JP2024073084A - ヘッドアップディスプレイ装置および乗り物 - Google Patents

Abstract

【課題】
ダッシュボード内部にヘッドアップディスプレイ装置の一部または全部が収納できない場合にも、乗り物に搭載可能なＨＵＤレイアウトを実現することを目的とする。本発明によれば、持続可能な開発目標の「３．すべての人に健康と福祉を」に貢献する。
【解決手段】
ヘッドアップディスプレイ装置は、乗り物に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、映像光出力装置と、映像光投射部と、を備える。映像光出力装置は、映像光を出射し、ユーザーの前方且つ上方に配置されている。映像光投射部は、ウィンドシールドに向けて映像光出力装置からの映像光を投射する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置および該ヘッドアップディスプレイ装置を搭載した乗り物に関する。

車両等に搭載するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤと記載することがある）が知られている。例えば、特許文献１は、「ヘッドアップディスプレイ装置であって、光源および表示素子を有し、前記表示素子に映像表示して映像光を生成して出射する映像表示装置と、ミラーと補正レンズとを含み、前記映像表示装置から出射された前記映像投射光を車両のウィンドシールドまたはコンバイナで反射させることで虚像を前記車両の前方に表示する虚像光学系と、筐体と、を備え、前記筐体が形成する空間に前記表示素子及び前記虚像光学系が配置され、前記補正レンズは、前記筐体内において、前記表示素子と前記ミラーとの間に配置される、ヘッドアップディスプレイ装置。」を開示する。

特開２０２２－２７７９８号公報

ユーザーの前方で映像光反射面、例えば、乗り物の映像表示装置にて良好な映像表示を行う場合、ウィンドシールドへの光線入射角を最適化の上、その光学系を搭載できるだけのダッシュボードの内部空間の確保が必要となる。その一方で、ダッシュボード内部には、フレームやパイプの他、計器類及びその保持具が搭載される等、大きな空間を確保できない場合が多い。そこで、ダッシュボード内部にヘッドアップディスプレイ装置の一部または全部が収納できない場合にも、乗り物に搭載可能なＨＵＤレイアウトを実現することに課題がある。

本発明の第１の態様によれば、下記のヘッドアップディスプレイ装置が提供される。このヘッドアップディスプレイ装置は、乗り物に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、ユーザーの前方且つ上方に配置されている映像光出力装置と、前記ユーザーの前方のウィンドシールドに向けて前記映像光出力装置からの映像光を投射する映像光投射部と、を備える。

本発明の第２の態様によれば、下記のヘッドアップディスプレイ装置が提供される。このヘッドアップディスプレイ装置は、乗り物に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、ユーザーの前方且つ上方にＳ偏光とＰ偏光を含む映像光を出射する映像光出力装置と、前記ユーザーの前方のウィンドシールドに向けて前記映像光出力装置からのＳ偏光とＰ偏光を含む映像光を反射して投射する映像光投射部と、を備える。前記映像光投射部は、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する第１のミラーと、Ｐ偏光を反射し、Ｓ偏光を透過する第２のミラーと、を備え、前記第１のミラーと前記第２のミラーは、上下方向でそれぞれ異なる位置に配置される。

本発明の第３の態様によれば、下記のヘッドアップディスプレイ装置が提供される。このヘッドアップディスプレイ装置は、ユーザーの前方で下方へ向かう映像光の経路、および、ウィンドシールドに向けて反射した前記映像光に基づく虚像を視認するユーザーの視線が、乗り物内に設置された可動する物体の可動範囲に重ならないように、前記乗り物に搭載されている。

また、上記したヘッドアップディスプレイ装置を搭載した乗り物が提供される。

本発明によれば、ダッシュボード内部に占める割合を少なく、もしくは無くした状態で、映像表示が可能である。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。

ＨＵＤ装置を搭載する車両の概要を説明するための図。 ＨＵＤ装置の構成例を示す機能ブロック図である。 図２の車両情報取得部に係わる構成例を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係り、ＨＵＤ装置の構造およびレイアウトの一例を示す図である。 第２実施形態に係り、ＨＵＤ装置の構造およびレイアウトの一例を示す図である。 図５とは別の一例を示す図である。 変形例１に係り、反射ミラーをダッシュボード内に配置する場合のレイアウトの一例を示す図である。 変形例１に係り、反射ミラーをダッシュボード内に配置する場合のレイアウトの一例を示す図である。 変形例１に係り、映像表示装置を含めてレイアウトの一例を説明するための図である。 変形例２に係り、太陽光対策をした一例を示す図である。 図１０とは別の一例を示す図である。 図１０－図１１とは別の一例を示す図である。 図１０－図１２とは別の一例を示す図である。 変形例３に係り、表示位置、表示距離の異なる複数の虚像表示を行う場合の一例を示す図である。 図１４の構造における映像表示装置部分の拡大図である。 映像光投射部の拡大図である。 図１４とは別の構造の一例を示す図である。 図１７の構造における映像表示装置部分の拡大図である。 図１４および図１７とは別の構造の一例を示す図である。 図１９の構造における映像表示装置部分の拡大図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、各構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、および範囲等を表していない場合がある。

説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばＣＰＵやＧＰＵ等の半導体デバイス等で構成される。プロセッサは、所定の演算が可能な装置や回路で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤ等が適用可能である。

先ず、図１－図３を参照しながら、ＨＵＤ装置等の概要について説明する。

［ＨＵＤ装置および車両］
図１は、ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）１を搭載した乗り物２の構成例を示す概略図である。図１のＨＵＤ装置１は、乗り物２に搭載されており、本発明における乗り物は車両である。車両２は、代表的には、自動車であるが、必ずしもこれに限定されず、場合によっては鉄道車両、航空機等であってもよい。図１では車両２および運転者に対して、水平方向は、左右方向、車両の横方向または車両の幅方向であり、鉛直方向は、車両の上下方向、縦方向であり、車両の横方向に対し直交する水平方向は、車両の前後方向または車両の進行方向である。

ＨＵＤ装置１は、車両２の各部に設置された各種センサなどから車両情報４を取得する。各種センサは、例えば、車両２で生じた各種イベントを検出したり、走行状況に係る各種パラメータの値を定期的に検出したりする。車両情報４には、例えば、車両２の速度情報やギア情報、ハンドル操舵角情報、ランプ点灯情報、外光情報、距離情報、赤外線情報、エンジンＯＮ／ＯＦＦ情報、カメラ映像情報、加速度ジャイロ情報、ＧＰＳ（Global Positioning System）情報、ナビゲーション情報、車車間通信情報、および路車間通信情報などが含まれる。カメラ映像情報は、車内カメラ映像情報や車外カメラ映像情報がある。ＧＰＳ情報の中には緯度および経度の他に現在時刻情報なども含まれる。

ＨＵＤ装置１は、このような車両情報４に基づいて、映像表示ユニット１２（図２）を用いて、ウィンドシールド３の表示領域５へ映像を投影する。これによって、ＨＵＤ装置１は、投影映像がそれに対応する虚像９として重畳された風景を、車両２の運転者（運転者の視点）に視認させる。

