(57)【要約】      （修正有）【課題】光軸調整を適切に行うことができ、画像光を確実に自身に向けさせることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】投影装置は、画像を示す投影光を出射し、透過型スクリーン３０は、投影装置からの投影光を透過配向した画像光を出射し、光軸調整部２０は、透過型スクリーン３０に入射する投影光の入射角度を調整し、透過型スクリーン３０は、一部に他の領域よりも配向角が小さい投影光を出射する配向角制限部３１を有する。配向角制限部３１は、透過型スクリーン３０の他の領域から出射される画像光の配向角θ１（θ２）よりも十分小さな配向角θｓの画像光を出射する。【選択図】図７
2016061978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射透過面に画像光を投影することで虚像を視認させ、前記反射透過面に対する前記画像光の投影位置を調整するヘッドアップディスプレイ装置において、画像を示す投影光を出射する投影装置と、前記投影装置からの前記投影光を透過配向した前記画像光を出射する透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンに入射する前記投影光の入射角度を調整する光軸調整部と、を備え、
前記透過型スクリーンは、一部に他の領域よりも配向角が小さい前記画像光を出射する配向角制限部を有する、
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】
前記透過型スクリーンは、所定の配向エリア内において視認される虚像の輝度が略均一となるように前記画像光を配向し、前記配向角制限部は、前記配向エリアの高さ方向の概ね中心の位置に前記画像光を配向する、
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】
前記投影装置が前記投影光を出射する領域と前記配向エリアの高さ方向の略中心とを光学的に結ぶ軸を光軸とし、
前記配向角制限部は、前記透過型スクリーンの内、前記投影光の光軸が通る位置を含む領域に配置される、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記投影装置は、前記透過型スクリーンのうち前記配向角制限部の周囲の領域に、前記配向角制限部に入射した前記投影光により生成される光軸確認虚像を指示する確認エリア虚像を生成する前記投影光を投影する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記光軸調整部は、前記透過型スクリーンに前記投影装置が出射した前記投影光を反射する第一反射部と、前記第一反射部が反射した前記投影光を反射する第二反射部と、前記第一反射部と前記第二反射部とを回動させて前記透過型スクリーンに入射する前記画像光の光軸の角度を調整するアクチュエータと、を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは、前記第一反射部を回動させる第一アクチュエータと、前記第二反射部を回動させる第二アクチュエータと、を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか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、実景に虚像を重ねて視認させるヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイ装置は、例えば、特許文献１に記載されているように、自車両前方の実景に虚像を重ねて表示することで、実景に情報などを付加した拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）を生成し、車両を運転するユーザの視線移動を極力抑えつつ、所望の情報を的確にユーザに対して提供することで、安全で快適な車両運行に寄与することができるものである。
【０００３】
このようなヘッドアップディスプレイ装置５００は、図１２に示すように、画像光Ｎを出射する表示器５０１と、表示器５０１からの画像光Ｎを反射する反射部５０２と、反射部５０２が反射した画像光Ｎを反射透過面６００に反射する凹面反射部５０３と、を備える。
【０００４】
