(57)【要約】【課題】虚像の視認性が良好なＨＵＤ装置を提供する。【解決手段】車両２に設置され、直線偏光の光源光として画像を投射する照明光学系１０と、照明光学系１０により投射された光源光を車両２の投影面５に投影することにより、画像を虚像７として結像させる結像光学系２０とを、備え、虚像７を車両２の室内から視認可能に表示するヘッドアップディスプレイ装置１であって、結像光学系２０は、光源光を投影面５へと導光するように光源光に対して軸方向を合わせて配置される偏光子２２を、有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体（２）に設置され、
直線偏光の光源光として画像を投射する照明光学系（１０）と、
前記照明光学系により投射された前記光源光を前記移動体の投影面（５）に投影することにより、前記画像を虚像（７）として結像させる結像光学系（２０、２０２０）とを、備え、
前記虚像を前記移動体の室内から視認可能に表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記結像光学系は、前記光源光を前記投影面へと導光するように前記光源光に対して軸方向を合わせて配置される偏光子（２２、２０２２）を、有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記偏光子は、反射型であって、
前記偏光子の反射軸は、前記光源光の偏光軸と同軸方向に設定されることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記偏光子は、前記移動体の外から到達する外乱光を透過光と反射光とに分けることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記偏光子を透過した前記外乱光を熱に変換して放熱する放熱部材（４４）を、有することを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記偏光子は、前記光源光を前記投影面へと導光するように前記光源光に対して軸方向を合わせて配置され、平面状の入射面（２０２８）を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記偏光子は、前記光源光を前記投影面へと導光するように前記光源光に対して軸方向を合わせて配置され、曲面状の入射面（２８）を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
前記偏光子は、前記光源光を前記投影面へと導光するように前記光源光に対して軸方向を合わせるために揺動駆動可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に設置され、虚像を移動体の室内から視認可能に表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置）に適用可能な照明光学系が知られている。例えば、特許文献１に開示されるＨＵＤ装置に適用可能な照明光学系は、複数の液晶画素で形成される画像を投射可能であり、光源と、偏光ビームスプリッタとしての偏光子とを有する。偏光子は、液晶画素のうちオン状態の画素においては、光源からの光（以下、光源光）を透過させる。また、偏光子は、液晶画素のうちオフ状態の画素においては、光源光を反射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２１７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、移動体に設置されるＨＵＤ装置では、移動体の外から直接、又は移動体のウインドシールドを介して、太陽光等の外乱光が当該ＨＵＤ装置に入射するという課題があった。外乱光がＨＵＤ装置に入射すると、装置内にて意図しない方向へ散乱された外乱光が光源光と重なることにより、本来表示されるべきではないゴーストやフレアが虚像に発生したり、虚像のバックグラウンド輝度が高くなることでコントラストの低下が発生するのである。
【０００５】
そこで、本発明者は、照明光学系により投射された光源光を移動体の投影面に投影する結像光学系を備えるＨＵＤ装置に入射した外乱光の一部を、偏光子により遮断することを着想した。そして、特許文献１に開示される照明光学系を適用したＨＵＤ装置において、当該着想構成の効果の程度を検討した。しかしながら、この場合では、照明光学系よりも結像光学系へと先に到達する外乱光に対して、偏光子は照明光学系に設けられる。したがって、外乱光の多くが偏光子に到達する以前の結像光学系にて意図しない方向へ散乱されてしまい、偏光子による外乱光の遮断効果が殆ど得られないとの理解に至った。
