JP2018095157A - 車載用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同じ位置に設けられた中間画像形成部材に形成される第１中間画像と第２中間画像に基づいて、自動車のウインドシールドガラスの前方の異なる位置に鮮明な虚像を結像できるようにした車載用表示装置を提供する。【解決手段】中間画像形成部材３２の第１領域（ｉ）で形成される第１中間画像の第１表示光Ｓｖ１と、第２領域（ｉｉ）で形成される第２中間画像の第２表示光Ｓｖ２とが、車両のウインドシールドガラスの前方の異なる位置に虚像として結像する。第１表示光Ｓｖ１の光軸Ｏ１と、第２表示光Ｓｖ２の光軸Ｏ２とが互いに離れる向きに偏向させられることで、中間画像形成部材３２に第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）を互いに接近させて設定できるようになる。【選択図】図４

Description

本発明は、ウインドシールドガラスなどの被投影部の前方に結像される虚像を前記被投影部の後方から目視可能とされた車載用表示装置に係り、特に、被投影部の前方の距離の異なる位置に複数の虚像が結像される車載用表示装置に関する。

特許文献１に、ヘッドアップディスプレイとして使用される情報表示装置に関する発明が記載されている。

この情報表示装置は、１個の映像投射器の前方に２個の透過型のスクリーンが配置されており、映像投影器によってそれぞれのスクリーンに中間画像が投影される。それぞれのスクリーンからウインドシールドガラスである被投影部までの距離がそれぞれ相違している。各スクリーンに形成された中間画像はウインドシールドガラスで反射されて視認者に向けられる。その結果、視認者は、ウインドシールドガラスよりも前方に形成される虚像を目視することが可能になる。

それぞれのスクリーンとウインドシールドガラスとの距離が相違しているため、ウインドシールドガラスから離れた位置にあるスクリーンに投影された中間画像で、ウインドシールドガラスの前方の離れた位置に虚像が結像され、ウインドシールドガラスに接近した位置にあるスクリーンに投影された中間画像で、ウインドシールドガラスの前方の近い位置に虚像が結像される。
このようにして、運転者である視認者は、ウインドシールドガラスの前方において、距離の異なる位置に結像した２つの虚像を観察することができる。

特開２０１５−３４９１９号公報

特許文献１に記載の情報表示装置は、中間画像を形成する２個のスクリーンが異なる位置に別々に設置されているため、部品数が多くなり、また２個のスクリーンを異なる位置で位置決めするための構造も複雑になる。
また、１個の映像投射器から、距離の相違する２個のスクリーンのそれぞれに焦点を合わせて別々に中間画像を投影することは実質的に困難である。

また、１個のスクリーンに第１領域と第２領域を区分して設定し、第１領域に形成される中間画像と第２領域に形成される中間画像を、異なる光路を用いてウインドシールドガラスに投影し、それぞれの中間画像に対応する虚像を異なる位置に結像させることも考えられる。しかし、第１領域からの第１表示光と第２領域からの第２表示光が、共に発散光であるため、いずれかの表示光と反射ミラーなどの光学部品とが干渉しやすく、または表示光どうしが干渉しやすくなる。そのため、１個のスクリーンにおいて、第１領域と第２領域を離して設定することが必要になり、第１領域と第２領域の間の広い範囲に非使用領域が形成されるため、スクリーンの領域を効率的に利用できない問題が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、中間画像形成部材の第１領域と第２領域を光路上の同じ位置に配置し、しかも、第１領域と第２領域を接近させて、中間画像形成部材の非使用領域を限りなく狭くすることを可能にした車載用表示装置を提供することを目的としている。

本発明は、中間画像形成部材と、前記中間画像形成部材から拡散された表示光を透視性の被投影部に投影して前記被投影部の前方に虚像を結像する光学系と、が設けられた車載用表示装置において、
前記中間画像形成部材に第１領域と第２領域とが区分して設けられ、
前記光学系によって、前記第１領域から拡散する第１表示光が前記被投影部に投影されて第１虚像が形成され、前記第２領域から拡散する第２表示光が前記被投影部に投影されて第２虚像が形成されて、前記第１虚像と前記第２虚像とが異なる位置で結像させられ、
前記第１領域から前記光学系に向かう前記第１表示光の光軸と、前記第２領域から前記光学系に向かう前記第２表示光の光軸を互いに離れる向きに偏向させる偏向光学部材が、前記中間画像形成部材と一体にまたは別体に設けられていることを特徴とするものである。

