(57)【要約】【課題】映像表示面から投影鏡までを結ぶ光路長を従来と比較して同じ容積の装置の中でより長く確保することが可能となり、装置の小型化を実現した虚像表示装置を提供する。【解決手段】プロジェクタ４から、映像をスクリーン５に投射し、車両の乗員９が視認する映像の虚像１０を生成する。また、凹面鏡７の少なくとも一部に、ハーフミラーからなるハーフミラー領域２３を設け、スクリーン５と反射ミラー６とを結ぶ光路上にハーフミラー領域２３が位置するとともに、スクリーン５から入射する光路２２は、凹面鏡７の凸面側からハーフミラー領域２３を透過して反射ミラー６へと到り、更に反射ミラー６で反射して凹面鏡７の凹面側へと到るように構成する。【選択図】図２
2017015805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を用いて映像を表示する映像表示面と、
前記映像表示面に表示された前記映像を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を生成する投影鏡と、
前記映像表示面と前記投影鏡とを結ぶ光路に沿って前記映像表示面と前記投影鏡との間に配置され、前記映像表示面から第１方向で入射する前記光路を、前記投影鏡へ向かう第２方向に変更する反射ミラーと、を有し、
前記投影鏡の少なくとも一部に、ハーフミラーからなるハーフミラー領域を含み、
前記映像表示面と前記反射ミラーとを結ぶ光路上に前記ハーフミラー領域が位置するとともに、前記映像表示面から前記第１方向で入射する前記光路は前記ハーフミラー領域を透過して前記反射ミラーへと到る虚像表示装置。
【請求項２】
前記映像表示面と前記投影鏡と前記反射ミラーは、同一直線状に配置される請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項３】
前記投影鏡は、一部が前記ハーフミラー領域であるとともに、前記ハーフミラー領域以外の領域については透過率よりも反射率が高いミラーで構成される請求項１又は請求項２に記載の虚像表示装置。
【請求項４】
前記投影鏡は、前記ユーザの視点のある方向と逆方向の縁部周辺の領域を前記ハーフミラー領域とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の虚像表示装置。
【請求項５】
前記映像表示面は、前記ユーザが前記ハーフミラー領域を透過して視認可能な範囲と重複しない位置に配置される請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の虚像表示装置。
【請求項６】
前記投影鏡により反射した前記映像を更にガラス面に反射させて前記ユーザにより視認させることによって、前記映像の虚像を前記ガラス面の視線方向前方に生成し、
前記ガラス面の前記映像が反射されるエリアの内、前記光源から最も離れた点である第１端部と、前記投影鏡のハーフミラー領域の内、前記第１端部に最も近い点である第２端部とを結ぶ直線に接して前記映像表示面が配置される請求項５に記載の虚像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが視認する虚像を表示する虚像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両等の移動体の乗員に対して経路案内や障害物の警告等の運転情報を提供する情報提供手段として、様々な手段が用いられている。例えば、移動体に設置された液晶ディスプレイによる表示や、スピーカから出力する音声等である。そして、近年、このような情報提供手段の一つとして、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという）のような人間の目の錯覚を利用して実際に映像が表示された位置と異なる空間上に映像を視認させる虚像表示装置がある。
【０００３】
ここで、このような虚像表示装置は移動体の空きスペースに対して設置する必要があるので、できる限り小型化するのが望ましい。しかし、虚像をユーザからある程度離れた位置に視認させる為には、装置内部において映像を表示する映像表示面（例えばスクリーンやディスプレイ）から投影鏡（例えば凹面鏡）までを結ぶ光路長を一定の距離以上確保する必要があり、小型化を実現することが難しかった。そこで、例えば特開２００２−５２９５５号公報では、表示源と拡大反射鏡との間に半透過反射鏡を配置することによって、従来に比べてより狭いスペースで長い光路長を確保することを可能にする技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５２９５５号公報（第４−５頁、図１）
