JP6777062B2

JP6777062B2 - 虚像表示装置及び虚像表示装置用ケース

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Publication number: JP6777062B2
Application number: JP2017231876A
Authority: JP
Inventors: 昌之山口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: JP2019098923A; WO2019106993A1

Description

本開示は、虚像を視認可能に表示する虚像表示装置に関する。

従来、虚像を視認可能に表示する虚像表示装置が知られている。特許文献１に開示の装置は、表示器、ケース、及び開口カバーを備えている。表示器は、表示光を発する。ケースは、表示器を収容するケースであって、表示光がケース外部に位置する投影部に投影されるように、当該表示光をケース外部に射出する開口を有する。開口カバーは、開口を塞いでいる。

特開２０１７−１０２３４７号公報

特許文献１の開口カバーは、ケース外部からケース内部へ入射しようとする太陽光等の外光の一部を吸収するようになっている。しかしその一方で、特許文献１の開口カバーは、平板状に形成されている。このような平板状の開口カバーに入射する外光の一部がその表面で反射され、この反射光が視認者の目に入射し得る。こうした反射光が視認者の目に多く入射すると、視認者が眩しく感じるため、虚像を視認し難い状態となってしまう。

開示されるひとつの目的は、虚像の視認性が高い虚像表示装置及びこれに用いられる虚像表示装置用ケースを提供することにある。

ここに開示された虚像表示装置は、投影部（７ａ）での表示光の反射を用いて、虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置であって、
表示光を発する表示器（３０）と、
表示器を収容するケースであって、表示光がケース外部に位置する投影部に投影されるように、表示光をケース外部へと射出する開口（１２）を有するケース（１０）と、
開口を塞ぐ開口カバー（２０，２２０）と、を備え、
車両のインストルメントパネルにおいて、立壁状のベゼル壁（３）に囲まれて開口が配置されるように構成され、
開口カバーは、開口により隔てられた両側のうち表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲しており、
ベゼル壁のうち、開口に対して前方に位置する前側ベゼル壁（４）の高さをｈと定義し、車両前後方向及び車両上下方向に沿った断面（ＣＳ）における放物線の二次の係数をａと定義すると、
４・ａ・ｈ＞１が成立している。
また開示された虚像表示装置は、投影部（７ａ）での表示光の反射を用いて、虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置であって、
表示光を発する表示器（３０）と、
表示器を収容するケースであって、表示光がケース外部に位置する投影部に投影されるように、表示光をケース外部へと射出する開口（１２）を有するケース（１０）と、
開口を塞ぐ開口カバー（２０，２２０）と、を備え、
車両のインストルメントパネルにおいて、立壁状のベゼル壁（３）に囲まれて開口が配置されるように構成され、
開口カバーは、開口により隔てられた両側のうち表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲しており、
ベゼル壁のうち、開口に対して後方に位置する後側ベゼル壁（５）の上端部（５ａ）を通過し、投影部にて反射され、車両のアイリプス（ＥＬ）に下方から接する仮想の光線（ＩＭＲ）の軌跡として仮想光路を定義し、仮想光路において上端部と投影部の反射位置（ＲＰ）とを結ぶ仮想線（ＩＭＬ）を定義すると、
放物線の対称軸（Ａｐ）は、仮想線と平行である。

このような虚像表示装置によると、ケースの開口を塞ぐ開口カバーは、表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲している。この湾曲形態により、開口カバーに入射する外光の一部は、放物線の性質を利用して、反射されると同時に集光される。すなわち、開口カバーに反射された外光が広範囲に拡がることが抑制されるので、視認者の目に到達する確率を、低下させることができる。故に、視認者が反射光を眩しく感じることにより、当該視認者が虚像を視認し難くなってしまう確率も低減できるのである。

