JP2008209665A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示像の色ムラを抑制すると同時に表示像の視認性を良好に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。
【解決手段】 緑色光Ｌ１を発する第１の光源２３と、赤色光Ｌ２を発する第２の光源２４と、緑色光Ｌ１を透過させるとともに赤色光Ｌ２を反射させるダイクロイックミラー２９と、緑色光Ｌ１並びに赤色光Ｌ２を含む照明光Ｌ３にて照明される透過型表示素子２１とを備え、透過型表示素子２１から発せられる表示光Ｌをフロントガラス１３に照射し、この照射によって得られた表示像Ｖを利用者１４に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、第１，第２の光源２３，２４から発せられる緑色光Ｌ１、赤色光Ｌ２は、略平行光束化された状態でダイクロイックミラー２９に各々入射されてなり、且つダイクロイックミラー２９と透過型表示素子２１との間に拡散部材２０１を配設した。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示パネル等の透過型表示素子から発せられる表示光を車両のフロントガラスあるいはコンバイナ等の専用の反射部材に照射し、この照射によって得られた表示像を車両の利用者に視認させるヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来、この種のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。かかる特許文献１に記載されてなる車両用ヘッドアップデスプレイ装置を図７、図８を用いて説明する。ヘッドアップディスプレイ装置Ａは、図７に示すように透光性の窓部１を備えたハウジング２の内部に表示装置３及び反射鏡４を収容したものであり、表示装置３が発した表示光Ｌは、反射鏡４で反射されて車両のフロントガラスあるいはコンバイナに投影（照射）され、虚像（表示像）を表示するものである。

この場合、表示装置３は、図８に示すように緑色光Ｌ１を発する緑色ＬＥＤからなる第１の光源５と、赤色光Ｌ２を発する赤色ＬＥＤからなる第２の光源６と、緑色光Ｌ１を透過させるとともに赤色光Ｌ２を反射させるダイクロイックミラー（透過反射部材）７と、緑色光Ｌ１と赤色光Ｌ２とが混色された混合光Ｌ３にて照明される液晶表示パネル（透過型表示素子）８とを有している。

第１，第２の光源５，６は、図示しない光源駆動回路から所定の電力（電流値）を供給されて発光する複数個の発光ダイオードからなり、第１の光源５は、図８中、ダイクロイックミラー７の右方に配設され、第２の光源６は、図８中、ダイクロイックミラー７の下方に配設されてなる。

ダイクロイックミラー７は、ガラス基板の前面（液晶表示パネル８の背面と向かい合う面）に蒸着により形成された反射膜７ａを有してなるもので、緑色光Ｌ１の進行方向並びに赤色光Ｌ２の進行方向に対して各々４５度の傾きを有するように傾斜配置されてなる。

かかる構成によれば、第１の光源５から発せられる緑色光Ｌ１と、第２の光源６から発せられる赤色光Ｌ２とが、ダイクロイックミラー７を通じて混色されて液晶表示パネル８側に混合光（橙色光）Ｌ３として進み、これにより液晶表示パネル８が、混合光Ｌ３で透過照明される。

そして、液晶表示パネル８を透過照明してなる混合光Ｌ３は、液晶表示パネル８から表示光Ｌとして出射される。かかる液晶表示パネル８が出射してなる表示光Ｌは、反射鏡４で反射されて前記車両のフロントガラス等に照射され、この照射によって得られた前記表示像を車両の利用者に視認させる。これにより前記車両の利用者は、前記表示像を風景と重畳させて視認することができる。
特開２００３−２９５１０５号公報

ところで、第１の光源５である緑色ＬＥＤや第２の光源６である赤色ＬＥＤから発せられる光は、放射角（光照射領域角度）が大きく、様々な方向へ進む。このため、ダイクロイックミラー７に入射される緑色ＬＥＤ（第１の光源５）からの光（放射光）は、ダイクロイックミラー７における背面７ｂ（反射膜７ａが形成される面とは反対側の面）に対して入射角が異なる状態で入射されてなる。またダイクロイックミラー７に入射される赤色ＬＥＤ（第２の光源６）からの光（放射光）は、ダイクロイックミラー７における反射膜７ａの形成された面に対して入射角が異なる状態で入射されてなる。

