(57)【要約】【課題】表示画像の品位を向上させることが可能なスクリーン装置及び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１００は、スクリーン装置１と、投影光を射出する表示器２１と、表示器２１から出射される投影光Ｌを受光し、入射した投影光Ｌのうち少なくとも一部の投影光Ｌが結像するまでの距離を変え、結像するまでの距離の異なる投影光Ｌに調整する結像位置調整部３０と、を備え、スクリーン装置１は、第１表示画像Ｍ１から射出される第１表示光Ｎ１が、第２スクリーン４２への到達を防止する光遮蔽部５０を備え、第１スクリーン４１に表示された第１表示画像Ｍ１の第１表示光Ｎ１と、第２スクリーン４２に投影される第２投影光Ｌ２との混入を防止して第２スクリーン４２に表示された第２表示画像Ｍ２の第２表示光Ｎ２とを、射出し、２つの表示画像Ｍ１、Ｍ２をフロントガラス２００を介して虚像Ｖとして表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１投影光と第２投影光とを含む投影光を受光するスクリーン装置であって、
第１投影光を受けて結像し、前記第１投影光が表す第１の像を表示する第１スクリーンと、
前記第１投影光よりも結像するまでの距離が長い第２投影光を受けて結像し、前記第２投影光が表す第２の像を表示する第２スクリーンと、
前記第１スクリーンが前記第１投影光を受けた面の反対の面から、前記第１の像の表示に伴い射出される光が、前記第２スクリーンに到達することを防止する光遮蔽部と、を備える、
ことを特徴とするスクリーン装置。
【請求項２】
前記光遮蔽部は、
前記光遮蔽部の外側で反射する光が、前記第１スクリーンの前記反対の面から前記第１の像の表示に伴い射出される光に混入し結像することを防止する結像防止部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン装置。
【請求項３】
前記光遮蔽部は、
前記第１スクリーンと前記第２スクリーンとの間に位置し、
前記第２投影光の光路を囲む筒状であり、前記第１スクリーン側よりも前記第２スクリーン側のほうが拡径している、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクリーン装置と、
前記投影光を射出する表示器と、
前記表示器から出射される前記投影光を受光し、入射した前記投影光のうち少なくとも一部の前記投影光が結像するまでの距離を変え、結像するまでの距離の異なる前記投影光に調整する結像位置調整部と、を備え、
前記第１スクリーンに表示された前記第１の像を表す第１表示光と、前記第２スクリーンに表示された前記第２の像を表す第２表示光とを、透光部材に向けて射出し、前記第１の像と前記第２の像とを前記透光部材を介して虚像として表示する、
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】
本発明はスクリーン装置及び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、車両に搭載され、運転者に運転に必要な情報などをフロントガラスなどの透光部材を介して虚像表示する。これにより、車両前方の景色と重ね合わせて情報を表示することができるため、運転者は、運転中に大きな視線移動を行うことなく、必要な情報を把握することができる。
例えば、特許文献１に開示されたヘッドアップディスプレイ装置は、２つの表示器（投影部）と、ハーフミラーと、コンバイナ部とを備え、ハーフミラーにより透過光と反射光を重複してコンバイナ部に投影することで、ユーザに異なる表示距離の２つの表示画像（虚像）をフロントガラスの前方に表示して視認させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３７４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、表示画像毎に表示器（投影部）を設けているため、ヘッドアップディスプレイ装置の構造が複雑化したり、大型化したりしてしまい、改善の余地がある。また、表示器（投影部）から出射される投影光を、ハーフミラーを透過して用いているため、表示画像の品位が低下してしまうという問題がある。
