(57)【要約】      （修正有）【課題】表示領域の黒輝度と背景の黒輝度の差によって生じる境界を視認させないようにするヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ装置は、光源部１１と、光源部１１と向き合う第１面と、第１面と反対側の第２面とを有し、光源部１１からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する液晶表示素子１２と、液晶表示素子１２の第１面又は第２面に設けられ、中央領域１３ａと、中央領域１３ａの周囲の周縁領域１３ｂとを有し、周縁領域１３ｂにおいて外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを有するシート１３とを含む。【選択図】図２
2016071062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部と向き合う第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の前記第１面又は前記第２面に設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを有するシートと
を具備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】
前記パターンは、前記外側に向かってサイズが大きくなる複数の黒の図形から構成され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。
【請求項３】
前記シートは、透明シートを備え、
前記パターンは、前記透明シートに黒印刷されることを特徴とする請求項１又は２記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
光源部と、
前記光源部側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、
前記光源部と前記第１液晶表示素子との間、又は前記第２面に向き合うように設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを表示する第２液晶表示素子と
を具備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５】
前記パターンは、白から黒に変化する階調表示によって生成されることを特徴とする請求項４記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
所定の環境照度以上である場合に、前記第２液晶表示素子の前記パターンを非表示にする制御回路をさらに具備することを特徴とする請求項４又は５記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
光源部と、
前記光源部と向き合う第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の前記第１面又は前記第２面に設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において黒で形成されたデザインを有するシートと
を具備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８】
光源部と、
前記光源部側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、
前記光源部と前記第１液晶表示素子との間、又は前記第２面に向き合うように設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において黒で形成されたデザインを表示する第２液晶表示素子と
を具備することを特徴とする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、ヘッドアップディスプレイ装置に係り、特に液晶表示素子を用いたヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のフロントガラスなどの表示部材に液晶表示素子からの表示光を投射して虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が知られている。このヘッドアップディスプレイでは、例えば、バックライトからの照明光が液晶表示素子を透過した表示光を反射鏡（又は凹面鏡）で反射させ、この反射光をフロントガラス又はコンバイナーなどの表示部材に投射することで、運転者が表示部材に表示された虚像を視認することができる。これにより、運転者が運転状態からほとんど視野を動かすことなく虚像としての情報を読み取ることができる。
【０００３】
