辆I的行驶速度的指示显示70a、基于导航系统的车辆I的行进方向的指示显示70b、关于车辆I的警告显示70c等。
[0054](HUD装置的整体特征)
[0055]以下，对HUD装置100的整体特征进行说明。如图1所示，HUD装置100在壳体50内具备激光扫描仪10、控制器29、屏幕部件30以及光学系统40。
[0056]如图4所示，作为“投射器”的激光扫描仪10具有光源部13、导光部20、以及微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems ；MEMS) 26o
[0057]光源部13由三个激光投射部14、15、16等构成。各激光投射部14、15、16根据来自电连接的控制器29的控制信号，分别投射相互不同的色相的单一波长激光。具体而言，激光投射部14例如投射呈现在峰值波长为600?650nm的范围内(优选为640nm)的红色激光。激光投射部15例如投射呈现在峰值波长为430?470nm的范围内(优选为450nm)的蓝色激光。激光投射部16例如投射呈现在峰值波长为490?530nm的范围内(优选为515nm)的绿色激光。对如上从各激光投射部14、15、16投射的三种颜色的激光进行加色混合，从而能够再现各种颜色。
[0058]导光部20由三个准直透镜21、分色滤光器22、23、24以及聚光透镜25等构成。各准直透镜21配置为相对于分别对应的激光投射部14、15、16在激光的投射侧隔开例如0.5mm的间隔。各准直透镜21使来自对应的激光投射部14、15、16的激光折射，从而将该激光校正为平行光。
[0059]各分色滤光器22、23、24配置为相对于各自对应的准直透镜21在各激光投射部14、15、16的投射侧隔开例如4_的间隔。各分色滤光器22、23、24使通过对应的准直透镜21的激光中的特定波长的激光反射且供除此以外的波长的激光透过。具体而言，配置于激光投射部14的投射侧的分色滤光器22供红色激光透过，使除此以外的颜色的激光反射。配置于激光投射部15的投射侧的分色滤光器23使蓝色激光反射，供除此以外的颜色的激光透过。配置于激光投射部16的投射侧的分色滤光器24使绿色激光反射，供除此以外的颜色的激光透过。
[0060]此处，在分色滤光器24的绿色激光的反射侧隔开例如6mm的间隔配置有分色滤光器23。另外，在分色滤光器23的蓝色激光的反射侧且绿色激光的透过侧隔开例如6mm的间隔配置有分色滤光器22。并且，在分色滤光器22的红色激光的透过侧且蓝色激光以及绿色激光的反射侧隔开例如4_的间隔配置有聚光透镜25。凭借这些部件的配置形态，透过了分色滤光器22的红色激光与分别在被分色滤光器23、24反射后被分色滤光器22反射的蓝色激光以及绿色激光入射至聚光透镜25，从而被混色。
[0061]聚光透镜25为具有平面状的入射面以及凸面状的出射面的平凸透镜。聚光透镜25通过折射使入射至入射面的激光集束。其结果，通过了聚光透镜25的激光朝向MEMS26出射。
[0062]MEMS26由水平扫描镜27、垂直扫描镜28以及这些扫描镜27、28的驱动部(未图示)等构成。在水平扫描镜27的中心部与聚光透镜25隔开例如5mm的间隔对置的表面通过铝的金属蒸镀等形成薄膜状的反射面27b。另外，在垂直扫描镜28的中心部与水平扫描镜27隔开例如1_的间隔对置的表面通过铝的金属蒸镀等形成有薄膜状的反射面28b。MEMS26的驱动部根据来自电连接的控制器29的控制信号，驱动各扫描镜27、28分别绕旋转轴27a、28a独立地旋转。
[0063]构成激光扫描仪10的最后阶段的垂直扫描镜28的中心部配置为相对于屏幕部件30的扫描面31隔开例如10mm的间隔。凭借上述的配置形态，从聚光透镜25依次入射至扫描镜27、28的激光被反射面27b、28b依次反射，从而投射至扫描面31。
