特開 2025-10646 ヘッドアップディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025010646

(43)【公開日】2025-01-23

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20250116BHJP

【ＦＩ】

G02B27/01

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023112727

(22)【出願日】2023-07-10

(71)【出願人】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】林 武

(72)【発明者】

【氏名】三浦 清雅

【テーマコード（参考）】

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H199DA03

2H199DA13

2H199DA15

2H199DA20

2H199DA22

2H199DA23

2H199DA32

2H199DA36

2H199DA46

(57)【要約】

【課題】虚像を視認する場合の表示角度と実像を視認する場合の表示角度とを異ならせて表示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】射出する光の偏光を互いに異なる第１偏光と第２偏光とに切り替え可能な表示部１２と、第１偏光となる表示光Ｌ１を反射すると共に第２偏光となる表示光Ｌ２を透過する第１ミラー１３１と、表示光Ｌ２を反射する第２ミラー１３２と、表示部１２の光路に対する角度が可変となるように回転させるモーター１４と、表示部１２及びモーター１４を制御する制御部１５とを備え、制御部１５が、表示光Ｌ１を出射する場合と表示光Ｌ２を出射する場合とで、表示部１２の光路に対する角度を異ならせるように制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出口を有し、前記射出口から表示光を透光部材に向けて射出することで前記表示光が表す表示像の虚像及び実像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
表示素子と、前記表示素子よりも光路に沿って前記射出口側に設けられると共に射出する光の偏光を互いに異なる第１偏光と第２偏光とに切り替え可能な切替素子と、を備え、光源が出射した光を透過させると共に前記表示像を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記表示像を表す光を前記透光部材に向けて反射させる反射部と、
前記表示部の光路に対する角度が可変となるように回転させる駆動部と、
前記切替素子及び前記駆動部を制御する制御部と、
を有し、
前記反射部は、
第１偏光となる第１光線を反射すると共に第２偏光となる第２光線を透過する第１ミラーと、
前記第２光線を反射する第２ミラーと、
を含み、
前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、
前記表示素子が前記第１光線を出射するときは、前記透光部材及び前記反射部を含む結像光学系の光学焦点と前記表示部との間の位置関係が、前記表示部が前記光学焦点よりも前記射出口側となる第１状態となり、
前記表示素子が前記第２光線を出射するときは、前記表示部が前記光学焦点よりも前記光源側となる第２状態となるように配置されており、
前記制御部は、
前記表示素子から前記第１光線を出射する前記第１状態における前記表示部の前記角度と、前記表示素子から前記第２光線を出射する前記第２状態における前記表示部の前記角度とが、互いに異なるように、前記表示素子と前記駆動部とを連携して制御する
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】

前記制御部は、
前記第１状態において視認させる前記虚像が路面に対して４５度未満の第１角度で視認され、前記第２状態において視認させる前記実像が路面に対して４５度以上の第２角度で視認されるか、
前記第１状態において視認させる前記虚像が前記第２角度で視認され、前記第２状態において視認させる前記実像が前記第１角度で視認される、
ように前記切替素子及び前記駆動部を制御する
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】

前記制御部は、
前記第１状態において視認させる前記虚像が前記第１角度で視認され、前記第２状態において視認させる前記実像が前記第２角度で視認されるように、前記切替素子及び前記駆動部を制御する
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装置。

【請求項4】

前記第１偏光は、
前記第１ミラーに対するＳ偏光であり、
前記第２偏光は、
前記第１ミラーに対するＰ偏光である、
ことを特徴とする請求項３記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項5】

前記駆動部の制御により回転する前記表示部の回転軸心と、前記回転軸心に沿った一方側から見た前記表示部の側面視形状における中心位置とが、略一致する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項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、視認者に対して虚像及び実像を切り替えつつ所望の表示を行うヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置が知られている。このヘッドアップディスプレイ装置では、表示器からの光によりスクリーンに表示された表示像を透光部材へと反射させる構成において、結像光学系の光学焦点とスクリーンとの間の前後位置関係を変更することで、虚像が透光部材の外に視認される状態と、実像が透光部材の内側に視認される状態と、の表示切替を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－７００７４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に記載の技術は、虚像が視認される場合の表示角度と実像が視認される場合の表示角度とが異なるように切り替える点は考慮されていない。

