JP2021089325A - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】装置コストを抑制したＨＵＤを提供する。【解決手段】本発明の一側面に係るＨＵＤ（１００）は、表示像を虚像として観察者に視認させる。ＨＵＤ（１００）は、表示面（１１）から第１表示像（１９）の虚像を構成する光を出射する第１表示像生成装置（１０）と、光源（２２）から出射された光を光路変更させることにより出射面（２１ａ）から出射させて、第２表示像（２８）を結像する光を出射する第２表示像生成装置（２０）と、光学素子（３０、３１、４０）と、を備え、出射面（２１ａ）は、表示面（１１）とは互いに異なる平面に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明はヘッドアップディスプレイに関する。

車両に搭載される表示制御装置として、車両のフロントガラスの面上またはコンバイナーと呼ばれるハーフミラーを介して、車両速度、または案内標識などの画像を虚像として視認させる、いわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が知られている。

ＷＯ２０１９／０７６９６９号公報

特許文献１には、ユーザーから異なる投影距離に複数の虚像を表示するためのマルチ画像ＨＵＤ装置が開示されている。特許文献１に開示されるＨＵＤ装置８２０は、図２０に示すように、画像生成ユニット８２８を備えている。画像生成ユニットは、光源８３０と空間光変調器８３２とを含み、焦点距離の異なる収束レンズ８６２および８６４を用いて、異なる距離にある投影面８４０および８４４に実画像８３８および８４６を投影する。

しかしながら、上記特許文献１に記載のＨＵＤ装置８２０のような構成では、画像生成ユニット８２８が大型化する懸念があり、複雑な構成のために装置コストが高くなる。

本発明の一態様は、装置コストを抑制したＨＵＤを提供することを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち、本発明の一側面に係るＨＵＤは、表示像を虚像として観察者に視認させるＨＵＤであって、前記表示像としての第１表示像の元画像を表示面に表示し、当該表示面から前記第１表示像の虚像を構成する光を出射する第１表示像生成装置と、光源から出射され入射面から入射した光を導光し、導光された光を光路変更部によって光路変更させることにより出射面から出射させて、前記表示像としての第２表示像を結像する光を出射する導光板と、を備える第２表示像生成装置と、前記第１表示像および前記第２表示像が虚像として投影されるように、前記第１表示像生成装置および前記第２表示像生成装置から出射された光を反射または透過する光学素子と、を備え、前記出射面は、前記表示面とは互いに異なる平面に配置されている。

上記構成では、本発明の一側面に係るＨＵＤは、導光板を用いることにより表示像を結像させる光を出射する第２表示像生成装置を備えている。当該第２表示生成装置の構造は非常にシンプルである。そのため、第２表示生成装置は、安価に製造が可能である。一方、第１表示像生成装置は、ＬＣＤのような画像を表示する従来のディスプレイ装置であり、第２表示像生成装置と比較して、製造コストが高い装置である。表示像の一部を第２表示像生成装置で生成することにより、第１表示像生成装置が生成する画像を制限することができる。これにより、第１表示像生成装置を例えば小型化することができ、ＨＵＤ全体としての製品コストを抑制することができる。

また本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記第２表示像生成装置は、少なくとも前記第２表示像の一部が前記出射面とは異なる面に結像されるように、前記第２表示像を結像してよい。当該構成によれば、観察者は、虚像として視認する表示像を、立体感のある画像として視認することができる。

また本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記第２表示像生成装置は、前記表示面に対して、前記表示面から光が出射される方向とは反対側の空間に前記第２表示像を結像してよい。当該構成によれば、観察者は、虚像として視認するときに、前記第２表示像を奥行のある画像として視認することができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記出射面は、前記表示面と互いに平行に配置されていてもよい。当該構成によれば、前記第１表示像生成装置および前記第２表示像生成装置を平行に配置することができる。前記第１表示像生成装置として典型的に用いられるＬＣＤは、通常、外光の影響を低減するためにＬＣＤの縁部に外光を遮断するための遮光部材を備えている。前記第１表示像生成装置および前記第２表示像生成装置を平行に、重畳して配置することにより、当該遮光部材を前記第２表示像生成装置にも適用することができる。これにより、前記第２表示像生成装置が出射する光についても外光の影響を低減することができる。また、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ａを配置するためのスペースを低減することができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記第２表示像生成装置は、前記出射面に前記第２表示像を結像させ、前記出射面は、前記表示面が配置されている平面と交差する平面に配置されていてもよい。当該構成によれば、観察者は、第１表示像１９が虚像として投影される平面に対して角度を有する平面上に、第２表示像２８Ａを、虚像として視認することができる。すなわち、観察者に対して立体感のある表示像を提供することができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記出射面の少なくとも一部は、前記出射面に垂直な方向において、前記表示面と重畳していてもよい。当該構成によれば、第１表示像生成装置および第２表示像生成装置を配置するためのスペースを低減することができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記第２表示像生成装置は、前記表示面が配置されている平面と交差する平面に前記第２表示像を結像してもよい。当該構成によれば、観察者は、前記第１表示像が虚像として投影される平面に対して角度を有する平面上に、前記第２表示像を、虚像として視認することができる。すなわち、立体感のある表示像を提供することができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記第２表示像は、前記表示面から光が出射される方向とは反対の方向に向かうにつれて、幅が狭くなる部分を有していてもよい。当該構成によれば、観察者は、前記第２表示像を、より奥行を感じることのできる画像として視認することができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記導光板は、前記入射面から前記光路変更部が形成されている領域である光路変更領域まで光を導光する導光部が形成されており、前記導光部は、光が導光される方向において所定の長さ以上となっていてもよい。当該構成によれば、前記光源と前記光路変更領域との間に距離を設けることが可能である。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記導光板の前記光路変更領域は、前記出射面に垂直な方向において、前記表示面から光が出射される側において前記表示面と重畳しており、前記導光部は、前記光変更領域とは屈曲して接続されていてもよい。当該構成によれば、前記第１表示像生成装置および前記第２表示像生成装置を配置するためのスペースを低減することができる。また、前記第２表示像生成装置が出射する光の助走距離が長くなることにより、画質が向上する。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記虚像が結像される位置と前記観察者との間に、前記光学素子の１つとしての、所定の方向に曲率を有する湾曲面を備えるミラーが配置されており、前記第２表示像生成装置は、前記所定の方向に前記観察者の視点が移動したときに、（１）前記所定の方向に視点を移動する前に前記観察者が視認する前記第２表示像に対する、前記所定の方向に視点を移動した後に前記観察者が視認する前記第２表示像の変化量である第１変化量と、（２）前記ミラーが平面である場合に、前記所定の方向に視点を移動する前に前記観察者が視認する前記第２表示像に対する、前記所定の方向に視点を移動した後に前記観察者が視認する前記第２表示像の変化量である第２変化量とが異なるように、前記第２表示像を結像する。これにより、観察者に対して第２表示像を違和感なく視認させることができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて前記ミラーは、前記所定の方向において前記観察者から前記ミラーへ向かう方向に凸となっており、前記第１変化量は、前記第２変化量よりも小さい。これにより、前記所定の方向において前記観察者から前記ミラーへ向かう方向に凸となっている場合において、観察者に対して第２表示像を違和感なく視認させることができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記第２表示像生成装置は、少なくとも２つの前記光源を備えており、前記導光板への光の入射位置に応じて、互いに異なる前記第２表示像を結像してもよい。当該構成によれば、前記第２表示像生成装置は、作動させる光源を変更することにより、同じ視野領域に異なる複数の前記第２表示像を結像させることができる。

