(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体（１）に搭載され、投影窓（２ａ）を通じて投影部材（３）へ表示光を投影することにより、乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
画像を可視領域の複数の波長を含む表示光として投射する表示光投射部（１０）と、
前記表示光投射部からの前記表示光を前記投影窓側へ導光する導光部（３０）と、を備え、
前記導光部は、光学多層膜（４４，２４４，２４８）を用いて前記表示光を反射するコールドミラー部（４０，２４０）を有し、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｙｍ）との間の波長領域を第１波長領域（ＷＲ１）と、前記等色関数Ｙが最大となる波長と等色関数Ｘが最大となる波長（λｘｍ）との間の波長領域を第２波長領域（ＷＲ２）と定義し、
前記表示光に対する前記コールドミラー部の反射率であって、対象となる波長領域内の各波長の反射率のうち最小値をとる反射率を最小反射率と定義すると、
前記第２波長領域における前記最小反射率は、前記第１波長領域における前記最小反射率よりも大きく、前記第１波長領域における前記最小反射率は、８０％以下のエネルギー反射率であるヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
移動体（１）に搭載され、投影窓（２ａ）を通じて投影部材（３）へ表示光を投影することにより、乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
画像を可視領域の複数の波長を含む表示光として投射する表示光投射部（１０）と、
前記表示光投射部からの前記表示光を前記投影窓側へ導光する導光部（３０）と、を備え、
前記導光部は、光学多層膜（４４，２４４，２４８）を用いて前記表示光を反射するコールドミラー部（４０，２４０）を有し、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｙｍ）とのちょうど中間となる波長を第１中間波長（λｍ１）と、前記等色関数Ｙの値が最大となる波長と等色関数Ｘの値が最大となる波長（λｘｍ）とのちょうど中間となる波長を第２中間波長（λｍ２）と定義すると、
前記表示光に対する前記コールドミラー部の反射率について、前記第２中間波長における反射率は、前記第１中間波長における反射率よりも大きく、前記第１中間波長における反射率は、８０％以下のエネルギー反射率であるヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
赤外領域における各波長の平均反射率は、可視領域における各波長の平均反射率よりも小さい請求項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】
赤外領域としての７８０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長領域における各波長の平均反射率は、２０％以下のエネルギー反射率である請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
移動体（１）に搭載され、投影窓（２ａ）を通じて投影部材（３）へ表示光を投影することにより、乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
画像を可視領域の複数の波長を含む表示光として投射する表示光投射部（１０）と、
前記表示光投射部からの前記表示光を前記投影窓側へ導光する導光部（３０）と、を備え、
前記導光部は、光学多層膜（４４，２４４，２４８）を用いて前記表示光を反射するコールドミラー部（４０，２４０）を有し、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｙｍ）との間の波長領域を第１波長領域（ＷＲ１）と、前記等色関数Ｙが最大となる波長と等色関数Ｘが最大となる波長（λｘｍ）との間の波長領域を第２波長領域（ＷＲ２）と定義し、
前記表示光に対する前記コールドミラー部の反射率であって、対象となる波長領域内の各波長の反射率のうち最小値をとる反射率を最小反射率と定義すると、
前記第２波長領域における前記最小反射率は、前記第１波長領域における前記最小反射率よりも大きく、
前記コールドミラー部は、
赤外領域における各波長の平均反射率が可視領域における各波長の平均反射率よりも小さく、赤外領域の光を前記表示光の光路（ＯＰ）から遮断する赤外領域遮断ミラー（２４６）と、
前記第２波長領域における各波長の平均反射率が可視領域のうち前記第２波長領域を除く領域における各波長の平均反射率よりも小さく、前記第２波長領域の光を前記光路から遮断する第２波長領域遮断ミラー（２４２）と、を有するヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２波長領域遮断ミラーは、前記光路上において、前記赤外領域遮断ミラーよりも前記表示光投射部側に配置されている請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
前記赤外領域遮断ミラー及び前記第２波長領域遮断ミラーの少なくとも一方は、凹状に湾曲することで曲面状に形成されている凹状反射面を有する請求項５又は６に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項８】
画像の表示に用いられ、ミラー基板（４２）と、前記ミラー基板の表面（４２ａ）に形成された光学多層膜（４４）と、を備え、前記光学多層膜により入射光の一部を反射すると共に、他部を光路（ＯＰ）から遮断するコールドミラーであって、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｙｍ）との間の波長領域を第１波長領域（ＷＲ１）と、前記等色関数Ｙの値が最大となる波長と等色関数Ｘの値が最大となる波長（λｘｍ）との間の波長領域を第２波長領域（ＷＲ２）と定義し、
対象となる波長領域内の各波長の反射率のうち最小値をとる最小反射率を定義すると、
前記第２波長領域における前記最小反射率は、前記第１波長領域における前記最小反射率よりも大きく、前記第１波長領域における前記最小反射率は、８０％以下のエネルギー反射率であるコールドミラー。
【請求項９】
画像の表示に用いられ、ミラー基板（４２）と、前記ミラー基板の表面（４２ａ）に形成された光学多層膜（４４）と、を備え、前記光学多層膜により入射光の一部を反射すると共に、他部を光路（ＯＰ）から遮断するコールドミラーであって、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｚｍ）とのちょうど中間となる波長を第１中間波長（λｍ１）と、前記等色関数Ｙの値が最大となる波長と等色関数Ｘの値が最大となる波長（λｘｍ）とのちょうど中間となる波長を第２中間波長（λｍ２）と定義すると、
