(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者と対向する画像反射面において画像表示面に表示された画像の表示光を前記観察者側に反射させ、前記観察者に対して前記画像反射面越しに前記画像を虚像として拡大表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
パワーを有する第１ミラーと、
パワーを有する第２ミラーと、
開口が設けられた遮光部材とを有し、
前記開口が、前記画像表示面と前記第２ミラーの間に配され、
前記画像表示面から射出された表示光が、前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第１ミラーの順に反射し、前記開口を通過して、前記画像反射面に到達し、
下記条件式（２）を満足する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
２０＜α＜４５  …（２）
ただし、
α：前記画像表示面の画像表示可能領域の中心から射出した光束のうち、前記第１ミラーに最初に入射した位置の前記第１ミラーの反射面の法線に対する入射角が最小である光線の入射角
【請求項２】
観察者と対向する画像反射面において画像表示面に表示された画像の表示光を前記観察者側に反射させ、前記観察者に対して前記画像反射面越しに前記画像を虚像として拡大表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
パワーを有する第１ミラーと、
パワーを有する第２ミラーと、
開口が設けられた遮光部材とを有し、
前記開口が、前記画像表示面と前記第２ミラーの間に配され、
前記画像表示面から射出された表示光が、前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第１ミラーの順に反射し、前記開口を通過して、前記画像反射面に到達し、
下記条件式（３）を満足する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
１．０５＜Ｌ２／Ｌ１＜１．３５  …（３）
ただし、
Ｌ１：前記画像表示面の画像表示可能領域の前記第２ミラー側端辺の反対側端辺中央から射出した光束のうち、前記画像表示面から前記第１ミラーまでの光路長の最小値
Ｌ２：前記画像表示面の画像表示可能領域の前記第２ミラー側端辺中央から射出した光束のうち、前記画像表示面から前記第１ミラーまでの光路長の最小値
【請求項３】
前記画像表示面から前記第１ミラーまでの前記表示光の光路中に光偏向手段を含まず、
前記画像表示面が、前記開口から入射する外光が直接当たらない位置に配されている
請求項１または２記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第１ミラーと前記画像反射面との間の前記表示光の光路方向を上下方向とし、前記第１ミラー側を下側、前記画像反射面側を上側としたとき、
前記開口の少なくとも一部が前記第２ミラーの反射面の上端より上方に位置する
請求項１から３のいずれか１項記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
下記条件式（１）を満足する
請求項１から４のいずれか１項記載のヘッドアップディスプレイ装置。
５＜Ｓｍ／Ｓｉ＜３０  …（１）
ただし、
Ｓｉ：前記画像表示面における画像表示可能面積
Ｓｍ：前記第２ミラーの反射面の表面積
【請求項６】
下記条件式（１−１）を満足する
請求項５記載のヘッドアップディスプレイ装置。
７＜Ｓｍ／Ｓｉ＜２７  …（１−１）
【請求項７】
下記条件式（２−１）を満足する
請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
２５＜α＜４０  …（２−１）
【請求項８】
下記条件式（３−１）を満足する
請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置。
１．１０＜Ｌ２／Ｌ１＜１．３１  …（３−１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の移動体用のヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の運転者に対して方向指示や注意喚起、走行速度等の情報を表示する装置として、ヘッドアップディスプレイ装置が知られている。ヘッドアップディスプレイ装置は、表示する画像の虚像をフロントウィンドウやコンバイナ等の画像反射面に映し出して、運転者が視界から目をそらすことなく自動車等の運転に必要な情報を認識することができるようにするためのものである。このようなヘッドアップディスプレイ装置として、特許文献１が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなヘッドアップディスプレイ装置は、自動車等の移動体の運転席周りの限られた空間に設置しなければならないため、小型であることが要求される。また、ヘッドアップディスプレイ装置において表示される虚像は、ヘッドアップディスプレイ装置内の画像表示素子に表示された画像が画像反射面に拡大投影されたものであり、視認性向上のために虚像の大きさを大きくするためには、画像表示素子から画像反射面までの光路長を長くする必要がある。