暗所でヘッドアップディスプレイを使用する場合、ヘッドアップディスプレイによる表示領域の黒輝度と、表示領域の周囲の背景の黒輝度とに差が生じる。この時、これらの輝度差に起因して表示領域と背景との境界が観察者に視認されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２５０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、表示領域の黒輝度と背景の黒輝度との差によって生じる境界が視認されるのを抑制することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、前記光源部と向き合う第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の前記第１面又は前記第２面に設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを有するシートとを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、前記光源部側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、前記光源部と前記第１液晶表示素子との間、又は前記第２面に向き合うように設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを表示する第２液晶表示素子とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、前記光源部と向き合う第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、前記液晶表示素子の前記第１面又は前記第２面に設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において黒で形成されたデザインを有するシートとを具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、前記光源部側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、前記光源部と前記第１液晶表示素子との間、又は前記第２面に向き合うように設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において黒で形成されたデザインを表示する第２液晶表示素子とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表示領域の黒輝度と背景の黒輝度との差によって生じる境界が視認されるのを抑制することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の断面図。
【図２】第１実施形態に係るパターンシート及び液晶表示素子を中心に示す模式図。
【図３】第１実施形態に係るパターンシートの平面図。
【図４】第１実施形態に係るグラデーション領域を構成するドットパターンのサイズを説明するグラフ。
【図５】変形例に係るパターンシート及び液晶表示素子を中心に示す模式図。
【図６】従来のヘッドアップディスプレイ装置が表示する虚像の一例を示す図。
【図７】第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が表示する虚像の一例を示す図。
【図８】第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の断面図。
【図９】第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０のブロック図。
【図１０】第２実施形態に係る２個の液晶表示素子を中心に示す模式図。
【図１１】第２実施形態に係る液晶表示素子が表示するグラデーションパターンの平面図。
【図１２】図１１の液晶表示素子の階調表示の分布を説明するグラフ。
【図１３】第３実施形態に係るパターンシートの平面図。
【図１４】第３実施形態に係るヘッドアップディスプレイが表示する虚像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的又は概念的なものであり、各図面の寸法及び比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置及び方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１３】
［第１実施形態］
［１］ヘッドアップディスプレイ装置の構成
図１は、本発明の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の断面図である。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、光源部１１、液晶表示素子１２、パターンシート１３、反射部材１４、ケース１５、及び表示部材１６を備える。
【００１４】
光源部（バックライト）１１は、例えば面形状を持つ光源（面光源）から構成され、液晶表示素子１２に照明光を供給する。光源部１１は、基板２０、発光素子２１、ヒートシンク（熱吸収板）２２、支持部材２３、光源光学系２４、及び支持部材（レンズホルダー）２５を備える。基板２０上には、１個又は複数個の発光素子２１が設けられる。発光素子２１としては、例えば白色の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が用いられる。基板２０は、発光素子２１に電源を供給するための配線が設けられた回路基板から構成される。基板２０の底面には、光源部１１の熱を吸収又は放射するためのヒートシンク２２が設けられる。
【００１５】