前記入射光に対する反射率について、前記第２中間波長における反射率は、前記第１中間波長における反射率よりも大きく、前記第１中間波長における反射率は、８０％以下のエネルギー反射率であるコールドミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置を略称とする）と、当該ＨＵＤ装置への採用に好適なコールドミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体に搭載され、投影窓を通じて投影部材に表示光を投影することにより、乗員により視認可能な虚像を表示するＨＵＤ装置が知られている。特許文献１に開示のＨＵＤ装置は、画像を可視領域の複数の波長を含む表示光として投射する表示光投射部と、表示光投射部からの表示光を投影窓へ導光する導光部と、を備えている。さらに導光部は、光学多層膜を用いて表示光を反射するコールドミラー部を有している。
【０００３】
ここでコールドミラー部は、４５０〜４８０ｎｍ、５３０〜５６０ｎｍ、６１０〜６４０ｎｍの反射率が高く、可視光の他の波長領域では反射率が低くなっている。具体的に、５１０ｎｍ付近と５９０ｎｍ付近に２つの最低反射率を有する波長が存在し、当該２つの最低反射率は、互いに実質等しい約５０％に設定されている。ＨＵＤ装置外部から投影窓を通じてＨＵＤ装置内部に入射する太陽光等の外光が、コールドミラー部に反射されて表示光投射部まで到達することを抑制することができる。すなわち、表示光投射部の温度上昇による寿命低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４４８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、本発明者らは、虚像の表示品位を高める観点から、コールドミラー部の反射率をどのように設定すべきかについて、詳細な検討を行なった。そして、本発明者らは、ＸＹＺ表色系における等色関数Ｘ，Ｙ，Ｚを考慮して、コールドミラー部の反射率を設定すべきことを見出した。
【０００６】
具体的に、等色関数Ｚの値が最大となる波長と等色関数Ｙの値が最大となる波長との間の波長領域を第１波長領域と、等色関数Ｙが最大となる波長と等色関数Ｘが最大となる波長との間の波長領域を第２波長領域とを比較する。この比較の結果により、第２波長領域における虚像の輝度への影響度及び虚像の色度への影響度は、共に、第１波長領域よりも相対的に大きくなる傾向が存在することが見出されたのである。
【０００７】
この知見をもとに、改めて特許文献１のコールドミラー部について考察すると、第１波長領域に属する５１０ｎｍ付近と第２波長領域に属する５９０ｎｍ付近の最低反射率が、実質等しい約５０％に設定されている。すなわち、虚像への影響度が大きい第２波長領域の表示光を、第１波長領域よりも相対的に多く反射しない構成となっているため、虚像の表示に寄与すべき第２波長領域の表示光が導光され難くなっている。したがって、特許文献１のコールドミラー部を採用した場合、輝度の低下及び色度の変質により、虚像の表示品位の低下が懸念されるのである。
【０００８】
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い表示品位を実現するＨＵＤ装置及びコールドミラーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示される発明のひとつは、移動体（１）に搭載され、投影窓（２ａ）を通じて投影部材（３）へ表示光を投影することにより、乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
画像を可視領域の複数の波長を含む表示光として投射する表示光投射部（１０）と、
表示光投射部からの表示光を投影窓側へ導光する導光部（３０）と、を備え、
導光部は、光学多層膜（４４，２４４，２４８）を用いて表示光を反射するコールドミラー部（４０，２４０）を有し、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｙｍ）との間の波長領域を第１波長領域（ＷＲ１）と、等色関数Ｙが最大となる波長と等色関数Ｘが最大となる波長（λｘｍ）との間の波長領域を第２波長領域（ＷＲ２）と定義し、
表示光に対するコールドミラー部の反射率であって、対象となる波長領域内の各波長の反射率のうち最小値をとる反射率を最小反射率と定義すると、
第２波長領域における最小反射率は、第１波長領域における最小反射率よりも大きく、第１波長領域における最小反射率は、８０％以下のエネルギー反射率である。
また、開示される発明の他のひとつは、移動体（１）に搭載され、投影窓（２ａ）を通じて投影部材（３）へ表示光を投影することにより、乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
画像を可視領域の複数の波長を含む表示光として投射する表示光投射部（１０）と、
表示光投射部からの表示光を投影窓側へ導光する導光部（３０）と、を備え、
導光部は、光学多層膜（４４，２４４，２４８）を用いて表示光を反射するコールドミラー部（４０，２４０）を有し、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｙｍ）との間の波長領域を第１波長領域（ＷＲ１）と、等色関数Ｙが最大となる波長と等色関数Ｘが最大となる波長（λｘｍ）との間の波長領域を第２波長領域（ＷＲ２）と定義し、
表示光に対するコールドミラー部の反射率であって、対象となる波長領域内の各波長の反射率のうち最小値をとる反射率を最小反射率と定義すると、
第２波長領域における最小反射率は、第１波長領域における最小反射率よりも大きく、
コールドミラー部は、
赤外領域における各波長の平均反射率が可視領域における各波長の平均反射率よりも小さく、赤外領域の光を表示光の光路（ＯＰ）から遮断する赤外領域遮断ミラー（２４６）と、
第２波長領域における各波長の平均反射率が可視領域のうち第２波長領域を除く領域における各波長の平均反射率よりも小さく、第２波長領域の光を光路から遮断する第２波長領域遮断ミラー（２４２）と、を有する。
【００１０】
このような発明によると、第２波長領域における最小反射率は、第１波長領域における最小反射率よりも大きい。このようにすると、第１波長領域では、最小反射率が小さいため、表示光はコールドミラー部に反射され難いので投影窓側へ導光され難くなるが、虚像への影響度は相対的に小さくて済む。そして、太陽光等の外光のうち第１波長領域の光が投影窓を通じてＨＵＤ装置内部に入射しても、コールドミラー部に反射され難いので、当該光が表示光投射部まで到達することが抑制される。一方、虚像への影響度が相対的に大きい第２波長領域では、最小反射率が大きいため、表示光がコールドミラー部に反射され易いので、投影部材への投影により、第２波長領域の表示光の多くを虚像の表示に寄与させることができる。したがって、虚像の輝度及び色再現性が高まる。以上により、ＸＹＺ表色系における等色関数Ｘ，Ｙ，Ｚを考慮した反射率特性のコールドミラー部が採用された結果として、虚像において高い表示品位を実現することができるのである。
【００１１】