【0005】

虚像の表示角度と実像
の表示角度とを異ならせる場合には、例えば光学系のミラーの配置を変更するという手法が考えられる。この場合、ミラーの配置位置を機械的に変更する必要があるため、ヘッドアップディスプレイ装置の筐体のサイズが大きくなってしまい搭載性が悪くなるという問題がある。

【0006】

また、ミラーの配置位置を変更可能にした場合であっても、光源の指向性により表示像の輝度にムラが生じてしまう。このような輝度のムラを解消するためには、光源の指向性を切り替える必要があるが、この指向性の切り替え制御は技術的な難易度が非常に高くなってしまうという問題がある。

【0007】

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、装置を大型化することなく且つ簡易的な制御で、虚像を視認する場合の表示角度と実像を視認する場合の表示角度とを異ならせて表示す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】

本発明は、射出口１７を有し、前記射出口１７から表示光Ｌを透光部材ＷＳに向けて射出することで前記表示光Ｌが表す表示像の虚像ＶＩ及び実像ＲＩを視認させるヘッドアップディスプレイ装置１であって、表示素子１２１と、前記表示素子１２１よりも光路に沿って前記射出口１７側に設けられると共に射出する光の偏光を互いに異なる第１偏光と第２偏光とに切り替え可能な切替素子１２２と、を備え、光源１１が出射した光を透過させると共に前記表示像を表示する表示部１２と、前記表示部１２に表示された前記表示像を表す光を前記透光部材ＷＳに向けて反射させる反射部１３と、前記表示部１２の光路に対する角度が可変となるように回転させる駆動部１４と、前記切替素子１２２及び前記駆動部１４を制御する制御部１５と、を有し、前記反射部１３は、第１偏光となる第１光線Ｌ１を反射すると共に第２偏光となる第２光線Ｌ２を透過する第１ミラー１３１と、前記第２光線Ｌ２を反射する第２ミラー１３２と、を含み、前記第１ミラー１３１及び前記第２ミラー１３２は、前記表示素子１２１が前記第１光線Ｌ１を出射するときは、前記透光部材ＷＳ及び前記反射部１３を含む結像光学系の光学焦点Ｆと前記表示部１２との間の位置関係が、前記表示部１２が前記光学焦点Ｆよりも前記射出口１７側となる第１状態となり、前記表示素子１２１が前記第２光線Ｌ２を出射するときは、前記表示部１２が前記光学焦点Ｆよりも前記光源１１側となる第２状態となるように配置されており、前記制御部１５は、前記表示素子１２１から前記第１光線Ｌ１を出射する前記第１状態における前記表示部１２の前記角度と、前記表示素子１２１から前記第２光線Ｌ２を出射する前記第２状態における前記表示部１２の前記角度とが、互いに異なるように、前記表示素子１２１と前記駆動部１４とを連携して制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ミラーの配置変更による装置の大型化を招くことなく、光の偏光及び表示部の光路に対する角度を連携させた簡単な制御で、虚像の表示角度と実像の表示角度とを異ならせて視認させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置において虚像を生成する場合の構成を示す図。

【図2】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置において実像を生成する場合の構成を示す図。

【図3】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置における光源及び表示部の構造を示す模式図。

【図4】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置におけるＰＧＵの構成を示す機能ブロック図。

【図5】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置における輝度の均斉度の測定点を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、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装置という）において虚像を生成する場合の構成を示す図、図２は、本実施形態に係るＨＵＤ装置において実像を生成する場合の構成を示す図である。