基板２０の上方には、光源光学系２４が設けられる。光源光学系２４は、例えば、平凸レンズＬ１、及び凸レンズ（両凸レンズ）Ｌ２から構成される。平凸レンズＬ１は、基板２０上に設けられた支持部材２３によって支持され、凸レンズＬ２は、ヒートシンク２２上に設けられた支持部材２５によって支持される。光源光学系２４は、発光素子２１からの照明光を集光して一定方向に出射する。すなわち、光源光学系２４から液晶表示素子１２側へ出射される照明光は、平行光となる。
【００１６】
光源部１１の光路上には、液晶表示素子１２、及びパターンシート１３が配置される。液晶表示素子１２は、ケース１５に設けられた支持部材１５ｂによって支持される。液晶表示素子１２は、光源部１１からの照明光を透過して光変調を行う。そして、液晶表示素子１２は、車速等の運転情報を示す画像を表示する。液晶表示素子１２は、カラー表示が可能、すなわち、カラーフィルタを備えたカラー液晶表示素子から構成される。液晶表示素子１２の具体的な構成については特に限定されず、種々の透過型カラー液晶表示素子を用いることができる。また、液晶モードとしては、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、及びホモジニアスモードなど種々の液晶モードを用いることができる。
【００１７】
パターンシート１３は、液晶表示素子１２の光源部１１側の面（照明光を受ける面）に配置される。パターンシート１３は、液晶表示素子１２の表示領域の周縁領域に、透明から黒に変わるグラデーションを付ける機能を有する。パターンシート１３の詳細については後述する。
【００１８】
反射部材（反射鏡）１４は、平面鏡、又は凹面鏡などから構成される。反射部材１４は、液晶表示素子１２からの表示光を表示部材１６に向けて反射する。反射部材１４として凹面鏡を用いた場合、凹面鏡は、液晶表示素子１２からの表示光を所定の拡大率で拡大することが可能である。
【００１９】
表示部材１６は、液晶表示素子１２からの表示光を投射するために使用され、表示光を運転者１７へ反射することで、表示光を虚像１８として表示させる。虚像１８として運転者１７に視認される情報としては、車速、エンジン回転数、走行距離、ナビゲーション情報、及び外気温などが挙げられる。
【００２０】
表示部材１６は、例えば車両のフロントガラスである。また、表示部材１６は、ヘッドアップディスプレイ装置１０専用に設けられた半透明なスクリーン（コンバイナー）であってもよい。コンバイナーは、反射率を有する透明部材（透過反射部材）から構成される。すなわち、コンバイナーは、車両の外側から入射する外光を透過すると共に、液晶表示素子１２からの表示光を運転者１７側に反射する。コンバイナーは、例えば、車両のダッシュボード上に配置されたり、運転者１７の前方に配置されたルームミラーに装着されたり、フロントガラスの上部に設置されたサンバイザーに装着されて使用される。コンバイナーは、例えば、曲面を有する板状の合成樹脂製の基材からなり、その基材の表面には酸化チタン、酸化シリコンなどからなる蒸着膜が施され、この蒸着膜によって半透過の機能を備える。
【００２１】
ケース１５は、光源部１１、液晶表示素子１２、パターンシート１３、及び反射部材１４を収容する。ケース１５は、反射部材１４によって反射された表示光が通過する開口部１５ａを備える。開口部１５ａに代えて、透光性部材を用いてもよい。ケース１５は、例えば、車両のダッシュボード内に収容される。
【００２２】
［２］パターンシート１３の構成
次に、パターンシート１３の構成について説明する。  
図２は、パターンシート１３及び液晶表示素子１２を中心に示す模式図である。図２では、理解を容易にするために、光源部１１、パターンシート１３、及び液晶表示素子１２を並べて示しているが、実際には、図１に示す通り、パターンシート１３は、液晶表示素子１２の一方の面に貼り付けられる。しかし、これに限定されず、パターンシート１３は、液晶表示素子１２の一方の面から離れて配置してもよい。なお、図２では、光源部１１を簡略化して示している。
【００２３】
液晶表示素子１２は、表示領域（ビューエリア）１２ａ、及び周辺回路領域１２ｃを有する。表示領域１２ａは、光源部１１と反対側の液晶表示素子１２の面に対応する。表示領域１２ａは、車速等の運転情報を示す画像を表示する領域であり、表示領域１２ａには、画素アレイが配置される。周辺回路領域１２ｃには、表示領域１２ａに所望の画像を表示させるための制御を行う周辺回路が配置される。周辺回路領域１２ｃは、遮光膜（ブラックマスク）によって遮光され、黒で視認される。
【００２４】
パターンシート１３は、液晶表示素子１２の表示領域１２ａと同一の面積かそれ以上の面積を有しており、例えば透明接着材によって、液晶表示素子１２の光源部１１側の面かつ表示領域１２ａに対応する領域に貼り付けられる。パターンシート１３は、透過領域１３ａと、透過領域１３ａの外側に配置されたグラデーション領域１３ｂとを有する。透過領域１３ａは、無色透明な部材から構成され、照明光を透過する。
【００２５】
グラデーション領域１３ｂは、周端に向かって透明から黒に変わるパターンから構成される。すなわち、グラデーション領域１３ｂは、透過領域１３ａから外側に向かって照明光の透過量が減少する光遮断機能を備える。グラデーション領域１３ｂは、液晶表示素子１２の表示領域１２ａの周縁領域１２ｂに対応して配置される。
【００２６】
