JP6459921B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動体に搭載され、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置を略称とする）に関する。

従来、移動体に搭載され、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置が知られている。特許文献１に開示のＨＵＤ装置は、光源光を発する光源部と、光源光のうち一部を透過させることで画像を形成する液晶表示素子と、を備えている。

ここで、液晶表示素子は、一対の液晶用偏光子との間に、液晶層を有してなる。ここで各液晶用偏光子は、液晶層と空間を介して設けられている。

特開２００７−８６３８７号公報

このように液晶層と空間を介して液晶用偏光子を設けると、例えば液晶用偏光子にて遮光された光源光が熱に変換されても、当該空間により液晶層の温度上昇を抑制することで、ＨＵＤ装置の耐久性が向上すると考えられる。しかしその空間によって、液晶表示素子が形成する画像の質（例えばコントラスト）が低下してしまうことが懸念されている。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、画像の質の低下を抑制しつつ、耐久性が高いＨＵＤ装置を提供することにある。

本発明は、移動体（１）に搭載され、投影部材（３）に画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
光源光を発する光源部（１２）と、
一対の液晶用偏光子（６１，６２）と、液晶用偏光子間の液晶層（６４）とを、互いに積層した状態で一体的に有することにより、光源光のうち一部を透過させることで画像を形成する液晶パネル（６０）と、
光源部と液晶パネルとの間の光路上において配置される追加の偏光子（４０）と、を備え、
追加の偏光子及び一対の液晶用偏光子は、透過軸（４０ａ，６１ａ，６２ａ）に沿った偏光を透過させ、透過軸と交差する遮光軸（４０ｂ，６１ｂ，６２ｂ）に沿った偏光を遮光する性質を有し、
追加の偏光子は、一対の液晶用偏光子のうち光源部側の液晶用偏光子（６１）と透過軸（４０ａ，６１ａ）及び遮光軸（４０ｂ，６１ｂ）を互いに合わせて配置され、遮光軸に沿った偏光を光源部側に反射する性質を有する反射型偏光子であり、
光源部と液晶パネルとの間の光路上に配置され、光源光を集光するコンデンサレンズ（２２）と、
光源部と液晶パネルとの間の光路上に配置され、複数に分割された分割光学面（２４ｃ）が連なっている複合光学面（２４ｂ）を有するフレネルレンズ型のフィールドレンズ（２４）と、
光源部と液晶パネルとの間の光路上に配置され、光源光を拡散する拡散部（３０）とを、さらに備え、
光源部と液晶パネルとの間の光路上においては、光源部側から、コンデンサレンズ、フレネルレンズ、拡散部、追加の偏光子の順に配置がなされている。

このような発明によると、液晶パネルにおいて、一対の液晶用偏光子と、液晶用偏光子間の液晶層とが、互いに積層した状態で一体的に設けられている。そして、追加の偏光子が、光源部と液晶パネルとの間の光路上において配置されている。このような配置により、光源部からの光源光のうち、追加の偏光子の遮光軸に沿った偏光の成分は、液晶パネルに到達する以前の追加の偏光子にて遮光される。すなわち、光源光のうち追加の偏光子の透過軸に沿った偏光が液晶パネルへと向かうこととなる。

ここで、追加の偏光子と、光源部側の液晶用偏光子とは、透過軸及び遮光軸を互いに合わせて配置されているので、追加の偏光子を透過し、その透過軸に沿った偏光である光源光は、当該光源部側の液晶用偏光子にて殆ど遮光されずに透過して、画像は形成される。こうして、光源部側の液晶用偏光子での光源光の熱への変換による液晶パネルの温度上昇が抑制されると共に、積層状態の液晶パネルで画像を形成可能となる。以上により、画像の質の低下を抑制しつつ、耐久性が高いＨＵＤ装置を提供することができる。