【０００６】
本発明は、以上説明した課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、虚像の視認性が良好なＨＵＤ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、移動体に設置され、直線偏光の光源光として画像を投射する照明光学系と、照明光学系により投射された光源光を移動体の投影面に投影することにより、画像を虚像として結像させる結像光学系とを、備え、虚像を移動体の室内から視認可能に表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、結像光学系は、光源光を投影面へと導光するように光源光に対して軸方向を合わせて配置される偏光子を、有することを特徴とする。
【０００８】
このような本発明によると、照明光学系よりも先に外乱光が到達する結像光学系に、偏光子が設けられるので、ＨＵＤ装置に入射する外乱光の多くが偏光子に到達して、当該偏光子は到達する外乱光の一部を遮断する。そして、ＨＵＤ装置内にて意図せずに散乱される外乱光が減少する。これによれば、虚像においてゴーストやフレアが発生したり、虚像のバックグラウンド輝度が高くなることでコントラストの低下が発生することを抑制することができる。また、偏光子は光源光を投影面へと導光するように軸方向を合わせて配置されるので、偏光子による光源光の輝度低下を抑制することができる。以上より、虚像の視認性が良好なＨＵＤ装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明のさらなる特徴では、偏光子は、反射型であって、偏光子の反射軸は、光源光の偏光軸と同軸方向に設定される。
【００１０】
このような特徴によると、反射軸が光源光の偏光軸と同軸方向に設定される反射型偏光子により、光源光が高い反射率で反射される。したがって、偏光子による光源光の輝度低下を抑制する効果を高めることができる。
【００１１】
また、本発明のさらなる特徴では、移動体の外から到達する外乱光を透過光と反射光とに分ける。
【００１２】
このような特徴によると、移動体の外から偏光子に到達する外乱光は、当該偏光子にて吸収されずに透過する透過光と、当該偏光子に反射される反射光とに分けられる。したがって、外乱光の吸収による偏光子本体の熱発生が抑制されるので、ＨＵＤ装置の製品寿命の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態におけるＨＵＤ装置の車両への設置状態を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における照明光学系の構成を示す分解斜視図である。
【図３】第１実施形態におけるＨＵＤ装置の構成を示す模式図である。
【図４】第１実施形態における偏光子を部分的に示す斜視図である。
【図５】第１実施形態におけるＨＵＤ装置に入射する外乱光の制御の例を示す模式図である。
【図６】第２実施形態におけるＨＵＤ装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。尚、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。
【００１５】
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態におけるＨＵＤ装置１は、移動体としての車両２に設置され、インストルメントパネル３内に収容されている。ＨＵＤ装置１は、車両２のウインドシールド４を媒介して、虚像７を車両２の室内から視認可能に表示する。具体的には、ＨＵＤ装置１から射出されて、ウインドシールド４により反射される光源光が、車両の乗員（以下、車両乗員）のアイポイント６に到達する。車両乗員は、アイポイント６へ到達する光源光を知覚することで、ウインドシールド４の前方に結像された虚像を、視認可能となる。
【００１６】
車両２のウインドシールド４は、透光性のガラス基材等からなる板状に形成されており、車両２と一体に保持されている。ウインドシールド４の室内側の面は、光源光が投影される投影面５を、湾曲する凹面状又は平坦な平面状等に形成している。また、ウインドシールド４の代わりに、車両２と別体となっているコンバイナを車両２内に設置して、当該コンバイナに光源光を投影するようにしてもよい。
