(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を有する光束を出射する画像形成部と、
凹面状の反射面を有し前記画像形成部から出射した前記光束の幅を制限する投影領域制限部と、
前記投影領域制限部から出射した前記光束を反射する半透過反射部と、
を含み、前記光束の結像面と前記半透過反射部との間の距離は２５０ｍｍ以下である投影部と、
を備えた単眼用の表示装置。
【請求項２】
画像情報を有する光束を出射する画像形成部と、
前記画像形成部から出射した前記光束の幅を制限する投影領域制限部と、
前記投影領域制限部から出射した前記光束を反射する半透過反射部と、
を含み、前記光束の結像面と前記半透過反射部との間の距離は２５０ｍｍ以下である投影部と、
を備え、
前記投影領域制限部は、凹面状の反射面を有する反射部と、前記反射部の周縁に設けられ前記周縁に入射する光を吸収する制限部と、を有する投影領域制限部である表示装置。
【請求項３】
前記投影領域制限部は、前記半透過反射部で反射した前記光束が投影される観視者の頭部の位置における、前記観視者から見たときの左右方向の前記光束の幅を７０ｍｍ以下に制限する投影領域制限部である請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記画像形成部は、光を変調して前記画像情報を有する前記光束を生成する光束変調器を含み、
前記投影領域制限部は、前記光束の光路上において前記光束変調器と前記半透過反射部との間に配置され、前記光束変調器の位置と前記半透過反射部との位置とは結像関係にある請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項５】
前記画像形成部は、光を変調して前記画像情報を有する前記光束を生成する光束変調器を含み、
前記光束変調器から出射する光の光軸は、前記光束変調器の主面の法線に対して傾斜している光束変調器である請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の表示装置と、
前記表示装置が搭載される車体と、
を備えた移動体。
【請求項７】
画像情報を有する光束を出射する画像形成部と、凹面状の反射面を有し前記画像形成部から出射した前記光束の幅を制限する投影領域制限部を含む投影部と、を含む単眼用の表示装置を、前記投影領域制限部から出射した前記光束の結像面と、前記投影領域制限部から出射した前記光束を反射する半透過反射部と、の間の距離が２５０ｍｍ以下となるように設置する表示装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置、移動体、及び、表示装置の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用の表示装置として、車両速度や進行方向指示等の運行情報をコンバイナに投影して観視させ、外界情報と運行情報とを同時に視認させるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）がある。
【０００３】
単眼で表示像を視認させる単眼ＨＵＤもある。単眼ＨＵＤのように表示領域（観視可能領域）を狭めた表示装置においては、出射光の投影領域を制限する特殊な光学系が必要である。ＨＵＤにおいて、見易く表示することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５１１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、見易い単眼用の表示装置、移動体、及び、表示装置の設置方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、画像形成部と、投影部と、を含む単眼用の表示装置が提供される。画像形成部は、画像情報を有する光束を出射する。投影部は、投影領域制限部と、半透過反射部と、を含む。前記投影領域制限部は、凹面状の反射面を有し前記画像形成部から出射した前記光束の幅を制限する。前記半透過反射部は、前記投影領域制限部から出射した前記光束を反射する。前記光束の結像面と前記半透過反射部との間の距離は、２５０ｍｍ以下である。
本発明の別の実施形態によれば、画像形成部と、投影部と、を含む単眼用の表示装置が提供される。画像形成部は、画像情報を有する光束を出射する。投影部は、投影領域制限部と、半透過反射部と、を含む。前記投影領域制限部は、前記画像形成部から出射した前記光束の幅を制限する。前記半透過反射部は、前記投影領域制限部から出射した前記光束を反射する。前記光束の結像面と前記半透過反射部との間の距離は、２５０ｍｍ以下である。前記投影領域制限部は、凹面状の反射面を有する反射部と、前記反射部の周縁に設けられ前記周縁に入射する光を吸収する制限部と、を有する投影領域制限部である。
本発明の別の実施形態によれば、画像情報を有する光束を出射する画像形成部と、凹面状の反射面を有し前記画像形成部から出射した前記光束の幅を制限する投影領域制限部を含む投影部と、を含む単眼用の表示装置を、前記投影領域制限部から出射した前記光束の結像面と、前記投影領域制限部から出射した前記光束を反射する半透過反射部と、の間の距離が２５０ｍｍ以下となるように設置する表示装置の設置方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る表示装置の使用状態を例示する模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る表示装置の特性を例示する模式図である。
【図４】参考例の表示装置の特性を例示する模式図である。
【図５】別の参考例の表示装置の特性を例示する模式図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、表示装置の半透過反射部の幅を例示するグラフ図である。
【図７】図７は、表示装置の視認性の評価実験における構成を示す模式図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。
【図９】第１の実施形態に係る表示装置の一部を例示する模式図である。
【図１０】第２の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。
【図１１】第３の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。
【図１２】第４の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。
【図１３】第５の実施形態に係る移動体を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、異なる図面で同じ部品を表している場合に、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。  
図１に表したように、本実施形態に係る表示装置１０は、画像形成部１１０と、投影部１７０と、を備える。
【００１０】
この例では、画像形成部１１０は、光源１２０と、光束変調器１３０と、を含む。光源１２０は、光発生装置１２１と、テーパーライトガイド１２２と、を含む。
