(57)【要約】  ヘッドアップディスプレイは、移動体の運転者に虚像として認識させる画像（表示画像）を形成するための光を投射する光源と、表示画像の第１領域を形成するために光源から投射された光を反射して、運転者に導く第１コンバイナと、表示画像の、第１領域とは異なる第２領域を形成するために光源から投射された光を反射して、運転者に導く第２コンバイナと、を備える。第１コンバイナと第２コンバイナとは、光源からの光の一の投射方向への距離、及び光源に対する取付角度が異なっている。
2013051086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を投射する光源と、
前記画像の第１領域を形成するために前記光源から投射された前記光を反射して、前記運転者に導く第１コンバイナと、
前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光源から投射された前記光を反射して、前記運転者に導く第２コンバイナと、を備え、
前記第１コンバイナと前記第２コンバイナとは、前記光源からの前記光の一の投射方向への距離、及び前記光源に対する取付角度が異なっていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項２】
前記第１領域は、前記光源から投射される光による描画領域のうちの一部であり、
前記第２領域は、前記描画領域のうちの前記第１領域以外の領域の少なくとも一部であり、
前記第１コンバイナは、前記第２コンバイナよりも前記光源からの前記光の一の投射方向への距離が短い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。
【請求項３】
前記画像における前記第１領域の生成元となる画像と、前記画像における前記第２領域の生成元となる画像とで、解像度を変える処理を行う画像処理手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項４】
前記第２領域の生成元となる画像は、前記第１領域の生成元となる画像よりも高い解像度を有することを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項５】
前記第２コンバイナは、前記第１コンバイナを仮想的に面方向に拡大させた場合に、仮想的に拡大された前記第１コンバイナの部分を通過した前記光が入射されるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項６】
前記画像の、前記第１領域と前記第２領域との間には、前記運転者に認識させない第３領域が設けられ、
前記第３領域は、前記第１コンバイナと前記第２コンバイナとの間に設けられた表示禁止エリアに照射されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項７】
前記第１コンバイナは、前記第３領域が照射されない位置に設けられ、
前記第２コンバイナは、前記第３領域が照射されない位置に設けられ、且つ前記表示禁止エリアを通過した光が入射され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。
【請求項８】
前記光源は、前記第１コンバイナ及び前記第２コンバイナの上方に配置され、前記第１コンバイナ及び前記第２コンバイナに向けて、前記光を下方に投射することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項９】
前記光源は、レーザ光を所定の範囲にわたって走査させることで、前記画像を形成させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項１０】
移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を投射する光源と、
前記画像の第１領域を形成するために前記光の一部を前記運転者に導く第１光学部材と、
前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光の残りの一部を前記運転者に導く第２光学部材と、を有し、
前記第１光学部材と前記第２光学部材とは、前記光の１の投射方向に対する距離が異なっていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、虚像として画像を視認させるヘッドアップディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、フロントガラスの面に沿って配設したコンバイナを用いて、運転席前方の視界内に画像を描画する技術が提案されている。具体的には、この技術では、運転視界を確保するための表示禁止エリアへの画像の描画を抑制するべく、下端部に横方向に伸びる帯状の描画エリアと上端部に横方向に伸びる描画エリアとを規定し、これらの描画エリアにのみ画像を描画している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６３２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、特許文献１に記載されたヘッドアップディスプレイ（以下、適宜「ＨＵＤ」と表記する。）では、表示禁止エリアを除いた上下のエリアしか描画エリアとして用いることができなかった。そのため、ＨＵＤによる描画エリアが小さくなってしまっていた。具体的には、ＨＵＤの表示能力による描画可能なエリアに比して、実際に用いる描画エリアがかなり小さくなってしまっていた。【０００５】
