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WO2018061690A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Publication number
WO2018061690A1
WO2018061690A1 PCT/JP2017/032193 JP2017032193W WO2018061690A1 WO 2018061690 A1 WO2018061690 A1 WO 2018061690A1 JP 2017032193 W JP2017032193 W JP 2017032193W WO 2018061690 A1 WO2018061690 A1 WO 2018061690A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cover
display device
projection display
protection member
light
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/032193
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
広大 藤田
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Priority to CN201780058834.XA priority Critical patent/CN109803847B/zh
Priority to JP2018542320A priority patent/JP6531226B2/ja
Publication of WO2018061690A1 publication Critical patent/WO2018061690A1/ja
Priority to US16/297,741 priority patent/US11187894B2/en

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Definitions

  • the present invention relates to a projection display device, an operation method of the projection display device, and an operation program.
  • a windshield of a vehicle such as an automobile, a train, a ship, a heavy machine, an aircraft, or an agricultural machine, or a combiner placed near the windshield is used as a screen to project light and display an image.
  • a vehicle HUD Head-up Display
  • an image based on light projected from the HUD can be visually recognized by the driver as a real image on the screen or as a virtual image in front of the screen.
  • Patent Document 1 a shutter part that can be freely opened and closed is provided in an opening part of a housing that serves as a path for image light projected on a screen. When not in use, the shutter part closes so that direct sunlight or the like enters the opening part. HUD which prevents this is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a HUD in which a transparent cover is provided at the opening of a housing in order to prevent foreign matter from entering the inside of the apparatus.
  • a HUD mounted on a car is generally built in a dashboard and projects image light onto a windshield or combiner through an opening of a housing exposed on the upper surface of the dashboard.
  • a HUD mounted on an automobile generally has a cover made of a transparent member that closes the opening in order to prevent an object such as dust, dust, or liquid from entering the opening of the housing.
  • the cover that closes the opening of the housing, the projected light is blocked by this object, and the quality of the displayed image may be reduced.
  • the object attached to the cover is a liquid such as a beverage
  • the liquid if the liquid is left unattended, the liquid will have a lens action to collect sunlight and cause deformation or discoloration of the cover. Cause.
  • the opening of the housing is closed with a shutter when the HUD is not used.
  • the shutter since the shutter is in a position retracted from the opening of the housing when the HUD is used, it is impossible to prevent the object from falling into the opening of the housing.
  • Patent Document 2 The HUD described in Patent Document 2 has not been recognized about the problem when an object adheres to the transparent cover itself provided in the opening of the housing, and no measures are taken to prevent the object from adhering to the transparent cover. .
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a projection display device capable of preventing an object from adhering to a cover that closes an opening of a housing, an operation method thereof, and an operation program. With the goal.
  • a projection display device of the present invention includes a light modulation unit that spatially modulates light emitted from a light source based on input image data, a housing that houses the light modulation unit, and a housing that houses the light modulation unit.
  • a projection optical system that projects the spatially modulated light onto a projection surface of a vehicle through an opening formed in the housing; a cover that closes the opening; and a movable protective member that protects the cover.
  • a drive unit that drives the protection member, and an object detection unit that detects an object approaching the surface of the cover, and the drive unit detects the object when the object detection unit detects an object.
  • the protective member is moved above the cover to cover the cover with the protective member, and when the object detection unit does not detect the object, the protective member is retracted from above the cover to expose the cover. It is.
  • An operation method of a projection display device includes a light modulation unit that spatially modulates light emitted from a light source based on input image data, a housing that houses the light modulation unit, and the housing
  • a projection optical system for projecting the spatially modulated light onto the projection surface of the vehicle through an opening formed in the housing, a cover for closing the opening, and a movable for protecting the cover.
  • a projection display device having a protection member, an object detection step for detecting an object approaching the surface of the cover, and an upper part of the cover when the object is detected in the object detection step.
  • the protective member is moved to cover the cover with the protective member, and when the object is not detected in the object detection step, the protective member is retracted from above the cover to expose the cover.
  • a driving step that is one with a.
  • An operation program for a projection display device includes: a light modulation unit that spatially modulates light emitted from a light source based on input image data; a housing that houses the light modulation unit; and the housing A projection optical system for projecting the spatially modulated light onto the projection surface of the vehicle through an opening formed in the housing, a cover for closing the opening, and a movable for protecting the cover.