本発明の車載用表示装置は、前記第１表示光と前記第２表示光のいずれか一方の光軸が前記中間画像形成部材に垂直に向けられ、他方が前記中間画像形成部材から斜めに向けられているものである。

または、前記第１表示光と前記第２表示光の双方の光軸が前記中間画像形成部材から斜めに向けられているものである。

本発明の車載用表示装置は、前記中間画像形成部材が、中間画像が投影されるディフューザであり、前記中間画像形成部材と前記偏向光学部材とが一体化されている。

あるいは、前記中間画像形成部材は、透過型表示パネルであり、前記中間画像形成部材と前記偏向光学部材とが別体である。

本発明の車載用表示装置は、前記第１領域と前記第２領域が、同じ前記中間画像形成部材に区分されて形成されているものである。

または、前記第１領域と前記第２領域とで、前記中間画像形成部材が分離されているものである。

本発明の車載用表示装置は、前記光学系で、前記第１表示光と前記第２表示光とで異なる長さの光路長が設定される。

または、前記光学系には、前記第１表示光と前記第２表示光とで拡大倍率を変化させる光学部品が設けられている。

本発明の車載用表示装置は、中間画像形成部材の第１領域と第２領域が光路上の同じ位置に配置され、光学系によって、第１領域の中間画像に対応する第１虚像と第２領域の中間画像に対応する第２虚像が異なる位置に結像される。第１領域と第２領域を光路上の同じ位置に配置しているため、中間画像形成部材を位置決めする構造を簡単にでき、第１領域と第２領域に中間画像を投影するための焦点の設定も容易である。

しかも、第１領域からの第１表示光の光軸と第２領域からの第２表示光の光軸を互いに離れる向きに偏向させることで、共に発散光である第１表示光と第２表示光の少なくとも一方と光学部品との干渉を抑制でき、あるいは表示光どうしの干渉を抑制できるようになる。したがって、第１領域と第２領域を接近させることができ、非使用領域を可能な限り狭くすることが可能になる。

本発明の実施の形態の車載用表示装置が車両に搭載されている状態を示す説明図、 本発明の実施の形態の車載用表示装置の表示動作を示す斜視図、 本発明の第１の実施の形態の車載用表示装置の主要部品の配置を示す斜視図、 （Ａ）は、図３に示す第１の実施の形態の車載用表示装置の部分拡大図、（Ｂ）は、第１の実施の形態に用いられている中間画像形成部材の使用領域を示す正面図、 （Ａ）は、比較例の車載用表示装置の部分拡大図、（Ｂ）は、比較例に用いられている中間画像形成部材の使用領域を示す正面図、 （Ａ）（Ｂ）は、中間画像形成部材を含む中間画像生成ユニットを構造別に示す説明図、 （Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）（Ｄ）は、中間画像形成部材を構造別に示す説明図、 中間画像形成部材の他の構造例を示す説明図、 中間画像形成部材と偏向光学部材のさらに他の構造例を示す説明図、 本発明の第２の実施の形態の車載用表示装置の主要部品の配置を示す説明図、 本発明の第３の実施の形態の車載用表示装置の主要部品の配置を示す説明図、

図１に、本発明の実施の形態の車載用表示装置１０が、車両の一例である自動車１に搭載された状態で示されている。

自動車１は、ボンネット部２と天井部３との間にウインドシールドガラス４が装着されており、ウインドシールドガラス４で、車室空間５と、車両の前方の外部空間６とが仕切られている。ウインドシールドガラス４は水平面に対して傾斜し且つ湾曲しており、車室空間５にウインドシールドガラス４の凹面が向けられ、前方の外部空間６にウインドシールドガラス４の凸面が向けられている。実施の形態のウインドシールドガラス４は、凹曲面がハーフミラーの機能を発揮する透視性の被投影部である。

ただし、本発明での透視性の被投影部は、ウインドシールドガラス４に限られるものではなく、ウインドシールドガラス４よりも車室内側に、コンバイナと称されるハーフミラーが設置され、このコンバイナが透視性の被投影部として使用されてもよい。

車室空間５には運転席７が設けられ、その前方にステアリングホイール８が設けられている。車室空間５の前方にダッシュボード９が設けられており、このダッシュボード９の内部に、本発明の実施の形態の車載用表示装置１０が埋め込まれて設けられている。車載用表示装置１０は、いわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置である。