【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、上記特許文献１の技術では、映像表示面である表示源と投影鏡である拡大反射鏡とを結ぶ光路については、表示源と拡大反射鏡の間に配置された半透過反射鏡によって反射されず半透過反射鏡を通過するのみである。即ち、表示源と拡大反射鏡とを結ぶ光路は、単純に表示源と拡大反射鏡を結ぶ線分となっており、半透過反射鏡を用いることによって光路長を長く確保することができなかった。従って、上記した装置の小型化の問題は解消されていない。
【０００６】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、投影鏡の少なくとも一部をハーフミラー化することによって、映像表示面から投影鏡までを結ぶ光路長を従来と比較して同じ容積の装置の中でより長く確保することが可能となり、装置の小型化を実現した虚像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため本発明に係る虚像表示装置は、光源からの光を用いて映像を表示する映像表示面と、前記映像表示面に表示された前記映像を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を生成する投影鏡と、前記映像表示面と前記投影鏡とを結ぶ光路に沿って前記映像表示面と前記投影鏡との間に配置され、前記映像表示面から第１方向で入射する前記光路を、前記投影鏡へ向かう第２方向に変更する反射ミラーと、を有し、前記投影鏡の少なくとも一部に、ハーフミラーからなるハーフミラー領域を含み、前記映像表示面と前記反射ミラーとを結ぶ光路上に前記ハーフミラー領域が位置するとともに、前記映像表示面から前記第１方向で入射する前記光路は前記ハーフミラー領域を透過して前記反射ミラーへと到る。
尚、「光路」とは、映像表示面における映像の表示に用いられる光源（例えばプロジェクタ、液晶パネルのバックライト、有機ＥＬディスプレイの発光素子等）から出力された光が通る経路をいう。例えば、映像表示面から投影鏡までを結ぶ光路とは、光が映像表示面から投影鏡に到達するまでの光の経路であり、基本的には映像表示面（特に映像が表示された位置）から投影鏡までを直線で結ぶ経路となる。但し、映像表示面と投影鏡の間に光を屈折したり反射することによって光の進行方向を変更する手段（例えばミラーやレンズ等）が配置されている場合には、該手段で所定角度に屈折又は反射された経路が該当する。
また、「ハーフミラー」は、透過率と反射率が必ずしも同じである必要はなく、入射した光の一部を透過し、一部を反射する部材（ビームスプリッター）であれば良い。
【発明の効果】
【０００８】
前記構成を有する本発明に係る虚像表示装置によれば、投影鏡の少なくとも一部をハーフミラー化し、映像表示面と反射ミラーとを結ぶ光路上にハーフミラー領域を位置させ、映像表示面から入射する光路はハーフミラー領域を透過して反射ミラーへと到り、反射ミラーで反射させて投影鏡へと戻し、更に投影鏡で反射させてユーザに視認させるので、映像表示面から投影鏡までを結ぶ光路長を従来と比較して同じ容積の装置の中でより長く確保することが可能となる。その結果、装置の小型化を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るＨＵＤの車両への設置態様を示した図である。
【図２】本実施形態に係るＨＵＤの内部構成を示した図である。
【図３】プロジェクタの構成を示した図である。
【図４】スクリーンを示した図である。
【図５】反射ミラーを示した図である。
【図６】凹面鏡の正面図である。
【図７】スクリーンと凹面鏡とを結ぶ光路を示した図である。
【図８】虚像の生成距離を説明した図である。
【図９】車両の乗員とＨＵＤを構成する各部材の位置関係を示した図である。
【図１０】本実施形態に係るＨＵＤの構成を示したブロック図である。
【図１１】車両の乗員から視認できる虚像の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る虚像表示装置について、車両に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置に具体化した一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
先ず、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという）１の構成について図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係るＨＵＤ１の車両２への設置態様を示した図である。
