(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を出射する表示装置と、
車両のウインドシールドの内面側に背面が当接されて、表面で前記表示装置が出射する表示光を車室内の運転者に向けて反射するコンバイナと、
を備え、
前記コンバイナは、前記表面が、前記表示装置から出射された表示光を受けて運転者側に反射させ、運転者に対し前記ウインドシールドの外方に１倍を超える設定倍率の、前記表示光の第１の虚像を看取可能にする円弧状の第１の光学面を形成するとともに、前記背面が、前記表示装置から出射された表示光を受けて運転者側に反射させ、運転者に対し前記ウインドシールドの外方に前記第１の虚像とサイズおよび位置が一致する第２の虚像を看取可能にする円弧状の第２の光学面を形成し、
前記第１の光学面および前記第２の光学面は、前記第１の光学面の曲率に対して前記第２の光学面の曲率が大きく、かつ、前記第２の虚像が前記第１の虚像に対し同一視野角で略一致し後方で結像するように形成された円弧状の光学面である
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項２】
前記コンバイナは、一端から他端までの厚みが薄くなるように形成されてい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。
【請求項３】
表示光を出射する表示装置と、
車両のウインドシールドの内面から離間して配置され、表面で前記表示装置が出射する表示光を車室内の運転者に向けて反射するコンバイナと、
を備え、
前記コンバイナは、前記表面が、前記表示装置から出射された表示光を受けて運転者側に反射させ、運転者に対し前記ウインドシールドの外方に１倍を超える設定倍率の、前記表示光の第１の虚像を看取可能にする円弧状の第１の光学面を形成するとともに、前記背面が、前記表示装置から出射された表示光を受けて運転者側に反射させ、運転者に対し前記ウインドシールドの外方に前記第１の虚像とサイズおよび位置が一致する第２の虚像を看取可能にする円弧状の第２の光学面を形成し、
前記第１の光学面および前記第２の光学面は、前記第１の光学面の曲率に対して前記第２の光学面の曲率が大きく、かつ、前記第２の虚像が前記第１の虚像に対し同一視野角で略一致し後方で結像するように形成された円弧状の光学面である
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のウインドシールドの内面に設けられて、表示装置が出射する光を運転者に向けて反射するコンバイナを持つヘッドアップディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の運転手に運転上の各種情報を看取させるのにヘッドアップディスプレイが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。このヘッドアップディスプレイは、例えば図７に示すように、ウインドシールド２１の下部に設置された表示装置２２が発する表示光（表示像）を、前記ウインドシールド２１の面上に形成された薄板状のコンバイナ（反射部材）２３によって運転者に向けて反射させることにより、運転者は前記ウインドシールドを通してこのウインドシールド前方（外方）の景色に虚像である表示光（表示像）２４を重ねて認識可能にしている。
【０００３】
このヘッドアップディスプレイによれば、運転者は、従来行われていた、インストルメントパネルの手前前面に嵌めこまれた各種計器の表示を看取することと、ウインドシールドを通して前方の景色や道路状況を看取することとを交互に繰り返すことによる視線の移動回数を著しく減少させることができる。すなわち、ウインドシールドを通して前方の景色や道路状況とともに各種計器の表示を、視線を大きく動かさずに、また目の焦点を大きく変えることなく、ウインドシールド上で視認および確認できるため、自動車の操安性を確保することができる。
【０００４】
ところで、前記表示像をウインドシールドの外方に虚像として結像させて看取可能にした場合に、運転者には、コンバイナの内面（表面）と外面（背面）で反射される反射光の光路差によって各表示像２４ａ、２４ｂが位置ずれした２重像となって看取され、車速、方向指示などの表示情報が明瞭に看取することができず、その表示情報の読み取りを間違えたり、正確な読み取りに時間が掛かったりするなどの不都合があった。図８は、表示装置１２上の車速表示、方向指示表示（左折指示表示）の正規の表示光（表示像）Ｆ１、Ｆ２に対して位置ずれした表示光（ゴースト像）Ｇ１、Ｇ２が看取される場合を示す。一方、このような２重像の発生を防止するために、コンバイナ２３の背面に、ＡＲコート（反射防止膜）を施し、このコンバイナ２３の背面からの反射光（反射像）を抑えることで、コンバイナ２３の表面からの反射光を前記背面からの反射光に比べて顕著に看取可能にする方法が考えられる。しかし、この方法は、コンバイナ２３に対する反射防止膜処理が必要になるため、ヘッドアップディスプレイ全体のコスト高を招き、現実的でない。