図２には、車載用表示装置１０とウインドシールドガラス４の一部が示されている。図２に示すように、車載用表示装置１０に光学ユニット３０が設けられている。

図３に示すように、第１の実施の形態の車載用表示装置１０に設けられる光学ユニット３０は、中間画像形成ユニット３１および第１反射ミラー３４と第２反射ミラー３５を有している。第１反射ミラー３４と第２反射ミラー３５は平面ミラーである。ただし、第１反射ミラー３４と第２反射ミラー３５の少なくとも一方が曲面ミラーであってもよい。図２と図３に示すように、光学ユニット３０からの投光経路に第１投影ミラー１８と第２投影ミラー１９が設けられている。第１投影ミラー１８と第２投影ミラー１９は、非球面形状の曲面ミラーである。

図３に示され、図６（Ａ）に拡大して示されているように、中間画像形成ユニット３１は、中間画像形成部材３２と中間画像投影部３３を有している。図６（Ａ）に示す中間画像投影部３３には、画像形成部と光源とが内蔵されている。画像形成部は、例えばＭＥＭＳミラーである。ＭＥＭＳミラーは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）構成であり、走査ミラーと、この走査ミラーを互いに直交するＸ方向とＹ方向へ向けて回動させる走査機構とを有している。

光源は、Ｒ（赤）の可視光レーザと、Ｇ（緑）とＢ（青）のそれぞれの可視光レーザを有している。各色のレーザを発する光源はスイッチング素子で切換えられて動作する。など、光源はＬＥＤであってもよい。光源からの光が画像形成部である走査ミラーで反射されて中間画像形成部材３２に照射される。画像形成部が制御されることで中間画像形成部材３２に中間画像が形成される。車載用表示装置１０に付随する制御部は、ＣＰＵとメモリなどを有しており、制御部で処理される制御データにしたがって画像形成部が駆動され、中間画像形成部材３２に所定の形態の中間画像が投影される。

なお、中間画像投影部３３に設けられる画像形成部として、走査ミラーとしてのＤＭＤ（Digital Mirror Device）を用いた、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（登録商標）プロジェクタが使用されてもよい。ＤＭＤでは、マトリックス状に配列した複数のマイクロミラーのそれぞれで、光源からの光が反射されて中間画像形成部材３２に与えられる。

または、中間画像形成部材３２としてＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）を用いることもできる。ＬＣＯＳは、透過型と反射型のいずれでも使用することができる。画像形成部としてＬＣＯＳを使用した場合には、光源からの光がＬＣＯＳを透過しまたはＬＣＯＳに反射されて中間画像形成部材に与えられる。

図６（Ａ）に示すように、中間画像投影部３３から中間画像形成部材３２に、中間画像を投影するための発散光Ｌａが与えられてもよいが、図６（Ｂ）に示すように、中間画像投影部３３と中間画像形成部材３２の間に、凸レンズのフィールドレンズ３６が設けられ、中間画像形成部材３２に、中間画像を投影するためのコリメート光Ｌｂが与えられることが好ましい。

図４（Ａ）に、第１の実施の形態の車載用表示装置１０に設けられた光学ユニット３０の主要部が示され、図４（Ｂ）に、中間画像形成部材３２を投影側（Ｂ矢視）から見た正面図が示されている。中間画像投影部３３から中間画像形成部材３２の第１領域（ｉ）に第１中間画像２１ａが投影され、第２領域（ｉｉ）に第２中間画像２２ａが投影される。

中間画像形成部材３２から被投影部であるウインドシールドガラス４（あるいはコンバイナ）までの光路には、光学系として、第１反射ミラー３４と第２反射ミラー３５および第１投影ミラー１８と第２投影ミラー１９が設けられている。図２と図３および図４（Ａ）では、中間画像形成部材３２の第１領域（ｉ）からウインドシールドガラス４に向かう第１表示光Ｓｖ１が実線で示され、第２領域（ｉｉ）からウインドシールドガラス４に向かう第２表示光Ｓｖ２が破線で示されている。中間画像形成部材３２から光学系に向かう第１表示光Ｓｖ１と第２表示光Ｓｖ２は、いずれも拡散光である。

