制御ステップは、上記乗り物の周囲の環境に基づいて上記駆動機構を制御するものである。
開示された投写制御プログラムは、画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、上記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、上記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の上記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、画像光の投写範囲の形状を柔軟に変更することのできる投写型表示装置、投写制御方法、及び、投写制御プログラムを提供することができる。
１０ 自動車
１，１Ａ，１Ｂ 投写型表示装置
２ ダッシュボード
３ ウインドシールド
４ 投写面
１１ 第一の投写部
１１Ａ 第一の画像光生成部
１１Ｂ 第一の拡大投写部材
１２ 第二の投写部
１２Ａ 第二の画像光生成部
１２Ｂ，１２Ｂａ 第二の拡大投写部材
１３，１３Ａ，１３Ｂ 駆動機構
４０ 光源ユニット
４０Ａ 光源制御部
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 駆動部
５０ 拡散部材
６０ 制御部
７０ 操作部
１１Ｃ 第一の投写範囲
１２Ｃ 第二の投写範囲
１０１，１０２ 虚像の視認範囲
１２１ 第一の反射部材
１３１，１３２ 第二の反射部材
Ｅ アイボックスの中心位置
Ｈ ウインドシールドにおける見下ろし角度範囲と重なる範囲

Claims (24)

  1. 画像光を投写面に投写する複数の投写部と、
    前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、
    前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    前記駆動機構は、前記第二の投写部の画像光生成部の位置を変更する機構であり、
    前記制御部は、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第二の投写部の拡大投写部材に入射する状態と、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第一の投写部の拡大投写部材に入射する状態とを切り替える投写型表示装置。
  2. 画像光を投写面に投写する複数の投写部と、
    前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、
    前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    光を反射する第一の反射部材と、
    前記第一の反射部材により反射された光を前記第一の投写部の拡大投写部材に入射させる第二の反射部材と、を備え、
    前記駆動機構は、前記第一の反射部材の位置を変更する機構であり、
    前記制御部は、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間に前記第一の反射部材を挿入して前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第一の反射部材によって反射させる状態と、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間から前記第一の反射部材を退避させて前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第二の投写部の拡大投写部材に入射させる状態とを切り替える投写型表示装置。
  3. 請求項１又は２記載の投写型表示装置であって、
    前記第一の投写部の拡大投写部材は、前記第二の投写部の拡大投写部材よりも大きい投写型表示装置。
  4. 画像光を投写面に投写する複数の投写部と、
    前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、
    前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    前記駆動機構は、前記第二の投写部の画像光生成部及び拡大投写部材を当該画像光生成部から出射される画像光の出射方向の周りに回転させる機構である投写型表示装置。
  5. 請求項４記載の投写型表示装置であって、
    前記制御部は、前記駆動機構を制御して、前記第一の投写部の画像光出射部材から出射される画像光に基づく第一の画像の長手方向と前記第二の投写部の画像光出射部材から出射される画像光に基づく第二の画像の長手方向とを一致させた状態と、前記第一の画像の長手方向と前記第二の画像の短手方向とを一致させた状態とを切り替える投写型表示装置。
  6. 画像光を投写面に投写する複数の投写部と、
    前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、
    前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、
    前記複数の投写部の少なくとも一部から投写される画像光の光路長を制御する光路長制御機構を更に備える投写型表示装置。
  7. 画像光を投写面に投写する複数の投写部と、
    前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、
    前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、
    前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、
    前記制御部は、前記駆動機構を制御して、前記ウインドシールドにおける、前記乗り物の運転者の眼の高さから求められる前記運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、前記見下ろし角度範囲と前記見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、を切り替える投写型表示装置。
  8. 請求項７記載の投写型表示装置であって、
    前記予め決められた角度は、４０度以下の範囲である投写型表示装置。
  9. 請求項８記載の投写型表示装置であって、
    前記予め決められた角度は、３０度以下の範囲である投写型表示装置。
  10. 画像光を投写面に投写する複数の投写部と、
    前記複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構と、
    前記駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御部と、を備え、
    前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、
    前記制御部は、前記乗り物の周囲の環境に基づいて前記駆動機構を制御する投写型表示装置。
  11. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第二の投写部の拡大投写部材に入射する状態と、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第一の投写部の拡大投写部材に入射する状態とを切り替える投写制御方法。