【００１２】
図１に示すようにＨＵＤ１は、車両２のダッシュボード３内部に設置されており、内部にプロジェクタ４やプロジェクタ４からの映像が投射されるスクリーン５を有する。そして、スクリーン５に投射された映像を、後述のようにＨＵＤ１が備える反射ミラー６や凹面鏡７を介し、更に運転席の前方のフロントウィンドウ８に反射させて車両２の乗員９に視認させるように構成されている。尚、スクリーン５に投射される映像としては、車両２に関する情報や乗員９の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物（他車両や歩行者）に対する警告、ナビゲーション装置で設定された案内経路や案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印等）、路面に表示する警告（追突注意、制限速度等）、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ番組等がある。
【００１３】
また、本実施形態のＨＵＤ１では、フロントウィンドウ８を反射して乗員９がスクリーン５に投射された映像を視認した場合に、乗員９にはフロントウィンドウ８の位置ではなく、フロントウィンドウ８の先の遠方の位置にスクリーン５に投射された映像が虚像１０として視認されるように構成される。尚、乗員９が視認できる虚像１０はスクリーン５に投射された映像であるが、凹面鏡７や反射ミラー６を介することによって上下方向や左右方向が反転する場合があり、それらの反転を考慮してスクリーン５への映像の投射を行う必要がある。また、フレネルレンズや凹面鏡７を介することによってサイズも変更する。
【００１４】
ここで、虚像１０を生成する位置、より具体的には乗員９から虚像１０までの距離（以下、生成距離という）Ｌについては、ＨＵＤ１が備える凹面鏡７やフレネルレンズの曲率、スクリーン５と凹面鏡７との相対位置等によって適宜設定することが可能である。例えば、凹面鏡７やフレネルレンズの曲率が固定であれば、スクリーン５において映像の表示された位置から凹面鏡７までの光路に沿った距離（光路長）によって生成距離Ｌが決定される。例えば生成距離Ｌが４０ｍとなるように光路長が設定されている。
【００１５】
ここで、本実施形態のＨＵＤ１は、後述のように凹面鏡７の一部をハーフミラー化することによって、スクリーン５において映像の表示された位置から凹面鏡７までの光路に沿った距離（光路長）を、装置の容積に比べてより長く確保可能に構成している。
【００１６】
また、車両のフロントバンパの上方やルームミラーの裏側等にはフロントカメラ１１が設置される。フロントカメラ１１は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたカメラにより構成された撮像装置であり、光軸方向を車両の進行方向前方に向けて設置される。そして、フロントカメラ１１により撮像された撮像画像に対して画像処理が行われることによって、フロントウィンドウ８越しに乗員９に視認される前方環境（即ち虚像１０が重畳される環境）の状況等が検出される。尚、フロントカメラ１１の代わりにミリ波レーダ等のセンサを用いても良い。
【００１７】
次に、図２を用いてＨＵＤ１のより具体的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係るＨＵＤ１の内部構成を示した図である。
【００１８】
図２に示すようにＨＵＤ１は、プロジェクタ４と、スクリーン５と、反射ミラー６と、凹面鏡７と、調整ミラー１４と、カバーガラス１５と、制御回路部１６と、ＣＡＮインターフェース１７とから基本的に構成されている。
【００１９】
ここで、プロジェクタ４は光源としてＬＥＤ光源やランプ光源やレーザ光源を用いた映像投射装置であり、例えばレーザ走査式プロジェクタとする。尚、プロジェクタ４としてはＤＬＰプロジェクタや液晶プロジェクタやＬＣＯＳプロジェクタを用いても良い。尚、レーザ走査式プロジェクタ以外を用いた場合にはプロジェクタ４に対して別途投射レンズを配置する必要がある。
【００２０】
図３はプロジェクタ４の構成を示した図である。図３に示すようにプロジェクタ４は、内部にレーザ光の光源１８を備えており、例えばレーザ走査式プロジェクタでは光源１８から出力されるレーザ光をＭＥＭＳミラー１９で反射させ、スクリーン５上に走査させることによってスクリーン５に所望の映像を投射する。
【００２１】
