(57)【要約】【課題】複数の距離に虚像を投影可能であり、かつ異なる距離への切り替えを行う際における像の違和感を低減す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】ヘッドアップディスプレイ装置１００は、投影する像を表示させる表示素子１１と、表示素子１１からの光を表示像ＩＭとして投影する結像光学系３０ａと、結像光学系３０ａによって投影される表示像ＩＭについて、少なくとも２つの距離のうち１つの距離から他の距離に虚像投影位置を切り替える切替部である駆動装置６２とを備え、表示素子１１は、駆動装置６２による切り替え時に、少なくとも２つの距離の間の距離においても投影を行う。【選択図】図２
2020042155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影する像を表示する表示素子と、
前記表示素子からの光を表示像として投影する結像光学系と、
前記結像光学系によって投影される前記表示像について、少なくとも２つの距離のうち１つの距離から他の距離に虚像投影位置を切り替える切替部と、
を備え、
前記表示素子は、前記切替部による切り替え時に、前記少なくとも２つの距離の間の距離においても投影を行うことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、前記表示素子に形成された像を拡大する投影光学系と、拡散機能を有し前記投影光学系の光射出側に配置される中間スクリーンと、前記中間スクリーンに形成された中間像を拡大投影する虚像生成光学系とを有し、
前記切替部は、前記中間スクリーンの位置を前記投影光学系の光軸方向に移動させることで前記少なくとも２つの距離の虚像投影を行うことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記切替部は、前記中間スクリーンをガイド軸に沿った往復運動で虚像距離を切り替えることを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記中間スクリーンは、回転軸を中心とした回転ディスク上に設けられ、
前記切替部は、前記回転ディスクを前記回転軸を中心に一方向又は往復方向で回転させて光軸方向の前記中間スクリーンの位置を変化させることを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記中間スクリーンは、少なくとも１つの平坦部と接続部とを有することを特徴とする請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記中間スクリーンの前記接続部は、前記投影光学系の前記光軸方向に連続的に位置が変化する面を有することを特徴とする請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
前記中間スクリーンの前記接続部は、螺旋形状を有することを特徴とする請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視線の先に虚像を表示し、かつ虚像の投影位置を可変としたヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）装置は、虚像を運転者からある一定の距離だけ離れた位置に生成することが一般的であり、運転者から虚像までの距離が一定だと、目の位置がずれた場合に実物（対象物）の位置と危険信号（虚像）の位置とがずれて運転者が危険信号を誤認したり、実物の位置と危険信号の位置とにずれがあると焦点位置の違いにより違和感が生じたりする問題が生じる。このような問題を解決するため、実物に対して虚像を奥行方向も含めて重畳させることが望ましい。
【０００３】
虚像の位置を変更するＨＵＤ装置として、ＨＵＤ光学系の反射ミラー系において、少なくとも曲率が異なる２つのミラー面を設けて、それらを回動によって光路上に選択的に配置し、投影距離を可変とするものがある（特許文献１参照）。特許文献１のＨＵＤ装置は、ミラー面が２つであるため、投影できる距離は２点となる。特許文献１のＨＵＤ装置では、回動による切り替えの間で像を投影することは実質的に困難である。また、投影距離の数を増やそうとすると、ミラー枚数が多くなるという問題が生じる。
【０００４】
また、複数の表示パネルの投影距離を変えて投影することで、可動部を設けずに虚像距離を変更する表示装置がある（特許文献２参照）。特許文献２の表示装置では、各表示パネルの位置と距離とが固定となるため、画面内の任意の位置で虚像距離を変化させることができない。
【０００５】
また、ＨＵＤ光学系にレンズ駆動により表示像を変倍する集光レンズを有するものがある（特許文献３参照）。特許文献３のＨＵＤ光学系では、表示像の大きさを変倍することが目的となっている。特許文献３のＨＵＤ光学系は、集光レンズにビームエキスパンダーを用いることで、虚像投影の光軸方向の位置を調整することができる。ただし、特許文献３には虚像位置を変更することの効果については示されていない。また、変倍の具体的な構成例も示されていない。
【０００６】
また、ＨＵＤ光学系で、表示素子と結像光学系との間にリレー光学系を有し、リレー光学系により中間像を形成する表示装置がある（特許文献４参照）。特許文献４の表示装置では、リレー光学系内に用いる光学素子の位置を変化させて中間像の位置を変えている。当該表示装置は、位置を変化させた中間像の各画像を例えば６０分の１秒以内に重ね合わせることで立体視映像を得ている。特許文献４の表示装置は、中間像の位置に拡散板が配置されているが、表示パネルに光走査型デバイスを用いる場合に限定している。
【０００７】
また、ＨＵＤの表示画面を上下方向に分割して遠い側と近い側とに投影するＨＵＤ装置がある（特許文献５参照）。特許文献５では、投影像を遠い側と近い側とに投影する際に、遠い側の表示に対して、中間スクリーンを移動させて投影距離を可変としている。
【０００８】
また、レーザー走査を用いたＨＵＤ装置がある（特許文献６参照）。特許文献６のＨＵＤ装置では、中間スクリーンを配置し、その中間スクリーンが移動することで虚像距離を可変としている。
【０００９】
以上の特許文献１〜６の技術では、異なる虚像距離に切り替える際に像飛びが生じ、運転者に違和感が生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−１８５０１２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６８２３０号公報
