JP2015007717A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、本発明の第一実施形態によるHUD装置1は、「移動体」としての車両2に搭載され、インストルメントパネル80内に収容されている。HUD装置1は、車両2の表示部材であるウインドシールド90へ向かって、表示像71を投影する。ここで、車両2においてウインドシールド90の室内側の面は、インストルメントパネル80の上方にて表示像71が投影される投影面91を構成している。また、車両2においてウインドシールド90は、室内側の面と室外側の面とで、光路差を抑制するための角度差を有するものであってもよいし、当該光路差抑制のために蒸着膜乃至はフィルム等を室内側の面に設けたものであってもよい。
図7,8に示すように本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態のスクリーン部材2031は、例えば樹脂板乃至はガラス板からなる光透過型である。スクリーン部材2031は、射出部12と向き合う投射面2036を投射器10側の裏面に形成している。それと共にスクリーン部材2031は、入射面52と向き合うアレイ面2032を光学部材51側の表面に形成している。ここで、全体として矩形面状に形成されるアレイ面2032には、マイクロレンズとして凸面状に湾曲する複数の光学素子33(図8参照)が、縦横方向に格子状配列されている。こうした光学素子33の複数からなるアレイ面2032のうち少なくとも一部の領域2034には、投射器10から投射面2036へ直接に投射された表示光が入射することで、表示像71が結像される。即ち第二実施形態では、アレイ面2032の一部乃至は全体をなす領域2034が、結像面2034となる。かかる結像面2034は、入射した表示光に対して透過作用を発揮することで、当該表示光を入射面52へと向かって拡散させる。尚、こうして入射面52へ直接入射する表示光は、第一実施形態と同様に、拡大されて投影面91側へと導光される。
図9,10に示すように本発明の第三実施形態は、第一及び第二実施形態の変形例である。第三実施形態のスクリーン部材3031も、例えば樹脂板乃至はガラス板からなる光透過型であるが、当該部材3031は、入射面52と向き合う射出面3037を光学部材51側の表面に形成している。それに応じてスクリーン部材3031は、射出部12と向き合うアレイ面3032を投射器10側の裏面に形成している。ここで、全体として矩形面状に形成されるアレイ面3032に、マイクロレンズとして凸面状に湾曲する複数の光学素子33(図10参照)が、縦横方向に格子状配列されている。こうした光学素子33の複数からなるアレイ面3032のうち少なくとも一部の領域3034には、投射器10から直接に投射された表示光が入射することで、表示像71が結像される。即ち第二実施形態では、アレイ面3032の一部乃至は全体をなす領域3034が、結像面3034となる。かかる結像面3034は、入射した表示光に対して透過作用を発揮することで、当該表示光を射出面3037側へ拡散させる。尚、こうして拡散されることで、射出面3037から入射面52に直接入射する表示光は、第一実施形態と同様に、拡大されて投影面91側へと導光される。
図11,12に示すように本発明の第四実施形態は、第一実施形態の変形例である。第四実施形態では、上下方向において投影面91及びスクリーン部材31間に配置される拡大レンズ4051を、光学部材4051としている。光学部材4051は、例えば樹脂レンズ乃至はガラスレンズからなる光透過型であり、アレイ面32と向き合う入射面4052をスクリーン部材31側のレンズ面に形成している。故に入射面4052には、スクリーン部材31にて拡散された表示光が直接に入射する。ここで、入射面4052の全体形状としては、図12に示す外周縁4053が縦横の矩形であって、当該縦横の両方向にてスクリーン部材31からの接近側へと滑らかに湾曲する凸面形状が、採用されている。かかる凸面形状により入射面4052は、結像面34から入射する表示光に対して透過作用及び拡大作用を発揮することで、当該表示光を投影面91側へと導光する。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明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。
Claims (6)
- 移動体(2)の投影面(91)に表示像(71)を投影することにより、当該表示像の虚像(70)を前記移動体の室内の視認領域(60)にて視認可能に表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示像を形成する表示光を、投射する投射器(10)と、
複数の光学素子(33)が格子状に配列されるアレイ面(32,2032,3032)を、有し、前記投射器から前記アレイ面に投射された前記表示光を拡散するスクリーン部材(31,2031,3031)と、
前記スクリーン部材にて拡散された前記表示光を前記投影面側へ導光する光学部材(51,4051)と、を備え、
前記光学部材は、拡散された前記表示光が前記スクリーン部材から直接入射される入射面(52,4052)を、有し、
前記アレイ面のうち前記投射器からの前記表示光の投射により前記表示像が結像される結像面(34,2034,3034)上の仮想点(101)を、前記入射面の外周縁(53,4053)に対して仮想面(102)により接続して、それら仮想点と外周縁と間の前記仮想面により囲まれる仮想空間(103)を想定したとき、
前記スクリーン部材は、前記結像面の前記仮想点における法線(104)が前記仮想空間の外部に位置する光学位置関係(100,2100,3100,4100)を、成立させることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記スクリーン部材は、前記結像面全域の任意の前記仮想点にて前記光学位置関係を成立させ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装置。
- 前記光学部材(51)は、前記スクリーン部材にて拡散された前記表示光を、前記入射面での反射作用により拡大して導光することを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記光学部材(4051)は、前記スクリーン部材にて拡散された前記表示光を、前記入射面を通じた透過作用により拡大して導光することを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記スクリーン部材(31)は、前記投射器から投射された前記表示光を、前記結像面(34)での反射作用により拡散することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記スクリーン部材(2031,3031)は、前記投射器から投射された前記表示光を、前記結像面(2034,3034)を通じた透過作用により拡散することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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