一方、スクリーン５は、プロジェクタ４から投射された映像が投射される被投射媒体であり、例えばすりガラス等の拡散板やマイクロレンズアレイ等からなる透過型スクリーンが用いられる。ここで、図４はスクリーン５を示した図である。
【００２２】
図４に示すようにスクリーン５は、映像が投射される映像投射面として被投射エリア２１を有しており、光源１８からの光を用いてプロジェクタ４から投射された映像が表示される。即ち、スクリーン５が映像の表示される映像表示面に相当する。尚、乗員９はプロジェクタ４によって投射された映像を投射側とは逆側から視認することとなる。
【００２３】
また、プロジェクタ４とスクリーン５の代わりに乗員９に視認させる映像を表示する手段として液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等を用いても良い。その場合には、液晶ディスプレイのバックライトや有機ＥＬディスプレイの発光素子が光源に相当し、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイにおいて映像の表示される面が液晶表示面に相当する。
【００２４】
また、反射ミラー６は、スクリーン５と凹面鏡７とを結ぶ光路２２に沿ってスクリーン５と凹面鏡７との間に配置され、スクリーン５から第１方向で入射する光路２２を、凹面鏡７へ向かう第２方向に変更する光の反射手段である。特に本実施形態では、反射ミラー６は、スクリーン５と対向し且つ略平行となるように配置される。その結果、スクリーン５から第１方向で入射する光路２２は後述のように凹面鏡７を透過して反射ミラー６へと到るが、反射ミラー６によって逆方向に折り返すことによって再度凹面鏡７へと向かう第２方向へと光路２２を変更することが可能となる。
【００２５】
一方、凹面鏡７は、スクリーン５に表示された映像を拡大して反射させて乗員９に視認させることによって、乗員９の前方に映像の虚像１０（図１参照）を生成する投影鏡である。尚、凹面鏡７としては、球面凹面鏡や、非球面凹面鏡、若しくは投影映像の歪みを補正するための自由曲面鏡が用いられる。
【００２６】
ここで、図６は凹面鏡７の正面図である。図６に示すように凹面鏡７は、一部にハーフミラーからなるハーフミラー領域２３が設けられている。尚、ハーフミラー領域２３は、例えば透過率と反射率が同じハーフミラーからなる領域とするが、ハーフミラーは必ずしも透過率と反射率が同じである必要はなく、入射した光の一部を透過し、一部を反射する部材（ビームスプリッター）であれば良い。例えばハーフミラー領域２３を透過率４０％、反射率６０％や、透過率６０％、反射率４０％となる領域としても良い。一方、ハーフミラー領域２３以外の領域については透過率よりも反射率が高いミラー（例えば透過率０％、反射率１００％の全反射のミラー）で構成される。尚、ハーフミラー領域２３以外の領域については必ずしも全反射のミラーで構成する必要はないが、反射率の高いミラーとすることによってより鮮明な虚像１０を生成することが可能となる。
【００２７】
また、ハーフミラー領域２３は、特に乗員９の視点のある方向と逆方向の縁部周辺の領域に設ける。例えば本実施形態では、図２に示すように装置上面のカバーガラス１５から乗員９に映像を視認させるので、ハーフミラー領域２３は凹面鏡７の下方縁部に設けられる。また、ハーフミラー領域２３のサイズについてはスクリーン５の大きさに基づいて適宜設定される。具体的には、凹面鏡７の背面側（凸面側）に配置されたスクリーン５から入射される光路を全て透過させることが可能なサイズとする。即ち、スクリーン５が大きければ大きいほどハーフミラー領域２３のサイズを大きくする必要がある。また、虚像１０の視認性を向上させる為にはハーフミラー領域２３はできる限り小さい方が望ましい。従って、ハーフミラー領域２３のサイズは、スクリーン５から入射される光路を全て透過させることが可能な最小のサイズとする。
【００２８】
また、図７に示すようにスクリーン５と凹面鏡７と反射ミラー６は、同一直線状に配置される。そして、スクリーン５と反射ミラー６とを結ぶ光路上にハーフミラー領域２３が位置するとともに、スクリーン５から第１方向で入射する光路２２は、凹面鏡７の凸面側からハーフミラー領域２３を透過して反射ミラー６へと到り、更に反射ミラー６で反射して凹面鏡７の凹面側へと到るように各部材が配置される。従って、スクリーン５から凹面鏡７までを結ぶ光路２２の光路長Ｘを、装置の容積が同じ従来の製品に比べてより長く確保することが可能となる。
【００２９】