本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、広い描画エリアを適切に確保することが可能なヘッドアップディスプレイを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、ヘッドアップディスプレイは、移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を投射する光源と、前記画像の第１領域を形成するために前記光源から投射された前記光を反射して、前記運転者に導く第１コンバイナと、前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光源から投射された前記光を反射して、前記運転者に導く第２コンバイナと、を備え、前記第１コンバイナと前記第２コンバイナとは、前記光源からの前記光の一の投射方向への距離、及び前記光源に対する取付角度が異なっている。【０００７】
請求項１０に記載の発明では、ヘッドアップディスプレイは、移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を投射する光源と、前記画像の第１領域を形成するために前記光の一部を前記運転者に導く第１光学部材と、前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光の残りの一部を前記運転者に導く第２光学部材と、を有し、前記第１光学部材と前記第２光学部材とは、前記光の１の投射方向に対する距離が異なっている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例に係るＨＵＤの概略構成図を示す。
【図２】第１コンバイナ及び第２コンバイナについての、光源からの光の一の投射方向への距離を説明するための図を示す。
【図３】第１コンバイナ及び第２コンバイナの位置関係をより具体的に説明するための図を示す。
【図４】本実施例に係るＨＵＤによる描画エリアを示す。
【図５】第１比較例及び第２比較例を説明するための図を示す。
【図６】第３比較例を説明するための図を示す。
【図７】第４比較例を説明するための図を示す。
【図８】変形例に係るＨＵＤの概略構成図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の１つの観点では、ヘッドアップディスプレイは、移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を投射する光源と、前記画像の第１領域を形成するために前記光源から投射された前記光を反射して、前記運転者に導く第１コンバイナと、前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光源から投射された前記光を反射して、前記運転者に導く第２コンバイナと、を備え、前記第１コンバイナと前記第２コンバイナとは、前記光源からの前記光の一の投射方向への距離、及び前記光源に対する取付角度が異なっている。
【００１０】
上記のヘッドアップディスプレイは、車両などの移動体に搭載されて利用される。光源は、移動体の運転者に虚像として認識させる画像（以下、適宜「表示画像」と呼ぶ。）を形成するための光を投射する。第１コンバイナは、表示画像の第１領域を形成するために光源から投射された光を反射して、運転者に導く。第２コンバイナは、表示画像において第１領域とは異なる第２領域を形成するために光源から投射された光を反射して、運転者に導く。そして、第１コンバイナと第２コンバイナとは、光源からの光の一の投射方向への距離、及び光源に対する取付角度が異なっている。このように構成された第１コンバイナ及び第２コンバイナを用いることで、広い描画エリアを適切に確保することが可能となる。
【００１１】
上記のヘッドアップディスプレイにおいて好適には、前記第１領域は、前記光源から投射される光による描画領域のうちの一部であり、前記第２領域は、前記描画領域のうちの前記第１領域以外の領域の少なくとも一部であり、前記第１コンバイナは前記第２コンバイナよりも前記光源からの前記光の一の投射方向への距離が短い。
【００１２】
上記のヘッドアップディスプレイの他の一態様では、前記画像における前記第１領域の生成元となる画像と、前記画像における前記第２領域の生成元となる画像とで、解像度を変える処理を行う画像処理手段を更に有する。
【００１３】
