JP7403105B2 - 映像表示装置および映像表示装置を搭載したヘッドアップディスプレイ、車両 - Google Patents

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Description

本開示は、導光板を用いた映像表示装置と、この映像表示装置を搭載したヘッドアップディスプレイに関する。
特許文献１は、光源から出射した光線を、導光板を用いて表示パネルへ導光している。導光板の入射面に対向して２種類の傾斜面が形成されている。光源から直進して傾斜面に入射した光線は、角度を変化させて導光板内に反射される。
国際公開第２０１７／０９４２０９号
入射面に対向して２種類の傾斜面を形成すると、導光板の厚みが増し、導光板の底面で光が反射する機会が減るため、出射面から出射する光量が減少する。
本開示は、光量を増加した映像表示装置および映像表示装置を搭載したヘッドアップディスプレイ、車両を提供する。
本開示における映像表示装置は、光を照射する光源部と、映像を表示する表示パネルと、光源部から照射された光を表示パネルへ導光する導光パネルと、を備える。導光パネルは、光源部と対向する入射面と、表示パネルと対向する出射面と、表示パネルとは反対側に出射面と対向する底面と、を有し、導光パネルの入射面は、出射面と底面との間に位置する、導光パネルの側面であり、入射面の光の導光方向と出射面の出射方向とに対し垂直な方向から見て、光源部の発光面の中央に対向した所定の長さの、入射面の一部が残りの部分から窪んだ凹状部を有する。
本開示における映像表示装置は、光を照射する光源部と、映像を表示する表示パネルと、光源部から照射された光を表示パネルへ導光する導光パネルと、を備える。導光パネルは、光源部と対向する入射面と、表示パネルと対向する出射面と、表示パネルとは反対側に出射面と対向する底面とを有する。底面は、入射面に近い第１主面と、第１主面よりも入射面から遠い第２主面とを有する。第１主面および第２主面は、出射面に対して傾斜し、第１主面と出射面との第１角度は第２主面と出射面との第２角度よりも大きい。
光量を増加した映像表示装置および映像表示装置を搭載したヘッドアップディスプレイ、車両を提供することができる。
実施形態１におけるヘッドアップディスプレイを搭載した車両の模式図である。 実施形態１における映像表示装置の模式図である。 実施形態１における映像表示装置の断面の模式図である。 実施形態１における導光パネルの底面の断面の部分拡大図である。 実施形態１における導光パネルの部分断面の模式図である。 比較例における導光パネルの部分断面の模式図である。 導光パネルを単純化したモデルの説明図である。 導光パネルの部分断面の模式図である。 従来の導光パネルの光路の一部を示す模式図である。 導光パネルの光路の一部を示す模式図である。 出射面から出射される光量の取り出し効率とｔ／Ｗとの関係を示すグラフである。 出射面から出射される光量の取り出し効率と角度θとの関係を示すグラフである。 実施形態１の変形例における導光パネルの部分断面の模式図である。 実施形態１の変形例における導光パネルの部分断面の模式図である。 実施形態１の変形例における導光パネルの部分断面の模式図である。 実施形態１の変形例における導光パネルの斜視図である。 実施形態１の変形例における導光パネルの断面から見た側面図である。 実施形態１の変形例における入射面の光路の一部を示す上面図である。 比較例における入射面の光路の一部を示す上面図である。 実施形態２における映像表示装置の断面の模式図である。 実施形態２の変形例における映像表示装置の断面の模式図である。 導光パネルの部分断面の模式図である。 実施形態２の変形例における映像表示装置の断面の模式図である。 実施形態３における映像表示装置の断面の模式図である。 実施形態４における映像表示装置の断面の模式図である。 実施形態５における映像表示装置の断面の模式図である。 実施形態５における導光パネルの部分断面の模式図である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（実施形態１）
以下に、本開示の本実施形態に係る映像表示装置について図１～図１２を参照して説明する。
［１－１．概要］
図１は、本実施形態におけるヘッドアップディスプレイ１１を搭載した車両１の模式図である。車両１は、例えば、自動車である。車両１には、観察者Ｄａとして、例えばドライバーが乗車する。車両１は、透明部材としてのウインドシールド３、すなわちフロントガラスを備える。
ヘッドアップディスプレイ１１の表示パネル３１から出射した光は、ウインドシールド３を介して、観察者ＤａのアイボックスＤｂ内に導かれる。これにより観察者Ｄａは、虚像Ｉｖを視認する。なお、アイボックスＤｂとは、観察者Ｄａが虚像を欠けることなく視認できる領域のことである。
［１－２．構成］
［１－２－１．ヘッドアップディスプレイの構成］
ヘッドアップディスプレイ１１は、映像表示装置２１と、反射光学ユニット１３と、を備える。ヘッドアップディスプレイ１１は、筐体１５内に配置されている。なお、図１では、理解を容易にするため、ヘッドアップディスプレイ１１及び筐体１５を拡大して示す。映像表示装置２１の構成については、後述する。
反射光学ユニット１３は、第１ミラー１７および第２ミラー１９を備える。第１ミラー１７は、後述する映像表示装置２１の表示パネル３１から出射された光を第２ミラー１９に向けて反射する。第２ミラー１９は、第１ミラー１７からの光をウインドシールド３に向けて反射する。第２ミラー１９の反射面の形状は、凹面形状である。反射光学ユニット１３は、必ずしも２枚のミラーで構成される必要はない。ミラーの数は、１枚であっても、３枚以上であっても良い。また、反射光学ユニット１３は、光路上にレンズなどの屈折光学系を備えていても良い。
筐体１５は、開口１６を有する。開口１６には、透明のカバーが被さられてもよい。
［１－２－２．映像表示装置の構成］
以下、図２および図３を用いて実施形態１の映像表示装置２１の構成について説明する。図２は、実施形態１における映像表示装置２１の模式図である。図３は、実施形態１における映像表示装置２１の断面の模式図である。この断面は、ｙｚ断面である。
映像表示装置２１は、光を照射する光源部２３と、導光パネル２５と、反射部材としての鏡面反射部材２７と、光線制御部材２９と、映像を表示する表示パネル３１と、を備える。
