(57)【要約】【課題】投影機によるユーザの視界の阻害を軽減することができるヘッドアップディスプレイの投影機の配置方法およびヘッドアップディスプレイを提供する。【解決手段】投影機２およびコンバイナ４を備え、ダッシュボード上で投影機２とコンバイナ４が互いに独立して取り付けられるヘッドアップディスプレイ１において、ダッシュボード上で、視点Ａとコンバイナ４とを結ぶ線上から投影機２を左側あるいは右側にずらして配置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を出力する投影機と前記投影機から出力された表示光が投影される投影部材とを備え、支持面上で前記投影機と前記投影部材とが互いに独立して設けられるヘッドアップディスプレイにおいて、
前記支持面上で、視点と前記投影部材とを結ぶ線上から前記投影機を左側あるいは右側にずらして配置したことを特徴とするヘッドアップディスプレイの投影機の配置方法。
【請求項２】
請求項１記載のヘッドアップディスプレイの投影機の配置方法を用いて前記支持面上に前記投影機を配置したことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項３】
前記投影機から出力された表示光の光路長を均一にする第１の光学素子を備えたことを特徴とする請求項２記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項４】
前記投影機から出力された表示光を前記投影部材に導く第２の光学素子を備えたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の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】
この発明は、例えば完成車両に後付けされるヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと適宜記載する）の投影機の配置方法およびこの方法を用いて投影機を配置したＨＵＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるＨＵＤには、投影機を車両のダッシュボード内に配置する、いわゆるビルトインタイプがある。
一方、近年では、投影機がダッシュボードの上に配置されて完成車両に後付けされる、いわゆるアドオンタイプのＨＵＤも普及している。
例えば、特許文献１に記載されるアドオンタイプの従来のＨＵＤは、ダッシュボード上に投影機が配置され、この投影機の上部にコンバイナが取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７９２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アドオンタイプの従来のＨＵＤでは、ユーザの前方の視界が投影機によって阻害されるという課題があった。
例えば、特許文献１に記載されるＨＵＤでは、上部のコンバイナに表示光を導く光学系を投影機の内部に備える必要があるため、投影機の高さ方向のサイズが常に大きくなる。このため、ユーザの視界の一部が投影機によって遮られて前方の視認性が劣化することもある。
【０００５】
また、アドオンタイプのＨＵＤには、ダッシュボード上にコンバイナと投影機とが独立して設けられ、コンバイナの正面に配置された投影機が映像を投影するものがある。
この構成のＨＵＤでは、上部のコンバイナに表示光を導く光学系が不要であるので、光学系の分だけ投影機の高さ方向のサイズを小さくすることができる。すなわち、投影機によって遮られるスペースが鉛直方向にずれ、鉛直方向にずれた分だけ前方の視認性が向上する。
しかしながら、従来のアドオンタイプのＨＵＤにおいて、投影機はダッシュボード上でコンバイナの正面に配置される。このため、投影機の後方からコンバイナを見るユーザの視点とコンバイナとを結ぶ線上に投影機が重なってしまい、投影機によってユーザの視界の一部が遮られる。これにより、コンバイナに投影された映像の一部が見えなくなる場合があった。
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決するもので、投影機によるユーザの視界の阻害を軽減することができるＨＵＤの投影機の配置方法およびＨＵＤを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るＨＵＤの投影機の配置方法は、表示光を出力する投影機と投影機から出力された表示光が投影される投影部材とを備え、支持面上で投影機と投影部材とが互いに独立して設けられるヘッドアップディスプレイにおいて、支持面上で、視点と投影部材とを結ぶ線上から投影機を左側あるいは右側にずらして配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、視点と投影部材とを結ぶ線上から投影機が左側あるいは右側にずれた位置にあるので、投影機によるユーザの視界の阻害を軽減することができるという効果がある。特に、前述したように投影機によって遮られるスペースを鉛直方向にずらしてもユーザの視界の一部が遮られる場合においても、この発明では、鉛直方向に加えて、左側あるいは右側にも投影機をずらすことが可能となり、投影部材の視認性が向上し、ＨＵＤの利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＨＵＤを示す図である。
