JP2021005071A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多視点ディスプレイを使用した上で、虚像の品質を向上させることができる車両用表示装置を提供すること。【解決手段】車両用表示装置１０は、多視点ディスプレイ３０と、光学系機構７０とを備えている。平面表示パネル３２は、レンチキュラレンズ３４の焦点距離Ｄ０よりも短い位置であって、且つ視認者Ｍｎ側からレンチキュラレンズ３４を通過した光Ｆが、平面鏡４０、凹面鏡及び表示部から構成される光学系機構７０の光学焦点面ＦＨに結像する位置に配置されている。さらに、レンチキュラレンズ３４は、光学焦点面ＦＨの上下方向にて、視認者Ｍｎの位置から光が出射された場合に光学系機構７０及びレンチキュラレンズ３４を通過した光が光学焦点面ＦＨ上に結像するように、平面表示パネル３２に対向する面がレンチキュラレンズ３４の上下方向で凹レンズ形状又は凸レンズ形状である。【選択図】図６

Description

本発明は、車両の表示部に光を投射し情報を提供することができる車両用表示装置に関する。

一部の車両には、ウィンドシールド等を表示部として表示部に光を投射することにより、運転者（視認者）に必要な情報を提供する表示装置（ヘッドアップディスプレイ装置）が搭載されている。このような、表示装置の従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に示される表示装置は、光を出射する投射器と、この投射器から出射された光が通過するスクリーンと、これらの投射器及びスクリーンを収納しているケースと、を備えている。

投射器は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）等の光学素子を備えるプロジェクタである。スクリーンは、投射器から出射される光の結像位置に配置されている、透過型のスクリーンである。スクリーンの光が通過する面は、投射器の光を出射する面に対して、傾いて設けられている。即ち、スクリーンは、投射器から出射される光の光軸に対して、傾いて設けられている。

スクリーンの光が通過する面が、投射器の光を出射する面に対して傾いて設けられていることにより、奥行きのある虚像を運転者に認識させることができる。

特許文献１の表示装置は、投射器、スクリーン、折り返しミラー、凹面鏡、カバーガラス、外装、制御部とからなる。投射器は、映像をスクリーンに投射し、このスクリーンで反射された映像は、凹面鏡で拡大された後、ウィンドシールドへ出射される。

特開２０１６−２１２３３８号公報

ところで、表示装置の取付位置には様々な機器が配置されるため、表示装置を小型化することができれば好ましい。しかし、特許文献１の表示装置では、スクリーンを斜めに傾けて配置する必要があるため、斜めに配置したスクリーンの分奥行が長くなることで表示装置全体が大きくなる。そこで本発明者らは、斜めのスクリーンを配置することなく、同等の立体像を生成する多視点ディスプレイを使用して表示装置を小型化することを想起するに至った。

一般的には、多視点ディスプレイは、平面表示パネルとレンチキュラレンズとを有し、視認者の視点（目）の位置に応じた複数の映像を画素で構成している。

図１を参照する。図１は、一般的な多視点ディスプレイの作用を説明する図である。多視点ディスプレイ１０１単体では車両の左右方向（図中Ｌｅは左、Ｒｉは右を示す）において、多視点ディスプレイ１０１の画素Ｐ１は、視認者の視点Ｅ１の位置に応じた映像を生成している。また画素Ｐ２は視点Ｅ２に応じた映像を生成し、画素Ｐ３は視点Ｅ３に応じた画素を生成している。

図２を参照する。図２は、一般的な車両用表示装置要部の構成を説明する図である。多視点ディスプレイ１０１を車両で使用する場合、車両用表示装置１００は、平面表示パネル１０２及びレンチキュラレンズ１０３からなる多視点ディスプレイ１０１の他に、光を通すレンズ１０４、光を単純反射する平面鏡１０５、集光するように反射する凹面鏡（不図示）及び映像（以下、虚像という）が表示されるウィンドシールド等の表示部（不図示）から構成される光学系機構１０６が必要となる。通常、レンチキュラレンズ１０３の焦点面に平面表示パネル１０２が配置されており、平面表示パネル１０２からの光は、レンチキュラレンズ１０３を通し、光学系機構１０６を介して虚像を生成し視認される。しかし、多視点ディスプレイ１０１を車両で使用すると、光学系機構１０６の影響により光学系機構１０６を通して虚像を見た場合の距離感と、多視点ディスプレイ１０１を直視した場合の距離感とが一致せず、例えば図１に示す視点Ｅ１の位置で本来視認できないはずの画素Ｐ２の虚像が視認されるなど、他の視点の位置用の虚像が視認され虚像の品質が低下しうることが分かった。