光源部２３は、複数の光源４１を備える。複数の光源４１は、映像表示装置２１に対し第１の方向（ｘ軸方向）に一列に配列されている。光源４１は、透過型の表示パネル３１に照明光を供給する発光体である。光源４１は、例えばチップ型発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。
導光パネル２５は、光源部２３から照射された光を表示パネル３１へ導光する。導光パネル２５は、複数の光源４１に対して第２の方向（ｙ軸方向）に対向して配置される。導光パネル２５は、例えば樹脂製であり、複数の光源４１の熱により変形しない程度の距離Ｗの間隔を空けて光源４１に近接させて配置される。導光パネル２５は、光を導光する透明の複数の板で構成されている。導光パネル２５は、入射面４３と、出射面４５、底面４７、および対向面４９と、を有する。入射面４３と対向面４９とが、出射面４５と底面４７とが、それぞれ対向した面である。また、入射面４３及び対向面４９は、表示パネル３１の側面であり、それぞれ出射面４５及び底面４７と交差される。また、本実施形態において、第１の方向は、入射面４３の光の導光方向と出射方向とに対し垂直な方向でもある。
入射面４３は、光源部２３と対向し、複数の光源４１からの出射光が入射する。入射面４３は矩形形状を有する。入射面４３の長手方向は、第１の方向（ｘ軸方向）である。入射面４３は、表示パネル３１と導光パネル２５とが積層される第３の方向（ｚ軸方向）と垂直な第２の方向（－ｙ軸方向）における、導光パネル２５の一端面である。入射面４３は、長手方向視で中央部に光路屈折部６１を有する。光路屈折部６１は長手方向に延びた凹形状部である。
対向面４９は、入射面４３と対向する。出射面４５は、入射面４３および対向面４９に交差する方向に配置される。入射面４３から入射した光が出射面４５から出射する。出射面４５は、第１の方向と、第１の方向と直交する第２の方向とで規定される面である。出射面４５は、表示パネル３１と対向する。
なお、出射面４５には、レンチキュラーレンズ形状部を有してもよい。レンチキュラーレンズ形状部は、複数のシリンドリカル形状部からなる。各シリンドリカル形状部の母軸は、第１の方向に平行であってもよい。これらのシリンドリカル形状部は、第２の方向に配列されてもよい。これらのシリンドリカル形状部により、第１の方向に平行で、第２の方向に並んだ縞状の輝度むらを軽減できる。
底面４７は、出射面４５と対向する。底面４７は、出射面４５に対して傾斜している。底面４７と出射面４５との間隔は、入射面４３から離れる程狭い。第３の方向（ｚ軸方向）における、底面４７と出射面４５との間隔が徐々に狭まるので、導光パネル２５の、第２の方向と第３の方向で規定される断面（ｙｚ断面）の形状は、楔形である。底面４７は、図４に示すように、プリズム面５１が形成されている。図４は、導光パネル２５の底面４７の断面の部分拡大図である。図３に示す底面４７の一部分Ｅａの拡大図が図４に示される。
プリズム面５１は、複数のプリズム５１ａを有する。プリズム５１ａは、例えば、楔形状を有する。プリズム５１ａは、プリズム面５１の面５１ｂから出射面４５側に傾斜した斜面５１ｃを有する。斜面５１ｃと面５１ｂとの角度θ１は、５°以下が望ましい。プリズム５１ａにより、底面４７で反射する光線の反射角度がより大きくなる。これにより、底面４７で反射した光線が出射面４５で全反射条件から外れやすくなり、出射面４５から出射する光量を増やすことができる。
鏡面反射部材２７は、少なくとも出射面４５の反対側、すなわち底面４７側に導光パネル２５に沿って配置される。鏡面反射部材２７は、入射面４３から導光パネル２５に入射した光が底面４７から出射しようとする際に、導光パネル２５の内方向へ再び光を反射させる。鏡面反射部材２７の材料は、可能な限り反射率の高いものであることが望ましい。鏡面反射部材２７の材料は、例えば、金属である。鏡面反射部材２７は、導光パネル２５上に金属膜を蒸着させたり、あるいは金属膜を貼り付けたりすることで形成される。
光線制御部材２９は、導光パネル２５の出射側に配置される。すなわち、光線制御部材２９は、導光パネル２５と表示パネル３１との間に配置される。光線制御部材２９は、導光パネル２５の出射面４５と対向する面に、三角形状プリズムの列を有する。これらの三角形状プリズムの形状は、第１の方向に平行な軸を母軸とする三角柱形状である。これらの三角形状プリズムは、第２の方向に配列されている。三角形状プリズムの頂角は、約６０度が好ましい。
導光パネル２５から光線制御部材２９へ出射してきた光線は、第３の方向へ立ち上がる。導光パネル２５の出射面４５からは全反射条件が破れた角度で光線が出射されるため、この出射光の角度は、第３の方向に対して、６０～７０度の角度を有している。三角形状プリズムの頂角を、約６０度とすることにより、映像表示装置２１を第３の方向から見る時、最も輝度を高くできる。
光線制御部材２９の、三角形状プリズムが形成された面の反対側の面、つまり出射側の面には、円筒状レンズの列を有してもよい。これらの円筒状レンズは、第１の方向に平行な軸を母軸とする半円柱形状である。これらの円筒状レンズは、第２の方向に配列されている。円筒状レンズは、三角形状プリズムにより第３の方向へ立ち上げられた光を偏向し、正面輝度を向上させる。三角形状プリズムの列と円筒状レンズの列のピッチは、それぞれ等しい。各三角形状プリズムと各円筒状レンズとは、第３の方向の位置が合うように向かい合って配置されることが好ましい。このように三角形状プリズムと円筒状レンズを配置することで、映像表示装置２１の表示を第３の方向から観察する場合に、全体的に輝度分布の均一性が向上する。
また、三角形状プリズムの列と円筒状レンズの列のピッチを等ピッチとし、かつ各三角形状プリズムと各円筒状レンズの第２の方向の位置をずらしてもよい。このような形態にすれば、第３の方向に対して角度をもった方向から観察する場合に、輝度を最も高くできる。なお、三角形状プリズムの列と円筒状レンズの列のピッチは視認できない程度に小さくすることが望ましい。具体的には、１ｍｍ以下程度にすることが望ましい。
透過型の表示パネル３１は、光線制御部材２９の出射側に配置される。透過型の表示パネル３１は、例えばドットマトリクス表示方式のＴｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＴＦＴ）透過型液晶パネルである。
