JP2017078827A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多重スリット干渉やアイボックス内での輝度ムラを抑制できるヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。【解決手段】レーザ光射出ユニット３と、レーザ光を走査する走査ユニット５と、ビームを形成する集光ユニット７と、表示画像が結像されるスクリーン９と、表示画像を表示部材２５に投影する投影ユニット１１とを備え、スクリーンは、以下の条件Ｊ１及びＪ２を充足するマイクロミラーアレイ又はマイクロレンズアレイを備えるヘッドアップディスプレイ装置１。Ｊ１：ビームの範囲には、マイクロミラーアレイ又はマイクロレンズアレイを構成する２以上の構成要素が含まれる。Ｊ２：ビームの中心と任意の構成要素の中心とを一致させたとき、隣接する構成要素の中心はビームの範囲外にある。【選択図】図１

Description

本発明はヘッドアップディスプレイ装置に関する。

従来、車両のウインドシールドに表示画像を投影することにより、ドライバの視点からその表示画像の虚像を視認可能とするヘッドアップディスプレイ装置が知られている。このヘッドアップディスプレイ装置は、ビームが入射されて表示画像を結像するスクリーン、及びその表示画像を拡大してウインドシールドに投影する凹面鏡等を備える。

特許文献１に記載されているように、上記のスクリーンとしてマイクロミラーアレイやマイクロレンズアレイが用いられる。マイクロミラーアレイやマイクロレンズアレイは、スクリーンに入射されるビームを発散させることにより、アイボックスを拡大することができる。

特開２０１４−２３５２６８号公報

スクリーンとしてマイクロミラーアレイやマイクロレンズアレイを用いた場合、多重スリット干渉や、アイボックス内での輝度ムラが生じることがあった。
本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、多重スリット干渉やアイボックス内での輝度ムラを抑制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目的としている。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置（１、１０１）は、表示部材（２５）に表示画像を投影することにより、予め設定された視認領域（２７）から表示画像の虚像を視認可能とする。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、レーザ光を射出するレーザ光射出ユニット（３）と、レーザ光射出ユニットが射出したレーザ光を走査する走査ユニット（５）と、走査ユニットにより走査されたレーザ光を集光してビームを形成する集光ユニット（７）と、集光ユニットにより形成されたビームが入射し、表示画像が結像されるスクリーン（９、１０９）と、スクリーンに結像された表示画像を表示部材に投影する投影ユニット（１１）とを備える。

さらに、本発明のヘッドアップディスプレイ装置において、スクリーンは、以下の条件Ｊ１、及びＪ２を充足するマイクロミラーアレイ（１０）又はマイクロレンズアレイ（１１０）を備える。

Ｊ１：マイクロミラーアレイ又はマイクロレンズアレイにおける任意の位置にビームが入射しているとき、ビームの範囲には、マイクロミラーアレイ又はマイクロレンズアレイを構成する２以上の構成要素（１５、１１５）が含まれる。

Ｊ２：ビームの中心と任意の構成要素の中心とを一致させたとき、前記任意の構成要素に隣接する構成要素の中心はビームの範囲外にある。
このような構成によれば、多重スリット干渉や、アイボックス内での輝度ムラを抑制できる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

ヘッドアップディスプレイ装置１の構成を表す説明図である。 スクリーン９の構成を表す説明図である。 条件Ｊ２が充足される場合における、ビームＢの直径と、マイクロミラー１５の大きさとの関係を表す説明図である。 条件Ｊ２が充足されない場合における、ビームＢの直径と、マイクロミラー１５の大きさとの関係を表す説明図である。 条件Ｊ１が充足される場合における、アイボックス２７での輝度分布を表す説明図である。 条件Ｊ１が充足されない場合における、アイボックス２７での輝度分布を表す説明図である。 ヘッドアップディスプレイ装置１０１の構成を表す説明図である。 スクリーン１０９の構成を表す説明図である。 マイクロミラー１５の形状及び配列の別形態を表す説明図である。 マイクロミラー１５の形状及び配列の別形態を表す説明図である。 マイクロミラー１５の形状及び配列の別形態を表す説明図である。 マイクロミラー１５の形状及び配列の別形態を表す説明図である。 マイクロミラー１５の形状及び配列の別形態を表す説明図である。 マイクロミラー１５の形状及び配列の別形態を表す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１実施形態＞
１．ヘッドアップディスプレイ装置１の構成
ヘッドアップディスプレイ装置１の構成を図１、図２に基づき説明する。ヘッドアップディスプレイ装置１は、車両のダッシュボード内に設置される。