また、車両の上下方向において、例えば上下方向の中央部分を基準にして車両用表示装置のセッティングを行うと、上下の部位において本来視認できないはずの虚像を視認しうる問題が生じた。これは、上下方向において光学系機構の光学焦点面が湾曲していることに起因するものであることが分かり、このため上下方向における虚像の品質が低下しうるものであった。

本発明は、多視点ディスプレイを使用した上で、虚像の品質を向上させることができる車両用表示装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、複数の画素が交互に並んで光を出射する平面表示パネル、及び、略半円筒形状の複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に並べてなるレンチキュラレンズ、を有する多視点ディスプレイと、
この多視点ディスプレイから出射される光を制御する制御部と、
前記多視点ディスプレイから出射された光を単純反射する平面鏡、この平面鏡によって反射された光を集光するように反射する凹面鏡、及び、この凹面鏡によって反射された光が投射される表示部、を含む光学系機構と、を有し、視認者に虚像を認識させる車両用表示装置において、
前記平面表示パネルは、この平面表示パネルの上下方向の中央部分にて、
前記レンチキュラレンズの焦点距離よりも短い位置であって、且つ、
前記視認者の位置から出射され前記光学系機構及び前記レンチキュラレンズを通過した光が結像する面を光学焦点面とした場合に、この光学焦点面上に結像する位置に配置されており、
前記レンチキュラレンズは、前記光学焦点面の上下方向にて、前記視認者の位置から光が出射された場合に前記光学系機構及び前記レンチキュラレンズを通過した光が前記光学焦点面上に結像するように、前記平面表示パネルに対向する面が前記レンチキュラレンズの上下方向で凹レンズ形状又は凸レンズ形状であることを特徴とする車両用表示装置が提供される。

請求項２に係る発明では、好ましくは、多視点ディスプレイは、ライトフィールドディスプレイである。

請求項３に係る発明では、複数の画素が交互に並んで光を出射する平面表示パネル、及び、略半円筒形状の複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に並べてなるレンチキュラレンズ、を有する多視点ディスプレイと、
この多視点ディスプレイから出射される光を制御する制御部と、
前記多視点ディスプレイから出射された光が投射される表示部、を含む光学系機構と、を有し、視認者に虚像を認識させる車両用表示装置において、
前記平面表示パネルは、この平面表示パネルの上下方向の中央部分にて、
前記レンチキュラレンズの焦点距離よりも短い位置であって、且つ、
前記視認者の位置から出射され前記光学系機構及び前記レンチキュラレンズを通過した光が結像する面を光学焦点面とした場合に、この光学焦点面上に結像する位置に配置されており、
前記レンチキュラレンズは、前記光学焦点面の上下方向にて、前記視認者の位置から光が出射された場合に前記光学系機構及び前記レンチキュラレンズを通過した光が前記光学焦点面上に結像するように、前記平面表示パネルに対向する面が前記レンチキュラレンズの上下方向で凹レンズ形状又は凸レンズ形状であることを特徴とする車両用表示装置が提供される。

請求項４に係る発明では、好ましくは、前記レンチキュラレンズは、前記複数のシリンドリカルレンズが、上下方向に対して横方向に傾斜した斜め方向に向けて配置されてなる。

請求項１及び３に係る発明では、多視点ディスプレイは、複数の画素が交互に並んで光を出射する平面表示パネル、及び、略半円筒形状の複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に並べてなるレンチキュラレンズを有する。多視点ディスプレイから出射された光を、単純反射する平面鏡及び集光するように反射する凹面鏡を介して表示部に投射し、視認者に虚像を認識させる。平面表示パネルを、この平面表示パネルの上下方向の中央部分にて、レンチキュラレンズの焦点距離よりも短い位置であって、且つ視認者側からレンチキュラレンズを通過した光が、平面鏡、凹面鏡及び表示部から構成される光学系機構の光学焦点面に結像する位置に配置したので、左右方向における光学系機構を通して虚像を見た場合の距離感と、多視点ディスプレイを直視した場合の距離感とが一致する。