【図２】従来のＨＵＤを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るＨＵＤを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係るＨＵＤを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るＨＵＤ１を示す図である。図１（ａ）は、実施の形態１に係るＨＵＤ１を上方から見た図であり、図１（ｂ）は、ＨＵＤ１を視点Ａの側から見た図である。ＨＵＤ１は、車両内の支持面であるダッシュボード上に後付けされるアドオンタイプのＨＵＤであり、投影機２およびコンバイナ４を備える。
また、投影機２とコンバイナ４は、図１（ａ）に示すように、ダッシュボード上で互いに独立して設けられる。
【００１１】
投影機２は、液晶表示部３を備える。液晶表示部３は、コンバイナ４に表示する映像を生成する構成要素であり、例えば液晶表示素子、バックライトなどを備えて構成される。
投影機２は、液晶表示部３で生成された映像を表示光として出力する。
コンバイナ４は、この発明における投影部材を具体化した構成要素であって、投影機２から出力された表示光が投影される部材である。例えば、アクリルなどの透光性樹脂材料から形成された凹面鏡である。
【００１２】
本発明では、例えば、ユーザの視点Ａとコンバイナ４の中心点Ｂとを結んだ直線ＡＢを含みかつ鉛直方向に延びる平面と、中心点Ｂを含みかつ鉛直方向に延びる平面Ｃ（図１（ａ）に破線で示す）とが直交する方向から、ユーザがコンバイナ４を視認する。ここで、図１では、視点Ａとコンバイナ４とを結ぶ線ＡＢから投影機２を右側にずらして配置している。
【００１３】
図２は、従来のＨＵＤ１００を示す図である。図２（ａ）は従来のＨＵＤ１００を上方から見た図であり、図２（ｂ）はＨＵＤ１００を視点Ａの側から見た図である。ここで、ＨＵＤ１００は、ＨＵＤ１と同様に、ダッシュボード上に後付けされるアドオンタイプのＨＵＤである。投影機１０１の液晶表示部１０２から出力された表示光が、コンバイナ１０３に投影されてその投影面上に映像が表示される。
【００１４】
図２（ａ）に示すように、従来のＨＵＤ１００では、投影機１０１がコンバイナ１０３の正面に配置されている。このとき、投影機１０１の表示光の発射面とコンバイナ１０３の投影面とがほぼ正対した状態となっている。
この状態では、ユーザの視点Ａとコンバイナ１０３の中心点Ｂとを結んだ直線ＡＢ上に投影機１０１が位置する。
【００１５】
従来のＨＵＤ１００では、投影機１０１がコンバイナ１０３に対して前述のように配置されていた。このため、ユーザが投影機１０１の後方からコンバイナ１０３を見た場合、図２（ｂ）に示すように、ユーザの視界が投影機１０１によって遮られて、コンバイナ１０３に投影された映像の一部が見えなくなる。
【００１６】
これに対し、実施の形態１に係るＨＵＤ１では、投影機２からの表示光がコンバイナ４の投影面にほぼ合焦する距離を保ちつつ、ユーザの視点Ａとコンバイナ４の中心点Ｂとを結ぶ直線ＡＢから投影機２を左側あるいは右側にずらして配置している。
すなわち、図１（ａ）に示すように直線ＡＢを含みかつ鉛直方向に延びた平面に対して投影機２の中心線が角度θ１を有するように配置される。
このように配置することで、投影機２の大部分がユーザの視界から外れ、図１（ｂ）に示すように、コンバイナ４に投影された映像を十分に見ることができる。
【００１７】
また、角度θ１を４０°から５０°程度の範囲とすることで、ユーザがコンバイナ４の投影面を見る視界から投影機２を外すことができる。
なお、コンバイナ４の投影面を投影機２側に向けるように平面Ｃに対して角度θ２だけ傾けてもよい。
これによって、投影機２からの表示光がコンバイナ４に対して斜め方向から照射された場合であっても、コンバイナ４の投影面における映像の歪みを緩和することができる。
なお、角度θ２が角度θ１の半分程度の値であれば、視点Ａのユーザからコンバイナ４の映像を十分に見ることができる。
【００１８】
以上のように、実施の形態１に係るＨＵＤ１は、投影機２およびコンバイナ４を備え、ダッシュボード上で投影機２とコンバイナ４が互いに独立して取り付けられるとともに、ダッシュボード上で、視点Ａとコンバイナ４とを結ぶ線上から投影機２を左側あるいは右側にずらして配置している。
このように配置することにより、ユーザがコンバイナ４を見る視界から投影機２が外れるので、投影機２によるユーザの視界の阻害を軽減することができる。
【００１９】
また、ＨＵＤ１は、ダッシュボード上に投影機２とコンバイナ４が独立して設けられ、コンバイナ４に対して斜め方向から投影機２が表示光を照射している。
