(57)【要約】【課題】複数のスクリーンが積層状に配置されたヘッドアップディスプレイ装置において、映像の視認性を高める技術を提供すること。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ装置（１０）は、光を投射するプロジェクタ（３０）と、光の光軸（Ｌ）上に複数のスクリーン（５０,６０,７０）が配置されてなるスクリーンユニット（４０）と、複数のスクリーン（５０,６０,７０）のなかから映像が映し出されるスクリーンを切り替える制御部（２２）と、を有する。スクリーンユニット（４０）は、複数のスクリーン（５０,６０,７０）のなかのいずれか一のスクリーンと、この一のスクリーンに隣接する他のスクリーンとの間の領域（４２,４３）が、樹脂製の樹脂部材（４５）を含む充填部（４４,４６）によって埋められてなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を投射するプロジェクタと、前記光の光軸上に複数のスクリーンが配置されてなるスクリーンユニットと、前記複数のスクリーンのなかから映像が映し出されるスクリーンを切り替える制御部と、を有するヘッドアップディスプレイ装置において、
前記スクリーンユニットは、前記複数のスクリーンのなかのいずれか一のスクリーンと、この一のスクリーンに隣接する他のスクリーンとの間の領域が、樹脂製の樹脂部材を含む充填部によって埋められてなる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】
前記スクリーンは、２枚のガラス基板に液晶層が挟まれる構成とされ、
前記樹脂部材は、シリコン樹脂であることを特徴とする請求項１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、複数のスクリーンが積層状に配置されたヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元的な映像を投射可能な立体映像表示装置が知られている。このような立体映像表示器は、例えば、車両のヘッドアップディスプレイ装置に搭載される。３次元的な映像を投射する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。
【０００３】
特許文献１に開示された立体映像表示装置は、光を投射するプロジェクタと、光の光軸上に複数のスクリーンが配置されてなるスクリーンユニットと、複数のスクリーンのなかから映像が映し出されるスクリーンを切り替える制御部と、を有する。
【０００４】
各々のスクリーンは、液晶層が２枚のガラスに挟み込まれて構成される。液晶層は、入射する光が透過可能な透過モード、又は、液晶が散乱する表示モードに選択的に切り替え可能である。光が投射されると、光の結像位置に対応するスクリーンのみが表示モードとなり、他のスクリーンは透過モードとなる。結像位置の異なる複数の光が、個々のスクリーンに投射されることより、奥行きの異なる映像が重ねて表示される。これにより、映像の立体感が高まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、スクリーンユニットを構成する複数のスクリーンは、互いに離れて積層状に配置されている。スクリーンとスクリーンとの間には空気層が形成され、スクリーンと空気層との境界は界面となる。この界面に対して、プロジェクタから投射された光が入射すると、光は反射する。そのため、スクリーンユニットに表示される映像の視認性は低下する。
【０００７】
本発明は、複数のスクリーンが積層状に配置されたヘッドアップディスプレイ装置において、映像の視認性を高める技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１による発明によれば、光を投射するプロジェクタと、前記光の光軸上に複数のスクリーンが配置されてなるスクリーンユニットと、前記複数のスクリーンのなかから映像が映し出されるスクリーンを切り替える制御部と、を有するヘッドアップディスプレイ装置において、
前記スクリーンユニットは、前記複数のスクリーンのなかのいずれか一のスクリーンと、この一のスクリーンに隣接する他のスクリーンとの間の領域が、樹脂製の樹脂部材を含む充填部によって埋められてなることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置が提供される。
【０００９】
請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記スクリーンは、２枚のガラス基板に液晶層が挟まれる構成とされ、
前記樹脂部材は、シリコン樹脂である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、ヘッドアップディスプレイ装置は、プロジェクタにより投射される光の光軸上に、複数のスクリーンが配置されてなるスクリーンユニットを有する。スクリーンユニットは、互いに隣接するスクリーンとスクリーンとの間の領域が、樹脂製の樹脂部材を含む充填部によって埋められてなる。即ち、スクリーンユニットには、空気層がない。そのため、プロジェクタから投射された光がスクリーンとスクリーンとの間を通過する際に、光の反射を抑制できる。結果、映像の視認性が高まる。
【００１１】
