JP6460185B2 - 照明用レンズ、照明ユニット及びヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明用レンズ、それを備えた照明ユニット及びヘッドアップディスプレイ装置に、関する。

従来、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、「ＨＵＤ装置」という）等の照明ユニットでは、光源からの光を集光して照明対象側へと出射することで、当該照明対象を照明するために、照明用レンズが用いられている。

こうしたレンズの一種として特許文献１には、複数の第一レンチキュラレンズ面を左右方向に挟む両側に、第二レンチキュラレンズ面を複数ずつ有する照明用レンズが、開示されている。ここで、第一レンチキュラレンズ面と第二レンチキュラレンズ面とは、左右方向に沿う断面にて二階微分が可能なシリンドリカル形の凸レンズ面状に形成され、互いに異なる曲率を有することで、其々の光軸に沿った集光機能を発揮可能となっている。

特開２００９−１６９３９９号公報

さて、特許文献１に開示される照明用レンズでは、第一レンチキュラレンズ面の光軸上では出射光の強度が高くなる一方、当該光軸上から離間すると、出射光の強度が低下する。このような現象は、第二レンチキュラレンズ面でも同様に生じることから、出射光による照明において照度ムラが増大してしまう。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、出射光による照明において照度ムラを抑制する照明用レンズ、並びにかかる照明用レンズを備えた照明ユニット及びＨＵＤ装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために開示された発明は、表示器（５）が形成した表示像の虚像を表示するＨＵＤ装置（１）に用いられ、光源（３，４０３）からの光を集光して照明対象としての表示器側へ出射することにより、当該表示器を透過照明し、表示器を透過した光源からの光を、表示像を拡大する光学素子（６０）を有する光学系（６）へ向けて投射するように構成された照明用レンズであって、第一光軸（Ｌ１）を第二光軸（Ｌ２）とは基準方向（Ｘ，Ｙ）に偏心させて定める仮想レンズ面として、光源が第一光軸上に配置され且つ基準方向に並ぶ第一光軸と第二光軸との間にて少なくとも二階微分が可能な第一仮想レンズ面（４０ａ，２４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成される複数の第一レンズ面部（４０，２４０）と、第二光軸を定める仮想レンズ面として、基準方向に並ぶ第一光軸と第二光軸との間にて少なくとも一階微分が可能な第二仮想レンズ面（４１ａ，２４１ａ，３４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、基準方向において第一レンズ面部と交互に配列される複数の第二レンズ面部（４１，２４１，３４１）と、を有し、基準方向において複数の第一レンズ面部と複数の第二レンズ面部とが一つずつ交互に配列される交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、第二光軸を対称軸として線対称となるように複数構造設けられることを特徴とする。

この発明の照明用レンズによると、第一光軸を定める仮想レンズ面として、少なくとも二階微分が可能な第一仮想レンズ面から一部分ずつ抽出した形状の各第一レンズ面部は、光源の配置される第一光軸に沿って集光機能を発揮し得る。また一方、第二光軸を定める仮想レンズ面として、少なくとも一階微分が可能な第二仮想レンズ面から一部分ずつ抽出した形状の各第二レンズ面部は、基準方向にて第一レンズ面部と交互に配列される。これにより、第一光軸とは基準方向に偏心して離間する第二光軸上及びそれら光軸間では、いずれかの第一レンズ面部を通した出射光に対し、いずれかの第二レンズ面部を通した出射光が重畳され得る。その結果、光源の配置される第一光軸上から離間した箇所にあっても、出射光の強度を高めて、照明対象の照明における照度ムラを抑制することが可能となる。

また、開示された別の発明は、表示器（５）が形成した表示像の虚像を表示するＨＵＤ装置（１）に用いられ、光を発する光源（３，４０３）と、光源からの光を集光して照明対象としての表示器側へ出射することにより、当該表示器を透過照明する照明用レンズ（４，２０４，３０４，４０４）と、を備え、表示器を透過した光源からの光を、表示像を拡大する光学素子（６０）を有する光学系（６）へ向けて投射するように構成された照明ユニットであって、照明用レンズは、第一光軸（Ｌ１）を定める仮想レンズ面として、光源が第一光軸上に配置され且つ二階微分が可能な第一仮想レンズ面（４０ａ，２４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成される複数の第一レンズ面部（４０，２４０）と、第二光軸（Ｌ２）を定める仮想レンズ面として、第二光軸が第一光軸とは基準方向（Ｘ，Ｙ）に偏心し且つ少なくとも一階微分が可能な第二仮想レンズ面（４１ａ，２４１ａ，３４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、基準方向において第一レンズ面部と交互に配列される複数の第二レンズ面部（４１，２４１，３４１）と、を有し、基準方向において複数の第一レンズ面部と複数の第二レンズ面部とが一つずつ交互に配列される交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、第二光軸を対称軸として線対称となるように複数構造設けられることを特徴とする。

この発明の照明ユニットによれば、上述の発明と同様な照明用レンズからの出射光により、照明対象の照明における照度ムラを抑制可能である。

また、開示された別の発明は、表示像（１０）を表示する表示器（５）と、光を発する光源（３，４０３）と、光源からの光を集光して表示器側へ出射することにより、当該表示器を照明する照明用レンズ（４，２０４，３０４，４０４）と、を備え、移動体（８）の表示部材（８１）へ表示像を投影することにより、当該表示像の虚像（１０ａ）を移動体の室内から視認可能に表示するＨＵＤ装置であって、照明用レンズを通じて表示器を透過した光源からの光を、表示部材側へ導光し、表示像の虚像を拡大する光学素子（６０）を有する光学系（６）を、さらに備え、照明用レンズは、第一光軸（Ｌ１）を定める仮想レンズ面として、光源が第一光軸上に配置され且つ二階微分が可能な第一仮想レンズ面（４０ａ，２４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成される複数の第一レンズ面部（４０，２４０）と、第二光軸（Ｌ２）を定める仮想レンズ面として、第二光軸が第一光軸とは基準方向（Ｘ，Ｙ）に偏心し且つ少なくとも一階微分が可能な第二仮想レンズ面（４１ａ，２４１ａ，３４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、基準方向において第一レンズ面部と交互に配列される複数の第二レンズ面部（４１，２４１，３４１）と、を有し、基準方向において複数の第一レンズ面部と複数の第二レンズ面部とが一つずつ交互に配列される交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、第二光軸を対称軸として線対称となるように複数構造設けられることを特徴とする。

この発明のＨＵＤ装置によれば、上述の発明と同様な照明用レンズからの出射光により、表示器の照明における照度ムラを抑制可能である。またそれ故に、表示器の表示像を移動体の表示部材へと投影することで表示される虚像につき、視認者の感じる強度ムラも抑制可能となる。