第１コンバイナを経由した光源からアイポイントまでの光学的な距離と、第２コンバイナを経由した光源からアイポイントまでの光学的な距離とが異なるため、第１コンバイナによって描画される画像（第１領域に対応する画像）と、第２コンバイナによって描画される画像（第２領域に対応する画像）とでは、光学距離の違いにより表示できる解像度が異なる傾向にある。従って、上記したように画像処理手段が解像度を変える処理を行うことで、第１領域に対応する画像と第２領域に対応する画像との解像度の違いを抑制することができる。
【００１４】
好適には、前記第２領域の生成元となる画像は、前記第１領域の生成元となる画像よりも高い解像度を有する。
【００１５】
また、上記のヘッドアップディスプレイにおいて好適には、前記第２コンバイナは、前記第１コンバイナを仮想的に面方向に拡大させた場合に、仮想的に拡大された前記第１コンバイナの部分を通過した前記光が入射されるように配置されている。
【００１６】
上記のヘッドアップディスプレイの他の一態様では、前記画像の、前記第１領域と前記第２領域との間には、前記運転者に認識させない第３領域が設けられ、前記第３領域は、前記第１コンバイナと前記第２コンバイナとの間に設けられた表示禁止エリアに照射される。これにより、表示禁止エリアに画像を表示しないといった制限を遵守しつつ、広い描画エリアを適切に確保することが可能となる。例えば、第３領域は、第１コンバイナ及び第２コンバイナの取り付け公差などで描画できない領域に相当する。
【００１７】
好適には、前記第１コンバイナは、前記第３領域が照射されない位置に設けられ、前記第２コンバイナは、前記第３領域が照射されない位置に設けられ、且つ前記表示禁止エリアを通過した光が入射される。
【００１８】
好適な例では、前記光源は、前記第１コンバイナ及び前記第２コンバイナの上方に配置され、前記第１コンバイナ及び前記第２コンバイナに向けて、前記光を下方に投射する。
【００１９】
また好適な例では、前記光源は、レーザ光を所定の範囲にわたって走査させることで、前記画像を形成させる。
【００２０】
本発明の他の観点では、ヘッドアップディスプレイは、移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を投射する光源と、前記画像の第１領域を形成するために前記光の一部を前記運転者に導く第１光学部材と、前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光の残りの一部を前記運転者に導く第２光学部材と、を有し、前記第１光学部材と前記第２光学部材とは、前記光の１の投射方向に対する距離が異なっている。
【実施例】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。【００２２】
［装置構成］
図１は、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）１の概略構成図である。ＨＵＤ１は、光源２と、第１コンバイナ３と、第２コンバイナ４とを有する。ＨＵＤ１は、車両などの移動体に搭載されて利用される。【００２３】
光源２は、図示しない支持部材を介して車両の天井部に設置され、運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させる画像（以下、適宜「表示画像」と呼ぶ。）を形成するための光を第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４に向けて投射する。第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４は光源２の下方に設けられており、光源２は、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４に向けて光を下方に投射する。【００２４】
具体的には、光源２は、制御部２１による制御の元、表示画像を形成するための光を第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４に投射する。詳しくは、光源２は、表示画像における第１領域を形成するための光を第１コンバイナ３に投射し、表示画像における第１領域とは異なる第２領域を形成するための光を第２コンバイナ４に投射する。第１領域は、表示画像において上の部分を構成する画像領域であり、第２領域は、表示画像において第１領域よりも下の部分を構成する画像領域である。例えば、光源２は、レーザ光を所定の範囲にわたって走査（スキャン）させることで表示画像を形成させる。光源２内の制御部２１は、図示しないＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭなどを有し、ＨＵＤ１についての全般的な制御を行う。【００２５】
第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４は、それぞれ、光源２から投射された光が投影される。第１コンバイナ３は、上記した第１領域を形成するために光源２から投射された光を運転者のアイポイントへ反射することで、表示画像の第１領域に対応する虚像Ｉｖ１を運転者に視認させる。第２コンバイナ４は、上記した第２領域を形成するために光源２から投射された光を運転者のアイポイントへ反射することで、表示画像の第２領域に対応する虚像Ｉｖ２を運転者に視認させる。【００２６】