ここで、スクリーン５に投射された映像の虚像１０が生成される位置、具体的には図８に示す乗員９から虚像１０までの距離である生成距離Ｌは、図７に示すスクリーン５から凹面鏡７までを結ぶ光路２２の光路長Ｘに依存する。本実施形態では、凹面鏡７の一部にハーフミラー領域２３を設けることによって装置の容積に対して光路長Ｘをより長く確保できるので、従来に比べて装置を小型化したとしても生成距離Ｌを長く設定することが可能であり、乗員９から一定距離以上離れた適切な位置に虚像１０を生成することが可能となる。
【００３０】
また、スクリーン５は、凹面鏡７の背面側（凸面側）に凹面鏡７から所定距離だけ離れて配置されるが、特に、乗員９がハーフミラー領域２３を透過して視認可能な範囲と重複しない位置に配置される。それによって、乗員９に不要な像を視認させることを防止できる。
【００３１】
また、装置の小型化を図るという点からは、スクリーン５を凹面鏡７に対してできる限り近接して配置することが望ましい。そこで、図９に示すようにフロントウィンドウ８の映像が反射されるエリアの内、光源１８から最も離れた点である第１端部Ｐ１と、凹面鏡７のハーフミラー領域２３の内、第１端部Ｐ１に最も近い点である第２端部Ｐ２をそれぞれ設定する。そして、第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２を結ぶ直線Ｙに下端が接する位置にスクリーン５を配置するように構成する。その結果、乗員９によってハーフミラー領域２３を透過してスクリーン５が視認されることが無く、且つできる限りスクリーン５を凹面鏡７に対して近接して配置することが可能となる。
【００３２】
一方、調整ミラー１４は、図２に示すようにプロジェクタ４から出力された光源１８からの光を、スクリーン５の方向に反射することによってＨＵＤ１内で光路２２を変更する光の反射手段である。
【００３３】
また、カバーガラス１５は、ＨＵＤ１の上面に配置された透過性の板状部材である。そして、スクリーン５に表示された映像は凹面鏡７によって反射され、カバーガラス１５を介して乗員９に視認させる。尚、カバーガラス１５としてはフレネルレンズを用いても良い。また、カバーガラス１５としてフレネルレンズを用いる場合には、凹面鏡７の代わりに平面の鏡を用いることも可能である。
【００３４】
また、制御回路部１６は、ＨＵＤ１の全体の制御を行う電子制御ユニットである。ここで、図１０は本実施形態に係るＨＵＤ１の構成を示したブロック図である。
【００３５】
図１０に示すように制御回路部１６は、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ３１、並びにＣＰＵ３１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ３２、制御用のプログラムのほか、虚像を生成する為の制御プログラム等が記録されたＲＯＭ３３、ＲＯＭ３３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ３４等の内部記憶装置を備えている。また、制御回路部１６は、プロジェクタ４と接続され、プロジェクタ４の駆動制御を行う。
【００３６】
また、ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）インターフェース１７は、車両内に設置された各種車載器や車両機器の制御装置間で多重通信を行う車載ネットワーク規格であるＣＡＮに対して、データの入出力を行うインターフェースである。そして、ＨＵＤ１は、ＣＡＮを介して、各種車載器や車両機器の制御装置（例えば、ナビゲーション装置４８、ＡＶ装置４９等）と相互通信可能に接続される。それによって、ＨＵＤ１は、ナビゲーション装置４８やＡＶ装置４９等から取得した情報を投影可能に構成する。
【００３７】
尚、プロジェクタ４により投射される映像としては、車両２に関する情報や乗員９の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物（他車両や歩行者）に対する警告、ナビゲーション装置４８で設定された案内経路（走行予定経路）や案内経路に基づく案内情報（車両の進行方向を示す矢印等）、路面に表示する警告（追突注意、制限速度等）、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ画面等がある。特に本実施形態では、周辺環境に重畳させて乗員９に視認させることにより案内を行う虚像を生成する為の映像を出力する。例えば、ナビゲーション装置４８で設定された案内経路に基づく案内情報である車両の進行方向を示す矢印を出力する構成とする。
【００３８】
