示，虽然在屏幕51成像全息图像70h，但该全息图像70h由1级衍射光生成，并且，1 级衍射光中的对全息图像70h的成像没有帮助的光成分被所述开口 41、42、43遮挡。此外， 2级衍射光、3级衍射光等多级衍射光也对全息图像70h的生成没有帮助，被所述开口 41、 42、43遮挡。
[0078] 即，向屏幕51仅施加由开口 41、42、43的开口面积限制后的调制光束，向屏幕51 的有限的面积范围内投影全息图像70h。
[0079] 如图8所示，屏幕51配置在第三开口 43的前侧（出光侧）。由第二中间反射镜36 反射出的调制光束B6通过第三开口 43而到达屏幕51，在屏幕51上生成基于1级衍射光的 全息图像7〇h。屏幕51是在表面形成有多个微小的凹凸的透过型的扩散器（Diffuser:扩 散板或者扩散构件），包括在屏幕51成像的全息图像70h的光透过屏幕51而成为扩散光的 投影光B 7。如图4所示，投影光B7通过形成于遮光壁42a的第四开口 44而施加于投影部 20C。
[0080] 如图8所示，在全息成像部20B中，在开设有第三开口 43的遮光壁43a固定有马 达52,圆板形状的屏幕51利用马达52的动力而始终以恒定的转速旋转。全息图像70h在 透过屏幕51时受到形成于屏幕51的多个微小的凹凸的衍射而成为扩散光。由于微小的凹 凸的大小与分布存在偏差，因此，屏幕51上的各个区域中的光的扩散状态不同。但是，通过 使屏幕51旋转，能够使光的扩散状态随机化（randomize)，能够减少导致显示图像70的污 点等的斑点噪声（speckle noise)。
[0081] 如图8所示，在全息成像部20B中，在遮光壁43a设置有监视器检测部53。监视器 检测部53设置在第三开口 43的下侧。监视器检测部53由红色波长检测部53a、绿色波长 检测部53b以及位置检测部53c这三个检测部构成。各个检测部53a、53b、53c在封闭空间 的内部收纳有PIN光敏二极管等受光元件，在与第二中间反射镜36对置的一侧形成有开口 部。就红色波长检测部53a而言，所述开口部由使红色光透过的滤波器覆盖，就绿色波长检 测部53b而言，所述开口部由使绿色光透过的滤波器覆盖。
[0082] 向各检测部53a、53b、53c照射1级衍射光或者1级衍射光以外的多级衍射光中的 任一种。根据位置检测部53c的检测输出，进行第一发光部23A与第二发光部23B以及其 他各光学部件的位置调整。另外，根据来自红色波长检测部53a与绿色波长检测部53b的 检测输出，对第一激光单元27A与第二激光单元27B的发光强度进行自动调整，并且还自动 控制基于相位调制阵列31的相位调制动作。
[0083] (投影部 20C)
[0084] 如图4与图11所示，在投影部20C，第一投影反射镜55与第二投影反射镜56对置 地设置。第一投影反射镜55的反射面55a与第二投影反射镜56的反射面56a均是凹面镜 (放大镜）。
[0085] 如图10与图11所示，包括在屏幕51成像的全息图像70h的投影光B7经由屏幕 51被扩散后施加于第一投影反射镜55,被第一投影反射镜55反射出的投影光B 8施加于第 二投影反射镜56。由第二投影反射镜56反射出的投影光B9向挡风玻璃3的显示区域3a 投影。挡风玻璃3是半反射面，因此，由挡风玻璃3反射出的半反射光Bltl进入驾驶员5的 眼睛5a。眼睛5a的视网膜感觉到投影于挡风玻璃3的显示图像70 (参照图2)位于比挡风 玻璃3充分靠前的虚像6的位置。
[0086] 如图9所示，成像于屏幕51的全息图像70h包括第一图像71h、第二图像72h以及 第三图像73h。当第一?第三图像71h、72h、73h投影于挡风玻璃3时，如图2所示，驾驶员5 的眼睛5a能够观察到由第一图像71h生成的机动车的速度显示71、由第二图像72h生成的 变速杆的位置信息72以及由第三图像73h生成的导航信息73位于挡风玻璃3的前方。作 为虚像6的显示图像70以红色光或者绿色光显示，或者以红色光与绿色光的混合色显示。 [0087] 成像于屏幕51的全息图像70h经由第一投影反射镜55与第二投影反射镜56这 两个投影反射镜被放大后投影于挡风玻璃3。因此，驾驶员5的眼睛5a能够观察到成像为 虚像6的显示图像70比成像于屏幕51的全息图像70h放大。