また、開示される発明の他のひとつは、移動体（１）に搭載され、投影窓（２ａ）を通じて投影部材（３）へ表示光を投影することにより、乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
画像を可視領域の複数の波長を含む表示光として投射する表示光投射部（１０）と、
表示光投射部からの表示光を投影窓側へ導光する導光部（３０）と、を備え、
導光部は、光学多層膜（４４，２４４，２４８）を用いて表示光を反射するコールドミラー部（４０，２４０）を有し、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｙｍ）とのちょうど中間となる波長を第１中間波長（λｍ１）と、等色関数Ｙの値が最大となる波長と等色関数Ｘの値が最大となる波長（λｘｍ）とのちょうど中間となる波長を第２中間波長（λｍ２）と定義すると、
表示光に対するコールドミラー部の反射率について、第２中間波長における反射率は、第１中間波長における反射率よりも大きく、第１中間波長における反射率は、８０％以下のエネルギー反射率である。
【００１２】
このような発明によると、第２中間波長における反射率は、第１中間波長における反射率よりも大きい。このようにすると、第１中間波長の近傍では、反射率が小さいため、表示光はコールドミラー部に反射され難いので投影窓側へ導光され難くなるが、虚像への影響度は相対的に小さくて済む。そして、太陽光等の外光のうち第１中間波長の近傍波長の光が投影窓を通じてＨＵＤ装置内部に入射しても、コールドミラー部に反射され難いので、当該光が表示光投射部まで到達することが抑制される。一方、虚像への影響度が相対的に大きい第２中間波長では、反射率が大きいため、表示光がコールドミラー部に反射され易いので、投影部材への投影により、第２中間波長の近傍波長の表示光の多くを虚像の表示に寄与させることができる。したがって、虚像の輝度及び色再現性が高まる。以上により、ＸＹＺ表色系における等色関数Ｘ，Ｙ，Ｚを考慮した反射率特性のコールドミラー部が採用された結果として、虚像において高い表示品位を実現することができるのである。
【００１３】
また、開示される発明の他のひとつは、画像の表示に用いられ、ミラー基板（４２）と、ミラー基板の表面（４２ａ）に形成された光学多層膜（４４）と、を備え、光学多層膜により入射光の一部を反射すると共に、他部を光路（ＯＰ）から遮断するコールドミラーであって、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｙｍ）との間の波長領域を第１波長領域（ＷＲ１）と、等色関数Ｙの値が最大となる波長と等色関数Ｘの値が最大となる波長（λｘｍ）との間の波長領域を第２波長領域（ＷＲ２）と定義し、
対象となる波長領域内の各波長の反射率のうち最小値をとる最小反射率を定義すると、
第２波長領域における最小反射率は、第１波長領域における最小反射率よりも大きく、第１波長領域における最小反射率は、８０％以下のエネルギー反射率である。
【００１４】
このような発明によると、第２波長領域における最小反射率が第１波長領域における最小反射率よりも大きい。こうしたコールドミラーは、入射光のうち画像の表示への影響度が相対的に大きい第２波長領域の光を多く反射しつつ、入射光のうち影響度が相対的に小さい第１波長領域の光を多く遮断可能となる。すなわち、熱の発生原因を遮断により抑制しつつ、影響度が大きい第２波長領域の光を画像の表示に寄与させることができる。したがって、画像の表示において輝度及び色再現性が良好となるため、高い表示品位を実現することができるのである。
【００１５】
また、開示される発明の他のひとつは、画像の表示に用いられ、ミラー基板（４２）と、ミラー基板の表面（４２ａ）に形成された光学多層膜（４４）と、を備え、光学多層膜により入射光の一部を反射すると共に、他部を光路（ＯＰ）から遮断するコールドミラーであって、
ＸＹＺ表色系において、等色関数Ｚの値が最大となる波長（λｚｍ）と等色関数Ｙの値が最大となる波長（λｚｍ）とのちょうど中間となる波長を第１中間波長（λｍ１）と、等色関数Ｙの値が最大となる波長と等色関数Ｘの値が最大となる波長（λｘｍ）とのちょうど中間となる波長を第２中間波長（λｍ２）と定義すると、
入射光に対する反射率について、第２中間波長における反射率は、第１中間波長における反射率よりも大きく、第１中間波長における反射率は、８０％以下のエネルギー反射率である。
【００１６】
このような発明によると、第２中間波長における反射率は、第１中間波長における反射率よりも大きい。こうしたコールドミラーは、入射光のうち画像の表示への影響度が相対的に大きい第２中間波長の近傍波長の光を多く反射しつつ、入射光のうち影響度が相対的に小さい第１中間波長の近傍波長の光を多く遮断可能となる。すなわち、熱の発生原因を遮断により抑制しつつ、影響度が大きい第２中間波長の近傍波長の光を画像の表示に寄与させることができる。したがって、画像の表示において輝度及び色再現性が良好となるため、高い表示品位を実現することができるのである。
【００１７】
なお、括弧内の符号は、記載内容の理解を容易にすべく、後述する実施形態において対応する構成を例示するものに留まり、発明の内容を限定することを意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態におけるＨＵＤ装置の車両への搭載状態を示す図である。
【図２】第１実施形態におけるＨＵＤ装置の概略構成を示す図である。
【図３】第１実施形態における表示光投射部を示す図である。
【図４】第１実施形態における表示光投射部を導光部側から見た図である。
【図５】図４のV部を拡大して示す図である。
【図６】第１実施形態における表示光投射部から投射された直後の表示光のスペクトルを示すグラフである。
【図７】太陽光のスペクトルを示すグラフである。
【図８】ＸＹＺ表色系における等色関数Ｙを示すグラフである。
【図９】ＸＹＺ表色系における等色関数Ｘ、等色関数Ｙ及び等色関数Ｚを示すグラフである。
【図１０】第１実施形態における表示光について、輝度への影響度の波長依存性を示すグラフである。
【図１１】第１実施形態における表示光について、色度への影響度の波長依存性を示すグラフである。
【図１２】第１実施形態におけるコールドミラーの詳細構成を示す図である。
【図１３】第１実施形態におけるコールドミラー部の反射率特性を示すグラフである。
【図１４】第２実施形態におけるＨＵＤ装置の概略構成を示す図である。
【図１５】第２実施形態における第２波長領域遮断ミラーの反射率特性を示すグラフである。
【図１６】第２実施形態における赤外領域遮断ミラーの反射率特性を示すグラフである。
【図１７】変形例１のうち一例におけるコールドミラー部の反射率特性を示すグラフである。
【図１８】変形例１のうち一例におけるコールドミラー部の反射率特性を示すグラフである。
【図１９】変形例１のうち一例におけるコールドミラー部の反射率特性を示すグラフである。
【図２０】変形例１のうち一例におけるコールドミラー部の反射率特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。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。