図２に示すように、第１表示光Ｓｖ１と第２表示光Ｓｖ２は、透視性でありハーフミラーとして機能するウインドシールドガラス４（あるいはコンバイナ）で一部が反射されて、反射成分が運転席７に着座している視認者（運転者）２０の眼２０ａに向けられる。その結果、眼２０ａでウインドシールドガラス４の前方の外部空間６に結像される第１虚像２１と第２虚像２２を目視することが可能になる。

図３に示すように、第１表示光Ｓｖ１は第１反射ミラー３４で反射されて第１投影ミラー１８に与えられ、第２表示光Ｓｖ２は第２反射ミラー３５で反射されて第１投影ミラー１８に与えられる。中間画像形成部材３２から第１反射ミラー３４までの距離が、中間画像形成部材３２から第２反射ミラー３５までの距離よりも長いため、中間画像形成部材３２の第１領域（ｉ）からウインドシールドガラス４に至る光路が、第２領域（ｉｉ）からウインドシールドガラス４に至る光路よりも長くなっている。図２に示すように、この光路長差によって、第１中間画像２１ａに対応する第１虚像２１が、ウインドシールドガラス４から外部空間６の前方に離れた位置に結像し、第２中間画像２２ａに対応する第２虚像２２が、ウインドシールドガラス４から外部空間６の前方の接近した位置に結像する。

車載用表示装置１０では、外部空間６の前方の離れた位置に結像される第１虚像２１で、例えばカーナビゲーション画像や道路標識の画像などが表示される。外部空間６の前方の近い位置に結像される第２虚像２２で、自動車の速度表示やエンジンの回転数表示など各種車両情報および走行情報が表示される。

図４（Ａ）に示すように、本発明の第１の実施の形態の光学ユニット３０では、中間画像形成部材３２の第１領域（ｉ）から光学系の第１反射ミラー３４に向かう第１表示光Ｓｖ１の光軸Ｏ１が、中間画像形成部材３２の主平面に垂直な垂直線Ｖ１に対して角度αだけＹ２方向へ傾くように偏向されている。また、中間画像形成部材３２の第２領域（ｉｉ）から光学系の第２反射ミラー３５に向かう第２表示光Ｓｖ２の光軸Ｏ２が、中間画像形成部材３２の光透過方向に延びる垂直線Ｖ２に対してＹ１方向へ角度βだけ傾くように偏向されている。すなわち、中間画像形成部材３２から光学系に向かう第１表示光Ｓｖ１の光軸Ｏ１と第２表示光Ｓｖ２の光軸Ｏ２は、光学系に向かう方向に向けて互いに離れる方向に偏向されている。

その結果、第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）のいずれか一方の領域から光学系に向かう表示光が他方の領域に対向する反射ミラーと干渉しにくくなる。また、表示光どうしも干渉しにくくなる。図４（Ａ）の例では、第１領域（ｉ）から光学系に向かう第１表示光Ｓｖ１が、第２領域（ｉｉ）に対向する第２反射ミラー３５と干渉しにくくなる。すなわち、第２表示光Ｓｖ２の光軸Ｏ２が垂直線Ｖ２から図示上方（Ｙ１方向）へ角度βを有して偏向しているため、第２反射ミラー３５は、中間画像形成部材３２に対してＹ１方向にずらして配置される。一方で、第１表示光Ｓｖ１は、垂直線Ｖ１に対し、図示下方（Ｙ２方向）へ角度αを有して偏向している。そのため、第１領域（ｉ）から第１反射ミラー３４に向けて拡散光となる第１表示光Ｓｖ１と、第２反射ミラー３５とが干渉しにくくなっている。

これにより、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、中間画像形成部材３２において、第１中間画像２１ａを形成する第１領域（ｉ）と、第２中間画像２２ｂを形成する第２領域（ｉｉ）とを接近させることができるようになり、両領域（ｉ）（ｉｉ）の間の非使用領域（ｉｉｉ）のＹ方向の幅寸法δ１を短くすることが可能になる。

図５（Ａ）に、比較例となる光学ユニット１３０が示されている。この光学ユニット１３０では、中間画像形成部材３２の第１領域（ｉ）から光学系に向かう第１表示光Ｓｖａの光軸Ｏａが、中間画像形成部材３２の主平面と垂直な垂直線Ｖ１と平行であり、第２領域（ｉｉ）から光学系に向かう第２表示光Ｓｖｂの光軸Ｏｂも、中間画像形成部材３２の主平面と垂直な垂直線Ｖ２と平行である。すなわち、第１表示光Ｓｖａの光軸Ｏａと、第２表示光Ｓｖｂの光軸Ｏｂが互いに平行である。