ここに開示された虚像表示装置用ケースは、投影部（７ａ）での表示光の反射を用いて、虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置（１００）に用いられる虚像表示装置用ケースであって、
表示光を発する表示器（３０）を収容するように構成された収容部（１１）と、
表示光がケース外部に位置する投影部（７ａ）に投影されるように、表示光をケース外部へと射出する開口（１２）と、を有し、
虚像表示装置は、車両のインストルメントパネルにおいて、立壁状のベゼル壁（３）に囲まれて開口が配置されるように構成されており、
開口を縁取る縁部（１３）は、開口により隔てられた両側のうち表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲する放物湾曲辺（１３ｃ，１３ｄ）を有し、
ベゼル壁のうち、開口に対して前方に位置する前側ベゼル壁（４）の高さをｈと定義し、車両前後方向及び車両上下方向に沿った断面（ＣＳ）における放物線の二次の係数をａと定義すると、
４・ａ・ｈ＞１が成立している。
また開示された虚像表示装置用ケースは、投影部（７ａ）での表示光の反射を用いて、虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置（１００）に用いられる虚像表示装置用ケースであって、
表示光を発する表示器（３０）を収容するように構成された収容部（１１）と、
表示光がケース外部に位置する投影部（７ａ）に投影されるように、表示光をケース外部へと射出する開口（１２）と、を有し、
虚像表示装置は、車両のインストルメントパネルにおいて、立壁状のベゼル壁（３）に囲まれて開口が配置されるように構成されており、
開口を縁取る縁部（１３）は、開口により隔てられた両側のうち表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲する放物湾曲辺（１３ｃ，１３ｄ）を有し、
ベゼル壁のうち、開口に対して後方に位置する後側ベゼル壁（５）の上端部（５ａ）を通過し、投影部にて反射され、車両のアイリプス（ＥＬ）に下方から接する仮想の光線（ＩＭＲ）の軌跡として仮想光路を定義し、仮想光路において上端部と投影部の反射位置（ＲＰ）とを結ぶ仮想線（ＩＭＬ）を定義すると、
放物線の対称軸（Ａｐ）は、仮想線と平行である。

このようなケースによると、開口を縁取る縁部に放物湾曲辺が設けられることにより、当該開口を開口カバーで塞いだときに、当該放物湾曲辺に開口カバーを沿わせて保持することで、簡単に開口カバーを放物線に沿って湾曲させることができる。したがって、虚像の視認性が高い虚像表示装置を、容易に提供することができる。

なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。

第１実施形態のＨＵＤ装置の車両への搭載状態を示す断面図である。第１実施形態のＨＵＤ装置の表示部及び導光部の概略構成を示す断面図である。第１実施形態のＨＵＤ装置の上面図である。第１実施形態の開口カバーの構成を説明するための断面図である。第２実施形態における図４に対応する図である。変形例１における図１に対応する図である。変形例２における図１に対応する図である。

以下、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。

（第１実施形態）
図１，２に示すように、本開示の第１実施形態による虚像表示装置は、車両１に用いられ、当該車両１のインストルメントパネル２内に収容されている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）１００である。ここで車両１とは、本実施形態のような自動車だけに限られず、鉄道車両の他、航空機、船舶、移動しない筐体等の乗り物を含むように広義に解される。ＨＵＤ装置１００は、車両１のフロントウインドシールド７に設定された投影部７ａへ向けて画像を投影する。これによりＨＵＤ装置１００は、画像を視認者としての車両１の乗員により視認可能に虚像表示する。すなわち、投影部７ａにて反射される画像の表示光が、車両１の室内の座席に着座する乗員において、視認領域内に位置するアイポイントＥＰに到達し、当該乗員が当該表示光を虚像ＶＲＩとして知覚する。画像として虚像表示される各種情報としては、例えば車速、燃料残量等の車両の状態を示す情報、又は視界補助情報、道路情報等のナビゲーション情報等が挙げられる。

以下において、特に断り書きが無い限り、前後、上下、左右等の方向は、水平面上の車両を基準として表記される。

車両１のフロントウインドシールド７は、例えばガラスないしは合成樹脂により透光性の板状に形成されている。フロントウインドシールド７は、インストルメントパネル２において上方を向く上面部２ａと対向するように配置され、例えば後方へ向かう程上面部２ａとは離間するように傾斜して配置されている。フロントウインドシールド７は、画像が投影される投影部７ａ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７ａは、フロントウインドシールド７に設けられていなくてもよい。例えば、車両１と別体となっているコンバイナを車両１内のフロントウインドシールド７付近に設置して、当該コンバイナに投影部７ａが設けられていてもよい。

