WO2024203056A1

WO2024203056A1 - 光学素子および画像投影装置

Info

Publication number: WO2024203056A1
Application number: PCT/JP2024/008451
Authority: WO
Inventors: 俊明津田; 由莉濱田; 真由塚本
Original assignee: 株式会社小糸製作所
Priority date: 2023-03-31
Filing date: 2024-03-06
Publication date: 2024-10-03

Abstract

プリズム（１２）は、光が入射する入射面（１２１）と、入射面と対向する出射面（１２２）と、入射面から入射した光を反射させる第一反射面（１２３）と、第一反射面に対向しており、第一反射面により反射された光を出射面に向けて反射させる第二反射面（１２４）と、を有する。第一反射面（１２３）は、光を全反射するように構成されている。第二反射面（１２４）には、所定の振動方向の光を反射する反射偏光フィルム（１２７）が設けられている。

Description

光学素子および画像投影装置

　本開示は、光学素子、および当該光学素子を備える画像投影装置に関する。

　特許文献１は、画像生成部から出射された虚像となる光を光学系によりウインドシールドに投影し、当該光をウインドシールドで反射させて車両の前方の現実空間に虚像を重畳させるヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ―Ｕｐ　Ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＵＤ）を開示している。このヘッドディスプレイでは、近方に現れる虚像と遠方に現れる虚像とを一つの画像生成部を用いて形成している。

国際公開第２０２２／０８５６２１号明細書

　このような近方の虚像と遠方の虚像を形成するヘッドアップディスプレイにおいては、画像生成部によって近方の虚像となる第一画像光と遠方の虚像となる第二画像光とを生成させ、反射プリズムによって両者の光路長に差を生じさせることが検討されている。

　ところで、ヘッドアップディスプレイなどの画像投影装置に太陽光などの外光が入射すると、画像生成部に集光されて局所的な温度上昇を引き起こし、画像表示の乱れや画像生成部の熱損壊に繋がる可能性がある。

　本発明者は、プリズムなどの光学素子を用いた画像投影装置において、外光による温度上昇が生じる問題を光学素子によって抑制することを検討した。

　本開示は、画像投影装置において生じる外光による温度上昇の問題が抑制可能な光学素子および当該光学素子を備える画像投影装置を提供することを目的の一つとする。

　また、このような反射プリズムなどの光学素子は、大型化しやすく、成形時の冷却によって寸法管理が難しくなる場合がある。

　本開示は、画像投影装置に用いられる光学素子の成形性を向上させることを目的の一つとする。

　また、これらヘッドアップディスプレイなどの画像投影装置では車両搭載性向上のため小型化が求められている。

　本開示は、画像投影装置を小型化することを目的の一つとする。

　本開示の一態様に係る光学素子は、
　光が入射する入射面と、
　前記入射面と対向する出射面と、
　前記入射面から入射した光を反射させる第一反射面と、
　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、を有し、
　前記第一反射面と前記第二反射面の一方は、光を全反射するように構成されており、
　前記第一反射面と前記第二反射面の他方には、所定の振動方向の光を反射する反射偏光部が設けられている。

　本開示の一態様に係る画像投影装置は、
　画像を投影する画像投影装置であって、
　前記画像をなす光を生成する画像生成部と、
　前記光を制御する上記の光学素子と、
を備えている。

　本開示の一態様に係る光学素子は、
　第一の光と第二の光が入射する入射面と、
　前記入射面と対向しており第一の光と第二の光が出射する出射面と、
　前記入射面から入射した第二の光を反射させる第一反射面と、
　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された第二の光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、
　前記入射面および前記出射面の少なくとも一方に配置され、前記光学素子の内部に延びる遮光部と、を備えている。

　本開示の一態様に係る光学素子は、
　第一の光と第二の光が入射する入射面と、
　前記入射面と対向しており、前記第一の光と前記第二の光が出射する出射面と、
　前記入射面から入射した前記第二の光を反射させる第一反射面と、
　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された前記第二の光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、を有し、
　前記第一反射面と前記第二反射面が対向する方向に分割されている。

　本開示の一態様に係る画像投影装置は、
　上記記載の光学素子と、
　前記光学素子に前記第一の光と前記第二の光を出射する画像生成部と、
を備え、
　前記光学素子は、前記第一反射面と前記第二反射面が対向する方向に分割された第一光学素子および第二光学素子を有し、
　前記第一光学素子は、前記第二光学素子に接着されており、
　前記第一の光の第一光路は、前記第一光学素子の前記第二光学素子に接着する面と略平行に延び、
　前記第二の光の第二光路は、前記第一光学素子の前記第二光学素子に接着する面と略垂直に延びている。

　本開示の一態様に係る画像投影装置は、
　第一の虚像となる第一の光と、第二の虚像となる第二の光とを出射する画像生成部と、
　前記第一の光と前記第二の光を制御する光学素子と、
を備え、
　前記光学素子は、
　　前記第一の光と前記第二の光が入射する入射面と、
　　前記入射面と対向しており、前記第一の光と前記第二の光が出射する出射面と、
　　前記入射面から入射した前記第二の光を反射させる第一反射面と、
　　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された前記第二の光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、
　を有し、
　前記入射面と前記第一反射面との成す角度θ１は、前記第二反射面と前記出射面との成す角度θ２よりも小さい。

　本開示の一態様に係る画像投影装置は、
　第一の虚像となる第一の光と、第二の虚像となる第二の光とを出射する画像生成部と、
　　前記第一の光と前記第二の光が入射する入射面と、
　　前記入射面と対向しており、前記第一の光と前記第二の光が出射する出射面と、
　　前記入射面から入射した前記第二の光を反射させる第一反射面と、
　　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された前記第二の光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、を有する光学素子と、
　前記光学素子の前記出射面の近傍において、前記出射面から出射される前記第一の光の光路と前記第二の光の光路とを隔てるように、配置されている遮光部と、を備えている。

　本開示によれば、画像投影装置において生じる外光による温度上昇の問題が抑制可能な光学素子および当該光学素子を備える画像投影装置を提供できる。

　また、本開示によれば、画像投影装置に用いられる光学素子の成形性を向上させることができる。

　また、本開示によれば、画像投影装置を小型化できる。

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の構成を例示する模式図である。第一実施形態に係るプリズムの構成を例示する斜視図である。プリズムの構成を例示する断面図である。プリズムに入射する外光の影響を説明するための図である。ＨＵＤの別構成を例示する断面図である。図５のプリズムに入射する外光の影響を説明するための図である。ＨＵＤの別構成を例示する断面図である。プリズムの別構成を例示する断面図である。プリズムの別構成を例示する断面図である。第二実施形態に係るプリズムの構成を例示する断面図である。図１０のプリズムを下から見た図である。図１０のプリズムを上から見た図である。プリズムの別構成を例示する断面図である。図１３のプリズムを上から見た図である。プリズムの別構成を例示する断面図である。プリズムの別構成を例示する上から見た図である。プリズムの別構成を例示する断面図である。第三実施形態に係るプリズムの構成を例示する斜視図である。図１８のプリズムの構成を例示する断面図である。プリズムの別構成を例示する断面図である。第四実施形態に係るプリズムの構成を例示する斜視図である。図２１のプリズムの構成を例示する断面図である。 θ１とθ２が同じであるプリズムの構成を例示する断面図である。図２３のプリズムから出射される第一の光の光路と第二の光の光路を説明するための図である。図２２のプリズムから出射される第一の光の光路と第二の光の光路を説明するための図である。第一の光と第二の光が画像生成部から互いに離れる方向に出射される場合の光路図である。プリズムを伝搬する第一の光と第二の光の光路を説明するための図である。画像生成面に対して傾斜しているプリズムの構成を例示している断面図である。図２８の配置構成において第一の光と第二の光が画像生成面から互いに離れる方向に出射される場合の光路図である。第二の光の第二光路が入射面および出射面と略平行に延びてるプリズムの構成を例示する断面図である。第五実施形態に係るＨＵＤの構成を例示する模式図である。図３１のプリズムの構成を例示する断面図である。図３１のプリズムを上から見た図である。遮光部がプリズムから離れたＨＵＤの構成を例示する断面図である。遮光部の一部がプリズムに埋め込まれたＨＵＤの構成を例示する断面図である。第四実施形態に係るプリズムに設けられた遮光部を例示する断面図である。

　以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明に用いられる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。また、図面において、矢印Ｕは、図示された構造の上方向を示している。矢印Ｄは、図示された構造の下方向を示している。矢印Ｆは、図示された構造の前方向を示している。矢印Ｂは、図示された構造の後方向を示している。矢印Ｒは、図示された構造の右方向を示している。矢印Ｌは、図示された構造の左方向を示している。これらの方向は、図１に示された車両２０について設定された相対的な方向である。

　図１は、本実施形態に係るＨＵＤ１０の構成を例示している。ＨＵＤ１０は、車両２０の車室内に設置される。例えば、ＨＵＤ１０は、車両２０のダッシュボード内に配置される。ＨＵＤ１０は、車両２０と車両２０の乗員との間の視覚的インターフェースとして機能する。具体的には、ＨＵＤ１０は、所定の情報を示す画像が車両２０の外部の現実空間（例えば、車両２０の前方の周辺環境）と重畳されるように、当該情報を示す画像を車両２０の乗員に向けて虚像として表示するように構成されている。所定の情報は、静止画または動画（映像）として表示される。ＨＵＤ１０は、画像投影装置の一例である。

　ＨＵＤ１０は、画像生成部（ＰＧＵ：Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）１１、プリズム１２、凹面鏡１３、凹面鏡１４、および制御部１５を備える。画像生成部１１、プリズム１２、凹面鏡１３、凹面鏡１４、および制御部１５は、不図示のハウジング内に配置されている。

　画像生成部１１は、所定の画像を生成し、当該画像を構成する光を出射するように構成されている。画像生成部１１は、画像を構成する光を所定の振動方向に偏光した状態で出射する。本例においては、画像生成部１１は、第一の虚像となる第一の光Ｌ１を出射し、第一の虚像よりも遠方に現れる第二の虚像となる第二の光Ｌ２を出射する。