[0064]控制器29为由处理器等构成的控制电路。控制器29向各激光投射部14、15、16输出控制信号，从而断续地脉冲投射激光。与此同时，控制器29向扫描镜27、28的驱动部输出控制信号，从而使激光相对于扫描面31的投射方向沿着多个扫描线LN向图4的箭头方向变化。通过对这些部件的控制，如图5那样，使将激光投射为圆形点状的区域O在扫描面31移动，从而能够描绘显示图像71。即，从激光扫描仪10投射的激光在扫描面31沿水平方向X与垂直方向I扫描，从而成为显示图像71。此处，例如显示图像71作为在水平方向X具有480像素且在垂直方向I具有240像素的图像，每秒60帧地形成于扫描面31。此夕卜，如图2所示，扫描面31的水平方向X与车辆I的水平方向一致。另一方面，扫描面31的垂直方向y可以如图2所示相对于车辆I的铅垂方向倾斜，或者也可以与铅垂方向一致。
[0065]如图5、图6所示，反射型的屏幕部件30通过在树脂基材乃至玻璃基材的表面蒸镀铝等形成。屏幕部件30在车辆I中配置于比激光扫描仪10更靠上方(参照图1、图2)。屏幕部件30构成为使作为微镜的多个光学元件32沿水平方向X与垂直方向y呈格子状排列，并由这些光学元件32的表面(具体而言，为后述的弯曲面33)构成扫描面31。各光学元件32的表面使投射至扫描面31的激光反射，从而使该激光漫反射并出射。此处，如图5所示，在扫描面31供激光投射的投射区域O的直径Φ ο设定为各光学元件32的元件宽度W(优选为后述的小元件宽度Wb)的半值以上。此外，如图6所示，各光学元件32也可以全部形成为一体物，或者也可以形成为分体并保持于共通基材。
[0066]如图1、图2所示，光学系统40具有凹面镜42及其驱动部(未图示)。凹面镜42通过在树脂基材乃至玻璃基材的表面蒸镀铝等形成。凹面镜42利用反射面42a使被扫描面31漫反射的激光反射，从而将该激光导向投影面91侧并投影显示图像71。反射面42a作为中心部向远离扫描面31以及投影面91的方向凹陷的凹面，形成为光滑的曲面状，从而能够以放大的方式投影显示图像71。
[0067]光学系统40的驱动部根据来自电连接的控制器29的控制信号，驱动凹面镜42绕图1的摆动轴42b摆动。通过上述的摆动，识别区域60也与投影的显示图像71的虚像70的成像位置上下移动对应地上下移动。此处识别区域60的位置考虑视野范围62而被规定。具体而言，所谓视野范围62表示在车辆I的室内中的假定就座于驾驶席的任意的识别者时眼点61能够存在的空间区域。因此，与凹面镜42的摆动对应地上下移动的识别区域60以至少一部分在该摆动的范围内落入视野范围62内的方式被假定。
[0068]此外，针对光学系统40，也可以设置为使凹面镜42以外的光学要素代替凹面镜42或者增加凹面镜42以外的光学要素。另外，也可以不设置光学系统40 (凹面镜42)，而将被各光学元件32漫反射的激光直接向投影面91投射。
[0069](光学元件的详细特征)
[0070]接下来，对第一实施方式的光学元件32的详细特征进行说明。
[0071]如图5、图6所示，各光学元件32的表面形成相互共通的弯曲形态而呈弯曲为凸状的凸状弯曲的形态，从而形成圆弧面状等的弯曲面33。在各光学元件32表面中，弯曲面33向与方向x、y正交的方向z (也参照图2)中的和激光扫描仪10以及光学系统40相向的一侧突出，以最突出点为表面顶点34。S卩，各光学元件32表面的弯曲面33形成于在厚度方向(即，此处为方向z)夹持屏幕部件30的两侧中的和激光扫描仪10以及光学系统40相向的一侧的扫描面31。通过上述的结构，从激光扫描仪10向扫描面31投射的激光被光学元件32表面的弯曲面33反射，从而从该弯曲面33漫反射而向光学系统40侧出射。