ヘッドアップディスプレイ装置１は、レーザ光射出ユニット３と、走査ユニット５と、集光ユニット７と、スクリーン９と、拡大ミラー１１と、シールド１３とを備える。
レーザ光射出ユニット３は、レーザ光Ｌを射出する。走査ユニット５は、ＭＥＭＳスキャナである。ＭＥＭＳは、Micro Electro Mechanical Systemを意味する。走査ユニット５は、レーザ光射出ユニット３が射出したレーザ光Ｌの光路上に配置される。走査ユニット５は、ＭＥＭＳスキャナのミラー面を傾斜させることにより、レーザ光Ｌを走査する。この走査により、スクリーン９上に表示画像が形成される。走査ユニット５は、後述するドライバの瞳２９と共役である。

集光ユニット７は、凸レンズの効果を有する光学素子である。集光ユニット７は、凸レンズや凹レンズ、凸面鏡、凹面鏡等の光学素子の組合せにより構成される。集光ユニット７は、走査ユニット５が走査したレーザ光Ｌの光路上に配置される。集光ユニット７は、レーザ光Ｌを集光してビームＢを形成する。集光ユニット７は、ビームＢをスクリーン９上に結像させる機能を有する。

スクリーン９には、集光ユニット７により形成されたビームＢが入射する。そのビームＢが走査されることにより、スクリーン９上に表示画像が結像される。スクリーン９は、図２に示すように、マイクロミラーアレイ１０を備える。マイクロミラーアレイ１０は、複数のマイクロミラー１５が周期的に配列されたものである。マイクロミラー１５は構成要素に対応する。スクリーン９は、マイクロミラー１５により、ビームＢを発散しながら反射する。

各マイクロミラー１５の形状は長方形である。長方形は、対向する平行な２辺を有する多角形に対応し、四角形に対応する。スクリーン９上でのビームＢの走査方向をｘ方向とする。スクリーン９上でｘ方向と直交する方向をｙ方向とする。各マイクロミラー１５は、ｘ方向に平行であり、対向する２辺１７、１９を備える。また、各マイクロミラー１５は、ｙ方向に平行であり、対向する２辺２１、２３を備える。

スクリーン９について、以下の条件Ｊ１、及びＪ２が充足される。
Ｊ１：スクリーン９における任意の位置にビームＢが入射しているとき、ビームＢの範囲には、２以上のマイクロミラー１５が含まれる。

Ｊ２：ビームＢの中心と任意のマイクロミラー１５の中心とを一致させたとき、前記任意のマイクロミラー１５に隣接するマイクロミラー１５の中心はビームＢの範囲外にある。

ここで、ビームＢの範囲とは、ビームの強度が、ピーク強度の１／ｅ^２以上である範囲である。また、ビームＢの中心とは、ビームＢの範囲における中心である。また、隣接するマイクロミラー１５とは、ビームＢと中心が一致するマイクロミラー１５に隣接するマイクロミラー１５である。

また、スクリーン９とビームＢについて、以下の関係が成立する。すなわち、以下で定義されるビーム径Ｄ１が、以下で定義されるピッチＰ１の１倍以上、２倍未満である。また、以下で定義されるビーム径Ｄ２が、以下で定義されるピッチＰ２の１倍以上、２倍未満である。ビーム径Ｄ１は、ピッチＰ１の１〜１．８倍であることが好ましい。また、ビーム径Ｄ２は、ピッチＰ２の１〜１．８倍であることが好ましい。