一方、１つの表示器（投影部）で表示距離の異なる２つの表示画像を投影し、２つのスクリーンに結像しようとすると、２つに分けた投影光の一方に、他方の余剰光が迷光となって投影され、表示画像の品位が低下するという問題が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消し、表示画像の品位を向上させることが可能なスクリーン装置及び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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るスクリーン装置は、
第１投影光と第２投影光とを含む投影光を受光するスクリーン装置であって、
第１投影光を受けて結像し、前記第１投影光が表す第１の像を表示する第１スクリーンと、
前記第１投影光よりも結像するまでの距離が長い第２投影光を受けて結像し、前記第２投影光が表す第２の像を表示する第２スクリーンと、
前記第１スクリーンが前記第１投影光を受けた面の反対の面から、前記第１の像の表示に伴い射出される光が、前記第２スクリーンに到達することを防止する光遮蔽部と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の第２の観点に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
第１の観点に係るスクリーン装置と、
前記投影光を射出する表示器と、
前記表示器から出射される前記投影光を受光し、入射した前記投影光のうち少なくとも一部の前記投影光が結像するまでの距離を変え、結像するまでの距離の異なる前記投影光に調整する結像位置調整部と、を備え、
前記第１スクリーンに表示された前記第１の像を表す第１表示光と、前記第２スクリーンに表示された前記第２の像を表す第２表示光とを、透光部材に向けて射出し、前記第１の像と前記第２の像とを前記透光部材を介して虚像として表示する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、表示画像の品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のスクリーン装置及びヘッドアップディスプレイ装置の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン装置部分の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン装置部分の構成を示す概略斜視図、正面図及び側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係るスクリーン装置及びヘッドアップディスプレイ装置の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明のスクリーン装置１は、第１投影光Ｌ１と第２投影光Ｌ２とを含む投影光Ｌを受光するスクリーン装置１であって、第１投影光Ｌ１を受けて結像し、第１投影光Ｌ１が表す第１の像（以下、第１表示画像とする）Ｍ１を表示する第１スクリーン４１と、第１投影光Ｌ１よりも結像するまでの距離が長い第２投影光Ｌ２を受けて結像し、第２投影光Ｌ２が表す第２の像（以下、第２表示画像とする）Ｍ２を表示する第２スクリーン４２と、第１スクリーン４１が第１投影光Ｌ１を受けた面の反対の面から、第１表示画像Ｍ１の表示に伴い射出される光が、第２スクリーン４２に到達することを防止する光遮蔽部５０と、を備えて構成される。
スクリーン装置１は、例えば、複数の表示画像Ｍを複数のスクリーン４０に結像させ、結像した表示画像による複数の表示光Ｎにより透光部材（以下、フロントガラスとする）２００を介して虚像Ｖとして表示して視認させるヘッドアップディスプレイ装置１００に適用することができるものである。
【００１１】
本発明のヘッドアップディスプレイ装置１００は、スクリーン装置１と、投影光Ｌを射出する表示器２１と、表示器２１から出射される投影光Ｌを受光し、入射した投影光Ｌのうち少なくとも一部の投影光Ｌが結像するまでの距離を変え、結像するまでの距離の異なる前記投影光Ｌに調整する結像位置調整部３０と、を備えて構成され、第１スクリーン４１に表示された第１表示画像Ｍ１を表す第１表示光Ｎ１と、第２スクリーン４２に表示された第２表示画像Ｍ２を表す第２表示光Ｎ２とを、フロントガラス２００に向けて射出し、第１表示画像Ｍ１と第２表示画像Ｍ２とをフロントガラス２００を介して虚像Ｖとして表示するものである。
【００１２】
本実施の形態のヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば自動車に搭載されるものであり、図１に示すように、表示器２１と、結像位置調整部３０と、第１スクリーン４１と、第２スクリーン４２と、光遮蔽部５０と、に加え、これらを収納する筐体１０と、制御基板（図示しない）と、を備えている。