図９は、各光源５，６とダイクロイックミラー７とを詳細に示した図である。但し、以下の説明では、光源５，６のうち、図８に示す光源５ａ，６ａについてのみ説明し、光源５ａ，６ａ以外の他の光源５，６については説明を省略する。例えば前記緑色ＬＥＤの場合、図９中、ダイクロイックミラー７の背面７ｂにおいて、第１の光源５ａの真上（光軸Ｂ１上）に位置する入射位置Ｐ１と、光軸Ｂ１からやや外れた位置となる入射位置Ｐ２とで、前記入射角が異なる状態で光が入射されることになる。より詳述すれば、ダイクロイックミラー７の背面７ｂに対して垂直方向に延びる垂線（法線）Ｎと入射位置Ｐ１とのなす角度Ｘ１は理想入射角である４５度となるが、ダイクロイックミラー７の垂線Ｎと入射位置Ｐ２とのなす角度Ｘ２は前記理想入射角よりも小さくなり、例えば略３０度となる。

また前記赤色ＬＥＤの場合、図９中、ダイクロイックミラー７の前記前面（反射膜７ａの形成された面）において、第２の光源６ａの真上（光軸Ｂ２上）に位置する入射位置Ｐ３と、光軸Ｂ２からやや外れた位置となる入射位置Ｐ４とで、前記入射角が異なる状態で光が入射されることになる。より詳述すれば、ダイクロイックミラー７の垂線Ｎと入射位置Ｐ３とのなす角度Ｘ３は前記理想入射角である４５度となるが、ダイクロイックミラー７の垂線Ｎと入射位置Ｐ４とのなす角度Ｘ４は前記理想入射角よりも小さくなり、例えば略３０度となる。

このことは第１の光源５ａ（前記緑色ＬＥＤ）から発せられる光が、入射位置Ｐ１と入射位置Ｐ２とで、ダイクロイックミラー７に対する入射角が異なることになり、第２の光源６ａ（前記赤色ＬＥＤ）から発せられる光が、入射位置Ｐ３と入射位置Ｐ４とで、ダイクロイックミラー７に対する入射角が異なることになることを意味している。

そして、入射位置Ｐ１からダイクロイックミラー７内を透過してなる緑色光Ｌ１１（緑色光Ｌ１の一部）と、入射位置Ｐ３にてダイクロイックミラー７を通じて反射されてなる赤色光Ｌ２１（赤色光Ｌ２の一部）とが混色されて、混合光Ｌ３１（混合光Ｌ３の一部）となる。これと同時に入射位置Ｐ２からダイクロイックミラー７内を透過してなる緑色光Ｌ１２（緑色光Ｌ１の一部）と、入射位置Ｐ４にてダイクロイックミラー７を通じて反射されてなる赤色光Ｌ２２（赤色光Ｌ２の一部）とが混色されて、混合光Ｌ３２（混合光Ｌ３の一部）となる。

この際、混合光Ｌ３１は、ダイクロイックミラー７に対する各光源５ａ，６ａの光の入射角が前記理想入射角（４５度）に相当する入射位置Ｐ１，Ｐ３にて混色された照明光からなる。また混合光Ｌ３２は、ダイクロイックミラー７に対する各光源５ａ，６ａの光の入射角が４５度ではなく略３０度に相当する入射位置Ｐ２，Ｐ４にて混色された照明光からなる。

しかしながら、上述した混合光Ｌ３１と混合光Ｌ３２のように、ダイクロイックミラー７に対する各光源５ａ，６ａの光の入射角が異なる構成にて混色された光にあっては、混合光Ｌ３１を構成する緑色光Ｌ１１と赤色光Ｌ２１とのバランスと、混合光Ｌ３２を構成する緑色光Ｌ１２と赤色光Ｌ２２とのバランスが崩れてしまうという現象が生じる。