【００１１】
光発生装置１２１は、光を出射する。光発生装置１２１には、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）などが用いられる。光発生装置１２１には、ランプや各種のレーザ等の、光を発生する各種の発光装置を用いても良い。
【００１２】
テーパーライトガイド１２２には、光透過性の樹脂またはガラスなどが用いられる。テーパーライトガイド１２２は、例えば、四角錐台の形状を有する。四角錐台の上面（底面よりも面積が小さい面）は、光発生装置１２１に対向する。光発生装置１２１から出射した光は、テーパーライトガイド１２２の上面（入射面）に入射する。テーパーライトガイド１２２は、上面に入射した光を導光する。テーパーライトガイド１２２の上面に入射した光は、四角錐台の斜面（上面と底面とを連結する面）で反射して、底面に到達し、光は、底面（出射面）から出射する。テーパーライトガイド１２２から出射する光束の拡散角は、入射する光の拡散角よりも縮小される。テーパーライトガイド１２２は、テーパーライトガイド１２２から出射する光束の面内の均一性を高める。さらに、テーパーライトガイド１２２は、照明領域を広げる作用を有する。なお、光発生装置１２１から出射する光の拡散角が小さく、面内の輝度が比較的均一な場合などにおいては、テーパーライトガイド１２２は、省略しても良い。
【００１３】
光束変調器１３０は、光源１２０に並置される。光束変調器１３０は、例えば、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。光束変調器１３０には、例えば、液晶表示パネルが用いられる。実施形態はこれに限らず、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）等の表示用の種々の装置を用いても良い。
【００１４】
光源１２０を出射した光束は、光束変調器１３０に入射する。光束変調器１３０は、光源１２０から出射した光を変調して、画像情報を有する光束１１２ａを生成する。すなわち、光束変調器１３０は、光束変調器１３０に入射した光に、画像情報を付与する。
【００１５】
光束変調器１３０として、有機ＥＬ表示パネル等の自己発光性の装置を用いることもできる。この場合には、光源１２０は省略される。
【００１６】
以下では、画像形成部１１０として、ＬＥＤの光発生装置１２１と、テーパーライトガイド１２２と、を有する光源１２０を用い、光束変調器１３０として液晶表示パネルを用いる場合として説明する。
【００１７】
投影部１７０は、投影領域制限部１８０と、半透過反射部１９０と、を含む。
【００１８】
この例では、投影領域制限部１８０には、反射体が用いられる。具体的には、投影領域制限部１８０として凹面鏡が用いられる。凹面鏡は、鏡の作用とレンズの作用とを有する。凹面鏡を用いると、平面鏡を用いた場合に比べて像を拡大できる。凹面鏡の反射面は、光束変調器１３０と半透過反射部１９０とに対向して設置される。
【００１９】
半透過反射部１９０は、半透過反射部１９０に入射する光を反射する。半透過反射部１９０には、例えば、金属薄膜または誘電体薄膜が用いられる。半透過反射部１９０には、屈折率が異なる複数の膜の積層体を用いても良い。半透過反射部１９０は光学的パワーを有しても良い。
【００２０】
画像形成部１１０から出射した光束１１２ａの一部が、投影領域制限部１８０に入射する。投影領域制限部１８０に入射した光束１１２ａは、投影領域制限部１８０で反射して、半透過反射部１９０に入射する。光束１１２ａのうちで投影領域制限部１８０に入射しない光は、半透過反射部１９０には入射せず、表示には用いられない。
【００２１】
表示装置１０は、筐体１８８をさらに備える。筐体１８８は、画像形成部１１０及び投影領域制限部１８０を格納する。半透過反射部１９０は、例えば、筐体１８８に取り付けられる。半透過反射部１９０の少なくとも一部が筐体１８８の上方に突出した状態が、維持可能である。筐体１８８の内面上には、光吸収層１８８ａが設けられる。光束１１２ａのうちで投影領域制限部１８０に入射しない光は、光吸収層１８８ａに入射し、光吸収層１８８ａで吸収される。これにより、光束１１２ａのうちで投影領域制限部１８０に入射した光だけが、投影領域制限部１８０で反射して、光束１１２として半透過反射部１９０に向けて進む。この例では、投影領域制限部１８０に用いられる反射体（例えば凹面鏡）と、光吸収層１８８ａと、により、画像形成部１１０から出射した光束１１２の幅を制限する。
【００２２】
光束１１２の幅は、光束１１２の光軸に対して実質的に垂直な面で光束１１２を切断したときの幅である。投影領域制限部１８０は、光束１１２の広がり角、すなわち、拡散角を制限する。後述するように、光束１１２は、画像情報を観視する観視者３００（表示装置１０の利用者）の頭部３０５に投影される。このとき、投影領域制限部１８０は、少なくとも、観視者３００からみたときの左右方向の、光束１１２の幅を制限する。
【００２３】
半透過反射部１９０は、投影領域制限部１８０からの光束１１２を反射する。半透過反射部１９０で反射した光束１１２は、観視者３００の目３０２（具体的には、片方の目）に入射する。上記のように投影領域制限部１８０により光束１１２の幅を制限することで、観視者３００の両方の目には光束１１２が投影されず、片方の目３０２に光束１１２が入射する状態が得られる。
【００２４】
投影領域制限部１８０は、アイレンジ１１４を制限する。アイレンジ１１４は、表示装置１０によって提示される画像が見える領域であり、光束１１２の投影領域に相当する。表示装置１０においては、観視者３００の頭部３０５の位置におけるアイレンジ１１４の左右方向の幅ｗａを７０ｍｍ以下に制限する。アイレンジ１１４の幅ｗａは、表示装置１０を使用する観視者３００の両方の瞳の中心の間隔に基づいて調整できるようにしても良い。例えば、観視者３００の瞳の中心の間隔が６５ｍｍのときは、幅ｗａは、６５ｍｍ未満に設定される。表示装置１０は、単眼用の表示装置である。
【００２５】
表示装置１０においては、光束１１２の結像面は半透過反射部１９０の近傍にある。例えば、光束１１２の結像位置（結像面の位置）と、半透過反射部１９０と、の間の距離は、光束１１２の結像位置と、観視者３００の目３０２と、の間の距離よりも短い。例えば、光束１１２の結像位置と、半透過反射部１９０と、の間の距離は、観視者３００の目３０２と、半透過反射部１９０と、の間の距離Ｌｏｂの１／２以下である。
【００２６】
投影領域制限部１８０は、光束１１２の光路上において光束変調器１３０と半透過反射部１９０との間に配置されている。光束変調器１３０の位置と、半透過反射部１９０との位置と、は、実質的に結像関係にある。画像形成部１１０（この例では光束変調器１３０）で形成された画像（実像）が、半透過反射部１９０の位置（近傍の位置）に結像される。
【００２７】
表示装置１０においては、画像形成部１１０（この例では、光束変調器１３０）で画像情報を含む光束が生成され、その光束が投影領域制限部１８０に入射する。投影領域制限部１８０は、光束１１２の幅を制限しつつ反射し、光束１１２を半透過反射部１９０に入射させる。半透過反射部１９０で反射した光束１１２が、観視者３００の片方の目３０２に入射する。観視者３００は、半透過反射部１９０の近傍に結像された画像を、画像情報として観視する。