導光パネル２５および光線制御部材２９の材料は、予め定められた屈折率を有する透明材料である。透明材料の屈折率は、例えば１．４から１．６程度である。このような透明材料としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト等の樹脂が挙げられる。本実施形態では、例えば、耐熱性を考慮してポリカーボネイトを用いている。
また、本実施形態では、映像表示装置２１を、アイボックスＤｂの範囲が比較的限定されるヘッドアップディスプレイ１１に用いる。換言すると、映像表示装置２１の出射する光は、指向性が比較的高い。したがって、導光パネル２５の材料には、実質的に散乱材を含まない材料を用いる。これにより導光パネル２５の内部では、指向性を持った光線が反射を繰り返しながら導光される。
［１－２－３．導光パネルの入射面の構成］
以下、図５を参照して実施形態１の導光パネル２５の入射面４３の構成について詳細に説明する。図５は、実施形態１における導光パネル２５の断面の模式図である。この断面は、第２の方向と第３の方向とで規定される面であり、すなわちｙｚ断面である。
導光パネル２５の入射面４３は、光源４１と対向し出射面４５と接続する第１入射面４３ａと、光源４１と対向し底面４７と接続する第２入射面４３ｂと、第１入射面４３ａと第２入射面４３ｂとの間に形成された光路屈折部６１を有する。例えば、光路屈折部６１は、凹状部であり、光の導光方向と出射方向とに対し垂直な方向から見て、光源部２３のＺ方向における中央からの垂線と交差するように配置されている。
光路屈折部６１は、第１入射面４３ａと接続する第１斜面６１ａと、第１斜面６１ａおよび第２入射面４３ｂと接続する第２斜面６１ｂとを有する。第１斜面６１ａは、第１入射面４３ａの光源４１側から対向面４９側へ延び、第２斜面６１ｂは、第１斜面６１ａの対向面４９側から光源４１側へ延びる。第１斜面６１ａおよび第２斜面６１ｂは、例えば、二等辺三角形の斜辺状である。導光パネル２５の入射面４３は、入射面４３の長手方向視で、入射面４３の一部である斜面６１ａおよび６１ｂが残りの部分である第１入射面４３ａおよび第２入射面４３ｂに対して傾斜する。
図５および図６を参照して、入射面に入射する光路について説明する。図６は、従来の導光パネル１０２の断面模式図である。光路屈折部６１は、光源４１から入射面４３へ直交またはそれに近い角度で入射する光線の屈折角度を大きくする。これにより、光源４１から入射面４３へ入射した光線が直進して対向面４９から出射するのを低減し、底面４７へ進行方向を曲げ底面４７で反射させやすくする。この結果、出射面４５から出射する光量を増加させることができる。
図６に示すように、導光パネル１０２の入射面１０４が光路屈折部６１を有さない場合、光源１０１から入射面１０４へ直交またはそれに近い角度で入射する光線は、入射面１０４で第２の方向と準平行となるように屈折し、直進性が強くそのまま入射面１０４に対向する対向面４９から出射する。この結果、出射面１０３から出射する光量が減少する。
次に、図７および図８を参照して、底面４７で一度も反射しない光について説明する。図７は、導光パネル２５を単純化したモデルの説明図である。図８は、導光パネルの部分断面の模式図である。導光パネル２５の断面形状は楔形であったが、単純化したモデルでは矩形形状とする。底面４７で一度も反射しない光として、例えば、直接、対向面４９に入射する光と、出射面４５で全反射されて対向面４９に入射する光とが考えられる。
導光パネル２５の入射面４３から対向面４９に直接入射する光の角度β１は、第１入射面４３ａおよび第２入射面４３ｂに対して垂直な線との角度である。底面４７で一度も反射しない光線は、出射面４５から直接出射する場合を除いて、対向面４９から出射する。したがって、光源４１の中央部から出射され、入射面４３で底面４７側に屈折した光線で、１度も底面４７で反射しない光線は少なくとも出射面４５から取り出されない。
導光パネル２５の入射面４３から対向面４９までの長さＬ、導光パネル２５の厚さＴ、および光源４１と導光パネル２５との距離Ｗとの関係について説明する。入射面４３から入射角β１で底面４７側に入射した光線が、入射面４３と同じ厚さＴの対向面４９の下端に到達するとする。距離Ｗが厚さＴに対して十分小さいので、以下の（１）式が成り立つ。
β１ ＝ arctan(Ｔ/２Ｌ) ・・・（１）式
角度β１よりも小さい角度で入射面４３から導光パネル２５内に導光された光線は、少なくとも出射面４５から取り出されない。入射面４３が屈折率ｎを有する場合、光源４１からの出射角α１はスネルの法則より以下の（２）式となる。
α１ ＝ arcsin(ｎ sin(β１)) ・・・（２）式
導光パネル２５の入射面４３の厚み方向の一部に光路屈折部６１が形成されているので、出射角α１よりも出射角が小さい光源４１からの出射光は、底面４７で反射する。
光源４１の中央から出射し、出射角がα１以下の光線の全てを光路屈折部６１に入射させることのできる光路屈折部６１の厚み方向の長さｔは以下の（３）式となる。なお、長さｔは、光源４１の発光面の中央付近に対向した所定の長さであり、導光パネル２５の入射面４３に入射した光が導光パネル２５の底面４７で反射できるようにする長さである。また、長さｔは、導光パネル２５の入射面４３に傾斜面がない場合に、例えば、図９に示すように平板状の場合に、導光パネル２５に入射した光で導光パネル２５の底面４７で反射しない光が導光パネル２５の入射面４３で入射する幅よりも大きい。（１）式～（３）式を満たすことで、底面４７で反射する光量を増やすことができる。
ｔ ≧ ２W tan(α１) ・・・（３）式
光源４１から直進する光線が導光パネル２５の入射面４３に入射し、角度β１より大きくなれば、直進する光線が底面４７で一度以上反射する。これを満たす、第１入射面４３ａおよび第２入射面４３ｂの面に対する第１斜面６１ａの角度θは、以下の（４）式となる。角度θは、入射面４３における凹状部の残りの部分である第１入射面４３ａおよび第２入射面４３ｂと凹状部を形成する第１斜面６１ａとの角度ともいえる。
θ ≧ arctan[１+sin(β１)/{ｎ cos(β１)}] ・・・（４）式
（３）式および（４）式を同時に満たす場合、光源４１の中央部から底面４７側（－Ｚ方向）に出射される全ての光線が底面４７で一度以上反射する。なお、出射面４５側（＋Ｚ方向）に出射され、出射面４５で全反射されて１度も底面４７で反射されずに対向面４９に入射する光線の角度β２について以下の（５）式が成立する。また、光源４１の中央から出射し、出射角がα２より小さい光線の全てを光路屈折部６１に入射させる光路屈折部６１の厚み方向の長さｔは以下の（６）式となる。また、光源４１からの出射角α２はスネルの法則より以下の（７）式となる。