  • An operation program for a projection display device having a protective member and when an object approaching the surface of the cover is detected, the protective member is moved above the cover and the cover is moved by the protective member. When the object is not detected, the computer is caused to execute a drive step of retracting the protective member from above the cover to expose the cover.
  • a projection display device that can prevent an object from adhering to a cover that closes the opening of the housing, an operation method thereof, and an operation program.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a modified example of the HUD 100 illustrated in FIG. 1, corresponding to FIG. 5. It is a schematic diagram for demonstrating the modification of HUD100 shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a HUD 100 which is an embodiment of a projection display device of the present invention.
  • the HUD 100 is mounted on the automobile 1 and uses a partial area of the windshield 2 of the automobile 1 as a projection plane, and enables a driver of the automobile 1 to visually recognize a virtual image or a real image by image light projected on the projection plane. It is.
  • the HUD 100 can be used by being mounted on a vehicle such as a train, a heavy machine, a construction machine, an aircraft, a ship, or an agricultural machine in addition to the automobile.
  • a vehicle such as a train, a heavy machine, a construction machine, an aircraft, a ship, or an agricultural machine in addition to the automobile.
  • the HUD 100 is built into the dashboard 4 of the automobile 1 so that a part thereof is exposed.
  • the dashboard 4 is a member that incorporates interior components including instruments for notifying information necessary for travel such as a speedometer, tachometer, fuel meter, water temperature meter, or distance meter of the automobile 1.
  • the HUD 100 includes a control unit 5 including a light source and a light modulation unit that spatially modulates light emitted from the light source based on image data, and projection optics that projects image light spatially modulated by the light modulation unit onto the windshield 2.
  • a box-shaped housing 3 that houses the diffusing member 6 and the concave mirror 7 constituting the system, and a tubular connecting portion 8 that connects the housing 3 and the opening of the dashboard 4 are provided.
  • the configuration of the projection optical system is an example and is not limited to that shown in FIG.
  • An opening K is formed in the housing 3, and a portion around the opening K of the housing 3 and the opening of the dashboard 4 are connected by a connecting portion 8.
  • the diffusion member 6 is a member that diffuses the image light spatially modulated by the light modulation unit of the control unit 5 to form a surface light source.
  • a micro mirror array having a fine structure on the surface a diffusing mirror, an MLA (Microlens-Array) diffuser, a reflective holographic diffuser, or the like is used.
  • the concave mirror 7 enlarges the image light diffused by the diffusing member 6 and reflects it toward the projection surface of the windshield 2.
  • the image light reflected by the concave mirror 7 is projected toward the projection surface of the windshield 2 through the opening K of the housing 3 and the hollow portion of the connecting portion 8.
  • the windshield 2 is designed so that the image light projected through the opening K and the hollow portion of the connecting portion 8 is reflected in the direction of the driver's eye E.
  • the image light is reflected by the windshield 2. And enters the driver's eye E.
  • the driver can visually recognize an image (virtual image or real image) based on the image light.
  • the opening K of the housing 3 is closed by a cover 9 that can transmit image light such as resin or glass.
  • the opening K is an emission window for emitting the image light reflected by the concave mirror 7 from the housing 3, and the cover 9 is an object such as dust, dust, or liquid entering the housing 3 through the opening K. It is a member that prevents contamination.
  • the HUD 100 employs a method of projecting image light onto the windshield 2, but a method of projecting image light onto a combiner (not shown) arranged in front of the windshield 2 may be employed.
  • the combiner constitutes the projection plane.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the internal configuration of the control unit 5 housed in the housing 3 of the HUD 100 shown in FIG.
  • the control unit 5 of the HUD 100 includes a light source unit 40, a light modulation element 44, a light modulation element drive unit 45 that drives the light modulation element 44, and a system control unit 47 that controls the entire HUD 100. And comprising.
  • the system control unit 47 includes a processor, a ROM (Read Only Memory) storing a program executed by the processor, and a RAM (Random Access Memory) functioning as a work memory of the processor.
  • the program stored in the ROM includes an operation program for the HUD 100.