ヘッドアップディスプレイ装置１００は、投影部２０の表示器２１から結像位置調整部３０を介してスクリーン４０の第１スクリーン４１に投影した第１投影光Ｌ１による第１表示画像Ｍ１と、同じく投影部２０の表示器２１から結像位置調整部３０を介してスクリーン４０の第２スクリーン４２に投影した結像するまでの距離の異なる第２投影光Ｌ２による第２表示画像Ｍ２との２つの表示画像Ｍ１，Ｍ２からの第１表示光Ｎ１及び第２表示光Ｎ２を、平面鏡６０と凹面鏡７０とで車両のフロントガラス２００に向けて反射することで、ユーザ（視認者）Ｅに対して第１表示画像Ｍ１の第１虚像Ｖ１と、第２表示画像Ｍ２の第２虚像Ｖ２とを異なる表示距離の２つの虚像として表示する。
【００１３】
筐体１０は、例えば黒色の遮光性合成樹脂から形成され、投影部２０の表示器２１、結像位置調整部３０、複数のスクリーン４０である第１スクリーン４１、第２スクリーン４２、平面鏡６０、凹面鏡７０を内部に収納し、外部に制御基板（図示しない）が取り付けられている。
筐体１０は、後述する表示光Ｎをフロントガラス２００に通過させる開口部１１を有し、この開口部１１は、透光性カバー１２で覆われている。
【００１４】
投影部２０は、図１に示すように、第１表示画像Ｍ１を示す第１投影光Ｌ１と、第２表示画像Ｍ２を示す第２投影光Ｌ２と、を生成して出射する表示器２１と、この表示器２１から入射した第１投影光Ｌ１と、第２投影光Ｌ２と、を反射して折り返すフォールドミラー２２と、を備えている。
フォールドミラー２２からは、第１投影光Ｌ１と第２投影光Ｌ２とが結像位置調整部３０に入射され、結像位置調整部３０によって、入射した第１投影光Ｌ１と第２投影光Ｌ２との光が結像するまでの距離を調整してスクリーン４０の第１スクリーン４１と第２スクリーン４２に投影し、結像するまでの距離の異なる第１表示画像Ｍ１と第２表示画像Ｍ２とをそれぞれ結像する。
【００１５】
表示器２１は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）やＬＣＯＳ（登録商標：Liquid Crystal On Silicon）などの反射型表示素子やＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶パネルなどの透過型表示素子を有し、図示しない制御基板からの制御信号に基づき、第１表示画像Ｍ１及び第２表示画像Ｍ２を表示させるための第１投影光Ｌ１及び第２投影光Ｌ２をフォールドミラー２２に向けて出射する。
なお、表示器２１は、結像位置調整部３０、第１スクリーン４１、第二スクリーン４２、平面鏡６０、凹面鏡７０、フロントガラス２００などを介してユーザＥに視認される際に、歪んだ虚像Ｖ（第１虚像Ｖ１、第２虚像Ｖ２）にならないように、それぞれの光学部材の光学特性及び配置などを考慮して予め歪ませた表示画像Ｍ（第１表示画像Ｍ１，第２表示画像Ｍ２）を表示するように制御される。
【００１６】
フォールドミラー２２は、例えば合成樹脂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、表示器２１から出射された第１投影光Ｌ１及び第２投影光Ｌ２を結像位置調整部３０に反射する平面鏡である。フォールドミラー２２を設けることで、光路を折り返すなどで投影部２０のパッケージをよりコンパクトにすることができる。
なお、表示器２１から結像位置調整部３０までの間にフォールドミラー２２を複数設けても良く、またフォールドミラー２２を省略しても良い。
【００１７】
結像位置調整部３０は、例えば、結像位置調整ミラー３１で構成される。
結像位置調整ミラー３１は、例えば合成樹脂材料やガラス材料など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、同一基材上に、第１投影光Ｌ１を受光する第１反射面３２と、第２投影光Ｌ２を受光する第２反射面３３とを有する。同一基材上に、第１反射面３２と第２反射面３３とを設けることで、組立誤差が生じることを防止でき、組立時の調整が不要となる。
本実施形態において、第１反射面３２は、反射面が平面で形成され、受光した第１投影光Ｌ１を、結像するまでの距離を変化させずに第１スクリーン４１に反射することで第１スクリーン４１の表面側に第１表示画像Ｍ１を結像する。
また、第２反射面３３は、反射面が凸の自由曲面で形成され、受光した第２投影光Ｌ２を、結像するまでの距離を長く変化させて受光方向前方の第２スクリーン４２に反射することで第２スクリーン４２の表面側に第２表示画像Ｍ２を結像する。
