CN107329317A - 背光源单元和平视显示器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制眼点的变化所导致的图像的亮度变动的背光源单元和平视显示器装置。背光源单元(40)包括：光源(47b)；将光源所照射的光聚光的聚光部(45)；以及使从聚光部射入的光发散并向平视显示器装置(1)的透光型的图像显示部(10)射出的发散部(43)。发散部例如是透镜，该透镜的来自聚光部的光所射入的射入面(43a)和向图像显示部射出光的射出面(43b)这两个面为凹面。

Description

背光源单元和平视显示器装置
技术领域
本发明涉及背光源单元和平视显示器装置。
背景技术
以往，有具有背光源的平视显示器装置。例如，专利文献1公开了如下显示装置的技术，该显示装置包括：通过透过照明而显示期望信息的显示器；配置在显示器的背后并对显示器进行透过照明的光源；将光源发出的光均一化的扩散板；以及使由扩散板均一化的光向显示器聚光并使其将显示器透过照明的第1聚光透镜。专利文献1的显示装置能够利用第1聚光透镜来抑制透过照明光的亮度下降，并利用扩散板来降低透过照明光的亮度不均。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-108429号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
通过利用聚光透镜使光源的光聚光，从而能够使投影光集中到一定的范围来提高图像的亮度。另一方面，在眼点由于驾驶者的姿势变化等而变化时，看到的图像的亮度有时会变动。
本发明的目的在于提供一种背光源单元和平视显示器装置，能够抑制眼点的变化所导致的图像的亮度变动。
用于解决问题的方案
本发明的背光源单元的特征在于，包括：光源；聚光部，上述聚光部将上述光源所照射的光聚光；以及发散部，上述发散部使从上述聚光部射入的光发散，并向平视显示器装置的透光型的图像显示部射出。
在上述背光源单元中，优选的是上述发散部是透镜，上述透镜的来自上述聚光部的光射入的射入面、和向上述图像显示部射出光的射出面中的至少任意一个为凹面。
在上述背光源单元中，优选的是上述发散部是透镜，上述透镜的来自上述聚光部的光射入的射入面、和向上述图像显示部射出光的射出面这两个面为凹面。
在上述背光源单元中，优选的是上述发散部至少使光向上述图像显示部的与车宽方向对应的方向发散。
在上述背光源单元中，优选的是上述发散部使光分别向上述图像显示部的与车宽方向对应的方向即横向、以及与车辆上下方向对应的方向即纵向发散，上述发散部使光向上述横向发散的程度，大于使光向上述纵向发散的程度。
本发明的平视显示器装置的特征在于，包括：透光型的图像显示部，上述图像显示部显示图像；光源；聚光部，上述聚光部将上述光源所照射的光聚光；发散部，上述发散部使从上述聚光部射入的光发散并向上述图像显示部射出，利用从上述发散部射出的光，在驾驶座前方的反光部投影出上述图像。
发明效果
本发明所涉及的背光源单元和平视显示器装置包括：光源；将光源所照射的光聚光的聚光部；以及使从聚光部射入的光发散并向平视显示器装置的透光型的图像显示部射出的发散部。本发明所涉及的背光源单元和平视显示器装置取得的效果是：通过利用发散光来投影出图像显示部的图像，从而能够抑制眼点的变化所导致的图像的亮度变动。
附图说明
图1是实施方式所涉及的平视显示器装置的立体图。
图2是示出实施方式所涉及的平视显示器装置的内部的立体图。
图3是实施方式所涉及的投影光射出部的俯视图。
图4是实施方式所涉及的投影光射出部的分解立体图。
图5是实施方式所涉及的光源部的立体图。
图6是实施方式所涉及的保持部件的立体图。
图7是实施方式所涉及的聚光透镜的立体图。
图8是实施方式所涉及的发散透镜的背面侧的立体图。
图9是实施方式所涉及的发散透镜的前面侧的立体图。
图10是实施方式所涉及的投影光射出部的纵向的剖视图。
图11是实施方式所涉及的投影光射出部的横向的剖视图。
图12是说明实施方式所涉及的背光源单元的动作的纵向的剖视图。
图13是说明实施方式所涉及的背光源单元的动作的横向的剖视图。
图14是示出实施方式的平视显示器装置所涉及的亮度分布的图。
图15是示出比较例的亮度分布的图。
附图标记的说明
1：平视显示器装置(HUD)
