JP2018112628A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自発光式表示器を用いて、虚像の高い視認性を実現する。【解決手段】ＨＵＤ装置は、移動体に搭載され、ウインドシールド３へ画像を投影することにより、当該画像を、乗員により視認可能な虚像として表示する。ＨＵＤ装置は、光源を内蔵し、発光により画像を表示する表示画面１３を有する自発光式表示器１０と、表示画面１３からの光をウインドシールド３側へ反射することにより、虚像の結像状態を調整する反射部３０と、を備える。表示画面１３は、曲面状に形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置を略称とする）に関する。

従来、移動体に搭載されるＨＵＤ装置が知られている。特許文献１に開示の装置は、所謂レーザスキャナ方式で、レーザ光を発振し、当該レーザ光を走査しながら投射する投射器と、投射器からの光を投影部材側へ反射することにより、虚像の結像状態を調整する反射部と、を備えている。ここで、反射部は、ガラス等の基材の表面にアルミニウム等を蒸着させることにより形成される反射型のスクリーン及び凹面鏡を備えている。投射器からの光は、反射型のスクリーンにて反射及び拡散され、その後凹面鏡により集光されることで、虚像の結像状態が調整される。反射型のスクリーンは、巨視的に凸面状に形成されており、凹面状の投影部材により生じ得る像面湾曲を補正するようになっている。

一方、ＨＵＤ装置には、レーザスキャナ方式以外にも、自発光式表示器により虚像を表示する方式が知られている。特許文献２に開示の装置は、発光により画像を表示する平面状の表示画面を有する液晶式の自発光式表示器と、表示画面からの光を投影部材側へ反射することにより、虚像の結像状態を調整する反射部と、を備えている。反射部は、ガラス等の基材の表面にアルミニウム等を蒸着させることにより形成される平面鏡及び凹面鏡を備えている。

特開２０１３−２５２０５号公報 特開２０１５−２２５１１９号公報

このように、レーザスキャナ方式のＨＵＤ装置において、反射部の曲面形状を工夫することで、像面歪曲を補正するような虚像の視認性を向上させる技術が知られている。しかしながら、レーザスキャナ方式のＨＵＤ装置では、虚像の視認性を向上させるために反射部以外の部分（例えば、レーザ光を発振する構成）を改善することは、非常に難易度が高く困難であった。

一方、自発光式表示器により虚像を表示するＨＵＤ装置では、平面状の表示画面を採用することが常識となっている。そこで本発明者は、表示画面の形状を工夫することを着想した。そして、本発明者は、表示画面の改善により、虚像の視認性向上の余地を見出したのである。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、自発光式表示器を用いて、虚像の高い視認性を実現するヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

本発明は、移動体（１）に搭載され、投影部材（３）へ画像を投影することにより、画像を、乗員により視認可能な虚像（ＶＩ）として表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
光源を内蔵し、発光により画像を表示する表示画面（１３，４１３，５１３）を有する自発光式表示器（１０，２１０，３１０，４１０，５１０）と、
表示画面からの光を投影部材側へ反射することにより、虚像の結像状態を調整する反射部（３０）と、を備え、
表示画面は、曲面状に形成されている。

このような発明によると、自発光式表示器の表示画面は、曲面状に形成されている。表示画面が曲面状となることにより、例えば像面湾曲や歪曲収差等の表示歪みを低減させたり、反射部の形状構成と相俟って虚像の表示サイズを調整することが可能となる。したがって、自発光表示器を用いたＨＵＤ装置において、虚像の高い視認性を実現できる。

