(57)【要約】【課題】虚像の視認性が良好な虚像表示装置を提供する。【解決手段】虚像表示装置は、第１表示器１８から発せられる第１表示光Ｌ１により第１虚像を視認可能に表示すると共に、第２表示器１９から発せられる第２表示光Ｌ２により第２虚像を視認可能に表示する。虚像表示装置は、第１表示光Ｌ１及び第２表示光Ｌ２の入射に対して透過作用及び反射作用の少なくとも一方を及ぼす反射透過部材４０と、反射透過部材４０との間に光を往復させる往復光路ＯＰを構成する往復反射部材５０と、を備える。虚像表示装置は、第１表示器１８からの第１表示光Ｌ１を、往復光路ＯＰを経由させないでウインドシールド側へ導光されるように反射透過部材４０へ入射させていると共に、第２表示器１９からの第２表示光Ｌ２を、往復光路ＯＰを往復させた後でウインドシールド側へ導光させるように反射透過部材４０へ入射させている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表示器（１８）と、第２表示器（１９）と、を備え、前記第１表示器から発せられる第１表示光（Ｌ１）を投影部材（３）にて反射させることにより第１虚像（Ｖ１）を視認可能に表示すると共に、前記第２表示器から発せられる第２表示光（Ｌ２）を前記投影部材にて反射させることにより第２虚像（Ｖ２）を視認可能に表示する虚像表示装置であって、
前記第１表示光及び前記第２表示光が入射する光学部材であって、入射に対して透過作用及び反射作用の少なくとも一方を及ぼす反射透過部材（４０，２４０）と、
前記反射透過部材を経由した光を再び前記反射透過部材へ向けて反射することにより、前記反射透過部材との間に光を往復させる往復光路（ＯＰ）を構成する往復反射部材（５０，２５０）と、を備え、
前記第１表示器からの前記第１表示光を、前記往復光路を経由させないで前記投影部材側へ導光されるように前記反射透過部材へ入射させていると共に、前記第２表示器からの前記第２表示光を、前記往復光路を往復させた後で前記投影部材側へ導光させるように前記反射透過部材へ入射させている虚像表示装置。
【請求項２】
前記第１表示器は、前記反射透過部材を挟んで前記往復反射部材と正対する正対領域（ＣＲ）以外から前記第１表示光を前記反射透過部材へ入射させる請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項３】
前記反射透過部材は、前記第１表示器からの前記第１表示光が前記反射透過部材の第１光学面（４０ａ，２４０ａ）に斜め入射するように配置され、
前記往復反射部材は、前記第１表示光の斜め入射における入射面（ＰＩ）を境界とした両側のうち前記第１表示光の入射側において、前記第１光学面とは反対側の第２光学面（４０ｂ，２４０ｂ）と対向するように配置されている請求項２に記載の虚像表示装置。
【請求項４】
前記反射透過部材は、所定方向（ＤＲ）の偏光を反射すると共に、前記所定方向とは直交する直交方向（ＤＴ）の偏光を透過させる偏光部（４３）を有し、
前記往復光路に設けられ、その復路において前記第２表示光が前記偏光部により前記投影部材側へ導光されるように、前記第２表示光の偏光方向を変換する１／４波長板（６０，２６０）をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の虚像表示装置。
【請求項５】
前記反射透過部材は、前記第２表示器からの前記第２表示光を前記往復反射部材へ向けて透過させ、
前記１／４波長板は、前記往復光路の復路において、前記第２表示光が前記反射透過部材により前記投影部材側へ反射されるように、前記第２表示光の偏光方向を前記所定方向に沿った方向に変換する請求項４に記載の虚像表示装置。
【請求項６】
前記反射透過部材の前記第２表示器側のうち、前記第２表示器からの前記第２表示光が最初に前記反射透過部材に入射する領域（ＩＲ１）を除く領域に対応して配置され、前記反射透過部材と積層状態の光遮断積層部であって、前記反射透過部材を前記往復反射部材側から前記第２表示器側へ透過しようとする光を遮断する光遮断積層部（３７３）を、さらに備える請求項５に記載の虚像表示装置。
【請求項７】
前記反射透過部材を保持すると共に、前記反射透過部材のうち前記第２表示器側に表面（４１４ａ）を密着させている保持壁であって、前記第２表示器側へ透過しようとする光を遮断する反射透過部材保持壁（４１４）を、さらに備える請求項５に記載の虚像表示装置。
【請求項８】
前記偏光部は、前記第２表示器からの前記第２表示光を前記往復反射部材へ向けて反射し、
前記１／４波長板は、前記往復光路の復路において、前記第２表示光が前記偏光部により前記投影部材側へ透過するように、前記第２表示光の偏光方向を前記直交方向に沿った方向に変換する請求項４に記載の虚像表示装置。
【請求項９】
前記反射透過部材が平板状に形成されていると共に、前記往復反射部材の反射面（５１，２５１）は曲面状に形成されている請求項１から８のいずれか１項に記載の虚像表示装置。
【請求項１０】
前記第２表示器から前記反射透過部材へ至る光路上において、負の光学パワーを有する負の光学素子（５７５）を、さらに備える請求項１から９のいずれか１項に記載の虚像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、虚像を視認可能に表示する虚像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、虚像を視認可能に表示する虚像表示装置が知られている。特許文献１に開示の装置は、第１表示器及び第２表示器を備えている。第１表示器から発せられる第１表示光を投影部材にて反射させることにより、第１虚像が表示され、第２表示器から発せられる第２表示光を当該投影部材にて反射させることにより、第２虚像が表示されるようになっている。
【０００３】
こうした虚像表示装置は、反射透過部材をさらに備えている。第１表示光は、第１表示器から反射透過部材に入射すると、反射透過部材を透過して、投影部材側へ導光されるようになっている。第２表示光は、第２表示器から反射透過部材に入射すると、反射透過部材に反射されて、投影部材側へ導光されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６４５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１において第１虚像と第２虚像とは、視認者に対して略同じ距離に表示されている。このため、第１虚像と第２虚像とによる立体感は、十分であるとはいえなかった。このため、虚像の視認性に改善の余地があった。
【０００６】
開示されるひとつの目的は、虚像の視認性が良好な虚像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示された虚像表示装置は、第１表示器（１８）と、第２表示器（１９）と、を備え、第１表示器から発せられる第１表示光（Ｌ１）を投影部材（３）にて反射させることにより第１虚像（Ｖ１）を視認可能に表示すると共に、第２表示器から発せられる第２表示光（Ｌ２）を投影部材にて反射させることにより第２虚像（Ｖ２）を視認可能に表示する虚像表示装置であって、