【0012】

図１及び図２において、ＨＵＤ装置１は、例えば配線基板に実装された可視波長域の光を出す発光ダイオードからなり、白色の光を発する光源１１、及び、当該光源１１から入射した光で画像を生成し、射出する光の偏光を互いに異なる第１偏光と第２偏光とに切り替えて表示する表示部１２からなるＰＧＵ（Picture Generation Unit）１０と、表示部１２に表示された表示像を表す表示光Ｌ（図１の場合は虚像ＶＩの表示像を表す表示光Ｌ１、図２の場合は実像ＲＩの表示像を表す表示光Ｌ２）をウィンドシールドＷＳ（透光部材）に向けて反射する反射部１３と、表示光Ｌの光路に対する表示部１２の角度が可変となるように回転させるモーター１４（駆動部）と、表示部１２における表示内容の制御、第１偏光及び第２偏光の切り替え制御、並びにモーター１４の駆動制御を行う制御部１５とを備え、これらが筐体１６に収容される。筐体１６には表示光Ｌが射出される開口部１７（射出口）が設けられ、当該開口部１７には内部を保護するためのカバーガラス１８が配置される。ウィンドシールドＷＳは投光部材の一例、モーター１４は駆動部の一例、開口部１７は射出口の一例である。

【0013】

ＨＵＤ装置１は、車両ＣのウィンドシールドＷＳの下方（例えばインストゥルメントパネルの内部）に配置され、表示光Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）を出射し、ウィンドシールドＷＳへ投影する。表示光ＬはＨＵＤ装置１の内部の光源１１及び表示部１２で生成される。表示部１２から射出する表示光Ｌは反射部１３を伝って、筐体１６の開口部１７からカバーガラス１８を通して出射される。車両Ｃの乗員ＤＲは、ウィンドシールドＷＳに反射した表示光Ｌを視認することで、ウィンドシールドＷＳの奥側に図１に示すような虚像ＶＩや手前側に図２に示すような実像ＲＩを視認することができる。

【0014】

図１に示す虚像ＶＩには、例えば車両Ｃの速度やエンジン回転数と言った車両情報、ターンバイターンや地図などの経路案内表示、ブラインドスポットインジケータ、制限速度超過警告などの警告表示など、乗員ＤＲへ注意喚起する必要性が高い情報が、当該乗員ＤＲから見てウィンドシールドＷＳの向こう側に表示される。また、図２に示す実像ＲＩには、例えばエンタメコンテンツ、乗員ＤＲをサポートするアシスタントやエージェント、それらを示すキャラクターなどが、乗員ＤＲから見てウィンドシールドＷＳの手前側に表示される。これらの表示により、視点移動及び眼の焦点距離調整の必要が低減された運転環境が提供される。虚像ＶＩや実像ＲＩにはこれらの情報を示す文字やアイコンの他、背景部分も含まれており、乗員ＤＲからの平面視ではこれは例えば略矩形状をなしている。

【0015】

ここで、光源１１及び表示部１２の構成について説明する。図３は、本実施形態に係るＨＵＤ装置における光源及び表示部の構造を示す模式図である。図３に示すように、光源１１よりも光路に沿って射出口側に表示部１２が設けられる。表示部１２は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の表示素子１２１と、当該表示素子１２１よりも光路に沿って射出口側に設けられ、射出する表示光Ｌの偏光を互いに異なる第１偏光と第２偏光とに切り替える切替素子１２２とを備える。

【0016】

なお、例えば第１偏光をＳ偏光とし、第２偏光をＰ偏光としてもよいし、その逆でもよい。また、Ｓ偏光やＰ偏光に限らず、第１偏光と第２偏光とのそれぞれの偏光角が異なる状態であればよく、例えば偏光角が少なくとも２２．５度以上異なるものであるのが望ましい。

【0017】

表示素子１２１は、図４において後述する表示制御部２１に接続されており、当該表示制御部２１から送られる信号にしたがって任意の形状の図形を表す光を形成する。また、切替素子１２２は、表示素子１２１から射出される光線の中で特定の偏光、具体的には上述した第１偏光や第２偏光である光線だけを抽出すると共に、それらを切り替える処理を行う。切替素子１２２は、図４において後述する表示部駆動部２２に接続されており、当該表示部駆動部２２から送られる信号にしたがって偏光の切り替えを行う。