請求項２に係る発明では、スクリーンは、２枚のガラス基板に液晶層が挟まれる構成とされ、樹脂部材は、シリコン樹脂である。スクリーンを構成する部材として、ガラスを採用し、樹脂部材として、シリコン樹脂を採用することにより、プロジェクタから投射される光は、ガラスとシリコン樹脂との界面を通過することとなる。そのため、光の反射をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１によるヘッドアップディスプレイ装置が車両に搭載された状態を説明する図である。
【図２】図１に示された立体映像表示装置の断面図である。
【図３】図１に示されたスクリーンユニットを説明する図である。
【図４】比較例と共に、本発明の効果を説明する図である。
【図５】本発明の実施例２によるヘッドアップディスプレイ装置のスクリーンユニットを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。
＜実施例１＞
【００１４】
図１を参照する。図１には、ヘッドアップディスプレイ装置１０が示されている。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、例えば、四輪車の前部に設けられたインストルメントパネルＩｎに取り付けられている。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、運転席の前方に配置されて、ナビゲーション情報や車両情報を乗員Ｍｎに提供する。
【００１５】
ヘッドアップディスプレイ装置１０は、映像を出射する立体映像表示装置２０と、この立体映像表示装置２０から出射された映像を拡大すると共に反射させる拡大反射鏡１１と、この拡大反射鏡１１によって拡大され反射された映像が投射されるコンバイナ１２と、からなる。
【００１６】
拡大反射鏡１１は、凹面鏡によって構成されている。なお、立体映像表示装置２０から出射された映像を拡大し、反射する機構は、拡大反射鏡１１に限られない。即ち、拡大反射鏡１１に代えて、映像を拡大する複数のレンズや、映像を反射する平面鏡をそれぞれ別個に設けてもよい。さらに、これらのレンズや平面鏡のどちらかのみを用いてもよい。
【００１７】
コンバイナ１２は、透明板状の樹脂製の部材である。運転者は、コンバイナ１２に映し出された映像を視認するのと同時に、コンバイナ１２よりも前方の車外の状況も視認することができる。
【００１８】
図２を参照する。立体映像表示装置２０のハウジング２１には、光を投射するプロジェクタ３０と、光の光軸Ｌ上に配置されるスクリーンユニット４０が収納されている。
【００１９】
プロジェクタ３０及びスクリーンユニット４０には、制御部２２が接続されている。制御部２２は、ハウジング２１の内部に収納されていてもよいし、ハウジング２１の外部に設けられていてもよい。
【００２０】
プロジェクタ３０は、映像信号に基づいて映像を投影するものであり、周知のものが採用される。プロジェクタ３０は、青、赤、緑の３つの発光素子３１〜３３と、これらの発光素子３１〜３３から出射された光を透過し且つ反射する２つのダイクロイックミラー３４，３５と、これらのダイクロイックミラー３４，３５を透過し又は反射した光が反射されるプリズムレンズ３６と、このプリズムレンズ３６の一辺に沿って配置されたＤＭＤ（Digital Micromirror Device）３７と、プリズムレンズ３６において反射された光が透過する投射レンズ３８と、からなる。
【００２１】
スクリーンユニット４０は、第１のスクリーン５０〜第３のスクリーン７０から構成される。第１のスクリーン５０〜第３のスクリーン７０は、それぞれ、透明または不透明な状態を電気的に切り替え可能である。光が透過可能な程度に不透明な状態とされたスクリーン（例えば、最もプロジェクタ３０側の第１のスクリーン５０）には、映像が映し出される。このとき、第２のスクリーン６０,第３のスクリーン７０は、透明な状態とされている。
【００２２】
制御部２２は、第１のスクリーン５０〜第３のスクリーン７０のなかから映像が映し出されるスクリーンを瞬時に且つ連続的に切り替える。制御部２２は、映像信号と同期させて第１のスクリーン５０〜第３のスクリーン７０の透明または不透明の状態を切り替える。切り替えることにより、特定のタイミングの映像を特定の位置の第１のスクリーン５０〜第３のスクリーン７０に投影可能である。
【００２３】
立体映像表示装置２０は、プロジェクタ３０で映像を投影し、映像信号に同期させて第１のスクリーン５０〜第３のスクリーン７０を制御することにより、特定の位置に配置された第１のスクリーン５０〜第３のスクリーン７０に映像を投影することにより、奥行きのある立体的な表示を行うものである。
【００２４】
ヘッドアップディスプレイ装置１０は、立体映像表示装置２０で生成された３次元的な表示を、拡大反射鏡１１によって拡大された虚像として結像させ、更にそれをコンバイナ１２に反射させることにより、運転者に対して３次元映像を表示するように動作する。
【００２５】
図３を参照する。第１のスクリーン５０は、２枚の第１のガラス基板５１,５２に第１の液晶層５３が挟まれて構成される。第１の液晶層５３は、強誘電性の液晶により構成される。第１のガラス基板５１,５２には、それぞれ、第１の液晶層５３との間に、２枚の透明電極層４１,４１が形成されている。透明電極層４１,４１の間に発生する電界により液晶の向きは並び替えられ、第１の液晶層５３は透明又は不透明に切り替えられる。
【００２６】
