WO2012132579A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

ヘッドアップディスプレイ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012132579A1
WO2012132579A1 PCT/JP2012/053123 JP2012053123W WO2012132579A1 WO 2012132579 A1 WO2012132579 A1 WO 2012132579A1 JP 2012053123 W JP2012053123 W JP 2012053123W WO 2012132579 A1 WO2012132579 A1 WO 2012132579A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
light source
head
display device
light
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/053123
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宗也 松浦
麻衣子 斎藤
裕輝 春山
Original Assignee
日本精機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本精機株式会社 filed Critical 日本精機株式会社
Priority to CN201280014587.0A priority Critical patent/CN103460114B/zh
Priority to KR1020137025954A priority patent/KR101866603B1/ko
Priority to US14/007,195 priority patent/US9081179B2/en
Priority to EP12763278.4A priority patent/EP2690484B1/en
Publication of WO2012132579A1 publication Critical patent/WO2012132579A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G02B2027/012—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • G02F1/133317—Intermediate frames, e.g. between backlight housing and front frame
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133608—Direct backlight including particular frames or supporting means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133628—Illuminating devices with cooling means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/01—Function characteristic transmissive
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/28—Reflectors in projection beam

Definitions

  • the present invention relates to a head-up display device.
  • various head-up display devices that have been proposed conventionally emit display light emitted from a liquid crystal display including an illumination optical system including a light source and a liquid crystal display panel via a projection member made of a vehicle windshield or a dedicated combiner.
  • a virtual image is displayed by projecting on a viewpoint range (hereinafter also referred to as an eye box) of an observer (mainly a driver in a vehicle head-up display device).
  • a conventional head-up display device is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • Such a head-up display device has, as an illumination optical system, a condenser lens that collects the illumination light emitted from the light emitting element, a lenticular lens that spreads the illumination light collected by the condenser lens at least in the lateral direction, and a toroidal surface.
  • a condensing lens that collects the illumination light emitted from the light emitting element
  • a lenticular lens that spreads the illumination light collected by the condenser lens at least in the lateral direction
  • a toroidal surface a condensing lens.
  • the display member can be transmitted and illuminated so as to correspond to the eye box of the observer, and a virtual image can be displayed with high brightness.
  • a head-up display device using a lenticular lens it is arranged in a large portion in the oblique direction with respect to the optical axis (particularly, light that is simultaneously inclined in the longitudinal and lateral directions other than the so-called oblique lateral and oblique longitudinal directions). Light control is difficult, and the light distribution intensity in the oblique direction with respect to the optical axis is lower than the light distribution intensity in the vertical and horizontal directions with respect to the optical axis. There was a problem.
  • the head-up display device is required to have a light distribution angle characteristic different from that of a projector or the like, and it is necessary to realize a desirable light distribution angle characteristic.
  • the present invention can improve the light irradiation efficiency to the eye box, can suppress the luminance change amount of the display image accompanying the movement of the viewpoint, and can realize a desirable light distribution angle characteristic.
  • An object is to provide a display device.
  • the present invention provides a head-up display device that displays a virtual image by guiding display light emitted from a display device including an illumination optical system and a display member to a viewpoint region of an observer via a projection member.
  • the illumination optical system includes: A light source that emits light; A lens array for dividing the light beam and generating a plurality of images of the light source; A field lens that causes the light beam emitted from the image of the light source generated by the lens array to enter the display member at a predetermined angle;
  • the lens array is arranged such that an image plane of the light source generated by the lens array is positioned on a principal point side of the field lens with respect to an object side focal point of the field lens.
  • the light irradiation efficiency to the eye box can be improved, the amount of change in luminance of the display image accompanying the viewpoint movement can be suppressed, and a desirable light distribution angle characteristic can be realized.
  • FIG. 1 is a schematic view of a head-up display device according to an embodiment of the present invention. Sectional drawing of a head-up display apparatus same as the above. The figure explaining the optical path in a head-up display apparatus same as the above. The perspective view which shows the fixing method of the 1st case body of a head up display apparatus same as the above.
  • the head-up display device 100 is disposed inside the instrument panel 210 of the vehicle 200, reflects display light L emitted from a liquid crystal display 110 described later via a windshield (projection member) 220, and A virtual image (display image) V is displayed by guiding it to an eye box of 200 drivers (observers) D.
  • the driver D can visually recognize the virtual image V by the display light L with the scenery superimposed.
  • the head-up display device 100 mainly includes a liquid crystal display (display) 110, a concave mirror 120, a housing 130, and a heat dissipation member 140, as shown in FIG.
  • the liquid crystal display 110 includes an illumination optical system 111, a light diffusing member 112, a liquid crystal display panel (display member) 113, a first case body 114, a second case body 115, and a third case body 116. Are provided.
  • the illumination optical system 111 is a so-called Koehler illumination optical system, and includes a light source 111a, a condenser lens 111b, a lens array 111c, and a field lens 111d as shown in FIG.
  • the illumination optical system 111 irradiates the light beam L0 emitted from the light source 111a evenly on the effective area of the liquid crystal display panel 113, and the light beam through the projection optical system configured by the concave mirror 120 and the windshield 220.
  • the angle of the display light L emitted from the surface of the liquid crystal display panel 113 is controlled so as to be guided to the eye box of the driver D.
  • the light source 111a includes a light emitting element such as an LED, and emits a light beam L0.
  • the light source 111 a is mounted on a circuit board (light source board) 117.
  • the condenser lens 111b is composed of a convex lens made of an optical resin having a refractive index Nd of 1.4 to 1.7 at a wavelength of 587.56 nm, and condenses the light beam L0 emitted from the light source 111a, thereby providing a head-up display device. It has a function of collimating with respect to 100 optical axes A.
  • the condenser lens 111b corresponds to one light source 111a, and when a plurality of light sources 111a are used as in the present embodiment, the condenser lens 111b takes the form of a collective lens in which a plurality of convex lens portions are arranged.
  • the effective focal length of the condenser lens 111b is 5 to 9 mm. Depending on the specifications, it may be composed of two lenses, for example, when the distance between the lens curved surfaces (lens thickness) is to be kept below a certain level for the convenience of manufacturing the lens. Also good.
  • the exit surface of the light source 111a is located at the focal point of the condenser lens 111b, and the paraxial light beam emitted from the light source 111a becomes parallel to the optical axis A after passing through the condenser lens 111b.
  • the distance between the incident side curved surface vertex of the condenser lens 111b and the exit surface of the light source 111a is defined on the condition of the amount of light taken in from the light source 111a and the size constraint.
  • the exit-side curved surface shape of the condenser lens 111b is basically spherical, but may be an aspheric shape according to the light distribution characteristics of the light source 111a.
  • a biconvex lens made of an optical resin having a refractive index Nd of 1.4 to 1.7 at a wavelength of 587.56 mm is regularly arranged on a plane perpendicular to the optical axis A of the head-up display device 100.
  • the optical member is arranged in a plurality, and has a function of dividing the light beam L0 collimated by the condenser lens 111b according to the number of arrays and connecting intermediate images.