　画像生成部１１は、例えば、光源１１１、光学素子１１２、表示デバイス１１３を有する。光源１１１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）光源またはレーザ光源である。光学素子１１２は、光源１１１から出射された光を表示デバイス１１３に向けて出射する。光学素子１１２は、例えば、レンズ、拡散板、拡大鏡などである。表示デバイス１１３は、光学素子１１２から出射された光を用いて所定の画像を生成する。表示デバイス１１３は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。なお、表示デバイス１１３として、液晶ディスプレイの代わりに、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）などが用いられてもよい。

　プリズム１２は、画像生成部１１から出射された光の光路上に配置されている。プリズム１２は、画像生成部１１から出射された光を制御するように構成されている。本例においては、プリズム１２は、画像生成部１１から出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２を制御し、両者の光路長に差を生じさせるように構成されている。具体的には、プリズム１２は、第一の光Ｌ１の光路長が第二の光Ｌ２の光路長よりも短くなるように、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２を制御する。プリズム１２は、透光性材料により形成される。透光性材料の一例としては、ガラス材や、アクリルやポリカーボネートなどの透明樹脂材が挙げられる。プリズム１２の詳細な構造については後述する。プリズム１２は、光学素子の一例である。

　凹面鏡１３は、プリズム１２から出射された光の光路上に配置されている。凹面鏡１３は、凹状に湾曲した反射面を有する。本例においては、凹面鏡１３は、プリズム１２から出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２を凹面鏡１４に向けて反射するように構成されている。

　凹面鏡１４は、凹面鏡１３から出射された光の光路上に配置されている。凹面鏡１４は、凹状に湾曲した反射面を有する。本例においては、凹面鏡１４は、凹面鏡１３により反射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２をウインドシールド２１（フロントウィンドウ）に向けて反射するように構成されている。

　なお、図１では、第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路を一本の直線として描いているが、実際の第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、画像生成部１１において所定の面積で表示されたものであり、進行方向に垂直な方向に所定の面積をもっている。図２以降の図においても同様に、第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路を一本の直線として描いている場合がある。また、凹面鏡１３と凹面鏡１４は、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が凹面鏡１３と凹面鏡１４の間において中間結像されるように構成されてもよい。凹面鏡１３と凹面鏡１４の間において中間結像させる場合には、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２の通過する断面積は、凹面鏡１３と凹面鏡１４の間の中間結像位置で最小となる。また、第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路は、凹面鏡１３と凹面鏡１４の間における交差位置において交差するように構成されてもよい。

　制御部１５は、例えば、汎用メモリと汎用マイクロプロセッサを備える。汎用マイクロプロセッサは、汎用メモリと協働して動作する。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。この場合、ＲＯＭには、各部の動作を制御するための処理を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。汎用マイクロプロセッサは、ＲＯＭ上に記憶されたコンピュータプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上述した処理を実行する。

　制御部１５は、ＨＵＤ１０の各部の動作を制御するように構成されている。制御部１５は、車両２０の各部の動作を制御する不図示の車両制御部に接続されている。制御部１５は、例えば、車両制御部から送信される車両２０に関する情報に基づいて、画像生成部１１の動作を制御するための制御信号を生成する。車両２０に関する情報は、例えば、車両２０の走行状態に関する情報、車両２０の状態に関する情報、車両２０の周辺環境に関する情報、車両２０の運転支援に関する情報などを含む。制御部１５は、生成した制御信号を画像生成部１１に送信する。

　画像生成部１１は、制御部１５から送信された制御信号に基づいて、第一の虚像と第二の虚像として視認される所定の情報を示す画像をそれぞれ生成する。画像生成部１１から出射された画像を構成する第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、プリズム１２内を伝搬し、凹面鏡１３と凹面鏡１４で反射された後、ウインドシールド２１に照射される。ウインドシールド２１に照射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、乗員の視点Ｅに向けて反射される。この結果、乗員は、ＨＵＤ１０から出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２をウインドシールド２１の前方の所定の距離において形成される第一の虚像と第二の虚像として認識する。このように、画像生成部１１により生成される画像がウインドシールド２１を通して車両２０の前方の現実空間に重畳される結果、乗員は、第一の虚像と第二の虚像により形成される虚像オブジェクトＩ１，Ｉ２が車両２０の外部に位置する道路上に浮いているように視認することができる。プリズム１２により、第二の光Ｌ２の光路長の方が第一の光Ｌ１の光路長よりも長くなるように構成されているので、虚像オブジェクトＩ２は、虚像オブジェクトＩ１よりも遠くに浮いているように視認される。

（第一実施形態）
　次に、第一実施形態に係るプリズム１２の具体的な構成について図２と図３を用いて説明する。図２は、プリズム１２の構成を例示する斜視図である。図３は、プリズムの構成を例示する断面図である。

　図２に示されるように、第一実施形態に係るプリズム１２は、入射面１２１、出射面１２２、第一反射面１２３、第二反射面１２４、第一側面１２５、および第二側面１２６を有する平行六面体形状に形成されている。

　入射面１２１は、画像生成部１１（表示デバイス１１３）に対向して配置されており、画像生成部１１から出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が入射するように構成されている。

　第一反射面１２３は、入射面１２１から入射した第二の光Ｌ２を反射させるように構成されている。本例においては、第一反射面１２３は、第二の光Ｌ２を全反射させるように構成されている。また、第一反射面１２３は、第二の光Ｌ２がプリズム１２内を入射面１２１に略平行に伝搬するように、第二の光Ｌ２を第二反射面１２４に向けて反射するように構成されている。

　第二反射面１２４は、第一反射面１２３に対向している。第二反射面１２４は、第一反射面１２３により反射された第二の光Ｌ２を出射面１２２に向けて反射させるように構成されている。本例においては、第二反射面１２４には、所定の振動方向の光を反射する反射偏光フィルム１２７が設けられている。例えば、反射偏光フィルム１２７は、反射偏光フィルム１２７で反射される光の振動方向が画像生成部１１から出射される第二の光Ｌ２の振動方向と同じになるように構成されうる。反射偏光フィルム１２７は、光学多層膜などにより構成されて、第二反射面１２４に貼合される。反射偏光フィルム１２７は、反射偏光部の一例である。

　第一側面１２５と第二側面１２６は、互いに対向している。第一側面１２５は、第一反射面１２３と第二反射面１２４に隣接する。第二側面１２６は、第一反射面１２３と第二反射面１２４に隣接する。

　出射面１２２は、入射面１２１と対向している。出射面１２２は、プリズム１２内を伝搬した第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２を出射するように構成されている。

　図３に例示されるように、画像生成部１１から出射された第一の光Ｌ１は、入射面１２１に対して略直角に入射し、プリズム１２内を出射面１２２に向けて伝搬し、第一反射面１２３と第二反射面１２４に反射されずに、出射面１２２から出射する。

　画像生成部１１から出射された第二の光Ｌ２は、第一の光Ｌ１が出射される位置とは異なる位置から出射される。第二の光Ｌ２は、入射面１２１に対して略直角または斜めに入射し、第一反射面１２３に全反射される角度で入射する。これにより、第二の光Ｌ２は第一反射面１２３により第二反射面１２４に向けて反射される。第二反射面１２４に到達した第二の光Ｌ２は、第二反射面１２４に設けられた反射偏光フィルム１２７により出射面１２２に向けて反射される。このとき、例えば、反射偏光フィルム１２７で反射される光の振動方向が画像生成部１１から出射される第二の光Ｌ２の振動方向と同じである場合には、第二の光Ｌ２は、反射偏光フィルム１２７により反射されて、出射面１２２から出射する。

　一方、例えば車両２０外部から入射した太陽光等の外光Ｌ１０がＨＵＤ１０の内部に入り込んだ場合を考える。図４に例示されるように、外光Ｌ１０は、プリズム１２の出射面１２２からプリズム１２内に侵入する。しかしながら、太陽光などの外光Ｌ１０は無偏光のため、第二反射面１２４に到達する外光Ｌ１０のうち、反射偏光フィルム１２７が反射する振動方向とは異なる方向に振動する光Ｌ１１は第二反射面１２４に設けられた反射偏光フィルムで反射されずに、プリズム１２の外に出る。さらに、反射偏光フィルム１２７により反射された外光Ｌ１０のうち、第一反射面１２３に全反射される角度に入射しない光Ｌ１２は、第一反射面１２３で反射されずに、プリズム１２の外に出る。あるいは、反射偏光フィルム１２７により反射された外光Ｌ１０のうち第一反射面１２３に入射しない光は、そのままプリズム１２の外に出る。

　このように、本実施形態に係るプリズム１２によれば、プリズム１２内に入射した外光Ｌ１０が、プリズム１２内を伝搬し、第二反射面１２４と第一反射面１２３により反射されて画像生成部１１に入射することを抑制できる。したがって、第一実施形態に係るプリズム１２を備えるＨＵＤ１０によれば、第二の虚像の品質を低下させることを防ぎつつ、外光による画像生成部１１における熱害の発生を抑制できる。

　また、シェードなどの別の光学素子を追加搭載せずにプリズム１２の構成により外光による熱害の発生を抑制できるので、外光による溶損対策専用の部品が不要であり、部品点数の増大、大型化などを防ぐことができる。

　なお、反射偏光フィルム１２７で反射される光の振動方向は、画像生成部１１から出射される光の振動方向と同じであることが好ましいが、反射偏光フィルム１２７は、第二の虚像の品質を大きく低下させない程度に反射偏光フィルム１２７で反射される光の振動方向が画像生成部１１から出射される光の振動方向に近くなるように構成されてもよい。

　また、本実施形態において、反射偏光フィルム１２７は、可視光を反射し赤外領域の波長の光を透過させるように構成されてもよい。このような反射偏光フィルム１２７によれば、外光Ｌ１０に含まれる赤外線は反射されないので、外光による画像生成部１１における熱害の発生をさらに抑制できる。一方、画像生成部１１から出射される第二の光Ｌ２は可視光を用いることにより、第二の虚像の品質の低下を防ぐことができる。