さらに、レンチキュラレンズは、光学焦点面の上下方向にて、視認者の位置から光が出射された場合に光学系機構及びレンチキュラレンズを通過した光が光学焦点面上に結像するように、平面表示パネルに対向する面がレンチキュラレンズの上下方向で凹レンズ形状又は凸レンズ形状であるので、上下の部位においても光学系機構を通して虚像を見た場合の距離感と、多視点ディスプレイを直視した場合の距離感とが一致する。このため、所定の画素からの光が、左右上下いずれの位置でも視認者の所定の視点位置以外に外れることがなく、所定の視点位置にのみ虚像を生成することができ、高品質な虚像を得ることができる。このように、本発明の車両用表示装置では、多視点ディスプレイを使用し、装置全体を小型化した上で、虚像の品質を向上させることができる。

請求項２に係る発明では、多視点ディスプレイは、ライトフィールドディスプレイであるので、ウィンドシールド（表示部）の直下に配置することができ、従来技術のような斜めに傾けて配置されたスクリーンが不要となり、光軸に沿った奥行を短くすることが可能となり、表示装置の小型化を図ることができる。

請求項４に係る発明では、レンチキュラレンズは、複数のシリンドリカルレンズが、上下方向に対して横方向に傾斜した斜め方向に向けて配置されてなる。シリンドリカルレンズを斜めに配置することにより、虚像上で色の付いた縞模様が見える「モアレ」と呼ばれる現象の発生を抑制できる。これにより、表示装置の商品性を高めることができる。

一般的な多視点ディスプレイの左右方向の作用を説明する図である。 一般的な車両用表示装置要部の構成を説明する図である。 本発明の実施例による車両用表示装置の模式図である。 実施例に係る多視点ディスプレイの斜視図である。 左右方向における実施例に係る車両用表示装置の要部を説明する平断面図である。 上下方向における実施例に係る車両用表示装置の要部を説明する側断面図である。 別態様の実施例に係る多視点ディスプレイの説明図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。尚、説明中、左右とは、車内の乗員（視認者）を基準として左右をいい、前後とは車両の進行方向を基準として前後をいう。また、図中Ｌｅは左、Ｒｉは右、Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｕｐは上、Ｄｎは下、を示している。

本発明の基本構成について説明する。図３に示すように、ヘッドアップディスプレイ（以下、車両用表示装置という）１０は、例えば、車両Ｖｅに搭載され、車体の前部にあるウィンドシールド（表示部）ＷＳに光を投射する。ウィンドシールドＷＳに光が投射されることにより、運転者（視認者）Ｍｎは、ウィンドシールドＷＳの前方に虚像Ｖが投影されているように認識する。

車両用表示装置１０により投影される虚像Ｖは、上部が車両Ｖｅの前方側に傾いている。この上部が傾いた虚像Ｖに車速やナビゲーション情報等の情報を含ませることにより、運転者Ｍｎは走行時に必要な情報を得ることができる。

車両用表示装置１０は、ケース２０と、このケース２０に収納され光を出射する多視点ディスプレイ（ライトフィールドディスプレイ）３０と、この多視点ディスプレイ３０から出射された光が通過する光学系レンズ４１と、この光学系レンズを通過した光を反射する平面鏡４０と、この平面鏡４０が反射した光を表示部（ウィンドシールド）ＷＳに向かって反射する凹面鏡５０と、この凹面鏡５０の上方に配置されたカバーガラス６０と、多視点ディスプレイ３０が出射する光を制御する制御部１２と、を有している。光学系レンズ４１、平面鏡４０、凹面鏡５０、カバーガラス６０及び表示部ＷＳ等から光学系機構７０が構成されている。