また、本発明の一態様に係るＨＵＤにおいて、前記第２表示像としてのナビゲーション画像を、前記表示面に対して前記表示面から光が出射される方向とは反対側の空間に結像し、前記第２表示像としての警告画像を、前記表示面に対して前記表示面から光が出射される方向にある空間に結像してもよい。当該構成によれば、観察者は、前記ナビゲーション画像を、前記第１表示像よりも奥行側に視認することができ、より臨場感のあるナビゲーション画像を実現することができる。また、観察者は、前記警告画像が、前記第１表示像よりも飛び出しているように視認することができ、注意喚起の効果を向上させることができる。

本発明の一態様によれば、装置コストを抑制したＨＵＤを提供することができる。

図１は、実施の形態に係るＨＵＤの構成および適用場面の一例を模式的に例示する。 図２は、実施の形態に係る第２表示像生成装置の構成の一例を示す斜視図である。 図３の符号３０１は、実施の形態に係る第１表示像生成装置および第２表示像生成装置の変形例の配置例を示す図である。図３の符号３０２は、観察者が視認する、第１表示像および第２表示像の表示例である。 図４の符号４０１は、実施の形態に係る第１表示像生成装置および第２表示像生成装置の変形例の配置例を示す図である。図４の符号４０２は、観察者が視認する、第１表示像および第２表示像の表示例である。 図５の符号５０１は、実施の形態に係る第１表示像生成装置および第２表示像生成装置の変形例の配置例を示す図である。図５の符号５０２は、観察者が視認する、第１表示像および第２表示像の表示例である。図５の符号５０３は、第２表示像の変形例を示す図である。図５の符号５０４は、観察者が視認する、第１表示像および第２表示像の表示例である。 図６の符号６０１は、実施の形態に係る第１表示像生成装置および第２表示像生成装置の変形例の配置例を示す図である。図６の符号６０２は、観察者が視認する、第１表示像および第２表示像の表示例である。 図７の符号７０１は、実施の形態に係る第１表示像生成装置および第２表示像生成装置の変形例の配置例を示す図である。図７の符号７０２は、観察者が視認する、第１表示像および第２表示像の表示例である。 図８の符号８０１は、実施の形態に係る第１表示像生成装置および第２表示像生成装置の変形例の配置例を示す図である。図８の符号８０２は、観察者が視認する、第１表示像および第２表示像の表示例である。 図９は、第２表示像２８の結像方法の一例を示す図である。 図１０は、第２表示像生成装置の変形例を出射面側から見たときの平面図である。 図１１の符号１１０１は、３つの第２表示像生成装置を用いるときの配置例を示す図である。図１１の符号１１０２は、符号１１０１の矢印の方向から第２表示像生成装置を見たときの図である。 図１２は、平面画像生成装置の斜視図である。 図１３は、平面画像生成装置の構成を示す断面図である。 図１４は、立体画像生成装置の斜視図である。 図１５は、立体画像生成装置の構成を示す断面図である。 図１６は、立体画像生成装置の構成を示す平面図である。 図１７は、立体画像生成装置が備える光路変更部の構成を示す斜視図である。 図１８は、光路変更部の配列を示す斜視図である。 図１９は、立体画像生成装置による立体画像の結像方法を示す斜視図である。 図２０は、特許文献１のヘッドアップディスプレイ装置を示す図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

§１ 適用例
まず、図１および図２を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施形態に係るＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）１００の構成および適用場面の一例を模式的に例示する。図２は、本実施形態に係る第２表示像生成装置２０の構成の一例を示す斜視図である。本実施形態に係るＨＵＤ１００は、車両用ＨＵＤであり、車内に設置されたコンバイナー４０などに表示像を投影し、虚像として観察者に視認させるものである。

図１に示されるとおり、ＨＵＤ１００は、第１表示像生成装置１０と、第２表示像生成装置２０と、第１ミラー３０と、第２ミラー３１と、コンバイナー４０とを備えている。第１ミラー３０、第２ミラー３１、およびコンバイナー４０は、本発明の「光学素子」の一例である。第１表示像生成装置１０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。第１表示像生成装置１０は、画像１８を表示し、表示面１１から第１表示像１９の虚像を構成する光を出射する。第２表示像生成装置２０は、例えば、図２に示すように、光源２２と、第２表示像２８を結像する光を出射する導光板２１とを備えている。第２表示像生成装置２０は、導光板２１の出射面２１ａから、第２表示像２８を結像する光を出射する。

第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０から出射された光は、第１ミラー３０および第２ミラー３１によって反射され、コンバイナー４０に到達する。観察者は、コンバイナー４０を介して、画像１８に対応する第１表示像１９、および第２表示像２８を虚像として視認する。

第１表示像生成装置１０は、例えば、ＬＣＤであり、車両速度などの経時変化する情報、カメラ画像などの動画など含む様々な画像および情報（画像１８）をリアルタイムで表示することができる。