【００２８】
図２は、第１の実施形態に係る表示装置の使用状態を例示する模式図である。  
図２に表したように、本実施形態に係る表示装置１０は、移動体７００（例えば車両７３０）に搭載される。表示装置１０は、例えば、車両７３０のダッシュボード７２０の内部に設けられる。表示装置１０は、ダッシュボード７２０の上に配置されても良い。半透過反射部１９０は、車両７３０のフロントガラス部７３１（ウインドシールド）の近傍に配置される。この例では、表示装置１０は、車両用のヘッドアップディスプレイ５０として用いられている。
【００２９】
移動体７００は、表示装置１０が搭載される車体７０１（移動体の外囲部など）と、座席７４０と、を備える。座席７４０は、車体７０１の中に設けられる。座席７４０は、着座部７４１と、背もたれ部７４２と、を有する。背もたれ部７４２は、例えば、着座部７４１に連結される。
【００３０】
表示装置１０が車両７３０に搭載される場合、観視者３００は、例えば車両７３０の操縦者である。観視者３００は、車両７３０の座席７４０に座る。観視者３００は、半透過反射部１９０を介して車両７３０の外界の背景像７５０を観視する。半透過反射部１９０で反射して投影される光束１１２により形成される画像３５０は、背景像７５０と重畳される。観視者３００は、背景像７５０と表示された画像３５０とを同時に観視することができる。半透過反射部１９０は、画像３５０を含む光束１１２を反射しつつ、背景像７５０を含む光を透過させる。半透過反射部１９０は、コンバイナとして機能する。
【００３１】
表示装置１０が車両用のヘッドアップディスプレイ５０として用いられる場合、進行方向を指示する運行情報などが、画像情報として用いられる。表示装置１０の応用例の１つにおいては、例えば、進行方向を変更する矢印などの画像３５０が、外界の進行方向を変更する交差点の背景像７５０と重畳する位置に表示される。矢印などの画像３５０が、その画像３５０に対応した外界の背景像７５０の位置に重畳して表示されることで、より分かり易い表示が可能である。
【００３２】
両眼で観視するＨＵＤにおいては、背景像７５０の奥行き位置と、画像３５０の虚像の奥行き位置と、が異なり、両眼視差が生じるため、見難い。また、背景像７５０を観視するときと、画像３５０を観視するときとで、目の輻輳を変化させるために時間を要し、画像３５０または背景像７５０を瞬時に視認することが困難である。なお、この見難さを軽減するために、両眼ＨＵＤにおいては、形成する画像３５０（虚像）は、観視者３００から見て１５００ｍｍ以上離れた位置に配置される。しかしながら、画像３５０の像面（この例では虚像面）を観視者３００から一定以上離しても、上記のような見難さは十分には解消されない。
【００３３】
これに対して、本実施形態に係る表示装置１０においては、投影領域制限部１８０により、光束１１２の幅が制限され、画像３５０は片方の目３０２で視認される。このため、両眼視差による見難さが生じない。
【００３４】
さらに、表示装置１０においては、光束１１２の結象面を半透過反射部１９０の近傍に配置する。これにより、画像３５０を見易く表示できる。さらに、装置が小型化できる。
【００３５】
まず、小型化について説明する。  
本実施形態に係る表示装置１０においては、光束１１２を片方の目３０２に入射させ、アイレンジ１１４が小さいため、半透過反射部１９０のサイズを、両眼ＨＵＤに比べて小さくできる。これに加え、光束１１２を半透過反射部１９０の近傍の位置に結像させることで、半透過反射部１９０のサイズをさらに小さくできる。以下、半透過反射部１９０に求められるサイズについて説明する。
【００３６】
以下では、説明の便宜上、観視者３００から半透過反射部１９０に向かって遠ざかる方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直で、観視者３００からみて左から右に向かう方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向（観視者３００からみて下から上に向かう方向に対応）とする。
【００３７】
図３は、第１の実施形態に係る表示装置の特性を例示する模式図である。  
図３は、表示装置１０における、アイレンジ１１４、画像３５０及び半透過反射部１９０の位置関係及びサイズの関係、並びに、視点３０６（観視者３００の目３０２の位置）が移動したときの画像３５０の見え方を例示している。
【００３８】
アイレンジ１１４の範囲内に、視点３０６が配置される。画像３５０（この例では矢印）は、半透過反射部１９０の位置に結像している。ここで、画像３５０は画角ＡＦを有しているものとする。そして、視点３０６が、アイレンジ１１４の中心位置３１４Ｃにある場合に、画像３５０の中心が半透過反射部１９０の中心に配置されるものとする。半透過反射部１９０の位置に結像された像面上における画像３５０のサイズ（左右方向の幅）は、観視者３００の目３０２と半透過反射部１９０との間の距離と、画角ＡＦと、で決まる。
【００３９】
ここで、視点３０６がアイレンジ１１４の中心位置３１４Ｃにある状態３２０Ｃのときに、画像３５０の一方の端（左右方向の一端）は、半透過反射部１９０の一方の端に位置し、画像３５０の他方の端（左右方向の他端）は、半透過反射部１９０の他方の端に位置しているものとする。
【００４０】
観視者３００からみて、視点３０６がアイレンジ１１４の左端位置３１４Ｌにある状態３２０Ｌのときも、光束１１２（画像３５０）は、半透過反射部１９０の位置に結像されているため、半透過反射部１９０内（像面内）における画像３５０の位置は、中心であり、変化しない。
【００４１】
同様に、観視者３００からみて、視点３０６がアイレンジ１１４の右端位置３１４Ｒにある状態３２０Ｒのときも、半透過反射部１９０内において画像３５０の位置は、中心であり、変化しない。
【００４２】
このため、本実施形態に係る表示装置１０においては、半透過反射部１９０のサイズ（左右方向の幅）の最小値は、画角ＡＦの画像３５０のサイズ（左右方向の幅）となる。
【００４３】
図４は、参考例の表示装置の特性を例示する模式図である。  
表示装置１９ａにおいては、画像３５０は、観視者３００からみて半透過反射部１９０よりも遠くに結像される。ここで、半透過反射部１９０と、画像３５０の結像位置（結像面の位置）と、の距離を像面距離Ｌｆとする。この例のように、画像３５０が観視者３００からみて半透過反射部１９０よりも遠くに結像されるときの像面距離Ｌｆを、正とする。表示装置１９ａの場合も、視点３０６がアイレンジ１１４の中心位置３１４Ｃにある状態３２０Ｃにおいては、画像３５０の中心は半透過反射部１９０の中心に位置する。
【００４４】
観視者３００からみて、視点３０６がアイレンジ１１４の左端位置３１４Ｌにある状態３２０Ｌのときは、画像３５０は、半透過反射部１９０内の左側に移動する。逆に、観視者３００からみて、視点３０６がアイレンジ１１４の右端位置３１４Ｒにある状態３２０Ｒのときには、画像３５０は、半透過反射部１９０内において右方向に移動する。
【００４５】