なお、括弧内の符号は、記載内容の理解を容易にすべく、後述する実施形態において対応する構成を例示するものに留まり、発明の内容を限定することを意図したものではない。

第１実施形態におけるＨＵＤ装置の車両への搭載状態を示す模式図である。 第１実施形態におけるＨＵＤ装置の概略構成を示す模式図である。 第１実施形態における集光部を一部拡大して示す図である。 第１実施形態における液晶パネルを一部拡大して示す断面図である。 第１実施形態における液晶パネルを一部拡大して示す平面図である。 第１実施形態における追加の偏光子、及び一対の液晶用偏光子の配置を示す模式図である。 第２実施形態における図２に対応する図である。 変形例１における図２に対応する図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態によるＨＵＤ装置１００は、移動体の一種である車両１に搭載され、インストルメントパネル２内に収容されている。ＨＵＤ装置１００は、車両１の投影部材としてのウインドシールド３に画像を投影する。画像の光がウインドシールド３に反射されることで、ＨＵＤ装置１００は、画像を車両１の乗員により視認可能に虚像表示する。すなわち、ウインドシールド３に反射された画像の光が、車両１の室内において乗員の眼に到達し、当該乗員が画像の光を虚像ＶＩとして知覚する。そして、乗員は、虚像ＶＩにより各種情報を認識することができる。画像として虚像表示される各種情報としては、例えば、車速、燃料残量等の車両状態値、又は道路情報、視界補助情報等のナビゲーション情報が挙げられる。

車両１のウインドシールド３は、透光性のガラスないしは合成樹脂等により板状に形成されている。ウインドシールド３において、室内側の面は、画像が投影される投影面３ａを湾曲する凹面状又は平坦な平面状に形成している。なお、投影部材として、ウインドシールド３の代わりに、車両１と別体となっているコンバイナを車両１内に設置して、当該コンバイナに画像を投影するものであってもよい。

このようなＨＵＤ装置１００の具体的構成を、図２〜６に基づいて、以下に説明する。ＨＵＤ装置１００は、図２に示すように、光源部１２、集光部２０、拡散部３０、偏光子４０、反射部５０、液晶パネル６０、及び導光部７０を備えており、これらはハウジング８０に収容され、保持されている。さらに光源部１２、集光部２０、拡散部３０、偏光子４０、反射部５０、及び液晶パネル６０は、投射器ケース１０ａに収容されて投射器１０を構成している。投射器１０は、光源部１２からの光源光を液晶パネル６０にて一部透過させることにより、画像を導光部７０を介してウインドシールド３へ向けて投射するようになっている。

光源部１２は、光源用回路基板１４、及び複数の発光素子１６を有している。光源用回路基板１４は、当該基板１４上の配線パターンを通じて、電源と各発光素子１６とを電気的に接続している。各発光素子１６は、発光ダイオード素子であり、通電により電流量に応じた発光量にて、光源光を発する。各発光素子１６では、例えば青色発光ダイオードを蛍光体で覆うことにより、疑似白色での発光が実現されている。なお、各発光素子１６が発する光源光は、ランダム偏光となっている。また、光源用回路基板１４を挟んで各発光素子１６とは反対側には、投射器ケース１０ａ及びハウジング８０から露出した放熱フィン１８が設けられている。

こうして光源部１２により発せられた光源光は、集光部２０に入射し、当該集光部２０により集光される。

集光部２０は、図２に示すように、光源部１２と液晶パネル６０との間の光路上に配置され、コンデンサレンズ２２及びフィールドレンズ２４を有している。

コンデンサレンズ２２は、図３に詳細を示すように、例えばアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透光性のレンズであり、集光部２０において光源部１２と対向して配置されている。コンデンサレンズ２２は、発光素子１６と同数のレンズ素子２２ａを複数配列して形成されているレンズアレイとなっている。各レンズ素子２２ａは、配列されていることで、それぞれ対応する発光素子１６と対向している。各レンズ素子２２ａは、光源部１２側において第１屈折面２２ｂを、各レンズ素子２２ａに亘って共通の単一平面状に有している。また各レンズ素子２２ａは、液晶パネル６０側において第２屈折面２２ｃを、個別の滑らかな凸面状に有している。