パターンシート１３は、例えば、樹脂などで構成された透明シート（透明フィルム）にグラデーションパターンを黒印刷して形成される。なお、パターンシート１３は、液晶表示素子１２の周辺回路領域１２ｃまで覆うように構成されていてもよい。この場合、周辺回路領域１２ｃのパターンシートは、黒であってもよいし、透明であってもよい。
【００２７】
図３は、パターンシート１３の平面図である。図３に示すように、グラデーション領域１３ｂは、多数のドット１３ｃを備えたドットパターンから構成される。ドット１３ｃは、黒のベタ円であり、照明光を遮断する。ドットパターンは、例えば、黒印刷によって形成される。ドットパターンを構成するドット１３ｃの径ｄは、周端に向かうにつれて大きくなる。これにより、パターンシート１３のグラデーション領域１３ｂを透過する照明光は、グラデーション領域１３ｂの内側から外側に向かって少なくなる。その結果、表示領域１２ａの周縁領域１２ｂを透過する照明光は内側から外側に向かって減少するため、虚像１８の対応する領域にグラデーションが表示される。
【００２８】
次に、グラデーション領域１３ｂを構成するドットパターンのサイズの一例について説明する。図４は、グラデーション領域１３ｂを構成するドットパターンのサイズを説明するグラフである。図４（ａ）は、図３のｘ座標（ｍｍ）に対応するグラフであり、図４（ｂ）は、図３のｙ座標（ｍｍ）に対応するグラフである。図４の縦軸は、ドット１３ｃの径ｄ（ｍｍ）を表している。
【００２９】
図４に示すように、グラデーション領域１３ｂでは、透過領域１３ａから外側に向かってドット１３ｃの径ｄが一次関数的に大きくなっている。図４のドット１３ｃのサイズは一例であり、ドット１３ｃの径ｄの変化量、及びグラデーション領域１３ｂの開始位置は任意に設定できる。
【００３０】
なお、本実施形態では、複数の円からなるドットパターンを用いてグラデーション領域１３ｂを形成しているが、パターンはこれに限定されない。例えば、多角形、及び楕円など円以外の図形を用いてグラデーション領域１３ｂ用のパターンを形成してもよい。
【００３１】
また、上記説明はドットパターンの径を変更することでグラデーション領域１３ｂを形成しているが、これに限定されない。例えば、径が同一のドット１３ｃを用いて、グラデーション領域１３ｂの内側から外側に向かってドット１３ｃの密度を変化させることにより、グラデーション領域１３ｂを形成してもよい。
【００３２】
［３］変形例
パターンシート１３は、液晶表示素子１２の表示領域１２ａ側（照明光を受ける面と反対面側）に配置するようにしてもよい。図５は、変形例に係るパターンシート１３及び液晶表示素子１２を中心に示す模式図である。
【００３３】
図５に示すように、グラデーション領域１３ｂを有するパターンシート１３は、液晶表示素子１２の表示領域１２ａ側に設けられる。具体的には、パターンシート１３は、例えば透明接着材を用いて、液晶表示素子１２の表示領域１２ａに貼り付けられる。パターンシート１３及び液晶表示素子１２の個々の構成は、前述した実施形態と同じである。
【００３４】
［４］効果
以上詳述したように第１実施形態では、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、光源部１１と、光源部１１からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材１６に表示する液晶表示素子１２と、液晶表示素子１２の光源部１１と向き合う面（又は、その反対面）に設けられたパターンシート１３とを備える。パターンシート１３は、透過領域（中央領域）１３ａと、透過領域１３ａの周囲のグラデーション領域（周縁領域）１３ｂとを有する。そして、グラデーション領域１３ｂに、外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを設けている。
【００３５】
従って、第１実施形態によれば、表示領域の黒輝度と背景の黒輝度との差によって生じる境界が視認されるのを抑制することができる。これにより、黒表示時の光漏れによって生じる境界が視認されにくいヘッドアップディスプレイ装置１０を実現できる。この結果、より高級感のある情報表示を行うことができる。
【００３６】
図６は、従来のヘッドアップディスプレイ装置が表示する虚像の一例を示す図である。図６の例では、虚像として車速等の運転情報が表示されている。図６に示すように、液晶表示素子を用いたヘッドアップディスプレイ装置では、黒表示でも光漏れがあるため、虚像が背景から浮いて見えてしまう。
【００３７】
図７は、本発明の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０が表示する虚像の一例を示す図である。パターンシート１３は、液晶表示素子１２における表示領域１２ａの周縁領域１２ｂにおいて外側に向かって光遮断機能を大きくしている。これにより、虚像の周縁領域は、外側に向かってゆるやかに暗くなる。その結果、図７に示すように、虚像と背景との境界は、コントラストが下がるため視認されにくくなる。
【００３８】
［第２実施形態］
第１実施形態では、グラデーションパターンを有するシートを用いて画像にグラデーションを付けていた。これに対して、第２実施形態では、表示装置を用いて画像にグラデーションを付けるようにしている。
【００３９】