　また、本実施形態において、ＨＵＤ１０は、プリズム１２の外側に偏光フィルムを有してもよい。例えば、図５に示されるように、画像生成部１１とプリズム１２の間に偏光フィルム１２８が配置されてもよい。偏光フィルム１２８は、光学多層膜などにより構成されうる。例えば、偏光フィルム１２８は、偏光フィルム１２８を透過する光の振動方向が画像生成部１１から出射される第二の光Ｌ２の振動方向と同じになるように構成される。

　このような構成によれば、例えば偏光フィルム１２８で反射される光の振動方向は画像生成部１１から出射される第二の光Ｌ２の振動方向と同じ場合、画像生成部１１から出射された第二の光Ｌ２は偏光フィルム１２８を透過する。一方、図６に例示されるように、プリズム１２から画像生成部１１に向けて出射された外光Ｌ１０のうち、偏光フィルム１２８が透過する振動方向とは異なる方向に振動する光Ｌ１３は、偏光フィルム１２８を透過しない。したがって、第二の虚像の品質の低下を防ぎつつ、外光が画像生成部１１に与える影響をさらに抑制できる。

　なお、偏光フィルム１２８を透過する光の振動方向は、画像生成部１１から出射される第二の光Ｌ２の振動方向と同じが好ましいが、偏光フィルム１２８は、第二の虚像の品質を大きく低下させない程度に偏光フィルム１２８を透過する光の振動方向が画像生成部１１から出射される第二の光Ｌ２の振動方向に近くになるように構成されてもよい。

　また、画像生成部１１とプリズム１２の間に加えてあるいは代えて、図７に例示されるように、プリズム１２の出射面１２２から出射された第二の光Ｌ２の光路上に、偏光フィルム１２８が配置されてもよい。例えば、偏光フィルム１２８は、偏光フィルム１２８を透過する光の振動方向は、反射偏光フィルム１２７で反射される第二の光Ｌ２の振動方向と同じになるように構成されうる。

　このような構成によれば、例えば偏光フィルム１２８を透過する光の振動方向は反射偏光フィルム１２７により反射される光の振動方向と同じ場合、反射偏光フィルム１２７により反射されてプリズム１２から出射する第二の光Ｌ２は、偏光フィルム１２８を透過する。一方、プリズム１２に入射しようとする外光Ｌ１０のうち、偏光フィルム１２８が透過する振動方向とは異なる方向に振動する光は、偏光フィルム１２８を透過しないので、プリズム１２内に入射することを抑制できる。したがって、第二の虚像の品質の低下を防ぎつつ、外光が画像生成部１１に与える影響をさらに抑制できる。

　また、本実施形態において、図８に例示されるように、第一反射面１２３には、低反射膜１２９が設けられてもよい。例えば、低反射膜１２９は、第一反射面１２３における光の反射率が５０％となるように形成されている。

　このような構成によれば、第一反射面１２３により反射される外光Ｌ１０の反射率が低下するので、外光Ｌ１０がプリズム１２内を伝搬しプリズム１２から出射されて画像生成部１１に入射する光量を抑制できる。

　また、第一反射面１２３には、図９に例示されるように、低反射膜１２９に加えてさらに位相ずれ防止膜１３０が設けられてもよい。

　入射面１２１から入射された第二の光Ｌ２が第一反射面１２３により反射される場合、当該第二の光Ｌ２において位相ずれが発生し、第二の虚像の品質が低下する場合がある。例えば、画像生成部１１から出射された直線偏光である第二の光Ｌ２が、第一反射面１２３において反射されることにより楕円偏光となり、第二の光Ｌ２の一部が反射偏光フィルム１２７で反射されなくなる。しかしながら、第一反射面１２３に位相ずれ防止膜１３０を設けることにより、第二の光Ｌ２の全反射による位相ずれを防止でき、第二の虚像の品質の低下を抑制できる。

　また、本実施形態においては、第一反射面１２３が第二の光Ｌ２を全反射するように構成されており、第二反射面１２４に所定の振動方向の光を反射する反射偏光フィルム１２７が設けられている。しかしながら、第二反射面１２４が第二の光Ｌ２を全反射するように構成されており、第一反射面１２３に所定の振動方向の光を反射する反射偏光フィルム１２７が設けられてもよい。

　このような構成においても、太陽光などの外光Ｌ１０は無偏光であるので、第二反射面１２４に到達する外光Ｌ１０のうち、第二反射面１２４に全反射される角度に入射しない光Ｌ１２は、第二反射面１２４で反射されずに、プリズム１２の外に出る。また、第二反射面１２４により反射された外光のうち、第一反射面１２３に設けられた反射偏光フィルム１２７が反射する振動方向とは異なる方向に振動する光は、反射偏光フィルム１２７で反射されずに、プリズム１２の外に出る。これより、プリズム１２内に入射した外光Ｌ１０が、プリズム１２内を伝搬し、第二反射面１２４と第一反射面１２３により反射されて画像生成部１１に入射することを抑制できる。

　また、本実施形態においては、プリズム１２は、第一の虚像となる第一の光Ｌ１と第二の虚像となる第二の光Ｌ２を制御するように構成されている。しかしながら、プリズム１２は、第二の光Ｌ２のみを制御するように構成されてもよい。このような場合でも、外光Ｌ１０がプリズム１２内を伝搬して画像生成部１１に入射することを抑制でき、外光Ｌ１０による熱害の発生を抑制できる。

（第二実施形態）
　次に、第二実施形態に係るプリズム３２の具体的な機能構成について図１０～図１２を用いて説明する。なお、第一実施形態に係るプリズム１２と同様の構成については、同じ参照番号を付与し、その詳細な説明は省略する。

　図１０から図１２に例示されるように、第二実施形態に係るプリズム３２は、第一実施形態に係るプリズム１２と同様に、入射面１２１、出射面１２２、第一反射面１２３、第二反射面１２４、第一側面１２５、および第二側面１２６を有する平行六面体形状に形成されている。

　入射面１２１は、画像生成部１１（表示デバイス１１３）に対向して配置されており、画像生成部１１から出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が入射するように構成されている。画像生成部１１は、第一の光Ｌ１を出射する第一出射部１１３Ａと、第一出射部１１３Ａとは異なる位置に設けられた第二出射部１１３Ｂとを備えている。

　第一反射面１２３は、入射面１２１から入射した第二の光Ｌ２を反射させるように構成されている。例えば、第一反射面１２３は、第二の光Ｌ２を全反射させるように構成されうる。また、第一反射面１２３は、第二の光Ｌ２がプリズム１２内を入射面１２１に略平行に伝搬するように、第二の光Ｌ２を第二反射面１２４に向けて反射するように構成されている。

　第二反射面１２４は、第一反射面１２３に対向している。第二反射面１２４は、第一反射面１２３により反射された第二の光Ｌ２を出射面１２２に向けて反射させるように構成されている。例えば、第二反射面１２４は、第二の光Ｌ２を全反射させるように構成されうる。

　画像生成部１１から出射された第一の光Ｌ１は、入射面１２１に対して略直角に入射し、プリズム１２内を出射面１２２に向けて伝搬し、第一反射面１２３と第二反射面１２４により反射されずに、出射面１２２から出射する。画像生成部１１から出射された第二の光Ｌ２は、入射面１２１に対して略直角または斜めに入射し、第一反射面１２３と第二反射面１２４により反射されて出射面１２２から出射する。

　図１０に例示されるように、プリズム３２は、さらに遮光部３２１を備えている。本例においては、プリズム３２は、入射面１２１に配置されている複数の遮光部３２１ａと、出射面１２２に配置されている複数の遮光部３２１ｂとを備えている。

　遮光部３２１は、入射面１２１と出射面１２２が対向する方向（図において上下方向）に延びるように形成されている。具体的には、入射面１２１側に配置された遮光部３２１ａは、出射面１２２側に向けて延びている。出射面１２２側に配置された遮光部３２１ｂは、入射面１２１側に延びている。換言すれば、遮光部３２１は、第二の光Ｌ２の伝搬方向に交差する方向に延びている。

　本例においては、遮光部３２１の先端断面形状は、四角形状である。しかしながら、遮光部３２１の先端断面形状は、丸形状、楔形状などでもよい。

　図１１は、プリズム３２を下から見た図であり、図１２は、図１０のプリズムを上から見た図である。図１１と図１２に例示されるように、遮光部３２１は、第一側面１２５と第二側面１２６が対向する方向（図において左右方向）に延びている。本例においては、遮光部３２１は、第一側面１２５から第二側面１２６まで延びている。

　また、図１１に例示されるように、遮光部３２１は、入射面１２１において、第一の光Ｌ１が入射する入射領域Ｒ１と第二の光Ｌ２が入射する入射領域Ｒ２には設けられていない。また、図１２に例示されるように、遮光部３２１は、出射面１２２において、第一の光Ｌ１が出射する出射領域Ｒ１１と第二の光Ｌ２が出射する出射領域Ｒ１２には設けられていない。

　遮光部３２１は、金属や、黒色樹脂などにより形成されている。例えば、プリズム３２に、金属プレートを嵌合する、黒色樹脂を圧入する、黒色樹脂を貼り合わせることなどにより、遮光部３２１が形成される。あるいは、遮光部３２１は、切り欠きにより形成されてもよい。さらには、プリズム３２の成形時に、インサート成形などにより遮光部３２１を形成してもよい。

　ここで、図１０に例示されるように、第一反射面１２３により第二反射面１２４に向けて反射された第二の光Ｌ２は、上述のように基本的にはプリズム３２内を入射面１２１に略平行に伝搬するように設計されている。しかしながら、現実には、画像生成部１１から意図しない方向に出射する光があったり、第一反射面１２３で意図しない方向に反射される光が生じてしまう場合がある。このように意図しない方向に進む光がプリズム３２から出射されてしまうと、迷光となってしまう場合がある。