一方、第２表示像生成装置２０は、光源２２を起動または停止させることにより、警告画像、進行方向を示す矢印などを含む画像（第２表示像２８）を、必要なときに表示することができる。また、導光板２１の仕様により、第２表示像２８を立体画像として結像することも可能である。これにより、観察者は、第２表示像２８が警告画像などの場合には、飛び出すような虚像として視認することができる。また、第２表示像２８が進行方向を示す矢印などの場合には、奥行のあるような虚像として視認することができる。さらに、第２表示像生成装置２０は、ＬＣＤと比較して、安価であるという特徴がある。

ＬＣＤは、様々な情報を表示することが可能であるが、広範囲に情報を表示させたい場合、大型化または複数のＬＣＤが必要となり、コスト面で懸念が生じる。

これに対して、本実施形態の手法によれば、ＬＣＤよりも安価に製造することのできる第２表示像生成装置２０を備えることで、ＬＣＤなどによる表示領域を制限することができ、製品のコストを抑制することができる。また、本実施形態に係るＨＵＤ１００は、観察者に対して視覚的な特徴を有する虚像を提供することができる。

§２ 構成例
＜ＨＵＤ＞
以下、本発明のＨＵＤ１００の構成例を、図１を用いて説明する。

図１の例では、本実施形態に係るＨＵＤ１００は、第１表示像生成装置１０と、第２表示像生成装置２０と、第１ミラー３０と、第２ミラー３１と、コンバイナー４０とを備えている。

第１表示像生成装置１０は、画像を表示し、第１表示像１９を構成する光を出射する装置であり、典型的にはＬＣＤが用いられる。第１表示像生成装置１０は、例えば、画像表示制御部２０１に接続されており、画像表示制御部２０１の制御に従って、表示面１１に画像１８を表示する。画像表示制御部２０１は、例えば、検出部２０２が出力する情報を受信し、観察者（例えば、ドライバー）に示すべき情報を、第１表示像生成装置１０に出力する。検出部２０２は、例えば、車両に搭載される種々のセンサを含む。第１表示像生成装置１０は、第１表示像１９の元画像である画像１８を表示面１１に表示する。また、第１表示像生成装置１０は、表示面１１から第１表示像１９の虚像を構成する光を出射する。

第２表示像生成装置２０は、第２表示像２８を結像する光を出射する装置である。第２表示像生成装置２０は、例えば、図２に示すように、光源２２と、第２表示像２８を結像する光を出射する導光板２１とを備えている。第２表示像生成装置２０は、導光板２１の出射面２１ａから、第２表示像２８を結像する光を出射する。第２表示像生成装置２０の出射面２１ａは、第１表示像生成装置１０の表示面１１とは互いに異なる平面に配置されている。第２表示像生成装置２０は、例えば、画像表示制御部２０１の制御に従って、光源２２を起動または停止させることにより、必要なときに第２表示像２８を結像させる。画像表示制御部２０１は、検出部２０２が出力する情報を受信し、第２表示像２８の表示が必要なときに第２表示像生成装置２０の光源２２を起動させる。第２表示像生成装置２０の詳細な構成および第２表示像２８の結像原理については、後述する。

第１ミラー３０は、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０から出射された光を反射する、本発明の光学素子の一例である。第１ミラー３０は、第１表示像１９および第２表示像２８が虚像としてコンバイナー４０に投影されるように、光を反射する光学素子の一例である。第１ミラー３０は、本実施形態において、平面の形状を有している。

第２ミラー３１は、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０から出射され、第１ミラー３０で反射された光をさらに反射する、本発明の光学素子の一例である。第２ミラー３１は、第１表示像１９および第２表示像２８が虚像としてコンバイナー４０に投影されるように、光を反射する光学素子の一例である。第２ミラー３１は、本実施形態において、所定の方向に曲率を有する湾曲面を備える形状を有している。また、本実施形態において、当該湾曲面は、第１ミラー３０で反射された光が第２ミラー３１に入射する方向に対して凹型である。

コンバイナー４０は、ハーフミラーの機能を有する部材であり、本発明の光学素子の一例である。コンバイナー４０は、観察者の視界前方に置かれ、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０から出射され、複数のミラーによって反射された光を、観察者の目９００に向けて反射させる。これにより、観察者は、第１表示像および第２表示像を虚像として視認する。コンバイナー４０は、同様の機能を有する、車両のフロントウインドシールドの一部であってもよい。さらに、コンバイナー４０およびフロントウインドシールドは、外部からの光を透過する機能を有する。すなわち、本発明の光学素子は、光を反射または透過する部材であると言える。

本実施形態において、ＨＵＤ１００は、３つの光学素子（第１ミラー３０、第２ミラー３１、およびコンバイナー４０）を備えている。この場合、画像１８および第２表示像生成装置２０によって結像される第２表示像２８は、奇数回の反射を経ることにより鏡像として観察者に視認される。よって、表示像の実像と鏡像とが異なる場合、画像１８は鏡像であることが好ましい。また、第２表示像生成装置２０は、観察者がコンバイナー４０を介して視認する虚像の鏡像を結像する光を、出射面２１ａから出射することが好ましい。

＜第２表示像生成装置＞
次に、図２を用いて、本実施形態に係る第２表示像生成装置２０の構成の一例について説明する。

図１の例では、第２表示像２８は、出射面２１ａと反対側の方向に虚像として示されている。一方、図２の例では、説明のために、第２表示像２８’は、出射面２１ａ側に結像されている実像として示されている。なお、図２では、説明の便宜上、第２表示像生成装置２０が、図１の第２表示像２８の一例として、「ＯＮ」の文字が表示されたボタン形状（＋Ｘ軸方向に突出した形状）の第２表示像２８’を表示している様子を示している。図２に示すように、第２表示像生成装置２０は、導光板２１と、光源２２とを備えている。

導光板２１は、例えば、直方体形状をしており、透明性および比較的高い屈折率を有する樹脂材料で成形されている。導光板２１を形成する材料は、例えばポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ガラスなどであってよい。導光板２１は、光を出射する出射面２１ａと、出射面２１ａとは反対側の背面２１ｂと、四方の端面である、端面２１ｃ、端面２１ｄ、端面２１ｅおよび端面２１ｆとを備えている。端面２１ｃは、光源２２から投射された光が導光板２１に入射する入射面である。端面２１ｄは、端面２１ｃとは反対側の面である。端面２１ｅは、端面２１ｆとは反対側の面である。導光板２１は、光源２２からの光を出射面２１ａに平行な面内で面上に広げて導く。光源２２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting diode）光源である。

