WO2021240985A1 - 虚像表示装置 - Google Patents

Abstract

虚像表示装置としてのＨＵＤ（１００）は、表示光を投射するプロジェクタ（３１）と、プロジェクタ（３１）から透光部材（３）までの光路（Ｌ）を構成する光学部材（２１）と、光路（Ｌ）上においてプロジェクタ（３１）と光学部材（２１）との間に配置され、偏光を調整する偏光調整部材（３４）と、を備える。プロジェクタ（３１）は、偏光調整部材（３４）へ表示光を投射する投射面（３２ａ）を、表示光の光軸（Ａｐ）とは傾斜する姿勢に有する。偏光調整部材（３４）は、偏光特性を有する板状偏光部（３６）を、投射面（３２ａ）に沿う姿勢に有する。投射面（３２ａ）と板状偏光部（３６）との間隔が（ｄ）と定義され、投射面（３２ａ）の投射サイズが（Ｈｐ）と定義され、当該投射サイズに対応する虚像の表示サイズが（Ｈｖ）と定義され、光軸（Ａｐ）に対する投射面（３２ａ）の傾斜角が（θ）と定義される場合、ｄ＜Ｈｐ／（Ｈｖ・ｃｏｓθ）が成立する。

Description

虚像表示装置 関連出願の相互参照

　この出願は、２０２０年５月２８日に日本に出願された特許出願第２０２０－０９３５１３号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。

　本開示は、虚像表示装置に関する。

　表示光を透光部材により反射させて、表示光による虚像を視認可能に表示する虚像表示装置は、知られている。

　例えば特許文献１に開示の虚像表示装置では、表示光を投射する液晶表示器からフロントガラスまでの光路が、凹面鏡により構成されている。この装置の光路上において液晶表示器と凹面鏡との間には、液晶表示器から投射される表示光の偏光を調整するように、偏光板が配置されている。

特許第４７８８８８２号公報

　さて、特許文献１に開示の虚像表示装置では、液晶表示器の投射面に対して、偏光板が大きく傾斜して配置されている。この傾斜配置は、液晶表示器と偏光板との間での表示光の二重反射により、虚像上では表示光本来の主像に二重像が発生して表示品質が劣化するのを、防止可能にするものと考えられる。

　しかし、傾斜配置された偏光板と投射面との最大間隔を小さくするには、限界がある。しかも、偏光板と投射面との最小間隔は、特許文献１に開示の虚像表示装置では太陽光対策として距離を確保する必要があるとされるため、尚更である。これらのことから、光路上で偏光板を挟む液晶表示器と凹面鏡とを近接配置することは難しく、虚像表示装置の小型化が阻害されていた。

　本開示の課題は、表示品質が高い小型の虚像表示装置を、提供することにある。

　以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。

　本開示の第一態様は、
　表示光を透光部材により反射させて、表示光による虚像を視認可能に表示する虚像表示装置であって、
　表示光を投射するプロジェクタと、
　プロジェクタから透光部材までの光路を構成する光学部材と、
　光路上においてプロジェクタと光学部材との間に配置され、偏光を調整する偏光調整部材と、を備え、
　プロジェクタは、
　偏光調整部材へ表示光を投射する投射面を、表示光の光軸とは傾斜する姿勢に有し、
　偏光調整部材は、
　偏光特性を有する板状の偏光部を、投射面に沿う姿勢に有し、
　投射面と偏光部との間隔がｄと定義され、
　投射面の投射サイズがＨｐと定義され、
　投射サイズに対応する虚像の表示サイズがＨｖと定義され、
　光軸に対する投射面の傾斜角がθと定義される場合、
　ｄ＜Ｈｐ／（Ｈｖ・ｃｏｓθ）が成立する。