【００２０】
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態によるＨＵＤ装置１００は、移動体の一種である車両１に搭載され、インストルメントパネル２内に収容されている。ＨＵＤ装置１００は、インストルメントパネル２の上面部に設けられた投影窓２ａを通じて、車両１の投影部材としてのウインドシールド３へ表示光を投影する。表示光がウインドシールド３に反射されることで、ＨＵＤ装置１００は、画像を車両１の乗員により視認可能に虚像表示する。すなわち、ウインドシールド３に反射される表示光が車両１の室内において設定された視認領域ＥＢに到達し、当該視認領域ＥＢにアイポイントＥＰが位置する乗員が当該表示光を虚像ＶＩとして知覚する。そして、乗員は、虚像ＶＩにより各種情報を認識することができる。画像として虚像表示される各種情報としては、車速、燃料残量等の車両１の状態、又は、道路情報、視界補助情報等のナビゲーション情報が挙げられる。
【００２１】
車両１のウインドシールド３は、透光性のガラスないしは合成樹脂により板状に形成されている。ウインドシールド３は、表示光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、投影部材として、ウインドシールド３の代わりに、車両１と別体となっているコンバイナを車両１内に設置して、当該コンバイナに画像を投影するものであってもよい。また、ＨＵＤ装置１００自体が、投影部材としてのコンバイナを備えていてもよい。
【００２２】
視認領域ＥＢは、ＨＵＤ装置１００により表示される虚像ＶＩが明瞭に視認可能となる領域である。通常、視認領域ＥＢは、車両１に設定されたアイリプスと重なるように設けられる。アイリプスは、乗員としての運転者のアイポイントの分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、設定されている（詳細は、ＪＩＳＤ００２１：１９９８参照）。
【００２３】
このようなＨＵＤ装置１００の具体的構成を、図２に基づいて、以下に説明する。ＨＵＤ装置１００は、表示光投射部１０及び導光部３０を備えている。表示光投射部１０及び導光部３０は、ＨＵＤ装置１００のハウジング５０内に収容されている。
【００２４】
表示光投射部１０は、図２，３に示すように、光源１２、コンデンサレンズ１４、フィールドレンズ１６、及び液晶パネル２０を有し、例えば箱状のケーシング１０ａにこれらを収容して形成されている。
【００２５】
光源１２は、例えば複数の発光素子１２ａの配列により構成されている。本実施形態における発光素子１２ａは、光源用回路基板１２ｂ上に配置され、当該光源用回路基板１２ｂ上の配線パターンを通じて、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１２ａは、通電により電流量に応じた発光量にて光を発する。より詳細には、各発光素子１２ａでは、例えば青色発光ダイオードを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。本実施形態では、発光素子１２ａは３つ設けられている。
【００２６】
コンデンサレンズ１４及びフィールドレンズ１６は、光源１２と液晶パネル２０との間に配置されている。コンデンサレンズ１４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１４は、複数の凸レンズ素子が発光素子１２ａ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１４は、光源１２側から入射した光を集光してフィールドレンズ１６側へ射出する。
【００２７】
フィールドレンズ１６は、コンデンサレンズ１４と液晶パネル２０との間に配置され、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。特に本実施形態のフィールドレンズ１６は、平板状に形成されたフレネルレンズとなっている。フィールドレンズ１６は、コンデンサレンズ１４側から入射した光をさらに集光して液晶パネル２０側へ向けて射出する。
【００２８】
本実施形態の液晶パネル２０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。
【００２９】
具体的に図４に示すように、液晶パネル２０は、長手方向及び短手方向を有する矩形状を呈している。図５に示すように、液晶画素２１が長手方向及び短手方向に配列されることで、導光部３０側において画像を表示光として射出する表示面２０ａもまた矩形状を呈している。各液晶画素２１では、表示面２０ａの法線方向に貫通して設けられる透過部２２と、当該透過部２２を囲んで形成された配線部２３とが設けられている。
【００３０】
液晶パネル２０は、一対の偏光板及び一対の偏光板に挟まれた液晶層等が積層されて形成されていることで、平板状を呈している。各偏光板は、所定方向に偏光した光を透過させ、当該所定方向に垂直な方向に偏光した光を吸収する性質を有しており、一対の偏光板は、当該所定方向を互いに直交させて配置されている。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。偏光方向の回転により導光部側の偏光板を透過する光の割合、すなわち透過率を随時変えることができる。
【００３１】
したがって、液晶パネル２０は、光源１２側の表面である照明対象面２０ｂへのフィールドレンズからの光の入射に対して、液晶画素２１毎の透過率を制御する。すなわち、液晶パネル２０は、光源１２側からの照明に応じた画像を形成して、表示光として射出可能となっている。本実施形態において表示光は、液晶パネル２０の長手方向に対して例えば４５度傾いた偏光方向に偏光した光として投射される。
【００３２】
隣り合う液晶画素２１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２４ｒ，２４ｇ，２４ｒ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。
【００３３】
液晶パネル２０によって、表示光投射部１０は、画像を、光源１２の発光スペクトル及びカラーフィルタ２４ｒ，２４ｇ，２４ｂの透過率特性に応じたスペクトルをもつ表示光として投射可能となっている。図６には、本実施形態において、全ての液晶画素２１の透過率を性能上最大とした場合の表示光投射部１０により投射される表示光のスペクトルが示されている。この複数の波長を含む表示光のスペクトルは、各カラーフィルタ２４ｒ，２４ｇ，２４ｒの特性に対応して、約４５０ｎｍ、約５３０ｎｍ及び約６００ｎｍに極大値を有し、約５００ｎｍ、約５８０ｎｍに極小値を有する。
【００３４】
こうした表示光投射部１０により、液晶パネル２０の表示面２０ａから投射された表示光は、導光部３０に入射するようになっている。
【００３５】
導光部３０は、図２に示すように、表示光投射部１０からの表示光を投影窓２ａ側へ導光する光学系であり、表示光が視認領域ＥＢに到達するまでの光路ＯＰの一部を構成している。導光部３０は、コールドミラー部４０及び拡大ミラー部３２を有している。