第一実施形態によるＨＵＤ装置を示す構成図である。 第一実施形態による照明用レンズを示す斜視図である。 第一実施形態による照明用レンズの構成を示す正面図である。 第一実施形態による照明用レンズの特徴を示す模式図である。 第一実施形態による照明用レンズの特性を示す特性図である。 第二実施形態による照明用レンズの構成を示す正面図である。 第二実施形態による照明用レンズの特徴を示す模式図である。 第三実施形態による照明用レンズの構成を示す正面図である。 第三実施形態による照明用レンズの特徴を示す模式図である。 第四実施形態による照明用レンズを示す斜視図である。 第四実施形態による照明用レンズの構成を示す正面図である。 第四実施形態による照明用レンズの構成を示す側面図である。 図８の変形例を示す正面図である。 図２の変形例を示す斜視図である。 図１４の側面図に対応する模式図である。 図４の変形例を示す模式図である。 図９の変形例を示す模式図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
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８に搭載されて、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８の「表示部材」であるウインドシールド８１へ表示像１０を投影する。その結果、車両８の室内では、ウインドシールド８１により反射した表示像１０の光束が視認者９のアイポイント９０に到達する。視認者９は、アイポイント９０への到達光束を知覚することで、ウインドシールド８１の前方に結像された表示像１０の虚像１０ａを視認する。

ＨＵＤ装置１は、照明ユニット２、表示器５、光学系６及び表示制御ユニット７を備えている。照明ユニット２は、光源３及び照明用レンズ４を組み合わせて構成されている。

光源３は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点状発光源であり、複数設けられている。各光源３は、通電により発光することで、その発した光を照明用レンズ４に向けて投射する。本実施形態の各光源３は、後に詳述する表示器５を照明するために、白色光を照明用レンズ４に向けて投射する。

照明用レンズ４は、例えば樹脂又はガラス等の透光性材料により、全体として長方形の板状に形成されている。照明用レンズ４のうち一方の板面は、各光源３と対向する入射面４ａを、構成している。入射面４ａには、各光源３からの投射光が入射する。照明用レンズ４のうち他方の板面は、「照明対象」としての表示器５と対向する出射面４ｂを、構成している。出射面４ｂからは、各光源３から入射面４ａに入射した光が出射される。ここで照明用レンズ４は、各光源３からの光を集光する集光機能を有しており、当該機能により集光させた光を「照明対象」としての表示器５側へ出射する。

表示器５は、例えばドットマトリクス型ＴＦＴ液晶パネル等の画像表示パネルであり、照明用レンズ４に対応した長方形の画面５０を有している。表示器５は、画面５０を構成する複数画素の駆動により、表示像１０としてのモノクロ画像又はカラー画像を当該画面５０上に形成する。表示器５は、照明用レンズ４を通して受ける各光源３からの光により透過照明される。かかる照明により表示器５は、画面５０上の表示像１０を発光表示させる。尚、表示像１０は、例えば車両８の走行速度や進行方向、ウォーニング等の車両関連情報を表示する光像として、発光表示される。

光学系６は、本実施形態では一つの凹面鏡６０を主体として、構成されている。凹面鏡６０は、例えば樹脂又はガラス等の基材にアルミニウム等の金属反射膜を蒸着させることで、反射面６０ａを形成してなる。凹面鏡６０は、表示器５の画面５０から入射する光を反射面６０ａにより反射する反射機能を有しており、当該機能により反射させた光をウインドシールド８１側へ導光する。かかる導光によりウインドシールド８１には、画面５０上の表示像１０が拡大して投影されることで、当該表示像１０の虚像１０ａが車両８の室内の視認者９から視認可能に表示される。尚、光学系６としては、複数の凹面鏡６０を有するものであってもよいし、凹面鏡６０以外の反射鏡又はレンズを有するものであってもよい。

表示制御ユニット７は、例えばマイクロコンピュータ等の電子回路であり、各光源３及び表示器５と電気接続されている。さらに表示制御ユニット７は、車両８のうち例えば他の制御ユニット及び各種センサ等と通信可能に接続されている。表示制御ユニット７は、車両関連情報に応じて各光源３への通電を制御することで、それらの光源３を発光させる。それと共に表示制御ユニット７は、車両関連情報に応じて画面５０の構成画素の駆動を制御することで、画面５０上での表示像１０の表示、ひいては視認者９への虚像１０ａの表示を実現する。

（照明ユニットの詳細構成）
次に、照明ユニット２の詳細構成を説明する。尚、図２，３に示す基準方向Ｘは、画面５０の長手方向に対応した照明用レンズ４の長手方向である。また、図２，３に示す直交方向Ｙは、画面５０の短手方向に対応した照明用レンズ４の短手方向である。

図２，３に示すように、照明ユニット２を構成する複数（本実施形態では三つ）の光源３は、基準方向Ｘに沿って直線状に配列されている。基準方向Ｘに互いに離間して並ぶ光源３間のピッチＰは、いずれの光源３間でも一定値に設定されている。

照明ユニット２を構成する照明用レンズ４は、平面状の入射面４ａに対して、第一及び第二レンズ面部４０，４１を複数ずつ形成する出射面４ｂを有した、新規の複合型フレネルレンズである。図４に示すように各第一レンズ面部４０は、光源３の数と同じとなる複数の第一仮想レンズ面４０ａのうちいずれから、一部分ずつ抽出した形成に形成されている。これに対して各第二レンズ面部４１は、光源３よりも一つ多い複数の第二仮想レンズ面４１ａのうちいずれから、一部分ずつ抽出した形状に形成されている。尚、図４では、三つの第一仮想レンズ面４０ａのうち二つを代表して示すと共に、四つの第二仮想レンズ面４１ａのうち三つを代表して示している。

具体的に各第一仮想レンズ面４０ａは、相異なる光源３と対応する複数箇所に其々個別の第一光軸Ｌ１を定めるようにして、仮想的に規定されている。かかる規定により、基準方向Ｘに等ピッチＰをあけて平行にのびる各第一光軸Ｌ１上には、其々光源３が配置されている。本実施形態の各第一仮想レンズ面４０ａは、所定の曲率を基準方向Ｘに有することで、同方向Ｘに沿う断面にて互いに並ぶ第一光軸Ｌ１と第二光軸Ｌ２との間では、一階微分且つ二階微分が少なくとも可能なシリンドリカル形の凸レンズ面状に、規定されている。ここで各第一仮想レンズ面４０ａは、二階微分までが可能であってもよいし、三階以上の階数での微分まで可能であってもよい。また、それと共に各第一仮想レンズ面４０ａは、互いに同一のレンズプロファイルとして、其々個別の第一光軸Ｌ１を対称軸とした線対称形のプロファイルを、有している。