2：壳体
3：盖板
4：投影光射出部
5：反射部件
6：支承部件
7：旋转力产生机构
8：反光部
9：平面镜
10：图像显示部
11：液晶部
12：屏蔽壳体
13：传热片
14：散热部件
40：背光源单元
41：第一扩散片
42：外壳
43：发散透镜
43a：射入面
43b：射出面
43c：贯通孔
43d：切除部
43e：凸缘部
44：第二扩散片
45：聚光透镜
45a：主体部
45b：透镜
45c：贯通孔
45d：透镜阵列
46：保持部件
47：光源部
47a：基板主体
47b：光源
47c：光源组
81：对应区域
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式所涉及的背光源单元和平视显示器装置。此外，本发明不限于本实施方式。另外，下述的实施方式的构成要素包含本领域技术人员能够容易想到的要素或者实际上相同的要素。
[实施方式]
参照图1至图15，说明实施方式。本实施方式涉及背光源单元和平视显示器装置。图1是实施方式所涉及的平视显示器装置的立体图；图2是示出实施方式所涉及的平视显示器装置的内部的立体图；图3是实施方式所涉及的投影光射出部的俯视图；图4是实施方式所涉及的投影光射出部的分解立体图；图5是实施方式所涉及的光源部的立体图；图6是实施方式所涉及的保持部件的立体图；图7是实施方式所涉及的聚光透镜的立体图；图8是实施方式所涉及的发散透镜的背面侧的立体图；图9是实施方式所涉及的发散透镜的前面侧的立体图；图10是图3的X-X剖视图，是实施方式所涉及的投影光射出部的纵向的剖视图；图11是图3的XI-XI剖视图，是实施方式所涉及的投影光射出部的横向的剖视图。
本实施方式所涉及的平视显示器装置1(以下仅称作“HUD1”)被搭载于未图示的车辆。HUD1对于车辆的驾驶座前方的反光部8(参照图12)投影出投影光。反光部8例如是挡风玻璃、合成器等半透过部，该半透过部将射入的光的一部分反射，并使一部分透过。HUD1被容纳在车辆的仪表板内部。HUD1具有形成于与反光部8对置的位置的透过部，经由该透过部向反光部8投影出投影光。
如图1和图2所示，HUD1具有壳体2、盖体3、投影光射出部4、反射部件5、支承部件6、以及平面镜9。壳体2被固定于车辆。壳体2在内部容纳投影光射出部4、反射部件5、支承部件6、旋转力产生机构7和平面镜9。壳体2由合成树脂形成，具有朝向车辆上侧的开口部2a。壳体2具有固定部22。固定部22由螺栓等固定部件固定于车辆的仪表板等。
盖体3将壳体2的开口部2a堵塞。盖体3是盖状的部件，具有主体部31和透过部32。主体部31由合成树脂形成。主体部31由锁定机构33锁定于壳体2。透过部32由透明或者半透明的合成树脂形成，被插入并固定在主体部31的开口部。透过部32使从壳体2的内部投影的投影光向着挡风玻璃等反光部8透过。反光部8向驾驶者反射投影光，在驾驶者的前方显示虚像。
本实施方式的平面镜9如图2所示，配置在壳体2的底面。平面镜9具有镜主体91和镜覆盖部92。镜主体91的反射面91a是平面，对来自投影光射出部4的光进行全反射。镜覆盖部92遮盖反射面91a的一部分。镜覆盖部92使反射面91a中的来自投影光射出部4的光所射入的区域露出，遮盖来自投影光射出部4的光所射入的区域的外侧。即，镜覆盖部92为使反射面91a的露出部分的形状与从投影光射出部4射出的投影光的形状对应的形状。
反射部件5将从投影光射出部4射出的投影光向壳体2的外部反射。反射部件5配置在被平面镜9反射的投影光的光路上。反射部件5由合成树脂形成，在一侧的面设置有反射面51。反射面51例如是通过蒸镀而形成的金属薄膜。反射面51是凹面，对来自投影光射出部4的投影光进行全反射。
支承部件6将反射部件5旋转自如地支承。支承部件6例如是将反射部件5的旋转轴53的两端部旋转自如地支承的轴承。图2的点划线所示的旋转轴线O1是旋转轴53的中心轴线。反射部件5被支承部件6在绕旋转轴线O1的两个方向，即R1方向和R2方向旋转自如地支承。
旋转力产生机构7使反射部件5旋转，并且将反射部件5保持在任意的旋转位置。旋转力产生机构7如图2所示，具有驱动源71和驱动力传递机构72。本实施方式的驱动源71是马达。驱动力传递机构72将驱动源71的驱动力传递至旋转轴53。