導光板２１の背面２１ｂには、光路変更部２３ａ、光路変更部２３ｂ、および光路変更部２３ｃを含む複数の光路変更部が形成されている。光路変更部は、Ｚ軸方向に実質的に連続して形成されている。換言すれば、複数の光路変更部は、出射面２１ａに平行な面内でそれぞれ予め定められた線に沿って形成されている。光路変更部のＺ軸方向の各位置には、光源２２から投射され導光板２１によって導光されている光が入射する。光路変更部は、光路変更部の各位置に入射した光を、各光路変更部にそれぞれ対応する定点に実質的に収束させる。図２には、光路変更部の一部として、光路変更部２３ａ、光路変更部２３ｂ、および光路変更部２３ｃが特に示され、光路変更部２３ａ、光路変更部２３ｂ、および光路変更部２３ｃのそれぞれにおいて、光路変更部２３ａ、光路変更部２３ｂ、および光路変更部２３ｃのそれぞれから出射された複数の光が収束する様子が示されている。

具体的には、光路変更部２３ａは、第２表示像２８’の定点ＰＡに対応する。光路変更部２３ａの各位置からの光は、定点ＰＡに収束する。したがって、光路変更部２３ａからの光の波面は、定点ＰＡから発するような光の波面となる。光路変更部２３ｂは、第２表示像２８’上の定点ＰＢに対応する。光路変更部２３ｂの各位置からの光は、定点ＰＢに収束する。このように、任意の光路変更部２３の各位置からの光は、各光路変更部２３に対応する定点に実質的に収束する。これにより、任意の光路変更部２３によって、対応する定点から光が発するような光の波面を提供できる。各光路変更部２３が対応する定点は互いに異なり、光路変更部２３にそれぞれ対応する複数の定点の集まりによって、空間上（より詳細には、導光板２１から出射面２１ａ側の空間上）に第２表示像２８’が結像される。

図２に示すように、光路変更部２３ａ、光路変更部２３ｂ、および光路変更部２３ｃは、線Ｌａ、線Ｌｂおよび線Ｌｃに沿ってそれぞれ形成されている。ここで、線Ｌａ、線Ｌｂおよび線Ｌｃは、Ｚ軸方向に略平行な直線である。任意の光路変更部２３は、Ｚ軸方向に平行な直線に沿って実質的に連続的に形成される。

§３ 動作例
次に、ＨＵＤ１００の動作例について、図１を参照しながら説明する。ＨＵＤ１００は、画像表示制御部２０１の制御に従って、必要なときに必要な表示を観察者に提供する。

第１表示像生成装置１０は、画像表示制御部２０１の制御に従って、表示面１１に、第１表示像１９の元画像である画像１８を表示する。また、第１表示像生成装置１０は、表示面１１から、第１表示像１９の虚像を構成する光を出射する。表示面１１から出射された光は、第１ミラー３０によって反射される。第１ミラー３０によって反射された光は、第２ミラー３１によってさらに反射され、コンバイナー４０に到達する。コンバイナー４０に到達した光は、ハーフミラーであるコンバイナー４０によって反射し、観察者の目９００に到達する。これにより、観察者は、コンバイナー４０を介して、第１表示像１９を虚像として視認する。

第２表示像生成装置２０は、画像表示制御部２０１の制御に従って、出射面２１ａから、第２表示像２８を結像する光を出射する。出射面２１ａから出射された光は、第１ミラー３０によって反射される。第１ミラー３０によって反射された光は、第２ミラー３１によってさらに反射され、コンバイナー４０に到達する。コンバイナー４０に到達した光は、ハーフミラーであるコンバイナー４０によって反射し、観察者の目９００に到達する。これにより、観察者は、コンバイナー４０を介して、第２表示像２８を虚像として視認する。

本実施形態において、第２表示像生成装置２０は、例えば、図１に示すように、出射面２１ａに対して、光の出射方向とは反対側に、光の出射方向と反対方向に延在する形状である第２表示像２８を結像することができる。これにより、観察者は、奥行感のある立体画像として第２表示像２８を視認することができる。

§４ 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

＜４．１＞
変形例４．１では、図３を用いて、第２表示像生成装置２０Ａが結像する第２表示像２８Ａは、出射面２１ａに結像する平面画像である場合について説明する。

図３の符号３０１は、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０の変形例としての第２表示像生成装置２０Ａの配置例を示す図である。図３の符号３０２は、図３の符号３０１の第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ａから出射された光により、観察者がコンバイナー４０を介して虚像として視認する、第１表示像１９および第２表示像２８Ａの表示例である。

第２表示像生成装置２０Ａは、第２表示像２８Ａが出射面２１ａ上に結像されるように、第２表示像２８Ａを結像している。これにより、図３の符号３０２に示すように、第２表示像２８Ａを平面画像として得ることができる。

また、図３において、第２表示像生成装置２０Ａの出射面２１ａは、第１表示像生成装置１０の表示面１１とは互いに異なる平面に配置されている例が示されている。この場合、図３の符号３０２に示す視野において、観察者は、第１表示像１９および第２表示像２８Ａを、虚像として異なる平面上に投影される画像として視認することができる。

また、図３において、第２表示像生成装置２０Ａの出射面２１ａは、第１表示像生成装置１０の表示面１１と互いに平行に配置されている例が示されている。この場合、図３の符号３０２に示す視野において、観察者は、第２表示像２８Ａを、第１表示像１９が投影される平面と平行な平面に投影される画像として視認することができる。

また、第２表示像生成装置２０Ａの導光板６１Ａは、透明な樹脂材料で成形されている。そのため、出射面２１ａと表示面１１とを互いに平行に配置する場合において、出射面２１ａは、出射面２１ａに垂直な方向において、表示面１１と重畳していてもよい。これにより、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ａを平行に、重畳して配置することができる。第１表示像生成装置１０として典型的に用いられるＬＣＤは、通常、外光の影響を低減するためにＬＣＤの縁部に外光を遮断するための遮光部材を備えている。第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ａを平行に、重畳して配置することにより、当該遮光部材を第２表示像生成装置２０Ａにも適用することができる。これにより、第２表示像生成装置２０Ａが出射する光についても外光の影響を低減することができる。また、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ａを配置するためのスペースを低減することができる。

＜４．２＞
変形例４．２では、図４を用いて第２表示像生成装置２０Ｂが結像する第２表示像２８Ｂが、第１表示像生成装置１０の表示面１１とは異なる平面に結像される場合について説明する。