第１表示光及び第２表示光が入射する光学部材であって、入射に対して透過作用及び反射作用の少なくとも一方を及ぼす反射透過部材（４０，２４０）と、
反射透過部材を経由した光を再び反射透過部材へ向けて反射することにより、反射透過部材との間に光を往復させる往復光路（ＯＰ）を構成する往復反射部材（５０，２５０）と、を備え、
第１表示器からの第１表示光を、往復光路を経由させないで投影部材側へ導光されるように反射透過部材へ入射させていると共に、第２表示器からの第２表示光を、往復光路を往復させた後で投影部材側へ導光させるように反射透過部材へ入射させている。
【０００８】
このような虚像表示装置によると、反射透過部材と往復反射部材との間に光を往復させる往復光路が構成されている。そして、第１表示器から発せられる第１表示光が反射透過部材に入射するにあたって、当該第１表示光は、往復光路を経由しないで直接的に投影部材側へ導光される。すなわち、第１表示光について、第１表示器から投影部材へ至るまでの光路長を、比較的短く構成することができる。故に、第１虚像を比較的近い距離で表示することができる。一方、第２表示器から発せられる第２表示光が反射透過部材に入射するにあたって、当該第２表示光は往復光路を往復した後で投影部材側へ導光される。すなわち、第２表示光について、第２表示器から投影部材へ至るまでの光路長を、往復光路分稼ぐことにより、比較的長く構成することができる。故に、第２虚像を比較的遠い距離で表示することができる。こうして、第１虚像と第２虚像とが前後して、奥行き感により立体的な虚像表示が実現される。以上により、虚像の視認性が良好な虚像表示装置を提供することができる。
【０００９】
なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態のＨＵＤ装置の車両への搭載状態を示す模式図である。
【図２】第１実施形態のＨＵＤ装置の概略構成を示す図であって、左方から右方の方向にＨＵＤ装置を見た図である。
【図３】第１実施形態のＨＵＤ装置の概略構成を示す図であって、上方から下方の方向にＨＵＤ装置を見た図である。
【図４】第１実施形態の第１表示器又は第２表示器の概略構成を示す図である。
【図５】第１実施形態の反射透過部材を示す図である。
【図６】第１実施形態の第１表示光及び第２表示光の振る舞いを説明するための模式図である。
【図７】第２実施形態における図２に対応する図である。
【図８】第２実施形態における図３に対応する図である。
【図９】第２実施形態における図６に対応する図である。
【図１０】第３実施形態における図２に対応する図である。
【図１１】第４実施形態における図２に対応する図である。
【図１２】第５実施形態における図２に対応する図である。
【図１３】変形例１における図２に対応する図である。
【図１４】変形例１における図３に対応する図である。
【図１５】変形例２における図２に対応する図である。
【図１６】変形例２における図３に対応する図である。
【図１７】変形例３のうち一例における図２に対応する図である。
【図１８】変形例３のうち他の一例における図２に対応する図である。
【図１９】変形例６のうち一例における図５に対応する図である。
【図２０】変形例６のうち他の一例における図５に対応する図である。
【図２１】変形例９のうち一例における図２に対応する図である。
【図２２】変形例９のうち他の一例における図２に対応する図である。
【図２３】変形例１０における図２に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、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。
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示すように、本開示の第１実施形態による虚像表示装置は、車両１に用いられ、当該車両１のインストルメントパネル内に収容されることにより、当該車両１に搭載されているヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置）１００となっている。ＨＵＤ装置１００は、第１表示器１８及び第２表示器１９を備えている。第１表示器１８から発せられる第１表示光Ｌ１が車両１の投影部材としてのウインドシールド３にて反射されることにより、ＨＵＤ装置１００は、第１虚像Ｖ１を、視認者としての乗員により視認可能に表示する。これと共に、第２表示器１９から発せられる第２表示光Ｌ２がウインドシールド３にて反射されることにより、ＨＵＤ装置１００は、第２虚像Ｖ２を、視認者としての乗員により視認可能に表示する。
【００１３】
すなわち、ウインドシールド３にて反射される第１表示光Ｌ１及び第２表示光Ｌ２が、車両１の室内に設定された視認領域ＥＢに到達することにより、視認領域ＥＢにアイポイントＥＰが位置する乗員が第１表示光Ｌ１を第１虚像Ｖ１として、また第２表示光Ｌ２を第２虚像Ｖ２として、知覚する。そして、乗員は、第１虚像Ｖ１及び第２虚像Ｖ２として表示される各種情報を認識することができる。各種情報としては、例えば車速、燃料残量等の車両１の状態を示す情報、又は視界補助情報、道路情報等のナビゲーション情報等が挙げられる。
【００１４】
以下において、特に断り書きが無い限り、前方、後方、前後方向、上方、下方、上下方向、左方、右方、及び左右方向は、水平面ＨＰ上の車両１を基準として表記される。
【００１５】
車両１のウインドシールド３は、例えばガラスないしは合成樹脂により透光性の板状に形成され、インストルメントパネル２よりも上方に配置されている。ウインドシールド３は、第１表示光Ｌ１及び第２表示光Ｌ２が投影される投影面３ａを、滑らかな凹面状又は平面状に形成している。なお、投影部材は、ウインドシールド３以外であってもよい。例えば車両１と別体のものとして車両１内に設置されている当該コンバイナが投影部材として採用されていてもよい。
【００１６】
視認領域ＥＢは、ＨＵＤ装置１００により表示される虚像Ｖ１，Ｖ２が所定の規格を満たすように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、乗員のアイポイントＥＰの空間分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、楕円体状に設定されている。
【００１７】
このようなＨＵＤ装置１００の具体的構成を、図２〜６も用いて、以下に説明する。図２，３に示すようにＨＵＤ装置１００は、ハウジング１０、第１表示器１８、第２表示器１９、反射透過部材４０、往復反射部材５０、及び１／４波長板６０等により構成されている。
【００１８】
ハウジング１０は、例えば合成樹脂ないしは金属により、ＨＵＤ装置１００の他の要素を収容する中空形状を有しており、車両１の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と対向する上面部に、光学的に開口する窓部１１を有している。窓部１１は、第１表示光Ｌ１及び第２表示光Ｌ２を透過可能な防塵シート１２で覆われている。
【００１９】
