JP2017151404A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】HUD装置は、車両に搭載され、ウインドシールドへ画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示する。HUD装置は、互いに配列され、照明光を発する複数の発光素子12と、照明対象面32を有し、各発光素子12からの照明光がそれぞれ照明対象面32のうち対応領域を照明することにより、画像を形成する画像形成部30と、各発光素子12からの照明光を集光して照明対象面32に入射させる集光部14と、を備える。集光部14は、各発光素子12と対をなすように複数設けられたレンズ素子であって、照明光を集光する集光面17が設けられた集光レンズ素子15aが、互いに配列されて形成されている集光レンズアレイ15を有する。集光面17は、x方向の曲率とy方向の曲率とが互いに異なる凸面状に形成されたアナモルフィック面である。
【選択図】図2
Description
互いに配列され、照明光を発する複数の発光素子(12,212)と、
照明対象面(32,232)を有し、各発光素子からの照明光がそれぞれ照明対象面のうち対応領域を照明することにより、画像を形成する画像形成部(30,230)と、
各発光素子からの照明光を集光して照明対象面に入射させる集光部(14,214)と、を備え、
集光部は、各発光素子と対をなすように複数設けられたレンズ素子であって、照明光を集光する集光面(17,217)が設けられた集光レンズ素子(15a,215a)が、互いに配列されて形成されている集光レンズアレイ(15,215)を有し、
集光面の面頂点(17a)と、対をなす発光素子とを結ぶ方向としてz方向を定義し、z方向と直交する仮想平面上において互いに直交するx方向及びy方向を定義すると、
集光レンズ素子と発光素子との対は、x方向及びy方向のうち少なくとも一方を配列方向(AD)として配列され、
各集光面は、x方向の曲率とy方向の曲率とが互いに異なる凸面状に形成されたアナモルフィック面である。
図1に示すように、本発明の第1実施形態によるHUD装置100は、移動体の一種である車両1に搭載され、インストルメントパネル2内に収容されている。HUD装置100は、車両1の投影部材としてのウインドシールド3へ画像を投影する。これにより、HUD装置100は、画像を車両1の乗員により視認可能に虚像表示する。すなわち、ウインドシールド3に反射される画像の光が、車両1の室内において乗員のアイポイントEPに到達し、乗員が当該光を知覚する。そして、乗員は、虚像VIとして表示される各種情報を認識することができる。虚像VIとして表示される各種情報としては、例えば、車速、燃料残量等の車両状態値、又は道路情報、視界補助情報等の車両情報が挙げられる。
以上説明した第1実施形態の作用効果を以下に説明する。
図9,10に示すように、本発明の第2実施形態は第1実施形態の変形例である。第2実施形態について、第1実施形態とは異なる点を中心に説明する。
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。
互いに配列され、照明光を発する複数の発光素子(12,212)と、
照明対象面(32,232)を有し、各発光素子からの照明光がそれぞれ照明対象面のうち対応領域を照明することにより、画像を形成する画像形成部(30,230)と、
各発光素子からの照明光を集光して照明対象面に入射させる集光部(14,214)と、を備え、
集光部は、各発光素子と対をなすように複数設けられたレンズ素子であって、照明光を集光する集光面(17,217)が設けられた集光レンズ素子(15a,215a)が、互いに配列されて形成されている集光レンズアレイ(15,215)を有し、
集光面の面頂点(17a)と、対をなす発光素子とを結ぶ方向としてz方向を定義し、z方向と直交する仮想平面上において互いに直交するx方向及びy方向を定義すると、
集光レンズ素子と発光素子との対は、x方向及びy方向のうち少なくとも一方を配列方向(AD)として配列され、
各集光面は、x方向の曲率とy方向の曲率とが互いに異なる凸面状に形成されたアナモルフィック面であり、
x方向及びy方向のうち一方を配列方向とし、他方を他方向(SD)とすると、
照明対象面は、配列方向に対応した照明対象面上の方向の寸法をLaとし、他方向に対応した照明対象面上の方向の寸法をLsとする矩形状に形成され、
配列方向における集光レンズ素子と発光素子との対の配列個数をNaとすると、