　本開示の第一態様によると、プロジェクタにおいて表示光の光軸とは傾斜する姿勢の投射面と、偏光調整部材において投射面に沿う姿勢の偏光部とは、ｄ＜Ｈｐ／（Ｈｖ・ｃｏｓθ）の不等式を成立させる小間隔をもって近接配置され得る。この不等式の成立は、プロジェクタと偏光部との間での表示光の二重反射により、虚像上では表示光本来の主像に対する二重像が発生したとしても、二重像の視認が抑制されることを意味する。故に、二重像の視認抑制により表示品質を高めると共に、光路上において偏光調整部材を挟むプロジェクタと光学部材とも可及的に近接配置して虚像表示装置の小型化を図ることが、可能となる。

　本開示の第二態様は、
　表示光を透光部材により反射させて、表示光による虚像を視認可能に表示する虚像表示装置であって、
　表示光を投射するプロジェクタと、
　プロジェクタから透光部材までの光路を構成する光学部材と、
　光路上においてプロジェクタと光学部材との間に配置され、偏光を調整する偏光調整部材と、を備え、
　プロジェクタは、
　偏光調整部材へ表示光を投射する投射面を、表示光の光軸とは傾斜する姿勢に有し、
　偏光調整部材は、
　偏光特性を有する板状の偏光部を、投射面に沿う姿勢に有し、
　投射面と偏光部との間隔がｄと定義され、
　光路上の光学倍率がｍと定義され、
　光軸に対する投射面の傾斜角がθと定義される場合、
　ｄ＜１／（ｍ・ｃｏｓθ）が成立する。

　本開示の第二態様によると、プロジェクタにおいて表示光の光軸とは傾斜する姿勢の投射面と、偏光調整部材において投射面に沿う姿勢の偏光部とは、ｄ＜１／（ｍ・ｃｏｓθ）の不等式を成立させる小間隔をもって近接配置され得る。この不等式の成立は、プロジェクタと偏光部との間での表示光の二重反射により、虚像上では表示光本来の主像に対する二重像が発生したとしても、二重像の視認が抑制されることを意味する。故に、二重像の視認抑制により表示品質を高めると共に、光路上において偏光調整部材を挟むプロジェクタと光学部材とも可及的に近接配置して虚像表示装置の小型化を図ることが、可能となる。

一実施形態による虚像表示装置の全体構成を示すブロック図である。 一実施形態による虚像表示装置の特性を説明するための模式図である。 一実施形態による虚像表示装置の特性を説明するための模式図である。 一実施形態による虚像表示装置の詳細構成を示す模式図である。 一実施形態による虚像表示装置の特性を説明するための模式図である。 一実施形態による虚像表示装置の特性を説明するための模式図である。 一実施形態による虚像表示装置の特性を説明するための模式図である。 図４の変形例を示す模式図である。 図４の変形例を示す模式図である。 図８のさらなる変形例を示す模式図である。

　以下、一実施形態を図面に基づき説明する。

　図１に示すように一実施形態の虚像表示装置は、車両１に搭載されるように構成されて当該車両１のインストルメントパネル２内に収容される、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤという）１００である。ここで車両１とは、例えば自動車、鉄道車両の他、航空機、船舶、及び移動しないゲーム筐体等の各種乗り物を含むように、広義に解される。ここで本実施形態の車両１は、四輪の自動車となっている。尚、前、後、上、下、左、及び右の各方向は、水平面上の車両１を基準として、定義される。

　ＨＵＤ１００は、車両１のウインドシールド３へ向けて、画像の表示光を投影する。その結果、ウインドシールド３により反射される表示光は、車両１の室内に設定された視認領域ＥＢに、到達する。車両１の室内において視認領域ＥＢにアイポイントＥＰが位置する乗員は、当該視認領域ＥＢに到達した表示光を虚像ＶＲＩとして知覚する。このようにＨＵＤ１００は、車両１の乗員である視認者（以下、単に視認者という）により視認可能な虚像ＶＲＩを表示することで、各種情報を当該視認者に認識させることが可能である。ＨＵＤ１００により虚像ＶＲＩとして表示される各種情報には、例えば車速、燃料残量等といった車両１の状態を示す情報、視界補助情報、道路情報、及びナビゲーション情報等が挙げられる。