投影光射出部4投影出与车辆行驶状态相关的信息、直至到达车辆的目的地的引导信息、外部环境信息等的图像。如图2所示，在投影光射出部4的背面安装有散热部件14。投影光射出部4以倾斜的姿势配置，以便能够对平面镜9投影出投影光。如图3和图4所示，投影光射出部4具有图像显示部10、背光源单元40、屏蔽壳体12、传热片13、和散热部件14。
图像显示部10对投影到反光部8的图像进行显示，即显示作为虚像显示在驾驶者的前方的图像。本实施方式的图像显示部10是光从背面侧透过到前面侧的透光型的显示器。作为透光型的显示器，在本实施方式中使用TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)液晶显示器。图像显示部10具有液晶部11。液晶部11是透光型的显示膜，显示图像且光能从背面侧透过到前面侧。
背光源单元40具有第一扩散片41、外壳42、发散透镜43、第二扩散片44、聚光透镜45、保持部件46、和光源部47。在本实施方式的背光源单元40中，从光源部47向图像显示部10依次并列有保持部件46、聚光透镜45、第二扩散片44、发散透镜43、第一扩散片41。
光源部47是光源基板，如图5所示，具有基板主体47a和多个光源47b。本实施方式的基板主体47a的形状是矩形。在基板主体47a的前表面配置有多个光源47b。光源47b是发光元件，例如是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)。在光源部47中，光源47b例如排列为多列。在本实施方式的光源部47中，10个光源47b每5个一列地排列为2列。更详细而言，1个光源组47c具有沿着横向并列的5个光源47b。2个光源组47c在纵向中隔开预定间隔地平行配置。此外，关于投影光射出部4，横向和纵向分别与在驾驶者的前方显示的虚像的横向和纵向对应。即，投影光射出部4的横向和纵向分别是与车宽方向和车辆上下方向对应的方向。基板主体47a具有未图示的控制电路。该控制电路控制光源47b的点亮熄灭、光源47b的光量。
保持部件46是保持聚光透镜45和第二扩散片44的部件。如图6所示，保持部件46具有板状的主体部46a、柱状突起46b、46c、46d、以及贯通孔46e。主体部46a是俯视的形状为矩形的板状的构成部。柱状突起46b、46c、46d是从主体部46a向前面侧突出的柱状的突起部。本实施方式的柱状突起46b、46c、46d的形状是圆柱形。贯通孔46e将主体部46a在板厚方向贯通。贯通孔46e设置在与光源部47的各光源47b对应的位置。在本实施方式的保持部件46中，10个贯通孔46e每5个一列地排列为2列。贯通孔46e被形成为截面积随着从前面侧趋向背面侧而减小的锥状。本实施方式的贯通孔46e的截面形状是矩形，例如正方形。
如图7所示，聚光透镜45具有板状的主体部45a、多个透镜45b。主体部45a与透镜45b由合成树脂一体地形成。透镜45b是从主体部45a的前表面向前面侧突出的凸透镜。透镜45b的背面是平面。各透镜45b与光源部47的各光源47b对应。各透镜45b例如与各光源47b配置在同轴上。在本实施方式的聚光透镜45中，10个透镜45b每5个一列地排列为2列。
各透镜45b将对应的光源47b所照射的光聚光并使其成为平行光。即，从光源47b照射的发散光从背面侧射入到聚光透镜45，从对应的透镜45b的前面侧成为平行光并射出。主体部45a具有贯通孔45c。贯通孔45c配置在横向的两端。贯通孔45c将由多个透镜45b构成的透镜阵列45d夹在其间地设置有2个。
如图8和图9所示，发散透镜43是棱柱状的透镜。发散透镜43具有射入面43a、射出面43b、和凸缘部43e。凸缘部43e从棱柱状的透镜主体向与光轴C1正交的方向突出。在凸缘部43e设置有贯通孔43c和切除部43d。图8所示的射入面43a是来自光源部47的光所射入的面，是发散透镜43的背面。发散透镜43以发散透镜43的光轴C1与光源47b的光轴平行的方式配置在透镜阵列45d的前方。图9所示的射出面43b是光向图像显示部10射出的面，是发散透镜43的前表面。
发散透镜43的射入面43a和射出面43b分别是凹面。即，如图8所示，发散透镜43的射入面43a弯曲，使得中央部与外缘部相比相对地位于前面侧。更详细而言，本实施方式的射入面43a是凹曲面。参照图10进行说明，纵向截面中的射入面43a的截面形状是向前面侧弯曲的曲线形状。射入面43a以随着从纵向的两端趋向中央而凸向前面侧的方式弯曲。另外，如图11所示，横向截面中的射入面43a的截面形状是向前面侧弯曲的曲线形状。射入面43a以随着从横向的两端趋向中央而凸向前面侧的方式弯曲。