【００３６】
コールドミラー部４０は、表示光の光路ＯＰ上において、拡大ミラー部３２よりも表示光投射部１０側に配置されている。コールドミラー部４０は、光学多層膜４４を用いて表示光を反射可能となっている。具体的に本実施形態のコールドミラー部４０は、単数のコールドミラー４２を有している。
【００３７】
コールドミラー４２は、ミラー基板４３及び光学多層膜４４を有しており、画像の虚像表示に用いられる。ミラー基板４３は、例えば合成樹脂ないしはガラス等により透光性を有する平板状に形成されている。
【００３８】
光学多層膜４４は、ミラー基板４３のうち、表示光投射部１０及び拡大ミラー部３２と向かい合う表示光入射側の表面４２ａに形成されている。光学多層膜４４は、２種類以上の互いに屈折率の異なる光学材料からなる薄膜４４ａ（図１２も参照）を、表面の法線方向に沿って積層して形成されている。薄膜４４ａとしては、誘電体薄膜ないしは金属薄膜を採用可能である。薄膜４４ａの光学材料としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等を採用することが可能である。
【００３９】
こうした光学多層膜４４を用いて、コールドミラー４２は、表示光投射部１０から入射光として入射した表示光の一部を反射すると共に、他部を光路ＯＰから遮断する。ここで本実施形態における光路ＯＰからの遮断とは、表示光がコールドミラー４２の光学多層膜４４及びミラー基板４３を透過して光路ＯＰ外に放出されることと、表示光が光学多層膜４４又はミラー基板４３にて吸収されることとを含む。本実施形態では、透過の割合が吸収の割合よりも十分に大きい。
【００４０】
コールドミラー部４０により反射された表示光は、拡大ミラー部３２へと入射する。
【００４１】
拡大ミラー部３２は、表示光の光路ＯＰ上において、コールドミラー部４０よりも投影窓２ａ側（換言すると、ウインドシールド３側）に配置されている。拡大ミラー部３２は、表示光投射部１０における表示面２０ａの画像のサイズに対して、乗員により視認される虚像ＶＩのサイズを拡大する機能を有する。具体的に本実施形態の拡大ミラー部３２は、１つの拡大ミラー３３を有している。
【００４２】
拡大ミラー３３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３３ａとしてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面３３ａは、拡大ミラー３３の中心が凹む凹状に湾曲することで、滑らかな凹面状に形成されている。拡大ミラー３３に入射した表示光は、反射面３３ａにより、投影窓２ａを通じてウインドシールド３へ向けて反射される。
【００４３】
ハウジング５０において投影窓２ａに対応する箇所には、透光性の防塵カバー５２が配置されている。したがって、導光部３０からの表示光は、防塵カバー５２を透過して、ウインドシールド３へ投影される。こうしてウインドシールド３に反射された表示光を、虚像ＶＩとして乗員が視認可能となるのである。
【００４４】
このようなＨＵＤ装置１００を搭載した車両１では、例えば太陽光等の外光がウインドシールド３を透過した後、さらに投影窓２ａを通じてＨＵＤ装置１００内部に入射し得る。投影窓２ａからＨＵＤ装置１００内部に入射した外光の一部は、表示光の進行とは逆行するように、光路ＯＰに沿って、導光部３０において、拡大ミラー部３２の拡大ミラー３３に反射された後、コールドミラー部４０のコールドミラー４２に入射する。図７には、コールドミラー部４０に入射し得る外光として、太陽光のスペクトルが示されている。太陽光のスペクトルは、図６の表示光のスペクトルに対して、波長依存性は小さく、可視領域及び赤外領域において広くなだらかに分布していると言える。
【００４５】
このような太陽光の多くを、コールドミラー部４０が表示光投射部１０へ向けて反射するような特性を有していると、太陽光が表示光投射部１０へ到達する光量が増大してしまう。表示光投射部１０へ到達した太陽光は、例えば熱に変換されることで表示光投射部１０にダメージを与え、表示光投射部１０の寿命を縮めることとなる。すなわち、コールドミラー部４０は、太陽光の反射率が小さい特性であることが望まれる。
【００４６】
一方、コールドミラー部４０は、表示光を反射する機能も有しているから、表示品位が高い状態で表示光により虚像ＶＩが表示されることが望まれる。
【００４７】
ここで、図６のスペクトルを有する表示光において、各波長が輝度や色度に及ぼす影響度について説明する。以下の説明におけるＸＹＺ表色系としては、ＣＩＥ１９３１表色系が適用されるものとする。だたし、アイポイントＥＰから虚像ＶＩまでの距離が非常に近くなる場合等、ＣＩＥ１９３１表色系の適用が明らかに不当となる特別の事情がある場合には、ＣＩＥ１９３１表色系の適用に代えて、ＣＩＥ１９６４表色系が適用されるものとする。また、各表色系の詳細は、ＩＳＯ１１６６４−１：２００７を参照することができる。
【００４８】
さらに以下の説明のために、上述のＸＹＺ表色系において、図８，９に示すように、等色関数Ｚの値が最大となる波長λｚｍと等色関数Ｙの値が最大となる波長λｙｍとの間の波長領域を第１波長領域ＷＲ１と定義し、等色関数Ｙの値が最大となる波長λｙｍと等色関数Ｘの値が最大となる波長λｘｍとの間の波長領域を第２波長領域ＷＲ２と定義する。ＣＩＥ１９３１表色系では、波長λｘｍは５９９ｎｍであり、波長λｙｍは５５５ｎｍであり、波長λｙｚは４４６ｎｍである。したがって、実質的に、第１波長領域ＷＲ１は４４６〜５５５ｎｍの範囲に対応し、第２波長領域ＷＲ２は５５５〜５９９ｎｍの範囲に対応する。
【００４９】
さらに、等色関数Ｚの値が最大となる波長λｚｍと等色関数Ｙの値が最大となる波長λｙｍとのちょうど中間となる波長を第１中間波長λｍ１と定義し、等色関数Ｙの値が最大となる波長λｙｍと等色関数Ｘの値が最大となる波長λｘｍとのちょうど中間となる第２中間波長λｍ２と定義する。ＣＩＥ１９３１表色系では、第１中間波長λｍ１は約５００ｎｍであり、第２中間波長λｍ２は約５８０ｎｍである。
【００５０】
本実施形態の表示光における各波長の輝度への影響度は、図８の等色関数Ｙと、図６の当該表示光のスペクトルとを掛け合わせて、図１０のように表すことができる。ここで表示光は、第１波長領域ＷＲ１及び第２波長領域ＷＲ２の波長を含んでいるので、図１０において各領域ＷＲ１，ＷＲ２における影響度は当然０とはならない。具体的に図１０によれば、影響度が最も高い約５５０ｎｍから第１波長領域ＷＲ１側は、漸次影響度が低下するのに対し、第２波長領域ＷＲ２側は、全域に亘って０．５以上の影響度が維持されている。したがって、第２波長領域ＷＲ２は、第１波長領域ＷＲ１よりも輝度への影響度が大きいと言える。また、第１中間波長λｍ１の影響度は約０．１であり、第２中間波長λｍ２の影響度は約０．７である。したがって、第２中間波長λｍ２は、第１中間波長λｍ１よりも輝度への影響度が大きいと言える。
【００５１】