図２は、図１のＨＵＤ装置１における制御系の主要部の構成例を示す機能ブロック図である。また、図３は、図２の車両情報４の取得に関わる箇所である車両情報取得部１５に係わる構成例を示す機能ブロック図である。

ＨＵＤ装置１（虚像表示装置）は、映像表示ユニット１２を備える。また、映像表示ユニット１２を制御する制御装置１０と、太陽光を検出する日射センサ６６を備えている。制御装置１０は、例えば電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）で構成されている。映像表示ユニット１２のレイアウトは、図を用いて後で詳しく説明する。なお、制御装置１０は、筐体内に実装されてもよいし、筐体外に実装されてもよい。

［映像表示ユニット］
映像表示ユニット１２は、映像光を出射する映像表示装置または映像光出力装置３５を備える。映像表示装置３５は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示パネルや、プロジェクタ等であり、入力された映像データに基づいて映像を表示し、表示した映像の映像光を出射する。本発明の実施形態における映像表示装置３５は、光源装置１００と、表示パネル６４と、を備える。映像表示装置３５は、光源装置１００から出射される光（言い換えると、光源光）を用いて、表示パネル６４に形成された映像を投射する、プロジェクタ（投射型映像表示装置）である。光源装置１００は、代表的には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源を含んで構成される。

表示パネル６４は、代表的には、映像表示素子を有する液晶パネル（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）である。表示パネル６４は、制御装置から指示され入力された映像データに基づいて、映像を作成し、当該表示パネル６４の表示画面に表示する。表示パネル６４は、映像データに応じて、光源装置１００からの光の透過率を画素毎に変調することで、表示領域５へ投影するための映像を形成し、映像光（言い換えると投射光）として出射する。

また、表示パネル６４は液晶パネルに限らず拡散機能を有するスクリーン板としてもよい。拡散機能を有するスクリーン板に映像を投影する手段として、DMD(Digital Micromirror Device)または液晶パネルの像を投写レンズと組み合わせて投影する手段や、微小電気機械システム（Micro Electro Mechanical Systems）を用いる手段でもよい。

光源装置１００は、光源として例えば半導体光源素子を用いて構成され、所定の光源光を生成してＬＣＤに供給する。光源装置１００は、ＬＣＤのバックライト光源として機能する。半導体光源素子は、代表的にはＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子が用いられる。

実施形態における一例の光源装置１００は、光源（ＬＥＤ基板）、コリメータ、導光体、偏光変換素子、および拡散板を備え、偏光変換素子が、コリメータと導光体との間（言い換えると導光体の前段）ではなく、導光体と拡散板（もしくは表示パネル）との間（言い換えると導光体の後段）に配置されている。なお、光源装置１００はほかの構成でもよい。

光源装置１００は、導光体の後段の偏光変換素子によって、導光体からのランダム偏光の光を、直線偏光の光に変換する。よって、導光体において、残留応力が内在していたとしても、その残留応力の影響、すなわち偏光状態の変化は、偏光変換素子での直線偏光への変換によって対処される。ＬＣＤパネル６４への入射光は、残留応力の影響、すなわち偏光状態の変化が解消された光となる。言い換えると、光源装置１００は、導光体の残留応力による偏光への影響を無くすことができる。

特に、偏光変換素子は、ＬＣＤパネル６４の近く（導光体よりはＬＣＤパネル６４寄りの位置）に配置されてもよい。偏光変換素子とＬＣＤパネル６４との間には、拡散板などが配置されてもよい。偏光変換素子とＬＣＤパネル６４との間には、光学素子として、薄肉レンズまたはフレネルレンズが配置されてもよい。この光学素子（薄肉レンズまたはフレネルレンズ）の機能は、ＬＣＤパネル６４の後段のレンズ６３（図４等）への配光制御（光線入射角度・領域の制御）である。この光学素子は、拡散板に対し前後のいずれに配置されてもよい。この光学素子と拡散板とが一体化された部材でもよい。

なお、レンズ６３は補正レンズであり、レンズ６３によって、後述する反射ミラーＭ１への光線の出射方向を調整することで、反射ミラーＭ１の形状と合わせて歪曲収差の補正を行う。このように、収差補正能力を向上させるために最適設計された光学素子を反射ミラーＭ１と映像表示装置３５との間に設けてもよい。

また、映像表示ユニット１２は、ミラーＭ１と、ミラーＭ１を駆動する駆動機構６２と、を有する。ミラーＭ１は、例えば、凹面鏡（拡大鏡）であり、光路上で後段に配置される。ミラーＭ１は、映像表示装置３５から出射された映像光を表示領域５に投射することで、投射された映像光を虚像として運転者等の利用者（ユーザー）に視認させる映像光投射部として機能する。映像表示装置３５から出射された映像光（言い換えると投射光）は、ミラーＭ１で反射されて、ウィンドシールド３の表示領域５へ向かう。従って、ヘッドアップディスプレイ装置（または虚像表示装置）のユーザーは、その映像光を虚像として視認できる。

これにより、運転者は、表示領域５に投射された映像を、透明のウィンドシールド３の先の虚像９として、車外の風景（例えば道路や建物、人など）に重畳される形で視認することができる。投影映像である虚像は、例えば、道路標識や、自車の現速度や、風景上の対象物に付加される各種情報など、様々なものがある。これにより、風景上の対象物に各種情報を付加して表示するような拡張現実（ＡＲ）機能などが実現される。

なお、ミラーＭ１には、駆動機構６２が取り付けられており、駆動機構６２にてミラーＭ１の角度調整が可能である。駆動機構６２によりミラーＭ１の設置角度を調整することで、ウィンドシールド３上の表示領域５および虚像の位置を調整可能となっている。駆動機構６２は、ステッピングモータ等を含む機構である。駆動機構６２は、制御装置からの制御に基づいて、ミラーＭ１の設置角度を変更する。また、ユーザーの手動操作に基づいて、ミラーＭ１の設置角度を変更可能とされてもよい。これにより、運転者６が表示領域５に視認する虚像の位置を例えば上下方向に調整可能となっている。

また、例えば、ミラーＭ１の面積を変更すること等により、表示領域５の面積が調整され、適切な量の情報を表示領域５へ投影可能になる。

なお、図２で不図示ではあるが、映像表示ユニット１２において映像表示装置３５および駆動機構６２は、有線または無線で接続されている。

［ＨＵＤ装置の制御系］
制御装置１０は、ＨＵＤ装置１の全体および各部を制御するコントローラに相当し、主に、ＨＵＤ装置１における投影映像（虚像）の表示の制御や、音声出力の制御などを行う。制御装置１０は、例えば、配線基板などによって構成されている。この配線基板は、例えば、筐体内に搭載されている。制御装置１０は、この配線基板上に実装されている、車両情報取得部１５、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）１６、不揮発性メモリ１７、揮発性メモリ１８、音声用ドライバ１９、表示用ドライバ２０、および通信部２１等を備える。