なお、括弧内の符号は、記載内容の理解を容易にすべく、後述する実施形態において対応する構成を例示するものに留まり、発明の内容を限定することを意図したものではない。

第１実施形態のＨＵＤ装置の車両への搭載状態を示す図である。 第１実施形態のＨＵＤ装置を示す図である。 第１実施形態のＨＵＤ装置及びウインドシールドによる光路図である。 第１実施形態の自発光式表示器を示す図である。 第１実施形態の表示画面の一部を拡大して示す拡大図である。 比較例１のＨＵＤ装置を示す図である。 比較例２のＨＵＤ装置を示す図である。 第２実施形態の自発光式表示器の一例を示す図である。 第２実施形態の自発光式表示器の他の一例を示す図である。 第３実施形態の自発光式表示器を示す図である。 第４実施形態の自発光式表示器を示す図である。 第５実施形態のＨＵＤ装置及びウインドシールドによる光路図である。 変形例３を説明するための図である。 変形例７の自発光式表示器を示す図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態によるＨＵＤ装置１００は、移動体の一種である車両１に搭載され、インストルメントパネル２内に収容されている。ＨＵＤ装置１００は、車両１の投影部材としてのウインドシールド３へ画像を投影する。これにより、ＨＵＤ装置１００は、画像を、乗員により視認可能な虚像ＶＩとして表示する。すなわち、ウインドシールド３に反射される画像の光が、車両１の室内に設定された視認領域ＥＢに到達することにより、視認領域ＥＢ内にアイポイントＥＰが位置する乗員が当該光を虚像ＶＩとして知覚する。そして、乗員は、虚像ＶＩとして表示される各種情報を認識することができる。虚像ＶＩとして表示される各種情報としては、例えば車速、燃料残量等の車両状態値、また、道路情報、視界補助情報等の車両情報が挙げられる。

なお、以下において、車両上方、車両下方、車両上下方向、車両前方、車両後方、車両前後方向、及び車両左右方向等は、水平面ＨＰ上の車両１を基準に規定される。

車両１のウインドシールド３は、例えばガラスないしは合成樹脂により透光性の板状に形成され、インストルメントパネル２よりも車両上方に配置されている。ウインドシールド３は、画像の光が投影される投影面３ａを滑らかな凹面状又は平面状に形成している。投影面３ａは、車両下方かつ車両後方を向いている。

視認領域ＥＢは、ＨＵＤ装置１００により表示される虚像ＶＩが視認可能となる空間領域であって、アイボックスとも称される。典型的には、視認領域ＥＢは、車両１に設定されたアイリプスと重なるように設けられる。アイリプスは、乗員としてのアイポイントの分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、設定されている。

このようなＨＵＤ装置１００の具体的構成を、図２〜５も用いて、以下に説明する。ＨＵＤ装置１００は、自発光式表示器１０及び反射部３０を備えている。自発光式表示器１０及び反射部３０は、ＨＵＤ装置１００のハウジング４０に収容されている。

自発光式表示器１０は、光源を内蔵する表示器である。本実施形態の自発光式表示器１０は、図４に示すように、液晶パネル１２及びバックライト部２０を有する。液晶パネル１２及びバックライト部２０は、液晶パネル１２の表示画面１３を外部に露出させつつ、遮光性を有するケーシング１０ａに収容されている。

本実施形態の液晶パネル１２は、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた液晶パネルであって、例えば表示画面１３上の２方向に配列された複数の画素１５から形成されたアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルである。特に本実施形態の液晶パネル１２は、フレキシブル性を有することにより、表示画面１３を曲面状に形成した湾曲板状を呈している。

液晶パネル１２は、一対の直線偏光板及び一対の直線偏光板に挟まれた液晶層等が積層されている。各直線偏光板は、偏光方向が透過軸に沿った光を透過させると共に、偏光方向が吸収軸に沿った光を吸収する性質を有する。一対の直線偏光板は、透過軸を互いに直交して配置されている。液晶層は、画素１５毎の電圧印加により、印加電圧に応じて液晶層に入射する光の偏光方向を回転させることが可能となっている。

また、図５に拡大して示すように、各画素１５では、光学的に開口可能に形成された開口部１６と、当該開口部１６を囲んで形成された配線部１７とが設けられている。各画素１５において開口部１６は、表示画面１３の開口箇所における接平面に対して垂直に進む光を、最も効率よく透過させる。隣り合う画素１５には、互いに異なる色（例えば、赤、緑、及び青）のカラーフィルタが設けられており、これらの組み合わせにより様々な色が実現されるようになっている。