  • This intermediate image is an image obtained by dividing the enlarged image of the light source 111a generated by the condenser lens 111b by the number of arrays.
  • the lens array 111c adjusts the vertical and horizontal widths of each lens to change the light distribution angle (numerical aperture) of the light beam L0 emitted from the intermediate image plane in the vertical direction and the horizontal direction (the short side direction of the liquid crystal display panel 113). (Long side direction) can be optimized differently.
  • the ratio of the vertical and horizontal widths of each lens (vertical width: horizontal width) is set to be substantially equal to the aspect ratio of the liquid crystal display panel 113 (the vertical and horizontal size ratio of the display screen).
  • the shape of the intermediate image generated by the lens array 111c is similar to the display screen of the liquid crystal display panel 113, and this intermediate image is enlarged and irradiated onto the liquid crystal display panel 113 by the action of the field lens 111d described later.
  • the curved surface shape of each lens is basically a spherical surface (a curved surface obtained by cutting out a part of the spherical surface with a rectangle).
  • the curved surface shape is an aspherical surface such as a toroidal surface, the vertical and horizontal widths of each lens are reduced. It is also possible to optimize the vertical and horizontal light distribution angles, respectively.
  • the thickness of the lens array 111c that is, the distance between the curved surface apexes, is a position where the paraxial parallel light incident on the lens array 111c is refracted and condensed with reference to the incident-side curved surface of the lens.
  • the exit-side curved surface (Same as the intermediate image plane) is defined as the exit-side curved surface.
  • the incident-side curved surface and the emitting-side curved surface of the lens array 11c have a main plane symmetric combination having the same radius of curvature with opposite directions.
  • the vertical and horizontal widths of the entire lens array 111c are defined in accordance with the light distribution angle of the emitted light rays on the surface of the liquid crystal display panel 113. For example, when the focal length of the field lens 111d is fixed, the light distribution angle of the emitted light in the liquid crystal display panel 113 becomes wider as the overall length and width of the lens array 111c increase.
  • the effective curved surface size of the condenser lens 111b is defined, and detailed design of the condenser lens 111b is performed.
  • the interval between the condenser lens 111b and the lens array 111c may be unquestioned from an optical point of view, but it may be desirable to make it as short as possible in consideration of a reduction in product dimensions.
  • the field lens 111d is composed of a convex lens made of an optical resin having a refractive index Nd of 1.4 to 1.7 at a wavelength of 587.56 nm.
  • the field lens 111d is composed of at least two convex lenses.
  • the field lens 111d has a role of guiding the light beam L0 emitted from the intermediate image generated by the lens array 111c to the liquid crystal display panel 113 at a predetermined light distribution angle. That is, the illumination optical system 111 generates each intermediate image by dividing the collimated light beam L0 from the light source 111a by the lens array 111c, and the light beam L0 emitted from each generated intermediate image by the field lens 111d.
  • the liquid crystal display panel 113 is enlarged so as to irradiate the entire surface (a plane passing through the center line in the thickness direction of the liquid crystal layer), and individual object points are superimposed on the liquid crystal display panel 113 which is one surface. .
  • the light irradiation efficiency to the eye box B can be improved, and the luminance uniformity of the virtual image V is improved as compared with the conventional method using a lenticular lens that spreads only in the horizontal direction and the vertical direction after the light collection.
  • the luminance change amount of the virtual image V accompanying the viewpoint movement can be suppressed.
  • the light distribution angle on the surface of the liquid crystal display panel 113 is a light beam connecting the eye box B of the driver D and the virtual image V whose position is determined in advance, and the projection optical system of the head-up display device 100 (in this embodiment, the windshield 220 and It is obtained by tracing back rays through a concave mirror 120).
  • the distance (air layer) between the two convex lenses constituting the field lens 111d is preferably set to a length that is 1/2 or more of the effective focal length of the field lens 111d.
  • a desirable light distribution angle characteristic on the surface of the liquid crystal display panel 113 in many head-up display devices currently mass-produced spreads concentrically around the optical axis A of the head-up display device 100 at the center of the surface, At an arbitrary point away from the center of the surface, it has an inclination angle that spreads outward with respect to the optical axis A of the head-up display device 100 in proportion to the distance from the center of the surface.
  • the lens array 111c is positioned such that the intermediate image plane F1 of the lens array 111c is located on the principal point P2 side of the field lens 111d with respect to the object side focal point P1 of the field lens 111d.
  • the Koehler illumination optical system used for a general projector or the like guides a telecentric light beam to an illumination target such as a liquid crystal display panel, so that the intermediate image plane of the lens array coincides with the object side focus of the field lens.
  • Design is fundamental. Due to this difference, it can be said that the illumination optical system 111 in the present invention is a unique optical system.
  • the intermediate image plane F1 of the lens array 111c is located on the image side (virtual image V side) with respect to the principal point of the lens array 111c.
  • an intermediate image is generated in such a specification that the intermediate image and the object side focal point P1 of the field lens 111d are as close to each other as in the case where the intermediate image is located on the object side (light source side) with respect to its principal point, such as a concave lenticular lens.
  • the optical design does not hinder the thickness of the lens itself.
  • the field lens 111d is disposed so that its image-side focal point P3 substantially coincides with the surface of the liquid crystal display panel 113. This is an arrangement for forming a group of rays emitted from each intermediate image generated by the lens array 111c at the same angle on the surface of the liquid crystal display panel 113 by the field lens 111d. It can contribute to the improvement of the degree.
  • the distance between the exit-side curved vertex of the field lens 111d and the surface of the liquid crystal display panel 113 is not defined in terms of optical design. However, since the light diffusing member 112 described later is disposed, it is desirable to provide a distance between them of about 10 mm.
  • the curved surface forming the field lens 111d has a spherical shape, but may be an aspherical shape in order to improve the degree of light collection on the surface of the liquid crystal display panel 113.
  • the light diffusing member 112 is a film-like or plate-like member made of a transparent resin material as a base material, and is disposed between the field lens 111d of the illumination optical system 111 and the liquid crystal display panel 113 so as to cover the entire optical path. Is done.
  • the light diffusing member 112 is fixed in the third case body 116 by being sandwiched or adhered by an exterior part.
  • the light diffusing member 112 diffuses the external light reflected by the exit-side curved surface of the field lens 111d, and prevents the driver D from directly viewing the boundary portion of the intermediate image generated by the lens array 111c of the illumination optical system 111. It has a function to make.
  • the liquid crystal display panel 113 is formed by adhering polarizing plates to both front and rear surfaces of a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sealed in a pair of translucent substrates on which a transparent electrode film is formed. It is stored in.
  • the light beam L0 guided to the surface of the liquid crystal display panel 113 at a predetermined light distribution angle by the field lens 111d is transmitted through the liquid crystal display panel 113 to become display light L, which is irradiated to the concave mirror 120 constituting the projection optical system.
  • the first case body 114 is a cylindrical member provided on the rear side of the liquid crystal display 110 and made of a non-translucent resin material and having a substantially rectangular cross section, and forms a storage space for storing the condenser lens 111b. 114a, a flange 114b extending from one end (the rear end) of the wall 114a and perpendicular to the wall 114a, and the other end (the front end) of the wall 114a And a notch 114c formed on the substrate.
