JP6620687B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、虚像を投映し表示するヘッドアップディスプレイ装置に関し、特に、コンバイナ方式のヘッドアップディスプレイ装置に関する。

例えば、ウインドシールド自体、あるいはコンバイナを用いて、前方に車速やナビゲーション等の運転に必要な主表示情報を表示できる所謂ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）が知られている。

ここで、コンバイナは、例えば、一定サイズを有する半透明板状部材である。このため、コンバイナの端面を発光させることで、加飾、あるいは簡易的に主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達するヘッドアップディスプレイ装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１４−２１１５４２号公報

しかしながら、上記ヘッドアップディスプレイ装置においては、コンバイナの端面を発光させるための光を生成する、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源が別途必要となる。さらに、その光源を制御する制御部や電源も別途必要となる。このため、ヘッドアップディスプレイ装置の構成が複雑化するおそれがある。

また、コンバイナを導光板として用いるため、面の厚さ方向には光が概ね閉じ込められるものの、発散光であるＬＥＤ出射光について面内方向の光路制御を行っていない。このため、上記ヘッドアップディスプレイ装置においては、面内方向、ひいてはコンバイナ端面の発光位置の制御や特定が困難であり、例えば、左右中央といったごく大まかな発光位置の制御や特定しかできない。従がって、この端面発光による表現は限定されたものとなっていた。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、端面の発光位置を細分化して主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
表示画像データに基づく画像表示光を出射する表示部と、
前記表示部から出射した画像表示光を反射する反射部と、
板形状であり、前記反射部で反射した画像表示光が照射される位置に配置され、該照射された画像表示光を反射面に反射させることでユーザに画像表示光を目視させると共に、一方の端面から入射された画像表示光を他方の端面まで導光し該他方の端面を発光させるコンバイナと、
前記表示部の一部分である所定領域から出射された画像表示光を集光して、前記コンバイナの一方の端面に向けて反射し、該一方の端面から入射し前記コンバイナ内で導光された画像表示光を前記コンバイナの他方の端面で結像させると共に、前記所定領域以外の領域から出射された画像表示光が前記反射部に出射されるように前記画像表示光を分離する反射導光部と、
を備えたヘッドアップディスプレイ装置
である。

本発明によれば、簡易な構成で、端面の発光位置を細分化して主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達できるヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略的構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置による画像表示光の光路の一例を示す図である。 コンバイナ内の画像表示光の反射する状態の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る反射導光部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る反射導光部を示す側面図である。 透過型光学系を示す図である。 本発明の一実施形態に係る反射型光学系を示す図である。 再結像構造を用いて表示部の副表示領域の１次元画素アレイの各画素に対応するコンバイナの上端面及び側端面の一部を発光させた一例を示す図である。 副表示情報及び主表示情報を運転席のメータパネル前方に複合表示させた一例を示す図である。 表示部の副表示領域の１次元画素アレイの画素の発光位置を徐々に右側に移動させた状態の一例を示す図である。 コンバイナの側端面及び上端面の発光位置が徐々に右側に移動していく状態の一例を示す図である。 レーザ光源と中間像スクリーンとで構成された表示部の一例を示す図である。 レーザ光源が直接的に画像表示光をコンバイナの下端面に照射する構成の一例を示す図である。 表示部の中間像スクリーンの主表示領域をレンズアレイ領域とした図である。 表示部の中間像スクリーンの主表示領域をレンズアレイ領域とした図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略的構成を示す斜視図である。ヘッドアップディスプレイ装置１は、所謂コンバイナ式ＨＵＤである。ヘッドアップディスプレイ装置１は、例えば、運転席のインストルメントパネル上方、ウインドシールド手前の運転者前方ほぼ中央に設置されている。

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示画像データに基づく画像表示光を出射する表示部２と、表示部２からの画像表示光を反射する反射部３と、反射部３で反射した画像表示光が照射される位置に配置されるコンバイナ４と、表示画像データを生成する画像データ生成部５と、を備えている。