ＭＣＵ１６は、広く知られているように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサや、メモリに加え、各種周辺機能を備えている。したがって、この制御装置１０内のＭＣＵ１６を除く各ブロックは、適宜、ＭＣＵ１６内に搭載されてもよい。また、制御装置１０は、ＭＣＵ１６を用いた実装に限定されず、ＥＣＵや他の半導体デバイスを用いた実装でもよい。

車両情報取得部１５は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）インタフェースやＬＩＮ（Local Interconnect Network）インタフェースなどに対応した通信プロトコルに基づいて、車両情報４を取得する。

図３のように、車両情報４は、車両情報取得部１５に接続される各種センサなどの情報取得デバイスによって生成される。図３には、各種情報取得デバイスの一例を示している。なお、図３の各種情報取得デバイスに関しては、適宜、削除や、他の種類のデバイスの追加や、他の種類のデバイスへの置換が可能である。

例えば、車速センサ４１は、図１の車両２の速度を検出し、検出結果となる速度情報を生成する。シフトポジションセンサ４２は、現在のギアを検出し、検出結果となるギア情報を生成する。ハンドル操舵角センサ４３は、現在のハンドル操舵角を検出し、検出結果となるハンドル操舵角情報を生成する。ヘッドライトセンサ４４は、ヘッドライトのＯＮ／ＯＦＦを検出し、検出結果となるランプ点灯情報を生成する。

照度センサ４５および色度センサ４６は、外光を検出し、検出結果となる外光情報を生成する。測距センサ４７は、車両２と外部の物体との間の距離を検出し、検出結果となる距離情報を生成する。赤外線センサ４８は、車両２の近距離における物体の有無や距離などを検出し、検出結果となる赤外線情報を生成する。エンジン始動センサ４９は、エンジンのＯＮ／ＯＦＦを検出し、検出結果となるＯＮ／ＯＦＦ情報を生成する。

加速度センサ５０およびジャイロセンサ５１は、車両２の加速度および角速度を検出し、検出結果として、車両２の姿勢や挙動を表す加速度ジャイロ情報を生成する。温度センサ５２は、車内外の温度を検出し、検出結果となる温度情報を生成する。例えば、温度センサ５２によって、ＨＵＤ装置１の周囲温度を検出可能である。ＨＵＤ装置１内に、別途、温度センサを搭載してもよい。

路車間通信用無線送受信機５３は、車両２と、道路、標識、信号等との間の路車間通信によって、路車間通信情報を生成する。車車間通信用無線送受信機５４は、車両２と周辺の他の車両との間の車車間通信によって、車車間通信情報を生成する。車内用カメラ５５および車外用カメラ５６は、車内および車外を撮影することで、車内のカメラ映像情報および車外のカメラ映像情報を生成する。具体的には、車内用カメラ５５は、例えば、運転者６の姿勢や、眼の位置、動きなどを撮影するＤＭＳ（Driver Monitoring System）用のカメラなどである。この場合、撮像された映像を解析することで、運転者６の疲労状況や視線の位置などが把握できる。

一方、車外用カメラ５６は、例えば、車両２の前方や後方などの周囲の状況を撮影する。この場合、撮像された映像を解析することで、周辺に存在する他の車両や人などの障害物の有無、建物や地形、雨や積雪、凍結、凹凸などといった路面状況、および道路標識などを把握可能になる。また、車外用カメラ５６には、例えば、走行中の状況を映像で記録するドライブレコーダなども含まれる。

ＧＰＳ受信機５７は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信することで得られるＧＰＳ情報を生成する。例えば、ＧＰＳ受信機５７によって、現在時刻、緯度および経度を取得可能である。ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System、登録商標）受信機５８は、ＶＩＣＳ信号を受信することで得られるＶＩＣＳ情報を生成する。ＧＰＳ受信機５７やＶＩＣＳ受信機５８は、ナビゲーションシステムの一部として設けられてもよい。

図２において、ＭＣＵ１６は、このような車両情報４を、車両情報取得部１５を介して受信する。ＭＣＵ１６は、車両情報４などに基づいて、スピーカ１１に向けた音声データや、映像表示装置３５に向けた映像データなどを生成する。ＭＣＵ１６は、音声データ生成部２７と、映像データ生成部２８と、歪み補正部２９と、光源調整部３０と、ミラー調整部３１と、保護処理部７５とを備える。これらの各部は、主に、不揮発性メモリ１７または揮発性メモリ１８に格納されるプログラムをＭＣＵ１６のＣＰＵが読み出して実行することで実現される。保護処理部７５は、タイマ７６を用いて処理を行ってもよい。

音声データ生成部２７は、必要に応じて、車両情報４などに基づいた音声データを生成する。音声データは、例えば、ナビゲーションシステムの音声案内を行う場合や、ＡＲ機能によって運転者６に警告を発する場合などに生成される。音声用ドライバ１９は、音声データに基づいてスピーカ１１を駆動し、スピーカ１１に音声を出力させる。

映像データ生成部２８は、車両情報４などに基づいて、図１等の表示領域５に投影される投影映像の表示内容を定める映像データを生成する。歪み補正部２９は、映像データ生成部２８からの映像データに対して歪み補正を加えた補正後の映像データを生成する。具体的には、歪み補正部２９は、図１に示したように、映像表示装置３５からの映像を表示領域５に投影した場合にウィンドシールド３の曲率によって生じる映像の歪みを補正する。

表示用ドライバ２０は、歪み補正部２９からの補正後の映像データに基づいて、映像表示装置３５内の表示パネル６４に含まれる各表示素子（画素）を駆動する。これによって、映像表示装置３５は、補正後の映像データに基づいて、表示領域５へ投影するための映像を作成、表示する。

光源調整部３０は、映像表示装置３５内の光源の輝度などを制御する。ミラー調整部３１は、ウィンドシールド３における表示領域５の位置を調整する必要がある場合に、図２の映像表示ユニット１２内の駆動機構６２の駆動を介して反射ミラーＭ１の設置角度を変更する。

不揮発性メモリ１７は、主に、ＭＣＵ１６内のＣＰＵで実行されるプログラムや、ＭＣＵ１６内の各部の処理で使用する設定パラメータや、規定の音声データおよび映像データなどを予め記憶する。

揮発性メモリ１８は、主に、取得された車両情報４や、ＭＣＵ１６内の各部の処理過程で使用される各種データを適宜記憶する。通信部２１は、通信インタフェースが実装された装置であり、ＨＵＤ装置１の外部との間で、ＣＡＮやＬＩＮなどに従った通信プロトコルに基づいて通信を行う。通信部２１は、車両情報取得部１５と一体であってもよい。なお、図５の制御装置１０内の各部は、適宜、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの専用回路によって実装されてもよい。