こうしてコンデンサレンズ２２の屈折作用により集光された光源光は、フィールドレンズ２４に入射する。

フィールドレンズ２４は、例えばアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透光性のレンズであり、集光部２０においてコンデンサレンズ２２よりも液晶パネル６０側に配置されている。フィールドレンズ２４は、複合型フレネルレンズとなっている。具体的にフィールドレンズ２４は、コンデンサレンズ２２側において滑らかな単一平面状の入射光学面２４ａを形成している。また、フィールドレンズ２４は、液晶パネル６０側において、複数に分割された分割光学面２４ｃが連なっている複合光学面２４ｂを形成している。なお、図３では、分割光学面２４ｃ及び複合光学面２４ｂの一部分にのみ符号が付されている。

なお、コンデンサレンズ２２及びフィールドレンズ２４は、成形する際に生じた残留応力により、意図しない位相差特性を有している。

こうしてコンデンサレンズ２２及びフィールドレンズ２４の屈折作用により集光された光源光は、拡散部３０に入射する。

拡散部３０は、図２に示すように、光源部１２と液晶パネル６０との間の光路上、特に本実施形態では、集光部２０と偏光子４０との間の光路上に配置されている。拡散部３０は、例えばポリエステル樹脂等の合成樹脂からなる平板状に形成されている。拡散部３０は、透光性基板の表面に、粒径にばらつきがある多数の球状のビーズを定着させて形成されている。こうして、拡散部３０に入射した光源光は、ビーズの拡散作用により、拡散されつつ、偏光子４０に入射する。

偏光子４０は、光源部１２と液晶パネル６０との間の光路上、特に本実施形態では、集光部２０及び拡散部３０と液晶パネル６０との間の光路上に配置されている。換言すると、偏光子４０は、集光部２０及び拡散部３０よりも液晶パネル６０側に配置されている。偏光子４０は、透過軸４０ａに沿った偏光を透過させ、透過軸４０ａと交差する遮光軸４０ｂに沿った偏光を遮光する性質を有している（図６も参照）。第１実施形態の偏光子４０は、遮光軸４０ｂに沿った偏光を反射する性質を有する反射型偏光子となっている。

具体的に、偏光子４０には、反射型偏光子としてのワイヤグリッド偏光子が採用されている。この偏光子４０は、フィルム状に形成されており、当該フィルム表面に沿った方向に、例えばアルミニウム等の複数の金属ワイヤが所定のピッチで互いに平行に配列されている。ここで、所定のピッチは、光源光の波長よりも小さく設定され、例えば１００〜２００ｎｍ程度に設定されている。この偏光子４０において、金属ワイヤの延伸方向が透過軸４０ａに相当し、金属ワイヤの配列方向が遮光軸４０ｂに相当する。

なお、反射型偏光子として、ワイヤグリッド偏光子の代わりに、複数の光学フィルムを積層して、それらの干渉作用を用いることで、遮光軸４０ｂに沿った偏光を反射する性質を有する偏光子が採用されてもよい。

このような偏光子４０により、光源光のうち、透過軸４０ａに沿った偏光の成分は当該偏光子４０を透過し、遮光軸４０ｂに沿った偏光の成分は当該偏光子４０により光源部１２側へ反射される。

反射部５０は、偏光子４０よりも光源部１２側に配置され、特に第１実施形態では集光部２０及び拡散部３０よりも光源部１２側に配置されている。具体的に反射部５０は、光源用回路基板１４の液晶パネル６０側表面のうち各発光素子１６の実装箇所を除く箇所に、反射フィルムを貼り付けることで設けられている。反射部５０は、偏光子４０により光源部１２側へ反射された光源光を、再び液晶パネル６０側へ向けて反射する。

