JP2002052956A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示源に表示された重畳用画像の、ダッシュ
ボードの外部のフロントガラスやコンバイナ上に投影さ
せた虚像を、車両の前景と重畳視認させるに当たり、表
示する内容等に応じて重畳用画像の虚像の結像点を車両
の前景に近づけたり遠ざけるという要求に、設置スペー
スの増大を招くことなく対応すること。 【解決手段】 表示源５１と拡大反射鏡５３とを対向さ
せて配置し、これらの間であって、表示源５１に表示さ
れる重畳用画像の像光の光軸Ｌ上に、その像光の光軸Ｌ
を通り車両の左右方向に延在する回転軸Ｏの回りに回転
可能に半透過反射鏡５５を配置して、半透過反射鏡５５
の状態を、表示源５１からの重畳用画像の像光をフロン
トガラス３に向けて反射させる第１状態と、表示源５１
から半透過反射鏡５５を一旦透過し拡大反射鏡５３で再
度反射された重畳用画像の像光をフロントガラス３に向
けて反射させる第２状態との相互間で切り換え可能とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のダッシュボ
ード内の表示源に表示された重畳用画像をダッシュボー
ドの上方のフロントガラスやコンバイナ上に投影させる
ことで、これらフロントガラスやコンバイナを透して視
認される車両の前景と重畳用画像の虚像とを重畳視認さ
せる車両用表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘッドアップディスプレイと呼ばれるこ
の種の車両用表示装置は、運転に必要な補助情報等を車
両の前景と重畳視認させるもので、運転中に大きな視線
移動を行うことなく補助情報等を認識できるという特徴
を有している。

【０００３】そして、このような車両用表示装置におい
ては一般的に、運転中に車両の前景から頻繁に視線を移
して繰り返し視認しても、眼の焦点を合わせる距離を大
きく変えずに済むように、表示源からフロントガラスや
コンバイナまでの距離を大きく取って、重畳用画像の虚
像の結像点をなるべく注視先の前景に近づけることが望
ましい。

【０００４】しかし、停車中に見るようなナビゲーショ
ン情報等の表示を行う場合には、車両の前景との間で頻
繁に視線移動を行うことがないので、車両の前景に合わ
せて結像点を運転者から遠ざけると、結像点が遠い分だ
け焦点を合わせづらくなって却って表示が見にくくなる
場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、この種の
車両用表示装置では、表示する内容によって、重畳用画
像の虚像の結像点を運転者から遠ざけて車両の前景に近
づける方が好ましかったり、反対に、重畳用画像の虚像
の結像点を、車両の前景から大きく離れるとしても運転
者に近づける方が却って好ましかったりするが、この両
方に対応するために、表示源を移動させて投影対象のフ
ロントガラスやコンバイナまでの距離を可変とすればよ
いかというと、設置スペースが増す等の問題があるの
で、安易にそうするわけにも行かない。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みなされたもので、
本発明の目的は、車両のダッシュボード内の表示源に表
示された重畳用画像を、ダッシュボードの外部に配置さ
れたフロントガラスやコンバイナ上に投影させること
で、それらを透して視認される車両の前景と、フロント
ガラスやコンバイナ上に投影された重畳用画像の虚像と
を重畳視認させるに当たり、表示する内容等に応じて、
重畳用画像の虚像の結像点を車両の前景に近づけたり車
両の前景から遠ざけるという要求に、設置スペースの増
大を招くことなく対応することができる車両用表示装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載した本発明の車両用表示装置は、車両の
ダッシュボード内の表示源に表示された重畳用画像を、
前記ダッシュボードの外部に配置された被投影部材上に
投影させることで、該被投影部材を透して視認される前
記車両の前景と前記重畳用画像の虚像とを重畳視認させ
る車両用表示装置において、前記ダッシュボード内に配
設され、前記表示源から出射された前記重畳用画像の像
光の光軸上に配置されて、該重畳用画像の像光を前記表
示源に向けて反射させる反射鏡と、前記ダッシュボード
内に配設され、前記表示源と前記反射鏡との間の前記重
畳用画像の像光の光軸上に配置されて、該重畳用画像の
像光を半透過させると共に半反射させる半透過反射鏡
と、前記前後方向に対する前記半透過反射鏡の傾斜角が
第１の傾斜角となる第１状態と、前記傾斜角が第２の傾
斜角となる第２状態との相互間で、前記半透過反射鏡の
状態を切り換える状態切換機構とを備え、前記半透過反
射鏡が、前記第１状態にあっては、前記表示源からの前
記重畳用画像の像光を前記被投影部材に向けて半反射さ
せると共に、前記第２状態にあっては、前記反射鏡によ
り反射された前記重畳用画像の像光を前記被投影部材に
向けて半反射させるように構成されていることを特徴と
する。