その理由は、各光源５ａ，６ａの光が前記理想入射角を有してダイクロイックミラー７に到達してなる場合と、前記理想入射角とは異なる入射角を有してダイクロイックミラー７に到達してなる場合とで、ダイクロイックミラー７の透過率特性（つまり、透過率と波長との関係を示す透過率曲線）が大きくシフトしてしまうからである（ここでは詳細図示省略）。換言すれば、ダイクロイックミラー７は、４５度の理想（基準）入射角に対して光の入射角のずれが生じると、その透過率特性が大きく変化（変動）するという特性を有してなるものである。なお、かかる透過率特性（前記透過率曲線）において、透過率が０パーセントであるということは、反射率が１００パーセントであることは言うまでもない。

具体的には、入射角が前記理想入射角である４５度の場合は、混合光Ｌ３１を構成する緑色光Ｌ１１と赤色光Ｌ２１との比が５対５の割合であるのに対し、入射角が前記理想入射角ではない３０度の場合は、混合光Ｌ３２を構成する緑色光Ｌ１２と赤色光Ｌ２２との比が５対５ではなく３対７の割合となってしまうという現象が生じることになる。

従って、混合光Ｌ３１と混合光Ｌ３２とからなる混合光Ｌ３は、色ムラを有した状態（混合光Ｌ３２が混合光Ｌ３１よりもやや赤っぽくなってしまった状態）で液晶表示パネル８を透過照明し、これに伴い液晶表示パネル８が発する表示光Ｌの前記フロントガラス等への照射により形成される前記表示像が色ムラを有した状態で前記利用者に視認されてしまうという問題点を有していた。

また混合光Ｌ３は、色ムラを有した状態で液晶表示パネル８にダイレクトに到達する構成となっているため、例えば前記利用者が頭部を左側、または右側に大きく傾けた状態で前記表示像を視認しようとすると、前記表示像の輝度が低下し、これにより上述した前記表示像の色ムラの発生に加えて前記表示像の視認性が低下してしまうという問題点を有しており、以上の点で更なる改良の余地が残されていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、表示像の色ムラを抑制すると同時に表示像の視認性を良好にすることが可能なヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とするものである。

本発明は、第１の有色光を発する第１の光源と、第２の有色光を発する第２の光源と、前記第１の有色光を透過させるとともに前記第２の有色光を反射させる透過反射部材と、前記第１の有色光並びに前記第２の有色光を含む照明光にて照明される透過型表示素子とを備え、前記透過型表示素子から発せられる表示光を車両のフロントガラスあるいは反射部材に照射し、この照射によって得られた表示像を前記車両の利用者に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、前記第１，第２の光源から発せられる前記第１，第２の有色光は、略平行光束化された状態で前記透過反射部材に各々入射されてなり、且つ前記透過反射部材と前記透過型表示素子との間には、前記透過反射部材から出射される略平行光束化された前記照明光を拡散させるための拡散部材が配設されてなることを特徴とする。

また本発明は、前記透過反射部材に入射される前記第１，第２の有色光は、第１，第２の集光レンズあるいは第１，第２の反射体を通じて各々略平行光束化されてなることを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、表示像の色ムラを抑制すると同時に表示像の視認性を良好に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できる。

（第１実施形態）以下、本発明の第１実施形態を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用したものを例に挙げて、添付図面に基づいて説明する。

ヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両１１のダッシュボード１２内に配設されている（図１参照）。かかるヘッドアップディスプレイ装置１０が投射する表示光Ｌは、車両１１のフロントガラス１３により車両１１の利用者１４側に反射される。利用者１４は、虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。換言すれば、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、ヘッドアップディスプレイ装置１０に備えられる後述する透過型表示素子から発せられる表示光Ｌをフロントガラス１３に照射し、この照射によって得られた表示像（虚像）Ｖを利用者１４に視認させるものである。これにより利用者１４は、虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。

ヘッドアップディスプレイ装置１０は、表示装置２０，反射器３０等をハウジング４０内に収容したものである（図２参照）。また表示装置２０は、図３に示すように透過型表示素子２１と、この透過型表示素子２１を照明する照明手段２２と、透過型表示素子２１と照明手段２２の後述するダイクロイックミラーとの間に配設される拡散部材２０１とを備えている。