表示部２は、例えば、車速、回転数情報やナビ等の表示画像データに基づく画像表示光を出射する中間像表示部２１としてのＴＦＴ（thin film transistor）パネルを有している。表示部２は、例えば、透過型液晶パネルなどの中間像表示部２１と、ＬＥＤなどのバックライト２２と、を一体化したサブＡＳＳ’Ｙ（ＰＧＵ：Picture Generation Unit）として構成されている。バックライト２２は、中間像表示部２１に対して光を照射する。中間像表示部２１は、バックライト２２からの光を透過させることで、画像表示光を生成する。

反射部３は、表示部２に対向するように設けられ、表示部２から出射した画像表示光を、コンバイナ４方向へ反射する。反射部３は、例えば、板状の折り返しミラーで構成されている。

コンバイナ４は、例えば、表示部２の上方側、かつ、反射部３に対向するように設けられる。コンバイナ４における反射部３に対向する面を反射面４１とする。コンバイナ４は、反射部３からの画像表示光が照射され、該照射された画像表示光をユーザ側へ反射させることで、ユーザに画像表示光を目視させる。コンバイナ４は、例えば、一定サイズを有する半透明板状部材であり、厚さ数ｍｍ未満の樹脂もしくはガラスで形成されている。樹脂もしくはガラスの屈折率は、例えば、ｎ＝１．４５〜１．５５程度である。コンバイナ４は、凹状曲面を有している。この凹状曲面は、例えば、球面、非球面、自由曲面などである。

画像データ生成部５は、表示画像データを生成し、生成した表示画像データを表示部２に出力する。画像データ生成部５は、例えば、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。

図２は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置による画像表示光の光路の一例を示す図である。図２に示す如く、表示部２の中間像表示部２１から出射した画像表示光は、反射部３でコンバイナ４側へ反射され折り返す。さらに、反射部３で反射された画像表示光は、コンバイナ４の反射面４１でユーザ側へ反射され、ユーザの目に入射する。

ここで、上述の如く、コンバイナ４は、凹状曲面を有している。このコンバイナ４の凹状曲面によって、上記表示部２からユーザの目までの光路長は一定倍率で拡大されている。表示部２からユーザまでの光路長は、例えば２ｍ以上程度にまで拡大されている。したがって、表示部２に表示された実際の中間像のサイズよりも拡大した虚像が、ユーザに対して表示される。すなわち、光路長が短縮されることでヘッドアップディスプレイ装置１がよりコンパクトに構成されつつ、表示部２の表示が拡大表示され、ユーザはその拡大表示よって明確にその表示を認識できる。以下、このコンバイナ４による拡大表示を虚像表示と称する。

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、後述の如く、コンバイナ４内で画像表示光が導光され、コンバイナ４の端面が発光することで、主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達している。

画像データ生成部５は、表示部２の所定領域に対する副表示情報を生成し、所定領域以外の領域に対する主表示情報を生成する。例えば、主表示情報は、図柄の表示画像データとして構成されており、副表示情報は、無地の表示画像データとして構成されている。図柄は、例えば、文字や数字（車両速度、回転数情報など）、記号（方向など）、図形（ナビゲーション情報など）、模様などの二次元表示を含む。

コンバイナ４は、一方の端面から入射した画像表示光を他方の端面まで導光し該他方の端面を発光させる。以下、この端面の発光をエッジライトと称す。コンバイナ４のエッジライトの色変化、輝度変化、明滅などにより、警告、指示、運転支援などの任意の副表示情報をユーザに伝達できる。すなわち、主表示情報によるコンバイナ４の虚像表示に加えて、副表示情報によるコンバイナ４のエッジライトによって、警告、指示、運転支援等のより多くの情報をユーザに伝達できる。なお、画像データ生成部５は、コンバイナ４の虚像表示とエッジライトの輝度比率を、例えば、エッジライト用コンテンツの階調制御に基づいて、簡易に制御することができる。