視認領域は、ＨＵＤ装置１００により表示される虚像ＶＲＩが所定の規格を満たすように視認可能となる空間領域であって、アイボックスとも称される。視認領域は、典型的には、車両１に設定されたアイリプスＥＬと重なるように設定される。アイリプスＥＬは、車両１の乗員としての運転者の目の位置の分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、楕円体状に設定されている（詳細は、ＪＩＳＤ００２１：１９９８参照）。

このようなＨＵＤ装置１００の具体的構成を、以下に説明する。ＨＵＤ装置１００は、図２に示すように、ケース１０、開口カバー２０、表示器３０及び導光部４０等により構成されている。

ケース１０は、例えば合成樹脂ないしは金属により、中空箱状を呈しており、車両１のインストルメントパネル２内に設置されている。ケース１０は、表示器３０及び導光部４０を収容するように構成された収容部１１と、投影部７ａと対向する上方において開口するケース開口１２とを、有している。図３にも示すように、ケース開口１２の全域は、表示光を透過可能な開口カバー２０により塞がれている。また、車両１のインストルメントパネル２の上面部２ａにおいて、ケース開口１２と対応する箇所には、インパネ開口２ｂが開口している。

本実施形態の表示器３０は、図２に示すように、液晶表示器となっている。表示器３０は、バックライト３１及び液晶パネル３２を有し、例えば遮光性を有する箱状のケーシングにこれらを収容して構成されている。表示器３０は、バックライト３１により液晶パネル３２の表示画面を透過照明することで、当該表示画面に画像を表示し、虚像ＶＲＩの表示に寄与する表示光を導光部４０側へ向けて発するようになっている。

ここで本実施形態の液晶パネル３２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、例えば二次元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。液晶パネル３２は、バックライト３１からの光の入射により、液晶画素毎の当該光の透過率を制御可能となっており、表示画面から射出される表示光によって画像を形成することができる。より隣り合う液晶画素には、互いに異なる色（例えば、赤色、緑色、及び青色）のカラーフィルタが設けられており、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。表示器３０から発せられる表示光は、直線偏光となっている。

なお、表示器３０には、液晶表示器に代えて、有機ＥＬディスプレイ、レーザスキャナ方式の表示器、又はＤＬＰ（Digital Light Processing；登録商標）方式の各種の表示器等を採用することができる。また、表示器３０を複数設けるようにしてもよい。

導光部４０は、表示器３０から入射した表示光を、投影部７ａへと導光する。導光部４０は、例えば平面鏡４１及び凹面鏡４２を有している。平面鏡４１は、合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に、アルミニウムを蒸着されること等により反射面４１ａを形成した反射鏡である。平面鏡４１の反射面４１ａは、滑らかな平面状に形成されている。表示器３０から平面鏡４１に入射した表示光は、反射面４１ａにより凹面鏡４２へ向けて反射される。

凹面鏡４２は、合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に、アルミニウムを蒸着すること等により反射面４２ａを形成した反射鏡である。凹面鏡４２の反射面４２ａは、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。凹面鏡４２に入射した表示光は、反射面４２ａにより投影部７ａへ向けて反射されると同時に、虚像ＶＲＩを拡大させる拡大作用を受ける。また、凹面鏡４２は、左右方向に延びる回転軸４３まわりに回動可能となっており、虚像ＶＲＩが表示される上下方向の位置を調整できるようになっている。

こうして凹面鏡４２の反射面４２ａに反射された表示光は、ケース開口１２に設けられた開口カバー２０を透過することで、ケース内部からケース外部へ射出され、ケース外部に位置する投影部７ａへと入射する。投影部７ａに反射された表示光が乗員の眼に到達することによって、当該乗員は虚像ＶＲＩを視認可能となるのである。

ここで、開口カバー２０とその周囲の構成についてより詳細に説明する。開口カバー２０は、図３に示すように、矩形状の外形をなし、可撓性を有するシート状に形成されている。開口カバー２０を透過する表示光が拡散して乱されることを抑制するため、開口カバー２０において両側のカバー面２１，２２は、粗さを低減した鏡面状に形成されている。本実施形態の開口カバー２０は、図４に示すように、透光基板層２０ａと、透光基板層２０ａに対して積層状態に形成された偏光層２０ｂを有している。