第１表示器１８は、第１虚像Ｖ１として結像される第１表示光Ｌ１を、反射透過部材４０へ向けて発する。本実施形態の第１表示器１８は、液晶表示器となっている。第２表示器１９は、第２虚像Ｖ２として結像される第２表示光Ｌ２を、反射透過部材４０へ向けて発する。本実施形態の第２表示器１９は、液晶表示器となっており、第１表示器１８と同様の内部構造となっている。したがって以下では、第１表示器１８及び第２表示器１９のうち、第１表示器１８の内部構造について代表して説明する。
【００２０】
第１表示器１８は、バックライト部２１及び液晶パネル２６を有し、例えば箱状のケーシング２０ａに、これらを収容して構成されている。図４に示すように、バックライト部２１は、例えば、光源２２、コンデンサレンズ２３、及びフィールドレンズ２４等により構成されている。
【００２１】
光源２２は、例えば複数の発光素子２２ａを配列することにより構成されている。本実施形態における発光素子２２ａは、光源用回路基板２２ｂ上に配置され、電源と接続されている発光ダイオード素子である。各発光素子２２ａは、通電により電流量に応じた発光量で光を発する。詳細に、各発光素子２２ａでは、例えば青色発光ダイオードを黄色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。
【００２２】
コンデンサレンズ２３及びフィールドレンズ２４は、光源２２と液晶パネル２６との間に配置されている。コンデンサレンズ２３は、例えば合成樹脂ないしはガラス等により透光性を有して形成されている。特に本実施形態のコンデンサレンズ２３は、複数の凸レンズ素子が発光素子２２ａの数及び配置に合わせて配列されたレンズアレイとなっている。コンデンサレンズ２３は、光源２２側から入射した光を集光してフィールドレンズ２４側へ射出する。
【００２３】
フィールドレンズ２４は、コンデンサレンズ２３と液晶パネル２６との間に配置され、例えば合成樹脂ないしはガラス等により透光性を有して形成されている。フィールドレンズ２４は、コンデンサレンズ２３側から入射した光をさらに集光して、液晶パネル２６側へ向けて射出する。
【００２４】
なお、バックライト部２１の構成としては、上述の構成以外にも、種々の構成を採用することができる。
【００２５】
本実施形態の液晶パネル２６は、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方向に配列された複数の液晶画素から形成されたアクティブマトリクス型の液晶パネルである。液晶パネルでは、一対の直線偏光板２７ａ，２７ｂ及び一対の直線偏光板２７ａ，２７ｂに挟まれた液晶層等が積層されている。各直線偏光板２７ａ，２７ｂは、透過軸ＴＡに沿った方向の偏光を透過させると共に、透過軸ＴＡとは直交する吸収軸に沿った方向の偏光を変更する性質を有している（図６も参照）。一対の直線偏光板２７ａ，２７ｂは、透過軸ＴＡを互いに実質直交して配置されている。液晶層は、液晶画素毎の電圧印加により、印加電圧に応じて液晶層に入射する光の偏光方向を回転させることが可能となっている。
【００２６】
液晶パネル２６は、バックライト部２１からの光の入射により、液晶画素毎の当該光の透過率を制御して、表示画面２８から射出される第１表示光Ｌ１によって画像を形成することが可能となっている。隣り合う液晶画素には、互いに異なる色（例えば、赤、緑、及び青）のカラーフィルタが設けられており、これらの組み合わせにより様々な色が実現されるようになっている。ここで、第１表示光Ｌ１は、射出側の直線偏光板２７ｂの透過軸ＴＡに沿った直線偏光として、表示画面２８から光路上の反射透過部材４０側へ向けて射出される。本実施形態の第１表示光Ｌ１は、３８０〜７８０ｎｍの範囲の波長の光を主体として構成されている。
【００２７】
以上説明した第１表示器１８の内部構造及び第１表示光Ｌ１については、第２表示器１９の内部構造及び第２表示光Ｌ２にも当てはまる。
【００２８】
ここで図２，３に示すように、第１表示器１８は、反射透過部材４０に対して下方に配置され、下方から上方へ向けて第１表示光Ｌ１を発するようになっている。一方、第２表示器１９は、反射透過部材４０に対して前方に配置され、前方から後方へ向けて第２表示光Ｌ２を発するようになっている。
【００２９】
反射透過部材４０は、第１表示光Ｌ１及び第２表示光Ｌ２が入射する光学部材であって、それら入射してくる表示光Ｌ１，Ｌ２に対して透過作用及び反射作用の少なくとも一方を及ぼす。具体的に、反射透過部材４０は、例えば透光基板４１の全面に偏光部としての偏光フィルム４３を貼り合わせて平板状に形成されている。透光基板４１は、例えば合成樹脂ないしはガラス等により、偏光特性が実質的にない透光性の平板状に形成されている。
【００３０】
偏光フィルム４３は、所定方向ＤＲの偏光を反射すると共に、所定方向ＤＲとは実質直交する直交方向ＤＴに沿った偏光を透過させる偏光特性を有している。本実施形態の偏光フィルム４３は、例えばスリーエム社製のＤＢＥＦ（登録商標）等のフィルム状の反射型偏光素子となっている。こうした反射型の偏光フィルム４３においては、所定方向ＤＲを反射軸ＲＡ、直交方向ＤＴを透過軸ＴＡと称することができる。
【００３１】
反射透過部材４０は、第１表示器１８及び第２表示器１９と対向する側に、露出する表面として平面状の第１光学面４０ａを有し、第１光学面４０ａとは反対側に、露出する表面として平面状の第２光学面４０ｂを有している。偏光フィルム４３は、例えば透光基板４１に対して第２光学面４０ｂ側に、当該透光基板４１と積層状態で配置されている。なお、第１光学面４０ａ及び第２光学面４０ｂには、反射防止膜を形成することができる。特に本実施形態では、透光基板４１が露出する第１光学面４０ａに、反射防止膜が形成されており、第１光学面４０ａでの第１表示光Ｌ１及び第２表示光Ｌ２の反射が抑制されている。
【００３２】
そして、反射透過部材４０は、第１表示器１８からの第１表示光Ｌ１が第１光学面４０ａに斜め入射するように、かつ、第２表示器１９からの第２表示光Ｌ２が第１光学面４０ａに斜め入射するように配置されている。具体的に反射透過部材４０は、第１光学面４０ａの法線方向が前方かつ下方を向くように、かつ、第２光学面４０ｂの法線方向が後方かつ上方を向くように、水平面ＨＰに対して傾斜して配置されている。
【００３３】
ここで、第１表示器１８から発せられる第１表示光Ｌ１の偏光方向と、第２表示器１９から発せられる第２表示光Ｌ２の偏光方向とは、それぞれ偏光フィルム４３の透過軸ＴＡに沿うように、設定されている（図６も参照）。
【００３４】
したがって、第１表示器１８からの第１表示光Ｌ１は、反射透過部材４０を下方から上方へ透過する。反射透過部材４０を挟んで第１表示器１８の反対側には、上述の窓部１１が配置されている。反射透過部材４０を透過した第１表示光Ｌ１は、そのまま窓部１１の防塵シート１２を透過し、ウインドシールド３に投影される。
【００３５】
一方、第２表示器１９からの第２表示光Ｌ２は、反射透過部材４０を前方から後方へ透過する。ここで、反射透過部材４０の後方には、往復反射部材５０が配置されている。すなわち、特に図２に示すように、反射透過部材４０を挟んで往復反射部材５０と正対する正対領域ＣＲには、第２表示器１９が配置されており、第１表示器１８は、当該正対領域ＣＲ以外の反射透過部材４０に対する下方の領域に配置されている。そして、往復反射部材５０は、上述の第１表示光Ｌ１の第１光学面４０ａへの斜め入射における入射面（plane of incidence）ＰＩを境界面とした両側のうち、第１表示光Ｌ１の入射側において、第２光学面４０ｂと対向するように配置されているのである。