【0018】

なお、切替素子１２２による偏光の切り替えは電気的な処理で行うようにしてもよいし、偏光板や波長板を表示素子１２１の射出口側に配置し、光軸方向を中心軸方向として、当該中心軸に対して所定の角度で物理的に回転させることで偏光の切り替えを行ってもよい。いずれの場合であっても、上記表示部駆動部２２の制御により偏光の切り替えが行われる。

【0019】

また、表示部１２は、図１及び図２に示すように、モーター１４の駆動動作に伴って光路に対する角度が可変となるように回転する。図１及び図２において、虚像ＶＩと実像ＲＩとを状況に応じて切り替えるときに、乗員ＤＲから見て遠方にある表示像は路面に対して傾斜しており、近方にある表示像は路面に対して垂直に立っているように表示させたい場合がある。例えば、遠方に傾斜させた虚像ＶＩの表示像であれば路面に表示が展開されているように見えるため、ナビゲーションなどを行うときには路面と表示とが重畳するように視認させることができ、直感的な情報提示が可能になる。一方、例えば、近方に垂直に立っている実像ＲＩの表示像であれば、自動運転や停車中にエンタメコンテンツを見るような場面で使うことが想定され、乗員ＤＲにとって視認性を向上させることが可能となる。

【0020】

上記のように表示像の傾斜具合を状況に応じて適正に制御する必要があるため、具体的には、光軸方向をロール軸とした場合に表示部１２をピッチ回転させることで、表示光Ｌが表す表示像を路面に対して垂直に立てて表示したり、傾いて表示する。例えば、図１の場合は、光源１１による光線の発光面と表示部１２が表示光Ｌ１を射出する射出面とが非平行となるように表示部１２を回転するモーター１４を制御することで、乗員ＤＲは第１偏光である表示光Ｌ１の表示像を路面に対して傾斜して視認する。図２の場合は、光源１１による光線の発光面と表示部１２が表示光Ｌ２を射出する射出面とが平行となるように表示部１２を回転するモーター１４を制御することで、乗員ＤＲは第２偏光である表示光Ｌ２の表示像を路面に対して垂直に立ったように視認する。この表示部１２を回転する場合のモーター１４の制御は、図４において後述する表示部駆動部２２により行われる。

【0021】

反射部１３は、平面又は曲率を有するミラーからなる第１ミラー１３１、第２ミラー１３２及び第３ミラー１３３を備える。第１ミラー１３１は、第１偏光となる表示光Ｌ１（第１光線）を反射すると共に第２偏光となる表示光Ｌ２（第２光線）を透過する。第２ミラー１３２は、第１ミラー１３１を透過する表示光Ｌ２（第２光線）を反射するミラーである。第１ミラー１３１及び第２ミラー１３２で反射したそれぞれの表示光Ｌ１，Ｌ２は、第３ミラー１３３に導かれ、当該第３ミラー１３３で反射してウィンドシールドＷＳに射出され、乗員ＤＲがそれぞれの表示像を視認することが可能となる。表示光Ｌ１は第１光線の一例、表示光Ｌ２は第２光線の一例である。

【0022】

なお、図２に示すように、第１ミラー１３１は表示光Ｌ２を透過するミラーであることから、第２ミラー１３２で反射した表示光Ｌ２についても当然に第２ミラー１３２の背面側から正面側に透過することが可能となっている。すなわち、図２に示すように、第１ミラー１３１を透過した表示光Ｌ２は、第２ミラー１３２で反射し、再び第１ミラー１３１を透過して第３ミラー１３３に導かれる。このことから、第２ミラー１３２を第１ミラー１３１の背面側に近接して配置することが可能となり、筐体１６が大型化してしまうことを防止することができる。

【0023】

ここで例えば、第１偏光をＳ偏光（第１ミラー１３１に対するＳ偏光）とし、第２偏光をＰ偏光（第１ミラー１３１に対するＰ偏光）とし、第１ミラー１３１を当該第１ミラー１３１に対してＳ偏光の光線を反射すると共にＰ偏光の光線を透過するミラーとし、第２ミラー１３２を第１ミラー１３１に対してＰ偏光の光線を反射すると共にＳ偏光の光線を透過するミラーとする。このような構成の場合、Ｓ偏光である表示光Ｌ１は第１ミラー１３１で反射され、第３ミラー１３３に導かれる。Ｐ偏光である表示光Ｌ２は第１ミラー１３１を透過し、第２ミラー１３２で反射され、第３ミラー１３３に導かれる。このような反射部１３の構成、及び表示光Ｌ１，Ｌ２の偏光を設定することで、それぞれの表示光Ｌ１，Ｌ２が異なる表示像を生成することが可能となる。