偏光層２０ｂは、フィルム状に形成された偏光フィルム等により実現されている偏光素子である。偏光層２０ｂは、例えばポリビニルアルコールにヨウ素を添加して形成され、ヨウ素分子の配向方向によって透過軸と遮光軸（特に本実施形態では吸収軸）を互いに実質直交した状態で有している。偏光層２０ｂは、透過軸に沿った偏光を最大の透過率にて透過させると共に、吸収軸に沿った偏光を最大の吸収率にて吸収する。ここで、吸収軸が表示器３０から発せられた表示光の偏光方向とは交差するように設定される。好ましくは、透過軸が表示光の偏光方向に沿うように設定される。

開口カバー２０は、保持部２３及びカバー部２４を有している。保持部２３は、開口カバー２０の外周部に設けられ、当該開口カバー２０を保持する保持部材としてのケース１０に保持されている。例えば図３に示すように、保持部２３において、ケース側には、矩形枠状の粘着シート５０が貼り付けられている。粘着シート５０は、両面に粘着性を有している。粘着シート５０は、保持部２３と、ケース１０においてケース開口１２を縁取っているケース縁部１３とを、全周に亘って密着状態で接続している。

カバー部２４は、保持部２３に囲まれてケース開口１２の全域を塞ぐように構成されている。カバー部２４は、保持部２３がケース縁部１３と密着していることにより、当該ケース縁部１３に沿うように湾曲している。

ケース縁部１３は、開口カバー２０の外形に合わせて、４つの辺１３ａ〜ｄをなしている。前側辺１３ａは、ケース開口１２に対する前方において左右方向に沿って直線的に延伸している。後側辺１３ｂは、ケース開口１２に対する後方において左右方向に沿って直線的に延伸している。前側辺１３ａ及び後側辺１３ｂは、互いに実質平行に配置されている。本実施形態では、前側辺１３ａ及び後側辺１３ｂは、上下方向において、略同じ高さに位置している。

左側辺１３ｃと右側辺１３ｄとは、実質同形状に形成されて対をなしている。左側辺１３ｃは、ケース開口１２に対する左方において前後方向に延伸していることで、前側辺１３ａと後側辺１３ｂとを接続している。右側辺１３ｄは、ケース開口１２に対する右方において前後方向に延伸していることで、前側辺１３ａと後側辺１３ｂとを接続している。左側辺１３ｃと右側辺１３ｄとは、互いに実質平行に配置されている。本実施形態では、左側辺１３ｃ及び右側辺１３ｄは、上下方向において、略同じ高さに位置している。

ここで図１に示すように、左側辺１３ｃ及び右側辺１３ｄは、ケース開口１２又はインパネ開口２ｂにより隔てられた両側のうち表示光が入射する空間側へ凹むように、放物線に沿って湾曲している放物湾曲辺となっている。ここで本実施形態において、表示光が入射する側とは、表示光の入射側、ケース内部側、投影部７ａとは反対側又は車両１における下側とも換言できる。

放物湾曲辺としての左側辺１３ｃ及び右側辺１３ｄに沿って配置される開口カバー２０の主にカバー部２４も、車両１の前後方向及び上下方向に沿った断面ＣＳにおいて、ケース開口１２又はインパネ開口２ｂにより隔てられた両側のうち表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲している。

より詳細に開口カバー２０は、筒の延伸方向が左右方向に沿った放物筒状に湾曲している。こうした開口カバー２０において、ケース外部側、すなわち上側を向くカバー面２１は、例えば車両１の外部からフロントウインドシールド７を透過して入射する太陽光等の外光を、反射し得る反射面を、放物筒面状に形成している。

カバー面２１の周囲には、車両１のベゼル壁３が形成されている。ベゼル壁３は、両開口２ｂ，１２を囲むように、全周に亘る立壁状に形成されている。ベゼル壁３は、開口カバー２０の最外周部と隙間を埋めて接するように配置され、開口カバー２０から、ケース開口１２又はインパネ開口２ｂにより隔てられた両側のうち表示光の射出側（すなわち上側へ）へ突出するように形成されている。ベゼル壁３の壁面は、外光の反射を抑制し、より好適には外光を吸収するように、暗色（例えば黒色）に形成されていることで、遮光性を有している。