【００３６】
このような往復反射部材５０は、例えば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５１としてアルミニウム等の金属を蒸着させることにより金属膜を形成した反射鏡となっている。反射面５１は、曲面状に形成されており、例えば往復反射部材５０の中心が凹むように凹面状に湾曲している。本実施形態の反射面５１は、反射透過部材４０よりも後方において、前方を向くように配置されている。
【００３７】
往復反射部材５０は、第２表示器１９側から反射透過部材４０を透過した第２表示光Ｌ２を再び反射透過部材４０へ向けて反射する。こうして往復反射部材５０は、反射透過部材４０との間に第２表示光Ｌ２を往復させる往復光路ＯＰを構成している。往復光路ＯＰを構成することにより、第２表示光Ｌ２の反射面５１への入射角及び反射角が小さくなるように（例えば２０度以下、好ましくは１０度以下になるように）、反射透過部材４０及び往復反射部材５０を配置することが可能となる。
【００３８】
ここで、図５に示すように、第２表示光Ｌ２が第２表示器１９から反射透過部材４０を透過した往復光路ＯＰの往路開始時において、当該第２表示光Ｌ２が反射透過部材４０に入射している反射透過部材４０上の領域を往路入射領域ＩＲ１と定義する。さらには、往復光路ＯＰの復路終了時において、第２表示光Ｌ２が反射透過部材４０に入射している反射透過部材４０上の領域を復路入射領域ＩＲ２と定義する。基本的に、第２表示光Ｌ２が進行するに連れて光束が拡がっていくので、復路入射領域ＩＲ２の面積が往路入射領域ＩＲ１の面積よりも広くなる、本実施形態では、往路入射領域ＩＲ１の全域が復路入射領域ＩＲ２に包含されるように設定されている。このようにすることで、反射透過部材４０のサイズを小型化しつつ、反射面５１での入射角及び反射角が小さくなるような光学系を構成することが可能となる。
【００３９】
仮に、往復光路ＯＰにおいて、第２表示光Ｌ２の偏光方向を変換する要素がないとすれば、往復反射部材５０にて反射された第２表示光Ｌ２は、偏光フィルム４３の透過軸ＴＡに沿った偏光方向を維持することとなるので、再び反射透過部材４０を透過してしまう。そこで本実施形態では、図２に示すように、往復光路ＯＰにて、１／４波長板６０が配置されている。
【００４０】
１／４波長板６０は、進相軸ＦＡに沿った偏光と遅相軸ＳＡに沿った偏光との間に、実質１／４波長分の位相差を生じさせる光学素子である。本実施形態の１／４波長板６０は、第２表示器１９からの第２表示光Ｌ２のいずれかの波長（３８０〜７８０ｎｍ）に対応して設計されており、１／４波長分の位相差とは、距離換算で９５〜１９５ｎｍの範囲に含まれる位相差である。１／４波長板６０は、例えばフィルム状に形成されており、往復反射部材５０の反射面５１に貼り合わせて形成されている。図６に示すように、１／４波長板６０の進相軸ＦＡ及び遅相軸ＳＡは、偏光フィルム４３の透過軸ＴＡ及び反射軸ＲＡに対して実質的に４５度の角度をなすように配置されている。
【００４１】
したがって、往復光路ＯＰを往復する第２表示光Ｌ２は、往路と復路で１回ずつ、合計２回１／４波長板６０を透過することとなる。具体的に、往路での１／４波長板６０の作用により、第２表示光Ｌ２は、偏光フィルム４３の透過軸ＴＡに沿った偏光方向の直線偏光から、右回り円偏光ないしは左回り円偏光に変換される。そして、往復反射部材５０で反射される際に、第２表示光Ｌ２は、入射前とは逆回りの円偏光となる。復路での１／４波長板６０の作用により、第２表示光Ｌ２は、上述の逆回りの円偏光から、直線偏光に変換されるが、その偏光方向は、反射の際に逆回りになったことで、偏光フィルム４３の反射軸ＲＡに沿ったものとなる。
【００４２】
この結果、復路において第２表示光Ｌ２が第２光学面４０ｂに入射する時点では、第２表示光Ｌ２が偏光フィルム４３の反射軸ＲＡに沿ったものとなっているので、反射透過部材４０により第２表示光Ｌ２が上方のウインドシールド３側へ反射される。すなわち、１／４波長板６０により、第２表示光Ｌ２がウインドシールド３側へ導光されるように、当該第２表示光Ｌ２の偏光方向が変換されているのである。反射透過部材４０に反射された第２表示光Ｌ２は、窓部１１の防塵シート１２を透過し、ウインドシールド３に投影される。
【００４３】
こうしてＨＵＤ装置１００は、第１表示器１８からの第１表示光Ｌ１を、往復光路ＯＰを経由させないで直接的にウインドシールド３側へ導光されるように反射透過部材４０に入射させている。これと共に、ＨＵＤ装置１００は、第２表示器１９からの第２表示光Ｌ２を、往復光路ＯＰを経由させた後でウインドシールド３側へ導光させるように反射透過部材４０に入射させている。したがって、第２表示光Ｌ２の光路長において、第１表示光Ｌ１の光路長よりも往復光路ＯＰ分長くなる要素が存在している。各虚像Ｖ１，Ｖ２のアイポイントＥＰからの距離は、各表示光Ｌ１，Ｌ２の光路長に応じた距離となるので、第１虚像Ｖ１がアイポイントＥＰから比較的近い距離に、第２虚像Ｖ２がアイポイントＥＰから比較的遠い距離に表示され、第１虚像Ｖ１と第２虚像Ｖ２との間で立体感が醸し出される。
【００４４】
第２表示光Ｌ２の光路長を稼ぐための構成は、第２表示光Ｌ２を往復させる往復光路ＯＰを用いて実現されているので、光路を直線上に長くするよりも格段にＨＵＤ装置１００を小型化することができ、複数の表示器１８，１９が設けられていても、車両１への搭載性は良好なものとなっている。
【００４５】
また本実施形態の第２虚像Ｖ２は、往復反射部材５０の反射面５１を凹面状に湾曲させたことにより、液晶パネル２６の表示画面２８よりも拡大して表示される。第２虚像Ｖ２の拡大において、拡大作用を作用させた反射面５１が、往復光路ＯＰの折り返し地点に設定されているので、上述のように反射の際の入射角及び反射角を小さく設定することが可能となっている。したがって、拡大作用と共に生じ得る上下非対称な（又は左右非対称な）虚像Ｖ２の歪みを抑制することができる。
【００４６】
（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改めて説明する。
【００４７】
このような第１実施形態によると、反射透過部材４０と往復反射部材５０との間に光を往復させる往復光路ＯＰが構成されている。そして、第１表示器１８から発せられる第１表示光Ｌ１が反射透過部材４０に入射するにあたって、当該第１表示光Ｌ１は、往復光路ＯＰを経由しないで直接的に投影部材としてのウインドシールド３側へ導光される。すなわち、第１表示光Ｌ１について、第１表示器１８からウインドシールド３へ至るまでの光路長を、比較的短く構成することができる。故に、第１虚像Ｖ１を比較的近い距離で表示することができる。一方、第２表示器１９から発せられる第２表示光Ｌ２が反射透過部材４０に入射するにあたって、当該第２表示光Ｌ２は往復光路ＯＰを往復した後でウインドシールド３側へ導光される。すなわち、第２表示光Ｌ２について、第２表示器１９からウインドシールド３へ至るまでの光路長を、往復光路ＯＰ分稼ぐことにより、比較的長く構成することができる。故に、第２虚像Ｖ２を比較的遠い距離で表示することができる。こうして、第１虚像Ｖ１と第２虚像Ｖ２とが前後して、奥行き感により立体的な虚像表示が実現される。以上により、虚像Ｖ１，Ｖ２の視認性が良好なＨＵＤ装置１００を提供することができる。