ヘッドアップディスプレイ装置５００が表示する虚像を視認するユーザの視点の高さは、車両に搭乗するユーザの違いや、搭乗したユーザの姿勢変化により変わってしまう。従来のヘッドアップディスプレイ装置は、このような視点位置の変化に対応するため、表示器５０１の表示面５０１ａから異なる方向へ輝度が一定の光を広く出射する必要があり、ユーザに向かわない光の多くが無駄となり、光の利用効率が低下していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５３５９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光の利用効率を向上させるために、配向角を抑えた透過型スクリーンに、投影装置が投影光の光軸角度を調整可能に投影し、透過型スクリーンから出射される画像光を効率よくユーザ側に向け、ユーザに向かわない光を抑えると、ユーザが画像光を自身に向かうように調整する際、画像光が効率よく自身に向かってきているかがわかりにくく、結果として効率よく自身に画像光が向かうように調整することができないという問題があった。
【０００７】
したがって、本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、効率よく画像光をユーザに向けさせることができ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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、反射透過面に画像光を投影することで虚像を視認させ、前記反射透過面に対する前記画像光の投影位置を調整するヘッドアップディスプレイ装置において、画像を示す投影光を出射する投影装置と、前記投影装置からの前記投影光を透過配向した前記画像光を出射する透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンに入射する前記投影光の入射角度を調整する光軸調整部と、を備え、前記透過型スクリーンは、一部に他の領域よりも配向角が小さい前記画像光を出射する配向角制限部を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配向角制限部を通過する配向角の小さい画像光により生成された虚像をユーザが視認することで、画像光が自身に向けられていることを確認することができるため、ユーザは、光軸調整部による光軸調整を適切に行うことができ、画像光を確実に自身に向けさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置を車両に搭載した概観図である。
【図２】上記実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の概略断面図である。
【図３】上記実施形態における投影装置及び光軸調整部の構成を説明するための図である。
【図４】上記実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置における光軸調整を説明するための図である。
【図５】上記実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は、視点位置に合わせて光軸調整が適切におこなわれた場合に、ユーザが視認する虚像を示し、（ｂ）は、視点位置に合わせて光軸調整が適切におこなわれていない場合に、ユーザが視認する虚像を示す図であり、（ｃ）は透過型スクリーンの平面図である。
【図７】上記実施形態における透過型スクリーンの作用を説明するための図である。
【図８】上記実施形態における高い視線位置に向けた透過型スクリーンの作用を説明するための図である。
【図９】上記実施形態における配向角制限部の位置と光軸調整との関係を説明するための図である。
【図１０】変形例における配向角制限部の位置と光軸調整との関係を説明するための図である。
【図１１】（ａ）は、変形例における透過型スクリーンの作用を説明するための図であり、（ｂ）は、高い視線位置に向けた場合の透過型スクリーンの作用を説明するための図である。
【図１２】従来例におけるヘッドアップディスプレイ装置を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１に本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置と記載）１の概略を示す。本実施形態に係るＨＵＤ装置１は、車両２のダッシュボード内に設置される。ＨＵＤ装置１は、画像光１００を車両２のウインドシールド２ａへ出射する。ウインドシールド２ａに反射された画像光１００は、後述する配向エリア４００に向けられる。ユーザの視点位置３が配向エリア４００内にある場合、ユーザは、画像光１００により生成される所望の輝度の虚像Ｖを視認する。ユーザはウインドシールド２ａを通して、車両２の前方の実景と重畳して、虚像Ｖが遠方にあるように認識する。