　しかしながら、第二実施形態に係るプリズム３２によれば、第一反射面１２３で意図しない方向に反射された光Ｌ２１ａ，Ｌ２１ｂは、入射面１２１または出射面１２２に到達する前に遮光部３２１により遮光される。したがって、迷光になる恐れのある光Ｌ２１ａ，Ｌ２１ｂが第二反射面１２４に到達することが遮光部３２１によって抑制され、迷光となることを抑制できる。

　また、本実施形態においては、遮光部３２１は、プリズム１２の入射面１２１および出射面１２２の両方に配置されている。第一反射面１２３で反射される光のうち、入射面１２１の近くに位置する光Ｌ２１ａは、入射面１２１に設けられた遮光部３２１ａによって遮りやすい。また、第一反射面１２３で反射される光のうち、出射面１２２の近くに位置する光Ｌ２１ｂは、出射面１２２に設けられた遮光部３２１ｂによって遮りやすい。これにより、迷光の発生をさらに抑制できる。

　なお、遮光部３２１は、入射面１２１および出射面１２２のいずれか一方に配置されてもよい。このような構成でも、迷光の発生を抑制できる。

　また、本実施形態においては、遮光部３２１は、入射面１２１と出射面１２２が対向する方向に延びるように形成されている。したがって、第一反射面１２３により反射されて入射面１２１や出射面１２２に向かう光を遮光部３２１により遮光しやすい。

　また、本実施形態においては、遮光部３２１は、入射面１２１および出射面１２２において、第一の光Ｌ１が入射する入射領域Ｒ１および出射する出射領域Ｒ１１および第二の光Ｌ２が入射する入射領域Ｒ２および出射する出射領域Ｒ１２には設けられていない。したがって、プリズム３２に入射するまたはプリズム３２から出射される第一の光Ｌ１または第二の光Ｌ２が遮光されることを防ぐことができる。

　また、本実施形態においては、遮光部３２１は、入射面１２１および出射面１２２の各々において、複数個所に配置されている。このように複数個所に遮光部３２１を設けることにより、第一反射面１２３から様々な角度範囲で反射される迷光になる恐れのある光を遮光でき、迷光の発生をさらに抑制できる。なお、本例においては、入射面１２１および出射面１２２の各々に４個の遮光部３２１が設けられているが、遮光部３２１の数は、本例に限定されない。

　なお、本実施形態において、遮光部３２１は、プリズム１２の内部で延びているが、さらにプリズム１２の外に向かって延びるように構成されてもよい。

　例えば、図１３と図１４は、プリズムの別構成を示している。図１３と図１４に例示されるように、遮光部３２１は、入射面１２１および出射面１２２からプリズム３２の外に向かって延びており、隣り合う二つの遮光部３２１の端部が連結部３２２により連結されてもよい。

　また、図１４に例示されるように、遮光部３２１は、第一側面１２５および第二側面１２６からプリズム３２の外に向かって延びており、出射面１２２の第一の光が出射される出射領域Ｒ１１を囲うように配置された連結部３２２同士が連結されてもよい。なお、図示は省略するが、入射面１２１側においても遮光部３２１は同様な構造を有する。

　このような構成によれば、プリズム３２の入射面１２１に配置された遮光部３２１を、プリズム３２を画像生成部１１に固定するための固定部材として利用することができるので、プリズム３２を固定する別途専用の固定部材が不要である。なお、遮光部３２１のプリズム３２から露出した部分の構成は、画像生成部１１を固定できる形状であれば、本例の構成に限定されない。

　あるいは、例えば、図１５は、プリズムの別構成を示している。図１５に例示されるように、遮光部３２１は、出射面１２２から出射される第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路とを隔てるように、出射面１２２からプリズム３２の外に向かって延びるように構成されてもよい。

　このような構成によれば、例えば、遮光部３２１により遮光されずに入射面１２１または出射面１２２に到達した光Ｌ３１が、入射面１２１または出射面１２２で反射された後に第二反射面１２４にて反射されて第一の光Ｌ１とクロストークすることにより迷光となることを抑制できる。

　なお、本実施形態においては、遮光部３２１は、入射面１２１および出射面１２２に配置されている。しかしながら、遮光部３２１は、入射面１２１および出射面１２２に加えて、第一側面１２５および第二側面１２６の少なくとも一方に配置されてもよい。例えば、図１６は、プリズム３２の別構成を示している。図１６は、プリズム３２を上から見た図である。図１６に例示されるように、遮光部３２１は、第一側面１２５および第二側面１２６に配置されてもよい。遮光部３２１は、例えば入射面１２１と出射面１２２が対向する方向（図において上下方向）に延びている。

　このような構成によれば、第一反射面１２３で反射された第二の光Ｌ２が第一側面１２５または第二側面１２６に到達して反射されることにより迷光となることを抑制できる。なお、本例においては、遮光部３２１は、第一側面１２５と第二側面１２６の両方に配置されているが、遮光部３２１は、第一側面１２５または第二側面１２６に配置されてもよい。

　なお、上記の第二実施形態に係る遮光部３２１は、第一実施形態に係るプリズム１２に設けられてもよい。例えば、図１７は、プリズム１２の別構成を例示している。図１７に例示されるように、プリズム１２において、入射面１２１および出射面１２２の少なくとも一方に、プリズム１２の内部に延びる遮光部３２１を備えてもよい。このような構成によれば、外光による画像生成部１１の熱害の発生を抑制しつつ、迷光の発生も抑制できる。

（第三実施形態）
　次に、第三実施形態に係るプリズム２２の具体的な構成について図１８と図１９を用いて説明する。図１８は、プリズム２２の構成を例示する斜視図である。図１９は、プリズム２２の構成を例示する断面図である。

　図１８に示されるように、プリズム２２は、入射面２２１、出射面２２２、第一反射面２２３、第二反射面２２４、第一側面２２５、および第二側面２２６を有する平行六面体形状に形成されている。

　入射面２２１は、画像生成部１１（図１参照）に対向して配置されており、画像生成部１１から出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が入射するように構成されている。

　第一反射面２２３は、入射面２２１から入射した第二の光Ｌ２を反射させるように構成されている。例えば、第一反射面２２３は、第二の光Ｌ２を全反射させるように構成されている。また、第一反射面２２３は、第二の光Ｌ２がプリズム２２内を入射面２２１に略平行に伝搬するように、第二の光Ｌ２を第二反射面２２４に向けて反射するように構成されている。

　第二反射面２２４は、第一反射面２２３に対向している。第二反射面２２４は、第一反射面２２３により反射された第二の光Ｌ２を出射面２２２に向けて反射させるように構成されている。例えば、第二反射面２２４は、第二の光Ｌ２を全反射させるように構成されている。

　第一側面２２５と第二側面２２６は、互いに対向している。第一側面２２５は、第一反射面２２３と第二反射面２２４に隣接する。第二側面２２６は、第一反射面２２３と第二反射面２２４に隣接する。

　出射面２２２は、入射面２２１と対向している。出射面２２２は、プリズム２２内を伝搬した第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２を出射するように構成されている。

　プリズム２２は、第一反射面２２３と第二反射面２２４が対向する方向（図１８において前後方向）に、分割されている。具体的には、プリズム２２は、第一プリズム部２２Ａおよび第二プリズム部２２Ｂを有する。第一プリズム部２２Ａは、第一光学素子の一例である。第二プリズム部２２Ｂは、第二光学素子の一例である。

　第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂは、透光性材料により形成される。透光性材料の一例としては、ガラス材や、アクリルやポリカーボネートなどの透明樹脂材が挙げられる。第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂは、別々に形成される。第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂの各々は、例えば、透光性材料を金型成形することにより形成される。

　第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂは、互いに接着されている。具体的には、本例においては、プリズム２２は、接着部２２７を有している。第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂは、接着部２２７により接着される。接着部２２７としては、例えば、アクリル系、シリコーン系、エポキシ系などの透光性を有する接着剤や両面に接着機能を有する接着シートなどが用いられる。

　図１９に示されるように、本例においては、入射面２２１に垂直な断面において、第一プリズム部２２Ａの第二プリズム部２２Ｂに接着する接着面２２Ａ１は、入射面２２１と略垂直に延びている。また、第二プリズム部２２Ｂの第一プリズム部２２Ａに接着する接着面２２Ｂ１は、入射面２２１と略垂直に延びている。接着面２２Ａ１と接着面２２Ｂ１は、接着部２２７により互いに接着されており、接着部２２７は、入射面２２１と略垂直に延びている。

　なお、本明細書において用いられる「略垂直に延びている」という表現は、垂直に延びているだけでなく、垂直方向から（±）１０度以下の範囲に位置する方向に延びている場合も含まれる。また、「略平行に延びている」という表現は、平行に延びているだけでなく、平行方向から（±）１０度以下の範囲に位置する方向に延びている場合も含まれる。

　画像生成部１１から出射された第一の光Ｌ１は、入射面２２１に対して略直角に入射し、プリズム２２内を出射面２２２に向けて伝搬する。本例においては、第一の光Ｌ１は、接着面２２Ａ１と接着面２２Ｂ１と平行な方向に沿って伝搬する。そして、第一の光Ｌ１は、第一反射面２２３と第二反射面２２４に反射されずに、出射面２２２から出射する。すなわち、第一の光Ｌ１の第一光路は、接着面２２Ａ１と接着面２２Ｂ１と略平行に延びている。

　画像生成部１１から出射された第二の光Ｌ２は、第一の光Ｌ１が出射される位置とは異なる位置から出射される（図１参照）。第二の光Ｌ２は、入射面２２１に対して略直角または斜めに入射し、第一反射面２２３に全反射される角度で入射する。これにより、第一反射面２２３により第二反射面２２４に向けて反射される。第二反射面２２４に到達した第二の光Ｌ２は、第二反射面２２４により出射面２２２に向けて反射され、出射面２２２から出射する。本例においては、第二の光Ｌ２は、第一反射面２２３と第二反射面２２４との間において、接着面２２Ａ１と接着面２２Ｂ１と垂直な方向に沿って伝搬する。すなわち、第二の光Ｌ２の第二光路は、接着面２２Ａ１と接着面２２Ｂ１と略垂直に延びている。