ビーム径Ｄ1：辺２１と辺２３に直交する方向におけるビームＢの直径。
ピッチＰ１：辺２１と辺２３に直交する方向におけるマイクロミラー１５の中心のピッチ。

ビーム径Ｄ２：辺１７と辺１９に直交する方向におけるビームＢの直径。
ピッチＰ２：辺１７と辺１９に直交する方向におけるマイクロミラー１５の中心のピッチ。

ここで、マイクロミラー１５の中心のピッチとは、隣接するマイクロミラー１５の中心間の距離を意味する。本実施形態では、ピッチＰ１とピッチＰ２とは異なる。なお、ピッチＰ１とピッチＰ２とは等しくてもよい。

拡大ミラー１１は凹面鏡である。拡大ミラー１１は、スクリーン９がビームＢを反射した光の光路上に配置される。スクリーン９が反射した光は、スクリーン９に結像された表示画像を表す表示光Ｉである。拡大ミラー１１は、その表示光Ｉをウインドシールド２５の方向に反射することで、ウインドシールド２５に表示画像を投影する。ウインドシールド２５は表示部材に対応する。拡大ミラー１１は凹面鏡であるので、ウインドシールド２５に投影された表示画像は、スクリーン９上よりも拡大された画像となる。シールド１３は透明な部材から成り、表示光Ｉを透過させる。拡大ミラー１１は投影ユニットに対応する。

予め設定されたアイボックス２７内にあるドライバの瞳２９からウインドシールド２５を見ると、車両前方に表示画像の虚像３１を視認することができる。アイボックス２７は視認領域に対応する。視認領域とは、虚像３１を視認可能な領域を意味する。

２．ヘッドアップディスプレイ装置１が奏する効果
（１Ａ）ヘッドアップディスプレイ装置１では、前記条件Ｊ２が充足されるため、図３に示すように、ビームＢは２以上のマイクロミラー１５の中心１５Ａに同時に入射しにくい。その結果、スクリーン９で反射した表示光Ｉにおける多重スリット干渉を抑制することができる。

それに対し、前記条件Ｊ２が充足されない場合は、図４に示すように、ビームＢが２以上のマイクロミラー１５の中心１５Ａに同時に入射し、２以上のマイクロミラー１５がそれぞれ表示光Ｉを射出するので、表示光Ｉに多重スリット干渉が生じる。

（１Ｂ）ヘッドアップディスプレイ装置１では、前記条件Ｊ１が充足されるため、図５に示すように、マイクロミラー１５における十分広い範囲にビームＢが入射する。その結果、アイボックス２７における広い範囲にわたって、表示光Ｉの輝度の均一性を高めることができる。すなわち、アイボックス２７内での輝度ムラを抑制できる。

それに対し、前記条件Ｊ１が充足されない場合は、図６に示すように、マイクロミラー１５における限られた範囲にしかビームＢが入射しない。その結果、アイボックス２７における広い範囲にわたって表示光Ｉの輝度の均一性を高めることが困難となる。

（１Ｃ）ヘッドアップディスプレイ装置１では、ビーム径Ｄ１がピッチＰ１の２倍未満である。また、ビーム径Ｄ２がピッチＰ２の２倍未満である。そのため、ビームＢが２以上のマイクロミラー１５の中心１５Ａに同時に入射することが一層生じにくい。その結果、スクリーン９で反射した表示光Ｉにおける多重スリット干渉を一層抑制することができる。

ビーム径Ｄ１がピッチＰ１の１．８倍以下であり、また、ビーム径Ｄ２がピッチＰ２の１．８倍以下である場合は、上記の効果が一層顕著である。
（１Ｄ）ヘッドアップディスプレイ装置１では、ビーム径Ｄ１がピッチＰ１の１倍以上である。また、ビーム径Ｄ２がピッチＰ２の１倍以上である。そのため、マイクロミラー１５における一層広い範囲にビームＢが入射する。その結果、アイボックス２７における一層広い範囲にわたって、表示光Ｉの輝度の均一性を高めることができる。すなわち、アイボックス２７内での輝度ムラを一層抑制できる。

（１Ｅ）マイクロミラー１５の形状は長方形である。そのため、スクリーン９の構造を単純化することができる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