【０００５】
これに対して、コンバイナとして機能する３層構造のフロントガラスを使用することによって、このフロントガラスの内面側と外面にて反射されて観察者に達するそれぞれの表示像を重畳させ、単一像となるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このヘッドアップディスプレイでは、フロントガラスが両側の主面が選択された面積部分において非平行とされており、フロントガラスにおけるこの非平行な主面の部分に入射した情報ディスプレーが、内面で反射した光線と、ガラスに進入して外面にて反射した後その内面から出る光線とが、運転者の眼に入る範囲において同じ線に沿って方向決めされるように構成されている。従って、積層された前記フロントガラスがディスプレー装置におけるコンバイナとして使用されるときに発生する二重像形成の度合いを軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３９９８３号公報
【特許文献２】特開平７−１９５９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献２に開示されているヘッドアップディスプレイは、解決すべき以下の問題を有している。即ち、このヘッドアップディスプレイの実現のために、フロントガラス自体にこれの頂部から底部に至る厚みがテーパ状に変化する中間層を２枚のガラス間に介在させる３層構造が採用されるため、特注品となってコスト高になり、また通常のフロントガラスを持つ車両には採用不可能であるという不都合があった。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンバイナの表面および背面で反射して看取される各表示像の虚像が２重像となることを防止することで表示像を明瞭に看取できるとともに、通常のフロントガラスにコンバイナを簡単に組み付けて安価に構成および使用できるヘッドアップディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明に係るヘッドアップディスプレイは、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１）  表示光を出射する表示装置と、
車両のウインドシールドの内面側に背面が当接されて、表面で前記表示装置が出射する表示光を車室内の運転者に向けて反射するコンバイナと、
を備え、
前記コンバイナは、前記表面が、前記表示装置から出射された表示光を受けて運転者側に反射させ、運転者に対し前記ウインドシールドの外方に１倍を超える設定倍率の、前記表示光の第１の虚像を看取可能にする円弧状の第１の光学面を形成するとともに、前記背面が、前記表示装置から出射された表示光を受けて運転者側に反射させ、運転者に対し前記ウインドシールドの外方に前記第１の虚像とサイズおよび位置が一致する第２の虚像を看取可能にする円弧状の第２の光学面を形成し、
前記第１の光学面および前記第２の光学面は、前記第１の光学面の曲率に対して前記第２の光学面の曲率が大きく、かつ、前記第２の虚像が前記第１の虚像に対し同一視野角で略一致し後方で結像するように形成された円弧状の光学面である
こと。
（２）  上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイであって、
前記コンバイナは、一端から他端までの厚みが薄くなるように形成されていること。
（３）  表示光を出射する表示装置と、
車両のウインドシールドの内面から離間して配置され、表面で前記表示装置が出射する表示光を車室内の運転者に向けて反射するコンバイナと、
を備え、
前記コンバイナは、前記表面が、前記表示装置から出射された表示光を受けて運転者側に反射させ、運転者に対し前記ウインドシールドの外方に１倍を超える設定倍率の、前記表示光の第１の虚像を看取可能にする円弧状の第１の光学面を形成するとともに、前記背面が、前記表示装置から出射された表示光を受けて運転者側に反射させ、運転者に対し前記ウインドシールドの外方に前記第１の虚像とサイズおよび位置が一致する第２の虚像を看取可能にする円弧状の第２の光学面を形成し、