【００１２】
以下に、図２を参照し、ＨＵＤ装置１の構成を説明する。図２は、ＨＵＤ装置１の構成を示す概略断面図である。
ＨＵＤ装置１は、図２に示すように、投影装置１０と、光軸調整部２０と、透過型スクリーン３０と、折り返しミラー４０と、凹面ミラー５０と、これらを収納する筐体６０と、ＨＵＤ装置１の電気的な制御を行う制御部７０と、を備える。図２において、ＨＵＤ装置１が出射する画像光１００は、ウインドシールド２ａの投影点Ｐに投影され、ウインドシールド２ａで反射することで、ユーザに虚像Ｖを視認させる。この虚像Ｖは、例えば、ユーザが実景における所定の対象物Ｗを視認する視線方向Ｍ上に重畳するように表示される。
【００１３】
（投影装置１０）
図３を参照して、投影装置１０及び光軸調整部２０の構成を説明する。図３は、投影装置１０及び光軸調整部２０の具体的な構成と、投影光２００の光路を説明するための図である。
投影装置１０は、図３に示すように、照明光３００を出射する光源１１と、光源ミラー１２と、プリズム１３と、反射型表示器１４と、投射レンズ１５と、を備え、虚像Ｖを生成するための投影光２００を光軸調整部２０に向けて出射するものである。
【００１４】
光源１１は、例えば、赤色，青色，緑色の光をそれぞれ出力可能な複数のＬＥＤを有し、後述する制御部７０からの制御のもと、所望の色，光強度，タイミングで照明光３００を出射する。また、本実施形態における投影装置１０は、フィールドシーケンシャルカラー（Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ）駆動方式を採用しており、各色の光源１１が時分割的に照明光３００を出射する。
【００１５】
光源ミラー１２は、例えば合成樹脂材料やガラス材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、光源１１からの照明光３００を反射によって反射型表示器１４へ適正な角度で入射させるものである。
【００１６】
プリズム１３は、光源ミラー１２と反射型表示器１４との間に配置され、光源ミラー１２から入射する照明光３００の光軸に対して所定の角度で傾いた傾斜面１３ａを有する。傾斜面１３ａに入射した光源ミラー１２からの照明光３００は、傾斜面１３ａを透過し、反射型表示器１４に入射し、そして、反射型表示器１４から出射した投影光２００は、再びプリズム１３に入射し、傾斜面１３ａにより投射レンズ１５の方向へ反射する。
【００１７】
反射型表示器１４は、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＬＣＯＳ（登録商標：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）などの反射型の表示デバイスであり、プリズム１３から入射した照明光３００を、後述する制御部７０の制御のもと、虚像Ｖを表示するための投影光２００に変換してプリズム１３に向けて反射する。
【００１８】
投射レンズ１５は、例えば、凸レンズなどで形成され、プリズム１３から入射する投影光２００を拡大して、光軸調整部２０の方向へ出射する。
【００１９】
光軸調整部２０は、投影装置１０から出射した投影光２００を受光し、この投影光２００の光軸を調整して、透過型スクリーン３０に向けて投影するものであり、投影装置１０からの投影光２００を入射して反射する第一反射部２１と、この第一反射部２１が反射した投影光２００を透過型スクリーン３０に向けて反射する第二反射部２２と、を有する。
【００２０】
第一反射部２１は、例えば、合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、投影装置１０が出射した投影光２００を、後述する第二反射部２２に向けて反射させるものである。また、第一反射部２１は、制御部７０の制御のもと、回転する第一アクチュエータ２１ａを有し、投影光２００の反射方向を変更することができる。
【００２１】
第一アクチュエータ２１ａは、例えばステッピングモータからなり、その回転軸に歯車が設けられている。第一アクチュエータ２１ａは、筐体６０内に配置され、前記歯車は第一反射部２１の歯車と噛み合わされる。これにより、第一アクチュエータ２１ａの回転駆動に伴って、第一反射部２１の傾斜角が調整され、投影光２００の反射方向を調整することができる。
【００２２】
第二反射部２２は、第一反射部２１と同様、例えば、合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、第一反射部２１が反射した投影光２００を、後述する透過型スクリーン３０に向けて反射させるものである。また、第二反射部２２は、制御部７０の制御のもと、回転する第二アクチュエータ２２ａを有し、投影光２００の反射方向を変更することができる。