第１コンバイナ３は第２コンバイナ４の上方に設けられている、言い換えると第２コンバイナ４は第１コンバイナ３の下方に設けられている。また、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４は、両方とも、図１において一点鎖線で示された、運転視界を確保するために画像の表示が禁止された表示禁止エリアＡｒ１（例えば法上で規定されたエリア）に含まれないような位置に設けられている。第１コンバイナ３は、表示禁止エリアＡｒ１の上方に設けられ、第２コンバイナ４は、表示禁止エリアＡｒ１の下方に設けられている。【００２７】
更に、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４は、図示しない支持軸を介して車両に取り付けられ、当該支持軸を軸として回動する。これにより、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４のそれぞれから反射された光が運転者の目に適切に入射されるように、運転者の目の位置に合わせて、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４の取付角度をそれぞれ変えることができる。基本的には、第１コンバイナ３と第２コンバイナ４では、光源２に対する取付角度が異なる傾向にある。【００２８】
次に、図２及び図３を参照して、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４の構成について具体的に説明する。【００２９】
図２は、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４についての、光源２からの光の一の投射方向への距離を説明するための図を示す。ここでは、光源２から第１コンバイナ３までの光学的な距離、及び光源２から第２コンバイナ４までの光学的な距離を、光源２からの光の一の投射方向への距離を用いて規定する。この場合、図２に示すように、光源２より光が出射された位置を含む面Ｘを用いて、光源２からの光の一の投射方向への距離を、当該面Ｘからの距離として規定する。【００３０】
このように規定すると、第１コンバイナ３については、光源２からの光の一の投射方向への距離が「Ｌ１」となり、第２コンバイナ４については、光源２からの光の一の投射方向への距離が「Ｌ２」となる。図２より明らかなように、第２コンバイナ４についての光の一の投射方向への距離Ｌ２が、第１コンバイナ３についての光の一の投射方向への距離Ｌ１よりも長いことがわかる。つまり、本実施例では、光源２からの光の一の投射方向への距離が、第１コンバイナ３よりも第２コンバイナ４が長くなるように、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４を配置している。【００３１】
図３は、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４の位置関係をより具体的に説明するための図を示す。本実施例では、光源２から出射された光において、表示画像において上の部分を形成するための光（第１領域を形成するための光に対応する）を第１コンバイナ３に入射させ、第１コンバイナ３で受けきれない、表示画像において下の部分を形成するための光（第２領域を形成するための光に対応する）を第２コンバイナ４に入射させるように、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４を配置している。つまり、本実施例では、表示禁止エリアＡｒ１に画像を表示しないといった制限を遵守しつつ、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４に光源２からの光をできるだけ多く入射させるべく、表示禁止エリアＡｒ１に含まれない、当該表示禁止エリアＡｒ１を挟んだ上下の所定位置に、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４を配置している。【００３２】
第２コンバイナ４の配置位置について、より具体的に説明する。本実施例では、図３の破線で示すように、第２領域を形成するための光を第１コンバイナ３に入射させるべく当該第１コンバイナ３を表示禁止エリアＡｒ１の方向に仮想的に拡大させた場合に、仮想的に拡大された第１コンバイナ３の部分３ａを通過した後の光が入射されるような位置に、第２コンバイナ４を配置している。この場合、第２コンバイナ４には、仮想的に拡大された第１コンバイナ３の部分３ａ及び表示禁止エリアＡｒ１を通過した後の光が入射されることとなる。【００３３】