【特許文献３】特開２００７−９４３９４号公報
【特許文献４】特開２００８−１８０７５９号公報
【特許文献５】特開２０１５−１１２１１号公報
【特許文献６】特開２００９−１５０９４７号公報
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、複数の距離に虚像を投影可能であり、かつ異なる距離への切り替えを行う際における像の違和感を低減す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する。
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、投影する像を表示させる表示素子と、表示素子からの光を表示像として投影する結像光学系と、結像光学系によって投影される表示像について、少なくとも２つの距離のうち１つの距離から他の距離に虚像投影位置を切り替える切替部とを備え、表示素子は、切替部による切り替え時に、少なくとも２つの距離の間の距離においても投影を行う。
【００１３】
上記ヘッドアップディスプレイ装置によれば、虚像表示を不連続的で離散的な虚像距離に設定した場合に距離切り替え時の表示像が表示されないことに起因する像飛びを低減することができる。これにより、運転者が距離切り替え時に感じる違和感を低減することができる。
【００１４】
本発明の具体的な側面では、上記ヘッドアップディスプレイ装置において、結像光学系は、表示素子に形成された像を拡大する投影光学系と、拡散機能を有し投影光学系の光射出側に配置される中間スクリーンと、中間スクリーンに形成された中間像を拡大投影する虚像生成光学系とを有し、切替部は、中間スクリーンの位置を投影光学系の光軸方向に移動させることで少なくとも２つの距離の虚像投影を行う。この場合、表示像を投影する虚像距離を可変とすることができる。
【００１５】
本発明の別の側面では、切替部は、中間スクリーンをガイド軸に沿った往復運動で虚像距離を切り替える。この場合、連続的に距離を変化させることができる。また、装置を小型化することができる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、中間スクリーンは、回転軸を中心とした回転ディスク上に設けられ、切替部は、回転ディスクを回転軸を中心に一方向又は往復方向で回転させて光軸方向の中間スクリーンの位置を変化させる。この場合、連続的に距離を変化させることができる。また、装置を小型化することができる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、中間スクリーンは、少なくとも１つの平坦部と接続部とを有する。この場合、予め設定された虚像距離への投影を対応する平坦部を介して行うことができる。例えば、２つの虚像距離に投影する場合、光軸方向に異なる２つの位置に２つの平坦部があり、これら２つの平坦部の間を接続部によって繋いで距離の切り替えの際に回転により中間スクリーンの位置を移動させることができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、中間スクリーンの接続部は、投影光学系の光軸方向に連続的に位置が変化する面を有する。この場合、接続部が光軸方向に連続的に位置が変化する面を有し、平坦部と接続する構成とすることで、連続的な距離変化が可能となる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、中間スクリーンの接続部は、螺旋形状を有する。この場合、接続部が螺旋形状を有し、平坦部と接続する構成とすることで、連続的な距離変化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態のヘッドアップディスプレイ装置を車体に搭載した状態を示す側方断面図であり、（Ｂ）は、ヘッドアップディスプレイ装置を説明する車内側からの正面図である。
【図２】ヘッドアップディスプレイ装置の具体的な構成例を説明する拡大側方断面図である。
【図３】（Ａ）は、中間スクリーンと切替部とを説明する平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の断面図である。
【図４】図２に示すヘッドアップディスプレイ装置を含む移動体用表示システムを説明する概念的なブロック図である。
【図５】中間像の位置の変化及び画像の表示タイミングを具体的に例示する図である。
【図６】移動体用表示システムによる具体的な表示状態を説明する図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態のヘッドアップディスプレイ装置のうち中間スクリーンを説明する一部破断平面図及び一部破断断面図であり、（Ｃ）は、中間スクリーンの回転に伴う機能領域の移動を説明する図である。
【図８】図７に示す中間スクリーンの回転角度と中間像の位置との関係を説明する図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、第３実施形態のヘッドアップディスプレイ装置のうち中間スクリーンを説明する一部破断平面図、一部ＡＡ破断断面図、及び一部ＢＢ破断断面図である。
【図１０】図９に示す中間スクリーンの回転角度と中間像の位置との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の第１実施形態について説明する。
【００２２】
図１（Ａ）及び１（Ｂ）を参照して、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置１００は、車体２内に搭載される表示装置であり、描画ユニット１０と表示スクリーン２０とを備える。ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）装置１００は、描画ユニット１０中の後述する表示素子１１（図２参照）に表示されている画像情報を、表示スクリーン２０を介して運転者（観察者）ＵＮ向けに虚像表示するものである。
【００２３】