  • the processor of the system control unit 47 executes a drive step described later by executing this operation program.
  • the light source unit 40 includes a light source controller 46, an R light source 41r that is a red light source that emits red light, a G light source 41g that is a green light source that emits green light, and a B light source that is a blue light source that emits blue light. 41b, dichroic prism 43, collimator lens 42r provided between R light source 41r and dichroic prism 43, collimator lens 42g provided between G light source 41g and dichroic prism 43, B light source 41b and dichroic prism 43, a collimator lens 42b provided between the two.
  • the R light source 41r, the G light source 41g, and the B light source 41b constitute a light source of the HUD 100.
  • the dichroic prism 43 is an optical member for guiding light emitted from each of the R light source 41r, the G light source 41g, and the B light source 41b to the same optical path.
  • the dichroic prism 43 transmits the red light collimated by the collimator lens 42 r and emits the red light to the light modulation element 44.
  • the dichroic prism 43 reflects the green light that has been collimated by the collimator lens 42 g and emits it to the light modulation element 44. Further, the dichroic prism 43 reflects the blue light that has been collimated by the collimator lens 42 b and emits it to the light modulation element 44.
  • the optical member having such a function is not limited to the dichroic prism. For example, a cross dichroic mirror may be used.
  • Each of the R light source 41r, the G light source 41g, and the B light source 41b uses a light emitting element such as a laser or an LED (Light Emitting Diode).
  • the light source of the HUD 100 is not limited to three examples of the R light source 41r, the G light source 41g, and the B light source 41b, and may be configured by one light source, two light sources, or four or more light sources.
  • the light source control unit 46 controls each of the R light source 41r, the G light source 41g, and the B light source 41b, and performs control to emit light from the R light source 41r, the G light source 41g, and the B light source 41b.
  • the light modulation element 44 spatially modulates the light emitted from the R light source 41r, the G light source 41g, and the B light source 41b and emitted from the dichroic prism 43 based on image data input by the system control unit 47.
  • LCOS Liquid crystal on silicon
  • DMD Digital Micromirror Device
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • a liquid crystal display element for example, LCOS (Liquid crystal on silicon), DMD (Digital Micromirror Device), MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element, or a liquid crystal display element can be used.
  • the light modulation element driving unit 45 drives the light modulation element 44 based on the image data input from the system control unit 47, and the image light (red image light, blue image light, and , Green image light) is emitted from the light modulation element 44 to the diffusion member 6 of the projection optical system.
  • the light modulation element 44 and the light modulation element drive unit 45 constitute a light modulation unit of the HUD 100.
  • an image based on the image light projected on the windshield 2 can be visually recognized by the driver as a virtual image at a position in front of the windshield 2.
  • the optical design is made like this.
  • the optical design of the projection optical system may be made so that an image based on the image light is visible to the driver as a real image on the windshield 2.
  • the system control unit 47 controls the light source control unit 46 and the light modulation element driving unit 45 to cause the diffusion member 6 to emit image light spatially modulated based on the image data.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing a more detailed configuration of the HUD 100 shown in FIG.
  • the HUD 100 includes a housing 3, a connecting unit 8, a movable protective member 11, a driving unit 10 that drives the protective member 11, an object detecting unit 12, an object removing unit 13, A discharge unit 14 and a dust box D are provided.
  • the protection member 11 is a member for protecting the cover 9, and is supported by the drive unit 10 so as to be insertable / removable above the cover 9 in the hollow portion of the connecting portion 8.
  • the protection member 11 is formed of a thin plate having the same planar shape as the cover 9.
  • the drive unit 10 is connected to the system control unit 47 of the control unit 5 shown in FIG. 2 and drives the protection member 11 based on a command from the system control unit 47.
  • the drive unit 10 drives the protection member 11 to move the protection member 11 above the cover 9 to cover the cover 9 with the protection member 11, and retract the protection member 11 from above the cover 9 to remove the cover 9. Switch the exposure state.
  • the object detection unit 12 detects the presence or absence of an object that falls from the interior of the automobile 1 into the hollow portion of the connection unit 8 and approaches the surface of the cover 9.
  • the object detection unit 12 is built in the inner wall of the connection unit 8 above the protection member 11 in a state where the protection member 11 covers the cover 9.
