特許 6609484 車載用表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6609484

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】車載用表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20191111BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20191111BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20191111BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20191111BHJP

【ＦＩ】

   G02B27/01

   G02B26/10 C

   B60R11/02 C

   B60K35/00 A

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-11424(P2016-11424)

(22)【出願日】2016年1月25日

(65)【公開番号】特開2017-134105(P2017-134105A)

(43)【公開日】2017年8月3日

【審査請求日】2018年10月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085453

【弁理士】

【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120204

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 巌

(74)【代理人】

【識別番号】100108006

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 昌弘

(74)【代理人】

【識別番号】100135183

【弁理士】

【氏名又は名称】大窪 克之

(72)【発明者】

【氏名】酒井 重史

【審査官】 右田 昌士

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０３４９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０６２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１１９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８８８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０２６９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２２４０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９０３０７４９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０６４８３６６４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｂ６０Ｒ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の透過型スクリーンおよび第２の透過型スクリーンと、それぞれの前記透過型スクリーンに中間像を形成する画像形成部と、投影部材に前記中間像を投影する投影部とを有し、前記投影部材の前方の虚像を、前記投影部材の後方から目視可能とされた車載用表示装置において、
共通の前記画像形成部で、前記第１の透過型スクリーンと前記第２の透過型スクリーンの双方に前記中間像が形成され、
前記第２の透過型スクリーンから前記投影部材までの光路よりも、前記第１の透過型スクリーンから前記投影部材までの光路が長く、
前記画像形成部から前記第１の透過型スクリーンに至る光路と、前記画像形成部から前記第２の透過型スクリーンに至る光路とがほぼ同じ長さであって、
前記画像形成部から前記第２の透過型スクリーンを経て前記投影部材に至る光路よりも、前記画像形成部から前記第１の透過型スクリーンを経て前記投影部材に至る光路が長く設定されており、
前記第１の透過型スクリーンに形成される中間像に基づく虚像が、前記第２の透過型スクリーンに形成される中間像に基づく虚像よりも前記投影部材から離れて位置することを特徴とする車載用表示装置。

【請求項2】

前記画像形成部から前記第１の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第１の反射ミラーと、前記画像形成部から前記第２の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第２の反射ミラーとを有し、
前記第１の反射ミラーと前記第２の反射ミラーが、前記画像形成部で形成される画像形成範囲内における互いに異なる領域において、前記画像形成部に対向している請求項１記載の車載用表示装置。

【請求項3】

前記画像形成部には、表示光を走査させる走査機構が設けられており、前記表示光が前記第１の反射ミラーを走査しているときに、前記第１の透過型スクリーンに中間像が形成され、前記表示光が前記第２の反射ミラーを走査しているときに、前記第２の透過型スクリーンに中間像が形成される請求項２記載の車載用表示装置。

【請求項4】

前記画像形成部から前記第１の透過型スクリーンに至る光路上に位置する反射ミラーと、前記画像形成部から前記第２の透過型スクリーンに至る光路上に位置する反射ミラーの少なくとも一部が、凹面ミラーで形成されている請求項２または３記載の車載用表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウインドシールドガラスなどの投影部材の前方に結像される虚像を前記投影部材の後方から目視可能とされた車載用表示装置に係り、特に、投影部材の前方の距離の異なる位置に複数の虚像が結像される載用表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、ヘッドアップディスプレイとして使用される情報表示装置に関する発明が記載されている。

【0003】

この情報表示装置は、映像投射器の前方に２個の透過型のスクリーンが配置されており、映像投影器によってそれぞれのスクリーンに情報が結像される。それぞれのスクリーンからウインドシールドガラスである被画像形成部材までの距離がそれぞれ相違している。被画像形成部材によって各スクリーンに結像された像は被画像形成部材で反射されて視認者に向けられる。その結果、視認者には被画像形成部材よりも前方に形成される虚像が目視される。

