JP6628137B2 - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Description
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した技術に関し、以下の問題が生じることを見出した。
[1−1.ヘッドアップディスプレイの概略構成]
まず、図1〜図3を参照しながら、実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ2の概略構成について説明する。図1は、実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ2の使用例を示す図である。図2は、実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ2により表示される画像8の領域11を示す図である。図3は、実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ2により表示される画像8の一例を示す図である。
次に、図4及び図5を参照しながら、実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ2の具体的構成について説明する。図4は、実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ2の構成を示す図である。図5は、実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ2の機能構成を示すブロック図である。
次に、図6及び図7を参照しながら、実施の形態1に係るフレネルレンズ50の具体的構成について説明する。図6は、実施の形態1に係るフレネルレンズを光軸の方向からみた場合の平面図である。図7は、図6のVII−VII断面図である。なお、図7の(a)は、フレネルレンズ50の断面図の全体を示す図であり、図7の(b)は、フレネルレンズ50の断面図の一部を拡大した図である。
実施の形態1に係るフレネルレンズ50によれば、入射光のうち、光軸Aに略平行な第2面51bに反射された入射光a1、a2は遮光マスク53に当たるため、入射光a1、a2がフレネルレンズ50から外部へ向けて出射されることを防ぐことができる。また、入射光のうち、第2面51bに反射されていない入射光a3は遮光マスク53に当たらないため、フレネルレンズ50から外部に向けて出射することができる。このため、第2面51bに反射されることが原因となる迷光の発生を効果的に低減できる。
上記実施の形態1に係るフレネルレンズ50では、遮光マスク53は、凹凸面51側に設けられている構成であるが、この構成に限らずに、平面52側に設けられている構成としてもよい。
上記実施の形態1及び変形例1に係るフレネルレンズ50、50Aでは、遮光マスク53は、フレネルレンズ50、50Aの表面に設けられている構成であるが、この構成に限らずに、フレネルレンズの光軸上に隣接して配置される透明な板状部材60に遮光マスク61を形成するフレネルレンズユニット70を採用した構成としてもよい。つまり、フレネルレンズ50、50Aの代わりに、遮光マスクが形成されていないフレネルレンズ50Bと遮光マスク61が形成されている板状部材60とを有するフレネルレンズユニット70を採用してもよい。
上記実施の形態1に係るフレネルレンズ50では、特に言及していないが、遮光マスク53、図10に示すような形状を有していてもよい。
次に実施の形態2に係るフレネルレンズ150について説明する。
図11を参照しながら、実施の形態2に係るフレネルレンズ150の具体的な構成について説明する。図11は、実施の形態2に係るフレネルレンズの図7に相当する断面図である。
実施の形態2に係るフレネルレンズ150によれば、入射光のうち、焦点に向けて集光させない壁面としての第2面151bに反射された入射光a11は、アイボックス80の範囲外に進む向き(出射角度θo1)で出射されるため、観察者としての運転者12に視認されることを防ぐことができる。また、入射光のうち、第2面151aに反射されていない入射光a12はアイボックス80の範囲内に進む向き(出射角度θo2)で出射されるため、運転者12に視認させることができる。このため、第2面151aに反射されることが原因となる迷光が運転者に視認されることを効果的に低減できる。よってヘッドアップディスプレイ2により表示される画像の劣化を効果的に低減できる。
上記実施の形態2に係るフレネルレンズ150では、第1面151a及び第2面151bは、光軸Aの方向からみた場合に、互いに重ならない領域に形成されている構成であるが、この構成に限らない。
以上、一つ又は複数の態様に係るヘッドアップディスプレイについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態又は変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
4 自動車
6 ダッシュボード
8 画像
10 ウインドシールド
11 領域
12 運転者
14 景色
16 空間
18 鉛直画像
20 奥行き画像
22 歩行者
24 道路
26 投射部
28 可動スクリーン
30 駆動部
32 投影部
34 制御部
36 光源
38 走査部
44 拡大レンズ
46 第1の反射板
48 第2の反射板
50、50A、50B、150、150A フレネルレンズ
51、151 凹凸面
51a、151a、151Aa 第1面
51b、151b、151Ab 第2面
52、152 平面
53、53A、61 遮光マスク
60 板状部材
70 フレネルレンズユニット
80 アイボックス
a1〜a6、a11、a12 入射光
a7〜a9 光
Claims (3)
- 観察者の眼が存在すると想定された所定の範囲であるアイボックスに向けて映像を構成する光を放出する光学系を備えるヘッドアップディスプレイであって、
前記光学系は、光軸を中心として同心円状に形成される凹凸面であって、入射光を焦点に向けて集光する集光面と、前記焦点に向けて集光させない壁面とが交互に配置されて形成される、断面が鋸歯状の凹凸面を有するフレネルレンズを含み、
前記入射光は、前記光軸に対して予め定められた角度範囲の入射角で、前記フレネルレンズに対して入射し、
前記壁面は、複数形成されており、
前記壁面は、前記壁面に当たった入射光が、前記アイボックスの範囲外に進む向きに反射する角度で、前記フレネルレンズの光軸に対して傾いて形成されており、
前記壁面のそれぞれは、それぞれの壁面に当たる光が前記フレネルレンズに入射する角度の最大値以上の角度で前記光軸に対して傾いている
ヘッドアップディスプレイ。 - 前記凹凸面を形成している複数の前記壁面のうち、第1壁面よりも外側に配置される第2壁面は、前記第1壁面よりも前記光軸に対して傾いて形成されている
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - さらに、
光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する走査部と、
前記走査部からの光が透過することにより画像が形成されるスクリーンと、を備え、
前記光学系は、前記スクリーンに形成された前記画像の虚像を空間に表示する
請求項1又は2に記載のヘッドアップディスプレイ。
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