如图9所示，发散透镜43的射出面43b弯曲，使得中央部与外缘部相比相对地位于背面侧。更详细而言，本实施方式的射出面43b是凹曲面。参照图10进行说明，纵向截面中的射出面43b的截面形状是向背面侧弯曲的曲线形状。射出面43b以随着从纵向的两端趋向中央而凸向背面侧的方式弯曲。另外，如图11所示，横向截面中的射出面43b的截面形状是向背面侧弯曲的曲线形状。射出面43b以随着从横向的两端趋向中央而凸向背面侧的方式弯曲。
如图10和图11所示，发散透镜43的射出面43b与液晶部11的背面对置。从射出面43b射出的光射入到液晶部11，透过液晶部11并成为朝向反光部8的投影光。换言之，平视显示器装置1利用从发散透镜43射出的光，将液晶部11的图像投影到反光部8。
图4所示的第一扩散片41和第二扩散片44分别使光扩散。第一扩散片41配置在发散透镜43与液晶部11之间。第一扩散片41使从发散透镜43的射出面43b射出的光扩散并射入到液晶部11。第二扩散片44配置在聚光透镜45与发散透镜43之间。第二扩散片44使从聚光透镜45射出的光扩散并射入到发散透镜43的射入面43a。所以，在本实施方式的投影光射出部4中，光源部47的光源47b所照射的光通过聚光透镜45、第二扩散片44、发散透镜43、第一扩散片41、和液晶部11，投影到反光部8。
外壳42是筒状的壳体，容纳发散透镜43、第二扩散片44、和聚光透镜45的透镜45b。保持部件46在与外壳42之间夹入聚光透镜45的主体部45a。保持部件46的柱状突起46b分别插通在聚光透镜45的贯通孔45c和外壳42的贯通孔42a。另外，保持部件46的柱状突起46c、46d分别插通在第二扩散片44的贯通孔44a及切除部44b、和发散透镜43的贯通孔43c及切除部43d，保持第二扩散片44和发散透镜43。
屏蔽壳体12具有主体12a和固定部12b。主体12a是框状的构成部，具有与液晶部11对应的开口部12c。固定部12b从主体12a向背面侧延伸。固定部12b被螺钉15固定于散热部件14。在固定部12b与散热部件14之间夹入有光源部47的基板主体47a和传热片13。另外，在主体12a与外壳42的前表面之间夹入有图像显示部10和第一扩散片41。传热片13是具有高传热性的片材。传热片13与光源部47的背面接触，将光源47b所产生的热量传递至散热部件14。
散热部件14将从光源部47经由传热片13传递的热量散热。散热部件14具有板状的主体14a和翅片14b。主体14a的前表面与传热片13接触。多个翅片14b设置在主体14a的背面。
参照图12和图13，说明本实施方式所涉及的背光源单元40的动作。如图12和图13所示，从光源47b照射的光从背面侧射入到透镜45b。通过了透镜45b内的光从透镜45b的前表面射出。从透镜45b的前表面射出的光是与发散透镜43的光轴C1平行的平行光。即，透镜45b使光源47b所照射的发散光折射，成为与光轴C1平行地行进的平行光。
从透镜45b射出的平行光射入到发散透镜43的射入面43a。射入面43a使射入的平行光折射并成为发散光。即，射入面43a使从透镜45b侧射入的射入光向离开光轴C1的方向折射。经由射入面43a射入到发散透镜43的光从射出面43b射出。射出面43b以使射出的光向发散方向折射的方式弯曲。即，本实施方式的发散透镜43在与光轴C1平行的光从射入面43a射入时，使该射入光分别在射入面43a和射出面43b相对于光轴C1向发散侧折射。所以，射入到发散透镜43的平行光通过发散透镜43并从射出面43b射出时，该射出光随着从射出面43b向前面侧远离，向从光轴C1离开的方向倾斜地行进。
本实施方式的发散透镜43使射入的平行光向纵向和横向发散。即，来自发散透镜43的射出光如图12所示以随着从射出面43b远离而离开光轴C1的方式向纵向发散，并且如图13所示以随着从射出面43b远离而离开光轴C1的方式向横向发散。由此，如以下说明的那样，抑制眼点的偏离引起的亮度不均、亮度变动。眼点是驾驶者的目视位置。如图12和图13所示，在反光部8有对应区域81。对应区域81是与对于眼点预先决定的范围(以下称作“预定范围”)对应的区域。假设在投影光射出部4的投影光是平行光的情况下，投影光如图12和图13的虚线Lt1所示，不发散地行进。该投影光被反射部件5的反射面51反射，从而如虚线Lt2所示放大，投影到对应区域81。对应区域81将投影光向眼点的预定范围反射。即，对应区域81是将从投影光射出部4投影的平行光反射到预定范围的区域。