前記第１の光学面および前記第２の光学面は、前記第１の光学面の曲率に対して前記第２の光学面の曲率が大きく、かつ、前記第２の虚像が前記第１の虚像に対し同一視野角で略一致し後方で結像するように形成された円弧状の光学面である
こと。
【００１０】
上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイによれば、第１の光学面は、コンバイナ自体のレンズ作用によって焦点距離より遠くに表示装置の表示面が置かれるような光学面を仮想的に形成することとなり、このコンバイナによる倍率は１倍を超える。このため、表示装置から出射される表示光は運転者の目には拡大された第１の虚像として看取される。このため、運転者は、拡大された表示光の看取によって、その表示情報の内容を正確かつ迅速に把握および確認することができる。また、第２の光学面は、第１の虚像とサイズおよび位置が一致する第２の虚像をウインドシールドの外方に結像するため、第１の虚像および第２の虚像の相対位置がずれるなどして２重像となることを未然に回避することができる。
また、曲率の異なるコンバイナの表面および背面から運転者側に反射される表示光は、２重像の発生を防止しながら立体感覚の表示光を看取させることができる。
また、第１の虚像および第２の虚像は相互に結像位置がずれるように、第１の虚像の後方に第２の虚像を結像させているため、これらの両虚像を看取する運転者の目には、表示光（表示像）を立体画像として認識可能になる。
また、上記（２）の構成のヘッドアップディスプレイによれば、コンバイナの表面で反射される表示光を運転者が看取する表示光と、コンバイナの背面で反射される表示光を運転者が看取する表示光とが位置ずれして２重像となることを確実に防止することができる。
また、上記（３）の構成のヘッドアップディスプレイによれば、運転者は、拡大された表示光の看取によって、その表示情報の内容を正確かつ迅速に把握および確認することができる。また、第２の光学面は、第１の虚像とサイズおよび位置が一致する第２の虚像をウインドシールドの外方に結像するため、第１の虚像および第２の虚像の相対位置がずれるなどして２重像となることを未然に回避することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コンバイナの表面および背面で反射して看取される各表示像の虚像が２重像となることを防止しながら、表示像を視線の動きを大きく変えることなく、明瞭に看取できるようにして、表示情報の内容を正確かつ迅速に把握することができる。
【００１２】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイを示す模式図である。
【図２】図１に示すコンバイナによる２重像の発生回避作用を示す説明図である。
【図３】本発明のヘッドアップディスプレイにより看取される表示像を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイを示す模式図である。
【図５】図４に示すコンバイナの断面図であり、（ａ）はコンバイナの中心を通る水平面で切断した横断面図、（ｂ）はコンバイナの中心を通る垂直面で切断した縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイを示す模式図である。
【図７】従来のヘッドアップディスプレイを示す概念図である。
【図８】従来のヘッドアップディスプレイにより看取される表示像を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイを、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本実施形態のヘッドアップディスプレイ１１を示す概念図である。このヘッドアップディスプレイ１１は、主に表示装置１２とコンバイナ１３とを備えて構成される。
【００１５】
これらのうち、表示装置１２にはダッシュボード上に設置可能な小形サイズのＣＲＴ表示装置、ＬＣＤ（液晶）表示装置、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）表示装置、蛍光表示装置（セブンセグメント）などが用いられる。前記表示装置１２は、自動車の運転席側にあるインストルメントパネルに取り付けられた各種のメータ類とは独立して前記ダッシュボード上に設置されて、例えばエンジンの回転速度、車速、方向指示など、少なくとも車両の走行上必要とされる各種の情報を表示するように機能する。
【００１６】