【００１７】
ＨＵＤ装置１は、照明光学系１０、結像光学系２０、及びパッケージ４０を備えている。照明光学系１０は、直線偏光の光源光として画像を結像光学系２０に向けて投射する光学系であって、図２に示すように、バックライト１２、投射レンズ１４、及び液晶パネル１６を有している。バックライト１２は、光源１２０、集光レンズ１２２、拡散板１２４等から構成され、支持部材１８の内部に収容されている。
【００１８】
光源１２０は、例えば発光ダイオードからなる発光素子であり、光源用回路基板１２６上に配置されている。光源１２０は、光源用回路基板１２６上の配線パターン（図示しない）を通して電源（図示しない）と電気的に接続されている。光源１２０は、通電により発光することで、光束状の光源光を集光レンズ１２２に向けて投射する。
【００１９】
集光レンズ１２２は、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の凸レンズであり、光源１２０と拡散板１２４との間に配置されている。集光レンズ１２２は、例えば、光源１２０側の面を平面に、及び拡散板１２４側の面を凸面に形成されることにより、光源１２０からの光源光を集光して拡散板１２４に向けて投射する。
【００２０】
拡散板１２４は、光拡散材が練り込まれたポリカーボネイト等の合成樹脂により形成される、半透明又は乳白色の板であり、集光レンズ１２２と投射レンズ１４との間に配置されている。拡散板１２４は、集光レンズ１２２からの光源光を拡散することにより、輝度の均一性を調整した光源光を投射レンズ１４に向けて射出する。
【００２１】
投射レンズ１４は、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の凸レンズであり、バックライト１２と液晶パネル１６との間に配置されている。投射レンズ１４は、例えば、バックライト１２側の面を平面に、及び液晶パネル１６側の面を凸面に形成されることにより、拡散板１２４にて拡散された光源光を集光して液晶パネル１６に向けて投射する。
【００２２】
液晶パネル１６は、液晶層等の機能層が光源光の投射方向に積層されることにより形成され、投射レンズ１４と結像光学系２０との間に配置されている。液晶パネル１６は、例えばドットマトリクス型のＴＦＴ液晶パネルであり、２次元方向に配された複数の液晶画素で形成される画像を、投射可能となっている。図示しないが、液晶パネル中には、全ての液晶画素を跨いで偏光板が配置されている。投射レンズ１４からの光源光は、液晶画素のうちオン状態の画素においては、液晶パネル１６中の偏光板を透過することにより直線偏光に変換されて、液晶パネル１６から結像光学系２０に向けて投射される。一方、投射レンズ１４からの光源光は、液晶画素のうちオフ状態の画素においては、液晶パネル１６中の偏光板に吸収されて液晶パネル１６を殆ど透過しないようになっている。
【００２３】
このようにして、液晶パネル１６を透過する光源光は、全ての液晶画素を跨ぐ偏光板により、それら全液晶画素において同軸方向の偏光軸を有する直線偏光となる。ここで、本実施形態における偏光軸とは、直線偏光の光において電場の振動方向を示す軸とし、一般的には偏光方向とも呼ばれる。光源光の偏光軸は、結像光学系２０に向けて、特に本実施形態では画像の水平方向に対して４５度の角度をなす方向に投射されるが、他の方向であってもよい。
【００２４】
なお、照明光学系１０は、直線偏光の光源光として画像を結像光学系２０に向けて投射するものであればよい。例えばバックライト１２には、発光ダイオードを用いる代わりに水銀ランプ等を用いてもよい。また、照明光学系１０は、液晶パネル１６等により非偏光の光源光を直線偏光にして投射するものでなくてもよく、光源１２０に例えばレーザー発振器等を用いて直線偏光を得るものであってもよい。
【００２５】
結像光学系２０は、図３に示すように、照明光学系１０により投射された光源光を投影面５に投影することにより、画像を虚像７として結像させる光学系である。結像光学系２０は、偏光子２２を有している。
【００２６】