一方、各第二仮想レンズ面４１ａは、各第一光軸Ｌ１間の複数箇所に其々個別の第二光軸Ｌ２を定めるようにして、仮想的に規定されている。かかる規定により、基準方向ＸにピッチＰをあけて平行にのびる各第二光軸Ｌ２は、同方向Ｘの両側をのびる第一光軸Ｌ１から、其々半ピッチＰ／２分だけ離間している。即ち各第二光軸Ｌ２は、基準方向Ｘにおいて両側の第一光軸Ｌ１から、それら光軸Ｌ１間の中央位置まで偏心している。本実施形態の各第二仮想レンズ面４１ａは、所定の曲率を基準方向Ｘに有することで、同方向Ｘに沿う断面にて互いに並ぶ光軸Ｌ１，Ｌ２間では、一階微分且つ二階微分が少なくとも可能なシリンドリカル形の凸レンズ面状に、規定されている。ここで各第二仮想レンズ面４１ａは、二階微分までが可能であってもよいし、三階以上の階数での微分まで可能であってもよい。また、それと共に各第二仮想レンズ面４１ａは、互いに同一且つ各第一仮想レンズ面４０ａとも同一のレンズプロファイルとして、其々個別の第二光軸Ｌ２を対称軸とした線対称形のプロファイルを、有している。

第一レンズ面部４０と第二レンズ面部４１とは、こうした各第一仮想レンズ面４０ａと各第二仮想レンズ面４１ａとから其々、図４の破線の如く設定数ずつ断続的に抽出されている。その結果、基準方向Ｘに並ぶ第一光軸Ｌ１と第二光軸Ｌ２との間では、第一レンズ面部４０と第二レンズ面部４１とが基準方向Ｘに交互に配列されている（図２，３も参照）。ここで、上述の如く第一及び第二仮想レンズ面４０ａ，４１ａは、共通の出射面４ｂに対して、同一プロファイルで複数ずつ規定されている。これにより、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間における第一及び第二レンズ面部４０，４１の交互配列構造４２については、各第二光軸Ｌ２を対称軸として線対称形態となるように、その複数構造が出射面４ｂに設けられている。

図４に示すように、交互配列構造４２の其々において各第一レンズ面部４０は、片側に隣接する第二レンズ面部４１との尖鋭な凸状境界部４２ａと、逆側に隣接する第二レンズ面部４１とのＶ溝形の凹状境界部４２ｂとを、基準方向Ｘにずらして有している。これにより、基準方向Ｘにおける各第一レンズ面部４０の幅Ｗ１は、第一光軸Ｌ１に近い第一レンズ面部４０ほど広くなっている。

交互配列構造４２の其々において各第二レンズ面部４１は、片側に隣接する第一レンズ面部４０との凹状境界部４２ｂと、逆側に隣接する第一レンズ面部４０との凸状境界部４２ａとを、基準方向Ｘにずらして有している。但し、照明用レンズ４の両縁に設けられる各交互配列構造４２の第二レンズ面部４１は、片側の凹状境界部４２ｂと、逆側にて同レンズ４の端面部４ｃとなす角部４２ｃと、逆側の基準方向Ｘにずらして有している。これらにより、基準方向Ｘにおける各第二レンズ面部４１の幅Ｗ２は、第二光軸Ｌ２に近い第二レンズ面部４１ほど広くなっている。

交互配列構造４２の其々において、第一仮想レンズ面４０ａから抽出されている第一レンズ面部４０の数と、第二仮想レンズ面４１ａから抽出されている第二レンズ面部４１の数とは、同数（本実施形態では四つ又は二つ）に設定されている。これにより、互いに隣接した第一レンズ面部４０と第二レンズ面部４１との対から構成されるレンズ面部対は、交互配列構造４２毎に複数対（本実施形態では四対又は二対）ずつ、基準方向Ｘに並んで設けられている。ここで、かかる各レンズ面部対の基準方向Ｘにおける幅Ｗｐは、凸状境界部４２ａの間隔（Ｗ１＋Ｗ２）と一致した一定幅に、設定されている。

図３，４に示すように、交互配列構造４２を両側に分けている各第一光軸Ｌ１上では、それら構造４２の第一レンズ面部４０同士が同光軸Ｌ１を対称軸として線対称に隣接することで、滑らかな凸状境界部４２ｆを形成している。また、交互配列構造４２を両側に分けている各第二光軸Ｌ２上では、それら構造４２の第二レンズ面部４１同士が同光軸Ｌ２を対称軸として線対称に隣接することで、滑らかな凸状境界部４２ｅを形成している。ここで、凸状境界部４２ｆ，４２ｅのいずれも、凸状境界部４２ａ及び角部４２ｃの全てと共に、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２と直交する仮想平面４２ｇ上に配置されている。これにより第一実施形態では、仮想平面４２ｇから各光源３までの距離Ｄ、即ち各凸状境界部４２ｆから同一光軸Ｌ１上の光源３までの距離Ｄは、第一仮想レンズ面４０ａに固有の焦点距離に対して、短く設定されている。尚、距離Ｄについては、第一仮想レンズ面４０ａに固有の焦点距離に対して、等しく又は長く設定してもよい。

このような構成の照明ユニット２による光の集光原理を、図５に示す概念模式図を利用して説明する。

図５（ａ）に示すように各第一レンズ面部４０は、其々対応する第一光軸Ｌ１上の光源３から入射面４ａ側に入射した光を、出射面４ｂ側にて屈折させる。これにより、各第一レンズ面部４０から出射される光は、其々対応する第一光軸Ｌ１に沿って集光される。その結果、各第一レンズ面部４０から出射されて表示器５の画面５０を照明する出射光には、図５（ａ）のグラフの如く各第一光軸Ｌ１にて最大となる強度分布が生じる。

また一方、図５（ｂ）に示すように各第二レンズ面部４１は、其々対応する第二光軸Ｌ２上の光源３から入射面４ａ側に入射した光を、出射面４ｂ側にて屈折させる。これにより、各第二レンズ面部４１から出射されて表示器５の画面５０を照明する出射光は、其々対応する第二光軸Ｌ２に沿って集光される。その結果、各第二レンズ面部４１からの出射光には、図５（ｂ）のグラフの如く各第二光軸Ｌ２にて最大となる強度分布が生じる。