この表示装置１２は、ダッシュボード上面に形成された凹部内に表示面を上向きに嵌め込まれるようにして、設置されることがある。この表示面の上向きによって、表示装置１２は表示光（表示像）をウインドシールドに貼り付けられた後述のコンバイナ１３から運転者の方向へ反射するように機能する。運転者はこの表示光を、ウインドシールド１４の外方へ結像される虚像Ｒとして、ウインドシールドの外方の景色とともに同時に看取することができる。この結果、運転者は視線をインストルメントパネルのメータ類からウインドシールド１４側へ頻繁に移し変える必要がなくなり、表示情報の確認がし易くなる。
【００１７】
また、この表示装置１２はその表示光の出射方向（上下方向および／または左右方向）をコンバイナ１３のサイズや設置位置に応じて任意に調整可能とされる。このため、運転者やその他の乗員がコンバイナ１３で反射される表示装置１２上の表示像（表示光）を、自身の視野内に確実に収めて看取することができる。
【００１８】
コンバイナ１３はＰＥＴフィルムを表面に積層したシリコン樹脂材やアクリル樹脂材等の透明の合成樹脂などからなり、ウインドシールド１４に対し貼着などの方法によって直接的に、または必要に応じてウインドシールド１４との密着を補完する材料を介して密着される。
【００１９】
かかる構成のヘッドアップディスプレイ１１では、コンバイナ１３が、図２に示すように、表示装置１２から出射されてコンバイナ１３の表面Ｐで反射される表示光Ｌ１とウインドシールドの外方面Ｔにて反射された表示光Ｌ２とが、互いに合致するように重畳されて、車室内の運転者のアイポイントに達するように、光学処理によって前述の楔形および所定寸法の肉厚に形成される。つまりコンバイナ１３の表面Ｐで反射される表示光Ｌ１にて運転者へ投影される表示像と、ウインドシールドの外方面Ｔで反射される表示光Ｌ２にて投影される表示像とが、完全に重なることで、運転者に達する表示像Ｄは二重像になることはない。このとき看取される表示像の例を、図３に示す。図３は、表示装置１２上の車速表示、方向指示表示（左折指示表示）が正規の（ゴーストが生じることがない）表示光（表示像）Ｆ１、Ｆ２のみとなった場合を示す。
【００２０】
また、コンバイナ１３は断面が楔状に形成され、上端から下端にかけて肉厚が連続的に小さくなるように形成されていることで、多数の車種の車両に装着できるとともに、前記二重像の発生を回避することができる。なお、コンバイナ１３は全体として厚みが変化するシート状物であり、これを粘着糊を用いてウインドシールドのほか、ダッシュボードや座席等の種々の位置に簡単に貼着、固定することができる。なお、上記ではアイポイントは運転者を中心とする場合で説明したが、助手席の助手やその他の乗員に合った角度設定によって、車内各部で各種情報の明瞭な看取を実現できる。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイを、図４および図５を参照して説明する。なお、図１〜図３に示したものと同様の構成部分については、その重複する説明を省略する。
【００２２】
この第２の実施形態のヘッドアップディスプレイ１１は、図４に示すように表示装置１２とコンバイナ１３Ａを備えて構成されている。このコンバイナ１３Ａは、図５に示すように、ウインドシールド１４側とは反対側の面つまり第１の光学面を形成する表面（前面）Ｐおよびウインドシールド１４に密接される側の面つまり第２の光学面を形成する（背面）Ｑが、ともに水平方向および垂直方向に円弧状の曲面をなし、この曲面は非球面とされている。コンバイナ１３Ａが非球面とされることで、収差の発生を抑えることができる。
【００２３】
そして、コンバイナ１３Ａは、図５（ａ）に示すように、いずれの水平面で切断した場合にも、その厚みＴ１は一定である。一方、コンバイナ１３Ａを、図５（ｂ）に示すように、いずれの垂直面で切断した場合にも、その肉厚は上端の厚みＴ２から下端の厚みＴ３にかけて漸次小さく変化するような形態となる。
【００２４】
また、コンバイナ１３Ａの表面Ｐは、この表面Ｐから運転者側に反射された表示光（表示像）が１倍を超える設定倍率でウインドシールド１４の外方に結像された虚像を運転者が看取できるように、所定の光学設計によって最適化された円弧面（曲面）に形成されている。一方、コンバイナ１３Ａの背面Ｑは、この背面Ｑで反射された表示光が、コンバイナ１３Ａの表面Ｐで反射された前記表示光とサイズおよび表示位置が一致するように、光学設計されている。これにより、コンバイナ１３Ａ自体の表面および背面での反射光路差に起因する２つの表示像のずれ（２重像）を防止することができる。
【００２５】
コンバイナ１３Ａの表面Ｐおよび背面Ｑの形状は、より高度の表示イメージの歪補正と表示距離の設定のために、多項式非球面やゼルニケ多項式面等の自由曲面で設計することができる。コンバイナ１３Ａではその多項式非球面やゼルニケによる自由曲面等の収差制御を行うことによって、運転手（の眼）への光線入射角を緩和制御して、前記の反射光路差による二重像の発生を回避することができる。