ベゼル壁３は、両開口２ｂ，１２に対して前方に位置する前側ベゼル壁４、両開口２ｂ，１２に対して後方に位置する後側ベゼル壁５を有している。前側ベゼル壁４は、上方へ向かう程、後方に位置するように、僅かに傾斜しており、開口カバー２０と接する部分では、前側ベゼル壁４と開口カバー２０の最外周部とが鋭角αをなすように配置されている。後側ベゼル壁５は、上方へ向かう程、後方に位置するように、僅かに傾斜しており、開口カバー２０と接する部分では、後側ベゼル壁５と開口カバー２０の最外周部とが鈍角βをなすように配置されている。

本実施形態の開口カバー２０を形付ける放物線の頂点Ｖｐは、開口カバー２０の中心に対して、前方に偏心して設定される。特に第１実施形態では、放物線の頂点Ｖｐは、オフセットされずに、開口カバー２０内に現出している。放物線の対称軸Ａｐは、後方に倒れるように、水平面に対して傾斜している。

このような開口カバー２０をより詳細に説明するため、外光として想定される仮想の光線ＩＭＲ（図１の破線参照）の軌跡を考える。この光線ＩＭＲは、斜め前方から車両１のフロントウインドシールド７に入射し、当該フロントウインドシールド７を透過し、カバー面２１に反射され、さらに後側ベゼル壁５における上端部５ａを掠る（又は接する）ように通過し、その後フロントウインドシールド７の投影部７ａの反射位置ＲＰにて反射されてアイリプスＥＬを下方から接するように通過する光線であり、当該光線ＩＭＲの軌跡を仮想光路として定義する。さらに、仮想光路において、後側ベゼル壁５の上端部５ａと投影部７ａの反射位置ＲＰとを結ぶ直線を、仮想線ＩＭＬと定義する。

なお、アイリプスＥＬに関しては、９０パーセンタイルアイリプス、９５パーセンタイルアイリプス、９９パーセンタイルアイリプス等の、９０パーセンタイル以上９９パーセンタイル以下のアイリプスを採用することが好ましい。

この仮想線ＩＭＬは、通常、上方へ進む程後方へ行くような方向に延びており、開口カバー２０の放物線の対称軸Ａｐの方向は、この仮想線ＩＭＬの方向に沿うように設定される。より好ましくは、放物線の対称軸Ａｐが、この仮想線ＩＭＬに実質平行に設定されるとよい。

すなわち、放物線には、対称軸Ａｐに平行に入射する光線をある１点（焦点Ｆｐ）に集める性質がある。この性質によれば、仮想線ＩＭＬに実質平行な対称軸Ａｐを設定することによって、仮想線ＩＭＬに沿う光線ＩＭＲは、放物線の焦点Ｆｐを通過することとなる。その焦点Ｆｐより下側を前側ベゼル壁４等の遮光部材によって遮光することにより、外光がカバー面２１を反射した後アイリプスＥＬ内に進入することが抑制できるのである。

放物線の頂点Ｖｐの位置を高さ０としたとき、焦点Ｆｐの対称軸Ａｐに沿った高さは、放物線の二次の係数ａを用いて、１／（４・ａ）で与えられる。前側ベゼル壁４の高さをｈと定義したとき、ｈ＞１／（４・ａ）の条件式が成立すれば、前側ベゼル壁４によって焦点Ｆｐより下側を通る光を遮光できるので、外光のアイリプスＥＬ内への進入抑制効果が期待できる。すなわち、４・ａ・ｈ＞１が成立するように、放物線の開き度合を設定することが望ましい。

なお、本実施形態における前側ベゼル壁４の高さｈは、放物線の頂点Ｖｐに接する仮想の接平面ＩＭＰから前側ベゼル壁４の上端部４ａまでの当該接平面ＩＭＰに対する垂直方向に沿った寸法として定義される。

また、本実施形態では、放物線の焦点Ｆｐの位置が前側ベゼル壁４よりも後方の空間上に位置する。このようにすると、開口カバー２０を放物線に沿って湾曲させても、ケース１０の前側辺１３ａと後側辺１３ｂの上下方向における高低差を小さくすることが可能となり、ケース１０の後側壁の上下方向の寸法を小さくすることができる。