  • FIG. 4 is a view showing a method for fixing the first case body 114. In FIG. 4, the first case body 114 shows only the collar portion 114b.
  • the first case body 114 is provided with two positioning pins 114d positioned with high accuracy on the rear surface side of the flange portion 114b.
  • the positioning pins 114d are passed through the positioning holes 111e and 117a formed in the condenser lens 111b and the circuit board 117, respectively, and further, two positions are formed in the heat dissipation member 140. Are inserted into the positioning holes 141 to be positioned, and these members are positioned.
  • the positioning hole 111e of the condenser lens 111b is accurately positioned with respect to the vertex of the curved surface of the condenser lens 111b, and the positioning hole 117a of the circuit board 117 is accurately positioned with respect to the mounting area of the light source 111a.
  • the positioning holes 111e, 117a, and 141 have the same inter-hole pitch and hole diameter, and the positioning pins 114d are inserted into the positioning holes 111e, 117a, and 141, so that the lens curved surface apex of the condenser lens 111b and the light source
  • the light emitting region center of 111a is in a state located on the same axis.
  • the first case body 114 is provided with two through holes 114e through which the screws S are inserted into the flange portion 114b.
  • the condenser lens 111b and the circuit board 117 are respectively formed with through holes 111f and 117b through which screws S are inserted.
  • the screw S is inserted into the through holes 114 e, 111 f, 117 b and then screwed into screw holes 142 formed in two places in the heat radiating member 140, and the first case body 114 is screwed to the heat radiating member 140.
  • the first case body 114 holds the circuit board 117 and the condenser lens 111b between the heat radiating member 140 and fixes them.
  • the notch 114c provided on the other end (front end) of the wall 114a of the first case body 114 has a flat portion 111g formed around the lens array 111c. And the lens array 111c is positioned. The lens array 111c is further fixed at an arbitrary position by sandwiching the flat portion 111g between the first case body 114 and the second case body 115.
  • the second case body 115 is a cylindrical member having a substantially rectangular cross section made of a non-translucent resin material, is provided between the first case body 114 and the third case body 116, and is an illumination optical system. Each member constituting 111 is stored and held.
  • the second case body 115 includes a wall portion 115a having a stepped shape in which the front side is narrower than the rear side, and a flange portion extending to one end portion (the end portion on the rear side) of the wall portion 115a. 115b.
  • the flange portion 115b is provided with a screw through hole (not shown), and the second case body 115 is screwed to the heat radiating member 140.
  • the second case body 115 has a projecting surface 115c that abuts against the flat surface portion 111g of the lens array 111c when screwing to the heat radiating member 140 on the inner surface side of the step portion of the wall 115a.
  • the lens array 114 is fixed by sandwiching the flat surface portion 111g by the cutout portion 114c of the first case body 114.
  • the second case body 115 has a role of holding the field lens 111d, and the two convex lenses constituting the field lens 111d are fixed to the inner surface of the wall portion 115a of the second case body 115, respectively. The interval is maintained with high accuracy.
  • the third case body 116 is provided on the front side (injection side) of the liquid crystal display 100, is made of a non-translucent resin material, and houses the light diffusion member 112 and the liquid crystal display panel 113.
  • the third case body 120 is provided with a window 116 a that exposes the display surface of the liquid crystal display panel 113.
  • the concave mirror 120 is formed by depositing a metal such as aluminum on a resin material such as polycarbonate to form a concave reflecting surface.
  • the display light L emitted from the liquid crystal display 110 is magnified by the concave mirror 120 and applied to the windshield 220.
  • the housing 130 is made of a non-translucent resin material and houses the liquid crystal display 110 and the concave mirror 120.
  • the housing 130 is provided with a window 131 that emits display light.
  • the window 131 is made of a translucent resin material such as acrylic and has a curved shape. Further, the housing 130 is provided with an opening 132 for disposing the heat radiating member 140 on the rear side.
  • the heat dissipation member 140 is provided in the opening 132 of the housing 130.
  • the heat radiating member 140 is a fin-type structure made of a metal material such as aluminum, and has a role of releasing heat generated by the light source 117 to the outside.
  • the first and second case bodies 114 and 115 are fixed to the heat radiating member 140 by screws.
  • the heat radiating member 140 is screwed to the housing 130.
  • the head-up display device 100 is configured by the above-described units.
  • the lens array 111c that divides the light beam L0 into the illumination optical system 111 and generates a plurality of intermediate images of the light source 111a, and the light beam L0 emitted from the intermediate image generated by the lens array 111c at a predetermined angle.
  • the lens array 111c is disposed so that the intermediate image plane F1 generated by the lens array 111c is positioned on the principal point P2 side of the field lens 111d with respect to the object side focal point P1 of the field lens 111d. Desirable light distribution angle characteristics on the surface of the liquid crystal display panel 113 in the head-up display device 100 can be obtained.
  • the field lens 111d is arranged so that its image-side focal point P3 substantially coincides with the surface of the liquid crystal display panel 113, whereby the uniformity on the surface of the liquid crystal display panel 113 can be improved.
  • the condenser lens 111b that condenses the light beam L0 is disposed between the light source 111a and the lens array 111c, thereby efficiently condensing the light beam L0 from the light source 111a on the lens array 111c. be able to. If the light source 111a emits parallel light and has a predetermined width, a specification without the condenser lens 111b is possible.
  • the lens array 111d can be optimized by making the numerical aperture of the generated intermediate image different between the short side direction and the long side direction of the liquid crystal display panel 113.
  • the lens array 111d includes a plurality of biconvex lenses integrally arranged, and the biconvex lens has a ratio of the long side width to the short side width of the curved surface effective area of the liquid crystal display panel 113.
  • the numerical apertures in the vertical direction and the horizontal direction can be optimized.
  • the field lens 111d is composed of at least two convex lenses, and an air layer having a length that is at least half of the effective focal length of the field lens 111d is provided between the convex lenses. Can be provided with a field lens 111d having a high concentration. If the ease of manufacturing is not taken into consideration, the field lens 111d can be configured by a single convex lens.
  • the light diffusion member 112 is disposed between the field lens 111d and the liquid crystal display panel 113, thereby diffusing external light reflected by the exit-side curved surface of the field lens 111d.
  • the display quality of the head-up display device 100 can be improved by preventing the driver D from directly viewing the boundary portion of the intermediate image generated by the lens array 111c of the illumination optical system 111.
  • the present embodiment includes a circuit board 117 on which the light source 111a is mounted and a first case body 114 on which positioning pins 114d are formed, and the light source board 117 and the condenser lens 111b are formed at through holes 117a at positions facing each other. 111e, and the light source substrate 117 and the condenser lens 111b are inserted into the through holes 117a and 111e with positioning pins 114d, and the first case body 114 and the heat radiation member 140 disposed on the back side of the light source substrate 117, Be held by. Thereby, the light source 111a and the condenser lens 111b can be easily positioned with high accuracy.
  • the present embodiment includes a second case body 115 that holds the field lens 111d, and the lens array 111c has a flat surface portion 111g at the end, and the first case body 114 and the second case body 115. By sandwiching the flat surface portion 111g, the lens array 111c can be easily disposed and fixed.
  • the present invention is suitable for a head-up display device.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