ここで、互いに偏心する第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間にて、第一レンズ面部４０と第二レンズ面部４１が交互に配列される照明用レンズ４によると、出射光の強度分布は、図５（ａ）の分布と図５（ｂ）の分布とを重ね合わせたものとなる。即ち、図５（ｃ）に示す如き重ね合わせの強度分布では、第二光軸Ｌ２上だけでなく、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間においても、出射光の強度が高くなる。その結果、第一光軸Ｌ１から離間した第二光軸Ｌ２上での強度は勿論、それら光軸Ｌ１，Ｌ２間の強度についても、第一光軸Ｌ１上での強度に対する偏差が小さくなる。故に、こうした照明用レンズ４からの出射光により照明される表示器５では、画面５０における照度ムラの抑制が可能となる。

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

第一実施形態の照明用レンズ４によると、第一光軸Ｌ１を定める仮想レンズ面として、少なくとも二階微分が可能な第一仮想レンズ面４０ａから一部分ずつ抽出した形状の各第一レンズ面部４０は、光源３の配置される第一光軸Ｌ１に沿って集光機能を発揮し得る。また一方、第二光軸Ｌ２を定める仮想レンズ面として、少なくとも一階微分が可能な第二仮想レンズ面４１ａから一部分ずつ抽出した形状の各第二レンズ面部４１は、基準方向Ｘにて第一レンズ面部４０と交互に配列されている。これにより、第一光軸Ｌ１とは基準方向Ｘに偏心して離間した第二光軸Ｌ２上及びそれら光軸Ｌ１，Ｌ２間では、いずれかの第一レンズ面部４０を通した出射光に対し、いずれかの第二レンズ面部４１を通した出射光が重畳され得る。故に、照明用レンズ４を備えた照明ユニット２によれば、光源３の配置される第一光軸Ｌ１上から離間した箇所にあっても、出射光の強度を高めて、表示器５の照明における照度ムラを抑制することが可能となる。またそれ故に、表示器５の表示像１０を車両８のウインドシールド８１へと投影することで表示される虚像につき、視認者９の感じる強度ムラも抑制可能となる。

ここで、片側及び逆側に其々隣接する第一レンズ面部４０との境界部４２ａ，４２ｂが基準方向Ｘにずらされる各第二レンズ面部４１によると、第一光軸Ｌ１上の光源３からの光を、当該光軸Ｌ１とは偏心する第二光軸Ｌ２上又はそれら光軸Ｌ１，Ｌ２間へと確実に出射し得る。これによれば、第一及び第二レンズ面部４０，４１を通した出射光同士の重畳作用を確固たるのものとして、照度ムラの抑制効果の信頼性を向上させることが可能となる。

また、各第一レンズ面部４０は、第一光軸Ｌ１に近い第一レンズ面部４０ほど基準方向Ｘに広幅となるので、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間における第一光軸Ｌ１周辺からの出射光ほど、光量を増大させ得る。それと共に各第二レンズ面部４１は、第二光軸Ｌ２に近い第二レンズ面部４１ほど基準方向Ｘに広幅となるので、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間における第二光軸Ｌ２周辺からの出射光ほど、光量を増大させ得る。これらによれば、第一及び第二レンズ面部４０，４１を通した出射光同士の重畳光につき、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間での強度変動を小さく抑えて、照度ムラの抑制効果を高めることが可能となる。

また、互いに隣接した第一及び第二レンズ面部４０，４１から構成されるレンズ面部対は、その複数対が並ぶ基準方向Ｘにて一定幅Ｗｐを有することで、光源３から各対へ向かう光量の差を低減し得る。これによれば、各レンズ面部対を構成する第一及び第二レンズ面部４０，４１を其々通した出射光につき、いずれも光量を確保して重畳させることができるで、照度ムラの抑制効果を高めることが可能となる。

また、基準方向Ｘにおける第一及び第二レンズ面部４０，４１の交互配列構造４２を、照明用レンズ４のうち光源３からの入射光の出射面４ｂに設けることで、当該出射面４ｂの出射光に関する収差に起因して生じる照度ムラについても、抑制可能となる。

また、基準方向Ｘに沿って配列される複数光源３からの光を照明用レンズ４により集光して出射することで、各光源３と照明用レンズ４との間の距離を短縮しつつ、表示器５の広い面積を照明し得る。さらに第一レンズ面部４０は、各光源３と対応する箇所に第一光軸Ｌ１を個別に定める複数の第一仮想レンズ面４０ａから設定数ずつ抽出されるので、それら各第一レンズ面部４０により、其々の第一光軸Ｌ１に沿った集光機能を発揮し得る。しかも第二レンズ面部４１は、第一光軸Ｌ１間に第二光軸Ｌ２を個別に定める複数の第二仮想レンズ面４１ａから設定数ずつ抽出されて、第一レンズ面部４０との交互配列構造４２を構成している。故に、これら各第二レンズ面部４１によると、いずれかの第一光軸Ｌ１から離間した其々の第二光軸Ｌ２上及びそれら光軸Ｌ１，Ｌ２間にて、第一及び第二レンズ面部４０，４１を通した出射光同士の重畳作用を現出させ得る。以上によれば、各光源３から照明用レンズ４に到る部分が小型化となる構成下にて、照度ムラを抑制することが可能となる。

また、個別の第二光軸Ｌ２を対称軸とした線対称プロファイルの各第二仮想レンズ面４１ａから第二レンズ面部４１が設定数ずつ抽出されることで、それら光軸Ｌ２両側では、第一及び第二レンズ面部４０，４１を通した出射光同士の重畳光の強度差を低減し得る。故に、照度ムラの抑制効果を高めることが可能となる。

また、第一光軸Ｌ１を対称軸として第一レンズ面部４０同士が線対称に隣接することで、当該光軸Ｌ１の両側周辺では、第一及び第二レンズ面部４０，４１を通した出射光同士の重畳光の強度差を低減し得る。故に、照度ムラの抑制効果を高めることが可能となる。

また、第二光軸Ｌ２を対称軸として第二レンズ面部４１同士が線対称に隣接することで、当該光軸Ｌ２の両側周辺では、第一及び第二レンズ面部４０，４１を通した出射光同士の重畳光の強度差を低減し得る。故に、照度ムラの抑制効果を高めることが可能となる。