バックライト部２０は、液晶パネル１２を、表示画面１３とは反対の背面１４側から照明する。バックライト部２０は、湾曲導光板２４及び複数の発光素子２１を有している。湾曲導光板２４は、例えば合成樹脂ないしはガラスにより透光性の湾曲板状に形成されている。湾曲導光板２４において液晶パネル１２側を向く表面２５の面積は、液晶パネル１２の背面１４の面積と同程度に設定されている。湾曲導光板２４は、液晶パネル１２の湾曲形状に合わせて湾曲し、より詳細には、液晶パネル１２の背面１４の曲率に合わせて表面２５の曲率が設定されていることにより、湾曲導光板２４の表面２５は、液晶パネル１２の背面１４と密接している。

各発光素子２１は、湾曲導光板２４の側面２７と対向して互いに配列されている。本実施形態の発光素子２１は、光源用回路基板２２上に配置され、電源と電気的に接続されている発光ダイオード素子である。各発光素子２１は、通電により電流量に応じた発光量で光を発する。より詳細には、各発光素子２１では、例えば青色発光ダイオードを蛍光体で覆うことにより、疑似白色での発光が実現されている。

こうした各発光素子２１からの光は、側面２７を通じて、湾曲導光板２４の内部に入射される。湾曲導光板２４の内部では、光が液晶パネル１２とは反対を向く背面２６に反射されつつ、液晶パネル１２側の表面の各箇所からまんべんなく射出される。詳細に、湾曲導光板２４において、液晶パネル１２側の表面２５には、拡散フィルムが設けられているため、湾曲導光板２４から射出される光は拡散されてから液晶パネル１２に入射する。こうして、湾曲導光板２４は曲面状の面光源２８を構成し、液晶パネル１２がバックライト部２０に背面１４側から照明される。

液晶パネル１２は、背面１４側からの光の入射により、画素１５毎の当該光の透過率を制御して、表示画面１３から射出される光によって画像を表示することが可能となっている。このようにして、自発光式表示器１０において表示画面１３が、発光により画像を表示する。

反射部３０は、図２，３に示すように、表示画面１３からの光を光路上のウインドシールド３側へ反射することにより、虚像ＶＩの結像状態を調整する。具体的に、本実施形態の反射部３０は、１つの凹面鏡３４により構成されている。

凹面鏡３４は、例えば合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に、反射面３５としてアルミニウム等の金属を蒸着させること等により形成されている。反射面３５は、凹面鏡３４の中心が凹む凹状に湾曲することで、滑らかな曲面状に形成されている。表示画面１３から凹面鏡３４に入射した光は、反射面３５により、ウインドシールド３側へ反射される。

凹面鏡３４とウインドシールド３との間において、ハウジング４０に窓部４０ａが設けられている。窓部４０ａを、透光性の防塵カバー４２が塞いでいる。したがって、凹面鏡３４からの画像の光は、当該防塵カバー４２を透過して、ウインドシールド３に入射し反射される。こうして乗員がウインドシールド３に反射された光を虚像ＶＩとして結像し、視認可能となるのである。

凹面鏡３４は、ステッピングモータと連結された回転軸３６まわりに回転可能となっている。その一方、凹面鏡３４の反射面３５は、車両後方かつ車両上方である斜め方向を向いている。回転軸３６は、車両左右方向に沿って配置されており、回転により反射面３５の向きが変わることで、虚像ＶＩの表示位置を上下移動させることができるようになっている。本実施形態において、凹面鏡３４の反射面３５と自発光式表示器１０の表示画面１３とは、車両前後方向に沿って正対している。

本実施形態の反射面３５は、凹状に湾曲し、虚像ＶＩを拡大する。仮に表示画面１３が平面状であった場合、こうした虚像ＶＩの拡大に伴って、乗員とは反対側、すなわち車両前方に凹むような像面湾曲が発生する。本実施形態では、表示画面１３は、液晶パネル１２の中心が反射部３０側へ突出することで、凸状に湾曲して、曲面状に形成されることで、虚像ＶＩのこうした像面湾曲が抑制される。