【0004】

それぞれのスクリーンと被画像形成部材との距離が相違しているため、被画像形成部材から離れた位置にあるスクリーンに結像された像で、被画像形成部材の前方の離れた位置に虚像が形成され、被画像形成部材に接近した位置にあるスクリーンに結像された像で、被画像形成部材の前方の近い位置に虚像が形成される。

【0005】

このようにして、運転者である視認者は、ウインドシールドガラスである被画像形成部材の前方において、距離の異なる位置に形成されたそれぞれの虚像を観察することができるようになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−３４９１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の情報表示装置は、２個のスクリーンと被画像形成部材との距離を異ならせることで、被画像形成部材の前方の異なる位置に虚像を形成している。

【0008】

ここで、ＭＥＭＳミラーなどを使用して表示光を走査する構造の映像投射器は、理論的には、映像投射器とスクリーンとの距離を変化させてもスクリーンに像を結像させることが可能である。しかし、実際には、映像投射器とスクリーンとの距離が変化すると、焦点ずれが発生し、像にボケが生じやすくなる。特に、ＭＥＭＳミラーの走査の際の開き角度が大きくなる像の周辺部分でボケが顕著になる。特許文献１に記載の情報表示装置では、それぞれのスクリーンと被画像形成部材までの距離が相違しているため、被画像形成部材の前方に形成される複数の虚像のいずれかに焦点ボケが発生しやすい。

【0009】

特許文献１に記載の情報表示装置は、映像投影器とスクリーンとの距離の差を補正するために可変焦点レンズや投影レンズが使用されている。しかし、このようなレンズを設けると装置のコストが高くなる。また透過型のレンズは色収差を有しているため、複数の色相の表示光を使用すると、色収差により色ずれが発生するおそれがある。この色ずれも像の外周部分で顕著に表れやすくなる。

【0010】

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、透過型スクリーンとウインドシールドガラスなどの投影部材との距離を異ならせて、投影部材の前方における距離が相違する位置に虚像を形成するものにおいて、焦点ずれにより像のボケや色収差による色ずれが発生しずらい構造を採用した車載用表示装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、第１の透過型スクリーンおよび第２の透過型スクリーンと、それぞれの前記透過型スクリーンに中間像を形成する画像形成部と、投影部材に前記中間像を投影する投影部とを有し、前記投影部材の前方の虚像を、前記投影部材の後方から目視可能とされた車載用表示装置において、
共通の前記画像形成部で、前記第１の透過型スクリーンと前記第２の透過型スクリーンの双方に前記中間像が形成され、
前記第２の透過型スクリーンから前記投影部材までの光路よりも、前記第１の透過型スクリーンから前記投影部材までの光路が長く、
前記画像形成部から前記第１の透過型スクリーンに至る光路と、前記画像形成部から前記第２の透過型スクリーンに至る光路とがほぼ同じ長さであって、
前記画像形成部から前記第２の透過型スクリーンを経て前記ハーフミラーに至る光路よりも、前記画像形成部から前記第１の透過型スクリーンを経て前記ハーフミラーに至る光路が長く設定されており、
前記第１の透過型スクリーンに形成される中間像に基づく虚像が、前記第２の透過型スクリーンに形成される中間像に基づく虚像よりも前記投影部材から離れて位置することを特徴とするものである。

【0013】

本発明の車載用表示装置は、前記画像形成部から前記第１の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第１の反射ミラーと、前記画像形成部から前記第２の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第２の反射ミラーとを有し、
前記第１の反射ミラーと前記第２の反射ミラーが、前記画像形成部で形成される画像形成範囲内における互いに異なる領域において、前記画像形成部に対向しているものとして構成できる。

【0014】

本発明の車載用表示装置は、前記画像形成部には、表示光を走査させる走査機構が設けられており、前記表示光が前記第１の反射ミラーを走査しているときに、前記第１の透過型スクリーンに中間像が形成され、前記表示光が前記第２の反射ミラーを走査しているときに、前記第２の透過型スクリーンに中間像が形成されるものとして構成できる。