【０００８】また、請求項２に記載した本発明の車両用
表示装置は、請求項１に記載した本発明の車両用表示装
置において、前記状態切換機構が、前記重畳用画像の像
光の光軸を通り前記車両の左右方向に延在する回転軸の
回りに前記半透過反射鏡を回転させることで、該半透過
反射鏡の状態を前記第１状態と前記第２状態との相互間
で切り換えるものとした。

【０００９】さらに、請求項３に記載した本発明の車両
用表示装置は、請求項１又は２に記載した本発明の車両
用表示装置において、前記ダッシュボード内に配設さ
れ、前記第２状態にある前記半透過反射鏡を半透過し前
記反射鏡により反射されて該第２状態にある前記半透過
反射鏡に再び到達するまでの間に前記重畳用画像を拡大
する像拡大用光学素子をさらに備えているものとした。

【００１０】また、請求項４に記載した本発明の車両用
表示装置は、請求項３に記載した本発明の車両用表示装
置において、前記像拡大用光学素子が、前記重畳用画像
の像光の光軸方向における一方の面を平坦面に形成して
前記反射鏡に対向させると共に他方の面をフレネル面に
形成したフレネルレンズであるものとした。

【００１１】請求項１に記載した本発明の車両用表示装
置によれば、半透過反射鏡を第１状態にすると、表示源
から出射された重畳用画像の像光が被投影部材に向けて
半反射されて、その半反射された像光により被投影部材
上に重畳用画像が投影されるが、第１状態の半透過反射
鏡を半透過した表示源からの重畳用画像の像光は、反射
鏡で反射された後に半透過反射鏡に到達し、この反射鏡
から到達した重畳用画像の像光の半透過反射鏡による半
反射方向は被投影部材とは反対側となることから、反射
鏡からの重畳用画像が半透過反射鏡による像光の半反射
によって被投影部材上に投影されることはない。

【００１２】したがって、被投影部材を透して視認され
る重畳用画像の虚像は、表示源からの像光が第１状態の
半透過反射鏡により半反射されて被投影部材に投影され
た重畳用画像の虚像のみとなり、その結像点は、表示源
から半透過反射鏡を経て被投影部材に至る重畳用画像の
像光の光路長に応じた箇所となる。

【００１３】一方、半透過反射鏡を第２状態にすると、
表示源から出射された重畳用画像の像光が被投影部材と
は反対側に向けて半反射されることから、その半反射さ
れた像光によって被投影部材上に投影されることはない
が、表示源から第２状態の半透過反射鏡に達してこの半
透過反射鏡を半透過した重畳用画像の像光は、反射鏡で
反射された後に半透過反射鏡に到達し、この反射鏡から
到達した重畳用画像の像光は、半透過反射鏡によって被
投影部材に向けて半反射されて、被投影部材上に重畳用
画像が投影される。

【００１４】したがって、被投影部材を透して視認され
る重畳用画像の虚像は、表示源から第２状態の半透過反
射鏡を半透過して反射鏡に至り、さらに、この反射鏡に
よって反射され第２状態の半透過反射鏡により半反射さ
れて被投影部材に投影された重畳用画像の虚像のみとな
り、その結像点は、表示源から反射鏡を経て半透過反射
鏡乃至被投影部材に至る重畳用画像の像光の光路長に応
じた、半透過反射鏡が第１状態にある場合よりも視点か
ら離れた箇所となる。

【００１５】また、請求項２に記載した本発明の車両用
表示装置によれば、請求項１に記載した本発明の車両用
表示装置において、重畳用画像の像光の光軸を通り車両
の左右方向に延在する回転軸の回りに半透過反射鏡を回
転させることで、半透過反射鏡が第１状態と第２状態と
の相互間で切り換えられることになる。