より詳細には、ウインドシールド３の形状は、当該ウインドシールド３本来の機能、及び車両１のデザイン等を考慮して車両メーカが設定するものであるから、必ずしも虚像ＶＩの結像にとって最適であるとは限らない。画像の光をウインドシールド３で反射させて虚像ＶＩを結像させる場合、各種収差が発生し得る。そこで、本実施形態の反射面３５は、ウインドシールド３の形状等に起因した各種収差を低減する機能を有する自由曲面となっている。しかしながら、反射面３５が自由曲面である結果、虚像ＶＩに複雑な表示歪みが発生し得る。このため、表示画面１３は、こうした表示歪みを相殺するような自由曲面状となっている。

そして、表示画面１３の形状は、画像の各画素の相対的な表示位置の位置関係を決定付けるものであって、表示画面１３は、基本的に、虚像ＶＩとして結像される光を屈折又は反射するものではない。このため、表示画面１３は、表示歪みの補正に伴って、非点収差等の新たな収差の発生要因にはなり難い。

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に説明する。

第１実施形態によると、自発光式表示器１０の表示画面１３は、曲面状に形成されている。表示画面１３が曲面状となることにより、例えば像面湾曲や歪曲収差等の表示歪みを低減させたり、反射部３０の形状構成と相俟って虚像ＶＩの表示サイズを調整することが可能となる。したがって、自発光式表示器１０を用いたＨＵＤ装置１００において、虚像ＶＩの高い視認性を実現できる。

また、第１実施形態によると、自発光式表示器１０は、液晶パネル１２及びバックライト部２０を有する。バックライト部２０が液晶パネル１２を背面１４側から照明し、液晶パネル１２の曲面状の表示画面１３が画像を表示するので、虚像ＶＩにおいて、確実に高い視認性を実現できる。

また、第１実施形態によると、バックライト部２０は、液晶パネル１２の背面１４と密接する曲面状の面光源２８を有する。面光源２８が液晶パネル１２の背面１４と密接することで、表示画面１３が湾曲していても、画面全体を万遍なく発光表示させることができる。したがって、虚像ＶＩの表示品位が向上し、高い視認性を実現できる。

また、第１実施形態によると、液晶パネル１２の背面１４と密接している面光源２８は、発光素子２１の光が側面２７から入射される湾曲板状の湾曲導光板２４により構成される。湾曲導光板２４を曲面状に形成することによって、製造容易に液晶パネル１２の背面１４と密接する面光源２８を実現できるだけでなく、バックライト部２０の薄型化が容易に実現できる。したがって、虚像ＶＩの高い視認性を実現しつつ、ＨＵＤ装置１００の車両１への搭載性も向上することができる。

また、第１実施形態によると、表示画面１３は、凸状に湾曲している。このようにすると、反射部３０が虚像ＶＩを拡大しても、表示歪みの発生を抑制できるので、虚像ＶＩの高い視認性を実現できる。

また、第１実施形態によると、表示画面１３は、自由曲面状である。このようにすると、虚像ＶＩの複雑な表示歪みの発生を抑制できるので、視認性を高めることができる。

また、第１実施形態によると、反射部３０は、中心が凹むことで、凹状に湾曲する反射面３５を有し、反射面３５により表示画面１３からの光をウインドシールド３側へ反射して、虚像ＶＩを拡大する１つの凹面鏡３４により構成される。このような反射部３０の構成では、虚像ＶＩの拡大により懸念される表示歪みを、表示画面１３を曲面状としているので抑制できる。同時に、反射部３０の部品点数が抑制されているので、虚像ＶＩの高い視認性を実現しつつ、ＨＵＤ装置１００の車両１への搭載性も向上することができる。

ここで、本実施形態の構成と、比較例１の構成及び比較例２の構成について比較する。

比較例１のＨＵＤ装置８００は、図６に示すように、表示画面８１３を平面状とし、反射部８３０は、平面鏡８３２及び凹面鏡８３４を有する。そして、平面鏡８３２は、表示画面８１３からの光を画像の横方向に沿って折返している。このＨＵＤ装置８００の体積は、約１３Ｌである。