　アイボックスへの光照射効率を向上することができ、視点移動に伴う表示像の輝度変化量を抑制することが可能であり、また望ましい配光角度特性を実現可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。　ヘッドアップディスプレイ装置の照明光学系１１１は、光線Ｌ０を放出する光源１１１ａと、光線Ｌ０を分割し光源１１１ａの像を複数生成するレンズアレイ１１１ｃと、レンズアレイ１１１ｃにより生成される光源１１１ａの像から発せられる光線Ｌ０を所定の角度で表示部材１１３に入射させるフィールドレンズ１１１ｄと、を有し、レンズアレイ１１１ｃは、レンズアレイ１１１ｃにより生成される光源１１１ａの像面が、フィールドレンズ１１１ｄの物体側焦点に対してフィールドレンズ１１１ｄの主点側に位置するように配設されてなる。　

Description

ヘッドアップディスプレイ装置
　本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
　従来より種々提案されているヘッドアップディスプレイ装置は、光源を含む照明光学系と液晶表示パネルとを備える液晶表示器から発せられる表示光を車両のフロントガラスや専用のコンバイナからなる投射部材を介して観察者（車両用ヘッドアップディスプレイ装置においては主に運転者）の視点範囲（以下、アイボックスとも称する）に投影して虚像を表示するものである。従来のヘッドアップディスプレイ装置として例えば特許文献１に開示されるものがある。かかるヘッドアップディスプレイ装置は、照明光学系として、発光素子が発した照明光を集光するコンデンサレンズと、コンデンサレンズによって集光された照明光を少なくとも横方向に広げるレンチキュラレンズと、トロイダル面を有する集光レンズと、を備えるものである。
　上述のような照明光学系を用いたヘッドアップディスプレイ装置によれば、観察者のアイボックスに対応するように表示部材を透過照明することが可能となり、高輝度で虚像を表示することができる。
特開２００９－１６９３９９号公報
　しかしながら、レンチキュラレンズを用いたヘッドアップディスプレイ装置においては、光軸に対して斜め方向の大部分（特に、いわゆる斜め横、斜め縦方向以外の、縦横方向で同時に斜めになって進む光）で配光制御が困難であり光軸に対する上下左右方向の配光強度に比べて光軸に対する斜め方向の配光強度が低くなることから、観察者の視点移動に伴う表示像の輝度変化量が大きくなるという問題点があった。また、ヘッドアップディスプレイ装置にはプロジェクターなどとは異なる配光角度特性が求められており、望ましい配光角度特性を実現する必要があった。
　そこで本発明は、アイボックスへの光照射効率を向上することができ、視点移動に伴う表示像の輝度変化量を抑制することが可能であり、また望ましい配光角度特性を実現可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
　本発明は、前記課題を解決するために、照明光学系と表示部材とを備える表示器から発せられる表示光を投射部材を介して観察者の視点領域に導いて虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記照明光学系は、
光線を放出する光源と、
前記光線を分割し前記光源の像を複数生成するレンズアレイと、
前記レンズアレイにより生成される前記光源の像から発せられる前記光線を所定の角度で前記表示部材に入射させるフィールドレンズと、を有し、
前記レンズアレイは、前記レンズアレイにより生成される前記光源の像面が、前記フィールドレンズの物体側焦点に対して前記フィールドレンズの主点側に位置するように配設されてなることを特徴とする。
　本発明によれば、アイボックスへの光照射効率を向上することができ、視点移動に伴う表示像の輝度変化量を抑制することが可能であり、また望ましい配光角度特性を実現可能となる。
本発明の実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置の概観図。 同上ヘッドアップディスプレイ装置の断面図。 同上ヘッドアップディスプレイ装置における光路を説明する図。 同上ヘッドアップディスプレイ装置の第１のケース体の固定方法を示す斜視図。
　以下、図１から図４に基づいて、本発明を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。
　ヘッドアップディスプレイ装置１００は、図１に示すように車両２００のインパネ２１０内部に配設され、後述する液晶表示器１１０が発する表示光Ｌをフロントガラス（投射部材）２２０を介して反射させ、車両２００の運転者（観察者）Ｄのアイボックスに導いて虚像（表示像）Ｖを表示するものである。運転者Ｄは表示光Ｌによる虚像Ｖを風景を重畳させて視認することができる。
　ヘッドアップディスプレイ装置１００は、図２に示すように液晶表示器（表示器）１１０と、凹面鏡１２０と、ハウジング１３０と、放熱部材１４０と、から主に構成されている。
　液晶表示器１１０は、照明光学系１１１と、光拡散部材１１２と、液晶表示パネル（表示部材）１１３と、第１のケース体１１４と、第２のケース体１１５と、第３のケース体１１６と、を備えるものである。
　照明光学系１１１は、いわゆるケーラー照明光学系であり、図３に示すように、光源１１１ａと、コンデンサレンズ１１１ｂと、レンズアレイ１１１ｃと、フィールドレンズ１１１ｄと、で構成される。また、照明光学系１１１は、光源１１１ａから発せられる光線Ｌ０を液晶表示パネル１１３の有効領域に均等に照射させつつ、同光線を凹面鏡１２０とフロントガラス２２０とで構成される投射光学系を介して運転者Ｄのアイボックスへ導くように液晶表示パネル１１３面から射出される表示光Ｌの角度を制御するものである。
　光源１１１ａは、ＬＥＤなどの発光素子からなり、光線Ｌ０を発する。光源１１１ａは、回路基板（光源基板）１１７に実装されている。
　コンデンサレンズ１１１ｂは、波長５８７．５６ｎｍにおける屈折率Ｎｄが１．４～１．７である光学樹脂により作製される凸レンズからなり、光源１１１ａから射出される光線Ｌ０を集光し、ヘッドアップディスプレイ装置１００の光軸Ａに対して平行化する機能を有する。コンデンサレンズ１１１ｂは、１個の光源１１１ａに対して１つのレンズが対応し、本実施形態のように光源１１１ａが複数使用される場合は、凸レンズ部が複数配置された集合レンズの形態を取る。コンデンサレンズ１１１ｂの有効焦点距離は５～９ｍｍであり、レンズ製造上の都合からレンズ曲面頂点間距離（レンズ厚さ）を一定以下に抑えたい場合など、仕様によっては２枚のレンズで構成してもよい。光源１１１ａはその射出面がコンデンサレンズ１１１ｂの焦点に位置し、光源１１１ａから射出される近軸光線がコンデンサレンズ１１１ｂ透過後に光軸Ａと平行になる。なお、コンデンサレンズ１１１ｂの入射側曲面頂点と光源１１１ａの射出面との間隔は光源１１１ａからの光取り込み量及び寸法制約などを条件として規定される。光源１１１ａがランバシアン配光に近い特性を持つ場合、コンデンサレンズ１１１ｂの射出側曲面形状は球面を基本とするが、光源１１１ａの配光特性に応じて非球面形状としてもよい。