【００１６】さらに、請求項３に記載した本発明の車両
用表示装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明
の車両用表示装置において、被投影部材を透して重畳用
画像の虚像の結像点を運転者から遠ざけるために、遠近
法の原理から被投影部材に投影される重畳用画像の大き
さが相対的に小さくなるような、表示源から被投影部材
に至る重畳用画像の光路を反射鏡や半透過反射鏡によっ
て長く設定する構成を採用しても、途中で像拡大用光学
素子により重畳用画像が拡大されることから、被投影部
材に投影されてこの被投影部材を透して視認される重畳
用画像の虚像について、ある程度の大きさが確保される
ことになる。

【００１７】また、請求項４に記載した本発明の車両用
表示装置によれば、請求項３に記載した本発明の車両用
表示装置において、フレネルレンズが反射鏡と半透過反
射鏡との間に配置される場合、平坦面に形成された一方
の面に反射鏡を密着させると、第１状態と第２状態との
相互間における半透過反射鏡の状態変化を阻害しないよ
うにフレネルレンズが配置されることになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による車両用表示装
置の実施形態を、図面を参照して説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施形態に係る車両用表
示装置の原理的な概略構成を示す断面図で、図１中引用
符号５で示す本実施形態の車両用表示装置は、ダッシュ
ボード１の上面１ａの上方に位置し車両の前後又は上下
方向に対して略均一な傾斜のフロントガラス３（被投影
部材に相当）上に、このフロントガラス３を透して運転
者のアイポイントＩから視認される前景と重畳視認させ
る重畳用画像を投影させるもので、車両のダッシュボー
ド１の内部に収容されている。

【００２０】そして、前記車両用表示装置５は、表示源
５１、拡大反射鏡５３、半透過反射鏡５５、回転支持機
構５７（図３参照）等を有している。

【００２１】このうち、前記表示源５１は、自発光デバ
イス（例えば、ＦＥ〔フィールドエミッション〕ディス
プレイ、蛍光表示管、ＥＬ〔エレクトロルミネッセン
ス〕ディスプレイ等）や、バックライト付きの液晶ディ
スプレイ等からなり、車両の後方に向けて配置された表
示面５１ａ上に、ナビゲーション情報等の運転者が比較
的停車中に視認する情報や、車両の状態を示す表示等の
運転者が比較的運転中に視認する情報等からなる重畳用
画像（図示せず）を、状況に応じて選択的に発光表示さ
せるように構成されている。

【００２２】また、前記拡大反射鏡５３は、図２に拡大
説明図で示すように、フレネルレンズ５３ａ（像拡大用
光学素子に相当）の平坦面５３ｂと反射鏡５３ｄ（第２
の反射鏡に相当）の反射面５３ｅとを蒸着により密着さ
せて構成されており、フレネルレンズ５３ａにおける平
坦面５３ｂの反対側に形成されたフレネル面５３ｃが、
図１に示すように、表示源５１の表示面５１ａに正対す
るように、表示源５１から車両の後方に間隔をおいて配
置されている。

【００２３】前記半透過反射鏡５５は、前記回転支持機
構５７により支持されて、表示源５１から拡大反射鏡５
３に向かう不図示の重畳用画像の像光の光軸Ｌ上に配設
されている。

【００２４】この回転支持機構５７は、詳しくは、図３
に拡大斜視図で示すように、車両の左右方向における半
透過反射鏡５５の両側縁に嵌着されたフレーム５７ａ，
５７ａと、これらフレーム５７ａ，５７ａの長手方向中
央の支軸５７ｂ，５７ｂを、前記不図示の重畳用画像の
像光の光軸Ｌを通り車両の左右方向に延在する回転軸Ｏ
の回りに回転可能に軸支する支持フレーム５７ｃ，５７
ｃとを有している。

【００２５】前記各フレーム５７ａの長手方向に支軸５
７ｂからずれた箇所にはガイドピン５７ｄが突設されて
おり、このガイドピン５７ｄは、対応する各支持フレー
ム５７ｃの支軸５７ｂを中心とする正円の円弧状を呈す
るガイド溝５７ｅに挿入されていて、このガイド溝５７
ｅ内をガイドピン５７ｄが移動可能な範囲に各フレーム
５７ａの各支持フレーム５７ｃに対する回転範囲が規制
されている。