　ここで、第一の光Ｌ１の光路長よりも第二の光Ｌ２の光路長を長くするために、プリズム２２は、断面視で偏平な矩形状（本例においては、平行四辺形）に形成され、第二の光Ｌ２が伝搬する第一反射面２２３と第二反射面２２４が対向する方向の長さが大きくなるように構成されている。例えば、プリズム２２は、入射面２２１と出射面２２２が対向する方向の長さが約２０ｍｍ、第一側面２２５と第二側面２２６が対向する方向の長さが約２２０ｍｍ、第一反射面２２３と第二反射面２２４が対向する方向の長さが約４５ｍｍの大きさを有する。

　このように各方向で大きさの異なるプリズム２２を金型成形により形成する際の冷却時には、熱収縮により寸法精度を管理することが難しくなる。しかしながら、本実施形態に係るプリズム２２によれば、第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂとを別々に形成し、第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂとを接着することにより、プリズム２２が形成されている。これにより、プリズム２２の寸法の異方性が抑制されており、プリズム２２を精度よく成形しやすい。

　また、光線が伝搬する方向と接着部２２７が延びている方向とが同じ場合には、接着部２２７が光線の伝搬に影響を与える場合がある。しかしながら、本実施形態においては、入射面２２１に垂直な断面において、接着部２２７は入射面２２１と略垂直に延びている。したがって、接着部２２７がプリズム２２内をより長く伝搬する第二の光Ｌ２の伝搬に与える影響を抑制できる。

　なお、本実施形態において、第一プリズム部２２Ａ、第二プリズム部２２Ｂ、および接着部２２７は、同種の樹脂により形成されてもよい。なお、「同種の樹脂」という用語は、樹脂成分が完全に同一である場合に限られず、例えばアクリル系樹脂など、主成分が同一である樹脂も含む。このように第一プリズム部２２Ａおよび第二プリズム部２２Ｂと接着部２２７が同種の樹脂により形成される場合には、第一プリズム部２２Ａおよび第二プリズム部２２Ｂと接着部２２７との間の屈折率の差が小さくなるので、第一の光Ｌ１や第二の光Ｌ２の伝搬に与える影響を抑制できる。

　また、本実施形態において、第一プリズム部２２Ａの接着面２２Ａ１と第二プリズム部２２Ｂの接着面２２Ｂ１の表面粗さは、プリズム２２の外面を形成する面（入射面２２１や出射面２２２など）の表面粗さよりも粗くなるように形成されてもよい。これにより、接着面２２Ａ１および接着面２２Ｂ１と接着部２２７との密着性が向上する。

　なお、上記の第三実施形態では、プリズム２２は、二つのプリズム部に分割されているが、三つ以上のプリズム部に分割されてもよい。

　上記の第三実施形態では、接着部２２７は、入射面２２１に垂直な断面において、入射面２２１と略垂直に延びている。しかしながら、接着部２２７は、入射面２２１に対して斜めに延びてもよい。

　例えば、図２０は、変形例に係るプリズム２２０の構成を示している。図２０に示されるように、入射面２２１に垂直な断面において、第一プリズム部２２Ａの接着面２２Ａ１および第二プリズム部２２Ｂの接着面２２Ｂ１は、入射面２２１に対して斜めに延びている。また、接着面２２Ａ１と接着面２２Ｂ１とを接着する接着部２２７は、入射面２２１に対して斜めに延びている。このようなプリズム２２０によれば、接着部２２７が第一の光Ｌ１および第二の光Ｌ２の伝搬に与える影響を抑制できる。

　上記の第三実施形態では、第一反射面２２３と第二反射面２２４は、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２をそれぞれ全反射させるように構成されている。しかしながら、第一反射面２２３と第二反射面２２４における反射は、全反射でなくてもよい。

　上記の第三実施形態では、第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂは、接着部２２７により接着されている。しかしながら、第一プリズム部２２Ａと第二プリズム部２２Ｂは、溶剤接着や重合接着により接着されてもよい。

（第四実施形態）
　次に、第四実施形態に係るプリズム４２の具体的な構成について図２１と図２２を用いて説明する。図２１は、プリズム４２の構成を例示する斜視図である。図２２は、プリズム４２と画像生成部１１の表示デバイス１１３の構成を例示する断面図である。

　図２１に示されるように、プリズム４２は、入射面４２１、出射面４２２、第一反射面４２３、第二反射面４２４、第一側面４２５、および第二側面４２６を有する略平行六面体形状に形成されている。

　入射面４２１は、画像生成部１１に対向して配置されており、画像生成部１１から出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が入射するように構成されている。

　第一反射面４２３は、入射面４２１から入射した第二の光Ｌ２を反射させるように構成されている。例えば、第一反射面４２３は、第二の光Ｌ２を全反射させるように構成されうる。また、第一反射面４２３は、第二の光Ｌ２がプリズム４２内を入射面４２１に略平行に伝搬するように、第二の光Ｌ２を第二反射面４２４に向けて反射するように構成されている。

　第二反射面４２４は、第一反射面４２３に対向している。第二反射面４２４は、第一反射面４２３により反射された第二の光Ｌ２を出射面４２２に向けて反射させるように構成されている。例えば、第二反射面４２４は、第二の光Ｌ２を全反射させるように構成されうる。

　第一側面４２５と第二側面４２６は、互いに対向している。第一側面４２５は、第一反射面４２３と第二反射面４２４に隣接する。第二側面４２６は、第一反射面４２３と第二反射面４２４に隣接する。

　出射面４２２は、入射面４２１と対向している。出射面４２２は、プリズム４２内を伝搬した第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２を出射するように構成されている。

　図２２に例示されるように、画像生成部１１の表示デバイス１１３は、プリズム４２に対向するように配置されている。表示デバイス１１３は、第一の光Ｌ１を出射する第一出射部１１３Ａと、第一出射部１１３Ａとは異なる位置に設けられた第二出射部１１３Ｂとを備えている。

　画像生成部１１の第一出射部１１３Ａから出射された第一の光Ｌ１は、入射面４２１に対して略直角または斜めに入射し、プリズム４２内を出射面４２２に向けて伝搬し、第一反射面４２３と第二反射面４２４に反射されずに、出射面４２２から出射する。

　画像生成部１１の第二出射部１１３Ｂから出射された第二の光Ｌ２は、入射面４２１に対して略直角または斜めに入射し、第一反射面４２３により第二反射面４２４に向けて反射される。第二反射面４２４に到達した第二の光Ｌ２は、第二反射面４２４により出射面４２２に向けて反射されて、出射面４２２から出射する。

　なお、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、実際は入射面４２１と出射面４２２で屈折するが、屈折による影響は小さいので、本明細書においては、説明の便宜のため屈折は無視して説明する。また、一部の図においても、簡略化のため屈折の図示は省略する。

　図２２において、θｐ１は、プリズム４２の入射面４２１に垂直な断面において、表示デバイス１１３の第二出射部１１３Ｂの画像生成面１１３Ｂ１に対する第二の光Ｌ２の出射角度である。θｐ２は、プリズム４２の入射面４２１に垂直な断面において、表示デバイス１１３の第一出射部１１３Ａの画像生成面１１３Ａ１に対する第一の光Ｌ１の出射角度である。θｐ１とθｐ２は、表示デバイス１１３の画像生成面１１３１と第一の光Ｌ１，第二の光Ｌ２とのなす角度を表しており、図２２においては、画像生成面１１３１から反時計周りの方向を正の角度としている。

　本例においては、θｐ１とθｐ２は、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が画像生成部１１から平行に出射されるように、決められている。具体的には、画像生成部１１の画像生成面１１３１が平面である場合、θｐ１とθｐ２は同じ角度に設定されている。本例においては、θｐ１とθｐ２は、９０°である。θｐ１とθｐ２は、例えば、画像生成部１１において光学素子１４２により表示デバイス１１３に入射する光の角度を調整することにより、所望の値に設定されうる。

　また、図２２において、θ１は、入射面４２１に垂直な断面において、入射面４２１と第一反射面４２３との成す角度である。θ２は、入射面４２１に垂直な断面において、第二反射面４２４と出射面４２２との成す角度である。プリズム４２は、θ１がθ２よりも小さくなるように、構成されている。例えば、θ１は４４°、θ２は４５°である。

　ここで、プリズム４２の出射面４２２から出射される第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が進行する方向および凹面鏡１３に入射する領域を考える。

　図２３は、本実施形態のプリズム４２とは異なり、θ１とθ２が同じであるプリズム４２Ａを例示している。図２４は、プリズム４２Ａから出射されて凹面鏡１３に入射する第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路を説明するための図である。図２４において、破線は第一の光Ｌ１の光路を示し、実線は第二の光Ｌ２の光路を示している。なお、図２４において、凹面鏡１３の反射面１３１は簡略化して平面で表している。

　図２３に例示されるように、θ１とθ２が同じである場合、第二の光Ｌ２は、プリズム４２Ａの出射面４２２から、第一の光Ｌ１と平行に出射される。すなわち、出射面４２２から出射された第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路との成す角度をαとすると、α＝０となる。

　なお、αは、以下の式（１）を用いて表すことができる。

　α＝（θｐ１－９０）＋（９０－θｐ２）－（θ１－θ２）・・・式（１）

　例えば図２３においてθｐ１＝θｐ２であり、上記式（１）から、θ１＝θ２の場合、α＝０であることを導き出せる。

　このようにα＝０の場合、図２４に例示されるように、プリズム４２Ａから凹面鏡１３に向けて出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、凹面鏡１３の反射面１３１において、互いに離れた位置で入射する。