本実施形態における偏光子２２は、図４に示すように、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の板状基材２４の片側表面に、偏光フィルム２６を貼付することにより形成されている。そして、偏光子２２は、偏光フィルム２６側に露出する入射面２８を形成している。偏光フィルム２６は、透光性の合成樹脂により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、アルミニウム等の金属ワイヤ３０が所定のピッチＰＴで平行に配列されている。ここで、所定のピッチＰＴは、入射光である光源光の波長よりも小さく設定され、例えば１００μｍ〜２００μｍ程度に設定されている。
【００２７】
このような偏光フィルム２６の特性を詳細に説明する。金属ワイヤ３０に平行な方向に電場の振動方向を有する入射光が入射面２８に入射する場合、金属ワイヤ３０中の自由電子が金属ワイヤ３０に沿って振動することにより入射光の電場が相殺されて、入射光の多くは透過することなく反射される。換言すると、入射光の偏光軸が、金属ワイヤ３０に平行な方向である場合、当該入射光の多くは反射される。本実施形態においては、この金属ワイヤ３０に平行な方向を、反射率が最大となる方向として反射軸と呼ぶこととする。一方、金属ワイヤ３０に垂直な方向に電場の振動方向を有する入射光が入射面２８に入射する場合、金属ワイヤ３０中の自由電子は電場の振動方向に応答することができないため、入射光の多くは金属ワイヤ３０による相互作用を受けずに透過される。換言すると、入射光の偏光軸が、金属ワイヤ３０に垂直な方向である場合、当該入射光の多くは透過する。本実施形態においては、この金属ワイヤ３０に垂直な方向を、透過率が最大となる方向として透過軸と呼ぶこととする。また、入射光の偏光軸が、偏光フィルム２６の反射軸及び透過軸に対して斜めである場合、金属ワイヤ３０中の自由電子は、入射光の電場のうち、金属ワイヤ３０に平行な方向の成分のみを相殺する。したがって、入射光の振幅反射率は、反射軸と偏光軸とのなす角度に対して余弦関数に従って変化し、入射光の振幅透過率は、透過軸と偏光軸とのなす角度に対して余弦関数に従って変化すると考えることができる。なお、より厳密には、入射光が入射面２８に対して垂直でない場合、反射軸又は透過軸の方向と偏光軸を入射面に正射影した方向とのなす角度を、反射軸又は透過軸と偏光軸とのなす角度として考えることができる。
【００２８】
このような特性の偏光フィルム２６を有する偏光子２２は、図３に示すように、例えば偏光フィルム２６側の入射面２８を照明光学系１０の液晶パネル１６に向けて配置されている。また、偏光子２２は、偏光フィルム２６により形成される反射軸を、照明光学系１０から直線偏光として投射される光源光の偏光軸に合わせて配置されている。より好ましくは、偏光子２２の反射軸は、光源光の偏光軸と同軸方向に設定され、特に本実施形態では画像の水平方向に対して４５度の角度をなすように設定されている。そして、偏光子２２は、反射軸の設定により、入射面２８に入射する光源光を、高い反射率で反射する。例えば偏光子２２は、一般的なアルミミラーコートが施された反射鏡と同等の９０％以上のエネルギー反射率で、光源光を反射することができる。
【００２９】
また、図４に示すように偏光子２２は、曲面状の入射面２８を有する。具体的には、入射面２８は、偏光子２２の中心部が凹む凹面として、滑らかな曲面状に形成されている。かかる形状の偏光子２２は、照明光学系１０からの光源光を、入射面２８での入射箇所に応じて反射方向を調節しつつ車両２の投影面５に向けて反射することにより、虚像７の結像状態を調整する。虚像７の結像状態の調整とは、例えば、虚像７を拡大すること、虚像７の歪みを補正すること等が挙げられる。
【００３０】
さらに、図３に示すように偏光子２２は、例えば入射面２８と垂直な第１揺動軸３２において揺動駆動可能となっている。具体的には、図示しないが、第１揺動軸３２において揺動駆動可能な第１揺動部を有している。第１揺動部は、電気的に接続されたコントローラからの駆動信号に従って、偏光子２２を揺動駆動する。また、第１揺動部は、機械的に接続された円筒形のつまみ等を手動で操作することにより、偏光子２２を揺動駆動するものであってもよい。こうした構成によれば、製造誤差や車両振動等を原因として偏光子２２と液晶パネル１６との位置関係がずれている場合、第１揺動部により偏光子２２の反射軸を回転させて、光源光の偏光軸に軸方向を合わせる調整が実施可能となる。
【００３１】
加えて、偏光子２２は、車両２の水平方向の第２揺動軸３４において揺動駆動可能となっている。具体的には、図示しないが、第２揺動軸３４において揺動駆動可能な第２揺動部を有している。第２揺動部は、電気的に接続されたコントローラからの駆動信号に従って、偏光子２２を揺動駆動する。偏光子２２を揺動駆動することにより、投影面５での投影位置が上下して、虚像７の結像位置が上下に調整される。