なお、上記したように第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４を構成すると、第１コンバイナ３を経由した光源２からアイポイントまでの光学的な距離と、第２コンバイナ４を経由した光源２からアイポイントまでの光学的な距離とが異なることとなる。そのため、第１コンバイナ３によって描画される画像（第１領域に対応する画像）と、第２コンバイナ４によって描画される画像（第２領域に対応する画像）とでは、解像度が異なる傾向にある。したがって、表示画像における第１領域の生成元となる画像と、表示画像における第２領域の生成元となる画像とで解像度を変えても良い。例えば、光源２内の制御部２１は、第１領域に対応する表示画像の生成元となる画像を、第２領域に対応する表示画像の生成元となる画像よりも解像度を下げる画像処理を行う、若しくは、第２領域に対応する表示画像の生成元となる画像を、第１領域に対応する表示画像の生成元となる画像よりも解像度を上げる画像処理を行う。このように、制御部２１は、本発明における「画像処理手段」の一例に相当する。【００３４】
［本実施例の作用効果］
次に、上記した本実施例に係るＨＵＤ１の作用効果について説明する。【００３５】
図４は、本実施例に係るＨＵＤ１による描画エリアを示している。図４において太線で囲んだエリアは、ＨＵＤ１によって描画可能なエリア（描画可能エリア）を示している。当該エリアは、エリアＡｒ２ａ、Ａｒ２ｂ、Ａｒ２ｃを有する。なお、本明細書では、ＨＵＤの描画能力などにより定まる描画可能なエリアを「描画可能エリア」と呼び、このような描画可能エリアの中で、実際に画像が描画されるエリアを「描画エリア」と呼ぶこととする。描画エリアは、例えば表示禁止エリアＡｒ１や取り付け公差などの制限に応じて定められる。【００３６】
エリアＡｒ２ａ、Ａｒ２ｃは、ＨＵＤ１によって実際に画像が描画されるエリア（描画エリア）である。具体的には、エリアＡｒ２ａは、第１コンバイナ３による描画エリアであり、エリアＡｒ２ｂは、第２コンバイナ４による描画エリアである。描画エリアＡｒ２ａは、表示画像における第１領域に対応し、描画エリアＡｒ２ｂは、表示画像における第２領域に対応する。他方で、描画エリアＡｒ２ａと描画エリアＡｒ２ｂとの間に位置するエリアＡｒ２ｃは、運転者に認識させないエリア、つまり画像が描画されないエリアである。例えば、エリアＡｒ２ｃは、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４の取り付け公差などで描画できないエリアに相当する。表示禁止エリアＡｒ１は、このエリアＡｒ２ｃ内に含まれる。なお、エリアＡｒ２ｃは、本発明における「第３領域」の一例である。このエリアＡｒ２ｃに、光を投射しなくても良いし（例えばレーザオフ）、実際に光を投射しても良い。【００３７】
図４より、本実施例に係るＨＵＤ１によれば、広い描画エリアが確保されていることがわかる。つまり、本実施例によれば、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４を用いることで、広い描画エリアを適切に確保することができると言える。【００３８】
以下では、比較例を提示することで、比較例と比較しながら、本実施例の作用効果について説明する。【００３９】
図５は、第１比較例及び第２比較例を説明するための図を示す。図５（ａ）は、第１比較例に係るＨＵＤ１ａの概略構成図である。図５（ａ）に示すように、第１比較例に係るＨＵＤ１ａでは、表示禁止エリアＡｒ１の上方に、１つのコンバイナ５ａのみが設けられている。図５（ｂ）は、第２比較例に係るＨＵＤ１ｂの概略構成図である。図５（ｂ）に示すように、第２比較例に係るＨＵＤ１ｂでは、表示禁止エリアＡｒ１の下方に、１つのコンバイナ５ｂ１のみが設けられている。コンバイナ５ｂ１には、ミラー５ｂ２を介して、光源２ｂからの光が入射される。【００４０】
一般的に、ＨＵＤの光源はＴＶなどに使用されている描画ユニットが搭載されており、当該描画ユニットは縦横比で１６:９や４:３などの画像を描画する能力を有している。しかしながら、第１比較例及び第２比較例に係る構成では、表示禁止エリアＡｒ１の制限から、コンバイナ５ａ、５ｂ１の高さが限定されるため、描画ユニットにおける縦方向についての描画能力を使い切ることができない。例えば、第１比較例及び第２比較例に係る構成では、１２８０×７２０の描画能力のあるデバイスを搭載しても、８００×３００だけしか使用できないといった具合に、縦方向に関しては半分以下の描画能力しか使用することができない場合がある。これに対して、本実施例に係るＨＵＤ１では、上記のように構成された第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４を用いることで、広い描画エリアを確保することができるので（図４参照）、ＨＵＤ１による描画能力を十分に使用することができる。【００４１】
図６は、第３比較例を説明するための図を示す。図６（ａ）は、第３比較例に係るＨＵＤ１ｃの概略構成図である。図６（ａ）に示すように、第３比較例に係るＨＵＤ１ｃでは、表示禁止エリアＡｒ１に含まれないフロントガラスの上下の位置に、コンバイナ５ｃ１、５ｃ２（ホログラフィックコンバイナ）がそれぞれ設けられている。コンバイナ５ｃ１、５ｃ２には、ミラー５ｃ３を介して、光源２ｃからの光が入射される。【００４２】