【０００５】
光路長の確保は装置の小型化の要求とは相反するものであるが、光路長の確保と装置の小型化を両立するため、特許文献１では平面ミラーと凹面ミラーの２枚のミラーを組み合わせ、画像表示素子から射出された表示光を、平面ミラー、凹面ミラー、平面ミラー、画像反射面の順に到達するように構成し、２枚のミラー間で表示光を往復させるようにして光路長を稼いでいる。
【０００６】
しかしながら、上記の構成では、画像表示素子から画像反射面までのミラー反射面のうち１面しかパワーを有する面がなく、虚像に表れる収差の補正の自由度が低いため、虚像の画質を高くすることが困難である。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、画像表示素子から画像反射面までの光路長を確保しつつ小型化を達成するとともに、高画質で虚像を表示可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１のヘッドアップディスプレイ装置は、観察者と対向する画像反射面において画像表示面に表示された画像の表示光を観察者側に反射させ、観察者に対して画像反射面越しに画像を虚像として拡大表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、パワーを有する第１ミラーと、パワーを有する第２ミラーと、開口が設けられた遮光部材とを有し、開口が、画像表示面と第２ミラーの間に配され、画像表示面から射出された表示光が、第１ミラー、第２ミラー、第１ミラーの順に反射し、開口を通過して、画像反射面に到達し、下記条件式（２）を満足することを特徴とするものである。
２０＜α＜４５  …（２）
ただし、
α：画像表示面の画像表示可能領域の中心（例えば、重心位置）から射出した光束のうち、第１ミラーに最初に入射した位置の第１ミラーの反射面の法線に対する入射角が最小である光線の入射角（°）
とする。
本発明の第１のヘッドアップディスプレイ装置について、図３に条件式（２）の記号が示す内容を表示した説明図を示す。図中では、画像表示面５、第１ミラー６、第２ミラー７、および開口８を示している。この条件式（２）は画像表示面５から射出して第１ミラー６に最初に入射する光束の第１ミラー６に対する傾きを定義したものである。条件式（２）における光束とは、画像表示面５から射出して最終的に開口８を通過する光束のみを意味する。なお、下記条件式（２−１）を満足することが好ましい。
２５＜α＜４０  …（２−１）
本発明の第２のヘッドアップディスプレイ装置は、観察者と対向する画像反射面において画像表示面に表示された画像の表示光を観察者側に反射させ、観察者に対して画像反射面越しに画像を虚像として拡大表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、パワーを有する第１ミラーと、パワーを有する第２ミラーと、開口が設けられた遮光部材とを有し、開口が、画像表示面と第２ミラーの間に配され、画像表示面から射出された表示光が、第１ミラー、第２ミラー、第１ミラーの順に反射し、開口を通過して、画像反射面に到達し、下記条件式（３）を満足することを特徴とするものである。
１．０５＜Ｌ２／Ｌ１＜１．３５  …（３）
ただし、
Ｌ１：画像表示面の画像表示可能領域の第２ミラー側端辺の反対側端辺中央から射出した光束のうち、画像表示面から第１ミラーまでの光路長の最小値
Ｌ２：画像表示面の画像表示可能領域の第２ミラー側端辺中央から射出した光束のうち、画像表示面から第１ミラーまでの光路長の最小値
とする。
ここで、Ｌ１およびＬ２における光路長は、画像表示面から射出した光束が最初に第１ミラーに入射したときの、画像表示面から第１ミラーまでの光路長を意味する。
本発明の第２のヘッドアップディスプレイ装置について、図４に条件式（３）の記号が示す内容を表示した説明図を示す。図中では、画像表示面５、第１ミラー６、第２ミラー７、および開口８を示している。この条件式（３）も画像表示面５から射出して第１ミラー６に最初に入射する光束の第１ミラー６に対する傾きを定義したものである。条件式（３）における光束とは、画像表示面５から射出して最終的に開口８を通過する光束のみを意味する。なお、下記条件式（３−１）を満足することが好ましい。
１．１０＜Ｌ２／Ｌ１＜１．３１  …（３−１）
【０００９】
ここで、「画像表示面」とは、画像表示素子そのものの画像表示面のみならず、適正に虚像を観察できる観察者の瞳位置の範囲（以下、アイボックスと表記）を拡大するために、画像表示素子に表示された画像をディフューザー等の拡散部材に一旦投影するものについて、この拡散部材の画像表示面を上記の「画像表示面」と見做す場合も含む。
【００１０】
また、「開口が、画像表示面と第２ミラーの間に配され」とは、画像表示面、第１ミラー、および第２ミラーの各中心位置を含む平面を配置平面としたとき、この配置平面と直交する方向から見たときに開口が画像表示面と第２ミラーの間にあることを意味し、配置平面と平行な方向から見たときに開口が画像表示面と第２ミラーの間にないものも含む。
【００１１】
本発明のヘッドアップディスプレイ装置においては、画像表示面から第１ミラーまでの表示光の光路中にミラーのような光偏向手段を含まず、画像表示面が、開口から入射する外光が直接当たらない位置に配されていることが好ましい。ここで、「画像表示面から第１ミラーまでの表示光の光路」とは、画像表示面から射出した光束が最初に第１ミラーに入射するまでの光路を意味する。