La/Na<Lsであり、配列方向の曲率は、他方向の曲率よりも大きい。
また、開示された別発明は、移動体(1)に搭載され、投影部材(3)へ画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
互いに配列され、照明光を発する複数の発光素子(12,212)と、
照明対象面(32,232)を有し、各発光素子からの照明光がそれぞれ照明対象面のうち対応領域を照明することにより、画像を形成する画像形成部(30,230)と、
各発光素子からの照明光を集光して照明対象面に入射させる集光部(14,214)と、を備え、
集光部は、各発光素子と対をなすように複数設けられたレンズ素子であって、照明光を集光する集光面(17,217)が設けられた集光レンズ素子(15a,215a)が、互いに配列されて形成されている集光レンズアレイ(15,215)を有し、
集光面の面頂点(17a)と、対をなす発光素子とを結ぶ方向としてz方向を定義し、z方向と直交する仮想平面上において互いに直交するx方向及びy方向を定義すると、
集光レンズ素子と発光素子との対は、x方向及びy方向のうち少なくとも一方を配列方向(AD)として配列され、
各集光面は、x方向の曲率とy方向の曲率とが互いに異なる凸面状に形成されたアナモルフィック面であり、
x方向及びy方向のうち一方を配列方向とし、他方を他方向(SD)とすると、
照明対象面は、配列方向に対応した照明対象面上の方向の寸法をLaとし、他方向に対応した照明対象面上の方向の寸法をLsとする矩形状に形成され、
配列方向における集光レンズ素子と発光素子との対の配列個数をNaとすると、
La/Na>Lsであり、配列方向の曲率は、他方向の曲率よりも小さい。
さらに、開示された別発明は、移動体(1)に搭載され、投影部材(3)へ画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
互いに配列され、照明光を発する複数の発光素子(12,212)と、
照明対象面(32,232)を有し、各発光素子からの照明光がそれぞれ照明対象面のうち対応領域を照明することにより、画像を形成する画像形成部(30,230)と、
各発光素子からの照明光を集光して照明対象面に入射させる集光部(14,214)と、を備え、
集光部は、各発光素子と対をなすように複数設けられたレンズ素子であって、照明光を集光する集光面(17,217)が設けられた集光レンズ素子(15a,215a)が、互いに配列されて形成されている集光レンズアレイ(15,215)を有し、
集光面の面頂点(17a)と、対をなす発光素子とを結ぶ方向としてz方向を定義し、z方向と直交する仮想平面上において互いに直交するx方向及びy方向を定義すると、
集光レンズ素子と発光素子との対は、x方向及びy方向のうち少なくとも一方を配列方向(AD)として配列され、
各集光面は、x方向の曲率とy方向の曲率とが互いに異なる凸面状に形成されたアナモルフィック面であり、
x方向及びy方向の両方を配列方向とすると、
照明対象面は、x方向に対応した照明対象面上の方向の寸法をLxとし、y方向に対応した照明対象面上の方向の寸法をLyとする矩形状に形成され、
集光レンズ素子と発光素子との対は、x方向にNx個配列されると共に、y方向にNy個配列され、
Lx/Nx<Ly/Nyであり、x方向の曲率は、y方向の曲率よりも大きい。
またさらに、開示された別発明は、移動体(1)に搭載され、投影部材(3)へ画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
互いに配列され、照明光を発する複数の発光素子(12,212)と、
照明対象面(32,232)を有し、各発光素子からの照明光がそれぞれ照明対象面のうち対応領域を照明することにより、画像を形成する画像形成部(30,230)と、
各発光素子からの照明光を集光して照明対象面に入射させる集光部(14,214)と、を備え、
集光部は、各発光素子と対をなすように複数設けられたレンズ素子であって、照明光を集光する集光面(17,217)が設けられた集光レンズ素子(15a,215a)が、互いに配列されて形成されている集光レンズアレイ(15,215)を有し、
集光面の面頂点(17a)と、対をなす発光素子とを結ぶ方向としてz方向を定義し、z方向と直交する仮想平面上において互いに直交するx方向及びy方向を定義すると、
集光レンズ素子と発光素子との対は、x方向及びy方向のうち少なくとも一方を配列方向(AD)として配列され、