１．ヘッドアップディスプレイ装置１０１の構成
ヘッドアップディスプレイ装置１０１の構成を図７、図８に基づき説明する。ヘッドアップディスプレイ装置１０１は、車両のダッシュボード内に設置される。

ヘッドアップディスプレイ装置１０１は、レーザ光射出ユニット３と、走査ユニット５と、集光ユニット７と、スクリーン１０９と、拡大ミラー１１と、シールド１３とを備える。

レーザ光射出ユニット３、走査ユニット５、及び集光ユニット７は前記第１実施形態と同様である。
スクリーン１０９には、集光ユニット７により形成されたビームＢが入射する。そのビームＢが走査されることにより、スクリーン１０９上に表示画像が結像される。スクリーン１０９は、図８に示すように、マイクロレンズアレイ１１０を備える。マイクロレンズアレイ１１０は、複数のマイクロレンズ１１５が周期的に配列されたものである。マイクロレンズ１１５は構成要素に対応する。スクリーン１０９は、マイクロレンズ１１５により、ビームＢを発散しながら透過させる。

各マイクロレンズ１１５の形状は長方形である。長方形は、対向する平行な２辺を有する多角形に対応し、四角形に対応する。スクリーン１０９上でのビームＢの走査方向をｘ方向とする。スクリーン１０９上でｘ方向と直交する方向をｙ方向とする。各マイクロレンズ１１５は、ｘ方向に平行であり、対向する２辺１７、１９を備える。また、各マイクロレンズ１１５は、ｙ方向に平行であり、対向する２辺２１、２３を備える。

スクリーン１０９について、以下の条件Ｊ１、及びＪ２が充足される。
Ｊ１：スクリーン１０９における任意の位置にビームＢが入射しているとき、ビームＢの範囲には、２以上のマイクロレンズ１１５が含まれる。

Ｊ２：ビームＢの中心と任意のマイクロレンズ１１５の中心とを一致させたとき、前記任意のマイクロレンズ１１５に隣接するマイクロレンズ１１５の中心はビームＢの範囲外にある。

また、スクリーン１０９とビームＢについて、以下の関係が成立する。すなわち、以下で定義されるビーム径Ｄ１が、以下で定義されるピッチＰ１の１倍以上、２倍未満である。また、以下で定義されるビーム径Ｄ２が、以下で定義されるピッチＰ２の１倍以上、２倍未満である。ビーム径Ｄ１は、ピッチＰ１の１〜１．８倍であることが好ましい。また、ビーム径Ｄ２は、ピッチＰ２の１〜１．８倍であることが好ましい。

ビーム径Ｄ１：辺２１と辺２３に直交する方向におけるビームＢの直径。
ピッチＰ１：辺２１と辺２３に直交する方向におけるマイクロレンズ１１５の中心のピッチ。

ビーム径Ｄ２：辺１７と辺１９に直交する方向におけるビームＢの直径。
ピッチＰ２：辺１７と辺１９に直交する方向におけるマイクロレンズ１１５の中心のピッチ。

ここで、マイクロレンズ１１５の中心のピッチとは、隣接するマイクロレンズ１１５の中心間の距離を意味する。本実施形態では、ピッチＰ１とピッチＰ２とは異なる。なお、ピッチＰ１とピッチＰ２とは等しくてもよい。

拡大ミラー１１は凹面鏡である。拡大ミラー１１は、スクリーン１０９がビームＢを透過させた光の光路上に配置される。スクリーン１０９が透過させた光は、スクリーン１０９に結像された表示画像を表す表示光Ｉである。拡大ミラー１１は、その表示光Ｉをウインドシールド２５の方向に反射することで、ウインドシールド２５に表示画像を投影する。拡大ミラー１１は凹面鏡であるので、ウインドシールド２５に投影された表示画像は、スクリーン１０９上よりも拡大された画像となる。拡大ミラー１１は投影ユニットに対応する。シールド１３は透明な部材から成り、表示光Ｉを透過させる。