このように、表示装置１９ａにおいては、視点３０６の移動によって画像３５０の位置が移動する。もし、表示装置１９ａにおける半透過反射部１９０のサイズが表示装置１０と同じ場合は、視点３０６の移動に伴う画像３５０の移動のために、画像３５０が半透過反射部１９０の外にはみ出す。すなわち、画像３５０に表示されない部分（欠け）が発生する。このため、アイレンジ１１４内で視点３０６が移動したときにおいても画像３５０の欠けを生じさせずに見せるためには、半透過反射部１９０のサイズは、表示装置１０の場合よりも大きくなる。すなわち、半透過反射部１９０のサイズは、画像３５０のサイズよりも大きくなる。
【００４６】
図５は、別の参考例の表示装置の特性を例示する模式図である。  
表示装置１９ｂにおいては、画像３５０は、観視者３００からみて半透過反射部１９０よりも近くに結像する。この例では、像面距離Ｌｆは負である。表示装置１９ｂの場合も、視点３０６がアイレンジ１１４の中心位置３１４Ｃにある状態３２０Ｃのときに、画像３５０の中心が半透過反射部１９０の中心に位置する。
【００４７】
観視者３００からみて、視点３０６がアイレンジ１１４の左端位置３１４Ｌにある状態３２０Ｌのときには、画像３５０は、半透過反射部１９０内の右側に移動する。逆に、観視者３００からみて、視点３０６がアイレンジ１１４の右端位置３１４Ｒにある状態３２０Ｒのときには、画像３５０は、半透過反射部１９０内において左方向に移動する。
【００４８】
このように、表示装置１９ｂにおいても、視点３０６の移動によって画像３５０の位置が移動する。このため、画像３５０を欠け無く見せるためには、半透過反射部１９０のサイズは、画像３５０のサイズよりも大きくなる。
【００４９】
このように、所定のアイレンジ１１４内で視点３０６が移動したときにおいても欠けの無い画像３５０を見せるための半透過反射部１９０のサイズは、画像３５０が半透過反射部１９０に結像する（像面距離Ｌｆが０である）場合に小さく、それ以外の場合には大きくなる。
【００５０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、表示装置の半透過反射部の幅を例示するグラフ図である。  
これらの図は、像面距離Ｌｆ（画像３５０の結像位置と半透過反射部１９０との距離）を変え、視点３０６がアイレンジ１１４の左端と右端との間で移動したときにおいても画像が欠け無く見えるための半透過反射部１９０の最小幅ｗｃ（左右方向の幅）を示している。この例では、視点３０６（目３０２）と半透過反射部１９０との間の距離Ｌｏｂは、１０００ｍｍである。
【００５１】
図６（ａ）は、画角ＡＦが３度である場合に対応し、図６（ｂ）は、画角ＡＦが６度である場合に対応する。これらの図の横軸は、像面距離Ｌｆである。像面距離Ｌｆが正のときは、観視者３００からみて画像３５０が半透過反射部１９０よりも遠くに配置されることに対応し、負のときは、画像３５０が半透過反射部１９０よりも近くに配置されることに対応する。これらの図の縦軸は、半透過反射部１９０の最小幅ｗｃを示している。図６（ａ）及び図６（ｂ）のそれぞれにおいて、最小幅ｗｃは、像面距離Ｌｆが０のときの値を１として規格化している。また、これらの図には、片方の目３０２で観視する場合（単眼視ＳＥ）の特性と、両方の目で観視する場合（両眼視ＢＥ）の特性と、が例示されている。単眼視ＳＥの場合のアイレンジ１１４の左右方向の幅ｗａは６５ｍｍとし、両眼視ＢＥの場合のアイレンジ１１４の左右方向の幅ｗａは１３０ｍｍとした。
【００５２】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、単眼視ＳＥ及び両眼視ＢＥにおいて、像面距離Ｌｆが０のとき（画像３５０が半透過反射部１９０の位置に結像されるとき）に、半透過反射部１９０の最小幅ｗｃが最も小さい。像面距離Ｌｆの絶対値が大きくなると、最小幅ｗｃは増大する。像面距離Ｌｆが負のときの最小幅ｗｃの増大率は、正のときの増大率よりも高い。
【００５３】
像面距離Ｌｆが正または負のとき、単眼視ＳＥにおいては、両眼視ＢＥのときよりも、半透過反射部１９０の最小幅ｗｃは小さい。例えば、像面距離Ｌｆが正のときには、単眼視ＳＥにおける半透過反射部１９０の最小幅ｗｃは、両眼視ＢＥにおける半透過反射部１９０の最小幅ｗｃの約１／２程度である。なお、このような幅の差異の２乗が、面積の差異となる。
【００５４】
単眼視ＳＥ及び両眼視ＢＥの両方の場合において、像面距離Ｌｆが０のときに、半透過反射部１９０の最小幅ｗｃを最も小さくできる。しかしながら、両眼視ＢＥの場合は、背景像７５０と画像３５０とを重畳してみたときの両眼視差による見にくさをある程度抑制するために、像面の位置は、観視者３００から１５００ｍｍ以上離す（像面距離Ｌｆが５００ｍｍ以上である）ことが必要である。このため、図６（ａ）及び図６（ｂ）において、像面距離Ｌｆが５００ｍｍ未満の領域は、両眼視ＢＥでは使用できない領域である。
【００５５】
一方、単眼視ＳＥにおいては、両眼視差による見にくさが生じないため、像面距離Ｌｆは、任意の値をとることができる。すなわち、像面距離Ｌｆは、５００ｍｍ未満でも良い。
【００５６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、像面距離Ｌｆの絶対値が小さい程（０に近い程）、半透過反射部１９０の最小幅ｗｃが小さくできる。半透過反射部１９０のサイズの観点からは、画像３５０（光束１１２）は、半透過反射部１９０の位置に結像される（像面距離Ｌｆが０）ことが最も好ましい。ただし、実施形態は、これに限らない。画像３５０（光束１１２）を半透過反射部１９０の近傍の位置に結像させることで、半透過反射部１９０のサイズを小さくできる。
【００５７】
さらに、図３に関して説明したように、本実施形態においては、光束１１２の結象面を半透過反射部１９０の位置に（例えば近傍に）配置することで、視点３０６が移動した場合でも、半透過反射部１９０内において、画像３５０の位置が実質的に移動しない。このため、車両７３０の揺れなどによって、視点３０６が上下左右に移動した場合においても、画像３５０の位置は、半透過反射部１９０の所定の位置に固定されている。例えば、特定の画像３５０（例えば矢印）を背景像７５０の特定の場所（例えば交差点）に重畳させる場合において、画像３５０の位置と、背景像７５０の位置と、の相対的な関係が実質的に固定される。このため、実施形態においては、視点３０６の位置が移動した場合においても、画像３５０を所望の背景像７５０の位置に重畳させることが維持できる。観視者３００から見た場合に、画像３５０が見易くなり、車両７３０のより安全な運転を支援できる。
【００５８】
例えば、単眼視ＳＥの表示装置（ＨＵＤ）において、光束１１２のアイレンジ１１４を制限する開口絞りを設け、開口絞りの位置と観視者３００の位置とを結像関係にする構成がある。この例では、観視者３００から見て、半透過反射部１９０から１５００ｍｍ以上遠方側に、光束１１２（画像３５０）を結像させる。このＨＵＤにおいては、半透過反射部１９０から遠い位置に結像させる遠方結像構成が採用されている。このＨＵＤにおいては、路面などの背景に、矢印等の画像情報を重畳させて表示する場合に、路面（背景）に近い位置に画像３５０を結像させるとういう発想が採用されている。