図６（ｂ）は、第３比較例に係るＨＵＤ１ｃによる描画エリアを示している。図６（ｂ）において太線で囲んだエリアは、ＨＵＤ１ｃによる描画可能エリアを示している。当該エリアは、エリアＡｒ３ａ、Ａｒ３ｂ、Ａｒ３ｃを有する。エリアＡｒ３ａは、コンバイナ５ｃ１による描画エリアであり、エリアＡｒ３ｂは、コンバイナ５ｃ２による描画エリアである。また、エリアＡｒ３ｃは、表示禁止エリアＡｒ１に対応するエリア、つまり画像が描画できないエリアである。図６（ｂ）より、第３比較例に係る構成によれば、描画可能エリアにおける中央部の比較的広いエリアが画像が描画できないエリアとなるため、広い描画エリアを確保できないことがわかる。これに対して、本実施例に係るＨＵＤ１では、上記のように構成された第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４を用いることで、第３比較例に係る構成と比較して、画像が描画できないエリアがかなり小さくなるため（図４参照）、広い描画エリアを適切に確保することができる。【００４３】
なお、第３比較例に係るＨＵＤ１ｃでは、コンバイナ５ｃ１とコンバイナ５ｃ２とは、光源２ｃからの光の一の投射方向への距離が同程度となっており、また、光源２ｃに対する取付角度が同程度となっている。更に、第３比較例に係るＨＵＤ１ｃでは、コンバイナ５ｃ１が本実施例に係る第１コンバイナ３に相当し、コンバイナ５ｃ２が本実施例に係る第２コンバイナ４に相当すると言えるが、コンバイナ５ｃ２には、本実施例のように、コンバイナ５ｃ１を仮想的に面方向に拡大させた部分を通過した後の光が入射されることはない。このようなことから、第３比較例に係るＨＵＤ１ｃでは本実施例に係るＨＵＤ１と同様に２つのコンバイナを用いているが、第３比較例と本実施例とでは、２つのコンバイナの構成が異なると言える。そのため、上記したような作用効果の違いが生じている。【００４４】
図７は、第４比較例を説明するための図を示す。第４比較例は、上記した第２コンバイナ４を用いずに第１コンバイナ３のみを用い、第１コンバイナ３を大きくすることで広い描画エリアを確保することを図った構成に関する。図７は、第４比較例に係る構成による描画エリアを示している。図７において太線で囲んだエリアは、描画可能エリアを示している。当該エリアは、エリアＡｒ４ａ、Ａｒ４ｂを有する。エリアＡｒ４ａは、第４比較例に係る第１コンバイナ３による描画エリアであり、エリアＡｒ４ｂは、表示禁止エリアＡｒ１に対応するエリア、つまり画像が描画できないエリアである。【００４５】
図７より、第１コンバイナ３を大きくしただけでは、表示禁止エリアの占める割合が大きくなってしまうことがわかる。このことから、本実施例のように光源２からの光を複数のコンバイナ（第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４）で受ける構成のほうが、第４比較例のように光源２からの光を１つの大きなコンバイナで受ける構成よりも、描画エリアを大きくすることができると言える。なお、本実施例に係るＨＵＤ１は、複数のコンバイナ（第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４）を用いているが、１つの光源２によって各コンバイナに光を投射しているため、各コンバイナに光を投射するための複数の光源を用いる構成と比較して、コストを削減することができる。【００４６】
［変形例］
次に、図８を参照して、上記した実施例の変形例について説明する。なお、以下では、上記した実施例と同様の構成については適宜説明を省略する。つまり、特に説明しない構成については、上記した実施例と同様であるものとする。【００４７】
図８は、変形例に係るＨＵＤ１ｘの概略構成図である。ＨＵＤ１ｘは、光源２ｘと、第１コンバイナ３ｘと、第２コンバイナ４ｘと、ミラー７とを有する。上記した実施例に係るＨＵＤ１では、第１コンバイナ３及び第２コンバイナ４の上方に光源２が設けられていたが、変形例に係るＨＵＤ１ｘでは、第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘの下方に光源２ｘが設けられている。【００４８】
光源２ｘは、表示画像を形成するための光をミラー７に向けて投射し、ミラー７は、光源２ｘからの光を反射して、第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘに入射させる。具体的には、光源２ｘは、制御部２１ｘによる制御の元、表示画像を形成するための光を出射する。詳しくは、光源２ｘは、表示画像における第１領域を形成するための光を出射すると共に、表示画像における第２領域を形成するための光を出射する。第１領域は、表示画像において下の部分を構成する画像領域であり、第２領域は、表示画像において第１領域よりも上の部分を構成する画像領域である。例えば、光源２ｘは、レーザ光を所定の範囲にわたって走査（スキャン）させることで表示画像を形成させる。光源２ｘ内の制御部２１ｘは、図示しないＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭなどを有し、ＨＵＤ１ｘについての全般的な制御を行う。【００４９】