【００３２】
パッケージ４０は、照明光学系１０及び結像光学系２０等を収容する中空形状に形成され、車両２のインストルメントパネル３内に収容されている。パッケージ４０は、パッケージ４０内における結像光学系２０の偏光子２２とパッケージ４０外におけるウインドシールド４の投影面５との間に、上側に向かって開口する開口窓４２を有している。そして、偏光子２２により反射された光源光は、偏光子２２から開口窓４２を通過して、上側の投影面５に向けて投影される。
【００３３】
また、パッケージ４０は、放熱部材４４を有している。放熱部材４４は、照明光学系１０及び結像光学系２０から距離を隔てたパッケージ４０の一部において、偏光子２２の入射面２８の反対側に配置されている。放熱部材４４は、例えば、パッケージ４０内壁において、鋸歯状の凹凸４４０を有し、さらに凹凸４４０の表面に光を吸収する黒色の光吸収塗料４４２が塗布されることにより、形成されている。
【００３４】
以下に、図５を用いて、本実施形態におけるＨＵＤ装置１に入射する外乱光の制御について説明する。外乱光は、例えば太陽光であり、車両２の外から直接、又はウインドシールド４を介して、ＨＵＤ装置１の開口窓４２に入射する。外乱光は、あらゆる方向からあらゆる角度で開口窓４２に入射するが、図５においては、その入射角度の一例を示す。
【００３５】
図５に例として示される外乱光は、車両２の外からウインドシールド４を透過することにより、車両２の室内に入射する。そして、外乱光は、開口窓４２からＨＵＤ装置１に入射する。上述したように開口窓４２は、結像光学系２０の偏光子２２とウインドシールド４の投影面５との間に配置されているので、外乱光は、非偏光の状態で直進し続けて偏光子２２の入射面２８へと到達する。
【００３６】
偏光子２２の入射面２８へと入射する非偏光の外乱光は、様々な偏光の光が混在したものと考えられるので、上述した偏光フィルム２６の特性により、透過光と反射光に分けられる。具体的には、一部（例えば５０％）が偏光フィルム２６を透過し、他部が偏光フィルム２６により反射される。
【００３７】
偏光フィルム２６を透過した外乱光は、さらに基材２４を透過して、偏光子２２の入射面２８の反対側に配置されている放熱部材４４へと入射する。
【００３８】
放熱部材４４に入射した外乱光は、表面積の大きい放熱部材４４の光吸収塗料４４２により効率良く吸収され、熱に変換される。そして、変換された熱は、パッケージ４０の外壁を通じて、ＨＵＤ装置１外へと放熱される。
【００３９】
こうして、偏光子２２が外乱光の一部を光源光の光路から遮断することにより、ＨＵＤ装置１内にて意図せずに散乱される外乱光が減少する。
【００４０】
また、偏光フィルム２６により反射された外乱光は、従来のＨＵＤ装置１と同様に、意図しない方向へ散乱されて、光源光と重なる場合がある。具体的には、図５に示すように、外乱光が液晶パネル１６の表面で散乱されて、一部が偶然に光源光と重なる。このような外乱光は、再び偏光子２２により反射されて開口窓４２を通過して、さらに投影面５により反射されて車両乗員のアイポイント６に到達する。
【００４１】
投影面５により反射されてアイポイント６に到達する外乱光は、虚像７を形成する光源光の光束と干渉して視認される。例えば外乱光は、虚像７におけるゴーストやフレアとして視認される。また、例えば外乱光は、虚像７におけるバックグラウンド光として視認される。
【００４２】
ここで、虚像７におけるバックグラウンド光の影響について説明する。バックグランド光は、虚像７のコントラストに影響を及ぼす。コントラストは、虚像７におけるオン状態の画素の輝度とオフ状態の画素の輝度との比である。
【００４３】
例えば、光源光によるオン状態の画素の輝度が１０，０００ｃｄ／ｍ２であり、光源光によるオフ状態の画素の輝度が１ｃｄ／ｍ２であるとする。ここに、外乱光によるバックグラウンド光が加わり、その輝度（以下、バックグラウンド輝度）が１０ｃｄ／ｍ２であるとすると、バックグラウンド輝度はオン状態、オフ状態にかかわらず虚像７全体に加算されて、視認されるオン状態の画素の輝度は１０，０１０ｃｄ／ｍ２となり、視認されるオフ状態の画素の輝度は１１ｃｄ／ｍ２となる。このとき、虚像７のコントラストは１０，０１０：１１＝９１０：１となる。
【００４４】