【００５９】
しかしながら、上記のように、遠方結像構成においては、半透過反射部１９０のサイズが大きくなる。さらに、車両７３０の揺れなどにより視点３０６が動いたときに、画像３５０の位置は背景像７５０からずれ易い。
【００６０】
これに対して、本実施形態は、路面に近い位置（すなわち半透過反射部１９０から遠い位置）ではなく、半透過反射部１９０の近傍に光束１１２（画像３５０）を結像するという新しい発想に基づいている。実施形態に係る表示装置１０においては、半透過反射部１９０の近傍に結像させる近傍結像構成を採用する。これにより、半透過反射部１９０が小さくでき、装置を小型化でき、さらに、揺れなどにより視点３０６が動いたときでも画像３５０の位置は固定され、見易い表示を提供できる。さらに、以下に説明するように、画像３５０と背景像７５０の「同時視認性」も向上する。
【００６１】
以下、本実施形態に係る表示装置１０に関して、視認性の評価実験の結果について説明する。この評価実験では、参考例として両眼視の表示装置に関しても評価を行った。
【００６２】
図７は、表示装置の視認性の評価実験における構成を示す模式図である。  
図７に表したように、背景像７５０として、スクリーン上に投影したランドルト環の映像を用いた。スクリーンと観視者３００との間の距離Ｌ２は、５０００ｍｍとした。観視者３００の前にハーフミラー１９５を配置し、光束１１２をハーフミラー１９５で反射させて観視者３００の頭部３０５に向けて投影する。ハーフミラー１９５において、光束１１２は、４５度の入射角で入射し、４５度の出射角で出射する。観視者３００とハーフミラー１９５との間の距離Ｌ１は、５００ｍｍである。観視者３００は、ハーフミラーで反射する光束１１２に含まれる画像３５０を観視する。観視者３００は、ハーフミラー１９５を介して、画像３５０と共に背景像７５０（ランドルト環）を観視する。
【００６３】
この実験では、光束１１２（画像３５０）の結像位置を変え、像面距離Ｌｆａ（ハーフミラー１９５と結像面との距離）を変えた。具体的には、像面距離Ｌｆａが５００ｍｍの場合と、像面距離Ｌｆａが２０００ｍｍの場合と、に関して評価を行った。この実験では、半透過反射部１９０が観視者３００から１０００ｍｍ離れた位置に設置されることを想定している。像面距離Ｌｆａが５００ｍｍの場合は、半透過反射部１９０の位置に光束１１２を結像させる構成（近傍結像構成、短焦点結像）に相当する。像面距離Ｌｆａが２０００ｍｍの場合は、半透過反射部１９０から１５００ｍｍ遠方の位置に結像させる構成（遠方結像構成、長焦点結像）に相当する。そして、観視者３００の片目のみに光束１１２を投影する単眼視ＳＥの条件と、両目に光束１１２を投影する両眼視ＢＥの条件と、に関して評価を行った。
【００６４】
視認性の評価では、背景像７５０として、円環のカット位置が異なる種々のランドルト環を観視者３００に観視させつつ、画像３５０を短時間提示し、その画像３５０の内容を回答させる。具体的には、用いた画像３５０は２種類であり、１つの長方形の画像と、２つの長方形の画像と、のいずれかを、観視者３００に１００ミリ秒間提示する。そして、提示された長方形の個数が１つか２つかを回答させる。すなわち、この評価においては、背景像７５０と画像３５０の「同時視認性」を評価する。観視者３００から見て、背景像７５０（ランドルト環）及び画像３５０の位置の俯角は、５度である。
【００６５】
評価においては、１人の被験者について、ランドルト環のカット位置の正答数Ａ１に対する、画像３５０の長方形の個数の正答数Ａ２を、同時視認性正答率Ａｒ（＝Ａ２／Ａ１）とする。
【００６６】
以下、評価結果について説明する。  
両眼視ＢＥで、像面距離Ｌｆａが５００ｍｍの第１条件ときの同時視認性正答率Ａｒは、３０％であった。これは、両眼視ＢＥにおいては、画像３５０の位置（観視者３００から１０００ｍｍ）が、背景像７５０の位置（観視者３００から５０００ｍｍ）とは大きく異なるためである。例えば、ランドルト環を注視していた状態から、長方形の画像３５０に注視点を変更しようとし、輻輳を変化させようとする。しかしながら、画像３５０の表示時間が１００ｍｓと短いため、注視点の変更（輻輳の変更）が間に合わず、画像３５０の内容を正確に認識できない。
【００６７】
両眼視ＢＥで、像面距離Ｌｆａが２０００ｍｍの第２条件ときの同時視認性正答率Ａｒは、８２％であった。両眼視差がある場合において、画像３５０の位置を観視者３００から離すことで、注視点の距離差が小さくなり、同時視認性正答率Ａｒが第１条件よりも向上するものと考えられる。
【００６８】
単眼視ＳＥで、像面距離Ｌｆａが５００ｍｍの第３条件ときの同時視認性正答率Ａｒは、９６％であった。像面距離Ｌｆａが５００ｍｍで両眼視ＢＥの第１条件のときの同時視認性正答率Ａｒが３０％であるのに対して、像面距離Ｌｆａが５００ｍｍで単眼視ＳＥの第３条件においては、同時視認性正答率Ａｒが著しく改善する。
【００６９】
単眼視ＳＥで、像面距離Ｌｆａが２０００ｍｍの第４条件ときの同時視認性正答率Ａｒは、１００％であった。
【００７０】
単眼視ＳＥにおいても、画像３５０を正確に認知するためには目３０２の焦点を変化させると考えられる。この単眼視ＳＥにおける目の焦点の変更には、輻輳の変更ほど時間がかからないが、一定の時間を要すると考えられる。このため、単眼視ＳＥにおいて、像面距離Ｌｆａが５００ｍｍのとき（第３条件）よりも、２０００ｍｍのとき（第４条件）のときの方が、同時視認性正答率Ａｒが高くなると考えられる。しかしながら、両眼視ＢＥのときに比べれば、第３条件のときの同時視認性正答率Ａｒは、第４条件のときのそれと実質的に同じ程度に高い。
【００７１】
本実施形態に係る表示装置１０においては、単眼視ＳＥにおいて、像面距離Ｌｆを５００ｍｍ（第３条件）にする（半透過反射部１９０の位置に結像する）ことで、像面距離Ｌｆが大きい第４条件（半透過反射部１９０から１５００ｍｍ遠く離れた位置に結像）と実質的に同様の高い同時視認性を維持しつつ、半透過反射部１９０のサイズを小さくできる。
【００７２】
画像３５０と背景像７５０との同時視認性が高いことは、背景に重畳させて画像情報を提示する表示装置において重要である。同時視認性が高いことで、背景の状況（道路状況など）を十分に認識しつつ、表示する画像情報の認識率が向上できる。また、表示する画像情報を認識しつつ、背景の状況（道路状況など）を瞬時に認識できるようになる。
【００７３】
本実施形態に係る表示装置１０における、光束１１２（画像３５０）の結像位置と半透過反射部１９０との間の距離（像面距離Ｌｆ）の例について説明する。以下では、半透過反射部１９０として、凹面鏡が用いられる例について説明する。
【００７４】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。  
図８（ａ）に表したように、半透過反射部１９０は、凹面状の反射面（第１反射面１９０ａ）を有する。第１反射面１９０ａは光軸ｍｚを有する。光軸ｍｚと、第１反射面１９０ａと、の交点を反射面中心１９０ｃとする。像面距離Ｌｆは、反射面中心１９０ｃの位置を基準とした、光束１１２に沿った距離とする。第１反射面１９０ａの凹状の内側から外側に向かう方向を正方向とする。第１反射面１９０ａの外側から内側に向かう方向を負方向とする。すなわち、半透過反射部１９０に光束１１２が入射し反射する側が負方向である。