また、基準方向Ｘに曲率を有することで二階微分が可能な凸レンズ面状の第一仮想レンズ面４０ａから、一部分ずつ抽出した形状の各第一レンズ面部４０は、光源３の配置される第一光軸Ｌ１に沿って集光機能を発揮し得る。また一方、基準方向Ｘに曲率を有することで二階微分が可能な凸レンズ面状の第二仮想レンズ面４１ａから、一部分ずつ抽出した形状の各第二レンズ面部４１は、第一光軸Ｌ１から偏心する第二光軸Ｌ２に沿って集光機能を発揮し得る。しかも、こうした各別の集光機能を発揮する第一及び第二レンズ面部４０，４１の交互配列構造４２によれば、第一光軸Ｌ１から偏心によって離間した第二光軸Ｌ２上及びそれら光軸Ｌ１，Ｌ２間にて、第一及び第二レンズ面部４０，４１を通した出射光同士の重畳作用を確固たるのものとなし得る。故に、照度ムラの抑制効果の信頼性を高めることが可能となる。

また、各第一レンズ面部４０と各第二レンズ面部４１とは、同一プロファイルの第一仮想レンズ面４０ａと第二仮想レンズ面４１ａとから、其々一部分ずつ抽出した形状に形成されて、交互配列構造４２を構成する。こうした構成下では、各第一レンズ面部４０による第一光軸Ｌ１に沿った集光機能と、各第二レンズ面部４１による第二光軸Ｌ２に沿った集光機能とを、互いに同程度に発揮し得る。これによれば、第一及び第二レンズ面部４０，４１を通した出射光同士の重畳光につき、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間での強度変動を小さく抑えて、照度ムラの抑制効果を高めることが可能となる。

（第二実施形態）
図６，７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。

第二実施形態の照明用レンズ２０４に関する各第一仮想レンズ面２４０ａは、所定の曲率を基準方向Ｘに有することで、同方向Ｘに沿う断面の光軸Ｌ１，Ｌ２間では、一階微分且つ二階微分が少なくとも可能なシリンドリカル形の凹レンズ面状に、規定されている。ここで各第一仮想レンズ面２４０ａは、二階微分までが可能であってもよいし、三階以上の階数での微分まで可能であってもよい。また、かかる各第一仮想レンズ面２４０ａについても、互いに同一のレンズプロファイルとして、其々個別の第一光軸Ｌ１を対称軸とした線対称形のプロファイルを、有している。

また、第二実施形態の照明用レンズ２０４に関する各第二仮想レンズ面２４１ａは、所定の曲率を基準方向Ｘに有することで、同方向Ｘに沿う断面の光軸Ｌ１，Ｌ２間では、一階微分且つ二階微分が少なくとも可能なシリンドリカル形の凹レンズ面状に、規定されている。ここで各第二仮想レンズ面２４１ａは、二階微分までが可能であってもよいし、三階以上の階数での微分まで可能であってもよい。また、かかる各第二仮想レンズ面２４１ａについても、互いに同一且つ各第一仮想レンズ面２４０ａとも同一のレンズプロファイルとして、其々個別の第二光軸Ｌ２を対称軸とした線対称形のプロファイルを、有している。

第一レンズ面部２４０と第二レンズ面部２４１とは、こうした各第一仮想レンズ面２４０ａと各第二仮想レンズ面２４１ａとから其々、図７の破線の如く設定数ずつ断続的に抽出されている。その結果、基準方向Ｘに並ぶ第一光軸Ｌ１と第二光軸Ｌ２との間では、第一レンズ面部２４０と第二レンズ面部２４１とが基準方向Ｘに交互に配列されて、それら光軸Ｌ１，Ｌ２間の交互配列構造２４２を構成している（図６も参照）。かかる交互配列構造２４２については、各第二光軸Ｌ２を対称軸として線対称形態となるように、その複数構造が出射面４ｂに設けられている。

図７に示すように、交互配列構造２４２の其々において各第一レンズ面部２４０は、片側に隣接する第二レンズ面部２４１とのＶ溝形の凹状境界部２４２ａと、逆側に隣接する第二レンズ面部２４１との尖鋭な凸状境界部２４２ｂとを、基準方向Ｘにずらして有している。これにより、第二実施形態の基準方向Ｘにおいても、各第一レンズ面部２４０の幅Ｗ１は、第一光軸Ｌ１に近い第一レンズ面部２４０ほど広くなっている。

交互配列構造２４２の其々において各第二レンズ面部２４１は、片側に隣接する第一レンズ面部２４０との凸状境界部２４２ｂと、逆側に隣接する第一レンズ面部２４０との凹状境界部２４２ａとを、基準方向Ｘにずらして有している。但し、照明用レンズ２０４の両縁に設けられる各交互配列構造２４２の第二レンズ面部２４１は、片側の凸状境界部２４２ｂと、逆側にて同レンズ２０４の端面部２０４ｃとなす角部２４２ｃとを、基準方向Ｘにずらして有している。これらにより、第二実施形態の基準方向Ｘにおいても、各第二レンズ面部２４１の幅Ｗ２は、第二光軸Ｌ２に近い第二レンズ面部２４１ほど広くなっている。

第一実施形態と同様な原理により、互いに隣接した第一レンズ面部２４０と第二レンズ面部２４１との対から構成されるレンズ面部対は、交互配列構造２４２毎に複数対（本実施形態でも四対又は二対）ずつ、基準方向Ｘに並んで設けられている。ここで、かかる各レンズ面部対の基準方向Ｘにおける幅Ｗｐは、凹状境界部２４２ａの間隔（Ｗ１＋Ｗ２）と一致した一定幅に、設定されている。

図６，７に示すように、交互配列構造２４２を両側に分けている各第一光軸Ｌ１上では、それら構造２４２の第一レンズ面部２４０同士が同光軸Ｌ１を対称軸として線対称に隣接することで、滑らかな凹状境界部２４２ｆを形成している。また、交互配列構造２４２を両側に分けている各第二光軸Ｌ２上では、それら構造２４２の第二レンズ面部２４１同士が同光軸Ｌ２を対称軸として線対称に隣接することで、滑らかな凹状境界部２４２ｅを形成している。ここで、凹状境界部２４２ｅ，２４２ｆ及び角部２４２ｃのいずれも、凹状境界部２４２ａの全てと共に、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２と直交する仮想平面２４２ｇ上に配置されている。これにより第二実施形態では、仮想平面２４２ｇから各光源３までの距離Ｄ、即ち各凹状境界部２４２ｆから同一光軸Ｌ１上の光源３までの距離Ｄは、第一仮想レンズ面２４０ａに固有の焦点距離に対して、短く設定されている。尚、距離Ｄについては、第一仮想レンズ面２４０ａに固有の焦点距離に対して、等しく又は長く設定してもよい。