ＨＵＤ装置１００のうち描画ユニット１０は、車体２のダッシュボード４内に埋め込むように設置されており、運転関連情報や危険信号等を含む画像に対応する表示光ＨＫを表示スクリーン２０に向けて出射する。表示スクリーン２０は、コンバイナーとも呼ばれるハーフミラーであり、半透過性を有する凹面鏡又は平面鏡である。表示スクリーン２０は、下端の支持によってダッシュボード４上に立設され、描画ユニット１０からの表示光ＨＫを車体２の後方に向けて反射する。つまり、図示の場合、表示スクリーン２０は、フロントガラス（ウインドシールド）８とは別体で設置される独立型のものとなっているが、表示スクリーン２０はウインドシールドそのものであってもよい。
【００２４】
図１（Ａ）及び図２に示すように、ハーフミラーである表示スクリーン２０で反射された表示光ＨＫは、運転席６に座った運転者ＵＮの瞳ＨＴ及びその周辺位置に対応するアイボックスＥＢに導かれる。運転者ＵＮは、表示スクリーン２０で反射された表示光ＨＫ、つまり車体２の前方にある虚像としての表示像ＩＭを観察することができる。一方、運転者ＵＮは、ハーフミラーである表示スクリーン２０を透過した外界光、つまり前方景色、自動車等の実像を観察することができる。結果的に、運転者ＵＮは、表示スクリーン２０の背後の外界像に重ねて、表示スクリーン２０での表示光ＨＫの反射によって形成される運転関連情報や危険信号等を含む表示像（虚像）ＩＭを観察することができる。
【００２５】
図２に示すように、描画ユニット１０は、本体光学系１３と、本体光学系１３を動作させる表示制御部１８と、後述する虚像距離の切替部である駆動装置６２を動作させる切替制御部１９と、本体光学系１３等を収納するハウジング１４とを備える。これらのうち本体光学系１３と表示スクリーン（コンバイナー）２０とを組み合わせたものは、虚像表示光学系３０を構成する。なお、図２等において座標軸ＸＹＺは、一般的な運転者ＵＮの瞳ＨＴ間の位置に対応するアイボックスＥＢの中心を原点とするが、便宜上原点をシフトさせた状態で表示されている。
【００２６】
本体光学系１３は、表示素子（表示デバイス）１１と、表示素子１１に形成された画像を拡大した中間像ＴＩを形成可能な投影光学系１５と、中間像ＴＩの結像位置に近接して光路後段に配置される拡散部材１６と、中間像ＴＩを虚像に変換する虚像生成光学系１７とを備える。詳細は後述するが、本体光学系１３によって、虚像距離（投影距離）が可変となっている。本体光学系１３のうち投影光学系１５と、拡散部材１６と、虚像生成光学系１７とは、結像光学系３０ａを構成する。また、本体光学系１３のうち虚像生成光学系１７と、本体光学系１３の上方に配置された表示スクリーン２０とを組み合わせたものは、射出側合成光学系３０ｂを構成する。
【００２７】
本体光学系１３において、表示素子１１は、２次元的な表示面１１ａを有する描画デバイス（表示部）である。表示素子１１の表示面１１ａに形成された像は、本体光学系１３のうち投影光学系１５で拡大されて中間像ＴＩを拡散部材１６上に形成し、虚像生成光学系１７等へ導かれる。この際、２次元表示が可能な表示素子１１を用いることで、中間像ＴＩ又は表示像（虚像）ＩＭの切換えを比較的高速とできる。表示素子１１には、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Mirror Device）や反射型液晶デバイス（ＬＣＯＳ：Liquid crystal on silicon）を用いることができる。表示素子１１としてＤＭＤやＬＣＯＳを用いると、明るさを維持しつつ画像を高速で切り替えること（高速の間欠表示を含む）が容易になり、虚像距離又は投影距離を高速に変化させる表示には有利である。
【００２８】
表示素子１１は、後述する駆動装置（切替部）６２による切り替え時に、少なくとも２つの距離の間の距離においても投影を行う。
【００２９】
投影光学系１５は、本体レンズ１５ａと、折曲げミラー１５ｂとを有する。本体レンズ１５ａは、固定焦点のレンズ系であり、図示を省略するが、複数のレンズ要素を有する。投影光学系１５のＦ値は、１．８以上となっている。投影光学系１５は、表示素子１１の表示面１１ａに形成された画像を適当な倍率に拡大投影し、拡散部材１６で構成される中間スクリーン１６ｍに近接した位置に中間像ＴＩを形成する。中間像ＴＩは、投影光学系１５の結像位置の他、当該結像位置から位置ずれして僅かにピントがボケたものも含む。なお、折曲げミラー１５ｂは、平面ミラーであり、光学的パワーを有しないが、これを曲率を持つ面や自由曲面で構成したミラーとすることも可能である。
【００３０】
拡散部材１６は、表面に中間スクリーン１６ｍを設けた透過型の拡散部材であり、アイボックスの大きさや明るさを加味して予め設定した所望の拡散特性を有する。中間スクリーン１６ｍは、投影光学系１５の結像位置又はその近傍において中間像ＴＩを形成する。中間スクリーン１６ｍは、拡散角を所望の角度に設定することができるだけでなく、必要に応じて拡散方向を偏向させることもできる。また、中間スクリーン１６ｍを反射面として構成してもよい。後述するように拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍを光軸ＡＸ方向に移動させることにより、中間像ＴＩの位置も光軸ＡＸ方向に移動させることができる。中間スクリーン１６ｍに中間像ＴＩが形成されるため、ここが新たな２次光源となって光が拡散するので、虚像生成光学系１７で拡大投影してもアイボックスＥＢを広く確保することができる。拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍとしては、例えば拡散板、拡散スクリーン、マイクロレンズアレイ等を用いることができる。
【００３１】