【0024】

図１における表示光Ｌ１が表す表示像と図２における表示光Ｌ２が表す表示像について具体的に説明する。図１に示すように、第１ミラー１３１に対して第１偏光（ここではＳ偏光とする）である表示光Ｌ１を射出する場合に、表示部１２を第１ミラー１３１に十分近い位置に配置することで、第１ミラー１３１、第３ミラー１３３及びウィンドシールドＷＳを１つの結像光学系と見なしたときに、その結像光学系の焦点距離よりも表示部１２の位置が近くなる。すなわち、上記結像光学系の光学焦点Ｆと表示部１２との位置関係が、表示部１２が光学焦点Ｆよりも射出口側に配置される第１状態となる。この第１状態の場合、乗員ＤＲには遠方に虚像ＶＩが視認される。

【0025】

一方、図２に示すように、第２ミラー１３２に対して第２偏光（ここではＰ偏光とする）である表示光Ｌ２を射出する場合に、表示部１２を第２ミラー１３２から十分遠い位置に配置することで、第２ミラー１３２、第３ミラー１３３及びウィンドシールドＷＳを１つの結像光学系と見なしたときに、その結像光学系の焦点距離よりも表示部１２の位置が遠くなる。すなわち、上記結像光学系の光学焦点Ｆと表示部１２との位置関係が、表示部１２が光学焦点Ｆよりも光源１１側に配置される第２状態となる。この第２状態の場合、乗員ＤＲには目前に実像ＲＩが視認される。

【0026】

すなわち、例えば乗員ＤＲから見てウィンドシールドＷＳの外側に路面に対して傾いた虚像ＶＩを視認させたいような場合は、表示部１２の切替素子１２２が、表示光ＬをＳ偏光である表示光Ｌ１として射出するように切り替え、第１ミラー１３１、第３ミラー１３３及びウィンドシールドＷＳで構成される結像光学系により表示光Ｌ１が表す表示像をウィンドシールドＷＳに表示する。また、例えば乗員ＤＲから見てウィンドシールドＷＳの内側に路面対して垂直に立った実像ＲＩを視認させたいような場合は、表示部１２の切替素子１２２が、表示光ＬをＰ偏光である表示光Ｌ２として射出するように切り替え、第２ミラー１３２、第３ミラー１３３及びウィンドシールドＷＳで構成される結像光学系により表示光Ｌ２が表す表示像をウィンドシールドＷＳに表示する。このとき、第１状態における表示部１２の角度（モーター１４の回転角）と、第２状態における表示部１２の角度（モーター１４の回転角）とが互いに異なるように、表示素子１２１とモーター１４とを連携して制御することで、路面に対する虚像ＶＩ及び実像ＲＩを所望の角度で視認させることが可能となる。

【0027】

なお、上記図１及び図２の説明においては、乗員ＤＲから見てウィンドシールドＷＳの外側に路面に対して傾いた虚像ＶＩを視認させ、乗員ＤＲから見てウィンドシールドＷＳの内側に路面に対して垂直に立った実像ＲＩを視認させるように記載しているが、上述したように、路面との角度の大小を問わずに虚像ＶＩ及び実像ＲＩのそれぞれが路面に対して異なる傾斜角度で視認されるようにモーター１４の回転角度が制御されるようにしてもよい。