[0088] 如图1与图10所示，机动车的挡风玻璃3从车辆的前方朝向驾驶员5的头上倾斜， 近年来，在机动车中，挡风玻璃3相对于水平面的角度变得极小。因此，考虑到挡风玻璃3 的倾斜所带来的影响，需要对投影于挡风玻璃3的显示图像70进行修正，以使得如图2所 示，由驾驶员5的眼睛5a观察时的显示图像70与投影于屏幕51的全息图像70h具有大致 相同的纵横比。
[0089] 另外，挡风玻璃3是车室内成为凹侧的弯曲面，弯曲面的曲率在从驾驶员5的视角 观察到的上下方向（倾斜方向）与左右方向上不同，并且，根据所处位置的不同，曲率也不 同。因此，对于投影于挡风玻璃3的显示图像70,需要将挡风玻璃3的三维弯曲计算在内地 进行修正，以使得由驾驶员5的眼睛5a观察时的显示图像70与投影于屏幕51的全息图像 70h具有大致相同的纵横比。
[0090] 在实施方式的车载用投影装置10的投影部20C中，利用第一投影反射镜55与第 二投影反射镜56这两个投影反射镜来进行倍率的设定以及由挡风玻璃3的倾斜、弯曲引起 的变形的修正。这些修正全部由两个投影反射镜55、56双方分担进行。
[0091] 第一投影反射镜55的反射面55a的形状与第二投影反射镜56的反射面56a的形 状使用相同的展开多项式进行设计。
[0092] 展开多项式如以下的式1所记载。
[0093]式 1
【主权项】
1. 一种车载用投影装置，其向机动车的挡风玻璃的显示区域投影显示图像，其特征在 于， 所述车载用投影装置设置有：激光源；相位调制阵列，其对从所述激光源发出的激光 进行相位调制；屏幕，其使由所述相位调制阵列进行了相位调制后的调制光束成像为全息 图像；第一投影反射镜，其反射包括成像于所述屏幕的全息图像的光；W及第二投影反射 镜，其将由所述第一投影反射镜反射出的投影光朝向所述显示区域反射， 利用所述第一投影反射镜与所述第二投影反射镜将成像于所述屏幕的全息图像放大， 并且，所述第一投影反射镜与所述第二投影反射镜分担由所述显示区域相对于驾驶员的视 线的倾斜引起的所述显示图像的变形的修正。
2. 根据权利要求1所述的车载用投影装置，其中， 所述第一投影反射镜与所述第二投影反射镜还分担由所述显示区域的弯曲引起的所 述显示图像的变形的修正。
3. 根据权利要求1所述的车载用投影装置，其中， 利用所述第一投影反射镜与所述第二投影反射镜进行所述显示图像的变形的修正，W 使得在将所述驾驶员的眼睛所在的矩形状的区域假定为窥眼箱、从所述窥眼箱的各角部观 察所述显示区域时，显示区域的变形在规定位置W下。
4. 根据权利要求1所述的车载用投影装置，其中， 所述第一投影反射镜与所述第二投影反射镜均是凹面镜。
5. 根据权利要求4所述的车载用投影装置，其中， 就所述第一投影反射镜与所述第二投影反射镜而言，通过利用多项的修正系数对球面 的坐标进行修正来算出从基准光学面到反射面的距离，所述球面的半径与所述修正系数根 据所处位置而不同。
6. 根据权利要求5所述的车载用投影装置，其中， 所述第一投影反射镜与所述第二投影反射镜均基于W下的式1形成， 式1
其中，Z是距离基准光学面的距离，X，y是距离基准点的坐标，C是凹球面的半径的倒 数，C2是（x2+y2)，k是圆锥常数，为零，E {A瓜(x，y)}是多项的修正系数。
【专利摘要】本发明提供一种车载用投影装置，该车载用投影装置在将投影于屏幕的全息图像向挡风玻璃投射时，即便提高倍率也能够充分修正显示图像的变形。所述车载用投影装置通过利用相位调制阵列对激光进行相位调制而在屏幕上成像全息图像(70h)。全息图像(70h)被第一投影反射镜(55)的反射面(55a)与第二投影反射镜(56)的反射面(56a)反射而投影到挡风玻璃。利用第一投影反射镜(55)与第二投影反射镜(56)这两个反射镜设定投影倍率，且修正由挡风玻璃的倾斜与弯曲引起的显示图像的变形。通过利用两个投影反射镜进行修正，即便投影倍率增高，也能够抑制显示图像的变形。
【IPC分类】G02B27-01
【公开号】CN104597601
【申请号】CN201410602392
【发明人】染野义博, 酒井重史, 松尾荣树
【申请人】阿尔卑斯电气株式会社
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年10月31日