ここで、反射部５０に反射されて再び偏光子４０に到達する光源光は、偏光子４０と反射部５０との間を往復することにより、拡散部３０及び集光部２０をそれぞれ２回ずつ透過する。当該往復中の光源光が拡散部３０を透過すると、当該光源光は、拡散作用と同時に、偏光解消作用を受ける。当該往復中の光源光が集光部２０を透過すると、上述の残留応力による位相差特性の影響や、屈折作用と同時に生じる偏光収差の影響により、透過経路によって様々に偏極状態が変化し得る。

したがって、偏光子４０での反射時には遮光軸４０ｂに沿った偏光であった光源光が反射部５０を経て再び偏光子４０に到達する時には、透過軸４０ａに沿った偏光の成分を含むようになっている。こうして、再び偏光子４０に到達した光源光のうち透過軸４０ａに沿った偏光の成分は、当該偏光子４０を透過することとなる。

液晶パネル６０は、図２，４，５に示すように、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた液晶パネルであって、例えば２次元方向に配列された複数の液晶画素６０ａから形成されるアクティブマトリクス型の液晶パネルである。液晶パネル６０は、一対の液晶用偏光子６１，６２と、当該液晶用偏光子６１，６２間の液晶層６４とを、互いに積層した状態で一体的に有している。

図６に示すように、一対の液晶用偏光子６１，６２のうち光源部１２側の液晶用偏光子６１は、透過軸６１ａに沿った偏光を透過させ、透過軸６１ａと交差する遮光軸６１ｂに沿った偏光を遮光する性質を有している。同様に、ウインドシールド３側（すなわち導光部７０側）の液晶用偏光子６２も、透過軸６２ａに沿った偏光を透過させ、透過軸６２ａと交差する遮光軸６２ｂに沿った偏光を遮光する性質を有している。ここで、一対の液晶用偏光子６１，６２は、互いに透過軸６１ａ，６２ａを実質直交して配置される。各液晶用偏光子６１，６２は、遮光軸６１ｂ，６２ｂに沿った偏光を吸収する性質を有する吸収型偏光子となっている。

具体的に、各液晶用偏光子６１，６２は、ポリビニルアルコールに二色性色素であるヨウ素を添加して形成された吸収型偏光子である。この各液晶用偏光子６１，６２は、ヨウ素分子の配向方向によって透過軸６１ａ，６２ａと遮光軸６１ｂ，６２ｂとを互いに実質直交した状態で有している。

ここで、光源部１２側の液晶用偏光子６１は、偏光子４０と透過軸６１ａ，４０ａ及び遮光軸６１ｂ，４０ｂを互いに合わせて配置されている。特に本実施形態では、液晶パネル６０の厚みをなす積層方向ＬＤに沿って液晶用偏光子６１及び偏光子４０を見た場合に、互いの透過軸６１ａ，４０ａが丁度重なるように配置されている。

このようにすることで、偏光子４０を透過し、かつ透過軸４０ａに沿った偏光の光源光は、そのまま液晶用偏光子６１を高透過率にて透過する。換言すれば、液晶用偏光子６１には、その遮光軸６１ｂに沿った偏光の成分が殆ど入射しない。なお、特に本実施形態では、偏光子４０は、図２に示すように、液晶パネル６０と隙間なく貼り合わされている。

また液晶パネル６０は、図４に示すように、一対の液晶用偏光子６１，６２と液晶層６４との間に、一対の透明電極６３ａ，６３ｂを有している。液晶層６４は、一対の透明電極６３ａ，６３ｂの間に挟まれて配置されている。液晶層６４には、例えばネマティック液晶等の液晶分子を主成分とする溶液が充填されている。液晶画素６０ａ毎の一対の透明電極６３ａ，６３ｂ間の電圧印加により液晶分子の配向方向が制御されることで、液晶層６４では、印加電圧に応じて当該液晶層６４を透過する光源光の偏光方向を変化させることが可能となっている。