以上説明した第二実施形態では、基準方向Ｘに曲率を有することで二階微分が可能な凹レンズ面状の第一仮想レンズ面２４０ａから、一部分ずつ抽出した形状の各第一レンズ面部２４０は、光源３の配置される第一光軸Ｌ１に沿って集光機能を発揮し得る。また一方、基準方向Ｘに曲率を有することで二階微分が可能な凹レンズ面状の第二仮想レンズ面２４１ａから、一部分ずつ抽出した形状の各第二レンズ面部２４１は、第一光軸Ｌ１から偏心する第二光軸Ｌ２に沿って集光機能を発揮し得る。しかも、こうした各別の集光機能を発揮する第一及び第二レンズ面部２４０，２４１の交互配列構造２４２によれば、第一光軸Ｌ１から偏心によって離間した第二光軸Ｌ２上及びそれら光軸Ｌ１，Ｌ２間にて、第一及び第二レンズ面部２４０，２４１を通した出射光同士の重畳作用を確固たるのものとなし得る。故に、照度ムラの抑制効果の信頼性を高めることが可能となる。

（第三実施形態）
図８，９に示すように本発明の第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。

第三実施形態の照明用レンズ３０４に関する各第二仮想レンズ面３４１ａは、基準方向Ｘに対して山形に傾斜することで、同方向Ｘに沿う断面の光軸Ｌ１，Ｌ２間では、一階微分までが可能なプリズムレンズ面状に、規定されている。各第二仮想レンズ面３４１ａは、互いに同一ではあるが、第一実施形態と同様に規定される各第一仮想レンズ面４０ａとは異なるレンズプロファイルとして、其々個別の第二光軸Ｌ２を対称軸とした線対称形のプロファイルを、有している。そして、かかる各第二仮想レンズ面３４１ａからは、第二レンズ面部３４１が設定数ずつ断続的に抽出されている。尚、以上の他、滑らかな凸状境界部４２ｅ，４２ｆが尖鋭な凸状境界部３４２ｅ，３４２ｆに変わる以外は、第一実施形態の第二仮想レンズ面４１ａ及び第二レンズ面部４１を其々、第二仮想レンズ面３４１ａ及び第二レンズ面部３４１と読み替えた構成となる。

このように、第三実施形態の各第二レンズ面部３４１は、基準方向Ｘとは傾斜することで一階微分までが可能なプリズムレンズ面状の第二仮想レンズ面３４１ａから、一部分ずつ抽出した形状に形成される。故に、こうした第二レンズ面部３４１と第一レンズ面部４０との交互配列構造３４２によれば、第一光軸Ｌ１から偏心によって離間した第二光軸Ｌ２上及びそれら光軸Ｌ１，Ｌ２間にて、第一及び第二レンズ面部４０，３４１を通した出射光同士の重畳作用を現出させ得る。また、第一実施形態と同様の原理により、各第一レンズ面部４０は、光源３の配置される第一光軸Ｌ１に沿って集光機能を発揮し得る。これらによれば、プリズムレンズ面状という単純形状を各第二レンズ面部３４１に付与して照明用レンズ３０４の設計又は製造を容易にしつつ、照度ムラを抑制することが可能となる。

（第四実施形態）
図１０〜１２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。

第四実施形態の照明ユニット４０２では、長手方向の基準方向Ｘに加えて、当該方向Ｘに直交する短手方向の直交方向Ｙも、別の基準方向Ｙとして設定されている。ここで基準方向Ｘは、第一実施形態と同様に各交互配列構造４２をなす第一及び第二レンズ面部４０，４１が照明用レンズ４０４の出射面４０４ｂにて配列される、出射面側基準方向Ｘである。また一方で基準方向Ｙは、第一実施形態に準じて各交互配列構造４２をなす第一及び第二レンズ面部４０，４１が照明用レンズ４０４の入射面４０４ａにて配列される、入射面側基準方向Ｙである。

このような照明ユニット４０２では、複数（本実施形態では九つ）の光源４０３が出射面側基準方向Ｘと入射面側基準方向Ｙとに分けて、二次元配列されている。即ち、出射面側基準方向Ｘに沿って視たとき、第一光軸Ｌ１上の光源４０３が所定数（本実施形態では三つ）ずつ並ぶ光源列は、入射面側基準方向Ｙに複数列（本実施形態では三列）となるよう、設けられている。また一方、入射面側基準方向Ｙに沿って視たときには、第一光軸Ｌ１上の光源４０３が所定数（本実施形態では三つ）ずつ並ぶ光源列は、出射面側基準方向Ｘに複数列（本実施形態では三列）となるよう、設けられている。

こうした第四実施形態によると、照明用レンズ４０４のうち出射面側基準方向Ｘに沿って配列される光源４０３からの入射光を出射する出射面４０４ｂには、当該方向Ｘにおける第一及び第二レンズ面部４０，４１の交互配列構造４２が設けられる。故に出射面側基準方向Ｘでは、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間での出射光同士の重畳作用が現出し得る。また、照明用レンズ４０４のうち出射面側基準方向Ｘと直交した入射面側基準方向Ｙに沿って配列される光源４０３から、光の入射する入射面４０４ａには、当該方向Ｙにおける第一及び第二レンズ面部４０，４１の交互配列構造４２が設けられる。故に入射面側基準方向Ｙでも、第一及び第二光軸Ｌ１，Ｌ２間での出射光同士の重畳作用が現出し得る。これらによれば、出射面側基準方向Ｘと入射面側基準方向Ｙとに二次元配列された複数光源３からの光を利用して、表示器５のうち照度ムラの抑制される面積を可及的に拡大可能となる。

（他の実施形態）
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。

具体的に、第一〜第三実施形態に関する変形例１では、図１３に示すように、交互配列構造４２，２４２，３４２を、出射面４ｂに設ける代わりに、入射面４ａに設けてもよい。尚、図１３は、第三実施形態に関する変形例１を示している。

第一〜第三実施形態及び変形例１に関する変形例２では、図１４，１５に示すように、出射面４ｂ及び入射面４ａのうち交互配列構造４２，２４２，３４２を設けない一方の面に、一仮想レンズ面４４ａを直交方向Ｙにおいて分割抽出してなる通常のフレネルレンズ面部４４の複数を、設けてもよい。尚、図１４，１５は、第一実施形態に関する変形例２を示している。

第一、第二及び第四実施形態に関する変形例３では、図１６に示すように、相異なるプロファイルの第一仮想レンズ面４０ａ，２４０ａと第二仮想レンズ面４１ａ，２４１ａとから、第一レンズ面部４０，２４０と第二レンズ面部４１，２４１とを抽出してもよい。尚、図１６は、第一実施形態に関する変形例３として、第一仮想レンズ面４０ａ，２４０ａとは曲率の異なる第二仮想レンズ面４１ａ，２４１ａを規定することで、それら第一及び第二仮想レンズ面同士のプロファイルを相異ならせた例を、示している。