透過型表示素子２１は、例えば一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後面に偏光膜を各々設けたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）型の液晶表示パネルからなるものである。透過型表示素子２１は、車両１１に設けられる車速センサやエンジン回転センサからの出力信号に基づいて車速，エンジン回転数を計測する演算回路（図示しない）並びにこの演算結果に基づいて前記液晶を駆動する液晶駆動回路（図示しない）によって、車両１１の速度またはエンジン回転数の計測値を数値として表示することができる。なお、透過型表示素子２１によって表示される表示情報は、車速やエンジン回転数に限らず任意であり、例えば走行距離情報、ナビゲーション情報、外気温情報であってもよい。

一方、照明手段２２は、第１の光源２３と、第２の光源２４と、第１の配線基板２５と、第２の配線基板２６と、第１の集光レンズ２７と、第２の集光レンズ２８と、ダイクロイックミラー（透過反射部材）２９とを備えている。

第１の光源２３は、第１の有色光である緑色光Ｌ１を発する複数個のチップ型発光ダイオードからなる。また本実施形態の場合、個々の第１の光源２３は、その光照射領域角度が第１の光軸Ｃ１を中心として左右にそれぞれ略６０度の指向性を持つものが採用されている。このことは、個々の第１の光源２３は、その光照射領域角度がそれぞれ略１２０度であることを意味している。

第２の光源２４は、第２の有色光である赤色光Ｌ２を発する複数個のチップ型発光ダイオードからなる。また本実施形態の場合、個々の第２の光源２４は、第１の光源２３と同様に、その光照射領域角度が第２の光軸Ｃ２を中心として左右にそれぞれ略６０度の指向性を持つものが採用されている。このことは、個々の第２の光源２４は、その光照射領域角度がそれぞれ略１２０度であることを意味している。

第１の配線基板２５は、例えば熱伝導性の高い略矩形状のアルミ基板からなり、複数個の第１の光源２３が高密度実装されてなる。

第２の配線基板２６は、例えば熱伝導性の高い略矩形状のアルミ基板からなり、複数個の第２の光源２４が高密度実装されてなる。なお、第２の配線基板２６の外形形状は、第１の配線基板２５の外形形状と略同一となっている。

第１の集光レンズ２７は、透光性合成樹脂からなり、個々の第１の光源２３に対応してダイクロイックミラー２９側に突出する凸状の球面部２７ａを複数形成してなる。そして、前記光照射領域角度を有して第１の光源２３から発せられる緑色放射光は、第１の光源２３の発光面と対向するように第１の光源２３の真上に位置してなる受光面２７ｂを通じて第１の集光レンズ２７内部に照射される。

かかる緑色照射光のうち、第１の光軸Ｃ１上を直進する前記緑色照射光は、第１の集光レンズ２７内部を通過する際に屈折されずにそのまま直進し球面部２７ａに至り（図４中、光路Ｓ１参照）、これ以外の前記緑色照射光は、第１の集光レンズ２７内部を通過する際に屈折されて球面部２７ａに至る（図４中、光路Ｓ２参照）。

さらに、光路Ｓ１を経て球面部２７ａに到達してなる前記緑色照射光は、球面部２７ａから直進光として出射され、ダイクロイックミラー２９側に導かれる（図４中、光路Ｓ３参照）。また光路Ｓ２を経て球面部２７ａに到達してなる前記緑色照射光は、球面部２７ａから第１の光軸Ｃ１と略平行となるような直進光として出射され、ダイクロイックミラー２９側に導かれる（図４中、光路Ｓ４参照）。

従って、各第１の光源２３から発せられる前記緑色放射光（緑色光Ｌ１）は、第１の集光レンズ２７から出射されたときに、光路Ｓ３，Ｓ４のごとき各々略平行光束化された状態で、ダイクロイックミラー２９側に進み、ダイクロイックミラー２９に入射されてなる。換言すれば、各第１の光源２３から発せられる前記緑色放射光（緑色光Ｌ１）は、第１の集光レンズ２７を通じて各々略平行光束化された状態でダイクロイックミラー２９に入射されることになる。

第２の集光レンズ２８は、透光性合成樹脂からなり、個々の第２の光源２４に対応してダイクロイックミラー２９側に突出する凸状の球面部２８ａを複数形成してなる。そして、前記光照射領域角度を有して第２の光源２４から発せられる赤色放射光は、第２の光源２４の発光面と対向するように第２の光源２４の真上に位置してなる受光面２８ｂを通じて第２の集光レンズ２８内部に照射される。