【００２６】そして、以上の構成により回転支持機構５
７は、前記各フレーム５７ａを電動（モータの作動等に
よる）又は手動（操作ツマミの操作等による）で対応す
る各支持フレーム５７ｃに対して支軸５７ｂを中心に回
転させることで、表示源５１と拡大反射鏡５３との間の
前記像光の光軸Ｌ上において前記半透過反射鏡５５の状
態を、図１中実線で示すように、前記光軸Ｌに対する傾
斜角が所定の第１角度となるように上端を拡大反射鏡５
３側に傾けた第１状態と、図１中想像線で示すように、
前記光軸Ｌに対する傾斜角が所定の第２角度となるよう
に上端を表示源５１側に傾けた第２状態との相互間で切
り換えるように構成されている。

【００２７】尚、ダッシュボード１の上面１ａには、ダ
ッシュボード１の内部からフロントガラス３に向けて前
記不図示の重畳用画像の像光を出射させるための開口１
ｂが形成されている。

【００２８】次に、上述のように構成された本実施形態
の車両用表示装置５の作用について説明する。

【００２９】まず、図１中実線で示すように、半透過反
射鏡５５を第１状態としておいて、ナビゲーション情報
等の、運転者が比較的停車中に視認する情報からなる不
図示の重畳用画像が表示源５１に表示されて、その像光
が表示源５１の表示面５１ａから出射されると、その像
光は、表示面５１ａに対向する拡大反射鏡５３との間に
配置された半透過反射鏡５５に到達する。

【００３０】ここで、半透過反射鏡５５は、重畳用画像
の像光の光軸Ｌに対する傾斜角が所定の第１角度となる
ように上端を拡大反射鏡５３側に傾けて配置されている
ことから、半透過反射鏡５５に到達した重畳用画像の像
光の一部はダッシュボード１の上方に向けて反射され、
ダッシュボード１の上面１ａの開口窓１ｂを通過してフ
ロントガラス３に到達し、これにより、重畳用画像が投
影される。

【００３１】また、表示源５１から半透過反射鏡５５に
到達した重畳用画像の像光の他の一部は、半透過反射鏡
５５を透過して拡大反射鏡５３に到達して、拡大反射鏡
５３の表示源５１側に位置するフレネルレンズ５３ａの
フレネル面５３ｃから平坦面５３ｂに向けてフレネルレ
ンズ５３ａを透過し、平坦面５３ｂに密着している反射
鏡５３ｄの反射面５３ｅに到達して反射され、この反射
された重畳用画像の像光は、平坦面５３ｂからフレネル
面５３ｃに向けてフレネルレンズ５３ａを再び透過し、
表示源５１に向けて拡大反射鏡５３から出射される。

【００３２】そして、拡大反射鏡５３から出射された重
畳用画像の像光は、表示源５１に向かう途中で再び半透
過反射鏡５５に到達し、半透過反射鏡５５に到達した重
畳用画像の像光の一部は半透過反射鏡５５を透過して表
示源５１に到達し、他の一部は、ダッシュボード１の下
方に向けて反射される。

【００３３】したがって、半透過反射鏡５５が第１状態
にある場合は、表示源５１の表示面５１ａから出射され
て第１状態の半透過反射鏡５５により半反射された像光
による、ナビゲーション情報の表示等からなる重畳用画
像が、フロントガラス３に投影され、アイポイントＩか
らフロントガラス３越しに重畳用画像の虚像Ｓ₁ が視認
されることになる。

【００３４】そして、半透過反射鏡５５が第１状態にあ
る場合、アイポイントＩからフロントガラス３越しに視
認される、ナビゲーション情報の表示等からなる重畳用
画像の虚像Ｓ₁ は、表示源５１から半透過反射鏡５５を
経てフロントガラス３に至る重畳用画像の光路長に応じ
た箇所に結像することになる。