【００１２】
また、第１ミラーと画像反射面との間の表示光の光路方向を上下方向とし、第１ミラー側を下側、画像反射面側を上側としたとき、開口の少なくとも一部が第２ミラーの反射面の上端より上方に位置することが好ましい。
【００１３】
また、下記条件式（１）を満足することが好ましく、下記条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
５＜Ｓｍ／Ｓｉ＜３０  …（１）
７＜Ｓｍ／Ｓｉ＜２７  …（１−１）
ただし、
Ｓｉ：画像表示面における画像表示可能面積
Ｓｍ：第２ミラーの反射面の表面積
とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、パワーを有する第１ミラーと、パワーを有する第２ミラーと、開口が設けられた遮光部材とを有し、開口が、画像表示面と第２ミラーの間に配され、画像表示面から射出された表示光が、第１ミラー、第２ミラー、第１ミラーの順に反射し、開口を通過して、画像反射面に到達するように構成したので、画像表示素子から画像反射面までの光路長を確保しつつ小型化を達成するとともに、高画質で虚像を表示可能なヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の運転席の模式図
【図２】本発明の一実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【図３】条件式（２）の各記号が示す内容を表示した説明図
【図４】条件式（３）の各記号が示す内容を表示した説明図
【図５】本発明の実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【図６】本発明の実施例２のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【図７】本発明の実施例３のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【図８】本発明の実施例４のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【図９】本発明の実施例５のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【図１０】本発明の実施例６のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【図１１】本発明の実施例７のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【図１２】本発明の実施例８のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の運転席の模式図、図２はこのヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置３は、自動車のダッシュボード内に配置され、装置内から射出した走行速度等の情報を示す画像をフロントウィンドウ（画像反射面）２で反射させ、運転者（観察者）１のフロントウィンドウ２越し前方に虚像４として拡大表示するものである。
【００２０】
図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置３は、パワーを有する第１ミラー６と、パワーを有する第２ミラー７と、開口８が設けられた遮光部材とを有し、開口８が、画像表示素子１０の画像表示面５と第２ミラー７の間に配され、画像表示面５から射出された表示光が、第１ミラー６、第２ミラー７、第１ミラー６の順に反射し、開口８を通過して、フロントウィンドウ（画像反射面）２に到達するように構成し、２枚のミラー間で表示光を往復させるとともに光路を交差させるようにして光路長を稼ぐとともに、２枚のミラーのいずれにもパワーを持たせて、収差補正可能な反射面を３面としたものである。
【００２１】
なお、遮光部材は、画像表示素子１０、第１ミラー６、および第２ミラー７全体を覆う装置筐体として構成されており、図２中では開口８の位置のみを示し、筐体（遮光部材）については図示を省略している。
【００２２】
これにより、画像表示素子１０の画像表示面５からフロントウィンドウ（画像反射面）２までの光路長を確保しつつ小型化を達成するとともに、高画質で虚像４を表示可能なヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
【００２３】
特に、表示光が２回反射することになる第１ミラー６にパワーを持たせることで、１枚のミラーに対して実質的にパワーを有するミラー２枚分の収差補正効果および画像拡大効果を得ることができるため、少ないコスト負担でありながら装置の小型化や高画質化に大きく寄与する。
【００２４】
本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置においては、画像表示面５から第１ミラー６までの表示光の光路（画像表示面５から射出した光束が最初に第１ミラー６に入射するまでの光路）中にミラーのような光偏向手段を含まず、画像表示面５が、開口８から入射する外光が直接当たらない位置に配されていることが好ましい。このような構成とすることで、画像表示面５と第１ミラー６の間にミラーのような光偏向手段を挿入する空間を確保する必要がなくなるため、装置の小型化に寄与する。また、画像表示面５に外光が直接当たらないため、ゴーストの発生を抑えることができる。