コンバイナ４の端面から入射した画像表示光は、例えば、図３に示す如く、コンバイナ４内の表裏面に対して浅い角度で到達した上で、ほぼ全反射を多重で繰返す。そして、反射を繰り返した画像表示光は、コンバイナ４の上端面、及び／又は傾斜を持った左右側端面に到達し、この端面の全反射条件を崩す、あるいは粗面とされたその端面で発光する。これにより、ユーザは、このコンバイナ４のエッジライト（端面の発光）を副表示情報として認知できる。したがって、ユーザは、コンバイナ４の虚像表示で主表示情報を認識できるだけなく、同時に、コンバイナ４のエッジライトによって副表示情報をも認識できる。

さらに、従来のヘッドアップディスプレイ装置ではコンバイナの輪郭に対して内側の小さいエリアのみの表示、すなわち相対的に小さなユーザ視界ＦＯＶ(Field of View）のみの視覚情報であった。
これに対し、本実施形態１に係るヘッドアップディスプレ装置１において、コンバイナ４の形状輪郭そのものがエッジライトとして機能する。このため、ドライバ視界のFOVを従来比で拡大して情報伝達が可能になる。

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示部２、反射部３、コンバイナ４、画像データ生成部５、後述の反射導光部６などの位置関係を維持しつつ、迷光等を遮蔽する構成、表示部２及び画像データ生成部５の駆動回路等も内蔵していてもよい。さらに、ヘッドアップディスプレイ装置１は、ユーザの座高により変化する眼球高さに合わせて虚像位置及びエッジライト位置を調整できるよう、コンバイナ４の相対角度、あるいは高さを調整できるような支持機構を有してもいてもよい。

ところで、上述の如く、コンバイナの端面を発光させることで、主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達する場合、コンバイナの端面を発光させるための光を生成する、ＬＥＤなどの光源が別途必要となる。さらに、その光源を制御する制御部、電源、配線なども別途必要となる。このため、ヘッドアップディスプレイ装置の部品点数が増加し、その構成も複雑化するおそれがある。

特に、ヘッドアップディスプレイ装置が、例えば車両に搭載された場合、別系統の情報、制御系、コンテンツ（時系列の発光、色彩情報など）を必要とし、さらに、その伝達や制御を行う必要が生じる。このため、車両などの全体の制御系を刷新するなどの特別な変更が必要となり得る。

これに対し、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示部２の一部分である所定領域から出射された画像表示光を集光して、コンバイナ４の一方の端面に向けて反射し、該一方の端面から入射しコンバイナ４内で導光された画像表示光をコンバイナ４の他方の端面で結像させると共に、所定領域以外の領域から出射された画像表示光が反射部３に出射されるように画像表示光を分離する反射導光部６を更に備えている（図４）。

これにより、表示部２の一部分である所定領域Ｓ１（以下、副表示領域Ｓ１と称す）から出射された画像表示光は、反射導光部６で集光かつ反射される。反射された画像表示光は、コンバイナ４の一方の端面に入射する。入射した画像表示光は、コンバイナ４内部で反射を繰返し他方の端面に到達し、該他方の端面で結像し発光する。この発光は、ユーザに副表示情報として認識される。一方で、表示部２の所定領域以外の領域Ｓ２（以下、主表示領域Ｓ２と称す）から出射された画像表示光は、反射部３及びコンバイナ４で反射され、ユーザの目に入射する。この入射は、ユーザに主表示情報として認識される（図５）。

このように、表示部２の副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光のみを利用してコンバイナ４の端面を発光させることができる。したがって、コンバイナ４内に導光する光を生成する光源、制御部、電源、配線などが不要となるため、ヘッドアップディスプレイ装置１の部品点数は増加せず、その構成も簡易である。すなわち、簡易な構成で、コンバイナ４内に光を導光しその端面を発光させることで、主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達できる。