　なお、α＜０の場合も同様に、プリズム４２から凹面鏡１３に向けて出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、凹面鏡１３の反射面１３１において、互いに離れた位置で入射する。具体的には、図示は省略するが、プリズム４２のθ１がθ２よりも大きい場合、第二の光Ｌ２は、プリズム４２の出射面４２２から第一の光Ｌ１から離れる方向に出射される。すなわち、出射面４２２から出射された第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路との成す角度であるαは、α＜０となる。そして、α＜０の場合、プリズム４２から凹面鏡１３に向けて出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、凹面鏡１３の反射面１３１において、α＝０の場合よりもさらに互いに離れた位置で入射する。

　このように、α＝０またはα＜０の場合、凹面鏡１３の反射面１３１は、少なくとも第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が互いに離れた位置で入射できる大きさＤ１を有する必要がある。

　これに対して、第四実施形態に係るプリズム４２によれば、θ１がθ２よりも小さい。したがって、図２２に例示されるように、第二の光Ｌ２は、プリズム４２の出射面４２２から、第一の光Ｌ１と交差する方向に出射される。すなわち、出射面４２２から出射された第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路との成す角度であるαは、α＞０となる。例えば図２２においてθｐ１＝θｐ２であり、上記のαの式（１）から、θ１＜θ２の場合、α＞０であることが導き出せる。

　図２５は、プリズム４２から出射されて凹面鏡１３に入射する第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路を説明するための図である。図２５に例示されるように、α＞０の場合、プリズム４２から凹面鏡１３に向けて出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、凹面鏡１３の反射面１３１において、少なくとも一部が重複した位置で入射する。

　したがって、凹面鏡１３の反射面１３１は、少なくとも第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が一部重複した状態で入射できる大きさＤ２を有していればよいので、凹面鏡１３の大型化を抑制できる。

　なお、αは、０＜α≦７を満たすように設定されうる。好ましくは、αは、５°になるように設定されうる。αは、上述の式（１）から、α＝（θｐ１－θｐ２）－（θ１－θ２）で表すことができるので、θ１、θ２、θｐ１、θｐ２を適宜設定することにより、０＜α≦７とすることができる。

　ここで、αが７よりも大きいと、凹面鏡１３の手前で第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が交差し、そして互いに離れる方向に進行する第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が凹面鏡１３の反射面１３１に入射することになる。凹面鏡１３の反射面１３１において第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が離れた位置に入射してしまうことを避けるために、凹面鏡１３をプリズム４２に近づけると、第一の光Ｌ１の光路長と第二の光Ｌ２の光路長が短くなってしまう。

　したがって、０＜α≦７とすることにより、第一の光Ｌ１の光路長と第二の光Ｌ２の光路長が短くなることを防ぎつつ、凹面鏡１３の大型化を防げる。

　また、本実施形態においては、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、画像生成部１１の画像生成面１１３１から平行に出射されている。しかしながら、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、画像生成部１１の画像生成面１１３１から互いに離れる方向に出射されるように構成されてもよい。

　例えば図２６は、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が画像生成部１１から互いに離れる方向に出射される場合の光路図を示している。

　図２６に例示されるように、画像生成面１１３１に対する第二の光Ｌ２の出射角度であるθｐ１と画像生成面１１３１に対する第一の光Ｌ１の出射角度であるθｐ２は、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が画像生成面１１３１から互いに離れる方向に出射されるように、決められている。本例においては、θｐ１が９０°より大きく、θｐ２が９０°未満に設定されている。なお、θｐ１とθｐ２は、θｐ１が９０°未満で、θｐ２が９０°より大きく設定されてもよい。あるいは、θｐ１とθｐ２は、一方が９０°で他方が９０°より大きく設定されてもよい。

　このように第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が画像生成部１１から互いに離れる方向に出射されることにより、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、出射面４２２から互いに近づく方向に出射される。具体的には、入射面４２１から入射した第一の光１は、プリズム４２内を伝搬し、出射面４２２から第二の光Ｌ２に近づく方向に出射される。入射面４２１から入射した第二の光Ｌ２は、第一反射面４２３と第二反射面４２４により反射されて、出射面４２２から第一の光Ｌ１に近づく方向に出射される。

　すなわち、出射面４２２から出射された第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路との成す角度であるαは、α＞０となる。なお、上記のαの式（１）からも、θ１＜θ２であり、且つθｐ１＞θｐ２である場合、α＝（θｐ１－θｐ２（＞０））＋（θ２―θ１（＞０））となり、α＞０であることが導き出せる。

　したがって、プリズム４２から凹面鏡１３に向けて出射された第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、凹面鏡１３の反射面１３１において、少なくとも一部が重複した位置で入射するので、凹面鏡１３の大型化を防げる。

　また、図２２に示される第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が画像生成部１１から平行に出射される場合と比較して、クロストークや迷光の発生を抑制できる。

　具体的に説明する。図２７は、プリズム４２を伝搬する第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２の光路を説明するための図である。図２７において、破線は第一の光Ｌ１の光路を示し、実線は第二の光Ｌ２の光路を示している。

　図２７に例示されるように、画像生成部１１から出射される第一の光Ｌ１および第二の光Ｌ２はそれぞれ進行方向に垂直な方向に所定の面積を持って進行しているが、現実には、画像生成部１１から意図しない方向に出射する光があったり、第一反射面４２３や第二反射面４２４で意図しない方向に反射される光が生じてしまう場合がある。

　例えば画像生成部１１から出射される第二の光Ｌ２の一部の光Ｌ４１が第一の光Ｌ１側に広がってプリズム４２に入射してしまう場合がある。この光Ｌ４１がプリズム４２から出射されると、第一の光Ｌ１と混在してクロストークが発生したり、迷光となってしまう場合がある。

　しかしながら、図２６に例示されるプリズム４２を備えるＨＵＤ１０によれば、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２はプリズム４２には互いに離れる方向に入射する。これにより、図２２に示される第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が画像生成面１１３１から平行に出射される場合と比較して、例えば第一の光Ｌ１側に広がってプリズム４２に入射した光Ｌ４１がクロストークの原因や迷光となることを抑制できる。

　なお、上記の実施形態において、図２２に例示されるように、プリズム４２は、入射面４２１が画像生成部１１の画像生成面１１３１と平行になるように、配置されている。しかしながら、プリズム４２は、入射面４２１が画像生成部１１の画像生成面１１３１に対して傾斜するように、配置されてもよい。

　例えば図２８は、プリズム４２の入射面４２１が画像生成部１１の画像生成面１１３１に対して傾斜している構成を例示している。図２８において、θ３は、画像生成部１１の画像生成面１１３１と入射面４２１との成す角度である。θ３は、０＜θ３≦１０　を満たすように設定される。好ましくは、θ３は５°に設定される。

　このようにθ３＞０である場合、図２２に示されるθ３＝０の場合と比べて、入射面４２１に入射する第二の光Ｌ２の入射角θ４が大きくなる。また、入射面４２１に入射する第一の光Ｌ１の入射角θ５が大きくなる。これにより、θ３＝０の場合と比べて、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、プリズム４２の出射面４２２からより近づく方向で出射されるので、αがより大きくなる。

　一方、θ３＞１０になると、第一反射面４２３の向きが画像生成部１１の画像生成面１１３１に垂直な方向に近づくので、第二反射面４２４を第一反射面４２３に対してより上方に位置させるような光学設計となり、光学設計が難しくなる。したがって、θ３≦１０とすることにより、光学設計が複雑になることを防ぎつつαをより大きくできる。

　なお、図２８に例示されるプリズム４２と画像生成部１１との配置構成において、さらに第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、画像生成部１１から互いに離れる方向に出射されるように構成されてもよい。

　例えば、図２９は、図２８のプリズム４２と画像生成部１１との配置構成において第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が画像生成部１１の画像生成面１１３１から互いに離れる方向に出射される場合の光路図を示している。

　このような構成によれば、図２８に示されるθｐ１＝θｐ２の場合と比べて、入射面４２１に入射する第二の光Ｌ２の入射角θ４が大きくなる。また、入射面４２１に入射する第一の光Ｌ１の入射角θ５が大きくなる。これにより、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２は、出射面４２２からさらに近づく方向に出射されるので、αがより大きくなる。

　なお、図２９に例示されるプリズム４２と画像生成部１１との配置構成において、プリズム４２は、第二の光Ｌ２の第二光路がプリズム４２の入射面４２１および出射面４２２と略平行に延びるように、構成されてもよい。

　例えば、図３０は、θ３＞０およびθｐ１＞θｐ２の場合において、第二の光Ｌ２の第二光路が入射面４２１および出射面４２２と略平行に延びているように構成されたプリズム４２を例示している。

　図３０に例示されるように、第一反射面４２３から第二反射面４２４に向けて反射された第二の光Ｌ２の第二光路は、プリズム４２の入射面４２１および出射面４２２と略平行に延びている。なお、本明細書において「略平行に延びている」という表現は、平行に延びているだけでなく、平行方向から（±）１０度以下の範囲に位置する方向に延びている場合も含まれる。

　例えば、プリズム４２の形状を決める角度θ１、θ２や、プリズム４２と画像生成部１１との位置関係決める角度θ３などを調整することにより、第二の光Ｌ２の第二光路をプリズム４２の入射面４２１および出射面４２２と略平行にすることができる。

　このような構成によれば、例えば図２９に示される第二の光Ｌ２の光路と比較して、第二の光Ｌ２をプリズム４２の入射面４２１および出射面４２２と略平行に伝搬させることができる。これにより、プリズム４２の薄肉化を実現できる。

　なお、上記の実施形態において、入射面４２１と第一反射面４２３との成す角度θ１、画像生成面１１３１に対する第二の光の出射角度θｐ１、および画像生成面１１３１と入射面４２１との成す角度θ３は、以下の式（２）を満たすように設定されてもよい。

　４０＜θｐ１－θ３－θ１＜５０　・・・式（２）

　ここで、プリズム４２の第一反射面４２３により第二の光Ｌ２を全反射させるまたはより多くの光を反射させるためには、第一反射面４２３に対する第二の光Ｌ２の入射角θ６（図２８参照）は４０°よりも大きく且つ５０°よりも小さくなるように設定されることが好ましい。