これに対し、偏光子２２が外乱光の一部を光源光の光路から遮断することにより、例えばバックグラウンド輝度が５ｃｄ／ｍ２に減少すると、視認されるオン状態の画素の輝度は１０，００５ｃｄ／ｍ２であり、視認されるオフ状態の画素の輝度は６ｃｄ／ｍ２となる。このとき、虚像７のコントラストは１０，００５：６≒１６６８：１に改善されるのである。
【００４５】
（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。
【００４６】
第１実施形態によると、照明光学系１０よりも先に外乱光が到達する結像光学系２０に、偏光子２２が設けられるので、ＨＵＤ装置１に入射する外乱光の多くが偏光子２２に到達して、当該偏光子２２は到達する外乱光の一部を遮断する。そして、ＨＵＤ装置１内にて意図せずに散乱される外乱光が減少する。これによれば、虚像７においてゴーストやフレアが発生したり、虚像７のバックグラウンド輝度が高くなることでコントラストの低下が発生することを抑制することができる。また、偏光子２２は光源光を投影面５へと導光するように軸方向を合わせて配置されるので、偏光子２２による光源光の輝度低下を抑制することができる。以上より、虚像７の視認性が良好なＨＵＤ装置１を提供することができる。
【００４７】
また、第１実施形態によると、反射軸が光源光の偏光軸と同軸方向に設定される反射型偏光子２２により、光源光は高い反射率で反射される。したがって、偏光子２２による光源光の輝度低下を抑制する効果を高めることができる。
【００４８】
また、第１実施形態によると、車両２の外から偏光子２２に到達する外乱光は、当該偏光子２２にて吸収されずに透過する透過光と、当該偏光子２２に反射される反射光とに分けられる。したがって、外乱光の吸収による偏光子２２本体の熱発生が抑制されるので、ＨＵＤ装置１の製品寿命の低下を抑制することができる。
【００４９】
また、第１実施形態によると、偏光子２２を透過した外乱光は放熱部材４４により熱に変換されて放熱されるので、照明光学系１０及び結像光学系２０に熱が滞留することが抑制されて、ＨＵＤ装置１の製品寿命の低下を抑制する効果を高めることができる。
【００５０】
また、第１実施形態によると、偏光子２２は、光源光に対して軸方向を合わせた曲面状の入射面２８により、光源光を投影面５へと導光するので、当該曲面の湾曲形態に応じて、光源光による虚像７の結像状態を調整することができる。以上より、虚像７の視認性が良好なＨＵＤ装置１を提供することができる。
【００５１】
また、第１実施形態によると、製造誤差等を原因として照明光学系１０と偏光子２２との位置関係にずれが発生しても、揺動駆動可能な偏光子２２により、光源光を投影面５へと導光するように光源光に対して軸方向を合わせることができる。
【００５２】
また、第１実施形態によると、偏光子２２は、到達する外乱光の一部を遮断すると共に、光源光を投影面５へと導光する反射鏡としても機能して虚像７の結像状態を調整するので、結像光学系２０の部品点数増加を抑制することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図６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。
【００５４】
本実施形態の結像光学系２０２０は、偏光子２０２２に加えて、凹面鏡２０３６を有している。照明光学系１０により投射される光源光は、偏光子２０２２の入射面２０２８に入射する。
【００５５】
本実施形態の偏光子２０２２は、平面状の入射面２０２８を有している。そして、偏光フィルム２６により形成される金属ワイヤ３０の配列方向は、入射面２０２８の任意の箇所において同方向に形成されている。すなわち、反射軸は、入射面２０２８の任意の箇所において同軸方向となっている。本実施形態のように、平面状の基材２０２４に偏光フィルム２６を貼付する場合では、偏光フィルム２６に撓みが生じ難いので、金属ワイヤ３０の配列方向を任意の箇所において同方向に形成することが容易なのである。
【００５６】
これによれば、光源光が光束として偏光子２０２２に入射したとき、偏光子２０２２の周辺部に入射する光源光であっても、反射軸は入射面２０２８の任意の箇所において同軸方向となるので、偏光軸と反射軸とのずれが生じ難い。すなわち、偏光子２０２２の中心部に入射する光源光と偏光子２０２２の周辺部に入射する光源光とは、反射率の差が抑制されて偏光子２０２２に反射されるのである。
【００５７】
さらに、偏光子２０２２は、第１実施形態と同様に、例えば入射面と垂直な第１揺動軸３２において揺動駆動可能な第１揺動部を有している。
【００５８】