液晶層６４の厚みは、最大透過率に対応する所定電圧（例えば０Ｖ）の場合に、液晶パネル６０の積層方向ＬＤから垂直に入射する光の偏光方向が当該液晶層６４の透過により９０度変化するように、設定されている。光源光の偏光方向が液晶用偏光子６１，６２間で９０度変化することで、ウインドシールド３側の液晶用偏光子６２を透過することが可能となる。

また図５に示すように、各液晶画素６０ａは、画像非形成部である配線部６５と、当該配線部６５に囲まれて開口し、画像を形成可能な開口部６６とを形成している。また液晶パネル６０には、カラー画像を形成するためのカラーフィルタ６７も積層されている。

このような構成により、各液晶画素６０ａにおいて印加電圧を制御することで入射する光源光の透過率が制御される。したがって、液晶パネル６０は、光源光のうち一部を透過させることで画像を形成可能となっている。

図２に示すように、投射器ケース１０ａにおいて液晶パネル６０の導光部７０側が露出していることで、投射された画像の光は導光部７０に導入されるようになっている。導光部７０は、投射器１０からの画像の光を、ウインドシールド３へ向けて導光する光学系である。導光部７０は、平面鏡７２及び凹面鏡７４を有している。

平面鏡７２は、合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に、反射面７２ａとしてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面７２ａは、液晶パネル６０及び凹面鏡７４と向かい合う側に設けられ、平坦な平面状に形成されている。そして、平面鏡７２は、液晶パネル６０からの画像の光を、凹面鏡７４へ向けて反射する。

凹面鏡７４は、合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に、反射面７４ａとしてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面７４ａは、平面鏡７２及びウインドシールド３と向かい合う側に設けられ、凹面鏡７４の中心が凹む凹面として、滑らかな曲面状に形成されている。そして、凹面鏡７４は、平面鏡７２からの画像の光を、ハウジング８０において開口する開口部８０ａを通じて、ウインドシールド３へ向けて反射する。

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に説明する。

第１実施形態によると、液晶パネル６０において、一対の液晶用偏光子６１，６２と、液晶用偏光子６１，６２間の液晶層６４とが、互いに積層した状態で一体的に設けられている。そして、追加の偏光子４０が、光源部１２と液晶パネル６０との間の光路上において配置されている。このような配置により、光源部１２からの光源光のうち、追加の偏光子４０の遮光軸４０ｂに沿った偏光の成分は、液晶パネル６０に到達する以前の追加の偏光子４０にて遮光される。すなわち、光源光のうち追加の偏光子４０の透過軸４０ａに沿った偏光の成分が液晶パネル６０へと向かうこととなる。

ここで、追加の偏光子４０と、光源部１２側の液晶用偏光子６１とは、透過軸４０ａ，６１ａ及び遮光軸４０ｂ，６１ｂを互いに合わせて配置されているので、追加の偏光子４０を透過し、その透過軸４０ａに沿った偏光である光源光は、当該光源部１２側の液晶用偏光子６１にて殆ど遮光されずに透過して、画像は形成される。こうして、光源部１２側の液晶用偏光子６１での光源光の熱への変換による液晶パネル６０の温度上昇が抑制されると共に、積層状態の液晶パネル６０で画像を形成可能となる。以上により、画像の質の低下を抑制しつつ、耐久性が高いＨＵＤ装置１００を提供することができる。

また、第１実施形態によると、追加の偏光子４０は、拡散部３０と液晶パネル６０との間の光路上に配置される。したがって、拡散部３０により拡散される光源光の偏光が拡散作用と同時に乱れたとしても、その後追加の偏光子４０を透過する際に光源部１２側の液晶用偏光子６１に沿った偏光となって当該液晶用偏光子６１に入射するので、当該液晶用偏光子６１での光源光の熱への変換による液晶パネル６０の温度上昇が抑制される。こうして、拡散を用いて画像の質を高めつつ、ＨＵＤ装置１００の耐久性を高めることができる。