在投影光射出部4的投影光是平行光的情况下，能够使光源47b的光集中在对应区域81。其结果是，能够使光源47b的光集中在眼点的预定范围。由此，能够提高从预定范围的眼点观察的情况下的虚像的亮度。
另一方面，有时眼点会由于驾驶者的姿势的变化等而从预定范围偏离。在该情况下，驾驶者能够看见的图像是反射到反光部8的对应区域81的外侧部分即周边区域82的图像。在投影光射出部4的投影光是平行光的情况下，在对应区域81的内外，投影光的亮度的落差大，周边区域82与对应区域81相比亮度低。因此，在眼点从预定范围偏离的情况下，由于虚像的亮度变得不足等，有时会使驾驶者感到不协调。
本实施方式的背光源单元40的发散透镜43使从聚光透镜45射入的平行光发散。所以，从发散透镜43的射出面43b射出的光如图12和图13的附图标记Ltd所示，也向平行的投影光的范围Lt1、Lt2的外侧行进。由此，投影光不会集中在对应区域81，而是适当向周边区域82分散。换言之，对应区域81的亮度与周边区域82的亮度的落差小。另外，在反光部8中，亮度随着从对应区域81远离而缓缓下降。因此，根据本实施方式的背光源单元40，能够抑制眼点变化时的亮度的变化。
图14示出本实施方式的平视显示器装置1所涉及的亮度分布。图14的亮度分布示出眼点的横向位置[mm]、与在该位置计测的投影光的亮度[cd/m2]的关系。在图14中，第一范围A1是与对应区域81对应的范围。另外，第二范围A2是与周边区域82对应的范围。如图14所示，在第一范围A1的亮度和第二范围A2的亮度不会产生大的差异。另外，亮度的变化相对于横向位置的变化是平缓的。
图15的亮度分布涉及比较例。在比较例中，代替本实施方式的发散透镜43，使用射出平行光的预定透镜。比较例的投影光是平行光。预定透镜例如是相对于射入的平行光的宽度将射出的平行光的宽度(投影光的宽度)放大的透镜。如图15所示，在比较例中，与本实施方式相比，第一范围A1的亮度与第二范围A2的亮度产生大的差异。另外，亮度的变化相对于横向位置的变化的比例大。
这样，具有发散透镜43的本实施方式的背光源单元40、和具有该背光源单元40的本实施方式的平视显示器装置1能够抑制眼点变化情况下的亮度变动。例如，即使在眼点从预定范围内移动到预定范围外的情况下，也难以引起急剧的亮度下降。因此，抑制给驾驶者带来的不协调感。
另外，本实施方式的发散透镜43使光分别向横向和纵向发散。发散透镜43使光向横向发散的程度，比使光向纵向发散的程度大。由此，如下面说明的那样，能够抑制对光源47b要求的输出的增加，并抑制眼点的变化所引起的亮度变化。一般而言，认为眼点容易在车宽方向变化，难以在车辆上下方向变化。认为眼点在车宽方向的变化量、变化频度，比眼点在车辆上下方向的变化量、变化频度大。因此，在本实施方式的发散透镜43中，使光向横向发散要优先于使光向纵向发散。通过使光向纵向不那么发散，从而抑制光源47b输出的增加。
此处，发散透镜43使光发散的程度例如是亮度分布中的亮度的变化程度。参照图14进行说明，发散透镜43使光向横向发散的程度，对应于亮度相对于横向位置的变化的变化程度。认为随着发散透镜43使光向横向发散的程度增大，亮度变化相对于横向位置的变化的程度换言之亮度分布曲线的倾斜角会减小。另外，发散透镜43使光向横向发散的程度，对应于第一范围A1的亮度与第二范围A2的亮度的亮度差、亮度比。本实施方式的发散透镜43在横向上的所述亮度差比在纵向上的所述亮度差小。换言之，眼点在车宽方向变化的情况下的亮度的变化率、变化量，比眼点在车辆上下方向变化的情况下的亮度的变化率、变化量小。