【００１８】
なお、結像位置調整部３０は、２つの反射面３２、３３を備える結像位置調整ミラー３１で構成する場合に限らず、レンズ方式で構成することもできる。
レンズ方式は、例えば、円形状のレンズを上下方向に分割した分割形状とし、第１レンズを固定し、第２レンズを光路に沿って前後方向に移動可能として結像するまでの距離を変更したり、第１レンズと第２レンズの前後方向の位置をずらして固定することで、結像するまでの距離を調整することができる。
【００１９】
次に、ヘッドアップディスプレイ装置１００におけるスクリーン装置１について説明する。
スクリーン装置１は、図１に示すように、第１投影光Ｌ１と第２投影光Ｌ２とを含む投影光Ｌを受光するスクリーン装置１であって、第１投影光Ｌ１を受けて結像し、第１投影光Ｌ１が表す第１表示画像Ｍ１を表示する第１スクリーン４１と、第１投影光Ｌ１よりも結像するまでの距離が長い第２投影光Ｌ２を受けて結像し、第２投影光Ｌ２が表す第２表示画像Ｍ２を表示する第２スクリーン４２と、第１スクリーン４１が第１投影光Ｌ１を受けた面の反対の面から、第１表示画像Ｍ１の表示に伴い射出される光が、第２スクリーン４２に到達することを防止する光遮蔽部５０と、を備えて構成される。
ヘッドアップディスプレイ装置１００では、表示器２１で生成される表示画像Ｍ（第１表示画像Ｍ１，第２表示画像Ｍ２）の投影光Ｌ（第１投影光Ｌ１、第２投影光Ｌ２）を結像位置調整部３０の結像位置調整ミラー３１が受光し、結像位置調整ミラー３１によって結像するまでの距離が調整された投影光Ｌがスクリーン４０に出射される。
スクリーン装置１は、結像するまでの距離の短い第１表示画像Ｍ１の第１投影光Ｌ１を第１スクリーン４１で受光して第１スクリーン４１上に第１表示画像Ｍ１を結像させる。同様に、結像するまでの距離の長い第２表示画像Ｍ２の第２投影光Ｌ１を第２スクリーン４２で受光して第２スクリーン４２上に第２表示画像Ｍ２を結像させる。
第１スクリーン４１で結像された第１表示画像Ｍ１から、第１表示画像Ｍ１の表示にともなって受光面と反対の面から出射される第１表示光Ｎ１が平面鏡６０、凹面鏡７０を介してフロントガラス２００に向けて出射される。同様に、第２スクリーン４２で結像された第２表示画像Ｍ２から、第２表示画像Ｍ２の表示にともなって受光面と反対の面から出射される第２表示光Ｎ２が平面鏡６０、凹面鏡７０を介してフロントガラス２００に向けて出射される。
【００２０】
スクリーン４０は、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２との２つで構成されている。第１スクリーン４１は、投影光Ｌ（第１投影光Ｌ１）の受光方向後方、すなわち結像位置調整部３０の結像位置調整ミラー３１に近い側に配置されて第１投影光Ｌ１が結像されるまでの距離が短くなっている。第２スクリーン４２は、投影光Ｌ（第２投影光Ｌ２）の受光方向前方である結像位置調整ミラー３１から離れた位置に配置されて第２投影光Ｌ２が結像されるまでの距離が長くなっている。これにより、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２とが投影光Ｌに対して受光方向に前後に配置されて結像するまでの距離を変えて配置されている。
【００２１】
第１スクリーン４１は、投影部２０から出射された第１投影光Ｌ１を受光面で受光し、受光面と反対の表面側に第１表示画像Ｍ１を表示する透過スクリーンである。第１スクリーン４１は、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。
第１スクリーン４１は、図２、図３に示すように、略矩形状の外縁部分の一部を矩形状に切り抜いた切り欠き部４１ａを設けた逆凹状の表示エリアを有した形状とされる。なお、第１スクリーン４１の逆凹状の形状により、第１虚像Ｖ１も逆凹状の表示エリアを有する。
第１スクリーン４１が第１表示画像Ｍ１を結像して表示すると、この第１表示画像Ｍ１を示す第１表示光Ｎ１は、受光面の反対の面である第１スクリーン４１の表面側から出射されて平面鏡６０、凹面鏡７０によりフロントガラス２００に投射され、フロントガラス２００によりユーザＥの方向（アイボックス）に反射される。これにより、ユーザＥは、フロントガラス２００の向こう側に第１虚像Ｖ１を視認することができる。
【００２２】