次に、本発明のＨＵＤ装置の構造および複数のレイアウトを説明する。なお、上記で説明した同様の内容については省略することがある。本発明のＨＵＤ装置または虚像表示装置は、映像光出力装置と映像光投射部を備えている。映像光出力装置は、乗り物の前後方向において、乗り物の運転者の前方に配置され、乗り物の上下方向において、運転者の上方に配置される。運転者の上方は運転者の視線より上、視線を妨げなければよい。映像光投射部は、乗り物のウィンドシールドに向けて映像光出力装置からの映像光を投射／反射する。映像光投射部は、乗り物の上下方向において、映像光出力装置の下方に配置されている。また、乗り物の上下方向において、映像光投射部へ入射する映像光の方向は上から下へ向かっているが、映像光出力装置が出射する映像光の方向は下向きに限らず、下向き以外の場合、映像光出力装置からの映像光の光路方向を下向きに変換する光方向変換部、例えば、レンズなどを配置すればよい。

＜第１実施形態＞
第１実施形態におけるＨＵＤ装置の構造およびレイアウトを説明する。図４に示すように、第１実施形態では、映像表示装置３５は、乗り物の鉛直方向または乗り物の上下方向において、下方に映像光８０を出射可能な映像表示装置３５ａとして構成されており、乗り物の横方向に対し直交する水平方向である乗り物の前後方向または乗り物の進行方向において、映像表示装置３５ａはユーザーの視点位置６の前方に位置するルーフ８２に配置されている。つまり、映像表示装置３５ａは、乗り物の上下方向において、映像光８０の出射側が下向きに配置されており、乗り物の進行方向において、ユーザーの前方のルーフ８２に収納されている。

詳細に説明すると、車両の鉛直方向または車両の上下方向において、映像表示装置３５ａは、光源装置１００の下側または光の出射方向に表示パネル６４を配置する構成であり、表示パネル６４の下側には、レンズ６３と、透光性を有し且つ外部からの塵の侵入を防止する防塵カバー８６と、が設けられている。また、車両２は、ルーフ８２の内側に、映像表示装置３５ａを収容する収容部を備える。そして、収容部は、出射する映像光８０が下方に通過できるように構成されている。収容部は、例えば、映像表示装置３５ａの下方の位置に映像光８０が通過する開口部が形成される構成であってもよい。また、収容部は、例えば、映像表示装置３５ａからの映像光８０を透過するように、映像表示装置３５ａの映像光出射側と対向する部分が透光性の材質で形成されてもよいし、収納部の開口部だけが透光性の材質で形成されてもよい。一方、本実施形態では、映像表示装置３５ａを収納部に収納しているが、映像表示装置３５ａは収納部に収納せずに、ルーフ８２に配置されても構わない。

本実施形態では、ミラーＭ１は反射ミラーＭ１である。反射ミラーＭ１は、凹面形状のミラーであり、車両２のダッシュボード８１上に配置される。また、反射ミラーＭ１を収容する収容部が形成されており、反射ミラーＭ１の反射面に対応する収容部の面は、透光性を有し且つ外部からの塵の侵入を防止する防塵カバー８７とされている。従って、反射ミラーＭ１は、上方から防塵カバー８７を介して入射する映像光８０を、防塵カバー８７を介してウィンドシールド３に向けて反射する。

なお、反射ミラーＭ１は、ダッシュボード８１に近接する位置に配置されてもよく、ダッシュボード８１との間に間隔が形成されてもよい。また、反射ミラーＭ１は、ダッシュボード８１内に収納されてもよいし、ダッシュボード８１の上面と同一面となるように配置されてもよい。また、反射ミラーＭ１の収容部が省略されてもよい。

反射ミラーＭ１の向きは、駆動装置６２によって調整可能であり、反射ミラーＭ１の向きを変更することで、虚像表示９の位置を調整することができる。制御装置１０は、例えば、駆動機構６２を用いて、車両２の運転時に発生する虚像表示９の位置ズレを抑制する制御を行ってもよい。なお、反射ミラーＭ１はダッシュボード８１上に配置される場合、反射ミラーＭ１の収容部が省略され、反射ミラーＭ１の向きが手動で変更可能であってもよい。

次に、映像光の光路の観点からレイアウトについて説明する。車両２には、運転者の前方、あるいはウィンドシールドの上部に可動部材８３、例えば、ルーフ８２の近傍で可動するサンバイザーやルームミラー等が設けられ、可動部材８３の動きにより、映像光８０が遮られることが考えられる。また、車両の鉛直方向（または車両の上下方向）における運転者の視認範囲と車両の前後方向（または車両の進行方向）における可動部材８３の可動範囲とが重なる場合、虚像表示９を運転者が視認できなくなることが考えられる。そこで、本実施形態では、虚像表示９を行う際に、映像表示装置３５ａから出射された映像光８０を反射ミラーＭ１に入射する映像光の光路および、映像光８０に基づく虚像表示９を視認するユーザーの視線が、可動部材８３の可動範囲８４に重ならないように、映像表示装置３５ａおよび反射ミラーＭ１が配置される。

なお、可動範囲８４は、車両の前後方向の範囲だけではなく、３次元的な範囲として考えることができる。また、車両の上下方向において、反射ミラーＭ１の角度を調整することにより、反射ミラーＭ１からウィンドシールド３へ反射する映像光が、可動部材８３の可動範囲８４に重ならない範囲で調整可能であってもよい。あるいは、映像表示装置３５ａから出射された映像光の光路、反射ミラーＭ１で反射された映像光の光路または反射ミラーＭ１で反射された映像光をウィンドシールド３へ投射する投射範囲、及びユーザーの視線が可動部材８３の可動範囲８４に重ならないように、映像表示装置３５ａと反射ミラーＭ１が配置される。

本実施形態によれば、ダッシュボード８１内に、例えば、フレームやパイプ、計器類及びその保持具等が搭載され、ダッシュボード８１の内側上方の空間８５が狭くなり、映像表示装置をダッシュボード８１内に搭載する空間を確保できない場合であっても、映像表示装置３５ａを搭載可能なレイアウトが実現される。なお、映像表示装置３５ａが乗り物の上下方向における運転手の前方でのルーフ８２の中に配置されている。また、映像表示装置３５ａがルーフ８２の内側の収容部に収納される場合、収納部は、運転手の上方かつ前方部で映像表示装置３５ａを収容する空間がある構造であればよく、トラック等の車両である場合、物置や寝台であってもよい。また、本実施形態では、反射ミラーＭ１は、収差等の性能の向上を図る観点から凹面ミラーとされていたが、平面ミラーに変更してもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態におけるＨＵＤ装置の構造およびレイアウトを説明する。なお、上記で説明した同様の内容については省略することがある。

図５に示すように、第２実施形態では、映像表示装置３５は、乗り物の進行方向において、光源装置１００からの映像光が後方に向けて出射されて表示パネル６４に入射し、表示パネル６４が出力した映像光８０を下方に出射可能な映像表示装置３５ｂとして構成されている。この映像表示装置３５ｂは、表示パネル６４から出射する映像光８０を下方へ出射または反射する光方向変換部を備える。本実施形態の光方向変換部はガイドミラー８８である。また、レンズ６３が設けられもよいし、映像光８０の出射部には、透光性を有し且つ外部からの塵の侵入を防止する防塵カバー８６が設けられてよい。なお、本実施形態では、光源装置１００からの映像光の出射方向である後方は、進行方向と逆、バックする方向であるが、バックする方向より上向きまたは下向きにずれてもよい。この場合、ガイドミラー８８の配置を調整すればよい。ガイドミラー８８は、凹面ミラーであるが、平面ミラーに変更してもよい。また、反射ミラーＭ１は、平面ミラーであるが、凹面ミラーに変更してもよい。