β２＝ arctan(３Ｔ/２Ｌ) ・・・（５）式
ｔ ≧ ２W tan(α２) ・・・（６）式
α２ ＝ arcsin(ｎ sin(β２)) ・・・（７）式
（５）式～（７）式を満たすことで、＋Ｚ方向へ向かう光も底面４７で反射する光量を増やすことができる。導光パネル２５の断面形状が楔形の場合、導光パネル２５の厚みを対向面４９での導光パネルの厚みＴとして（５）式が成立する。
次に、図９から図１２を参照して、モデル化により算出されたｔ／Ｗおよびθについて、本実施形態の導光パネル２５の実際の形状で最適化をする。図９は、従来の導光パネル１０２の光路の一部を示す模式図である。図１０は、導光パネル２５の光路の一部を示す模式図である。図１１は、出射面４５から出射される光量の取り出し効率とｔ／Ｗとの関係を示すグラフである。図１２は、出射面４５から出射される光量の取り出し効率と角度θとの関係を示すグラフである。
例えば、厚みＴを対向面４９での導光パネル２５の厚みとして１．３４ｍｍ、入射面４３から対向面４９までの長さＬを７５ｍｍとする。また、例えば、光源４１と入射面４３の距離Ｗを１ｍｍとする。
図１１に示すように、ｔ／Ｗを大きくすると取り出し効率が低下する。また、図１２に示すようにθを大きくしても、取り出し効率が低下する。これは、表示パネル３１の投影領域となる出射面４５の使用領域よりも光源側で取り出される光線が増えるために、取り出し効率が低減する。取り出し効率を大きくし、輝度ムラを低減するには、（３）式および（４）式において等号が成立する値に近い値でｔ、θを設計する。図１０に示すように、光源４１からの出射角度αが２０°～５０°の光線は、導光パネル２５内の出射面４５および底面４７で反射を繰り返して、やがて出射面４５から出射される。また、光源４１からの出射角度αが０°～２０°の光線は、光路屈折部６１により入射角度を大きくされて導光パネル２５内に入射するので、対向面４９へ直進するのを防止することができる。図９に示す従来の導光パネルによると、光源４１からの出射角度α９が０°～２０°の光線は、入射面４３に入射しても直進性が強いので、対向面４９へ直進し、出射面４５から取り出すことができない。
［１－３．効果等］
以上のように、本実施形態の映像表示装置２１は、光を照射する光源部２３と、映像を表示する表示パネル３１と、光源部２３から照射された光を表示パネル３１へ導光する導光パネル２５と、を備える。導光パネル２５は、光源部２３と対向する入射面４３と、表示パネル３１と対向する出射面４５と、を有する。入射面４３は、出射面４５の側面であり、入射面４３の光の導光方向と出射方向とに対し垂直な方向から見て、入射面４３の一部が残りの部分である第１入射面４３ａおよび第２入射面４３ｂに対して傾斜する第１斜面６１ａおよび第２斜面６１ｂを有する。
これにより、光源部２３から出射角度の小さい光線が導光パネル２５の入射面４３に入射したとしても、第１斜面６１ａおよび第２斜面６１ｂを通過することで屈折角を大きくすることができる。この結果、導光パネル２５内に入射した光線は導光パネル２５内で反射することができ、出射面４５から取り出す光量を増加することができる。したがって、光量を増加した映像表示装置２１および映像表示装置２１を搭載したヘッドアップディスプレイ１１を提供することができる。
また、本実施形態において、導光パネル２５の入射面４３は、第１斜面６１ａおよび第２斜面６１ｂにより形成され、入射面４３の残りの部分である第１入射面４３ａおよび第２入射面４３ｂから窪んだ凹状部である光路屈折部６１を有する。光源部２３から出射角度の小さい光線が入射面４３に入射したとしても、第１斜面６１ａおよび第２斜面６１ｂが形成する凹状部の光路屈折部６１により屈折角を大きくすることができる。
また、本実施形態において、ヘッドアップディスプレイ１１は、映像表示装置２１を備えている。これにより、光量を増加したヘッドアップディスプレイ１１を提供することができる。
また、本実施形態において、車両１は、ヘッドアップディスプレイ１１を備えている。これにより、光量を増加したヘッドアップディスプレイ１１を備える車両１を提供することができる。
次に、本実施形態の光路屈折部６１の変形例について説明する。上述した光路屈折部６１は、図５に示すように、第１および第２入射面４３ａ、４３ｂから導光パネル２５の内側に凹んだ二等辺三角形状の凹部形状であったがこれに限らない。例えば、図１３に示すように、入射面４３Ａの光路屈折部６１Ａは、第１斜面６１Ａａが第２斜面６１Ａｂよりも短い。すなわち、第１斜面６１Ａａと第１入射面４３ａとの角度と、第２斜面６１Ａｂと第２入射面４３ｂとの角度が異なってもよい。光源４１の中心となる光軸は、光路屈折部６１の凹部の最もへこんだ箇所を通過しなくてもよく、例えば、第２斜面６１Ａｂを通過する。また、光源４１の発光面のＺ方向の長さよりも光路屈折部６１の長さｔの方が長くてもよい。
また、図１４に示すように、入射面４３Ｂの光路屈折部６１Ｂは、第１入射面４３ａから直交して導光パネル２５Ｂの内側へ延びる直交面６１Ｂａと直交面６１Ｂａと第２入射面４３ｂとを接続する斜面６１Ｂｂを有してもよい。直交面６１Ｂａと斜面６１Ｂｂは直角三角形の底面と斜面との関係になる。光源４１の光軸は、例えば、斜面６１Ｂｂを通過する。
また、図１５に示すように、入射面４３Ｃが有する光路屈折部６１Ｃは、第１および第２入射面４３ａ、４３ｂから導光パネル２５Ｃの外側に突出した凸部形状を有する。入射面４３Ｃは、第１入射面４３ａから光源４１側へ延びる第１斜面６１Ｃａと、第２入射面４３ｂから光源４１側へ延び、第１斜面６１Ｃａと接続する第２斜面６１Ｃｂとを有する。第１斜面６１Ｃａと第２斜面６１Ｃｂとは、二等辺三角形の２つの斜面の関係であってもよいし、それぞれ異なる長さを有してもよいし、直角三角形の底辺と斜面との関係であってもよい。光源４１の光軸が第１斜面６１Ｃａと第２斜面６１Ｃｂとで形成する稜線を通過してもよいし、どちらかの斜面を通過してもよい。
このように、本実施形態では、導光パネル２５Ｃの入射面４３Ｃは、第１斜面６１Ｃａおよび第２斜面６１Ｃｂにより形成され、入射面４３の残りの部分である第１入射面４３ａおよび第２入射面４３ｂから突出する凸状部である光路屈折部６１Ｃを有する。これにより、光源部２３から出射角度の小さい光線が入射面４３Ｃに入射したとしても、第１斜面６１Ｃａおよび第２斜面６１Ｃｂが形成する凸状部の光路屈折部６１Ｃにより屈折角を大きくすることができる。