拡散部材１６は、配置変更用の駆動装置（切替部）６２に駆動されて例えば一定速度又は周期的な運動で光軸ＡＸに沿って移動する。切替部としての駆動装置６２は、少なくとも２つの距離のうち１つの距離から他の距離に虚像投影位置を切り替えることで、少なくとも２つの距離に虚像表示が可能となっている。本例の場合、光軸ＡＸとは、表示デバイス（描画デバイス）である表示素子１１の中心と、アイボックスＥＢの中心と、ＨＵＤ装置１００によって作られる表示素子１１の中心に対応する像点（虚像）とを通るものである。駆動装置６２によって拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍを光軸ＡＸに沿って移動させることで、虚像生成光学系１７によって表示スクリーン（コンバイナー）２０の背後に形成される虚像としての表示像ＩＭと観察者である運転者ＵＮとの距離を長く、または短くすることができる。つまり、駆動装置６２は、本体光学系１３の構成配置を変化させて虚像距離（投影距離）を変化させる。このように、投影される表示像ＩＭの位置を前後に変化させるとともに、表示内容をその位置に応じたものとすることで、表示像ＩＭまでの虚像距離又は投影距離を変化させつつ表示像ＩＭを変化させることになり、一連の投影像としての表示像ＩＭを３次元的なものとすることができる。既に説明したように、駆動装置６２は、表示素子１１の動作と同期している。なお、拡散部材１６は、周期的に移動させなくてもよい。つまり、拡散部材１６は、自動車の走行場所、周囲環境、走行速度、運転状況等に応じて虚像距離を変化させる構成であればよく、虚像距離を任意の位置とすることができる。例えば、高速走行時で運転者ＵＮが比較的遠い距離を見て運転する場合、遠くの虚像距離に表示像ＩＭを表示する状態を維持し、低速走行時で運転者ＵＮが比較的近い距離を見て運転する場合、近くの虚像距離に表示像ＩＭを表示する状態を維持する。このように、走行シーンに合わせて虚像距離を変化させることで、運転者ＵＮが目のピント位置を大きく変えずに表示像ＩＭを見ることができ、運転者ＵＮが表示像ＩＭを認識する速さを高めることができる。
【００３２】
拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍの光軸ＡＸに沿った移動範囲は、中間像ＴＩの結像予定位置又はその近傍に相当するものであるが、その際、投影光学系１５に、中間像ＴＩの位置またはその近傍で合焦するための機構を設ければ、虚像としての表示像ＩＭの結像状態を常にピントが合った良好な状態とすることが可能である。また、拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍの光軸ＡＸに沿った移動範囲を投影光学系１５の焦点深度の範囲内とすれば、投影光学系１５の焦点位置を中間像ＴＩの位置に合焦する機構なしで、虚像としての表示像ＩＭの結像状態を、ほぼピントが合った良好な状態とすることができ、投影光学系１５を簡素な構成とすることができる。拡散部材１６の光軸ＡＸ方向の移動量は、例えば２０ｍｍ以下となっている。これにより、拡散部材１６の移動を効率良く行うことができるので拡散部材１６の応答性を向上させることができるとともに前述した投影光学系１５の焦点深度内で中間スクリーン１６ｍを移動させる場合には、投影光学系１５のＦ値を比較的明るく設定することができるので、表示像ＩＭの輝度を所望の明るさで確保することができる。拡散部材１６の移動速度は、虚像としての表示像ＩＭが複数個所又は複数虚像距離に同時に表示されているかのように見せることができる速度であることが望ましく、駆動装置６２は、例えば１５Ｈｚ以上の速度で拡散部材１６を移動させる。この場合、観察者（運転者ＵＮ）の知覚を超える速さのため、観察者は虚像距離（投影距離）の異なる虚像をほぼ同時に認識することができる。ただし、本実施形態においては、高速で駆動することは必須ではなく、精度やコストや信頼性等を加味して所望の速度で切り替えを行う構成としてよい。
【００３３】
図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示すように、駆動装置６２は、拡散部材１６を支持するホルダー４１と、ホルダー４１を介して拡散部材１６の移動を案内するガイド部材４２と、ホルダー４１を介して拡散部材１６を駆動して移動させるアクチュエーター４３とを有する。図３（Ａ）及び３（Ｂ）において、説明の都合上、拡散部材１６は局所的なｘｙｚ直交座標を基準に示している。なお、ホルダー４１に拡散部材１６の移動に作用するばねを用いてもよい。ホルダー４１、延いては拡散部材１６の位置情報は、不図示の位置情報取得部によって所定のタイミングで取得される。ホルダー４１は、ガイド部材４２を構成する２つのガイド軸を通す２つの軸受部４１ａを有している。軸受部４１ａは、ガイド軸４２ａに沿ったホルダー４１の滑らかでがたつきのない移動を可能にする。駆動装置６２は、中間スクリーン１６ｍをガイド軸４２ａに沿った所定の範囲の往復運動で虚像距離を切り替える。これにより、連続的に距離を変化させることができる。また、装置を小型化することができる。
【００３４】
ガイド軸４２ａは、支持体４２ｂ，４２ｃに支持されて不図示の基板上に固定されている。ガイド軸４２ａは、ホルダー４１の軸受部４１ａに挿通されて光軸ＡＸ方向に摺動する。アクチュエーター４３は、モーターその他の動力源からなる本体４３ａと、本体４３ａからの駆動力をホルダー４１に伝達する動力伝達部４３ｂとを有する。動力伝達部４３ｂは、本体４３ａからの回転動作を光軸ＡＸに沿った往復動作に変換してホルダー４１に伝達して、ホルダー４１又は拡散部材１６を光軸ＡＸに沿って往復運動させる。アクチュエーター４３は、リニアモーターのようにホルダー４１を光軸ＡＸ方向に直接進退させるものであってもよく、サーボモーター、ステッピングモーター等を用いた別の駆動機構とすることもできる。
【００３５】
拡散部材１６は、支持部材６２ａに支持されている。支持部材６２ａは、駆動装置６２の台座６２ｂに光軸ＡＸ方向に沿った所定の範囲内で移動可能に取り付けられている。拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍが移動範囲の最も上流側（つまり、虚像生成光学系１７に最も近い上側）に配置されたタイミングでは、この時点で中間スクリーン１６ｍに表示されている画像が、ハーフミラーである表示スクリーン（コンバイナー）２０の背後の最も近くに虚像として表示される。また、拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍが移動範囲の最も下流側（つまり、虚像生成光学系１７から最も遠い下側）に配置されたタイミングでは、この時点で中間スクリーン１６ｍに表示されている画像が、ハーフミラーである表示スクリーン（コンバイナー）２０の背後の最も遠くに虚像として表示される。
【００３６】
虚像生成光学系１７は、拡散部材１６の中間スクリーン１６ｍに形成された中間像ＴＩを表示スクリーン２０と協働して拡大する拡大光学系であり、運転者ＵＮの前方に虚像としての表示像ＩＭを形成する。虚像生成光学系１７は、第１ミラー１７ａと第２ミラー１７ｂとで構成される。第１及び第２ミラー１７ａ，１７ｂは、全体として凹形状を有する自由曲面ミラーとする構成や、または凹形状と凸形状との組み合わせで構成するタイプがあり、光学的なパワーを有している。ここで、自由曲面形状は、非球面も含むものである。