ケース２０が車両Ｖｅに取り付けられることで、多視点ディスプレイ３０がウィンドシールドＷＳの直下に配置されている。ケース２０は、遮光性を有する合成樹脂によって形成されている。このため、ケース２０は、外部から多視点ディスプレイ３０に入射した光が、車室内に反射することを防ぐ遮光部である、ということができる。更には、ケース２０の内壁２０ａを遮光部ということもできる。

図３及び図４に示すように、多視点ディスプレイ３０は、複数の画素３１が交互に並んで光を出射する平面表示パネル３２と、所定方向に延びている半円筒形状のシリンドリカルレンズ３３が複数並んだレンチキュラレンズ３４と、を有している。

平面表示パネル３２は、例えばバックライト３２ａと、液晶パネル３２ｂとからなることで、シリンドリカルレンズ３３に向かって光を出射する画素３１を複数有している。尚、平面表示パネル３２が出射する光は、各画素３１が出射する光の束である。

各画素３１は、赤・緑・青の副画素により構成されている。副画素が発光することにより、各シリンドリカルレンズ３３に向かって光が出射される。尚、各副画素の発光を組み合わせることで、画素３１から出射される光の明度、色相、彩度を異ならせることができる。

レンチキュラレンズ３４は、例えば透明なポリカーボネートの平板状のベース板部３３ａと、このベース板部３３ａに所定方向に延びて複数配列され画素３１から出射された光が通過するシリンドリカルレンズ３３と、を有している。シリンドリカルレンズ３３が延びている所定方向は、視認者Ｍｎの視点の縦方向である。このように縦方向に延びている複数のシリンドリカルレンズ３３は、それぞれ横に周期的に並んで配置されている。

また、レンチキュラレンズ３４は、ベース板部３３ａ上に、横断面に関して集光する縦長のシリンドリカルレンズ３３が横（左右）に並ぶように切削加工したものである。これにより、シリンドリカルレンズ３３はいわゆるカマボコ形状（Ｄ字状）であり、縦長のカマボコ形状のシリンドリカルレンズ３３が横に並んで配置されたものがレンチキュラレンズ３４となる。また、レンチキュラレンズ３４の平面表示パネル３２に対向する面（レンチキュラレンズ３４の裏面、ベース板部３３ａ）は、上下方向において凹レンズ形状に形成されている。

このような形状とすることで、レンチキュラレンズ３４は、各画素３１から出射された光を所定方向に屈折させる。レンチキュラレンズ３４は、ケース２０の外部からレンチキュラレンズ３４に入射した外光を遮光部としての内壁２０ａに向かって反射するよう、内壁２０ａ側に傾けられている。レンチキュラレンズ３４は、例えば、フューズドシリカ、光学ガラス、プラスチック等からなる。

ベース板部３３ａは、平面表示パネル３２の光を出射する面に対して平行に設けられている。シリンドリカルレンズ３３の出射側の断面形状は、例えば、凸形状、球面形状及び非球面形状等からなる。各シリンドリカルレンズ３３は、各画素３１に対応して設けられ、各画素３１から出射された光を屈折させる。

ここで、多視点ディスプレイ３０が出射する光とは、各画素３１（平面表示パネル３２）から出射された光であってレンチキュラレンズ３４を通過した光のことをいう。つまり、各画素３１から出射された光がレンチキュラレンズ３４を通過することによって、多視点ディスプレイ３０から光が出射される、ということができる。

レンチキュラレンズ３４を光軸Ｆに対して傾斜して配置することにより、外光Ｇが入射した場合に、多視点ディスプレイ３０の表面で反射した光が視点に戻らないようにすることができる。なお、便宜上、模式的に示した図面での多視点ディスプレイ３０の傾斜角は大きくしたが、実際の傾斜角は、外光Ｇが入射した場合に多視点ディスプレイ３０の表面で反射した光が視点に戻らないようにする程度の小さな角度である。