図５（Ａ）に示す比較例では、第２表示光Ｓｖｂの光軸Ｏｂが、中間画像形成部材３２の主平面と垂直であるため、第２表示光Ｓｖｂを受けるための第２反射ミラー３５を図示下方（Ｙ２方向）に移動させて、中間画像形成部材３２と第２反射ミラー３５との重なり面積を広く確保しなくてはならない。また、第１領域（ｉ）から光学系に向かう拡散光である第１表示光Ｓｖａの光軸Ｏａが、中間画像形成部材３２の主平面に垂直であるため、第１表示光Ｓｖａと第２反射ミラー３５とが干渉しやすくなる。

そのため、図５（Ｂ）に示すように、第１中間画像２１ａを形成する第１領域（ｉ）と、第２中間画像２２ａを形成する第２領域（ｉｉ）とをＹ方向に離すことが必要になり、両領域（ｉ）（ｉｉ）の間の非使用領域（ｉｉｉ）のＹ方向の幅寸法δ２が大きくなる。したがって、中間画像形成部材３２の面積を有効に使用することができなくなる。これに対し、図４（Ａ）（Ｂ）に示す本発明の実施の形態での光学ユニット３０では、非使用領域（ｉｉｉ）を可能な限り狭くできるため、中間画像形成部材３２の形成領域を広い範囲で効率的に使用することができるようになる。また、実施の形態では、第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）を広くできるため、中間画像形成部材３２の面積を必要以上に大きくする必要がなくなり、光学ユニット３０を小型化できるようになる。

図４（Ａ）に示す本発明の実施の形態の光学ユニット３０では、中間画像形成部材３２から光学系に向かう第１表示光Ｓｖ１の光軸Ｏ１と第２表示光Ｓｖ２の光軸Ｏ２とが、光学系に向かうにしたがって互いに離れる向きに傾いている。ただし、その後に反射される第１反射ミラー３４と第２反射ミラー３５の相互の配置間隔やそれぞれのミラーの配置角度を適正に設計することで、図１に示す第１虚像２１と第２虚像２２の上下方向（Ｙ方向）の接近距離を自由に変えることができる。

図７（Ａ）に中間画像形成部材３２が拡大して示されている。この中間画像形成部材３２はディフューザであり、透光性材料（透明材料）で形成された基板の出射側の表面にマイクロレンズアレイが配列した拡散光学部材３２ａが形成されている。基板の入射側の表面は、プリズムが形成されて、偏向光学部材３２ｂとなっている。中間画像形成部材３２は、拡散光学部材３２ａと偏向光学部材３２ｂとが一体化されている。

図７（Ａ）に示すように、第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）では、偏向光学部材３２ｂを構成するプリズムの傾斜方向が相違している。なお、図７（Ａ）では、第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）のＹ方向の幅寸法がほぼ一致しており、両領域（ｉ）（ｉｉ）を区分する区分面Ｏｖが、中間画像形成部材３２のＹ方向の幅寸法のほぼ中心に位置している。ただし、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）の面積が相違しているときは、両領域（ｉ）（ｉｉ）の面積比に応じて、中間画像形成部材３２のＹ方向の中央部よりもＹ１側に寄った位置に区分面Ｏｖの位置が設定される。

中間画像形成部材３２では、区分面Ｏｖが、第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）の間の非使用領域（ｉｉｉ）に位置している。したがって、図７（Ｂ）に示すように、区分面Ｏｖの部分が欠如するように、第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）とを分離させて、中間画像形成部材３２を２つの光学部品から構成してもよい。ただし、分割された２つの中間画像形成部材３２の主平面は、中間画像投影部３３からの光学的距離が一致していること、すなわち、分割された２つの中間画像形成部材３２の主平面の位置が、光路上で一致していることが必要である。

中間画像形成部材３２の第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）を、光路上の同じ位置に配置しておくことで、単一の中間画像投影部３３から第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）の双方に、中間画像を同じ焦点距離で結像させることができるようになる。また、２つの中間画像形成部材を異なる位置に配置する従来例に比べて、第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）を同じ位置に位置決めして固定できるため、中間画像形成部材３２の位置決めと固定のための構造を簡単にできるようになる。