【００３７】
射出側合成光学系３０ｂにおいて、拡散部材１６の中間スクリーン１６ｍは、画角に対応して矩形の輪郭を有する。中間スクリーン１６ｍの短辺方向及び長辺方向は、中間スクリーン１６ｍ上の中間像ＴＩの形から定義され、例えば横長の虚像を表示させるケースを考えると、短辺方向は、虚像の鉛直方向又は垂直方向（Ｙ方向）に対応し、長辺方向は、虚像の水平方向（Ｘ方向）に対応する。
【００３８】
図２に戻って、ハウジング１４は、表示光ＨＫを通過させる開口１４ａを有し、この開口１４ａには、フィルム又は薄板状の光透過部材１４ｂを配置することができる。
【００３９】
図４は、移動体用表示システム２００を説明するブロック図であり、移動体用表示システム２００は、その一部としてヘッドアップディスプレイ装置１００を含む。このヘッドアップディスプレイ装置１００は、図２に示す構造を有するものであり、ここでは説明を省略する。図４に示す移動体用表示システム２００は、移動体である自動車等に組み込まれるものである。
【００４０】
移動体用表示システム２００は、ヘッドアップディスプレイ装置１００のほかに、運転者検出部７１と、環境監視部７２と、主制御装置９０とを備える。
【００４１】
運転者検出部７１は、運転者ＵＮの存在や視点位置を検出する部分であり、運転席用カメラ７１ａと、運転席用画像処理部７１ｂと、運転席画像判断部７１ｃとを備える。運転席用カメラ７１ａは、車体２内のダッシュボード４の運転席正面に設置されており（図１（Ｂ）参照）、運転者ＵＮの頭部及びその周辺の画像を撮影する。運転席用画像処理部７１ｂは、運転席用カメラ７１ａで撮影した画像に対して明るさ補正等の各種画像処理を行って運転席画像判断部７１ｃでの処理を容易にする。運転席画像判断部７１ｃは、運転席用画像処理部７１ｂを経た運転席画像からオブジェクトの抽出又は切り出しを行うことによって運転者ＵＮの頭部や目を検出するとともに、運転席画像に付随する奥行情報から車体２内における運転者ＵＮの頭部の存否とともに運転者ＵＮの目の空間的な位置（結果的に視線の方向）を算出する。
【００４２】
環境監視部７２は、前方に近接する自動車、自転車、歩行者等を識別する部分であり、外部用カメラ７２ａと、外部用画像処理部７２ｂと、外部画像判断部７２ｃとを備える。外部用カメラ７２ａは、車体２内外の適所に設置されており、運転者ＵＮ又はフロントガラス８の前方、側方等の外部画像を撮影する。外部用画像処理部７２ｂは、外部用カメラ７２ａで撮影した画像に対して明るさ補正等の各種画像処理を行って外部画像判断部７２ｃでの処理を容易にする。外部画像判断部７２ｃは、外部用画像処理部７２ｂを経た外部画像からオブジェクトの抽出又は切り出しを行うことによって自動車、自転車、歩行者等の対象物の存否を検出するとともに、外部画像に付随する奥行情報から車体２前方における対象物の空間的な位置を算出する。また、外部画像判断部７２ｃによって、自動車の走行状態の情報を得ることもできる。
【００４３】
なお、運転席用カメラ７１ａや外部用カメラ７２ａ、特に外部用カメラ７２ａは、図示を省略しているが、例えば複眼型の３次元カメラである。つまり、両カメラ７１ａ，７２ａは、結像用のレンズと、ＣＭＯＳその他の撮像素子とを一組とするカメラ素子をマトリックス状に配列したものであり、撮像素子用の駆動回路をそれぞれ有する。各カメラ７１ａ，７２ａを構成する複数のカメラ素子は、例えば奥行方向の異なる位置にピントを合わせるようになっており、或いは相対的な視差を検出できるようになっており、各カメラ素子から得た画像の状態（フォーカス状態、オブジェクトの位置等）を解析することで、画像内の各領域又はオブジェクトまでの距離を判定できる。
【００４４】
また、上記のような複眼型のカメラ７１ａ，７２ａに代えて、２次元カメラと赤外距離センサーとを組み合わせたものを用いても、撮影した画面内の各部（領域又はオブジェクト）に関して奥行方向の距離情報を得ることができる。また、複眼型のカメラ７１ａ，７２ａに代えて、２つの２次元カメラを分離配置したステレオカメラによって、撮影した画面内の各部（領域又はオブジェクト）に関して奥行方向の距離情報を得ることができる。その他、単一の２次元カメラにおいて、焦点距離を高速で変化させながら撮像を行うことによっても、撮影した画面内の各部に関して奥行方向の距離情報を得ることができる。
【００４５】
表示制御部１８は、主制御装置９０の制御下で虚像表示光学系３０を動作させて、表示スクリーン２０の背後に虚像距離又は投影距離が変化する３次元的な表示像ＩＭを表示させる。表示制御部１８は、主制御装置９０を介して環境監視部７２から受信した表示形状や表示距離を含む表示情報から、虚像表示光学系３０に表示させる表示像ＩＭを生成する。表示像ＩＭは、例えば表示スクリーン２０の背後に存在する自動車、自転車、歩行者その他の対象物に対してその奥行き位置方向に関して周辺に位置する表示枠のような標識とすることができる。
【００４６】
表示制御部１８は、主制御装置９０を介して運転者検出部７１から運転者ＵＮの存在や目の位置に関する検出出力を受け取る。これにより、虚像表示光学系３０による表示像ＩＭの投影の自動的な開始や停止が可能になる。また、運転者ＵＮの視線の方向のみに表示像ＩＭの投影を行うこともできる。さらに、運転者ＵＮの視線の方向の表示像ＩＭのみを明るくする、点滅する等の強調を行った投影を行うこともできる。
【００４７】
切替制御部１９は、駆動装置６２のアクチュエーター４３を動作させる。切替制御部１９は、主制御装置９０の制御下で不図示の位置情報取得部の位置検出結果に基づいてアクチュエーター４３を動作させて、拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍを移動させる。つまり、切替制御部１９は、アクチュエーター４３を適宜動作させて拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍを光軸ＡＸに沿って変位させることで、表示像ＩＭの表示位置を変化させる。この際、表示制御部１８によって、表示像ＩＭの表示位置又は表示距離に応じて表示素子１１に表示させる内容を変化させる。ここで、表示制御部１８は、拡散部材１６をある位置（図５に示す表示位置Ａ１）から別の位置（図５に示す表示位置Ａ２）に移動させる際に、表示位置Ａ１と表示位置Ａ２との間にも表示素子１１を動作させ、２距離間の遷移に対応する像を連続表示させる。これにより、２つの距離間に飛びが生じることを防ぐことができる。