[0072]使在各方向X、y邻接的光学元件32彼此各自的弯曲面33的外缘(轮廓)相互重叠，从而在相互之间形成边界35。此处，针对第一实施方式的各光学元件32表面的弯曲面33，将作为从在方向z成为基准的表面顶点34至边界(纵剖面的拐点)35的偏移量的深度定义为下沉量S。此外，在图5中，为了容易理解，仅标注一部分的附图标记来表示。
[0073]本发明的发明人们针对利用上述的各光学元件32使激光漫反射并出射的屏幕部件30进行了专心研宄。其结果，本发明的发明人们得出了如下见解，即通过邻接的光学元件32表面的弯曲面33而出射的激光彼此相互干涉，从而产生与出射角对应地给予多次衍射峰的强度分布的衍射光，进而因这样的多重衍射而弓I起亮度不均。
[0074]具体而言，在依照专利文献I的HUD装置的结构的比较例中，如图7所示，下沉量S在邻接的各光学元件132彼此之间设定为相互相等。在这样的比较例中，例如如图8那样产生从邻接的光学元件132表面的弯曲面133以出射角Θ (在该比较例中，为作为反射角的图9的Θ)出射从而相互干涉的激光彼此的光程差AL。此处，在将邻接的光学元件132彼此的表面顶点134之间的距离定义为峰值间距P(参照图7)时，光程差AL在近似sin θ ~ Θ [rad]的基础上，通过下述的式I来表示。另外，在将激光的波长定义为λ时，光程差AL变化该波长λ的出射角Θ的角度差α，即衍射峰的次数变化一次的出射角Θ的角度差α在近似sina ^ α的基础上，通过使用了峰值间距P的下述的式2来表示。
[0075]AL = P* Θ …式 I
[0076]α = λ/P…式 2
[0077]基于这些式1、式2，明确若考虑在比较例中的光程差AL成为0，土 λ时，即衍射峰的次数成为0、±1时的强度分布，则如图9那样成为与出射角Θ的角度差α对应的强度分布。在上述的强度分布中，在一光学元件132与其两侧的邻接元件132之间产生的衍射峰以从O每错开±α的出射角Θ为中心产生，因此相互重叠而相互增强强度。并且，在一光学元件132与两侧邻接元件132之间产生的衍射谷以从α/2每错开α的出射角Θ与从-α/2每错开-α的出射角Θ为中心产生，因此即使相互重叠也难以增强强度。
[0078]由此，在使在一光学元件132与两侧邻接元件132之间产生的衍射光(在图表中，为双点划线)重合的图10的强度分布(在图表中，为实线)中，强度差Al在衍射峰的中心重叠的出射角Θ (从O每错开土 α)与衍射谷的中心重叠的出射角Θ (从α/2每错开α，从-α /2每错开-α )处增大。因此，将衍射光识别为虚像70的识别者与较大的强度差ΔI对应地感觉到亮度不均。
[0079]与此相对，如图6所示，在第一实施方式中，在邻接的光学元件32彼此之间且在扫描面31的整个区域设定相互不同的下沉量S。特别是作为第一实施方式的下沉量S设定大小两种下沉量Sa、Sb，从而大下沉量Sa的光学元件32与小下沉量Sb的光学元件32在任意的方向x、y均交替地排列。凭借上述的排列形态，邻接的光学元件32彼此与下沉量Sa、Sb的差Sa-Sb对应地形成方向z的阶梯差。
[0080]在这样的第一实施方式中，例如如图11那样产生从邻接的各光学元件32表面的弯曲面33以出射角Θ (在第一实施方式中，为作为反射角的图12的Θ)出射从而相互干涉的激光彼此的光程差AL。此处，在将邻接元件32彼此的下沉量Sa、Sb的差定义为AS时，光程差Δ L在近似sin Θ ^ Θ [rad]的基础上，使用比该Δ S充分大的峰值间距P (参照图5、图6)并通过下述的式3或者式4来表示。具体而言，式3在大下沉量Sa的一光学元件32与在其一侧(例如图6的右侧)邻接的小下沉量Sb的光学元件32之间成立。另一方面，式4在大下沉量Sa的一光学元件32与在其相反侧(例如图6的左侧)邻接的小下沉量Sb的