　レンズアレイ１１１ｃは、波長５８７．５６ｍｍにおける屈折率Ｎｄが１．４～１．７である光学樹脂により作製される両凸レンズがヘッドアップディスプレイ装置１００の光軸Ａに対して垂直な平面に規則的に複数配置されてなる光学部材であり、コンデンサレンズ１１１ｂによって平行化された光線Ｌ０をアレイ数に応じて分割して中間像を結ぶ役割を有する。この中間像は、コンデンサレンズ１１１ｂによって生成される光源１１１ａの拡大像をアレイ数で分割した像である。レンズアレイ１１１ｃは、各レンズの縦横幅を調整することにより、中間像面から射出される光線Ｌ０の配光角度（開口数）を、縦方向と横方向（液晶表示パネル１１３の短辺方向と長辺方向）とでそれぞれ異ならせて最適化することができる。各レンズの縦横幅の比（縦幅：横幅）は、液晶表示パネル１１３のアスペクト比（表示画面の縦横サイズ比）に略等しくなるように設定される。これにより、レンズアレイ１１１ｃで生成される中間像の形状が液晶表示パネル１１３の表示画面と相似となり、この中間像が後述するフィールドレンズ１１１ｄの作用で液晶表示パネル１１３に拡大照射されるため、液晶表示パネル１１３入射時の照明効率を向上させることができる。レンズアレイ１１１ｃにおいて、各レンズの曲面形状は球面（球面の一部を矩形で切り取った曲面）を基本とするが、曲面形状をトロイダル面のような非球面とすれば、各レンズの縦横幅を同等として縦方向、横方向の配光角度をそれぞれ最適化することも可能である。また、レンズアレイ１１１ｃの厚さ、すなわち曲面頂点間距離は、レンズの入射側曲面を基準として、レンズアレイ１１１ｃに入射した近軸平行光が屈折して集光する位置（設計上、この位置が前記中間像面と等しい）を出射側曲面とするように規定される。なお、レンズアレイ１１ｃの入射側曲面と出射側曲面とは、互いに向きが逆の同じ曲率半径を有する、主平面対称の組み合わせとなる。また、レンズアレイ１１１ｃ全体の縦横幅は、液晶表示パネル１１３面における出射光線の配光角度に合わせて規定される。例えば、フィールドレンズ１１１ｄの焦点距離が固定される場合、レンズアレイ１１１ｃ全体の縦横幅が大きくなるに伴って液晶表示パネル１１３における射出光線の配光角度が広くなる。そのため、レンズアレイ１１１ｃ全体の縦横幅が決定された後、コンデンサレンズ１１１ｂの有効曲面サイズが規定され、コンデンサレンズ１１１ｂの詳細設計が行われる。コンデンサレンズ１１１ｂとレンズアレイ１１１ｃの間隔は光学的な観点からは不問として良いが、製品寸法の小型化などを考慮すると極力短くすることが望ましい場合がある。
　フィールドレンズ１１１ｄは、波長５８７．５６ｎｍにおける屈折率Ｎｄが１．４～１．７である光学樹脂により作製される凸レンズからなり、本実施形態においては少なくとも２つの凸レンズからなる。フィールドレンズ１１１ｄは、レンズアレイ１１１ｃが生成した中間像から発せられる光線Ｌ０を、所定の配光角度で液晶表示パネル１１３へ導く役割を有する。すなわち、照明光学系１１１は、レンズアレイ１１１ｃによって光源１１１ａからの平行化された光線Ｌ０を分割して各中間像を生成し、生成される各中間像から発せられる光線Ｌ０をフィールドレンズ１１１ｄによってそれぞれ液晶表示パネル１１３面（液晶層の厚さ方向の中心線を通る平面）全体を照射するように拡大し、また、個々の物点を１つの面である液晶表示パネル１１３面に重ねるものである。これにより、アイボックスＢへの光照射効率を向上することができ、また、集光後に横方向及び縦方向にのみ広げるレンチキュラレンズを用いた従来の方法と比べて虚像Ｖの輝度均斉度を改善して視点移動に伴う虚像Ｖの輝度変化量を抑制することができる。液晶表示パネル１１３面における配光角度は、運転者ＤのアイボックスＢと予め位置が定められる虚像Ｖを結ぶ光線群を、ヘッドアップディスプレイ装置１００の投射光学系（本実施形態ではフロントガラス２２０及び凹面鏡１２０で構成される）を介して逆光線追跡することにより求められるものである。フィールドレンズ１１１ｄを構成する２つの凸レンズの間隔（空気層）は、フィールドレンズ１１１ｄの有効焦点距離の１／２以上の長さとすることが望ましい。これは、液晶表示パネル１１３面における配光角度（像側開口数）が大きい場合、２つの凸レンズ間距離が短くなるに応じて、フィールドレンズ１１１ｄによる集光度が劣化し、液晶表示パネル１１３面における光照射効率及び輝度均斉度が低下するため、この性能悪化を回避するべく２つの凸レンズ間にある程度の間隔が必要なためである。また、現在量産されている多くのヘッドアップディスプレイ装置における液晶表示パネル１１３面での望ましい配光角度特性は、面中央の点ではヘッドアップディスプレイ装置１００の光軸Ａを軸として同心円状に広がり、面中央から離れた任意の点においては面中央からの距離に比例してヘッドアップディスプレイ装置１００の光軸Ａに対して外側に広がる傾斜角を有するものである。かかる配光角度特性を実現するべく、本実施形態においては、レンズアレイ１１１ｃの中間像面Ｆ１が、フィールドレンズ１１１ｄの物体側焦点Ｐ１よりフィールドレンズ１１１ｄの主点Ｐ２側に位置するようにレンズアレイ１１１ｃ及びフィールドレンズ１１１ｄを配置している。物理法則として、レンズの焦点を通過して斜め方向からレンズに入射する光線は、レンズ透過後に光軸と平行となって進む。また、斜め入射する光線と光軸との交点がレンズの主点と焦点の間に位置する場合、レンズ透過後の光線は光軸から離れる方向に（発散方向に広がって）進む。したがって、レンズアレイ１１１ｃの中間像面Ｆ１とフィールドレンズ１１１ｄの物体側焦点Ｐ１とを上記のような位置関係とすると、上述のヘッドアップディスプレイ装置に望ましい配光角度を達成できることが理論上確認できる。ところで、一般的なプロジェクターなどに使用されるケーラー照明光学系は、液晶表示パネルなどの照明対象にテレセントリックな光線を導くため、レンズアレイの中間像面をフィールドレンズの物体側焦点に一致させるような設計が基本となる。この違いにより、本願発明における照明光学系１１１は独特な光学系と言える。また、レンズアレイ１１１ｃの中間像面Ｆ１は、レンズアレイ１１１ｃの主点に対して像側（虚像Ｖ側）に位置する。したがって、凹面レンチキュラレンズなど、中間像がその主点に対して物体側（光源側）に位置する場合のように中間像とフィールドレンズ１１１ｄの物体側焦点Ｐ１を極力接近させる仕様において中間像を生成するレンズ自身の厚みによって光学設計に障害が発生することがない。また、フィールドレンズ１１１ｄは、その像側焦点Ｐ３が液晶表示パネル１１３面と略一致するように配置される。これは、レンズアレイ１１１ｃによって生成される各中間像から同じ角度で出射される光線群を、フィールドレンズ１１１ｄによって液晶表示パネル１１３面に結像させるための配置であり、液晶表示パネル１１３面における均斉度向上に寄与することができる。フィールドレンズ１１１ｄの射出側曲面頂点と液晶表示パネル１１３面との間隔は光学設計上は規定しない。ただし、後述する光拡散部材１１２を配置することから、両者の間隔を１０ｍｍ程度設けることが望ましい。フィールドレンズ１１１ｄを構成する曲面は球面形状を有するが、液晶表示パネル１１３面における集光度を改善するために非球面形状としてもよい。
　光拡散部材１１２は、透明樹脂材料を基材としたフィルム状あるいは板状の部材であり、照明光学系１１１のフィールドレンズ１１１ｄと液晶表示パネル１１３との間に、全光路を覆う大きさで配置される。光拡散部材１１２は、第３のケース体１１６内に外装部品での挟み込みや接着等によって固定される。光拡散部材１１２は、フィールドレンズ１１１ｄの射出側曲面で反射される外光を拡散し、また、照明光学系１１１のレンズアレイ１１１ｃにより生成される中間像の境界部分を運転者Ｄから直視できないようにする機能を有する。
　液晶表示パネル１１３は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶層を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着してなるものであり、第３のケース体１１６内に収納される。フィールドレンズ１１１ｄによって所定の配光角度で液晶表示パネル１１３面へ導かれた光線Ｌ０は液晶表示パネル１１３を透過して表示光Ｌとなり投射光学系を構成する凹面鏡１２０に照射される。