このような偏光子２０２２は、パッケージ４０内におけるスペースを考慮して配置されると共に、照明光学系１０からの光源光を凹面鏡２０３６に向けて反射する。すなわち、偏光子２０２２は、結像光学系２０の光路を折り曲げることで、ＨＵＤ装置１を小型化可能にしつつ、光源光を凹面鏡２０３６へと投射する。
【００５９】
凹面鏡２０３６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２０３８としてアルミニウムを蒸着させるアルミミラーコートを施すこと等により、形成されている。反射面２０３８は、凹面鏡２０３６の中心部が凹む凹面として、滑らかな曲面状に形成されている。かかる形状により、凹面鏡２０３６は、偏光子２０２２からの光源光を車両２の投影面５に向けて反射することにより、虚像７の結像状態を調整する。
【００６０】
また、凹面鏡２０３６は、車両２の水平方向の第２揺動軸２０３４において揺動駆動可能となっている。具体的には、図示しないが、車両の水平方向の第２揺動軸２０３４において揺動駆動可能な第２揺動部を有している。第２揺動部は、電気的に接続されたコントローラからの駆動信号に従って、凹面鏡２０３６を揺動駆動する。凹面鏡２０３６を揺動駆動することにより、投影面５での投影位置が上下して、虚像７の結像位置が上下に調整される。
【００６１】
（作用効果）
以上説明した第２実施形態では、結像光学系２０２０の偏光子２０２２により、入射する外乱光の制御に関して第１実施形態と同様となる。したがって、第２実施形態によっても、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態に準じた作用効果の発揮が可能となる。
【００６２】
また、第２実施形態によると、平面状の入射面２０２８を有する偏光子２０２２は、反射軸を入射面の任意の箇所において同軸方向に形成することが容易となるので、偏光子２０２２の周辺部に入射する光源光であっても、偏光軸と反射軸とのずれが生じ難い。したがって、虚像７の中心と外周とでの輝度ムラを抑制することにより、虚像７の視認性が良好なＨＵＤ装置１を提供することができる。
【００６３】
（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。
【００６４】
具体的に変形例１では、偏光子２２、２０２２は、反射型でなくてもよい。例えば、偏光子２２、２０２２は、透過率が最大となる方向である透過軸と吸収率が最大となる方向である吸収軸とを有する吸収型であってもよい。この例では、吸収型偏光子２２、２０２２が、光源光を投影面５へと導光するように透過軸を光源光の偏光軸に合わせて配置される。
【００６５】
変形例２では、偏光子２２、２０２２の反射軸は、光源光を投影面５へと導光するように軸方向が合う限りで、ずれていてもよい。例えば、反射軸と偏光軸が５度ずれていたとしても、前述したように、偏光子２２、２０２２による光源光の反射率は殆ど低下しないので、同様の効果が得られる。
【００６６】
変形例３では、偏光子２２、２０２２は、車両２の外から到達する外乱光を透過光と反射光とに分けるものでなくてもよい。例えば、偏光子２２、２０２２は、光を吸収する光吸収性の板状に形成された基材２４の片側表面に、入射面２８、２０２８としての偏光フィルム２６を貼付することにより形成されるものであってもよい。この例では、偏光子２２、２０２２の入射面２８、２０２８へと到達する外乱光の一部が、偏光フィルム２６を透過して、基材により吸収される。
【００６７】
変形例４では、ＨＵＤ装置１は、偏光子２２、２０２２を透過した外乱光を熱に変換して放熱する放熱部材４４を有していなくてもよい。
【００６８】
変形例５では、偏光子２２、２０２２は、揺動駆動可能でなくてもよい。
【００６９】
変形例６では、車両２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。
【符号の説明】
【００７０】
１  ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）、２  車両、４  ウインドシールド、５  投影面、７  虚像、１０  照明光学系、１６  液晶パネル、２０、２０２０  結像光学系、２２、２０２２  偏光子、２８、２０２８  入射面、３２  第１揺動軸、４４  放熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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