第２スクリーン４２は、第１スクリーン４１の切り欠き部４１ａの略相似形状である矩形状に形成され、投影部２０の表示器２１から出射された第２投影光Ｌ２を受光面で受光し、受光面と反対の表面側に第２表示画像Ｍ２を表示する透過スクリーンであり、第１スクリーン４１と同様、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。第２投影光Ｌ２は、図２に示すように、第１スクリーン４１の切り欠き部４１ａを通って第２スクリーン４２に到達する。
第２スクリーン４２が第２表示画像Ｍ２を表示すると、この第２表示画像Ｍ２を示す第２表示光Ｎ２は、受光面の反対の面である第２スクリーン４２の表面側から出射されて平面鏡６０、凹面鏡７０によりフロントガラス２００に投射され、ユーザＥから見たフロントガラス２００の向こう側に第２虚像Ｖ２を表示する。  
【００２３】
スクリーン４０では、図１〜図３に示すように、第１スクリーン４１は、第２スクリーン４２よりも投影部２０の表示器２１の近くに配置される。
これにより、第１スクリーン４１からユーザＥに向けて出射される第１表示光Ｎ１の光路長は、第２スクリーン４２からユーザＥに向けて出射される第２表示光Ｎ２の光路長よりも長くなる。それゆえ、ユーザＥから第１虚像Ｖ１が表示される位置までの距離（表示距離）は、ユーザＥから第２虚像Ｖ２が表示される位置までの距離（表示距離）よりも長くなる。
したがって、ヘッドアップディスプレイ装置１００では、第１虚像Ｖ１が第２虚像Ｖ２よりも遠くの位置にあるように表示することができ、例えば、第１虚像Ｖ１の表示距離を５ｍとし、第２虚像Ｖ２の表示距離を２ｍにすることができる。
【００２４】
また、第１スクリーン４１は、第１スクリーン４１からユーザＥに向かう第１表示光Ｎ１の光軸に対して所定の角度（０度も含む）を有するように配置され、そして、第２スクリーン４２も同様に、第２スクリーン４２からユーザＥに向かう第２表示光Ｎ２の光軸に対して所定の角度（０度も含む）を有するように配置されている。
なお、第１スクリーン４１（第２スクリーン４２）が第１表示光Ｎ１（第２表示光Ｎ２）の光軸に対して所定の角度を持つ場合においても凹面鏡７０の自由曲面により、ユーザＥの前方視線に対して第１虚像Ｖ１及び第２虚像Ｖ２が概ね垂直に向かい合うように結像される。ユーザＥが第１虚像Ｖ１（第２虚像Ｖ２）を視認した際、第１虚像Ｖ１（第２虚像Ｖ２）内のどの領域でも表示距離が一定となり、ユーザＥが焦点移動をしなくても第１虚像Ｖ１（第２虚像Ｖ２）全体を視認し易くすることができる。
【００２５】
光遮蔽部５０は、図３に示すように、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２を取り付けるスクリーンホルダー４３に遮光部本体４５として設けられる。
スクリーンホルダー４３は、例えば、合成樹脂材料で形成される。
光遮蔽部５０は、第１スクリーン４１で結像された、結像するまでの距離が短い第１表示画像Ｍ１の結像にともなって第１スクリーン４１の受光面の反対の面（平面鏡６０側）から出射される第１表示光Ｎ１が、結像するまでの距離が長い第２スクリーン４２で結像される第２投影光Ｌ２に混入し、これによって第２表示画像Ｍ２の品位が低下することを防止する。
【００２６】
スクリーンホルダー４３は、第１スクリーン４１の逆凹状に合わせた開口部が形成された枠状のベースプレート４４と、ベースプレート４４に取り付けられて前方に第１スクリーン４１の切り欠き部４１ａの形状と略相似形状の開口部を備えた光遮蔽部５０を構成する遮光部本体４５と、遮光部本体４５の先端に装着されて第２スクリーン４２を取り付けるカラー４６と、を備えている。
【００２７】
ベースプレート４４には、開口部を塞ぐように第１スクリーン４１が配置され、遮光部本体４５と一体の枠状のフレーム部４５ａで第１スクリーン４１の外周部を挟むことで、第１スクリーン４１が固定される。これと同時に、ベースプレート４４と遮光部本体４５とがフレーム部４５ａを介して固定される。
【００２８】
遮光部本体４５は、例えば、第１スクリーン４１の切り欠き部４１ａと略相似形状の筒状に形成され、ベースプレート４４側の後方から前方の開口部に向かって第２投影光Ｌ２の光路となる開口の断面積が大きく広がる形状に形成されている。これにより、遮光部本体４５の先端開口部に装着されるカラー４６に取り付ける第２スクリーン４２をより大きな面積とすることができ、第１虚像Ｖ１と第２虚像Ｖ２との隙間を小さくすることができる。
また、第１スクリーン４１の切り欠き部４１ａより面積の大きい第２スクリーン４２とすることで、ユーザＥの方向から見たときに、光遮蔽部５０の遮蔽部本体４５の外周部の面積が小さく見え、遮蔽部本体４５の外周部を視認しづらくすることもできる。