次に、図１６、図１７を参照して、実施形態１の導光パネル２５の変形例について説明する。図１６は、実施形態１の変形例における導光パネル２５Ｄの斜視図であり、図１７は、実施形態１の変形例における導光パネル２５Ｄの断面から見た側面図である。
図１６に示すように、導光パネル２５Ｄの入射面４３Ｄは、各光源４１にそれぞれ対向する複数の凸面６３を有する。それぞれの凸面６３は、各光源４１に対向する方向に突出して湾曲する湾曲面である。そしてそれぞれの凸面６３の曲率中心の軸は、ｘｙ平面に対して垂直である。つまり、各凸面６３の曲率中心の軸は、第３の方向（ｚ軸方向）に平行である。導光パネル２５Ｄの、各凸面６３を有する部分を、それぞれシリンドリカル形状部６５とする。それぞれのシリンドリカル形状部６５の形状は、第３の方向に平行な直線を母軸とする半円柱形状である。なお、第３の方向とは、第１の方向と第２の方向の双方に直交する方向とする。複数のシリンドリカル形状部６５は、第１の方向に配列されている。各シリンドリカル形状部６５は、導光パネル２５と一体に形成されている。
シリンドリカル形状部６５の第３の方向の中央部には、光路屈折部６１Ｄが形成されている。出射面４５と接続されるシリンドリカル形状部６５の第１凸面６３ａから導光パネル２５Ｄの第２の方向の内側に向けて第１斜面６１Ｄａが形成されている。また、底面４７と接続されるシリンドリカル形状部６５の第２凸面６３ｂから導光パネル２５Ｄの第２の方向の内側に向けて第２斜面６１Ｄｂが形成されている。第１斜面６１Ｄａおよび第２斜面６１Ｄｂは曲面形状を有するが、平面であってもよい。光路屈折部６１Ｄは、第１斜面６１Ｄａおよび第２斜面６１Ｄｂにより構成される、長手方向に延びる凹部を有する。凹部は、各シリンドリカル形状部６５に形成されているので、入射面４３Ｄの長手方向に断続的に形成されている。
入射面４３Ｄは、各シリンドリカル形状部６５の外周面に接して、光源４１側に延びる突出部６７を有する。
図１８に示すように、突出部６７により、光源４１から出射する光線をコリメートすることができる。図１９は、突出部を有さないシリンドリカル形状部の光線の進行を示している。突出部６７を有するシリンドリカル形状部６５の方が、より多くの光線を集束することができる。
このように、本実施形態では、光源部２３は複数の光源４１を有し、入射面４３Ｄは、それぞれの光源４１と対向するようにシリンドリカル形状部６５を有し、シリンドリカル形状部６５に第１斜面６１Ｄａおよび第２斜面６１Ｄｂを有する。
（実施形態２）
以下、図２０を参照して、実施形態２の映像表示装置２１Ｅを説明する。実施形態２の映像表示装置２１Ｅは、導光パネル２５Ｅの形状が実施形態１の導光パネル２５と異なる。実施形態２において、実施形態１と同様の構成および機能を有する部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明や同様の効果の記載を省略する場合がある。
［２－１．構成］
映像表示装置２１Ｅは、光を照射する光源部２３と、導光パネル２５Ｅと、反射部材としての鏡面反射部材２７と、光線制御部材２９と、映像を表示する表示パネル３１と、を備える。
導光パネル２５Ｅは、入射面４３と、出射面４５、底面４７Ｅ、および対向面４９と、を有する。
底面４７Ｅは、入射面４３に近い第１主面７１と、第１主面７１よりも入射面４３から遠い第２主面７３とを有する。第１主面７１および第２主面７３は、入射面４３および出射面４５に対して傾斜している。第１主面７１と入射面４３との第３角度γ２と、第２主面７３と入射面４３との第４角度ε２とする。第３角度γ２と第４角度ε２との関係は、γ２＜ε２である。言い換えると、第１主面７１と出射面４５との第１角度（９０－γ２）と、第２主面７３と出射面４５との第２角度（９０－ε２）との関係は、第１角度（９０－γ２）＞第２角度（９０－ε２）である。このように、底面４７Ｅの傾斜を２段以上に形成している。
第１主面７１は、出射面４５に対しては第２主面７３よりも傾いているので、第１主面７１で反射した光線の角度を大きくすることができる。また、第１主面７１と第２主面７３との境界線７５は、出射面４５における表示パネル３１の出射面４５への投影領域４５ａよりも入射面４３側（光源４１側）にある。これにより、投影領域４５ａよりも光源４１側において底面４７Ｅで反射する光線の角度を大きくすることができるので、出射面４５の投影領域４５ａから取り出される光量を増やすことができる。
第２主面７３は、実施形態１の底面４７と同様に、プリズム面５１が形成されている。したがって、第２主面７３は、複数のプリズム５１ａを有する。これにより、第２主面７３で反射する光線の角度を大きくすることができ、第２主面７３で反射した光線が出射面４５での全反射条件を外しやすくしている。
また、図２１に示すように、底面４７Ｆの第１主面７１Ａと第２主面７３Ａとで、入射面４３に対する角度γ３は両面とも同じであるが、第１主面７１Ａにも異なる角度のプリズム面５３を形成することで、第１主面７１Ａと第２主面７３Ａとで底面４７Ｆの傾斜を２段階にしてもよい。
図２２に示すように、プリズム面５３は、複数のプリズム５３ａを有する。プリズム５３ａは、例えば、楔形状を有する。プリズム５３ａは、プリズム面５３の面５３ｂから出射面４５側に傾斜した斜面５３ｃを有する。斜面５３ｃと面５３ｂとの角度θ２は、プリズム面５１の角度θ１よりも大きい。したがって、結果的に、第１主面７１Ａと出射面４５との角度は、第２主面７３Ａと出射面４５との角度よりも大きくなる。
また、図２３に示すように、出射面も傾斜を２段階にしてもよい。出射面４５Ｇの非投影領域４５ｂの一部である第３主面４５Ｇａを、出射面４５Ｇの投影領域４５ａと投影領域４５ａから第３主面４５Ｇａまで延びる非投影領域４５ｂの一部とで形成される第４主面４５Ｇｂよりも表示パネル３１側に傾斜させることで、導光パネル２５Ｇの厚みを厚くすることができる。第３主面４５Ｇａと入射面４３との第５角度γ４および第１主面７１と入射面４３との第３角度γ５は、第２主面７３と入射面４３との第２角度ε３よりも小さい。別の言い方をすると、出射面４５Ｇは、入射面４３に近い第３主面４５Ｇａと第３主面４５Ｇａよりも入射面４３から遠い第４主面４５Ｇｂとを有し、第３主面４５Ｇａは第４主面４５Ｇｂに対して、第３の方向において、表示パネル３１側、すなわち、光源部２３とは反対側に傾いている。第３主面４５Ｇａは第４主面４５Ｇｂに対して、角度（９０－γ４）を有する。これにより、光源４１から取り込める光量を増やすことができる。また、入射面４３から入射した光線が第３主面４５Ｇａで反射する角度を大きくすることができ、投影領域４５ａで全反射条件を外しやすくなる。また、出射面４５Ｇおよび底面４７Ｅの両面とも複数傾斜とすることで、出射面４５Ｇの投影領域４５ａを含む第４主面４５Ｇｂから出射する光量をより増加することができる。また、第３角度γ５と第５角度γ４は同じであってもよい。