作为使光的发散程度在纵向和横向不同的构成，在本实施方式的发散透镜43中，射入面43a和射出面43b的形状被决定如下。在发散透镜43中，横向截面(图11)的射入面43a的曲率半径比纵向截面(图10)的射入面43a的曲率半径小。此外，在射入面43a是非球面的情况下，在射入面43a的同一点进行比较的情况下，优选的是横向截面的曲率半径的值比纵向截面的曲率半径的值小。另外，在发散透镜43中，横向截面中的射出面43b的曲率半径比纵向截面的射出面43b的曲率半径小。此外，在射出面43b是非球面的情况下，在射出面43b的同一点进行比较的情况下，优选的是横向截面的曲率半径的值比纵向截面的曲率半径的值小。
如以上说明的那样，本实施方式的背光源单元40具有：光源47b；将光源47b所照射的光聚光的聚光透镜45；以及使从聚光透镜45射入的光发散并向平视显示器装置1的透光型的图像显示部10射出的发散透镜43。本实施方式的背光源单元40通过利用发散透镜43使光发散，从而能够在眼点移动的情况下抑制虚像的亮度变动。例如，抑制眼点从预定范围内向预定范围的外侧移动的情况下的亮度的急剧变动。
另外，本实施方式的发散透镜43是射入面43a和射出面43b这两个面为凹面的透镜。本实施方式的发散透镜43能够利用射入面43a和射出面43b这两者来使光发散。由此，能够增大发散透镜43的综合的发散程度、发散角。此外，在使射入面43a和射出面43b这两个面为凹面的情况下，也可以是一个凹面为使光向横向发散的形状，另一个凹面为使光向纵向发散的形状。
另外，本实施方式的发散透镜43至少使光向横向发散。此处，横向是与图像显示部10的车宽方向对应的方向，换言之，是与正对着反光部8的驾驶者的左右方向对应的方向。因此，本实施方式的发散透镜43能够抑制驾驶者的姿势在左右方向倾斜或偏离而眼点在车宽方向移动的情况下的虚像的亮度变动。
另外，本实施方式的发散透镜43使光分别向横向和纵向发散。此处，纵向是与图像显示部10的车辆上下方向对应的方向，换言之，是与正对着反光部8的驾驶者的上下方向对应的方向。发散透镜43使光向横向发散的程度，比使光向纵向发散的程度大。所以，本实施方式的发散透镜43优先使光向眼点容易产生移动的横向发散。通过抑制光向眼点难以产生移动的纵向的发散、或者使光不向纵向发散，从而能够确保预定范围中的所需的亮度并抑制光源47b的输出增加。
本实施方式的平视显示器装置1具有：透光型的图像显示部10；光源47b；将光源47b所照射的光聚光的聚光透镜45；以及使从聚光透镜45射入的光发散并向图像显示部10射出的发散透镜43。平视显示器装置1利用从发散透镜43射出的光，对驾驶座前方的反光部8投影出图像显示部10的图像。即，平视显示器装置1对图像显示部10从背面侧照射出发散光，利用该发散光在反光部8投影出图像。所以，本实施方式的平视显示器装置1能够抑制眼点移动的情况下的虚像的亮度变动。
此外，聚光透镜45的形状、配置、个数等不限于本实施方式的例举。聚光透镜45也可以与光源47b为一体。另外，将光源47b所照射的光聚光的聚光部也可以是与聚光透镜45不同的光学系统。
[实施方式的变形例]
说明实施方式的变形例。发散透镜43的形状、配置不限于上述实施方式中的示例。在上述实施方式中，射入面43a的曲率半径的值比射出面43b的曲率半径的值小，但也可以与其相反，射出面43b的曲率半径的值为射入面43a的曲率半径的值以下。
发散透镜43只要是射入面43a和射出面43b的至少任意一个为凹面的透镜即可。例如，发散透镜43的射入面43a和射出面43b的任意一个也可以是平面。作为一个例子，在发散透镜43中，也可以使射入面43a为平面，射出面43b为凹面。
另外，发散透镜43的射入面43a和射出面43b的任意一个也可以是凸面。在该情况下，决定射入面43a和射出面43b的形状(例如曲率半径)，使得能够使从聚光透镜45射入的光发散并向图像显示部10射出。例如，在射入面43a是凸面，射出面43b是凹面的情况下，可以想到使射出面43b的曲率半径的值比射入面43a的曲率半径的值小。射入面43a是凸面且射出面43b是凹面的发散透镜43也可以利用凸面即射入面43a将从光源47b射入的发散光聚光而使其成为平行光，并利用凹面即射出面43b使光发散。
使从聚光部射入的光发散并向图像显示部10射出的发散部不限于发散透镜43。也可以代替发散透镜43，采用具有使光发散的功能的其他光学系统。
上述实施方式和变形例公开的内容能够适当组合来执行。

Claims (6)

1.一种背光源单元，其特征在于，
包括：
光源；
聚光部，所述聚光部将所述光源所照射的光聚光；以及