【００２３】
第二アクチュエータ２２ａは、第一アクチュエータ２１ａ同様、例えばステッピングモータからなり、その回転軸に歯車が設けられている。第二アクチュエータ２２ａは、筐体６０内に配置され、前記歯車は第二反射部２２の歯車と噛み合わされる。これにより、第二アクチュエータ２２ａの回転駆動に伴って、第二反射部２２の傾斜角が調整され、投影光２００の反射方向を調整することができる。
【００２４】
すなわち、光軸調整部２０は、第一反射部２１及び第二反射部２２それぞれの角度を連動して調整することで、透過型スクリーン３０に入射する投影光２００の光軸の入射角度を調整することができる。この透過型スクリーン３０に入射する投影光２００の光軸の入射角度を異ならせた際の動作について、図４を用いて説明する。図４は、透過型スクリーン３０に入射する投影光２００の光軸の入射角度を異ならせた際のＨＵＤ装置１の様子を示した図であり、図４（ａ）は、高い視点位置３ａに合わせた場合の様子を示す図であり、図４（ｂ）は、低い視点位置３ｂに合わせた場合の様子を示す図である。
【００２５】
図４（ａ）は、ユーザの視点位置３が高い位置（符号３ａ）にある場合を示している。このとき、ユーザは、後述する操作部９０を操作することによって第一アクチュエータ２１ａ及び第二アクチュエータ２２ａを制御する。この場合は、第一アクチュエータ２１ａの回転駆動によって第一反射部２１を図４（ａ）における時計回りに回転させることにより、第一反射部２１の傾斜角度をより立ち上がる方向に調整する。また同時に、第二アクチュエータ２２ａの回転駆動によって第二反射部２２を図４（ａ）における時計回りに回転させることにより、第二反射部２２の傾斜角度をより立ち上がる方向に調整する。これによって、ＨＵＤ装置１から出射された画像光１００ａは、ウインドシールド２ａの上方に位置する投影点Ｐａに投影される。これによって、ＨＵＤ装置１から出射された画像光１００ａは、ウインドシールド２ａの上方に位置する投影点Ｐａに投影され、高い視点位置３ａに向かう。
【００２６】
図４（ｂ）は、ユーザの視点位置３が低い位置（符号３ｂ）にある場合を示している。このとき、ユーザは、後述する操作部９０を操作することによって第一アクチュエータ２１ａ及び第二アクチュエータ２２ａを制御する。この場合は、第一アクチュエータ２１ａの回転駆動によって第一反射部２１を図４（ｂ）における半時計回りに回転させることにより、第一反射部２１の傾斜角度を倒す方向に調整する。また同時に、第二アクチュエータ２２ａの回転駆動によって第二反射部２２を図４（ｂ）における半時計回りに回転させることにより、第二反射部２２の傾斜角度を倒す方向に調整する。これによって、ＨＵＤ装置１から出射された画像光１００ａは、ウインドシールド２ａの下方に位置する投影点Ｐｂに投影される。これによって、ＨＵＤ装置１から出射された画像光１００ｂは、ウインドシールド２ａの下方に位置する投影点Ｐｂに投影され、低い視点位置３ｂに向かう。
【００２７】
透過型スクリーン３０は、光軸調整部２０（第二反射部２２）からの投影光２００を背面で受光し、配向エリア４００に向けて透過配向させた画像光１００を出射するものであり、例えば、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等によって構成される。透過型スクリーン３０は、投影光２００を入射して拡散した光を折り返しミラー４０に向かわせる。透過型スクリーン３０で拡散された一部の光は、概ね配向角θを有して所定の配向エリア４００へ画像光１００として配向される。透過型スクリーン３０は、配向エリア４００内であれば、視認される虚像Ｖの輝度が略均一に視認されるように画像光１００を配向する。本発明における透過型スクリーン３０の配向角θは、従来の透過スクリーンの配向角に比べて狭くなっている。すなわち、本発明におけるＨＵＤ装置１は、投影光２００の光軸の角度が一定である場合、ユーザの視点移動に対して虚像Ｖを視認できるエリアは従来に比べて狭くなるが、投影装置１０の小さな出力で明るい虚像Ｖをユーザに視認させることができる。また、透過型スクリーン３０は、一部に他の領域よりも配向角が小さい本願特有の配向角制限部３１を有する。配向角制限部３１を含む透過型スクリーン３０の具体的な作用の説明は後で詳述する。
【００２８】
折り返しミラー４０は、例えば合成樹脂材料やガラス材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、透過型スクリーン３０により拡散・透過された画像光１００を後述する凹面ミラー５０に向けて反射させるものである。