［２－３．効果等］
以上のように、本実施形態の映像表示装置２１Ｅは、光を照射する光源部２３と、映像を表示する表示パネル３１と、光源部２３から照射された光を表示パネル３１へ導光する導光パネル２５Ｅと、を備える。導光パネル２５Ｅは、光源部２３と対向する入射面４３と、表示パネル３１と対向する出射面４５と、表示パネル３１とは反対側に出射面４５と対向する底面４７Ｅとを有する。底面４７Ｅは、入射面４３に近い第１主面７１と、第１主面７１よりも入射面４３から遠い第２主面７３とを有し、第１主面７１および第２主面７３は、出射面４５に対して傾斜し、第１主面７１と出射面４５との第１角度（９０－γ２）は第２主面７３と出射面４５との第２角度（９０－ε２）よりも大きい。
これにより、第１主面７１で反射する光線の角度を大きくすることができるので、導光パネル２５Ｅ内で反射を繰り返して出射面４５で全反射条件から外れて取り出される光量を増やすことができる。また、光量を増加した映像表示装置２１および映像表示装置２１を搭載したヘッドアップディスプレイ１１を提供することができる。さらに、出射面４５の表示パネルの投影領域から出射する光量を均一化することもできる。
また、本実施形態において、第２主面７３は、第２主面７３から出射面４５に向けて傾斜された複数のプリズム５１ａを有する。
また、本実施形態において、出射面４５Ｇは、入射面４３に近い第３主面４５Ｇａと第３主面４５Ｇａよりも入射面４３から遠い第４主面４５Ｇｂとを有し、第３主面４５Ｇａは第４主面４５Ｇｂに対して、前記入射面の光の導光方向と出射方向とに対し垂直な方向から見て、表示パネル３１側に傾斜している。これにより、光源４１から取り込める光量を増やすことができる。
（実施形態３）
以下、図２４を参照して、実施形態３の映像表示装置２１Ｈを説明する。実施形態３の映像表示装置２１Ｈは、導光パネル２５Ｈと光源４１との間にミラー８１が設けられている点で実施形態１の導光パネル２５と異なる。実施形態３において、実施形態１と同様の構成および機能を有する部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明や同様の効果の記載を省略する場合がある。
［３－１．映像表示装置の構成］
光源部２３は、導光パネル２５Ｈと間隔を置いて配置されている。光源部２３と導光パネル２５Ｈとの間に、光源部２３から照射された光を反射して前記導光パネルに入射させるミラー８１を備える。ミラー８１は、出射面４５側に配置された第１ミラー８１ａと底面４７側に配置された第２ミラー８１ｂとを有する。第１ミラー８１ａは、光源部２３と導光パネル２５Ｈとの間隙を出射面４５側から覆うように配置されている。第２ミラー８１ｂは、光源部２３と導光パネル２５Ｈとの間隙を底面４７側から覆うように配置されている。
導光パネル２５Ｈの厚みは薄ければ薄いほど、底面４７での光線の反射機会を増やすことができ、導光パネル２５Ｈに入射した光の取り出し効率を向上させることができる。しかしながら、導光パネル２５Ｈの厚みを薄くすると、光源部２３から導光パネル２５Ｈの入射面４３へ直接入射する光量が減少する。そこで、ミラー８１を光源部２３の第２の方向に配置することで、光源部２３から漏れた光線を反射させて導光パネル２５Ｈの入射面４３へ入射させる。これにより、導光パネル２５Ｈへ取り込む光量を増やすことができる。
ミラー８１と導光パネル２５Ｈとの第２の方向における距離ｄは小さい方が望ましい。具体的には、距離ｄは０．５ｍｍ以下が好ましい。第１ミラー８１ａを出射面４５に沿って光線制御部材２９の近傍にまで延ばすことで、出射面４５の非投影領域４５ｂから全反射条件を外れて出射する光線を反射させて、再び出射面４５から導光パネル２５Ｈ内へ入射させることができる。これにより、導光パネル２５Ｈからの光の取り出し効率を向上させることができる。
第２ミラー８１ｂは、鏡面反射部材２７と一体化してもよい。これにより、底面４７側に漏れた光線を導光パネル２５Ｈの投影領域４５ａへ効率よく導光することができる。
［３－２．効果等］
以上のように、本実施形態の映像表示装置２１Ｈにおいて、光源部２３は、導光パネル２５Ｈと間隔を置いて配置され、光源部２３と導光パネル２５Ｈとの間に、光源部２３から照射された光を反射するミラー８１を備える。
これにより、光源部２３から導光パネル２５Ｈへ直接入射できなかった光線をミラー８１で反射させて導光パネル２５Ｈへ入射させることができるので、導光パネル２５Ｈへ取り込む光量を増やすことができる。この結果、導光パネル２５Ｈから表示パネル３１へ出射する光量を増やすことができる。特に、光源４１と入射面４３の距離Ｗが１ｍｍで、入射面４３の厚みｔが３．０ｍｍよりも薄い場合、ミラー８１の設置効果が大きくなる。
また、第１ミラー８１ａは、導光パネル２５Ｈの出射面４５側に配置されている。これにより、光源部２３から出射面４５側に漏れた光線を導光パネル２５Ｈの入射面４３へ入射させることができる。
また、第２ミラー８１ｂは、導光パネル２５Ｈの底面４７側に配置されている。これにより、光源部２３から底面４７側に漏れた光線を導光パネル２５Ｈの入射面４３へ入射させることができる。
（実施形態４）
以下、図２５を参照して、実施形態４の映像表示装置２１Ｉを説明する。実施形態４の映像表示装置２１Ｉは、実施の形態２の導光パネル２５Ｇに、実施の形態１の光路屈折部６１と実施の形態３のミラー８１を組み合わせたものである。
［４－１．構成］
映像表示装置２１Ｉは、光を照射する光源部２３と、導光パネル２５Ｉと、反射部材としての鏡面反射部材２７と、光線制御部材２９と、映像を表示する表示パネル３１と、ミラー８１Ａを備える。
導光パネル２５Ｉは、光源部２３と対向する入射面４３と、表示パネル３１と対向する出射面４５Ｇ、底面４７Ｅ、および対向面４９と、を有する。入射面４３は、出射面４５の側面であり、入射面４３の光の導光方向と出射方向とに対し垂直な方向から見て、入射面４３の一部が残りの部分である第１入射面４３ａおよび第２入射面４３ｂに対して傾斜する第１斜面６１ａおよび第２斜面６１ｂを有する。