【００７５】
図８（ａ）に示した例においては、光束１１２は、反射面中心１９０ｃの位置に結像している。従って、この例では、像面距離Ｌｆは０である。
【００７６】
図８（ｂ）に表した例では、光束１１２は、第１反射面１９０ａで反射した後で、反射面中心１９０ｃから負方向に離れた位置で、結像している。反射面中心１９０ｃと、結像位置と、の間の光束１１２（出射する光束）に沿った距離が像面距離Ｌｆ（負）である。
【００７７】
図８（ｃ）に表した例では、光束１１２は、第１反射面１９０ａに入射する前に結像している。このとき、半透過反射部１９０の正の位置に、虚像が形成される。この虚像の位置と、反射面中心１９０ｃと、の間の光束１１２（出射する光束）に沿った距離が、像面距離Ｌｆ（正）とされる。
【００７８】
このように、実施形態において、光束１１２は、半透過反射部１９０の厳密な位置に結像されるだけでなく、半透過反射部１９０の近傍に結像されても良い。像面距離Ｌｆの絶対値は、観視者３００と半透過反射部１９０との間の距離Ｌｏｂの１／２以下である。
【００７９】
例えば、像面距離Ｌｆの絶対値は、２５０ｍｍ以下である。  
表示装置１０において、半透過反射部１９０は、例えば、車両７３０のフロントガラス部７３１の近傍に配置される。フロントガラス部７３１の下側にはダッシュボード７２０があり、ダッシュボード７２０には、車両７３０の車両情報（車速などを含む）を表示する計器表示装置が設けられる場合が多い。このとき、観視者３００からみた奥行き方向において、計器表示装置の位置と、画像３５０の結像位置と、が近いことが、見易さや疲労の観点で望ましい。
【００８０】
このことから、半透過反射部１９０から画像３５０の結像位置までの距離は、半透過反射部１９０から計器表示装置までの、奥行き方向（Ｚ軸）に沿った距離を想定した２５０ｍｍ以下とすることが実用的に好ましい。
【００８１】
例えば、半透過反射部１９０から１５００ｍｍなどの遠い位置に画像３５０を結像させる遠方結像構成においては、計器表示装置と、画像３５０と、背景像７５０と、の３種の距離の像を観視することになる。これに対して、半透過反射部１９０から２５０ｍｍなどの近い位置に画像３５０を結像させる近傍結像構成においては、像の距離は、計器表示装置及び画像３５０の位置と、背景像７５０の位置と、の２種になる。実施形態においては、像の距離の種類が実質的に２つであるため、観視者３００の体への負担が軽くなり、疲労が軽減される。
【００８２】
計器表示装置の位置に、より近いことを考慮すると、観視者３００からみて、結像位置は半透過反射部１９０よりも手前（負の方向）であることが好ましい。そして、像面距離Ｌｆは２５０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００８３】
一方、図３、並びに、図６（ａ）及び図６（ｂ）に関して説明したように、半透過反射部１９０の最小幅ｗｃの観点及び視点３０６の移動に伴う画像３５０の移動の観点では、像面距離Ｌｆは小さい方が良い。  
以上から、総合的には、像面距離Ｌｆ（の絶対値）は２５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００８４】
なお、本実施形態に係る表示装置１０は、車両用のＨＵＤだけでなく、例えば、各種の窓や商品陳列ケース等、半透過反射部１９０を通した背景像７５０と、半透過反射部１９０に投影され反射した光束１１２で形成される画像３５０と、を同時に観視する全ての表示装置として使用することができる。これにより、両眼視差による見難さを生じさせず見易い表示が可能になる。また、奥行き知覚を増強した表示が可能になる。さらに、ＨＵＤ以外の用途として、例えば、複数の人が居る中で特定の人のみに、または特定の人の眼のみに映像を呈示できる表示に、実施形態に係る表示装置を用いても良い。
【００８５】
図９は、第１の実施形態に係る表示装置の一部を例示する模式図である。  
図９は、投影領域制限部の例を示している。実施形態に係る投影領域制限部には、凹面鏡が用いられている。すなわち、投影領域制限部１８０Ａ及び１８０Ｂは、凹面状の第２反射面１８０ａを有する。投影領域制限部１８０Ａにおいては、その光軸に沿ってみたときに、投影領域制限部１８０Ａの外形は、四角形（例えば長方形）である。四角形の角部が曲線状でも良い。また、投影領域制限部１８０Ｂの外形は、円形（扁平円も含む）である。第２反射面１８０ａの外縁の位置を制限する（すなわち、第２反射面１８０ａの外形を制限する）ことで、アイレンジ１１４が制限される。
【００８６】
投影領域制限部１８０Ｃは、凹面状の第２反射面１８０ａを有する凹面鏡（反射部１８０ｒ）と、制限部１８０ｂと、を有している。反射部１８０ｒは、凹面状の第２反射面１８０ａを有している。制限部１８０ｂは、反射部１８０ｒの周縁に設けられ、その周縁に入射する光を吸収する。制限部１８０ｂは、反射部１８０ｒの第２反射面１８０ａに光が入射する領域を制限する。制限部１８０ｂは、第２反射面１８０ａの外縁部分（周縁）の少なくとも一部を遮蔽する。制限部１８０ｂは、光吸収性である。制限部１８０ｂは、開口部１８０ｏを有しており、開口部１８０ｏにおいて、第２反射面１８０ａが露出する。第２反射面１８０ａのうちで制限部１８０ｂで覆われていない部分が、光束１１２を半透過反射部１９０に向けて反射させる。第２反射面１８０ａのうちで制限部１８０ｂにより遮蔽された部分は、光束１１２を半透過反射部１９０に向けて反射させる機能を有していない。制限部１８０ｂの開口部１８０ｏを制限することで、アイレンジ１１４を制限する。例えば、制限部１８０ｂとして、反射部１８０ｒを保持し固定する保持部（ホルダ）が用いられる。制限部１８０ｂとして機能するホルダを用いることで部品数が少なくなる。
【００８７】
第２反射面１８０ａのうち、領域制限部１８０ｂで覆われていない領域の形状（例えば開口部１８０ｏの形状）は、四角形（例えば長方形など）である。四角形の角部が曲線状でも良い。また、円形（扁平円も含む）でも良い。反射部１８０ｒの形状、領域制限部１８０ｂの形状、及び、開口部１８０ｏの形状は任意である。
【００８８】
第１の実施形態に係る表示装置１０においては、像面距離Ｌｆ（の絶対値）を２５０ｍｍ以下にすることで、画像３５０と背景像７５０の同時視認率が高く、見易い画像３５０を提供できる。さらに、揺れなどにより視点３０６が動いたときにも画像３５０の位置が実質的に移動しないことから、例えば、背景像７５０に画像３５０を重畳させた状態が維持でき、画像３５０で示す情報をより分かり易く伝えることができる。さらに、半透過反射部１９０が小さくでき、装置を小型化できる。
【００８９】
（第２の実施形態）  
図１０は、第２の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。  