【0028】

また、ウィンドシールドＷＳの外側に虚像ＶＩを視認させる場合、当該虚像ＶＩの傾斜角度が路面に対して４５度未満（第１角度）となるようにモーター１４の回転角度を制御すると共に、ウィンドシールドＷＳの内側に実像ＲＩを視認させる場合、当該実像ＲＩの傾斜角度が路面に対して４５度以上（第２角度）となるようにモーター１４の回転角度を制御するようにしてもよい。逆に、ウィンドシールドＷＳの外側の虚像ＶＩの傾斜角度が路面に対して４５度以上（第２角度）となるようにモーター１４の回転角度を制御すると共に、ウィンドシールドＷＳの内側の実像ＲＩの傾斜角度が路面に対して４５度未満（第１角度）となるようにモーター１４の回転角度を制御するようにしてもよい。４５度未満は第１角度の一例、４５度以上は第２角度の一例である。

【0029】

図４は、本実施形態に係るＨＵＤ装置におけるＰＧＵの構成を示す機能ブロック図である。なお、図４においては、本願発明に直接関連する必要最小限の構成のみを記載したものであり、その他の公知の構成については省略する。図４において、ＰＧＵ１０は、制御部１５と光源１１と表示部１２とを備える。制御部１５は、例えば車速センサ、ナビゲーション装置、ＲＡＤＡＲ（Radio Detecting and Ranging）、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）などの各種デバイス３０から送られる情報に基づいて、任意の形状の図形を表す光を生成するように表示部１２に命令を出す表示制御部２１と、例えば運転モード（手動運転、自動運転）を切り替えるスイッチ２０から送信される信号に基づいて、表示像の路面に対する傾斜角度の制御や偏光方向の切り替え制御を行う表示部駆動部２２とを備える。

【0030】

また、表示部１２は、表示制御部２１から送られる信号にしたがって任意の形状の図形を表す光を形成するＴＦＴ型の表示素子１２１と、表示部駆動部２２から送られる信号にしたがって、射出する表示光Ｌを第１偏光の表示光Ｌ１又は第２偏光の表示光Ｌ２のいずれかに切り替える切替素子１２２と、表示部駆動部２２から送られる信号にしたがって、表示光Ｌの光路に対する角度が可変となるように回転するモーター１４とを備える。

【0031】

図４の構成において、例えば手動運転時には、表示部駆動部２２が切替素子１２２を第１偏光である表示光Ｌ１が射出されるように切替制御すると共に、表示部１２を回転するモーター１４の回転角度を、表示光Ｌ１の表示像が路面に対して傾斜するような角度となるように駆動制御する。このとき、表示制御部２１は、上述したような車両情報、経路案内情報、警告表示などを表す表示光Ｌ１を生成するように表示素子１２１を制御する。

【0032】

また、例えば自動運転時には、表示部駆動部２２が切替素子１２２を第２偏光である表示光Ｌ２が射出されるように切替制御すると共に、表示部１２を回転するモーター１４の回転角度を、表示光Ｌ２の表示像が路面に対して垂直に立つような角度となるように駆動制御する。このとき、表示制御部２１は、上述したような乗員ＤＲをサポートするアシスタントやエージェント、それらを示すキャラクターなどを表す表示光Ｌ２を生成するように表示素子１２１を制御する。

【0033】

なお、本実施形態に係るＨＵＤ装置１において、表示光Ｌ１の光路と表示光Ｌ２の光路とにおけるそれぞれの代表光線が一致していることが望ましい。表示部駆動部２２の制御により表示部１２の回転角度に応じて表示部１２に対する光線の入射角が変化するが、表示部１２は厚さが極めて薄いため光軸はほぼずれることがない。仮に表示光Ｌ１の向きと表示光Ｌ２の向きとがずれたとしても、輝度の均斉度が以下に示す担保条件の範囲内であればそれぞれの表示光Ｌ１，Ｌ２の向きは考慮しないものとする。

【0034】

図５は、本実施形態に係るＨＵＤ装置における輝度の均斉度の測定点を示す図である。ここで言う均斉度とは、表示領域の各点における輝度の分布のムラがどの程度抑えられているかということを意味する。図５に示す矩形は、虚像ＶＩや実像ＲＩの表示領域全体を示す表示領域ＷＲであり、表示部１２の表示領域全体に白色光線を射出させた場合、筐体１６やその他の外装によって白色光線が遮られることがなければ、表示光Ｌ１や表示光Ｌ２により表示領域ＷＲに示す矩形の表示像が表示される。