（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改めて説明する。

第１実施形態によると、ケース開口１２を塞ぐ開口カバー２０は、表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲している。この湾曲形態により、開口カバー２０に入射する外光の一部は、放物線の性質を利用して、反射されると同時に集光される。すなわち、開口カバー２０に反射された外光が広範囲に拡がることが抑制されるので、乗員の目に到達する確率を、低下させることができる。故に、乗員が反射光を眩しく感じることにより、当該乗員が虚像ＶＲＩを視認し難くなってしまう確率も低減できるのである。

また、第１実施形態によると、開口カバー２０は、放物筒状に湾曲している。この湾曲形態では、開口カバー２０を湾曲させるための意図しない皺及び歪みの発生を抑制できると共に、放物筒の非放物線方向（例えば車両の左右方向）にずれて開口カバー２０に入射する外光に対しても、実質的に均しい反射作用を及ぼすことが可能となるので、開口カバー２０全体において安定的な効果を奏することができる。

また、第１実施形態によると、ケース開口１２は、車両１のインストルメントパネル２において、立壁状のベゼル壁３に囲まれて配置されている。こうしたベゼル壁３によって、外光が開口カバー２０に入射した後、乗員の目に到達するような光路を遮断することができるので、乗員が反射光を眩しく感じることにより、当該乗員が虚像ＶＲＩを視認し難くなってしまうことの抑制効果を高めることができる。

また、第１実施形態によると、４・ａ・ｈ＞１が成立するように放物線が構成されている。したがって、前側ベゼル壁４によって放物線の焦点Ｆｐより下側を通る光を遮光できるので、前側ベゼル壁４により乗員の目に到達するような光路を遮断する遮断作用は、一層高いものとなる。

また、第１実施形態によると、放物線の対称軸Ａｐは、仮想線ＩＭＬに実質平行である。このようにすると、開口カバー２０を反射してアイリプスＥＬの下端に達する外光が、丁度焦点Ｆｐを通るようになるため、この焦点Ｆｐより下方の光をベゼル壁３によって遮断してやれば、効率的に外光のアイリプスＥＬへの進入を抑制することができる。故に、外光が乗員の目に到達する確率は一層低下し、乗員が虚像ＶＲＩを視認し難くなってしまうことの抑制効果は格別なものとなる。

また、第１実施形態によると、開口カバー２０は、偏光素子としての偏光層２０ｂを有する。このようにすると、外光がケース内部に進入して熱に変換されることにより、ＨＵＤ装置１００の寿命を低減してしまうこと、また、乗員がケース内部を覗き見ることを、抑制することができる。

また、第１実施形態のケース１０によると、ケース開口１２を縁取るケース縁部１３に放物湾曲辺としての左側辺１３ｃ及び右側辺１３ｄが設けられることにより、当該ケース開口１２を開口カバー２０で塞いだときに、当該辺１３ｃ，１３ｄに開口カバー２０を沿わせて保持することで、簡単に開口カバー２０を放物線に沿って湾曲させることができる。したがって、虚像ＶＲＩの視認性が高いＨＵＤ装置１００を、容易に提供することができる。

また、第１実施形態の開口カバー２０によると、カバー部２４は、表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲している。この湾曲により、開口カバー２０に入射する外光の一部は、放物線の性質を利用して、反射されると同時に集光される。すなわち、開口カバー２０に反射された外光が広範囲に拡がることが抑制されるので、乗員の目に到達する確率を、低下させることができる。故に、乗員が反射光を眩しく感じることにより、当該乗員が虚像ＶＲＩを視認し難くなってしまう確率も低減できるのである。

（第２実施形態）
図５に示すように、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。

第２実施形態の開口カバー２２０は、表示光に位相差を生じさせるポリカーボネートシート２２０ａを有している。

ポリカーボネートシート２２０ａは、ポリカーボネイト樹脂を、複数のローラーで挟んで圧延加工することにより、可撓性を有して形成されている。ポリカーボネートシート２２０ａは、圧延方向に沿う屈折率と、圧延方向に直交する直交方向に沿う屈折率とが互いに異なる複屈折材シートとなっている。こうした屈折率の相違により、ポリカーボネートシート２２０ａは、表示光のうち、圧延方向に沿った偏光成分と、直交方向に沿った偏光成分との間に、位相差を生じさせる。