发散部，所述发散部使从所述聚光部射入的光发散，并向平视显示器装置的透光型的图像显示部射出。
2.如权利要求1所述的背光源单元，
所述发散部是透镜，所述透镜的来自所述聚光部的光射入的射入面、和向所述图像显示部射出光的射出面中的至少任意一个为凹面。
3.如权利要求1所述的背光源单元，
所述发散部是透镜，所述透镜的来自所述聚光部的光射入的射入面、和向所述图像显示部射出光的射出面这两个面为凹面。
4.如权利要求1至3的任一项所述的背光源单元，
所述发散部至少使光向所述图像显示部的与车宽方向对应的方向发散。
5.如权利要求1至3的任一项所述的背光源单元，
所述发散部使光分别向所述图像显示部的与车宽方向对应的方向即横向、以及与车辆上下方向对应的方向即纵向发散，
所述发散部使光向所述横向发散的程度，大于使光向所述纵向发散的程度。
6.一种平视显示器装置，其特征在于，
包括：
透光型的图像显示部，所述图像显示部显示图像；
光源；
聚光部，所述聚光部将所述光源所照射的光聚光；以及
发散部，所述发散部使从所述聚光部射入的光发散并向所述图像显示部射出，
利用从所述发散部射出的光，在驾驶座前方的反光部投影出所述图像。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110632757A (zh) * 2018-06-21 2019-12-31 松下知识产权经营株式会社 影像显示系统及方法、非暂时性记录介质以及移动体
CN113156645A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 未来（北京）黑科技有限公司 基于立体视觉显示的车辆智能辅助系统

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6481649B2 (ja) * 2016-03-29 2019-03-13 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP6579126B2 (ja) * 2016-05-25 2019-09-25 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及び画像投射ユニット
JP6709960B2 (ja) * 2017-03-31 2020-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置、及びそれを備える移動体
JP2019061128A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置およびヘッドアップ表示装置
JP7305310B2 (ja) 2018-05-25 2023-07-10 デクセリアルズ株式会社 光学ユニット、光照射装置、画像表示装置および光学ユニットの製造方法
DE112019002950T5 (de) * 2018-07-11 2021-04-08 Nippon Seiki Co. Ltd. Anzeigevorrichtung und Head-up-Display-Vorrichtung
JP2020020955A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明システム、表示システム、及び移動体
KR102568452B1 (ko) * 2018-12-27 2023-08-22 에스엘 주식회사 차량용 백라이트 어셈블리
US20230067951A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Display system and mobile device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070064174A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-22 Minebea Co., Ltd. Illuminating device, and light source unit incorporating same