かかる赤色照射光のうち、第２の光軸Ｃ２上を直進する前記赤色照射光は、第２の集光レンズ２８内部を通過する際に屈折されずにそのまま直進し球面部２８ａに至り（図５中、光路Ｔ１参照）、これ以外の前記赤色照射光は、第２の集光レンズ２８内部を通過する際に屈折されて球面部２８ａに至る（図５中、光路Ｔ２参照）。

さらに、光路Ｔ１を経て球面部２８ａに到達してなる前記赤色照射光は、球面部２８ａから直進光として出射され、ダイクロイックミラー２９側に導かれる（図５中、光路Ｔ３参照）。また光路Ｔ２を経て球面部２８ａに到達してなる前記赤色照射光は、球面部２８ａから第２の光軸Ｃ２と略平行となるような直進光として出射され、ダイクロイックミラー２９側に導かれる（図５中、光路Ｔ４参照）。

従って、各第２の光源２４から発せられる前記赤色放射光（赤色光Ｌ２）は、第２の集光レンズ２８から出射されたときに、光路Ｔ３，Ｔ４のごとき各々略平行光束化された状態で、ダイクロイックミラー２９側に進み、ダイクロイックミラー２９に入射されてなる。換言すれば、各第２の光源２４から発せられる前記赤色放射光（赤色光Ｌ２）は、第２の集光レンズ２８を通じて各々略平行光束化された状態でダイクロイックミラー２９に入射されることになる。なお、第２の集光レンズ２８（各球面部２８ａ）の形状は、第１の集光レンズ２７（各球面部２７ａ）の形状と略同一であるものとする。

ダイクロイックミラー２９は、ガラス基板の前面（つまり、拡散部材２０１の背面と向かい合う面）に蒸着により形成された反射膜２９ａを有してなるもので、略平行光束化された各緑色光Ｌ１の進行方向並びに略平行光束化された各赤色光Ｌ２の進行方向に対して各々略４５度の傾きを有するように傾斜配置されてなる。

かかるダイクロイックミラー２９は、各第１の光源２３が発した各緑色光Ｌ１を透過させるとともに、各第２の光源２４が発した各赤色光Ｌ２を反射させるものである。そして、ダイクロイックミラー２９を透過する略平行光束化された各緑色光Ｌ１と、ダイクロイックミラー２９を通じて反射される略平行光束化された各赤色光Ｌ２とが、ダイクロイックミラー２９によって各々混色され、この混色された各照明光（各橙色光）Ｌ３が略平行光束となって拡散部材２０１側に導かれる。

ここで、略平行光束化された緑色光Ｌ１（光路Ｓ３，Ｓ４を経た光）がダイクロイックミラー２９に入射する際の、ダイクロイックミラー２９の背面２９ｂに対して垂直方向に延びる垂線Ｎと光路Ｓ３，Ｓ４とのなす角度（緑色光Ｌ１のダイクロイックミラー２９に対する入射角）Ｋ１は、ともに理想入射角である４５度となる（図４参照）。同様に、略平行光束化された赤色光Ｌ１（光路Ｔ３，Ｔ４を経た光）がダイクロイックミラー２９に入射する際の、ダイクロイックミラー２９の垂線Ｎと光路Ｔ３，Ｔ４とのなす角度（赤色光Ｌ２のダイクロイックミラー２９に対する入射角）Ｋ２は、それぞれ理想入射角である４５度となる（図５参照）。

このようにダイクロイックミラー２９に対する緑色光Ｌ１（光路Ｓ３，Ｓ４）の入射角Ｋ１が全て一定であり、さらにダイクロイックミラー２９に対する赤色光Ｌ２（光路Ｔ３，Ｔ４）の入射角Ｋ２が全て一定であることに伴い、ダイクロイックミラー２９から出射される略平行光束化された各照明光（各橙色光）Ｌ３は、緑色光Ｌ１と赤色光Ｌ２との割合（バランス）が一定状態に保たれている。