以上説明した第２実施形態によると、開口カバー２２０は、表示光に位相差を生じさせるポリカーボネートシート２２０ａを有する。こうしたポリカーボネートシート２２０ａは、表示光の偏極状態を最適化する。その結果、投影部７ａでの表示光の反射率を高めること、又は、乗員が装用する偏光サングラスでの表示光の透過率を高めることができる。したがって、虚像ＶＲＩの視認性が高まる。

特に、直線偏光の表示光が開口カバー２２０に入射する本実施形態においては、ポリカーボネートシート２２０ａは、表示光の偏光方向を変えること、又は、直線偏光の表示光を楕円偏光に変換することにより、表示光に車両１の上下方向の偏光成分を付与し、乗員が装用する偏光サングラスでの表示光の透過率を高めることができる。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示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。

具体的に変形例１としては、図６に示すように、放物線の焦点Ｆｐが前側ベゼル壁４の壁面上に重なるように位置していてもよい。この構成では、前側ベゼル壁４の高さｈについて、ｈ＝１／（４・ａ）が成立すれば、外光がカバー面２１を反射した後アイリプスＥＬ内に進入することは非常に困難になる。故に、前側ベゼル壁４をより低く構成することが可能となり、車両１のデザインの自由度を高めることができる。

変形例２としては、図７に示すように、放物線の焦点Ｆｐの位置が前側ベゼル壁４の壁面よりも前方に位置していてもよい。この例では、放物線の頂点Ｖｐは、オフセットされており、開口カバー２０内に現出していない。故に、放物線の焦点Ｆｐがより下方に位置することとなるので、前側ベゼル壁４自体を小型化しても、ｈ＞１／（４・ａ）を成立させることが容易となる。故に、前側ベゼル壁４をより低く構成することが可能となり、車両１のデザインの自由度を高めることができる。

変形例３としては、開口カバー２０のカバー面２１，２２に、ハードコート膜、反射防止膜等が形成されていてもよい。

変形例４としては、開口カバー２０は、粘着シート以外の方法、例えば爪による係止、螺合による係止、ピンによる係止等により、ケース１０に保持されていてもよい。また、開口カバー２０を保持する保持部材は、ケース１０に限らず、例えばベゼル壁３であってもよい。

変形例５としては、第１実施形態の開口カバー２０における透光基板層２０ａを、第２実施形態のポリカーボネートシート２２０ａに置換してもよい。

１００ＨＵＤ装置（虚像表示装置）、２ｂインパネ開口、７ａ投影部、１０ケース（保持部材）、１１収容部、１２ケース開口、１３ケース縁部、１３ｃ左側辺（放物湾曲辺）、１３ｄ右側辺（放物湾曲辺）、２０，２２０開口カバー、２３保持部、２４カバー部、３０表示器、ＶＲＩ虚像