図４の符号４０１は、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０の変形例としての第２表示像生成装置２０Ｂの配置例を示す図である。図４の符号４０２は、観察者がコンバイナー４０を介して虚像として視認する、第１表示像１９および第２表示像２８Ｂの表示例である。

第２表示像生成装置２０Ｂは、第２表示像２８Ｂを出射面２１ａとは異なる平面に結像されるように、第２表示像２８Ｂを結像している。また、第２表示像生成装置２０Ｂが出射面２１ａから出射する光は、表示面１１に対して表示面１１から光が出射される方向に第２表示像２８Ｂが結像されるような光である。換言すると、この場合、表示面１１からの光の出射方向に、表示面１１から離間した平面に、第２表示像２８Ｂが結像される。これにより、図４の符号４０２に示す表示例において、観察者は、第２表示像２８Ｂが、第１表示像１９よりも飛び出しているように視認することができる。

これは、第２表示像２８Ｂが、警告画像である場合に特に有用である。前記警告画像としては、例えば、速度超過を促す表示、緊急停止を促す表示など、観察者に注意を促すための画像が挙げられる。換言すると、第２表示像生成装置２０Ｂは、第２表示像２８Ｂとしての前記警告画像を、表示面１１に対して表示面１１から光が出射される方向にある空間に結像する。これにより、観察者は、前記警告画像が、第１表示像１９よりも飛び出しているように視認することができ、注意喚起の効果を向上させることができる。

図４の符号４０１では、第２表示像生成装置２０Ｂが出射面２１ａから出射する光が、第２表示像２８Ｂを出射面２１ａ側に結像するような光である場合を図示している。しかしながら、第２表示像生成装置２０Ｂが出射面２１ａから出射する光が、第２表示像２８Ｂを虚像として出射面２１ａと対向する背面２１ｂ側に結像する光である態様であってもよい。

まず、第２表示像生成装置２０Ｂが出射面２１ａから出射する光が、第２表示像２８Ｂを虚像として表示面１１と同じ平面上に結像する光である態様について述べる。この場合、図４の符号４０２に示す表示例において、観察者は、第２表示像２８Ｂを、第１表示像１９と同じ平面上で視認することができる。

次に、第２表示像生成装置２０Ｂが出射面２１ａから出射する光が、第２表示像２８Ｂを虚像として表示面１１に対して表示面から光が出射される方向とは反対の空間に結像する光である態様について述べる。この場合、図４の符号４０２に示す表示例において、観察者は、第２表示像２８Ｂを、第１表示像１９の奥行側に視認することができる。

これは、第２表示像２８Ｂが、ナビゲーション画像である場合に特に有用である。前記ナビゲーション画像としては、例えば、進行方向を示す矢印などの画像が挙げられる。換言すると、第２表示像生成装置２０Ｂは、第２表示像２８Ｂとしての前記ナビゲーション画像を、表示面１１に対して表示面１１から光が出射される方向とは反対側の空間に結像する。これにより、観察者は、前記ナビゲーション画像を、第１表示像１９よりも奥行側に視認することができ、より臨場感のあるナビゲーション画像を実現することができる。

＜４．３＞
変形例４．３では、図５を用いて第２表示像２８Ｃについて、奥行を感じさせる表示が好適な場合について説明する。

図５の符号５０１は、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０の変形例としての第２表示像生成装置２０Ｃの配置例を示す図である。図５の符号５０２は、観察者がコンバイナー４０を介して虚像として視認する、第１表示像１９および第２表示像２８Ｃの表示例である。図５の符号５０３は、符号５０１において、第２表示像２８Ｃが変形例としての第２表示像２８Ｃ’である場合を示す図である。図５の符号５０４は、観察者がコンバイナー４０を介して虚像として視認する、第１表示像１９および第２表示像２８Ｃ’の表示例である。

図５では、第２表示像２８Ｃが、方向を指し示す矢印の形状を有している例を示している。図５の５０１に示すように、第２表示像生成装置２０Ｃは、表示面１１に対して、光の出射方向と反対側の空間に第２表示像２８Ｃを結像させる。この場合、図５の５０２に示すように、観察者は、第２表示像２８Ｃを、観察者から見て奥行方向に存在する虚像として視認する。

図５の符号５０３の第２表示像２８Ｃ’は、符号５０１の第２表示像２８Ｃの画像形状を変化させた変形例である。図５の符号５０３の第２表示像２８Ｃ’は、表示面１１から光が出射される方向とは反対の方向に向かうにつれて、幅が狭くなる部分を有している。また、第２表示像２８Ｃ’は、一点透視図法に従い、表示面１１から光が出射される方向とは反対側の空間に１つの消失点を有する形状の表示像であってもよい。これにより、図５の符号５０４に示す表示例において、観察者は第２表示像２８Ｃ’をより奥行を感じることのできる画像として視認することができる。

＜４．４＞
変形例４．４では、図６を用いて、変形例４．１で示された第２表示像生成装置２０Ａの出射面が、第１表示像生成装置１０の表示面１１が配置されている平面と交差する平面に配置されている場合について説明する。

図６の符号６０１は、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ａの配置例を示す図である。図６の符号６０２は、観察者がコンバイナー４０を介して虚像として視認する、第１表示像１９および第２表示像２８Ａの表示例である。

第２表示像生成装置２０Ａについては、変形例４．１において説明したとおりである。図６の符号６０１に示されるように、第２表示像生成装置２０Ａは、表示面１１に対して角度を有する平面上に第２表示像２８Ａが結像されるように配置される。これにより、観察者は、図６の符号６０２に示す視野において、第１表示像１９が虚像として投影される平面に対して角度を有する平面上に、第２表示像２８Ａを、虚像として視認することができる。すなわち、図６の符号６０２に示す視野において、立体感のある表示像を提供することができる。

＜４．５＞
変形例４．５では、図７を用いて、変形例４．２で示された第２表示像生成装置２０Ｂの配置を変更した場合について説明する。

図７の符号７０１は、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ｂの配置例を示す図である。図７の符号７０２は、観察者がコンバイナー４０を介して虚像として視認する、第１表示像１９および第２表示像２８Ｂの表示例である。