【００４８】
また、第１実施形態によると、第１表示器１８は、反射透過部材４０を挟んで往復反射部材５０と正対する正対領域ＣＲ以外から第１表示光Ｌ１を反射透過部材４０へ入射させる。このようにすると、反射透過部材４０を透過した第１表示光Ｌ１が往復反射部材５０へ向かうことが抑制できる。故に、第１表示光Ｌ１について往復光路ＯＰを経由させずに、直接的にウインドシールド３側へ導光する構成を容易に実現できる。
【００４９】
また、第１実施形態によると、往復反射部材５０は、第１表示光Ｌ１の斜め入射における入射面ＰＩを境界とした両側のうち第１表示光Ｌ１の入射側において、第１光学面４０ａとは反対側の第２光学面４０ｂと対向するように配置されている。このようにすると、第１表示器１８からの第１表示光Ｌ１が反射透過部材４０に入射したとき、その一部が反射されてしまったとしても、入射面ＰＩを境界とした両側のうち第１表示光Ｌ１の射出側へ反射されることとなるので、第１表示光Ｌ１の一部が往復光路ＯＰに進入してしまう事態を回避することができる。故に、第１表示光Ｌ１について往復光路ＯＰを経由させずに、直接的にウインドシールド３側へ導光する構成を容易に実現することができる。
【００５０】
また、第１実施形態によると、往復光路ＯＰに１／４波長板６０が配置されることにより、第２表示光Ｌ２の偏光方向が変換されて、往復光路ＯＰの復路を進む第２表示光Ｌ２は、反射透過部材４０によってウインドシールド３側へ導光されるようになる。このような構成によれば、最初の反射透過部材４０経由時の第２表示光Ｌ２の偏光方向は、偏光部としての偏光フィルム４３における所定方向ＤＲ及び直交方向ＤＴのうち一方に沿った方向となる。その後、第２表示光Ｌ２は１／４波長板６０を往復光路ＯＰにて２回透過することにより、その偏光方向が実質的に９０度異なる方向に変換された状態で反射透過部材４０に再び入射する。反射透過部材４０への再入射時には、第２表示光Ｌ２の偏光方向が偏光フィルム４３における所定方向ＤＲ及び直交方向ＤＴのうち他方に沿った方向となるため、第２表示光Ｌ２の殆どは、第２表示器１９側に戻らずに、ウインドシールド３側へ導光可能となる。故に、反射透過部材４０での第２表示光Ｌ２の減衰を抑制しつつ光路長を稼ぐための往復光路ＯＰを構成することが可能となるので、第１虚像Ｖ１よりも遠い距離に高輝度の第２虚像Ｖ２を表示することができる。以上により、虚像Ｖ１，Ｖ２の視認性が良好なＨＵＤ装置１００を提供することができる。
【００５１】
また、第１実施形態によると、反射透過部材４０は、第２表示器１９からの第２表示光Ｌ２をまず往復反射部材５０へ向けて透過させ、１／４波長板６０は、往復光路ＯＰの復路において、第２表示光Ｌ２が反射透過部材４０によりウインドシールド３側へ反射されるように、第２表示光Ｌ２の偏光方向を所定方向ＤＲに沿った方向に変換する。このような構成によると、反射透過部材４０と往復反射部材５０との間を第２表示光Ｌ２が往復する往復光路ＯＰを、反射透過部材４０での第２表示光Ｌ２の減衰を抑制しつつ、容易に実現することができる。
【００５２】
また、第１実施形態によると、反射透過部材４０が平板状に形成されていると共に、往復反射部材５０の反射面５１は曲面状に形成されている。したがって、入射角及び反射角が相対的に大きくなる反射透過部材４０での反射時にて第２表示光Ｌ２に拡大作用が生じさせずに、往復光路ＯＰの折り返し地点に配置されていることにより入射角及び反射角が相対的に小さくなる往復反射部材５０での反射時に第２表示光Ｌ２に拡大作用を生じさせる。このため、拡大作用と共に生じ得る上下非対称（又は左右非対称）な第２虚像Ｖ２の歪みを抑制することができる。故に、第２虚像Ｖ２の視認性をより良好なものとすることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図７〜９に示すように、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】
第２実施形態の第１表示器２１８は、図７，８に示すように、透光基板２４１及び偏光フィルム２４３を有する反射透過部材２４０に対して前方に配置され、前方から後方へ向けて第１表示光Ｌ１を発するようになっている。一方、第２表示器２１９は、反射透過部材４０に対して後方に配置され、後方から前方へ向けて第２表示光Ｌ２を発するようになっている。
【００５５】
第２実施形態の反射透過部材２４０においては、第１表示器２１８と対向する側に、露出する表面として平面状の第１光学面２４０ａを有し、第１光学面４０ａとは反対側に、露出する表面として平面状の第２光学面２４０ｂを有している。
【００５６】
そして、反射透過部材２４０は、第１表示器２１８からの第１表示光Ｌ１が第１光学面２４０ａに斜め入射するように、かつ、第２表示器２１９からの第２表示光Ｌ２が第２光学面２４０ｂに斜め入射するように配置されている。具体的に反射透過部材４０は、第１光学面２４０ａの法線方向が前方かつ上方を向くように、かつ、第２光学面２４０ｂの法線方向が後方かつ下方を向くように、水平面ＨＰに対して傾斜して配置されている。
【００５７】
ここで、第１表示器２１８から発せられる第１表示光Ｌ１の偏光方向と、第２表示器２１９から発せられる第２表示光Ｌ２の偏光方向とは、それぞれ偏光フィルム２４３の反射軸ＲＡに沿うように、設定されている。
【００５８】
したがって、第１表示器２１８からの第１表示光Ｌ１は、反射透過部材２４０を上方へ反射される。反射透過部材２４０の上方には、窓部１１が配置されている。したがって、反射透過部材２４０に反射された第１表示光Ｌ１は、そのまま窓部１１の防塵シート１２を透過し、ウインドシールド３に投影される。
【００５９】
一方、第２表示器２１９からの第２表示光Ｌ２は、反射透過部材２４０を下方へ反射される。ここで、反射透過部材２４０の下方には、往復反射部材２５０が配置されている。すなわち、反射透過部材２４０を挟んで往復反射部材２５０と正対する正対領域ＣＲには、窓部１１が配置されており、第１表示器２１８は、当該正対領域ＣＲ以外の反射透過部材２４０に対する前方の領域に配置されている。そして、往復反射部材２５０は、上述の第１表示光Ｌ１の第１光学面２４０ａの斜め入射における入射面ＰＩを境界面とした両側のうち、第１表示光Ｌ１の入射側において、第２光学面２４０ｂと対向するように配置されている。
【００６０】
往復反射部材２５０の反射面２５１は、反射透過部材２４０よりも下方において、上方を向くように配置されている。こうして往復反射部材２５０は、第１実施形態と同様の往復光路ＯＰを構成している。
【００６１】
第２実施形態の１／４波長板２６０も、第１実施形態と同様、往復反射部材２５０の反射面２５１に貼り合わせて形成されている。
【００６２】