　視認領域ＥＢは、ＨＵＤ１００により表示される虚像ＶＲＩが所定の規格を満たす（例えば、虚像ＶＲＩ全体が所定輝度以上となる等）ことで、視認者により視認可能となる空間領域であって、アイボックスとも称される。視認領域ＥＢは典型的には、車両１に設定されたアイリプスと重なるように、設定される。アイリプスは、視認者におけるアイポイントＥＰの空間分布を統計的に表したアイレンジに基づき、仮想の楕円体状に設定される。

　ウインドシールド３は、例えばガラス又は合成樹脂等により透光性の板状に形成された、透光部材である。ウインドシールド３は、インストルメントパネル２よりも上方において、車両１の室内外を区画している。ウインドシールド３は、前方から後方へ向かうほど、インストルメントパネル２から離間する姿勢に、傾斜している。ウインドシールド３において室内側となる後面は、ＨＵＤ１００から表示光が投影されて反射する反射面３ａを、滑らかな凹面状又は平面状に形成している。

　図２，３に示すように、ＨＵＤ１００からウインドシールド３の反射面３ａへと向かう表示光の光軸Ａｐまわりにおいて、表示光の入射面Ｉは、車両１の上下方向に沿ったウインドシールド３の鉛直軸Ａｖに対して、傾斜している。具体的には、車両１が左ハンドル車ＬＨＤである図２の場合に入射面Ｉは、ウインドシールド３へ向かう表示光の光軸Ａｐまわりでは、鉛直軸Ａｖから反時計方向へ回転した傾斜位置に、鋭角の傾斜角ψをもって設定されている。車両１が右ハンドル車ＲＨＤである図３の場合に入射面Ｉは、ウインドシールド３へ向かう表示光の光軸Ａｐまわりでは、鉛直軸Ａｖから時計方向へ回転した傾斜位置に、鋭角の傾斜角ψをもって設定されている。尚、鉛直軸Ａｖ及び入射面Ｉ間の鋭角側の傾斜角ψは、２５度未満に設定されることが好ましい。

　尚、ウインドシールド３については、反射型のホログラフィック光学素子が設けられることで、面反射に代わる干渉縞での回折反射を利用する構成であってもよい。またウインドシールド３に代えて、透光部材としてのコンバイナが車両１の室内に設置されることで、当該コンバイナに反射面３ａが設けられていてもよい。

　図１に示すようにＨＵＤ１００は、ハウジング１０、導光ユニット２０及び投光ユニット３０を備えている。

　ハウジング１０は、例えば合成樹脂又は金属等により中空形成に形成されることで、導光ユニット２０及び投光ユニット３０を収容している。ハウジング１０は、インストルメントパネル２内に設置されている。ハウジング１０は、ウインドシールド３と上下に対向する上面部に、光学的に開口する窓部１２を有している。窓部１２は、物理的に開口していてもよい。窓部１２は、表示光を透過可能な防塵シート１３により、覆われていてもよい。

　導光ユニット２０は、投光ユニット３０のうちプロジェクタ３１（後述の図４参照）からウインドシールド３に至る光路Ｌを、構成している。導光ユニット２０は、プロジェクタ３１から投光される表示光を、ウインドシールド３へ向けて導光する。導光ユニット２０は、プロジェクタ３１により形成される画像から、視認者により視認される虚像ＶＲＩを所定の光学倍率にて拡大する、拡大機能を有していることが好ましい。これは、導光ユニット２０の拡大機能により、小型化が図られるからである。