【0035】

ここで、例えば表示領域ＷＲにおいて、中心点、上下左右の４点、及び四隅の４点の合計９個の点Ｐ（Ｐ１～Ｐ９）を設定し、それぞれの点Ｐにおける輝度を測定する。各点Ｐ１～Ｐ９で測定した輝度のうち最大値をＢｍａｘ、最小値をＢｍｉｎとした場合、ｒ＝Ｂｍｉｎ／Ｂｍａｘを表示像の均斉度と定義する。ｒの値が予め設定されている所定の閾値（例えば、０．７や０．８など）以上であれば、均斉度が担保されていると判断する。すなわち、本実施形態に係るＨＵＤ装置１においては、上記ｒの値が所定の閾値以上である場合は、表示光Ｌ１と表示光Ｌ２との向きにずれが生じた場合であっても、乗員ＤＲによる視認性には影響がなく特段考慮する必要がないものと判断できる。

【0036】

また、表示光Ｌ１の光路と表示光Ｌ２の光路について、それぞれの代表光線を一致させるために、表示部１２を回転させるモーター１４の回転軸と、表示部１２を回転軸心に沿った一方側から見た側面視形状における中心位置（表示部１２を図１及び図２に示す紙面方向から見た場合の中心位置）とを略一致させるようにしてもよい。こうすることで、表示光Ｌ１の光路と表示光Ｌ２の光路について、それぞれの代表光線が一致し、均斉度を担保することが可能になる。

【0037】

更に、図５で示した均斉度の測定について、定期的又は不定期に均斉度の算出を行い、均斉度が担保できる程度のモーター１４の回転角度や第１偏光及び第２偏光の偏光角をキャリブレーションで再設定するようにしてもよい。

【0038】

このように、本実施形態に係るＨＵＤ装置１においては、装置の大型化を招くことなく簡単な制御で虚像ＶＩと実像ＲＩの路面に対する傾き角度を異ならせて、表示内容に適した態様で且つバリエーション豊かな表示が可能になる。特に、例えば手動運転モードと自動運転モードとを切り替える機能を有する車両Ｃの場合、手動運転モードのときは、乗員ＤＲの運転操作に重要となる情報をウィンドシールドＷＳの外側に路面に対して傾斜した（例えば４５度未満の角度の）虚像ＶＩとして表示し、自動運転モードのときは、乗員ＤＲにとってエンターテインメント性が高い情報をウィンドシールドＷＳの内側に路面に対して垂直に立たせた（例えば４５度以上の角度の）実像ＲＩとして表示することで、乗員ＤＲの運転環境に応じて所望の情報を適正な態様で視認させると共に、乗員ＤＲの視認性を向上させることができる。

【0039】

また、第１偏光を第１ミラー１３１に対するＳ偏光とし、第２偏光を第１ミラー１３１に対するＰ偏光とすることで、光特性及び表示態様が異なる表示光Ｌ１とＬ２とを簡単な制御で切り替えることができ、バリエーションがある表示を実現することができる。

【0040】

更に、モーター１４の制御により回転する表示部１２の回転軸心と、当該回転軸心に沿った一方側から見た表示部１２の側面視形状における中心位置とが略一致することで、均斉度が担保された高品質な表示を実現することができる。

【符号の説明】

【0041】

Ｃ 車両
ＤＲ 乗員
Ｆ 光学焦点
Ｌ（Ｌ１，Ｌ２） 表示光
Ｐ（Ｐ１～Ｐ９） 点
ＶＩ 虚像
ＲＩ 実像
ＷＲ 表示領域
ＷＳ ウィンドシールド
１ ＨＵＤ装置
１０ ＰＧＵ
１１ 光源
１２ 表示部
１３ 反射部
１４ モーター
１５ 制御部
１６ 筐体
１７ 開口部
１８ カバーガラス
２０ スイッチ
２１ 表示制御部
２２ 表示部駆動部
３０ 各種デバイス
１２１ 表示素子
１２２ 切替素子
１３１ 第１ミラー
１３２ 第２ミラー
１３３ 第３ミラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】