底面４７Ｅは、入射面４３に近い第１主面７１と、第１主面７１よりも入射面４３から遠い第２主面７３とを有する。第１主面７１および第２主面７３は、出射面４５に対して傾いている。第１主面７１と出射面４５との第１角度（９０－γ５）は第２主面７３と出射面４５との第２角度（９０－ε３）よりも大きい。また、出射面４５Ｇは、入射面４３に近い第３主面４５Ｇａと第３主面４５Ｇａよりも入射面４３から遠い第４主面４５Ｇｂとを有する。第３主面４５Ｇａは第４主面４５Ｇｂに対して、第３の方向において、表示パネル３１側、すなわち、光源部２３とは反対側に傾いている。
光源部２３は、導光パネル２５Ｉと間隔を置いて配置されている。光源部２３と導光パネル２５Ｉとの間に、光源部２３から照射された光を反射して前記導光パネルに入射させるミラー８１Ａを備える。ミラー８１Ａは、出射面４５Ｇ側に配置された第１ミラー８１Ａａと底面４７Ｅ側に配置された第２ミラー８１Ａｂとを有する。第１ミラー８１Ａａは、光源部２３と導光パネル２５Ｉとの間隙を出射面４５Ｇ側から覆うように、第３主面４５Ｇａ、第１入射面４３ａおよび光源４１に沿って配置されている。第２ミラー８１Ａｂは、光源部２３と導光パネル２５Ｉとの間隙を底面４７側から覆うように、第１主面７１、第２入射面４３ｂおよび光源４１に沿って配置されている。
［４－２．効果等］
以上のように、本実施形態の映像表示装置２１Ｉは、光源部２３から出射角度の小さい光線が導光パネル２５Ｉの入射面４３に入射したとしても、第１斜面６１ａおよび第２斜面６１ｂを通過することで屈折角を大きくすることができる。この結果、導光パネル２５Ｉ内に入射した光線は導光パネル２５Ｉ内で反射することができ、出射面４５Ｇから取り出す光量を増加することができる。したがって、光量を増加した映像表示装置２１Ｉおよび映像表示装置２１Ｉを搭載したヘッドアップディスプレイ１１を提供することができる。
また、底面４７Ｅで反射した光線の角度を大きくすることができ、出射面４５Ｇにおいて全反射条件を外しやすくなるので、出射面４５Ｇから出射する光量を増やすことができる。この結果、光量をさらに増加した映像表示装置２１Ｉおよび映像表示装置２１Ｉを搭載したヘッドアップディスプレイ１１を提供することができる。また、出射面４５Ｇの表示パネル３１の投影領域から出射する光量を均一化することもできる。
また、光源部２３から導光パネル２５Ｉへ直接入射できなかった光線をミラー８１Ａで反射させて導光パネル２５Ｉへ入射させることができるので、導光パネル２５Ｉへ取り込む光量を増やすことができる。この結果、導光パネル２５Ｉから表示パネル３１へ出射する光量をさらに増やすことができる。
（実施形態５）
以下、図２６、図２７を参照して、実施形態１の映像表示装置２１の変形例としての実施形態５を説明する。実施形態５の映像表示装置２１は、実施の形態１の導光パネル２５における光路の条件をより細かく設定している。
［５－１．構成］
表示パネル３１の使用領域の中心で出射される光が導光パネル２５の入射面４３で第１斜面６１ａ及び第２斜面６１ｂに入射しない条件を説明する。角度α３は、光源４１から出射した光線が第１斜面６１ａ及び第２斜面６１ｂに入射しない、出射角である。角度β３は、入射面４３における光路屈折部６１の残りの部分である第１入射面４３ａ及び第２入射面４３ｂから導光パネル２５内に入射した光線と、第１入射面４３ａ及び第２入射面４３ｂに対して垂直な線との角度である。
光路屈折部６１における導光パネル２５の厚さ方向の長さｔ、及び、導光パネル２５と光源４１との距離W、が以下の（８）式を満たす。
t ＜ ２Ｗ tan(α３) ・・・（８）式
（８）式を満たす場合、すなわち、凹状部である光路屈折部６１の長さｔが右辺の値より小さい場合に、表示パネル３１の使用領域の中心で出射される光は、光路屈折部６１に入射しない。
空気中の光線角度として、導光パネル２５の屈折率ｎと、角度α３と、角度β３とで、以下の（９）式を満たす。
α３ ＝ arcsin(ｎ sin(β３)) ・・・（９）式
表示パネル３１の使用領域の中央に出射する導光パネル２５内への入射角度の条件として、立ち上がり角度γ１を用いて、以下の（１０）式を満たす。なお、立ち上がり角度γ１は、γ１＝γａ＋γｂを満たす。角度γａは底面の傾斜角度であり、γｂは底面のプリズム構造のプリズム角度である。例えば、底面が傾斜していない場合(γａ = 0)、γ１＝γｂとなり、立ち上がり角度γ１は、プリズム構造のプリズムの角度となる。
T arctan((φ＋β３)/２)×(φ－β３)/γ１ ＝ Ｌ－Ｐ/２ ・・・（１０）式
出射面４５での全反射破れの角度の条件として、以下の（１１）式を満たす。
φ ＝ ９０－arcsin(１/ｎ) ・・・（１１）式
［５－２．効果等］
以上のように、本実施形態の映像表示装置２１は、（８）式～（１１）式の条件を満たす構成であるので、光路屈折部６１のない場合に表示パネル３１の使用領域の中心から出射する光は、本実施形態において、光源４１から出射して、第１入射面４３ａ及び第２入射面４３ｂに入射し、表示パネル３１の使用領域の中心から出射する。このように、第１斜面６１ａ及び第２斜面６１ｂから入射せずに導光パネル２５内に入射する光も表示パネル３１の使用領域から取り出されるので、光路屈折部６１によって光の利用効率が低下することはない。したがって、光量を増加した映像表示装置２１および映像表示装置２１を搭載したヘッドアップディスプレイ１１を提供することができる。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態１～５を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、実施形態１～５で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
上記の実施形態では、透過型の表示パネル３１としてＴＦＴ透過型液晶パネルを例示したが、透過型の表示装置であれば他の表示素子を用いることもできる。
上記の実施形態では、導光パネル２５あるいは導光パネル２５と表示パネル３１とが平行になるように配置されているが、傾けて配置することもできる。
上記の実施形態では、光源４１としてＬＥＤを例示したが、レーザーダイオードや有機発光ダイオードなどを用いることもできる。
上記の実施形態では、光源４１は表示パネル３１の長辺方向に並べて配置したが、短辺方向に並べて配置することもできる。