　こうした導光ユニット２０は、少なくとも一つの光学部材２１から構成される。図１に示すように光ユニット２０は、光学部材２１としての平面鏡及び凹面鏡を一つずつ組み合わせて、構成されている。それ以外にも例えば導光ユニット２０は、光学部材２１としての凸面鏡及び凹面鏡を一つずつ組み合わせた構成であってもよいし、光学部材２１としての一つの凹面鏡から構成される等であってもよい。こうした導光ユニット２０を構成する光学部材２１は、固定式又は可動式のいずれであってもよい。ここで、可動式の光学部材２１が導光ユニット２０に含まれる場合でも、鉛直軸Ａｖ及び入射面Ｉ間の傾斜方向及び傾斜角ψは、上述及び図２，３の説明を満足する。

　図４に示すように投光ユニット３０は、プロジェクタ３１及び偏光調整部材３４を含んで構成される。プロジェクタ３１は、車両１の室外において虚像ＶＲＩとして結像可能な画像の表示光を、導光ユニット２０（図１参照）へ向けて投射する。プロジェクタ３１は、画像表示パネル３２及びバックライト３３を組み合わせた、液晶表示型である。

　画像表示パネル３２は、全体として板状に形成されている。画像表示パネル３２は、薄膜トランジスタを用いた、透過型のＴＦＴ液晶パネルである。画像表示パネル３２は、二次元配列された複数の液晶画素を有する、アクティブマトリクス型である。画像表示パネル３２の片面は、バックライト３３により照明される。画像表示パネル３２の逆面は、導光ユニット２０へ向けて投射する画像を表示形成する、投射面３２ａである。輪郭矩形状の投射面３２ａには、図５に示すように、互いに直交するＸ方向（横方向）及びＹ方向（縦方向）が、定義されている。

　画像表示パネル３２では、一対の平板状偏光子と、それら偏光子に挟まれた液晶層とが、板厚方向に積層されている。各偏光子は、互いに直交する透過軸及び遮断軸を、それぞれ投射面３２ａに沿って有している。各偏光子は、透過軸の方位角では偏光を透過させ、遮断軸の方位角では偏光を吸収する。偏光板同士は、透過軸を互いに直交させて配置されている。ここで、投射面３２ａ側の偏光子における透過軸Ａ１は、本実施形態では同面３２ａのＸ方向に沿って設定されている。

　画像表示パネル３２において液晶層は、液晶画素毎の印加電圧に応じてバックライト３３から透過させる照明光の偏光を、調整可能に構成されている。こうした液晶層での偏光調整により、投射面３２ａ側の偏光子を透過する光の割合、即ち透過率が液晶画素毎に調整される。ここで、各液晶画素にはカラーフィルタが設けられることで、カラー画像の生成が可能となっていてもよい。

　図４に示すようにバックライト３３は、画像表示パネル３２を投射面３２ａとは反対側から透過照明する。バックライト３３は、光源部３３ａ及び集光部３３ｂを有している。光源部３３ａでは、複数の光源素子が一次元配列又は二次元配列されている。各光源素子は、例えば点状光源としてのＬＥＤ素子等である。各光源素子は、通電により発光する。各光源素子において発光強度が最大となる強度ピーク方向は、投射面３２ａに対して傾斜している。集光部３３ｂは、複数のレンズから構成されている。集光部３３ｂは、光源部３３ａの各光源素子から発光される照明光を、集光する。集光部３３ｂは、各光源素子の強度ピーク方向を実質的に保持することで、指向性を高めた照明光を画像表示パネル３２に照射する。

　このような構成のバックライト３３は、投射面３２ａに対して傾斜した方向から、画像表示パネル３２を透過照明する。これにより、投射面３２ａが形成する画像の表示光は、投射面３２ａとは交差する光軸Ａｐに沿って、画像表示パネル３２から偏光調整部材３４へ投射されることとなる。ここで本実施形態の投射面３２ａは、同面３２ａのＸ方向に対して垂直な図４の断面において、表示光の光軸Ａｐとは傾斜している。これにより、投射面３２ａが光軸Ａｐとの間に傾斜角θを形成する傾斜形成方向は、本実施形態では投射面３２ａのＹ方向（図４，５参照）と一致している。尚、光軸Ａｐ及び投射面３２ａ間の鋭角側の傾斜角θは、例えば７５～８０度等に、設定される。