  • the object detection unit 12 includes, for example, a light projecting unit including a light emitting element 12a disposed on the inner wall of one side of the connecting unit 8 having a rectangular planar shape, and a light receiving element 12b disposed on the inner wall of the other side opposite to the one side. It is comprised by the transmissive
  • the light emission state of the light emitting element 12a of the object detection unit 12 is controlled by the system control unit 47 of the control unit 5 shown in FIG.
  • the light receiving element 12b of the object detection unit 12 is connected to the system control unit 47 of the control unit 5 shown in FIG.
  • the system control unit 47 When the light emitted from the light emitting element 12a reaches the light receiving element 12b, an electric signal indicating that the object is not detected is input from the light receiving element 12b to the system control unit 47.
  • the object detection unit 12 is, for example, a regressive reflection type sensor that detects an object based on the presence or absence of reflected light emitted from the light projecting unit toward the reflector, or the light projecting unit to the object. It can also be constituted by a diffuse reflection type sensor or the like that detects an object based on the presence or absence of reflected light of the light emitted toward it.
  • FIG. 4 is a diagram showing an appearance of the HUD 100 shown in FIG.
  • the connecting portion 8 of the HUD 100 has a rectangular planar shape in which the direction in which the driver seat and the passenger seat of the automobile 1 are arranged is long.
  • a plurality of sets of the light emitting element 12a and the light receiving element 12b constituting the object detection unit 12 are arranged at narrow intervals along the long sides facing each other of the connection unit 8, and the object is a hollow portion of the connection unit 8. Whether it falls or not can be detected.
  • the set of the light emitting element 12a and the light receiving element 12b which comprise the object detection part 12 many pieces may be distribute
  • the set of the light emitting element 12a and the light receiving element 12b may be arranged over the entire circumference of the inner wall of the connecting portion 8. In the case of this configuration, the accuracy of object detection can be improved.
  • the system control unit 47 When the system control unit 47 receives an instruction to turn off the power of the HUD 100, the system control unit 47 controls the drive unit 10 to move the protective member 11 above the cover 9, and the cover 9 is completely covered by the protective member 11. Turn off the system in state.
  • the system control unit 47 controls the drive unit 10 to retract the protective member 11 from above the cover 9 and expose the cover 9, and then the object detection unit 12.
  • the light emitting element 12a is controlled to emit light.
  • system control unit 47 controls the light emitting element 12a of the object detection unit 12 to be in a light emitting state, blocks light from the light emitting element 12a to the light receiving element 12b, and blocks the supply of electric signals from the light receiving element 12b.
  • the drive unit 10 is controlled to move the protective member 11 above the cover 9 to prevent the object from adhering to the cover 9.
  • the object removing unit 13 is built in a portion of the inner wall of the connecting unit 8 above the protective member 11 in a state where the protective member 11 covers the cover 9.
  • the object removing unit 13 has a function of blowing air on the surface of the protective member 11, for example, and forcibly moves an object attached to the surface of the protective member 11 toward the discharge unit 14.
  • the object removal unit 13 When the object attached to the surface of the protection member 11 is a liquid, the object removal unit 13 forcibly moves the liquid to the discharge unit 14 side and evaporates the liquid remaining on the surface of the protection member 11 by wind. Is possible.
  • the object removing unit 13 may be configured by, for example, an electric brush or an air suction mechanism attached to the discharge unit 14 side, in addition to the above-described air blowing function.
  • the discharge part 14 discharges an object attached to the surface of the protection member 11 to the outside of the hollow part of the connection part 8.
  • the discharge portion 14 is connected to a hole portion provided at a position facing the end portion of the protection member 11 in a state where the protection member 11 covers the cover 9 on the inner wall of the connection portion 8. It is comprised by the cylindrical member and the dust box D arrange
  • the object that has moved from the surface of the protective member 11 to the hole of the discharge portion 14 is discharged to the dust box D through the hollow portion of the tubular member of the discharge portion 14.
  • the dust box D is preferably removable.
  • the protection member 11 When the power of the HUD 100 is turned on, the protection member 11 is retracted to the position shown in FIG. 3 by the control of the system control unit 47, the cover 9 is exposed, and an image based on the image light can be displayed. In this state, the system control unit 47 controls the light emitting element 12a of the object detection unit 12 to emit light.