図１０に表したように、本実施形態に係る表示装置１１は、画像形成部１１０と、投影部１７１と、を含む。また、筐体１８８が設けられている。投影部１７１は、開口絞り１８３と、第１集光素子１８１（例えば第１レンズ）と、第２集光素子１８２（例えば第２レンズ）と、反射鏡１８４と、半透過反射部１９０と、を含む。本実施形態では、投影領域制限部として、開口絞り１８３が用いられる。開口絞り１８３は、開口部１８３ｏを有する。反射鏡１８４として平面鏡または凹面鏡を用いることができる。画像形成部１１０、筐体１８８及び半透過反射部１９０には、第１の実施形態に関して説明した構成を採用できるので説明を省略する。以下、開口絞り１８３、第１集光素子１８１、第２集光素子１８２及び反射鏡１８４に関して説明する。
【００９０】
光束の光路上において、第１集光素子１８１は、画像形成部１１０と反射鏡１８４との間に設けられ、開口絞り１８３は、画像形成部１１０と第１集光素子１８１との間に設けられ、第２集光素子１８２は、画像形成部１１０と開口絞り１８３との間に設けられる。第１集光素子１８１は、第１焦点距離ｆ１を有し、第２集光素子１８２は、第２焦点距離ｆ２を有する。
【００９１】
例えば、開口絞り１８３と第１集光素子１８１との距離は、第１焦点距離ｆ１に設定される。また、開口絞り１８３と第２集光素子１８２との距離は、第２焦点距離ｆ２に設定される。
【００９２】
この例では、反射鏡１８４と第１集光素子１８１との間の位置に中間像１８５が形成される。中間像１８５が形成される位置と、第１集光素子１８１と、の距離は、第１焦点距離ｆ１である。
【００９３】
開口絞り１８３は、光吸収性である。画像形成部１１０から出射した光束１１２ａの一部が、開口絞り１８３によって吸収され、この光は使用されない。光束１１２ａのうちで開口絞り１８３の開口部１８３ｏを通過した光が、反射鏡１８４を介して、半透過反射部１９０に至る。半透過反射部１９０で反射した光（光束１１２）が、観視者３００に向けて投影される。観視者３００の位置における光束１１２のアイレンジ１１４の幅ｗａは、開口部１８３ｏの幅ｗｂに対して比例する。
【００９４】
表示装置１１においても、光束１１２は、半透過反射部１９０の近傍に結像する。すなわち、結像面と半透過反射部１９０との間の距離は２５０ｍｍ以下である。これにより、見易い表示が可能になる。さらに装置が小型化できる。
【００９５】
（第３の実施形態）  
図１１は、第３の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。  
図１１に表したように、本実施形態に係る表示装置１２は、画像形成部１１０と、投影部１７０と、筐体１８８と、を含む。画像形成部１１０は、光源１２０と、光束変調器１３０と、を含む。光源１２０は、光発生装置１２１と、テーパーライトガイド１２３と、を含む。投影部１７０及び筐体１８８には、第１の実施形態に関して説明した構成を適用することができるので説明を省略する。以下では、光源１２０と及び光束変調器１３０に関して、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００９６】
表示装置１２においては、テーパーライトガイド１２３の光束変調器１３０に対向する面（出射面１２２ｓ）が、テーパーライトガイド１２３の光軸に対して傾斜している。テーパーライトガイド１２３の出射面１２２ｓの法線は、光発生装置１２１から出射した光Ｌｉの光軸１３０ｉに対して所定の角度（入射角θ１）で傾斜している。光束変調器１３０から出射する光（出射光Ｌｏ）の光軸１３０ｏは、光束変調器１３０の主面１３１の法線１３０ｎに対して傾斜している。光軸１３０ｏと、光束変調器１３０の主面１３１の法線１３０ｎと、の間の角度（出射角θ２）は、例えば、３度以上２０度以下である。
【００９７】
ここで、テーパーライトガイド１２３の屈折率をｎ１とし、外部（空気）の屈折率をｎ２とすると、スネルの法則により、ｎ１・ｓｉｎθ１＝ｎ２・ｓｉｎθ２となる。ｎ２＝１であり、ｎ１が約１．５のときは、ｓｉｎθ１＝（ｓｉｎθ２）／１．５となる。３度以上２０度以下の出射角θ２に対応させて、入射角θ１を２度以上１３度以下に設定する。
【００９８】
もし、光束変調器１３０からの出射光Ｌｏの光軸１３０ｏと、光束変調器１３０の法線１３０ｎと、が平行である場合には、例えば、太陽などの外光が投影領域制限部１８０に入射したときに、その外光が表示装置内で反射して、反射した光が、光軸１３０ｏに沿って出射することで、観視者３００の目３０２に入射する。このような経路で外光が目３０２に入射すると、外光により観視者３００は目がくらむ。また、表示する画像３５０の認識を困難にする場合がある。
【００９９】
表示装置１２においては、光束変調器１３０からの出射光Ｌｏの光軸１３０ｏを、光束変調器１３０の法線１３０ｎに対して傾斜させるため、上記の経路で入射する外光が観視者３００の目３０２に入射することを抑制できる。すなわち、投影領域制限部１８０に入射した外光は、光軸１３０ｏに沿って光束変調器１３０に入射し、その光が光束変調器１３０で反射し出射するときには、光軸１３０ｏの方向（投影領域制限部１８０に向かう方向）とは異なる方向に向けて出射する。その光は、例えば、筐体１８８の内側に設けられる光吸収層１８８ａにより吸収される。これにより、反射光は、目３０２に入射しない。
【０１００】
なお、出射角θ２が小さ過ぎると、投影領域制限部１８０の一部を通過する反射光が目３０２に到達することがある。このため、出射角θ２は、例えば、３度以上に設定する。
【０１０１】
また、出射角θ２が大き過ぎると、光束変調器１３０の光学特性（例えば透過率）の低下が顕著になる。出射角θ２を２０度以下とすると、光学特性の低下が実用的に問題にならなくなる。
【０１０２】
なお、光束変調器１３０から出射する光（出射光Ｌｏ）の光軸１３０ｏを、光束変調器１３０の主面１３１の法線１３０ｎに対して傾斜させることで、光軸１３０ｏに対して垂直な方向に沿った光束変調器１３０の高さＨ１を縮減できる。これにより、例えば、筐体１８８の高さＨ２を縮減でき、表示装置１２の小型化に寄与できる。
【０１０３】
（第４の実施形態）  
図１２は、第４の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。  
本実施形態に係る表示装置１２ａは、画像形成部１１０ａと、投影部と、を含む。投影部は、第１の実施形態に関して説明した構成を適用できるので、図１２では省略している。
【０１０４】
画像形成部１１０ａは、光束変調器１３０と、複数の光源１２０と、を含む。光束変調器１３０には、第１の実施形態に関して説明した構成を適用できるので説明を省略する。この例では、１つの光束変調器１３０に対して３つの光源１２０が設けられている。複数の光源１２０のそれぞれは、光発生装置１２１と、テーパーライトガイド１２４と、を含む。光発生装置１２１には、第１の実施形態に関して説明した構成を適用できるので説明を省略する。テーパーライトガイド１２４には、第１の実施形態に関して説明したテーパーライトガイド１２２（光軸が出射面に対して垂直）、及び、第３の実施形態に関して説明したテーパーライトガイド１２３（光軸が出射面に対して傾斜）のいずれかの構成を適用できる。この例では、テーパーライトガイド１２４の光軸は出射面に対して傾斜している。
【０１０５】