各集光面は、x方向の曲率とy方向の曲率とが互いに異なる凸面状に形成されたアナモルフィック面であり、
x方向及びy方向の両方を配列方向とすると、
照明対象面は、x方向に対応した照明対象面上の方向の寸法をLxとし、y方向に対応した照明対象面上の方向の寸法をLyとする矩形状に形成され、
集光レンズ素子と発光素子との対は、x方向にNx個配列されると共に、y方向にNy個配列され、
Lx/Nx>Ly/Nyであり、x方向の曲率は、y方向の曲率よりも小さい。
Claims (8)
- 移動体(1)に搭載され、投影部材(3)へ画像を投影することにより、前記画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
互いに配列され、照明光を発する複数の発光素子(12,212)と、
照明対象面(32,232)を有し、各前記発光素子からの前記照明光がそれぞれ前記照明対象面のうち対応領域を照明することにより、前記画像を形成する画像形成部(30,230)と、
各前記発光素子からの前記照明光を集光して前記照明対象面に入射させる集光部(14,214)と、を備え、
前記集光部は、各前記発光素子と対をなすように複数設けられたレンズ素子であって、前記照明光を集光する集光面(17,217)が設けられた集光レンズ素子(15a,215a)が、互いに配列されて形成されている集光レンズアレイ(15,215)を有し、
前記集光面の面頂点(17a)と、対をなす前記発光素子とを結ぶ方向としてz方向を定義し、前記z方向と直交する仮想平面上において互いに直交するx方向及びy方向を定義すると、
前記集光レンズ素子と前記発光素子との対は、前記x方向及び前記y方向のうち少なくとも一方を配列方向(AD)として配列され、
各前記集光面は、前記x方向の曲率と前記y方向の曲率とが互いに異なる凸面状に形成されたアナモルフィック面であるヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記x方向及び前記y方向のうち一方を前記配列方向とし、他方を他方向(SD)とすると、
前記照明対象面は、前記配列方向に対応した前記照明対象面上の方向の寸法をLaとし、前記他方向に対応した前記照明対象面上の方向の寸法をLsとする矩形状に形成され、
前記配列方向における前記集光レンズ素子と前記発光素子との対の配列個数をNaとすると、
La/Na<Lsである場合、前記配列方向の曲率は、前記他方向の曲率よりも大きく、
La/Na>Lsである場合、前記配列方向の曲率は、前記他方向の曲率よりも小さい請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記x方向及び前記y方向の両方を前記配列方向とすると、
前記照明対象面は、前記x方向に対応した前記照明対象面上の方向の寸法をLxとし、前記y方向に対応した前記照明対象面上の方向の寸法をLyとする矩形状に形成され、
前記集光レンズ素子と前記発光素子との対は、前記x方向にNx個配列されると共に、前記y方向にNy個配列され、
Lx/Nx<Ly/Nyである場合、前記x方向の曲率は、前記y方向の曲率よりも大きく、
Lx/Nx>Ly/Nyである場合、前記x方向の曲率は、前記y方向の曲率よりも小さい請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記配列方向のコーニック定数は、−1以下である請求項4に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 各前記集光面は、前記配列方向及び前記z方向を含む断面において、放物線状に形成されている請求項1から6のいずれか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記集光部は、前記集光レンズアレイと前記照明対象面との間の光路上に、複合面(20,223,226)が設けられた複合レンズ(18,218)をさらに有し、
前記複合面は、前記照明光を屈折により平行化する平行化面(21,224,227)と、前記照明光を前記平行化面の屈折とは逆側に偏向する偏向面(22,225,228)とが、交互に連なる交互配列構造を、形成している請求項1から7のいずれか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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