したがって図９に示すように、往復光路ＯＰを往復する第２表示光Ｌ２は、往路と復路で１回ずつ、合計２回１／４波長板２６０を透過することとなる。具体的に、往路での１／４波長板２６０の作用により、第２表示光Ｌ２は、偏光フィルム２４３の反射軸ＲＡに沿った偏光方向の直線偏光から、右回り円偏光ないしは左回り円偏光に変換される。そして、往復反射部材２５０で反射される際に、第２表示光Ｌ２は、入射前とは逆回りの円偏光となる。復路での１／４波長板２６０の作用により、第２表示光Ｌ２は、上述の逆回りの円偏光から、直線偏光に変換されるが、その偏光方向は、反射の際に逆回りになったことで、偏光フィルム２４３の透過軸ＴＡに沿ったものとなる。
【００６３】
この結果、復路において第２表示光Ｌ２が第２光学面４０ｂに入射する時点では、第２表示光Ｌ２が偏光フィルム２４３の透過軸ＴＡに沿ったものとなっているので、反射透過部材２４０を第２表示光Ｌ２が上方のウインドシールド３側へ透過する。すなわち、１／４波長板２６０により、第２表示光Ｌ２がウインドシールド３側へ導光されるように、当該第２表示光Ｌ２の偏光方向が変換されているのである。反射透過部材２４０に反射された第２表示光Ｌ２は、窓部１１の防塵シート１２を透過し、ウインドシールド３に投影される。
【００６４】
以上説明した第２実施形態によると、反射透過部材２４０は、第２表示器２１９からの第２表示光Ｌ２をまず往復反射部材２５０へ向けて反射させ、１／４波長板２６０は、往復光路ＯＰの復路において、第２表示光Ｌ２が反射透過部材２４０によりウインドシールド３側へ透過するように、第２表示光Ｌ２の偏光方向を直交方向ＤＴに沿った方向に変換する。このような構成によると、反射透過部材２４０と往復反射部材２５０との間を第２表示光Ｌ２が往復する往復光路ＯＰを、反射透過部材２４０での第２表示光Ｌ２の減衰を抑制しつつ、容易に実現することができる。
【００６５】
また、第２実施形態によると、第１表示器２１８は、反射透過部材２４０を挟んで往復反射部材２５０と正対する正対領域ＣＲ以外から第１表示光Ｌ１を反射透過部材２４０へ入射させる。このようにすると、第１表示器２１８からの第１表示光Ｌ１が反射透過部材２４０に入射したとき、その一部が透過してしまったとしても、当該第１表示光Ｌ１の一部が往復反射部材２５０へ向かうことが抑制できる。故に、第１表示光Ｌ１について往復光路ＯＰを経由させずに、直接的にウインドシールド３側へ導光する構成を容易に実現することができる。
【００６６】
また、第１実施形態によると、往復反射部材２５０は、第１表示光Ｌ１の斜め入射における入射面ＰＩを境界とした両側のうち第１表示光Ｌ１の入射側において、第１光学面４０ａとは反対側の第２光学面４０ｂと対向するように配置されている。このようにすると、反射透過部材２４０を反射する第１表示光Ｌ１が入射面ＰＩを境界とした両側のうち第１表示光Ｌ１の射出側へ反射されることとなるので、往復反射部材２５０へ向かうことが抑制できる。故に、第１表示光Ｌ１について往復光路ＯＰを経由させずに、直接的にウインドシールド３側へ導光する構成を容易に実現することができる。
【００６７】
（第３実施形態）
図１０に示すように、第３実施形態は第１実施形態の変形例である。第３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。
【００６８】
第３実施形態のＨＵＤ装置１００は、光遮断部３７０をさらに有している。光遮断部３７０は、例えば黒色等の暗色に着色されたポリウレタンにより光吸収性を有して形成され、光遮断フード部３７１及び光遮断積層部３７３を一体的に有している。
【００６９】
光遮断フード部３７１は、第２表示器１９と反射透過部材４０との間において、第２表示光Ｌ２の進行方向に沿って、かつ第１表示光Ｌ１及び第２表示光Ｌ２の光束を遮らないように、壁状に形成されている。光遮断フード部３７１は、防塵シート１２を透過してハウジング１０の内部に入射する外光等の迷光を吸収等により遮断することで、迷光が多重反射により第１虚像Ｖ１又は第２虚像Ｖ２に映り込んでしまうこと等を抑制している。
【００７０】
光遮断積層部３７３は、反射透過部材４０のうち、第２表示器２１９からの第２表示光Ｌ２が最初に反射透過部材４０に入射する往路入射領域ＩＲ１と、第１表示器２１８からの第１表示光Ｌ１が反射透過部材４０に入射する透過入射領域ＩＲＴとを、除く領域において、反射透過部材４０の第１光学面４０ａと貼り合わされて又は密着して配置されていることで、反射透過部材４０と積層された状態で配置されている。光遮断積層部３７３は、外光のうち反射透過部材４０を透過する光を吸収等により遮断することで、第１表示器２１８及び第２表示器２１９の液晶パネル２６等の劣化又は損傷を抑制する。
【００７１】
さらには、往復反射部材５０にて反射され、再び反射透過部材４０に入射した第２表示光Ｌ２の一部が偏光フィルム４３を透過してしまったとしても、この透過光を光遮断積層部３７３が吸収する。これにより、係る透過光が反射透過部材４０の第１光学面４０ａにてウインドシールド３側に反射されて第２虚像Ｖ２に二重像が発生してしまう事態も抑制可能である。
【００７２】
以上説明した第３実施形態によると、反射透過部材４０の第２表示器１９側のうち、往路入射領域ＩＲ１を除く領域に対応して配置され、反射透過部材４０と積層状態の光遮断積層部３７３は、反射透過部材４０を往復反射部材５０側から第２表示器１９側へ透過しようとする光を遮断する。こうした光の遮断により、第２表示器１９の劣化又は損傷が抑制されるので、長きに亘って第２虚像Ｖ２の高い視認性を維持することができる。
【００７３】
（第４実施形態）
図１１に示すように、第４実施形態は第１実施形態の変形例である。第４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。
【００７４】
第４実施形態のハウジング４１０は、その内部において、往復反射部材保持壁４１３、反射透過部材保持壁４１４、及び表示二股穴４１５を有している。
【００７５】
往復反射部材保持壁４１３は、往復反射部材５０において反射面５１とは反対側と当接するように壁状に形成されている。往復反射部材保持壁４１３は、貼り合わせ、嵌合、又は締結等により、往復反射部材５０を保持している。
【００７６】
反射透過部材保持壁４１４は、反射透過部材４０において往復反射部材５０とは反対側（すなわち第１表示器１８及び第２表示器１９側）の第１光学面４０ａのうち一部分に当接するように壁状に形成されている。反射透過部材保持壁４１４は、貼り合わせ、嵌合、又は締結等により、反射透過部材４０を保持している。
【００７７】
詳細に、反射透過部材保持壁４１４は、反射透過部材４０の第１光学面４０ａのうち、第２表示器２１９からの第２表示光Ｌ２が最初に反射透過部材４０に入射する往路入射領域ＩＲ１及びと、第１表示器２１８からの第１表示光Ｌ１が反射透過部材４０に入射する透過入射領域ＩＲＴとを、除く領域に、表面４１４ａを密着させている。反射透過部材保持壁４１４の表面４１４ａは、例えば光の反射を抑制可能な暗色（例えば黒色）に形成されている。この結果、反射透過部材保持壁４１４は、第３実施形態の光遮断積層部３７３と同様に、外光のうち反射透過部材４０を透過する光の遮断作用、及び二重像の抑制作用を発揮する。
【００７８】