また、第１実施形態によると、追加の偏光子４０は、集光部２０と液晶パネル６０との間の光路上に配置される。したがって、集光部２０により集光される光源光に集光作用と同時に偏光収差等が発生したとしても、その後追加の偏光子４０を透過する際に光源部１２側の液晶用偏光子６１に沿った偏光となって当該液晶用偏光子６１に入射するので、当該液晶用偏光子６１での光源光の熱への変換による液晶パネル６０の温度上昇が抑制される。こうして、集光を用いて画像の質を高めつつ、ＨＵＤ装置１００の耐久性を高めることができる。

また、第１実施形態によると、追加の偏光子４０は、遮光軸４０ｂに沿った偏光を光源部１２側に反射する性質を有する反射型偏光子である。このような光源部１２側への反射により、光源光が液晶パネル６０付近で熱に変換されることを抑制できる。

また、第１実施形態によると、追加の偏光子４０よりも光源部１２側に配置され、追加の偏光子４０により反射された光源光を、再び液晶パネル６０側へ向けて反射する反射部５０をさらに備える。反射部５０に反射された光源光の一部が追加の偏光子４０を透過することで再利用され、画像の輝度を高めることができる。こうして、画像の質が高まる。

また、第１実施形態によると、追加の偏光子４０は、液晶パネル６０と貼り合わされている。このようにすることで、偏光子４０を追加しても、ＨＵＤ装置１００に保持される部品点数の増加を抑制することができる。

（第２実施形態）
図７に示すように、本発明の第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第２実施形態において、偏光子４０に相当する偏光子２４０は、第１実施形態と同様に集光部２０及び拡散部２３０と液晶パネル２６０との間の光路上に配置されている。換言すると、偏光子２４０は、集光部２０及び拡散部２３０よりも液晶パネル２６０側に配置されている。ただし、偏光子２４０は、拡散部２３０に貼り合わされており、液晶パネル２６０とは空間ＳＰを介して配置されている。

また、偏光子２４０は、遮光軸４０ｂに沿った偏光を吸収する性質を有する吸収型偏光子となっている。具体的には、偏光子２４０は、一対の液晶用偏光子６１，６２と同様に、ポリビニルアルコールに二色性色素であるヨウ素を添加して形成された吸収型偏光子である。この偏光子２４０は、ヨウ素分子の配向方向によって透過軸４０ａと遮光軸４０ｂとを互いに実質直交した状態で有している。

なお、第２実施形態のＨＵＤ装置２００には、反射部５０が設けられていない。

このような第２実施形態においても、偏光子２４０は、一対の液晶用偏光子６１，６２のうち光源部１２側の液晶用偏光子６１と透過軸４０ａ，６１ａ及び遮光軸４０ｂ，６１ｂを互いに合わせて配置されている。したがって、第１実施形態に準じた作用効果を奏することが可能となる。

また、第２実施形態によると、追加の偏光子２４０は、遮光軸４０ｂに沿った偏光を吸収する性質を有する吸収型偏光子であって、液晶パネル２６０とは空間ＳＰを介して配置されている。このような空間ＳＰにより、追加の偏光子２４０に吸収された光源光の熱を、液晶パネル２６０に伝わり難くできるので、ＨＵＤ装置２００の耐久性を高めることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に変形例１としては、図８に示すように、導光部７０は、平面鏡７２を有さずに、凹面鏡７４の１部材により構成されていてもよい。

変形例２としては、導光部７０に、例えば反射鏡、レンズ、プリズム、偏光板、位相差板、光学フィルタ等の各種光学素子を追加してもよい。

変形例３としては、第２実施形態の追加の偏光子２４０を、吸収型偏光子に代えて、反射型偏光子に置換してもよい。すなわち、追加の偏光子２４０が反射型偏光子であっても、追加の偏光子２４０は、拡散部２３０と貼り合わされることで、液晶パネル２６０と空間ＳＰを介して配置されていてもよい。またすなわち、追加の偏光子２４０が反射型偏光子であっても、これに対応する反射部５０を設けなくてよい。