【００３５】ちなみに、フロントガラス３上に投影され
る重畳用画像の虚像Ｓ₁ を構成する重畳用画像の像光
は、拡大反射鏡５３を往復透過していないことから、ナ
ビゲーション情報の表示等からなる重畳用画像の虚像Ｓ
₁ は、フレネルレンズ５３ａによる拡大作用を受けず
に、重畳用画像の光路長に応じた寸法でアイポイントＩ
から視認されることになる。

【００３６】一方、図１中想像線で示すように、半透過
反射鏡５５を第２状態としておいて、車両の状態を示す
表示等の、運転者が比較的運転中に視認する情報等から
なる不図示の重畳用画像が表示源５１に表示されて、そ
の像光が表示源５１の表示面５１ａから出射されると、
その像光は、表示面５１ａに対向する拡大反射鏡５３と
の間に配置された半透過反射鏡５５に到達する。

【００３７】ここで、半透過反射鏡５５は、重畳用画像
の像光の光軸Ｌに対する傾斜角が所定の第２角度となる
ように上端を表示源５１側に傾けて配置されていること
から、半透過反射鏡５５に到達した重畳用画像の像光の
一部はダッシュボード１の下方に向けて反射され、他の
一部は、半透過反射鏡５５を透過して拡大反射鏡５３に
到達する。

【００３８】そして、拡大反射鏡５３に到達した重畳用
画像の像光は、拡大反射鏡５３の表示源５１側に位置す
るフレネルレンズ５３ａのフレネル面５３ｃから平坦面
５３ｂに向けてフレネルレンズ５３ａを透過し、平坦面
５３ｂに密着している反射鏡５３ｄの反射面５３ｅに到
達して反射され、この反射された重畳用画像の像光は、
平坦面５３ｂからフレネル面５３ｃに向けてフレネルレ
ンズ５３ａを再び透過し、表示源５１に向けて拡大反射
鏡５３から出射される。

【００３９】以上のようにして重畳用画像の像光がフレ
ネルレンズ５３ａ内を往復透過すると、像光の収束作用
により重畳用画像が実質的に拡大され、この拡大された
状態の重畳用画像の像光が、表示源５１に向かう途中で
再び半透過反射鏡５５に到達する。

【００４０】そして、半透過反射鏡５５に到達した重畳
用画像の像光の一部は半透過反射鏡５５を透過して表示
源５１に到達し、他の一部は、ダッシュボード１の上方
に向けて反射され、ダッシュボード１の上面１ａの開口
窓１ｂを通過してフロントガラス３に到達し、これによ
り、重畳用画像が投影される。

【００４１】したがって、半透過反射鏡５５が第２状態
にある場合は、表示源５１の表示面５１ａから出射され
て第１状態の半透過反射鏡５５を半透過し、さらに、拡
大反射鏡５３に到達して反射された後に半透過反射鏡５
５に到達し、この半透過反射鏡５５により半反射された
像光による、車両の状態を示す表示等からなる重畳用画
像が、フロントガラス３に投影され、アイポイントＩか
らフロントガラス３越しに重畳用画像の虚像Ｓ₃ が視認
されることになる。

【００４２】そして、半透過反射鏡５５が第２状態にあ
る場合、アイポイントＩからフロントガラス３越しに視
認される、車両の状態を示す表示等からなる重畳用画像
の虚像Ｓ₃ は、表示源５１から半透過反射鏡５５を透過
して拡大反射鏡５３に至るまでの重畳用画像の光路長
と、この拡大反射鏡５３から半透過反射鏡５５に至るま
での重畳用画像の光路長と、この半透過反射鏡５５から
フロントガラス３に至るまでの重畳用画像の光路長とを
合計した光路長に応じた、虚像Ｓ₁ よりも車両の前方の
箇所に結像することになる。

【００４３】ちなみに、フロントガラス３上に投影され
る重畳用画像の虚像Ｓ₃ を構成する重畳用画像の像光
は、拡大反射鏡５３を往復透過していることから、車両
の状態を示す表示等からなる重畳用画像の虚像Ｓ₃ は、
フレネルレンズ５３ａによる拡大作用を受けて、重畳用
画像の光路長に応じた寸法よりも拡大された寸法でアイ
ポイントＩから視認されることになる。