【0015】

本発明の車載用表示装置は、前記画像形成部から前記第１の透過型スクリーンに至る光路上に位置する反射ミラーと、前記画像形成部から前記第２の透過型スクリーンに至る光路上に位置する反射ミラーの少なくとも一部が、凹面ミラーで形成されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明の車載用表示装置は、第２の透過型スクリーンからウインドシールドなどの投影部材までの光路よりも、第１の透過型スクリーンから投影部材までの光路を長くすることで、第１の透過型スクリーンで形成される虚像を、第２の透過型スクリーンで形成される虚像よりも投影部材から前方へ離れた位置に結像できるようにしている。

【0017】

ただし、画像形成部から前記第２の透過型スクリーンを経て投影部材に至る光路よりも、画像形成部から前記第１の透過型スクリーンを経て前記投影部材に至る光路を長く設定することで、画像形成部から第１の透過型スクリーンに至る光路と、画像形成部から第２の透過型スクリーンに至る光路との差を小さくでき、好ましくは両光路をほぼ同じ長さにできるようにしている。

【0018】

その結果、第１の透過型スクリーンで形成される虚像と、第２の透過型スクリーンで形成される虚像の焦点ずれを解消でき、像のボケが発生するのを防止できるようにしている。

【0019】

また、画像形成部から第１の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第１の反射ミラーと、画像形成部から第２の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第２の反射ミラーとを、画像形成部で形成される画像形成範囲内における互いに異なる領域で、画像形成部に対向させることで、１つの画像形成部によって複数の虚像を形成できるようになる。特に、表示光を第１の反射ミラーと第２の反射ミラーとに走査させることで、１つの画像形成部で異なる虚像を形成できるようになる。

【0020】

また、反射ミラーとして凹面ミラーを使用することで、色収差の発生も防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施の形態の車載用表示装置が車両に搭載されている状態を示す説明図、

【図2】本発明の実施の形態の車載用表示装置の投影動作を示す斜視図、

【図3】本発明の実施の形態の車載用表示装置の主要部品の配置を示す斜視図、

【図4】本発明の実施の形態の車載用表示装置の主要部品の配置を示す側面図、

【図5】（Ａ）（Ｂ）は反射ミラーの説明図、

【図6】画像形成部で形成される画像形成範囲Ａと第１の反射ミラーおよび第２の反射ミラーとの位置関係を示す図４におけるＶＩ−ＶＩ矢視図、

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１に、本発明の実施の形態の車載用表示装置１０が、車両の一例である自動車１に搭載された状態で示されている。

【0023】

自動車１は、ボンネット部２と天井部３との間にウインドシールドガラス４が装着されており、ウインドシールドガラス４で、車室空間５と、車両の前方の外部空間６とが仕切られている。ウインドシールドガラス４は湾曲しており、車室空間５にウインドシールドガラス４の凹面が向けられ、前方の外部空間６にウインドシールドガラス４の凸面が向けられている。ウインドシールドガラス４が凹曲面を有する投影部材あるいはハーフミラーとして機能する。

【0024】

ただし、本発明では、ウインドシールドガラス４が投影部材として機能するのではなく、ウインドシールドガラス４よりも車室内側に、コンバイナと称される湾曲した投影部材が別途に配置されていてもよい。

【0025】

車室空間５には運転席７が設けられ、その前方にステアリングホイール８が設けられている。車室空間５の前方にダッシュボード９が設けられており、このダッシュボード９の内部に、本発明の実施の形態の車載用表示装置１０が埋め込まれて設けられている。車載用表示装置１０は、いわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置である。

【0026】

図２には、車載用表示装置１０とウインドシールドガラス４の一部が示されている。図３と図４には、車載用表示装置１０の構成部材がさらに詳しく示されている。図３は車載用表示装置１０の構成部材を示す斜視図であり、図４は、図３に示す構成部材をＩＶ矢視方向から見た側面図である。