【００２９】
なお、第２スクリーン４２の幅Ｂ１は、図３（ｃ）に示すように、遮光部本体４５の後方側の開口の幅Ｂ３に比べて大きくなるが、必ずしも第１スクリーン４１の切り欠き部４１ａの幅Ｂ２より大きくなるものではない。すなわち、遮光部本体４５の形状により、第２スクリーン４２の幅Ｂ１が第１スクリーン４１の切り欠き部４１ａの幅Ｂ２と同一乃至小さくなる場合もある。
【００３０】
遮光部本体４５は、第２投影光Ｌ２の光路を囲むことで、第１スクリーン４１での結像にともなう第１表示画像Ｍ１からの第１表示光Ｎ１が前方の第２スクリーン４２に受光されないように第１表示光Ｎ１の混入を遮蔽する。
遮光部本体４５には、先端開口部より内側に段差部が形成されてフィールドレンズ４７が配置され、遮光部本体４５の先端開口部より装着される筒状のカラー４６でフィールドレンズ４７の外周部が固定される。
第２スクリーン４２は、筒状のカラー４６の先端開口部に装着されて第２スクリーン４２の外周部が固定されている。
これにより、スクリーンホルダー４３には、ベースプレート４４に取り付けた第１スクリーン４１が表示器２１からの投影光Ｌの受光方向後方に位置し、カラー４６の先端に取り付けた第２スクリーン４２が受光方向前方に位置した状態で取り付けられ、第２スクリーン４２が受光する第２投影光Ｌ２の光路が遮蔽部本体４５で囲まれて第１表示光Ｎ１と第２投影光Ｌ２が遮蔽されている。
【００３１】
フィールドレンズ４７は、例えば、合成樹脂材料やガラス材料の透明な材料からなり、遮光部本体４５の内側の第２投影光Ｌ２の光路の途中に配置されており、第２投影光Ｌ２の進行方向を内側へ変化させて第２スクリーン４２へ導く。第２投影光Ｌ２が第２スクリーン４２より広い範囲を照射することを防ぎ、高い光利用効率で第２スクリーン４２に結像させるためのものである。
第２スクリーン４２に第２表示画像Ｍ２を結像する第２投影光Ｌ２は、筒状の遮光部本体４５内を通って先端開口部の第２スクリーン４２に導かれることから、後方の第１スクリーン４１に結像した第１表示光Ｎ１が混入して第２スクリーン４２に結像されることがなく、第２表示画像Ｍ２の表示品位を良好に保つことができる。
なお、光遮光部５０を構成する遮光部本体４５は、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２との境界に沿った壁面を少なくとも備えて迷光（余分な光）の結像を防止できれば良く、第２スクリーン４２の配置や形状により、筒状でなく切り欠き部４１ａの開口端側の壁面がない略コ字状などに形成したものであっても良い。
【００３２】
光遮蔽部５０は、遮蔽部本体４５に視認防止部５１を備える。
視認防止部５１は、光遮蔽部５０を構成する遮蔽部本体４５で第２投影光Ｌ２の光路を囲むことで、第１表示光Ｎ１が第２投影光Ｌ２中への混入を防止できるものの、第１表示光Ｎ１が遮蔽部本体４５の外側で反射し、反射光によって光遮蔽部５０である遮蔽部本体４５が存在することが視認されてしまうおそれを防止するものである。
視認防止部５１は、光遮蔽部５０である遮蔽部本体４５の外側に、反射防止塗膜を塗布して構成されている。視認防止部５１は、例えば、黒色の塗料が用いられ、反射防止塗膜によって第１表示光Ｎ１の反射が防止され、光遮蔽部５０である遮蔽部本体４５が存在することが視認されないようにする。これにより、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２によって、結像するまでの距離が異なる２つの第１表示画像Ｍ１と第２表示画像Ｍ２を境目のない状態で表示することができる。
なお、視認防止部５１は、反射を防止する反射防止塗膜で構成して第１表示光Ｎ１の反射を防止する場合に限らず、光遮蔽部５０である遮蔽部本体４５の外側にフレネル構造の反射面を設けて反射した光が視認者Ｅの目に入らないように反射させて視認できないようにすることもできる。
【００３３】
平面鏡６０は、例えば合成樹脂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、第１スクリーン４１、第２スクリーン４２から出射した第１表示光Ｎ１、第２表示光Ｎ２を、凹面鏡７０に向けて反射する。
【００３４】
凹面鏡７０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、平面鏡６０で反射した第１表示光Ｎ１、第２表示光Ｎ２をさらに反射させ、フロントガラス２００に向けて出射する凹状の自由曲面を有するミラーである。