予め設定されたアイボックス２７内にあるドライバの瞳２９からウインドシールド２５を見ると、車両前方に表示画像の虚像３１を視認することができる。アイボックス２７は視認領域に対応する。

２．ヘッドアップディスプレイ装置１０１が奏する効果
（２Ａ）ヘッドアップディスプレイ装置１０１では、前記条件Ｊ２が充足されるため、ビームＢは２以上のマイクロレンズ１１５の中心に同時に入射しにくい。その結果、スクリーン１０９を透過した表示光Ｉにおける多重スリット干渉を抑制することができる。

（２Ｂ）ヘッドアップディスプレイ装置１０１では、前記条件Ｊ１が充足されるため、マイクロレンズ１１５における十分広い範囲にビームＢが入射する。その結果、アイボックス２７における広い範囲にわたって、表示光Ｉの輝度の均一性を高めることができる。すなわち、アイボックス２７内での輝度ムラを抑制できる。

（２Ｃ）ヘッドアップディスプレイ装置１０１では、ビーム径Ｄ１がピッチＰ１の２倍未満である。また、ビーム径Ｄ２がピッチＰ２の２倍未満である。そのため、ビームＢが２以上のマイクロレンズ１１５の中心に同時に入射することが一層生じにくい。その結果、スクリーン１０９を透過した表示光Ｉにおける多重スリット干渉を一層抑制することができる。

ビーム径Ｄ１がピッチＰ１の１．８倍以下であり、また、ビーム径Ｄ２がピッチＰ２の１．８倍以下である場合は、上記の効果が一層顕著である。
（２Ｄ）ヘッドアップディスプレイ装置１０１では、ビーム径Ｄ１がピッチＰ１の１倍以上である。また、ビーム径Ｄ２がピッチＰ２の１倍以上である。そのため、マイクロレンズ１１５における一層広い範囲にビームＢが入射する。その結果、アイボックス２７における一層広い範囲にわたって、表示光Ｉの輝度の均一性を高めることができる。すなわち、アイボックス２７内での輝度ムラを一層抑制できる。

（２Ｅ）マイクロレンズ１１５の形状は長方形である。そのため、スクリーン１０９の構造を単純化することができる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）前記第１実施形態において、スクリーン９の形態は、図９〜図１４のいずれかに示すものであってもよい。
図９に示す形態では、各マイクロミラー１５の形状は長方形である。マイクロミラー１５は隙間無く並んでいる。マイクロミラー１５は、ｙ方向に沿って真っ直ぐ並んでいる。ｘ方向において隣接する任意の２つのマイクロミラー１５に注目したとき、それらの中心のｙ方向における位置は一致しない。

図９に示す形態では、前記第１実施形態と同様に、ピッチＰ１、Ｐ２、ビーム径Ｄ１、Ｄ２を定義することができる。ビーム径Ｄ１はピッチＰ１の１倍以上、１．８倍以下であり、ビーム径Ｄ２はピッチＰ２の１倍以上、１．８倍以下である。ピッチＰ１はピッチＰ２より大きい。

スクリーン９の形態が図９に示すものである場合でも、前記（１Ａ）〜（１Ｅ）の効果を奏することができる。
図１０に示す形態では、各マイクロミラー１５の形状は正方形である。マイクロミラー１５は隙間無く並んでいる。マイクロミラー１５は、対向する平行な２辺を２組有するが、それら２組のいずれにおいても、対向する平行な２辺は、ｘ方向及びｙ方向に対し傾斜している。

図１０に示す形態では、前記第１実施形態と同様に、ピッチＰ１、Ｐ２、ビーム径Ｄ１、Ｄ２を定義することができる。ビーム径Ｄ１はピッチＰ１の１倍以上、１．８倍以下であり、ビーム径Ｄ２はピッチＰ２の１倍以上、１．８倍以下である。ピッチＰ１はピッチＰ２と等しい。

スクリーン９の形態が図１０に示すものである場合でも、前記（１Ａ）〜（１Ｅ）の効果を奏することができる。
図１１に示す形態では、各マイクロミラー１５の形状は六角形である。この六角形は、図１１における上方の辺及び下方の２辺が他の４辺よりも長い形状である。マイクロミラー１５は隙間無く並んでいる。マイクロミラー１５は、対向する平行な２辺を３組有する。