【0027】

図３と図４に示すように、車載用表示装置１０に画像形成部１１が設けられている。画像形成部１１はＭＥＭＳミラーと光源を有している。ＭＥＭＳミラーは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）構成であり、可動ミラーと、この可動ミラーをＸ方向とＹ方向へ向けて回動させる走査機構とを有している。また、表示光としてＲ（赤）の可視光レーザを発する光源と、Ｇ（緑）とＢ（青）のそれぞれの可視光レーザを発する光源が設けられている。各色のレーザを発する光源はスイッチング素子で切換えられて動作する。

【0028】

また、画像形成部１１として、周知のＤＬＰ（Digital Light Processing）プロジェクタが使用されてもよい。

【0029】

画像形成部１１よりもＺ１側（車室空間５側）に第１の反射ミラー１２と第２の反射ミラー１３が配置されている。第１の反射ミラー１２と第２の反射ミラー１３は平面ミラーである。第１の反射ミラー１２は第２の反射ミラー１３よりも、画像形成部１１から離れた位置にある。

【0030】

図４に示すように、第１の反射ミラー１２は第２の反射ミラー１３よりも、Ｙ方向の上側に位置している。図６は、図４のＶＩ−ＶＩ矢視図であり、第１の反射ミラー１２と第２の反射ミラー１３を、画像形成部１１側から見ている。図６に示すように、画像形成部１１側からＺ１方向を見たときに、第１の反射ミラー１２が上側に位置し、第２の反射ミラー１３が下側に位置しており、両反射ミラー１２，１３は上下方向においてわずかな寸法δだけ重複している。

【0031】

図６には、画像形成部１１で形成される画像形成範囲Ａが鎖線で囲まれて示されている。画像形成部１１では、可視光レーザなどの表示光（表示ビーム）Ｌを画像形成範囲Ａ内でＺ１方向へ照射し、表示光ＬをＸ方向へ一列に走査し、走査列ＨをＹ方向へ少しずつ移動させる投影動作が行われる。図６に示すように、第１の反射ミラー１２の反射面と第２の反射ミラー１３の反射面は、画像形成範囲Ａ内において上下に別れた異なる領域で画像形成部１１に対向している。

【0032】

そのため、画像形成範囲Ａ内の上方領域において、表示光Ｌを可動ミラーで走査させた走査光Ｓ１は、第２の反射ミラー１３で反射されることなく、第１の反射ミラー１２に至って上向きに反射される。画像形成範囲Ａ内の下方領域において、表示光Ｌを走査させた走査光Ｓ２は、第２の反射ミラー１３で上向きに反射され、第１の反射ミラー１２まで届くことがない。

【0033】

図２と図３および図４では、上方領域の走査光Ｓ１が実線で示されており、下方領域の走査光Ｓ２が破線で示されている。

【0034】

図３と図４に示すように、第１の反射ミラー１２で反射された走査光Ｓ１は、その上に位置する第３の反射ミラー１４で反射されて、前方（Ｚ２方向）へ向けられ、第２の反射ミラー１３で反射された走査光Ｓ２は、その上に位置する第４の反射ミラー１５で反射されて前方（Ｚ２方向）へ送られる。

【0035】

図５（Ａ）（Ｂ）に基づいて、第３の反射ミラー１４についてさらに説明する。
図５（Ａ）は、第３の反射ミラーとして平面ミラー１４ａを配置したときの問題点を示している。画像形成部１１は、可動ミラーで表示光Ｌを反射させ、走査機構で可動ミラーをＸ方向とＹ方向へ回動させ、走査光Ｓ１により画像を生成するものであるため、走査光Ｓ１が走査範囲の中心から離れるにしたがって、平面ミラー１４ａへの走査光Ｓ１の入射開き角αが大きくなり、平面ミラー１４ａで反射される走査光Ｓ１の反射角β、すなわち後述する第１の透過型スクリーン１６への走査光Ｓ１の入射角も大きくなる。その結果、表示画像はその表示領域の縁部に向かうにしたがって画像のボケや輝度ムラなどが発生しやすくなる。