表示二股穴４１５は、反射透過部材４０上の往路入射領域ＩＲ１及び透過入射領域ＩＲＴに対応した部分において、反射透過部材保持壁４１４に開口する穴状に形成されている。表示二股穴４１５は、反射透過部材４０とは反対側において二股に分岐し、分岐のそれぞれがハウジング４１０を貫通する貫通穴状に形成されているが、有底穴状に形成されていてもよい。表示二股穴４１５の各分岐は、反射透過部材４０から離間する程、漸次狭くなる四角錐台状の穴となっている。
【００７９】
第４実施形態において第１表示器１８及び第２表示器１９は、それぞれ対応する分岐に配置されている。各表示器１８，１９は、液晶パネル２６を反射透過部材４０と対向させると共に、バックライト部２１の一部分をハウジング４１０の外部に配置させている。このため、各表示器１８，１９は、表示二股穴４１５の側壁４１５ａに第３実施形態の光遮断フード部３７１のように迷光遮断作用を生じさせつつ、バックライト部２１にて発生した熱を、ハウジング４１０外に容易に放熱可能となっている。
【００８０】
以上説明した第４実施形態によると、反射透過部材４０を保持すると共に、反射透過部材４０の第２表示器１９側に表面４１４ａを密着させている反射透過部材保持壁４１４は、反射透過部材４０を往復反射部材５０側から第２表示器１９側へ透過しようとする光を遮断する。光の遮断により、第２表示器１９の劣化又は損傷が抑制されるので、長きに亘って第２虚像Ｖ２の高い視認性を維持することができる。そして、反射透過部材４０の保持構造と光の遮断構造とを共通化することにより、部品点数を抑制することで、ＨＵＤ装置１００の体格増加を抑制しつつ、第２虚像Ｖ２の高い視認性を実現することができる。
【００８１】
（第５実施形態）
図１２に示すように、第５実施形態は第１実施形態の変形例である。第５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。
【００８２】
第５実施形態において、第２表示器１９から反射透過部材４０へ至る第２表示光Ｌ２の光路上には、凸面鏡５７５が設けられている。凸面鏡５７５は、例えば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５７６としてアルミニウム等の金属を蒸着させる金属膜を形成した反射鏡となっている。反射面５７６は、曲面状に形成されており、凸面鏡５７５の中心が突出するように凸面状に湾曲している。すなわち、凸面鏡５７５は、負の光学パワーを有する負の光学素子となっている。本実施形態の反射面５７６は、反射透過部材４０の第１光学面４０ａに隣接した位置において、後方かつ下方を向くように配置されている。
【００８３】
第５実施形態において第２表示器１９は、凸面鏡５７５へ向けて、前方かつ上方へ第２表示光Ｌ２を発する。第２表示器１９が発した第２表示光Ｌ２が反射面５７６に反射されることで、当該第２表示光Ｌ２が前方から後方へと進み、反射透過部材４０へ入射するようになっている。
【００８４】
以上説明した第５実施形態によると、第２表示器１９から反射透過部材４０へ至る光路上において、負の光学パワーを有する凸面鏡５７５が設けられている。こうした凸面鏡５７５により、第２虚像Ｖ２として結像される第２表示光Ｌ２について、第２表示器１９側のテレセントリック性を高めることができる。すなわち、第２表示器１９の視野角を狭く構成して画像の品質を高めつつ、視認領域ＥＢのサイズを確保することができる。したがって、第２虚像Ｖ２の高い視認性を実現することができる。
【００８５】
（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、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及び組み合わせに適用することができる。
【００８６】
変形例１としては、特に第１，３〜５実施形態に関して、第１表示器１８、第２表示器１９、反射透過部材４０、往復反射部材５０等は、異なる配置となっていてもよい。具体的に第１実施形態の配置を変更した図１３，１４の例では、第１表示器１８は、反射透過部材４０に対して下方に配置され、下方から上方へ向けて第１表示光Ｌ１を発するが、第２表示器１９は、反射透過部材４０に対して後方に配置され、後方から前方へ向けて第２表示光Ｌ２を発するようになっている。
【００８７】
反射透過部材４０は、第１光学面４０ａの法線方向が後方かつ下方を向くように、かつ、第２光学面４０ｂの法線方向が前方かつ上方を向くように、水平面ＨＰに対して傾斜して配置されている。往復反射部材５０は、反射透過部材４０に対して前方に配置されている。往復反射部材５０の反射面５１は、反射透過部材４０よりも前方において、後方を向くように配置されている。
【００８８】
変形例２としては、特に第２実施形態に関して、第１表示器２１８、第２表示器２１９、反射透過部材２４０、往復反射部材２５０等は、異なる配置となっていてもよい。具体的に第２実施形態の配置を変更した図１５，１６の例では、第１表示器２１８は、反射透過部材２４０に対して後方に配置され、後方から前方へ向けて第１表示光Ｌ１を発するようになっている。一方、第２表示器２１９は、反射透過部材２４０に対して前方に配置され、前方から後方へ向けて第２表示光Ｌ２を発するようになっている。
【００８９】
反射透過部材２４０は、第１光学面４０ａの法線方向が後方かつ上方を向くように、かつ、第２光学面４０ｂの法線方向が前方かつ下方を向くように、水平面ＨＰに対して傾斜して配置されている。往復反射部材２５０は、反射透過部材２４０に対して下方に配置されている。往復反射部材２５０の反射面２５１は、反射透過部材２４０よりも下方において、上方を向くように配置されている。
【００９０】
変形例３としては、１／４波長板６０は、反射透過部材４０の第２光学面４０ｂに対して貼り合わせて形成されていてもよい。第１実施形態の１／４波長板６０を反射透過部材４０に貼り合わせるように変更した図１７の例においても、往復光路ＯＰを往復する第２表示光Ｌ２は、往路と復路で１回ずつ、合計２回１／４波長板６０を透過することとなるので、１／４波長板６０は、復路において第２表示光Ｌ２がウインドシールド３側へ導光されるように、当該第２表示光Ｌ２の偏光方向を変換する。一方、第１表示光Ｌ１は、反射透過部材４０の透過後に１／４波長板６０を１回透過するので、直線偏光から円偏光へ変換される。
【００９１】
第２実施形態の１／４波長板２６０を反射透過部材２４０に貼り合わせるように変更した図１８の例においては、第２表示器２１９から円偏光の第２表示光Ｌ２が発せられるようにし、当該第２表示光Ｌ２が最初に反射透過部材２４０に入射する前に、１／４波長板２６０を１回透過して、その円偏光が偏光フィルム２４３の反射軸ＲＡに沿った偏光方向の直線偏光に変換されるようにする。そうすると、第２表示光Ｌ２が反射透過部材２４０により往復反射部材２５０側へ効率よく反射される。その後、往復光路ＯＰを往復する第２表示光Ｌ２は、往路と復路で１回ずつ、合計２回１／４波長板２６０を透過することとなるので、１／４波長板２６０は、復路において第２表示光Ｌ２がウインドシールド３側へ導光されるように、当該第２表示光Ｌ２の偏光方向を変換する。
【００９２】