　第１のケース体１１４は、液晶表示器１１０の後方側に設けられ、非透光性樹脂材料からなる断面略矩形状の筒状部材であり、コンデンサレンズ１１１ｂを収納する収納空間を形成する壁部１１４ａと、壁部１１４ａの一方の端部（後方側の端部）から延設され壁部１１４ａに対して垂直な鍔部１１４ｂと、壁部１１４ａの他方の端部（前方側の端部）に形成される切り欠き部１１４ｃと、を備える。図４は第１のケース体１１４の固定方法を示す図である。なお、図４においては第１のケース体１１４は鍔部１１４ｂのみを図示している。第１のケース体１１４は、鍔部１１４ｂの後面側に高精度に位置出しされた２つの位置決めピン１１４ｄが設けられている。第１のケース体１１４の配設に際し、まず、この位置決めピン１１４ｄをコンデンサレンズ１１１ｂ及び回路基板１１７にそれぞれ２個所形成される位置決め孔１１１ｅ、１１７ａに貫通させ、さらに、放熱部材１４０に２個所形成される位置決め孔１４１に挿入し、これらの部材の位置決めを行う。コンデンサレンズ１１１ｂの位置決め孔１１１ｅはコンデンサレンズ１１１ｂのレンズ曲面頂点に対して高精度に位置出しされ、回路基板１１７の位置決め孔１１７ａは光源１１１ａの実装領域に対して高精度に位置出しされている。また、位置決め孔１１１ｅ、１１７ａ、１４１はそれぞれ同一の孔間ピッチ及び孔径を有し、位置決めピン１１４ｄが各位置決め孔１１１ｅ、１１７ａ、１４１に挿入されることにより、コンデンサレンズ１１１ｂのレンズ曲面頂点と光源１１１ａの発光領域中心が同軸上に位置する状態となる。また、第１のケース体１１４は、鍔部１１４ｂにネジＳが挿通される２個所の貫通孔１１４ｅが設けられている。同様にコンデンサレンズ１１１ｂ及び回路基板１１７にはそれぞれ２個所にネジＳが挿通される貫通孔１１１ｆ、１１７ｂが形成されている。ネジＳは貫通孔１１４ｅ、１１１ｆ、１１７ｂに挿通された後放熱部材１４０に２個所形成されるネジ孔１４２に螺着され、第１のケース体１１４は放熱部材１４０にネジ止めされる。その際、第１のケース体１１４は、放熱部材１４０との間に回路基板１１７及びコンデンサレンズ１１１ｂを狭持してこれらを固定する。図２に戻って、第１のケース体１１４の壁部１１４ａの他方の端部（前方側の端部）に設けられる切り欠き部１１４ｃには、レンズアレイ１１１ｃの周辺に形成される平面部１１１ｇが突き当てられ、レンズアレイ１１１ｃが位置決めされる。レンズアレイ１１１ｃはさらに、この平面部１１１ｇを第１のケース体１１４と第２のケース体１１５とで狭持されることで任意の位置に固定される。
　第２のケース体１１５は、非透光性樹脂材料からなる断面略矩形状の筒状部材であり、第１のケース体１１４と第３のケース体１１６との間に設けられ、照明光学系１１１を構成する各部材を収納、保持する。第２のケース体１１５は、前方側が後方側に対して幅狭となる段差形状を有する壁部１１５ａと、壁部１１５ａの一方の端部（後方側の端部）に延設される鍔部１１５ｂと、を備える。鍔部１１５ｂにはネジ貫通孔（図示しない）が設けられており、第２のケース体１１５は放熱部材１４０にネジ止めされる。また、第２のケース体１１５は、壁部１１５ａの段差部分の内面側に放熱部材１４０へのネジ止めに際してレンズアレイ１１１ｃの平面部１１１ｇに突き当てられる突出面１１５ｃを有し、この突出面１１５ｃと第１のケース体１１４の切り欠き部１１４ｃとで平面部１１１ｇを狭持することでレンズアレイ１１４が固定される。また、第２のケース体１１５は、フィールドレンズ１１１ｄを保持する役割を有し、フィールドレンズ１１１ｄを構成する２つの凸レンズは、それぞれ第２のケース体１１５の壁部１１５ａの内面に固定され、両者の間隔は精度良く保持される。
　第３のケース体１１６は、液晶表示器１００の前方側（射出側）に設けられ、非透光性樹脂材料からなり、光拡散部材１１２及び液晶表示パネル１１３を収納するものである。第３のケース体１２０は液晶表示パネル１１３の表示面を露出する窓部１１６ａが設けられる。
　凹面鏡１２０は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料に例えばアルミニウムなどの金属を蒸着させて凹面状の反射面を形成してなるものである。凹面鏡１２０によって液晶表示器１１０が発した表示光Ｌが拡大されてフロントガラス２２０に照射される。
　ハウジング１３０は、非透光性樹脂材料からなり、液晶表示器１１０及び凹面鏡１２０を収納する。ハウジング１３０には、表示光を出射する窓部１３１が設けられている。この窓部１３１は例えばアクリルなどの透光性樹脂材料からなり、湾曲形成となっている。また、ハウジング１３０には、後方側に放熱部材１４０を配設するための開口部１３２が設けられている。
　放熱部材１４０は、ハウジング１３０の開口部１３２に設けられる。放熱部材１４０は、例えばアルミニウムなどの金属材料で作成されるフィン型の構造体であり、光源１１７が発する熱を外部に放出する役割を有する。放熱部材１４０には、ネジ止めにより第１，第２のケース体１１４，１１５が固定される。また、放熱部材１４０はハウジング１３０にネジ止めされる。
　以上の各部によってヘッドアップディスプレイ装置１００が構成されている。
　本実施形態によれば、照明光学系１１１に光線Ｌ０を分割し光源１１１ａの中間像を複数生成するレンズアレイ１１１ｃと、レンズアレイ１１１ｃにより生成される中間像から発せられる光線Ｌ０を所定の角度で液晶表示パネル１１３に入射させるフィールドレンズ１１１ｄと、を備えることによって、アイボックスＢへの光照射効率を向上することができ、また、虚像Ｖの輝度均斉度を改善して視点移動に伴う虚像Ｖの輝度変化量を抑制することができる。さらに、レンズアレイ１１１ｃを、レンズアレイ１１１ｃにより生成される中間像面Ｆ１が、フィールドレンズ１１１ｄの物体側焦点Ｐ１に対してフィールドレンズ１１１ｄの主点Ｐ２側に位置するように配設することにより、ヘッドアップディスプレイ装置１００における液晶表示パネル１１３面での望ましい配光角度特性を得ることができる。
　また、本実施形態は、フィールドレンズ１１１ｄを、その像側焦点Ｐ３が液晶表示パネル１１３面に略一致するように配設することにより、液晶表示パネル１１３面における均斉度を向上させることができる。
　また、本実施形態は、光源１１１ａとレンズアレイ１１１ｃとの間に、光線Ｌ０を集光するコンデンサレンズ１１１ｂを配設することにより、レンズアレイ１１１ｃに効率良く光源１１１ａからの光線Ｌ０を集光することができる。なお、光源１１１ａが平行光を発し、所定の幅を有するものであれば、コンデンサレンズ１１１ｂを設けない仕様も可能である。
　また、本実施形態において、レンズアレイ１１１ｄは、生成する中間像の開口数を液晶表示パネル１１３の短辺方向と長辺方向とで異ならせることでそれぞれ最適化することができる。具体的方法の１つとして、レンズアレイ１１１ｄは、両凸レンズが一体的に複数配置されてなり、前記両凸レンズは、その曲面有効領域の長辺幅と短辺幅の比が液晶表示パネル１１３の表示領域のアスペクト比と略等しく形成することで縦方向と横方向の開口数をそれぞれ最適化することができる。
　また、本実施形態において、フィールドレンズ１１１ｄは、少なくとも２つの凸レンズからなり、前記凸レンズ間にフィールドレンズ１１１ｄの有効焦点距離に対して２分の１以上の長さの空気層を設けることによって、容易に集光度の高いフィールドレンズ１１１ｄを設けることができる。なお、製造の容易性を考慮しなければ１つの凸レンズでフィールドレンズ１１１ｄを構成することも可能である。
　また、本実施形態は、フィールドレンズ１１１ｄと液晶表示パネル１１３との間に光拡散部材１１２が配設されることにより、フィールドレンズ１１１ｄの射出側曲面で反射される外光を拡散し、また、照明光学系１１１のレンズアレイ１１１ｃにより生成される中間像の境界部分を運転者Ｄから直視できないようにしてヘッドアップディスプレイ装置１００の表示品位を向上させることができる。
　また、本実施形態は、光源１１１ａを実装する回路基板１１７と位置決めピン１１４ｄが形成された第１のケース体１１４とを備え、光源基板１１７とコンデンサレンズ１１１ｂとは互いに対向する位置に貫通孔１１７ａ，１１１ｅを備え、光源基板１１７とコンデンサレンズ１１１ｂとは、貫通孔１１７ａ，１１１ｅに位置決めピン１１４ｄが挿通され、第１のケース体１１４と光源基板１１７の背面側に配設される放熱部材１４０とによって狭持されてなる。これにより、容易に光源１１１ａとコンデンサレンズ１１１ｂとを精度良く位置決めすることができる。さらに、本実施形態は、フィールドレンズ１１１ｄを保持する第２のケース体１１５を備え、レンズアレイ１１１ｃは、端部に平面部１１１ｇを有し、第１のケース体１１４と第２のケース体１１５とで平面部１１１ｇが狭持されることによって、容易にレンズアレイ１１１ｃを配設固定することができる。
　本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に好適である。
１００　ヘッドアップディスプレイ装置
１１０　液晶表示器
１１１　照明光学系
１１１ａ　光源
１１１ｂ　コンデンサレンズ
１１１ｃ　レンズアレイ
１１１ｄ　フィールドレンズ
１１２　光拡散部材
１１３　液晶表示パネル（表示部材）
１１４　第１のケース体
１１５　第２のケース体
１１６　第３のケース体
１１７　回路基板（光源基板）
１２０　凹面鏡
１３０　ハウジング
１４０　放熱部材
　