JP2009169399A (ja) * 2007-12-18 2009-07-30 Nippon Seiki Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
CN102472455A (zh) * 2009-08-27 2012-05-23 夏普株式会社 背光源系统和使用其的液晶显示装置
CN102652275A (zh) * 2009-12-14 2012-08-29 日本电气株式会社 扫描装置、图像显示装置及其控制方法
TW201409450A (zh) * 2012-08-31 2014-03-01 Nat Univ Tsing Hua 區塊動態驅動之背光模組及其抬頭顯示裝置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007108429A (ja) 2005-10-13 2007-04-26 Denso Corp 表示装置とそれを備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置
CN103477252A (zh) 2011-04-22 2013-12-25 夏普株式会社 透镜和光源单元
WO2013132313A2 (en) 2012-03-05 2013-09-12 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Illumination lens for short-throw lighting
EP2990250A4 (en) 2013-04-22 2016-04-06 Toyota Motor Co Ltd DISPLAY DEVICE HEAD HIGH OF VEHICLE
JP2016057040A (ja) 2014-09-12 2016-04-21 シャープ株式会社 輻射式空気調和機
WO2016092724A1 (ja) 2014-12-08 2016-06-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイおよびそれを備えた移動体
JP6550923B2 (ja) * 2015-05-26 2019-07-31 日本精機株式会社 表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070064174A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-22 Minebea Co., Ltd. Illuminating device, and light source unit incorporating same
JP2009169399A (ja) * 2007-12-18 2009-07-30 Nippon Seiki Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
CN102472455A (zh) * 2009-08-27 2012-05-23 夏普株式会社 背光源系统和使用其的液晶显示装置
CN102652275A (zh) * 2009-12-14 2012-08-29 日本电气株式会社 扫描装置、图像显示装置及其控制方法
TW201409450A (zh) * 2012-08-31 2014-03-01 Nat Univ Tsing Hua 區塊動態驅動之背光模組及其抬頭顯示裝置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110632757A (zh) * 2018-06-21 2019-12-31 松下知识产权经营株式会社 影像显示系统及方法、非暂时性记录介质以及移动体
CN113156645A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 未来（北京）黑科技有限公司 基于立体视觉显示的车辆智能辅助系统
CN113156645B (zh) * 2020-01-22 2024-05-14 未来（北京）黑科技有限公司 基于立体视觉显示的车辆智能辅助系统

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