　偏光調整部材３４は、プロジェクタ３１及びウインドシールド３に至る光路Ｌ（図１参照）の結像光学系を、構成している。この光路Ｌ上において偏光調整部材３４は、投光ユニット３０のうちプロジェクタ３１と、導光ユニット２０のうち最前段又は単一の光学部材２１との間に、配置されている。偏光調整部材３４は、全体として平板状に形成されている。偏光調整部材３４は、光路Ｌを往来する表示光及び外光の偏光を、調整する。

　偏光調整部材３４では、支持基板３５及び偏光板３６が板厚方向での重ね合わせ状態に一体化されている。支持基板３５は、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）、若しくはシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等の合成樹脂、又はガラスを主体として、透光性の平板状に形成されている。ここで支持基板３５の透過率は、８５％以上であることが好ましい。

　偏光板３６は、例えばワイヤグリッド偏光子等の反射型である。偏光板３６は、偏光特性を有した平板状に、形成されている。偏光板３６の板厚は、支持基板３５の板厚に対しいて、１／１０以下であることが好ましい。偏光板３６の片面は、支持基板３５に対して面接触状態に貼着されている。偏光板３６の逆面は、プロジェクタ３１の投射面３２ａから画像の表示光が入射する、受光面３６ａである。受光面３６ａは、投射面３２ａに沿う姿勢として、例えば±１度等の公差範囲で実質平行な姿勢に、配置されている。輪郭矩形状の受光面３６ａには、正対する投射面３２ａに合わせて図６，７に示すように、Ｘ方向（横方向）及びＹ方向（縦方向）が定義されている。受光面３６ａは、Ｘ方向及びＹ方向のいずれにおいても、投射面３２ａより一回り大きなサイズを、有している。

　プロジェクタ３１のうち投射面３２ａと、偏光板３６のうち受光面３６ａとの間隔は、図４に示すようにｄと定義される。ここで本実施形態の間隔ｄは、投射面３２ａのＸ方向に垂直な図４の断面において、投射面３２ａと受光面３６ａとが離間する最短距離により、定義される。また、投射面３２ａ及び受光面３６ａの各々が、それら面３２ａ，３６ａ間での表示光の光軸Ａｐに対して形成する鋭角側の傾斜角は、先述のθと定義される。こうした定義の下、表示光本来の主像ＭＩに対して、投射面３２ａ及び受光面３６ａ間での二重反射により発生する二重像ＤＩのピッチδは、下記の等式１により表される。ここで本実施形態のピッチδは、投射面３２ａのＸ方向に垂直且つ像ＭＩ，ＤＩの並ぶ図４の断面において、主像ＭＩと二重像ＤＩとが離間する最短距離となる。
　δ＝２・ｄ・ｃｏｓθ　　‥式１

　さらに、導光ユニット２０からウインドシールド３までの光学倍率は、図１に示すようにｍと定義される。この定義の下、図４に示すように虚像ＶＲＩ上において主像ＭＩと二重像ＤＩとのピッチＰは、先の等式１に基づく下記の等式２により、表される。
　Ｐ＝ｍ・δ＝２・ｍ・ｄ・ｃｏｓθ　　‥式２

　虚像ＶＲＩの視認者として健常者が想定される場合、当該健常者の一般的な瞳孔径である２ｍｍよりもピッチＰが小さく設定されることで、虚像ＶＲＩ上では、二重像ＤＩが主像ＭＩと見かけ上で一致して視認を抑制される。そこで、二重像ＤＩの視認抑制作用を発揮するために本実施形態では、先の等式２及び下記の不等式３に基づく下記の不等式４が成立するように、投射面３２ａ及び受光面３６ａの間隔ｄが調整される。
　２＞２・ｍ・ｄ・ｃｏｓθ　　‥式３
　０＜ｄ＜１／（ｍ・ｃｏｓθ）　　‥式４