【００２９】
凹面ミラー５０は、例えば、合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、凹面ミラー５０の曲率は凹状の自由曲面を有し、その詳細な表面形状は，透過型スクリーン３０，折り返しミラー４０，ウインドシールド２ａ（反射透過面），ユーザの視点位置３の移動範囲との間の位置関係と、ウインドシールド２ａの曲率と、要求される虚像Ｖの結像距離と、ユーザが視認するＨＵＤ装置１の画角とに基づいて、光学設計ソフトにより計算される。凹面ミラー５０は、光学設計ソフトにより、ユーザの視点位置３が前記アイボックス範囲内で移動しても虚像Ｖの位置が変化しないという制約条件の下で、前記虚像Ｖの歪みが最小となるように設計することが可能であり、折り返しミラー４０で反射された画像光１００を拡大してウインドシールド２ａに向けて反射する。
【００３０】
筐体６０は、例えばアルミニウムなどの金属材料からなり略箱型の部材であって、内部に種々の取り付け部（図示しない）が設けられ、本実施形態においては、投影装置１０と、光軸調整部２０と、透過型スクリーン３０と、折り返しミラー４０と、を所定の位置関係で保持する。また、筐体６０の内面は、例えば黒色に塗装されており、ＨＵＤ装置１の外部や投影装置１０に起因する迷光を生じにくくする。また、筐体６０の上面には、凹面ミラー５０が反射する画像光１００を透過する透明樹脂材料などで形成される透光部６１が設けられる。
【００３１】
図５を参照して、ＨＵＤ装置１の電気的な構成について説明する。制御部７０は、図５に示すように、１つもしくは複数のマイクロプロセッサ，マイクロコントローラ，ＡＳＩＣ，ＦＰＧＡ，任意の他のＩＣなどを有する処理部７１と、書き換え可能なＲＡＭ，読み出し専用のＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，不揮発性メモリであるフラッシュメモリなどのプログラムやデータを記憶することができる１つまたは複数のメモリを有する記憶部７２と、後述するネットワーク部８０に接続された入出力部７３と、を備える。なお、制御部７０は、筐体６０の内部または外部に設けられた図示しないプリント回路基板などに実装されている。
【００３２】
ネットワーク部８０は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）バス通信等であり、制御部７０を、投影装置１０，第一アクチュエータ２１ａ，第二アクチュエータ２２ａ，後述する操作部９０などと信号を授受可能に接続する。
【００３３】
処理部７１は、記憶部７２に格納された、上述の光軸調整処理などを実行するためのプログラムを読み出し、実行する。また、処理部７１は、反射型表示器１４により生成する画像を予め歪ませて投影光２００として出射することで、第一反射部２１及び第二反射部２２の角度，凹面ミラー５０の曲率，ウインドシールド２ａ（反射透過面）の曲率，ユーザの視点位置３などによって生じる画像の歪みを相殺または軽減することができる。
【００３４】
操作部９０は、車両２のステアリングなどに設けられた上下左右及び決定などの操作を入力する複数の押ボタンスイッチ（図示しない）などである。操作部９０は、ユーザの操作に基づき、ネットワーク部８０を介して操作情報をＨＵＤ装置１の制御部７０に出力する。処理部７１は、操作部９０からの操作情報に基づき光軸調整処理を行う。具体的には、処理部７１は、上を示す操作部９０を操作した場合、第一アクチュエータ２１ａと第二アクチュエータ２２ａを駆動して高い視点位置３ａに画像光１００ａ（図４（ａ）参照）の光軸を向け、下を示す操作部９０を操作した場合、第一アクチュエータ２１ａと第二アクチュエータ２２ａを駆動して低い視点位置３ｂに画像光１００ｂ（図４（ｂ）参照）の光軸を向ける。ユーザは、後述する透過型スクリーン３０に設けた配向角制限部３１を介して視認される光軸確認虚像Ｖ１を視認できた事を確認することで、自身の視点位置３に合った状態に光軸調整ができたことを認識することができる。具体的には、図６（ａ）に示すように、後述する光軸確認虚像Ｖ１が視認できた場合、自身の視点位置３に合った光軸調整ができたことを示し、図６（ｂ）に示すように、光軸確認虚像Ｖ１が視認できない場合、自身の視点位置３に合った光軸調整ができていないことを示す。
【００３５】
以下に、透過型スクリーン３０及び透過型スクリーン３０に設けられた配向角制限部３１の作用を図７乃至９を用いて説明する。図７は、透過型スクリーン３０から視点位置３に入射する画像光１００を説明するための図であり、図８は、透過型スクリーン３０から視点位置３よりも高い視点位置３ａに入射する画像光１００ａを説明するための図である。図９は、光軸調整と配向角制限部３１の関係を説明するための図である。