【００４８】
図５は、拡散部材１６の回転に伴う中間像ＴＩの位置の変化と画像の表示タイミングとの関係を具体的に例示する図である。拡散部材１６の機能領域ＦＡは、例えば光軸ＡＸ方向に沿ってサインカーブ状の経時パターンＰＡで繰り返し移動しており、中間像ＴＩの位置も、表示素子１１が連続表示を行っている場合、図示のように光軸ＡＸ方向に沿って例えばサインカーブ状の経時パターンＰＡで繰り返し移動する。つまり、中間像ＴＩの位置は、拡散部材１６の回転に伴って連続的に変化する。表示素子１１は、表示位置Ａ１において所定の時間内に定常状態の画像を表示し、表示位置Ａ２において所定の時間内に定常状態の画像を表示する。ここで、定常状態の画像とは、所定の虚像距離において表示すべき所定の画像を意味し、同一の画像でなくてもよい。また、既に説明したように、表示素子１１は、表示位置Ａ１と表示位置Ａ２との間において所定フレーム数の画像を表示する。なお、例えば１つのカラー画像を表示する場合、ＲＧＢの１組を１フレームとしてもよいし、３フレームとしてもよい。また、機能領域ＦＡは、光軸ＡＸ方向に沿って繰り返し周期的に移動させてもよい。
【００４９】
なお、切替部である駆動装置６２によって虚像距離を切り替えたことを運転者ＵＮに知らせるため、切り替えの途中で一瞬表示像ＩＭを消すこともできる。また、虚像距離を切り替えたことを運転者ＵＮに知らせるため、切り替え途中の表示輝度を暗くすることもできる。これにより、輝度の低下により切り替えの際の違和感を減らすこともできる。表示制御部１８及び切替制御部１９に用いられる表示切替アルゴリズムは、自動車等の走行速度、車外輝度、雨、雪、霧等の運転者にとって視点が近くなる天候等の条件により変更する。また、表示制御部１８は、自動車等の走行速度が速ければ遠い側に表示し、走行速度が遅ければ近い側に表示する。切替制御部１９は、先行車との車間距離に応じて、虚像距離の遠い側及び近い側を切り替える。表示制御部１８及び切替制御部１９は、危険性等の状態に合わせて表示切り替えを行う。例えば危険性の状態によって表示切り替えを行う際のスピードを速める等、表示制御部１８及び切替制御部１９の切替スピードを変更する。
【００５０】
２つの定常状態の時間をｔ１，ｔ２とし、２つの定常状態間の遷移状態の時間をΔｔとし、遷移状態における実際の画像表示時間（つまり遷移の途中で画像表示を行う時間）をｔｐとしたとき、以下の条件式を満たすことが望ましい。
ｔｐ＜Δｔ＜ｔ１
ｔｐ＜Δｔ＜ｔ２
つまり、遷移状態の時間Δｔは定常状態の時間ｔ１，ｔ２よりも短い。遷移状態の時間Δｔと定常状態の時間ｔ１，ｔ２とは、例えば１ケタ程度の時間差があってもよい。
【００５１】
主制御装置９０は、ヘッドアップディスプレイ装置１００、環境監視部７２等の動作を調和させる役割を有し、環境監視部７２によって検出した対象物の空間的な位置に対応するように、虚像表示光学系３０によって投影される表示枠の空間的な配置を調整する。
【００５２】
図６は、具体的な表示状態を説明する図である。観察者である運転者ＵＮの前方は観察視野に相当する検出領域となっている。自動車の走行速度や走行シーンによって運転者ＵＮに近い側における表示像ＩＭ１に表示させる虚像距離Ｌ１と、遠い側における表示像ＩＭ２を表示させる虚像距離Ｌ２との２距離間において表示を切り替える例について考える。具体的には、走行シーンに応じて例えば速度メーターの画像を近側から遠側への表示に切り替える。主制御装置９０は、ヘッドアップディスプレイ装置１００によって近側の虚像距離Ｌ１及び遠側の虚像距離Ｌ２に表示すべき表示像（虚像）ＩＭ１，ＩＭ２１を投影させる。この際、図示を省略するが、本実施形態において、表示像ＩＭ１，ＩＭ２間においても虚像距離の遷移時に対応する表示像が表示されている。
【００５３】
以上で説明したヘッドアップディスプレイ装置１００によれば、虚像表示を不連続的で離散的な虚像距離に設定した場合に距離切り替え時の表示像が表示されないことに起因する像飛びを低減することができる。これにより、運転者ＵＮが距離切り替え時に感じる違和感を低減することができる。
【００５４】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置について説明する。なお、第２実施形態のヘッドアップディスプレイ装置は第１実施形態のヘッドアップディスプレイ装置を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
【００５５】
図７（Ａ）及び７（Ｂ）に示すように、拡散部材１６は、全体として円板に近い輪郭を有する螺旋状の回転体（回転ディスク）１６ａと、回転体１６ａを収納する円筒状の中空枠体１６ｂとを有する。拡散部材１６は、図１に示す投影光学系１５による投影位置又は結像位置（つまり中間像の結像予定位置又はその近傍）に配置され、不図示の回転駆動部に駆動されて例えば一定速度で光軸ＡＸに平行な回転軸（基準軸）ＳＸの周りに回転する。
【００５６】
回転体１６ａは、中間スクリーン１６ｍを有し、中央部１６ｃと外周光学部１６ｄとを有する。回転体１６ａには中間スクリーン１６ｍが設けられている。回転体１６ａの外周光学部１６ｄに形成された一方の表面１６ｆは、平滑面又は光学面に形成されており、表面１６ｆ上には、全域に亘って拡散面１６ｇが形成されている。拡散面１６ｇは、配光角を所望の角度に制御する部分である。拡散面１６ｇは、回転体１６ａに貼り付けられるシートでもよいし、回転体１６ａの表面に形成された微細な凹凸パターンであってもよい。また、拡散面１６ｇは、回転体１６ａの内部に埋め込むように形成されたものであってもよい。拡散面１６ｇは、入射した表示光ＨＫを拡散させることによって中間像ＴＩを形成する。回転体１６ａの外周光学部１６ｄに形成された他方の表面１６ｈは、平滑面又は光学面に形成されている。回転体１６ａは、光透過性を有する螺旋状の部材であり、一対の表面１６ｆ，１６ｈは、回転軸ＳＸを螺旋軸とする螺旋面となっている。結果的に、一方の表面１６ｆ上に形成された拡散面１６ｇも連続的な螺旋面に沿って形成されたものとなっている。回転体１６ａ又は中間スクリーン１６ｍは、回転軸ＳＸ又は光軸ＡＸ方向に関してほぼ等しい厚みｔを有する。拡散面１６ｇは、螺旋の一周期に対応する範囲に形成されている。つまり、拡散面１６ｇは、螺旋の１ピッチ分の範囲に形成されている。