【００２５】
また、ヘッドアップディスプレイ装置の小型化を図るために筐体を小さくし、それにともない開口８の位置が過度に第１ミラー６に近接すると、開口８の周縁部分で装置内における表示光の光路を遮ってしまったり、また画像表示素子１０、第１ミラー６、および第２ミラー７で囲まれた光路空間内に対する外光の入射角範囲が広くなってしまうため好ましくない。そのため、第１ミラー６と画像反射面２との間の表示光の光路方向を上下方向とし、第１ミラー６側を下側、画像反射面２側を上側としたとき、開口８の少なくとも一部が第２ミラー７の反射面の上端より上方に位置することが好ましい。
【００２６】
また、下記条件式（１）を満足することが好ましい。
５＜Ｓｍ／Ｓｉ＜３０  …（１）
７＜Ｓｍ／Ｓｉ＜２７  …（１−１）
ただし、
Ｓｉ：画像表示面における画像表示可能面積
Ｓｍ：第２ミラーの反射面の表面積
とする。
【００２７】
ここで、光学系の視野角をＡ、パワーをＰとすると、Ｓｍ／ＳｉはＡとＰの関数として下記式（ａ）のように記載することができる。
Ｓｍ／Ｓｉ＝ｆ（Ａ，Ｐ）  …（ａ）
ここで、パワーＰを定数とした場合、式（ａ）は下記式（ｂ）の通りとなる。
Ｓｍ／Ｓｉ＝ｆ（Ａ）  …（ｂ）
この時、条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、十分な虚像表示サイズを確保することができ、条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、第２ミラーのサイズが大きくなるのを防ぐことができる。
逆に、視野角Ａを定数とした場合、式（ａ）は下記式（ｃ）の通りとなる。
Ｓｍ／Ｓｉ＝ｆ（Ｐ）  …（ｃ）
この時、条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、虚像表示サイズに対する画像表示面の画像表示可能面積を小さくできるため小型化に有利となり、条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、収差の発生を抑えて高画質化に有利となる。
すなわち、条件式（１）を満足することで、装置の小型化と高画質化を両立させることができる。なお、条件式（１−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
【００２８】
また、下記条件式（２）を満足することが好ましい。この条件式（２）は画像表示面５から射出して第１ミラー６に最初に入射する光束の第１ミラー６に対する傾きを定義したものである。なお、条件式（２）における光束とは、画像表示面５から射出して最終的に開口８を通過する光束のみを意味する。条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、画像表示素子１０が第２ミラー７に過度に近接するのを抑えることができ、表示光の光路を適切に確保することができるため、視野角（虚像表示サイズ）や瞳の面積（アイボックス）の維持に有利となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、表示光が第１ミラー６に対して過度に斜入射となるのを防ぐことができるため、収差の発生を抑えて高画質化に有利となる。なお、下記条件式（２−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
２０＜α＜４５  …（２）
２５＜α＜４０  …（２−１）
ただし、
α：画像表示面の画像表示可能領域の中心から射出した光束のうち、第１ミラーに最初に入射した位置の第１ミラーの反射面の法線に対する入射角が最小である光線の入射角（°）
とする。
【００２９】
また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。この条件式（３）も画像表示面５から射出して第１ミラー６に最初に入射する光束の第１ミラー６に対する傾きを定義したものである。なお、条件式（３）における光束とは、画像表示面５から射出して最終的に開口８を通過する光束のみを意味する。条件式（３）の下限以下とならないようにすることで、画像表示素子１０が第２ミラー７に過度に近接するのを抑えることができ、表示光の光路を適切に確保することができるため、視野角（虚像表示サイズ）や瞳の面積（アイボックス）の維持に有利となる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることで、表示光が第１ミラー６に対して過度に斜入射となるのを防ぐことができるため、収差の発生を抑えて高画質化に有利となる。なお、下記条件式（３−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
１．０５＜Ｌ２／Ｌ１＜１．３５  …（３）
１．１０＜Ｌ２／Ｌ１＜１．３１  …（３−１）
ただし、
Ｌ１：画像表示面の画像表示可能領域の第２ミラー側端辺の反対側端辺中央から射出した光束のうち、画像表示面から第１ミラーまでの光路長の最小値