従って、従来のように緑色光Ｌ１及び赤色光Ｌ２が略平行光束化されていない状態でダイクロイックミラー２９に入射してしまうことにより生じていた照明光Ｌ３の色ムラが、本実施形態では緑色光Ｌ１及び赤色光Ｌ２が第１，第２の集光レンズ２７，２８を通じて略平行光束化された状態でダイクロイックミラー２９に前記理想入射角（入射角Ｋ１，Ｋ２）にて各々入射されることで、ダイクロイックミラー２９から出射される照明光Ｌ３が、色ムラの解消された状態で拡散部材２０１側に導かれる構成となる。

つまり、緑色光Ｌ１と赤色光Ｌ２の光が、ダイクロイックミラー２９に対し前記理想入射角にて各々入射される構成を採用したことで、照明光Ｌ３を構成する緑色光Ｌ１と赤色光Ｌ２とのバランスがダイクロイックミラー２９の位置（つまり、ダイクロイックミラー２９への光の入射位置）に関係なく一定に保たれるため、ダイクロイックミラー２９から出射される略平行光束化された照明光Ｌ３は、色ムラの抑制された状態で拡散部材２０１側に導かれる構成となる。

拡散部材２０１は、例えば乳白色を有する光透過性の合成樹脂からなり、略平板状に形成され、透過型表示素子２１の背面に沿うように配設されてなる。かかる拡散部材２０１は、ダイクロイックミラー２９から出射される略平行光束化された照明光Ｌ３を拡散させ、且つ透過型表示素子２１から発せられる表示光Ｌを均一化させるための光拡散板としての機能を有してなる。

なお、拡散部材２０１は、照明光Ｌ３を拡散させるとともに表示光Ｌを均一化させるものであれば、あらゆる構成を適用でき、例えば透過型表示素子２１との対向面が凹面を有するレンズを適用することも可能である。また、この場合、拡散部材２０１の外形形状は、透過型表示素子２１の外形形状と略同一となっている。

そして、拡散部材２０１の前方に位置する透過型表示素子２１は、拡散部材２０１を通じて拡散された色ムラのない照明光Ｌ３を照明してなる。さらに、透過型表示素子２１を照明してなる照明光Ｌ３は、透過型表示素子２１の前面側に色ムラの抑制された表示光Ｌとなって拡散発光し、この表示光Ｌが反射器３０の後述する凹面鏡、ハウジング４０の後述する窓部を経て、フロントガラス１３側に投影され、これにより利用者１４は表示光Ｌによる色ムラの抑制された虚像Ｖを視認することができる。

反射器３０は、図２に示すように凹面鏡３１と、保持部材３２と、ステッピングモータ３３とを備えている。凹面鏡３１は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ、反射面３１ａを形成したものである。かかる反射面３１ａは、凹面となっており、表示装置２０（透過型表示素子２１）が発した色ムラのない表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。なお、凹面鏡３１は、保持部材３２に両面粘着テープにより接着されている。保持部材３２は、樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部３４並びに軸部３５が一体に形成されている。保持部材３２の軸部３５はハウジング４０に軸支されている。

ステッピングモータ３３の回動軸には歯車３６が取付けられており、この歯車３６は、保持部材３２の歯車部３４と噛合されている。凹面鏡３１は、保持部材３２とともに回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３３により凹面鏡３１を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。車両１１の利用者１４は、押釦スイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように（すなわち、虚像Ｖを視認できるように）凹面鏡３１の角度を調整する。

ハウジング４０には、表示装置２０並びに反射器３０が収容される。かかるハウジング４０には、表示光Ｌが出射する窓部４１が設けられている。この窓部４１は、透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。また、ハウジング４０には、遮光壁４２が設けられており、太陽光等の外光が表示装置２０に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。この遮光壁４２は、平板形状になっており、ハウジング４０の上部から斜めに垂下するように形成されている。

かかる実施形態によれば、第１，第２の光源２３，２４から発せられる緑色光Ｌ１，赤色光Ｌ２は、第１，第２の集光レンズ２７，２８を通じて略平行光束化された状態でダイクロイックミラー２９に各々入射されてなることにより、透過型表示素子２１は、緑色光Ｌ１と赤色光Ｌ２とを含む色ムラの抑制された照明光Ｌ３にて照明され、且つ色ムラの抑制された表示光Ｌをフロントガラス１３に照射してなる。これにより利用者１４は、色ムラの抑制された表示像Ｖを視認することができる。