変形例４としては、１／４波長板６０は、往復光路ＯＰに設けられていれば、反射透過部材４０又は往復反射部材５０と貼り合わされていなくてもよい。例えば、１／４波長板６０は、往復光路ＯＰ上の反射透過部材４０と往復反射部材５０との間に独立して配置されていてもよい。さらには、１／４波長板６０は、単板で構成されていなくてもよい。例えば往復光路ＯＰ上において、進相軸ＦＡに沿った偏光と遅相軸ＳＡに沿った偏光との間に実質１／８波長分の位相差を生じさせる１／８波長板を、互いに進相軸ＦＡ及び遅相軸ＳＡを合わせて合計２枚配置することにより、実質的に１／４波長板６０が設けられている構成としてもよい。また、１／４波長板６０の進相軸ＦＡ又は遅相軸ＳＡは、偏光フィルム４３の反射軸ＲＡ又は透過軸ＴＡに対して、丁度４５度の角度をなしていなくてもよく、例えば４０〜５０度の角度をなしていてもよい。
【００９３】
変形例５としては、反射透過部材４０において偏光フィルム４３は、透光基板４１に対していずれの側に設けられていてもよく、両側に設けられていてもよい。
【００９４】
変形例６としては、反射透過部材４０において偏光フィルム４３は、反射透過部材４０の全面ではなく一部の領域にのみ形成されていてもよい。図１９，２０に示すように、第１表示光Ｌ１又は第２表示光Ｌ２が反射透過部材４０を透過し得る領域のみに偏光フィルム４３が配置されていてもよく、それ以外の第１表示光Ｌ１又は第２表示光Ｌ２が反射のみし得る領域は、反射面４４としてアルミニウム等の金属を蒸着させること等により金属膜が形成されていてもよい。また図２０のように、第１表示光Ｌ１又は第２表示光Ｌ２が反射透過部材４０を透過する際に、一部が反射透過部材４０を経由し、他部は反射透過部材４０の側方をそのまま透過する構成であってもよい。
【００９５】
変形例７としては、反射透過部材４０における偏光フィルム４３等の偏光部として、様々な構成を採用することができる。例えば、偏光部として、ワイヤーグリッドを用いた偏光素子が採用されていてもよい。このワイヤーグリッド偏光素子は、例えばフィルム状に形成されており、互いに実質平行に延伸する複数の金属ワイヤを有している。複数の金属ワイヤは、例えばアルミニウム等からなり、所定のピッチで配列されている。ここで、所定のピッチは、表示光Ｌ１，Ｌ２の殆どの波長よりも小さく設定されている。このようなワイヤーグリッド偏光素子では、金属ワイヤの延伸方向が所定方向ＤＲないしは反射軸ＲＡに対応し、金属ワイヤの配列方向が直交方向ＤＴないしは透過軸ＴＡに対応している。また例えば、偏光部として、プレート型の偏光ビームスプリッタが採用されていてもよい。偏光ビームスプリッタは、例えばＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させるようになっている。すなわちＳ偏光の偏光方向が所定方向ＤＲに対応し、Ｐ偏光の偏光方向が直交方向ＤＴに対応している。
【００９６】
変形例８としては、防塵シート１２等の表示光Ｌ１，Ｌ２が透過する各面には、反射防止膜が設けられていてもよい。防塵シート１２には、１／４波長板６０により生じた色ずれを補正する色温度変換フィルタが設けられていてもよい。
【００９７】
変形例９としては、図２１，２２に示すように、反射透過部材４０は、曲板状に形成されていてもよい。第１光学面４０ａ及び第２光学面４０ｂは、球面状、円筒面状、又は鞍点を含んだ自由曲面状等に形成されていてもよい。同様に往復反射部材５０の反射面５１は、球面状、円筒面状、又は鞍点を含んだ自由曲面状等に形成されていてもよい。
【００９８】
変形例１０としては、反射透過部材４０又は往復反射部材５０の向きを変更する向き変更部５７がさらに設けられていてもよい。図２３に示す例では、向き変更部５７は、ステッピングモータを用いて、例えば左右方向に延伸する回転軸５８まわりに、反射透過部材４０を回動することにより、反射透過部材４０の向きを変更することが可能となっている。反射透過部材４０の向きが変更されると、第１表示光Ｌ１及び第２表示光Ｌ２の少なくとも一方（図２３の例では第２表示光Ｌ２のみ）のウインドシールド３への進行方向が変更される。よって、ウインドシールド３において第１虚像Ｖ１及び第２虚像Ｖ２の少なくとも一方が表示される位置が上下に変更される。
【００９９】
第４実施形態に関する変形例１１としては、光遮断積層部３７３は、ポリウレタン以外の例えば遮光フィルム又は反射透過部材４０への遮光性塗装膜の形成により設けられていてもよい。
【０１００】
変形例１２としては、第１表示器１８及び第２表示器１９の少なくとも一方に、液晶表示器以外の構成を採用することができる。ＤＬＰ（Digital Light Processing；登録商標）方式の表示器では、発光素子からの光を、オン状態及びオフ状態を切り替え可能かつ微小なデジタルミラー素子の配列へ向けて入射させ、オン状態のデジタルミラー素子のみ光を反射させることで画像が形成され、当該画像の表示光が発せられる。レーザスキャナ方式の表示器では、レーザ光をマイクロミラーに入射させると共に、当該マイクロミラーの向きを変更することで当該レーザ光を走査することで、スクリーン上に画像が形成され、当該画像の表示光が発せられる。
【０１０１】
変形例１３としては、反射透過部材４０は、ハーフミラーであってもよい。ハーフミラーの場合では、反射透過部材４０に入射したときの透過率及び反射率が一定のため、必ず意図しない透過光又は反射光が発生してしまうが、それでも一部の光をウインドシールド３まで導光して第１虚像Ｖ１及び第２虚像Ｖ２を表示させることができる。第２実施形態の反射透過部材４０をハーフミラーに変更し、１／４波長板６０を取り除いた構成では、第１表示器１８は、反射透過部材４０を挟んで往復反射部材５０と正対する正対領域ＣＲ以外から第１表示光Ｌ１を反射透過部材４０へ入射させる配置となっている。したがって、第１表示光Ｌ１の一部が反射透過部材４０を透過してしまっても、その透過先に往復反射部材５０が存在しないので、第１表示光Ｌ１が往復光路ＯＰに進入してしまう事態を確実に回避することができる。
【０１０２】
第１実施形態の反射透過部材４０をハーフミラーに変更し、１／４波長板６０を取り除いた構成においても、往復反射部材５０は、第１表示光Ｌ１の斜め入射における入射面ＰＩを境界とした両側のうち第１表示光Ｌ１の入射側において、第１光学面４０ａとは反対側の第２光学面４０ｂと対向するように配置されている。したがって、第１表示光Ｌ１の一部が反射透過部材４０を反射してしまっても、その反射先に往復反射部材５０が存在しないので、第１表示光Ｌ１が往復光路ＯＰに進入してしまう事態を確実に回避することができる。
【０１０３】
変形例１４としては、虚像表示装置は、航空機、船舶、あるいは移動しない筐体等の各種の乗り物に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
３  ウインドシールド（投影部材）、１８，２１８  第１表示器、１９，２１９  第２表示器、４０，２４０  反射透過部材、５０，２５０  往復反射部材、Ｌ１  第１表示光、Ｌ２  第２表示光、ＯＰ  往復光路、Ｖ１  第１虚像、Ｖ２  第２虚像
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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