Claims

投影部（７ａ）での表示光の反射を用いて、虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置であって、
前記表示光を発する表示器（３０）と、
前記表示器を収容するケースであって、前記表示光がケース外部に位置する前記投影部に投影されるように、前記表示光をケース外部へと射出する開口（１２）を有するケース（１０）と、
前記開口を塞ぐ開口カバー（２０，２２０）と、を備え、
車両のインストルメントパネルにおいて、立壁状のベゼル壁（３）に囲まれて前記開口が配置されるように構成され、
前記開口カバーは、前記開口により隔てられた両側のうち前記表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲しており、
前記ベゼル壁のうち、前記開口に対して前方に位置する前側ベゼル壁（４）の高さをｈと定義し、車両前後方向及び車両上下方向に沿った断面（ＣＳ）における前記放物線の二次の係数をａと定義すると、
４・ａ・ｈ＞１が成立する虚像表示装置。
前記ベゼル壁のうち、前記開口に対して後方に位置する後側ベゼル壁（５）の上端部（５ａ）を通過し、前記投影部にて反射され、前記車両のアイリプス（ＥＬ）に下方から接する仮想の光線（ＩＭＲ）の軌跡として仮想光路を定義し、前記仮想光路において前記上端部と前記投影部の反射位置（ＲＰ）とを結ぶ仮想線（ＩＭＬ）を定義すると、
前記放物線の対称軸（Ａｐ）は、前記仮想線と平行である請求項１に記載の虚像表示装置。
投影部（７ａ）での表示光の反射を用いて、虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置であって、
前記表示光を発する表示器（３０）と、
前記表示器を収容するケースであって、前記表示光がケース外部に位置する前記投影部に投影されるように、前記表示光をケース外部へと射出する開口（１２）を有するケース（１０）と、
前記開口を塞ぐ開口カバー（２０，２２０）と、を備え、
車両のインストルメントパネルにおいて、立壁状のベゼル壁（３）に囲まれて前記開口が配置されるように構成され、
前記開口カバーは、前記開口により隔てられた両側のうち前記表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲しており、
前記ベゼル壁のうち、前記開口に対して後方に位置する後側ベゼル壁（５）の上端部（５ａ）を通過し、前記投影部にて反射され、前記車両のアイリプス（ＥＬ）に下方から接する仮想の光線（ＩＭＲ）の軌跡として仮想光路を定義し、前記仮想光路において前記上端部と前記投影部の反射位置（ＲＰ）とを結ぶ仮想線（ＩＭＬ）を定義すると、
前記放物線の対称軸（Ａｐ）は、前記仮想線と平行である虚像表示装置。
前記開口カバーは、放物筒状に湾曲している請求項１から３のいずれか１項に記載の虚像表示装置。
前記開口カバーは、偏光素子（２０ｂ）を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の虚像表示装置。
前記開口カバーは、前記表示光に位相差を生じさせるポリカーボネートシート（２２０ａ）を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の虚像表示装置。
投影部（７ａ）での表示光の反射を用いて、虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置（１００）に用いられる虚像表示装置用ケースであって、
前記表示光を発する表示器（３０）を収容するように構成された収容部（１１）と、
前記表示光がケース外部に位置する前記投影部（７ａ）に投影されるように、前記表示光をケース外部へと射出する開口（１２）と、を有し、
前記虚像表示装置は、車両のインストルメントパネルにおいて、立壁状のベゼル壁（３）に囲まれて前記開口が配置されるように構成されており、
前記開口を縁取る縁部（１３）は、前記開口により隔てられた両側のうち前記表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲する放物湾曲辺（１３ｃ，１３ｄ）を有し、
前記ベゼル壁のうち、前記開口に対して前方に位置する前側ベゼル壁（４）の高さをｈと定義し、車両前後方向及び車両上下方向に沿った断面（ＣＳ）における前記放物線の二次の係数をａと定義すると、
４・ａ・ｈ＞１が成立する虚像表示装置用ケース。
投影部（７ａ）での表示光の反射を用いて、虚像（ＶＲＩ）を視認可能に表示する虚像表示装置（１００）に用いられる虚像表示装置用ケースであって、
前記表示光を発する表示器（３０）を収容するように構成された収容部（１１）と、
前記表示光がケース外部に位置する前記投影部（７ａ）に投影されるように、前記表示光をケース外部へと射出する開口（１２）と、を有し、
前記虚像表示装置は、車両のインストルメントパネルにおいて、立壁状のベゼル壁（３）に囲まれて前記開口が配置されるように構成されており、
前記開口を縁取る縁部（１３）は、前記開口により隔てられた両側のうち前記表示光の入射側へ凹むように、放物線に沿って湾曲する放物湾曲辺（１３ｃ，１３ｄ）を有し、
前記ベゼル壁のうち、前記開口に対して後方に位置する後側ベゼル壁（５）の上端部（５ａ）を通過し、前記投影部にて反射され、前記車両のアイリプス（ＥＬ）に下方から接する仮想の光線（ＩＭＲ）の軌跡として仮想光路を定義し、前記仮想光路において前記上端部と前記投影部の反射位置（ＲＰ）とを結ぶ仮想線（ＩＭＬ）を定義すると、
前記放物線の対称軸（Ａｐ）は、前記仮想線と平行である虚像表示装置用ケース。