これに加えて、ダイクロイックミラー２９と透過型表示素子２１との間には、ダイクロイックミラー２９から出射される略平行光束化された照明光Ｌ３を拡散させるための拡散部材２０１が配設されてなることにより、略平行光束化された色ムラのない照明光Ｌ３が拡散部材２０１を通じて所定角度範囲にて拡散され、その後、かかる拡散光が透過型表示素子２１に照射されることで、表示光Ｌが色ムラのない拡散した状態で発せられることになる。

このような構成としたことによって、利用者１４が、例えば頭部を左側、または右側に大きく傾けた状態で表示像Ｖを視認しようとした場合であっても、表示光Ｌが所定角度範囲にて拡散されていることで、色ムラの抑制された表示像Ｖを良好に視認することが可能となる。言い換えれば、利用者１４が、例えば色ムラの抑制された表示像Ｖを良好に視認できる位置から多少動いて、この動いた位置から表示像Ｖを見た場合であっても、表示像Ｖ（表示光Ｌ）の輝度変化が抑制されるため、利用者１４に色ムラのない良好な表示形態を視認させることが可能となる。

また本実施形態では、各光源２３，２４が、その光軸Ｃ１，Ｃ２を中心として左右にそれぞれ略６０度の指向性を持つものが採用された例について説明したが、例えば各光源２３，２４として、光軸Ｃ１，Ｃ２を中心として左右にそれぞれ略１０度程度の高い指向性を持つものが採用された場合にあっては、第１，第２の集光レンズ２７，２８を廃止してもよい。

（第２実施形態）次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態を説明するが、前述した第１実施形態と同一もしくは相当個所には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、図６は本発明の第２実施形態による表示装置の側面図を示している。

この第２実施形態が、前記第１実施形態と比べて異なる点は、前記第１実施形態にて採用した第１，第２の集光レンズ２７，２８に代えて第１，第２の反射体５１，５２を採用し、第１の光源２３から発せられる放射光を第１の反射体５１によって略平行光束化させて、この略平行光束化された状態の光をダイクロイックミラー２９に入射させるとともに、第２の光源２４から発せられる放射光を第２の反射体５２によって略平行光束化させて、この略平行光束化された状態の光をダイクロイックミラー２９に入射させる点である。

第１の反射体５１は、例えば曲面形状を有する金属材料あるいは合成樹脂材料からなる第１の基部５１ａと、この第１の基部５１ａの前面（ダイクロイックミラー２９の背面２９ｂと向かい合う面）に形成されたアルミニウム等の金属蒸着膜からなる第１の反射部５１ｂとを備えている。

そして、図６中、第１の反射体５１の下方には、前記第１実施形態にて採用した第１の配線基板２５がダイクロイックミラー２９における下端部２９ｃの近傍に配設されてなる。かかる第１の配線基板２５上には、第１の反射部５１ｂに向けて光を放射してなる第１の光源２３が実装されてなる。

また第２の反射体５２は、例えば曲面形状を有する金属材料あるいは合成樹脂材料からなる第２の基部５２ａと、この第２の基部５２ａの前面（ダイクロイックミラー２９の反射膜２９ａと向かい合う面）に形成されたアルミニウム等の金属蒸着膜からなる第２の反射部５２ｂとを備えている。

そして、図６中、第２の反射体５２の右方には、前記第１実施形態にて採用した第２の配線基板２６がダイクロイックミラー２９における下端部２９ｃの近傍に配設されてなる。かかる第２の配線基板２６上には、第２の反射部５２ｂに向けて光を放射してなる第２の光源２４が実装されてなる。