第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘは、ホログラフィックコンバイナとして構成されており、ミラー７を介して、光源２ｘから投射された光が投影される。第１コンバイナ３ｘは、上記した第１領域を形成するために光源２ｘから投射された光を、透過させると共にホログラムにより回折することで運転者のアイポイントに導く。これにより、表示画像の第１領域に対応する虚像Ｉｖ１ｘが運転者に視認される。第２コンバイナ４ｘは、上記した第２領域を形成するために光源２ｘから投射された光をホログラムにより回折することで運転者のアイポイントに導く。これにより、表示画像の第２領域に対応する虚像Ｉｖ２ｘが運転者に視認される。なお、第１コンバイナ３ｘは本発明における「第１光学部材」の一例であり、第２コンバイナ４ｘは本発明における「第２光学部材」の一例である。【００５０】
第１コンバイナ３ｘは第２コンバイナ４ｘの下方に設けられている、言い換えると第２コンバイナ４ｘは第１コンバイナ３ｘの上方に設けられている。第２コンバイナ４ｘは、車両のフロントガラス上に設けられている。また、第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘは、両方とも、一点鎖線で示す表示禁止エリアＡｒ１に含まれないような位置に設けられている。第１コンバイナ３ｘは、表示禁止エリアＡｒ１の下方に設けられ、第２コンバイナ４ｘは、表示禁止エリアＡｒ１の上方に設けられている。【００５１】
ここで、上記の実施例で規定したような光源２からの光の一の投射方向への距離を考える（図２参照）。変形例では、光源２ｘと第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘとの間にミラー７が設けられているため、ミラー７によって反射された光についての一の投射方向への距離を考えれば良い。そうすると、第２コンバイナ４ｘについての光の一の投射方向への距離が、第１コンバイナ３ｘについての光の一の投射方向への距離よりも長くなる。つまり、変形例でも、光の１の投射方向に対する距離が、第１コンバイナ３ｘよりも第２コンバイナ４ｘが長くなるように、第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘを配置している。【００５２】
更に、変形例では、光源２ｘから出射された光において、表示画像において下の部分を形成するための光（第１領域を形成するための光に対応する）を第１コンバイナ３ｘに入射させ、第１コンバイナ３ｘで受けきれない、表示画像において上の部分を形成するための光（第２領域を形成するための光に対応する）を第２コンバイナ４ｘに入射させるように、第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘを配置している。つまり、変形例では、表示禁止エリアＡｒ１に画像を表示しないといった制限を遵守しつつ、第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘに光源２ｘからの光をできるだけ多く入射させるべく、表示禁止エリアＡｒ１に含まれない、当該表示禁止エリアＡｒ１を挟んだ上下の所定位置に、第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘを配置している。第２コンバイナ４ｘの配置位置について詳しく説明すると、変形例では、第２領域を形成するための光を第１コンバイナ３ｘに入射させるべく当該第１コンバイナ３ｘを表示禁止エリアＡｒ１の方向に仮想的に拡大させた場合に、仮想的に拡大された第１コンバイナ３ｘの部分３ｘａを通過した後の光が入射されるような位置に、第２コンバイナ４ｘを配置している。【００５３】
以上説明した変形例に係るＨＵＤ１ｘによっても、第１コンバイナ３ｘ及び第２コンバイナ４ｘを用いることで、広い描画エリアを適切に確保することができる。【００５４】
なお、変形例でも、第１コンバイナ３ｘによって描画される画像（第１領域に対応する画像）と、第２コンバイナ４ｘによって描画される画像（第２領域に対応する画像）とでは解像度が異なる傾向にあるため、光源２ｘ内の制御部２１ｘは、表示画像における第１領域の生成元となる画像と、表示画像における第２領域の生成元となる画像とで解像度を変える処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、車両などの移動体に搭載され、ユーザの目の位置から虚像として画像を視認させるために好適に利用される。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ｘ  ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）
２、２ｘ  光源
３、３ｘ  第１コンバイナ
４、４ｘ  第２コンバイナ
７  ミラー
２１、２１ｘ  制御部
【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】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月5日(2014.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を１つの投射手段により投射する光源と、