Claims (9)

  1. 照明光学系と表示部材とを備える表示器から発せられる表示光を投射部材を介して観察者の視点領域に導いて虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記照明光学系は、
    光線を放出する光源と、
    前記光線を分割し前記光源の像を複数生成するレンズアレイと、
    前記レンズアレイにより生成される前記光源の像から発せられる前記光線を所定の角度で前記表示部材に入射させるフィールドレンズと、を有し、
    前記レンズアレイは、前記レンズアレイにより生成される前記光源の像面が、前記フィールドレンズの物体側焦点に対して前記フィールドレンズの主点側に位置するように配設されてなることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 前記フィールドレンズは、その像側焦点が前記表示部材の面に略一致するように配設されてなることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 前記光源と前記レンズアレイとの間に、前記光線を集光するコンデンサレンズを配設してなることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 前記レンズアレイは、生成する前記光源の像の開口数が前記表示部材の短辺方向と長辺方向とで異なることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 前記レンズアレイは、両凸レンズが一体的に複数配置されてなり、前記両凸レンズは、その曲面有効領域の長辺幅と短辺幅の比が前記表示部材の表示領域のアスペクト比と略等しく形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 前記フィールドレンズは、少なくとも２つの凸レンズからなり、前記凸レンズ間に前記フィールドレンズの有効焦点距離に対して２分の１以上の長さの空気層が設けられてなることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 前記フィールドレンズと前記表示部材との間に光拡散部材が配設されてなることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  8. 前記光源を実装する光源基板と位置決めピンが形成された第１のケース体とを備え、
    前記光源基板と前記コンデンサレンズとは互いに対向する位置に貫通孔を備え、
    前記光源基板と前記コンデンサレンズとは、前記貫通孔に前記位置決めピンが挿通され、前記第１のケース体と前記光源基板の背面側に配設される放熱部材とによって狭持されてなることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  9. 前記フィールドレンズを保持する第２のケース体を備え、
    前記レンズアレイは、端部に平面部を有し、
    前記第１のケース体と前記第２のケース体とで前記平面部が狭持されてなることを特徴とする請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
    　
PCT/JP2012/053123 2011-03-25 2012-02-10 ヘッドアップディスプレイ装置 WO2012132579A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280014587.0A CN103460114B (zh) 2011-03-25 2012-02-10 平视显示装置
KR1020137025954A KR101866603B1 (ko) 2011-03-25 2012-02-10 헤드업 디스플레이 장치
US14/007,195 US9081179B2 (en) 2011-03-25 2012-02-10 Head-up display device
EP12763278.4A EP2690484B1 (en) 2011-03-25 2012-02-10 Head-up display device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011067426A JP5674032B2 (ja) 2011-03-25 2011-03-25 ヘッドアップディスプレイ装置
JP2011-067426 2011-03-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012132579A1 true WO2012132579A1 (ja) 2012-10-04

Family

ID=46930343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/053123 WO2012132579A1 (ja) 2011-03-25 2012-02-10 ヘッドアップディスプレイ装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9081179B2 (ja)
EP (1) EP2690484B1 (ja)
JP (1) JP5674032B2 (ja)
KR (1) KR101866603B1 (ja)
CN (1) CN103460114B (ja)
WO (1) WO2012132579A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130208363A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 Yazaki Corporation Display device for vehicle
CN104085349A (zh) * 2014-07-25 2014-10-08 大连引航光电信息技术有限公司 平视显示装置
KR101519352B1 (ko) * 2013-12-12 2015-05-21 현대오트론 주식회사 헤드업 디스플레이
EP2811332A4 (en) * 2013-03-29 2015-10-28 Jvc Kenwood Corp IMAGE DISPLAY DEVICE
JP2016009155A (ja) * 2014-06-26 2016-01-18 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2016208378A1 (ja) * 2015-06-24 2016-12-29 日本精機株式会社 液晶表示装置
WO2017203871A1 (ja) * 2016-05-25 2017-11-30 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及び画像投射ユニット
JP2017215571A (ja) * 2016-05-25 2017-12-07 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及び画像投射ユニット
CN107577046A (zh) * 2017-08-22 2018-01-12 苏州车萝卜汽车电子科技有限公司 一种hud照明系统、抬头显示装置以及实现方法
US20210263401A1 (en) * 2020-02-24 2021-08-26 Seiko Epson Corporation Light source apparatus, illuminator, and projector