  12. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    前記駆動機構は、光を反射する第一の反射部材の位置を変更する機構であり、
    前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間に前記第一の反射部材を挿入して前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第一の反射部材によって反射させ、前記第一の反射部材により反射された画像光を第二の反射部材に入射させる状態と、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間から前記第一の反射部材を退避させて前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第二の投写部の拡大投写部材に入射させる状態とを切り替え、
    前記第二の反射部材は、前記第一の反射部材により反射された画像光を前記第一の投写部の拡大投写部材に入射させるものである投写制御方法。
  13. 請求項１１又は１２記載の投写制御方法であって、
    前記第一の投写部の拡大投写部材は、前記第二の投写部の拡大投写部材よりも大きい投写制御方法。
  14. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    前記駆動機構は、前記第二の投写部の画像光生成部及び拡大投写部材を当該画像光生成部から出射される画像光の出射方向の周りに回転させる機構である投写制御方法。
  15. 請求項１４記載の投写制御方法であって、
    前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第一の投写部の画像光出射部材から出射される画像光に基づく第一の画像の長手方向と前記第二の投写部の画像光出射部材から出射される画像光に基づく第二の画像の長手方向とを一致させた状態と、前記第一の画像の長手方向と前記第二の画像の短手方向とを一致させた状態とを切り替える投写制御方法。
  16. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、
    前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、
    前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記ウインドシールドにおける、前記乗り物の運転者の眼の高さから求められる前記運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、前記見下ろし角度範囲と前記見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、を切り替える投写制御方法。
  17. 請求項１６記載の投写制御方法であって、
    前記予め決められた角度は、４０度以下の範囲である投写制御方法。
  18. 請求項１７記載の投写制御方法であって、
    前記予め決められた角度は、３０度以下の範囲である投写制御方法。
  19. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップを備え、
    前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、
    前記制御ステップは、前記乗り物の周囲の環境に基づいて前記駆動機構を制御する投写制御方法。
  20. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第二の投写部の拡大投写部材に入射する状態と、前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光が前記第一の投写部の拡大投写部材に入射する状態とを切り替える投写制御プログラム。
  21. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    前記駆動機構は、光を反射する第一の反射部材の位置を変更する機構であり、
    前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間に前記第一の反射部材を挿入して前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第一の反射部材によって反射させ、前記第一の反射部材により反射された画像光を第二の反射部材に入射させる状態と、前記第二の投写部の画像光生成部と拡大投写部材の間から前記第一の反射部材を退避させて前記第二の投写部の画像光生成部から出射される画像光を前記第二の投写部の拡大投写部材に入射させる状態とを切り替え、
    前記第二の反射部材は、前記第一の反射部材により反射された画像光を前記第一の投写部の拡大投写部材に入射させるものである投写制御プログラム。
  22. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、
    前記複数の投写部の各々は、光源、前記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素子、及び、前記空間変調して得られた画像光を出射する画像光出射部材を含む画像光生成部と、前記画像光出射部材から出射された画像光を拡大して前記投写面に投写する拡大投写部材と、を含み、
    前記複数の投写部のうちのいずれか１つの投写部を第一の投写部とし、前記複数の投写部のうちの前記第一の投写部を除く投写部を第二の投写部とし、
    前記駆動機構は、前記第二の投写部の画像光生成部及び拡大投写部材を当該画像光生成部から出射される画像光の出射方向の周りに回転させる機構である投写制御プログラム。
  23. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、
    前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、
    前記制御ステップは、前記駆動機構を制御して、前記ウインドシールドにおける、前記乗り物の運転者の眼の高さから求められる前記運転者の見下ろし角度が予め決められた角度となる見下ろし角度範囲内に、前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、前記見下ろし角度範囲と前記見下ろし角度範囲を除く範囲とを含む範囲に前記複数の投写部の各々によって画像光が投写される状態と、を切り替える投写制御プログラム。
  24. 画像光を投写面に投写する複数の投写部の少なくとも一部によって投写される画像光の投写範囲の投写面上における位置を制御するための駆動機構を制御して、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の一方向の長さと、前記複数の投写部の各々によって投写される画像光の投写範囲を合わせた範囲の前記一方向に直交する方向の長さとをそれぞれ変更する制御ステップをコンピュータに実行させるための投写制御プログラムであって、
    前記投写面は乗り物のウインドシールドであり、
    前記制御ステップは、前記乗り物の周囲の環境に基づいて前記駆動機構を制御する投写制御プログラム。
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