凹面鏡７０で反射した第１表示光Ｎ１、第２表示光Ｎ２は、筐体１０の開口部１１に設けられた透光性カバー１２を透過して、透光部材であるフロントガラス２００に到達する。
フロントガラス２００で反射された第１表示光Ｎ１、第２表示光Ｎ２は、フロントガラス２００の前方位置に表示距離が異なる２つの第１虚像Ｖ１及び第２虚像Ｖ２を形成する。
これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、虚像Ｖ（第１虚像Ｖ１及び第２虚像Ｖ２）とフロントガラス２００の前方に実際に存在する外景等の双方を、ユーザＥに視認させることができる。
なお、凹面鏡７０は、拡大鏡としての機能を有し、投影部２０に表示された表示画像Ｍを拡大してフロントガラス２００側へ反射する。すなわち、ユーザＥに視認される第１虚像Ｖ１、第２虚像Ｖ２は、投影部２０の表示器２１が表示する第１表示画像Ｍ１、第２表示画像Ｍ２を拡大した像である。また、凹面鏡７０は、フロントガラス２００が曲面であることに起因する第１虚像Ｖ１及び第２虚像Ｖ２の歪みを軽減する機能も有する。
【００３５】
このように構成したスクリーン装置１では、第１投影光Ｌ１と第２投影光Ｌ２とを含む投影光Ｌを受光するスクリーン装置１であって、第１投影光Ｌ１を受けて結像し、第１投影光Ｌ１が表す第１の像（第１表示画像）Ｍ１を表示する第１スクリーン４１と、第１投影光Ｌ１よりも結像するまでの距離が長い第２投影光Ｌ２を受けて結像し、第２投影光Ｌ２が表す第２の像（第２表示画像）Ｍ２を表示する第２スクリーン４２と、第１スクリーン４１が第１投影光Ｌ１を受けた面の反対の面から、第１の像（第１表示画像）Ｍ１の表示に伴い射出される第１表示光Ｎ１が、第２スクリーン４２に到達することを防止する光遮蔽部５０と、を備えているので、第１表示画像Ｍ１を表示する第１投影光Ｌ１が後方の第１スクリーン４１に結像された後、第１表示光Ｎ１が第２表示画像Ｍ２を表示する第２投影光Ｌ２に混入して前方の第２スクリーン４２に結像されることが光遮蔽部５０で防止され、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２で表示される第１表示画像Ｍ１と第２表示画像Ｍ２の表示品位を向上することができる。
したがって、結像するまでの距離の異なる表示画像Ｍ１，Ｍ２を高品位で表示することができるスクリーン装置１とすることができる。
【００３６】
また、スクリーン装置１で、光遮蔽部５０は、光遮蔽部５０の外側で反射する光が、第１スクリーン４１の受光面の反対の面から第１表示画像Ｍ１の表示に伴い射出される第１表示光Ｎ１に混入し結像することを防止する視認防止部５１を備えることで、結像するまでの距離の短い第１スクリーン４１で結像した第１投影光Ｌ１が反射防止塗膜やフレネル構造の反射面による視認防止部５１で、受光方向前方の第２スクリーン４２で結像することが防止でき、光遮蔽部５０の存在が視認されることを防止することができる。
また、ヘッドアップディスプレイ装置１００に適用することで、表示品位を向上し、表示距離の異なる複数の表示画像Ｍによる虚像Ｖを視認者Ｅに視認させることができる。
【００３７】
また、スクリーン装置１で、光遮蔽部５０は、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２との間に位置し、第２投影光Ｌ２の光路を囲む筒状であり、第１スクリーン４１側よりも第２スクリーン４２側のほうが拡径していることで、受光方向前方の第２スクリーン４２の面積を広くとることができ、結像するまえの距離が異なる複数の虚像Ｖの間の隙間を小さくすることができる。また、視認者（ユーザ）Ｅの方向から見たときに光遮蔽部５０の外側の面積を小さく見せることで、光遮蔽部５０の外側を視認しづらくすることができる。
これにより、表示画像Ｍの表示品位を一層向上することができる。
【００３８】
上記のように構成したヘッドアップディスプレイ装置１００では、スクリーン装置１と、投影光を射出する表示器２１と、表示器２１から出射される投影光Ｌを受光し、入射した投影光Ｌのうち少なくとも一部の投影光Ｌが結像するまでの距離を変え、結像するまでの距離の異なる投影光Ｌに調整して反射する結像位置調整部３０と、を備え、第１スクリーン４１に表示された第１表示画像Ｍ１を表す第１表示光Ｎ１と、第２スクリーン４２に表示された第２表示画像Ｍ２を表す第２表示光Ｎ２とを、フロントガラス２００に向けて射出し、第１表示画像Ｍ１と第２表示画像Ｍ２とをフロントガラス２００を介して虚像Ｖとして表示するので、第１表示画像Ｍ１を表示する第１投影光Ｌ１が第１スクリーン４１に結像された後、第１表示光Ｎ１となってが第２表示画像Ｍ２を表示する第２投影光Ｌ２に混入して第２スクリーン４２に結像されることが光遮蔽部５０で防止され、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２で表示される第１表示画像Ｍ１と第２表示画像Ｍ２の表示品位を向上することができる。