　具体的には、プリズム４２を構成する透光性材料の全反射の臨界角は、４３度前後である。例えば、プリズム４２がメタクリル樹脂、いわゆるアクリル樹脂（Ｐｏｌｙ　Ｍｅｔｈｙｌ　Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ／ＰＭＭＡ）により形成される場合、ＰＭＭＡの全反射の臨界角は４３度である。したがって、入射角θ６を４０°より大きく設定することにより、第一反射面４２３は、第二の光Ｌ２を全反射する、または第二の光Ｌ２のうち多くの光を反射できる。一方、入射角θ６が５０度以上になると、光学設計が難しくなる。

　入射角θ６は、θ６≒θｐ１－θ３－θ１で表される。したがって、４０＜θ６＝θｐ１－θ３－θ１＜５０を満たすことにより、光学設計が複雑になるのを防ぎつつ、第一反射面４２３における第二の光Ｌ２の反射効率を向上させることができる。また、第二反射面４２４は、第一反射面４２３と略平行であるので、第二反射面４２４も同様に反射効率を向上させることができる。

（第五実施形態）
　次に、第五実施形態に係るＨＵＤ１１０の構成について図３１から図３３を用いて説明する。なお、図１に示すＨＵＤ１０と同様の構成については、同じ参照番号を付与し、その詳細な説明は省略する。

　第五実施形態に係るＨＵＤ１１０は、画像生成部１１、プリズム５２、凹面鏡１３、凹面鏡１４、および制御部１５に加えて、さらに遮光部１６を備えている。

　図３２は、プリズム５２と画像生成部１１の表示デバイス１１３の構成を例示する断面図である。図３３は、プリズム５２を上から見た平面図である。

　プリズム５２は、第四実施形態に係るプリズム４２と同様に、入射面４２１、出射面４２２、第一反射面４２３、第二反射面４２４、第一側面４２５、および第二側面４２６を有する略平行六面体形状に形成されている。

　画像生成部１１の表示デバイス１１３は、プリズム５２に対向するように配置されている。表示デバイス１１３は、第一の光Ｌ１を出射する第一出射部１１３Ａと、第一出射部１１３Ａとは異なる位置に設けられた第二出射部１１３Ｂとを備えている。

　画像生成部１１の第一出射部１１３Ａから出射された第一の光Ｌ１は、入射面４２１に対して略直角または斜めに入射し、プリズム４２内を出射面４２２に向けて伝搬し、第一反射面４２３と第二反射面４２４により反射されずに、出射面４２２から出射する。

　遮光部１６は、出射面４２２から出射される第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路とを隔てるように、配置されている。本例においては、遮光部１６は、プリズム５２の出射面４２２に接している。

　遮光部１６は、板状部材である。図３２に例示されるように、遮光部１６は、出射面４２２に対して略鉛直方向（図３２においては上下方向）に延びている。なお、本明細書において「略鉛直方向に延びている」という表現は、鉛直方向に延びているだけでなく、鉛直方向から（±）１０度以下の範囲に位置する方向に延びている場合も含まれる。

　本例において、遮光部１６の出射面４２２から離れる方向の先端部分は、断面が四角形状に形成されている。しかしながら、遮光部１６の先端部分は、断面が丸形状でもよく、あるいは、断面が先端に向かうほど細くなるように形成されてもよい。

　また、図３３に例示されるように、遮光部１６は、第一側面４２５と第二側面４２６が対向する方向（図３３において左右方向）に延びている。本例においては、遮光部１６は、第一側面４２５から第二側面４２６まで延びている。

　遮光部１６は、出射面４２２において、第一の光Ｌ１が出射する出射領域Ｒ２１および第二の光Ｌ２が出射する出射領域Ｒ２２の間に設けられている。本例においては、遮光部１６は、第一の光Ｌ１に対向する第一面１６１および第二の光Ｌ２に対向する第二面１６２がそれぞれ平面状に形成されている。なお、第一の光Ｌ１が出射する出射領域Ｒ２１および第二の光Ｌ２が出射する出射領域Ｒ２２に合わせて、湾曲などの他の形状に形成されてもよい。

　遮光部１６は、第一面１６１と第二面１６２とが対向する方向における厚さＴが薄くなるように形成される。例えば、厚さＴは、０．１ｍｍ以下である。

　遮光部１６は、例えば、ステンレスなどの金属板である。あるいは、遮光部１６は、黒色樹脂などにより形成されてもよい。遮光部１６の第一面１６１および第二面１６２には、反射防止加工が施されてもよい。

　ここで、図３２に例示されるように、第一反射面４２３により第二反射面４２４に向けて反射された第二の光Ｌ２は、基本的にはプリズム５２内を入射面４２１に略平行に伝搬するように設計されている。しかしながら、現実には、画像生成部１１から意図しない方向に出射する光があったり、第一反射面４２３や第二反射面４２４で意図しない方向に反射される光Ｌ５１が生じてしまう場合がある。このように意図しない方向に進む光Ｌ５１がプリズム５２から出射されてしまうと、クロストークや迷光となってしまう場合がある。

　しかしながら、第五実施形態に係るＨＵＤ１１０によれば、プリズム５２から出射される第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路との間に遮光部１６が設けられているので、意図しない方向に反射されてクロストークや迷光となりうる光Ｌ５１を遮光できる。

　また、遮光部１６の厚みＴは薄いので、遮光部１６が、出射面４２２から意図する方向に出射される第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２を遮光してしまうことを防ぐことができる。

　また、遮光部１６が金属板の場合には、遮光効果が向上する。

　また、遮光部１６の表面に反射防止加工が施されることにより、出射面４２２から意図しない方向に出射された光Ｌ５１が遮光部１６により反射されて迷光となることを防げる。

　なお、本実施形態において、遮光部１６は、プリズム５２の出射面４２２に接している。しかしながら、遮光部１６は、プリズム４２の出射面４２２の近傍であれば、プリズム５２の出射面４２２から離れて配置されてもよい。

　例えば図３４は、遮光部１６がプリズム５２から離れたＨＵＤ１１０の構成を例示している。遮光部１６は、不図示の支持部材によりＨＵＤ１１０のハウジングに取り付けられている。このような構成においても、出射面４２２から意図しない方向に反射されてクロストークや迷光となりうる光Ｌ５１を遮光できる。

　あるいは、遮光部１６は、その一部がプリズム５２の出射面４２２に埋め込まれてもよい。例えば図３５は、遮光部１６の一部がプリズム５２に埋め込まれたＨＵＤ１１０を例示している。

　遮光部１６は、プリズム５２側の一部がプリズム５２の出射面４２２における第一の光Ｌ１の出射領域Ｒ１１と第二の光Ｌ２の出射領域Ｒ１２との間に埋め込まれている。

　例えば、遮光部１６は、プリズム５２に金属プレートを嵌合する、黒色樹脂を圧入することなどにより、プリズム５２に埋め込まれる。あるいは、プリズム５２の成形時に、インサート成形などにより遮光部１６を形成してもよい。

　このように遮光部１６の一部をプリズム５２に埋め込むことにより、ＨＵＤ１１０を組み立てる際に、プリズム５２と遮光部１６との位置合わせが不要となる。

　なお、上記の第五実施形態に係る遮光部１６は、第四実施形態に係るプリズム４２と組み合わされてもよい。例えば、図３６は、プリズム４２に設けられた遮光部１６を例示している。

　図３６に例示されるように、遮光部１６は、プリズム４２の出射面４２２の近傍において、出射面４２２から出射される第一の光Ｌ１の光路と第二の光Ｌ２の光路とを隔てるように、配置されている。遮光部１６のプリズム５２の出射面４２２から離れる方向の先端部分は、先端に向かうほど細くなるように形成されている。

　このような構成によれば、遮光部１６により出射面４２２から意図しない方向に反射されてクロストークや迷光となりうる光Ｌ５１を遮光できる。

　また、遮光部１６の先端部分は先端に向かうほど細くなるように形成されているので、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２が交差するように出射面４２２から出射される場合でも、第一の光Ｌ１と第二の光Ｌ２を遮光してしまうことを防ぐことができる。

　なお、本例においては、遮光部１６は、出射面４２２に接しているが、出射面４２２から離れて配置されてもよく、プリズム４２に一部が埋め込まれてもよい。

　また、上記の第四実施形態および第五実施形態において、第一反射面４２３は、全反射するように構成されている。また、第二反射面４２４は、全反射するように構成されている。しかしながら、第一反射面４２３および第二反射面４２４は、全反射しなくてもよい。この場合、第一反射面４２３および第二反射面４２４には、反射膜などが形成されることにより反射効率を向上させてもよい。

　また、上記の第四実施形態に係るプリズム４２を備えるＨＵＤ１０および第五実施形態に係るプリズム５２を備えるＨＵＤ１１０は、第一の虚像と第二の虚像とを、乗員の視点Ｅから異なる距離に形成するように構成されているが、第一の虚像と第二の虚像とを、乗員の視点Ｅから同じ距離に形成するように構成されてもよい。例えば、ＨＵＤ１０は、プリズム４２とウインドシールド２１との間に光学素子を備え、光学素子によりプリズム４２から出射された第二の光Ｌ２よりも光路長が短い第一の光Ｌ１の光路長が長くなるように調整してもよい。ＨＵＤ１１０は、プリズム５２とウインドシールド２１との間に光学素子を備え、光学素子によりプリズム５２から出射された第二の光Ｌ２よりも光路長が短い第一の光Ｌ１の光路長が長くなるように調整してもよい。

　また、上記の第四実施形態および第五実施形態において、光学素子の一例として、プリズム４２およびプリズム５２を挙げたが、これに限らない。例えば、光学素子は、第一反射面と第二反射面がそれぞれ平板状の反射材で構成されても良い。