比較例２のＨＵＤ装置９００は、図７に示すように、比較例１を改良したものである。比較例２のＨＵＤ装置９００は、表示画面９１３こそ平面状であるが、反射部９３０は、凸面鏡９３２及び凹面鏡９３４を有している。そして、凸面鏡９３２は、表示画面９１３からの光を画像の縦方向に沿って折返している。このＨＵＤ装置９００の体積は、約９Ｌである。

なお、本実施形態のＨＵＤ装置１００は、反射部３０が１つの凹面鏡３４により構成されているため、このＨＵＤ装置１００の体積は、約６Ｌと、図２と図７を比較してもわかるように、比較例２に比べて格段の小型化が達成されている。

各構成における虚像ＶＩの表示歪みを比較した結果が、以下の表１に示されている。

表１によれば、比較例２では、比較例１に対して体積が減少したにも関わらず、表示サイズのばらつき及び表示歪み共に、低減されている。さらに、本実施形態では、比較例２に対して体積が減少したにも関わらず、表示サイズのばらつき及び表示歪みが比較例２並みに維持されている。すなわち、本実施形態の構成では、虚像ＶＩの視認性と、移動体への搭載性とを、極めて高いレベルで両立することができているのである。

（第２実施形態）
図８，９に示すように、本発明の第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第２実施形態の自発光式表示器２１０は、第１実施形態と同様に、液晶パネル１２及びバックライト部２２０を有している。本実施形態の液晶パネル１２は、第１実施形態と同様に、表示画面１３を曲面状に形成した湾曲板状を呈している。

第２実施形態のバックライト部２２０は、導光板２２４及び複数の発光素子２１を有している。導光板２２４は、例えば合成樹脂ないしはガラスにより透光性の平板状に形成されている。導光板２２４の表面２２５の面積は、液晶パネル１２の背面１４の面積と同程度に設定されており、導光板２２４は、平面状の面光源２２８を構成している。導光板２２４は、液晶パネル１２の背面１４と、密接せずに、間隔を空けて配置されている。

図８のように、液晶パネル１２と導光板２２４との間に何も設けなくてもよいが、図９のように、バックライト部２２０は、液晶パネル１２と導光板２２４との間に、光学素子２２９を有していてもよい。光学素子２２９としては、レンズ、拡散板、偏光板、及び位相差板等が挙げられる。

このような第２実施形態によると、バックライト部２２０は、液晶パネル１２の背面１４とは間隔を空けた位置に、平面状の面光源２２８を有する。このようにすると、バックライト部２２０が液晶パネル１２の形状に左右されないため、製造が容易となり、面光源２２８と液晶パネル１２との間に光学素子２２９を配置することも可能となるので、当該光学素子２２９の機能に応じて虚像ＶＩの高い視認性を実現できる。

（第３実施形態）
図１０に示すように、本発明の第３実施形態は第１実施形態の変形例である。第３実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第３実施形態の自発光式表示器３１０は、第１実施形態と同様に、液晶パネル１２及びバックライト部３２０を有している。本実施形態の液晶パネル１２は、第１実施形態と同様に、表示画面１３を曲面状に形成した湾曲板状を呈している。

第３実施形態のバックライト部３２０は、湾曲導光板３２４及び湾曲導光板の３２４の側面に光を入射させる複数の発光素子（図示しない）を有している。湾曲導光板３２４は、例えば合成樹脂ないしはガラスにより透光性の湾曲板状に形成されている。しかしながら、湾曲導光板３２４の表面３２５の面積は、液晶パネル１２の背面１４の面積に対して小さく設定されている。湾曲導光板３２４は、第１実施形態と同様に、曲面状の面光源３２８を構成している。湾曲導光板３２４は、第２実施形態と同様に、液晶パネル１２の背面１４と、密接せずに、間隔を空けて配置されている。

湾曲導光板３２４の液晶パネル１２側の表面３２５は、導光板３２４の中心が液晶パネル１２側へ突出することで、凸状に湾曲する曲面状に形成されている。これにより、湾曲導光板３２４から射出される光は、液晶パネル１２側へ進むにつれて放射状に拡がっていき、液晶パネル１２の背面１４全体を照明することが可能となる。また、湾曲導光板３２４からの多くの光が、開口部１６に対して垂直に液晶パネル１２を透過するようになる。