その結果、例えばナビゲーション装置４８において案内経路が設定されており、車両の進行方向前方に特に右左折の対象となる交差点が存在しない場合には、図１１に示すように車両の進行方向前方に直進方向を示す矢印の虚像１０が生成される。また、矢印の虚像１０については、地面上、より具体的には虚像１０の下端が地面上に位置するように生成するのが望ましい。尚、車両の進行方向前方に右左折の対象となる交差点が接近した場合には、直進方向を示す矢印に替えて右左折を示す矢印の虚像１０を生成する。その結果、乗員９から４０ｍ前方付近に車両の進行方向を示す矢印の虚像が生成されることとなり、乗員９は虚像を視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能である。
【００３９】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るＨＵＤ１によれば、プロジェクタ４から、映像をスクリーン５に投射し、車両の乗員９が視認する映像の虚像１０を生成する。また、凹面鏡７の少なくとも一部に、ハーフミラーからなるハーフミラー領域２３を設け、スクリーン５と反射ミラー６とを結ぶ光路上にハーフミラー領域２３が位置するとともに、スクリーン５から入射する光路２２は、凹面鏡７の凸面側からハーフミラー領域２３を透過して反射ミラー６へと到り、更に反射ミラー６で反射して凹面鏡７の凹面側へと到るように構成するので、スクリーン５から凹面鏡７までを結ぶ光路長を従来と比較して同じ容積の装置の中でより長く確保することが可能となる。その結果、装置の小型化を実現することが可能となる。
【００４０】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態ではＨＵＤ１によって車両２のフロントウィンドウ８の前方に虚像を生成する構成としているが、フロントウィンドウ８以外のウィンドウの前方に虚像を生成する構成としても良い。また、ＨＵＤ１により映像を反射させる対象はフロントウィンドウ８自身ではなくフロントウィンドウ８の周辺に設置されたバイザー（コンバイナー）であっても良い。
【００４１】
また、本実施形態では車両２に対してＨＵＤ１を設置する構成としているが、車両２以外の移動体に設置する構成としても良い。例えば、船舶や航空機等に対して設置することも可能である。また、アミューズメント施設に設置されるライド型アトラクションに設置しても良い。その場合には、ライドの周囲に虚像を生成し、ライドの乗員に対して虚像を視認させることが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態では凹面鏡７の一部領域のみをハーフミラー領域２３としているが、凹面鏡７の全領域をハーフミラー領域２３としても良い。その場合であっても、スクリーン５から凹面鏡７までを結ぶ光路長を従来と比較して同じ容積の装置の中でより長く確保することが可能となる。
【００４３】
また、本実施形態ではハーフミラー領域２３は凹面鏡７の下方縁部に設ける構成としているが、凹面鏡７の中央、上方縁部、左右縁部等に設ける構成としても良い。尚、ハーフミラー領域２３の位置に関わらず、乗員９がハーフミラー領域２３を透過して視認可能な範囲と重複しない位置にスクリーン５を配置するのが望ましい。
【００４４】
また、本実施形態では投射レンズが不要となるレーザ走査式プロジェクタを用いているが、レーザ走査式プロジェクタ以外のプロジェクタ（例えば、ＤＬＰプロジェクタ、液晶プロジェクタ、ＬＣＯＳプロジェクタ）を用いても良い。
【００４５】
また、本実施形態ではＨＵＤ１のＣＰＵ３１が虚像を生成する為の処理プログラムの各ステップを実行する構成としているが、ＨＵＤ１以外の車載器（例えばナビゲーション装置４８）や車両の制御を行うＥＣＵ等が一部または全部の処理を実行する構成としても良い。
【００４６】
また、本発明に係る虚像表示装置を具体化した実施例について上記に説明したが、虚像表示装置は以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。
【００４７】
例えば、第１の構成は以下のとおりである。