【0036】

従来は、画像形成部１１からウインドシールドガラス４（投影部材）までの光路のいずれかにフィールドレンズを配置し、前記入射開き角βを調整することで、画像のボケや輝度ムラの発生を抑制している。

【0037】

しかし、フィールドレンズを使用することは比較的高価な光学部品を増やすことになって製造コストが高くなる。さらには、フィールドレンズは、光の波長の相違により屈折率が変化することに起因する色収差を有しているため、表示画像の色ずれなどの問題が生じやすくなる。

【0038】

そこで、実施の形態の車載用表示装置１０では、図５（Ｂ）に示すように、第３の反射ミラー１４を凹面ミラーとすることで、走査範囲の中心から離れた位置での走査光Ｓ１の反射方向の開き角度を低下させている。すなわち、第３の反射ミラー１４は、その光矯正機能をフィールドレンズと同じに設定することで、反射ミラー１４でフィールドレンズと同じ光矯正を行なえるようにしている。また、凹面ミラーはレンズのような色収差を持たないので、表示画像の色ずれも防止することができる。

【0039】

これは、第４の反射ミラー１５においても同じであり、第４の反射ミラー１５も凹面ミラーであることが好ましい。すなわち、２つの反射ミラー１４と１５のうちの少なくとも一方が凹面ミラーであることが好ましい。

【0040】

図３と図４に示すように、第３の反射ミラー１４の反射方向の前方に第１の透過型スクリーン１６が配置され、第４の反射ミラー１５の反射方向の前方に第２の透過型スクリーン１７が配置されている。画像形成部１１において表示光Ｌを走査することで形成される走査光のうち、画像形成範囲Ａの上側の領域を走査する実線で示す走査光Ｓ１は、第１の反射ミラー１２と第３の反射ミラー１４で反射されて、第１の透過型スクリーン１６に第１の中間像を結像する。画像形成範囲Ａの下側の領域を走査する破線で示す走査光Ｓ２は、第２の反射ミラー１３と第４の反射ミラー１５で反射され、第２の透過型スクリーン１７に第２の中間像を結像する。

【0041】

第１の中間像と第２の中間像は、画像形成部１１に設けられて走査機構によって可動ミラーを動作させ、Ｒ，Ｇ，Ｂなどの各色相の光源をスイッチングすることで形成される。第１の中間像と第２の中間像によって、数字、文字、記号、など各種の映像が表現される。

【0042】

図２と図３に示すように、第１の透過型スクリーン１６と第２の透過型スクリーン１７のＺ２方向の前方に投影ミラー（投影部）１８が設けられている。投影ミラー１８は凹面ミラーである。第１の透過型スクリーン１６を透過した第１の中間像を含む第１の透過光Ｓａが、投影ミラー１８で反射されて集光され、反射後の第１の投影光Ｓｖ１がウインドシールドガラス４の車室空間５側の内面に照射される。同様に、第２の透過型スクリーン１７を透過した第２の中間像を含む第２の透過光Ｓｂが、投影ミラー１８で反射されて集光され、反射後の第２の投影光Ｓｖ２がウインドシールドガラス４の車室空間５側の内面に照射される。

【0043】

図２と図３に示すように、第１の透過型スクリーン１６から投影ミラー１８までの光路は、第２の投影型スクリーン１７から投影ミラー１８までの光路よりも長くなっており、その結果、第１の透過型スクリーン１６からウインドシールドガラス（投影部材）４までの光路は、第２の透過型スクリーン１７からウインドシールドガラス４までの光路よりも長くなっている。

【0044】

さらに、画像形成部１１から第１の反射ミラー１２と第３の反射ミラー１４および第１の透過型スクリーン１６を経て投影ミラー１８に至る光路が、画像形成部１１から第２の反射ミラー１３と第４の反射ミラー１５および第２の透過型スクリーン１７を経て投影ミラー１８に至る光路よりも長くなっている。すなわち、画像形成部１１から第１の透過型スクリーン１６を経てウインドシールドガラス４に至る光路が、画像形成部１１から第２の透過型スクリーン１７を経てウインドシールドガラス４に至る光路よりも長くなっている。