テーパーライトガイド１２４のそれぞれの出射面（底面）が１つの光束変調器１３０に対向して配置されている。テーパーライトガイド１２４のそれぞれの光軸は、互いに実質的に平行である。３つの光源１２０から出射した光のそれぞれが、光束変調器１３０に入射する。３つの光源１２０から出射した光のそれぞれが光束変調器１３０を通過して出射する光の光軸のそれぞれは、互いに実質的に平行である。複数のテーパーライトガイド１２４を設けることで、１つのテーパーライトガイド１２４の光軸に沿った長さが縮小でき、装置をより小型化できる。１つの光束変調器１３０に対して設けられる光源１２０の数は、任意である。
【０１０６】
（第５の実施形態）  
本実施形態は、移動体７００（例えば車両７３０）に係る。移動体７００の構成の例については、図２に関して説明した通りである。移動体７００は、第１の実施形態に係る任意の表示装置と、その表示装置が搭載される車体７０１（外囲部）と、背もたれ部７４２を有する座席７４０と、を含む。本実施形態に係る移動体７００においては、光束１１２の結像の位置と半透過反射部１９０との間の距離（像面距離Ｌｆ)は、背もたれ部７４２の位置と半透過反射部１９０との間の距離の１／２よりも短い。観視者３００は座席７４０に着席しているため、観視者３００の目３０２と半透過反射部１９０との間の距離Ｌｏｂは、背もたれ部７４２と半透過反射部１９０との間の距離と実質的に同じと見なすことができる。この場合も、半透過反射部１９０の近傍に光束１１２（画像３５０）が結像される。すなわち、像面距離Ｌｆを２５０ｍｍ以下にする。
【０１０７】
これにより、見易い単眼用の表示装置を搭載する移動体を提供できる。
【０１０８】
第１〜第４の実施形態においては、半透過反射部１９０が、投影部１７０に設けられる場合について説明したが、半透過反射部１９０は、投影部１７０とは別に、移動体７００（例えば車両７３０）に設けられても良い。例えば、半透過反射部１９０は、移動体７００の室内側のフロントガラス部７３１の面上に設けられる。このように、半透過反射部１９０は、単眼用の表示装置に設けても良く、移動体７００に設けても良い。
【０１０９】
半透過反射部１９０が移動体７００に設けられる場合は、光束１１２（画像３５０）の結像面は、半透過反射部１９０の近傍に配置されるように、表示装置が車両７３０内に設置される。具体的には、像面距離Ｌｆが２５０ｍｍ以下になるように、表示装置が設置される。これにより、見易い表示が提供でき、また、表示装置も小型化できる。
【０１１０】
図１３は、第５の実施形態に係る移動体を例示する模式図である。  
図１３に表したように、本実施形態に係る移動体７００は、自動車等の車両７３０の他、列車、飛行機、ヘリコプター、船舶等、各種の形態を有することができる。
【０１１１】
（第６の実施形態）  
本実施形態は、表示装置の設置方法に係る。  
本設置方法で用いられる表示装置は、単眼用の表示装置である。本表示装置は、画像情報を有する光束１１２を出射する画像形成部１１０と、画像形成部１１０から出射した光束１１２の幅を制限する投影領域制限部１８０を含む投影部１７０と、を含む。この例では、半透過反射部１９０は、例えば車両７３０に設置される。本実施形態では、投影領域制限部１８０から出射した光束１１２の結像面と、光束１１２を反射する半透過反射部１９０と、の間の距離が２５０ｍｍ以下となるように、表示装置を設置する。
【０１１２】
ここで、表示装置を設置する時に、半透過反射部１９０が実際に設置されていなくても良い。例えば、半透過反射部１９０が設置される所定の位置（設計位置）と、光束１１２の結像面と、の間の距離が２５０ｍｍ以下となるように、表示装置を設置しても良い。
【０１１３】
また、本設置方法において、図１０に例示した表示装置１１のように、投影領域制限部１８０（開口絞り１８３）と、第１集光素子１８１と、第２集光素子１８２（例えば第２レンズ）と、反射鏡１８４と、を含む投影部１７１を用いても良い。
【０１１４】
本実施形態に係る表示装置の設置方法によれば、像面距離Ｌｆを２５０ｍｍ以下にすることで、情報を見易く表示するように表示装置を設置できる。また、小型の表示装置を用いることができる。
【０１１５】
実施形態によれば、見易い単眼用の表示装置、移動体、及び、表示装置の設置方法が提供できる。
【０１１６】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、表示装置に含まれる画像形成部、光源、光発生装置、導光部、テーパーライトガイド、光束変調器、投影領域制限部、投影部、反射部、領域制限部、第１集光素子、第２集光素子及び開口絞りなど、並びに、移動体に含まれる外囲部、車体、座席、背もたれ部及び着座部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１１７】
その他、本発明の実施の形態として上述した表示装置、移動体及び表示装置の設置方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置、移動体及び表示装置の設置方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１１８】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１１９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０、１１、１２、１２ａ、１９ａ、１９ｂ…表示装置、  ５０…ヘッドアップディスプレイ、  １１０、１１０ａ…画像形成部、  １１２、１１２ａ…光束、  １１４…アイレンジ、  １２０…光源、  １２１…光発生装置、  １２２、１２３…テーパーライトガイド、  １２２ｓ…出射面、  １３０…光束変調器、  １３０ｉ…光軸、  １３０ｎ…法線、  １３０ｏ…光軸、  １３１…主面、  １７０、１７１…投影部、  １８０、１８０Ａ〜１８０Ｃ…投影領域制限部、  １８０ａ…第２反射面、  １８０ｂ…制限部、  １８０ｏ…開口部、  １８０ｒ…反射部、  １８１…第１集光素子、  １８２…第２集光素子、  １８３…開口絞り、  １８３ｏ…開口部、  １８４…反射鏡、  １８５…中間像、  １８８…筐体、  １８８ａ…光吸収層、  １９０…半透過反射部、  １９０ａ…第１反射面、  １９０ｃ…反射面中心、  １９５…ハーフミラー、  ３００…観視者、  ３０２…目、  ３０５…頭部、  ３０６…視点、  ３１４Ｃ…中心位置、  ３１４Ｌ…左端位置、  ３１４Ｒ…右端位置、  ３２０Ｃ、３２０Ｌ、３２０Ｒ…状態、  ３５０…画像、  ７００…移動体、  ７０１…車体、  ７２０…ダッシュボード、  ７３０…車両、  ７３１…フロントガラス部、  ７４０…座席、  ７４１…着座部、  ７４２…背もたれ部、  ７５０…背景像、  ＡＦ…画角、  ＢＥ…両眼視、  Ｈ１、Ｈ２…高さ、  Ｌ１、Ｌ２…距離、  Ｌｆ、Ｌｆａ…像面距離、  Ｌｉ…光、  Ｌｏ…出射光、  Ｌｏｂ…距離、  ＳＥ…単眼視、  ｍｚ…光軸、  ｗａ…幅、  ｗｂ…幅、  ｗｃ…最小幅、  ｗｈ…幅、  θ１…入射角、  θ２…出射角
【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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