Ｌ２：画像表示面の画像表示可能領域の第２ミラー側端辺中央から射出した光束のうち、画像表示面から第１ミラーまでの光路長の最小値
とする。
【００３０】
特に、上記の条件式（２）および／または条件式（３）を満足するようにヘッドアップディスプレイ装置の構成について最適化を行った場合、図２中上方から第１ミラー６を見たときに、画像表示素子１０が第２ミラー７側に近づくことになるため、ヘッドアップディスプレイ装置全体のサイズを画像表示素子１０と第２ミラー７の並び方向で小さくすることができる。
【００３１】
次に、本発明のヘッドアップディスプレイ装置の数値実施例について説明する。まず、実施例１のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。図５は実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。
【００３２】
表１に諸元に関するデータを示す。ここでは、ＦＯＶ（Field Of View）［水平方向Ｈ×垂直方向Ｖ］（°）、入射瞳サイズ（ｍｍ×ｍｍ）、虚像距離（ｍｍ）、画像表示領域（ｍｍ×ｍｍ）、および画像表示領域傾斜角（°）の値を示す。なお、画像表示領域傾斜角とは、画像表示面５上で表示光の中心光束が射出している位置において、上記中心光束に対して直交する方向を０°としたときの画像表示面５の傾きを意味する。
【００３３】
表２にヘッドアップディスプレイ装置を構成する各要素の配置座標データを示す。ここでは、図５に示した画像表示面５の中心を原点とする絶対座標系と、第１ミラー６、第２ミラー７、および開口８の各要素の面上に設定されたローカル座標系を組み合わせて記述する。
【００３４】
なお、ローカル座標系の設定は下記の通りである。各ローカル座標系の原点とＺ軸の成分ベクトルをそれぞれ絶対座標系で（ｘ，ｙ，ｚ）、（ｉ，ｊ，ｋ）とする。また、各ローカル座標系の原点を通過し、Ｚ軸に直交する平面(ＸＹ平面)を各要素の基準面とし、各基準面の法線ベクトルＮはローカル座標系のＺ軸と一致する。また、Ｘ軸は図５表示面と直交し、表示面の奥側をプラス側とする。また、Ｙ軸とＺ軸は図５表示面と平行とする。また、Ｚ軸とＸ軸の外積に一致するようにＹ軸を設定している。また、第１ミラー６および第２ミラー７の基準面は近軸曲率を持ち、その上に自由曲面形状を付加形状として設定している。また、開口値を持つ要素ではＸ軸を長辺としＹ軸を短辺とする矩形開口を基準面上に設定している。また、第１ミラー６および第２ミラー７では基準面上の開口を自由曲面上に基準面の法線に沿って射影した領域を反射面と見なす。なお、後述の実施例１〜８のデータの中には、開口値を持つ要素について開口の中心が基準面上でＹ軸方向にシフトしているデータもある。
【００３５】
また、第１ミラー６および第２ミラー７はパワーを有するミラーであり、各ミラーの自由曲面係数に関するデータを表３に示す。自由曲面係数は、下記式で表される自由曲面式における回転非対称非球面係数Ｃ（ｉ，ｊ）の値である。なお、表３で特に記述しない回転非対称非球面係数は０である。
【００３６】
【数１】
0006521879.tif 000002
ただし、
Ｘ，Ｙ，Ｚ：面頂点を原点とした各座標
Ｃ（ｉ，ｊ）：回転非対称非球面係数 ( ｉ＋ｊ＝ｋ，ｋ＝１〜１０ )
とする。
【００３７】
【表１】
0006521879.tif 000003
【００３８】
【表２】
0006521879.tif 000004
【００３９】
【表３】
0006521879.tif 000005
【００４０】
上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、および記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【００４１】
次に、実施例２のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。実施例２のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図を図６に示す。また、実施例２のヘッドアップディスプレイ装置の諸元に関するデータを表４に、各要素の配置座標データを表５に、各ミラーの自由曲面係数に関するデータを表６に示す。
【００４２】
【表４】
0006521879.tif 000006
【００４３】
【表５】
0006521879.tif 000007
【００４４】
【表６】
0006521879.tif 000008
【００４５】
次に、実施例３のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。実施例３のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図を図７に示す。また、実施例３のヘッドアップディスプレイ装置の諸元に関するデータを表７に、各要素の配置座標データを表８に、各ミラーの自由曲面係数に関するデータを表９に示す。
【００４６】
【表７】
0006521879.tif 000009
【００４７】
【表８】
0006521879.tif 000010
【００４８】
【表９】
0006521879.tif 000011
【００４９】