前記画像の第１領域を形成するために前記光源から投射された前記光を第１反射面で反射して、前記運転者に導く第１コンバイナと、
前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光源から投射された前記光を第２反射面で反射して、前記運転者に導く第２コンバイナと、を備え、
前記第１コンバイナと前記第２コンバイナとは、前記光源に対する取付角度が異なっており、
前記第２コンバイナは、前記第１コンバイナの第１反射面を仮想的に当該反射面方向に拡大させた面である仮想面を通過した後の前記光を、前記第２反射面で反射するように配置されていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項２】
前記第１領域は、前記光源から投射される光による描画領域のうちの一部であり、
前記第２領域は、前記描画領域のうちの前記第１領域以外の領域の少なくとも一部であり、
前記第１コンバイナは、前記第２コンバイナよりも前記光源からの前記光の投射方向への距離が短い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。
【請求項３】
前記画像における前記第１領域の生成元となる画像と、前記画像における前記第２領域の生成元となる画像とで、解像度を変える処理を行う画像処理手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項４】
前記第２領域の生成元となる画像は、前記第１領域の生成元となる画像よりも高い解像度を有することを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項５】
前記画像の、前記第１領域と前記第２領域との間には、第３領域が設けられ、
前記光源は、前記第３領域には前記画像を形成するための光を投射しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項６】
前記光源は、前記第１コンバイナ及び前記第２コンバイナの上方に配置され、前記第１コンバイナ及び前記第２コンバイナに向けて、前記光を下方に投射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項７】
前記光源は、レーザ光を所定の範囲にわたって走査させることで、前記画像を形成させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項８】
移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を１つの投射手段により投射する光源と、
前記画像の第１領域を形成するために前記光の一部を前記運転者に導く第１光学部材と、
前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光の残りの一部を前記運転者に導く第２光学部材と、を有し、
前記第１光学部材と前記第２光学部材とは、前記光源に対する取付角度が異なっており、
前記第２光学部材は、前記第１光学部材を仮想的に当該第１光学部材の面方向に拡大させた面である仮想面を通過した後の前記光を、前記運転者に導くように配置されている
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、ヘッドアップディスプレイは、移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を１つの投射手段により投射する光源と、前記画像の第１領域を形成するために前記光源から投射された前記光を第１反射面で反射して、前記運転者に導く第１コンバイナと、前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光源から投射された前記光を第２反射面で反射して、前記運転者に導く第２コンバイナと、を備え、前記第１コンバイナと前記第２コンバイナとは、前記光源に対する取付角度が異なっており、前記第２コンバイナは、前記第１コンバイナの第１反射面を仮想的に当該反射面方向に拡大させた面である仮想面を通過した後の前記光を、前記第２反射面で反射するように配置されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項８に記載の発明では、ヘッドアップディスプレイは、移動体の運転者に虚像として認識させる画像を形成するための光を１つの投射手段により投射する光源と、前記画像の第１領域を形成するために前記光の一部を前記運転者に導く第１光学部材と、前記画像の、前記第１領域とは異なる第２領域を形成するために前記光の残りの一部を前記運転者に導く第２光学部材と、を有し、前記第１光学部材と前記第２光学部材とは、前記光源に対する取付角度が異なっており、前記第２光学部材は、前記第１光学部材を仮想的に当該第１光学部材の面方向に拡大させた面である仮想面を通過した後の前記光を、前記運転者に導くように配置されていることを特徴とする。
【国際調査報告】
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