また、元々表示部２の中間像表示部２１の一つの全領域を、副表示領域Ｓ１と主表示領域Ｓ２とに分割している。このため、副表示領域Ｓ１から出射される画像表示光と、主表示領域Ｓ２から出射される画像表示光と、を一括した画像（動画や静止画など）情報として扱うことができる。したがって、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、既存のハードウェア及びソフトウェアに対し特別な変更を加えることなく、副表示領域Ｓ１の画像表示光と主表示領域Ｓ２の画像表示光とを独立かつ簡易に制御できる。

さらに、周辺光に追随する調光機能についても、表示部２のバックライト２２を制御することで、副表示領域Ｓ１の画像表示光と主表示領域Ｓ２の画像表示光との照度を一括して制御できる。例えば、夜間や室内などの周辺光が弱い場合、表示部２のバックライト２２を制御し、副表示領域Ｓ１と主表示領域Ｓ２（表示部２の全領域）の照度を一括して減少させればよいので、制御が簡易である。

なお、副表示領域Ｓ１の画像設定は、例えば、主表示領域Ｓ２用のコンテンツの一部として、一次元表示で設定できる。このため、純正車載分野などへの導入が容易であり、動画の一部分としてデザイン性に富む。よって、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、人間工学的配慮を行った複合表示装置として容易に実現できる。また、この表示コンテンツを車両メーカ等のプログラムにより主表示情報及び副表示情報として一体で簡易に作成することもできる。このように、本実施形態１に係るヘッドアップディスプレイ装置１においては、筐体の簡易な金型変更、主表示情報一部の改変、などの最低限の変更のみで、ユーザに対して多彩な副表示情報を提供できる。

図５に示す如く、反射導光部６は、第１導光部６１と、反射集光部６２と、第２導光部６３と、を有している。第１導光部６１は、表示部２の副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光と、主表示領域Ｓ２から出射された画像表示光と、を分離し、副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光を反射集光部６２に導光する。

例えば、表示部２の上方の１／４程度の面積の領域を副表示領域Ｓ１とし、残りの下方の３／４程度の面積の領域を主表示領域Ｓ２とする。そして、表示部２の上方の副表示領域Ｓ１と、下方の主表示領域Ｓ２と、の画像表示光を第１導光部６１で分離する。

反射集光部６２は、第１導光部６１により導光された画像表示光を集光して、コンバイナ４の下端面に向けて反射し、該反射した画像表示光をコンバイナ４の上端面及び側端面の少なくとも一方で結像させる。

反射集光部６２は、例えば、表示部２及びコンバイナ４に対向する位置に設けられ、画像表示光を反射及び集光する円弧形状の線状凹面鏡であるが、これに限定されない。反射集光部６２は、例えば、自由曲線として光学設計されてもよい。これにより、反射集光部６２によるより良好な集光特性が得られる。反射集光部６２の位置、形状、屈折率等は、反射集光部６２により反射された画像表示光が、コンバイナ４の下端面に入射し、その上端面又は側端面（仮想結像面）で結像するように設定されている。
第２導光部６３は、反射集光部６２により反射された画像表示光をコンバイナ４の一方の端面に導光する。

表示部２の副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光は、第１導光部６１により導光され反射集光部６２に入射する。反射集光部６２に入射した画像表示光は、反射集光部６２により集光かつ反射され、第２導光部６３により導光されつつ、コンバイナ４の下端面に入射する。入射した画像表示光は、コンバイナ４により導光され、上端面又は側端面で結像し、発光する。
第１及び第２導光部６１、６３の構造は、例えば、樹脂板で構成されてコンバイナ４の構造同様、内面反射を利用してもよい。また、第１及び第２導光部６１、６３の構造は、樹脂体の外壁に金属や誘電体膜による反射膜を設ける構造でもよく、更には中空構造の内壁に反射膜がある構造など、いずれも厚さ方向に概ね光が閉じ込められる構造であれば設計上任意に構成可能である。