変形例４．５では、表示面１１が配置されている平面と交差する平面に第２表示像２８Ｂを結像するように、第２表示像生成装置２０Ｂが配置されている。

第２表示像生成装置２０Ｂについては、変形例４．２において説明したとおりである。図７の符号７０１に示されるように、第２表示像生成装置２０Ｂは、表示面１１が配置されている平面と交差する平面に第２表示像２８Ｂが結像されるように配置される。これにより、観察者は、図７の符号７０２に示す視野において、第１表示像１９が虚像として投影される平面に対して角度を有する平面上に第２表示像２８Ｂを虚像として視認することができる。すなわち、図７の符号７０２に示す視野において、立体感のある表示像を提供することができる。

＜４．６＞
変形例４．６では、図８を用いて第２表示像生成装置２０の変形例である第２表示像生成装置２０Ｄについて説明する。

図８の符号８０１は、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ｄの配置例を示す図である。図８の符号８０２は、観察者が視認する、第１表示像１９および第２表示像２８Ｄの表示例である。

第２表示像生成装置２０Ｄは、光源２２と、導光板１２０とを備える。導光板１２０は、光路変更部（図示せず）が形成されている領域である光路変更領域１２１と、光路変更領域１２１まで光を導光する導光部１２２とを備える。導光部１２２は、光が導光される方向において、所定の長さ以上となっている。

上記構成の第２表示像生成装置２０Ｄによれば、光源２２と光路変更領域１２１との間に距離を設けることが可能である。

また、光路変更領域１２１は、出射面２１ａに垂直な方向において、表示面１１から光が出射される側において表示面１１と重畳している。また、導光部１２２は、光路変更領域１２１とは屈曲して接続されている。

上記構成により、第１表示像生成装置１０および第２表示像生成装置２０Ｄを配置するためのスペースを低減することができる。また、第２表示像生成装置２０Ｄが出射する光の助走距離が長くなることにより、画質が向上する。

＜４．７＞
図９は、本変形例における第２表示像２８の結像方法を示す図である。図９の符号９００１は、導光板２１によって出射された光によって第２表示像２９が結像される様子を示す図である。図９の符号９００２に示す第２表示像２８０〜２８４は、コンバイナー４０が平面にてなっている場合に、所定の視野角から観察者が視認する第２表示像２８である。図９の符号９００３に示す第２表示像２８５〜２８９は、本変形に係るものであり、コンバイナー４０が観察者の左右方向に曲率を有する湾曲面を備えている場合に、所定の視野角から観察者が視認する第２表示像２８である。

本変形例では、コンバイナー４０が観察者の左右方向に曲率を有する湾曲面を備えている。この場合、コンバイナー４０は、左右方向に曲率を有する凹面鏡の効果を有する。そのため、コンバイナー４０によって反射された光は、観察者によって虚像として観察される第２表示像２８の広がりは、コンバイナー４０に反射される像の広がりよりも小さくなる。

そこで、本変形例では、（１）左右方向に視点を移動する前に観察者が視認する第２表示像（例えば、第２表示像２８７）に対する、左右方向に視点を移動した後に観察者が視認する第２表示像（例えば、第２表示像２８５）の変化量である第１変化量が、（２）コンバイナー４０が平面である場合に、左右方向に視点を移動する前に観察者が視認する第２表示像（例えば、第２表示像２８２）に対する、左右方向に視点を移動した後に観察者が視認する第２表示像（例えば、第２表示像２８０）の変化量である第２変化量よりも小さくなるように、第２表示像２８を結像する。これにより、例えば、コンバイナー４０が観察者の左右方向に曲率を有する湾曲面を備えているときに観察者が視認する第２表示像２８９は、コンバイナー４０が平面である場合に観察者が５°の視野角で観察する第２表示像２８３と同一の画像とすることができ、観察者に対して第２表示像２８を違和感なく視認させることができる。

＜４．８＞
変形例４．８では、図１０を用いて第２表示像生成装置２０の変形例である第２表示像生成装置２０Ｅについて説明する。

図１０は、第２表示像生成装置２０の変形例である第２表示像生成装置２０Ｅを出射面２１ａ側から見たときの平面図である。

第２表示像生成装置２０Ｅは、光源２２Ａおよび光源２２Ｂと、導光板１３０とを備える。光源２２Ａから光が出射される場合、第２表示像生成装置２０Ｅは、第２表示像２８Ｅを結像する光を出射面２１ａから出射する。光源２２Ｂから光が出射される場合、第２表示像生成装置２０Ｅは、第２表示像２８Ｅ’を結像する光を出射面２１ａから出射する。

すなわち、第２表示像生成装置２０Ｅは、導光板１３０への光の入射位置に応じて、互いに異なる第２表示像２８Ｅおよび第２表示像２８Ｅ’を結像する。

上記構成により、第２表示像生成装置２０Ｅは、図１に示した画像表示制御部２０１の制御によって作動させる光源を変更することにより、１つの第２表示像生成装置２０Ｅで、異なる第２表示像２８Ｅおよび第２表示像２８Ｅ’を結像させることができる。また、連続する複数の第２表示像２８を順次結像させることにより、例えば表示が順次移動するアニメーション表示のように、第２表示像２８を結像させることができる。

なお、図１０は、光源２２および第２表示像２８がそれぞれ２つの場合を示しているが、光源２２および第２表示像２８の数は２つに限定されず、３以上の複数であってよい。

＜４．９＞
変形例４．９では、図１１を用いて、第２表示像生成装置２０を複数個用いたときの表示例について説明する。なお、以下では、３つの第２表示像生成装置２０を区別する場合には、第２表示像生成装置２０Ｈ、第２表示像生成装置２０Ｉ、第２表示像生成装置２０Ｊと記載する。

図１１の符号１１０１は、３つの第２表示像生成装置２０を用いるときの配置例を示す図である。図１１の符号１１０２は、符号１１０１の矢印１５０の方向から第２表示像生成装置２０を見たときの図である。

第２表示像生成装置２０Ｈは、光源２２Ｈと、導光板２１Ｈとを備えており、第２表示像２８Ｈを結像する光を出射する。第２表示像生成装置２０Ｉは、光源２２Ｉと、導光板２１Ｉとを備えており、第２表示像２８Ｉを結像する光を出射する。第２表示像生成装置２０Ｊは、光源２２Ｊと、導光板２１Ｊとを備えており、第２表示像２８Ｊを結像する光を出射する。