【００５７】
中間スクリーン１６ｍは、一方の表面１６ｆ上に２つの平坦部１６ｉ，１６ｊと、２つの接続部１６ｋ，１６ｌとを有する。中間スクリーン１６ｍが、少なくとも１つの平坦部１６ｉ，１６ｊと接続部１６ｋ，１６ｌとを有することにより、予め設定された虚像距離への投影を対応する平坦部１６ｉ，１６ｊを介して行うことができる。例えば、２つの虚像距離に投影する場合、光軸ＡＸ方向に異なる２つの位置に２つの平坦部１６ｉ，１６ｊがあり、これら２つの平坦部１６ｉ，１６ｊの間を接続部１６ｋ，１６ｌによって繋いで距離の切り替えの際に回転により中間スクリーン１６ｍの位置を移動させることができる。平坦部１６ｉ，１６ｊと接続部１６ｋ，１６ｌとは交互に配置されており、平坦部１６ｉの表面１６ｎと平坦部１６ｊの表面１６ｏとの光軸ＡＸ上の距離は所定間隔離れている。接続部１６ｋ，１６ｌは、平坦部１６ｉ，１６ｊ間の段差を緩やかに繋いている。この結果、拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍの周に沿った２箇所に段差部１６ｐが形成されている。中間スクリーン１６ｍの接続部１６ｋ，１６ｌは、投影光学系１５の光軸ＡＸ方向に連続的に位置が変化する面１６ｑを有している。中間スクリーン１６ｍの接続部１６ｋ，１６ｌは、螺旋形状を有している。つまり、中間スクリーン１６ｍは、１周のうち接続部１６ｋ，１６ｌにおいて、部分的に螺旋形状を有している。中間スクリーン１６ｍにおいて、接続部１６ｋ，１６ｌが螺旋形状を有し、平坦部１６ｉ，１６ｊと接続する構成とすることで、中間スクリーン１６ｍに設けた拡散面１６ｇの光軸ＡＸ方向の位置を連続的に変化させることが可能となり、虚像距離（投影距離）を変化させる投影が可能となる。
【００５８】
回転体１６ａにおいて、周方向に沿った１箇所は、本体光学系１３の光軸ＡＸが通る機能領域ＦＡとなっており、機能領域ＦＡにおける拡散面１６ｇの部分によって中間像ＴＩが形成される。この機能領域ＦＡは、回転体１６ａの回転に伴って回転体１６ａ上において一定速度で移動する。つまり、回転体１６ａを回転させつつその一部である機能領域ＦＡに表示光（映像光）ＨＫを入射させることで、機能領域ＦＡ又は中間像ＴＩの位置が光軸ＡＸに沿って往復移動する（表示素子１１の表示が動作していなければ、必ずしも表示としての中間像は形成されないが、中間像が形成されるであろう位置も中間像の位置と呼ぶ）。図示の例では、拡散面１６ｇが螺旋の一周期に対応する範囲に形成されているので、回転体１６ａの１回転で拡散面１６ｇの機能領域ＦＡ又は中間像ＴＩは、光軸ＡＸ方向に段差に相当する距離だけ１往復することになる。
【００５９】
なお、投影光学系１５は、拡散部材１６に設けた中間スクリーン１６ｍ又は拡散面１６ｇの位置によってピントぼけが生じないように、機能領域ＦＡの移動範囲以上の所定の焦点深度を有する。
【００６０】
中空枠体１６ｂは、円柱状の外形輪郭を有し、側面部１６ｒと一対の端面部１６ｓ，１６ｔとで構成される。側面部１６ｒと一対の端面部１６ｓ，１６ｔとは、光透過性を有する同一の材料で形成されている。ただし、側面部１６ｒは、光透過性を有していなくてもよい。一方の端面部１６ｓは、平行平板であるが、自由曲面形状や非球面形状を有するものとできる。同様に、他方の端面部１６ｔも、平行平板であるが、自由曲面形状や非球面形状を有するものとできる。中空枠体１６ｂ中の回転体１６ａは、一対の中心軸部６５を介して中空枠体１６ｂに固定されており、中空枠体１６ｂと回転体１６ａとは回転軸ＳＸの周りに一体的に回転する。このように、拡散面１６ｇを設けた回転体１６ａを中空枠体１６ｂ中に配置することで、回転体１６ａに塵等が付着することを抑制でき、回転体１６ａの回転に伴う音の発生を抑制することができ、回転体１６ａの高速での回転を安定化させることが容易になる。なお、回転体１６ａは、その外周部分において中空枠体１６ｂに固定してもよい。
【００６１】
切替部である駆動装置６２は、回転体１６ａを回転軸ＳＸを中心に一方向で回転させて光軸ＡＸ方向の中間スクリーン１６ｍの位置を変化させている。これにより、連続的に距離を変化させることができる。また、装置を小型化することができる。
【００６２】
具体的には、駆動装置６２に設けた不図示の回転駆動部によって拡散部材１６を一定速度で回転軸ＳＸの周りに回転させることで、回転体１６ａ又は中間スクリーン１６ｍの拡散面１６ｇが光軸ＡＸと交差する位置（つまり機能領域ＦＡ）も光軸ＡＸ方向に移動する。つまり、例えば図７（Ｃ）に示すように、回転体１６ａの回転に伴って、中間スクリーン１６ｍ上の機能領域ＦＡは、例えば等角度でずれた位置に設定された隣接する機能領域ＦＡ’に順次シフトし、光軸ＡＸ方向に移動する。このような機能領域ＦＡの光軸ＡＸ方向への移動により、中間像ＴＩの位置も光軸ＡＸ方向に移動させることができる。拡散部材１６が回転軸ＳＸの周りに回転して機能領域ＦＡに対応する中間像ＴＩの位置が光軸ＡＸ方向に繰り返し移動し、虚像生成光学系１７によって表示スクリーン２０の背後に形成される虚像としての表示像ＩＭと観察者である運転者ＵＮとの距離を長く、又は短くすることができる。
【００６３】
図２に示す投影光学系１５からの表示光ＨＫは、図７（Ａ）に示す中間スクリーン１６ｍの拡散面１６ｇを通過して拡散度が調整され、虚像生成光学系１７を経て表示スクリーン２０で反射される。
【００６４】
図８に示すように、中間スクリーン１６ｍの１周期が中間スクリーン１６ｍの角度領域Ｔ１〜Ｔ４に対応する。表示素子１１は、中間スクリーン１６ｍの角度領域Ｔ１，Ｔ３において、平坦部１６ｉ，１６ｊに対応する表示位置Ａ１，Ａ２に中間像ＴＩとして所定時間内に定常状態の画像を表示する。また、既に説明したように、表示素子１１は、表示位置Ａ１と表示位置Ａ２との間において所定フレーム数の画像を表示する。なお、角度領域Ｔ１〜Ｔ４は、等間隔でなくてもよく、仕様によって適宜角度領域を変更することができる。これにより、所定の虚像距離における表示像ＩＭの表示時間を変更することができる。