バックライト部３２０には、図１０のように、液晶パネル１２と湾曲導光板３２４との間に何も設けなくてもよいが、バックライト部３２０は、液晶パネル１２と湾曲導光板３２４との間に、第２実施形態と同様の光学素子を有していてもよい。光学素子としては、レンズ、拡散板、偏光板、及び位相差板等が挙げられる。

このような第３実施形態によると、バックライト部３２０は、液晶パネル１２の背面１４とは間隔を空けた位置に、液晶パネル１２側へ凸となる曲面状の面光源３２８を有する。このようにすると、面光源３２８からの光が液晶パネル１２側へ進むにつれて、拡がっていくので、表示画面１３全体を万遍なく発光表示させることができる。したがって、虚像ＶＩの表示品位が向上し、高い視認性を実現できる。

（第４実施形態）
図１１に示すように、本発明の第４実施形態は第１実施形態の変形例である。第４実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第４実施形態の自発光式表示器４１０は、光源を内蔵する表示器であって、自発光式画像表示パネルとして、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ、Organic Light Emitting Diode）素子を２次元方向に配列して表示画面４１３を形成したＯＬＥＤディスプレイ４１２を有している。有機発光ダイオード素子は、有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）現象により自発光する素子であるので、表示画面４１３自体が発光する。特に本実施形態のＯＬＥＤディスプレイは、フレキシブル性を有することにより、表示画面４１３を曲面状に形成した湾曲板状を呈している。

こうした第４実施形態の表示画面４１３も、第１実施形態と同様に、ＯＬＥＤディスプレイう４１２の中心が反射部３０側へ突出することで、凸状に湾曲して、曲面状に形成されることで、虚像ＶＩの表示歪みを抑制している。また、表示画面４１３は、自由曲面状となっている。

このような第４実施形態によると、自発光式表示器４１０は、表示画面４１３自体が発光する自発光式画像表示パネルとしてのＯＬＥＤディスプレイ４１２を有する。自発光式画像表示パネルを採用すると、バックライト部が不要となるため、自発光式表示器４１０を薄型化できる。したがって、虚像ＶＩの高い視認性を実現しつつ、車両１への搭載性も向上することができる。

（第５実施形態）
図１２に示すように、本発明の第５実施形態は第１実施形態の変形例である。第５実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第５実施形態の自発光式表示器５１０は、第１実施形態と同様に、液晶パネル５１２及びバックライト部５２０を有している。本実施形態のバックライト部５２０は、第１実施形態と同様に、液晶パネル５１２の背面と密接する面光源を構成している。

第５実施形態の液晶パネル５１２は、第１実施形態と同様に、フレキシブル性を有することにより、表示画面５１３を曲面状に形成した湾曲板状を呈している。ただし、第５実施形態の表示画面５１３は、液晶パネル５１２の中心が反射部３０とは反対側へ凹むことで、凹状に湾曲する曲面状に形成される。

このような第５実施形態によると、表示画面５１３は、凹状に湾曲している。このようにすると、反射部３０の形状構成と相俟って虚像ＶＩの表示サイズを調整することが可能となるので、虚像ＶＩの高い視認性を実現できる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に変形例１としては、投影部材として、車両１と別体となっているコンバイナを車両１内に設置して、当該コンバイナに画像を投影するものであってもよい。また、ＨＵＤ装置１００自体が、投影部材としてのコンバイナを備えていてもよい。

変形例２としては、表示画面１３は、自由曲面状の他、球面状又は円筒面状等の各種曲面状であってもよい。

変形例３としては、凹面鏡３４の反射面３５と自発光式表示器１０の表示画面１３とは、車両前後方向に沿って正対していなくてもよい。例えば、図１３に示すように、凹面鏡３４の反射面３５の車両前後方向の正面に対して、上下左右にずれた位置に、自発光式表示器１０の表示画面１３を配置してもよい。こうした配置によって、車両１のインストルメントパネル２への搭載性を向上できる場合がある。