各第２表示像生成装置２０の各導光板２１は、透明な樹脂材料で成形されているため、各出射面２１ａに垂直な方向において、重畳して配置することができる。

上記構成により、第２表示像生成装置２０Ｈ、第２表示像生成装置２０Ｉ、および第２表示像生成装置２０Ｊは、図１に示した画像表示制御部２０１の制御によって作動させる光源を変更することにより、同じ視野領域に異なる複数の第２表示像２８を結像させることができる。

第２表示像２８Ｈ、第２表示像２８Ｉおよび第２表示像２８Ｊは、それぞれ異なる画像であってもよい。また、第２表示像２８Ｈ、第２表示像２８Ｉおよび第２表示像２８Ｊは、連続して表示させることによりアニメーション表示となり得る画像であってもよい。また、第２表示像２８Ｈ、第２表示像２８Ｉおよび第２表示像２８Ｊは、それぞれが１つの画像の一部を構成するような画像であってもよい。なお、図１１では配置する第２表示像生成装置２０の数が３つであり、それぞれが１つの第２表示像２８を表示する態様を示している。しかしながら、配置する第２表示像生成装置２０の数および第２表示像２８の数は上記に限定されない。
＜４．１０＞
ＨＵＤ１００における第２表示像生成装置２０は、以下に説明する平面画像生成装置５０と置き換えることができる。

図１２は、平面画像生成装置５０の斜視図である。図１３は、平面画像生成装置５０の構成を示す断面図である。

図１２および図１３に示すように、平面画像生成装置５０は、導光板５１と、光源５２とを備えている。

導光板５１は、光源５２から入射された光（入射光）を導光する部材である。導光板５１は、透明で屈折率が比較的高い樹脂材料で成形される。導光板５１を形成する材料としては、例えばポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などを使用することができる。導光板５１は、図１３に示すように、出射面５１ａ（光出射面）と、背面５１ｂと、入射面５１ｃとを備えている。

出射面５１ａは、導光板５１の内部を導光され、後述する光路変更部５３により光路変更された光を出射する面である。出射面５１ａは、導光板５１の前面を構成している。背面５１ｂは、出射面５１ａと互いに平行な面であり、後述する光路変更部５３が配置される面である。入射面５１ｃは、光源５２から出射された光が導光板５１の内部に入射される面である。

光源５２から出射され入射面５１ｃから導光板５１に入射した光は、出射面５１ａまたは背面５１ｂで全反射され、導光板５１内を導光される。

図１３に示すように、光路変更部５３は、導光板５１の内部において背面５１ｂに形成されており、導光板５１内を導光された光を光路変更して出射面５１ａから出射させるための部材である。光路変更部５３は、導光板５１の背面５１ｂに複数設けられている。

各光路変更部５３によって光路変更された光は、出射面５１ａに平面画像Ｓを結像させる。

平面画像生成装置５０は、第２表示像生成装置２０と比較して構造がシンプルであるため、安価に製造することができる。平面画像生成装置５０は、例えば、変形例４．１（図３）および変形例４．４（図６）のように、第２表示像２８を出射面２１ａ上に結像させる実施形態において有用である。
＜４．１１＞
ＨＵＤ１００における第２表示像生成装置２０は、以下に説明する立体画像生成装置６０と置き換えることができる。

図１４は、立体画像生成装置６０の斜視図である。図１５は、立体画像生成装置６０の構成を示す断面図である。図１６は、立体画像生成装置６０の構成を示す平面図である。図１７は、立体画像生成装置６０が備える光路変更部６３の構成を示す斜視図である。

図１４および図１５に示すように、立体画像生成装置６０は、導光板６１と、光源６２とを備えている。

導光板６１は、光源６２から入射された光（入射光）を導光する部材である。導光板６１は、透明で屈折率が比較的高い樹脂材料で成形される。導光板６１を形成する材料としては、例えばポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などを使用することができる。本変形例では、導光板６１は、ポリメチルメタクリレート樹脂によって成形されている。導光板６１は、図１５に示すように、出射面６１ａ（光出射面）と、背面６１ｂと、入射面６１ｃとを備えている。

出射面６１ａは、導光板６１の内部を導光され、後述する光路変更部６３により光路変更された光を出射する面である。出射面６１ａは、導光板６１の前面を構成している。背面６１ｂは、出射面６１ａと互いに平行な面であり、後述する光路変更部６３が配置される面である。入射面６１ｃは、光源６２から出射された光が導光板６１の内部に入射される面である。

光源６２から出射され入射面６１ｃから導光板６１に入射した光は、出射面６１ａまたは背面６１ｂで全反射され、導光板６１内を導光される。

図１５に示すように、光路変更部６３は、導光板６１の内部において背面６１ｂに形成されており、導光板６１内を導光された光を光路変更して出射面６１ａから出射させるための部材である。光路変更部６３は、導光板６１の背面６１ｂに複数設けられている。

光路変更部６３は、図１６に示すように、入射面６１ｃに平行な方向に沿って設けられている。図１７に示すように、光路変更部６３は、三角錐形状となっており、入射した光を反射（全反射）する反射面６３ａを備えている。光路変更部６３は、例えば、導光板６１の背面６１ｂに形成された凹部であってもよい。なお、光路変更部６３は、三角錐形状に限られるものではない。導光板６１の背面６１ｂには、図１６に示すように、複数の光路変更部６３からなる複数の光路変更部群６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…が形成されている。

図１８は、光路変更部６３の配列を示す斜視図である。図１８に示すように、各光路変更部群６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…では、複数の光路変更部６３の反射面６３ａが光の入射方向に対する角度が互いに異なるように導光板６１の背面６１ｂに配置されている。これにより、各光路変更部群６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…は、入射光を光路変更して、出射面６１ａから様々な方向へ出射させる。

次に、立体画像生成装置６０による立体画像Ｉの結像方法について、図１９を参照しながら説明する。ここでは、導光板６１の出射面６１ａに垂直な面である立体画像結像面Ｐに、光路変更部６３により光路変更された光によって面画像としての立体画像Ｉを結像する場合について説明する。

図１９は、立体画像生成装置６０による立体画像Ｉの結像方法を示す斜視図である。なお、ここでは、立体画像結像面Ｐに立体画像Ｉとして斜め線入りリングマークを結像することについて説明する。

