JP2020183979A - 光学システム、照明システム、表示システム、及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学システム100は、導光板1と、光制御体2と、プリズム3と、を備える。導光板1は、光が入射する入射面10、及び互いに対向する第1面11及び第2面12を有し、第2面12が光の出射面である。光制御体2は、入射面10に向かう光を集光し、集光した光を入射面10に出射する。プリズム3は、第1面11に設けられて、導光板1の内部を通る光を第2面12に向けて反射する。導光板1は、入射面10から入射した光をプリズム3にて直接反射して第2面12から出射させるダイレクト光路を含む。
【選択図】図1
Description
本実施形態の光学システム100(図1A及び図1B参照)は、入射面10から入射した光を制御して出射面(第2面12)から出射させる機能を有する。光学システム100は、図1に示すように、導光板1と、光制御体2と、プリズム3と、を備える。光学システム100は、光源4と共に照明システム200を構成する。言い換えれば、照明システム200は、光学システム100と、光源4と、を備える。光源4は、光制御体2を通して入射面10に光を出射する。
以下、本実施形態の光学システム100、及び光学システム100を用いた表示システム300について説明する。
まず、表示システム300について説明する。表示システム300は、例えば自動車(移動体)B1に搭載されるヘッドアップディスプレイに用いられ、例えば、自動車B1の速度情報、コンディション情報、及び運転情報等に関連する運転支援情報をユーザA1の視界に表示するために用いられる。自動車B1の運転情報としては、例えば、走行経路等を表示するナビゲーション関連の情報、及び、走行速度及び車間距離を一定に保つACC(Adaptive Cruise Control)関連の情報等がある。
次に、光学システム100について図1A〜図3Bを用いて説明する。光学システム100は、導光板1と、複数の光制御体2と、複数のプリズム3と、を備えている。光学システム100は、複数の光源4と共に照明システム200を構成している。以下の説明では、導光板1の幅方向(図2において複数の光源4が並ぶ方向)を「X方向」、導光板1の奥行き方向(図1Aにおいて複数のプリズム3が並ぶ方向)を「Y方向」とする。また、以下の説明では、導光板1の厚さ方向(図1Aにおいて第1面11及び第2面12が並ぶ方向)を「Z方向」とする。
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。上述の実施形態において説明した各図は模式的な図であり、図中の構成要素の大きさ及び厚さの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
第1変形例の光学システム100Aは、図7Aに示すように、プリズム3が複数(ここでは、3つ)の小プリズム31に分割されている点で、上述の実施形態の光学システム100と相違する。つまり、本変形例では、プリズム3は、互いに間隔を空けるように分割された複数の小プリズム31を有している。図7Aにおいては、Y方向に並ぶ複数のプリズム3のうちの1つのプリズム3のみを図示している。また、図7Aにおいては、1つのプリズム3のうち、1つの光源4及び1つの光制御体2と対応する箇所のみを図示している。
第2変形例の光学システム100Bは、図8A及び図8Bに示すように、導光板1の第1面11と第2面12とが互いに傾斜しておらず、いずれも入射面10と直交する面である点で、上述の実施形態の光学システム100と相違する。また、本変形例の光学システム100Bは、入射面10に対して光源4及び光制御体2が傾斜するように配置されている点で、上述の実施形態の光学システム100と相違する。
第3変形例の光学システム100Cは、導光板1の第1面11と第2面12とが互いに傾斜しておらず、いずれも入射面10と直交する面である点で、上述の実施形態の光学システム100と相違する。また、本変形例の光学システム100Cは、図9に示すように、複数のプリズム3(ここでは、3つのプリズム3A,3B,3C)の各々の深さd1,d2,d3を互いに異ならせている点で、上述の実施形態の光学システム100と相違する。3つのプリズム3A,3B,3Cの深さd1,d2,d3は、入射面10に入射した光の進行方向(図9における右方)に向かうにつれて深くなっている。
上述の実施形態において、第1面11が入射面10と直交する面であり、第2面12が入射面10と直交せずにXY平面に対して傾斜した面であってもよい。また、上述の実施形態において、第1面11及び第2面12のいずれもが、入射面10と直交せずにXY平面に対して傾斜した面であってもよい。
以上述べたように、第1の態様に係る光学システム(100,100A〜100C)は、導光板(1)と、光制御体(2)と、プリズム(3)と、を備える。導光板(1)は、光が入射する入射面(10)、及び互いに対向する第1面(11)及び第2面(12)を有し、第2面(12)が光の出射面である。光制御体(2)は、入射面(10)に向かう光を集光し、集光した光を入射面(10)に出射する。プリズム(3)は、第1面(11)に設けられて、導光板(1)の内部を通る光を第2面(12)に向けて反射する。導光板(1)は、入射面(10)から入射した光をプリズム(3)にて直接反射して第2面(12)から出射させるダイレクト光路(L1)を含む。
第10の態様に係る照明システム(200)は、第1〜第9のいずれかの態様の光学システム(100,100A〜100C)と、光源(4)と、を備える。光源(4)は、光制御体(2)を通して入射面(10)に光を出射する。
10 入射面
11 第1面
12 第2面
2 光制御体
3 プリズム
31 小プリズム
4 光源
5 表示器
100,100A〜100C 光学システム
200 照明システム
300 表示システム
B1 自動車(移動体)
B11 移動体本体
L1 ダイレクト光路
L2 インダイレクト光路
Claims (12)
- 光が入射する入射面、及び互いに対向する第1面及び第2面を有し、前記第2面が光の出射面である導光板と、
前記入射面に向かう光を集光し、集光した光を前記入射面に出射する光制御体と、
前記第1面に設けられて、前記導光板の内部を通る光を前記第2面に向けて反射するプリズムと、を備え、
前記導光板は、前記入射面から入射した光を前記プリズムにて直接反射して前記第2面から出射させるダイレクト光路を含む、
光学システム。 - 前記ダイレクト光路は、前記プリズムにて全反射する光の光路を含む、
請求項1記載の光学システム。 - 前記光制御体は、前記導光板と一体である、
請求項1又は2に記載の光学システム。 - 前記第1面と前記第2面とは、互いに傾斜している、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学システム。 - 前記導光板は、前記入射面から入射した光を前記第2面にて反射させた後に、前記プリズムにて反射させて前記第2面から出射させるインダイレクト光路を更に含む、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学システム。 - 前記プリズムは、前記入射面に光が入射する方向において複数並ぶように設けられている、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学システム。 - 前記プリズムの少なくとも一部は、前記第1面及び前記第2面が並ぶ方向から見て、前記入射面に対して傾斜している、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学システム。 - 前記プリズムは、互いに間隔を空けるように分割された複数の小プリズムを有している、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学システム。 - 前記複数の小プリズムのうち2以上の小プリズムは、前記第1面及び前記第2面が並ぶ方向から見て曲線状に並ぶように配置されている、
請求項8記載の光学システム。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学システムと、
前記光制御体を通して前記入射面に光を出射する光源と、を備える、
照明システム。 - 請求項10記載の照明システムと、
前記照明システムから出射される光を受けて画像を表示する表示器と、を備える、
表示システム。 - 請求項11記載の表示システムと、
前記表示システムを搭載する移動体本体と、を備える、
移動体。
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