［１］ヘッドアップディスプレイ装置１０の構成
図８は、本発明の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の断面図である。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、液晶表示素子１２の表示領域１２ａの周縁領域に、白（透明）から黒に変わるグラデーションを付ける機能を有する液晶表示素子１９を備える。液晶表示素子１９は、液晶表示素子１２と光源部１１との間に配置される。液晶表示素子１９は、カラーフィルタを有しない白黒液晶表示素子から構成される。なお、黒表示は、透過率が最も低い状態であり、白表示は、透過率が最も高い状態（透明状態）である。例えば、液晶表示素子１９は、カラーフィルタを有しない以外は、液晶表示素子１２と同じ構成である。
【００４０】
図９は、ヘッドアップディスプレイ装置１０のブロック図である。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、光源部（バックライト）１１、液晶表示素子１２、１９、制御回路３６、電圧発生回路３７、及び照度センサー３８を備える。
【００４１】
液晶表示素子１２は、表示部３０、走査ドライバ（走査線駆動回路）３１、及び信号ドライバ（信号線駆動回路）３２を備える。
【００４２】
表示部３０は、複数の画素がマトリクス状に配置されて構成される。表示部３０には、それぞれがロウ方向（Ｘ方向）に延びる複数の走査線ＧＬと、それぞれがカラム方向（Ｙ方向）に延びる複数の信号線ＳＬとが配設される。複数の走査線ＧＬと複数の信号線ＳＬとの交差領域の各々には、画素が配置される。
【００４３】
走査ドライバ３１は、複数の走査線ＧＬに接続される。走査ドライバ３１は、制御回路３６から送られる垂直制御信号に基づいて、画素に含まれるスイッチング素子をオン／オフするための走査信号を表示部３０に送る。
【００４４】
信号ドライバ３２は、複数の信号線ＳＬに接続される。信号ドライバ３２は、制御回路３６から水平制御信号、及び表示データを受ける。信号ドライバ３２は、水平制御信号に基づいて、表示データに対応する階調信号（駆動電圧）を表示部３０に送る。
【００４５】
液晶表示素子１９は、表示部３３、走査ドライバ３４、及び信号ドライバ３５を備える。液晶表示素子１９の回路構成は、液晶表示素子１２と同じである。
【００４６】
このように構成された液晶表示素子１２、１９において、任意の画素に含まれるスイッチング素子がオン状態となると、駆動電圧が信号線ＳＬを介して画素電極に印加され、駆動電圧と共通電圧との電圧差に応じて液晶の配向状態が変化する。これにより、光源部１１から液晶表示素子１２、１９に入射する光の透過状態が変化して画像表示が行われる。
【００４７】
電圧発生回路３７は、画素を駆動するために必要な駆動電圧を生成してこれを信号ドライバ３２、３５に供給する。また、電圧発生回路３７は、共通電極に供給される共通電圧を表示部３０、３３に供給する。この他にも必要に応じて、電圧発生回路３７は、表示部３０、３３の動作に必要な各種電圧を生成して各回路部に供給する。
【００４８】
照度センサー３８は、表示部材１６近辺に取り付けられ、表示部材１６近辺の環境照度を測定する。照度センサー３８によって測定された環境照度は、制御回路３６に送られる。
【００４９】
制御回路３６は、ヘッドアップディスプレイ装置１０の動作を統括的に制御する。また、制御回路３６は、液晶表示素子１９がグラデーションを表示するための制御を実行する。
【００５０】
［２］液晶表示素子１９の構成
次に、液晶表示素子１９の具体的な構成について説明する。図１０は、液晶表示素子１２、１９を中心に示す模式図である。
【００５１】
液晶表示素子１９は、表示領域（ビューエリア）１９ａ、及び周辺回路領域１９ｃを有する。表示領域１９ａには画素アレイが配置され、表示領域１９ａの周縁領域１９ｂにはグラデーションパターンが表示される。液晶表示素子１９の表示領域１９ａのサイズは、液晶表示素子１２の表示領域１２ａのサイズと同じである。液晶表示素子１９の表示領域１９ａは、平面視において、液晶表示素子１９の表示領域１９ａに重なるように配置される。周辺回路領域１９ｃには、表示領域１９ａに所望の画像を表示させるための制御を行う周辺回路が配置される。周辺回路領域１９ｃは、遮光膜（ブラックマスク）によって遮光され、黒で視認される。
【００５２】
次に、液晶表示素子１９が表示するグラデーションパターンの一例について説明する。図１１は、液晶表示素子１９が表示するグラデーションパターンの平面図である。図１１に示したグラデーションパターンは、ハッチングの幅が狭くなるほど黒に近づくことを意味する。
【００５３】
液晶表示素子１９の表示領域１９ａは、照明光を透過するために、例えば、白表示（透過率最大）となっている。液晶表示素子１９の周縁領域１９ｂは、内側から外側に向かって照明光の透過量が減少するように階調が変化している。
【００５４】
図１２は、図１１の液晶表示素子１９における階調表示の分布を説明するグラフであり、５階調表示の例である。図１２（ａ）の横軸は、図１１のｘ座標（ｍｍ）に対応するグラフであり、図１２（ｂ）の横軸は、図１１のｙ座標（ｍｍ）に対応するグラフである。図１２の縦軸は、液晶表示素子１９の階調を表している。
【００５５】