平面鏡４０は、平面部分を有するように成形した樹脂、例えばポリカーボネートに、金属、例えばアルミを蒸着したミラーであり、光を単純反射するものである。

凹面鏡５０は、凹面を有するように成形した樹脂、例えばポリカーボネートに、金属、例えばアルミを蒸着したミラーであり、平行光を集光するように反射するものである。

カバーガラス６０は、透明な樹脂、例えばポリカーボネートのフィルムである。ケース２０は，前述の全ての部分を収容する筐体である。

制御部１２は、マイクロプロセッサとそれを動作させる為の各種電子部品、基板、ケースからなり、装置外部から入力される車両情報やユーザーの入力を処理し、それに基づいて映像を適切に表示するように多視点ディスプレイ３０を制御する。具体的には、制御部１２は、レンチキュラレンズ３４を通過した光がウィンドシールドＷＳに投射されるように、多視点ディスプレイ３０が出射する光の方向を制御する。つまり、制御部１２は、レンチキュラレンズ３４を通過した光が所定方向に向かうよう各画素３１が出射する光を制御する。

運転者Ｍｎは、多視点ディスプレイ３０から出射された光がウィンドシールドＷＳに投射されることにより、角度がθだけ前方に傾いた虚像Ｖが投影されているよう認識する。このような虚像Ｖは、視点ごとに異なる映像が投影される。つまり、奥行きのある虚像Ｖを運転者Ｍｎに視認させるためには、多視点ディスプレイ３０が、視点ごとに適切な視差が付いた映像を投影する必要がある。

制御部１２は、多視点ディスプレイ３０がレンチキュラレンズ３４の一端から他端に亘って連続して結像位置の異なる光を出射し、上部が前方に傾いた虚像Ｖが視認されるよう、各画素３１が出射する光を制御する。更に、制御部１２は、各画素３１から出射される光を制御して、レンチキュラレンズ３４から出射される光の結像位置を自由に変化させることもできる。これにより、虚像Ｖの傾き角度を自由に変えることができる。制御部１２が各画素３１から出射される光を制御することで、運転者Ｍｎの視認する任意の虚像Ｖが投影される。

次に実施例に示す車両用表示装置１０の要部について説明する。なお、図５では車両用表示装置１０の要部を平面視で模式的に示している。

図５は平面表示パネル３２の上下方向の中央部分における光軸及び左右方向に沿った断面を模式的に示す平断面図である。図５に示すように、車両用表示装置１０は、多視点ディスプレイ３０と、光学系機構７０とを備えている。多視点ディスプレイ３０は、平面表示パネル３２と、レンチキュラレンズ３４とを備えている。光学系機構７０は、光学系レンズ４１と、平面鏡４０とを備えている。なお、光Ｆは本来平面鏡４０で反射するものであるが、模式図での説明の便宜上、光Ｆが平面鏡４０を通過しているように記載している。

また、光学系機構７０による焦点面（以下、光学焦点面という）ＦＨは、視認者Ｍｎの目から光Ｆを放った場合のレンチキュラレンズ３４を通った結像位置と定義する。レンチキュラレンズ３４（多視点ディスプレイ３０）の像面Ｉは、光学焦点面ＦＨと一致している。なお、説明の便宜上、図面上ではレンチキュラレンズ３４（多視点ディスプレイ３０）の像面Ｉと、光学焦点面ＦＨとが若干ずれているが、本来的には一致しているものとする。

レンチキュラレンズ３４の焦点面（以下、レンチキュラレンズ焦点面という）ＦＬは、光学焦点面ＦＨとレンチキュラレンズ３４との間に位置している。レンチキュラレンズ３４からレンチキュラレンズ焦点面ＦＬまでの距離は、レンチキュラレンズ３４の焦点距離Ｄ０でもある。平面表示パネル３２は、レンチキュラレンズ焦点面ＦＬよりも、距離ｄ１だけレンチキュラレンズ３４側に移動した位置に配置されている。

このように、平面表示パネル３２は、この平面表示パネル３２の上下方向の中央部分にて、レンチキュラレンズ３４の焦点距離Ｄ０よりも短い位置であって、且つ、視認者Ｍｎに位置から出射され、平面鏡４０、凹面鏡（図３参照）及び表示部ＷＳ（図３参照）から構成される光学系機構７０、及びレンチキュラレンズ３４を通過した光が結像する面を光学焦点面ＦＨとした場合に、この光学焦点面ＦＨ上に結像する位置に配置されている。