第２実施形態によれば、乗り物の進行方向において、光源装置１００に対して後方のガイドミラー８８で出射する映像光の角度設定を容易に行うことができる。その結果として、例えば、映像光の光路を可動部材８３の可動範囲８４から後方、あるいはウィンドシールドに離したレイアウトの実現が容易になる。

次に、映像表示装置３５ｂに代えて映像表示装置３５ｃを配置する例について説明する。図６に示すように、乗り物の進行方向において、映像表示装置３５ｃは、光源装置１００から前方に向けて出力した映像光８０を下方に出射可能な構成であり、表示パネル６４から入射する映像光８０を下方へ反射するガイドミラー８８（光方向変換部）を備える。また、レンズ６３が設けられてもよいし、映像光８０の出射部には、防塵カバー８６が設けられてもよい。なお、ガイドミラー８８は、凹面ミラーであるが、平面ミラーに変更してもよい。反射ミラーＭ１は、平面ミラーであるが、凹面ミラーに変更してもよい。

この構成によれば、乗り物の進行方向において、光源装置１００に対して前方のガイドミラー８８で出射する映像光の角度設定を容易に行うことができる。その結果として、例えば、反射ミラーＭ１が運転者から離れた位置となるように、反射ミラーＭ１をより前側に配置するレイアウトの実現が容易になる。

＜変形例１＞
次に、図７－図９を参照しながら、変形例１を説明する。なお、上記で説明した同様の内容については省略することがある。

図７に示すように、映像光投射部は凹面形状の反射ミラーＭ１となり、ダッシュボード８１の内側の空間８５に凹面形状の反射ミラーＭ１が配置されている。これにより、ダッシュボード８１内に当該反射ミラーＭ１を配置するレイアウトが実現されることができる。ここで、防塵カバー８７は、例えば、ダッシュボード８１の上面と同一面となるように設けられてもよいし、乗り物の上下方向においてダッシュボード８１の上面より下方に配置されてもよい。そして、映像光８０が防塵カバー８７を介してダッシュボード８１の内側に入り、反射ミラーＭ１で反射した映像光８０が防塵カバー８７を介してウィンドシールド３に向かう。

図８に示すように、映像光投射部は平面形状の反射ミラーＭ１となり、ダッシュボード８１の内側上方の空間８５に、平面形状の反射ミラーＭ１が配置されている。これにより、ダッシュボード８１内に当該反射ミラーＭ１を配置するレイアウトが実現されることができる。ここで、防塵カバー８７は、例えば、ダッシュボード８１の上面と同一面となるように設けられでもよいし、乗り物の上下方向においてダッシュボード８１の上面より下方に配置されてもよい。そして、映像光８０が防塵カバー８７を介してダッシュボード８１の内側に入り、反射ミラーＭ１で反射した映像光８０が防塵カバー８７を介してウィンドシールド３に向かう。

図９に示すように、映像表示装置３５ｃは、ダッシュボード８１内の反射ミラーＭ１に映像光８０が入射するように、ルーフ８２の内側の収容部に収容される。なお、この例では、映像表示装置３５ｃが用いられているが、映像表示装置３５ａまたは映像表示装置３５ｂが用いられてもよい。なお、反射ミラーＭ１の位置は、ダッシュボード８１内の空間８５の位置や大きさ等を考慮して決定してもよい。また、ダッシュボード８１内の反射ミラーＭ１の位置も考慮して、何れの映像表示装置（３５ａ～３５ｃ）を用いるかが決定されてもよい。

変形例１によれば、ダッシュボード８１の内側に反射ミラー１を配置することで、よりコンパクトな（よりすっきりとした）レイアウトが実現する。

＜変形例２＞
次に、図１０－図１３を参照しながら、変形例２を説明する。なお、上記で説明した同様の内容については省略することがある。

変形例２では、太陽光対策がされた例について説明する。図１０の例では、反射ミラーＭ１に代えて、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する平面形状の反射ミラーＭ１１が用いられる。この例では、反射ミラーＭ１１にはＳ偏光を含む映像光８０ａが入射し、反射したＳ偏光の映像光８０ａに基づく虚像表示が行われる。また、反射ミラーＭ１１に入射する太陽光９０のうちで、Ｐ偏光の太陽光９０ａは透過し、Ｓ偏光の太陽光９０ｂのみが反射する。このように、反射ミラーＭ１１で上方に向かって反射する太陽光の光量を低下させることで、太陽光によるレンズ６３や映像表示素子（または表示パネル）の劣化を抑制することができる。また、反射する太陽光の光量の低下により、運転者の虚像表示に対する視認性の低下が抑制される。

なお、この例では、反射ミラーＭ１１は、Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過する構成であったが、Ｐ偏光を反射しＳ偏光を透過する構成であってもよい。この場合、Ｐ偏光の映像光を用いて虚像表示が行われる。実施形態等の場合と同様に、反射ミラーＭ１１は、ダッシュボード８１に近接する位置、ダッシュボード８１上、ダッシュボード８１の内側に適宜に配置することができる。また、反射ミラーＭ１１は、ダッシュボード８１の上面と同一面となるように配置されてもよい。また、反射ミラーＭ１１は、平面形状に代えて曲面形状であってもよい。表示パネル６４がＳ偏光あるいはＰ偏光の一方の映像光を出力する構成であってもよい。

図１１の例では、反射ミラーＭ１に代えて、赤外光を透過し、可視光を反射する平面形状のコールドミラーとして構成された反射ミラーＭ１２が用いられる。この例では、映像表示装置は映像光８０を出射し、反射した映像光８０に基づく虚像表示が行われる。また、反射ミラーＭ１２に入射する太陽光９０のうちで、太陽光９０に含まれる赤外光９０ｃは透過し、太陽光９０に含まれる可視光９０ｄのみが反射する。このように、反射ミラーＭ１２で上方に向かって反射する赤外光を防止することで、太陽光に含まれる赤外光によるレンズ６３や映像表示素子の劣化を防止することができる。

なお、実施形態等の場合と同様に、反射ミラーＭ１２は、ダッシュボード８１に近接する位置、ダッシュボード８１上、ダッシュボード８１の内側に適宜に配置することができる。また、反射ミラーＭ１２は、ダッシュボード８１の上面と同一面となるように配置されてもよい。また、反射ミラーＭ１２は、平面形状に代えて曲面形状であってもよい。

図１２の例のように、反射ミラーＭ１に代えて、Ｐ偏光を透過してＳ偏光を反射し、且つ、赤外光を透過して可視光を反射する曲面形状の反射ミラーＭ１３が用いられてもよい。反射ミラーＭ１３は、例えば、光を偏光させるミラーの反射面あるいは反射面と反対側の面に、赤外光を透過し可視光を反射する光学薄膜を形成することで、構成することができる。