【００２６】
また、多項式非球面やゼルニケ多項式面等の自由曲面での設計に近似した設計手法によって、コンバイナ１３Ａの背面Ｑで反射した表示光（虚像）が表面Ｐで反射した表示光（虚像）と同一視野角で一致するようにした上で、コンバイナ１３Ａで反射された表示像を若干後方に表示させるようにすることもできる。このようにコンバイナ１３Ａの背面形状を設計することで、前記二重像の発生を防止できるとともに、立体感がある表示像を看取できる。
【００２７】
さらに、コンバイナ１３Ａは、その厚みが一端（上端）から他端（下端）に向かって次第に小さく（薄く）なって略楔形状をなし、背面Ｑの曲率が表面Ｐの曲率に対して大きくなっている。図５では、コンバイナ１３Ａの上端部を除く左右端および下端に向かって厚みが薄くなっている。これにより、コンバイナ１３Ａの生産時の射出成形性が向上するとともに、コンバイナ１３Ａの重量を軽減することができる。
【００２８】
このように、第２の実施形態のコンバイナ１３Ａは所定の光学設計によって、ウインドシールド１４の外方に１倍を超える設定倍率の表示光の虚像を運転者に看取可能にすることができる。従って、運転者はその表示光が持つ表示情報を迅速かつ確実に把握および確認することができるとともに、コンバイナ１３Ａの表裏面で反射される複数の表示像が相互に位置ずれして見づらくなることを未然に回避することができる。一方、コンバイナ１３Ａの背面Ｑで反射される表示光の第２の虚像Ｓをコンバイナ１３Ａの表面Ｐで反射される表示像の、第１の虚像Ｒの若干後方に結像させることにより、２重像の発生によって表示像を不明瞭にしない範囲で、立体感がある表示像の看取が可能になる。
【００２９】
図６は、本発明のヘッドアップディスプレイ１１Ａの他の実施形態を示す概念図である。この実施形態では、コンバイナ１３Ａ、または１３Ｂをウインドシールド１４の内側（内方向）に設けて、表示装置１２から出射される表示像、またはプロジェクタ１７（画像投影機）が出射する出射光を、運転者（アイポイント）１６に看取させるようにしたものである。なお、ここでは各コンバイナ１３Ａ、１３Ｂはウインドシールド１４に密接されずに、ウインドシールド１４から離れて設けられる。表示装置１２はダッシュボード１５上においてウインドシールド１４の内側に所定の傾きで設置されてコンバイナ１３Ａに向けて表示像を表示および出射する。
【００３０】
コンバイナ１３Ａはこの表示像を車室内の運転者１６に向けて反射し、運転者１６はその反射像を通してウインドシールド１４の外方に出来る虚像を看取する。コンバイナ１３Ａはこれの背面で反射されて看取される表示光の第２の虚像が表面で反射されて看取される表示光の第１の虚像とサイズおよび表示位置が一致するように、前述のような光学設計によって最適化されているものとする。これにより、前記実施形態と同様にして各表示光が位置ずれ（２重像）して看取されることを回避できる。なお、ここでは説明を簡単にするため、ウインドシールド１４としては、透明性が高く、光屈折率や光反射率が小さい材料からなるものとして説明した。
【００３１】
一方、コンバイナ１３Ｂはプロジェクタ１７が出射する投影像を運転者へ反射する。この反射によって運転者にはウインドシールド１４外に結ばれる虚像として看取される。この場合にも、コンバイナ１３Ｂの背面で反射されて看取される投影像はウインドシールド１４外方に結像される虚像であり、これが表面で反射されて看取される虚像とはサイズおよび表示位置が一致するように、光学設計によって最適化される。これにより各投影像が位置ずれして２重像が看取されることを回避できる。
【００３２】
また、コンバイナ１３Ａによって表示光の虚像を結ぶ位置から外れたウインドシールド１４の外部位置に、対向車両のヘッドライトなどの、光エネルギが強い光源１８がある場合がある。この場合には、光源１８からウインドシールド１４を透過して車室内に入射する光がコンバイナ１３Ａの背面で反射した後、ウインドシールド１４の内面で図示のように反射されて、運転者１６の視点（ビューポイント）から外れた位置に投射されるようにコンバイナ１３Ａを配置し、光源１８によるゴースト像の発生を防止することができる。
【００３３】
このように、コンバイナ１３Ａ、または１３Ｂを用いて表示装置１２またはプロジェクタ１７が出射する表示像や投影像を反射させて、これらの虚像を、目線を大きく変えずにウインドシールド１４の外方に看取することができる。また、これらのコンバイナ１３Ａ、１３Ｂを、多項式非球面やゼルニケ多項式面等の自由曲面の光学設計によって、各コンバイナ１３Ａ、１３Ｂの表面で反射されて看取される表示像の虚像を、１倍を超える設置倍率でウインドシールドの外部の所定位置に、２重像を作らないように結像させることができる。