また、ヘッドアップディスプレイ装置１００では、１つの表示器２１で複数の投影光Ｌを出射して結像することができ、装置を簡素化してコンパクトにすることができる。
【００３９】
また、ヘッドアップディスプレイ装置１００では、光遮蔽部５０は、光遮蔽部５０の外側で反射する光が、第１スクリーン４１の受光面の反対の面から第１表示画像Ｍ１の表示に伴い射出される第１表示光Ｎ１に混入し結像することを防止する視認防止部５１を備えることで、結像するまでの距離の短い第１スクリーン４１で結像した第１投影光Ｌ１が反射防止塗膜やフレネル構造の反射面による視認防止部５１で、受光方向前方の第２スクリーン４２で結像することが防止でき、光遮蔽部５０の存在が視認されることを防止することができ、表示品位を一層向上し、表示距離の異なる複数の表示画像による虚像を視認者Ｅに視認させることができる。
【００４０】
ヘッドアップディスプレイ装置１００では、光遮蔽部５０は、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２との間に位置し、第２投影光Ｌ２の光路を囲む筒状であり、第１スクリーン４１側よりも第２スクリーン４２側のほうが拡径していることで、受光方向前方の第２スクリーン４２の面積を広くとることができ、結像するまえの距離が異なる複数の虚像Ｖの間の隙間を小さくすることができる。また、視認者（ユーザ）Ｅの方向から見たときに光遮蔽部５０の外側の面積を小さく見せることで、光遮蔽部５０の外側を視認しづらくすることができる。
これにより、表示画像の表示品位を一層向上することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、スクリーン４０は、第１スクリーン４１と第２スクリーン４２との２つで構成する場合を例に説明したが、これに限らず、３つ以上のスクリーンで構成することもできる。
また、スクリーンの形状も第１スクリーン４１を、切り欠き部４１ａを備えた逆凹状とし、第２スクリーン４２を切り欠き部と相似形状の矩形とする場合に限らず、第１スクリーン４１を円形や多角形状などとし、第２スクリーン４２の形状と相似形の切り欠き部や穴部を備えた形状とし、第２スクリーン４２を第１スクリーン４１の切り欠き部や穴部と略相似形状として組み合わせた形状で構成することもできる。
さらに、第１スクリーン４１に隣接して第２スクリーン４２を配置するようにしても良く、例えば、略瓢箪形状などその形状は適宜選択すれば良い。
これらの場合には、相対的に受光方向後方の第１スクリーン４１と、これより前方の第２スクリーン４２との境界に沿って順次光遮蔽部５０を設置して第１表示光Ｎ１の第２投影光Ｌ２への混入を防止するようにすれば良い。
【符号の説明】
【００４２】
１      スクリーン装置
１００  ヘッドアップディスプレイ装置
１０    筐体
１１    開口部
１２    透光性カバー
２０    投影部
２１    表示器
２２    フォールドミラー
３０    結像位置調整部
３１    結像位置調整ミラー
３２    第１反射面
３３    第２反射面
４０    スクリーン
４１    第１スクリーン
４１ａ  切り欠き部
４２    第２スクリーン
４３    スクリーンホルダー
４４    ベースプレート
４５    遮蔽部本体
４５ａ  フレーム部
４６    カラー
４７    フィールドレンズ
５０    光遮蔽部
５１    視認防止部
６０    平面鏡
７０    凹面鏡
２００  フロントガラス（透光部材）
Ｂ１    第２スクリーンの幅
Ｂ２    第１スクリーンの切り欠き部の幅
Ｂ３    遮光部本体の後方側の開口の幅
Ｍ      表示画像
Ｍ１    第１表示画像
Ｍ２    第２表示画像
Ｖ      虚像
Ｖ１    第１虚像
Ｖ２    第２虚像
Ｌ      投影光
Ｌ１    第１投影光
Ｌ２    第２投影光
Ｎ      表示光
Ｎ１    第１表示光
Ｎ２    第２表示光
Ｅ      ユーザ（視認者）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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