第三実施形態に関する変形例４では、図１７に示すように、凸レンズ面状の第一仮想レンズ面４０ａから抽出の第一レンズ面部４０に代えて、第二実施形態に準じた凹レンズ面状の第一仮想レンズ面２４０ａから抽出の第一レンズ面部２４０を、設けてもよい。尚、１７の変形例４において各第二仮想レンズ面３４１ａは、基準方向Ｘに対して谷形に傾斜することで、同方向Ｘに沿う断面にて一階微分までが可能なプリズムレンズ面状に、規定されている。また、第四実施形態に関する変形例５では、第二又は第三実施形態に準ずる交互配列構造２４２，３４２を、出射面４０４ｂ及び入射面４０４ａの双方に設けてもよい。

第一〜第四実施形態に関する変形例６では、第一光軸Ｌ１を挟んで非対称のプロファイルとなる凸又は凹面状の第一仮想レンズ面４０ａ，２４０ａから、第一レンズ面部４０，２４０を抽出してもよい。また、第一〜第四実施形態に関する変形例７では、第一光軸Ｌ１上にて第一レンズ面部４０，２４０同士を、非対称に隣接させてもよい。

第一〜第四実施形態に関する変形例８では、第二光軸Ｌ２を挟んで非対称のプロファイルとなる凸又は凹又はプリズムレンズ面状の第二仮想レンズ面４１ａ，２４１ａ，３４１ａから、第二レンズ面部４１，２４１，３４１を抽出してもよい。また、第一〜第四実施形態に関する変形例９では、第二光軸Ｌ２上にて第二レンズ面部４１，２４１，３４１同士を、非対称に隣接させてもよい。

第一〜第四実施形態に関する変形例１０では、光源３，４０３の数を、説明したもの以外となる単数又は複数に設定してもよい。また、この変形例１０の場合、光源３，４０３の数に応じて、交互配列構造４２，２４２，３４２の数も、説明したもの以外となる単数又は複数に設定してもよい。

第一〜第四実施形態に関する変形例１１では、一交互配列構造４２，２４２，３４２においてレンズ面部対が基準方向Ｘに並ぶ数を、説明したもの以外となる複数に設定してもよい。また、第一〜第四実施形態に関する変形例１２では、第一レンズ面部４０と第二レンズ面部４１との対から構成される各レンズ面部対の幅Ｗｐを、相異ならせてもよい。

第一〜第四実施形態に関する変形例１３では、各第一レンズ面部４０，２４０の幅Ｗ１を、第一光軸Ｌ１に近い第一レンズ面部４０，２４０ほど狭くなるように、又は一定幅に設定してもよい。また、第一〜第四実施形態に関する変形例１４では、第一レンズ面部４０，２４０の幅Ｗ１に応じて、各第二レンズ面部４１，２４１，３４１の幅Ｗ２を、第二光軸Ｌ２に近い第二レンズ面部４１，２４１，３４１ほど狭くなるように、又は一定幅に設定してもよい。

第一〜第四実施形態に関する変形例１５では、車両８の「表示部材」として、ウインドシールド８１以外の要素、例えばウインドシールド８１の室内側の面に貼りつけた又はウインドシールド８１とは別体に形成されたコンバイナ等を、採用してもよい。

第一〜第四実施形態に関する変形例１６では、車両８以外の船舶乃至は飛行機等の各種移動体に搭載されるＨＵＤ装置１、又は当該装置１が備える照明ユニット２，４０２若しくは照明用レンズ４，２０４，３０４，４０４に、本発明を適用してもよい。あるいは、第一〜第四実施形態に関する変形例１７では、ＨＵＤ装置１以外において使用される照明ユニット２，４０２若しくは照明用レンズ４，２０４，３０４，４０４に、本発明を適用してもよい。

１ ＨＵＤ装置、２，４０２ 照明ユニット、３，４０３ 光源、４，２０４，３０４，４０４ 照明用レンズ、４ａ，４０４ａ 入射面、４ｂ，４０４ｂ 出射面、５ 表示器、８ 車両、９ 視認者、１０ 表示像、１０ａ 虚像、４０，２４０ 第一レンズ面部、４０ａ，２４０ａ 第一仮想レンズ面、Ｌ１ 第一光軸、４１，２４１，３４１ 第二レンズ面部、４１ａ，２４１ａ，３４１ａ 第二仮想レンズ面、Ｌ２ 第二光軸、４２，２４２，３４２ 交互配列構造、４２ａ，２４２ｂ 凸状境界部、４２ｂ，２４２ａ 凹状境界部、８１ ウインドシールド、Ｘ 基準方向・出射面側基準方向、Ｙ 直交方向・入射面側基準方向、Ｐ ピッチ、Ｗ１，Ｗ２，Ｗｐ 幅

Claims (16)