　さて、図５に示すように投射面３２ａの投射サイズは、Ｈｐと定義される。ここで本実施形態の投射サイズＨｐは、投射面３２ａのＸ方向に垂直な断面（図４参照）において、同面３２ａのＹ方向と一致した上記傾斜形成方向のサイズとして、投射面３２ａの幾何学的な最大サイズ又は同面３２ａでの形成画像の最大サイズに定義される。また、投射サイズＨｐに対応する虚像ＶＲＩの表示サイズは、図４に示すようにＨｖと定義される。こうした定義の下では、先の等式４及び下記の等式５に基づく下記の不等式６が成立するように、間隔ｄは調整される。
　ｍ＝Ｈｖ／Ｈｐ　　‥式５
　０＜ｄ＜Ｈｐ／（Ｈｖ・ｃｏｓθ）　　‥式６

　偏光調整部材３４における偏光部としての偏光板３６は、投射面３２ａ側から投射される表示光の偏光と、導光ユニット２０側から入射する外光の偏光とを、調整する。そのために偏光板３６は、図６，７に示すように、互いに直交し且つ支持基板３５の進相軸及び遅相軸にそれぞれ対応する透過軸Ａ２及び遮断軸を、受光面３６ａに沿って有している。偏光板３６は、透過軸Ａ２の方位角では偏光を透過させ、遮断軸の方位角では偏光を吸収する。尚、導光ユニット２０側から偏光板３６により偏光調整された外光は、投射面３２ａにより反射されるが、投射面３２ａ側からの表示光の光軸Ａｐに対する同面３２ａの傾斜により光路Ｌ上からは分離され易くなっている。

　プロジェクタ３１の投射面３２ａから偏光板３６の受光面３６ａへと向かう表示光の光軸Ａｐまわりにおいて、受光面３６ａを含む偏光板３６での偏光の透過軸Ａ２は、投射面３２ａを含む偏光子での偏光の透過軸Ａ１に対して、傾斜している。この傾斜は、一般的な偏光サングラスの透過軸が上下方向に設定されることを、前提としている。

　ここで本実施形態では、偏光板３６へ向かう光軸Ａｐまわりでの透過軸Ａ２が透過軸Ａ１から傾斜する方向は、ウインドシールド３へ向かう光軸Ａｐまわりで入射面Ｉが鉛直軸Ａｖから傾斜する方向（図２，３参照）と、一致している。具体的には、車両１が左ハンドル車ＬＨＤである図６の場合に透過軸Ａ２は、偏光板３６へ向かう光軸Ａｐまわりでは、透過軸Ａ１から反時計方向に回転した傾斜位置に、鋭角の傾斜角αをもって設定されている。車両１が右ハンドル車ＲＨＤである図７の場合に透過軸Ａ２は、偏光板３６へ向かう光軸Ａｐまわりでは、透過軸Ａ１から時計方向に回転した傾斜位置に、鋭角の傾斜角αをもって設定されている。ここで、透過軸Ａ１及び透過軸Ａ２間の鋭角側の傾斜角αは、２５度未満に設定されることが好ましい。

　図８に示すように偏光調整部材３４では、支持基板３５を板厚方向に挟んで偏光板３６とは反対側に、赤外線反射膜３７が積層されていてもよい。赤外線反射膜３７は、例えば屈折率の相異なる二種類以上の誘電体膜等により、薄膜状に形成される。赤外線反射膜３７は、導光ユニット２０側から入射する外光のうち、特に赤外線に対して反射特性を有する。赤外線反射膜３７は、投射面３２ａ側からの表示光に対しては、透過特性を有する。