変形例４としては、反射部３０は、１つの凹面鏡３４からなる構成以外の構成を採用できる。例えば反射部３０は、平面鏡及び凹面鏡３４を有していてもよい。表示画面１３から射出する光を平面鏡の平面状の反射面により反射し、平面鏡の反射面により反射された光を、凹面鏡３４の反射面３５によりウインドシールド３側へ反射するようにしてもよい。また、反射部３０は、凸面鏡及び凹面鏡３４を有していてもよい。その他、反射部３０に、コールドミラーが設けられていてもよい。

第１〜３，５実施形態に関する変形例５としては、導光板２４の背面２６に、反射フィルムを設けてもよく、導光板２４の表面２５に、拡散フィルムを設けなくてもよい。

第１〜３，５実施形態に関する変形例６としては、バックライト部２０は、導光板２４を設けずに、光源用回路基板上に配列された発光素子の光を、直接またはレンズ、拡散板、偏光板、及び位相差板のような光学素子を介して液晶パネル１２に入射させる構成であってもよい。

第３実施形態に関する変形例７としては、図１４に示すように、湾曲導光板３２４に代えて、表面の面積が液晶パネル１２の背面１４の面積に対して小さく設定されている平板状の導光板３２４ａを採用してもよい。この場合においても、バックライト部３２０は、液晶パネル１２と導光板３２４との間に、光学素子を有していてもよい。

変形例８としては、凹面鏡３４の回転軸３６の回転と共に、又は当該回転軸３６の回転に代えて、自発光式表示器１０を可動することにより、虚像ＶＩの表示位置を移動させることができる。この際、自発光式表示器１０全体を反射部３０に対して相対移動させるようにしてもよい。第２，３実施形態の構成においては、バックライト部２２０を反射部３０に対して固定すると共に、液晶パネル１２のみを反射部３０に対して相対移動させるようにしてもよい。

変形例９としては、自発光式表示器１０には、例えばフロントライト等を備えた電子ペーパーを採用することができる。

変形例１０としては、車両１以外の船舶ないしは飛行機等の各種移動体（輸送機器）に、本発明を適用してもよい。

１ 車両（移動体）、３ ウインドシールド（投影部材）、１０，２１０，３１０，４１０，５１０ 自発光式表示器、１３，４１３，５１３ 表示画面、３０ 反射部、ＶＩ 虚像

Claims (11)

1. 移動体（１）に搭載され、投影部材（３）へ画像を投影することにより、前記画像を、乗員により視認可能な虚像（ＶＩ）として表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   光源を内蔵し、発光により画像を表示する表示画面（１３，４１３，５１３）を有する自発光式表示器（１０，２１０，３１０，４１０，５１０）と、
   前記表示画面からの光を前記投影部材側へ反射することにより、前記虚像の結像状態を調整する反射部（３０）と、を備え、
   前記表示画面は、曲面状に形成されているヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記自発光式表示器は、
   曲面状の前記表示画面を外部に露出させた湾曲板状の液晶パネル（１２，５１２）と、
   前記液晶パネルを、前記表示画面とは反対の背面（１４）側から照明するバックライト部（２０，２２０，３２０，５２０）を有する請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記バックライト部は、前記背面と密接する曲面状の面光源（２８）を有する請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記バックライト部は、
   前記面光源を構成する湾曲板状の湾曲導光板（２４）と、
   前記湾曲導光板の側面（２７）から、前記湾曲導光板が導光する光を入射させる発光素子（２１）と、を有する請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記バックライト部は、前記背面とは間隔を空けた位置に、平面状の面光源（２２８）を有する請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記バックライト部は、前記背面とは間隔を空けた位置に、前記液晶パネル側へ凸となる曲面状の面光源（３２８）を有する請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記自発光式表示器は、前記表示画面自体が発光する自発光式画像表示パネル（４１２）を有する請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
8. 前記表示画面は、凸状に湾曲している請求項１から７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。
9. 前記表示画面は、凹状に湾曲している請求項１から７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。
10. 前記表示画面は、自由曲面状である請求項１から９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。
11. 前記反射部は、中心が凹むことで、凹状に湾曲する反射面（３５）を有し、前記反射面により前記表示画面からの光を前記投影部材側へ反射して、前記虚像を拡大する１つの凹面鏡（３４）により構成される請求項１から１０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。

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