【００４４】このように本実施形態の車両用表示装置５
によれば、表示源５１の表示面５１ａに表示させた重畳
用画像の像光を半透過反射鏡５５により反射させてフロ
ントガラス３に重畳用画像を投影させ、フロントガラス
３を透した車両の前景に重畳用画像の虚像Ｓ₁ ，Ｓ₃ を
重畳してアイポイントＩから視認させるに当たり、次の
ような構成を採用した。

【００４５】即ち、重畳用画像の像光を表示源５１に向
けて反射させる拡大反射鏡５３を重畳用画像の像光の光
軸Ｌ上に配置して、表示源５１と拡大反射鏡５３との間
の光軸Ｌ上に半透過反射鏡５５を配置し、この半透過反
射鏡５５を回転支持機構５７により、重畳用画像の像光
の光軸Ｌを通り車両の左右方向に延在する回転軸Ｏの回
りに回転可能に支持して、半透過反射鏡５５の状態を、
表示源５１から出射された重畳用画像の像光をフロント
ガラス３に向けて反射させる第１状態と、表示源５１か
ら出射されて半透過反射鏡５５を一旦透過し拡大反射鏡
５３に達して反射された重畳用画像の像光をフロントガ
ラス３に向けて反射させる第２状態との相互間で切り換
える構成とした。

【００４６】このため、ナビゲーション情報の表示等
の、比較的停車中に視認することの多い情報からなる重
畳用画像が表示源５１に表示されている状態では、重畳
用画像の虚像Ｓ₁ を実際のフロントガラス３の位置に近
づけ、反対に、車両の状態を示す表示等の、比較的運転
中に視認することの多い情報からなる重畳用画像が表示
源５１に表示されている状態では、重畳用画像の虚像Ｓ
₃ を、アイポイントＩからの視線を虚像Ｓ₃ から頻繁に
移す運転中の注視先の車両の前景の位置に近づけるとい
う、相反する要求に、表示源５１自身を移動可能としそ
のための余分なスペースをダッシュボード１内に確保す
るという、設置スペースの増大を招く形態によらずに、
対応することができる。

【００４７】尚、拡大反射鏡５３は単なる反射鏡５３ｄ
のみに代えてもよいが、本実施形態のようにフレネルレ
ンズ５３ａを有する構成とすれば、フロントガラス３を
透して視認される重畳用画像の虚像Ｓ₃ が注視先の車両
の前景の位置に近づくようにしても、表示源５１から虚
像Ｓ₃ の結像箇所までの重畳用画像の光路長に応じた寸
法よりも大きい、拡大された寸法で、アイポイントＩか
ら重畳用画像の虚像Ｓ ₃ を視認できるようにすることが
可能となり、半透過反射鏡５５を第２状態としている状
態においても、表示の細かい重畳用画像の虚像Ｓ₃ をア
イポイントＩからフロントガラス３越しに視認させるこ
とが可能となるので、有利である。

【００４８】また、本実施形態では、半透過反射鏡５５
を回転支持機構５７により回転させることで、第１状態
と第２状態との相互間で半透過反射鏡５５を切り換える
構成とした場合を例に取って説明したが、第１状態と同
じように傾斜させた半透過反射鏡５５と第２状態と同じ
ように傾斜させた半透過反射鏡５５との２つの半透過反
射鏡５５を準備し、それらのうちいずれか一方の半透過
反射鏡５５を選択的に、表示源５１と拡大反射鏡５３と
の間の重畳用画像の光路上に進出させ、他の半透過反射
鏡５５は光路から退避させることのできるように、各半
透過反射鏡５５に反射鏡進退機構（図示せず）を設ける
ように構成してもよい。

【００４９】さらに、重畳用画像の拡大を行うのは、本
実施形態で説明したフレネルレンズ５３ａに限らず球面
鏡や非球面鏡等の曲面鏡であってもよく、その場合に
は、反射鏡５３ｄの反射機能を上記の曲面鏡で賄うこと
ができるので、曲面鏡単独で拡大反射鏡を実質的に構成
することができる。

【００５０】また、重畳用画像の拡大は、フレネルレン
ズ５３ａの代わりに通常の凸レンズを用いて行ってもよ
く、その場合、凸レンズの片面が平坦面であれば反射鏡
５３ｄに蒸着により密着させて拡大反射鏡を構成するこ
とになり、一方、凸レンズの両面が曲面であれば反射鏡
５３ｄと構造的に分離して拡大反射鏡を構成することに
なる。