なお、図７（Ａ）（Ｂ）に示す中間画像形成部材３２において、拡散光学部材３２ａと偏向光学部材３２ｂが、光学系に向けて、前後逆向きであってもよい。すなわち、図７（Ｃ）（Ｄ）に示すように、拡散光学部材３２ａが中間画像投影部３３に向けられ、偏向光学部材３２ｂが第１反射ミラー３４と第２反射ミラー３５に向けられていてもよい。さらに、図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）のそれぞれの中間画像形成部材３２において、拡散光学部材３２ａと偏向光学部材３２ｂとを分離して別体に構成してもよい。

図８に、異なる構造例の中間画像形成部材１３２が示されている。この中間画像形成部材１３２は、透光性材料（透明材料）で形成された基板の一方の面が、マイクロレンズアレイが配列した拡散光学部材１３２ａとなっており、他方の面が、微細なプリズムが多数配列した偏向光学部材１３２ｂとなっている。なお、偏向光学部材１３２ｂが回折格子で構成されていてもよい。また、拡散光学部材１３２ａと偏向光学部材１３２ｂとが表裏逆側に設けられていてもよい。

図９に、さらに他の構造例の中間画像形成部材２３２が示されている。この中間画像形成部材２３２は、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルなどの透過型表示パネルである。この場合には、中間画像投影部３３の代わりに、中間画像形成部材２３２に光を与える光源３３ａが設けられる。また、中間画像形成部材２３２の前方または後方に、偏向光学部材２３３が別体に設けられており、透過型表示パネルの第１領域（ｉ）で形成される第１中間画像の表示光の光軸Ｏ１と、第２領域（ｉｉ）で形成される第２中間画像の表示光の光軸Ｏ２が、光学系に向かうにしたがって互いに離れる向きに偏向させられている。

図１０に本発明の第２の実施の形態の車載用表示装置に設けられる光学ユニット２３０が示され、図１１に本発明の第３の実施の形態の車載用表示装置に設けられる光学ユニット３３０が示されている。

図１０に示す光学ユニット２３０では、中間画像形成部材２３２の第２領域（ｉｉ）から前方へ向けられる第２表示光Ｓｖ２が、反射ミラーに反射されることなく第１投影ミラー１８に与えられる。中間画像形成部材２３２の第１領域（ｉ）から前方に向けられる第１表示光Ｓｖ１は、第３反射ミラー２３４と第４反射ミラー２３５に反射されて、第１投影ミラー１８に与えられる。したがって、第１表示光Ｓｖ１の光路が、第２表示光Ｓｖ２の光路よりも長くなり、第１領域（ｉ）で形成される第１中間画像が、図１と図２に示す第１虚像２１として遠い位置に結像し、第２領域（ｉｉ）で形成される第２中間画像が、第２虚像２２として近い位置に結像する。

図１０に示すように、中間画像形成部材２３２の第１領域（ｉ）から第３反射ミラー２３４に向かう第１表示光Ｓｖ１の光軸Ｏ１は、垂直線Ｖ１に対して、第２表示光Ｓｖ２から離れる向きに斜めに向くように偏向させられている。一方で、第２表示光Ｓｖ２の光軸Ｏ２は、第２領域（ｉｉ）の主平面に対して垂直に向けられている。このように、第１表示光Ｓｖ１の光軸Ｏ１と、第２表示光Ｓｖ２の光軸Ｏ２の、一方が中間画像形成部材２３２の主平面から垂直に設定され、他方が中間画像形成部材２３２の主平面に対して傾斜する向きで延びていてもよい。

図１１に示す光学ユニット３３０では、中間画像形成部材３３２の第１領域（ｉ）から前方に向かう第１表示光Ｓｖ１が第５反射ミラー３３４で反射されて第１投影ミラー１８に与えられ、第２領域（ｉｉ）から前方に向かう第２表示光Ｓｖ２が第６反射ミラー３３５で反射されて第１投影ミラー１８に与えられている。第５反射ミラー３３４と第６反射ミラー３３５は曲面ミラーであり、第５反射ミラー３３４と第６反射ミラー３３５とで、反射光の拡大倍率が相違している。反射光の拡大倍率を相違させることで、中間画像形成部材３３２の第１領域（ｉ）に形成される第１中間画像に基づいて第１虚像２１を離れた位置に結像させ、第２領域（ｉｉ）に形成される第２中間画像に基づいて第２虚像２２を接近した位置に結像させることが可能になる。