【0045】

その結果、画像形成部１１から第１の反射ミラー１２と第３の反射ミラー１４を経て第１の透過型スクリーン１６に至るまでの光路と、画像形成部１１から第２の反射ミラー１３と第４の反射ミラー１５を経て第２の透過型スクリーン１７に至る光路の差を小さくでき、この２つの光路をほぼ同じ長さに設定することが可能になる。

【0046】

特に、実施の形態の車載用表示装置１０では、図３と図４および図６に示すように、第１の反射ミラー１２と第２の反射ミラー１３を、画像形成部１１で形成される画像形成範囲Ａ内における互いに異なる領域において画像形成部１１に対向配置させ、また、第１の反射ミラー１２で反射された走査光Ｓ１と第２の反射ミラー１３で反射された走査光Ｓ２とが干渉しないように、第３の反射ミラー１４と第４の反射ミラー１５とをそれぞれ第１の反射ミラー１２と第２の反射ミラー１３とに対向配置させている。その上で、画像形成部１１から第１の反射ミラー１２と第３の反射ミラー１４を経て第１の透過型スクリーン１６に至るまでの光路と、画像形成部１１から第２の反射ミラー１３と第４の反射ミラー１５を経て第２の透過型スクリーン１７に至る光路が同じ長さになるように第１乃至第４の反射ミラー１２，１３，１４，１５の配置位置を決定している。

【0047】

車載用表示装置１０による表示動作は以下の通りである。
図６に示すように、画像形成部１１では表示光ＬがＸ方向に走査され、その走査列ＨがＹ方向へ順に移動し、その間で光源をスイッチングすることで、画像形成範囲Ａ内で画像を形成することが可能になる。

【0048】

図４と図６に示すように、画像形成範囲Ａの上側の領域を走査する走査光Ｓ１は、第１の反射ミラー１２を走査し、さらに第３の反射ミラー１４で反射されて第１の透過型スクリーン１６に第１の中間像が生成される。画像形成範囲Ａの下側の領域を走査する走査光Ｓ２は、第２の反射ミラー１３を走査し、さらに第４の反射ミラー１５で反射されて第２の透過型スクリーン１７に第２の中間像が生成される。

【0049】

第１の透過型スクリーン１６を透過した透過光Ｓａは、投影ミラー１８で反射され集光されその投影光Ｓｖ１がウインドシールドガラス４の内面に向けられる。同様に、第２の透過型スクリーン１７を透過した透過光Ｓｂは、投影ミラー１８で反射され集光されその投影光Ｓｖ２がウインドシールドガラス４の内面に向けられる。

【0050】

ウインドシールドガラス４は湾曲した投影部材として機能し、投影ミラー１８で集光された投影光Ｓｖ１，Ｓｖ２は、ウインドシールドガラス４の内面で反射されて、投影光Ｓｖ１，Ｓｖ２の反射成分が運転席７に着席している視認者（運転者）２０の眼２０ａに向けられる。その結果、眼２０ａでウインドシールドガラス４の前方の外部空間６に形成（結像）される虚像２１，２２を目視することが可能になる。

【0051】

第１の透過型スクリーン１６からウインドシールドガラス４までの光路は、第２の透過型スクリーン１７からウインドシールドガラス４までの光路よりも長いため、第１の投影型スクリーン１６に形成される第１の中間像は、ウインドシールドガラス４の前方に離れた位置の遠方虚像２１として結像する。第２の透過型スクリーン１７に形成される第２の中間像は、ウインドシールドガラス４の前方において、遠方虚像２１よりも手前側の近方虚像２２として結像される。