  • the system control unit 47 controls the protection member 11 to be retracted from above the cover 9 when the supply of the electrical signal from the object detection unit 12 is not interrupted, and the supply of the electrical signal from the object detection unit 12 In the case where is interrupted, as shown in FIG. 5, a drive step of controlling the drive unit 10 to move the protective member 11 above the cover 9 is performed. Thereby, the object dropped into the hollow portion of the connecting portion 8 adheres to the surface of the protection member 11 before reaching the surface of the cover 9.
  • system control unit 47 controls the object removing unit 13 to spray wind on the surface of the protection member 11 in the state shown in FIG. 5 in which the protection member 11 is moved above the cover 9. Thereby, the object attached to the surface of the protection member 11 moves to the discharge unit 14 and is removed from the surface of the protection member 11.
  • the system control unit 47 determines that the object has been removed when a sufficient time has passed for the object to be discharged to the discharge unit 14 by the object removal unit 13 after the protection member 11 is moved above the cover 9. Then, the drive unit 10 is controlled to retract the protective member 11 from above the cover 9 and the object removing unit 13 is stopped.
  • the protective member 11 covers the cover 9, so that the object is prevented from adhering to the surface of the cover 9. be able to. For this reason, the driving assistance by the HUD 100 can be continued without degrading the display quality of the image light projected onto the windshield 2.
  • the object is a liquid
  • the liquid does not remain on the surface of the cover 9, and the quality of the cover 9 can be prevented from changing due to irradiation with sunlight or the like, and is displayed by the HUD 100. Image quality can be maintained.
  • the HUD 100 includes the object removing unit 13 and the discharge unit 14, the object attached to the surface of the protective member 11 can be automatically removed, and the surface of the protective member 11 can be maintained in a clean state. it can.
  • the HUD 100 retracts the protection member 11 from above the cover 9 after the object removal unit 13 completes the removal of the object. For this reason, it is possible to prevent the protection member 11 from starting to retract while the object is attached to the protection member 11, and to prevent the object attached to the surface of the protection member 11 from dropping on the surface of the cover 9 during the retraction.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a modified example of the HUD 100 shown in FIG. 1, and corresponds to FIG.
  • the surface of the protective member 11 is inclined with respect to a plane perpendicular to the projection direction Y of the image light projected toward the windshield 2 when the protective member 11 covers the cover 9.
  • the configuration is the same as that of the HUD 100 shown in FIG. 1 except that the object removal unit 13 is deleted.
  • the discharge part 14 of the HUD 100 shown in FIG. 6 is arranged at a position facing the end part on the side close to the cover 9 among the end parts of the protective member 11 in the inclined direction. Therefore, the object attached to the surface of the protection member 11 can be naturally moved to the discharge part 14 along the inclination of the protection member 11. Therefore, the object can be discharged to the outside of the housing 3 through the discharge unit 14 without providing the object removal unit 13 that forcibly moves the object to the discharge unit 14.
  • the HUD 100 of the modified example illustrated in FIG. 6 further includes the object removing unit 13 illustrated in FIG.
  • the object removing unit 13 By adding the object removing unit 13, an object attached to the surface of the protection member 11 can be quickly moved to the discharge unit 14, and the time during which the image light toward the windshield 2 is blocked by the protection member 11 is shortened. can do.
  • the protective member 11 described so far is preferably made of a material that can transmit image light, like the cover 9. According to this configuration, even when the object is detected by the object detection unit 12 and the protective member 11 completely covers the cover 9, the projection of most of the image light onto the windshield 2 can be continued. Driving assistance can be partially continued.
  • the protective member 11 may be made of a material that can reflect or absorb visible light, or may be coated with such a material. According to this configuration, it is possible to prevent sunlight from entering the cover 9 while the power of the HUD 100 is off and the protective member 11 completely covers the cover 9. Can be reduced.
  • the protective member 11 is made of a material capable of reflecting or absorbing visible light or coated with this material, the object is detected by the object detection unit 12 and the protective member 11 is When the cover 9 is completely covered, the image display by the HUD 100 is not performed.