図６に示すように、上下方向において、光学焦点面ＦＨが平面表示パネル３２側に膨らむように湾曲している。レンチキュラレンズ焦点面ＦＬが、光学焦点面ＦＨ側に膨らむように湾曲している。図４及び図６に示すように、レンチキュラレンズ３４は、光学焦点面ＦＨの上下方向にて、視認者Ｍｎの位置から光が出射された場合に光学系機構７０及びレンチキュラレンズ３４を通過した光Ｆが光学焦点面ＦＨ上に結像するように、平面表示パネル３２に対向する面がレンチキュラレンズ３４の上下方向で凹レンズ形状に形成されている。

このように、レンチキュラレンズ３４の平面表示パネル３２に対向する面が、レンチキュラレンズ３４の上下方向で凹レンズ形状に形成されたことで、上下方向で湾曲している光学系機構７０の光学焦点面ＦＨの上下方向全ての位置で、レンチキュラレンズ３４（多視点ディスプレイ３０）の像面Ｉが一致する。このため、車両の上下方向において、例えば上下方向の中央部分を基準にして車両用表示装置１０のセッティングを行った場合でも、上下の部位において本来視認できないはずの虚像Ｖを視認する問題が生じず、上下の部位における虚像Ｖの品質が向上する。

次に本発明の作用を説明する。

図３に示すように、基本作用として、多視点ディスプレイ３０が生成する立体像Ｌは、光学系レンズ４１を通過して平面鏡４０によって凹面鏡５０へ反射され、凹面鏡５０によってカバーガラス６０へ拡大・反射され、カバーガラス６０を透過してウィンドシールドＷＳによって視認者Ｍｎへ拡大・反射され、視認者Ｍｎの視点において虚像Ｖとして観察される。

図５に示すように、本発明の要部の作用として、左右方向において、仮に視認者Ｍｎの目から出射した光は、光学系機構７０を通過し、さらにレンチキュラレンズ３４（多視点ディスプレイ３０）を通過して、光学焦点面ＦＨで結像する。すなわち、レンチキュラレンズ３４（多視点ディスプレイ３０）の像面Ｉが光学焦点面ＦＨに一致する。このため、光学系機構７０を通して虚像Ｖ（図３参照）を観察した場合の距離感と、多視点ディスプレイ３０を直視した場合の距離感とが一致し、例えば図１に示した画素Ｐ１の光は視点Ｅ１の位置でのみ視認され、画素Ｐ２からの光がＥ１で視認されることなない。

図６に示すように、本発明の要部の作用として、上下方向において、仮に視認者Ｍｎの目から出射した光は、光学系機構７０を通過し、さらにレンチキュラレンズ３４（多視点ディスプレイ３０）を通過して、光学焦点面ＦＨで結像する。すなわち、レンチキュラレンズ３４（多視点ディスプレイ３０）の像面Ｉが光学焦点面ＦＨに一致する。このため、光学系機構７０を通して虚像Ｖ（図３参照）を観察した場合の距離感と、多視点ディスプレイ３０を直視した場合の距離感とが、上部、中央部、下部の全ての位置で一致しする。

次に、本発明の効果を説明する。

以上に述べたように、平面表示パネル３２を、この平面表示パネル３２の上下方向の中央部分にて、レンチキュラレンズ３４の焦点距離Ｄ０よりも短い位置であって、且つ視認者Ｍｎ側からレンチキュラレンズ３４を通過した光Ｆが、平面鏡４０、凹面鏡５０及び表示部ＷＳから構成される光学系機構７０の光学焦点面ＦＨに結像する位置に配置したので、光学系機構７０を通して虚像を見た場合の距離感と、多視点ディスプレイ３０を直視した場合の距離感とが一致する。