同様に、第２のスクリーン６０は、２枚の第２のガラス基板６１,６２に第２の液晶層６３が挟まれて構成される。第３のスクリーン７０は、２枚の第３のガラス基板７１,７２に第３の液晶層７３が挟まれて構成される。第２のスクリーン６０、第３のスクリーン７０も透明電極層４１,４１を備える。説明は省略する。
【００２７】
第１のスクリーン５０とこの第１のスクリーン５０に隣接する第２のスクリーン６０との間の第１の領域４２は、第１の充填部４４で埋められている。第１の充填部４４は、シリコン樹脂の樹脂部材４５のみからなる。換言すると、オプティカルボンディングにより、互いに対向する第１のガラス基板５２、第２のガラス基板６１は、樹脂部材４５で互いに接着されている。
【００２８】
同様に、第２のスクリーン６０と、この第２のスクリーン６０に隣接する第３のスクリーン７０との間の第２の領域４３は、第２の充填部４６で埋められている。第２の充填部４６も、シリコン樹脂の樹脂部材４５のみからなる。換言すると、オプティカルボンディングにより、互いに対向する第２のガラス基板６２、第３のガラス基板７１は、樹脂部材４５で接合されている。
【００２９】
次に、本発明の効果について説明する。
【００３０】
図４（ａ）を参照する。図４（ａ）には、比較例として、従来技術によるスクリーンユニット１００が示されている。スクリーンユニット１００を構成する第１のスクリーン２００,第２のスクリーンユニット３００,第３のスクリーン４００は、互いに離れて配置されている。そのため、スクリーンユニット１００には、第１の空気層１０１、第２の空気層１０２が形成される。第３のスクリーン４００に光が投射される場合、第１の界面１０３,１０３、第２の界面１０４,１０４において、光は反射する。結果、映像の視認性が低下する。
【００３１】
図４（ｂ）を参照する。本実施例によるスクリーンユニット４０では、第１のスクリーン５０と、第２のスクリーン６０との間の第１の領域４２は、樹脂製の樹脂部材４５で埋められている。同様に、第２のスクリーン６０と、第３のスクリーン７０との間の第２の領域４３は、樹脂製の樹脂部材４５で埋められている。即ち、スクリーンユニット４０には、空気層がない。そのため、プロジェクタ３０から投射された光が第１の領域４２、第２の領域４３を通過する際に、光の反射を抑制できる。結果、スクリーンユニット４０に表示される映像の視認性が高まる。
【００３２】
加えて、第１のスクリーン５０〜第３のスクリーン７０を構成する部材として、基板５１〜７１には、ガラスを採用し、樹脂部材４５として、シリコン樹脂を採用している。そのため、光の反射をより抑制することができる。
＜実施例２＞
【００３３】
図５を参照する。図５には、本発明の実施例２によるヘッドアップディスプレイ装置のスクリーンユニット４０Ａが示されている。実施例１によるスクリーンユニット４０と同様の構成については、符号を流用すると共に説明を省略する。
【００３４】
第１のスクリーン５０Ａは、２枚のフィルムの間に液晶をコーティングして構成され、透明または不透明な状態を電気的に切り替え可能である。液晶フィルムとして、例えば、日本板硝子社製のＵＭＵフィルムが採用される。第２のスクリーン６０Ａ,第３のスクリーン７０Ａも同様の構成である。
【００３５】
第１のスクリーン５０Ａと、この第１のスクリーン５０Ａに隣接する第２のスクリーン６０Ａとの間の第１の領域４２Ａは、第１の充填部４４Ａで埋められている。第１の充填部４４Ａは、両面に樹脂部材４５,４５が設けられた第１のガラス体４７により構成される。
【００３６】
同様に、第２のスクリーン６０Ａと、この第２のスクリーン６０Ａに隣接する第３のスクリーン７０Ａとの間の第２の領域４３Ａは、第２の充填部４６Ａで埋められている。第２の充填部４６Ａは、両面に樹脂部材４５,４５が設けられた第２のガラス体４８により構成される。
【００３７】
なお、本発明のスクリーンユニットは、２つ、又は、４つ以上のスクリーンから構成してもよい。さらに、スクリーンとスクリーンとの間に複数の領域がある場合、いずれかの領域を埋める構成としてもよい。例えば、実施例１では、第１の領域のみ、又は、第２の領域のみを充填部により埋めても良い。また、映像の投射部としてコンバイナを例示したが、フロントガラス（ウィンドシールド）に映像を投影するヘッドアップディスプレイ装置にも適用可能である。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。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、車両に搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…ヘッドアップディスプレイ装置
１１…拡大反射鏡
１２…コンバイナ
２０…立体映像表示装置
２２…制御部
３０…プロジェクタ
４０,４０Ａ…スクリーンユニット
４２,４２Ａ…第１の領域
４３,４３Ａ…第２の領域
４４,４４Ａ…第１の充填部
４５…樹脂部材
４６,４６Ａ…第２の充填部
４７…第１のガラス体
４８…第２のガラス体
５０…第１のスクリーン
５１,５２…第１のガラス基板
５３…第１の液晶層
６０…第２のスクリーン
６１,６２…第２のガラス基板
６３…第２の液晶層
７０…第３のスクリーン
７１,７２…第３のガラス基板
７３…第３の液晶層
Ｌ…光軸
【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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