その３組のそれぞれについて、対向する平行な２辺に直交する方向でのマイクロミラー１５の中心のピッチを求め、それらをＰ１〜Ｐ３とする。また、ピッチＰ１に対応する方向でのビームＢの直径をビーム径Ｄ１とし、ピッチＰ２に対応する方向でのビームＢの直径をビーム径Ｄ２とし、ピッチＰ３に対応する方向でのビームＢの直径をビーム径Ｄ３とする。ビーム径Ｄ１はピッチＰ１の１倍以上、１．８倍以下であり、ビーム径Ｄ２はピッチＰ２の１倍以上、１．８倍以下であり、ビーム径Ｄ３はピッチＰ３の１倍以上、１．８倍以下である。ピッチＰ１とピッチＰ２は等しい。ピッチＰ１及びピッチＰ２はピッチＰ３より大きい。

スクリーン９の形態が図１１に示すものである場合でも、前記（１Ａ）〜（１Ｄ）の効果を奏することができる。
図１２に示す形態は、基本的には図１１に示す形態と同様である。ただし、図１２に示す形態では、各マイクロミラー１５の形状は正六角形である。ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３は全て等しい。

スクリーン９の形態が図１２に示すものである場合でも、前記（１Ａ）〜（１Ｄ）の効果を奏することができる。
図１３に示す形態では、各マイクロミラー１５の形状は円である。マイクロミラー１５は、単位面積当りのマイクロミラー１５の数が最も多くなるように、密に配列されている。

任意の隣接する２つのマイクロミラー１５に注目する。この２つのマイクロミラー１５における中心のピッチをピッチＰ１とする。また、ピッチＰ１の測定方向におけるビームＢの直径をビーム径Ｄ１とする。ビーム径Ｄ１は、ピッチＰ１の１倍以上、１．８倍以下である。

スクリーン９の形態が図１３に示すものである場合でも、前記（１Ａ）〜（１Ｄ）の効果を奏することができる。
図１４に示す形態では、各マイクロミラー１５の形状は楕円である。マイクロミラー１５は、単位面積当りのマイクロミラー１５の数が最も多くなるように、密に配列されている。各マイクロミラー１５の長軸はｘ方向に平行であり、短軸はｙ方向に平行である。マイクロミラー１５は、ｘ方向において、長軸が一直線上に並ぶように配列されている。

任意の、中心間の距離が最も小さい２つのマイクロミラー１５に注目する。この２つのマイクロミラー１５の、長軸方向における中心のピッチをＰ１とする。また、短軸方向における中心のピッチをＰ２とする。また、ビームＢの長軸方向における直径をＤ１とし、短軸方向における直径をＤ２とする。ビーム径Ｄ１は、ピッチＰ１の１倍以上、１．８倍以下である。また、ビーム径Ｄ２は、ピッチＰ２の１倍以上、１．８倍以下である。ピッチＰ１はピッチＰ２より大きい。

スクリーン９の形態が図１４に示すものである場合でも、前記（１Ａ）〜（１Ｄ）の効果を奏することができる。
（２）前記第２実施形態において、スクリーン１０９の形態は、図９〜図１４のいずれかに示すものと同様であってもよい。すなわち、スクリーン１０９を構成するマイクロレンズ１１５は、図９〜図１４におけるマイクロミラー１５と同様の形状を有し、同様に配列されていてもよい。スクリーン１０９の形態が図９〜図１４のいずれかに示すものと同様である場合でも、前記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。

（３）上記実施形態では、表示部材としてウインドシールド２５を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、ウインドシールド２５とは別のガラス板を用いてもよい。