  • the image data input to the light modulation element driving unit 45 by the system control unit 47 is displayed on a display device 20 different from the HUD 100 mounted on the automobile 1 as shown in FIG.
  • the display device 20 is configured to output and display an image based on the image data.
  • the system control unit 47 functions as a display control unit.
  • the system control unit 47 when the removal of the object by the object removing unit 13 is completed, the system control unit 47 is configured to retract the protective member 11 from above the cover 9.
  • the system controller 47 may be configured to wait for
  • the system control unit 47 determines that the object removal by the object removal unit 13 is completed based on the elapsed time since the protection member 11 is moved above the cover 9. Not limited to.
  • an imaging unit that images the surface of the protective member 11 is added to the HUD 100. Then, the system control unit 47 analyzes the captured image signal output from the imaging unit to determine whether or not the object has been removed. When the system control unit 47 determines that the object has been removed, the system controller 47 retracts the protection member 11. Start. According to this configuration, the possibility that an object remaining on the protection member 11 falls on the cover 9 can be further reduced.
  • a light modulator that spatially modulates light emitted from a light source based on input image data, a housing that houses the light modulator, and a housing that houses the light modulator and is spatially modulated.
  • a projection optical system that projects light onto a projection surface of a vehicle through an opening formed in the housing, a cover that closes the opening, a movable protective member for protecting the cover, and driving the protective member
  • an object detection unit that detects an object approaching the surface of the cover, and the drive unit detects the object above the cover when the object detection unit detects an object.
  • a projection-type display device that covers the cover with the protection member and moves the protection member from above the cover to expose the cover when the object detection unit does not detect the object.
  • a projection display device comprising an object removing unit that removes an attached object.
  • a projection display apparatus further comprising an object removing unit that moves an attached object to the discharge unit to remove the object.
  • a projection display device further comprising a display control unit that displays an image based on the image data on a display device mounted on the vehicle.
  • a light modulation unit that spatially modulates light emitted from the light source based on input image data, a case that houses the light modulation unit, and a case that is housed in the case and is spatially modulated.
  • a projection display having a projection optical system that projects light onto a projection surface of a vehicle through an opening formed in the casing, a cover that closes the opening, and a movable protection member that protects the cover
  • An operation method of the apparatus an object detection step for detecting an object approaching the surface of the cover, and when the object is detected in the object detection step, the protection member is moved above the cover to move the protection member
  • a light modulation unit that spatially modulates light emitted from a light source based on input image data, a housing that houses the light modulation unit, and a housing that is housed in the housing and is spatially modulated.
  • a projection display having a projection optical system that projects light onto a projection surface of a vehicle through an opening formed in the casing, a cover that closes the opening, and a movable protection member that protects the cover
  • the operation program for the projection display apparatus causes the computer to execute a driving step of retracting the protective member from above the cover to expose the cover.
  • the present invention can enhance the product value of an automobile by being mounted on a vehicle such as an automobile.

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Abstract

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。ＨＵＤ１００は、光源から出射される光を空間変調する光変調部を収容する筐体３と、筐体３に収容され、空間変調された光を筐体３に形成された開口部Ｋを通して自動車１のウインドシールド２に投写する投写光学系と、開口部Ｋを塞ぐカバー９と、カバー９を保護するための可動の保護部材１１と、保護部材を駆動する駆動部１０と、カバー９の表面に近づいてくる物体を検知する物体検知部１２と、を備える。駆動部１０は、物体検知部１２が物体を検知した場合にはカバー９の上方に保護部材１１を移動させて保護部材１１によってカバー９を覆い、物体検知部１２が物体を非検知の場合にはカバー９の上方から保護部材１１を退避させてカバーを露出させる。

Description

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
　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。
　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。
　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。
　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。
特開２００３－２３７４１１号公報 特開２００８－０４００９１号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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１に示すＨＵＤ１００のより詳細な構成を示す拡大図である。 図１に示すＨＵＤ１００の外観を示す図である。 図１に示すＨＵＤ１００の動作を説明する模式図である。 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１に示すＨＵＤ１００の変形例を説明するための模式図である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　図４は、図１に示すＨＵＤ１００の外観を示す図である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　次に、図１～３に示したＨＵＤ１００の動作について説明する。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
（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。
　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。
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

Claims (15)

  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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