立体画像生成装置６０では、図１９に示すように、例えば、光路変更部群６４ａの各光路変更部６３によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌａ１および線Ｌａ２で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。線画像ＬＩは、ＹＺ平面に平行な線画像である。このように、光路変更部群６４ａに属する多数の光路変更部６３からの光によって、線Ｌａ１および線Ｌａ２の線画像ＬＩが結像される。なお、線Ｌａ１および線Ｌａ２の像を結像する光は、光路変更部群６４ａにおける少なくとも２つの光路変更部６３によって提供されていればよい。

同様に、光路変更部群６４ｂの各光路変更部６３によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌｂ１、線Ｌｂ２および線Ｌｂ３で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。

また、光路変更部群６４ｃの各光路変更部６３によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌｃ１および線Ｌｃ２で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。

各光路変更部群６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…によって結像される線画像ＬＩのＸ軸方向の位置は互いに異なっている。立体画像生成装置６０では、光路変更部群６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…間の距離を小さくすることによって、各光路変更部群６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…によって結像される線画像ＬＩのＸ軸方向の距離を小さくすることができる。その結果、立体画像生成装置６０では、光路変更部群６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…の各光路変更部６３によって光路変更された光によって結像された複数の線画像ＬＩを集積することにより、実質的に、面画像である立体画像Ｉを立体画像結像面Ｐに結像する。

なお、立体画像結像面Ｐは、Ｘ軸に垂直な平面であってもよく、Ｙ軸に垂直な平面であってもよく、またＺ軸に垂直な平面であってもよい。また、立体画像結像面Ｐは、Ｘ軸、Ｙ軸、またはＺ軸に垂直でない平面であってもよい。さらに、立体画像結像面Ｐは、平面ではなく曲面であってもよい。すなわち、立体画像生成装置６０は、光路変更部６３によって空間上の任意の面（平面および曲面）上に立体画像Ｉを結像させることができる。また、面画像を複数組み合わせることにより、３次元の画像を結像することができる。

１０・・・第１表示像生成装置
１１・・・表示面
１８・・・画像
１９・・・第１表示像
２０、２０Ａ〜Ｊ・・・第２表示像生成装置
２１、２１Ｈ、２１Ｉ、２１Ｊ、１２０、１３０・・・導光板
２１ａ・・・出射面
２２、２２Ａ〜Ｊ・・・光源
２３、２３ａ〜ｃ・・・光路変更部
２８、２８Ａ〜Ｊ、２８’、２８Ｃ’、２８Ｅ’・・・第２表示像
３０・・・第１ミラー
３１・・・第２ミラー
４０・・・コンバイナー
１００ ＨＵＤ
１２１、１２２・・・光路変更領域
１２２・・・導光部
２０１ 画像表示制御部
２０２ 検出部

Claims (14)

1. 表示像を虚像として観察者に視認させるヘッドアップディスプレイであって、
   前記表示像としての第１表示像の元画像を表示面に表示し、当該表示面から前記第１表示像の虚像を構成する光を出射する第１表示像生成装置と、
   光源から出射され入射面から入射した光を導光し、導光された光を光路変更部によって光路変更させることにより出射面から出射させて、前記表示像としての第２表示像を結像する光を出射する導光板と、を備える第２表示像生成装置と、
   前記第１表示像および前記第２表示像が虚像として投影されるように、前記第１表示像生成装置および前記第２表示像生成装置から出射された光を反射する光学素子と、を備え、
   前記出射面は、前記表示面とは互いに異なる平面に配置されている、ヘッドアップディスプレイ。
2. 前記第２表示像生成装置は、少なくとも前記第２表示像の一部が前記表示面とは異なる面に結像されるように、前記第２表示像を結像する、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
3. 前記第２表示像生成装置は、前記表示面に対して、前記表示面から光が出射される方向とは反対側の空間に前記第２表示像を結像する、請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ。
4. 前記出射面は、前記表示面と互いに平行に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
5. 前記第２表示像生成装置は、前記出射面に前記第２表示像を結像させ、
   前記出射面は、前記表示面が配置されている平面と交差する平面に配置されている、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
6. 前記出射面の少なくとも一部は、前記出射面に垂直な方向において、前記表示面と重畳している、請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ。
7. 前記第２表示像生成装置は、前記表示面が配置されている平面と交差する平面に前記第２表示像を結像する、請求項２または３に記載のヘッドアップディスプレイ。
8. 前記第２表示像は、前記表示面から光が出射される方向とは反対の方向に向かうにつれて、幅が狭くなる部分を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
9. 前記導光板は、前記入射面から前記光路変更部が形成されている領域である光路変更領域まで光を導光する導光部が形成されており、
   前記導光部は、光が導光される方向において所定の長さ以上となっている、請求項１から８のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
10. 前記導光板の前記光路変更領域は、前記出射面に垂直な方向において、前記表示面から光が出射される側において前記表示面と重畳しており、
    前記導光部は、前記光路変更領域とは屈曲して接続されている、請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ。
11. 前記虚像が結像される位置と前記観察者との間に、前記光学素子の１つとしての、所定の方向に曲率を有する湾曲面を備えるミラーが配置されており、
    前記第２表示像生成装置は、前記所定の方向に前記観察者の視点が移動したときに、（１）前記所定の方向に視点を移動する前に前記観察者が視認する前記第２表示像に対する、前記所定の方向に視点を移動した後に前記観察者が視認する前記第２表示像の変化量である第１変化量と、（２）前記ミラーが平面である場合に、前記所定の方向に視点を移動する前に前記観察者が視認する前記第２表示像に対する、前記所定の方向に視点を移動した後に前記観察者が視認する前記第２表示像の変化量である第２変化量とが異なるように、前記第２表示像を結像する、請求項２、３または７に記載のヘッドアップディスプレイ。
12. 前記ミラーは、前記所定の方向において前記観察者から前記ミラーへ向かう方向に凸となっており、
    前記第１変化量は、前記第２変化量よりも小さい、請求項１１に記載のヘッドアップディスプレイ。
13. 前記第２表示像生成装置は、
    少なくとも２つの前記光源を備えており、
    前記導光板への光の入射位置に応じて、互いに異なる前記第２表示像を結像する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
14. 前記第２表示像としてのナビゲーション画像を、前記表示面に対して前記表示面から光が出射される方向とは反対側の空間に結像し、
    前記第２表示像としての警告画像を、前記表示面に対して前記表示面から光が出射される方向にある空間に結像する、請求項１から１３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。

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