（４）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（５）上述したヘッドアップディスプレイ装置の他、当該ヘッドアップディスプレイ装置を構成要素とするシステム、当該ヘッドアップディスプレイ装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、画像表示方法等、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１、１０１…ヘッドアップディスプレイ装置、３…レーザ光射出ユニット、５…走査ユニット、７…集光ユニット、９、１０９…スクリーン、１０…マイクロミラーアレイ、１１…拡大ミラー、１３…シールド、１５…マイクロミラー、１５Ａ…中心、１７、１９、２１、２３…辺、２５…ウインドシールド、２７…アイボックス、２９…ドライバの瞳、３１…虚像、１１０…マイクロレンズアレイ、１１５…マイクロレンズ

Claims (9)

1. 表示部材（２５）に表示画像を投影することにより、予め設定された視認領域（２７）から前記表示画像の虚像を視認可能とするヘッドアップディスプレイ装置（１、１０１）であって、
   レーザ光を射出するレーザ光射出ユニット（３）と、
   前記レーザ光射出ユニットが射出した前記レーザ光を走査する走査ユニット（５）と、
   前記走査ユニットにより走査された前記レーザ光を集光してビームを形成する集光ユニット（７）と、
   前記集光ユニットにより形成された前記ビームが入射し、前記表示画像が結像されるスクリーン（９、１０９）と、
   前記スクリーンに結像された前記表示画像を前記表示部材に投影する投影ユニット（１１）と、
   を備え、
   前記スクリーンは、以下の条件Ｊ１、及びＪ２を充足するマイクロミラーアレイ（１０）又はマイクロレンズアレイ（１１０）を備えるヘッドアップディスプレイ装置。
   Ｊ１：前記マイクロミラーアレイ又は前記マイクロレンズアレイにおける任意の位置に前記ビームが入射しているとき、前記ビームの範囲には、前記マイクロミラーアレイ又は前記マイクロレンズアレイを構成する２以上の構成要素（１５、１１５）が含まれる。
   Ｊ２：前記ビームの中心と任意の前記構成要素の中心とを一致させたとき、前記任意の構成要素に隣接する前記構成要素の中心は前記ビームの範囲外にある。
2. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記構成要素の形状は、対向する平行な２辺を有する多角形であり、
   以下で定義されるビーム径Ｄが、以下で定義されるピッチＰの１倍以上、２倍未満であるヘッドアップディスプレイ装置。
   ビーム径Ｄ：前記対向する平行な２辺に直交する方向における前記ビームの直径。
   ピッチＰ：前記対向する平行な２辺に直交する方向における前記構成要素の中心のピッチ。
3. 請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記ビーム径Ｄが、前記ピッチＰの１〜１．８倍であるヘッドアップディスプレイ装置。
4. 請求項２又は３に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記多角形は、四角形又は六角形であるヘッドアップディスプレイ装置。
5. 請求項２〜４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であって、
   前記ピッチＰは、前記対向する平行な２辺としていずれを選択しても同一であるヘッドアップディスプレイ装置。
6. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記構成要素の形状は円であり、
   以下で定義されるビーム径Ｄが、以下で定義されるピッチＰの１倍以上、２倍未満であるヘッドアップディスプレイ装置。
   ビーム径Ｄ：前記ピッチＰの測定方向における前記ビームの直径。
   ピッチＰ：前記構成要素の中心のピッチ。
7. 請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記ビーム径Ｄが、前記ピッチＰの１〜１．８倍であるヘッドアップディスプレイ装置。
8. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記構成要素の形状は楕円であり、
   以下で定義されるビーム径Ｄ１が、以下で定義されるピッチＰ１の１倍以上、２倍未満であるとともに、以下で定義されるビーム径Ｄ２が、以下で定義されるピッチＰ２の１倍以上、２倍未満であるヘッドアップディスプレイ装置。
   ビーム径Ｄ１：前記楕円の長軸方向における前記ビームの直径。
   ピッチＰ１：前記長軸方向における前記構成要素の中心のピッチ。
   ビーム径Ｄ２：前記楕円の短軸方向における前記ビームの直径。
   ピッチＰ２：前記短軸方向における前記構成要素の中心のピッチ。
9. 請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記ビーム径Ｄ１が、前記ピッチＰ１の１〜１．８倍であるとともに、前記ビーム径Ｄ２が、前記ピッチＰ２の１〜１．８倍であるヘッドアップディスプレイ装置。