【００６５】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置について説明する。なお、第３実施形態のヘッドアップディスプレイ装置は第１実施形態のヘッドアップディスプレイ装置を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
【００６６】
図９（Ａ）〜９（Ｃ）に示すように、中間スクリーン１６ｍは、一方の表面１６ｆ上に２つの平坦部１６ｉ，１６ｊと、１つの接続部１６ｋとを有する。接続部１６ｋは、２つの平坦部１６ｉ，１６ｊの端部と接続しており、平坦部１６ｉ，１６ｊ間の段差を緩やかに繋ぐ段差部１６ｐを有している。また、他方の２つの平坦部１６ｉ，１６ｊ間の端部は、段差部１６ｕで繋がれており、平坦部１６ｉの表面１６ｎと平坦部１６ｊの表面１６ｏとの光軸ＡＸ上の距離は所定間隔離れている。この結果、拡散部材１６の周に沿った２箇所に段差部１６ｐ，１６ｕが形成されている。
【００６７】
切替部である駆動装置６２は、段差部１６ｕを切替の基準として回転体１６ａを回転軸ＳＸを中心に往復方向で回転させて光軸ＡＸ方向の中間スクリーン１６ｍの位置を変化させている。
【００６８】
図１０に示すように、中間スクリーン１６ｍの１周期が中間スクリーン１６ｍの角度領域Ｔ１〜Ｔ３に対応する。表示素子１１は、中間スクリーン１６ｍの角度領域Ｔ１，Ｔ３において、平坦部１６ｉ，１６ｊに対応する表示位置Ａ１，Ａ２に中間像ＴＩとして所定時間内に定常状態の画像を表示する。また、既に説明したように、表示素子１１は、表示位置Ａ１と表示位置Ａ２との間において所定フレーム数の画像を表示する。
【００６９】
以上では、具体的な実施形態としてのヘッドアップディスプレイ装置について説明したが、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、上記のものには限られない。例えば、上記実施形態において、ヘッドアップディスプレイ装置１００の配置を上下反転させて、フロントガラス８の上部又はサンバイザー位置に表示スクリーン２０を配置することもできる。この場合、描画ユニット１０の斜め下方前方に表示スクリーン２０が配置される。上記実施形態では表示スクリーン２０を平面又は凹面としたが、対称性をもたない自由曲面であってもよい。
【００７０】
上記実施形態において、表示スクリーン２０の輪郭は、矩形に限らず、様々な形状とすることができる。
【００７１】
図２等に示す本体光学系１３は、単なる例示であり、これら本体光学系１３の光学的構成については適宜変更することができる。例えば、虚像生成光学系１７又は投影光学系１５の光路中において、光学的なパワーを持たない１つ以上のミラーを配置してもよい。
【００７２】
また、上記実施形態において、描画デバイスである表示素子１１として、ＤＭＤやＬＣＯＳ等を用いたが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：liquid crystal display）や、他の種類の表示デバイス、例えば有機ＥＬを用いてもよい。また、表示素子１１は、反射型の素子の代わりに、ＭＥＭＳを利用した走査型の映像デバイスを用いてもよい。この場合、レーザー光をＭＥＭＳで走査して中間スクリーン１６ｍ上に投影し、中間スクリーン１６ｍを移動させる。
【００７３】
また、上記実施形態において、表示スクリーン２０としてコンバイナーを設けずに、図１（Ａ）に示すフロントガラス（ウインドシールド）８に設けてもよい（図２参照）。具体的には、例えばフロントウインドウを形成するフロントガラス（ウインドシールド）８の運転席正面に設けた矩形の反射領域の内側に表示スクリーン２０を貼り付けてもよい。なお、表示スクリーン２０は、フロントガラス８内に埋め込むこともできる。
【００７４】
また、上記実施形態において、中間スクリーン１６ｍの構成は、ＨＵＤ装置１００の仕様に応じて適宜変更することができる。例えば、中間スクリーン１６ｍは、短辺方向や長辺方向に偏向特性や拡散特性を有する構成としてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態において、２つの虚像距離において定常状態の画像に対応する表示像ＩＭを表示する例を挙げたが、３つ以上の虚像距離に表示像ＩＭを表示してもよい。この場合、表示する虚像距離を段階的に切り替えるだけでなく、不規則又は非一様に切り替えてもよい。複数の虚像距離に表示像ＩＭを表示可能とすれば、高速走行時や低速走行時の切り替えだけでなく、例えば速度に関係なく車間が変化した場合に前方車両より近い位置に表示像ＩＭを表示させる機能を追加することもでき、運転者ＵＮに違和感なく情報伝達することができる。
【００７６】
また、上記実施形態において、拡散部材１６又は中間スクリーン１６ｍを移動させて虚像距離を切り替えたが、表示素子１１を移動させて虚像距離を切り替えてもよい。
【００７７】
以上で説明したヘッドアップディスプレイ装置１００は、自動車やその他移動体に搭載される投影装置に限らず、例えばデジタルサイネージ等に組み込むことができるが、これら以外の用途に適用することもできる。
【符号の説明】
【００７８】
２…車体、  ８…フロントガラス、  １０…描画ユニット、  １１…表示素子、  １３…本体光学系、  １５…投影光学系、  １５ａ…本体レンズ、  １５ｂ…ミラー、  １６…拡散部材、  １６ａ…回転体、  １６ｉ，１６ｊ…平坦部、  １６ｋ，１６ｌ    …接続部、  １６ｍ…中間スクリーン、  １６ｐ，１６ｕ…段差部、  １７…虚像生成光学系、  １７ａ，１７ｂ…ミラー、  １８…表示制御部、  １９…切替制御部、  ２０…表示スクリーン、  ３０…虚像表示光学系、  ３０ａ…結像光学系、  ３０ｂ…射出側合成光学系、  ６２…駆動装置、  ９０…主制御装置、  １００…ヘッドアップディスプレイ装置、  ２００…移動体用表示システム、  ＡＸ…光軸、  ＥＢ…アイボックス、  ＦＡ…機能領域、  ＨＫ…表示光、  ＩＭ，ＩＭ１，ＩＭ２…表示像、  ＳＸ…回転軸、  ＴＩ…中間像、  ＵＮ…運転者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020042155.tif 000009
【図８】
2020042155.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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