この例では、反射ミラーＭ１３にはＳ偏光を含む映像光８０ａが入射し、反射したＳ偏光の映像光８０ａに基づく虚像表示が行われる。また、反射ミラーＭ１３に入射する太陽光９０のうちで、Ｐ偏光の可視光及び赤外光を含んだ太陽光９０ｄは透過し、Ｓ偏光の可視光９０ｅが反射する。この例によれば、上方に反射する赤外光の反射量を低下させることができ、太陽光に含まれる赤外光によるレンズ６３や映像表示素子の劣化を抑制することができる。

なお、この例では、反射ミラーＭ１３は、Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過する構成であったが、Ｐ偏光を反射しＳ偏光を透過する構成であってもよい。この場合、Ｐ偏光の映像光を用いて虚像表示が行われ、Ｓ偏光の赤外光が透過する。実施形態等の場合と同様に、反射ミラーＭ１３は、ダッシュボード８１に近接する位置、ダッシュボード８１上に適宜に配置することができる。また、反射ミラーＭ１３は、ダッシュボード８１の上面と同一面となるように配置されてもよい。また、反射ミラーＭ１３は、曲面形状に代えて平面形状であってもよい。表示パネル６４がＳ偏光あるいはＰ偏光の一方の映像光を出力する構成であってもよい。

図１３の例のように、反射ミラーＭ１に代えて、Ｐ偏光を透過してＳ偏光を反射し、且つ、赤外光を透過して可視光を反射する平面形状の反射ミラーＭ１４が用いられてもよい。反射ミラーＭ１４は、例えば、反射ミラーＭ１１の反射面あるいは反射面と反対側の面に、赤外光を透過し可視光を反射する光学薄膜を形成することで、構成することができる。また、反射ミラーＭ１４は、ダッシュボード８１内に配置される。

この例では、反射ミラーＭ１４にはＳ偏光を含む映像光８０ａが入射し、反射したＳ偏光の映像光８０ａに基づく虚像表示が行われる。また、反射ミラーＭ１４に入射する太陽光９０のうちで、Ｐ偏光の可視光及び赤外光を含んだ太陽光９０ｄは透過し、Ｓ偏光の可視光９０ｅが反射する。この例によれば、上方に反射する赤外光の反射量を低下させることができ、太陽光に含まれる赤外光によるレンズ６３や映像表示素子（表示パネル）の劣化を抑制することができる。

なお、この例では、反射ミラーＭ１４は、Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過する構成であったが、Ｐ偏光を反射しＳ偏光を透過する構成であってもよい。この場合、Ｐ偏光の映像光を用いて虚像表示が行われ、Ｓ偏光の赤外光が透過する。なお、反射ミラーＭ１４は、ダッシュボード８１に近接する位置、ダッシュボード８１上に適宜に配置されてもよい。また、反射ミラーＭ１４は、ダッシュボード８１の上面と同一面となるように配置されてもよい。また、反射ミラーＭ１３は、平面形状に代えて曲面形状であってもよい。表示パネル６４がＳ偏光あるいはＰ偏光の一方の映像光を出力する構成であってもよい。

＜変形例３＞
次に、図１４－図２０を参照しながら、変形例３を説明する。なお、上記で説明した同様の内容については省略することがある。

変形例３では、複数の虚像表示を行う例について説明する。先ず、図１４－図１６を用いて変形例３の一例を説明する。図１４に示すように、映像表示装置３５は、Ｓ偏光とＰ偏光を分けて映像光を下方に出射可能な映像表示装置３５ｄとして構成されている。また、反射ミラーＭ１に代えて、ダッシュボード８１の上には、映像光投射部１１０が配置されている。この映像光投射部１１０は、Ｓ偏光の映像光を反射する反射ミラーまたは第１のミラーおよびＰ偏光の映像光を反射する反射ミラーまたは第２のミラーを含んだ構成であり、これらの反射ミラーは、上下方向に間隔を空けて配置される。また、映像光投射部１１０は映像光反射部と称してもよい。太陽光対策のため、映像光投射部１１０は可視光を反射し、赤外光を透過するミラーでもよい。

映像表示装置３５ｄから出射するＳ偏光およびＰ偏光の映像光は、それぞれ異なる反射ミラーで反射される。そして、Ｓ偏光およびＰ偏光の映像光は、ウィンドシールド３上の異なる位置にそれぞれ投射される。そして、運転者は、表示位置および表示距離が異なる複数の虚像表示（９ａ、９ｂ）を同時に視認することができる。一方、映像表示装置３５ｄの表示パネルの表示を制御することで、虚像９ａと虚像９ｂのうちの一つを表示することができる。また、表示パネルの制御ではなく、二つの光源を配置して、光源のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより虚像の表示を調整することも可能となる。

図１４に示す映像光投射部または映像光反射部１１０は、ダッシュボード８１の上に配置されている。ただし、ダッシュボード８１内のスペースを考慮して、映像光投射部１１０の一部または全部（すなわち、映像光投射部１１０の少なくとも一部）が、ダッシュボード８１内に位置してもよい。あるいは、第１ミラーと第２ミラーのうち一つまたは両方ともがダッシュボード８１内に収納される。また、第１ミラーと第２ミラーのうち一つまたは両方ともは、ダッシュボード８１の上面と同一面となるように配置されてもよい。映像光投射部１１０において、第１ミラーと第２ミラーとの間隔は適宜に調整できることで、それぞれ異なる位置および距離に虚像を表示可能である。第１ミラーと第２ミラーとの間隔は、乗り物の鉛直方向、乗り物の前後方向、及び乗り物の幅方向においていずれか調整でき、ウィンドシールド３に対してミラー上の映像光反射箇所が近づくように高さを調整すれば光路が短くなる。

図１５は映像表示装置３５ｄの拡大図である。次に、図１５を用いて映像表示装置３５ｄの詳細を説明する。図１５に示すように、映像表示装置３５ｄは、表示パネル６４の映像光の出射側に、Ｓ偏光とＰ偏光を変換するλ／２位相差板１０１を備える。具体的には、この例では、車両進行方向において、λ／２位相差板１０１が表示パネル６４の映像光の出射側のうちの前方側に設けられるが、後方側に設けられてもよい。つまり、第１のミラーＭ２１に入射する映像光の光路に対応する映像表示装置３５ｄの表示パネルの出射側に位相差板を配置してもよい、または、第２のミラーＭ２２に入射する映像光の光路に対応する映像表示装置３５ｄの表示パネルの出射側に位相差板を配置してもよい。なお、Ｓ偏光とＰ偏光の映像光を出射し、これらの映像光に基づく２つの虚像表示を行うことができればよく、λ／２位相差板１０１の長さは適宜に設定可能である。λ／２位相差板１０１は、例えば、表示パネル６４の端部から中央部付近までの長さを有する構成であってもよい。