さらに、レンチキュラレンズ３４は、光学焦点面ＦＨの上下方向にて、視認者Ｍｎの位置から光が出射された場合に光学系機構７０及びレンチキュラレンズ３４を通過した光Ｆが光学焦点面ＦＨ上に結像するように、平面表示パネル３２に対向する面がレンチキュラレンズ３４の上下方向で凹レンズ形状であるので、上下の部位においても光学系機構７０を通して虚像を見た場合の距離感と、多視点ディスプレイ３０を直視した場合の距離感とが一致する。このため、所定の画素３１からの光が、左右上下いずれの位置でも視認者Ｍｎの所定の視点位置以外に外れることがなく、所定の視点位置にのみ虚像を生成することができ、高品質な虚像Ｖを得ることができる。このように、本発明の車両用表示装置１０では、多視点ディスプレイ３０を使用し、装置全体を小型化した上で、虚像Ｖの品質を向上させることができる。

さらに、多視点ディスプレイ３０は、外光が入射した場合に表面で反射した光が視点に戻らないようにする程度の小さい傾斜で配置することができるので、光軸Ｆに沿った方向の奥行きを短くすることができ、車両用表示装置１０全体を小型化することができる。

さらに、多視点ディスプレイ３０は、ライトフィールドディスプレイであるので、ウィンドシールド（表示部）ＷＳの直下に配置することができ、従来技術のような斜めに傾けて配置されたスクリーンが不要となり、光軸に沿った奥行を短くすることが可能となり、車両用表示装置１０の小型化を図ることができる。

さらに、平面表示パネル３２の発光画素の位置を制御することにより斜め面の映像を調整できる為、取り付けの公差が緩和され、製造コストを下げることができる。

次に、別態様の実施例に係る多視点ディスプレイ３０について説明する。なお、図４に示した多視点ディスプレイ３０と同様の構成については符号を流用して説明を省略する。図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、レンチキュラレンズ３４の正面視において、レンチキュラレンズ３４では、複数のシリンドリカルレンズ３３が、上下方向に対して横方向に傾斜した斜め方向に向けて配置されている。レンチキュラレンズ３４は、平面表示パネル３２に対向する面がレンチキュラレンズ３４の上下方向で凹レンズ形状である。

多視点ディスプレイ３０は、複数の画素３１が交互に並んで光を出射する平面表示パネル３２と、略半円筒形状を呈している複数のシリンドリカルレンズ３３が互いに平行に並べられてなるレンチキュラレンズ３４と、を有している。

シリンドリカルレンズ３３は、レンチキュラレンズ３４の上下方向に対して、横方向に傾斜した斜め方向に向けて配置されている。ここで、横方向に傾斜した斜め方向とは、レンチキュラレンズ３４の上下方向に沿う軸を０°とした場合に、概ね５°〜３０°傾いていることをいう。

なお、図４において、シリンドリカルレンズ３３は、レンチキュラレンズ３４の上下方向に沿って、上下方向に向けて配置されている。このため、レンチキュラレンズ３４の上下方向に沿う軸に対して０°に配置されている、ということができる。

以上に説明した別態様の実施例による多視点ディスプレイ３０においても、本発明所定の効果を得ることができる。さらに、レンチキュラレンズ３４は、複数のシリンドリカルレンズ３３が、上下方向に対して横方向に傾斜した斜め方向に向けて配置されてなる。シリンドリカルレンズ３３を斜めに配置することにより、虚像上で色の付いた縞模様が見える「モアレ」と呼ばれる現象の発生を抑制できる。これにより、多視点ディスプレイ３０の商品性を高めることができる。

尚、実施例では、レンチキュラレンズ３４の平面表示パネル３２に対向する面がレンチキュラレンズ３４の上下方向で凹レンズ形状となるように形成したが、これに限定されず、光学焦点面ＦＨの上下方向にて、視認者Ｍｎの位置から光が出射された場合に光学系機構７０及びレンチキュラレンズ３４を通過した光が光学焦点面ＦＨ上に結像すれば、レンチキュラレンズ３４の平面表示パネル３２に対向する面がレンチキュラレンズ３４の上下方向で凸レンズ形状としてもよい。

更に、実施例では、レンチキュラレンズ３４において、シリンドリカルレンズ３３が多視点ディスプレイ３０の高さ方向と平行になるように並べたが、図７に示すように、シリンドリカルレンズ３３を、レンチキュラレンズ３４の上下に対して横方向に斜めに傾けて並べて配置してもよい。

