JP2015004825A5 - - Google Patents

Description

上述した問題を解決するために本発明のヘッドアップディスプレイ装置および照明装置は、運転者に対して表示しようとする画像を画像表示部に表示する。そして、表示した画像を照明することによって、その画像を、少なくとも１つの凹面鏡要素を有する表示光学系を用いて、運転者に虚像表示する。ここで、画像表示部と、画像表示部に表示された画像を照明するための光を放出する光放出面との間には、アイボックスの表示光学系による入射瞳を光放出面上に分割して結像させるレンズアレイが配置されている。
尚、光放出面は、光を放出する面であれば足り、光を発光する発光面とすることもできるし、内部からの光を透過させる透過面とすることもできるし、更には光を拡散させる拡散面とすることもできる。

レンズアレイは、複数の小レンズから構成されているので焦点距離を短くすることができ、尚且つ、レンズアレイ全体では大きなレンズ径を実現することができる。このため、画像表示部と光放出面との距離が短い場合でも、光放出面からの光を効率よく集光して、画像表示部の画像全体を照明することができるので、高い輝度の画像を虚像表示することが可能となる。加えて、光放出面とアイボックスとが、レンズアレイおよび表示光学系を介して共役な関係となるので、光放出面からレンズアレイに向けて放出された光が必ずアイボックスに到達する。このため、光放出面から放出された光を効率よく利用することができるので、高い輝度の画像を虚像表示することが可能となる。
尚、レンズアレイは、複数の小レンズが列状にあるいは面状に配置されていれば良く、従って、複数の小レンズは、一体に形成されていてもよいし、別体に形成された複数の小レンズを配置することによって、レンズアレイを形成しても良い。
また、凹面鏡要素としては、いわゆる凹面鏡を用いることもできるし、透明な材料によって形成されて、斜め方向から投影された光を反射するいわゆるコンバイナーを用いることもできる。

Claims (7)

1. 運転者の前方の景色に重ねて画像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記虚像表示しようとする画像を表示する画像表示部と、
   前記画像表示部に表示された前記画像を照明する画像照明部と、
   少なくとも１つの凹面鏡要素を有することによって、前記照明された前記画像を前記運転者に対して虚像表示する表示光学系と
   を備え、
   前記画像照明部は、
   前記照明のための光を放出する光放出面と、
   前記画像表示部と前記光放出面との間に配置されるとともに、前記運転者の目が存在し得る範囲として想定されたアイボックスの前記表示光学系による入射瞳を、前記光放出面上に分割して結像させるレンズアレイと
   を備えるヘッドアップディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記表示光学系は、
   前記運転者の前方に設けられた透明な板状部材と、
   前記板状部材に向けて前記画像を投影する凹面鏡と
   を備えた光学系であるヘッドアップディスプレイ装置。
3. 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装置であって、
   前記画像表示部は、光の透過率を変更することによって前記画像を表示する透過型の表示部であり、
   前記画像照明部は、前記画像表示部の背面側から前記画像を照明する照明部であるヘッドアップディスプレイ装置。
4. 請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記画像照明部は、一端側から入射された光源の光を内周側面で反射することによって他端側から出射するライトパイプを備え、
   前記光放出面は、前記ライトパイプの出射側の端面であるヘッドアップディスプレイ装置。
5. 請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記ライトパイプの前記出射側の端面には、該端面から出射した光を拡散させる拡散部が設けられているヘッドアップディスプレイ装置。
6. 請求項４または請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記ライトパイプは、前記レンズアレイが前記入射瞳を分割して結像させる位置ごとに設けられているヘッドアップディスプレイ装置。
7. 請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記ライトパイプは、前記出射側の端面からの光を、前記レンズアレイに含まれる複数の小レンズに向かって出射するライトパイプであるヘッドアップディスプレイ装置。