光源（１８）からの光を用いて映像を表示する映像表示面（５）と、前記映像表示面に表示された前記映像を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を生成する投影鏡（７）と、前記映像表示面と前記投影鏡とを結ぶ光路に沿って前記映像表示面と前記投影鏡との間に配置され、前記映像表示面から第１方向で入射する前記光路を、前記投影鏡へ向かう第２方向に変更する反射ミラー（６）と、を有し、前記投影鏡の少なくとも一部に、ハーフミラーからなるハーフミラー領域（２３）を含み、前記映像表示面と前記反射ミラーとを結ぶ光路上に前記ハーフミラー領域が位置するとともに、前記映像表示面から前記第１方向で入射する前記光路は前記ハーフミラー領域を透過して前記反射ミラーへと到る。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、投影鏡の少なくとも一部をハーフミラー化し、映像表示面と反射ミラーとを結ぶ光路上にハーフミラー領域を位置させ、映像表示面から入射する光路はハーフミラー領域を透過して反射ミラーへと到り、反射ミラーで反射させて投影鏡へと戻し、更に投影鏡で反射させてユーザに視認させるので、映像表示面から投影鏡までを結ぶ光路長を従来と比較して同じ容積の装置の中でより長く確保することが可能となる。その結果、装置の小型化を実現することが可能となる。
【００４８】
また、第２の構成は以下のとおりである。
前記映像表示面（５）と前記投影鏡（７）と前記反射ミラー（６）は、同一直線状に配置される。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、映像表示面と投影鏡と反射ミラーを同一直線状に配置し、反射ミラーで光路を折り返すことによって映像表示面から投影鏡までを結ぶ光路長を効率よく確保できる。また、直線状に配置することによって装置内に無駄なスペースが形成されず、装置をできる限り小型化することが可能となる。
【００４９】
また、第３の構成は以下のとおりである。
前記投影鏡（７）は、一部が前記ハーフミラー領域（２３）であるとともに、前記ハーフミラー領域以外の領域については透過率よりも反射率が高いミラーで構成される。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、光路を透過させる領域を確保しつつ、それ以外の領域ではできる限り反射率を上げることによって、より鮮明な虚像をユーザに視認させることが可能となる。
【００５０】
また、第４の構成は以下のとおりである。
前記投影鏡は（７）、前記ユーザの視点のある方向と逆方向の縁部周辺の領域を前記ハーフミラー領域（２３）とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、投影鏡を映像表示面に対して接近して配置した場合であっても、ユーザにハーフミラー領域を透過して映像表示面を視認させることを防止できる。また、投影鏡のデッドスペースに映像表示面を配置することが可能となる。即ち、装置の小型化を実現可能となる。
【００５１】
また、第５の構成は以下のとおりである。
前記映像表示面（５）は、前記ユーザが前記ハーフミラー領域（２３）を透過して視認可能な範囲と重複しない位置に配置される。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、ユーザにハーフミラー領域を透過して映像表示面を視認させることを防止できる。従って、不要な映像や光源をユーザに視認させることを防止できる。
【００５２】
また、第６の構成は以下のとおりである。
前記投影鏡（７）により反射した前記映像を更にガラス面（８）に反射させて前記ユーザ（９）により視認させることによって、前記映像の虚像（１０）を前記ガラス面の視線方向前方に生成し、前記ガラス面の前記映像が反射されるエリアの内、前記光源から最も離れた点である第１端部と、前記投影鏡のハーフミラー領域の内、前記第１端部に最も近い点である第２端部とを結ぶ直線に接して前記映像表示面（５）が配置される。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、ユーザによってハーフミラー領域を透過して映像表示面が視認されることが無く、且つできる限り映像表示面を投影鏡に対して近接して配置することが可能となる。従って、虚像を適切にユーザに視認可能とするとともに、装置の小型化についても図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１      ヘッドアップディスプレイ装置
２      車両
３      ダッシュボード
４      プロジェクタ
５      スクリーン
６      反射ミラー
７      凹面鏡
８      フロントウィンドウ
９      乗員
１０    虚像
２２    光路
２３    ハーフミラー領域
３１    ＣＰＵ
３２    ＲＡＭ
３３    ＲＯＭ
３４    フラッシュメモリ
【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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