JP2016095411A - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Abstract
サイズを小さく抑えつつ、アイボックスに均一配光することができる。
【解決手段】
光源11は、照明光100を出射し、レンズアレイ13は、光源11から出射される光を分割して光源11の像を複数生成し、曲面反射部14及びフィールドレンズ15からなる集光手段は、光源11の像から出射される照明光100を表示素子20の表示領域に対応するように集光し、曲面反射部14は、レンズアレイ13からの照明光100の入射光軸A1と、フィールドレンズ15への照明光100の出射光軸A2とからなる平面で対称となる自由曲面形状を有する。
【選択図】図2
Description
本実施形態における照明光学系10は、表示素子20に入射する照明光100の角度を調整することで、表示素子20から出射される表示光200の出射角度(配向角度)を調整し、表示素子20の各領域から出射される表示光200が、投射光学系である平面鏡30,凹面鏡40そしてウインドシールド2を介した後、アイボックス3全体に略均等に配光されるように調整している。照明光学系10については、後に詳述する。
平面鏡30は、平面状の反射部材であり、表示素子20から入射した表示光200を凹面鏡40に向けて反射する。
凹面鏡40は、反射面が凹状の自由曲面を有する反射部材であり、平面鏡30から入射した表示光200をHUD1の外側のウインドシールド2(反射透過面)に向けて出射する。凹面鏡40は、表示素子20が生成する前記表示画像を拡大させ、さらに、観察者に虚像Wとして視認される際の虚像Wの歪みを抑制するように、表示光200を補正してウインドシールド2に向ける。
コンデンサレンズ12の変形例を以下に示す。コンデンサレンズ12は、1個の光源11に対して1つのレンズが対応しており、光源11が複数使用される場合は、凸レンズ部が複数配置された集合レンズの形態を取る。また、コンデンサレンズ12は、照明光100を平行化するコリメートレンズなどで代替してもよい。また、照明光100の光路上に複数のレンズを配置した構成としてもよい。また、図面において、コンデンサレンズ12を入射側と出射側とをともに曲面と図示してあるが、入射側または出射側が平面であってもよい。また、曲面形状は、球面や非球面であってもよく、対称レンズまたは非対称レンズなどで構成されてもよい。また、コンデンサレンズ12は、光源11からの熱による変質を抑制するため、耐熱性の光学ガラスで作製されてもよい。
レンズアレイ13の変形例を以下に示す。本実施形態のレンズアレイ13において、各微小レンズの曲面形状は、縦方向の曲率と横方向の曲率とを異ならせたトロイダル面とするが、球面(球面の一部を矩形で切り取った曲面)としてもよい。また、微小レンズの形状を六角形状などの多角形状として、ハニカム配置させてもよい。また、本実施形態のレンズアレイ13を、レンチキュラーレンズアレイ等で代替してもよい。
また、曲面反射部14は、後述するレンズアレイ13などが保持される第二のケース体18に係合するための曲面反射部14の反射面141の周囲に一体的に成形された取付部142を有する。
2 ウインドシールド(反射透過部)
3 アイボックス
10 照明光学系
11 光源
11a 回路基板
12 コンデンサレンズ
13 レンズアレイ
14 曲面反射部
15 フィールドレンズ
16 放熱部材
17 第一のケース体
18 第二のケース体
20 表示素子
30 平面鏡(投射光学系)
40 凹面鏡(投射光学系)
50 筐体
100 照明光
141 反射面
142 取付部
171 第一の係合部
181 開口部
182 第二の係合部
183 第三の係合部
200 表示光
A1 入射光軸
A2 出射光軸
A3 軸
P 頂点
W 虚像
Claims (3)
- 照明光学系と表示素子とを備える表示器から発せられる表示光を、投射部材を介して、視点領域に導いて虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、
前記照明光学系は、
前記表示素子を照明する光を出射する光源と、
前記光源から出射される光を分割して前記光源の像を複数生成するレンズアレイと、
前記光源の像から出射される光を前記表示素子の表示領域に対応するように集光する集光手段と、を備え、
前記集光手段は、曲面反射部と、フィールドレンズと、を含み、
前記曲面反射部は、前記レンズアレイからの光の入射光軸と、前記フィールドレンズへの光の出射光軸とからなる平面で対称となる自由曲面形状を有する、ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 - 前記曲面反射部の頂点は、前記レンズアレイ側に寄った位置、かつ前記フィールドレンズ側から離れた位置に偏心して配置される、ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。
- 前記レンズアレイを保持し、前記レンズアレイからの前記入射光軸上に開口を有するケース体をさらに備え、
前記曲面反射部は、前記開口部を塞ぐように前記ケース体に係合する、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ。
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