1. 表示器（５）が形成した表示像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）に用いられ、
   光源（３，４０３）からの光を集光して照明対象としての前記表示器側へ出射することにより、当該表示器を透過照明し、前記表示器を透過した前記光源からの光を、前記表示像を拡大する光学素子（６０）を有する光学系（６）へ向けて投射するように構成された照明用レンズであって、
   第一光軸（Ｌ１）を第二光軸（Ｌ２）とは基準方向（Ｘ，Ｙ）に偏心させて定める仮想レンズ面として、前記光源が前記第一光軸上に配置され且つ前記基準方向に並ぶ前記第一光軸と前記第二光軸との間にて少なくとも二階微分が可能な第一仮想レンズ面（４０ａ，２４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成される複数の第一レンズ面部（４０，２４０）と、
   前記第二光軸を定める仮想レンズ面として、前記基準方向に並ぶ前記第一光軸と前記第二光軸との間にて少なくとも一階微分が可能な第二仮想レンズ面（４１ａ，２４１ａ，３４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、前記基準方向において前記第一レンズ面部と交互に配列される複数の第二レンズ面部（４１，２４１，３４１）と、を有し、
   前記基準方向において複数の前記第一レンズ面部と複数の前記第二レンズ面部とが一つずつ交互に配列される交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、前記第二光軸を対称軸として線対称となるように複数構造設けられることを特徴とする照明用レンズ。
2. 各前記第二レンズ面部は、片側に隣接する前記第一レンズ面部との境界部（４２ａ，２４２ａ）と、逆側に隣接する前記第一レンズ面部との境界部（４２ｂ，２４２ｂ）とを、前記基準方向にずらして有することを特徴とする請求項１に記載の照明用レンズ。
3. 前記基準方向において各前記第一レンズ面部の幅（Ｗ１）は、前記第一光軸に近い前記第一レンズ面部ほど広くなり、
   前記基準方向において各前記第二レンズ面部の幅（Ｗ２）は、前記第二光軸に近い前記第二レンズ面部ほど広くなることを特徴とする請求項２に記載の照明用レンズ。
4. 互いに隣接する前記第一レンズ面部と前記第二レンズ面部との対からレンズ面部対が構成され、
   複数対の前記レンズ面部対が並ぶ前記基準方向において各前記レンズ面部対は、一定幅（Ｗｐ）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
5. 前記第一レンズ面部と前記第二レンズ面部との交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、前記光源から入射した光を出射する出射面（４ｂ，４０４ｂ）に、設けられ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照明用レンズ。
6. 前記基準方向に沿って配列される複数の前記光源からの光を集光して前記照明対象側へ出射する照明用レンズであって、
   各前記光源と対応する箇所に前記第一光軸を個別に定める複数の前記第一仮想レンズ面から、前記第一レンズ面部が設定数ずつ抽出され、
   前記第一光軸間に前記第二光軸を個別に定める複数の前記第二仮想レンズ面から、前記第二レンズ面部が設定数ずつ抽出されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
7. 前記第二レンズ面部は、個別の前記第二光軸を対称軸として線対称のプロファイルを有する各前記第二仮想レンズ面から、設定数ずつ抽出されることを特徴とする請求項６に記載の照明用レンズ。
8. 前記基準方向として出射面側基準方向（Ｘ）における前記第一レンズ面部と前記第二レンズ面部との交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、当該出射面側基準方向に沿って配列される前記光源から入射した光を出射する出射面（４０４ｂ）に、設けられ、
   前記基準方向として前記出射面側基準方向と直交した入射面側基準方向（Ｙ）における前記第一レンズ面部と前記第二レンズ面部との交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、当該入射面側基準方向に沿って配列される前記光源から光の入射する入射面（４０４ａ）に、設けられることを特徴とする請求項６又は７に記載の照明用レンズ。
9. 前記第一光軸を対称軸として、前記第一レンズ面部同士が線対称に隣接することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
10. 前記第二光軸を対称軸として、前記第二レンズ面部同士が線対称に隣接することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
11. 各前記第一レンズ面部（４０）は、前記基準方向に曲率を有することにより二階微分が可能な凸レンズ面状の前記第一仮想レンズ面（４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、
    各前記第二レンズ面部（４１）は、前記基準方向に曲率を有することにより二階微分が可能な凸レンズ面状の前記第二仮想レンズ面（４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
12. 各前記第一レンズ面部（２４０）は、前記基準方向に曲率を有することにより二階微分が可能な凹レンズ面状の前記第一仮想レンズ面（２４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、
    各前記第二レンズ面部（２４１）は、前記基準方向に曲率を有することにより二階微分が可能な凹レンズ面状の前記第二仮想レンズ面（２４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
13. 各前記第一レンズ面部と各前記第二レンズ面部とは、互いに同一プロファイルを有する前記第一仮想レンズ面と前記第二仮想レンズ面とから、其々一部分ずつ抽出した形状に形成されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の照明用レンズ。
14. 各前記第一レンズ面部（４０，２４０）は、前記基準方向に曲率を有することにより二階微分が可能な凸レンズ面状又は凹レンズ面状の前記第一仮想レンズ面（４０ａ，２４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、
    各前記第二レンズ面部（３４１）は、前記基準方向に対して傾斜することにより一階微分までが可能な線形プリズムレンズ面状の前記第二仮想レンズ面（３４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
15. 表示器（５）が形成した表示像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置（１）に用いられ、
    光を発する光源（３，４０３）と、
    前記光源からの光を集光して照明対象としての前記表示器側へ出射することにより、当該表示器を透過照明する照明用レンズ（４，２０４，３０４，４０４）と、を備え、前記表示器を透過した前記光源からの光を、前記表示像を拡大する光学素子（６０）を有する光学系（６）へ向けて投射するように構成された照明ユニットであって、
    前記照明用レンズは、
    第一光軸（Ｌ１）を定める仮想レンズ面として、前記光源が前記第一光軸上に配置され且つ二階微分が可能な第一仮想レンズ面（４０ａ，２４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成される複数の第一レンズ面部（４０，２４０）と、
    第二光軸（Ｌ２）を定める仮想レンズ面として、前記第二光軸が前記第一光軸とは基準方向（Ｘ，Ｙ）に偏心し且つ少なくとも一階微分が可能な第二仮想レンズ面（４１ａ，２４１ａ，３４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、前記基準方向において前記第一レンズ面部と交互に配列される複数の第二レンズ面部（４１，２４１，３４１）と、を有し、
    前記基準方向において複数の前記第一レンズ面部と複数の前記第二レンズ面部とが一つずつ交互に配列される交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、前記第二光軸を対称軸として線対称となるように複数構造設けられることを特徴とする照明ユニット。
16. 表示像（１０）を表示する表示器（５）と、
    光を発する光源（３，４０３）と、
    前記光源からの光を集光して前記表示器側へ出射することにより、当該表示器を照明する照明用レンズ（４，２０４，３０４，４０４）と、を備え、移動体（８）の表示部材（８１）へ前記表示像を投影することにより、当該表示像の虚像（１０ａ）を前記移動体の室内から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、
    前記照明用レンズを通して前記表示器を透過した前記光源からの光を、前記表示部材側へ導光し、前記表示像の虚像を拡大する光学素子（６０）を有する光学系（６）を、さらに備え、
    前記照明用レンズは、
    第一光軸（Ｌ１）を定める仮想レンズ面として、前記光源が前記第一光軸上に配置され且つ二階微分が可能な第一仮想レンズ面（４０ａ，２４０ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成される複数の第一レンズ面部（４０，２４０）と、
    第二光軸（Ｌ２）を定める仮想レンズ面として、前記第二光軸が前記第一光軸とは基準方向（Ｘ，Ｙ）に偏心し且つ少なくとも一階微分が可能な第二仮想レンズ面（４１ａ，２４１ａ，３４１ａ）から、一部分ずつ抽出した形状に形成され、前記基準方向において前記第一レンズ面部と交互に配列される複数の第二レンズ面部（４１，２４１，３４１）と、を有し、
    前記基準方向において複数の前記第一レンズ面部と複数の前記第二レンズ面部とが一つずつ交互に配列される交互配列構造（４２，２４２，３４２）は、前記第二光軸を対称軸として線対称となるように複数構造設けられることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

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