次に、図１６を用いて映像光投射部の詳細を説明する。図１６に示すように、乗り物の上下方向において、映像光投射部１１０は、Ｐ偏光を透過しＳ偏光を反射する反射ミラー（または第１のミラー）Ｍ２１と、この反射ミラーＭ２１の下側に位置し、Ｓ偏光を透過しＰ偏光を反射する反射ミラーＭ２２（または第２のミラー）と、を備える。反射ミラーＭ２１は、Ｓ偏光の映像光８０ａをウィンドシールド３に向けて反射する。これにより、映像光８０ａに基づく虚像表示９ａが行われる。反射ミラーＭ２２は、反射ミラーＭ２１を透過したＰ偏光の映像光８０ｂをウィンドシールド３に向けて反射する。これにより、映像光８０ｂに基づく虚像表示９ｂが行われる。

なお、反射ミラーＭ２１および反射ミラーＭ２２は、平面形状であってもよいし、曲面形状であってもよい。また、駆動機構６２は、それぞれの反射ミラー（Ｍ２１、Ｍ２２）の向き／角度を連動して変更することができるように構成されてもよい。また、駆動機構６２は、それぞれの反射ミラー（Ｍ２１、Ｍ２２）の向き／角度を独立して変更することができるように構成され、制御装置１０は、選択した反射ミラーの向き／角度を変更してもよい。また、２つの虚像表示（９ａ、９ｂ）を表示可能であれば、反射ミラーＭ２１と反射ミラーＭ２２の配置を入れ替えてもよい。

次に、図１７－図１８を用いて変形例３の別の一例を説明する。図１７に示すように、映像表示装置３５は、Ｓ偏光とＰ偏光を分けて映像光を下方に出射可能な映像表示装置３５ｅとして構成されている。また、反射ミラーＭ１に代えて、映像光投射部１１０が構成されている。映像光投射部１１０は、ダッシュボード８１の上に配置されているが、ダッシュボード８１内のスペースを考慮して、映像光投射部１１０の一部あるいは全部がダッシュボード８１内に配置してもよい。また、いずれかの反射ミラーがダッシュボード８１の上面と同一面となるように配置されてもよい。なお、この映像光投射部１１０は、図１６を用いて上述した構成の説明と同様であり、その詳細な説明は省略する。

映像表示装置３５ｅから出射するＳ偏光およびＰ偏光の映像光は、それぞれ異なる反射ミラー、あるいは、第１のミラーと第２のミラーで反射される。そして、Ｓ偏光およびＰ偏光の映像光は、ウィンドシールド３上の異なる位置にそれぞれ投射される。そして、運転者は、表示位置および表示距離が異なる複数の虚像表示（９ａ、９ｂ）を同時に視認することができる。

次に、図１８を用いて映像表示装置３５ｅの詳細を説明する。図１８に示すように、映像表示装置３５ｅは、乗り物の進行方向において、後方に向けて表示パネル６４が出力した映像光を下方に出射可能な構成である。この映像表示装置３５ｅは、表示パネル６４から出射する映像光を下方へ反射するガイドミラー８８を備える。なお、ガイドミラー８８は、曲面形状とされているが、平面形状であってもよい。また、表示パネル６４の映像光出射側に、Ｓ偏光とＰ偏光を変換するλ／２位相差板１０１を配置している。なお、乗り物の上下方向において、この例では、λ／２位相差板１０１が表示パネル６４の映像光出射側のうちの上側に設けられるが、下側に設けられてもよい。あるいは、第１のミラーＭ２１または第１のミラーＭ２２に入射する映像光の光路に対応する映像表示装置３５ｅの表示パネルの出射側に位相差板が配置されてもよい。

表示パネル６４から出力されたＳ偏光とＰ偏光の映像光は、ガイドミラー８８にそれぞれ入射し、下方に向けて反射される。なお、Ｓ偏光とＰ偏光の映像光を出射し、これらの映像光に基づく２つの虚像表示を行うことができればよく、λ／２位相差板１０１の長さは適宜に設定可能である。λ／２位相差板１０１は、例えば、表示パネル６４の端部から中央部付近までの長さを有する構成であってもよい。また、２つの虚像表示（９ａ、９ｂ）を表示可能であれば、反射ミラーＭ２１と反射ミラーＭ２２の配置を入れ替えてもよい。

次に、図１９－図２０を用いて変形例３の別の一例を説明する。図１９に示すように、映像表示装置３５は、Ｓ偏光とＰ偏光を分けて映像光を下方に出射可能な映像表示装置３５ｆとして構成されている。また、反射ミラーＭ１に代えて、映像光投射部１１０が構成されている。映像光投射部１１０は、ダッシュボード８１の上に配置されているが、ダッシュボード８１内のスペースを考慮して、映像光投射部１１０の一部あるいは全部がダッシュボード８１内に位置してもよい。また、いずれかの反射ミラーがダッシュボード８１の上面と同一面となるように配置されてもよい。なお、この映像光投射部１１０は、図１６を用いて上述した構成の説明と同様であり、その詳細な説明は省略する。

映像表示装置３５ｆから出射するＳ偏光およびＰ偏光の映像光は、それぞれ異なる反射ミラーで反射される。そして、Ｓ偏光およびＰ偏光の映像光は、ウィンドシールド３上の異なる位置にそれぞれ投射される。そして、運転者は、表示位置および表示距離が異なる複数の虚像表示（９ａ、９ｂ）を同時に視認することができる。

次に、図２０を用いて映像表示装置３５ｆの詳細を説明する。図２０に示すように、乗り物の進行方向において、映像表示装置３５ｆは、前方に向けて表示パネル６４が出力した映像光を下方に出射可能な構成である。この映像表示装置３５ｆは、表示パネル６４から出射する映像光を下方へ反射するガイドミラー８８を備える。なお、ガイドミラー８８は、曲面形状とされているが、平面形状であってもよい。また、表示パネル６４の映像光出射側に、Ｓ偏光とＰ偏光を変換するλ／２位相差板１０１を備える。なお、乗り物の上下方向において、この例では、λ／２位相差板１０１が表示パネル６４の下側に設けられるが、上側に設けられてもよい。

表示パネル６４から出力されたＳ偏光とＰ偏光の映像光は、乗り物の上下方向において、ガイドミラー８８にそれぞれ入射し、下方に向けて反射される。なお、Ｓ偏光とＰ偏光の映像光を出射し、これらの映像光に基づく２つの虚像表示を行うことができればよく、λ／２位相差板１０１の長さは適宜に設定可能である。λ／２位相差板１０１は、例えば、表示パネル６４の端部から中央部付近までの長さを有する構成であってもよい。また、２つの虚像表示（９ａ、９ｂ）を表示可能であれば、反射ミラーＭ２１と反射ミラーＭ２２の配置を入れ替えてもよい。

従来のように、ダッシュボード内に映像表示装置を搭載可能な空間を確保できず、これにより、ヘッドアップディスプレイ装置の一部または全部を搭載できない場合であっても、上記の実施形態および変形例によれば、ヘッドアップディスプレイ装置の搭載が可能となる。