更に、光学系機構７０は、平面鏡４０を含まなくても良いし、必要に応じて平面鏡４０を２枚以上配置しても良い。

更に、本発明による車両用表示装置は、四輪車の他、二輪車又は三輪車に適用されても良い。更には、車両以外の乗り物や建機等にも適用が可能である。

更に、実施例において、表示部はウィンドシールドとして説明されている。しかしながら、本発明による表示装置は、いわゆるコンバイナからなる表示部に光を投射することもできる。

即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明の表示装置は、車両に搭載するのに好適である。

１０…車両用表示装置（ヘッドアップディスプレイ）、１２…制御部、３０…多視点ディスプレイ（ライトフィールドディスプレイ）、３１…画素、３２…平面表示パネル、３３…シリンドリカルレンズ、３４…レンチキュラレンズ、４０…平面鏡、５０…凹面鏡、７０…光学系機構、Ｍｎ…視認者（運転者）、Ｖｅ…車両、Ｖ…虚像（像）、ＷＳ…表示部（ウィンドシールド）、Ｆ…光軸（光）、ＦＨ…光学系焦点、ＦＬ…レンチキュラレンズ焦点面、Ｉ…像面（視認者側からの光がレンチキュラレンズを通過した結像位置）、Ｄ０…レンチキュラレンズの焦点距離。

Claims (4)

1. 複数の画素が交互に並んで光を出射する平面表示パネル、及び、略半円筒形状の複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に並べてなるレンチキュラレンズ、を有する多視点ディスプレイと、
   この多視点ディスプレイから出射される光を制御する制御部と、
   前記多視点ディスプレイから出射された光を単純反射する平面鏡、この平面鏡によって反射された光を集光するように反射する凹面鏡、及び、この凹面鏡によって反射された光が投射される表示部、を含む光学系機構と、を有し、視認者に虚像を認識させる車両用表示装置において、
   前記平面表示パネルは、この平面表示パネルの上下方向の中央部分にて、
   前記レンチキュラレンズの焦点距離よりも短い位置であって、且つ、
   前記視認者の位置から出射され前記光学系機構及び前記レンチキュラレンズを通過した光が結像する面を光学焦点面とした場合に、この光学焦点面上に結像する位置に配置されており、
   前記レンチキュラレンズは、前記光学焦点面の上下方向にて、前記視認者の位置から光が出射された場合に前記光学系機構及び前記レンチキュラレンズを通過した光が前記光学焦点面上に結像するように、前記平面表示パネルに対向する面が前記レンチキュラレンズの上下方向で凹レンズ形状又は凸レンズ形状であることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記多視点ディスプレイは、ライトフィールドディスプレイであることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 複数の画素が交互に並んで光を出射する平面表示パネル、及び、略半円筒形状の複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に並べてなるレンチキュラレンズ、を有する多視点ディスプレイと、
   この多視点ディスプレイから出射される光を制御する制御部と、
   前記多視点ディスプレイから出射された光が投射される表示部、を含む光学系機構と、を有し、視認者に虚像を認識させる車両用表示装置において、
   前記平面表示パネルは、この平面表示パネルの上下方向の中央部分にて、
   前記レンチキュラレンズの焦点距離よりも短い位置であって、且つ、
   前記視認者の位置から出射され前記光学系機構及び前記レンチキュラレンズを通過した光が結像する面を光学焦点面とした場合に、この光学焦点面上に結像する位置に配置されており、
   前記レンチキュラレンズは、前記光学焦点面の上下方向にて、前記視認者の位置から光が出射された場合に前記光学系機構及び前記レンチキュラレンズを通過した光が前記光学焦点面上に結像するように、前記平面表示パネルに対向する面が前記レンチキュラレンズの上下方向で凹レンズ形状又は凸レンズ形状であることを特徴とする車両用表示装置。
4. 前記レンチキュラレンズは、前記複数のシリンドリカルレンズが、上下方向に対して横方向に傾斜した斜め方向に向けて配置されてなることを特徴とする請求項３記載の車両用表示装置。

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