【００５１】さらに、本実施形態で所定の角度として説
明した半透過反射鏡５５の傾斜角は、実際には、フロン
トガラス３の投影点における傾斜角や、車両の前後方向
及び上下方向におけるフロントガラス３の投影点と半透
過反射鏡５５との位置関係、アイポイントＩからの運転
者の視線の方向等を、総合的に加味して決定される。

【００５２】また、本実施形態では、被投影部材がフロ
ントガラス３である場合を例に取って説明したが、本発
明は、フロントガラス３の手前に配設したコンバイナを
被投影部材として用いてこれに重畳用画像を投影する車
両用表示装置についても、同様に適用可能であることは
言うまでもない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
本発明の車両用表示装置によれば、車両のダッシュボー
ド内の表示源に表示された重畳用画像を、前記ダッシュ
ボードの外部に配置された被投影部材上に投影させるこ
とで、該被投影部材を透して視認される前記車両の前景
と前記重畳用画像の虚像とを重畳視認させる車両用表示
装置において、前記ダッシュボード内に配設され、前記
表示源から出射された前記重畳用画像の像光の光軸上に
配置されて、該重畳用画像の像光を前記表示源に向けて
反射させる反射鏡と、前記ダッシュボード内に配設さ
れ、前記表示源と前記反射鏡との間の前記重畳用画像の
像光の光軸上に配置されて、該重畳用画像の像光を半透
過させると共に半反射させる半透過反射鏡と、前記前後
方向に対する前記半透過反射鏡の傾斜角が第１の傾斜角
となる第１状態と、前記傾斜角が第２の傾斜角となる第
２状態との相互間で、前記半透過反射鏡の状態を切り換
える状態切換機構とを備え、前記半透過反射鏡が、前記
第１状態にあっては、前記表示源からの前記重畳用画像
の像光を前記被投影部材に向けて半反射させると共に、
前記第２状態にあっては、前記反射鏡により反射された
前記重畳用画像の像光を前記被投影部材に向けて半反射
させるように構成されているものとした。

【００５４】このため、半透過反射鏡を第１状態と第２
状態との相互間で切り換えることで、表示源からの像光
が半透過反射鏡により半反射されて被投影部材に重畳用
画像が投影され、その光路長に応じた箇所に重畳用画像
の虚像が結像される状態と、表示源から半透過反射鏡を
半透過して反射鏡に至り、さらに、この反射鏡によって
反射され半透過反射鏡により半反射されて被投影部材に
重畳用画像が投影され、その光路長に応じた、表示源か
らの像光が半透過反射鏡により半反射されて被投影部材
に重畳用画像が投影される場合よりも遠い箇所に、重畳
用画像の虚像が結像される状態とを、表示源の移動とい
う設置スペースの増大を招く手法によらずに実現するこ
とができる。

【００５５】また、請求項２に記載した本発明の車両用
表示装置によれば、請求項１に記載した本発明の車両用
表示装置において、前記状態切換機構が、前記重畳用画
像の像光の光軸を通り前記車両の左右方向に延在する回
転軸の回りに前記半透過反射鏡を回転させることで、該
半透過反射鏡の状態を前記第１状態と前記第２状態との
相互間で切り換える構成とした。

【００５６】このため、請求項１に記載した本発明の車
両用表示装置において、重畳用画像の像光の光軸を通り
車両の左右方向に延在する回転軸の回りに半透過反射鏡
を回転させることで、半透過反射鏡の第１状態と第２状
態との相互間の切り換えを、容易に行うことができる。

【００５７】さらに、請求項３に記載した本発明の車両
用表示装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明
の車両用表示装置において、前記ダッシュボード内に配
設され、前記第２状態にある前記半透過反射鏡を半透過
し前記反射鏡により反射されて該第２状態にある前記半
透過反射鏡に再び到達するまでの間に前記重畳用画像を
拡大する像拡大用光学素子をさらに備えている構成とし
た。