【００３６】
透過型スクリーン３０は、図６（ｃ）に示すように、一部に本発明特有の他の領域よりも配向角が小さい配向角制限部３１を有する。
配向角制限部３１は、透過型スクリーン３０に所定の大きさを有する孔や異方性拡散部材，プリズムなどの光学部材を配置することで形成され、透過型スクリーン３０のうち、投影光２００の光軸に沿った投影光２００（後述する図７における投影光２０３、図８における投影光２０３ａ）が通る位置に配置される。ここでいう光軸とは、投影装置１０が投影光２００を出射する領域と配向エリア４００の高さ方向（Ｙ軸方向）の略中心（後述する図７における配向エリア中心４０１、図８における配向エリア中心４０１ａ）とを光学的に結ぶ軸である。ちなみに、前記光軸は、配向エリア４００の高さ方向（Ｙ軸方向）の略中心を通ればよく、配向エリア４００の水平方向の任意の位置に向かう軸であってよい。図７，８に示すように、光軸に沿った投影光２０３，２０３ａは、配向角制限部３１を通り、透過型スクリーン３０の他の領域よりも十分小さな制限配向角θｓ（θｓａ）で配向エリア中心４０１（配向エリア中心４０１ａ）に向かう。
なお、配向角制限部３１を異方性拡散部材で構成することで、配向エリア４００の高さ方向（Ｙ軸方向）への制限配向角θｓと、水平方向（Ｘ軸方向）への配向角（図示しない）を異ならせることができ、異方性拡散部材で構成する配向角制限部３１による配向エリア４００の水平方向への前記配向角を、高さ方向への制限配向角θｓより広くすることで、ユーザの視点位置３が水平方向でばらついたとしても配向エリア４００の高さ方向を調整するための光軸確認虚像Ｖ１をユーザに視認させることができる。
【００３７】
以下に図７を用いて、本実施形態における透過型スクリーン３０の作用を説明する。なお、投影光２００は、拡がりを持って透過型スクリーン３０に入射されるものであり、図７において、透過型スクリーン３０に入射する投影光２００の一端を符号２０１，他端を符号２０２と記す。また、投影光２００のうち光軸に沿った投影光２００を符号２０３と記す。
【００３８】
投影光２０１は、透過型スクリーン３０に入射し、配向角θ１を有する画像光１０１として配向エリア４００に向けて出射される。また、投影光２０２も同様に、透過型スクリーン３０に入射し、配向角θ２を有する画像光１０２として配向エリア４００に向けて出射される。投影光２０３は、透過型スクリーン３０の配向角制限部３１に入射し、θ１やθ２よりも十分小さい制限配向角θｓを有する制限画像光１０３として配向エリア４００の高さ方向（Ｙ軸方向）の概ね中心である配向エリア中心４０１に向けて出射される。すなわち、配向角制限部３１に入射する投影光２０１は、配向エリア４００の限られた領域である配向エリア中心４０１に向けられるので、他の透過型スクリーン３０の領域に入射した投影光２００よりも視認できる視点位置３が限定される。よって、投影光２０３が示す光軸確認虚像Ｖ１（図６参照）を視認できた場合、ユーザは、自身の視点位置３が、配向エリア４００の高さ方向の略中心に位置することを明確に認識することができる。ユーザの視点位置３が配向エリア４００の高さ方向の略中心に配置されることによって、ユーザの視点位置３が、ユーザの姿勢の変化や車両２の振動などにより変化した場合でも視点位置３が配向エリア４００から外れにくくなり、視点位置３が少し移動しても虚像Ｖの輝度が一定に保たれ、表示品位を向上させることができる。
【００３９】
以下に図８を用いて、本実施形態における高い視点位置３ａに対する透過型スクリーン３０の作用を説明する。なお、図８において、透過型スクリーン３０に入射する投影光２００ａの一端を符号２０１ａ，他端を符号２０２ａと記す。また、光軸に沿った投影光２００ａを符号２０３ａと記す。
【００４０】
投影光２０１ａは、透過型スクリーン３０に入射し、配向角θ１ａを有する画像光１０１ａとして配向エリア４００ａに向けて出射される。また、投影光２０２ａも同様に、透過型スクリーン３０に入射し、配向角θ２ａを有する画像光１０２ａとして配向エリア４００ａに向けて出射される。投影光２０３ａは、透過型スクリーン３０の配向角制限部３１に入射し、θ１ａやθ２ａよりも十分小さい制限配向角θｓａを有する制限画像光１０３ａとして配向エリア４００ａの高さ方向（Ｙ軸方向）の概ね中心である配向エリア中心４０１ａに向けて出射される。すなわち、配向角制限部３１に入射する投影光２０３ａは、配向エリア４００ａの限られた領域である配向エリア中心４０１ａに向けられるので、他の透過型スクリーン３０の領域に入射した投影光２００ａよりも視認できる視点位置３が限定される。よって、ユーザは、投影光２０３ａが示す光軸確認虚像Ｖ１を視認できた場合、ユーザは、自身の視点位置３が、配向エリア４００ａの高さ方向の略中心に位置することを明確に認識することができる。