　以上、本開示の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

　各実施形態に係るプリズムは、出射面が車両２０の上方に向いた状態で配置されているが、これに限定されない。

　ＨＵＤ１０およびＨＵＤ１１０において、凹面鏡１４は、画像生成部１１から出射された光をウインドシールド２１に向けて反射している。しかしながら、凹面鏡１４は、例えば、ウインドシールド２１の内側に設けられているコンバイナ向けて光を反射してもよい。

　ＨＵＤ１０およびＨＵＤ１１０において、画像生成部１１とウインドシールド２１との間の光路上に配置される光学系として、凹面鏡１３と凹面鏡１４を有しているが、光学系を構成する光学素子は本例に限定されない。例えば、凹面鏡１３と凹面鏡１４の代わりに、二つの平面鏡が配置されてもよく、あるいは、凹面鏡と平面鏡が配置されてもよい。

　本出願は、２０２３年３月３１日出願の日本特許出願２０２３－０５８７３４号、２０２３年３月３１日出願の日本特許出願２０２３－０５８７３５号、および２０２３年３月３１日出願の日本特許出願２０２３－０５８７３６号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

　光が入射する入射面と、
　前記入射面と対向する出射面と、
　前記入射面から入射した光を反射させる第一反射面と、
　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、を有し、
　前記第一反射面と前記第二反射面の一方は、光を全反射するように構成されており、
　前記第一反射面と前記第二反射面の他方には、所定の振動方向の光を反射する反射偏光部が設けられている、光学素子。
　前記反射偏光部は、可視光を反射し赤外領域の波長の光を透過させるように構成されている、請求項１に記載の光学素子。
　前記光を全反射するように構成された前記第一反射面と前記第二反射面の一方には、低反射膜が設けられている、請求項１に記載の光学素子。
　前記光を全反射するように構成された前記第一反射面と前記第二反射面の一方には、位相ずれ防止膜と低反射膜が設けられている、請求項１に記載の光学素子。
　前記入射面および前記出射面の少なくとも一方に、前記光学素子の内部に延びる遮光部を備える、請求項１に記載の光学素子。
　前記反射偏光部で反射される光の振動方向は、前記入射面から入射する光の振動方向と同じである、請求項１に記載の光学素子。
　画像を投影する画像投影装置であって、
　前記画像をなす光を生成する画像生成部と、
　前記光を制御する請求項１に記載の光学素子と、
を備えている、画像投影装置。
　前記画像生成部と前記光学素子との間に配置されている偏光フィルムを備える、請求項７に記載の画像投影装置。
　前記偏光フィルムを透過する光の振動方向は、前記画像生成部から出射される光の振動方向と同じである、請求項８に記載の画像投影装置。
　前記光学素子の出射面から出射された光の光路上に配置された偏光フィルムを備える、請求項７に記載の画像投影装置。
　前記偏光フィルムを透過する光の振動方向は、前記反射偏光部で反射される偏光の振動方向と同じである、請求項１０に記載の画像投影装置。
　前記画像生成部は、第一の虚像となる第一の光と、前記第一の虚像よりも遠方に現れる第二の虚像となる第二の光とを出射するように構成されており、
　前記光学素子の内部において、前記第一の光の光路長が前記第二の光の光路長よりも短い、請求項７に記載の画像投影装置。
　第一の光と第二の光が入射する入射面と、
　前記入射面と対向しており前記第一の光と前記第二の光が出射する出射面と、
　前記入射面から入射した前記第二の光を反射させる第一反射面と、
　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された前記第二の光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、
　前記入射面および前記出射面の少なくとも一方に配置され、光学素子の内部に延びる遮光部と、を備えている、光学素子。
　前記遮光部は、前記入射面および前記出射面の両方に配置される、請求項１３に記載の光学素子。
　前記遮光部は、前記入射面と前記出射面が対向する方向に延びている、請求項１３に記載の光学素子。
　前記遮光部は、前記入射面または前記出射面の少なくとも一方において、光が入射する領域または光が出射する領域には設けられていない、請求項１３に記載の光学素子。
　前記遮光部は、前記入射面または前記出射面の少なくとも一方において、複数個所に配置されている、請求項１３に記載の光学素子。
　前記遮光部は、前記入射面に配置されており、
　前記遮光部は、前記光学素子の外に向かって延びている、請求項１３に記載の光学素子。
　前記遮光部は、前記出射面に配置されており、
　前記遮光部は、前記光学素子の外に向かって延びている、請求項１３に記載の光学素子。
　前記光学素子は、前記入射面、前記出射面、前記第一反射面、前記第二反射面、および第一側面と第二側面とを有する平行六面体形状であり、
　前記遮光部は、前記第一側面と前記第二側面の少なくとも一方にも配置されている、請求項１３に記載の光学素子。
　第一の光と第二の光が入射する入射面と、
　前記入射面と対向しており、前記第一の光と前記第二の光が出射する出射面と、
　前記入射面から入射した前記第二の光を反射させる第一反射面と、
　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された前記第二の光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、を有し、
　前記第一反射面と前記第二反射面が対向する方向に分割されている、光学素子。
　前記第一反射面と前記第二反射面が対向する方向に分割された第一光学素子および第二光学素子と、
　前記第一光学素子と前記第二光学素子とを接着する接着部と、
を有し、
　前記第一光学素子、前記第二光学素子、および前記接着部は、同種の樹脂により形成されている、請求項２１に記載の光学素子。
　前記第一反射面と前記第二反射面が対向する方向に分割された第一光学素子および第二光学素子を有し、
　前記第一光学素子は、前記第二光学素子に接着されており、
　前記入射面に垂直な断面において、前記第一光学素子の前記第二光学素子に接着する面は、前記入射面と略垂直に延びている、請求項２１に記載の光学素子。
　前記第一反射面と前記第二反射面が対向する方向に分割された第一光学素子および第二光学素子と、
　前記第一光学素子と前記第二光学素子とを接着する接着部と、
を有し、
　前記第一光学素子と前記第二光学素子において前記接着部が接着する面の表面粗さは、前記光学素子の外面を形成する面の表面粗さよりも粗い、請求項２１に記載の光学素子。
　請求項２１から請求項２４のいずれか一項に記載の光学素子と、
　前記光学素子に前記第一の光と前記第二の光を出射する画像生成部と、
を備え、
　前記光学素子は、前記第一反射面と前記第二反射面が対向する方向に分割された第一光学素子および第二光学素子を有し、
　前記第一光学素子は、前記第二光学素子に接着されており、
　前記第一の光の第一光路は、前記第一光学素子の前記第二光学素子に接着する面と略平行に延び、
　前記第二の光の第二光路は、前記第一光学素子の前記第二光学素子に接着する面と略垂直に延びている、画像投影装置。
　第一の虚像となる第一の光と、第二の虚像となる第二の光とを出射する画像生成部と、
　前記第一の光と前記第二の光を制御する光学素子と、
を備え、
　前記光学素子は、
　　前記第一の光と前記第二の光が入射する入射面と、
　　前記入射面と対向しており、前記第一の光と前記第二の光が出射する出射面と、
　　前記入射面から入射した前記第二の光を反射させる第一反射面と、
　　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された前記第二の光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、
　を有し、
　前記入射面と前記第一反射面との成す角度θ１は、前記第二反射面と前記出射面との成す角度θ２よりも小さい、画像投影装置。
　前記画像生成部の画像生成面と前記入射面との成す角度θ３は、
　０＜θ３≦１０　を満たす、請求項２６に記載の画像投影装置。
　前記画像生成部の画像生成面に対する前記第二の光の出射角度θｐ１、および前記画像生成部の画像生成面に対する前記第一の光の出射角度θｐ２は、前記第一の光と前記第二の光が前記画像生成面から互いに離れる方向に出射されるように、決められている、請求項２６または請求項２７に記載の画像投影装置。
　前記角度θ１、前記画像生成部の画像生成面に対する前記第二の光の出射角度θｐ１、および前記画像生成部の画像生成面と前記入射面との成す角度θ３は、
　４０＜θｐ１－θ３－θ１＜５０　を満たす、請求項２６または請求項２７に記載の画像投影装置。
　前記角度θ１、前記角度θ２、前記画像生成部の画像生成面に対する前記第二の光の出射角度θｐ１、および前記画像生成部の画像生成面に対する前記第一の光の出射角度θｐ２は、
　０＜（θｐ１－９０）＋（９０－θｐ２）－（θ１－θ２）≦７　を満たす、請求項２６または請求項２７に記載の画像投影装置。
　前記第二の光の第二光路は、前記入射面および前記出射面と略平行に延びている、請求項２６または請求項２７に記載の画像投影装置。
　前記光学素子の前記出射面の近傍において、前記出射面から出射される前記第一の光の光路と前記第二の光の光路とを隔てるように、配置されている遮光部をさらに備えている、請求項２６に記載の画像投影装置。
　第一の虚像となる第一の光と、第二の虚像となる第二の光とを出射する画像生成部と、
　　前記第一の光と前記第二の光が入射する入射面と、
　　前記入射面と対向しており、前記第一の光と前記第二の光が出射する出射面と、
　　前記入射面から入射した前記第二の光を反射させる第一反射面と、
　　前記第一反射面に対向しており、前記第一反射面により反射された前記第二の光を前記出射面に向けて反射させる第二反射面と、を有する光学素子と、
　前記光学素子の前記出射面の近傍において、前記出射面から出射される前記第一の光の光路と前記第二の光の光路とを隔てるように、配置されている遮光部と、を備えている、画像投影装置。
　前記遮光部は、前記出射面に対して略鉛直方向に延びている、請求項３３に記載の画像投影装置。
　前記遮光部は、板状部材であり、前記遮光部の厚みは、０．１ｍｍ以下である、請求項３３に記載の画像投影装置。
　前記遮光部の一部は、前記出射面に埋め込まれている、請求項３３に記載の画像投影装置。
　前記遮光部の表面には、反射防止加工が施されている、請求項３３に記載の画像投影装置。
　前記遮光部は、金属板である、請求項３３に記載の画像投影装置。
　前記遮光部の前記出射面から離れる方向の先端部分は、先端に向かうほど細くなる、請求項３３に記載の画像投影装置。