【００３４】
また、各コンバイナ１３Ａ、１３Ｂの表面で反射されて看取される表示像や投影像の、第１の虚像のサイズと位置に、これらの背面で反射されて看取される第２の虚像のサイズと位置を前記光学設計によって一致させることで、運転者は高品位の拡大された表示像や投影像を明瞭かつ迅速に看取することができる。この場合において、各コンバイナ１３Ａ、１３Ｂにおいて、これらの裏面で反射されて看取される第２の虚像を表面で反射されて看取される第１の虚像の後方に結像させることで、表示像や投影像に立体感がある演出をさせることができる。
【００３５】
このように、ダッシュボード１５上の表示装置１２のみでなく、車室の天井部分等に設置したプロジェクタ１７から出射した投影像を、コンバイナ１３Ｂで反射させて運転者に１倍を超える倍率に拡大した虚像として運転者に看取させることができる。なお、各コンバイナ１３Ａ、１３Ｂは前述のようにウインドシールド１４から分離した位置に設置されている。この場合にも、コンバイナ１３Ａ、１３Ｂに対する前記光学設計の最適化によって表示光や投影光（投影像）の２重像の防止を図りながら、１倍を超える倍率にて表示光および投影光を明瞭に看取可能とすることができる。また、多項式非球面やゼルニケ多項式面等の自由曲面で表示イメージ歪の補正と表示距離の設定を前記コンバイナ１３Ａ、１３Ｂに対し実施することができる。
【００３６】
以上のように、本実施形態のヘッドアップディスプレイ１１は、表示光を出射する表示装置１２と、車両のウインドシールド１４の内面側に背面が当接されて、前面で前記表示装置１２が出射する表示光を車室内の運転者に向けて反射するコンバイナ１３と、を備え、コンバイナ１３は、前記前面が、運転者に向けて反射する表示光を受けて前記ウインドシールド１４の外方に１倍を超える設定倍率の、前記表示情報の第１の虚像Ｒを看取可能にする円弧状の第１の光学面Ｐを形成し、前記背面が、運転者に向けて反射する前記表示光を受けて、前記ウインドシールド１４の外方に前記第１の虚像Ｒとサイズおよび位置が一致する第２の虚像Ｓを看取可能にする円弧状の第２の光学面Ｑを形成している。
【００３７】
これにより、第１の光学面Ｐは、コンバイナ１３自体のレンズ作用によって焦点距離より遠くに表示装置１２の表示面が置かれることで、このコンバイナ１３による倍率は１倍を超える。このため、表示装置１２から出射される表示光は運転者の目には拡大された第１の虚像Ｒとして看取され、運転者は、拡大された表示光の看取によって、その表示情報の内容を正確かつ迅速に把握および確認できる。一方、第２の光学面Ｑは、第１の虚像Ｒとサイズおよび位置が一致する第２の虚像Ｓをウインドシールド１４の外方に結像するため、２重像となることを未然に回避することができる。
【００３８】
また、第１の光学面Ｐおよび第２の光学面Ｑが、前記第２の虚像Ｓが前記第１の虚像Ｒの後方に位置するように看取可能にする円弧状の光学面としたことで、両虚像Ｒ、Ｓを看取する運転者の目には、表示光（表示像）を立体画像として認識することができる。
【００３９】
またコンバイナ１３における第１の光学面Ｐの曲率に対して前記第２の光学面Ｑの曲率を大きくしたことによって、曲率の異なるコンバイナ１３の表面および背面から運転者側に反射される表示光は、２重像の発生を防止しながら立体感覚の表示光として看取させることができる。
【００４０】
さらに、コンバイナ１３を、上端からこれに対向する下端までの厚みが薄くなるように形成したことで、コンバイナ１３の表面で反射されて運転者が看取する表示光と、コンバイナ１３の背面で反射されて運転者が看取する表示光とが位置ずれして２重像となることを確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１１、１１Ａ  ヘッドアップディスプレイ
１２  表示装置
１３、１３Ａ、１３Ｂ  コンバイナ
１４  ウインドシールド
１５  ダッシュボード
１７  プロジェクタ
１８  光源
Ｐ  表面（第１の光学面）
Ｑ  背面（第２の光学面）
Ｒ  第１の虚像
Ｓ  第２の虚像
【図１】
0005802002.tif 000002
【図２】
0005802002.tif 000003
【図３】
0005802002.tif 000004
【図４】
0005802002.tif 000005
【図５】
0005802002.tif 000006
【図６】
0005802002.tif 000007
【図７】
0005802002.tif 000008
【図８】
0005802002.tif 000009