かかる第２実施形態によれば、第１の光源２３から発せられる前記緑色放射光（緑色光Ｌ１）は、第１の反射部５１ａによってダイクロイックミラー２９（背面２９ｂ）側に反射されるが、かかる反射光は、図６に示す光路Ｓ５のように略平行光束化された状態でダイクロイックミラー２９に入射されてなる。これと同時に、第２の光源２４から発せられる前記赤色放射光（赤色光Ｌ２）は、第２の反射部５２ａによってダイクロイックミラー２９（反射膜２９ａ）側に反射されるが、かかる反射光は、図６に示す光路Ｔ５のように略平行光束化された状態でダイクロイックミラー２９に入射されてなる。

従って、第１，第２の光源２３，２４から発せられる緑色光Ｌ１，赤色光Ｌ２は、第１，第２の反射体５１，５２を通じて略平行光束化された状態でダイクロイックミラー２９に各々入射されてなることにより、透過型表示素子２１は、緑色光Ｌ１と赤色光Ｌ２とを含む色ムラの抑制された照明光Ｌ３にて照明され、且つ色ムラの抑制された表示光Ｌをフロントガラス１３に照射してなる。これにより利用者１４は、色ムラの抑制された表示像Ｖを視認することができ、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本第２実施形態においても、ダイクロイックミラー２９と透過型表示素子２１との間に拡散部材２０１を配設したことにより、利用者１４が、例えば色ムラの抑制された表示像Ｖを良好に視認できる位置から多少動いて、この動いた位置から表示像Ｖを見た場合であっても、表示像Ｖ（表示光Ｌ）の輝度変化が抑制されるため、利用者１４に色ムラのない良好な表示形態を視認させることができることは言うまでもない。

また前記各実施形態では、ダイクロイックミラー２９に入射される緑色光Ｌ１、赤色光Ｌ２が、第１，第２の集光レンズ２７，２８あるいは第１，第２の反射体５１，５２を通じて各々略平行光束化されてなることにより、色ムラの抑制された照明光Ｌ３（表示像Ｖ）を簡素な構成で得ることができる。

なお前記各実施形態では、透過型表示素子２１から発せられる表示光Ｌが、フロントガラス１３に照射される例について説明したが、例えばフロントガラス１３に表示光Ｌを良好に利用者１４方向に反射させるコンバイナフィルムを設けてもよいし、あるいはフロントガラス１３とは別の専用の反射部材に表示光Ｌを照射する構成としてもよい。

本発明の第１実施形態を示すヘッドアップディスプレイ装置の概観図。 同上実施形態を示すヘッドアップディスプレイ装置の断面図。 同上実施形態を示す表示装置の側面図。 同上実施形態を示す第１の光源の光路を示す図。 同上実施形態を示す第２の光源の光路を示す図。 本発明の第２実施形態を示す表示装置の側面図。 従来技術によるヘッドアップディスプレイ装置の断面図。 従来技術による表示装置の側面図。 従来技術による第１，第２の光源の光路を示す図。

符号の説明

１３ フロントガラス
１４ 利用者
２１ 透過型表示素子
２２ 照明手段
２３ 第１の光源
２４ 第２の光源
２７ 第１の集光レンズ
２８ 第２の集光レンズ
２９ ダイクロイックミラー（透過反射部材）
５１ 第１の反射体
５２ 第２の反射体
２０１ 拡散部材
Ｌ 表示光
Ｌ１ 緑色光（第１の有色光）
Ｌ２ 赤色光（第２の有色光）
Ｌ３ 照明光
Ｖ 表示像（虚像）

Claims (2)

1. 第１の有色光を発する第１の光源と、第２の有色光を発する第２の光源と、前記第１の有色光を透過させるとともに前記第２の有色光を反射させる透過反射部材と、前記第１の有色光並びに前記第２の有色光を含む照明光にて照明される透過型表示素子とを備え、前記透過型表示素子から発せられる表示光を車両のフロントガラスあるいは反射部材に照射し、この照射によって得られた表示像を前記車両の利用者に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記第１，第２の光源から発せられる前記第１，第２の有色光は、略平行光束化された状態で前記透過反射部材に各々入射されてなり、且つ前記透過反射部材と前記透過型表示素子との間には、前記透過反射部材から出射される略平行光束化された前記照明光を拡散させるための拡散部材が配設されてなることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記透過反射部材に入射される前記第１，第２の有色光は、第１，第２の集光レンズあるいは第１，第２の反射体を通じて各々略平行光束化されてな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。

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