本発明は上記の内容に限定されるものではなく、様々な変形が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態および変形例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、例えば、図４に示すように、立ち上がるように設けられるウィンドシールド３に対して映像光を良好に投射できる。ただし、適切な虚像表示を行うことができる範囲で、ウィンドシールド３の角度が変更されてもよい。

防塵カバー（８６、８７）は、例えば、光線を透過する透明な部材で構成され、曲面であっても平面であってもよい。また、防塵カバー（８６、８７）は、周辺光及び反射ミラーに起因するウィンドシールド３への映り込みを防止するために、反射防止膜等の反射防止処理を適用してもよい。

レンズ６３は、一例として、曲面形状とすることができる。また、レンズ６３に加えて、配光制御するための新たなレンズを、表示パネル６４から防塵カバー８６までの間に配置してもよい。なお、ヘッドアップディスプレイ装置は、レンズ６３とこの新たなレンズが省略される構成であってもよい。

液晶方式、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）方式、ＤＬＰ（Digital Lighting Processing）方式等による投射が行われてもよい。表示パネル６４は、投射方式に応じた映像表示素子を有する構成とされてもよい。光源装置１００は、バックライト光源として機能すればよく、適宜に構成を変更してもよい。ＤＬＰ方式では、例えば、デジタルミラーデバイス（Digital Mirror Device）に加えてスクリーンが設けられてもよい。

車両には、例えば、自動車（自動四輪車、トラック、バス等）、電車等が含まれる。なお、乗り物の一例として車両である例が説明されたが、ヘッドアップディスプレイ装置を搭載する乗り物は、車両に限定されず、例えば、航空機（旅客機等）であってもよい。

ヘッドアップディスプレイ装置は、電車や航空機内に形成される運転者の前方且つ上方の収容部に映像表示装置が配置され、電車や航空機のダッシュボードの上側に反射ミラーまたは映像光投射部が配置される構成であってもよい。また、ダッシュボード内のスペースを考慮して、反射ミラー、または、映像光投射部の一部あるいは全部が、ダッシュボード内に位置する配置であってもよい。

乗り物は、内燃機関を原動機として備えてもよいし、モータを原動機として備えてもよい。

変形例３において、制御装置１０は、それぞれ異なる情報（あるいは同一の情報）を表示させるＳ偏光とＰ偏光の映像光（８０ａ、８０ｂ）を出射するように、映像表示装置（３５ｄ～３５ｆ）を制御してもよい。

変形例３において、λ／２位相差板１０１の長さ等が調整され、それぞれの虚像表示（９ａ、９ｂ）の大きさが調整されてもよい。

また、実施の形態の方式を用いると、利用者は、行き先や速度などのナビゲーション情報の他に、対向車や歩行者を検知した際のアラート情報など、走行に必要な各種情報をウィンドシールド越しの映像として視認できる。これにより、安全運転の支援に寄与するヘッドアップディスプレイ装置（虚像表示装置）を提供できる。その結果、交通事故を防止することが可能となる。さらに、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Sustainable Development Goals）の「３．すべての人に健康と福祉を」に貢献することが可能になる。

１ ＨＵＤ装置（虚像表示装置）
１２ 映像表示ユニット
３５ 映像表示装置（映像光出力装置）
１１０ 映像光投射部
Ｍ１ 反射ミラー（映像光投射部）

Claims (20)

1. 乗り物に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記乗り物の前後方向において、前記乗り物の運転者の前方に配置され、前記乗り物の上下方向において、前記運転者の上方に配置される映像光出力装置と、
   前記乗り物のウィンドシールドに向けて前記映像光出力装置からの映像光を投射する映像光投射部と、を備える、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記映像光出力装置は前記乗り物の前方のルーフに配置されており、
   または、前記映像光出力装置が前記乗り物の前方のルーフに配置された収納部に収容されている、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
3. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記乗り物の上下方向において、前記映像光出力装置の映像光出射側が下向き配置されている、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
4. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記映像光投射部は前記乗り物のダッシュボードの上に配置され、または、前記ダッシュボード内に配置される、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
5. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記映像光出力装置が出射した映像光を前記映像光投射部に向けて入射するミラーを備えている、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
6. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記映像光投射部は、
   可視光を反射し、赤外光を透過するミラーである、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
7. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記映像光投射部は、
   Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過するミラーである、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
8. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記映像光投射部は、
   可視光のＳ偏光を反射し、可視光のＰ偏光と赤外光を透過するミラーである、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
9. 乗り物に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記乗り物の前後方向において、前記乗り物の運転者の前方に配置され、前記乗り物の上下方向において、前記運転者の上方に配置され、Ｓ偏光とＰ偏光を含む映像光を出射する映像光出力装置と、
   前記乗り物のウィンドシールドに向けて前記映像光出力装置からの映像光を投射する映像光投射部と、を備え、
   前記映像光投射部は、
   Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する第１のミラーと、
   Ｐ偏光を反射し、Ｓ偏光を透過する第２のミラーと、を備え、
   前記第１のミラーと前記第２のミラーは、上下方向でそれぞれ異なる位置に配置される、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
10. 請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記乗り物の上下方向において、前記映像光出力装置の映像光出射側が下向き配置されている、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
11. 請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記映像光出力装置が出射した映像光を前記映像光投射部に向けて入射する光方向変換部を備えている、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
12. 請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記第１のミラーに入射する映像光の光路に対応する前記映像光出力装置の表示パネルの出射側に位相差板を配置している、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
13. 請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記第２のミラーに入射する映像光の光路に対応する前記映像光出力装置の表示パネルの出射側に位相差板を配置している、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
14. 請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記映像光出力装置は前記乗り物の前方のルーフに配置されており、
    または、前記映像光出力装置は前記乗り物の前方のルーフに配置された収納部に収容されている、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
15. 請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記映像光投射部は、
    前記乗り物のダッシュボードの上に配置されており、
    または、少なくとも一部が前記ダッシュボード内に配置される、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
16. 請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記映像光投射部は、
    前記第１のミラーおよび前記第２のミラーのうちの下方のミラーが前記乗り物のダッシュボードの上面と同一面となるように配置される、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
17. 乗り物に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記乗り物の前後方向において、前記乗り物の運転者の前方に配置され、前記乗り物の上下方向において、前記運転者の上方に配置される映像光出力装置と、
    前記乗り物のウィンドシールドに向けて前記映像光出力装置からの映像光を投射する映像光投射部と、を備え、
    前記映像光出力装置から出射された映像光を下方へ向かう映像光の経路、および、前記ウィンドシールドに向けて反射した前記映像光に基づく虚像を視認する前記運転者の視線が、前記ウィンドシールドの上部に設置された可動部材の可動範囲に重ならないように、前記映像光出力装置と前記映像光投射部が配置されている、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
18. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置を搭載した乗り物。
19. 請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ装置を搭載した乗り物。
20. 請求項１７に記載のヘッドアップディスプレイ装置を搭載した乗り物。

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