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5974987B2 (ja) * 2013-06-20 2016-08-23 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置、およびヘッドアップディスプレイ装置に用いられる照明装置
JP6248473B2 (ja) * 2013-08-28 2017-12-20 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN103777353B (zh) * 2014-01-23 2016-08-17 深圳点石创新科技有限公司 一种汽车抬头显示装置
FR3020178B1 (fr) * 2014-04-17 2017-10-06 Valeo Comfort & Driving Assistance Dispositif de retroeclairage notamment pour afficheur tete haute et afficheur tete haute pour vehicule automobile
JP6287605B2 (ja) * 2014-06-09 2018-03-07 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその照明ユニット
JP6369148B2 (ja) 2014-06-09 2018-08-08 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその照明ユニット
JP6481298B2 (ja) * 2014-09-10 2019-03-13 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2016039449A1 (ja) 2014-09-12 2016-03-17 矢崎総業株式会社 表面パネル、表示ユニット、車載表示装置及びインストルメントパネル
JP2016065907A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
EP3200006B1 (en) * 2014-09-24 2020-08-26 Nippon Seiki Co., Ltd. Head-up display device
JP6365174B2 (ja) * 2014-09-24 2018-08-01 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6550716B2 (ja) * 2014-10-16 2019-07-31 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6410094B2 (ja) * 2014-11-14 2018-10-24 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JP6216307B2 (ja) * 2014-11-17 2017-10-18 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置及びバックライト装置
FR3028963B1 (fr) * 2014-11-21 2016-12-23 Valeo Comfort & Driving Assistance Systeme de protection pour afficheur, notamment tete haute, et afficheur associe
FR3029353B1 (fr) * 2014-11-28 2016-12-23 Valeo Comfort & Driving Assistance Dispositif de retroeclairage notamment pour afficheur tete haute et afficheur tete haute pour vehicule automobile
WO2016092724A1 (ja) * 2014-12-08 2016-06-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイおよびそれを備えた移動体
JP5866644B1 (ja) * 2014-12-26 2016-02-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ及びヘッドアップディスプレイを備えた移動体
KR102362728B1 (ko) * 2015-02-26 2022-02-15 엘지이노텍 주식회사 헤드 업 디스플레이 장치
US10429651B2 (en) 2015-02-26 2019-10-01 Lg Innotek Co., Ltd. Head up display device
JP2016180922A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 三菱電機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6354667B2 (ja) * 2015-06-05 2018-07-11 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
FR3039665B1 (fr) * 2015-07-27 2019-08-16 Valeo Comfort And Driving Assistance Systeme de projection pour afficheur et afficheur tete haute
FR3039664B1 (fr) * 2015-07-27 2019-09-13 Valeo Comfort And Driving Assistance Systeme de projection pour afficheur et afficheur tete haute associe
GB2542348B (en) * 2015-09-15 2019-04-17 Ford Global Tech Llc Windscreen display system
US9816687B2 (en) 2015-09-24 2017-11-14 Intel Corporation MEMS LED zoom
US9746689B2 (en) 2015-09-24 2017-08-29 Intel Corporation Magnetic fluid optical image stabilization
JP6459921B2 (ja) * 2015-11-19 2019-01-30 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP2017134175A (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその生産方法
JP6319355B2 (ja) * 2016-02-23 2018-05-09 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
KR20170101112A (ko) 2016-02-26 2017-09-05 엘지전자 주식회사 차량용 헤드 업 디스플레이 장치
JP6481649B2 (ja) * 2016-03-29 2019-03-13 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
US10901209B2 (en) * 2016-04-20 2021-01-26 Nippon Seiki Co., Ltd. Head-up display device
JP6508125B2 (ja) * 2016-05-18 2019-05-08 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及び画像投射ユニット
DE102016109951A1 (de) * 2016-05-31 2017-11-30 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lichterzeugungsvorrichtung für eine Kopf-oben-Anzeige eines Kraftfahrzeugs
CN113433703A (zh) * 2016-07-07 2021-09-24 麦克赛尔株式会社 平视显示装置
US11294175B2 (en) 2016-10-05 2022-04-05 Lg Innotek Co., Ltd. Head up display device
US20190293933A1 (en) 2016-11-16 2019-09-26 Konica Minolta, Inc. Display member, head-up display device, and jig
JPWO2018092636A1 (ja) 2016-11-16 2019-10-17 コニカミノルタ株式会社 表示部材、ヘッドアップディスプレイ装置及び治具
EP3606064B1 (en) * 2017-03-31 2021-05-19 Konica Minolta, Inc. Head-up display apparatus
KR20180123354A (ko) * 2017-05-08 2018-11-16 엘지전자 주식회사 차량용 사용자 인터페이스 장치 및 차량
JP6876252B2 (ja) * 2017-06-30 2021-05-26 日本精機株式会社 バックライトユニット及びヘッドアップディスプレイ
CN107357040B (zh) * 2017-08-22 2020-09-15 苏州车萝卜汽车电子科技有限公司 一种紧凑型抬头显示装置以及显示方法
JP6663891B2 (ja) * 2017-09-06 2020-03-13 矢崎総業株式会社 バックライトユニットおよびヘッドアップディスプレイ装置
JP6663896B2 (ja) * 2017-11-02 2020-03-13 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP7188396B2 (ja) * 2017-11-30 2022-12-13 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ
CN108152959B (zh) * 2018-01-02 2020-08-07 京东方科技集团股份有限公司 车载抬头显示系统
WO2019138797A1 (ja) * 2018-01-11 2019-07-18 日本精機株式会社 表示装置
JP6575616B2 (ja) * 2018-01-30 2019-09-18 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその照明ユニット
JP6575615B2 (ja) * 2018-01-30 2019-09-18 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその照明ユニット
JP6481785B2 (ja) * 2018-02-02 2019-03-13 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその照明ユニット
US11098856B2 (en) * 2018-07-13 2021-08-24 Aion LED, Inc. Narrow collimating and diffusing optic system for LED lighting
JP6741089B2 (ja) * 2019-02-06 2020-08-19 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6926136B2 (ja) * 2019-03-22 2021-08-25 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN111948812A (zh) * 2019-05-17 2020-11-17 未来（北京）黑科技有限公司 一种抬头显示系统
US11353701B2 (en) 2019-06-19 2022-06-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America. Inc. Multi-piece heads up display bezel with long chute
WO2021132556A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN115769020A (zh) 2020-07-01 2023-03-07 美蓓亚三美株式会社 面状照明装置
JPWO2022045064A1 (ja) * 2020-08-26 2022-03-03
JP7077392B2 (ja) * 2020-12-23 2022-05-30 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
FR3125895A1 (fr) * 2021-07-30 2023-02-03 Valeo Comfort And Driving Assistance Dispositif de génération d’images et afficheur tête haute comportant un tel dispositif
CN114545637B (zh) * 2022-04-21 2023-05-05 业成科技（成都）有限公司 投影显示设备及具有其的车辆
CN114721209B (zh) * 2022-04-27 2023-06-27 业成科技（成都）有限公司 投影显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031845A (ja) * 2000-07-19 2002-01-31 Seiko Epson Corp プロジェクタ
JP2007058163A (ja) * 2005-07-27 2007-03-08 Ricoh Co Ltd 光源装置、光変調装置、表示装置、集光照明装置、及び投射型カラー表示装置
JP2007121602A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Victor Co Of Japan Ltd 照明光学系
JP2008209665A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Nippon Seiki Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
JP2009169399A (ja) 2007-12-18 2009-07-30 Nippon Seiki Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1250461A (ja) * 1968-10-25 1971-10-20
US5278532A (en) * 1987-09-14 1994-01-11 Hughes Aircraft Company Automotive instrument virtual image display
US6750832B1 (en) * 1996-12-20 2004-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Information display system for at least one person
US6734838B1 (en) * 1998-05-18 2004-05-11 Dimension Technologies Inc. Enhanced resolution for image generation
WO2002069018A1 (fr) * 2001-02-27 2002-09-06 Seiko Epson Corporation Systeme optique d'eclairage et projecteur utilisant ce dernier
JP2005141202A (ja) * 2003-11-03 2005-06-02 Arisawa Mfg Co Ltd 透過型スクリーン
JP4962685B2 (ja) * 2005-04-26 2012-06-27 日本精機株式会社 照明装置及びその照明装置を備えた液晶表示装置
DE102010030138A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Projektionsdisplay und Verfahren zum Anzeigen eines Gesamtbilds

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031845A (ja) * 2000-07-19 2002-01-31 Seiko Epson Corp プロジェクタ
JP2007058163A (ja) * 2005-07-27 2007-03-08 Ricoh Co Ltd 光源装置、光変調装置、表示装置、集光照明装置、及び投射型カラー表示装置
JP2007121602A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Victor Co Of Japan Ltd 照明光学系
JP2008209665A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Nippon Seiki Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
JP2009169399A (ja) 2007-12-18 2009-07-30 Nippon Seiki Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2690484A4 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130208363A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 Yazaki Corporation Display device for vehicle
EP2811332A4 (en) * 2013-03-29 2015-10-28 Jvc Kenwood Corp IMAGE DISPLAY DEVICE
KR101519352B1 (ko) * 2013-12-12 2015-05-21 현대오트론 주식회사 헤드업 디스플레이
JP2016009155A (ja) * 2014-06-26 2016-01-18 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN104085349A (zh) * 2014-07-25 2014-10-08 大连引航光电信息技术有限公司 平视显示装置
JP2017009864A (ja) * 2015-06-24 2017-01-12 日本精機株式会社 液晶表示装置
WO2016208378A1 (ja) * 2015-06-24 2016-12-29 日本精機株式会社 液晶表示装置
WO2017203871A1 (ja) * 2016-05-25 2017-11-30 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及び画像投射ユニット
JP2017215571A (ja) * 2016-05-25 2017-12-07 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及び画像投射ユニット
JP2019215569A (ja) * 2016-05-25 2019-12-19 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP2019215568A (ja) * 2016-05-25 2019-12-19 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
CN107577046A (zh) * 2017-08-22 2018-01-12 苏州车萝卜汽车电子科技有限公司 一种hud照明系统、抬头显示装置以及实现方法
CN107577046B (zh) * 2017-08-22 2019-11-26 苏州车萝卜汽车电子科技有限公司 一种hud照明系统、抬头显示装置以及实现方法
US20210263401A1 (en) * 2020-02-24 2021-08-26 Seiko Epson Corporation Light source apparatus, illuminator, and projector

Also Published As

Publication number Publication date
EP2690484A4 (en) 2015-05-27
EP2690484B1 (en) 2016-05-04
JP5674032B2 (ja) 2015-02-18
EP2690484A1 (en) 2014-01-29
KR20140008425A (ko) 2014-01-21
KR101866603B1 (ko) 2018-06-11
CN103460114B (zh) 2016-01-20
US9081179B2 (en) 2015-07-14
JP2012203176A (ja) 2012-10-22
US20140022645A1 (en) 2014-01-23
CN103460114A (zh) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5674032B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
EP3200006B1 (en) Head-up display device
KR102396365B1 (ko) 직시 디스플레이 디바이스 및 직시 디스플레이 디바이스를 위한 광 유닛
US11294173B2 (en) Display device and head-up display device
EP3447561B1 (en) Head-up display device
JP6544569B2 (ja) 液晶表示装置
JP6365174B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP6550923B2 (ja) 表示装置
JP6410094B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ
JP2018083593A (ja) 表示装置
JP6481298B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2016065907A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2018536270A (ja) フレネル光学系を有する発光ユニットおよびこれを用いる発光装置および表示システム
US10488657B2 (en) Head-up display device with uniform brightness
JPWO2019225572A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2018180291A (ja) 車両用表示装置
JP6741089B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
CN113640903A (zh) 复眼透镜、背光照明系统及其制造方法
JP2020160293A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
WO2024080170A1 (ja) 光学システムおよび虚像方式映像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12763278

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14007195

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137025954

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012763278

Country of ref document: EP