本実施の形態のヘッドアップディスプレイ１１が搭載される移動体は、自動車の車両に限られず、鉄道車両、バイク、航空機、ヘリコプター、船舶、及びその他の人を搬送する各種の装置を含む。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、映像表示装置に適用可能である。また、ヘッドアップディスプレイに本開示は適用可能である。
１ 車両
３ ウインドシールド
１１ ヘッドアップディスプレイ
１３ 反射光学ユニット
１５ 筐体
１７ 第１ミラー
１９ 第２ミラー
２１－２１Ｈ 映像表示装置
２３ 光源部
２５－２５Ｈ 導光パネル
２７ 鏡面反射部材
２９ 光線制御部材
３１ 表示パネル
４１ 光源
４３ 入射面
４３ａ 第１入射面
４３ｂ 第２入射面
４５、４５Ｇ 出射面
４５ａ 投影領域
４５ｂ 非投影領域
４５Ｇａ 第３主面
４５Ｇｂ 第４主面
４７、４７Ｅ 底面
４９ 対向面
５１、５３ プリズム面
５１ａ、５３ａ プリズム
５１ｂ シート面
５１ｃ 斜面
６１、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｄ 光路屈折部
６１ａ、６１Ａａ、６１Ｄａ 第１斜面
６１ｂ、６１Ａｂ、６１Ｂｂ、６１Ｄｂ 第２斜面
６１Ｂａ 直交面
６１Ｂｂ 斜面
６３ 凸面
６５ シリンドリカル形状部
６７ 突出部
７１ 第１主面
７３ 第２主面
７５ 境界線
８１ ミラー
８１ａ 第１ミラー
８１ｂ 第２ミラー
１０１ 光源
１０２ 導光パネル
１０３ 出射面
１０４ 入射面
１０５ 底面
Ｄａ 観察者
Ｄｂ アイボックス

Claims (13)

  1. 光を照射する光源部と、
    映像を表示する表示パネルと、
    前記光源部から照射された光を前記表示パネルへ導光する導光パネルと、を備え、
    前記導光パネルは、前記光源部と対向する入射面と、前記表示パネルと対向する出射面と、前記表示パネルとは反対側に前記出射面と対向する底面と、を有し、
    前記入射面は、前記出射面と前記底面との間に位置する、前記導光パネルの側面であり、
    前記入射面は、前記出射面における光の出射方向から見て、前記光源部に対向する凸面と、前記凸面の外周面に接して前記光源部側に延び、前記光源部から出射する光をコリメートする突出部とを有するとともに、前記入射面における光の導光方向と前記出射面における光の出射方向とに対し垂直な第１の方向から見て、前記光源部の発光面の中央に対向した所定の長さの、前記凸面の入射面の一部が残りの部分から窪んだ凹状部を有し、
    前記凹状部は、前記凸面のみに前記第１の方向に延びた第１斜面と第２斜面で形成される、
    映像表示装置。
  2. 前記凹状部は、前記第１の方向から見て、前記光源部の中央からの垂線と交差するように配置された、
    請求項１に記載の映像表示装置。
  3. 前記第１の方向から見て、
    前記入射面は、前記凹状部を１つ有し、
    前記凹状部の厚み方向の長さｔと、前記光源部と前記導光パネルとの距離Ｗと、前記光源部から前記底面へ向かう光線の出射角α１と、前記入射面に対する垂線との角度β１と、前記導光パネルの屈折率ｎと、前記導光パネルの長さＬと、前記入射面に対向する対向面での前記導光パネルの厚みＴと、が以下の関係式を満たす、
    請求項１または２に記載の映像表示装置。
    ｔ≧２Ｗ tan(α１）、
    α１＝arcsin{ｎ sin(β１)}、
    β１＝arctan(Ｔ/２Ｌ)
  4. 前記第１の方向から見て、
    前記入射面は、前記凹状部を１つ有し、
    前記凹状部の厚み方向の長さｔと、前記光源部と前記導光パネルとの距離Ｗと、前記光源部から前記出射面へ向かう光線の出射角α２と、前記入射面に対する垂線との角度β２と、前記導光パネルの屈折率ｎと、前記導光パネルの長さＬと、前記入射面に対向する対向面での前記導光パネルの厚みＴと、が以下の関係式を満たす、
    請求項１または２に記載の映像表示装置。
    ｔ≧２Ｗ tan(α２)、
    α２＝arcsin{ｎ sin(β２)}、
    β２＝arctan(３Ｔ/２Ｌ)
  5. 前記長さｔと、前記距離Ｗと、前記光源部からの出射角度α３と、前記屈折率ｎと、前記長さＬと、前記出射面を透過する光（線）の前記出射面との角度φと、前記入射面における前記凹状部の残りの部分から導光パネル内に入射した光線と前記入射面における前記凹状部の残りの部分に対して垂直な線との角度β３と、前記表示パネルの長さＰと、前記導光パネルの前記底面の立ち上がり角度γ１と、が以下の関係式を満たす、
    請求項３または４に記載の映像表示装置。
    ｔ＜２Ｗ tan(α３)、
    α３＝arcsin{ｎ sin(β３)}、
    Ｔ arctan{(φ+β３)/２}・(φ-β３)/γ１＝Ｌ-Ｐ/２、
    φ＝９０－arcsin(１/ｎ)
  6. 前記光源部は複数の光源を有し、
    前記入射面は、それぞれの前記光源と対向するように前記凸面を複数有する、
    請求項１から５のいずれか１つに記載の映像表示装置。
  7. 前記凸面は、シリンドリカル形状である、
    請求項１から５のいずれか１つに記載の映像表示装置。
  8. 前記入射面に対する垂線との角度β１と、前記凹状部を形成する第１斜面と前記入射面における前記凹状部の残りの部分である第１入射面との角度θと、が以下の関係式を満たす、
    請求項３に記載の映像表示装置。
    θ ≧ arctan[１+sin(β１)/{ｎ cos(β１)}]
  9. 前記光源部は、前記導光パネルと間隔を置いて配置され、
    前記光源部と前記導光パネルとの間に、前記光源部から照射された光を反射して前記導光パネルに入射させるミラーを備える、
    請求項１から８のいずれか１つに記載の映像表示装置。
  10. 前記ミラーは、前記導光パネルの前記出射面側に配置されている、
    請求項９記載の映像表示装置。
  11. 前記ミラーは、前記導光パネルの前記出射面の反対側に配置されている、
    請求項９または１０に記載の映像表示装置。
  12. 請求項１から１１のいずれか１つに記載の映像表示装置を備えた、
    ヘッドアップディスプレイ。
  13. 請求項１２に記載のヘッドアップディスプレイを備えた、
    車両。
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