変形例４としては、追加の偏光子４０は、他の部材と貼り合わされていない板状に形成され、独立して投射器ケース１０ａに保持されていてもよい。

変形例５としては、反射部５０は、光源用回路基板１４の表面におけるソルダーレジストを明色（例えば白色）にすることで、偏光子４０により反射された光源光を、再び液晶パネル６０側へ向けて反射するようにしてもよい。

変形例６としては、集光部２０は、光源部１２からの光源光を集光するものであれば、１枚のレンズにより構成されていてもよく、３枚以上のレンズ群により構成されていてもよい。

変形例７としては、ＨＵＤ装置１００は、集光部２０及び拡散部３０の少なくとも一方を備えていなくてもよい。

変形例８としては、液晶パネルには、ＴＮ（Twisted Nematic）方式の他、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＩＰＳ（In-Place-Switching）方式等の駆動方式を採用することができる。また、液晶パネルには、パッシブマトリクス型が採用されてもよい。

変形例９としては、車両１以外の船舶ないしは飛行機等の各種移動体（輸送機器）に、本発明を適用してもよい。

１００，２００ ＨＵＤ装置、１ 車両（移動体）、３ ウインドシールド（投影部材）、１２ 光源部、２０ 集光部、３０，２３０ 拡散部、４０，２４０ 偏光子（追加の偏光子）、４０ａ 透過軸、４０ｂ 遮光軸、５０ 反射部、６０，２６０ 液晶パネル、６１ 光源部側の液晶用偏光子、６１ａ 透過軸、６１ｂ 遮光軸、６２ ウインドシールド側の液晶用偏光子、６２ａ 透過軸、６２ｂ 遮光軸、６４ 液晶層、ＳＰ 空間

Claims (3)

1. 移動体（１）に搭載され、投影部材（３）に画像を投影することにより、前記画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   光源光を発する光源部（１２）と、
   一対の液晶用偏光子（６１，６２）と、前記液晶用偏光子間の液晶層（６４）とを、互いに積層した状態で一体的に有することにより、前記光源光のうち一部を透過させることで前記画像を形成する液晶パネル（６０）と、
   前記光源部と前記液晶パネルとの間の光路上において配置される追加の偏光子（４０）と、を備え、
   前記追加の偏光子及び前記一対の液晶用偏光子は、透過軸（４０ａ，６１ａ，６２ａ）に沿った偏光を透過させ、前記透過軸と交差する遮光軸（４０ｂ，６１ｂ，６２ｂ）に沿った偏光を遮光する性質を有し、
   前記追加の偏光子は、前記一対の液晶用偏光子のうち前記光源部側の液晶用偏光子（６１）と前記透過軸（４０ａ，６１ａ）及び前記遮光軸（４０ｂ，６１ｂ）を互いに合わせて配置され、前記遮光軸に沿った偏光を前記光源部側に反射する性質を有する反射型偏光子であり、
   前記光源部と前記液晶パネルとの間の光路上に配置され、前記光源光を集光するコンデンサレンズ（２２）と、
   前記光源部と前記液晶パネルとの間の光路上に配置され、複数に分割された分割光学面（２４ｃ）が連なっている複合光学面（２４ｂ）を有するフレネルレンズ型のフィールドレンズ（２４）と、
   前記光源部と前記液晶パネルとの間の光路上に配置され、前記光源光を拡散する拡散部（３０）とを、さらに備え、
   前記光源部と前記液晶パネルとの間の光路上においては、前記光源部側から、前記コンデンサレンズ、前記フレネルレンズ、前記拡散部、前記追加の偏光子の順に配置がなされているヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記追加の偏光子よりも前記光源部側に配置され、前記追加の偏光子により反射された前記光源光を、再び前記液晶パネル側へ向けて反射する反射部（５０）を、さらに備える請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記追加の偏光子は、前記液晶パネルと貼り合わされている請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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