【0052】

視認者（運転者）２０は、ウインドシールドガラス４の前方において距離を異ならせて結像する遠方虚像２１と近方虚像２２を目視することで、異なる位置の異なる情報を認識することが可能になる。例えば遠方虚像２１として、重要度の高い走行情報や車両情報が表示され、近方虚像２２として比較的重要度の低い走行情報や車両情報が表示される。

【0053】

この車載用表示装置１０では、画像形成部１１の走査光によって画像形成範囲Ａに画像が形成されるが、図４と図６に示すように、走査光による画像形成範囲Ａに対して、第１の反射ミラー１２と第２の反射ミラー１３が異なる領域を占めて、第１の反射ミラー１２と第２の反射ミラー１３が画像形成部１１に対向している。そのため、画像形成部１１により、画像形成範囲Ａ内で表示光を走査させると、一部の走査光Ｓ１で第１の中間像を形成して遠方虚像２１を結像させることができ、他の走査光Ｓ２で第２の中間像を形成して近方虚像２２を結像させることができる。

【0054】

このように、１つ画像形成部１１において表示光ＬでＸ方向とＹ方向の２方向の一連の走査を行い、光源をスイッチングすることで、遠方虚像２１と近方虚像２２の双方を形成することができる。

【0055】

特に、第１の反射ミラー１２と第２の反射ミラー１３を画像形成部１１側から見たときに、両反射ミラー１２，１３は上下方向に離れておらずわずかな寸法δだけ重複しているため、画像形成範囲Ａ内で表示光を走査させるときに無駄な走査領域が生じない。よって、遠方虚像２１と近方虚像２２を時間的な間隔を空けずに結像させることができる。なお、上記重複寸法δは設計上ゼロであっても良い。

【0056】

また、図４に示すように、第１の透過型スクリーン１６からウインドシールドガラス４までの光路を、第２の透過型スクリーン１７からウインドシールドガラス４までの光路よりも長くし、さらに画像形成部１１から第１の透過型スクリーン１６を経てウインドシールドガラス４に至る光路を、画像形成部１１から第２の透過型スクリーン１７を経てウインドシールドガラス４に至る光路よりも長くすることで、画像形成部１１から第１の透過型スクリーン１６に至る光路と、画像形成部１１から第２の透過型スクリーン１７に至るまでの距離の差を無くし、２つの光路を同じ長さに設定している。

【0057】

その結果、可変焦点レンズなどの高価な光学部品を用いることなく、画像形成部１１によって第１の透過型スクリーン１６に形成される第１の中間像と、画像形成部１１によって第２の透過型スクリーン１７に形成される第２の中間像の結像焦点の距離をほぼ同じにでき、第１の中間像と第２の中間像を、焦点ボケがなく鮮明に形成することが可能になる。

【0058】

なお、前記実施の形態では、第１の透過型スクリーン１６と第２の透過型スクリーン１７が設けられて、遠方虚像２１と近方虚像２２の２つの虚像が形成されるが、本発明はさらに第３の透過型スクリーンが設けられて、ウインドシールドガラス４の前方の異なる箇所に３種類の虚像が形成されてもよい。この場合には、図６に示す画像形成範囲Ａ内に３個の反射ミラーが位置し、３個の反射ミラーが画像形成部１１に対向するように構成する。

【符号の説明】

【0059】

Ａ 画像形成範囲
Ｈ 走査列
Ｌ 表示光
Ｓ１，Ｓ２ 走査光
Ｓａ，Ｓｂ 透過光
Ｓｖ１，Ｓｖ２ 投影光
１ 自動車
４ ウインドシールドガラス
５ 車室空間
６ 外部空間
１０ 車載用表示装置
１１ 画像形成部
１２ 第１の反射ミラー
１３ 第２の反射ミラー
１４ 第３の反射ミラー
１５ 第４の反射ミラー
１６ 第１の透過型スクリーン
１７ 第２の透過型スクリーン
１８ 投影ミラー
２１ 遠方虚像
２２ 近方虚像
２０ 視認者

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】