次に、実施例４のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。実施例４のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図を図８に示す。また、実施例４のヘッドアップディスプレイ装置の諸元に関するデータを表１０に、各要素の配置座標データを表１１に、各ミラーの自由曲面係数に関するデータを表１２に示す。
【００５０】
【表１０】
0006521879.tif 000012
【００５１】
【表１１】
0006521879.tif 000013
【００５２】
【表１２】
0006521879.tif 000014
【００５３】
次に、実施例５のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。実施例５のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図を図９に示す。また、実施例５のヘッドアップディスプレイ装置の諸元に関するデータを表１３に、各要素の配置座標データを表１４に、各ミラーの自由曲面係数に関するデータを表１５に示す。
【００５４】
【表１３】
0006521879.tif 000015
【００５５】
【表１４】
0006521879.tif 000016
【００５６】
【表１５】
0006521879.tif 000017
【００５７】
次に、実施例６のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。実施例６のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図を図１０に示す。また、実施例６のヘッドアップディスプレイ装置の諸元に関するデータを表１６に、各要素の配置座標データを表１７に、各ミラーの自由曲面係数に関するデータを表１８に示す。
【００５８】
【表１６】
0006521879.tif 000018
【００５９】
【表１７】
0006521879.tif 000019
【００６０】
【表１８】
0006521879.tif 000020
【００６１】
次に、実施例７のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。実施例７のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図を図１１に示す。また、実施例７のヘッドアップディスプレイ装置の諸元に関するデータを表１９に、各要素の配置座標データを表２０に、各ミラーの自由曲面係数に関するデータを表２１に示す。
【００６２】
【表１９】
0006521879.tif 000021
【００６３】
【表２０】
0006521879.tif 000022
【００６４】
【表２１】
0006521879.tif 000023
【００６５】
次に、実施例８のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。実施例８のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図を図１２に示す。また、実施例８のヘッドアップディスプレイ装置の諸元に関するデータを表２２に、各要素の配置座標データを表２３に、各ミラーの自由曲面係数に関するデータを表２４に示す。
【００６６】
【表２２】
0006521879.tif 000024
【００６７】
【表２３】
0006521879.tif 000025
【００６８】
【表２４】
0006521879.tif 000026
【００６９】
実施例１〜８のヘッドアップディスプレイ装置の条件式（１）〜（３）に対応する値を表２５に示す。
【００７０】
【表２５】
0006521879.tif 000027
【００７１】
以上のデータから、実施例１〜８のヘッドアップディスプレイ装置は、全て条件式（１）〜（３）を満たしており、画像表示素子から画像反射面までの光路長を確保しつつ小型化を達成するとともに、高画質で虚像を表示可能なヘッドアップディスプレイ装置であることが分かる。
【００７２】
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、ヘッドアップディスプレイ装置を構成する各要素の位置や大きさについては、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【００７３】
また、上記実施形態では、画像表示素子に表示された画像を直接虚像として表示する態様について説明したが、適正に虚像を観察できる観察者の瞳位置の範囲（アイボックス）を拡大するために、画像表示素子に表示された画像をディフューザー等の拡散部材に一旦投影する態様としてもよく、この場合には、拡散部材の画像表示面を上記実施形態における画像表示素子の画像表示面と重なる位置に配置すればよい。
【符号の説明】
【００７４】
１    運転者（観察者）
２    フロントウィンドウ（画像反射面）
３    ヘッドアップディスプレイ装置
４    虚像
５    画像表示面
６    第１ミラー
７    第２ミラー
８    開口
１０    画像表示素子
【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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