本実施形態の表示光における各波長の色度への影響度は、図９の等色関数Ｘ、等色関数Ｙ及び等色関数Ｚと、図６の当該表示光のスペクトルとを掛け合わせて、図１１のように表すことができる。図１１によれば、第１波長領域ＷＲ１には、影響度が０．２以下となる領域があるのに対し、第２波長領域ＷＲ２は、全域に亘って０．３以上の影響度となっている。したがって、第２波長領域ＷＲ２は、第１波長領域ＷＲ１よりも色度への影響度が大きいと言える。また、第１中間波長λｍ１の影響度は約０．１であり、第２中間波長λｍ２の影響度は約０．３である。したがって、第２中間波長λｍ２は、第１中間波長λｍ１よりも色度への影響度が大きいと言える。
【００５２】
太陽光を光路ＯＰから遮断することを優先して、影響度が大きな波長領域の反射率が小さく設定されると、表示光のうち当該波長領域の光もコールドミラー部４０によって光路ＯＰから遮断されてしまう。表示光のうち影響度が大きな波長領域の光が遮断されると、虚像ＶＩの表示品位への影響は大きい。具体的に、表示光のうち輝度の影響度が大きな波長領域の光が遮断されると虚像ＶＩの輝度は大きく低下し、また、表示光のうち色度の影響度が大きな波長領域の光が遮断されると虚像ＶＩの色度は大きく変質する。
【００５３】
一方、影響度が小さな波長領域の反射率を小さくしても、虚像ＶＩの表示品位への影響は小さい。こうした波長領域では、太陽光を光路から遮断することを優先しても問題は少ない。したがって、第２波長領域ＷＲ２の反射率を第１波長領域ＷＲ１の反射率よりも大きく設定することが好ましい。同様に、第２中間波長λｍ２の反射率を第１中間波長λｍ１の反射率よりも大きく設定することが好ましい。
【００５４】
こうした輝度への影響度及び色度への影響度を考慮して、本実施形態のコールドミラー４２では、図１２に示されるミラー基板４３及び光学多層膜４４の構成が採用されている。図１２の光学多層膜４４における左側の欄には、その薄膜４４ａを構成する光学材料が記載されている。図１２の光学多層膜４４における右側の欄には、その薄膜４４ａの膜厚が記載されている（ただし、単位はｎｍである）。ミラー基板４３の屈折率は、例えばｅ線に対して１．５２である。
【００５５】
各薄膜４４ａにおける各膜厚は、例えば、上述の考慮に基づいた条件設定の下、コンピュータによる最適化計算によって適宜設定される。特に図１２の光学多層膜４４は、実際の条件に合わせて、入射面に対して偏光方向が約４５度傾いた光を、約３５度の入射角で入射させた条件下で設計されている。
【００５６】
図１３には、図１２に示された構成のコールドミラー部４０のコールドミラー４２における反射率特性が示されている。図１３では、実際の表示光に対応する約３５度の入射角に対応する反射率であって、ｐ偏光に対する反射率と、ｓ偏光に対する反射率とがそれぞれ示されている。入射面に対して表示光の偏光方向が約４５度傾いて入射する本実施形態では、反射率Ｒｐと反射率Ｒｓとの平均値を反射率として参照すればよい。なお、図１３に示す反射率Ｒｐ，Ｒｓは、エネルギー反射率である。
【００５７】
コールドミラー部４０の反射率特性は、光学多層膜４４における光の干渉の結果によって特徴づけられている。このため、コールドミラー部４０の反射率は、例えば薄膜４４ａの膜数が常識的な膜数を超えた場合、薄膜４４ａの光学材料固有の吸収線の影響を顕著に受けた場合等を除いて、波長に対して離散的な値を取り難い。したがって、コールドミラー部４０の反射率は、互いに近傍の波長に対して極端に異なる反射率をとることは少ない。すなわち、以下において２つの特定波長間の反射率を比較した場合であっても、実質的に、当該特定波長近傍の波長にも当該比較が当てはまる蓋然性が高い。
【００５８】
ここで、表示光に対するコールドミラー部４０の反射率であって、対象となる波長領域内の各波長の反射率のうち最小値をとる反射率を最小反射率と定義する。こうした定義下、図１３を参照すると、第２波長領域ＷＲ２における最小反射率は、第１波長領域ＷＲ１における最小反射率よりも大きいことがわかる。
【００５９】
同様に図１３を参照すると、第２中間波長λｍ２における反射率は、第１中間波長λｍ１における反射率よりも大きいことがわかる。
【００６０】
より詳細に、第１波長領域ＷＲ１における最低反射率及び第１中間波長λｍ１における反射率が８０％以下となっている一方、第２波長領域ＷＲ２における最低反射率及び第２中間波長λｍ２における反射率が８０％以上となっている。第１波長領域ＷＲ１内において反射率が極小値をとる波長は１つ存在する。
【００６１】
また可視領域において、コールドミラー部４０の反射率特性は、図９の等色関数Ｘ、等色関数Ｙ及び等色関数Ｚと、あるいは、図１０の輝度への影響度の波長依存性と、またあるいは、図１１の色度への影響度の波長依存性と、およそ負の相関があることがわかる。
【００６２】
また図１３を参照すると、赤外領域における最小反射率は、可視領域における平均反射率よりも小さいことがわかる。具体的に、赤外領域としての７８０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長領域における平均反射率は、２０％以下となっている。
【００６３】
（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。
【００６４】
第１実施形態のＨＵＤ装置１００によると、第２波長領域ＷＲ２における最小反射率は、第１波長領域ＷＲ１における最小反射率よりも大きい。このようにすると、第１波長領域ＷＲ１では、最小反射率が小さいため、表示光はコールドミラー部４０に反射され難いので投影窓２ａ側へ導光され難くなるが、虚像ＶＩへの影響度は相対的に小さくて済む。そして、太陽光等の外光のうち第１波長領域ＷＲ１の光が投影窓２ａを通じてＨＵＤ装置１００内部に入射しても、コールドミラー部４０に反射され難いので、当該光が表示光投射部１０まで到達することが抑制される。一方、虚像ＶＩへの影響度が相対的に大きい第２波長領域ＷＲ２では、最小反射率が大きいため、表示光がコールドミラー部４０に反射され易いので、投影部材としてのウインドシールド３への投影により、第２波長領域ＷＲ２の表示光の多くを虚像ＶＩの表示に寄与させることができる。したがって、虚像ＶＩの輝度及び色再現性が高まる。以上により、ＸＹＺ表色系における等色関数Ｘ，Ｙ，Ｚを考慮した反射率特性のコールドミラー部４０が採用された結果として、虚像ＶＩにおいて高い表示品位を実現することができるのである。
【００６５】
また、第１実施形態によると、第２中間波長λｍ２における反射率は、第１中間波長λｍ１における反射率よりも大きい。このようにすると、第１中間波長λｍ１の近傍では、反射率が小さいため、表示光はコールドミラー部４０に反射され難いので投影窓２ａ側へ導光され難くなるが、虚像ＶＩへの影響度は相対的に小さくて済む。そして、太陽光等の外光のうち第１中間波長λｍ１の近傍波長の光が投影窓２ａを通じてＨＵＤ装置１００内部に入射しても、コールドミラー部４０に反射され難いので、当該光が表示光投射部１０まで到達することが抑制される。一方、虚像ＶＩへの影響度が相対的に大きい第２中間波長λｍ２の近傍では、反射率が大きいため、表示光がコールドミラー部４０に反射され易いので、ウインドシールド３への投影により、第２中間波長λｍ２の近傍波長の表示光の多くを虚像ＶＩの表示に寄与させることができる。したがって、虚像ＶＩの輝度及び色再現性が高まる。以上により、ＸＹＺ表色系における等色関数Ｘ，Ｙ，Ｚを考慮した反射率特性のコールドミラー部４０が採用された結果として、虚像ＶＩにおいて高い表示品位を実現することができるのである。