なお、コンバイナ４の下端面は、例えば、反射集光部６２からの画像表示光を低反射で透過するよう形成されている。さらに、コンバイナ４の下端面は、必要に応じて無反射コート等を施してもよい。これにより、反射集光部６２からの画像表示光を効率よくコンバイナ４の下端面に入射させることができる。
コンバイナ４の下端面の形状は、例えば、図５に示す如く、内部反射で側方入射してもよく、あるいはコンバイナ４下端と第２導光部６３が凹凸円筒面で密着摺動可能に接するようにし、コンバイナ４の角度変化が容易なものとしてもよい。

一方、表示部２の主表示領域Ｓ２から出射された画像表示光は、第１導光部６１によって、副表示領域Ｓ１の画像表示光と分離され反射部３に入射する。反射部３に入射した画像表示光は、この反射部３でコンバイナ４に向けて反射される。

ここで、反射集光部６２が、第１導光部６１により導光された画像表示光を集光かつ反射し、コンバイナ４の上端面又は側端面で結像させる原理について詳細に説明する。まず、図６に示す如く、上記本実施形態に係る光学系を簡略した透過型光学系で説明する。

例えば、表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画像表示光は、レンズにより集光され、コンバイナ４の上端面又は側端面に１次元アレイの結像線として結像する。ここで、副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイは、Ｘ軸方向に並んでいる。この副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイは、点光源アレイとして動作する。このため、右側に凸レンズを配置すると、副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画像表示光は、その曲率等に従って更に右側に結像する。そして、概ね直線状の結像線が再構成像として生成される。

図７は、本実施形態に係る、凹面鏡を用いた反射型光学系を示す図である。図６の透過型光学系と同様に、表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画像表示光は、線状凹面鏡６２により集光かつ反射され、コンバイナ４の上端面又は側端面に１次元アレイとして再結像する。そして、概ね直線状の結像線が再構成像としてコンバイナ４の上端面又は側端面に生成される。

上述した再結像構造は、表示部２の中間像表示部２１の副表示領域Ｓ１の１次元画像アレイによって定まる１次元情報を、保持及び左右反転して、コンバイナ４の上端面又は側端面に伝達し、その端面を発光させる。なお、反射集光部６２の光学系の収差、あるいはコンバイナ４の厚さ方向の多重反射による散乱等が生じる。このため、この再結像構造の再結像における分解能は、表示部２の副表示領域Ｓ１の水平方向画素によって定まる分解能より少し劣化する。しかし、少なくともコンバイナ４の上端面あるいは側面形状が、例えば、直線や円弧でない場合でも、反射集光部６２の光学系を焦点深度内もしくはその近くに設計すれば、その収差を小さく抑えることができる。さらに、凹面鏡を単純円弧でなく自由曲線として光学設計すれば良好な反射集光部６２の集光特性が得られる。

表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイを、例えば、１００画素程度以上（３２０〜８００画素程度）で構成することで、各画素の輝度、ＲＧＢ混色による色度、６０ｆｐｓ程度の動的時間的分解能を備えた高精度な運転支援等の副表示情報をユーザに提供できる。

図８は、上述した再結像構造を用いて表示部の副表示領域の１次元画素アレイの各画素に対応するコンバイナの上端面及び側端面の一部を発光させた一例を示す図である。図８に示す如く、例えば、表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画素Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、及びＡ５を点滅させることで、それぞれ対応するコンバイナ４の上端面及び側端面の位置Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、及びＡ５を点滅させることができる。

図９は、上述した副表示情報及び主表示情報を運転席のメータパネル前方に複合表示させた一例を示す図である。例えば、主表示情報として、表示部２の主表示領域Ｓ２は、車両速度（７２ｋｍｈなど）を表示し、その車両速度がコンバイナ４の虚像表示として表示される。さらに、副表示情報として、車両旋回指示（左折、直進、右折指示）に応じて、コンバイナ４の上端面及び側端面の発光位置が変化する。これにより、ユーザは、虚像表示による車両速度を認識するだけなく、コンバイナ４の上端面及び側端面の発光位置によって、車両旋回指示を容易に認識することができる。さらに、コンバイナ４の上端面及び側端面の発光位置をより緻密に制御することで、車両旋回の方向だけでなく、その角度までも正確にユーザに指示できる。