図１１に示す光学ユニット３３０でも、第１表示光Ｓｖ１の光軸Ｏ１と第２表示光Ｓｖ２の光軸Ｏ２とが、光学系に向かうにしたがって互いに離れる向きに偏向させられている。

なお、図１１に示す光学ユニット３３０では、第１表示光Ｓｖ１と第２表示光Ｓｖ２の拡大倍率を相違させる光学部品として、曲面ミラーである第５反射ミラー３３４と第６反射ミラー３３５が使用されているが、拡大倍率を相違させる光学部品として、第１表示光Ｓｖ１と第２表示光Ｓｖ２とが個別に通過する２つのフィールドレンズを使用してもよい。焦点距離の相違する異なるフィールドレンズを使用することによって、第１表示光Ｓｖ１と第２表示光Ｓｖ２の拡大倍率を変えることができ、第１虚像２１と第２虚像２２を、別々の位置に結像させることができる。

なお、前記各実施の形態において、中間画像形成部材の第１領域（ｉ）と第２領域（ｉｉ）をさらに分割し、分割されたそれぞれの領域に形成される中間画像に基づいて虚像を結像させてもよい。

１ 自動車
４ ウインドシールドガラス
５ 車室空間
６ 外部空間
１０ 車載用表示装置
１８ 第１投影ミラー
１９ 第２投影ミラー
２１ 第１虚像
２１ａ 第１中間画像
２２ 第２虚像
２２ａ 第２中間画像
３０ 光学ユニット
３１ 中間画像形成ユニット
３２ 画像形成部材
３２ａ 拡散光学部材
３２ｂ 偏向光学部材
３３ 中間像投影部
３４ 第１反射ミラー
３５ 第２反射ミラー
１３０ 光学ユニット
１３２ 中間画像形成部材
２３０ 光学ユニット
２３２ 中間画像形成部材
３３０ 光学ユニット
３３２ 中間画像形成部材
Ｓｖ１ 第１表示光
Ｓｖ２ 第２表示光
Ｏ１ 光軸
Ｏ２ 光軸
（ｉ） 第１領域
（ｉｉ） 第２領域

Claims (9)

1. 中間画像形成部材と、前記中間画像形成部材から拡散された表示光を透視性の被投影部に投影して前記被投影部の前方に虚像を結像する光学系と、が設けられた車載用表示装置において、
   前記中間画像形成部材に第１領域と第２領域とが区分して設けられ、
   前記光学系によって、前記第１領域から拡散する第１表示光が前記被投影部に投影されて第１虚像が形成され、前記第２領域から拡散する第２表示光が前記被投影部に投影されて第２虚像が形成されて、前記第１虚像と前記第２虚像とが異なる位置で結像させられ、
   前記第１領域から前記光学系に向かう前記第１表示光の光軸と、前記第２領域から前記光学系に向かう前記第２表示光の光軸を互いに離れる向きに偏向させる偏向光学部材が、前記中間画像形成部材と一体にまたは別体に設けられていることを特徴とする車載用表示装置。
2. 前記第１表示光と前記第２表示光のいずれか一方の光軸が前記中間画像形成部材に垂直に向けられ、他方が前記中間画像形成部材から斜めに向けられている請求項１記載の車載用表示装置。
3. 前記第１表示光と前記第２表示光の双方の光軸が前記中間画像形成部材から斜めに向けられている請求項１記載の車載用表示装置。
4. 前記中間画像形成部材は、中間画像が投影されるディフューザであり、前記中間画像形成部材と前記偏向光学部材とが一体化されている請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用表示装置。
5. 前記中間画像形成部材は、透過型表示パネルであり、前記中間画像形成部材と前記偏向光学部材とが別体である請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用表示装置。
6. 前記第１領域と前記第２領域は、同じ前記中間画像形成部材に区分されて形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の車載用表示装置。
7. 前記第１領域と前記第２領域とで、前記中間画像形成部材が分離されている請求項１ないし５のいずれかに記載の車載用表示装置。
8. 前記光学系では、前記第１表示光と前記第２表示光とで異なる長さの光路長が設定される請求項１ないし７のいずれかに記載の車載用表示装置。
9. 前記光学系には、前記第１表示光と前記第２表示光とで拡大倍率を変化させる光学部品が設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の車載用表示装置。

Images