【００６６】
また、第１実施形態によると、赤外領域における各波長の平均反射率は、可視領域における各波長の平均反射率よりも小さい。このようなコールドミラー部４０の反射率特性では、太陽光等の外光のうち赤外領域の光が投影窓２ａを通じてＨＵＤ装置１００内部に入射しても、コールドミラー部４０に反射され難いので、当該光が表示光投射部１０まで到達することが抑制される。その一方で、可視領域の波長を含む表示光をコールドミラー部４０で相対的に多く反射させることができるので、表示光の多くを虚像ＶＩの表示に寄与させることができる。
【００６７】
また、第１実施形態によると、赤外領域としての７８０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長領域における各波長の平均反射率は、２０％以下である。このようにすると、コールドミラー部４０を確実に機能させることができ、外光のうち赤外領域の光が表示光投射部１０により到達し難くなる。
【００６８】
第１実施形態のコールドミラー４２によると、第２波長領域ＷＲ２における最小反射率が第１波長領域ＷＲ１における最小反射率よりも大きい。こうしたコールドミラー４２は、入射光のうち画像の表示への影響度が相対的に大きい第２波長領域ＷＲ２の光を多く反射しつつ、入射光のうち影響度が相対的に小さい第１波長領域ＷＲ１の光を多く遮断可能となる。すなわち、熱の発生原因を遮断により抑制しつつ、影響度が大きい第２波長領域ＷＲ２の光を画像の表示に寄与させることができる。したがって、画像の表示において輝度及び色再現性が良好となるため、高い表示品位を実現することができるのである。
【００６９】
また、第１実施形態によると、第２中間波長λｍ２における反射率は、第１中間波長λｍ１における反射率よりも大きい。こうしたコールドミラー４２は、入射光のうち画像の表示への影響度が相対的に大きい第２中間波長λｍ２の近傍波長の光を多く反射しつつ、入射光のうち影響度が相対的に小さい第１中間波長λｍ１の近傍波長の光を多く遮断可能となる。すなわち、熱の発生原因を遮断により抑制しつつ、影響度が大きい第２中間波長λｍ２の近傍波長の光を画像の表示に寄与させることができる。したがって、画像の表示において輝度及び色再現性が良好となるため、高い表示品位を実現することができるのである。
【００７０】
（第２実施形態）
図１４〜１６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。
【００７１】
図１４に示すように、第２実施形態のコールドミラー部２４０は、第２波長領域遮断ミラー２４２及び赤外領域遮断ミラー２４６を有している。
【００７２】
第２波長領域遮断ミラー２４２は、表示光の光路ＯＰ上において、赤外領域遮断ミラー２４６よりも表示光投射部１０側に配置されている。第２波長領域遮断ミラー２４２は、ミラー基板２４３及び光学多層膜２４４を有している。ミラー基板２４３は、例えば合成樹脂ないしはガラス等により透光性を有する平板状に形成されている。
【００７３】
光学多層膜２４４は、ミラー基板２４３のうち、表示光投射部１０及び赤外領域遮断ミラー２４６と向かい合う表示光入射側の表面２４２ａに形成されている。光学多層膜２４４の光学材料等は、第１実施形態の光学多層膜４４と同様の構成を採用可能であるが、第１実施形態の光学多層膜４４とは、薄膜４４ａの層数及び各薄膜４４ａの膜厚が異なる。これにより、第２波長領域遮断ミラー２４２の反射率特性は、第１実施形態のコールドミラー４２の反射率特性とは異なっている。
【００７４】
具体的に、図１５に模式的に示すように、第２波長領域遮断ミラー２４２では、第２波長領域ＷＲ２における各波長の平均反射率は、可視領域のうち第２波長領域ＷＲ２を除く領域における各波長の平均反射率よりも小さい。したがって、第２波長領域遮断ミラー２４２は、可視領域のうち第２波長領域ＷＲ２を除く領域に対して、第２波長領域ＷＲ２の光を光路ＯＰから遮断し易い特性となっている。一方で、第２波長領域遮断ミラー２４２は、赤外領域においても、可視領域のうち第２波長領域ＷＲ２を除く領域における各波長の平均反射率と同等の高い反射率となっている。
【００７５】
赤外領域遮断ミラー２４６は、表示光の光路ＯＰ上において、第２波長領域遮断ミラー２４２よりも投影窓２ａ側（換言すると、ウインドシールド３側）に配置されている。赤外領域遮断ミラー２４６は、ミラー基板２４７及び光学多層膜２４８を有している。
【００７６】
ミラー基板２４７は、例えば合成樹脂ないしはガラス等により透光性を有する湾曲板状に形成されている。具体的に、ミラー基板２４７のうち投影窓２ａ及び第２波長領域遮断ミラー２４２と向かい合う表示光入射側の表面２４６ａは、凹状反射面として、ミラー基板の中心が凹む凹状に湾曲することで、滑らかな凹面状に形成されている。すなわち、赤外領域遮断ミラー２４６は、表示光投射部１０における表示面２０ａの画像のサイズに対して、乗員により視認される虚像ＶＩのサイズを拡大する機能を有する。第２実施形態では、赤外領域遮断ミラー２４６が第１実施形態の拡大ミラー部３２の機能を兼ね備えているため、当該拡大ミラー部３２は別途設けられていない。
【００７７】
光学多層膜２４８は、表示光入射側の表面２４６ａに形成されている。光学多層膜２４８の光学材料等は、第１実施形態の光学多層膜４４と同様の構成を採用可能であるが、第１実施形態の光学多層膜４４及び第２波長領域遮断ミラー２４２の光学多層膜２４４とは、薄膜４４ａの層数及び各薄膜４４ａの膜厚が異なる。これにより、赤外領域遮断ミラー２４６の反射率特性は、第１実施形態のコールドミラー４２の反射率特性及び第２波長領域遮断ミラー２４２の反射率特性とは異なっている。
【００７８】
具体的に、図１６に模式的に示すように、赤外領域遮断ミラー２４６では、赤外領域における各波長の平均反射率は、可視領域における各波長の平均反射率よりも小さい。したがって、赤外領域遮断ミラー２４６は、可視領域に対して、赤外領域の光を光路から遮断し易い特性となっている。一方で、赤外領域遮断ミラー２４６は、第２波長領域ＷＲ２においても、可視領域のうち第２波長領域ＷＲ２を除く領域における各波長の平均反射率と同等の高い反射率となっている。なお、図１５，１６に示された反射率特性は、ｓ偏光の反射率Ｒｓとｐ偏光の反射率Ｒｐとの平均値となっている。
【００７９】
こうして表示光投射部１０から投射された表示光は、第２波長領域遮断ミラー２４２及び赤外領域遮断ミラー２４６に順に導光され得る。表示光に対するコールドミラー部２４０全体の反射率特性は、第２波長領域遮断ミラー２４２の反射率特性と、赤外領域遮断ミラー２４６の反射率特性とを掛け合わせたものとなるので、第２実施形態のコールドミラー部２４０においても、第１実施形態のコールドミラー部４０の反射率特性に準じた反射率特性となる。したがって、第１実施形態に準じた作用効果を奏することが可能となる。
【００８０】