より具体的には、図１０に示す如く、表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画素の発光位置（高輝度位置）が徐々に右側に移動する。表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画素の発光位置の移動に応じて、図１１に示す如く、コンバイナ４の側端面及び上端面の発光位置が徐々に右側に移動していく。このように、表示部２の副表示領域Ｓ１の水平方向画素の分解能を上げることで、それと同等あるいは少し低い分解能で、コンバイナ４の側端面及び上端面の発光位置を緻密に制御できる。したがって、より精度の高い副表示情報をユーザに提供できる。

なお、上記一例では、コンバイナ４の端面の発光位置により車両旋回指示を行う場合について説明したが、これに限定されない。例えば、左右レーン逸脱、前方車両との車間距離、車両速度等を、コンバイナ４の端面の発光位置によってユーザに伝達してもよい。

以上、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示部２の一部分である所定領域から出射された画像表示光を集光して、コンバイナ４の一方の端面に向けて反射し、該一方の端面から入射しコンバイナ４内で導光された画像表示光をコンバイナ４の他方の端面で結像させると共に、所定領域以外の領域から出射された画像表示光が反射部３に出射されるように画像表示光を分離する反射導光部６を更に備えている。

これにより、表示部２の副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光のみを利用してコンバイナ４の端面を発光させることができる。したがって、コンバイナ４内に導光する光を生成する光源、制御部、電源、配線などを不要となるため、ヘッドアップディスプレイ装置１の構成を簡素化できる。すなわち、簡易な構成で、コンバイナ４内に光を導光しその端面を発光させることで、主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達できる。
さらに、コンバイナ４の側端面及び上端面の発光位置を緻密に制御できるため、より精度の高い副表示情報をユーザに伝達できる。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上記実施形態において、表示部７は、画像表示光を照射するレーザ光源７１と、レーザ光源７１からの画像表示光を結像させる中間像スクリーン７２と、を有する構成であってもよい（図１２）。レーザ光源７１は、中間像スクリーン７２に対して、例えば、２次元のラスタスキャンを行う。このように、レーザ光源７１を用いて平行ビームのスキャンを行うことで、画像表示光の水平方向の位置制御の精度を向上させ、コンバイナ４の側端面及び上端面の発光位置をより高精度に制御できる。

この場合、反射導光部６を設けず、レーザ光源７１は、直接的に画像表示光をコンバイナ４の下端面に照射する構成であってもよい（図１３）。コンバイナ４の下端面に入射した画像表示光は、コンバイナ４内で導光され、コンバイナ４の上端面又は側端面で発光する。一方、レーザ光源７１は、中間像スクリーン７２に対しても画像表示光を照射する。照射された画像表示光は、中間像スクリーン７２を透過し、反射部３でコンバイナ４に向けて反射される。

また、表示部７の中間像スクリーン７２において、副表示領域Ｓ１は光を拡散透過させない領域であり、主表示領域Ｓ２は、光を拡散透過させる領域であってもよい（図９）。例えば、副表示領域Ｓ１は、透過領域であり、主表示領域Ｓ２は、マイクロレンズアレイ７３が配置されたレンズアレイ領域である。レーザ光源７１からの副表示領域Ｓ１の画像表示光は、空間領域を透過し、反射導光部６に入射する。一方、レーザ光源７１からの主表示領域Ｓ２の画像表示光は、レンズアレイ領域で拡散され、反射部３に入射する。