　（作用効果）
　以上説明した本実施形態の作用効果を、以下に説明する。

　本実施形態によると、プロジェクタ３１において表示光の光軸Ａｐとは傾斜する姿勢の投射面３２ａと、偏光調整部材３４において投射面３２ａに沿う姿勢の偏光板３６とは、不等式６を成立させる小間隔ｄをもって近接配置され得る。この不等式６の成立は、プロジェクタ３１と偏光板３６との間での表示光の二重反射により、虚像ＶＲＩ上では表示光本来の主像ＭＩに対する二重像ＤＩが発生したとしても、二重像ＤＩの視認が抑制されることを意味する。故に、二重像ＤＩの視認抑制により表示品質を高めると共に、光路Ｌ上において偏光調整部材３４を挟むプロジェクタ３１と光学部材２１とも可及的に近接配置してＨＵＤ１００の小型化を図ることが、可能となる。

　ここで、本実施形態による不等式６では、投射面３２ａにおいて光軸Ａｐとの間に傾斜角θが形成されるＹ方向の投射サイズＨｐに対応して、虚像ＶＲＩの表示サイズＨｖが定義される。これによれば、主像ＭＩと二重像ＤＩとが並ぶことになるＹ方向での各サイズＨｐ，Ｈｖを含んだ不等式６に基づいて、投射面３２ａと偏光板３６との間隔ｄが正確に設定され得る。その結果、二重像ＤＩの視認抑制に関する信頼性が向上するので、特に高い表示品質を担保することが、可能となる。

　また一方で本実施形態によると、プロジェクタ３１において表示光の光軸Ａｐとは傾斜する姿勢の投射面３２ａと、偏光調整部材３４において投射面３２ａに沿う姿勢の偏光板３６とは、不等式４を成立させる小間隔ｄをもって近接配置され得る。この不等式４の成立は、プロジェクタ３１と偏光板３６との間での表示光の二重反射により、虚像ＶＲＩ上では表示光本来の主像ＭＩに対する二重像ＤＩが発生したとしても、二重像ＤＩの視認が抑制されることを意味する。故に、二重像ＤＩの視認抑制により表示品質を高めると共に、光路Ｌ上において偏光調整部材３４を挟むプロジェクタ３１と光学部材２１とも可及的に近接配置してＨＵＤ１００の小型化を図ることが、可能となる。

　ここで本実施形態によると、等式２を満たすＰの値は、虚像ＶＲＩ上における主像ＭＩと二重像ＤＩとのピッチを表す。そこで、虚像ＶＲＩの視認者として健常者の一般的な瞳孔径である２ｍｍよりも、小さなピッチＰが等式２により設定される本実施形態では、当該式２に基づいた不等式４が成立することで、二重像ＤＩの視認抑制作用に関する信頼性が向上する。したがって、特に高い表示品質を担保することが、可能となる。

　以上の他に本実施形態によると、偏光板３６での偏光の透過軸Ａ２は、投射面３２ａでの偏光の透過軸Ａ１に対して傾斜する。これによれば、虚像ＶＲＩを視認する視認者が裸眼状態であっても、偏光サングラスの装着状態であっても、二重像ＤＩの視認が抑制された状態での主像ＭＩの視認輝度が、両立的に確保され得る。故に、視認者の状態に拘らず表示品質を高めることが、可能となる。

　ここで本実施形態によると、偏光板３６へ向かう表示光の光軸Ａｐまわりにおいて偏光板３６での偏光の透過軸Ａ２が投射面３２ａでの偏光の透過軸Ａ１に対して傾斜する方向は、ウインドシールド３へ向かう表示光の光軸Ａｐまわりにおいて表示光の入射面Ｉがウインドシールド３の鉛直軸Ａｖに対して傾斜する方向と、一致する。これによれば、裸眼状態での主像ＭＩの視認輝度と、偏光サングラス装着状態での主像ＭＩの視認輝度とを、適正にバランスさせて確保することができる。故に、特に高い表示品質を担保することが、可能となる。