また、第２実施形態によると、赤外領域遮断ミラー２４６は、赤外領域における各波長の平均反射率が可視領域における平均反射率よりも小さく、赤外領域の光を表示光の光路から遮断する。第２波長領域遮断ミラー２４２は、第２波長領域ＷＲ２における各波長の平均反射率が可視領域のうち第２波長領域ＷＲ２を除く領域における平均反射率よりも小さく、第２波長領域ＷＲ２の光を光路ＯＰから遮断する。こうした複数のミラーを用いてコールドミラー部２４０が構成されることにより、太陽光等の外光が投影窓２ａを通じてＨＵＤ装置１００内部に入射しても、当該外光が波長領域毎に異なる箇所で遮断されることとなるため、熱の発生箇所が分散され得る。したがって、局所的な温度上昇を抑制することができるので、ＨＵＤ装置１００の耐久性が高まり、虚像ＶＩの表示品位を長きに亘って維持することができる。
【００８１】
また、第２実施形態によると、第２波長領域遮断ミラー２４２は、光路ＯＰ上において、赤外領域遮断ミラー２４６よりも表示光投射部１０側に配置されている。このようにすると、太陽光等の外光のうち熱に変換され易い赤外領域の光を、表示光投射部１０からより遠い箇所で遮断することができる。これと共に、表示光のうち第２波長領域ＷＲ２の光は、導光部３０において光束が十分に広がらないうちに遮断可能となるので、虚像ＶＩの表示品位を高めることができる。
【００８２】
また、第２実施形態によると、赤外領域遮断ミラー２４６は、凹状に湾曲することで曲面状に形成されている凹状反射面としての表面２４６ａを有する。このようにすると、別途素子を設けなくても、視認される虚像ＶＩのサイズを拡大することが可能となるので、表示品位が高まる。
【００８３】
（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。
【００８４】
具体的に変形例１としては、コールドミラー部４０の反射率特性は、第１実施形態及び第２実施形態に準じた作用効果を奏するものであれば、様々な特性を採用可能である。
【００８５】
図１７に示す例では、紫外領域、特に３８０〜４００ｎｍの波長領域における反射率が２０％以下となっている。
【００８６】
図１８に示す例では、第１波長領域ＷＲ１における最低反射率及び第１中間波長λｍ１における反射率が２０％以下となっている一方、第２波長領域ＷＲ２における最低反射率及び第２中間波長λｍ２における反射率が６０％以上となっている。
【００８７】
図１９に示す例では、第１波長領域ＷＲ１における最低反射率及び第１中間波長λｍ１における反射率が２０％以下となっている一方、第２波長領域ＷＲ２における最低反射率及び第２中間波長λｍ２における反射率が８０％以上となっている。
【００８８】
図２０に示す例では、図１９の例に対してさらに、第１波長領域ＷＲ１内において反射率が極小値をとる波長が２つ存在する。これにより、第１波長領域ＷＲ１のより広い範囲で反射率が２０％以下となっている。
【００８９】
変形例２としては、コールドミラー４２、第２波長領域遮断ミラー２４２又は赤外領域遮断ミラー２４６について、表示光の偏光方向が入射面に対して約４５度傾いて入射しなくてもよい。例えば、各ミラー４２，２４２，２４６に対して、ｓ偏光又はｐ偏光の表示光が入射する構成であってもよい。
【００９０】
変形例３としては、コールドミラー４２、第２波長領域遮断ミラー２４２又は赤外領域遮断ミラー２４６において光学多層膜４４，２４４，２４８は、ミラー基板４３，２４３，２４７のうち、表示光入射側の表面４２ａ，２４２ａ，２４６ａとは反対側の表面に形成されていてもよい。
【００９１】
第１実施形態に関する変形例４としては、コールドミラー４２は、第２実施形態おける第２波長領域遮断ミラー２４２と同様の反射率特性であってもよい。すなわち、コールドミラー部４０において、赤外領域における平均反射率は、可視領域における平均反射率以上であってもよい。
【００９２】
第１実施形態に関する変形例５としては、コールドミラー４２は、湾曲板状に形成されていてもよい。より具体的に、表示光入射側の表面４２ａは、ミラー基板４３の中心が凹む凹状に湾曲することで、滑らかな凹面状に形成されていてもよく、ミラー基板４３の中心が凸となる凸状に湾曲することで、滑らかな凸面状に形成されていてもよい。
【００９３】
第２実施形態に関する変形例６としては、第２波長領域遮断ミラー２４２は、表示光の光路ＯＰ上において、赤外領域遮断ミラー２４６よりも投影窓２ａ側（換言すると、ウインドシールド３側）に配置されていてもよい。
【００９４】
第２実施形態に関する変形例７としては、第２波長領域遮断ミラー２４２及び赤外領域遮断ミラー２４６の少なくとも一方に、他の形状が採用されていてもよい。例えば、第２実施形態に対して、第２波長領域遮断ミラー２４２の表示光入射側の表面２４２ａは、凸状反射面として、ミラー基板２４３の中心が凸となる凸状に湾曲することで、滑らかな凸面状に形成されていてもよい。また例えば、赤外領域遮断ミラー２４６が凹状反射面を有していてもよい。また例えば、第２波長領域遮断ミラー２４２及び赤外領域遮断ミラー２４６の両方が平板状に形成されていてもよい。
【００９５】
変形例８としては、表示光投射部１０として、他の構成を採用することができる。例えば、液晶パネル２０のカラーフィルタに、赤、緑及び青に加えて、黄色等のカラーフィルタを加えてもよい。この場合、黄色のカラーフィルタによって、表示光のうち５８０ｎｍ近傍の波長の影響度が相対的に高まるため、本コールドミラー部４０の適用効果が相乗的に高まる。また例えば、液晶パネル２０にカラーフィルタが設けられておらず、表示光投射部が白色光を投射するものであってもよい。
【００９６】
さらには、液晶パネル２０を用いない表示光投射部１０が採用されてもよい。この例として、レーザ光束が入射する走査ミラーの向きを走査することでスクリーン上に画像を形成して表示光として投射するレーザスキャナ方式が採用されてもよい。表示光投射部１０から投射される表示光は、偏光していないものであってもよい。
【００９７】
変形例９としては、車両１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。
【００９８】
変形例１０としては、コールドミラー４２は、画像の表示に用いられるものであれば、ＨＵＤ装置１００以外に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１００  ＨＵＤ装置、１  車両、２ａ  投影窓、３  ウインドシールド（投影部材）、１０  表示光投射部、３０  導光部、４０，２４２  コールドミラー部、４２  コールドミラー、２４２  第２波長領域遮断ミラー、２４６  赤外領域遮断ミラー、４２ａ，２４２ａ，２４６ａ  表面、４４，２４４，２４６  光学多層膜、ＯＰ  光路、λｘｍ，λｙｍ，λｚｍ  波長、ＷＲ１  第１波長領域、ＷＲ２  第２波長領域、λｍ１  第１中間波長、λｍ２  第２中間波長
【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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