主表示領域Ｓ２の図柄などを、拡大虚像表示させる必要があることから、主表示領域Ｓ２に対する画像表示光のみをマイクロレンズアレイ７３などにより拡散させる。これにより、主表示領域Ｓ２の図柄などをより広い視点位置範囲、言い換えると運転者の頭部位置範囲に対応して表示させることができる。

さらに、表示部７の中間像スクリーン７２は、副表示領域Ｓ１をスクリーン部材が存在しない空間領域とし、主表示領域Ｓ２を、光を拡散透過させるレンズアレイ領域としてもよい（図１０）。レーザ光源７１からの副表示領域Ｓ１の画像表示光は、空間領域を透過し、反射導光部６に入射する。一方、レーザ光源７１からの主表示領域Ｓ２の画像表示光は、レンズアレイ領域で拡散し、反射部３に入射する。副表示領域Ｓ１は光を拡散通過させる必要が無い。このため、図１４または図１５に示したような構成とすることで、レーザ光源７２からの副表示領域Ｓ１の画像表示光を効率良くコンバイナ２４の下端面に入射させることができる。
上記実施形態において、ヘッドアップディスプレイ装置１は自動車に搭載されているが、これに限定されず、例えば、列車、航空機などに搭載されてもよい。
さらに、上述した実施形態を任意に組み合わせてもよいことは言うまでもない。

１ ヘッドアップディスプレイ装置
２ 表示部
３ 反射部
４ コンバイナ
５ 画像データ生成部
６ 反射導光部
７ 表示部
２１ 中間像表示部
２２ バックライト
６１ 第１導光部
６２ 反射集光部
６３ 第２導光部
７１ レーザ光源
７２ 中間像スクリーン

Claims (7)

1. 表示画像データに基づく画像表示光を出射する表示部と、
   前記表示部から出射した画像表示光を反射する反射部と、
   板形状であり、前記反射部で反射した画像表示光が照射される位置に配置され、該照射された画像表示光を反射面に反射させることでユーザに画像表示光を目視させると共に、一方の端面から入射された画像表示光を他方の端面まで導光し該他方の端面を発光させるコンバイナと、
   前記表示部の一部分である所定領域から出射された画像表示光を集光して、前記コンバイナの一方の端面に向けて反射し、該一方の端面から入射し前記コンバイナ内で導光された画像表示光を前記コンバイナの他方の端面で結像させると共に、前記所定領域以外の領域から出射された画像表示光が前記反射部に出射されるように前記画像表示光を分離する反射導光部と、
   を備えたヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記反射導光部は、
   前記所定領域から出射された画像表示光と、前記所定領域以外の領域から出射された画像表示光と、を分離し、前記所定領域から出射された画像表示光を導光する第１導光部と、前記表示部及び前記コンバイナに対向するように配置され、前記第１導光部により導光された画像表示光を集光かつ反射し、該一方の端面から入射し前記コンバイナ内で導光された画像表示光を前記コンバイナの他方の端面で結像させる反射集光部と、前記反射集光部により反射された画像表示光を前記コンバイナの一方の端面に導光する第２導光部と、を有する、
   請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記表示画像データを生成する画像データ生成部を更に備え、
   前記画像データ生成部は、前記表示部の所定領域に対して、無地の画像表示データとして構成される副表示情報を生成し、前記所定領域以外の領域に対して、図柄の画像表示データとして構成される主表示情報を生成する、請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記表示部は、光を照射するバックライトと、該バックライトからの光を透過させることで、前記画像表示光を生成する透過型液晶パネルと、を有する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記表示部は、画像表示光を照射するレーザ光源と、該レーザ光源からの光を結像させる中間像スクリーンと、を有する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記表示部の中間像スクリーンにおいて、前記所定領域は光を拡散透過させない領域であり、前記所定領域以外の領域は、光を拡散透過させる領域である、
   請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記表示部の中間像スクリーンは、前記所定領域をスクリーン部材が存在しない領域とし、前記所定領域以外の領域を、光を拡散透過させる領域とする、
   請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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