【００４１】
また、投影装置１０は、透過型スクリーン３０のうち配向角制限部３１の周囲の領域に、配向角制限部３１に入射した投影光２００により生成される光軸確認虚像Ｖ１を指示する円状の確認エリア虚像Ｖ２を生成する投影光２００を投影する。このようにすることで、図６に示すように、光軸確認虚像Ｖ１が表示されるエリアに確認エリア虚像Ｖ２を表示することができる。ユーザは、確認エリア虚像Ｖ２に囲まれた領域を視認しながら、操作部９０を操作して、確認エリア虚像Ｖ２の中に光軸確認虚像Ｖ１が表示されるように光軸調整を行うことができ、光軸調整時に光軸確認虚像Ｖ１を探すための視線移動を少なくすることができる。なお、光軸確認虚像Ｖ１と確認エリア虚像Ｖ２とは、ＨＵＤ装置１が起動してから表示を開始し、ユーザが光軸確認を終えて操作部９０で決定をした際、非表示とする。また、操作部９０で光軸調整の操作メニューを選択した際に、光軸確認虚像Ｖ１と確認エリア虚像Ｖ２との表示を開始してもよい。
【００４２】
なお、光軸調整部２０は、図９に示すように、光軸に沿った投影光２０３（投影光２０３ａ）が概ね配向角制限部３１を中心とするように光軸調整する。斯かる構成により、配向角制限部３１を通過した制限画像光１０３（制限画像光１０３ａ）を、配向エリア４００の高さ方向（Ｙ軸方向）の略中心に向けることができる。
【００４３】
ただし、図１０に示す配向角制限部３１，配向角制限部３１ａのように配向角制限部３１を複数設ける場合、光軸調整部２０は、光軸に沿った投影光２０３（投影光２０３ａ）が概ね配向角制限部３１を中心とするように光軸調整をしなくてもよい。このような場合、図１１に示すように、視点位置３（視点位置３ａ）に応じて、投影光２０３が異なる配向角制限部３１（配向角制限部３１ａ）を通ることとなる。このような構成においても、ユーザの視点位置３に配向エリア４００の略中心を向ける光軸調整をすることができる。
【００４４】
上記実施形態においては、第一反射部２１と第二反射部２２とをそれぞれ別々のアクチュエータで回転させていたが、図示しない共通のアクチュエータにより第一反射部２１と第二反射部２２とを回動させてもよい。なお、第一反射部２１と第二反射部２２は、前記共通のアクチュエータから第一反射部２１と第二反射部２２それぞれに動力を伝達する歯車などのギア比を異ならせることで、共通のアクチュエータの駆動に伴う回動角度を異なるように制御されてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、第一アクチュエータ２１ａと第二アクチュエータ２２ａとを用いて第一反射部２１と第二反射部２２を回動させることで、投影光２００の光軸の角度を調整していたが、一つのアクチュエータで反射部を回転及び移動させることによって、投影光２００の光軸の角度を調整してもよい。
【００４６】
また、光軸調整部２０は、透過型スクリーン３０に入射する投影光２００の光軸の角度を調整できればよいので、投影装置１０自身を回転または／および移動させるアクチュエータ（図示しない）で構成されてもよい。
【００４７】
また、画像光１００が投影される反射透過面は、車両２のウインドシールド２ａに限定されない。画像光１００が投影される反射透過面は、例えば、専用に設けられるコンバイナ部材であってもよい。
【００４８】
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
【符号の説明】
【００４９】
１    ＨＵＤ装置（ヘッドアップディスプレイ装置）
２    自車両
２ａ  ウインドシールド（反射透過面）
３    視点位置
１０    投影装置
１１    光源
１２    光源ミラー
１３    プリズム
１４    反射型表示器
１５    投射レンズ
２０    光軸調整部
２１    第一反射部
２１ａ  第一アクチュエータ
２２    第二反射部
２２ａ  第二アクチュエータ
３０    透過型スクリーン
４０    折り返しミラー
５０    凹面ミラー
６０    筐体
７０    制御部
７１    処理部
７２    記憶部
７３    入出力部
８０    ネットワーク部
９０    操作部
１００    画像光
Ｖ１    光軸確認虚像
Ｖ２    確認エリア虚像
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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