【００５８】このため、請求項１又は２に記載した本発
明の車両用表示装置において、被投影部材を透して重畳
用画像の虚像を視認する際の焦点を、被投影部材を透し
て視認される車両の前景の焦点に近づくように長くする
ために、半透過反射鏡を第２状態とし表示源から被投影
部材に至る重畳用画像の光路を反射鏡経由にして長く設
定する状態としても、被投影部材を透して視認される重
畳用画像の虚像をある程度の大きさに保って視認性を維
持することができる。

【００５９】また、請求項４に記載した本発明の車両用
表示装置によれば、請求項３に記載した本発明の車両用
表示装置において、前記像拡大用光学素子が、前記重畳
用画像の像光の光軸方向における一方の面を平坦面に形
成して前記反射鏡に対向させると共に他方の面をフレネ
ル面に形成したフレネルレンズである構成とした。

【００６０】このため、請求項３に記載した本発明の車
両用表示装置において、反射鏡と半透過反射鏡との間に
フレネルレンズを、半透過反射鏡の第１状態と第２状態
との相互間での切り換えを阻害しないように配置させ
て、重畳用画像の拡大と、被投影部材を透して視認され
る重畳用画像の虚像の結像点の切り換えとを、両立させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る車両用表示装置の原
理的な概略構成を示す断面図である。

【図２】図１に示す拡大反射鏡の拡大説明図である。

【図３】図１に示す半透過反射鏡の回転支持機構の拡大
斜視図である。

【符号の説明】

１ ダッシュボード ３ フロントガラス（被投影部材） ５ 車両用表示装置 ５１ 表示源 ５３ａ フレネルレンズ（像拡大用光学素子） ５３ｂ 平坦面 ５３ｃ フレネル面 ５３ｄ 反射鏡 ５５ 半透過反射鏡 ５７ 回転支持機構（状態切換機構） Ｌ 光軸 Ｏ 回転軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のダッシュボード内の表示源に表示
   された重畳用画像を、前記ダッシュボードの外部に配置
   された被投影部材上に投影させることで、該被投影部材
   を透して視認される前記車両の前景と前記重畳用画像の
   虚像とを重畳視認させる車両用表示装置において、 前記ダッシュボード内に配設され、前記表示源から出射
   された前記重畳用画像の像光の光軸上に配置されて、該
   重畳用画像の像光を前記表示源に向けて反射させる反射
   鏡と、 前記ダッシュボード内に配設され、前記表示源と前記反
   射鏡との間の前記重畳用画像の像光の光軸上に配置され
   て、該重畳用画像の像光を半透過させると共に半反射さ
   せる半透過反射鏡と、 前記前後方向に対する前記半透過反射鏡の傾斜角が第１
   の傾斜角となる第１状態と、前記傾斜角が第２の傾斜角
   となる第２状態との相互間で、前記半透過反射鏡の状態
   を切り換える状態切換機構とを備え、 前記半透過反射鏡は、前記第１状態にあっては、前記表
   示源からの前記重畳用画像の像光を前記被投影部材に向
   けて半反射させると共に、前記第２状態にあっては、前
   記反射鏡により反射された前記重畳用画像の像光を前記
   被投影部材に向けて半反射させるように構成されてい
   る、 ことを特徴とする車両用表示装置。
2. 【請求項２】 前記状態切換機構は、前記重畳用画像の
   像光の光軸を通り前記車両の左右方向に延在する回転軸
   の回りに前記半透過反射鏡を回転させることで、該半透
   過反射鏡の状態を前記第１状態と前記第２状態との相互
   間で切り換える請求項１記載の車両用表示装置。
3. 【請求項３】 前記ダッシュボード内に配設され、前記
   第２状態にある前記半透過反射鏡を半透過し前記反射鏡
   により反射されて該第２状態にある前記半透過反射鏡に
   再び到達するまでの間に前記重畳用画像を拡大する像拡
   大用光学素子をさらに備えている請求項１又は２記載の
   車両用表示装置。
4. 【請求項４】 前記像拡大用光学素子は、前記重畳用画
   像の像光の光軸方向における一方の面を平坦面に形成し
   て前記反射鏡に対向させると共に他方の面をフレネル面
   に形成したフレネルレンズである請求項３記載の車両用
   表示装置。