階調の数値は、“０”が黒表示（透過率最小）で、“４”が白表示（透過率最大）に対応しており、数字が小さくなるほど光遮断機能が大きくなる。図１２に示すように、液晶表示素子１９の周縁領域１９ｂにおける階調は、内側の白表示（階調“４”）から外側に向かって１段階ずつ大きくなり、最外周では黒表示（階調“０”）になっている。これにより、表示領域１９ａの周縁領域１９ｂにおける照明光の透過量は、内側から外側に向かって減少するため、虚像１８の対応する箇所にグラデーションが形成される。あくまでこれは一例であり、階調数、階調変化の開始位置は自由に設定できる。
【００５６】
ここで、ヘッドアップディスプレイ装置１０が使用される環境が明所である場合に、制御回路３６は、照度センサー３８の測定結果を用いて、液晶表示素子１９のグラデーションパターンを非表示にする。例えば、暗所と明所との境界の照度を１００ｌｘとすると、制御回路３６は、環境照度が１００ｌｘ以上である場合に、液晶表示素子１９のグラデーションパターンを非表示にする。すなわち、液晶表示素子１９は、明所である場合に、表示領域１９ａ全体を白表示にする。このように、グラデーションパターンが不要な環境において、グラデーションパターンを非表示にすることで、明所における表示特性を向上できる。
【００５７】
［４］効果
以上詳述したように第２実施形態では、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、第１実施形態におけるパターンシート１３に代えて、液晶表示素子１９を備える。液晶表示素子１９は、カラーフィルタを有しない白黒液晶表示素子であり、表示領域１９ａの周縁領域１９ｂにグラデーションパターンを表示する。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
なお、液晶表示素子１９は、制御回路３６によって表示するグラデーションパターンを変更することが可能である。明所においては、グラデーションパターンを非表示にすることで、液晶表示素子１２の表示領域１２ａにおけるコントラストを改善することができる。液晶モードがノーマリーホワイトの液晶表示素子１９を用いる場合、明所において液晶表示素子１９の電源をオフにすることで、消費電力を削減することができる。
【００５９】
また、第２実施形態では、液晶表示素子１９を用いてグラデーションパターンを表示しているが、これに代えて、有機ＥＬ表示素子、及び高分子分散型液晶表示素子などを用いることも可能である。
【００６０】
［第３実施形態］
第３実施形態では、パターンシート１３の周縁領域にデザインを施す。そして、虚像１８の周縁領域にデザイン性を持たせることで、表示の不自然さを軽減するようにしている。
【００６１】
図１３は、第３実施形態に係るパターンシート１３の平面図である。図１３に示すように、パターンシート１３の周縁領域１３ｂには、デザイン１３ｄが施され、また、パターンシート１３の透過領域１３ａの四隅には、デザインとしてドット１３ｅが施される。デザイン１３ｄ、及びドット１３ｅは、黒で形成（例えば印刷）され、光を遮断する。デザイン１３ｄは、内側の線で囲まれた図形（模様）が矩形以外の図形になるように構成される。図１３では、デザイン１３ｄは、波線で形成されている。図１３のデザインは一例であり、あらゆるデザインを適用することができる。
【００６２】
図１３のパターンシート１３を用いた場合、虚像の周囲には、矩形以外のデザインが表示される。図１４は、第３実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０が表示する虚像の一例を示す図である。虚像にはパターンシート１３に施されたデザインが表示され、切手のようなデザインが作り出されている。これにより、暗所において虚像の表示が浮いて見えていても、表示の不自然さが軽減される。
【００６３】
なお、第３実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０において、パターンシート１３の代わりに、第２実施形態で示した液晶表示素子１９を用いることもできる。液晶表示素子１９を使用する場合、虚像の周縁領域に表示するデザインは、任意で変更することが可能である。
【００６４】
また、液晶表示素子１２に含まれる遮光膜（ブラックマトリクス）を用いてデザインを形成してもよい。具体的には、黒のデザイン１３ｄ、及びドット１３ｅは、遮光膜と同じ材料及び同じレイヤーで形成される。この場合、ヘッドアップディスプレイ装置１０に対してパターンシート１３及び液晶表示素子１９を設ける必要はない。
【００６５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…ヘッドアップディスプレイ装置、１１…光源部、１２、１９…液晶表示素子、１３…パターンシート、１４…反射部材、１５…ケース、１６…表示部材、１７…運転者、１８…虚像、２０…基板、２１…発光素子、２２…ヒートシンク、２３…支持部材、２４…光源光学系、２５…支持部材、３０、３３…表示部、３１、３４…走査ドライバ、３２、３５…信号ドライバ、３６…制御回路、３７…電圧発生回路、３８…照度センサー。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１４】
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