　（他の実施形態）
　以上、一実施形態について説明したが、本開示は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

　変形例では、投射面３２ａのＸ方向のサイズが投射サイズＨｐとして定義され、当該投射サイズＨｐに対応して虚像ＶＲＩの表示サイズＨｖが定義されてもよい。変形例では、偏光板３６での偏光の透過軸Ａ２が、投射面３２ａでの偏光の透過軸Ａ１に沿って、実質平行に設定されていてもよい。図９，１０に示すように変形例では、偏光板３６の受光面３６ａが、支持基板３５における投射面３２ａとは反対側に、面接触状態にて貼着されていてもよい。この場合、特に赤外線反射膜３７が設けられる図１０の場合には、支持基板３５における投射面３２ａ側に、同膜３７が積層される。

Claims (6)

1. 　表示光を透光部材（３）により反射させて、前記表示光による虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置（１００）であって、
   　前記表示光を投射するプロジェクタ（３１）と、
   　前記プロジェクタから前記透光部材までの光路（Ｌ）を構成する光学部材（２１）と、
   　前記光路上において前記プロジェクタと前記光学部材との間に配置され、偏光を調整する偏光調整部材（３４）と、を備え、
   　前記プロジェクタは、
   　前記偏光調整部材へ前記表示光を投射する投射面（３２ａ）を、前記表示光の光軸（Ａｐ）とは傾斜する姿勢に有し、
   　前記偏光調整部材は、
   　偏光特性を有する板状の偏光部（３６）を、前記投射面に沿う姿勢に有し、
   　前記投射面と前記偏光部との間隔がｄと定義され、
   　前記投射面の投射サイズがＨｐと定義され、
   　前記投射サイズに対応する前記虚像の表示サイズがＨｖと定義され、
   　前記光軸に対する前記投射面の傾斜角がθと定義される場合、
   　ｄ＜Ｈｐ／（Ｈｖ・ｃｏｓθ）が成立する虚像表示装置。
2. 　前記投射サイズは、前記投射面において前記光軸との間に前記傾斜角が形成される方向（Ｙ）のサイズである請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 　表示光を透光部材（３）により反射させて、前記表示光による虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置（１００）であって、
   　前記表示光を投射するプロジェクタ（３１）と、
   　前記プロジェクタから前記透光部材までの光路（Ｌ）を構成する光学部材（２１）と、
   　前記光路上において前記プロジェクタと前記光学部材との間に配置され、偏光を調整する偏光調整部材（３４）と、を備え、
   　前記プロジェクタは、
   　前記偏光調整部材へ前記表示光を投射する投射面（３２ａ）を、前記表示光の光軸（Ａｐ）とは傾斜する姿勢に有し、
   　前記偏光調整部材は、
   　偏光特性を有する板状の偏光部（３６）を、前記投射面に沿う姿勢に有し、
   　前記投射面と前記偏光部との間隔がｄと定義され、
   　前記光路上の光学倍率がｍと定義され、
   　前記光軸に対する前記投射面の傾斜角がθと定義される場合、
   　ｄ＜１／（ｍ・ｃｏｓθ）が成立する虚像表示装置。
4. 　Ｐ＝ｍ・２ｄ・ｃｏｓθ
   　を満たすＰの値は、２ｍｍよりも小さく設定される請求項３記載の虚像表示装置。
5. 　前記偏光部での偏光の透過軸は、前記投射面での偏光の透過軸に対して傾斜する請求項１～４のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
6. 　前記偏光部へ向かう前記表示光の前記光軸まわりにおいて前記偏光部での偏光の透過軸が前記投射面での偏光の透過軸に対して傾斜する方向は、前記透光部材へ向かう前記表示光の前記光軸まわりにおいて前記表示光の入射面が前記透光部材の鉛直軸に対して傾斜する方向と、一致する請求項５に記載の虚像表示装置。

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