このため、特許文献１に記載のＨＵＤのように、上部のコンバイナ４に表示光を導く光学系が不要である。従って、実施の形態１に係るＨＵＤ１は、特許文献１に記載のＨＵＤと比べて上記光学系の分だけ投影機２の高さ方向のサイズが小さい。さらに、視点Ａとコンバイナ４とを結ぶ線上から投影機２を左側あるいは右側にずらしているので、鉛直方向に加えて、左側あるいは右側に投影機２がずれる。これにより、投影機２がユーザの前方視界を遮る度合いをさらに低くすることができ、コンバイナ４に投影された映像の視認性が向上し、ＨＵＤの利便性を向上する。
【００２０】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係るＨＵＤ１Ａを示す図であって、実施の形態２に係るＨＵＤ１Ａを上方から見た図を示している。図３に示すＨＵＤ１Ａでは、投影機２とコンバイナ４の位置関係は、実施の形態１と同様であるが、光学素子５を介して表示光をコンバイナ４に照射している。
【００２１】
光学素子５は、投影機２から出力された表示光の光路長を均一にする機能を有する光学素子であり、例えば、プリズムなどで実現される。
なお、光学素子５は、投影機２とは別の部材として互いに独立して配置してもよいが、投影機２と一体に設けてもよい。
【００２２】
投影機２から出力される表示光は、前述したようにコンバイナ４に対して斜め方向から照射される。このため、コンバイナ４の投影面に近い側と遠い側とでは表示光の光路長に違いがあり、投影された映像（虚像）に歪みが発生する。
そこで、投影機２から出力された表示光を、光学素子５を介してコンバイナ４に照射することで、表示光の光路長が調整されて映像の歪みを緩和することができる。
【００２３】
以上のように、実施の形態２に係るＨＵＤ１Ａは、投影機２から出力された表示光の光路長を均一にする光学素子５を備える。このように構成することで、コンバイナ４に投影された映像の歪みを緩和することができる。
【００２４】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係るＨＵＤ１Ｂを示す図であって、実施の形態３に係るＨＵＤ１Ｂを上方から見た図を示している。ＨＵＤ１Ｂでは、実施の形態１，２よりも投影機２をコンバイナ４の正面からさらに外し、光学素子６，７を用いて投影機２からの表示光をコンバイナ４に導いている。
【００２５】
光学素子６，７は、このように投影機２から出力された表示光をコンバイナ４に導く機能を有した光学素子であり、例えば、全反射ミラーなどで実現される。
なお、光学素子６，７は、投影機２とは別の部材として互いに独立して配置してもよいが、投影機２と一体に設けてもよい。
【００２６】
また、実施の形態２と同様に、表示光の光路上にプリズムなどの光学素子５を配置してもよい。これにより、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
さらに、ＨＵＤ１ＢではＨＵＤ１，１Ａに比べて表示光の光路長が長くなるので、表示光が投影面上にほぼ合焦するように、表示光の光路上にレンズを配置してもよい。
このとき、液晶表示部３の輝度を上げることで、さらに視認性を向上させることが可能である。
【００２７】
以上のように、実施の形態３に係るＨＵＤ１Ｂは、投影機２から出力された表示光をコンバイナ４に導く光学素子６，７を備える。これにより、視点Ａとコンバイナ４とを結ぶ線上から投影機２を左側あるいは右側にさらにずらすことが可能であり、投影機２によるユーザの視界の阻害をさらに軽減することができる。
【００２８】
実施の形態１〜３では、支持面がダッシュボード上の面である場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、車両以外の移動体における支持面であってもよい。
すなわち、本発明における支持面は、投影機２とコンバイナ４を独立して配置することができる面であればよい。
【００２９】
また、実施の形態１〜３では、投影部材がコンバイナ４である場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、投影機２からの表示光が投影されるフロントガラスの投影面またはフロントガラスに貼り付けた投影用の透光性フィルムを投影部材として使用してもよい。
【００３０】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせあるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１，１Ａ，１Ｂ  ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、２  投影機、３  液晶表示部、４  コンバイナ、５，６，７  光学素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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